(57)【要約】  異物の侵入による電気的な接触不良を抑制したスイッチ装置を提供する。  スイッチ装置は、第１面に形成される開口部から厚さ方向に凹んだ収納部を有するハウジングと、前記ハウジング内にインサート成形され、前記ハウジングの第１端部から外部に突出する端子と、前記収納部の内部に表出する固定接点と、前記端子と前記固定接点とを繋ぐ連結部とを有する金属部材と、前記収納部に収納され、前記固定接点と接離可能な可動接点部材とを含み、前記連結部と前記ハウジングとの間の隙間に、前記ハウジングの前記第１面とは反対側の第２面から前記連結部に連通する穴部を介して供給される封止剤が固化した封止部が設けられる。
2020090549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に形成される開口部から厚さ方向に凹んだ収納部を有するハウジングと、
前記ハウジング内にインサート成形され、前記ハウジングの第１端部から外部に突出する端子と、前記収納部の内部に表出する固定接点と、前記端子と前記固定接点とを繋ぐ連結部とを有する金属部材と、
前記収納部に収納され、前記固定接点と接離可能な可動接点部材と
を含み、
前記連結部と前記ハウジングとの間の隙間に、前記ハウジングの前記第１面とは反対側の第２面から前記連結部に連通する穴部を介して供給される封止剤が固化した封止部が設けられる、スイッチ装置。
【請求項２】
前記連結部の幅方向の両端は、前記穴部から表出される、請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記封止部は、前記穴部の内部にも設けられる、請求項１又は２記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記封止部は、前記連結部の前記穴部に面する第１表面と前記ハウジングとの間の隙間に設けられる、請求項１乃至３のいずれか一項記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記封止部は、さらに、前記連結部の幅方向の両端の側面と前記ハウジングとの間の隙間に設けられる、請求項４記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記封止部は、さらに、前記第１表面とは反対側の第２表面と前記ハウジングとの間の隙間に設けられる、請求項５記載のスイッチ装置。
【請求項７】
前記穴部は、前記ハウジングの第２面側にある前記連結部の表面と、前記連結部の幅方向の両側の側面とを表出させる、請求項５又は６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】
従来より、可動接点部材と、前記可動接点部材を収容可能で一方が開口となった収容空間を備えるとともに、前記収容空間の内部に前記可動接点部材と接触可能な固定接点部がインサート成形により一体に形成されたケースと、前記開口を覆うように前記ケースの上面に取り付けられる覆い部材と、を有するプッシュスイッチにおいて、前記ケースは下面に凹状に形成された滞留部を有し、前記滞留部は下方に臨んで形成された底面部を有し、前記底面部は下方へ突出する突出部を有するとともに、前記滞留部の内側壁に沿った位置でかつ、前記突出部より高い位置に前記固定接点部の一部が露出する押え穴を有し、前記突出部と前記押え穴との間は、前記突出部から前記押え穴に向かって傾斜する傾斜部となっており、前記滞留部に充填され硬化した封止樹脂により前記押え穴が封止されていることを特徴とするプッシュスイッチがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２２６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のプッシュスイッチ（スイッチ装置）では、押え穴を封止樹脂で封止することで押え穴から固定接点部への異物の侵入を抑制できるが、固定接点部に連結されてケースの外部に突出する端子とケースとの隙間から固定接点部に異物が侵入することを抑制することは困難であった。固定接点部に異物が付着すると、電気的な接触不良につながるおそれがあった。【０００５】
そこで、異物の侵入による電気的な接触不良を抑制した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】
本発明の実施の形態のスイッチ装置は、第１面に形成される開口部から厚さ方向に凹んだ収納部を有するハウジングと、前記ハウジング内にインサート成形され、前記ハウジングの第１端部から外部に突出する端子と、前記収納部の内部に表出する固定接点と、前記端子と前記固定接点とを繋ぐ連結部とを有する金属部材と、前記収納部に収納され、前記固定接点と接離可能な可動接点部材とを含み、前記連結部と前記ハウジングとの間の隙間に、前記ハウジングの前記第１面とは反対側の第２面から前記連結部に連通する穴部を介して供給される封止剤が固化した封止部が設けられる。
【発明の効果】
【０００７】
異物の侵入による電気的な接触不良を抑制したスイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態のスイッチ装置１００を示す斜視図である。
【図２】スイッチ装置１００の下面（底面）側を示す図である。
【図３】ハウジング１１０とメタルプレート１２０の位置関係を底面側から透過的に示す図である。
【図４Ａ】封止部１６０の断面構造を示す図である。
【図４Ｂ】封止部１６０の断面構造を示す図である。
【図４Ｃ】封止部１６０の断面構造を示す図である。
【図４Ｄ】封止部１６０の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のスイッチ装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態のスイッチ装置１００を示す斜視図である。図２は、スイッチ装置１００の下面（底面）側を示す図である。以下ではＸＹＺ座標系を用いて説明する。また、以下では、説明の便宜上、Ｚ軸負方向側を下側又は下、Ｚ軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、平面視とはＸＹ面視をいう。
【００１１】
図１に示すように、スイッチ装置１００は、ハウジング１１０、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂ、メタルコンタクト１３０、ステム１４０、インシュレータ１５０を含む。スイッチ装置１００は、押釦スイッチである。
【００１２】
図１では、インシュレータ１５０を透過的に示し、インシュレータ１５０の下に位置するメタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂ、メタルコンタクト１３０、ステム１４０の全体又は一部を透過的に示す。なお、インシュレータ１５０は、透明又は半透明であってもよいが、透明ではなくてもよい。また、以下では、図１及び図２に加えて図３を用いて説明する。図３は、ハウジング１１０とメタルプレート１２０の位置関係を底面側から透過的に示す図である。
【００１３】
ハウジング１１０は、樹脂製であり、Ｘ軸方向の長さよりもＹ軸方向の長さが長く、Ｚ軸方向に厚さを有する板状の部材（筐体）である。ハウジング１１０の上面は第１面の一例であり、下面は第２面の一例である。
【００１４】
ハウジング１１０は、上面の開口部１１１Ａから厚さ方向に凹んだ収納部１１１を有する。ハウジング１１０の上面にはインシュレータ１５０が接着される。また、ハウジング１１０は、インサート成形によってメタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂと一体的に作製されている。
【００１５】
収納部１１１には、その底面にメタルプレート１２０Ａの中央固定接点１２２Ａと、メタルプレート１２０Ｂの周辺固定接点１２２Ｂと、が露出するとともに、メタルコンタクト１３０と、ステム１４０の一部とが収納される。収納部１１１とインシュレータ１５０とによって囲まれた空間内で、メタルプレート１２０Ａの中央固定接点１２２Ａと、メタルプレート１２０Ｂの周辺固定接点１２２Ｂと、メタルコンタクト１３０と、ステム１４０とは、重ねられた状態で保持されている。
【００１６】
なお、ハウジング１１０は、収納部１１１に加えて、下面に形成される開口部１１２、１１３Ａ、１１３Ｂを有するが、これらについては後述する。
【００１７】
メタルプレート１２０Ａは、端子１２１Ａ、中央固定接点１２２Ａ、及び連結部１２３Ａを有する。端子１２１Ａは、ハウジング１１０のＹ軸正方向側の端部からＹ軸正方向側に突出しており、外部の回路や装置に接続される。中央固定接点１２２Ａは、収納部１１１の内部に設けられ、メタルコンタクト１３０のドーム部１３１が反転動作すると接触する部分である。連結部１２３Ａは、端子１２１Ａと中央固定接点１２２Ａとを連結するアーム状の部分であり、インサート成形で作製されるハウジング１１０の樹脂に覆われている部分である。
【００１８】
メタルプレート１２０Ａは、銅等の金属製の板金をパンチング処理等によって加工した金属部材の一例であり、ＸＹ平面に平行な上面及び下面は平滑であるが、側面（Ｚ軸に平行な面）は、パンチング処理等によって破断された破断面である。このため、メタルプレート１２０Ａの側面は、上面及び下面よりも凹凸がある。
【００１９】
メタルプレート１２０Ｂは、端子１２１Ｂ、周辺固定接点１２２Ｂ、及び連結部１２３Ｂを有する。周辺固定接点１２２Ｂ及び連結部１２３Ｂは２個ずつある。端子１２１Ｂは、ハウジング１１０のＹ軸負方向側の端部からＹ軸負方向側に突出しており、外部の回路や装置に接続される。周辺固定接点１２２Ｂは、収納部１１１の内部に設けられ、メタルコンタクト１３０の周辺部１３２に常に接触している部分である。連結部１２３Ｂは、端子１２１Ｂと周辺固定接点１２２Ｂとを連結するアーム状の部分であり、インサート成形で作製されるハウジング１１０の樹脂に覆われている部分である。
【００２０】
メタルプレート１２０Ｂは、メタルプレート１２０Ａと同様に銅等の金属製の板金をパンチング処理等によって加工した金属部材の一例であるため、ＸＹ平面に平行な上面及び下面は平滑であるが、側面は、上面及び下面よりも凹凸がある。
【００２１】
メタルコンタクト１３０は、弾性および導電性を有する金属板ばねで構成され、収納部１１１に配置されている。メタルコンタクト１３０は、膨出した形状のドーム部１３１と、ドーム部１３１の周囲の周辺部１３２とを有する。
【００２２】
ドーム部１３１はドーム状にＺ軸正方向に膨出した形状を有し、ＸＹ平面視で円形状である。ドーム部１３１は、膨出方向（Ｚ軸正方向）からの押圧操作によって、周辺部１３２に対して膨出する方向が反転する反転動作可能な形状を有している。また、この押圧から解放されると元の膨出する方向に復帰する弾性を有している。
【００２３】
周辺部１３２は、ドーム部１３１が反転していない状態と、反転している状態との両方の状態において、メタルプレート１２０Ｂの周辺固定接点１２２Ｂに接して、周辺固定接点１２２Ｂとの電気的な導通状態が得られている。
【００２４】
突出部１５１が押圧され、ドーム部１３１の反転状態になると、ドーム部１３１がメタルプレート１２０Ａの中央固定接点１２２Ａに接触し、中央固定接点１２２Ａと周辺固定接点１２２Ｂとが導通する。
【００２５】
ステム１４０は、一例として樹脂製であり、押圧部材の一例である。ステム１４０は、ＸＹ平面視で円形であり、Ｚ軸正方向側にドーム型に突出した形状を有する。ステム１４０の頂部１４１は、メタルコンタクト１３０のドーム部１３１と、インシュレータ１５０の突出部１５１とＸＹ平面視で位置が合わせられており、下面がドーム部１３１に接触し、頂部１４１が突出部１５１に接触している。
【００２６】
このようなステム１４０をメタルコンタクト１３０とインシュレータ１５０との間に配設し、インシュレータ１５０の突出部１５１が押圧されたときに、ステム１４０を介してメタルコンタクト１３０を押圧する構成にすることにより、確実にメタルコンタクト１３０の中心を押圧することができる。
【００２７】
インシュレータ１５０は、樹脂シートで構成され、ハウジング１１０の上面に接着され、収納部１１１を封止している。このようにして、インシュレータ１５０は、ハウジング１１０の上面に固着される。ハウジング１１０とインシュレータ１５０との間の封止は、所定の防水レベルを満たすレベルのものである。インシュレータ１５０は、カバーシートの一例である。
【００２８】
インシュレータ１５０は、平面視におけるステム１４０の上部１３１Ａと重なる位置に突出部１５１を有する。突出部１５１は、樹脂シートを加熱加工することによって形成される。
【００２９】
ハウジング１１０の収納部１１１に、中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂ、メタルコンタクト１３０、及びステム１４０が収納された状態で、インシュレータ１５０がハウジング１１０に接着される。インシュレータ１５０がハウジング１１０に接着されることで、メタルコンタクト１３０は少し押された状態となるため、その反発力によりメタルコンタクト１３０及びステム１４０は、収納部１１１内にガタつかないように保持される。
【００３０】
突出部１５１は、平面視でステム１４０の頂部１４１の上面と重なる位置に配置され頂部１４１の上面に接触している。突出部１５１は、Ｚ軸負方向に押圧されることによってＺ軸負方向に撓み変形可能であり、撓み変形していない状態において、頂部１４１の上面に接触している。
【００３１】
次に、図２及び図３を用いてハウジング１１０の開口部１１２、１１３Ａ、１１３Ｂについて説明する。
【００３２】
開口部１１２は、ハウジング１１０とメタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂとをインサート成形で一体的に作製する際に、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂを保持する治具が通される孔部である。開口部１１２は、インサート成形を行った後に治具が外されると、封止樹脂で封止される。
【００３３】
開口部１１３Ａ、１１３Ｂは、それぞれ、連結部１２３Ａ、１２３Ｂと重なる位置に配置されている。なお、インサート成形で開口部１１３Ａ、１１３Ｂを作る際に用いられる金型の入れ子に、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂを保持する治具としての機能を持たせてもよい。
【００３４】
開口部１１３Ａ、１１３Ｂは、それぞれ、連結部１２３Ａ、１２３Ｂの幅方向の両端を表出（露出）する開口サイズを有する。ここで、連結部１２３Ａの幅方向の両端とは、連結部１２３Ａが端子１２１Ａと中央固定接点１２２Ａとを連結するために延在する方向に対して、ＸＹ平面視で角度（０度より大きい角度）を有する方向における両端である。
【００３５】
すなわち、連結部１２３Ａの幅方向の両端とは、連結部１２３Ａが延在する方向に対してＸＹ平面視で垂直な方向における両端に限らず、延在する方向に対して斜めの方向における両端も含む。
【００３６】
ハウジング１１０とメタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂをインサート成形によって一体的に作製する際に、樹脂と金属では収縮率が異なるため、ハウジング１１０とメタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂとの間に微小な隙間が生じる。特に、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂの側面は破断面であり平滑性が低いため、隙間が大きくなりやすい。
【００３７】
端子１２１Ａ、１２１Ｂは、他の回路や装置にはんだによって接続されるため、はんだ促進剤であるフラックスが端子１２１Ａ、１２１Ｂとハウジング１１０との間の隙間から侵入し、連結部１２３Ａ、１２３Ｂとハウジング１１０との間の隙間を伝わって、中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂにまで侵入するおそれがある。
【００３８】
そこで、スイッチ装置１００は、連結部１２３Ａ、１２３Ｂの幅方向の両端を表出する開口サイズを有する開口部１１３Ａ、１１３Ｂから封止剤を投入し、開口部１１３Ａ、１１３Ｂから表出する連結部１２３Ａ、１２３Ｂ及びその周囲部分と、ハウジング１１０との間の隙間を埋める。投入された封止剤は固化（硬化）し、図３に示す封止部１６０になる。
【００３９】
封止剤としては、防水用の浸透性に優れるポッティング液を用いればよい。ポッティング液が連結部１２３Ａ、１２３Ｂの下面から側面に加えて、上面まで浸透するように液量等を調整すれば、封止部１６０は、開口部１１３Ａ、１１３Ｂから表出する連結部１２３Ａ、１２３Ｂ及びその周囲部分において、連結部１２３Ａ、１２３Ｂの下面、両側面、及び上面の全面とハウジング１１０との間の隙間を覆うことができる。すなわち、開口部１１３Ａ、１１３Ｂから表出する連結部１２３Ａ、１２３Ｂ及びその周囲部分において、連結部１２３Ａ、１２３Ｂの全周にわたって封止部１６０を作製でき、ハウジング１１０との間の隙間を埋めることができる。
【００４０】
なお、ポッティング液の粘度は、一例として１００ｍＰａ・Ｓ〜２０００ｍＰａ・Ｓ程度である。また、連結部１２３Ａ、１２３Ｂとハウジング１１０との間の隙間は、一例として１０μｍ以下である。
【００４１】
このようにして、開口部１１３Ａ、１１３Ｂから表出する連結部１２３Ａ、１２３Ｂ及びその周囲部分よりも中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂ側にフラックスが侵入することを抑制する。
【００４２】
図４Ａ乃至図４Ｄは、封止部１６０の断面構造を示す図である。ここでは開口部１１３Ａによって表出する連結部１２３Ａについて説明するが、開口部１１３Ｂによって表出する連結部１２３Ｂについても同様である。
【００４３】
図４Ａには、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す。開口部１１３Ａによって連結部１２３Ａの表面（下面）が表出している。開口部１１３Ａは、連結部１２３Ａの幅よりも広く開口されている。このため、連結部１２３Ａの両側には、連結部１２３Ａの上面と同じ高さにされたハウジング１１０の平坦部が存在する。このように開口部１１３Ａの幅を連結部１２３Ａの幅よりも広くすることで、インサート成形で開口部１１３Ａを作る際に用いられる金型の入れ子の位置に、幅方向のばらつきがあっても、連結部１２３Ａの幅方向の両端を確実に開口部１１３Ａに表出させることができ、連結部１２３Ａの幅方向の両側面に確実にポッティング液を浸透させることができる。
【００４４】
開口部１１３Ａからポッティング液を注入すると、図４Ｂに示すように連結部１２３Ａの全周に封止部１６０が形成される。このようにすれば、封止部１６０で覆った部分よりも中央固定接点１２２Ａ側にフラックスが侵入することを抑制できる。
【００４５】
なお、連結部１２３Ａの上面にまで封止部１６０が形成されなくても、下面から両側面にかけて封止部１６０が形成される構成であってもよい。上面は両側面に比べると平滑であるため、上面とハウジング１１０との間の隙間は、両側面とハウジング１１０との間の隙間よりも狭く、フラックスが侵入し難いからである。
【００４６】
また、連結部１２３Ａの両側面にまで封止部１６０が形成されなくても、封止部１６０が下面に形成される構成であってもよい。下面だけにでも封止部１６０が形成されれば、封止部１６０が無い場合よりは、フラックスが侵入し難くなるからである。
【００４７】
また、図４Ｃに示すように、開口部１１３Ａは、連結部１２３Ａの両側の側面１２３Ａ１を表出するように形成されていてもよい。すなわち、開口部１１３Ａが連結部１２３Ａの両側の側面１２３Ａ１とハウジング１１０との間にまで及んでいてもよい。このようにすれば、図４Ｄに示すように、連結部１２３Ａの両側の側面１２３Ａ１とハウジング１１０との間の隙間に封止部１６０をより確実に形成することができ、さらに上面とハウジング１１０との間の隙間にまで封止剤が浸透しやすくなるからである。
【００４８】
以上のように、スイッチ装置１００は、ハウジング１１０の下面に、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂの連結部１２３Ａ、１２３Ｂを表出させる開口部１１３Ａ、１１３Ｂを設け、開口部１１３Ａ、１１３Ｂから注入した封止剤を固化した封止部１６０を形成するので、封止部１６０を形成した部分よりも中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂ側へのフラックスの侵入を抑制できる。また、フラックスに限らず、水分や塵埃等の異物の侵入も抑制できる。
【００４９】
中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂへの異物の侵入を抑制することで、中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂと、メタルコンタクト１３０との接触不良を抑制することができる。
【００５０】
したがって、異物の侵入による電気的な接触不良を抑制したスイッチ装置１００を提供することができる。
【００５１】
なお、以上では、図３に示す位置に開口部１１３Ａ、１１３Ｂを設ける形態について説明したが、開口部１１３Ａ、１１３Ｂの位置は、端子１２１Ａ、１２１Ｂと中央固定接点１２２Ａ、周辺固定接点１２２Ｂとの間の連結部１２３Ａ、連結部１２３Ｂを表出する位置であれば、どこであってもよい。
【００５２】
また、以上では、開口部１１３Ａ、１１３Ｂがハウジング１１０とメタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂとをインサート成形で一体的に作製する際に、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂを保持する治具が通される孔部を兼ねる形態について説明した。しかしながら、開口部１１３Ａ、１１３Ｂは、治具が通される孔部を兼ねずに、封止部１６０を形成するための専用の開口部であってもよい。
【００５３】
また、以上では、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂの両方に開口部１１３Ａ、１１３Ｂを設ける形態について説明したが、端子１２１Ａ、１２１Ｂのいずれかにはんだが用いられない場合には、はんだを用いる端子（１２１Ａ又は１２１Ｂ）を含むメタルプレート（１２０Ａ又は１２０Ｂ）にのみ開口部（１１３Ａ又は１１３Ｂ）を設けてもよい。
【００５４】
また、以上では、メタルプレート１２０Ａ、１２０Ｂの連結部１２３Ａ、連結部１２３Ｂの幅全体を表出させる開口部１１３Ａ、１１３Ｂを有する形態について説明した。しかしながら、開口部１１３Ａは、連結部１２３Ａの幅方向における両側の側面（破断面）の部分のみを表出し、連結部１２３Ａの幅方向における中央部を表出しないように、２つに分けられていてもよい。これは、開口部１１３Ｂについても同様である。
【００５５】
以上、本発明の例示的な実施の形態のスイッチ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【００５６】
なお、本国際出願は、２０１８年１０月３１日に出願した日本国特許出願２０１８−２０５０９６に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。
【符号の説明】
【００５７】
１００  スイッチ装置
１１０  ハウジング
１１１  収納部
１１１Ａ  開口部
１２０Ａ、１２０Ｂ  メタルプレート
１２１Ａ、１２１Ｂ  端子
１２２Ａ  中央固定接点
１２２Ｂ  周辺固定接点
１２３Ａ、１２３Ｂ  連結部
１３０  メタルコンタクト
【図１】
2020090549.tif 000003
【図２】
2020090549.tif 000004
【図３】
2020090549.tif 000005
【図４Ａ】
2020090549.tif 000006
【図４Ｂ】
2020090549.tif 000007
【図４Ｃ】
2020090549.tif 000008
【図４Ｄ】
2020090549.tif 000009
【国際調査報告】
2020090549.tif 000010
2020090549.tif 000011
2020090549.tif 000012
2020090549.tif 000013