(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部(１)に対向して立設し、共通端子(６)に少なくとも一方を接続した対の導通性の支持板(２)と、
支持板(２)にコ字形状に形成し両先端部に設けた枢支軸(３０)で枢支した強度を有する作動体(３)と、
作動体(３)と反対方向に配置し、支持板(２)に丸棒材を折曲し形成したコ字形状に形成し両先端部に設けた枢支軸(４０)で枢支した導通性のある切替体(４)と、
作動体(３)と切替体(４)の各枢支軸と反対側の各辺間を接続するコイルスプリング(５)と、
切替体(４)と枢支部(４０)を結ぶ面上より上方で、作動体(３)の上方の位置決めをする係止体(２２)と、
常閉端子(７)に接続し、切替体の定常状態の位置決めをする係止接続体(７０)と、
基部(１)上で係止接続体(７０)の下方であって、切替体(４)を挟んで、係止接続体(７０)に対向する位置に配置している、常開端子(８)に接続している当接接続体(８０)と、
作動体(３)を上下動させる作用片(９０)とよりなり、
前記切替体(４)の枢支部(４０)の取り付け位置は、作動体(３)の先端を下方に回動させた時に、係止接続体(７０)に当接している切替体(４)と作動体(３)を接続するコイルスプリング(５)の中心線より、上方となる位置とすると共に、
前記作動体(３)の枢支部(３０)の取り付け位置は、切替体(４)の枢支部(４０)下方の位置であって、作動体(３)の先端を下方に回動させ、常開端子(８)に接続している当接接続体(８０)に当接時の切替体(４)と作動体(３)を接続するコイルスプリング(５)の中心線より下方に位置させたことを特徴とするスイッチ機構。
【請求項２】
コイルスプリングを取り付け位置より枢支部側の切替体で係止接続体及び当接接続体との接触位置としたことを特徴とする請求項１記載のスイッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押しボタンスイッチのスイッチ機構に関し、特に作業性を向上させ、更に、小型化が可能なスイッチ機構を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な押しボタンスイッチのスイッチ機構の一例を図６に示す。
このスイッチ機構は、常閉接点Ａ、常開接点Ｂを対向して設け、各接点間に挿入した可動接点Ｃを先端に設けた可動片Ｄの基端部を共通端子Ｆの前面の凹溝部Ｇ内に挿入し、一方共通端子Ｆの背面の凹溝部Ｈ内に作動体Ｉの基端部を揺動可能に挿入し、可動片Ｄと作動体Ｉ間にコイルスプリングＥを設け、コイルスプリングＥを下方に押すことにより、作動体Ｉを下方に移動させ、コイルスプリングＥを介し可動片Ｄを下方に移動させ接点を切り替え、電気的接続を常閉端子Ｊから常開端子Ｋに移動させる機構となっている。
【０００３】
このような構成のスイッチ機構では、スイッチを小型化しようとすると可動片Ｄと作動体Ｉの基部を、対向して共通端子Ｆの凹溝部Ｇ或いはＨに挿入しながらスプリングＥを引っかけ組立を行う。
しかし、可動片Ｄと作動体Ｉの基端部を共通端子Ｆの凹溝部Ｇ或いはＨに挿入しながらスプリングＥを引っかける組立は、小型のスイッチ機構を製作する場合には簡易に行えなっかった。即ち、完全に組み立てが完了する前においては、組み立て時衝撃等加わったりした場合等、各部品がバラバラとなり、外れるおそれがあった。
また、この種のスイッチ機構の寿命は、おおむね可動片Ｄ或いは作動体Ｉの基端部が共通端子Ｆの凹溝部内に接触支持している構成のため、この部分の摩耗の度合いにより寿命が決定されることになり、一般的に寿命は１００万回程度であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スイッチ機構を小型化をするに際し、組立作業が簡易とするためには、可動片とコイルスプリングの組立部分が最重要部分であると考えられる。
また、可動片の基部と共通端子の溝の接触は接触面積が通常のものに比べ、小型化すればするほど小さくなるが、可動片に加わる力は小型化に比例して小さくなることはなく、このため可動片の基部と共通端子の溝に加わる力が、相対的に大きくなることが予想され、スイッチ寿命をさらに短くする可能性がある。
そこで本発明は、溝と板により接触する構成としないこと、及びコイルスプリングを取り付ける時、可動片の位置と一体となった取り付けではなく、独立して取り付けを行うことが可能なスイッチ機構とすることが、スイッチ構造の小型化に必要である。
また、通常のスイッチ機構と同様に、バウンジング、チャタリングに対する性能が良いことも必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スイッチの小型化が可能で、組立作業性の良好なスイッチ機構を提供することを目的になしたもので、以下に説明するような特徴を備えている。請求項１記載の発明は、以下の点を特徴とする。すなわち、基部(１)に対向して立設し、共通端子(６)に少なくとも一方を接続した対の導通性の支持板(２)と、支持板(２)にコ字形状に形成し両先端部に設けた枢支軸(３０)で枢支した強度を有する作動体(３)と、作動体(３)と反対方向に配置し、支持板(２)に丸棒材を折曲し形成したコ字形状に形成し両先端部に設けた枢支軸(４０)で枢支した導通性のある切替体(４)と、作動体(３)と切替体(４)の各枢支軸と反対側の各辺間を接続するコイルスプリング(５)と、切替体(４)と枢支部(４０)を結ぶ面上より上方で、作動体(３)の上方の位置決めをする係止体(２２)と、常閉端子(７)に接続し、切替体の定常状態の位置決めをする係止接続体(７０)と、基部(１)上で係止接続体(７０)の下方であって、切替体(４)を挟んで、係止接続体(７０)に対向する位置に配置している、常開端子(８)に接続している当接接続体(８０)と、作動体(３)を上下動させる作用片(９０)とよりなり、前記切替体(４)の枢支部(４０)の取り付け位置は、作動体(３)の先端を下方に回動させた時に、係止接続体(７０)に当接している切替体(４)と作動体(３)を接続するコイルスプリング(５)の中心線より、上方となる位置とすると共に、前記作動体(３)の枢支部(３０)の取り付け位置は、切替体(４)の枢支部(４０)下方の位置であって、作動体(３)の先端を下方に回動させ、常開端子(８)に接続している当接接続体(８０)に当接時の切替体(４)と作動体(３)を接続するコイルスプリング(５)の中心線より下方に位置させたことを特徴とするスイッチ機構である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の特徴点に加えて、以下の点を特徴とするスイッチ機構である。すなわち、コイルスプリングを取り付ける位置より枢支部側の切替体で係止接続体及び当接接続体との接触位置としたものである。
【０００８】
（作用）
請求項１記載の発明は、上述のように構成し、コ字形状の作動体と、これと反対方向に配置したコ字形状の切替体の各基端部の各枢支軸を支持板に揺動可能に枢支し、作動体と切替体間をコイルスプリングで接続している。そして作動体を作用片等を介し基部側に押すと、作動体は支持板の枢支穴に挿入した枢支軸を中心にコイルスプリングを引き伸ばしながら下方に回動すると共に、切替体を下方に回動させる。切替体の下方には、常開端子に接続している当接接続体が位置しているため、切替体が当接接続体に当接するまで回動する。
従って、電気的に、共通端子−支持板−切替体−係止接続体−常閉端子の回路から共通端子−支持板−切替体−当接接続体−常開端子の回路に切り替わりスイッチングを終了する。
【０００９】
次に、作用片に加えている力を解除すると、コイルスプリングの弾性力により作動体を枢支軸を中心に作動体は上方に回動する。作動体は係止体に当接し回動が停止する。
このとき、作動体の回動に伴い、コイルスプリングの弾性力が、切替体にも作用し、切替体は、枢支軸を中心に上方に回動し、切替体は、常閉端子に接続している係止接続体に係止されるまで回動する。電気的には、共通端子−支持板−切替体−当接接続体−常開端子回路から、共通端子−支持板−切替体−係止接続体−常閉端子に切り替わり当初の接点導通状態になりスイッチングを終了する。
【００１０】
また、作動体、切替体は、それぞれ支持板の枢支穴内を枢支軸を介し回動するため、摩耗は軽微であり、スイッチ機構の寿命延長を図ることができる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明のように、切替体を、適宜強度を有するバネ用リン青銅等導電性の金属製針金材料よりなる丸棒材を、コ字形状に折曲し切替体を形成して形成することもできる。この場合、切替体を安価に簡易に製作することができる。そして、切替体が丸棒材よりなるため、切替体と係止接続体、あるいは当接接続体の接触接続において点で確実に接続することになり誤動作等を防止できる。
【００１２】
請求項３記載の発明においては、コイルスプリングを取り付ける辺より枢支部側の切替体で係止接続体及び当接接続体との接触位置としている。すなわち、コイルスプリングの切替体の取り付け位置としての作用点が、当接接続体より先に位置しているため、スイッチのバウンジング、及びチャタリングを軽減することができるように作用する。
【００１３】
なお、上記発明において、少なくとも作動体の強度を高めるスイッチ機構とする構成とすることもできる。例えば、作動体のみを強度の高い材料を使用したり、或いは同じ材料を使用する場合には、太さを太くすることにより行うことが出来る。この場合、特にスイッチ機構を小型化した場合であっても、押片の押圧力に加わる部分である、作動体の強度のみを維持することで、切替体４を強化した構成とする必要がなく、スイッチ機構の小型化が安価に製作可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態の一例を説明する。
図１〜４は本発明のスイッチ機構の１例を拡大して示したもので、図１は正面図、図２は平面図、図３は側面図、図４は、要部分解斜視図である。また、図５は、スイッチング作動状況を示す説明図である。
本発明に係るスイッチ機構は、基部１と、スイッチング作動を行う作動体３、切替体４及びコイルスプリング５と、作動体３と切替体４を支持する支持板２と、スイッチングにより切り替わる共通端子６、常閉端子７及び常開端子８とよりなる。
【００１５】
基部１は、絶縁材等適宜材料よりなり、図４に示すごとく、共通端子６、常閉端子７及び常開端子８を挿入する端子挿入穴１０，１１，１２を設けている。
また基部１の両側部には、異なる位置に凸部１３が設けられ、スイッチ筐体９に基部１を適正の向きに挿入できるようにしている。図中１４は、基部１をスイッチ筐体９に固定するため、図示はしないがスイッチ筐体９に設けている係止突起に係合するための凹部である。
【００１６】
共通端子６の上部は、コ字形状に形成するとともに、このコ字形状に形成された両端部側に対向する位置に支持板２を立設する構成としている。そして、共通端子６を前記基部１の端子挿入穴１０内に挿入し、共通端子６のコ字形状の部分を挿入穴１０内に装着固定する。
なお、共通端子６と支持板２は実施例では同一の材料で打ち抜きプレス加工等で製作するが、支持板２の一方のみを共通端子６に接続する構成とし、他は共通端子６に接続しない構成としてもよい。この場合支持板２は十分強度のある材料で製作し後述する作動体３、及び切替体４の保持が完全に行えることが必要であることはいうまでもない。
【００１７】
対向する支持板２のそれぞれに、基部１よりやや上方となる位置に、枢支穴２０を設け、この枢支穴２０よりさらに上方に枢支穴２１を設けている。そして一方の支持板２の上端部を内方に折り曲げ、係止体２２を形成している。
【００１８】
常閉端子７は、その上部を前記係止体２２を設けている側の端部をＬ字形状に延設し、前記基部１の端子挿入穴１１内に装着する。そして、Ｌ字形状に延設した部分の上端に、係止体２２と同じ向きに逆Ｌ字形の係止接続体７０を設けている。
【００１９】
常開端子８の上部は、両端部をやや幅広に形成し、前記基部１の端子挿入穴１２内に装着している。そして、前記常閉端子７の係止接続体７０と反対側常開端子８の上端を上方に延長し先端部に当接接続体８０を設ける。この当接接続体８０は、前記該係止接続体７０とほぼ対向する位置まで、折り曲げられている。
【００２０】
作動体３は、適宜強度を有するステンレス等導電性の金属製針金材料よりなる丸棒材の基辺３１の両端を同一方向に折り曲げ接続辺３２、３３を形成する。そして、全体をコ字形状とすると共に、接続辺３２、３３の先端部分を、外側に折り曲げ枢支軸３０を形成する。枢支軸３０は、前記支持板２の枢支穴２０に挿入し、枢支軸３０を中心として作動体３が揺動可能となる。
また作動体３の接続辺３２のａの部分は、作動体３が上方に揺動したとき前記係止体２２の下面に係止可能となっている。
なお作動体３は、適宜強度を有するものであれば材料を限定するものではなく、導電性を有してなくてもよい。
【００２１】
切替体４は、適宜強度を有するバネ用リン青銅等導電性の金属製針金材料よりなる丸棒材の基辺４１の両端を同一方向に折り曲げ接続辺４２、４３を形成する。そして、全体をコ字形状とすると共に、接続辺４２、４３の先端部分を、外側に折り曲げ枢支軸４０を形成し、前記支持板２の枢支穴２１に枢支軸４０を挿入する。
切替体４の取り付け向きは、前記作動体３の取り付け向きと反対側で作動体３と対向した位置に、揺動可能に取り付けている。また、切替体４の接続辺４２のｂの部分は、切替体４が上方に揺動したとき、前記係止接続体７０の下面に係止可能となっており、接続辺４３のｃの部分は、切替体４が下方に揺動したとき、当接接続体８０の最先端の上辺に当接可能となっている。
当接接続体８０の取り付け位置は、切替体４が当接接続体８０に当接したとき、切替体４と枢支軸４０が作る平面が、前記係止体２２（正確には、作動体３が係止体２２に係止される部分）より下方となる位置に設けている。
なお、切替体４は、導電性と強度を有するものであれば材料を限定するものではなく、金属板を打ち抜いて形成してもよい。さらに、本発明では、作動体３と切替体４の形状は全体をコ字形状に形成しているが、後述するコイルスプリング５が移動可能な空間として中央を切り欠いた形状であれば良く、Ｖ字形、Ｕ字形及びＭ字形等適宜変形した形状も含まれるのは当然である。
【００２２】
本発明は上述のように構成し、組立の際に作動体３と切替体４を支持板２の所定の枢支穴２０、２１に挿入する時図示しないジグを用いて組立を行うことが出来る。即ち、作動体３及び切替体４のコ字形状の両端部を内側にバネ性を利用してつぼめた状態に保持して支持板２間にスライド挿入し、ジグを引き抜くと、作動体３と切替体４各両端の枢支軸３０及び枢支軸４０が、外方に移動し前記枢支穴２０、２１に枢支軸３０、枢支軸４０に挿入し組立を完了する。
【００２３】
コイルスプリング５は、作動体３の基辺３１と切替体４の基辺４１間を接続し、それぞれの基辺３１，４１間に引張力を与え、作動体３を係止体２２に、切替体４を係止接続体７０にそれぞれ係止させた状態としている。
なお、図中９０は、スイッチ筐体９に設けられている押片の押し圧力を、作動体３の基辺３１に伝達し、基辺３１を下方に押し下げる作用片である。
【００２４】
本発明は、上述のように構成し、作用片９０の力が加わる前の状態は、コイルスプリング５の弾性力により、作動体３は係止体２２に、切替体４は係止接続体７０にそれぞれ係止している状態となっている（図５（イ））。この状態において作用片９０を下方に押し下げると作動体３は枢支軸３０を中心として下方に揺動する。このとき、コイルスプリング５を引き伸ばしながら作動体３の基辺３１は下方に回動する（図５（ロ））。
【００２５】
コイルスプリング５の中心線（図５（ロ）一点鎖線）が、切替体４と支持板２の枢支穴２１に挿入している枢支軸４０とより形成される面（図５（ロ）二点鎖線）より下方に位置したとき、コイルスプリング５の弾性力が、下向きの力のモーメントＴ１となり枢支軸４０を中心に切替体４を下方に回動させる。切替体４のｃの部分の下方には、当接接続体８０が位置しているため、切替体４が当接接続体８０に当接するまで回動する（図５（ハ））。従って、電気的に、共通端子６−支持板２−切替体４−係止接続体７０−常閉端子７の回路から共通端子−支持板２−切替体４−当接接続体８０−常開端子８の回路に切り替わりスイッチングを終了する。
【００２６】
このスイッチングの際に、上記実施例の切替体４は、適宜強度を有するバネ用リン青銅等導電性の金属製針金材料よりなる丸棒材であり、切替体４が丸棒材よりなるため、切替体４と係止接続体７０、あるいは当接接続体８０の接触接続において点で確実に接続することになり誤動作等を防止できる。
【００２７】
次に、作動体３に基部に加えている作用片９０に加えている力を無くすると、図５（ニ）に示すごとく、コイルスプリング５の位置が作動体３及び作動体３を枢支している枢支軸３０より上方に位置しているため、コイルスプリングの弾性力が、上向きの力のモーメントＴ２となり枢支軸３０を中心に作動体３を上方に回動させる。作動体３は係止体２２に当接し回動が停止する（図５（ホ））。
【００２８】
作動体３の回動に伴い、コイルスプリング５の位置が切替体４の支持板２の枢支穴２１に挿入した枢支軸４０より上方に位置したとき、コイルスプリング５の弾性力が、上向きの力のモーメントＴ３となり枢支軸４０を中心に切替体４を上方に回動させ、切替体４は、常閉端子７に接続している係止接続体７０に係止される（図５（ヘ））。電気的には、共通端子６−支持板２−切替体４−当接接続体８０−常開端子８回路から、共通端子６−支持板２−切替体４−係止接続体７０−常閉端子７に切り替わり当初の接点導通状態になりスイッチングを終了する。
なお、作動体３、切替体４は、それぞれ支持板２の枢支穴２０、２１内を枢支軸３０、枢支軸４０を介し回動するため、摩耗はほとんどない。
【００２９】
上記実施例において、コイルスプリング５を取り付ける位置より枢支部４０側の切替体４で係止接続体７０及び当接接続体８０との接触位置としている。すなわち、コイルスプリング５の切替体４の取り付け位置としての作用点が、当接接続体８０より先に位置しているため、スイッチのバウンジング、及びチャタリングを軽減することができるように作用する。
【００３０】
また少なくとも作動体３の強度を強くしたスイッチ機構とし、スイッチの開閉を行う切替体４は、作動体３の圧力はコイルスプリング５を介して、伝達されるため、作動片９０に過度な圧力が加わっても、切替体４に加わるおそれがなく、確実なスイッチングを行え、特にスイッチ機構を小型化が可能となる。例えば、上述の実施例では、作動体３に０．３ｍｍφの材質がステンレスの金属線を用い、切替体４を０．３ｍｍφの材質がバネ用リン青銅の金属線を用いて製作した場合、上記基部１の大きさを６ｍｍ角の大きさのスイッチを製作できた。
また、この大きさに製作したスイッチの上の接点から下の接点への移動時、振動にバウンジング回数が前述の従来例の場合に比べ回数が約１／１０に、バウンジングが起こっている時間が約１／３減の３ｍｓ程度であった。
なおチャタリングについても、バウンジングと同じ程度の結果を得られ、寿命は２００万回の使用に耐えた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、スイッチ機構に用いる作動体と切替体の揺動を枢支軸と枢支穴で行う構成とすることで、スイッチ機構を簡易な構成で小型化出来、またコイルスプリングの取り付け位置等がスイッチング位置より枢支軸より遠い位置に位置しているためコイルスプリングの弾性力がストレートに切替体に加わりバウンジングやチャタリングを大幅に軽減することができスイッチ機構として最適である。
さらに、切替体が丸い線で製作した場合、係止接続体や当接接続体と点により接続されることになり接触導電性が良好となる。
また、本発明のスイッチ機構を組立る際に作動体と切替体を内側にバネ性を利用してつぼめた状態に保持して支持板間にスライド挿入し、組立を行うことが出来るため作業性が良く、ジグを用いると一度に作動体と切替体の取り付けが簡易に行える。
更に、コイルスプリングのみを外した状態としても、作動体や切替体がバラバラとなることが無く、作り置きができ、注文があった時にコイルスプリングを作動体と切替体間にかける作業で短時間で製品が完成することが出来る為、急な注文があっても対応できる他、コイルスプリングを長期間かけておくことが無いためコイルスプリング寿命に悪影響を及ぼすことがない。
なお、本発明は、上述のように簡易な構成でありながら小型化が可能なスイッチ構成を提供できる等優れた効果を有するものであるが、通常の大きさのスイッチ機構に適用して良いことはゆうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスイッチ機構の一例の正面図である。
【図２】本発明に係るスイッチ機構の一例の平面図である。、図３は側面図、図４は、要部分解斜視図である。本発明に係るスイッチ機構は、基部１と、スイッチング作動を行う作動体３、切替体４及びコイルスプリング５と、作動体３と切替体４を支持する支持板２と、スイッチングにより切り替わる共通端子６、常閉端子７及び常開端子８とよりなる。
【図３】本発明に係るスイッチ機構の一例の平側面図である。
【図４】本発明に係るスイッチ機構の一例の平面図である。
【図５】本発明に係るスイッチ機構のスイッチング動作の説明図である。
【図６】従来例のスイッチ機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１      基部
１０，１１，１２  端子挿入穴
１３        凸部
１４        凹部
２０，２１  枢支穴
２２        係止体
３      作動体
３０      枢支軸
３１      基辺
３２，３３  接続辺
４      切替体
４０      枢支軸
４      基辺
４２，４３  接続辺
５      コイルスプリング
６      共通端子
７      常閉端子
７０      係止接続体
８      常開端子
８０      当接接続体
９      スイッチ筐体
９０      作用片
９１      係止突起
【図１】
0004154704.tif 000002
【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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