JP5720343B2 - シーソースイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、シーソースイッチに関する。
特許文献1には、切り替えスイッチ40が記載されている。切り替えスイッチ40は、回動バー14と、摺動部16と、第1固定接点19と、第2固定接点20とから構成される接点部42を備える。回動バー14は、支点部13を中心に回動してシーソーのように揺れ動く。この回動バー14は、両側に第1可動接点17及び第2可動接点18を有する。第1固定接点19や第2固定接点20は、第1可動接点17や第2可動接点18に対峙している。摺動部16は、回動バー14に向かう方向に付勢され操作レバー12への操作で動く摺動凸部15を有し、回動バー14の上部を摺動してスイッチを切り替える。
特許文献1に記載の切り替えスイッチ40では、モータMの両端を短絡させると、モータMが停止する。モータMを停止するために操作レバー12を動かして摺動部16を左方向(特許文献1の図2の矢印Q1方向)に動かすと、第2可動接点18と第2固定接点20とが離れ(特許文献1の図2の矢印Q2方向)、第1可動接点17が特許文献1の図2の矢印Q3方向に動き第1固定接点19に電気的に接続する。また、モータMに電源Eを供給するために操作レバー12を動かして摺動部16を右方向に動かすと、第1可動接点17と第1固定接点19とが離れて開の状態(非接触状態)になり、第2可動接点18と第2固定接点20とが閉の状態となって、補助接点44及び固定接片62を介して電気的に接続(図2の状態)させて電源Eを供給する。
特開平11−162285号公報(段落0023〜0034、図2)
特許文献1に記載の切り替えスイッチ40では、回動バー14と摺動部16とが直接的に接しており、固定接点に対する可動接点の開閉の際に操作レバー12の動きと回動バー14の動きとが連動する。この点、スイッチの安全基準として、接点の開閉スピードは操作速度と独立していなければならないことを要請する安全基準があり、特許文献1に記載の切り替えスイッチ40はこの要請を満たさない。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、シーソースイッチでの操作速度と接点の開閉スピードとを独立させることを目的とする。
本発明の、シーソースイッチは、
固定接点と、
支点部と、
長尺をなし、固定接点に対向させた可動接点を少なくとも一方の端部に有し、支点部側の中腹で支点部に摺動自在に支持されて可動接点が固定接点に近接離反するように揺動する第1接触片と、
第1接触片の長手方向に沿う長尺をなし第1接触片に重ねて設置され、第1接触片における支点部側とは反対側に摺動自在に接する摺接部を支点部側の中腹に有し、摺接部を中心に揺動する第2接触片と、
スイッチにオフ状態を取らせるときに押下されるオフ側領域と、スイッチにオン状態を取らせるときに押下されるオン側領域とを有し、押圧部を第2接触片の長手方向に動かすための操作部と、
操作部に設けられ、第2接触片における支点部側とは反対側に押圧力を持って第2接触片を押圧する押圧部と、
押圧部に取り付けられ第2接触片に接する押圧ピンと、
を備え、
スイッチにオフ状態を取らせるときは、
操作部によりオフ側領域は押下され、押圧ピンの先端は第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点の反対側部分に接して第2接触片を押下させ、
第2接触片は、第1接触片に接して押下され、第1接触片の可動接点は固定接点と離反され、
スイッチをオフ状態からオン状態へ切り替えるときは、
操作部によりオン側領域は押下され、
押圧ピンの先端は、第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点の反対側部分から、第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点側部分に接しながら移動して第2接触片を押下させ、
第2接触片は、第1接触片に接して押下され、第1接触片の可動接点は固定接点に近接され、
スイッチにオン状態を取らせるときは、
操作部によりオン側領域は押下され、
押圧ピンの先端は第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点側部分に接して第2接触片を押下させ、
第2接触片は、第1接触片に接して押下され、第1接触片の可動接点は固定接点と接触される、
を備える。
本発明によれば、操作部を操作して押圧部を動かすと、まず、第2接触片が摺接部を中心に揺動する。このとき、第2接触片の摺接部が第1接触片を摺動する。そして、その後に、第1接触片は、第2接触片の摺接部や端部に押されて、支点部を摺動しつつこの支点部を中心に揺動する。このように、シーソースイッチでは、操作部の動きと、固定接点に対する可動接点の開閉とに時間差が生じ、シーソースイッチでの操作速度と接点の開閉スピードとを独立させることができる。
シーソースイッチの斜視図である。 シーソースイッチの正面断面図である。 シーソースイッチの分解斜視図である。 互いに組み付けられた金属部材と第1接触片と第2接触片との斜視図である。 第1端子と金属部材とが取り付けられた状態でのスイッチハウジングの平面図である。 図5に続いて、第1接触片と第2接触片とが取り付けられた状態でのスイッチハウジングの平面図である。 オフ状態にあるシーソースイッチの内部構造を示す正面断面図である。 図7に続いて、オン側領域が押下されはじめた状態でのシーソースイッチの内部構造を示す正面断面図である。 図8に続いて、オン側領域がさらに押下された状態でのシーソースイッチの内部構造を示す正面断面図である。 図9に続いて、オン側領域がさらに押下された状態でのシーソースイッチの内部構造を示す正面断面図である。 図10に続いて、オン側領域がさらに押下された状態でのシーソースイッチの内部構造を示す正面断面図である。 図11に続いて、オン状態に至ったシーソースイッチの内部構造を示す正面断面図である。
実施の一形態を、図1ないし図12に基づいて説明する。
図1は、シーソースイッチ101の斜視図である。シーソースイッチ101は、スイッチハウジング102と、操作部としてのシーソー体103と、素子部104(図2等参照)とを備える。
スイッチハウジング102は、樹脂素材で形成された略直方体形状の中空のボックス体であり、平面視で細長い長方形形状に見える。スイッチハウジング102の上面には、開口105が設けられる。スイッチハウジング102における開口105の周囲には、フランジ部102aが、開口105から外側に延びている。スイッチハウジング102の長辺側の一対の側部のいずれにも、軸受孔106が、長手方向の略中央でフランジ部102aの近傍に開口する。
スイッチハウジング102の短辺側の一対の側部のいずれにも、ラッチ107が設けられる。ラッチ107は、「く」字形状に折れ曲がった形状をなし、スイッチハウジング102から外側に突出する。ラッチ107の外側上方で斜め上方向を向く斜面には、滑り止め部107aが形成される。ラッチ107は、弾性を有していて、「く」字形状の頂部107b付近が押されると撓む。
スイッチハウジング102の底部からは、第1端子108と第2端子109とが突出し、スイッチハウジング102の長手方向に並んでいる。第1端子108や第2端子109には、電子機器から延びる電線(図示せず)が連結される。
シーソー体103は、押圧ピン112(図2を参照)を第2接触片117(図2を参照)の長手方向に動かすためのもので、スイッチハウジング102の開口105から挿入されて、スイッチハウジング102に揺動自在に取り付けられている。シーソー体103の上面で図1における左上側の領域(オフ側領域103p)が押下されるとシーソースイッチ101はオフ状態となり、シーソー体103の上面で図1における右下側の領域(オン側領域103q)が押下されるとシーソースイッチ101はオン状態となる。図1に示されるシーソースイッチ101は、オフ状態にある。
スイッチハウジング102の長手方向の側部には、シーソースイッチ101におけるオン側/オフ側を示す文字部102bが形成されている。
スイッチハウジング102の内部には、シーソー体103の下端部を受け止める段部102c(図2を参照)が形成される。段部102cによって、オフ側領域103pやオン側領域103qの押し込み過ぎが防止される。
図2は、シーソースイッチ101の正面断面図である。図3は、シーソースイッチ101の分解斜視図である。シーソー体103は、舟形形状をなし、舟形の底部を上方に向けて用いられる。シーソー体103の長手方向の両方の側面からは、軸部103aが突出する。軸部103aは、スイッチハウジング102に設けられた軸受孔106に嵌り込む(図1も参照)。
シーソー体103の内底面からは、筒部103bが下方に突出する。筒部103bには、スプリング111と押圧ピン112とがこの順に嵌め込まれる。このとき、押圧ピン112の先端は、下方に向く。押圧ピン112の先端は丸みを帯び、第2接触片117の上面側(第2の側)を摺動できるようになっている。スプリング111は、押圧ピン112を下方に押し出す。スプリング111と押圧ピン112とは、押圧部113を構成する。
素子部104は、シーソー体103に対する操作に応じて第1端子108と第2端子109との間の電気的接続とその遮断とを切り替えるもので、スイッチハウジング102の内部に収納される。素子部104は、固定接点114と、可動接点115と、第1接触片116と、第2接触片117と、支点部118とを含んでいる。
固定接点114は、半球形状をなし、第1端子108の上部に位置する。第1端子108は、上下方向に延びる板状で、スイッチハウジング102の底部に上方から差し込まれる。第1端子108には抜け止め部108aが形成されている。第1端子108がスイッチハウジング102の底部に差し込まれると、抜け止め部108aは、スイッチハウジング102に引っ掛かり抜けなくなる。これにより、固定接点114は、スイッチハウジング102の内部でスイッチハウジング102の底部の近傍に固定される。
支点部118は、クランク状の金属部材M1の一部をなし、同じく金属部材M1の一部に形成された第2端子109に繋がっている。第2端子109は、第1端子108と略同形で抜け止め部109aを有し、スイッチハウジング102の底部に上方から差し込まれて固定される。これにより、支点部118は、スイッチハウジング102の内部でスイッチハウジング102の底部の近傍に固定され、第1端子108と第2端子109との間に位置する。
可動接点115は、長尺の板状をなす第1接触片116の一方の端部に設けられ、固定接点114に対向するよう配置されている。第1接触片116は、可動接点115が固定接点114に近接離反するように揺動する。第1接触片116の中腹には、翼部119が設けられる。翼部119は、第1接触片116の幅方向(短手方向)に広がる。そして、第1接触片116は、第1接触片116の短手方向に延びる一対の翼部119の縁部119aのそれぞれを折り目として上方に折れ曲がっている。また、第1接触片116の他方の端部は、下方に折り曲げられている。この第1接触片116の他方の端部の端面は、第2端子109に当接する当接部120となる。
第2接触片117は、第1接触片116の長手方向に沿う長尺の板状をなす。第2接触片117の中腹には、摺接部121が設けられる。摺接部121は、第2接触片117の中腹で第2接触片117の幅方向(短手方向)に延び外縁が円弧状に凸となっている部分を下方に折り曲げて形成され、第2接触片117の下面側(第1の側)に突出する。第2接触片117には、ストッパ部122が設けられる。ストッパ部122は、第2接触片117の両端部を第2接触片の上面(第2の側)に突出するよう折り曲げて形成される。
図4は、互いに組み付けられた金属部材M1と第1接触片116と第2接触片117との斜視図である。図5は、第1端子108と金属部材M1とが取り付けられた状態でのスイッチハウジング102の平面図である。図6は、図5に続いて、第1接触片116と第2接触片117とが取り付けられた状態でのスイッチハウジング102の平面図である。図1並びに図3〜図6を参照し、金属部材M1について述べる。金属部材M1は、クランク状をなし、前述の第2端子109と、前述の支点部118と、これらを連結する連結部123とを有する。連結部123は、第1接触片116の長手方向に沿う長尺の板状をなし、第2端子109に直交する。連結部123の一方の端部は、第2端子109の上端部に繋がる。
支点部118は、連結部123の他方の端部から、上方に二つ突出する。二つの支点部118は、連結部123の幅方向(短手方向)に離間している。いずれの支点部118も、平坦部118aと、二つの傾斜部118bとを形成する。平坦部118aは、第1接触片116の下面側(第1の側)に面接触する。傾斜部118bは、平坦部118aを挟むように、第1接触片116の長手方向の両隣に位置する。傾斜部118bは、平坦部118aが上になるように平坦部118aに対して傾斜する。平坦部118aと傾斜部118bとの境界126R,126Lは、角状になっている。平坦部118aと二つの傾斜部118bとによって、支点部118は、台形形状に見える。
連結部123の他方の端部からは、規制部としての四本の規制アーム124が、上方に延びている。規制アーム124は、支点部118を、連結部123の長手方向に挟んでいる。規制アーム124の上端部には、第1接触片116の翼部119や第2接触片117の摺接部121を後述のように導入する作業を容易にするために、面取部125が形成される。
シーソースイッチ101の組み付け手順を、以下に述べる。まず、スイッチハウジング102の開口105から、第1端子108及び金属部材M1を挿し込み、第1端子108と第2端子109とをスイッチハウジング102の底部に差し込む(図5)。続いて、スイッチハウジング102の長手方向に並ぶ二本の規制アーム124の間に翼部119を位置付けてスイッチハウジング102の開口105から第1接触片116を導入し、第1接触片116の下面側(第1の側)を支点部118に支持させる。続いて、スイッチハウジング102の長手方向に並ぶ二本の規制アーム124の間に摺接部121を位置付けてスイッチハウジング102の開口105から第2接触片117を導入し、摺接部121を第1接触片116の翼部119の上面側(第2の側)に接しさせる(図6)。ここで、支点部118と第1接触片116とを固定せずに摺動自在とし、かつ、第1接触片116と第2接触片117とを固定せずに摺動自在とする。また、規制アーム124は、翼部119や摺接部121を挟みこんで、第1接触片116や第2接触片117の長手方向の動きを規制する。その後、スプリング111と押圧ピン112とが組み付けられたシーソー体103をスイッチハウジング102の開口105から導入し、押圧ピン112の先端を第2接触片117の上面側(第2の側)に接しさせ、シーソー体103の軸部103aをスイッチハウジング102の軸受孔106に嵌め込む。これにより、押圧ピン112は、第2接触片117の上面側に押圧力を持って接する。また、シーソー体103は、軸部103aを軸受孔106に支持されて軸部103aを中心に揺れ動くことができるようになる。
シーソースイッチ101での固定接点114と可動接点115との開閉時の素子部104の動きを、図7〜図12に基づいて述べる。図7は、オフ状態にあるシーソースイッチ101の内部構造を示す正面断面図である。オフ状態では、シーソー体103のオフ側領域103pが押下され、シーソー体103の図7における左側の下端部が段部102cに受け止められている。また、第1接触片116及び第2接触片117のいずれも、押圧ピン112に押されて図7における右側が下方になるように傾いており、固定接点114と可動接点115とが離反している。このとき、第1接触片116の上面側(第2の側)には、第2接触片117の摺接部121と第2接触片117の図7における右側の端部117Rとが接している。また、第1接触片116の下面は、境界126R(支点部118における平坦部118aと図7における右側の傾斜部118bとの境界)に支持されている。また、第2接触片117は、押圧ピン112に押されて図7における右側に寄っており、第2接触片117の摺接部121の右端が規制アーム124に接触している。また、第1接触片116は、第2接触片117に押されて図7における右側に寄っており、第1接触片116の翼部119の右端が規制アーム124に接触している。また、第1接触片116の当接部120は、第2端子109に当接している。
図8は、図7に続いて、オン側領域103qが押下されはじめた状態でのシーソースイッチ101の内部構造を示す正面断面図である。シーソースイッチ101をオン状態にするためにシーソー体103のオン側領域103qが押下されると、押圧ピン112が第2接触片117の上面側(第2の側)を摺動し、図8における左側に動き出す。これにより、第2接触片117が押圧ピン112に押されて図8における左側に動き、第2接触片117の摺接部121の左端が規制アーム124に接触する。この後、第1接触片116は、第2接触片117に押されて時間差で図8における左側に動き出す。
図9は、図8に続いて、オン側領域103qがさらに押下された状態でのシーソースイッチ101の内部構造を示す正面断面図である。シーソー体103の図9における左側の下端部が段部102cから離れる。また、オン側領域103qがさらに押下されると、第1接触片116は、図8における左側にさらに動き、第1接触片116の翼部119の左端が規制アーム124に接触する。また、押圧ピン112が第2接触片117の上面側(第2の側)を摺動して、図8における左側に移動する。これにより、規制アーム124が第2接触片117の摺接部121に干渉して第2接触片117の長手方向の動きを規制しつつ第2接触片117が摺接部121を中心に揺動し、第2接触片117の右側の端部117Rが第1接触片116の上面側から離れる。このとき、第2接触片117の摺接部121は第1接触片116の上面側(第2の側)に接したままである。また、第1接触片116の当接部120は、第2端子109に当接したままである。
図10は、図9に続いて、オン側領域103qがさらに押下された状態でのシーソースイッチ101の内部構造を示す正面断面図である。シーソー体103のオン側領域103qがさらに押下されると、押圧ピン112が第2接触片117の上面側(第2の側)を図10における左側にさらに摺動する。このとき、第2接触片117の摺接部121の左端は規制アーム124に接触したままである。押圧ピン112が摺動すると、規制アーム124が第2接触片117の摺接部121に干渉して第2接触片117の長手方向の動きを規制しつつ第2接触片117が摺接部121を中心にさらに揺動し、第2接触片117の図10における左側の端部117Lが第1接触片116の上面側(第2の側)に近づく。第1接触片116は、境界126Rを中心に回転し、第1接触片116の下面側(第1の側)が支点部118の平坦部118aに面接触する。また、第1接触片116の当接部120は、第2端子109から離れる。
図11は、図10に続いて、オン側領域103qがさらに押下された状態でのシーソースイッチ101の内部構造を示す正面断面図である。シーソー体103のオン側領域103qがさらに押下されると、押圧ピン112が第2接触片117の上面側(第2の側)を図11における左側にさらに摺動する。これにより、第2接触片117は、摺接部121を中心にさらに揺動し、図11における左側が下方になるように傾く。第1接触片116の下面側(第1の側)は、時間差で、境界126L(支点部118における平坦部118aと図11における左側の傾斜部118bとの境界)を中心に回転し始め、支点部118の平坦部118aから離れる。
図12は、図11に続いて、オン状態に至ったシーソースイッチ101の内部構造を示す正面断面図である。シーソー体103のオン側領域103qがさらに押下されると、シーソー体103の図12における右側の下端部が、段部102cに受け止められる。また、第2接触片117は、押圧ピン112に押されて図12における左側が下方になるように傾き、第2接触片117の摺接部121と第2接触片117の図12における左側の端部117Lとの両方が第1接触片116の上面側(第2の側)に接する。第1接触片116は、境界126Lを中心にさらに回転し、図12における左側が下方になるように傾き、可動接点115が固定接点114に接触して、シーソースイッチ101がオン状態となる。オン状態では、第1端子108と第2端子109との間に電位差があると、電流が、連結部123、支点部118、第1接触片116、可動接点115、固定接点114をこの順に又はこの逆の順に流れる。
なお、シーソースイッチ101をオン状態からオフ状態にする際には、シーソー体103のオフ側領域103pが押下される。これにより、押圧ピン112が第2接触片117の上面側(第2の側)を図7〜図12における右側に摺動し、第1接触片116が第2接触片117に押されて図7〜図12における右側が下方になるように傾き、可動接点115が固定接点114から離れて、当接部120が第2端子109に当接する。オン状態からオフ状態にする際にも、規制アーム124は、第2接触片117の摺接部121に干渉して第2接触片117の長手方向の動きを規制し、かつ、第1接触片116の翼部119に干渉して第1接触片116の長手方向の動きを規制する。
このように、本実施の形態のシーソースイッチ101では、シーソー体103を操作して押圧ピン112を動かすと、まず、第2接触片117が摺接部121を中心に揺動する。このとき、第2接触片117の摺接部121が第1接触片116を摺動する。そして、その後に、第1接触片116は、第2接触片117の摺接部121や端部117R,117Lに押されて、支点部118を摺動しつつこの支点部118を中心に揺動する。このように、本実施の形態のシーソースイッチ101では、シーソー体103の動きと、固定接点114に対する可動接点115の開閉とに時間差が生じ、シーソースイッチ101での操作速度と接点の開閉スピードとを独立させることができる。
さらに、本実施の形態のシーソースイッチ101では、規制アーム124が、第1接触片116や第2接触片117の長手方向の動きを規制している。このため、第1接触片116や第2接触片117は、押圧ピン112に押されても支点部118から離れることはない。
さらに、本実施の形態のシーソースイッチ101では、ストッパ部122が、第2接触片117の両端部から突出している。一般に、シーソースイッチでは、固定接点114及び可動接点115とが過電流等により溶着してしまう場合がある。また、第2端子109と第1接触片116の当接部120とが過電流等により溶着してしまう場合がある。本実施の形態では、このような異常状態となり第1接触片116が動かなくなってしまった場合でも、シーソー体103が動いて押圧ピン112の先端部がストッパ部122に突き当たるので、押圧ピン112の脱落が防止される。さらに、シーソー体103に大きな力を加えて押圧ピン112でストッパ部122を動かすことで、第1接触片116と第1端子108との溶着、並びに、第1接触片116と第2端子109との溶着を引き剥がすことができる。本実施の形態では、このようなストッパ部122を、第2接触片117を折り曲げて形成している。
さらに、本実施の形態のシーソースイッチ101では、支点部118が台形形状に形成され、第1接触片116が平坦部118aに面接触したり、境界126R,126Lを回転中心として回転したりする。このため、シーソー体103の操作に応じた第1接触片116の動きが安定し、固定接点114に対する可動接点115の接触及び離反が確実になる。
101 シーソースイッチ
103 シーソー体(操作部)
113 押圧部
114 固定接点
115 可動接点
116 第1接触片
117 第2接触片
118 支点部
118a 平坦部
118b 傾斜部
121 摺接部
122 ストッパ部
124 規制アーム(規制部)

Claims (4)

  1. 固定接点と、
    支点部と、
    長尺をなし、固定接点に対向させた可動接点を少なくとも一方の端部に有し、支点部側の中腹で支点部に摺動自在に支持されて可動接点が固定接点に近接離反するように揺動する第1接触片と、
    第1接触片の長手方向に沿う長尺をなし第1接触片に重ねて設置され、第1接触片における支点部側とは反対側に摺動自在に接する摺接部を支点部側の中腹に有し、摺接部を中心に揺動する第2接触片と、
    スイッチにオフ状態を取らせるときに押下されるオフ側領域と、スイッチにオン状態を取らせるときに押下されるオン側領域とを有し、押圧部を第2接触片の長手方向に動かすための操作部と、
    操作部に設けられ、第2接触片における支点部側とは反対側に押圧力を持って第2接触片を押圧する押圧部と、
    押圧部に取り付けられ第2接触片に接する押圧ピンと、
    を備え、
    スイッチにオフ状態を取らせるときは、
    操作部によりオフ側領域は押下され、押圧ピンの先端は第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点の反対側部分に接して第2接触片を押下させ、
    第2接触片は、第1接触片に接して押下され、第1接触片の可動接点は固定接点と離反され、
    スイッチをオフ状態からオン状態へ切り替えるときは、
    操作部によりオン側領域は押下され、
    押圧ピンの先端は、第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点の反対側部分から、第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点側部分に接しながら移動して第2接触片を押下させ、
    第2接触片は、第1接触片に接して押下され、第1接触片の可動接点は固定接点に近接され、
    スイッチにオン状態を取らせるときは、
    操作部によりオン側領域は押下され、
    押圧ピンの先端は第2接触片の摺動部を挟んだ可動接点側部分に接して第2接触片を押下させ、
    第2接触片は、第1接触片に接して押下され、第1接触片の可動接点は固定接点と接触される、
    シーソースイッチ。
  2. 1接触片及び第2接触片の少なくとも一方の長手方向の動きを規制する規制部を更に備える、
    請求項1記載のシーソースイッチ。
  3. 2接触片の両端部に設けられ、第2接触片の第2の側に突出するストッパ部を更に備える、
    請求項1又は2記載のシーソースイッチ。
  4. 点部は、
    1接触片の第1の側に面接触する平坦部と、
    坦部を挟むように第1接触片の長手方向の両隣に位置し、平坦部に対して傾斜する傾斜部と、
    を形成する、請求項1から3のいずれか一に記載のシーソースイッチ。
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