JP2004063214A - 押ボタンスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化が容易な押ボタンスイッチを提供する。
【解決手段】一面に２つの固定接点１１が設けられるとともに基体４が取り付けられた回路基板１を備える。基体４には回路基板１に交差する方向に押操作される操作ハンドル５が保持されている。操作ハンドル５と回路基板１との間において基体４には永久磁石８が保持されている。また、永久磁石８と回路基板１との間に位置し永久磁石８に吸引される吸引板７１と吸引板７１に一体に連結された可動接触子７２とを備える。両固定接点１１の間の電気的接続は可動接触子７２が操作ハンドル５から伝わった押力を受けて両固定接点１１に接触する位置に移動することにより達成される。吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力は可動接触子７２と固定接点１１とを離す力として作用するとともに操作ハンドル５にも伝達され操作ハンドル５の復帰力としても作用する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押ボタンスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エレベータなどに用いられる押ボタンスイッチとして図６に示すようなものが提供されている。この押ボタンスイッチは、小型の押ボタンスイッチであるタクトスイッチ２に押操作用の操作ハンドル５を組み合わせたものであって、タクトスイッチ２は回路基板１に実装されている。タクトスイッチ２を押操作する操作ハンドル５は、タクトスイッチ２を囲む形で回路基板１に取り付けられた基体４に保持されている。回路基板１上で基体４と操作ハンドル５とに囲まれた空間には、タクトスイッチ２のオン・オフに応じた外部からの制御によって点灯・消灯する発光ダイオード３が実装されている。
【０００３】
ここで、タクトスイッチ２の復帰力は一般に小さく、押操作された操作ハンドル５を復帰するための復帰力としては不充分なため、操作ハンドル５の復帰力を生じるためのばねなどの部品が必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成においては独立したケーシングやアクチュエータ２１を有するタクトスイッチ２を用いているため、タクトスイッチ２のケーシングやアクチュエータ２１の厚みのために薄型化が難しかった。その上、操作ハンドル５の復帰力を生じるための部品が必要であるために部品点数が多くなっていた。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄型化が容易な押ボタンスイッチすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、２つの固定接点１１が一面に設けられた回路基板１と、前記回路基板１に対面し前記両固定接点１１に同時に接触して前記固定接点１１間を電気的に接続する位置と前記固定接点１１に接触しない位置との間で移動可能な可動接触子７２と、前記回路基板１において前記可動接触子７２を囲む基体４と、前記基体４に保持され前記回路基板１の厚み方向に押操作される操作ハンドル５と、前記操作ハンドル５に作用する押力を前記可動接触子７２に伝達する押力伝達部材６，７３，７４と、前記可動接触子７２と一体である吸引板７１と、前記吸引板７１を挟んで前記回路基板１の反対側で前記基体４に固定され前記吸引板７１を磁力によって吸引する永久磁石５とを備え、前記吸引板７１と前記永久磁石５との間の吸引力が、前記可動接触子７２を前記固定接点１１から離す方向に作用するとともに、前記押力伝達部材６，７３，７４を介して前記操作ハンドルを復帰させる方向に作用することを特徴とするものである。この構成によれば、別体のスイッチを組み込む場合に比べて薄型化が容易になる。また、吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力が可動接触子７２を固定接点１１から離す力としてだけでなく操作ハンドル５を復帰させる力としても作用するから、可動接触子７２を固定接点１１から離す構成と操作ハンドル５を復帰させる構成とが別部品による場合に比べて部品点数を少なくすることができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記永久磁石５と前記吸引板７１とは前記操作ハンドル５に押力が作用しないときに前記吸引板７１が前記永久磁石５に磁着される位置関係で配置されていことを特徴とするものである。この構成によれば、永久磁石８に磁着された吸引板７１が永久磁石８から離れる際にクリック感が得られるから、例えば凹凸を設けた２つの弾性体を摺動させることによってクリック感を与えるものと異なり摩耗しない。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記押力伝達部材６，７３，７４は、前記可動接触子７２と両固定接点１１とが接触した状態において前記可動接触子７２を前記回路基板１に押し付ける方向に付勢する圧縮ばね６を具備し、前記操作ハンドル５が復帰した状態においては前記永久磁石８と前記吸引板７１との間の吸引力が前記圧縮ばね６のばね力よりも大きく、前記操作ハンドル５に押力が作用し且つ前記可動接触子７２と前記固定接点１１とが接触した状態においては前記圧縮ばね６のばね力が前記永久磁石８と前記吸引板７１との間の吸引力よりも大きくなるように前記圧縮ばね６のばね力と前記永久磁石８の磁力との大小関係が設定されていることを特徴とするものである。この構成によれば、可動接触子７２が圧縮ばね６のばね力によって固定接点１１に弾接するから、押力が直接接触圧となる場合に比べて可動接触子７２と両固定接点１１との接触状態がより安定する。
【０００９】
請求項４の発明は、前記回路基板１と前記操作ハンドル５との間において前記回路基板１に実装された複数の発光素子３と、前記回路基板１に設けられ隣り合う各２つの前記発光素子３の間を仕切る仕切り部４１を有し前記発光素子３の光を前記操作ハンドル５へ反射する反射体４１，４２とを備え、前記操作ハンドル５には前記発光素子３の光を拡散透過させる透光部５１，５２が設けられ、前記透光部５１，５２の輝度が略均一になるように前記反射体の形状が設定されていることを特徴とするものである。この構成によれば、発光素子３の輝度むらを防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
本実施形態は、例えばエレベータ用スイッチとして用いられる押ボタンスイッチであって、図２に示すようにプリント基板である回路基板１と、回路基板１に交差する方向に押操作される操作ハンドル５と、操作ハンドル５を保持する基体４とを備える。以下、上下左右は図２を基準とし、図１における上下すなわち図３における左右を前後と呼ぶ。操作ハンドル５は、上端部に設けられた軸部５４を中心に基体４に対して回動可能になっている（図４参照）。つまり、操作ハンドル５はピアノハンドルとして動作する。操作ハンドル５の下端部と回路基板１との間には、操作ハンドル５に加えられた押力を受けて開閉する接点（後述）が設けられている。
【００１２】
図２に示すように、回路基板１において操作ハンドル５に近い側の面には、それぞれチップＬＥＤである発光素子としての複数（本実施形態においては９個）の発光ダイオード３が上下左右に等間隔に並べて実装されている。回路基板１において基体４の下端付近には外部回路が接続されるコネクタ１２が実装されていて、発光ダイオード３は外部からの制御によって点灯・消灯する。また、回路基板１の上端部には限流抵抗として機能するチップ抵抗１３が実装されている。
【００１３】
基体４は、基体４の左右の端部から後方へそれぞれ突出した溶着部４４が回路基板１を前後に貫通して回路基板１の後面において熱溶着されることによって回路基板１に固定されている。基体４には、全ての発光ダイオード３を囲む枠状部４２と、発光ダイオード３を１個ずつ囲む格子状の仕切り部４１とが設けられている。図３に示すように、枠状部４２と仕切り部４１とにおいて発光ダイオード３に向けられた面は回路基板１から離れるほど基体４において対向する部位との間の距離を広げるように傾斜しており、発光ダイオード３が並ぶ方向に沿って回路基板１に直交し発光ダイオード３を含む断面における仕切り部４１の形状は三角形となっている。また、仕切り部４１の表面と枠状部４２において発光ダイオード３に向けられた面とは発光ダイオード３の光を反射する。すなわち、基体４における仕切り部４１と枠状部４２において発光ダイオード３に面する部位とが反射体として機能する。ここで、基体４における枠状部４２と仕切り部４１とにおいて発光ダイオード３に向けられた面と回路基板１とのなす角は、発光ダイオード３の光による操作ハンドル５の後述する透光部の輝度が略均一になるように設定されている。また、基体４には、それぞれ回路基板１に交差する方向に延び操作ハンドル５をガイドするガイド片４５が、操作ハンドル５の後端部における上下左右の外周を囲む配置で複数設けられている。
【００１４】
操作ハンドル５は、操作ハンドル５の上下左右の面を形成する矩形枠状の本体部５３を備える。本体部５３の後端部の外周は基体４のガイド片４５に囲まれている。カバー５の本体部５３の外周面の後端部と基体４のガイド片４５の内周面とには、操作ハンドル５の下端部がある程度回路基板１から離れたときに互いに引っ掛かる凸部（図示せず）がそれぞれ設けられていて、これにより操作ハンドル５の下端部が回路基板１から離れる方向への操作ハンドル５の回動範囲は制限されている。また、本体部５３の内周面において、前端部付近には支持片５３ａが突設されている。支持片５３ａの先端に囲まれた内側は発光ダイオード３の光が通過する窓部５３ｂとなっている。本体部５３の内側であって支持片５３ａの前側には、窓部５３ｂを覆い光を拡散透過させる拡散シート５１と、拡散シート５１の前面を覆う矩形平板状の透明カバー５２とが嵌め込まれて固着されている。拡散シート５１と透明カバー５２とは発光ダイオード３の光を透過させる透光部として機能する。
【００１５】
本実施形態の押ボタンスイッチにおける接点は、図１に示すように回路基板１において操作ハンドル５の下端部に対向する部位に左右に並べて設けられた２つの固定接点１１と、回路基板１に対向する左右に長い板状であって両固定接点１１に同時に離接可能な可動接触子７２とから構成される。各固定接点１１は、それぞれ回路基板１を貫通してカシメ固定されたものであって、各固定接点１１の各表面と可動接触子の表面とにはそれぞれ金メッキが施されている。可動接触子７２において操作ハンドル５に近い側の面には可動接触子７２と略同じ形状の吸引板７１が重ねられ、吸引板７１の中間部と可動接触子７２の中間部とを貫通した連結体７３によって吸引板７１の中間部と可動接触子７２の中間部とはカシメ固定されている。操作ハンドル５と回路基板１との間であって吸引板７１を挟んで回路基板１の反対側には、吸引板７１を磁力によって吸引する２個の永久磁石８が左右に並んでそれぞれ基体４に支持されている。
【００１６】
また、吸引板７１の中間部において操作ハンドル５に近い側の面には、コイルばねである圧縮ばね６の一端が取り付けられている。圧縮ばね６は２個の永久磁石８の間を通り、圧縮ばね６の他端は操作ハンドル５の下端部に取り付けられている。圧縮ばね６の内側には円柱形状の押力伝達体７４が挿入されていて、押力伝達体７４の一端は連結体７３における吸引板７１側の端に一体に連結されている。ここで、連結体７３における可動接触子７２の側への突出寸法は固定接点１１の回路基板１からの高さ寸法よりも小さく、連結体７３は吸引板７１の側にはほとんど突出していない。また、押力伝達体７４の前後方向における長さ寸法は圧縮ばね６の自然長よりも短く設定されている。
【００１７】
ここで、吸引板７１と可動接触子７２と固定接点１１とは、圧縮ばね６が通過する部位を除いて永久磁石８と回路基板１と基体４とに囲まれていて、圧縮ばね６における吸引板７１から離れた側の端は操作ハンドル５に固定されているから、もし操作ハンドル５と基体４との隙間から埃等が侵入しても埃等が可動接触子７２と固定接点１１との間に直接到達することがない。
【００１８】
本実施形態における押ボタンスイッチの動作を以下に説明する。操作ハンドル５に押力が加わっていない状態においては、図５（ａ）に示すように吸引板７１は永久磁石８に磁着されている。操作ハンドル５に押力が加わると、操作ハンドル５が押力伝達体７４に当接することにより操作ハンドル５に加えられる押力が柱状片７４と連結体７３とを介して吸引板７１と可動接触子７２とに伝達される。つまり柱状片７４と連結体７３とが押力伝達部材として作用する。操作ハンドル５に加わる押力が吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力よりも大きくなると、図５（ｂ）に示すように吸引板７１が永久磁石８から離れ、このときクリック感が得られる。
【００１９】
さらに操作ハンドル５が押され、吸引板７１と永久磁石８との間の距離が大きくなって吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力が圧縮ばね６のばね力よりも小さくなると、図５（ｃ）に示すように圧縮ばね６のばね力が吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力に抗して可動接触子７２を回路基板１に押しつける。ここにおいて可動接触子７２は２つの固定接点１１に同時に接触し、２つの固定接点１１が可動接触子７２を介して電気的に接続される。吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力が圧縮ばね６のばね力に等しくなるときの吸引板７１と永久磁石８との間の距離は、例えば０．４ｍｍである。ここで、基体４において圧縮ばね６を囲む位置には、吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力が圧縮ばね６のばね力よりも大きくなる位置よりも後側において操作ハンドル５に当接し操作ハンドル５の可動範囲を制限するストッパ４３が設けられている。また、操作ハンドル５が基体４のストッパ４３に当接し可動接触子７２が両固定接点１１に接触した状態における操作ハンドル５と吸引板７１との間の距離は、押力伝達体７４の前後方向の長さよりも長い。すなわち、可動接触子７２が両固定接点１１に接触する状態においては常に圧縮ばね６のばね力によってのみ可動接触子７２は回路基板１に押しつけられるから、操作ハンドル５に加えられる押力が強すぎても固定接点１１に無理な力が加わらない。なお、このとき、操作ハンドル５に加えられている押力の少なくとも一部は圧縮ばね６と吸引板７１とを介して可動接触子７２に伝達されている。つまり、圧縮ばね６と吸引板７１とが押力伝達部材として機能している。操作ハンドル５が基体４のストッパー４３に当接するまでの操作ハンドル５のストローク量ｈ（図４参照）は、例えば０．６ｍｍである。
【００２０】
次に、可動接触子７２が両固定接点１１に接触した状態から、操作ハンドル５への押力を解除すると、圧縮ばね６のばね力により図５（ｄ）に示すように操作ハンドル５が元の位置に復帰する方向へ移動し、圧縮ばね６が伸びる。すると圧縮ばね６のばね力が吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力よりも小さくなり、図５（ｅ）に示すように吸引板７１が永久磁石８に吸引されることにより可動接触子７２が固定接点１１から離れる。以後、圧縮ばね６のばね力が吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力よりも大きくなることはなく、図５（ｆ）に示すように吸引板７１は永久磁石８に磁着される。このとき吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力は圧縮ばね６を介して操作ハンドル５にも伝達されている。つまり、吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力は、可動接触子７２に対する復帰力としてだけではなく、操作ハンドル５の復帰力としても作用している。
【００２１】
上記構成によれば、可動接触子７２と２つの固定接点１１との離接によって接点を開閉するから、従来例におけるタクトスイッチ２（図６参照）のような別体のスイッチを組み込む場合に比べて薄型化が容易になる。因みに、上記構成を採用することによって厚み寸法が８ｍｍの押ボタンスイッチを得ることができた。また、吸引板７１と永久磁石８との間の吸引力が可動接触子７２を固定接点１１から離す力としてだけでなく操作ハンドル５を復帰させる力としても作用するから、可動接触子７２の復帰力を生じる構成と操作ハンドル５の復帰力を生じる構成とを別に設ける場合に比べて部品点数を少なくすることができる。さらに、接触していた永久磁石８と吸引板７１とが離れる際にクリック感が得られるから、例えば凹凸を設けた２つの弾性体を摺動させることによってクリック感を与えるものと異なり摩耗しない。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、可動接触子と２つの固定接点との離接によって接点を開閉するから、別体のスイッチを組み込む場合に比べて薄型化が容易になる。また、吸引板と永久磁石との間の磁力が可動接触子を固定接点から離す力としてだけでなく操作ハンドルを復帰させる力としても作用するから、可動接触子を固定接点から離す構成と操作ハンドルを復帰させる構成とに別体の部品を用いる場合に比べて部品点数を少なくすることができる。
【００２３】
請求項２の発明は、永久磁石に磁着された吸引板が永久磁石から離れる際にクリック感が得られるから、例えば凹凸を設けた２つの弾性体を摺動させることによってクリック感を与えるものと異なり摩耗しない。
【００２４】
請求項３の発明は、可動接触子が圧縮ばねのばね力によって固定接点に押しつけられるから、押力が直接接触圧となる場合に比べてより安定した接触圧が得られる。
【００２５】
請求項４の発明は、複数の発光素子と、隣り合う各２個の発光素子の間に一部が位置し発光素子の光を操作ハンドルへ反射する反射体とを有し、操作ハンドルには透光部が設けられていて、透光部の輝度が略均一になるように反射体の形状が設定されているから、透光部の輝度むらを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】同上を示す平面図である。
【図３】同上を示す別の断面図である。
【図４】同上を示す側面図である。
【図５】同上を示す動作説明図である。
【図６】従来の押ボタンスイッチを示す断面図である。
【符号の説明】
１　回路基板
３　発光ダイオード
４　基体
５　操作ハンドル
６　圧縮ばね
８　永久磁石
１１　固定接点
４１　仕切り部
４２　枠状部
５１　拡散シート
５２　透明カバー
７１　吸引板
７２　可動接触子
７３　連結体
７４　押力伝達体

Claims (4)

1. ２つの固定接点が一面に設けられた回路基板と、前記回路基板に対面し前記両固定接点に同時に接触して前記固定接点間を電気的に接続する位置と前記固定接点に接触しない位置との間で移動可能な可動接触子と、前記回路基板において前記可動接触子を囲む基体と、前記基体に保持され前記回路基板の厚み方向に押操作される操作ハンドルと、前記操作ハンドルに作用する押力を前記可動接触子に伝達する押力伝達部材と、前記可動接触子と一体である吸引板と、前記吸引板を挟んで前記回路基板の反対側で前記基体に固定され前記吸引板を磁力によって吸引する永久磁石とを備え、
   前記吸引板と前記永久磁石との間の吸引力が、前記可動接触子を前記固定接点から離す方向に作用するとともに、前記押力伝達部材を介して前記操作ハンドルを復帰させる方向に作用することを特徴とする押ボタンスイッチ。
2. 前記永久磁石と前記吸引板とは前記操作ハンドルに押力が作用しないときに前記吸引板が前記永久磁石に磁着される位置関係で配置されていことを特徴とする請求項１記載の押ボタンスイッチ。
3. 前記押力伝達部材は、前記可動接触子を前記回路基板に押し付ける方向に付勢する圧縮ばねを具備し、前記操作ハンドルが復帰した状態においては前記永久磁石と前記吸引板との間の吸引力が前記圧縮ばねのばね力よりも大きく、前記操作ハンドルに押力が作用し且つ前記可動接触子と前記固定接点とが接触した状態においては前記圧縮ばねのばね力が前記永久磁石と前記吸引板との間の吸引力よりも大きくなるように前記圧縮ばねのばね力と前記永久磁石の磁力との大小関係が設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の押ボタンスイッチ。
4. 前記回路基板と前記操作ハンドルとの間において前記回路基板に実装された複数の発光素子と、前記回路基板に設けられ隣り合う各２つの前記発光素子の間を仕切る仕切り部を有し前記発光素子の光を前記操作ハンドルへ反射する反射体とを備え、前記操作ハンドルには前記発光素子の光を拡散透過させる透光部が設けられ、前記透光部の輝度が略均一になるように前記反射体の形状が設定されていることを特徴とする請求項１記載の押ボタンスイッチ。

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