JP6897611B2 - マイクロスイッチ及び操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部からの押圧を受けて電気回路を開閉するマイクロスイッチ、及びそのようなマイクロスイッチを用いた操作装置に関する。

電子機器等の装置に用いられるマイクロスイッチが普及している。例えば、特許文献１には、カバーの外側に突出し、カバーを装着した状態で押圧可能な押しボタンを有するマイクロスイッチが開示されている。特許文献１に開示されたマイクロスイッチは、押しボタンが押圧されていない状態であるとき、共通接点端子と常閉接点端子とが可動接触片により導通し、押しボタンを押圧することにより、共通接点端子と常開接点端子とが可動接触片により導通する。

特開２０１７−１６８０７号公報

特許文献１に開示されたマイクロスイッチは、外形サイズを大型化させることなく、寿命を延ばすことが可能であるという効果を奏する。

しかしながら、本件発明者は、カバーの外側に押しボタンが突出したマイクロスイッチでは、マイクロスイッチとカバーとの隙間から異物が入り込む僅かな可能性を見出し、隙間から入り込んだ異物が、可動接触片、共通接点端子、常閉接点端子及び常開接点端子に影響する可能性があることを懸念した。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、隙間から入り込む異物による影響を抑制することが可能なマイクロスイッチの提供を目的とする。

また、本発明は、そのようなマイクロスイッチを用いた操作装置の提供を他の目的とする。

上記課題を解決するため、本願記載のマイクロスイッチは、電気回路を開閉する接点機構を収容する接点室と、前記接点室を収容する筐体と、前記筐体の外部からの押圧を受け付ける押下部材とを備え、前記押下部材は、前記接点室に開設されている挿通孔に挿通して前記接点機構に作用する挿通部を有し、前記挿通部は、外部からの押圧を受け付けて前記筐体の外側方向となる第１側から前記筐体の内側方向となる第２側へ移動するマイクロスイッチであって、前記押下部材は、前記挿通孔を接点室側から遮蔽する遮蔽部を有し、前記遮蔽部は、挿通方向に直交する方向の面積が前記挿通孔より大きく、前記挿通孔を塞ぐように形成されていることを特徴とする。

また、前記マイクロスイッチにおいて、前記遮蔽部は、板状をなし、前記遮蔽部の縁部には、第１側へ向けて突出する周壁が形成されていることを特徴とする。

また、前記マイクロスイッチにおいて、前記遮蔽部は、第１側の面が粘着性を有することを特徴とする。

また、前記マイクロスイッチにおいて、前記遮蔽部は、塗布された粘着剤又は貼付された粘着部材により粘着性を有することを特徴とする。

また、前記マイクロスイッチにおいて、前記筐体は、前記押下部材の遮蔽部の縁部の周囲に、前記押下部材の挿通動作を案内する案内壁を備えることを特徴とする。

更に、本願記載の操作装置は、外部からの押下操作を受け付ける押下操作部と、前記押下操作部が受け付けた押下操作を外部からの押圧として伝達される前記マイクロスイッチとを備え、前記マイクロスイッチが備える接点機構の動作に基づく信号を出力することを特徴とする。

本願記載のマイクロスイッチ及び操作装置は、異物が接点室内に容易に進入することを防止する。

本発明に係るスイッチ装置及び操作装置は、接点室に開設されている挿通孔に挿通される挿通部を備え、外部からの押圧を受け付ける押下部材に、挿通孔を接点室側から遮蔽する遮蔽部を形成する。これにより、異物から挿通孔を遮蔽し、異物による影響の発生を抑制する等、優れた効果を奏する。

本願記載の操作装置の外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のマイクロスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のマイクロスイッチの断面及び外観の一例を示す概略斜視断面図である。 本願記載のマイクロスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のマイクロスイッチが備える押下部材の外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のマイクロスイッチの断面の一部の例を拡大して示す概略拡大断面図である。 本願記載のマイクロスイッチが備える押下部材の外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のマイクロスイッチの断面の一部の例を拡大して示す概略拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

＜適用例＞
本願記載の操作装置は、例えば、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）の操作に用いられるマウス等の操作装置として用いられる。また、本願記載のマイクロスイッチは、操作装置を含む様々な電子機器等の装置に用いられる。以下では、図面を参照しながら図面に例示された操作装置１及びマイクロスイッチ２について説明する。

＜操作装置１＞
まず、操作装置１について説明する。図１は、本願記載の操作装置１の外観の一例を示す概略斜視図である。図１は、本願記載の操作装置１を、パソコン等の電子機器の操作に用いるマウスに適用した例を示している。操作装置１は、操作者の指にて押下する操作を受け付けるマウスボタン等の押下操作部１０、操作者の指にて回動する操作を受け付けるマウスホイール等の回動操作部１１を備えている。なお、回動操作部１１は、回動操作だけでなく、押下操作をも受け付けるように構成されており、押下操作部１０としても機能する。また、操作装置１には、パソコン等の外部の機器に電気信号を出力する信号線１２が接続されている。なお、操作装置１は、信号線１２を用いた有線通信に限らず、無線通信等の様々な通信方法により電気信号を出力することが可能である。

操作装置１の内部には、各押下操作部１０及び回動操作部１１毎に、後述するマイクロスイッチ２が収容されており、押下操作部１０に対して押下操作をした場合、押下操作部１０の内部の部位が、対応するマイクロスイッチ２を押圧する。マイクロスイッチ２は、押圧状況に基づく信号を信号線１２から外部のパソコン等の電子機器へ出力する。

即ち、本願記載の操作装置１は、外部からの押下操作を受け付ける押下操作部１０と、回動操作等の操作を受け付ける回動操作部１１とを備え、更に内部にマイクロスイッチ２を備えている。そして、操作装置１は、押下操作部１０及び／又は回動操作部１１が受け付けた押下操作を外部からの押圧としてマイクロスイッチ２に伝達し、マイクロスイッチ２の動作に基づく信号を外部の電子機器へ出力する。

＜マイクロスイッチ２＞
次に、マイクロスイッチ２について説明する。本願では、マイクロスイッチ２の実施形態として複数の形態を例示して説明する。

＜第１実施形態＞
図２は、本願記載のマイクロスイッチ２の外観の一例を示す概略斜視図である。図２は、第１実施形態に係るマイクロスイッチ２を例示している。なお、本願明細書において、マイクロスイッチ２の方向については、図２に向かって左手前側を前、右奥側を後、上方を上、下方を下として表現するが、説明の便宜上の方向であり、マイクロスイッチ２の組込方向を限定するものではない。前述のようにマイクロスイッチ２は、操作装置１等の電子機器の内部に収容され、操作装置１の押下操作部１０等の部位が受け付けた押下操作を外部からの押圧として受け付ける。

マイクロスイッチ２は、略直方体状をなす筐体２０を備えている。筐体２０は、下部のベース及び上部のカバーにて形成されている。筐体２０の上面には、正面視で中央から左寄りの位置に、押下部材２１が挿通される長方形状の挿通孔２００が開設されている。挿通孔２００に挿通されている押下部材２１は、筐体２０の外部からの押圧を受けて上下に移動する部材であり、筐体２０の上面からは、押下部材２１の上部に位置する被押圧突起２１０が突出している。更に、筐体２０の下側からは、他の電気部材を接続可能な金属片である３本の接続端子部２２が突出している。

このように形成されたマイクロスイッチ２では、操作装置１が受け付けた外部からの押下操作が、筐体２０の外部からの押圧として、被押圧突起２１０を介して押下部材２１に伝達される。押下部材２１は、外部からの押圧を受けて、筐体２０の内側となる下側へ移動し、外部からの押圧が解除されると、筐体２０の外側となる上側へ移動する。即ち、押下部材２１は、外部からの押圧を受け付けた場合、筐体２０の外側方向となる第１側から筐体２０の内側方向となる第２側へ移動し、また、押圧から解放された場合、第２側から第１側へ移動する。

次にマイクロスイッチ２の内部構造について説明する。図３は、本願記載のマイクロスイッチ２の断面及び外観の一例を示す概略斜視断面図である。図４は、本願記載のマイクロスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図３及び図４は、第１実施形態に係るマイクロスイッチ２を例示しており、図２に示すＡ−Ｂ線分を含む垂直面で切断した断面を矢印方向に向かって示している。なお、図３は、図２と同様の方向からの視点で示しており、図４は、正面からの視点で示している。

マイクロスイッチ２の筐体２０内には、スイッチとして電気回路を開閉する接点機構２３を収容する接点室２４としての領域が確保されている。接点室２４の上面には、筐体２０の外側から貫通する挿通孔２００が開設されており、挿通孔２００には、押下部材２１が挿通されている。

図５は、本願記載のマイクロスイッチ２が備える押下部材２１の外観の一例を示す概略斜視図である。図３乃至図５を参照して、押下部材２１について詳述する。押下部材２１は、上下方向に長い略直方体状をなす本体に、上下方向の中程から水平方向に広がる板を組み合わせた形状をなしており、正面からの視点では、略十字形状（クロス形状）となるように形成されている。また、上方からの視点では、押下部材２１本体は、左右方向に比べ前後方向が長くなるように形成されている。押下部材２１の上部は、筐体２０の上面から突出する被押圧突起２１０となっており、上端は弧状の曲面に形成されている。また、挿通孔２００内に挿通され、接点室２４内で上下に移動する押下部材２１の下部は、挿通部２１１として形成されており、挿通部２１１の下端は弧状の曲面に成形されている。押下部材２１の挿通部２１１は、押下部材２１の上下動を接点室２４内に伝達し、接点室２４内の接点機構２３に作用する。更に、押下部材２１の中央近傍には、水平方向に広がる板状をなし、挿通孔２００を接点室２４側から遮蔽する遮蔽部２１２が、押下部材２１本体から横方向に広がるように形成されている。

遮蔽部２１２は、上方からの視点で、略長方形状に形成されており、中央に押下部材２１の挿通部２１１が通るように形成されている。即ち、上方からの視点による挿通方向に直交する水平方向の面積については、遮蔽部２１２は、挿通部２１１及び挿通孔２００より大きくなるように形成されており、このため、遮蔽部２１２は、挿通孔２００を下から塞ぐように形成されている。なお、ここでいう遮蔽部２１２が挿通孔２００を塞ぐとは、挿通方向に直交する水平方向の形状、大きさ及び位置関係から、上方からの視点では、遮蔽部２１２に対して挿通孔２００がはみ出る部分がないことを示している。長方形の板状をなす遮蔽部２１２の縁部には、第１側となる上方へ向けて突出する周壁２１２ａが形成されており、遮蔽部２１２の上面側は周壁２１２ａに囲われた内底部２１２ｂとなっている。

図３及び図４を参照して、接点室２４内の説明に戻る。接点室２４の上面に開設された挿通孔２００は、壁面が下側に突出して内壁部２００ａとなっている。また、接点室２４の上面からは、遮蔽部２１２の縁部の周囲を囲うように下側に突出し、遮蔽部２１２より下方まで延びる案内壁２０１が形成されている。押下部材２１は、挿通部２１１の周囲を若干の間隙を開けて挿通孔２００及び内壁部２００ａにて囲われ、遮蔽部２１２の周囲を若干の間隙を開けて案内壁２０１にて囲われている。従って、押下部材２１は、上下動に際し、挿通孔２００及び内壁部２００ａ並びに案内壁２０１に案内されるので安定して動作する。

接点室２４内に収容された接点機構２３について説明する。接点室２４内には、接点機構２３として、共通接点端子２３０、第１接点端子２３１、第２接点端子２３２、可動接触片２３３等の部材が配設されている。共通接点端子２３０は、接点室２４内の左側に配設されており、左側の接続端子部２２と電気的に接続されている。第１接点端子２３１は、接点室２４内の右上側に配設されており、右側の接続端子部２２と電気的に接続されている。第２接点端子２３２は、接点室２４内の右下側に配設されており、中央の接続端子部２２と電気的に接続されている。

可動接触片２３３は、接点室２４内において、左右方向に延びる板状の導電性金属部材である。可動接触片２３３の左端は、共通接点端子２３０に係止された固定端となっている。可動接触片２３３の右端は、第１接点端子２３１及び第２接点端子２３２の間で移動する自由端であり、可動接点として機能する。なお、可動接触片２３３は、中央付近が打ち抜かれ円弧状に折り曲げられた復帰バネとして形成されており、復帰バネは、接点室２４内に固定されている。

このように構成された接点機構２３は、押下部材２１が押圧されることにより、挿通部２１１が下方へ移動し、可動接触片２３３を押下する。可動接触片２３３が押下されることにより、可動接触片２３３の自由端である右端側が下がり、第２接点端子２３２に接触する。これにより、共通接点端子２３０に接続された左側の接続端子部２２と、第２接点端子２３２に接続された中央の接続端子部２２とが導通状態となる。

押下部材２１の押圧が解除されると、復帰バネにより可動接触片２３３は上側へ付勢される。可動接触片２３３が上側に付勢されることにより、挿通部２１１（押下部材２１）が上方へ移動する。また、復帰バネにより可動接触片２３３が上側へ付勢されることにより、可動接触片２３３の自由端である右端側が上がり、第１接点端子２３１に接触する。これにより、共通接点端子２３０に接続された左側の接続端子部２２と、第１接点端子２３１に接続された右側の接続端子部２２とが導通状態となる。なお、図面では、押下部材２１が押圧されていない状態を図示している。

本願で例示した接点機構２３は、様々な形態に展開可能な本願記載のマイクロスイッチ２の一形態を例示したに過ぎない。本願のマイクロスイッチ２には、挿通部２１１の押下により回路が開閉、接離する様々な接点機構２３を適用することが可能である。例えば、本願出願人が開示する特開２０１７−１６８０７号公報に記載された機構等、様々な技術を適用することが可能である。

以上のように構成された本願記載の第１実施形態に係るマイクロスイッチ２の機能について説明する。図６は、本願記載のマイクロスイッチ２の断面の一部の例を拡大して示す概略拡大断面図である。図６は、マイクロスイッチ２の接点室２４を中心に拡大した断面であり、押下部材２１の位置及び他の部材との関係を認識し易いように模式的に示している。図６（ａ）は、押下部材２１が外部から押圧を受けておらず上側にいる状態を示しており、図６（ｂ）は、押下部材２１が外部から押圧されて下側にいる状態を示している。

押下部材２１が押下されて下側へ移動することにより、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態へと遷移する。押下部材２１への押圧が解除された場合、押下部材２１は、上側へ移動し、図６（ｂ）に示す状態から図６（ａ）に示す状態へと遷移する。図６に示すようにいずれの状態においても、遮蔽部２１２は挿通孔２００を遮蔽している。

本願記載のマイクロスイッチ２を備えるマウス等の操作装置１は、構造上、隙間が生じる場合がある。仮に、操作装置１の隙間から糸屑等の異物が入り込んだとしても、マイクロスイッチ２は、筐体２０により保護されており、接点室２４は筐体２０内に収容されているので、接点室２４内にまで異物が侵入することは容易ではない。即ち、接点室２４は、閉じられた構造となっており、接点室２４内の部材に異物が付着することによる接触不良等の不具合の発生を抑制している。以下では、操作装置１内に異物が入り込んだ状況を仮定して、異物が接点室２４に侵入するまでの経路を想定しながら、マイクロスイッチ２の防塵機能について説明する。

接点室２４の上部には、押下部材２１の挿通部２１１が挿通する挿通孔２００が開設されているが、図６等に示すように、挿通孔２００の下方には、遮蔽部２１２があるため、挿通部２１１と挿通孔２００との間の間隙から異物が侵入した場合であっても、異物は、遮蔽部２１２の内底部２１２ｂに溜まり、接点室２４内に直接落下することはない。

また、遮蔽部２１２の内底部２１２ｂは、周壁２１２ａに囲われているため、内底部２１２ｂに溜まった異物が、周壁２１２ａを越えて接点室２４内に侵入することは容易ではない。特に、周壁２１２ａの上端と接点室２４の上面との間は、僅かな間隙しかなく、図６（ａ）に示すように、押下部材２１が上側に位置する場合、周壁２１２ａは、ほぼ接点室２４の上面に接した状態となるため、異物が簡単に周壁２１２ａを越えることはない。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態において、押下部材２１の内底部２１２ｂに粘着性を付与する形態である。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態を参照するものとし、その説明を省略する。

図７は、本願記載のマイクロスイッチ２が備える押下部材２１の外観の一例を示す概略斜視図である。第２実施形態に係る押下部材２１は、第１実施形態に係る押下部材２１において、遮蔽部２１２の第１側の面が粘着性を有している。図７では、遮蔽部２１２の周壁２１２ａに囲われた内底部２１２ｂに粘着性を有する半流動体、例えば、グリス等の粘着剤２１２ｃが塗布されている。なお、内底部２１２ｂに粘着性を付与するのであれば、粘着剤２１２ｃ等の半流動体に限らず、粘着シート等の粘着部材を貼付するようにしてもよい。

図８は、本願記載のマイクロスイッチ２の断面の一部の例を拡大して示す概略拡大断面図である。図８は、マイクロスイッチ２の接点室２４を中心に拡大した断面であり、押下部材２１の位置及び他の部材との関係を認識し易いように模式的に示している。図８（ａ）は、押下部材２１が外部から押圧を受けておらず上側にいる状態を示しており、図８（ｂ）は、押下部材２１が外部から押圧されて下側にいる状態を示している。

押下部材２１が押下されて下側へ移動することにより、図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態へと遷移する。押下部材２１への押圧が解除された場合、押下部材２１は、上側へ移動し、図８（ｂ）に示す状態から図８（ａ）に示す状態へと遷移する。

第２実施形態に係るマイクロスイッチ２に異物が入り込んだ場合を仮定して、その経路を説明する。接点室２４の上部には、押下部材２１の挿通部２１１が挿通する挿通孔２００が開設されているが、図８等に示すように、挿通孔２００の下方には、遮蔽部２１２があるため、挿通部２１１と挿通孔２００との間の間隙から異物が侵入した場合であっても、異物は、遮蔽部２１２の内底部２１２ｂに溜まり、接点室２４内に直接落下することはない。

また、遮蔽部２１２の内底部２１２ｂは、周壁２１２ａに囲われているため、内底部２１２ｂに溜まった異物が、周壁２１２ａを越えて接点室２４内に侵入することは容易ではない。しかも内底部２１２ｂには、グリス等の粘着剤２１２ｃが塗布されているため、内底部２１２ｂに落下した異物は、粘着剤２１２ｃに粘着し、異物が簡単に周壁２１２ａを越えることはない。なお、内底部２１２ｂに塗布されている粘着剤２１２ｃは、図８（ａ）に示すように、押下部材２１が上側に移動した場合であっても、上方の内壁部２００ａに触れることはない。

以上、第１実施形態及び第２実施形態を例示して説明したように、本願記載のマイクロスイッチ２は、防塵性が高く、操作装置１内に異物が入り込んだ場合でも、入り込んだ異物がマイクロスイッチ２の接点室２４内にまで侵入することは困難である。これにより、侵入した異物による異常、例えば、動作不良の発生を抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。

なお、本願記載のマイクロスイッチ２による効果は、防塵効果だけではない。例えば、
マイクロスイッチ２の押下部材２１の挿通部２１１は、挿通孔２００及び挿通孔２００から延びる内壁部２００ａに若干の間隙を開けて挿嵌されており、遮蔽部２１２の周壁２１２ａは、案内壁２０１に若干の間隙を開けて囲われている。これにより、押下部材２１が押圧された場合、挿通部２１１が傾くことなく、真っ直ぐに移動する。従って、押下の際の操作不良及び動作不良の発生を抑制することが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明は、以上説明したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

具体的には、前記第１実施形態及び第２実施形態として例示したように、様々な形態に展開することが可能である。

また、前記実施形態では、マイクロスイッチ２を備える操作装置１として、マウスを例示したが、本発明はこれに限らず、操作に用いられるキーボード、各種押しボタン等の様々な装置を操作装置１として適用することが可能である等、様々な形態に展開することが可能である。

１ 操作装置
２ マイクロスイッチ
２０ 筐体
２００ 挿通孔
２０１ 案内壁
２１ 押下部材
２１１ 挿通部
２１２ 遮蔽部
２１２ａ 周壁
２１２ｂ 内底部
２１２ｃ 粘着剤
２２ 接続端子部
２３ 接点機構
２４ 接点室

Claims (5)

1. 電気回路を開閉する接点機構を収容する接点室と、前記接点室を収容する筐体と、前記筐体の外部からの押圧を受け付ける押下部材とを備え、前記押下部材は、前記接点室に開設されている挿通孔に挿通して前記接点機構に作用する挿通部を有し、前記挿通部は、外部からの押圧を受け付けて前記筐体の外側方向となる第１側から前記筐体の内側方向となる第２側へ移動するマイクロスイッチであって、
   前記押下部材は、
   前記挿通孔を接点室側から遮蔽する遮蔽部を有し、
   前記遮蔽部は、挿通方向に直交する方向の面積が前記挿通孔より大きく、前記挿通孔を塞ぐように形成されており、
   前記遮蔽部は、第１側の面が粘着性を有する
   ことを特徴とするマイクロスイッチ。
2. 請求項１に記載のマイクロスイッチであって、
   前記遮蔽部は、板状をなし、
   前記遮蔽部の縁部には、第１側へ向けて突出する周壁が形成されている
   ことを特徴とするマイクロスイッチ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のマイクロスイッチであって、
   前記遮蔽部は、塗布された粘着剤又は貼付された粘着部材により粘着性を有する
   ことを特徴とするマイクロスイッチ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のマイクロスイッチであって、
   前記筐体は、前記押下部材の遮蔽部の縁部の周囲に、前記押下部材の挿通動作を案内する案内壁を備える
   ことを特徴とするマイクロスイッチ。
5. 外部からの押下操作を受け付ける押下操作部と、
   前記押下操作部が受け付けた押下操作を外部からの押圧として伝達される請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロスイッチと
   を備え、
   前記マイクロスイッチが備える接点機構の動作に基づく信号を出力する
   ことを特徴とする操作装置。

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