JP5679927B2 - スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、板ばねに接点を設けたスイッチに関する。

板ばねに接点を設けたスイッチとして、たとえば、特許文献１〜３に開示されたスイッチがある。

特許文献１のスイッチでは、２つの板ばねの先端部が接点になっている。各接点は、１つの傾斜面と１つの垂直面とから構成されている。２つの板ばねの根元部は、インシュレータに埋設されている。第１の板ばねを押圧することにより、第１の板ばねの接点が押圧方向へ変位して、両板ばねの傾斜面が摺動する。それにより、第２の板ばねの接点が押圧方向と交差する方向へ変位して、両板ばねの垂直面が摺動する。

特許文献２のスイッチでは、逆Ｄ字形の板ばねの先端部が可動接点になっている。逆Ｄ字形の板ばねの根元部は、ビスによりケースに固定されている。ケースの可動接点と対向する位置には、固定接点が設けられている。シーソー型操作ボタンを操作することにより、該ボタンが板ばねを押圧したり、その押圧を解放したりして、可動接点が固定接点に対して接触または離間する。

特許文献３のスイッチでは、３つの板ばねの先端部が接点になっている。３つの板ばねの根元部は、ビスにより筐体に固定されている。３つの板ばねの根元部の間には、絶縁部材が挟み込まれている。第１の板ばねの接点と第２の板ばねの接点とは、常開接点を構成している。第３の板ばねの第２の板ばねと対向する位置には、絶縁部材が設けられている。筐体の第３の板ばねの接点と対向する位置には、固定接点が取り付けられている。第３の板ばねの接点と固定接点とは、常閉接点を構成している。プッシュボタンを押し込んで行くことにより、該ボタンが第１の板ばねを押圧して、第１の板ばねの接点が第２の板ばねの接点に接触する。そして、プッシュボタンをさらに押し込んで行くことにより、該ボタンが第１の板ばねを押圧し、第１の板ばねが第２の板ばねを押圧し、第２の板ばねが第３の板ばねを押圧して、第３の板ばねの接点が固定接点から離間する。

上記のようなスイッチでは、振動が加わった際に、意図せずに、板ばねが動いて、接点同士が接触または離間して、スイッチが誤動作するおそれがある。

特開２００２−１７５７３５号公報 特開平１０−１５４４２７号公報 特開平２−１１２１２０号公報

本発明の課題は、振動による誤動作を防止することが可能なスイッチを提供することである。

本発明は、先端部に第１接点を有する第１板ばねと、先端部に第２接点を有する第２板ばねと、第１板ばねおよび第２板ばねの根元部を固定する固定部材とを備えたスイッチにおいて、第１接点と第２接点とは、所定の圧力で接触した常閉接点であり、操作されることにより、第２板ばねを押圧して、第１接点と第２接点とを離間させる操作子と、操作子が操作されていない状態で、第１接点と第２接点とが所定の圧力で接触するように、第２板ばねを操作子と反対側から押圧する押圧部材と、第１接点が操作子による第２板ばねの被押圧方向と、押圧部材による第２板ばねの被押圧方向へ移動しないように、第１板ばねの第１接点近傍を両被押圧方向から挟み込むように保持する保持部材とを備える。

上記の構成により、操作子が操作されていない状態では、第１接点と第２接点とが所定の圧力で接触し、第１板ばねが保持部材に保持されて、第１接点が第２板ばねの被押圧方向へ移動しなくなっているので、振動が加わっても、意図せずに、各板ばねが動くことはなく、接点同士が離間することもない。また、操作子が操作された状態では、第２板ばねが操作子に押圧されて、第２接点が第１接点から離間し、第１板ばねが保持部材に保持されて、第１接点が第２板ばねの被押圧方向へ移動しなくなっているので、振動が加わっても、意図せずに、各板ばねが動くことはなく、接点同士が接触することもない。よって、振動によるスイッチの誤動作を防止することが可能となる。また、操作子が操作されていない状態で、第１接点と第２接点とが所定の圧力で接触するように、押圧部材で第２板ばねを押圧しているので、振動により意図せずに、接点同士が離間するのを、確実に防止することができる。

また、本発明では、上記スイッチにおいて、保持部材は、第１板ばねの第１接点を挟んで両側の第１接点近傍をそれぞれ両被押圧方向から挟み込むように保持してもよい。

さらに、本発明では、上記スイッチにおいて、第２板ばねの第２接点と根元部との間にある中間部を、第２板ばねの被押圧方向から支持する支持部材を備えるようにしてもよい。

本発明によれば、振動による誤動作を防止することが可能なスイッチを提供することができる。

本発明の一実施形態によるスイッチを設けたスイッチユニットの斜視図である。 スイッチユニットの断面図である。 スイッチユニットの一部の平面図である。 スイッチユニットの下カバーとスイッチの板ばねの斜視図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 図３のＹ−Ｙ断面図である。 図４のＺ−Ｚ断面図である。 スイッチユニットとスイッチの側面図である。 スイッチの第１接点および第２接点の拡大図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

図１に示すスイッチユニット１００は、車両に搭載されるパワーウインドウ用のスイッチモジュールである。スイッチユニット１００は、車両の運転席のドアに設置されたアームレストに取り付けられる。

スイッチユニット１００には、本発明の一実施形態によるスイッチ１１が設けられている。スイッチ１１は、車両の各席の窓ガラスを開閉できないようにロックしたり、該ロックを解除したりするためのウインドウロックスイッチである。

この他にも、スイッチユニット１００には、スイッチ１２〜１５、１７が設けられている。スイッチ１２〜１５は、車両の各席の窓ガラスを開閉するためのウインドウ操作スイッチである。スイッチ１７は、車両の各席のドアを開かないようにロックしたり、該ロックを解除したりするためのドアロックスイッチである。

ケース１は、図２に示すように、上側部材１ａと下側部材１ｂを嵌め合わせることで組み立てられる。ケース１上には、図１に示すように、各スイッチ１２〜１５の操作ノブ２〜５、スイッチ１７の操作ボタン７、およびスイッチ１１の操作ボタン６が設けられている。操作ノブ２〜５は、前後方向に間隔をおいて複数設けられている。操作ボタン６、７は、ケース１上の操作ノブ２〜５の前方に配置されている。

ケース１内には、基板８と、各スイッチ１１〜１５、１７の操作部材２〜７以外の構成部品が設けられている（図２および図３参照）。図２では、スイッチ１１、１２、１４のみ図示している。図３では、スイッチ１１の一部と、スイッチ１３〜１５に備わるスライドスイッチ２０と、スイッチ１２に備わる固定接点８ａ、８ｂ、８ｃと、スイッチ１７に備わる固定接点８ｄ、８ｅのみ図示している。

基板８は、ケース１の上側部材１ａと下側部材１ｂに上下から挟み込まれて支持されている。基板８には、図３に示すように、スライドスイッチ２０と、固定接点８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅと、その他の電子部品や配線や回路などが実装されている。

ケース１の下部には、図２に示すように、コネクタ９が設けられている。コネクタ９のハウジング９ａは、ケース１の下側部材１ｂと一体に形成されている。コネクタ９の端子９ｂの中間部は、インサート成形により、下側部材１ｂに埋設されている。端子９ｂの下端は、下側部材１ｂからコネクタ９の挿し込み部９ｃ内へ突出している。端子９ｂの上端は、下側部材１ｂから突出して、はんだ付けにより、基板８に接続されている。詳しくは、図２および図３に示すように、基板８においてスペースに余裕がある、前側のスイッチ１２、１３と後側のスイッチ１４、１５の間で、コネクタ９の端子９ｂは基板８に接続されている。

コネクタ９の挿し込み部９ｃには、車両に備わる制御装置などと接続するためのケーブルが挿し込まれる（図示省略）。コネクタ９にケーブルが挿し込まれることにより、スイッチユニット１００への給電や、スイッチユニット１００と制御装置などとの間の信号授受が可能となる。

スイッチ１１には、操作ボタン６、操作子２３、コイルばね２４、２５、第１板ばね２１、第２板ばね２２、およびプッシュロック機構１０が備わっている。操作子２３は、ケース１の上側部材１ａに設けられた筒部１ｃ内に挿通されている。操作子２３の上端部には、操作ボタン６が取り付けられている。操作子２３の鍔部２３ａと筒部１ｃ内の段差部１ｈの間には、コイルばね２４が設けられている。コイルばね２４は、操作子２３の鍔部２３ａを上方Ｕへ押圧する。

コイルばね２４の下方Ｄにおいて、操作子２３の外周面には、リブ部２３ｂが等間隔で４つ設けられている（図８参照）。リブ部２３ｂは、操作子２３の軸方向へ延びている。筒部１ｃの内周面には、ロック突起が等間隔で４つ設けられている（図示省略）。コイルばね２４、操作子２３、リブ部２３ｂ、筒部１ｃ、およびロック突起は、プッシュロック機構１０を構成する。

プッシュロック機構１０において、図２および図８（ａ）に示す状態では、操作子２３のリブ部２３ｂが筒部１ｃのロック突起から外れていて、操作子２３および操作ボタン６がコイルばね２４により押し上げられて上昇位置にある。操作ボタン６を押下操作すると、操作子２３が下降して、リブ部２３ｂがロック突起に係止され、図８（ｂ）に示すように、操作子２３および操作ボタン６が下降位置にロックされる。もう一度操作ボタン６を押下操作すると、操作子２３が下降して、リブ部２３ｂがロック突起から外れ、図２および図８（ａ）に示すように、操作子２３および操作ボタン６がコイルばね２４により押し上げられて上昇位置に復帰する。

第１板ばね２１、第２板ばね２２、およびコイルばね２５は、図２および図８に示すように、基板８の操作部材２〜７がある表側とは反対の裏側に配置されている。各板ばね２１、２２は、導電性を有する金属（たとえば、銅）を折り曲げて形成されている。

第１板ばね２１の先端部２１ａには、第１接点２１ｃが設けられている。第２板ばね２２の先端部２２ａには、第２接点２２ｃが設けられている。図５、図６、および図９に示すように、第１接点２１ｃは、Ｖ字状に形成されていて、該Ｖ字の内側に２つの傾斜面２１ｄ、２１ｅを有している。第２接点２２ｃは、凸状に形成されている。第１接点２１ｃと第２接点２２ｃは対向している。

第２接点２２ｃは、上方Ｕへ突出するように、第１接点２１ｃの下方Ｄに配置されている。図２および図８に示すように、第２接点２２ｃの近傍には、被押圧部２２ｆが設けられている。操作子２３は、第２板ばね２２の被押圧部２２ｆの上面を下方Ｄへ押圧する。コイルばね２５は、図２、図３、および図５に示すように、ケース１の下側部材１ｂに形成された凹部１ｊに嵌め込まれている。コイルばね２５は、第２板ばね２２の被押圧部２２ｆの下面を上方Ｕへ押圧する。コイルばね２５は、本発明の「押圧部材」の一例である。

図５、図６、および図９に示すように、第１板ばね２１の第１接点２１ｃは、２つの傾斜面２１ｄ、２１ｅの境界位置にある頂部２１ｇを上方Ｕへ向けて配置されている。第１接点２１ｃの両側には、被保持部２１ｆが設けられている。ケース１の下側部材１ｂには、第１板ばね２１の被保持部２１ｆを保持する保持部１ｐ、１ｑが設けられている。上側保持部１ｐは、被保持部２１ｆを上方Ｕから支持し、下側保持部１ｑは、被保持部２１ｆを下方Ｄから支持している。このように、保持部１ｐ、１ｑで第１板ばね２１の第１接点２１ｃの近傍（被保持部２１ｆ）を挟持することにより、第２板ばね２２の被押圧部２２ｆが操作子２３により押圧される方向Ｄとコイルばね２５により押圧される方向Ｕとへ、第１接点２１ｃが移動しなくなる。ケース１の下側部材１ｂは、本発明の「保持部材」の一例である。

各板ばね２１、２２の根元部２１ｂ、２２ｂは、図３および図８に示すように、コネクタ９の端子９ｂの近傍で、はんだ付けにより、基板８に接続されている。すなわち、基板８においてスペースに余裕がある、前側のスイッチ１２、１３と後側のスイッチ１４、１５との間で、各板ばね２１、２２の根元部２１ｂ、２２ｂは基板８に固定されている。基板８は、本発明の「固定部材」の一例である。

図４に示すように、第２板ばね２２の第２接点２２ｃと根元部２２ｂとの間にある中間部２２ｍは、ケース１の下側部材１ｂの短手方向（左右方向）Ｌ、Ｒへ延びている。ケース１の下側部材１ｂには、第２板ばね２２の中間部２２ｍを支持する支持部１ｒ、１ｓが２箇所設けられている。図７に示すように、上側支持部１ｒは、中間部２２ｍを上方Ｕから支持し、下側保持部１ｓは、中間部２２ｍを下方Ｄから支持している。すなわち、支持部１ｒ、１ｓは、第２板ばね２２の被押圧部２２ｆの操作子２３やコイルばね２５による被押圧方向Ｄ、Ｕから中間部２２ｍを支持している。ケース１の下側部材１ｂは、本発明の「支持部材」の一例である。

図２および図８（ａ）に示すように、操作ボタン６および操作子２３が操作されていない初期状態では、操作ボタン６および操作子２３が、コイルばね２４に押し上げられて、上昇位置で静止している。また、操作子２３の下端が第２板ばね２２の被押圧部２２ｆから離間している。また、コイルばね２５が第２板ばね２２の被押圧部２２ｆを所定の圧力で上方Ｕへ押圧している。そのため、図６および図９（ａ）に示すように、第２板ばね２２の第２接点２２ｃが第１板ばね２１の接点２１ｃの傾斜面２１ｄ、２１ｅに接触している。すなわち、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃとは、所定の圧力で接触した常閉接点になっている。また、図５および図６に示すように、第１板ばね２１の被保持部２１ｆは、ケース１の下側部材１ｂの保持部１ｐ、１ｑに常時保持されている。よって、このとき、第１接点２１ｃが第２板ばね２２の被押圧方向Ｕへ移動することはなく、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃの接触状態が安定に保持される。

このような初期状態から、操作ボタン６および操作子２３を押下操作すると、図８（ｂ）に示すように、操作ボタン６および操作子２３がプッシュロック機構１０により下降位置でロックされる。このため、操作子２３が第２板ばね２２の被押圧部２２ｆを所定の圧力で下方Ｄへ押圧して、図９（ｂ）に示すように、第２板ばね２２の第２接点２２ｃが第１板ばね２１の第１接点２１ｃの傾斜面２１ｄ、２１ｅから離間する。すなわち、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃとが開いた状態になる。また、第２板ばね２２の被押圧部２２ｆが操作子２３により下方Ｄへ押圧され、かつ、第１板ばね２１の被保持部２１ｆが下側部材１ｂの保持部１ｐ、１ｑに保持されている（図５および図６参照）。よって、このとき、第１板ばね２１および第２板ばね２２が互いに近づく方向へ動くことはなく、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃの離間状態が安定に保持される。

この後、操作ボタン６および操作子２３を再び押下操作すると、プッシュロック機構１０によるロックが解除され、操作ボタン６および操作子２３がコイルばね２４により押し上げられて、上昇位置に復帰して行く。その際、図８（ａ）に示すように、操作子２３が第２板ばね２２の被押圧部２２ｆから離間して、操作子２３による被押圧部２２ｆの押圧が解放される。このため、コイルばね２５が第２板ばね２２の被押圧部２２ｆを所定の圧力で上方Ｕへ押圧して、図６および図９（ａ）に示すように、第２板ばね２２の第２接点２２ｃが第１板ばね２１の第１接点２１ｃの傾斜面２１ｄ、２１ｅに接触する。すなわち、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃとが閉じた状態に復帰する。

上記のように、本実施形態では、操作ボタン６と操作子２３が操作されていない状態では、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃとが所定の圧力で接触している。また、第１板ばね２１がケース１の下側部材１ｂの保持部１ｐ、１ｑに保持されて、第１接点２１ｃが第２板ばね２２の被押圧方向Ｕ、Ｄへ移動しなくなっている。このため、振動が加わっても、意図せずに、各板ばね２１、２２が動くことはなく、接点２１ｃ、２２ｃ同士が離間することもない。一方、操作ボタン６と操作子２３が操作された状態では、第２板ばね２２が操作子２３に押圧されて、第２接点２２ｃが第１接点２１ｃから離間している。また、第１板ばね２１が保持部１ｐ、１ｑに保持されて、第１接点２１ｃが第２板ばね２２の被押圧方向Ｕ、Ｄへ移動しなくなっている。このため、振動が加わっても、意図せずに、各板ばね２１、２２が動くことはなく、接点２１ｃ、２２ｃ同士が接触することもない。よって、振動によるスイッチ１１の誤動作を防止することが可能となる。

また、本実施形態では、操作ボタン６と操作子２３が操作されていない状態で、第１接点２１ｃと第２接点２２ｃとが所定の圧力で接触するように、コイルばね２５で第２板ばね２２を第１接点２１ｃと反対側から押圧している。このため、操作ボタン６と操作子２３が操作されていない状態で、振動により意図せずに、第２板ばね２２が第１接点２１ｃから離れる方向Ｄへ動いて、接点２１ｃ、２２ｃ同士が離間するのを、確実に防止することができる。

さらに、本実施形態では、第２板ばね２２の第２接点２２ｃと根元部２２ｂとの間にある中間部２２ｍを、ケース１の下側部材１ｂの支持部１ｒ、１ｓにより第２板ばね２２の被押圧方向Ｕ、Ｄから支持している。このため、操作子２３またはコイルばね２５が第２板ばね２２を押圧することによって発生する応力が、第２板ばね２２の根元部２２ｂに及ぶのを阻止することができる。この結果、第２板ばね２２の根元部２２ｂと基板８とのはんだ付け部や基板８の損傷を防止することが可能となる。また、第２板ばね２２の中間部２２ｍを支持しているので、操作子２３やコイルばね２５で第２板ばね２２の先端（被押圧部２２ｆ）を押圧した時に、第２板ばね２２を上下に支障なく可動させて、接点２１ｃ、２２ｃを確実に接離させることが可能となる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、ケース１の下側部材１ｂに、保持部１ｐ、１ｑと支持部１ｒ、１ｓとを一体に設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。第１板ばね２１を保持する保持部材や、第２板ばね２２の中間部２２ｍを支持する支持部材は、ケース１と別体で設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第１板ばね２１の第１接点２１ｃの近傍にある被保持部２１ｆを、保持部１ｐ、１ｑで保持した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。第１接点２１ｃの動きを規制できるのであれば、保持部材１ｐ、１ｑで第１板ばね２１のいずれの部分を保持してもよい。

また、上記実施形態では、板ばね２１、２２の根元部２１ｂ、２２ｂを、はんだ付けにより基板８に固定した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、ケースの下側部材１ｂやコネクタ９などを固定部材とし、該固定部材に板ばね２１、２２の根元部２１ｂ、２２ｂを、圧入やインサート成形などの方法で固定するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、ウインドウロックスイッチ（スイッチ１１）に本発明を適用した例を挙げたが、ドアロックスイッチ（スイッチ１７）に本発明を適用することも可能である。また、本発明は、車両に搭載されるスイッチ以外のスイッチに対しても適用することができる。

１ｂ ケースの下側部材
１ｐ、１ｑ 保持部
１ｒ、１ｓ 支持部
８ 基板
１１ スイッチ
２１ 第１板ばね
２１ａ 先端部
２１ｂ 根元部
２１ｃ 第１接点
２２ 第２板ばね
２２ａ 先端部
２２ｂ 根元部
２２ｃ 第２接点
２２ｍ 中間部
２３ 操作子
２５ コイルばね
Ｄ、Ｕ 第２板ばねの被押圧方向

Claims (3)

1. 先端部に第１接点を有する第１板ばねと、
   先端部に第２接点を有する第２板ばねと、
   前記第１板ばねおよび前記第２板ばねの根元部を固定する固定部材と、を備えたスイッチにおいて、
   前記第１接点と前記第２接点とは、所定の圧力で接触した常閉接点であり、
   操作されることにより、前記第２板ばねを押圧して、前記第１接点と前記第２接点とを離間させる操作子と、
   前記操作子が操作されていない状態で、前記第１接点と前記第２接点とが所定の圧力で接触するように、前記第２板ばねを前記操作子と反対側から押圧する押圧部材と、
   前記第１接点が前記操作子による前記第２板ばねの被押圧方向と、前記押圧部材による前記第２板ばねの被押圧方向へ移動しないように、前記第１板ばねの前記第１接点近傍を前記両被押圧方向から挟み込むように保持する保持部材と、を備えた、ことを特徴とするスイッチ。
2. 請求項１に記載のスイッチにおいて、
   前記保持部材は、前記第１板ばねの前記第１接点を挟んで両側の前記第１接点近傍をそれぞれ前記両被押圧方向から挟み込むように保持する、ことを特徴とするスイッチ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスイッチにおいて、
   前記第２板ばねの前記第２接点と前記根元部との間にある中間部を、前記第２板ばねの被押圧方向から支持する支持部材を備えた、ことを特徴とするスイッチ。

Images