JP3246648B2 - スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば位置検出用
のマイクロスイッチなどに用いて好適なスイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のスイッチとして、スナップアク
ション式に接点の切り換えを行うスイッチが従来より広
く用いられており、その構成の一例を図９に示す。共通
端子１１に揺動可能に可動接片１２が係合支持され、そ
の可動接片１２の先端側と共通端子１１の延長部１１ａ
との間に板ばね製の反転ばね１３が配設される。この例
は可動接片１２と反転ばね１３とが一体に形成されたも
ので、可動接片１２の先端部は常閉接点１４と常開接点
１５との間に位置されて可動接点１６とされる。

【０００３】ケース１７に一端が回動自在に支持された
アクチュエータ１８を押圧操作し、アクチュエータ１８
により押し込まれた押しボタン１９によって可動接片１
２の中間部位を押圧変位させることにより、反転ばね１
３はスナップ動作し、これにより可動接点１６による接
点切り換えが行われる。なお、アクチュエータ１８は動
作ストロークを長くするために取り付けられている。

【０００４】この図９に示したスナップアクション式の
スイッチ１０では、可動接点１６は切り換え動作により
常開接点１５あるいは常閉接点１４に当接し、いわゆる
バッティング接点構造となっているため、常に同一部分
が当たり、よって接点劣化が生じやすく、またセルフク
リーニング機能をもたないため、接点に酸化被膜や汚れ
等が生じると、例えば動作電流が微小な場合に接触不安
定になりやすいという問題がある。さらに、反転ばね１
３を用いるものであるため、低動作荷重とすると低接点
圧となり、振動や衝撃が加わった場合に瞬時的に例えば
ＯＮ状態の接点がＯＦＦになりやすく、この点でも接触
安定性に問題があるものとなっていた。

【０００５】一方、上述した問題を回避できる構造とし
て、摺動接点構造を採用したスイッチが考えられる。図
１０はこの種のスイッチとして特開平７−６６６１号公
報に記載されたスイッチを示したものである。このスイ
ッチ２０は下ケースを兼ねたウェハ２１にスライド自在
に保持されたスライダ２２と、このスライダ２２に取り
付けられた可動接点２３と、スライダ２２とウェハ２１
の底面に配設された共通接点２４との間に配され、スラ
イダ２２を図中、上方に付勢する導電性の復帰ばね２５
と、ウェハ２１の壁面に配設された常閉接点２６及び常
開接点２７と、ウェハ２１上に搭載されてスライダ２２
の操作子２２ａを覆う弾性キャップ２８と、ウェハ２１
を収納して開口２９から外部へキャップ２８を突出させ
ている上ケース３１と、この上ケース３１に軸支されて
キャップ２８に当接するアクチュエータ３２とよりなる
もので、可動接点２３と共通接点２４とは復帰ばね２５
を介して常時導通されている。

【０００６】可動接点２３の弾性片２３ａはウェハ２１
の、常閉接点２６及び常開接点２７が配設された壁面に
摺接されており、アクチュエータ３２を押圧操作して操
作子２２ａを押し込み、即ちスライダ２２を上下方向に
移動させることにより、弾性片２３ａが摺動して接点の
切り換えが行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この図１０に示したス
イッチ２０によれば、摺動接点構造とされているため、
セルフクリーニング機能により接点の良好な接触状態を
得ることができ、また可動接点２３の弾性片２３ａの押
圧方向（接点圧方向）とアクチュエータ３２の押圧操作
方向とが異なるため、接点圧を大きくしてもアクチュエ
ータ３２に対する動作荷重の増加率は小さく、つまり低
動作荷重において高接点圧を実現でき、振動や衝撃が加
わった場合においても安定した接触状態を得られるもの
となっている。

【０００８】しかるに、このスイッチ２０においては常
閉接点２６、常開接点２７と摺接する可動接点２３の弾
性片２３ａはその伸長方向に対して直角方向に、つまり
幅方向に摺動される構造となっているため、弾性片２３
ａに負荷がかかりやすく、即ち幅方向にたわみや変形が
生じやすい構造となっており、よって接点切り換えタイ
ミングがずれ、接点ＯＮ，ＯＦＦの良好かつ安定したス
トローク精度が得られない恐れがあるものとなってい
る。

【０００９】また、アクチュエータ３２の変位はキャッ
プ２８、スライダ２２を介して弾性片２３ａに伝達さ
れ、かつアクチュエータ３２は両接点２６，２７が配設
されたウェハ２１とは別体の上ケース３１に取り付けら
れているため、このような複雑な構成からもストローク
精度が出にくいものとなっており、また部品点数の多い
ものとなっていた。

【００１０】この発明の目的はこれら欠点を解消し、部
品点数が少なく、簡易な構成で優れたストローク精度を
有する摺動接点構造のスイッチを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、操作子を押圧操作することにより、切り換え動作す
るスイッチであって、少なくとも２つの接点パターンが
板面に埋め込まれた絶縁性の基板と、一端が上記基板に
係合され、その一端を中心に上記基板の板面に沿って回
動自在とされた絶縁性のアクチュエータと、そのアクチ
ュエータの回動方向にほぼ沿う円弧状をなし、一端側が
上記アクチュエータに連結固定され、他端側が上記各接
点パターンと上記板面と摺接可能な接触片とされた可動
接片と、上記基板、アクチュエータ及び可動接片を収容
する箱状カバーと、上記アクチュエータの他端に、上記
回動半径方向に突出されて一体形成され、かつ上記回動
方向に折れ曲がって延長され、その折れ曲がった部分は
上記カバーの上面に形成された開口を介して外部に突出
されたアームの先端に設けられた上記操作子と、その操
作子が上記開口から突出する方向に上記アクチュエータ
を弾性偏倚する手段とよって構成される。

【００１２】請求項２の発明では請求項１の発明におい
て、アクチュエータの一端に回動中心をなす軸が一体に
突設され、その軸が基板に形成された軸孔に軸支され
る。請求項３の発明では請求項２の発明において、弾性
偏倚手段が上記軸に取り付けられたねじりコイルばねと
され、そのねじりコイルばねの一方の腕はアクチュエー
タに係止され、他方の腕はカバーに係止される。

【００１３】請求項４の発明では請求項１乃至３のいず
れかの発明において、操作子がアクチュエータの回動平
面と平行な面による断面が略三角形をなす先細形状とさ
れ、カバーの上面に対する垂直方向及び平行方向いずれ
の押圧操作によってもアクチュエータが回動される。請
求項５の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明にお
いて、基板に常閉接点パターンと常開接点パターンと共
通接点パターンとが埋め込まれ、共通接点パターンはア
クチュエータの回動半径方向中心側に位置され、常閉接
点パターンと常開接点パターンとは回動半径方向外側
に、周方向に配列されて位置される。

【００１４】請求項６の発明では請求項５の発明におい
て、常閉接点パターン及び常開接点パターンの形状が、
ショーティング切り換えが行われるように選定される。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。図１はこの発明の一実施
例の外観を示したものであり、図２はその内部構造を示
したものである。この例ではスイッチ４０は接点パター
ンが埋め込まれた基板４１と、可動接片４２が取り付け
られて基板４１の板面に沿って回動するアクチュエータ
４３と、アクチュエータ４３と一体形成されてカバー４
４の外部に突出された操作子４５と、アクチュエータ４
３を弾性偏倚するねじりコイルばね４６とによって構成
され、以下まず各部品の構成について説明する。

【００１６】基板４１は図３に示すように、ベース部４
７と、そのベース部４７から起立する板部４８とを有
し、金属端子がインサート成型されたものとされる。こ
の例では３端子構造とされ、ベース部４７の下面からは
常閉端子５１、常開端子５２及び共通端子５３が突出さ
れている。これら端子５１，５２及び５３の各他端側は
板部４８の板面に埋め込まれて、それぞれ常閉接点パタ
ーン５１ａ、常開接点パターン５２ａ及び共通接点パタ
ーン５３ａとされる。

【００１７】板部４８の上端側の隅部にはアクチュエー
タ４３を軸支するための軸孔５４が形成されており、こ
の軸孔５４を中心とする半径方向において、中心側に共
通接点パターン５３ａが位置され、その外側に常閉接点
パターン５１ａと常開接点パターン５２ａとが周方向に
配列されて位置される。なお、各接点パターン５１ａ〜
５３ａは互いに所定量離間されている。ベース部４７に
設けられている一対の貫通孔５５はこのスイッチ４０を
取り付けるビス用の孔である。

【００１８】アクチュエータ４３は図４に示すような形
状とされ、その略扇状をなす可動部５６の扇の中心側に
は突部５７が一体に突設され、その突部５７には軸５８
が可動部５６の板面に対して垂直に一体に突出形成され
ている。この軸５８は上述した基板４１の軸孔５４に軸
支されるもので、これによりアクチュエータ４３は軸５
８を中心として基部４１の板部４８に沿って回動自在と
される。

【００１９】可動部５６の外周側にはその回動半径方向
にアーム５９が突設され、そのアーム５９は回動方向
（周方向）に折れ曲がって延長されて、その先端に操作
子４５が設けられる。アクチュエータ４３に対し、その
回動方向に突出されて設けられた操作子４５は、この例
ではアクチュエータ４３の回動平面と平行な面による断
面が略三角形をなす先細形状とされており、その三角形
の中央部には貫通孔６１が設けられている。なお、可動
部５６の板面には可動接片４２取り付け用の一対の取り
付け軸６２及び位置決め用のボス６３が突設されてい
る。

【００２０】可動接片４２は図５に示すように、板ばね
材よりなるいわゆるブラシ状のもので、この例では一端
側が連結された３本の円弧状の接触片６４を有し、それ
ら接触片６４の先端側はそれぞれさらに２本に分離さ
れ、曲げ加工が施されて接点が形成されている。各接触
片６４は連結部６５に対し、所定の立ち上げ角度をなす
ように折り曲げられている。なお、連結部６５には一対
の取り付け孔６６が形成されている。

【００２１】アクチュエータ４３への可動接片４２の取
り付けは、取り付け軸６２に取り付け孔６６を通した
後、取り付け軸６２の頭をつぶして抜け止めすることに
よって行われる。図６はこの取り付け状態を示したもの
である。なお、この状態で可動接片４２の各円弧状接触
片６４はアクチュエータ４３の回動方向にほぼ沿ったも
のとなる。

【００２２】カバー４４は図７に示すような構成とされ
る。即ち、一面が開放された略直方体をなす箱状とさ
れ、その長手方向に沿う両側面４４ａ，４４ｂの各開放
端縁にはそれぞれ一対の長円切欠き６７が形成されてい
る。この切欠き６７は前述した基板４１のベース部４７
の貫通孔５５形成部分に対する逃げである。さらに、側
面４４ａの両切欠き６７間には方形状の穴６８が形成さ
れ、他方側面４４ｂの両切欠き６７間の端縁には両切欠
き６７に若干突出する係止部６９が形成されている。な
お、カバー４４の上面の一側には操作子４５突出用の開
口７１が形成されている。

【００２３】図８はアクチュエータ４３を弾性偏倚する
ねじりコイルばね４６を示したものである。次に、スイ
ッチ４０の組立について説明する。予め、図６に示すよ
うに可動接片４２を取り付けたアクチュエータ４３の軸
５８にねじりコイルばね４６を取り付けた後、軸５８を
基板４１の軸孔５４に挿入する。そして、カバー４４を
基板４１の板部４８側から被せる。カバー４４の係止部
６９は基板４１のベース部４７に設けられた段部７２に
係止され、一方穴６８には板部４８の裏面に突設された
突起（図示せず）が係止され、このようにカバー４４を
取り付けることによって、スイッチ４０が完成する。

【００２４】カバー４４内には基板４１の板部４８、ア
クチュエータ４３、可動接片４２及びねじりコイルばね
４６が収容され、カバー４４の開口７１を介して操作子
４５が外部に突出される。なお、ねじりコイルばね４６
の一方の腕４６ａは図２に示すように、アクチュエータ
４３に突設されたストッパ７３に押さえられてアクチュ
エータ４３に係止され、他方の腕４６ｂはカバー４４の
内壁に当接されてカバー４４に係止される。従って、ア
クチュエータ４３はねじりコイルばね４６によって、操
作子４５が開口７１から突出する方向に弾性偏倚され
る。

【００２５】アクチュエータ４３に取り付けられている
可動接片４２の各接触片６４は各接点パターン５１ａ〜
５３ａが埋め込まれた板部４８の板面に弾接されてお
り、アクチュエータ４３の回動によりそれら接点パター
ン５１ａ〜５３ａと摺接する。このスイッチ４０におい
ては、図２に示すように常閉接点パターン５１ａと共通
接点パターン５３ａとは可動接片４２を介して常時導通
されており、操作子４５を押圧操作してアクチュエータ
４３を回動させることにより、可動接片４２が摺動して
接点切り換えが行われ、常開接点パターン５２ａと共通
接点パターン５３ａとが導通される。図２中、二点鎖線
で示した操作子４５の位置は押圧操作により押し込まれ
た位置を示したものである。なお、押圧を解除すること
により、操作子４５は実線の位置に復帰する。

【００２６】操作子４５の押し込みは、この例ではカバ
ー４４の上面に対する垂直方向（矢印Ａ）の押圧操作及
び平行方向（矢印Ｂ）の押圧操作いずれによっても行う
ことができる。即ち、この例では操作子４５は断面略三
角形形状とされているため、矢印Ｂ方向の操作でも傾斜
面４５ａがその力を受けることによって操作子４５は押
し込まれ、アクチュエータ４３が回動される。

【００２７】上述したスイッチ４０によれば、可動接片
４２の各接触片６４はアクチュエータ４３の回動方向に
ほぼ沿う円弧状に伸長され、その伸長方向に摺動される
ため、負荷がかかりにくく、その方向において剛性に優
れ、変形しにくいものとなっている。また、操作子４５
が一体形成されたアクチュエータ４３に直接可動接片４
２が取り付けられ、アクチュエータ４３は各接点パター
ン５１ａ〜５３ａが埋設された基板４１に直接軸支され
るため、部品点数が少なく、構成が簡易で、寸法精度が
出しやすいものとなっており、よってこれらの点から簡
易な構成で、良好かつ安定したストローク精度を得るこ
とができるものとなっている。

【００２８】なお、上述した例では３端子構造としてい
るが、２端子構造とすることもでき、例えば常開端子５
２（常開接点パターン５２ａ）のないもの、あるいは常
閉端子５１（常閉接点パターン５１ａ）のないものとし
てもよい。操作子４５はこの例に示したような形状とす
ることにより、図２中に示した矢印Ｂ方向の操作によっ
てもアクチュエータ４３を良好に回動させ、つまりスイ
ッチ４０を良好に動作させることができるものとなり、
よってこのような使用状態が要求される場合に好適なも
のとなっている。なお、例えば矢印Ａ方向の操作により
使用される場合には操作子４５は傾斜面４５ａを有さな
い他の形状を採用してもよい。

【００２９】また、この例では基板４１に軸孔５４を設
け、アクチュエータ４３にその軸孔５４に軸支される軸
５８を形成しているが、例えば基板４１に軸を突設し、
アクチュエータ４３に軸孔を形成してもよい。常閉接点
パターン５１ａ及び常開接点パターン５２ａの形状は、
アクチュエータ４３回動時に可動接片４２の接触片６４
を介してそれらが導通されるタイミングがあるように選
定すれば、ショーティング切り換えを実現でき、一方導
通されることがないように選定すれば、ノンショーティ
ング切り換えとなり、即ちノンショーティング品及びシ
ョーティング品のいずれをも簡易に製造することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
振動や衝撃あるいは微小電流に対して接触安定性に優れ
た摺動接点構造を有するスイッチを少ない部品点数で簡
易かつ安価に構成することができ、さらに良好かつ安定
したストローク精度を有するスイッチを得ることができ
る。

【００３１】また、請求項４の発明によれば、操作子４
５が突出するカバー４４の上面に平行な矢印Ｂ方向の操
作によっても良好に動作するスイッチを得ることがで
き、よって汎用性に優れたスイッチを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す斜視図。

【図２】図１の部分断面図。

【図３】図２における基板の斜視図。

【図４】図２におけるアクチュエータの斜視図。

【図５】Ａは図２における可動接片の正面図、Ｂはその
側面図。

【図６】アクチュエータに可動接片が取り付けられた状
態を示す正面図。

【図７】図２におけるカバーの斜視図。

【図８】図２におけるねじりコイルばねの斜視図。

【図９】Ａは従来のスイッチの一例を示す部分断面図、
ＢはＡの一部を省略して示した斜視図。

【図１０】従来のスイッチの他の例を示す断面図。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−314531（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−6661（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−5031（ＪＰ，Ｕ) 実願 昭63−127599号（実開 平２− 49032号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 21/28 H01H 21/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作子を押圧操作することにより、切り
   換え動作するスイッチであって、 少なくとも２つの接点パターンが板面に埋め込まれた絶
   縁性の基板と、 一端が上記基板に係合され、その一端を中心に上記基板
   の板面に沿って回動自在とされ、他端が上記回動半径方
   向に突出し、更に上記回動方向に折れ曲り延長し、その
   折れ曲がった部分は上記カバーの上面に形成された開口
   を介して外部に突出したアームとされた絶縁性のアクチ
   ュエータと、 上記アームの先端に設けられた 上記操作子と、上記 アクチュエータの回動方向にほぼ沿う円弧状をな
   し、一端側が連結されて上記アクチュエータに固定さ
   れ、他端側が上記各接点パターンと上記板面と摺接可能
   な接触片とされる、板ばね材よりなるいわゆるブラシ状
   の可動接片と、 上記基板、アクチュエータ及び可動接片を収容する箱状
   カバーと、 そ の操作子が上記開口から突出する方向に上記アクチュ
   エータを弾性偏倚する手段とよりなることを特徴とする
   スイッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスイッチにおいて、上記
   アクチュエータの上記一端に回動中心をなす軸が一体に
   突設され、その軸が上記基板に形成された軸孔に軸支さ
   れていることを特徴とするスイッチ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のスイッチにおいて、上記
   弾性偏倚手段が上記軸に取り付けられたねじりコイルば
   ねとされ、そのねじりコイルばねの一方の腕は上記アク
   チュエータに係止され、他方の腕は上記カバーに係止さ
   れていることを特徴とするスイッチ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載のいずれかのスイッ
   チにおいて、上記操作子が上記アクチュエータの回動平
   面と平行な面による断面が略三角形をなす先細形状とさ
   れ、上記カバーの上面に対する垂直方向及び平行方向い
   ずれの上記押圧操作によっても上記アクチュエータが回
   動されることを特徴とするスイッチ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載のいずれかのスイッ
   チにおいて、上記基板に常閉接点パターンと常開接点パ
   ターンと共通接点パターンとが埋め込まれ、上記共通接
   点パターンは上記アクチュエータの回動半径方向中心側
   に位置され、上記常閉接点パターンと常開接点パターン
   とは上記回動半径方向外側に、周方向に配列されて位置
   されていることを特徴とするスイッチ。
6. 【請求項６】 請求項５記載のスイッチにおいて、上記
   常閉接点パターン及び常開接点パターンの形状が、ショ
   ーティング切り換えが行われるように選定されているこ
   とを特徴とするスイッチ。