JP6381375B2 - プッシュスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、プッシュスイッチに関する。

携帯電話やオーディオ装置などの電子機器に使用されるボタンスイッチとして、プッシュスイッチが知られている。こうした電子機器では、操作箇所に突起部が付いたプッシュスイッチが広く用いられている。例えば、特許文献１には、凹部を備えた成形樹脂製のケースと、凹部内に露出して固定された第一固定接点および第二固定接点と、凹部内に配され、操作時に固定接点どうしを導通させる可動接点と、凹部を覆うようにケースに装着された保護シートとを備えたプッシュスイッチが記載されている。このプッシュスイッチでは、可動接点の中央部に応じた保護シートの上面または下面位置に突起用部材が溶着で固定され、その箇所が操作用の突起部として形成されている。

また、特許文献２には、基板上に形成された第１固定接点と、第１固定接点の周囲を取り囲むように配置された略円環状の第２固定接点と、第２固定接点に接続して設けられた略ドーム形状の可動接点と、可動接点を覆うことによって可動接点を位置決め保持する固定用シートとを有し、押下時に良好なクリック感が得られるように、可動接点内部の空気を逃がすための空気孔を設けたドーム型スイッチが記載されている。

特開２０１２−０５９４３２号公報 特開２００５−１６６６０９号公報

可動部材を封入するシートの上に、操作用の突起部としての押下部材を設けると、外部からの衝撃や押下操作を繰り返すことにより、押下部材がシートから剥離するおそれがある。そこで、押下部材の剥離を防止するために、可動部材を封入するシートの上に押下部材を配置し、その押下部材を別のシートで覆って固定するというように、シートを２重構造にすることが考えられる。

しかしながら、特に押下部材が厚い部材である場合には、２重構造とした上側のシートと下側のシートの間に空間ができる。この空間に溜まった空気は、プッシュスイッチの実装時のリフロー工程において大きく熱膨張するため、その結果、下側のシートごと押下部材がスイッチ本体から引き剥がされるという問題がある。このようにシートが引き剥がされると、防水確保が保たれなくなり、プッシュスイッチが不良品となってしまう。

そこで、本発明は、本構成を有しない場合と比較して、可動部材を封入するシートおよび押下部材の剥離の発生を抑えたプッシュスイッチを提供することを目的とする。

本発明のプッシュスイッチは、凹部を有するケースと、凹部の底面上に配置された第１および第２の固定接点と、凸型のドーム形状を有し、端部が第１の固定接点に接するように底面上に配置され、押下されることによりドーム形状が反転して第１および第２の固定接点を互いに導通させる可動部材と、可動部材を凹部内に封入する第１のシートと、可動部材を押下するために、第１のシートの上部に配置された押下部材と、押下部材を覆い、第１のシートと協働して押下部材を固定する第２のシートと、第１のシートと第２のシートの間の空間を外部に連通させる空気孔とを有することを特徴とする。

上記のプッシュスイッチは、第１のシートの外周部分において外周部分の一部を除いて第１のシートと第２のシートとを接着する接着シートをさらに有し、空気孔は、接着シートによって接着されていない外周部分の一部における第１のシートと第２のシートの間の隙間によって形成されることが好ましい。
上記のプッシュスイッチでは、接着シートは、ケースの側壁上から凹部の内周上まで延在して、第１のシートと第２のシートとを接着することが好ましい。
上記のプッシュスイッチでは、接着シートは、２０μｍ以上かつ５０μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
上記のプッシュスイッチでは、押下部材は、上面および側面の少なくとも一部が第２のシートに接触して固定されることが好ましい。

上記のプッシュスイッチによれば、本構成を有しない場合と比較して、可動部材を封入するシートおよび押下部材の剥離の発生を抑えることが可能になる。

プッシュスイッチ１の斜視図である。 プッシュスイッチ１の分解斜視図である。 プッシュスイッチ１の上面図である。 プッシュスイッチ１の底面図である。 プッシュスイッチ１のＡ−Ａ線断面図である。 接着シート６０の上面図である。 図５と同様の、プッシュスイッチ２の断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

図１〜図５は、それぞれ、プッシュスイッチ１の斜視図、分解斜視図、上面図、底面図および図１のＡ−Ａ線断面図である。プッシュスイッチ１は、主要な構成要素として、基板１０、モールド枠１１、タクトバネ２０、下側シート３０、押下部材４０、上側シート５０および接着シート６０を有する。プッシュスイッチ１は、操作箇所に押下部材４０による突起部が付いたタクトスイッチであり、例えば、平面が４ｍｍ×３ｍｍ、高さが１ｍｍの大きさを有する。

図２に示すように、基板１０の上面には、中央接点１２と外側接点１４が形成される。また、モールド枠１１は、基板１０の大きさに合わせて形成された矩形の枠状の部材であり、図示しない接着シートを介して基板１０の上面に接着される。ただし、基板１０とモールド枠１１を互いに接着する代わりに、基板１０とモールド枠１１をインサートモールドで一体に形成してもよい。基板１０とモールド枠１１は、プッシュスイッチ１のケースとして機能し、内部にタクトバネ２０が収納される凹部１６を形成する。

外側接点１４と中央接点１２は、それぞれ、凹部１６の底面上に配置された第１および第２の固定接点の一例である。中央接点１２は方形の平面を有する導体であり、基板１０の表面中央部に配置される。外側接点１４は枠状の平面を有する導体であり、中央接点１２を囲むように、モールド枠１１の内壁１７に沿って、基板１０の表面に配置される。

図４に示すように、基板１０の裏面には、プッシュスイッチ１を外部機器と接続するための電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが形成される。電極１３ａ，１３ｂは、図示しない貫通電極および裏面配線を介して中央接点１２に電気的に接続される。電極１５ａ，１５ｂは、図示しない貫通電極および裏面配線を介して外側接点１４に電気的に接続される。また、基板１０の裏面には、絶縁性の合成樹脂で形成される絶縁シート材が配置される。

タクトバネ２０は、可動部材の一例であり、例えばステンレス鋼により形成される。タクトバネ２０は、図２および図５に示すように、凸型のドーム形状を有し、その端部が外側接点１４に接するように凹部１６の底面上（すなわち基板１０上）に配置される。タクトバネ２０は、操作荷重がかけられて押下されると、ドーム形状の湾曲がつぶれるように変形し、その少なくとも一部の形状が反転して中央接点１２に接触する。これにより、中央接点１２と外側接点１４が導通して、スイッチがＯＮになる。また、タクトバネ２０は、操作荷重がなくなると、もとのドーム形状が復元される。これにより、中央接点１２と外側接点１４が導通しなくなって、スイッチがＯＦＦになる。タクトバネ２０は、その中央部分だけが凹型に変形するものでもよいし、全体が凹型に変形するものでもよい。

下側シート３０は、可とう性の絶縁樹脂シートであり、裏面の端部がモールド枠１１の上面に接着される。下側シート３０は、第１のシートの一例であり、基板１０およびモールド枠１１とともに、タクトバネ２０を凹部１６内に封入（密封）する。

押下部材４０は、円柱形状を有する樹脂製の部材（ダボ）であり、図５に示すように下側シート３０の上に配置される。押下部材４０は、図示しない押し子が押下されたときに、その押し込む力をタクトバネ２０に伝達するように機能する。押下部材４０は、比較的厚さが大きく、例えば、プッシュスイッチ１全体の１／２程度の厚さを有する。

上側シート５０も、下側シート３０と同様の可とう性の絶縁樹脂シートであり、モールド枠１１の上面上で、裏面の端部が接着シート６０を介して下側シート３０に接着される。上側シート５０は、第２のシートの一例であり、押下部材４０を覆い、端部が下側シート３０に接着されることで、下側シート３０と協働して押下部材４０を固定する。

図６は、接着シート６０の上面図である。接着シート６０は、基板１０とモールド枠１１に合わせた大きさを有し、凹部１６の内壁１７に沿うように中心部分が切り取られている。これにより、接着シート６０は、下側シート３０の外周部分において、下側シート３０と上側シート５０とを接着する。また、接着シート６０は、その外周部分の一部６１も切り取られており、この符号６１の部分は、下側シート３０と上側シート５０との非接着部分となる。したがって、接着シート６０は、下側シート３０の外周部分において、外周部分の一部６１を除いて下側シート３０と上側シート５０とを接着する。

このような非接着部分により、下側シート３０と上側シート５０の間には隙間が形成される。プッシュスイッチ１では、この隙間が、下側シート３０と上側シート５０の間の空間５５を外部に連通させる空気孔６２となる。すなわち、空気孔６２は、接着シート６０によって接着されていない外周部分の一部６１における下側シート３０と上側シート５０の間の隙間によって形成される。

空気孔６２は、空間５５の圧力が高まったときに、下側シート３０と上側シート５０の間の空気を外部に逃がす逃げ道（ベント）として機能する。このように、上側シート５０と下側シート３０の間にベント構造を持たせることにより、リフロー実装時に空間５５内の空気が膨張しても、その空気を空気に逃がすことができる。このため、下側シート３０ごと押下部材４０がスイッチ本体から引き剥がされるという現象の発生を抑えることが可能になる。さらに、こうした剥離を防止すれば、基板１０とモールド枠１１による凹部１６は下側シート３０により密封されているため、リフロー実装後にも、プッシュスイッチ１の防水構造が保たれる。

空気孔６２は、上側シート５０に意図的に穴を開けて形成しなくてよく、上記の通り、下側シート３０と上側シート５０との非接着部分として形成可能である。空気孔６２の個数は何個でもよいが、空間５５の圧力が高まったときに空間５５の空気が外部に抜ければよいので、少なくとも１個あれば十分である。また、空気孔６２の大きさは、例えば接着シート６０の１辺の長さの１／８程度あればよい。空気孔６２の幅の大きさは、大き過ぎると下側シート３０と上側シート５０の接着強度が低下し、小さ過ぎると空気の逃げ道が確保されないので、接着シート６０の１辺の長さの１〜２割程度であることが好ましい。

また、押下部材４０の厚さが大きく、下側シート３０と上側シート５０の２重構造を有するプッシュスイッチ１では、押下部材４０が押下されたときに、その押し始めからタクトバネ２０の形状が反転してスイッチがＯＮになるまでの押下部材４０の移動距離は比較的長い。このため、押下部材４０が押下されたときに、上側シート５０がよれることにより、異音が発生する場合がある。

そこで、上側シート５０と下側シート３０を接着させる領域を凹部１６の中央に向けて広げて、上側シート５０がよれる部分を少なくすることが好ましい。すなわち、接着シート６０は、モールド枠１１の上面上から凹部１６の内周上まで延在して、下側シート３０と上側シート５０とを接着することが好ましい。例えば、図６に示すように、モールド枠１１の内壁１７と外壁１８の間の厚さＬ１に対して、接着シート６０の幅Ｌ２をモールド枠１１の中央に向けて１．５倍程度に広げるとよい。１辺が数ｍｍ程度のプッシュスイッチ１において主観による異音の有無の評価試験を行ったところ、モールド枠１１の幅Ｌ１が０．４ｍｍの場合に接着シート６０の幅Ｌ２を０．６ｍｍ程度にすると、上側シート５０のよれによる異音の発生が防止されることが確認された。すなわち、モールド枠１１の上面の面積に対し、接着シート６０による接着面積を１．５倍程度にすることで、異音の発生防止に効果があることが確認された。

また、図５に示すように、上側シート５０は、押下部材４０の上面だけでなく側面４１にも接着して、押下部材４０を固定することが好ましい。すなわち、押下部材４０は、その上面および側面の少なくとも一部が上側シート５０に接触して固定されることが好ましい。これにより、上側シート５０がよれる部分がさらに少なくなるため、異音の発生がより確実に防止される。

また、接着シート６０は、薄過ぎると接着力が弱く、場所によっては接着しきっていないところができて操作時の異音発生の原因となるため、ある程度の厚さを有することが好ましい。プッシュスイッチ１において接着シート６０の厚さを変えて主観による異音の有無の評価試験を行ったところ、厚さが１０μｍのときは上側シート５０のよれによる異音が発生したが、厚さを２０μｍ〜５０μｍ程度に大きくすると、この異音が発生しなくなることが確認された。したがって、異音防止の観点からは、接着シート６０は、２０μｍ以上かつ５０μｍ以下の厚さを有することが好ましい。

図７は、図５と同様の、プッシュスイッチ２の断面図である。図７に示すプッシュスイッチ２は、押下部材４０の底面に第２の押下部材４５が取り付けられているという点のみが図１〜図５のプッシュスイッチ１と異なる。プッシュスイッチ１と同じ構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第２の押下部材４５は、押下部材４０の底面に接着された、押下部材４０よりも直径が小さい半球状の樹脂製の部材である。プッシュスイッチ２では、押下部材４０と第２の押下部材４５が、下側シート３０と上側シート５０の間に固定される。このように、第２の押下部材４５を設けてタクトバネ２０との接触点の面積を小さくすることにより、使用者がスイッチを操作したときのクリック感が向上する。

プッシュスイッチ２においても、プッシュスイッチ１と同様に、下側シート３０と上側シート５０の間に非接着部分を設けて空気孔６２を形成することにより、リフロー時における下側シート３０などの剥離の発生が抑えられる。また、プッシュスイッチ２においても、上側シート５０と下側シート３０を接着させる領域を凹部１６の中央に向けて広げたり、押下部材４０の上面および側面の少なくとも一部（図７の符号４１）を上側シート５０で固定させたり、接着シート６０の厚さを２０μｍ〜５０μｍ程度に大きくしたりするとよい。これにより、プッシュスイッチ２でも、上側シート５０がよれる部分が少なくなり、上側シート５０のよれによる異音の発生が防止される。

１，２ プッシュスイッチ
１０ 基板
１１ モールド枠
１２ 中央接点
１４ 外側接点
１６ 凹部
２０ タクトバネ
３０ 下側シート
４０ 押下部材
５０ 上側シート
６０ 接着シート
６２ 空気孔

Claims (4)

1. 凹部を有するケースと、
   前記凹部の底面上に配置された第１および第２の固定接点と、
   凸型のドーム形状を有し、端部が前記第１の固定接点に接するように前記底面上に配置され、押下されることにより前記ドーム形状が反転して前記第１および第２の固定接点を互いに導通させる可動部材と、
   前記可動部材を前記凹部内に封入する第１のシートと、
   前記可動部材を押下するために、前記第１のシートの上部に配置された押下部材と、
   前記押下部材を覆い、前記第１のシートと協働して前記押下部材を固定する第２のシートと、
   前記第１のシートの外周部分において前記外周部分の一部を除いて前記第１のシートと前記第２のシートとを接着する接着シートと、
   前記第１のシートと前記第２のシートの間の空間を外部に連通させる空気孔と、を有し、
   前記空気孔は、前記接着シートによって接着されていない前記外周部分の一部における前記第１のシートと前記第２のシートの間の隙間によって形成される、
   ことを特徴とするプッシュスイッチ。
2. 前記接着シートは、前記ケースの側壁上から前記凹部の内周上まで延在して、前記第１のシートと前記第２のシートとを接着する、請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記接着シートは、２０μｍ以上かつ５０μｍ以下の厚さを有する、請求項１または２に記載のプッシュスイッチ。
4. 前記押下部材は、上面の全部および側面の少なくとも一部の両方が前記第２のシートに接触して固定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプッシュスイッチ。

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