特許第5881804号(P5881804)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5881804
(24)【登録日】2016年2月12日
(45)【発行日】2016年3月9日
(54)【発明の名称】プッシュスイッチ
(51)【国際特許分類】
   H01H 13/10 20060101AFI20160225BHJP
   H01H 13/52 20060101ALI20160225BHJP
【FI】
   H01H13/10
   H01H13/52 F
【請求項の数】4
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2014-224650(P2014-224650)
(22)【出願日】2014年11月4日
(62)【分割の表示】特願2013-215015(P2013-215015)の分割
【原出願日】2013年2月22日
(65)【公開番号】特開2015-35431(P2015-35431A)
(43)【公開日】2015年2月19日
【審査請求日】2014年11月4日
(31)【優先権主張番号】特願2012-37285(P2012-37285)
(32)【優先日】2012年2月23日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000131430
【氏名又は名称】シチズン電子株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズンホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100165191
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 章
(74)【代理人】
【識別番号】100151459
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 健一
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 真輔
【審査官】 岡崎 克彦
(56)【参考文献】
【文献】 特開2007−184161(JP,A)
【文献】 特開2010−020911(JP,A)
【文献】 特開2004−079220(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01H 13/00−13/88
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
切り込みを設けていない実装基板の側端部において実装基板の実装面に対して垂直に配置される表面、実装基板に実装するための実装面、前記表面と対向する裏面、及び側面を有する断面がL字状の基板と、
前記表面に設けられた収納凹部と、
前記収納凹部内の略中央に設けられている中央接点と、
前記収納凹部の周縁部に設けられている一対の周辺接点と、
前記一対の周辺接点に架設され、且つ押圧によって前記中央接点と接触する可動接点バネと、
前記可動接点バネの頭頂部に設けられた突起部と、
前記実装面に配置され実装基板と電気的に接続するための接続パッドと、を有し、
前記L字状の基板の内側の垂直面となる前記裏面が実装基板の側端部に配置され、
前記突起部の真横に実装基板の一部が存在して、前記突起部を押圧した力を実装基板が支えるように、前記基板の断面がL字状の内側の角部が実装基板の側端部に配置され、
前記L字状の基板の表面側の下端が実装基板の下端と面一となるように配置される、
ことを特徴とするプッシュスイッチ。
【請求項2】
前記基板は、実装基板の側端部に接着される前記裏面を含む第1の基板と、前記第1の基板に対して直交するように接続され且つ前記接続パッドを有する第2の基板を含む、請求項1に記載のプッシュスイッチ。
【請求項3】
前記中央接点及び前記周辺接点は前記第1の基板に設けられ、前記第1の基板と前記第2の基板が電気的に接続されることにより、前記中央接点及び前記周辺接点と前記接続パッドとが電気的に接続されている、請求項2に記載のプッシュスイッチ。
【請求項4】
前記第2基板上に接着され、前記第1基板の側面とその表面の高さとが面一となる厚さ調整用の板状のスペーサをさらに有する、請求項2又は3に記載のプッシュスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プッシュスイッチに関し、例えば、携帯電話機の操作ボタン等に好適なプッシュスイッチに関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話機等の電子機器では、小型化及び薄型化に伴って操作ボタンもサイズが小さく構成されてきた。従来、このような電子機器では、ドーム状のスイッチであるプッシュスイッチが多く採用されている。近年、スイッチサイズがさらに小型化及び薄型化されており、回路基板等の実装基板の側面に取り付けられる側面スイッチについても、スイッチの高さを低くするための検討がなされている。
【0003】
例えば、特許文献1には、回路基板にスイッチケースの本体部の大きさに合わせたコ字状の切り欠き部を設け、回路基板の上方から操作部を前方に向け、本体部を切り欠き部に嵌め込んで装着するプッシュオンスイッチが記載されている。このプッシュオンスイッチは、スイッチの本体部を切り欠き部に落とし込むことで装着状態でのスイッチの薄型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011−150870号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のプッシュオンスイッチでは、実装基板に切り込みを設けている。しかしながら、切り込みが設けられない場合もあり、切り込みを設けずに実装可能であり、且つ、薄型化も可能であるスイッチが要望されている。
【0006】
また、特許文献1に記載のプッシュオンスイッチでは、各接点及び端子が絶縁樹脂でインサート成形されたスイッチケースを用いている。しかしながら、接点や端子となる金属部品を埋め込んで成形する方法では、スイッチ全体のさらなる小型化が困難であるという問題があった。
【0007】
なお、薄型化の方法として、プッシュスイッチを実装したフレキシブルプリント基板(FPC)を実装基板の側面に貼り付ける方法も考えられるが、FPCの使用により部材コスト及び製造コストが増大してしまうという不都合があった。
【0008】
本発明は、上記の不具合を解消するためのプッシュスイッチを提供することを目的とする。
【0009】
本発明は、実装基板の切り込み不要で薄型化が可能なプッシュスイッチを提供することを目的とする。
【0010】
本発明は、実装基板の切り込み不要で薄型化が可能であると共に、部材費及び製造コストの増大を抑えることができるプッシュスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
プッシュスイッチは、表面に配置された収納凹部を有する第1基板と、収納凹部内の略中央に設けられている中央接点と、収納凹部の周縁部に設けられている一対の周辺接点と、一対の周辺接点に架設され且つ押圧によって中央接点と接触する可動接点バネと、第1基板と電気的に接続された一対の接続パッドを有する第2基板を有し、第1基板と前記第2基板の断面がL字状となるように一体に形成されていることを特徴とする。
【0012】
プッシュスイッチは、表面に収納凹部を有する第1基板と、前記収納凹部内の中央に設けられた中央接点及び該中央接点を挟んで前記収納凹部の内周縁側に設けられた一対の周辺接点と、一対の前記周辺接点に架設され押圧によって弾性反転して前記中央接点に接触する凸形のドーム状金属薄板である可動接点バネと、前記収納凹部の開口部を閉塞して前記第1基板に接着された可撓性の支持シートと、前記第1基板の裏面に側面が接着されて前記第1基板に対して直交すると共に両者で断面L字状となる第2基板とを備え、前記第1基板が、裏面に形成されていると共に表裏を貫通したスルーホールを介して対応する前記中央接点又は前記周辺接点に電気的に接続された一対の導電性の裏面パターンを有し、前記第2基板が、裏面に形成されていると共に少なくとも側面に形成された一対の導電性の接続パターンを介して対応する前記裏面パターンに電気的に接続された一対の電極パッドを有していることを特徴とする。
【0013】
プッシュスイッチでは、第1基板は裏面に配置された一対の導電性の裏面パターンを有し、中央接点は一対の裏面パターンの内の1つと電気的に接続され、一対の周辺接点は一対の裏面パターンの内の他の1つと電気的に接続され、第2基板は第1基板の一対の裏面パターンと接続するために側面に配置された一対の導電性の接続パターン及び一対の導電性の接続パターンとそれぞれ電気的に接続された一対の接続パッドを有し、第1基板と第2基板は第1基板の裏面と第2基板の側面とが接着され、接着された状態で第1基板と第2基板の断面がL字状となるように一体に形成されて、実装基板の端部に配置されていることが好ましい。
【0014】
プッシュスイッチでは、第1基板の裏面に側面が接着されて第1基板に対して直交すると共に両者で断面L字状となる第2基板を備え、第2基板が、裏面に形成されていると共に少なくとも側面に形成された一対の導電性の接続パターンを介して対応する裏面パターンに電気的に接続された一対の電極パッドを有しているので、通常のプリント基板(PCB)で第1基板及び第2基板を構成することができ、薄型化し易いと共に低コスト化を図ることができる。すなわち、第1基板と第2基板とは、いずれも電気的接続をスルーホールと、導電性の裏面パターン及び接続パターンと電極パッドとで行っているため、従来のように金属部品をインサート成形で埋め込んで接続を行う場合よりも、量産性が高いと共に小型化及び薄型化が可能になる。また、FPC等に比べて剛性が高く、スイッチ押し込み力に対して高い強度を有している。
【発明の効果】
【0015】
プッシュスイッチでは、第1基板と前記第2基板の間に配置された基板接着シートを更に有し、基板接着シートは、第1基板の一対の裏面パターンと第2基板の一対の導電性の接続パターンとの接続部に対応して設けられた接続用開口部を有していることが好ましい。このプッシュスイッチでは、接続部の周りが基板接着シートにより密着状態となり、第1基板と第2基板との電気的接続部分においても防水性を得ることができる。
【0016】
プッシュスイッチでは、第2基板上に接着され、第1基板の側面とその表面の高さとが面一となる厚さ調整用の板状スペーサを更に有することが好ましい。このプッシュスイッチでは、第2基板と板状スペーサとの厚みを変えることで、スイッチ高さを変えることができ、種々の高さ要求に対して容易に対応することができる。
【0017】
プッシュスイッチでは、収納凹部の開口部を閉塞して第1基板に接着された可撓性の支持シートと、支持シートの表面かつ可動接点バネの頭頂部に設けられた突起部を更に有することが好ましい。このプッシュスイッチでは、常に中心を押すことができ、動作寿命が向上すると共に安定した操作感が得られる。また、側面スイッチとして、上面スイッチと同等のスペック(操作特性や動作寿命)を得ることが可能になる。
【0018】
プッシュスイッチは、薄型化し易いと共に、安価なPCB等を利用でき低コスト化を図ることができる。また、実装基板の切り込みが不要であり、実装基板の設計やスイッチの配置等において高い自由度を得ることができると共に、部材費や製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】プッシュスイッチ1の斜視図である。
図2図1のAA´断面図である。
図3】(a)は第1基板2の表面図であり、(b)は第1基板2の裏面図である。
図4】(a)は第2基板7の表面図であり、(b)は第2基板7の接着側の側面図であり、(c)は第2基板7の裏面図である。
図5】(a)は導体ペーストを塗布した絶縁性基板部9を示す裏面図であり、(b)は(a)の側面図である。
図6】(a)は基板接着シートを接着した絶縁性基板部9を示す裏面図であり、(b)は(a)の側面図である。
図7】(a)は第1基板2に第2基板7を接着した状態を示す裏面図であり、(b)は(a)の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下図面を参照して、プッシュスイッチについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0021】
図1はプッシュスイッチ1の斜視図であり、図2図1のAA´断面図である。
【0022】
プッシュスイッチ1は、図1及び図2に示すように、実装基板Bの側端部に設置されるものである。プッシュスイッチ1は、表面に収納凹部2aを有する第1基板2と、収納凹部2a内の中央に設けられた中央接点3及び中央接点3を挟んで収納凹部2aの内周縁側に設けられた一対の周辺接点4とを有している。また、プッシュスイッチ1は、一対の周辺接点4に架設され押圧によって弾性反転して中央接点3に接触する凸形のドーム状金属薄板である可動接点バネ5と、収納凹部2aの開口部を閉塞して第1基板2に接着された可撓性の支持シート6とを有している。さらに、プッシュスイッチ1は、第1基板2の裏面に側面が接着され且つ第1基板2に対して直交して配置される第2基板7と、第2基板7上に接着され且つ第1基板2の側面に表面が面一となる様に配置された厚さ調整用の板状スペーサ8とを有している。図2に記載される様に、第1基板2と第2基板7とは、両者で断面L字状となるように、実装基板Bの端部に配置されている。なお、図2において、実装基板Bの下端と第1基板2の下端の位置が同じとなっているが、実装基板Bとプッシュスイッチ1との位置関係は図2に記載の関係に限定されるものではない。
【0023】
第1基板2は、樹脂板等で形成された絶縁性基板部9と、絶縁性基板部9の上面に貼り付けられ収納凹部2aとなる円形孔又は略四角形孔が形成された凹部用接着シート10とで構成されている。また、凹部用接着シート10は、両面接着シートであり、凹部用接着シート10の上に支持シート6が接着されている。
【0024】
可動接点バネ5は、ステンレス等で形成され、下方に押圧されて所定の押圧力を超えると、節度感を伴って下方に向けて弾性反転する断面円弧状の2枚重ねの板バネである。
【0025】
支持シート6は、凹部用接着シート10上に収納凹部2aを覆って貼り付けられている。支持シート6は、ポリイミドシート等の絶縁樹脂フィルムで形成された保護シートであって、防水シートとしても機能しており、収納凹部2a内を密封状態としている。また、支持シート6の表面で、可動接点バネ5の頭頂部には、ポリイミド樹脂等の硬質な樹脂で円板状に形成されたアクチュエータである突起部11が設けられている。
【0026】
板状スペーサ8は、ポリフタルアミド等の樹脂プレートで形成され、スペーサ用接着シート25で第2基板7上に接着されている。
【0027】
図3(a)は第1基板2の表面図であり、図3(b)は第1基板2の裏面図である。なお、第1基板2の突起部11側の面を表面とし、第1基板2の第2基板7側の面を裏面とする。
【0028】
中央接点3及び周辺接点4は、図3(a)に示すように、収納凹部2aの底面にパターン形成された銅箔等で形成されている。中央接点3は、収納凹部2aの底面中央に略円形状に形成されている。また、一対の周辺接点4は、収納凹部2aの底面周縁に中央接点3を中心とした対称位置に形成され、互いに端部で接続されて全体としてコ字状に形成されている。
【0029】
図3(b)に示すように、第1基板2の裏面には、導電性の裏面パターン13A、13Bが形成されている。裏面パターン13A,13Bは、銅箔等でパターン形成されている。スルーホール12Aは、第1基板2の表裏を貫通し、一端が中央接点3に接続され、他端が裏面パターン13Aに接続されている。また、スルーホール12Bは、第1基板2の表裏を貫通し、一端が周辺接点4に接続され、他端が裏面パターン13Bに接続されている。即ち、裏面パターン13Aは、スルーホール12Aを介して、表面の中央接点3と電気的に接続されている。また、裏面パターン13Bは、スルーホール12Bを介して、表面の一対の周辺接点4と電気的に接続されている。
【0030】
図4(a)は第2基板7の表面図であり、図4(b)は第2基板7の接着側(第1基板2側)の側面図であり、図4(c)は第2基板7の裏面図(c)である。なお、第2基板7の板状スペーサ8側の面を表面とし、第2基板7の実装基板B側の面を裏面とする。
【0031】
第2基板7は、第1基板2の裏面パターン13A、13Bに対応して、表面、裏面及び側面に形成された一対の導電性の接続パターン14A、14Bを有している。また、第2基板7の表面には、接続パターン14A、14Bとそれぞれ接続された一対の導電性の表面パターン16A、16Bを有している。さらに、第2基板7の側面には、表面パターン16A、16Bとそれぞれ接続された導電性の側面パターン17A、17Bを有している。さらに、第2基板7の裏面には、側面パターン17A、17Bとそれぞれ接続された一対の電極パッド15A、15Bを有している。即ち、第2基板7の接続パターン14A、14Bと電極パッド15A、15Bとのそれぞれは、電気的に接続されるように構成されている。
【0032】
図4(a)に示すように、第2基板7の表面には、接続パターン14A、14B、側面パターン17A、17B及び実装用パターン18の上部を除いて表面パターン16A、16Bを覆う表面レジスト23がパターン形成されている。また、図4(c)に示すように、第2基板7の裏面には、電極パッド15、15B及び実装用パッド19を除いて接続パターン14A、14Bの下部と電極パッド15A、15B間及び実装用パッド19間の裏面中央部とを覆う第2裏面レジスト24がパターン形成されている。
【0033】
なお、第2基板7は、側面パターン17A、17Bと同じ側面に形成され且つ他と電気的に絶縁されている2つの実装用パターン18と、裏面に形成され実装用パターン18と接続されている2つの実装用パッド19とを有している。実装用パッド19は、電気的接続のためでなく、実装基板Bに実装する際の接着強度向上のために設けられている。したがって、実装用パッド19の位置は、電極パッド15A、15Bより、実装基板Bの端部側にあることが好ましい。
【0034】
電極パッド15A、15B、表面パターン16A、16B及び実装用パッド19は、銅箔等でパターン形成されている。また、接続パターン14A、14Bは、側面に表裏にわたって形成された断面円弧状の溝にCu粉末含有のエポキシ樹脂等である導電ペーストを埋め込んで形成されている。さらに、側面パターン17A、17B及び実装用パターン18は、側面に表裏にわたって形成された断面円弧状の溝に金属膜が成膜されて形成されている。
【0035】
図5(a)は導体ペーストを塗布した絶縁性基板部9を示す裏面図であり、図5(b)は図5(a)の側面図である。
【0036】
図5は、第1基板2の裏面において、絶縁性基板部9の裏面パターン13A上に導体ペースト20Aを塗布し、裏面パターン13B上に導体ペースト20Bを塗布した状態を示している。また、第1基板2の裏面には、図5に示すように、第2基板7の側面が接続される部分以外をスルーホール12A、12Bと共に覆う第1裏面レジスト22がパターン形成されている。
【0037】
図6(a)は基板接着シートを接着した絶縁性基板部9を示す裏面図であり、図6(b)は図6(a)の側面図である。
【0038】
図6は、第1基板2の裏面において、絶縁性基板部9の裏面パターン13A、13B上に基板接着シート21が接着された状態を示している。基板接着シート21には、裏面パターン13A、13Bと接続パターン14A、14Bとの接続部に対応して空けられた一対の接続用孔21aを有している。また、基板接着シート21は、両面接着シートである。
【0039】
図7(a)は第1基板2に第2基板7を接着した状態を示す裏面図であり、図7(b)は図7(a)の側面図である。
【0040】
第2基板7は、図7に示すように、基板接着シート21を介して、第1基板2に接着されている。この時、裏面パターン13A、13Bと接続パターン14A、14Bとは、基板接着シートの接続用孔21aを介して、導体ペースト20A、20Bによって電気的に接続される。
【0041】
中央接点3は、スルーホール12Aを介して裏面パターン13Aと電気的に接続されている(図3参照)。また、裏面パターン13Aは、導体ペースト20Aを介して接続パターン14Aに接続され、さらに接続パターン14Aは表面パターン16A及び側面パターン17Aを介して電極パッド15Aに電気的に接続されている(図4図7参照)。周辺接点4は、スルーホール12Bを介して裏面パターン13Bと電気的に接続されている(図3参照)。また、裏面パターン13Bは、導体ペースト20Bを介して接続パターン14Bに接続され、さらに接続パターン14Bは表面パターン16A及び側面パターン17Aを介して電極パッド15Bに電気的に接続されている(図4図7参照)。したがって、第1基板2及び第2基板7の断面がL字状となる状態では(図7(b)参照)、中央接点3及び周辺接点4から、端子となる電極パッド15A、15Bまで、スルーホール12A、12Bと各パターンとによって、電気的導通が図られている。
【0042】
上述した様に、プッシュスイッチ1では、第1基板2の裏面に側面が接着されて、第1基板2に対して直交するように配置される第2基板7を備えている。第1基板2に対して第2基板7が接着された状態では、両者の断面がL字状となるように、第1基板2及び第2基板7が一体に形成されている。また、第2基板7の側面に形成された一対の導電性の接続パターン14A、14Bを介して、第1基板2の裏面パターン13A、13Bと第2基板7の一対の電極パッド15A、15Bが電気的に接続されている。上記の構成によって、通常のプリント基板(PCB)で第1基板2及び第2基板7を構成することができ、薄型化し易いと共に低コスト化を図ることができる。
【0043】
また、プッシュスイッチ1では、第1基板2と第2基板7との電気的接続は、スルーホール12A、12B、裏面パターン13A、13B、接続パターン14A、14B、及び電極パッド15A、15Bで行っている。したがって、上記の電気的接続方法は、従来のように金属部品をインサート成形で埋め込んで接続を行う場合よりも、量産性が高いと共に小型化及び薄型化が可能になる。また、上記の電気的接続方法は、FPC等に比べて剛性が高く、スイッチ押し込み力に対して高い強度を有している。
【0044】
また、プッシュスイッチ1では、第2基板7は、裏面パターン13A、13Bと接続パターン14、14Bとの接続部に設けられ且つ接続用孔21aを有する基板接着シート21を介して、第1基板2と接着されている。したがって、接続部の周りが基板接着シート21により密着状態となり、第1基板2と第2基板7との電気的接続部分において、防水性を得ることができる。
【0045】
また、プッシュスイッチ1は、第2基板7上に板状スペーサ8を有しているので、第2基板7及び/又は板状スペーサ8の厚さを変えることで、スイッチ高さを変えることができ、種々の高さ要求に対して容易に対応することができる。また、逆に、実装基板Bの厚さに拘わらず、スイッチ高さをほぼ所望の高さとすることもできる。いずれの場合でも、第1基板2の側面と板状スペーサ8の表面が面一となる様に配置されることが好ましい。
【0046】
また、プッシュスイッチ1では、支持シート6の表面且つ可動接点バネ5の頭頂部に、突起部11が設けられているので、常に可動接点バネ5の中心を押すことができ、動作寿命が向上すると共に安定した操作感が得られる。したがって、プッシュスイッチ1では、側面スイッチでありながら、上面スイッチと同等のスペック(操作特性や動作寿命)を得ることができる。なお、プッシュスイッチ1では、突起部11の押圧方向Cにおいて、突起部11の真横(図2)に、実装基板Bの一部が存在するように構成されているので、突起部11を押圧する力を実装基板Bが支える構造となっている。したがって、プッシュスイッチ1では、安定した押圧感を得ることができる。
【0047】
上述したプッシュスイッチ1では、絶縁性基板部9上に凹部用接着シート10を貼り付けて、収納凹部2aを形成している(図2参照)。しかしながら、凹部用接着シート10を用いずに、絶縁性基板部9自体に円形状の穴部(収納凹部)を形成して、支持シート6を絶縁性基板部9の上面に接着剤等で直接貼り付けるように構成しても良い。
【符号の説明】
【0048】
1 プッシュスイッチ
2 第1基板
2a 収納凹部
3 中央接点
4 周辺接点
5 可動接点バネ
6 支持シート
7 第2基板
8 板状スペーサ
11 突起部
12A、12B スルーホール
13A、13B 裏面パターン
14A、14B 接続パターン
15A、15B 電極パッド
21 基板接着シート
21a 接続用孔
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7