以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る押圧型スイッチ装置(以下、単に「スイッチ装置」という)1の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係るスイッチ装置1の分解斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図1及び図2に示す上方側を「スイッチ装置1の上方側」又は単に「上方側」と呼び、図1及び図2に示す下方側を「スイッチ装置1の下方側」又は単に「下方側」と呼ぶものとする。
図1に示すように、本実施の形態に係るスイッチ装置1は、箱状のハウジング2の上面部の一部から後述する操作部材4の一部を突出させ、当該突出部分で操作者等からの押圧操作を受け付けるように構成されている。ハウジング2から突出した操作部材4の一部には、ハウジング2内への埃や水等の異物の侵入を防止するためのカバーCが取り付けられている。なお、図2以降の図面においては、説明の便宜上、このカバーCを省略している。
図2に示すように、スイッチ装置1は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成されるハウジング2を備えている。ハウジング2は、下方側に開口した箱状を有するケース21と、ケース21の開口に対応する形状を有し、スイッチ装置1の内底面を構成する固定基台22とから構成されている。これらのケース21と固定基台22とを組み合わせることで、ハウジング2の内部にはスイッチ装置1の構成部材を収納する収納部が形成されている。
ケース21の上面には、後述する操作部材4の軸部42の上端部が貫通可能な開口部211が形成されている。固定基台22は、上面視にて長方形状を有しており、その上面にケース21の開口に応じた形状を有する突出面221が設けられている。ケース21は、この突出面221を開口で収容することで適切に位置決めされる。例えば、ケース21は、突出面221を収容した状態で接着剤等により固定することで固定基台22と一体化される。突出面221の一端部(図2に示す右方側端部)には、上方側に突出して突出片222が設けられている。
ハウジング2内に形成された収納部には、固定基台22に固定される固定接点端子3の一部が配置されると共に、操作者等による押圧操作を受け付ける操作部材4の一部及び操作部材4に対する押圧操作に応じて作動するスナップアクション機構5が収納される。スナップアクション機構5は、詳細について後述するように、可動接点6、駆動板7、導体板8及び板ばねからなる圧縮ばね9とで構成される。
固定接点端子3は、固定基台22にインサート成形される金属製のコモン接点端子31及び切替接点端子32を有している。コモン接点端子31は、固定基台22の上方側で上下方向に延在して設けられるコモン接点部311(311a、311b)と、このコモン接点部311の下端部から切替接点端子32と反対側に屈曲し、その端部から下方側に延出する端子部312とを有している。コモン接点部311は、その上端部にて固定基台22の長手方向と直交する方向に分岐して設けられた一対のコモン接点部311a、311bで構成される。一方、切替接点端子32は、固定基台22の上方側に突出する切替接点部321と、この切替接点部321の下方側の領域において、下方側に延出する端子部322とを有している。
操作部材4は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成され、上面視にて概して長方形状を有する基部41と、この基部41の一端部の上面に立設された円柱状の軸部42とを有している。基部41には、軸部42が設けられる一辺以外の三辺に対応する側面部43が設けられている。これらの側面部43のうち、対向する一対の側面部431の外壁面には、上下方向に延在するリブ部432が設けられている。これらのリブ部432は、後述するケース21のガイド溝214でガイド可能に構成されている。軸部42は、ケース21の開口部211からその上端部を突出して配置され、操作者等からの押圧操作を受け付ける。
ここで、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有する固定基台22及びスナップアクション機構5の構成について説明する。図3は、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有する固定基台22の斜視図である。図4は、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有するスナップアクション機構5の分解斜視図である。なお、図3においては、固定接点端子3を一体化した状態の固定基台22について示している。
図3に示すように、固定基台22において、固定接点端子3は、固定基台22の長辺方向に沿ってその一部を突出面221から突出した状態で埋設されている。コモン接点端子31は、コモン接点部311(311a、311b)を突出面221の上面から延出させる一方、端子部312を固定基台22の下面から延出させるように配置される。同様に、切替接点端子32は、切替接点部321を突出面221の上面から延出させる一方、端子部322を固定基台22の下面から延出させるように配置される。すなわち、コモン接点端子31(コモン接点部311)及び切替接点端子32(切替接点部321)は、固定基台22に立設された状態で、ハウジング2によって形成される収納部内に設けられている。
二股に分岐したコモン接点部311a、311bの先端部近傍には、切替接点端子32側に開口した凹部313が設けられている。これらの凹部313は、導体板8の一端側の一部(後述する導体板8の係合部802a)を収容する。詳細について後述するように、導体板8は、凹部313に収容された一部で回動可能に構成される。すなわち、凹部313内における導体板8との接触位置により、後述する導体板8の一方の回動支点(第1の回動支点A)が構成される。
切替接点部321は、突出片222の内側(コモン接点端子31側)に配置されている。切替接点部321は、固定基台22にインサート成形された状態で突出片222を構成する板状部222aと一体化される。板状部222aの上端面の中央近傍には、上方側に突出して突出片222bが設けられている。一方、板状部222aの上端面の一端部(図3に示す右方側端部)には、上方側に突出して係止片222cが設けられている。係止片222cは、圧縮ばね9の他端を係止する役割を果たす。一方、突出片222bは、圧縮ばね9の脱落を防止する役割を果たす。
図4に示すように、スナップアクション機構5は、導電性を有する金属板材にブランク加工及び折り曲げ加工を施して形成される駆動部材としての駆動板7と、導電性を有する金属板材にブランク加工を施して形成される導体部材としての導体板8と、弾性を有する金属板材にブランク加工及び折り曲げ加工を施して形成される付勢部材としての圧縮ばね9とを含んで構成される。以下、これらの駆動板7、導体板8及び圧縮ばね9の構成について説明する。
駆動板7は、概して操作部材4の移動方向と交差する方向に延在する一対の側壁部701と、これらの側壁部701の一端部同士を連結する第1連結部702と、他端部同士を連結する第2連結部703とを備える。一対の側壁部701は、第2連結部703の下方において、スイッチ装置1の上下方向(操作部材4の移動方向)に沿って延在する基部701aと、この基部701aの下端部から第1連結部702側へ操作部材4の移動方向と交差する方向に延在する本体部701bとを有し、一定距離を挟んで対向配置されている。これらの第1連結部702、第2連結部703は、それぞれ平板形状を有している。
第1連結部702の内側には、凹部702aが形成されている。この凹部702aは、後述する圧縮ばね9の一端を係止する役割を果たす。一方、第2連結部703の外側には、突出片703aが設けられている。この突出片703aは、詳細について後述するように、操作部材4に押圧操作を受けていない初期状態において、後述するケース21の天井面212と接触して駆動板7を位置決めする役割を果たす。
また、一対の側壁部701(基部701a)のうち、第2連結部703の下方側には、コモン接点端子31側(第1連結部702側)に開口した凹部703bが設けられている。これらの凹部703bは、導体板8の他端側の一部(後述する導体板8の係合部802b)を収容する。詳細について後述するように、導体板8は、凹部703bに収容された一部で回動可能に構成される。すなわち、凹部703b内における導体板8との接触位置により、後述する導体板8の他方の回動支点(第2の回動支点B)が構成される。一対の側壁部701と、第1、第2連結部702、703との間には開口部704が設けられる。
導体板8は、概して平板形状を有し、操作部材4の移動方向と交差する方向に延在する基部801と、この基部801から延出して設けられる一対の腕部802とを有する。基部801は、上面視にて概して長方形状を有する。一対の腕部802は、基部801の右端側(駆動板7の第2連結部703側)に設けられると共に、基部801から一定距離だけ離間した位置を左端部側(駆動板7の第1連結部702側)に延出して設けられている。なお、基部801とそれぞれの腕部802との間には、スリット部803が設けられている。
一対の腕部802の先端部近傍には、係合部802aが設けられている。これらの係合部802aは、スイッチ装置1が組み立てられた状態において、コモン接点端子31を構成するコモン接点部311a、311bに設けられた凹部313と係合する。一方、これらの係合部802aの反対側に位置する導体板8の端部近傍には、係合部802bが設けられている。これらの係合部802bは、スイッチ装置1が組み立てられた状態において、駆動板7を構成する側壁部701に設けられた凹部703bと係合する。
基部801の下面には、可動接点6が取り付けられている。可動接点6は、導電性を有する金属板材にブランク加工及び折り曲げ加工を施して形成され、平板形状を有する基部601と、この基部601の側端部から垂下して設けられる一対の可動接点部602、603とを有する。例えば、可動接点6は、基部601の上面が導体板8の基部801の下面に溶接されることで固定される。なお、導体板8に対する可動接点6の固定方法については適宜変更することが可能である。
可動接点部602、603は、先端部が下方側に延出すると共に、導体板8の腕部802の先端側に屈曲して基部801側に折り返された形状を有する。なお、可動接点部602、603は、駆動板7に設けられた開口部704を通過可能な位置に配置されている。可動接点602、603の先端部には、互いに一定距離を挟んで対向配置される挟持部604、605が設けられている(挟持部605は図4に不図示)。これらの挟持部604、605は、切替接点端子32の切替接点部321及び切替接点部321の近傍の板状部222aの一部を挟持可能に構成されている。そして、操作部材4に対する押圧操作に伴う導体板8の移動に応じて、切替接点部321の表面を摺動可能に構成されている。すなわち、可動接点6は、切替接点部321を摺動する摺動接点を構成する。このように可動接点6が摺動接点で構成されることから、スナップアクション機構5による可動接点6の駆動時に切替接点部321の表面の埃等を除去できるので、可動接点6と切替接点端子32との間の接触安定性を確保して、固定接点端子3間(コモン接点端子31と切替接点端子32との間)の導通接続の信頼性を向上できるものとなっている。
圧縮ばね9は、弾性を有する長尺の金属板材に対してブランク加工を施して環状に形成された後、折り曲げ加工が施される。圧縮ばね9は、操作部材4の移動方向と交差する方向に延在する一対の長辺部901と、この長辺部901の一端部同士を連結する第1連結部902と、他端部同士を連結する第2連結部903とを有する。これらの長辺部901と、第1、第2連結部902、903とを有し、圧縮ばね9は、側面視にて概してU字形状を有する(図8参照)。
第1連結部902は、長辺部901の延在方向に延在すると共に、その先端部近傍が長辺部901の延在方向と交差して上方側に折り曲げられている。また、第1連結部902の先端部には、くびれ部902aを介して係合片902bが設けられている。これらのくびれ部902a及び係合片902bは、駆動板7の第1連結部702に設けられた凹部702aと係合可能に構成されている。すなわち、係合片902bを第1連結部702の上方側に配置した状態において、凹部702aでくびれ部902aを収容することにより、駆動板7の第1連結部702と圧縮ばね9の第1連結部902とが係合する。
一方、第2連結部903の近傍の長辺部901の一部は、長辺部901の延在方向と交差(直交)して上方側に折り曲げられている。第2連結部903は、上方側に延在する長辺部901の先端部同士を接続する。第2連結部903は、平板形状を有し、上下方向に延在して設けられている。この第2連結部903の側方には、一対の肩部904(904a、904b)が設けられている。これらの肩部904a、904bは、スナップアクション機構5がハウジング2内に収納された状態において、後述するケース21の規制片213と当接可能に構成されている。
詳細について後述するように、圧縮ばね9は、操作部材4側に折り曲げられた部分の一部で駆動板7又は固定基台22の突出片222の一部に係止される。本実施の形態に係るスナップアクション機構5においては、このように圧縮ばね9の両端部近傍が操作部材4側に折り曲げられると共に、駆動板7又は固定基台22の突出片222の一部に係止されることから、圧縮ばね9のばね長を長く設計できるので、圧縮ばね9に掛かる負荷を分散して圧縮ばね9をより長寿命化できるものとなっている。
圧縮ばね9には、一対の長辺部901の内側に開口部905が形成されている。この開口部905は、スナップアクション機構5が組み立てられた状態において、導体板8に固定された可動接点6(可動接点部602、603)が通過可能な寸法に構成されている。第2連結部903には、開口部905に連続して凹部906が設けられている。この凹部906は、下方側に開口した形状を有している。凹部906は、固定基台22の突出片222の上端部を収容可能な寸法に形成されている。
図5及び図6は、それぞれ本実施の形態に係るスイッチ装置1が有する固定基台22にスナップアクション機構5を取り付けた場合の斜視図及び上面図である。なお、図5及び図6においては、本実施の形態に係るスイッチ装置1に対して押圧操作が行われていない初期状態のスナップアクション機構5について示している。
スナップアクション機構5は、駆動板7、導体板8及び圧縮ばね9が組み合わされた状態で、その一部を固定基台22及び固定基台22に一体化された固定接点端子3に支持されて図5に示す初期状態の位置(初期位置)に配置される。図5に示すようにスナップアクション機構5が配置された固定基台22に対してケース21及び操作部材4が取り付けられる。スナップアクション機構5は、ケース21及び操作部材4の一部と接触し、ハウジング2の収納部内において初期位置を維持した状態で安定して保持される。
図5及び図6に示すように、導体板8は、固定基台22に一体化されたコモン接点部311a、311bと駆動板7との間で保持されている。より具体的には、導体板8は、一対の腕部802の先端部に設けられた係合部802aをコモン接点部311a、311bに設けられた凹部313に係合させる一方、係合部802bを駆動板7の第2連結部703近傍に設けられた凹部703bに係合させた状態で保持されている。なお、初期状態において、導体板8は、スリット部803で駆動板7の側壁部701の一部を収容した状態で保持されている。
圧縮ばね9は、駆動板7と固定基台22の突出片222との間で保持されている。より具体的には、圧縮ばね9は、第1連結部902に設けられた係合片902bを駆動板7の第1連結部702に設けられた凹部702aに係合させる一方、凹部906で突出片222を収容し、第2連結部903の外面部が係止片222cに係止された状態で保持されている。なお、圧縮ばね9は、一対の肩部904a、904bを後述するケース21の規制片213に接触させた状態となっている(図7参照)。
駆動板7は、圧縮ばね9に保持されている。より具体的には、駆動板7は、第1連結部702に設けられた凹部702aで圧縮ばね9のくびれ部902aを収容する一方、側壁部701を切替接点端子32側に延在させた状態で保持されている。初期状態において、駆動板7には、第2連結部703に設けられた突出片703aを上方側に付勢する力が作用しており、この突出片703aの一部を後述するケース21の天井面212に接触させた状態となっている(図7参照)。
導体板8に取り付けられた可動接点6は、可動接点部602、603を突出片222の板状部222aの外側に配置した状態となっている(図5参照)。初期状態において、これらの可動接点部602、603に設けられた挟持部604、605は、切替接点部321の上方側の板状部222aの一部を挟持している。上述したように、突出片222を構成する板状部222aは、絶縁性の樹脂材料で形成されている。このため、コモン接点端子31と切替接点端子32との間は、非導通状態となっている。
圧縮ばね9においては、図5及び図6に示す右端部側(第2連結部903側)の移動が後述するケース21の規制片213で規制される一方、図5及び図6に示す左端部側(第1連結部902側)が圧縮された状態で駆動板7により保持されている。このため、圧縮ばね9には、初期状態において第1、第2連結部902、903を開く力(以下、適宜「弾性復帰力」という)が付与された状態となっている。スナップアクション機構5においては、この圧縮ばね9の弾性復帰力を利用して、操作部材4が一定位置まで押圧された場合に反転する一方、その押圧操作が解除された場合に初期状態に復帰可能に構成されている。
ここで、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有するスナップアクション機構5と、その周辺の構成部材との位置関係について図7を参照しながら説明する。図7は、本実施の形態に係るスイッチ装置1の側断面図である。なお、図7においては、操作部材4の移動方向(上下方向)の中心線を通る断面を示している。また、図7においては、押圧操作が行われていない初期状態におけるスイッチ装置1を示している。
初期状態において、駆動板7は、図7に示す右方側端部が左方側端部よりも上方側に位置するように配置されている。この場合、第2連結部703は、第1連結部702よりも高い位置に配置されている。第2連結部703は、その突出片703aをケース21の天井面212に接触した状態で位置決めされている。同様に、導体板8は、図7に示す右方側端部が左方側端部よりも上方側に位置するように配置されている。
一方、圧縮ばね9は、図7に示す左方側端部が右方側端部よりも上方側に位置するように配置されている。この場合、第1連結部902は、第2連結部903よりも高い位置に配置されている。第1連結部902に設けられた係合片902bは、駆動板7の第1連結部702の凹部702aを介して上方側に突出している。一方、第2連結部903は、突出片222に設けられた係止片222cに係止されている。また、圧縮ばね9は、第2連結部903の側方に配置された一対の肩部904a、904bを、ケース21の内壁面に設けられた規制片213で上方側から付勢された状態となっている。
操作部材4は、スナップアクション機構5の上方側に配置される。操作部材4は、軸部42の下面を、圧縮ばね9の第1連結部902に設けられた係合片902bに載置した状態で配置される。操作部材4は、対向する一対の側面部431に設けられたリブ部432を、ケース21の内壁面に上下方向に延在して設けられたガイド溝214で案内される。これにより、操作部材4は、操作者からの押圧操作に伴って上下方向に移動可能に構成されている。
本実施の形態に係るスイッチ装置1において、圧縮ばね9の一端側(図7に示す左端側)に設けられた第1連結部902は、コモン接点端子31の一部(コモン接点部311a、311b)の外側(図7に示す左方側)に配置されている。一方、圧縮ばね9の他端側(図7に示す右端側)に設けられた第2連結部903は、切替接点端子32の一部(切替接点部321)の外側(図7に示す右方側)に配置されている。このため、ハウジング2の収納部内の限られた空間においても、圧縮ばね9のばね長を長く設計できるので、圧縮ばね9に掛かる負荷を分散して長寿命化することができるものとなっている。
ここで、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有するスナップアクション機構5の各構成部材の回動支点及び各構成部材に対して作用する力について説明する。図8は、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有するスナップアクション機構5の各構成部材の回動支点及び各構成部材に対して作用する力の説明図である。なお、図8においては、初期状態におけるスナップアクション機構5について示し、説明の便宜上、ケース21及び操作部材4を省略している。
図8に示すように、導体板8は、一対の腕部802の先端部に設けられた係合部802aでコモン接点部311a、311bに設けられた凹部313に収容されており、これらの係合部802aの頂点を第1の回動支点Aとして回動可能に構成されている。一方、導体板8は、これらの係合部802aとは反対側に設けられた一対の係合部802bで駆動板7の第2連結部703近傍に設けられた凹部703bに収容されており、これらの係合部802bの頂点を第2の回動支点Bとして回動可能に構成されている。
圧縮ばね9は、第1連結部902に設けられた係合片902bで駆動板7の第1連結部702と係合しており、この第1連結部702と接触する係合片902bの一部を第3の回動支点Cとして回動可能に構成されている。一方、圧縮ばね9は、第2連結部903で固定基台22の突出片222に設けられた係止片222cに係止されており、係止片222cと接触する第2連結部903の一部を第4の回動支点Dとして回動可能に構成されている。
なお、上述した第2の回動支点B及び第3の回動支点Cは、駆動板7の回動支点としても機能する。すなわち、駆動板7は、第2の回動支点B及び第3の回動支点Cで回動可能に構成されている。また、駆動板7は、第2連結部703でケース21の天井面212に接触した状態となっており、この天井面212と接触する第2連結部703(突出片703a)の一部を第5の回動支点Eとして回動可能に構成されている。この第5の回動支点Eは、初期状態から操作部材4が押圧された場合における駆動板7の一時的な回動支点として機能する。
第1の回動支点Aは、切替接点端子32側のコモン接点端子31の端面の一部に形成されている。このようにコモン接点端子31の端面の一部に、導体板8の回動支点である第1の回動支点Aが形成されることから、簡単な構成でコモン接点端子31と導体板8との導通を可能としつつ、導体板8を回動させることが可能となっている。また、第2の回動支点Bは、駆動板7を構成する側壁部701の一部に形成されている。このように側壁部701の一部に導体板8の回動支点である第2の回動支点Bが形成されることから、簡単な構成で導体板8を回動させることが可能となる。さらに、第4の回動支点Dは、切替接点端子32を挟んで第1の回動支点Aと反対側に配置されている。このように切替接点端子32を基準として第1の回動支点Aの反対側の位置に圧縮ばね9の回動支点を構成する第4の回動支点Dが配置されることから、圧縮ばね9のばね長を長く設計できるので、圧縮ばね9に掛かる負荷を分散することが可能となっている。
初期状態において、第1の回動支点Aは、第2の回動支点B及び第3の回動支点Cよりも下方側に配置され、第4の回動支点Dよりも上方側に配置されている。すなわち、第1の回動支点Aは、第2の回動支点Bと第3の回動支点Cとを結んだ直線よりも下方側に配置されている。また、第2の回動支点Bは、第1〜第4の回動支点A〜Dの中で最も上方側に配置されている。さらに、第3の回動支点Cは、第2の回動支点Bよりも下方側に配置され、第1の回動支点A及び第4の回動支点Dよりも上方側に配置されている。さらに、第4の回動支点Dは、4つの回動支点の中で最も下方側に配置されている。
このように第1〜第4の回動支点A〜Dが配置される場合において、圧縮ばね9には第1、第2の連結部902、903を開こうとする力(弾性復帰力)が付与されている。このため、第3の回動支点Cと第4の回動支点Dとの間に作用する力(すなわち、圧縮ばね9に作用する力)F1は、図8に示す左上方側を向いている。そして、第2の回動支点Bと第3の回動支点Cとの間に作用する力(すなわち、駆動板7に作用する力)F2は、僅かに左下方側に向いている。ここで、力F1と力F2との間の角度がθ1である場合、力F2は、以下の(式1)により求められる。
F2=F1cosθ1 (式1)
第1の回動支点Aと第2の回動支点Bとの間に作用する力をFdとし、力F2の方向と力Fdの方向との間の角度がθ2であるものとすると、導体板8に作用する力F3は、以下の(式2)により求められる。すなわち、角度θ2が少なくとも0°より大きい場合、力F3は、上方側に向いた状態となっている。
F3=F2sinθ2 (式2)
また、第3の回動支点Cに作用する力をF4とすると、この力F4は、以下の(式3)により求められる。すなわち、角度θ1が少なくとも0°より大きい場合、力F4は、上方側に向いた状態となっている。このとき、第3の回動支点Cを上方側に移動させる力F5は、この力F5の方向と力F4との方向との間の角度がθ3であるものとすると、以下の(式4)により求められる。
F4=F1sinθ1 (式3)
F5=F4cosθ3 (式4)
ここで、スナップアクション機構5においては、力F1は、常に力F2よりも上方側に配置されている。このため、力F1と力F2との間の角度θ1は、常に0°より大きい。角度θ1が0°より大きい場合、第3の回動支点Cには、(式3)及び(式4)から上方側に移動する力F5が作用する。この結果、操作部材4は、スナップアクション機構5により常に上方側に付勢された状態となっている。
また、初期状態において、第5の回動支点Eは、第2の回動支点Bよりも外側(図8に示す右方側)に配置されている。さらに、第2の回動支点Bは、第5の回動支点Eよりも下方側に配置されている。初期状態から操作部材4が押圧され、駆動板7が第5の回動支点Eを回動支点として回動すると、駆動板7に設けられた第2の回動支点Bは、僅かに下方側に移動可能に構成されている。
以下、本実施の形態に係るスイッチ装置1が有するスナップアクション機構5のスナップアクション動作について図9〜図13を参照しながら説明する。本実施の形態に係るスイッチ装置1が有するスナップアクション機構5においては、操作部材4に対する押圧操作に伴って、上述した複数の回動支点(第1〜第5の回動支点A〜E)で各構成部材が回動しながらスナップアクション動作を行う。特に、操作部材4が一定位置以上に押し込まれると、スナップアクション機構5が反転して固定接点端子3間(コモン接点端子31と切替接点端子32との間)が導通状態に切り替えられる。
図8に示す初期状態から操作部材4がハウジング2内に押圧されると、ケース21内においては、軸部42の下面により圧縮ばね9の係合片902bが下方側に押圧される。軸部42の下面における係合片902bと接触する位置は、操作部材4からの押圧力の作用点を構成する。圧縮ばね9は、第4の回動支点Dを回動支点として左方側端部側が反時計回り方向に回動する。
この圧縮ばね9の回動に伴い、スナップアクション機構5においては、駆動板7が第5の回動支点Eを回動支点として左端部側が反時計回り方向に回動して図9に示す状態となる。図9においては、本実施の形態に係るスイッチ装置1において、反転する直前の状態のスナップアクション機構5について示している。なお、図9においては、説明の便宜上、ケース21及び操作部材4を省略している。以下に示す図10〜図13においても同様である。
図9に示す状態に移行する際、駆動板7が第5の回動支点Eを回動支点として回動すると、駆動板7に設けられた第2の回動支点Bは、僅かに下方側に移動する。このため、第2の回動支点Bに回動可能に支持される導体板8も僅かに下方側に移動する。導体板8の移動に伴い、その下面に固定される可動接点6も僅かに下方側に移動する。このため、可動接点部602、603に設けられた挟持部604、605による板状部222aの挟持箇所が僅かに下方側に変更される。このように操作部材4に対する押圧操作に伴って可動接点部602、603の挟持部604、605の挟持箇所を変更できるので、挟持部604が突出片222の板状部222aに固着した場合においても、操作部材4に対する押圧力を利用して強制的に板状部222aから挟持部604、605を開離できるので、可動接点部602、603と切替接点部321との導通状態を安定して切り替えることが可能となる。
図9に示すように、スナップアクション機構5が反転する直前の状態に移行した場合において、第1の回動支点Aは、第2の回動支点Bと第3の回動支点Cとを結んだ直線よりも上方側に配置されている。すなわち、力F2の方向と力Fdの方向との間の角度θ2が0°以下となり、導体板8に作用する力F3の向きは、下方側に向いた状態に変化する。しかしながら、スナップアクション機構5においては、導体板8に摺動接点型の可動接点6が固定されており、その先端に設けられた挟持部604、605は、突出片222の板状部222aを挟持している。この挟持部604、605の摩擦抵抗により発生する力Fμは、力F3と反対方向に作用する。図9に示すスナップアクション機構5においては、この力Fμの大きさが力F3の大きさと同等である場合について示している。このように力Fμの大きさが力F3の大きさと同等である場合、或いは、力F3の大きさが力Fμの大きさを下回る場合には、スナップアクション機構5が反転することはない。
図9に示す状態から操作部材4が僅かにハウジング2内に押圧されると、力F2の方向と力Fdの方向との間の角度θ2が更に大きくなっていく。これに伴い、導体板8に作用する力F3の大きさが、挟持部604、605の摩擦抵抗により発生する力Fμの大きさを上回ると、スナップアクション機構5が反転する。すなわち、スナップアクション機構5においては、導体板8の右方側端部が第1の回動支点Aを回動支点として時計回り方向に一気に回動して図10に示す状態となる。図10においては、本実施の形態に係るイッチ装置1において、反転した直後の状態のスナップアクション機構5について示している。このとき、駆動部材7の第2連結部703に設けられた突出片703aは、ケース21の天井面212から離間した状態となる。
図10に示すように、導体板8が回動すると、これに伴って導体板8に固定された可動接点6も時計回り方向に回動する。これにより、可動接点6においては、挟持部604、605が、突出片222の板状部222aから摺動して、切替接点端子32の切替接点部321に接触した状態となる。この結果、可動接点6を介してコモン接点端子31と切替接点端子32とが導通状態に切り替えられ、スイッチ装置1がオン状態となる。なお、このようにスナップアクション機構5が反転した状態において、導体板8の下面は、板状部222aの上端に設けられた突出片222bに当接しており、右方側端部はそれ以上の回動が制限された状態となっている。
このように本実施の形態に係るスイッチ装置1においては、スナップアクション機構5における反転動作に伴って導体板8に固定された可動接点6を駆動する。この場合において、初期状態から操作部材4が押圧されると、上述したように、駆動板7が、第5の回動支点Eを回動支点として回動すると共に、スイッチ装置1の下方側(固定基台22側)に押し込まれる。これに伴い、突出片222の板状部222aを挟持する可動接点部602、603の挟持部604、605も下方側に移動する。すなわち、挟持部604、605は、スナップアクション機構5における反転動作前に僅かに移動している。このため、挟持部604、605がスナップアクション機構5における反転動作前に移動していない状態(静摩擦状態)である場合と比較して、板状部222aとの摩擦係数を小さくできるので、挟持部604、605と板状部222aとの摩擦の影響を抑制しながらスナップアクション機構5における反転動作を実現することが可能となる。
図10に示す状態から操作部材4が更にハウジング2内の最下位置まで押圧されると、圧縮ばね9及び駆動板7は、それぞれ第4の回動支点D及び第2の回動支点Bを回動支点として左方側端部が回動して図11に示す状態となる。図11においては、本実施の形態に係るスイッチ装置1において、操作部材4が最下位置まで押圧された状態(フルストローク状態)のスナップアクション機構5について示している。なお、図11においても、スナップアクション機構5は反転した状態であり、スイッチ装置1がオン状態を維持している。
スナップアクション機構5を構成する圧縮ばね9においては、上述したように、第1、第2連結部902、903を開こうとする弾性復帰力が働いている。このため、図11に示すように、操作部材4がハウジング2内の最下位置まで押圧された状態から、その押圧操作が解除されると、スナップアクション機構5は、圧縮ばね9のこの弾性復帰力により図8に示す初期状態に復帰しようとする。以下、初期状態への復帰時のスナップアクション機構5の動作について説明する。
図11に示すフルストローク状態においても、力F1と力F2との間の角度θ1は、0°より大きい。したがって、第3の回動支点Cには、上方側に移動する力F5が作用した状態となっている。このため、図11に示す状態から操作部材4に対する押圧操作が解除されると、ケース21内においては、圧縮ばね9の弾性復帰力により、圧縮ばね9の左方側端部側が第4の回動支点Dを回動支点として時計回り方向に回動する。この圧縮ばね9の回動に伴い、スナップアクション機構5においては、駆動板7が第2の回動支点Bを回動支点として左方側端部側が時計回り方向に回動して図12に示す状態となる。図12においては、本実施の形態に係るスイッチ装置1において、復帰時に反転する直前の状態のスナップアクション機構5について示している。
図12に示すように、スナップアクション機構5が復帰時に反転する直前の状態に移行した場合において、第1の回動支点Aは、第2の回動支点Bと第3の回動支点Cとを結んだ直線よりも下方側に配置されている。すなわち、力F2と力Fdとの間の角度θ2が0°より大きくなり、導体板8に作用する力F3の向きは、上方側に向いた状態に変化する。しかしながら、スナップアクション機構5において、可動接点6の挟持部604、605の摩擦抵抗により発生する力Fμは、上述のように力F3と反対方向に作用する。図12に示すスナップアクション機構5においては、この力Fμの大きさが力F3の大きさと同等である場合について示している。このように力Fμの大きさが力F3の大きさと同等である場合、或いは、力F3の大きさが力Fμの大きさを下回る場合には、スナップアクション機構5が反転することはない。
図12に示す状態から操作部材4が僅かに上方側に押し戻されると、力F2の方向と力Fdの方向との間の角度θ2が更に大きくなっていく。これに伴い、導体板8に作用する力F3の大きさが、挟持部604、605の摩擦抵抗により発生する力Fμの大きさを上回ると、スナップアクション機構5が反転する。すなわち、スナップアクション機構5においては、導体板8の左方側端部が第1の回動支点Aを回動支点として反時計回り方向に一気に回動して図13に示す状態となる。図13においては、本実施の形態に係るイッチ装置1において、反転した直後の状態のスナップアクション機構5について示している。
図13に示すように、導体板8が回動すると、これに伴って導体板8に固定された可動接点6も反時計回り方向に回動する。これにより、可動接点6においては、挟持部604、605が、切替接点部321から摺動して、突出片222の板状部222aに接触した状態となる。この結果、コモン接点端子31と切替接点端子32とが非導通状態に切り替えられ、スイッチ装置1がオフ状態となる。その後、スナップアクション機構5においては、圧縮ばね9の弾性復帰力により、更に操作部材4を上方側に押し戻し、図8に示す初期状態に復帰する。
このように本実施の形態に係るスイッチ装置1において、駆動板7は、操作部材4に対する押圧操作に応じて第2の回動支点Bよりも外側に配置される第5の回動支点Eを回動支点として回動して第2の回動支点Bを移動することから、操作部材4に対する押圧操作に伴って第2の回動支点Bで駆動板7と係合する導体板8に設けられた可動接点6を移動できる。このため、可動接点6が固定基台22の一部(例えば、板状部222aの一部)に固着した場合においても、操作部材4に対する押圧力が直接伝達されて強制的に固定基台22から引き剥がすことができるので、固定接点(切替接点部321)と可動接点6(可動接点部602、603)との間の導通状態を安定して切り替えることが可能となる。
また、本実施の形態に係るスイッチ装置1において、スナップアクション機構5は、コモン接点端子31を挟んで第2の回動支点B及び第4の回動支点Dと反対側に配置される圧縮ばね9の係合片902bで操作部材4の押圧力を受ける。これにより、コモン接点端子31を基準として導体板8の回動支点を構成する第2の回動支点B及び圧縮ばね9の回動支点を構成する第4の回動支点Dと反対側の位置で操作部材4から押圧力を受けることができるから、操作部材4からの押圧力の作用点と、第2の回動支点B又は第4の回動支点Dとの長さを確保できるので、操作部材4における押圧操作のストロークを長くすることが可能となる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
例えば、上記実施の形態に係るスナップアクション機構5においては、操作部材4の軸部42の下面を介して、押圧操作に伴う押圧力を圧縮ばね9の係合片902bで受ける構成について説明している。しかしながら、スナップアクション機構5における押圧力を受ける構成については圧縮ばね9に限定されるものではなく、コモン接点端子31の外側(左方側)に配置される駆動板7の一部で構成するようにしてもよい。このように変更する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、コモン接点端子31の外側に配置される圧縮ばね9と駆動板7のそれぞれの一部で、押圧操作に伴う押圧力を受ける構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、可動接点6が切替接点端子32(切替接点部321)の表面を摺動する摺動接点型の接点構成について説明しているが、接点構成は、これに限定されるものではない。例えば、可動接点が、切替接点端子の切替接点部と当接する形態の接点構成であってもよい。なお、この場合には、可動接点6の挟持部604、605と板状部222a(または切替接点部321)との間の摩擦抵抗による力を考慮する必要はない。