JP2018085261A

JP2018085261A - スイッチ装置

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Publication number: JP2018085261A
Application number: JP2016228361A
Authority: JP
Inventors: 原　拓也; Takuya Hara; 拓也原
Original assignee: Staf Corp Ltd
Current assignee: Staf Corp Ltd
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-05-31
Anticipated expiration: 2036-11-24
Also published as: JP6603196B2

Abstract

【課題】押しボタンの押圧面のどの位置を押しても、押しボタンが傾くことなく円滑に押圧方向に移動し、かつ用途に応じたデザインや寸法の押しボタンを設計できる。【解決手段】第１のＸリンク機構４Ａの交差部と第２のＸリンク機構４Ｃの交差部に第１のシャフト５１の一端と他端が各々回動可能に軸支されている。第１のシャフト５１は、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行に配置され、かつ押しボタン３の押圧面３１Ａに直交する方向に第１の案内部材５２、５２で、その両端が案内されている。ケース２の上面２１Ｂには第２のシャフト５３が第１のシャフト５１と平行に設置されている。ケース２の上面２１Ｂには支持板５４、５４が一体的に形成され、第２のシャフト５３の軸方向の両端が支持板５４、５４の上面に載置され、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行に第２のシャフト５３を支持している。【選択図】図７

Description

本発明は、各種器具の作動を制御するスイッチ装置に関する。さらに詳しくは、押しボタンの押圧面のどの位置を押しても、押しボタンが傾くことなく円滑に作動してスイッチ操作が可能なスイッチ装置に関する。

従来のスイッチ装置は、スイッチ装置の電源として電池や家庭用電源を使用している。そのため、電池方式のスイッチ装置では、継続して使用すると電池の交換が必要になる。また家庭用電源方式のスイッチ装置では、コンセントが無い場所では使用できないため、スイッチ装置の設置場所が制約される等の問題がある。このような問題を解決するために、外部からの操作力によって電磁誘導や圧電素子で自己発電し、この自己発電した電力によって受信機に無線信号を送信し、照明等の電気器具をＯＮ、ＯＦＦするようにしたスイッチ装置の利用が進んできている。このような自己発電式のスイッチ装置（特許文献１、特許文献２、特許文献３）は、電池や家庭用電源を使用しないため、電池の交換が不要で、コンセントが無い場所で使用できるため、スイッチ装置の設置場所が制約されない。

このような自己発電式のスイッチ装置は、外部からの操作力によって自己発電する方式であるため、スイッチ装置の押しボタンを押した時に、確実に所定のストロークだけ押しボタンが移動して機械的エネルギーを発生させ、この機械的エネルギーで電磁誘導や圧電素子等による自己発電を行わせることが必要である。また、スイッチ装置の押しボタンは、その用途に応じた種々のデザインや寸法で設計することが必要である。しかし、特許文献１から特許文献３のスイッチ装置は、押しボタンの押圧面のどの位置を押しても、押しボタンが傾くことなく円滑に移動するような構造を有していないため、押しボタンのデザインや寸法に制約があった。特に、押しボタンの押圧面の寸法が大きいスイッチ装置には適していなかった。また、用途に応じて押しボタンを押す力を適宜設定することが必要であるが、特許文献１から特許文献３のスイッチ装置は、押しボタンを押す力を適宜設定することが容易な構造を有していない。

特開２００６−１２４６５号公報特開２０１５−１３９２６７号公報特表２０１５−５０２６５０号公報

本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。本発明の目的は、押しボタンの押圧面のどの位置を押しても、押しボタンが傾くことなく円滑に移動し、用途に応じたデザインや寸法の押しボタンを設計することが容易なスイッチ装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
即ち、本発明１のスイッチ装置は、箱状のケースと、前記ケースに対して移動可能に嵌合する箱状の押しボタンと、一端が前記ケースの一方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、他端が前記押しボタンの一方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、交差して配置された一対のリンクで構成される第１のＸリンク機構と、一端が前記ケースの一方の側板に対向する他方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、他端が前記押しボタンの一方の側板に対向する他方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、交差して配置された一対のリンクで構成される第２のＸリンク機構と、一端が前記第１のＸリンク機構の交差部に回動可能に軸支され、他端が前記第２のＸリンク機構の交差部に回動可能に軸支され、前記押しボタンの押圧面に平行に配置された第１のシャフトと、前記ケースに設けられ、前記押しボタンの押圧面に直交する方向に前記第１のシャフトを移動可能に案内する第１の案内部材と、前記ケースに設けられ、前記押しボタンの押圧面に平行で前記第１のシャフトと平行に配置された第２のシャフトと、前記第１のシャフトの一端と前記第２のシャフトの一端を連結する第１のレバーと、前記第１のシャフトの他端と前記第２のシャフトの他端を連結する第２のレバーと、前記ケースと前記押しボタンの間に設けられ、前記押しボタンを前記ケースから離れる方向に付勢するばね部材と、前記ケースに設けられ、前記押しボタンの押圧操作による押しボタンの移動動作で作動するスイッチとを備えたことを特徴とする。

本発明２のスイッチ装置は、本発明１において、前記スイッチは、前記押しボタンの押圧操作による前記押しボタンの移動動作で自己発電し、受信器に無線信号を送信するスイッチであることを特徴とする。
本発明３のスイッチ装置は、本発明２において、前記スイッチは、前記押しボタンの押圧操作による前記第１のシャフトの移動動作で作動することを特徴とする。
本発明４のスイッチ装置は、本発明３において、前記ばね部材は、前記ケースと前記押しボタンの四隅に各々１個配置された圧縮コイルばねであることを特徴とする。
本発明５のスイッチ装置は、本発明１において、前記押しボタンには、前記押しボタンの押圧面に直交する方向に前記第１のシャフトを移動可能に案内する第２の案内部材が設けられていることを特徴とする。

本発明のスイッチ装置は、押しボタンの押圧面を押し下げると、第１のＸリンク機構と第２のＸリンク機構が同期して作動し、押しボタンの押圧面のどの位置を押しても押しボタンは傾くことなく円滑に移動するため、用途に応じたデザインや寸法の押しボタンを設計することが可能となる。

図１は、本発明のスイッチ装置の外観を示す全体斜視図である。図２は、図１のスイッチ装置から押しボタンを取り外した状態を示す斜視図である。図３は、図２のスイッチ装置からばね部材を取り外した状態を示す斜視図である。図４は、図３のスイッチ装置から上ガイド板と押さえ板を取り外した状態を示す斜視図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。図７は、図４のＣ−Ｃ断面図である。図８は、押しボタンを押し込んだ状態を示す図５相当図である。図９は、押しボタンを押し込んだ状態を示す図７相当図である。図１０は、本発明のスイッチ装置の他の実施の形態を示し、スイッチ装置を裏返してケース、スイッチを取り外した状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のスイッチ装置１の外観を示す全体斜視図、図２は図１のスイッチ装置１から押しボタンを取り外した状態を示す斜視図である。図３は図２のスイッチ装置１からばね部材を取り外した状態を示す斜視図、図４は図３のスイッチ装置から上ガイド板と押さえ板を取り外した状態を示す斜視図である。図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図、図７は図４のＣ−Ｃ断面図である。図１から図７に示すように、本発明のスイッチ装置１は、矩形箱状のケース２と、ケース２に対して移動可能に外嵌する矩形箱状の押しボタン３で構成される。ケース２は、上面が開口した正方形の箱で、押しボタン３は下面が開口した正方形の箱である。ケース２は、底板２１と４個の側板２２Ａ〜２２Ｄを有し、底板２１の下面２１Ａは平坦で正方形に形成されている。押しボタン３は、上記底板２１に平行な上板３１と４個の側板３２Ａ〜３２Ｄを有し、上板３１の上面には平坦で正方形の押圧面３１Ａが形成されている。押圧面３１Ａは底板２１の下面２１Ａに平行に形成されている。

上板３１の下面（内面）３１Ｂは押圧面３１Ａに平行に形成され、下面３１Ｂの四隅には、４本のガイドピン３３（図７参照）が一体的に形成されている。ガイドピン３３は中空円筒状で、下面３１Ｂに直交する方向に突出して形成されている。ケース２の底板２１の四隅には、４個の円形のガイド穴２３が形成され、ガイドピン３３が押圧面３１Ａに直交する方向に移動可能に嵌合している。ガイドピン３３の下端のめねじには抜け止めピン３４がねじ込まれて固定され、ガイドピン３３がガイド穴２３から上方に抜け出すことを防止している。４本のガイドピン３３の外周には圧縮コイルばね（ばね部材）３５が各々外嵌している。圧縮コイルばね３５は、ケース２のガイド穴２３の上面（内面）２３Ａと押しボタン３の上板３１の下面３１Ｂとの間に挟持されている。従って圧縮コイルばね３５は、押しボタン３をケース２から離れる方向（図４から図６の上方向）に常時付勢している。

押しボタン３の上板３１の下面３１Ｂには、薄い板状の上ガイド板３６が複数のボルトで固定されている。また、ケース２の底板２１の上面（内面）２１Ｂには、薄い板状の下ガイド板２４が複数のボルトで固定されている。上ガイド板３６には、図６の左右方向の両端に側板３７Ａ、３７Ｃが形成されている。側板３７Ａ、３７Ｃは、下面３１Ｂに直交する方向に突出して形成され、押しボタン３の側板３２Ａ、３２Ｃに平行に形成されている。また下ガイド板２４には、図６の左右方向の両端に側板２５Ａ、２５Ｃが形成されている。側板２５Ａ、２５Ｃは、上面２１Ｂに直交する方向に突出して形成され、ケース２の側板２２Ａ、２２Ｃに平行に形成されている。図６の左側の側板３７Ａと左側の側板２５Ａとの間には第１のＸリンク機構４Ａが配置されている。また、図６の右側の側板３７Ｃと右側の側板２５Ｃとの間には第２のＸリンク機構４Ｃが配置されている。

第１のＸリンク機構４Ａと第２のＸリンク機構４Ｃは同一形状である。第１のＸリンク機構４Ａ、第２のＸリンク機構４Ｃは、交差して配置された一対の薄板状のリンク４１、４２で構成されている。リンク４１、４２は同一長さに形成されている。図６、図７に示すように、リンク４１、４２の上端（押しボタン３側）は、スライドピン４３、４３に回動可能に軸支されている。また、リンク４１、４２の下端（ケース２側）は、スライドピン４４、４４に回動可能に軸支されている。上ガイド板３６の側板３７Ａ、３７Ｃには長溝（図７の左右方向に長い）４５、４５が形成され、スライドピン４３、４３が図７の左右方向（押しボタン３の押圧面３１Ａに平行）に移動可能に支持されている。また、下ガイド板２４の側板２５Ａ、２５Ｃには長溝（図７の左右方向に長い）４６、４６が形成され、スライドピン４４、４４が図７の左右方向（押しボタン３の押圧面３１Ａに平行）に移動可能に支持されている。

図６に示すように、第１のＸリンク機構４Ａの交差部と第２のＸリンク機構４Ｃの交差部に第１のシャフト５１の一端と他端が各々回動可能に軸支されている。第１のシャフト５１は押しボタン３の押圧面３１Ａに平行に配置されている。第１のシャフト５１は、第１の案内部材５２、５２に案内されて、押しボタン３の押圧面３１Ａに直交する方向（図５の上下方向）に移動可能である。第１の案内部材５２、５２はケース２の上面２１Ｂに一体的に形成され、第１のシャフト５１を図５の左右方向の両側から挟み込み、第１のシャフト５１の軸方向の両端を案内している。ケース２の上面２１Ｂには第２のシャフト５３が第１のシャフト５１と平行に設置されている。ケース２の上面２１Ｂには支持板５４、５４が一体的に形成され、第２のシャフト５３の軸方向の両端が支持板５４、５４の上面に載置され、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行に第２のシャフト５３を支持している。また、ケース２の上面２１Ｂには、第２のシャフト５３の軸方向の両端に、円柱状の支柱５５、５５が一体的に形成され、第２のシャフト５３を図５の左右方向から挟み込んでいる。支柱５５、５５と第２のシャフト５３との間には、図５の左右方向に若干の隙間が形成されている。支柱５５、５５の上面には矩形板状の押さえ板５６が固定されている。押さえ板５６は第２のシャフト５３を支持板５４、５４の上面との間で軽く挟み込んでいる。従って、第２のシャフト５３は、支持板５４、５４と押さえ板５６の間で、図５の左右方向に若干移動可能に支持されている。

図４、図６に示すように、第１のシャフト５１と第２のシャフト５３の両端は、第１のレバー５７と第２のレバー５８で連結されている。第１のレバー５７と第２のレバー５８は、第１のシャフト５１と第２のシャフト５３の中心軸線に対して直交して取り付けられている。第１のシャフト５１は第１のレバー５７と第２のレバー５８に回動可能に軸支されている。第２のシャフト５３は第１のレバー５７と第２のレバー５８に回動不能に軸支されている。すなわち、第２のシャフト５３の両端には、円柱軸の両側面を削いだ二面幅軸部（図７参照）５３１が形成され、第１のレバー５７と第２のレバー５８の二面幅溝に係合している。従って、押しボタン３を押すと、押しボタン３の押圧面３１Ａに常時平行に支持された第２のシャフト５３によって規制されて、第１のシャフト５１は、押しボタン３の押圧面３１Ａに対して常時平行な状態を維持し、押しボタン３の押圧面３１Ａに直交する方向（図５の上下方向）に移動する。

ケース２の上面２１Ｂにはスイッチ６１が固定されている。スイッチ６１には、図５に示すように板ばね６２が取り付けられ、板ばね６２の先端が第１のシャフト５１の下まで延びている。押しボタン３が押されて第１のシャフト５１が図５の下方に移動すると、第１のシャフト５１が板ばね６２の先端を押し下げる。板ばね６２が押し下げられると、スイッチ６１の図示しない永久磁石がスイッチ６１の誘導コイル内で移動し、誘導コイルに電流が流れる。すなわち、スイッチ６１は、電源や電池が不要で、電磁誘導で自己発電する。この自己発電した電流で、スイッチ６１は図示しない受信器に無線信号を送信し、照明等の電気機器をＯＮ、ＯＦＦする。ケース２の上面２１Ｂには第１のシャフト５１と板ばね６２の真下に押し上げピン７１が固定されている。押し上げピン７１は圧縮コイルばね７２によって常時図５の上方に押し上げられ、板ばね６２の先端を押し上げている。従って、押しボタン３から手を離して第１のシャフト５１が図５の上方に移動すると、押し上げピン７１が板ばね６２の先端を押し上げて、図５に示すように、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行な状態に板ばね６２を戻す。

以上のように構成されたスイッチ装置１の押しボタン３の押圧面３１Ａを押し下げると、スライドピン４３、４３が押し下げられる。スライドピン４３、４３が押し下げられると、リンク４１、４２がスライドピン４４、４４を中心にして回転する。図７で、リンク４１はスライドピン４４を中心にして反時計方向に回転する。リンク４２はスライドピン４４を中心にして時計方向に回転する。リンク４１がスライドピン４４を中心にして反時計方向に回転すると、リンク４１のスライドピン４３は長溝４５に沿って図７の左方向に移動し、リンク４１のスライドピン４４は長溝４６に沿って図７の右方向に移動する。また、リンク４２がスライドピン４４を中心にして時計方向に回転すると、リンク４２のスライドピン４３は長溝４５に沿って図７の右方向に移動し、リンク４２のスライドピン４４は長溝４６に沿って図７の左方向に移動する。

リンク４１、４２がスライドピン４４、４４を中心にして回転すると、第１のシャフト５１が第１の案内部材５２、５２に案内されて、押しボタン３の押圧面３１Ａに直交する方向（図５〜図７の下方向）に移動する。第１のシャフト５１は第２のシャフト５３によって規制されて、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行な状態を維持して下方向に移動する。従って、第１のＸリンク機構４Ａ、第２のＸリンク機構４Ｃは同期して作動し、押しボタン３の押圧面３１Ａはケース２の下面２１Ａに平行な状態を維持して下方向に移動する。すなわち、押しボタン３の押圧面３１Ａのどの位置を押しても、押しボタン３は傾くことなく円滑に下方向に移動し、確実に所定のストロークだけ押しボタン３が移動する。図９に示すように、押しボタン３が押し下げられると、四隅に各々１個配置された圧縮コイルばね３５が圧縮される。

押しボタン３が押されて第１のシャフト５１が図５の下方に所定のストロークだけ移動すると、図８、図９に示すように、第１のシャフト５１が板ばね６２の先端を押し下げる。板ばね６２が押し下げられると、スイッチ６１の誘導コイルに電流が流れ、スイッチ６１は、図示しない受信器に無線信号を送信し、照明等の電気機器をＯＮ、ＯＦＦする。押しボタン３の押圧面３１Ａから手を離すと、圧縮コイルばね３５の付勢力で押しボタン３が図８の上方に移動し、図５〜図７の状態に戻る。すると、押し上げピン７１が圧縮コイルばね７２によって図８の上方に押し上げられ、板ばね６２の先端を押し上げ図５〜図７の状態に戻す。

本発明のスイッチ装置１は、押しボタン３の押圧面３１Ａのどの位置を押しても、押しボタン３は傾くことなく円滑に移動するため、用途に応じたデザインや寸法の押しボタンを設計することが容易となる。また、圧縮コイルばね３５の付勢力を適宜選定することによって、用途に応じて押しボタン３を押す力を調整することが容易となる。

次に、本発明の他の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１０は、本発明のスイッチ装置の他の実施の形態を示し、スイッチ装置を裏返してケース、スイッチを取り外した状態を示す斜視図である。図１０に示すように、押しボタン３の下面３１Ｂには、第２の案内部材３８、３８が一体的に形成され、第１のシャフト５１を両側から挟み込み、第１のシャフト５１の軸方向の両端を案内している。図１０では、第１のシャフト５１の軸方向の一端側の第２の案内部材３８だけが見えている。押しボタン３と第１のＸリンク機構４Ａ、第２のＸリンク機構４Ｃは、スライドピン４３、４３（図７参照）で連結されているが、スライドピン４３、４３は長溝４５、４５に嵌合し、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行に移動可能に支持されている。従って、押しボタン３と第１のＸリンク機構４Ａ、第２のＸリンク機構４Ｃとの間には、押しボタン３の押圧面３１Ａに平行な方向に若干のガタがある。

従って、押しボタン３の押し下げストロークが大きなスイッチ装置を設計すると、このガタが大きくなる。図１０に示すように、第２の案内部材３８、３８を設けることによって、押しボタン３が押し下げられると、前述したように第１のシャフト５１がケース２側の第１の案内部材５２、５２に案内されて、押しボタン３の押圧面３１Ａに直交する方向に移動する。同時に、この第１のシャフト５１に案内されて押しボタン３側の第２の案内部材３８、３８が押しボタン３の押圧面３１Ａに直交する方向に移動するため、押しボタン３と第１のＸリンク機構４Ａ、第２のＸリンク機構４Ｃとの間のガタを解消することが可能となる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した実施例では、押しボタン３に固定された上ガイド板３６の側板３７Ａ、３７Ｃと、ケース２に固定された下ガイド板２４の側板２５Ａ、２５Ｃを介して第１のＸリンク機構４Ａと第２のＸリンク機構４Ｃが取り付けられているが、押しボタン３の側板３２Ａ、３２Ｃと、ケース２の側板２２Ａ、２２Ｃに第１のＸリンク機構４Ａと第２のＸリンク機構４Ｃを直接取り付けてもよい。また、前述した実施例では、押しボタン、ケースは矩形箱状であるが、円形箱状、楕円形箱状等、任意形状の箱型、又半箱状のものであってもよい。

１…スイッチ装置
２…ケース
２１…底板
２１Ａ…下面
２１Ｂ…上面（内面）
２２Ａ〜２２Ｄ…側板
２３…ガイド穴
２３Ａ…上面
２４…下ガイド板
２５Ａ、２５Ｃ…側板
３…押しボタン
３１…上板
３１Ａ…押圧面
３１Ｂ…下面
３２Ａ〜３２Ｄ…側板
３３…ガイドピン
３４…抜け止めピン
３５…圧縮コイルばね（ばね部材）
３６…上ガイド板
３７Ａ、３７Ｃ…側板
３８…第２の案内部材
４Ａ…第１のＸリンク機構
４Ｃ…第２のＸリンク機構
４１、４２…リンク
４３、４４…スライドピン
４５、４６…長溝
５１…第１のシャフト
５２…第１の案内部材
５３…第２のシャフト
５３１…二面幅軸部
５４…支持板
５５…支柱
５６…押さえ板
５７…第１のレバー
５８…第２のレバー
６１…スイッチ
６２…板ばね
７１…押し上げピン
７２…圧縮コイルばね

Claims

箱状のケースと、
前記ケースに対して移動可能に嵌合する箱状の押しボタンと、
一端が前記ケースの一方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、他端が前記押しボタンの一方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、交差して配置された一対のリンクで構成される第１のＸリンク機構と、
一端が前記ケースの一方の側板に対向する他方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、他端が前記押しボタンの一方の側板に対向する他方の側板に回動可能にかつ前記押しボタンの押圧面に平行に移動可能に軸支され、交差して配置された一対のリンクで構成される第２のＸリンク機構と、
一端が前記第１のＸリンク機構の交差部に回動可能に軸支され、他端が前記第２のＸリンク機構の交差部に回動可能に軸支され、前記押しボタンの押圧面に平行に配置された第１のシャフトと、
前記ケースに設けられ、前記押しボタンの押圧面に直交する方向に前記第１のシャフトを移動可能に案内する第１の案内部材と、
前記ケースに設けられ、前記押しボタンの押圧面に平行で前記第１のシャフトと平行に配置された第２のシャフトと、
前記第１のシャフトの一端と前記第２のシャフトの一端を連結する第１のレバーと、
前記第１のシャフトの他端と前記第２のシャフトの他端を連結する第２のレバーと、
前記ケースと前記押しボタンの間に設けられ、前記押しボタンを前記ケースから離れる方向に付勢するばね部材と、
前記ケースに設けられ、前記押しボタンの押圧操作による押しボタンの移動動作で作動するスイッチとを備えた
ことを特徴とするスイッチ装置。
請求項１に記載のスイッチ装置において、
前記スイッチは、前記押しボタンの押圧操作による前記押しボタンの移動動作で自己発電し、受信器に無線信号を送信するスイッチである
ことを特徴とするスイッチ装置。
請求項２に記載のスイッチ装置において、
前記スイッチは、前記押しボタンの押圧操作による前記第１のシャフトの移動動作で作動する
ことを特徴とするスイッチ装置。
請求項３に記載のスイッチ装置において、
前記ばね部材は、前記ケースと前記押しボタンの四隅に各々１個配置された圧縮コイルばねである
ことを特徴とするスイッチ装置。
請求項１に記載のスイッチ装置において、
前記押しボタンには、前記押しボタンの押圧面に直交する方向に前記第１のシャフトを移動可能に案内する第２の案内部材が設けられている
ことを特徴とするスイッチ装置。