JP6832573B2 - 車両用スイッチ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用スイッチに関する。

例えば、ペダルの操作に応じてランプを点滅させるためのスイッチとして、特許文献１に示す車両用スイッチが知られている。この車両用スイッチは、開口部を有する略箱型のケース、及び、ケースの開口部を覆うカバーを備えている。このケース内には、上下動可能な作動体と、この作動体に装着された磁石と、この磁石に対向して配置された検出手段が設けられている。

特開２００６−９２７７７号公報

近年、車両の内部も含めて車両の全体を水で洗浄することが想定されるとして、車両の内部に備えられるスイッチについても防水性を高めることが求められている。しかしながら、上記特許文献１の車両用スイッチでは、ケースとカバーとの間に微細な隙間があるため、この隙間からスイッチ内に水が侵入する可能性がある。

これに対して、ケースとカバーとの間を接着剤で埋めて、この間の防水性を高めること考えられる。しかし、車両に装着する部品に求められる幅広い性能保証温度に適応する接着剤は高価であるため、このような接着剤を用いたスイッチの製品コストは上昇してしまう。また、接着剤が硬化するまでケースとカバーとを固定治具で固定しようとすると、製造設備のコストが上昇してしまう。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、コストの上昇を低減しつつ、防水性の向上が図られる車両用スイッチ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のある態様に係る車両用スイッチは、被検出体が設けられた摺動体を摺動可能に内部空間に収容するケースと、被検出体を検出する検出部と、検出部と共にケースを覆う筒状のカバーと、を備え、ケースは、カバーの開口の周縁部を全周に亘って覆い、且つ、周縁部と溶着された環状の鍔部を有し、ケースの外面に係止部が設けられ、カバーの内面に係止部を係止する被係止部が設けられている。

この構成によれば、ケースの鍔部とカバーの周縁部とが溶着されることにより、これらの間が封止され、車両用スイッチの防水性が高められる。また、ケースとカバーとの接合に、接着剤等のケース及びカバー以外の部材が用いられないため、製品コストの上昇が低減される。さらに、ケースの係止部がカバーの被係止部により係止されることにより、ケースとカバーとが仮止めされるため、これらの固定治具を別途、用いる必要がなく、製造コストの上昇が低減される。

車両用スイッチでは、係止部は突起であり、被係止部は突起が嵌る窪みであり、ケースは、突起の周囲に設けられ、且つ、内部空間と繋がる切欠きをさらに有していてもよい。この構成によれば、ケースにカバーを被せる際にカバーにより突起が凹部の内部空間へ押され、突起が窪みに対向する位置に至ると突起が元の位置に戻り窪みに嵌って、ケースとカバーとが仮止めされる。このため、ケースにカバーを被せる通常の組み立て作業によりケースとカバーとの仮止めを行え、製造コストの増加が抑制される。また、ケースに切欠きが設けられてないため、車両用スイッチの防水性が維持される。

車両用スイッチでは、鍔部のレーザ光の透過率は、周縁部のレーザ光の透過率より高くてもよい。この構成によれば、鍔部側から周縁部側へ照射されたレーザ光が鍔部を透過して周縁部に吸収され、周縁部が加熱されて、周縁部と鍔部とが溶着される。

車両用スイッチでは、鍔部及び周縁部は熱可塑性樹脂により形成され、鍔部の熱可塑性樹脂の融点は、周縁部の熱可塑性樹脂の融点と同じであってもよい。この構成によれば、鍔部及び周縁部が同じ温度で溶融するため、一方が過熱されて炭化することが防止される。

本発明は、以上に説明した構成を有し、コストの上昇を低減しつつ、防水性の向上が図られる車両用スイッチ及びその製造方法を提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施の形態に係る車両用スイッチを示す斜視図である。 図１の軸体が挿入されたカバーと、摺動体及び基板が装着されたケースとを示す斜視図である。 図１の車両用スイッチの分解斜視図である。 図１の車両用スイッチを側方から視た図である。 図４のＡ−Ａ線に沿って切断した車両用スイッチの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、説明の便宜上、特に言及する場合を除き、各図面では車両用スイッチのケースに対してカバーを上側に配置した状態を示している。但し、実際の車両用スイッチに方向性はなく、使用時の向きはこれに限定されるものではない。

（実施の形態）
まず、車両用スイッチ１００の構成について図１〜図５を参照して説明する。車両用スイッチ１００は、自動車等の車両に装着されるスイッチであって、例えば、自動車のブレーキペダルの操作によってストップランプの点灯及び消灯の制御等に用いられる。図１に示すように、車両用スイッチ１００は、ケース１０、ケース１０を覆う筒状のカバー２０、及びカバー２０に挿入される軸体３０を備えている。

ケース１０及びカバー２０は、例えば、電気絶縁性及び耐熱性等を有する熱可塑性樹脂で形成されており、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が挙げられる。ケース１０の熱可塑性樹脂の融点とカバー２０の熱可塑性樹脂の融点とは同じ又は近いことが好ましい。この場合、例えば、ケース１０とカバー２０とが同じ熱可塑性樹脂で形成されていてもよい。熱可塑性樹脂には、レーザ光の透過率を調整する等の機能性を付与するコンパウンド、及び、着色するコンパウンド等が添加されていてもよい。

カバー２０は、大径筒部２１、板状部２２及び小径筒部２３を有している。大径筒部２１は、例えば、その軸方向に直交する断面が長円形状又は楕円形状の筒状体であり、上側及び下側が開口する。板状部２２は、例えば、長円形状又は楕円形状の平板であって、大径筒部２１の上側開口を覆う。小径筒部２３は、例えば、その軸方向に直交する断面が円形状の筒状体であり、その径は大径筒部２１の径より小さい。小径筒部２３は、板状部２２から上方に延び、上側が開口する。なお、大径筒部２１及び小径筒部２３の各断面、並びに板状部２２の形状は矩形状等の多角形であってもよい。

軸体３０は、その外面が小径筒部２３の内面に沿った形状であって、例えば、円柱形状である。軸体３０は、その径がカバー２０の小径筒部２３の内径と同じ又は少し小さく、小径筒部２３内に挿入されている。軸体３０は、小径筒部２３の上側開口から上方へ突出している。

ケース１０は鍔部１１及び第１ハウジング部１２を有している。第１ハウジング部１２は、鍔部１１よりも下方へ突出している。鍔部１１は、環状の板状体であって、カバー２０の大径筒部２１の下側開口を取り囲む周縁部２４を全周に亘って覆い、周縁部２４と溶着している。この溶着には、レーザ溶着、熱溶着及び超音波溶着などが例示される。このうち、レーザ溶着が用いられ、ケース１０側からカバー２０側へレーザ光を照射する場合、ケース１０のレーザ光の透過率は、カバー２０のレーザ光の透過率より高く設定されている。例えば、ケース１０がカバー２０よりも白い又は透明である。

図２に示すように、車両用スイッチ１００は、ケース１０、カバー２０及び軸体３０に加えて、摺動体４０及び基板５０をさらに備えている。ケース１０は、鍔部１１及び第１ハウジング部１２に加えて、第２ハウジング部１３をさらに有している。第２ハウジング部１３は、例えば、筒形状であって、鍔部１１よりも上方へ突出しており、鍔部１１は第２ハウジング部１３から外側へ突出している。第２ハウジング部１３には凹部１４及び突起１５が設けられている。

凹部１４は、第２ハウジング部１３の上面から下方へ窪み、その上方及び側方が開口している。凹部１４の側方開口は、凹部１４を挟んで突起１５と反対側の第２ハウジング部１３に設けられている。基板５０は、凹部１４の側方開口を塞ぐように、第２ハウジング部１３に取り付けられている。摺動体４０は凹部１４に収容されており、その上面が凹部１４の上方開口から露出している。これにより、摺動体４０の側面は第２ハウジング部１３の内面及び基板５０により取り囲まれる。

突起１５は、第２ハウジング部１３の外面から突出し、傾斜面１５ａを有している。傾斜面１５ａは、突起１５の上面であって、第２ハウジング部１３の外面から突出する高さが上方に向かうほど低くなる。突起１５の下面は、例えば、第２ハウジング部１３の外面に対して垂直な方向に立ち上がる。

突起１５よりも上方（傾斜面１５ａの上側）を除く突起１５の周囲に切欠き１６が設けられている。切欠き１６が突起１５の三方（突起１５の両側方及び下側）を囲み、突起１５の両側方の一対の切欠き１６（側方切欠き１６）が突起１５よりも上方へ延びている。切欠き１６は、第２ハウジング部１３を貫通して、凹部１４の内部空間と繋がっている。これにより、一対の側方切欠き１６の間に上下方向に延びる第２ハウジング部１３の部分（連結部分）１５ｂが形成される。この連結部分１５ｂが第２ハウジング部１３の外面に対して直交する方向に撓んで弾性を有し、突起１５が凹部１４の内部空間へ移動可能になる。

図３に示すように、車両用スイッチ１００は、ケース１０、カバー２０、軸体３０、摺動体４０及び基板５０に加えて、バネ６０をさらに備えている。バネ６０は、弾性力が上下方向に作用するようにケース１０と摺動体４０の間に配置され、ケース１０に対して摺動体４０を軸体３０側へ付勢する。

摺動体４０は、例えば、略直方体形状であって、軸体３０と別に設けられており、軸体３０とバネ６０との間に配置される。摺動体４０は、軸体３０による押圧力とバネ６０の復元力とにより軸体３０側及びバネ６０側に移動可能にケース１０の凹部１４に収容される。このように、摺動体４０はケース１０に対して移動するため、ポリオキシメチレン等の耐摩耗性を有する樹脂により形成されている。

基板５０には、後述する磁石の磁場を検出する検出部５１が搭載されている。検出部５１には、例えば、ホール素子及びＳＭＲ（半導体磁気抵抗）素子等が用いられる。検出部５１がケース１０の第２ハウジング部１３の凹部１４に露出するように、基板５０はビス５２により第２ハウジング部１３に固定されている。これにより、凹部１４は、その側方開口が基板５０によって覆われて、上方が開口する。なお、基板５０には、トランジスタ等のスイッチング部（図示せず）、ＦＥＴ及び複数の固定抵抗器等により形成される制御部（図示せず）等がさらに搭載されていてもよい。

図４及び図５に示すように、カバー２０は、その大径筒部２１、板状部２２及び小径筒部２３が一体的に形成されている。ただし、大径筒部２１、板状部２２及び小径筒部２３が別々に形成されており、それらが接合されていてもよい。カバー２０の板状部２２は、例えば、その中央に開口部を有し、この開口部を介して小径筒部２３と大径筒部２１とが連通している。

軸体３０は、その長さが小径筒部２３の長さよりも長く、バネ６０が軸体３０を介して押圧されていない状態では小径筒部２３の上側開口から上方へ突出している。上下方向に直交する方向において摺動体４０の寸法は小径筒部２３の寸法より大きく大径筒部２１の寸法より小さく、摺動体４０は大径筒部２１内に配置される。

摺動体４０には磁石４１が設けられており、磁石４１は、検出部５１の近傍であって、検出部５１に対向する摺動体４０の位置等に配置されている。検出部５１を搭載した基板５０には導電金属製の端子５３が取り付けられており、端子５３、検出部５１、スイッチング部及び制御部が基板５０上の配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されている。端子５３はケース１０の貫通孔を通り、ケース１０の筒状の第１ハウジング部１２内に延びている。

摺動体４０の下面には、下方に突出する第１凸部４２が設けられている。第１凸部４２はコイル状のバネ６０の内側に嵌められて、摺動体４０がバネ６０上に保持される。また、ケース１０の凹部１４の底面には、上方に突出する第２凸部１７が設けられている。第２凸部１７はコイル状のバネ６０の内側に嵌められて、バネ６０がケース１０の凹部１４内に保持される。このバネ６０によって摺動体４０はケース１０に対して摺動可能に凹部１４内に収容されている。

摺動体４０の外面と、これに対向する凹部１４の側面とは接触している。ただし、バネ６０が軸体３０を介して押圧されていない状態では摺動体４０の下端と凹部１４の底面との間に隙間が設けられている。この摺動体４０の下端と凹部１４の底面との間の第２ハウジング部１３に突起１５及び一対の側方切欠き１６の間の連結部分１５ｂが設けられている。これにより、突起１５及び連結部分１５ｂが凹部１４内の摺動体４０と接触していない。このため、突起１５が外側から押されると、一対の側方切欠き１６の間の連結部分１５ｂが凹部１４内へ撓んで、突起１５が凹部１４の内部空間へ移動可能である。

カバー２０の内面には、ケース１０の外面に設けられた突起１５に対向する位置に窪み２５が設けられている。カバー２０の内面に直交する方向における窪み２５の深さはカバー２０の厚みよりも小さく、窪み２５はカバー２０を貫通せず、カバー２０の外面は平坦である。窪み２５の内面は突起１５の外面に沿った形状を有しており、ケース１０がカバー２０で覆われた状態で窪み２５に突起１５が嵌められる。これにより、突起１５が窪み２５に係止されて、カバー２０がケース１０から外れることが防止される。

第２ハウジング部１３の下部の外面はカバー２０の内面に沿う形状を有しており、ケース１０の第２ハウジング部１３の下部がカバー２０の内側に嵌まっている。そして、第２ハウジング部１３の下部から突出する鍔部１１が、カバー２０の下側開口を取り囲む周縁部２４を覆う。この鍔部１１及び周縁部２４の互いに対向する面はそれぞれ、平坦で且つ平滑である。例えば、鍔部１１及び周縁部２４の各対向面の表面粗さは、第１ハウジング部１２の表面粗さよりも小さい。

次に、車両用スイッチ１００の製造方法について図１〜図５を参照して説明する。まず、図３に示すように、ケース１０の第２ハウジング部１３に基板５０をビス５２で取り付ける。そして、凹部１４が上方に開口する方向にケース１０を配置し、凹部１４内にバネ６０を挿入し、その上から摺動体４０を凹部１４内に挿入する。また、カバー２０の大径筒部２１が小径筒部２３よりも下側に位置する方向にカバー２０を配置し、小径筒部２３に軸体３０を挿入する。

図２に示すように、基板５０、バネ６０及び摺動体４０が取り付けられたケース１０の第２ハウジング部１３に、その上方からカバー２０を被せる。この際、ケース１０の突起１５がカバー２０の内面よりも突出するが、カバー２０の周縁部２４が突起１５の傾斜面１５ａに当たり傾斜面１５ａに沿って移動する。これにより、連結部分１５ｂが撓んで、突起１５が凹部１４の内側に押されてカバー２０の内側に入る。そして、突起１５がカバー２０の窪み２５に対向する位置に至ると、突起１５が元の位置に復帰して、窪み２５に嵌る。これにより、突起１５が窪み２５に係止されて、カバー２０がケース１０に仮止めされる。このように、突起１５が係止部として機能し、窪み２５が被係止部として機能する。

また、第２ハウジング部１３の下部がカバー２０の内側に嵌まり、カバー２０内にケース１０が位置決めされる。そして、第２ハウジング部１３から突出する鍔部１１が、カバー２０の下側開口を取り囲む周縁部２４と重なる。つまり、ケース１０の鍔部１１の上面に、カバー２０の周縁部２４の下端が全周に亘って当接する。

このように車両用スイッチ１００が組み立てられた状態で、ケース１０がカバー２０よりも上側になるように車両用スイッチ１００をその上下方向を反転する。この際、ケース１０とカバー２０とが仮止めされているため、ケース１０とカバー２０とを固定させておく必要がなく、これらを容易に反転することができる。

そして、ケース１０の鍔部１１とケース１０の周縁部２４とを接触させて、鍔部１１及び／又は周縁部２４に圧力を加える。この鍔部１１及び周縁部２４の互いに対向する面はそれぞれ、平坦で且つ平滑であるため、これらを密着させることができる。

この密着した状態で、ケース１０の鍔部１１に向かってその上方からレーザ光を照射する。このレーザ光に対する鍔部１１の透過率が周縁部２４の透過率よりも高いため、レーザ光は鍔部１１を透過し、鍔部１１に重なるカバー２０の周縁部２４に当たり吸収される。これにより、周縁部２４が加熱されて溶融し、この熱で鍔部１１も加熱されて溶融する結果、周縁部２４は鍔部１１に溶着する。

この際、鍔部１１及び周縁部２４の各対向面が平坦で且つ平滑であるため、レーザ光が各対向面における反射及び散乱を低減でき、鍔部１１及び周縁部２４を効率的に溶融することができる。また、周縁部２４と鍔部１１とが同じ材料で形成されていると、これらの融点が同じである。このため、周縁部２４を加熱し過ぎることなく、周縁部２４の熱により周縁部２４及び鍔部１１の両方を溶融することができ、周縁部２４の炭化等の問題を低減することができる。

このように、周縁部２４の全周に亘って鍔部１１を溶着させて接合するため、この間の隙間が封止されて水密性が確保される。このようにして、図１に示す車両用スイッチ１００が形成される。

次に、車両用スイッチ１００の使用方法について説明する。例えば、車両用スイッチ１００は、ケース１０の第１ハウジング部１２内の端子５３が、コネクタ及びリード線等によってストップランプ、イグニションスイッチ、バッテリー及び車両等の電子回路（図示せず）等に接続される。

また、車両用スイッチ１００は、車両ブレーキペダルのアームによって軸体３０が押圧された状態で車両に装着される。このため、ブレーキペダルが踏まれていない状態では、軸体３０による押圧力がバネ６０の弾性力よりも大きく、軸体３０を介して摺動体４０がケース１０側へ押される。

一方、ブレーキペダルが踏まれると、ブレーキペダルのアームが軸体３０から離れる方向へ移動する。これにより、軸体３０による押圧力がバネ６０の弾性力より小さくなり、軸体３０によりケース１０側へ押さえ込まれていた摺動体４０がケース１０から離れる方向へ移動する。これに伴い、摺動体４０に装着されている磁石４１とケース１０に取り付けられている検出部５１との間隔が変わり、検出部５１が検出する磁石４１の磁場が変化する。制御部は、この磁場の変化に伴いスイッチング部を開状態から閉状態に切り替えて、ストップランプは点灯する。

このように構成された車両用スイッチ１００によれば、ケース１０の鍔部１１が、カバー２０の周縁部２４を全周に亘って覆い、且つ、周縁部２４と溶着されている。これにより、ケース１０とカバー２０との間の水密性が確保されるため、車両用スイッチ１００の防水性が高められる。また、ケース１０とカバー２０との間の封止に接着剤等のこれら以外の部材が用いられないため、製品コストの上昇を抑制することができる。

さらに、車両用スイッチ１００では、ケース１０の外面に突起１５（係止部）が設けられ、カバー２０の内面に窪み２５（被係止部）が設けられている。この突起１５が窪み２５に嵌り係止されることにより、ケース１０とカバー２０とが仮止めされるため、これらを固定する治具を用いる必要がなく、製造コストの上昇を抑制することができる。

また、ケース１０は、摺動体４０を収容する凹部１４と、突起１５の周囲に設けられ、且つ、凹部１４の内部空間と繋がる切欠き１６と、を有する。これにより、ケース１０にカバー２０を被せるという通常の組み立て作業において、切欠き１６により形成される連結部分１５ｂが撓み、突起１５が凹部１４内に押される。そして、突起１５が窪み２５に対向する位置に至ると、突起１５がカバー２０の窪み２５に嵌る。このため、仮止めのための作業が必要なく、製造コストの上昇を低減することができる。

（その他の実施の形態）
上記実施の形態では、ケース１０が鍔部１１を有し、この鍔部１１とカバー２０の周縁部２４とを溶着したが、ケース１０の形状及び溶着箇所はこれに限定されない。ケース１０とカバー２０とを互いに当接させる箇所を設け、この当接箇所を溶着させるようにすればよい。

上記実施の形態では、ケース１０に係止部として突起１５を形成し、カバー２０に被係止部として窪み２５を形成した。ただし、係止部及び被係止部の形状はこれに限定されない。

上記実施の形態では、摺動体４０には磁石４１が設けられ、この磁石４１の磁場を検出部５１が検出した。これに対して、被検出部は磁石４１に限定されない。例えば、被検出部は発光体であって、検出部は光を検出するものであってもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の車両用スイッチ及びその製造方法は、コストの上昇を低減しつつ、防水性の向上が図られる車両用スイッチ等として有用である。

１０ ：ケース
１１ ：鍔部
１４ ：凹部
１５ ：突起（係止部）
１６ ：切欠き
２０ ：カバー
２４ ：周縁部
２５ ：窪み（被係止部）
４０ ：摺動体
４１ ：磁石
５１ ：検出部
１００ ：車両用スイッチ

Claims (5)

1. 被検出体が設けられた摺動体を摺動可能に内部空間に収容するケースと、
   前記被検出体を検出する検出部と、
   前記検出部と共に前記ケースを覆う筒状のカバーと、を備え、
   前記ケースは、前記カバーの開口の周縁部を全周に亘って覆う環状の鍔部を有し、
   前記ケースの外面に係止部である突起、及び、前記突起の周囲に設けられ前記内部空間と繋がる切欠きが設けられ、
   前記カバーの内面に前記係止部を係止する被係止部である窪みが設けられ、
   前記窪みの深さは前記カバーの厚みよりも小さく前記窪みは前記カバーを貫通せず、
   前記窪みに前記突起が係止されると共に、前記周縁部に前記鍔部が溶着されており、
   前記突起は、前記ケースの外面に１つ設けられる、車両用スイッチ。
2. 前記ケースは、前記摺動体の摺動方向に突出し、前記摺動体を収容するハウジング部をさらに有し、
   前記ハウジング部に前記突起、及び、前記突起が設けられる面と反対側の面が開口された凹部が設けられ、
   前記検出部を搭載した基板が、前記開口を塞ぐように前記ハウジング部に取り付けられている、請求項１に記載の車両用スイッチ。
3. 前記鍔部のレーザ光の透過率は、前記周縁部のレーザ光の透過率より高い、請求項１又は２に記載の車両用スイッチ。
4. 前記鍔部及び前記周縁部は熱可塑性樹脂により形成され、
   前記鍔部の熱可塑性樹脂の融点は、前記周縁部の熱可塑性樹脂の融点と同じである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用スイッチ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用スイッチの製造方法であって、
   前記窪みを前記突起に係止して前記ケースと前記カバーが仮止めされた後に、前記周縁部と前記鍔部を溶着する、車両用スイッチの製造方法。

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