JP4718430B2

JP4718430B2 - 回転式スイッチ用基板体の製造方法

Info

Publication number: JP4718430B2
Application number: JP2006337239A
Authority: JP
Inventors: 重正高橋
Original assignee: 帝国通信工業株式会社
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: JP2008152967A

Description

本発明は、回転式スイッチ用基板体の製造方法に関するものである。

従来、回転式スイッチの中には、合成樹脂製の基台上に、スイッチパターンを形成したフレキシブル回路基板を取り付け、基台からフレキシブル回路基板を貫通してフレキシブル回路基板上に突出する軸部を設け、この軸部を回転つまみに設けた孔に挿入して軸部の先端を熱かしめすることでフレキシブル回路基板上に回動自在に回転つまみを設置した構造のものがある。そして回転つまみを回転すると、回転つまみに取り付けた摺動子が前記スイッチパターン上を摺動することでその電気的出力が変化する。

しかしながら回転つまみを合成樹脂製の基台から突出する合成樹脂製の軸部に取り付けると、半田付け等の高温がかかった際に、軸部の回転つまみを取り付けている熱かしめ部分が変形して回転つまみの回転トルクが減少し、最悪の場合、回転つまみが基台から外れる恐れがあった。また基台が合成樹脂製なので、機械的強度が弱く、変形したりする恐れがあった。また前記回転式スイッチのスイッチパターンや摺動子等の電気回路部分に外部から静電気が侵入すると、電子機器の誤動作等の不都合を招く。この不都合を解消するには、電気回路部分に侵入する前にこの静電気を入射してアースするアース部材を設置すればよい。しかしながらアース部材を設置すると回転式スイッチの構造が複雑になるばかりか、組み立て作業が煩雑になる。これらのことから回転式スイッチの製造コストが上昇する。また回転式スイッチの厚みの薄型化や外形の小型化が図れない。
特開２００４−５５２１８号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、半田付け等の高温がかかっても回転つまみの回転トルクが減少したり、回転つまみが外れたりすることなく、また機械的強度の強い回転式スイッチに用いて好適な回転式スイッチ用基板体の製造方法を提供することにある。

また本発明の目的は、例えアース部材を設置しても、構造が簡単で、組み立て作業も容易で、製造コストが低く抑えられ、また厚みの薄型化や外形の小型化を図ることができる回転式スイッチに用いて好適な回転式スイッチ用基板体の製造方法を提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、金属板製のアース板と、スイッチパターンを形成してなるフレキシブル回路基板と、端部をリードフレームの一辺に連結することで並列に配置された複数本の金属端子とを用意し、前記フレキシブル回路基板にはスイッチパターンに接続された端子接続パターンと、何れの電気回路にも接続されないダミーパターンとが併設されており、前記アース板上にフレキシブル回路基板を載置すると共にこのフレキシブル回路基板に形成した各端子接続パターン上と各ダミーパターン上に前記各金属端子の当接部を当接する工程と、前記アース板とフレキシブル回路基板の周囲に枠部材をインサート成形する工程と、前記フレキシブル回路基板の各端子接続パターンに当接した各金属端子から前記リードフレームを切断すると共に、前記各ダミーパターンに当接した各金属端子を前記枠部材から突出したところで切断する工程とを具備し、前記リードフレームに連結する金属端子の本数を同一にしたまま前記フレキシブル回路基板に設けるスイッチパターンの形状を変更し、この変更によって形成されたダミーパターンに当接する金属端子を前記枠部材から突出したところで切断することで、異なるスイッチパターンのフレキシブル回路基板を有する各種回転式スイッチ用基板体を製造することを特徴とする回転式スイッチ用基板体の製造方法にある。

請求項１に記載の発明によれば、フレキシブル回路基板に端子接続パターンの他にダミーパターンを設けて金属端子を当接して枠部材で固定した後に、この金属端子を切断するので、異なるスイッチパターンを有するフレキシブル回路基板毎に別々の本数の金属端子を有するリードフレームを用いるよりも、生産効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を用いて製造した基板体１０を具備する回転式スイッチ１の分解斜視図、図２は組み立てた回転式スイッチ１の概略側断面図である。図１に示すようにこの回転式スイッチ１は、基板体１０の上に回転つまみ１２０を設置して構成されている。以下各構成部品について説明する。

図３は基板体１０の製造方法説明図である。同図に示すように基板体１０は、アース板２０上にフレキシブル回路基板４０を載置し、フレキシブル回路基板４０の３つの端子接続パターン５１と２つのダミーパターン５３上にそれぞれ金属端子７０の一端（当接部７１）を載置した上で、アース板２０及びフレキシブル回路基板４０の周囲（外周）に図１に示すように樹脂製の枠部材８０を成形することによって構成されている。なお枠部材８０を成形する際、各端子接続パターン５１と各金属端子７０は圧接接続される。

アース板２０は図３に示すように薄い金属板（例えば厚み０．３ｍｍ）によって構成されており、その中央に筒状に絞って突出させた軸部２１を設け、またその外周辺の左右両側２ヶ所ずつから、それぞれ舌片状（帯状）の一対の係止片２３とリードフレーム連結片２５と取付部２７とを突出して設け、また両取付部２７の間の外周辺から１つの舌片状の係止片２９と１つのアース突起３１とを突出して構成されている。係止片２３はその先端側の面をアース板２０の面よりも少し軸部２１の突出側に平行移動して突出するように屈曲されている。リードフレーム連結片２５はアース板２０の面と同一面の平面状であり略矩形状に形成されている。取付部２７もアース板２０の面と同一面の平面状であり略矩形状で長尺に形成されている。係止片２９はその先端を軸部２１の突出側に略直角に屈曲させている。アース突起３１はアース板２０の面と同一面の平面状であり略矩形状に形成されている。なお枠部材８０を成形する前のアース板２０の一対のリードフレーム連結片２５と一対の取付部２７とアース突起３１とは、何れも点線で示すように連結部３３によって図示しないフープ材に設けられたリードフレームに連結されている。なおアース板２０は下記するように、電子機器のアース回路（具体的には下記する図２に示す回路基板２００に設けたアース回路等）に接続されることで、アースされるものである。

フレキシブル回路基板４０は可撓性を有する略円形の合成樹脂フイルム（この実施形態ではポレエチレンテレフタレートフイルムを用いているが、他の各種熱可塑性又は熱硬化性の合成樹脂フイルムを用いてもよい）４１の中央に貫通する挿通孔４３を設け、挿通孔４３の周囲の上面にスイッチパターン４４（一対の同心円状のオンオフパターン４５，４５とオンオフパターン４５，４５の外周側に形成される一本の円弧状のコモンパターン４７からなる）を設け、さらに合成樹脂フイルム４１の一辺に３つの端子接続パターン５１を設け、また各端子接続パターン５１の間の位置に１つずつダミーパターン５３を設け、各端子接続パターン５１と前記オンオフパターン４５，４５及びコモンパターン４７とをそれぞれ連結する連結パターン５５，５５，５９を設けて構成されている。２つのダミーパターン５３はダミーであり、この回転式スイッチ１を組み込む電子機器の何れの電気回路にも接続されない。上記各パターンは導電ペースト（銀ペーストやカーボンペースト等）の印刷によって形成されているが、その方法以外に金属箔のエッチングなどによって形成してもよい。また中央の端子接続パターン５１と両ダミーパターン５３の間には樹脂挿通用の貫通する樹脂挿通孔６１が設けられている。

５本の金属端子７０は金属板（この実施形態では鉄板）からなる長尺平板形状であり、その一端近傍に抜け防止用の幅方向に突出する突起を設けた当接部７１を設けて構成されている。なお枠部材８０を成形する前の各金属端子７０の当接部７１とは反対側の端部は、点線で示すようにリードフレーム７３に連結されている。

そして基板体１０を製造するには、まずアース板２０の上にフレキシブル回路基板４０を載置すると同時に、フレキシブル回路基板４０の各端子接続パターン５１上と各ダミーパターン５３上に各金属端子７０の当接部７１を当接する。このとき軸部２１は挿通孔４３に挿通される。またフレキシブル回路基板４０の端子接続パターン５１及びダミーパターン５３を設けた部分の下面側にはアース板２０は位置しない。

そしてこれらアース板２０とフレキシブル回路基板４０と金属端子７０とを図示しない金型によって挟持し、アース板２０とフレキシブル回路基板４０の周囲の部分に形成される金型のキャビティー（枠部材８０と同一形状）内に高温高圧の溶融成形樹脂（例えばポリアミド樹脂等）を圧入して満たし、冷却後に金型を取り外せば、図１に示すようにアース板２０とフレキシブル回路基板４０の周囲に枠部材８０がインサート成形される。そして５本の金属端子７０から図３に示すリードフレーム７３を切断し、同時に図３に示すリードフレーム連結片２５と取付部２７とアース突起３１とに連結しているリードフレームの連結部３３を切断する。このときダミーパターン５３に接続している２本の金属端子７０と、リードフレーム連結片２５及びアース突起３１に接続している連結部３３とは、枠部材８０から突出したところで切断する。そして各端子接続パターン５１に接続している３本の金属端子７０と、２本の取付部２７とを下方向に向けてほぼ直角に折り曲げれば、図１に示す基板体１０が完成する。

このとき枠部材８０の下面は図１，図２に示すように、アース板２０の下面と同一面となっており（即ちアース板２０の下面は露出しており）、またフレキシブル回路基板４０の端子接続パターン５１及びダミーパターン５３を形成している部分の下面にはアース板２０がなく、その上下を枠部材８０が挟持し、これによって端子接続パターン５１と金属端子７０の当接部７１間が確実に電気的に接続されている。また枠部材８０の上面（フレキシブル回路基板４０のパターン形成面側）には、フレキシブル回路基板４０のスイッチパターン４４が露出しており、その周囲を囲むフレキシブル回路基板４０の表面上には枠部材８０が設けられている。枠部材８０の一辺からは端子接続パターン５１に接続した３本の金属端子７０が突出し下方向に折り曲げられ、また金属端子７０を突出しない枠部材８０の対向する左右両側壁からは一対の取付部２７（図１では一方のみ示す）が突出し下方向に折り曲げられている。アース板２０の係止片２３と係止片２９は、何れも枠部材８０内に埋設され、アース板２０と枠部材８０間を強固に固定している。アース板２０のアース突起３１は図２に示すように、その先端が枠部材８０の外周側面に露出している。また基板体１０の外周辺（即ち枠部材８０の外周辺）の内の金属端子７０を突出している外周辺の反対側の外周辺８０ａは直線状に形成されている。

なおこの実施形態において、フレキシブル回路基板４０に端子接続パターン５１の他にダミーパターン５３を設けて金属端子７０を当接して枠部材８０で固定した後に、この金属端子７０を切断したのは以下の理由による。即ちこの実施形態にかかるフレキシブル回路基板４０のスイッチパターン４４には３つの端子接続パターン５１だけが必要であるが、スイッチパターン４４の機能によっては４つや５つの端子接続パターン５１が必要な場合がある。そのような異なるスイッチパターン４４を有するフレキシブル回路基板４０毎に別々の本数の金属端子７０を有するリードフレーム７３を用いるよりも、金属端子７０の本数を同一（最も多い５本）にしてフレキシブル回路基板４０のスイッチパターン４４の形状だけを変更し、最後に不要な金属端子７０を切断する作業の方が、生産効率がよいからである。

図４は摺動子１４０を取り付けた回転つまみ１２０を下面側から見た斜視図である。また図５は回転つまみ１２０と摺動子１４０の斜視図である。図１，図４，図５に示すように回転つまみ１２０は、合成樹脂（例えばポリアミド樹脂）を略円板状に成形して構成されており、その中央部には前記基板体１０の軸部２１を回動自在に挿通する軸支孔１２１が設けられ、またその下面の軸支孔１２１の周囲の面を摺動子取付面１２３としている。摺動子取付面１２３には摺動子１４０が取り付けられる。摺動子取付面１２３の中央には、内部に前記軸支孔１２１を有する筒状の基板体当接部１２５が突出して設けられている。摺動子取付面１２３には下記する摺動子１４０に設けた各取付部１５１を挿入する小突起状の摺動子取付部１２７が設けられている。また回転つまみ１２０の前記軸支孔１２１の近傍には、回転つまみ１２０を上下に貫通する貫通孔からなる位置決め部１２９が設けられている。

摺動子１４０は弾性金属板（例えばリン青銅板）製であり、略三角形状の基部１４５の１辺から摺動冊子１４７を突出してなる摺動子片１４３を３組具備し、３組の摺動子片１４３を中央に開口１４９を有するリング状の連結部１４１に一体に連結して構成されている。言い換えれば摺動子１４０はリング状の連結部１４１から放射状に３つの摺動子片１４３を突出している。各摺動冊子１４７は各基部１４５から同一円周方向に向けて２対ずつ突出している。２対ある摺動冊子１４７の内のそれぞれ一方は前記フレキシブル回路基板４０に設けたオンオフパターン４５，４５に摺接する位置に、それぞれ他方はコモンパターン４７に摺接する位置になるように設置されている。各基部１４５の前記摺動子取付面１２３から突出する３本の摺動子取付部１２７に対向する位置には小孔からなる取付部１５１が設けられている。

そして回転つまみ１２０に摺動子１４０を取り付けるには、まず回転つまみ１２０の軸支孔１２１と位置決め部１２９を図示しない固定された取付治具に設けられた２つの突部にそれぞれ挿入することで、回転つまみ１２０の位置決め・固定を行う。次に摺動子１４０を前記固定されている回転つまみ１２０の摺動子取付面１２３上に載置する。このとき回転つまみ１２０の基板体当接部１２５が摺動子１４０の開口１４９に挿入され、同時に摺動子１４０の３つの基部１４５の取付部１５１にそれぞれ摺動子取付部１２７が挿入される。そして各摺動子取付部１２７の先端を熱かしめすれば、図４に示すように摺動子１４０が回転つまみ１２０に固定される。

そして回転式スイッチ１を組み立てるには、図１，図２に示すように、基板体１０の上に、摺動子１４０を取り付けた回転つまみ１２０を載置し、回転つまみ１２０の軸支孔１２１に基板体１０の軸部２１を回動自在に挿通し、軸部２１の先端をかしめれば、回転式スイッチ１が完成する。このとき摺動子１４０の摺動冊子１４７はオンオフパターン４５，４５とコモンパターン４７に弾接している。

回転式スイッチ１は、図２に示すように、例えばこの回転式スイッチ１を組み込む電子機器に設けられている硬質の回路基板２００（点線で示す）上に取り付けられる。その際各金属端子７０は回路基板２００に設けた図示しない小孔に挿入され、回路基板２００の表面に設けた図示しない端子接続パターンに半田等によって電気的・機械的に固定される。同時に取付部２７も回路基板２００に設けた図示しない小孔に挿入され、回路基板２００の表面に設けた図示しないアースパターンに半田等によって電気的・機械的に固定され、電子機器のアース回路に接続される。回路基板２００に固定された回転式スイッチ１は、図２に示すように、その回転つまみ１２０の一部が、この回転式スイッチ１を収納する電子機器のケース２５０に設けた開口部２５１から外部に露出する。この回転つまみ１２０の開口部２５１から露出している部分を露出部１２０Ａという。このとき前記アース板２０のアース突起３１は、ケース２５０の開口部２５１近傍に位置する枠部材８０から露出している。

そして図２に示す回転つまみ１２０の露出部１２０Ａを回転すれば、摺動子１４０がオンオフパターン４５，４５とコモンパターン４７上を摺動して各金属端子７０間のオンオフ出力が変化する。この実施形態において、３組の摺動子片１４３を設けたのは、それぞれの摺動子片１４３をそれぞれ２つのオンオフパターン４５，４５とコモンパターン４７とに摺接させるためである。２つのオンオフパターン４５，４５への２組の摺動子片１４３の当接タイミングは少しずれており、両オンオフパターン４５，４５の出力波形は少しずれる。またコモンパターン４７には何れかの摺動子片１４３が常に当接する。

またアース板２０はアースされているので、フレキシブル回路基板４０のスイッチパターン４４や摺動子１４０等の電気回路への静電気の侵入を防止することができる。特にこの実施形態の場合、ケース２５０の開口部２５１から侵入する静電気の多くは、この開口部２５１に最も近い位置にあるアース板２０のアース突起３１に導かれ、アース板２０に導入される。従ってスイッチパターン４４や摺動子１４０等の電気回路に静電気が入射することはない。また回転つまみ１２０には貫通する位置決め部１２９が設けられているが、位置決め部１２９は軸支孔１２１近傍に設けられていて開口部２５１から遠い位置にあるので、この位置決め部１２９に静電気が侵入することはない。

以上のように回転式スイッチ１は、金属板製のアース板２０にスイッチパターン４４を形成してなるフレキシブル回路基板４０を載置すると共にアース板２０及びフレキシブル回路基板４０の周囲を枠部材８０でインサート成形してなる基板体１０と、アース板２０からフレキシブル回路基板４０を貫通してスイッチパターン４４を露出している表面から突出する軸部２１に回動自在に取り付けられ、スイッチパターン４４に摺接する摺動子１４０を取り付けてなる回転つまみ１２０と、を具備して構成されている。即ちこの回転式スイッチ１は、回転つまみ１２０を軸支する軸部２１をアース板２０と同じ金属板製としたので、例え半田付け等の高温がかかっても変形することはなく、回転つまみ１２０の回転トルクが減少したり、回転つまみ１２０が基板体１０から外れる恐れはない。またアース板２０が金属板製なので、機械的強度が強く、基板体１０は変形しない。またアース板２０とフレキシブル回路基板４０とを枠部材８０によって一体化して基板体１０を形成したので、この基板体１０に、摺動子１４０を取り付けた回転つまみ１２０を取り付けるだけで、回転式スイッチ１を構成できる。つまりこの回転式スイッチ１は、アース板２０によるアース機構を有しており、且つ構造が簡単で、組み立て作業も容易で、製造コストが低く抑えられる。また基板体１０の厚みを、アース板２０の厚みとフレキシブル回路基板４０の厚みを加えた厚み程度に薄くできる。

また回転式スイッチ１は、上述のように、回転つまみ１２０の中央部に設けた軸支孔１２１に、アース板２０の軸部２１を挿入して軸部２１先端をかしめるだけで回転つまみ１２０を回動自在に取り付けることができるので、回転式スイッチ１の組み立て作業が容易に行える。また軸部２１が半田付け等によって高温になっても、回転つまみ１２０の取付強度が弱くなることもなく、回転つまみ１２０の回転トルクが減少したり、回転つまみ１２０が外れる恐れはない。

また回転式スイッチ１は、回転つまみ１２０の外周の一部を、この回転式スイッチ１２０を収納する電子機器のケース２５０に設けた開口部２５１から露出する露出部１２０Ａとし、且つケース２５０の開口部２５１近傍に位置する枠部材８０からアース板２０（具体的にはアース突起３１の先端）を露出している。これによってケース２５０の開口部２５１から侵入する静電気をアース板２０に導入することができる。これによって回転式スイッチ１の内部の電気回路への静電気の侵入を防止できる。

また回転式スイッチ１は、ケース２５０の開口部２５１近傍の基板体１０（具体的には枠部材２０）の外周辺８０ａが、ケース２５０に沿うように直線状に形成されているので、この外周辺８０ａを、ケース２５０の開口部２５１近傍の内面に沿わせて設置することができ、その分回転式スイッチ１の設置スペースを小さくでき、電子機器の小型化が図れる。

また回転式スイッチ１の回転つまみ１２０には、回転つまみ１２０に摺動子１４０を取り付ける際に回転つまみ１２０を位置決めする孔からなる位置決め部１２９を設けたので、回転つまみ１２０に摺動子１４０を取り付ける際に、回転方向の取付位置を間違えることがなくなる。なお位置決め部１２９は貫通する孔ではなく、凹部で構成しても良い。

また回転式スイッチ１の摺動子１４０は、基部１４５から摺動冊子１４７を突出してなる摺動子片１４３を３組具備し、３組の摺動子片１４３を中央に開口１４９を有する連結部１４１に一体に連結した構造である。このように摺動子１４０を構成すれば、３組ある摺動子片１４３を１枚の金属板で１部品として構成でき、部品点数が増加しない。一方回転つまみ１２０はその摺動子取付面１２３の中央に、内部に軸支孔１２１を有する基板体当接部１２５を突出して設け、この基板体当接部１２５を摺動子１４０の開口１４９に挿入した状態で、回転つまみ１２０の摺動子取付面１２３に載置した摺動子１４０の３つの基部１４５をそれぞれ回転つまみ１２０に固定している。このように３組ある摺動子片１４３の各基部１４５を回転つまみ１２０に固定するので、各摺動子片１４３の回転つまみ１２０への固定が確実になる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施形態では薄型化のため、アース板２０の下面を枠部材８０の下面と同一面とすることでアース板２０の下面を露出させたが、場合によってはアース板２０の下面に所定の厚みの枠部材８０を設けてもよい。

回転式スイッチ１の分解斜視図である。回転式スイッチ１の概略側断面図である。基板体１０の製造方法説明図である。摺動子１４０を取り付けた回転つまみ１２０を下面側から見た斜視図である。回転つまみ１２０と摺動子１４０の斜視図である。

符号の説明

１回転式スイッチ
１０基板体
２０アース板
２１軸部
３１アース突起
４０フレキシブル回路基板
４１合成樹脂フイルム
４４スイッチパターン
４５オンオフパターン
４７コモンパターン
７０金属端子
８０枠部材
８０ａ外周辺
１２０回転つまみ
１２０Ａ露出部
１２１軸支孔
１２３摺動子取付面
１２５基板体当接部
１２９位置決め部
１４０摺動子
１４１連結部
１４３摺動子片
１４５基部
１４７摺動冊子
１４９開口
２００回路基板
２５０電子機器のケース
２５１開口部

Claims

金属板製のアース板と、スイッチパターンを形成してなるフレキシブル回路基板と、端部をリードフレームの一辺に連結することで並列に配置された複数本の金属端子とを用意し、
前記フレキシブル回路基板にはスイッチパターンに接続された端子接続パターンと、何れの電気回路にも接続されないダミーパターンとが併設されており、
前記アース板上にフレキシブル回路基板を載置すると共にこのフレキシブル回路基板に形成した各端子接続パターン上と各ダミーパターン上に前記各金属端子の当接部を当接する工程と、
前記アース板とフレキシブル回路基板の周囲に枠部材をインサート成形する工程と、
前記フレキシブル回路基板の各端子接続パターンに当接した各金属端子から前記リードフレームを切断すると共に、前記各ダミーパターンに当接した各金属端子を前記枠部材から突出したところで切断する工程とを具備し、
前記リードフレームに連結する金属端子の本数を同一にしたまま前記フレキシブル回路基板に設けるスイッチパターンの形状を変更し、この変更によって形成されたダミーパターンに当接する金属端子を前記枠部材から突出したところで切断することで、異なるスイッチパターンのフレキシブル回路基板を有する各種回転式スイッチ用基板体を製造することを特徴とする回転式スイッチ用基板体の製造方法。