JP6477237B2 - 回転操作形スイッチ - Google Patents

Description

この発明は、回転操作体を回転操作することにより複数の開閉接点を切換えて開閉することのできる回転操作形スイッチに関する。

従来のこの種の回転操作形スイッチの例として特許文献１に示されたものを図９に示す。

この図９に示す回転操作形スイッチ５０は、フレーム５１の上端に回転可能に支持された回転つまみ５２を備える。フレーム５１は、締付けナット５３により、図示しない制御盤のパネルに締結固定される。フレーム５１内には、回転つまみ５２と連結された回転筒５５が回転可能に収納され、その下端に円筒カム５６が連繋されている。フレーム５１の下端には、接点ユニット５７が連結されている。この接点ユニット５７の接点を開閉操作する押棒５８の先端が円筒カム５６のカム面に当接されている。

回転つまみ５２は、意図しない回転操作を防止するために、操作キー６０を挿入して回転操作可能に構成されている。

このように構成された回転操作形スイッチ５０を操作するときは、回転つまみ５２に操作キー６０を挿入して、このキー６０を右または左方向に回転操作する。キー６０の回転に伴って、回転つまみ５２が回転し、これに連動して回転筒５５、円筒カム５６が回転する。回転カム５６の回転により押棒５８が上下動され、その下端で、接点ユニット５７の接点機構５９を駆動し、接点を開閉する。

このような従来の回転操作形スイッチは、回転つまみ５２の回転操作により接点機構の接点を開閉することができるが、接点機構とこの接点機構を操作する機構とを軸方向に連結して構成されるため、必然的にスイッチの操作面から奥行きの寸法が大きくなる問題がある。

また、回転操作形スイッチとしては、回転操作体の回転に連動して、固定接触子導体パターンを設けたプリント基板上を、可動接触子ばねを摺動させて、電気接点の開閉を行うものもすでに知られている。

この形式のスイッチは、厚さを抑えることができるため、スイッチの厚さを抑えて、小形に構成することができる利点があるが、プリント基板の固定接触子導体パターン上に付着した塵埃により接触不良を起こしたり、可動接触子ばねと固定接触子導体パターンとが摺動接触による固定接触子導体パターンの摩耗により、接触不良を起したりすることがあり、信頼性に欠ける欠点がある。

特許第３９３６４３３号公報

この発明は、前記の従来の回転操作形スイッチの問題点や欠点を解決するため、操作面から奥行きの寸法の小さい薄型で小形に構成することができ、かつ、開閉接点機構の開閉を、可動接触子の摺動によらないで回転操作体の回転操作に伴う押圧動作によって実行できる回転操作形スイッチを提供することを課題とするものである。

この発明は、前記の課題を解決するため、フレームに回転操作可能に支持された回転操作体と、押圧板を有し、前記回転操作体の下面に対向して前記回転操作体の回転方向に所定の間隔をおいて配置され、前記押圧板の押し下げ（押圧）操作により開閉動作を行う複数の開閉接点機構と、前記回転操作体と前記開閉接点機構との間に設けられ、互いに対向する方向に突出した１対の押圧片と、接触片とを有し、前記回転操作体の回転操作に伴って回転し、前記各開閉接点機構を選択的に押圧操作する回転押圧板と、前記回転押圧板と前記開閉接点機構との間に設けられ、前記１対の押圧片の回転範囲を規制するとともに前記押圧板の一部が出没自在に突出した凹溝と、前記回転押圧板の回転方向に形成され前記接触片が摺動可能な凹凸カム面と、を有するカム体と、を備え、前記回転押圧板の回転に伴い、前記接触片が、前記凹凸カム面上を摺動しながら回転することにより、前記１対の押圧片が、それぞれ上下に変位して前記凹溝から突出した前記押圧板の一部を押圧操作することを設けたことを特徴とするものである（請求項１の発明）。

請求項１の発明において、前記回転押圧板をばね板で構成するのがよい（請求項２の発明）

請求項１または２の発明において、前記開閉接点機構は、皿ばね状可動接点を有する開閉機構で構成することができ（請求項３の発明）、あるいはタクトスイッチで構成することができる（請求項４の発明）。

この発明によれば、フレームに回転操作可能に支持された回転操作体と、押圧板を有し、前記回転操作体の下面に対向して前記回転操作体の回転方向に所定の間隔をおいて配置され、前記押圧板の押し下げ（押圧）操作により開閉動作を行う複数の開閉接点機構と、前記回転操作体と前記開閉接点機構との間に設けられ、互いに対向する方向に突出した１対の押圧片と、接触片とを有し、前記回転操作体の回転操作に伴って回転し、前記各開閉接点機構を選択的に押圧操作する回転押圧板と、前記回転押圧板と前記開閉接点機構との間に設けられ、前記１対の押圧片の回転範囲を規制するとともに前記押圧板の一部が出没自在に突出した凹溝と、前記回転押圧板の回転方向に形成され前記接触片が摺動可能な凹凸カム面と、を有するカム体と、を備え、前記回転押圧板の回転に伴い、前記接触片が、前記凹凸カム面上を摺動しながら回転することにより、前記１対の押圧片が、それぞれ上下に変位して前記凹溝から突出した前記押圧板の一部を押圧操作するようにしているので、操作面から奥行きの寸法の小さい薄型で小形に構成することができ、かつ、接触不良の発生が抑えられた信頼性の高い回転操作形スイッチを提供することができる。

この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの構成を示す部分断面斜視図。 この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチを分解して示す斜視図。 この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの部分構成を拡大して示す分解斜視図。 この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの動作説明図。 この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの第１操作状態を示す部分断面分解斜視図。 この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの第２操作状態を示す部分断面分解斜視図。 この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの第３操作状態を示す部分断面分解斜視図。 この発明の第２の実施例の回転操作形スイッチの構成を示す分解斜視図。 従来の回転操作形ステップの部分断面立面図。

この発明の実施の形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

図１および図２は、この発明の第１の実施例の回転操作形スイッチの構成を示すものである。

これらの図において、１は円盤状の回転操作体である。この回転操作体１の表面に、操作のための指かけ用凹部１ａが設けられ、裏面にボス部１ｂが突出形成され、このボス部１に係合穴１ｃが設けられている。

回転操作体１は、断面がＶ字型をしたパッキン２を介して支持フレーム３に嵌合され、回転可能に支持される。支持フレーム３はリング状パッキン４を介して上部ケース５の取付孔５ａに挿入され、この上部ケース５に裏面側から締付けナット６により締め付け固定される。

１８は、下部ケースである。この下部ケース１８の上に開閉接点機構１０の固定接点導体パターン（図示せず）を形成したプリント基板１７および開閉接点機構１０を保持する保持板１６が重ねて配置される。保持板１６には複数、ここでは３個の開閉接点機構１０を保持するための保持穴１６ａ−１〜１６ａ−３が設けられる。この保持穴１６ａ−１〜１６ａ−３にそれぞれ開閉接点機構１０−１〜１０−３が収容される。各保持穴１６ａに収容される開閉接点機構１０は、ここでは、外部から押圧される押圧板１１と、この押圧板１１で押圧されることにより、形状を反転して、プリント基板１８上に導体パターンにより形成された固定接点と接離して電気回路の開閉を行う皿ばね状可動接点１２で構成されている。

この開閉接点機構１０としては、市販されているタクトスイッチを用いることもできる。この場合は、このタクトスイッチがプリント基板１８上に固定して取り付けられる。

保持板１６上に回転押圧板支持体９が配置、固定される。この支持体９の中心にとめ金具７を介して回転押圧板８が回転可能に支持される。回転押圧板８には、外周の対向位置から外側へ突出した、ばね板で形成された１対の押圧片８ａ、８ｂが設けられている。この回転押圧板８には、さらに、上方へ切り起こして形成された係合片８ｃが設けられる（図３参照）。

回転押圧板８は、係合片８ｃを回転操作体１のボス部１ｂに設けられた係合穴１ｃに嵌入することにより、回転操作体１と結合され、この回転操作体１と連動して回転する。

図３に詳細を示すように、回転押圧板８を回転可能に支持する回転押圧板支持体９は、回転押圧板８の押圧片８ａ、８ｂの回転範囲を規制する扇形の凹溝９ａ、９ｂが設けられる。この凹溝９ａ、９ｂは、保持板１６によって保持された３個の開閉接点機構１０−１〜１０−３に臨む位置に形成されている。回転押圧板８の押圧片８ａの挿入される凹溝９ａの底面には、開閉接点機構１０−１の押圧板１１−１に設けた押圧突起１１−１ａを挿通するための貫通孔９ｃ−１が設けられる。また、回転押圧板８の押圧片８ｂの挿入される凹溝９ｂの底面には、開閉接点機構１０−２の押圧板１１−２に設けた押圧突起１１−２ａ、および開閉接点機構１０−３の押圧板１１−３に設けた押圧突起１１−３ａを挿通するための２つの貫通孔９ｃ−２および９ｃ−３が設けられる。凹溝９ａおよび９ｂの内周辺部にはそれぞれ回転押圧板８の回転方向に凹凸面の形成されたカム面９ｄおよび９ｅが設けられる。凹溝９ａ内のカム面９ｄには、貫通孔９ｃ−１と対向する位置に、高さの低い凹カム面９ｄ−ｈが、その前後に高さの高い凸カム面９ｄ-ｐが形成される。そして、同様に凹溝９ｂの内周のカム面９ｅには、貫通孔９ｃ−２および９ｃ−３と対向する部分に、それぞれ凹カム面９ｅ−ｈが、その前後に凸カム面９ｅ−ｐが形成される。

回転押圧板支持板９上に、止め金具７を介して回転可能に取り付けられた回転押圧板８は、押圧片８ａ、８ｂが、それぞれ、扇形の凹溝９ａ、９ｂ内に摺動可能に挿入され、溝底面を押圧する。回転押圧板８が、回転することにより押圧片８ａ、８ｂは、それぞれ凹溝９ａ、９ｂ内を摺動しながら移動し、貫通孔９ｃ-１、９ｃ−２および９ｃ−３から凹溝９ａ、９ｂ内に突出した開閉接点機構１０の押圧板１１の突起１１ａを押圧することができる。

回転操作体１の回転に連動して回転押圧板８が回転することにより、回転押圧板８の押圧片８ａ、８ｂの根元部に下方に突出した形成したカムフォロワーとなる接触突起８ｄがカム面９ｄ、９ｅ上を摺動しながら移動する。このとき、カム面９ｄ、９ｅの凹凸カム面が、回転操作体１の回転操作にクリック感を与える作用をする。

上部フレーム５と本体下部フレーム１８は、４隅の結合孔に挿通された結合ピン１９により一体に結合され、全体を保持する。

次に、このように構成されて第１の実施例の回転操作形スイッチの動作を説明する。

この第１の実施例の回転操作形スイッチは、第１〜第３の３つの操作位置を有する。

第１の操作位置は、回転操作体１を、その表面の２つの指かけ用凹部１ａが図１に示すように上下に並ぶように回転した位置で、第１の開閉接点機構１０−１が選択操作される位置である。

この第１の操作位置では、図４（ａ）に示すように、回転操作体１の回転と連動して回転する回転押圧板８は、その２つの押圧片８ａと８ｂが上下に並ぶ回転位置に置かれる。この位置では、回転押圧板８の下方の押圧片８ａが、開閉接点機構１０−１の配置された位置へ来る。この位置では、カム面９ｄ，９ｅが高さの低いに凹カム面９ｄ−ｈ，９ｅ−ｈとなっており、回転押圧板８の接触突起８ｄがこの凹カム面内に入り込むので、押圧片８ａ、８ｂが下降し、凹溝９ａ、９ｂの底壁を強く押圧する。この押圧片８ａの押圧力によりスイッチ機構１０−１の押圧板１１の突起１１ａが押圧され、押圧板１１が押し込まれる。その結果、図５に示すように、押圧板１１により開閉接点機構１０−１の皿ばね状可動接点１２が押圧されて凸形状から凹形状に反転し、プリント基板１７上に形成された導体パターンで形成された図示しない固定接点に閉合し、電気回路を閉じる。

この第１操作位置から、回転操作体１を、図４（ａ）に示す矢印Ｌで示すように左方向に回転操作すると、これに連動して回転押圧板８が回転し、押圧片８ａ、８ｂが回転支持板９の凹溝９ａ、９ｂ内をその端壁に当たるまで移動する。この過程で、回転押圧板８の接触突起８ｄが、カム面９ｄ、９ｅの高さの高いカム面９ｄ−ｐ、９ｅ−ｐを乗り越えるとき、その時の回転操作体１に作用する機械力が変化し、操作者にクリック感を与える。そして、回転押圧板８の接触突起８ｄが高いカム面９ｄ−ｐ、９ｅ−ｐを乗り越えて、これに連続する高さの低いカム面９ｄ‐ｈ、９ｅ‐ｈに至ると、回転押圧板８の押圧片８ｂが、図４（ｂ）に示すように開閉接点機構１０−２の配設された位置へ来る。これにより、この開閉接点機構１０−２の押圧板１１の突起１１ａが、押圧片８ｂによって押圧され、押し込まれるので、皿ばね状可動接点１２が形状を反転して、固定接点に閉合し、電気回路を閉じる。この位置が第２操作位置となり、第２の開閉接点機構１０−２が選択、操作される。

また、図４（ａ）に示す第１操作位置から、回転操作体１を矢印Ｒで示す右側へ回転操作すると、これと連動して回転押圧板８が右方向に回転し、その押圧片８ａ、８ｂが凹溝９ａ、９ｂ内を右方向に回転移動し、押圧片８ｂが第３の開閉接点機構１０−３の配設された位置へ来る。これによって、図７に示すように、前記同様に、開閉接点機構１０−３の押圧板１１が突起１１ａを介して押圧片８ｂによって押し込まれ、皿ばね状可動接点が形状を反転して、固定接点と閉合し、電気回路を閉じる。

この位置が第３操作位置であり、第３の開閉接点機構１０−３が選択、操作される。

この時も、回転押圧板８が第１操作位置から第３操作位置に回転するとき、回転押圧板８の接触突起８ｄが回転押圧板支持板９上のカム面９ｄ、９ｅの高さの高いカム面９ｄ‐ｐを乗り越えるので、ここでクリック感を発生させる。

また、回転押圧板８の接触突起８ｄが高さの高いカム面を乗り越えて、高さの低いカム面と接触したところで、回転押圧板８の押圧部８ａ、８ｂが開閉接点機構１０の押圧板の突起を押圧して、開閉接点機構１０の接点を開閉するので、開閉接点相互の摺動による摩耗がほとんど発生しない。このため、開閉接点機構の接触不良の発生を抑えることができる。

図８にこの発明の第２の実施例を示す。この実施例は、複数の回転操作形スイッチを共通のケースに収めたものである。

支持フレーム３により支持された回転操作体１を備える３個の操作部１Ａ〜１Ｃを共通の上部ケース５Ａに取り付ける。回転押圧板８、回転押圧板支持板９、開閉接点機構を備えた３個のスイッチ部１０Ａ〜１０Ｃを共通の支持板１６Ａにより支持する。この支持板１６Ａにプリント基板１７Ａを重ね合わせて、上部ケース５Ａと接合し、操作部１Ａ〜１Ｃとスイッチ部１０Ａ〜１０Ｃをそれぞれ連結する。支持板１６Ａ、プリント基板１７Ａの重ね合わされた上部ケース５Ａの下面に共通の下部ケース１８Ａを接合し、結合ピン１９により結合し、一体的に構成する。

このように構成された、３個の回転操作形スイッチを備えたスイッチ装置は、操作部１Ａ〜１Ｃの回転操作体１をそれぞれ回転操作することにより前記第１の実施例と同様に、それぞれに内蔵された３個の開閉接点機構を選択的に開閉操作することができる。

１：回転操作体
１Ａ〜１Ｃ：操作部
３；支持フレーム
５、５Ａ：上部ケース
７；止め金具
８：回転押圧板
９：回転押圧板支持板
１０：開閉接点機構
１０Ａ〜１０Ｃ：スイッチ部
１１；押圧板
１２：皿ばね状可動接点
１６：保持板
１７：プリント基板
１８，１８Ａ：下部ケース

Claims (4)

1. フレームに回転操作可能に支持された回転操作体と、
   押圧板を有し、前記回転操作体の下面に対向して前記回転操作体の回転方向に所定の間隔をおいて配置され、前記押圧板の押し下げ操作により開閉動作を行う複数の開閉接点機構と、
   前記回転操作体と前記開閉接点機構との間に設けられ、互いに対向する方向に突出した１対の押圧片と、接触片とを有し、前記回転操作体の回転操作に伴って回転し、前記各開閉接点機構を選択的に押圧操作する回転押圧板と、
   前記回転押圧板と前記開閉接点機構との間に設けられ、前記１対の押圧片の回転範囲を規制するとともに前記押圧板の一部が出没自在に突出した凹溝と、前記回転押圧板の回転方向に形成され前記接触片が摺動可能な凹凸カム面と、を有するカム体と、を備え、
   前記回転押圧板の回転に伴い、前記接触片が、前記凹凸カム面上を摺動しながら回転することにより、前記１対の押圧片が、それぞれ上下に変位して前記凹溝から突出した前記押圧板の一部を押圧操作することを特徴とする回転操作形スイッチ。
2. 前記回転押圧板をばね板で構成したことを特徴とする請求項１に記載の回転操作形スイッチ。
3. 前記開閉接点機構は、皿ばね状接点を有する開閉機構で構成することを特徴とする請求項１または２に記載の回転操作形スイッチ。
4. 前記開閉接点機構は、タクトスイッチで構成することを特徴とする請求項１または２に記載の回転操作形スイッチ。

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