JP2011096683A - プッシュオン式スイッチの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との間の導電不良を防ぐことができるプッシュオン式スイッチを得る。
【解決手段】 中央部接点３の稜線３ｄの収束点Ｃを通って絶縁性ケース本体１の凹部の底面に対して垂直に延びる仮想垂線Ｌと稜線３ｄとのそれぞれの間の鋭角角度を８３°〜８９°とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プッシュオン式スイッチ及びその製造方法に関するものである。

プッシュオン式スイッチとして、凹部を有する絶縁性ケース本体と、該ケース本体内に固定された平板状の中央部接点及び端部接点と、中央部分に孔部を備え端縁が端部接点と接触して配置され凹部内の開口部側に向かって中央部分が突出するように湾曲する反転動作可能な可動接点と、可動接点の孔部の周縁部と中央部接点とを接触させる操作部材とを具備するものがある。しかしながら、このようなプッシュオン式スイッチでは、平板状の中央部接点上にゴミやホコリ等が付着すると中央部接点と可動接点との間に接触不良が生じるという問題があった。そこで、可動接点の孔部に向かって突出し、その外面が先端部に向かって収束する少なくとも２本の稜線を有する多面形状に中央接点を形成することが提案された。この場合、２本の稜線の収束点を通って凹部の底面に対して垂直に延びる仮想垂線と稜線との間の鋭角角度は、約８２°であった。このプッシュオン式スイッチでは、少なくとも２本の稜線が可動接点の孔部の周縁部とが接触するため、一つの稜線と可動接点との間にゴミ等が介在しても、他の稜線と可動接点とにより電気的な接触を維持できる。また、稜線上にゴミ等が付いても自然に落下させられるという利点がある。

しかしながら、このようなプッシュオン式スイッチでも、中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との間に導電不良が起きることがあった。

本発明の目的は、中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との間の導電不良を防ぐことができるプッシュオン式スイッチ及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、操作部材の可動接点と接触する部分の削れを防ぐことができるプッシュオン式スイッチ及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、中央接点及び端部接点とそれぞれ接続されてケース本体から突出する端子部の半田付け性を高めることができるプッシュオン式スイッチ及びその製造方法を提供することにある。

本発明が改良の対象とするプッシュオン式スイッチは、凹部を有する絶縁性ケース本体と、該ケース本体の凹部内に固定された中央部接点及び端部接点と、中央部分に孔部を備え端縁が端部接点と接触するように凹部内に収納され且つ凹部内の開口部側に向かって中央部分が突出するように湾曲した反転動作可能な可動接点と、操作されると可動接点の孔部の周縁部と中央部接点とを接触させるように凹部内を移動する操作部材とを具備している。そして、中央部接点が、可動接点の孔部に向かって突出しており且つその外面は先端部に向かって収束する少なくとも２本の稜線を有する多面形状を呈している。本発明では、少なくとも２本の稜線の収束点を通って凹部の底面に対して垂直に延びる仮想垂線と稜線とのそれぞれの間の鋭角角度を８３°〜８９°に設定する。より好ましくは８５°〜８７°に設定する。本発明者は、種々の研究の結果このように角度範囲を設定すると、中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との間の導電不良を有効に防ぐことができることを見出した。これは、８３°〜８９°に角度を設定すると、中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との接触面積を従来より増やせる上、稜線の形成時のばらつきを少なくできるためであると考えられる。

本願の他の発明では、操作部材の少なくとも可動接点と接触する部分を、銅に対する動摩擦係数が０．３以下の樹脂材料により形成する。通常、操作部材の可動接点と接触する部分は、可動接点の孔部の周縁部に接触しないように、設計されることが多いが、プッシュオン式スイッチを作動させる際に操作部材が揺れて、操作部材が可動接点の孔部の周縁部に接触することがある。このような場合、従来から用いられている銅に対する動摩擦係数が０．５以上の樹脂材料で操作部材を形成すると、操作部材が孔部の周縁部または中央接点部に接触して削れるおそれがある。そこで、操作部材の少なくとも可動接点と接触する部分を、銅に対する動摩擦係数が０．３以下の樹脂材料により形成すれば、操作部材の削れを防止することができる。このような樹脂材料としては、ポリアミド，ポリカーボネート，ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレンを用いることができる。より好ましくは、銅に対する動摩擦係数が０．２以下のポリアミドを用いる。

このような場合、操作部材を一体成形し、操作部材の可動接点と接触する部分の中央には、孔部よりも形状が大きく可動接点と接触した状態で孔部の周囲を囲む開口部を備えて可動接点から離れる方向に向かって延びる凹部を形成するのが好ましい。このようにすれば、操作部材を一つの材料を用いて簡単に製造できる上、凹部という簡単な構造により、操作部材の可動接点と接触する部分が可動接点の孔部の周縁部に接触するのを有効に防止することができる。

また、操作部材の少なくとも可動接点と接触する部分を、金属により形成しても、操作部材の削れを防止することができる。

部品点数を少なくするには、中央接点及び端部接点は、それぞれ絶縁性ケース本体から突出する端子部と一体に形成して２種類の接続用端子金具を構成するのが好ましい。この場合、絶縁性ケース本体は、２種類の接続用端子金具をインサートとしてインサート成形により形成し、２種類の接続用端子金具の表面は、端子部の先端部を除いて全体的にメッキ金属により覆うのが好ましい。このようにすれば、２種類の接続用端子金具の表面は、端子部の先端部を除いて全体的にメッキ金属により覆われているため、端子部の半田付け性を高めることができる。

接続用端子金具は、例えば黄銅，鉄またはリン青銅から形成することができ、メッキ金属は、銀メッキを用いることができる。銀メッキを用いれば、半田性を向上させて、腐食防止を図れる利点がある。

可動接点は、種々の導電性材料を用いて形成できるが、反転動作性を高めるには、ステンレスにより形成するのが好ましい。

本発明のプッシュオン式スイッチを製造するには、まず金属板にプレス加工を施して中央部接点及び端子部を一体に備えた第１の接続用端子金具と、２つの端部接点及び端子部を一体に備えた第２の接続用端子金具とを構成する部分を複数セット含むフープ状金属フレームを用意する。次に、凹部を有する絶縁性ケース本体を、フープ状金属フレームの中央部接点及び２つの端部接点を含む部分をインサートとし且つ凹部の底面に中央部接点及び２つの端部接点を露出させるようにして、合成樹脂材料を用いてインサート成形により形成する。次に、中央部分に孔部を備え、凹部内の開口部側に向かって中央部分が突出するように湾曲した反転動作可能な可動接点を端縁が端部接点と接触するように凹部内に収納する。そして、操作されると可動接点の孔部の周縁部と中央部接点とを接触させるように凹部内を移動する操作部材を可動接点の上に配置してスイッチ組立体を製造する。その後フープ状金属フレームを適宜の個所で切断して、第１及び第２の接続用端子金具を備えたプッシュオン式スイッチを完成する。本発明の製造方法では、フープ状金属フレームを全体的に金属メッキにメッキしておく。従来では、金属材料板に半田付け用金属メッキを施した後に該金属材料板をプレスしてフープ状金属フレームを作っていたため、プレス切断面に金属メッキが施されず、接続用端子金具の回路基板等への半田付け性等が低下して金属メッキの効果が十分に得られないという問題があった。本発明では、金属材料板をプレスしてフープ状金属フレームを作った後に金属メッキを施こすことにより、フープ状金属フレームを全体的に金属メッキにメッキしておく。そのため、プレス切断面にも金属メッキが施され、金属メッキの効果が低下するのを防ぐことができる。

本発明の実施の形態のプッシュオン式スイッチの概略断面図である。 図１に示すプッシュオン式スイッチの絶縁性ケース本体を凹部の開口部側から見た平面図である。 図１に示すプッシュオン式スイッチの中央部接点の第２の部分の平面図である。 図１に示すプッシュオン式スイッチの中央部接点と可動接点との接点部分の拡大図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態のプッシュオン式スイッチの概略断面図であり、図２は、図１に示すプッシュオン式スイッチの絶縁性ケース本体を凹部の開口部側から見た平面図である。各図に示すように、本例のプッシュオン式スイッチは、絶縁性ケース本体１と中央部接点３と一対の端部接点５，７と可動接点９と操作部材１１とを有している。絶縁性ケース本体１は、外形が四角柱を呈しており、内部には上方に開口する円柱形の凹部１ａが形成されている。凹部１ａの内面は、それぞれ９０度の間隔を開けて四方に突出する平坦な面を有する平坦面部１ｂ〜１ｅと、これら平坦面部１ｂ〜１ｅを連結する曲面部１ｆ〜１ｉとを有している。これら曲面部１ｆ〜１ｉは、同一半径の円柱状曲面の一部をそれぞれ形成している。

中央部接点３と一対の端部接点５，７は、絶縁性ケース本体１の凹部１ａの底面に該底面に露出させるようにして埋設して固定されている。図２に示すように、中央部接点３は、絶縁性ケース本体１から突出するスイッチの端子部１３Ａ，１３Ｂに接続されており、端子接点５，７は、絶縁性ケース本体１から突出するスイッチの端子部１３Ｃ，１３Ｄに接続されている。本例では、中央部接点３は、端子部１３Ａ，１３Ｂと一体に成形されて第１の接続用端子金具を構成しており、端部接点５，７は、端子部１３Ｃ，１３Ｄと一体に成形されて第２の接続用端子金具を構成している。第１の接続用端子金具及び第２の接続用端子金具は、いずれも黄銅，鉄またはリン青銅からなる金属材料板にプレス加工が施こされて形成されている。また、第１の接続用端子金具及び第２の接続用端子金具の表面は、端子部１３Ａ〜１３Ｄの先端部１３ａを除いて全体的に銀メッキにより覆われている。この銀メッキは、金属材料板にプレス加工が施こされた後に行われる。そして、絶縁性ケース本体１は、第１及び第２の接続用端子金具をインサートとしてインサート成形により形成されている。

一対の端部接点５，７の凹部１ａの底面側に突出する部分は、外径が矩形状を呈するベース部５ａ，７ａと該ベース部の中央から突出するいわゆるかまぼこ状の接点部５ｂ，７ｂとから構成されている。ベース部５ａ，７ａは、図２に示されるように、絶縁性ケース本体１の平坦面部１ｃ，１ｅの長さ寸法とほぼ等しい長さ寸法を有しており、また平坦面部側の端部が絶縁性ケース本体１に埋設されるような幅寸法を有している。

中央部接点３は、凹部１ａのほぼ中央に配置されており、凹部１ａの底部に埋設される第１の部分３ａと凹部１ａの底面から露出する第２の部分３ｂとから構成される。第１の部分３ａは、第２の部分３ｂを凹部１ａの底面から確実に露出させるべく適宜に折り曲げられた首部１３Ｅを介して端子部１３Ａ，１３Ｂに接続されている。

中央部接点３の第２の部分３ｂは、底面側が円形や四角形等の多角形を呈しており、中央部が後述する可動接点９の孔部９ａに向かって突出する形状を有している。図３に示すように、第２の部分３ｂの外面形状は、扇状を有する同一形状の３枚の単位面３ｃ…を結合した正多面形状を有している。これにより、第２の部分３ｂの外面の各単位面３ｃ…相互の結合部には、先端部に向かって収束する３本の稜線３ｄ…を有することになる。図４に示すように、これらの３本の稜線３ｄ…の交点即ち収束点Ｃを通って凹部１ａの底面に対して垂直に延びる仮想垂線Ｌは、可動接点９の孔部９ａの中心点を通るように位置している。また、仮想垂線Ｌと稜線３ｄ…とのそれぞれの間の鋭角角度θは、８６°に設定されている。この角度θは、８３°〜８９°の範囲で適宜に設定することができる。また、好ましくは８５°〜８７°に設定するのがよい。このように角度を設定すると、中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との間の導電不良を有効に防ぐことができる。

可動接点９は、弾性を有するステンレスから形成された反転動作可能な形状を有しており、中央部分が凹部１ａの開口部側に向かって突出するように湾曲した円板状を呈している。可動接点９の円形状の端縁は、図２に示す凹部１ａの内周面を構成する４つの曲面部１ｆ〜１ｉと接触すると共に、端部接点５，７の接点部５ｂ，７ｂと常時接触するように凹部１ａ内に収納されている。可動接点９の中央部には、周縁部の形状が略円形を有する孔部９ａが形成されている。

操作部材１１は、図１に示すように、管状の押圧部１１ａと、環状のフランジ部１１ｂと、操作者の指が触れる操作部１１ｃとから構成されており、ナイロン樹脂により一体成形されている。この操作部材１１は、可動接点９の上部に配置されて凹部１ａの底面側に向かって移動するように操作されると可動接点９を反転させる。管状の押圧部１１ａの中空部１１ｄは、可動接点９から離れる方向に向かって延びる凹部により構成されており、下面側の中央部に可動接点９の孔部９ａよりも形状が大きく可動接点９と接触した状態で可動接点９の孔部９ａの周囲を囲む開口部を備えている。フランジ部１１ｂは、押圧部１１ａに環状の溝部を介して対向しており、凹部１ａの内周面の曲面部１ｆ〜１ｉによって囲まれる空間内をスムーズに摺動できる外径寸法を有している。操作部材は、少なくとも可動接点と接触する部分が、銅に対する動摩擦係数が０．３以下の樹脂材料から形成すればよく、例えば、ポリアミド，ポリカーボネート，ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレンを用いて形成することができる。

絶縁性ケース本体１の開口部には、該開口部側の端面を塞ぐように固定用板１５が設けられている。この固定用板１５の中央部には、操作部材１１の操作部１１ｃが遊嵌する円形の貫通孔１５ａが形成されている。固定用板１５は、図２に示すように絶縁性ケース本体１の上面の四隅に設けた固定用突起１７…を固定用板１５の対応位置に設けた図示しない取付孔に挿入した後に、突起１７を溶着することにより固定される。また、押圧により突起１７を機械的に変形して固定してもよい。

本例のプッシュオン式スイッチでは、操作部材１１の操作部１１ｃを可動接点９側に押すと、押圧部１１ａが凹部１ａ内を移動して可動接点９を反転させるように押圧する。これにより、可動接点９の孔部９ａの周縁部と中央部接点３の稜線３ｄ…とが接触して、スイッチの端子部１３Ａ，１３Ｂと端子部１３Ｃ，１３Ｄとの導通が図られる。操作部材１１の操作部１１ｃから指を離すと、押圧部１１ａが凹部１ａ内を前述と逆方向に移動して可動接点９が通常の形状に戻るように反転する。これにより、可動接点９の孔部９ａの周縁部と中央部接点３の稜線３ｄ…とが離れ、スイッチの端子部１３Ａ，１３Ｂと端子部１３Ｃ，１３Ｄとの導通が解除される。

本例のプッシュオン式スイッチは次のようにして製造した。まず、金属板にプレス加工を施して中央部接点３及び端子部１３Ａ，１３Ｂを一体に備えた第１の接続用端子金具と、２つの端部接点５，７及び端子部１３Ｃ，１３Ｄを一体に備えた第２の接続用端子金具とを構成する部分を複数セット含むフープ状金属フレームを用意した。次に、フープ状金属フレームを全体的に銀メッキしてから、フープ状金属フレームの中央部接点３及び２つの端部接点５，７を含む部分をインサートとし且つ凹部１ａの底面に中央部接点３及び２つの端部接点５，７を露出させるようにして、合成樹脂材料を用いてインサート成形により絶縁性ケース本体１を形成した。次に、中央部分に孔部９ａを備え凹部１ａ内の開口部側に向かって中央部分が突出するように湾曲した反転動作可能な可動接点９を、端縁が端部接点５，７と接触するように凹部１ａ内に収納した。次に、操作部材１１を可動接点９の上に配置してから、固定用板１５を配置した。そして、固定用突起１７…で固定用板１５を固定してスイッチ組立体を製造した。次に、フープ状金属フレームを適宜の個所で切断して、第１及び第２の接続用端子金具を備えたプッシュオン式スイッチを完成した。本例の製造方法では、金属材料板をプレスしてフープ状金属フレームを作った後に金属メッキを施こすので、プレス切断面にも金属メッキが施され、金属メッキの効果が低下するのを防ぐことができる。

本発明によれば、少なくとも２本の稜線の収束点を通って凹部の底面に対して垂直に延びる仮想垂線と稜線とのそれぞれの間の鋭角角度を８３°〜８９°に設定するので、中央部接点の稜線と可動接点の孔部の周縁部との間の導電不良を有効に防ぐことができる。

１ ケース本体
１ａ 凹部
３ 中央部接点
３ｄ 稜線
５，７ 端部接点
９ 可動接点
９ａ 孔部
１１ 操作部材
１３Ａ〜１３Ｄ 端子部
Ｌ 仮想垂線

Claims (1)

1. 金属板にプレス加工を施して中央部接点及び端子部を一体に備えた第１の接続用端子金具と、２つの端部接点及び端子部を一体に備えた第２の接続用端子金具とを構成する部分を複数セット含むフープ状金属フレームを用意し、
   凹部を有する絶縁性ケース本体を、前記フープ状金属フレームの前記中央部接点及び前記２つの端部接点を含む部分をインサートとし且つ前記凹部の底面に前記中央部接点及び前記２つの端部接点を露出させるようにして、合成樹脂材料を用いてインサート成形により形成し、
   中央部分に孔部を備え、前記凹部内の開口部側に向かって前記中央部分が突出するように湾曲した反転動作可能な可動接点を端縁が前記端部接点と接触するように前記凹部内に収納し、
   操作されると前記可動接点の前記孔部の周縁部と前記中央部接点とを接触させるように前記凹部内を移動する操作部材を前記可動接点の上に配置してスイッチ組立体を製造し、
   その後、前記フープ状金属フレームを適宜の個所で切断して、前記第１及び第２の接続用端子金具を備えたプッシュオン式スイッチを製造する方法において、
   前記フープ状金属フレームを全体的に金属メッキにメッキしておくことを特徴とするプッシュオン式スイッチの製造方法。

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