プッシュスイッチ

本発明は、各種電子機器の入力操作部に用いられるプッシュスイッチに関するものである。

各種電子機器の入力操作部の信号用スイッチとしては、押圧操作すると軽快なクリック感を伴って動作するプッシュスイッチが多く用いられている。

このような従来のプッシュスイッチについて、図7〜図9を用いて説明する。

図7は従来のプッシュスイッチの断面図、図8は同外観斜視図、図9は同分解斜視図であり、同図において、1は上面が開口した箱型に形成された絶縁樹脂製のケースで、その凹部の内底面には中央接点2と外側接点3が固定されている。中央接点2に繋がった端子2A、外側接点3に繋がった端子3Aは、ケース1外方にそれぞれ延設されている。

4は上方凸形で円形ドーム状に形成された弾性薄板金属製の可動接点であり、その外周下端が外側接点3上に載置されて凹部内に配され、ドーム状頂点部の下面は中央接点2と間隔をあけて対峙している。

そして、5は下面の全面に粘着層5Aを有する絶縁フィルム製の保護シートで、ケース1の凹部上を覆うように、上記凹部を構成している壁部1A上端に粘着層5Aで粘着保持されてケース1に装着されている。

以上のように従来のプッシュスイッチは構成されている。

次に動作について説明する。上方から保護シート5を介して可動接点4のドーム状頂点部を押圧し、その力が所定の大きさを超えると、ドーム状の中央部分がクリック感を伴って下方凸形に弾性反転し、その中央部分の下面が下方に対峙した中央接点2と接触する。これによって、可動接点4を介して中央接点2と外側接点3との間が導通したスイッチオン状態となる。

そして、加えていた押し下げ力を解除すると、クリック感を伴って、弾性反転していた可動接点4のドーム状の中央部分が元の上方凸形に弾性復帰して中央接点2から離れ、中央接点2と外側接点3との間が絶縁状態となった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2006−236805号公報

特開2010−021034号公報

近年、各種電子機器は小型軽量化などが進み、それに搭載される電子部品についても小型化されたものへの要望が高まっている。その中で、上記従来のプッシュスイッチでは、ケース1の凹部上を覆う保護シート5を、下面の粘着層5Aでケース1の壁部1A上端に保持させた構成であり、その構成のままで小型化を進めると保護シート5の粘着代にあたる面積が少なくなっていくようになってしまい、保護シート5のケース1への安定した粘着保持状態の確保が困難になることもあるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、保護シートの粘着代にあたる面積が少なくなっても保護シートがケースに安定して保持された状態で構成されたプッシュ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。

本発明は、電気的接続が行われるスイッチ接点部と、壁部と壁部で囲まれた上方開口の凹部とを有し、凹部内にスイッチ接点部が配されたケースと、凹部を覆う保護シートと、保護シートの下方に配された押圧体と、を備え、保護シートとケースの壁部の上面は、レーザー照射により少なくとも一部が線状に溶着されており、保護シートは、押圧体が配された箇所から、溶着された箇所に向けて傾斜しているプッシュスイッチとしたものである。

これであれば、レーザー照射による溶着固定箇所で保護シートがケースに強固に溶着固定された状態のものに構成できると共に、操作時に保護シートから受ける影響を少なく抑えたものに構成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、保護シートの粘着代にあたる面積が少なくなっても保護シートがケースに安定して保持された状態で構成されたプッシュ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。

本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチの外観斜視図

同断面図

同分解斜視図

同上面図

同第一の溶着固定箇所において他の形状で設定したものの上面図

同第一の溶着固定箇所において他の形状で設定したものの上面図

従来のプッシュスイッチの断面図

同外観斜視図

同分解斜視図

以下、本発明によるプッシュスイッチについて、図1〜図6を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部分には、同一符号を付して詳細説明は省略する。

(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スイッチの外観斜視図、図2は同断面図、図3は同分解斜視図、図4は同上面図である。

同図において、11は上面が開口した箱型に形成された絶縁樹脂製のケースで、壁部11Aで囲まれて構成された凹部の内底面には、ケース11を形成する樹脂により金属製の中央接点2と金属製の外側接点3がインサート成形されて固定されている。中央接点2に繋がった端子2A、外側接点3に繋がった端子3Aは、ケース11の外方にそれぞれ延設されている。4は上方凸形でドーム状に形成された弾性薄板金属製の可動接点で、その外周下端が外側接点3上に載置されて凹部内に配され、ドーム状の中央部下面は中央接点2と間隔をあけて対峙している。以上の中央接点2と外側接点3、および可動接点4によって凹部内にスイッチ接点部が構成されている。

15は絶縁フィルム製の保護シートであり、凹部を覆うようにケース11上に配され、ケース11の壁部11A上端に重ねて配された周縁部が装着保持されている。ここに、当該構成品では、保護シート15のケース11への保持状態が従来のものとは異なっている。つまり、当該構成品では、保護シート15がケース11にレーザー照射によって溶着固定されたものとなっている。なお、その第一の溶着固定箇所21の詳細説明は後述するが、その第一の溶着固定箇所21は所定幅の線状で、それを図1、図4では斜線部で示している。

そして、保護シート15の下面には、絶縁樹脂製の押圧体17が固着されており、押圧体17の下面は可動接点4の中央頂点部上に載せられている。なお、押圧体17としては、小径の円柱状のものなどであればよい。そして、この保護シート15と押圧体17もレーザー照射によって溶着固定されている。なお、その第二の溶着固定箇所22においても図1、図4では斜線部で示している。

そして、保護シート15の中央部分は、押圧体17の上端形状に沿って上方に突出し、その突出している上面位置が被操作箇所となっている。その被操作箇所は、平坦面やなだらかな球面状であると好ましい。そして、保護シート15は、上記被操作箇所から壁部11A上端に重なっている周縁部との間が周囲に向かうにつれて下がっていく傾斜状態になっている。この傾斜状態のものであれば、操作時に保護シート15から受ける影響を少なく抑えることができる。

そして、保護シート15とケース11との間をレーザー照射によって溶着固定させた当該構成とするために、ケース11としては、レーザーを吸収する材質、色調で構成されたものを用い、保護シート15としては、レーザーの透過率が高い材質、色調のものを用いている。例えば、ケース11は、ケース11全体を形成する樹脂がナイロンまたはPPS製で、保護シート15はケース11の材質と同じ絶縁フィルムを用いている。さらに、保護シート15としては、下面に粘着層を形成していない絶縁フィルムそのものを用いている。なお、ケース11と保護シート15の材質としては同じものが好ましいが、少なくとも互いの融点が近く溶融状態となった折りに互いに混じりやすいものであってもよい。そして、上述した保護シート15、ケース11として用いた素材の関係は、保護シート15に対する押圧体17の素材の選定のときも同じである。

そして、保護シート15は、ケース11の上面視形状とほぼ同じ外形の矩形状で、上記第一の溶着固定箇所21は、ケース11の壁部11A上端の範囲内において、保護シート15の外縁付近に上面視で完全に繋がった矩形リング形状で線状に設けられている。これであれば、第一の溶着固定箇所21で、凹部の外周周囲が全周に亘って囲まれ、防塵性や防滴性の確保ができる。なお、第一の溶着固定箇所21を、保護シート15の外縁に沿うようにその外縁付近に設ければ、保護シート15の外縁側からの浮きや捲くれ防止もなされて好ましく、また押圧体17を介在させる場合にも有利となるという利点がある。

以上のように、当該実施の形態によるプッシュスイッチは構成されている。

ここで、当該構成品を製造するための一つ目の製造方法について説明すると、まず、可動接点4の中央部上面に押圧体17を仮固定した押圧体17付きの可動接点4がケース11の凹部内に配されている第一の仕掛品、および保護シート15を準備する。なお、可動接点4と押圧体17との仮固定は、柔軟性の大きい粘着剤(図示せず)で仮固定されているものとすれば好ましいが、特に限定はされない。また、保護シート15も単品に加工される前の長尺状のものなどであってもよい。

続いて、第一の仕掛品に対し、ケース11の凹部上が保護シート15で覆われるように、保護シート15の周縁部をケース11の壁部11A上端に載せる。

次に、その状態で、保護シート15の上方側からレーザー照射をする。これにより、保護シート15の周縁部とケース11の壁部11A上端の範囲内の位置を、線状の第一の溶着固定箇所21で溶着させる。また、保護シート15下面に押圧体17上端を第二の溶着固定箇所22で溶着させる。なお、第一の溶着固定箇所21と第二の溶着固定箇所22とは同時に溶着させてもよいし、個別に順次溶着させてもよい。

ここで、それらの溶着状態について第一の溶着固定箇所21を例として簡単に説明する。レーザー照射をすると、被照射箇所となる保護シート15位置をレーザーが透過して、下方に位置する壁部11A上端の表面部分を溶融させ、それと同時に両者の当接箇所となった保護シート15下面の表面部分も溶融して、両者間の界面部分が互いに混じって溶着される。

そして、第一の溶着固定箇所21は、レーザーを絞って上述した上面視リング形状になるように線状に順次設けていく、もしくは、線状の第一の溶着固定箇所21に応じた保護シート15位置のみに同時にレーザー照射がなされるように保護シート15上にマスクを介在させて設けるなど、様々な手法を用いて構成することができる。なお、レーザー照射によって効率よく第一の溶着固定箇所21を設けるには、保護シート15の周縁部下面をケース11の壁部11A上端位置に少なくとも当接もしくは圧接させた状態でレーザー照射をすることが好ましいが、その当接もしくは圧接状態とする手段は特に限定はされない。

そして、線状の第一の溶着固定箇所21としては、線幅として0.1〜0.2mm程度が好ましい。また、線状の第一の溶着固定箇所21は、凹部の外周位置からは0.03mm程度もしくはそれ以上を目安に寸法をあけた外側位置に設けるようにしておくと、レーザー溶着時において凹部内のスイッチ接点部への影響度合いが少なく抑えられて好ましい。さらに、当該構成のように押圧体17を介在させる場合には、線状の第一の溶着固定箇所21を保護シート15の外縁に沿うように設けると好ましい。

第二の溶着固定箇所22は、押圧体17上部の範囲内に収まる設定とすると、スイッチ接点部への影響が少なくできて好ましい。なお、押圧体17は可動接点4上に仮固定されているため、押圧体17が位置精度よく可動接点4に合わせ込んで配されたものに容易に構成できる。また、押圧体17を可動接点4上に仮固定させておくと、その押圧体17上に保護シート15を載せるようにすればよいので、保護シート15の配置自由度も高く好ましい。

このように、当該構成品では、保護シート15において従来品で粘着代にあたる周縁部が、壁部11A上端の範囲内において部分的な線状の第一の溶着固定箇所21により溶着保持されたものとなっている。このように溶融箇所を部分的に抑えた当該構成であれば、溶着時に発生する熱量も抑えられることとなるため、スイッチ接点部に加えて、溶融する保護シート15およびケース11への影響度合いも少なく、管理の簡素化も可能となる。

そして、保護シート15をレーザー照射でケース11に溶着固定したものとすると、たとえ、その第一の溶着固定箇所21が線状であっても従来の粘着固定よりも強固な装着保持状態のものに構成できる。つまり、従来品では粘着代にあたる面積が少なくなると保護シートの安定した粘着保持状態を確保することが困難になる場合もあるが、当該構成であれば、その粘着代にあたる面積が少ない場合であっても、保護シート15のケース11への保持状態が安定したものに容易に構成できる。さらに、レーザー照射を用いるため、保護シート15のケース11への装着工数を低減させることも可能となり、品質の安定したものを安価に提供することができる。

次に、当該実施の形態によるプッシュスイッチの動作の説明をする。上方から保護シート15の被操作箇所に押し下げ力を加えると、その押し下げ力が押圧体17を介して可動接点4の中央部に伝わり、押圧体17で可動接点4の中央部が押圧されていく。そして、その力が所定の大きさを超えると可動接点4の中央部分がクリック感を伴って下方凸形に弾性反転する。これによって、可動接点4の中央部分の下面が中央接点2に接触してスイッチオン状態となる。その力を解除すると、クリック感を伴って、弾性反転していた可動接点4が元の上方凸形に弾性復帰して押圧体17などを元の位置に押し戻すと共に、中央接点2と外側接点3との間が絶縁状態となった元のスイッチオフ状態に戻る。

このように、当該構成品では、押圧体17を介して可動接点4の中央頂点位置が常に押圧されるものにできるため、操作時の良好なクリック感触が得られるものに実現できる。

なお、上記動作時には保護シート15も撓むようになり、その影響がケース11と保護シート15との間の保持箇所にも繰り返して加わることになるが、保護シート15をケース11に第一の溶着固定箇所21でレーザー溶着して保持させている当該構成では、上記影響によってケース11に対する保護シート15の保持位置がずれたりすることもなくせる。また、押圧体17も保護シート15に第二の溶着固定箇所22でレーザー溶着して固着させているため、押圧体17と可動接点4との間の仮固定状態がなくなったとしても、両者間での大きな位置ずれなどの発生も防止でき、操作時に得られる良好な操作感触は長期に亘って維持されるものとして実現できる。

以上のように、当該構成のプッシュスイッチは、保護シート15において、従来品で粘着代にあたる面積が少なくなったとしても、保護シート15がケース11に安定して保持されたものに実現することができる。このため、当該構成品では従来品よりも小型化への対応も容易に可能となる。

なお、当該構成品のプッシュスイッチは、様々な変形例を有する。すなわち、上記には押圧体17を可動接点4に仮固定させた製造方法で製作したものを説明したが、押圧体17が保護シート15に予め固着されたものであってもよい。その固着方法は、上述したレーザー照射による第二の溶着固定箇所22で固着されていたり、保護シート15に押圧体17の上端が接着または粘着固定されているものなどであってもよい。このものの場合には、下記の二つ目の製造方法で製造することができる。

二つ目の製造方法としては、まず、ケース11の凹部内に可動接点4が配された第二仕掛品、および保護シート15の下面に押圧体17が固着された第三仕掛品を準備する。

続いて、第二仕掛品における可動接点4の中央部上に第三仕掛品の押圧体17が当接状態で直接載ると共に、ケース11の凹部が第三仕掛品の保護シート15で覆われるように、第三仕掛品の保護シート15の周縁部を第二仕掛品のケース11の壁部11A上端に載せる。

次に、その状態で、保護シート15の上方側からレーザー照射をして、保護シート15をケース11の壁部11A上端の範囲内で、線状の第一の溶着固定箇所21により溶着保持させたものとする。

このとき、前述した製造方法の場合と同様に、第一の溶着固定箇所21は、順次設けていったり、マスクを介在させるなどして設けるなど、様々な手法を用いることができること、保護シート15の周縁部下面をケース11の壁部11A上端に少なくとも当接もしくは圧接させた状態でレーザー照射をすると好ましいこと、その当接もしくは圧接状態とする手段は特に限定はされないことは上述したとおりである。

この二つ目の製造方法で製造した当該構成品は、押圧体17が可動接点4上に載っているのみのため、可動接点4が動作する際の規制が少なくでき、より良好な感触が得られ易くなるという付帯効果が期待できる。

なお、以上には、ケース11全体がレーザーを吸収する材質、色調で構成されたものを用いた構成事例を説明したが、ケース11は、少なくとも壁部11A上端部分のみがレーザーを吸収する材質、色調で構成されていてもよい。また、その上端面に塗料などが塗布されてレーザーを吸収して溶融するように構成されたものなどであってもよい。また、押圧体17においても同様である。

なお、以上には押圧体17を凹部内に備えた構成事例について説明したが、従来品のように押圧体17を有していないタイプのものに対しても、第一の溶着固定箇所21で保護シート15がケース11に溶着されているものに構成しても上述同様の作用効果が得られるものに実現できる。また、ケース11内の押圧体17をなくして、その代わりに可動接点4の中央部に対応する保護シート15の上面側の位置に押圧体を固着させた構成のものにしてもよい。

そして、押圧体17の有無に拘わらず保護シート15とケース11との間の第一の溶着固定箇所21の上面視形状についても、上述説明した繋がった矩形リング形状に限定はされない。例えば、図5の上面図に示すようにケース11における凹部形状に沿いつつその周囲を囲うリング形状で第一の溶着固定箇所21Aを設けたり、図6の上面図に示すようにケース11における凹部の周囲位置を多角形のリング形状で囲うように第一の溶着固定箇所21Bを設けたりしてもよい。また、第一の溶着固定箇所21、21A、21Bは、繋がったリング状であると好ましいが、部分的に開口した線状であってもよい。このように、その溶着箇所の形状や線幅の寸法などは、求める特性や管理面などを総合的に勘案して、適宜設定すればよい。

なお、スイッチ接点部は、上述説明した構成のものに限られることはなく、例えば、可動接点に常接していない独立状態の二つの固定接点間を可動接点で接離させるものなどであってもよい。または、操作時にクリック感を生じないものなどであってもよい。さらには、二段動作するタイプや、プッシュオフタイプのものなどであってもよい。

また、ケース11としても全体が絶縁樹脂で形成されたもの以外に、例えばケース11の底部がプリント配線基板で形成され、その上面に絶縁樹脂層が形成されている形態のものなどであっても本発明による思想は適用可能である。

本発明によるプッシュスイッチは、保護シートの粘着代にあたる面積が少なくなっても保護シートがケースに安定して保持された状態に構成されたものに実現できるという特徴を有し、各種電子機器の入力操作部等に有用である。

2 中央接点 2A 中央接点の端子 3 外側接点 3A 外側接点の端子 4 可動接点 11 ケース 11A 壁部 15 保護シート 17 押圧体 21、21A、21B 第一の溶着固定箇所 22 第二の溶着固定箇所