JP4554478B2 - プッシュロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、移動体をケースに対し押し込み操作により収納位置で係止し、再び押すことで係止解除して突出位置に切換可能にするプッシュロック（ポップアップと称されることもある）機構に関するものである。

図８はプッシュロック機構例として特許文献１のものを示している。この機構では、一端側を開口したケース（スイッチ本体）５０と、ケース５０から突出した突出位置とケース内に退避した収納位置とに切り換えられる操作用移動体５５と、移動体５５を常に突出方向へ付勢している付勢部材５８と、旋回溝５９ａ付きのカム５９及び旋回溝５９ａをトレースするピン６０とからなる。このうち、ケース５０は、略直方体形のボディ５１及びボディー５１に取り付けられたインシュレータ５２からなる。インシュレータ５２は、電子機器に接続される複数の固定接点５３を後方へ突出している。移動体５５は、ケース５０に対し摺動されるホルダー５６及びホルダー５６の前端側に装着されたノブ５７とからなる。ホルダー５６は、周囲複数箇所に凸部５６ａを有し、凸部５６ａをボディ５１の内周に設けられたガイド溝５１ａに嵌合した状態で突出位置と収納位置とに摺動される。また、ホルダー５６には、不図示の可動接点が設けられ、該可動接点が移動体５５の収納位置に切り換えられると固定接点５３と接続される。付勢部材５８はホルダー５６の下側に配置されたコイルばねである。カム５９はケース側のインシュレータ５２に形成されている。ピン６０は、移動体側のホルダー５６に回動可能に支持され、先端が旋回溝５９ａに嵌合している。

以上のプッシュロック機構では、移動体５５がケース内に押し入れられると収納位置でカム部５９及びピン６０を介して係止され、該係止状態で前記可動接点が固定接点５３と接続される。また、この係止状態から、移動体５５が再び押されると、前記係止が解除されて突出位置に切換可能となる。

特開平８−１９０８３３号公報

上記したプッシュロック機構は、移動体５５が収納位置から突出位置、突出位置から収納位置に切り換えるときに、何れの場合も前から後方への押し操作により行える利点を有しているため、例えば、電子機器類の操作パネルに組み付けられるスイッチ（特開２００５−１６５４０３号を参照）や加熱調理器の操作パネルに組み付けられるスイッチ（特開２００３−１０９７３４号を参照）等として広く適用されている。ところで、以上のような従来機構では、ケースに対し移動体の摺動特性を向上しても、移動体がケースに対し前方へ押し出された突出位置でガタ付き易くなる。この問題は移動体が大きくなるほど顕著となる。従来対策としては、例えば、凸部５６ａ及びガイド溝５１ａようなガイド手段を１カ所から２カ所、２カ所から３カ所というように多く設定したり、移動体が全寸を長く設定されて突出位置でケース内に残る部分（以下、残存部分という）を多くなるようにしていた。しかしながら、前記ガイド手段でガタ吸収するには、凸部とガイド溝との嵌め合い度合いを小さく高精度に形成しなければならないが、移動体の摺動特性を維持したりケース成形時の型抜きテーパー等の点から限界があった。一方、前記残存部分を大きくすると、製品全体の長さも大きくなって適用分野の制約要因となる。

そこで、本発明の目的は、以上のような問題を解消し、特に全体を大きくすることなく構成簡易に実施して、移動体が突出位置でケースにガタ付きなく保持されるようにし、それにより品質向上と用途拡大を図ることにある。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、一端側を開口した略直方体形のケースと、前記ケースから突出した突出位置とケース内に退避した収納位置とに切り換えられる移動体と、前記移動体を突出方向へ付勢する付勢部材と、旋回溝及び該旋回溝をトレースするピンとからなり、前記移動体が付勢力に抗し前記収納位置で前記旋回溝及びピンを介し係止され、かつ該移動体を再び押すと前記係止を解除し突出位置に切換可能となるプッシュロック機構において、前記ケースは各側面のうち、隣り合う２つの側面にそれぞれ設けられ、かつ溝前端側にガタ吸収溝部を形成しているガイド溝を有していると共に、前記移動体は前記各ガイド溝に対応して２カ所に突設され、前記収納位置から突出位置に切り換えられる最終段階で前記各ガタ吸収溝部に摺接して、移動体全体を前記両ガイド溝の間のケース部分側に収束することでガタ付きを吸収する突起を有し、更に前記各ガイド溝のガタ吸収溝部は前方へ行くに従って溝幅寸法を次第に小さくするテーパー面を有し、かつ一方ガイド溝におけるガタ吸収溝部のテーパー面と他方ガイド溝におけるガタ吸収溝部のテーパー面とが前方へ延長したときに交差する関係に設定されていることを特徴としている。

また、請求項２の発明は、一端側を開口した略直方体形のケースと、前記ケースから突出した突出位置とケース内に退避した収納位置とに切り換えられる移動体と、前記移動体を突出方向へ付勢する付勢部材と、旋回溝及び該旋回溝をトレースするピンとからなり、前記移動体が付勢力に抗し前記収納位置で前記旋回溝及びピンを介し係止され、かつ該移動体を再び押すと前記係止を解除し突出位置に切換可能となるプッシュロック機構において、前記ケースは各側面のうち、隣り合う２つの側面にそれぞれ設けられ、かつ溝前端側にガタ吸収溝部を形成しているガイド溝を有していると共に、前記移動体は前記各ガイド溝に対応して２カ所に突設され、前記収納位置から突出位置に切り換えられる最終段階で前記各ガタ吸収溝部に摺接して、移動体全体を前記両ガイド溝の間のケース部分側に収束することでガタ付きを吸収する突起を有し、更に前記各突起は前方へ行くに従って幅寸法を次第に小さくなるテーパー面を有し、かつ一方突起のテーパー面と他方突起のテーパー面とが前方へ延長したときに交差する関係に設定されていることを特徴としている。
以上の各発明は次のように具体化することがより好ましい。
・前記ガタ吸収溝部は前記ケースの前端側に設けられていると共に、前記突起は前記移動体の後端側に設けられている構成である（請求項３）。

・請求項１及び２の発明では、移動体がケースに対し２カ所の突起を各ケース側面の対応するガイド溝のガタ吸収溝部にそれぞれ摺接しながら、収納位置から突出位置に切り換えられると、ケース内にあって、前記ケース側面同士の間のケース部分側に変位しながら動いて収束される。従って、このプッシュロック機構では、例えば、移動体が収納位置でガタ付くような場合でも、突出位置に切り換えられるとガタ付きが解消され、従来のように突出位置でケース内に挿入されている移動体の残存部分を大きくしなくてもよい。
同時に、請求項１の発明では、各ガタ吸収溝部が溝幅寸法を前方へ行くに従って次第に小さくなるテーパー面を有し、各ガタ吸収溝部のテーパー面を延長したときに公差する関係になっていればよく、容易に実施可能にする。また、請求項２の発明では、突起が前方へ行くに従って次第に小さくなるテーパー面を有し、各突起のテーパー面を延長したときに公差する関係になっていればよく、前記ガタ吸収溝と共に容易に実施可能にする。
・請求項３の発明では、移動体が最大まで突出された突出位置において、ケース内に挿入されている移動体の残存部分を最小にして、ガタ付きを吸収しながら装置の小型化を実現できるようにする。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。この説明では、機構特徴を詳述した後、作動に言及する。

（機構特徴）形態のプッシュロック機構は、略直方体形状のケース１と、ケース１内に退避した収納位置とケース一端側へ突出した突出位置とに切り換えられる移動体２と、移動体２を突出方向へ付勢するコイルばねである付勢部材３と、カム４及びカム４の旋回溝をトレースするピン５とから構成され、移動体２が付勢力に抗して収納位置でカム４の旋回溝及びピン５を介して係止され、かつ該移動体２を再び押すと前記係止を解除し突出位置に切換可能となるタイプである。そして、工夫点は、特に、ケース１が各側面のうち、隣り合う２つの側面１０ａ，１０ｂにそれぞれ設けられ、かつ溝前端側にガタ吸収溝部１４を形成しているガイド溝１５を有していること、移動体２が各ガイド溝１５に対応して２カ所に突設され、収納位置から突出位置に切り換えられる最終段階で各ガタ吸収溝部１４に摺接して、移動体全体を両ガイド溝１５の間のケース部分側に変位して収束することでガタ付きを吸収する突起２５を有していること、ガタ吸収溝部１４及び突起２５が互いに関係付けされたテーパー面１５ａや２５ａを有していること等にある。

ケース１及び移動体２は共に樹脂成形体である。このうち、ケース１は、一端側を開口１ａしており、縦断面が略矩形状の胴部１０と、胴部１０の一端側外周に突出されたフランジ部１１と、胴部１０の他端側を塞いでいる底面１２とで区画形成されている。胴部１０は、上下左右の４つの側面１０ａ〜１０ｄで構成されており、各側面１０ａ〜１０ｄの内側にそれぞれ設けられた案内溝１３ａ〜１３ｄと、側面１０ａ〜１０ｄのうち、側面１０ａと側面１０ｂにそれぞれ設けられて前後に延びその前側にガタ吸収溝部１４を形成しているガイド溝１５と、底面１２にそれぞれ設けられた両側のピン挿通穴１６ａ及び両ピン挿通穴１６ａの間にある切欠部１６ｂ等を介し区画された弾性挟持片１６ｃ，１６ｄやピン受け部１６ｅ並びに内面に起立されたばね用支持軸１７などを有している。符号１８は、側面１１ｃの内面に沿って立設されて、底面１２つまり下側が一段大きく張り出した状態に突出されているピン位置規制用の縦リブである。

案内溝１３ａ〜１３ｄは、側面１０ａ〜１０ｄの内面前後に延び、かつ一端側を貫通した状態に設けられている凹状の溝である。側面１０ａの案内溝１３ａと側面１０ｂの案内溝１３ｂは、手前側を除いて対応するガイド溝１５に接続されている。各ガイド溝１５は、図３に示されるように、ケース１の後端側からフランジ部１１の少し手前まで延びた直線溝であり、前側の溝部を細く絞ったガタ吸収溝部１４を有している。この場合、側面１０ａのガタ吸収溝部１４と側面１０ｂのガタ吸収溝部１４は、図６及び図７に示されるように、前方へ行くに従って溝幅寸法を次第に小さくするテーパー面１４ａを形成している。また、側面１０ａのガイド溝側ガタ吸収溝部１４のテーパー面１４ａと、側面１０ｂのガイド溝側ガタ吸収溝部１４のテーパー面１４ａとは前方へ延長したときに交差する関係に設定され、かつ勾配ないしは傾き角が同じ値（この例では何れも１２０度）に設定されている。なお、フランジ部１１には、案内溝１３ａと１３ｂとに対応して欠肉部１９が設けられている。

ピン挿通穴１６ａは、図３（ｃ）に示されるように、略Ｕ形のピン５をこの穴からケース内へ挿入可能にする。弾性挟持片１６ｃ，１６ｄは、小隙間を介し対向配置され、一方が短く、他方が長く形成されており、ピン５の中間部５ａが所定の挟持力で保持可能にする。すなわち、ピン５は、図１に示されるように、Ｕ形中間部５ａと、Ｕ形両側部５ｂと、各両側部５ｂの先端側を内側に折り曲げた先端５ｃとからなる。そして、底面１２に対し両側の先端５ｃを各ピン挿通穴１６ａからケース内に挿入し、中間部５ａを底面１２側に強制的に押し込むと、両側のピン受け部１６ｅなどにて受け止められた状態で、弾性挟持片１６ｃと１６ｄとの間に挟持される。

移動体２は、ケース１内に出し入れされるブロック状をなし、案内溝１３ａ〜１３ｄ及びガイド溝１５に対応して周囲に突設されたリブ２０〜２３と、後端面の略中央から前に向かって設けられて付勢部材３や支持軸１７を逃がす不図示の穴部と、リブ２１とリブ２２との間を形成している側面２４及びリブ２２とリブ２３との間を形成している側面２５にそれぞれ設けられているカム４などを有している。なお、この形態では移動体２の前端面が凹状に形成されている。これは試作品を図示したためであり、実際には移動体２の前側形状として、例えば、押し操作し易い形状に形成されたり、装飾用キャップなどが装着されることもある。

リブ２０〜２３は、移動体２の中心軸線に対し略９０度間隔に設けられ、ケース側の案内溝１３ａ〜１３ｄに摺動自在に嵌合される。リブ２０及びリブ２１は、移動体２の後端まで延びていると共に、後端に一段高く形成された突起２５を有している。各突起２５は、前方へ行くに従って幅寸法を次第に小さくなるテーパー面２５ａを有している。この場合、リブ２０側の突起２５とリブ２１側の突起２５とは、上記した両ガタ吸収溝部１４のテーパー面１４ａと同様に、一方突起２５のテーパー面２５ａと他方突起２５のテーパー面２５ａとが前方へ延長したときに交差する関係に設定されている。

カム４は、リブ２１及び２３を突出している箇所の各側面２４に対し同じ高さかつ同形の旋回溝として形成されている。すなわち、この旋回溝は、凸状カム島４０の周囲に設けられて、図５（ｂ）において、右側から下前側へ延びる誘導溝４ａと、誘導溝４ａの前側に位置して上下に別れている係止用誘導溝４ｂ及び解除用誘導溝４ｄと、誘導溝４ｂ，４ｄの間の後側に位置した凹状係止溝４ｃと、誘導溝４ｄから上側へ延びる復帰溝５ｅなどからなる。誘導溝４ａは後端が幅広で開放されている。

（組立）以上の移動体２は、支持軸１７に付勢部材３を保持した状態から、ケース１に対し組み込まれる。その際はピン５をケース１に予め配置しておくことが好ましい。ピン５は、上述したように、両先端５ｃを各ピン挿通穴１６ａからケース内に挿入すると共に、中間部５ａを介し弾性的に支持される。この支持状態では、ピン５がケース１内に揺動可能に起立保持され、両側部５ｂが縦リブ１８と対応内側面との間に位置規制されている。

移動体２は、ケース１に対しリブ２０が案内溝１３ａ及びガイド溝１５、リブ２１が案内溝１３ｂ及びガイド溝１５、リブ２２が案内溝１３ｃ、リブ２３が案内溝１３ｄに摺動自在に嵌合される。この操作において、移動体２をケース１に位置決めして挿入しようとすると、２カ所の突起２５は対応する案内溝１３ａ，１３ｂの前端面に当たるが、強く押すことによりフランジ部１１の各欠肉部１９の存在で対応部を変形して逃がすことで案内溝から対応するガイド溝１５に嵌合される。移動体２は、そのようにして一旦嵌合されると、ケース１から不用意に抜けなくなる。

（作動）以上の移動体２は、図３及び図５（ａ）の収納位置と図４及び図５（ｂ）の突出位置に摺動切り換えられる。まず、移動体２は、付勢部材３の付勢力に抗して前から後方向へ押し操作されることで、突出位置から収納位置に切り換えられる。すなわち、この場合は、移動体２がケース１の案内溝１３ａ〜１３ｄ及びガイド溝１５に対し対応するリブ２０〜２３を嵌合した状態で摺動される。すると、ピン５の両先端５ｃは、移動体２が後方移動することにより、上記した誘導溝４ａから係止用誘導溝４ｂに入り、移動体２に対する押圧力を解放したときに、係止溝４ｃに係止される。この係止により、移動体２は付勢部材３の付勢力に抗して収納位置に保持される。

また、移動体２を再び突出位置に切り換える場合は、移動体２をケース１の前から後方向へ一旦押し、該押し力を解放する（押した手を離す）。すると、ピン５の両先端５ｃは、上記した係止溝４ｃから解除用誘導溝４ｄ、復帰溝５ｅを経て再び溝入口から離れる。同時に、移動体２は、付勢部材３の付勢力により摺動されて収納位置から突出位置に切り換えられる。この切換過程では、移動体２がケース１の案内溝１３ａ〜１３ｄ及びガイド溝１５に対し対応するリブ２０〜２３を嵌合した状態で前方へ摺動され、最終段階においてリブ２０，２１の各突起２５が対応するガイド溝１５の前端に設けられたガタ吸収溝部１４に入る。すると、移動体２は、各突起２５のテーパー面２５ａが対応するガタ吸収溝部１４のテーパー面１４ａに対し楔作用を伴って摺接しながら、ケース内にあって側面１０ａと側面１０ｂとの間の角部側に変位されながら収束される。従って、このプッシュロック機構では、例えば、移動体２が収納位置でガタ付くような場合でも、突出位置に切り換えられるとガタ付きが吸収されて安定保持される。このため、以上の機構では、ガタ付き吸収対策として、従来のように突出位置でケース内に挿入されている移動体の残存部分を大きくしなくてもよい。

なお、本発明のプッシュロック機構は、以上の形態に何ら制約されるものではなく、請求項に特定する要件を除いて種々変形可能なものである。また、用途的には、特開２００５−１６５４０３号に開示されているような電子機器類の操作パネルに組み付けられるスイッチとして構成したり、特開２００３−１０９７３４号に開示されているような加熱調理器の操作パネルに組み付けられるスイッチとして構成したり、蓋体などを係脱するラッチ手段などとして広く適用することができるものである。

発明形態のプッシュロック機構を備えた装置の構成部材を示す分解図である。 （ａ）と（ｂ）は上記装置を移動体の収納位置で前と後側から見た図である。 上記装置の細部を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は背面図である。 （ａ）と（ｂ）は上記装置を移動体の突出位置で上と側面から見た図である。 上記装置をケースのみ破断し、（ａ）は上記装置を移動体の収納位置で、（ｂ）は移動体の突出位置で示す作動図である。 （ａ）は図３（ａ）のＡ部拡大図、（ｂ）は図４（ａ）のＡ部拡大図である。 （ａ）は図３（ｂ）のＢ部拡大図、（ｂ）は図４（ｂ）のＢ部拡大図である。 特許文献１のプッシュロック機構を示す図である。

１…ケース（１０は胴部、１１はフランジ部、１２は底面）
２…移動体
３…付勢部材
４…カム（旋回溝）
５…ピン
１０ａ〜１０ｄ…胴部を構成している側面
１４…ガタ吸収溝部（１４ａはテーパー面）
１５…ガイド溝
２５…突起（２５ａはテーパー面）

Claims (3)

1. 一端側を開口した略直方体形のケースと、前記ケースから突出した突出位置とケース内に退避した収納位置とに切り換えられる移動体と、前記移動体を突出方向へ付勢する付勢部材と、旋回溝及び該旋回溝をトレースするピンとからなり、前記移動体が付勢力に抗し前記収納位置で前記旋回溝及びピンを介し係止され、かつ該移動体を再び押すと前記係止を解除し突出位置に切換可能となるプッシュロック機構において、
   前記ケースは各側面のうち、隣り合う２つの側面にそれぞれ設けられ、かつ溝前端側にガタ吸収溝部を形成しているガイド溝を有していると共に、前記移動体は前記各ガイド溝に対応して２カ所に突設され、前記収納位置から突出位置に切り換えられる最終段階で前記各ガタ吸収溝部に摺接して、移動体全体を前記両ガイド溝の間のケース部分側に収束してガタ付きを吸収する突起を有し、
   更に前記各ガイド溝のガタ吸収溝部は前方へ行くに従って溝幅寸法を次第に小さくするテーパー面を有し、かつ一方ガイド溝におけるガタ吸収溝部のテーパー面と他方ガイド溝におけるガタ吸収溝部のテーパー面とが前方へ延長したときに交差する関係に設定されていることを特徴とするプッシュロック機構。
2. 一端側を開口した略直方体形のケースと、前記ケースから突出した突出位置とケース内に退避した収納位置とに切り換えられる移動体と、前記移動体を突出方向へ付勢する付勢部材と、旋回溝及び該旋回溝をトレースするピンとからなり、前記移動体が付勢力に抗し前記収納位置で前記旋回溝及びピンを介し係止され、かつ該移動体を再び押すと前記係止を解除し突出位置に切換可能となるプッシュロック機構において、
   前記ケースは各側面のうち、隣り合う２つの側面にそれぞれ設けられ、かつ溝前端側にガタ吸収溝部を形成しているガイド溝を有していると共に、前記移動体は前記各ガイド溝に対応して２カ所に突設され、前記収納位置から突出位置に切り換えられる最終段階で前記各ガタ吸収溝部に摺接して、移動体全体を前記両ガイド溝の間のケース部分側に収束してガタ付きを吸収する突起を有し、
   更に前記各突起は前方へ行くに従って幅寸法を次第に小さくなるテーパー面を有し、かつ一方突起のテーパー面と他方突起のテーパー面とが前方へ延長したときに交差する関係に設定されていることを特徴とするプッシュロック機構。
3. 前記ガタ吸収溝部は前記ケースの前端側に設けられていると共に、前記突起は前記移動体の後端側に設けられている請求項１又は２に記載のプッシュロック機構。

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