JP2008047317A

JP2008047317A - スイッチ

Info

Publication number: JP2008047317A
Application number: JP2006219315A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Inuyama; 勤犬山
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: JP4853171B2

Abstract

【課題】コイルバネ方式のスイッチング機構を利用しながら、ワイピング動作を可能にしたスイッチを提供する。
【解決手段】スイッチング機構６を、遊端部に可動接点２２を備えた可動片１７と、端子２に連結されるとともに可動片１７の基端を揺動可能に支持する受け部材１３と、他の端子３，４に連結されるとともに可動片１７の遊端部に対向する固定接点２３，２４を備えた固定片１４，１５と、受け部材１３に揺動可能に支持されてアクチュエータ７で揺動操作される作動片１９と、該作動片１９と可動片１７とに亘って架設したコイルバネ２１とで構成し、コイルバネ２１の張力変化によって可動片１７の遊端部が可動片長手方向に変位することを許容する変位許容部Ｅを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の機械装置や各種設備において、作動部材の位置検出などに好適なマイクロスイッチ、リミットスイッチあるいは押しボタンスイッチなどのスイッチに関する。

スイッチ、例えば、マイクロスイッチとしては、スイッチケース内にスイッチング機構を組み込み、アクチュエータとしての押しボタンの変位作動によってスイッチング機構における可動片をスナップ作動させて、端子間の導通切換えを行うように構成したものが、広く活用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２１５７５１号公報

かかるマイクロスイッチには、遊端部に可動接点を備える可動片を、弾性変形しない剛性材料で形成し、この可動片に、コイルバネを作用させ、コイルバネの伸縮によって可動片をスナップ作動させ、端子間の導通切換えを行うように構成したものがある。

かかるコイルバネ方式のスイッチング機構は、コイルバネの弾性特性を管理することが比較的容易であるとともに、組み付け時にコイルバネを不用意に塑性変形させてしまうおそれもほとんどなく、製作が比較的容易であるが、剛性の大きい可動片を使用しているために、スナップ作動によって接点切換えを行う際に、可動片の遊端部に備えた可動接点が、固定接点の表面に対して、相対摺動する、いわゆるワイピング動作を行うことができず、接点の溶着の進行を未然に回避することが出来ず、このため、接点材料として、硬度や溶融温度が高い高価な材料を使用せざるを得ないという課題がある。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、製作が容易なコイルバネ方式のスイッチング機構を利用しながら、ワイピング動作を可能にしたスイッチを提供することを目的とする。

（１）本発明のスイッチは、スイッチング機構の可動片をアクチュエータの変位作動によってスナップ作動させて、端子間の導通切換えを行うよう構成したスイッチにおいて、前記スイッチング機構を、遊端部に可動接点を備えた前記可動片と、端子に連結されるとともに可動片の基端を揺動可能に支持する受け部材と、他の端子に連結されるとともに前記可動片の遊端部に対向する固定接点を備えた固定片と、前記受け部材に揺動可能に支持されて前記アクチュエータで揺動操作される作動片と、該作動片と前記可動片とに亘って架設したコイルバネとで構成し、前記コイルバネの張力変化によって可動片の遊端部が可動片長手方向に変位することを許容する変位許容部を備えている。

本発明によると、可動片が上下にスナップ作動して接点切換えを行う際、コイルバネが変形してバネ張力が変化することで変位許容部がわずかに作動し、これによって可動片の遊端側が可動片長手方向に変位し、可動接点の固定接点に対する相対摺動（ワイピング動作）が行われ、接点間の溶着が未然に回避される。

（２）本発明のスイッチの他の実施形態では、前記可動片の基端と該可動片への前記コイルバネの連結点との間に前記変位許容部を備えている。

この実施形態によると、可動片の基端を受け部材に支持させてその位置を固定した状態で、可動片の遊端側だけを可動片長手方向に変位させるので、可動片の位置姿勢が安定されて、的確なスナップ作動が行われる。

（３）本発明のスイッチの好ましい実施形態では、前記可動片の全体をバネ板材で形成し、該可動片の基端と可動片への前記コイルバネの連結点との間に屈曲部を形成し、この屈曲部を前記変位許容部としている。

この実施形態によると、変位許容部としての屈曲部をバネ張力によって弾性変形させることで屈曲部より遊端側をその長手方向に変位させることが可能となり、可動片の素材設定および簡単な形状変更によって所期の機能を得ることができる。

この場合、屈曲部自体の形状精度は、可動接点と固定接点との接触位置に影響がでる程度で、可動片のスナップ作動に直接大きくかかわることはなく、可動片の製作および組み付けは容易に行える。

（４）本発明のスイッチの他の実施形態では、前記受け部材に前記可動片の基端を係止する受け片を設け、この受け片を弾性変形可能に構成して前記変位許容部としている。

この実施形態によると、例えば、受け部材をバネ板材で構成することで、変位許容部としての受け片をバネ張力によって弾性変形させることで可動片全体をその長手方向に変位させることが可能となり、受け部材の素材変更および簡単な形状変更によって所期の機能を得ることができる。

本発明によれば、製作が容易なコイルバネ方式のスイッチング機構を利用しながら、ワイピング動作が可能となり、従来のような高価な接点材料を用いる必要がなく、コストの低減を図ることができる。

以下、図面によって、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１に、本発明に係るマイクロスイッチの縦断正面図が、また、図２に、端子カバー８を外した状態であって、その内部を露出させた状態の斜視図がそれぞれ示されている。

このマイクロスイッチは、絶縁樹脂材からなるベース１、ベース１にインサート固定された３本の端子２，３，４、ベース１に外嵌装着された樹脂製のカバーケース５、ベース１とカバーケース５とで囲まれた空間に組み込まれたスナップ作動式のスイッチング機構６、カバーケース５にスライド出退可能に装着されたアクチュエータとしての樹脂製の押しボタン７、ベース１の下部に脱着可能に外嵌装着された樹脂製の端子カバー８、端子カバー８の一端に装着されるゴム製の導線シール９、等で構成されている。

各端子２，３，４はベース１の成形時にインサート固定されており、その外端部に装着した端子ネジ１０，１１，１２によって外部導線を接続するようになっている。

スイッチング機構６は、コモン端子となる端子２の内端部にカシメ付け連結された黄銅製厚板材からなる受け部材１３、常閉端子となる端子３の内端部にカシメ付け連結された黄銅製厚板材からなる固定片１４、常開端子となる端子４の内端部にカシメ付け連結された黄銅製厚板材からなる固定片１５、受け部材１３の前端から屈曲起立された受け片１３ａの前向きノッチ１６に後端が係止された平面形状が二股状の可動片１７、受け部材１３の基部から屈曲起立された左右一対の支持突片１３ｂの後向きノッチ１８に後端が係止されたステンレス鋼からなる作動片１９、および、この作動片１９の前端部と可動片１７の長手方向中間箇所に設けたバネ連結孔２０とに亘って張設されたステンレス鋼からなるコイルバネ２１、で構成されている。

一対の固定片１４，１５は、図１に示す前向きノッチ１６との係止点ｐを支点にして上下揺動可能な可動片１７の遊端部に上下から対向するよう配備されるとともに、可動片１７の遊端に備えた上下の可動接点２２に対向する固定接点２３，２４が各固定片１４，１５に設けられており、可動片１７が上下に揺動して可動接点２２が固定接点２３あるいは固定接点２４に接触されることで、端子２と端子３の導通状態、あるいは、端子２と端子４の導通状態が得られるようになっている。

押しボタン７は、その内端が作動片１９の遊端部位に上方から対向するよう配備されており、押しボタン７を外部から押し込み変位させることで、作動片１９が、図１に示す後向きノッチ１８との係止点ｑを支点にして下方に揺動されるようになっている。なお、カバーケース５のボタン装着部と押しボタン７とに亘ってゴム製のシール２５が装着され、スイッチ内への塵埃あるいは液体の侵入が阻止されている。

スイッチング機構６は以上のように構成されており、押しボタン７に押し込み外力が働かない通常時には、図１および図３（ａ）に示すように、初期張力をもって架設されたコイルバネ２１の張力によって、作動片１９の係止点ｑ、作動片１７のバネ受け点ｒ、および、可動片１７のバネ受け点ｓが一直線上に位置される。この時、作動片１９のバネ受け点ｒが、可動片１７の係止点ｐと可動片１７のバネ受け点ｓを通る仮想線Ｌより上方に位置することになり、可動片１７は係止点ｐを支点にして上向きに揺動され、可動片１７の可動接点２２が固定片１４の固定接点２３に押圧接触されて端子２と端子３が導通された状態で安定している。

図３（ａ）に示す状態から、押しボタン７が外力によって押し込み変位されると、作動片１９が係止点ｑを中心に下方に揺動され、コイルバネ２１は伸ばされつつ可動片１７のバネ受け点ｓを中心に下方に揺動される。作動片１９のバネ受け点ｒが、可動片１７の係止点ｐとバネ受け点ｓとを通る仮想線（死点）Ｌを下方に通過したとたん、コイルバネ２１の張力によって可動片１７に与えられる揺動作用が上向きから下向きに反転し、可動片１７は瞬時に下方揺動されて可動接点２２が固定片の固定接点２４に接触導通され、一瞬にして接点切換えが行われる。

押しボタン７の押し込み操作が解除されると作動片１９は自由状態となり、コイルバネ２１の張力によって、作動片１９の係止点ｑ、作動片１９のバネ受け点ｒ、および、作動片１７は安定位置である上方に揺動され、作動片１９のバネ受け点ｒが前記死点を上方に通過することで、可動片１７は再び上方への揺動作用を受け、図１に示す元の姿勢に復帰されて接点切換えが行われる。

以上の構成は、コイルバネを用いてスナップ作動を行わせる仕様のマイクロスイッチと基本的には変わるところはないが、この実施形態では、前記可動片１７に以下のような改造が施されている。

すなわち、この実施形態では、前記可動片１７がリン青銅やベリリウム銅などを素材とする板バネを打抜きプレス加工して形成されており、図４，図５に示すように、受け部材１３の受け片１３ａに係止される可動片１７の基端と前記バネ連結孔２０との間が山形に屈曲されている。この屈曲部１７ａが、弾性屈曲することで遊端部に備えた可動接点２２を可動片長手方向に変位させる変位許容部Ｅとされている。

この構成によると、可動片１７が上下にスナップ作動して接点切換えを行う際、コイルバネ２１の張力が変化することで可動片１７の変位許容部Ｅがわずかに伸縮し、これによって可動片１７の遊端側が、図５の矢符Ａで示すように、可動片長手方向に変位し、可動接点２２の相手側の固定接点２３，２４に対する相対摺動（ワイピング動作）が行われ、接点間の融着が未然に回避される。

このように、可動片１７がスナップ作動して接点切換えを行う際、コイルバネ２１の張力変化によって、可動片１７が伸縮してその遊端の可動接点２２が、固定接点２３，２４に対して相対摺動してワイピング動作を行なうので、例えば、高電流が流される接点間の切換えを行う際に、接点間に溶融が発生して軽溶着を起こす現象が生じても、接点同士の上記ワイピング動作によって溶着の進行を未然に回避することができ、従来のような高価な接点材料を使用する必要がなく、コストの低減を図ることができる。また、ワイピング動作によって、接点表面を浄化するセルフクリーニング効果を奏することができる。

（他の実施例）
（１）図６に示すように、前記可動片１７を黄銅製の厚板材で形成するとともに、前記受け部材１３を板バネ材で形成して、可動片１７の基端を係止する前記受け片１３ａを上向き片持ち状の変位許容部Ｅとし、コイルバネ２１によって可動片１７に与えられた長手方向に作用するバネ力の変化によって受け片１３ａが前後に弾性変形することで可動片１７全体がその長手方向に変位し、接点間に相対摺動が行われるように構成して同等の機能を発揮させることもできる。

（２）黄銅製の厚板材からなる可動片１７の基端側に、バネ板材を屈曲してなる変位許容部Ｅをカシメあるいはスポット溶着等によって連結して同等の機能を発揮させることもできる。この場合、バネ板材の板厚や屈曲具合を変えて変位許容部Ｅの弾性変形特性を異なったものにすることで、ワイピング動作特性の異なったスイッチング機構を構成して、通電量の異なったマイクロスイッチに対応させることができる。

（３）上述の各実施例では、マイクロスイッチに適用して説明したけれども、本発明は、マイクロスイッチに限るものではなく、リミットスイッチ、押しボタンスイッチ、その他のスイッチに適用できるものである。

本発明は、マイクロスイッチ、リミットスイッチ、押しボタンスイッチ等の各種のスイッチとして有用である。

マイクロスイッチの縦断正面図である。マイクロスイッチの内部を示す斜視図である。スイッチング機構の要部を拡大した側面図である。可動片の平面図である。可動片の縦断正面図である。他の実施例のマイクロスイッチの縦断正面図である。

符号の説明

２，３，４端子
６スイッチング機構
７アクチュエータ（押しボタン）
１３受け部材
１４，１５固定片
１７可動片
１７ａ屈曲部
１９作動片
２１コイルバネ
２２可動接点
２３，２４固定接点
Ｅ変位許容部

Claims

スイッチング機構の可動片をアクチュエータの変位作動によってスナップ作動させて、端子間の導通切換えを行うよう構成したスイッチにおいて、
前記スイッチング機構を、遊端部に可動接点を備えた前記可動片と、端子に連結されるとともに可動片の基端を揺動可能に支持する受け部材と、他の端子に連結されるとともに前記可動片の遊端部に対向する固定接点を備えた固定片と、前記受け部材に揺動可能に支持されて前記アクチュエータで揺動操作される作動片と、該作動片と前記可動片とに亘って架設したコイルバネとで構成し、
前記コイルバネの張力変化によって可動片の遊端部が可動片長手方向に変位することを許容する変位許容部を備えることを特徴とするスイッチ。
請求項１記載のスイッチにおいて、
前記可動片の基端と該可動片への前記コイルバネの連結点との間に前記変位許容部を備えるスイッチ。
請求項２記載のスイッチにおいて、
前記可動片の全体をバネ板材で形成し、該可動片の基端と可動片への前記コイルバネの連結点との間に屈曲部を形成し、この屈曲部を前記変位許容部とするスイッチ。
請求項１記載のスイッチにおいて、
前記受け部材に前記可動片の基端を係止する受け片を設け、この受け片を弾性変形可能に構成して前記変位許容部とするスイッチ。