JP4123793B2 - 押しボタンスイッチ - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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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