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

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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