JP6288767B2 - 防水防塵スイッチの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）スイッチ等として好適に利用することができ、特に使用時にケースの内部に水滴や塵などが侵入するのを確実に防ぐことができる防水防塵スイッチの製造方法に関する。

従来、このような用途のスイッチとして、例えば特許文献１に記載されたマイクロスイッチが知られている。このマイクロスイッチは、ベースとカバーからなるハウジングの内部に接点機構を収容し、ハウジングに取り付けた操作子を押圧して接点機構を操作するものである（特許文献１の図１７〜２４を参照）。

このスイッチにおいて、ベースには共通端子、常閉固定接点端子、及び常開固定接点端子を差し込むためのスリットと、操作子を嵌合するための操作孔が設けられており、その側面には取付孔とリベット孔が設けられている。一方、カバーはベースに接合可能な側面形状を有しており、側面に嵌合用ボスとリベット孔が設けられている。そして、組立時にはベースのスリットに共通端子、常閉固定接点端子、及び常開固定接点端子をそれぞれ側方から差し込んで位置決めし、ベースの操作孔に操作子を嵌合する。その後、ベースの取付孔にカバーの嵌合用ボスを挿入し、重なった二つのリベット孔にリベットを挿入してカシメ加工することによりハウジング内に接点機構を収容している。

特開２０１２−３３４６１号公報

ところが、前記のような従来のマイクロスイッチの構造によると、ベースとカバーからなるハウジングの密閉性が悪く、防水・防塵性能が低いという問題がある。すなわち、このスイッチのハウジングには、スリットと端子との間、操作孔と操作子との間、取付孔と嵌合用ボスとの間、そしてリベット孔とリベットとの間にそれぞれ隙間が存在する。また、ベースとカバーの側面同士を突き合わせて接合する構造であるため、両者の接合面にも隙間が存在する。したがって、これら数多くの隙間からハウジングの内部に水滴や塵などが侵入してしまうと、内部に収容された接点機構の錆付きや接触不良などが原因でスイッチの誤作動を引き起こす恐れがあり好ましくない。

そこで、本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ケースの密閉性を高めることにより、ケースの内部に水滴や塵などが侵入するのを確実に防ぐことができる、防水・防塵性能に優れたスイッチの製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る防水防塵スイッチの製造方法は、密閉されたケース内に接点パターンとスイッチ機構部を収容してなる防水防塵スイッチの製造方法であって、前記ケースを構成するベースの内部に接点パターンとスイッチ機構部を設置する工程と、前記ベースの上にカバーを重ねて装着してケースを密閉する工程と、を有し、前記ベースの内部に接点パターンを設置する工程は、導電性金属板を打ち抜き加工した後に折り曲げることにより、直立した共通端子と、共通端子から所定の隙間を隔てて直立した常開固定端子と、常開固定端子から所定の隙間を隔てて直立し、かつ、常開固定端子の上端の常開接点に対向する常閉接点が設けられた常閉固定端子と、からなる接点パターンを形成するパターン形成工程と、前記パターン形成工程により形成された接点パターンについて、前記常開固定端子と前記常閉固定端子との間の隙間を塞ぐ充填部をインサート成形する一次成形工程と、前記一次成形工程により成形された充填部付きの接点パターンについて、前記共通端子、前記常開固定端子、及び前記常閉固定端子の周囲を取り囲む防護壁が設けられたベースをインサート成形する二次成形工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、接点パターンとスイッチ機構部がベースの防護壁の内側に収容されており、その防護壁の外側にはカバーが密着して装着されるため、ケースの密閉性が確保される。また、二次成形工程においてベースが接点パターンにインサート成形されるため、ベースと共通端子、常開固定端子、及び常閉固定端子との間に隙間が生じない。したがって、ケースの内部に水滴や塵などが侵入するのを確実に防ぐことができ、接点パターンとスイッチ機構部の接触不良等の不具合をなくし、長期にわたって安定したスイッチ動作を保証することができる。

本発明方法による防水防塵スイッチの外観を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は回路図である。 本発明方法による防水防塵スイッチのカバーを外した状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチのパターン形成工程を示す図で、（ａ）は接点パターンの斜視図、（ｂ）はその断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチの一次成形工程を示す図で、（ａ）は接点パターンに充填部をインサート成形した斜視図、（ｂ）はその断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチの二次成形工程を示す図で、（ａ）は接点パターンにベースをインサート成形した斜視図、（ｂ）はその断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチを構成する接点パターンを示す図で、（ａ）は折り曲げ加工前の平面図、（ｂ）は折り曲げ加工後の正面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチを構成するベースと接点パターンを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチを構成するアクチュエータを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は右側面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチを構成するコンタクトプレートを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチの自由位置の状態を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチのＯＮ開始位置の状態を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。 本発明方法による防水防塵スイッチの全移動位置の状態を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態の防水防塵スイッチＳＷは、例えば電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）スイッチとして利用することができる小型のスイッチである。このスイッチの特徴は、使用時にケース１の内部のスイッチ機構部２に水滴や塵、埃などが侵入することを防ぐために、ケース１に防水防塵構造を採用したことにある。なお、例示した用途はあくまで一例であって、本発明は防水性や防塵性を求められる環境下で使用する他のスイッチとして利用することも可能である。

本実施形態の防水防塵スイッチＳＷは、密閉されたケース１の内部に、図２に示すようにスイッチ機構部２と接点パターン３を収容してなる。ケース１はスイッチ機構部２を保護するもので、スイッチ機構部２と接点パターン３が設置されたベース４と、ベース４の上に重ねて装着されるカバー５とから構成され、このベース４とカバー５の２重構造により内部のスイッチ機構部２を完全密閉する構造になっている。ここで、本実施形態の防水防塵スイッチＳＷは、ベース４の内部にスイッチ機構部２と接点パターン３を設置する工程と、ベース４の上からカバー５を装着してケース１を密閉する工程とを経て製造される。また、ベース４の内部に接点パターン３を設置する工程は、図３に示すパターン形成工程と、図４に示す一次成形工程と、図５に示す二次成形工程とを含む。

まずパターン形成工程では、図６に示すような一枚の導電性金属板（本実施形態では黄銅板）を所定形状に打ち抜き加工した後、点線で示す部分を谷折りで、一点鎖線で示す部分を山折りで折り曲げ加工する。これにより、同図（ｂ）に示すように直立した共通端子６と、共通端子６から所定の隙間を隔てて直立した常開固定端子７と、常開固定端子７から所定の隙間を隔てて直立した常閉固定端子８とを備えた接点パターン３が形成される。また、共通端子６の内側面には後述のコンタクトプレート１８を係止する切欠き部９が形成されるとともに、常開固定端子７の上端に常開接点１０が設けられ、この常開接点１０と対向するように常閉固定端子８の先端に常閉接点１１が設けられる。なお、常開接点１０と常閉接点１１に相当する部分に限定してめっき処理を施しても良い。

次に一次成形工程では、パターン形成工程で形成された接点パターン３について、図４に示すように常開固定端子７と常閉固定端子８との間の隙間を塞ぐように充填部１２をインサート成形する。すなわち、接点パターン３を成形機（図示略）の型板にセットし、一次用金型で型締めした後、キャビティ内に樹脂材料（本実施形態ではＰＢＴ樹脂）を射出して充填部１２を形成する。この一次成形工程において、充填部１２を常開固定端子７と常閉固定端子８との間の隙間に限定して形成する理由は、次の二次成形工程において射出した樹脂材料がこの隙間を通って常開接点１０と常閉接点１１との間に流れ込むのを阻止し、成形品の上下方向の型抜きを可能にするためである。

続く二次成形工程では、一次成形工程で成形された充填部付きの接点パターン３について、図５に示すように所定形状のベース４をインサート成形する。すなわち、充填部付きの接点パターン３をセットした状態のまま型板を回転させ、二次用金型で型締めした後、キャビティ内に樹脂材料（本実施形態ではＰＢＴ樹脂）を射出してベース４を形成する。これにより、共通端子６、常開固定端子７、及び常閉固定端子８の周囲を取り囲む防護壁１３を備えた有底箱型のベース本体が設けられ、ベース本体の内部に部品を収容する空間部１４が形成される。また、図７に示すように、ベース本体の内部には後述のアクチュエータ１７を支持する受け部１５が設けられ、ベース本体の左右外側面にはカバー５を装着するための係止爪１６が設けられる。

次にスイッチ機構部２の構造を説明する。スイッチ機構部２は外力の作用により接点を切り換えるもので、本実施形態では操作体の押圧動作により接点を切り換える押ボタン式スイッチを採用している。このスイッチ機構部２は、アクチュエータ１７と、コンタクトプレート１８と、コイルばね１９を備えて構成されている。

図８に示すように、アクチュエータ１７は、ステンレス製のばね材を折り曲げ加工した板ばね片からなり、一端に操作部２０、他端に支持片２１が設けられ、中央にコイルばね１９を取り付ける取付孔２２が形成されている。また、図９に示すように、コンタクトプレート１８は、りん青銅製の２枚の可動接触片２３を樹脂製のプレート２４で連結してなり、可動接触片２３の一端に凹部２５、他端に可動接点２６が設けられ、プレート２４の中央にコイルばね１９を取り付ける取付孔２７が形成されている。なお、本実施形態では全く同じ形状の可動接触片２３を２枚設けてあるが、これは一方の可動接触片２３の故障や誤作動による障害が発生した場合でも、他方の可動接触片２３が正常に動作することによって安全性を確保するフェイルセーフ機能を持たせるためである。

そして、図２に示したように、コイルばね１９の一方のフック２８をアクチュエータ１７の取付孔２２に引っ掛けて固定し、コイルばね１９の他方のフック２９をコンタクトプレート１８の取付孔２７に引っ掛けて固定することにより、アクチュエータ１７とコンタクトプレート１８がコイルばね１９を介して連結される。また、これをベース４の空間部１４に収容し、アクチュエータ１７の支持片２１をベース４の受け部１５に載せて支持し、コンタクトプレート１８の凹部２５を共通端子６の切欠き部９に係止する。これにより、アクチュエータ１７とコンタクトプレート１８がコイルばね１９のばね力によって付勢支持された状態になる。

さらに、この状態で図１に示すようにベース４の上からカバー５を被せ、ベース４の係止爪１６をカバー５の係止孔３０に嵌め込むことにより、内部のスイッチ機構部２と接点パターン３が密閉され、密閉性に優れた防水防塵スイッチＳＷが完成する。なお、図示していないが、ベース４とカバー５の嵌合部分にはシリコーンゴムが介挿されているため、ケース１の密閉性が更に高められている。

最後に本実施形態の防塵防水スイッチＳＷの動作について、図１０〜１２を参照しながら説明する。図面ではスイッチ機構部２の構造を分かりやすくするため、ベース４からカバー５を取り外した状態を示してある。

図１０に示すように、スイッチ機構部２に外力が付与されていないときには、コイルばね１９のばね力によって可動接触片２３が常閉固定端子８に付勢され、可動接点２６が常閉接点１１に所定の圧力で接触している。このため、共通端子６と常閉接点１１がコンタクトプレート１８を介して接続されており、図１に示すａ−ｂ回路とｄ−ｅ回路が導通している。これがスイッチ機構部２の自由位置の状態である。

ここで、図１１に示すように、スイッチ機構部２に外力が付与されると、操作部２０が押され、アクチュエータ１７が支持片２１を支点に押し下げられる。そして、このアクチュエータ１７の動きに連動して可動接触片２３が撓み始める。これがスイッチ機構部２のＯＮ開始位置の状態である。

さらに、図１２に示すように、操作部２０が押し込まれると、可動接触片２３が凹部２５を支点に反転する。これにより、可動接点２６が常閉接点１１から離れ、常開接点１０に所定の圧力で接触する。このため、共通端子６と常閉接点１１の接続が絶たれ、共通端子６と常開接点１０がコンタクトプレート１８を介して接続され、図１に示すａ−ｃ回路とｄ−ｆ回路に切り換わる。これがスイッチ機構部２の全移動位置の状態である。

また、スイッチ機構部２への外力が解除されると、コイルばね１９のばね力によって可動接触片２３が反転し、可動接点２６が常開接点１０から離れて常閉接点１１に接触し、図１０に示す元の自由位置の状態に復帰する。なお、本実施形態では、常開接点１０と常閉接点１１が共に打ち抜き加工された導電性金属板の側面に設けられており、可動接点２６が常開接点１０または常閉接点１１に対して線接触する構造になっているため、面接触する構造に比べて接点同士の接触感度を良好なものとすることができる。

以上のように構成された防水防塵スイッチＳＷによれば、スイッチ機構部２と接点パターン３がベース４の防護壁１３の内側に収容されており、しかもその防護壁１３の外側にはカバー５が密着して装着されているため、ケース１の密閉性が確保される。また、二次成形工程においてベース４が接点パターン３にインサート成形されるため、ベース４と共通端子６、常開固定端子７、及び常閉固定端子８との間に隙間がまったく生じない。このため、ケース１の内部に水滴や塵などが侵入するのを確実に防ぐことができる。したがって、ベース４の内側に収容されたスイッチ機構部２と接点パターン３の錆付きや接触不良が起こらず、誤作動をなくし、長期にわたって安定したスイッチ動作を保証することができる。

ＳＷ…防水防塵スイッチ
１…ケース
２…スイッチ機構部
３…接点パターン
４…ベース
５…カバー
６…共通端子
７…常開固定端子
８…常閉固定端子
９…切欠き部
１０…常開接点
１１…常閉接点
１２…充填部
１３…防護壁
１４…空間部
１５…受け部
１６…係止爪
１７…アクチュエータ
１８…コンタクトプレート
１９…コイルばね
２０…操作部
２１…支持片
２２…取付孔
２３…可動接触片
２４…プレート
２５…凹部
２６…可動接点
２７…取付孔
２８…フック
２９…フック
３０…係止孔

Claims (1)

1. 密閉されたケース内に接点パターンとスイッチ機構部を収容してなる防水防塵スイッチの製造方法であって、
   前記ケースを構成するベースの内部に接点パターンとスイッチ機構部を設置する工程と、
   前記ベースの上にカバーを重ねて装着してケースを密閉する工程と、を有し、
   前記ベースの内部に接点パターンを設置する工程は、
   導電性金属板を打ち抜き加工した後に折り曲げることにより、直立した共通端子と、共通端子から所定の隙間を隔てて直立した常開固定端子と、常開固定端子から所定の隙間を隔てて直立し、かつ、常開固定端子の上端の常開接点に対向する常閉接点が設けられた常閉固定端子と、からなる接点パターンを形成するパターン形成工程と、
   前記パターン形成工程により形成された接点パターンについて、前記常開固定端子と前記常閉固定端子との間の隙間を塞ぐ充填部をインサート成形する一次成形工程と、
   前記一次成形工程により成形された充填部付きの接点パターンについて、前記共通端子、前記常開固定端子、及び前記常閉固定端子の周囲を取り囲む防護壁が設けられたベースをインサート成形する二次成形工程と、
   を含むことを特徴とする防水防塵スイッチの製造方法。