JP5340893B2 - スイッチ装置用ばね構造体 - Google Patents

Description

本発明は、押ボタンスイッチやリレー等のスイッチ装置のためのばね構造体に関し、詳細には、スイッチ装置の部品点数を削減するための構造の改良に関する。

一般に、工作機械などの機械設備の制御パネルには、異常発生時に機械を緊急停止させるための非常停止用押ボタンスイッチが設けられている。このような押ボタンスイッチにおいて、例えば特開２００３−３０３５２７号公報に示すものでは、仮にスイッチが破損した場合でも接点同士が接触状態に戻るのを回避するためのいわゆる「セーフティポテンシャル（登録商標：以下同様）構造」が付加されている。

すなわち、前記公報の図１、図２に示すように、押ボタン（５）を収容するボタン収容部（９）には、押ボタン（５）の下部に設けられた円筒体（４５）をスイッチケース（３）の側（図示下側）に付勢する圧縮ばね（５５）と、円筒体（４５）の下部に連結された連動体（２３）の下部に配置され、連動体（２３）をスイッチケース（３）の下方（図示下方）に付勢する圧縮ばね（３１）とが設けられている。

この場合には、圧縮ばね（５５）の弾性反発力により、円筒体（４５）を介して連動体（２３）が図示下方に付勢されるとともに、圧縮ばね（３１）の弾性反発力により、連動体（２３）が図示下方に付勢されており、これにより、可動接点（２１）が固定接点（１７）から開離する側に付勢されている。

このため、押ボタン（５）の押込操作により、可動接点（２１）が固定接点（１７）から開離すると、各圧縮ばね（５５）、（３１）の変形量が減少して、各圧縮ばね（５５）、（３１）が所有していた弾性エネルギーが低下する。すなわち、各圧縮ばね（５５）、（３１）の接点開離後の弾性エネルギーは、接点開離前の弾性エネルギーよりも小さくなっている。

したがって、前記公報に示す押ボタンスイッチにおいては、仮にスイッチが破損した場合でも、接点が再び接触状態に戻ることはなく、これにより、押ボタンスイッチとしての「セーフティポテンシャル機能」が発揮されている。

しかしながら、前記従来の構成では、可動接点を固定接点から開離する側に付勢するばねを接点とは切り離して別に設ける必要があるため、部品点数が増え、その結果、製造コストおよび組立コストが増大するという欠点があった。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、スイッチ装置において部品点数を削減でき、製造コストおよび組立コストを低減できるばね構造体を提供することにある。

請求項１の発明は、内蔵された接点をオン/オフするスイッチ装置において、接点を付勢するためのばね構造体であって、スイッチ装置内に固定された固定接点に対して接離可能な可動接点を一端に有し、当該一端と他端の間に屈曲部を有する略Ｌ字状の第１の板ばねと、一端が第１の板ばねの可動接点と逆側に連結され、当該一端と他端の間に屈曲部を有するとともに、他端が装置内に設けられた当接部に当接し得る略Ｕ字状の第２の板ばねとを備えており、第２の板ばねの他端が当接部に当接することで、第１の板ばねの可動接点が固定接点に接触するようになっている。

この場合には、固定接点に接離可能な可動接点がばね構造体の第１の板ばねの一端に設けられるので、接点を付勢するためのばねを接点とは切り離して別に設ける必要がなくなり、また、第１の板ばね自体が接点を有する導電板として機能し得るようになり、これにより、スイッチ装置の部品点数を削減でき、製造コストおよび組立コストを低減できるようになる。なお、この場合、接点をシングルブレーク構造にすることができるので、接点数を削減できる。

さらに、この場合には、第１、第２の板ばねからばね構造体が構成されるので、単一の板ばねから構成する場合に比べて、ばねの変位時にばねに作用する応力を分散でき、これにより、各板ばねに作用する応力を軽減できる。

しかも、この場合には、第１の板ばねのみならず、第２の板ばねにも屈曲部が設けられるので、これらの屈曲部を用いて第１、第２の板ばねのばねこわさ（ばね定数）を調整でき、これにより、第１の板ばねの一端に設けられた可動接点の開離のタイミングを調整できる。

請求項２の発明では、請求項１において、第１の板ばねが、可動接点を固定接点から開離する側に付勢している。

この場合には、スイッチ装置内の当接部が第２の板ばねの他端に当接して接点が接触した状態においても、第１の板ばねには、可動接点を固定接点から開離する側に付勢力が作用している。このため、仮にスイッチ装置が破損した場合でも、可動接点が再び固定接点に接触するのを防止できる。

請求項３の発明では、請求項２において、第１、第２の板ばねの変位が零のときに、第１の板ばねの可動接点が固定接点から開離するように設けられている。

この場合には、第１、第２の板ばねの変位が零のときに第１の板ばねの可動接点を固定接点から確実に開離させることができ、これにより、仮にスイッチ装置が破損した場合でも、可動接点が再び固定接点に接触するのを確実に防止できる。

請求項４の発明では、請求項１において、第１、第２の板ばねの各屈曲部の少なくともいずれか一方が、略Ｌ字形状の角部または略Ｕ字形状の湾曲部から外方に膨出する円弧状部から構成されている。

この場合には、第１、第２の板ばねの円弧状部の曲率半径を適宜設定することにより、第１、第２の板ばねのばねこわさを調整できる。

請求項５の発明では、請求項４において、第１、第２の板ばねの各屈曲部が、略Ｌ字形状の角部および略Ｕ字形状の湾曲部からそれぞれ外方に膨出する円弧状部から構成されており、第１の板ばねの円弧状部の曲率半径が、前記第２の板ばねの前記円弧状部の曲率半径と異なっている。

請求項５の発明によれば、例えば第１の板ばねの円弧状部の曲率半径が第２の板ばねの円弧状部の曲率半径よりも大きくなっている場合には、第１の板ばねの円弧状部の曲げ剛性が第２の板ばねの円弧状部の曲げ剛性よりも小さくなっており、第１の板ばねの円弧状部が、第２の板ばねの円弧状部よりも曲げ変形しやすくなっている。この場合、スイッチ装置内の当接部が第２の板ばねの他端に当接した際には、第２の板ばねよりも第１の板ばねの方が変形しやすい。これにより、接点の開離のタイミングを調整できる。

これとは逆に、第２の板ばねの円弧状部の曲率半径が第１の板ばねの円弧状部の曲率半径よりも大きくなっている場合には、第２の板ばねの円弧状部の曲げ剛性が第１の板ばねの円弧状部の曲げ剛性よりも小さくなっており、第２の板ばねの円弧状部が、第１の板ばねの円弧状部よりも曲げ変形しやすくなっている。この場合、スイッチ装置内の当接部が第２の板ばねの他端に当接した際には、第２の板ばねの方が第１の板ばねよりも変形しやすい。これにより、接点の開離のタイミングを調整できる。

以上のように、本発明に係るスイッチ装置用ばね構造体によれば、固定接点に接離可能な可動接点をばね構造体の第１の板ばねの一端に設けたので、接点を付勢するためのばねを接点とは切り離して別に設ける必要がなくなり、また、この場合、第１の板ばね自体が接点を有する導電板として機能し得るようになり、これにより、スイッチ装置の部品点数を削減でき、製造コストおよび組立コストを低減できるようになる。しかも、この場合、第１、第２の板ばねからばね構造体を構成するようにしたので、単一の板ばねから構成する場合に比べて、ばねの変位時にばねに作用する応力を分散でき、これにより、各板ばねに作用する応力を軽減できる。さらに、この場合、第１の板ばねのみならず、第２の板ばねにも屈曲部を設けるようにしたので、これらの屈曲部を用いて第１、第２の板ばねのばねこわさを調整でき、これにより、第１の板ばねの一端に設けられた可動接点の開離のタイミングを調整できる。

（ａ）は本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチの初期位置における中心線縦断面図、（ｂ）は（ａ）の押ボタンスイッチにおいて接点を通る縦断面図である。 図１（ｂ）のスイッチケース部分の拡大図である。 図２におけるばね構造体の拡大図である。 （ａ）は本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチのボタン予備押し位置における中心線縦断面図、（ｂ）は（ａ）の押ボタンスイッチにおいて接点を通る縦断面図である。 （ａ）は本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチのフック乗り越え直前における中心線縦断面図、（ｂ）は（ａ）の押ボタンスイッチにおいて接点を通る縦断面図である。 （ａ）は本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチのフック乗り越え直後であってロック直前における中心線縦断面図、（ｂ）は（ａ）の押ボタンスイッチにおいて接点を通る縦断面図である。 本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチにおいてロック直前のスライダ移動により各板ばねの変位が零となった瞬間における接点を通る縦断面拡大部分図である。 （ａ）は本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチのロック状態における中心線縦断面図、（ｂ）は（ａ）の押ボタンスイッチにおいて接点を通る縦断面図である。 本発明の一実施例によるばね構造体が適用された押ボタンスイッチの分解組立図である。 前記押ボタンスイッチ（図８）における接点ユニットの分解組立図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図９は本発明の一実施例によるばね構造体を示しており、ここでは、ばね構造体が適用されたスイッチ装置として、非常停止用押ボタンスイッチを例にとっている。

図１（ａ）、（ｂ）および図８に示すように、押ボタンスイッチ１は、操作者が操作する押ボタン２と、押ボタン２を保持するスイッチケース３と、スイッチケース３内に収容され、押ボタン２の押込操作にともなってスイッチケース内部に進入し得るように設けられた操作軸４と、スイッチケース３内に収容され、操作軸４の先端に係止された接点ユニット５とを備えている。

押ボタン２は、キャップ状の部材であって、その内部には、穴２ａが中央に形成されるとともに、穴２ａの外周側に環状溝２ｂ、２ｃが形成されている。穴２ａおよび環状溝２ｂ間には、環状突起２Ａが形成されている。また、穴２ａ内の一部には、係合突起２Ｂが設けられている。スイッチケース３は、両端が開口する円筒状の段付部材であって、押ボタン２の環状溝２ｃ内に挿入される大径の筒状部３０と、筒状部３０に一体に形成され、筒状部３０よりも小径の筒状部３１とを有している。筒状部３０の内部には、半径方向内方に突出する突起部３０ａが形成されている。筒状部３０の外周面には、押ボタン内部への水の浸入を防止するための防水パッキン３５が装着されている。筒状部３１の外周面の一部には、雄ねじ部が形成されており、この雄ねじ部にロックナット３６が螺合している。また筒状部３０の段付面にはガスケット３７が装着されている。

押ボタンスイッチ１を工作機械等の制御パネル１０に取り付けるには、制御パネル１０に貫通形成された取付孔１０ａにスイッチケース３の筒状部３１を挿入するとともに、制御パネル１０の内部からロックナット３６を締め付け、制御パネル１０をロックナット３６およびガスケット３７間で挟持することにより行なう。

操作軸４は、軸方向に延びる中空の軸部４０と、軸部４０の略中央部から外周に張り出すフランジ部４１とを有している。軸部４０の一端は、押ボタン２の穴２ａ内に挿入されている。また、軸部４０の一端には、半径方向の係合凹部４０Ｂが形成されている。係合凹部４０Ｂには、押ボタン２の係合突起２Ｂが係合している。軸部４０の他端には、半径方向外方に突出する突起部４０ａと、半径方向内方に突出する突起部４０ｂとが形成されている。突起部４０ａは、図１（ａ）、（ｂ）に示す初期位置において、スイッチケース３の筒状部３０の突起部３０ａに係合している。軸部４０の略中央部には、半径方向外方に突出する一対の突起部４０ｃが形成されている。各突起部４０ｃは、円周上に例えば均等間隔で配置されている。各突起部４０ｃの軸方向両端には、それぞれ傾斜面４０ｃ_１、４０ｃ_２が形成されている。フランジ部４１には、押ボタン２の環状溝２ｂと対向する環状溝４１ａが形成されている。これらの環状溝２ｂ、４１ａには、コイルスプリング６が装着されている。

スイッチケース３の筒状部３０の内部には、トリガースプリング７が設けられている。トリガースプリング７は、図８に示すように、開口を有する環状部７０と、環状部７０の開口両端部から環状部７０の内方に向かってフック状に折り曲げられかつそれぞれ直線状に延びるとともに平行に配設された一対のフック部７１とから構成されている。各フック部７１は、図１（ａ）、（ｂ）に示す初期位置において、操作軸４の突起部４０ｃの傾斜面４０ｃ_１に図示下方から当接している。

接点ユニット５は、スイッチケース３の筒状部３１の内部に固定された筒状のベース５０と、ベース５０の内部に軸方向スライド自在に支持されたスライダ５１とを有している。スライダ５１の一端には、軸部５２が形成されており、軸部５２の先端には、半径方向外方に突出する突起部５２ａが形成されている。突起部５２ａは、図１（ａ）、（ｂ）に示す初期位置において、操作軸４の軸部４０の突起部４０ｂに係合している。これにより、スライダ５１は、押ボタン２の操作に連動してスイッチケース内をスライドし得るようになっている。

ベース５０には、図９に示すように、一対の固定端子５５Ａ、５６Ａと、これらの固定端子にそれぞれ対向配置された一対の可動端子５５Ｂ、５６Ｂとが設けられている。各固定端子５５Ａ、５６Ａは、ベース５０に固定された略Ｌ字状の部材であって、ベース５０内の端部に設けられかつベース５０内に固定配置される固定接点５５ａ、５６ａを有している。可動端子５５Ｂ、５６Ｂは、ベース５０内において固定接点５５ａ、５６ａに対して接離可能に設けられた可動接点５５ｂ、５６ｂを有している。また、ベース５０には、軸方向に配設されたコイルスプリング８が設けられており、図１（ａ）に示すように、コイルスプリング８の一端はスライダ５１の底壁部に圧接し、他端はスイッチケース３の筒状部３１の内壁部に圧接している。このコイルスプリング８は、スライダ５１を図示下方に付勢するための付勢手段として設けられているが、あくまで補助的なものである。

図２および図２Ａに示すように、固定端子５５Ａは、比較的厚肉の帯板状導電性部材をＬ字状に折り曲げることにより構成されており、固定接点５５ａは、ベース５０内において軸方向と略直交する方向に延びる固定片５５Ａ_１に設けられている。なお、固定端子５６Ａについても同様の構成を有しており、ここでの詳細な説明は省略する。

可動端子５５Ｂは、一端に可動接点５５ｂを有しかつ当該一端と他端の間（ここでは略中央部）に屈曲部５５０ａを有するとともに、略Ｌ字状に配設された比較的薄肉の帯板状導電性部材からなる第１の板ばね５５０と、一端が第１の板ばね５５０の可動接点５５ｂ側と逆側に連結されかつ当該一端と他端の間（ここでは略中央部）に屈曲部５５１ａを有する略Ｕ字状の第２の板ばね５５１とから構成されている。

第１の板ばね５５０において、屈曲部５５０ａからベース５０の内部に向かって直線状に延びる可動片５５０_１は、実質的に軸方向の可撓性（ばね性）を有している。また、第２の板ばね５５１は、第１の板ばね５５０の一部を切り欠いた後これを略Ｕ字状に折り曲げることにより構成されており、第２の板ばね５５１において屈曲部５５１ａからベース５０の内部に向かって直線状に延びる可動片５５１_１は、実質的に軸方向の可撓性（ばね性）を有している。なお、可動端子５６Ｂについても同様の構成を有しており、ここでの詳細な説明は省略する。可動接点５５ｂは、図１（ａ）、（ｂ）、図２、図２Ａに示すように接点が接続された初期位置において、第１の板ばね５５０のばね性によって固定接点５５ａから開離する側に付勢されている。すなわち、第１の板ばね５５０は、接点の開離付勢手段として機能している。

その一方、スライダ５１には、図１（ｂ）、図２、図９に示すように、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１および第２の板ばね５５１の可動片５５１_１を挟んで一方の側（押ボタン２から離れた側）に配置され、可動片５５１_１に当接することで可動接点５５ｂを固定接点５５ａに接触させる第１の当接指５１Ａと、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１および第２の板ばね５５１の可動片５５１_１を挟んで他方の側（押ボタン２に近い側）に配置され、可動片５５０_１に当接することで可動接点５５ｂを固定接点５５ａから開離させる第２の当接指５１Ｂとが設けられている。

図１（ｂ）、図２に示す初期位置においては、スライダ５１の第１の当接指５１Ａが第２の板ばね５５１の可動片５５１_１に当接して可動片５５１_１が図示上方に変位しており、これにより、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１が図示上方に変位して、可動接点５５ｂが固定接点５５ａに接触している。なお、このとき、第１の当接指５１Ａが可動片５５１_１に当接せずに可動片５５１_１が変位零の状態においては、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１も変位零のままであり、可動接点５５ｂは固定接点５５ａから開離した状態におかれるようになっている。

図２Ａに明確に示されるように、第１の板ばね５５０の屈曲部５５０ａは、略Ｌ字形状の角部から外方に膨出する円弧状部から構成されており、同様に、第２の板ばね５５１の屈曲部５５１ａは、略Ｕ字状の湾曲部から外方に膨出する円弧状部から構成されている。また、この例では、第１の板ばね５５０の屈曲部５５０ａを構成する円弧状部の曲率半径が、第２の板ばね５５１の屈曲部５５１ａを構成する円弧状部の曲率半径よりも大きくなっている。

次に、上述のように構成された押ボタンスイッチ１の作動について、図１ないし図７を用いて時系列的に説明する。

〔初期位置〕
押ボタン２を押し込んでいない、押ボタンスイッチ１の初期位置においては、図１（ａ）を用いて説明したように、トリガースプリング７の各フック部７１（図８参照）が、操作軸４の突起部４０ｃの図示下側の傾斜面４０ｃ_１に図示下方から当接している。また、図１（ｂ）、図２を用いて説明したように、スライダ５１の第１の当接指５１Ａが、第２の板ばね５５１の可動片５５１_１に当接して可動片５５１_１が図示上方に変位しており、これにより、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１が図示上方に変位して、可動接点５５ｂが固定接点５５ａに接触している。

このとき、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１先端の可動接点５５ｂは、第１の板ばね５５０のばね性により、固定接点５５ａから開離する側に付勢されている。すなわち、この場合、第１の当接指５１Ａが第２の板ばね５５１の可動片５５１_１に当接せずに可動片５５１_１が変位零の状態においては、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１も変位零のままであり、可動接点５５ｂは固定接点５５ａから開離した状態におかれるようになっている。

〔ボタン予備押し位置〕
次に、前記初期位置から押ボタン２のみを少し押し込んだ、ボタン予備押し位置においては、図３に示すように、コイルスプリング６のばね力に抗して押ボタン２が図示下方に押し込まれており、押ボタン２の環状突起２Ａが操作軸４のフランジ部４１に当接しているが、このとき、操作軸４は図示下方に押し込まれておらず、操作軸４およびスライダ５１の軸方向位置は、前記初期位置から変化していない。

このため、トリガースプリング７の各フック部７１と操作軸４の突起部４０ｃの傾斜面４０ｃ_１との位置関係、第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の変位量、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１の変位量、ならびに、可動接点５５ｂと固定接点５５ａとの接触状態および接圧は、前記初期位置から変化していない。

〔フック乗り越え直前位置〕
前記ボタン予備押し位置からさらに押ボタン２を押し込むと、図４に示すようなフック乗り越え直前位置に移行する。このとき、押ボタン２とともに、操作軸４が図示下方に若干量押し込まれており、これにより、操作軸４の各突起部４０ｃの各傾斜面４０ｃ_１がトリガースプリング７の各フック部７１を半径方向外方に拡径しており、その結果、トリガースプリング７の各フック部７１が操作軸４の各突起部４０ｃの各傾斜面４０ｃ_１から今にも外れようとする位置、別の言い方をすれば、各フック部７１が各傾斜面４０ｃ_１を今にも乗り越えようとする位置（フック乗り越え直前位置）に移動している。

また、このとき、押ボタン２の押込操作にともなって、操作軸４とともにスライダ５１が図示下方に若干量押し込まれており、これにより、スライダ５１の第１の当接指５１Ａに当接する第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の変位量が減少し、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１の変位量も減少して、可動接点５５ｂおよび固定接点５５ａ間の接圧は減少するものの、この場合においても、第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の変位によって第１の板ばね５５０の可動片５５０_１が変位しており、可動接点５５ｂと固定接点５５ａとの接触状態は維持される。

〔フック乗り越え直後位置〕
前記フック乗り越え直前位置からさらに押ボタン２を押し込むと、図５に示すようなフック乗り越え直後位置に移行する。このとき、押ボタン２とともに、操作軸４が図示下方に若干量押し込まれており、これにより、操作軸４の各突起部４０ｃの各傾斜面４０ｃ_１がトリガースプリング７の各フック部７１を半径方向外方にさらに拡径しており、その結果、トリガースプリング７の各フック部７１が操作軸４の各突起部４０ｃの各傾斜面４０ｃ_１から外れた直後の位置、別の言い方をすれば、各フック部７１が各傾斜面４０ｃ_１を乗り越えた直後の位置（フック乗り越え直後位置）に移動している。

また、このとき、押ボタン２の押込操作にともなって、操作軸４とともにスライダ５１が図示下方に若干量押し込まれたことにより、スライダ５１の第１の当接指５１Ａに当接する第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の変位量が前記フック乗り越え直前位置からさらに減少するが、この場合においても、第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の変位によって第１の板ばね５５０の可動片５５０_１が変位しており、可動接点５５ｂと固定接点５５ａとの接触状態および接圧は維持される。

なお、上述したフック乗り越え直前位置から前記フック乗り越え直後位置においても、押ボタン２の押込操作にともなって圧縮変形していたコイルスプリング６の弾性反発力が操作軸４に作用している。また、第１、第２の板ばね５５０、５５１の変形にともなう弾性復元力により、スライダ５１が図示下方に付勢されている。

〔板ばね変位零位置〕
前記フック乗り越え直後位置においてトリガースプリング７の各フック部７１が操作軸４の各突起部４０ｃの各傾斜面４０ｃ_１から外れた瞬間に、コイルスプリング６の弾性反発力、および第１、第２の板ばね５５０、５５１の弾性復元力、ならびにコイルスプリング８の補助的な弾性反発力により、操作軸４が図示下方に移動する。これにより、スライダ５１の第１の当接指５１Ａが第２の板ばね５５１の可動片５５１_１から離れ、その結果、図６に示すように、押ボタンスイッチ１は、第１、第２の板ばね５５０、５５１の変位が零の位置（板ばね変位零位置）に移行する。このとき、第１、第２の板ばね５５０、５５１は、スライダ５１の第１、第２の当接指５１Ａ、５１Ｂの間で自由長（つまり変位零）の状態におかれている。また、このとき、可動接点５５ｂと固定接点５５ａとの間には隙間ｅが形成され、接点が非接触状態となって、押ボタンスイッチ１がオフになる。これにより、工作機械等が非常停止する。

〔ロック状態位置〕
図４に示すフック乗り越え直前位置から押ボタン２が押し込まれると、押ボタンスイッチ１は、フック乗り越え直後位置（図５参照）および板ばね変位零位置（図６参照）を経由して、図７に示すロック状態位置に移行する。

このロック状態位置においては、図７に示すように、コイルスプリング６の弾性反発力により、操作軸４が図６の位置（図示せず）からさらに図示下方に移動しており、このとき、突起部４０ｃの図示上側の傾斜面４０ｃ_２がトリガースプリング７の各フック部７１に対向する位置に移動する。これにより、拡径していたトリガースプリング７の各フック部７１が弾性復元力により縮径して元の状態に戻ろうとして、各フック部７１が突起部４０ｃの傾斜面４０ｃ_２に当接する。また、このとき、スライダ５１も図６の位置からさらに図示下方に移動しており、これにより、スライダ５１の第２の当接指５１Ｂが第１の板ばね５５０に図示上方から当接して、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１を図示下方に変位させる。これにより、可動接点５５ｂが固定接点５５ａから開離される。

この場合には、ロック状態位置において、スライダ５１の第２の当接指５１Ｂの当接による可動片５５０_１の弾性変形により第１、第２の板ばね５５０、５５１に蓄えられる弾性エネルギーは、初期位置において、スライダ５１の第１の当接指５１Ａの当接による各可動片５５０_１、５５１_１の弾性変形により第１、第２の板ばね５５０、５５１に蓄えられていた弾性エネルギーよりも、はるかに小さくなるように設定されている。これにより、押ボタンスイッチ１が破損した場合でも接点同士が接触状態に戻るのを回避でき、セーフティポテンシャル機能が維持されている。

〔復帰動作〕
上述のようにして、一旦押込操作された押ボタン２を元の初期位置に復帰させるには、図７のロック状態位置から押ボタン２を引き出せばよい。ロック状態位置において、操作軸４は、図示上端の係合凹部４０Ｂが押ボタン２の係合突起２Ｂに係合しており、押ボタン２の引出操作にともなって、操作軸４も図示上方に移動する。このとき、トリガースプリング７の各フック部７１は操作軸４の突起部４０ｃの図示上側の傾斜面４０ｃ_２に沿って拡径しつつ半径方向外方に移動し、各フック部７１がさらに拡径して傾斜面４０ｃ_２から外れると、押ボタン２および操作軸４がさらに図示上方に移動する。そして、操作軸４の突起部４０ｃの図示下側の傾斜面４０ｃ_１がトリガースプリング７の各フック部７１に対向する位置まで移動すると、拡径していた各フック部７１がその弾性復元力により縮径して、各フック部７１が操作軸４の突起部４０ｃの傾斜面４０ｃ_１に当接する。

また、操作軸４の移動にともない、各突起部４０ｂおよび５２ａ間の係合を介して、スライダ５１も図示上方に移動する。このとき、板ばね変位零位置に戻るまでは、第１の板ばね５５０がその弾性反発力により元の位置に戻ろうとして、第１の板ばね５５０の可動片５５０_１が図示上方に変位する。その後、第２の板ばね５５１の可動片５５１_１に対する第１の当接指５１Ａの押付力により、まず、円弧状部の曲率半径の大きい第１の板ばね５５０の可動片５５０_１が図示上方に変位する。そして、可動接点５５ｂが固定接点５５ａに接触した後、今度は円弧状部の曲率半径の小さい第２の板ばね５５１の可動片５５１_１が図示上方に変位する。このようにして、押ボタンスイッチ１が初期位置に復帰する。

このような本実施例によれば、固定接点５５ａ、５６ａに接離可能な可動接点５５ｂ、５６ｂがばね構造体の第１の板ばね５５０の一端に設けられるので、接点を付勢するためのばねを接点とは切り離して別に設ける必要がなくなり、また、第１の板ばね５５０自体が接点を有する導電板として機能し得るようになり、これにより、押ボタンスイッチ１の部品点数を削減でき、製造コストおよび組立コストを低減できるようになる。さらに、第１、第２の板ばね５５０、５５１からばね構造体が構成されるので、単一の板ばねから構成する場合に比べて、ばねの変位時にばねに作用する応力を分散でき、これにより、各板ばね５５０、５５１に作用する応力を軽減できる。

また、第１の板ばね５５０のみならず、第２の板ばね５５１にも屈曲部が設けられるので、これらの屈曲部５５０ａ、５５１ａを用いて第１、第２の板ばね５５０、５５１のばねこわさ（ばね定数）を調整でき、これにより、第１の板ばね５５０の一端に設けられた可動接点５５ｂ、５６ｂの開離のタイミングを調整できる。

さらに、第１の板ばね５５０の一端に可動接点５５ｂまたは５６ｂが設けられるので、接点をシングルブレーク構造にすることができ、これにより、接点数を削減できる。

しかも、スイッチケース３内の第１の当接指５１Ａが第２の板ばね５５１の他端に当接して接点が接触した状態においても、第１、第２の板ばね５５０、５５１には、可動接点５５ｂ、５６ｂを固定接点５５ａ、５６ａから開離する側に付勢力が作用しているので、仮にスイッチが破損した場合でも、可動接点５５ｂ、５６ｂが再び固定接点５５ａ、５６ａに接触するのを防止できる。

また、可動接点５５ｂ、５６ｂの付勢手段が第１、第２の板ばね５５０、５５１という２種類の板ばねから構成されるので、単一の板ばねから構成する場合に比べて、ばねの変位時にばねに作用する応力を分散でき、これにより、各板ばね５５０、５５１に作用する応力を軽減できるばかりでなく、各板ばね５５０、５５１のばねこわさを適宜設定することにより、可動接点５５ｂ、５６ｂの開離のタイミングを調整できる。

しかも、この場合、第１、第２の板ばね５５０、５５１の各屈曲部５５０ａ、５５１ａが、略Ｌ字形状の角部または略Ｕ字形状の湾曲部から外方に膨出する円弧状部から構成されているので、各円弧状部の曲率半径を適宜設定することにより、第１、第２の板ばねのばねこわさを調整できる。

本実施例に示すように、例えば第１の板ばね５５０の円弧状部の曲率半径を第２の板ばね５５１の円弧状部の曲率半径よりも大きくした場合には、第１の板ばね５５０の円弧状部の曲げ剛性が第２の板ばね５５１の円弧状部の曲げ剛性よりも小さくなり、第１の板ばね５５０の円弧状部が、第２の板ばね５５１の円弧状部よりも曲げ変形しやすくなる。この場合、スイッチケース３内の第１の当接指５１Ａが第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の先端に当接したとき、第２の板ばね５５１よりも第１の板ばね５５０の方が変形しやすくなっている。これにより、接点の開離のタイミングを調整できる。

これとは逆に、第２の板ばね５５１の円弧状部の曲率半径を第１の板ばね５５０の円弧状部の曲率半径よりも大きくした場合には、第２の板ばね５５１の円弧状部の曲げ剛性が第１の板ばね５５０の円弧状部の曲げ剛性よりも小さくなり、第２の板ばね５５１の円弧状部が、第１の板ばね５５０の円弧状部よりも曲げ変形しやすくなる。この場合、スイッチケース３内の第１の当接指５１Ａが第２の板ばね５５１の可動片５５１_１の先端に当接したとき、第２の板ばね５５１の方が第１の板ばね５５０よりも変形しやすくなっている。これにより、接点の開離のタイミングを調整できる。

また、前記実施例では、第１、第２の板ばね５５０、５５１の各屈曲部５５０ａ、５５１ａの双方を、外方に膨出する円弧状部から構成した例を示したが、円弧状部は、これらの屈曲部５５０ａ、５５１ａのいずれか一方に設けるようにしてもよい。

この場合においても、接点の開離のタイミングを調整できるとともに、円弧状部が設けられた側の板ばねの当該円弧状部において、曲げ応力を低減できる。

なお、前記実施例では、第１の当接指５１Ａを第２の板ばね５５１の可動片５５１_１に当接させることにより、可動接点５５ｂを固定接点５５ａに接触させるようにしており、このため、接圧用のばねが不要になる。

また、前記実施例では、本発明によるばね構造体が適用されるスイッチ装置として、非常停止用押ボタンスイッチを例にとって説明したが、本発明は、非常停止用スイッチに限らず、常閉接点を押込操作により開離する一般の常閉スイッチのほか、常開スイッチやセレクタスイッチ、カムスイッチ、安全スイッチにも適用でき、さらに、リレーにも適用可能である。

本発明は、押ボタンスイッチやリレー等のスイッチ装置に好適であり、とくに、部品点数の削減によりコストの低減を要求されるものに適している。

１： 押ボタンスイッチ（スイッチ装置）

５１： スライダ
５１Ａ： 第１の当接指（当接部）

５５ａ、５６ａ： 固定接点
５５ｂ、５６ｂ： 可動接点
５５０： 第１の板ばね
５５０ａ： 屈曲部
５５１： 第２の板ばね
５５１ａ： 屈曲部

特開２００３−３０３５２７号公報（図１、図２参照）

Claims (5)

1. 内蔵された接点をオン/オフするスイッチ装置において、接点を付勢するためのばね構造体であって、
   前記スイッチ装置内に固定された固定接点に対して接離可能な可動接点を一端に有し、当該一端と他端の間に屈曲部を有する略Ｌ字状の第１の板ばねと、
   一端が前記第１の板ばねの前記可動接点と逆側に連結され、当該一端と他端の間に屈曲部を有するとともに、前記他端が前記スイッチ装置内に設けられた当接部に当接し得る略Ｕ字状の第２の板ばねとを備え、
   前記第２の板ばねの前記他端が前記当接部に当接することで、前記第１の板ばねの前記可動接点が前記固定接点に接触するようになっている、
   ことを特徴とするスイッチ装置用ばね構造体。
2. 請求項１において、
   前記第１の板ばねは、前記可動接点を前記固定接点から開離する側に付勢している、
   ことを特徴とするスイッチ装置用ばね構造体。
3. 請求項２において、
   前記第１、第２の板ばねは、当該各板ばねの変位が零のときに、前記可動接点が前記固定接点から開離するように設けられている、
   ことを特徴とするスイッチ装置用ばね構造体。
4. 請求項１において、
   前記第１、第２の板ばねの前記各屈曲部の少なくともいずれか一方は、前記略Ｌ字形状の角部または前記略Ｕ字形状の湾曲部から外方に膨出する円弧状部から構成されている、
   ことを特徴とするスイッチ装置用ばね構造体。
5. 請求項４において、
   前記第１、第２の板ばねの前記各屈曲部は、前記略Ｌ字形状の角部および前記略Ｕ字形状の湾曲部からそれぞれ外方に膨出する円弧状部から構成されており、前記第１の板ばねの前記円弧状部の曲率半径は、前記第２の板ばねの前記円弧状部の曲率半径と異なっている、
   ことを特徴とするスイッチ装置用ばね構造体。

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