JP4800231B2 - プッシュスイッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に用いられるプッシュスイッチ機構に関するものである。

例えば自動車のキーの挿入によりエンジンのスタートを可能とするエンジン始動装置、または、エンジン始動装置にステアリングシャフトをロックする機能を備えたステアリングロック装置等に用いられるイグニションスイッチとして、特許文献１に記載のものがある。

この特許文献１のイグニッションスイッチは、キーの挿入を検知するためのキー検知用固定接点とキー検知用可動接点とを有しており、このキー検知用可動接点はキーシリンダにキーを挿入した場合に、キー挿入方向に作動する押圧体に押圧されてキー検知用固定接点に接触するようになっている。その結果、両接点を含むキー検知回路がオン状態となり、キーの挿入を検出できるようになっている。
実開平６−２８９６１号公報

しかしながら、特許文献１のイグニッションスイッチにおいては、キー検知用可動接点がキー検知用固定接点に接触した後も、押圧体の移動によって更に強く両接点が押し付けられるため、押圧体のストローク量のばらつき、可動接点もしくは固定接点の部品精度によるばらつきによっては過剰な力が両接点に掛ってしまい、耐久性・信頼性を損ねる問題があった。

そこで、本発明は、イグニッションスイッチ等として用いられるプッシュスイッチ機構において、押圧体のストローク量のばらつき、可動接点もしくは固定接点の部品精度によるばらつきが生じても、過剰な力が両接点に掛るのを防止して、耐久性・信頼性の高いプッシュスイッチ機構を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成すべく成された本発明のプッシュスイッチ機構は、押圧体の一端が突出する中空円筒部を有するハウジングと、押圧体を初期位置に復帰させる第１スプリングと、押圧体を押し込んだ際に可動接点を固定接点側に付勢させる第２スプリングとを備え、押圧体を押し込むことにより固定接点と可動接点が導通するプッシュスイッチ機構において、前記可動接点はコンタクトベースに設けられ、前記押圧体は前記コンタクトベースに嵌挿され、前記固定接点は、透孔を有する基板上に設けられ、前記押圧体と前記第１スプリングは、前記透孔を介して接続されており、前記押圧体を押し込むことにより前記第２スプリングが伸張し、前記可動接点が前記第２スプリングの付勢力によって前記固定接点に圧接するまでは前記押圧体と前記コンタクトベースは一体的に移動し、前記可動接点が前記第２スプリングの付勢力によって前記固定接点に圧接した後は前記押圧体のみが移動することを特徴としているものである。
本発明のプッシュスイッチ機構は、さらなる好ましい特徴として、
「前記ハウジング内で突出するガイドピンを備え、前記ガイドピンは前記押圧体の他端側に設けられたガイド孔に挿入されていること」、
「前記押圧体の他端近傍に嵌合凸部が設けられ、該嵌合凸部が前記コンタクトベースに設けられた嵌合凹部と嵌合されること」、
「前記嵌合凸部と前記嵌合凹部は、前記押圧体の移動位置に関わらず少なくとも一部において嵌合が維持されること」、
「前記第１スプリングと前記第２スプリングの少なくとも一方は円錐状のコイルスプリングであること」、
「前記押圧体は、前記第２スプリングの付勢力に抗して前記第１スプリングの付勢力によって初期位置に復帰されること」、
を含むものである。

本発明のプッシュスイッチ機構によれば、押圧体と可動接点を別部材とし、押圧体を押し込むことにより第２スプリングが伸張し、可動接点が第２スプリングの付勢力によって固定接点に接するまでは押圧体とコンタクトベースは一体的に移動し、可動接点が第２スプリングの付勢力によって固定接点に接した後は押圧体のみが移動するように構成したことにより、接点（端子）間の短絡時には、可動接点は押圧体のストローク量に関係なく一定な第２スプリングの付勢力によって固定接点に密着するため、押圧体のストローク量のばらつき、可動接点もしくは固定接点の部品精度によるばらつきが生じても、過剰な力が両接点に掛るのを防止して、耐久性・信頼性の高いプッシュスイッチ機構を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は本実施形態による車両用のプッシュスイッチ機構の断面図であり、プッシュスイッチのオフ状態を示す。図２は図１のプッシュスイッチ機構のオン状態を示している。図３は図１のプッシュスイッチ機構がオンでフルストロークの状態を示す。図４は、プッシュスイッチ機構の分解斜視図である。図５は、基板を裏側からみた斜視図である。図６は、可動接点とコンタクトベースが一体化した斜視図である。

図１乃至図６において、１１はハウジング、１１ａはハウジングに設けられている中空円筒部、１２は押圧体（押しボタン）、１２ａは押圧体に設けられた嵌合凸部、１３はコンタクトベース、１４はコンタクトベースに設けられた可動接点、１５は基板、１６は基板に設けられた固定接点、１７は基板に設けられた透孔、１８は第１スプリング、１９は第２スプリングである。

ハウジング１１は、内部に空間を有する略直方体であり樹脂成型により形成されている。このハウジング１１の内部には透孔１７を有する薄板の基板１５が固定されている。またハウジング１１の内部には、基板１５の透孔１７を介して図１上方に円柱状のコイルバネからなる第１スプリング１８を配置し、ハウジング１１の内部から突出した凸部１１ｂを第１スプリング１８の中空部１８ａに設けている。

またハウジング１１には、図１下方に突出するように中空円筒部１１ａを設け、この中空円筒部１１ａの円筒内に押圧体１２が基板１５の透孔１７を介して上下方向に移動可能に配置されている。この押圧体１２は、細長い円柱形状で摺動性にすぐれた合成樹脂を使用している。この押圧体１２の一端は半円球状であり、他端近傍には円柱の径方向に突出した嵌合凸部１２ａを設け、この他端には第１スプリング１８が付勢されるように接続されている。

また押圧体１２の一端は中空円筒部１１ａから下方に突出され、押圧体１２を押圧すると（押圧体１２が上方に移動すると）、第１スプリング１８は圧縮され、押圧体１２の押圧の力をなくすと（押圧体１２が下方に移動すると）、第１スプリング１８は伸張し、押圧体１２は初期位置（図１の状態）に戻る。

基板１５には、パターンで形成された固定接点１６と、この固定接点１６と電気的に接続され可動接点１４が固定接点１６に接触したときにプッシュスイッチのオン状態を知らせる電線２０が半田付けされ固定されている。

また基板１５の下方には、樹脂成型によるコンタクトベース１３が配置されている。このコンタクトベース１３の基板１５側には固定接点１６と接触する可動接点１４が固定されている。この可動接点１４は、導電性のある一体の材料でプレス加工によって形成され４つの接点１４ｂを有している。また可動接点１４は、略中央に孔１４ａを有し押圧体１２が挿入される。

このコンタクトベース１３の略中央には孔１３ａが設けられており、この孔１３ａの上端部には上部に開放された嵌合凹部１３ｂが設けられている。そして、押圧体１２は、コンタクトベース１３の孔１３ａに、嵌合凸部１２ａが嵌合凹部１３ｂに嵌合した状態で挿入されている。

またコンタクトベース１３には、基板１５と反対側に円柱状のコイルバネからなる第２スプリング１９を配置している。この第２スプリング１９はコンタクトベース１３を基板１５側に付勢している。なお、第２スプリング１９の付勢力は、第１スプリング１８のそれより弱く設定している。

以上の構成からなるプッシュスイッチ機構の動作について説明する。

図１は押圧体１２を押圧していない初期状態である。この状態では、第２スプリング１９の付勢力は第１スプリング１８のそれより弱いため、第２スプリング１９は圧縮され、第１スプリング１８は伸張して、押圧体１２とこれに嵌合されているコンタクトベース１３を下方に付勢している。この状態では、基板１５の固定接点１６とコンタクトベース１３の可動接点１４は離間しており電気的に接続されていないため、プッシュスイッチはオフ状態となっている。

次に、図２は押圧体１２を押圧していきプッシュスイッチがオフからオンになったときの状態である。押圧体１２が少しずつ押圧されると、押圧体１２を付勢している第１スプリング１８が少しずつ圧縮される。それにともないコンタクトベース１３を付勢している第２スプリング１９が伸張するため、コンタクトベース１３は押圧体１２と共に上方に一体的に移動する。さらに押圧体１２を押圧していくと、図２に示すように、コンタクトベース１３の可動接点１４が基板１５の固定接点１６に接触し導通する。このときプッシュスイッチはオン状態となる。

次に、図３はプッシュスイッチがオンになりさらにフルストロークになったときの状態である。図２の状態から押圧体１２がさらに押圧されていくと、第１スプリング１８はさらに圧縮される。そのときコンタクトベース１３の嵌合凹部１３ｂと押圧体１２の嵌合凸部１２ａとの嵌合が徐々に外れていき、押圧体１２のみ上方へ移動する。よって、図２の状態からさらに押圧体１２を押圧しても、コンタクトベース１３には第２スプリング１９の付勢力のみしか加わらず、可動接点１４から固定接点１６への圧接力は一定となっている。
さらに押圧体１２が押圧されると、図３に示すように、押圧体１２の一端が中空円筒部１１ａの先端と同じ高さになり、押圧体１２はこれ以上押圧できなくなるフルストローク状態になる。このときも可動接点１４から固定接点１６への圧接力は一定となっている。
このように押圧体１２を押圧して図２から図３の状態に変移したときにも可動接点１４が固定接点１６に加える力は第２スプリング１９の付勢力のみで一定であり安定した圧接力を得ることができる。

これとは反対に、押圧体１２に加える力をなくしていき図３から図２の状態に変移したときは、可動接点１４が固定接点１６に加える力は第２スプリング１９の付勢力のみで電気的に通電状態を維持しながら、押圧体１２のみが下方に移動していく。
また、図２の状態からさらに押圧体１２に加える力をなくしていくと、コンタクトベース１３の嵌合凹部１３ｂと押圧体１２の嵌合凸部１２ａの底面が当接して完全に嵌合されるため、コンタクトベース１３は押圧体１２と共に下方へ移動していくと共に、可動接点１４は固定接点１６から離れ電気的にプッシュスイッチはオフ状態となる。このようにして押圧体１２は、図１の初期状態に戻ることができる。

このように本実施例のプッシュスイッチ機構は、押圧体１２の一端が突出する中空円筒部１１ａを有するハウジング１１と、押圧体１２を初期位置に復帰させる第１スプリング１８と、押圧体１２を押し込んだ際に可動接点１４を固定接点１６側に付勢させる第２スプリング１９とを備え、押圧体１２を押し込むことにより固定接点１６と可動接点１４が導通する。

また、可動接点１４はコンタクトベース１３に設けられ、押圧体１２はコンタクトベース１３に嵌挿され、押圧体１２を押し込むことにより、第２スプリング１９が伸張し、可動接点１４が第２スプリング１９の付勢力によって固定接点１６に圧接するまでは押圧体１２とコンタクトベース１３は一体的に移動し、可動接点１４が第２スプリング１９の付勢力によって固定接点１６に圧接した後は押圧体１２のみが移動する。
これによって図２から図３の状態に変移したときに押圧体１２を押圧しても可動接点１４が固定接点１６に加える力は一定であり安定した圧接力を得られる。

つまり、可動接点１４が固定接点１６と接触した短絡時には、可動接点１４は押圧体１２のストローク量に関係なく第２スプリング１９の付勢力によって固定接点１６に密着するため、押圧体１２のストローク量のばらつき、可動接点１４もしくは固定接点１６の部品精度によるばらつきが生じても、過剰な力が両接点に掛るのを防止して、耐久性・信頼性の高いプッシュスイッチ機構を実現できる。

さらに独立した円柱状のコイルバネからなる第２スプリング１９の付勢力による可動接点１４の接触圧力は、固定接点１６に対して４つの接点１４ｂを均等に圧接することができる。これにより、極めて安定な電気的接続状態を維持し、接触圧力の経年変化も極めて少ない。

また、固定接点１６は透孔１７を有する基板１５上に設けられ、押圧体１２と第１スプリング１８は、透孔１７を介して接続されている。
これにより、コイルバネを使用し必要な付勢力を得ながらも、プッシュスイッチ機構の薄型化を可能とすることができる。

さらに、押圧体１２は、第２スプリング１９の付勢力に抗して第１スプリング１８の付勢力によって初期位置に復帰される。
これによって、押圧体１２が下方へ移動し、コンタクトベース１３の嵌合凹部１３ｂと押圧体１２の嵌合凸部１２ａが完全に嵌合した後は、コンタクトベース１３も共に下方に移動し、可動接点１４は固定接点１６から離間しプッシュスイッチはオフ状態となり、押圧体１２は初期位置に戻ることができる。したがってプッシュスイッチ機構は繰り返し動作することが可能になる。

（第２の実施形態）
図７は第２の実施形態による車両用のプッシュスイッチ機構の断面図であり、プッシュスイッチのオフ状態を示す。図８は図７のプッシュスイッチのオン状態を示している。図９は図７のプッシュスイッチがオンでフルストロークの状態を示す。図７乃至図９において第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、第１スプリングの中空部１８ａにハウジングの内部から図面下方に伸びる円柱状の突出するガイドピン１１ｃと、押圧体１２の他端側にガイドピン１１ｃに対応するガイド孔１２ｂを設け、ガイドピン１１ｃが押圧体１２のガイド孔１２ｂに挿入されている点である。さらに、第１スプリング１８と第２スプリング１９は円錐状のコイルスプリングであり、第１スプリング１８の鋭端側が押圧体１２の他端に付勢されていることである。

これによって、押圧体１２は中空円筒部１１ａを図面上下方向に確実に移動可能することができるとともに、コイルスプリングが円錐状であるため同一巻数の円柱形状のコイルスプリングに比べ、密着時の高さを低くできるため、押圧体のストローク量をより大きく取れる、もしくは、プッシュスイッチ機構全体の厚みをより薄くできるメリットがある。

（第３の実施形態）
図１０は第３の実施形態による車両用のプッシュスイッチ機構の断面図であり、プッシュスイッチのオフ状態を示す。図１１は図１０のプッシュスイッチのオン状態を示している。図１２は図１０のプッシュスイッチがオンでフルストロークの状態を示す。図１０乃至図１２において第２の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において、第２の実施形態と異なる点は、可動接点１４が第２スプリング１９の付勢力によって固定接点１６に圧接した後、さらに押圧体１２を押し込んでフルストロークの状態になったときでも、押圧体１２の嵌合凸部１２ａとコンタクトベース１３の嵌合凹部１３ｂが少なくとも一部において嵌合が維持され、嵌合凸部１２ａは嵌合凹部１３ｂから外れないようになっていることである。

これによって、フルストロークの状態から押圧体１２の押し込み力を除いた後も、押圧体１２の嵌合凸部１２ａはコンタクトベース１３の嵌合凹部１３ｂに確実に嵌挿されることができ、押圧体１２は必ず初期位置に復帰することができる。

なお、以上の説明では第１スプリング１８と第２スプリング１９として円柱状や円錐状のコイルスプリングを用いた例を示したが、弾性のある板バネを用いてもいい。

本発明の第１の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチのオフ状態を示す。 本発明の第１の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチのオン状態を示す。 本発明の第１の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチオンのフルストローク状態を示す。 本発明の第１の実施形態にかかるプッシュスイッチの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかる基板を裏側からみた斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかる可動接点とコンタクトベースが一体化された斜視図である。 本発明の第２の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチのオフ状態を示す。 本発明の第２の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチのオン状態を示す。 本発明の第２の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチオンのフルストローク状態を示す。 本発明の第３の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチのオフ状態を示す。 本発明の第３の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチのオン状態を示す。 本発明の第３の実施形態にかかるプッシュスイッチの断面図であり、プッシュスイッチオンのフルストローク状態を示す。

符号の説明

１１ ハウジング
１１ａ 中空円筒部
１１ｂ 凸部
１１ｃ ガイドピン
１２ 押圧体（押しボタン）
１２ａ 嵌合凸部
１２ｂ ガイド孔
１３ コンタクトベース
１３ａ 孔
１３ｂ 嵌合凹部
１４ 可動接点
１４ａ 孔
１４ｂ 接点
１５ 基板
１６ 固定接点
１７ 透孔
１８ 第１スプリング
１８ａ 中空部
１９ 第２スプリング
２０ 電線

Claims (6)

1. 押圧体の一端が突出する中空円筒部を有するハウジングと、押圧体を初期位置に復帰させる第１スプリングと、押圧体を押し込んだ際に可動接点を固定接点側に付勢させる第２スプリングとを備え、押圧体を押し込むことにより固定接点と可動接点が導通するプッシュスイッチ機構において、
   前記可動接点はコンタクトベースに設けられ、
   前記押圧体は前記コンタクトベースに嵌挿され、
   前記固定接点は、透孔を有する基板上に設けられ、
   前記押圧体と前記第１スプリングは、前記透孔を介して接続されており、
   前記押圧体を押し込むことにより、前記第２スプリングが伸張し、前記可動接点が前記第２スプリングの付勢力によって前記固定接点に圧接するまでは前記押圧体と前記コンタクトベースは一体的に移動し、前記可動接点が前記第２スプリングの付勢力によって前記固定接点に圧接した後は前記押圧体のみが移動することを特徴とするプッシュスイッチ機構。
2. 前記ハウジング内で突出するガイドピンを備え、前記ガイドピンは前記押圧体の他端側に設けられたガイド孔に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のプッシュスイッチ機構。
3. 前記押圧体の他端近傍に嵌合凸部が設けられ、該嵌合凸部が前記コンタクトベースに設けられた嵌合凹部と嵌合されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプッシュスイッチ機構。
4. 前記嵌合凸部と前記嵌合凹部は、前記押圧体の移動位置に関わらず少なくとも一部において嵌合が維持されることを特徴とする請求項３に記載のプッシュスイッチ機構。
5. 前記第１スプリングと前記第２スプリングの少なくとも一方は円錐状のコイルスプリングであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプッシュスイッチ機構。
6. 前記押圧体は、前記第２スプリングの付勢力に抗して前記第１スプリングの付勢力によって初期位置に復帰されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプッシュスイッチ機構。

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