JPH0773779A

JPH0773779A - 小型の回転式スイッチ

Info

Publication number: JPH0773779A
Application number: JP6089181A
Authority: JP
Inventors: Thomas E Simon; トマス・イー・サイモン; Thanh Nguyen; タン・ヌグイエン; Paul Gratzinger; ポール・ガツィンガー
Original assignee: Bourns Inc
Current assignee: Bourns Inc
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1995-03-17
Also published as: EP0619589B1; DE69405140D1; DE69405140T2; EP0619589A1; US5315077A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、精密かつ信頼性のような性
能基準を維持しながら小型化を達成する回転式スイッチ
を提供することである。【構成】本発明の回転式スイッチ２０は、回転子３４
と、回転子３４を保持するためのケーシング８０と、Ｏ
−リング３２と、スパイダー４２と、ハウジング２２と
から構成されて、上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概して回転式スイッチ
の分野に関する。さらに詳しく言えば、本発明は、回転
子の下側に軸方向カムを配置することによって選択した
コード化端子要素と軸方向にかみ合わせを強制される固
定接触スプリング要素をもつタイプの回転式コード化ス
イッチに関する。

【０００２】

【従来技術と解決課題】上述されるタイプの回転式コー
ド化スイッチは、当該技術分野では知られている。例え
ば、Bruder他に付与された米国特許第4,400,597 号と、
Yamazaki他に付与された米国特許第5,008,498 号と、Ya
mazaki他に付与された米国特許第5,010,214 号とに見れ
る。このようなスイッチでは、複数スプリング接触アー
ムをもつ固定スプリング接触、つまり「スパイダー」
は、回転子と複数の固定コード化電気端子との間でハウ
ジング内に固定される。その結果、スプリングアーム
は、端子と電気接触を行ったり遮断したりするように軸
方向に可動である。回転子は、スパイダーに面する面に
複数の軸方向に突出したカム要素を備えている。回転子
が回転されると、カム要素は、接触アームの各々のカム
従輪構造にかみ合わされたりかみ合いを外されたりす
る。それによって、アームは、回転子が回転されるとカ
ム要素のパターンに従って、軸方向に動かされて選択し
た端子と接触する。アームのカム従輪構造がカムとかみ
合わない場合、アームの弾性はアームを端子とのかみ合
いを外すように軸方向に動かしめ、それによって端子と
の接触を遮断する。

【０００３】長期に亘って電子部材の高度の小型化の傾
向にあった。この傾向と一致して、回転式スイッチのよ
うな部材は、実質的に寸法を小さくでき、そしてさらに
寸法の小型化がさらに要求される。例えば、回転式スイ
ッチを含む面取り付け部材は、一般に、一辺が１０ｍｍ
よりも小さくされ、そして一辺が４〜５ｍｍと同じ位小
さい部材がますます多く要求されている。

【０００４】上述のタイプの従来技術の回転式スイッチ
の構造は、精密かつ信頼性のような性能基準を維持しな
がら、このような超小型化を達成することを難しくして
いる。例えば、Bruder他に付与された上記特許に記載さ
れるデバイスは、実質的に一定の全長の放射状接触アー
ムをもつスパイダーを使用する。その各々が単一のカム
従輪タブをもつ。タブの各々は、異なる独自の半径に位
置付けられている。これは、このタブに面する回転子の
面上の対応する半径に位置付けられるカム突出部によっ
て作動されるためである。接触アームとスイッチング端
子との間の電気接触は、接触アームの端部で起こる。こ
の放射状接触アーム構造と、一つの接触アームを各カム
半径に供される必要とは、達成可能な小型化の程度を限
界付ける空間の非効率的な使用に誘導する。

【０００５】Yamazakiに付与された上述の特許に記載さ
れるデバイスにおいて、空間をより効率的に使用するこ
とが得られる。これらのデバイスは、本明細書に添付さ
れる図１に示される形状をもつ固定接触もしくはスパー
ダーを使用する。示される用に、従来技術のスパイダー
１０は、半径方向ではなく円周方向に配置される複数の
接触アーム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを
含んでいる。各接触アーム１２ａ〜１２ｅは、スパイダ
ーの中心からの別々の半径距離に位置付けられ、そして
回転子の中心から同一の半径距離に位置付けられて、ア
ーム上のカム従輪突起１４を介して関連する接触アーム
を動作する、回転子に取り付けられたカム要素によって
動作される。

【０００６】別言すれば、回転子の中心から独自の距離
にある各カム要素は、スパイダーの中心から同一の半径
距離に位置付けられた単一の接触アームを動作する。バ
イナリコード化スイッチでは、各バイナリビット（すな
わち、１、２、４、８他）は、関連する接触アームのみ
を動作する独自のカム要素によって定義される。かくし
て、各ビットは、それ自身独自の動作カム要素及び接触
アームの半径を必要とする。それにより、ビットの数が
増大するに従って、スパイダー及び回転子の半径を大き
くするか、あるいは接触アーム及びカム要素を小さく
（しかも精巧に）する必要がある。さらに、任意に与え
られたビット数の場合、寸法は、接触アームの幅を狭く
しかつカム要素の寸法とその間の間隔を小さくすること
によってのみ低減できる。その結果、耐久性と信頼性と
をできる限り妥協させる。

【０００７】要するに、さらなる小型化が所望されるの
であれば、各接触アームの幅を狭くするかあるいは接触
アームの数を制限するのいずれかを行わなければならな
い。前者の方針の動作が採用されると、耐久性と信頼性
とは妥協され得る。後者の方針が採用されると、スイッ
チング数値の数が制限され得る。

【０００８】したがって、空間使用の最大効率化が目的
の場合（実際は超小型化）には、一つもしくはそれ以上
の接触アームがスパイダーの中心から単一の半径距離に
位置付けられて、回転子の中心から同一の半径距離に位
置付けられる一つもしくはそれ以上のカム構造によって
動作されるように、接触アームと関連カム構造とを配置
することが所望されるだろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のスプリ
ング接触アームを備える固定式電導接触部材つまり「ス
パイダー」をもつ複数位置の回転式スイッチである。こ
のスパイダーは、回転子と複数の固定コード化電気スイ
ッチング端子との間でハウジング内に固定される。スパ
イダーは、第一及び第二の端部でハウジング内の適所に
固定される。好ましい実施例は、スパイダーの中心の共
通もしくはグランドの接触フィンガーについて非対称的
に配置される内側の一対の接触端子と外側の一対の接触
端子とをもつ。内側接触アームは第一端部から第二端部
へ向かう第一方向に延長し、他方外側接触アームは第二
端部から第一端部へ向かう第二方向に延長する。接触ア
ームの各々は、カム従輪用突起をもつことにより、内側
及び外側の対のカム従輪を備える。内側アームのカム従
輪はスパイダーの中心から反対側に第一半径距離の等し
い距離だけ離され、他方、外側アームのカム従輪はスパ
イダーの中心から反対側に第一半径距離よりも大きな第
二半径距離の等しい距離だけ離されている。かくして、
中心から第一及び第二半径距離のそれぞれには、二つの
カム従輪が存在する。第一及び第二の半径距離のそれぞ
れのカム従輪は、回転子の対峙面の一つもしくはそれ以
上のカム要素によって作用するようにかみ合わされる。
このカム要素は、回転子の中心から対応する半径距離に
ある。

【００１０】回転子が選択した回転位置に回転される
と、回転位置の各々はある数値に対応する。中心からそ
れぞれの半径距離にあるカム従輪用突起は、カム要素と
カム従輪用突起との配置によって指定される所定のシー
ケンスに従って、同一半径距離にあるカム要素のそれぞ
れによって作用するようにかみ合わされる。カム従輪用
突起とカム要素とがかみ合うと、スパイダーの平面から
軸方向に接触アームを曲げることによって、突起が位置
する接触アームが作用を受ける。各接触アームは、独自
のバイナリビットを表し、そして、カム要素によって作
用を受けると、コード化スイッチング端子の内の一つと
電気接触させられて、そのビットを表す出力信号を発生
する。接触アームとカム要素とが配置されて、回転子の
３６０度回転はカム要素の数と配置によって決定される
範囲以内の全ての整数値を表すバイナリコード化信号を
発生するいくつかの組合わせで接触アームのシーケンス
動作を生み出す。

【００１１】例えば、本発明の好ましい実施例では、中
心の「共通」接点の周りに上述のように、対称的に配置
された「１」〜「８」の各バイナリビットについて一つ
の四つの接触アームがある。「４」及び「８」のビット
を表す第一の対の接触アームのそれぞれは、中心から第
一半径距離にカム従輪をもち中心の反対側に位置する。
第一の対の接触アームは第一方向で延長し、それぞれが
回転子の中心から同一の半径距離に位置する第一組のカ
ム要素によって作動される（すなわち、軸方向に移動さ
せられる）ときに数の出力値「４」と「８」を表す端子
と電気接触する。「１」と「２」とのビットを表す第二
の対の接触アームのそれぞれは、中心から第二半径距離
にカム従輪をもち中心の反対側に位置する。第二半径距
離は、第一半径よりも大きい。第二の対の接触アームは
第二方向に延長し、それぞれが内側と外側の対のカム従
輪の間の半径方向距離に等しい半径距離だけ第一組のカ
ム要素から半径方向に離された第二組のカム要素によっ
て作動されるときに数の出力値「１」と「２」を表す端
子と電気接触する。この配置をを採用すると、１０まで
のバイナリコードの数の出力値が各組のカム要素の数と
配置に従属して容易に得ることができる。より大きな数
の出力値は、接触アームとカム要素の配置に比較的僅か
の修正を加えるだけで得ることができる。

【００１２】各々の接触アームが固定接触要素もしくは
スパイダーの中心から所定の半径距離で作用を受ける異
なるバイナリビット値を表す、一つ以上の接触アームの
配置を採用すると、空間の最善の使用法が達成される。
結果として、耐久性あるいは信頼性を犠牲にすることな
しに、非常に高度の小型化を達成できる。例えば、１０
の（そしてできる限りより大きな）数と同じ位多くの出
力値をもつバイナリコード化スイッチは、比較的長期間
の使用に耐え、構造的な完全性をあまり損ねずに非常に
多くの回転サイクルに耐えるに実質的に十分な構成であ
る接触アーム及びカム要素を備えて、一辺が４〜６ｍｍ
と同じ位小さいハウジング内に据えつけできる。

【００１３】回転子は、ハウジングの側面で固定されか
つ回転子の頂面の中心部が露出される頂面に中央開口部
をもつ保持用ケーシングによってハウジング内に保持さ
れる。回転子の頂面は、回転子の周囲縁へ延在する複数
の放射状の回転止め用溝を備えている。弾性の回転止め
部材が保持用ケーシングに位置して、回転子が回転する
ように連続して回転止め用溝とかみ合う。その結果それ
ぞれの数の出力値について回転止め位置を提供する。

【００１４】上記及びそれ以外の利点は、以下の詳細な
説明からもっと十分に理解できるだろう。

【００１５】

【実施例】次に、図２〜図１２を参照しながら、本発明
の好ましい実施例によるバイナリコード化回転式スイッ
チ２０が、詳細に説明される。スイッチ２０は、銀メッ
キされた燐青銅から形成されるのが好ましいリード線枠
２４の上へ型形成される熱可塑性ハウジング２２を有す
る。図８に最も詳しく図示されるように、ハウジング２
２は、頂部で開放しているほぼ円形のキャビティもしく
はチャンバー２６を画定する。リード線枠２４は、（以
下で説明されるように）所定のパターンで配列され、そ
してチャンバー２６の底部に露出される複数のスイッチ
ング端子２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ（図
１０）を画定する。

【００１６】チャンバー２６は、段差のある実質的に環
状の側壁をもつ。この環状側壁は、環状の肩３０を画定
する。肩３０は、その上にＯ−リング３２を据えられ
る。以下で詳細に説明される回転子３４は、チャンバー
２６内で回転移動するように配置される。Ｏ−リング３
２は、回転子３４とハウジング２２との間での封止を提
供する。肩３０から下方のチャンバー側壁には、直径方
向に向き合う弓形の第一リップ３６ａ及び第二リップ３
６ｂがある。第一リップ３６ａの上方のチャンバー壁に
は、軸方向スロット３８ａが設けてある。図１０に詳し
く図示されるように、第二リップ３６ｂの上方の壁内に
は、一対の非対称の軸方向スロット３８ｂが形成され
る。この一対のロット３８ｂの非対称性は、第二リップ
３６ｂの中心から異なる距離だけ各スロット３８ｂを離
すことによって、あるいは異なる寸法（弧の長さ）のス
ロット３８ｂを図のように形成することによって達成で
きる。以下で説明するように、リップ３６ａ、３６ｂの
頂部の高さに等しく、かつチャンバーの中心と第二リッ
プ３６ｂとの間でチャンバー２６の底部から上方へ向け
て延長する、鉛直方向のポストもしくはボス４０を提供
することは利点となり得る。

【００１７】図３に示すように、固定接触部材つまりス
パイダー４２は、回転子３４とリード線枠の端子２８ａ
〜２８ｅとの間でハウジング２２内に固定される。スパ
イダー４２は、直径方向に向き合う第一端部４４ａ及び
第二端部４４ｂをもつ。第一端部４４ａ及び第二端部４
４ｂは、回転子３４とリード線枠端子２８ａ〜２８ｅと
からスパイダー４２を適当に軸方向に離すために、チャ
ンバー２６内の弓状の第一リップ３６ａと第二リップ３
６ｂ上それぞれに据わる。鉛直ポスト４０は、スパイダ
ーの中央部を支持する。第二スパイダー縁４４ｂから外
側へ延長する一対のタブ４６は、第二リップ３６ｂ上方
の壁に設けられた一対のスロット３８ｂ内に収容され
る。他方第一スパイダー縁４４ａから外側へ延長する単
一のタブ４８は第一リップ３６ａ上方のスロット３８ａ
内に収容される。単一タブ４８とスロット３８ａとの間
のかみ合いと、二つのタブ４６とスロット３８ｂとの間
のかみ合いとが、スパイダー４２がチャンバー２６内で
回転移動するのを制限する。第二リップ３６ｂについて
二つのタブ４６を非対称的に離すことは、スパイダーが
不注意で逆さまに据えつけられることがないことを保証
し、他方、一端の単一タブ４８と他端の二つのタブとの
使用は、スパイダーの前後方向を間違えて据えつけられ
ることがないことを保証する。

【００１８】スパイダー４２は、このスパイダーのほぼ
中心で軸方向に整列され、しかもスパイダーの平面から
軸方向に曲げられた自由端をもつ弾性の中心接触指５０
を含んでいる。中心接触指５０は、共通もしくはグラン
ド接触として働いて、共通端子として働くスイッチング
端子の内の一つ（参照番号２８ａで指示される）と電気
的な接触が維持される。（図８、１０及び１２を参照さ
れたい）

【００１９】スパイダー４２は、中心接触指５０につい
て対称的に配置される、第一もしくは内側の対の弾性ス
プリング接触アーム５６ａ、５６ｂと、第二もしくは外
側の対の弾性スプリング接触アーム５８ａ、５８ｂとを
含んでいる。内側接触アーム５６ａ、５６ｂは第一スパ
イダー端部４４ａから第二スパイダー端部４４ｂへの第
一方向に延長し、他方、外側接触アーム５８ａ、５８ｂ
は第二スパイダー端部４４ｂから第一スパイダー端部４
４ａへの第二方向に延長する。一対の内側カムの従輪用
突出部６０ａ、６０ｂが内側接触アーム５６ａ、５６ｂ
にそれぞれ備わっていて、そして一対の外側カムの従輪
用突出部６２ａ、６２ｂが外側接触アーム５８ａ、５８
ｂにそれぞれ備わっている。内側カムの従輪６０ａ、６
０ｂは、スパイダーの中心を挟んで反対側に、その中心
から等距離の第一半径距離だけ離される。外側カムの従
輪６２ａ、６２ｂは、スパイダーの中心を挟んで反対側
に、その中心から等距離の、第一半径距離より大きい第
二半径距離だけ離される。従って、第一及び第二半径距
離の各々の位置に、二つのカム従輪がある。

【００２０】接触アーム５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８
ｂの各々は、接触アームが以下に示す方法で動作される
とき、対応するスイッチング端子との電気接触を行う下
方へ曲がった自由端もしくは接点６４をもつ。

【００２１】図２、４、５及び６に例示されるように、
回転子３４は、熱可塑性プラスチックのような絶縁材料
からなる概してディスク形状の要素である。この回転子
３４は、Ｏ−リング３２を使って封止係合を作ると同時
にハウジング２２に対して自身（回転子）を回転可能に
する段差のある側壁６６をもつ。回転子３４の回転軸
は、スパイダー４２の幾何学的中心と少なくともほぼ一
致する。回転子の頂面もしくは外面は、回転子３４を回
転させるための道具（図示なし）を収容するように寸法
を測って位置付けられる直径スロット７０によってほぼ
半円形の二つの部分に分断される中央領域６８をもつ。
回転子の外面の周囲を形成しているのは、Ｏ−リング３
２の隣接面に据える環状の円周フランジ７２である。中
央領域６８とフランジ７２との間に延在しているのは、
複数の放射状回転止め用溝７４である。

【００２２】回転子３４の底面もしくは内面（図５及び
６）は、第一の複数の軸方向に延在する内側カム要素７
６と、第二の複数の軸方向に延在する外側カム要素７８
とを備えている。ほぼ円錐形状の内側カム要素７６は、
内側カム従輪６０ａ、６０ｂをスパイダー４２の中心か
ら離している第一半径距離と等しい回転子３４の中心か
らの第一半径距離に位置する。かくして、これらは、内
側カム従輪を動作するようにかみ合うように位置付けら
れる。軸方向に尖った弓形の尾根に似ている外側カム要
素７８は、外側カム従輪６２ａ、６２ｂをスパイダーの
中心から離している第二半径距離に等しい回転子３４の
中心からの第二半径距離に位置する。かくして、定義に
よって、内側カム要素７６を外側カム要素７８から離す
距離は、内側カム従輪６０ａ、６０ｂを外側カム従輪６
２ａ、６２ｂから離す距離に等しい。以下で詳細に説明
するように、図５に示すカム要素７６、７８の配置は、
八つの位置の回転式スイッチのためのものである。

【００２３】図２、７及び９に示されるように、回転子
３４は、ケーシング８０によって適所に保持される。ケ
ーシング８０は、金属を打ち抜いて形成され得る。図７
に詳しく示されるように、ケーシングは、中央開口部８
４をもつ実質的に平坦な上部８２を有する。回転子３４
の中央部６８は、この中央開口部８４を介して露出され
る。上部８２は、図２に示すように、Ｏ−リング３２に
据えてある回転子の円周フランジ７２に当接している。
一対の側部８６は、上部８２の二つの対辺から下方へ垂
れていてハウジング２２の向き合う二つの側壁８８に当
接している。側部８６の各々は、直線縁の開口もしくは
窓９０をもつ。ハウジングの対応する側壁８８は、それ
ぞれこの側壁から外側へ突き出た不可欠な係止用突起９
２を備えていて対応する窓９０と合致する。その結果、
ハウジング２２とケーシング８０との間の係止結合が得
られる。側壁８６の垂れていないケーシング８０の側縁
は、下向きに曲がったリップ９４に便宜的に形成され
る。このリップ９４は、ケーシング８０とハウジング２
２との間により安定なかみ合わせを行うように隣接ハウ
ジング面と係合する。

【００２４】ケーシング８０の上部８２は、中央開口部
８４に隣接しかつこれと同心の弓形孔９６を備えてい
る。その結果、弾力をもって曲がるように十分に細い弓
形ストリップ９８が、孔９６と中央開口部８４との間に
形成される。ストリップ９８のほぼ中央には、下向きに
突き出た回転止め用突起１００が形成されている。回転
止め用突起１００は、回転子３４の上面の回転止め用溝
７４とかみ合って複数の回転止め位置を提供し、かつ回
転子の回転の触覚表示を提供する。図１１は、上部８２
に印をつけ八つのバイナリコード化位置（０〜７）を示
すケーシング８０を例示する。

【００２５】図１０は、八つの位置式回転スイッチある
いは十の位置式回転スイッチのいずれかのための、ハウ
ジング内のスイッチング端子２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、
２８ｄ及び２８ｅの配置図を例示する。スイッチング端
子２８ａは、共通のあるいはグランドのリード線１０２
ａに終端し、そしてスイッチング端子２８ａはバイナリ
コード化値「０」に対応する。他のスイッチング端子２
８ｂ、２８ｃ、２８ｄ及び２８ｅは、出力リード線１０
２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ及び１０２ｅそれぞれで終端
し、そしてこれらがバイナリコード化出力値「１」、
「２」、「４」及び「８」それぞれに対応する。（出力
値「８」に対応するスイッチング端子２８ｅとその関連
リード線１０２ｅとは、物理的には存在し得るが、八位
置型スイッチでは使用されない。）出力リード線１０２
ａ〜１０２ｅは、図２に示すように配置されてハウジン
グ２２の下で曲げられ、表面取り付け形態にされる。

【００２６】図１２は、スパイダー４２が上述のハウジ
ング内に据えつけられるときに、八位置型あるいは十位
置型のいずれかのスイッチにおける、スパイダー４２の
接触要素とスイッチング端子２８ａ〜２８ｅとの間の関
係を例示する。特に、中央接触指５０は、共通スイッチ
ング端子２８ａとの接触が維持される。その結果、
「０」値を示す共通もしくはグランド接続が常に存在す
る。外側接触アームの第一アーム５８ａは、出力値
「１」に対応するスイッチング端子２８ｂの上に位置す
るが通常これから離れているように配置される。外側接
触アームの第二アーム５８ｂは、出力値「２」に対応す
るスイッチング端子２８ｃに関して同様に配置される。
同様に、内側接触アームの内の第一アーム５６ａは、出
力値「８」に対応するスイッチング端子２８ｅの上に位
置するが通常これから離れている。他方、内側接触アー
ムの内の第二アーム５６ｂは、同様に、出力値「４」に
対応するスイッチング端子２８ｄに関して配置される。

【００２７】一般用語では、本発明の上述の好ましい実
施例（八位置型あるいは十位置型のいずれかのスイッ
チ）の動作は、次のように説明できる。

【００２８】（図示されてない適当な道具による）回転
子３４の回転は、カム要素７６、７８の形状及び位置に
よって指定される所定のシーケンスに、カム要素７６、
７８をカム従輪６０ａ、６０ｂ、６２ａ、６２ｂとかみ
合わせる。カム要素とカム従輪との間の動作的かみ合い
は、かみ合ったカム従輪が位置する接触アームをスパイ
ダー４２の平面から外側で軸方向に撓ませて、その接触
端子６４を隣接する関連のスイッチング端子と電気的に
接触させる。接触端子６４を関連スイッチング端子と接
触させると、そのスイッチング端子に対応する数値を示
す出力信号を発生する。かくして、例えば、「１」のス
イッチング端子に隣接する接触アームを作動させると、
数値「１」を示す出力信号を発生する。数値「２」、
「４」及び「８」を示す出力信号は、これらの数値にそ
れぞれ対応するスイッチング端子に隣接する接触アーム
の作動によって同様に発生される。数値「３」、
「５」、「６」及び「７」（十位置型スイッチのときに
は「９」がこれに加わる）を示す出力信号は、二つもし
くはそれ以上の接触アームを同時に作動させることによ
って発生される。数値「０」は、共通もしくはグランド
端子２８ａとの電気的接触する中央接触指５０のみを残
して、移動可能な接触アームのどれも作動されないとき
に得られる。

【００２９】上述の好ましい実施例に従う八位置型スイ
ッチの動作は、図１３、１４ａ、１４ｂ及び１４ｃに図
示される。図１３は、接触アームによって閉じられる時
に、八つのバイナリコード化数値の各々を表す出力信号
を発生するスイッチング端子の組合せを示す表である。
数値「１」、「２」及び「４」に対応するスイッチング
端子と共通もしくはグランド端子（「Ｃ」）とが横方向
に表示され、他方数字の出力値０〜７が縦方向に表示さ
れる。「Ｘ」は、閉じた端子を示す。全ての出力値につ
いて、共通端子は常に閉じられていて、そして出力値
「０」の場合に共通端子のみが閉じられることがわか
る。他の出力値「１」〜「７」の場合には、数値
「１」、「２」及び「４」の内の一つまたはそれ以上の
端子が、共通端子とともに閉じられる。「８」の端子
は、関連接触アームが八位置型スイッチにでは動作しな
いよう維持されるので、決して閉じられない。この八位
置型スイッチでは、「１」〜「７」の出力信号のみが使
用される。

【００３０】図１４ａは、回転子が「０」値を出力する
位置に回転されるときの八位置型スイッチでのカム要素
７６、７８とカム従輪６０ａ、６０ｂ、６２ａ、６２ｂ
との並置図を示す。図示されるように、カム従輪６０
ａ、６０ｂ、６２ａ、６２ｂのどれもカム要素７６、７
８のどれともかみ合わされてないため、接触アーム５６
ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂの全てが作動されずに、ス
イッチング端子２８ｂ〜２８ｅの全てを開にしている。

【００３１】図１４ｂでは、回転子３４は、数値「３」
を出力する位置に回転された。この位置のとき、出力値
「１」に対応する外側接触アーム５８ａのカム従輪６２
ａは、外側カム要素の一つによって動作するようにかみ
合う。その結果、スイッチング端子２８ｂが閉じられて
数値「１」を示す出力信号を発生する。同様に、他の外
側接触アーム５８ｂのカム従輪６２ｂは、別の外側カム
要素７８によって動作するようにかみ合ってスイッチン
グ端子２８ｃを閉じ、それによって数値「２」を示す出
力信号を発生する。二つの出力信号の代数和は、数値
「３」を示す。接触アーム５６ａ、５６ｂのカム従輪６
０ａ、６０ｂのどちらも内側カム要素７６のどれともか
み合ってないため、スイッチング端子２８ｄと２８ｅと
を開にしている。

【００３２】図１４ｃは、数値「７」を出力する位置に
回転された回転子３４を示す。この位置のとき、外側接
触アーム５８ａ及び５８ｂいずれのカム従輪６２ａ及び
６２ｂもが、出力カム要素７８によって動作するように
かみ合わされる。それにより、数字の出力値「１」及び
「２」それぞれを示すスイッチング端子２８ｂ及び２８
ｃを閉じる。「４」の値を示すスイッチング端子２８ｄ
に隣接する一方の内側接触アーム５６ｂのカム従輪６０
ｂは、内側カム要素７６の一つによって動作するように
かみ合わされる。その結果、スイッチング端子２８ｄを
閉じて出力信号値「４」を発生する。出力信号「１」と
「２」と「４」との代数和は、「７」となる。他方の内
側接触アーム５６ａのカム従輪６０ａは、内側カム要素
７６のどれともかみ合わないままである。そのため、数
値「８」を示す出力信号を表すスイッチング端子２８ｅ
を開にしている。

【００３３】図１５及び１６は、十位置型回転式スイッ
チでの使用するために形成された回転子１３４を例示す
る。回転子１３４は、第一の複数の軸方向に延長する内
側カム要素１７６ａ、１７６ｂと第二の複数の軸方向に
延長する外側カム要素１７８ａ、１７８ｂとを含んでい
る。例示される実施例では、二つの実質的に円錐形の内
側カム要素１７６ａと、軸方向に尖った弓形の尾根よう
な一つの内側カム要素１７６ｂとがある。外側カム要素
は、三つの実質的に円錐形の要素１７８ａと、上述の軸
方向に尖った弓形尾根をもつ二つの要素１７８ｂとを含
んでいる。

【００３４】十位置型スイッチにおいて、回転子１３４
は、上述した八位置型スイッチで使用されるものと同一
のスパイダー４２と共に使用できるが、後述するように
使用される「８」値スイッチング端子２８ｅに結合され
る内側接触アーム５６ａと共に使用できる。八位置型ス
イッチでのように、内側カム要素１７６ａ、１７６ｂ
は、スパイダー４２の中心と内側カム従輪６０ａ、６０
ｂとの間の第一半径距離に等しい第一半径距離だけ回転
子中心から離されていて、そして外側カム要素１７８
ａ、１７８ｂは、スパイダー４２の中心と外側カム従輪
６２ａ、６２ｂとの間の第二半径距離に等しい第二半径
距離だけ回転子中心から離されている。かくして、回転
子が回転されると、内側カム要素１７６ａ、１７６ｂ
は、所定のシーケンスで内側カム従輪６０ａ、６０ｂと
動作するようにかみ合い、他方外側カム要素１７８ａ、
１７８ｂも図１６に示されるように外側カム従輪６２
ａ、６２ｂと同様にかみ合う。

【００３５】十位置型スイッチの追加的なカム要素は、
（八位置型スイッチと比較すると）二つの追加的な出力
信号値「８」及び「９」を発生することが必要である。
これら出力値の両方が出力信号値「８」に対応するスイ
ッチング端子２８ｅを閉じることが必要する。「８」値
のスイッチング端子２８ｅを閉じることは、内側カム要
素１７６ａ、１７６ｂの位置及び形状によって指定され
る所定シーケンスで内側カム要素１７６ａ、１７６ｂを
内側接触アーム５６ａのカム従輪６０ａと動作的にかみ
合せることにより内側カム要素５６ａを作動させること
によって達成される。

【００３６】上述した八位置型スイッチのように、十位
置型スイッチは、接触アームを動作してこれらに関連す
るスイッチング端子を閉じることによって整数値「０」
〜「９」を示す出力信号を発生する。この閉は、カム従
輪についてカム要素の形状と位置によって指定される所
定のシーケンスでカム要素１７６ａ、１７６ｂ、１７８
ａ、１７８ｂとカム従輪６０ａ、６０ｂ、６２ａ、６２
ｂとのかみ合いによって達成される。接触アームによっ
て閉じられる時に、十個のバーナリコード化される数値
のそれぞれを表す出力信号を発生するスイッチング端子
の組合せは、図１７の表に表される（この図１７の形式
は上述の図１３の表と類似している）。図１７から、十
位置型スイッチの時、上述の八位置型スイッチの時のよ
うに、全ての出力値の場合に共通端子が常に閉じられ、
出力値「０」の場合に共通端子のみが閉じられるという
ことが分かる。出力値「１」、「２」、「４」、「８」
の場合には、（共通端子に加えて）これらの値の内から
選択した一つに対応する単一のスイッチング端子のみが
閉じられる。残りの出力値「３」、「５」、「６」、
「７」、「９」の場合には、（共通端子に加えて）二つ
もしくは三つの組み合わせが同時に閉じられ、それによ
って出力信号の代数和が選択値を作る。

【００３７】上の説明から、デバイスの中心からの所定
の半径距離で一つもしくはそれ以上の接触アームを動作
可能にする、接触アーム及びカム要素及びスイッチング
端子の配置を使用することによって（すなわち、共通半
径を分割するカム要素によって）、空間の最適な利用が
達成されるということが理解されるだろう。その結果、
耐久性もしくは信頼性を犠牲にしなくても、これまで実
際的に考えられてきたものより高度な小型化が達成でき
る。

【００３８】さらに、スパイダーをチャンバー内に固定
するための非対称なタブ及びスロットの配置は、チャン
バー内におけるスパイダーの不注意による誤った方向付
けをなくすことよって、本発明に従って構成される非常
に小型化された要素の組立てを容易にする。

【００３９】八つ及び十のバイナリコード化された出力
値をもつ回転式スイッチを本発明の例示的な実施例とし
てここに説明したけれども、本発明の原理が、比較的僅
かの修正で、当業者に容易に暗示させるより多くの出力
値をもつスイッチに応用できることは当業者には理解さ
れるだろう。このようなスイッチを暗示するかもしれな
い修正及び変更は、全て本発明の技術思想に包含される
べきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の回転式スイッチで使用されたタイプ
の固定接触部材の平面図である。

【図２】本発明の好ましい実施例による回転式スイッチ
の断面図である。

【図３】本発明の好ましい実施例で使用されるタイプの
固定接触部材の斜視図である。

【図４】本発明の好ましい実施例で使用されるタイプの
回転子の上面斜視図である。

【図５】八位置型バイナリコード化回転スイッチ用に成
形された図４の回転子の底面図である。

【図６】図４の回転子の正面図である。

【図７】本発明の好ましい実施例で使用されるタイプの
回転子保持用ケーシングの上面斜視図である。

【図８】本発明の好ましい実施例で使用される、電気的
なリード端子の配列がその内部に配置されるハウジング
の上面斜視図である。

【図９】本発明の好ましい実施例による回転式スイッチ
の分解斜視図である。

【図１０】回転子を除去した時のハウジング透視図であ
って、本発明の好ましい実施例で使用される電気リード
端子の平面図である。

【図１１】八位置バイナリコード化回転式スイッチに使
用するために印を付けられた図７の回転子保持用ケーシ
ングの平面図である。

【図１２】図１０の電気リード端子に類似するが、図３
の固定接触部材が載せられた電気リード端子の平面図で
ある。

【図１３】本発明によって構成される八位置型バイナリ
コード化スイッチにおける八つの位置のそれぞれの場合
に作動される接触部材の接触アームの組み合わせを示す
表である。

【図１４】（ａ）は図５に示す底面図に類似するが図３
の固定接触部材が載せられた回転子の底面図であって接
触部材に対する回転子の位置が数値「０」もしくは
「８」に対応する回転子の底面図である。（ｂ）は
（ａ）に類似するが回転子が数値「３」に対応する位置
に回転されている底面図である。（ｃ）は（ａ）及び
（ｂ）に類似するが回転子が数値「７」に対応する位置
に回転されている底面図である。

【図１５】十位置型バイナリコード化スイッチで使用す
るために形成された回転子の底面図である。

【図１６】図１５の回転子の底面図であるが、図３固定
接触部材が載せられて示され、接触部材に対する回転子
の位置が数値「０」もしくは「１０」に対応する回転子
の底面図である。

【図１７】本発明によって構成される十位置型バイナリ
コード化スイッチにおける十個の位置のそれぞれの場合
に作動される接触部材の接触アームの組み合わせを示す
表である。

【符号の説明】

２０回転式スイッチ２２熱可塑性ハウジング２４リード線枠２６チャンバー２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅスイッチン
グ端子３０肩３２Ｏ−リング３４、１３４回転子３６ａ、３６ｂリップ３８ａ、３８ｂスロット４０ボス４２スパイダー４４ａ、４４ｂスパイダー端部４６対のタブ４８単一タブ５０中心接触指５６ａ、５６ｂ内側接触アーム５８ａ、５８ｂ外側接触アーム６０ａ、６０ｂ内側接触アームの従輪用突出部６２ａ、６２ｂ外側接触アームの従輪用突出部６４接点６６回転子の側壁６８回転子の中央領域７０回転子の直径スロット７２回転子の円周フランジ７４回転止め用溝７６、１７６ａ、１７６ｂ内側カム要素７８、１７８ａ、１７８ｂ外側カム要素８０ケーシング８２ケーシング上部８４ケーシングの中央開口部８６ケーシングの側部８８ハウジングの側壁９０ケーシングの窓９２係止用突起９４リップ９６弓形孔９８弓形ストリップ１００回転止め用突起１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ
出力リード線

フロントページの続き (72)発明者ポール・ガツィンガーアメリカ合衆国カリフォルニア州モレノバリー、モールトビー・アベニュー29124

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開放上端部をもつチャンバーを画定する
ハウジングと、前記チャンバー内で露出されるように前記ハウジング内
に固定される複数のスイッチング端子と、前記スイッチング端子に隣接する前記チャンバー内に固
定される実質的に平坦な接触部材であって、前記スイッ
チング端子の内の一つと電気接触する中央の共通接触指
と、前記接触部材の平面から軸方向に個々で動くことが
できて前記スイッチング端子の内の一つと電気接触する
ように互いに離される複数のスプリング接触アームとを
もつ前記接触部材と、前記接触アームの各々にあるカム従輪要素と、前記チャンバー内に回転可能なように取付けられ、頂面
と底面とをもち、前記接触部材の中心と少なくともほぼ
一致する回転軸をもつ回転子と、前記回転子が前記チャンバー内で回転されるに従って所
定のシーケンスで動作して前記カム従輪要素とかみ合う
ことができるように前記回転子の底面から軸方向に延在
する複数のカム要素と、から構成されることを特徴と
し、前記接触アームの内の少なくとも二つが前記接触部材の
中心から第一距離だけ等距離で離される各前記カム従輪
要素をもち、前記カム要素の内の少なくとも一つが前記
第一距離に等しい前記回転軸からの半径距離に位置し、それによって、カム要素とカム従輪要素との間の動作的
なかみ合いが、前記かみ合わされたカム従輪要素が配置
されている前記接触アームを軸方向に動かして前記スイ
ッチング端子の内の関連する一つと電気接触する、回転
式スイッチ。
【請求項２】前記等距離のカム従輪要素が前記接触部
材の中心を挟んで直径方向で反対側にある請求項１に記
載の回転式スイッチ。
【請求項３】前記回転子の頂面には複数の放射状回転
止め用溝があり、そして前記スイッチは、前記チャンバ
ー内に前記回転子を保持するために前記ハウジング内に
固定され、前記回転子の頂面の実質部分が露出される円
形開口部を含んでいる回転子保持手段と、前記回転子が回転されるに従って回転止め用溝のそれぞ
れで連続的にかみ合うための、前記回転子保持手段にあ
る回転止め手段とをさらに有する請求項１に記載の回転
式スイッチ。
【請求項４】前記接触アームの各々が独自のバイナリ
ビットを表わし、前記スイッチング端子の各々が前記接
触アームの内の独自の一つと結合されると、それによっ
て、各接触アームとその結合されるスイッチング端子と
の間の電気接触の形成が前記接触アームによって表わさ
れるバイナリビットを示す出力信号を発生する請求項１
に記載の回転式スイッチ。
【請求項５】前記接触部材が、各々が前記接触部材の中心から第一距離に位置するカム
従輪要素をもつ第一の対の接触アームと、各々が前記接触部材の中心から第一距離よりも大きな第
二距離に位置するカム従輪要素をもつ第二の対の接触ア
ームと、を有する請求項４に記載の回転式スイッチ。
【請求項６】前記接触部材が直径方向に対峙する第一
及び第二の端部をもち、前記第一の対の接触アームが前
記第一端部から第二端部の方へ延在し、前記第二の対の
接触アームが前記第二端部から第一端部の方へ延在する
請求項５に記載の回転式スイッチ。
【請求項７】前記複数のカム要素が、前記第一の対の
接触アームの前記カム従輪に動作してかみ合うことがで
きる第一の複数のカム要素であり、前記第二の対の接触アームの前記カム従輪要素に動作し
てかみ合うことができるように前記回転子の前記底面か
ら軸方向に延在する第二の複数のカム要素を、さらに有
する請求項５に記載の回転式スイッチ。
【請求項８】前記複数のスイッチング端子が、前記第一の対の接触アームの内の第一の接触アームのカ
ム従輪要素が一つのカム要素によって動作するようにか
み合わされる時、前記第一の対の接触アームの内の第一
の接触アームによって接触されて、その接触時に第一出
力信号を発生するように配置される第一スイッチング端
子と、前記第二の対の接触アームの内の第一の接触アームのカ
ム従輪要素が一つのカム要素によって動作するようにか
み合わされる時、前記第二の対の接触アームの内の第一
の接触アームによって接触されて、その接触時に第二出
力信号を発生するように配置される第二スイッチング端
子と、前記第二の対の接触アームの内の第二の接触アームのカ
ム従輪要素が一つのカム要素によって動作するようにか
み合わされる時、前記第二の対の接触アームの内の第二
の接触アームによって接触されて、その接触時に第三出
力信号を発生するように配置される第三スイッチング端
子と、共通接触指によって接触されるように配置される共通ス
イッチング端子と、を有する請求項７に記載の回転式ス
イッチ。
【請求項９】前記第一の対の接触アームの内の第二の
接触アームのカム従輪要素が一つのカム要素によって動
作するようにかみ合わされる時、前記第一の対の接触ア
ームの内の第二の接触アームによって接触されて、その
接触時に第四出力信号を発生するように配置される第四
スイッチング端子を更に有する請求項８に記載の回転式
スイッチ。
【請求項１０】前記チャンバーは実質的に環状の壁面
によって画定され、そして前記スイッチは、さらに前記
接触部材と前記壁面との間で共同してかみ合うことがで
き、前記接触部材が回転するのを制限しかつ前記チャン
バー内で接触部材の単一方向のみを許容するための接触
部材保持手段を有する請求項６に記載の回転式スイッ
チ。
【請求項１１】前記接触部材保持手段が、前記接触部材の第一端部から延在する第一タブと、前記接触部材の第二端部から延在する一対の非対称的な
第二タブと、前記第一タブを収容するための、前記壁面にある第一タ
ブ収容手段と、前記第二タブを収容するための、前記壁面にある第二タ
ブ収容手段と、とからなる請求項１０に記載の回転式ス
イッチ。
【請求項１２】開放上端部をもつチャンバーを画定す
るハウジングと、前記チャンバー内で露出されるように前記ハウジング内
に固定される複数のスイッチング端子と、中央部と該中央部を挟んで対峙する第一端部及び第二端
部とをもち、前記スイッチング端子に隣接する前記チャ
ンバー内に固定される実質的に平坦な接触部材と、前記接触部材から延在し、ほぼ中心から軸方向に離され
ている端部を持ち、前記スイッチング端子の内の一つと
電気接触する中央の共通接触指と、前記接触部材の第一端部から第二端部へ延在し、それぞ
れは接触部材の平面から軸方向に個々に移動可能で第一
の対の前記スイッチング端子の内の関連する端子と電気
接触する、第一の対のスプリング接触アームと、前記接触部材の第二端部から第一端部へ延在し、それぞ
れは接触部材の平面から軸方向に個々に移動可能で第二
の対の前記スイッチング端子の内の関連する端子と電気
接触する、第二の対のスプリング接触アームと、前記接触アームの各々にあるカム従輪要素と、前記チャンバー内に回転可能なように取付けられ、頂面
と底面とをもち、前記接触部材の中心と少なくともほぼ
一致する回転軸をもつ回転子と、前記回転子が前記チャンバー内で回転されるに従って所
定のシーケンスで作動して前記カム従輪要素とかみ合う
ことができるように前記回転子の底面から軸方向に延在
する複数のカム要素と、から構成されることを特徴と
し、前記第一及び第二の対の接触アームの内の少なくとも一
つが前記接触部材の中心から第一距離だけ等距離で離さ
れるそれぞれのカム従輪要素をもち、前記カム要素の内
の少なくとも一つが前記第一距離に等しい前記回転軸か
らの半径距離に位置し、それによって、カム要素とカム従輪要素との間の動作的
なかみ合いが、前記かみ合わされたカム従輪要素が配置
されている前記接触アームを軸方向に動かして前記スイ
ッチング端子の内の関連する一つと電気接触する、回転
式スイッチ。
【請求項１３】第一の対の接触アームの各々と第二の
対の接触アームの各々とは、前記接触部材の中心を挟ん
で反対側にある請求項１２に記載の回転式スイッチ。
【請求項１４】前記第一の対の接触アームの前記カム
従輪要素が前記接触部材の中心から前記第一距離だけ等
距離で離され、前記第二の対の接触アームの前記カム従
輪要素が前記接触部材の中心から前記第一距離より大き
な第二距離だけ等距離で離され、請求項１３に記載の回
転式スイッチ。
【請求項１５】前記回転子の頂面には複数の放射状回
転止め用溝があり、そして前記スイッチは、前記チャン
バー内に前記回転子を保持するために前記ハウジング内
に固定され、前記回転子の頂面の実質部分が露出される
円形開口部を含んでいる回転子保持手段と、前記回転子が回転されるに従って回転止め用溝のそれぞ
れで連続的にかみ合うための、前記回転子保持手段にあ
る回転止め手段とをさらに有する請求項１２に記載の回
転式スイッチ。
【請求項１６】前記接触アームの各々が独自のバイナ
リビットを表わし、前記スイッチング端子の各々が前記
接触アームの内の独自の一つと結合されると、それによ
って、各接触アームとその結合されるスイッチング端子
との間の電気接触の形成が前記接触アームによって表わ
されるバイナリビットを示す出力信号を発生する請求項
１２に記載の回転式スイッチ。
【請求項１７】前記複数のカム要素が、前記第一の対
の接触アームの前記カム従輪に動作してかみ合うことが
できる第一の複数のカム要素であり、前記第二の対の接触アームの前記カム従輪要素に動作し
てかみ合うことができるように前記回転子の前記底面か
ら軸方向に延在する第二の複数のカム要素を、さらに有
する請求項１２に記載の回転式スイッチ。
【請求項１８】前記複数のスイッチング端子が、前記第一の対の接触アームの内の第一の接触アームのカ
ム従輪要素が一つのカム要素によって動作するようにか
み合わされる時、前記第一の対の接触アームの内の第一
の接触アームによって接触されて、その接触時に第一出
力信号を発生するように配置される第一スイッチング端
子と、前記第二の対の接触アームの内の第一の接触アームのカ
ム従輪要素が一つのカム要素によって動作するようにか
み合わされる時、前記第二の対の接触アームの内の第一
の接触アームによって接触されて、その接触時に第二出
力信号を発生するように配置される第二スイッチング端
子と、前記第二の対の接触アームの内の第二の接触アームのカ
ム従輪要素が一つのカム要素によって動作するようにか
み合わされる時、前記第二の対の接触アームの内の第二
の接触アームによって接触されて、その接触時に第三出
力信号を発生するように配置される第三スイッチング端
子と、共通接触指によって接触されるように配置される共通ス
イッチング端子と、を有する請求項１２に記載の回転式
スイッチ。
【請求項１９】前記複数のスイッチング端子は、前記
第一の対の接触アームの内の第二の接触アームのカム従
輪要素が一つのカム要素によって動作するようにかみ合
わされる時に前記第一の対の接触アームの内の第二の接
触アームによって接触されて、その接触時に第四出力信
号を発生するように配置される第四スイッチング端子を
更に有する請求項１８に記載の回転式スイッチ。
【請求項２０】前記チャンバーは実質的に環状の壁面
によって画定され、そして前記スイッチは、さらに前記
接触部材と前記壁面との間で共同してかみ合うことがで
き、前記接触部材が回転するのを制限しかつ前記チャン
バー内で接触部材の単一方向のみを許容するための接触
部材保持手段を有する請求項１２に記載の回転式スイッ
チ。
【請求項２１】前記接触部材保持手段が、前記接触部材の第一端部から延在する第一タブと、前記接触部材の第二端部から延在する一対の非対称的な
第二タブと、前記第一タブを収容するための、前記壁面にある第一タ
ブ収容手段と、前記第二タブを収容するための、前記壁面にある第二タ
ブ収容手段と、とからなる請求項２０に記載の回転式ス
イッチ。