(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の中空と、この第１の中空に連通する第２の中空を備えたケースと、
第１の中空を画成するケースの壁面に固定された固定接点と、
第２の中空を摺動するシャフトと、
シャフトに直接的もしくは間接的に固定され、シャフトの摺動に応じて固定接点との間で接触もしくは離間する可動接点と、を備え、
第２の中空を画成する摺動面の途中位置とシャフトの摺動面の途中位置の少なくとも一方に撥油層が形成されるとともに、第２の中空を画成する摺動面とシャフトの摺動面の少なくとも一方において、撥油層の形成位置よりも第１の中空側の位置に親油層が形成されているスイッチ。
【請求項２】
第２の中空を画成する摺動面とシャフトの摺動面の少なくとも一方において、親油層の形成位置よりも第１の中空側の位置に別途の撥油層が形成されている請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】
前記撥油層が形成される第２の中空の摺動面における前記途中位置は、第２の中空を画成する摺動面のうち、第１の中空とは反対側の端部である請求項１に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されるスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両において、ブレーキペダルを操作する際に適用されるストップランプや、方向指示の際に適用されるターンシグナルランプ、ドアの開閉の際に適用されるルームランプをはじめとする様々な機器に対し、これらの動作を実行するためにスイッチが用いられている。
【０００３】
このような車両に搭載されて各種機器の動作を実行するスイッチには多様な構造形態のものが存在するが、例えば、特許文献１で開示されるように、ブレーキペダル等の機器に連結されるシャフトが固定接点を配設するケースに移動自在に組み付けられ、シャフトの移動に連動して移動する可動接点がケース内に収納され、シャフトの移動に応じて固定接点と可動接点が接触および離間するように構成されたスイッチが広く適用されている。
【０００４】
ところで、上記構成のスイッチにおいては、車室内に残存している高分子シロキサンを主成分とするシリコーンオイルがケース内に浸入することが問題となっている。このシロキサンは熱エネルギによって分解され、この分解反応によって絶縁性の高い酸化シリコンを発生させる。したがって、ケース内にシリコーンオイルが浸入し、絶縁性の高い酸化シリコンが固定接点や可動接点の接点箇所に絶縁膜を形成し、この絶縁膜が通電障害の原因となってしまう。
【０００５】
特許文献１で開示されるストップランプスイッチでは、ケースの内面にシリコーンガスを吸着する吸着膜を形成することにより、ケース内で生成されたシリコーンガスが固定接点と可動接点の接点箇所に絶縁膜を形成するのを防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で開示のストップランプスイッチによれば、ケースの内面にシリコーンガスを吸着する吸着膜を形成することで、この吸着膜でシリコーンガスを捕捉し、電気接点箇所に絶縁膜が形成されるのを抑制することができる。しかしながら、ケース内に吸着膜を設けるスペースには限界があり、したがって、吸着膜で捕捉可能なシリコーンガス量には自ずと限界がある。
【０００８】
そして、吸着膜がシリコーンガスにて飽和状態となった場合には、新たに発生したシリコーンガスを捕捉することができない。そのため、電気接点箇所に絶縁膜が形成されるのを抑止することができなくなる。このように、ケース内に吸着膜を設けておく技術では、吸着膜の飽和によってシリコーンガス等の捕捉ができなくなるという課題を有しており、これを解消するには吸着膜を定期的に取替える必要がある。また、特許文献１では、液状のシリコーンオイルの捕捉は考慮されていない。
【０００９】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、シリコーンガスを吸着膜で捕捉するという技術思想に替えて、シリコーンオイルやシリコーンガスの量に関わらず、固定接点や可動接点の電気接点箇所に絶縁膜が形成されるのを抑止することのできるスイッチ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】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明によるスイッチは、第１の中空と、この第１の中空に連通する第２の中空を備えたケースと、第１の中空を画成するケースの壁面に固定された固定接点と、第２の中空を摺動するシャフトと、シャフトに直接的もしくは間接的に固定され、シャフトの摺動に応じて固定接点との間で接触もしくは離間する可動接点と、を備え、第２の中空を画成する摺動面の途中位置とシャフトの摺動面の途中位置の少なくとも一方に撥油層が形成されているものである。
【００１１】
本発明のスイッチは、ケースを構成する第２の中空の摺動面とこの第２の中空内を摺動するシャフトの摺動面のいずれか一方もしくは双方の途中位置に撥油層が形成されていることを特徴とするものであり、この摺動箇所に撥油層が形成されていることで、この撥油層でケース内に浸入してきた、もしくはケース内に浸入しようとするシリコーンオイル等の第１の中空への浸入を抑止し、もって、固定接点と可動接点が存在する第１の中空内へシリコーンオイル等が浸入するのを抑止することができるものである。
【００１２】
そして、このように第１の中空へのシリコーンオイルの浸入自体を抑止することから、シリコーンオイルやシリコーンガスを吸着膜で捕捉する技術の有する課題、すなわち、吸着膜が飽和した後にシリコーンガスの発生に起因して電気接点箇所で絶縁膜が形成されるといった課題は生じ得ない。
【００１３】
既述するように、本発明のスイッチは、主として、ブレーキペダルを操作する際に適用されるストップランプや、方向指示の際に適用されるターンシグナルランプ、ドアの開閉の際に適用されるルームランプをはじめとする様々な車両搭載機器の作動に供されるものである。たとえば、ストップランプスイッチとして適用される場合には、ブレーキペダルにシャフトが連結され、ブレーキペダルの操作に連動してシャフトが摺動し、これに応じて相互に離間していた固定接点と可動接点を接触させ、スイッチのオン制御を実行することができる。
【００１４】
ここで、「第２の中空を画成する摺動面の途中位置」や「シャフトの摺動面の途中位置」における「途中位置」とは、例えば第２の中空の摺動面が細長い筒体の中空からなり、シャフトがこの筒体内で摺動する棒状体からなる場合を例に説明すると、筒体においてはその先端位置（固定接点等を収容する第１の中空と反対側の端部）における摺動面や、先端から若干内側（第１の中空側）に入った位置の摺動面のことを意味しており、シャフトにおいてはこの筒体の位置に対応する位置のことを意味している。中でも、筒体の端部位置（およびこの端部位置に対応するシャフトの位置）に撥油層が形成されている場合には、シリコーンオイル等が摺動面に入り込む前に撥油できるため、シリコーンオイル等が第１の中空へ浸入するのを抑止することに対する信頼性は一層高くなる。
【００１５】
さらに、撥油層は、シリコーンオイル等の撥油効果を十分に奏するべく、筒体の摺動面の表面にリング状で所定の幅をもって形成されるのがよく、シャフトの摺動面に形成される場合も同様の形態で形成されるのがよい。
【００１６】
また、本発明によるスイッチの好ましい実施の形態は、第２の中空を画成する摺動面とシャフトの摺動面の少なくとも一方において、撥油層の形成位置よりも第１の中空側の位置に親油層が形成されているものである。
【００１７】
本実施の形態のスイッチは、摺動面において撥油層の形成位置よりも第１の中空側の位置に親油層が形成されているものであり、この構成により、撥油層で仮に撥油できずに摺動面を介して第１の中空側に浸入してきたシリコーンオイル等を親油層で捕捉することができ、シリコーンオイル等が第１の中空へ浸入するのを抑止することに対する信頼性はより一層高くなる。
【００１８】
さらに、本発明によるスイッチの好ましい実施の形態は、第２の中空を画成する摺動面とシャフトの摺動面の少なくとも一方において、親油層の形成位置よりも第１の中空側の位置に別途の撥油層が形成されているものである。
【００１９】
本実施の形態のスイッチは、摺動面において撥油層の形成位置よりも第１の中空側の位置に親油層が形成され、親油層の形成位置よりも第１の中空側の位置にさらに別途の撥油層が形成されているものであり、この構成によって、撥油層で仮に撥油できずに摺動面を介して第１の中空側に浸入し、さらに親油層で捕捉されずに第１の中空側に浸入してきたシリコーンオイル等を撥油層で撥油することができ、シリコーンオイル等が第１の中空へ浸入するのを抑止することに対する信頼性はさらにより一層高くなる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から理解できるように、本発明のスイッチによれば、ケースを構成する第２の中空の摺動面とこの第２の中空内を摺動するシャフトの摺動面のいずれか一方もしくは双方の途中位置に撥油層が形成されていることにより、シリコーンオイル等が摺動面を介して第１の中空へ浸入するのを撥油層にて効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のスイッチの実施の形態１を説明した模式図である。
【図２】図１のII−II矢視図である。
【図３】本発明のスイッチの実施の形態２を説明した模式図である。
【図４】本発明のスイッチの実施の形態３を説明した模式図である。
【図５】本発明のスイッチの実施の形態４を説明した模式図である。
【図６】本発明のスイッチの実施の形態５を説明した模式図である。
【図７】本発明のスイッチの実施の形態６を説明した模式図である。
【図８】本発明のスイッチの実施の形態７を説明した模式図である。
【図９】（ａ）は接点寿命の検証結果を示した図であり、（ｂ）はEPMA分析結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明のスイッチの実施の形態を説明する。なお、各実施の形態にかかるスイッチはいずれも、ブレーキペダルを操作する際に適用されるストップランプや、方向指示の際に適用されるターンシグナルランプ、ドアの開閉の際に適用されるルームランプをはじめとする様々な車両搭載機器に適用される。また、各実施の形態を説明する図はいずれも、固定接点と可動接点が若干離間した状態（スイッチオフの状態）を模擬したものである。
【００２３】
（スイッチの実施の形態１）
図１は本発明のスイッチの実施の形態１を説明した模式図であり、図２は図１のII−II矢視図である。図示するスイッチ１０は、相対的に大寸法の第１の中空１ｃとこの第１の中空に連通する相対的に小寸法で長尺な第２の中空１ｄを有するケース１、第２の中空１ｄ内で摺動自在に収容されたシャフト２、第１の中空内で相互に接触と離間を繰り返す固定接点５と可動接点６、シャフトの後端２ｂとケース１の間に介層されてシャフトを付勢するコイルバネ７、一対のコネクタ８ａ，８ｂから大略構成されている。
【００２４】
ケース１は、雄ケース１Ａと雌ケース１Ｂが相互に嵌め合いされることで構成されるものであり、雄ケース１Ａ、雌ケース１Ｂともに、耐薬品性や耐摩耗性の高いナイロン66、ポリアミドなどの樹脂素材から形成される。
【００２５】
雄ケース１Ａは、長尺で筒状を呈し、第２の中空１ｄを有するとともに、この第２の中空１ｄ内で摺動自在（Ｘ方向）にシャフト２を収容するシャフト収容部１ａと、このシャフト収容部１ａの有する第２の中空１ｄに連通して相対的に大寸法の第１の中空１ｃを有し、電気接点を収容する接点収容部１ｂと、から構成されている。
【００２６】
接点収容部１ｂの有する第１の中空１ｃ内では、その壁面にインシュレータ４ａが取付けられており、インシュレータ４ａにはコンタクトベース４ｂが取り付けられており、コンタクトベース４ｂに固定接点５がかしめ等で取り付けられている。
【００２７】
固定接点５は、導電性の良好な銅やその合金等から形成されている。
【００２８】
一方、可動接点６は、コンタクトベース４ｃにかしめ等で取付けられており、コンタクトベース４ｃはシャフト２の後端２ｂに取付いている。なお、可動接点６も固定接点５と同様に、導電性の良好な銅やその合金等から形成されている。
【００２９】
固定接点５と可動接点６が接触すると、一対のコネクタ８ａ，８ｂ間が可動接点６を介して導通する。
【００３０】
シャフト２の上端は不図示のリンク機構等によって不図示の操作部材と連結されている。シャフト２は不図示のバネ等によって通常はコイルバネ７の付勢（Ｚ方向）に抗して下方に押し込まれており（すなわち、不図示のバネの付勢力はコイルバネ７の付勢力よりも大きい）、したがって、可動接点６が固定接点５から離れた状態にあり、スイッチオフの状態となっている。操作部材が操作されると、シャフト２が図１において上方に摺動（移動）し、このことにともなって可動接点６も上方に移動する結果、可動接点６が固定接点５と接触し、両者の導通によってスイッチオンの状態になる。操作部材が操作されなくなると、不図示のバネの付勢によって可動接点６が固定接点５から引き離される。
【００３１】
スイッチ１０では、シャフト２の先端２ａの近傍に位置する側面（摺動面）、より具体的には、シャフト収容部１ａの先端１ａ’の領域に対応するシャフト２周囲の摺動面にリング状の溝２ｃが設けられており、この溝２ｃにリング状の撥油層３が形成されている。
【００３２】
このリング状の撥油層３により、外部（車室内）から摺動面に浸入しようとする（Ｙ１方向）高分子シロキサンを主成分とするシリコーンオイルの浸入を阻止するようになっている（Ｙ２方向）。
【００３３】
ここで、撥油層３は、フッ素系樹脂をコーティングすることによって形成するものであり、素材の具体例として、４フッ化エチレンや３フッ化エチレン、フッ化ビニリデン、４フッ化エチレン−６フッ化プロピリン共重合体、ＩＨ−ペンタデカフルオクチルメタアクリレート、過弗素ヒドロキシ不飽和エステル等を挙げることができる。
【００３４】
スイッチ１０によれば、シャフト２とケース１を構成する第２の中空１ｄの摺動面を介して浸入しようするシリコーンオイルを浸入前に撥油することができ、したがって、車室内に残存するシリコーンオイルの量に左右されることなく、第１の中空１ｃ内に存在する固定接点５と可動接点６の接点箇所がシリコーンオイルによる酸化シリコンに起因する絶縁膜で被膜され、通電障害が生じるといった問題を効果的に解消することができる。
【００３５】
（スイッチの実施の形態２）
図３は本発明のスイッチの実施の形態２を説明した模式図である。図示するスイッチ１０Ａは、シャフト２の摺動面において、スイッチ１０のリング状の溝２ｃよりもシャフトの長手方向に溝長さが長くなっているリング状の溝２ｄが設けてあり、シャフト２の先端２ａ側に撥油層３が形成され、それよりも第１の中空側にリング状の親油層３Ａが形成されたものである。
【００３６】
ここで、親油層３Ａの素材としては、ポリオキシエチレン脂肪酸グリセリルやポリオキシエチレン・メチルポリシロキサン共重合体、脂肪酸ソルビタン、脂肪酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリグリコール脂肪酸エステル、アルカロイルジエタノールアマイド、脂肪酸イソプロパノールアマイド等を挙げることができる。
【００３７】
既述するように、第２の中空１ｄの摺動面を介して浸入しようするシリコーンオイルは撥油層３で撥油することができる。しかしながら、シリコーンオイルの一部が撥油されずに摺動面を浸入する（Ｙ３方向）可能性も否定できないことから、このように撥油されずに摺動面を浸入したシリコーンオイルを第１の中空１ｃに入り込む前に捕捉することを目的として親油層３Ａが形成されている。
【００３８】
スイッチ１０Ａによれば、摺動面において撥油層３の形成位置よりも第１の中空側の位置に親油層３Ａが形成されていることにより、撥油層３で仮に撥油されずに摺動面を介して第１の中空側に浸入してきたシリコーンオイルを親油層３Ａで捕捉することができ、したがって、シリコーンオイルが第１の中空１ｃへ浸入するのを抑止することに対する信頼性がより一層高いスイッチとなる。
【００３９】
（スイッチの実施の形態３）
図４は本発明のスイッチの実施の形態３を説明した模式図である。図示するスイッチ１０Ｂは、シャフト２の摺動面において、スイッチ１０のリング状の溝２ｄよりもシャフトの長手方向に溝長さが長くなっているリング状の溝２ｅが設けてあり、シャフト２の先端２ａ側に撥油層３が形成され、それよりも第１の中空側にリング状の親油層３Ａが形成され、さらにそれよりも第１の中空側に別途のリング状の撥油層３Ｂが形成されたものである。
【００４０】
既述するように、第２の中空１ｄの摺動面を介して浸入しようするシリコーンオイルは撥油層３で撥油することができ、仮にシリコーンオイルの一部が撥油されずに摺動面を浸入したもの（Ｙ３方向）は親油層３Ａで捕捉することができる。しかしながら、シリコーンオイルの一部が親油層３Ａで捕捉されずに摺動面をさらに浸入する可能性も否定できないことから、このように撥油層３で撥油されず、さらに親油層３Ａで捕捉されずに摺動面を浸入したシリコーンオイルを第１の中空１ｃに入り込む前に撥油する（Ｙ４方向）ことを目的としてさらに別途の撥油層３Ｂが形成されている。
【００４１】
スイッチ１０Ｂによれば、摺動面において撥油層３の形成位置よりも第１の中空側の位置に親油層３Ａが形成され、親油層３Ａの形成位置よりも第１の中空側の位置にさらに別途の撥油層３Ｂが形成されていることにより、撥油層３で仮に撥油できずに摺動面を介して第１の中空側に浸入し、さらに親油層３Ａで捕捉されず第１の中空側に浸入してきたシリコーンオイルを撥油層３Ｂで撥油することができ、シリコーンオイルが第１の中空１ｃへ浸入するのを抑止することに対する信頼性がさらにより一層高いスイッチとなる。
【００４２】
（スイッチの実施の形態４，５，６，７）
図１〜図４では、シャフト２の摺動面に撥油層や親油層が形成されたスイッチを示してきた。これに対し、図５〜図８では、シャフトの摺動面に代わって第２の中空１ｄの摺動面に撥油層や親油層が形成された実施の形態を示している。
【００４３】
なお、これらの実施の形態４〜７は、実施の形態１〜３にかかるスイッチ１０，１０Ａ，１０Ｂに対して撥油層や親油層の形成箇所が変更されたのみであり、その他の構成はスイッチ１０，１０Ａ，１０Ｂと同様であり、奏する作用効果もスイッチ１０，１０Ａ，１０Ｂと同様である。
【００４４】
具体的には、図５で示すスイッチ１０Ｃは、第２の中空１ｄの先端１ａ’から所定長さ範囲でリング状の溝１ｅが形成され、ここにリング状の撥油層３Ｃが形成されたものである。
【００４５】
また、図６で示すスイッチ１０Ｄは、第２の中空１ｄの先端１ａ’から溝１ｅに比して溝長さの長いリング状の溝１ｆが形成され、ここにリング状の撥油層３Ｃが形成され、さらにそれよりも第１の中空側にリング状の親油層３Ｄが形成されたものである。
【００４６】
さらに、図７で示すスイッチ１０Ｅは、第２の中空１ｄの先端１ａ’から溝１ｆに比して溝長さの長いリング状の溝１ｇが形成され、ここにリング状の撥油層３Ｃが形成され、それよりも第１の中空側にリング状の親油層３Ｄが形成され、さらにそれよりも第１の中空側に別途のリング状の撥油層３Ｅが形成されたものである。
【００４７】
また、図８で示すスイッチ１０Ｆは、シャフト２の摺動面に、リング状の撥油層３、親油層３Ａ、撥油層３Ｂが形成されていることに加えて、第２の中空１ｄの摺動面に、リング状の撥油層３Ｃ、親油層３Ｄ、撥油層３Ｅが形成されているものである。
【００４８】
図示するスイッチ１０Ｃ〜１０Ｆはいずれも、少なくともシャフト２とケース１を構成する第２の中空１ｄの摺動面を介して浸入しようするシリコーンオイルを撥油層３Ｃにて浸入前に撥油することができ、したがって、車室内に残存するシリコーンオイルの量に左右されることなく、第１の中空１ｃ内に存在する固定接点５と可動接点６の接点箇所がシリコーンオイルに起因する酸化シリコン絶縁膜で被膜され、通電障害が生じるといった問題を効果的に解消することができる。
【００４９】
[耐久試験とその結果]
本発明者等は、以下の試験条件で、かつ以下の評価仕様で撥油層や親油層をスイッチのケースとシャフトの摺動面に形成し、それぞれの仕様の場合における耐久試験を実施し、シリコーンの形成量をEPMA分析にて検証する実験をおこなった。
【００５０】
（耐久試験方法）
本耐久試験では、接点寿命とEPMA分析による浸入シリコーン量の2つの項目を評価項目とした。A〜Eまでの5種の評価仕様に対し、前処理として、シャフトとケースの嵌め合い領域に液体シリコーンを10g塗布し、次いで高温槽内で85℃、85%RHで400時間放置した。耐久試験は、50℃雰囲気下でON-OFF作動を100万回実施し、42Wランプが不点灯となるまでの回数を確認した。さらに、EPMA分析をおこない、各仕様のSi強度を測定し、仕様A〜Eの測定結果を仕様Aの測定結果で正規化した。以下、表１に仕様A〜Eの仕様内容を示し、図９ａに接点寿命の検証結果を示し、図９ｂにEPMA分析結果を示している。
【００５１】
【表１】
0005655817.tif 000002
【００５２】
図９ａより、撥油処理も親油処理も施されていない仕様Aは、10万回未満で接点障害が発生し、不点灯となっているのに対し、他の仕様B〜Eはいずれも100万回のON-OFF作動で接点障害は生じなかった。この結果より、少なくとも撥油処理が施されていることで電気接点における接点障害を効果的に抑止できること、言い換えれば、シリコーンオイルに起因して絶縁性が形成されたとしても、接点障害に至るほどの絶縁層は形成されないことが実証されている。
【００５３】
一方、図９ｂより、スイッチ内部に浸入するシリコーン量は、仕様Aに対し、仕様B〜Eはいずれも1割以下の量となっていること、さらに、撥油処理と親油処理の双方が施された仕様D、Eでは、撥油処理のみの仕様B、Cに比してさらにシリコーン量が少なくなり、シリコーン量はほぼゼロの値となっている。この結果より、撥油処理層のみでは、シリコーンの微量が撥油されずにさらにスイッチ内部に浸入するものの、親油処理層で浸入した微量のシリコーンが捕捉されるため、スイッチ内部にはシリコーンが浸入しない、もしくは殆ど浸入しないことが実証されている。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１…ケース、１Ａ…雄ケース、１ａ…シャフト収容部、１ｂ…接点収容部、１ｃ…第１の中空、１ｄ…第２の中空、１Ｂ…雌ケース、２…シャフト、３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅ…撥油層、３Ａ，３Ｄ…親油層、５…固定接点、６…可動接点、７…コイルバネ、８ａ，８ｂ…コネクタ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ…スイッチ
【図１】
0005655817.tif 000003
【図２】
0005655817.tif 000004
【図３】
0005655817.tif 000005
【図４】
0005655817.tif 000006
【図５】
0005655817.tif 000007
【図６】
0005655817.tif 000008
【図７】
0005655817.tif 000009
【図８】
0005655817.tif 000010
【図９】
0005655817.tif 000011