JP6212867B2 - 押しボタンスイッチ - Google Patents

Description

本発明は押し下げ操作により接点を切り換える押しボタンスイッチに関する。

近年における電子機器の薄型化に伴い、電子機器に使用される押しボタンスイッチも高さが低い所謂「低背」型の押しボタンスイッチが要請されている。反面、低背になると、一般に押しボタンのストロークが小さくなり、操作性が悪くなるので、低背でかつストロークが大きいことが好ましい。

特許文献１には、ボディとキャップで構成される接点収容空間に固定接点を設け、押し
ボタンに可動接点ばねを一体に設け、押しボタンを押厚すると可動接点ばねに設けた可動接点が固定接点を摺動する押しボタンスイッチが記載されている。

この引用文献１の押しボタンスイッチでは、可動接点ばねが押ボタンと一体であるため、押しボタンのストロークを大きくすると、可動接点ばねの移動量も大きくなるので、可動接点ばねを収容するハウジングが大きくなる。逆に、ハウジングを小さく、すなわち、低背にすると、押しボタンのストロークも小さくならざるを得ない。このために押しボタンのストロークを大きくとったまま、高さを低くするには限界があった。押しボタンの移動方向に可動接点ばねが移動するため、可動接点ばねなどの接点機構を収容する寸法だけでなく、可動接点ばねの移動量も考慮して、ハウジングの高さを決定する必要があった。また、引用文献１の押しボタンスイッチは、端子がベースから下方に突出しているため、端子を含めた高さが高く、低背とは言えない。

特開２００３−６８１６４号公報

そこで、本発明は、低背でかつストロークが大きい押しボタンスイッチを提供することを課題とする。

前記解題を解決するために、本発明は、
同一円上に複数の固定接点が配置された接点配置面を有するベースと、
前記ベースに前記円の中心を通る回動軸の回りに回動可能に設けられ、前記回動軸の回りに前記複数の固定接点に接離する複数の可動接点を有するロータと、
前記ロータの外周面に隣接して前記ロータの回動軸に直交する方向に移動可能に設けられ、押し操作により前記ロータを回動させる押しボタンと、
前記ベース、前記ロータ、前記押しボタンを収容し、前記押しボタンの操作部を露出するカバーとを備え、
前記ロータの外周面の前記押しボタンと対向する側に１つの係合突出部が設けられ、
前記押しボタンの下端に前記係合突出部を押圧する押圧部を有しているものである。

前記手段によれば、押しボタンを押し操作すると、押しボタンの直線移動がロータの回動に変換され、ロータの可動接点がベースの固定接点に接離して接点が切り換えられる。前記手段では、ロータの径内に接点機構を配設でき、押しボタンの移動方向における接点機構の移動がないため、押しボタンスイッチを低背型にすることができる。また、押しボタンはロータの外周面に隣接して位置するので、押しボタンスイッチの高さに影響を与えない。さらに、押しボタンの直線移動をロータの回動に変換するので、押しボタンのストロークを大きくすることができる。
前記ロータの外周面に、前記押しボタンの押圧部が係合する係合突出部を設けていることにより、押しボタンの直線移動を確実にロータの回動に確実に変換することができる。

前記ベースに、前記ベースの前記接点配置面に直交し、前記複数の固定接点に接続する複数の端子が突出する端子配置面を有し、前記複数の端子は前記端子配置面から斜めに突出することが好ましい。
この構成によれば、複数の端子は端子配置面から斜めに突出するので、複数の端子の突出寸法が押しボタンスイッチの高さへの影響が少ない。

前記複数の端子の先端に前記端子配置面に近づく方向に延びる屈曲部を有し、前記端子配置面に直交する前記カバーの対向する壁のそれぞれにバスバー挿入孔を形成し、前記バスバー挿入孔に挿入されたバスバーが前記複数の端子の屈曲部に接触するように構成することが好ましい。
この構成によれば、端子配置面に直交するカバーの対向する壁に形成したバスバー挿入孔にバスバーを挿入して固定接点と電気接続することができるので、押しボタンスイッチの端子への接続が押しボタンスイッチの側方から行えるので、押しボタンスイッチを実装した電子機器の薄型化にも対応できる。

前記ベースの前記複数の固定接点は、共通固定接点、常閉固定接点、及び常開固定接点からなり、
前記ロータの前記複数の可動接点は、前記ベースの共通固定接点と接続する共通可動接点と、前記ベースの前記常閉固定接点と接離する常閉可動接点、及び前記ベースの前記常開固定接点と接離する常開可動接点からなり、
前記各固定接点及び可動接点は、前記押しボタンの押し操作により前記ロータが回動すると、前記常閉可動接点が前記常閉固定接点から離隔する前に、前記常開可動接点が前記常開固定接点に接触するように配置することが好ましい。
この構成によれば、常閉可動接点が常閉固定接点から離隔する前に、常開可動接点が常開固定接点に接触するので、押しボタンスイッチにおいてＭＢＢ（メイク・ビフォア・ブレイク）接点を達成できる。

本発明によれば、ロータの径内に接点機構を配設でき、押しボタンの移動方向における接点機構の移動がないため、押しボタンスイッチを低背型にすることができる。また、押しボタンはロータの外周面に隣接して位置するので、押しボタンスイッチの高さに影響を与えない。さらに、押しボタンの直線移動をロータの回動に変換するので、押しボタンのストロークを大きくすることができるという効果を有している。

本発明にかかる押しボタンスイッチの外観を示し、（ａ）は斜め上方、（ｂ）は斜め下方から見た斜視図。 図１の押しボタンスイッチの分解斜視図。 （ａ）はベースの正面図、（ｂ）はベースの斜視図。 （ａ）はロータの一方向から見た分解斜視図、（ｂ）は（ａ）と反対側から見た分解斜視図。 ホルダの斜視図。 ケースの前面を破断した斜視図。 図１の押しボタンスイッチのVII-VII線断面図。 図１の押しボタンスイッチのVIII-VIII線断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は図１の押しボタンスイッチの動作を示す断面図。

次に、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明に係る押しボタンスイッチ１を示す。以下の説明において、押しボタン６が左上に位置するように見た面（図中１，２，３の表示がある面）を前面とし、この前面に対して上下、左右、裏の各側の面を、上面、底面、左側面、右側面、背面という。

押しボタンスイッチ１は、図２に示すように、ベース２と、ロータ３と、付勢ばね４と、ホルダ５と、押しボタン６と、カバー７と、キャップ８とから構成されている。

ベース２は、図３に示すように、底部２ａと、背部２ｂ、上部２ｃと、右側部２ｄとを有し、これらで囲まれた内部にロータ収容空間９が形成されている。ロータ収容空間９は、前面、左側面、及び上面の一部が開口している。

ベース２の底部２ａの上面右側には、ロータ３の後述するストッパ２５が当接するロータ当接段部１０が形成されている。ベース２の底部２ａの上面左側には、後述する押しボタン６の下端が当接するボタン当接段部１１と、後述するホルダ５の係合突起３６が係止する係止部１２が形成されている。底部２ａの下面は、端子配置面１３を構成している。

ベース２の背部２ｂの中央には後述するロータ３の軸孔１４が形成されている。背部２ｂには、導電性金属材料からなる第１，第２、第３の３つの固定接触部材１５，１６，１７がインサート成形により設けられている。第１固定接触部材１５は、軸孔１４の近傍に位置する共通固定接点１５ａと、この共通固定接点１５ｂから底部２ａの下面まで延びる基部１５ｂと、この基部１５ｂの下端から底部２ａの外方に突出する端子部１５ｃとからから構成されている。同様に、第２固定接点部材１６も、常開固定接点１６ａ、基部１６ｂ、端子部１６ｃで構成され、第３固定接点部材１７も、常閉固定接点１７ａ、基部１７ｂ、端子部１７ｃで構成されている。

第１，第２、第３の固定接触部材１５，１６，１７の共通固定接点１５ａ、常開固定接点１６ａ、常閉固定接点１７ａは、背部２ｂの前面の接点配置面１８に露出するように、軸孔１４の回りに同一円上に配置されている。本実施形態では、背部２ｂの前面を見て反時計回りに、０°、１２０°、２４０°の位置を基準位置としたとき、共通固定接点１５ａは−１０°から５０°の範囲に形成され、常開固定接点１６ａは１３５°から１７０°の範囲に形成され、常閉固定接点１７ａは２３０°から２５０°の範囲に形成されている。このため、後述するロータ３の共通可動接点３１ｃは０°の初期位置で固定接点部材１５の共通固定接点１５ａに接触し、常開可動接点３２ｃは１２０°の初期位置で常開固定接点１６ａから開離し、常閉可動接点３３ｃは２４０°の位置で常閉固定接点１７ａに閉成している。なお、接点配置はこれに限定されるものではない。

第１，第２、第３の固定接触部材１５，１６，１７の端子部１５ｃ，１６ｃ，１７ｃは、ほぼ同一形状であるので、端子部１５ｃを例に説明する。端子部１５ｃは、基部１５ｂの下端から左右方向に９０°屈曲して底部２ａに平行に延び、また前方に９０°屈曲して端子配置面１３から遠ざかる方向に斜めに延び、さらに上方に屈曲して屈曲部１５ｄを形成して、前方へ端子配置１３に近づく方向に延びている。

ベース２の上部２ｃの左側縁の内面は、後述する付勢ばね４の一端が係止する係止部１９となっている。ベース２の右側部２ｄには、後述するホルダ５の係合突起３７が係止するための矩形の係止孔２０が形成されている。

ロータ３は、図４に示すように、ロータ本体２１と、可動接触部材２２とから構成されている。

ロータ本体２１は、円筒部２１ａと、この円筒部２１ａの一端を閉塞する端壁２１ｂとからなっている。円筒部２１ａの内周面には、周３等配位置に係合溝２３が形成されている。円筒部２１ａの外周面の１８０°反対側には、係合突出部２４とストッパ２５とが突設されている。円筒部２１ａの端壁２１ｂと反対側の端面には、係合突出部２４の近傍に、後述する付勢ばね４の他端が係止する係止溝２６が形成されている。端壁２１ｂには、その内面と外面から円筒部２１ａの中心軸方向に延びる回動軸２７が形成されている。端壁２１ｂの回動軸２７の回りの周３等配位置には、円筒部２１ａの係合溝２３につながる矩形の孔２８が形成されている。

ロータ３の可動接触部材２２は、導電性金属材料からなる円形板からなり、ロータ本体２１の円筒部２１ａに収容される径を有する。可動接触部材２２の中心にはロータ３の回動軸２７が挿通する中心孔２９が形成されている。可動接触部材２２の外周には、周３等配位置に１対の平行なスリット３０が形成され、この各１対のスリット３０の間は弾性を有する接触片３１，３２，３３となっている。

可動接触部材２２の接触片３１は、スリット３０の奥端からロータ本体２１に向かって突出し、９０°外側に屈曲して接点部３１ａを形成し、さらにロータ本体２１から離れる方向に９０°屈曲して係合部３１ｂを形成している。接点部３１ａのロータ本体２１と対向する面には共通可動接点３１ｃが形成されている。同様に、接触片３２は、接点部３２ａ、係合部３２ｂ、常開可動接点３２ｃが形成され、接触片３３にも、接点部３３ａ、係合部３３ｂ、常閉可動接点３３ｃが形成されている。接点部３１ａ、３２ａ、３３ａは、ロータ本体２１の孔２８に係合する。係合部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂは、ロータ本体２１の係合溝２３に係合する。

付勢ばね４は、図２に示すように、コイル形で、中心軸方向に圧縮可能で、かつ、中心軸回りに捩り可能である。付勢ばね４はロータ本体２１の回動軸２７に外挿され、その一端はロータ本体２１の係止溝２６に係止され、他端はベース２の係止部１９に係止するようになっている。

ホルダ５は、図２に示すように、ベース２の前面開口部を閉じる板状である。図５に示すように、ホルダ５の左右方向両端はベース２に向かって突出する左耳部３４と右耳部３５が形成され、左耳部３４の外面にはベース２の係止部１２に係止する係合突起３６が形成され、右耳部３５にはベース２の係合孔２０に係止する係合突起３７が形成されている。ホルダ５の略中心にはロータ３の回動軸２７が挿通する中心孔３８が形成されている。ホルダ５のベース２と反対側の面には後述するカバー７の係合孔４５に係合する１対の係合突起３９が形成されている。

押しボタン６は、図２に示すように、角柱形状を有している。押しボタン６の上端は、半球状の操作部４０を有し、下端はロータ３の係合突出部２４を押圧する押圧部４１を有している。押圧部４１の両側にはロータ３の係合突出部２４を挟むように対向する１対の脚部４２を有している。脚部４２の外面には軸方向に延びるガイド突起４３が形成されている。

カバー７は、図１に示すように、底面が開口する箱形状を有する。カバー７の前壁７ａには、３つのバスバー挿入孔４４と、ホルダ５の係合突起３９が係合する２つの係合孔４５とが形成されている。カバー７の背壁７ｂにも、図６に示すように、前壁７ａのバスバー挿入孔４４と対向する位置に３つのバスバー挿入孔４６が形成されるとともに、ベース２の背部２ｂに形成された図示しない係合突起が係合する２つの係合孔４６が形成されている。カバー７の上壁７ｃには、図１に示すように、左側に押しボタン６が挿通される略矩形の挿通孔４７が形成され、中央には空気抜き孔４８が形成され、右側にレバー操作タイプのスイッチで用いられるレバー（不図示）を挿入するためのスリット穴４９が形成されている。カバー７の前壁７ａと背壁７ｂの角部には、押しボタン６を押圧する図示しないレバーの回動軸５０が形成されている。カバー７の内面には、図６に示すように、押しボタン６が挿通される挿通孔４７の下方に、押しボタン６のガイド突起４３が摺動可能に係合するガイド溝５１が上下方向に形成されている。

キャップ８は、図２に示すように、カバー７の挿通孔４７から突出する押しボタン６の上端の操作部４０を覆うように、挿通孔４７の縁に取り付けられている。

以上の構成からなる押しボタンスイッチ１を組み立てるには、図４に示すように、まずロータ本体２１に可動接触部材２２を装着してロータ３とする。このとき、可動接触部材２２の中心孔２９にロータ本体２１の回動軸２７を挿入し、可動接触部材２２の係合部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂをロータ本体２１の係合溝２３に係合して、可動接触部材２２をロータ本体２１内に押し込み、接点部３１ａ，３２ａ，３３ａをロータ本体２１の孔２８に係合する。これにより、可動接点部材２２の共通可動接点３１ｃ，常開可動接点３２ｃ，常閉可動接点３３ｃがロータ本体２１の端壁２１ｂから突出する。次に、図２に示すように、このロータ３の端壁２１ｂから外側に突出する回動軸２７をベース２の背壁２ｂの軸孔１４に挿通して、ロータ３をロータ収容空間９に収容する。そして、付勢ばね４の一端をロータ３の係合溝２６に係止し、捩るようにして他端をベース２の係止部１９に係止する。これにより、図７において、ロータ３が時計回り方向に付勢され、ロータ３のストッパ２５がベース２のロータ当接段部１０に当接し、時計回り方向に付勢された状態で静止する。

次に、図２に示すように、ホルダ５をベース２の前面開口部を覆うように取り付け、両端の係止突起３６，３７をそれぞれ、ベース２の係止部１９、係止孔２０に係止する。これにより、ロータ３、及び付勢ばね４はホルダ５によって覆われる。また、図８に示すように、ホルダ５が付勢ばね４を押圧するため、ロータ３は、回動軸２７の方向にベース２の接点配置面１８に向かって付勢され、可動接点部材２２の共通可動接点３１ｃ，常開可動接点３２ｃ，常閉可動接点３３ｃが、ベースの接点配置面１８の共通固定接点１５ａ，常開固定接点１６ａ，常閉固定接点１７ａに圧接する。

一方、カバー７の挿通孔４６に押しボタン６を内側から挿入し、ガイド突起４３をガイド溝５１に係合し、挿通孔４７から突出する押しボタン６の操作部４０を覆うように、挿通孔の縁にキャップ８を装着しておく。この状態のカバー７に前述のように組み付けたロータ３をベース２の下端開口部から挿入し、ホルダ５の係合突起３６，３７とベース２の図示しない係合突起をカバー７の係合孔４５，４７に係合させる。この状態では、押しボタン６の下端の押圧部４１がロータ３の係合突出部２４に係合した状態となる。以上のようにして、押しボタンスイッチ１の組み立てが完了する。

このように組み立てられた本実施形態の押しボタンスイッチ１では、図７に示すように、ロータ３の径内に接点３１ｃ，３２ｃ，３３ｃが配設されているので、押しボタンスイッチ１の背丈が低い。また押しボタン６の操作によりロータ３が回転して接点３１ｃ，３２ｃ，３３ｃが回動するので、押しボタン６の移動方向における接点機構（接点３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ）の移動がないため、接点機構の移動量を考慮してベース２やカバー７かなるハウジングを設計する必要がなく、スイッチは全体的に所謂低背型になっている。また、押しボタン６は、ロータ３の外周面に隣接し、ロータ３の回動軸２７に直交する方向に移動可能に設けられているので、押しボタンスイッチ１の高さに影響を与えない。さらに、押しボタン６の直線移動をロータ３の回動に変換するので、押しボタン６のストロークを大きくすることができる。

また、図８に示すように、押しボタンスイッチ１の端子１５ｃ，１６ｃ，１７ｃはベース２の端子配置面１３から斜めに突出するので、端子１５ｃ，１６ｃ，１７ｃの突出寸法が押しボタンスイッチ１の高さへの影響が少ない。

さらに、押しボタンスイッチ１は、端子配置面１３に直交するカバー７の対向する壁に形成したバスバー挿入孔４４，４６にバスバーを挿入して屈曲部１５ｄ，１６ｄ，１７ｄと電気接続することができるので、押しボタンスイッチ１の端子１５ｃ，１６ｃ，１７ｃへの接続が押しボタンスイッチ１の側方から行えるので、押しボタンスイッチ１を実装した電子機器の薄型化にも対応できる。

次に、前記構成からなる押しボタンスイッチ１の動作を説明する。

押しボタン６が押されていない状態では、図９（ａ）に示すように、ロータ３の共通可動接点３１ｃ，常開可動接点３２ｃ，常閉可動接点３３ｃは、ベース２の前面を見て反時計回りに、それぞれ０°、１２０°、２４０°の位置にある。このため、ロータ３の共通可動接点３１ｃは、ベース２の共通固定接点１５ａに閉成し、ロータ３の常開可動接点３２ｃはベース２の常開固定接点１６ａから開離し、ロータ３の常閉可動接点３３ｃはベース２の常閉可動接点１７ａに閉成して、ＯＦＦ状態となっている。

この状態から、押しボタン６が押し下げ操作されると、図９（ｂ）に示すように、押しボタン６の押圧部４１がロータ３の係合突出部２４を押圧する。これにより、押しボタン６の直線移動がロータ３の回転に変換され、ロータ３は回動軸２７の回りに図において反時計回りに付勢ばね４の付勢力に抗して回動する。これにより、図に示すように、ロータ３の共通可動接点３１ｃはベース２の共通固定接点１５ａに閉成したまま、ロータ３の常開可動接点３２ｃはベース２の常開固定接点１６ａに閉成し、ロータ３の常閉可動接点３３ｃはベース２の常閉固定接点１７ｃから開離して、ＯＮ状態となる。ＯＮ状態は、図示しない保持機構により保持される

ＯＮ状態から、押しボタン６を押すと、図示しない保持機構が解除され、図９（ｃ）に示すように、ロータ３は付勢ばね４の付勢力により図において時計回りに回動し、前述の動作と逆の動作を行い、ＯＦＦ状態となる。

このように、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられる間、ロータ３の常開可動接点３２ｃがベース２の常開固定接点１６ａに閉成するとともに、ロータ３の常閉可動接点３３ｃがベース２の常閉固定接点１７ａに閉成した状態が存在する。つまり、ロータ３の常開可動接点３２ｃは、ロータ３の常閉可動接点３３ｃがベース２の常閉固定接点１７ａから離隔する前に、ベース２の常開固定接点１６ａに接触する。このように、押しボタンスイッチ１においてＭＢＢ（メイク・ビフォア・ブレイク）接点を達成できる。

本実施形態は種々の変更が可能である。押しボタンによりロータの外周に設けた係合突出部を押圧する代わりに、ロータの外周に凹部を設けたり、ロータの端面に突起を設けてこれらの凹部や突起に押しボタンの押圧部が係合するようにしてもよい。
また、ロータの可動接点は、ロータ本体にインサート成形することも可能である。

１ 押しボタンスイッチ
２ ベース
３ ロータ
４ 付勢ばね
６ 押しボタン
７ カバー
１３ 端子配置面
１５ａ 共通固定接点
１６ａ 常開固定接点
１７ａ 常閉固定接点
１５ｃ 端子部
１６ｃ 端子部
１７ｃ 端子部
１５ａ 屈曲部
１６ｂ 屈曲部
１７ｃ 屈曲部
１８ 接点配置面
２７ 回動軸
３１ａ 共通固定接点
３２ａ 常開固定接点
３３ａ 常閉固定接点
４０ 操作部
４４ バスバー挿入孔
４６ バスバー挿入孔

Claims (4)

1. 同一円上に複数の固定接点が配置された接点配置面を有するベースと、
   前記ベースに前記円の中心を通る回動軸の回りに回動可能に設けられ、前記回動軸の回りに前記複数の固定接点に接離する複数の可動接点を有するロータと、
   前記ロータの外周面に隣接して前記ロータの回動軸に直交する方向に移動可能に設けられ、押し操作により前記ロータを回動させる押しボタンと、
   前記ベース、前記ロータ、前記押しボタンを収容し、前記押しボタンの操作部を露出するカバーとを備え、
   前記ロータの外周面の前記押しボタンと対向する側に１つの係合突出部が設けられ、
   前記押しボタンの下端に前記係合突出部を押圧する押圧部を有していることを特徴とする押しボタンスイッチ。
2. 前記ベースに、前記ベースの前記接点配置面に直交し、前記複数の固定接点に接続する複数の端子が突出する端子配置面を有し、前記複数の端子は、前記端子配置面から斜めに突出することを特徴とする請求項１に記載の押しボタンスイッチ。
3. 前記複数の端子の先端に前記端子配置面に近づく方向に延びる屈曲部を有し、前記端子配置面に直交する前記カバーの対向する壁のそれぞれにバスバー挿入孔を形成し、前記バスバー挿入孔に挿入されたバスバーが前記複数の端子の屈曲部に接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の押しボタンスイッチ。
4. 前記ベースの前記複数の固定接点は、共通固定接点、常閉固定接点、及び常開固定接点からなり、
   前記ロータの前記複数の可動接点は、前記ベースの共通固定接点と接続する共通可動接点と、前記ベースの前記常閉固定接点と接離する常閉可動接点、及び前記ベースの前記常開固定接点と接離する常開可動接点からなり、
   前記各固定接点及び可動接点は、前記押しボタンの押し操作により前記ロータが回動すると、前記常閉可動接点が前記常閉固定接点から離隔する前に、前記常開可動接点が前記常開固定接点に接触するように配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の押しボタンスイッチ。

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