JP4534851B2

JP4534851B2 - タンブラスイッチおよびスイッチ

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Publication number: JP4534851B2
Application number: JP2005120473A
Authority: JP
Inventors: 敬一清水
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2025-04-19
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Description

本発明は、操作子を揺動することにより電気的接続状態が切り替わるタンブラスイッチ、および操作子を平行移動することにより電気的接続状態が切り替わるスライドスイッチといったスイッチに関するものである。

自動車のドアのアームレストやドアの内側壁面等には、ウインドウを開閉するためのパワーウインドウスイッチが設けられている。パワーウインドウスイッチとしては、一般にタンブラスイッチやスライドスイッチが用いられている。

タンブラスイッチには、例えば下記の特許文献１や下記の特許文献２に開示されているように、指で操作するノブの下部に２つのばねを介して装着された２つの操作子と、ベースの底部に並設された二対の固定接点と、両端部が固定接点側に突出し中央部と両端部との間が山状に突出している２つの可動接片と、固定接点の中央に固設され各可動接片の中央部を回動自在に支持する２つの支持板等から構成されているものがある。このタンブラスイッチでは、ノブを介して操作子を揺動させて、操作子の操作位置を中立位置と該中立位置の両側にある位置の３つの位置に変えることにより、操作子が可動接片の各山状突出部を押圧して可動接片を揺動させ、可動接片の各端部と各固定接点との接触状態、即ち電気的接続状態を３つの状態に切り替える。

また、タンブラスイッチには、例えば下記の特許文献３に開示されているように、ノブの下部にばねを介して装着された操作子と、ケースの上部に設けられ操作子の移動を案内する段差付の窪みと、ノブのアームに押圧されて上下動する２つのロッドと、各ロッドの下方にラバーを介して設けられた第１の可動接点および該第１の可動接点より短い第２の可動接点と、基板に各第１、第２の可動接点に対応するように設けられた第１、第２の固定接点等から構成されているものがある。このタンブラスイッチでは、ノブを介して操作子を揺動させて、操作子の操作位置を中立位置と該中立位置の両側にある近い段差および遠い段差の近接位置の５つの位置に変えることにより、クリック感（節度感）を出しつつ、ノブがロッドを押圧して第１、第２の可動接片を移動させ、第１、第２の可動接片と第１、第２の固定接点との接触状態を５つの状態に切り替える。

実用新案登録第２５７３１９１号公報（図１〜図３等）特開平９−２７４８２８号公報（図１〜図３、図８および図９等）実用新案登録第２５１９８１３号公報（第１図〜第２図（Ｂ）等）

パワーウインドウスイッチ等として用いられるスイッチにおいては、コスト削減、組立性の向上、および組立誤差の減少等を図るために、部品点数を少なくすることが好ましい。上述の特許文献１〜３に開示されたスイッチでは、主な構成部品の部品点数が１０点以上と多いため、コストが高く、各部の組み立てに手間がかかり、組み立て誤差が大きくなって可動接点と固定接点の接触状態、即ち電気的接続状態が正確に切り替わらない恐れがある。また、１つのスイッチでウインドウ等の操作対象に「停止」以外の複数の動作（例えば「開く」と「閉じる」）を行わせる等のために、スイッチの電気的接続状態の切り替え数をより多くすることが好ましい。

よって、本発明の課題とするところは、部品点数が少なく、電気的接続状態の切り替え数が多いタンブラスイッチおよびスイッチを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るタンブラスイッチは、面上のある線の左右に所定間隔をおいて第１の固定接点と第２の固定接点が設けられ、該第１、第２の固定接点に前記ある線と平行に隣り合わせて第３の固定接点と第４の固定接点が設けられた基板と、中央部が前記ある線上に対して固定され、各固定接点に向って突出する各端部に各固定接点に対応する第１、第２、第３、第４の可動接点が設けられ、中央部と各可動接点との間に基板から離れる方向に向って山状に突出する第１、第２、第３、第４の被押圧部が設けられ、第１、第２の被押圧部が第３、第４の被押圧部より急峻で中央部から離れているばね状接触子と、前記ある線に対して垂直な面内で揺動自在に設けられ、揺動することにより前記被押圧部のいずれかを押圧して該被押圧部の先にある可動接点を対応する固定接点に接触させる操作子と、操作子が嵌入され該操作子の移動を案内する窪みが設けられた案内台と、操作子を窪みに押し付ける弾性力を発する弾性体とを備えている。

操作子に操作力が加えられておらず当該操作子が中立位置にあるときは、第１ないし第４の可動接点の全てが、第１ないし第４の固定接点からそれぞれ離間する。操作子に操作力が加えられて当該操作子が左右の一方側の第１の位置まで移動したときは、第３の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第３の可動接点が左右の一方側へ変位して第３の固定接点に接触するとともに、第１、第２および第４の可動接点が第１、第２および第４の固定接点からそれぞれ離間する。操作子に更に操作力が加えられて当該操作子が左右の一方側の第２の位置まで移動したときは、第１および第３の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第１および第３の可動接点が左右の一方側へ変位して第１および第３の固定接点にそれぞれ接触するとともに、第２および第４の可動接点が第２および第４の固定接点からそれぞれ離間する。操作子に操作力が加えられて当該操作子が左右の他方側の第３の位置まで移動したときは、第４の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第４の可動接点が左右の他方側へ変位して第４の固定接点に接触するとともに、第１ないし第３の可動接点が第１ないし第３の固定接点からそれぞれ離間する。操作子に更に操作力が加えられて当該操作子が左右の他方側の第４の位置まで移動したときは、第２および第４の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第２および第４の可動接点が左右の他方側へ変位して第２および第４の固定接点にそれぞれ接触するとともに、第１および第３の可動接点が第１および第３の固定接点からそれぞれ離間する。

つまり、操作子に操作力を加えないでまたは加えて、操作子の操作位置を中立位置と該中立位置の両側にある近い位置と遠い位置の５つの位置に変えることにより、操作子でばね状接触子を押圧して基板に押し付け、各可動接点と各固定接点との接触状態、即ち電気的接続状態を５つという多数の状態に切り替えることができる。また、本タンブラスイッチの主な構成部品が、基板、操作子、ばね状接触子、案内台、および弾性体だけなので、従来より部品点数を大幅に少なく（１０点以下に）することができる。

また、本発明の一実施形態では、上述のタンブラスイッチにおいて、ばね状接触子を、曲げ加工により前記４つの可動接点と前記４つの被押圧部が設けられた１つの板ばねから構成する。

ばね状接触子を、例えば第１、第２の可動接点および被押圧部が設けられた板ばねと第３、第４の可動接点および被押圧部が設けられた板ばね、または各可動接点および各被押圧部が設けられた４つの板ばねというように複数の板ばねから構成することもできるが、上記のようにばね状接触子を１つの板ばねから構成すると、本タンブラスイッチの主な構成部品が、基板、操作子、ばね状接触子、案内台、および弾性体を各１点ずつの合計５点となり、部品点数をより少なくすることができる。

また、本発明の一実施形態では、上述のタンブラスイッチにおいて、操作子でばね状接触子の被押圧部を押圧することにより、可動接点が基板に押し付けられながら移動して固定接点に摺接する。

このようにすると、ばね状接触子の可動接点が基板の固定接点に酸化膜等の絶縁物を間に挟み込むことなく接触し、該接触部の接触抵抗の異常上昇を防ぐことができる。

また、本発明の一実施形態では、上述のタンブラスイッチにおいて、操作子を、弾性体を構成するばねを介して指で操作するノブに装着する。

前述の特許文献３のように、ノブがロッドを介して可動接片を移動させ、ノブにばねを介して装着した操作子が窪みに沿ってノブを中立位置（操作前の位置）に戻す構造では、ノブを指で操作して可動接片および操作子を移動させた後、ノブから指を離したときに、操作子がばねの弾性力により中立位置に正確に戻っても、ノブが他の部品との摩擦やガタ等により中立位置に正確に戻らなかった場合には、可動接片が移動前の状態に正確に戻らず、可動接片と固定接点との接触状態が正常に切り替わらなくなる。即ち、誤った電気的接続状態となる。然るに、上記本発明の一実施形態では、ノブにばねを介して装着した操作子が窪みに沿ってばね状接触子を移動させかつノブを中立位置に戻すので、ノブが中立位置に正確に戻らなくても、操作子が確実にばねの弾性力により中立位置に正確に戻って、ばね状接触子を移動前の状態に正確に戻し、可動接点と固定接点との接触状態を正常に切り替えることができる。即ち、誤った電気的接続状態の発生を確実に防ぐことが可能となる。

また、本発明の一実施形態では、上述のタンブラスイッチにおいて、窪みの左右両側の傾斜部に段差を設ける。

このようにすると、操作子が窪みの傾斜部に沿って移動して、段差に接したときや段差を越えるときにクリック感（節度感）を出すことができる。

さらに、本発明の一実施形態では、上記のタンブラスイッチにおいて、ばね状接触子の中央部が基板上に設けられている接地されたパッドに固定され、第１ないし第４の可動接点とそれぞれ接触した第１ないし第４の固定接点が、ばね状接触子を介して接地される。

このようにすると、漏電時にタンブラスイッチを操作しても、感電を確実に防止することができる。

一方、本発明に係るスイッチは、面上のある線の左右に所定間隔をおいて第１の固定接点と第２の固定接点が設けられ、該第１、第２の固定接点に前記ある線と平行に隣り合わせて第３の固定接点と第４の固定接点が設けられた基板と、中央部が前記ある線上に対して固定され、各固定接点に向って突出する各端部に各固定接点に対応する第１、第２、第３、第４の可動接点が設けられ、中央部と各可動接点との間に基板から離れる方向に向って山状に突出する第１、第２、第３、第４の被押圧部が設けられ、第１、第２の被押圧部が第３、第４の被押圧部より急峻で中央部から離れているばね状接触子と、前記ある線の左右へ移動自在に設けられ、移動することにより前記被押圧部のいずれかを押圧して該被押圧部の先にある可動接点を対応する固定接点に接触させる操作子とを備えている。

つまり、操作子の操作位置を中立位置と該中立位置の両側にある近い位置と遠い位置の５つの位置に変えることにより、操作子でばね状接触子を押圧して基板に押し付け、各可動接点と各固定接点との接触状態、即ち電気的接続状態を５つという多数の状態に切り替えることができる。また、本スイッチの主な構成部品が、基板、ばね状接触子、および操作子だけなので、従来より部品点数を大幅に少なくすることができる。

本発明によれば、操作子の操作位置を中立位置と該中立位置の両側にある近い位置と遠い位置の５つの位置に変えることにより、操作子でばね状接触子を押圧して基板に押し付け、各可動接点と各固定接点との接触状態、即ち電気的接続状態を５つという多数の状態に切り替えることができ、また、タンブラスイッチおよびスイッチの主な構成部品の点数を大幅に少なくすることができる。

図１〜図５は、本発明の実施形態に係るタンブラスイッチ１を示す図である。タンブラスイッチ１は、例えば図６に示すような車載用のスイッチモジュール１００に、自動車の運転席のウインドウを開閉するためのパワーウインドウスイッチとして設けられる。スイッチモジュール１００は、運転席のドアのアームレスト等に取り付けられる。タンブラスイッチ１のノブ１１以外の部品は、スイッチモジュール１００のロック嵌合された上下ケース２０、３０内に配置される。

図１はタンブラスイッチ１の分解状態を示す斜視図、図２はタンブラスイッチ１の組立状態を示す斜視図、図３はタンブラスイッチ１の組立状態を示す側方断面図である。図１〜図３において、１０はスイッチモジュール１００の上下ケース２０、３０内に固定される基板である。この基板１０には、図示しない電子部品が実装されかつ図示しない電気回路が形成されている。基板１０の上面には、面上のある線Ｊの左右に所定間隔をおいて第１の固定接点１０ａと第２の固定接点１０ｂが対称に設けられ、該第１、第２の固定接点１０ａ、１０ｂにＪ線と平行に隣り合わせて第３の固定接点１０ｃと第４の固定接点１０ｄが対称に設けられている。また、第１、第３の固定接点１０ａ、１０ｃと第２、第４の固定接点１０ｂ、１０ｄの間の中央、即ちＪ線上には、接地された面積の大きいパッド１０ｅが設けられている。各固定接点１０ａ〜１０ｄとパッド１０ｅは、銅とはんだまたは金等のめっきといった導体から成る。各固定接点１０ａ〜１０ｄの面積およびＪ線との間隔は同一になっている。

１１は指で操作するノブである。このノブ１１は、両側面に設けられた穴１１ａと、図３に示す上ケース２０の筒部２０ｂの両側面に設けられた軸２０ａとを嵌め合わせることにより、上ケース２０の上部に軸２０ａを中心に回転可能に取り付けられる。つまり、ノブ１１は、軸２０ａおよび基板１０上のＪ線（図２）に対して垂直な面Ｚ（図２）内で回転する。

１２は棒状の操作子である。この操作子１２は、図３に示すようにノブ１１の下部に、弾性体であるコイル状のばね１３を介して装着される。該装着状態では、操作子１２は、上ケース２０の筒部２０ｂを貫通し、上記Ｚ面内を揺動自在となる。操作子１２の下部には、図３に示すように断面が略半円状の係合部１２ａが設けられている。該係合部１２ａの前方には、図１および図２に示すように係合部１２ａより下方へ突出する押圧部１２ｂが設けられている。押圧部１２ｂの下端の角は、所定の曲率半径で丸められている。

１４は中央に略Ｖ字形の窪み１４ｋが設けられた案内台である。この案内台１４は、上ケース２０に一体的に設けられている。これ以外に、案内台１４を上ケース２０と別体にして、上ケース２０または基板１０に固定してもよい。窪み１４ｋは、中央がＪ線上に位置していて、該中央にある底部１４ｔが最も深くなっている。底部１４ｔの左右両側の傾斜部１４ｌ、１４ｒは、底部１４ｔから斜め上方へ向って対称に開いていて、各傾斜部１４ｌ、１４ｒには、段差１４ａ〜１４ｄが２つずつ対称に設けられている。窪み１４ｋには、図２および図３に示すように操作子１２の係合部１２ａが嵌入される。該嵌入状態では、ばね１３の発する弾性力により操作子１２が窪み１４ｋに押し付けられていて、操作子１２の移動が窪み１４ｋによって案内される。

１５は銅とはんだまたは金等のめっきといった導体から成る１つの板ばねで構成されたばね状接触子である。ばね状接触子１５はプレス成形機による曲げ加工により、上方から見ると、図４（ａ）に示すように略Ｈ字形に形成されていて、側方から見ると、図４（ｂ）に示すように略Ｍ字形に形成されている。ばね状接触子１５の各端部には、基板１０の第１、第２、第３、第４の固定接点１０ａ〜１０ｄにそれぞれ対応する第１、第２、第３、第４の可動接点１５ａ〜１５ｄが中央部１５ｅに対して左右対称に２つずつ設けられている。また、ばね状接触子１５の中央部１５ｅと各可動接点１５ａ〜１５ｄとの間には、第１、第２、第３、第４の被押圧部１５ｆ〜１５ｉがそれぞれ設けられている。第１、第２の被押圧部１５ｆ、１５ｇは、第３、第４の被押圧部１５ｈ、１５ｉより急峻で中央部１５ｅから離れている。上記以外に、ばね状接触子１５を、例えば、可動接点と被押圧部がそれぞれ１つずつ設けられた４つの板ばねから構成してもよいし、両端部に可動接点と被押圧部がそれぞれ１つずつ設けられた２つの板ばねから構成してもよい。

ばね状接触子１５の中央部１５ｅは、図２に示すように基板１０のパッド１０ｅ上に載置されて、リフローはんだ付けにより固定される。これ以外に、中央部１５ｅを、例えば、手はんだ、ディスクリート実装、またはビス等により基板１０に固定してもよいし、ビス等により上ケース２０に固定してもよい。図２の固定状態では、ばね状接触子１５の中央部１５ｅが、Ｊ線上に対して固定されかつパッド１０ｅを介して接地される。また、各被押圧部１５ｆ〜１５ｉが基板１０から離れる方向に向って山状に突出し、各端部が各固定接点１０ａ〜１０ｄに向って突出し、各可動接点１５ａ〜１５ｄが各固定接点１０ａ〜１０ｄの手前の基板１０上に接する。

図５は、タンブラスイッチ１の各部の動作状態を表形式で示す図である。図５において、上段には、図２のＫ−Ｋ断面図、即ち案内台１４の窪み１４ｋに対する操作子１２の係合部１２ａの動作状態を示している。中段には、図２のＬ−Ｌ断面図、即ちばね状接触子１５の第３、第４の可動接点１５ｃ、１５ｄと基板１０の第３、第４の固定接点１０ｃ、１０ｄの接触状態を示している。下段には、図２のＭ−Ｍ断面図、即ちばね状接触子１５の第１、第２の可動接点１５ａ、１５ｂと基板１０の第１、第２の固定接点１０ａ、１０ｂの接触状態を示している。

ノブ１１を指で操作していないときは、ノブ１１から操作子１２に操作力が加わっていないので、図３および図５の左から３列目の上段に示すように、操作子１２がばね１３の弾性力によって下方へ押されて、係合部１２ａが窪み１４ｋの底部１４ｔに接する。即ち、操作子１２が左右に揺動していない中立位置で静止する。これにより、ノブ１１が図３に実線で示す中立位置Ｎに静止する。また、図５の左から３列目の中段と下段に示すように、操作子１２の押圧部１２ｂがばね状接触子１５の各被押圧部１５ｆ〜１５ｉに接さず、各可動接点１５ａ〜１５ｄが基板１０の各固定接点１０ａ〜１０ｄから離間している。このような状態では、ばね状接触子１５と全ての固定接点１０ａ〜１０ｄとが導通しないので、図示しないウインドウ制御回路がウインドウ作動モータを回転駆動せず、ウインドウを開閉しない。

ノブ１１の先端部１１ｂ（図３）を指で引き上げて、ノブ１１を中立位置Ｎから時計回りに回転させると、ノブ１１から操作子１２に操作力が加わるので、図５の左から２列目の上段に示すように、操作子１２が左へ揺動し、係合部１２ａが窪み１４ｋの左傾斜部１４ｌに沿って上方へ移動して、左下段差１４ａに接する。即ち、操作子１２が左下段差１４ａのある位置（第１の位置）で静止する。これにより、ノブ１１が図３に一点鎖線で示すマニュアル閉位置ＭＣに静止し、操作子１２およびノブ１１を介してクリック感（節度感）が出る。また、図５の左から２列目の中段に示すように、操作子１２が押圧部１２ｂでばね状接触子１５の左側の傾斜が緩やかな第３の被押圧部１５ｈを押圧して左右方向に伸長させ、第３の可動接点１５ｃを基板１０に押し付けながら左へ所定距離変位（移動）させて第３の固定接点１０ｃに接触させる。このとき、左から２列目の下段に示すように、押圧部１２ｂがばね状接触子１５の左側の傾斜が急な第１の被押圧部１５ｆに未だ接しないので、第１の可動接点１５ａが変位することなく第１の固定接点１０ａから離間している。このような状態では、ばね状接触子１５と第３の固定接点１０ｃとが導通し、固定接点１０ｃがばね状接触子１５を介して接地されるので、ウインドウ制御回路が該導通のある間だけ、ウインドウ作動モータを逆転駆動して、ウインドウを閉じて行く。

上記のようにノブ１１をマニュアル閉位置ＭＣまで引き上げた後、ノブ１１の先端部１１ｂを指でさらに引き上げて、ノブ１１をマニュアル閉位置ＭＣから時計回りに回転させると、ノブ１１から操作子１２により大きな操作力が加わるので、操作子１２がさらに左へ揺動し、係合部１２ａが窪み１４ｋの左下段差１４ａを乗り越えて左傾斜部１４ｌに沿ってさらに上方へ移動し、図５の左から１列目の上段に示すように左上段差１４ｃに接する。即ち、操作子１２が左上段差１４ｃのある位置（第２の位置）で静止する。これにより、ノブ１１が図３に二点鎖線で示すオート閉位置ＡＣに静止し、該静止時および上記左下段差１４ａの乗り越え時に操作子１２およびノブ１１を介してクリック感が出る。また、図５の左から１列目の下段に示すように、操作子１２が押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第１の被押圧部１５ｆを押圧して左右方向に伸長させ、第１の可動接点１５ａを基板１０に押し付けながら左へ所定距離変位させて第１の固定接点１０ａに接触させる。さらに、左から１列目の中段に示すように、操作子１２が押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第３の被押圧部１５ｈをより押圧して左右方向に伸長させ、第３の可動接点１５ｃを第３の固定接点１０ｃに押し付けて接触させながらさらに左へ所定距離変位させる。このような状態では、ばね状接触子１５と第１、第３の固定接点１０ａ、１０ｃとが導通し、固定接点１０ａ、１０ｃがばね状接触子１５を介して接地されるので、ウインドウ制御回路がウインドウを完全に閉じるまで、ウインドウ作動モータを逆転駆動する。

一方、ノブ１１の先端部１１ｂを指で押し下げて、ノブ１１を中立位置Ｎから反時計回りに回転させると、ノブ１１から操作子１２に操作力が加わるので、図５の左から４列目の上段に示すように、操作子１２が右へ揺動し、係合部１２ａが窪み１４ｋの右傾斜部１４ｒに沿って上方へ移動して、右下段差１４ｂに接する。即ち、操作子１２が右下段差１４ｂのある位置（第３の位置）で静止する。これにより、ノブ１１が図３に一点鎖線で示すマニュアル開位置ＭＯに静止し、操作子１２およびノブ１１を介してクリック感が出る。また、図５の左から４列目の中段に示すように、操作子１２が押圧部１２ｂでばね状接触子１５の右側の傾斜が緩やかな第４の被押圧部１５ｉを押圧して左右方向に伸長させ、第４の可動接点１５ｄを基板１０に押し付けながら右へ所定距離変位（移動）させて第４の固定接点１０ｄに接触させる。このとき、左から４列目の下段に示すように、押圧部１２ｂがばね状接触子１５の右側の傾斜が急な第２の被押圧部１５ｇに未だ接しないので、第２の可動接点１５ｂが変位することなく第２の固定接点１０ｂから離間している。このような状態では、ばね状接触子１５と第４の固定接点１０ｄとが導通し、固定接点１０ｄがばね状接触子１５を介して接地されるので、ウインドウ制御回路が該導通のある間だけ、ウインドウ作動モータを正転駆動して、ウインドウを開いて行く。

上記のようにノブ１１をマニュアル開位置ＭＯまで押し下げた後、ノブ１１の先端部１１ｂを指でさらに押し下げて、ノブ１１をマニュアル開位置ＭＯから反時計回りに回転させると、ノブ１１から操作子１２により大きな操作力が加わるので、操作子１２がさらに右へ揺動し、係合部１２ａが窪み１４ｋの右下段差１４ｂを乗り越えて右傾斜部１４ｒに沿ってさらに上方へ移動し、図５の左から５列目の上段に示すように右上段差１４ｄに接する。即ち、操作子１２が右上段差１４ｄのある位置（第４の位置）で静止する。これにより、ノブ１１が図３に二点鎖線で示すオート開位置ＡＯに静止し、該静止時および上記右下段差１４ｂの乗り越え時に操作子１２およびノブ１１を介してクリック感が出る。また、図５の左から５列目の下段に示すように、操作子１２が押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第２の被押圧部１５ｇを押圧して左右方向に伸長させ、第２の可動接点１５ｂを基板１０に押し付けながら右へ所定距離変位させて第２の固定接点１０ｂに接触させる。さらに、左から５列目の中段に示すように、操作子１２が押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第４の被押圧部１５ｉをより押圧して左右方向に伸長させ、第４の可動接点１５ｄを第４の固定接点１０ｄに押し付けて接触させながらさらに右へ所定距離変位させる。このような状態では、ばね状接触子１５と第２、第４の固定接点１０ｂ、１０ｄとが導通し、固定接点１０ｂ、１０ｄがばね状接触子１５を介して接地されるので、ウインドウ制御回路がウインドウを完全に開くまで、ウインドウ作動モータを正転駆動する。

また、上述のようにノブ１１をマニュアル閉位置ＭＣ、オート閉位置ＡＣ、マニュアル開位置ＭＯ、またはオート開位置ＡＯのいずれかまで操作した後、ノブ１１から指を離すと、ノブ１１から操作子１２に操作力が加わらなくなるので、図３および図５の左から３列目の上段に示すように、操作子１２がばね１３の弾性力によって中立位置に戻る。そしてこれにより、ノブ１１が中立位置Ｎに戻る。また、図５の左から３列目の中段と下段に示すように、操作子１２の押圧部１２ｂがばね状接触子１５の各被押圧部１５ｆ〜１５ｉを押圧しなくなり、ばね状接触子１５が変形していない元の状態に戻って、各可動接点１５ａ〜１５ｄが各固定接点１０ａ〜１０ｄから離間する。つまり、ばね状接触子１５が全ての固定接点１０ａ〜１０ｄと導通しなくなる。

以上によると、ノブ１１を介して操作子１２に操作力を加えないでまたは加えて、操作子１２の操作位置を窪み１４ｋの底部１４ｔに接する中立位置と該中立位置の両側にある窪み１４ｋの各段差１４ａ〜１４ｄに接する位置の５つの位置に変えることにより、操作子１２でばね状接触子１５を押圧して基板１０に押し付け、各可動接点１５ａ〜１５ｄと各固定接点１０ａ〜１０ｄとの接触状態、即ち電気的接続状態を５つという多数の状態に切り替えることができる。このため、例えば１つのタンブラスイッチ１でウインドウに停止、マニュアル開閉、およびオート開閉という複数の動作を行わせることが可能となる。

また、タンブラスイッチ１の主な構成部品が基板１０、ノブ１１、操作子１２、ばね１３、案内台１４、およびばね状接触子１５であり、かつ、ばね状接触子１５を１つの板ばねから構成して基板１０にはんだ付けして固定しているので、主な構成部品の点数が上記部品を各１点ずつの合計６点となり、従来より大幅に少なくなる。このため、例えばタンブラスイッチ１のコスト削減、各部品の組立性の向上、および各部品の組立誤差の減少等を図ることが可能となる。

また、操作子１２の押圧部１２ｂでばね状接触子１５の被押圧部１５ｆ〜１５ｉを押圧することにより、可動接点１５ａ〜１５ｄが基板１０に押し付けられながら移動して固定接点１０ａ〜１０ｄに摺接するので、可動接点１５ａ〜１５ｄが固定接点１０ａ〜１０ｅに酸化膜等の絶縁物を間に挟み込むことなく接触し、該接触部の接触抵抗の異常上昇を防ぐことができる。

また、前述の特許文献３のように、ノブがロッドを介して可動接片を移動させ、ノブにばねを介して装着した操作子が窪みに沿ってノブを中立位置（操作前の位置）に戻す構造では、ノブを指で操作して可動接片および操作子を移動させた後、ノブから指を離したときに、操作子がばねの弾性力により中立位置に正確に戻っても、ノブが他の部品との摩擦やガタ等により中立位置に正確に戻らなかった場合には、可動接片が移動前の状態に正確に戻らず、可動接片と固定接点の接触状態が正常に切り替わらなくなる。即ち、誤った電気的接続状態となる。然るに、上述した実施形態では、ノブ１１にばね１３を介して装着した操作子１２が窪み１４ｋに沿ってばね状接触子１５を移動させかつノブ１１を中立位置Ｎに戻すので、ノブ１１が中立位置Ｎに正確に戻らなくても、操作子１２が確実にばね１３の弾性力により中立位置に正確に戻って、ばね状接触子１５を移動前の状態に正確に戻し、可動接点１５ａ〜１５ｄと固定接点１０ａ〜１０ｄとの接触状態を正常に切り替えることができる。即ち、誤った電気的接続状態の発生を確実に防ぐことが可能となる。

また、案内台１４の窪み１４ｋの左右傾斜部１４ｌ、１４ｒに段差１４ａ〜１４ｄを設けているので、操作子１２が窪み１４ｋの左右傾斜部１４ｌ、１４ｒに沿って移動して、段差１４ａ〜１４ｄに接したときや段差１４ａ、１４ｂを越えるときにクリック感を出すことができる。

さらに、ばね状接触子１５の中央部１５ｅが基板１０のパッド１０ｅを介して接地されているので、スイッチモジュール１００の漏電時にタンブラスイッチ１を操作しても、感電を確実に防止することができる。

図７および図８は、本発明の実施形態に係るスライドスイッチ２を示す図である。図７はスライドスイッチ２の分解状態を示す斜視図、図８はスライドスイッチ２の組立状態を示す斜視図である。各図では、前述した部品と同一部品には、同一符号を付してある。スライドスイッチ２は、例えば車載用のスイッチモジュールにパワーウインドウスイッチとして設けられる。

図７および図８において、略十字形の操作子２２は、図示しないスイッチモジュールのケースに、Ｊ線の左右へ、即ち基板１０と平行でかつＪ線に対して垂直に平行移動自在に設けられる。操作子２２の頭部２２ａと左右のフランジ部２２ｌ、２２ｒの一部が上記ケースに設けられた穴から表出していて、該穴の縁に頭部２２ａが接することにより、操作子２２の移動が案内されかつ規制される。操作子２２の下方へ突出している押圧部２２ｂは、図８に示すように基板１０のパッド１０ｅに固定されたばね状接触子１５の中央部１０ｅ上に位置する。

スライドスイッチ２の組立状態で、操作子２２を図８に示すように中立位置に位置させているとき、即ち操作子２２を移動可能な範囲の中央に位置させているときは、操作子２２の押圧部２２ｂがばね状接触子１５の各被押圧部１５ｆ〜１５ｉを押圧せず、各可動接点１５ａ〜１５ｄが基板１０の各固定接点１０ａ〜１０ｄから離間している。各可動接点１５ａ〜１５ｄと各固定接点１０ａ〜１０ｄとの接触状態に応じた図示しないウインドウ制御回路およびウインドウの動作は、前述のタンブラスイッチ１の場合と同様であるので、以下では説明を省略する。

操作子２２の頭部２２ａに指で直接操作力を加えてまたはノブやレバーやつまみ等を介して頭部２２ａに間接的に操作力を加えて、操作子２２を図８の中立位置から左へ平行移動させると（第１の位置）、操作子２２が、先ず押圧部２２ｂでばね状接触子１５の左側の傾斜が緩やかな第３の被押圧部１５ｈを押圧して左右方向に伸長させ、第３の可動接点１５ｃを基板１０に押し付けながら左へ所定距離変位させて第３の固定接点１０ｃに接触させる。さらに操作子２２を左へ平行移動させると（第２の位置）、操作子２２が、押圧部２２ｂでばね状接触子１５の左側の傾斜が急な第１の被押圧部１５ｆを押圧して左右方向に伸長させ、第１の可動接点１５ａを基板１０に押し付けながら左へ所定距離変位させて第１の固定接点１０ａに接触させる。このとき操作子１２は、押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第３の被押圧部１５ｈをより押圧して左右方向に伸長させ、第３の可動接点１５ｃを第３の固定接点１０ｃに押し付けて接触させながらさらに左へ所定距離変位させる。つまり、第１、第３の可動接点１５ａ、１５ｃが第１、第３の固定接点１０ａ、１０ｃにそれぞれ接触する。

また、操作子２２の頭部２２ａに直接または間接的に操作力を加えて、操作子２２を図８の中立位置から右へ平行移動させると（第３の位置）、操作子２２が、先ず押圧部２２ｂでばね状接触子１５の右側の傾斜が緩やかな第４の被押圧部１５ｉを押圧して左右方向に伸長させ、第４の可動接点１５ｄを基板１０に押し付けながら右へ所定距離変位させて第４の固定接点１０ｄに接触させる。さらに操作子２２を右へ平行移動させると（第４の位置）、操作子２２が、押圧部２２ｂでばね状接触子１５の右側の傾斜が急な第２の被押圧部１５ｇを押圧して左右方向に伸長させ、第２の可動接点１５ｂを基板１０に押し付けながら右へ所定距離変位させて第２の固定接点１０ｂに接触させる。このとき操作子１２は、押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第４の被押圧部１５ｉをより押圧して左右方向に伸長させ、第４の可動接点１５ｄを第４の固定接点１０ｄに押し付けて接触させながらさらに右へ所定距離変位させる。つまり、第２、第４の可動接点１５ｂ、１５ｄが第２、第４の固定接点１０ｂ、１０ｄにそれぞれ接触する。

以上によると、操作子２２の操作位置を中立位置と該中立位置の両側にある近い位置と遠い位置の５つの位置に変えることにより、操作子２２でばね状接触子１５を押圧して基板１０に押し付け、各可動接点１５ａ〜１５ｄと各固定接点１０ａ〜１０ｄとの接触状態、即ち電気的接続状態を５つという多数の状態に切り替えることができる。また、スライドスイッチ２の主な構成部品が、基板１０、ばね状接触子１５、および操作子２２を各１点ずつの合計３点なので、従来より部品点数を大幅に少なくすることができる。

本発明は、以上述べた実施形態以外にも種々の形態を採用することができる。例えば、以上の実施形態では、図４等に示したようにばね状接触子１５に各被押圧部１５ｆ〜１５ｉを、傾斜が急で中央部１５ｅから離れている被押圧部１５ｆ、１５ｇ同士、および傾斜が緩やかで中央部１５ｅに接近している被押圧部１５ｈ、１５ｉ同士がそれぞれ中央部１５ｅの左右に対称に並ぶように設けた例を挙げたが、本発明はこれのみに限るものではない。これ以外に、例えば図９に示すようにばね状接触子１５に各被押圧部１５ｆ〜１５ｉを、傾斜が急で中央部１５ｅから離れている被押圧部１５ｆ、１５ｇ同士、および傾斜が緩やかで中央部１５ｅに接近している被押圧部１５ｈ、１５ｉ同士がそれぞれ中央部１５ｅの左右に斜めに並ぶように、即ち非対称に並ぶように設けてもよい。

また、以上の実施形態では、図５に示したようにばね状接触子１５の各可動接点１０ａ〜１０ｄが常に基板１０に接する例を挙げたが、本発明はこれのみに限るものではない。これ以外に、例えば図１０に示すようにばね状接触子１５の形状を変えることにより、実線で示すように操作子１２、２２が中立位置にあるときは、ばね状接触子１５の各可動接点１５ａ’〜１５ｄ ’が基板１０から離間していて、一点実線で示すように操作子１２、２２が左右に揺動したときに、各可動接点１５ａ’〜１５ｄ ’が基板１０に押し付けられて各固定接点１０ａ〜１０ｄに接触するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、図５に示したように操作子１２の各押圧部１２ｂでばね状接触子１５の第３、第４の被押圧部１５ｈ、１５ｉを押圧しているときの第３、第４の被押圧部１５ｈ、１５ｉおよび可動接点１５ｃ、１５ｄの変位量が操作子１２の揺動量によって異なる例を挙げたが、本発明はこれのみに限るものではない。これ以外に、例えば、図１１に示すように操作子１２の押圧部１２ｂ’やばね状接触子１５の第３、第４の被押圧部１５ｈ’、１５ｉ’等の形状を変えることにより、一点実線で示すように押圧部１２ｂ’で第３、第４の被押圧部１５ｈ’、１５ｉ’を押圧しているときの第３、第４の被押圧部１５ｈ’、１５ｉ’および可動接点１５ｃ’、１５ｄ’の変位量が操作子１２の揺動量に拘らず略同一になるようにしてもよい。このようにすると、可動接点１５ｃ’、１５ｄ’と固定接点１０ｃ’、１０ｄ’との接触圧力を略一定にすることができ、接触信頼性が向上する。また、押圧部１２ｂ’で第１、第３の被押圧部１５ｆ’、１５ｈ’または第２、第４の被押圧部１５ｇ’、１５ｉ’を同時に押圧しているときの各可動接点１５ａ’〜１５ｄ’の変位量が略同一になるようにしてもよい。このようにすると、基板１０上における固定接点１０ａ’〜１０ｄ’の占有面積を小さくすることができ、基板１０の設計自由度が向上する。さらに、各被押圧部１５ｆ’〜１５ｉ’の形状を変えてばね定数や変位量等を調整することにより、押圧部１２ｂ’ で各被押圧部１５ｆ’〜１５ｉ’を押圧しているときの各可動接点１５ａ’〜１５ｄ’と各固定接点１０ａ’〜１０ｄ’との接触圧力が略一定になるようにしてもよい。このようにすると、可動接点１５ａ’〜１５ｄ’と固定接点１０ａ’〜１０ｄ’との接触信頼性が一層向上する。

また、以上の実施形態では、図３等に示したように案内台１４に略Ｖ字形の窪み１４ｋを設け、該窪み１４ｋの左右の傾斜部１４ｌ、１４ｒに段差１４ａ〜１４ｄを２つずつ設けた例を挙げたが、本発明はこれのみに限るものではない。これ以外に、例えば案内台１４に、図１２の（ａ）に示すように傾斜部１４ｌ’、１４ｒ’に段差のない円弧状の窪み１４ｋ’を設けたり、（ｂ）に示すように傾斜部１４ｌ’’、１４ｒ’’に１つずつ段差１４ａ’’、１４ｂ’’が形成された窪み１４ｋ’’を設けたり、（ｃ）に示すように傾斜部１４ｌ’’’、１４ｒ’’’に１つずつ切り込み１４ｆ’’’、１４ｇ’’’を入れて２つずつ段差１４ａ’’’〜１４ｄ’’’が形成された窪み１４ｋ’’’を設けたりしてもよい。（ａ）のようにすると、窪み１４ｋ’の形状が単純なので、案内台１４を容易に形成することができる。また、（ｂ）のようにすると、操作子１２が窪み１４ｋ’’に沿って移動して各段差１４ａ’’、１４ｂ’’を越えるときにそれぞれクリック感を出すことができる（クリック感が左右１回ずつ）。さらに、（ｃ）のようにすると、操作子１２が窪み１４ｋ’’’に沿って移動して各段差１４ａ’’’〜１４ｄ’’’を越えるときにクリック感を出すことができる（クリック感が左右２回ずつ）。

さらに、以上の実施形態では、本発明を自動車のウインドウを開閉するためのパワーウインドウスイッチに適用した例を挙げたが、本発明はこれに限らず、操作対象に何らかの動作を行わせるために操作するタンブラスイッチやスライドスイッチといったスイッチ全般に適用することが可能である。

本発明の実施形態に係るタンブラスイッチの分解斜視図である。同タンブラスイッチの組立斜視図である。同タンブラスイッチの組立側方断面図である。同タンブラスイッチのばね状接触子を示す図である。同タンブラスイッチの各部の動作状態を示す図である。車載用のスイッチモジュールの斜視図である。本発明の実施形態に係るスライドスイッチの分解斜視図である。同スライドスイッチの組立斜視図である。他の実施形態を示す図である。他の実施形態を示す図である。他の実施形態を示す図である。他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１タンブラスイッチ
２スライドスイッチ
１０基板
１０ａ、１０ａ’ 第１の固定接点
１０ｂ、１０ｂ’ 第２の固定接点
１０ｃ、１０ｃ’ 第３の固定接点
１０ｄ、１０ｄ’ 第４の固定接点
１１ノブ
１２、２２操作子
１３ばね
１４案内台
１４ａ〜１４ｄ、１４ａ’’、１４ｂ’’、１４ａ’’’〜１４ｄ’’’ 段差
１４ｋ、１４ｋ’、１４ｋ’’、１４ｋ’’’ 窪み
１５ばね状接触子
１５ａ、１５ａ’ 第１の可動接点
１５ｂ、１５ｂ’ 第２の可動接点
１５ｃ、１５ｃ’ 第３の可動接点
１５ｄ、１５ｄ’ 第４の可動接点
１５ｅ中央部
１５ｆ、１５ｆ’ 第１の被押圧部
１５ｇ、１５ｇ’ 第２の被押圧部
１５ｈ、１５ｈ’ 第３の被押圧部
１５ｉ、１５ｉ’ 第４の被押圧部
Ｊ基板の面上のある線
Ｚある線に対して垂直な面

Claims

面上のある線の左右に所定間隔をおいて第１の固定接点と第２の固定接点が設けられ、該第１、第２の固定接点に前記ある線と平行に隣り合わせて第３の固定接点と第４の固定接点が設けられた基板と、
中央部が前記ある線上に対して固定され、前記各固定接点に向って突出する各端部に前記各固定接点に対応する第１、第２、第３、第４の可動接点が設けられ、中央部と各可動接点との間に前記基板から離れる方向に向って山状に突出する第１、第２、第３、第４の被押圧部が設けられ、第１、第２の被押圧部が第３、第４の被押圧部より急峻で中央部から離れているばね状接触子と、
前記ある線に対して垂直な面内で揺動自在に設けられ、揺動することにより前記被押圧部のいずれかを押圧して該被押圧部の先にある前記可動接点を対応する前記固定接点に接触させる操作子と、
前記操作子が嵌入され該操作子の移動を案内する窪みが設けられた案内台と、
前記操作子を前記窪みに押し付ける弾性力を発する弾性体と、を備え、
前記操作子に操作力が加えられておらず当該操作子が中立位置にあるときは、第１ないし第４の可動接点の全てが、第１ないし第４の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に操作力が加えられて当該操作子が左右の一方側の第１の位置まで揺動したときは、第３の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第３の可動接点が左右の一方側へ変位して第３の固定接点に接触するとともに、第１、第２および第４の可動接点が第１、第２および第４の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に更に操作力が加えられて当該操作子が左右の一方側の第２の位置まで揺動したときは、第１および第３の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第１および第３の可動接点が左右の一方側へ変位して第１および第３の固定接点にそれぞれ接触するとともに、第２および第４の可動接点が第２および第４の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に操作力が加えられて当該操作子が左右の他方側の第３の位置まで揺動したときは、第４の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第４の可動接点が左右の他方側へ変位して第４の固定接点に接触するとともに、第１ないし第３の可動接点が第１ないし第３の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に更に操作力が加えられて当該操作子が左右の他方側の第４の位置まで揺動したときは、第２および第４の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第２および第４の可動接点が左右の他方側へ変位して第２および第４の固定接点にそれぞれ接触するとともに、第１および第３の可動接点が第１および第３の固定接点からそれぞれ離間することを特徴とするタンブラスイッチ。
請求項１に記載のタンブラスイッチにおいて、
前記ばね状接触子を、曲げ加工により前記４つの可動接点と前記４つの被押圧部が設けられた１つの板ばねから構成したことを特徴とするタンブラスイッチ。
請求項１または請求項２に記載のタンブラスイッチにおいて、
前記操作子で前記ばね状接触子の前記被押圧部を押圧することにより、前記可動接点が前記基板に押し付けられながら移動して前記固定接点に摺接することを特徴とするタンブラスイッチ。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のタンブラスイッチにおいて、
前記操作子を、前記弾性体を構成するばねを介して指で操作するノブに装着したことを特徴とするタンブラスイッチ。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のタンブラスイッチにおいて、
前記窪みの左右両側の傾斜部に段差を設けたことを特徴とするタンブラスイッチ。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のタンブラスイッチにおいて、
前記ばね状接触子の前記中央部は、前記基板上に設けられている接地されたパッドに固定され、前記第１ないし第４の可動接点とそれぞれ接触した前記第１ないし第４の固定接点が、前記ばね状接触子を介して接地されることを特徴とするタンブラスイッチ。
面上のある線の左右に所定間隔をおいて第１の固定接点と第２の固定接点が設けられ、該第１、第２の固定接点に前記ある線と平行に隣り合わせて第３の固定接点と第４の固定接点が設けられた基板と、
中央部が前記ある線上に対して固定され、前記各固定接点に向って突出する各端部に前記各固定接点に対応する第１、第２、第３、第４の可動接点が設けられ、中央部と各可動接点との間に前記基板から離れる方向に向って山状に突出する第１、第２、第３、第４の被押圧部が設けられ、第１、第２の被押圧部が第３、第４の被押圧部より急峻で中央部から離れているばね状接触子と、
前記ある線の左右へ移動自在に設けられ、移動することにより前記被押圧部のいずれかを押圧して該被押圧部の先にある前記可動接点を対応する前記固定接点に接触させる操作子と、を備え、
前記操作子に操作力が加えられておらず当該操作子が中立位置にあるときは、第１ないし第４の可動接点の全てが、第１ないし第４の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に操作力が加えられて当該操作子が左右の一方側の第１の位置まで移動したときは、第３の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第３の可動接点が左右の一方側へ変位して第３の固定接点に接触するとともに、第１、第２および第４の可動接点が第１、第２および第４の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に更に操作力が加えられて当該操作子が左右の一方側の第２の位置まで移動したときは、第１および第３の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第１および第３の可動接点が左右の一方側へ変位して第１および第３の固定接点にそれぞれ接触するとともに、第２および第４の可動接点が第２および第４の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に操作力が加えられて当該操作子が左右の他方側の第３の位置まで移動したときは、第４の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第４の可動接点が左右の他方側へ変位して第４の固定接点に接触するとともに、第１ないし第３の可動接点が第１ないし第３の固定接点からそれぞれ離間し、
前記操作子に更に操作力が加えられて当該操作子が左右の他方側の第４の位置まで移動したときは、第２および第４の被押圧部が操作子で押圧されて左右方向に伸長し、第２および第４の可動接点が左右の他方側へ変位して第２および第４の固定接点にそれぞれ接触するとともに、第１および第３の可動接点が第１および第３の固定接点からそれぞれ離間することを特徴とするスイッチ。