(57)【要約】【課題】  リフロー半田に伴う収容部内の空気の膨張及び収縮に起因したフラックス上がりを低減すること。【解決手段】  可動接点部材と、前記可動接点部材と協働する固定接点部と、外部回路に半田付けされる接続端子部と、を有する固定接点部材と、前記固定接点部材に接合し、第１の方向における一方側に開口して前記可動接点部材が収容される凹形状の収容部を形成し、前記収容部において前記固定接点部が露出するとともに外部面に前記接続端子部が露出し、他方側の表面に他方側へ突出する突出部を有する樹脂部と、前記突出部は、前記収容部内の空間と前記樹脂部の外部空間とを連通させる穴を有し、前記穴の前記外部空間側の開口位置は前記第１の方向において前記接続端子部の位置とは異なる、スイッチ装置が開示される。【選択図】  図３
2019091579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動接点部材と、
前記可動接点部材と協働する固定接点部と、外部回路に半田付けされる接続端子部と、を有する固定接点部材と、
前記固定接点部材に接合し、第１の方向における一方側に開口して前記可動接点部材が収容される凹形状の収容部を形成し、前記収容部において前記固定接点部が露出するとともに外部面に前記接続端子部が露出し、他方側の表面に他方側へ突出する突出部を有する樹脂部とを含み、
前記突出部は、前記収容部内の空間と前記樹脂部の外部空間とを連通させる穴を有し、
前記穴の前記外部空間側の開口位置は前記第１の方向において前記接続端子部の位置とは異なる、スイッチ装置。
【請求項２】
前記突出部は、突出方向の先端部に、前記穴に係る開口を有する、請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記突出部は、当該スイッチ装置が実装される基板に形成される位置決め穴に嵌る形態である、請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記突出部は、複数個設けられる、請求項３に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記接続端子部は、前記基板における前記第１の方向の両側の表面のうちの、前記突出部の先端部が存在しない側の表面で半田付けされる、請求項３又は４に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田付けされる外部接続端子と、電気的な接続状態の切り替えが行われる接点部と、を有する固定接点部材を備え、半田に含まれるフラックスの残留分が外部接続端子から接点部に侵入することを回避する構造を有するスイッチ装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2015-008084号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の従来技術のようなスイッチ装置では、固定接点が位置しかつ可動接点が収納される収容部は、略密閉された空間となるが、固定接点部材と樹脂部との間に僅かな隙間がある。このため、リフロー半田を行う際に収容部内の空気が膨張し、その際、固定接点部材と樹脂部の隙間等から、一部の空気が外部に抜ける。その後、収容部内の空気は、冷えることで収縮し、その際、同隙間から外部の空気が僅かに収容部に侵入しようとする。このような膨張及び収縮がポンプのような効果を発揮し、固定接点部材と樹脂部の隙間から収容部内へとフラックスを吸上げ、いわゆるフラックス上がりの主要な原因の１つとなっている。フラックス上がりは、接点不良等の不都合を招きうる。
【０００５】
そこで、１つの側面では、本発明は、リフロー半田に伴う収容部内の空気の膨張及び収縮に起因したフラックス上がりを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの側面では、可動接点部材と、
前記可動接点部材と協働する固定接点部と、外部回路に半田付けされる接続端子部と、を有する固定接点部材と、
前記固定接点部材に接合し、第１の方向における一方側に開口して前記可動接点部材が収容される凹形状の収容部を形成し、前記収容部において前記固定接点部が露出するとともに外部面に前記接続端子部が露出し、他方側の表面に他方側へ突出する突出部を有する樹脂部とを含み、
前記突出部は、前記収容部内の空間と前記樹脂部の外部空間とを連通させる穴を有し、
前記穴の前記外部空間側の開口位置は前記第１の方向において前記接続端子部の位置とは異なる、スイッチ装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
１つの側面では、本発明によれば、リフロー半田に伴う収容部内の空気の膨張及び収縮に起因したフラックス上がりを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例によるスイッチ装置を示す分解斜視図である。
【図２】樹脂部と固定接点部材との一体成形品を示す斜視図である。
【図３】スイッチ装置の搭載状態の一例を示す側面図である。
【図４Ａ】固定接点部材を上側から視た斜視図である。
【図４Ｂ】固定接点部材を下側から視た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施例によるスイッチ装置を示す分解斜視図であり、直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚが定義されている。Ｚ方向（第１の方向の一例）は、スイッチ装置１の厚み方向に対応し、以下では、説明上、Ｚ方向の正側を"上側"とする。また、以下では、特に言及しない限り、用語「内側」及び「外側」は、Ｚ方向に視たときのスイッチ装置１の中心Ｃを基準として用いられる。例えば、内側とは、スイッチ装置１の中心Ｃに近い側を表す。また、以下では、特に言及しない限り、外部とは、スイッチ装置１の外部を指す。
【００１１】
図２は、樹脂部と固定接点部材との一体成形品を示す斜視図である。図３は、スイッチ装置の搭載状態の一例を示す断面図である。図３は、スイッチ装置１の中心Ｃを通るＸＺ平面に沿った断面図である。図３において、一点鎖線Ｉは、中心Ｃを通りＺ軸に平行な中心軸を表す。図４Ａは、固定接点部材２０を上側から視た斜視図であり、図４Ｂは、固定接点部材２０を下側から視た斜視図である。
【００１２】
スイッチ装置１は、図３に示すように、電子機器（図示せず）の基板５０上に実装され、基板５０上の電気回路（図示せず）に電気的に接続される。電子機器は、任意であるが、例えばスマートフォンのような携帯端末や、車載電子機器等でありうる。
【００１３】
スイッチ装置１は、可動接点部材１０と、固定接点部材２０と、樹脂部３０と、封止部材４０とを含む。
【００１４】
可動接点部材１０は、導電性のある材料(例えば金属材料)から形成される。可動接点部材１０は、弾性を有し、弾性変形することで、可動となる。具体的には、可動接点部材１０は、薄板によりドーム状に形成され、反転動作可能とされる。可動接点部材１０は、反転動作する際に"操作感(クリック感)"をユーザに与えることができる。尚、図１に示す例では、可動接点部材１０は、一例として、３枚の同様のドーム状の形態の薄板を重ね合わせることで形成されている。本実施例では、一例として、可動接点部材１０は、スイッチ装置１の中心Ｃ付近にドーム状の頂部を有する。
【００１５】
固定接点部材２０は、可動接点部材１０と協働する固定接点部を有する。固定接点部材２０は、基板５０上の電気回路の電極（図示せず）に半田付けされる接続端子２４を有する。図３には、接続端子２４を接合する半田７が模式的に示されている。本実施例では、一例として固定接点部材２０は、２つの部材からなり、固定接点部は、中央接点部２１１０及び外周接点部２１２０とを含み、接続端子２４は、第１接続端子２４０１と第２接続端子２４０２とを含む。
【００１６】
具体的には、固定接点部材２０は、図２に示すように、中央接点形成部材２１１と、外周接点形成部材２１２とを含む。中央接点形成部材２１１及び外周接点形成部材２１２は、導電性のある材料(例えば金属材料)から形成される。尚、以下で説明する形態の中央接点形成部材２１１及び外周接点形成部材２１２は、それぞれ、板金により形成できる。
【００１７】
中央接点形成部材２１１は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、中央接点部２１１０と、接続部２３００と、先端部２３０１と、第１接続端子２４０１とを形成する。
【００１８】
中央接点部２１１０は、可動接点部材１０が接離可能な固定接点（以下、区別のため「中央接点」とも称する）を形成する部位である。中央接点部２１１０は、樹脂部３０から上側の表面が露出し、可動接点部材１０と上下方向で対向する。本実施例では、スイッチ装置１は、一例として、ノーマルオープン型であり、常態では、可動接点部材１０が後述する外周接点部２１２０と接触しているが、可動接点部材１０が中央接点部２１１０から離れ、中央接点部２１１０と外周接点部２１２０とは電気的に接続されていない。すなわちスイッチ装置１がオフとなる。ユーザが可動接点部材１０を下方向に押すと、可動接点部材１０が中央接点部２１１０に接触し、可動接点部材１０を介して中央接点部２１１０と外周接点部２１２０とが電気的に接続されスイッチ装置１がオン（導通）する。
【００１９】
中央接点部２１１０は、スイッチ装置１の中心Ｃ付近に形成される。但し、変形例では、中央接点部２１１０は、中心Ｃからオフセットして形成されてもよい。本実施例では、一例として、中央接点部２１１０は、円形の外形を有し、半円状の２つの凸部２１１２を有し、２つの凸部２１１２が形成する円形の外周側には、外周部２１１１が延在する。凸部２１１２は、外周部２１１１の表面よりも上側に凸状であり、可動接点部材１０との実質的な接点（中央接点）として機能できる。
【００２０】
接続部２３００は、中央接点部２１１０のＸ方向の一端（図４Ａでは右側の端部）から形成される。接続部２３００は、Ｘ方向に延在し、中央接点部２１１０と第１接続端子２４０１とを繋ぐ。本実施例では、一例として、接続部２３００は、中央接点部２１１０及び第１接続端子２４０１のそれぞれのＹ方向の中心付近に接続される。接続部２３００のＹ方向の幅は、中央接点部２１１０のＹ方向の幅や、第１接続端子２４０１のＹ方向の幅よりも有意に小さい。接続部２３００は、図２及び図３に示すように、略全体が樹脂部３０内に埋まる態様で樹脂部３０に内包される。
【００２１】
先端部２３０１は、中央接点部２１１０のＸ方向の他端（図４Ａでは左側の端部）から形成される。即ち、先端部２３０１は、中央接点部２１１０のＸ方向の端部であって、接続部２３００に接続される側とは逆側の端部に形成される。先端部２３０１は、図２及び図３に示すように、略全体が樹脂部３０内に埋まる態様で樹脂部３０に内包される。先端部２３０１は、接続部２３００と同様、樹脂部３０に内包されることで、樹脂部３０に強固に接合できる。これにより、先端部２３０１は、接続部２３００と協働して、Ｘ方向で先端部２３０１と接続部２３００の間にある中央接点部２１１０と樹脂部３０との間の接合（密着性）を高める機能を有する。以下、このような接続部２３００及び先端部２３０１による機能を、密着性増加機能と称する。中央接点部２１１０は、下側の表面だけしか樹脂部３０に接合しないので、先端部２３０１による密着性増加機能が有効となる。
【００２２】
第１接続端子２４０１は、Ｘ方向の一方側（図２では右側）に形成される。第１接続端子２４０１は、樹脂部３０からＸ方向に露出する。
【００２３】
外周接点形成部材２１２は、中央接点形成部材２１１とは直接的には接触せず、可動接点部材１０を介してのみ電気的に接続する。具体的には、可動接点部材１０が中央接点部２１１０に接する状態では、外周接点形成部材２１２は中央接点形成部材２１１に可動接点部材１０を介して電気的に接続する。また、可動接点部材１０が中央接点部２１１０から離れる状態では、外周接点形成部材２１２は中央接点形成部材２１１から電気的に切り離される。スイッチ装置１では、かかる２つの状態がオン／オフ信号として、接続端子２４を介して電気的に取り出すことができる。
【００２４】
外周接点形成部材２１２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、外周接点部２１２０と、接続部２３０２と、第２接続端子２４０２とを形成する。
【００２５】
外周接点部２１２０は、中央接点部２１１０を囲む部位であり、中央接点部２１１０を囲む領域に延在する。本実施例では、一例として、外周接点部２１２０は、中央接点部２１１０を囲繞する形態であり、接続部２３００が通る領域を除いて、中央接点部２１１０を取り囲む。
【００２６】
外周接点部２１２０は、樹脂部３０から上側の表面が露出する。外周接点部２１２０の上側の表面上には、可動接点部材１０が載置される。外周接点部２１２０は、可動接点部材１０の外周の下縁部と上下方向で当接する。従って、外周接点部２１２０は、可動接点部材１０が常時接触する固定接点（以下、区別のため「外周接点」とも称する）を形成する部位である。本実施例では、一例として、外周接点部２１２０は、４隅のそれぞれに凸部２１２２を有し、凸部２１２２は、ベース部２１２１の表面よりも上側に凸状であり、可動接点部材１０との実質的な接点（外周接点）として機能できる。
【００２７】
接続部２３０２は、Ｘ方向に延在し、外周接点部２１２０と第２接続端子２４０２とを繋ぐ。本実施例では、一例として、接続部２３０２は、外周接点部２１２０及び第２接続端子２４０２のそれぞれのＹ方向の中心付近に接続される。接続部２３０２のＹ方向の幅は、外周接点部２１２０のＹ方向の幅や、第２接続端子２４０２のＹ方向の幅よりも有意に小さい。接続部２３０２は、図２及び図３に示すように、略全体が樹脂部３０内に埋まる態様で樹脂部３０に内包される。
【００２８】
第２接続端子２４０２は、Ｘ方向の他方側（図２では左側）に形成される。第２接続端子２４０２は、樹脂部３０からＸ方向に露出する。
【００２９】
樹脂部３０は、スイッチ装置１のケース（ハウジング）を形成する。樹脂部３０は、固定接点部材２０をインサート部品として金型に樹脂を注入することで、固定接点部材２０と一体成形品として形成される。即ち、樹脂部３０と固定接点部材２０とは、互いに接合する一体成形品である。樹脂部３０は、中央接点形成部材２１１と外周接点形成部材２１２の間の電気的な絶縁を保ちつつ、中央接点形成部材２１１と外周接点形成部材２１２とを一体化する。尚、樹脂部３０は、中央接点形成部材２１１と外周接点形成部材２１２の間の電気的な絶縁を確保するが、上述のように、可動接点部材１０が下方に押されたときの中央接点形成部材２１１と外周接点形成部材２１２の間の導通は可能である。
【００３０】
樹脂部３０は、Ｘ方向の両側で第１接続端子２４０１及び第２接続端子２４０２が露出し、かつ、中央接点部２１１０及び外周接点部２１２０が上側の表面から露出及び突出する態様で、固定接点部材２０と接合する。
【００３１】
樹脂部３０は、図３に示すように、可動接点部材１０が収容される凹形状の収容部７０を形成する。収容部７０において、中央接点部２１１０及び外周接点部２１２０が上側の表面（収容部７０の底面）から露出及び突出する。
【００３２】
また、樹脂部３０は、図２に示すように、外部側の表面に突出部３２を有する。突出部３２は、樹脂部３０の下側表面から下側に突出する。突出部３２は、基板５０に形成される位置決め穴５１（図３参照）に嵌る形態を有する。突出部３２は、好ましくは、２か所以上設けられる。これにより、位置決めの際の回転方向の変位が規制されるので、位置決め精度が向上する。また、突出部３２は、収容部７０内の空間と外部空間とを連通させる穴３２１を有する。
【００３３】
封止部材４０は、フィルム状の部材であり、図３に示すように、樹脂部３０の上側で収容部７０を塞ぐ。例えば、封止部材４０は、樹脂部３０にレーザ溶着されるが、他の方法で接合されてもよい。封止部材４０は、収容部７０の上側を密閉する。これにより、スイッチ装置１の薄型を保ちつつ、中央接点部２１１０と可動接点部材１０の接触位置、及び、外周接点部２１２０と可動接点部材１０の接触位置に異物が入らなくなり、電気的接続がより安定化する。尚、封止部材４０は、図１に示すように、プロジェクション４２（図３参照）が設けられる部位を中心としてその周囲が若干上方に突状に膨らむ形態であってよい。
【００３４】
ところで、電子機器の製造工程において、スイッチ装置１を基板５０上に実装する際に、リフロー半田が行われる。リフロー半田では、封止部材４０によって封止された収容部７０内の空気が収容部７０の容積以上に膨張する。その際、収容部７０内に納まりきれなくなった空気の一部が固定接点部材２０と樹脂部３０の間に存在する僅かな隙間から外部に抜ける。その後、収容部７０内の空気は、冷えることで収縮し、その際、外部の空気が収容部７０に侵入しようとする。このような膨張及び収縮がポンプのような効果を発揮する。また、固定接点部材２０と樹脂部３０の間の隙間は、実際に半田付けが行われる接続端子２４が露出する根元部に繋がっており、リフロー半田が行われた直後においては、接続端子２４には流動性がある状態でフラックスが残存している。従って、収容部７０の気密性が高い場合は、固定接点部材２０と樹脂部３０の隙間から収容部７０内へとフラックスを吸上げ、いわゆるフラックス上がりの主要な原因の１つとなりうる。
【００３５】
この点、本実施例によれば、上述のように、突出部３２を有し、突出部３２が、収容部７０内の空間と外部空間とを連通させる穴３２１を有するので、収容部７０の気密性が低くなる。従って、リフロー半田に伴う収容部７０内の空気の膨張及び収縮に起因したフラックス上がりを低減できる。
【００３６】
具体的には、リフロー半田では、収容部７０内の空気が膨張し、その際、収容部７０内の空気は、主に穴３２１を介して外部に出ることができる（図３の矢印Ｒ３０参照）。また、その後、収容部７０内の空気が冷えて収縮する際、外部の空気は、穴３２１を介して収容部７０内に戻ることができる（図３の矢印Ｒ３１参照）。これは、固定接点部材２０と樹脂部３０の隙間よりも、穴３２１の方が有意に大きく、空気が通過し易いためである。穴３２１は、図３に示すように、突出部３２の下側端部で開口するので基板５０よりも下側に開口する。半田付けは基板５０の上側の面で行われるため、基板５０よりも下側に至り得るフラックスはほとんどなく、突出部３２の下側端部まで至り得るフラックスはほとんどない。従って、穴３２１を介して空気が収容部７０内に戻る際に、フラックスが同伴（吸引）されることは実質的にない。このようにして、本実施例によれば、リフロー半田に伴う収容部７０内の空気の膨張及び収縮に起因したフラックスの吸上げを低減できる。これにより、フラックス上がりに起因した不都合、即ち、フラックスが固定接点部（中央接点部２１１０及び外周接点部２１２０）の上側の表面に至ることに起因した不都合（例えば接点不良等）を低減できる。
【００３７】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００３８】
例えば、上述した実施例では、穴３２１は、上下方向に直線状に形成されているが、ラビリンス状に形成されてもよい。例えば、穴３２１は、突出部３２の下側端部で下向きに開口するが、突出部３２の側部に開口を有してもよい。
【００３９】
また、上述した実施例では、２つの突出部３２のうちの一方のみに穴３２１が形成されている。具体的には、穴３２１は、２つの突出部３２のうちの、上面視で固定接点部材２０に重ならない方の突出部３２のみに形成されている。しかしながら、２つの突出部３２の双方に穴３２１が形成されてもよい。この場合、２つの突出部３２は、双方の穴３２１を介して外部の空間が収容部７０内の空間に連通するように、上面視で固定接点部材２０に重ならない位置に設定される。
【符号の説明】
【００４０】
１  スイッチ装置
７  半田
１０  可動接点部材
２０  固定接点部材
２４  接続端子
３０  樹脂部
３２  突出部
４０  封止部材
４２  プロジェクション
５０  基板
５１  位置決め穴
７０  収容部
２１１  中央接点形成部材
２１２  外周接点形成部材
３２１  穴
２１１０  中央接点部
２１１１  外周部
２１１２  凸部
２１２０  外周接点部
２１２１  ベース部
２１２２  凸部
２３００  接続部
２３０１  先端部
２３０２  接続部
２４０１  第１接続端子
２４０２  第２接続端子
【図１】
2019091579.tif 000003
【図２】
2019091579.tif 000004
【図３】
2019091579.tif 000005
【図４Ａ】
2019091579.tif 000006
【図４Ｂ】
2019091579.tif 000007