JP4716988B2 - 電気スイッチ - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、特許請求項１または２の上位概念に基づく電気部品、特に電気スイッチに関する。
ショートストロークキーを採用する電気スイッチは、主としてキーボードや制御パネルなどのスイッチング素子として使用されている。
特開平１０−２５５５７９は、ハウジングを備えたショートストロークキーを採用する電気スイッチを開示しており、接点システムはハウジング内に位置している。スイッチはまた、接点システムに作用するための作動部材を備える。ハウジングは基部とカバーとを含み、平らなカバーは基部の上部に固定される。これまでにわかっているこのスイッチの欠点は、カバーを固定する方法が複雑であることである。さらに、このスイッチは、ハウジングが汚染物質を通してしまうため故障を生じやすい。

ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ０７４３６６３Ａ１もまた電気スイッチを開示している。この場合、カバーは基部の上方から押し込まれる。これにより、カバーは、基部の上部と側面の少なくとも一部分を覆っている。カバーは、基部の一側面に配設された係止突起に係止爪が係止されることにより固定されている。このカバーの固定法もまた複雑であると共に故障を生じやすい。さらに、基部の横方向に突出する係止突起は不都合であり、とりわけ基部の物理サイズを大きくする必要性が生じてしまう。

本発明の目的は、ハウジングの設計に関し、電気部品、特に電気スイッチを改良することである。具体的には、単純かつ安全な方法で電気スイッチの基部にカバーを取り付けることを可能にすることである。

本発明の目的は、請求項１に記載の特徴により、一般的な電気スイッチを使用して達成される。
本発明の電気部品または電気スイッチの場合、基部はカバーに面していない底面に少なくとも１つの切欠を備える。カバーに設けられた爪状の取付部を、基部に完全に収容されるようにこの切欠内部に突出させることにより、取付部が基部にフランジ係合する。フランジは、製造技術の点で単純な方法で作成できる。しかしながら、これにより、カバーは基部に確実に固定され、ハウジングは汚染物質の侵入から十分に密封されている。切欠内部に突出する取付部が基部の底面とどんな場合でも平坦であるため、具体的には基部の底面を越えて突出しないために、スイッチは、その平らな下面により、単純な方法で支持体やプリント基板などの上に有利に取り付けることができる。

電気部品及び／または電気スイッチのカバー及び基部は、通常、４つの辺を備えたほぼ長方形の形状を有している。したがって、カバーの４つの取付部が基部の対応する４つの切欠に係合することが可能であり、その結果、カバーを基部に確実かつ十分に固定することができる。取付部及び切欠は、便宜上、カバー及び基部の４つの面のほぼ中央に配置される。取り付けやすいように、カバーの取付部は側面から底面に延びるフランジタブの形状であってもよい。

スイッチの接点システムは、それ自体周知の方法により、固定接点と、作動部材によって作動可能な開閉接点とを備える。固定接点はハウジング内部の基部の上面に設置することができる。スイッチの物理サイズを小さくするため、開閉接点は固定接点をつなぐ目的でスナップ取付け式ディスクの形状であってもよい。スナップ取付け式ディスクを金属製にすることで、ユーザは特によい触感を得ることができる。

電気的に固定接点に接続された電気端子は基部の底面に配置される。スイッチが照明可能に設計されている場合には、例えば発光ダイオードのような発光素子をハウジング内部に配置する。発光素子のための電気端子も同様に基部の底面に配置する。電気スイッチを取り付けやすくするために、電気端子をＳＭＤ（表面実装型デバイス）端子のようにはんだ面の形態にすることもできる。カバーの爪状取付部に関して基部の底面が平らであることにより、ＳＭＤ（表面実装型デバイス）技術を使用してスイッチの加工及び取り付けを有利に行うことができる。

特に単純かつ費用効率のよい方法では、プリント回路基板をスイッチの基部として使用することができる。これにより、固定接点を基部となるプリント回路基板の上面の導体配線面の形態にすることができる。基部の底面の電気端子と基部の上面の固定接点との間の電気接続は、導体配線及び／またはめっきスルーホールにより形成することができる。このように、十分に試行された信頼できるプリント基板技術を使用することで、固定接点及び電気接続を形成することができる。

作動部材はハウジングから突出する押しボタンと基部の上面に置かれているエッジ領域とを備える。押しボタンは伸縮自在な蛇腹部を介してエッジ領域に接続されている。さらに、押しボタンは取付部を介して開閉接点に作用する。このような設計は、作動部材の機能全体が１つの部品により実現されるので、第一に部品の節約になる。第二に、作動部材によってスイッチもハウジングの上面で密封され、スイッチへの汚染物質の侵入が妨げられる。

このような設計により、作動部材を少なくとも部分的に、具体的にはそのエッジ領域及び蛇腹部を弾性プラスチックにより製造することができる。例えば、シリコーンを弾性プラスチックとして使用可能である。押しボタンは少なくとも部分的に、具体的にはその作動面を硬質プラスチックから製造する。費用効率のよい方法では、２成分技術を使用して、作動部材を弾性プラスチックと硬質プラスチックとから製造可能である。

堅牢性の理由から、カバーは金属製であってもよい。カバーが開口部を備えたフレームの形状をとることにより、フレームはまず外殻のように作動部材のエッジ領域を覆って基部上にしっかりと保持し、次に作動部材の蛇腹部を挿通させる。カバーはスイッチの他の部品、具体的には作動部材を収納し、基部への圧力によりこれらを固定する機能を有利に実現する。この圧力はまた密接な接続を確実にする。

照明可能な電気スイッチの場合のある特定の展開において、開閉接点を形成するスナップ取付け式ディスクには孔が設けられる。発光素子により放射される光が、スナップ取付け式ディスクの孔を少なくとも部分的に通るように、発光素子は基部の上面の孔の付近に配置される。この結果、スイッチは照明を付加したにもかかわらず非常にコンパクトな設計になる。さらに、作動部材の少なくとも一部分を透明な素材から製造してもよい。

スナップ取付け式ディスクは、孔の反対側の支持面を介して一方の固定接点と電気的に接触する。他方の固定接点は環状であり、孔の周りのエッジに対応するように配置されている。発光素子は環状固定接点のほぼ中央に位置している。スナップ取付け式ディスクの孔の周りのエッジは支持面に対して隆起するように設計される。押しボタンの取付部も同様に環状であり、取付部はスナップ取付け式ディスクを作動させるためにスナップ取付け式ディスクの孔の周りの隆起エッジと相互に接触する。この結果、スナップ取付け式ディスクが作動部材により作動されると、スナップ動作で隆起エッジが環状固定接点に当接する。このような設計により発光素子を配置する空間を確実に節約できる。

本発明により達成される利点は、特に、電気スイッチの物理的な高さが低くなるので、電気スイッチをショートストロークキーとして使用できるという点である。また、スイッチを単純な方法でさらに加工することができ、具体的にはＳＭＤ（表面実装型デバイス）に取り付けることにより、制御パネルに取り付けやすくかつ費用効率のよい方法で使用できる。単純な設計にもかかわらず、スイッチのハウジングはおおむね密封されており、ハウジング内部への汚染物質の侵入を効果的に妨げる。したがって、例えば制御パネル内部の支持体へのスイッチのはんだ付け加工が機能損失を引き起こすことはない。本来、少なくとも３０秒以上２６０℃の温度にさらしてもスイッチは損傷を受けないので、スイッチをＳＭＤ（表面実装型デバイス）技術を使用して加工することができる。

本発明は、電気部品及び／または電気スイッチの基部としてのプリント基板の使用を可能にし、このプリント基板をカバー及び他の部品に接続可能にする。換言すれば、プリント基板には、費用効率の高い方法で、端子表面、電気接続、接触領域、電気部品及び／または電気スイッチの底部を組み合わせて１つの部品とする利点がある。

以下に、様々な改良及び展開を伴った本発明の一実施例をより詳細に説明するとともに図示する。
図１は、電気スイッチ１の斜視図を示す。電気スイッチ１はショートストロークキーを採用している。このようなスイッチ１は、自動車、家庭用機器、その他の電気機器の制御パネルにおける使用に特に適している。

電気スイッチ１はハウジング２を備える。図２に示す接点システム５はハウジング２内部に位置している。さらに、スイッチ１は作動部材６を備える。作動部材６はユーザが接点システム５を手動で切り替えるのに使用される。ハウジング２は、基部３及びカバー４を備えており、カバー４は基部３に固定される。この目的のため、図３からわかるように、カバー４は少なくとも部分的に基部３の上面７及び側面９を覆っている。さらに、基部３はカバー４に面していない底面８に少なくとも１つの切欠１０を備える。カバー４に設けられた爪状の取付部１１は、取付部１１が完全に基部３に収納されるように切欠１０に係合する。したがって、取付部１１は基部３の底面８を越えて突出せず、図３から明らかであるように、基部３の底面８とどんな場合でも平坦である。

図６に示すように、本実施例では、切欠１０がほぼ長方形または正方形の基部３の側面９それぞれに設けられる。この結果、スイッチ１は、全部で４つの切欠を備える。したがって、長方形または正方形のカバー４もまた、切欠１０にフランジ係合する目的で４つの対応する取付部１１を備える。本実施例において、取付部１１及び切欠１０はカバー４及び基部３の４つの辺のほぼ中央に設けられる。側面９から底面８に延びる爪状の取付部１１を利用したフランジにより、カバー４を基部３にしっかりと固定させることができる。

図２からわかるように、接点システム５は固定接点１２，１３及び開閉接点１４を備える。これらの接点１２，１３，１４は作動部材６により作動可能である。固定接点１２，１３は、ハウジング２内部の基部３の上面７に位置している。開閉接点１４は固定接点１２，１３をブリッジする目的でスナップ取付け式のディスクの形状となっている。スナップ取付け式ディスク１４は金属製であってもよい。

基部３はプリント回路基板を含んでいる。図６に示され、固定接点１２，１３と電気的に接続している電気端子１５，１６は、基部３の底面８に配置される。さらに、ハウジング２内部に位置する発光素子１７用の電気端子１８も同様に基部３の底面８に配置される。発光素子１７は、例えば発光ダイオードであってもよい。スイッチ１をＳＭＤ（表面実装型デバイス）技術を用いて加工できるように、電気端子１５，１６，１８は、はんだ面の形態にされている。図２からわかるように、固定接点１２，１３は基部３の上面７の導体配線の形状をとっている。基部３の底面８の電気端子１５，１６，１８と基部３の上面７の固定接点１２，１３との間の電気接続は、導体配線１９及び／またはめっきスルーホール２０により形成される。

図３または図４からもわかるように、作動部材６はハウジング２から突出する押しボタン２１と基部３の上面にあるエッジ領域２３とを備える。押しボタン２１は伸縮自在な蛇腹部２２を介してエッジ領域２３に接続されている。押しボタン２１は取付部２４を介して開閉接点１４に作用する。作動部材６は少なくとも部分的に、より正確にはそのエッジ領域２３及び蛇腹部２２が、例えばシリコーンのような弾性プラスチックから製造される。押しボタン２１は少なくとも部分的に、より正確にはその作動面２５が硬質プラスチックから製造される。本実施例では、２成分技術を利用した射出成形により、作動部材６を弾性プラスチック及び硬質プラスチックの両方から製造することも可能である。

図２により詳細に示すように、カバー４は金属製であり、開口部２６を備えたフレームの形状をとる。この結果、フレーム４はまず作動部材６のエッジ領域２３を外殻のように覆って基部３にしっかりと保持する。次にフレーム４の開口部２６に作動部材６の蛇腹部２２を挿通させる。爪状の取付部１１を利用したフランジにより、これらの部品群をしっかりと固定するために、フレーム４はハウジング２内部に位置する部品群に一定量の圧力を作用させる。さらに、これによりハウジング２の内部は密封される。エッジ領域２３に密封リップ３０（図４または５参照）を設けることにより、さらに密封度を高めることもできる。

上述したように、電気スイッチ１は照明可能に設計されている。この目的で、発光素子１７がプリント基板３上に位置している。さらに、図２に示すように、開閉接点１４を形成するスナップ取付け式ディスクには孔２７が設けられ、発光素子１７により放射される光がスナップ取付け式ディスク１４の孔２７を少なくとも部分的に通るように、発光素子１７は基部３の上面７の孔２７の付近に配置される。さらに、作動部材６は少なくとも一部分が透明な素材から作られており、放射された光がユーザに見えるようになっている。

図３に示すように、スナップ取付け式ディスク１４は、孔２７と相対している支持面２８を介して一方の固定接点１２と電気的に接触する。図２に主に示される他方の固定接点１３は環状であり、スナップ取付け式ディスク１４の孔２７の周りのエッジ２９に対応するように配置される。発光素子１７は環状固定接点１３のほぼ中央に位置している。図３に示すように、スナップ取付け式ディスク１４の孔２７の周りのエッジ２９は支持面２８に対して隆起するように設計される。押しボタン２１の取付部２４も同様に環状である。取付部２４は、孔２７の周りでスナップ取付け式ディスク１４に作用するために隆起エッジ２９と作用し、隆起エッジ２９は、作動部材６によりスナップ取付け式ディスク１４がスナップ動作することにより環状固定接点１３に当接する。スイッチ１のこの接続状態において、２つの固定接点１２，１３は、最終的にスナップ取付け式ディスク１４によってブリッジされる。その一方で、スイッチ１の非接続状態においては、隆起エッジ２９は固定接点１３から切り離され、その結果、２つの固定接点１２，１３間の電気接続は遮断される。

本発明は説明され、図示された模範的な実施例に限定されない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲に規定される本発明の文脈の範囲内において当業者により実施される全ての展開をも含む。したがって、本発明は記載されたように電気スイッチに使用されるのみならず、コンデンサ、抵抗器、コイルなど、基部とカバーとを備えたハウジングを含むその他の電気部品にも利用可能である。カバーを基部に固定するために、カバーは、少なくとも部分的に基部の上面及び側面を覆い、基部はカバーに面していない底面に切欠を備え、カバーの取付部は、完全に基部に収納され基部の底面を越えて突出しないように切欠にフランジ係合する。

電気スイッチの斜視図を示す。 電気スイッチの分解図を示す。 図１の電気スイッチの縦断面図を示す。 図３の縦断面図の斜視図を示す。 図３の縦断面図の別の斜視図を示す。 電気スイッチの底面を示す。

符号の説明

１： 電気スイッチ
２： ハウジング
３： 基部／プリント回路基板
４： カバー／フレーム
５： 接点システム
６： 作動部材
７： （基部の）上面
８： （基部の）底面
９： 側面
１０： （基部の）切欠
１１： （カバーの）取付部
１２，１３： 固定接点
１４： 開閉接点／スナップ取付け式ディスク
１５，１６： （固定接点の）電気端子
１７： 発光素子
１８： （発光素子の）電気端子
１９： 導体配線
２０： めっきスルーホール
２１： （作動部材の）押しボタン
２２： （作動部材の）蛇腹部
２３： （作動部材の）エッジ領域
２４： （作動部材の）取付部
２５： （押しボタンの）作動面
２６： （カバーの）開口部
２７： （スナップ取付け式ディスクの）孔
２８： （スナップ取付け式ディスクの）支持面
２９： （スナップ取付け式ディスクの）エッジ
３０： （エッジ領域の）密封リップ

Claims (13)

1. ショートストロークキーを採用する電気スイッチであって、基部（３）とカバー（４）とを含むハウジング（２）と、前記ハウジング（２）内部に位置する接点システム（５）と、前記接点システム（５）を開閉動作させるための作動部材（６）とを備え、前記接点システム（５）は、固定接点（１２，１３）と、前記作動部材（６）によって作動される開閉接点（１４）とを有し、前記カバー（４）が、少なくとも部分的に前記基部（３）の上面（７）及び側面（９）を覆い、前記カバー（４）が前記基部（３）に固定され、前記基部（３）が、前記カバー（４）に面していない底面（８）に切欠（１０）を備え、前記カバー（４）に設けた取付部（１１）が完全に前記基部（３）に収納されるように、前記基部（３）の前記底面（８）から突き出さないように、前記取付部（１１）が前記切欠（１０）に係合していて、前記基部（３）が回路基板を有し、前記固定接点（１２，１３）と電気的に接続した電気端子（１５，１６）が、当該電気スイッチがＳＭＤ（表面実装デバイス）技術で製造されるように半田付け面の形態で、前記基部（３）の前記底面（８）に配置されたことを特徴とする電気スイッチ。
2. 前記カバー（４）の前記取付部（１１）が前記側面（９）から前記底面（８）に延びるフランジタブの形状をとり、前記カバー（４）及び前記基部（３）が４つの辺を備えたほぼ長方形であり、前記カバー（４）の４つの前記取付部（１１）がそれに対応する前記基部（３）の４つの前記切欠（１０）に係合し、前記取付部（１１）及び前記切欠（１０）が前記カバー（４）及び前記基部（３）の４つの辺の中心に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電気スイッチ。
3. 前記固定接点（１２，１３）が、ハウジング（２）の基部（３）の上面（７）に位置し、
   前記開閉接点（１４）が、前記固定接点（１２，１３）をブリッジする目的で金属製のスナップ取付け式ディスクの形状をとることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気スイッチ。
4. 前記電気端子（１８）が、前記ハウジング（２）に位置する発光素子（１７）のための電気端子であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気スイッチ。
5. 前記固定接点（１２，１３）が前記基部（３）の前記上面（７）で導体配線の形態をとり、前記基部（３）の前記底面（８）の前記電気端子（１５，１６）と前記基部（３）の前記上面（７）の前記固定接点（１２，１３）との間の電気接続が導体配線（１９）及び／またはめっきスルーホール（２０）により形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気スイッチ。
6. 前記作動部材（６）が、前記ハウジング（２）から突出する押しボタン（２１）と、前記基部（３）の前記上面（７）に置かれたエッジ領域（２３）とを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気スイッチ。
7. 前記押しボタン（２１）が伸縮自在な蛇腹部（２２）を介して前記エッジ領域（２３）に接続され、前記押しボタン（２１）が取付部（２４）を介して前記開閉接点（１４）に作用することを特徴とする、請求項６に記載の電気スイッチ。
8. 前記作動部材（６）は、少なくとも部分的に、前記エッジ領域（２３）及び前記蛇腹部（２２）が弾力プラスチックから製造され、前記押しボタン（２１）は、少なくとも部分的に、作動面（２５）が硬質プラスチックから製造され、前記作動部材（６）が、２成分技術を利用して弾力プラスチック及び硬質プラスチックから製造されていることを特徴とする、請求項７に記載の電気スイッチ。
9. 前記カバー（４）が金属製であり、前記カバー（４）が開口部（２６）を備えたフレームの形状をとることにより、カバー（４）が、外殻のように前記作動部材（６）の前記エッジ領域（２３）を覆って前記基部（３）にしっかりと保持され、前記作動部材（６）の前記蛇腹部（２２）に挿通されていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の電気スイッチ。
10. 前記開閉接点（１４）を形成するスナップ取付け式ディスクに孔（２７）が設けられていて、前記発光素子（１７）により放射される光が前記スナップ取付け式ディスクの前記孔（２７）を少なくとも部分的に通過できるように前記発光素子（１７）が前記基部（３）の前記上面（７）の孔の周辺に配置され、前記作動部材（６）の少なくとも一部分が透明な素材から製造されていることを特徴とする、請求項４に記載の電気スイッチ。
11. 前記スナップ取付け式ディスクが前記孔（２７）と相対している支持面（２８）を介して一方の前記固定接点に電気的に接触し、他方の前記固定接点（１３）が環状であって前記孔（２７）の周りのエッジ（２９）に対応するように配置され、前記発光素子（１７）が前記環状固定接点（１３）の中心に配置され、前記スナップ取付け式ディスクの前記孔（２７）の周りの前記エッジ（２９）が支持面（２８）に対して隆起するように設計され、前記エッジ（２９）が、前記作動部材（６）により前記スナップ取付け式ディスクがスナップ動作することにより、前記環状固定接点（１３）に当接することを特徴とする、請求項１０に記載の電気スイッチ。
12. 前記押しボタン（２１）の前記取付部（２４）が環状であり、前記スナップ取付け式ディスクの前記孔（２７）の周りの前記エッジ（２９）が隆起エッジであり、前記取付部（２
    ４）が前記エッジ（２９）と相互に作用して前記スナップ取付け式ディスクを作動させることを特徴とする、請求項１１に記載の電気スイッチ。
13. 前記カバー（４）は、前記取付部（１１）から前記エッジ領域（２３）までの間において延在していることを特徴とする請求項６に記載の電気スイッチ。

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