JP2008204667A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動接片のバウンシングを低減することができ、アークの発生を抑制して信頼性を向上することが可能なシーソー式スイッチ装置を提供する。
【解決手段】可動接片１９には、連結部材２０が設けられている。連結部材２０は可動接片１９とともに回動し、可動接片１９の回動支点から可動接片１９の長さ方向と直交する方向に一定距離離れた位置に凹部２０ａを有し、この凹部２０ａに操作子２２の一端部としての押圧部材２３の先端部が係合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばシーソー式の可動接片を有するスイッチ装置に係わり、特に、交流電源の開閉に適用されるスイッチ装置に関する。

シーソー式スイッチ装置は、コモン接片に対して回動する可動接片を有し、操作子の操作に応じて、操作子に設けられた押圧部材が可動接片上をスライドする。この押圧部材が可動接片の回動支点（コモン接片）を通過した時点において、可動接片がコモン接片を支点として回動し、スイッチ状態が切り換えられる（例えば特許文献１参照）。

このシーソー式スイッチ装置において、押圧部材は、操作子内に設けられたコイルばねの付勢力により可動接片上に押圧されており、操作子の操作速度に依存せず、押圧部材が可動接片上をスライドしてコモン接片を通過した瞬間に、コイルばねの付勢力により可動接片が回動して固定接点に接触される。このスイッチの切替え動作時に、固定接点に対して可動接片がバウンシングする。このため、固定設定と可動接片の間においてアークが発生し、接点の炭化又は溶着が発生する。接点の炭化又は溶着はスイッチ装置の信頼性を著しく低下させるため、バウンシングの防止対策が望まれている。

交流用途のスイッチ装置において、可動接片のバウンシングを低減するには、固定接片に対する可動接片の接触スピードを低下させればよい。そこで、操作子内に設けられたコイルばねの付勢力を低減することが考えられる。しかし、コイルばねの付勢力を低減した場合、可動接片と固定接点との接触圧を保持することが困難となる。したがって、可動接片のバウンシングを抑制する技術の開発が要望されている。
特開平０５−１９８２３４号公報

本発明は、可動接片のバウンシングを低減することができ、アークの発生を抑制して信頼性を向上することが可能なスイッチ装置を提供しようとするものである。

本発明のスイッチ装置の態様は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられたコモン接片と、前記コモン接片に回動可能に設けられた可動接片と、前記ハウジング内に設けられ、前記可動接片が接触される固定接点と、前記可動接片の回動支点に垂直な線上に回動支点を有し、前記ハウジングに対して回動可能に設けられ、前記ハウジング内の一端部により前記可動接片を操作する操作子と、前記可動接片に設けられて可動接片とともに回動し、前記可動接片の回動支点から可動接片に対して垂直な線上に前記操作子の前記一端部が係合される凹部を有する連結部材とを具備する。

本発明によれば、可動接片のバウンシングを低減することができ、アークの発生を抑制して信頼性を向上することが可能なスイッチ装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１（ａ）（ｂ）は、本実施形態に係るシーソー式スイッチ装置１１を示している。このシーソー式スイッチ装置１１は、２極単投スイッチの場合を示しているが、これに限定されるものではない。２極単投スイッチにおいて、２つのスイッチ機構は同一構成であるため、以下の説明は、一方のスイッチ機構について説明し、他方のスイッチ機構において、同一部分には、同一符号を付し、説明は省略する。

ハウジング１２には、収容部１２ａが設けられている。この収容部１２ａの底部且つ中央部には、コモン接片１３が設けられている。このコモン接片１３の両側に固定接点１４、１５が配置されている。また、コモン接片１３と固定接点１５は電気的に接続されている。これらコモン接片１３、固定接点１４、１５は、それぞれハウジング１２の底部に配置された外部接続端子１６、１７、１８にそれぞれ接続されている。

前記コモン接片１３には、可動接片１９が回動自在に設けられている。この可動接片１９の固定接点１４側端部には、接点１９ａが設けられている。また、可動接片１９の上部且つ中央部には、連結部材２０が設けられている。

図３（ａ）は、連結部材２０を取り出して示す図であり、図３（ｂ）は、可動接片１９を取り出して示す図である。連結部材２０の底部且つ中央部には、突起２０ａが設けられている。この突起２０ａは、可動接片１９の中央部に設けられた開口部１９ａに嵌合される。連結部材２０は、可動接片１９に装着された状態において、可動接片１９と共に回動する。

また、連結部材２０の上部には、凹部２０ｂが設けられている。この凹部２０ｂは、例えば断面が円弧状とされ、この凹部２０ｂには、後述する操作子の一端部を構成する押圧部材の一端部が係合される。この凹部２０ｂは、図１（ａ）に示すように、可動接片１９の回動支点（コモン接片１３の中央部）から可動接片１９の表面に垂直な線ＰＬ１上に形成されている。また、凹部２０ｂの位置は、可動接片１９の回動支点と操作子２２の回動支点のほぼ中央部に位置している。

図１（ａ）（ｂ）に示すハウジング１２には、収容部１２ａを閉塞するフレーム２１が十着されている。このフレーム２１には、操作子２２が回動自在に取着されている。操作子２２の回動支点は、可動接片１９の回動支点、すなわち、コモン接片１３の中央部に垂直な線ＰＬ２上に位置されている。

操作子２２には、凹部２２ａが設けられ、この凹部２２ａ内に操作子の一部を構成する押圧部材２３が出入自在に設けられている。さらに、凹部２２ａ内には、押圧部材２３を凹部２２ａから突出方向に付勢するコイルばね２４が設けられている。押圧部材２３の先端部（操作子の一端部）は、例えば球形状に加工され、この先端部は前記連結部材２０の凹部２０ｂに係合されている。この状態において、押圧部材２３は、コイルばね２４の付勢力により連結部材２０に圧接され、可動接片１９は、連結部材２０と共に回動され、例えば図１（ａ）に示すように、接点１９ａが固定接点１４から離間したオフ状態とされる。

図１（ａ）に示す状態は、押圧部材２３の先端部が可動接片１９の回動支点より図示右側、具体的には、押圧部材２３の先端部が可動接片１９の回動支点に垂直な線ＰＬ２より、図示右側に位置した状態にある。この状態において、可動接片１９の接点１９ａが、固定接点１４から離間したオフ状態となっている。

図１（ａ）に示す状態において、操作子２２をコイルばね２４の付勢力に抗して図示矢印Ｘ方向に回動すると、これに従って、連結部材２０、可動接片１９が操作子２２とは反対の図示矢印Ｙ方向に回動する。この後、操作子２２が図２（ａ）に示す中立位置に到達すると、コイルばね２４の付勢力が最大となる。この中立位置を越えると、コイルばね２４の付勢力により連結部材２０と可動接片１９が図示矢印Ｙ方向に回動し、図２（ｂ）に示すように、接点１９ａが固定接点１４に接触してオン状態となる。

図２（ｂ）に示すオン状態において、操作子２２をコイルばね２４の付勢力に抗して図示矢印Ｙ方向に回動すると、これに従って、連結部材２０、可動接片１９が操作子２２とは反対の図示矢印Ｘ方向に回動する。この後、上記とは反対の動作により、可動接片１９等が動作し、図１（ａ）に示すオフ状態に復帰する。

次に、図４を参照して、上記構成のシーソー式スイッチ装置の動作についてさらに説明する。図４において、図１、図２と同一部分には同一符号を付している。図４に示す点Ｆ（凹部２０ａ）に作用するコイルばね２４の荷重Ｐの分力は、それぞれＡ、Ｂとなる。分力Ａは、可動接片１９の回動支点としてのコモン接片１３から可動接片１９の長手方向に直交する線ＰＬ１上に作用する。押圧部材２３は連結部材２０の凹部２０ａに係合している。このため、操作子２２に対して矢印Ｘ方向の操作力Ｇを加えた場合、操作力Ｇは、点Ｆに直ちに作用し、操作子２２の動作と共に連結部材２０及び可動接片１９が回動する。この後、点Ｆが可動接片１９の回動支点に垂直な線ＰＬ２を越えると、コイルばね２４の付勢力により、連結部材２０と可動接片１９が図示矢印Ｙ方向に回動する。この際、可動接片１９の接点１９ａと固定接点１４との間隔は狭まっている。このため、固定接点１４に対する可動接片１９ａの接触速度が低減される。

これに対して、従来のシーソー式スイッチ装置のように、押圧部材が可動接片上をスライドする場合、図４に点Ｄで示すように、押圧部材が可動接片１９の表面に接している。ここで、コイルばねの付勢力Ｐは、コイルばね２４の付勢力と等しいとする。このような構成の場合、押圧部材（点Ｄ）が可動接片１９上をスライドし、押圧部材が可動接片１９の回動支点を越えるまで可動接片１９は回動しない。押圧部材の先端部が回動支点を越えるとコイルばねの付勢力及び操作力により可動接片１９が回動する。この際、可動接片１９の接点１９ａと固定接点１４との間隔は、オフ状態の間隔のままである。このため、可動接片１９の回動速度が速くなり、固定接点１４に対する接点１９ａの接触速度が速くなる。しかも、最終的な押圧部材の先端部の停止位置と回動支点との距離が大きく、押圧部材の先端部が可動接片に点接触して可動接片を押圧しているため、バウンシングが発生し易くなる。

一方、本実施形態の場合、操作子２２の操作と同時に連結部材２０を介して可動接片１９が回動している。このため、押圧部材２３が回動支点を通過してから接点１９ａが固定接点１４に接触するまでの距離が短く、可動接片１９の回動速度が従来に比べて速くならない。しかも、コイルばね２４の荷重Ｐの分力Ａは、可動接片１９の回動中心に作用し、連結部材２０の底面が可動接片１９に面接触して、可動接片を押圧している。このため、可動接片１９のバウンシングを抑制することができる。

可動接片１９のバウンシングを抑制するための点Ｆの最適位置、すなわち、連結部材２０の凹部２０ａの形成位置は、操作子２２の回動角度、及びコイルばね２４の荷重を一定とした場合、可動接片１９の回動中心上で可動接片の表面と垂直な線ＰＬ１と操作子２２の回動支点から線ＰＬ１に向かって引いた線との交点の位置であり、可動接片１９の回動支点と、操作子２２の回動支点とを結ぶ線のほぼ中央部であることが望ましい。

上記実施形態によれば、可動接片１９に連結部材２０を設け、この連結部材２０の凹部２０ｂに操作子２２の一端部を構成する押圧部材２３の先端部を係合させ、操作子２２の操作に応じて連結部材２０を介して可動接片１９を回動している。このため、スイッチ装置をオフ状態からオン状態に切り替える場合、固定接点１４に対する可動接片１９の速度を低減できるため、接点１９ａを固定接点１４に対して緩やかに接触させることができる。しかも、連結部材２０により固定接点１４及びコモン接片１３に対する可動接片１９の押圧を高めることができるため、可動接片１９のバウンシングを抑制でき、アークの発生を防止できる。したがって、接点の炭化又は溶着を防止してスイッチの信頼性を長期間維持することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論である。

図１（ａ）は、本実施形態に係るシーソー式スイッチ装置の側断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）と異なる側断面図。 図２（ａ）（ｂ）は、図１と異なる動作状態を示す側断面図。 図３（ａ）は、図１に示す連結部材を取り出して示す側面図、図３（ｂ）は、図１に示す可動接片を取り出して示す平面図。 図１に示すシーソー式スイッチ装置の動作を説明するために示す図。

符号の説明

１１…シーソー式スイッチ装置、１２…ハウジング、１３…コモン接片、１４、１５…固定接点、１９…可動接片、２０…連結部材、２０ａ…凹部、２２…操作子、２３…押圧部材、２４…コイルばね。

Claims (2)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられたコモン接片と、
   前記コモン接片に回動可能に設けられた可動接片と、
   前記ハウジング内に設けられ、前記可動接片が接触される固定接点と、
   前記可動接片の回動支点に垂直な線上に回動支点を有し、前記ハウジングに対して回動可能に設けられ、前記ハウジング内の一端部により前記可動接片を操作する操作子と、
   前記可動接片に設けられて可動接片とともに回動し、前記可動接片の回動支点から可動接片に対して垂直な線上に前記操作子の前記一端部が係合される凹部を有する連結部材と
   を具備することを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記凹部の位置は、前記可動接片の回動支点と前記操作子の回動支点を結ぶ線のほぼ中央部に位置することを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。

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