JP2008027843A

JP2008027843A - スイッチ装置

Info

Publication number: JP2008027843A
Application number: JP2006201976A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhide Morisawa; 達英森沢
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07
Also published as: TW200816247A; CN101114547A; US20080023315A1

Abstract

【課題】押込操作性を自由に調整可能とする。
【解決手段】押し込み操作可能な操作部を備えたスイッチ１と、スイッチ１に装着されるハウジング２と、ハウジング２に回動可能に装着され、操作部６を押し込み可能な押込手段３と、ハウジング２に配設され、押込手段３を付勢して操作部６を押し込む前の非押込位置に位置させる付勢手段と、付勢手段２５により押込手段３に作用させる付勢力を多段階又は無段階に調整可能とする付勢力調整手段４とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明はスイッチ装置、特に、スイッチを開閉する際の操作力を調整可能な機能を備えたスイッチ装置に関するものである。

従来、スイッチ装置として、例えば、ケース本体の開口部に設けた操作部材を押込操作することにより、回動軸を中心として伝達部材を回動させ、この伝達部材と押圧部材の伝達力点と伝達作用点との位置関係によって、操作荷重を調整するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２９３４２６号公報

しかしながら、前記従来のスイッチ装置では、組立段階でスイッチの構成部品を変更することによって、操作荷重を調整することはできるが、実際に機器に組み込んだ後で、この操作荷重を調整することはできない。また、コンピュータに接続するマウス等、スイッチの小型化が要求される場合は、伝達力点と伝達作用点との位置関係による調整方法では、操作荷重の調整量を得るためのスペースが不足するため、僅かな調整幅しか確保できない。ゲーム用のマウス等、従来のパソコン操作に比べて、頻繁に押込操作する用途で使用される操作スイッチでは、押込操作力が強すぎると短時間で指に疲労を感じることがある。反対に、押込操作力が弱すぎると、必要ない箇所で誤ってクリックしてしまうことがあるといった問題がある。このため、ユーザのニーズに応じたきめ細かい操作性の向上と機器組み込み時や操作時の荷重調整が可能であることが望まれていた。

そこで、本発明は、機器組み込み時や操作時に自由に荷重調整が可能であるスイッチ装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するために、スイッチ装置を、押し込み操作可能な操作部を備えたスイッチと、前記スイッチに装着されるハウジングと、前記ハウジングに回動可能に装着され、前記操作部を押し込み可能な押込手段と、前記ハウジングに配設され、前記押込手段を付勢して前記操作部を押し込む前の非押込位置に位置させる付勢手段と、前記付勢手段により前記押込手段に作用させる付勢力を多段階又は無段階に調整可能とする付勢力調整手段とを備えた構成としたものである。

この構成により、押込手段を回動させると、スイッチの操作部が押し込まれ、オン状態となる。押込手段の押込操作は付勢手段による付勢力に抗して行われるが、その付勢力は付勢力調整手段により多段階又は無段階に調整されている。したがって、押込手段を押込操作するのに必要な力をユーザのニーズに応じて自由に設定しておくことができ、操作性を向上させることが可能となる。

前記付勢力調整手段は、前記付勢手段が配設される、前記押込手段までの距離を調整可能な構成とすればよい。

前記ハウジングに往復移動可能に配置される保持手段をさらに備え、前記保持手段は、前記押込手段との間に前記付勢手段を保持し、前記付勢力調整手段は、前記保持手段に当接して往復移動方向での位置を調整可能とするのが好ましい。

前記付勢手段はコイルスプリングからなり、前記保持手段は、前記コイルスプリングの一端側が配置される有底筒状のスプリングホルダからなり、該スプリングホルダは、前記ハウジングを貫通して押込手段とは反対側に突出する突出部を備え、前記付勢力調整手段は、前記押込手段とは反対側でハウジングに回転可能に取り付けられ、ハウジングを貫通して突出する突出部が当接可能で、回転させることにより前記突出部に対する、前記往復移動方向の位置を変位させる当接部を備えるのが好ましい。

この構成により、すなわち、回転操作させる付勢力調整手段の構成により、当接部によるスプリングホルダの突出部に対する当接位置を、スプリングホルダの往復移動方向に変位させることができる。したがって、広い占有スペースを必要とすることなくコンパクトに構成することが可能となる。

前記スプリングホルダの当接部は、回転方向に階段状に連続する複数の支持台で構成するのが好ましい。

この構成により、付勢力調整手段を回転操作すると、スプリングホルダの当接部が順次隣接する支持台へと移動する。したがって、付勢力調整手段の回転操作にクリック感を得ることができる。

前記各支持台は、前記スプリングホルダの突出部が係脱可能な係止凹部を備えるのが好ましい。

この構成により、各支持台に移動した突出部は係止凹部に係止され、位置ずれが防止される。したがって、付勢力調整手段による付勢力の調整を安定した状態で行わせることが可能となる。

前記スイッチは基板に実装され、前記付勢力調整手段は、前記基板にスライド可能に設けられ、スライド位置によって前記保持手段の往復移動位置を変位させるスライド部材で構成してもよい。

本発明によれば、押込手段に作用させる付勢力を多段階又は無段階に調整可能としたので、ユーザの好みに応じた操作性が得られるばかりでなく、既存のスイッチを利用してハウジング等を装着するだけで簡単に形成することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１乃至図３は、第１実施形態に係るスイッチ装置ＳＷを示す。このスイッチ装置ＳＷは、大略、スイッチ１、ハウジング２、駆動レバー３、及び、調整ダイアル４で構成されている。

スイッチ１は、従来周知のもので（例えば、特開平４−２４９０１５公報参照）、図４に示すように、ケース５の上面には操作部であるボタン６が露出している。このボタン６を押し込むと、内蔵する可動接触片７が駆動し、その先端に設けた可動接点８が、対向する位置に設けた固定接点９に閉成する。ベース１０には側面の２箇所に貫通孔１０ａが形成されている。この貫通孔１０ａは、スイッチ１自身を他の部材にネジ止めするために利用され、既存のスイッチ１に元々形成されている。また、ベース１０の下面から各種端子１０ｂが突出し、プリント基板Ｐへの実装が可能となっている。

ハウジング２は、図５及び図６に示すように、合成樹脂材料（例えば、ポリアセタール樹脂（POM：polyoxymethylene））を成形加工したもので、ハウジング本体１１と、そこから延びる一対の平板部１２とで構成されている。

ハウジング本体１１は、断面略円形の胴部１３を備え、その上端部には平面視略矩形状の鍔部１３ａが形成されている。また、ハウジング本体１１には、上面から平面視円形の凹部１３ｂが形成されている。凹部１３ｂは、胴部１３の軸心からずれた位置に形成され、その底面中心には貫通孔１３ｃが穿設されている。そして、凹部１３ｂにはスプリングホルダ１４が配設可能となっている。また、胴部１３の外面には、側方、次いで下方へと延びるストッパ部１５が形成されている。ストッパ部１５の下端部は、胴部１３の下面よりも下方に突出している。胴部１３の下面中央部には支軸１６が設けられている。支軸１６の先端側には環状溝１６ａが形成され、そこには固定リング１７が装着されるようになっている。前記凹部１３ｂ及び貫通孔１３ｃは、支軸１６を中心としてストッパ部１５とは略点対称の位置に設けられている。

平板部１２は、外側面上方側に上縁に沿って凹所１８が形成され、その先端側にはガイド軸部１９が形成されている。ガイド軸部１９の周囲では凹所１８が円形状に広げられている。また、各平板部１２の下方側には、下縁から上方、次いで先端側に向かって略Ｌ字形のスリット２０が形成されることにより、弾性舌片２１が形成されている。弾性舌片２１の先端側内面と、基部近傍の内面とには係止突部２２がそれぞれ形成されている。係止突部２２は、前記スイッチ１のベース１０に形成した貫通孔１０ａに係止される。

スプリングホルダ１４は、図２に示すように、前記ハウジング２と同様な合成樹脂材料からなり、上面が開口する筒状部２３と、その下面中央部から下方に延びる突出部２４とで構成されている。筒状部２３の底面中央部には突起２３ａが形成されている。筒状部２３にはコイルスプリング２５が配置される。コイルスプリング２５は下端部の内周側を突起２３ａによってガイドされる。但し、コイルスプリング２５は筒状部２３の内周面で外周側をガイドするようにしてもよいし、両者で挟持するようにしてもよい。前者の場合、突起２３ａは必ずしも設ける必要はない。突出部２４は、前記ハウジング本体１１の凹部１３ｂに形成した貫通孔１３ｃを挿通し、下面より突出する。

駆動レバー３は、図２に示すように、ステンレス等の金属製板材をプレス加工により形成したもので、一端側に軸受部２６、他端側に係止爪部２７がそれぞれ形成されている。軸受部２６は、円形状で、中心に貫通孔２６ａを形成されている。貫通孔２６ａには、前記ハウジング２の平板部１２に形成したガイド軸部１９が挿入され、回転自在に支持される。係止爪部２７は、両側部から下方に延び、先端が屈曲した鉤形状の係止爪２７ａとなっている。係止爪２７ａは、前記ハウジング本体１１の鍔部１３ａに係止され、駆動レバー３の回動範囲を制限する。軸受部２６と係止爪部２７をつなぐ中間部２８は、両端部よりも幅狭に形成されている。これにより、全体が軽量になり、両端の軸受部２６及び係止爪部２７の曲げ加工を容易にすることが可能となる。また、中間部２８の先端側にはプレス加工により突起２８ａが形成されている。突起２８ａには、コイルスプリング２５の上端部がガイドされ、コイルスプリング２５の付勢力が中間部２８の下面に作用する。

調整ダイアル４は、前記ハウジング２と同様な合成樹脂材料からなり、図７及び図８に示すように、円盤状で、中心には筒部２９が形成され、ハウジング本体１１の支軸１６が挿通している。調整ダイアル４の下面には、その中心からずれた位置（偏心位置）に下方に向かってつまみ部３０が形成されている。そして、つまみ部３０を介して調整ダイアル４を回転操作することが可能となっている。調整ダイアル４の上面は、前記つまみ部３０に対応する側の回転規制部３１と、その反対側の荷重調整部３２とからなる。

回転規制部３１は、ハウジング本体１１のストッパ部１５が位置し、調整ダイアル４を正逆回転操作することにより、ストッパ部１５が当接する２つの当接部３１ａ、３１ｂを備える。各当接部３１ａ、３１ｂは、周方向に所定角度（ここでは、１５０°）の位置関係にある。一方の当接部３１ａは、最も高い位置の支持台３３の周方向の端面（径方向に延びる端面）である当接面で構成されている。他方の当接部３１ｂは、最も低い位置の支持台３３に隣接する、径方向に形成された突条の一方の側面（当接面）で構成されている。突条の他方の側面には上下方向に溝部が形成されている。

荷重調整部３２は、周方向に階段状に形成された複数の支持台３３で構成されている。また、各支持台３３には係止凹部３３ａが形成され、そこには前記スプリングホルダ１４の突出部２４が係脱可能となっている。各係止凹部３３ａは径方向に延びるトラック形状に形成されている。ここでは、支持台３３を、最も低い位置から、最も高い位置までの高さを１．５ｍｍとし、その数量を８つとしている。なお、荷重調整部３２と筒状部２９との間には隙間が形成されている。

続いて、前記構成からなるスイッチ装置ＳＷの組立方法について説明する。

まず、スイッチ１にハウジング２を取り付ける。ハウジング２の取り付けでは、平板部１２を離反する方向に弾性変形させながら、その係止突部２２をスイッチ１の貫通孔１０ａに係止させる。平板部１２には、凹所１８が形成されて全体の剛性が緩和されているほか、スリット２０により弾性舌片２１が形成されているため、平板部１２の自由端側の係止突部２２のみならず、弾性舌片２１の自由端側の係止突部２２をもスムーズにスイッチ１の貫通孔１０ａに係止させることができる。

次に、ハウジング２の凹部にスプリングホルダ１４を配置し、スプリングホルダ１４の筒状部２３にコイルスプリング２５を配置する。コイルスプリング２５は、その外周側を筒状部２３の内周面によってガイドされる。そして、ハウジング２に駆動レバー３を装着する。駆動レバー３は、軸受部２６を離反する方向に弾性変形させながら、ハウジング２の凹所１８に形成したガイド軸部１９を貫通孔２６ａに係止させることによりハウジング２に回動可能に取り付ける。また、駆動レバー３の係止爪部２７をハウジング２の鍔部に係止させる。これにより、駆動レバー３はハウジング２に対して所定角度の範囲内で回動可能となる。また、駆動レバー３に係止爪部２７を形成したので、ハウジング２に駆動レバー３の自由端に係止する構成を採用する場合に比べて、この部分での高さ方向の寸法を抑制することが可能となる。

さらに、ハウジング本体１１の下面に調整ダイアル４を装着する。調整ダイアル４は、筒部２９にハウジング本体１１の支軸１６を挿通し、支軸１６の先端に形成した環状溝１６ａに固定リング１７を係合することにより取り付ける。このとき、回転規制部３１にストッパ部１５を位置させた状態としておく。また、スプリングホルダ１４の突出部２４が、荷重調整部３２のいずれかの支持台３３の係止凹部３３ａに係止される。そして、スプリングホルダ１４に保持したコイルスプリング２５が、駆動レバー３の先端側下面に圧接し、駆動レバー３をスイッチ１のボタン６から離れた位置（初期位置）に回動させる。

このようにして組み立てられたスイッチ装置ＳＷでは、調整ダイアル４を、つまみ部３０を介して回転操作することにより、操作レバーに作用するコイルスプリング２５の付勢力を調整することが可能である。すなわち、調整ダイアル４を回転させると、ある支持台３３の係止凹部３３ａに圧接状態で係止されたスプリングホルダ１４の突出部２４が、順次、隣接する支持台３３の係止凹部３３ａへと係止位置を変化させる。支持台３３は、階段状に形成されているため、スプリングホルダ１４と駆動レバー３との間隔が変化する。つまり、コイルスプリング２５の初期長さが変更され、駆動レバー３への付勢力が調整される。このとき、調整ダイアル４の係止凹部３３ａにスプリングホルダ１４の突出部２４が圧接するが、調整ダイアル４には、回転中心を中心とする略点対称の位置に、ハウジング２のストッパ部１５が当接している。したがって、バランスが崩れることがなく、調整ダイアル４をスムーズに回転させることができる。

なお、前記組立方法は一例であり、例えば、ハウジング２に、スプリングホルダ１４、コイルスプリング２５、及び、調整ダイアル４を組み付けた後、ハウジング２をスイッチ１に組み付けるようにしても構わない。

次に、前記構成からなるスイッチ装置ＳＷの動作について説明する。

前記スイッチ装置ＳＷは、図９及び図１０に示すように、プリント基板Ｐ等に実装し、例えば、図示しないコンピュータのマウスに内蔵され、クリックされたことを検出するために使用する。プリント基板Ｐへの実装では、スイッチ１のベース１０から突出する端子を、各種電子部品が実装されたプリント基板Ｐに形成した端子孔Ｐｈにそれぞれ挿入し、半田付けにより固定する。

ユーザは、マウスをクリックすることによりコイルスプリング２５の付勢力による反発力を確かめ、自分自身の感覚に応じた適切なクリック感が得られるように、つまみ部３０を介して調整ダイアル４を回転させる。コイルスプリング２５による付勢力は、調整ダイアル４に形成した複数の支持台３３によって多段階に調整可能となっている。したがって、ユーザが望む所定のクリック感を確実に得ることができるように調整することが可能である。

（第２実施形態）
図１１乃至図１３は、第２実施形態に係るスイッチ装置ＳＷを示す。このスイッチ装置ＳＷの構成部品は、前記第１実施形態に係るものとほぼ同じであるが、調整ダイアル４に代えてスライダ４０を使用している点で相違する。

すなわち、スライダ４０は、スイッチ１を実装するプリント基板Ｐに設けられ、スライダ本体４１と、スライダ支持部材４２とで構成されている。

スライダ本体４１は、上面に、一端側に向かって徐々に上方へと突出する傾斜面４１ａを備え、両側には略L字形の弾性係止片４３が形成されている。各弾性係止片４３は、スライダ本体４１の側面に接離するように弾性変形可能で、先端部分には係止突部４３ａが形成されている。また、スライダ本体４１の底面中心部には長手方向に延びるガイド部４４が形成されている。

スライダ支持部材４２は、プリント基板Ｐの底面側に装着される平板状のものである。スライダ支持部材４２の中心部には、前記スライダ本体４１のガイド部４４を往復移動可能にガイドするガイド穴４５が形成されている。また、スライダ支持部材４２の上面両側部には、前記弾性係止片４３の係止突部２２が係脱する複数の係止凹部４６ａが波形に連続する係止受部４６が所定間隔で形成されている。

前記構成のスライダ４０は、スライダ支持部材４２にスライダ本体４１を載置し、両側の弾性係止片４３を内側に弾性変形させながら、係止突部４３ａを係止凹部４６ａへと係止させた後、プリント基板Ｐの底面にネジ止め等により固定する。この状態では、スライダ本体４１の傾斜面４１ａがプリント基板Ｐに形成した開口部（図示せず）を介して上方に突出し、スプリングホルダ１４の突出部２４が圧接するようになっている。したがって、スライダ支持部材４２に対してスライダ本体４１をスライド移動させると、係止凹部４６ａに対する係止突部４３ａの係止位置が変化し、突出部２４が当接する傾斜面４１ａの位置が変位する。これにより、コイルスプリング２５が介在する、駆動レバー３との当接位置までの間隔を変更することができる。この結果、コイルスプリング２５の付勢力が変化し、駆動レバー３の操作時に必要とされる力が調整される。

（第３実施形態）
図１４は、第３実施形態に係るスイッチ装置ＳＷを示す。このスイッチ装置ＳＷでは、前記調整ダイアル４やスライダ４０に代えて、ハウジング２の底面に設けた支持板５０を利用するようにしている。

支持板５０は、例えば、板バネからなり、一端側をハウジング２の底面にネジ等によって固定されており、他端側上面にコイルスプリング２５の一端部が圧接している。そして、必要に応じて、例えば、図中、２点鎖線で示すように、支持板５０の自由端側を折り曲げる等により変形させたり、図示しない他の部材によって支持したりすることにより、コイルスプリング２５の付勢力を調整するようにすればよい。

本実施形態に係るスイッチ装置の斜視図である。図１に示すスイッチ装置の分解斜視図である。図１に示すスイッチ装置の正面図である。図３の断面図である。図２に示すハウジングの斜視図である。図５に示すハウジングの正面図である。図２に示す調整ダイアルの斜視図である。図７に示す調整ダイアルの平面図である。図１に示すスイッチ装置をプリント基板に装着した状態を示す斜視図である。図９の正面図である。他の実施形態に係るスイッチ装置をプリント基板に装着した状態を示す斜視図である。図１１の一部破断平面図である。図１１の断面図である。他の実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。

符号の説明

１…スイッチ
２…ハウジング
３…駆動レバー（押込手段）
４…調整ダイアル（付勢力調整手段）
５…ケース
６…ボタン（操作部）
７…可動接触片
８…可動接点
９…固定接点
１０…ベース
１０ａ…貫通孔
１０ｂ…端子
１１…ハウジング本体
１２…平板部
１３…胴部
１３ａ…鍔部
１３ｂ…凹部
１３ｃ…貫通孔
１４…スプリングホルダ
１５…ストッパ部
１６…支軸
１６ａ…環状溝
１７…固定リング
１８…凹所
１９…ガイド軸部
２０…スリット
２１…弾性舌片
２２…係止突部
２３…筒状部
２３ａ…突起
２４…突出部
２５…コイルスプリング（付勢手段）
２６…軸受部
２６ａ…貫通孔
２７…係止爪部
２７ａ…係止爪
２８…中間部
２８ａ…突起
２９…筒部
３０…つまみ部
３１…回転規制部
３１ａ、３１ｂ…当接部
３２…荷重調整部
３３…支持台
３３ａ…係止凹部
４０…スライダ（付勢力調整手段）
４１…スライダ本体
４１ａ…傾斜面
４２…スライダ支持部材
４３…弾性係止片
４３ａ…係止突部
４４…ガイド部
４５…ガイド穴
４６…係止受部
４６ａ…係止凹部
５０…支持板（付勢力調整手段）
ＳＷ…スイッチ装置
Ｐ…プリント基板
Ｐｈ…端子孔

Claims

押し込み操作可能な操作部を備えたスイッチと、
前記スイッチに装着されるハウジングと、
前記ハウジングに回動可能に装着され、前記操作部を押し込み可能な押込手段と、
前記ハウジングに配設され、前記押込手段を付勢して前記操作部を押し込む前の非押込位置に位置させる付勢手段と、
前記付勢手段により前記押込手段に作用させる付勢力を多段階又は無段階に調整可能とする付勢力調整手段と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
前記付勢力調整手段は、前記付勢手段が配設される、前記押込手段までの距離を調整可能な構成であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
前記ハウジングに往復移動可能に配置される保持手段をさらに備え、
前記保持手段は、前記押込手段との間に前記付勢手段を保持し、
前記付勢力調整手段は、前記保持手段に当接して往復移動方向での位置を調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
前記付勢手段はコイルスプリングからなり、
前記保持手段は、前記コイルスプリングの一端側が配置される有底筒状のスプリングホルダからなり、該スプリングホルダは、前記ハウジングを貫通して押込手段とは反対側に突出する突出部を備え、
前記付勢力調整手段は、前記押込手段とは反対側でハウジングに回転可能に取り付けられ、ハウジングを貫通して突出する突出部が当接可能で、回転させることにより前記突出部に対する、前記往復移動方向の位置を変位させる当接部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のスイッチ装置。
前記スプリングホルダの当接部は、回転方向に階段状に連続する複数の支持台で構成したことを特徴とする請求項４に記載のスイッチ装置。
前記各支持台は、前記スプリングホルダの突出部が係脱可能な係止凹部を備えたことを特徴とする請求項５に記載のスイッチ装置。
前記スイッチは基板に実装され、
前記付勢力調整手段は、前記基板にスライド可能に設けられ、スライド位置によって前記保持手段の往復移動位置を変位させるスライド部材で構成したことを特徴とする請求項３に記載のスイッチ装置。