(57)【要約】【課題】  モールドが施されるプリント基板に実装するための操作スイッチであって、モールド剤の侵入を抑制しかつ低コストな操作スイッチを提供する。【解決手段】  電子部品Ｅを実装した後に当該電子部品Ｅを保護するために樹脂によりモールド処理が行われるプリント基板２に用いられる操作スイッチ１１であって、キートップ１５を進退可能に支持する本体１２と、本体１２から本体外に延びる２本のリードＬ１，Ｌ２と、からなり、各リードＬ１，Ｌ２は、モールド処理が行われたときのプリント基板２の表面からのモールドの厚み以上の長さを有する基体部２１とこの基体部２１に延設され、プリント基板２に挿入装着される係止部２２とを有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を実装した後に当該部品を保護するために樹脂によりモールド処理が行われる基板に用いられる操作スイッチであって、
操作部を進退可能に支持する本体と、
前記本体から本体外に延びる少なくとも２本のリードと、からなり、
前記各リードは、前記モールド処理が行われたときの前記基板の表面からのモールドの厚み以上の長さを有する基体部とこの基体部に延設され、前記基板に挿入装着される係止部とを有することを特徴とする、操作スイッチ。
【請求項２】
前記各リードは、前記係止部と前記基体部との境界に段差が設けられた部材からなり、前記段差により前記係止部のみが前記基板に挿入装着されることを特徴とする、請求項1に記載の操作スイッチ。
【請求項３】
前記リードの基体部に、前記モールド処理の際にモールド剤が当該リードを伝って前記本体側に上がるのを防止するべく、前記本体から外側に突出する折曲部が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の操作スイッチ。
【請求項４】
前記本体の側面に、前記モールド処理の際にモールド剤が当該側面を伝って前記本体の上面に上がるのを防止するべく、当該側面から突出した突片が形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の操作スイッチ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の操作スイッチと、前記操作スイッチが実装され、少なくともその実装表面を覆うようにモールド処理が施されたプリント基板と、前記プリント基板を収納するケースと、を備えることを特徴とする、基板ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の基板ユニットが内部に備えられたことを特徴とする、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板に実装された操作スイッチ、そのプリント基板を有する基板ユニット、及びその基板ユニットを備える電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば給湯装置等の電気機器においては、その内部に、各種の給湯動作を制御するためのマイクロコンピュータ、抵抗、及びコンデンサといった各種電子部品が実装されたプリント基板が備えられている。給湯装置は、電子部品の経時劣化不良の軽減や防湿の対策のために、プリント基板にはモールド処理が施されていることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６３−１４０６７６号公報
【０００３】
図９は、プリント基板に対するモールド処理の一例を示す図である。同図に示すモールド処理では、プリント基板２は、例えば箱状のケース５に収納されて基板ユニットの一部として構成され、ケース５に収納された状態でその部品実装表面に例えば樹脂によってモールド処理（図９のＡ部参照）が施される。これにより、実装された電子部品Ｅの保護が図られている。
【０００４】
一方、上記給湯装置における給湯運転においては、給湯動作を制御する上で所定の設定を予め行っておく必要があり、上記プリント基板には、その設定を行うための操作スイッチが実装されている。例えば、プリント基板には、給湯装置の設置後に試運転を行うための設定（例えばガス圧調整の設定）を行う操作スイッチが実装されている。このような操作スイッチは、通常、人の手によって操作され、これにより、所定の設定が行われる。
【０００５】
通常、プリント基板に施されるモールドの高さは、電子部品が覆われる高さとされ、操作スイッチの実装高さが他の電子部品の実装高さと同等である場合、操作スイッチの種類によっては操作スイッチの内部にモールド剤が侵入してしまう場合がある。例えば操作スイッチがキートップを上方から操作することによりオン、オフ動作される、いわゆるタクトスイッチの場合、この操作スイッチには、本体上面にキートップが貫通する開口が形成されている。そのため、上記したように、プリント基板の部品実装表面にモールドが施されると、その開口からモールド剤が侵入することがあり、この場合、操作スイッチを操作することが困難になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、従来では、図１０に示すように、モールド剤の進入を防止するために、本体４１を高さ方向に所定の長さだけ延ばした構成の操作スイッチ４０が用いられている。すなわち、操作スイッチ４０は、その本体４１の上面に形成された開口４２がモールド高さより高くなるように、本体４１が延ばされている。この操作スイッチ４０によれば、図１１に示すように、プリント基板２がモールド剤（Ａ部参照）で覆われたとしても、開口４２がモールド高さより上方に位置するために、モールド剤が操作スイッチ４０の内部に侵入する可能性が少なくなり、人は操作スイッチ４０のキートップ４３を確実にかつ良好に操作することができる。
【０００７】
しかしながら、この操作スイッチ４０は、本体４１の寸法が大きくなった結果、材料コストが増大するといった欠点を有する。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、モールドが施されるプリント基板に実装するための操作スイッチであって、モールド剤の侵入を抑制しかつ低コストな操作スイッチ、その操作スイッチを実装した基板を有する基板ユニット、及びその基板ユニットを備える電気機器を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供される操作スイッチは、部品を実装した後に当該部品を保護するために樹脂によりモールド処理が行われる基板に用いられる操作スイッチであって、操作部を進退可能に支持する本体と、前記本体から本体外に延びる少なくとも２本のリードと、からなり、前記各リードは、前記モールド処理が行われたときの前記基板の表面からのモールドの厚み以上の長さを有する基体部とこの基体部に延設され、前記基板に挿入装着される係止部とを有することを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
この構成によれば、操作スイッチの各リードの基体部は、基板表面からのモールドの厚み以上の長さを有しているので、操作スイッチが基板に実装され、基板の部品実装表面が覆われるようにモールドが施されたときでも、モールド処理によるモールド剤が操作スイッチの上面に形成された開口から本体の内部に進入するのを抑制することができる。従来の構成の操作スイッチでは、モールド剤の進入を抑制するために本体を大きく形成しており、材料コストが増大するといった問題点があったが、本願発明では、リードの基体部をモールドの厚み以上の長さにすることにより、モールド剤の進入を抑制することができ、良好なスイッチ操作が可能となる。
【００１２】
好ましい実施の形態によれば、前記各リードは、前記係止部と前記基体部との境界に段差が設けられた部材からなり、前記段差により前記係止部のみが前記基板に挿入装着されるとよい（請求項２）。
【００１３】
他の好ましい実施の形態によれば、前記リードの基体部に、前記モールド処理の際にモールド剤が当該リードを伝って前記本体側に上がるのを防止するべく、前記本体から外側に突出する折曲部が形成されているとよい（請求項３）。
【００１４】
他の好ましい実施の形態によれば、前記本体の側面に、前記モールド処理の際にモールド剤が当該側面を伝って前記本体の上面に上がるのを防止するべく、当該側面から突出した突片が形成されていてもよい（請求項４）。
【００１５】
本願発明の第２の側面によって提供される基板ユニットは、本願発明の第１の側面によって提供される操作スイッチと、前記操作スイッチが実装され、少なくともその実装表面を覆うようにモールド処理が施されたプリント基板と、前記プリント基板を収納するケースと、を備えることを特徴としている（請求項５）。
【００１６】
本願発明の第３の側面によって提供される電気機器は、本願発明の第２の側面によって提供される基板ユニットが内部に備えられたことを特徴としている（請求項６）。
【００１７】
本願発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本願発明にかかる操作スイッチが適用される給湯装置の概略外観図である。本願発明にかかる操作スイッチは、例えば樹脂によりモールドされるプリント基板に実装されるものであり、モールドによってその操作性が損なわれないように工夫されたものである。以下、詳述する。
【００２０】
図１に示す給湯装置１は、台所や風呂等に湯水を給湯するためのものであり、たとえば住宅の屋外に設置され、給湯用、風呂追い焚き用、又は暖房用の熱交換器、各種燃焼器、及び各種バルブ等を含む燃焼部（いずれも図示せず）を備えている。
【００２１】
給湯装置１は、図１に示すように、略直方体形状に形成されており、その前面の中央部には吸気口１ａが形成されている。また、給湯装置１の前面下部には、開口３が形成され、開口３には取り外し自在な扉４が設けられている。給湯装置１の内部であって開口３の奥部には、略箱状に形成されたケース５が備えられている。ケース５は、扉４と対向するように配置され、その内部にプリント基板２を収納保持している。そのため、プリント基板２は、作業員等によって扉４が取り外されることにより、その表面が外部に露出するようになっている。
【００２２】
図２は、ケース５の断面図である。ケース５は、内側底面に複数のボス６が形成されており、これらのボス６にプリント基板２が係合される（あるいはネジ止めされる）ことにより、プリント基板２は、ケース５に固定されている。このように、ケース５にプリント基板２が収納されることにより、基板ユニットが構成されている。
【００２３】
プリント基板２には、給湯装置１の全体動作を制御する例えばマイクロコンピュータ、リレー、チップ抵抗、及びコンデンサ等の電子部品Ｅが実装されているとともに、本実施形態の特徴部分である２個の操作スイッチ１１が実装されている。なお、プリント基板２に実装される操作スイッチ１１としては２個に限定されるものではない。操作スイッチ１１の構成については後述する。また、電子部品Ｅは、プリント基板２の裏面に実装されていてもよい。
【００２４】
ケース５の内部は、埃や水分等からプリント基板２及びプリント基板２に実装された電子部品Ｅ等を保護するためにプリント基板２の部品実装表面を覆うように例えばエポキシ樹脂によってモールド（図２のＡ部参照）が施されている。このモールドは、プリント基板２がケース５に固定された状態でモールド剤がケース５内に注入されることにより、プリント基板２の部品実装表面をほぼ覆うように施される。
【００２５】
モールドは、湿度等からプリント基板２に実装された電子部品Ｅを保護するために樹脂で電子部品Ｅを覆って空気に触れないようにするものである。そのため、作業的には、ケース５にプリント基板２を組み付け、樹脂を流し込み固化させる方法が最も単純で効率の良い作業である。特に、プリント基板２の裏側にも電子部品Ｅが実装されている場合でも、表裏別々にモールド作業を行う必要がないので効率的である。
【００２６】
すなわち、プリント基板２ごとにモールド処理を施してケース５に組み付ける方法も考えられるが、プリント基板２ごとにモールドする作業は、作業工程がケース５にプリント基板２を組み付けた上で樹脂を流し込む方法よりも複雑となり、コストアップとなる。また、モールド作業は、プリント基板２をケース５に組み込んだ後の後工程でも行うことができるものであり、組み込み前のプリント基板２の製作工程にモールド作業を入れる必要性がない。
【００２７】
図２に示すモールドは、プリント基板２の実装表面からの高さＨが例えば３ｍｍ程度とされている。上記電子部品Ｅは、プリント基板２の表面に形成された導体パターン（図略）上に（あるいは電子部品Ｅのリードが搭載用の穴（図略）に挿入されて）実装され、半田付けされるが、上記モールドが施されることにより、防湿性が維持される。
【００２８】
図３は、プリント基板２に実装される操作スイッチ１１の斜視図である。操作スイッチ１１は、いわゆるタクトスイッチとされ、略直方体形状であって中空の本体１２を有し、本体１２にはその下面から下方に延びた４本の第１ないし第４リードＬ１〜Ｌ４が備えられている。第１リードＬ１と第３リードＬ３、第２リードＬ２と第４リードＬ４は、それぞれ本体１２の内部で接続されている。従って、操作スイッチ１１は、第１リードＬ１及び第３リードＬ３と、第２リードＬ２及び第４リードＬ４との間に１接点だけを有している。本体１２の上面には、略円形状の開口１４が形成されており、この開口１４を貫通するように、上下方向に進退自在なキートップ１５が支持されている。なお、本体１２に備えられるリードの数は、上記したように４本に限るものではない。
【００２９】
図４は、操作スイッチ１１の断面を示すとともに、操作スイッチ１１がプリント基板２に実装されたときの状態を示す図である。操作スイッチ１１の内部には、キートップ１５に当接されかつ上下方向に撓み可能であって、操作スイッチ１１の内部に埃や塵が侵入することを防止するための仕切板１６が設けられている。仕切板１６の下方には、第１リードＬ１（及び第３リードＬ３）に電気的に接続された略アーチ状であって導電性のばね１７が設けられている。ばね１７は、仕切板１６の押圧により下方に撓み可能とされている。ばね１７の下方には、それに離間して配置され、かつ第２リードＬ１（及び第４リードＬ４）に接続された接触子１８が設けられている。なお、上記操作スイッチ１１の構造としては、仕切板１６を省略した構成でもよく、キートップ１５が直接ばね１７に作用するようにしてもよい。また、キートップ１５、接触子１８等を含む操作スイッチ１１の内部構造は、図４に示す構造に限るものではない。
【００３０】
この構成によると、キートップ１５がユーザによって押圧操作されると、仕切板１６が下方に押圧されつつ撓み、この仕切板１６によってばね１７が撓む。これにより、ばね１７と接触子１８とが接触し、第１及び第２リードＬ１，Ｌ２がばね１７及び接触子１８を介して短絡状態となり、この短絡状態が第１及び第２リードＬ１，Ｌ２を通じて外部に（詳細には、プリント基板２上に形成されている導体パターンに）伝達される。
【００３１】
第１ないし第４リードＬ１〜Ｌ４は、図３及び図４に示すように、本体１２から延びた基体部２１と、段差２２ａを境にしてかつ基体部２１に比して幅狭に形成された係止部２２とによって構成されている。この操作スイッチ１１がプリント基板２に実装されるとき、プリント基板２に形成された搭載用の穴（図略）に各リードＬ１〜Ｌ４が挿入され、操作スイッチ１１は、係止部２２によってプリント基板２の部品実装表面に係止される。
【００３２】
第１ないし第４リードＬ１〜Ｌ４は、従来の操作スイッチに比して基体部２１の長さが長く形成されている。すなわち、プリント基板２の部品実装表面がモールドされるとき、プリント基板２に実装された操作スイッチ１１の本体１２の開口１４にモールド剤が達しない程度に、第１ないし第４リードＬ１〜Ｌ４の基体部２１の長さが形成されている。より詳細には、図４に示すように、基体部２１の長さＨ0がプリント基板２に施されるモールドのモールド剤の高さＨ（本実施形態では約３ｍｍ）より長くなるように形成されている。
【００３３】
従来の構成では、プリント基板２の部品実装表面がモールドされると、操作スイッチの本体上面の開口からモールド剤が進入するおそれがあるため、本体の高さを長く延ばしており（図１０及び図１１参照）、そのために材料コストの増大を招いていた。しかし、本願発明では、各リードＬ１〜Ｌ４の基体部２１が適当な長さに延ばされているので、プリント基板２の部品実装表面にモールドが施された場合であっても、操作スイッチ１１の上面の開口１４からモールド剤が進入するようなことはなく、ユーザはスイッチ操作を良好にかつ適切に行うことができる。そのため、従来の構成に比べ、材料コストの低減化を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態のように各リードＬ１〜Ｌ４を長くして本体１２をプリント基板２の表面より高くすると、操作スイッチ１１がプリント基板２に実装されるとき、その実装状態が不安定になるが、操作スイッチ１１の各リードＬ１〜Ｌ４の基体部２１の大部分がモールド剤に覆われ、モールド剤が固化されるので、問題はない。しかし、操作スイッチ１１の実装時の安定性の観点からは、リードの数は４本がより望ましい。
【００３５】
図５は、操作スイッチ１１がプリント基板２上に実装された場合の電気回路を示す図である。操作スイッチ１１は、第１リードＬ１（及び第３リードＬ３）に相当する一方端２３がプルアップ抵抗Ｒ１を介して電源（例えばＤＣ５Ｖ）に接続されているとともに、マイクロコンピュータ３０の入力端子ａに接続されている。また、操作スイッチ１１は、第２リードＬ２（及び第４リードＬ４）に相当する他方端２４が回路グランド端子に接続されている。なお、図５では、同様の２つの操作スイッチ１１がマイクロコンピュータ３０に接続されている場合を示しており、操作スイッチ１１の数、及びそれに伴う回路は、図５に示す電気回路に限るものではない。
【００３６】
上記回路構成により、作業者等によって操作スイッチ１１が押圧操作されると、操作スイッチ１１が短絡状態となり、通常、Ｈレベルであったマイクロコンピュータ３０の入力端子が、Ｌレベルになる。マイクロコンピュータ３０は、この変化を検出して例えば給湯装置１の試運転時に必要な設定動作を行う。
【００３７】
例えば、操作スイッチ１１がガス圧調整スイッチとして用いられる場合について述べると、一般に、給湯装置１内の図示しない燃料ガス供給路には、この燃料ガス供給路におけるガス供給量を調整するためのガス比例弁が設けられ、給湯装置１等が設置施工された直後には、このガス比例弁に対して最大二次圧及び最小二次圧を調整する必要がある。上記操作スイッチ１１は、例えばガス比例弁の最大二次圧及び最小二次圧を調整するためのガス圧調整スイッチとして用いられるものである。より具体的には、一方の操作スイッチ１１は、最大二次圧供給状態（最大燃焼状態）を設定する場合に操作され、他方の操作スイッチ１１は、最小二次圧供給状態（最小燃焼状態）を設定する場合に操作される。なお、操作スイッチ１１は、最大二次圧及び最小二次圧の設定値を細かく増減させるために操作されるものでもよく、上記以外の操作スイッチ１１が最大二次圧及び最小二次圧の増減調整用として設けられていてもよい。
【００３８】
本実施形態にかかる操作スイッチ１１は、プリント基板２に実装されモールドされたとき、図４に示したように、各リードＬ１〜Ｌ４の一部がモールド剤の上面よりも外部に露出する。そのため、その露出した部分に埃や水分が付着する可能性がある。しかしながら、上記したように、操作スイッチ１１の端子は、マイクロコンピュータ３０に電気的に接続される構成とされているため、例えば埃や水分の付着によってマイクロコンピュータ３０に誤検出信号が入力される場合があっても、マイクロコンピュータ３０のソフトウェア上の処理によってその入力をキャンセルすることができる。従って、本実施形態にかかる操作スイッチ１１は、給湯装置の燃料ガス圧調整のための操作スイッチ、給湯装置の燃焼能力強制固定のための操作スイッチ、又は温水暖房熱源機の試運転用の操作スイッチ等、マイクロコンピュータ３０に接続される操作スイッチとして好適に用いることができる。
【００３９】
図６は、上記操作スイッチ１１の変形例を示す図である。この変形例の操作スイッチ１１′では、各リードＬ１〜Ｌ４の基体部２１に、モールド剤の這い上がりを阻止するための折曲部２５が設けられている。すなわち、各リードＬ１〜Ｌ４の基体部２１には、本体１２の近傍部分が水平方向に張り出すように折曲して形成された折曲部２５が設けられている。より詳細には、折曲部２５は、図７に示すように、基体部２１が第１折り曲げ部３１で折り曲げられて略水平方向に延びた第１水平部３２と、第１水平部３２に延設されそれが第２折り曲げ部３３で折り曲げられて略垂直方向に延びた垂直部３４と、垂直部３４に延設されそれが第３折り曲げ部３５で折り曲げられて略水平方向に延びた第２水平部３６とによって構成されている。
【００４０】
この折曲部２５を設けることによって、例えばモールド剤が各リードＬ１〜Ｌ４を伝って第１折り曲げ部３１に達したとしても、第１水平部３２が外側に屈曲しているので、モールド剤は自重で下に落ち、これ以上にモールド剤が這い上がることはない。また、基体部２１の内側をモールド剤が伝って第３折り曲げ部３５に達したとしても、第２水平部３６が内側に屈曲しているので、これ以上にモールド剤が這い上がることはない。このように、折曲部２５によって、モールド剤が各リードＬ１〜Ｌ４を伝って這い上がることを阻止し、モールド剤の操作スイッチ１１′内部への侵入を適切に抑制することができる。
【００４１】
また、モールド剤の這い上がりを防止するための構造としては、図８に示すように、操作スイッチ１１″の本体１２の側面に、略水平方向に突設して形成された突片２６が設けられていてもよい。この突片２６によって、モールド剤の這い上がりが阻止され、モールド剤の操作スイッチ１１″内部への侵入を適切に阻止することができる。なお、突片２６は、上記した各リードＬ１〜Ｌ４の基体部２１における折曲部２５と併用されてもよい。
【００４２】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。上記実施形態では、プリント基板２に実装される操作スイッチとして、いわゆるタクトスイッチについて説明したが、操作スイッチの種類については、これに限るものではない。また、上記実施形態で説明した操作スイッチは、給湯装置に適用するだけでなく、上記に示した同様の操作スイッチが備えられる各種の電気機器（例えば洗濯機、浴室乾燥機、温水洗浄便座等）に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本願発明にかかる操作スイッチが適用される給湯装置の概略外観図である。
【図２】プリント基板を収納するケースの断面図である。
【図３】操作スイッチの斜視図である。
【図４】操作スイッチがモールドされた状態を示す断面図である。
【図５】操作スイッチ及びその周辺機器の電気回路図である。
【図６】変形例の操作スイッチを示す斜視図である。
【図７】図６に示す操作スイッチのモールドの這い上がりを阻止するための構造を説明するための図である。
【図８】他の変形例の操作スイッチを示す斜視図である。
【図９】プリント基板を収納するケースの断面図である。
【図１０】従来の操作スイッチの斜視図である。
【図１１】従来の操作スイッチがモールドされた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  給湯装置
２  プリント基板
５  ケース
１１  操作スイッチ
１２  本体
１４  開口
１５  キートップ
２１  基体部
２２  係止部
２５  折曲部
２６  ストッパ片
Ａ  モールド剤
Ｅ  電子部品
Ｌ１〜Ｌ４  第１ないし第４リード
【図１】
2005251496.tif 000003
【図２】
2005251496.tif 000004
【図３】
2005251496.tif 000005
【図４】
2005251496.tif 000006
【図５】
2005251496.tif 000007
【図６】
2005251496.tif 000008
【図７】
2005251496.tif 000009
【図８】
2005251496.tif 000010
【図９】
2005251496.tif 000011
【図１０】
2005251496.tif 000012
【図１１】
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