JP7366608B2 - スイッチ構造 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ構造に関する。

従来、ガスメータには、ガス流路が遮断された時に復帰操作を行うために操作部として押しボタン部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された従来の押しボタン部は、ケースの前面に開口する凹陥部の底部に形成された貫通孔に挿入支持されて、ケースの内部に収容されたスイッチを押圧可能に構成されている。押しボタン部は、スイッチを押圧可能なボタンキーと、ボタンキーをスイッチ押圧反対方向に付勢するボタンゴムと、ボタンゴムを覆うボタンカバーと、を有して構成されている。ボタンキーは、スイッチを押圧可能な筒状部と、凹陥部内において筒状部の径方向の外方に突出する２枚の鍔部と、を有している。ボタンゴムには、ボタンキーの２枚の鍔部間に進入して鍔部を弾性的に支持する支持片が設けられている。

このような従来の押しボタン部は、ボタンキーを押圧すると、ボタンキーの鍔部によりボタンゴムの支持片が押圧方向に押されることで、ボタンキーが変位してスイッチが押圧されるようになっている。

特開２０００－２０５９１９号公報

ところで、ガスメータは小型化が求められているが、従来の押しボタン部は、ボタンキーの２枚の鍔部間にボタンゴムの支持片を進入させて構成されている。即ち、ボタンキーが押され、鍔部によりボタンゴムの支持片が押されて弾性変形することで、ボタンキーが押圧方向に変位して押圧状態となり、ボタンゴムの弾性復元力によりボタンキーが押し戻されて復元状態となる。このような押しボタン部の構造が小型化の妨げになっていた。

本発明の目的は、小型化を図ったスイッチ構造を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、スイッチと、該スイッチを収容する筐体と、該筐体に挿入支持されかつ、挿入方向に変位して該スイッチに接触可能なスイッチ駆動部と、を備えたスイッチ構造であって、前記スイッチ駆動部は、操作部と、該操作部から前記スイッチに向けて延びて形成された棒状部と、を有し、前記筐体は、前記棒状部を貫通させる孔部が形成された基部と、該基部の外縁から筒状に立設されて前記操作部を収容する筒状部と、を有し、前記操作部と前記基部との間に、前記操作部を挿入反対方向に押し戻すための弾性体が設けられ、前記操作部は、その全周に連続して設けられているとともに前記筒状部に向けて凸に形成されて前記筒状部に当接可能なリップを複数有していることを特徴とするスイッチ構造である。

請求項２に記載された発明は、スイッチと、該スイッチを収容する筐体と、該筐体に挿入支持されかつ、挿入方向に変位して該スイッチに接触可能なスイッチ駆動部と、を備えたスイッチ構造であって、前記スイッチ駆動部は、操作部と、該操作部から前記スイッチに向けて延びて形成された棒状部と、を有し、前記筐体は、前記棒状部を貫通させる孔部が形成された基部と、該基部の外縁から筒状に立設されて前記操作部を収容する筒状部と、を有し、前記操作部と前記基部との間に、前記操作部を挿入反対方向に押し戻すための弾性体が設けられ、前記操作部は、その全周に連続して設けられているとともに前記筒状部に向けて凸に形成されて、前記筒状部に当接可能なリップを有し、前記筒状部の内周面は、前記操作部と対向する位置に、前記挿入方向に向かうにしたがって、前記操作部に近付く方向に傾斜するテーパ部を有し、前記操作部が挿入方向に変位した際に、前記テーパ部に前記リップが当接されるように構成されていることを特徴とするスイッチ構造である。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記棒状部に固定される抜け防止具を有し、前記抜け防止具は、前記基部を挟んで前記弾性体の反対側で、前記基部に当接可能に設けられている。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、前記抜け防止具が前記基部に当接した状態で、前記弾性体の各面は、前記操作部及び前記基部に密接して設けられている。

請求項１記載の発明によれば、スイッチ構造は、スイッチと、筐体と、スイッチ駆動部と、弾性体と、を有して構成されている。スイッチ駆動部は、操作部と、筐体の基部に形成された孔部に挿入されてスイッチに向けて延びて形成された棒状部と、を有し、筐体は、棒状部を貫通させる孔部が形成された基部と、該基部の外縁から筒状に立設されて操作部を収容する筒状部と、を有し、操作部と基部との間には弾性体が設けられ、操作部は、筒状部に向けて凸に形成されて、筒状部に当接可能なリップを有している。これによれば、従来の押しボタン部の如く、ボタンキーが押され、鍔部によりボタンゴムの支持片が押されて弾性変形する構造を有さずとも、操作部を弾性復帰させることが可能なスイッチ構造を得ることが出来る。即ち、鍔部及び支持片の代わりに、弾性体を操作部と基部との間に挟み込む構造とすることで、弾性体により操作部を弾性復帰させる構造を単純にすることができる。さらに、操作部が、筒状部に当接可能なリップを有していることで、操作部の軸振れを抑制しつつ、リップより挿入方向側への液体の浸入を抑制することができるから、スイッチ構造を構成する各部品をコンパクトにしても、各部品の剛性を維持しつつ、スイッチ構造の操作性を損なうことなく小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかるスイッチ構造が適用されたガスメータ示す正面図である。 前記スイッチ構造を示す図であって、スイッチに非接触な初期状態を示す概略図である。 前記スイッチ構造の要部を拡大して示す図である。 前記スイッチ構造を示す図であって、スイッチに接触した押圧状態を示す概略図である。 本発明の変形例にかかるスイッチ構造を示す概略図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかるスイッチ構造が適用されたガスメータ示す正面図である。本実施形態のスイッチ構造１は、図１に示すように、ガス流入口１１から流入され、ガス流出口１２から流出するガス流路内のガス流量に応じた出力をするガスメータ１０の一部であって、ガス流路の遮断弁が閉じた際に復帰操作を行うものである。

ガスメータ１０は、図１に示すように、ガス流入口１１から流入され、ガス流出口１２から流出するガスの流量に応じた出力をする不図示の流路計測部と、流路計測部を収容するための箱状の筐体２と、ガス流路の遮断弁が閉じた際に復帰操作を行うためのスイッチ３と、筐体２に挿入支持されかつ、挿入方向に変位して該スイッチ３に接触可能なスイッチ駆動部４と、スイッチ駆動部４を挿入反対方向に押し戻すための弾性体５と、を備えている。筐体２、スイッチ３、スイッチ駆動部４及び弾性体５は、スイッチ構造１を構成する。

筐体２の上面２０には、図１に示すように、ＬＰガス容器からガスが流入されるガス流入口１１と、燃焼器へガスを流出するガス流出口１２と、が設けられている。ガス流入口１１及びガス流出口１２は、それぞれ、筐体２の外部と内部に連通するように筒状に形成されている。ガス流入口１１とガス流出口１２との間には、ガス流路の流路計測部が設けられている。

また、筐体２の前面２１には、図１に示すように、開口部２１０が設けられ、開口部２１０を内側から覆うようにフロントガラス２１１が設けられている。フロントガラス２１１の内側には、液晶ディスプレイ等から構成されて、ガス使用量の積算値が表示可能な表示部２１２が、フロントガラス２１１に重なって設けられている。表示部２１２の表示画面に、ガス使用量の積算値が表示されることで、フロントガラス２１１を通してその表示画面が視認できるようになっている。また、筐体２の前面２１には、開口部２１０の近傍に、スイッチ駆動部４を挿入支持するための支持凹部２１３が設けられている。以下では、スイッチ駆動部４の支持凹部２１３への挿入方向を「後方（図２等に示す）」と記し、その反対方向（挿入反対方向）を「前方（図２等に示す）」と記す場合がある。

支持凹部２１３は、図２に示すように、スイッチ駆動部４を貫通させる孔部２１４が形成された底壁部２１５（基部）と、孔部２１４の外周縁から前方に向けて筒状に立設された周壁２１６と、を有して構成されている。底壁部２１５は、筐体２の前面２１より後方に位置するように形成され、周壁２１６の前端と筐体２の前面２１は前後方向に同じ位置になるように形成されている。

周壁２１６の内周面は、図２に示すように、後方に向かうにしたがって徐々に径寸法が小さくなるような傾斜面本体２１６Ａ（テーパ部）と、傾斜面本体２１６Ａの前方に連続される拡径部２１６Ｂと、を有して構成されている。傾斜面本体２１６Ａは、周壁２１６の後端２１６ｂから所定位置２１６ａ（後述する）まで連続形成されている。拡径部２１６Ｂは、前方に向かうにしたがって径寸法が大きくなるように形成されていて、傾斜面本体２１６Ａより急勾配に形成されている。所定位置２１６ａは、傾斜面本体２１６Ａと拡径部２１６Ｂとの境界に位置し、操作部４１にあって使用者が押圧可能な前端面４１Ａより僅かに後方に位置している。

スイッチ３は、図２に示すように、支持凹部２１３に形成された孔部２１４の後方において該孔部２１４と対向する位置に設けられている。

スイッチ駆動部４は、図２、３に示すように、使用者が押圧可能な操作部４１と、操作部４１の中心部からスイッチ３に向けて延びて形成されてスイッチ３を押圧可能な棒状部４２と、棒状部４２に固定された抜け防止具４３（図２に示す）と、を有して構成されている。操作部４１と棒状部４２は一体に構成されている。以下では、操作部４１及び棒状部４２を「スイッチ駆動部本体４０」と記す場合がある。

操作部４１は、略円盤状の操作部本体４１０と、操作部本体４１０の周面から支持凹部２１３の周壁２１６に向けて凸に形成された３本（複数）のリップ４１１、４１２、４１３と、を有して構成されている。

操作部本体４１０は、円柱状部４１４と、円柱状部４１４の前方に連続される先細部４１５と、を有して構成されている。円柱状部４１４は、支持凹部２１３の孔部２１４の径寸法よりも大きくなるように形成されているとともに、軸方向の何れの位置も略同じ寸法となるように形成されている。操作部本体４１０は、弾性体５が後述する初期状態である際に、円柱状部４１４と先細部４１５との境界部４１０ａが、支持凹部２１３の所定位置２１６ａに対向配置されるように構成されている。

リップ４１１、４１２、４１３は、操作部本体４１０の円柱状部４１４において、前後方向に間隔をあけて形成されている。本実施形態では、各リップ４１１、４１２、４１３は、凸の高さ寸法が、略同じ寸法となるように形成されている。各リップ４１１、４１２、４１３は、円柱状部４１４の全周に連続して形成されている。各リップ４１１、４１２、４１３は、弾性体５が初期状態である際に、支持凹部２１３の傾斜面本体２１６Ａに非接触で対向配置され、弾性体５が圧縮されて各リップ４１１、４１２、４１３が後方に変位した際に、リップ４１３、４１２、４１１の順に、傾斜面本体２１６Ａに当接するように構成されている。これにより、操作部本体４１０の軸振れが抑制される。また、リップ４１１、４１２、４１３が傾斜面本体２１６Ａに当接することで、リップ４１１、４１２、４１３より挿入方向側（後方）への液体の浸入が抑制される。

棒状部４２は、図２、４に示すように、支持凹部２１３の孔部２１４に挿入可能に形成されているとともに、弾性体５が初期状態である際に、スイッチ３に非接触となるように構成され、弾性体５が圧縮された際に、スイッチ３に接触して押下するように構成されている。棒状部４２には、初期状態の弾性体５の前後寸法及び支持凹部２１３の底壁部２１５の前後寸法の合計寸法だけ操作部４１から後方に離間した固定位置４２ａに、抜け防止具４３が固定されている。

抜け防止具４３は、棒状部４２に挿入可能なＣ字状に形成されている。この抜け防止具４３は、弾性体５が初期状態である際に、支持凹部２１３の底壁部２１５に当接するように、棒状部４２の固定位置４２ａに固定されている。また、抜け防止具４３が、底壁部２１５に当接した状態で、弾性体５は、操作部４１と底壁部２１５との間に挟まれて僅かに圧縮した状態（初期状態）である。抜け防止具４３が支持凹部２１３の底壁部２１５に当接することで、棒状部４２の前方への抜け止めがされている。なお、本実施形態では、抜け防止具４３はＣ字状に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。抜け防止具はリング状であってもよく、周知のＥリングであってもよい。

弾性体５は、多孔体から構成されている。弾性体５は、リング状に形成されていて、中央孔５０に、操作部４１の棒状部４２を圧入可能に構成されている。即ち、中央孔５０の内径寸法は、棒状部４２の径寸法より小さくなるように形成されていている。弾性体５は、操作部４１と支持凹部２１３の底壁部２１５との間に位置している。そして、弾性体５が両者の間で圧縮された圧縮状態で、スイッチ駆動部４がスイッチ３に接触し、初期状態で、スイッチ駆動部４がスイッチ３に非接触となるように構成されている。ここで、弾性体５の「初期状態」とは、抜け防止具４３が、底壁部２１５に当接した状態でかつ、弾性体５が、操作部４１と底壁部２１５との間に挟まれて僅かに圧縮した状態のことである。弾性体５は、初期状態で、その前後の各面が、操作部４１及び底壁部２１５に密接されている。また、中央孔５０が棒状部４２に圧入されて中央孔５０の内面が棒状部４２に密接していることで、弾性体５の３つの面により、筐体２内部への液体の浸入が抑制される。このような弾性体５は、筐体２内部への液体の浸入を抑制する防水機能と、スイッチ駆動部４を挿入反対方向（前方）に押し戻すばね機能と、を兼ねている。

このようなスイッチ構造１は、以下の手順で組み立てる。即ち、支持凹部２１３の底壁部２１５の前面に弾性体５を設置し、スイッチ駆動部本体４０の棒状部４２を前方から底壁部２１５の孔部２１４に挿入して、弾性体５を操作部４１と底壁部２１５との間に挟み込む。棒状部４２の後端に抜け防止具４３を近付けて挿入し、抜け防止具４３を棒状部４２の固定位置４２ａに固定する。これにより、抜け防止具４３によりスイッチ駆動部本体４０が抜け止めされる。こうして、スイッチ構造１を組み立てる。

このようにして組み立てたスイッチ構造１は、図２に示すように、弾性体５が初期状態である際に、スイッチ駆動部本体４０はスイッチ３に非接触である。ここで、使用者が操作部４１の前端面４１Ａを押圧すると、図４に示すように、弾性体５が圧縮状態となって、操作部４１を含むスイッチ駆動部本体４０が後方に変位する。これに伴って、リップ４１３、４１２、４１１の順に周壁２１６の傾斜面本体２１６Ａに当接する。このように、リップ４１３、４１２、４１１の順に、傾斜面本体２１６Ａに当接することにより、操作部本体４１０の軸振れが低減される。また、リップ４１１、４１２、４１３が傾斜面本体２１６Ａに当接することで、リップ４１１、４１２、４１３より挿入方向側（後方）への液体の浸入が抑制される。さらに後方に変位することで、スイッチ駆動部本体４０がスイッチ３に接触して該スイッチ３を押圧する。スイッチ３がＯＮされて、ガス流路の遮断弁の復帰操作が行われる。

上述した実施形態によれば、弾性体５を、操作部４１と底壁部２１５（基部）との間に挟み込む構造とすることで、弾性体５により操作部４１を弾性復帰させる構造を単純にすることができるから、スイッチ構造１を構成する各部品（筐体２、スイッチ駆動部４、弾性体５）をコンパクトにしても、各部品２、４、５の剛性を維持しつつ、スイッチ構造１の操作性を損なうことなく小型化を図ることができる。

また、筐体２は、底壁部２１５（基部）の外縁から筒状に立設されて操作部４１を収容する周壁２１６（筒状部）を有し、操作部４１は、周壁２１６に向けて凸に形成されて、周壁２１６と操作部４１との隙間を埋めるリップ４１１、４１２、４１３を有している。これによれば、各リップ４１１、４１２、４１３が形成されていることで、操作部本体４１０の軸振れを抑制することができる。また、リップ４１１、４１２、４１３が傾斜面本体２１６Ａに当接されることで、リップ４１１、４１２、４１３より挿入方向側（後方）への液体の浸入を抑制することができる。

また、棒状部４２に固定される抜け防止具４３を有し、抜け防止具４３は、底壁部２１５（基部）を挟んで弾性体５の反対側（後方側）で、底壁部２１５に当接可能に設けられている。即ち、抜け防止具４３が設けられていることで、弾性体５により操作部４１を弾性復帰させる構造を、作業性よく組み立てることができる。また、スイッチ構造１を構成する各部品の形状をシンプルにすることで、コストダウンを図ることができる。

また、抜け防止具４３が底壁部２１５（基部）に当接した初期状態で、弾性体５の各面は、操作部４１及び底壁部２１５に密接して設けられている。これによれば、弾性体５は、初期状態及び圧縮状態の両方の状態で（常に）、筐体２の内部への液体の浸入を抑制することができる。

また、筐体２は、底壁部２１５（基部）の外縁から筒状に立設されて操作部４１を収容する周壁２１６（筒状部）を有し、周壁２１６の内周面は、操作部４１に対向する位置に、挿入方向に向かうにしたがって、操作部４１に近付く方向に傾斜する傾斜面本体２１６Ａ（テーパ部）を有している。このような傾斜面本体２１６Ａ（テーパ部）が、筐体２の前面２１（略鉛直面）に設けられた場合には、周壁２１６内に浸入した液体を傾斜面本体２１６Ａによって外部に流れるようにすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形例も本発明に含まれる。

前記実施形態では、周壁２１６の内周面において、傾斜面本体２１６Ａ（テーパ部）は、周壁２１６の後端２１６ｂから所定位置２１６ａまで連続形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。テーパ部は、図５に示すように、所定位置２１６ａから、弾性体５が圧縮状態になった際に、リップ４１３が変位する位置２１６ｃまで連続形成されていればよい。この場合、境界位置２１６ｃから周壁２１６の後端２１６ｂまでは、径寸法が等しい円筒面２１６Ｃから構成されていてもよい。これによれば、上述した実施形態と略同様の効果が奏される。

また、前記実施形態では、スイッチ駆動部４は、操作部４１と、棒状部４２と、抜け防止具４３と、を有して構成されていて、組立て前の状態で、操作部４１と棒状部４２は一体に構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。スイッチ駆動部は、組立て前の状態で、棒状部と抜け防止具が一体に構成されていて、操作部が棒状部に後から固定されるように構成されていてもよい。

また、前記実施形態では、弾性体５は多孔体から構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。弾性体は、コイルばねから構成されていてもよい。或いは、多孔体及びコイルばねの両方で弾性体が構成されていてもよい。

また、前記実施形態では、支持凹部２１３は、筐体２の前面２１に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。支持凹部２１３は、好ましくは、筐体２の前面２１、後面、左右の側面の何れかに設けられているがよい。即ち、支持凹部２１３は略鉛直面に設けられているのがよい。これによれば、筒状部内に浸入した液体を、テーパ部により外部に流れるようにすることができる。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ スイッチ構造
２ 筐体
３ スイッチ
４ スイッチ駆動部
５ 弾性体
４１ 操作部
４２ 棒状部
４３ 抜け防止具
２１４ 孔部
２１５ 底壁部（基部）
２１６ 周壁（筒状部）
２１６Ａ 傾斜面本体（テーパ部）
４１１、４１２、４１３ リップ

Claims (4)

1. スイッチと、
   該スイッチを収容する筐体と、
   該筐体に挿入支持されかつ、挿入方向に変位して該スイッチに接触可能なスイッチ駆動部と、を備えたスイッチ構造であって、
   前記スイッチ駆動部は、操作部と、該操作部から前記スイッチに向けて延びて形成された棒状部と、を有し、
   前記筐体は、前記棒状部を貫通させる孔部が形成された基部と、該基部の外縁から筒状に立設されて前記操作部を収容する筒状部と、を有し、
   前記操作部と前記基部との間に、前記操作部を挿入反対方向に押し戻すための弾性体が設けられ、
   前記操作部は、その全周に連続して設けられているとともに前記筒状部に向けて凸に形成されて前記筒状部に当接可能なリップを複数有していることを特徴とするスイッチ構造。
2. スイッチと、
   該スイッチを収容する筐体と、
   該筐体に挿入支持されかつ、挿入方向に変位して該スイッチに接触可能なスイッチ駆動部と、を備えたスイッチ構造であって、
   前記スイッチ駆動部は、操作部と、該操作部から前記スイッチに向けて延びて形成された棒状部と、を有し、
   前記筐体は、前記棒状部を貫通させる孔部が形成された基部と、該基部の外縁から筒状に立設されて前記操作部を収容する筒状部と、を有し、
   前記操作部と前記基部との間に、前記操作部を挿入反対方向に押し戻すための弾性体が設けられ、
   前記操作部は、その全周に連続して設けられているとともに前記筒状部に向けて凸に形成されて、前記筒状部に当接可能なリップを有し、
   前記筒状部の内周面は、前記操作部と対向する位置に、前記挿入方向に向かうにしたがって、前記操作部に近付く方向に傾斜するテーパ部を有し、
   前記操作部が挿入方向に変位した際に、前記テーパ部に前記リップが当接されるように構成されていることを特徴とするスイッチ構造。
3. 前記棒状部に固定される抜け防止具を有し、
   前記抜け防止具は、前記基部を挟んで前記弾性体の反対側で、前記基部に当接可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ構造。
4. 前記抜け防止具が前記基部に当接した状態で、前記弾性体の各面は、前記操作部及び前記基部に密接して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のスイッチ構造。

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