JP2004349006A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作ノブを押圧操作することに基づき当該操作ノブがロック位置とロック解除位置とに交互に保持される構成のものにおいて、スイッチ要素がねじられるようなことを防止する。
【解決手段】操作ノブ１８を押圧操作すると、第１のカム機構３７によりロータ３２が回転されると共に、操作ノブ１８と一体に移動するプッシャ２５によりスイッチ要素４０がオン操作され、押圧を解除すると、ロータ３２は第２のカム機構３９によりロック位置に保持されると共に、操作ノブ１８及びプッシャ２５もロック位置に保持される。操作ノブ１８を再度押圧操作すると、第１のカム機構３７によりロータ３２が回転されてロック解除され、押圧を解除すると、ロータ３２はロック解除位置に戻されると共に、操作ノブ１８及びプッシャ２５もロック解除位置に戻され、スイッチ要素４０はオフとなる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作ノブを押圧操作することに基づき当該操作ノブがロック位置とロック解除位置とに交互に保持される構成のスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスイッチ装置としては、例えば図９及び図１０に示す構成のものが公知である（特許文献１参照）。このものは、次のような構成となっている。すなわち、スイッチボディ１に設けられた段付き形状の収容部（保持孔）２内に操作軸体３を軸方向に往復移動可能に設け、この操作軸体３の上端部に操作ノブ（操作プレート）４を設けると共に、下端部にロータ（回転体）５を回転可能に設ける。操作軸体３とロータ５との間に、操作軸体３が押圧操作されることに基づきロータ５を回転させる第１のカム機構６を設け、また、収容部２の内周部とロータ５の外周部との間に、操作軸体３が押圧操作されることに基づきロータ５を下方のロック位置と上方のロック解除位置とに交互に保持する第２のカム機構７を設ける。そして、ロータ５の下方に、ラバーコンタクト部８ａを有するスイッチ要素８を設けている。
【０００３】
上記構成において、操作ノブ４を押圧操作するごとに、ロータ５が回転すると共に、下方のロック位置と上方のロック解除位置とに交互に保持され、そのロータ５によってラバーコンタクト部８ａが押圧及び押圧解除されることに基づき、スイッチ要素８がオン、オフされる。このとき、操作ノブ４も、操作軸体３及びロータ５と共にロック位置とロック解除位置とに交互に保持される。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１３３８９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したものでは、操作ノブ４の押圧操作に伴い回転するロータ５によってスイッチ要素８を操作する構成となっているため、そのロータ５が回転する際にスイッチ要素８のラバーコンタクト部８ａがねじられ、破損しやすいという欠点がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作ノブを押圧操作することに基づき当該操作ノブがロック位置とロック解除位置とに交互に保持される構成のものにおいて、スイッチ要素がねじられるようなことを防止できるスイッチ装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明のスイッチ装置は、スイッチボディに設けられた収容部と、この収容部の外側から一部が前記収容部内に挿入され、軸方向へ往復移動可能でかつ軸周り方向へは回転不能に設けられ、押圧操作される操作ノブと、前記収容部内に位置させて前記操作ノブに当該操作ノブと一体に移動するように連結されたプッシャと、前記収容部内に位置させて前記操作ノブと前記プッシャとの間に配置され、前記軸方向へ往復移動可能でかつ軸周り方向へ回転可能に設けられたロータと、前記収容部と前記操作ノブとの間に設けられ、前記操作ノブを押圧方向とは反対方向へ付勢する第１のばね部材と、前記プッシャと前記ロータとの間に設けられ、前記プッシャを前記押圧方向へ付勢する第２のばね部材と、前記操作ノブと前記ロータとの間に設けられ、前記操作ノブが押圧操作されることに基づき前記ロータを軸方向へ移動させると共に軸周り方向へ回転させる第１のカム機構と、前記収容部の内周部と前記ロータの外周部との間に設けられ、前記操作ノブが押圧操作されることに基づき前記ロータを前記押圧方向のロック位置と押圧方向とは反対のロック解除位置とに交互に保持する第２のカム機構と、前記ロータと共に軸方向へ移動する前記プッシャにより状態が切替えられるスイッチ要素とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
上記した構成のものにおいて、例えばロック解除位置にある操作ノブが押圧操作されると、第１のカム機構の作用によりロータと共にプッシャが押圧方向へ移動すると共に、ロータが所定角度回転し、操作ノブに対する押圧が解除されることに伴い、ロータが第２のカム機構によりロック位置に保持されるようになる。このとき、操作ノブ及びプッシャもロック位置に保持され、プッシャによりスイッチ要素が例えばオン操作される。この状態から、再度操作ノブが押圧操作されると、第１のカム機構の作用によりロータと共にプッシャが押圧方向へ移動すると共に、ロータが所定角度回転し、操作ノブに対する押圧が解除されることに伴い、ロータが第２のカム機構によりロック解除位置に保持されるようになる。このとき、操作ノブ及びプッシャもロック解除位置に保持され、スイッチ要素が例えばオフ操作される。
【０００９】
上記した構成のものでは、操作ノブを押圧操作することに基づき、プッシャによってスイッチ要素が操作される。この場合、プッシャは、操作ノブに一体に連結されていて、軸方向へは往復移動可能であるが、軸周り方向へは回転しないから、そのプッシャによってスイッチ要素がねじられることはない。また、操作ノブを押圧操作することに基づき当該操作ノブがロック位置とロック解除位置とに交互に保持される構成であるから、操作ノブの位置を見て、スイッチ要素の状態がわかる。さらに、操作ノブは、第１のばね部材により常に押圧方向とは反対方向に付勢されているから、その操作ノブががたつくことも防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図１ないし図８を参照して説明する。この実施例は、本発明を、自動車におけるウインドロック用スイッチに適用した例である。まず、図１ないし図４において、スイッチボディ１１には、上面及び下面が開口した段付き形状の収容部１２が設けられていると共に、この収容部１２の周りに矩形状のノブガイド部１３が設けられている。収容部１２における下部側の径大部１２ａの内周部には、図４及び図８に示すようなカム溝１４が形成されている。
【００１１】
このカム溝１４には、上方へ深いロック解除溝１５と、これより浅いロック溝１６とが３０度ごとに交互に形成されている。従って、ロック解除溝１５及びロック溝１６は、全周で６個ずつ等間隔に形成されている。このうち、ロック解除溝１５には、２つの垂直面１５ａが形成されていると共に、上面に斜面１５ｂが形成されている。ロック溝１６には、斜面１６ａと垂直面１６ｂが形成されている。また、ロック溝１６と次のロック解除溝１５との間の下面にも斜面１７が形成されている。
【００１２】
上記ノブガイド部１３の外側には、下面が開口した矩形状の操作ノブ１８が被せられるように配置されている。この操作ノブ１８の内側中央部には、下方へ延びる筒部１９が突設されていて、この筒部１９が上記収容部１２に上方から挿入されている。この操作ノブ１８は、軸方向（上下方向）に往復移動可能で、かつ軸周り方向には回転不能となっている。操作ノブ１８と収容部１２との間には、圧縮コイルばねからなる第１のばね部材２０が配設されていて、この第１のばね部材２０は、操作ノブ１８を押圧方向（矢印Ａ１方向）とは反対方向（矢印Ａ２方向）へ付勢している。
【００１３】
上記筒部１９は、径大部１９ａの先端部に当該径大部１９ａより径小な径小部１９ｂを有した段突き形状となっている。筒部１９における径大部１９ａの周壁部には、対向する２箇所に位置させて矩形状の係合孔２１が形成されている。また、径大部１９ａの下側の端面部にはカム部２２が設けられている。このカム部２２には、下方側に向けて突出するカム凸部２３が複数個、この場合、３０度ごとに合計１２個形成されている。各カム凸部２３は、図７に示すように、斜面２３ａと垂直面２３ｂとを有した直角三角形状をなしている。
【００１４】
上記収容部１２内に配置されたプッシャ２５は、円形をなす押圧部２６の上面に上方へ突出する軸部２７を有していると共に、この軸部２７の外周部に２個の係合凸部２８を有していて、軸部２７を上記操作ノブ１８の筒部１９内に下方から挿入し、各係合凸部２８を上記係合孔２１に係合させることにより、操作ノブ１８の下部にこれと一体に移動するように連結されている。なお、軸部２７には、２個の係合凸部２８間に位置させてスリット２９が形成されていて、それら係合凸部２８が弾性変形しやすくなっている。
【００１５】
押圧部２６の外周部の２箇所には、上方へ向けて突出する係合突起３０が形成されていて、これら係合突起３０が、スイッチボディ１１に形成された係合溝３１に下方から挿入されている。これらの係合突起３０は、係合溝３１に沿って上下方向への移動は可能であるが、軸周り方向への回転は阻止されている。また、これら係合突起３０の上端部が、スイッチボディ１１の下面に当接することで、プッシャ２５及び操作ノブ１８の上方への抜け止めがなされている。
【００１６】
上記収容部１２内において、上記プッシャ２５の軸部２７の周りに位置させてロータ３２が軸周り方向に回転可能に配置されている。このロータ３２の中央部には、プッシャ２５の軸部２７が貫通する貫通孔３３が形成されていて、この貫通孔３３に、操作ノブ１８における筒部１９の径小部１９ｂが挿入されている。このロータ３２とプッシャ２５における押圧部２６の上面との間には、圧縮コイルばねからなる第２のばね部材３４が配設されていて、この第２のばね部材３４のばね力によりロータ３２とプッシャ２５とを互いに離間させる方向に付勢している。なお、この第２のばね部材３４のばね力は、上記第１のばね部材２０のばね力よりも小さく設定されている。ロータ３２と第２のばね部材３４との間には、ロータ３２の回転を円滑にするためワッシャ３５が配置されている。
【００１７】
ロータ３２の上面において、貫通孔３３の周縁部で、かつ上記カム部２２と対向する部位に位置させて、上方側に向けて突出する第１のカム凸部３６が複数個、この場合、１２０度ごとに合計３個形成されている（図３、図５〜図７参照）。各第１のカム凸部３６は、図７に示すように、斜面３６ａと垂直面３６ｂとを有した直角三角形状をなしている。ここで、これら第１のカム凸部３６と、上記操作ノブ１８のカム部２２とにより、第１のカム機構３７（図７参照）を構成している。
【００１８】
また、ロータ３２の外周部には、径方向に突出しかつ軸方向（上下方向）に延びる第２のカム凸部３８が、１２０度ごとに合計３個形成されている（図３、図５、図６、図８参照）。各第２のカム凸部３８は、上記収容部１２におけるカム溝１４のロック解除溝１５に挿入可能な幅に設定されている。第２のカム凸部３８の側面は垂直面３８ａとされ、また、上面は斜面３８ｂとされている。これら第２のカム凸部３８と収容部１２のカム溝１４とにより、第２のカム機構３９（図８参照）を構成している。
【００１９】
上記プッシャ２５の下方には、スイッチ要素４０が設けられている。このスイッチ要素４０は、回路基板４１の上面に設けられた一対の固定接点４２と、ラバーコンタクト部４３の下面に設けられた可動接点４４とから構成されていて、ラバーコンタクト部４３が押圧されていない図１の状態では、固定接点４２と可動接点４４とが離間していてオフ状態を呈し、ラバーコンタクト部４３が押圧されて可動接点４４が一対の固定接点４２に接触することに伴いオン状態となる（図２参照）。ラバーコンタクト部４３は、自身の弾性力により、通常は可動接点４４が固定接点４２から離間する方向に付勢されている。
【００２０】
次に、上記構成の作用を説明する。
【００２１】
図１は、ロック解除状態が示されている。この状態では、図８（ａ）に示すように、ロータ３２の３個の第２のカム凸部３８が、収容部１２の内周部におけるカム溝１４のロック解除溝１５に入り込んで係合していて、ロータ３２は上方のロック解除位置に位置されている。これに伴い、操作ノブ１８及びプッシャ２５も上方のロック解除位置に位置されている。このとき、ラバーコンタクト部４３の可動接点４４は固定接点４２から離間していて、スイッチ要素４０はオフ状態となっている。従って、ウインドロック用スイッチとしては、ロック解除状態となっている。また、このとき、図７（ａ）に示すように、操作ノブ１８におけるカム部２２の３箇所のカム凸部２３の斜面２３ａと、ロータ３２における３個の第１のカム凸部３６の斜面３６ａとの一部が近接状態で対向している。
【００２２】
図１の状態で操作ノブ１８が押圧操作されると、当該操作ノブ１８が第１のばね部材２０の付勢力に抗して矢印Ａ１方向へ移動されると共に、当該操作ノブ１８に連結されたプッシャ２５も同矢印Ａ１方向へ移動され、そのプッシャ２５によりラバーコンタクト部４３が同矢印Ａ１方向へ押圧される。
【００２３】
このとき、操作ノブ１８の矢印Ａ１方向への移動に伴い、当該操作ノブ１８のカム部２２のうち３箇所のカム凸部２３の斜面２３ａがロータ３２の第１のカム凸部３６の斜面３６ａを押圧することに伴い、ロータ３２も同矢印Ａ１方向へ移動される。また、このとき、ロータ３２における第２のカム凸部３８が、それぞれスイッチボディ１１側のカム溝１４におけるロック解除溝１５に入り込んでいるので、ロータ３２は矢印Ａ１方向へは移動するが、回転はしない。
【００２４】
そして、操作ノブ１８が最も下方まで押圧操作されると（フルストローク時）、図８（ｂ）に実線で示すように、ロータ３２における第２のカム凸部３８がロック解除溝１５から下方へ抜けるようになる。すると、図７（ｂ）に示すように、操作ノブ１８の各カム凸部２３の斜面２３ａと、ロータ３２における各第１のカム凸部３６の斜面３６ａとの作用により、ロータ３２は矢印Ｂ方向へ回転し、第１のカム凸部３６の垂直面３６ｂがカム凸部２３の垂直面２３ｂに当接してその回転が停止する（図７（ｂ）の二点鎖線参照）。このとき、ロータ３２は、矢印Ｂ方向へ約１５度回転する。このロータ３２の回転に伴い、第２のカム凸部３８の斜面３８ｂが、図８（ｂ）の二点鎖線で示すように、ロック溝１６の斜面１６ａに対向するようになる。また、上記プッシャ２５によりラバーコンタクト部４３が押圧されることに伴い、可動接点４４が固定接点４２に接触してスイッチ要素４０がオン状態となり（図２参照）、ウインドロック用スイッチとしてはロック状態となる。
【００２５】
この後、操作ノブ１８に対する押圧操作力が解除されると、操作ノブ１８及びプッシャ２５が、第１のばね部材２０の付勢力により矢印Ａ２方向（上方）へ移動すると共に、ロータ３２も同方向へ移動する。すると、ロータ３２における第２のカム凸部３８の斜面３８ｂが、ロック溝１６の斜面１６ａに当接して当該斜面１６ａを摺動しながら、ロータ３２が矢印Ｂ方向へ回転する。そして、図８（ｃ）に示すように、第２のカム凸部３８の一方（右側）の垂直面３８ａがロック溝１６の垂直面１６ｂに当接してその回転が停止し、第２のカム凸部３８がロック溝１６に係合した状態となる。このとき、ロータ３２は、矢印Ｂ方向へ約１５度回転し、ロータ３２の第１のカム凸部３６は、図７（ｃ）に示すように、斜面３６ａが次のカム凸部２３の斜面２３ａの一部と対向した状態となる。従って、ロータ３２としては、ロック解除状態（図７（ａ）及び図８（ａ）の状態）から矢印Ｂ方向へ３０度回転したことになる。
【００２６】
第２のカム凸部３８がロック溝１６に係合することにより、ロータ３２、操作ノブ１８及びプッシャ２５は、図２に示すロック位置に保持されるようになる。この状態では、フルストローク時（図７（ｂ）、図８（ｂ）の実線の時）よりもプッシャ２５が矢印Ａ２方向へ戻されるが、ラバーコンタクト部４３の弾性力により可動接点４４が固定接点４２に接触した状態が維持される（図２参照）。
【００２７】
この後、操作ノブ１８が再度押圧操作されると、当該操作ノブ１８とプッシャ２５が矢印Ａ１方向へ移動されると共に、当該操作ノブ１８の３箇所のカム凸部２３の斜面２３ａがロータ３２の第１のカム凸部３６の斜面３６ａを押圧し、これに伴い、ロータ３２も同矢印Ａ１方向へ移動される。このとき、ロータ３２における第２のカム凸部３８が、それぞれスイッチボディ１１側のカム溝１４におけるロック溝１５に入り込んでいる間は、ロータ３２は矢印Ａ１方向へは移動するが、回転はしない。
【００２８】
そして、図８（ｄ）に実線で示すように、ロータ３２における第２のカム凸部３８がロック溝１６から下方へ抜けるようになると、図７（ｄ）に示すように、操作ノブ１８の各カム凸部２３の斜面２３ａと、ロータ３２における各第１のカム凸部３６の斜面３６ａの作用により、ロータ３２は矢印Ｂ方向へ回転し、第１のカム凸部３６の垂直面３６ｂがカム凸部２３の垂直面２３ｂに当接してその回転が停止する（図７（ｄ）の二点鎖線参照）。このとき、ロータ３２は、矢印Ｂ方向へ約１５度回転する。このロータ３２の回転に伴い、第２のカム凸部３８の斜面３８ｂが、図８（ｄ）の二点鎖線で示すように、ロック溝１６の隣の斜面１７に対向するようになる。
【００２９】
この後、操作ノブ１８に対する押圧操作力が解除されると、操作ノブ１８及びプッシャ２５が、第１のばね部材２０の付勢力により矢印Ａ２方向（上方）へ移動すると共に、ロータ３２も同方向へ移動する。すると、ロータ３２における第２のカム凸部３８の斜面３８ｂが、斜面１７に当接して当該斜面１７を摺動しながら、ロータ３２が矢印Ｂ方向へ約１５度回転する。そして、第２のカム凸部３８が次のロック解除溝１５に対応する位置までくると、ロータ３２、操作ノブ１８及びプッシャ２５が第１のばね部材２０の付勢力により矢印Ａ２方向（上方）へ移動し、第２のカム凸部３８がそのロック解除溝１５に入り込み、当該ロック解除溝１５に係合した状態となる（図８（ａ）参照）。このとき、ロータ３２は、矢印Ｂ方向へ約１５度回転し、ロータ３２の第１のカム凸部３６は、斜面３６ａが次のカム凸部２３の斜面２３ａの一部と対向した状態となる（図７（ａ）参照）。従って、ロータ３２としては、ロック状態（図７（ｃ）及び図８（ｃ）の状態）から矢印Ｂ方向へ３０度回転したことになる。
【００３０】
第２のカム凸部３８がロック解除溝１５に係合することにより、ロータ３２、操作ノブ１８及びプッシャ２５は、図１に示すロック解除位置に保持されるようになる。この状態では、ラバーコンタクト部４３は、プッシャ２５による押圧力が解除され、自身の弾性復帰力により、可動接点４４が固定接点４２から離間し、スイッチ要素４０は再びオフ状態となる。
【００３１】
このように操作ノブ１８の押圧操作ごとに、操作ノブ１８、プッシャ２５、及びロータ３２がロック位置とロック解除位置とに交互に保持されるようになり、これに伴いスイッチ要素４０が交互にオン、オフされるようになる。
【００３２】
上記した実施例によれば、次のような効果を得ることができる。
上記した構成のものでは、操作ノブ１８を押圧操作することに基づき、プッシャ２５によってスイッチ要素４０が操作される。この場合、プッシャ２５は、操作ノブ１８に一体に連結されていて、軸方向へは往復移動可能であるが、軸周り方向へは回転しないから、そのプッシャ２５によってスイッチ要素４０がねじられることはない。また、操作ノブ１８を押圧操作することに基づき当該操作ノブ１８がロック位置とロック解除位置とに交互に保持される構成であるから、操作ノブ１８の位置を見て、スイッチ要素４０の状態がわかる。さらに、操作ノブ１８は、第１のばね部材２０により常に押圧方向とは反対方向へ付勢されているから、その操作ノブ１８ががたつくことも防止できる。
【００３３】
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
操作ノブ１８におけるカム部２２のカム凸部２３の数と、ロータ３２における第１のカム凸部３６の数は、上記実施例に限られず、例えば、操作ノブ１８側のカム凸部を６個、ロータ３２側の第１のカム凸部を４個とすることもできる。 対象としては、ウインドロック用スイッチ以外のスイッチにも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、操作ノブを押圧操作することに基づき当該操作ノブがロック位置とロック解除位置とに交互に保持される構成のものにおいて、スイッチ要素がねじられるようなことを防止できると共に、操作ノブががたつくようなことも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、ロック解除状態における縦断面図
【図２】ロック状態における縦断面図
【図３】要部の分解斜視図
【図４】収容部部分の縦断面図
【図５】ロータの平面図
【図６】図５中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図
【図７】第１のカム機構の作用説明図あり、（ａ）はロック解除時、（ｂ）はフルストローク時、（ｃ）はロック時、（ｄ）は再押圧時の状態を示すそれぞれ展開図
【図８】第２のカム機構の作用説明図あり、（ａ）はロック解除時、（ｂ）はフルストローク時、（ｃ）はロック時、（ｄ）は再押圧時の状態を示すそれぞれ展開図
【図９】従来構成を示すもので、一部を破断した状態で表した分解斜視図
【図１０】縦断面図
【符号の説明】
１１はスイッチボディ、１２は収容部、１４はカム溝、１５はロック解除溝、１６はロック溝、１８は操作ノブ、２０は第１のばね部材、２２はカム部、２３はカム凸部、２５はプッシャ、３２はロータ、３４は第２のばね部材、３６は第１のカム凸部、３７は第１のカム機構、３８は第２のカム凸部、３９は第２のカム機構、４０はスイッチ要素、４２は固定接点、４３はラバーコンタクト部、４４は可動接点を示す。

Claims (1)

1. スイッチボディに設けられた収容部と、
   この収容部の外側から一部が前記収容部内に挿入され、軸方向へ往復移動可能でかつ軸周り方向へは回転不能に設けられ、押圧操作される操作ノブと、
   前記収容部内に位置させて前記操作ノブに当該操作ノブと一体に移動するように連結されたプッシャと、
   前記収容部内に位置させて前記操作ノブと前記プッシャとの間に配置され、前記軸方向へ往復移動可能でかつ軸周り方向へ回転可能に設けられたロータと、
   前記収容部と前記操作ノブとの間に設けられ、前記操作ノブを押圧方向とは反対方向へ付勢する第１のばね部材と、
   前記プッシャと前記ロータとの間に設けられ、前記プッシャを前記押圧方向へ付勢する第２のばね部材と、
   前記操作ノブと前記ロータとの間に設けられ、前記操作ノブが押圧操作されることに基づき前記ロータを軸方向へ移動させると共に軸周り方向へ回転させる第１のカム機構と、
   前記収容部の内周部と前記ロータの外周部との間に設けられ、前記操作ノブが押圧操作されることに基づき前記ロータを前記押圧方向のロック位置と押圧方向とは反対のロック解除位置とに交互に保持する第２のカム機構と、
   前記ロータと共に軸方向へ移動する前記プッシャにより状態が切替えられるスイッチ要素とを具備したことを特徴とするスイッチ装置。

Images