JP3101034B2 - スイッチの反転連動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操作子の反転角度を転
換子により拡大してスイッチ機構を動作させるスイッチ
の反転連動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の、この種のスイッチとしては、例
えば本出願人が先に出願したもので特開昭６２−２９６
３１２号公報に掲載されているようなものがあり、その
反転連動機構を示す第５図を本出願の図１４として示
す。このものは、蓋体１及びケース本体により形成され
た器体内に、操作子２の反転動作により可動接点及び固
定接点間を開閉するスイッチ機構を収納している。その
スイッチ機構は、外部電線の接続端子に電気接続される
導電性の支持体に反転可能に支持された可動接触子と、
この可動接触子を直接反転動作させる転換子３とを有
し、操作子２を反転動作させることにより、転換子３及
び可動接触子の反転動作を介して可動接点及び固定接点
間を開閉させている。

【０００３】前記転換子３は歯車の３枚の歯のような形
状をなしていて、その歯先を上に向けた状態で蓋体１に
反転可能に支持されている。かかる転換子３には、同じ
く蓋体１に反転可能に支持された前記操作子２に下方へ
向けて突出形成した駆動部４を係合させている。その駆
動部４は歯車の２枚の歯のような形状をなしており、そ
れらが転換子３と外接するように噛み合って係合してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術に係るスイッチにあっては、図１５に示すよ
うに、あたかも外歯車同士を噛み合せるように操作子２
及び転換子３間を対向設置させる構造となっており、操
作子２の回動中心Ａと転換子３の回動中心Ｂとが力の作
用点Ｃから互いに離れる方向に設定されていた。そのた
め、２つの回動中心Ａ，Ｂ間の距離が長くなり、それに
伴って転換子３の可動接触子支持点から操作子２の上面
までの距離が長くなることから、スイッチ全体の高さを
低くできなかった。

【０００５】即ち、一般にこの種のスイッチでは、開閉
操作に節度感を与えると共に可動接点及び固定接点間の
開閉動作を確実に行う等の理由により、操作子２の反転
角度を４〜５度に設定すると共に可動接触子の反転角度
を９〜１０度に設定している。その結果、上述したよう
にスイッチの高さが高くなると、操作子２の表面が建物
等の設置面から大きく突出しないように当該スイッチを
設置するためには器体の壁側への突出量が大きくなり、
壁の厚さに対する設置自由度が低いという課題があっ
た。また、操作子２がスイッチの上面全体を覆うような
場合、操作子２及び可動接触子の各反転角度を上述した
ように設定すると、操作子２の両端のストロークが必要
以上に大きくなってしまうという課題もあった。

【０００６】本発明は、かかる先行技術の課題に鑑みて
なされたものであり、あたかも内接歯車が噛み合うよう
な係合関係を持たせて操作子及び転換子間を動力伝達可
能に連結し、両者の回動中心を力の作用点に対して同方
向に設定して回動中心間の距離を短くすることにより、
上記課題を解決することを目的としている。

【０００７】上記目的を達成するために、本発明におけ
るスイッチ反転連動機構は、ケース本体と組み合されて
器体を形成する蓋体と、回動中心を備え、この蓋体に反
転可能に軸止された操作子と、この操作子の下方に位置
し、この操作子と同様に回動中心を備え、前記蓋体に反
転可能に軸止され、且つ前記器体内に収納されたスイッ
チ機構を動作させる転換子とを備え、前記操作子の回動
中心を通る操作子垂直軸線と前記転換子の回動中心を通
る転換子垂直軸線との交点が前記転換子の回動中心の下
方に形成されるように前記操作子と前記転換子とを配置
し、前記操作子には前記転換子側に突出する押圧凸部を
設けると共に前記転換子には前記押圧凸部に摺動可能に
嵌り合う受圧穴部又は受圧凹部を設け、前記操作子の反
転動作により前記転換子を同一方向に反転動作させるこ
とを特徴としている。

【０００８】前記操作子の押圧凸部及び前記転換子の受
圧穴部又は受圧凹部間に設けた回動力の作用点の位置
を、前記操作子垂直軸線と前記転換子垂直軸線との交点
部に近接した位置にするとよい。

【０００９】操作子の一端を押圧することにより操作子
支軸を中心として当該操作子を反転させると、操作子に
設けた押圧凸部が転換子に設けた受圧穴部又は受圧凹部
に摺動可能に嵌り合うため、押圧凸部が受圧穴部又は受
圧凹部を押圧し、その押圧力により転換子が転換子支軸
を中心に回動し、これにより操作子の反転角度が拡大さ
れて転換子が同一方向へ大きく反転動作する。

【００１０】この場合、押圧凸部及び受圧穴部又は受圧
凹部間に設けた回動力の作用点を、操作子の回動中心を
通る操作子垂直軸線と転換子の回動中心を通る転換子垂
直軸線との交点部の近傍に形成することにより、上述し
た操作子及び転換子の反転動作をスムースに行うことが
できる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１〜図１１は本発明の一実施例を示すも
ので、図１はスイッチの主な構成部品を示す分解斜視
図、図２はスイッチの正面図、図３は同じく側面図、図
４は同じく縦断面図、図５は同じく操作子及び転換子の
動作を説明する平行状態の説明図、図６は同じく左側に
傾動した状態の説明図、図７は蓋体の縦断面図、図８は
蓋体と操作子と転換子との組付状態を示す断面図、図９
は転換子の側面図、図１０は同じく正面図、図１１は図
９のＸ−Ｘ線断面図である。

【００１２】まず、構成を説明すると、図中７は器体で
あり、この器体７は、スイッチ機構８及びその他の部品
を収納するための凹陥部を有するケース本体９と、この
ケース本体９の上面に開口する前記凹陥部を閉じる蓋体
１０とからなり、蓋体１０には操作子１１の上部が挿通
される操作穴１２を上下方向に貫通させて設けている。
また、ケース本体９には、電線が個別に挿入される電線
挿入孔１３と、挿入された電線の係合を解除する解除ボ
タン１４を操作するための工具挿入孔１５とを下方に開
口して設けている。１９は、ケース本体９に蓋体１０を
締め付け固定するための締結具である。

【００１３】かかる器体７内に収納される部品として
は、上記電線が接続される一対の負荷側の接続端子１６
及び電源側の接続端子１７と、それぞれの接続端子１
６，１７に対応して設けた押えばね１８及び上記解除ボ
タン１４等があり、各接続端子１６，１７は銅合金によ
ってコの字形に折り曲げ形成されている。一方の負荷側
の接続端子１６には、その幅方向の内側を長手方向の中
途部から外側に折り出すことによって接点片２０を形成
し、その接点片２０の先端部には第１の固定接点２１を
設けている。また、他方の負荷側の接続端子１６には、
その幅方向内側の端部を外側に折り出すことによって接
点片２２を形成し、その接点片２０の先端部には第２の
固定接点２４を設けている。さらに、電源側の接続端子
１７には接触片２３を連続して設け、その接触片２３は
ケース本体９の底面に設けたＶ溝を有する一対の接触子
受部２５間に介在させている。一対の接触子受部２５の
Ｖ溝には可動接触子２６の下端両側部が揺動自在に係合
されていて、その下端中央部は接触片２３と接触してい
る。

【００１４】上記押えばね１８は、一端をＵ字状に折り
曲げ且つ他端をＳ字状に折り曲げることによって長手方
向の両端に、互いに同方向に延びて先端縁で電線を係止
して抜けを防止できる係止片１８ａを設けている。かか
る係止片１８ａの先端縁には工具挿入孔１５の上方に配
置した上記解除ボタン１４の内端面を対向させており、
ドライバ等の工具を工具挿入孔１５に挿入して解除ボタ
ン１４を移動することにより、両係止片１８ａが弾性変
形して電線の係止が解除される。

【００１５】上記可動接触子２６は接点片を有し、その
接点片は前記第１及び第２の固定接点２１，２４間に介
在されていて、各固定接点２１，２４と選択的に接触し
得る可動接点２７を設けている。可動接触子２６の上端
には転換子２８に保持されたコイルばね２９が着座して
おり、このコイルばね２９により下方に付勢されて可動
接触子２６の下端が接触片２３に接触している。従っ
て、コイルばね２９の付勢力に抗して転換子２８を揺動
させることにより、可動接触子２６が接触片２３と電気
接続を保持しつつ反転される。

【００１６】転換子２８は、中央に長方形の貫通穴を設
けた枠体３０と、その枠体３０の一方の長辺中央部に外
側に突出して設けた枠突部３１とからなり、図９及び図
１０に示すように、枠突部３１の中央と他方の長辺中央
部には上部を円弧状に形成した転換子支軸３２を横方向
に突出して設けている。転換子支軸３２の下部には下方
に円弧状に突出する受部３２ａを形成しており、この受
部３２ａをケース本体９で揺動自在に支えている。さら
に、両長辺の中央上部には円弧状の凹部３３を設け、そ
の凹部３３の中央には円弧状の突起３４を設けている。
枠突部３１の中央には受圧穴部３５を設けており、その
受圧穴部３５は、図１１等に示すように、後述する押圧
凸部４２の揺動運動を確保するため上方が広くなるよう
湾曲させて円弧状に形成している。かかる構成を有する
転換子２８にはランプ等の発光表示体を搭載した表示ホ
ルダ（図示せず）を装着することができ、これによりス
イッチの作動状態を発光表示することができる。この転
換子２８と可動接触子２６とで、第１及び第２の固定接
点２１，２４と可動接点２７との間を選択的に接続する
スイッチ機構８を構成している

【００１７】前記操作子１１は、前記蓋体１０の操作穴
１２に挿通されて上端部が外側に突出する操作枠３６
と、装着ばね３７を介して操作枠３６に着脱可能に装着
される化粧操作板３８とで構成している。操作枠３６の
中央部に設けた上下に貫通する開口３９の縁部分には段
部を設け、その段部には発光表示体の光を乱反射させる
と共にゴミ等の侵入を防止するための反射板４０が装着
される。操作枠３６の上部の四隅には化粧操作板３８の
裏面に当接する枠縁４１を形成していると共に、一方の
長辺中央部には転換子２８の受圧穴部３５に挿入される
押圧凸部４２を下方に突出させて設けている。押圧凸部
４２は受圧穴部３５の中で揺動できるよう当該受圧穴部
３５より若干細く形成されている。そして、操作枠３６
の揺動運動を確保するため当該操作枠３６の両長辺の中
央下部には転換子２８の凹部３３に当接する円弧状の揺
動凸部３６ａを設け、さらに、四隅の下部にはガイド凸
部４３を設け、これに対応させて転換子２８の上部の四
隅にはガイド凸部４３が摺接するガイド受面４４を形成
している。また、押圧凸部４２の上部中央と他方の長辺
中央部には、上部を円弧状に形成した操作子支軸４５を
横方向に突出して設けている。

【００１８】上記受圧穴部３５と押圧凸部４２とで、操
作子１１の動作に連動させて転換子２８を同一方向へ拡
大して反転動作させる反転連動機構を構成している。ま
た、操作枠３６のガイド凸部４３が入力部を形成し且つ
転換子２８のガイド受面４４が作用部を形成しており、
これら入力部と作用部とで、操作子の反転動作開始時に
転換子２８の反転動作の始動を促す反転促進機構を構成
している。

【００１９】装着ばね３７は、中央部に透光用の穴を設
けた枠体からなり、長手方向両側を同方向に折り曲げて
立上り片４６を形成していると共に、幅方向の両側には
操作枠３６に装着するための係合片４７を形成してい
る。係合片４７は、操作枠３６の縁部分の内側に設けた
係合孔４８に係合され、これにより装着ばね３７が操作
枠３６に係合保持されると共に反射板４０の脱落を防止
している。かかる装着ばね３７に係合保持される化粧操
作板３８は、その裏面の中央に四角形の枠部分を有して
おり、その枠部分を装着ばね３７の両端の立上り片４６
に設けた凹部に係合させることにより、操作枠３６に着
脱可能に装着される。この化粧操作板３８の中央部に
は、発光表示体の光を通過させる透光片４９を設けてい
る。

【００２０】上記構成を有する操作子１１及び転換子２
８を反転可能に支持するため蓋体１０には、図１，７等
に示すように、下方に開く逆Ｕ字形の操作子受部５０と
転換子受部５１とを設けている。両受部５０，５１は、
操作子１１の反転方向と交差する方向に位置する両側壁
に段差を付けて二段に形成されており、上部に設けた操
作子受部５０の中心と下部に設けた転換子受部５１の中
心とは同一垂直線上に設定されている。従って、組付状
態における押圧凸部４２及び受圧穴部３５の回動力の作
用点は、操作子１１の回動中心を通る操作子垂直軸線Ｓ
Ｌと転換子２８の回動中心を通る転換子垂直軸線ＴＬと
の交点Ｆの近傍に形成されている。Ｄは、操作枠３６の
回動中心を示し、Ｅは、転換子２８の回動中心を示す。

【００２１】次に、本実施例の動作について説明する。
図４は、スイッチ機構８が負荷側の接続端子１６側に接
続された状態を示すもので、この状態から操作子１１の
化粧操作板３８の突出側（同図において左側）を押圧す
ると、装着ばね３７を介して操作板３８と一体をなす操
作枠３６が、蓋体１０の操作子受部５０に揺動可能に支
持された操作子支軸４５による操作子１１の回動中心Ｄ
を中心として反時計方向に揺動する。この操作枠３６の
揺動力は、一方では反転連動機構を構成する押圧凸部４
２から受圧穴部３５に伝達されると共に、他方では反転
促進機構を構成する操作枠３６の左端の入力部から転換
子２８の左端の作用部に伝達される。これにより転換子
２８が、蓋体１０の転換子受部５１に揺動可能に支持さ
れた転換子支軸３２による転換子２８の回動中心Ｅを中
心として、操作子１１と同じく反時計方向に揺動する。

【００２２】この場合、操作枠３６から転換子２８に入
力される押圧力は、当初は反転促進機構からの押圧力が
大部分をしめ、作用点から入力される。そして、操作子
１１の動作に連動して転換子２８が反転動作を開始する
と、すぐに転換子２８の作用部が操作枠３６の入力部か
ら離反し、それ以後は反転連動機構から押圧力が作用す
る。反転連動機構では、押圧凸部４２の押圧力が交点Ｆ
の近傍において受圧穴部３５に作用し、転換子２８をそ
の回動中心Ｅを中心として反転動作させる。このような
転換子２８の反転動作は、操作子１１の回動中心Ｄと転
換子２８の回動中心Ｅとを操作子垂直軸線ＳＬと転換子
垂直軸線ＴＬとの交点Ｆより上方に設定し、操作子１１
と転換子２８との間に内歯車とこれに噛合する小歯車と
の、いわゆる内接歯車の噛合関係を持たせるように構成
して操作子１１から転換子２８にトルクを伝達させてい
るために生ずるものである。このような構成とすること
により、転換子２８を操作子１１と同一方向へ反転させ
つつ、当該操作子１１の反転角度を拡大して転換子２８
を大きく反転動作させることができる。この反転動作の
際に、操作枠３６の揺動凸部３６ａに摺接する転換子２
８の凹部３３には突起３４を設けており、この突起３４
を揺動凸部３６ａに摺接させながら転換子２８が揺動す
ると共に、当該転換子２８は受部３２ａによってケース
本体９に揺動自在に支えられている（図８参照）ので、
上記揺動時に上下方向のガタを生じることがない。

【００２３】次に、上述したように転換子２８が反転動
作すると、この転換子２８に収納されたコイルばね２９
に上端縁を係合保持された可動接触子２６が、接触子受
部２５のＶ溝を中心として右方向に反転する。その結
果、可動接点２７が第１の固定接点２１から反転開離し
て第２の固定接点２４に接触し、スイッチ機構が第２の
接続端子１７側の電気回路が導通される。そして、操作
子１１の化粧操作板３８の右側の端部が持ち上げられ
る。

【００２４】次いで、化粧操作板３８の右側の突出部を
押圧すると、操作子１１が時計方向に反転して転換子２
８を同方向へ回動させるため、同様に可動接触子２６の
接点片が反転動作して左方向へ揺動する。これにより、
可動接点２７が第１の固定接点２１に当接し、スイッチ
機構８を介して第１の接続端子１６側の電気回路が導通
される。

【００２５】図１２及び図１３は、本発明に係る転換子
の他の実施例を示すもので、操作子を操作してから所定
時間の後に負荷をオン・オフさせる遅れ動作機能を備え
たスイッチに適用したものである。この遅れスイッチの
蓋体６０は、前記実施例における蓋体１０の２個分の大
きさを有しており、その蓋体６０の両側壁に、それぞれ
対をなす操作子受部５０及び転換子受部５１を設けてい
る。そのため、転換子５８の枠突部３１には側方に突出
する軸部６１を設け、その軸部６１の先端に転換子支軸
６２を形成している。また、化粧操作板６３は、蓋体６
０の操作穴１２を貫通する大きさに形成している。６４
は、枠体３０の下部に設けた始動突起である。他の構成
は前記実施例と同様であり、かかる構成とすることによ
っても、前記実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２６】なお、上記実施例では、転換子２８の枠突
部３１には押圧凸部４２が摺動可能に嵌り合う受圧穴部
３５を設けた例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、その受圧穴部３５は窪みのよう
な受圧凹部であってもよいことは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は上述
のとおり構成されているので、次に記載するような効果
を奏する。

【００２８】即ち、操作子と転換子との間に内歯車のよ
うな関係を持たせてトルク伝達可能に構成し、両者の回
動中心を力の作用点に対して同方向に設定したため、互
いの回動中心間の距離を可及的に短くしながら操作子の
反転角度を拡大し、転換子を同方向に大きく反転動作さ
せることができる。従って、可動接触子の反転支点から
操作子の上面までの距離が短いためにスイッチ全体の高
さを低く設定することができ、小型であって構造が簡単
なスイッチが得られる。そのため、操作子の表面が建物
等の設置面から大きく突出しないように設置した場合に
も、壁側への突出量を小さくして壁の厚さに対するスイ
ッチの設置自由度を高くすることができる。さらに、前
記遅れ動作機能を備えたスイッチや複数の可動接触子と
コイルスプリングを有する２極スイッチ、４路スイッチ
や多極スイッチ等の反転させる力の重いスイッチでも確
実に且つ軽い操作力で動作することができる。

【００２９】また、操作子の化粧操作板が上面全体を覆
うような操作部の大きなスイッチであっても、操作子の
反転角度を拡大して可動接触子を大きく反転動作させる
ことができ、従って、操作子の両端におけるストローク
が必要以上に大きくなりすぎることがない。しかも、小
さな操作力を操作子に加えることによって大きな押圧力
を転換子に作用させることができ、始動トルクが小さく
て確実な作動を確保することができるスイッチを提供す
ることができる。さらに、この種のスイッチの取り付け
にはスイッチ機構の閉側（ＯＮ）を右とすることが規格
によって決められているが、操作子の傾斜方向と転換子
の傾斜方向とが一致しているため、化粧操作板を取り外
した場合にも、その時のスイッチ機構の開・閉状態（Ｏ
Ｎ・ＯＦＦ）や接続状態を簡単に判別することができ
る。

【００３０】特に、押圧凸部及び受圧穴部（又は受圧凹
部）に設けた回動力の作用点を、操作子の回動中心を通
る操作子垂直軸線と転換子の回動中心を通る転換子垂直
軸線との交点部の近傍に形成することにより、操作子及
び転換子をより軽く且つスムースに反転動作させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すスイッチの主な構成部
品の分解斜視図である。

【図２】同じくスイッチの正面図である。

【図３】同じく側面図である。

【図４】同じく縦断面図である。

【図５】同じく操作子及び転換子の動作を説明する平行
状態の説明図である。

【図６】同じく左側に傾動した状態の説明図である。

【図７】同じく蓋体の縦断面図である。

【図８】同じく蓋体と操作子と転換子との組付状態を示
す断面図である。

【図９】同じく転換子の側面図である。

【図１０】同じく正面図である。

【図１１】図９のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１２】本発明の他の実施例を示すスイッチの主な構
成部品の分解斜視図である。

【図１３】同じく蓋体と操作子と転換子との組付状態を
示す断面図である。

【図１４】従来のスイッチの要部を示す縦断面図であ
る。

【図１５】同じく従来のスイッチの反転機構を示す動作
説明図である。

【符号の説明】

７ 器体 ８ スイッチ機構 ９ ケース本体 １０，６０ 蓋体 １１ 操作子 ２６ 可動接触子 ２８，５８ 転換子 ３０ 枠体 ３１ 枠突部 ３２ 転換子支軸 ３５ 受圧穴部 ３６ 操作枠 ３８ 化粧操作板 ４２ 押圧凸部 ４３ ガイド凸部 ４４ ガイド受面 ４５ 操作子支軸 ５０ 操作子受部 ５１ 転換子受部 ＳＬ 操作子垂直軸線 ＴＬ 転換子垂直軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−103135（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−106640（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−112523（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−91839（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 23/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケース本体と組み合されて器体を形成する
   蓋体と、 回動中心を備え、この蓋体に反転可能に軸止された操作
   子と、 この操作子の下方に位置し、この操作子と同様に回動中
   心を備え、前記蓋体に反転可能に軸止され、且つ前記器
   体内に収納されたスイッチ機構を動作させる転換子とを
   備え、 前記操作子の回動中心を通る操作子垂直軸線と前記転換
   子の回動中心を通る転換子垂直軸線との交点が前記転換
   子の回動中心の下方に形成されるように前記操作子と前
   記転換子とを配置し、前記操作子には前記転換子側に突
   出する押圧凸部を設けると共に前記転換子には前記押圧
   凸部に摺動可能に嵌り合う受圧穴部又は受圧凹部を設
   け、前記操作子の反転動作により前記転換子を同一方向
   に反転動作させることを特徴とするスイッチの反転連動
   機構。
2. 【請求項２】前記操作子の押圧凸部及び前記転換子の受
   圧穴部又は受圧凹部間に設けた回動力の作用点の位置
   を、前記操作子垂直軸線と前記転換子垂直軸線との交点
   部に近接した位置としたことを特徴とする請求項１に記
   載のスイッチの反転連動機構機。