特開 2024-155474 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】P2024155474

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】スイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/14 20060101AFI20241024BHJP

   G05G 1/02 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01H13/14 A

G05G1/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070220

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本田 智也

(72)【発明者】

【氏名】明星 英之

【テーマコード（参考）】

3J070

5G206

【Ｆターム（参考）】

3J070AA07

3J070BA17

3J070BA57

3J070CB16

3J070CB37

3J070CC71

5G206AS33F

5G206AS33H

5G206AS33J

5G206AS33M

5G206FS23J

5G206FS23M

5G206HW14

5G206HW16

5G206HW36

5G206HW44

5G206HW54

5G206KS03

5G206NS02

5G206RS24

5G206RS32

(57)【要約】

【課題】安定した操作感を与えることができるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ装置１は、筐体２と、筐体２に保持され、プッシュ操作によって筐体２に押し込まれる操作体５と、操作体５の下面５１から突出する操作体側案内部５２と、筐体２の内部３２の底面３３から突出し、操作体側案内部５２と共にプッシュ操作に基づく操作体５の移動を案内する筐体側案内部３４と、操作体側案内部５２及び筐体側案内部３４の外側であって操作体５と筐体２の間に設けられ、筐体２及び操作体５に弾性力を付加する弾性体６と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体に保持され、プッシュ操作によって前記筐体に押し込まれる操作体と、
前記操作体の下面から突出する操作体側案内部と、
前記筐体の内部の底面から突出し、前記操作体側案内部と共に前記プッシュ操作に基づく前記操作体の移動を案内する筐体側案内部と、
前記操作体側案内部及び前記筐体側案内部の外側であって前記操作体と前記筐体の間に設けられ、前記筐体及び前記操作体に弾性力を付加する弾性体と、
を備えたスイッチ装置。

【請求項2】

前記筐体は、前記筐体側案内部が設けられた下部筐体、及び前記操作体が挿入される挿入開口を有し、前記下部筐体と一体となって前記操作体を保持する上部筐体を備え、
前記操作体は、前記下面から突出する突出部を有し、
前記突出部は、前記筐体に保持された状態において前記挿入開口の外側に突出して設けられた突出片を有し、
前記突出片は、前記プッシュ操作前の状態では、前記弾性体の前記弾性力によって前記上部筐体と接し、前記プッシュ操作がなされると、前記上部筐体及び前記下部筐体と接触しないで前記操作体と共に移動する、
請求項１に記載のスイッチ装置。

【請求項3】

前記操作体は、前記プッシュ操作がなされる上面の対向する少なくとも一対の辺が前記弾性体に応じた形状となり、
前記弾性体は、その一部が前記少なくとも一対の辺の下方に位置する、
請求項２に記載のスイッチ装置。

【請求項4】

前記操作体は、前記上面の対称な位置に４つの角を有し、４つの前記角の下方に前記突出部及び前記突出片が設けられ、前記突出片の上側の面が前記上部筐体と接することにより、前記筐体に保持される、
請求項３に記載のスイッチ装置。

【請求項5】

前記操作体側案内部は、柱体であり、
前記筐体側案内部は、前記操作体側案内部が挿入される挿入孔を有する筒体であり、
前記挿入孔は、前記下部筐体の前記底面を貫通する孔であり、
前記挿入孔に配置され、前記プッシュ操作を検出する電子部品を備えた、
請求項２乃至４のいずれか１項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】

従来の技術として、弾性材料からなるドーム形状を有するばね体と、ばね体上に載せられ、ばね体のドーム部外周を囲うように形成された円筒部の外方に二ヶ所の爪部を有する押しボタンと、この押しボタンの円筒部外径よりもやや大きい内径の筒状に形成されて押しボタンを上下動可能に保持すると共に、押しボタン外周の爪部と係合して上方への抜け止め部を形成する上下溝を有するケースと、を備えたプッシュオンスイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

このプッシュオンスイッチは、固定接点などが設けられた接点基板とケースとがカシメにより一体とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－９２２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のプッシュオンスイッチは、プッシュ操作により、押しボタンの爪部がケース及び接点基板と摺動しながら移動する場合、爪部と摺動する部材が切り替わることによる抵抗感を操作者に与え、操作感が安定しない問題がある。

【0006】

従って本発明の目的は、安定した操作感を与えることができるスイッチ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、筐体と、筐体に保持され、プッシュ操作によって筐体に押し込まれる操作体と、操作体の下面から突出する操作体側案内部と、筐体の内部の底面から突出し、操作体側案内部と共にプッシュ操作に基づく操作体の移動を案内する筐体側案内部と、操作体側案内部及び筐体側案内部の外側であって操作体と筐体の間に設けられ、筐体及び操作体に弾性力を付加する弾性体と、を備えたスイッチ装置を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、安定した操作感を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、スイッチ装置の爆発図の一例である。

【図2】図２（ａ）は、スイッチ装置の平面図の一例であり、図２（ｂ）は、底面図の一例である。

【図3】図３（ａ）は、スイッチ装置の正面図の一例であり、図３（ｂ）は、背面図の一例である。

【図4】図４（ａ）は、スイッチ装置の左側面図の一例であり、図４（ｂ）は、右側面図の一例である。

【図5】図５（ａ）は、スイッチ装置の図２（ａ）のV（ａ）－V（ａ）線で切断した断面図の一例であり、図５（ｂ）は、スイッチ装置の図２（ａ）のV（ｂ）－V（ｂ）線で切断した断面図の一例である。

【図6】図６（ａ）は、上部筐体の一例を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、下部筐体と上部筐体の境界において摺動がないことを説明するための一例を示す図である。

【図7】図７（ａ）は、上部筐体と弾性体の位置関係の一例を示す図であり、図７（ｂ）は、上部筐体の下面側の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るスイッチ装置は、筐体と、筐体に保持され、プッシュ操作によって筐体に押し込まれる操作体と、操作体の下面から突出する操作体側案内部と、筐体の内部の底面から突出し、操作体側案内部と共にプッシュ操作に基づく操作体の移動を案内する筐体側案内部と、操作体側案内部及び筐体側案内部の外側であって操作体と筐体の間に設けられ、筐体及び操作体に弾性力を付加する弾性体と、を備えて概略構成されている。

【0011】

このスイッチ装置は、プッシュ操作によって操作体が筐体内部を移動する際、摺動する部品が操作体側案内部及び筐体側案内部であるので、摺動する部材が切り替わる場合と比べて、安定した操作感を与えることができる。

【0012】

[実施の形態]
（スイッチ装置１の概要）
図１は、実施の形態に係るスイッチ装置の爆発図の一例である。図２（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置の平面図の一例であり、図２（ｂ）は、スイッチ装置の底面図の一例である。図３（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置の正面図の一例であり、図３（ｂ）は、スイッチ装置の背面図の一例である。図４（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置の左側面図の一例であり、図４（ｂ）は、スイッチ装置の右側面図の一例である。図５（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置の図２（ａ）のV（ａ）－V（ａ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図の一例であり、図５（ｂ）は、スイッチ装置の図２（ａ）のV（ｂ）－V（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図の一例である。図６（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置の上部筐体の一例を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、下部筐体と上部筐体の境界において摺動がないことを説明するための一例を示す図である。図７（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置の上部筐体と弾性体の位置関係の一例を示す図であり、図７（ｂ）は、上部筐体の下面側の一例を示す図である。

【0013】

なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率や形状は、一例であって実際の比率や形状とは異なる場合がある。

【0014】

スイッチ装置１は、図１に示すように、筐体２と、筐体２に保持され、プッシュ操作によって筐体２に押し込まれる操作体５と、操作体５の下面５１から突出する操作体側案内部５２と、筐体２の内部３２の底面３３から突出し、操作体側案内部５２と共にプッシュ操作に基づく操作体５の移動を案内する筐体側案内部３４と、操作体側案内部５２及び筐体側案内部３４の外側であって操作体５と筐体２の間に設けられ、筐体２及び操作体５に弾性力を付加する弾性体６と、を備えて概略構成されている。

【0015】

筐体２は、図１～図４（ｂ）に示すように、筐体側案内部３４が設けられた下部筐体３、及び操作体５が挿入される挿入開口４２を有し、下部筐体３と一体となって操作体５を保持する上部筐体４を備えて構成されている。操作体５は、下面５１から突出する突出部５３を有している。突出部５３は、筐体２に保持された状態において挿入開口４２の外側に突出して設けられた突出片５４を有している。この突出片５４は、プッシュ操作前の状態では、弾性体６の弾性力によって上部筐体４と接し、プッシュ操作がなされると、上部筐体４及び下部筐体３と接触することなく操作体５と共に移動する。

【0016】

操作体側案内部５２は、柱体である。また筐体側案内部３４は、操作体側案内部５２が挿入される挿入孔３４０を有する筒体である。この挿入孔３４０は、図２（ｂ）に示すように、下部筐体３の底面３３を貫通する孔である。スイッチ装置１は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、挿入孔３４０に配置され、プッシュ操作を検出する電子部品８を備えている。この電子部品８については、後述する。

【0017】

なお本実施の形態では、操作体側案内部５２が柱体であり、筐体側案内部３４が筒体であるとしたがこれに限定されず、操作体側案内部５２が筒体であり、筐体側案内部３４が柱体であっても良い。

【0018】

（筐体２の構成）
筐体２は、一例として、樹脂材料を用いて形成されるがこれに限定されず、下部筐体３及び上部筐体４の一方が樹脂材料、他方が金属材料、又は双方が金属材料で形成されても良い。

【0019】

下部筐体３は、上面３０側が解放された箱形状を有している。筐体２は、下部筐体３と上部筐体４とが一体となると概形が直方体となる。つまりスイッチ装置１は、概形が直方体であるがこれに限定されない。また筐体２は、上面視では、長方形であるが正方形や円形状でも良く、これらに限定されない。

【0020】

・下部筐体３について
下部筐体３は、一例として、図１及び図２（ｂ）に示すように、対向する正面３５から背面３６までの距離と、対向する左側面３７から右側面３８までの距離と、が等しくされている。

【0021】

正面３５は、図１、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、２つの溝部３５０が設けられている。背面３６は、図１、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、２つの溝部３６０が設けられている。この溝部３５０及び溝部３６０は、上面３０から下面３１に渡って形成された溝である。

【0022】

２つの溝部３５０は、図３（ａ）に示すように、それぞれに取付爪３５１が設けられている。また２つの溝部３６０は、図３（ｂ）に示すように、それぞれに取付爪３６１が設けられている。

【0023】

下部筐体３は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、内部３２の中央に筐体側案内部３４が設けられている。この筐体側案内部３４は、挿入された弾性体６を支持する。筐体側案内部３４は、下部筐体３の底面３３から下面３１に貫通する挿入孔３４０が設けられている。

【0024】

挿入孔３４０は、図２（ｂ）に示すように、操作体側案内部５２に応じた形状を有している。挿入孔３４０は、さらに、後述する第１のリブ５２２ａに応じた凹部である第１の凹部３４０ａと、後述する第２のリブ５２３ａに応じた凹溝である第２の凹部３４０ｂと、を有している。この第１の凹部３４０ａ及び第２の凹部３４０ｂは、対向している。

【0025】

・上部筐体４について
上部筐体４は、一例として、図１及び図２（ａ）に示すように、対向する正面４３から背面４４までの距離と、対向する左側面４５から右側面４６までの距離と、が等しくされている。

【0026】

正面４３は、図３（ａ）に示すように、下部筐体３の２つの溝部３５０に対応した２つの取付片４３０が設けられている。また背面４４は、図３（ｂ）に示すように、２つの溝部３６０に対応した２つの取付片４４０が設けられている。この取付片４３０及び取付片４４０は、板形状を有し、下面４１から突出している。

【0027】

２つの取付片４３０は、図３（ａ）に示すように、それぞれ取付開口４３１が設けられている。また２つの取付片４４０は、図３（ｂ）に示すように、それぞれ取付開口４４１が設けられている。

【0028】

取付片４３０は、上部筐体４を下部筐体３に取り付ける際、下部筐体３の溝部３５０に挿入され、取付爪３５１が取付開口４３１に嵌まり込む。また取付片４４０は、溝部３６０に挿入され、取付爪３６１が取付開口４４１に嵌まり込む。つまり取付開口と取付爪は、スナップフィットとして構成されている。

【0029】

上部筐体４は、図６（ａ）に示すように、４つの角部４７を備えている。この角部４７は、挿入開口４２の一部を形成するように設けられ、下面となる接触面４７０が突出片５４の接触面５３０と接触する。この角部４７は、一例として、三角柱形状を有している。

【0030】

（操作体５の構成）
操作体５は、図２（ａ）に示すように、上面５０の対称な位置に４つの角５５を有し、４つの角５５の下方に突出部５３及び突出片５４が設けられ、突出片５４の上側の面としての接触面５３０が上部筐体４と接することにより、筐体２に保持される。

【0031】

突出部５３は、一例として、上面５０から接触面５３０まで、三角柱体を切り欠いたような形状を有している。スイッチ装置１は、図６（ｂ）に示すように、プッシュ操作がなされてない状態では、弾性体６の弾性力によって操作体５が上部筐体４に押し付けられ、接触面５３０と接触面４７０とが接触して操作体５が筐体２に保持されると共に、操作体５の筐体２からの抜け止めとして機能している。

【0032】

なお突出部５３及び突出片５４は、一例として、操作体５の周囲に設けられたフランジとして構成されても良い。

【0033】

操作体５は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、プッシュ操作がなされる上面５０の対向する少なくとも一対の辺が弾性体６に応じた形状となっている。弾性体６は、その一部が少なくとも一対の辺の下方に位置している。

【0034】

上面５０は、図２（ａ）に示すように、上部筐体４の正面４３を基準として第１の辺５７ａ～第４の辺５７ｄを有している。上記の一対の辺は、一例として、正面４３と背面４４に対応する第１の辺５７ａ及び第３の辺５７ｃである。

【0035】

第１の辺５７ａ及び第３の辺５７ｃは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、中央が弾性体６に応じて円弧状に膨らんでいる。

【0036】

スイッチ装置１は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、操作体５の移動を案内する筐体側案内部３４が下部筐体３の中央に、また操作体側案内部５２が操作体５の中央に大きく設けられる。そのため、スイッチ装置１は、上面視において操作体５からはみ出さない大きさの弾性体６を用いることが可能となる。

【0037】

操作体５は、図３（ａ）～図４（ｂ）に示すように、上部５６が上部筐体４の上面４０から突出している。この上部５６は、一例として、入力装置としてのキーボードのキーキャップが嵌め込まれる。

【0038】

・操作体５の移動について
スイッチ装置１は、図６（ｂ）に示すように、操作体５の突出片５４の側面５４１と上部筐体４の内面４８、及び下部筐体３の内面３２０とが接触しない。従って操作体５は、内面４８と内面３２０とを摺動しながら移動しないので、内面４８と内面３２０の境界２０において部材が切り替わることに起因する抵抗感を操作者に与えない。なお境界２０は、一例として、図６（ｂ）において点線で示すように、側面５４１と対向する、内面３２０と内面４８の切り替わり部分である。

【0039】

（弾性体６の構成）
弾性体６は、一例として、金属材料で形成されたコイルばねである。なお弾性体６は、コイルばねに限定されず、なされたプッシュ操作に応じて弾性力を蓄積し、プッシュ操作がなされていない場合に蓄積した弾性力の一部を解放して操作体５を上部筐体４に押し付ける板ばねなどであっても良い。また弾性体６の材料は、金属材料に限定されず、ゴムなどの樹脂材料であっても良い。

【0040】

また弾性体６は、図５（ａ）、図５（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、一端が４つの突出部５３の間に保持され、他端が筐体側案内部３４に保持される。

【0041】

（組み付け方向について）
スイッチ装置１は、図１に示すように、矢印Ａ方向に組み付けられる。つまりスイッチ装置１は、下部筐体３に弾性体６が取り付けられ、取り付けられた弾性体６に操作体５が取り付けられ、操作体５の上部５６を挿入開口４２に挿入し、弾性体６を収縮させながら押し込んで取付爪３５１及び取付爪３６１を取付開口４３２及び取付開口４４３にはめ込むことにより、下部筐体３と上部筐体４が一体となり、組み付けが完了する。

【0042】

（電子部品８について）
スイッチ装置１は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、プリント基板７に配置される。また電子部品８は、このプリント基板７に配置される。

【0043】

電子部品８は、一例として、プッシュ操作を検出する検出素子や操作体５を照明する発光素子などを含んで構成される。電子部品８がプッシュ操作を磁場の変化に基づいて検出する場合、操作体５は、一例として、操作体側案内部５２の端部が着磁されても良いし、操作体側案内部５２がプッシュ操作の方向に沿って中空部を有し、その中空部に磁石が挿入されても良い。電子部品８は、一例として、プッシュ操作に伴って作用する磁場の変化を検出する磁気抵抗素子やホール素子を備えた磁気センサとして構成されるがこれに限定されず、光によってプッシュ操作を検出する光学センサであっても良い。

【0044】

また電子部品８は、操作体５を照明する場合、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子などの電気信号を光に変換する発光素子を含んで構成される。電子部品８が操作体５を照明する場合、スイッチ装置１は、操作体側案内部５２に設けられた中空部にライトガイドを挿入して構成されても良いし、操作体側案内部５２を、光が透過する透明材料を用いて形成しても良い。

【0045】

さらに電子部品８は、磁気センサと発光素子とを備えて構成されても良い。この場合、スイッチ装置１は、一例として、操作体側案内部５２の端部を着磁し、設けられた中空部にライトガイドが挿入される。

【0046】

またさらに電子部品８は、マイクロスイッチであっても良い。電子部品８がマイクロスイッチである場合、操作体側案内部５２の端部がマイクロスイッチと接触する。

【0047】

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るスイッチ装置１は、安定した操作感を与えることができる。具体的には、スイッチ装置１は、プッシュ操作によって操作体５が移動する際、摺動する部品が操作体側案内部５２及び筐体側案内部３４であるので、摺動する部材が切り替わる場合と比べて、安定した操作感を与えることができる。

【0048】

スイッチ装置１は、摺動する操作体側案内部５２及び筐体側案内部３４の外側に弾性体６を配置し、操作体５の上面５０に応じた大きさの弾性体６を使用することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、操作体５の上面５０のどの位置でプッシュ操作が行われても操作感のばらつきが抑制され、安定した操作感を操作者に与えることができる。従ってスイッチ装置１は、上面５０の端が押し下げられたとしても中央を押し下げた場合と同様の操作感を操作者に与えることができる。

【0049】

スイッチ装置１は、摺動するリブなどが弾性体の外側に設けられる場合と比べて、操作体側案内部５２及び筐体側案内部３４を大きく形成することができるので、プッシュ操作に伴う摺動のストロークを長くとることができる。従ってスイッチ装置１は、プッシュ操作の方向の高さを低く抑えたまま、ガタツキの少ない操作感を操作者に与えることができる。

【0050】

スイッチ装置１は、弾性体６、操作体５及び上部筐体４の順で下部筐体３に組み付けることができるので、組み付け方向が一方向であり、組み付けが容易である。またスイッチ装置１は、組み付けが容易であるので、製造コストを抑制することができる。

【0051】

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、この実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。この新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、この実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、この実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0052】

１…スイッチ装置、２…筐体、３…下部筐体、４…上部筐体、５…操作体、６…弾性体、８…電子部品、２０…境界、３０…上面、３１…下面、３２…内部、３３…底面、３４…筐体側案内部、４０…上面、４１…下面、４２…挿入開口、４７…角部、４８…内面、５０…上面、５１…下面、５２…操作体側案内部、５３…突出部、５４…突出片、５５…角、５７ａ…第１の辺、５７ｃ…第３の辺、３２０…内面、３４０…挿入孔、４７０…接触面、５３０…接触面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】