図面 (/)

技術 スイッチ

出願人 オムロン株式会社
発明者 勝部慎弥森田和明大塚博之
出願日 2015年11月6日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-218918
公開日 2017年5月25日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-091746
状態 特許登録済
技術分野 押釦スイッチ
主要キーワード コイルバネ支 上方コイル 接点支持部材 押込操作 ノーマリークローズ 押下量 バネ支持 復帰方向
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年5月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (15)

課題

小型化が可能なスイッチを提供する。

解決手段

スイッチ(1)は、プランジャ(30)と、プランジャ(30)に対して、復帰方向へと付勢する2つの上方トーションバネ(45a、45b)と、筐体側接点(60a〜60d)と、プランジャ側接点(55a〜55d)とを備え、プランジャ(30)の中心部(30a)を通る軸(L)を含み、プランジャ側接点(55a〜55d)から軸(L)に下ろした垂線Mに垂直な平面(Q)に対して、一方の上方トーションバネ(45a)は、平面(Q)の一方の側に配置され、他方の上方トーションバネ(45b)は、平面(Q)の他方の側に配置される。

概要

背景

従来、プランジャの移動に応じて接点開閉を行うスイッチにおいて、プランジャを復帰するためのコイルバネを備えるスイッチが知られている。例えば、特許文献1には、プランジャの移動方向下方にコイルバネが設けられた緊急停止用のスイッチが開示されている。

概要

小型化が可能なスイッチを提供する。スイッチ(1)は、プランジャ(30)と、プランジャ(30)に対して、復帰方向へと付勢する2つの上方トーションバネ(45a、45b)と、筐体側接点(60a〜60d)と、プランジャ側接点(55a〜55d)とを備え、プランジャ(30)の中心部(30a)を通る軸(L)を含み、プランジャ側接点(55a〜55d)から軸(L)に下ろした垂線Mに垂直な平面(Q)に対して、一方の上方トーションバネ(45a)は、平面(Q)の一方の側に配置され、他方の上方トーションバネ(45b)は、平面(Q)の他方の側に配置される。

目的

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能なスイッチを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

操作部に対する操作に応じて基準位置から操作位置まで直線移動するプランジャを備え、該プランジャの移動に応じて接点開閉を行うスイッチにおいて、前記プランジャに対して、前記操作位置から前記基準位置に向けた復帰方向へと付勢する第1トーションバネおよび第2トーションバネと、前記接点として、固定接点、および前記プランジャとともに移動する可動接点とを備え、前記プランジャの中心部を通り前記プランジャの移動方向に平行な軸を含む平面であって、前記可動接点から前記軸に下ろした垂線に垂直な平面に対して、前記第1トーションバネは、前記平面の一方の側に配置され、前記第2トーションバネは、前記平面の他方の側に配置されることを特徴とするスイッチ。

請求項2

前記第1トーションバネおよび前記第2トーションバネは、前記軸に対して互いに対称な位置となるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ。

請求項3

前記第1トーションバネおよび前記第2トーションバネのそれぞれは、前記プランジャに向かって延伸し、かつ、前記プランジャに当接するアームを備え、前記第1トーションバネの前記アームと、前記第2トーションバネの前記アームとは、前記軸に対して対称となるように設けられていることを特徴とする請求項2に記載のスイッチ。

請求項4

前記プランジャの移動方向から見た場合に、前記アームは、前記平面に垂直な方向に延伸しており、前記第1トーションバネは、前記基準位置において、前記アームの先端部が前記一方の側で前記プランジャに当接し、該先端部は、前記操作位置において前記他方の側に位置し、前記第2トーションバネは、前記基準位置において、前記アームの先端部が前記他方の側で前記プランジャに当接し、該先端部は、前記操作位置において前記一方の側に位置することを特徴とする請求項3に記載のスイッチ。

請求項5

前記プランジャは、前記第1トーションバネとの当接位置に設けられた第1斜面と、前記第2トーションバネとの当接位置に設けられた第2斜面とを備え、前記第1斜面は、前記一方の側から前記他方の側に向かって前記復帰方向に傾斜しており、前記第2斜面は、前記他方の側から前記一方の側に向かって前記復帰方向に傾斜していることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のスイッチ。

技術分野

0001

本発明はスイッチに関する。

背景技術

0002

従来、プランジャの移動に応じて接点開閉を行うスイッチにおいて、プランジャを復帰するためのコイルバネを備えるスイッチが知られている。例えば、特許文献1には、プランジャの移動方向下方にコイルバネが設けられた緊急停止用のスイッチが開示されている。

先行技術

0003

特表2013−541145号公報(2013年11月7日公表

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載のスイッチのように、プランジャの移動方向下方にコイルバネを設ける構成では、プランジャの移動方向におけるスイッチのサイズが大きくなってしまうという問題がある。

0005

そのため、プランジャを復帰するためのバネとして、コイルバネのかわりに、トーションバネを用いることが考えられるが、トーションバネを備えるスイッチにおいてもスイッチの設置場所制約等によりさらなる小型化が求められている。なお、トーションバネとは、巻線部と巻線部の両端から延伸する2つのアームとを有し、一方のアームを固定することで、他方のアームが、巻線部の軸を中心とした回転方向付勢力を加えるバネである。

0006

ここで、トーションバネを備えるスイッチを小型化するためには、アームの短いトーションバネを用いることが考えられる。しかしながら、アームの短いトーションバネを使用すると、アームの長いトーションバネと比較して、プランジャの移動量に応じたアームの回転角度が大きくなる。そのため、プランジャにおけるトーションバネとの接触位置が、プランジャの移動に応じて大きく変化することとなり、プランジャに対してバランスよく付勢力が作用しなくなるという問題がある。

0007

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能なスイッチを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記の課題を解決するために、本発明に係るスイッチは、操作部に対する操作に応じて基準位置から操作位置まで直線移動するプランジャを備え、該プランジャの移動に応じて接点の開閉を行うスイッチであって、前記プランジャに対して、前記操作位置から前記基準位置に向けた復帰方向へと付勢する第1トーションバネおよび第2トーションバネと、前記接点として、固定接点、および前記プランジャとともに移動する可動接点とを備え、前記プランジャの中心部を通り前記プランジャの移動方向に平行な軸を含む平面であって、前記可動接点から前記軸に下ろした垂線に垂直な平面に対して、前記第1トーションバネは、前記平面の一方の側に配置され、前記第2トーションバネは、前記平面の他方の側に配置されることを特徴とする。ここで、基準位置とは、操作部に対して操作が行われていない状態におけるプランジャの位置であり、操作位置とは、操作部の操作量が最大の状態におけるプランジャの位置である。

0009

上記の構成によれば、平面の一方の側に配置された第1トーションバネと、平面の他方の側に配置された第2トーションバネとの2つのトーションバネを備えることにより、短いアームのトーションバネを使用し、プランジャの移動に応じてプランジャにおけるトーションバネとの接触位置が変化したとしても、プランジャに対してバランスよく付勢力を作用することが可能となる。そのため、アームの短いトーションバネを使用することが可能となり、スイッチにおける他の部材を配置するスペースが生じ、スイッチを小型化することが可能となる。

0010

また、本発明に係るスイッチにおいて、前記第1トーションバネおよび前記第2トーションバネは、前記軸に対して互いに対称な位置となるように配置されていてもよい。

0011

上記の構成によれば、2つのトーションバネがプランジャの軸に対して対称な位置に配置されていることにより、プランジャに対して均等に付勢力を作用することができる。そのため、操作性のよいスイッチを提供することが可能となる。

0012

また、本発明に係るスイッチにおいて、前記第1トーションバネおよび前記第2トーションバネのそれぞれは、前記プランジャに向かって延伸し、かつ、前記プランジャに当接するアームを備え、前記第1トーションバネの前記アームと、前記第2トーションバネの前記アームとは、前記軸に対して対称となるように設けられていてもよい。

0013

上記の構成によれば、2つのトーションバネがプランジャの軸に対して対称な位置に配置されていることに加えて、トーションバネのアームが、軸に対して対称となるように設けられていることにより、プランジャに対してより均等に付勢力が作用することになる。そのため、さらに操作性のよいスイッチを提供することが可能となる。

0014

また、本発明に係るスイッチにおいて、前記プランジャの移動方向から見た場合に、前記アームは、前記平面に垂直な方向に延伸しており、前記第1トーションバネは、前記基準位置において、前記アームの先端部が前記一方の側で前記プランジャに当接し、該先端部は、前記操作位置において前記他方の側に位置し、前記第2トーションバネは、前記基準位置において、前記アームの先端部が前記他方の側で前記プランジャに当接し、該先端部は、前記操作位置において前記一方の側に位置してもよい。

0015

上記の構成によれば、軸に対して垂直な方向、かつアームの延伸方向に垂直な方向から見た場合に、基準位置では第1トーションバネのアームと第2トーションバネのアームとは交差していないが、操作位置では当該アーム同士が交差することとなる。そのため、このような構成であっても、プランジャに対して均等に付勢力を作用することができる。これにより、操作性のよいスイッチを提供することが可能となる。

0016

また、本発明に係るスイッチにおいて、前記プランジャは、前記第1トーションバネとの当接位置に設けられた第1斜面と、前記第2トーションバネとの当接位置に設けられた第2斜面とを備え、前記第1斜面は、前記一方の側から前記他方の側に向かって前記復帰方向に傾斜しており、前記第2斜面は、前記他方の側から前記一方の側に向かって前記復帰方向に傾斜していてもよい。

0017

上記の構成によれば、第1トーションバネおよび第2トーションバネとプランジャとの当接位置が斜面になっていることにより、プランジャが基準位置から操作位置まで移動する間に、第1トーションバネおよび第2トーションバネがプランジャに引っかかる可能性が低減される。これにより、操作性および耐久性のよいスイッチを提供することが可能となる。

発明の効果

0018

本発明によれば、小型化が可能なスイッチを提供することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の一実施形態に係るスイッチの外観を示す正面図である。
(a)は、図1に示すスイッチが備える本体部の外観を示す斜視図であり、(b)は、(a)に示す本体部の上面図である。
図2の(b)のA−A線における本体部の断面図である。
図2の(b)のB−B線における本体部の断面図である。
(a)は、図2に示す本体部が備えるプランジャの斜視図であり、(b)および(c)は、プランジャの平面図である。
図2に示す本体部が備える、プランジャおよび上方トーションバネの位置関係を示す断面図である。
(a)〜(d)は、スイッチの操作部に対して操作が行われた場合の本体部の状態を示す図である。
(a)〜(d)は、上方トーションバネの動作を示す模式図である。
(a)〜(d)は、下方トーションバネの動作を示す模式図である。
(a)および(b)は、プランジャの押下量荷重との関係を示す図である。
本発明の一実施形態に係るスイッチが備えるプランジャに形成された穴部の変形例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るスイッチが備える下方トーションバネの変形例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るスイッチが備える上方トーションバネの変形例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るスイッチが備える下方トーションバネの変形例を示す図である。

実施例

0020

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照し詳細に説明する。

0021

〔1.スイッチの構成概略〕
図1は、本実施形態に係るスイッチ1の外観を示す正面図である。図1に示すように、スイッチ1は、操作部10と、本体部20とを備える。

0022

操作部10は、操作者による操作を受け付ける部材であり、本体部20に対して押込操作が可能なように設けられている。なお、本実施形態では、操作者による押込操作を受け付ける押しボタンスイッチについて説明するが、本発明は、これに限られるものでは無い。例えば、スイッチ1は、回転操作を押込操作へと変換するカム機構を備え、操作部10が、操作者による回転操作を受け付ける構成であってもよい。

0023

図2の(a)は、本体部20の外観を示す斜視図であり、図2の(b)は、本体部20の上面図である。また、図3は、図2の(b)のA−A線における本体部20の断面図であり、図4は、図2の(b)のB−B線における本体部20の断面図である。なお、以下では説明の便宜上、スイッチ1の押込方向を下方とし、その逆方向を上方とするが、スイッチ1の取り付け方向はこれに限られるものでは無い。

0024

スイッチ1は、未操作時には接点同士が接触しているノーマリークローズ型のスイッチである。図3および図4に示すように、スイッチ1の本体部20は、筐体25と、プランジャ30と、4つの端子40a〜40dと、2つの上方トーションバネ45と、下方トーションバネ50と、上方接点支持部材56と、下方接点支持部材57と、4つの筐体側接点(固定接点)60a〜60dと、上方コイルバネ65と、下方コイルバネ66とを備える。

0025

筐体25は、箱状であり、内部に本体部20の各部を保持する。また、筐体25の上面25aには、中央に穴部25bが設けられている。

0026

図5の(a)は、プランジャ30の斜視図であり、図5の(b)および(c)は、プランジャ30の側面図である。スイッチ1は、プランジャ30の移動に応じて、接点の開閉を行うスイッチである。プランジャ30は、上端部31が筐体25の穴部25bから突出するように配置され、上端部31が、操作部10に当接している。そのため、プランジャ30は、操作者による操作部10への押込操作に応じて、下方へと移動する。すなわち、プランジャ30は、操作部10に対する操作に応じて、操作部10に対して操作が行われていない位置である基準位置から、操作部10の操作量が最大の状態の位置である操作位置まで直線移動する。また、プランジャ30の下端には、下方に延伸する略板状の垂下部32が形成されている。該垂下部32には、下端面32aから内側面32bに向かって斜面32cが設けられている。

0027

プランジャ30の移動方向において、プランジャ30の上端部31と垂下部32との間には、2つの穴部33、上方コイルバネ支持部34、および下方コイルバネ支持部35が形成されている。2つの穴部33、上方コイルバネ支持部34、および下方コイルバネ支持部35は、何れも、プランジャ30の移動方向である上下方向に垂直な方向に伸び貫通穴である。

0028

上方コイルバネ支持部34、および下方コイルバネ支持部35は、プランジャ30の幅方向の中央部分に形成され、略同一の形状を有する。また、プランジャ30の移動方向上側に上方コイルバネ支持部34が、プランジャ30の移動方向下側に下方コイルバネ支持部35が形成されている。

0029

2つの穴部33は、中央部分に形成された上方コイルバネ支持部34の外側のそれぞれに形成されている。穴部33は、大きさの異なる2つの開口部33a、33bを有し、開口部33aは、開口部33bよりもプランジャ30の移動方向の幅が大きくなっている。穴部33の上面33dと開口部33aとの間には、開口部33b側から開口部33a側に向かって上方へと傾斜する斜面33cが形成されている。また、2つの穴部33は、プランジャの中心部30a(図6参照)を通り、プランジャ30の移動方向に平行な軸Lに対して対称となるように形成されている。すなわち、プランジャ30において、ある側面には、一方の穴部33の開口部33aと、他方の穴部33の開口部33bとが形成されており、反対側の側面には、一方の穴部33の開口部33bと、他方の穴部33の開口部33aが形成されている。なお、軸Lとは、換言すれば、上方接点支持部材56とプランジャ30とが交差する部分、および下方接点支持部材57とプランジャ30とが交差する部分を通る、プランジャ30の移動方向に平行な軸である。

0030

上方コイルバネ65は、プランジャ30の上方コイルバネ支持部34内に配置されている。同様に、下方コイルバネ66は、プランジャ30の下方コイルバネ支持部35内に配置されている。

0031

端子40a〜40dは、プッシュイン式の端子であり、筐体25に設けられた差込口41からコード等が差し込まれることにより、外部と電気的に接続する。本実施形態に係るスイッチ1は、2段式のスイッチであり、上方に一対の端子40a、40bが、下方に一対の端子40c、40dが設けられている。

0032

筐体側接点60a〜60dのそれぞれは、対応する端子40a〜40dと電気的に接続している。具体的には、筐体側接点60aは端子40aと、筐体側接点60bは端子40bと、筐体側接点60cは端子40cと、筐体側接点60cは端子40cと接続している。すなわち、上方に一対の筐体側接点60a、60bが、下方に一対の筐体側接点60c、60dが設けられている。

0033

上方接点支持部材56は、上方コイルバネ支持部34に挿通されている。また、上方接点支持部材56は、上方コイルバネ65に対して固定され、上方コイルバネ65、すなわちプランジャ30と一体となって動作する。同様に、下方接点支持部材57は、下方コイルバネ支持部35に挿通されている。また、下方コイルバネ支持部35は、下方コイルバネ66に対して固定され、下方コイルバネ66、すなわちプランジャ30と一体となって動作する。

0034

上方接点支持部材56には、一対のプランジャ側接点55a、55bが設けられている。また、下方接点支持部材57には、一対のプランジャ側接点55c、55dが設けられている。そのため、プランジャ側接点(可動接点)55a〜55dは、プランジャ30とともに移動する。なお、プランジャ側接点55aとプランジャ側接点55bとは、軸Lに対称な位置に設けられており、プランジャ側接点55cとプランジャ側接点55dとは、軸Lに対称な位置に設けられている。すなわち、軸Lは、プランジャ側接点55aとプランジャ側接点55bとの中心、およびプランジャ側接点55cとプランジャ側接点55dとの中心を通り、プランジャ30の移動方向に平行な軸である。

0035

プランジャ側接点55a〜55dは、対応する筐体側接点60a〜60dと対向する位置に設けられており、筐体側接点60a〜60dに対して開閉可能に設けられている。図3および4に示す基準位置では、プランジャ側接点55a〜55dと、筐体側接点60a〜60dとは接触している。すなわち基準位置では、プランジャ側接点55aと筐体側接点60aとが接触しており、同様に、プランジャ側接点55bと筐体側接点60bとが接触しており、プランジャ側接点55cと筐体側接点60cとが接触しており、プランジャ側接点55dと筐体側接点60dとが接触している。ここで、図3および図4に示す状態では、上方接点支持部材56は上方コイルバネ65により上方へ付勢されており、下方接点支持部材57は、下方コイルバネ66により上方へと付勢されている。そのため、外部からの振動等によりプランジャ30が多少移動したとしても、上方接点支持部材56および下方接点支持部材57は移動しない。このように、上方コイルバネ65および下方コイルバネ66は、基準位置においてプランジャ側接点55a〜55dを、筐体側接点60a〜60dに対して接触させている。

0036

また、プランジャ側接点55aとプランジャ側接点55bとは、電気的に接続しており、プランジャ側接点55cとプランジャ側接点55dとは、電気的に接続している。すなわち、図3および4に示す状態では、端子40aと端子40bとが電気的に接続し、端子40cと端子40dとが電気的に接続している。

0037

図6は、プランジャ30と、上方トーションバネ45との位置関係を示す断面図である。また、図6において、プランジャ側接点55a〜55dの位置を仮想線で示している。なお、以下では、2つの上方トーションバネ45のそれぞれを区別するときには、45aおよび45bの参照符号を付し、区別しないときには45の参照符号を付す。

0038

2つの上方トーションバネ45は、プランジャ30を操作位置から基準位置に向けた復帰方向へと付勢するバネである。プランジャ30の中心部30aを通る軸Lを含む平面であって、プランジャ側接点(可動接点)55a〜55dから軸Lに下ろした垂線Mに垂直な平面を平面Qとしたときに、2つの上方トーションバネ45は、平面Qの一方の側と他方の側に配置されている。すなわち、上方トーションバネ(第1トーションバネ)45aが平面Qの一方の側に配置され、上方トーションバネ(第2トーションバネ)45bが平面Qの他方の側に配置されている。

0039

また、2つの上方トーションバネ45は、上述した2つの穴部33と同様に、軸Lに対して対称な位置に配置されている。このように、2つの上方トーションバネ45がプランジャ30の軸Lに対して対称な位置に配置されていることにより、プランジャ30に対して均等に付勢力を作用することができる。なお、平面Qとは、換言すれば、プランジャ側接点55aとプランジャ側接点55bとを結ぶ直線、およびプランジャ側接点55cとプランジャ側接点55dとを結ぶ直線に垂直な平面である。

0040

上方トーションバネ45は、巻線部46と、巻線部46の一端からからプランジャ30へと延伸し、かつ、プランジャ30に当接する第1アーム(アーム)47と、巻線部46の他端から伸びる第2アーム48とを有する。上方トーションバネ45は、巻線部46の中空部分に、筐体25に設けられた円柱状のバネ保持部25cが配置されることにより支持されている。また、上方トーションバネ45の第2アーム48は、筐体25に設けられた係止部25dにより固定されている。図3に示すように、上方トーションバネ45の第1アーム47の先端部47aには、第1アーム47の延伸方向が変化する屈曲部47a−1が形成されている。屈曲部47a−1は、第1アーム47の屈曲部47a−1より巻線部46側の延伸方向に対してプランジャ30の移動方向下側に先端部47aを屈曲させている。

0041

ここで、上方トーションバネ45aの第1アーム47と、上方トーションバネ45bの第1アーム47とは、軸Lに対して対称となるように配置されている。このように、2つの上方トーションバネ45がプランジャ30の軸Lに対して対称な位置に配置されていることに加えて、上方トーションバネ45の第1アーム47が、軸Lに対して対称となるように設けられていることにより、プランジャ30に対してより均等に付勢力が作用することになる。

0042

なお、図6に示すように、上方トーションバネ45a、45bの第1アーム47は、プランジャ30の移動方向から見た場合に、平面Qに対して垂直となる方向に延伸している。また、プランジャ30の穴部33は、プランジャ30の移動方向から見た場合に、上方トーションバネ45の第1アーム47の延伸方向と同じ方向に延伸している。

0043

図3および4に示す基準位置では、上方トーションバネ45は、第1アーム47が、穴部33の開口部33aから穴部33の内部へと挿入され、先端部47aの屈曲部47a−1が穴部33の上面33dと当接するように配置されている。ここで、上方トーションバネ45は、第2アーム48側(スイッチ1の外側)へ付勢するように設けられており、そのため、プランジャ30を上方(復帰方向)へと付勢する。

0044

下方トーションバネ50は、基準位置においてプランジャ側接点55a〜55dを、筐体側接点60a〜60dに対して接触させている。下方トーションバネ50は、巻線部51と、巻線部51の一端から伸びる第1アーム52と、巻線部51の他端から伸びる第2アーム53とを有する。下方トーションバネ50は、巻線部51の中空部分に、筐体25に設けられた円柱状のバネ保持部25eが配置されることにより支持されている。下方トーションバネ50の第2アーム53は、筐体25に設けられた係止部25fにより固定されている。

0045

図3および4に示す状態では、下方トーションバネ50は、第1アーム52が、プランジャ30の下端面32aと当接している。ここで、下方トーションバネ50は、第2アーム53側へ付勢するように設けられており、そのため、プランジャ30を上方(復帰方向)へと付勢している。

0046

〔2.スイッチの動作説明〕
次に、操作者により、スイッチ1の操作部10に対して操作が行われた場合における本体部20の動作について説明する。

0047

図7は、スイッチ1の操作部10に対して操作が行われた場合の本体部20の状態を示す図である。図7の(a)は未操作時(基準位置)を示しており、図7の(b)、図7の(c)、図7の(d)へと行くにつれて、プランジャ30の押下量が増加し、図7の(d)は、プランジャ30の押下量が最大である状態(操作位置)を示している。また、図8の(a)〜(d)は、上方トーションバネ45の動作を示す模式図であり、図8の(a)〜(d)は、図7の(a)〜(d)に対応している。また、図9の(a)〜(d)は、下方トーションバネ50の動作を示す模式図であり、図9の(a)〜(d)は、図7の(a)〜(d)に対応している。

0048

図8の(a)に示すように、未操作時には、上方トーションバネ45は、第1アーム47の先端部47aに設けられた屈曲部47a−1が、プランジャ30の穴部33の上面33dと領域Pにおいて当接し、プランジャ30を上方へと付勢している。また、図9の(a)に示すように、下方トーションバネ50は、第1アーム52が、プランジャ30の垂下部32の下端面32aに当接し、矢印F1で示すように、上方へとプランジャ30を付勢し、プランジャ側接点55a〜55dと、筐体側接点60a〜60dとの接触を確実なものとしている。

0049

そして、操作部10に対して操作が行われ、上方トーションバネ45および下方トーションバネ50の付勢力に逆らってプランジャ30が押下されると、プランジャ30と一体となって動作する上方接点支持部材56および下方接点支持部材57も下方へと移動する。そのため、プランジャ側接点55a〜55dと、筐体側接点60a〜60dとが接触しなくなり、端子40aと端子40bとが導通しなくなり、また、端子40cと端子40dとが導通しなくなる(図7の(b)〜(d)参照)。

0050

〔2.1上方トーションバネの動作〕
ここで、上方トーションバネ45には、第1アーム47の先端部47aに屈曲部47a−1が設けられ、未操作時には屈曲部47a−1がプランジャ30と当接している。そのため、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している箇所が、曲面となっている。そのため、プランジャ30を押下するときに、上方トーションバネ45が引っかかることは無い。これにより、スムーズにスイッチ1の操作を行うことが可能となり、操作性および耐久性を向上させることができる。

0051

そして、上方トーションバネ45は、プランジャ30の下方への移動に伴い、穴部33におけるプランジャ30の復帰方向側の面である上面33d上を摺動する。これにより、上方トーションバネ45の第1アーム47も下方へと回転する。そのため、図8の(b)に示すように、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pも開口部33b側へと移動する。

0052

図8の(b)に示す状態からプランジャ30がさらに押下されると、上方トーションバネ45の第1アーム47がさらに回転し、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pもさらに開口部33b側へと移動する(図8の(c))。上方トーションバネ45の第1アーム47の回転角度がさらに大きくなり、第1アーム47の屈曲部47a−1より巻線部46側の部分が穴部33の上面33dと平行な角度、すなわち水平より下方へと回転すると、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pは、図8の(d)に示すように、穴部33の上面33dと斜面33cとの境目となる。以降、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pは、プランジャ30押下量が最大となる操作位置まで移動しない。

0053

このように、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pは移動するため、同じ長さだけプランジャ30を押下するのに必要となる荷重が変化する。すなわち、上方トーションバネ45の巻線部46から、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pまでの長さ、および第1アーム47の基準位置からの回転角度に応じて、プランジャ30を押下するのに必要となる荷重が変化する。なお、プランジャが基準位置から操作位置まで移動する間に、上方トーションバネ45の第1アームが回転する角度は、120°〜220°の範囲であることが好ましい。

0054

ここで、プランジャ30の穴部33に斜面33cが設けられていない場合を考える。そのような場合には、上方トーションバネ45の第1アーム47の回転角度が大きくなり、第1アーム47が水平より下に回転すると、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pは、穴部33の開口部33aへと移動する。そのため、上方トーションバネ45の巻線部46から上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pまでの長さが急に変化することとなり、第1アーム47の回転角度が水平を超えると押下に必要となる荷重が急に大きくなるため、スイッチ1の操作性が悪くなってしまう。

0055

これに対して、本実施形態に係るスイッチ1では、プランジャ30の穴部33において、上方トーションバネ45の第1アーム47が挿入される側の開口部33aの上面33dに斜面33cが形成されている。これにより、第1アーム47が水平より下に回転したとしても、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pは、穴部33の上面33dと斜面33cとの境界に位置する。そのため、上方トーションバネ45の巻線部46から上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している領域Pまでの長さの変化を小さくすることができ、操作性のよいスイッチ1を提供することができる。

0056

また、図8の(a)に示すように、基準位置では、上方トーションバネ45の第1アーム47は、先端部47aの屈曲部47a−1より先端側が、プランジャ30の穴部33の上面33dとの間に間隙を有する。そして、図8の(b)に示すように、プランジャ30が移動し、第1アーム47が回転すると、当該間隙は大きくなる。そのため、基準位置において、上方トーションバネ45の第1アーム47は、先端部47aの屈曲部47a−1より先端側が、プランジャ30の穴部33の上面33dとの間に間隙を有していれば、プランジャ30が移動しても第1アーム47の先端部47aがプランジャ30に引っかかることは無く、操作性および耐久性に優れたスイッチ1を提供することができる。

0057

また、本実施形態に係るスイッチ1は、平面Qの一方の側に配置された上方トーションバネ45aと、平面Qの他方の側に配置された上方トーションバネ45bという2つの上方トーションバネ45を備える。ここで、トーションバネを備えるスイッチを小型化するためには、アームの短いトーションバネを用いることが考えられる。しかしながら、アームの短いトーションバネを使用すると、アームの長いトーションバネと比較して、プランジャ30の移動量に応じたアームの回転角度が大きくなる。そのため、プランジャ30におけるトーションバネとの接触位置が、プランジャの移動に応じて大きく変化することとなり、プランジャ30に対してバランスよく付勢力が作用しなくなるという問題がある。

0058

しかしながら、本実施形態に係るスイッチ1は、平面Qの一方の側に配置された上方トーションバネ45aと、平面Qの他方の側に配置された上方トーションバネ45bという2つの上方トーションバネ45を備えることにより、短いアームのトーションバネを使用し、プランジャ30の移動に応じてプランジャにおけるトーションバネとの接触位置が変化したとしても、プランジャ30に対してバランスよく付勢力を作用することが可能となる。そのため、アームの短い上方トーションバネ45を使用することが可能となり、スイッチ1における他の部材を配置するスペースが生じ、スイッチ1を小型化することを可能としている。

0059

さらに、図8の(a)に示すように、基準位置では、平面Qの一方の側に配置された上方トーションバネ45aの第1アーム47は、先端部47aが、平面Qの一方の側でプランジャ30に当接し、平面Qの他方の側に配置された上方トーションバネ45bの第1アーム47は、平面Qの他方の側でプランジャ30に当接している。そして、図8の(d)に示すように、操作位置では、上方トーションバネ45aの第1アーム47の先端部47aは、平面Qの他方の側に位置し、上方トーションバネ45bの第1アーム47の先端部47aは、平面Qの一方の側に位置する。すなわち、第1アーム47の延伸方向に垂直な方向、かつ軸Lに垂直な方向から見た場合には、基準位置では上方トーションバネ45aの第1アーム47と、上方トーションバネ45bの第1アーム47とは交差していないが、操作位置では、上方トーションバネ45aの第1アーム47と、上方トーションバネ45bの第1アーム47とが交差している。このような構成とすることで、プランジャ30に対して均等に付勢力を作用することができる。

0060

また、図8の(c)に示す状態では、第1アーム47の先端部47aが、穴部33の開口部33bから突出している。穴部33を貫通穴とすることで、第1アーム47の長さを穴部33の開口部33bから突出することができるような長さにすることができる。換言すれば、上方トーションバネ45におけるプランジャ30との接触点と、上方トーションバネ45の巻線部46との間の距離を長くすることが可能となる。そのため、プランジャ30の移動に伴って回転する第1アーム47の回転角度を大きくすることができる。これにより、従来のスイッチに比べて、上方トーションバネ45をプランジャ30寄りに配置することができる。その結果スイッチにおける他の部材を配置するスペースが生じ、スイッチを小型化することが可能となる。

0061

〔2.2下方トーションバネの動作〕
図9の(b)に示すように、プランジャ30が押下されると、下方トーションバネ50の第1アーム52も移動する。そのため、プランジャ30と下方トーションバネ50との当接位置が変化し、下方トーションバネ50によるプランジャ30への付勢力の方向が変化する。

0062

すなわち、図9の(a)に示す状態では、下方トーションバネ50と、プランジャ30とは、プランジャの復帰方向に垂直な面である、プランジャ30の垂下部32の下端面32aにおいて当接しており、下方トーションバネ50の付勢力F1は上方向(復帰方向)に作用している。これに対して、図9の(b)に示す状態では、下方トーションバネ50と、プランジャ30とはプランジャ30の垂下部32の斜面32cにおいて当接しており、下方トーションバネ50の付勢力F2は、斜め上方向に作用している。

0063

図9の(b)に示す状態からプランジャ30がさらに押下されると、下方トーションバネ50とプランジャ30とは、プランジャ30の垂下部32の内側面32bにおいて当接する。そのため、下方トーションバネ50の付勢力F3は、復帰方向とは異なる方向に作用し、復帰方向に作用する分力は小さいものとなる。以降、プランジャ30の押下量が最大となるまで、下方トーションバネ50とプランジャ30とは垂下部32の内側面32bにおいて当接し、下方トーションバネ50の付勢力F3は、復帰方向とは異なる方向に作用したまま変化しない(図9の(d)参照)。

0064

図10は、プランジャ30の押下量と荷重との関係を示す図であり、図10の(a)では、下方トーションバネ50を備えている場合を、図10の(b)では、下方トーションバネ50を備えていない場合におけるプランジャ30の押下量と荷重との関係を示している。

0065

本実施形態に係るスイッチ1は、プランジャ30に対して付勢力を作用する下方トーションバネ50と、下方トーションバネ50による付勢力の方向が変化するような形状の垂下部32を有するプランジャ30とを備えている。そして下方トーションバネ50は、基準位置では、プランジャ30を上方向へと付勢するため、プランジャ側接点55a〜55dを、筐体側接点60a〜60dに対して接触させている。

0066

また、プランジャ30が一定量押下され、プランジャ30が、基準位置と操作位置との間の所定位置となると、下方トーションバネ50の付勢方向が変化し、プランジャ30が該所定位置よりも操作位置側にあるときには、下方トーションバネ50は、プランジャ30を復帰方向とは異なる方向に付勢し、復帰方向に作用する分力は小さいものとなる。そのため、図10の(a)に示すように、プランジャ30の押下量が増加すると、プランジャ30を押下するために必要な荷重が低減される。これにより、プランジャ側接点55a〜55dが、筐体側接点60a〜60dに対して接触力を加えつつも、操作性のよいスイッチ1を提供することができる。

0067

一方、スイッチ1が下方トーションバネ50を備えていない場合には、スイッチ1の押下量が増加するにつれて荷重が増加している。ここで、付勢力の方向が変化する下方トーションバネを備えていない場合には、プランジャ側接点55a〜55dが、筐体側接点60a〜60dに対して接触力を加えるために、上方トーションバネ45の付勢力を大きくする必要が有る。そのため、付勢力の方向が変化する下方トーションバネを備えていない場合には、プランジャ30の押下量が増加するにつれて荷重が増加する操作性の悪いスイッチとなることが分かる。

0068

ここで、一例としてスイッチ1を非常停止スイッチとして用いる場合を考える。非常停止スイッチは、一般的に、操作者による操作部10への押込操作に対して、操作者の操作荷重とは無関係にプランジャ30を押下することができる機構を備える。当該機構は、非常停止スイッチを確実に作動させるために、プランジャ30を復帰方向へと付勢するバネの付勢力よりも大きな力をプランジャ30に対して加えることが求められる。プランジャ30を押下する機構としては、特に限られるものでは無いが、例えば、係止された押圧部材を備え、操作部10に対する操作により当該係止が解除されることで、押圧部材が操作者の操作部10への操作荷重とは無関係な荷重でプランジャ30を所定の圧力で押圧する機構を用いることができる。

0069

ここで、図10の(b)に示すように、プランジャ30の押下量が増加するにつれて荷重が増加するスイッチを非常停止スイッチとして用いた場合には、プランジャ30を操作位置へと押下するために、大きな荷重が必要である。そのため、プランジャ30を押下する機構には、プランジャ30に対して大きな荷重を加えることができる構成である必要がある。

0070

一方、図10の(a)に示すように、プランジャ30の押下量が増加しても、プランジャ30を押下するのに必要な荷重が低減されたスイッチ1を非常停止スイッチとして用いた場合には、プランジャ30を押下するために必要な荷重が低減される。そのため、プランジャ30を押下する機構が、プランジャ30を押下するのに必要となる荷重が低減され、該機構を簡易な構成で設けることが可能となる。

0071

〔変形例〕
図11は、本実施形態に係るスイッチ1のプランジャ30に形成された穴部33の変形例を示す図である。本実施形態では、プランジャ30に形成された穴部33の上面33dは、プランジャ30の移動方向に対して垂直な平面上に形成されている例を示した。しかしながら、穴部33の形状はこれに限られるものでは無い。例えば、図11に示すように、穴部33の上面(第1斜面、第2斜面)33eが、開口部33a側から開口部33b側に向かって、上方向に傾斜する斜面となっていてもよい。すなわち、上方トーションバネ45aの第1アーム47に対応する穴部33の上面33eは、上方トーションバネ45aが配置された側から上方トーションバネ45bが配置された側に向かって、復帰方向に傾斜しており、上方トーションバネ45bの第1アーム47に対応する穴部33の上面33eは、上方トーションバネ45bが配置された側から上方トーションバネ45aが配置された側に向かって、復帰方向に傾斜していてもよい。

0072

このように穴部33の上面33eを斜面にすることで、プランジャ30を押下したときに、上方トーションバネ45の第1アーム47が、プランジャ30により引っかかりにくくなり、スイッチ1の操作性および耐久性を向上させることが可能となる。

0073

また、本実施形態では、スイッチ1の押下量に応じて付勢力の方向が変化するバネとして、トーションバネである下方トーションバネ50を備えている例を示した。しかしながら、該バネは、スイッチ1の押下量に応じて付勢力が作用する方向が変化すればよく、例えば図12に示すように、下方トーションバネ50に替え板バネ70であってもよい。

0074

さらに、本実施形態では、基準位置からプランジャ30が移動するときに、上方トーションバネ45の第1アーム47がプランジャ30に引っかからないようにするために、第1アーム47の先端に屈曲部47a−1を設け、上方トーションバネ45とプランジャ30とが当接している箇所を曲面とする構成を示した。しかしながら、基準位置からプランジャ30が移動するときに上方トーションバネ45の第1アーム47がプランジャ30に引っかからなければよい。例えば図13に示すように、上方トーションバネ45の第1アーム47の先端に、略球状の摺動部材47cを備える構成であってもよい。該摺動部材47cは、プランジャ30に対して摺動性のよい材料であれば特に限られるものでは無いが、例えば、樹脂等を用いることができる。また、図14に示すように、下方トーションバネ50の第1アーム54が、先端にプランジャ30に対して摺動性のよい材料からなる摺動部材54aを備えていてもよい。このように、上方トーションバネ45および下方トーションバネ50に摺動部材47c、54aを設けることで、上方トーションバネ45および下方トーションバネ50が、プランジャ30に引っかかりにくくなり、スムーズにスイッチ1の操作を行うことが可能となる。

0075

なお、本実施形態では、端子40a〜40dがプッシュイン式端子である例について述べたが、これに限られるものではない。すなわち、端子40a〜40dは、ネジ式の端子であってもよい。

0076

また、本実施形態では、プランジャ30の内部に上方コイルバネ65および下方コイルバネ66が配置され、上方接点支持部材56が上方コイルバネ65に固定され、下方接点支持部材57が下方コイルバネ66に固定されている例を示した。しかしながら、スイッチ1は、上方コイルバネ65および下方コイルバネ66を備えていなくてもよく、上方接点支持部材56および下方接点支持部材57は、プランジャ30に固定されている、あるいはプランジャ30と一体となっていてもよい。

0077

また、本実施形態では、4つの端子40a〜40dを備え、上方に一対の筐体側接点60a、60bおよび一対のプランジャ側接点55a、55bを備え、下方に一対の筐体側接点60b、60cおよび一対のプランジャ側接点55c、55dを備えるスイッチ1について述べた。しかしながら、スイッチ1の構成は、これに限られるものでは無い。例えば、外部と接続する端子が2つである1段式のスイッチであってもよい。また、上方および下方のそれぞれに、一対の筐体側接点および一対のプランジャ側接点を備えていなくてもよく、筐体側接点およびプランジャ側接点をそれぞれ1つ備える構成であってもよい。そのような場合であっても、プランジャ側接点からプランジャ30の軸Lに下ろした垂線Mに垂直であり、軸Lを含む平面を平面Qとすることができる。

0078

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

0079

1 スイッチ
10 操作部
30プランジャ
30a 中心部
33穴部
33e 上面(第1斜面、第2斜面)
45 上方トーションバネ
45a 上方トーションバネ(第1トーションバネ)
45b 上方トーションバネ(第2トーションバネ)
47 第1アーム(アーム)
47 先端部
47a−1屈曲部
55a〜55dプランジャ側接点(可動接点)
60a〜60d筐体側接点(固定接点)
M垂線
L 軸
Q 平面

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • パナソニックIPマネジメント株式会社の「 プッシュスイッチ」が 公開されました。( 2020/10/08)

    【課題・解決手段】プッシュスイッチは、固定接点部と、可動接点部と、を備える。固定接点部は、母材、及び母材を覆う導電層を有する。可動接点部は、固定接点部の接触面に対して対向する位置に配置される。可動接点... 詳細

  • ダイキョーニシカワ株式会社の「 車両用スイッチ装置の製造方法」が 公開されました。( 2020/10/08)

    【課題】車両用スイッチ装置SWにおいて、表皮材4の透光領域4aの位置ずれを抑制する。【解決手段】スイッチ部材2と、内部にスイッチ部材2が配置された開口部1aが形成された基材1と、基材1の裏面側に配置さ... 詳細

  • シチズン電子株式会社の「 スイッチ」が 公開されました。( 2020/10/08)

    【課題】固定接点に可動接点が接触したときに放出さる接触音の大きさを抑制可能なスイッチを提供する。【解決手段】スイッチ1は、基板10と、基板10の表面に凹部101を形成するように互いに重畳して配置された... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ