特許 7199232 照光式スイッチ

(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】

(24)【登録日】2022-12-22

(45)【発行日】2023-01-05

(54)【発明の名称】照光式スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/06 20060101AFI20221223BHJP

   H01H 13/02 20060101ALI20221223BHJP

   H01H 13/14 20060101ALI20221223BHJP

   H01H 13/52 20060101ALI20221223BHJP

   H01H 9/04 20060101ALI20221223BHJP

   H01H 9/16 20060101ALI20221223BHJP

【ＦＩ】

H01H13/06 B

H01H13/02 A

H01H13/14 Z

H01H13/52 F

H01H9/04 D

H01H9/16 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019004189

(22)【出願日】2019-01-15

(65)【公開番号】P2020113460

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-12-17

(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】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097043

【弁理士】

【氏名又は名称】浅川 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100128071

【弁理士】

【氏名又は名称】志村 正樹

(72)【発明者】

【氏名】新井 孝弘

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５７４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１０００４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １３／０６

Ｈ０１Ｈ １３／０２

Ｈ０１Ｈ １３／１４

Ｈ０１Ｈ １３／５２

Ｈ０１Ｈ ９／０４

Ｈ０１Ｈ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一固定接点と、前記第一固定接点と電気的に絶縁している第二固定接点とを上面に備える回路基板と、
前記第一固定接点と所定の部位で導通するように、前記回路基板に実装された発光素子と、
前記回路基板の上面の周縁に設けられた環状部材と、
前記回路基板の上面であって前記環状部材の内側に設けられ、押圧されて前記第一固定接点と前記第二固定接点を導通する弾性導体部材と、
光透過性と弾性を有し、押圧されると前記弾性導体部材を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を囲むように前記押圧部材と一体に成形された枠部材とを備え、前記環状部材の上に設けられたカバー部材と、
を有する照光式スイッチ。

【請求項2】

請求項１において、
前記枠部材の底面の少なくとも一部が前記環状部材に接着されている照光式スイッチ。

【請求項3】

請求項１において、
前記環状部材と前記弾性導体部材を上から覆う保護部材と、
前記保護部材の上面の周縁に設けられた環状の接着部材と、
をさらに有し、
前記枠部材の底面の少なくとも一部が前記接着部材に接着されている照光式スイッチ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかにおいて、
前記押圧部材がシリコーン樹脂から構成される照光式スイッチ。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかにおいて、
前記回路基板が長方形の板形状を備え、
前記回路基板の離れた一対の側面のみにスルーホールが形成されており、
前記枠部材の対向する一対の底面に前記押圧部材の原料が通過した凹部が形成されており、
前記スルーホールと前記凹部が上下で重ならないように前記カバー部材が配置されている照光式スイッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防水性と防塵性に優れる照光式スイッチに関するものである。

【背景技術】

【0002】

プリント回路基板と、プリント回路基板上に設けられ、発光素子が電気的に接続された内側の固定接点と、プリント回路基板上に設けられた外側の固定接点と、発光素子が通過できる孔が中心に形成され、外側の固定接点上に設けられ、押圧されると内側と外側の固定接点を導通する開閉接点と、弾性プラスチックから構成され、開閉接点を押圧する押しボタンと、硬質プラスチックから構成され、押しボタンを押圧する作動面を備える電気スイッチが知られている（特許文献１）。この電気スイッチは、内部に汚染物質が入るのを抑えるため、プリント回路基板と押しボタンの接合部の周囲を覆う金属製のカバーをさらに備えている。そして、このカバーの下部は、プリント回路基板の下面に設けられた切欠に装着されている。

【0003】

しかしながら、プリント回路基板の下面の切欠にカバーの下部を装着しなければならないので、この電気スイッチを製造するのに手間がかかる。また、押しボタンと作動面が別々の部材から構成されており、押しボタンと作動面の接合部に隙間があるため、この電気スイッチは防水性と防塵性に劣る。また、プリント回路基板と押しボタンの接合部と、金属製のカバーの間にも隙間があり、この点でもこの電気スイッチは防水性と防塵性に劣る。また、プリント回路基板の下面に切欠を形成しなければならないので、プリント回路基板が、すなわち電気スイッチ自体が厚くなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４７１６９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、内部に水分や塵が入るのを抑えられ、簡易に製造でき、薄型化できる照光式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】

【0006】

本発明の照光式スイッチは、第一固定接点と、第一固定接点と電気的に絶縁している第二固定接点とを上面に備える回路基板と、第一固定接点と所定の部位で導通するように、回路基板に実装された発光素子と、回路基板の上面の周縁に設けられた環状部材と、回路基板の上面であって環状部材の内側に設けられ、押圧されて第一固定接点と第二固定接点を導通する弾性導体部材と、光透過性と弾性を有し、押圧されると弾性導体部材を押圧する押圧部材と、押圧部材を囲むように押圧部材と一体に成形された枠部材とを備え、環状部材の上に設けられたカバー部材を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の照光式スイッチでは、押圧部材と枠部材が一体に成形されている。このため、押圧部材と枠部材の接合部に隙間がなく、照光式スイッチの内部に水分や塵が入るのを抑えられる。また、本発明の照光式スイッチでは、回路基板の上面に設けられた環状部材の上にカバー部材が設けられている。このため、回路基板の上にカバー部材が容易に設置でき、照光式スイッチが簡易に製造できる。また、本発明の照光式スイッチでは、回路基板の上面に設けられた環状部材を介して、カバー部材が回路基板の上に設けられている。このため、下面に切欠を形成した回路基板と比べて、回路基板が薄型化でき、照光式スイッチの小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第一実施形態の照光式スイッチの分解斜視図。

【図2】第一実施形態の照光式スイッチを構成するカバー部材の底面斜視図。

【図3】第一実施形態の照光式スイッチの断面図。

【図4】第二実施形態の照光式スイッチの分解斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の照光式スイッチについて、図面を参照しながら各実施形態に基づいて説明する。なお、図面は、照光式スイッチ、照光式スイッチの構成部材、および照光式スイッチの周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、特にことわらない限り、便宜上、図３に示す照光式スイッチの向きを基準に、上下などの方向を表す。なお、ある部材の上とは、その部材の上面だけでなく、その部材の上面に設けられた一つ以上の他の部材の上面、すなわちその部材の上方を含む。重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付与することがある。

【0010】

図１は、本発明の第一実施形態に係る照光式スイッチ１０を分解した状態で示している。照光式スイッチ１０は、回路基板１２と、発光素子である発光ダイオード１４と、環状部材である接着シート１６と、弾性導体部材１８と、カバー部材２０を備えている。回路基板１２は、長方形（正方形を含む。以下同じ）の板形状を備え、本体２２と、本体２２の上面に形成された第一固定接点２４および第二固定接点２６を備えている。すなわち、回路基板１２は、第一固定接点２４と第二固定接点２６を上面に備えている。

【0011】

本体２２は、長方形の板状部材で、ガラスエポキシ樹脂、セラミックス、またはガラス等の絶縁体から構成されている。また、本体２２の離れた一対の側面２２ａ，２２ｂのみに、計６個所のスルーホール２８が形成されている。この６個所のスルーホール２８の側面には、導体層３０が形成されている。第一固定接点２４は、本体２２の上面の中央に形成されている。第二固定接点２６は、本体２２の上面であって第一固定接点２４の周囲に、第一固定接点２４と電気的に絶縁されるように、環状に形成されている。図面には現れていないが、第一固定接点２４は、６個所の導体層３０の一部のある個所と導通しており、第二固定接点２６は、６個所の導体層３０の残部の他の個所と導通している。

【0012】

発光ダイオード１４は、第一固定接点２４と所定の部位で導通してその機能が発揮できるように、回路基板１２に実装されている。接着シート１６は、回路基板１２の上面であって、第二固定接点２６の外側である周縁に設けられている。本実施形態では、接着シート１６が、ポリイミド樹脂の薄板である本体層と、本体層の上下両面に設けられたアクリル系接着層を備えている（不図示）。すなわち、回路基板１２と接着シート１６は、接着シート１６の下面に設けられたアクリル系接着層によって接着されている。

【0013】

弾性導体部材１８は、金属製の薄板状部材であって、図１に示すように、中央に孔部１８ａを備えている。発光ダイオード１４からの出射光は孔部１８ａを通過する。弾性導体部材１８は、回路基板１２の上面であって接着シート１６の内側に置かれている。このとき、弾性導体部材１８は、周縁で第二固定接点２６と導通しており、第一固定接点２４と電気的に絶縁している。上から押圧されると弾性導体部材１８は弾性変形する。そして、弾性導体部材１８が上から押圧されている間、孔部１８ａの周囲が下方に移動し、第一固定接点２４と接触する。こうして、第一固定接点２４と第二固定接点２６が導通する。上からの押圧が解除されると、弾性導体部材１８は、元の形状に戻り、第一固定接点２４と第二固定接点２６を電気的に絶縁状態にする。

【0014】

図２は、カバー部材２０の底面を示している。図３は、本体２２の側面２２ａ，２２ｂの中央にそれぞれ形成された一対のスルーホール２８，２８の中心を通るように、照光式スイッチ１０の中央を上下方向に切断した断面を示している。カバー部材２０は、押圧部材４０と枠部材４２を備えている。カバー部材２０は、接着シート１６の上に設けられている。このため、回路基板１２の上にカバー部材２０が容易に設置でき、照光式スイッチが簡易に製造できる。本実施形態では、カバー部材２０の枠部材４２の底面の少なくとも一部が、接着シート１６の上面に接着されている。

【0015】

押圧部材４０は、上から押圧されると弾性導体部材１８を上から押圧する。押圧部材４０は、発光ダイオード１４から出射され、押圧部材４０を通過した光が視認できる光透過性を備えている。また、押圧部材４０は、上からの押圧が解除されると、元の形状に戻る弾性を備えている。シリコーン樹脂は、光透過性と弾性のみならず、耐熱性も備えている。照光式スイッチ１０の製造工程では、加熱が必要な場合もある。このため、押圧部材４０は、シリコーン樹脂から構成されていることが好ましい。

【0016】

枠部材４２は、押圧部材４０を囲むように押圧部材４０と一体に成形されている。このため、押圧部材４０と枠部材４２の接合部に隙間がなく、照光式スイッチ１０の内部に水分や塵が入るのを抑えられる。カバー部材２０は、例えば以下に示すような集合工法によって製造される。まず、カバー部材２０に対応する大きさを備える複数の凹部と、これら複数の凹部を連通する通路を備える金型を用意する。この通路は、後述するように、押圧部材４０の原料である液状のシリコーン樹脂原料が通過する。

【0017】

つぎに、これら複数の凹部に枠部材４２をそれぞれ設置する。このとき、これら複数の凹部の底面と枠部材４２の上面が接するように、枠部材４２を設置する。図２に示すように、シリコーン樹脂原料が通過する凹部である一対の切欠部４２ａ，４２ａが、枠部材４２の対向する一対の底面にも形成されている。なお、枠部材４２に形成されるシリコーン樹脂原料の通路の形状や数量などには特に制限がない。例えば、枠部材４２の対向する一対の底面に二対の切欠部を設けてもよい。

【0018】

そして、押圧部材４０となる液状のシリコーン樹脂原料を一つの凹部に注入する。シリコーン樹脂原料は、金型の通路と切欠部４２ａ，４２ａを通過して、他の凹部にも注入される。こうして、金型の複数の凹部に、枠部材４２とシリコーン樹脂原料がそれぞれ配置される。シリコーン樹脂原料が硬化した後、金型からシリコーン樹脂と複数の枠部材４２の一体物を取り出し、カバー部材２０の形状に切断すると、押圧部材４０と枠部材４２が一体に成形されたカバー部材２０が得られる。

【0019】

図３に示すように、押圧部材４０は、弾性導体部材１８の孔部１８ａの周囲を上から押圧する円状の突出部４０ａを備えている。押圧部材４０を上から指などで押せば、孔部１８ａの周囲が第一固定接点２４と接触して、発光ダイオード１４が点灯し、押圧部材４０を上から指などを離せば、すなわち押圧部材４０の上からの押圧を解除すれば、孔部１８ａの周囲が第一固定接点２４から離れて、発光ダイオード１４が消灯する。また、図３に示すように、照光式スイッチ１０では、発光ダイオード１４の周囲が密閉されている。このため、水分や塵などによって発光ダイオード１４が劣化するのを抑えられる。

【0020】

図１および図３に示すように、照光式スイッチ１０では、スルーホール２８と切欠部４２ａがずれて重なるようにカバー部材２０が配置されている。すなわち、スルーホール２８と切欠部４２ａが上下に重なるカバー部材２０の配置状態から、カバー部材２０を面方向に９０°回転したように、スルーホール２８と切欠部４２ａが上下で重ならないようにカバー部材２０が配置されている。このため、スルーホール２８を用いて、基材に照光式スイッチ１０をはんだ付けしたときに、切欠部４２ａから照光式スイッチ１０の内部にフラックスが侵入するのを抑えられる。

【0021】

照光式スイッチ１０は、例えば以下に示すような集合工法によって製造される。まず、複数の回路基板１２を含む、すなわち第一固定接点２４や第二固定接点２６などが複数組描画された集合基板を用意する。この集合基板には、隣接する回路基板１２同士の所定の境界に、円柱状のスルーホールが所定数量形成されている。つぎに、複数の回路基板１２を備える集合基板の所定の位置に、複数の発光ダイオード１４をリフロー実装する。リフロー実装に代えて、フリップチップ方式によって、集合基板に発光ダイオード１４を実装してもよい。

【0022】

そして、集合基板の所定の位置に、複数の接着シート１６を設置する。つぎに、接着シート１６の中央の孔に、弾性導体部材１８をそれぞれ設置する。そして、接着シート１６の上面に枠部材４２が配置されるように、接着シート１６の上にカバー部材２０を設置する。つぎに、集合基板と接着シート１６、および接着シート１６とカバー部材２０を密着させながら加熱する。こうして、集合基板、接着シート１６、および枠部材４２が接着される。そして、集合基板を縦横に切断して、複数の照光式スイッチ１０を得る。

【0023】

図４は、本発明の第二実施形態に係る照光式スイッチ５０を分解した状態で示している。照光式スイッチ５０は、照光式スイッチ１０の構成部材に加えて、保護部材５２と、接着部材５４をさらに備えている。保護部材５２は、弾性導体部材１８を覆うシート状部材である。保護部材５２は、弾性導体部材１８の全てを覆ってもよいし、押圧部材４０が押圧する弾性導体部材１８の一部分を露出するように、弾性導体部材１８を覆ってもよい。接着部材５４は、保護部材５２の上面の周縁に設けられた環状部材である。接着部材５４は、保護部材５２とカバー部材２０を接着する。より具体的には、枠部材４２の底面の少なくとも一部が接着部材５４に接着されている。照光式スイッチ５０が保護部材５２と接着部材５４を備えているため、照光式スイッチ５０の防水性と防塵性がより向上する。

【符号の説明】

【0024】

１０，５０ 照光式スイッチ
１２ 回路基板
１４ 発光ダイオード
１６ 接着シート
１８ 弾性導体部材
１８ａ 孔部
２０ カバー部材
２２ 本体
２２ａ，２２ｂ 本体の離れた一対の側面
２４ 第一固定接点
２６ 第二固定接点
２８ スルーホール
３０ 導体層
４０ 押圧部材
４０ａ 突出部
４２ 枠部材
４２ａ 切欠部
５２ 保護部材
５４ 接着部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】