特開 2023-163779 スイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163779

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】スイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/14 20060101AFI20231102BHJP

   H01H 3/12 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

H01H13/14 B

H01H3/12 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022074911

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006301

【氏名又は名称】マックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】大澤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】才木 裕貴

【テーマコード（参考）】

5G025

5G206

【Ｆターム（参考）】

5G025AA07

5G025AA17

5G025BA04

5G025CA09

5G025FA01

5G206AS16H

5G206AS16N

5G206AS18H

5G206AS18N

5G206GS16

5G206HS24

5G206HS26

5G206KS03

5G206KS57

5G206NS02

5G206RS04

5G206RS14

5G206RS24

(57)【要約】

【課題】押圧操作時に破損が生じることを抑制できるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】第１変形部２１と、第１変形部２１に連結され、長手方向の第１端部を固定端とし、長手方向の第２端部を自由端とする片持ち構造を有する第２変形部２２と、第２変形部２２の第２端部に設けられた操作部２２Ａと、操作部２２Ａの押圧操作により操作されるタクトスイッチ２３とを備え、第１変形部２１は、操作部２２Ａが操作された場合、操作部２２Ａから第２変形部２２を介して伝達される力に基づいて、タクトスイッチ２３に接触する第１位置と、タクトスイッチ２３から離間した第２位置との間で変形可能に構成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１変形部と、
前記第１変形部に連結され、長手方向の第１端部を固定端とし、長手方向の第２端部を自由端とする片持ち構造を有する第２変形部と、
前記第２変形部の前記第２端部に設けられた操作部と、
前記操作部の押圧操作により操作されるスイッチと、
を備え、
前記第１変形部は、前記操作部が押圧操作された場合、前記操作部から前記第２変形部を介して伝達される力に基づいて、前記スイッチに接触する第１位置と、前記スイッチから離間した第２位置との間で変形可能に構成されている、
スイッチ装置。

【請求項2】

前記第１変形部は、長手方向の第１端部を固定端とし、長手方向の第２端部を自由端とする片持ち構造を有する、
請求項１に記載のスイッチ装置。

【請求項3】

前記第１変形部の前記第２端部が前記スイッチに接触可能に構成されている、
請求項２に記載のスイッチ装置。

【請求項4】

前記第２変形部は、前記第１変形部の前記第２端部が前記スイッチに接触した状態で前記操作部が押圧操作された場合に、さらに変形可能に構成されている、
請求項３に記載のスイッチ装置。

【請求項5】

前記第２変形部は、前記第１変形部の長手方向における前記第１端部と前記第２端部との中間部に連結されている、
請求項２から４のいずれか１項に記載のスイッチ装置。

【請求項6】

前記第２変形部には、前記第１位置から前記第２位置に向かう方向に延在する貫通孔が形成されている、
請求項５に記載のスイッチ装置。

【請求項7】

平面視において前記第２変形部に対応する位置に設けられた光源をさらに備え、
前記第１変形部には、前記第２端部を囲う貫通孔が形成され、
前記第1変形部に形成される貫通孔及び前記第２変形部に形成される貫通孔は、前記光源から射出される光の光路を構成する、
請求項６に記載のスイッチ装置。

【請求項8】

前記第２変形部には、前記光源から遠ざかる方向に向けて次第に幅が大きくなるテーパ部が設けられている、
請求項７に記載のスイッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、押しボタンの押圧操作に伴って、押しボタンの押圧軸部が接触することでタクトスイッチのオンオフが切り替わるスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－７５１１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の技術においては、押しボタンの押圧操作時に過大な荷重が作用した場合、スイッチ装置が破損する虞があった。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、押圧操作時に破損が生じることを抑制できるスイッチ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係るスイッチ装置は、第１変形部と、第１変形部に連結され、長手方向の第１端部を固定端とし、長手方向の第２端部を自由端とする片持ち構造を有する第２変形部と、第２変形部の第２端部に設けられた操作部と、操作部の押圧操作により操作されるスイッチとを備え、第１変形部は、操作部が押圧操作された場合、操作部から第２変形部を介して伝達される力に基づいて、スイッチに接触する第１位置と、スイッチから離間した第２位置との間で変形可能に構成されている。

【0007】

この態様によれば、操作部の押圧操作時に過大な荷重が作用した場合、第２変形部の片持ち構造が変形して過大な荷重を緩衝する。これにより、押圧操作時に破損が生じることを抑制できる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、押圧操作時に破損が生じることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】エアコンプレッサの外観構成の一例を示す斜視図である。

【図2】エアコンプレッサの内部構成の一例を示す斜視図である。

【図3】操作パネルの正面図である。

【図4】操作パネルの背面図である。

【図5】本実施形態に係るスイッチ装置の正面図である。

【図6】本実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。

【図7A】スイッチ装置の動作を示す図である。

【図7B】スイッチ装置の動作を示す図である。

【図7C】スイッチ装置の動作を示す図である。

【図8】スイッチ装置の動作を示す図である。

【図9】別の実施形態に係るスイッチ装置の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、スイッチ装置の一実施形態について説明する。

【0011】

＜エアコンプレッサの概略構成＞
図１は、本実施形態に係るエアコンプレッサ１の外観構成の一例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るエアコンプレッサ１の内部構成の一例を示す斜視図である。エアコンプレッサ１は、筐体５０、グリップ６１、６２、モータにより駆動されて圧縮空気を生成するための圧縮機構３、圧縮機構３によって生成された圧縮空気を貯留するためのタンク８、操作パネル１０等を備える。

【0012】

本実施形態に係るエアコンプレッサ１は、当該エアコンプレッサ１に接続される空圧工具に圧縮空気を提供する。空圧工具は、例えば、エアドライバや、ステープル、ピン、ビス、釘などのファスナを打ち込むネイラ等であってよい。ユーザは、例えば、エアコンプレッサ１を搬送させる際等に、グリップ６１、６２を把持してエアコンプレッサ１を持ち上げること等が可能に構成される。

【0013】

タンク８は、空圧工具に供給するための圧縮空気を貯留する。タンク８は、例えば、４．４ＭＰａ以下の圧力を有する圧縮空気を貯留することができる。タンク８には、圧縮空気を空圧工具に供給するためのエアチャック（圧縮空気の供給口）７及び９が設けられる。本実施形態に係るエアコンプレッサ１は、高圧の圧縮空気を供給するためのエアチャック（パージ機構付き）７Ａと、低圧の圧縮空気を供給するためのエアチャック（パージ機構付き）７Ｂを備えている。ここで、パージ機構は、エアホースのプラグをエアチャックから分離する時にエアホース側の残圧をパージ（解放）するための機構である。また、本実施形態に係るエアコンプレッサ１は、高圧の圧縮空気を供給するためのエアチャック（パージ機構無し）９Ａと、低圧の圧縮空気を供給するためのエアチャック（パージ機構無し）９Ｂとを備えている。エアチャック７Ａ、７Ｂ、９Ａ、及び９Ｂは、圧縮空気を空圧工具に供給するためのホースを着脱可能に構成されている。高圧のエアチャック７Ａ及び９Ａには、圧力調整弁を操作するための調圧ダイヤル１１Ａが設けられている。低圧のエアチャック７Ｂ及び９Ｂには、圧力調整弁を操作するための調圧ダイヤル１１Ｂが設けられている。

【0014】

圧縮機構３は、モータにより駆動されて圧縮空気を生成する。圧縮機構３は、例えば、シリンダと、シリンダ内に設けられるピストンとを備え、モータによってピストンを往復運動させてシリンダの吸気弁からシリンダ内に供給される空気を圧縮することによって、圧縮空気を生成する。圧縮された空気は、連結パイプを介してタンク８に供給される。モータは、圧縮機構３のピストンを往復運動させるための駆動力を発生させる。モータは、三相のブラシレスＤＣモータであり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の巻線を有するステータと、永久磁石を有するロータとを備える。三相の巻線を流れる電流によって形成される回転磁界によりロータが回転する結果、ロータの回転軸に接続される回転体と係合するピストンが往復運動する。

【0015】

＜エアコンプレッサの動作モード＞
エアコンプレッサ１は、例えば、ハイパワーモード、ＡＩモード、静音モードの３種類のモードで動作可能に構成される。ハイパワーモードは、空圧工具をエアドライバとするねじ締め、ネイラによるネダレス打ちなど、大量の空気を消費する作業に適する動作モードであり、モータを比較的大きな電力で駆動する。ＡＩモードは、エアの使用頻度に応じて自動でＯＮ圧値、ＯＦＦ圧値やモータの出力を変動させ、圧縮空気の消費に応じて駆動を変化させることでモータにとって比較的優しい最適な自動運転を実現する動作モードであり、例えばスーパーネイラによる下地打ち、造作作業などに適する。静音モードは、内装作業など、高出力モードよりも低い出力で足りる作業に適する省電力の動作モードであり、モータを比較的小さな電力で駆動する。

【0016】

＜エアコンプレッサの操作パネル＞

【0017】

図３及び図４に示すように、エアコンプレッサ１の操作パネル１０は、例えば、１つの電源スイッチ２０と、２つのモード切替スイッチ３０と、３つの表示メータ４０を備える。電源スイッチ２０は、スイッチ装置の一例であり、エアコンプレッサ１の電源のオンオフを切り替える際に操作される。モード切替スイッチ３０は、エアコンプレッサ１の動作モードを切り替える際に操作される。表示メータ４０は、例えば、エアコンプレッサ１のモータの回転数、タンク内圧、電圧値など、エアコンプレッサ１の動作状況を示すパラメータを表示する際に用いられる。操作パネル１０は、例えば、樹脂材料により構成されたパネルケース１１と、パネルケース１１の裏側に固定された基板１２とを備える。パネルケース１１には、例えば、電源スイッチ２０及びモード切替スイッチ３０などのスイッチ部品を操作する際に変形する変形部、表示メータ４０などの表示部品が発光する際の光源の光路として機能する開口部が設けられている。基板１２には、例えば、スイッチ部品のセンサを構成するタクトスイッチ、表示部品の光源を構成するＬＥＤなどが実装されている。

【0018】

図５及び図６に示すように、電源スイッチ２０は、例えば、第１変形部２１と、第２変形部２２を備える。第１変形部２１および第２変形部２２は、二重の片持ち構造を構成している。

【0019】

第１変形部２１は、第１方向（図５における左右方向）に直線状に延びており、長手方向における第１端部２１ａを固定端とし、長手方向における第２端部２１ｂを自由端とする片持ち構造を有する。第１変形部２１の長手方向の第２端部２１ｂは、第１変形部２１の長手方向と直交する第１変形部２１の厚み方向において、タクトスイッチ２３と対向して配置されている。すなわち、第１変形部２１の長手方向の第２端部２１ｂは、平面視においてタクトスイッチ２３に対応する位置に設けられている。第１変形部２１の長手方向の第２端部２１ｂは、第１変形部２１の変形に伴って、タクトスイッチ２３に接触可能に構成されている。第１変形部２１の長手方向の中間部２１ｃは、円形状をなしており、長手方向と交差する幅方向（図５における上下方向）の両側に拡開している。第１変形部２１の長手方向の中間部２１ｃは、中空状をなしており、中間部２１ｃの周方向に沿う略扇形状の空隙Ｓ１を有する。

【0020】

第２変形部２２は、第１変形部２１の長手方向の中間部２１ｃに連結されており、第１変形部２１との連結部となる長手方向の第１端部２２ａを固定端とし、長手方向の第２端部２２ｂを自由端とする片持ち構造を有する。第２変形部２２は、第１変形部２１の長手方向と直交する方向（図５における上下方向）に直線状に延びている。第２変形部２２の第２端部２２ｂの周囲には、上述した空隙Ｓ１が形成されている。第２変形部２２は、長手方向の第２端部２２ｂが円形状をなしており、電源スイッチ２０を操作する際に押圧される操作部２２Ａとして機能する。第２変形部２２の操作部２２Ａは、第１変形部２１の長手方向の中間部２１ｃの中心位置よりも、第２変形部２２の長手方向の第２端部２２ｂに近接した位置に配置されている。第２変形部２２は、長手方向に沿う矩形状の貫通孔２４を有する。これにより、第２変形部２２の剛性が低下して変形が容易となる。第２変形部２２の操作部２２Ａは、第２変形部２２の長手方向と直交する第２変形部２２の厚み方向において、基板１２に実装されたＬＥＤ２５と対向して配置されている。すなわち、平面視において第２変形部２２に対応する位置にＬＥＤ２５が設けられている。そして、第２変形部２２の第２端部２２ｂの周囲に形成された空隙Ｓ１は、ＬＥＤ２５から射出される光の光路を構成している。第２変形部２２の操作部２２Ａは、第２変形部２２の長手方向と直交する断面形状が略台形状を有している。第２変形部２２の操作部２２Ａは、第２変形部２２の第２端部２２ｂにおいてＬＥＤ２５に対向する位置に設けられており、第２変形部２２の厚み方向においてＬＥＤ２５から遠ざかる方向に向けて次第に幅が大きくなるテーパ部２３Ａを有している。

【0021】

次に、本実施形態に係る電源スイッチ２０の動作について説明する。なお、以下の説明においては、電源スイッチ２０は、初期状態がオフであるとする。

【0022】

図７Ａに示すように、電源スイッチ２０を操作する際には、まず、第２変形部２２の操作部２２Ａを押圧操作する。この場合、第２変形部２２は、第１変形部２１との連結部である第１端部２２ａを固定端として下方に撓むように変形する。また、第２変形部２２の操作部２２Ａに作用する力は、第２変形部２２の固定端となる第１変形部２１との連結部を介して第１変形部２１に伝達される。

【0023】

すると、図７Ｂに示すように、第１変形部２１は、第２変形部２２から伝達される力に基づいて、パネルケース１１との連結部である第１端部２１ａを固定端として下方に撓むように変形する。この場合、第１変形部２１の第２端部２１ｂは、タクトスイッチ２３に接触し、電源スイッチ２０をオフからオンに切り替える。すなわち、操作部２２Ａの押圧操作により操作されるスイッチの一例としてタクトスイッチ２３が押圧される。そして、第１変形部２１は、操作部２２Ａが押圧操作された場合、操作部２２Ａから第２変形部２２を介して伝達される力に基づいて、タクトスイッチ２３に接触する第１位置と、タクトスイッチ２３から離間した第２位置との間で変形可能に構成されている。そして、電源スイッチ２０のオフからオンへの切り替えに伴ってＬＥＤ２５が点灯した場合、ＬＥＤ２５から射出される光が第２変形部２２の周囲に形成された空隙Ｓ１、および、第２変形部２２に形成された貫通孔２４を通じてパネルケース１１の外部に出力される。

【0024】

また、図７Ｃに示すように、電源スイッチ２０がオンに切り替わった後、第２変形部２２の操作部２２Ａをさらに押圧した場合、第２変形部２２は、第１変形部２１との連結部である第１端部２２ａを固定端とし、かつ、タクトスイッチ２３に接触している第２端部２２ｂを固定端とした両持ち支持の状態で、図７Ｂに示す状態からさらに下方に撓むように変形する。これにより、第１変形部２１の第２端部２１ｂからタクトスイッチ２３に作用する過大な荷重は、第２変形部２２の変形により緩衝される。

【0025】

次に、本実施形態に係る電源スイッチ２０の作用について説明する。

【0026】

一般に、エアコンプレッサは、表示部や操作スイッチが設けられる操作基板を樹脂製のパネルケースに取り付けている。そのため、操作スイッチに大きな操作荷重が加えられた場合であっても、パネルケースが弾性変形することで荷重の一部を逃がし、操作スイッチが破損することを抑えていた。

【0027】

しかしながら、エアコンプレッサの本体を保護するという、パネルケースの本来の機能を高めることを目的として剛性の高いパネルケースを使用した場合には、パネルケースが変形しにくくなることで操作スイッチに作用する荷重を逃がすことができず、操作スイッチが破損してしまうという課題があった。なお、こうした課題は、エアコンプレッサに限らず、操作スイッチがパネルケースに設けられた装置において概ね共通していた。

【0028】

この点、本実施形態に係るエアコンプレッサ１は、例えば、パネルケース１１の天面に操作パネル１０を配置し、かつ、パネルケース１１の天面の付近に高強度の部材（例えば、エアコンプレッサ１の本体部など）との接続部が設けられることにより、パネルケース１１の剛性が高められつつ、以下の原理に基づいて、電源スイッチ２０の破損が抑えられている。

【0029】

すなわち、電源スイッチ２０が片持ち構造を有する場合、操作部２２Ａのストロークが梃子の原理により増幅され、第１変形部２１の第２端部２１ｂがタクトスイッチ２３に接触する。この場合、第１変形部２１のストロークが小さかったとしても、第１変形部２１の第２端部２１ｂからタクトスイッチ２３に伝達する力を確保しやすいため、操作パネル１０の薄型化に寄与することができる。その一方で、第１変形部２１の第２端部２１ｂからタクトスイッチ２３に作用する力が過大になりやすく、タクトスイッチ２３を破損しやすい。

【0030】

この点、本実施形態に係る電源スイッチ２０は、第２変形部２２の操作部２２Ａを押圧してタクトスイッチ２３をオフからオンに切り替えた後、第２変形部２２の操作部２２Ａをさらに押圧したとしても、第２変形部２２が第１端部２２ａを固定端として下方に撓むように変形し、第１変形部２１の第２端部２１ｂからタクトスイッチ２３に作用する力を緩衝する。これにより、電源スイッチ２０の操作に伴って、タクトスイッチ２３が破損することを抑制できる。また、単一の部品でタクトスイッチ２３を保護しているため、部品点数の削減に伴って、電源スイッチ２０の組付け性を向上させることができる。

【0031】

また、本実施形態に係る電源スイッチ２０は、第２変形部２２の操作部２２Ａは、第２変形部２２の第２端部２２ｂにおいてＬＥＤ２５に対向する位置に設けられており、第２変形部２２の厚み方向においてＬＥＤ２５から遠ざかる方向に向けて次第に幅が大きくなるテーパ部２３Ａを有している。そのため、図８に示すように、ＬＥＤ２５から射出された光の光路が第２変形部２２の操作部２２Ａによって遮られにくく、貫通孔２４および空隙Ｓの開口の形状に対応する電源スイッチ２０の表示マークの光量を確保しやすくなる。その結果、電源スイッチ２０の表示内容が確認しやすくなり、薄暗い環境であっても操作内容を間違えることなく電源スイッチ２０のスイッチ操作を確実に行うことができる。

【0032】

なお、上記実施形態は、以下のような形態にて実施することもできる。

【0033】

上記実施形態においては、電源スイッチ２０は、第１変形部２１が片持ち構造を有する場合を例に挙げて説明した。これに代えて、図９に示すように、電源スイッチ２０Ａは、第１変形部２１Ａの第１端部２１Ａａおよび第２端部２１Ａｂがパネルケース１１に連結された両持ち構造を有してもよい。

【0034】

上記実施形態において、電源スイッチ２０は、第１変形部２１の自由端側の端部に第２変形部２２を連結し、平面視において第１変形部２１の自由端側の端部に対応する位置にＬＥＤ２５を配置し、平面視において第１変形部２１の長手方向の中間に対応する位置にタクトスイッチ２３を配置してもよい。このような構成においても、電源スイッチ２０の破損を抑制することができる。

【0035】

上記実施形態においては、スイッチ装置がエアコンプレッサ電源スイッチに適用された場合を例に挙げて説明した。ただし、スイッチ装置は、ユーザにより押圧されて操作されるものであれば、任意のスイッチに適用することが可能である。

【0036】

なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0037】

１…エアコンプレッサ、１０…操作パネル、１１…パネルケース、１２…基板、２０…電源スイッチ、２１…第１変形部、２１ａ…第１端部、２１ｂ…第２端部、２１ｃ…中間部、２２…第２変形部、２２ａ…第１端部、２２ｂ…第２端部、２２Ａ…操作部、２３…タクトスイッチ（スイッチ）、２４…貫通孔、２５…ＬＥＤ、３０…モード切替スイッチ、４０…表示メータ、Ｓ１…空隙。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】