JP4722138B2 - 相補的なダイオードユニットをもつスイッチ - Google Patents

Description

本発明はスイッチに関し、より詳細には、相補的なダイオードユニットを備えたスイッチに関する。このスイッチは、例えば、米国特許５１９９５５７号に開示された種類のものであってもよい。

電子スイッチは、実際の応用例や用いられる製造方法などに応じてさまざまな種類のものが利用できる。米国特許第５１９９５５７号は、一つ以上のダイオードを実装した様々な構造のスイッチについて開示している。このスイッチは、いわゆる表面実装技術 (Surface Mounting Technique: SMT) を用いて、例えば、キーボードパネル内に実装することが想定されている。しかしながら、スズが、例えば約６０秒間、２４０℃に熱せられる可能性のあるこの工程に耐えることができないので、ダイオードは後から実装される。ダイオードは、押しボタン延長部(push button extender)の内部空間に据えられたソケット内に実装され、ダイオード端子は、押しボタン延長部のスリットを通り、さらにスイッチのハウジングを構成している部分にある開口部を通って伸びている。

本発明の目的は、一つ以上のダイオードを後から実装する必要のない、自動工程で製造できるスイッチを提供すること、および、そのようなスイッチの製造方法を提供することである。

本発明の一態様は、少なくとも一つのダイオードおよび一対の端子を含むダイオードユニットを、動作可能なキーと、少なくとも二つの端子点を備えたスイッチ本体とを有するスイッチ上に取り付ける方法に関するものであり、上記方法は、ダイオードユニットがスイッチ本体に対して所定の平面内で動くことを防ぐため、ダイオードユニットの表面部品がスイッチ本体の対応する表面部品に噛み合うように、ダイオードユニットをキーの露出端の上に配置する段階と、ダイオードユニット端子を平面の垂直方向に伸ばす段階と、ダイオードユニットがスイッチ本体に対して所定の平面に垂直に動くことを防ぐため、ダイオードユニット端子をスイッチ本体の端子点に接続する段階とを含んでいる。

この方法は、ダイオードの確実な固定を保証することができ、これによって、例えばキーボードパネル内にいつでも実装でき、ダイオードを後で実装する必要のない、取り扱いの容易なスイッチを提供できる。表面実装技術または加熱を伴う他の実装技術を用いてこのスイッチを実装する場合、それに伴う温度に耐えられるダイオードを使用する必要がある。

現在の本発明の好ましい実施形態では、キーの露出端に形成され、取り囲む周壁によって形成された凹部の中にダイオードユニットが配置され、ダイオードユニット端子が周壁に形成された開口部またはスリットを通って伸びている。凹部は、本発明による実際のダイオードユニットを配置することができる任意の形状をとることができる。凹部は、例えば、中に設置しようとするダイオードユニットの外周形状と同じ形状であってもよい。凹部の断面はほぼ円形であるか、あるいは、ほぼ長方形などの任意の他の形状であってもよい。

ダイオードは、上記ダイオードユニット端子を含む突起部を有するソケット内に取り付けることができ、上記突起部はキーの周壁に形成された上記開口部またはスリットを通って伸びるように配置されている。ソケットの形状は実質的に円形であってもよいし、あるいは、実質的に長方形などの任意の他の形状であってもよい。ダイオードユニットとキーとの間のクリアランスは、ダイオードユニットに影響を与えることなくキーが作動できるものであることが好ましい。

ダイオードユニット端子をスイッチ本体の端子点に接続する段階は、ダイオードユニット端子とスイッチ本体の端子点を機械的に相互接続する段階と、ダイオードユニット端子とスイッチ本体の端子点との間の接続をはんだ付けする段階とを含んでいることが好ましい。機械的に相互接続することにより、スイッチの実装が加熱を伴う場合でも、ダイオードユニットが正しい位置に保たれることが保証される。はんだ付けすることにより、ダイオードユニット端子とスイッチ本体の端子点との間の電気的な接続を強化することができ、また、スイッチを取り扱う際のダイオードユニットの固定をさらにしっかり保つことができる。

スイッチ本体の各端子点は、互いに僅かに間隔の開いた一対の端子ピンを備えていることが好ましく、前述したダイオードユニット端子を接続する段階は、ダイオードユニット端子の各々を端子ピンの対応する対の間に配置する段階と、ピンをダイオードユニット端子の周りに締め付ける段階とを含んでいる。もっとも、各端子点は、端子ピンを１つだけ備えていてもよいし、三つ以上の端子ピンを備えていてもよい。ダイオードユニット端子とスイッチ本体の端子点を機械的に相互接続する段階は、端子ピンを捻る段階または曲げる段階を含んでいてもよい。

本発明の別の態様は、少なくとも二つの端子点を有するスイッチ本体と、上記スイッチ本体の上に取り付けられた動作可能なキーとを備え、少なくとも一つのダイオードおよび一対の端子を含んでキーの露出端に取り付けられたダイオードユニットを有し、ダイオードユニットがスイッチ本体に対して所定の平面内で動くことを防ぐため、ダイオードユニットの表面部品がスイッチ本体の対応する表面部品と噛み合い、ダイオードユニット端子が上記平面の垂直方向に伸び、スイッチ本体の端子点に接続されているスイッチに関するものである。

ダイオードユニットは、好ましくは、キーの露出端に形成され、取り囲む周壁によって形成されている凹部の中に配置されており、ダイオードユニット端子は上記周壁に形成された開口部またはスリットを通って伸びている。キーは、実質的に円形または長方形などの断面を有する任意の形状をとることができる。周壁は、円筒形の外壁を有するもので、すなわち、キーが高さ方向に実質的に一定の断面を有するものであってもよいし、断面が変化するものであってもよい。

ダイオードは、好ましくは、上記ダイオードユニット端子を含む突起部を有するソケット内に取り付けられており、上記突起部は、キーの周壁に形成された開口部またはスリットを通って伸びるように配置されている。ダイオードは、ソケット内に形成されたキャビティ内に実装することが好ましい。ダイオードは、例えば、接着またははんだ付けによって実装することができる。

現在の本発明の好ましい実施形態では、スイッチ本体の各端子点は互いに僅かに間隔の開いた一対の端子ピンを備えており、各ダイオードユニット端子は上記端子ピンのそれぞれの対の間に配置され、挟まれている。

ダイオードユニットとスイッチ本体の噛み合う表面部品は、好ましくは、それぞれ実質的に相補的な表面部品を備えている。

スイッチ本体は、スイッチ本体の一つ以上の外側側壁から外側に伸びる少なくとも４つの端子部品をさらに備え、端子部品の内の少なくとも二つは、各々、それぞれの端子点に電気的に接続されていることが好ましい。端子部品は、平らな表面に取り付けられるように構成されていることが好ましい。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係るスイッチ１の好ましい実施形態を示す図であり、スイッチ本体２が４つの端子部品３を備え、そのうちの３つが図中に見えている状態を示している。さらに、スイッチ本体２はスイッチ本体２の両側に配置された二つの端子点４（図の中には一つだけが見えている）を備えている。図示した好ましい実施形態では、各端子点４は、互いに僅かに間隙の開いた一対の端子ピン５を備えている。さらに、スイッチ１は動作可能なキー６を含んでおり、このキー６は動作の際にその対称軸に沿って動く。キー６はキーの露出端に形成された凹部７を有し、凹部７は取り囲む周壁８によって形成されている。

ダイオードユニット９は、ダイオード１３との接点１２を備えたキャビティ１１のあるソケット１０と、それぞれがダイオードユニット端子１５の一方を含む突起部１４とを有する。突起部１４は、キー６の周壁８に形成されたスリット１６を通って伸びるように配置されている。少なくとも一つのダイオード１３が、接点１２と電気的に接続された状態で、ソケット１０のキャビティ１１内に実装されている。本発明に係るスイッチ１は、表面実装型発光ダイオードと共に用いるように構成することが好ましいが、実際の応用例に適しており、本発明に係るダイオードユニットに実装可能であれば、あらゆる種類のダイオードを使用することができる。

図２ａおよび図２ｂは、一つのダイオード１３を備えたスイッチを示しており、図３は二つのダイオード１３を備えた実施形態を示している。ソケット１０のキャビティ１１内に十分な空間があれば、３つ以上のダイオードをスイッチに使用することも可能である。図２および図３は、ダイオード１３を実装するためのキャビティ１１の二つの異なる形状を示している。図示したキャビティ１１のサイズは、ダイオード１３のサイズに合わせることができる。したがって、キャビティ１１の形状は、求められるタイプおよび大きさのダイオード１３が入るように構成された形状であれば、どのような形状であってもよい。しかしながら、同じ形状とサイズのキャビティに異なる数のダイオードが入るように構成されたキャビティ１１のあるソケット１０を備えているようなダイオードユニット９を使用することも可能である。図２ｂは、本発明に係る好ましい実施形態を示した図２ａのスイッチの上面図である。ダイオードユニットの突出部１４は、ソケット１０の別の位置から、例えばソケット１０から対称に伸びていてもよい。このような実施形態に対しては、スイッチ本体に相補的な形状を用いることが必要である。図２および図３は本発明の好ましい実施形態を示しており、この実施形態ではダイオードユニットの形状によって、可能な二つの方向のどちらでもダイオードユニットを取り付けることが可能になっている。このような場合、スイッチ全体の電子回路は、ダイオード１３の極性によって決まる。しかしながら、予め定められた方法で取り付けなければならないダイオードユニット９を有することも可能である。この場合、例えば、スイッチ上の表示によって、または、可能な取り付け方法を制限するような形状を用いることによって、正しく取り付けられることが保証されなければならない。

図４は、スイッチを電気的に接続する好ましい方法を示している。図４ａは、スイッチの上面図であり、図４ｂおよび図４ｃは、それぞれ一つ以上のダイオードを有するスイッチの電気接続図である。図４ａに示したスイッチ本体上にある記号１７は、例えばキーボードパネル内にあるスイッチへの取り付けを案内するために付けられた印の例である。図示されている数字は、図４ｂおよび図４ｃに示した端子部品の番号に対応している。図４ｂおよび図４ｃの中央にある接点部材１８は、キーを動かすことを表している。図４ａに示すように、２番の端子部品は一方の端子点（「−」の印が付けられている）に電気的に接続されており、３番の端子部品は他方の端子点（「＋」の印が付けられている）に電気的に接続されている。しかしながら、端子部品と端子点との間の他の可能な接続も、本発明の範囲内において可能である。このような接続は、例えば、スイッチ本体に用いられる全ての端子を１つの導電材料から製作することで確立できる。

図５は、本発明の好ましい実施形態を示す分解図である。スイッチ本体は、ハウジング１９を備えており、このハウジング１９は端子ユニット（不図示）の周囲に成形された絶縁材料から形成されていることが好ましい。そして、端子ユニットは端子部品３と、端子点４とを備え、端子部品３はそれぞれハウジング１９の外側側壁２０から外側へ伸びている。さらに、端子ユニットは接点ドームなどのスイッチング素子２１と電気的に接触する電気接点部材（図示されていない）を備えている。スイッチ本体のハウジング１９は凹部２２を備え、この凹部２２はスイッチング素子２１を収容し、シリコンドームなどのゴム部材２３への締め付け面を提供する。これらの二つの部材２１および２３は、ハウジング１９で案内されながら接触するように設置される。スイッチング素子２１は、少なくとも一つの電気接点部材（図示されていない）と導電性接触のない第１の状態と、スイッチング素子が電気接点部材との間で導電性接触を確立する第２の状態との間で、切替可能である。動作可能なキー６は、シリコンドーム２３の上に設置されている。キー６はスリット１６を備えており、このスリット１６は、突起部１４がスリット１６を通って伸びた状態でダイオードユニット９が取り付けられたときでも、キー６の動作を可能にするものである。キー６は、スイッチ本体のカバー２５を正しく設置するためのガイド２４を有する。カバー２５は、例えば、超音波溶着または接着によってハウジング１９に固定される。この図は、スイッチ本体およびダイオードユニットの相補的な面の様式の一例を示している。しかしながら、ダイオードユニット９がスイッチ本体に対して所定の平面内で動くことを防ぐあらゆる構造が、本発明の範囲に含まれる。

本発明に係るスイッチでは、スイッチ本体２の各端子点４は、スイッチ本体２の端子部品３の一つに電気的に接続されている。端子点４は、組み付けられている間、ダイオードユニット端子１５に接続されているので、ダイオード１３への電気的な接続はスイッチ本体２の４つの端子部品３が、例えばキーボードパネルに実装される際に確立される。これにより、ダイオードに対してさらに別の電気的な接続を確立する必要はなくなる。

上記したスイッチは、表面実装技術（Surface Mounting Technique: SMT）に従って用いることができる。しかしながら、他の製造方法も、本発明の範囲内で、適用が可能である。

本発明の好ましい1つの実施形態では、ダイオードソケット１０およびスイッチハウジング１９は、絶縁材料を端子の周囲に成形することによって生産される。もっとも、絶縁部品を別個に成形して、端子部品を、例えば接着によって絶縁部品に後から取り付けることも可能である。

図１は、スイッチ本体と、スイッチ本体に組み込むダイオードユニットとを示すスイッチの分解図である。 図２ａは、図１に示したスイッチの斜視図であり、図２ｂは、このスイッチの上面図である。図２ａおよび図２ｂに示したスイッチは、一つのダイオードを具備するように図示されている。 図３は、図１に示したスイッチの斜視図である。このスイッチは、二つのダイオードを具備するように図示されている。 図４ａは、図１に示したスイッチの底面図である。図４ｂおよび図４ｃは、それぞれ一つおよび二つのダイオードを具備するスイッチの回路図である。 図５は、本発明に係る現時点で好ましい実施形態に関する分解図である

Claims (7)

1. 少なくとも一つのダイオード（１３）と、一対のダイオードユニット端子（１５）とを含むダイオードユニット（９）を、動作可能なキー（６）と、少なくとも二つの端子点（４）を備えたスイッチ本体（２）とを有するスイッチ（１）上に取り付ける方法において、
   前記ダイオードユニット（９）を前記キー（６）の露出端の上に配置する段階であって、前記キー（６）の露出端は凹部（７）を取り囲む周壁（８）を備えており、
   前記ダイオードユニット（９）は前記凹部（７）内に配置され、前記ダイオードユニット端子（１５）が前記周壁（８）に形成された開口部またはスリット（１６）を通って伸び、
   前記ダイオードユニット（９）が前記スイッチ本体（２）に対して所定の平面内で動くことを防ぐために、前記ダイオードユニット（９）の表面部品が前記スイッチ本体（２）の対応する表面部品に噛み合っている段階と、
   前記ダイオードユニット端子（１５）を前記平面の垂直方向に伸ばす段階と、
   前記ダイオードユニット（９）が前記スイッチ本体（２）に対して前記平面に垂直に動くことを防ぐため、前記ダイオードユニット端子（１５）を前記端子点（４）に接続する段階とを含み、
   前記少なくとも１つのダイオード（１３）が、前記ダイオードユニット端子（１５）を含む突起部（１４）を有するソケット（１０）内に取り付けられ、前記突起部（１４）が前記キー（６）の前記周壁（８）に形成された前記開口部またはスリット（１６）を通って伸びるように配置されている方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記ダイオードユニット端子（１５）を前記端子点（４）に接続する段階が、
   前記ダイオードユニット端子（１５）と前記端子点（４）を機械的に相互接続する段階と、
   前記ダイオードユニット端子（１５）と前記端子点（４）との間の接続をはんだ付けする段階と
   を含む方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の方法において、
   前記各端子点（４）が、互いに僅かに間隔の開いた一対の端子ピン（５）を含み、前記ダイオードユニット端子（１５）を接続する段階が、前記ダイオードユニット端子（１５）の各々を前記端子ピン（５）の対応する対の間に配置する段階と、前記端子ピン（５）を前記ダイオードユニット端子（１５）の周りに締め付ける段階とを含む方法。
4. 少なくとも二つの端子点（４）を有するスイッチ本体（２）と、
   前記スイッチ本体（２）の上に取り付けられた動作可能なキー（６）とを備え、
   少なくとも一つのダイオード（１３）および一対のダイオードユニット端子（１５）を含んで前記キー（６）の露出端に取り付けられたダイオードユニット（９）を有し、
   前記キー（６）の露出端が凹部（７）を取り囲む周壁（８）を備え、
   前記ダイオードユニット（９）が前記凹部（７）の中に配置され、前記ダイオードユニット端子（１５）が前記周壁（８）に形成された開口部またはスリット（１６）を通って伸び、
   前記ダイオードユニット（９）が前記スイッチ本体（２）に対して所定の平面内で動くことを防ぐため、前記ダイオードユニット（９）の表面部品が前記スイッチ本体（２）の対応する表面部品と噛み合い、
   前記ダイオードユニット端子（１５）が前記平面の垂直方向に伸び、前記端子点（４）に接続され、
   前記少なくとも１つのダイオード（１３）が、前記ダイオードユニット端子（１５）を含む突起部（１４）を有するソケット（１０）内に取り付けられており、前記突起部（１４）が、前記キー（６）の前記周壁（８）に形成された前記開口部またはスリット（１６）を通って伸びるように配置されているスイッチ。
5. 請求項４に記載のスイッチにおいて、
   前記各端子点（４）は互いに僅かに間隔の開いた一対の端子ピン（５）を備えており、前記各ダイオードユニット端子（１５）は前記端子ピン（５）のそれぞれの対の間に配置され、挟まれているスイッチ。
6. 請求項４または請求項５に記載のスイッチにおいて、
   前記ダイオードユニット（９）と前記スイッチ本体（２）の前記噛み合う表面部品は、それぞれ実質的に相補的な表面部品を備えているスイッチ。
7. 請求項４から請求項６のいずれかに記載のスイッチにおいて、
   前記スイッチ本体（２）は、前記スイッチ本体（２）の一つ以上の外側側壁（２０）から外側に伸びる少なくとも４つの端子部品（３）をさらに備えており、前記端子部品（３）の内の少なくとも二つは、各々、それぞれの端子点（４）に電気的に接続されているスイッチ。

Images