开关及其制造方法

专利名称：开关及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在灯的点灯控制等中使用的开关。特别是涉及在操作汽车的刹车踏板时的刹车灯的点灯控制等中使用的车辆用开关及其制造方法。
背景技术：
近年来，作为伴随着刹车踏板的操作的刹车灯的点灯控制用的开关，广泛使用按压操作型的车辆用开关。按压操作型的车辆用开关当踏下刹车踏板时使刹车灯点亮，当脚离开刹车踏板时，使刹车灯熄灭。
使用图7、图8说明例如在日本专利公开公报2001-297654号中记载的现有的车辆用开关。
现有的车辆用开关如图7所示，具有上表面开口的大致箱体形的绝缘树脂制的外壳1和绝缘树脂制的工作体2。在外壳1的开口部分附近，在下方设置凸形的多个固定接点3，从外壳1的底面1A向下方突出设置端子部分3A。
在导电金属制的可动接点4与外壳1的底面之间，以稍稍压缩的状态安装按压弹簧5。通过该按压弹簧5，可动接点4对于多个固定接点3从下方按压而接触。多个固定接点3通过经由可动接点4电连接，形成由固定接点3与可动接点4构成的开关接点。
现有的车辆用推进开关进而具有线圈形的返回弹簧6和覆盖外壳1上表面的开口部分的罩7。返回弹簧6以稍稍压缩的状态安装在工作体2下表面与外壳1的底面1之间，把工作体2压向上方。
在罩7中设置向上方突出的中空筒部分7A，在该中空筒部分7A内上下可动地收容工作体2的操作轴2A。操作轴2A的上端从中空筒部分7A向上方突出。
这样构成的车辆用推进开关一般在由臂等按压工作体2的操作轴2A的状态下，安装在汽车的刹车踏板的前面，固定接点3的端子部分3A用接触器等与刹车灯连接。
没有踏下刹车踏板的状态是工作体2的操作轴2A被压向下方的状态。即，按压弹簧5或者返回弹簧6压缩，可动接点4向下方移动，从固定接点3脱离，由于多个固定接点3之间成为电切断了的状态，因此刹车灯熄灭。
从该状态出发，如果踏下刹车踏板，则臂从操作轴2A脱离，解除加在操作轴2A上的压力。其结果，通过返回弹簧6的弹性恢复力，工作体2向上方移动的同时，可动接点4被按压弹簧5按压，弹性接触到固定接点3，多个固定接点3成为电连接的状态，点亮刹车灯。
另外，在这样通过车辆用开关进行点灯控制的刹车灯中，一般使用电灯泡或者LED等。在使用电灯泡的情况下，通电DC12V、10A左右的比较大的电压和电流，在使用LED等的情况下，通电DC12V、0.5A～1A左右的比较小的电压和电流。
如图8的部分剖面图所示，如果在可动接点4的表面和固定接点3的表面都很平滑，一个可动接点4与一个固定接点3仅在一个位置接触的情况下，而且，使用采取电流小的LED等的刹车灯，则由于在固定接点3或者可动接点4的表面产生氧化被覆膜等，接点之间的接触容易不稳定。
相对于此，日本实用专利公开公报S63-186020号公开了把固定接点3和可动接点4中的至少一方接点的接触面表面做成0.5～10μm的表面粗糙度的接点装置。该装置的特征是通过使表面粗糙形成多个接触点，谋求接触的稳定，而即使用所公开的使表面成为粗糙面的方法，即用预定的表面粗糙的加工夹具进行冲压加工，也只是形成接点表面凸起顶端光滑或者平坦的接点。
因此，顶破在接点表面产生的氧化被覆膜等的效果少，难以谋求小电流下接触的稳定。
进而，在接触面的表面为0.5～10μm的表面粗糙度的开关中，在异物从开关外部侵入，或者伴随着接点的开闭产生了绝缘性的氧化物的情况下，10μm或其以上大小的绝缘性物质或者沉积的绝缘氧化物从高度0.5～10μm的粗糙面基底部分突出到接点表面，接点之间经过这些物质接触，难以谋求接触的稳定。

发明内容
本发明是在第1接点或者与其离合的第2接点的至少一个的表面上设置外缘部分重叠的多个凹槽的开关。由于多个凹槽的外缘部分重叠，在接点表面形成顶端锐利的多个凸起。由此，能够确保电连接的稳定性。
本发明是包括把设置了多个凸起部分的冲头多次模压在第1接点或者第2接点的表面上，从而在接点表面上形成多个凹槽的步骤的开关的制造方法。能够容易地制作接触稳定的开关。


图1是本发明一个实施形态中的车辆用开关的剖面图。
图2是本发明一个实施形态中的车辆用开关的部分剖面图。
图3是本发明一个实施形态中的冲头的斜视图。
图4A、图4B、图4C是本发明一个实施形态中的车辆用开关的部分平面图和剖面图。
图5A、5B是本发明其它实施形态中的冲头的部分平面图和剖面图。
图6是比较例的车辆用开关的部分平面图和剖面图。
图7是现有的车辆用开关的剖面图。
图8是现有的车辆用开关的部分剖面图。
具体实施例方式
由于在固定接点或者可动接点的表面产生氧化被覆膜等，接点之间的接触容易成为不稳定，作为解决这种问题的对策，例如，把图3所示的冲头17一下子按压在可动接点4上，在可动接点4的表面上形成多个凹槽4A或者凸起4B。用该方法，能够在银-铜合金系列的接点的表面制作图6所示的凹凸形状。发明者研究了是否通过由用该方法制作的多个凸起4B，顶破在接点面上产生的氧化被覆膜等，使可动接点4与固定接点3的表面在多个位置接触，即使在小电流的情况下也能够使接触稳定。这里，所谓稳定接触，意味着能够确保电连接的状态。另外，所谓小电流，在LED等点灯中使用的情况下，是DC12V、0.5A～1A左右的电流。
另外，在上述的方法中，即使能够在接点表面形成多个凹槽4A或者凸起4B，但是也难以锐利地加工凸起4B的顶端。其结果，如图6所示，成为在表面残存平坦部分4C，顶破在接点表面产生的氧化被覆膜等的效果少。另外，进行了使用这种接点，接点开闭DC12V、0.5A～1A电流时的电连接稳定性的研究。对于具备加工成图6形状的接点的开关，在预定的气氛中，接点开闭了预定次数以后，如果进行DC12V、0.5A下的接点开闭试验，则易于生成绝缘性氧化物的气氛中有时发生连接电阻增加的开关。从而，发明者认为在图6所示的接点的形态下，实现小电流下接触的稳定并不充分。
因此，作为接点的表面形状研究了各种理想的形状，进而，对于为得到其表面形状而有效的方法进行了研究的结果，能够得到本申请发明的概念。
本发明的开关在设置于外壳内的可动接点(相当于第2接点)或者与其离合的固定接点(相当于第1接点)的至少一个的表面上，设置外缘部分的一部分重叠的多个凹槽。通过设置外缘部分相互重叠的多个凹槽，在接点表面形成顶端锐利的多个凸起。因此，即使在接点表面上形成氧化被覆膜等绝缘膜的情况下，由于顶端锐利的凸起顶破绝缘膜，因此可以得到稳定地接触。
本发明的开关的多个凹槽还可以是大小互不相同。通过设置大小不同的凹槽，能够使接点表面的凸起更精细更锐利。
本发明的开关的制造方法是把设置了多个突起部分的冲头多次模压在可动接点或者固定接点上，在接点表面形成多个凹槽的方法。能够容易地制作接触稳定的车辆用开关。
本发明的开关的制造方法还可以把冲头的突起部分形状做成方头锤。能够在接点表面上形成顶端锐利的多个凸起的同时，与其它复杂的形状相比较，能够用切削或者磨削加工等比较容易地制作冲头。
根据本发明的制造方法，形成在接点表面上的凸起具有大量的顶端的剖面形状为锐角的凸起。
以下，使用图1～图5说明本发明的实施形态。
另外，在与背景技术中说明过的结构相同结构的部分中标注相同的号码，简化详细的说明。
(实施形态)在实施形态中，特别地使用车辆用开关说明本发明。
图1是本发明一个实施形态的车辆用开关的剖面图。本实施形态的车辆用开关101具有上表面开口的大致箱体形的绝缘树脂制的外壳1、大致圆柱形的相同绝缘树脂制的工作体2。端子部分13C从外壳1的底面1A突出，在外壳1的上部设置多个固定接点13(相当于第1接点)。
车辆用开关101还具有导电金属制的可动接点14(相当于第2接点)。在该可动接点14与外壳1的底面之间具备以稍稍压缩的状态安装的按压弹簧5(相当于弹性构件)，按压弹簧5把可动接点14从下方压向多个可动接点13的方向。可动接点14接触的多个固定接点13经过可动接点14电连接，形成开关接点。
固定接点13和可动接点14的每一个都是用银-铜合金制的大致圆顶形的接点。如图2的部分剖面图所示，在固定接点13的圆顶形的表面上，以高度10～300μm左右，形成高度不均匀的多个凹槽13A以及凸起13B。另一方面，在可动接点14的圆顶形的表面上，超过高度10μm，也形成大约小于等于300μm的多个凹槽14A以及凸起14B。固定接点13和可动接点14通过顶端锐利的凸起13B和14B在多个位置接触。
另外，凸起13B和14B的高度如果小于等于10μm，则在实现小电流下的接触稳定方面不充分，从开关外侵入或者伴随着接点开闭而产生的绝缘性氧化物从凹槽突出到表面，在接点之间经过这些氧化物接触的情况下，接触易于成为不稳定。
另一方面，如果大于300μm，则由于在表面上易于残留平坦部分或者凸起的数量减少，因此在实现接触的稳定方面也是不适宜的。
另外，为了可靠地顶破形成在接点表面上的氧化被覆膜等绝缘性膜，确保接点之间的接触，提高连接稳定性，凸起13B的顶端理想的是剖面形状为锐角。
车辆用开关101还具有线圈形的返回弹簧6和覆盖外壳1上表面的开口部分的罩7。返回弹簧6以稍稍压缩的状态安装在工作体2的下表面与外壳1的底面1之间，把工作体2压向上方。
进而，在罩7中设置向上方突出的中空筒部分7A，在该中空筒部分7A内上下可动地收容工作体2的操作轴2A。操作轴2A的上端从中空筒部分7向上方突出。
下面，主要说明以上那样构成的车辆用开关101的固定接点13或者可动接点14的制造方法。
首先，使接点表面朝上地把固定接点13或者可动接点14保持在预定的保持夹具上。然后，从接点的上方开始，使图3的斜视图所示那样的在下表面设置了多个突起部分17A的冲头17下降，进而在冲头的突起部分17A接触接点表面的状态下进一步加压。如果停止加压，去掉冲头17，则如图4A的部分平面图和剖面图所示，例如，在可动接点14表面的稍左上方形成多个凹槽14A。
另外，通过把该冲头17下表面的多个突起部分17A做成顶端的角度是大约60°、高度350μm左右的方头锤形状的多个突起部分17A以200μm左右的间隔沿着X方向以及Y方向网格形排列的形状，从而用切削或者磨削加工等能够比较容易地制作冲头17。
在预定的第1位置，使用该冲头17把接表面只模压了一次的状态下，如图4A所示，在可动接点14表面的稍左上方形成凸起的顶端彼此的间隔是200μm左右、网格形排列的多个凸起14B。由于锐利地加工平坦网格形部分的顶端很困难，因此在凸起14B的顶端残留平坦部分14D。
接着，如图4B所示，使冲头17向右下方移动100μm左右，在第2位置模压接点表面。通过该第2次的模压，在可动接点14表面上，除了前面形成的多个凹槽14A以外，还形成向右下方稍稍错开，外缘部分重叠到凹槽14A的多个凹槽14E。其结果，在可动接点14表面形成顶端锐利的多个凸起14B。
另外，这时，如果使冲头17移动作为突起部分17A的间隔的200μm或其以上，则即使再次模压接点表面，也形成在顶端残留平坦部分14D的凸起14B，不能够锐利地形成所有的凸起14B的顶端。
即，在第1位置，用设置了多个突起部分17A的冲头17模压一次可动接点14表面，形成了多个凹槽14A以后，通过使冲头17只在突起部分17A的间隔以内的距离移动，在移动后的第2位置，再次模压接点表面，形成外缘部分重叠到凹槽14A的多个凹槽14E，能够形成顶端锐利的多个凸起14B。
进而，如图4C所示，如果使用设置了比突起部分17A的形状小的突起部分的冲头，在第3位置，形成大小与凹槽14A或者14E不同、角度旋转45度、位置也偏移了的多个凹槽14F，则能够更精细地形成顶端锐利的高度不均匀的多个凸起14B。另外，代替使用突起部位17A的突起的高度不同的冲头，还能够使用突起形状相同的冲头17，通过改变模压的压力控制凹槽的形状。
这样加工构成固定接点13或者可动接点14的本实施形态的车辆用开关一般在用臂等按压了工作体2的操作轴2A的状态下安装到汽车的刹车踏板的前面，同时，固定接点13的顶端部分13C用接触器等与刹车灯连接。
即，在没有踏下刹车踏板的状态下，由于工作体2的操作轴2A被压向下方，因此按压弹簧5或者返回弹簧6压缩，可动接点14向下方移动，从固定接点13脱离。由此，多个固定接点13之间由于成为电切断了的状态，因此刹车灯成为熄灭的状态。
接着，如果踏下刹车踏板，则臂从操作轴2A脱离，解除压力。由此，通过返回弹簧6的弹性恢复力，工作体2向上方移动。与此相伴，由按压弹簧5按压可动接点14使其弹性接触固定接点13，如图1所示，多个固定接点13成为电连接的状态，点亮刹车灯。
另外，这时如图2所示，由于在固定接点13和可动接点14的表面上设置外缘部分重叠的多个凹槽13A或者14A，因此固定接点13和可动接点14能够经过顶端锐利的凸起13B和14B在多个位置接触。从而，构成为增加了每一个位置的接触压力，即使在接点表面发生氧化被覆膜等的情况下，也能够顶破该被覆膜得到稳定的接触。
进而，该凸起13B和14B在每次操作开关进行接点的离合时，它们的接触位置发生变化，同时，由于凸起13B、14B与凹槽13A、14A边滑动边接触，因此反复进行接点表面的相互摩擦(摩擦动作)，总是能够在清洁的面上进行接触。
这样如果依据本实施形态的制造方法，则通过在接点表面上多次模压设置了多个突起部分17A的冲头17，在伴随着工作体2的上下移动而离合的固定接点13或者可动接点14的至少一方的表面上，形成外缘部分的一部分重叠的多个凹槽13A或者14A。由此，由于在接点表面形成顶端锐利的多个凸起13B或者14B，因此能够提供即使在接点表面上形成氧化被覆膜，附着了绝缘性被覆膜的情况下，或者沉积了绝缘性氧化物等的情况下，也能够可靠地顶破这些被覆膜，得到稳定地接触的车辆用开关及其制造方法。
与使用放电加工等把表面做成粗糙面的方法相比较，本实施形态的制造方法能够把不能够以一次复制得到的、在凹槽13A、14A的外缘上形成的凸起13B、14B做成锐利的顶端形状，同时，能够自由地形成所需要的表面形态。另外，能够自由地控制凸起13B的形成位置以及形成个数。
另外，通过使多个凹槽14A、14E以及14F的大小分别不同，能够把接点表面的凸起13B或者14B做成更精细更锐利的形状。
进而，通过把冲头17的突起部分17A形状做成方头锤，能够在接点表面形成顶端锐利的多个凸起13B或者14B，同时与其它复杂形状的情况相比较，能够用切削或者磨削加工等比较容易地制作冲头。
图4B表示使用一种冲头17，在第1位置模压了一次接点表面以后，使其移动，在第2位置再次模压接点表面，形成多个凹槽14A或者14E的例子。另一方面，图4C表示例如在第2位置，使用突起部分17的形状或者间隔不同的多个冲头，形成与凹槽14A或者14E的大小或间隔不同的多个凹槽14F的例子。通过使用图4C的方法，能够更精细地形成顶端锐利的多个凸起14B。
进而，代替方头锤形状的突起部分17A，还可以使用具有形成了多个剖面形状为锯齿形条纹的突起部分的冲头。首先，如图5A的部分平面图和剖面图所示，在第1位置，使用上述冲头，在可动接点14表面上形成锯齿形的多个凹槽14G或者凸起14H。接着，使上述冲头旋转预定角度，在第2位置，通过反复模压加工，能够形成顶端锐利的多个凸起。在第2位置以后，在第3位置、第4位置等，根据需要，还能够顺序地改变位置继续模压。
另外，如图5B所示，在第1位置使用第1冲头，以锯齿形的突起部分形成了锯齿形的多个凹槽14G或者凸起14H以后，在第2位置，使用第2冲头，即使用方头锤形状的突起部分17A形成多个凹槽14A，也能够形成顶端锐利的高度不均匀的多个凸起14B。
即，通过各种形状的突起部分以及其冲头的移动或者旋转的组合，能够设置外缘部分重叠的多个各种各样的凹槽，能够在接点表面形成顶端锐利的高度不均匀的多个凸起。
另外，也可以与上面说明的相反，预先固定冲头，把固定接点13或者可动接点14多次模压在该固定了的冲头上进行加工。
另外，多个凹槽的模压加工既可以在接点单体的状态下也可以在固定于端子等上的状态下进行，而在把接点铆接在端子等上时，如果同时进行凹槽的加工，则能够减少工序，缩短作业时间。
另外，作为固定接点13或者可动接点14的接点材料，除去银-铜合金以外，对于由银-氧化锡或者银-氧化镉等构成的接点也能够实施本发明。其中，与这些硬而且脆的接点材料相比较，由配合银60～80重量％、铜20～40重量％、进而添加了数重量％的镍或者镁、氧化锡、氧化铟等的银-铜合金构成的接点材料既适合于直流电压电流的离合，也能够比较柔软的形成凹槽，因此很理想。
另外，在以上的说明中，说明了伴随着工作体2的上下动作，可动接点14与固定接点13离合的主要用作为刹车灯的控制用的按压操作型的车辆用开关，而在使用板簧等进行接点离合的结构的开关，或者门开闭检测用的开关，或者门窗开闭用的摇动操作型的车辆用开关等中，也能够适用本发明的概念。
权利要求
1.一种开关，该开关具有第1接点和与上述第1接点相对的第2接点以及把上述第2接点按压到上述第1接点上的弹性构件，其特征在于，上述第1接点以及上述第2接点中的至少一个接点在表面上具有预定形状的凹槽，而且邻接的上述凹槽的形状是外缘部分的至少一部分相互重叠。
2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，上述凹槽的形状是方头锤。
3.根据权利要求2所述的开关，其特征在于，上述凹槽的形状是不同大小的多个方头锤。
4.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，上述第1接点以及上述第2接点中的至少一个接点是银-铜合金，由上述银-铜合金构成的接点在表面具有上述凹槽。
5.根据权利要求1所述的开关、其特征在于，由邻接的上述凹槽形成的凸起顶端的剖面形状是锐角而且高度不均匀。
6.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，上述开关是车辆用开关，存在于上述第1接点与上述第2接点的接触部分中的上述凹槽的深度大于等于10μm，而且小于等于300μm。
7.一种开关，该开关具有第1接点和与上述第1接点相对的第2接点以及把上述第2接点按压到上述第1接点上的弹性构件，其特征在于，上述第1接点以及上述第2接点中的至少一个接点在表面上具有顶端的剖面形状是锐角的凸起。
8.根据权利要求7所述的开关，其特征在于，上述开关是车辆用开关，存在于上述第1接点与上述第2接点的接触部分中的多个凸起的高度大于等于10μm，而且小于等于300μm。
9.一种开关的制造方法，该开关具有第1接点和与上述第1接点相对的第2接点以及把上述第2接点按压到上述第1接点上的机构，其特征在于，包括通过把具有多个预定形状的突起的冲头推压到上述第1接点以及上述第2接点中的至少一个接点的表面上从而形成多个凹槽的步骤。
10.根据权利要求9所述的开关的制造方法，其特征在于，上述步骤包括通过把具有不同形状的突起的多个冲头推压到上述接点的表面上从而在上述接点表面上形成多个不同形状的凹槽的操作。
11.根据权利要求9所述的开关的制造方法，其特征在于，上述步骤至少包括把具有多个突起的第1冲头在第1位置推压到上述接点的表面上的第1模压操作，以及在与上述第1位置不同的第2位置，把上述第1冲头推压到上述接点的表面上的第2模压操作。
12.根据权利要求9所述的开关的制造方法，其特征在于，上述步骤至少包括把具有多个方头锤形突起的第1冲头在第1位置推压到上述接点的表面上的第1模压操作，以及在与上述第1位置不同的第2位置，把上述冲头推压到上述接点的表面上的第2模压操作。
13.根据权利要求9所述的开关的制造方法，其特征在于，上述步骤至少包括把具有多个突起的第1冲头在第1位置推压到上述接点的表面上的第1模压操作，以及在与上述第1位置不同的第2位置，把具有与上述第1冲头的突起形状不同的多个突起的第2冲头推压到上述接点的表面上的第2模压操作。
全文摘要
本发明涉及在相互离合的固定接点或者可动接点的至少一方的表面上设置外缘部分重叠的多个凹槽或者凸起的开关。由于在接点表面形成顶端锐利的多个凸起，因此即使在接点表面上发生了氧化被覆膜等的情况下，也能够得到顶破被覆膜可以获得稳定接触的开关。
文档编号H01H13/12GK1763878SQ200510116418
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者西川寿, 小坂博之, 中出义幸, 松井孝雄, 小间徹也, 永原诚, 竹下弘行 申请人:松下电器产业株式会社