WO2014002976A1 - ハートカム機構、およびそれを備えたスイッチ - Google Patents

ハートカム機構、およびそれを備えたスイッチ Download PDF

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WO2014002976A1
WO2014002976A1 PCT/JP2013/067314 JP2013067314W WO2014002976A1 WO 2014002976 A1 WO2014002976 A1 WO 2014002976A1 JP 2013067314 W JP2013067314 W JP 2013067314W WO 2014002976 A1 WO2014002976 A1 WO 2014002976A1
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cam
heart
lock
heart cam
vertex
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PCT/JP2013/067314
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English (en)
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Inventor
明生 谷口
清野　泰弘
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
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    • H01H13/562—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force making use of a heart shaped cam
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    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/28—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs
    • H01H13/30—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs one end of spring transmitting movement to the contact member when the other end is moved by the operating part

Definitions

  • the present invention relates to a heart cam mechanism and a switch including the heart cam mechanism.
  • a switch that can be opened and closed by pressing operation has a lock pin to keep the switch closed.
  • a cam groove structure having a heart cam shape is used as a cam groove structure for sliding the end portion of the lock pin.
  • a heart cam-shaped cam groove structure is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • This type of cam groove structure includes a locking portion that locks the end portion of the lock pin and a cam groove that surrounds the outer periphery of the locking portion.
  • the opening / closing mechanism of the switch is formed by the end of the lock pin sliding in a certain direction (not sliding in the reverse direction) through the cam groove.
  • FIG. 11 is a plan view showing the cam groove structure disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 11 In the cam groove structure shown in FIG. 11, the depth of three regions including a free region 107 with respect to the lock pin of the cam groove 102, a lock region 108, and a specific flat road region in the guide return path from the lock region 108 to the free region 107. Are set to the same level.
  • the end of the lock pin is elastically contacted with the bottom surface of the cam groove by the pressing spring member, and the bottom surface of the cam groove is stepped, thereby preventing the lock pin end from moving in the reverse direction. ing.
  • JP-A-8-227627 (published September 3, 1996)
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to prevent the lock pin end from moving in the reverse direction even when the stepped portion on the bottom surface of the cam groove is worn.
  • Another object of the present invention is to provide a heart cam mechanism capable of realizing a highly reliable switch opening / closing mechanism and a switch including the heart cam mechanism.
  • the heart cam mechanism of the present invention includes a cam groove formed by the heart cam and its peripheral cam, and a slide that slides while one end is fixed and the other end is pressed against the bottom surface of the cam groove.
  • a lock pin that is a moving end, and locks or unlocks a switch that opens and closes a contact by a push-in operation by locking the sliding end at a recessed portion of the heart cam or releasing the locking.
  • a heart cam mechanism for switching wherein a position where the sliding end is locked by the depression is a lock position, and the sliding end reciprocates in the push-in operation direction while moving a cam groove on the outer periphery of the heart cam.
  • the apex position on the opposite side of the lock position is the first position
  • the sliding end passes through the first position, the second position, the lock position, and the third position in that order.
  • the vertices corresponding to the first to third positions of the heart-shaped trajectory are first to third vertices, and the peripheral cam facing the depression is moved from the second position to the lock position.
  • a lock position induction point for guiding the moving end is provided, and the heart cam and the peripheral cam are at the first position, the second position, the lock position, and the third position, respectively.
  • a line extending in the pushing operation direction from each of the first vertex, the second vertex, the lock position guide point, and the third vertex is a reference line
  • the center of the sliding end is the reference line Slid from each position of the heart-shaped locus corresponding to each point
  • the heart cam mechanism of the present invention uses the position where the sliding end is locked by the recess as a lock position, and the sliding end is a cam groove on the outer periphery of the heart cam during the pushing operation.
  • the sliding end is a cam groove on the outer periphery of the heart cam during the pushing operation.
  • the vertex position on the opposite side to the lock position is defined as the first position
  • the two vertex positions on the lock position side are defined as the second position.
  • the third position the sliding end passes through the first position, the second position, the lock position, and the third position in that order.
  • the first to third vertices corresponding to the first to third positions are defined as first to third vertices, and the peripheral cams facing the recesses are used to guide the sliding end from the second position to the locked position.
  • the lock position induction point is provided, and the heart cam And the peripheral cam at the first position, the second position, the lock position, and the third position, the first vertex, the second vertex, the lock position guide point, and A line extending in the pushing operation direction from each point of the third vertex is used as a reference line, and the center of the sliding end slides from each position of the heart-shaped locus corresponding to each point with respect to the reference line. It is the structure formed so that an edge may shift to the path side which moves to the next position.
  • the switch of the present invention includes a pushing member for opening and closing a circuit by the pushing operation, the heart cam mechanism, and a base for fixing the one end of the lock pin. It is a configuration.
  • FIG. 1A is a perspective view showing a configuration of a plunger portion
  • FIG. 1B is a perspective view which shows the structure. It is a perspective view which shows the structure which removed the housing in the switch shown in FIG. (A), (c), (e) is sectional drawing which shows the operation process of the switch shown in FIG.
  • FIG. 9 shows the configuration of the bottom surface of the cam groove of FIG. 9, wherein (a) is a top view, (b) is a cross-sectional view taken along line FF of (a), and (c) is a PP line of (a).
  • FIG. 4D is a cross-sectional view taken along a line, (d) is a cross-sectional view taken along the line HH in (a), and (e) is a cross-sectional view taken along the line DD in (a).
  • FIG. 4D is a cross-sectional view taken along a line
  • (d) is a cross-sectional view taken along the line HH in (a)
  • (e) is a cross-sectional view taken along the line DD in (a).
  • FIG. 1 shows the cam groove structure disclosed by patent document 1.
  • FIG. 1 shows a precondition of the present switch (switch with reset function)
  • FIG. 1 (a) is a perspective view showing an appearance
  • FIG. 1 (b) is a perspective view showing an internal configuration.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the switch. 3 shows the structure of the base 10 assembled with the plunger part 30 ′ and the contact mechanism 20,
  • FIG. 3A is a perspective view showing the structure of the plunger part 30 ′, and FIG. It is a perspective view which shows the structure of the base 10 which assembled
  • FIG. 1 shows a precondition of the present switch (switch with reset function)
  • FIG. 1 (a) is a perspective view showing an appearance
  • FIG. 1 (b) is a perspective view showing an internal configuration.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the switch. 3 shows the structure of the base 10 assembled with the plunger part 30 ′ and the contact mechanism 20
  • FIG. 3A is a perspective view showing the structure of the plunger part 30 ′
  • This switch is a so-called push-type switch, and has a rectangular base 10, two sets of contact mechanisms 20 assembled to the base 10, a plunger portion 30 ′, a lock pin 40, a housing as a premise configuration. 50.
  • the housing 50 is fitted to the base 10 to cover the contact mechanism 20, and supports the plunger portion 30 so as to be movable up and down.
  • the base 10 is provided with a pair of walls 11, 11 on one side portion of the rectangle to be formed.
  • a pair of walls 12 and 12 are provided on the other side so as to face the walls 11 and 11.
  • the base 10 includes a partition wall 13 erected from the center of the upper surface.
  • the partition wall 13 extends in a direction from the wall 11 toward the wall 12.
  • An engaging groove 14 is provided in the vicinity of the end of the partition wall 13 on the wall 12 side.
  • the contact mechanism 20 includes a support terminal 21, a fixed contact terminal 22, and a movable contact piece 23, as shown in FIG.
  • the support terminal 21 is made of a conductive material bent into an L-shaped cross section. At one end of the support terminal 21, an upright piece 21 a that rises upward is formed, and a pivot receiving portion 21 b is formed by cutting out the leading edge of the upright piece 21 a.
  • the support terminal 21 is assembled to the base 10 by press-fitting a press-fitting tongue piece 21 c formed to protrude downward into the press-fitting hole 15 of the base 10.
  • the fixed contact terminal 22 is bent in a substantially L-shaped cross section, and a fixed contact 22a is provided at one end thereof.
  • the fixed contact terminal 22 is assembled to the base 10 by press-fitting a press-fitting tongue piece 22 b formed so as to protrude downward into the press-fitting hole 15 of the base 10.
  • the movable contact piece 23 is made of a conductive material bent into a substantially J-shaped cross section.
  • a movable contact 23a is provided at one end of the movable contact piece 23, and a slide notch groove 23b is formed at the distal end surface of the other end.
  • the movable contact piece 23 is rotatably supported by engaging a narrow receiving portion 21b of the support terminal 21 with a narrow portion 23c formed by cutting out both side edge portions thereof.
  • the plunger portion 30 ′ includes a plunger body (pushing member) 31 ′ and coil springs 32 and 32.
  • the plunger main body 31 ′ has a shape that can be accommodated between the opposing walls 11 and 12 of the base 10, and an operation portion 31 ⁇ / b> A for performing a pushing operation is provided protruding from the center of the upper surface of this shape.
  • shaft portions 31B for inserting and supporting the coil springs 32 and 32 from the side are formed on the front and back surfaces of the plunger main body 31 'so as to be point-symmetric.
  • the plunger body 31 ' has a cam groove 31C' formed on the outer surface.
  • the cam groove 31 ⁇ / b> C ′ is provided to lock the plunger main body 31 ′ at a predetermined position via the lock pin 40. Further, the plunger main body 31 ′ is provided with a pressing convex portion 31 ⁇ / b> D protruding on the lower surface thereof so as to be parallel to the shaft portion 31 ⁇ / b> B.
  • the coil spring 32 is inserted into the shaft portion 31B of the plunger body 31 with both end portions 32a and 32b bent inward. As a result, the end 32 a of the coil spring 32 presses against the ceiling surface 31 ⁇ / b> E of the plunger main body 31, and the end 32 b of the coil spring 32 presses against the edge 31 ⁇ / b> F of the plunger main body 31.
  • the lock pin 40 is formed with an upper end portion 40a (sliding end) and a lower end portion 40b by bending both ends of the rod-shaped metal material in opposite directions.
  • the housing 50 has a box shape that can be fitted to the outer peripheral portion of the base 10 to which the contact mechanism 20, the plunger portion 30 ′, and the lock pin 40 are assembled. At the center of the box-shaped upper surface, an annular rib 52 is provided that forms an operation hole 51 into which the operation portion 31A of the plunger main body 31 'is inserted. Further, on the inner side surface of the housing 50, a position regulating convex portion 53 for regulating the position of the movable contact piece 23 is provided.
  • the lower end portion 40b of the lock pin 40 is inserted into the engagement groove 14 of the base 10 to which the contact mechanism 20 is assembled from above, and is slid sideways to prevent it from coming off.
  • the plunger body 31 ′ that is, the plunger portion 30 ′
  • the plunger body 31 ′ assembled with the coil spring 32 is accommodated and positioned between the walls 11 and 12 of the base 10 from above, and the upper end portion of the lock pin 40 is positioned.
  • 40a is engaged with the cam groove 31C ′ of the plunger main body 31 ′.
  • the operation portion 31 ⁇ / b> A of the plunger main body 31 ′ protrudes from the operation hole 51 of the housing 50.
  • the end 32b of the coil spring 32 is slidably engaged with the slide notch groove 23b of the movable contact piece 23, and urged so as to cause the movable contact piece 23 to move upward. For this reason, the movable contact 23a of the movable contact piece 23 is separated from the fixed contact 22a.
  • one end portion of the movable contact piece 23 comes into contact with the lower end portion of the position restricting convex portion 53 and is position restricted, and does not fall off.
  • the upper end portion 40a of the lock pin 40 is positioned in the initial region 31C 1 ′ of the cam groove 31C ′ of the plunger main body 31 ′, as shown in FIG.
  • the upper end portion 40a of the lock pin 40 slides while pressing the bottom surface of the cam groove 31C ′, and from the initial region 31C 1 ′, the first inclined groove 31C 2 ′, the second inclined groove 31C 3 ′, and the first The three inclined grooves 31C 4 ′ are moved ((d) in FIG. 5).
  • the movable contact piece 23 is instantaneously rotated with the receiving portion 21b for rotation of the support terminal 21 as a fulcrum, and the movable contact 23a contacts the fixed contact 22a ((e) of FIG. 5).
  • the upper end portion 40a of the lock pin 40 reaches the fourth inclined groove 31C 5 ′ by further pushing the operation portion 31A of the plunger main body 31 ′ to the lowest position. ((B) of FIG. 6).
  • the plunger main body 31 ′ is released, the plunger main body 31 ′ is pushed upward by the spring force of the coil spring 32.
  • the upper end portion 40a of the lock pin 40 is locked at the lock position L as shown in FIG.
  • the upward return of the plunger main body 31 ' is restricted and the locked state is established.
  • the end 32b of the coil spring 32 continues to urge the movable contact piece 23 so as to push down, and the movable contact 23a continues to contact the fixed contact 22a.
  • the movable contact piece 23 is instantaneously rotated about the rotation receiving portion 21b as a fulcrum, and the movable contact 23a is separated from the fixed contact 22a ((c) in FIG. 8). Further, when the movable contact piece 23 rotates, one end portion (end portion on the movable contact 23 side) of the movable contact piece 23 comes into contact with the pressing convex portion 31D of the plunger main body 31 ′ and then the inner surface of the housing 50. The position is restricted by abutting against the position restricting convex portion 53 provided in (FIG. 8D). Then, the upper end portion 40a of the lock pin 40 returns to the initial region 31C 1 ′ of the cam groove 31C ′ ((e) in FIG. 8).
  • FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the plunger body 31 which is a component of the heart cam mechanism of the switch.
  • the cam groove 31C is formed by the heart cam 1 and the peripheral cams 2 to 5 of the heart cam 1.
  • the heart cam 1 has a heart shape having a depression 1d, has a vertex 1a (first vertex) on the opposite side to the depression 1d, and has two vertices 1b and 1c (second and third) on the depression 1d side. Vertices).
  • the peripheral cam 3 facing the recess 1d is provided with a convex portion 3a (lock position induction point).
  • the upper end portion 40a of the lock pin 40 is locked by the recessed portion 1d of the heart cam 1 and is positioned at the lock position L.
  • the upper end portion 40a slides while pressing the bottom surface of the cam groove 31C on the outer periphery of the heart cam 1 and moves along the heart-shaped locus 6 depressed at the lock position L during the pushing operation of the switch.
  • the vertex position opposite to the lock position L is defined as a movement position 1A (first position).
  • the two vertex positions on the lock position L side are defined as movement positions 1B and 1C (second and third positions).
  • the upper end portion 40a passes through the movement position 1A, the movement position 1B, the lock position L, and the movement position 1C in that order.
  • the convex portion 3a of the peripheral cam 3 functions as a lock position guiding point for guiding the upper end portion 40a of the lock pin 40 from the moving position 1B to the lock position L.
  • the heart-shaped locus 6 has a shape close to the outer shape of the heart cam 1. That is, the movement positions 1A to 1C of the heart-shaped locus 6 correspond to the vertices 1a to 1c in the heart cam 1, respectively. Further, the lock position L corresponds to the recessed portion 1 d (or the convex portion 3 a of the peripheral cam 3) in the heart cam 1.
  • the center of the upper end portion 40a of the lock pin 40 at each of the movement position 1A, the movement position 1B, the lock position L, and the movement position 1D is a vertex 1a, a vertex 1b,
  • the protrusions 3a and the apex 1c are arranged so as to be shifted from each other.
  • the upper end 40a at each of the movement position 1A, the movement position 1B, and the lock position L is defined by using a line extending in the direction of the pushing operation from each of the vertex 1a, the vertex 1b, the convex portion 3a, and the vertex 1c as a reference line.
  • the upper end portion 40a is deviated toward the path where the upper end portion 40a moves to the next position with respect to the reference lines of the respective portions of the vertex 1a, the vertex 1b, the convex portion 3a, and the vertex 1c. More specifically, the center of the upper end portion 40a at the moving position 1A is on the path side where the upper end portion 40a moves from the moving position 1A to the moving position 1B with respect to a reference line extending from the apex 1a of the heart cam 1 in the pushing operation direction. It is shifted to.
  • the center of the upper end portion 40a at the movement position 1B is shifted to the path side where the upper end portion 40a moves from the movement position 1B to the lock position L with respect to a reference line extending from the apex 1b of the heart cam 1 in the pushing operation direction.
  • the center of the upper end portion 40a at the lock position L is shifted to the path side where the upper end portion 40a moves from the lock position L to the moving position 1C with respect to a reference line extending from the convex portion 3a of the peripheral cam 3 in the pushing operation direction. ing.
  • the center of the upper end portion 40a at the moving position 1C is shifted to the path side where the upper end portion 40a moves from the moving position 1C to the moving position 1A with respect to a reference line extending in the pushing operation direction from the apex 1c of the heart cam 1. .
  • the heart cam 1 and the peripheral cams 2 to 5 are formed so that the upper end portion 40a at each of the movement position 1A, the movement position 1B, the lock position L, and the movement position 1C has the above positional relationship. is doing. For this reason, when the upper end 40a passes through each position and moves along the heart-shaped locus 6, the apex 1a to 1c of the heart cam 1 or the convex portion 3a of the peripheral cam 3 has the upper end 40a at the next position. It plays a role as a moving direction restricting portion that restricts the moving direction of the upper end portion 40a in the moving direction. For this reason, it can prevent that the upper end part 40a moves to a reverse direction.
  • FIG. 10 shows the configuration of the bottom surface of the cam groove 31C.
  • 10A is a top view
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 10A
  • FIG. 10C is a cross-sectional view taken along line PP in FIG. ) Is a cross-sectional view taken along line HH of (a)
  • (e) is a cross-sectional view taken along line DD of (a).
  • the cam groove 31C includes an initial region 31C 1 , a region 31C 2 , a first inclined groove 31C 3 , a second inclined groove 31C 4 , a flat groove 31C 5 , a lock region 31C 6 , It consists of a third inclined groove 31C 7 and a fourth inclined groove 31C 8 .
  • the passage extending from the moving position 1A to the moving position 1B shown in FIG. 9 includes an initial region 31C 1 , a region 31C 2 , a first inclined groove 31C 3 , a second inclined groove 31C 4 , and a flat groove 31C 5. Yes.
  • the passage from the movement position 1B extending to the locked position L is made from a flat groove 31C 5 and the locking region 31C 6.
  • the passage extending from the locking position L to the movement position 1C (second passage) consists lock area 31C 6 and the third inclined groove 31C 7.
  • the passage (third passage) extending from the moving position 1C to the moving position 1A includes a third inclined groove 31C 7 , a fourth inclined groove 31C 8 , and an initial region 31C 1 .
  • the bottom surfaces of the second inclined groove 31C 4 and the flat groove 31C 5 move from the moving position 1B in a cross section perpendicular to the pushing operation direction (PP cross section).
  • the upper end 40a is inclined downward in the pressing direction toward the position 1C. Therefore, once the upper end portion 40a reaches the lock position L (lock region 31C 6 ) from the movement position 1B, it does not return to the movement position 1B side.
  • the “pressing direction” of the upper end portion 40 a is a direction in which the upper end portion 40 a extends from the bent portion of the lock pin 40.
  • the bottom surface of the third inclined groove 31C 7 in a cross section perpendicular to the pushing operation direction (P-P section), the upper end portion 40a inclined so as to descend in the pressing direction of toward the moving position 1C from the movement position 1B ing. Therefore, once the upper end portion 40a reaches the moving position 1C from the lock position L (lock region 31C 6 ), it does not return to the lock position L side.
  • the movement from the movement position 1B to the lock position L and the movement position from the lock position L are as follows.
  • the upper end portion 40a of the lock pin 40 can be prevented from moving in the reverse direction.
  • step B is formed so as to sink in the pressing direction than the fourth inclined groove 31C 8.
  • the step B is formed to extend from the apex 1a of the heart cam 1 in the pushing operation direction. Therefore, the upper end portion 40a, once through the step B to reach the initial region 31C 1, it returns it eliminates the step B to the fourth inclined groove 31C 8 side.
  • the step B may be formed on the moving position 1 ⁇ / b> A side with respect to the vertex 1 a of the heart cam 1.
  • fourth inclined groove 31C 8 is inclined so as to bulge in the direction opposite to the pressing direction toward the moving position 1C to the mobile position 1A Has a bottom surface. Then, the inclined starting position A of the bottom surface of the fourth inclined groove 31C 8, rather than the apex 1c of the heart cam 1 in movement position 1A side. Accordingly, it is possible to prevent the upper end portion 40a from the moving position 1C toward the moving position 1A from moving to the lock position L. In the fourth inclined groove 31C 8 and early region 31C 1 Tokyo, it is possible to sufficiently secure the height difference of the bottom surface.
  • the heart cam mechanism of the present invention includes a cam groove formed by the heart cam and its peripheral cam, and a slide that slides while one end is fixed and the other end is pressed against the bottom surface of the cam groove.
  • a lock pin that is a moving end, and locks or unlocks a switch that opens and closes a contact by a push-in operation by locking the sliding end at a recessed portion of the heart cam or releasing the locking.
  • a heart cam mechanism for switching wherein a position where the sliding end is locked by the depression is a lock position, and the sliding end reciprocates in the push-in operation direction while moving a cam groove on the outer periphery of the heart cam.
  • the apex position on the opposite side of the lock position is the first position
  • the sliding end passes through the first position, the second position, the lock position, and the third position in that order.
  • the vertices corresponding to the first to third positions of the heart-shaped trajectory are first to third vertices, and the peripheral cam facing the depression is moved from the second position to the lock position.
  • a lock position induction point for guiding the moving end is provided, and the heart cam and the peripheral cam are at the first position, the second position, the lock position, and the third position, respectively.
  • a line extending in the pushing operation direction from each of the first vertex, the second vertex, the lock position guide point, and the third vertex is a reference line
  • the center of the sliding end is the reference line Slid from each position of the heart-shaped locus corresponding to each point
  • the heart cam and the peripheral cam are the first vertex, the second cam at each of the first position, the second position, the lock position, and the third position.
  • a line extending in the pushing operation direction from each of the vertex, the lock position guide point, and the third vertex is a reference line, and the center of the sliding end corresponds to each point with respect to the reference line. It is formed so that the sliding end is shifted from each position of the heart-shaped locus to the path side moving to the next position.
  • the center of the sliding end at the first position is moved from the first position to the second position with respect to the reference line extending in the pushing operation direction from the first vertex of the heart cam. Is shifted to the path side.
  • the center of the sliding end at the second position is a path along which the sliding end moves from the second position to the locked position with respect to the reference line extending in the pushing operation direction from the second vertex of the heart cam. It is shifted to the side.
  • the center of the sliding end at the lock position is the path side where the sliding end moves from the lock position to the third position with respect to the reference line extending from the lock position guide point of the peripheral cam in the pushing operation direction. It is shifted to.
  • the sliding end at the third position is a path along which the sliding end moves from the third position to the first position with respect to the reference line extending from the first vertex of the heart cam in the pushing operation direction. It is shifted to the side.
  • the heart cam and the sliding end at each of the first position, the second position, the lock position, and the third position are in the positional relationship.
  • a peripheral cam is formed. Therefore, according to the above configuration, when the sliding end moves along the heart-shaped locus through each position, the first to third vertices of the heart cam or the lock position induction point of the peripheral cam Serves as a movement direction restricting portion that restricts the movement direction of the sliding end in the direction in which the sliding end moves to the next position. For this reason, according to said structure, it can prevent that a sliding end moves to a reverse direction. Therefore, the movement of the sliding end from each position of the first position, the second position, the lock position, and the third position to the next position becomes smooth.
  • the first cam and the bottom surface of the second passage has an inclined area inclined so as to descend in the pressing direction of the sliding end from the second position toward the third position in a cross section perpendicular to the pressing operation direction.
  • the first cam has an inclined area inclined so as to descend in the pressing direction of the sliding end from the second position toward the third position in a cross section perpendicular to the pressing operation direction.
  • path is a pressing direction of the said sliding end as it goes to the said 3rd position from the said 2nd position in the cross section perpendicular
  • the sliding end is moved in the opposite direction when moving from the second position to the lock position and from the lock position to the third position. Can be prevented.
  • a step is formed in the third passage extending from the third position to the first position so that the bottom surface of the cam groove at the first position sinks in the pressing direction of the sliding end.
  • the step is formed so as to extend from the first vertex of the heart cam in the pushing operation direction, or is formed on the first position side with respect to the first vertex.
  • the step is formed to extend from the first apex of the heart cam in the pushing operation direction, or is formed on the first position side with respect to the first apex.
  • the third passage has an inclined groove that inclines so that the bottom surface rises in a direction opposite to the pressing direction of the sliding end as it goes from the third position to the first position. It is preferable that the inclination start position of the inclined groove is closer to the first position than the third vertex of the heart cam.
  • path has an inclination groove
  • the tilt start position of the tilt groove is closer to the first position than the third vertex of the heart cam, so that the sliding end that moves from the third position toward the first position is the lock position. Can be prevented from moving to.
  • the switch of the present invention includes a pushing member for performing an opening / closing operation of a circuit by the pushing operation, the above-described heart cam mechanism, and a base for fixing the one end of the lock pin. It is characterized by having.
  • the lock pin end can be prevented from moving in the reverse direction, and a highly reliable switch opening / closing mechanism can be realized.
  • a switch can be provided.
  • the present invention can be used for electrical appliances such as a washing machine and a dishwasher that can be turned off by an external signal.

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Abstract

　本願発明は、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止することができ、信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現するため、移動位置（１Ａ）、移動位置（１Ｂ）、及びロック位置（Ｌ）、移動位置（１Ｃ）の各位置において、上端部（４０ａ）の中心が、頂点（１ａ，１ｂ，１ｃ）、凸部（３ａ）の各点に対し、該各点に対応するハート状軌跡（６）の各位置から上端部（４０ａ）が次の位置へ移動する経路側にずれている。

Description

ハートカム機構、およびそれを備えたスイッチ
　本発明は、ハートカム機構、およびそれを備えたスイッチに関する。
　押圧操作で接点を開閉できるスイッチは、スイッチが閉状態に維持するためのロックピンを備えている。そして、従来、ロックピンの端部をスライドさせるためのカム溝構造としては、ハートカム形状のカム溝構造が用いられている。
　ハートカム形状のカム溝構造は、例えば特許文献１に開示されている。この種のカム溝構造は、ロックピンの端部を係止する係止部と、当該係止部の外周を取り囲むカム溝とから構成されている。そして、スイッチが閉状態に維持されているとき、ロックピンの端部は係止部によって係止されている。スイッチの開閉機構は、上記カム溝をロックピン端部が一定の方向にスライドする（逆方向にスライドしない）ことで成り立っている。
　図１１は、特許文献１に開示されたカム溝構造を示す平面図である。図１１に示されるカム溝構造では、カム溝１０２のロックピンに対するフリー領域１０７とロック領域１０８とロック領域１０８からフリー領域１０７へ至る誘導復路中の特定の平坦路領域との三領域の深さが同じレベルに設定されている。特許文献１のカム溝構造では、押圧ばね部材によりロックピン端部をカム溝底面に弾接し、かつカム溝底面を階段状とすることにより、ロックピン端部の逆方向への移動を防止している。
日本国公開特許公報「特開平８－２２７６２７号公報（１９９６年　９月　３日公開）」
　しかしながら、特許文献１に開示されたカム溝構造では、スイッチの押圧操作の繰り返しによって、カム溝底面における階段状部分が摩耗したり、ロックピンへの押圧力が低下したりする。それゆえ、ロックピンの端部が意図しない方向にスライドし、スイッチの開閉機構に支障をきたすことがある。
　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、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止し、かつ信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現できるハートカム機構、およびそれを備えたスイッチを提供することにある。
　本発明のハートカム機構は、上記の課題を解決するために、ハートカム及びその周辺カムによって形成されたカム溝と、一端が固定され他端が上記カム溝の底面に対し押圧しつつ摺動する摺動端であるロックピンとを備え、上記ハートカムの窪み部で上記摺動端を係止する、あるいは該係止を解除することによって、押込操作によって接点を開閉するスイッチのロック状態またはロック解除状態を切替えるハートカム機構であって、上記摺動端が上記窪み部にて係止された位置をロック位置とし、上記摺動端は、上記押込操作方向に往復運動しつつ、上記ハートカム外周のカム溝を、上記ロック位置で窪んだハート状軌跡に沿って移動し、このハート状軌跡において、ロック位置と反対側の頂点位置を第１の位置とし、上記ロック位置側の２つの頂点位置を第２及び第３の位置としたとき、上記摺動端は、第１の位置、第２の位置、ロック位置、第３の位置をその順で通過しており、上記ハートカムにおいて、上記ハート状軌跡の第１～第３の位置に対応する各頂点を、第１～第３の頂点とし、上記窪み部と対向する周辺カムには、第２の位置からロック位置へ上記摺動端を誘導するためのロック位置誘導点が設けられており、上記ハートカム及び周辺カムは、上記第１の位置、上記第２の位置、上記ロック位置、及び第３の位置の各位置において、上記第１の頂点、上記第２の頂点、上記ロック位置誘導点、及び第３の頂点の各点から上記押込操作方向に延びる線を基準線とし、上記摺動端の中心は、上記基準線に対し、上記各点に対応する上記ハート状軌跡の各位置から摺動端が次の位置へ移動する経路側にずれる、ように形成されていることを特徴としている。
　本発明のハートカム機構は、以上のように、上記摺動端が上記窪み部にて係止された位置をロック位置とし、上記摺動端は、上記押込操作中に、上記ハートカム外周のカム溝を、上記ロック位置で窪んだハート状軌跡に沿って移動し、このハート状軌跡において、ロック位置と反対側の頂点位置を第１の位置とし、上記ロック位置側の２つの頂点位置を第２及び第３の位置としたとき、上記摺動端は、第１の位置、第２の位置、ロック位置、第３の位置をその順で通過しており、上記ハートカムにおいて、上記ハート状軌跡の第１～第３の位置に対応する各頂点を、第１～第３の頂点とし、上記窪み部と対向する周辺カムには、第２の位置からロック位置へ上記摺動端を誘導するためのロック位置誘導点が設けられており、上記ハートカム及び周辺カムは、上記第１の位置、上記第２の位置、上記ロック位置、及び第３の位置の各位置において、上記第１の頂点、上記第２の頂点、上記ロック位置誘導点、及び第３の頂点の各点から上記押込操作方向に延びる線を基準線とし、上記摺動端の中心は、上記基準線に対し、上記各点に対応する上記ハート状軌跡の各位置から摺動端が次の位置へ移動する経路側にずれる、ように形成されている構成である。
　また、本発明のスイッチは、以上のように、上記押込操作により回路の開閉動作を行うための押込部材と、上記ハートカム機構と、上記ロックピンの上記一端を固定するためのベースと、を備えた構成である。
　それゆえ、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止し、かつ信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現できるという効果を奏する。
本発明の実施の一形態の前提となるスイッチの構成を示し、（ａ）は外観を示す斜視図であり、（ｂ）は内部構成を示す斜視図である。 図１に示すスイッチの分解斜視図である。 図１に示すスイッチに備えられた、プランジャ部、及び接点機構を組み付けたベースの構成を示し、（ａ）はプランジャ部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は接点機構を組み付けたベースの構成を示す斜視図である。 図１に示すスイッチにおけるハウジングを外した構成を示す斜視図である。 （ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、図１に示すスイッチの操作過程を示す断面図であり、（ｂ）、（ｄ）は、ハートカム機構の動作を示す部分拡大図である。 （ａ）、（ｃ）は、図５に続く操作過程を示す断面図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図５に続くハートカム機構の動作を示す部分拡大図である。 （ａ）、（ｃ）は、図６に続く操作過程を示す断面図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図６に続くハートカム機構の動作を示す部分拡大図である。 （ａ）、（ｃ）、（ｄ）は、図７に続く操作過程を示す断面図であり、（ｂ）、（ｅ）は、図７に続くハートカム機構の動作を示す部分拡大図である。 本発明のスイッチのハートカム機構の構成要素であるプランジャ本体の構成を示す平面図である。 図９のカム溝の底面の構成を示し、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＰ－Ｐ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＨ－Ｈ線断面図であり、（ｅ）は（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。 特許文献１に開示されたカム溝構造を示す平面図である。
　まず、本発明の実施の形態に係るスイッチの前提的構成について、図１の（ａ）及び（ｂ）～図８の（ａ）～（ｅ）を参照して詳細に説明する。
　（１）スイッチの構成
　まず、本実施形態のスイッチ（本スイッチと記す）の前提となる構成について説明する。図１は、本スイッチ（リセット機能付スイッチ）の前提となる構成を示し、図１の（ａ）は外観を示す斜視図であり、図１の（ｂ）は内部構成を示す斜視図である。図２は、スイッチの分解斜視図である。図３は、プランジャ部３０’及び接点機構２０を組み付けたベース１０の構成を示し、図３の（ａ）はプランジャ部３０’の構成を示す斜視図であり、図３の（ｂ）は接点機構２０を組み付けたベース１０の構成を示す斜視図である。
　本スイッチは、いわゆるプッシュタイプのスイッチであり、前提的な構成として、矩形形状のベース１０と、ベース１０に組み付けられる２組の接点機構２０と、プランジャ部３０’と、ロックピン４０と、ハウジング５０とを備えている。ハウジング５０は、ベース１０に嵌合して接点機構２０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。
　ベース１０は、図２に示されるように、その形成する矩形の一方の辺部分に一対の壁１１・１１が設けられている。そして、他方の辺部分に、壁１１・１１と対向するように一対の壁１２・１２が設けられている。また、ベース１０は、その上面の中央から立設した隔壁１３を備えている。隔壁１３は、壁１１から壁１２へ向かう方向に延びている。また、隔壁１３における壁１２側の端部近傍には、係合溝１４が設けられている。
　接点機構２０は、図２に示されるように、支持端子２１、固定接点端子２２、及び可動接触片２３を備えている。支持端子２１は、断面Ｌ字形状に屈曲した導電材から構成されている。支持端子２１の一方の端部には、上方へ起立した起立片２１ａが形成されており、この起立片２１ａの先端縁部を切欠いて回動用受け部２１ｂが形成されている。支持端子２１は、下方に突出して形成された圧入用舌片２１ｃをベース１０の圧入用孔１５に圧入することによって、ベース１０に組み付けられる。
　また、固定接点端子２２は、断面略Ｌ字形状に屈曲しており、その一方の端部に固定接点２２ａが設けられている。固定接点端子２２は、下方に突出して形成された圧入用舌片２２ｂをベース１０の圧入用孔１５に圧入することによって、ベース１０に組み付けられる。
　さらに、可動接触片２３は、断面略Ｊ字形状に屈曲した導電材から構成されている。可動接触片２３の一方の端部には、可動接点２３ａが設けられている一方、他方の端部の先端面にはスライド用切欠き溝２３ｂが形成されている。可動接触片２３は、その両側縁部を切欠いて形成した幅狭部２３ｃを支持端子２１の回動用受け部２１ｂに係合させることによって、回動自在に支持される。
　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・３２とを備えている。プランジャ本体３１’は、ベース１０の互いに対向する壁１１・１２間に収容可能な形状を有し、この形状の上面中央から押込操作を行うための操作部３１Ａが突出して設けられている。また、プランジャ本体３１’の正面及び背面には、コイルバネ３２・３２を側方から挿入して支持するための軸部３１Ｂが点対称になるように形成されている。また、プランジャ本体３１’は、外側面にカム溝３１Ｃ’が形成されている。このカム溝３１Ｃ’は、ロックピン４０を介してプランジャ本体３１’を所定の位置でロックするために設けられている。さらに、プランジャ本体３１’は、その下面に押圧用凸部３１Ｄが、軸部３１Ｂと平行になるように突出して設けられている。
　また、コイルバネ３２は、その両方の端部３２ａ・３２ｂが内側に撓んだ状態で、プランジャ本体３１の軸部３１Ｂに挿入されている。これによって、コイルバネ３２の端部３２ａがプランジャ本体３１の天井面３１Ｅを圧接するとともに、コイルバネ３２の端部３２ｂは、プランジャ本体３１の縁部３１Ｆを圧接するようになる。
　ロックピン４０は、棒状金属材の両端部をそれぞれ互いに反対方向に屈曲して、上端部４０ａ（摺動端）及び下端部４０ｂが形成されている。
　ハウジング５０は、接点機構２０、プランジャ部３０’、及びロックピン４０を組み付けたベース１０の外周部に嵌合可能な箱形状を有している。そして、この箱形状の上面中央には、プランジャ本体３１’の操作部３１Ａを挿入する操作孔５１を形成する環状リブ５２が設けられている。また、ハウジング５０の内側面には、可動接触片２３の位置を規制するための、位置規制用凸部５３が設けられている。
　ここで、スイッチの組立て方法の一例について、説明する。まず、接点機構２０を組み付けたベース１０の係合溝１４に、ロックピン４０の下端部４０ｂを上方から挿入し、側方にスライドさせて抜け止めする。そして、図４に示されるように、コイルバネ３２を組み付けたプランジャ本体３１’（すなわちプランジャ部３０’）をベース１０の壁１１・１２間に上方から収納し位置決めして、ロックピン４０の上端部４０ａをプランジャ本体３１’のカム溝３１Ｃ’に係合させる。そして、これによって、プランジャ本体３１’の操作部３１Ａがハウジング５０の操作孔５１から突出する。また、コイルバネ３２の端部３２ｂが可動接触片２３のスライド用切欠き溝２３ｂにスライド可能に係合し、可動接触片２３を上方へ引き起こすように付勢する。このため、可動接触片２３の可動接点２３ａは、固定接点２２ａから開離している。
　（２）スイッチの操作方法
　次に、スイッチの操作方法について、説明する。
　まず、図５の（ａ）に示されるように、スイッチの操作前においては、コイルバネ３２のバネ力によって端部３２ａには上方の力が働き、プランジャ本体３１’は上方へ付勢した状態になっている。一方、コイルバネ３２の端部３２ｂには下方の力が働いている。このため、コイルバネ３２の端部３２ｂが可動接触片２３の他端部（可動接点２３ａと反対側の端部）を押し下げている状態になっている。ここで、ハウジング５０の内側面には、位置規制用凸部５３が設けられている（図１の（ｂ））。それゆえ、可動接触片２３の一端部は、位置規制用凸部５３の下端部に当接して位置規制されることになり、脱落することがない。このとき、ロックピン４０の上端部４０ａは、図１の（ｂ）に示されるように、プランジャ本体３１’のカム溝３１Ｃ’の初期領域３１Ｃ１’に位置している。
　そして、図５の（ｃ）に示されるように、プランジャ本体３１’の操作部３１Ａを押し下げると、コイルバネ３２が撓むとともに、コイルバネ３２の端部３２ｂが可動接触片２３のスライド用切欠き溝２３ｂ内をスライドしつつ、可動接触片２３を引き起こす方向に付勢する。そして、プランジャ本体３１’の押圧用凸部３１Ｄが、可動接触片２３の一端部（可動接点２３ａ側の端部）を押し下げている。このとき、ロックピン４０の上端部４０ａは、カム溝３１Ｃ’の底面を押圧しつつ摺動し、初期領域３１Ｃ１’から第１傾斜溝３１Ｃ２’、第２傾斜溝３１Ｃ３’、及び第３傾斜溝３１Ｃ４’を移動する（図５の（ｄ））。
　さらに、プランジャ本体３１’の操作部３１Ａを押し込むことによって、コイルバネ３２の端部３２ａが所定の位置を超えたとき、コイルバネ３２の端部３２ａが可動接触片２３を押し倒す方向に付勢する。このため、可動接触片２３が支持端子２１の回動用受け部２１ｂを支点として瞬間的に回動し、可動接点２３ａが固定接点２２ａに接触する（図５の（ｅ））。
　次に、図６の（ａ）に示されるように、プランジャ本体３１’の操作部３１Ａをさらに最下位まで押し込むことによって、ロックピン４０の上端部４０ａが第４傾斜溝３１Ｃ５’に到達する（図６の（ｂ））。そして、プランジャ本体３１’の押圧を解除すると、コイルバネ３２のバネ力によって、プランジャ本体３１’が上方へ押し上げられる。このとき、ロックピン４０の上端部４０ａは、図６の（ｄ）に示されるように、ロック位置Ｌで係止する。そして、これによって、プランジャ本体３１’の上方への復帰が規制され、ロック状態になる。このため、図６の（ｃ）に示されるように、コイルバネ３２の端部３２ｂが可動接触片２３を押し倒すように付勢し続け、可動接点２３ａが固定接点２２ａに接触し続ける。
　次に、上述のロック状態（図７の（ａ）及び（ｂ））を解除する場合、図７の（ｃ）に示されるように、プランジャ本体３１’の操作部３１Ａを一段深く押し下げる。これによって、図７の（ｄ）に示されるように、ロックピン４０の上端部４０ａがロック位置Ｌから第５傾斜溝３１Ｃ６’へ移動し、ロック状態が解除される。
　次いで、操作部３１Ａへの押圧を解除すると、図８の（ａ）に示されるように、コイルバネ３２が可動接触片２３を押し倒す方向に付勢しつつ、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、ロックピン４０の上端部４０ａは、図８の（ｂ）に示されるように、第５傾斜溝３１Ｃ６’から第６傾斜溝３１Ｃ７’を通って、第２傾斜溝３１Ｃ３’に復帰する。さらに、プランジャ本体３１’が元の位置に自動復帰すると、コイルバネ３２の端部３２ｂが所定の位置から可動接触片２３を引き起こす方向に付勢する。そして、可動接触片２３が回動用受け部２１ｂを支点として瞬間的に回動し、可動接点２３ａが固定接点２２ａから開離することになる（図８の（ｃ））。さらに、可動接触片２３が回動すると、可動接触片２３の一端部（可動接点２３側の端部）は、プランジャ本体３１’の押圧用凸部３１Ｄに当接した後、ハウジング５０の内側面に設けられた位置規制用凸部５３に当接して位置規制される（図８の（ｄ））。そして、ロックピン４０の上端部４０ａは、カム溝３１Ｃ’の初期領域３１Ｃ１’に復帰する（図８の（ｅ））。
　（３）本スイッチの特徴的構成：プランジャ本体３１のカム溝の構造（ハートカム機構）
　ところで、上述したプランジャ本体３１’のカム溝３１Ｃ’の構造では、スイッチの押圧操作の繰り返しによって、カム溝３１Ｃ’の傾斜部分が摩耗したり、ロックピン４０への押圧力が低下したりする。それゆえ、図１のスイッチには、ロックピン４０の上端部４０ａが意図しない方向にスライドし、スイッチの開閉機構に支障をきたすという課題が残されている。
　本スイッチの特徴的構成であるハートカム機構によれば、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止し、かつ信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現できる。図９は、本スイッチのハートカム機構の構成要素であるプランジャ本体３１の構成を示す平面図である。
　図９に示されるように、カム溝３１Ｃは、ハートカム１及びハートカム１の周辺カム２～５によって形成されている。ハートカム１は、窪み部１ｄを有するハート形状であり、窪み部１ｄと反対側に頂点１ａ（第１の頂点）を有し、窪み部１ｄ側に２つの頂点１ｂ・１ｃ（第２及び第３の頂点）を有する。また、窪み部１ｄと対向する周辺カム３には、凸部３ａ（ロック位置誘導点）が設けられている。
　スイッチがロック状態（図７の（ａ）及び（ｂ））にあるとき、ロックピン４０の上端部４０ａは、ハートカム１の窪み部１ｄにて係止され、ロック位置Ｌに位置している。この上端部４０ａは、スイッチの押込操作中に、ハートカム１の外周のカム溝３１Ｃの底面を、押圧しつつ摺動し、ロック位置Ｌで窪んだハート状軌跡６に沿って移動する。ここで、ハート状軌跡６において、ロック位置Ｌと反対側の頂点位置を移動位置１Ａ（第１の位置）とする。そして、ロック位置Ｌ側の２つの頂点位置を移動位置１Ｂ・１Ｃ（第２及び第３の位置）とする。このとき、上端部４０ａは、移動位置１Ａ、移動位置１Ｂ、ロック位置Ｌ、移動位置１Ｃをその順で通過することになる。周辺カム３の凸部３ａは、ロックピン４０の上端部４０ａを、移動位置１Ｂからロック位置Ｌへ誘導するロック位置誘導点として機能する。
　また、ハート状軌跡６は、ハートカム１の外形に近い形になっている。すなわち、ハート状軌跡６の移動位置１Ａ～１Ｃはそれぞれ、ハートカム１における頂点１ａ～１ｃに対応している。また、ロック位置Ｌは、ハートカム１における窪み部１ｄ（または周辺カム３の凸部３ａ）に対応している。
　ここで、図９に示されるように、移動位置１Ａ、移動位置１Ｂ、ロック位置Ｌ、及び移動位置１Ｄの各位置において、ロックピン４０の上端部４０ａの中心はそれぞれ、頂点１ａ、頂点１ｂ、凸部３ａ、及び頂点１ｃの各部位に対してずれて配されている。頂点１ａ、頂点１ｂ、凸部３ａ、及び頂点１ｃの各部位から押込操作の方向に延びる線を基準線として、移動位置１Ａ、移動位置１Ｂ、及びロック位置Ｌの各位置にある上端部４０ａはそれぞれ、頂点１ａ、頂点１ｂ、凸部３ａ、及び頂点１ｃの各部位の基準線に対して、上端部４０ａが次の位置に移動する経路側にずれている。より具体的には、移動位置１Ａにある上端部４０ａの中心は、ハートカム１の頂点１ａから押込操作方向に延びる基準線に対し、上端部４０ａが移動位置１Ａから移動位置１Ｂへ移動する経路側にずれている。また、移動位置１Ｂにある上端部４０ａの中心は、ハートカム１の頂点１ｂから押込操作方向に延びる基準線に対し、上端部４０ａが移動位置１Ｂからロック位置Ｌへ移動する経路側にずれている。また、ロック位置Ｌにある上端部４０ａの中心は、周辺カム３の凸部３ａから押込操作方向に延びる基準線に対し、上端部４０ａがロック位置Ｌから移動位置１Ｃへ移動する経路側にずれている。さらに、移動位置１Ｃにある上端部４０ａの中心は、ハートカム１の頂点１ｃから押込操作方向に延びる基準線に対し、上端部４０ａが移動位置１Ｃから移動位置１Ａへ移動する経路側にずれている。
　本スイッチにおいては、移動位置１Ａ、移動位置１Ｂ、ロック位置Ｌ、及び移動位置１Ｃの各位置にある上端部４０ａについて、上記の位置関係になるように、ハートカム１及び周辺カム２～５を形成している。このため、上端部４０ａが各位置を通過しハート状軌跡６に沿って移動するときに、ハートカム１の頂点１ａ～１ｃ、または周辺カム３の凸部３ａは、上端部４０ａが次の位置に移動する方向へ上端部４０ａの移動方向を規制する移動方向規制部としての役割を果たす。このため、上端部４０ａが逆方向に移動することを防止することができる。よって、移動位置１Ａ、移動位置１Ｂ、ロック位置Ｌ、及び移動位置１Ｄの各位置から次の位置への上端部４０ａの移動がスムーズになる。その結果、本スイッチのハートカム機構によれば、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止することができ、信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現できる。
　図１０は、カム溝３１Ｃの底面の構成を示す。図１０において、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＰ－Ｐ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＨ－Ｈ線断面図であり、（ｅ）は（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。
　図１０の（ａ）に示されるように、カム溝３１Ｃは、初期領域３１Ｃ１、領域３１Ｃ２、第１傾斜溝３１Ｃ３、第２傾斜溝３１Ｃ４、平坦溝３１Ｃ５、ロック領域３１Ｃ６、第３傾斜溝３１Ｃ７、及び第４傾斜溝３１Ｃ８からなっている。ここで、図９に示す移動位置１Ａから移動位置１Ｂへ延びる通路は、初期領域３１Ｃ１、領域３１Ｃ２、第１傾斜溝３１Ｃ３、第２傾斜溝３１Ｃ４、及び平坦溝３１Ｃ５からなっている。また、移動位置１Ｂからロック位置Ｌへ延びる通路（第１の通路）は、平坦溝３１Ｃ５及びロック領域３１Ｃ６からなっている。また、ロック位置Ｌから移動位置１Ｃへ延びる通路（第２の通路）は、ロック領域３１Ｃ６及び第３傾斜溝３１Ｃ７からなっている。また、移動位置１Ｃから移動位置１Ａへ延びる通路（第３の通路）は、第３傾斜溝３１Ｃ７、第４傾斜溝３１Ｃ８、及び初期領域３１Ｃ１からなっている。
　ここで、図１０の（ｃ）に示されるように、第２傾斜溝３１Ｃ４、平坦溝３１Ｃ５の底面は、押込操作方向に垂直な断面（Ｐ－Ｐ断面）において、移動位置１Ｂから移動位置１Ｃへ向かって上端部４０ａの押圧方向下方に傾斜している。それゆえ、上端部４０ａは、移動位置１Ｂから一旦ロック位置Ｌ（ロック領域３１Ｃ６）へ到達すると、移動位置１Ｂ側へ戻ることがなくなる。ここで、上端部４０ａの「押圧方向」とは、ロックピン４０の屈曲部位から上端部４０ａが伸長する方向ともいえる。
　また、第３傾斜溝３１Ｃ７の底面は、押込操作方向に垂直な断面（Ｐ－Ｐ断面）において、移動位置１Ｂから移動位置１Ｃへ向かうに従って上端部４０ａの押圧方向に下降するように傾斜している。それゆえ、上端部４０ａは、ロック位置Ｌ（ロック領域３１Ｃ６）から一旦移動位置１Ｃへ到達すると、ロック位置Ｌ側へ戻ることがなくなる。
　このように、第２傾斜溝３１Ｃ４、平坦溝３１Ｃ５、及び第３傾斜溝３１Ｃ７の底面が傾斜しているので、移動位置１Ｂからロック位置Ｌへの移動、及びロック位置Ｌから移動位置１Ｃへの移動に際し、ロックピン４０の上端部４０ａが逆方向へ移動することを防止することができる。
　また、図１０の（ｄ）に示されるように、移動位置１Ｃから移動位置１Ａへ延びる通路（第３の通路）において、第４傾斜溝３１Ｃ８及び初期領域３１Ｃ１（図９の移動位置１Ａに対応）の間には、第４傾斜溝３１Ｃ８に比べて初期領域３１Ｃ１の底面が押圧方向に沈むように段差Ｂが形成されている。また、図１０の（ａ）に示されるように、段差Ｂは、ハートカム１の頂点１ａから押込操作方向へ延びて形成されている。このため、上端部４０ａは、段差Ｂを通過して一旦初期領域３１Ｃ１に到達すると、段差Ｂによって第４傾斜溝３１Ｃ８側へ戻ることがなくなる。その結果、移動位置１Ａにある上端部４０ａの中心は、確実に、ハートカム１の頂点１ａに対し、上端部４０ａが移動位置１Ａから移動位置１Ｂへ移動する方向側にずれることになるという効果がある。なお、この効果を考慮すると、段差Ｂは、ハートカム１の頂点１ａに対して移動位置１Ａ側に形成されていてもよい。
　また、移動位置１Ｃから移動位置１Ａへ延びる通路（第３の通路）において、第４傾斜溝３１Ｃ８は、移動位置１Ｃから移動位置１Ａへ向かうに従って押圧方向と反対方向に隆起するように傾斜する底面を有する。そして、この第４傾斜溝３１Ｃ８の底面の傾斜開始位置Ａは、ハートカム１の頂点１ｃよりも移動位置１Ａ側にある。これによって、移動位置１Ｃから移動位置１Ａへ向かう上端部４０ａがロック位置Ｌへ移動するのを防止することができる。また、第４傾斜溝３１Ｃ８と初期領域３１Ｃ１とにおいて、底面の高低差を十分に確保することができる。
　なお、図５～図８に示されたプランジャ本体３１’に設けられたカム溝の各領域と、図１０に示されたプランジャ本体３１に設けられたカム溝の各領域との対応関係は、以下の表１のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　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。
　本発明のハートカム機構は、上記の課題を解決するために、ハートカム及びその周辺カムによって形成されたカム溝と、一端が固定され他端が上記カム溝の底面に対し押圧しつつ摺動する摺動端であるロックピンとを備え、上記ハートカムの窪み部で上記摺動端を係止する、あるいは該係止を解除することによって、押込操作によって接点を開閉するスイッチのロック状態またはロック解除状態を切替えるハートカム機構であって、上記摺動端が上記窪み部にて係止された位置をロック位置とし、上記摺動端は、上記押込操作方向に往復運動しつつ、上記ハートカム外周のカム溝を、上記ロック位置で窪んだハート状軌跡に沿って移動し、このハート状軌跡において、ロック位置と反対側の頂点位置を第１の位置とし、上記ロック位置側の２つの頂点位置を第２及び第３の位置としたとき、上記摺動端は、第１の位置、第２の位置、ロック位置、第３の位置をその順で通過しており、上記ハートカムにおいて、上記ハート状軌跡の第１～第３の位置に対応する各頂点を、第１～第３の頂点とし、上記窪み部と対向する周辺カムには、第２の位置からロック位置へ上記摺動端を誘導するためのロック位置誘導点が設けられており、上記ハートカム及び周辺カムは、上記第１の位置、上記第２の位置、上記ロック位置、及び第３の位置の各位置において、上記第１の頂点、上記第２の頂点、上記ロック位置誘導点、及び第３の頂点の各点から上記押込操作方向に延びる線を基準線とし、上記摺動端の中心は、上記基準線に対し、上記各点に対応する上記ハート状軌跡の各位置から摺動端が次の位置へ移動する経路側にずれる、ように形成されていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、上記ハートカム及び周辺カムは、上記第１の位置、上記第２の位置、上記ロック位置、及び第３の位置の各位置において、上記第１の頂点、上記第２の頂点、上記ロック位置誘導点、及び第３の頂点の各点から上記押込操作方向に延びる線を基準線とし、上記摺動端の中心は、上記基準線に対し、上記各点に対応する上記ハート状軌跡の各位置から摺動端が次の位置へ移動する経路側にずれる、ように形成されている。より具体的な位置関係は、以下の通りである。
　すなわち、上記第１の位置にある摺動端の中心は、ハートカムの第１の頂点から上記押込操作方向に延びる上記基準線に対し、摺動端が第１の位置から第２の位置へ移動する経路側にずれている。また、上記第２の位置にある摺動端の中心は、ハートカムの第２の頂点から上記押込操作方向に延びる上記基準線に対し、摺動端が第２の位置からロック位置へ移動する経路側にずれている。また、ロック位置にある摺動端の中心は、周辺カムのロック位置誘導点から上記押込操作方向に延びる上記基準線に対して、摺動端がロック位置から第３の位置へ移動する経路側にずれている。さらに、上記第３の位置にある摺動端は、ハートカムの第１の頂点から上記押込操作方向に延びる上記基準線に対し、摺動端が第３の位置から第１の位置へ移動する経路側にずれている。
　上記の構成によれば、上記第１の位置、上記第２の位置、上記ロック位置、及び上記第３の位置の各位置にある上記摺動端について、上記位置関係になるように、ハートカム及び周辺カムを形成している。それゆえ、上記の構成によれば、上記摺動端が各位置を通過してハート状軌跡に沿って移動するときに、ハートカムの第１～第３の頂点、または周辺カムのロック位置誘導点は、摺動端が次の位置に移動する方向へ摺動端の移動方向を規制する移動方向規制部としての役割を果たす。このため、上記の構成によれば、摺動端が逆方向に移動することを防止することができる。よって、第１の位置、第２の位置、ロック位置、及び第３の位置の各位置から次の位置への摺動端の移動がスムーズになる。その結果、上記の構成によれば、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止することができ、信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現できるハートカム機構を提供することができる。
　本発明のハートカム機構では、上記第２の位置から上記ロック位置へ延びる通路を第１の通路とし、上記ロック位置から上記第３の位置へ延びる通路を第２の通路としたとき、上記第１及び第２の通路の底面は、上記押込操作方向に垂直な断面において、上記第２の位置から上記第３の位置へ向かうに従って上記摺動端の押圧方向に下降するように傾斜した傾斜領域を有するが好ましい。
　上記の構成によれば、上記第１及び第２の通路の底面は、上記押込操作方向に垂直な断面において、上記第２の位置から上記第３の位置へ向かうに従って上記摺動端の押圧方向に下降するように傾斜した傾斜領域を有するので、上記第２の位置からロック位置への移動、及びロック位置から第３の位置への移動に際し、上記摺動端が逆方向へ移動することを防止することができる。
　本発明のハートカム機構では、上記第３の位置から上記第１の位置へ延びる第３の通路には、第１の位置におけるカム溝の底面が上記摺動端の押圧方向に沈むように段差が形成され、上記段差は、上記ハートカムの上記第１の頂点から上記押込操作方向へ延びて形成されている、あるいは上記第１の頂点に対して第１の位置側に形成されていることが好ましい。
　このように、上記段差は、上記ハートカムの上記第１の頂点から上記押込操作方向へ延びて形成されている、あるいは上記第１の頂点に対して第１の位置側に形成されているので、上記摺動端は、上記段差を通過し一旦第１の位置に到達すると、上記段差によって第３の位置側へ戻ることがなくなる。それゆえ、上記の構成によれば、第１の位置にある摺動端の中心は、確実に、ハートカムの第１の頂点に対し、摺動端が第１の位置から第２の位置へ移動する方向側にずれることになる。
　本発明のハートカム機構では、上記第３の通路は、上記第３の位置から上記第１の位置へ向かうに従って底面が上記摺動端の押圧方向と反対方向に隆起するように傾斜する傾斜溝を有し、上記傾斜溝の傾斜開始位置は、上記ハートカムの第３の頂点よりも第１の位置側にあることが好ましい。
　上記の構成によれば、上記第３の通路は、上記第３の位置から上記第１の位置へ向かうに従って底面が上記摺動端の押圧方向と反対方向に隆起するように傾斜する傾斜溝を有し、上記傾斜溝の傾斜開始位置は、上記ハートカムの第３の頂点よりも第１の位置側にあるので、第３の位置から第１の位置へ向かって移動する摺動端がロック位置へ移動するのを防止することができる。また、上記傾斜溝と第１の位置におけるカム溝とにおいて、底面の高低差を十分に確保することができる。
　本発明のスイッチは、上記の課題を解決するために、上記押込操作により回路の開閉動作を行うための押込部材と、上述のハートカム機構と、上記ロックピンの上記一端を固定するためのベースと、を備えたことを特徴としている。
　上記の構成によれば、カム溝底面における階段状部分が摩耗した場合であっても、ロックピン端部の逆方向への移動を防止することができ、信頼性が高いスイッチ開閉機構を実現できるスイッチを提供することができる。
　本発明は、洗濯機や食器洗浄器等といった、外部信号によって電源スイッチをオフにすることが可能な電化製品に利用することができる。
　１　　　　　　　　　　ハートカム
１ａ　　　　　　　　　　頂点（第１の頂点）
１ｂ　　　　　　　　　　頂点（第２の頂点）
１ｃ　　　　　　　　　　頂点（第３の頂点）
１ｄ　　　　　　　　　　窪み部
１Ａ　　　　　　　　　　移動位置（第１の位置）
１Ｂ　　　　　　　　　　移動位置（第２の位置）
１Ｃ　　　　　　　　　　移動位置（第３の位置）
　Ｌ　　　　　　　　　　ロック位置
　２　　　　　　　　　　周辺カム
　３　　　　　　　　　　周辺カム
３ａ　　　　　　　　　　凸部（ロック位置誘導点）
　４　　　　　　　　　　周辺カム
　５　　　　　　　　　　周辺カム
　６　　　　　　　　　　ハート状軌跡
１０　　　　　　　　　　ベース
１１　　　　　　　　　　壁
１２　　　　　　　　　　壁
１３　　　　　　　　　　隔壁
１４　　　　　　　　　　係合溝
２０　　　　　　　　　　接点機構
３０，３０’　　　　　　プランジャ部
３１，３１’　　　　　　プランジャ本体（押込部材）
３１Ａ　　　　　　　　　操作部
３１Ｂ　　　　　　　　　軸部
３１Ｃ、３１Ｃ’　　　　カム溝
３１Ｄ　　　　　　　　　押圧用凸部
３２　　　　　　　　　　コイルバネ
３２ａ　　　　　　　　　端部
３２ｂ　　　　　　　　　端部
４０　　　　　　　　　　ロックピン
４０ａ　　　　　　　　　上端部（摺動端）
４０ｂ　　　　　　　　　下端部
５０　　　　　　　　　　ハウジング
 

Claims (5)

  1. 　ハートカム及びその周辺カムによって形成されたカム溝と、一端が固定され他端が上記カム溝の底面に対し押圧しつつ摺動する摺動端であるロックピンとを備え、上記ハートカムの窪み部で上記摺動端を係止する、あるいは該係止を解除することによって、押込操作によって接点を開閉するスイッチのロック状態またはロック解除状態を切替えるハートカム機構であって、
    　上記摺動端が上記窪み部にて係止された位置をロック位置とし、上記摺動端は、上記押込操作方向に往復運動しつつ、上記ハートカム外周のカム溝を、上記ロック位置で窪んだハート状軌跡に沿って移動し、このハート状軌跡において、ロック位置と反対側の頂点位置を第１の位置とし、上記ロック位置側の２つの頂点位置を第２及び第３の位置としたとき、上記摺動端は、第１の位置、第２の位置、ロック位置、第３の位置をその順で通過しており、
    　上記ハートカムにおいて、上記ハート状軌跡の第１～第３の位置に対応する各頂点を、第１～第３の頂点とし、上記窪み部と対向する周辺カムには、第２の位置からロック位置へ上記摺動端を誘導するためのロック位置誘導点が設けられており、
    　上記ハートカム及び周辺カムは、
    　上記第１の位置、上記第２の位置、上記ロック位置、及び第３の位置の各位置において、上記第１の頂点、上記第２の頂点、上記ロック位置誘導点、及び第３の頂点の各点から上記押込操作方向に延びる線を基準線とし、上記摺動端の中心は、上記基準線に対し、上記各点に対応する上記ハート状軌跡の各位置から摺動端が次の位置へ移動する経路側にずれる、
    　ように形成されていることを特徴とするハートカム機構。
  2. 　上記第２の位置から上記ロック位置へ延びる通路を第１の通路とし、上記ロック位置から上記第３の位置へ延びる通路を第２の通路としたとき、
    　上記第１及び第２の通路の底面は、上記押込操作方向に垂直な断面において、上記第２の位置から上記第３の位置へ向かうに従って上記摺動端の押圧方向に下降するように傾斜した傾斜領域を有することを特徴とする請求項１に記載のハートカム機構。
  3. 　上記第３の位置から上記第１の位置へ延びる第３の通路には、第１の位置におけるカム溝の底面が上記摺動端の押圧方向に沈むように段差が形成され、
    　上記段差は、上記ハートカムの上記第１の頂点から上記押込操作方向へ延びて形成されている、あるいは上記第１の頂点に対して第１の位置側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハートカム機構。
  4. 　上記第３の通路は、上記第３の位置から上記第１の位置へ向かうに従って底面が上記摺動端の押圧方向と反対方向に隆起するように傾斜する傾斜溝を有し、
    　上記傾斜溝の傾斜開始位置は、上記ハートカムの第３の頂点よりも第１の位置側にあることを特徴とする請求項３に記載のハートカム機構。
  5. 　上記押込操作により回路の開閉動作を行うための押込部材と、
    　請求項１～４の何れか１項に記載のハートカム機構と、
    　上記ロックピンの上記一端を固定するためのベースと、を備えたことを特徴とするスイッチ。
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