JP2810080B2

JP2810080B2 - プッシュボタンスイッチ

Info

Publication number: JP2810080B2
Application number: JP1025608A
Authority: JP
Inventors: ベルゲルフリッツ
Original assignee: エレクトロ―アパラテバウオルテンアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 1988-02-04
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: ATE102740T1; CH675792A5; JPH01232624A; US4931607A; EP0326809B1; DE58907149D1; EP0326809A3; EP0326809A2

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景）本発明は、一般に、電気スイッチに関し、詳細には
（プランジャのような）可動部材が伸びた位置、すなわ
ち非作動位置から押下げた位置、すなわち作動位置に押
下げることができ、かつ通常は伸びた位置に押圧されて
いるようないわゆるプッシュボタン（押ボタン）スイッ
チの改良に関する。さらに詳細には、本発明は、いわゆ
るモーメンタリスイッチまたはいわゆるラッチングスイ
ッチ、すなわちオールタネート作用スイッチとして作動
できる種類の変換可能なプッシュボタンスイッチの改良
に関する。モーメンタリスイッチはその可動部材が押下
げられているかぎりは１つまたはそれ以上の回路を構成
しているように設計されている。しかし、回路は可動部
材にかかる圧力が緩められまたはなくなると中断され
る。オールタネート作用スイッチまたはラッチングスイ
ッチは、可動部材の最初の押下げがつまたはそれ以上の
回路を閉成し、そのような回路が、押下げた部材にかか
る圧力が緩められまたはなくなるときにも、構成された
ままであるように作動する。回路を開には可動部材の新
たな（２度目の）押下げを必要とする。

変換可能なモーメンタリおよびラッチングスイッチ
は、例えば米国特許第4,242,544号明細書および米国特
許第4,242,545号明細書およびスイス特許第595,687号明
細書に開示されている。このようなスイッチの利点は、
スイッチの２つの異なったセット、すなわちモーメンタ
リスイッチとしてだけ作用する第１セットおよびラッチ
ングスイッチとしてだけ作用する第２セットを供給する
必要がないことである。

スイス特許第595,687号明細書に開示されているスイ
ッチは、２つのカムおよび単一のフォロワを有し、フォ
ロワは、カムの１つと協働してスイッチがモーメンタリ
スイッチとして作用する第１位置から、他のカムと協働
してスイッチがラッチングスイッチとして作用する第２
位置に移動される。このスイッチの欠点は、１つの位置
から他の位置にフォロワを移動するためにフォロワをス
イッチの残りの部分から完全に分離することを必要とし
ていることである。さらに、フォロワおよびカムは、も
しスイッチが拡大鏡なしでフォロワのモーメンタリ位置
を設定することが困難であるようなマイクロスイッチで
ある場合には極めて小さいものであり、１つの位置から
他の位置にそのような微小のフォロワを移動することが
やっかいであり時間を浪費する作業となる。２つの別個
のカムを作ることはスイッチのイニシャルコストを高
め、２つのカムが空間の大部分を占有することになる。
さらに、フォロワはスイッチの他の部品に繰返して取付
けるように繰返してはずすために容易に接近できなけれ
ばならない。

（発明の目的）本発明の目的は、２つの別個のカムを用いる必要性な
しに組立てられる変換可能なプッシュボタンスイッチを
提供することにある。

本発明の他の目的は、スイッチがラッチングスイッチ
からモーメンタリスイッチにまたはその逆に変換される
とき、スイッチの他の部分を実質的に取りはずす必要の
ない、フォロワを持つスイッチを提供することにある。

本発明の他の目的は、短時間で基本的な工具を用いて
ラッチングスイッチまたはモーメタリスイッチとしての
作動に変換できるマイクロスイッチを提供することにあ
る。

本発明のさらに他の目的は、前述の変換可能なスイッ
チに用いられる新規な改良したプランジャを提供するこ
とにある。

本発明のさらに他の目的は、前述のスイッチで用いら
れる新規な改良したカムフォロワを提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、必要に応じてモーメンタリスイ
ッチまたはラッチングスイッチとしての作動に恒久的に
変換できるマイクロスイッチを提供することにある。

本発明の他の目的は、スイッチをモーメンタリスイッ
チとしての作動からラッチングスイッチとしての作動
に、またはその逆に変換する手段の１つの部品として新
規な改良したキャリヤを提供することにある。

（発明の要約）本発明は、プッシュボタンスイッチにおいて、ハウジ
ングと、伸びた（非作動）位置および押下げた（作動）
位置の間で所定の方向にハウジング内で可動なプランジ
ャと、第１位置および第２位置の間でハウジングに対し
て可動なキャリヤと、カム部材と、前記カム部材に従う
ように配置したフォロワ部材と、を有するプッシュボタ
ンスイッチによって実施される。カム部材とフォロワ部
材のうちの１つはプランジャに設けられており、他の１
つはキャリヤに設けられている。カム部材は、キャリヤ
の第１位置においてプランジャを押下げた位置に移動す
る間フォロワ部材の範囲の外にあり、キャリヤを第２位
置に移動すると、プランジャの押下げた位置への移動に
応答しフォロワ部材に係合して保持する（それによって
プランジャを伸びた位置に移動しないように保持する）
拘束部分を有する。このように、スイッチは、キャリヤ
の第１位置においてモーメンタリスイッチ（すなわち、
押下げた位置にプランジャを移動させる力が加えられる
ことがなくなるとすぐプランジャが伸びた位置に自由に
戻る種類のスイッチ）として作用し、キャリヤの第２位
置においてラッチングスイッチ、すなわちオールタネー
ト作用スイッチ（このことはプランジャが押下げた位置
に新たに移動することにだけ応答して伸びた位置に戻る
ことを意味する）として作用する。

コイルばねまたは他の適当な手段がプランジャを伸び
た位置に恒久的に押圧するために設けられている。

カム部材は、好ましくは、キャリヤの第１位置におい
てフォロワ部材が移動する第１セクションとキャリヤの
第２位置においてフォロワ部材が移動する第２セクショ
ンとを有する。カム部材の第２セクションはハートカム
を含み、第１セクションは伸びた位置および押下げた位
置の間でプランジャの移動方向に伸びる直線状カムを含
む。ハートカムは、カム部材の拘束部分とフォロワ部材
の係合に続くプランジャの押下げ位置への新たな移動に
応答してプランジャを伸びた位置に戻すように構成され
ている。もしカム部材がカム溝を有するならば拘束部分
は溝内の歯を含むかまたは歯を構成する。

カム部材はプランジャに設けられており、キャリヤは
ハウジングに摩擦係合するばね（特に板ばね）を含む。
ばねは伸びた位置および押下げた位置の間でプランジャ
の移動方向にハウジングに対して可動である。

スイッチは、第１および第２位置の１つ、特に第２位
置において、キャリヤをハウジングに恒久的にまたは着
脱自在にロックする手段をさらに有する。ロック手段は
オスおよびメスデテント（戻り止め）要素を有し、その
内の１つはハウジングに設けられ、他の１つはキャリヤ
に設けられる。メスデテント要素はキャリヤ内にソケッ
トを含み、オスデテント（戻り止め）要素はキャリヤの
１つの位置でソケットに入る突起を有する。キャリヤに
は、適当な工具、例えばねじ回しの作用端によって第１
および第２位置の間の移動を容易にするように、ショル
ダまたは他の突出部が設けられてもよい。

フォロワ部材はプランジャまたはキャリヤに分離可能
に結合できる。フォロワ部材をキャリヤに分離可能に結
合し、プランジャに加工した溝をカム部材に設けること
が好ましい。

本発明の特徴と考えられる新規な構成は添付の特許請
求の範囲に特に記載されている。しかし構成および作動
モードに関して改良したスイッチ自体は、他の特徴およ
び利点と共に、添付図面を参照して以下の実施例の詳細
な説明から明らかになるであろう。

（好ましい実施例の説明）次に図面を参照して本発明を説明する。

第１図に示すプッシュボタンは、押下げノブ（図示せ
ず）用のキャップ状支持体３連結した往復動部材スイッ
チング２（以後プランジャと呼ぶ）用の管状ハウジング
１を有する。ばね（米国特許第4,242,545号明細書の第
２図に示すばね102または米国特許第4,591,712号明細書
に示すばね19のようなばね）がプランジャ２を第１図の
第１位置すなわち伸びた（非作動）位置に押圧するため
に設けられている。適当なストップ（第１図に図示せ
ず）がハウジング１内にまたはハウジング１上に、また
はハウジングに連結された部品上に設けられて、プラン
ジャ２を第１図の伸びた位置に拘束し、すなわちプラン
ジャを伸びた位置を越えて上方に移動するのを阻止して
いる。

支持体３から離れたハウジング１の部分は、押下げた
位置、すなわち作動位置（矢印Ａ参照）へのプランジャ
２の移動に応答して作動される１つまたはそれ以上のス
イッチング素子（例えばマイクロスイッチ）用のケーシ
ング４に連結されている。ケーシング４内のスイッチン
グ素子の厳密な性質は本発明の構成部分ではない。前述
の米国特許第4,242,545号明細書を再び参照されたい。
プランジャ２は支持体３に必要な力が加わることに応答
して押下げた位置に移動される。この支持体はプランジ
ャ２の押下げに応答して点灯する照明源を含んでもよ
い。

プランジャ２の外部表面には単一カム部材５が設けら
れており、カム部材５はフォロワ部材７の半径方向に延
びている先端６に対して特別に構成した溝を有する。フ
ォロワ部材はハウジング１と摩擦係合している板ばねと
して示されている細長いキャリヤ９に分離可能に係合さ
れている。フォロワ部材７をキャリヤ９に係合する手段
は、キャリヤのアイレット８と、半径方向内側に延びて
いる先端６とは反対側のフォロワ部材７の端にあるフッ
ク状部分7aと、である。フォロワ部材７は、その先端６
がカム部材５の溝を定める表面の輪郭に従うように、ア
イレット８の軸線を中心として回動する振子を構成して
いると言うことができる。

キャリヤ９にはショルダ10がさらに設けられており、
ショルダはキャリヤ９を第１図の実線（第１）位置から
仮想線（第２）位置に移動させるためのねじ回しまたは
他の基本的な工具（図示せず）の作用端に係合できる。
キャリヤ９の下部（第１図に示す）はハウジング１の内
部表面内の軸線方向に平行な溝または凹部11を囲む表面
に摩擦係合している。キャリヤ９を第１位置から第２位
置に移動させようとする作業者は、支持体３に向かう方
向にハウジングおよびプランジャ２に対してキャリヤお
よびフォロワ部材７を移動させるために、キャリヤおよ
びハウジング１の間の摩擦に打勝たねばならない。キャ
リヤ９は穴またはソケットを持つメスデテント要素14を
有し、このメスデテント要素はオスデテント要素を構成
しかつハウジング１の内側に設けられた突起12を受入れ
る。突起12は、キャリヤ９が第２位置に達するとき、メ
スデテント要素14のソケット中に嵌入し、２つのデテン
ト要素は協働して、好まいくは（必ずしもその必要はな
いが）キャリヤ９を第２位置にはずれないようにロック
する。ハウジング１に対するキャリヤ９およびフォロワ
部材７の移動は、カム部材５に対するフォロワ部材７の
先端６の移動を行う（プランジャ２が第１図の伸びた位
置にとどまっている間キャリヤ９が第２位置に移動させ
られる）。ショルダ10はケーシング４をハウジング１の
端部からはずすことによって工具で触れることができ
る。他の方法としては、ショルダ10に係合してキャリヤ
９およびフォロワ部材７を第２位置に移動するために工
具を導入するための通路がケーシング４に設けられても
よい。

キャリヤ９は、キャリヤがプランジャ２の外側にある
カム部材５の溝にフォロワ部材の先端６を押込むよう
に、予め応力を与えられた状態で挿入されるのが好まし
い。デテント要素12および14を含むロッキング手段は、
もしキャリヤ９とハウジング１の間の摩擦係合が第１ま
たは第２位置にキャリヤを確実に保持するのに充分なら
ば、省略できる。ハウジング１に対するキャリヤ９の移
動方向はプランジャ２を伸ばした位置から押下げた位置
へ移動する方向（矢印Ａ）とほぼ平行である。もし改良
したプッシュボタンスイッチがモーメンタリスイッチま
たはラッチング、すなわちオールタネート作用スイッチ
としての作動に急速に変換できるものを意図するなら
ば、第２位置にキャリヤ９およびフォロワ部材７を非復
帰状態に保持するロッキング手段12、14が存在しないこ
とが望ましい。

第2A図および第2B図に示すように、カム部材５は基本
的にはハートカムである第１セクション5Aおよびハート
カム5Aの溝の頂点付近と連ながる直線カム溝を持つ第２
セクション13を含む。（矢印Ａ方向の）セクション13の
長さは、キャリヤ９が第１位置（第１図の実線および第
2A図で示される位置）に維持されるとき、フォロワ部材
７の先端６がプランジャ２の各位置においてセクション
13内にあるように、選ばれる。このとき、スイッチはモ
ーメンタリスイッチとして働く。すなわちプランジャ２
を伸びた位置に押圧している前述のばねは、支持体３に
かかる圧力がプランジャ２および支持体３を第１図の位
置にばねによって戻すのに充分なだけ緩められ、すなわ
ち減少されるとすぐ、プランジャをすぐそのような伸び
た位置に自由に戻すことができる。さらに、カム部材５
のセクション13の長さは、キャリヤ９が第2A図の第１位
置または第2B図の第２位置に維持されているか否かにか
かわらず、フォロワ部材７の先端６がプランジャ２の伸
びた位置においてこのセクション13の溝に入るように、
選ばれている。

カム部材５内の複合溝の底部表面の構成が第３図に概
略的に示されている。参照文字ａは、（第2A図および第
2B図で見て）セクション13の下端を示す。底部表面はの
こぎり歯状突出部の構造でａおよび拘束部分ｂの間でキ
ャリヤ９に向かって傾斜している。拘束部分ｂは（カム
部材５のセクション5Aの時計方向に見て）第２のこぎり
歯状突出部ｃに続き、その後突出部ｄおよび突出部ｅに
続き、そこで溝の底部表面はａに向かって傾斜してい
る。このようにして、ガム部材５の溝の底部表面はａか
らｂにキャリヤ９に向かって外方に傾斜し（ｂで、キャ
リヤから離れる方向に急に下がり）、再びｂおよびｃの
間でキャリヤに向かって傾斜し（ｃで、キャリヤに離れ
るように急に下がり）、再びｃおよびｄの間、およびｄ
およびｅの間でキャリヤに向かって傾斜し（ｄおよびｅ
において急な下がりがある）ｅからａまでは徐々に下が
る。

もし、キャリヤ９が第2A図の第１位置に保持されるな
らば、プランジャ２が伸びた位置および押下げた位置の
間でカバーする距離Ｓは、ａからカム部材５内の溝の底
部表面内の拘束部分ｂまでの距離より小さい。このた
め、支持体３にかかる圧力がプランジャ２の完全に押下
げた位置で緩められると、前述のばねは自動的にプラン
ジャを第１図の伸びた位置に戻す、なぜならば、フォロ
ワ部材７の先端６が拘束部分ｂのショルダに係合できな
いからである。プランジャ２が伸びた位置に達すると、
フォロワ部材７の先端６は、カム部材５の溝内でａおよ
びｂの間のｆにくる。このため、前述したように、第１
図に示す構造体は、キャリヤが第2A図の第１位置にある
かぎりはモーメンタリスイッチとして働く。

もし作業者がある圧力をショルダ10に働かせることに
よってキャリヤを第２位置に移動させようとするなら
ば、メスデテント要素14のソケットがハウジング１の突
起（オスデテント要素）12を受入れて第2B図に示す第２
位置にキャリヤ９およびフォロワ部材７をロックするま
で、キャリヤ９がハウジング１およびプランジャ２に対
して移動する。このため、距離Ｓだけプランジャ２を押
下げると、先端６はカム部材５の拘束部分ｂを越えて移
動する結果となる。このため、もし支持体３にかかる圧
力が緩められ、またはなくされると、プランジャ２は前
述のばねの作用の下でその伸びた位置を再びとろうと
し、先端６がカム部材５の溝内の底部表面の部分ｂによ
って拘束され、プランジャ２は伸びた位置および押下げ
た位置の間の中間位置にとどまる。ケーシング４内のス
イッチング素子はプランジャ２の中間位置では作動され
た状態であり、すなわちこの中間位置は押下げた位置と
同等であり、第１図のスイッチはラッチングスイッチ、
すなわちオールタネート作用スイッチとして働く。なぜ
ならば、プランジャが第１図の伸びた位置に戻る前に、
プランジャ２を再び押下げる必要があるからである。

キャリヤ９の第２位置（第2B図）においてプランジャ
２を伸びた位置から押下げた位置に押下げる間、フォロ
ワ部材７の先端６はハートカム5Aの左側部分の溝内を移
動し、拘束部分ｂおよび突出部ｃを越えて移動し、完全
に伸びた位置に向かう戻り移動がフォロワ部材５によっ
て拘束される。先端６は、支持体３に対する最初の押下
げおよび支持体３に対する圧力を次に緩めること、また
はなくすことに応答して、プランジャ２の戻り移動の第
１段階の間部分ｃを越える移動の際右側に移動する。プ
ランジャ２が次に押下げられると、フォロワ部材（静止
している）の先端６は（第2B図で見て）時計方向に部分
ｄおよびｅを乗り越え、前述のばねは第１図の完全に伸
びた位置にプランジャを自由に戻すことができる。

改良したスイッチは、どのような部品も取りはずすこ
となく単にハウジング１とキャリヤ９の相対運動を行う
ことによってモーメンタリスイッチとしての作動からラ
ッチングスイッチとしての作動に迅速に変換できる。ロ
ッキング手段12、14が存在しない場合には、例えば、キ
ャリヤ９を第１および第２位置に確実に保持する程にキ
ャリヤ９とハウジング１内の凹部11を囲む表面とを摩擦
係合させることによって、スイッチをモーメンタリスイ
ッチとして作動するように再び変換できる。

キャリヤ９およびフォロワ部材７を除いて、改良した
スイッチの図示のすべての部品はプラスチック材料で作
ることができる。

他の分析をすることなしに、前述の説明は本発明の要
旨を完全に開示しており、現在の知識を適用することに
より先行技術の観点から本発明の一般的なおよび具体的
な特徴をなくすことなく種々の用途に対して本発明を容
易に適用できるので、そのような適用は特許請求の範囲
の均等の範囲内に入るべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、キャリヤの第１位置が実線で示されかつキャ
リヤの第２位置が仮想線で示された、本発明の１つの構
成を実施するプッシュボタンスイッチの拡大して部分的
に概略図で示す部分的中央縦断面図である。第2A図は、キャリヤが第１位置にあるときの、第１図の
矢印IIの方向に見た、カムおよびフォロワ部材、および
キャリヤおよびプランジャの隣接部分の部分的正面図で
ある。第2B図は、キャリヤが第２位置にある状態の第2A図の構
造を示す図である。第３図は、カム部材の溝の底部表面の概略展開図であ
る。１……ハウジング、２……プランジャ、３……支持体、４……ケーシング、５……カム部材、６……フォロワ部材の先端、７……フォロワ部材、９……キャリヤ、 12……突起（メスデテント要素）、 14……オスデテント要素、 5A……カム部材の第１セクション、 13……カム部材の第２セクション。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プッシュボタンスイッチにおいて、ハウジ
ングと、伸びた位置および押下げた位置の間で所定の方
向に前記ハウジング内で可動なプランジャと、第１位置
および第２位置の間で前記ハウジングに対して可動なキ
ャリヤと、カム部材と、前記カム部材に従うように配置
したフォロワ部材とを有し、前記カム部材と前記フォロ
ワ部材のうちの一つは前記プランジャに設けられてお
り、他の一つは前記キャリヤに設けられており、前記カ
ム部材は、前記キャリヤの第１位置において前記プラン
ジャを前記押下げた位置に移動する間前記フォロワ部材
の範囲外にあり、前記キャリヤを前記第２位置に移動す
ると、前記フォロワ部材に係合して保持し、それによっ
て前記プランジャを前記伸びた位置に移動しないように
保持する拘束部分を有する、ことを特徴とするプッシュ
ボタンスイッチ。
【請求項２】請求項１記載のスイッチにおいて、前記ハ
ウジングはチューブを含み、前記プランジャが前記チュ
ーブ内で往復動できることを特徴とするスイッチ。
【請求項３】請求項１記載のスイッチにおいて、前記カ
ム部材は前記キャリヤの前記第１位置において前記フォ
ロワ部材が移動する第１セクションと前記キャリヤの第
２位置において前記フォロワ部材が移動する第２セクシ
ョンとを有することを特徴とするスイッチ。
【請求項４】請求項３記載のスイッチにおいて、前記第
２セクションがハートカムを含み、前記第１セクション
が前記方向に延びていることを特徴とするスイッチ。
【請求項５】請求項４記載のスイッチにおいて、前記ハ
ートカムは前記拘束部分と前記フォロワ部材の係合に続
いて前記押下げた位置に向かうプランジャの新たな移動
に応答して前記プランジャを前記伸ばした位置に戻すよ
うに構成されていることを特徴とするスイッチ。
【請求項６】請求項５記載のスイッチにおいて、前記カ
ム部材は溝を有し、前記拘束部分は前記溝内に歯を含む
ことを特徴とするスイッチ。
【請求項７】請求項１記載のスイッチにおいて、前記プ
ランジャを前記伸びた位置に押圧する手段をさらに有す
ることを特徴とするスイッチ。
【請求項８】請求項１記載のスイッチにおいて、前記カ
ム部材は前記プランジャに設けられており、前記キャリ
ヤは前記ハウジングに摩擦係合するばねを含むことを特
徴とするスイッチ。
【請求項９】請求項８記載のスイッチにおいて、前記ば
ねが前記方向に前記ハウジングに対して可動な板ばねで
あることを特徴とするスイッチ。
【請求項１０】請求項１記載のスイッチにおいて、前記
位置の１つにおいて前記キャリヤを前記ハウジングにロ
ックする手段をさらに有することを特徴とするスイッ
チ。
【請求項１１】請求項10記載のスイッチにおいて、前記
ロック手段はオスおよびメスデテント要素を有し、前記
要素の１つは前記ハウジングに設けられ、前記要素の他
の１つは前記キャリヤに設けられていることを特徴とす
るスイッチ。
【請求項１２】請求項11記載のスイッチにおいて、前記
メスデテント要素は前記キャリヤ内にソケットを有し、
前記オスデテント要素は前記キャリヤの前記１つの位置
において前記ソケットに入ることを特徴とするスイッ
チ。
【請求項１３】請求項11記載のスイッチにおいて、前記
ロック手段が前記キャリヤを前記第２位置にロックする
ように配置されていることを特徴とするスイッチ。
【請求項１４】請求項１記載のスイッチにおいて、前記
フォロワ部材を前記キャリヤに分離可能に結合する手段
を有することを特徴とするスイッチ。
【請求項１５】請求項１記載のスイッチにおいて、前記
カム部材が前記プランジャ内に溝を有することを特徴と
するスイッチ。