JP2009224096A - プッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】プッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器に関し、操作部に過度の加重が加わっても実装された配線基板から剥離し難いものを提供することを目的とする。
【解決手段】ケース１の円形凹部１Ｂを覆うように粘着された保護シート５上に載置され、カバー７との間で前後方向に移動可能に配された駆動体１６の操作部１６Ａを、ケース１前方に突出する側面視Ｌ字型で、先端がケース１下面より下方に伸ばしたものとし、外端子２Ａ，３Ａが半田付け実装される配線基板１０の端面と下方に伸びた上記操作部１６Ａの後面との間隔を、スイッチの操作範囲と同じか僅かに広くなるように半田付け実装されるものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部に用いられ、操作方向が実装される基板面に平行な方向に押圧操作される表面実装型のプッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器に関するものである。

近年、電子機器の小型化、多機能化によって、入力操作部として平面状に複数のスイッチを備えた操作パネル部だけでなく、電子機器の側面にも操作ボタンが設けられ、実装された配線基板面に対して平行な方向に押し込んで操作するタイプのプッシュオンスイッチも多く用いられている。

このような従来のプッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器について、図５〜図７を用いて説明する。

図５は従来のプッシュオンスイッチの断面図、図６は同分解斜視図、図７は同実装状態での動作を示す断面図である。

同図において、１は矩形上面１Ａの中央に円形凹部１Ｂを備えると共に、その４つの角部それぞれに上面視Ｌ型で上方に突出したＬ型角部１Ｃを備えた絶縁樹脂製のケースであり、上記円形凹部１Ｂの内底面には、その中央に中央接点２とその中央接点２から等距離で対向位置の２ヶ所に外側接点３が配設されており、それら各接点２，３とそれぞれ電気的に接続した外端子２Ａ，３Ａがケース１の側壁から外方に向けて、平板状に延設されている。

４は下方開口で上方に膨らんだ円形ドーム状の弾性金属板からなる可動接点であり、その外周下端が上記外側接点３上に載せられて上記ケース１の円形凹部１Ｂ内に収容配置されている。そして、その円形凹部１Ｂを覆うように矩形上面１Ａに絶縁フィルムからなる可撓性の保護シート５が粘着されている。

６はケース１の矩形上面１Ａに粘着された保護シート５上に載置された絶縁樹脂製の駆動体であり、その形状は、ケース１から前方に突出して位置される操作部６Ａ後方に、棒状の駆動部６Ｂならびにその駆動部６Ｂの周囲に隙間をあけて囲むように形成された枠部６Ｄを備えた形状となっている。そして、棒状の駆動部６Ｂは、操作部６Ａ側とは反対の先端が、略球体形状の押圧部６Ｃに形成されている。

そして、上記駆動体６が上記保護シート５上を前後方向に移動可能なように、その駆動体６の上面を覆って金属板からなるカバー７がケース１に取り付けられている。つまり、カバー７は、ケース１の４つのＬ型角部１Ｃ上面に支持されて、前方の２つのＬ型角部１Ｃの前方側壁と後方の２つのＬ型角部１Ｃの後方側壁に設けられた係止突起１Ｄそれぞれに４つの係止脚７Ｂが係止されて固定されている。カバー７の中央には、下方に向けて切り曲げられた傾斜部７Ａが形成されている。このカバー７の傾斜部７Ａは、上記駆動体６の枠部６Ｄの内側に位置されており、傾斜部７Ａの前方側の傾斜面に駆動体６の押圧部６Ｃが当接している。

このように、従来のプッシュオンスイッチは構成され、次にその動作について図７を用いて説明する。

このプッシュオンスイッチの搭載状態としては、同図に示したように、駆動体６の操作部６Ａが配線基板１０の端部から突出するように電子機器の配線基板１０上に半田付け実装され、駆動体６の操作部６Ａに電子機器の操作ボタン１１が当接された搭載状態とされる。

その搭載状態で、まず、配線基板１０面に平行な方向から操作ボタン１１を押圧すると、当接した操作部６Ａが押されて、駆動体６は、枠部６Ｄがカバー７とケース１のＬ型角部１Ｃにガイドされつつ、保護シート５上を後方側に移動していく。その後方側への移動によって、駆動部６Ｂは根元から弾性変形しつつその先端の押圧部６Ｃがカバー７の傾斜部７Ａに沿って斜め下方に案内されて移動する。

そして、駆動部６Ｂ先端の押圧部６Ｃで保護シート５を介して可動接点４のドーム状頂点部を押下していき、その可動接点４への押し下げ量が所定量を超えると、可動接点４のドーム状部分が節度感を伴って下方突形に弾性反転して、その中央部下面が中央接点２上面に接触し、可動接点４を介して中央接点２と外側接点３との間が導通して、スイッチオン状態になる。

次に、操作ボタン１１による操作部６Ａへの押圧操作を解除すると、可動接点４は、下方突形に変形したドーム状部分が元の上方に膨らんだ状態に節度感を伴って自己復元する。この可動接点４の自己復元力により、保護シート５を介して駆動部６Ｂ先端の押圧部６Ｃが上方に押し戻されると共に、撓んだ駆動部６Ｂの復元力なども加わって、先端の押圧部６Ｃが傾斜部７Ａに沿って案内されつつ斜め上方に移動して駆動体６は保護シート５上を前方側に押し戻され、元の図５のスイッチオフ状態に戻るものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００６−２４４９７７号公報

従来のプッシュオンスイッチは、携帯用の電子機器などに搭載されることも多く、その電子機器を不用意に落下させたり、ぶつけたりして操作ボタン１１を介してプッシュオンスイッチに過度の加重が加わった際、プッシュオンスイッチが配線基板１０から剥離しないように、半田付け実装後における配線基板１０からの剥離強度の向上が要望されていた。

しかしながら、電子機器の小型化・薄型化に応じてプッシュオンスイッチも小型化・薄型化を図っており、半田付け実装される外端子２Ａ，３Ａも小さくなり、操作ボタン１１からの荷重を半田付け部分のみで受ける従来構成のものでは、配線基板１０からの剥離強度を向上させたものとすることは難しかった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作部を配線基板面に対して平行に押し込んで動作させる表面実装型のプッシュオンスイッチにおいて、操作部に過度な加重が加わっても実装された配線基板から剥離し難いプッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、配線基板の端部に半田付け実装され、上記配線基板面に平行な方向の前方に突出した操作部が操作ボタンで押圧操作される表面実装型のプッシュオンスイッチであって、上記操作部が、押圧方向に直交する被押圧面を備えた側面視Ｌ字型で上記配線基板の部品実装面より下方位置まで長く設けられており、上記配線基板に半田付け実装された状態で、上記操作部と上記配線基板端面との間隔が、スイッチの操作範囲と同じかそれより僅かに広く設けられて実装されるプッシュオンスイッチとしたものであり、操作部が配線基板の部品実装面より下方位置まで長く設けられているので、操作部に過度の加重が加わっても、配線基板に操作部が当接状態となって半田付け実装された部分に過度の加重が加わらなくでき、実装された配線基板からの剥離を防止できるプッシュオンスイッチを実現できるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、駆動体において、操作部の後方側となる側面視Ｌ字型の内側角部の根元およびその根元から先端に向けて肉盛りを設けたものであり、内側角部の根元から肉盛りを設けたため、操作部が下方側に長くても、操作時に受ける押圧力による撓みが軽減化できるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載のプッシュオンスイッチを配線基板の端部に半田付け実装した電子機器であって、その電子機器の操作ボタンが上記プッシュオンスイッチの操作部の被押圧面全面を押圧するようになされている電子機器であり、操作部に加わる押圧力を被押圧面全面で受けるため、操作部が斜めに撓む力が働かずに、移動が滑らかで、過度の加重が加わった場合を含み確実に配線基板の端面で加重を受けることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、操作部を配線基板面に対して平行に押し込んで動作させる表面実装型のプッシュオンスイッチにおいて、操作部に過度の加重が加わった場合にも実装された配線基板から剥離し難いプッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器を提供することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるプッシュオンスイッチの断面図、図２は同分解斜視図、図３は同実装された状態の断面図、図４は同実装されて押圧操作された状態の断面図である。

同図において、１は中央に円形凹部１Ｂを有した矩形上面１Ａの４つの角部に、上面視Ｌ型で上方に突出したＬ型角部１Ｃを備えた絶縁樹脂製のケースであり、上記円形凹部１Ｂの内底面には中央接点２と、その中央接点２を挟むように対向する位置の２ヶ所に外側接点３が露出されて固定されており、それら中央接点２および外側接点３とそれぞれ電気的に接続した外端子２Ａおよび３Ａがケース１の側壁から外方に平板状に延設されている。

４は上方にドーム状に膨らんだ円形の弾性金属板からなる可動接点であり、その外周下端が上記２ヶ所の外側接点３上に載置されて、上記ケース１の円形凹部１Ｂ内に収容されており、その上方から円形凹部１Ｂを覆うように絶縁フィルムからなる可撓性の保護シート５が矩形上面１Ａに粘着されている。

１６は上記保護シート５上に載置された絶縁樹脂製の駆動体であり、その形状は、図１で左方向となるケース１の前方に突出した操作部１６Ａ、およびその操作部１６Ａ後方にそれぞれ一体形成されている、ケース１の円形凹部１Ｂの中央部位置まで突出し、先端が略球体形状の押圧部１６Ｃとされた棒状の駆動部１６Ｂ、その駆動部１６Ｂから隙間をあけてその周囲を囲む枠部１６Ｄを有する形状で形成されたものとなっている。

ここに、当該実施の形態によるものは、ケース１の前方に突出している駆動体１６の操作部１６Ａを、駆動部１６Ｂや枠部１６Ｄに対して側面視Ｌ字型となるように下方に向けて直角に伸ばし、しかもその先端をケース１の下面より下方まで伸ばしたものとしている。また、その前方の被押圧面１６Ｅとしても平面を維持したものとして構成している。さらに、この操作部１６Ａにおいて、側面視Ｌ字の内側角部の根元が円弧状で、その根元から先端に向けて厚みが薄くなるように傾斜面で、ケース１の下面と同じ位置まで肉盛り１６Ｆを設けたものとしていることが従来のものとは異なっている。

そして、上記駆動体１６は、ケース１に粘着された保護シート５上でケース１のＬ型角部１Ｃに囲まれた平面上を前後方向に移動可能なように、その上面をカバー７で覆われ、上記カバー７はケース１に固定されている。そのカバー７は、ケース１の４つのＬ型角部１Ｃ上面に支持されて、前方の２つのＬ型角部１Ｃの前方側壁と後方の２つのＬ型角部１Ｃの後方側壁に設けられた係止突起１Ｄそれぞれに、対応した４つの係止脚７Ｂが係止されてケース１に固定されている。そして、カバー７の中央には、下方に向けて切り曲げられた傾斜部７Ａが設けられており、その傾斜部７Ａにおける前方側の傾斜面に、上記駆動体１６の押圧部１６Ｃの先端が当接している。

このように構成された本発明のプッシュオンスイッチは、図３に示すように、電子機器の配線基板１０上に、その操作部１６Ａを配線基板１０の端部から前方に突出させるようにして配されて、平板状の外端子２Ａ，３Ａを半田付け実装して搭載使用されるものである。このとき、配線基板１０上面の半田付け面より下方位置まで長く設けられた操作部１６Ａの後面と配線基板１０端面との間隔は、このプッシュオンスイッチの操作範囲と同じ間隔になるように位置が定められて配線基板１０に半田付け実装されると共に、電子機器の操作ボタン１２は、駆動体１６の操作部１６Ａの被押圧面１６Ｅ全面に当接するものとされている。

この状態で、操作ボタン１２に配線基板１０面に平行な方向に押圧力を加えて、当接した操作部１６Ａの被押圧面１６Ｅを押し込むと、駆動体１６の枠部１６Ｄが保護シート５とカバー７との間でケース１のＬ型角部１Ｃにガイドされつつ、後方に移動していく。その移動に伴って、駆動部１６Ｂは根元から弾性変形しつつ先端の押圧部１６Ｃがカバー７に形成された傾斜部７Ａの傾斜面に沿って案内されて斜め下方に移動し、押圧部１６Ｃが保護シート５を介して可動接点４のドーム状中央部を押し下げていく。

そして、可動接点４のドーム状中央部の押し下げ量が所定量を超えると、節度感を伴って可動接点４の上方に膨らんだドーム状部分が弾性反転して、図４に示すように、下方に膨らんだ皿状となり、ドーム状中央部下面が、対面していた中央接点２上面に接触してスイッチオンとなり、このスイッチオンの直後に、駆動体１６の枠部１６Ｄがケース１の後方のＬ型角部１Ｃに当接して、駆動体１６の移動が停止される。

この駆動体１６が押圧されていない図３の初期状態から、押圧されて駆動体１６の枠部１６ＤがＬ型角部１Ｃで停止するまでの移動距離がスイッチの操作範囲であり、この駆動体１６が押し込まれて停止した図４の状態で、操作部１６Ａの側面視Ｌ字型下方の後面は、半田付け実装された配線基板１０の端面に当接する。

なお、操作ボタン１２の押圧面は、下方に長く設けられた操作部１６Ａの被押圧面１６Ｅの全面に当接する広い平面のものとされ、しかも基板１０面に平行に操作されるので、この操作ボタン１２での押圧時に、側面視Ｌ字型で下方に長い操作部１６Ａの撓みは殆ど発生することもなく、またそれに加えて、操作部１６Ａ側としてもＬ字型の曲げの根元および先端に向けて肉盛り１６Ｆを設けたものとしているため、押圧時の操作部１６Ａの撓みの発生が抑えられて、操作部１６Ａ下方の後面が、スイッチがオン動作した後に配線基板１０の端面に確実に当接するものにできる。

次に、この操作ボタン１２へ加えていた押圧力を解除すると、可動接点４は下方に膨らんだ皿状となったドーム状部分が節度感を伴って上方に膨らんだドーム状に自己復元し、可動接点４が中央接点２から離れてスイッチオフとなる。この可動接点４の復元動作により保護シート５を介して駆動体１６先端の押圧部１６Ｃに上向きの力が加わり、撓んでいる駆動部１６Ｂの復元力なども加わって、押圧部１６Ｃは傾斜部７Ａの傾斜面に沿って斜め上方に案内されつつ移動し、駆動体１６は保護シート５上を前方側に押し戻されて元の図３の状態に戻る。

以上のように、本実施の形態によれば、駆動体１６の操作部１６Ａが下方に長いものであっても、その被押圧面１６Ｅが平面で、その被押圧面１６Ｅの全面に操作ボタン１２が当接して押圧されるものとすることにより、操作ボタン１２の配線基板１０面に平行な方向の押し込み操作に対し、駆動体１６がケース１の矩形上面１Ａに粘着された保護シート５上とカバー７との間を滑らかに後方に向けて移動するものにできる。

また、駆動体１６が押圧されて、その押圧部１６Ｃにより可動接点４が弾性反転されてスイッチオンとなり、枠部１６Ｄがケース１のＬ型角部１Ｃに当接して駆動体１６の移動が停止する位置で、駆動体１６の操作部１６Ａ後面が配線基板１０の端面に当接する構成であるため、操作ボタン１２に過度の荷重が加わっても、配線基板１０でその荷重を受けさせて半田付け部分を剥離させるような過度の荷重が外端子２Ａ，３Ａに加わらないようにでき、半田付け部分の配線基板１０からの剥離を少なくできる。

なお、駆動体１６操作部１６Ａの後面と配線基板１０端面との間隔をスイッチの操作範囲より僅かに広くなるように設定しておくと、スイッチのオン動作に影響を与えることもなく、部品組み合わせ時などのバラツキも吸収しつつ半田付け部分の剥離の防止を図れるものにできる。

そして、上述したように、当該プッシュオンスイッチを搭載する電子機器の操作ボタン１２としては、駆動体１６を押圧する押圧面を、操作部１６Ａの被押圧面１６Ｅ全面に当接する広い平面で設けたものとして、操作ボタン１２の押圧力が操作部１６Ａに均等に加わり、側面視Ｌ字型の操作部１６Ａの撓みが防止されるものとしておくとよい。

また、駆動体１６の操作部１６Ａ側に設ける上記肉盛り１６Ｆを、ケース１の下面と同じ位置までのものとすれば、押圧操作による操作部１６Ａの撓みが低減できる上、配線基板１０の端面に当接する操作部１６Ａにおける後面下方側の平坦部を容易に確保でき好ましい。

本発明によるプッシュオンスイッチおよびそれを搭載した電子機器は、操作部に過度の加重が加わっても実装された配線基板から剥離し難いものにできるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部等の構成時などに有用である。

本発明の一実施の形態によるプッシュオンスイッチの断面図 同分解斜視図 同実装された状態の断面図 同実装されて押圧操作された状態の断面図 従来のプッシュオンスイッチの断面図 同分解斜視図 同実装状態での動作を示す断面図

符号の説明

１ ケース
１Ａ 矩形上面
１Ｂ 円形凹部
１Ｃ Ｌ型角部
１Ｄ 係止突起
２ 中央接点
２Ａ，３Ａ 外端子
３ 外側接点
４ 可動接点
５ 保護シート
７ カバー
７Ａ 傾斜部
７Ｂ 係止脚
１０ 配線基板
１２ 操作ボタン
１６ 駆動体
１６Ａ 操作部
１６Ｂ 駆動部
１６Ｃ 押圧部
１６Ｄ 枠部
１６Ｅ 被押圧面
１６Ｆ 肉盛り

Claims (3)

1. 配線基板の端部に半田付け実装され、上記配線基板面に平行な方向の前方に突出した操作部が操作ボタンで押圧操作される表面実装型のプッシュオンスイッチであって、上記操作部が、押圧方向に直交する被押圧面を備えた側面視Ｌ字型で上記配線基板の部品実装面より下方位置まで長く設けられており、上記配線基板に半田付け実装された状態で、上記操作部と上記配線基板端面との間隔が、スイッチの操作範囲と同じかそれより僅かに広く設けられて実装されるプッシュオンスイッチ。
2. 駆動体において、操作部の後方側となる側面視Ｌ字型の内側角部の根元およびその根元から先端に向けて肉盛りを設けた請求項１記載のプッシュオンスイッチ。
3. 請求項１記載のプッシュオンスイッチを配線基板の端部に半田付け実装した電子機器であって、その電子機器の操作ボタンが上記プッシュオンスイッチの操作部の被押圧面全面を押圧するようになされている電子機器。

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