JP6263734B2 - スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に自動車内の各種電子機器の操作に用いられるスイッチ装置に関するものである。

近年、自動車において、ステアリングホイール近傍に所謂ステアリングスイッチを装着し、ハンドルを握ったまま指でこのスイッチを操作して、オーディオ機器やエアコン等の電子機器を操作することが広く行われており、スイッチ接点の電気的接離の確実なものが求められている。

このような従来のスイッチ装置としては、例えば、特許文献１に示されるような構成が知られている。

すなわち、配線基板（回路基板１９）の上面に複数の固定接点（固定側の接点３０〜３４）を備え、配線基板の上方には固定接点に対向して可動接点（可動側の接点２５〜２９）が下面に形成された可動体（隆起部２０〜２４）を一体形成した弾性基体（ラバーシート１８）が載置されている。

可動体の上方には、ケース（ボディー６）に上下動可能にガイドされた押圧体（プッシャー１４〜１７）と、ケースに揺動可能に保持された操作体（操作子３）が配置されている。

そして、操作体を揺動操作することによって、操作体下面の押圧部（押圧部３６〜３９）が押圧体を介して可動体を押圧し、可動接点と固定接点からなるスイッチ接点の電気的接離が行われてＯＮ／ＯＦＦし、車両の電子機器の様々な操作が行われるように構成されている。

ここで、上記のような構成のスイッチ装置においては、通常、配線基板上面に固定接点やこれらを接続し車両側へ出力する複数の配線パターンなどの導電層が銅箔をエッチングすることによって形成されている。

また、固定接点及び配線パターンの他部品との接続部や接触部を除く配線基板の上面が、絶縁樹脂製のソルダーレジストなどの絶縁層で覆われている。

さらに、絶縁層上面には、実装される部品記号や配置箇所を示すシルク印刷等による表示部などの表示層が形成されて、これらの導電層、絶縁層及び表示層が積層した箇所では例えば約７０μｍ程度の突状部となり、絶縁層のみ形成された表面に対し約４５μｍの高さの段差が生じる。

特開２０１２−７９６５６号公報

しかしながら、上記従来のスイッチ装置は、固定接点や配線パターンなどの導電層やレジストなどの絶縁層及びシルク印刷された表示層が積層した突状部分が配線基板の外周近傍に形成されている場合には、弾性基体の平坦な下面が突状部分に当接した箇所の周囲には多少ながら隙間が生じる場合がある。

そして、スイッチ装置が高温高湿や硫化系ガスなどの腐食性ガスが発生する周囲環境で使用された場合には、湿気やガス等が上記隙間より侵入して固定接点や可動接点に酸化物が生じ易く、スイッチ接点の接触が不安定になる可能性のあるものであった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、高温高湿や腐食性ガスの発生する周囲環境においても、スイッチ接点の接触が安定して電気的接離の確実なものを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、固定接点が上面に形成された配線基板と、固定接点に対向した可動接点を下面に設けた可動部が一体に形成され、配線基板の上面を覆う弾性基体と、弾性基体の上方に揺動又は上下動可能に配設された操作体を備え、操作体の操作によって固定接点と可動接点の接離が行われるスイッチ装置であって、配線基板の上面に導電層と絶縁層と表示層の内、少なくとも導電層と前記絶縁層からなる回路部を形成し、配線基板の上面に枠状に連なる遮蔽部を形成して、遮蔽部が回路部を囲むと共に、遮蔽部を回路部の最大高さとなる部分と同じ層を積層させ、弾性基体の下面を遮蔽部に弾接させてスイッチ装置を構成する。

本発明によれば、遮蔽部を、例えば、導電層と絶縁層と表示層を積層させて、配線基板の遮蔽部の内側に形成される導電層と絶縁層と表示層により形成される突状部に合せた高さに形成すると共に、この遮蔽部に弾性基体の平坦な下面を弾接させることによって、弾性基体と配線基板との間の隙間がなくなり、外部から配線基板の遮蔽部内に湿気やガスが侵入しないため、接点部に酸化物が生じ難く、スイッチ接点の接触が安定して電気的接離の確実なスイッチ装置を得ることができるという有利な効果が得られる。

本発明によるスイッチ装置の断面図 同主要部の部分斜視図 同配線基板の分解斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表わしている。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図、図２は同主要部の分解斜視図、図３は同配線基板の分解斜視図であり、同図において、１は紙フェノール樹脂やガラス入りエポキシ樹脂等の配線基板である。

配線基板１の構成について、図３を用いて詳細に説明する。

配線基板１の上面には、櫛歯状の複数の固定接点２Ａやこれらを接続する接続パターンや各種電子部品を接続するランドなどの配線パターン２Ｂ及び略枠状に連なった枠状導電層２Ｃなどの導電層２が、銅箔をエッチングすることによって形成されている。

また、導電層２の上には、固定接点２Ａやランドなど導電層２を露出させる箇所を除いた配線基板１上面の全面に、エポキシ樹脂などのソルダーレジストである絶縁層３が塗布されている。

さらに、絶縁層３の上面には、部品配置を示す枠部や部品種別や品番などのシンボルや文字、記号などの表示部４Ａ及び略枠状に連なった枠状表示層４Ｂからなる表示層４がシルク印刷等によって形成されている。

そして、図１や図２に示すように、配線基板１上面には固定接点２Ａが形成されると共に、抵抗６などの各種電子部品（図示せず）が配線パターン２Ｂ上に実装され、さらに各種表示部４Ａが絶縁層３上面に印刷されて、回路部１Ａが形成され、回路部１Ａの外側となる配線基板１の外周近傍には、枠状導電層２Ｃ上に絶縁層３と枠状表示層４Ｂが積み重なった遮蔽部５が、略枠状に一定の高さで連なって形成されている。

また、回路部１Ａにおいては、例えば導電層２の厚みが約３５μｍ、絶縁層３の厚みが約２５μｍ及び表示層４の厚みが約１０μｍとした場合、図１、図２に示すように、配線パターン２Ｂと絶縁層３と表示部４Ａが積層された最大高さの箇所の例えばＰ１の位置では約７０μｍの高さに、配線パターン２Ｂと絶縁層３が積層された箇所の例えばＰ２の位置では約６０μｍの高さに、絶縁層３のみ形成されている箇所の例えばＰ３の位置では約２５μｍの高さに各々形成されて、最大高さ７０μｍと絶縁層３のみ形成された表面との段差は約４５μｍとなっている。

さらに、遮蔽部５の枠状導電層２Ｃ上に絶縁層３と枠状表示層４Ｂが積層された高さは、遮蔽部５がその内側の回路部１Ａの配線パターン２Ｂの導電層２と絶縁層３と表示部４Ａの表示層４の各形成工程と同じ製造工程で形成されるため、回路部１Ａの突状部の最大高さと同一の約７０μｍになっている。

また、固定接点２Ａ表面には、Ｎｉ等の下地メッキに重ねてＡｕやＡｇなどの貴金属メッキが合せて数ミクロン施されて固定接点２Ａが形成されている。

そして、７はゴム製の弾性基体で、配線基板１の固定接点２Ａに対向した位置に根元がドーム状の薄肉部が設けられ上方に円柱部が突出した可撓性の可動部７Ａが複数形成されると共に、外周近傍下面の平坦面が遮蔽部５の上面やその内側の複数の突状部に弾接して、弾性基体７が配線基板１上方を覆っている。

７Ｂは可動部７Ａの下面に形成された可動接点で、銅合金をベースにその表面にＮｉ等の下地メッキに重ねてＡｕやＡｇなどの貴金属メッキが施され、下方の固定接点２Ａと所定の間隔で対向して、可動接点７Ｂと固定接点２Ａによってスイッチ接点が形成されている。

なお、可動接点７Ｂ及び固定接点２Ａはいずれか一方をカーボン製の接点としても良い。

８はアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（以降、ＡＢＳと記載する）やポリブチレンテレフタレート（以降、ＰＢＴと記載する）などの絶縁樹脂製のケースで、この下面の遮蔽部５と対向する位置に複数の押えリブ８Ｂが下方に突出している。これらの押えリブ８Ｂが弾性基体７上面に押圧することによって、弾性基体７下面の平坦面が配線基板１の遮蔽部５上面の全面に弾接している。

そして、弾性基体７のボス部７Ｃがケース８の下面に弾接すると共に、配線基板１下方から配線基板１とボス部７Ｃを挿通した複数のビス９がケース８下面の締付部８Ｃに締結されて、ケース８内に配線基板１と弾性基体７が収納されると共に、可動部７Ａがケース８上面の開口部８Ａから上方へ突出している。

１０はケース８上方を覆うＡＢＳやＰＢＴ等の絶縁樹脂製のカバーで、１１は同じくＡＢＳやＰＢＴ等の絶縁樹脂製の操作体であり、操作体１１の略中央の軸部１１Ａがカバー１０に軸支されて、操作体１１がカバー１０に揺動可能に保持されている。

１２は平板状の下部から上方に円柱部が延伸したポリオキシメチレン等の絶縁樹脂製の押圧ピンで、カバー１０のガイド孔１０Ａに上下動可能にガイドされ、押圧ピン１２の上端が操作体１１下面に突出した押圧部１１Ｂに当接すると共に、下端が可動部７Ａ上面に当接しスイッチ装置２０が構成されている。

このように構成されたスイッチ装置２０が、ステアリング（図示せず）のステアリングホイール部内側のスポーク部に取付けられて自動車に装着されると共に、スイッチ接点がコネクタやリード線（図示せず）を介して、車両の電子回路に電気的に接続される。

以上の構成において、ステアリングホイールを握りながら親指を伸ばし、操作体１１の左側又は右側の端部上面を押圧すると、操作体１１は軸部１１Ａを中心に上下方向に揺動する。

そして、押圧部１１Ｂが押圧ピン１２を介して可動部７Ａを押圧することによって、下方のドーム状の薄肉部が撓んで可動接点７Ｂが下降して固定接点２Ａに当接し、スイッチ接点の電気的接離が行なわれ、これに応じて車両の電子回路によって、例えばオーディオ機器の音量の増減の操作が行なわれる。

また、スイッチ装置２０が高温高湿や硫化系ガスなどの腐食性ガスが発生する周囲環境内で使用される場合には、配線基板１の外周近傍には一定の高さの遮蔽部５が内側の回路部１Ａを囲むように略枠状に連なって形成されて、弾性基体７の平坦な下面が遮蔽部５に弾接しているため、回路部１Ａには湿気やガス等が侵入し難い。

すなわち、固定接点２Ａや可動接点７ＢにはＮｉ下地金属メッキ上にＡｕやＡｇ等の貴金属メッキが合せて数μｍ施されているが、貴金属メッキのピンホールによって下地メッキのＮｉなどの金属が接点表面に析出することがあり、高温高湿や腐食性ガスの環境下では析出した金属が酸化することで、スイッチ接点の接触抵抗が高くなるなどの接触が不安定になる場合があるが、回路部１Ａには湿気やガス等が侵入しないため、固定接点２Ａや可動接点７Ｂ表面は清浄な状態が維持され、スイッチ接点の接触が安定したものになる。

また、遮蔽部５は導電層２、絶縁層３及び表示層４が積層して形成されて、内側の回路部１Ａに形成された接続パターンや接続部などの配線パターン２Ｂやソルダーレジストなどの絶縁層３、表示部４Ａからなる突状部の高さと、同一の高さとなっていることによって、弾性基体７の平坦な下面が回路部１Ａの突状部と遮蔽部５に均等に弾接して、弾性基体７の下面が凸状又は凹状に変形することがないため、可動部７Ａの上下動の動作に支障がなく、弾性基体７が安定した状態で配線基板１上に載置されている。

このように本実施の形態によれば、配線基板１上面の外周近傍に略枠状に連なり、導電層２と絶縁層３及び表示層４を積層させた一定の高さの遮蔽部を形成すると共に、弾性基体７の下面を遮蔽部５に弾接させることによって、遮蔽部５と弾性基体７により内側の回路部１Ａが確実に密閉されて、高温高湿や腐食性ガスの周囲環境においても、外方から湿気や腐食性ガス等が回路部１Ａに侵入しないため、接点部の酸化物等が生じ難く、スイッチ接点の接触が安定したスイッチ装置２０を実現することができる。

以上の説明では、遮蔽部５を導電層２、絶縁層３及び表示層４の３層が積層したものとして説明したが、回路部１Ａにおいて表示部４Ａが形成されてなく、導電層２と絶縁層３のみで構成される場合には、遮蔽部５を導電層２と絶縁層３の２層で積層して、回路部１Ａの最大高さと同じ高さのものとしてもよい。

また、操作体１１を揺動可能に装着されたものとして説明したが、上下動可能にカバー１０に装着されたプッシュ操作型のスイッチ装置においても本発明の実施は可能である。

本発明におけるスイッチ装置は、簡易な構成で、高温高湿や腐食性ガスの周囲環境においても、スイッチ接点の接触が安定して電気的接離の確実なものにすることができ、主に自動車内の各種電子機器の操作用として有用である。

１ 配線基板
１Ａ 回路部
２ 導電層
２Ａ 固定接点
２Ｂ 配線パターン
２Ｃ 枠状導電層
３ 絶縁層
４ 表示層
４Ａ 表示部
４Ｂ 枠状表示層
５ 遮蔽部
６ 抵抗
７ 弾性基体
７Ａ 可動部
７Ｂ 可動接点
７Ｃ ボス部
８ ケース
８Ａ 開口部
８Ｂ 押えリブ
８Ｃ 締付部
９ ビス
１０ カバー
１０Ａ ガイド孔
１１ 操作体
１１Ａ 軸部
１１Ｂ 押圧部
１２ 押圧ピン
２０ スイッチ装置

Claims (1)

1. 固定接点が上面に形成された配線基板と、前記固定接点に対向した可動接点を下面に設けた可動部が一体に形成され、前記配線基板の上面を覆う弾性基体と、前記弾性基体の上方に揺動又は上下動可能に配設された操作体を備え、前記操作体の操作によって前記固定接点と前記可動接点の接離が行われるスイッチ装置であって、前記配線基板の上面に導電層と絶縁層と表示層の内、少なくとも前記導電層と前記絶縁層からなる回路部を形成し、前記配線基板の上面に枠状に連なる遮蔽部を形成して、前記遮蔽部が前記回路部を囲むと共に、前記遮蔽部を前記回路部の最大高さとなる部分と同じ層を積層させて、前記弾性基体の下面を前記遮蔽部に弾接させたスイッチ装置。

Images