(57)【要約】      （修正有）【課題】外部からの湿度や水分の侵入を抑制し、スイッチ構造の経年劣化を抑制したスイッチ構造体を提供する。【解決手段】押釦構造２を備えた樹脂製筐体３からなるスイッチ構造体であって、前記押釦構造２は樹脂製弾性体でありかつ前記樹脂製筐体３の上部開口部と一体化されたものである。前記樹脂製筐体３には、前記押釦構造２の先端に配置された磁石１に対向し、非接触で押釦動作を検知するセンサを備える。このようなスイッチ構造体は、また、非接触型スイッチを用いているため、スイッチのオン・オフ動作に対するスイッチ機構の耐久性も向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押釦構造を備えた樹脂製筐体からなるスイッチ構造体であって、前記押釦構造は樹脂製弾性体であり、かつ前記樹脂製筐体の上部開口部と一体化されたものであり、前記押釦構造に対向し、非接触で押釦動作を検知するセンサを備えたスイッチ構造体。
【請求項２】
前記樹脂製弾性体が、樹脂バネである請求項１記載のスイッチ構造体。
【請求項３】
前記非接触で押釦動作を検知するセンサが、樹脂を用いて埋設された請求項１または２記載のスイッチ構造体。
【請求項４】
前記非接触で押釦動作を検知するセンサが、磁気式センサである請求項１〜３いずれかに記載のスイッチ構造体。
【請求項５】
前記非接触で押釦動作を検知するセンサと電気的に接続するリード線が、前記樹脂製筐体より外部に導き出され、前記樹脂製筐体におけるリード線導出口と、リード線の隙間が樹脂により封止された請求項１〜４いずれかに記載のスイッチ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止性を高めたスイッチ構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等、各種電子部品には多くのスイッチ構造体が用いられてきた。このようなスイッチ構造体として、通常は、有接点の機械式スイッチが知られているが、この機械式スイッチでは操作感が重くなり、耐久回数に制限がある等の問題がある。
一方、バイアス磁界の変化や、静電容量に基づく発振周波数の変化を捉え、スイッチ素子のオン、オフ判断をするスイッチ構造体も知られている。
前者は、固定したバイアス磁石が発生するバイアス磁界内に、ホール電圧を検出するホール素子や抵抗変化を検出する磁気抵抗素子等の半導体磁気素子を配置し、磁性体である被検出物の接近によってバイアス磁界に生じた変化を半導体磁気素子によって検出する方法である（例えば、特許文献１）。
後者は、絶縁物の裏面に一定の間隔で複数の導電体を配設して複数のスイッチ素子が形成されたスイッチ基板の前記スイッチ素子のそれぞれに接続され、前記スイッチ素子の静電容量に基づいて発振周波数が変化する発振回路と、前記スイッチ素子の静電容量による前記発振回路の周波数を循環的に出力させる走査手段と、前記発振回路の発振周波数と基準値とを比較して前記スイッチ素子のオン、オフを判断するオン・オフ判断手段を備えた静電誘導型非接触スイッチである（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１４８７３号公報
【特許文献２】特開平０８−０２２３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、外部からの湿度や水分の侵入を抑制し、スイッチ構造の経年劣化を抑制したスイッチ構造体を提供することを目的とする。
このようなスイッチ構造体は、また、非接触型スイッチを用いているため、スイッチのオン・オフ動作に対するスイッチ機構の耐久性も向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
（１）押釦構造を備えた樹脂製筐体からなるスイッチ構造体であって、前記押釦構造は樹脂製弾性体であり、かつ前記樹脂製筐体の上部開口部と一体化されたものであり、前記押釦構造に対向し、非接触で押釦動作を検知するセンサを備えたスイッチ構造体。
（２）前記樹脂製弾性体が、樹脂バネである（１）のスイッチ構造体。
（３）前記非接触で押釦動作を検知するセンサが、樹脂を用いて埋設された（１）または（２）のスイッチ構造体。
（４）前記非接触で押釦動作を検知するセンサが、磁気式センサである（１）〜（３）のスイッチ構造体。
（５）前記非接触で押釦動作を検知するセンサと電気的に接続するリード線が、前記樹脂製筐体より外部に導き出され、前記樹脂製筐体におけるリード線導出口と、リード線の隙間が樹脂により封止された（１）〜（４）のスイッチ構造体。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、外部からの湿度や水分の侵入を抑制し、スイッチ構造の経年劣化を抑制したスイッチ構造体を提供することができる。
このようなスイッチ構造体は、また、非接触型スイッチを用いているため、スイッチのオン・オフ動作に対するスイッチ機構の耐久性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のスイッチ構造体の上面図および断面図。
【図２】本発明のスイッチ構造体（スイッチＯＦＦ時）の上面図および断面図。
【図３】本発明のスイッチ構造体（スイッチＯＮ時）の上面図および断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のスイッチ構造体は、押釦構造を備えた樹脂製筐体からなる。
前記押釦構造は樹脂製弾性体であり、かつ前記樹脂製筐体の上部開口部と一体化されたものであり、前記押釦構造に対向し、非接触で押釦動作を検知するセンサを備えたスイッチ構造体である。
【０００９】
樹脂製筐体を構成する樹脂は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリアミド６樹脂（ＰＡ６）、ポリアミド６６樹脂（ＰＡ６６）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等を用いることが好ましく。中でも、耐熱性、耐薬品性という理由で、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＢＴ、ＰＰＳを用いることが特に好ましい。
また、リード線の被覆（主にポリ塩化ビニル）との接着性が良い材料として、ＰＢＴ、ＰＣ等を用いることが好ましい
【００１０】
前記押釦構造を有する樹脂製弾性体としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６６樹脂、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）等を用いることが好ましく。中でも、バネ性が良好であるという理由で、ＰＣ、ＰＯＭ、ＰＢＴ、ＰＡＲを用いることが特に好ましい。
【００１１】
また、押釦構造を有する樹脂製弾性体は、前記樹脂製筐体の上部開口部と一体化されたものである。このような構成とするためには、あらかじめ押釦構造を有する樹脂製弾性体と、樹脂製筐体を勘合させておき、勘合部を溶融樹脂で封止する方法、勘合部を接着剤で封止する方法、勘合部を超音波溶着で封止するなどの封止方法がある。樹脂製筐体と樹脂製弾性体は同一の樹脂であってもよいし、異種の樹脂であってもよい。
【００１２】
樹脂製筐体と樹脂製弾性体を同一材料とすることで、樹脂製筐体と樹脂製弾性体を接合する場合の樹脂封止での接着性が向上するばかりでなく、本発明におけるスイッチ構造体よりセンサ部分を除去した後、樹脂製筐体および樹脂製弾性体を分離することなくリサイクルすることが容易である。
【００１３】
また、前記樹脂製筐体を構成する樹脂および押釦構造を有する樹脂製弾性体を用いて、本発明のスイッチ構造体を得ることで、樹脂封止による接着性が向上し、スイッチ構造体の封止性能が向上する。また、樹脂製弾性体を用いた押釦構造とすることで、特に直接手で触れる押釦構造の、例えば酸、アルカリ等の各種薬液に対しての耐久性が増し、前記スイッチ構造体の封止性能の向上と奏功し、スイッチ構造体自体の各種薬液に対しての耐久性が向上する。
【００１４】
非接触で押釦動作を検知するセンサとしては、磁界の変化を検出する磁気式センサ等を用いることが好ましく。中でも、小型、高精度、低コストという理由で、ホールＩＣ、磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）、磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）等を用いることが特に好ましい。
【００１５】
ホールＩＣとは、ホール素子とアンプやシュミットトリガ回路から構成されており、ホール効果を利用して、磁石の発生する磁界や電流の発生する磁界を、電気信号に変換して出力する非接触の磁気センサで、磁界の変化・強さで、位置・回転・角度等を検出することができるセンサである。
【００１６】
磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）とは、磁場により電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した半導体素子を用いたセンサである。
【００１７】
磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）とは、磁性金属からなるワイヤ形状または薄板形状の感磁体の主として表面部に長手方向へ高周波電流、特に高周波電流成分を多く含むパルス電流やステップ変化電流を通電し、外部磁界による感磁体の磁気特性の変化を検出するセンサである。磁気特性の変化を検出する方法として、感磁体の両端の電圧変化として電気的に検出する電圧降下検出型ＭＩセンサ、感磁体を通過する磁界と鎖交するピックアップコイルで検出する電磁誘導検出型ＭＩセンサ等がある。感磁体として結晶磁気異方性を有しないアモルファス磁性体がより好ましい。
【００１８】
前記非接触で押釦動作を検知するセンサは、樹脂筐体内において、前記押釦構造に対向する位置に設置される。設置後、非接触で押釦動作を検知するセンサの一部または全部を樹脂を用いて埋設されていてもよい。非接触で押釦動作を検知するセンサを樹脂で埋設することにより、外部からの湿度や水分の侵入を抑制し、センサの耐久性を高め、寿命を長くすることができる。
センサを埋設するための樹脂としてはポッティング樹脂、射出成形可能な熱可塑性樹脂が挙げられる。
ポッティング樹脂とは、一般的に液状で取扱いができ常温で固化するものであり、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。中でも封止性能が高い点でエポキシ樹脂が特に好ましい。
射出成形可能な熱可塑性樹脂とは、射出成形等のモールディング技術を用いて溶融状態で充填可能な樹脂であり、例えば通常の熱可塑性樹脂以外に、エラストマー樹脂、ホットメルト樹脂等が挙げられる。中でも溶融樹脂の流動性が良好で、低圧充填が可能なエラストマー樹脂やホットメルト樹脂が特に好ましい。エラストマー樹脂やホットメルト樹脂を用いてセンサの埋設を行うことで、センサの樹脂圧力による破壊の懸念を低減し、しかも、接着性を向上し、封止性能を高めることができる。
【００１９】
本発明において、非接触で押釦動作を検知するセンサとして、特に磁気式センサを用いた場合には、押釦構造を従来用いた金属バネ等ではなく、樹脂製弾性体を用いているため、磁気式センサのセンサ感度を乱すような、金属バネ等の金属部品に起因する外乱（ノイズ）の懸念が低減する。また、前記樹脂により非接触で押釦動作を検知するセンサを完全に埋設することで、スイッチ構造体への封止性能の付与に加え、センサ自体の完全防水化を図ることができる。このような構造とすることで、スイッチ構造体の封止性能を格段に向上させ、耐久性、長期使用に対する信頼性を高めることができる。
【００２０】
また磁気式センサを用いることにより多段スイッチとすることができる。接触式のセンサでは、ＯＮまたはＯＦＦの動作しかできないが、磁気式センサを用いることにより、磁界の変化を変位量で検知できるため、ある変位になるとＯＮ１となり、さらに変位するとＯＮ２となるように多段スイッチとすることが可能である。スイッチ１個でＯＮ１／ＯＮ２／ＯＦＦの複数の切り替えができる。たとえば自動二輪車の前照灯において、ＯＮ１でＬＯＷビーム、ＯＮ２でＨＩＧＨビーム等の切り替えが可能となる。また電気自動車等の始動装置において、ＯＮ１で電源オンのアイドリング状態、ＯＮ２でモータが駆動する等の制御が可能となる。
このような多段スイッチを用いる場合、必要に応じて多段に押込み可能な押釦構造とすることもできる。
【００２１】
前記非接触で押釦動作を検知するセンサと電気的に接続するリード線は、前記樹脂製筐体より外部に導き出され、前記樹脂製筐体におけるリード線導出口と、リード線の隙間が樹脂により封止されることで、より封止性能を高めることができる。リード線外装は、通常塩化ビニル等が用いられるが、封止樹脂としては、塩化ビニルおよび樹脂製筐体の何れとも密着性の高い樹脂を用いることが好ましい。
樹脂製筐体としてポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）を用いた場合、封止樹脂としてＰＢＴを用いることが好ましく、樹脂製筐体としてアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）を用いた場合、封止樹脂としてＡＢＳ単体樹脂かＡＢＳとＰＢＴのアロイ樹脂を用いることが好ましい。
【００２２】
従来、スイッチ等の電子部品におけるリード線の接続は、スイッチ外部に導出された接続端子にリード線がハンダ付けされるのが一般的であった。本発明のスイッチ構造体のように、非接触で押釦動作を検知するセンサとリード線は、樹脂製筐体内部で接合されており、接合部が樹脂製筐体の外部に露出しないため、接合部の腐食、電気的な不具合（ショート等）の問題の懸念が低減する。加えて、樹脂製筐体とリード線外装が、前記封止樹脂を用いて、容易にしかも確実に封止できるため、工程およびスイッチ構造体の構造の簡略化が可能である。
【００２３】
スイッチ構造体の製造方法としては、特に限定はされないが、樹脂製弾性体として樹脂バネ、非接触で押釦動作を検知するセンサとしてホールＩＣ、ポッティング樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合について例示をする。
【００２４】
上記構成よりなるスイッチ構造体の製造方法としては、たとえば、樹脂製弾性体からなる樹脂バネを作製し、樹脂バネ下面には、バイアス磁界を発生させるために磁石を装着する。次いで、あらかじめ上部開口部を有する樹脂製筐体を作製した後、樹脂製筐体内、底部にホールＩＣを設置する。ホールＩＣからの出力のためのリード線を樹脂製筐体導出口から外部に導き出し、樹脂製筐体におけるリード線導出口と、リード線の隙間を封止樹脂を用いて封止する。一方、設置されたホールＩＣは、エポキシ樹脂を用いてホールＩＣが完全に埋まるように埋設後、十分に固化させる。その後、磁石を装着した樹脂バネを樹脂製筐体の上部開口部を完全に塞ぐように封止し一体構造とする。
特に樹脂バネに対し磁石を装着する場合、接着剤等による接着も可能であるが、樹脂バネ成形時、磁石を挿入することで一体成形（インサート成形）することもできるため、接着剤を用いることなく、工程を簡略化し、しかも磁石の脱落を抑制した樹脂バネを作製が可能となる。
【００２５】
本発明で得られたスイッチ構造体は、従来のスイッチ構造体よりも封止性能を高めることができ、外部からの湿度や水分の侵入を抑制し、スイッチ構造の経年劣化を抑制することができる。また、非接触型スイッチを用いているため、スイッチのオン・オフ動作に対するスイッチ機構の耐久性も向上する。このようなスイッチ構造体は、封止性能を十分高めているため、屋外で使用するような自動車、オートバイ、各種電気機器等で用いるスイッチ部品として好適に使用が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１   磁石
２   押釦構造
３   樹脂製筐体
４   リード線
５   センサ
６   ポッティング樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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