(57)【要約】【課題】スイッチのさらなる小型化、特に薄型化を実現する。【解決手段】絶縁性のケース２は、操作空間１０を区画する。固定電極３Ａ、４Ａは、少なくとも一部が操作空間１０内に配置される。可動電極５は、操作空間１０内に配置され、固定電極３Ａと接離する。ケース２と固定電極３Ａ、４Ａは、ケース２の所定の側において最も外側に位置する平坦面同士が同一の平面Ｆをなしている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作空間を区画する絶縁性のケースと、
少なくとも一部が前記操作空間内に配置された固定電極と、
前記操作空間内に配置され、前記固定電極の前記一部と接離する可動電極とを備え、
前記ケースと前記固定電極は、前記ケースの所定の側において最も外側に位置する平坦面同士が同一の平面をなしている、スイッチ。
【請求項２】
前記操作空間は、前記所定の側に開口する貫通孔により区画されており、
前記平面に装着されるとともに、前記貫通孔を覆う絶縁性のカバーを備える、請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】
前記カバーは、耐熱性フィルムである、請求項２に記載のスイッチ。
【請求項４】
前記固定電極の前記一部に孔が形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチ。
【請求項５】
前記孔は前記固定電極を貫通している、請求項４に記載のスイッチ。
【請求項６】
前記カバーは、前記平面に接着される接着面を有しており、
前記接着面は前記貫通孔内に露出している、請求項２から５のいずれか一項に記載のスイッチ。
【請求項７】
前記固定電極は、第１電極と第２電極を含み、
前記可動電極は、前記第１電極と接離する第１部分、および前記第２電極に接触している第２部分を有し、
前記ケースは、前記操作空間を区画する壁から前記可動電極と前記第１電極の間へ延びる突部を有している、請求項１から６のいずれか一項に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば回路基板に実装されるスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスイッチとして、ケース、固定電極、および可動電極を備えたものが知られている。ケースは操作空間を区画し、固定電極の一部は当該操作空間内に配置される。可動電極は、当該操作空間内に配置され、固定電極の当該一部と接離可能とされている（例えば、特許文献１を参照）。固定電極の別の一部は、ケースの外側に露出している。スイッチが回路基板に実装される際に、当該露出部分は、回路基板に形成された配線と電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０４４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の構成を有する現在入手可能なスイッチとしては、縦横寸法が数ミリ程度、厚さ寸法が０．５ｍｍ程度のものがある。スイッチが搭載される電子機器等の小型化に伴い、スイッチ自体にもさらなる小型化が求められている。特にスイッチの厚さ方向（上記の例においては回路基板の法線方向）について、小型化（薄型化）の要求が高い。
【０００５】
よって本発明は、スイッチのさらなる小型化、特に薄型化を実現しうる技術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】
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、スイッチであって、
操作空間を区画する絶縁性のケースと、
少なくとも一部が前記操作空間内に配置された固定電極と、
前記操作空間内に配置され、前記固定電極の前記一部と接離する可動電極とを備え、
前記ケースと前記固定電極は、前記ケースの所定の側において最も外側に位置する平坦面同士が同一の平面をなしている。
【０００７】
このような構成によれば、所定の側における固定電極の平坦面よりも外側にケースの一部が存在しない。したがって、当該方向におけるスイッチの寸法を小さくすることが可能である。また所定の側における固定電極の外側にケースを形成する絶縁性材料を回り込ませる必要がないため、金型構造を簡素化することができる。使用する絶縁性材料の量を削減できることと相まって、製造コストの削減にも寄与する。
【０００８】
前記操作空間は、前記所定の側に開口する貫通孔により区画されている構成としてもよい。この場合、前記スイッチは、前記平面に装着されるとともに、前記貫通孔を覆う絶縁性のカバーを備える。
【０００９】
このような構成によれば、所定の側における貫通孔の開口面を、当該所定の側において最も外側に位置するケースの平坦面とすることができ、さらなる小型化が可能となる。また絶縁性のカバーが貫通孔を覆うことにより、貫通孔内で所定の側に露出する固定電極を外部から電気的に絶縁するとともに、操作空間への水や埃の侵入を防ぐことができる。
【００１０】
前記カバーは、耐熱性フィルムである構成としてもよい。この場合、スイッチの小型化を損なうことがない。また半田付けによりスイッチを回路基板等に実装する場合において、熱損傷を回避することができる。
【００１１】
前記固定電極の前記一部に孔が形成されている構成としてもよい。この場合、可動電極は、孔の縁部に対して線接触する。孔を形成せずに可動電極と固定電極を点接触させる場合と比較して、接触安定性を向上させることができる。
【００１２】
ここで前記孔は前記固定電極を貫通している構成としてもよい。この場合、可動電極と固定電極の接離が数多く繰り返されることにより発生するブラックパウダーが、可動電極と固定電極の接触部に留まることを防止できる。したがって、接触抵抗が不安定になることを防止できる。
【００１３】
前記カバーは、前記平面に接着される接着面を有しており、前記接着面は前記貫通孔内に露出している構成としてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、発生したブラックパウダーを接着面で捕捉することができる。よってブラックパウダーが操作空間内で移動することにより、接触抵抗が不安定になることを防止できる。特に可動電極と固定電極の接触部に貫通孔が形成されている構成の場合、発生したブラックパウダーを効率的に捕捉することができる。
【００１５】
前記固定電極は、第１電極と第２電極を含み、前記可動電極は、前記第１電極と接離する第１部分、および前記第２電極に接触している第２部分を有する構成としてもよい。ここで前記ケースは、前記操作空間を区画する壁から前記可動電極と前記第１電極の間へ延びる突部を有している。
【００１６】
このような構成によれば、スイッチに振動や衝撃が加わることで可動電極が第１電極に接触し、予期せず第１電極と第２電極が導通状態に至ってしまうことを防止できる。可動電極は、第１電極に接触する前に絶縁性の突部に接触するためである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スイッチのさらなる小型化、特に薄型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチの構成を示す分解斜視図である。
【図２】上記スイッチが示す第１導電部材と第２導電部材を示す斜視図である。
【図３】上記スイッチの外観を示す斜視図である。
【図４】上記スイッチの外観を示す四面図である。
【図５】図４の（ａ）における線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。
【図６】上記スイッチが備えるケースの一部を拡大して示す断面図である。
【図７】上記スイッチの下面側の構成を示す分解斜視図である。
【図８】上記スイッチの回路基板への実装状態を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態の例について、以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また「前後」「左右」「上下」という表現は、説明の便宜のために用いるものであり、実際の使用状態における姿勢や方向を限定するものではない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るプッシュスイッチ１（スイッチの一例）の構成を示す分解斜視図である。プッシュスイッチ１は、ケース２、第１導電部材３、第２導電部材４、可動電極５、上カバー６、押し子７、および下カバー８を備えている。
【００２１】
ケース２は樹脂などの絶縁性材料からなる。ケース２は、周壁２ａにより区画された貫通孔２ｂを有している。第１導電部材３と第２導電部材４は、銅などの導電性材料からなる。第１導電部材３と第２導電部材４は、例えばインサート成型により、ケース２と一体に成形されている。
【００２２】
図２の（ａ）は、第１導電部材３と第２導電部材４を上方から見た斜視図である。図２の（ｂ）は、第１導電部材３と第２導電部材４を下方から見た斜視図である。
【００２３】
第１導電部材３は、左右方向に延びる第１部分３ａ、および第１部分３ａの中央部より前方に延びる第２部分３ｂを有している。第１部分３ａは、その右端部３ｃと左端部３ｄを除いてケース２の周壁２ａに埋設される。これにより図１に示すように、右端部３ｃと左端部３ｄは、それぞれケース２の右側壁２ｃと左側壁２ｄにおいて露出し、外部端子として機能する。また第２部分３ｂは、片持ち梁状に貫通孔２ｂ内に配置され、第１固定電極として機能する。以降の説明においては、必要に応じて第２部分３ｂを「第１固定電極３Ａ」と称する。
【００２４】
第２導電部材４は、左右方向に延びる第１部分４ａ、および第１部分４ａの中央部より端部側において後方に延びる一対の第２部分４ｂを有している。第１部分４ａの右端部４ｃと左端部４ｄを除く前側部分、および第２部分４ｂの左右方向外側部分は、ケース２の周壁２ａに埋設される。これにより図１に示すように、右端部４ｃと左端部４ｄは、それぞれケース２の右側壁２ｃと左側壁２ｄにおいて露出し、外部端子として機能する。また第１部分４ａの後側部分、および第２部分４ｂの左右方向内側部分は、貫通孔２ｂ内に配置され、第２固定電極として機能する。以降の説明においては、必要に応じてこれらの部分を「第２固定電極４Ａ」と総称する。
【００２５】
第１導電部材３の第１部分３ａには、円形の貫通孔３ｅが形成されている。第１導電部材３の第２部分３ｂには、その基端部付近において矩形の貫通孔３ｆが形成され、先端部付近において円形の貫通孔３ｇが形成されている。貫通孔３ｅ、３ｆは、第１導電部材３がケース２と一体成型される際に、樹脂を流れ込ませるための孔である。図２の（ｂ）に示すように、第１導電部材３の下面側においては、貫通孔３ｅ、３ｆの開口縁が面取りされることにより、下面に向かって各孔が拡開している。これにより、孔内に流入して固化した樹脂が抜け止めとして機能し、第１導電部材３がケース２から下方に脱落することを防止している。貫通孔３ｇの役割については後述する。
【００２６】
第１部分３ａの後端縁には、複数個の切欠き３ｈが形成されている。切欠き３ｈは、第１導電部材３がケース２と一体成型される際に、樹脂を流れ込ませるための空間を形成する。図２の（ｂ）に示すように、第１導電部材３の下面側においては、切欠き３ｈの開口縁が面取りされることにより、下面に向かって拡開している。これにより、各切欠き３ｈ内に流入して固化した樹脂が抜け止めとして機能し、第１導電部材３がケース２から下方に脱落することを防止している。
【００２７】
第２導電部材４の第１部分４ａには、円形の貫通孔４ｅと矩形の貫通孔４ｆが形成されている。貫通孔４ｅ、４ｆは、第２導電部材４がケース２と一体成型される際に、樹脂を流れ込ませるための孔である。図２の（ｂ）に示すように、第２導電部材４の下面側においては、貫通孔４ｅ、４ｆの開口縁が面取りされることにより、下面に向かって各孔が拡開している。これにより、孔内に流入して固化した樹脂が抜け止めとして機能し、第２導電部材４がケース２から下方に脱落することを防止している。
【００２８】
第２導電部材４の周縁には、複数個の切欠き４ｈが形成されている。切欠き４ｈは、第２導電部材４がケース２と一体成型される際に、樹脂を流れ込ませるための空間を形成する。図２の（ｂ）に示すように、第２導電部材４の下面側においては、切欠き４ｈの開口縁が面取りされることにより、下面に向かって拡開している。これにより、各切欠き４ｈ内に流入して固化した樹脂が抜け止めとして機能し、第２導電部材４がケース２から下方に脱落することを防止している。
【００２９】
このように第１導電部材３と第２導電部材４がケース２と一体成型されることにより、図１に示すように、貫通孔２ｂの内部において、底のない空隙９が第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａの間に形成される。
【００３０】
可動電極５は、銅などの導電性材料からなる。可動電極５は、左右端部において湾曲しつつ前後方向に延びる一対の第１縁部５ａ、および前後端部において左右方向に延びる第２縁部５ｂを有している。可動電極５は、第１縁部５ａが第２固定電極４Ａ上に載置されるように、ケース２の貫通孔２ｂ内に配置される。
【００３１】
上カバー６は、可撓性を有する絶縁性材料からなる。材料の例としては、アクリル系の接着面が形成されたポリイミドやポリエーテルエーテルケトンのフィルムが挙げられる。当該接着面をケース２の周壁２ａの上面に接着することにより、貫通孔２ｂの上側開口部が閉塞される。
【００３２】
押し子７は、上カバー６の上面中央部に適宜の方法で接着される。押し子７は、剛性を有する適宜の材料からなる。
【００３３】
下カバー８は、耐熱性を有する絶縁性材料からなる。材料の例としては、アクリル系の接着面８ａが形成されたポリイミドのフィルムが挙げられる。当該接着面８ａをケース２の周壁２ａの下面に接着することにより、貫通孔２ｂの下側開口部が閉塞される。
【００３４】
図３と図４は、上記のようにして組み立てられたプッシュスイッチ１の外観を示す図である。図３において、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。図４において（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は右側面図である。背面図および左側面図は、それぞれ正面図および右側面図と対称に現れるため、図示を省略する。
【００３５】
図５は、図４の（ａ）における線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。ケース２の貫通孔２ｂの上側開口部が上カバー６により閉塞され、下側開口部が下カバー８により閉塞されることにより、操作空間１０が形成される。操作空間１０の内部には、第１固定電極３Ａ、第２固定電極４Ａ、および可動電極５が配置されている。下カバー８の接着面８ａは、第１固定電極３Ａに形成された貫通孔３ｇ、および第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａの間に形成された空隙９を通じて、操作空間１０内に露出している。
【００３６】
可動電極５は、上側に凸となるドーム形状を呈している。押し子７に負荷を与えない状態においては、可動電極５の中央部５ｃは、第１固定電極３Ａと離間している。すなわち、第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａは非導通状態にある。
【００３７】
上方から一定値以上の負荷が押し子７に与えられると、可動電極５の中央部５ｃは、下方に変形して第１固定電極３Ａと接触する。すなわち、第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａが導通状態となる。第１固定電極３Ａの貫通孔３ｇは、変形された可動電極５の中央部５ｃが当接する位置に形成されている。
【００３８】
図１に示すように、ケース２の周壁２ａの内周面は、貫通孔２ｂに向かって延びる突部２ｅを有している。図６は、矢印VI−VIに沿って当該部分を拡大して示す断面図である。突部２ｅは、第１導電部材３の第２部分３ｂに形成された矩形の貫通孔３ｆの上方に形成される。突部２ｅは、第１導電部材３の上面に対して僅かな段差２ｆを形成している。段差２ｆの高さは、無負荷時における可動電極５の第２縁部５ｂに対して突部２ｅの上面が接触しない程度に設定される。
【００３９】
図示は省略するが、第２導電部材４の第１部分４ａに形成された矩形の貫通孔４ｆの上方にも、同様の構成を有する突部が形成されている。
【００４０】
図７は、下カバー８を取り外した状態のケース２の下面側を示す分解斜視図である。第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａの下面は、ケース２の下側において露出している。図５にも示すように、ケース２、第１固定電極３Ａ、および第２固定電極４Ａは、ケース２の下側において最も外側に位置する平坦面同士が同一平面Ｆをなしている。下カバー８は、接着面８ａが当該平面に接着されることにより、貫通孔２ｂを覆う。
【００４１】
図８に示すように、プッシュスイッチ１は例えば回路基板２０に実装され、外部端子（第１導電部材３の右端部３ｃ、左端部３ｄ、および第２導電部材４の右端部４ｃ、左端部４ｄ）が半田付け等により配線と電気的に接続される。図８の（ａ）は、回路基板２０の上面２０ａに外部端子が載置される場合を示している。図８の（ｂ）は、回路基板２０に形成された挿通孔にプッシュスイッチ１が挿入され、外部端子が回路基板２０の下面２０ｂに載置される場合を示している。
【００４２】
本実施形態の構成によれば、ケース２が操作空間１０を区画し、第１固定電極３Ａ、第２固定電極４Ａ、および可動電極５が操作空間１０内に配置される。可動電極５は、第１固定電極３Ａと接離する。ここでケース２、第１固定電極３Ａ、および第２固定電極４Ａは、ケース２の下側（所定の側の一例）において最も外側に位置する平坦面同士が同一平面Ｆをなしている。換言すると、第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａの下側平坦面よりも下方にケース２の一部が存在しない。
【００４３】
したがって、プッシュスイッチ１の上下方向の寸法を小さくすること（薄型化）が可能である。例えば図８の（ａ）と（ｂ）に示すいずれの場合においても、回路基板２０の法線方向の寸法を小さくすることができるため、プッシュスイッチ１が搭載される機器の小型化にも寄与する。また第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａの下方にケース２を形成する樹脂を回り込ませる必要がないため、金型構造を簡素化することができる。使用する樹脂の量を削減できることと相まって、製造コストの削減にも寄与する。
【００４４】
本実施形態の構成によれば、操作空間１０は、ケース２に形成された貫通孔２ｂによって区画されている。これにより、ケース２の下側における貫通孔２ｂの開口面を、当該下側において最も外側に位置する平坦面とすることができ、さらなる薄型化が可能となる。数値例を挙げると、従来のプッシュスイッチの厚み寸法（押し子７を除く）が０．４６ｍｍであるところ、０．３６ｍｍまで（すなわち２０％強）の薄型化が実現できた。
【００４５】
絶縁性の下カバー８がケース２の下面に装着されて貫通孔２ｂを覆うことにより、貫通孔２ｂ内でケース２の下方に露出する第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａを外部から電気的に絶縁するとともに、操作空間１０への水や埃の侵入を防ぐことができる。
【００４６】
本実施形態の構成によれば、下カバー８は耐熱性のフィルムであるため、プッシュスイッチ１の薄型化を損なうことがない。数値例を挙げると、樹脂により下カバーを成形する場合、樹脂流動を許容するために０．０８〜０．１ｍｍの厚みが必要となる。しかしながら耐熱性フィルムにより下カバー８を構成する場合、厚みは０．０２〜０．０５ｍｍで済む。また半田付けによりプッシュスイッチ１を回路基板２０に実装する場合において、熱損傷を回避することができる。
【００４７】
本実施形態の構成によれば、第１固定電極３Ａには貫通孔３ｇが形成されている。貫通孔３ｇは、押し子７が操作されることにより変形された可動電極５の中央部５ｃが接触する位置に形成されている。これにより可動電極５の中央部５ｃは、貫通孔３ｇの縁部に対して線接触する。貫通孔３ｇを形成せずに可動電極５と第１固定電極３Ａを点接触させる場合と比較して、接触安定性を向上させることができる。
【００４８】
可動電極５の第１固定電極３Ａに対する接離が数多く繰り返されると、ブラックパウダーが発生する。本実施形態の構成によれば、下カバー８の接着面８ａは、貫通孔２ｂ内に露出している。そのため、発生したブラックパウダーを接着面８ａで捕捉することができる。よってブラックパウダーが操作空間１０内で移動することにより、接触抵抗が不安定になることを防止できる。
【００４９】
本実施形態の構成によれば、可動電極５と第１固定電極３Ａの接触部分に貫通孔３ｇが形成されており、当該貫通孔３ｇの下方にも下カバー８の接触面８ａが露出している。よって、ブラックパウダーが可動電極５と第１固定電極３Ａの接触部に留まることを防止できる。さらに発生したブラックパウダーを効率的に捕捉することができる。
【００５０】
可動電極５は、第１固定電極３Ａ（第１電極の一例）と接離する中央部５ｃ（可動電極の第１部分の一例）、および第２固定電極４Ａ（第２電極の一例）に接触している第１縁部５ａ（可動電極の第２部分の一例）を有している。ケース２の突部２ｅは、操作空間１０を区画する周壁２ａより、可動電極５の第２縁部５ｃと第１固定電極３Ａの間へ延びている。
【００５１】
このような構成によれば、プッシュスイッチ１に振動や衝撃が加わることで可動電極５の第２縁部５ｃが第１固定電極３Ａに接触し、予期せず第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａが導通状態に至ってしまうことを防止できる。可動電極５の第２縁部５ｃは、第１固定電極３Ａに接触する前に絶縁性の突部２ｅに接触するためである。
【００５２】
上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００５３】
ケース２は、必ずしも貫通孔２ｂにより操作空間１０を区画することを要しない。ケース２の下側において最も外側に位置するケース２、第１固定電極３Ａ、および第２固定電極４Ａの平坦面同士が同一の平面をなしている限りにおいて、例えばケース２に形成された凹部によって操作空間１０が区画される構成としてもよい。この場合、第１固定電極３Ａと第２固定電極４Ａは、その一部が操作空間１０内に配置される。
【００５４】
上カバー６と下カバー８は、必ずしも接着面を有するフィルムであることを要しない。例えばナイロンフィルムを用い、レーザー溶着によりケース２への装着を行なう構成としてもよい。
【００５５】
必ずしも別体としての押し子７を上カバー６に接着することを要しない。シート状の部分と押し子として機能する部分が熱可塑性樹脂により一体に成形された部材を用いてもよい。
【００５６】
第１固定電極３Ａと可動電極５の接触部に形成されている貫通孔３ｇは、両者の線接触を確保しうる限りにおいて、有底の孔としてもよい。
【００５７】
操作空間１０内に配置された固定電極に対して接離する可動電極を備える限りにおいて、スイッチはプッシュスイッチ１に限られるものではない。例えばスライドスイッチにも本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１：プッシュスイッチ、２：ケース、２ｂ：貫通孔、２ｅ：突部、３Ａ：第１固定電極、３ｇ：貫通孔、４Ａ：第２固定電極、５：可動電極、５ａ：第１縁部、５ｂ：第２縁部、８：下カバー、８ａ：接着面、Ｆ：同一の平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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