(57)【要約】【課題】ハウジングの外部からハウジング内に気体が侵入し難いスイッチ装置を提供する。【解決手段】気密性を有したハウジング１内にスイッチ機構２が収納され、スイッチ機構２を開閉するように操作される操作子４は、ハウジング１に設けた開口部３を通してハウジング１の外部に突出する。ハウジング１の外側面における開口部３の周囲に対しては、操作子４の操作に伴って変形する封止キャップ１８が開口部３の全周にわたって気密接合され、封止キャップ１８が開口部３におけるハウジング１と操作子４との間に形成される隙間１２を封止する。封止キャップ１８の厚み方向の少なくとも一面には、薄膜からなり封止キャップ１８における気体の透過を防止する保護膜２９が形成される。【選択図】図１
2006351391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密性を有しスイッチ機構が収納されたハウジングと、ハウジングに設けた開口部を通してハウジングの外部に突出しておりスイッチ機構を開閉するように操作される操作子と、ハウジングの外側面における開口部の周囲に対し開口部の全周にわたって気密接合され開口部におけるハウジングと操作子との間に形成される隙間を封止し、かつ操作子の操作に伴って変形する封止キャップと、封止キャップの厚み方向の少なくとも一面に形成される薄膜からなり封止キャップにおける気体の透過を防止する保護膜とを備えることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記保護膜は、前記封止キャップの厚み方向の両面にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記保護膜は、前記封止キャップの厚み方向における各面のうちの前記操作子が操作される際の伸縮量が小さいほうの一面に形成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記操作子は、操作時に外力が加えられる操作面を前記ハウジングの外部に突出した先端部に有し、前記封止キャップは、操作子の先端部を外方に突出させる挿通孔が形成されており、挿通孔の周囲が操作子の周面に対し挿通孔の全周にわたって気密接合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記保護膜は、真空蒸着法とスパッタリング法とから選択される薄膜形成法により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記封止キャップはシリコーンゴムから形成され、前記保護膜はダイヤモンドライクカーボンから形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密性を有するハウジング内にスイッチ機構を収納したスイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のスイッチ装置として、ハウジングに設けた開口部からハウジングの外部に突出し、ハウジング内のスイッチ機構を開閉するように操作される操作子を備えたものが提供されている。
【０００３】
開口部を設けたスイッチ装置では、開口部においてハウジングと操作子との間に隙間が形成されることになるから、この隙間を通して水や塵埃がハウジング内に侵入しないように、ハウジングの外側面における開口部の周囲に対し開口部の全周にわたって気密接合され前記隙間を封止する封止キャップが設けられる（特許文献１参照）。封止キャップは、操作子の操作を妨げないように操作子の操作に伴って変形する必要があり、さらに、耐久性に優れかつ温度特性に優れていることが望ましいので、シリコーンゴムから形成されたものが多い。
【特許文献１】特開平４−１６７３１５号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シリコーンゴムなどから形成された従来の封止キャップでは気体の透過まで防止することはできず、封止キャップを透過した気体が開口部におけるハウジングと操作子との間の隙間を通してハウジング内に侵入する可能性がある。したがって、たとえば腐食性のガスの濃度が高い環境下でこの種のスイッチ装置を使用する場合に、ハウジング内に侵入した腐食性のガスによりスイッチ機構の接点が腐食され接触不良になるなどの問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、ハウジングの外部からハウジング内に気体が侵入し難いスイッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、気密性を有しスイッチ機構が収納されたハウジングと、ハウジングに設けた開口部を通してハウジングの外部に突出しておりスイッチ機構を開閉するように操作される操作子と、ハウジングの外側面における開口部の周囲に対し開口部の全周にわたって気密接合され開口部におけるハウジングと操作子との間に形成される隙間を封止し、かつ操作子の操作に伴って変形する封止キャップと、封止キャップの厚み方向の少なくとも一面に形成される薄膜からなり封止キャップにおける気体の透過を防止する保護膜とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、開口部におけるハウジングと操作子との間に形成される隙間は封止キャップにより封止され、かつ封止キャップにおける気体の透過が保護膜により防止されているから、開口部におけるハウジングと操作子との間に形成される隙間を通して気体がハウジング内に侵入することを防止することができる。しかも、保護膜は薄膜からなるので、封止キャップ自体の性能を損なわずに封止キャップを気体が透過することを防止できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記保護膜が、前記封止キャップの厚み方向の両面にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、封止キャップの厚み方向の一面のみに保護膜を形成するよりも気体が封止キャップを透過し難くなるという利点がある。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記保護膜が、前記封止キャップの厚み方向における各面のうちの前記操作子が操作される際の伸縮量が小さいほうの一面に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、操作子が操作される際の保護膜の伸縮量が比較的小さいので、操作子が操作されても保護膜は劣化し難いという利点がある。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記操作子が、操作時に外力が加えられる操作面を前記ハウジングの外部に突出した先端部に有し、前記封止キャップが、操作子の先端部を外方に突出させる挿通孔が形成されており、挿通孔の周囲が操作子の周面に対し挿通孔の全周にわたって気密接合されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、操作面を有した操作子の先端部が封止キャップから突出するので、封止キャップに触れることなく操作子を操作することができ、封止キャップに形成された保護膜は操作子が操作されても劣化し難いという利点がある。また、操作子全体を封止キャップで覆う場合に比べて封止キャップの表面積を小さくできるから、気体はよりハウジング内に侵入し難くなる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記保護膜が、真空蒸着法とスパッタリング法とから選択される薄膜形成法により形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、どのような形状の封止キャップを用いたスイッチ装置であっても、封止キャップに保護膜を設けることにより開口部を通して気体がハウジング内に侵入することを防止できる。また、複数個の封止キャップに対して同時に保護膜を形成することができるから、大量のスイッチ装置を製造する際の工数の増加を抑えることができ低コスト化につながる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記封止キャップがシリコーンゴムから形成され、前記保護膜がダイヤモンドライクカーボンから形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、開口部におけるハウジングと操作子との間に形成される隙間は封止キャップにより封止され、かつ封止キャップにおける気体の透過が保護膜により防止されているから、開口部におけるハウジングと操作子との間に形成される隙間を通して気体がハウジング内に侵入することを防止することができる。しかも、保護膜は薄膜からなるので、封止キャップ自体の性能を損なわずに封止キャップを気体が透過することを防止できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本実施形態のスイッチ装置は、図２に示すように、直方体状に形成されたハウジング１内にスイッチ機構２（図１（ａ）参照）を収納し、かつハウジング１に設けた開口部３（図１（ａ）参照）を通して操作子４がハウジング１の外部に突出した構成を有する。以下では、図２（ａ）の上下左右を上下左右として、まずスイッチ装置の基本構成について説明する。
【００１９】
ハウジング１は、一方の側面（図２（ａ）の右端面）が開放された箱状に形成されたボディ５を備え、ボディ５の前記側面からスイッチ機構２の端子板６〜８（図１（ａ）参照）を外方に臨ませる形でスイッチ機構２を収納し、各端子板６〜８にそれぞれリード線９を接続した状態で前記側面を封止するようにシール剤１０が充填されることにより気密性を確保している。開口部３はハウジング１の上面に円形状に開口する。さらにハウジング１には、スイッチ装置を電気機器等に取り付ける際に用いる取付孔１１が設けられている。
【００２０】
操作子４は、図１（ｂ）に示すように、開口部３の形状に合わせて上下方向に長い円柱状に形成されており、開口部３内においてハウジング１との間に隙間１２を有することにより軸方向への直進移動が可能となる。さらに、ハウジング１における開口部３の内周面にはグリスが塗布され、ハウジング１と操作子４との間の摩擦が低減されている。そして、詳しくは後述するが、操作子４は上端部が押操作されることによりハウジング１内のスイッチ機構２を開閉する。
【００２１】
ここで、操作子４の下端部に設けた鍔部１３がハウジング１の内側面における開口部３の周縁に当接することにより操作子４の抜け止めとして機能する。そして、本実施形態では、円柱状であって軸方向に開口部３が貫設された保持枠１４を、ボディ５の上壁に貫設された透孔１５内に上方から嵌着することによりハウジング１を形成しており、ハウジング１の組立時に操作子４をハウジング１の内側から開口部３に挿通できるようにしてある。保持枠１４は、ボディ５との間に隙間が生じないように、外周面の全周にわたって設けた係止片１６を透孔１５の内周面に形成された段差１７上に載置する形でボディ５に組み合わされる。
【００２２】
さらに、シリコーンゴムから下面開口の有底円筒状に形成された封止キャップ１８が、上壁に貫設された挿通孔１９（図３（ａ）参照）から操作子４の上端部を突出させる形で操作子４に装着される。操作子４の外周面の一部には嵌合溝２０が全周にわたって形成されており、封止キャップ１８は挿通孔１９の周縁をこの嵌合溝２０に嵌合させた状態で挿通孔１９の全周にわたって操作子４に気密接合される。また、封止キャップ１８の下端部は、ボディ５における透孔１５の内周面と保持枠１４の外周面との間に挟持されるとともに、開口部３の全周にわたってボディ５に超音波溶着などにより気密接合される。つまり、開口部３におけるハウジング１と操作子４との間の隙間１２が封止キャップ１８により封止されることになる。
【００２３】
封止キャップ１８の上壁は、図３（ａ）に示すように、挿通孔１９の周囲に下方に凸となる円環状の凹部２１および上方に凸となる円環状の凸部２２が形成されることによって、挿通孔１９を通りかつ上下方向に沿う断面（つまり図３（ａ）に示す断面）が上下方向に蛇行する形状となっている。このように凹部２１や凸部２２を設けると封止キャップ１８の上壁における外周縁と挿通孔１９の周縁との間の距離が延長されることになり、図１（ｄ）に示すように、操作子４が押し込まれた状態であっても、封止キャップ１８において上記凹部２１や凸部２２を形成していた部分が引き伸ばされることによって、封止キャップ１８自体はほとんど伸縮することなく変形することになる。したがって、操作子４の操作に伴って封止キャップ１８にかかるストレスを低減することができる。
【００２４】
一方、スイッチ機構２は、図１（ａ）に示すように、互いに上下方向に対向する形でそれぞれ位置固定される一対の端子板６，７と、両端子板６，７の間に先端部が挿入された可動子２３に後述する支持板２４を介して接続された端子板８とを備える。一対の端子板６，７の各対向面には常閉接点２５と常開接点２６とがそれぞれ設けられており、可動子２３の先端部であって常閉接点２５および常開接点２６に対応する部位には共通接点２７が設けられる。可動子２３は、共通接点２７を常閉接点２５および常開接点２６にそれぞれ接離可能とするように、支持板２４との連結部を支点として回動自在に支持される。支持板２４は、可動子２３の基端部（つまり可動子２３における支持板２４との連結部）を上下方向に可動とするように、端子板８との連結部を支点として回動自在に支持される。さらに、可動子２３は、端子板８との間にばね力を生じる板ばねからなる反転ばね２８によって、共通接点２７を常閉接点２５と常開接点２６とのいずれかに接触させる向きにばね付勢される。このように構成されるスイッチ機構２は、可動子２３の基端部を操作子４の下端面に当接させる位置に配置される。
【００２５】
以下、本実施形態のスイッチ装置の動作について簡単に説明する。まず、図１（ａ）に示すように操作子４の鍔部１３が保持枠１４の下面に当接している状態（以下、初期状態という）においては、可動子２３は共通接点２７を常閉接点２５に接触させる向きに反転ばね２８よってばね付勢され、端子板６と端子板８とが導通する。一方、操作子４が押し込まれると、可動子２３が操作子４に押圧されて下方に移動する。ここで、可動子２３が所定の位置まで押し込まれると、反転ばね２８が可動子２３をばね付勢する向きが反転し、共通接点２７が常閉接点２５側から常開接点２６側に瞬時に移動する。つまり、操作子４が押し込まれ、図１（ｃ）に示すように支持板２４の下端部がハウジング１の内側面に当接している状態（以下、操作状態という）においては、可動子２３は共通接点２７を常開接点２６に接触させる向きに反転ばね２８によってばね付勢され、端子板７と端子板８とが導通する。そして、操作子４の押圧を停止すれば、可動子２３および操作子４は反転ばね２８のばね力によって初期状態に復帰する。
【００２６】
ところで、本実施形態のスイッチ装置は、上述した基本構成に加えて以下に説明する構成を採用することにより、気体が開口部３におけるハウジング１と操作子４との間の隙間１２を通してハウジング１内に侵入することを防止している。
【００２７】
すなわち、本実施形態では、図３に示すように、封止キャップ１８の厚み方向の両面に、封止キャップ１８における気体の透過を防止する保護膜２９を形成してある。保護膜２９は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる薄膜であって、封止キャップ２８の厚み寸法に比較して十分に小さい膜厚（たとえば数〜数千Å）で形成される。これにより、封止キャップ１８で封止された隙間１２を通して気体がハウジング１内に侵入することを防止できる。その結果、腐食性のガスの濃度が高い環境下でスイッチ装置を使用する場合であっても、腐食性のガスがハウジング１内に侵入することはなく、スイッチ機構２の接点が腐食することを防止することができる。なお、ダイヤモンドライクカーボンは、ダイヤモンドとグラファイトとの中間的な特性を有する非晶質のカーボンとして知られている。
【００２８】
ここで、操作子４において操作時に外力が加えられる操作面となる上面は封止キャップ１８から露出しているので、封止キャップ１８に触れることなく操作子４を操作することができ、封止キャップ１８に形成された保護膜２９は操作子４が操作されても劣化し難い。しかも、保護膜２９を薄膜としたことにより、封止キャップ１８自体の性能が損なわれることはないので、封止キャップ１８をシリコーンゴムから形成した本実施形態であれば、封止キャップ１８が操作子４の操作に伴って変形するのは勿論のこと、耐久性に優れかつ温度特性に優れた封止キャップ１８の性能が維持されることになる。
【００２９】
上述した保護膜２９は真空蒸着法とスパッタリング法とから選択される薄膜形成法により形成されており、これにより、上述した形状の封止キャップ１８に限らずどのような形状の封止キャップ１８に対しても保護膜２９の形成が可能である。さらに、図４に示すように複数個の封止キャップ１８が一面上に一体に成形されたゴムシート３０に対して、保護膜２９を上記薄膜形成法により形成すれば、ゴムシート３０における複数個の封止キャップ１８に対して同時に保護膜２９を形成することができるので、大量のスイッチ装置を製造する際に保護膜２９を形成することによる工数の増加を抑えることができ低コスト化につながる。また、上述したように開口部３の内周面にはグリスが塗布されているので、万一、封止キャップ１８から保護膜２９の一部が剥離することがあっても、剥離した保護膜２９の欠片はグリスに付着することになり、保護膜２９の欠片が隙間１２を通してハウジング１内に侵入することはない。
【００３０】
本実施形態では、保護膜２９を封止キャップ１８の厚み方向の両面に形成しているが、保護膜２９を封止キャップ１８の厚み方向における各面のうちのいずれかに形成するようにしてもよい。この場合に、保護膜２９を形成する面としては、封止キャップ１８の厚み方向における各面のうちの操作子４が操作される際の伸縮量が小さいほうの一面を選択することが望ましい。そして、保護膜２９を形成する際には、封止キャップ１８における保護膜２９が設けられる一面が操作子４の可動範囲内で最も引き伸ばされた状態で保護膜２９を形成することが望ましく、これにより、操作子４の操作にかかわらず保護膜２９の膜厚を成形時の膜厚以上に維持することができ、封止キャップ１８における気体の透過を防止するという効果を確実に奏することになる。
【００３１】
さらに、封止キャップ１８に挿通孔１９を設けずに操作子４全体を封止キャップ１８で覆う構造を採用し、封止キャップ１８越しに操作子４が操作される場合にも、上述したように封止キャップ１８の厚み方向の両面（あるいは片面）に保護膜２９を形成することにより、封止キャップ１８における気体の透過を防止し、ハウジング１内への気体の侵入を防止することができる。
【００３２】
また、図５には、封止キャップ１８に保護膜２９を形成したスイッチ装置であって、上述したスイッチ装置とは基本構成が異なるスイッチ装置の一例を示す。ただし、図５においては保護膜２９は特に図示していない。
【００３３】
以下、図５のスイッチ装置の動作を簡単に説明する。操作子４が押し込まれると、図１（ａ）の可動子２３および支持板２４に代えて設けられた板ばねからなる可動ばね２３’が、端子板８に支持された基端部を支点として操作子４に押圧されて下方に移動する。ここで、可動ばね２３’が所定の位置まで押し込まれると、反転ばね２８が可動ばね２３’をばね付勢する向きが反転し、可動ばね２３’の先端部に設けた共通接点２７が常閉接点２５側から常開接点２６側に瞬時に移動することになる。なお、図５に示すハウジング１では、保持枠１４（図１参照）を設けることなくボディ５自体に開口部３が貫設された構成を採用しており、封止キャップ１８の下端部は、ボディ５の上面における開口部３の周囲に開口部３の全周にわたって凹設された接合溝３１内に挿入されボディ５に気密接合される。
【００３４】
ところで、本実施形態では、操作子４の押操作に従って反転ばね２８が可動子２３（あるいは可動ばね２３’）をばね付勢する向きが反転しスイッチ機構２が開閉する所謂マイクロスイッチをスイッチ装置として例示したが、本発明が採用されるスイッチ装置はマイクロスイッチに限らない。さらに、本発明は操作子４が押操作される押釦式のスイッチ装置に限定されるものでもなく、たとえば、図６に示すように、操作子４を左右方向に傾けることによりスイッチ機構２が開閉するレバー式のスイッチ装置に本発明を採用することもできる。ただし、図６においては保護膜２９は特に図示していない。図６に示す構成では、押釦式のスイッチ装置と同程度の大きさにスイッチ装置を形成した場合に、開口部３においてハウジング１と操作子４との間に形成される隙間１２は押釦式のスイッチ装置に比べて大きくなるが、本発明では封止キャップ１８において気体が透過することを防止するので、隙間１２の大きさにかかわらず、当該隙間１２を通して気体がハウジング１内に侵入することを防止することができる。
【００３５】
なお、封止キャップ１８の材質および保護膜２９の材質はシリコーンゴムとダイヤモンドライクカーボンとの組み合わせに限るものではなく、たとえば封止キャップ１８をシリコーンゴム以外の合成ゴムから形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態の構成を示し、（ａ）は初期状態の一部破断断面図、（ｂ）は（ａ）の要部の断面図、（ｃ）は操作状態の一部破断断面図、（ｄ）は（ｃ）の要部の断面図である。
【図２】同上の外観を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】同上に用いる封止キャップを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部の断面図である。
【図４】同上の製造時に用いるゴムシートを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】同上の他の例を示す断面図である。
【図６】同上のレバー式のスイッチ装置の要部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は操作子を左方に傾けた状態の断面図、（ｃ）は操作子を右方に傾けた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ハウジング
２  スイッチ機構
３  開口部
４  操作子
１２  隙間
１８  封止キャップ
１９  挿通孔
２９  保護膜
【図１】
2006351391.tif 000003
【図２】
2006351391.tif 000004
【図３】
2006351391.tif 000005
【図４】
2006351391.tif 000006
【図５】
2006351391.tif 000007
【図６】
2006351391.tif 000008