JP2016154077A - プッシュスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ロック機構を有する押圧操作型のプッシュスイッチに関し、簡易な構成で、コイルばねの装着が容易で、薄型及び小型かつ操作の確実なものを提供することを目的とする。
【解決手段】ロックカム部４後方のカム溝部４Ｂに、ストッパ７他端の第２端７Ｂが係止してレリーズ位置に操作体３を保持するレリーズ保持部４Ｃを設け、レリーズ位置において操作体３とケース１の規制部１Ｅとの前後方向の間に所定間隔の隙間を設けることによって、プッシュスイッチ１０を組立てる時に、収納部１Ｈの空間が前後方向に拡がり、コイルばね６が収納部１Ｈから外れ難く安定して装着されるため、コイルばね６の装着が容易で、薄型及び小型かつ操作の確実なプッシュスイッチを実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作体への押圧操作によりスイッチ接点の電気的接離が行なわれると共に、操作体が所定の移動位置でロックするロック機構を有するプッシュスイッチに関するものである。

近年、携帯電話端末やタブレット端末などの電子機器の薄型化及び小型化に伴い、それらに用いられるロック機構を有したプッシュ操作型のスイッチにおいても、薄型及び小型で、かつ操作が確実なものが求められている。

なお、従来のプッシュスイッチとしては、特許文献１に示すようなロック機構を有するプッシュスイッチが知られている。

このようなプッシュスイッチは、操作部材が所定方向に移動可能に収納されたケースと、操作部材とケースとの間に配設されて操作部材を所定方向へ付勢するコイルばねを有する。ケースの内側にはカム溝がハート型に形成されたカム部が設けられ、ピン状のストッパの一端が操作部材に支持されると共に他端がカム部に当接し、ストッパが別体の押えばねによってカム部側に付勢されている。

また、操作部材の移動方向に対し直交する方向の側面に可動接点を備え、対向するスイッチケースの側面に固定接点を有して、操作部材の移動に伴い可動接点と固定接点との接離及びストッパとカム部との係止による操作部材のロック／ロック解除が行なわれる構成のものであった。

特開平１０−３４０６４９号公報

しかしながら、従来のプッシュスイッチにおいては、薄型で小型の外形のものにするためには、操作部材を所定方向へ付勢するコイルばねをより小さい外径で細長くして、より小さいばね収納部のスペースに装着することが必要な場合がある。

このようなコイルばねを操作部材とケースとの間に装着する際に、コイルばねは外径が小さく長さが長いため、コイルばねをばね収納部に装着する際に、ばねの圧縮力によりばね収納部から外れ易く、組み込みが困難で自動組立化を実現し難いという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、コイルばねの装着が容易で、薄型及び小型かつ操作の確実なプッシュ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に本発明は、上面に開口部が設けられたケースと、
ケース内に上面に沿って前方向と後方向の前後方向へ移動可能に収納され、後部の上面にカム部とカム部の周囲に窪んだカム溝部からなるロックカム部が形成されると共に、前部に操作部が形成された操作体と、ケースと操作体の後端の間の収納部に収納され、前方向へ操作体を付勢するコイルばねと、一端が前記ケースに係止され他端がロックカム部に当接するストッパと、操作体の移動に伴い接離するスイッチ接点部を備え、操作部を後方向へ押圧操作することにより、ストッパの他端をロックカム部に係合して操作体がロック位置に保持されるロック状態、または、ケースから操作体が前方へ最大に突出したレリーズ位置に保持されるレリーズ状態のいずれか一方の状態に維持されるプッシュスイッチであって、ロックカム部の後方のカム溝部に、ストッパの他端が係止してレリーズ位置に操作体を保持するレリーズ保持部を設け、ケースの前部に操作体の前方向への移動を規制する規制部を設けて、操作体がレリーズ位置において、操作体と規制部との前後方向の間に所定間隔の隙間を設けてプッシュスイッチを構成する。

本発明によれば、ロックカム部の後方のカム溝部に、ストッパの他端が係止してレリーズ位置に操作体を保持するレリーズ保持部を設け、操作体がレリーズ位置において操作体と規制部との前後方向の間に所定間隔の隙間を設けることによって、プッシュスイッチを組立て時に、操作体をレリーズ位置よりさらに所定間隔の隙間分、操作体を前方向へ移動させて、操作体後端とケースとの間の収納部の空間が前方向に拡がり、コイルばねを収納部に装着時に、コイルばねが収納部から飛び出し難く安定して装着されるため、コイルばねの装着が容易で、薄型及び小型かつ操作の確実なプッシュスイッチを得ることができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチのカバーを除いた状態の平面図 同分解斜視図 同組立て方法を示す平面視の説明図 同組立て方法を示す正面視の説明図 同動作を示す平面視の説明図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチのカバーを除いた状態の平面図、図２は同分解斜視図、図３は同組立て方法を示す平面視の説明図及び図４は同組立て方法を示す正面視の説明図である。

なお、図１は、通常使用状態において操作体が前方に最も突出したレリーズ状態のプッシュスイッチの平面図である。

ケース１は液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート（以降、ＰＢＴと記載する）などの絶縁性樹脂製で、図１及び図２に示すように、ケース１は上面に開口部１Ａと前面に開口部１Ｂを設けた前後方向に細長い略箱状の外形である。

ケース１の後部内側の底面には、端子部２Ａが外方に延出し底面上に露出した複数の固定接点２が、インサート成形によって配設されている。固定接点２はリン青銅板やベリリウム銅板あるいは黄銅板など導電性金属板製である。

また、ケース１後部の底面には、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、前後方向に直交する幅方向の略中心上に、上方向へ所定高さ突出すると共に、前方向へ所定長さ延出したばね規制部１Ｃが形成され、複数の固定接点２はばね規制部１Ｃを挟んで両側の底面に配設されている。

ケース１前面の開口部１Ｂ近傍には、上方向へ突出し上面に後述するストッパ７の一端が係止される係止穴１Ｄを形成した略直方体状の規制部１Ｅが設けられている。

操作体３は液晶ポリマーやＰＢＴなどの絶縁性樹脂製で、前部に上面が一部開口し下面が全面開口した操作部３Ａを有すると共に後部の上面が開口した、前後方向に細長い外形を有している。

また、操作体３は後部の幅方向が対応するケース１の両内側面にガイドされると共に、前部の操作部３Ａ外側の幅方向をケース１の両内側面にガイドされて、ケース１内に前後方向に移動可能に収納されている。なお、前部は操作部３Ａ内側の内側面をケース１の規制部１Ｅの幅方向の外側面にガイドさせてもよい。操作体３の後部の底面には、略ハート状で上方向へ突出したカム部４Ａと、その周囲に所定位置に複数の段差が配置され溝状に窪んだカム溝部４Ｂからなるロックカム部４が設けられている。

カム溝部４Ｂ後部の幅方向の略中間には、後方向へ略円弧状にやや凹んだレリーズ保持部４Ｃが形成され、その近傍のカム溝部４Ｂから後方に向けて、略溝状で、操作体３の幅方向の中心軸に対し斜め方向に傾斜して延出したストッパ案内部４Ｄが形成されている。ストッパ案内部４Ｄとカム溝部４Ｂとの境界には、カム溝部４Ｂの表面に対し上方向へストッパ案内部４Ｄが高くなった段差部４Ｅが設けられ仕切られている。

なお、ストッパ案内部４Ｄの後端は、図１に示すように、壁により閉じられたものや、操作体３の幅方向又は後端面に貫通して開放されたものでも良い。

また、ロックカム部４の前方にはケース１の規制部に対向した略平面状の当接部３Ｂが形成され、ケース１の規制部１Ｅの後面に対し所定間隔の隙間を隔てて配置されている。操作体３の後端面には、下部が略半円形状で上部が幅方向に平行な形状を有し、前方向に窪んだばね保持部３Ｃが形成されている。

そして、操作体３の後端から外方の後方向へ延出した複数の可動接点５が、操作体３内部で繋がり操作体３にインサート成形等により形成されている。可動接点５はベリリウム銅板やリン青銅板などの高弾性導電性金属板製であり、先端部には下方向へ凸状の接点部５Ａが形成されている。

可動接点５の複数の接点部５Ａが上方向へやや撓んだ状態で下方の各固定接点２に弾接して、操作体３の前後方向への移動に伴い接点部５Ａが所定の固定接点２との接離が行なわれるようにしてスイッチ接点部が形成されている。

なお、操作体３の後端部から延出した可動接点５のケース１底面から上方向への高さは、ばね規制部１Ｃの高さより低くなっている。

ストッパ７はステンレス鋼線やピアノ線などの金属線製の略コ字状で、一端の第１端７Ａがケース１の規制部１Ｅの係止穴１Ｄ内に係止されると共に、他端の第２端７Ｂがカム溝部４Ｂ後部のレリーズ保持部４Ｃに当接している。

コイルばね６はステンレス鋼線やピアノ線などの金属線製で螺旋状に巻回されて細長い外形を有している。コイルばね６は、操作体３後端部のばね保持部３Ｃと、ケース１後部の内側面にばね保持部３Ｃに対向して後方に窪んで形成されたばね保持部１Ｆとの間の収納部１Ｈ内に、やや撓んだ状態で収納されている。また、ケース１底面のばね規制部１Ｃによってコイルばね６の下方向への変形が規制されて、コイルばね６が操作体３を前方向へ付勢している。

したがって、コイルばね６が操作体３の後方に配置され、コイルばね６下方向のケース１底面側に、操作体３の後端部から延出した可動接点５とケース１底面の固定接点２からなるスイッチ接点部がコイルばねと並行に配置されることによって、プッシュスイッチ全体の前後方向の長さがより短く、かつ、上方向や幅方向の外形をより薄型のものになっている。

また、コイルばね６の長手方向に直交したスイッチ接点部側への変形をばね規制部１Ｃによって規制することによって、コイルばね６のケース１内への装着時や操作体３の操作に伴うばね変形時においても、スイッチ接点部がコイルばね６により干渉されることがなく、スイッチ接点部の接離が確実で安定したものにすることできる。

そして、操作体３がコイルばね６によって前方向へ付勢され、ストッパ７の第１端７Ａがケース１の係止穴１Ｄに係止されると共に、第２端７Ｂが操作体３のレリーズ保持部４Ｃに当接して、操作体３の操作部３Ａがケース１前面より最大に突出したレリーズ位置に保持されたレリーズ状態にプッシュスイッチが維持される。

ケース１上面の開口部１Ａには、断面が略コ字状に形成されたカバー８が配置され、カバー８の幅方向の両側面に設けた係合孔８Ａがケース１の両外側面に設けた係合部１Ｇに係合してケース１とカバー８が装着されている。

カバー８はステンレス鋼板やベリリウム銅板あるいはリン青銅板などの高弾性金属板製で、前部の上面には周囲が切り欠かれ、下方へ折曲して傾斜すると共に前方へ延出した押え部８Ｂが一体に形成されている。

押え部８Ｂの先端部はストッパ７の第１端７Ａと第２端７Ｂの間の繋ぎ部７Ｃの上面にやや撓んだ状態で弾接して、ストッパ７の第１端７Ａを係止穴１Ｄに確実に係止させると共に、第２端７Ｂをロックカム部４の表面に確実に当接させるように付勢している。

したがって、押え部８Ｂをカバー８に一体に形成してストッパ７を下方に付勢することによって、カバー８の下面に板ばね等のストッパ押さえ用の別部材を設ける必要が無いため、部品点数が少なく、より薄型のものにできる。

このように、コイルばね６に付勢された操作体３と、一端がケース１に係止されると共に他端が操作体３のロックカム部４上に当接したストッパ７がケース１内に収納され、カバー８がケース１上面の開口部１Ａを覆ってプッシュスイッチ１０が構成されている。

次に、以上の構成のプッシュスイッチ１０の組立て方法について図３及び図４を用いて説明する。

先ず、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、ケース１内に開口部１Ａから操作体３を挿入し、当接部３Ｂをケース１の規制部１Ｅの後面に当接させた状態に配置する。

ここで、ケース１のばね保持部１Ｆと操作体３のばね保持部３Ｃ間の収納部１Ｈの前後方向の長さは、操作体３がレリーズ位置における収納部１Ｈの長さより長く、最大に拡がった状態となっている。

次に、ストッパ７の第１端７Ａを係止穴１Ｄ内に挿入すると共に、第２端７Ｂをロックカム部４後方のストッパ案内部４Ｄの上面に載置して、ストッパ７を操作体３に配置する。

ここで、ストッパ案内部４Ｄは、レリーズ保持部４Ｃ近傍のカム溝部４Ｂから後方に向けて操作体３の幅方向の中心軸に対し斜め方向に傾斜し延出させているため、ストッパ７も操作体３の中心軸に対し斜めに配置される。したがって、例えばストッパ案内部４Ｄを操作体３の中心軸と並行に延出させてストッパ７を配置した場合に比べ、第２端７Ｂとばね保持部３Ｃとの壁部の厚みは一定として、操作体３の前後方向の長さを斜めにした分、短くすることができ、よりプッシュスイッチ１０全体の前後方向の長さを短くすることができる。

そして、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、コイルばね６をやや撓ませながら収納部１Ｈ内に挿入する。このとき、収納部１Ｈはレリーズ状態での長さより所定間隔の隙間分、拡がっていることによって、コイルばね６はより小さい撓み量でより小さい力で撓んでいるため、挿入時の外への飛び出しもなく、収納部１Ｈに挿入し易く安定して装着される。

また、コイルばね６を装着する際に、コイルばね６の長手方向の中間近傍が下方に多少変形したとしても、ケース１の略中央のばね規制部１Ｃの上面に規制されて、コイルばね６の外周は可動接点５に接することがないため、可動接点５はコイルばね６に干渉されない。

次に、図３（ｂ）及び図４（ｂ）の状態で、カバー８をケース１上面に被せて、係合孔８Ａを係合部１Ｇに係合させると共に、押え部８Ｂをストッパ７上に弾接させて、カバー８をケース１に装着する。

さらに、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すストッパ７の第２端７Ｂがストッパ案内部４Ｄの上面に当接した状態から、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、コイルばね６の付勢力に反して後方向のＡ方向へ操作部３Ａを押圧操作すると、第２端７Ｂが操作体３に対し溝状のストッパ案内部４Ｄ上を前方向へ確実にかつ安定して移動し、段差部４Ｅを越えると下降してカム溝部４Ｂ上に当接する。

続いて、操作体３への押圧を解除すると、操作体３は前方向へ付勢されて移動し、これに伴い、第２端７Ｂはカム溝部４Ｂの後部のレリーズ保持部４Ｃに当接して停止し、図１に示すように、操作体３は通常使用状態において操作部３Ａがケース１の開口部１Ｂから最大に突出したレリーズ位置に保持されて、プッシュスイッチ１０がレリーズ状態になって、プッシュスイッチ１０は製作される。

なお、プッシュスイッチ１０は例えば幅方向や上方向の外径が２〜３ｍｍで端子部２Ａを除く長さが１０ｍｍ程度の、薄型で小型の外形を有したものとなる。

ここで、プッシュスイッチ１０は完成状態以降、操作体３を押圧操作して前後方向に移動させても、ストッパ７の第２端７Ｂはカム溝部４Ｂ内を摺動するが、ストッパ案内部４Ｄは段差部４Ｅによってカム溝部４Ｂと仕切られるため、第２端７Ｂは、ストッパ案内部４Ｄには戻ることはない。

以上のように構成されたプッシュスイッチ１０は、例えば、携帯電話端末やタブレット端末の電子装置あるいはペン型の入力装置などの一端の細長いスイッチ収納部に、端子部２Ａが装置内部の接続部に接続されると共に、操作部３Ａが外方向きに配置されて装着される。

このようなプッシュスイッチ１０の動作について、図１及び図５の動作を示す平面視の説明図を用いて説明する。なお、図５はカバーを除いた状態の平面図である。図１のレリーズ状態では、ストッパ７の第２端７Ｂがカム溝部４Ｂ後部のレリーズ保持部４Ｃに当接し、操作体３が前方向に最大に突出して保持され、複数の可動接点５の接点部５Ａが所定の固定接点２の接点部２Ｂに各々弾接した、第１の接続状態となっている。

次に、図１のレリーズ状態から操作部３Ａを矢印Ａの後方向へ押圧操作した後、押圧操作を解除すると、図５（ａ）に示すように、操作体３が後方へ移動するに伴って、第２端７Ｂが前方向から見て左側のカム溝部４Ｂに沿って矢印Ｂに示すように摺動する。つまり、操作体３がケース１内の最も後方向に移動したフルストローク位置を経て、操作体３が前方へ移動して、第２端７Ｂが略ハート形状のカム部４Ａの中央凹部に当接してロック位置に保持されたロック状態となる。

このとき、複数の接点部５Ａがレリーズ状態とは異なる所定の固定接点２の接点部２Ｂに弾接して、第２の接続状態となる。

さらに、図５（ａ）のロック状態において、再度、操作部３Ａを押圧操作すると、図５（ｂ）に示すように、ストッパ７の第２端７Ｂがカム部４Ａから外れて右側のカム溝部４Ｂに案内されると共に、操作体３が前方向へ移動して図１に示すレリーズ状態に復帰する。

このように、操作体３への押圧操作に伴って、ストッパ７の第２端７Ｂがカム溝部４Ｂ上を摺動しながら所定の位置に保持されることで、操作体３はレリーズ位置からフルストローク位置、さらにロック位置に移動すると共に、スイッチ接点部が第１の接続状態や第２の接続状態に切換わり電子装置や入力装置の様々な機能が制御される。

このように本実施の形態によれば、ロックカム部４の後方のカム溝部４Ｂに、ストッパ７他端の第２端７Ｂが係止してレリーズ位置に操作体３を保持するレリーズ保持部４Ｃを設け、操作体３がレリーズ位置において操作体３の当接部３Ｂとケース１の規制部１Ｅとの前後方向の間に所定間隔の隙間を設けることによって、プッシュスイッチ１０を組立てる時に、操作体３をレリーズ位置よりさらに所定間隔の隙間分、前方向へ移動させて、操作体３後端とケース１との間の収納部１Ｈの空間が前後方向に拡がり、コイルばね６を収納部１Ｈに装着時に、コイルばね６が収納部１Ｈから外れ難く安定して装着されるため、コイルばね６の装着が容易で、薄型及び小型で操作が確実なプッシュスイッチを実現することができる。

また、ロックカム部４のレリーズ保持部４Ｃの近傍に、後方向に向けて操作体３の幅方向の中心軸に対し斜め方向に傾斜して延出した溝状のストッパ案内部４Ｄを形成し、ストッパ案内部４Ｄとカム溝部４Ｂとの境界に、カム溝部４Ｂの表面に対し上方向にストッパ案内部４Ｄが高くなった段差部４Ｅを設けて仕切ることによって、組立て後、操作体３を後方向へ押圧操作したときに、ストッパ７の第２端７Ｂは、溝状のストッパ案内部４Ｄ上を前方向へ案内されて、確実にかつ安定して移動する。また、段差部４Ｅによって第２端７Ｂは通常動作時にはストッパ案内部４Ｄには戻らず安定したロック又はロック解除操作が行われる。さらに、ストッパ案内部４Ｄが斜め方向に傾斜し延出させることによって、ストッパ案内部を操作体３の中心軸と並行に延出させてストッパ７を配置した場合に比べ、第２端７Ｂとばね保持部３Ｃとの壁部の厚みは一定として、ストッパ７が斜めに配置される分、前後方向の長さを短くすることができ、よりプッシュスイッチの前後方向の長さを短くすることができる。

また、ケース１の開口部１Ａを高弾性金属板製のカバー８で覆い、ストッパ７をロックカム部４に弾接する押え部８Ｂをカバー８に一体形成することによって、カバー８の下面に板ばね等のストッパ押さえ用の別部材を設ける必要が無ないため、部品点数が少なく、より薄型のものにできる。

なお、以上の説明では、ストッパ７を略コの状に形成して、第１端７Ａをケース１の規制部１Ｅの係止穴１Ｄに係止させ、第２端７Ｂをカム溝部４Ｂに当接させた構造として説明したが、ストッパを略クランク状に形成して、第１端を上方向のカバーに係止させた構造としても、やや組立て難いが、本発明の実施は可能である。

本発明によるプッシュスイッチは、簡易な構成で、コイルばねの装着が容易で、薄型及び小型かつ操作の確実なものにすることができ、薄型及び小型の電子装置や入力装置の操作用として有用である。

１ ケース
１Ａ、１Ｂ 開口部
１Ｃ ばね規制部
１Ｄ 係止穴
１Ｅ 規制部
１Ｆ、３Ｃ ばね保持部
１Ｇ 係合部
１Ｈ 収納部
２ 固定接点
２Ａ 端子部
２Ｂ、５Ａ 接点部
３ 操作体
３Ａ 操作部
３Ｂ 当接部
４ ロックカム部
４Ａ カム部
４Ｂ カム溝部
４Ｃ レリーズ保持部
４Ｄ ストッパ案内部
４Ｅ 段差部
５ 可動接点
６ コイルばね
７ ストッパ
７Ａ 第１端（一端）
７Ｂ 第２端（他端）
７Ｃ 繋ぎ部
８ カバー
８Ａ 係合孔
８Ｂ 押え部
１０ プッシュスイッチ

Claims (4)

1. 上面に開口部が設けられたケースと、
   前記ケース内に前記上面に沿って前方向と後方向の前後方向へ移動可能に収納され、後部の上面にカム部と前記カム部の周囲に窪んだカム溝部からなるロックカム部が形成されると共に前部に操作部が形成された操作体と、
   前記ケースと前記操作体の後端の間の収納部に収納され、前記前方向へ前記操作体を付勢するコイルばねと、
   一端が前記ケースに係止され他端が前記ロックカム部に当接するストッパと、
   前記操作体の移動に伴い接離するスイッチ接点部を備え、
   前記操作部を前記後方向へ押圧操作することにより、前記ストッパの他端が前記ロックカム部に係合して前記操作体がロック位置に保持されるロック状態、または、前記ケースから前方へ最大に突出してレリーズ位置に保持されるレリーズ状態のいずれか一方の状態に維持されるプッシュスイッチであって、
   前記ロックカム部の後方の前記カム溝部に、前記ストッパの前記他端が係止して前記レリーズ位置に前記操作体を保持するレリーズ保持部を設け、前記ケースの前部に前記操作体の前記前方向への移動を規制する規制部を設けて、前記操作体が前記レリーズ位置において前記操作体と前記規制部との前記前後方向の間に所定間隔の隙間を設けたプッシュスイッチ。
2. 前記レリーズ保持部の近傍に前記カム溝部から後方に向けて延出するストッパ案内部を設け、前記ストッパ案内部は前記カム溝部との境界に前記操作体の前記上面の方向に高い段差部を有した請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記ストッパ案内部を略溝状で後方に向けて前記前後方向に対し斜めに傾斜させて形成した請求項２に記載のプッシュスイッチ。
4. 前記ケースの前記開口部を覆うカバーを配設し、前記カバーに前記ストッパの前記一端を係止させた請求項１に記載のプッシュスイッチ。

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