JP7348342B2 - 電気スイッチ - Google Patents

Description

本発明の技術的範囲

本発明は、軸方向に操作されたときに優れた触感を提供する、長寿命で信頼性の高い電気スイッチに関する。

より具体的には、本発明は、触覚が、弾性変形可能なリング、および例えば、圧縮コイルばねの自由端ターンと、スイッチの作動移動中に半径方向に変形する弾性リングによって通される上部作動ロッドのランプとの協働から生じる電気スイッチに関する。

技術的背景

文書－ＦＲＡ１－２４２０８３４は、エレクトリックスイッチとも呼ばれる、触覚効果および軸方向作動を伴う電気スイッチの設計を提案しており、電気スイッチは、
－下部ベースまたはケーシング６と、
－円筒形側壁が下部ベースにおいて形成されたガイドボア内で、スライド方式で軸方向にガイドされるセクション１８を備える上部作動ロッドまたは押しボタン１と、
－上部作動ロッドを高い静止位置に戻すための弾性部材４と、
スイッチであって、スイッチにおいて、上部作動ロッドに加えられた作動力の作用下で、かつ弾性戻り部材によって及ぼされた力に抗して、上部作動ロッド１が、作動移動に沿って、下部ベース６に対して軸方向に、少なくとも１つの電気スイッチング経路の状態を変更するためのアクティブな下部位置に移動する、スイッチと、を備え、
かつ、弾性リング１７であって、
－側壁において形成された周辺ハウジング内に配置されており、
－上部作動ロッドのセクションによって軸方向に横断され、
－上部作動ロッド１の作動移動中に、下部ベース６に属する固定された停止面１８に対して軸方向下向きに圧接し、
－上部作動ロッド１の作動移動中に、側壁において形成されたカムプロファイル２０と協働して、それを半径方向に変形させて、上部作動ロッドの作動に対する弾性抵抗を生成する、弾性リング１７を備える、電気スイッチを提案している。

このような設計の目的は、上部作動ロッドに作用することにより、スイッチによって制御された機能の実装の現実に関するユーザの不確かさの問題を解決することである。

これは、ユーザが上部作動ロッドに作用したときに感じる触覚によって達成される。

この原理は、Ｃ＆Ｋによって「Ｋ１２Ｓ」プッシュボタンスイッチの設計において実装されている。

戻りばねの最後の自由端のターンは、アクチュエータランプと相互作用し、最後のターンの開口を引き起こし、かつスイッチの機械的特性を判定する半径方向の力、および戻りばねの最後のターンを軸方向に下向きに押す軸方向の力を含む、いくつかの力を生成し、この戻りばねは、作動する移動方向になり、この最後のターンは、原則として、下部ベースに属する固定された環状停止面によって軸方向に停止される。

これらの２つの力の組み合わせにより、最後のターンが、半径方向外側に押し出される。

ばねの最後のターンが上部作動ロッドのランプと下部ベースプレートとの間に閉じ込められるリスクがあり、これにより、作動力の大幅な増加、および／または作動力の制御不能な変動、ならびに製品の技術仕様におけるこの作動力の値の範囲の増大につながり得る。

この欠点を是正するために、本発明は、上記のタイプの電気スイッチを提案し、電気スイッチは、
－ガイドボアが、一連の軸方向リブを備え、軸方向リブの各々が、ガイドボアの内部に向かって半径方向に突出し、かつ側壁において形成された相補的な軸方向溝内でスライド可能に受容されることと、
－固定された停止面は、各軸方向リブの上部半径方向端面で構成されていることと、を特徴とする。
本発明の他の特徴によれば、
－ハウジングは、より低い半径方向ショルダによって下向きに、かつカムプロファイルによって上向きに、軸方向に区切られ、
－カムプロファイルは、その頂点が軸方向下向きに配向されて、弾性リングと協働するランプを形成する円錐セクションであり、
－側壁において形成された各軸方向溝は、カムプロファイルを超えて軸方向上方に延在し、
－弾性戻り部材は、上部作動ロッドのセクションが軸方向に通過するらせん圧縮ばねであり、らせん圧縮ばねの下部ターンは、弾性リングを構成し、
－ばねは、上部作動ロッドのセクションにおいて軸方向に圧縮されて取り付けられ、ばねの下部ターンは、弾性リングを構成し、
－ばねは、各軸方向リブの上部半径方向端面と、セクションの上方を軸方向に区切る上部半径方向ショルダとの間に軸方向に圧縮されて取り付けられる。

本発明のさらなる特徴および利点は、理解のために添付の図面を参照する以下の詳細な説明から明らかになろう。

本発明による電気スイッチの例示的な実施形態の分解側面図である。 図１のスイッチの縦方向および垂直方向の正中面を通る断面図である。 図１のスイッチの垂直および横方向の正中面を通る断面図である。 図１のスイッチの下部ベースプレート、戻りばね、および上部作動ロッドの分解斜視図である。 図１のスイッチの上部作動ロッドの斜視図である。 図１のスイッチの上部作動ロッドおよび戻りばねの斜視図である。 図１のスイッチの上部作動ロッドの軸方向端面図である。 図１のスイッチの下部ベース、戻りばね、および上部作動ロッドの縦方向および横方向の正中面を通る断面図であり、上部作動ロッドは、上部静止位置に示されている。 図８Ａと同様の図であり、戻りばねがなく、上部の作動ロッドがアクティブなダウン位置にある。 図８Ａの線９－９に沿った縦断面および横断面の部分断面図である。 図９と同様の図であり、下端が円形に回転する戻りばね設計の第２の例を示す。

本発明の説明および特許請求の範囲の理解のために、図に示される参照Ｖ、Ｌ、Ｔによる、縦方向Ｌ軸および横方向Ｔ軸が水平面内に延在する垂直方向、縦方向、および横方向の配向は、無制限で、地上の重力への参照を制限することなく採用される。

慣例により、垂直軸Ｖは、下から上に配向されている。

以下の説明では、同一、類似、または相似の要素は、同じ参照番号で参照される。

一実施形態の第１の例
次の例では、電気スイッチ２０は、垂直および縦方向の正中面に関して、ならびに垂直および横方向の正中面に関して、設計が略対称的である。

特に図１～３に示されている電気スイッチ２０は、下から上に垂直に、下部ベース２２と、下部ベース２２に対して、主垂直軸Ａに沿って、相対的な主垂直軸Ａに沿って、スライド可能であるように取り付けられた上部作動ロッド２４と、を備える。

ハウジングを形成する下部ベース２２は、下部ベース２２に対して軸方向に変位可能であるように取り付けられた上部作動カバー２６によって上部が閉口されている。

電気スイッチ２０は、上部作動ロッド２４と下部ベース２２との間に軸方向に挿入された圧縮コイルばね２８と、上部カバー２６および下部ベース２２と協働する可撓性横方向シール膜３０と、をさらに備える。

電気スイッチ２０はまた、２つの弾性変形可能な電気接触ブレード３２および３４を備え、これらの各々は、接続端子３６に接続されている。したがって、例として、電気スイッチ２０は、ここでは通常閉タイプであり、作動がない場合に、２つの電気接触ブレード３２および３４が互いに弾性的に当接し、２つの関連付けられた接続端子３６間の電気スイッチング経路またはパスを確立する。

非限定的な例として、電気スイッチ２０は、発光タイプであり、この目的のために、例えば、発光ダイオードであり、かつその供給のために接続端子４０に接続される光源３８を備える。

下部ベース２２は、電気接触ブレード３２および３４の電気接続要素ならびに光源３８の周囲に、プラスチックから成形されている。

下部ベース２２は、軸Ａの円筒形ハウジングの形態であり、その下面４２は、プリント回路基板などの支持要素（図示せず）に固定するためのピン４４を有する。

下部ベース２２の本体４６は、垂直に上向きに開口している下部キャビティ４８と、同じく上向きに開口しており、下部ベース２２の上縁５２によって画定される略円筒形の上部キャビティ５０と、を規定している。

２つのキャビティ４８および５０は、垂直に上向きに配向されている水平半径方向面４９によって互いに区切られている。

電気接触ブレード３２および３４は、下部キャビティ４８の底部４７から下部ベース２２内で垂直に上方に延在する。光源３８はまた、下部キャビティ４８の底部４７内に配置されている。

下部ベースプレート２２の側壁５４は、シール膜３０の相補的な環状リブ５８が弾性的にはめ込まれる下部半径方向溝５６と、上端で閉口された２つの直径方向に対向する垂直軸方向溝６０と、を有する。

上部アクチュエータカバー２６は、水平トッププレート６２と、略内側に延在する２つの直径方向に対向するフック６６を備える円筒形管状側壁６４と、を備え、フック６６の各は、下部ベース２２の側壁５４において、関連付けられた溝６０に受容される。

上部プレート６２は、中央に穿孔されており、ここでは半透明または透明のプレート６８によって閉口されており、プレート６８は、例えば、着色され、および／またはパターンを有し得、光源３８の照明が視認されることを可能にし得る。

トッププレート６２の内側底面７０は、軸方向下向きに開口しており、半径方向の角度の位置合わせ部７４を有するハウジング７２を画定する。

天板６２の側壁６３は、シール膜３０の相補的な環状ビード７８が弾性的にはめ込まれる内部半径方向溝７６を有する。

下部ベース２２の下部キャビティ４８は、一連の凹状セクションの形態の軸方向ガイドボア８０を有し、この場合は、６つが存在する。

このように形成された軸方向ガイドボア８０は、底部４７から垂直に上方に延在し、面４９に向かって軸方向に開口している。

本発明によれば、下部ベースプレート２２の下部キャビティ４８はまた、一連の垂直軸方向リブ８２を有し、垂直軸方向リブ８２の各々は、ガイドボア８０の凹状円筒面から半径方向内側に延在する。

例示として、特に図９に見られるように、リブ８２は、数が８つであり、２対の上下のリブと、２つの横方向に対向する横方向のリブを備える。

各リブ８２は、面４９と同一平面上にある上部半径方向端面８４によって軸方向上方に境界付けられている。

したがって、本発明の意味では、８つの面８４は、各々が戻りばね２８の軸方向下向き支持のために垂直上向きに配向された水平停止面の一部を構成する停止面である。

下部ベースプレート２２の下部キャビティ４８は、９０度の角度で配置されたさらなる４つの陥凹８６を有する。

上部作動ロッド２４は、本質的に中空の管状本体９０からなるプラスチック成形品であり、これは、内側の凹状円筒形壁９２および凸状円筒形側壁９４によって境界付けられている。

その上端において、本体９０は、ハウジング７２に受容され、かつ作動カバー２６の位置合わせ部７４が受容される、角度位置合わせノッチ９７を有する上部円筒形半径方向プレート９６内に延在する。

管状本体９０の内部で、上部作動ロッド２４は、電気接触要素に作用するのに適した２つの直径プレート９８および１００を有する。

図に示される例では、直径プレート９８は、２つの電気接触ブレード３２および３４と協働して、それらが関連付けられた電気スイッチング通路を遮断するために、それらを互いに長手方向に離れるように移動させるように適合されている。

よって、図２に示される静止位置を考慮すると、プレート９８の軸方向下向きの変位は、２つの電気接触要素３２および３４によって構成される電気接触の開口を引き起こし、それらの要素を弾性変形させて、互いに遠ざけることによって、それらの要素に対して作用する。

そのような作動は、上部作動ロッド２４の上部半径方向プレート９６を軸方向に押して、上部半径方向プレート９６を、下部ベース２２に対して、したがって、電気接触要素３２および３４に対して軸方向下向きに移動させる上部作動カバー２６に作用することによって得られる。

上部作動ロッド２４の側壁９４は、半径方向プレート９６の下部環状半径方向面１０２から下部軸方向環状端半径方向面１０４まで軸方向に延在する。

上部作動ロッド２４の側壁９４は、凸状の円筒形底壁１０８によって境界付けられている内部半径方向溝１０６を有する。

溝１０６は、円錐台形の上部半径方向ショルダ１１０によって軸方向上方を区切られ、ショルダ１１０の頂点は下向きに配向され、半径方向溝１０６の底壁１０８と上部作動ロッド２４の凸状側壁９４との間の接続ランプを構成する。

溝１０６は、軸方向上向きの半径方向面１１４によって軸方向に境界付けられている下部半径方向ショルダ１１２によって、軸方向上向きに境界付けられている。

本発明の教示によれば、上部作動ロッド２４の側壁９４は、一連の垂直軸方向溝１１６を有し、垂直軸方向溝１１６の各々は、凸状円筒形側壁９４の表面から半径方向内側に延在する。

各軸方向溝１１６の底壁１１８のプロファイルは、ここでは、半径方向溝１０６の底壁１０８の凸状円筒形プロファイルと共通である。

各軸方向溝１１６は、軸方向下向きに、環状の半径方向下部軸方向端面１０４に向かって開口している。

軸方向溝１１６の数、寸法、および角度分布は、下部ベース２２の軸方向リブ８２のものと同一であり、相補的である。

よって、特に図９に見られるように、上部作動ロッド２４の側壁９４が受容され、ガイドボア８０内で軸方向にスライド可能にガイドされる組み立て位置において、各軸方向リブ８２は、上部作動ロッド２４の相補的な軸方向溝１１６内で軸方向にスライド可能に受容される。

戻りばね２８は、コイルばねとしても知られるらせん圧縮ばねであり、その円筒形の本体は、上部作動ロッド２４によって貫通されている。

上端スパイラル１２０は、ここでは略円形であり、半径方向プレート９６の下部環状半径方向面１０２に対して軸方向に支持されている。

戻りばね２８の最後のターンまたはコイルとしても知られる下端ターン１２２は、ここでは略三角形の形状であり、下部半径方向ショルダ１１２の軸方向上向きの半径方向面１１４に軸方向に当接している。

よって、例えば図６に見られるように、ばねを作動ロッドに組み付けるとき、戻りばねは、対向する半径方向面１０２と１１４との間に遊びがなく、わずかに軸方向に圧縮されて取り付けられる。

戻りばね２４のこの初期状態において、また図２および３にも見られるように、最後のターン１２２は、半径方向溝１０６を構成する上部作動ロッド２４の側壁９４の陥凹内に配置される。

最後のターンの平均内径は、他のターンの内径に比して減少し、半径方向溝１０６の凸状の円筒形側壁に隣接するようになる。このようにして、ターン１２２は、面８４上で軸方向に支持され、作動中の触覚が最適化される。

上部作動ロッド２４の上部静止位置では、最後のターン１２２は、下部ベース２２の半径方向面４９に対して下向きの軸方向に当接しており、ばね２４は、この上部作動ロッド２４に弾性上向き戻り力を及ぼし、この上部静止位置は、半径方向溝６０の上部底部６１に対するフック６６の上向きの軸方向当接によって判定される。

図９に詳細に見られるように、戻りばね２８の最後のターン１２２の異なるセクションは、軸方向リブ８２の当接面８４に対して軸方向に当接しているか、または軸方向リブ８２の当接面８４の反対側に延在する。

よって、スイッチが作動し、上部作動ロッド２４が、ばね２８によって加えられる弾性戻り力に抗して軸方向下向きに押されると、最後のターン１２２は、最後のターン１２２が、円錐台形ランプ１１０によって構成されるカムプロファイルと協働するときでも、このターン１２２が上部作動ロッド２４と下部ベース２２との間で詰まるいかなるリスクも伴わずに、面８４上で軸方向に支持される。

第２の例示的な実施形態
図１０に示される第２の実施形態では、最後のターン１２２は、形状が略円形である。

ここに、出願当初の特許請求の範囲の記載事項を付記する。
［１］ 軸方向作動を伴う電気スイッチ（２０）であって、
－下部ベース（２２）と、
－上部作動ロッド（２４）であって、円筒形側壁（９４）が、前記下部ベース（２２）において形成されたガイドボア（８０）内で軸方向にスライドしてガイドされるセクションを備える、上部作動ロッド（２４）と、
－前記上部作動ロッド（２４）を高い静止位置に戻すための弾性部材（２８）と、を備え、
前記上部作動ロッド（２４）に加えられた作動力の作用下で、かつ前記弾性戻り部材（２８）によって及ぼされた力に抗して、前記上部作動ロッド（２４）が、作動移動に沿って、前記下部ベース（２２）に対して軸方向に、少なくとも１つの電気スイッチング経路（３２、３４）の状態を変更するためのアクティブな下部位置に向かって変位し、
かつ、弾性リング（１２２）であって、
－前記側壁（９４）において形成された周辺ハウジング（１０６）内に配置されており、
－前記上部作動ロッド（２４）の前記セクションによって軸方向に横断され、
－前記上部作動ロッド（２４）の作動移動中に、前記下部ベース（２２）に属する固定された停止面に対して軸方向下向きに当接しており、
－前記上部作動ロッド（２４）の作動移動中に、前記側壁（９４）において形成されたカムプロファイル（１１０）と協働して、それを半径方向に変形させて、前記上部作動ロッド（２４）の作動に対する弾性抵抗を生成する、弾性リング（１２２）を備え、
－前記ガイドボア（８０）が、一連の軸方向リブ（８２）を備え、軸方向リブの各々が、前記ガイドボア（８０）の半径方向内側に突出し、かつ前記側壁（９４）において形成された相補的な軸方向溝（１１６）内でスライド可能に受容されることと、
－前記固定された当接面が、各軸方向リブ（８２）の半径方向の上端面（８４）で構成されていることと、を特徴とする、電気スイッチ（２０）。
［２］ 前記ハウジング（１０６）が、より低い半径方向ショルダ（１１２）によって下向きに、かつ前記カムプロファイル（１１０）によって上向きに、軸方向に区切られることを特徴とする、［１］に記載の電気スイッチ。
［３］ 前記カムプロファイル（１１０）が、その頂点が軸方向下向きに配向されて、前記弾性リング（１２２）と協働するランプを形成する円錐セクションであることを特徴とする、［１］または［２］に記載の電気スイッチ。
［４］ 前記側壁（９４）において形成された各軸方向溝（１１６）が、前記カムプロファイル（１１０）を超えて軸方向上方に延在することを特徴とする、［２］または［３］のいずれか一項に記載の電気スイッチ。
［５］ 前記弾性戻り部材（２８）が、前記上部作動ロッド（２４）の前記セクションが軸方向に通過するらせん圧縮ばねであり、前記らせん圧縮ばねの下部ターン（１２２）が、前記弾性リングを構成することを特徴とする、［１］～［４］のいずれか一項に記載の電気スイッチ。
［６］ 前記ばね（２８）が、各軸方向リブ（８２）の上部半径方向端面（８４）と、前記セクションの上方を軸方向に区切る上部半径方向ショルダ（１０２）との間に軸方向に圧縮されて取り付けられることを特徴とする、［２］～［４］のいずれか一項との組み合わせた［１］～［５］のいずれか一項に記載の電気スイッチ。

Claims (6)

1. 軸方向作動を伴う電気スイッチ（２０）であって、
   －下部ベース（２２）と、
   －上部作動ロッド（２４）であって、円筒形側壁（９４）が、前記下部ベース（２２）に形成されたガイドボア（８０）内で軸方向にスライドしてガイドされるセクションを備える、上部作動ロッド（２４）と、
   －前記上部作動ロッド（２４）を高い静止位置に戻すための弾性部材（２８）と、を備え、
   前記上部作動ロッド（２４）に加えられた作動力の作用下で、かつ前記弾性部材（２８）によって及ぼされた力に抗して、前記上部作動ロッド（２４）が、作動移動に沿って、前記下部ベース（２２）に対して軸方向に、少なくとも１つの電気スイッチング経路（３２、３４）の状態を変更するためのアクティブな下部位置に向かって変位し、
   かつ、弾性リング部（１２２）を備え、
   －前記円筒形側壁（９４）に形成された周辺ハウジング（１０６）内に配置されており、
   －前記上部作動ロッド（２４）の前記セクションによって軸方向に案内され、
   －前記上部作動ロッド（２４）の作動移動中に、前記下部ベース（２２）に属する固定された停止面に対して軸方向下向きに当接しており、
   －前記上部作動ロッド（２４）の作動移動中に、前記円筒形側壁（９４）に形成されたカムプロファイル（１１０）と協働して、それを半径方向に変形させて、前記上部作動ロッド（２４）の作動に対する弾性抵抗を生成する、弾性リング部（１２２）を備え、
   －前記ガイドボア（８０）が、一連の軸方向リブ（８２）を備え、軸方向リブの各々が、前記ガイドボア（８０）の半径方向内側に突出し、かつ前記円筒形側壁（９４）に形成された相補的な軸方向溝（１１６）にスライド可能に受容されることと、
   －前記固定された停止面が、各軸方向リブ（８２）の半径方向の上端面（８４）に構成されていることと、を特徴とする、電気スイッチ（２０）。
2. 前記周辺ハウジング（１０６）が、より低い半径方向ショルダ（１１２）によって下向きに、かつ前記カムプロファイル（１１０）によって上向きに、軸方向に区切られることを特徴とする、請求項１に記載の電気スイッチ。
3. 前記カムプロファイル（１１０）が、その頂点が軸方向下向きに配向されて、前記弾性リング部（１２２）と協働するランプを形成する円錐セクションであることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気スイッチ。
4. 前記側壁（９４）において形成された各軸方向溝（１１６）が、前記カムプロファイル（１１０）を超えて軸方向上方に延在することを特徴とする、請求項２または３のいずれか一項に記載の電気スイッチ。
5. 前記弾性部材（２８）が、前記上部作動ロッド（２４）の前記セクションが軸方向に通過するらせん圧縮ばねであり、前記らせん圧縮ばねの下部ターンが、前記弾性リング部（１２２）を構成することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の電気スイッチ。
6. 前記弾性部材（２８）が、各軸方向リブ（８２）の上部半径方向端面（８４）と、前記セクションの上方を軸方向に区切る上部半径方向ショルダ（１０２）との間に軸方向に圧縮されて取り付けられることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の電気スイッチ。

Images