JP5857988B2 - スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ、特に押しボタンスイッチに関する。

押圧操作で接点を開閉できるスイッチとして、例えば特許文献１の平形キースイッチが従来技術として知られている。図１１は、特許文献１の平形キースイッチの構成を示す分解斜視図である。

図１１に示されるように、特許文献１のキースイッチ１００は、下部１１０及び下部１１０を覆う蓋部１２０からなるハウジング内に収容されている。キースイッチ１００の開閉は、固定接触片１４４と接触子１４６との接触及び非接触の切り替えによって実現される。接触子１４６は、環状薄板１５０で構成されている。押棒１３０を押し込むと、押棒１３０に備えられた開閉カム１４０によって、環状薄板１５０は、押棒１３０を押し込む方向と垂直な方向に撓む。そして、環状薄板１５０からなる接触子１４６は、固定接触片１４４に対して相対的に移動し、固定接触片１４４と接触する、あるいは離間する（非接触となる）。このように、特許文献１のキースイッチ１００の開閉は、押棒１３０を押し込む方向と垂直な方向における固定接触片１４４と接触子１４６との接触及び非接触の切り替えによって実現されている。このため、キースイッチ１００は、外観が平形構造であるスイッチに適している。

特表平８−５０４０５０号公報（１９９６年 ４月３０日公表）

しかしながら、特許文献１のキースイッチでは、キースイッチの中心に部材を配置する場合、外観の寸法を大きくしなければならないという問題がある。

特許文献１のキースイッチ１００では、環状薄板１５０からなる接触子１４６は、下部１１０の四角柱形状を形成する１側面側に配置されている。さらに、この環状薄板１５０は、押棒１３０を押し込む方向と垂直な方向に撓むために環状構造となっている。環状構造に対しある程度の可撓性を付与するため、環状薄板１５０の寸法は、押棒１３０を押し込む方向と垂直な方向において大きくなる。

このように特許文献１のキースイッチでは、環状薄板１５０からなる接触子１４６のスペースが大きくなる。それゆえ、外観の寸法を変えずに、キースイッチの中心に部材を配置することが困難になる。例えば、照光式押しボタンスイッチにおいて、光源であるＬＥＤは、ボタン操作面が均一に発光するように、操作面に対し中心位置に配置されることが望ましい。特許文献１のキースイッチを照光式押しボタンスイッチに適用した場合、外観の寸法を変えずに、ＬＥＤをキースイッチの操作面の中心に配置することは困難である。ＬＥＤをキースイッチの操作面の中心に配置するためには、キースイッチの外観の寸法を大きくする必要がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外観の寸法を変えることなく中央に部材の配置スペースを確保することができるスイッチを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のスイッチは、可動接点及び固定接点からなる開閉部を有する接点機構を備えたスイッチであって、多角柱の箱形状であり、かつ内部壁によって中央スペースが規定された筐体と、上記筐体の空間内において上記多角柱の軸方向に上下動可能に取り付けられ、該軸方向に対し垂直な横方向の寸法が軸方向において異なるカム形状を有する押圧部材と、を備え、上記接点機構は、上記筐体に支持される支持部を有する板状部材を備え、該板状部材は、上記カム形状に当接し上記上下動に連動して上記横方向に弾性変形する、上記可動接点が設けられた可動接触部を有し、上記可動接触部の弾性変形によって、上記可動接点が横方向に移動し上記固定接点に接触する、あるいは離間するようになっており、上記可動接触部は、上記内部壁と上記多角柱を構成する側壁との間の外周スペースに曲がって配置されており、上記支持部が配置される位置に最も近い上記側壁と、上記カム形状に接触する部分が配置される位置に最も近い上記側壁とが異なっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記接点機構は、上記筐体に支持される支持部を有する板状部材を備えている。そして、この板状部材は、上記可動接点が設けられた可動接触部を有する。そして、この可動接触部は、押圧部材における、上記軸方向に対し垂直な横方向の寸法が軸方向において異なるカム形状に当接する。そして、上記上下動に連動して上記横方向に弾性変形する。上記接点機構では、上記可動接触部の弾性変形によって、上記可動接点が横方向に移動し上記固定接点に接触する、あるいは離間するようになっている。本発明のスイッチでは、押圧部材による上下動の方向の力を上下動の方向と垂直な横方向に変換して、固定接点と可動接点とを接触させる、あるいは離間させて、電気接触の開閉を実現している。このため、上記上下動の方向におけるスイッチの寸法を小さくすることができる。

ここで、上記の構成によれば、上記可動接触部は、上記内部壁と上記多角柱を構成する側壁との間の外周スペースに曲がって配置されており、上記支持部が配置される位置に最も近い上記側壁と、上記カム形状に接触する部分が配置される位置に最も近い上記側壁とが異なっている。それゆえ、支点としての支持部と、力点としての「カム形状に接触する部分」との間の距離を長くすることができるので、可動接触部の弾性変形を生じさせるために必要な力を低減することができる。また、支点（上記支持部）と力点（カム形状に接触する部分）との間の距離を稼ぐ手法として、上記可動接触部を例えば上記側壁に沿わせて屈曲させるような構成とすることかできるので、上記内部壁と上記多角柱を構成する側壁との間の外周スペースを小さくすることができる。その結果、上記の構成によれば、上記筐体の寸法を変えることなく中央スペースの体積を大きくすることができる。よって、上記の構成によれば、スイッチの外観の寸法を変えることなく、筐体の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

本発明のスイッチにおいて、上記支持部が配置される位置に最も近い上記多角柱の角部と、上記カム形状に接触する部分が配置される位置に最も近い上記多角柱の角部とが異なっていることが好ましい。これによって、支点としての支持部と、力点としての「カム形状に接触する部分」との間の距離をさらに長くすることができる。

なお、本発明のスイッチにおける押圧部材の「カム形状」は、上記軸方向に対し垂直な横方向の寸法が軸方向において異なり、かつ、可動接触部に対し横方向の弾性変形を生じさせる形状であればよい。このような「カム形状」としては、例えば、上記横方向に凹凸に形成された凹凸面を有する形状、上記軸方向に対し傾斜した傾斜面を有する形状が挙げられる。

本発明のスイッチにおいて、上記接点機構は、上記板状部材を２つ備え、各板状部材に対応して、上記開閉部を２つ有することが好ましい。

上記の構成によれば、上記接点機構は、上記板状部材を２つ備え、各板状部材に対応して、上記開閉部を２つ有するので、スイッチの可動接点及び固定接点間の接触信頼性を向上させることができる。

また、本発明のスイッチにおいて、２つの上記開閉部は、上記上下動の方向の中央軸に対して軸対称になるように配されていることが好ましい。

上記の構成によれば、２つの上記開閉部は、上記上下動の方向の中央軸に対して軸対称になるように配されているので、スイッチの押圧操作のときに、押圧部材は、上記上下動の方向に垂直な方向において、一方向に偏って力がかかることなく、均等に力がかかる。それゆえ、上記の構成によれば、押圧部材における特定部分の摩耗を防止することができ、スイッチの寿命を長くすることができる。

また、本発明のスイッチにおいて、各板状部材には、上記固定接点を固定する固定支持部が形成されており、２つの板状部材のうち、一方の第１板状部材の固定支持部に設けられた固定接点は、他方の第２板状部材の可動接触部に設けられた可動接点と第１開閉部を構成し、上記第２板状部材の固定支持部に設けられた固定接点は、第１板状部材の可動接触部に設けられた可動接点と第２開閉部を構成することが好ましい。

上記の構成によれば、各板状部材に可動接点及び固定接点を設け、これら可動接点及び固定接点について、互いに異なる板状部材に備えられた接点によって第１開閉部及び第２開閉部を構成している。このように上記の構成によれば、可動接点を可動するための部材や固定接点を固定する部材を別途設ける必要なく、１つの板状部材に可動接点及び固定接点を設けているので、部品点数を小さくすることができる。その結果、上記の構成によれば、さらに、筐体の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

また、本発明のスイッチにおいて、上記筐体の中央のスペースに、上記上下動の方向の上側に向けて光を照射する光源部が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、上述のように確保された筐体の中央スペースに、上記上下動の方向の上側に向けて光を照射する光源部が設けられている。これによって、上記の構成によれば、外観寸法を変えることなく、ボタン操作面が均一に発光する照光式押しボタンスイッチを実現することができる。

本発明のスイッチにおいて、上記光源部は、基板に実装されたＬＥＤと、該ＬＥＤに光結合する導光棒と、を備えていてもよい。

また、本発明のスイッチにおいて、上記光源部は、砲弾型ＬＥＤで構成されていてもよい。これによって、光の光利用効率を向上させることかできる。

また、本発明のスイッチにおいて、上記筐体の中央のスペースに、小型スイッチが設けられており、上記小型スイッチは、上記可動接点及び上記固定接点の電気接触により電気回路がオンになった後に、別の電気回路を開閉するように構成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、上述のように確保された筐体の中央スペースに、小型スイッチが設けられている。そして、上記小型スイッチは、上記可動接点及び上記固定接点の電気接触により電気回路がオンになった後に、別の電気回路を開閉するように構成されているので、本発明のスイッチを２段スイッチとして利用することができる。

また、本発明のスイッチでは、上記板状部材において、上記カム形状に当接する当接部、及び上記支持部は、上記筐体における角のスペースに配置されていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記板状部材において、上記カム形状に当接する当接部、及び上記支持部は、上記筐体における角のスペースに配置し、上記筐体における角のスペースを有効利用している。それゆえ、上記の構成によれば、さらに、筐体の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

本発明のスイッチは、以上のように、多角柱の箱形状であり、かつ内部壁によって中央スペースが規定された筐体と、上記筐体の空間内において上記多角柱の軸方向に上下動可能に取り付けられ、該軸方向に対し垂直な横方向の寸法が軸方向において異なるカム形状を有する押圧部材と、を備え、上記接点機構は、上記筐体に支持される支持部を有する板状部材を備え、該板状部材は、上記カム形状に当接し上記上下動に連動して上記横方向に弾性変形する、上記可動接点が設けられた可動接触部を有し、上記可動接触部の弾性変形によって、上記可動接点が横方向に移動し上記固定接点に接触する、あるいは離間するようになっており、上記可動接触部は、上記内部壁と上記多角柱を構成する側壁との間の外周スペースに曲がって配置されており、上記支持部が配置される位置に最も近い上記側壁と、上記カム形状に接触する部分が配置される位置に最も近い上記側壁とが異なっている構成である。

それゆえ、本発明によれば、外観の寸法を変えることなく中央に部材の配置スペースを確保することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る押しボタンスイッチの構成を示す分解斜視図である。 図１に示す押しボタンスイッチの外観を示す斜視図である。 図１に示す押しボタンスイッチの構成を示す断面斜視図である。 図１〜３に示す押しボタンスイッチにおけるプランジャ本体の構成を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は下側から見た平面図である。 図１〜３に示す押しボタンスイッチにおいて、下部ケースに収容された接点機構の構成を上側から見た平面図である。 図１〜３に示す押しボタンスイッチにおいて、基板に設けられた接点機構の構成を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。 図１〜３に示す押しボタンスイッチの操作前におけるプランジャ本体と可動プレートとの係合状態を示す側面図である。 （ａ）及び（ｃ）は、図１〜３に示す押しボタンスイッチの操作過程を示す断面斜視図であり、（ｂ）及び（ｄ）は、動作プレートの当接部及びプランジャ本体のカム部の動作を示す部分拡大図である。 本発明の実施形態２に係る押しボタンスイッチの構成を示す断面斜視図である。 本発明の実施形態３に係る押しボタンスイッチの構成を示す断面斜視図である。 特許文献１の平形キースイッチの構成を示す分解斜視図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る押しボタンスイッチ１０の構成を示す分解斜視図である。図２は、押しボタンスイッチ１０の外観を示す斜視図である。図３は、押しボタンスイッチ１０の構成を示す断面斜視図である。なお、図２及び図３は、非押圧時の状態を示している。

本実施形態の押しボタンスイッチ１０は、有接点式のスイッチであり、特にキーボード、産業用操作パネル、業務用映像機器の操作パネル、民生機器等に組み込まれる照光スイッチに適した構成になっている。

図１〜図３に示されるように、押しボタンスイッチ１０は、キートップ１と、上部ケース２０（筐体）と、プランジャ部３０と、光源部４０と、接点機構５０と、下部ケース６０（筐体）と、基板７と、を備えている。上部ケース２０は、下部ケース６０に嵌合して接点機構５０を被覆するとともに、プランジャ部３０を上下動可能に支持する。光源部４０は、ＬＥＤ４１及び導光棒４２からなる。ＬＥＤ４１は、図３に示されるように、基板７に実装されている。また、プランジャ部３０は、プランジャ本体（押込部材）３１と、コイルバネ３２とを備えている。ここでは、押しボタンスイッチを押し込む方向をＺ方向とする。そして、Ｚ方向において、キートップ１側を上側とし、基板７側を下側とする。

上部ケース２０には、プランジャ本体３１の上側部分３１Ａが挿通可能な穴部２１が形成されている。プランジャ本体３１の上側部分３１Ａには、キートップ１と係合する係合溝３３が形成されている。それゆえ、プランジャ本体３１の上側部分３１Ａは、上部ケース２０の穴部２１を挿通した状態でキートップ１と係合することになる。

下部ケース６０は、四角柱の箱形状になっており、図１に示されるように、基板７に取り付けられている。そして、上側から見て、下部ケース６０の略中心には、基板７まで連通する連通管６１（内部壁）が形成されている。連通管６１には、光源部４０が収容されている。具体的には、基板７に実装されたＬＥＤ４１は、連通管６１の真上に配置されている。そして、導光棒４２は、連通管６１に挿入され、係止部４２ａと連通管６１との係合によって、所定の位置に支持されている。ＬＥＤ４１からの光は、導光棒４２に結合し、導光棒４２内を導光し上側へ出射するようになっている。

また、下部ケース６０には、連通管６１を取り囲むように、挿入管６２（内部壁）が形成されている。この挿入管６２は、下部ケース６０の底面を貫通せず、基板７まで連通しない構成になっている。プランジャ部３のコイルバネ３２は、連通管６１の外壁と挿入管６２の内壁との間の空間内に収容されている。すなわち、下部ケース６０においては、連通管６１及び挿入管６２によって、中央スペースが規定されている。また、接点機構５０は、挿入管６２の外壁（内部壁）及び下部ケース６０の側壁６３によって囲まれた空間（外周スペース）内に収容される。

また、上側から見て、壁６３が形成する矩形形状の各角部には、角部の形状を保ちながら上側へ突出した突出角部６４が形成されている。プランジャ部３０におけるプランジャ本体３１の下部は、４つの突出角部６４によって支持可能な形状を有する。この突出角部６４は、押しボタンスイッチ１０を押圧するに際し、プランジャ本体３１を下側へ案内する案内部として機能する。また、プランジャ本体３１は、コイルバネ３２の上側部分に接触して配置されている。コイルバネ３２は、プランジャ本体３１が押圧されたときに、押圧する力と反対方向の弾性力が働くように、下部ケース６０内に収容されている。

図４は、プランジャ本体３１の構成を示し、図４の（ａ）は斜視図であり、図４の（ｂ）は下側から見た平面図である。図４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、プランジャ本体３１は、その下側部分３１Ｂに、接点機構５０と係合するカム部３４（カム形状）が形成されている。また、プランジャ本体３１の中央部には、導光棒４２が挿通可能な穴部３５が形成されている。また、カム部３４は、図４の（ｂ）に示されるように、Ｚ方向に垂直な横方向に凹凸に形成された凹凸面（カム形状）３４ａを有する。

ここで、図５、並びに図６の（ａ）及び（ｂ）を参照して、接点機構５０の構成について、詳述する。図５は、下部ケース６０に収容された接点機構５０の構成を上側から見た平面図である。図６は、基板７に設けられた接点機構５０の構成を示し、図６の（ａ）は斜視図であり、図６の（ｂ）は側面図である。

図５並びに図６の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、接点機構５０は、２つの可動プレート５１・５２と、固定接点５３・５４と、可動接点５５・５６とを備えている。可動プレート５１には、固定接点５３及び可動接点５５が設けられており、可動プレート５２には、固定接点５４及び可動接点５６が設けられている。可動プレート５１・５２は、
また、図６の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、基板７には、可動プレート５１・５２を支持するための貫通孔７ａが形成されている。そして、可動プレート５１・５２は、貫通孔７ａを貫通し外部に接続する突出端子部５１Ａ・５２Ａ（支持部）を有している。可動プレート５１・５２は、突出端子部５１Ａ・５２Ａを介して、基板７に支持されている。なお、可動プレート５１・５２は、導電材から構成されている。

可動プレート５１・５２は、上側から見て、突出端子部５１Ａ・５２Ａから略Ｌ字形状に屈曲した可動接触部５１Ｂ・５２Ｂを有する。また、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂにおける突出端子部５１Ａ・５２Ａと反対側の端部には、プランジャ本体３１のカム部３４に当接する当接部５１Ｃ・５２Ｃが設けられている。この当接部５１Ｃ・５２Ｃは、外側に突出したＶ字形状を有する。押しボタンスイッチ１０においては、Ｖ字形状の当接部５１Ｃ・５２Ｃの頂部５１Ｃ_１・５２Ｃ_１が、カム部３４の凹凸面３４ａに当接した状態になっている。当接部５１Ｃ・５２Ｃの頂部５１Ｃ_１・５２Ｃ_１が凹凸面３４ａに当接した状態では、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、Ｚ方向に対し垂直な方向の外側へ付勢している。すなわち、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、スイッチの押圧動作中、突出端子部５１Ａ・５２Ａを支点とし、当接部５１Ｃ・５２Ｃを力点として、Ｚ方向に垂直な方向に弾性変形する板バネとして機能する。

このように、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、挿入管６２と側壁６３の間の外周スペースに曲がって配置されている。可動接触部５１Ｂ・５２Ｂにおける曲がった部分は、図５及び図６に示すような、プレート（板部分）が折れ曲がって屈曲した構成に限定されず、例えば、プレート（板部分）が湾曲して形成された曲面で構成されてもよい。

また、可動プレート５１・５２は、突出端子部５１Ａ・５２Ａにおける可動接触部５１Ｂ・５２Ｂが設けられた部分と異なる部分に固定支持部５１Ｄ・５２Ｄが形成されている。この固定支持部５１Ｄ・５２Ｄは、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂと異なり、スイッチの押圧動作中、変形しない構成になっている。また、固定支持部５１Ｄ・５２Ｄは、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂよりも下側から起立した起立片として形成されており、Ｚ方向に延びた面５１Ｄ_１・５２Ｄ_１を有する。

可動プレート５１において、固定接点５３は、固定支持部５１Ｄの面５１Ｄ_１に取り付けられている。可動接点５５は、可動接触部５１Ｂにおける外側の面に取り付けられている。また、可動プレート５２において、固定接点５４は、固定支持部５２Ｄの面５２Ｄ_１に取り付けられている。可動接点５６は、可動接触部５２Ｂにおける外側の面に取り付けられている。

ここで、下部ケース６０内における、可動プレート５１及び５２の位置関係について説明する。図５に示されるように、可動プレート５１・５２の可動接触部５１Ｂ・５２Ｂはそれぞれ、挿入管６２と下部ケース６０の四角柱を構成する側壁６３との間の外周スペースに屈曲して配置されている。そして、突出端子部５１Ａ・５２Ａが配置される位置に最も近い側壁６３と、凹凸面３４ａに接触する当接部５１Ｃ・５２Ｃが配置される位置に最も近い側壁６３とが異なっている。

図５に示されるように、可動プレート５１の突出端子部５１Ａは、下部ケース６０の四角柱形状における角部Ｉのスペースに配置されている。この突出端子部５１Ａから、可動接触部５１Ｂは、下部ケース６０の側壁６３によって形成された四角形の４辺のうち、辺Ｉ−ＩＶ及びＩＶ−ＩＩＩの２辺に沿って配置されている。すなわち、可動接触部５１Ｂは、突出端子部５１Ａから角部ＩＶをまたがって延びている。そして、可動接触部５１Ｂにおける突出端子部５１Ａと反対側の端部である当接部５１Ｃは、角部ＩＩＩのスペースに配置されている。また、可動プレート５２の突出端子部５２Ａは、下部ケース６０の四角柱形状における角部ＩＩＩのスペースに配置されている。この突出端子部５２Ａから、可動接触部５２Ｂは、下部ケース６０の側壁６３によって形成された四角形の４辺のうち、辺ＩＩＩ−ＩＩ及びＩＩ−Ｉの２辺に沿って配置されている。すなわち、可動接触部５２Ｂは、突出端子部５２Ａから角部ＩＩをまたがって延びている。そして、可動接触部５２Ｂにおける突出端子部５２Ａと反対側の端部である当接部５２Ｃは、角部Ｉのスペースに配置されている。

固定支持部５１Ｄは、突出端子部５１Ａにおける可動接触部５１Ｂが設けられた部分と異なる部分に形成されており、角部Ｉのスペースに配置されている。固定支持部５２Ｄは、突出端子部５２Ａにおける可動接触部５２Ｂが設けられた部分と異なる部分に形成されており、角部ＩＩＩのスペースに配置されている。

このように、押しボタンスイッチ１０の構成によれば、接点機構５０における主要な構成要素である可動プレート５１及び５２は、下部ケース６０の中央スペースを避け、側壁６３に沿って配置されている。さらに、可動プレート５１及び５２は、特許文献１のような環状でなく、板状である。また、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、挿入管６２と下部ケース６０の四角柱を構成する側壁６３との間の外周スペースに屈曲して配置されている。そして、突出端子部５１Ａ・５２Ａが配置される位置に最も近い側壁６３と、凹凸面３４ａに接触する当接部５１Ｃ・５２Ｃが配置される位置に最も近い側壁６３とが異なっている。それゆえ、支点としての突出端子部５１Ａ・５２Ａと、力点としての当接部５１Ｃ・５２Ｃとの間の距離を長くすることができるので、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂの弾性変形を生じさせるために必要な力を低減することができる。また、支点と力点との間の距離を稼ぐ手法として、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂを例えば側壁６３に沿わせて屈曲させるような構成とすることかできるので、挿入管６２と下部ケース６０の四角柱を構成する側壁６３との間の外周スペースを小さくすることができる。
このため、下部ケース６０内部における可動プレート５１及び５２のスペースを小さくすることができるとともに、下部ケース６０の寸法を変えることなく中央スペースの体積を大きくすることができる。

その結果、押しボタンスイッチ１０の構成によれば、スイッチの外観の寸法を変えることなく、下部ケース６０の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

図１〜３に示されるように、本実施形態の押しボタンスイッチ１０では、このように確保された下部ケース６０中央のスペースに、ＬＥＤ４１及び導光棒４２からなる光源部４０が配置されている。これによって、外観寸法を変えることなく、ボタン操作面（キートップ１の上面）が均一に発光する照光式押しボタンスイッチを実現することができる。

ここで、接点機構５０における、可動プレート５１及び５２の位置関係について説明する。図５、並びに図６の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、可動プレート５１と可動プレート５２とは、上側から見て、Ｚ方向に延びる中央軸Ｏに対して軸対称となる位置関係になっている。

可動プレート５１は、可動接触部５１Ｂに設けられた可動接点５５が、可動プレート５２における固定支持部５２Ｄの面５２Ｄ_１に設けられた固定接点５４と対向するように配置されている。一方、可動プレート５２は、可動接触部５２Ｂに設けられた可動接点５６が、可動プレート５１における固定支持部５１Ｄの面５１Ｄ_１に設けられた固定接点５３と対向するように配置されている。

押しボタンスイッチ１０では、可動プレート５１に設けられた可動接点５５と可動プレート５２に設けられた固定接点５４との電気接触、及び可動プレート５２に設けられた可動接点５６と可動プレート５１に設けられた固定接点５３との電気接触を開閉している。このように接点機構５０が２つの接点開閉機構を有しているので、押しボタンスイッチ１０の可動接点及び固定接点間の接触信頼性を向上させることができる。また、可動プレート５１及び可動プレート５２は、互いに同一形状である。それゆえ、部品の共用化を図れるとともに、製造コストを小さくすることができる。

また、押しボタンスイッチ１０では、可動プレート５１と可動プレート５２とは、上側から見て、Ｚ方向に延びる中央軸Ｏに対して軸対称となる位置関係になっている。そして、可動接点５５と固定接点５４とが接触開閉する点、及び可動接点５６と固定接点５３とが接触開閉する点も、Ｚ方向に延びる中央軸Ｏに対して軸対称となる位置関係になっている。すなわち、可動接点５５と固定接点５４とによって構成される開閉部、及び可動接点５６と固定接点５３とによって構成される開閉部は、中央軸Ｏに対して軸対称となっている。これによって、押しボタンスイッチ１０を押圧し電気接触の開閉を行うに際し、接触開閉する２つの点にかかる力の向きは、中央軸Ｏに対して軸対称となる。このため、押しボタンスイッチ１０の押圧操作のときに、プランジャ本体３１は、Ｚ方向に垂直な方向において、一方向に偏って力がかかることなく、均等に力がかかる。それゆえ、プランジャ本体３１は、例えば上部ケース２０のある特定の位置に接触した状態で押圧されることがなくなる。その結果、プランジャ本体３１における特定部分の摩耗を防止することができ、スイッチの寿命を長くすることができる。

ここで、押しボタンスイッチ１０の組立て方法の一例について、説明する。まず、接点機構５０を組み付けた下部ケース６０をＬＥＤ４１が実装された基板７に装着する。

次に、下部ケース６０の連通管６１に導光棒４２を挿入し、ＬＥＤ４１と導光棒４２とを光学結合させる。次に、下部ケース６０の挿入管６２にコイルバネ３２を挿入する。このとき、コイルバネ３２内に導光棒４２が収容された状態になる。

次に、コイルバネ３２の上側から、プランジャ本体３１の４つの角部がそれぞれ４つの突出角部６４に収まるように、プランジャ本体３１を下部ケース６０に装着する。このとき、可動プレート５１・５２における当接部５１Ｃ・５２Ｃの頂部５１Ｃ_１・５２Ｃ_１を、カム部３４の凹凸面３４ａに当接し、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂが外側へ変位するように付勢する。このため、可動接触部５１Ｂに設けられた可動接点５５は、固定支持部５２Ｄに設けられた固定接点５４から開離している。また、可動接触部５２Ｂに設けられた可動接点５６は、固定支持部５１Ｄに設けられた固定接点５３から開離している。

次いで、上部ケース２０及びキートップ１を順に装着することによって、押しボタンスイッチ１０が完成する。

次に、押しボタンスイッチ１０の操作方法について、説明する。図７は、押しボタンスイッチ１０の操作前におけるプランジャ本体３１と可動プレート５１との係合状態を示す側面図である。図８の（ａ）及び（ｃ）は、図１〜３に示す押しボタンスイッチ１０の操作過程を示す断面斜視図であり、図８の（ｂ）及び（ｄ）は、可動プレート５１の当接部５１Ｃ及びプランジャ本体３１のカム部３４の動作を示す部分拡大図である。なお、以下では、押しボタンスイッチ１０の押圧による可動接点５５及び固定接点５４の開閉動作について説明する。なお、可動接点５６及び固定接点５３の開閉動作は、可動接点５５及び固定接点５４の開閉動作と同様であるので、説明を省略する。

まず、図７及び図８の（ａ）に示されるように、押しボタンスイッチ１０の操作前においては、コイルバネ３２のバネ力によって、プランジャ本体３１の下側部分３１Ｂには上方の力が働いており、プランジャ本体３１は、上方へ付勢された状態になっている。また、押しボタンスイッチ１０の操作前において、可動プレート５１の当接部５１Ｃは、頂部５１Ｃ_１を介してプランジャ本体３１のカム部３４の凹凸面３４ａの凸面３４ａ_１に当接している。

ここで、可動プレート５１の可動接触部５１Ｂは、当接部５１Ｃを介したカム部３４との当接によって、Ｚ方向に対し垂直な方向（以下、横方向とする）の内側に弾性変形した状態になっている。それゆえ、押しボタンスイッチ１０の操作前においては、可動接触部５１Ｂの弾性力によって、可動プレート５１の当接部５１Ｃには、横方向外側の力が働いている。このため、当接部５１Ｃは、横方向外側へ付勢された状態になっている。すなわち、当接部５１Ｃは、カム部３４を外側へ押している状態になっている。プランジャ本体３１のカム部３４は、凹凸面３４ａを介して可動プレート５１の当接部５１Ｃの頂部５１Ｃ_１に当接することによって、当接部５１Ｃの横方向外側への付勢を係止している。このとき、可動接触部５１Ｂに設けられた可動接点５５は、固定支持部５２Ｄに設けられた固定接点５４から開離している。

そして、図８の（ｃ）に示されるように、プランジャ本体３１の上側部分３１Ａを押しさげると、コイルバネ３２が撓むとともに、当接部５１Ｃの頂部５１Ｃ_１は、横方向外側へ付勢された状態で、カム部３４の凹凸面３４ａをスライドする。そして、プランジャ本体３１の上側部分３１Ａを押しさげ、可動プレート５１の当接部５１Ｃがカム部３４よりも上側に位置したとき、カム部３４による当接部５１Ｃの横方向外側への付勢の係止動作が解除される。このとき、可動接触部５１Ｂに設けられた可動接点５５は、固定支持部５２Ｄに設けられた固定接点５４と電気接触した状態になる。

次いで、プランジャ本体３１の上側部分３１Ａへの押圧を解除すると、コイルバネ３２がプランジャ本体３１を上方へ押し上げるようになる。このとき、当接部５１Ｃは、プランジャ本体３１のカム部３４の凹凸面３４ａをスライドする。そして、凹凸面３４ａの凸面３４ａ_１にて係止される。これによって、プランジャ本体３１及び可動プレート５１は、押しボタンスイッチ１０の操作前の位置に復帰する。

なお、押しボタンスイッチ１０においては、プランジャ本体３１のカム部３４は、Ｚ方向に垂直な方向に凹凸になった凹凸面３４ａを有する形状であった。しかし、プランジャ本体３１のカム部３４の形状は、この形状に限定されず、Ｚ方向に対し垂直な横方向の寸法がＺ方向において異なり、かつ、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂに対し横方向の弾性変形を生じさせる形状であればよい。プランジャ本体３１のカム部３４の形状は、例えば、Ｚ方向に対し傾斜した傾斜面を有する形状であってもよい。より具体的には、カム部３４の形状は、上側から下側へ向かうに従い内側へ出っ張るように傾斜した傾斜面を有する形状であってもよい。

このように、本実施形態の押しボタンスイッチ１０は、可動接点５５（可動接点５６）及び固定接点５４（固定接点５３）からなる開閉部を有する接点機構５０を備えたスイッチである。そして、押しボタンスイッチ１０は、四角柱の箱形状の下部ケース６０と、下部ケース６０の空間内において四角柱の軸方向（すなわちＺ方向）に上下動可能に取り付けられたプランジャ本体３１と、を備えている。下部ケース６０には、連通管６１及び挿入管６２によって中央スペースが規定されている。プランジャ本体３１は、Ｚ方向に対し垂直な横方向に凹凸になった凹凸面３４ａを有するカム部３４を備えている。接点機構５０は、下部ケース６０に支持される突出端子部５１Ａ・５２Ａを有する可動プレート５１・５２を備えている。可動プレート５１・５２は、可動接点５５・５６が設けられた可動接触部５１Ｂ・５２Ｂを有する。可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、凹凸面３４ａに当接しプランジャ本体３１の上下動に連動して横方向に弾性変形する。そして、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂの弾性変形によって、可動接点５５・５６が横方向に移動し固定接点５４・５３に接触する、あるいは離間するようになっている。このような押しボタンスイッチ１０において、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、挿入管６２と下部ケース６０の四角柱を構成する側壁６３との間の外周スペースに屈曲して配置されており、突出端子部５１Ａ・５２Ａが配置される位置に最も近い側壁６３と、凹凸面３４ａに接触する部分（当接部５１Ｃ・５２Ｃ）が配置される位置に最も近い側壁６３とが異なっている。

押しボタンスイッチ１０では、プランジャ本体３１によるＺ方向の力をＺ方向と垂直な横方向に変換して、可動接点５５（可動接点５６）と固定接点５４（固定接点５３）とを接触させる、あるいは離間させて、電気接触の開閉を実現している。このため、押しボタンスイッチ１０は、Ｚ方向における寸法を小さくすることができる。

ここで、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂは、挿入管６２と下部ケース６０の四角柱を構成する側壁６３との間の外周スペースに屈曲して配置されており、突出端子部５１Ａ・５２Ａが配置される位置に最も近い側壁６３と、凹凸面３４ａに接触する部分（当接部５１Ｃ・５２Ｃ）が配置される位置に最も近い側壁６３とが異なっている。それゆえ、支点としての突出端子部５１Ａ・５２Ａと、力点としての「凹凸面３４ａに接触する部分」との間の距離を長くすることができるので、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂの弾性変形を生じさせるために必要な力を低減することができる。また、支点（突出端子部５１Ａ・５２Ａ）と力点（凹凸面３４ａに接触する部分）との間の距離を稼ぐ手法として、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂを例えば側壁６３に沿わせて屈曲させるような構成とすることかできるので、挿入管６２と下部ケース６０の四角柱を構成する側壁６３との間の外周スペースを小さくすることができる。その結果、スイッチの外観の寸法を変えることなく、下部ケース６０の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

押しボタンスイッチ１０において、突出端子部５１Ａが配置される位置に最も近い四角柱の角部Ｉと、凹凸面３４ａに接触する部分（当接部５１Ｃ）が配置される位置に最も近い四角柱の角部ＩＩＩとが異なっている。また、突出端子部５２Ａが配置される位置に最も近い四角柱の角部ＩＩＩと、凹凸面３４ａに接触する部分（当接部５２Ｃ）が配置される位置に最も近い四角柱の角部Ｉとが異なっている。これによって、支点としての突出端子部５１Ａ・５２Ａと、力点としての「凹凸面３４ａに接触する部分」との間の距離をさらに長くすることができる。

押しボタンスイッチ１０において、接点機構５０は、２つの可動プレート５１・５２を備え、各可動プレート５１・５２に対応して、上記開閉部を２つ有する。これによって、スイッチの可動接点及び固定接点間の接触信頼性を向上させることができる。

押しボタンスイッチ１０において、２つの上記開閉部は、Ｚ方向の中央軸に対して軸対称になるように配されている。

このように、２つの上記開閉部は、Ｚ方向の中央軸に対して軸対称になるように配されているので、押しボタンスイッチ１０の押圧操作のときに、プランジャ本体３１は、Ｚ方向に垂直な方向において、一方向に偏って力がかかることなく、均等に力がかかる。それゆえ、プランジャ本体３１における特定部分の摩耗を防止することができ、スイッチの寿命を長くすることができる。

また、押しボタンスイッチ１０において、各可動プレート５１・５２には、固定接点５３・５４を固定する固定支持部５１Ｄ・５２Ｄが形成されている。そして、２つの可動プレート５１・５２のうち、一方の可動プレート５１の固定支持部５１Ｄに設けられた固定接点５３は、他方の可動プレート５２の可動接触部５２Ｂに設けられた可動接点５６と第１開閉部を構成する。また、可動プレート５２の固定支持部５２Ｄに設けられた固定接点５４は、可動プレート５１の可動接触部５１Ｂに設けられた可動接点５５と第２開閉部を構成する。

この構成によれば、各可動プレート５１・５２に可動接点５５・５６及び固定接点５３・５４を設け、これら可動接点５５・５６及び固定接点５３・５４について、互いに異なる可動プレート５１・５２に備えられた接点によって第１開閉部及び第２開閉部を構成している。このように、可動接点５５・５６を可動するための部材や固定接点５３・５４を固定する部材を別途設ける必要なく、可動プレート５１・５２にまとめて可動接点５５・５６及び固定接点５３・５４を設けているので、部品点数を小さくすることができる。その結果、上記の構成によれば、さらに、下部ケース６０の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

また、押しボタンスイッチ１０において、下部ケース６０の中央スペースに、Ｚ方向の上側に向けて光を照射する光源部４０が設けられている。そして、光源部４０は、基板７に実装されたＬＥＤ４１と、ＬＥＤ４１に光結合する導光棒４２と、を備えている。

上述のように確保された下部ケース６０の中央スペースに、Ｚ方向の上側に向けて光を照射する光源部４０が設けられていることによって、外観寸法を変えることなく、ボタン操作面が均一に発光する照光式押しボタンスイッチを実現することができる。

また、押しボタンスイッチ１０では、可動プレート５１・５２において、凹凸面３４ａに当接する当接部５１Ｃ・５２Ｃ、及び突出端子部５１Ａ・５２Ａは、下部ケース６０における角部Ｉ〜ＩＶのスペースに配置されている。

これによって、可動プレート５１・５２において、凹凸面３４ａに当接する当接部５１Ｃ・５２Ｃ、及び突出端子部５１Ａ・５２Ａは、下部ケース６０における角部Ｉ〜ＩＶのスペースに配置し、下部ケース６０における角のスペースを有効利用している。それゆえ、さらに、下部ケース６０の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

なお、図１〜３の構成では、上部ケース２０及び下部ケース６０は、四角柱の箱形状であった。しかし、上部ケース２０及び下部ケース６０の形状は、四角柱の箱形状に限定されず、多角柱の箱形状であればよい。上部ケース２０及び下部ケース６０が多角柱の箱形状であっても、可動接触部５１Ｂ・５２Ｂについて、突出端子部５１Ａ・５２Ａから、下部ケース６０の多角柱を構成する側壁６３のうち少なくとも隣接する２辺の側壁６３に沿って延びる構成とすることによって、スイッチの外観の寸法を変えることなく、下部ケース６０の中央に部材の配置スペースを確保することができる。

また、可動プレート５１・５２における可動接触部５１Ｂ・５２Ｂの寸法は、少なくとも隣接する２辺の側壁６３に沿って延びる寸法であればよく、スイッチの開閉において必要とされる可動接触部５１Ｂ・５２Ｂの弾性力、スイッチの寸法等に応じて適宜設定することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図９は、本実施形態に係る押しボタンスイッチ１０の構成を示す断面斜視図である。なお、図９は、非押圧時の状態を示している。

上記実施の形態１の押しボタンスイッチ１０においては、可動プレート５１及び５２によって確保された下部ケース６０中央のスペースに、ＬＥＤ４１及び導光棒４２からなる光源部４０が配置されていた。しかし、下部ケース６０中央のスペースに配置される光源部４０は、導光棒４２を備えた構成に限定されない。光源部４０は、押しボタンスイッチ１０の寸法等に応じて適宜構成が設定される。光源部４０は、下部ケース６０中央のスペースに収容可能であれば、例えば砲弾型ＬＥＤ４３から構成されていてもよい。

図９に示されるように、本実施形態の押しボタンスイッチ１０では、下部ケース６０の略中心に形成された連通管６１には、砲弾型ＬＥＤ４３が収容されている。砲弾型ＬＥＤ４３は、基板７に取り付けられている。砲弾型ＬＥＤ４３からの光は、上方へ出射し、キートップ１へ照射される。

本実施形態の押しボタンスイッチ１０によれば、光結合するための導光棒４２を必要としないので、砲弾型ＬＥＤ４３からの光の光利用効率を向上させることかできる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図１０は、本実施形態に係る押しボタンスイッチ１０の構成を示す断面斜視図である。なお、図１０は、非押圧時の状態を示している。

上記実施の形態１及び２の押しボタンスイッチ１０においては、可動プレート５１及び５２によって確保された下部ケース６０中央のスペースに、キートップ１へ光を照射する源部４０が配置されていた。しかし、下部ケース６０中央のスペースに配置される部材は、光源部に限定されず、押しボタンスイッチ１０の寸法などに応じて適宜設定することができる。下部ケース６０中央のスペースに収容可能であれば、下部ケース６０中央のスペースに配置される部材として、例えば、タクタイルスイッチ４４といった小型スイッチを設けることができる。

図１０に示されるように、本実施形態の押しボタンスイッチ１０では、下部ケース６０の略中心に形成された連通管６１の真下には、タクタイルスイッチ４４が配置されている。タクタイルスイッチ４４は、基板７に実装されている。また、キースイッチ１の中央部分には下方に突出して延びる押圧シャフト部１ａが形成されている。この押圧シャフト部１ａは、押しボタンスイッチ１０の押圧操作によって、下部ケース６０の連通管６１に挿入されるようになっている。タクタイルスイッチ４４は、上側にボタン部４４ａを備えている。押しボタンスイッチ１０の押圧操作によって押圧シャフト部１ａが連通管６１に挿通しボタン部４４ａに接触することによって、タクタイルスイッチ４４は、オンになる。

本実施形態の押しボタンスイッチ１０では、プランジャ本体３１の上側部分３１Ａを押しさげ、可動接点５５・５６が固定接点５３・５４と電気接触したとき、キースイッチ１の押圧シャフト部１ａは、タクタイルスイッチ４４のボタン部４４ａと接触していない。可動接点５５・５６が固定接点５３・５４と電気接触してから、さらにキートップ１’を押しさげることによって、押圧シャフト部１ａをボタン部４４ａに接触させて、タクタイルスイッチ４４をオンにしている。このように、本実施形態によれば、押しボタンスイッチ１０を２段スイッチとして利用することができる。

本実施形態の押しボタンスイッチ１０において、下部ケース６０の中央のスペースに、小型スイッチとしてのタクタイルスイッチ４４が設けられており、この小型スイッチは、可動接点５５（可動接点５６）と固定接点５４（固定接点５３）との電気接触により電気回路がオンになった後に、別の電気回路を開閉するように構成されている。これによって、押しボタンスイッチ１０を２段スイッチとして利用することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、有接点式のスイッチに関するものであり、特にキーボード、産業用操作パネル、業務用映像機器の操作パネル、民生機器等に組み込まれるスイッチに利用することができる。

１０ 押しボタンスイッチ
１ キートップ
２０ 上部ケース（筐体）
２１ 穴部
３０ プランジャ部
３１ プランジャ本体（押圧部材）
３２ コイルバネ
３４ カム部（カム形状）
３４ａ 凹凸面（カム形状）
４０ 光源部
４１ ＬＥＤ
４２ 導光棒
４３ 砲弾型ＬＥＤ
４４ タクタイルスイッチ
５０ 接点機構
５１，５２ 可動プレート（板状部材）
５１Ａ，５２Ａ 突出端子部（支持部）
５１Ｂ，５２Ｂ 可動接触部
５１Ｃ，５２Ｃ 当接部（凹凸面と接触する部分）
５１Ｃ_１，５２Ｃ_１ 頂部
５１Ｄ，５２Ｄ 固定支持部
５１Ｄ_１・５２Ｄ_１ 面
５３，５４ 固定接点
５５，５６ 可動接点
６０ 下部ケース（筐体）
６１ 連通管（内部壁）
６２ 挿入管（内部壁）
７ 基板

Claims (10)

1. 可動接点及び固定接点からなる開閉部を有する接点機構を備えたスイッチであって、
   多角柱の箱形状であり、かつ内部壁によって中央スペースが規定された筐体と、
   上記筐体の空間内において上記多角柱の軸方向に上下動可能に取り付けられ、該軸方向に対し垂直な横方向の寸法が軸方向において異なるカム形状を有する押圧部材と、を備え、
   上記接点機構は、上記筐体に支持される支持部を有する板状部材を備え、該板状部材は、上記カム形状に当接し上記上下動に連動して上記横方向に弾性変形する、上記可動接点が設けられた可動接触部を有し、上記可動接触部の弾性変形によって、上記可動接点が横方向に移動し上記固定接点に接触する、あるいは離間するようになっており、
   上記可動接触部は、上記内部壁と上記多角柱を構成する複数の側壁との間の外周スペースに曲がって配置されており、上記支持部から或る上記側壁に沿って延び、上記多角柱の角部をまたがり、別の上記側壁に沿って延びて、上記カム形状に接触する部分に達することを特徴とするスイッチ。
2. 上記支持部が配置される位置に最も近い上記多角柱の角部と、上記カム形状に接触する部分が配置される位置に最も近い上記多角柱の角部とが異なっていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
3. 上記接点機構は、上記板状部材を２つ備え、各板状部材に対応して、上記開閉部を２つ有することを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ。
4. ２つの上記開閉部は、上記上下動の方向の中央軸に対して軸対称になるように配されていることを特徴とする請求項３に記載のスイッチ。
5. 可動接点及び固定接点からなる開閉部を有する接点機構を備えたスイッチであって、
   多角柱の箱形状であり、かつ内部壁によって中央スペースが規定された筐体と、
   上記筐体の空間内において上記多角柱の軸方向に上下動可能に取り付けられ、該軸方向に対し垂直な横方向の寸法が軸方向において異なるカム形状を有する押圧部材と、を備え、
   上記接点機構は、上記筐体に支持される支持部を有する板状部材を備え、該板状部材は、上記カム形状に当接し上記上下動に連動して上記横方向に弾性変形する、上記可動接点が設けられた可動接触部を有し、上記可動接触部の弾性変形によって、上記可動接点が横方向に移動し上記固定接点に接触する、あるいは離間するようになっており、
   上記可動接触部は、上記内部壁と上記多角柱を構成する側壁との間の外周スペースに曲がって配置されており、上記支持部が配置される位置に最も近い上記側壁と、上記カム形状に接触する部分が配置される位置に最も近い上記側壁とが異なっており、
   上記接点機構は、上記板状部材を２つ備え、各板状部材に対応して、上記開閉部を２つ有し、
   各板状部材には、上記固定接点を固定する固定支持部が形成されており、
   ２つの板状部材のうち、一方の第１板状部材の固定支持部に設けられた固定接点は、他方の第２板状部材の可動接触部に設けられた可動接点と第１開閉部を構成し、
   上記第２板状部材の固定支持部に設けられた固定接点は、第１板状部材の可動接触部に設けられた可動接点と第２開閉部を構成することを特徴とするスイッチ。
6. 上記中央スペースに、上記上下動の方向の上側に向けて光を照射する光源部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のスイッチ。
7. 上記光源部は、基板に実装されたＬＥＤと、該ＬＥＤに光結合する導光棒と、を備えていることを特徴とする請求項６に記載のスイッチ。
8. 上記光源部は、砲弾型ＬＥＤで構成されていることを特徴とする請求項６に記載のスイッチ。
9. 上記中央スペースに、小型スイッチが設けられており、
   上記小型スイッチは、上記可動接点及び上記固定接点の電気接触により電気回路がオンになった後に、別の電気回路を開閉するように構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のスイッチ。
10. 上記板状部材において、上記カム形状に当接する当接部、及び上記支持部は、上記筐体における角のスペースに配置されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のスイッチ。

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