JP2010049813A - 近接スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 リードスイッチをケースに収容した近接スイッチにおいて、リードスイッチが浮き上がらない構造で、高価な複合金型を用いずに樹脂成形できる汎用性の高いケースを用いた近接スイッチを提供する。
【解決手段】 基板１５に、リードスイッチを実装し、基板１５の固定孔１１５に樹脂ケース本体部１２のフック部２１２を挿通させ、基板１５の下面を樹脂ケース本体部１２の基板固定部５１２と筒形状柱１１２に載せ、固定孔１１５の周縁部にフック部２１２を係合させて樹脂ケース本体部１２に固定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、リードスイッチを用いて位置、変位量等を検出する近接スイッチに関する。

従来より近接スイッチとしては、実装面を考慮してケースに収納されたものも多く使用されている。例えば特許文献１にはケース格納型近接スイッチが開示されている。この技術は近接スイッチのケースに関する技術である。図９は、従来の近接スイッチの第１の例の説明図である。従来の第１の例の近接スイッチ５１は、ガラス管４の両端から延びたリード端子１４にリード線６から延びた芯線１６が接続されたリードスイッチがケース５２に格納されている。図１０は、従来の近接スイッチの第２の例の説明図である。従来の近接スイッチの第１の例の場合よりも、ケース内にリードスイッチを格納しやすいように構造に工夫がなされている。

図９に示した従来の第１の例の近接スイッチ５１では、リード線６をケース５２のリード線挿入部４５２へ挿入してから、リード線６から延びた芯線１６をリード端子１４に接続して、リードスイッチをリードスイッチ格納部１５２へ格納していた。

従来の第１の例の近接スイッチ５１では、リードスイッチ格納部１５２内には、ガラス管４を保持する手段を具備していなかった。したがってケース５２にリードスイッチを格納してもリードスイッチがケース５２内で浮き上がってきてしまうという問題があった。

そこで、図９に示したケースをリードスイッチを格納しやすい構造に工夫した例が図１０に示したケース６２を用いた従来の近接スイッチの第２の例である。図９に示した従来の近接スイッチの第１の例と同様にリードスイッチがケース６２に格納される。ここではケース６２のみで表し、リードスイッチとリード線は省略した。説明のためにＸＹＺ方向を併記した。

図１０に示したように、従来の近接スイッチの第２の例のケース６２のリード線挿入部４６２は、筒状ではなく間隙を設けた２つの押さえ板６６２から構成されている。リード線を筒に挿入させる構成ではなく、押さえ板６６２の間隙からリード線をはめ込むことができるのでリード線の保持が容易になっている。次にリードスイッチ格納部１６２内には、格納するリードスイッチのガラス管の形状にあわせて、ＹＺ方向ホールド部２６２、Ｘ方向ホールド部３６２、Ｙ方向ホールド部５６２を備えている。すなわち、リードスイッチ格納部１６２内にガラス管の長さと同等の間隔をもって設けた２つのＸ方向ホールド部３６２の間にガラス管を格納することで、ガラス管がＸ方向に動く事を防ぎ保持する事ができる。また、ガラス管の幅と同等の間隔をもって設けたＹＺ方向ホールド部２６２、Ｙ方向ホールド部５６２でガラス管の側面をおさえることにより、ガラス管をＹＺ方向に動く事を防ぎ保持することができる。

特開２００１−３５３２８号公報

従来の近接スイッチの第１の例に対して、第２の例でケースの構造を工夫することによりリードスイッチがケース内で浮き上がってきてしまうという問題を解決することができる。ところが、図１０に示したようにケース内にＸ方向ホールド部３６２、ＹＺ方向ホールド部２６２、Ｙ方向ホールド部５６２を設けてガラス管を保持する場合には、ガラス管の形状が異なるリードスイッチを格納する事はできずに、ガラス管の形状に合わせてそれぞれケースを製造する必要が生じ、ケースの汎用性が低いという問題があった。

また、ケースを効率よく量産する場合には、樹脂成形が好ましいが、格納されるガラス管の形状に合わせてそれぞれケースを製造すると、複数の金型が必要となり設備投資額が高価になるという問題があった。

加えて、リード線挿入部４６２については、樹脂成形において上金型と下金型のみでは製造できず、スライドコアを用いて、３方向に開閉移動する複合金型を使用する必要があり、構造が複雑になるために一台あたりの金型の費用も高価になるという問題があった。さらに、リード線挿入部４６２の構造が変更になった場合には、構造が複雑なために金型の改造が困難で、作り替える必要が生じるという問題もあった。

本発明は、リードスイッチをケースに収容した近接スイッチにおいて、リードスイッチが浮き上がらない構造で、高価な複合金型を用いずに樹脂成形できる汎用性の高いケースを用いた近接スイッチを提供することにある。

本発明は、ガラス管と、前記ガラス管内に封入され接点部を有し、前記ガラス管の両端からそれぞれ引き出された２本のリード端子を有するリードとからなるリードスイッチと、外部出力用のリード線と、前記リードスイッチを実装する基板とを樹脂ケースに収容してなる近接スイッチであって、前記リード線とリード端子は、前記基板上に設けられた電極パターンにより接続され、前記樹脂ケースは、開口部を有する樹脂ケース本体部と前記樹脂ケース本体部に嵌合する樹脂ケース蓋部からなり、前記樹脂ケース本体部内の底面に、筒形状柱と前記筒形状柱から延びたフック部を備えたことを特徴とする近接スイッチである。

本発明は、前記基板に複数の固定孔を設け、前記固定孔に前記フック部を挿通させて、前記樹脂ケース本体部に前記基板を収容し、前記固定孔の周縁部と前記フック部を係合させて、前記樹脂ケース本体部に前記基板が固定されたことを特徴とする上記の近接スイッチである。

本発明は、前記基板に複数の固定孔を設け、前記樹脂ケース蓋部に複数のフック受け部を設け、前記固定孔に前記フック部を挿通させて、前記樹脂ケース本体部に前記基板を収容し、前記フック受け部と前記フック部を係合させて、前記樹脂ケース本体部と樹脂ケース蓋部が嵌合されたことを特徴とする上記の近接スイッチである。

本発明によれば、リードスイッチとリード線は基板に実装され、基板の電極パターンによって接続されているので、リード線は樹脂ケース内で引き回すことなくリードスイッチと接続される。基板は、樹脂ケース本体部に設けた筒形状柱と基板の固定孔で位置が規制される。

リードスイッチとリード線は基板に実装されるので、樹脂ケース本体部は基板の形状に合わせて作製すればよい。樹脂ケース本体部に、ガラス管を保持するホールド部やリード線を保持する押さえ板がないので、ガラス管の形状に合わせてそれぞれ製造する必要はなく、基板の寸法で規格化して作製すれば、同じ樹脂ケース本体部が使用できるため汎用性が高い。

樹脂ケース本体部に基板を固定するための部品として、筒形状柱とフック部としたことにより樹脂成形しやすい構造が実現でき、上成形金型及び下成形金型とエジェクターピンの組み合わせだけの簡単な金型構成で樹脂成形が可能である。

スライドコアを用いた複合金型を使わなければ樹脂成形できない押さえ板を含むリード線挿入部が不要なので、金型は設計自由度が増え安価な費用で製造することができる。

樹脂ケース本体部に備えられた筒形状柱とフック部は、フック部を基板に係合させる構造や、フック部を樹脂ケース蓋部に係合させる構造などケースの設計自由度が高く構造の最適化ができる。

本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下、本発明の近接スイッチの４例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の近接スイッチの第１の例の分解斜視図である。図２は、本発明の近接スイッチの第１の例の断面図である。図３は、本発明の近接スイッチの第１の例の樹脂ケース本体部の斜視図である。図４は、本発明の近接スイッチの第１の例の樹脂ケース本体部の樹脂成形用金型の断面図である。

本発明の第１の例の近接スイッチ１１は、図１、図２に示すようにリードスイッチが実装された基板１５が樹脂ケース本体部１２に固定された形態である。リード線挿入部４１２は、樹脂ケース本体部１２の長手方向に垂直な一方の面に設けられ、リードスイッチの長手方向に平行にリード線６が接続されている。

図１に示すように、基板１５には、ガラス管４の両端からリード端子１４が延びたリードスイッチが半田付け等により実装されている。基板１５にはリードスイッチが実装しやすいように、ガラス管４の大きさに合わせて窪みや穴を有していることが望ましい。さらに、樹脂ケース本体部１２のリード線挿入部４１２の位置に合わせて、基板１５の一方の短辺側にリード線接続用電極２１５を配置した電極パターン（斜線部）が設けられている。

本発明の第１の例の近接スイッチ１１は、基板１５の２つの固定孔１１５の周縁部が樹脂ケース本体部１２の２つのフック部２１２と係合され樹脂ケース本体部１２に固定される。リード線６はリード線挿入部４１２から挿入され、リード線接続用電極２１５に半田付け等により接続される。さらに樹脂ケース本体部１２に樹脂ケース蓋部１３を被せて本発明の近接スイッチ１１が構成される。ここで、樹脂ケース本体部１２の筒形状柱１１２とフック部２１２は２組で、基板１５の固定孔１１５も２組で示したが、基板１５が固定できればよいので、２組に限定されるものではない。

次に、図２を用いて、本発明の第１の例の近接スイッチ１１の基板１５が樹脂ケース本体部１２に固定された形態について説明する。図２は、図１において左側面からみたＡ−Ａ面での断面図である。樹脂モールドケース本体部１２の底面には２組の筒形状柱１１２とフック部２１２を備え、貫通孔３１２を有している。また、樹脂ケース本体部１２の対向する内壁には基板固定部５１２を備えている。筒形状柱１１２と基板固定部５１２の底面からの高さ寸法は等しくされている。基板１５は、固定孔１１５にフック部２１２が挿入され、下面を筒形状柱１１２と基板固定部５１２に載せ、固定孔１１５の周縁部がフック部２１２と係合されて樹脂ケース本体部１２に固定されている。ここで、フック部２１２の形状であるが、固定孔１１５の周縁部に係合できる形状であればよいので、図２に示した形状に限定されるものではない。また、使用されるリードスイッチの大きさが異なっても、基板の大きさが一定形状のものを使用すれば、基板１５を樹脂ケース本体部１２に固定できるので樹脂ケースの汎用性を高めることができる。

図３を用いて樹脂ケース本体部１２について説明する。基板を固定する２組の筒形状柱１１２とフック部２１２は、樹脂ケース本体部１２内の底部に植設されている。リード線挿入部４１２は、長手方向に垂直な面の一方に設けられ、リードスイッチの長手方向と平行にリード線が接続されるように配置されている。長手方向に垂直な面の両側の内壁には基板固定部５１２を備えている。

図４を用いて樹脂ケース本体部１２を成形する樹脂成形用金型について説明する。樹脂成形金型は上金型７と下金型８から構成され、図４は上金型７と下金型８を組み合わせた形態の断面図である。上金型７には、樹脂ケース本体部成形部１７を有している。樹脂ケース本体部成形部１７に樹脂が充填されることによって樹脂ケース本体部が成形される。下金型には、エジェクターピン１８がエジェクターピン固定プレート３８とバネ２８によって固定されている。

樹脂ケース本体部の樹脂成形について説明する。上金型７の樹脂ケース本体部成形部１７には、フック部成形部２７が含まれている。樹脂ケース本体部は、上金型７と下金型８を組み合わせて、エジェクターピン１８が樹脂ケース本体部成形部１７のフック部成形部２７に挿入されてから、樹脂ケース本体部成形部１７に樹脂を充填し、上金型７から取り出すと樹脂成形される。エジェクターピン１８の部分には樹脂が充填されずに筒形状となり、図３に示した筒形状柱１１２とフック部２１２が成形される。図２に示した貫通孔３１２がエジェクターピン１８が挿入された部分となる。筒形状とすることによりフック部の樹脂成形が容易となる。すなわち、樹脂ケース本体部を本発明のような構造とすることで、上金型と下金型とエジェクターピンからなる安価な構成の金型での樹脂製成形が可能である。また、図４ではエジェクターピンを用いた金型構造を示したが、フック部の樹脂成形は、エジェクターピンを用いずに、下金型にブロックを固定した構造の金型でも良い。

次に、本発明の近接スイッチの第２の例について説明する。図５は、本発明の近接スイッチの第２の例の分解斜視図である。本発明の第２の例の近接スイッチ２１は、本発明の第１の例の近接スイッチ１１と同様に基板２５が樹脂ケース本体部２２に固定されている。ところが、樹脂ケース本体部２２は、リード線挿入部４２２をリードスイッチの長手方向に対して垂直な面に設けている。すなわち、本発明の第１の例の近接スイッチ１１に対して、樹脂ケースから延びているリード線６の方向が９０度異なっている。

基板２５には、図５に示すように、本発明の第１の例の近接スイッチ１１で示した図１と同様に、ガラス管４の両端からリード端子１４が延びたリードスイッチが半田付け等により実装されている。リードスイッチが実装しやすいように、ガラス管４の大きさに合わせて窪みや穴を有することが望ましい。基板２５には、樹脂ケース本体部２２のリード線挿入部４２２の位置に合わせて、ガラス管４と対向した位置にリード線接続用電極２２５を配置した電極パターン（斜線部）が設けられ、リード端子１４が実装された電極と接続されている。基板２５には２組の固定孔１２５を有している。

本発明の第２の例の近接スイッチ２１は、基板２５の固定孔１２５の周縁部を樹脂ケース本体部２２の２組のフック部２２２と係合させて樹脂ケース本体部２２に固定されている。リード線６は、リード線挿入部４２２から挿入され、リード線接続用電極２２５に半田付け等により接続される。ここで、固定孔１２５とフック部２２２を２組で示したが、基板２５が固定できればよいので、２組に限定されるものではない。またフック部２２２及び筒形状柱の形状は、本発明の第１の例の近接スイッチ１１と同様である。

樹脂ケース本体部２２は、本発明の第１の例の近接スイッチ１１とリード線挿入部４１２の位置が異なるだけなので、図４に示した樹脂成形用金型と同様に、上金型と下金型とエジェクターピンからなる安価な構成の金型での樹脂製成形が可能である。

本発明の第２の例の近接スイッチ２１で、リード線がリードスイッチの長手方向に対して垂直方向に配置されている。本発明の第１の例の近接スイッチ１１とでは、リード線がリードスイッチの長手方向と平行に配置されている。近接スイッチから延びたリード線の方向として２種類を提供することにより、ユーザーは装置に接続するときに使用しやすい形態を選択できるようになる。

次に、本発明の近接スイッチの第３の例について説明する。図６は、本発明の近接スイッチの第３の例の斜視図である。図７は、本発明の近接スイッチの第３の例の断面図である。本発明の第３の例の近接スイッチ３１は、図７に示すように、樹脂ケース本体部３２に備えた筒形状柱１３２とフック部２３２の形状が異なり、フック部２３２が樹脂ケース蓋部３３と係合されて、樹脂ケース本体部３２に、樹脂ケース蓋部２３が固定されている。リード線挿入部４３２は、リードスイッチの長手方向に垂直な面の一方に設けられ、樹脂ケース本体部３２の長手方向に対して平行にリード線６が接続されている。

本発明の第３の例の近接スイッチ３１の構造について図７を用いて説明する。図７は、図６におけるＢ−Ｂ面での断面図である。樹脂ケース本体部３２の底面には２組の筒形状柱１３２とフック部２３２を備え、貫通孔３３２を有している。筒形状柱１３２の樹脂ケース本体部３２の底面からの高さは、樹脂ケース本体部３２の内壁の高さと等しくなっている、筒形状柱１３２から延びたフック部２３２の長さは、樹脂ケース蓋部３３の厚みと等しくなっている。樹脂ケース本体部３２の対向する内壁には基板固定部５３２を備えている。樹脂ケース蓋部３３には、フック部が挿入されて係合されるフック掛け穴部１３３を備えている。基板１５は、図１に示した本発明の第１の例の近接スイッチの構造と同様である。ここで、図５に示した本発明の第２の例の近接スイッチの基板２５と樹脂ケース本体部２２を用いて、リードスイッチの長手方向に対して垂直にリード線６が接続される構成としてもよい。

本発明の第３の例の近接スイッチ３１は、基板１５の固定孔１１５に筒形状柱１３２を挿通させ、基板１５の下面を基板固定部５３２に載せて、基板１５を樹脂ケース本体部３２に固定する。次に、樹脂ケース蓋部３３のフック掛け穴部１３３をフック部２３２と係合させて、樹脂ケース本体部３２に樹脂ケース蓋部３３を固定する。樹脂ケース本体部３２と樹脂ケース蓋部３３を安定して固定することができる。ここで、フック部２３２とフック掛け穴部１３３の形状であるが、互いに係合できる形状であればよいので、図７に示した形状に限定されるものではない。また、フック部２３２も２組で説明したが、樹脂ケース蓋部３３が固定できればよいので、２組に限定されるものではない。

樹脂ケース本体部３２は、本発明の第１の例の近接スイッチ１１と筒形状柱とフック部の長さが異なるだけなので、図４に示した樹脂成形用金型と同様に、上金型と下金型とエジェクターピンからなる安価な構成の金型での樹脂製成形が可能である。また、樹脂ケース蓋部３３についても、フック掛け穴部１３３を含めて、図４に示した樹脂成形用金型と同様に、上金型と下金型とエジェクターピンからなる安価な構成の金型での樹脂成形が可能である。

次に、本発明の近接スイッチの第４の例について説明する。図８は、本発明の近接スイッチの第４の例の断面図である。本発明の第４の例の近接スイッチ４１は、図８に示すように、樹脂ケース本体部４２に備えた筒形状柱とフック部の形状が先に説明した本発明の第３の例の近接スイッチ３１と異なり、樹脂ケース蓋部４３からフック受け部１４３が延びて樹脂ケース本体部４２の内部でフック部２４２と係合されて、樹脂ケース本体部４２に、樹脂ケース蓋部４３が固定されている。

樹脂ケース本体部４２の底面には、２組の筒形状柱１４２とフック部２４２が備えられ、貫通孔３４２を有している。筒形状柱１４２の樹脂ケース本体部３２の底面からの高さは、樹脂ケース本体部３２の内壁に設けた基板固定部５３２の底面からの高さと等しくなっている。基板１５は、図１に示した本発明の第１の例の近接スイッチの構造と同様である。ここで、図５に示した本発明の第２の例の近接スイッチの基板２５と樹脂ケース本体部２２を用いて、リードスイッチの長手方向に対して垂直にリード線６が接続される構成としてもよい。

本発明の第４の例の近接スイッチ４１は、基板１５の固定孔１１５にフック部２４２を挿通させ、基板１５の下面を基板固定部５４２と筒形状柱１４２に載せて、基板１５を樹脂ケース本体部４２に固定する。次に、樹脂ケース蓋部４３のフック受け部１４３をフック部２４２と係合させて、樹脂ケース本体部４２に樹脂ケース蓋部４３を固定する。樹脂ケース本体部４２内に基板１５と樹脂ケース蓋部４３を安定して固定することができる。ここで、フック部２４２とフック受け部１４３の形状であるが、互いに係合できる形状であればよいので、図８に示した形状に限定されるものではない。また、フック部２４２も２組で説明したが、樹脂ケース蓋部４３が固定できればよいので、２組に限定されるものではない。

樹脂ケース本体部４２は、本発明の第１の例の近接スイッチ１１と筒形状柱とフック部の長さが異なるだけなので、図４に示した樹脂成形用金型と同様に、上金型と下金型とエジェクターピンからなる安価な構成の金型での樹脂製成形が可能である。また、樹脂ケース蓋部４３についても、フック受け部１４３を含めて、図４に示した樹脂成形用金型と同様に、上金型と下金型とエジェクターピンからなる安価な構成の金型での樹脂成形が可能である。

本発明の近接スイッチ４１は、樹脂ケース本体部４２内部で固定されているので、容易に樹脂ケース本体部４２と樹脂ケース蓋部４３が分離できない構造が実現できる。

本発明は、近接スイッチのケースについて樹脂ケース本体部と樹脂ケース蓋部をフック部を係合させる構造について説明してきたが、この技術は他のケーシングされるデバイスやセンサに対しても応用することは可能である。

本発明の近接スイッチの第１の例の分解斜視図。 本発明の近接スイッチの第１の例の断面図。 本発明の近接スイッチの第１の例の樹脂ケース本体部の斜視図。 本発明の近接スイッチの第１の例の樹脂ケース本体部の樹脂成形用金型の断面図。 本発明の近接スイッチの第２の例の分解斜視図。 本発明の近接スイッチの第３の例の斜視図。 本発明の近接スイッチの第３の例の断面図。 本発明の近接スイッチの第４の例の断面図。 従来の近接スイッチの第１の例の説明図。 従来の近接スイッチの第２の例の説明図。

符号の説明

４ ガラス管
６ リード線
７ 上金型
８ 下金型
１１、２１、３１、４１、５１ 近接スイッチ
１２、２２、３２、４２ 樹脂ケース本体部
１３、２３、３３、４３ 樹脂ケース蓋部
１４ リード端子
１５、２５ 基板
１６ 芯線
１７ 樹脂ケース本体部成形部
１８ エジェクターピン
２７ フック部成形部
２８ バネ
３８ エジェクターピン固定プレート
５２、６２ ケース
１１２、１３２、１４２ 筒形状柱
１１５、１２５ 固定孔
１３３ フック掛け穴部
１４３ フック受け部
１５２、１６２ リードスイッチ格納部
２１２、２２２、２３２、２４２ フック部
２１５、２２５ リード線接続用電極
２６２ ＹＺ方向ホールド部
３１２、３３２、３４２ 貫通孔
３６２ Ｘ方向ホールド部
４１２、４２２、４３２、４５２、４６２ リード線挿入部
５１２、５３２、５４２ 基板固定部
５６２ Ｙ方向ホールド部
６６２ 押さえ板

Claims (3)

1. ガラス管と、前記ガラス管内に封入され接点部を有し、前記ガラス管の両端からそれぞれ引き出された２本のリード端子を有するリードとからなるリードスイッチと、外部出力用のリード線と、前記リードスイッチを実装する基板とを樹脂ケースに収容してなる近接スイッチであって、前記リード線とリード端子は、前記基板上に設けられた電極パターンにより接続され、前記樹脂ケースは、開口部を有する樹脂ケース本体部と前記樹脂ケース本体部に嵌合する樹脂ケース蓋部からなり、前記樹脂ケース本体部内の底面に、筒形状柱と前記筒形状柱から延びたフック部を備えたことを特徴とする近接スイッチ。
2. 前記基板に複数の固定孔を設け、前記固定孔に前記フック部を挿通させて、前記樹脂ケース本体部に前記基板を収容し、前記固定孔の周縁部と前記フック部を係合させて、前記樹脂ケース本体部に前記基板が固定されたことを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ。
3. 前記基板に複数の固定孔を設け、前記樹脂ケース蓋部に複数のフック受け部を設け、前記固定孔に前記フック部を挿通させて、前記樹脂ケース本体部に前記基板を収容し、前記フック受け部と前記フック部を係合させて、前記樹脂ケース本体部と樹脂ケース蓋部が嵌合されたことを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ。

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