特開 2023-3832 電気部品

(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】P2023003832

(43)【公開日】2023-01-17

(54)【発明の名称】電気部品

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/14 20060101AFI20230110BHJP

   H01H 9/04 20060101ALI20230110BHJP

   G05G 1/10 20060101ALI20230110BHJP

   G05G 1/02 20060101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

H01H13/14 Z

H01H9/04 D

G05G1/10 B

G05G1/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021105138

(22)【出願日】2021-06-24

(71)【出願人】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高野 芳弘

【テーマコード（参考）】

3J070

5G052

5G206

【Ｆターム（参考）】

3J070AA14

3J070BA61

3J070CA07

3J070CA44

3J070CA46

3J070CA47

3J070DA17

5G052AA07

5G052AA35

5G052BB01

5G206AS44H

5G206JS02

5G206LS02

5G206LU14

5G206LU34

(57)【要約】

【課題】操作子にゴミが溜まりにくく、しかも回転操作を容易に行うことのできる電気部品を提供する。
【解決手段】押ボタンスイッチ１０は、本体部１２に対して回転操作および引出操作を行うボタン１４を備える。ボタン１４は軸Ｊ上から見て輪郭が円形であり、前方で円形の輪郭を形成する円状部２２と、円状部２２よりも後方で軸線Ｊに直交する面で正１０角形を形成する角形断面部２４と、円状部２２と角形断面部２４とをつなぐ柱状部２６とを有する。柱状部２６の周面は、前方で円状部２２とつながる部分から後方で角形断面部２４とつながる部分まで、円形から正１０角形まで一様の態様で変化する形状である。柱状部２６の周面は、前方で周方向に沿う円弧が、後方に向かって正１０角形の一辺に相当する直線となるように一様に変化する。角形断面部２４の外接円は円状部２２の円形よりも小径である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部に対して回転操作を行う操作子を備える電気部品であって、
前記操作子は回転軸の軸線上から見て輪郭が円形であり、
前方で円形の前記輪郭を形成する円状部と、
前記円状部よりも後方で前記軸線に直交する面で凸多角形を形成する角形断面部と、
前記円状部と前記角形断面部とをつなぐ柱状部と、
を有し、
前記柱状部の周面は、前方で前記円状部とつながる部分から後方で前記角形断面部とつながる部分まで、円形から前記凸多角形まで一様の態様で変化する形状であることを特徴とする電気部品。

【請求項2】

前記柱状部の周面は、前方で周方向に沿う円弧が、後方に向かって前記凸多角形の一辺に相当する直線となるように一様に変化する形状であることを特徴とする請求項１に記載の電気部品。

【請求項3】

前記柱状部の周面は、前方から後方に向かって円弧と直線との占める割合が一様に変化する形状であることを特徴とする請求項１に記載の電気部品。

【請求項4】

前記角形断面部の前記凸多角形の外接円は、前記円状部の円形よりも小径であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電気部品。

【請求項5】

前記凸多角形は６角形、７角形、８角形、９角形、１０角形、１１角形または１２角形であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電気部品。

【請求項6】

前記本体部は複数の端子を有し、
前記操作子は前記本体部に対して押込操作が可能であり、該押込操作によって前記端子間の接続状態が切り替わってロックされ、ロックされた該接続状態は前記回転操作によってリセットされることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電気部品。

【請求項7】

ロックされた前記接続状態は、前記操作子の前方への引出操作によってリセットされることを特徴とする請求項６に記載の電気部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、本体部に対して回転操作を行う操作子を備える電気部品に関する。

【背景技術】

【0002】

押ボタンスイッチには本体部に対して回転操作を行うボタンを備えるものがある。例えば、特許文献１に記載の押ボタンスイッチでは、本体部に対してボタンの押込操作が可能であり、該押込操作によってスイッチの接点状態が切り替わってロックされ、ロックされた該接点状態はボタンの回転操作によってリセットされる。このような押ボタンスイッチは機器の非常停止用に用いられることがある。非常時の接点状態は押込操作とは異なる回転操作でリセットされることから不用意にリセットされることが防止できる。このような押ボタンスイッチは、回転操作をしやすくするためにボタンの周囲に滑り止めのための多数の溝が形成されている場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－０３３７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような押ボタンスイッチは工作機械、食品機械および医療器械など適用されることがある。工作機械ではボタンに油類が付着する可能性があるが、仮に油類が付着しても周囲に多数の溝が形成されていると良好な滑り止め効果を奏し該ボタンを回転させやすい。しかしながら溝には粉塵などのゴミが溜まりやすく、清掃・除去の作業に時間がかかる。

【0005】

また、周囲の溝にゴミが溜まる懸念のあるボタンは食品機械および医療器械に適用することは必ずしも好ましくはなく、環境条件によっては溝のないボタンが用いられることもあり、工作機械、食品機械および医療器械など広範に適用可能な汎用性が求められている。なお、ボタンやツマミの回転操作をともなう電気部品は押ボタンスイッチ以外にもロータリスイッチやボリュームなどがあり、押ボタンスイッチと同様の課題が考えられる。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ボタンなどの操作子にゴミが溜まりにくく、しかも回転操作を容易に行うことのできる電気部品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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電気部品は、本体部に対して回転操作を行う操作子を備える電気部品であって、前記操作子は回転軸の軸線上から見て輪郭が円形であり、前方で円形の前記輪郭を形成する円状部と、前記円状部よりも後方で前記軸線に直交する面で凸多角形を形成する角形断面部と、前記円状部と前記角形断面部とをつなぐ柱状部と、を有し、前記柱状部の周面は、前方で前記円状部とつながる部分から後方で前記角形断面部とつながる部分まで、円形から前記凸多角形まで一様の態様で変化する形状であることを特徴とする。

【0008】

このような電気部品では、操作子にゴミが溜まりにくく、しかも回転操作を容易に行うことができる。

【0009】

前記柱状部の周面は、前方で周方向に沿う円弧が、後方に向かって前記凸多角形の一辺に相当する直線となるように一様に変化する形状であってもよい。これにより比較的単純形態で扱いやすい形状となる。

【0010】

前記柱状部の周面は、前方から後方に向かって円弧と直線との占める割合が一様に変化する形状であってもよい。

【0011】

前記角形断面部の前記凸多角形の外接円は、前記円状部の円形よりも小径であってもよい。これにより操作子を一層つまみやすくなる。

【0012】

前記凸多角形は６角形、７角形、８角形、９角形、１０角形、１１角形または１２角形であると、形状的にバランスがよく、指でつかみやすく、さらに適度な滑り止め作用が得られる。

【0013】

前記本体部は複数の端子を有し、前記操作子は前記本体部に対して押込操作が可能であり、該押込操作によって前記端子間の接続状態が切り替わってロックされ、ロックされた該接続状態は前記回転操作によってリセットされる構成でもよい。

【0014】

ロックされた前記接続状態は、前記操作子の前方への引出操作によってリセットされる構成でもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明にかかる電気部品では、柱状部が前方の円形から後方の凸多角形まで一様の態様で変化する形状であり、しかも角形断面部は断面が凸多角形となっていることから、柱状部には相対的に凹形状となる部分がなく、ゴミが溜まりにくい。さらに、柱状部の後方略半分程度の部分は断面が略凸多角形となっていることから滑り止め作用があり回転操作を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明にかかる電気部品の実施形態である押ボタンスイッチの斜視図である。

【図2】図２は、押ボタンスイッチの側面図である。

【図3】図３は、押ボタンスイッチの前面図である。

【図4】図４は、押ボタンスイッチの後面図である。

【図5】図５は、ボタンの斜視図である。

【図6】図６は、ボタンから切り出された分割周面の斜視図である。

【図7】図７は、ボタンを指で回転操作する様子を示す図である。

【図8】図８は、第１変形例にかかるボタンを備える押ボタンスイッチの側面図である。

【図9】図９は、第２変形例にかかるボタンを備える押ボタンスイッチの側面図である。

【図10】図１０は、第３変形例にかかるボタンの斜視図である。

【図11】図１１は、第４変形例にかかるボタンの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0018】

図１は、本発明にかかる電気部品の実施形態である押ボタンスイッチ１０を示す斜視図である。図２は、押ボタンスイッチ１０の側面図である。図３は、押ボタンスイッチ１０の前面図である。図４は、押ボタンスイッチ１０の後面図である。図７は、ボタン１４を指で回転操作する様子を示す図である。

【0019】

押ボタンスイッチ１０は、本体部１２と、該本体部１２に対して押込操作、回転操作および引出操作が可能なボタン（操作子）１４と、本体部１２の後端に設けられた接点部１６とを有する。接点部１６は本体部１２の一部ともみなされる。接点部１６からは後方に向けて複数の端子１６ａが突出している。押ボタンスイッチ１０の用途はユーザにより自由であるが、例えば機器の非常停止用に用いられる。

【0020】

本願では押ボタンスイッチ１０の方向について、ボタン１４の操作側端面の側を前方とし、端子１６ａが設けられている側を後方とする。図面においては前方を「Ｆ」、後方を「Ｂ」として矢印を適宜表示する。

【0021】

本体部１２は、ボタン１４の内部に嵌まり込んでいる前方部１２ａと、前方部１２ａから突出している後方部１２ｂとを有する。後方部１２ｂは前方部１２ａよりも小径であって、周囲には雄ねじ部１２ｂａが形成されている。

【0022】

押ボタンスイッチ１０は、制御盤のパネルＰ（図７参照）に取り付け可能である。すなわち、パネル孔から後方部１２ｂを突出させた状態で後方からワッシャ１８を嵌め、さらにナット２０を雄ねじ部１２ｂａに螺合させて締め込むことにより押ボタンスイッチ１０がパネルＰに取り付けられる。押ボタンスイッチ１０では前方部１２ａおよびボタン１４がパネルＰよりも前面側に配置され、後方部１２ｂおよび接点部１６がパネルＰよりも後ろ側に配置される。

【0023】

前方に配置されたボタン１４はユーザによって操作される。ボタン１４を本体部１２に対して押込操作を行うと、端子１６ａ間の接続状態が切り替わってその状態でロックされる。このときボタン１４は後方にやや押し込まれた位置に保持される。

【0024】

ロックされた状態からボタン１４を所定方向に所定角度（例えば時計方向に４５度）回転させると、端子１６ａ間の接続状態はリセットされる。このときボタン１４はやや前方の基準位置に復帰する。また、ロックされた状態からボタン１４を前方に引き出して基準位置まで復帰させると、端子１６ａ間の接続状態はリセットされる。すなわち、押ボタンスイッチ１０はターンリセット方式とプルリセット方式との兼用式になっている。本体部１２には、ボタン１４の操作に基づいて端子１６ａ間の接続状態を切り替える機構が含まれているが、この内部機構についての説明は省略する。

【0025】

押ボタンスイッチ１０では、リセット時のボタン１４の回転操作にはある程度の回転トルクが必要な構成となっている。これにより押込操作によるロック状態が確実に保持され、不用意にリセットされることが防止される。一方、後述するようにボタン１４には回転操作時の滑り止め作用があり、指で摘んだ状態でトルクをかけやすくなっている。

【0026】

図５は、ボタン１４の斜視図である。押ボタンスイッチ１０が非常停止の用途に用いられる場合には、ボタン１４は赤色にするとよい。ボタン１４は、例えば樹脂成型品である。ボタン１４は前方が塞がれて後方に開口した有底の略筒形状となっている。上記のとおりボタン１４の後方開口には本体部１２の前方部１２ａが嵌まり込んでいる。ボタン１４は前面（図３参照）から見て輪郭が円形となっている。この輪郭の円形は回転操作するときの回転軸Ｊを中心としている。一層具体的には、ボタン１４は回転軸Ｊの軸線上からみて円形となっている。

【0027】

一般的な多くのボタンは四角または円形であり、特に非常停止用スイッチは円形であることが多い。押ボタンスイッチ１０は非常停止の用途の利用が想定されており、ボタン１４が前方から見て円形が維持されていることからユーザにとって馴染みやすい。

【0028】

ボタン１４は、前端部分で円形の輪郭を形成している円状部２２と、該円状部２２よりも後方で軸線Ｊに直交する面で凸多角形を形成する角形断面部２４と、円状部２２と角形断面部２４とをつなぐ柱状部２６とを有している。ボタン１４は指による押込操作および回転操作が容易な寸法になっている。この例で、角形断面部２４はボタン１４の後端面となっているが、設計条件によっては角形断面部２４よりも後方に何らかの構成要素が付加されていてもよい（図１０のボタン１４Ｃ参照）。この例で、角形断面部２４は正１０角形（凸多角形）になっている。ただし、角形断面部２４の各角部は多少の面取りがなされていてもよい。

【0029】

円状部２２は、柱状部２６と接続される外周部３２と、外周部３２と前方でつながる前端部３４とからなる。外周部３２は、前方から見てボタン１４の円形輪郭を形成する部分であり、前方に向かって縮径する球状面となっている。外周部３２は円柱面または円錐面としてもよい。前端部３４は平面状となっており、リセット時の回転方向を示す複数の矢印マーク３４ａが表記されている。

【0030】

説明の便宜上、角形断面部２４における正１０角形の一辺を含むように柱状部２６の周面を１０等分したものを分割周面２８とする。図５では分割周面２８を破線で示している。図６は、ボタン１４から切り出された分割周面２８の斜視図である。実際には分割周面２８はボタン１４から分離されるものではなく、図６は説明の便宜上の仮想的な図である。

【0031】

柱状部２６の周面は、前方で円状部２２とつながる部分から後方で角形断面部２４とつながる部分まで、円形から正１０角形まで一様の態様で変化する形状となっている。

【0032】

図６に基づいて説明すれば、分割周面２８は、前方で周方向に沿う円弧２８ａが、後方に向かって凸多角形の一辺に相当する直線２８ｂとなるように徐々に変化しており、この間で円弧、直線またはその中間的な線以外の形状をとることがない。このようなボタン１４は、比較的単純形態で扱いやすい形状となっている。

【0033】

また、後述するように（図４参照）角形断面部２４は円状部２２よりも小さくなっているが、分割周面２８では、前方で周方向に沿う円弧２８ａが後方に向かって徐々に内径側に寄っており、この間で一時的に外側に寄ることがない。

【0034】

これにより、例えば中間高さ線２８ｃ（図６で仮想線で示す）は、円弧２８ａと直線２８ｂとの中間的なものとなり、概念的には円弧２８ａよりも緩やかな略円弧状となっている。このように、柱状部２６および分割周面２８は、円形から凸多角形まで一様の態様で変化する形状となっている。また、正１０角形は凸多角形の一種であることからすべての内角が１８０度未満であり、周面に凹形状となる部分がない。

【0035】

したがって、角形断面部２４に対応して形成されて、円状部２２から角形断面部２４まで一様の態様で変化する形状となっている。柱状部２６にはその途中で不規則的に凸部、凹部または段差部を形成することがない。そのため凹部そのものや、凸部や段差部の存在によって相対的に凹形状となる部分がなくゴミ（異物、汚れなどを含む）が溜まりにくくなっている。また、柱状部２６に凹部がないことから、指でつまむ際に良好な感触が得られる。

【0036】

なお、本願における一様の態様の変化とは、周方向および軸方向について段差部がなく、かつ、変化態様に繰り返しがない一方向的なものとする。したがって、分割周面２８で円弧２８ａが、後方に向かって直線状と円弧状とに繰り返し変化するような態様は含まれない。また、本願における一様の態様の変化とは比例的な変化態様を含むが、それに限定されない。

【0037】

また、角形断面部２４に応じて形成されている柱状部２６には凹形状の部分はないが、少なくとも後方半分程度は略正１０角形であることから１０本の少し丸みを帯びた稜線部２８ｄ（図７参照）がわずかに径方向に突出していることから、回転操作を行う際に指をかけやすく滑り止めの作用がある。

【0038】

さらに、角形断面部２４は凸正多角形であることから形状的にバランスがよい。ただし、角形断面部２４が正３角形（つまり角部が６０度）または正方形（つまり角部が９０度）であると、該角形断面部２４に応じて形成される柱状部２６は稜線部２８ｄが直角や鋭角状となって指に対してやや局所的に当接することになり、違和感を覚えるユーザも存在し得る。また、正３角形や正方形の場合は、やや方向性が強くなって回転操作が行いにくい。

【0039】

一方、角形断面部２４が、例えば正１４角形以上であると角部が１８０度に近くほぼ円形となり回転操作時の滑り止め効果が低減する。そうすると角形断面部２４の断面は、正５角形から正１３角形程度が適当であり、一層好ましくは、正６角形、正７角形、正８角形、正９角形、正１０角形、正１１角形または正１２角形とするとよい。ただし、設計・製造上の理由またはデザイン上の理由から、角形断面部２４は辺の長さが多少異なる形状としてもよい。すなわち、角形断面部２４は凸多角形であれば６角形、７角形、８角形、９角形、１０角形、１１角形または１２角形であってもよい。

【0040】

また、ボタン１４が一般的な非常停止ボタンのサイズであるとき、角形断面部２４を正６角形～正１２角形とすると、分割周面２８（図７参照）がちょうど指の腹部分に当たる大きさとなり、ボタン１４をつまみやすくなる。ボタン１４は、後述するボタン１４Ｄと比較して分割周面２８が指の腹に合うように適度に広い面を形成しており、好適な感触が得られる。

【0041】

図４に示すように、角形断面部２４は円状部２２よりも小さくなっている。具体的には角形断面部２４の凸多角形の外接円２４ａ（図４では仮想線で示している。）は、円状部２２の円形よりも小径となっている。これにより、ボタン１４は後方に向かって縮径するような形状になり、ボタン１４の引出操作を行いやすい。また、柱状部２６に凹部がなくしかも後方に向けて縮径する形状であると、ボタン１４の成型時に金型から抜きやすい。

【0042】

このように構成される押ボタンスイッチ１０のボタン１４では、柱状部２６が前方の円形から後方の凸多角形まで一様の態様で変化する形状となっており、その途中で不規則的に凸部、凹部または段差部を形成することがない。また、角形断面部２４は断面が凸多角形となっていることから凹形状となる部分がない。すなわち、ボタン１４では柱状部２６の周面については凹形状の部分がないため、ゴミが付着して溜まることが防止できる。したがって、押ボタンスイッチ１０は食品機械および医療器械などに好適に適用可能である。

【0043】

一方、柱状部２６の少なくとも後方部分は、角形断面部２４に基づいてやや丸みを帯びた凸多角形となっていることから回転操作時の滑り止め作用がありトルクをかけやすい。したがって、ボタン１４に油類が付着する可能性のある工作機械などにも好適に適用可能である。このように、押ボタンスイッチ１０は、ボタン１４にゴミが溜まりにくく、しかも回転操作を容易に行うことができ、様々な機械に汎用的に適用することができる。

【0044】

なお、ユーザによっては円形ボタンの操作性を好みまたは慣れている場合があり、さらには滑り止めの手袋をしている場合がある。このようなユーザはボタン１４の回転操作時に、必ずしも後方の多角形部分を摘む必要はなく、前方の円状部２２を摘んで操作してもよい。

【0045】

次に、ボタン１４の変形例について説明する。各変形例においてボタン１４と同様の構成要素には同符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0046】

図８には、第１変形例として正１２角形である角形断面部２４Ａを備えるボタン１４Ａを示している。ボタン１４Ａの柱状部２６Ａは、前方で円状部２２とつながる部分から後方で角形断面部２４Ａとつながる部分まで、円形から正１２角形まで一様の態様で変化する形状となっている。

【0047】

図９には、第２変形例として正８角形である角形断面部２４Ｂを備えるボタン１４Ｂを示している。ボタン１４Ｂの柱状部２６Ｂは、前方で円状部２２とつながる部分から後方で角形断面部２４Ｂとつながる部分にわたって、円形から正８角形まで一様の態様で変化する形状となっている。上記のとおり、角形断面部２４の形状は、角形断面部２４を正６角形～正１２角形とすることにより好適な滑り止め作用と操作性が得られる。

【0048】

図１０は、第３変形例にかかるボタン１４Ｃの斜視図である。ボタン１４Ｃは上記のボタン１４の後方に錘状部３６が設けられたものである。錘状部３６は角形断面部２４の正１０角形を基部として後方に向けて縮径する正１０角錘である。柱状部２６と錘状部３６とは滑らかにつながっている。このように、角形断面部２４は後端面でなくてもよい。

【0049】

図１１は、第４変形例にかかるボタン１４Ｄの斜視図である。ボタン１４Ｄは、上記のボタン１４における柱状部２６を柱状部２６Ｄに置き替えたものである。柱状部２６Ｄの周面は１０個の平面２６Ｄａと１０個の円錐面２６Ｄｂとが交互に設けられている。柱状部２６Ｄは前方で円状部２２とつながる部分から後方で角形断面部２４とつながる部分にわたって、平面２６Ｄａと円錐面２６Ｄｂとによって円形から凸多角形まで一様の態様で変化する形状となっている。すなわち、柱状部２６Ｄの周面は、前端部では全周が円弧形状によって占められており、後端部では全周が直線によって占められており、その間は前方から後方に向かって円弧と直線との占める割合が次第に変化するようになっている。平面２６Ｄａは一様な傾斜角度の面となっている。また、平面２６Ｄａと円錐面２６Ｄｂとの境界である稜線２６Ｄｃが円状部２２の近傍まで達しており、滑り止め作用を奏している。上記のボタン１４Ｃと同様に、角形断面部２４の外接円は円状部２２よりも小径となっており、ボタン１４Ｄの引出操作が容易である。

【0050】

本発明は押ボタンスイッチ以外にも、本体部に対して回転操作を行う操作子を備えるもの（ロータリスイッチやボリュームなど）に適用可能である。

【0051】

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0052】

１０ 押ボタンスイッチ（電気部品）
１２ 本体部
１２ａ 前方部
１２ｂ 後方部
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ ボタン（操作子）
１６ 接点部
１６ａ 端子
２２ 円状部
２４，２４Ａ，２４Ｂ 角形断面部
２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄ 柱状部
２８ 分割周面
３２ 外周部
３４ 前端部
３６ 錘状部
Ｊ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】