メカニカルスイッチ

【課題】固定接点に弾性体で支持された可動接点を押圧して回路をオンにするメカニカルスイッチにおいて、弾性体の反発力に対向するために、スイッチケースやスイッチカバーを肉厚にしたり、リブ立て補強をする必要がないメカニカルスイッチを提供する。
【解決手段】上部に開口部を有するケース２と、ケース２に支持された固定接点３１と、ケース２に弾性体を介して支持された可動接点４１と、固定接点３１に可動接点４１を押圧、解離させて回路をオンオフするスイッチボタン５を備え、ケース２の一組の対向する内壁面に、スイッチボタン５の移動方向と平行に延在する凸部２１を設け、これに噛み合う溝部５１をスイッチボタン５の両側面に設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導電性の接点の接触離脱をバネによって付勢された押しボタンのスライドによっておこなう電気回路開閉用のメカニカルスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケース内に可動接点を有する板バネを備え、上記板バネを押圧しながらスイッチボタンを押し込むことによって復帰バネを付勢すると同時に可動接点を固定接点に押圧して閉極し、再度スイッチボタンを押すことによって、復帰バネを開放してスイッチボタンを当初位置に復帰させると同時に固定接点と可動接点を解離させて開極するメカニカルスイッチが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１７７４７号公報（段落０００９−００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のメカニカルスイッチにおいて、スイッチボタンは、その最大横幅をスイッチケースの一対の内側面間と概略同サイズとし、スイッチケースの内側面に設けた段差によって、ケース内でのスイッチボタンの落下を防止し、上部カバーでスイッチボタン上面を押さえることによってガタつきを押さえている。しかしながら、このような構造の場合、可動接点の板バネの反発力はスイッチボタンを通してケースカバーに直接及ぶことになる。
従って、接点の板バネによる反発力は、スイッチのＯＮ状態では常にケースカバーとスイッチボタンの間に作用するので、スイッチボタン、ケースカバー、スイッチケースに劣化によるクリープ変形が発生しやすい。
これを防止するためには、スイッチケース及びケースカバーを肉厚にする、或いはリブ立て構造を施すなどの対策が必要であり、メカニカルスイッチの小型化とコストダウンが難しいという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、スイッチケースやケースカバーを肉厚にすることや、リブ立ての補強を必要とせずにスイッチボタンをケース内にストレス無く保持できるメカニカルスイッチの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるメカニカルスイッチは、上部に開口部を有するケースと、このケースに支持された固定接点と、上記ケースに弾性体を介して支持された可動接点と、固定接点に可動接点を押圧、解離させて回路をオンオフするスイッチボタンとを備えたメカニカルスイッチにおいて、
ケースの一組の対向する内側面に、スイッチボタンの移動方向に平行に延在する凸部を設け、スイッチボタンには凸部と噛み合う溝部を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明によるメカニカルスイッチは、上部に開口部を有するケースと、このケースに支持された固定接点と、上記ケースに弾性体を介して支持された可動接点と、固定接点に可動接点を押圧、解離させて回路をオンオフするスイッチボタンとを備えたメカニカルスイッチにおいて、
ケースの一組の対向する内側面に、スイッチボタンの移動方向に平行に延在するスリットを設け、スイッチボタンにはスリットと噛み合う凸部を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によるメカニカルスイッチは、ケースの一組の対向する内側面に、スイッチボタンの移動方向に平行に延在する凸部を設け、スイッチボタンには凸部と噛み合う溝部を設けたことを特徴とするものなので、
可動接点を支持する弾性体の反発力を凸部と溝部で受け止め、スイッチカバーに下方からの圧力がかからない。したがって、スイッチケース及びケースカバーを薄肉化でき、リブ立てを必要としない構造とすることができるのでメカニカルスイッチの小型化とコストダウンが可能となる。
【０００９】
また、この発明によるメカニカルスイッチは、ケースの一組の対向する内側面に、スイッチボタンの移動方向に平行に延在するスリットを設け、スイッチボタンにはスリットと噛み合う凸部を設けた、ことを特徴とするものなので、
可動接点を支持する弾性体の反発力をスリットの上部とスイッチボタンの凸部全体で受け止め、ケースカバーに下方からの圧力がかからない。したがって、スイッチケース及びケースカバーを薄肉化でき、リブ立てを必要としない構造とすることができるのでメカニカルスイッチの小型化とコストダウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１におけるメカニカルスイッチ１（以下スイッチ１と呼ぶ）の分解斜視図である。図２は、このスイッチ１のケースカバー６（以下カバー６という）を取り外した図である。また、図３は組み立てたスイッチ１を左端面から透視した図である。
【００１１】
最初に、スイッチ１の構成の概略を説明する。
上部が開口している樹脂製のケース２の底部には、固定接点３１を有する固定切片３と、固定接点３１に押圧、解離させることにより回路をオンオフする可動接点４１を有する可動切片４とを設けている。
それぞれの切片の反接点側の一端は、ケース２の底部に開けたスリットからケース２外に突出しており、カシメなどによってケース底部に圧着固定されている。
また、ケース２の一対の側面には凸型形状のガイドリブ２１を設けている。
このガイドリブ２１は、ケース２内を移動するスイッチボタン５（以下ボタン５という）の側面に設けた溝部５１の上下面から突出しているスライドリブ５２と噛み合う構造であって、これに沿ってボタン５は進退するように、動きを規制されている。
ケース２の四隅には図１に示すようにスリット２２を設けている。これによってケース２の側面を撓ませることが可能となりボタン５のケース２への取り付けが容易になる。
【００１２】
図４、図５はそれぞれ、開極状態及び閉極状態にあるスイッチ１の側断面図である。
ボタン５は右端部を指で押さえて操作する。ボタン５の操作する側と反対側の端部と、この端部が対面するケース２の側面（図４左端）の間には、弦巻バネ７を設けている。
ボタン５は、操作者が指で奥まで押し込んでその指を離すと、弦巻バネ７を付勢した状態で図５に示す位置で静止する。再度押し込んで指を離すと、ボタン５は図４の位置に復帰する。この動作はハートカム機構によるが、ピン８の役割を含むハートカム機構の詳細については後述する。
【００１３】
可動切片４は弾性のある導電金属、例えば板バネで構成されている。ボタン５が押し込まれると、ボタン５の下面に突出して設けられている可動切片押圧部５７が、可動切片４の上部を押圧して両接点が閉極する。再度ボタン５を押し込んで指を離すと、弦巻バネ７が放勢されてボタン５が当初位置に復帰し、両接点間が開極する。このように可動接点４１が固定接点３１に圧着、解離する構造となっている。
【００１４】
ケース２内に以上の部材を取り付けた後、最後に樹脂製のカバー６を取り付ける。
このカバー６は底部のフック６１によってケース２を把持する構造である。
【００１５】
次に、スイッチボタン５の動きを規制するハートカム機構を説明する。
図６はハートカム構造体５８を示す斜視図である。また、図７はその平面図である。
ハートカム構造体５８は、ボタン５の底面の中央部分、２組の可動接点押圧部５７の中間に設けられている。したがって、図６、図７はボタン５中央部を下から見た図であって、各図面の下側が弦巻バネ７側、上側がボタン５の、指で操作する側となる。
また、図４及び図５では可動切片押圧部５７の背後にハートカム構造体５８の大部分が隠れて存在するため、敢えて全体を省略してある。このハートカム構造体５８とピン８、そして弦巻バネ７でハートカム機構を構成している。
【００１６】
ピン８の一端は、図１に示す向きに、図４に示すようにケース２の内壁面に設けた円筒状の支持部２５に挿入して、回転自在に取り付けられている。そしてピン８の他端はボタン５の操作に合わせてハートカム構造体５８の中を移動する。
実際のピン８の動きは、先述した通り支持部２５を中心とする回転運動である。
以下に説明するピン８の先端８１の位置取りは、この回転運動とボタン５の進退運動の合成によって実現されているものである。
つまり、ピン８の先端８１の位置取りを説明するために、先端８１が「移動する」ような表現をする場合があるが、その時は常にボタン５とその下面に設けたハートカム構造体５８自体も前後のいずれかの方向に動いているということである。
【００１７】
さらに、先述したように図６及び図７はハートカム構造体５８を下から見た図であるが、以下の説明では説明の都合上、天地を逆にした状態、すなわちこれらの図の通りの位置関係で説明を進める。
さて、Ｐ１からＰ２へ向かう通路は、緩い登りスロープになっており、境界線で示す部分は段差になっている。その段差部分ではＰ２側がＰ１側より低くなっている。またＰ２とＰ３の間にも図に示す境界線の場所に段差があって、Ｐ３側が低い。同様にＰ４側はＰ３側より低い。Ｐ４からＰ１へ戻る通路は登りのスロープになっており、Ｐ４とＰ１の間の段差部分ではＰ１側が低くなっている。
ピン８は、図６に示すようにハートカム構造体５８上面と平行に延びており、直角に折れ曲がった先端８１がハートカム構造体５８の底面に接触している。また、常に先端８１が接触状態を維持できるようピン８にはややテンションがかけられている。
【００１８】
スイッチ１がオフの状態にあるとき、ピン８の先端８１はＰ１近傍の位置に接触している。
ここでボタン５の端部が指で一杯に押し込まれると、先端８１は段差があるためＰ４側へは動けず、段差に沿ってスロープをＰ２側に進む。そしてＰ１とＰ２の間の段差から落ちた先で止まる。
ここでボタン５から指を離すと、弦巻バネ７の反発力によってボタン５が退き、ピン８の先端８１は手前側に戻ってくるのであるが、Ｐ１とＰ２の間には先ほどの段差があるので、ピン８はその段差に沿って、Ｐ３へと進んでハートカム構造体５８の中央にある突起の凹部にひっかかる。これがスイッチ１のオン状態である。
【００１９】
もう一度ボタン５を指で一杯に押し込むと、ピン５の先端８１は段差があってＰ２側へは移動できないのでこの段差に沿って移動してＰ４側の段差から落ちる。ここで指をボタン５から離すと、ピン８の先端は、先の段差に進路を規制されてＰ１方向へスロープを登り、最後に段差から落ちてスイッチ１がオフとなる状態の位置であるＰ１に戻る。
以上がハートカム機構の動作についての説明である。
【００２０】
図８及び図９の各図は、スライドリブ５２の変形例を示す図である。
スライドリブの位置と形状を、図８の符号５３に示すものや、図９の符号５４に示すもののようにすることによって、スライドリブ５３、５４とガイドリブ２１との接触面積を小さくしてボタン５の動きをスムーズにすることができる。
この実施の形態では溝部５１内に、スライドリブ５２を設ける構造を説明したがスライドリブ５２は無くても良い。
【００２１】
次に、この実施の形態における発明の特徴を説明する。
上述のように、ボタン５の進退によって接点が開閉する構造であるため、可動切片４には弾性がある。この反発力がボタン５を上方へ押し上げようとするのであるが、本実施の形態によれば、反発力をガイドリブ２１と溝部５１内のスライドリブ５２で受け止め、カバー６に直接下方からの圧力がかからない。
【００２２】
したがって、ケース２及びカバー６を薄肉化でき、リブ立てを必要としない構造とすることができるのでスイッチ１の小型化とコストダウンが可能となる。
また、従来のメカニカルスイッチと異なり、カバー６とボタン５が接触しない構造であるため、高温環境下でもカバー６にクリープ変形が発生する心配もなく、ボタン５動作時の摩擦抵抗を大幅に削減でき、ボタン５及びスイッチ１全体の耐久性、安全性を向上できる。
また、ボタン５全体を常にケース２に対して水平に保持できるため、ガタつきが発生せず、接点の接触加重を均一にできる。
更に、四隅に設けたスリットによって側面が撓る構造なので、組み立て時の破損による不良品発生を抑制でき、組立性と強度維持による信頼性を両立できる。
【００２３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図に基づいて説明する。
図１０は、この発明の実施の形態２におけるメカニカルスイッチ１０１（以下スイッチ１０１と呼ぶ）の分解斜視図である。
図１１は組み立てたスイッチ１０１を左端面から透視した図である。
この実施の形態２のスイッチ１０１と実施の形態１のスイッチ１との違いは２点である。
まず、ガイドリブ２４は図１０，１１に示すように断面が下方に広がるテーパ形状となっている。次に、ボタン５の側面下端部５５は、図１１にその断面を示すように、ガイドリブ２４のテーパ形状に対応するようにテーパ形状に形成さられている。
【００２４】
これらによって、実施の形態２のスイッチ１０１では実施の形態１と同様の効果があると同時に、ボタン５のケース２への組み付けが一段と容易になるという効果がある。
すなわち、スイッチ１０１の組み立て時に、ボタン５の側面下端部５５のテーパ形状が、ケース２のガイドリブ２４のテーパ形状に対応するので、ケース２の上部開口部からボタン５を挿入して上から押し込むだけで、ケース２の両側面を押し広げて、ボタン５の溝部５１をケース２のガイドリブ２４に噛み合わせることができる。
【００２５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図に基づいて説明する。
図１２は、この発明の実施の形態３におけるメカニカルスイッチ１０２（以下スイッチ１０２と呼ぶ）の分解斜視図である。
この実施の形態３のスイッチ１０２と実施の形態１のスイッチ１との違いは以下に示す３点である。
まず、ボタン５とケース２に設けた、噛み合う凹凸部の構成が逆になっているということである。図１２に示すように、この実施の形態３ではケース２側にガイドスリット２３を設けてあり、ボタン５にはガイドスリット２３に噛み合う形状の凸部５６を設けてある。
次に、ケース２の内壁面でガイドスリット２３より上側に有る部分を肉薄に加工してある。
更に実施の形態１のスイッチ１のケース２に設けていた四隅のスリットは、この実施の形態３のスイッチ１０２のケース２には設けていない。
【００２６】
この実施の形態によれば、四隅のスリットを設けなくても肉薄部を撓ませてボタン５を容易に取り付けることができる。また、内壁面に肉薄構造部を設けているが、縦方向のスリットが無い分強度は増すため、他の実施の形態以上のケースの剛性を発揮できる。
したがって、カバー６を取り付ける必要がないメカニカルスイッチを提供することもできる。
【００２７】
実施の形態４．
これまで説明した各実施の形態ではカバー６として樹脂製のカバーを使用した。
この実施の形態４では、これを板金を曲加工した金属カバーとする。
この構成によれば、樹脂に比べて強度が高いため、カバー６はより薄肉可が可能となる。
また、金属製カバー６は熱伝導率が高いので、スイッチ内部の熱をカバー６を通してケース２の外部に放出できる。
スイッチ内部の温度上昇を抑制することにより、接点の接触抵抗の増加や樹脂製部品の変形が抑制されて、メカニカルスイッチの接触信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１における分解斜視図である。
【図２】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１におけるカバー６を取り外した図である。
【図３】図１のメカニカルスイッチを組み立てて、左端面から透視した図である。
【図４】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１における開極状態の側断面図である。
【図５】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１における閉極状態の側断面図である。
【図６】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１におけるスイッチボタン底面の要部とピンを示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるメカニカルスイッチのスイッチボタン底面の要部平面図である。
【図８】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１におけるガイド溝とスライドリブの変形例を示す図である。
【図９】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態１におけるガイド溝とスライドリブの変形例を示す図である。
【図１０】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態２における分解斜視図である。
【図１１】図１０のメカニカルスイッチを組み立てて、左端面から透視した図である。
【図１２】この発明のメカニカルスイッチの実施の形態３における分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１０１，１０２メカニカルスイッチ、２ケース、２１，２４ガイドリブ、
２２スリット、２３ガイドスリット、２５支持部、３固定切片、
３１固定接点、４可動切片、４１可動接点、５スイッチボタン、５１溝部、
５２，５３，５４スライドリブ、５７可動切片押圧部、５８ハートカム構造体、
６ケースカバー、６１フック、７弦巻バネ、８ピン、８１先端。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有するケースと、このケースに支持された固定接点と、上記ケースに弾性体を介して支持された可動接点と、前記固定接点に前記可動接点を押圧、解離させて回路をオンオフするスイッチボタンとを備えたメカニカルスイッチにおいて、
前記ケースの一組の対向する内側面に、前記スイッチボタンの移動方向に平行に延在する凸部を設け、前記スイッチボタンには前記凸部と噛み合う溝部を設けたことを特徴とするメカニカルスイッチ。
【請求項２】
前記凸部は下方に向かって広がるテーパ形状であり、
前記スイッチボタンの側面下端部は前記凸部に対面するように、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルスイッチ。
【請求項３】
前記溝部の上下面に前記スイッチボタンの移動方向に平行に延在する凸部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のメカニカルスイッチ。
【請求項４】
前記ケースの四隅に前記スイッチボタンの移動方向に垂直に延在するスリットを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のメカニカルスイッチ。
【請求項５】
上部に開口部を有するケースと、このケースに支持された固定接点と、上記ケースに弾性体を介して支持された可動接点と、前記固定接点に前記可動接点を押圧、解離させて回路をオンオフするスイッチボタンとを備えたメカニカルスイッチにおいて、
前記ケースの一組の対向する内側面に、前記スイッチボタンの移動方向に平行に延在するスリットを設け、前記スイッチボタンには前記スリットと噛み合う凸部を設けたことを特徴とするメカニカルスイッチ。
【請求項６】
前記内側面のスリットより上部は、他の部分より肉薄に加工されていることを特徴とする請求項５に記載のメカニカルスイッチ。

【図１】