JP6668059B2

JP6668059B2 - スイッチ

Info

Publication number: JP6668059B2
Application number: JP2015234869A
Authority: JP
Inventors: 力山下; 達史八木
Original assignee: 不二電機工業株式会社
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: JP2017103088A

Description

本発明は、電気設備や電気製品などに用いるスイッチに関するものである。

電気設備などにおける接点部の開閉のためにスイッチが使用されている。たとえば下記特許文献は操作棒に板バネを取り付けたスイッチを開示している。操作棒が押し込まれると板バネが弾性変形する。また、操作棒にかける力を抜くと、板バネが元に戻ろうとする力で操作棒の位置も元に戻る。この動作によって操作棒に取り付けられた接触アームが移動し、接点部が開閉される。

しかし、スイッチの長期間の使用によって板バネが塑性変形すると、所定のタイミングで接点部を開閉できなくなったり、開閉自体できなくなったりする恐れがある。また、板バネ個々の性能の差によって、開閉のタイミングが異なる場合がある。そのため、個体差が無く、耐久性の良いスイッチが求められている。

特開平１０−１４４１７６号公報

本発明の目的は、従来のような個体差が生じず、耐久性の良いスイッチを提供することにある。

本発明のスイッチは、ハウジング、可動軸、凸部、ノッチローラ、固定片、可動片、固定接点および可動接点を備える。ハウジング内で可動軸が動作し、それに合わせて凸部も動作する。凸部の位置が移動することで、ノッチローラが回転する。可動軸の動作によって可動軸に取り付けられた可動片が固定片に向けて移動し、固定片に設けられた固定接点と可動片に設けられた可動接点が閉じたり開いたりする。

ノッチローラは、凸部が入る凹部を備えても良い。また、凸部の先端が凹部に接しても良い。凸部が凹部に入ったまま、凸部が移動し、ノッチローラが回転する。

可動軸に連結され、または可動軸と一体になったボタンを備えても良い。ボタンを押すと可動軸が動作する。

ボタンに設けられた第１押圧部および第２押圧部と、可動軸に設けられ、第１押圧部と第２押圧部の間に配置された被押圧部とを備えても良い。第１押圧部または第２押圧部が被押圧部を押圧する。

ボタンにおいて、ハウジングよりも外部に形成された差し込み部を備えても良い。差し込み部に棒などを入れてボタンをハウジングから引き出すことができ、それにより接点部の引き剥がしが可能である。

ハウジングが透明の樹脂で形成されても良い。ハウジングの中を見ることができる。

本発明によると、従来の板バネに代えて凸部やノッチローラなどを使用したことによって、従来のような個体差が生じにくくなっている。板バネを使用していないため、経時劣化も起きにくく、長期間の使用に耐えうる構成になっている。

凸部がノッチローラの凹部に入っていることによって、凸部がノッチローラを回転させ、凸部がノッチローラを削ることが無く、凸部やノッチローラが劣化しにくい。また、可動接点が固定接点から瞬時に離れることができ、接点部の切断性能が良い。

接点部が溶着しても差し込み部に棒などを入れてボタンを引き出すことで、接点部を引き剥がすことができ、安全性を確保している。ハウジングが透明であるため、その中を見ることができ、接点部の状態などを確認できる。

ａ接点を用いた本発明のスイッチの構成を示す図である。図１におけるボタン、可動軸、ノッチローラおよびノッチレバーの拡大図である。図２の状態からボタンを途中まで押した図である。図３の状態から完全にボタンを押した図である。ｂ接点を用いた本発明のスイッチの構成を示す図である。

本発明のスイッチについて図面を使用して説明する。先ずａ接点を用いたスイッチを説明する。

図１に示す本発明のスイッチ１０は、ハウジング１２、ボタン１４、ボタン１４に連結された可動軸１６、可動軸１６に設けられた凸部１８、凹部２０を設けたノッチローラ２２、ノッチローラ２２が取り付けられたノッチレバー２４、ノッチレバー２４に力をかけるノッチバネ２６、固定片２８に設けられた固定接点２９、および可動片３０に設けられた可動接点３１を備える。

ハウジング１２は可動軸１６やノッチローラ２２などを収納するものである。ハウジング１２の形状は使用する電気製品や電気設備の構造に応じて変更しても良い。ハウジング１２を透明の樹脂で形成し、可動軸１６の動きや接点部３２の開閉を確認できるようにしても良い。ハウジング１２の中の様子を確認できるのであれば、ハウジング１２が着色されていても良い。

ボタン１４は棒状になっており、少なくとも一端３４がハウジング１２の外部に出ている。ボタン１４の一端３４をハウジング１２の内方に向けて押すことができる。また、ボタン１４を貫通する空間３６を設け、この空間３６にハウジング１２の一部３７を配置し、さらにこの空間３６において、ボタン１４と上記一部３７の間に弾性体３８を配置している。本願において、弾性体３８はコイルバネ、特に圧縮コイルバネを使用しているが、他の弾性体であっても良い。ボタン１４を押えると弾性体３８が縮む。ボタン１４から力を抜くと弾性体３８が元の状態に戻り、ボタン１４も元の位置に戻る。

ハウジング１２の外側にボタン１４を押すためのレバー４０を備える。レバー４０は、棒状体４２および回転軸４４を備える。棒状体４２は回転軸４４を軸として回転し、ボタン１４の一端３４を押すようになっている。なお、レバー４０によってボタン１４を押す方法に限定されず、レバー４０を備えずに指などでボタン１４を押しても良い。

ボタン１４は直線的な往復運動をする。ハウジング１２にボタン１４を直線的に動かすためのガイド４５を設けている。

ボタン１４において、ハウジング１２の外部に常に出ている部分に差し込み部４６を設けている。差し込み部４６は凹状になっていても良いし、ボタン１４を貫通していても良い。接点部３２が溶着してボタン１４が元の位置に戻らないときに、差し込み部４６に棒などを入れてボタン１４をハウジング１２の外方に向けて動かすことで、接点部３２を引き剥がすことができる。

図２のように、ボタン１４と可動軸１６が連結部４８を介して連結されている。連結部４８は、ボタン１４の他端５０に設けられた第１押圧部５２と第２押圧部５４、および可動軸１６の一端５６に設けられた被押圧部５８からなる。第１押圧部５２と第２押圧部５４はボタン１４の可動方向に並べられた突起であり、被押圧部５８は第１押圧部５２と第２押圧部５４の間に配置された突起である。

ボタン１４を押したときに、第１押圧部５２がボタン１４を押した方向に被押圧部５８を押す。また、ボタン１４が元の位置に復帰するときは、第２押圧部５４がボタン１４の戻る方向に被押圧部５８を押す。

可動軸１６はボタン１４の動きに応じて直線的に動作できる。可動軸１６を直線的に動かすためにガイドを設けても良い。ボタン１４を押したときは、ボタン１４を押す動きに応じて第１押圧部５２が被押圧部５８を押すため、可動軸１６はボタン１４の動作に応じた直接動作になっている。

ボタン１４が復帰するときは、弾性体３８によってボタン１４が元の位置に戻る。そのため、固定片２８から可動片３０が離れる際に、一瞬にして離れることができ、接点部３２の遮断能力が高い。

なお、第１押圧部５２と第２押圧部５４の間において、被押圧部５８以外の空間６０を有する。この空間６０は、ボタン１４を押したときのストロークを得るためにあり、必要に応じて空間６０を無くしても良い。

可動軸１６は棒状になっており、一端５６の付近に被押圧部５８および凸部１８が設けられており、他端６２の付近に可動片３０が設けられている。被押圧部５８は可動軸１６の内方を向いており、凸部１８は可動軸１６の外方に向けて突出している。可動軸１６が直線運動することで、凸部１８も同時に直線運動する。

ハウジング１２内において、２つのノッチレバー２４の間に可動軸１６が配置されている。ノッチレバー２４にノッチローラ２２が回転可能に取り付けられている。ノッチローラ２２は、回転軸６４、回転軸６４の周方向に突出された外周部６６、外周部６６に設けられた凹部２０を備える。ノッチローラ２２の凹部２０に可動軸１６の凸部１８が入っており、凸部１８の動きに合わせてノッチローラ２２が回転する。

凸部１８の先端の断面は三角形になっており、凹部２０も三角形になっている。凹部２０は、凸部１８よりも鈍角になるように開いている。凸部１８の先端および凹部２０の最奥は多少丸まっていても良い。凸部１８と凹部２０は三角形に限定されず、先端が尖った形状や丸まった形状など種々の形状であっても良い。

また、ハウジング１２の内壁に回転軸６８が有り、ノッチレバー２４の凹部６９に回転軸６８が嵌められる。回転軸６８に対してノッチレバー２４が回転可能になっており、ノッチレバー２４は回転軸６８の周囲を回転運動でき、可動軸１６に近づいたり離れたりすることができる。このノッチレバー２４の移動距離は、ノッチローラ２２の凹部２０の深さによって変わる。ノッチレバー２４が可動軸１６の動きを邪魔しないのであれば、ノッチレバー２４の形状は限定されない。

上記のようにノッチレバー２４はハウジング１２内で回転する。そのため、ノッチレバー２４に回転軸６８を設け、ハウジング１２に凹部６９を形成しても良い。

図１に示すように、ハウジング１２内の固定部７０とノッチレバー２４の間に、ノッチバネ２６を備える。ノッチバネ２６は圧縮コイルバネなどの弾性体が挙げられる。ノッチバネ２６はノッチレバー２４に対して可動軸１６の方向に押す力を加えている。そのため、凹部２０から凸部１８に圧力がかけられた状態になっている。

可動軸１６のストロークは、凸部１８が凹部２０に入った状態でノッチローラ２２が回転できるだけの長さにする。そして、凸部１８の先端と凹部２０が接した状態で凸部１８が移動し、ノッチローラ２２が回転する。凸部１８がノッチローラ２２の表面を摺動しないため、凸部１８でノッチローラ２２を削る恐れが無く、耐久性が良くなっている。凸部１８が凹部２０に入っており、ボタン１４が高速で動いてもノッチローラ２２が追随して動くことができる。

接点部３２は固定片２８に設けられた固定接点２９と可動片３０に設けられた可動接点３１からなるａ接点である。固定片２８がハウジング１２に取り付けられており、可動片３０が可動軸１６に取り付けられている。また、可動片３０は可動軸１６を横切り、可動軸１６の側方に出っ張るように取り付けられている。固定片２８と可動片３０は導電体である。固定接点２９と可動接点３１は対向しており、それぞれの片２８、３０に導電体を取り付けたり、メッキをしたりすることで形成する。

ボタン１４を押すことで、可動片３０が固定片２８に向けて移動し、固定接点２９と可動接点３１が接触し、接点部３２が閉じる。ボタン１４が元の位置に復帰すると、可動片３０が固定片２８から離れる方向に移動し、固定接点２９から可動接点３１が離れ、接点部３２が開く。

図１では固定片２８がハウジング１２の外部まで延長されている。固定片２８は、ハウジング１２の外部で任意の導電体に接続されても良い。接点部３２の開閉によって電気設備などを制御することができる。ハウジング１２の内部で固定片２８と導電体を接続しても良い。

接点部３２の付近に消弧装置を備えても良い。消弧装置は、たとえば磁石である。電流を横切る形で磁束が通るようにし、固定接点２９と可動接点３１の間に発生したアークを引き伸ばし、アークを消弧する。

図１では、ハウジング１２の上部に取り付け部材７２を設けている。取り付け部材７２は、スイッチ１０を筐体等に取り付けるための部材である。取り付け部材７２は板体に穴を設け、取り付け部材７２が筐体等にネジ止めできるようにすることができる。

次にスイッチ１０の動作について説明する。最初はボタン１４を押していない状態であり、接点部３２は開いているとする。

（１）図１の状態からボタン１４をハウジング１２の内方に向けて押すことで、ボタン１４がハウジング１２の内方に向けて移動し、第１押圧部５２が被押圧部５８を押す。可動軸１６も押された方向に移動する。

（２）上記（１）と同時に凸部１８も移動し、凸部１８が凹部２０の位置を移動させ、ノッチローラ２２が回転する。このとき、ノッチレバー２４は可動軸１６から離れる方向に移動し（図３）、凸部１８が移動し終わって状態で、ノッチレバー２４も元の位置に戻る（図４）。その際、ノッチバネ２６によって凹部２０から凸部１８に力が加えられており、ボタン１４を押す際のクリック感が生じる。

（３）上記（１）から（２）の動作で、可動軸１６に取り付けられた可動片３０が固定片２８に向けて移動する。可動接点３１が固定接点２９に接触し、接点部３２が閉じる。

（４）ボタン１４を押す力を解除すると、弾性体３８によってボタン１４が元の位置に戻る。この時、第２押圧部５４が被押圧部５８を押すことで可動軸１６も移動する。可動軸１６も元の位置に戻る方向、すなわち上記（１）とは逆方向に移動する。

（５）上記（４）と同時に凸部１８も移動し、凸部１８が凹部２０を移動させることで、ノッチローラ２２が回転する。このとき、ノッチレバー２４は可動軸１６から離れる方向に移動し、凸部１８が移動し終わった状態で、ノッチレバー２４も元の位置に戻る。

以上のように、本発明は従来のように板バネを使用せず、凸部１８、ノッチローラ２２、ノッチレバー２４およびノッチバネ２６などの構造で接点部３２を開閉できるようにしている。従来のような個体差が生じにくく、同じ性能のスイッチ１０を製造しやすい。また、板バネの破損もないため、長期間の使用に耐えうることができる。

以上、本発明について一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。たとえば、図５のスイッチ８０の接点部８２は、ｂ接点である。ボタン１４を押していない状態で、固定接点２９と可動接点３１が接触しており、ボタン１４を押すことで可動接点３１が固定接点２９から離れる。

接点部８２がｂ接点であるため、接点部８２が溶着してもボタン１４を押すことで接点部８２を引き剥がすことができる。そのため、差し込み部４６を省略することも可能である。

本発明の接点部３２、８２は、ａ接点とｂ接点の両方を１つのスイッチ１０、８０に備えても良い。

ボタン１４と可動軸１６が連結部４８を介して連結されていたが、ボタン１４と可動軸１６を一体にしたものであっても良い。

ノッチローラ２２に凹部２０を設けず、外周部６６を円形にしても良い。ただし、ボタン１４を高速で動かした場合、凸部１８がノッチローラ２２の外周部６６を削る恐れがあり、長期間の使用に耐えられない恐れがある。そのため、ボタン１４を低速で動かすスイッチ１０、８０に適用することが好ましい。

上記実施形態のノッチバネ２６は、弾性体して圧縮コイルを使用したが、他の弾性体であっても良い。たとえば、弾性体としてトーションバネを使用する。回転軸６８をトーションバネに嵌めて、トーションバネによって可動軸１６の方向に押す力を得ても良い。

凸部１８はノッチローラ２２の凹部２０に接しているだけであるが、周知のリンク機構などで凸部１８とノッチローラ２２を接続しても良い。この場合、凹部２０と外周部６６を省略しても良い。

凸部１８やノッチローラ２２などの数は２つに限定されず、ハウジング１２などの形状によって適宜変更しても良い。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０、８０：スイッチ
１２：ハウジング
１４：ボタン
１６：可動軸
１８：凸部
２０：凹部
２２：ノッチローラ
２４：ノッチレバー
２６：ノッチバネ
２８：固定片
２９：固定接点
３０：可動片
３１：可動接点
３２、８２：接点部
３４：ボタンの一端
３６：ボタンを貫通する空間
３７：ハウジングの一部
３８：弾性体
４０：レバー
４２：棒状体
４４：回転軸
４５：ガイド
４６：差し込み部
４８：連結部
５０：ボタンの他端
５２：第１押圧部
５４：第２押圧部
５６：可動軸の一端
５８：被押圧部
６０：空間
６２：可動軸の他端
６４：ノッチローラの回転軸
６６：外周部
６８：ハウジング内壁の回転軸
６９：ノッチレバーの凹部
７０：ハウジングの固定部
７２：取り付け部材

Claims

ハウジングと、
前記ハウジング内を移動できる可動軸と、
前記可動軸に設けられた凸部と、
前記凸部が入る凹部を備え、該凸部が接し、回転可能なノッチローラと、
前記ノッチローラが回転可能に取り付けられたノッチレバーと、
前記ノッチレバーに対して前記可動軸の方向に押す力を加える弾性体と、
前記ハウジングに取り付けられた固定片と、
前記可動軸に取り付けられた可動片と、
前記固定片に設けられた固定接点と、
前記可動片に設けられた可動接点と、
を備えたスイッチ。
前記凸部の先端が凹部に接する請求項１のスイッチ。
前記可動軸に連結され、または可動軸と一体になったボタンを備えた請求項１または２のスイッチ。
前記ボタンに設けられた第１押圧部および第２押圧部と、
前記可動軸に設けられ、第１押圧部と第２押圧部の間に配置された被押圧部と、
を備えた請求項３のスイッチ。
前記ボタンにおいて、ハウジングよりも外部に形成された差し込み部を備えた請求項３または４のスイッチ。
前記ハウジングが透明の樹脂からなる請求項１から５のいずれかのスイッチ。