CN109155215A - 旋转开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种旋转开关装置包括：端子基部，中心部触点和固定触点固定到该端子基部；旋转操作构件，其可操作以围绕中心部触点旋转；板状可动触点构件，其包括：触点突起部，其与中心部触点在一端处压接，和接触表面，其与固定触点在板厚表面的一个表面的另一端处接触，并且板状可动触点构件保持在旋转操作构件中，以在中心部触点和固定触点之间短接；以及桶型压缩螺旋弹簧，其中一端由形成在旋转操作构件中的弹簧容纳孔的底表面支撑，而另一端与触点突起部和形成接触表面的板厚表面的背表面接触，以将触点突起部和接触表面推向端子基部侧。

Description

旋转开关装置

技术领域

本发明涉及一种旋转开关装置。

背景技术

专利文献1公开了一种旋转开关装置，其中可动触点构件旋转以与固定触点接触。在专利文献1的旋转开关装置中，圆形的第一固定触点部以露出的形式布置在由绝缘材料形成的端子基部的中心部处。第二和第三固定触点部布置成围绕第一固定触点部。

通过由圆筒形螺旋弹簧(由转子保持)形成的接触弹簧将可动触点构件(接触板)推向端子基部侧，并确保与固定触点部的接触压力。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]JP-A-2015-103495

在专利文献1的旋转开关装置中，为了将圆筒形螺旋弹簧保持在直立状态而不倒伏，需要用于容纳圆筒形螺旋弹簧的圆筒形孔。然而，将圆筒形螺旋弹簧插入孔中的操作是麻烦的，因为圆筒形螺旋弹簧的螺旋中心轴线必须与圆筒形孔的中心对齐，然后插入圆筒形螺旋弹簧。特别地，难以通过自动机器插入，并且生产效率差。

发明内容

根据本发明的一个实例，通过改善压缩螺旋弹簧在旋转开关装置中的插入可操作性来提高制造效率。

根据本发明的实例，旋转开关装置包括：端子基部3，中心部触点1和固定触点2固定到该端子基部3；旋转操作构件4，其相对于端子基部3可操作为围绕中心部触点1旋转；板状可动触点构件7，其包括触点突起部5和接触表面6，触点突起部5在板厚表面的一个表面的一端处与中心部触点1压接，接触表面6在板厚表面的该一个表面的另一端处与固定触点2接触，并且可动触点构件7保持在旋转操作构件4中，以便在中心部触点1和固定触点2之间在导通旋转位置处短接；以及桶型压缩螺旋弹簧10，其中一端由形成在旋转操作构件4中的弹簧容纳孔8的底表面9支撑，而另一端与形成有可动触点构件7的触点突起部5和接触表面6的板厚表面的背表面压接，以便将触点突起部5和接触表面6推向端子基部3侧。

在本发明中，桶形压缩螺旋弹簧用于压缩螺旋弹簧10，压缩螺旋弹簧10按压可动触点构件7以将与端子基部3上触点的接触压力施加到可动触点构件7，并且压缩螺旋弹簧10插入旋转操作构件4的弹簧容纳孔8中。桶形压缩螺旋弹簧10具有其中直径在末端处缩小并且随着朝向中心部逐渐扩大的外形，使得当将压缩螺旋弹簧10安装在弹簧容纳孔8上时，易于将末端的缩径部引入弹簧容纳孔8中，并且即使当以倾斜状将压缩螺旋弹簧10引入时，也可将平缓的外形引入到预定位置。因此，容易进行插入操作，并且也容易通过自动机器进行插入操作。

根据本发明的实例，在压缩螺旋弹簧10向可动触点构件7的按压端处的螺旋内径可以形成为小于可动触点构件7的板厚。

通常，通过由压缩螺旋弹簧10的匝数、线径、螺旋直径等确定的弹簧常数，以及挠曲量唯一确定压缩螺旋弹簧10按压的触点之间的接触压力。然而，在按压于可动触点构件7的按压端的螺旋直径大于可动触点构件7在宽度方向上的尺寸(即板厚)的情况下，压缩螺旋弹簧10的线端从可动触点构件7突出。

如果压缩螺旋弹簧10的线端从可动触点构件7突出，则与座面适配在可动触点构件7上方的情况相比，由于有效匝数或自由长度减小，所以弹簧常数变化并且不能获得预定的接触压力。然而，当安装压缩螺旋弹簧10时，是否会发生可动触点构件7的线端从座面突出是由围绕螺旋中心轴线的旋转角所确定的，这不可能控制，因此难以确保预定的接触压力。

接触压力的变化改变触点之间的接触电阻，从而导致输出电位的变化，并且在向可动触点构件7或固定触点2部分中施加抗腐蚀镀层来防止触点腐蚀的情况下，接触压力的过度增加会导致抗腐蚀镀膜的破坏，这又会导致由于触点腐蚀引起的接触电阻的增加，并且还会导致接触不良。

在本发明中，与可动触点构件7抵接的按压端的内径小于可动触点构件7的板厚，压缩螺旋弹簧10的座面能够抵接可动触点构件而不突出，使得弹簧常数不会根据安装状态而改变，并且可以在触点之间提供稳定的接触压力。

结果，例如，将抗腐蚀镀层施加到可动触点构件7和固定触点2，通过低接触压力确保导电性，以防止触点氧化，并取消触点之间用于去除氧化膜的滑动接触。因此，即使在旋转开关装置能够以低电流规格使用的情况下，也可以可靠地防止由于接触压力的过度增加而引起的镀膜剥离。

另外，由于桶型压缩螺旋弹簧10所具有的螺旋部直径大于缩径端的直径，因此与两端均为螺旋直径的圆筒形螺旋弹簧相比，纵横比(L/D，其中L是自由长度，D是螺旋平均直径)可以减小。因此，在操作期间几乎不会发生屈曲现象，并且可以将弹簧指数(D/d，其中d是线径)调整到合适的值以维持良好的可工作性。

根据本发明的一个实施例，底表面可以具有圆形形状，该圆形形状具有与压缩螺旋弹簧10在被支撑端处的螺旋外径基本相同的直径，或者底表面可以具有其中内切该圆形形状的多边形形状，并且，沿开口端逐渐扩开的锥形部11形成在弹簧容纳孔8的底部9中。

通常，在由单个压缩螺旋弹簧10按压的可动触点构件7中，除了按压力作用在通过重心的移动方向上的情况之外，都会产生转矩。因此，触点突起部5和对应于接触表面6的触点之间的接触压力根据作用点的位置而改变。

另外，即使在可动触点构件7的触点突起部5和对应于接触表面6的位置分别被单独的压缩螺旋弹簧10按压的情况下，来自中心部触点1或固定触点2的反作用力也是通过以下两个距离确定的：由压缩螺旋弹簧10施加的按压力的作用线之间的距离；以及每个触点的反作用力作用线和由压缩螺旋弹簧10施加的按压力的作用线之间的距离。因此，如果压缩螺旋弹簧10的作用线的位置不固定，则将引起每个触点处接触压力的变化。

在本发明中，支撑压缩螺旋弹簧10的被支撑端的弹簧容纳孔8的底表面9形成为圆形形状，该圆形形状具有与压缩螺旋弹簧10的被支撑端中的螺旋外径基本相同的直径，或者底表面9形成为具有其中内切有该圆形形状的多边形形状，并且直径沿开口端逐渐扩大或变大。因此，将引入锥形部11中的压缩螺旋弹簧10自然地引导到预设有螺旋中心轴线的位置处。

结果，能够精确地控制压缩螺旋弹簧10的支撑位置(基端位置)，从而对可动触点构件7施加的推动力的作用点不会发生偏差，并且能够在触点之间提供稳定的接触压力。

在这种情况下，弹簧容纳孔8可以形成为约束压缩螺旋弹簧10的最大螺旋直径部分并且限制压缩螺旋弹簧10的倒伏。在这种情况下，由于能够有效地防止压缩螺旋弹簧10的倒伏，因此能够进一步精确地确定镀膜对可动触点构件7的作用位置。

根据本发明的实例，通过改善压缩螺旋弹簧的插入可操作性，能够提高制造效率。

附图说明

[图1]图1是示出转向锁定装置的剖视图。

[图2]图2是点火开关的分解轴测图。

[图3]图3是示出固定触点布置的视图。

[图4]图4是示出在LOCK(锁定)位置处的可动触点构件位置的视图。

[图5]图5(a)是沿图4的线5A-5A截取的剖视图，图5(b)是图5(a)的5B部分的放大图。

[图6]图6(a)是示出在ON(接通)位置可动触点构件的位置的平面图，图6(b)是沿图6(a)的线6B-6B截取的剖视图。

[图7]图7(a)是示出可动触点部件以及示出可动触点部件与压缩螺旋弹簧的位置关系的视图，图7(b)是沿图7(a)中箭头7B方向截取的视图。

[图8]图8(a)是示出自由状态的压缩螺旋弹簧插入弹簧容纳孔的状态的视图，图8(b)是沿图5(b)的线8B-8B截取的剖视图，图8(c)是沿图5(b)的线8C-8C截取的剖视图。

[图9]图9是示出点火开关的触点的导通状态的流程图。

[图10]图10(a)是示出可动触点部件的变形例的平面图，图10(b)是沿图10(a)的线10B-10B截取的剖视图，图10(c)是沿图10(b)的线10C-10C截取的剖视图。

具体实施方式

本发明的旋转开关装置构造为转向锁定装置中使用的点火开关在图1和如下中示出。该实例的转向锁定装置包括容纳在壳体12中的圆筒锁13和连接至圆筒锁13的插塞13a终端的凸轮构件14，并且该转向锁定装置固定至转向柱(未示出)。

壳体12设置有锁定件15，锁定件15在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置，锁定件15在与凸轮构件14的旋转轴相交的方向以预定角度前进和后退并且突出到转向柱中，在解锁位置锁定件15容纳在壳体中。通过压缩弹簧15a向锁定位置的方向推动锁定件15，并且当操作圆筒锁13的插塞13a从锁定旋转位置旋转时，锁定件15从锁定件15被锁定到转向轴的锁定位置移动至锁定件15被释放的解锁位置，并且能够操作转向轴。

另外，点火开关连接至壳体12，使得预定的端子伴随着插塞13a的旋转而导通，并使得车辆的电气系统的供电状态改变。为了将插塞13a的旋转操作传递至点火开关，在壳体12中设置有连接杆16，连接杆16与凸轮构件14啮合并与凸轮构件14一起旋转。

如图2中所示，点火开关包括：开关盒17，开关盒17具有端子基部3，端子基部3在平面图中具有圆形形状；旋转操作构件4，其相对于开关盒17可绕端子基部3的中心旋转；以及开关盖18，其连接至开关盒17以覆盖旋转操作构件4。在从旋转操作构件4的旋转边界表面露出的状态下，中心部触点1和固定触点2布置在由绝缘材料形成的端子基部3中。

中心部触点1和每个固定触点2通过布线被引入开关盒17中。

旋转操作构件4由绝缘材料形成，连接杆16和连接孔4a形成在旋转操作构件4的一个端部处。仅在从START(起动)位置(下面描述)返回ON(接通)位置时，由扭力弹簧19推动旋转操作构件4，并且通过将由棘轮弹簧20推动的卡合球21适配进开关盖18的内壁的槽中，使旋转操作构件4以适当的连接操作角度适度地旋转。

此外，在旋转操作构件4中，具有预定板厚的板状可动触点构件7被保持朝向端子基部3。如图7(a)和7(b)中所示，可动触点构件7包括在一端成V形突起的触点突起部5和在板厚表面另一端的平坦接触表面6，在触点突起部5的末端处形成圆形倒角，以便当可动触点构件7与下文描述的中心部触点1压力接触(压接)时保持良好的接触状态。

如上所述形成的三个平的可动触点构件7用于对应于后面描述的各个固定触点2。镀银作为抗腐蚀的导电工艺被施加到可动触点构件7和各固定触点构件2的表面，以防止在接触表面上发生腐蚀并且提高接触可靠性，而不需要通过高接触压力进行自清洁操作。

由旋转操作构件4保持每个可动触点构件7，并且每个可动触点构件7可沿着图1中的旋转轴(RA)的方向移动，并且如下所述，通过压缩螺旋弹簧10按压触点突起部5和接触表面6的后表面，将可动触点构件7推动到端子基部3的表面侧。

根据该实例的点火开关形成为，当操作插塞13a以LOCK，ON和START位置的顺序旋转时，将从电源端子输入的电源电压输出到+IGN1、+IGN2和START的三个输出端子。图9示出对每个端子的供电操作，通过插塞从LOCK位置到ON位置的移动，以+IGN2端子和+IGN1端子的顺序供电。此后，当插塞旋转到START位置时，首先，停止向+IGN2端子供电，然后除了供电状态保持的+IGN1端子之外，开始向START端子供电。

通过上述可动触点构件7，使布置在端子基部3的中心部处的中心部触点1和布置在中心部触点1周围并连接至+IGN1端子、+IGN2端子和START端子的固定触点2短接来实现上述顺序。

三个固定触点2分别布置在形成于端子基部3中的三个支撑部22的终端位置处。每个固定触点2形成为与支撑部22相交叉的矩形形状，支撑部22相对于端子基部3的中心布置在两个同心圆上，并且如图5(a)和图5(b)中所示，支撑部22支撑处于与固定触点2非接触的状态下的可动触点构件7的接触表面6的角部。此外，在图3中，支撑部22由剖面线示出。

在支撑部22上处于骑行状态的可动触点构件7的接触表面6被保持在以下位置处：高于在图6(b)所示的接触表面6骑行在固定触点2上的状态下的接触表面6的中心触点的高度。

如上所述，在可动触点构件7不与固定触点2接触的非接触状态下，支撑部22支撑与可动触点构件7的触点突起部5相对的端部，并充当在可动触点构件7水平旋转操作时的行进路径。

此外，中心部触点1、固定触点2和支撑部22形成为浮岛形状，这些浮岛的周边由凹部22围绕，并且限制磨损粉末(在固定触点2之间和在支撑部22与固定触点2之间)与由于电弧放电引起的熔融飞沫的凝固粉末的传播。

当操作可动触点构件7以沿图4中的顺时针方向从图4和图5所示的非导通状态旋转时，可动触点构件7以支撑部22的接触部分作为滑动部分在支撑部22上行进，然后骑行在形成在支撑部22的终端处的倾斜表面22a上。倾斜表面22a形成为高度逐渐降低变成低背(low back)，移动到倾斜表面22a的可动触点构件7垂直旋转到水平姿势附近，同时减小垂直旋转角度并落在固定触点2上，如图6(a)和6(b)中所示。

如图7(b)中所示，可动触点构件7的接触表面6在正视图中形成为V形，从而平滑地进行向固定触点2的下落或从固定触点2至支撑部22的移动。

如果可动触点构件7在中心部触点1中的滑动轨迹彼此重叠，则重叠部分处磨损的概率增加。为了防止这种情况，如图6(a)中的点划线所示，与+IGN1端子接触和断开的可动触点构件7以及与+IGN2端子接触和断开的可动触点构件7(旋转范围彼此重叠)沿在中心部触点1上具有不同直径的弧(AC1和AC2)移动。

如图8(a)至8(c)中所示，可动触点构件7适配到形成在旋转操作构件4中的触点安装槽23中。适配到触点安装槽23中的可动触点构件7通过插入弹簧容纳孔8(其贯通触点安装槽23)中的压缩螺旋弹簧10按压触点突起部5和相对于板厚表面(在其上形成接触表面6)的后表面，以通过固定触点2将接触压力施加到可动触点构件7。

如图8(a)中所示，压缩螺旋弹簧10是一种桶形压缩螺旋弹簧，其在中心部处具有较大螺旋直径，并且螺旋直径至两端逐渐减小，并且两端处的螺旋直径是相同的，以便能够以反转姿态使用。

在压缩螺旋弹簧10与固定触点2或中心部触点1的压力接触状态下(图8(b)中的状态)，调节压缩螺旋弹簧10的弹簧常数以超过接触压力，使得接触电阻值相对于低电流导通而言足够低，并且该弹簧常数等于或小于会导致在滑动期间发生镀膜剥离的接触压力。

另外，因为螺旋直径改变，所以桶形压缩螺旋弹簧10的弹簧常数是非线性的，但是在具有基本上呈现线性的大螺旋直径的中心部附近的使用挠曲区域。

如图7(a)中所示，压缩螺旋弹簧10在末端部处的螺旋内径形成为小于可动触点构件7的板厚，并且相对于可动触点构件7的按压端被保持而没有突出到可动触点构件7的板厚表面上。

结果，当按压可动触点构件7时，消除了改变弹簧常数的因素(因素例如由按压端从可动触点的板厚表面突出的线端引起的有效匝数的损失)。

如图8(a)至8(c)中所示，锥形部11形成在弹簧容纳孔8的底部，并且压缩螺旋弹簧10的另一侧上的端部(被支撑端)被支撑在底表面9上。底表面9形成为与压缩螺旋弹簧10的被支撑端相同的圆形形状，底表面9具有与压缩螺旋弹簧10的被支撑端的螺旋外径基本相同的直径。

另外，锥形部11的壁面由锥形表面形成，该锥形表面随着朝向开口端而直径逐渐扩大，并且上端(即弹簧容纳孔8)的直径略大压缩螺旋弹簧10的最大外径。

此外，如图8(b)中所示，锥形部11的深度设置为这样的程度：当压缩螺旋弹簧10的挠曲量变为最大并且压缩螺旋弹簧10的最大外径和其附近区域接近底表面9时，侧壁不与压缩螺旋弹簧10的外周接触。

因此，在该实例中，当压缩螺旋弹簧10插入弹簧容纳孔8中时，压缩螺旋弹簧10由锥形部11的侧壁引导，并且被支撑端被引导至弹簧容纳孔8预先设定的中心位置。在这种状态下，由于最大直径部在横向上的移动由弹簧.容纳孔8的侧壁限制，因此防止了过度倾斜。

结果，压缩螺旋弹簧10的抵靠可动触点构件7的抵接部的位置和与转动操作件4接触的支撑端的位置是恒定的，使得压缩螺旋弹簧10的挠曲量(即推动力的大小)可以被精确控制。

在该实例中，压缩螺旋弹簧10的按压力施加到与可动触点构件7的触点突起部5和接触表面6对应的两个位置，使得当每个压缩螺旋弹簧10施加的推动力的作用位置变化时，中心部触点1和固定触点2之间的接触压力的分布变化，另一方面，有可能由于过大的接触压力引起镀膜的剥离以及由于接触压力不足导致导通故障等。

另一方面，在该实例中，由于相对于可动触点构件7的负荷点和负荷的大小是恒定的，因此可以获得在触点处预先设置的接触压力。

另外，在压缩螺旋弹簧10插入弹簧容纳孔8中的情况下，由于端部的螺旋直径小于弹簧容纳孔8的直径，并且压缩螺旋弹簧10在插入期间被引导，所以容易进行插入操作。

此外，在上面的描述中，示出了弹簧容纳孔8的底表面9形成为圆形的情况。可选的，在压缩螺旋弹簧10的支撑端处设置为外接螺旋外径的多边形，或者，肋或类似物在于外接的多边形和螺旋外周之间的接触点位置处从底表面9中直径大于螺旋外径处(即内接多边形的顶点位置)突出，使得可以通过肋末端限制支撑端的移动。

另外，在上面的描述中，示出了可动触点构件7由压缩螺旋弹簧10按压的部分形成为平坦表面的情况。但是，如图10(a)至10(c)中所示，也可以形成用于适配压缩螺旋弹簧10的按压端的适配凹部24。在这种情况下，除了弯曲的锥形表面之外，适配凹部24也可以是直线状倾斜表面，如图10(a)中的点划线所示。

[附图标记列表]

1 中心部触点

2 固定触点

3 端子基部

4 旋转操作构件

5 触点突起部

6 接触表面

7 可动触点构件

8 弹簧容纳孔

9 底表面

10 压缩螺旋弹簧

11 锥形部

Claims (4)

1.一种旋转开关装置，其包括：

端子基部，中心部触点和固定触点固定到所述端子基部；

旋转操作构件，其相对于所述端子基部可操作为围绕所述中心部触点旋转；

板状的可动触点构件，其包括：触点突起部，其在板厚表面中的一个表面的一端处与所述中心部触点压接；和接触表面，其在所述板厚表面的该一个表面的另一端处与所述固定触点接触，并且所述可动触点构件保持在所述旋转操作构件中，以便在所述中心部触点和所述固定触点之间在导通旋转位置处短接；以及

桶型的压缩螺旋弹簧，其中一端由形成在所述旋转操作构件中的弹簧容纳孔的底表面支撑，而另一端与形成有所述可动触点构件的所述触点突起部和所述接触表面的板厚表面的背表面压接，以便将所述触点突起部和所述接触表面推向所述端子基部侧。

2.根据权利要求1所述的旋转开关装置，

其中，在所述压缩螺旋弹簧向所述可动触点构件的按压端处的螺旋内径形成为小于所述可动触点构件的板厚。

3.根据权利要求1或2所述的旋转开关装置，

其中，所述底表面具有圆形形状，该圆形形状具有与所述压缩螺旋弹簧在被支撑端处的螺旋外径基本相同的直径，或者所述底表面具有其中内切所述圆形形状的多边形形状，以及，沿开口端逐渐扩开的锥形部形成在所述弹簧容纳孔的底部中。

4.根据权利要求3所述的旋转开关装置，

其中，所述弹簧容纳孔形成为约束所述压缩螺旋弹簧的最大螺旋直径部分并且限制所述压缩螺旋弹簧的倒伏。