JP6949372B2 - スイッチ装置とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のパワーシートを操作するランバースイッチ等として利用されるスイッチ装置とその製造方法に関し、特に、スイッチ装置全体の製造コスト低減やスイッチ装置としての信頼性の向上を図るのに好適なものである。

従来、この種のスイッチ装置としては、例えば特許文献１に記載されたシーソースイッチＳＷ（以下「従来のスイッチ装置ＳＷ」という）が知られている。この従来のスイッチ装置ＳＷは、ベース（２）上に設けられた複数の接点（３１、３２、３３）からなる固定接点群と、固定接点群上に配置された可動接点（５）と、可動接点（５）上に配置された操作体（１０）と、を備えている。そして、操作体（１０）を構成するノブ（６）の傾倒により、可動接点（５）がシーソーのように揺動して前記接点（３１、３３）に接触したり該接点から離れたりする構造になっている。

しかしながら、従来のスイッチ装置にあっては、固定接点群に対して半田付けによるハーネス（電線の束）の接続作業が必要であるため、スイッチ装置全体の製造コストが高くならざるを得ないという問題点を有している。また、半田付け不良によるハーネスの断線等、スイッチ装置としての機能に支障が生じるおそれもあり、その信頼性は高いものとは言えない。

以上の説明において、カッコ内の符号は特許文献１で用いられている符号である。

特開２０１７−７３２１５号公報

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、スイッチ装置全体の製造コスト低減やスイッチ装置としての信頼性の向上を図るのに好適なスイッチ装置とその製造方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、スイッチ機構部を備えたベースと、前記ベースの外底面部に嵌合可能に形成されたコネクタと、前記ベースと前記コネクタとを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、折り曲げ可能な複数の帯状金属片を並列に配置した形態、および、該各帯状金属片の一端側が前記ベースの側面部に埋設され、該各帯状金属片の他端側が前記コネクタの外底面部に埋設された形態になっており、前記ベースと前記コネクタは、前記複数の帯状金属片をパーティングラインとして金型で一体成形された形態になっていること、および、前記コネクタは、前記複数の帯状金属片の折り曲げによる回転移動で前記ベースの外底面部に配置され嵌合した形態になっていることを特徴とするものである。

前記本発明において、前記各帯状金属片の一端側には、前記ベースの側面部に隣接する位置に、折り曲げ用のノッチが設けられていることを特徴としてもよい。

前記本発明において、前記各帯状金属片の一端側は、前記スイッチ機構部の接点として機能するように構成され、前記各帯状金属片の他端側は、前記コネクタを構成するコネクタ端子として機能するように構成されていることを特徴としてもよい。

また、本発明は、スイッチ機構部を備えたベースと、前記ベースの外底面部に嵌合可能に形成されたコネクタと、前記ベースと前記コネクタとを連結する連結部と、を備えたスイッチ装置の製造方法であって、前記連結部は、折り曲げ可能な複数の帯状金属片を並列に配置した形態、該各帯状金属片の一端側が前記ベースの側面部に埋設され、該各帯状金属片の他端側が前記コネクタの外底面部に埋設された形態になっており、前記複数の帯状金属片をパーティングラインとして前記ベースと前記コネクタを金型で一体成形する工程と、前記一体成形後に、前記複数の帯状金属片の折り曲げによる前記コネクタまたはベースの回転移動で前記コネクタを前記ベースの外底面部に配置し嵌合させる工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明に係るスイッチ装置では、そのスイッチ装置の具体的な構成として、ベースとコネクタは、複数の帯状金属片をパーティングラインとして金型で一体成形された形態になっている。また、本発明に係るスイッチ装置の製造方法では、その具体的な製造工程として、前述の通り、複数の帯状金属片をパーティングラインとしてベースとコネクタを金型で一体成形する工程を採用した。このため、本発明によると、ベースとコネクタをそれぞれ別々の金型で個別に成形する必要がなく、ベースとコネクタの成形に必要な金型は例えば上型と下型からなる単純構造の金型で済み、金型費用を削減できる点、並びに、コネクタを介してハーネス（電線の束）のワンタッチ接続が可能であり、時間と手間を要するハーネスの半田付け作業を廃止できる点で、スイッチ装置全体のコスト低減を図ることができる。

また、本発明によると、前述の通り、ハーネスの半田付け作業を必要としないので、半田付け不良によるハーネスの断線というおそれもなく、スイッチ装置としての信頼性の向上も図れる。

本発明において「パーティングライン」とは、金型の分割されるラインのことを意味する。例えば、上型と下型からなる単純構造の金型の場合は、上型と下型の境界面で分割されるので、その境界面に含まれる線分がパーティングラインになる。このことは本発明の実施形態でも同様である。

本発明を適用したスイッチ装置の断面図。 図１のＳ矢視部分断面図。 複数の端子を折り曲げた後のベースとコネクタの状態を示した断面図。 図３のＡ矢視図。 複数の端子を折り曲げる前のベースとコネクタの状態を示した断面図。 図５のＢ矢視図。 複数の端子の折り曲げによるコネクタの回転移動で当該コネクタをベースの外底面部に配置し嵌合させる工程の説明図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明を適用したスイッチ装置の断面図、図３は複数の端子を折り曲げた後のベースとコネクタの状態を示した断面図、図４は図３のＡ矢視図、図５は複数の端子を折り曲げる前のベースとコネクタの状態を示した断面図、図６は図５のＢ矢視図、図７は複数の端子の折り曲げによるコネクタの回転移動で当該コネクタをベースの外底面部に配置し嵌合させる工程の説明図である。

図１のスイッチ装置１は、スイッチ機構部２を備えたベース３と、ベース３の外底面部３Ａに嵌合可能に形成されたコネクタ４と、ベース３とコネクタ４とを連結する連結部５とを備えている。

《ベース３の詳細》
図１、図３、図４を参照すると、ベース３は絶縁性の樹脂で成形され、ベース３の上面にはスイッチ室６が設けられている。スイッチ室６はその四方を縦壁６１で囲まれた形状になっており、スイッチ室６の上面６Ａは開口している。スイッチ室６の床面６Ｂはベース３の上面で構成され、スイッチ室６の縦壁６１はベース３の上面から立ち上がった形態となるように当該ベース３と一体に成形されている。

また、スイッチ室６の上面６Ａ開口にはカバー６２が取り付けられており、このカバー６２の天板６３には貫通孔６４を形成してあり、貫通孔６４の縁部には筒状部６５Ａを立設してある。さらに、図２を参照すると、筒状部６５Ａの内壁には１対のボス６５Ｂが設置されている。

図１、図６を参照すると、ベース３の外底面部３Ａには一対の嵌合壁３１が立設されている。この一対の嵌合壁３１は、ベース３の左右両側面の延長線上に位置し、かつ、コネクタ４がベース３の外底面部に配置されたときに、当該コネクタ４をその左右両側から挟み込んだ状態となるように形成してある。

さらに、図５と図６を参照すると、ベース３の外底面部３Ａには一対の嵌合爪３２が設けられている。この一対の嵌合爪３２（以下「第１の嵌合爪３２」という）は、嵌合壁３１と同じく、ベース３の左右両側面の延長線上に位置し、かつ、ベース３の外底面部３Ａから下向きに垂れ下がった形態の爪支持片３２Ａで支持された構造、および、コネクタ４がベース３の外底面部３Ａに配置されたときに、そのコネクタ４の側面と対向する構造になっている。

第１の嵌合爪３２の具体的な構成として、図１のスイッチ装置１では、左右の嵌合壁３１にスリット形状の切込み３２Ｂ（図６参照）を２つ形成し、これら２つの切り込み３２Ｂ間を撓み変形可能な爪支持片３２Ａ（図５参照）として構成するとともに、その爪支持片３２Ａの内側に第１の嵌合爪３２を凸設しているが、このような構成に限定されることはない。

さらに、図１、図３、図５を参照すると、ベースの外底面部３Ａには第２の嵌合爪３３が設けられている。第２の嵌合爪３３は、ベース３の左右両側面から見てそれらの中間付近に位置し、かつ、ベース３の外底面部３Ａから下向きに垂れ下がった形態の爪支持片３３Ａで支持された構造、および、コネクタ４がベース３の外底面部３Ａに配置されたときに、そのコネクタ４の先端部側（具体的には、後述するコネクタハウジング４の開口部４１Ａ側）に配置される構造になっている。

《連結部５の詳細》
図１、図４、図７を参照すると、連結部５は、折り曲げ可能な複数の帯状金属片５１を並列に配置した形態、および、各帯状金属片５１の一端側５１Ａがベース３の側面部３Ｂに埋設され、各帯状金属片５１の他端側５１Ｂがコネクタ４の外底面部４Ａに埋設された形態になっている。

さらに、各帯状金属片５１の一端側５１Ａには、ベース３の側面部３Ｂに隣接する位置に、折り曲げ作業を補助するためのノッチ５２（図５参照）を形成してある。このノッチ５２の具体的な構造例として、図１のスイッチ装置１では、帯状金属片５１の一面に、その面の幅方向に沿って断面Ｖ字形状あるいは断面Ｕ字形状の横溝を形成しているが、これに限定されることはない。

各帯状金属片５１の一端側５１Ａは、スイッチ機構部２を構成する後述の接点（固定接点群７）として機能するように構成されている。この一方、各帯状金属片５１の他端側５１Ｂは、コネクタ４を構成する後述のコネクタ端子４２として機能するように構成されている。

《コネクタ４の詳細》
図１を参照すると、コネクタ４は、ベース３と同じく絶縁性の樹脂で成形されるとともに、複数の帯状金属片５１の折り曲げによる回転移動（図５と図７を参照）でベース３の外底面部３Ａに配置され嵌合した形態になっている。

前記のような折り曲げによる回転移動はベース３とコネクタ４の相対的な回転移動であり、ベース３を固定してコネクタ４を回転移動させてもよいし、コネクタ４を固定してベース３を回転移動させてもよい。また、ベース３とコネクタ４の双方が互いに接近するような回転移動であってもよい。

コネクタ４の具体的な構成として、図１のスイッチ装置１では、当該コネクタ４は、開口部４１Ａを有する箱状のコネクタハウジング４１と、コネクタハウジング４１の内壁面から開口部４１Ａに向けて突出した複数（図１のスイッチ装置では４本）のコネクタ端子４２と、を備えた構成を採用している。

コネクタ端子４２の具体的な構成として、図１のスイッチ装置１では、各帯状金属片５１の他端側５１Ｂを多重に折り重ねることにより雄型端子として構成するとともに、雄型端子として有効な仕様（強度および厚み等）を確保しているが、これに限定されることはない。例えば、コネクタ端子４２として、例えば、各帯状金属片５１に２倍の厚みを採用することで、他端側５１Ｂを多重に折り重ねる事なく雄型端子を構成することも可能である。

図６を参照すると、コネクタ４の左右両側面（具体的にはコネクタハウジング４１の両側面）には、先に説明した第１の嵌合爪３２に対応する第１の凹溝４３が形成され、これら左右の第１の凹溝４３に対して第１の嵌合爪３２が引っ掛り係合することで、コネクタ４は、一対の嵌合壁３１間において、ベース３の外底面部３Ａにしっかり嵌合した状態になるように構成してある。

さらに、コネクタ４の先端部には、先に説明した第２の嵌合爪３３に対応する第２の凹溝４４が形成されており、この第２の凹溝４４に対して第２の嵌合爪３３が引っ掛り係合することにより、ベース３の外底面部３Ａに対するコネクタ４の嵌合力は、より一層効果的に高められている。

《ベース３とコネクタ４の一体成形に関する最適化の構造説明》
図３を参照すると、図１のスイッチ装置１を構成するベース３とコネクタ４は、先に説明した複数の帯状金属片５１をパーティングラインＰＬ（図５参照）として単純構造の金型、例えば上型およびこれに対向する下型からなる金型で一体成形された形態になっている。

具体的には、ベース３とコネクタ４の一体成形品において、パーティングラインＰＬより上の部分、すなわち、複数の帯状金属片５１より上方に位置するベース３の約上半分およびコネクタ４の一部は、いずれも、第１の型（例えば上型）で成形されている。この一方、同パーティングラインＰＬより下の部分、すなわち、複数の帯状金属片５１より下方に位置するベース３の約下半分およびコネクタ４の大部分は、いずれも、第１の型に対向する第２の型（例えば下型）で成形されている。

図１を参照すると、複数の帯状金属片５１を折り曲げた後のコネクタハウジング４１の開口部４１Ａはベース３の外底面部３Ａに対して横向きの状態になっているが、本実施形態ではベース３とコネクタ４を例えば上型と下型からなる単純構造の金型で一体成形するための構造として、図５に示したように、複数の帯状金属片５１を折り曲げる前のコネクタハウジング４１の開口部４１Ａは、ベース３の外底面部３Ａと略同じ方向を向くように成形している。

前記のような方向の一致は、要するに、コネクタハウジング４１の開口部４１Ａに対して垂直な線分（以下「コネクタハウジング開口法線Ｎ１」という）と、ベース３の外底面部３Ａに対して垂直な線分（以下「ベース外底面法線Ｎ２」という）とが、略同方向に設定されていることを意味する。

前述のように、複数の帯状金属片５１を折り曲げる前はコネクタハウジング開口法線Ｎ１とベース外底面法線Ｎ２とが一致していることから、パーティングラインＰＬより下の部分として例えば下型で成形されたベース３の一部とコネクタ４の大部分を下型から抜く作業（型抜き）では、それらをハウジング開口法線Ｎ１あるいはベース外底面法線Ｎ２に沿ってイジェクターピン等で下型から押し出すだけのだけの単純な作業で済む等、複数の帯状金属片５１を折り曲げる前の図１のスイッチ装置１は、ベース３とコネクタ４の一体成形に最適な形状となっている。

《スイッチ機構部２の概要》
スイッチ機構部２は、６つの接点からなる固定接点群７と、固定接点群７上に配置された２つの可動接点８と、可動接点８上に配置された操作体９と、を備えている。

固定接点群７の具体的な構成として、図１のスイッチ装置１では、固定接点群７は、図４に示したように、ベース３の前側（Ｆ）と後側（Ｒ）の２つに仕切られ、その前後それぞれの側において、３つの接点、具体的には共通接点７１と第１の個別接点７２と第２の個別接点７３とで構成されている。また、図４に示すように、共通接点７１と第１の個別接点７２と第２の個別接点７３は、ベース３の前側（Ｆ）と後側（Ｒ）では、左右反転した状態で配置されている。

なお、図１のスイッチ装置１では、図４のベース３に示す前側の固定接点群７を表している。

共通接点７１は、スイッチ室６の床面６Ｂに設けた凹部７４の内底面から所定の高さで上向きに突出するように形成してある。第１の個別接点７２と第２の個別接点７３は、共通接点７１を挟んで前記凹部７４の両側に配置されている。

共通接点７１の具体的な構造として、図４のベース３では、共通接点７１は、ベース３の前側（Ｆ）と後側（Ｒ）でそれぞれ独立している構成、および、先に説明した複数の帯状金属片５１のうち、２本の帯状金属片（以下「共通接点用金属片」という）の一端側５１Ａが折り曲げられて凹部７４の内底面から突出した構造を採用している。

また、第１の個別接点７２と第２の個別接点７３の具体的な構成として、図４のベース３では、第１の個別接点７２と第２の個別接点７３は、ベース３の前側（Ｆ）と後側（Ｒ）でそれぞれ繋がっている構成、および、先に説明した複数の帯状金属片５１のうち、共通接点用金属片以外の他の２本の帯状金属片５１の他端側５１Ｂがそれぞれ折り曲げられて凹部７４の両側に位置し露出した構造を採用している。

可動接点８は、複数の帯状金属片５１とは別の帯状金属片の中央部分をＵ字形状の湾曲部８０として折り曲げ加工した形態、その湾曲部８０を下向きにして共通接点７１上に配置することにより、共通接点７１に常時接触する構造、および、共通接点７１を支点にしてシーソーのように揺動可能に支持された構造になっている。

また、可動接点８の一端側は、第１の個別接点７２に当接可能な第１の当接部８１として構成され、同可動接点８の他端側は、第２の個別接点７３に当接可能な第２の当接部８２として構成されている。

操作体９の具体的な構成として、図１のスイッチ装置１では、操作体９は、カバー６２の前記ボス６５Ｂに嵌合された筒状のアクチュエータ６６と、アクチュエータ６６の筒内に収容されているバネ６７と、バネ６７の力によってアクチュエータ６６の先端部から可動接点８の方向に常時押出し付勢された状態になっている押圧部（スプリングホルダ）６８と、カバー６２の上方で浮いた状態となるようにアクチュエータ６６の筒状上端に取り付けたられた平板状のノブ６９と、を備えている。

そして、筒状部６５Ａ内において、筒状のアクチュエータ６６は、嵌合されたボス６５Ｂを基点として回転移動することによって、２方向（図１の例では左右方向）に傾倒できる構造になっている。

図１のスイッチ装置１において、例えば、ノブ６９の左右両縁部６９Ａ、６９Ｂのうち可動接点８の一端側（第１の当接部８２）上方に位置する縁部６９Ｂ付近を下方に押し込むと、その押し込み方向に向けてノブ６９と筒状のアクチュエータ６６が回転移動し傾倒する。この傾倒の角度に応じて押圧部６８が可動接点８上を摺動し第１の当接部８１に接近する。

そして、前記のような接近の過程において、押圧部６８が共通接点７１上を乗り越えると、共通接点７１を支点として可動接点８が揺動することで、可動接点８の他端側（第２の当接部８２）が上昇し第２の個別接点７３から離れる一方、可動接点８の一端側（第１の当接部８１）が下降し第１の個別接点７２に接触する。これにより、共通接点７１と第１の個別接点７２は可動接点８を介して導通し、共通接点７１と第２の個別接点７２は導通不可の状態になる。

前記のようにノブ６９の縁部６９Ｂ付近を下方に押し込んだ状態から、押し込みの手を離すと、ノブ６９と筒状のアクチュエータ６６は、押圧部（スプリングホルダ）６８内のバネ６８の力によって、元の中立位置に弾性復帰するように構成されている。

そして、前記のような弾性復帰の過程において、押圧部６８が共通接点７１上を乗り越えると、共通接点７１を支点として先の説明とは反対方向に可動接点８が揺動することで、可動接点８の一端側（第１の当接部８１）が上昇し第１の個別接点７２から離れる一方、可動接点８の他端側（第２の当接部８２）が下降し第２の個別接点７３に接触する。これにより、可動接点８を介して共通接点７１と第２の個別接点７３とが導通し、共通接点７１と第１の個別接点７２は導通不可の状態になる。

そして、図１のスイッチ装置１において前記とは逆のノブ６９の縁部６９Ａ付近を下方に押し込むと、接点が左右反転した状態で配置された奥側でも同様に可動接点８の搖動が生じる。

《図１のスイッチ装置１の製造方法の説明》
図１のスイッチ装置１の製造方法は、その特徴的な工程として、複数の帯状金属片５１をパーティングラインＰＬとしてベース３とコネクタ４を金型（例えば先に説明した上型と下型からなる単純構造の金型）で一体成形する工程（一体成形工程）と、この一体成形後に、複数の帯状金属片５１の折り曲げによるコネクタ４またはベース３の回転移動でコネクタ４をベース３の外底面部３Ａに配置し嵌合させる工程（嵌合組立て工程）と、を含んでいる。

《まとめ》
以上説明した本実施形態のスイッチ装置１では、その具体的な構成として、ベース３とコネクタ４は、複数の帯状金属片５１をパーティングラインＰＬとして金型で一体成形された形態になっている。また、本実施形態のスイッチ装置１の製造方法では、その具体的な製造工程として、複数の帯状金属片５１をパーティングラインＰＬとしてベース３とコネクタ４を金型で一体成形する工程を採用した。このため、本実施形態のスイッチ装置１やその製造方法によると、ベース３とコネクタ４をそれぞれ別々の金型で個別に成形する必要がなく、ベース３とコネクタ４の成形に必要な金型は例えば上型と下型からなる単純構造の金型で済み、金型費用を削減できる点、並びに、コネクタ４を介してハーネス（電線の束）のワンタッチ接続が可能であり、時間と手間を要するハーネスの半田付け作業を廃止できる点で、スイッチ装置１全体のコスト低減を図れる。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形が可能である。

例えば、スイッチ機構部２の構成は本実施形態の構造に限定されることはなく、別の構造のスイッチ機構部を採用してもよい。

１ スイッチ装置
２ スイッチ機構部
３ ベース
３Ａ ベースの外底面部
３Ｂ ベースの側面部
３１ 嵌合壁
３２ 一対の係合爪（第１の係合爪）
３２Ａ 爪支持片
３２Ｂ 切込み
３３ 第２の嵌合爪
３３Ａ 爪支持片
４ コネクタ
４Ａ コネクタの外底面部
４１ コネクタハウジング
４１Ａ コネクタハウジングの開口部
４２ コネクタ端子
４３ 第１の凹溝
４４ 第２の凹溝
５ 連結部
５１ 端子
５１Ａ 端子の一端側
５１Ｂ 端子の他端側
５２ ノッチ
６ スイッチ室
６Ａ スイッチ室の上面
６Ｂ スイッチ室の床面
６１ 縦壁
６２ カバー
６３ カバーの天板
６４ 貫通孔
６５Ａ 筒状部
６５Ｂ ボス
６６ アクチュエータ
６７ バネ
６８ 押圧部（スプリングホルダ）
６９ ノブ
７ 固定接点群
７１ 共通接点
７２ 第１の個別接点
７３ 第２の個別接点
７４ 凹部
８ 可動接点
８０ 湾曲部
８１ 第１の当接部
８２ 第２の当接部
９ 操作体
Ｎ１ コネクタハウジング開口の法線
Ｎ２ ベース外底面の法線

Claims (4)

1. スイッチ機構部を備えたベースと、
   前記ベースの外底面部に嵌合可能に形成されたコネクタと、
   前記ベースと前記コネクタとを連結する連結部と、を備え、
   前記連結部は、折り曲げ可能な複数の帯状金属片を並列に配置した形態、および、該各帯状金属片の一端側が前記ベースの側面部に埋設され、該各帯状金属片の他端側が前記コネクタの外底面部に埋設された形態になっており、
   前記ベースと前記コネクタは、前記複数の帯状金属片をパーティングラインとして金型で一体成形された形態になっていること、および、前記コネクタは、前記複数の帯状金属片の折り曲げによる回転移動で前記ベースの外底面部に配置され嵌合した形態になっていること
   を特徴とするスイッチ装置。
2. 前記各帯状金属片の一端側には、前記ベースの側面部に隣接する位置に、折り曲げ用のノッチが設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記各帯状金属片の一端側は、前記スイッチ機構部の接点として機能するように構成され、
   前記各帯状金属片の他端側は、前記コネクタを構成するコネクタ端子として機能するように構成されていること
   を特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ装置。
4. スイッチ機構部を備えたベースと、前記ベースの外底面部に嵌合可能に形成されたコネクタと、前記ベースと前記コネクタとを連結する連結部と、を備えたスイッチ装置の製造方法であって、
   前記連結部は、折り曲げ可能な複数の帯状金属片を並列に配置した形態、該各帯状金属片の一端側が前記ベースの側面部に埋設され、該各帯状金属片の他端側が前記コネクタの外底面部に埋設された形態になっており、
   前記複数の帯状金属片をパーティングラインとして前記ベースと前記コネクタを金型で一体成形する工程と、
   前記一体成形後に、前記複数の帯状金属片の折り曲げによる前記コネクタまたはベースの回転移動で前記コネクタを前記ベースの外底面部に配置し嵌合させる工程と、を含むこと
   を特徴とするスイッチ装置の製造方法。

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