(57)【要約】パネル取付け型薄形回転式スイッチ１００は、ブッシング１１０の中に取り付けられた回転止め機構１２０を含む。好ましい部類の実施形態では、回転止めサブアセンブリは、縦に延在する軸１３０の内部に平行に位置する単一のばね２２０を含む。ばねによって加えられる力は設定ねじ２１０によって手動で調節されて、所望の下向きに加えられる縦方向の力をプランジャ２３０に与える。先の尖った円筒であることが好ましいプランジャは、回転止め球２４０に圧力を加え、回転止め球を半径方向外向きに動かして、回転止め機構の内表面上にある回転子カムと係合させる。
2006501628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルを貫いてユーザ側に向かって延びる上部分と、パネルの下にあってブッシングがユーザ側に向けて移動することを防止する下部分とを有するブッシングと、
ブッシングの上部分に収容された回転止めサブアセンブリと
を有するパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項２】
ユーザ側のノブをパネル下の電気接点と結合する軸を有する請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項３】
回転止めサブアセンブリの動作がノブとは独立している請求項２に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項４】
回転止めサブアセンブリがパネルと平面的関係で位置付けられた請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項５】
ブッシングの回転運動がパネルとの係合によって防止される請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項６】
ブッシングの下部分がパネル上の開口の中に嵌合した停止ピンを有する請求項５に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項７】
ブッシングの上部分が、パネル内のＤ形状開口部と協働して回転運動を防止する平側面を有する請求項５に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項８】
回転止めサブアセンブリの回転運動がブッシングとの係合によって防止される請求項６に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項９】
ブッシングとの係合が、ブッシング上の溝と協働する回転止めサブアセンブリ上の突出部を含む請求項８に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項１０】
回転止めサブアセンブリが１つだけのばねと少なくとも１つの球とを利用して回転子カム（円筒形の丸い突出部）に接触し、これによってスイッチ位置を設定する請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項１１】
複数のプリント回路板と電気的に接続されている請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項１２】
回転止めサブアセンブリがパネルと平面的関係になるように回転式スイッチをパネルに取り付けるステップを含む回転式スイッチを使用する方法。
【請求項１３】
回転止めサブアセンブリが、パネルの下からパネルの上まで延在するブッシングの中に収容されている請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ブッシングの中に収容された回転止めサブアセンブリを有するパネル取付け型回転式スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年１１月５日に出願されたＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０２／３５６１０の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、電気機械回転式スイッチに関する。
【背景技術】
【０００３】
回転式電気機械スイッチは概して、１つの端子に連結された回転軸を有する装置であって、１つまたは複数の他の端子への接続を行うか切ることができるものとして定義される。回転式電気機械エンコーダは、回転式スイッチの特性全体を含むが、追加の機械作動機構を有する。いずれにしても、ユーザは一般的に回路を手動で選択するためにスイッチを操作する。
【０００４】
回転式スイッチとエンコーダは、ユーザが電気装置を制御するために、パネルまたはその他の支持構造の上に取り付けられることが多い。スイッチの一部分をパネルの片側（ユーザの側）に置き、スイッチの他の部分をパネルの他の側（内側）に置くことが通常である。多くの例では、パネルのユーザ側にあるスイッチの部分だけが軸のセクションおよびノブ、またはその他の作動手段である。一般に、スイッチの大部分はパネルの内側の上にある。長年の間、この形式の構成は十分であったが、時が経つにつれて、電気装置のサイズがかなり小さくなり、スイッチのサイズ、特にパネル内側上の部分を小さくすることが必要になった。
【０００５】
パネルの下により小さな室を有するより小さな装置の必要性を満たすために、スイッチの構成要素のサイズも小さくなった。それでも、これらのスイッチは部分的に機械的構成要素から構成されるので、有用性を保ちながらいかに小さくできるかについては実際的な限界が残った。構成要素のサイズを小さくするだけではなく、様々な設計の必要性が生じてきた。この様な設計の１つは、Ｏｌｓｓｏｎの米国特許第４４５４３９１号明細書（１９８４年６月）に教示されている。Ｏｌｓｓｏｎは、スイッチの本体内でディップスイッチの作動部材が設定される集積回路板の上で使用される薄形ディップスイッチを記載している。スイッチの垂直断面を小さくすることによって、低い全体的フットプリントを板のために達成することができる。しかし、Ｏｌｓｓｏｎによって教示されたスイッチ設計は、パネル取付け形スイッチに関する設計の問題に取り組むものではない。スイッチ設計における問題に取り組む別の特許は、Ｇｅｎｚ他の米国特許第６３１２２８８号明細書（２００１年１１月）に記載されている。Ｇｅｎｚは薄形組合せスイッチとコネクタ組立体を教示している。Ｇｅｎｚによって記載されたスイッチは結果として全体的に薄形の組合せ構成要素となることができるが、このスイッチはまだパネル取付け形スイッチの問題、特にパネル下の空間が限られているために生じる問題に取り組むものではない。
【０００６】
Ｇｒａｖｅの米国特許第６０４３８５５号明細書（２０００年３月）は、航空機におけるエビオニクスパネルの上に置かれるＬＣＤを囲むベゼル（ｂｅｚｅｌ）の上に取り付けたスイッチを対象としている。米国特許第６０４３８５５号明細書は、スイッチのノブの中に回転止めが少なくとも部分的に位置する設計を教示している。それでもなお、米国特許第６０４３８５５号明細書の設計は次の欠点を有する。すなわち、回転止めはノブの中に収容されているので、ノブを外さなければならないときにはスイッチは機能しないか不適切に機能すること、回転止めはノブ内に完全にはないこと、設計には２つのばねが必要であること、およびばねが垂直に取り付けられて、ノブの垂直方向全体の輪郭を増すことである。
【０００７】
電子装置は全く小さくなっているので、よりコンパクトで効率的な設計が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主題は、ブッシングの中に収容された回転止めサブアセンブリを有するパネル取付け形薄型スイッチである。ばねを収容するブッシングの部分は、中にスイッチが取り付けられるパネルと実質的に平面的関係にある。
【０００９】
あるいくつかの実施形態では、回転止めサブアセンブリは、垂直に延在する軸の中に位置付けられた単一のばねを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の様々な目的、特徴、態様、および利点は、添付の図面と共に、本発明の好ましい実施形態の下記の詳細な説明から更に明らかになろう。添付の図面において同様な参照番号は同様な構成要素を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、概してブッシング１１０と、回転止め機構１２０と、軸１３０と、電気接点１４０と、プリント回路板（ＰＣＢ）１５０とから構成される回転式スイッチ１００を示す。
【００１２】
ブッシング１１０は、ねじ切りされた上部分１１２と下部分１１４から構成されている。本明細書で定義するように、ブッシングは、スイッチが貫いて取り付けられるパネル（例えば制御板）にスイッチを保持するために使用されるスイッチの構成要素である。ある好ましいブッシングは、パネルにおける孔を貫いて延在する上部分と、パネルの下側（すなわち非ユーザ側）に接触する下部分とを有する。図１では、ブッシング１１０は、パネル１６０における孔１６４を貫いて延在するねじ切りされた上部分１１２を有する。スイッチをパネルに保持することを容易にするために、下部分１１４を、パネル１６０における孔１６４を貫通嵌合しないような直径および／または形状のものにする。ブッシング１１２の上部分を覆ってロックワッシャ１７２が置かれ、スイッチをパネルに保持するために捕捉ナット１７０が上部分１１２にねじ込み式に取り付けられる。ねじ切りされていないブッシングも使用できるようにするには、ブッシングをねじ切りすること、およびスイッチをパネルに保持するためにナットを使用することは必要ではない。ねじ切りされていないブッシングを別の方法、例えばリベットまたは圧縮取付け具を使用してパネルに保持することができる。
【００１３】
一般にブッシングは回転してはならないと考えられ、本明細書では、このような回転運動を実質的に防止するための手段を提供する。このような手段の１つは、ピン／開口構成であり、ここでピン１１６はパネルにおける開口１６２の内部にきれいに嵌合する。別の部類の実施形態では、パネルの中に「Ｄ」形状の孔（開口部）を有することは有利であり、このような「Ｄ」形状の孔は平側面ブッシングと協働して回転を防止する。適当な形状と寸法とのいかなる組合せも、この組合せが実質的に回転運動を防止する限り十分となる。例えば、パネルにおける孔およびブッシングの関連する上部分には２つまたはそれ以上の平側面があってもよい。
【００１４】
回転止めサブアセンブリは、回転子１２１を有する回転止め機構１２０と、ばね１２２と、球１２４とから構成される。図１に示すスイッチを更に分析すると、ばね１２２が水平に（すなわち軸に垂直に）配置された単一ばね回転止めサブアセンブリが明らかである。ばねは少なくとも１個の球１２４と（直接または間接的に）接触している。ばねの各端部に１個ずつ２個の球を使用してもよい水平単一ばね実施形態もあることに留意されたい。いずれにしても、球１２４は回転止め機構１２０の内表面に向かって偏向している。回転止め機構の内表面に沿って、回転子カム（すなわち円筒形の丸い突出部）１２１がある。スイッチの軸１３０が回転すると、１個または複数個の球は、電気接点１４０がＰＣＢ１５０の周りに回転するにつれて、回転子カムの周りを回転する。回転止めサブアセンブリはブッシング１１０の内部に、好ましくはブッシング１１２の上部分の内部に収容されている。しかし、回転止めサブアセンブリの一部分がブッシングの下部分の中に延在できることが考えられる。
【００１５】
回転止め機構がブッシングの内部で回転を防止されることは好ましい。この様にして、回転止め機構１２０は、ブッシングの内表面上の切り欠き（図示せず）と係合する突出部１２６を有することができ、これによってこの様な回転を防止する。もちろん、軸は回転することを意図されているが、軸の回転を制限することが有利となり得る。軸の回転の制限は、回転止め機構における切り欠き１２８の寸法の関数として回転の度合いを制限するためにピン１３２を使用することで、達成することができる。軸の回転を制限することによって、利用可能なスイッチの設定を制限することができる。
【００１６】
電気接点１４０（例えばスイッチワイパまたはブラシ）が非導電性（すなわち誘電性）ディスク１３５の上に取り付けられ、接点１４０はＰＣＢ１５０上の回路構成と協働する。ＰＣＢ１５０は、金属リベット１９０またはその他のコネクタによってブッシング１１０に固着されているが、ＰＣＢのブッシングへの固着は必要ではないことに留意されたい。図示されてはいないが、ＰＣＢは、スイッチ以外の構成要素とインタフェース接続してもよい追加の電子構成要素（例えば、チップ、ピン、リード線など）を含むことができる。従って、スイッチ位置の設定は一般に、回転止めサブアセンブリと、軸と、電気接点と、ＰＣＢとの間の相互作用の関数である。
【００１７】
図２を見ると、一代替実施形態において、縦型ねじ２２０（すなわち軸に平行）と、止めねじ２１０と、プランジャ２３０とが含まれる。単一縦型ねじ２２０は軸の中に収容されており、軸と同じ方向に細長くなっている。止めねじ２１０は軸１３０の上部分２１２の中にねじ込まれ、これによってプランジャは球２４０の上に外向きの圧力を行使させることになる。外向きの圧力は球を回転止め機構１２０の内表面上で回転子カムの方向に偏向させる。球に対する外向きの張力は止めねじを回して出し入れすることによって調節可能であることに留意されたい。止めねじをねじ込むと、プランジャは下向きに（ＰＣＢに向かって）押され、球は外向きに押される。もちろん、止めねじを回して出すと反対の効果が得られる。プランジャは円筒形の形状で先が尖っていることが好ましい。好ましいプランジャは均一の圧力を球に加えるのみならず、２個以上の球を単一のばねで使用できるようにする。
【００１８】
複数の電気的設定を行うためのスイッチを構成することができる。図３は、縦型ばね構成を有する複数デッキスイッチを示す。図３の実施形態は、２組の接点と２つのＰＣＢを有する。第１組の接点１４０は非導電性（誘電性）ディスク３１０に取り付けられ、このディスク３１０は更に軸１３０に結合されている。第２非導電性ディスク３２０も軸１３０に結合されており、更に第２組の接点３３０に結合されている。スペーサ３４０がＰＣＢ間の絶縁をもたらす。
【００１９】
機能的には、一般にスイッチの軸を、スイッチ位置を設定するために手動によって回転する。スイッチ位置は回転止め機構における回転子カム（丸い突出部）によって定義される。軸の回転によって、軸から突き出る球は２つのカムの間にある区域で設定され、これによってスイッチ位置を決める。スイッチのユーザは回転子カム間に設定された球に触れることができる。球が回転止め機構の内表面の周りに回転すると、接点は接点とＰＣＢとの間の関係に基づいて電気接続部を形成する。ここに列挙したスイッチは軸の回転を制限するために停止ピンと共に示されているが、これは、スイッチのいくつかが両方向に３６０度の回転を可能にするので必要なことではない。
【００２０】
使用方法は、回転止めサブアセンブリがパネルに平面的関係になるように、回転式スイッチの取付けを含む。しかしながら、ブッシングの上部分のほとんどはパネルのユーザ側の上にあるので、回転止めサブアセンブリは実質的に、パネルと１つの平面にならず、パネルのユーザ側にある。更に、パネルの下側に延在する回転止めサブアセンブリの一部分であってもよい。従って、単一の回転止めサブアセンブリを、回転止めサブアセンブリの一部分がパネルの上方にあり、一部分がパネルと平行で、更に一部分がパネルの下方にあるように、位置付けることもできる。
【００２１】
こうして、ブッシングの中に回転止めを有する薄形スイッチの特定の実施形態と適用とを開示した。しかし、本明細書における本発明の概念から逸脱することなく、既に説明したもの以外の多くの変更が可能であることが当業者には明白なはずである。従って本発明の主題は、添付された特許請求の範囲の精神内を除いて、限定されるものではない。その上、明細書と特許請求の範囲との両方を解釈する場合、すべての用語を文脈と一致したできるだけ広い方法で解釈すべきである。特に、用語「含む」および「含んでいる」は、参照番号付きの要素、構成要素、またはステップを明白な参照番号のない他の要素、構成要素、またはステップによって表示、または利用、または組み合わせてもよいことを示しており、非排他的方式で要素、構成要素、またはステップに言及していると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】分解した回転式スイッチを示す斜視図である。
【図２】分解した回転式スイッチを示す斜視図である。
【図３】分解した回転式スイッチを示す斜視図である。
【図１】
2006501628.tif 000003
【図２】
2006501628.tif 000004
【図３】
2006501628.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月16日(2004.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルを貫いてユーザ側に向かって延びる上部分と、パネルの下にあってブッシングがユーザ側に向けて移動することを防止する下部分とを有するブッシングと、
ブッシングの上部分に収容された回転止めサブアセンブリと
を有するパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項２】
ユーザ側のノブをパネル下の電気接点と結合する軸を有する請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項３】
回転止めサブアセンブリの動作がノブとは独立している請求項２に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項４】
回転止めサブアセンブリがパネルと平面的関係で位置付けられた請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項５】
ブッシングの回転運動がパネルとの係合によって防止される請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項６】
ブッシングの下部分がパネル上の開口の中に嵌合した停止ピンを有する請求項５に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項７】
ブッシングの上部分が、パネル内のＤ形状開口部と協働して回転運動を防止する平側面を有する請求項５に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項８】
回転止めサブアセンブリの回転運動がブッシングとの係合によって防止される請求項６に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項９】
ブッシングとの係合が、ブッシング上の溝と協働する回転止めサブアセンブリ上の突出部を含む請求項８に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項１０】
回転止めサブアセンブリが１つだけのばねと少なくとも１つの球とを利用して回転子カム（円筒形の丸い突出部）に接触し、これによってスイッチ位置を設定する請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項１１】
複数のプリント回路板と電気的に接続されている請求項１に記載のパネル取付け型回転式スイッチ。
【請求項１２】
ブッシングの中に収容された回転止めサブアセンブリがパネルと平面的関係になるように、回転式スイッチをパネルに取り付けるステップ
を含む回転式スイッチを含む方法。
【請求項１３】
ブッシングがパネルの下からパネルの上まで延在する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ブッシングの中に収容された回転止めサブアセンブリを有するパネル取付け型回転式スイッチ。
【国際調査報告】
2006501628.tif 000006
2006501628.tif 000007