JP6983711B2 - 押ボタンスイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、押ボタンスイッチに関する。
従来より、押下操作を急ぐ者であっても短い時間で確実に押下操作を行うことができるようにするための措置が講じられた押ボタンスイッチは存在する。例えば電車やバス等の車両の出入口扉付近には、扉を開閉させるための押ボタンスイッチが設けられている。これは、事故等で車両が緊急停止した際に、乗客が自らの判断で出入口扉を開けて車外に脱出することができるようにすること等を目的としたものであり、車外への脱出を急ぐ乗客が、短い時間で確実に押下操作を行うことができるように、(1)ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、といった特徴を有する。例えば、特許文献1には、公共交通機関の1つのドアが、内側からも外側からも駆動可能である、(2)押下操作される際のストロークが短い、(3)押下操作されるボタンの形状が一般的な押ボタンスイッチよりも大きい、とされるドア開放スイッチが記載されている。
特表2003−519886号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたドア開放スイッチを含む従来の押ボタンスイッチは、上記(1)〜(3)の特徴を有するために、操作部や接点部の構造を複雑化させているため、必然的に使用する部品数やコストが増大してしまう。このため、部品数やコストを抑えながらも、上記(1)〜(3)の特徴を有する押ボタンスイッチの開発が望まれていた。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、部品数やコストを抑えながらも、(1)ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、(2)押下操作される際のストロークが短い、(3)押下操作されるボタン部分の大きさが一般的な押ボタンスイッチよりも大きい、という特徴を有する押ボタンスイッチを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る押ボタンスイッチは、
押下操作を受け付けるボタンと、前記押下操作に対し連動するヒンジレバーと、前記ヒンジレバーの動作に連動して接点の開閉を行う接点機構と、を備える押ボタンスイッチであって、
前記ボタンと前記ヒンジレバーとが接触する部分において、
前記ボタンと前記ヒンジレバーとのうち、いずれか一方には、凸部と凹部とが設けられており、当該凸部と当該凹部とが連なることで当該凸部の頂部と当該凹部の底部との間に斜面が形成されており、
前記ボタンと前記ヒンジレバーとのうち、残りの一方には、前記押下操作に連動して前記斜面に接触した状態で前記斜面を滑動する突起部が設けられている。
この発明によれば、ボタンとヒンジレバーとが接触する部分において、ボタンとヒンジレバーとのうち、いずれか一方に設けられた斜面を、残りの一方に設けられた突起部が滑動するので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、という上記(1)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
また、前記ボタンの底面の中央部又は略中央部に、前記斜面を形成する前記凸部と前記凹部とを設け、
前記ヒンジレバーの上部に、前記突起部を設けることができる。
この発明によれば、ヒンジレバーが、押下操作に連動するとともに、ヒンジレバーに設けられた突起部が、押下操作に連動して、ボタンの底面の中央部又は略中央部に設けられた凸部と凹部とにより形成された斜面を滑動するので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、という上記(1)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
また、前記ヒンジレバーには、さらに係止片が設けられており、前記係止片は、前記押下操作に連動する前記ヒンジレバーの動作の途中で他の部位に接触し、前記ヒンジレバーを係止させる、ことが好ましい。
この発明によれば、押下操作が開始されてからヒンジレバーの係止片が他の部位に接触してヒンジレバーが係止されるまでの時間が非常に短い時間になるので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作し、かつ、押下操作される際のストロークが短い、という上記(1)(2)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
また、前記斜面は凹球面を有する形状となっており、前記突起部の先端部は凸球面を有する形状となっており、前記凹球面と前記凸球面とが接触した状態で、前記突起部の前記先端部が前記斜面を滑動する、ことが好ましい。
この発明によれば、ボタンの縁部のうち、いずれの部位を押下したとしても、突起部の先端部と斜面とが滑らかに接触するので、突起部は斜面の表面を滑らかに滑動することができる。その結果、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、という上記(1)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
この発明によれば、部品数やコストを抑えながらも、(1)ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、(2)押下操作される際のストロークが短い、(3)押下操作されるボタン部分の大きさが一般的な押ボタンスイッチよりも大きい、という特徴を有する押ボタンスイッチを提供することが可能となる。
本発明に係る押ボタンスイッチの分解斜視図である。 図1の押ボタンスイッチに対する押下操作がなされる前後の状態を示す断面図である。(A)は押下操作がなされる前の遮断状態を示している。(B)は押下操作がなされた後の通電状態を示している。 ヒンジレバーに設けられた突起部と、ボタンに設けられた凸部及び凹部とを示す図である。(A)は、ヒンジレバーに設けられた突起部を示している。(B)は、ボタンに設けられたすり鉢部を示している。 図3の突起部が、凸部と凹部との間に形成された斜面に接触している様子を示す断面図である。
本発明に係る押ボタンスイッチ1について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
[基本構成]
押ボタンスイッチ1は、部品数やコストを抑えながらも、(1)ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、(2)押下操作される際のストロークが短い、(3)押下操作されるボタン部分の大きさが一般的な押ボタンスイッチよりも大きい、という特徴を有する押ボタンスイッチである。押ボタンスイッチ1は、図1に示すように、表示板11と、ボタン12と、ベゼル13と、取付板14と、防水ゴム15と、基板16と、ボルト17と、ワッシャー18と、ベース19と、ヒンジレバー20と、引張バネ21と、作動片22と、可動接片23と、第2接触端子24と、共通端子25と、第1接触端子26と、ハウジング27と、O(オー)リング29と、ケース30と、とで構成される。
取付パネル28は、押ボタンスイッチ1を取り付ける際の相手部材となるパネルである。押ボタンスイッチ1を取付パネル28に取り付ける施工がなされる際には、取付パネル28に、後述するハウジング27とケース30とを連結するためのスペースである孔281が設けられる。
以下、押ボタンスイッチ1の各構成要素について詳しく説明する。
(表示板)
表示板11は、例えば押ボタンスイッチ1が何のスイッチであるかを操作者に認識させるために、情報を表示させるための表示板である。表示板11によって表示される内容は特に限定されないが、図1に示す例では、矢印を簡略化させたL字状の凸部を2つ表示させることにより、「開く」を意味する表示が施されている。すなわち、図1に例示する表示板11は、押ボタンスイッチ1が(扉等を)開くための押ボタンスイッチであることを示している。
(ボタン)
ボタン12は、押ボタンスイッチ1に対する押下操作を受け付けるボタンであり、図1及び図2に示すように、押ボタンスイッチ1の上部に配置されている。ボタン12の底面の中央部又は略中央部には、図2及び図3(B)に示すように、凸部121と凹部122とが設けられている。凸部121と凹部122とは連なっているため、ボタン12の底面の中央部には、なだらかな山と谷とが形成されており、これにより、凸部121の頂部と凹部122の底部との間には斜面Sが形成されている。斜面Sの形状は、凹球面又は凹曲面を有する形状となっている。後述するヒンジレバー20の突起部201は、斜面Sの表面を滑動する。
すなわち、ボタン12に対する押下操作がなされる前の状態では、図2(A)及び図4に示すように、ヒンジレバー20の突起部201が、斜面Sに接するように配置される。そして、ボタン12に対し押下操作がなされると、詳細は後述するが、この押下操作に連動して、突起部201が、斜面Sを滑動するとともにヒンジレバー20が回転する。ボタン12とヒンジレバー20との接続部をこのような構成とすることにより、押ボタンスイッチ1を製造するために必要となる部品点数を減らすことができる。
ボタン12に対する押下操作がなされると、ヒンジレバー20が連動するとともに、引張バネ21、作動片22、可動接片23も連動して、可動接片23と第2接触端子24とが接触することで通電状態になる。また、接触した状態にある可動接片23と第2接触端子24とが開離することで遮断状態になる。
ボタン12の形状は特に限定されないが、本実施形態では、図1に示すように円形又は略円形としており、人間の指先で押下可能な部分を広く有する構成となっている。ボタン12の面積は特に限定されないが、押ボタンスイッチ1に対する押下操作を急ぐ者であっても確実に押下操作をすることができることを鑑みると、面積が12.5cm〜16cm程度であることが好ましい。
(ベゼル)
ベゼル13は、押ボタンスイッチ1を構成する部材のうち、表示板11及びボタン12以外の部材を、外側から覆うように配置される枠である。ベゼル13は、表示板11及びボタン12以外の部材にゴミや埃が付着することを防ぐ。また、ベゼル13は、押ボタンスイッチ1の表面積の大部分を占める部位であり、デザイン的な要素も有している。
(取付板)
取付板14は、後述する防水ゴム15をハウジング27に取り付けるための取付板である。取付板14には、ハウジング27に自身と防水ゴム15とを取り付けるための取付孔141が設けられている。
(防水ゴム)
防水ゴム15は、押ボタンスイッチ1の内部に水が浸入することを防ぐための防水ゴムである。防水ゴム15は、ボタン12の縁部に設けられた溝に嵌合されている。このため、防水ゴム15は、ボタン12に対する押下操作に連動して変形するとともに、押下操作がなされた後、弾性変形することでボタン12を押下操作前の状態に復帰させる。防水ゴム15には、ハウジング27に自身を取り付けるための取付孔151が設けられている。
(基板)
基板16は、後述するベース19、第2接触端子24、共通端子25、及び第1接触端子26を固定させるための基板である。基板16は、これらの部材を固定した状態で、後述するハウジング27に固定される。これにより、ボタン12やヒンジレバー20といった操作機構と、作動片22や可動接片23といった接点機構とが基板16を介してユニット化することができる。その結果、押ボタンスイッチ1の製造時における組み立て作業を容易化させるとともに、押ボタンスイッチ1の製造に要する部品数を減らすことができる。
(ボルト及びワッシャー)
ボルト17及びワッシャー18は、取付パネル28にハウジング27を取り付ける際に用いられる。
(ベース)
ベース19は、図1に示すように、後述するヒンジレバー20のヒンジ軸202を軸支するための軸支部191を有しており、基板16に固定される。ベース19には、第2接触端子24、共通端子25、及び第1接触端子26のそれぞれの端部が接合されている。
(ヒンジレバー)
ヒンジレバー20は、図2〜図4に示すように、頭頂部に丸みを有する円柱状の突起部201と、ヒンジ軸202と、係止片203とを有する。ヒンジレバー20は、ヒンジ軸202を介してベース19の軸支部191に軸支される。
ボタン12に対する押下操作がなされる前の状態では、上述したように、後述するヒンジレバー20の突起部201が、斜面Sに接するように配置される。突起部201の先端部は、凸球面を有する形状となっている。なお、突起部201の先端部の形状は、半球面又は略球面としてもよいし、非球面としてもよい。突起部201の曲率、及び斜面Sの曲率は特に限定されないが、ボタン12の縁部のうち、いずれの部位を押下したとしても、突起部201と斜面Sとが滑らかに接触し、突起部201が斜面Sの表面を滑らかに滑動可能とする曲率を有することが好ましい。
このような状態で、ボタン12に対する押下操作がなされると、突起部201が斜面Sに沿って凹部122の底部方向に滑動するとともに、係止片203がヒンジ軸202を軸として下方に回転する。その結果、係止片203が基板16に接触することで係止される。係止片203が基板16によって係止されると、ヒンジレバー20がこれ以上回転できない状態になる。この状態のままボタン12に対する押下操作が継続されると、図2(B)に示すように、ボタン12の縁部がハウジング27に当接することになるので、ボタン12をこれ以上押下操作できない状態になる。
係止片203が基板16に係止されてから、突起部201とボタン12との接触部分が凹部122の底部に達するまでの時間は非常に短い時間であり、同時の場合もある。また、係止片203が基板16に係止されるタイミングよりも前に、突起部201とボタン12との接触部分が凹部122の底部に達する構成とすることもできる。ボタン12とヒンジレバー20とを以上のような構成とすることにより、ボタン12を必要以上に押下させることなく、短いストロークで押ボタンスイッチ1を動作させることが可能となる。
ボタン12のどの位置に押下操作がなされたとしても、押下操作に連動して、ヒンジレバー20の突起部201が、凸部121と凹部122とにより形成される斜面Sに沿って滑動するとともに、係止片203が、ヒンジ軸202を軸として下方に回転する。すなわち、ボタン12のどの位置に押下操作がなされたとしても、押ボタンスイッチ1は確実に動作する。
(引張バネ)
引張バネ21は、ヒンジレバー20の係止片203の回転によって引っ張られるバネであり、端部に後述する作動片22が接続されている。引張バネ21は、図2に示すように、弾性変形することで作動片22を作動させる。ここで、作動片22が作動すると、可動接片23が上方に可動する構造となっているため、作動片22が作動すると、第1接触端子26と接触した状態にあった可動接片23が、上方に可動する。これにより、可動接片23が第2接触端子24に接触して係止されることで通電状態になる。
(作動片)
作動片22は、端部に引張バネ21が接続されており、ヒンジレバー20の係止片203の下方への回転に連動して、引張バネ21を引っ張る。上述したように、作動片22が作動すると、可動接片23が上方に可動する構造となっている。
(可動接片)
可動接片23は、作動片22が作動すると上下に可動する接片である。可動接片23は、ボタン12に対する押下操作がなされる前は、図2(A)に示すように、第1接触端子26に接触している。この状態が遮断状態となる。ここで、ボタン12に対する押下操作がなされると、可動接片23は、図2(B)に示すように、第1接触端子26から開離し、上方に可動して第2接触端子24に接触する。この状態が通電状態となる。
(第2接触端子)
第2接触端子24は、可動接片23と接触することで通電状態にするための端子である。第2接触端子24は、端部がベース19に固定されている。ボタン12に対する押下操作がなされると、図2(B)に示すように、可動接片23が上方に可動するので、第2接触端子24は、上方に可動する可動接片23を係止する。これにより、可動接片23と第2接触端子24とが接触して通電状態になる。
(共通端子)
共通端子25は、一方の端部が可動接片23に接続される端子であり、可動接片23を介して、第2接触端子24と第1接触端子26とのいずれか一方に接続される。すなわち、共通端子25は、ボタン12に対する押下操作がなされる前は、可動接片23を介して第1接触端子26に接続されており、ボタン12に対する押下操作がなされと、可動接片23を介して第2接触端子24に接続される。共通端子25のもう一方の端部は、ベース19に固定される。共通端子25と可動接片23との接続部は、可動接片23が可動するときの支点になる。
(第1接触端子)
第1接触端子26は、遮断時における可動接片23を安定的に支持する端子である。第1接触端子26は、ボタン12に対する押下操作がなされる前は、図2(A)に示すように、可動接片23が下方(第2接触端子から離隔する方向)に位置しているので、第1接触端子26は、下方に位置する可動接片23を係止しながら支持する。これにより、遮断時における可動接片23を安定的に支持することができる。
(ハウジング)
ハウジング27は、中心部に基板16を配置させるための空洞を有する薄い円盤状のハウジングであり、押ボタンスイッチ1を構成する多くの部材を支持する。図1に示すように、ハウジング27には、取付パネル28に押ボタンスイッチ1を取り付ける際に用いるボルト17を貫通させるための取付孔271が設けられている。また、ハウジング27には、取付板14の取付孔141と、防水ゴム15の取付孔151とを貫通する取付片272が設けられている。
(O(オー)リング)
O(オー)リング29は、ハウジング27と、後述するケース30との連結部に配置される部材である。O(オー)リング29は、ゴム等の弾性体で形成されている。ハウジング27と、ケース30との連結部にO(オー)リング29が配置されていることにより、ハウジング27と、ケース30とを強固に連結させることができるとともに、この連結部から押ボタンスイッチ1の内部に水、ゴミ、埃等が浸入することを防ぐことができる。
(ケース)
ケース30は、ケーブルハーネスを挿入するためのハーネス挿入孔301を有するケースであり、押ボタンスイッチ1の最下部に配置される。ケース30は、取付パネル28の内側からO(オー)リング29を挟んでハウジング27に連結される。
押ボタンスイッチ1は、以上の構成を有することにより、部品数やコストを抑えながらも、(1)ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、(2)押下操作される際のストロークが短い、(3)押下操作されるボタン部分の大きさが一般的な押ボタンスイッチよりも大きい、という特徴を備えることが可能となる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、本発明に係る要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を施してもよい。
例えば、上述の実施形態では、ボタン12の一部に凸部121及び凹部122が形成されており、ヒンジレバー20の一部に突起部201が設けられているが、これに限定されない。ボタン12とヒンジレバー20とが接触する部分において、ボタン12とヒンジレバー20とのうちいずれか一方に凸部121と凹部122とが設けられており、ボタン12とヒンジレバー20とのうち残りの一方に突起部201が設けられていればよい。例えば、ヒンジレバー20の一部に凸部121と凹部122とが形成されており、ボタン12の一部に突起部201が設けられていてもよい。
以上まとめると、本発明が適用される押ボタンスイッチは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される押ボタンスイッチ(例えば図1の押ボタンスイッチ1)は、
押下操作を受け付けるボタン(例えば図1のボタン12)と、前記押下操作に対し連動するヒンジレバー(例えば図1のヒンジレバー20)と、前記ヒンジレバーの動作に連動して接点の開閉を行う接点機構(例えば図1の作動片22、可動接片23、第2接触端子24等)と、を備える押ボタンスイッチであって、
前記ボタンと前記ヒンジレバーとが接触する部分において、
前記ボタンと前記ヒンジレバーとのうち、いずれか一方(例えば図3(B)のボタン12)には、凸部(例えば図3(B)の凸部121)と凹部(例えば図3(B)の凹部122)とが設けられており、当該凸部と当該凹部とが連なることで当該凸部の頂部と当該凹部の底部との間に斜面(例えば図3(B)の斜面S)が形成されており、
前記ボタンと前記ヒンジレバーとのうち、残りの一方(例えば図3(A)のヒンジレバー20)には、前記押下操作に連動して前記斜面に接触した状態で前記斜面を滑動する突起部(例えば図3(A)の突起部201)が設けられている。
これにより、ボタンとヒンジレバーとが接触する部分において、ボタンとヒンジレバーとのうち、いずれか一方に設けられた斜面を、残りの一方に設けられた突起部が滑動するので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、という上記(1)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
また、本発明に係る押ボタンスイッチにおいて、前記ボタンの底面の中央部又は略中央部に、前記斜面を形成する前記凸部と前記凹部とを設け、
前記ヒンジレバーの上部に、前記突起部を設けることができる。
これにより、ヒンジレバーが、押下操作に連動するとともに、ヒンジレバーに設けられた突起部が、押下操作に連動して、ボタンの底面の中央部又は略中央部に設けられた凸部と凹部とにより形成された斜面を滑動するので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、という上記(1)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
また、本発明に係る押ボタンスイッチにおいて、前記ヒンジレバーには、さらに係止片(例えば図2の係止片203)が設けられており、前記係止片は、前記押下操作に連動する前記ヒンジレバーの動作の途中で他の部位(例えば図2の基板16)に接触し、前記ヒンジレバーを係止させることができる。
これにより、押下操作が開始されてから、ヒンジレバーの係止片が他の部位に接触してヒンジレバーが係止されるまでの時間が非常に短い時間になるので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作し、かつ、押下操作される際のストロークが短い、という上記(1)(2)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
また、前記斜面は凹球面を有する形状とし、前記突起部の先端部は凸球面を有する形状とし、前記凹球面と前記凸球面とが接触した状態で、前記突起部の前記先端部が前記斜面を滑動させることができる。
これにより、ボタンの縁部のうち、いずれの部位を押下したとしても、突起部と斜面とが滑らかに接触するので、突起部は斜面の表面を滑らかに滑動することができるので、部品数やコストを抑えながらも、ボタンの縁部等に対する押下操作であっても確実に動作する、という上記(1)の特徴を有する押ボタンスイッチを提供することができる。
1・・・ 押ボタンスイッチ
11・・・ 表示板
12・・・ ボタン
13・・・ ベゼル
14・・・ 取付板
15・・・ 防水ゴム
16・・・ 基板
17・・・ ボルト
18・・・ ワッシャー
19・・・ ベース
20・・・ ヒンジレバー
21・・・ 引張バネ
22・・・ 作動片
23・・・ 可動接片
24・・・ 第2接触端子
25・・・ 共通端子
26・・・ 第1接触端子
27・・・ ハウジング
28・・・ 取付パネル
29・・・ O(オー)リング
30・・・ ケース
121・・・ 凸部
122・・・ 凹部
141・・・ 取付孔
151・・・ 取付孔
191・・・ 軸支部
201・・・ 突起部
202・・・ ヒンジ軸
203・・・ 係止片
271・・・ 取付孔
272・・・ 取付片
301・・・ ハーネス挿入孔
S・・・ 斜面

Claims (4)

  1. 押下操作を受け付けるボタンと、前記押下操作に対し連動するヒンジレバーと、前記ヒンジレバーの動作に連動して接点の開閉を行う接点機構と、を備える押ボタンスイッチであって、
    前記ボタンと前記ヒンジレバーとが接触する部分において、
    前記ボタンと前記ヒンジレバーとのうち、いずれか一方には、凸部と凹部とが設けられており、当該凸部と当該凹部とが連なることで当該凸部の頂部と当該凹部の底部との間に斜面が形成されており、
    前記ボタンと前記ヒンジレバーとのうち、残りの一方には、前記押下操作に連動して前記斜面に接触した状態で前記斜面を滑動する突起部が設けられている、
    押ボタンスイッチ。
  2. 前記ボタンの底面の中央部又は略中央部に、前記斜面を形成する前記凸部と前記凹部とが設けられており、
    前記ヒンジレバーの上部に、前記突起部が設けられている、
    請求項1に記載の押ボタンスイッチ。
  3. 前記ヒンジレバーには、さらに係止片が設けられており、前記係止片は、前記押下操作に連動する前記ヒンジレバーの動作の途中で他の部位に接触し、前記ヒンジレバーを係止させる、
    請求項1又は2に記載の押ボタンスイッチ。
  4. 前記斜面は凹球面を有する形状となっており、前記突起部の先端部は凸球面を有する形状となっており、前記凹球面と前記凸球面とが接触した状態で、前記突起部の前記先端部が前記斜面を滑動する、
    請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の押ボタンスイッチ。
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