JP2008084670A - 2段スイッチ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】1つの操作部で二つのスイッチを作動できる2段スイッチ装置を小型化すること。
【解決手段】2段スイッチ装置60は、付勢部が、操作部2が初期位置から初期位置と押込位置との間の中間位置まで移動する間に、第1の付勢力を生じる第1の弾性部材3と、第1の弾性部材3から独立した第2の弾性部材4であって、操作部2が中間位置から押込位置まで移動する間に、第1の弾性部材3と協働して第2の付勢力を生じる第2の弾性部材4とを備え、第1の弾性部材3と第2の弾性部材4とが、操作部2の初期位置と押込位置との間の移動方向に対し、互いに並列状に配置される。
【選択図】図1

Description

本発明は、1つの操作部で二つのスイッチを作動できる2段スイッチ装置に関する。
1つの操作部で二つのスイッチを作動できる2段スイッチ装置の一例として、特許文献1は、電子内視鏡装置の送気管及び送水管の開閉操作に使用する操作スイッチを開示する。この操作スイッチでは、押し釦を軽く押すと、第一のバネ部材で付勢されている第一ピストン体が押し下げられ、第一ピストン体の先端部で送気スイッチ(電気的スイッチ)がONにされる。そして、押し釦を更に押し込んで、第二のバネ部材で付勢されている第二ピストン体を所定のストロークだけ移動させると、この第二ピストン体の先端部で送水スイッチ(電気的スイッチ)がONにされる。
特開平11−32980号公報
特許文献1の操作スイッチは、第二のバネ部材で付勢されている第二ピストン体のストロークは、第一のバネ部材で付勢されている第一ピストン体のストロークより長く設定されているので、第一ピストン体の先端部で送気スイッチがONにされてから、意図せずに、第二ピストン体の先端部で送水スイッチがONにされるということは起こり難いが、2つのピストンと二つのバネとを直列に並べているために、スイッチ自体の高さが大きくなり、小型化できないという問題点があった。また、送気スイッチと送水スイッチを作動させる際の釦を押す力の明確な差がわかりづらかった。本発明の目的は、スイッチ自体の大きさを小型化すると共に、第1のスイッチと第2のスイッチを作動させる際の釦を押す力の差を明確にする、2段スイッチ装置を提供することである。
請求項1の2段スイッチ装置は、初期位置と押込位置との間を移動可能な操作部と、操作部が初期位置から押込位置まで移動する間に、操作部の移動距離に応じて段階的に異なる第1及び第2の付勢力を生じて、操作部を初期位置に向かう方向へ付勢する付勢部と、第1の付勢力に抗する操作部の移動に伴い作動する第1のスイッチ部と、第1のスイッチ部とは異なる第2のスイッチ部であって、第2の付勢力に抗する操作部の移動に伴い作動する第2のスイッチ部とを具備する2段スイッチ装置において、付勢部は、操作部が初期位置から初期位置と押込位置との間の中間位置まで移動する間に、第1の付勢力を生じる第1の弾性部材と、第1の弾性部材から独立した第2の弾性部材であって、操作部が中間位置から押込位置まで移動する間に、第1の弾性部材と協働して第2の付勢力を生じる第2の弾性部材とを備え、第1の弾性部材と第2の弾性部材とが、操作部の初期位置と押込位置との間の移動方向に対し、互いに並列状に配置されること、を特徴とする。
請求項2の2段スイッチ装置は、第1の弾性部材が、操作部が初期位置から押込位置まで移動する間、初期位置と押込位置との距離に対応する量の変形を生じるように、操作部に接触して配置される、ことを特徴とする。
請求項3の2段スイッチ装置は、第2の弾性部材が、操作部が初期位置と中間位置との間を移動する間は操作部から離隔し、操作部が中間位置に到達したときに操作部に接触するように配置される、ことを特徴とする。
請求項4の2段スイッチ装置は、第1の弾性部材が、操作部が初期位置から中間位置まで移動する間に、移動距離に比例する第1の付勢力を生じるばねを含む、ことを特徴とする。
請求項5の2段スイッチ装置は、第2の弾性部材が、操作部が中間位置から押込位置まで移動する間に、第1の弾性部材と協働して、移動距離に比例する第2の付勢力を生じるばねを含む、ことを特徴とする。
請求項6の2段スイッチ装置は、第1の弾性部材が、第1直径と第1自由長とを有して操作部の移動方向に変形する第1圧縮コイルばねを含み、第2の弾性部材が、第1直径よりも大きい第2直径と第1自由長よりも短い第2自由長とを有して操作部の移動方向に変形する第2圧縮コイルばねを含む、ことを特徴とする。
請求項7の2段スイッチ装置は、第1圧縮コイルばねが、第2圧縮コイルばねの内部に配置される、ことを特徴とする。
請求項8の2段スイッチ装置は、第2の弾性部材が、操作部が中間位置から押込位置まで移動する間に、第1の弾性部材と協働して、移動距離に比例しない第2の付勢力を生じるばねを含む、ことを特徴とする。
請求項9の2段スイッチ装置は、第1の弾性部材が、操作部の移動方向へ変形する圧縮コイルばねを含み、第2の弾性部材は、圧縮コイルばねの周囲に分散配置されて、操作部の移動方向に交差する方向へ個々に変形する複数の板ばねを含む、ことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、第1の弾性部材と第2の弾性部材とが、操作部の初期位置と押込位置との間の移動方向に対し、互いに並列状に配置されるため、2段スイッチ装置の小型化を促進することができる。
請求項2の発明によれば、操作部の移動のために用意される空間に、第1の弾性部材を収納できるので、2段スイッチ装置の小型化を促進できる。また、操作部を押す力に応じて、操作部の位置を感覚的に推量することができる。
請求項3の発明によれば、操作部が中間位置に到達したときに第2の弾性部材の付勢力により操作部を押す力が急激に増加するため、操作部が中間位置に到達したこと、すなわち、第1のスイッチ部が作動し、かつ第2のスイッチ部が作動していない状態にあることを感覚的に推量することができる。
請求項4の発明によれば、第1の弾性部材の構造を簡素化して、製造コストを低減できる。また、操作部を押す力が距離に比例して増加するため、操作部の位置を更に感覚的に推量することができる。
請求項5の発明によれば、第2の弾性部材の構造を簡素化して、製造コストを低減できる。また、操作部を押す力が距離に比例して増加するため、操作部の位置を更に感覚的に推量することができる。
請求項6の発明によれば、第1の弾性部材は、第1直径と第1自由長とを有して操作部の移動方向に変形する第1圧縮コイルばねを含み、第2の弾性部材は、第1直径よりも大きい第2直径と第1自由長よりも短い第2自由長とを有して操作部の移動方向に変形する第2圧縮コイルばねを含むので、第1の弾性部材と第2の弾性部材の構造を簡素化して、製造コストを低減できると共に、操作部の移動方向にも移動方向に垂直な方向にも2段スイッチ装置の大きさを小さくでき、更に、操作部が初期位置から中間位置間にある場合には、操作部を押す力が第1圧縮コイルばねにより距離に比例して変化し、中間位置にある場合には、第1圧縮コイルばねと第2圧縮コイルばねの協働により押す力が急増し、中間位置から押込位置の間にある場合には、操作部を押す力が距離に比例して増加するため、操作部がどの位置にあるかを更に感覚的に推量することができる。
請求項7の発明によれば、第1圧縮コイルばねが第2圧縮コイルばねの内部に配置されるので、省スペース化が図ることができる。
請求項8の発明によれば、第2の弾性部材は、操作部が中間位置から押込位置まで移動する間に、第1の弾性部材と協働して、移動距離に比例しない第2の付勢力を生じるばねを含むので、第2の弾性部材は、押し圧力をステップ状に急激に増加させることができれば何でもよく、形、数および配置の選択枝を増すことが出来る。更に、初期位置から中間位置までの間では、操作部を押す力が、移動距離に比例するが、中間位置から押込位置までの間では、移動距離に比例せずに増加することになり、操作部が中間位置から押込位置までの間にあることを感覚的に推量することができる。
請求項9の発明によれば、第1の弾性部材は、操作部の移動方向へ変形する圧縮コイルばねを含み、第2の弾性部材は、圧縮コイルばねの周囲に分散配置されて、操作部の移動方向に交差する方向へ個々に変形する複数の板ばねを含むので、第1の弾性部材の構造を簡素化して、製造コストを低減できる。また、第2の弾性部材は、押し圧力をステップ状に急激に増加させることができれば何でもよく、形、数および配置の選択枝を増すことが出来る。更に、初期位置から中間位置までの間では、操作部を押す力が、移動距離に比例するが、中間位置から押込位置までの間では、移動距離に比例せずに増加することになり、操作部が中間位置から押込位置までの間にあることを明確に推量することができる。
以下、貼付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。図1は、本発明の第一の実施形態の2段スイッチ装置60の断面図を示す。図2は、本発明の第一の実施形態の2段スイッチ装置60の操作部2の移動位置を示す図である。図2では、移動位置を明確にするために、弾性部材を省略してある。
2段スイッチ装置60は、初期位置Aと押込位置Cとの間を移動可能な操作部2と、操作部2が初期位置Aから押込位置Cまで移動する間に、操作部2の移動距離に応じて段階的に異なる第1及び第2の付勢力を生じて、操作部2を初期位置Aに向かう方向へ付勢する付勢部と、第1の付勢力に抗する操作部の移動に伴い作動する第1のスイッチ部5と、第1のスイッチ部5とは異なる第2のスイッチ部6であって、第2の付勢力に抗する操作部2の移動に伴い作動する第2のスイッチ部6とを具備する2段スイッチ装置60を前提としている。本実施形態では、2段スイッチ装置60は、ハウジング1を有していて、ハウジング1は、上部の第1のハウジング9と、下部の第2のハウジング10を有している。更に、第1のスイッチ5は、マグネット7とホール素子(磁電変換素子)8との組み合わせからなる。操作部2を浅く押して、操作部2内にあるマグネット7を、第二のハウジング10のホール素子8に近接させることにより、ホール素子8からの電圧値が変化して、操作部が押されたことが検出される(つまり第1のスイッチ5がONになる)。
第2のスイッチ6は、第2のハウジング10に設置されるタクトスイッチからなる。第1のスイッチ5がONになった後、操作部2を更に深く押して、操作部2が、タクトスイッチを押すことにより、第2のスイッチがONになる。そして、付勢部は、操作部2が初期位置Aから初期位置Aと押込位置Cとの間の中間位置Bまで移動する間に、第1の付勢力を生じる第1の弾性部材3と、第1の弾性部材3から独立した第2の弾性部材4であって、操作部2が中間位置Bから押込位置Cまで移動する間に、第1の弾性部材3と協働して第2の付勢力を生じる第2の弾性部材4とを備えている。第1の弾性部材3と第2の弾性部材4とが、操作部2の初期位置Aと押込位置Cとの間の移動方向に対し、互いに並列状に配置されている。例えば、第1の弾性部材3と第2の弾性部材が、並んで配置されていてもよく、複数の第1の弾性部材3が第2の弾性部材の両側に配置されていてもよく、その逆に複数の第2の弾性部材が第1の弾性部材の両側に配置されていてもよい、また、第1の弾性部材3の内側に、第2弾性部材が配置されてもよく、その逆に第2の弾性部材の内側に第1の弾性部材が配置されていてもよい。第1の弾性部材3は、操作部2が初期位置Aから押込位置Cまで移動する間、初期位置Aと押込位置Cとの距離に対応する量の変形を生じるように、操作部2に接触して配置されている。また、第2の弾性部材4は、操作部2が初期位置Aと中間位置Bとの間を移動する間は操作部2から離隔し、操作部2が中間位置Bに到達したときに操作部2に接触するように配置される。具体的には、第2の弾性部材4は、第1のハウジング9の段差部分にスライダ11を付勢するように配置されている。第1の弾性部材3は、操作部2が初期位置Aから中間位置Bまで移動する間に、移動距離に比例する第1の付勢力を生じるばねを含んでいる。また、前記第2の弾性部材は、操作部2が中間位置Bから押込位置Cまで移動する間に、第1の弾性部材3と協働して、移動距離に比例する第2の付勢力を生じるばねを含んでいる。更に、第1の弾性部材3は、第1直径と第1自由長とを有して操作部2の移動方向に変形する第1圧縮コイルばね3を含み、第2の弾性部材4は、第1直径よりも大きい第2直径と第1自由長よりも短い第2自由長とを有して操作部2の移動方向に変形する第2圧縮コイルばね4を含んでいる。そして、第1圧縮コイルばね3が第2圧縮コイルばね4の内部に配置されている。本実施形態では、第1の弾性部材と第2の弾性部材を圧縮コイルばねとしたが、圧縮コイルばねの代わりに、引っ張りばね、ねじりばね、皿ばねなど他の形式のばねを使用してもよい。
本実施形態の2段スイッチ装置60の動作を説明すると、まず、操作部2を押すと、第2圧縮コイルばね4はそのままで、第1圧縮コイルばね3のみが圧縮させられる。スライダ11に操作部2が近接するにつれて、マグネット7もホール素子8に近接する。これにより、ホール素子8の電圧値が変化して、操作部2が押されたことが検出され、ホール素子8から信号が出力されることにより、第1のスイッチ5がONになる。そして、更に操作部2を押し下げると、操作部2がスライダ11と接合する。更に押し下げると、第2圧縮コイルばね4と第1圧縮コイルばね3との両方が収縮させられ、操作部2の先端が第2のスイッチ6を押圧することにより、信号が出力され、第2のスイッチがONになる。このように、第1のスイッチ5と第2のスイッチ6を作動させるときの、操作部2を押す力に明確な差が生じるため、誤って第2のスイッチ6を押すことがなくなると共に、スイッチ自体の高さを小さくできるため小型化することができる。また、スライダ11を有するので、第2圧縮コイルばね4を確実に押し下げることが出来ると共に、第2圧縮コイルばね4と第1圧縮コイルばね3の干渉を防ぐことができる。第1圧縮コイルばね3と第2圧縮コイルばね4の構造を簡素化して、製造コストを低減できると共に、操作部の移動方向にも移動方向に垂直な方向にも2段スイッチ装置60の大きさを小さくでき、更に、操作部2が初期位置Aから中間位置B間にある場合には、操作部2を押す力が、第1圧縮コイルばね3により距離に比例して変化し、中間位置Bにある場合には、第1圧縮コイルバネ3と第2圧縮コイルばね4の協働により押す力が急増し、中間位置Bから押込位置Cの間にある場合には、操作部2を押す力が距離に比例して増加するため、操作部2がどの位置にあるかを更に感覚的に推量することができる。
更に、第2圧縮コイルばね4の断面を矩形形状にすることにより、バネの断面積が大きくでき、第2圧縮コイルばね4のバネ定数が大きくなるので、バネを押し下げるのに必要な力を大きくすることができる。その結果、第1圧縮コイルばね3を押し下げるときの力と、第2圧縮コイルばね4と第1圧縮コイルばね3を合わせて押し下げるときの力の差が更に明確になるので、第2のスイッチ6の誤作動を更に確実に防ぐことができる。
図3は、本発明の第二の実施形態の2段スイッチ装置70を示す。図3(a)は、2段スイッチ装置70の断面図を示し、図3(b)は、2段スイッチ装置70の部分斜視図を示し、図3(c)は、図3(a)の2段スイッチ装置70のA-A線に沿った断面図である。2段スイッチ装置70は、第2の弾性部材12が、板バネ12であり、スライダ11を有しないことを除き、実質的に第一の実施形態における2段スイッチ装置60と同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の2段スイッチ装置70においては、第2の弾性部材12は、操作部2が中間位置Bから押込位置Cまで移動する間に、第1の弾性部材3と協働して、移動距離に比例しない第2の付勢力を生じるばね12を含む。更に、第1の弾性部材3は、操作部2の移動方向へ変形する圧縮コイルばね3を含み、第2の弾性部材12は、圧縮コイルばね3の周囲に分散配置されて、操作部2の移動方向に交差する方向へ個々に変形する複数の板ばね12を含む。本実施形態では、板バネ12は4つあり、4つの板バネ12は、図2(c)に示すように第一のハウジング9の外周壁上で、約90°の間隔を開けて配置され、第一のハウジング9の内部から第一のハウジング9の外周壁上に突出している。
本実施形態の2段スイッチ装置70の動作を説明する、最初に操作部2を押すと、板バネ12は変化せず、第1圧縮コイルばね3のみが圧縮させられる。板バネ12に操作部2が近接するにつれて、マグネット7もホール素子8に近接する。これにより、ホール素子8の電圧値が変化して、操作部2が押されたことが検出され、ホール素子8から信号が出力されることにより、第1のスイッチがONになる。そして、更に操作部2を押し下げると、操作部2が板バネ4と接合し、更に押し下げると、板バネ4が操作部2により、第一のハウジング9の内周面方向へ変形されると共に、第1圧縮コイルばね3が圧縮させられ、操作部2を押し下げて、操作部2の先端が第2のスイッチ6を押圧することにより、信号が出力され、第2のスイッチがONになる。本実施形態では、第1圧縮コイルばね3の構造を簡素化して、製造コストを低減できる。また、板バネ12は、押し圧力をステップ状に急激に増加させることができれば何でもよく、形、数および配置の選択枝を増すことが出来る。更に、初期位置から中間位置までの間では、操作部を押す力が、移動距離に比例するが、中間位置から押込位置までの間では、移動距離に比例せずに増加することになり、操作部が中間位置から押込位置までの間にあることを感覚的に推量することができる。また、第1圧縮コイルばね3と板バネ12の干渉を確実に排除することができる。
次に本発明の2段スイッチ装置60の実施例として、本発明の2段スイッチ装置60を利用した電子鏡装置100を説明する。図4は、本発明の2段スイッチ装置60を利用した電子内視鏡装置100の一部を示す。電子内視鏡装置100は、CCDを有する先端部100A、挿入部100B、操作部100Cを有する。そして上記操作部100Cには、送気管(図示しない)及び送水管118の開閉を操作する本発明の2段スイッチ装置60を有する。2段スイッチ装置60のON/OFF信号は、制御回路(図示しない)へ送られ、送気管(図示しない)及び送水管118の開閉が行なわれる。
第一の実施形態の2段スイッチ装置の断面図である。 第一の実施形態の2段スイッチ装置の操作部2の移動位置を示す図である。 第二の実施形態の2段スイッチ装置である。(a)は、2段スイッチ装置の断面図であり、(b)は、2段スイッチ装置の斜視図であり、(c)は、(a)のA-A線に沿った断面図である。 本発明の2段スイッチ装置を利用した電子内視鏡装置の一部の部分断面図である。
符号の説明
1 ハウジング
2 操作部
3 第1圧縮コイルばね
4 第2圧縮コイルばね
5 第1のスイッチ
6 ホール素子
7 マグネット
8 第2のスイッチ
9 第1のハウジング
10 第2のハウジング
11 スライダ
12 板バネ
60 2段スイッチ装置

Claims (9)

  1. 初期位置と押込位置との間を移動可能な操作部と、該操作部が該初期位置から該押込位置まで移動する間に、該操作部の移動距離に応じて段階的に異なる第1及び第2の付勢力を生じて、該操作部を該初期位置に向かう方向へ付勢する付勢部と、該第1の付勢力に抗する該操作部の移動に伴い作動する第1のスイッチ部と、該第1のスイッチ部とは異なる第2のスイッチ部であって、該第2の付勢力に抗する該操作部の移動に伴い作動する第2のスイッチ部とを具備する2段スイッチ装置において、
    前記付勢部は、
    前記操作部が前記初期位置から該初期位置と前記押込位置との間の中間位置まで移動する間に、前記第1の付勢力を生じる第1の弾性部材と、
    前記第1の弾性部材から独立した第2の弾性部材であって、前記操作部が前記中間位置から前記押込位置まで移動する間に、該第1の弾性部材と協働して前記第2の付勢力を生じる第2の弾性部材とを備え、
    前記第1の弾性部材と前記第2の弾性部材とが、前記操作部の前記初期位置と前記押込位置との間の移動方向に対し、互いに並列状に配置されること、を特徴とする2段スイッチ装置。
  2. 前記第1の弾性部材は、前記操作部が前記初期位置から前記押込位置まで移動する間、該初期位置と該押込位置との距離に対応する量の変形を生じるように、該操作部に接触して配置される、請求項1に記載の2段スイッチ装置。
  3. 前記第2の弾性部材は、前記操作部が前記初期位置と前記中間位置との間を移動する間は該操作部から離隔し、該操作部が該中間位置に到達したときに該操作部に接触するように配置される、請求項1又は2に記載の2段スイッチ装置。
  4. 前記第1の弾性部材は、前記操作部が前記初期位置から前記中間位置まで移動する間に、移動距離に比例する前記第1の付勢力を生じるばねを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の2段スイッチ装置。
  5. 前記第2の弾性部材は、前記操作部が前記中間位置から前記押込位置まで移動する間に、前記第1の弾性部材と協働して、移動距離に比例する前記第2の付勢力を生じるばねを含む、請求項4に記載の2段スイッチ装置。
  6. 前記第1の弾性部材は、第1直径と第1自由長とを有して前記操作部の前記移動方向に変形する第1圧縮コイルばねを含み、前記第2の弾性部材は、該第1直径よりも大きい第2直径と該第1自由長よりも短い第2自由長とを有して該操作部の該移動方向に変形する第2圧縮コイルばねを含む、請求項5に記載の2段スイッチ装置。
  7. 前記第1圧縮コイルばねが前記第2圧縮コイルばねの内部に配置される、請求項6に記載の2段スイッチ装置。
  8. 前記第2の弾性部材は、前記操作部が前記中間位置から前記押込位置まで移動する間に、前記第1の弾性部材と協働して、移動距離に比例しない前記第2の付勢力を生じるばねを含む、請求項4に記載の2段スイッチ装置。
  9. 前記第1の弾性部材は、前記操作部の前記移動方向へ変形する圧縮コイルばねを含み、前記第2の弾性部材は、該圧縮コイルばねの周囲に分散配置されて、該操作部の該移動方向に交差する方向へ個々に変形する複数の板ばねを含む、請求項8に記載の2段スイッチ装置。
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