CN110896009A - 带电阻器的电刷式开关及其制造方法 - Google Patents

带电阻器的电刷式开关及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种带电阻器的电刷式开关以及其制造方法，其能够使生产性大幅度提高。本发明的带电阻器的电刷式开关具备壳体、固定于壳体的固定触点图案、能够倾倒地支承于壳体的杆件、以及通过杆件的动作与固定触点图案连接的可动触点电刷，固定触点图案具有分离地配置于壳体内的多个固定触点、与多个固定触点分别连接的多个端子，可动触点电刷具有与多个固定触点分别分离或接触的多个触点弹簧片、以及安装于触点弹簧片之间以及触点弹簧片之间的电阻值不同的多个电阻器。

Description

带电阻器的电刷式开关及其制造方法
技术领域
本发明提供一种作为车载用的电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)电路(以下称为“ECU电路”)的检测开关而使用的带电阻器的电刷开关及其制造方法。
背景技术
以往，作为在ECU电路中使用的这种开关，已知有下述专利文献1所记载的开关装置。该开关装置是如下开关：使共通固定触点、第一切换固定触点以及第二切换固定触点中的至少两者在保持部件的上方的壳体内延伸而形成延伸部，并且在形成于该延伸部的一部分的安装部安装有电阻器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2015-72894号公报
发明内容
技术问题
然而，根据专利文献1的开关装置，电阻器的安装方法是如下方法：在保持部件的上方立设支承壁部，在保持于该支承壁部的延伸部设置凹部，在该凹部收容芯片电阻器并进行焊接。但是，由于收容该芯片电阻器的凹部设置在形状复杂的支承壁部的侧面，所以不是适用于利用焊料印刷机和/或贴片机、以及反射炉等在自动传送的表面装配装置进行焊接的构造。因此，由于需要利用一个一个手动作业来焊接电阻器的工序，所以存在如下问题：无法面向大量生产，并导致大幅度的制造成本提高。
因此，本发明是为了解决这样的问题而做出的，其目的在于，提供一种能够使生产率大幅度提高的带电阻器的电刷式开关及其制造方法。
技术方案
为了达到所述的目的，本发明的带电阻器的电刷式开关具备：壳体；固定触点图案，其固定于所述壳体；杆件，其能够倾倒地支承于所述壳体；以及可动触点电刷，其通过所述杆件的动作而与所述固定触点图案连接，所述固定触点图案具有：多个固定触点，其分离地配置于所述壳体内；以及多个端子，其分别与所述多个固定触点连接，所述可动触点电刷具有：多个触点弹簧片，其分别与所述多个固定触点分离，或者分别与所述多个固定触点接触；以及多个电阻值不同的电阻器，其安装于所述多个触点弹簧片之间。
另外，在本发明的带电阻器的电刷式开关中，所述多个电阻器可以是在隔离所述多个触点弹簧片之间的模框内搭载并焊接芯片电阻器而成的部件。
另外，在本发明的带电阻器的电刷式开关中，所述可动触点电刷可以将所述模框嵌入固定于所述杆件的凹部而一体化。
另外，本发明的带电阻器的电刷式开关的制造方法，其特征在于，经过如下工序而制造：对在一片金属板上包含多个触点弹簧片的可动触点图案进行冲压成型的工序；在所述冲压成型后的可动触点图案上实施电镀处理的工序；在所述电镀处理后的可动触点图案上精密成型出树脂制的模框的工序；在所述精密成型后的模框内搭载并焊接芯片电阻器的工序；将焊接有所述芯片电阻器的可动触点图案切割出多个触点弹簧片并进行折弯加工，而冲压成型出可动触点电刷的工序；将所述冲压成型后的可动触点电刷的模框嵌入固定于杆件的凹部而一体化的工序；以及将所述一体化后的带可动触点电刷的杆件组装于嵌入成型有固定触点图案的壳体的工序。
技术效果
根据本发明，通过在构成可动触点电刷的由一片金属板所形成的可动触点图案上精密成型出模框，然后在该模框内搭载并焊接芯片电阻器，从而能够制造在可动触点电刷安装有电阻器的开关。因此，具有如下效果：由于能够使用自动传送的表面装配装置将电阻器安装于多个可动触点图案，所以生产效率能够大幅度提高，并能够通过大量生产而实现制造成本大幅度降低。
附图说明
图1的(a)是示出本发明的带电阻器的电刷式开关的外观的立体图，图1的(b)是该开关的主视图，图1的(c)是该开关的俯视图，图1的(d)是该开关的电路构成图。
图2是示出本发明的带电阻器的电刷式开关的内部构造的分解立体图。
图3的(a)是该开关的固定触点图案的俯视图，图3的(b)是其侧视图。
图4的(a)是该开关的基座的俯视图，图4的(b)是B-B截面图，图4的(c)是C-C截面图，图4的(d)是D-D截面图。
图5是示出在本发明的制造方法中，冲压成型出可动触点图案的工序的主视图和俯视图。
图6是示出在本发明的制造方法中，在可动触点图案上实施电镀处理的工序的主视图和俯视图。
图7是示出在本发明的制造方法中，在可动触点图案上精密成型出模框的工序的主视图和俯视图。
图8是示出在本发明的制造方法中，在模框内搭载并焊接芯片电阻器的工序的主视图和俯视图。
图9是示出在本发明的制造方法中，将可动触点图案切割出多个触点弹簧片的工序的主视图和俯视图。
图10是示出在本发明的制造方法中，折弯加工多个触点弹簧片的工序的主视图和俯视图。
图11是示出在本发明的制造方法中，将可动触点电刷的模框嵌入固定于杆件的凹部而其一体化的工序的主视图、俯视图以及立体图。
图12是本发明的带电阻器的电刷式开关的动作说明图，图12的(a)是自由位置的截面图，图12的(b)是导通位置的截面图，图12的(c)是全移动位置的截面图。
符号说明
SW：带电阻器的电刷式开关
10：壳体
20：基座
21：轴承
22：卡止爪
30：顶盖
31：开口部
32：卡止孔
40：固定触点图案
41：固定触点(共通固定触点)
42：固定触点(第一固定触点)
43：固定触点(第二固定触点)
44：端子(电源端子)
45：端子(接地端子)
46：端子(第一输出端子)
47：端子(第二输出端子)
50：杆件
51：操作部
52：凹部
53：凸轮部
54：孔
55：轴部
60：可动触点电刷
61：可动触点图案
62：触点弹簧片(共通触点弹簧片)
63：触点弹簧片(第一触点弹簧片)
64：触点弹簧片(第二触点弹簧片)
70：电阻器
71：芯片电阻器(第一芯片电阻器)
72：芯片电阻器(第二芯片电阻器)
73：皮膜
74：膏状焊料
80：模框
81：第一收容部
82：第二收容部
83：间隔壁
84：爪
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
如图1和图2所示，本发明的带电阻器的电刷式开关SW构成为在由基座20与顶盖30形成的箱型的壳体10的内部具备固定触点图案40、杆件50、以及可动触点电刷60，通过将多个电阻器70(71、72)安装在可动触点电刷60并内置于壳体10，从而与外置电阻器70的开关相比，能够实现电路的稳定化与小型化。
另外，该开关SW作为车载用的ECU电路的检测开关而使用，通过安装不同电阻值的电阻器71(R1)、72(R2)，根据杆件50的动作，如图1(d)所示，能够获得C-A电路、C-B电路、A-B电路这三种不同模式的输出，因此能够在微机侧控制三个不同的功能。
以下，按照其制造方法对本发明的带电阻器的电刷式开关SW的详细的构造进行说明。
如图3所示，固定触点图案40是在具有导电性的一片金属板上(在本实施方式中是黄铜)配置多个固定触点并冲压成型而成的部件。在图中右侧配置的固定触点41是共通固定触点，并连接有折弯其两端部而成的端子(电源端子44与接地端子45)。另外，在图中左侧配置的固定触点42、43是第一固定触点与第二固定触点，并连接有折弯各个端部而成的端子(第一输出端子46与第二输出端子47)。应予说明，图中的虚线是预定切割线。
如图4所示，固定触点图案40嵌入成型于基座20，其后，利用冲压机对虚线部分进行切割加工，该基座20由具有绝缘性的树脂材料(在本实施方式中是聚酰胺树脂)形成。由此，在基座20内的底面，共通固定触点41、第一固定触点42以及第二固定触点43以彼此绝缘的状态进行配置，并且在基座20的外部配置有电源端子44、接地端子45、第一输出端子46以及第二输出端子47。
如图5所示，成型出可动触点电刷60的可动触点图案61是在具有导电性并且弹性优良的金属板(在本实施方式中是磷青铜)上配置多条触点弹簧片而冲压成型出的部件。在此，在本实施方式中，通过在一片金属板上以三行×三列的方式并列配置可动触点图案61，并在一个模具内具有多个型腔，从而能够使生产率大幅度提高。在每个可动触点图案61中，在中央配置有成为共通触点弹簧片62的部分，其两侧配置有成为比共通触点弹簧片62短的第一触点弹簧片63与第二触点弹簧片64的部分。
接下来，如图6所示，在可动触点图案61上实施电镀处理。电镀处理是用于使后述的膏状焊料74的润湿性提高的方法，限于可动触点图案61中的、触点弹簧片(共通触点弹簧片62、第一触点弹簧片63、以及第二触点弹簧片64)的部分，通过镀银以预定的厚度形成皮膜73。
接下来，如图7所示，在电镀处理后的可动触点图案61上精密成型出模框80。模框80是用于对安装电阻器70进行定位的部件，通过利用具有绝缘性的树脂材料(在本实施方式中是聚酰胺树脂)夹持金属板而进行精密成型，从而与可动触点图案61一体化。应予说明，模框80的设置位置设定于触点弹簧片的根部部分，与电阻器70的尺寸匹配地划分为位于共通触点弹簧片62与第一触点弹簧片63之间的第一收容部81、以及位于共通触点弹簧片62与第二触点弹簧片64之间的第二收容部82。另外，在模框80的中央部分形成有间隔壁83，被设定为隔离第一收容部81与第二收容部82。
接下来，如图8所示，在精密成型后的模框80的内部搭载电阻器70并进行焊接。在本实施方式中，使用自动传送的表面装配装置，首先利用膏状焊料印刷机在模框80的第一收容部81与第二收容部82的内侧涂覆膏状焊料74。之后，利用贴片机将电阻值不同的两个方形的芯片电阻器(第一芯片电阻器71与第二芯片电阻器72)分别搭载于第一收容部81与第二收容部82。然后，利用反射炉加热并熔化膏状焊料74，将两个芯片电阻器71、72焊接并固定在可动触点图案61的上方。应予说明，由于在搭载芯片电阻器71、72的模框80设置有间隔壁83，所以能够防范因膏状焊料74蔓延而导致装配不良于未然。
接下来，如图9所示，将焊接有芯片电阻器71、72后的可动触点图案61切割成多个触点弹簧片。即，通过利用冲压机来切割加工图中的阴影部分，从而在可动触点图案61分离形成有共通触点弹簧片62、第一触点弹簧片63、以及第二触点弹簧片64。
然后，如图10所示，将切割后的可动触点图案61折弯而冲压成型出可动触点电刷60。即，通过利用冲压机对图中的外折线所示的部分进行折弯加工，从而共通触点弹簧片62、第一触点弹簧片63、以及第二触点弹簧片64被折弯成U字形状，分别成型出带弹力的可动触点电刷60。
接着，如图11所示，将可动触点电刷60与杆件50一体化。杆件50由具有绝缘性且耐磨损性优良的树脂材料(在本实施方式中是聚缩醛树脂)成型，并且具备承受外力的操作部51、保持可动触点电刷60的凹部52、以及将外力传递到可动触点电刷60的凸轮部53。若将与可动触点电刷60一体化的模框80插入该杆件50的凹部52，则位于模框80的左右两侧的爪84被嵌入固定在位于凹部52的两侧的孔54，U字形状的第一触点弹簧片63与第二触点弹簧片64以蓄力状态被保持在凹部52内。由此，由于可动触点电刷60与杆件50一次操作式连结，所以能够简化组装时的操作。
最后，将一体化后的带可动触点电刷60的杆件50收容到壳体10。如图2所示，若将设置在杆件50的外侧面的轴部55插入在基座20的轴承21，则杆件50以轴部55为支点被支承为能够以预定角度倾倒。并且，若从基座20的上方盖上顶盖30，并将设置在基座20的外侧面的卡止爪22嵌入固定于顶盖30的卡止孔32，则安装有电阻器70的带可动触点电刷60的杆件50被收容在由基座20与顶盖30形成的壳体10的内部。如此，如图1所示，杆件50的操作部51从设置在顶盖30的顶板的开口部31突出，完成本实施方式的带电阻器的电刷式开关SW。
本实施方式的带电阻器的电刷式开关SW如上所述地构成，在图12的(a)所示的静止后的自由位置的状态下，虽然可动触点电刷60的共通触点弹簧片62与基座20上的共通固定触点41接触，但是第一触点弹簧片63和第二触点弹簧片64没有与第一固定触点42和第二固定触点43接触。因此，共通固定触点41、第一固定触点42和第二固定触点43没有导通，开关处于关断的状态。
在此，若在杆件50作用外力，则由于杆件50以轴部55为支点旋转而倾倒，所以承受外力的操作部51作为力点而起作用，与可动触点电刷60抵接的凸轮部53作为作用点而起作用。此时，如图12的(b)所示，可动触点电刷60被向凸轮部53按下而开始压缩，如图12的(c)所示，在全移动位置上，杆件50的操作部51被压入到壳体10的内部，第一触点弹簧片63和第二触点弹簧片64分别与第一固定触点42和第二固定触点43接触。因此，共通固定触点41、第一固定触点42以及第二固定触点43导通，开关切换为导通的状态。
另外，参照图1的(d)，第一芯片电阻器71(R1)与第二芯片电阻器72(R2)具有不同的电阻值。因此，在开关处于导通的状态时，得到C-A电路(第一芯片电阻器R1的电阻值)、C-B电路(第二芯片电阻器R2的电阻值)、以及A-B电路(第一芯片电阻器R1的电阻值与第二芯片电阻器R2的电阻值的总和)这三个不同的值的输出。因此，在读取该输出的ECU电路的微机侧，能够控制三个不同的功能。
应予说明，若解除作用在杆件50的外力，则通过可动触点电刷60的弹性恢复力而使倾倒的杆件50立起来。由此，可动触点电刷60恢复为原来的状态，第一触点弹簧片63和第二触点弹簧片64再次从第一固定触点42与第二固定触点43分离，切断了共通固定触点41、第一固定触点42以及第二固定触点43之间的导通，开关切换为关断的状态。
如上所述，根据本实施方式的带电阻器的电刷式开关SW，通过将两个电阻器71、72安装于可动触点电刷60并内置于壳体10，从而能够削减外置电阻器的工序，与外置电阻器的开关相比能够实现电路的稳定化与小型化。另外，因为在可动触点图案61这一阶段就能够焊接电阻器71、72，所以能够防止装配不良，并使生产率提高，并且通过将可动触点电刷60与杆件50一体化，从而能够简化组装工序。
应予说明，在上述实施方式中，虽然以三行×三列的方式具有多个由一片金属板形成的可动触点图案61，但是可以考虑生产效率而适当增加行数或列数。另外，对于可动触点电刷60来说，虽然将触点弹簧片的片数设为三片，并安装两个电阻器71、72，但是通过增加触点弹簧片的片数和/或电阻器的个数，能够对应于多种的检测电路。

Claims (4)

1.一种带电阻器的电刷式开关，其特征在于，具备：
壳体；
固定触点图案，其固定于所述壳体；
杆件，其能够倾倒地支承于所述壳体；以及
可动触点电刷，其通过所述杆件的动作与所述固定触点图案连接，
所述固定触点图案具有：
多个固定触点，其分离地配置于所述壳体内；以及
多个端子，其分别与所述多个固定触点连接，
所述可动触点电刷具有：
多个触点弹簧片，其分别与所述多个固定触点分离，或者分别与所述多个固定触点接触；以及
多个电阻值不同的电阻器，其安装于所述多个触点弹簧片之间。
2.根据权利要求1所述的带电阻器的电刷式开关，其特征在于，
所述多个电阻器是在模框内搭载并焊接芯片电阻器而得的部件，所述模框隔离所述多个触点弹簧片之间。
3.根据权利要求2所述的带电阻器的电刷式开关，其特征在于，
所述可动触点电刷将所述模框嵌入固定于所述杆件的凹部而一体化。
4.一种带电阻器的电刷式开关的制造方法，其特征在于，经由如下工序而制造：
对在一片金属板上包含多个触点弹簧片的可动触点图案进行冲压成型的工序；
在所述冲压成型后的可动触点图案上实施电镀处理的工序；
在所述电镀处理后的可动触点图案上精密成型出树脂制的模框的工序；
在所述精密成型后的模框内搭载并焊接芯片电阻器的工序；
将焊接有所述芯片电阻器的可动触点图案切割成多个触点弹簧片并进行折弯加工，从而冲压成型出可动触点电刷的工序；
将所述冲压成型后的可动触点电刷的模框嵌入固定于杆件的凹部而一体化的工序；以及
将所述一体化后的带可动触点电刷的杆件组装于嵌入成型有固定触点图案的壳体。
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