(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有しているケースと、
前記凹部内に配置されている複数の固定電極と、
前記凹部内に配置されており、前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で弾性変形可能とされている可動電極と、
第一可撓性を有しており、前記凹部を覆っている第一樹脂カバーと、
前記第一可撓性よりも低い第二可撓性を有しており、前記可動電極と対向するように前記第一樹脂カバーに固定されている第二樹脂カバーと、
前記第一樹脂カバーと前記第二樹脂カバーの間に配置されており、前記第一樹脂カバーの変形に応じて、前記第二樹脂カバーを介して前記可動電極を弾性変形させるように構成されている押圧部材と、を備えている、
プッシュスイッチ。
【請求項２】
前記第一樹脂カバーは、ナイロン製またはＰＰＳ製である、
請求項１に記載のプッシュスイッチ。
【請求項３】
前記押圧部材の変位方向と交差する方向における前記ケースの最大幅寸法は、２．５ｍｍ以下である、
請求項１または２に記載のプッシュスイッチ。
【請求項４】
プッシュスイッチの製造方法であって、
凹部内に複数の固定電極が配置されているケースを用意し、
前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で弾性変形可能となるように、前記凹部内に可動電極を配置し、
第一可撓性を有している第一樹脂カバーに押圧部材を固定し、
前記第一可撓性よりも低い第二可撓性を有している第二樹脂カバーを、前記押圧部材を覆うように前記第一樹脂カバーに固定し、
前記押圧部材と前記第二樹脂カバーが固定された前記第一樹脂カバーを、前記凹部を覆うように前記ケースに固定する、
製造方法。
【請求項５】
前記押圧部材と前記第二樹脂カバーの前記第一樹脂カバーへの固定は、レーザ溶着により行なわれる、
請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第一樹脂カバーが前記ケースに固定された後に、アニール処理を行なう、
請求項４または５に記載の製造方法。
【請求項７】
凹部を有しているケースと、
前記凹部内に配置されている複数の固定電極と、
前記凹部内に配置されており、前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で弾性変形可能とされている可動電極と、
第一可撓性を有しており、前記凹部を覆っている第一樹脂カバーと、
前記第一可撓性よりも低い第二可撓性を有しており、接着面を介して前記第一樹脂カバーに固定されている第二樹脂カバーと、
前記第一樹脂カバーに固定されており、前記第一樹脂カバーの変形に応じて、前記可動電極を弾性変形させるように構成されている押圧部材と、を備えており、
前記第一樹脂カバーの周縁部は、前記ケースに固定されており、
前記第二樹脂カバーの周縁部は、前記凹部に対向している、
プッシュスイッチ。
【請求項８】
プッシュスイッチの製造方法であって、
凹部内に複数の固定電極が配置されているケースを用意し、
前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で弾性変形可能となるように、前記凹部内に可動電極を配置し、
第一可撓性を有している第一樹脂カバーに押圧部材を固定し、
前記第一可撓性よりも低い第二可撓性を有している第二樹脂カバーを、接着面を介して前記第一樹脂カバーに固定し、
前記押圧部材と前記第二樹脂カバーが固定された前記第一樹脂カバーの周縁部を熱溶着で前記ケースに固定することにより、前記凹部を前記第一樹脂カバーで覆いつつ、前記第二樹脂カバーの周縁部を前記凹部に対向させる、
製造方法。
【請求項９】
前記押圧部材は、前記第一樹脂カバーよりも高い剛性を有する材料からなる、
請求項７に記載のプッシュスイッチ。
【請求項１０】
前記押圧部材は、前記第一樹脂カバーよりも高い剛性を有する材料からなる、
請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器などに搭載されるプッシュスイッチに関する。また、本発明は、電子機器などに搭載されるプッシュスイッチの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているプッシュスイッチは、凹部を有するケースを備えている。当該凹部内には、複数の固定電極と可動電極が配置されている。可動電極は、複数の固定電極同士を導通する状態と絶縁する状態との間で弾性変形可能とされている。無負荷時において、複数の固定電極は絶縁されている。凹部は、樹脂（ナイロンまたはＰＰＳ）製のカバーで覆われている。カバーと可動電極の間には押圧部材が配置されている。外部より押圧力が加えられると、押圧部材は、凹部内の可動電極を変形させる。これにより、複数の固定電極は導通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０５８３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているプッシュスイッチにおいては、樹脂製のカバーがケースに対してレーザ溶着されている。これにより、プッシュスイッチの小型化に伴いカバーとケースの接触面積が小さくなっても、カバーのケースに対する固定強度を確保可能にしている。
【０００５】
しかしながら、本願発明者は、上記のような構成を有するプッシュスイッチにおいて機械的特性の低下を見出した。図４の（Ａ）は、プッシュスイッチの操作量（押圧部材の変位量）と操作力の関係を示している。破線は、プッシュスイッチの組立時における特性を示している。一点鎖線は、当該プッシュスイッチが電子機器に搭載される回路基板に実装された後の特性を示している。実線は、熱負荷をかけるためのアニール処理が行なわれた後の特性を示している。
【０００６】
操作開始後の特性曲線の一般的な傾向として、まず押圧部材の変位量の増加とともに操作力が増していく。この傾向は、押圧部材が可動電極を変形させるべく変位するのに伴い、可動電極の弾性抵抗が増していく現象に対応している。押圧部材の変位量がある程度の値に達すると、操作力は急激に低下する。この傾向は、可動電極がクリック感を実現するための変形を行ない、操作力を受け流す現象に対応している。
【０００７】
図４の（Ａ）に示された結果からは、プッシュスイッチが熱処理を経ることにより段階Ａの立ち上がりが右方へ移動していることがわかる。この事実は、押圧部材を変位させる力が効率よく可動電極に伝達されていないことを意味している。また、図示を省略するものの、上記の操作力が急激に低下する段階において、操作力が滑らかに低下しないという現象も確認された。これらの結果より、プッシュスイッチについて当初意図されていた挙動、すなわち所望の押圧操作感が安定的に維持されていないことが判る。
【０００８】
本発明は、熱処理を経てもプッシュスイッチにおける所望の押圧操作感を維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第一の態様は、プッシュスイッチであって、
凹部を有しているケースと、
前記凹部内に配置されている複数の固定電極と、
前記凹部内に配置されており、前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で弾性変形可能とされている可動電極と、
第一可撓性を有しており、前記凹部を覆っている第一樹脂カバーと、
前記第一可撓性よりも低い第二可撓性を有しており、前記可動電極と対向するように前記第一樹脂カバーに固定されている第二樹脂カバーと、
前記第一樹脂カバーと前記第二樹脂カバーの間に配置されており、前記第一樹脂カバーの変形に応じて、前記第二樹脂カバーを介して前記可動電極を弾性変形させるように構成されている押圧部材と、
を備えている。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第二の態様は、プッシュスイッチの製造方法であって、
凹部内に複数の固定電極が配置されているケースを用意し、
前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で弾性変形可能となるように、前記凹部内に可動電極を配置し、
第一可撓性を有している第一樹脂カバーに押圧部材を固定し、
前記第一可撓性よりも低い第二可撓性を有している第二樹脂カバーを、前記押圧部材を覆うように前記第一樹脂カバーに固定し、
前記押圧部材と前記第二樹脂カバーが固定された前記第一樹脂カバーを、前記凹部を覆うように前記ケースに固定する。
【００１１】
上記のような構成によれば、第二樹脂カバーによって第一樹脂カバーに適度な張力が与えられ、熱負荷に起因する第一樹脂カバーの変形を抑制できる。したがって、熱処理を経てもプッシュスイッチにおける所望の操作感を維持できる。
【００１２】
また、押圧部材は第一樹脂カバーと第二樹脂カバーの間に配置されているため、押圧操作を通じて繰り返し加えられる負荷によって押圧部材が第一樹脂カバーから剥がれることを防止できる。押圧部材と可動電極の位置関係が安定的に維持されるため、長期の繰り返し使用を経てもプッシュスイッチにおける所望の操作感を維持できる。
【００１３】
上記第一の態様に係るプッシュスイッチは、以下のように構成されうる。
前記第一樹脂カバーは、ナイロン製またはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製である。
【００１４】
ナイロンやＰＰＳはレーザの透過性が高い材料である。したがって、第一樹脂カバーをケースに固定するためにレーザ溶着を利用できる。この場合、プッシュスイッチが小型であっても、第一樹脂カバーの位置決めを高精度で遂行できるだけでなく、繰り返し加えられる負荷に対するケースへの固定強度を高めることができる。したがって、プッシュスイッチに対する厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感の安定性をより高めることができる。
【００１５】
したがって、上記第二の態様に係る製造方法は、以下のように構成されうる。
【００１６】
前記押圧部材と前記第二樹脂カバーの前記第一樹脂カバーへの固定は、レーザ溶着により行なわれる。
【００１７】
上記第一の態様に係るプッシュスイッチは、以下のように構成されうる。
前記押圧部材の変位方向と交差する方向における前記ケースの最大幅寸法は、２．５ｍｍ以下である。
【００１８】
上記の構成によれば、このような厳しい小型化の要求に対しても、プッシュスイッチの押圧操作感を安定的に維持できる。
【００１９】
上記第二の態様に係る製造方法は、以下のように構成されうる。
前記第一樹脂カバーが前記ケースに固定された後に、アニール処理を行なう。
【００２０】
上記の構成によれば、実装環境における熱負荷を想定した処理を経ても、プッシュスイッチの押圧操作感を安定的に維持できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、熱処理を経てもプッシュスイッチにおける所望の押圧操作感を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係るプッシュスイッチを示す分解斜視図である。
【図２】図１のプッシュスイッチの外観を示す四面図である。
【図３】図１のプッシュスイッチの内部構造を示す断面図である。
【図４】図１のプッシュスイッチの機械的特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は、一実施形態に係るプッシュスイッチ１の構成を示す分解斜視図である。図２は、組み立てられたプッシュスイッチ１の外観を示す四面図である。図２の（Ａ）は、上面図である。図２の（Ｂ）は、正面図である。図２の（Ｃ）は、底面図である。図２の（Ｄ）は、右側面図である。左側面から見た形状は、右側面図に示したものと対称であるため、図示を省略する。背面から見た形状は、正面図に示したものと対称であるため、図示を省略する。図３は、図２の（Ａ）における線III−IIIに沿って矢印方向から見た断面を示している。
【００２５】
図１に示されるように、プッシュスイッチ１は、ケース２を備えている。ケース２は、樹脂などの絶縁性材料からなる。ケース２は、凹部２１を有している。
【００２６】
図１と図２の（Ｃ）に示されるように、プッシュスイッチ１は、一対の第一固定導電部材３を備えている。各第一固定導電部材３は、銅などの導電性材料からなる。各第一固定導電部材３は、インサート成形などにより、ケース２と一体に固定されている。各第一固定導電部材３の第一部分３１は、ケース２の凹部２１内に配置され、固定電極として機能する。第一固定導電部材３の第二部分３２は、ケース２の側面に露出し、外部端子として機能する。
【００２７】
図１と図２の（Ｃ）に示されるように、プッシュスイッチ１は、第二固定導電部材４を備えている。第二固定導電部材４は、銅などの導電性材料からなる。第二固定導電部材４は、インサート成形などにより、ケース２と一体に固定されている。第二固定導電部材４の第一部分４１は、ケース２の凹部２１内に配置され、固定電極として機能する。第二固定導電部材４の第二部分４２は、ケース２の側面に露出し、外部端子として機能する。
【００２８】
図１に示されるように、プッシュスイッチ１は、可動電極５を備えている。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、中央部５１と周縁部５２を有するドーム状の外観を呈している。図３に示されるように、可動電極５は、ケース２の凹部２１内に配置されている。可動電極５の中央部５１は、間隔をあけて第二固定導電部材４の第一部分４１と対向するように配置されている。可動電極５の周縁部５２は、各第一固定導電部材３の第一部分３１と接触している。後述するように、可動電極５の中央部５１は、図３において矢印Ｄ１で示される方向に弾性変形可能とされている。
【００２９】
図１に示されるように、プッシュスイッチ１は、第一樹脂カバー６を備えている。第一樹脂カバー６は、可撓性を有している。第一樹脂カバー６は、中央部６１と周縁部６２を有している。図３に示されるように、第一樹脂カバー６は、凹部２１を覆うようにケース２に固定されている。具体的には、中央部６１が凹部２１に対向するように、周縁部６２がケース２の上面２２に固定されている。
【００３０】
図１に示されるように、プッシュスイッチ１は、第二樹脂カバー７を備えている。第二樹脂カバー７は、第一樹脂カバー６の可撓性（第一可撓性）よりも低い可撓性（第二可撓性）を有する材料からなる。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のフィルムが挙げられる。図３に示されるように、第二樹脂カバー７は、可動電極５と対向するように、当該接着面を介して第一樹脂カバー６に固定されている。
【００３１】
図１に示されるように、プッシュスイッチ１は、押圧部材８を備えている。押圧部材８は、第一樹脂カバー６よりも高い剛性を有する材料からなる。材料の例としては、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、金属やその合金が挙げられる。図３に示されるように、押圧部材８は、第一樹脂カバー６と第二樹脂カバー７の間に配置されている。
【００３２】
図２の（Ｃ）と図３に示されるように、プッシュスイッチ１は、第三樹脂カバー９を備えている。第三樹脂カバー９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。当該接着面をケース２の底面２３に接着することにより、各第一固定導電部材３と第二固定導電部材４が保護される。
【００３３】
図３に示された無負荷状態において、可動電極５の中央部５１と第二固定導電部材４の第一部分４１は離間している。他方、各第一固定導電部材３の第一部分３１と第二固定導電部材４の第一部分４１も離間している。したがって、各第一固定導電部材３と第二固定導電部材４は電気的に絶縁されている（第一状態の一例）。
【００３４】
一定値以上の負荷が上方から第一樹脂カバー６に対して加えられると、押圧部材８は、第一樹脂カバー６の変形に応じて、第二樹脂カバー７を介して可動電極５の中央部５１を下方へ弾性変形させる。図示を省略するが、これにより、可動電極５の中央部５１は、第二固定導電部材４の第一部分４１と接触する。可動電極５は導電性材料からなるため、各第一固定導電部材３と第二固定導電部材４は電気的に接続される（第二状態の一例）。
【００３５】
上記のような構成を有するプッシュスイッチ１の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、押圧部材８が、第一樹脂カバー６の下面（プッシュスイッチ１の完成時にケース２の凹部２１と対向する面）に固定される。固定の手法は、接着や溶着など適宜に定められうる。
【００３７】
続いて、第一樹脂カバー６が上方より押圧部材８に押し付けられる絞り加工が行なわれる。これにより、上方に凸形状を有する第一樹脂カバー６の中央部６１が形成される。
【００３８】
次に、第二樹脂カバー７が、押圧部材８を覆うように第一樹脂カバー６の下面に接着される。これにより、押圧部材８は、第一樹脂カバー６と第二樹脂カバー７の間に挟持される。
【００３９】
他方、底面２３に第三樹脂カバー９が接着されたケース２の凹部２１内に可動電極５が配置される。その後、第二樹脂カバー７と押圧部材８が固定された状態の第一樹脂カバー６の周縁部６２が、ケース２の上面２２に固定される。これにより、上述した構造を有するプッシュスイッチ１が得られる。
【００４０】
本願発明者は、図４の（Ａ）を参照して説明したプッシュスイッチの機械的特性の変化が、ケースの凹部を覆うカバーの材料に起因していることを突き止めた。当該プッシュスイッチにおいては、カバーを固定するためにレーザ溶着が用いられている。レーザ溶着を行なうにあたり、レーザの透過性が高いナイロンあるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が選ばれている。しかしながら、これらの材料は、はんだ処理やアニール処理を通じて加えられる熱負荷により変形し、ばね性を獲得することが判った。これにより、当初意図されていたプッシュスイッチの機械的特性が変化してしまうことが判った。さらに、熱負荷による変形の仕方も一様でないため、特性変化の仕方も予期できぬ不安定なものになることが判った。
【００４１】
本願発明者は、検討を重ねた結果、ケースの凹部を覆う第一のカバーよりも低い可撓性を有する第二のカバーを第一のカバーに装着することにより第一のカバーに適切な張力を与えれば、熱負荷による変形を抑制できるのではないかとの着想を得た。さらに、第一のカバーに固定された押圧部材をこの第二のカバーで覆うことにより、押圧操作を通じて繰り返し与えられる負荷によって押圧部材が第一のカバーから剥がれてしまうことを防止できるのではないかとの着想を得た。
【００４２】
この着想に基づき、本実施形態に係るプッシュスイッチ１においては、第一樹脂カバー６に固定された押圧部材８を覆うように、第一樹脂カバー６よりも低い可撓性を有する第二樹脂カバー７が設けられている。押圧部材８は、第一樹脂カバー６と第二樹脂カバー７の間に挟持されている。
【００４３】
このように構成されたプッシュスイッチ１に対し、図４の（Ａ）に示されたものと同じ条件で機械的特性の変化を調べた。その結果が図４の（Ｂ）に示されている。熱負荷が加えられても、プッシュスイッチ１の機械的特性が安定的に保たれていることが判る。アニール処理後の第一樹脂カバー６の状態を調べたところ、熱負荷による変形は確認されなかった。
【００４４】
すなわち、本実施形態に係るプッシュスイッチ１においては、ケース２の凹部２１を覆う第一樹脂カバー６よりも低い可撓性を有する第二樹脂カバー７が、第一樹脂カバー６に装着されている。これにより、第一樹脂カバー６に適度な張力が与えられ、熱負荷に起因する第一樹脂カバー６の変形を抑制できる。したがって、熱処理を経てもプッシュスイッチ１における所望の操作感を維持できる。
【００４５】
また、押圧部材８は第一樹脂カバー６と第二樹脂カバー７の間に配置されているため、押圧操作を通じて繰り返し加えられる負荷によって押圧部材８が第一樹脂カバー６から剥がれることを防止できる。押圧部材８と可動電極５の位置関係が安定的に維持されるため、長期の繰り返し使用を経てもプッシュスイッチ１における所望の操作感を維持できる。
【００４６】
本実施形態においては、第一樹脂カバー６の材料としてナイロンまたはＰＰＳが用いられる。
【００４７】
ナイロンやＰＰＳはレーザの透過性が高い材料である。したがって、第一樹脂カバー６をケース２に固定するためにレーザ溶着を利用できる。この場合、プッシュスイッチ１が小型であっても、第一樹脂カバー６の位置決めを高精度で遂行できるだけでなく、繰り返し加えられる負荷に対するケース２への固定強度を高めることができる。したがって、プッシュスイッチ１に対する厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感の安定性をより高めることができる。
【００４８】
本実施形態においては、可動電極５の変形方向（図３において矢印Ｄ１で示される方向）に交差する向き（図３において矢印Ｄ２で示される方向）におけるケース２の最大幅寸法は、２．５ｍｍ以下である。前述の構成によれば、このような厳しい小型化の要求に対しても、プッシュスイッチ１の押圧操作感を安定的に維持できる。
【００４９】
本実施形態においては、プッシュスイッチ１の組立て後に、実装環境における熱負荷を想定したアニール処理が行なわれる。前述の構成によれば、このような熱処理を経ても、プッシュスイッチ１の押圧操作感を安定的に維持できる。
【００５０】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１：プッシュスイッチ、２：ケース、２１：凹部、３：第一固定導電部材、４：第二固定導電部材、５：可動電極、６：第一樹脂カバー、７：第二樹脂カバー、８：押圧部材、Ｄ１：可動電極の変位方向、Ｄ２：可動電極の変位方向と交差する方向
【図１】
0006601075.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006601075.tif 000005