(57)【要約】【課題】本発明はハートカムを有したスイッチ装置に関し、簡単な構成で作動音の発生を抑制することを課題とする。【解決手段】スイッチ本体１１と、このスイッチ本体１１上を押圧操作により往復動する操作部材１２と、この操作部材１２に異なる高さ（Ａ〜Ｄ）を有するよう形成された複数のカム底面２１〜２６と、ハートカム２８と、移動端３０ａがカム底面２１〜２６及びハートカム２８とに係合するロックピン３０と、このロックピン３０の移動端３０ａをカム底面２１〜２６に向け付勢するロックピンスプリング３１とを有するハートカム機構１３とを具備するスイッチ装置において、前記ロックピン３０がカム底面２１〜２６を押圧するピン荷重Ｆが、複数のカム底面２１〜２６に対して略等しく印加されるよう、ロックピンスプリング３１を傾斜させた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ本体と、
該スイッチ本体上を押圧操作により往復動する操作部材と、
該操作部に異なる高さを有するよう形成された複数のカム底面と、ハートカムと、一端が前記スイッチ本体に軸承されると共に他端が前記カム底面及びハートカムとに係合するロックピンと、該ロックピンの前記他端を前記カム底面に向け付勢するロックピンスプリングとを有するハートカム機構とを具備するスイッチ装置において、
前記ロックピンが前記カム底面を押圧するピン荷重が、複数の前記カム底面に対して略等しく印加されるよう、前記ロックピンスプリングを傾斜させたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記ロックピンスプリングの両端は前記スイッチ本体に配設された１対のスプリング台座に配設されており、前記１対のスプリング台座の高さを異ならせることにより、前記ロックピンスプリングを傾斜させたことを特徴とする請求項１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係り、特にハートカムを有したスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、操作部材（スイッチノブ）を押圧操作することにより押圧状態に操作部材がロックされ、このロック状態でもう一度操作部材を押圧操作することによりロック解除が行われるプッシュロック式のスイッチ装置が知られている（特許文献１参照）。このプッシュロック式のスイッチ装置は、一度操作部材を押圧操作することで、次に押圧操作するまで操作部材が押圧された状態（例えば、スイッチＯＮの状態）を維持するため便利であり、よって種々の電子機器に用いられている。
【０００３】
図６は、従来のプッシュロック式のスイッチ装置１００の一例を示している。同図に示すスイッチ装置１００は、スイッチ本体１１に往復移動可能に設けられた操作部材１２を、図示しない復帰用バネにより原位置方向（矢印Ｘ２方向）に付勢して設けた構成とされている。また、スイッチ装置１００は、操作部材１２を押圧された状態にロックするハートカム機構１３を有している。
【０００４】
このハートカム機構１３は、高さの異なる複数のカム底面２１〜２６、ハートカム２８、ロックピン３０、ロックピンスプリング１３１等により構成されている。複数のカム底面２１〜２６及びハートカム２８は、操作部材１２に一体的に形成されている。また、ロックピン３０はその一端（以下、軸承端３０ｂという）をスイッチ本体１１の軸承部３０ａに揺動可能に軸承されており、他端（以下、移動端３０ａという）は下方に折り曲げられてカム底面２１〜２６と摺接する構成とされている。
【０００５】
ロックピンスプリング１３１はバネ材料よりなり、両端をスプリング台座１３３に支持されている。このロックピンスプリング１３１は、ロックピン３０の上面に当接するよう配設されている。そして、ロックピン３０は、ロックピンスプリング１３１のバネ力によりカム底面２１〜２６に向け弾性付勢される構成とされている。
【０００６】
ハートカム２８はハート形状あるいはＶ字形状を有し、その中央部分にカム溝２８ａが形成されている。操作部材１２がロック解除状態から一度押圧操作されることにより、ロックピン３０の移動端３０ａはカム溝２８ａに係合し、これにより操作部材１２は押圧操作位置にロックされる。
【０００７】
上記構成とされたスイッチ装置１００において、押圧操作前の原位置にある操作部材１２を復帰用バネの付勢力に抗して矢印Ｘ１方向に押圧操作すると、操作部材１２が同方向へ移動し、これに伴いロックピン３０の移動端３０ａがハートカム２８の回りをカム底面２１、２２、２３と摺接しつつ移動する。そして操作部材１２に対する押圧力を解除すると、ロックピン３０の移動端３０ａはハートカム２８のカム溝２８ａと係合し、これにより操作部材１２は押圧状態（Ｘ１方向に移動した状態）でロックされる。
【０００８】
その後、操作部材１２を再度矢印Ｘ１方向に押圧操作すると、ロックピン３０の移動端３０ａはカム溝２８ａから外れる。そして、再び操作部材１２に対する押圧力を解除すると、復帰用バネの付勢力により操作部材１２は原位置に復帰する。この際、ロックピン３０の移動端３０ａは、カム底面２４、２５、２６を摺接しつつ移動し、原位置である底面２１にて停止する。
【０００９】
尚、図６（Ａ）は、ロックピン３０の移動端３０ａがカム溝２８ａに係合し、よって操作部材１２が押圧操作位置にロックされた状態を示している。
【特許文献１】特開平０８−２２７６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記構成とされたスイッチ装置１００では、操作部材１２の操作時にロックピン３０の移動端は、高さの異なるカム底面２１〜２６において段差を飛び越すように落ちたり斜面２２，２６を摺動したりする。この際、従来のスイッチ装置１００ではロックピンスプリング１３１が水平に配設された構成であったため、ロックピン３０と各カム底面２１〜２６との接触状態は均一ではない。
【００１１】
具体的には、カム底面２１〜２６の内、最も高い位置にあるカム底面２２とロックピン３０とが摺接している場合には、図６（Ｂ）に一点鎖線で示すようにロックピンスプリング１３１は弾性変形し、これに伴いロックピン３０は大きな荷重Ｆ１でカム底面２２と当接する。これに比べ、例えば図６（Ｂ）に実線で示すようにロックピン３０がカム底面２２よりも低い位置にあるカム底面２４と摺接している場合には、ロックピン３０は荷重Ｆ１よりも小さい荷重Ｆ２（Ｆ２＜Ｆ１）でカム底面２４と当接する。
【００１２】
このように、従来のスイッチ装置１００では、ロックピン３０がカム底面２１〜２６に印加する荷重が一定でなく各カム底面２１〜２６毎に異なっていたため、特に高さが高いカム底面２２，２３では強い荷重がカム底面２２，２３に印加され、よってカム底面２２，２３の面粗度によっては、操作時にざらざら感が残ってしまい操作性が低下してしまうという問題点があった。
【００１３】
また、上記のように各カム底面２１〜２６に対するロックピン３０の印加荷重が一定でないことにより、ロックピン３０がカム底面２１〜２６間を移動する際にロックピンスプリング１３１（押えバネ）が振動し、これによりロックピン３０とロックピンスプリング１３１との間で音が発生する。この際、ロックピン３０とロックピンスプリング１３１は共に金属製であるため、それらの間で発生する音が金属音で、耳障りになるという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で作動音の発生を抑制しうる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】
【００１５】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１記載の発明は、
スイッチ本体上を押圧操作により往復動する操作部材と、
該操作部に異なる高さを有するよう形成された複数のカム底面とハートカムを有したハートカム機構と、
一端が前記スイッチ本体に軸承される軸承部とされると共に、他端部が前記ハートカム部に係合する係合部とされたロックピンと、
前記ロックピンの係合部を前記段部に向け付勢するロックピンスプリングとを有するスイッチ装置において、
前記ロックピンが前記カム底面を押圧するピン荷重が、複数の前記カム底面に対して略等しく印加されるよう、前記ロックピンスプリングを傾斜させたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のスイッチ装置において
前記ロックピンスプリングの両端は前記スイッチ本体に配設された１対のスプリング台座に配設されており、前記１対のスプリング台座の高さを異ならせることにより、前記ロックピンスプリングを傾斜させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ロックピンスプリングを基部に対して傾斜させ、ロックピンがカム底面を押圧するピン荷重が、複数のカム底面に対して略等しく印加されるよう構成したことにより、作動音の低減及び操作感の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００２０】
図１乃至図５は、本発明の一実施例であるプッシュロック式のスイッチ装置１０の構成及び動作を説明するための図である。各図において、（Ａ）を付した図はスイッチ装置１０の要部平面図であり、（Ｂ）を付した図は（Ａ）に示す図のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。尚、図１乃至図５において、図６に示した構成と同一構成については同一符号を付して説明するものとする。
【００２１】
先ず、スイッチ装置１０の構成について、主に図１を用いて説明する。
【００２２】
スイッチ装置１０は、スイッチ本体１１に往復移動可能に設けられた操作部材１２を、図示しない復帰用バネにより原位置方向（矢印Ｘ２方向）に付勢して設けた構成とされている。また、スイッチ装置１０は、操作部材１２を押圧された状態にロックするハートカム機構１３を有している。
【００２３】
このハートカム機構１３は、高さの異なる複数のカム底面２１〜２６と、ハートカム２８と、ロックピン３０と、ロックピンスプリング３１等により構成されている。この内、複数のカム底面２１〜２６及びハートカム２８は、操作部材１２に一体的に形成されている。
【００２４】
操作部材１２は、図１（Ｂ）に示すように、高さの異なる第１カム底面２１〜第６カム底面２６を有している。この内、第５カム底面２５が最も低く（高さＤ）、第４カム底面２４（高さＡ）、第３カム底面２３（高さＣ）、第２カム底面２２の頂部２２ａ（高さＢ）の順で高さが高くなるよう設定されている（Ｄ＜Ａ＜Ｃ＜Ｂ）。
【００２５】
また、第２カム底面２２及び第６カム底面２６は傾斜面とされている。第２カム底面２２は、矢印Ｘ２方向に行くに従い高さが高くなる傾斜面とされており、その最も高い位置が頂部２２ａ（高さＢ）となる。第３カム底面２３の高さはＣ（Ｃ＜Ｂ）であるため、第２カム底面２２の頂部２２ａと第３カム底面２３との間には段差が形成される。
【００２６】
また、第６カム底面２６は、矢印Ｘ２方向に行くに従い高さが高くなる傾斜面とされている。この第６カム底面２６は、第５カム底面２５（高さＤ）と第１カム底面２１（高さＡ）とを連続させる毛斜面である。これにより、後述するようにロックピン３０の移動端３０ａは、第５カム底面２５（高さＤ）から、これよりも高さが高い第１カム底面２１（高さＡ：Ａ＞Ｄ）に移動が可能となる。
【００２７】
ロックピン３０は、金属線を折曲形成したものである。このロックピン３０の一端（以下、軸承端３０ｂという）はスイッチ本体１１の軸承部３０ａに軸承され、他端（以下、移動端３０ａという）は下方に折り曲げられてカム底面２１〜２６と摺接する構成とされている。よって、ロックピン３０は、スイッチ本体１１上において軸承端３０ｂを中心として揺動可能な構成とされている。
【００２８】
ハートカム２８はハート形状あるいはＶ字形状を有し、その中央部分にカム溝２８ａが形成されている。ロック解除状態にある操作部材１２が一度押圧操作されることにより、ロックピン３０の移動端３０ａはカム溝２８ａに係合し、これにより操作部材１２は押圧操作位置にロックされる。そして、操作部材１２がもう一度押圧操作されることにより、ロックピン３０の移動端３０ａはカム溝２８ａから離脱し、操作部材１２は再びロック解除状態位置に移動する。
【００２９】
ロックピンスプリング３１はバネ材料よりなり、両端をスイッチ本体１１に設けられたスプリング台座３３に支持されている。このロックピンスプリング３１は上部からロックピン３０に当接し、バネ力によりロックピン３０をカム底面２１〜２６に向け弾性付勢するよう構成されている。
【００３０】
よって、ロックピン３０の移動端３０ａは、所定の荷重で第１カム底面２１〜第６カム底面２６を押圧する。以下、ロックピンスプリング３１のバネ力により、ロックピン３０の移動端３０ａが第１カム底面２１〜第６カム底面２６を押圧する力をピン荷重（図中、矢印Ｆで示す）ということとする。
【００３１】
本実施例では、ロックピン３０の移動端３０ａが複数のカム底面２１〜２６のいずれに当接（摺接）しているときでも、ピン荷重Ｆが略等しくなるよう構成したことを特徴としている。具体的には、図１（Ｂ）に示すように、ロックピンスプリング３１を傾斜させ（操作部材１２の上面１２ａに対して傾斜させ）、これによりロックピン３０の移動端３０ａが複数のカム底面２１〜２６のいずれに当接（摺接）しているときでも、ロックピンスプリング３１のバネ力が等しくなるよう構成している。この構成とすることにより、ロックピン３０の移動端３０ａがカム底面２１〜２６のいずれに当接している場合であっても、ピン荷重Ｆを等しくすることができる。
【００３２】
このように、ロックピンスプリング３１を傾斜させるのは、スイッチ本体１１に設けられた１対のスプリング台座３２，３３の高さを異ならせることにより、容易に行うことができる。本実施例では、図１（Ｂ）に示すように、スプリング台座３３に比べてスプリング台座３２の高さを高くし、これにより高さＢ，Ｃ，Ａ，Ｄの高さ変化に対応してロックピンスプリング３１が左下がりの傾斜となるよう構成している。
【００３３】
続いて、上記構成とされたスイッチ装置１０の動作について説明する。
【００３４】
図１は、ロック解除状態にあるスイッチ装置１０を示している。ロック解除状態とは、操作部材１２の押圧操作前状態である。操作部材１２は復帰用バネの付勢力により図中矢印Ｘ２方向に付勢されているが、係止機構により図中矢印Ｘ２方向限の位置（図１（Ａ）に示す位置）において係止されている。この状態において、操作部材１２に接続されている電気的接点機構は、例えばＯＦＦの状態となっている。
【００３５】
尚、上記した復帰用バネ、係止機構、及び電気的接点機構は、図示の便宜上、各図において図示を省略している。また、図１（Ａ）〜図５（Ａ）において、第１乃至第６カム底面２１〜２６の符号に括弧書きしたＡ〜Ｄは、第１乃至第６カム底面２１〜２６の高さ（各図（Ｂ）を参照）を示している。
【００３６】
上記のロック解除状態では、ロックピン３０の移動端３０ａは、第１カム底面２１（高さＡ）に当接した構成となっている。この際、ロックピン３０はロックピンスプリング３１のバネ力により操作部材１２に向け弾性付勢されており、よって移動端３０ａは第１カム底面２１をピン荷重Ｆで押圧する。
【００３７】
このロック解除状態から、操作部材１２を復帰用バネの付勢力に抗して矢印Ｘ１方向に押圧操作すると、操作部材１２が同方向へ移動し、これに伴いロックピン３０の移動端３０ａは、軸承端３０ｂを中心としてハートカム２８の回りを図１（Ａ）に矢印で示す方向に移動する。ロックピン３０の軸承端３０ｂはスイッチ本体１１に固定されているため、ロックピン３０が図１に矢印で示す方向に移動することにより、ロックピン３０は弾性変形する。即ち、ロックピン３０には図１（Ａ）に示すロック解除状態に戻ろうとする弾性復元力が発生する。
【００３８】
このロックピン３０に発生する弾性復元力に抗して更に操作部材１２を矢印Ｘ１方向に押圧すると、図２に示すように、ロックピン３０の移動端３０ａはハートカム２８の外周に沿って移動し、図２に示すように、第１カム底面２１から第２カム底面２２に至る。前記したように第２カム底面２２は、矢印Ｘ２方向に行くに従い高さが漸次高くなる傾斜面であり、よって第２カム底面２２上を摺動することにより、ロックピン３０の移動端３０ａは高さが漸次高くなる。
【００３９】
そして、移動端３０ａが第２カム底面２２の頂部２２ａに達した状態で、移動端３０ａは最も高い高さＢに位置した状態となる。しかしながら、前記したようにロックピンスプリング３１は傾斜しているため、移動端３０ａ（ロックピン３０）が上動してもピン荷重Ｆは変化することなく略一定の大きさである。
【００４０】
更に、操作部材１２を矢印Ｘ１方向に押圧すると、ロックピン３０の移動端３０ａは、ハートカム２８の図中右側のエッジ部分を通過した時点で、図３（Ａ）に矢印で示すように前記した弾性復元力によりハートカム２８のカム溝２８ａに向け移動する。また、この移動に伴いロックピン３０の移動端３０ａは、第２カム底面２２の頂部２２ａから第３カム底面２３（高さＣ）に移動する。しかしながら、前記したようにロックピンスプリング３１は傾斜しているため、移動端３０ａ（ロックピン３０）が頂部２２ａから第３カム底面２３に移動し高さが低くなっても、ピン荷重Ｆは変化することなく略一定の大きさである。
【００４１】
尚、第２カム底面２２と第３カム底面２３との間には高さ差による段差が形成されており、かつロックピン３０は捩れを戻す方向に向け、換言すると矢印Ｘ１，Ｘ２方向と平行となる位置に向け弾性復元力が作用しているため、第３カム底面２３に進行した移動端３０ａが再び第２カム底面２２に戻るようなことはない。
【００４２】
第３カム底面２３に進行したロックピン３０の移動端３０ａは、前記した弾性復元力により更に図３（Ａ）に矢印で示す方向に移動する。そして、ロックピン３０の移動端３０ａがハートカム２８のカム溝２８ａ（略Ｖ字状に窪んだ部分）に到達した時点で、操作部材１２の押圧操作を停止する。これにより、図示しない復帰用バネにより操作部材１２は矢印Ｘ２方向に付勢され、よってロックピン３０の移動端３０ａはハートカム２８のカム溝２８ａと係合した状態となる。この状態において、操作部材１２に接続されている電気的接点機構はＯＮ状態に切り替わる構成となっている。
【００４３】
また、移動端３０ａがカム溝２８ａと係合することにより、操作部材１２は矢印Ｘ２方向の移動が規制され、よって操作部材１２の押圧操作を停止しも、電気的接点機構はＯＮ状態を維持することとなる（以下、この状態をロック状態という）。
【００４４】
更に、移動端３０ａがカム溝２８ａと係合することにより、ロックピン３０の移動端３０ａは、第３カム底面２３から第４カム底面２４（高さＡ）に進行する。しかしながら、前記したようにロックピンスプリング３１は傾斜しているため、移動端３０ａ（ロックピン３０）が第３カム底面２３から第４カム底面２４に移動し高さが低くなっても、ピン荷重Ｆは変化することなく略一定の大きさである。
【００４５】
スイッチ装置１０を図４に示したロック状態から図１に示したロック解除状態とするには、操作部材１２を再び矢印Ｘ１方向に押圧操作する。これにより、ロックピン３０の移動端３０ａは、第３カム底面２３（高さＣ）と第４カム底面２４（高さＡ：Ａ＜Ｃ）との段差に案内されて図４（Ａ）に矢印で示す方向に移動し、更に操作部材１２に形成された凸カム３６のカム面３６ａに案内されて移動する。
【００４６】
この移動により、移動端３０ａは第４カム底面２４から第５カム底面２５（高さＤ）に進行する。しかしながら、前記したようにロックピンスプリング３１は傾斜しているため、移動端３０ａ（ロックピン３０）が第４カム底面２４から第５カム底面２５に移動し高さが低くなっても、ピン荷重Ｆは変化することなく略一定の大きさである。
【００４７】
そして、移動端３０ａがハートカム２８の図中左側のエッジ部分を通過した時点で押圧操作力を解除すると、操作部材１２は復帰用バネの付勢力により図中矢印Ｘ２方向に移動し、これに伴い移動端３０ａは図５（Ａ）に矢印で示すようにハートカム２８の外周に沿って第６カム底面２６上を移動し、その後図１に示すロック解除状態において停止する。
【００４８】
上記のように本実施例では、ロックピンスプリング３１が傾斜されていることにより、ロックピン３０の移動端３０ａが第１カム底面２１〜第６カム底面２６のいずれの底面に当接している場合もピン荷重Ｆの大きさは略一定となる。このため、移動端３０ａがカム底面２１〜２６上及びカム底面２１〜２６間を移動しても、ロックピンスプリング３１が振動することはなく、ロックピン３０とロックピンスプリング３１との間で発生する音を低減することができる。また、ロックピン３０の移動端３０ａがカム底面２１〜２６上を摺動する際、各カム底面２１〜２６の表面の面粗度に起因して操作感が不良となることもない。よって、本実施例に係るスイッチ装置１０によれば、良好な操作感を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の一実施例であるスイッチ装置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例であるスイッチ装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である（その１）。
【図３】図３は、本発明の一実施例であるスイッチ装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である（その２）。
【図４】図４は、本発明の一実施例であるスイッチ装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である（その３）。
【図５】図５は、本発明の一実施例であるスイッチ装置の動作を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である（その４）。
【図６】図６は、従来の一例であるスイッチ装置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  スイッチ装置
１１  スイッチ本体
１２  操作部材
１３  ハートカム機構
１５  案内溝
２１〜２６  第１〜第６カム底面
２８  ハートカム
３０  ロックピン
３１  ロックピンスプリング
３２，３３  スプリング台座
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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