JP2010067501A - 操作片操作機構およびそれを備えたスイッチ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操作用ハンドル5の操作に連動する操作軸6、第1カム部材7、第2カム部材8、第3カム部材9、第2カム部材8を第3カム部材9側に向けて付勢するバネ10、第2カム部材8の回転を規制する規制手段等を備える。第1カム部材7の上面は第1カム面7Aを、第2カム部材8の下面は第2カム面8Aを、第3カム部材9の上面は第2カム面8Aに係合可能な第3カム面9Aを、第3カム部材の下面は第1カム面7Aに係合可能な第4カム面9Bを構成する。第3カム面9Aのカム山の一方の傾斜面の傾斜角度をθ1、他方の傾斜面の傾斜角度をθ2、第4カム面9Bのカム山の一方の傾斜面の傾斜角度をθ3、他方の傾斜面の傾斜角度をθ4とした場合、θ2>θ3、且つ、θ4>θ1を満たしている。
【選択図】図2
Description
逆に、ノッチ位置2(接点OFF状態)からハンドル100をX1方向(反時計方向)に90度回転操作すると、外側カム部101bがノッチプレート103を押し下げ、ノッチプレート103が外側カム部101bの山部101b1の頂部を乗り越えると、その後は、バネ力により、ハンドル100に操作力を加えずともノッチプレート103がノッチ位置1(接点ON状態)に勝手に戻ってしまう。従って、上記別体構成の従来例で左右の操作感は同一である。
以下、本発明の一例としてセレクタスイッチを挙げて、以下の実施の形態を詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
図1は実施の形態に係るセレクタスイッチの全体構成を示す縦断面図である。セレクタスイッチ1は、操作部2と、操作部2に分離可能に連結されたコンタクト部3とから構成されている。
操作部2はケース4を備え、このケース4の上部には、接点を切り替えるための操作用ハンドル(操作片に相当)5が装着されている。ケース4の内部には、操作用ハンドル5に連結され操作用ハンドル5の回転に連動して回転する操作軸6が配設されている。操作軸6の外周面には環状の第1カム部材7が形成されている。第1カム部材7の上方には、環状の第2カム部材8が配設されており、第2カム部材8と第1カム部材7との間には環状の第3カム部材9が介装されている。第2カム部材8及び第3カム部材9は、それぞれ操作軸5を外装して配置されている。
第3カム部材9は、操作軸6の軸方向に移動可能であり且つ操作軸6の軸回りに回転可能に構成されている。ケース4内にはバネ受け部4aが形成されており、このバネ受け部4aと第2カム部材8との間には、操作軸6を外装するコイルバネ10が介在されている。これにより、第2カム部材8は第3カム部材9側に向けて付勢されている。
なお、本実施の形態では、θ2>θ3、且つ、θ4>θ1を満たす条件に加えて、θ2>θ1、且つ、θ4>θ3を満たしている(図2参照)。このθ2>θ1、且つ、θ4>θ3を満たすことにより、カム動作が円滑になるという利点がある。
再び、図1を参照して、コンタクト部3はケース20を有し、このケース20内には円盤状の接点操作用カム部材21が配置されている。接点操作用カム部材21は、操作軸6の下端部に連結されており、操作軸6の回転に連動して回転駆動されるようになっている。この接点操作用カム部材21の下面は、周方向に少なくとも1以上のカム山22を備えたカム面21Aを構成している。また、ケース20内には、複数の接点機構を備えた接点ブロック23が収納されている。各接点機構は、固定接点を備えた端子24、固定接点に接触・開離可能な可動接点25を備えた接点板26、可動接点25が固定接点と接触する方向に付勢するバネ27、接点板26に設けられ接点操作用カム部材21のカム山22と接触して可動接点25を固定接点と開離する方向に押圧する突起28等を備えている。
3ノッチ3接点構造のスイッチである場合を想定する。図2に示すように、ノッチ位置A1は接点がOFF状態で、ノッチ位置A1から右方向に45度回転したノッチ位置A2は接点がON状態で、ノッチ位置A1から左方向に45度回転したノッチ位置A3は接点がON状態である。
ノッチ位置A1から操作用ハンドル5を左方向X3に回転操作すると、これに連動して操作軸6に同伴して第1カム部材7も左方向X3に回転しようとする。このとき、第3カム部材9には、カム山11とカム山14との当接面S1を介して第1カム部材7からの左方向X3の押圧力F1が作用する。一方、第2カム部材8は回転が阻止されているので、カム山12とカム山13との当接面S2には、左方向回転を阻止する回転阻止力F2が作用する。このとき、傾斜角度θ4>傾斜角度θ1であることから、押圧力F1>回転阻止力F2となり、第3カム部材9は左方向X3に回転する。これにより、第2カム部材8は当接面S2を介して上方への押上げ力が作用する。この押上げ力はバネ10の付勢力より大きいため、第2カム部材8は第3カム部材9のカム面に接触しながら上昇する。そして、第3カム部材8の2番目のカム山13(図2の右側のカム山13)の頂部が第2カム部材8のカム山12の頂部を乗り超えると、当接面S2からの回転阻止力F2が消失するので、ノッチ感が得られることになる。このノッチ感が得られる操作位置は、ノッチ位置A1から、カム山13の斜面(傾斜角度θ1の斜面)の水平距離だけ回転した位置である。従って、カム山13の斜面(傾斜角度θ2の斜面)を急にすることにより、ノッチ感が得られる操作位置を、操作角45度近傍まで広げることが可能となる。
一方、ノッチ位置A1から操作用ハンドル5を右方向X4に回転操作すると、これに連動して操作軸6に同伴して第1カム部材7が右方向X4に回転しようとする。このとき、第3カム部材9には、カム山11とカム山14との当接面S3を介して第1カム部材7からの右方向X4の押圧力F3が作用する。一方、第2カム部材8は回転が阻止されているので、カム山13とカム山12との当接面S4には、右方向X4の回転を阻止する回転阻止力F4が作用する。このとき、傾斜角度θ2>傾斜角度θ3であることから、回転阻止力F4>押圧力F3となる。この結果、第3カム部材9は右方向X4に回転することできず、カム山12とカム山13とが係合状態を維持したまま第3カム部材9及び第2カム部材8が共に上昇し、第1カム部材7は右方向X4に回転する。そして、第1カム部材7のカム山11が、第3カム部材9の2番目のカム山14(図2の右側のカム山14)の頂部を乗り超えると、当接面S2からの回転阻止力F4が消失するので、ノッチ感が得られることになる。このノッチ感が得られる操作位置は、ノッチ位置A1から、カム山14の斜面(傾斜角度θ3の斜面)の水平距離だけ回転した位置である。従って、カム山14の斜面(傾斜角度θ4の斜面)を急にすることにより、ノッチ感が得られる操作角度位置を、操作角45度近傍まで広げることが可能となる。
上記のように操作用ハンドル5が回転操作すると、連動して操作軸6が回転する。これにより、操作軸6に連結された接点操作用カム部材21も回転する。そして、図3に示すように、接点操作用カム部材21の回転により、カム山22がノッチ位置に対応する接点の接点板26を押し下げる。これにより、可動接点25が固定接点から開離して接点がOFF状態となる。一方、それまでにカム山22により接点板26が押し下げられて、可動接点25と固定接点とが開離していた接点は、カム山22の移動により、バネ27の付勢力により接点板26が上昇し、可動接点25と固定接点とが接触して接点がON状態となる。
接点操作用カム部材21のカム山22の位相と接点位置を調整することで、各ノッチ位置での別の接点を個別制御することができる。
図4を参照して説明する。図4は2ノッチ・3接点の場合であり、操作角が90度の例を示している。図4(2)、(3)においてK1〜K3はカム山を示している。接点操作用カム21は、カム山K1〜K3を有するカム形状に設定されているものとする。ハンドル5がノッチ位置1にある場合には、図4(2)に示すように、接点2はON、接点1はON、接点3はOFFとなる。ハンドル5がノッチ位置2にある場合には、図4(2)に示すように、接点2はOFF、接点1はOFF、接点3はONとなる。このようにして、接点操作用カム部材21のカム山の位相と接点位置を調整することで、各ノッチ位置で別の接点を個別に制御することが可能となる。
(1)上記実施の形態では、第3カム9A面及び第4カム面9Bは、カム山が周方向に等間隔をあけて全周に設けられていたが、「第1カム面7Aと第4カム面9Bの少なくとも1つのカム面」、及び、「第2カム面8Aと第3カム面9Aの少なくとも1つのカム面」が、カム山が周方向に等間隔をあけて全周に設けられている構成であればよい。
また、第1カム面7A、第2カム面8A、第3カム面9A、第4カム面9Bの全てのカム面について、全周にカム山を設ければ、「第1カム面7Aと第4カム面9Bの接触面積」及び「第2カム面8Aと第3カム面9Aの接触面積」が大きくなり、操作力を大きくすることができる。すなわち、対向するカム面の接触面積を調整することによって、操作力を増減することが可能である。
さらに、本実施の形態では、接点がON状態となる位置にある場合には、操作軸6を接点操作用カム部材21から抜くことを阻止し、接点がOFF状態となる位置にある場合には、操作軸6を接点操作用カム部材21から抜くことを許容する抜け止め機構を備えている。操作部2とコンタクト部3とが分離可能なタイプのセレクタスイッチでは、取付板等にセレクタスイッチを取り付ける際に、操作部2とコンタクト部3とを分離状態とする必要がある。また、取付板等にセレクタスイッチが取付けられた後に、誤って、操作部2がコンタクト部3から抜けてしまう場合もある。上記いずれの場合においても、本実施の形態では、上記抜け止め機構を有していることにより、接点がOFF状態でしか、操作部2をコンタクト部3から分離できないことになり、安全性が担保されている。
本実施の形態においては、上記したように、接点がOFF状態でのみ操作部をコンタクト部から分離できる構成にし、分離後も接点OFF状態を保持することにより、安全性が担保されたスイッチ装置を実現できるという効果に加えて、少ないスペースで、且つ、各ノッチ位置での他の接点動作を個別制御することが可能なスイッチ装置を実現できるという効果も奏する。
本実施の形態においては、接点操作用カム部材21によって直接コンタクト部3の接点の切り替えを行うように構成されているので、従来例のような押し棒104を用いる場合に比べてスペースを大きくとらず、多段のセレクタスイッチを構成できる。また、接点操作用カム部材21のカム形状を調整することにより、各ノッチ位置での他の接点動作を個別制御することが可能となる。
主として図10及び図12を参照しつつ説明する。操作部2は、ケース4、操作軸6、第1カム部材7、第2カム部材8、第3カム部材9、及びバネ10等が備えている。本実施例においては、ケース4の上部に操作用ハンドルとして機能する鍵30が設けられている。鍵30は基体31に挿入・引き抜き可能に装着されている。基体31は筒状部材32に回転可能に装着され、この筒状部材32がケース4に嵌合固定されている。従って、基体31は鍵30と一体的に回転する。また、操作軸6は円筒状であり、上端面6aに角孔6bが形成されている。そして、この角孔6bに基体31の角状下端部31aが嵌合し、さらに、下端部31aの下面にネジ32が螺合して、基体31が操作軸6と連結されている。
また、本実施例においては、第2カム部材8における操作軸6の軸回りの回転を規制する規制手段として、第2カム部材8の外周面に規制突起8aを形成し、この規制突起8aに嵌合する嵌合溝(図示せず)をケース4の内壁に形成している。
コンタクト部3は、ケース20、接点操作用カム部材21、接点ブロック23等を備えている。接点操作用カム部材21は円盤状のカム部21aと軸部21bを有する。カム部21aには、操作軸6が挿入する取付孔40が形成されている。この取付孔40には嵌合凹部41,41が形成されており、操作軸6の嵌合突起33,33が嵌合凹部41,41に嵌り込むことにより操作軸6が接点操作用カム部材21と連結されるようになっている。なお、接点操作用カム部材21の軸部21bは接点ブロック23の取付孔42に回転自在に挿入されている。
3:コンタクト部 5:操作用ハンドル
6:操作軸 7:第1カム部材
8:第2カム部材 9:第3カム部材
10:バネ 11,12,13,14,22:カム山
7A:第1カム面 8A:第2カム面
9A:第3カム面 9B:第4カム面
θ1〜θ4:傾斜角度 21:接点操作用カム部材
30:鍵 33:嵌合突起
41:嵌合凹部 44:案内溝
Claims (4)
- 操作片の操作に連動して回転する操作軸と、
前記操作軸の外周に形成される環状の第1カム部材と、
前記操作軸の軸方向に移動可能で且つ前記操作軸回りの回転が規制され、前記操作軸に外装される環状の第2カム部材と、
前記操作軸の軸方向に移動可能で且つ前記操作軸回りに回転可能であり、前記操作軸に外装され且つ前記第1カム部材と前記第2カム部材との間に介在して配置される環状の第3カム部材と、
前記第2カム部材を前記第3カム部材側に向けて付勢する付勢手段と、
前記第2カム部材の回転を規制する規制手段と、
を備え、
前記第1カム部材の第3カム部材に対向する側の面は第1カム面を構成し、前記第2カム部材の第3カム部材に対向する側の面は第2カム面を構成し、前記第3カム部材の第2カム部材に対向する側の面は前記第2カム面に係合可能な第3カム面を構成し、前記第3カム部材の第1カム部材に対向する側の面は前記第1カム面に係合可能な第4カム面を構成し、
前記第1カム面と前記第4カム面の少なくとも1つのカム面、及び、前記第2カム面と前記第3カム面の少なくとも1つのカム面は、カム山が周方向に等間隔をあけて全周に亘って設けられており、
前記第3カム面のカム山において周方向に関して一方向側の傾斜面の傾斜角度をθ1とし、他方向側の傾斜面の傾斜角度をθ2とし、前記第4カム面のカム山において前記周方向と同一周方向に関して一方向側の傾斜面の傾斜角度をθ3とし、他方向側の傾斜面の傾斜角度をθ4とした場合、θ2>θ3、且つ、θ4>θ1を満たすことを特徴とする操作片操作機構。 - 前記傾斜角度θ1と前記傾斜角度をθ3とは略等しく、前記傾斜角度θ2と前記傾斜角度をθ4とは略等しいことを特徴とする請求項1記載の操作片操作機構。
- 前記カム山が周方向に等間隔をあけて全周に亘って設けられている2つのカム面は、第3カム面及び第4カム面であることを特徴とする請求項1又は2記載の操作片操作機構。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の操作片操作機構を備え、操作片の回転操作によってコンタクト部の接点の切り替えを行うスイッチ装置。
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JPH11154445A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Omron Corp | 操作式スイッチ |
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- 2008-09-11 JP JP2008233499A patent/JP5158962B2/ja not_active Expired - Fee Related
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