JP6936760B2 - スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ装置に係わり、特に、異物の侵入を抑制する構造を備えたスイッチ装置に関する。

従来のスイッチ装置の一例としては、スイッチ基板の固定側スイッチ接点の上に、弾性金属板をドーム形状に形成してなる反転板（可動接点板）を取り付けた構造のスイッチがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された従来のスイッチは、スイッチ基板の上に、可動接点板を覆う可撓性のシールド板を設置している。シールド板には、可動接点板及びスイッチ基板の間に形成される空間に連通するとともに、外気と連通している空気抜き穴が貫通して設けられている。

シールド板を押圧すると、可動接点板が反転することで可動接点板と固定側スイッチ接点とが接触してオン状態となる。シールド板の押圧を解除すれば、可動接点板は弾発力によって元の状態に自動復帰し、可動接点板と固定側スイッチ接点とが離れてオフ状態となる。

特許文献１は、スイッチ基板上をシールド板で覆う構造のスイッチ内部の空気がスイッチ押圧操作時に圧縮されて、スイッチ押圧操作がしにくくなることを確実に防止できるとしている。

特開２００５−１５８７２０号公報

しかしながら、この種の従来のスイッチは、可動接点板及びスイッチ基板の間に形成される空間と連通する空気抜き穴が可動接点板を覆うシールド板に設けられているため、空気抜き穴から空間内に塵埃や水滴等の異物が侵入することがある。この空間内に異物が侵入して溜まると、可動接点板とスイッチ基板の固定側スイッチ接点との間に接触不良や短絡等が発生する可能性があるので好ましくない。

従って、本発明の目的は、異物の侵入を抑制可能としたスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るスイッチ装置は、少なくとも１つの第１接点が設けられ、少なくとも１つのスルーホールを有する基板と、前記基板を覆う弾性シートであって、前記第１接点に対応する第２接点を備える第２接点部を前記第１接点に接離可能に弾性変形可能とするドーム状の空洞と、前記スルーホールに対応して設けられた通気用空洞部と、前記基板と前記弾性シートとの間において前記空洞と前記通気用空洞部に連通する空気溝とを備えたコンタクトラバー、とを有し、前記スルーホールは、前記基板の回路と電気的に繋がらない独立したものであることを特徴としている。

また、本発明に係るスイッチ装置では、前記基板は、前記スルーホールを少なくとも２つ有することを特徴としている。

また、本発明に係るスイッチ装置では、前記基板の裏面に対向して配置されたカバー体を備えており、前記カバー体の前記スルーホールに対向する面と前記基板との間の隙間は、規定の大きさの異物より小さく設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、塵埃や水滴等の異物の侵入を抑制することができるスイッチ装置が得られる。

本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の一例を模式的に示す要部断面図である。 実施の形態に係るスイッチ装置の内部構造の一例を説明するための要部断面平面図である。 実施の形態に係るスイッチ装置に用いる基板の一例を説明するための平面図である。 実施の形態に係るスイッチ装置の内部における空気の流れを説明するための図１Ａに相当する要部断面図である。 実施の形態に係るスイッチ装置の内部における空気の流れを説明するための図１Ｂに相当する要部断面平面図である。

本発明のスイッチ装置に係る実施の形態について、以下に添付図面を参照して説明する。

（スイッチ装置の全体構成）
以下に説明する実施の形態は、エアコンディショナやドアミラー等の車載機器、パーソナルコンピュータや携帯電話等の遠隔操作機器、冷蔵庫や洗濯機等の家庭電気機器などの各種機器のスイッチ装置に適用することができる。

図１Ａにおいて、スイッチ装置１は、操作部材の押圧操作に応じてスイッチ動作する２つの第１及び第２のスイッチ部１０，１０を備えている。スイッチ部１０のそれぞれは、基板２の配線に電気的に接続された２つの第１接点１１，１１と、第１接点１１に対して接離可能な第２接点１２を有する弾性変形可能なドーム状の第１又は第２の第２接点部３，４とにより構成されており、実質的に同一の構造を有している。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１及び第２の第２接点部３，４のそれぞれは、基板２を覆う一枚の弾性シート５における第１接点１１と対応する部位においてドーム状の空洞として形成されている。第１の第２接点部３の空洞１３を形成する内部底面、及び第２の第２接点部４の空洞１４を形成する内部底面のそれぞれには、第２接点１２が設けられている。基板２の裏面には、カバー体６が対向して配置されており、カバー体６によって弾性シート５が固定支持されている。

図１Ｃに示すように、第１接点１１は、基板２上に蛇行した導体と、屈曲した導体と、分岐した導体とが連続するパターンとなっており、２つの第１接点１１，１１が噛み合う櫛歯状に形成されている。このような構成により、第２接点部３，４の押圧操作時に第１接点１１に対する第２接点１２のずれが発生したとしても、接点ずれの許容範囲を拡大することができるようになり、第１接点１１と第２接点１２との導通不良等を軽減することができる。

第１接点１１及び第２接点１２の材質は、銅や銀等の導電性を有する金属材からなる。基板２は、絶縁性のリジッド板からなり、弾性シート５は、ゴム材又は軟質樹脂材等の弾性を有する部材からなる。図示例にあっては、弾性シート５からドーム状の空洞である２つの第２接点部３，４は、シリコンゴムで形成されたコンタクトラバー１００を用いている。

上記説明したように、コンタクトラバー１００は、基板２を覆う弾性シート５であって、第１接点１１に対応する第２接点１２を備える第２接点部３，４を第１接点１に接離可能に弾性変形可能とするドーム状の空洞１３，１４と、スルーホール２１に対応して設けられた通気用空洞部５１と、基板２と弾性シート５との間において空洞１４と通気用空洞部５１に連通する空気溝４１とを備えて構成されている。

（異物侵入抑制構造の構成）
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、弾性シート５の裏面と基板２との間には、第１の第２接点部３の空洞１３及び第２の第２接点部４の空洞１４に連通する第１の空気溝３１と、第２の第２接点部４の空洞１４に連通する第２の空気溝４１とが形成されている。第２の空気溝４１は、弾性シート５の裏面に窪む凹陥状に形成された通気用空洞部５１に連通されている。

第１の空気溝３１と第２の空気溝４１とは、弾性シート５の裏面に窪む凹溝状に形成されている。第１の空気溝３１及び第２の空気溝４１は、一本の経路として繋がっている。それにより、第１及び第２の第２接点部３，４の空洞１３，１４内に存在する空気の出入が可能となっている。

なお、第１の空気溝３１、第２の空気溝４１は、第２接点部３，４の押圧時において、空気の通過が可能な程度に、空気溝の空間形状が保持される強度を有している。

第１の空気溝３１及び第２の空気溝４１は、一直線でない湾曲、蛇行や屈曲等の非直線経路となっており、塵埃や水滴等の異物が通気用空洞部５１から第２接点部３，４の空洞１３，１４内へ侵入しにくい構成とされている。

第２接点部３の空洞１４に連通する第１の空気溝３１と第２接点部４の空洞１４に連通する第２の空気溝４１とが一本の空気経路溝で繋がって形成されているため、第１の第２接点部３と第２の第２接点部４とが同時に接点不良等の不具合を起こす可能性を低減することができる。

図示例では、第１の空気溝３１は、第１の第２接点部３の空洞１３から延びる直線経路と第２の第２接点部４の空洞１４から延びる直線経路との中間部において、クランク状に屈曲した屈曲経路３２を有している。一方の第２の空気溝４１は、第１の空気溝３１と同様に、クランク状に屈曲した屈曲経路４２を有している。

第１の空気溝３１と第２の空気溝４１とは、一本の直線で結ぶ一直線経路ではなく、非直線経路を有しているため、塵埃や水滴等の異物が通気用空洞部５１内に存在していたとしても、第２接点部３，４の押圧操作の際に、異物が通気用空洞部５１内から第２接点部３，４の空洞１３，１４内に侵入しにくくなる。それにより、第２接点１２と第１接点１１との導通不良等を軽減することができる。

第２の空気溝４１に連通する通気用空洞部５１には、基板２に貫通して形成された２つのスルーホール２１，２１が連通されている。通気用空洞部５１の内部底面は、第２の空気溝４１の内部底面よりも大きく構成されている。スルーホール２１は、基板２に対向して配置されたカバー体６の内部空間６１に連通されている。

これらのスルーホール２１は、通気用空洞部５１に対応した位置に設けられて空気溝４１に連通している。スルーホール２１は、第１接点１１や基板２の回路と電気的に繋がらない独立したスルーホールであり、基板上に実装される電気部品、リード等が挿入されず、第１の第２接点部３の空洞１３及び第２の第２接点部４の空洞１４の内部に存在する空気を第２接点部３，４の押圧操作のときに出入させる出入口となっている。スルーホールを第１接点１１や基板２の回路から電気的に独立にすることにより、スルーホールに水滴等が浸入しても、スルーホール部の電蝕、回路とのショート等を抑制することができる。

カバー体６における基板２のスルーホール２１に対向する面と基板２の裏面との間に形成された隙間１５は、規定の大きさの異物より小さい値に設定されている。この規定の大きさは、塵埃や水滴、又は蟻等の虫の侵入を防ぐことが可能な隙間の大きさで、例えば、約０．３ｍｍ以下に設定されている。この隙間１５は、塵埃や水滴等の異物だけでなく、蟻等の虫の侵入をも抑制する寸法に設定されている。

図示例では、カバー体６における基板２のスルーホール２１と対向する面は、カバー体６の底面から隆起している隆起部６２の頂部からなる。隆起部６２の頂部には、２つの第２接点部３，４の押圧操作時に、スルーホール２１を介して２つの第２接点部３，４の空洞１３，１４内の空気を出入させるための通気用凹部６３が形成されている。この通気用凹部６３の内部底面と基板２の裏面との間に形成された隙間１５が、規定の大きさの異物より小さい値、例えば、約０．３ｍｍ以下に設定されている。

２つの第２接点部３，４の空洞１３，１４内に存在する空気を出入させる出入口としては、２つのスルーホール２１で構成される必要はない。２つ以上のスルーホール２１を設定することができる。

図２に示すように、第１の第２接点部３が押圧操作されたときには、第２接点部３が反転動作することで圧縮変形する。第２接点部３の第２接点１２の下面は、基板２の第１接点１１に当接し、第１接点１１と第２接点１２とがスイッチオン状態となる。

第２接点部３の反転動作時に、第１の空気溝３１及び第２の空気溝４１からなる一本の経路溝から、通気用空洞部５１及びスルーホール２１を通して第２接点部３，４の空洞１３，１４内に存在する空気を基板２の裏面側に放出することができる。

一方、第１の第２接点部３の押圧力が解除されたときは、第２接点部３が弾性復元力により元のドーム形状に自動復帰する。第２接点部３の第２接点１２は基板２の第１接点１１から離れることになり、第１接点１１と第２接点１２とがスイッチオフ状態となる。

第２接点部３が自動復帰するときは、図３に示すように、スルーホール２１、通気用空洞部５１、第２の空気溝４１、第１の空気溝３１を通して、基板２の裏面側の空気を吸い込む作用があり、第２接点部３，４の空洞１３，１４内に空気を導くことができる。

（実施の形態の効果）
以上のように構成されたスイッチ装置１によると、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。

２つの第２接点部３，４の空洞１３，１４内に存在する空気を出入させる出入口としては、２つ以上のスルーホール２１を設定すれば、１つのスルーホールが詰まったとき、詰まっていない他のスルーホールにより、各第２接点部３，４の空洞１３，１４内に存在する空気を基板２の裏面側に出入させることができる。

基板２に搭載された搭載部品や第１接点１１を接続するスルーホールと、第１接点１１や基板２の回路と繋がらない独立したスルーホール２１とを同時に形成することができる。そのため、異物侵入抑制構造を効率よく製作することができる。

なお、上記実施の形態では、第１接点１１及び第１の第２接点部３と、第１接点１１及び第２の第２接点部４とのそれぞれを一組として二組のスイッチ部１０で構成されるスイッチ装置１を例示したが、二組以上のスイッチ部１０を同時に切り替えるスイッチ装置であってもよく、二組以上のスイッチ部１０のいずれかを個別に切り替えるスイッチ装置としてもよい。

また、二組以上のスイッチ部１０で構成される必要はなく、単一のスイッチ部１０で構成されるスイッチ装置にも適用することができることは勿論である。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例、及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。従って、上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…スイッチ装置、２…基板、３，４…第２接点部、５…弾性シート、６…カバー体、１０…スイッチ部、１１…第１接点、１２…第２接点、１３，１４…空洞、１５…隙間、２１…スルーホール、３１，４１…空気溝、３２，４２…屈曲経路、５１…通気用空洞部、６１…内部空間、６２…隆起部、６３…通気用凹部、１００…コンタクトラバー

Claims (2)

1. 少なくとも１つの第１接点が設けられ、少なくとも２つのスルーホールを有する基板と、
   前記基板を覆う弾性シートと、前記第１接点に対応する第２接点を備える第２接点部を前記第１接点に接離可能に弾性変形可能とするドーム状の空洞と、前記スルーホールに対応して設けられた通気用空洞部と、前記基板と前記弾性シートとの間において前記空洞と前記通気用空洞部に連通する空気溝とを備えたコンタクトラバー、とを有し、
   前記通気用空洞部の深さは、前記空気溝の深さよりも大きく構成され、
   前記スルーホールは、前記基板の回路と電気的に繋がらない独立したものである、スイッチ装置。
2. 前記基板の裏面に対向して配置されたカバー体を備えており、
   前記カバー体の前記スルーホールに対向する面と前記基板との間の隙間は、規定の大きさの異物より小さく設定されている、請求項１に記載のスイッチ装置。

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