CN104425155B - 开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现作业时间的缩短、并能够抑制对基板的应力的产生的开关单元及其制造方法。开关单元（1）具有：收纳用外壳（2），其收纳基板组件（4）；开关盖部件（3），其组装到收纳用外壳（2）内；以及固定部件（5），其具有压入部（54）。在基板组件（4）设置有贯通孔（44），在收纳用外壳（2）设置有与贯通孔（44）对应的孔部（26）。基板组件（4）是通过将固定部件（5）的压入部（54）穿通贯通孔并压入到孔部（26）内，而固定于收纳用外壳（2）的。

Description

开关单元

技术领域

本发明涉及一种用于汽车配件、电子设备等的开关单元及其制造方法。

背景技术

以往，作为本领域的技术存在有日本特开2009-54326号公报。该公报记载的开关单元具有：前外壳，其形成有开关按钮面；后外壳，其以埋设状态安装于安装对象面；开关基板，其收纳于由前外壳以及后外壳形成的空间内；以及主基板，其具有主电路等。在具有这种结构的开关单元中，通过以与安装对象面平行的方式安装开关基板，并且，以与安装对象面正交的方式安装主基板，能够实现在与安装对象面平行的面中的小型化。

专利文献1：日本特开第2009－54326号公报

发明内容

但是，在上述文献记载的开关单元中，由于开关基板通过螺丝安装于后外壳，存在如下的问题：在安装开关基板时转动螺丝的作业本身需花费大量时间，作业效率下降。此外，有时拧入螺丝的深度由于转动螺丝的力的增减而存在差异，也担心会对基板施加较大的应力。并且，由于使用小的螺丝，也存在不易使用、花费功夫的问题。

本发明正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够实现作业时间的缩短、并能够抑制对基板的应力的产生的开关单元及其制造方法。

本发明所涉及的开关单元具有：收纳用外壳，其在内部收纳基板组件；以及固定部件，其用于将基板组件固定于收纳用外壳，其特征在于，在基板组件设置有贯通基板组件的贯通孔，在收纳用外壳的与贯通孔对应的位置设置有孔部，固定部件具有板状的基部以及从基部延伸的压入部，基板组件通过将固定部件的压入部穿通贯通孔，并压入到收纳用外壳的孔部，从而固定于收纳用外壳。

在本发明所涉及的开关单元中，基板组件通过将固定部件的压入部穿通贯通孔并压入到收纳用外壳的孔部，从而固定于收纳用外壳。因此，不存在如以往那样的转动螺丝的作业，能够减少作业的工作量。而且，仅通过将固定部件的压入部压入到收纳用外壳的孔部，就能够使基板组件固定于收纳用外壳，因此，能够实现作业时间的缩短以及作业效率的提高。

此外，由于不存在转动螺丝的作业，能够可靠地抑制螺丝的拧入对基板的带来应力的产生，因此，能够防止不良产品的产生。而且，还能够解决如以往那样的小螺丝不易使用的问题，并能够提高生产效率。

在本发明所涉及的开关单元中，优选的是压入部以沿着与基部正交的方向延伸的方式形成为棒状，在其延伸方向上设置有扩径部，该扩径部具有比收纳用外壳的孔部的直径大的直径。

在该情况下，由于扩径部的直径大于收纳用外壳的孔部的直径，因此，通过使扩径部与孔部的内壁紧贴，能够使基板组件固定于收纳用外壳。

在本发明所涉及的开关单元中，优选的是基部具有：并列设置的第1板状部件和第2板状部件；以及架设于第1板状部件与第2板状部件之间的连接部。

在该情况下，由于第1板状部件以及第2板状部件由连接部连接，因此，固定部件整体实现一体化，其使用作业变得容易，能够实现作业效率的提高。

在本发明所涉及的开关单元中，优选的是基板组件具有从其背面向收纳用外壳的外侧延伸的导电线，导电线由连接部固定。

在该情况下，由于基板组件的导电线由基部的连接部固定，能够稳定地保持导电线。因此，能够抑制由于导电线的不稳定对产品性能的影响。此外，还能够消除由于导电线的不稳定对开关单元组装作业的影响，从而能够提高作业效率。

本发明所涉及的开关单元优选进一步具有开关盖部件，该开关盖部件配置在收纳用外壳的内侧。

在该情况下，由于具有与收纳用外壳非一体化的开关盖部件，与收纳用外壳和开关盖部件一体化的产品相比，能使这些部件的制作也变得更容易。

本发明所涉及的开关单元的制造方法，其特征在于，具有：准备收纳用外壳的步骤，该收纳用外壳具有顶部以及直立设置于其顶部的周围的侧壁部，在顶部的角部设置有孔部；准备基板组件的步骤，该基板组件设置有开关电路图案，并在与孔部对应的位置设置有贯通孔；准备固定部件的步骤，该固定部件具有板状的基部以及从其基部延伸的压入部；将基板组件推进收纳用外壳内，对准贯通孔和孔部的位置的步骤；将固定部件的压入部穿通贯通孔，进而压入到孔部，从而使基板组件固定于收纳用外壳的步骤；以及使用防水材料密封基板组件和收纳用外壳的步骤。

在本发明所涉及的开关单元的制造方法中，由于具有通过将固定部件的压入部穿通到基板组件的贯通孔，进而压入到收纳用外壳的孔部，从而使基板组件固定于收纳用外壳的步骤，因此，与如以往的通过螺丝将基板组件固定于收纳用外壳的作业相比，能够减少作业的工作量，可实现作业时间的缩短以及作业效率的提高。此外，如此制造出的开关单元能够可靠地抑制由于螺丝的拧入对基板带来的应力的产生。而且，由于具有密封基板组件和收纳用外壳的步骤，能够提高开关单元的防水性、防尘性以及绝缘性。

在本发明所涉及的开关单元的制造方法中，优选进一步具有准备配置在收纳用外壳的内侧的开关盖部件的步骤。

该情况，与收纳用外壳和开关盖部件的一体化的情况相比，能使这些部件的制作也变得更容易。

根据本发明，能够提供一种能实现作业时间的缩短、并能够抑制对基板的应力的产生的开关单元及其制造方法。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的开关单元的俯视图。

图2是表示开关单元的分解立体图。

图3是沿着图1中的A-A线的剖视图。

图4是表示固定部件的立体图。

图5是表示第2实施方式所涉及的开关单元的收纳用外壳的立体图。

图6是表示固定部件的变形例的立体图。

图7是表示固定部件的变形例的立体图。

图8是表示固定部件的变形例的立体图。

图9是表示固定部件的变形例的立体图。

图10是表示固定部件的变形例的立体图。

图11是表示固定部件的变形例的立体图。

图12是表示固定部件的变形例的立体图。

标号说明

1：开关单元；2、7：收纳用外壳；3：开关盖部件；4：基板组件；5、5A～5G：固定部件；26：孔部；42：导电线；44：贯通孔；50：基部；51、58：第1基部；52、59：第2基部；53、55～57：连接部；54、60～62：压入部；60a：扩径部。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明所涉及的开关单元的优选实施方式。在附图说明中，对于相同的要素标注相同的标记，并省略重复的说明。

(第1实施方式)

本实施方式所涉及的开关单元1是所谓的按钮式开关，例如是用于汽车的无钥匙进入系统的开关单元。开关单元1具有：开关盖部件3，其具有按压部31；收纳用外壳2，其将开关盖部件3组装到内部并进行保持；基板组件4，其配置在收纳用外壳2的内部；以及固定部件5，其使基板组件4固定于收纳用外壳2。

收纳用外壳2呈底部敞开的箱状。该收纳用外壳2具有形成为矩形的平板状的顶部21。在顶部21的中央形成有椭圆状的开口部25。该开口部25是一种在将开关盖部件3组装到收纳用外壳2的内部时，使按压部31向外部突出的结构。此外，在顶部21的背面的四角设置有4个孔部26。这些孔部26加工成距离顶部21的背面具有预定的深度，但不贯通顶部21。

如图2所示，收纳用外壳2还具有：从顶部21的长缘直立设置的一对长侧壁部22a、以及从顶部21的短缘直立设置的一对短侧壁部22b。并且，在一对短侧壁部22b之中一个的下部形成有2个切口部23。该切口部23作为后述的用于将基板组件4的导电线42引出到外部的引出口而发挥作用。

在形成有切口部23的短侧壁部22b的外壁设置有用于保持从切口部23引出的导电线42的电线保持部24。在俯视状态下，电线保持部24的截面呈T字状。顶部21、一对长侧壁部22a、一对短侧壁部22b以及电线保持部24例如通过树脂成型一体地形成。

收纳用外壳2优选通过从聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、或者通过甲醛进行硬化的酚醛树脂、三聚氰胺树脂等、通过聚合等进行硬化的不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂、硅树脂等中选出的1种或者多种形成。

开关盖部件3构成为中空的结构，具有：用于接受用户的手指操作的按压部31、设置于按压部31的周围的变形部32、以及支撑变形部32的台座部33。按压部31形成为椭圆状，在其内部设置有沿按压方向延伸的可动部35。

如图3所示，变形部32以环绕按压部31的方式形成为椭圆状。该变形部32由沿着按压部31的边缘与按压部31的底部相连接的、截面呈凹状的第1变形部32a，以及环绕第1变形部32a并且直立设置的第2变形部32b构成。变形部32由具有弹性的橡胶形成，能够接受按压部31的按压力并沿按压方向弹性变形。台座部33形成为矩形状，在其四角分别设置有与收纳用外壳2的孔部26的位置对应的贯通孔34。这些贯通孔34的内径与孔部26的内径相同。

开关盖部件3优选由防水性高的材料形成，例如，从天然橡胶(NR)、异戊橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)、聚异丁烯(丁基橡胶IIR)、乙烯-丙烯橡胶(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丙烯酸橡胶(ACM)、氟橡胶(FKM)、表氯醇橡胶(CO、ECO)、聚氨酯橡胶(U)、硅橡胶(Q)、聚苯乙烯类热塑性弹性体(SBC、TPS)、聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)、聚氯乙烯类热塑性弹性体(TPVC)、聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)、聚酯类热塑性弹性体(TPEE、TPC)、聚酰胺类热塑性弹性体(TPAE、TPA)、聚丁二烯类热塑性弹性体等中选出的1种或者几种形成。

基板组件4具有以玻璃纤维片材为芯材的、由环氧树脂构成的基板41。在基板41搭载有开关电路、各种被动部件、集成电路(IC)等。在基板组件4的上面配置有与可动部35对应的固定触点43。

如图3所示，固定触点43与开关盖部件3的可动部35离开预定距离。由此，在基板组件4与按压部31之间形成有空间。在该空间，根据需要也可设置螺旋弹簧和防水材料等部件。此外，在基板41中，在与收纳用外壳2的孔部26对应的位置分别设置有贯通孔44。这些贯通孔44的内径与收纳用外壳2的孔部26的内径相同。

基板组件4具有与基板41的电路等电连接的2根导电线42。这些导电线42从基板41的底部露出，进而沿着基板41的长度方向延伸，通过收纳用外壳2的切口部23引出到外部。并且，引出到外部的导电线42例如与车载ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)和天线等电连接。另外，车载ECU用于进行车整体的控制，例如，以包含CPU、ROM、RAM的计算机为主体地构成。

如图3所示，组装到收纳用外壳2的内部的开关盖部件3和收纳于收纳用外壳2的内部的基板组件4通过固定部件5固定于收纳用外壳2。

如图4所示，固定部件5具有板状的基部50。基部50具有：相互平行地设置的第1板状部件51和第2板状部件52、以及架设于第1板状部件51以及第2板状部件52之间的连接部53。在第1板状部件51以及第2板状部件52突出设置有朝相同方向延伸的4根压入部54。这些压入部54以沿与基部50正交的方向延伸的方式分别形成为圆棒状，并设置于与收纳用外壳2的4个孔部26对应的位置。此外，这些压入部54在其延伸方向具有均等的直径。另外，压入部54形成为其直径比收纳用外壳2的孔部26的直径稍大。

连接部53形成为板状，在与压入部54的延伸方向相反的方向上弯曲而呈凸状。并且，在通过固定部件5将基板组件4固定于收纳用外壳2时，该连接部53起到按压导电线42使其固定的作用。

如图3所示，从收纳用外壳2的敞开的底部填充有树脂密封材料6。在图3中，虽然树脂密封材料6形成为箱状，但这是通过从收纳用外壳2的底部填充液体的树脂并使其硬化而形成的形状。作为树脂密封材料6，例如可以举出热固化性树脂，光固化性树脂等。

另外，该树脂密封材料6未必是必须的。也就是，即使不通过树脂密封材料6进行填充密封，也能够充分发挥开关单元1的功能。为了提高开关单元1的防水性、防尘性、绝缘性等性能，优选进行通过树脂密封材料6的填充密封。

在如上述构成的开关单元1中，开关盖部件3以及基板组件4通过使固定部件5的压入部54穿通基板41的贯通孔44和开关盖部件3的贯通孔34，并压入到收纳用外壳2的孔部26，从而固定于收纳用外壳2。因此，不存在如以往那样的转动螺丝的作业，能够减少作业的工作量。而且，仅通过将固定部件5的压入部54压入到收纳用外壳2的孔部26，就能够使开关盖部件3以及基板组件4固定于收纳用外壳2，因此，能够实现作业时间的缩短以及作业效率的提高。

此外，由于不存在转动螺丝的作业，能够可靠地抑制螺丝的拧入对基板41带来的应力的产生，因此，能够防止不良产品的产生。而且，还能够解决如以往那样的小螺丝不易使用的问题，并能够提高生产效率。

此外，由于固定部件5的第1板状部件51以及第2板状部件52由连接部53连接，因此，固定部件5整体实现一体化，其使用作业变得容易，能够实现作业效率的提高。而且，由于基板组件4的导电线42由连接部53固定，能够稳定地保持导电线42。因此，能够抑制由于导电线42的不稳定对产品性能的影响。此外，还能够消除由于导电线42的不稳定对开关单元1组装作业的影响，从而能够提高作业效率。

在如上述构成的开关单元1中，用户手指对按压部31施加按压力时，支撑按压部31的变形部32变形。此时，第1变形部32a形成为截面呈凹状，所以第1变形部32a的变形比第2变形部32b大。因此，按压部31沿着按压方向下降。伴随着按压部31的下降，可动部35接近基板41，与配置在基板41的固定触点43接触。由此，电路被导通。

以下，说明开关单元1的制造方法。首先，分别准备构成开关单元1的各部件，即，收纳用外壳2、开关盖部件3、基板组件4以及固定部件5。

具体而言，准备收纳用外壳2。收纳用外壳2具有：顶部21、直立设置于其顶部21的周围的各自一对的长侧壁部22a和短侧壁部22b、以及设置于一个短侧壁部22b的切口部23。在顶部21的背面的四角设置有4个孔部26。

接着，准备配置在收纳用外壳2的内侧的开关盖部件3。开关盖部件3具有：按压部31、设置于按压部31的周围的变形部32、支撑变形部32的台座部33、以及沿按压方向延伸的可动部35。在台座部33的四角分别设置有与收纳用外壳2的孔部26的位置对应的贯通孔34。

接着，准备基板组件4。基板组件4具有设置有开关电路图案的基板41。在基板组件4的上面设置有与可动部35对应的固定触点43。在基板41的与收纳用外壳2的孔部26对应的位置分别设置有贯通孔44。

接着，准备固定部件5。固定部件5具有：第1板状部件51和第2板状部件52、以及架设于第1板状部件51以及第2板状部件52之间的连接部53。在第1板状部件51以及第2板状部件52中，在与收纳用外壳2的4个孔部26对应的位置设置有朝相同方向延伸的4根压入部54。固定部件5通过注塑成型等方法形成。

另外，收纳用外壳2、开关盖部件3、基板组件4以及固定部件5的准备步骤未必需要遵循上述的顺序进行。也可按照制造上的需要等改变顺序。

接着，组装所准备的各部件。具体而言，首先，从收纳用外壳2的内侧(即，敞开的底部侧)推进开关盖部件3，从而将开关盖部件3组装到收纳用外壳2的内部。此时，进行开关盖部件3的贯通孔34和收纳用外壳2的孔部26的对位。另外，当将开关盖部件3组装到收纳用外壳2时，按压部31从收纳用外壳2的开口部25向外部突出。

接着，将基板组件4推进已组装在收纳用外壳2中的开关盖部件3的内部，进行基板组件4的贯通孔44和收纳用外壳2的孔部26的对位。接着，将固定部件5的压入部54穿通贯通孔34、44，进而压入到收纳用外壳2的孔部26，由此使基板组件4以及开关盖部件3固定于收纳用外壳2。

接着，使用防水材料密封基板组件4和收纳用外壳2。在本实施方式中，使用热固化性树脂作为防水材料。具体而言，从压入部54的压入方向将液体的热固化性树脂流入收纳用外壳2的内部，使热固化性树脂填充到基板组件4、开关盖部件3和收纳用外壳2的间隙。接着，通过加热，使填充的液体树脂固化。

根据具有上述步骤的制造方法，与以往的通过螺丝将基板组件固定于收纳用外壳的作业相比，能够减少作业的工作量，并可实现作业时间的缩短以及作业效率的提高。此外，由于具有密封基板组件4以及收纳用外壳2等的步骤，所以不仅能够提高开关单元1的防水性，也能够提高防尘性以及绝缘性等。

(第2实施方式)

以下，对第2实施方式所涉及的开关单元进行说明。该实施方式所涉及的开关单元与第1实施方式不同的是，具有将第1实施方式的收纳用外壳2与开关盖部件3通过一体化形成的收纳用外壳7。此外，第2实施方式的其他结构与第1实施方式相同，省略重复的说明。

具体而言，如图5所示，收纳用外壳7构成为中空的结构，由用于接受用户的手指操作的按压部71、设置于按压部71的周围的变形部72、支撑变形部72的台座部73、以及设置于台座部73的下方并支持台座部73的箱体75构成。按压部71和变形部72具有与第1实施方式的按压部31和变形部32相同的结构。在按压部71的内部设置有沿按压方向延伸的可动部74。

台座部73形成为矩形状，在其背面的四角设置有4个孔部76。这些孔部76与固定部件5的压入部54的位置对应。箱体75由从台座部73的长缘直立设置的一对长侧壁部75a和从短缘直立设置的一对短侧壁部75b构成。并且，在短侧壁部75b的一个的下部形成有2个切口部77。此外，在形成有切口部77的短侧壁部75b的外壁设置有电线保持部24。

在本实施方式中，按压部71、变形部72、台座部73以及可动部74由弹性体形成，另一方面，箱体75由热塑性树脂形成。具有如上述构成的收纳用外壳7的开关单元，除了能够得到与第1实施方式相同的作用及效果以外，由于基板组件4不通过开关盖部件3而由固定部件5直接固定于收纳用外壳7，因此，能够提高稳定性。

本实施方式的开关单元的制造方法与第1实施方式不同的是，无需第1实施方式中所述的开关盖部件3，以及收纳用外壳7的制造方法。其他步骤与第1实施方式相同。另外，作为收纳用外壳7的制造方法，例如可采用在利用热塑性树脂形成了箱体75之后，将该箱体75放入到模具后注射弹性体，以此形成收纳用外壳7的方法。

本发明所涉及的开关单元的固定部件可以有各种各样的变形。以下，参照图6～图9对固定部件的基部的变形例进行说明。

在图6所示的变形例中，固定部件5A具有：第1板状部件51、第2板状部件52、在第1板状部件51以及第2板状部件52的一端连接二者的连接部55、以及压入部54。第1板状部件51、第2板状部件52以及连接部55配置在同一平面上，形成为U字状。

在图7所示的变形例中，固定部件5B具有：第1板状部件51、第2板状部件52、在第1板状部件51以及第2板状部件52的两端连接二者的一对连接部55、56、以及压入部54。第1板状部件51、第2板状部件52以及连接部55、56配置在同一平面上，形成为口字状。

在图8所示的变形例中，固定部件5C具有：第1板状部件51、第2板状部件52、在第1板状部件51以及第2板状部件52的中央位置连接二者的连接部57、以及压入部54。第1板状部件51、第2板状部件52以及连接部57配置在同一平面上，形成为H字状。

在图9所示的变形例中，固定部件5D具有：第1板状部件58、第2板状部件59以及压入部54。第1板状部件58、第2板状部件59在同一平面上交叉，形成为X字状。

以下，参照图10～图12对固定部件的压入部的变形例进行说明。在图10所示的变形例中，固定部件5E的压入部60以沿与第1板状部件51以及第2板状部件52正交的方向延伸的方式形成为圆棒状，在其延伸方向的前端设置有具有比孔部26的直径大的直径的扩径部60a。这样，在将压入部60压入到孔部26时，使扩径部60a与孔部26的内壁紧贴，以此能够使基板组件4牢固地固定于收纳用外壳2。

在图11所示的变形例中，固定部件5F的压入部61在其延伸方向上，从根部(即，与第1板状部件51以及第2板状部件52连接的一侧)朝向前端，直径逐渐扩大，如棒球棒一样地形成。压入部61形成为至少其前端部的直径大于孔部26的直径。

在图12所示的变形例中，固定部件5G的压入部62以沿与第1板状部件51以及第2板状部件52正交的方向延伸的方式形成为圆棒状。在压入部62的外壁设置有沿压入部62的延伸方向延长的刺部62a。刺部62a沿着压入部62的外周按照等间隔形成于4个位置处，被加工成其前端较尖。这样，在将压入部62压入到孔部26时，通过使刺部62a刺入孔部26的内壁，能够使基板组件4牢固地固定于收纳用外壳2。

本发明所涉及的开关单元及其制造方法并不限定于上述实施方式以及变形例所记载的内容。对于本发明所涉及的开关单元及其制造方法，也可通过不改变各权利要求所记载的要旨的方式，对实施方式的开关单元、或者变形例的固定部件进行变形，或者适用于其他内容。例如，也可将固定部件的压入部的前端部做成泪滴形。此外，也可使用金属材料形成固定部件。另外，关于本发明所涉及的开关单元的各结构要素，一个结构要素可以由不同的部件构成，或者多个结构要素可以由一个部件构成。进而，多个结构要素的各自的一部分也可以汇集成一个部件。

Claims (4)

1.一种开关单元，该开关单元具有：收纳用外壳，其在内部收纳基板组件；以及固定部件，其用于将所述基板组件固定于所述收纳用外壳，

该开关单元的特征在于，

在所述基板组件设置有贯通所述基板组件的贯通孔，

在所述收纳用外壳的与所述贯通孔对应的位置设置有孔部，

所述固定部件具有板状的基部、以及从所述基部延伸的压入部，

所述基板组件通过将所述固定部件的所述压入部穿通所述贯通孔，并压入到所述收纳用外壳的所述孔部，从而固定于所述收纳用外壳，

所述基部具有：并列设置的第1板状部件和第2板状部件、架设于所述第1板状部件与所述第2板状部件之间的连接部。

2.根据权利要求1所述的开关单元，其特征在于，

所述压入部以沿与所述基部正交的方向延伸的方式形成为棒状，

在其延伸方向上设置有扩径部，该扩径部具有比所述收纳用外壳的所述孔部的直径大的直径。

3.根据权利要求1所述的开关单元，其特征在于，

所述基板组件具有从其背面向所述收纳用外壳的外侧延伸的导电线，

所述导电线由所述连接部固定。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的开关单元，其特征在于，

该开关单元还具有配置在所述收纳用外壳的内侧的开关盖部件。