JP5502415B2 - シーソー式スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラ、オーディオ機器、業務用機器等のボリュームコントロールに用いられるシーソー式スイッチに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開平５−３４３２１１号公報がある。この公報に記載されたシーソー式スイッチは、操作キーと、操作キーの下方に配置されカム溝を有するアームと、カム溝と係合する操作レバーを有する直線摺動型可変抵抗器と、操作キーの両端に作用して原点位置に復帰させる板バネとを備えている。そして、このスイッチでは、操作キーを回動させて、カム溝に挿入された操作レバーをカム溝に沿って摺動させることにより、可変抵抗器の抵抗値を変更させる。

特開平５−３４３２１１号公報

このようなスイッチでは、可変抵抗器の操作レバーをカム溝に摺動させるので、操作レバーとカム溝との間に一定のクリアランスを設けることが必要となる。しかしながら、スイッチの各部品の寸法や累積公差の影響によって、操作レバーとカム溝との間のクリアランスが大きくなってしまい、操作レバーとカム溝との間にガタツキが発生している。これによって、繰り返し毎の原点復帰時に誤差が生じ、スイッチの原点復帰精度の向上を図り難いといった問題がある。また、これによって、システム的には設定する原点の不感帯（出力を０とする区間）を大きく設定しなければならない（図７参照）。

本発明は、原点復帰精度の向上を図ることができるシーソー式スイッチを提供することを目的とする。

本発明に係るシーソー式スイッチは、シーソー式の操作キーの操作に伴って回動自在に設けられると共に、カム溝を有する回動部材と、
カム溝内に挿入されるスライダーボスが設けられたスライダーを有するスライド式の可変抵抗器と、
スライダーを原点位置に復帰させる原点復帰部材と、
スライダーボスを付勢して、カム溝を形成する側壁にスライダーボスを押し付ける弾性部材と、
を備え、
弾性部材は、回動部材に設けられると共に回動部材と同期して回動することを特徴とする。

本発明に係るシーソー式スイッチでは、カム溝を形成する側壁に可変抵抗器のスライダーを付勢する弾性部材を備えるので、スライダーが弾性部材よって側壁に押し付けられる。これによって、スライダーとカム溝との間のガタツキを防止することができ、繰り返し毎の原点復帰時に誤差の発生を抑制することができる。その結果、スイッチの原点復帰精度の向上を図ることが可能となる。

さらに、本発明に係るシーソー式スイッチにおいて、弾性部材は、回動部材に設けられると共に回動部材と同期して回動する。この場合にあっては、スライダーに常に一定の付勢力を与えることができるので、スライダーの移動に対して影響を与えない。

本発明に係るシーソー式スイッチにおいて、弾性部材は、回動部材の回転軸に巻き付けられるコイルバネであって、その一端部が回動部材に取り付けられ、他端部がスライダーに押し当てることが好適である。

この場合にあっては、コイルバネの他端部がスライダーに押し当てるので、スライダーとカム溝との摺動を阻害せず、スライダーとカム溝とのガタツキを防止することができる。また、このコイルバネが回動部材の回転軸に巻き付けられるので、弾性部材を容易に配置させることが可能となり、しかも、配置スペースを小さくすることができる。

本発明によれば、原点復帰精度の向上を図ることができるシーソー式スイッチを提供する。

本発明に係るシーソー式スイッチの一実施形態を示す分解斜視図である。 可変抵抗器を外した状態におけるシーソー式スイッチの斜視図である。 ベース部材を取り除いた状態におけるシーソー式スイッチの斜視図である。 シーソー式スイッチの縦断面図である。 原点位置を説明するための正面図である。 操作状態を説明するための正面図である。 可変抵抗器の移動量、出力及び不感帯を示す図である。

以下、図１〜図４を参照しつつ本発明に係るシーソー式スイッチの好適な実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係るシーソー式スイッチ１は、例えば、ビデオカメラのズーム調整操作に用いられるものである。このシーソー式スイッチ１は、内部に可変抵抗器１６等の部品を収容する筐体２と、筐体２にシーソー状に回動自在に取り付けられたスイッチポット（操作キー）３とを備える。

筐体２は、片端が開口されたベース部材４と、ベース部材４の開口に蓋をするように配置されたカバー部材５とからなる。これらのベース部材４及びカバー部材５は、ネジＳ１，Ｓ２によって互いに固定されている。スイッチポット３は、樹脂材料からシーソー状に形成され、その下部には、軸部１０と嵌合する矩形状の嵌合孔３ａ，３ｂが設けられている。

ベース部材４は、平板状の側壁部４ａと、側壁部４ａの縁部に沿って周設される周壁部４ｂとを有する。側壁部４ａの上部には、側壁部４ａを貫通する円孔６が設けられている。側壁部４ａの内面には、断面矩形状のブロック７が突設されている。カバー部材５は、ベース部材４の側壁部４ａと対向して配置されている。カバー部材５の上部であって円孔６と対応する位置には、カバー部材５を貫通する円孔８が形成されている。

筐体２の内部には、扇状の回動部材９が収容されている。この回動部材９は、円孔６，８を挿通する軸部１０と、軸部１０の中央から扇状に展開する平板部１１とを備えている。図１に示すように、軸部１０は、断面円形状に形成され、その中央位置に連結される平板部１１によって左側軸部１０ａと右側軸部１０ｂとに区切られている。左側軸部１０ａは、カバー部材５に形成された円孔８に回動自在に挿通され、右側軸部１０ｂは、ベース部材４に形成された円孔６に回動自在に挿通されている。これによって、回動部材９は、ベース部材４及びカバー部材５によって回動自在に支持されている。

また、左側軸部１０ａと右側軸部１０ｂとの先端部には、凸部１０ｃ，１０ｄがそれぞれ形成されている。これらの凸部１０ｃ，１０ｄは、スイッチポット３に形成された嵌合孔３ａ，３ｂと嵌合され、更にネジＳ３によってスイッチポット３と固定されている。これによって、スイッチポット３は、軸部１０に軸止されている。

平板部１１の下部には、Ｕ字型のカム溝１２が形成されている。平板部１１には、平板部１１の主面から左側軸部１０ａ側に突出する突起部１３が形成されている。この突起部１３は、ガタよせ用コイルバネ２０を固定するためのものであって、上下方向に延びる貫通孔１３ａを有する。また、図３に示すように、平板部１１には、平板部１１の主面から右側軸部１０ｂ側に突出するブロック状の突起部１４が形成されている。

ベース部材４の側壁部４ａと回動部材９との間には、可変抵抗器１６のスライダー１９を原点位置に復帰させるための原点復帰用コイルバネ（原点復帰部材）１５が配置されている。この原点復帰用コイルバネ１５は、ねじりコイルバネであって、右側軸部１０ｂに巻き付けられるコイル部１５ａと、それぞれ直線状に形成される端部１５ｂ，１５ｃとを有する。図３に示すように、端部１５ｂ，１５ｃは、突起部１４によって広げられた状態で、平板部１１に取り付けられている。

この原点復帰用コイルバネ１５及び回動部材９をベース部材４に取り付けた状態では、側壁部４ａに設けられたブロック７は、端部１５ｂと端部１５ｃとの間であって突起部１４より軸部１０側に位置する。そして、原点復帰用コイルバネ１５が回動部材９に追従して回動する時に、このブロック７は、原点復帰用コイルバネ１５の端部１５ｂ又は端部１５ｃを押し当たって、突起部１４と協働して両端部１５ｂ，１５ｃを更に広げることになる。

カバー部材５と回動部材９との間には、リニアスライド式の可変抵抗器１６が配置されている。この可変抵抗器１６は、ネジＳ４によりカバー部材５の内面に固設されている。可変抵抗器１６は、水平方向（軸部１０の接線方向）に延びる本体ケースと、本体ケース１７の側壁に設けられた側窓１８と、側窓１８に沿って水平方向にスライド可能なスライダー１９とを有する。スライダー１９の先端部には、側窓１８から突出する丸棒状のスライダーボス１９ａが設けられている。このスライダーボス１９ａは、カム溝１２に挿入できるように、その直径がカム溝１２の幅よりやや小さく形成されている。

また、可変抵抗器１６と回動部材９との間には、ガタよせ用コイルバネ（弾性部材）２０が配置されている。このガタよせ用コイルバネ２０は、カム溝１２を形成する側壁にスライダーボス１９ａを付勢するように、回動部材９に取り付けられている。具体的には、ガタよせ用コイルバネ２０は、ねじりコイルバネであって、左側軸部１０ａに巻き付けられるコイル部２０ａと、それぞれ直線状に形成される端部２０ｂ，２０ｃとを備える。図２に示すように、両端部２０ｂ，２０ｃのうち端部２０ｂは、平板部１１に設けられた突起部１３の貫通孔１３ａに挿通され、突起部１３に固定されている。一方、端部２０ｃは、スライダーボス１９ａに押し当てて、スライダーボス１９ａをカム溝１２の一方の側壁に常に押し付けている。

以下、図５及び図６を参照してシーソー式スイッチ１の操作について説明する。

まず、図５に示すように、無負荷状態では、スイッチポット３が原点位置に位置する。このとき、可変抵抗器１６のスライダーボス１９ａは側窓１８の中央位置（原点位置）に配置されて、ガタよせ用コイルバネ２０の端部２０ｃは、スライダーボス１９ａをカム溝１２の側壁に押し付けている。

図６に示すように、スイッチポット３に荷重Ｆを印加すると、スイッチポット３は軸部１０を中心に回転し、これに伴って回動部材９が回動する。回動部材９が回動すると、カム溝１２と係合するスライダーボス１９ａをカム溝１２に沿って摺動させる。これによって、スライダー１９は、側窓１８に沿ってスライドし、可変抵抗器１６の抵抗値を変更させる。

また、回動部材９の回動に伴い、回動部材９に固設された原点復帰用コイルバネ１５及びガタよせ用コイルバネ２０は回動する。そして、原点復帰用コイルバネ１５が回動すると、ベース部材４に設けられたブロック７は、回動部材９に設けられた突起部１４と協働して原点復帰用コイルバネ１５の付勢力を抗して両端部１５ｂ，１５ｃを広げる。一方、ガタよせ用コイルバネ２０は、スライダーボス１９ａをカム溝１２の側壁に押し付けながら回動部材９と一体となって回動する。このようにガタよせ用コイルバネ２０が回動部材９の回動に伴って同期することで、スライダーボス１９ａに常に一定の付勢力を与えることができ、しかもスライダーボス１９ａの摺動に影響を与えない。

そして、スイッチポット３に加えた荷重Ｆを取り除くと、原点復帰用コイルバネ１５の付勢力によって、回動部材９が元の位置に押し戻される。これに伴い、スライダーボス１９ａが側窓１８の中央位置に復帰し、スイッチポット３も原点位置に復帰する。このとき、ガタよせ用コイルバネ２０は、スライダーボス１９ａをカム溝１２の側壁に押し付けながら、回動部材９の回動に伴って同期して元の位置に戻る。

このように構成されたシーソー式スイッチ１では、カム溝１２を形成する側壁にスライダーボス１９ａを付勢するガタよせ用コイルバネ２０が設けられるので、スライダーボス１９ａが常にガタよせ用コイルバネ２０によりカム溝１２の側壁に押し付けられている。これによって、スライダーボス１９ａとカム溝１２との間のガタツキを防止することができ、繰り返し毎の原点復帰時に誤差の発生を抑制することができる。その結果、可変抵抗器１６のスライダー１９の原点復帰精度の向上を図ることが可能となる。

また、これによって図７に示すように原点における出力を補正する際に、システム的に原点へ設定する出力不感帯の範囲を狭めることが可能となる。そして、シーソー式スイッチ１押し始めの出力を０とする状態が僅かな区間で事足りるので、シーソー式スイッチ１の使い勝手を向上することができる。

また、ガタよせ用コイルバネ２０は回動部材９の軸部１０に巻き付けられ、その両端部がそれぞれ直線状に形成され、一端部２０ｂが回動部材９に固定され、他端部２０ｃがスライダーボス１９ａに押し当てるので、スライダーボス１９ａとカム溝１２との摺動を阻害せずに、両者間のガタツキを防止することが可能となる。しかも、ガタよせ用コイルバネ２０を容易に配置させることができ、配置スペースを小さくすることができ、ガタよせ用コイルバネ２０の増設によるスイッチ大きさの変化を抑えることが可能となる。

更に、回動部材９に設けられるガタよせ用コイルバネ２０が回動部材９と同期して回動するので、スイッチポット３の押し込み量により負荷を大きく変動させず、スライダーボス１９ａに常に一定の付勢力を与えることが可能となる。また、これによって、スライダーボス１９ａの摺動に影響しないため、スライダー１９のスライドに対して大きな駆動抵抗の増加にもならない。

上述した実施形態は本発明に係るシーソー式スイッチの一例を説明したものであり、本発明に係るシーソー式スイッチは実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係るシーソー式スイッチは、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係るシーソー式スイッチを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。例えば、上述の実施形態において、スライダーを付勢する弾性部材としてねじりコイルバネを用いたが、配置スペースに応じて、圧縮コイルバネ、引張コイルバネ、板バネ等を用いてもよい。また、弾性部材と回動部材とを樹脂による一体成型としてもよい。

１…シーソー式スイッチ、３…スイッチポット（操作キー）、９…回動部材、１２…カム溝、１５…原点復帰用コイルバネ（原点復帰部材）、１６…可変抵抗器、１９…スライダー、１９ａ…スライダーボス、２０…ガタよせ用コイルバネ（弾性部材）、２０ｂ…端部、２０ｃ…端部。

Claims (2)

1. シーソー式の操作キーの操作に伴って回動自在に設けられると共に、カム溝を有する回動部材と、
   前記カム溝内に挿入されるスライダーボスが設けられたスライダーを有するスライド式の可変抵抗器と、
   前記スライダーを原点位置に復帰させる原点復帰部材と、
   前記スライダーボスを付勢して、前記カム溝を形成する側壁に前記スライダーボスを押し付ける弾性部材と、
   を備え、
   前記弾性部材は、前記回動部材に設けられると共に前記回動部材と同期して回動することを特徴とするシーソー式スイッチ。
2. 前記弾性部材は、前記回動部材の回転軸に巻き付けられるコイルバネであって、その一端部が前記回動部材に取り付けられ、他端部が前記スライダーに押し当てることを特徴とする請求項１に記載のシーソー式スイッチ。

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