JP4951446B2

JP4951446B2 - プッシュスイッチ装置

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Publication number: JP4951446B2
Application number: JP2007225911A
Authority: JP
Inventors: 康徳佐々木; 真人林
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: CN101377982A; JP2009059578A; CN101377982B

Description

本発明は、操作体のプッシュ操作時にラチェット機構を介してカムフォロワが回転すると共に接点切換え動作が行われるプッシュスイッチ装置に係り、特に、操作体のプッシュ操作を繰り返すとカムフォロワが異なる高さ位置に交互に保持されるように構成されたプッシュスイッチ装置に関する。

従来より、中空構造のハウジングから突出する操作体をプッシュ操作するとラチェット機構を介してカムフォロワが回転し、このカムフォロワに連動して回転する作動部材に設けられた可動接点が、ウエハに設けられた複数の固定接点に対して接離するように構成したプッシュスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来例では、軸線方向へ延びるガイド突起とガイド溝を円周方向に沿って交互に配設してなるガイド部がハウジングの内壁面に形成されており、各ガイド突起の下端面は両隣のガイド溝に連続する傾斜端面となっている。そして、第１のラチェット歯を有する操作体がガイド溝に案内されて軸線方向へ昇降可能であると共に、第２のラチェット歯を有するカムフォロワがガイド溝および傾斜端面に案内されて軸線方向へ昇降可能かつ円周方向へ回転可能である。また、作動部材はカムフォロワにスプライン結合されているため、カムフォロワが回転するときだけ一体的に回転する。このカムフォロワは復帰ばねによって第１および第２のラチェット歯が噛合するように軸線方向へ常時弾性付勢されており、カムフォロワに設けられたカム部がハウジングのガイド部と係合するようになっている。

このように概略構成された従来のプッシュスイッチ装置において、操作体がハウジングからの突出量を最大とする非操作位置にあるとき、第１および第２のラチェット歯は互いの山部の頂点どうしを僅かにずらして係合しているが、カムフォロワの回転はガイド溝によって規制されている。この状態で操作体をプッシュ操作してカムフォロワのカム部をガイド溝から離脱させると、復帰ばねの弾発力によって第２のラチェット歯の山部が第１のラチェット歯の谷部と係合する安定位置へ移動するため、カムフォロワが１／２歯分より僅かに小なる角度分だけ回転する。その結果、カムフォロワに連動して作動部材が回転するため、作動部材に設けられた可動接点がウエハ上で摺動して固定接点との接触位置を変化させることによる接点切換え動作が行われるようになっている。この後、操作体に対するプッシュ操作力が除去されると、復帰ばねに付勢されたカムフォロワのカム部がガイド突起の傾斜端面に弾接してガイド溝へと案内されるため、カム部がガイド溝に入り込んでカムフォロワは１／２歯分より僅かに大なる角度分だけ回転する。その結果、第１および第２のラチェット歯が再び互いの山部の頂点どうしを僅かにずらして係合し、カムフォロワおよび操作体は復帰ばねの弾発力によってそれぞれ元の高さ位置まで押し上げられることになる。

しかしながら、上記のプッシュスイッチ装置では、操作体に対するプッシュ操作力を除去すると該操作体が常に元の高さ位置（非操作位置）まで押し上げられてしまうため、例えばスイッチオン状態とスイッチオフ状態という相異なる接点切換え状態が操作体の高さ位置を見ただけでは識別できないという不具合があった。

一方、他の従来例として、非操作位置にある操作体（プランジャ）をプッシュ操作すると接点切換え動作が行われると共に、カムフォロワ（スリーブ）が下動後に所定角度回転してそのカム部（ラッチドッグ）がハウジング内面の係合段部（ラッチポケット）に係止され、この状態で操作体を再びプッシュ操作すると、先程とは異なる接点切換え動作が行われると共に、カム部が係合段部から外れてカムフォロワが復帰ばねの弾発力で上動し、それに伴い操作体が非操作位置まで押し上げられるという構成のプッシュスイッチ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このように概略構成された従来のプッシュスイッチ装置では、操作体のプッシュ操作を繰り返すことでカムフォロワを異なる高さ位置に交互に保持することができるため、カムフォロワ上に搭載された操作体の高さ位置を接点切換え状態に応じて異ならせることが可能となる。それゆえ、例えば操作体がハウジングから大きく突出しているときにはスイッチオフ状態で、操作体の突出量が小さいときにはスイッチオン状態である、といった識別が目視によって瞬時に行えるようになる。
特開２００４−２５３３６８号公報米国特許第４３１７０１５号明細書

前述したように、特許文献２に開示されたプッシュスイッチ装置を用いれば、操作体のハウジングからの突出量を見ただけで接点切換え状態を瞬時に識別できるため便利であるが、このようなスイッチ装置の設置される場所が天井面や斜め下方を向いた傾斜面等である場合には、操作体の突出量に基づいて接点切換え状態を識別することが困難となる。すなわち、この種のプッシュスイッチ装置が下向きあるいは斜め下向きに設置された場合、カムフォロワがハウジング内へ深く没入した状態で係止されているときに操作体が自重で非操作位置へ戻ってしまうため、操作力が付与されていない操作体は接点切換え状態に拘らず常に非操作位置に配置されてしまうことになる。また、この種のプッシュスイッチ装置が振動の影響を受けやすい車室内等に設置された場合には、操作体が軸線方向へ自由に移動してラットルノイズと呼ばれる異音を生じやすいという問題もあった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、操作体の突出量を見ただけで接点切換え状態を識別できると共にラットルノイズが発生する虞のないプッシュスイッチ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のプッシュスイッチ装置は、回転規制部および復帰規制部を有するガイド部が内面に形成された中空構造のハウジングと、前記回転規制部に案内されて軸線方向へ昇降可能であると共に、円周方向へ延びる第１のラチェット歯が形成された操作体と、前記回転規制部および前記復帰規制部に案内されるカム部を有して前記ハウジングの内部で軸線方向へ昇降可能かつ円周方向へ回転可能であると共に、前記第１のラチェット歯に係合する第２のラチェット歯が形成されたカムフォロワと、前記第１および第２のラチェット歯が噛合するように前記カムフォロワを軸線方向へ常時弾性付勢する復帰ばねと、前記カムフォロワに連動した位置変化が可能な作動部材と、この作動部材の位置変化に応じて動作する接点切換え機構とを備え、前記カムフォロワが回転中心部に軸孔を有すると共に、前記操作体が前記軸孔に遊挿される軸部を有し、この軸部の先端部に前記軸孔よりも大径な環状部材を取り付けて抜け止め部となし、非操作位置にある前記操作体をプッシュ操作して前記カム部を前記回転規制部から離脱させることによって、このカム部が前記復帰規制部へ移行するのに伴い前記カムフォロワが回転して前記作動部材が位置を変化させると共に、前記カム部が前記復帰規制部に係止された段階で前記操作体の復帰動作が前記カムフォロワによって規制されるプッシュロック状態となり、かつ、前記プッシュロック状態で前記操作体をプッシュ操作して前記カム部を前記復帰規制部から離脱させることによって、このカム部が前記回転規制部へ移行するのに伴い前記カムフォロワが回転して前記作動部材が位置を変化させると共に、前記操作体の復帰動作が許容されるように構成した。

このように構成されたプッシュスイッチ装置では、非操作位置にある操作体をプッシュ操作してカムフォロワのカム部をハウジング内面の回転規制部から離脱させることによって、カム部がハウジング内面の復帰規制部に係止され、こうして係止されたカムフォロワが操作体の復帰動作を規制するため、操作体がハウジングからの突出量を小とする位置に保持されるプッシュロック状態を実現することができる。また、かかるプッシュロック状態の操作体をプッシュ操作してカムフォロワのカム部を復帰規制部から離脱させることによって復帰動作が許容されるため、操作体はハウジングからの突出量を大とする非操作位置へ戻ることになる。そして、各プッシュ操作時にそれぞれ作動部材が位置を変化させて接点切換え動作が行われるため、このプッシュスイッチ装置はどのような向きに設置されていても、操作体のハウジングからの突出量を見れば接点切換え状態を瞬時に識別できる。また、操作体は操作力が付与されていないときにも軸線方向へ自由に移動することはできないので、このプッシュスイッチ装置が振動の影響を受けやすい車室内等に設置された場合にも操作体がラットルノイズを生じる可能性は低い。しかも、操作体の軸部の先端部に取り付けた別体の環状部材を抜け止め部となし、この抜け止め部をカムフォロワの軸孔周縁部に当接させることによって操作体の復帰動作を確実に規制することができるため、操作体の昇降動作やカムフォロワの回転動作に悪影響を及ぼす虞のない簡素な構造によってプッシュロック状態が実現できるようになる。

また、上記の構成において、操作体とカムフォロワとの間に復帰ばねよりもばね荷重の小さい弾性部材が介設されていると、復帰ばねの動作を阻害することなくカムフォロワに対する操作体のガタを抑制できるため好ましい。この場合において、復帰ばねと弾性部材がいずれもコイルスプリングからなると共に、これら一対のコイルスプリングがカムフォロワの隔壁部分を介して同心円状に配置されていると、スイッチ装置全体の高さ寸法を大幅に低減できる。

また、上記の構成において、作動部材が、カムフォロワの回転力が伝達される複数の起立片を有して該カムフォロワにスプライン結合されていると共に、これら複数の起立片の径方向内側の空間に、一端部をカムフォロワに弾接させて他端部を作動部材に弾接させたコイルスプリングからなる復帰ばねが配置されており、かつ前記起立片の先端部に、組立時に復帰ばねの弾発力に抗してカムフォロワに掛止される掛止部が形成されていると、組立時に操作体とカムフォロワと作動部材および復帰ばねをユニット化して取り扱うことができるため、組立作業性の向上が図れる。

また、上記の構成において、作動部材がカムフォロワにスプライン結合されて一体的に回転可能であると共に、接点切換え機構が、ハウジングに保持された固定接点と、作動部材に保持されて前記固定接点に接離可能な可動接点とを備えていると、所望の機能を有する簡素な構造のプッシュスイッチ装置が実現できる。この場合において、ハウジングが、前記ガイド部が内壁面に形成されたケースと、前記固定接点が内底面に配設されたウエハとを組み合わせて構成されていると、ハウジングの製造が容易となる。

本発明のプッシュスイッチ装置によれば、非操作位置にある操作体をプッシュ操作してカムフォロワのカム部をハウジング内面の回転規制部から離脱させると、カム部がハウジング内面の復帰規制部に係止されてカムフォロワが操作体の復帰動作を規制するため、操作体がハウジングからの突出量を小とする位置に保持されるプッシュロック状態を実現することができると共に、プッシュロック状態の操作体をプッシュ操作してカム部を復帰規制部から離脱させると、復帰動作が許容されて操作体をハウジングからの突出量が大なる非操作位置へ戻すことができる。そのため、このプッシュスイッチ装置はどのような向きに設置されていても、操作体のハウジングからの突出量を見れば接点切換え状態を瞬時に識別でき、使い勝手を高めることができる。また、操作体は操作力が付与されていないときにも軸線方向へ自由に移動することはできないので、このプッシュスイッチ装置が振動の影響を受けやすい車室内等に設置された場合にも、操作体がラットルノイズを生じる可能性は低い。しかも、操作体の軸部の先端部に取り付けた別体の環状部材を抜け止め部となし、この抜け止め部をカムフォロワの軸孔周縁部に当接させることによって操作体の復帰動作を確実に規制することができるため、操作体の昇降動作やカムフォロワの回転動作に悪影響を及ぼす虞のない簡素な構造によってプッシュロック状態が実現できるようになる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るプッシュスイッチ装置の正面図、図２は該プッシュスイッチ装置を斜め上方から見た斜視図、図３は該プッシュスイッチ装置を斜め下方から見た斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は図４の要部拡大図、図６は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図７は該プッシュスイッチ装置の復帰状態を示す断面図、図８は該プッシュスイッチ装置のフルストローク状態を示す断面図、図９は該プッシュスイッチ装置のプッシュロック状態を示す断面図、図１０は該プッシュスイッチ装置の分解斜視図、図１１は該プッシュスイッチ装置に備えられるケースの平面図、図１２は図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１３は該ケースの底面図、図１４は該ケースに形成されたガイド部を展開して示す説明図、図１５は該プッシュスイッチ装置に備えられる操作体の正面図、図１６は該操作体の平面図、図１７は該操作体の底面図、図１８は該操作体に形成された第１のラチェット歯を展開して示す説明図、図１９は該プッシュスイッチ装置に備えられるカムフォロワの正面図、図２０は該カムフォロワの平面図、図２１は該カムフォロワの底面図、図２２は該カムフォロワに形成された第２のラチェット歯を展開して示す説明図、図２３は該プッシュスイッチ装置に備えられる可動接点の平面図、図２４は該プッシュスイッチ装置に備えられるウエハの正面図、図２５は該ウエハの平面図、図２６は該ウエハの底面図、図２７は該プッシュスイッチ装置の一連の動作に対応する第１および第２のラチェット歯やカム部の位置変化を示す説明図である。

図１〜図１０に示すように、本実施形態例に係るプッシュスイッチ装置１は、内部を中空構造にしたケース２と、軸線方向（上下方向）へ昇降可能な操作体３と、操作体３の昇降動作に伴って軸線方向へ昇降可能かつ円周方向へ回転可能なカムフォロワ４と、操作体３とカムフォロワ４の間に介設された弾性部材である第１のコイルスプリング５と、カムフォロワ４にスプライン結合されて一体的に回転可能な作動部材６と、カムフォロワ４と作動部材６の間に介設された復帰ばねである第２のコイルスプリング７と、作動部材６を回転可能に支持してケース２の下部開口端を蓋閉するウエハ８と、ケース２およびウエハ８を抱持するように取り付けられた取付板９とを備えており、ケース２とウエハ８とによってハウジング１０が構成されている。

ケース２はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の合成樹脂材料によって成形されている。図１０〜図１４に示すように、ケース２は円形の上部開口端２ａの下方が円柱状の内部空間となっており、この内部空間の周壁にガイド部１１が形成されていると共に、ケース２の下部に、ウエハ８の上部に嵌合させるための凹段部２ｂや突堤部２ｃが形成されている。ガイド部１１は、軸線方向へ延びる凹溝状の回転規制部１１ａと、回転規制部１１ａの下部の一側に連通するテーパ溝状の導入部１１ｂと、導入部１１ｂの先細りな一側に隣接するテーパ溝状の復帰規制部１１ｃとを４つずつ形成したものであり、円周方向に沿う９０度の角度範囲内にそれぞれ回転規制部１１ａと導入部１１ｂおよび復帰規制部１１ｃが連設されている。このガイド部１１は、操作体３の一部やカムフォロワ４の一部を係合させることによって所定方向への移動を案内したり規制するためのものである。なお、ケース２の下部とウエハ８の上部とを嵌め合わせて構成される直方体状の筐体がハウジング１０であり、このハウジング１０に金属板からなる取付板９を取り付けることによってケース２とウエハ８が確実に一体化されている。すなわち、上部開口端２ａを露出させる大径な円形孔９ａを有する取付板９をケース２に外装し、この取付板９の下端側の４箇所に形成されている切欠き部９ｂをそれぞれウエハ８の外壁隅部の係合突起１８にスナップ嵌合させることによって、ケース２がウエハ８から脱落しないようになっている。

操作体３はエラストマー等によって成形されている。図１０や図１５〜図１８に示すように、この操作体３は、上方へ突出する操作軸３ａと、操作軸３ａの下方へ突出する貫通軸３ｂと、操作軸３ａの下端に連続する大径部分で貫通軸３ｂを囲繞する筒状部３ｃと、筒状部３ｃの下端周縁部から外方へＬ字状に突出する４片の被ガイド脚部３ｄとを有しており、筒状部３ｃの下端面には円周方向に沿って第１のラチェット歯１２が形成されている。この第１のラチェット歯１２は、円周方向に交互に連続する４つの山部１２ａと４つの谷部１２ｂを有している。そして、各被ガイド脚部３ｄがケース２の内面の凹溝状の回転規制部１１ａに挿入されるため、操作体３は軸線方向への昇降動作が案内されるが、円周方向への回転動作は規制される。筒状部３ｃと貫通軸３ｂとの間には円筒状の内部空間が画成されており、この内部空間に第１のコイルスプリング５やカムフォロワ４が組み込まれて、カムフォロワ４の軸孔４ａに貫通軸３ｂが遊挿されるようになっている。ただし、貫通軸３ｂの先端部にはワッシャ等の環状部材である抜け止め部１３が取り付けられており、この抜け止め部１３が軸孔４ａよりも大径なため、貫通軸３ｂの先端部が軸孔４ａを通過して上方へ移動することはない。

カムフォロワ４は摺動性に優れた合成樹脂材料によって成形されている。図１０や図１９〜図２２に示すように、このカムフォロワ４は、回転中心部に開設された軸孔４ａの周縁部から起立する円筒状の内筒部４ｂと、内筒部４ｂの上端に連続して該内筒部４ｂを囲繞する外筒部４ｃと、外筒部４ｃの下端に連続する円環状の鍔部４ｄとを有しており、鍔部４ｄの上面には第２のラチェット歯１４が形成されている。また、鍔部４ｄの外周面の等間隔な４箇所には、上面が傾斜面となっているカム部１５が突設されており、鍔部４ｄの内周部には対向する２箇所に切欠き状の係合溝１６が設けられている。カムフォロワ４の内筒部４ｂおよび外筒部４ｃは操作体３の筒状部３ｃ内に組み込まれて、軸孔４ａに貫通軸３ｂが遊挿され、内筒部４ｂと貫通軸３ｂの間に配置された第１のコイルスプリング５の両端が軸孔４ａの周縁部と筒状部３ｃの天井面に弾接するようになっている。また、鍔部４ｄの上面が筒状部３ｃの下端面と対向するため、第２のラチェット歯１４が第１のラチェット歯１２と係合し、カム部１５はケース２内面のガイド部１１と係合可能な位置に配置される。そして、カム部１５が回転規制部１１ａ内に位置するとき、カムフォロワ４は、軸線方向への昇降動作は案内されるが、円周方向への回転動作は規制される。また、カム部１５が復帰規制部１１ｃに係止されると、カムフォロワ４は上動および回転が規制されるようになっている。第２のラチェット歯１４は、第１のラチェット歯１２と同様に、円周方向に交互に連続する４つの山部１４ａと４つの谷部１４ｂを有しているが、各山部１２ａの頂部が鋸歯状であるのに対し各山部１４ａの頂部は丸みを帯びている。このカムフォロワ４は、内筒部４ｂと外筒部４ｃの間に配置される第２のコイルスプリング７によって上方へ常時弾性付勢されているため、第２のラチェット歯１４が第１のラチェット歯１２に弾接して噛合するようになっている。また、第２のコイルスプリング７の弾発力に抗して操作体３がプッシュ操作されるとカムフォロワ４も一体的に下降するが、操作体３のプッシュ操作時に第１のラチェット歯１２の山部１２ａが第２のラチェット歯１４の山部１４ａの傾斜面を押し込むように設定されているため、操作体３のプッシュ操作によってカム部１５が回転規制部１１ａや復帰規制部１１ｃから離脱すると、カムフォロワ４は円周方向へ所定角度回転するようになっている。なお、鍔部４ｄの内周部の係合溝１６は、作動部材６をスプライン結合させるためのものである。

作動部材６は摺動性に優れた合成樹脂材料によって成形されている。図７や図１０に示すように、この作動部材６は、ウエハ８の内底面に対向して配置される平板部６ａと、平板部６ａに立設されて相対向する一対の起立片６ｂと、平板部６ａの裏面に突設された環状突堤６ｃとを有しており、各起立片６ｂの先端部には若干幅広な掛止部６ｄが形成されている。各起立片６ｂは鍔部４ｄの各係合溝１６に挿通されて、カムフォロワ４の昇降動作は妨げないが鍔部４ｄを介して該カムフォロワ４の回転力が伝達されるようになっているため、作動部材６はカムフォロワ４にスプライン結合されて一体的に回転可能である。また、作動部材６の平板部６ａの裏面側には環状突堤６ｃの周囲に、可動接点１７が熱がしめ等の手段を用いて取り付けられている。この可動接点１７は図１０や図２３に示すように略円環状にフォーミングされており、その１８０度対向する位置に接点部１７ａが形成されている。作動部材６の各起立片６ｂの径方向内側の空間には第２のコイルスプリング７が組み込まれて、この第２のコイルスプリング７の両端が平板部６ａの上面とカムフォロワ４の天井面に弾接するようになっている。なお、第２のコイルスプリング７のばね荷重は第１のコイルスプリング５のばね荷重に比して十分に大きいものである。また、各起立片６ｂの先端部に形成された掛止部６ｄは、組立時に第２のコイルスプリング７の弾発力に抗してカムフォロワ４の係合溝１６近傍に掛止させるためのものであるが、その後、ケース２とウエハ８および取付板９を取り付けて組立を完了させると、第２のコイルスプリング７はより圧縮された状態に設定されるため、掛止部６ｄはカムフォロワ４から外れた位置に保たれる。

ウエハ８はＰＢＴ等の合成樹脂材料によって成形されており、その成形金型内に平板状の端子材２０をインサートすることによって、固定接点２１や外部端子２２が一体化されている。ウエハ８の内底面の中央部には、作動部材６の環状突堤６ｃ内に挿入されて平板部６ａを支持する円環状のガイド壁８ａが突設されており、このガイド壁８ａの外周面が環状突堤６ｃの内周面に摺接しているため、作動部材６の回転動作がガイド壁８ａに案内されて円滑に行われるようになっている。端子材２０は良導電性の金属板からなり、その一部がウエハ８の内底面の複数箇所に固定接点２１として露出していると共に、端子材２０の端部がウエハ８の側面の複数箇所から外部端子２２として外方へ突出している。ウエハ８の外底面には、各固定接点２１の裏面の一部が露出する複数の開口部８ｂが形成されている。これら開口部８ｂは、インサート成形時に端子材２０が樹脂圧で位置ずれを起こさないようにするために、金型内に挿入して固定接点２１に押し当てた図示せぬ押えピンの抜き跡である。また、ウエハ８の外底面の四隅（角隅領域）は肉厚な載置部８ｃとなっており、各載置部８ｃと開口部８ｂとの間には平面視弧状の溝部８ｄが刻設されている。なお、対角な位置関係にある２つの載置部８ｃの底面には、太さの異なる柱状の位置決め用突起８ｅ，８ｆが突設されている。

図１に示すように、本実施形態例に係るプッシュスイッチ装置１は、プリント基板３０上の所定位置に各載置部８ｃを搭載して各外部端子２２を該プリント基板３０の対応するランド部（図示せず）に半田付けすることによって面実装される。これら載置部８ｃはウエハ８の外底面の四隅に突設されているため、プッシュスイッチ１は安定した姿勢でプリント基板３０上に搭載でき、かつ搭載時には位置決め用突起８ｅ，８ｆがプリント基板３０の位置決め孔３１，３２に挿入されるため、プリント基板３０に対してプッシュスイッチ装置１を容易かつ正確に位置決めできるようになっている。また、図３や図２６に示すように、各載置部８ｃは、ウエハ８の外底面で連続する２つの辺縁と、これら２つの辺縁に両端が位置する溝部８ｄとによって包囲されている。すなわち、ウエハ８の外底面の角隅領域に形成された載置部８ｃが、この載置部８ｃに隣接して両端をウエハ８の側面に臨出させた溝部８ｄによって残余の領域から仕切られているため、半田付け工程で載置部８ｃとプリント基板３０との間に浸入したフラックスが該載置部８ｃを這い上がっても、開口部８ｂへ向かうフラックスは、溝部８ｄを渡り切らないと開口部８ｂまで到達することはできなくなっている。そして、溝部８ｄ内にフラックスが浸入しても、溝部８ｄの両端がウエハ８の側面に臨出しているため、フラックスは外方へ排出されやすく、それゆえフラックスが溝部８ｄを渡り切って開口部８ｂ内の端子材２０に付着する可能性は低い。また、載置部８ｃの溝部８ｄ側の外壁面がそのまま該溝部８ｄの内壁面と連続して高さ寸法の大きな立ち上がり面８ｇ（図５参照）が形成されているため、フラックスは載置部８ｃの先端から溝部８ｄの奥まで連続して延びる立ち上がり面８ｇを這い上がらなければ開口部８ｂへ到達できないようになっている。さらに、図５に示すように、溝部８ｄの断面形状は、隣接する載置部８ｃ側が直線状に起立して開口部８ｂ側が膨出状に湾曲する奥窄まりな形状となっているため、仮にフラックスが溝部８ｄから溢れたとしても開口部８ｂ側へは流れにくくなっている。

次に、このように構成されるプッシュスイッチ装置１の動作を、図７〜図９や図２７を参照しつつ説明する。なお、図２７ではカムフォロワ４のカム部１５を１つだけ示しているが、他のカム部１５も同様に動作する。

図７は操作体３の操作軸３ａがプッシュ操作されていない初期状態（復帰状態）を示している。この初期状態において、操作体３は第１および第２のコイルスプリング５，７の弾発力によって非操作位置に保持されている。また、カムフォロワ４は第２のコイルスプリング７の弾発力によって上方へ付勢されており、操作体３の被ガイド脚部３ｄとカムフォロワ４のカム部１５はいずれもケース２内面のガイド部１１の回転規制部１１ａと係合している。したがって、操作体３およびカムフォロワ４は、回転規制部１１ａによって円周方向への回転動作が規制されている。このとき、図２７（ａ）に示すように、操作体３の第１のラチェット歯１２はカムフォロワ４の第２のラチェット歯１４の傾斜面と不安定位置で係合している。なお、かかる初期状態において、第１のコイルスプリング５は筒状部３ｃの天井面に弾接しているため、操作体３がカムフォロワ４に対してガタを生じることはない。ただし、第１のコイルスプリング５のばね荷重が第２のコイルスプリング７のばね荷重に比して十分に小さいため、復帰ばねである第２のコイルスプリング７の動作が第１のコイルスプリング５によって阻害されることはない。

操作体３が図７に示す非操作位置にあるとき、操作軸３ａを直接または図示せぬアクチュエータを介してプッシュ操作すると、図２７（ｂ）に示すように、第１のラチェット歯１２の山部１２ａが第２のラチェット歯１４の山部１４ａを押し込んでカム部１５が回転規制部１１ａから離脱するため、図２７（ｃ）に示すように、第２のコイルスプリング７の弾発力によって第２のラチェット歯１４の山部１４ａが第１のラチェット歯１２の谷部１２ｂと係合する安定位置へ移動し、この移動分だけカムフォロワ４が回転する。それゆえ、カムフォロワ４と一体的に作動部材６が回転して、固定接点２１に対する可動接点１７の接触位置が変化することによる第１の接点切換え動作（例えばスイッチオン動作）が行われる。なお、図２７（ｃ）はフルストローク状態を示している。そして、かかる操作体３に対するプッシュ操作後に操作力が除去されると、第２のコイルスプリング７の弾発力で押し上げられたカムフォロワ４のカム部１５が図２７（ｄ）に示すように復帰規制部１１ｃの傾斜面に弾接して、この傾斜面に沿うカム部１５の摺動に伴いカムフォロワ４が回転するため、図２７（ｅ）に示すように、カム部１５が復帰規制部１１ｃに係止された状態となる。すなわち、カムフォロワ４は上動と回転が規制されてケース２内で図９に示す高さ位置に保持されるため、第１のコイルスプリング５が操作体３を押し上げても、抜け止め部１３が軸孔４ａの周縁部に当接して操作体３の復帰動作は規制され、これにより操作体３はケース２からの突出量が小なる位置に保持されてプッシュロック状態となる。なお、かかるプッシュロック状態でも第１のコイルスプリング５は筒状部３ｃの天井面に弾接しているため、操作体３がカムフォロワ４に対してガタを生じることはない。

図９に示すプッシュロック状態において、操作体３の操作軸３ａを直接または図示せぬアクチュエータを介してプッシュ操作すると、図２７（ｆ）に示すように、第１のラチェット歯１２の山部１２ａが第２のラチェット歯１４の山部１４ａを押し込んでカム部１５が復帰規制部１１ｃから離脱するため、図２７（ｇ）に示すように、第２のコイルスプリング７の弾発力によって第２のラチェット歯１４の山部１４ａが第１のラチェット歯１２の谷部１２ｂと係合する安定位置へ移動し、この移動分だけカムフォロワ４が回転する。それゆえ、カムフォロワ４と一体的に作動部材６が回転して、固定接点２１に対する可動接点１７の接触位置が変化することによる第２の接点切換え動作（例えばスイッチオフ動作）が行われる。なお、図２７（ｇ）はフルストローク状態を示している。そして、プッシュロック状態の操作体３に対するプッシュ操作後に操作力が除去されると、第２のコイルスプリング７の弾発力で押し上げられたカムフォロワ４のカム部１５が図２７（ｈ）に示すように導入部１１ｂの傾斜面に弾接して、この傾斜面に沿うカム部１５の摺動に伴いカムフォロワ４が回転するため、図２７（ｉ）に示すように、カム部１５が回転規制部１１ａへ導かれ、図２７（ｊ）に示すように、回転規制部１１ａ内でカム部１５が上昇するのに伴いカムフォロワ４が図７に示す高さ位置まで上動する。したがって、操作体３は非操作位置まで押し戻されて初期状態に復帰する。

以上説明したように、本実施形態例に係るプッシュスイッチ装置１は、非操作位置にある操作体３をプッシュ操作して、ケース２内面に設けられたガイド部１１の回転規制部１１ａからカムフォロワ４のカム部１５を離脱させることによって、このカム部１５がガイド部１１の復帰規制部１１ｃに係止され、こうして係止されたカムフォロワ４が操作体３の復帰動作を規制するため、操作体３がケース２からの突出量を小とする位置に保持されるプッシュロック状態を実現することができる。また、かかるプッシュロック状態の操作体３をプッシュ操作してカムフォロワ４のカム部１５を復帰規制部１１ｃから離脱させることによって復帰動作が許容されるため、操作体３はケース２からの突出量が大なる非操作位置へ戻ることになる。そして、各プッシュ操作時にそれぞれ作動部材６が位置を変化させて接点切換え動作が行われるため、このプッシュスイッチ装置１はどのような向きに設置（例えば車室内の天井面に下向きに設置）されていても、操作体３のケース２からの突出量を見れば接点切換え状態（例えばスイッチオン状態とスイッチオフ状態）を瞬時に識別でき、使い勝手のよいプッシュスイッチ装置１を実現できる。しかも、操作体３は操作力が付与されていないときにも軸線方向へ自由に移動することができず、かつ第１のコイルスプリング５によってカムフォロワ４に対する操作体３のガタも防止されているので、このプッシュスイッチ装置１は振動の影響を受けやすい車室内等に設置された場合にも、操作体３がラットルノイズを生じる可能性は低い。

また、上記のプッシュスイッチ装置１では、カムフォロワ４の回転中心部に設けられた軸孔４ａに操作体３の貫通軸３ｂを遊挿し、この貫通軸３ｂの先端部に軸孔４ａよりも大径な抜け止め部１３を取り付けることによって、抜け止め部１３が軸孔４ａの周縁部に当接して操作体４の復帰動作が確実に規制されるようになっている。したがって、操作体３の昇降動作やカムフォロワ４の回転動作に悪影響を及ぼす虞のない簡素な構造によってプッシュロック状態を実現することができる。しかも、組立時には軸孔４ａに貫通軸３ｂを挿通した後に抜け止め部１３を取り付ければよいため、操作体３とカムフォロワ４を容易に連結することができて組立作業性も良好となる。

また、上記のプッシュスイッチ装置１では、第１のコイルスプリング５と第２のコイルスプリング７がカムフォロワ４の内筒部４ｂ（隔壁部分）を介して同心円状に配置されているため、２つのコイルスプリングを用いているにも拘らずスイッチ装置全体の高さ寸法を大幅に低減できる。ただし、第１のコイルスプリング５はカムフォロワ４に対する操作体３のガタを防止するためのものなので、両者３，４のガタが問題とならない程度に小さい場合には、第１のコイルスプリング５を省略した構成にすることも可能である。

また、上記のプッシュスイッチ装置１では、カムフォロワ４の回転力が伝達される作動部材６の各起立片６ｂの先端部に、組立時に第２のコイルスプリング７の弾発力に抗してカムフォロワ４の係合溝１６近傍に掛止させるための掛止部６ｄが形成されているため、組立時には操作体３とカムフォロワ４および第１のコイルスプリング５をユニット化した後、このユニット品に第２のコイルスプリング７と作動部材６を組み付けてユニット化することができる。したがって、第１および第２のコイルスプリング５，７を組み込む構成であっても組立作業性が煩雑になることはない。

なお、上記実施形態例では、作動部材６がカムフォロワ４と一体的に回転して接点切換え動作が行われる場合について説明したが、カムフォロワの回転に連動して作動部材が昇降し、この昇降動作に伴って接点切換え動作が行われるように構成することも可能である。また、ハウジング１０を一体成形品とすることも可能である。

本発明の実施形態例に係るプッシュスイッチ装置の正面図である。該プッシュスイッチ装置を斜め上方から見た斜視図である。該プッシュスイッチ装置を斜め下方から見た斜視図である。図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４の要部拡大図である。図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。該プッシュスイッチ装置の復帰状態を示す断面図である。該プッシュスイッチ装置のフルストローク状態を示す断面図である。該プッシュスイッチ装置のプッシュロック状態を示す断面図である。該プッシュスイッチ装置の分解斜視図である。該プッシュスイッチ装置に備えられるケースの平面図である。図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。該ケースの底面図である。該ケースに形成されたガイド部を展開して示す説明図である。該プッシュスイッチ装置に備えられる操作体の正面図である。該操作体の平面図である。該操作体の底面図である。該操作体に形成された第１のラチェット歯を展開して示す説明図である。該プッシュスイッチ装置に備えられるカムフォロワの正面図である。該カムフォロワの平面図である。該カムフォロワの底面図である。該カムフォロワに形成された第２のラチェット歯を展開して示す説明図である。該プッシュスイッチ装置に備えられる可動接点の平面図である。該プッシュスイッチ装置に備えられるウエハの正面図である。該ウエハの平面図である。該ウエハの底面図である。該プッシュスイッチ装置の一連の動作に対応する第１および第２のラチェット歯やカム部の位置変化を示す説明図である。

符号の説明

１プッシュスイッチ装置
２ケース
３操作体
３ａ操作軸
３ｂ貫通軸（軸部）
３ｃ筒状部
３ｄ被ガイド脚部
４カムフォロワ
４ａ軸孔
４ｂ内筒部（隔壁部分）
４ｃ外筒部
５第１のコイルスプリング（弾性部材）
６作動部材
６ｂ起立片
６ｄ掛止部
７第２のコイルスプリング（復帰ばね）
８ウエハ
８ａガイド壁
９取付板
１０ハウジング
１１ガイド部
１１ａ回転規制部
１１ｂ導入部
１１ｃ復帰規制部
１２第１のラチェット歯
１３抜け止め部（環状部材）
１４第２のラチェット歯
１５カム部
１６係合溝
１７可動接点
２０端子材
２１固定接点
２２外部端子

Claims

回転規制部および復帰規制部を有するガイド部が内面に形成された中空構造のハウジングと、前記回転規制部に案内されて軸線方向へ昇降可能であると共に、円周方向へ延びる第１のラチェット歯が形成された操作体と、前記回転規制部および前記復帰規制部に案内されるカム部を有して前記ハウジングの内部で軸線方向へ昇降可能かつ円周方向へ回転可能であると共に、前記第１のラチェット歯に係合する第２のラチェット歯が形成されたカムフォロワと、前記第１および第２のラチェット歯が噛合するように前記カムフォロワを軸線方向へ常時弾性付勢する復帰ばねと、前記カムフォロワに連動した位置変化が可能な作動部材と、この作動部材の位置変化に応じて動作する接点切換え機構とを備え、前記カムフォロワが回転中心部に軸孔を有すると共に、前記操作体が前記軸孔に遊挿される軸部を有し、この軸部の先端部に前記軸孔よりも大径な環状部材を取り付けて抜け止め部となし、
非操作位置にある前記操作体をプッシュ操作して前記カム部を前記回転規制部から離脱させることによって、このカム部が前記復帰規制部へ移行するのに伴い前記カムフォロワが回転して前記作動部材が位置を変化させると共に、前記カム部が前記復帰規制部に係止された段階で前記操作体の復帰動作が前記カムフォロワによって規制されるプッシュロック状態となり、かつ、前記プッシュロック状態で前記操作体をプッシュ操作して前記カム部を前記復帰規制部から離脱させることによって、このカム部が前記回転規制部へ移行するのに伴い前記カムフォロワが回転して前記作動部材が位置を変化させると共に、前記操作体の復帰動作が許容されるように構成したことを特徴とするプッシュスイッチ装置。
請求項１の記載において、前記操作体と前記カムフォロワとの間に前記復帰ばねよりもばね荷重の小さい弾性部材が介設されていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
請求項２の記載において、前記復帰ばねと前記弾性部材がいずれもコイルスプリングからなると共に、これら一対のコイルスプリングが前記カムフォロワの隔壁部分を介して同心円状に配置されていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記作動部材が、前記カムフォロワの回転力が伝達される複数の起立片を有して該カムフォロワにスプライン結合されていると共に、これら複数の起立片の径方向内側の空間に、一端部を前記カムフォロワに弾接させて他端部を前記作動部材に弾接させたコイルスプリングからなる前記復帰ばねが配置されており、かつ前記起立片の先端部に、組立時に前記復帰ばねの弾発力に抗して前記カムフォロワに掛止される掛止部が形成されていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記作動部材が前記カムフォロワにスプライン結合されて一体的に回転可能であると共に、前記接点切換え機構が、前記ハウジングに保持された固定接点と、前記作動部材に保持されて前記固定接点に接離可能な可動接点とを備えていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
請求項５の記載において、前記ハウジングが、前記ガイド部が内壁面に形成されたケースと、前記固定接点が内底面に配設されたウエハとを組み合わせて構成されていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。