JP6461373B1 - スイッチ - Google Patents

Abstract

カバーの寿命の向上を図ることを目的とする。スイッチ（１００）は、開口（８０）を有するケース（８）と、開口（８０）を覆い、ケース（８）の外側へ膨出するように形成されるエラストマーのカバー（９１）と、ケース（８）内から開口（８０）を通じてカバー（９１）内に突出し、開口（８０）からカバー（９１）内に向かって進出するとともにカバー（９１）から開口（８０）に向かって後退するように移動可能に設けられたプッシュロッド（１１）と、プッシュロッド（１１）を開口（８０）からカバー（９１）内に進出する方向に付勢する付勢部（２）と、ケース（８）内に設けられる固定接片（５）と、プッシュロッド（１１）とともに移動することによって固定接片（５）に対して接離する可動接片（４）と、カバー（８）の内面に設けられ、プッシュロッド（１１）の先端に接触する摺接部材（６）と、を備える。

Description

本発明は、オン／オフの切り替えをするプッシュ型のスイッチに関する。

特許文献１には、車両用ドアのノブに設けられた押しボタン型のスイッチが開示されている。

特許文献２には、車両用ドアの開閉に伴いオン／オフするスイッチが開示されている。以下、特許文献２で用いられた符号に括弧を付して、特許文献２のスイッチについて簡単に説明する。摺動体（５）がケース（１）内に収容されおり、その摺動体（５）がコイルばね（８）によって付勢されている。これにより、摺動体（５）に設けられたプッシュロッド部（３ａ）がケース（１）の開口部から突出している。ケース（１）の開口部は、ドーム型のゴムカバー（７）によって覆われている。プッシュロッド部（３ａ）の先端がゴムカバー（７）に当接する。車両用ドアが閉じられると、ゴムカバー（７）がドア端部（１０）に押されて、そのゴムカバー（７）が潰れるように変形する。プッシュロッド部（３ａ）がコイルばね（８）の弾性力に抗してケース（１）内に後退する。ゴムカバー（７）がゴム材料であるので、ゴムカバー（７）の凝着性によってゴムカバー（７）がドア端部（１０）とプッシュロッド部（３ａ）の両方に凝着する。

特開２００６−１０００１３号公報 特開２００３−１４６０７７号公報

ところで、車両の走行によってドアが車体に対して振動する。そのため、ゴムカバー（７）のうちドア端部（１０）と接触した部分はドア端部（１０）に追従して変位する。一方、ゴムカバー（７）のうちプッシュロッド部（３ａ）と接触した部分はプッシュロッド部（３ａ）によって拘束される。そのため、ゴムカバー（７）には大きな負荷が発生して、ゴムカバー（７）が劣化しやすい。例えば、図９に示すようにプッシュロッド部（３ａ）がゴムカバー（７）に対して相対的に位置ずれし、ゴムカバー（７）の損傷が進行してしまう。
そこで、以上のような課題を解決することを目的とする。

以上の課題を解決するためのスイッチは、開口を有するケースと、前記開口を覆い、前記ケースの外側へ膨出するように形成されるエラストマーのカバーと、前記開口から前記カバー内に向かって進出するとともに前記カバー内から前記開口に向かって後退するように移動可能に設けられたプッシュロッドと、前記プッシュロッドを前記開口から前記カバー内に進出する方向に付勢する付勢部と、前記ケース内に設けられる固定接片と、前記ケース内において前記プッシュロッドとともに移動することによって前記固定接片に対して接離する可動接片と、前記カバーの内面に設けられ、前記プッシュロッドの先端に接触する摺接部材と、を備え、前記摺接部材が剛体である。
以上によれば、剛体の摺接部材がプッシュロッドに対して摺接する。接触物が付勢部に抗してカバー越しにプッシュロッドを押した状態でその接触物が振動すると、カバーがその接触物に追従するように変位する。それに対して、摺接部材がプッシュロッドに対して滑る。よって、カバーに大きな荷重が発生しにくい。従って、カバーの損傷を抑えられ、カバーの長寿命化を図ることができる。

本発明の実施形態によれば、カバーの損傷を抑えられるとともに、カバーの長寿命化を図ることができる。

スイッチの平面図である。 図１に示すII−IIの切断面を矢印方向に見て示した断面図である。 図１に示すII−IIの切断面を矢印方向に見て示した断面図である。 カバー、摺接部材及びプッシュロッド等の拡大断面図である。 カバーを切断した状態で示した斜視図である。 摺接部材を切断した状態で示した斜視図である。 変形例のスイッチの断面図である。 変形例のスイッチを押下した場合の断面図である。 先行技術文献に開示されたスイッチの問題点の説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、スイッチ１００の平面図である。図２及び図３は、図１に示すII−IIに沿った切断面の断面図である。

このスイッチ１００はプッシュボタンスイッチである。
このスイッチ１００は、例えば、サイドドア等の車両用ドアの開閉の検出に利用される。車両用ドアが閉じられると、図３に示すようにスイッチ１００が車両用ドアによって押されるので、スイッチ１００がオフとなる。一方、車両用ドアが開かれると、図２に示すようにスイッチ１００の押しが解除されるので、スイッチ１００がオンとなる。
このスイッチ１００は例えば室内灯の点灯・消灯に利用される。スイッチ１００がオンに切り替わると、室内灯がスイッチ１００によって通電されて、室内灯が点灯する。一方、スイッチ１００がオフに切り替わると、室内灯がスイッチ１００によって遮断されて、室内灯が消灯する。

以下の説明では、スイッチ１００を押す向きを下向きとし、スイッチ１００の押しを解除する向きを上向きとして、上下方向を定める。この上下方向は必ずしも鉛直方向をいうものではない。従って、スイッチ１００の設置場所又は向きに応じて、上下方向が水平方向、鉛直方向その他の方向にもなり得る。なお、車高方向は鉛直方向であり、車幅方向及び車長方向は水平方向である。

スイッチ１００は、ケース８、ブラケット８１、カップリングケース８３、摺動体１、プッシュロッド１１、支持軸１３、固定接片３、可動接片４、固定接片５、コイルばね２及び防水部材９等を備える。

ケース８とブラケット８１とカップリングケース８３とは一体成形されたものであって、電気絶縁性の合成樹脂からなる。
ケース８は矩形の筒状に形成されており、ケース８の中心軸線が上下方向に延在する。ケース８の上端が開口し、ケース８の下端が閉塞されている。
ケース８の側面の下端には筒状のカップリングケース８３が設けられている。カップリングケース８３がケース８に対して垂直に設けられている。カップリングケース８３の突端が開口している。
ケース８の上端にはブラケット８１が形成されている。ブラケット８１はケース８の上端から側方へ延出している。ブラケット８１には、穴８２が形成されている。

ブラケット８１上には導電性の端子板５１が取り付けられている。端子板５１には、穴５２が形成されている。この穴５２はブラケット８１の穴８２と同心状に配置されている。端子板５１の穴５２がブラケット８１の穴８２よりも小径であるので、端子板５１の一部がブラケット８１の穴８２の縁から内側にはみ出ている。端子板５１のうち穴５２の周辺部がブラケット８１の穴８２を通じて車体に接触し、端子板５１がねじ７によって車体に締結される。つまり、ねじ７が穴５２に通されて、そのねじ７が車体に締め付けられることによって、端子板５１がねじ７の頭部と車体との間に挟持される。これにより、端子板５１が車体に導通して接地され、スイッチ１００が車体に取り付けられる。なお、端子板５１が車体に接触せずに、ねじ７が車体と端子板５１を導通させてもよい。

端子板５１はブラケット８１上においてケース８の上端にまで至っており、端子板５１の端部である固定接片５がケース８内に向けて折り曲げられている。固定接片５はケース８の内面の上部に取り付けられている。

ケース８の内面には、導電性の固定接片３が取り付けられている。固定接片３がケース８の中心線に関して固定接片５の反対側に配置されており、固定接片３と固定接片５が互いに離れている。固定接片３は、ケース８の内面に沿って上下方向に延在していて、ケース８の底部を貫通する。固定接片３の下端が端子３１であり、その端子３１がカップリングケース８３内に向けて折り曲げられている。カップリングケース８３がコネクタのハウジングに嵌合されると、端子３１がコネクタの端子に接続される。

ケース８内には電気絶縁性の摺動体１が嵌め込まれている。摺動体１の外面がケース８の内面に接触しており、摺動体１がケース８の内面によって上下方向に案内される。摺動体１の上面には、電気絶縁性のプッシュロッド１１が立てられた状態に設けられている。このプッシュロッド１１は、ケース８の上端の開口８０の上方に突き出ている。摺動体１の下面には、プッシュロッド１１よりも細い電気絶縁性の支持軸１３が立てられた状態に設けられている。この支持軸１３は、ケース８の内面から離間した状態でケース８に挿入されている。支持軸１３とプッシュロッド１１は同軸状に配置されている。摺動体１とプッシュロッド１１と支持軸１３は一体成形されたものである。従って、プッシュロッド１１と支持軸１３は摺動体１と一緒に上下方向に移動する。摺動体１が上昇すると、プッシュロッド１１がケース８の開口８０から上へ進出する。摺動体１が下降すると、プッシュロッド１１がケース８の開口８０に向かって後退する。

摺動体１とプッシュロッド１１と支持軸１３は、合成樹脂からなる。特に、摺動体１とプッシュロッド１１と支持軸１３は、耐摩耗性、耐熱性及び自己潤滑性を有するポリアセタールからなる。なお、摺動体１とプッシュロッド１１と支持軸１３は、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂その他の合成樹脂からなるものとしてもよい。

支持軸１３の周囲には、コイルばね２が支持軸１３を巻くように設けられている。コイルばね２が支持軸１３に支持されて、コイルばね２の座屈が抑制される。ケース８の内の底部に筒状の座部８４が設けられ、コイルばね２がその座部８４内に保持されている。そして、コイルばね２は圧縮された状態で摺動体１の下面とケース８内の底部との間に挟まれている。コイルばね２は付勢部であり、コイルばね２の弾性力によって摺動体１が上方に付勢されている。図２に示すようにプッシュロッド１１がケース８の開口８０から上に突き出た状態では、摺動体１の側面に形成された突起がケース８の内面に形成されたストッパに当接し、コイルばね２の弾性力がストッパに受けられる。これにより、摺動体１がケース８から上へ抜けないようになっている。

また、摺動体１の下面には、導電性の可動接片４が設けられている。可動接片４に孔が穿設されており、支持軸１３がその孔に挿入されることによって可動接片４が支持軸１３に支持されている。可動接片４は、摺動体１の下面から下方に延設して、支持軸１３の両側方に二股に分岐する。可動接片４の一方の側枝部が固定接片３に接触する接触端子４１であり、可動接片４の他方の側枝部が固定接片５に接触する接触端子４２である。接触端子４１が板バネであり、接触端子４１が弾性変形して固定接片３に押し付けられている。接触端子４２も同様に弾性変形して、固定接片５に押し付けられている。

可動接片４が摺動体１、プッシュロッド１１及び支持軸１３とともに上下に移動することによって、可動接片４が固定接片５に対して接離するが、可動接片４と固定接片３が互いに接触した状態に維持される。具体的には、車両用ドアが閉じられると、図３に示すようにプッシュロッド１１の先端１２が車両用ドアによって下に押される。そうすると、摺動体１がコイルばね２の弾性力に抗して下に移動するが、接触端子４１は固定接片３に接触したままであるのに対して、接触端子４２が固定接片５から下に離間する。そのため、固定接片３と固定接片５が電気的に切り離される。一方、車両用ドアが開かれると、図２に示すようにプッシュロッド１１の押下が解除されて、摺動体１がコイルばね２の弾性力によって上に移動する。これにより、接触端子４２が固定接片５に接触する。そのため、固定接片３と固定接片５が可動接片４によって導通する。

ケース８、ブラケット８１及び端子板５１がそれらの上からフレキシブルな防水部材９によって覆われている。ここで、ケース８及びブラケット８１の周縁部にフランジ８５が形成されており、防水部材９の内側の縁に形成された溝にフランジ８５が嵌め込まれることによって、止水性が確保されている。防水部材９はエラストマーからなり、例えば熱可塑性又は熱硬化性の合成ゴムからなる。ここで、エラストマーとは、ゴム弾性を有する高分子材料のことである。エラストマーとは、ゴム、合成ゴム、天然ゴム、加硫ゴム、熱可塑性エラストマー及び熱硬化性エラストマー等を含む概念であり、ゴム、合成ゴム、天然ゴム、加硫ゴム、熱可塑性エラストマー及び熱硬化性エラストマーもエラストマーの一種である。エラストマーの弾性率、つまりヤング率は、金属、合成樹脂或いはガラス等と比較しても十分に低い。ゴム弾性とは、金属、合成樹脂或いはガラス等よりも十分に弾性率が低くて、大変形しやすい性質をいう。

防水部材９のうち端子板５１の穴８２に重なる部分には、穴９４が形成されている。また、防水部材９のうちケース８の上端の開口８０を覆う部分９１がドーム型又は半球型に膨出しており、その部分９１の内側に空洞９２が形成されている。この空洞９２内にプッシュロッド１１が収容されている。以下、この部分９１をカバー９１という。

図４は、図２に図示されたカバー９１等の拡大断面図である。図５は、カバー９１を切断した状態で示した斜視図である。図２、図４及び図５にしめすように、カバー９１の頭頂部９３が隆起した状態に形成されており、頭頂部９３の頂面が平坦に形成されている。頭頂部９３の裏側であってカバー９１の内面には、収容凹部９７が形成されている。その収容凹部９７に摺接部材６が嵌め込まれ、収容凹部９７の内面が摺接部材６に面接触している。収容凹部９７の縁には、内側に突出した係止部９５が形成されており、係止部９５が摺接部材６に引っ掛かっている。これにより、収容凹部９７から摺接部材６の脱落が抑制されている。

収容凹部９７の内面には凸部９６が形成されている。一方、摺接部材６の上面には凹部６２が形成されている。凸部９６が凹部６２に嵌め合うことによって、摺接部材６が収容凹部９７の内面に沿って移動することが抑止される。

収容凹部９７は、プッシュロッド１１の先端１２に対向する位置に配置されている。摺接部材６がプッシュロッド１１の先端１２に接触する。摺接部材６の下面６１は、つまりプッシュロッド１１の先端１２に接触する面は、凹曲面状、特に凹球面状に形成されている。プッシュロッド１１の先端１２が凸曲面状、特に凸球面状に形成されている。プッシュロッド１１の先端１２の曲率と摺接部材６の下面６１の曲率が等しく、プッシュロッド１１の先端１２と摺接部材６の下面６１が面接触する。

摺接部材６は、自己潤滑素材からなる。特に、摺接部材６は、耐摩耗性、耐熱性及び自己潤滑性を有するポリアセタールからなる。摺接部材６及びプッシュロッド１１ともに自己潤滑素材からなれば、それらの接触面における摩擦係数が低い。そのため、摺接部材６がプッシュロッド１１に対して滑りやすい。

摺接部材６とプッシュロッド１１の接触面における摩擦係数は、仮にプッシュロッド１１とカバー９１が接触した場合のプッシュロッド１１とカバー９１の接触面における摩擦係数よりも低い。これは、プッシュロッド１１とカバー９１の接触面では、凝着を伴う摩擦が発生するのに対して、摺接部材６とプッシュロッド１１の接触面での凝着摩擦が発生しないためである。

また、カバー９１がエラストマー、例えば合成ゴムからなるのに対して、摺接部材６がポリアセタールからなるので、摺接部材６の弾性率はカバー９１の弾性率よりも十分に高い。よって、摺接部材６が剛体とみなせる。そのため、摺接部材６は、カバー９１に対して滑りにくいが、プッシュロッド１１に対して滑りやすい。

車両用ドアが閉じられた時には、カバー９１の頭頂部９３の頂面が車両用ドアに面接触し、図３に示すようにカバー９１が押し潰される。これにより、プッシュロッド１１、摺動体１、支持軸１３及び可動接片４が下に移動するので、固定接片３と固定接片５が電気的に切り離される。

車両用ドアが閉じられた状態で、車両用ドアが車両の走行等によって振動する。そうすると、カバー９１の頭頂部９３が車両用ドアに追従して振動する。それに伴い、摺接部材６がプッシュロッド１１に対して滑る。そのため、プッシュロッド１１がカバー９１を摩耗させることがない。更に、プッシュロッド１１がカバー９１の頭頂部９３の振動を阻害することがなく、カバー９１に局所的な大きな負荷が発生し難い。よって、カバー９１の長寿命化を実現することができ、スイッチ１００の耐久性が高い。

凸部９６は、変形しても体積を一定に保つ性質、つまり非圧縮性を有する。そのため、凸部９６がプッシュロッド１１によってプッシュロッド１１の軸方向に圧縮されると、その凸部９６がその軸に直交する方向に膨張するように変形する。そうすると、凸部９６と凹部６２に強固に嵌め合う。よって、カバー９１の頭頂部９３が車両用ドアの振動に追従して変形しても、摺接部材６が収容凹部９７から脱落するのを抑制できる。

車両用ドアが開かれる時には、カバー９１がドーム状又は半球状に復元される。この際、プッシュロッド１１、摺動体１、支持軸１３及び可動接片４が上に移動して、固定接片３と固定接片５が可動接片４により導通する。

以上に説明した実施形態から設計変更した変形例について以下に説明する。以下に説明する各変更点を組み合わせて適用してもよい。

上記実施形態では、摺接部材６が耐摩耗性、耐熱性及び自己潤滑性の観点からポリアセタールからなるものとした。それに対して、摺接部材６がポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂その他の合成樹脂からなるものとしてもよい。摺接部材６がこのような合成樹脂であっても、プッシュロッド１１の先端がカバー９１に直接接触した場合よりも十分に有効である。

上記実施形態では、カバー９１の内面に凸部９６が形成され、摺接部材６に凹部６２が形成され、凸部９６が凹部６２に嵌め合っている。それに対して、カバー９１の内面に凹部が形成され、摺接部材６に凸部が形成され、その凸部がその凹部に嵌め合うものとしてもよい。

図７及び図８に示すように、カバー９１の内面に凸部が形成されておらず、摺接部材６に凹部が形成されていなくてもよい。

以上に本発明を実施するための形態について説明した。以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明の実施形態は本発明の趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ることは当業者にとって明らかである。

本出願は、２０１７年５月３０日に出願された日本国特許出願 特願２０１７−１０６５８６を基礎として優先権を主張したものである。この日本国特許出願の全内容は、参照によって本願に組み込まれる。

以上のように、本実施形態のスイッチは耐久性を有するため、車両等の輸送機器分野に有用である。

２…コイルばね（付勢部）
８…ケース
４…可動接片
５…固定接片
６…摺接部材
１１…プッシュロッド
８０…開口
９１…カバー
１００…スイッチ

Claims (5)

1. 開口を有するケースと、
   前記開口を覆い、前記ケースの外側へ膨出するように形成されるエラストマーのカバーと、
   前記開口から前記カバー内に向かって進出するとともに前記カバー内から前記開口に向かって後退するように移動可能に設けられたプッシュロッドと、
   前記プッシュロッドを前記開口から前記カバー内に進出する方向に付勢する付勢部と、
   前記ケース内に設けられる固定接片と、
   前記ケース内において前記プッシュロッドとともに移動することによって前記固定接片に対して接離する可動接片と、
   前記カバーの内面に設けられ、前記プッシュロッドの先端に接触する摺接部材と、
   を備え、
   前記摺接部材が剛体であるスイッチ。
2. 前記摺接部材が合成樹脂からなる
   請求項１に記載のスイッチ。
3. 前記摺接部材がポリアセタールからなる
   請求項１又は２に記載のスイッチ。
4. 前記プッシュロッドの先端が凸曲面状に形成され、前記プッシュロッドの先端に接触する前記摺接部材の面が凹曲面状に形成されている
   請求項１から３の何れか一項に記載のスイッチ。
5. 前記カバーの内面と前記摺接部材のうち一方に形成された凸部を更に備え、
   前記カバーの内面と前記摺接部材のうち他方に凹部が形成され、前記凸部が前記凹部に嵌め合う
   請求項１から４の何れか一項に記載のスイッチ。

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