(57)【要約】【課題】  長寿命かつ小型のスイッチ装置を提供する。【解決手段】  一実施形態に係るスイッチ装置は、底面に凸部を有する筐体と、固定接点を有し、前記筐体の前記底面上に前記凸部と嵌合した状態で配置される基板と、前記固定接点及び前記凸部の少なくとも一部の上方を覆うように配置される、反転動作が可能な可動接点と、前記可動接点を前記固定接点に向かって押下可能な操作子と、を備える。【選択図】  図４
2018181601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に凸部を有する筐体と、
固定接点を有し、前記筐体の前記底面上に前記凸部と嵌合した状態で配置される基板と、
前記固定接点及び前記凸部の少なくとも一部の上方を覆うように配置される、反転動作が可能な可動接点と、
前記可動接点を前記固定接点に向かって押下可能な操作子と、
を備えるスイッチ装置。
【請求項２】
前記基板は、前記凸部と嵌合する開口部を有する
請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記凸部の高さは、前記基板の高さより低い
請求項１又は請求項２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記開口部と嵌合した状態でかしめられる
請求項２又は請求項３に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記可動接点は、前記固定接点に接触する複数の脚部を備える
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記凸部は、２つの前記脚部の間に配置される
請求項５に記載のスイッチ装置。
【請求項７】
前記可動接点は、金属製の皿ばねである
請求項１乃至請求項６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、スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に設けられた固定接点と、当該固定接点の上方を覆うように配置された可動接点と、を備えるタクタイルスイッチが利用されている。近年、タクタイルスイッチの用途の多様化に伴い、タクタイルスイッチの小型化が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７１９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のタクタイルスイッチは、基板を筐体に固定するためのボスが、可動接点の外側に設けられていた。このため、利用可能な可動接点の大きさが、ボスにより制限されていた。タクタイルスイッチを小型化した場合、ボスによる制限によって可動接点がますます小さくなり、タクタイルスイッチの寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、長寿命かつ小型の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】
一実施形態に係るスイッチ装置は、底面に凸部を有する筐体と、固定接点を有し、前記筐体の前記底面上に前記凸部と嵌合した状態で配置される基板と、前記固定接点及び前記凸部の少なくとも一部の上方を覆うように配置される、反転動作が可能な可動接点と、前記可動接点を前記固定接点に向かって押下可能な操作子と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の各実施形態によれば、長寿命かつ小型のスイッチ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】スイッチ装置の一例を示す外観斜視図。
【図２】スイッチ装置の一例を示す分解斜視図。
【図３】基板の固定接点の周辺部分を示す平面図。
【図４】基板の固定接点の周辺部分を示す平面図。
【図５】基板を筐体に固定する前の図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】基板を筐体に固定した後の図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図７】図１のＡ−Ａ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。
【００１０】
一実施形態に係るスイッチ装置１００について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態に係るスイッチ装置１００は、タクタイルスイッチの一例である。図１は、スイッチ装置１００の一例を示す外観斜視図である。図２は、スイッチ装置１００の一例を示す分解斜視図である。図１及び図２に示すように、スイッチ装置１００は、筐体１と、基板２と、可動接点３Ａ〜３Ｃと、ステム４と、操作子５と、蓋体６と、を備える。
【００１１】
筐体１は、樹脂により形成された、スイッチ装置１００の本体部分である。図１に示すように、筐体１は、操作子５及び蓋体６と共にスイッチ装置１００の外装を構成する。筐体１は、図２に示すように、内部に基板２、可動接点３Ａ〜３Ｃ、ステム４、及び操作子５を収容する。筐体１は、底面１１と、側面１２と、を備える。
【００１２】
底面１１は、ボス１３を備える。ボス１３は、基板２を固定するために、後述する基板２の開口部２３と嵌合する凸部であり、底面１１から上方に突出するように設けられる。ボス１３について、詳しくは後述する。図２の例では、底面１１は、略矩形であるが、底面１１の形状はこれに限られない。
【００１３】
側面１２は、底面１１の外周部から上方に向かって設けられる。図２の例では、側面１２は、筐体１の内部に配置された基板２にワイヤハーネス７を接続するための開口部１４を備えるが、開口部１４は、底面１１に設けられてもよい。
【００１４】
基板２は、筐体１の底面１１上に配置される。基板２は、第１接点２１と、第２接点２２と、開口部２３と、出力端子２４Ａ，２４Ｂと、を備える。
【００１５】
第１接点２１及び第２接点２２は、基板２の表面に形成された固定接点であり、基板２の表面にプリントされた導電性材料や、基板２の表面に貼付された銅箔などにより形成される。スイッチ装置１００は、第１接点２１及び第２接点２２が電気的に接続されるとＯＮになり、電気的に接続されないとＯＦＦになる。第１接点２１及び第２接点２２は、電気的に接続されていないため、スイッチ装置１００は、通常時（操作子５の非押下時）にはＯＦＦである。
【００１６】
開口部２３は、筐体１の底面１１に設けられたボス１３と嵌合する貫通孔である。
【００１７】
出力端子２４Ａは、第１接点２１と電気的に接続されており、ワイヤハーネス７の端子７１Ａと接続される。出力端子２４Ｂは、第２接点２２と電気的に接続されており、ワイヤハーネス７の端子７１Ｂと接続される。
【００１８】
可動接点３Ａ〜３Ｃは、金属製の皿バネ（メタルコンタクト）であり、基板２上に重ねて配置される。具体的には、可動接点３Ａは、基板２上に配置される。可動接点３Ｂは、可動接点３Ａ上に配置される。可動接点３Ｃは、可動接点３Ｂ上に配置される。以下、可動接点３Ａ〜３Ｃを区別しない場合、可動接点３と称する。可動接点３は、接点部３１と、脚部３２と、を備える。
【００１９】
接点部３１は、上方に凸な形状を有し、操作子５の押下により、第１接点２１に接触する部分である。操作子５を押下した際に生じる接点部３１の反転動作により、操作子５の押下時のクリック感が生じる。ここでいう反転動作とは、操作子５の押下により、接点部３１が下方に凸な形状に変形する動作のことである。図２の例では、接点部３１は、円形であるが、接点部３１の形状はこれに限られない。
【００２０】
脚部３２は、接点部３１を基板２（第１接点２１）の上方に支持する部分であり、接点部３１の外周部に複数設けられる。脚部３２は、第２接点２２に接触し、第２接点２２と可動接点３とを電気的に接続する。図２の例では、脚部３２は、接点部３１の周囲に４つ設けられているが、脚部３２は３つ又は５つ以上設けられてもよい。
【００２１】
なお、本実施形態において、可動接点３は、シリコンゴムなどの樹脂により形成されてもよい。この場合、可動接点３の下面の一部（第１接点２１に接触する部分）に、導電性材料（金属やカーボン）により形成された接点部３１を設ければよい。この場合、固定接点（第１接点２１及び第２接点２２）は、接点部３１と接触及び離間が可能なように配置されればよい。
【００２２】
また、図２の例では、スイッチ装置１００は、３つの可動接点３を備えるが、１つ、２つ、又は４つ以上の可動接点３を備えてもよい。可動接点３の数は、スイッチ装置１００に要求されるクリック感に応じて設計すればよい。
【００２３】
また、図２の例では、可動接点３は、接点部３１の外周部に４つの脚部３２が設けられた十字形であるが、円形であってもよい。この場合、円形の接点部３１の外周部が、脚部３２の役割を果たす。
【００２４】
ステム４は、可動接点３の接点部３１上に配置される。操作者が操作子５を押下すると、ステム４を介して、可動接点３が押下され、可動接点３が第１接点２１に接触する。これにより、可動接点３を介して第１接点２１及び第２接点２２が電気的に接続され、スイッチ装置１００がＯＮになる。また、ステム４は、ステム４の中心を接点部３１の中心に合わせるように配置されるのが好ましい。これにより、操作者は、より確実に可動接点３の中心を押圧することができるため、より良い操作感触を得ることができる。なお、操作子５が可動接点３を直接的に押下可能である場合、スイッチ装置１００はステム４を備えなくてもよい。
【００２５】
操作子５は、シリコンゴムなどの樹脂により形成され、可動接点３が配置された基板２の上方の空間を覆うように、ステム４上に配置される。
【００２６】
操作子５は、操作部５１と、覆い部５２と、を備える。操作部５１は、スイッチ装置１００の操作者が操作（押下）する部分であり、上方に突出するように設けられる。図２の例では、操作子５は、１つの覆い部５２に対して操作部５１を１つ備えるが、複数の操作部５１を備えてもよい。この場合、操作部５１毎に、第１接点２１、第２接点２２、可動接点３、及びステム４が設けられる。
【００２７】
覆い部５２は、操作部５１を筐体１に対する所定の位置に支持する部分であり、外周部を筐体１の側面１２と接するように配置される。これにより、可動接点３が配置された基板２の上方の空間が、操作子５により密閉される。結果として、可動接点３が配置された基板２の上方の空間への水や異物の侵入が抑制され、スイッチ装置１００の寿命が長期化する。
【００２８】
蓋体６は、樹脂により形成された、スイッチ装置１００の蓋部分であり、操作子５の上部に配置され、外周部が筐体１の側面１２の上部に嵌合する。蓋体６は、開口部６１を備える。
【００２９】
開口部６１は、操作子５の操作部５１を突出させるための貫通孔であり、操作部５１の外径より大きく形成される。蓋体６は、開口部６１から操作部５１が突出した状態で、筐体１に固定される。なお、蓋体６が筐体１に固定されたときに、操作子５の覆い部５２は蓋体６と筐体１とにより圧接した状態で挟持されているため、可動接点３が配置された基板２の上方の空間への水や異物の侵入がさらに抑制され、スイッチ装置１００の寿命が長期化する。
【００３０】
図３及び図４は、基板２の固定接点（第１接点２１及び第２接点２２）の周辺部分を示す平面図である。図３では、可動接点３、ステム４、操作子５、及び蓋体６が省略されている。図４では、ステム４、操作子５、及び蓋体６が省略され、可動接点３が透過表示されている。
【００３１】
図３に示すように、第１接点２１は、基板２の中央部に配置される。操作部５１は、可動接点３の接点部３１を第１接点２１に対して押下可能なように、第１接点２１の上方に配置される。
【００３２】
第１接点２１には、第１接点２１と電気的に接続され、かつ、基板２の下面まで貫通した貫通電極２５が設けられる。また、出力端子２４Ａには、出力端子２４Ａと電気的に接続され、かつ、基板２の下面まで貫通した貫通電極２６が設けられる。貫通電極２５，２６は、基板２の下面で電気的に接続される。これにより、第１接点２１と出力端子２４Ａとが電気的に接続される。なお、図３の例では、第１接点２１は略円形であるが、第１接点２１の形状はこれに限られない。
【００３３】
第２接点２２は、第１接点２１の少なくとも一部を囲むように、基板２の外周部に形成される。図３の例では、第２接点２２は、第１接点２１の３方を囲むように形成されているが、４方を囲むように形成されてもよい。第２接点２２は、基板２の上面で、出力端子２４Ｂに接続される。
【００３４】
また、第２接点２２は、複数の接触部２７を備える。接触部２７は、可動接点３の脚部３２と接触する部分であり、基板２の外周縁に向かって延ばされた部分に相当する。図３の例では、４つの脚部３２と接触可能なように、４つの接触部２７が設けられている。図３に示すように、接触部２７は、基板２の外周縁近傍まで延ばされるのが好ましい。これにより、基板２上に配置可能な可動接点３を大きくできる。図４に示すように、可動接点３は、各脚部３２が各接触部２７と接触するように配置される。
【００３５】
また、筐体１の側面１２には、第１ガイド１５と、複数の第２ガイド１６と、が設けられる。
【００３６】
第１ガイド１５は、底面１１上で基板２を位置合わせするためのガイドであり、側面１２から筐体１の内側に向かって形成される。基板２の外周部には、第１ガイド１５と嵌合する切欠き部２８が設けられる。基板２を底面１１上に配置した際、切欠き部２８と第１ガイド１５とが嵌合することにより、基板２が底面１１上で所定の位置に位置合わせされる。
【００３７】
なお、第１ガイド１５の高さは、可動接点３の可動領域を制限しないように、すなわち、可動接点３の押下時に可動接点３と第１ガイド１５とが接触しないように、基板２の高さより低いのが好ましい。また、図３の例では、第１ガイド１５は、１つ設けられているが、複数設けられてもよい。
【００３８】
第２ガイド１６は、基板２上で可動接点３を位置合わせするためのガイドであり、側面１２から筐体１の内側に向かって突出して形成される。より詳細には、図４に示すように、第２ガイド１６は、可動接点３を基板２上に配置した際に、可動接点３の外周部の一部と接触するように形成される。可動接点３を基板２上に配置した際に、可動接点３の外周部の一部と第２ガイド１６とが接触することにより、可動接点３が基板２上で各脚部３２と各接触部２７とが接触する所定の位置に位置合わせされる。
【００３９】
なお、第２ガイド１６の高さは、可動接点３の外周部の一部と接触可能なように、基板２上に可動接点３を配置した際の接点部３１の高さより高いのが好ましい。また、図４の例では、第２ガイド１６は、６つ設けられているが、任意の数だけ設けられる。また、基板２は、基板２を底面１１上に配置した際に第２ガイド１６とは接触しない形状に形成されるのが好ましい。これにより、基板２の形状に要求される寸法精度を低減できる。
【００４０】
また、上述の通り、基板２は、開口部２３にボス１３が嵌合した状態で配置される。図４からわかるように、基板２を底面１１上に配置した際に、開口部２３及びボス１３は、少なくとも一部が可動接点３の下方に位置するように形成される。言い換えると、可動接点３は、開口部２３及びボス１３の少なくとも一部を覆うように配置される。このような構成により、可動接点３の大きさがボス１３に制限されないため、基板２上に配置可能な可動接点３を大きくできる。
【００４１】
また、開口部２３及びボス１３は、２つの脚部３２（接触部２７）の間に配置される。これにより、開口部２３及びボス１３を複数の脚部３２(接触部２７)の中央部に配置する場合に比べて、第１接点２１を大きく形成することができる。したがって、第１接点２１及び接点部３１をより確実に接触させることができる。また、第２接点２２が配置された脚部３２(接触部２７)の周辺に配置する場合に比べて、開口部２３及びボス１３を大きく形成することができる。これにより、ボス１３の強度を向上させ、基板２の位置合わせの精度を向上させることができる。
【００４２】
なお、ボス１３の高さは、可動接点３の可動領域を制限しないように、すなわち、可動接点３の押下時に可動接点３とボス１３とが接触しないように、基板２の高さより低いのが好ましい。また、図４の例では、ボス１３は、１つ設けられているが、複数設けられてもよい。
【００４３】
次に、本実施形態に係るスイッチ装置１００の組み立て方法について説明する。以下では、スイッチ装置１００を作業者が組み立てる場合を例に説明するが、スイッチ装置１００は同様の手順で自動機により組み立てることもできる。図５は、基板２を筐体１に固定する前の図３のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、基板２を筐体１に固定した後の図３のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００４４】
まず、図５に示すように、作業者は、第１ガイド１５及び切欠き部２８が嵌合し、ボス１３及び開口部２３が嵌合するように、基板２を筐体１の底面１１上に配置する。これにより、基板２が底面１１上の所定の位置に配置される。図５からわかるように、ボス１３は、開口部２３に嵌合可能なように、直径が開口部２３の直径より小さくなるように形成される。また、図５の例では、第１ガイド１５及びボス１３により、可動接点３の可動領域が制限されないように、第１ガイド１５及びボス１３は、基板２の高さより低く形成されている。
【００４５】
作業者は、基板２を底面１１上の所定の位置に配置すると、ポンチによりボス１３を上面側から押しつぶす（かしめる）。図示しないが、ポンチは下方へ向かって円錐状に突出した突出部を有しているのが好ましい。また、ボス１３の上面の中心部にはポンチの突出部の先端を挿入可能な凹部１７が設けられるのが好ましい。ポンチの突出部の先端を凹部１７に挿入した状態で、作業者がポンチによりボス１３を上面側から押しつぶすことにより、図６に示すように、ボス１３の直径が均等に広がり、ボス１３が開口部２３に嵌合した状態でかしめられ、基板２が筐体１に固定される。
【００４６】
次に、作業者は、可動接点３の各脚部３２及び第２接点２２の各接触部２７が接触し、可動接点３の外周部の一部及び第２ガイド１６が接触するように、基板２上に可動接点３を配置する。これにより、図４に示すように、可動接点３が基板２上の所定の位置に配置される。基板２上に可動接点３を配置すると、図７に示すように、脚部３２により、接点部３１が第１接点２１の上方に支持される。
【００４７】
続いて、作業者は、操作部５１の背面に形成された凹部にステム４が嵌合した状態で、操作子５を側面１２に嵌合させる。これにより、ステム４が可動接点３の接点部３１上に配置され、操作子５がステム４上に配置される。ステム４の下面は、接点部３１の上面に接触し、ステム４の上面は、操作部５１の下面に接触する。したがって、操作部５１の押下により、接点部３１を第１接点２１に対して押下可能となる。図７に示すように、側面１２は、操作子５（覆い部５２）の外周部と嵌合する嵌合部１８を備えるのが好ましい。また、作業者は、側面１２と操作子５の外周部との接触部分を、接着剤により接着してもよい。
【００４８】
その後、作業者は、開口部６１から操作部５１が突出した状態で、蓋体６を筐体１の側面１２に嵌合する。図７に示すように、側面１２は、蓋体６と嵌合する嵌合部１９を備えるのが好ましい。また、作業者は、側面１２と蓋体６との接触部分を、接着剤により接着してもよい。以上により、スイッチ装置１００の組み立てが完了する。
【００４９】
以上説明した通り、本実施形態によれば、可動接点３の大きさがボス１３に制限されないため、可動接点３の大きさが可動接点の外側に設けられたボスにより制限される従来のスイッチ装置に比べて、基板２上に配置可能な可動接点３を大きくできる。この結果、スイッチ装置１００を小型化した場合であっても、従来のスイッチ装置１００に比べて、スイッチ装置１００を長寿命化できる。すなわち、本実施形態によれば、長寿命かつ小型のスイッチ装置１００を提供できる。
【００５０】
本実施形態に係るスイッチ装置１００は、長寿命かつ小型であることが要求される任意の用途に利用できる。例えば、スイッチ装置１００は、自転車のブレーキユニットに設けられるギヤの切り替え用のスイッチとして利用できる。
【００５１】
なお、本実施形態において、ワイヤハーネス７の端子７１Ａ，７１Ｂは、スイッチ装置１００から抜き差し可能であってもよいし、半田などにより出力端子２４Ａ，２４Ｂに固定されていてもよい。また、スイッチ装置１００の出力端子２４Ａ，２４Ｂが、外部装置と接続可能なように筐体１から突出していてもよい。この場合、ワイヤハーネス７は不要である。
【００５２】
また、上記実施形態に挙げた構成等にその他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１：筐体
２：基板
３：可動接点
４：ステム
５：操作子
６：蓋体
７：ワイヤハーネス
１１：底面
１２：側面
１３：ボス
１４：開口部
１５：第１ガイド
１６：第２ガイド
１７：凹部
１８：嵌合部
１９：嵌合部
２１：第１接点
２２：第２接点
２３：開口部
２４Ａ，２４Ｂ：出力端子
２５：貫通電極
２６：貫通電極
２７：接触部
２８：切欠き部
３１：接点部
３２：脚部
５１：操作部
５２：覆い部
６１：開口部
７１Ａ，７１Ｂ：端子
【図１】
2018181601.tif 000003
【図２】
2018181601.tif 000004
【図３】
2018181601.tif 000005
【図４】
2018181601.tif 000006
【図５】
2018181601.tif 000007
【図６】
2018181601.tif 000008
【図７】
2018181601.tif 000009