JP2010153304A - プッシュオンスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の操作部に用いられ、配線基板に平行な方向から押圧操作されるプッシュオンスイッチに関し、人体などから操作部に流れてきた静電気に対しての対策を施したものを提供する。
【解決手段】スイッチケース２１の凹部２１Ａ内底面に設けられた中央固定接点２２と繋がって右側壁の後部から導出された中央接点端子２４および外側固定接点２３と繋がって左側壁の後部から導出された外側接点端子２５に対し、電気的に独立させてスイッチケース２１にインサート成形で固定された平板状のアース端子２６を左右の側壁の前部から各１ヶ所ずつ導出させた構成のものとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、各種電子機器の操作部に用いられ、配線基板の端部から操作部を突出させて装着され、その配線基板面に平行な方向から押圧操作されるプッシュオンスイッチに関するものである。

近年、各種電子機器の薄型化に伴い、側面にも操作ボタンが配置される電子機器も増加しており、その操作ボタン部分には、装着された配線基板面に平行な方向から押圧操作可能な薄型化に適したプッシュオンスイッチが用いられている。一方、押圧操作する際に人体に帯電した静電気が操作ボタンからプッシュオンスイッチを介して信号回路に流れて、電子機器の誤動作や故障の要因となることがあるため、その静電気対策が求められている。

このような従来のプッシュオンスイッチについて、図８〜図１３を用いて説明する。

図８は従来のプッシュオンスイッチの外観図、図９は同断面図、図１０は同分解斜視図、図１１は同スイッチケースの平面図、図１２は同動作状態の断面図、図１３は実装状態の外観図である。なお、説明の都合上、外観図、分解斜視図は、斜め後方からみた図としている。

同図において、１は上面の４つの角部に上面視Ｌ字形をしたコーナー突部１Ｂが突設され、上面中央部に凹部１Ａを有した略矩形の絶縁樹脂からなるスイッチケースで、上記凹部１Ａ内底面の中央に、中央固定接点２と、その中央固定接点２を中心とした点対象位置の左右方向の２ヶ所に外側固定接点３を露呈している。そして、図１１に示すように、中央固定接点２と繋がって左右の側壁の後部側から外方へ１本ずつ中央接点端子４が導出され、外側固定接点３と繋がって左右の側壁の前部側から外方へ１本ずつ外側接点端子５が導出されている。つまり、中央接点端子４と外側接点端子５は、１本ずつが１組となって、スイッチケース１の左右の側壁からそれぞれ１組ずつ導出されている。また、それらの各端子４，５は、側壁に垂直方向でスイッチケース１の下面とほぼ同一で平面状に延設されている。

６は上方凸形の円形ドーム状をした弾性金属薄板からなる可動接点で、その外周下端が上記２ヶ所の外側固定接点３上に載置されて、スイッチケース１の凹部１Ａ内に収容されている。

７は可撓性を有した絶縁フィルムからなる保護シートで、その下面に図示しない粘着層を備え、上記粘着層によりスイッチケース１の上面に装着されて凹部１Ａ上を覆い上記可動接点６を凹部１Ａ内に収容保持している。

８はスイッチケース１から前方に操作部８Ａを突出させた操作体で、操作部８Ａの後方には、棒状で先端が球状の押圧部８Ｃとなった駆動部８Ｂを突出させて備えている。また、この駆動部８Ｂを囲むように隙間をあけて枠部８Ｄが設けられており、この枠部８Ｄがスイッチケース１の上面に粘着された保護シート７上に載置されている。

９は平板部９Ａの中央位置に後方にかけて先端側が斜め下方に下がっていくように曲げ形成された傾斜部９Ｂを有すると共に、後端中央部にアース脚部９Ｃが下方に向けて延設された金属薄板からなるカバーで、傾斜部９Ｂの前面に上記操作体８の駆動部８Ｂ先端の押圧部８Ｃを当接状態にして、４ヶ所のコーナー部それぞれに設けられた係止部９Ｄがスイッチケース１のコーナー突部１Ｂ外側面に係止固定されている。なお、上記アース脚部９Ｃの下端位置は、スイッチケース１の下面位置とほぼ同じ位置になるように設定されている。

上記操作体８は、その枠部８Ｄの両側位置でスイッチケース１の上面に粘着された保護シート７とカバー９の平板部９Ａに上下面が摺接して、スイッチケース１のコーナー突部１Ｂに囲まれた範囲内で前後移動可能になされている。

以上のように、従来のプッシュオンスイッチは構成されており、続いてその動作について説明する。

まず、操作体８の操作部８Ａを前方から後方に向けて押し込むと、操作体８が後方に移動し、その移動に伴って駆動部８Ｂ先端の押圧部８Ｃがカバー９の傾斜部９Ｂに沿って斜め下方に移動する。そして、その押圧部８Ｃが保護シート７を介して可動接点６のドーム状の頂点部を押圧し、所定の押圧力を超えると、可動接点６が弾性反転して、図１２に示すように、ドーム状頂点部下面が中央固定接点２に接触し、外側固定接点３と中央固定接点２との間が導通する。

そして、操作部８Ａに加えていた押し込み操作をやめると、可動接点６のドーム状部分が元の上方凸形に自己復帰して中央固定接点２から離れ、外側固定接点３と中央固定接点２との間が絶縁状態となる。この可動接点６の復帰力により操作体８の押圧部８Ｃに保護シート７を介して上方への付勢力が働き、押圧部８Ｃがカバー９の傾斜部９Ｂに沿って斜め上方に移動する。この押圧部８Ｃの移動に伴って、操作体８が図９に示す元の前方位置に戻されるものであった。

次に、このプッシュオンスイッチの実装状態について、図１３を用いて説明する。

１０はその端部に近い上面に半田付け用のランド１１が設けられた配線基板で、ランド１１は、２つの外側接点端子用ランド１１Ａと２つの中央接点端子用ランド１１Ｂおよび１つのアース脚部用ランド１１Ｃが１組となって設けられている。

この配線基板１０の各ランド１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）に、対応した外側接点端子５、中央接点端子４，アース脚部９Ｃがそれぞれ半田付けされてプッシュオンスイッチが装着されている。

この装着状態で、人体に帯電した静電気が指先などを通してプッシュオンスイッチの操作部８Ａに流れ込んでくると、操作部８Ａの上方に位置した金属板製のカバー９にその静電気が伝わって流れ、アース脚部９Ｃからアース脚部用ランド１１Ｃに繋がった図示しないアース用回路に流れるようになされており、搭載した電子機器の誤動作等が発生しないようにされるものであった。

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、特許文献２が知られている。
特開２００２−３４３１７８号公報 特開平１１−３９９８７号公報

しかしながら上記従来のプッシュオンスイッチにおいては、操作する人体などからの静電気は、操作部８Ａからカバー９に伝わり、カバー９のアース脚部９Ｃから配線基板１０のアース用回路に流れる構成にしてあるが、操作部８Ａからスイッチケース１の前側に導出された外側接点端子５に流れることがあり、その外側接点端子５と繋がった信号用回路に静電気が流れて、搭載した電子機器の誤動作や故障を発生させる可能性もあるため、そのスイッチケース１の前側に位置した外側接点端子５に流れ込む静電気に対する改善要望がされるようになってきた。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作部に近いスイッチケースの前側に位置した端子に流れ込む静電気に対しても保護可能な構成とされたプッシュオンスイッチ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、配線基板の端部から操作部を前方に突出するように装着され、上記配線基板面に平行な方向から押圧操作されるプッシュオンスイッチにおいて、内部に固定接点を備えた絶縁樹脂製のスイッチケースから導出され、上記固定接点とは電気的に独立したアース端子を上記配線基板の端部側となる前側に設けていることを特徴とするプッシュオンスイッチとしたものであり、スイッチケースの前側に位置して、操作部に近い端子をスイッチ用の固定接点から電気的に独立させたアース端子としたことにより、静電気が操作部を経て前側に位置した端子（アース端子）に流れ込んでも電子機器の誤動作や故障などの問題を発生させないプッシュオンスイッチを提供することが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、スイッチケースに金属製のカバーが取り付けられ、そのカバーからアース端子の近傍に脚部が延設されて、装着される配線基板のアース端子用ランドと一体になされたランドに上記脚部が半田付けされて用いられることを特徴とするものであり、カバー側のアース用のランドをアース端子用ランドと共用できてカバーへ流れてきた静電気に対しても確実にアース用回路に静電気を流すことができ、更にカバーの脚部をスイッチ操作側に近い位置で半田付けしているので操作部に加わる押圧荷重による半田付け部の剥離強度に対しても強いものを提供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、操作部に近い前側に位置した端子に流れ込む静電気を確実にアース用回路に流すことができる構成とされたプッシュオンスイッチ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７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は同スイッチケースの平面図、図４は同実装状態の外観図である。なお、説明の都合上、従来のものと同じく外観図、分解斜視図は、斜め後方からみた図としている。

同図において、２１は上面に略円形の凹部２１Ａを備えた上面視略矩形をした絶縁樹脂からなるスイッチケースで、上面の４つのコーナー部に上方に向けてＬ字形に突出したコーナー突部２１Ｂがそれぞれ設けられ、上記凹部２１Ａの内底面には円柱形状の中央固定接点２２と角柱形状の外側固定接点２３が露呈している。

図３に示すように、中央固定接点２２は略円形の凹部２１Ａ内底面の中央に位置し、外側固定接点２３は中央固定接点２２から離れて凹部２１Ａの左側周縁部に配設されている。なお、中央固定接点２２に対し外側固定接点２３と対称となる位置の右側の周縁部には、外側固定接点２３と同じ大きさで絶縁樹脂の角柱形状の受け部２１Ｃが設けられている。そして、中央固定接点２２と繋がってスイッチケース２１の右側壁の後部から中央接点端子２４が導出され、外側固定接点２３と繋がってスイッチケース２１の左側壁の後部から外側接点端子２５が導出されている。

また、中央固定接点２２および外側固定接点２３から電気的に独立してスイッチケース２１にインサート成形で固定された平板状のアース端子２６が左右の側壁の前部から各１ヶ所ずつ導出されている。

つまり、スイッチケース２１の右側壁には前側にアース端子２６、後側に中央接点端子２４が導出され、スイッチケース２１の左側壁には前側にアース端子２６、後側に外側接点端子２５が導出されており、それら各端子２４，２５，２６の下面はスイッチケース２１の下面とほぼ同一平面で平板状に導出されている。

６はステンレス鋼板などからなる弾性金属薄板製の可動接点で、上方凸形に膨らんだ円形ドーム状をしており、外周下端が外側固定接点２３および受け部２１Ｃ上に載置されて外側固定接点２３と可動接点６は導通状態になされ、ドーム状頂点部下面が中央固定接点２２と隙間をあけた対面状態で、上記スイッチケース２１の凹部２１Ａ内に収容されている。

７は絶縁性フィルムからなる保護シートで、下面に図示しない粘着層を備えており、この粘着層でスイッチケース２１の上面に粘着固定されて凹部２１Ａ上を覆っている。

８は絶縁樹脂からなる操作体で、スイッチケース２１の前方に突出する操作部８Ａと、操作部８Ａの後面中央から後方に向けて突出形成された弾性を有する棒状で先端が球状の押圧部８Ｃとなった駆動部８Ｂと、操作部８Ａの後面の両端部から上記駆動部８Ｂと間隔をあけて、その駆動部８Ｂを囲むように設けられた枠部８Ｄとを有する形状に形成されており、枠部８Ｄが保護シート７上面に載置されている。操作体８は、枠部８Ｄが上記スイッチケース２１のコーナー突部２１Ｂで左右方向への移動を規制されてコーナー突部２１Ｂに囲まれた範囲内で前後方向に移動可能になされている。

９は後方にかけて先端側が斜め下方に下がっていくように曲げ形成された傾斜部９Ｂを平板部９Ａの中央に有した金属板からなるカバーで、スイッチケース２１のコーナー突部２１Ｂ上面に載置され、上記傾斜部９Ｂの前面に駆動部８Ｂ先端の押圧部８Ｃを当接状態にして、平板部９Ａの４ヶ所のコーナー部に設けられた係止部９Ｄがスイッチケース２１のコーナー突部２１Ｂ外側壁に係止されて固定されている。また、その後端中央位置には下方に曲げ形成されたアース脚部９Ｃを備えている。

以上のように構成されたプッシュオンスイッチのスイッチ動作は、従来のものと同一であるので、説明を省略する。

次に、このプッシュオンスイッチの実装状態について、図４の実装状態の外観図を用いて説明する。

図４に示すように、上記プッシュオンスイッチは、上面にプッシュオンスイッチ装着用のランド３１が設けられた図示しない電子機器の配線基板３０に半田付け装着される。上記ランド３１は、プッシュオンスイッチのスイッチケース２１から導出された４つの端子２４，２５，２６およびカバー９のアース脚部９Ｃに対応して５つが設けられている。

詳しくは、スイッチケース２１の左右側壁の前側のアース端子２６に対応した位置にアース端子用ランド３１Ｃが設けられ、左側壁の後側に導出された外側接点端子２５に対応した位置に外側接点端子用ランド３１Ａが設けられ、同じく右側壁の後側に導出された中央接点端子２４に対応した位置に中央接点端子用ランド３１Ｂが設けられ、そしてカバー９のアース脚部９Ｃに対応した位置にアース脚部用ランド３１Ｄが設けられている。

そして、上記アース端子用ランド３１Ｃ、外側接点端子用ランド３１Ａ、中央接点端子用ランド３１Ｂおよびアース脚部用ランド３１Ｄに、それぞれアース端子２６、外側接点端子２５、中央接点端子２４およびアース脚部９Ｃが半田付けされてプッシュオンスイッチが配線基板３０に装着されている。なお、アース端子用ランド３１Ｃとアース脚部用ランド３１Ｄは、図示しないアース用回路に繋がっている。

このように本実施の形態によれば、人体等からの静電気が操作部８Ａに流れ込んでカバー９側に伝わって流れてきた場合は、アース脚部用ランド３１Ｄに繋がったアース脚部９Ｃからアース用回路に流れるが、もしも、操作部８Ａに近い位置にあるアース端子２６に静電気が流れ込んだ場合でも、アース端子２６はスイッチケース２１内部の固定接点２２，２３から電気的に独立し、信号用回路に繋がっていないため、アース端子用ランド３１Ｃを介して確実にアース用回路に流すようにでき、電子機器の誤動作や故障などの問題を発生させないプッシュオンスイッチを提供することができる。なお、左右から各々導出させたアース端子２６は、上記に説明したように、それらの間が繋がった一枚ものの平板状の部材をスイッチケース２１内に埋設させた構成とすると、スイッチケース２１形成時や半田付け時などを含めて不要なソリ発生などの防止が図れると共に強度的にも優れたものにできて好ましいが、左右のアース端子２６を個々の部材にして固定してもよい。

また、図５の別のカバーの形態による実装を説明する外観図に示すような構成としても良い。

図５において、図１〜図４に示したものと異なるところは、カバー４９の平板部４９Ａに設けたアース脚部４９Ｃを、スイッチケース４１の左右側壁の前側に導出されたアース端子４６位置に合わせて、平板部４９Ａの前方の側端部から下方に向けて延設し、その先端部を配線基板３２上面に平行になるように曲げを設けて半田付けされるようにしている。なお、スイッチケース４１からのアース端子４６は、上記構成のアース脚部４９Ｃに支障ない長さに短く設定したものとしている。

このように構成したプッシュオンスイッチであれば、スイッチケース４１から導出されたアース端子４６とカバー４９のアース脚部４９Ｃが同じアース端子用ランド３２Ｃで共用して半田付けできるので、操作部８Ａを介して静電気がカバー４９に流れてきても、アース端子４６に流れてきても、確実にアース用回路に流すことができて、図４に示した配線基板３０のアース脚部用ランド３１Ｄが不要となり回路パターン設計が容易で設計自由度が向上できる。さらに、操作側に近い位置でアース脚部４９Ｃも半田付けされるため、操作部８Ａに加わる押圧荷重による半田付け部の剥離強度に対して強いプッシュオンスイッチを提供することができる。

また、図６の別のカバーの形態による実装を説明する外観図に示すような構成としても良い。

図６に示す構成は、図５のものと比べて、カバー５９のアース脚部５９Ｃ先端の曲げをなくし、そのまま垂直下方に延設された先端を配線基板３３のアース端子用ランド３３Ｃに設けたスルーホール３３Ｄに半田付け装着するものである。

この構成であれば、カバー５９側に流れてきた静電気に対しても、アース端子４６側に流れてきた静電気に対しても、同じアース端子用ランド３３Ｃをアース端子４６用とアース脚部５９Ｃ用とで一体化形成して共用できることに加えて、プッシュオンスイッチの操作部８Ａに加わる押圧荷重による半田付け部の剥離強度に対してさらに強いプッシュオンスイッチを提供することができる。

さらに、図７の別のカバーの形態による実装を説明する外観図に示すような構成としても良い。

図７に示す構成は、図６で示したスルーホール挿入用の形状部分をスイッチケース５１からのアース端子５６の先端に設けたものである。つまり、カバー４９のアース脚部４９Ｃを図５に示した形状とし、スイッチケース５１から導出されたアース端子５６の先端を、配線基板３４面に垂直な下方に向けて曲げ形成し、その先端を配線基板３４のアース端子用ランド３４Ｃに設けたスルーホール３４Ｄに半田付け装着させたところが上述の形状とは異なっているものである。

この構成であれば、図６に示した場合と同様に、アース端子用ランド３４Ｃをアース端子５６用とカバー４９のアース脚部４９Ｃ用とで一体化形成して共用できることに加えて、プッシュオンスイッチの操作部８Ａに加わる押圧荷重による半田付け部の剥離強度に強いプッシュオンスイッチを提供することができる。

なお、上記に説明した各端子やアース脚部としては、対応するスイッチケースの下面とほぼ同一平面で平面状に形成されたものに限られることはなく、表面実装タイプの他の端子形状、例えばＪベントの端子形状などのものとしてあってもよい。また、スイッチの接点部分や操作体などの詳細構成も上述したもののみに限定されることはない。

本発明によるプッシュオンスイッチは、操作部に近い前側に位置した端子に流れ込む静電気を確実にアース用回路に流すことができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作部等に有用である。

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 同スイッチケースの平面図 同実装状態の外観図 別のカバーの形態による実装を説明する外観図 別のカバーの形態による実装を説明する外観図 別のカバーの形態による実装を説明する外観図 従来のプッシュオンスイッチの外観図 同断面図 同分解斜視図 同スイッチケースの平面図 同動作状態の断面図 実装状態の外観図

符号の説明

６ 可動接点
７ 保護シート
８ 操作体
８Ａ 操作部
８Ｂ 駆動部
８Ｃ 押圧部
８Ｄ 枠部
９，４９，５９ カバー
９Ａ，４９Ａ 平板部
９Ｂ 傾斜部
９Ｃ，４９Ｃ，５９Ｃ アース脚部
９Ｄ 係止部
２１，４１，５１ スイッチケース
２１Ａ 凹部
２１Ｂ コーナー突部
２１Ｃ 受け部
２２ 中央固定接点
２３ 外側固定接点
２４ 中央接点端子
２５ 外側接点端子
２６，４６，５６ アース端子
３０，３２，３３，３４ 配線基板
３１ ランド
３１Ａ 外側接点端子用ランド
３１Ｂ 中央接点端子用ランド
３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ アース端子用ランド
３１Ｄ アース脚部用ランド
３３Ｄ，３４Ｄ スルーホール

Claims (2)

1. 配線基板の端部から操作部を前方に突出するように装着され、上記配線基板面に平行な方向から押圧操作されるプッシュオンスイッチにおいて、内部に固定接点を備えた絶縁樹脂製のスイッチケースから導出され、上記固定接点とは電気的に独立したアース端子を上記配線基板の端部側となる前側に設けていることを特徴とするプッシュオンスイッチ。
2. スイッチケースに金属製のカバーが取り付けられ、そのカバーからアース端子の近傍に脚部が延設されて、装着される配線基板のアース端子用ランドと一体になされたランドに上記脚部が半田付けされて用いられることを特徴とする請求項１記載のプッシュオンスイッチ。

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