JP2012094428A - スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】安価で復帰動作性に優れたスイッチを提供する。
【解決手段】固定接点２に所定接触圧力で接触する可動接点３Ａを備えたばね材製の可動部材３と、可動部材３の上面に移動可能に配置されたねじりコイルばね４と、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａを移動させるレバー５とを備え、可動部材３は、部材自身のばね力によって可動接点を所定接触圧力で固定接点に接触させるとともに、その上に位置するねじりコイルばねの方向に張り出した凸部３Ｂを有し、ねじりコイルばね４は、そのコイル部の移動時に、ベース１の摺動壁部１Ｂと係止孔１Ａとから受ける抗力で、両腕部が互いに接近する方向に弾性変形し、この時に生じる弾性回復力で、レバー５を元の位置へ復帰させる第１の機能、及び、コイル部の移動時に、そのコイル部が可動部材の凸部上に乗っかって移動することで、該凸部を下方へ押し下げ、可動部材の可動接点を固定接点２から離隔する機能を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばＣＤやＤＶＤ等が装填されるトレイの開閉を検知しＯＮ・ＯＦＦ信号で出力するトレイ開閉センサ等、各種用途に使用できるスイッチに関し、特に、安価でスイッチＯＮ／ＯＦＦ動作特性に優れたものである。

従来、この種のスイッチとしては、例えば、特許文献１に開示されたスイッチが知られている。同文献１の図９ないし図１１及び段落００２７の記載を参照すると、同文献１のスイッチは、レバー（４０）の押し込みにより該レバー（４０）が軸部（１６、１７）を支点として回転移動する。そして、回転移動するレバー（４０）の当接部（４３）によりねじりコイルばね（３０）のコイル部（３１）外周面が押圧され、押圧されたコイル部（３１）が固定接点（２１ｂ）から離れるように移動することにより、固定接点（２１ｂ）と共通固定接点（２０ａ）との間が導通しないスイッチＯＦＦの状態になるものである。

しかしながら、前記特許文献１のスイッチによると、ねじりコイルばね（３０）のコイル部（３１）を可動接点とし、可動接点としてのコイル部（３１）の端面側をトップケース（５０）で押圧することにより、コイル部（３１）と固定接点（２１ａ）とが所定の接触圧力で接触する構造になっている（同文献１の段落００２２の記載参照）。このため、例えば、同文献１の図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されているように、コイル部（３１）が上方から下方に移動する時や、当該コイル部（３１）が下方から上方に移動して元の位置に復帰する時に、そのコイル部（３１）の端面とトップケース（５０）とが擦れ合い、摺動抵抗が生じるから、下方に移動したコイル部（３１）が元の位置に復帰し難い等、復帰動作性が悪く、復帰動作不良を引き起こし易い。

また、特許文献１のスイッチにあっては、前記のような復帰動作不良を減らすため、ねじりコイルばね（３０）のコイル部（３１）にグリースを塗布する等、スイッチ組立工程の一部として、コイル部（３１）の端面とトップケース（５１）と間の摺動抵抗を減らす作業工程が別途必要になり、スイッチ組立工数が増えること、並びに、ねじりコイルばね（３０）のコイル部（３１）を可動接点として利用しているので、接触不良を防止する観点より、金メッキのねじりコイルばね（３０）等、高価なねじりコイルばね（３０）を使用する必要があること等から、スイッチ全体の製造コストが高くならざるを得ない。

特開２００６−３１０２２８号公報

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、安価で復帰動作性に優れたスイッチを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、ベースと、前記ベースに設けた固定接点と、前記固定接点に所定接触圧力で接触する可動接点を備えたばね材製の可動部材と、前記可動部材の上面に移動可能に配置されたコイル部及びこのコイル部から両側に延びた腕部からなるねじりコイルばねと、前記ねじりコイルばねのコイル部を移動させるレバーと、を備え、前記ベースは、前記ねじりコイルばねの一方の腕部の端を係止する係止孔と、同ねじりコイルばねの他方の腕部の端が摺動可能に当接する摺動壁部と、前記レバーの支点となる軸部と、を有し、前記可動部材は、その部材自身のばね力によって前記可動接点を所定接触圧力で前記固定接点に接触させるとともに、その上に位置する前記ねじりコイルばねの方向に張り出した凸部を有し、前記レバーは、前記ねじりコイルばねのコイル部外周面に当接する当接部と、前記ベースから突出した操作部とを備えるとともに、その操作部に作用する外力で前記ベースの軸部を支点として回転することにより、前記当接部を通じて前記ねじりコイルばねのコイル部を前記可動部材の凸部の頂点方向に移動させ、前記ねじりコイルばねは、その前記コイル部の移動時に、前記ベースの摺動壁部と係止孔とから受ける抗力で、両腕部が互いに接近する方向に弾性変形し、この時に生じる弾性回復力で、当該レバーを元の位置へ復帰させる第１の機能、及び、前記コイル部の移動時に、そのコイル部が前記可動部材の凸部上に乗っかって移動することで、該凸部を下方へ押し下げ、前記可動部材の可動接点を前記固定接点から離隔する機能を有することを特徴とする。

前記本発明において、前記固定接点に対する前記可動接点の接触圧力を得るための構造は、前記可動部材を前記ベースに組み込む前に予め曲げておき、曲げられた当該可動部材をその曲げと反対の方向に撓ませた状態で、前記可動接点を前記固定接点の下に潜り込ませる構造を採用することができる。

前記本発明においては、前記ベースの上から前記ねじりコイルばねを覆うトップケースと前記ねじりコイルばねのコイル部との間に隙間が設けられる構成を採用することで、ねじりコイルばねとトップケースとの間に生じる摺動抵抗を０にしてもよい。かかる隙間を０ｍｍとすることによりトップケースとねじりコイルばねのコイル部とが軽く接触する構成を採用することもできる。この場合、その接触によってねじりコイルばねのコイル部は圧縮されないものとする。もし圧縮されるとしたら、先に述べた特許文献１のスイッチと同様に、復帰動作性が悪くなるからである。

前記本発明においては、前記凸部の一部を山の裾のような滑らかな斜面形状とすることにより、その斜面に沿って前記ねじりコイルばねのコイル部が凸部上を移動するように構成を採用してもよい。

本発明にあっては、スイッチの具体的な構成として、前記の通り、ねじりコイルばねとは別に、可動接点を有するばね材製の可動部材を備え、その部材自身のばね力によって前記可動接点が固定接点に所定接触圧力で接触する構造を採用した。このため、先に説明した特許文献１の従来スイッチのように、ねじりコイルばねのコイル部端面をトップケースで押圧することによって可動及び固定接点間の接触圧力を得る必要がない。従って、そのようなトップケースとねじりコイルばねのコイル部端面との間に所定の隙間を設けることで、トップケースとねじりコイルばねのコイル部端面との間に生じる摺動抵抗を０にすることができ、ねじりコイルばねのコイル部が元の位置に復帰動作し易くなる等、復帰動作に優れたスイッチを提供し得る。

また、本発明によると、先に説明した通り、トップケースとねじりコイルばねのコイル部端面との間に生じる摺動抵抗を０にすることが可能であるため、ねじりコイルばねのコイル部にグリースを塗布する等、かかる摺動抵抗を減らすための作業工程をスイッチ組立工程から削除できること、並びに、ねじりコイルばねのコイル部を可動接点として利用しないので、金メッキ等を施していない比較的安価なねじりコイルばねを採用してもよいこと等から、スイッチ全体の製造コスト低減を図れ、安価なスイッチを提供するのに好適である。

（ａ）は本発明を適用したスイッチの正面外観図、（ｂ）は同スイッチの側面外観図、（ｃ）は同スイッチの底面外観図である。 図２（ａ）は図１のスイッチからトップケースを外して同スイッチを正面から見たときのスイッチ内部構造の正面図、同図（ｂ）はそのスイッチ内部構造の側面図である。 図１のスイッチにおいて、レバーの押し込みによりスイッチＯＦＦ動作が始まるときの当該レバー及びねじりコイルばねの位置（ＯＦＦ動作開始位置）を示した動作説明図である。 図４は図１のスイッチにおいて、レバーを最大に押し込んだときのレバー及びコイルばねの位置（全移動位置）を示した動作説明図である。 図５（ａ）は図１のスイッチを構成するベースの正面図、（ｂ）は同ベースの平面図、（ｃ）は同ベースの左側面図、（ｄ）は同ベースの右側面図、（ｅ）は（ｂ）に図示されたベースのＡＡ断面図、（ｆ）は（ｂ）に図示されたベースのＢＢ断面図、（ｇ）は同ベースの裏面図である。 図６（ａ）は図１のスイッチを構成する可動部材、固定接点を含むプレス成形品の平面図（インサート成形によりベースに組み込まれる前）、（ｂ）は（ａ）に図示されたプレス成形品のＢ矢視図、（ｃ）は（ａ）に図示されたプレス成形品のＣ矢視図、（ｄ）は（ａ）に図示されたプレス成形品のＡＡ断面図、（ｅ）は固定接点に対する可動接点の接触圧力を得るための可動部材の予備曲げの説明図である。 図７（ａ）は図１のスイッチを構成するねじりコイルばねの平面図、（ｂ）は（ａ）に図示されたねじりコイルばねのＡ矢視図。 図８（ａ）は図１のスイッチを構成するレバーの平面図、（ｂ）は同レバーの上面図である。 図９（ａ）は図１のスイッチを構成するトップケースの正面図、（ｂ）は同トップケースの側面図、（ｃ）は同トップケースの裏面図、（ｄ）は同トップケースの上面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明を適用したスイッチの正面外観図、同図（ｂ）は同スイッチの側面外観図、同図（ｃ）は同スイッチの底面外観図である。この図１のスイッチＳは、図２に示したように、ベース１と、ベース１に設けた固定接点２と、固定接点２に所定接触圧で接触する可動接点３Ａを備えたばね材製（本実施形態のスイッチＳにおいては板ばね材を使用）の可動部材３と、可動部材３の上面に移動可能に配置されたコイル部４Ａ及びこのコイル部４Ａから両側に延びた腕部４Ｂ、４Ｃからなるねじりコイルばね４（別名：トーションスプリング）と、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａを移動させるレバー５と、ベース１の上からねじりコイルばね４を覆うトップケース６と、を備えている。

前記ベース１は、図２に示したように、ねじりコイルばね３の一方の腕部４Ｂの端を係止する係止孔１Ａと、ねじりコイルばね３の他方の腕部４Ｃの端が摺動可能に当接する摺動壁部１Ｂと、レバー５の支点となる軸部１Ｃと、を有している（図５（ｂ）参照）。

前記ベース１の固定接点２は、ねじりコイルばね４が移動する面より若干低い位置に配置されることにより（図２（ｂ）参照）、ねじりコイルばね４が図４のように最大に移動したときでも、ねじりコイルばね４が固定接点２に直接接触しないように構成してある。また、この固定接点２はベース１の左側方より突出した第１の外部端子２Ａに導通している（図６（ａ）参照）。

前記ばね材製の可動部材３は、その部材自身のばね力によって可動接点３Ａを所定接触圧力で固定接点２に接触させるとともに、その上に位置するねじりコイルばね４の方向に張り出した凸部３Ｂを有している（図６（ａ）から（ｄ）参照）。また、この可動部材３はベース１の右側方より突出した第２の外部端子３Ｄに導通している。

前記可動部材３は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すプレス成形品として、固定接点２や第１及び第２の外部端子２Ａ、３Ｄと一緒に作製することができ、プレス成形品からなる可動部材３、固定接点２、第１及び第２の外部端子２Ａ、３Ｄは、図５（ａ）〜（ｆ）のように、インサート成形によりベース１に組み込むことができる。

前記固定接点２に対する可動接点３Ａの接触圧力を得るための構造として、本実施形態のスイッチＳでは、図６（ｅ）のように可動部材３をベース１に組み込む前に予め曲げておき（予備曲げ）、曲げられた可動部材３をその曲げと反対の方向に撓ませた状態で、図６（ｄ）のように可動接点３Ａを固定接点２の下に潜り込ませる構成を採用した。この構造の場合は、撓んだ可動部材３の弾性回復力（ばね復元力）が固定接点２に対する可動接点３Ａの接触圧力になる。

前記凸部３Ｂの具体的な形状として、本実施形態のスイッチＳでは、図６（ｄ）（ｅ）のように凸部３Ｂの一部を山の裾のような滑らかな斜面形状とすることにより、その斜面３Ｃに沿ってねじりコイルばね４のコイル部４Ａがスムーズに凸部３Ｂ上に乗っかって移動できるように構成してある。

前記レバー５は、図８（ａ）（ｂ）に示したように前記ねじりコイルばね３のコイル部４Ａ外周面に当接する当接部５Ａと、ベース１から突出した操作部５Ｂとを備えている。そして、このレバー５は、操作部５Ｂに作用する外力でベース１の軸部１Ｃを支点として回転することにより、図３、図４のように当接部５Ａを通じて前記ねじりコイルばね４のコイル部４Ａを可動部材３の凸部３Ｂ方向に移動させるように構成してある。

前記ねじりコイルばね４は、先に説明したベース１の係止孔１Ａと摺動壁部１Ｂとの間に介在するように配置してある。そして、このねじりコイルばね４の一方の腕部４Ｂの端は、図７（ｂ）のように折り曲げられて、ベース１の係止孔１Ａに遊嵌する形態で係止されている。また、このねじりコイルばね４の他方の腕部４Ｃの端は、図７（ｂ）のように折り曲げられて、ベース１の摺動壁部１Ｂに摺動可能に当接する構造になっている。

従って、前記コイルばね４の配置構造、係止構造、当接構造により、先に説明した凸部３Ｂ方向へのねじりコイルばね４のコイル部４Ａの移動は、一方の腕部４Ｂの端を支点とした回転移動になる。

本実施形態のスイッチＳでは、前記ベース１の摺動壁部１Ｂをテーパ形状とすることにより、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａの移動量に応じて、ねじりコイルばね４の両腕４Ｂ、４Ｃが受ける抗力（ベース１の摺動壁部１Ｂと係止孔１Ａから受ける力）を高めている。従って、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａが前記のように回転移動する時、そのねじりコイルばね４の両腕４Ｂ、４Ｃは、徐々に高まる前記抗力で互いに接近する方向に弾性変形して撓むようになる。

前記ねじりコイルばね４は下記２つの機能を有している。

《第１の機能》
先に説明した通り、ねじりコイルばね４は、コイル部４Ａの移動（回転移動）時に、ベース１の摺動壁部１Ｂと係止孔１Ａとから受ける抗力で、その両腕部４Ｂ、４Ｃが互いに接近する方向に弾性変形する。第１の機能は、そのような弾性変形時に生じる弾性回復力で、当該レバー５を元の位置（図２に示す自由位置）へ復帰させる機能である。

《第２の機能》
第２の機能は、コイル部４Ａの移動時に、そのコイル部４Ａが可動部材３の凸部３Ｂ上に乗っかって移動することで、該凸部３Ｂを下方へ押し下げ、可動部材３の可動接点３Ａを固定接点２から離隔する機能である。

本実施形態のスイッチＳにおいては、図２に示す位置まで復帰したレバー５が更に時計回りに回転する動作を抑制するため、そのレバー５の側面に、該レバー５の回転方向に沿って形成したストッパー溝５Ｃを設けるとともに（図８（ａ）（ｂ）参照）、そのストッパー溝５Ｃにスライド可能に係合するストッパー突起１Ｅをベース１側に形成してある（図５（ｂ）（ｆ）参照）。レバー２が図２に示す自由位置まで復帰した時に、レバー５のストッパー溝５Ｃの一端がストッパー突起１Ｅに引っ掛かるので、レバー５が図２に示す自由位置より更に時計回りに回転することはない。

前記トップケース６は、図９（ａ）から（ｄ）に示したように、ベース１の表面側からねじりコイルばね３を覆うように配置されるケース表面板６Ａと、当該ベース１の裏面を覆うケース裏面板６Ｂと、これらを連結する連結部６Ｃとからなり、そのケース裏面板６Ｂの両側から突出した一対の係止帯６Ｄをベース１側面の切り欠き部１Ｄ（図５（ｂ）参照）に巻き付け係止することにより、前記トップケース６はベース１に取り付けられるように構成してある。尚、トップケース６の形状やベース１へのトップケース６の取り付け構成については、必要に応じて適宜変形することができる。

本実施形態のスイッチＳでは、先に説明したトップケース６のケース表面板６Ａとねじりコイルばね３との間に図１（ｂ）のように所定の隙間Ｇを設けることで、ねじりコイルばね３のコイル部３Ａが、トップケース６からの摺動抵抗を受けることなく、ベース１内でスムーズに移動できるように構成してある。なお、かかる隙間Ｇを０ｍｍとすることによりトップケース６のケース表面板６Ａとねじりコイルばね３のコイル部３Ａとが軽く接触する構成を採用することもできる。この場合、その接触によってねじりコイルばね３のコイル部３Ａは圧縮されないものとする。この構成でも、トップケース６とねじり３のコイル部３Ａとの間に生じる摺動抵抗は小さく、ねじりコイルばね３のコイル部３Ａは、ベース１内でスムーズに移動することができる。

次に、前記のように構成された本実施形態のスイッチＳの動作について図２ないし図４を基に説明する。

図２は、レバー５の操作部５Ｂに外力が作用していない時のレバー５及びねじりコイルばね４の位置（以下、この位置を「自由位置」という。）を示している。また、図３は、レバー５の押し込みによりスイッチＯＦＦ動作が始まるときのレバー５及びねじりコイルばね４の位置を示し、図４は、レバー５を最大に押し込んだときの当該レバー５及びねじりコイルばね４の位置を示している。

図２の自由位置では、レバー５の操作部５Ｂはベース１から外方へ大きく突出し、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａは可動部材３の凸部３Ａより少し離れて位置している。さらに、この図２の自由位置では、可動部材３のばね力により可動接点３Ａが固定接点２に押し付けられ、可動接点３Ａと固定接点２とが所定の接触圧力で互いに接触することにより、第１の外部端子２Ａと第２の外部端子３Ｄとが導通するスイッチＯＮの状態になっている。

図２において、レバー５の操作部５Ｂに外力（具体的には操作部５Ｂをベース１内へ押し込む力）が作用すると、レバー５全体がベース１の軸部１Ｃを支点として所定の方向（図１の例では反時計周り）に回転移動するとともに、レバー５の当接部５Ａがねじりコイルばね４のコイル部４Ａ外周面を押圧する。

前記のように押圧されたコイル部４Ａは、その押圧力により、可動部材３の凸部３Ｂの頂点方向に移動し、図３のように凸部３Ｂの斜面３Ｃ上に乗っかって移動する。そうすると、コイル部４Ａで凸部４Ａが下方へ押し下げられることにより、可動部材３の可動接点３Ａが固定接点２から離隔し、第１の外部端子２Ａと第２の外部端子３Ｄとが導通しないスイッチＯＦＦの状態になる。

以上説明した本実施形態のスイッチＳによると、その具体的な構成として、ねじりコイルばね４とは別に、可動接点３Ａを有するばね材製の可動部材３を備え、その部材自身のばね力によって可動接点３Ａが固定接点２に所定接触圧力で接触する構造を採用した。このため、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａ端面をトップケース６で押圧することによって可動及び固定接点３Ａ、２間の接触圧力を得る必要がない。従って、トップケース６とねじりコイルばね４のコイル部４Ａ端面との間に所定の隙間Ｇを設けることで、トップケース６とねじりコイルばね４のコイル部４Ａ端面との間に生じる摺動抵抗を０にすることができ、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａが元の位置に復帰動作し易い等、良好な復帰動作が得られる。

また、本実施形態のスイッチＳによると、先に説明した通り、トップケース６とねじりコイルばね４のコイル部４Ａ端面との間に生じる摺動抵抗を０にすることが可能であるため、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａにグリースを塗布する等、かかる摺動抵抗を減らすための作業工程をスイッチ組立工程から削除できること、並びに、ねじりコイルばね４のコイル部４Ａを可動接点として利用しないので、金メッキ等を施していない比較的安価なねじりコイルばね４を採用してもよいこと等から、スイッチ全体の製造コスト低減も図れる。

１ ベース
１Ａ 係止孔
１Ｂ 摺動壁部
１Ｃ 軸部
１Ｄ 切り欠き部
１Ｅ ストッパー突起
２ 固定接点
２Ａ 第１の外部端子
３ 可動部材
３Ａ 可動接点
３Ｂ 凸部
３Ｃ 斜面
３Ｄ 第２の外部端子
４ ねじりコイルばね
４Ａ コイル部
４Ｂ、４Ｃ 腕部
５ レバー
５Ａ 当接部
５Ｂ 操作部
５Ｃ ストッパー溝
６ トップケース
６Ａ ケース表面板
６Ｂ ケース裏面板
６Ｃ 連結部
６Ｄ 係止帯
Ｓ スイッチ
Ｇ ケース表面板とねじりコイルばねとの間の隙間

Claims (5)

1. ベースと、
   前記ベースに設けた固定接点と、
   前記固定接点に所定接触圧力で接触する可動接点を備えたばね材製の可動部材と、
   前記可動部材の上面に移動可能に配置されたコイル部及びこのコイル部から両側に延びた腕部からなるねじりコイルばねと、
   前記ねじりコイルばねのコイル部を移動させるレバーと、を備え、
   前記ベースは、前記ねじりコイルばねの一方の腕部の端を係止する係止孔と、同ねじりコイルばねの他方の腕部の端が摺動可能に当接する摺動壁部と、前記レバーの支点となる軸部と、を有し、
   前記可動部材は、その部材自身のばね力によって前記可動接点を所定接触圧力で前記固定接点に接触させるとともに、その上に位置する前記ねじりコイルばねの方向に張り出した凸部を有し、
   前記レバーは、前記ねじりコイルばねのコイル部外周面に当接する当接部と、前記ベースから突出した操作部とを備えるとともに、その操作部に作用する外力で前記ベースの軸部を支点として回転することにより、前記当接部を通じて前記ねじりコイルばねのコイル部を前記可動部材の凸部の頂点方向に移動させ、
   前記ねじりコイルばねは、その前記コイル部の移動時に、前記ベースの摺動壁部と係止孔とから受ける抗力で、両腕部が互いに接近する方向に弾性変形し、この時に生じる弾性回復力で、当該レバーを元の位置へ復帰させる第１の機能、及び、前記コイル部の移動時に、そのコイル部が前記可動部材の凸部上に乗っかって移動することで、該凸部を下方へ押し下げ、前記可動部材の可動接点を前記固定接点から離隔する機能を有すること
   を特徴とするスイッチ。
2. 前記ベースの上から前記ねじりコイルばねを覆うトップケースと前記ねじりコイルばねのコイル部との間に隙間が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
3. 前記固定接点に対する前記可動接点の接触圧力を得るための構造は、前記可動部材を前記ベースに組み込む前に予め曲げておき、曲げられた当該可動部材をその曲げと反対の方向に撓ませた状態で、前記可動接点を前記固定接点の下に潜り込ませる構造であること
   を特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ。
4. 前記凸部の一部を山の裾のような滑らかな斜面形状とすることにより、その斜面に沿って前記ねじりコイルばねのコイル部が凸部上を移動すること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスイッチ。
5. 前記ベースの上から前記ねじりコイルばねを覆うトップケースと前記ねじりコイルばねのコイル部との間の隙間を０ｍｍとすることにより、トップケースとねじりコイルばねのコイル部とが軽く接触する構成になっていること
   を特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
   

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