JP4123793B2 - 押しボタンスイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押しボタンスイッチに係り、特には、エレベータ乗降口の壁面に取付けられる上昇指示あるいは下降指示を行う方向指示スイッチなどに好適に利用することのできるに押しボタンスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に、従来のエレベータ用の方向指示スイッチに利用される押しボタンスイッチの断面図が、また、図１２にその分解した斜視図が示されている。
【０００３】
上記押しボタンスイッチは、ボタン孔３０ａを有する箱形に形成されたベース部材３０、そのボタン孔３０ａに組込まれる操作プランジャ３１、操作プランジャ３１の四隅に作用する復帰バネ３２、ベース部材３０に裏面側からネジ連結される基板３３、等から構成されており、操作プランジャ３１には透光材からなるキャップ３４が装着されるとともに、基板３３にはスイッチ部３５、ＬＥＤ３６、角筒状の遮光ケース３７、等が実装されている。
【０００４】
前記スイッチ部３５は、基板３３上の４箇所に一対づつ設けられた電極３８，３９と、基板３３上のゴム操作部材４０の下面４箇所に設けられた導電部４１とで構成されており、キャップ３４を介して操作プランジャ３１が復帰バネ３２に抗して押圧操作されると、操作プランジャ３１の四隅に突設された操作突起３１ａのいずれかでゴム操作部材４０が押圧変位され、導電部４１が対向する電極対３８，３９に圧接されることでスイッチオンし、ＬＥＤ３６が点灯作動してキャップ３４に照射されるとともにスイッチ出力が外部に与えられるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例の押しボタンスイッチでは、操作プランジャ３１の変位をベース部材３０におけるボタン孔３０ａの内壁面で案内する構造であるために、案内長さを短くして薄型化を図ると、操作プランジャ３１の端を押圧操作した場合に、片押し（隅押し）状態となって操作プランジャ３１が傾斜して押込み変位することになり、この片押しに対応できるように４箇所にスイッチ部３５を設ける必要があった。
【０００６】
このように、４箇所に個別にスイッチ部３５を設けると、各スイッチ部３５ごとにスイッチング特性に差異が発生しやすく、片押し場所によってスイッチオンするための操作荷重に差が発生することがあった。また、操作のクリック感を、スイッチ部３５を構成するゴム操作部材４０によって得るものであるために、十分なクリック感を得ることが困難であった。
【０００７】
また、操作プランジャ３１の復帰バネ３２を分散配備してあるので、操作プランジャ３１を押す位置によって復帰バネ群の変形具合に差が生じて、操作荷重が異なることになるものであった。
【０００８】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、全体の薄型化を図りながら、どこを操作しても同じ操作荷重でスイッチオンすることができ、さらには、クリック感を的確に得ることができる操作感覚に優れた押しボタンスイッチを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
本発明の押しボタンスイッチは、操作プランジャを押圧操作することによって、ベース部材に組み込まれたリーフ型のスイッチ本体を作動させる押しボタンスイッチであって、前記ベース部材に、操作端とスイッチ操作用の作動端とをそれぞれ有する４個以上の操作片を、前記ベース部材の底面に前記操作端に臨むように形成された凹部のエッジを中心に、天秤揺動可能に配置し、前記操作片を、前記ベース部材の中央部から外方に向けて放射状に配置するとともに、前記作動端が、操作片を復帰付勢する復帰バネ板に臨むように前記中央部に、前記操作端が、前記操作プランジャに対向するように前記外方に、それぞれ位置するように配置し、スナップアクション機構を構成する屈曲形成したワイヤの両端を、前記ベース部材の支持部に回動可能に位置固定するとともに、前記ワイヤの中央偏芯部を、前記復帰バネ板に係止させ、前記操作プランジャの押圧操作に伴う操作片の前記天秤揺動変位によって、前記操作端が前記凹部に入り込む一方、前記作動端が上方変位して前記復帰バネ板を介して前記スイッチ本体を作動させるとともに、前記作動端の前記上方変位に伴う前記復帰バネ板の変位によって、前記ワイヤの付勢方向を反転させるものである。
ここで、放射状とは、中央部から外方へ広がるように配置することをいい、例えば、中央部から操作片の各操作端が外方の、例えば、四方に延びるように配置されることをいう。
【００１１】
本発明によると、操作プランジャを押圧すると、複数の操作片のいずれかが揺動操作されて、スイッチ本体が作動することになる。
【００１５】
本発明によれば、複数の操作片の各操作端は、外方に広がるように放射状に配置されるので、操作プランジャのどこを押圧操作しても、操作片を確実に揺動変位させることができ、また、平面的に分散配置されるので、薄型化を図ることができる。
【００１７】
本発明によると、操作プランジャを押圧すると、複数の操作片の少なくとも一つが、復帰バネ板を弾性変形させながら揺動操作され、この復帰バネ板の変形に連動してスイッチ本体が作動し、また、操作プランジャの押圧を解除すると復帰バネ板が弾性復帰し、これに伴って操作片が復帰揺動する。しかも、いずれの操作片を操作しても、復帰バネ板を弾性変形させてスイッチ本体を作動させることになるので、操作プランジャのどこを押しても、復帰バネ板で規定させる同じ操作荷重となる。
本発明によると、ワイヤの中央偏芯部がワイヤ両端を支点として回動変位する円弧状軌跡と復帰バネ板の係止点の移動軌跡とが異なることによって中立点を通過する前後で復帰バネ板変形荷重に大きい差が発生し、これが操作荷重のクリック感となり、薄型化を損なうことなく、充分なクリック感を得ることができる。
【００１８】
本発明の他の実施態様においては、複数の操作片を、連結アーム部で互いに連結して一体化している。
【００１９】
本発明によると、複数の操作片を一体形成することで加工コストの低減を図ることができ、また、複数の操作片を一挙に所定部位へ組付けることができるので、組付け作業性を向上させてコスト節減に有効となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に、本発明に係る押しボタンスイッチの外観斜視図が、図２にその分解した斜視図が、図３のその断面図がそれぞれ示されている。
【００２４】
この押しボタンスイッチは、浅い箱型に成形されたベース部材１、これに被される開口２ａ付きのカバー２、ベース部材１の内部中央に組込まれる基板３、基板３の下面に取付けられるスイッチ本体４、カバー２の開口２ａに上下スライド自在に内方より組付けられる操作プランジャ５、操作プランジャ５の上端に配備されてカバー２の操作孔２ａに臨設される押しボタン６、等から構成されている。
【００２５】
カバー２の左右両端にはＵ形に形成された係止爪２ｂが備えられており、この係止爪２ｂをベース部材１の左右両端部に形成した連結凹部１ａに挿入して係止することで、カバー２がベース部材１に固定されるとともに、連結凹部１ａの底部に形成したスリット１ｂからドライバなどの工具を差込んで係止爪２ｂを後退変形させることで連結を解除することができるようになっている。
【００２６】
基板３の上面にはスイッチ操作状態を点灯表示するＬＥＤ７が搭載されるとともに、基板３の端部には信号入出力用のコネクタ８が設けられ、ベース部材１の側面に形成された開口１ｃを介して外部配線用のコネクタが接続できるよう構成されている。
【００２７】
操作プランジャ５は、ＬＥＤ７に対する遮光部材としても機能するように上広がりの導光孔９を備えており、この導光孔９の上端を塞ぐように配備された押しボタン６は透光樹脂材で形成されるとともに、その上面には透光樹脂材の押圧操作板１０が嵌入装着されている。また、操作プランジャ５の四隅には下方に向けて操作突起５ａが突設されている。
【００２８】
図４に示すように、ベース部材１の底面には、スイッチ操作用の４個の操作片１１が配備されている。この操作片１１は、ベース部材１の中心部から四隅に向けて対角状に配置され、各操作片１１の外方端部が操作端ｘとして、前記操作プランジャ５の操作突起５ａに対向配備されるとともに、各操作片１１の内方端部が作動端ｙとして互いに突き合わされている。すなわち、ベース部材１の中央部から外方の四方に各操作片１１の操作端ｘが延びるように放射状に配置されている。
【００２９】
図５に示すように、４個のこれら操作片１１は、その長手方向中間部位において小幅の連結アーム１２で互いに連結されて一体化されており、この連結アーム１２の中間に形成した支持部１３が、ベース部材１の底面に突設された一対の支持ピン１４に差込み支持されて、操作片１１群全体がベース部材１の底面に沿って支持されている。また、ベース部材１の底面には、各操作片１１のアーム連結部位から操作端ｘに臨む凹部１５と、連結アーム１２の下方に沿う溝１６とが形成されており、図９に示すように、操作片１１の操作端ｘが下方に押圧されて凹部１５に入ると、操作片１１が溝１６のエッジｅを中心として天秤状に揺動して、内方の作動端ｙが上方に変位するよう構成されている。なお、各操作片１１の揺動支点部位を含む長さ範囲に補強リブ１１ａが膨出形成され、操作片１１が変形することなく適正に天秤揺動するよう考慮されている。
【００３０】
また、図３および図４に示すように、ベース部材１の内部には、ベース周壁近くから中心に亘る横長の復帰バネ板１８が配備されている。この復帰バネ板１８は、その幅広外端部１８ｄが周壁内面とベース底面から立設した位置決め突起１９との間に係入されて左右移動不能に係止されるとともに、復帰バネ板１８の外端側が一対の位置決め突起１９間に亘って架設固定したピン２０で押え込まれており、このピン２０による押え込み箇所を、後述の図６，図７に示される支点ｐとして遊端側が上下に弾性変位できるよう支持されている。そして、この復帰バネ板１８の遊端側が、図４に示されるように、前記操作片１１群の突き合せ部位の上に重複配置されており、操作片１１のいずれかが天秤揺動されて作動端ｙが上方変位することで、復帰バネ板１８の遊端側が突き上げ変位されるよになっている。なお、この復帰バネ板１８にも補強リブ１８ａが膨出形成されている。
【００３１】
従って、図９（ｂ）に示すように、押しボタン６の端部が押されて操作プランジャ５が押し込まれた場合には、押し込まれた側の操作片１１だけが天秤揺動されて、復帰バネ板１８が弾性変形されながらその遊端側が操作片１１の作動端ｙによって押上げ変位され、また、図９（ｃ）に示すように、押しボタン６の中央部が押されて操作プランジャ５が平行に押し込まれた場合には、全ての操作片１１が天秤揺動操作されて、復帰バネ板１８の遊端側が押上げ変位されるのである。そして、押しボタン６への押込み操作が解除されると、復帰バネ板１８の遊端側が弾性復元力によって下がることで、操作片１１の作動端ｙが押下げられるとともに操作片１１の操作端ｘが押上げられて、操作プランジャ５が上限まで復帰変位するのである。
【００３２】
また、前記スイッチ本体４は、図１０に示されるように、固定電極片２１とこれに下方から対向する可動電極片２２とを絶縁体２３に片持ち状に支持したリーフスイッチに構成されており、その可動電極片２２が更に延出されて、前記復帰バネ板１８の遊端部１８ｂの上に重複配置されている。従って、復帰バネ板１８が操作片１１の天秤揺動作動によって突き上げ操作されると、図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、復帰バネ板１８の遊端部１８ｂで可動電極片２２が押上げ変形され、可動電極片２２の接点２２ａが固定電極片２１の接点２１ａに圧接されて、スイッチオン状態がもたらされ、これによってＬＥＤ７が点灯作動するとともに、スイッチ出力が取出されるのである。
【００３３】
また、前記復帰バネ板１８の遊端側には、クリック感を得るためにスナップアクション機構２５が連係されている。このスナップアクション機構２５は、図６および図７に示すように、クランク型に屈曲形成されたバネ線材からなるワイヤ２６の両端部２６ａをベース部材１に突設した支持部２７に係入して位置固定するとともに、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂを、復帰バネ板１８に切出し屈曲形成したワイヤ支持部１８ｃで係止するよう構成されており、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂは両端部２６ａを回動中心ｒとして回動可能になっている。
【００３４】
この構成によると、図１０（ａ）に示すように、復帰バネ板１８が復帰位置にあるスイッチオフ状態では、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂはワイヤ２６の回動中心ｒより下方にある。そして、この状態から操作プランジャ５が押し下げられて上記のように復帰バネ板１８の遊端側が上方変位されると、ワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂが持上げられてゆくのであるが、図７に示されるように、復帰バネ板１８のワイヤ支持部１８ｃがほとんど直線的な軌跡ｓに沿って変位するのに対してワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂの軌跡ｔは円弧状であり、ワイヤ支持部１８ｂが持上げられるに連れてワイヤ２６の中央偏芯部２６ｂは回動支点ｒ側に弾性変形され、ワイヤ２６の弾性復元力はワイヤ支持部１８ｃを復帰バネ板１８の基部側に向けて押圧する。
【００３５】
この場合、中央偏芯部２６ｂが、復帰バネ板１８の支点ｐとワイヤ２６の回動支点ｒとを結ぶ仮想線Ｌよりも下側に在る間は、ワイヤ２６の弾性復元力の下向き成分によってワイヤ支持部１８ｃは下向きに付勢され、ワイヤ２６の弾性復元力は復帰バネ板１８の上方変位に対する抵抗、つまり、操作プランジャ５を押し込む操作抵抗となる。そして、中央偏芯部２６ｂが、復帰バネ板１８の支点ｐとワイヤ２６の回動支点ｒとを結ぶ仮想線Ｌ上方にを越えたとたんに、ワイヤ２６の弾性復元力にはワイヤ支持部１８ｃを上方に付勢する成分が発生し、ワイヤ２６の弾性復元力は復帰バネ板１８の上方変位を助長する付勢力に切換わる。
【００３６】
図８における点線Ａは、上記スナップアクション機構２５におけるワイヤ２６の弾性力を操作プランジャ５のストロークに対する操作用の荷重に転換した特性図、二点鎖線Ｂは、復帰バネ板１８の弾性力をストロークに対する操作用の荷重に転換した特性図であり、実際に操作プランジャ５のストロークに対する操作用の荷重は両特性を複合した実線Ｃの特性となり、良好なクリック感を発揮させることができる。
【００４０】
前記操作片１１の個数は例示した数に限られることはなく、操作プランジャ５の大きさなどに応じて任意に増減した４個以上であればよい。また、例示したように全ての操作片１１を一体形成しておくと組付けに便利であるが、操作片１１の配置条件や形状によっては、複数個づつ一体形成して、その複数組みをベース部材１にそれぞれ取付けるようにしたり、あるいは、全ての操作片１１をそれぞれ独立したものに形成して、独自にベース部材１に取付けるようにしてもよい。
【００４１】
リーフ型のスイッチ本体４を各操作片１１で操作する構造の場合、可動電極片２２の弾性復元力がプランジャ復帰力となるように、可動電極片２２の弾性特性を設定しておくとよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の操作片を平面的に分散配置してスイッチ本体を作動させるので、薄型化を図ることができるものでありながら、操作プランジャのどこを押しても同じ特性でスイッチ操作を行うことが可能となる。
【００４４】
また、複数の操作片に復帰バネ板を作用させるようにしたので、操作プランジャのどこを押しても同じ操作荷重がかかるようになり、操作特性の安定化に有効となる。
【００４５】
さらに、ワイヤの両端を位置固定して、中央偏芯部を復帰バネ板で係止するだけの簡単な構成でスナップアクション機構を構成することができるので、小スペースで簡単容易に組付けることができるものでありながら、十分なクリック感を得ることができ、薄型化を損なうことなく操作性を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 押しボタンスイッチの全体を示す斜視図である。
【図２】 押しボタンスイッチの分解斜視図である。
【図３】 押しボタンスイッチの縦断面図である。
【図４】 要部の平面図である。
【図５】 操作片の斜視図である。
【図６】 復帰バネ板とスナップアクシヨン機構を示す斜視図である。
【図７】 スナップアクシヨン機構の作動を説明するための要部断面図である。
【図８】 操作プランジャのストロークに対する操作用荷重の特性を示す線図である。
【図９】 復帰バネ板の作動を説明する概略断面図である。
【図１０】 スイッチ作動を説明するための要部の断面図である。
【図１１】 従来の押しボタンスイッチを示す縦断面図である。
【図１２】 従来の押しボタンスイッチの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ ベース部材
４ スイッチ本体
５ 操作プランジャ
１１ 操作片
１２ 連結アーム
１８ 復帰バネ板
２１ 固定電極片
２２ 可動電極片
２５ スナップアクション機構
２６ ワイヤ
２６ａ 両端部
２６ｂ 中央偏芯部

Claims (2)

1. 操作プランジャを押圧操作することによって、ベース部材に組み込まれたリーフ型のスイッチ本体を作動させる押しボタンスイッチであって、
   前記ベース部材に、操作端とスイッチ操作用の作動端とをそれぞれ有する４個以上の操作片を、前記ベース部材の底面に前記操作端に臨むように形成された凹部のエッジを中心に、天秤揺動可能に配置し、
   前記操作片を、前記ベース部材の中央部から外方に向けて放射状に配置するとともに、前記作動端が、操作片を復帰付勢する復帰バネ板に臨むように前記中央部に、前記操作端が、前記操作プランジャに対向するように前記外方に、それぞれ位置するように配置し、
   スナップアクション機構を構成する屈曲形成したワイヤの両端を、前記ベース部材の支持部に回動可能に位置固定するとともに、前記ワイヤの中央偏芯部を、前記復帰バネ板に係止させ、
   前記操作プランジャの押圧操作に伴う操作片の前記天秤揺動変位によって、前記操作端が前記凹部に入り込む一方、前記作動端が上方変位して前記復帰バネ板を介して前記スイッチ本体を作動させるとともに、前記作動端の前記上方変位に伴う前記復帰バネ板の変位によって、前記ワイヤの付勢方向を反転させることを特徴とする押しボタンスイッチ。
2. 複数の操作片を、連結アーム部で互いに連結して一体化してある請求項１に記載の押しボタンスイッチ。

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