JP2011003496A

JP2011003496A - スイッチ装置

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Publication number: JP2011003496A
Application number: JP2009147573A
Authority: JP
Inventors: Hironari Torii; 寛成鳥居
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2011-01-06
Anticipated expiration: 2029-06-22
Also published as: JP5293962B2

Abstract

【課題】組立作業性がよく、基板とスイッチ部との接続が安定するスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ本体17のカバー25に、ハンドル18を揺動可能に配置する。スイッチ本体17内に、端子36，37、およびハンドル18の揺動に応じて端子36，37間を開閉するスイッチ機構58を有するスイッチ部19を配置する。ケース24とカバー25との間に、オフ表示用のネオン管63を搭載した基板61を挟み込んで保持する。基板61のコイルばね66を端子36，37に圧接させて接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷への通電のオンオフを切り換えるとともに負荷への通電状態に応じた負荷状態表示用の光源を有するスイッチ装置に関する。

従来、例えば照明や換気扇などの負荷への通電のオンオフを切り換える壁スイッチに用いられるスイッチ装置は、スイッチ本体、このスイッチ本体に揺動可能に配置されるハンドル、およびスイッチ本体内に配置されるスイッチ機構を備えている。スイッチ機構は、電源側および負荷側に接続される対の端子、およびハンドルの揺動により可動して対の端子間を開閉するスイッチ機構を有している。

また、スイッチ装置においては、スイッチ機構のオフ状態にあることを点灯表示する表示機構を備えたものがある。この表示機構は、表示用の光源を搭載した基板を有し、この基板と端子側とが電気的に接続されている。

そして、基板は、端子に接続固定されている（例えば、特許文献１参照。）。また、基板がハンドルに取り付けられ、この基板にハンドルの揺動にかかわらず一方の端子に対して常時接続される常接用板ばね、およびハンドルの揺動に応じて他方の端子に対して接離可能な開閉用板ばねがそれぞれ取り付けられており、ハンドルを揺動させてスイッチ機構をオフさせれば、開閉用板ばねが他方の端子に接触して光源が点灯し、一方、ハンドルを揺動させてスイッチ機構をオンさせれば、開閉用板ばねが他方の端子から離反して光源が消灯する（例えば、特許文献２参照。）。

特許第２６５８８９２号公報（第４頁、図１１）特開２００３−２８８８２３号公報（第５頁、図１−２、図８）

しかしながら、表示機構の基板が端子に接続固定される構成では、基板と端子との電気的および機械的な接続を確実にするために、スイッチ装置の組立時に、これら基板と端子とをはんだ付け接続する必要があり、組立作業性が低下する問題がある。

また、表示機構の基板がハンドルに取り付けられる構成では、基板がハンドルと一緒に揺動するため、端子と電気的に接続するために常接用板ばねおよび開閉用板ばねを用いる必要があって構成が複雑になり、使用に伴って常接用板ばねおよび開閉用板ばねにへたりが発生しやすく、接続が安定しなくなる問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、組立作業性がよく、基板とスイッチ部との接続が安定するスイッチ装置を提供することを目的とする。

請求項１記載のスイッチ装置は、ケースおよびこのケースに被着して取り付けられるカバーを有するスイッチ本体と；スイッチ本体のカバーに揺動可能に配置されるハンドルと；スイッチ本体内に配置され、複数の端子、およびハンドルの揺動に応じて複数の端子間の接続を切り換えるスイッチ機構を有するスイッチ部と；ハンドルの内側に対向される負荷状態表示用の光源を有し、ケースとカバーとの間に挟み込まれて保持されるとともにスイッチ部に接続される基板と；を具備しているものである。

スイッチ本体は、例えば、ＪＩＳＣ８３４０に規定される１個用のスイッチボックスに３個取付可能な外形寸法で、ケースとこのケースに着脱可能に取り付けられるカバーとで構成され、ケースの背面からは端子に接続される電線が挿入可能とする。

ハンドルは、例えば、スイッチ操作用のハンドルカバーを取付可能とし、光源の光をハンドルカバー側に出射できるように、例えば、透光窓が開口されたり、導光部が設けられている。

端子は、例えば、スイッチ本体内に挿入される電線を抜け止めするとともに電気的に接続する鎖錠端子なども含まれる。

スイッチ機構は、例えば、いわゆる片切スイッチや３路スイッチなどの用途に応じて、ハンドルの揺動に応じて端子間の接続を切り換えられれば、どのような構成を用いてもよい。

負荷状態表示用の光源は、例えば、ネオン管やＬＥＤなどが用いられる。負荷状態表示用の光源は、スイッチ機構がオフし、負荷に通電されていない状態のときに点灯しても、スイッチ機構がオンし、負荷に通電されている状態のときに点灯してもよく、両方の光源を用いてもよい。

基板は、例えば、プリント配線基板で、光源が電気的に接続されて搭載される。ケースとカバーとの間に挟み込まれる部分は、基板の縁部で、その一部でもよいし、縁部の全体でもよい。

請求項２記載のスイッチ装置は、請求項１記載のスイッチ装置において、基板には、ハンドルの揺動方向に対して交差する方向の両側部に、ケースとカバーとの間に挟み込まれる複数の挟み込み部が突設され、ケースおよびカバーの少なくともいずれか一方に、基板の挟み込み部が嵌合する複数の溝部が形成されているものである。

挟み込み部は、ハンドルの揺動方向に対して交差する方向の基板の両側部に、少なくともそれぞれ１つずつ突設されていればよいが、基板を安定して保持するためには、基板の四隅位置に対応してそれぞれ２つずつ突設することが好ましい。

溝部は、ケースとカバーの一方に形成されていても、両方に形成されていてもよい。一方に形成される場合には溝部の深さは基板の厚みとし、両方に形成される場合には両方の溝部を組み合わせた際の溝の深さが基板の厚みとなるようにすればよい。

請求項３記載のスイッチ装置は、請求項１または２記載のスイッチ装置において、基板には、ハンドルの揺動方向に対応した方向の両側部に、カバーの内側に圧入固定されるとともにハンドルとの当接によってハンドルの揺動範囲を規制する突部が突設されているものである。

基板の両突出部間の寸法は、この基板を配置するカバーの内側間の寸法よりも少し大きくすることにより、基板がカバーの内側に圧入固定される。

基板は、電流トランスの二次側が接続される第１の電路パターンが低電圧側の電路であり、端子が接続される第２の電路パターンが商用交流電源側の電路となる。例えば、ハンドルの内側で、基板の一面側にオン表示用光源およびオフ表示用光源が配置され、オン表示用光源は基板の第１の電路パターンに実装され、オフ表示用光源はリード線などが基板を貫通して第２の電路パターンに接続される。

請求項４記載のスイッチ装置は、請求項１ないし３いずれか一記載のスイッチ装置において、基板は、スイッチ部の複数の端子にそれぞれ圧接して電気的に接続される複数のコイルばねを有しているものである。

コイルばねには、例えば、一端側が小径で他端側が大径となる円錐渦巻状のコイルばねが用いられる。

請求項１記載のスイッチ装置によれば、負荷状態表示用の光源を有する基板を、ケースとカバーとの間に挟み込んで保持し、スイッチ部に接続するため、組立作業性がよく、基板とスイッチ部との接続を安定させることができる。

請求項２記載のスイッチ装置によれば、請求項１記載のスイッチ装置の効果に加えて、基板の複数の挟み込み部を、ケースおよびカバーの少なくともいずれか一方の溝部に嵌合することにより、基板を位置決めでき、組立作業性を向上できる。

請求項３記載のスイッチ装置によれば、請求項１または２記載のスイッチ装置の効果に加えて、ハンドルの揺動方向に対応した方向の基板の両側部に突設された突部により、基板をカバーの内側に圧入固定して仮固定し、組立作業性を向上でき、さらに、ハンドルとの当接によってハンドルの揺動範囲を規制できる。

請求項４記載のスイッチ装置によれば、請求項１ないし３いずれか一記載のスイッチ装置の効果に加えて、基板とスイッチ部との接続にコイルばねを用いることにより、コイルばねとスイッチ部との電気的接続を常に安定させることができる。

本発明の一実施の形態を示すスイッチ装置を拡大した断面図である。同上スイッチ装置の一部を省略した分解状態の断面図である。同上スイッチ装置の一部を省略した断面図である。同上スイッチ装置のケースを示し、(a)はケースの正面図、(b)はケースに基板を配置した正面図である。同上スイッチ装置のカバーを示し、(a)はカバーの背面図、(b)はカバーに基板を配置した正面図である。同上スイッチ装置を用いた壁スイッチの正面図である。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１において、11はスイッチ装置で、このスイッチ装置11は、スイッチユニットとも呼ばれるもので、図示しないＪＩＳ１個用のスイッチボックスに長手方向すなわち上下方向に３個並んで取付可能な埋込形配線器具である。そして、このスイッチ装置11は、サポートと呼ばれる図示しない金属製などの取付枠に取り付けられ、この取付枠が、造営材である壁板に開口形成した開口部にスイッチボックスあるいは押え金具などを用いて取り付けられ、さらに、図６に示すように、各スイッチ装置11に操作部となるスイッチカバー12が取り付けられるとともに、枠状の取付プレート13で覆われ、埋込形の配線装置である壁スイッチが構成されている。スイッチカバー12の中央には、透光性を有する表示部14が設けられている。

そして、図１ないし図５に示すように、スイッチ装置11は、いわゆるタンブラスイッチ（接点部反転構造スイッチ）で、スイッチ本体17、このスイッチ本体17の正面側に揺動可能に配置されたハンドル18、スイッチ本体17内に配置されたスイッチ部19および表示機構20を備えている。以下、スイッチ本体17のハンドル18が配置された側を正面、反対側を背面と呼ぶとともに、正面および背面に交差する方向で長さが長い方向を長手方向、この長手方向に交差した短手方向を幅方向と呼ぶ。

スイッチ本体17は、正面側を開口した例えば熱硬化性樹脂製の略箱状のケース24と、このケース24の正面側を覆う例えば熱硬化性樹脂製のカバー25とを備え、これらケース24およびカバー25の長手方向の両端が金属製の止め金具26，27をかしめて固定されている。このスイッチ本体17の内部に収納部28が形成され、この収納部28には、長手方向の両端部に端子収納部28aが形成され、長手方向の中央部にスイッチ機構収納部28bが形成されている。また、ケース24の背面には、長手方向の両端の端子収納部28aの位置において、２個ずつの電線挿入孔31と、１個ずつのリリース孔32とがそれぞれ形成されている。

また、ケース24の両端の端子収納部28aにおいて、電線挿入孔31の内側にはそれぞれ板ばねを屈曲した鎖状金具34が配置され、リリース孔32の内側にはそれぞれ合成樹脂にて形成されたリリースボタン35が配置されている。さらに、一端側に位置する２個の鎖状金具34には１個の一方の端子36が組み合わされて接続され、他端側に位置する２個の鎖状金具34には１個の他方の端子37が組み合わされて接続されている。そして、各電線挿入孔31に挿入された電線は、鎖状金具34と端子36との間、および鎖状金具34と端子37との間に差し込まれて鎖状接続されるとともに電気的に接続される。また、リリース孔32にマイナスドライバなどの治具を挿入してリリースボタン35を押動し、鎖状金具34を弾性変形させることにより、鎖状接続を解除して接続した電線を取り外すことができる。

また、ケース24の中央のスイッチ機構収納部28bの底部には、一端側の端子36から延設された可動片受部41が配置されている。この可動片受部41は、正面側に向かって拡開する略Ｖ字状に屈曲されている。

スイッチ機構収納部28b内の可動片受部41の上方には、他端側の端子37から延設されるとともに正面側に向かって若干傾斜した固定接点受部43が配置されている。この固定接点受部43には固定接点44が取り付けられている。

スイッチ機構収納部28b内の可動片受部41上には可動片45が揺動可能に配置されている。この可動片45は、導電性を有する金属板で形成され、固定接点44に対向する面に可動接点46が取り付けられている。そして、可動片45は、可動片受部41の谷部に係合し、この係合箇所を支点として揺動可能に支持され、この可動片45の揺動により、可動接点46が固定接点44に対して接触および離反され、対の端子36，37間の接続が開閉される。

また、スイッチ本体17のカバー25の中央には、ハンドル18が揺動可能に嵌め込まれる開口部48が形成されている。

また、ハンドル18は、例えば熱硬化性樹脂製で、背面の幅方向の一側部には、スイッチ機構取付部51が突設されている。このスイッチ機構取付部51には、コイルスプリング52が配置されているとともに、このコイルスプリング52に連結されたスプリング受金53が嵌合配置されている。コイルスプリング52はスイッチ機構取付部51に圧入されて固定されており、コイルスプリング52およびスプリング受金53がハンドル18に仮固定されている。

ハンドル18の背面の幅方向の他側部、すなわちスイッチ機構取付部51が突設されていない側には、ハンドル18の正面の中央部と背面とを連通する傾斜した断面視略平行四辺形状の窓孔54が形成されている。この窓孔54にガラス製あるいは樹脂製などの導光性を有する側面視平行四辺形状のプリズムレンズで構成される導光体55が取り付けられている。そして、この導光体55の正面がハンドル18の正面中央に位置する表示部となっている。

スイッチ装置11の組立時には、ハンドル18のスプリング受部53の先端が可動片45に係合され、コイルスプリング52が圧縮される。そして、ハンドル18の揺動可能範囲の中間の中立点を境としていずれかの揺動方向に揺動操作することにより、コイルスプリング52の付勢によって可動片45が強制的に揺動し、可動片45の可動接点46が固定接点44に接触または離反する。

ハンドル18の背面の長手方向両端つまり揺動方向両端には当接部56が突設されている。

そして、可動片受部41、固定接点受部43、固定接点44、可動片45、コイルスプリング52およびスプリング受金53などによってスイッチ機構58が構成されている。さらに、スイッチ部19は、対の端子36，37およびスイッチ機構58によって構成されている。

このスイッチ装置11は、いわゆる片切スイッチであり、端子36および端子37に電源側と照明などの負荷側とが接続されて負荷回路が構成される。そのため、図１に示すように、可動片45の可動接点46が端子37の固定接点44から離反した状態をスイッチ機構58のオフ状態つまり負荷回路の開成状態とし、また、可動片45の可動接点46が端子37の固定接点44に接触した状態をスイッチ機構58のオン状態つまり負荷回路の閉成状態とする。

また、表示機構20は、基板61、および例えば赤色の光を発する負荷状態表示用であってオフ表示用の光源としてのネオン管63を備えている。

基板61は、絶縁性材料によって、ハンドル18のスイッチ機構取付部51との干渉を避けるように正面視略コ字形に形成されており、この基板61の一面である正面側で、ハンドル18の導光体55の背面側に対向する位置にネオン管63が配置されている。

基板61の正面側には電路パターン64が形成され、この電路パターン64にネオン管63がリード線を介して接続されているとともにこのネオン管63と直列に接続される抵抗65が接続されている。また、基板61の背面側には、各端子36，37の正面側に接触して電気的に接続されるコイルばね66がそれぞれ配置され、これら各コイルばね66が基板61を貫通して電路パターン64に接続されている。コイルばね66には、一端側が小径で他端側が大径となる円錐渦巻状のコイルばねであって、コイルが平面状となるように圧縮された状態でも塑性変形することなく所定の反発力が得られるコイルばねが用いられる。

基板61には、ハンドル18の揺動方向に対して交差する方向の両側部に、複数の挟み込み部68が突設されている。すなわち、挟み込み部68は、基板61の四隅近傍位置に対応して、それぞれ２つずつ突設されている。また、基板61には、ハンドル18の揺動方向に対応した方向の両側部に、カバー25の内側に圧入固定されるとともにハンドル18の当接部56との当接によってハンドル18の揺動範囲を規制する突部69が突設されている。基板61の両突部69間の寸法は、この基板61を配置するカバー25の開口部48の内側間の寸法よりも少し大きく形成されることにより、基板61がカバー25の内側に圧入固定される。

基板61は、スイッチ装置11の組立状態で、各挟み込み部68がケース24とカバー25との間に挟み込まれて保持される。そのため、ケース24の正面側でカバー25と接合される接合部24a、およびカバー25の背面側でケース24と接合される接合部25aには、基板61の各挟み込み部68がそれぞれ嵌合する複数の溝部71，72が形成されている。

ケース24の各溝部71の底部には、カバー25の溝部71に対向する位置よりもカバー25の内側にずれた位置に、基板61を支える突起73が突設されている。そして、ケース24の溝部71内の突起73とカバー25の溝部72との間の溝深さが、基板61の厚みと略同じか少し小さくなるように形成されている。

そして、スイッチ装置11を組み立てるには、ケース24内に、リリースボタン35を収納するとともに、端子36，37と鎖状端子34とを組み合わせて収納し、ケース24側を仮組立する。

ハンドル18をカバー25の開口部48に揺動可能に嵌め込み、ハンドル18のスイッチ機構取付部51にスプリング受金53に連結されたコイルスプリング52を圧入して固定する。カバー25の背面側から基板61を嵌め込んで仮固定する。すなわち、基板61の各挟み込み部68をカバー25の各溝部72に嵌合するとともに、基板61の両突部69をカバー25の開口部48の内側に圧入することにより仮固定する。これにより、カバー25側が仮組立される。

仮組立されたケース24内の可動片受部41に可動片45を係合し、仮組立されたカバー25のハンドル18のスプリング受金53を可動片45に係合させながら、仮組立したカバー25をケース24に被着する。

このとき、基板61はカバー25に仮固定されているため、このカバー25をケース24に被着することにより、基板61の各挟み込み部68がケース24の各溝部71に自動的に嵌合する。基板61の各挟み込み部68がケース24の溝部71とカバー25の溝部72との間に挟み込まれて位置決め保持される。さらに、基板61の各コイルばね66が各端子36，37の正面側に圧接して電気的に接続される。このコイルばね66は、例えば、無負荷のときにコイル長が１．７ｍｍであったとした場合、端子36，37との圧接によって０．６ｍｍ程度まで圧縮され、安定した電気的接続状態が得られるのに必要な圧接力が得られる。

組み合わせたケース24とカバー25とを止め金具26，27でかしめて固定する。

スイッチ装置11の組立状態では、基板61の挟み込み部68を、ケース24の溝部71とカバー25の溝部72との間で挟み込んで保持する。このとき、ケース24の各溝部71の底部には、カバー25の溝部71に対向する位置よりもカバー25の内側にずれた位置に、基板61を支える突起73が突設されているため、ケース24の溝部71内の突起73とカバー25の溝部72との間の溝深さよりも基板61の厚みが厚くても、突起69とカバー25の溝部71との間で基板61の挟み込み部68がわずかに弾性変形した状態で挟み込んで保持することができ、したがって、基板61の厚みのばらつきに対応して確実に挟み込んで保持することができる。

このように、スイッチ装置11では、基板61を、ケース24とカバー25との間に挟み込んで保持し、端子36，37に接続するため、組立時にはんだ付けなどの作業が必要ないことから、組立作業性がよい。さらに、基板61の挟み込み部68を、ケース24の溝部71およびカバー25の溝部72に嵌合することにより、基板61を位置決めでき、この点でも組立作業性を向上できる。さらに、ハンドル18の揺動方向に対応した方向の基板61の両側部に突設された突部69により、基板61をカバー25の内側に圧入固定して仮固定できるため、この点でも組立作業性を向上できる。

また、スイッチ装置11を壁スイッチに組み込んで使用する場合には、スイッチ装置11の端子36および端子37に電源側および負荷側が接続され、負荷回路が構成される。

図１に示すように、可動片45の可動接点46が端子37の固定接点44から離反したスイッチ機構58のオフ状態では、負荷回路が開成状態となり、負荷には通電されない。この状態では、ネオン管63および抵抗65に所定の電圧が加わり、抵抗65を通じてネオン管63に所定の点灯電流が流れるため、ネオン管63が点灯する。

また、スイッチカバー12を揺動操作し、このスイッチカバー12と一緒にハンドル18が揺動することにより、可動片45の可動接点46が端子37の固定接点44に接触する状態に切り換わって、スイッチ機構58がオン状態となり、負荷回路が閉成状態となり、負荷に通電される。この状態では、ネオン管63および抵抗65に所定の電圧が加わらず、点灯可能とする電圧値に達しないため、ネオン管63が消灯する。

そして、スイッチ装置11では、基板61をケース24とカバー25との間に挟み込んで保持しているため、スイッチ機構58の動作時でも、基板61が動かず、基板61と端子36，37との接続を安定させることができる。

また、ハンドル18の揺動時、ハンドル18の当接部56が基板61の突部69に当接し、ハンドル18の揺動を規制できる。このとき、基板61の突部69の近傍には挟み込み部68が設けられているため、ハンドル18の当接部56が当接した突部69の付近がハンドル18に押されて変形するのを挟み込み部68によって抑制し、ハンドル18の揺動を確実に規制でき、さらに、ハンドル18の当接部56が突部69に当接することで、基板61が動いて位置ずれしてしまうのを防止することができる。

また、基板61と端子36，37との接続にコイルばね66を用いることにより、コイルばね66と端子36，37との電気的接続を常に安定させることができる。

11 スイッチ装置
17 スイッチ本体
18 ハンドル
19 スイッチ部
24 ケース
25 カバー
36，37 端子
58 スイッチ機構
61 基板
63 光源としてのネオン管
66 コイルばね
68 挟み込み部
69 突部
71，72 溝部

Claims

ケースおよびこのケースに被着して取り付けられるカバーを有するスイッチ本体と；
スイッチ本体のカバーに揺動可能に配置されるハンドルと；
スイッチ本体内に配置され、複数の端子、およびハンドルの揺動に応じて複数の端子間の接続を切り換えるスイッチ機構を有するスイッチ部と；
ハンドルの内側に対向される負荷状態表示用の光源を有し、ケースとカバーとの間に挟み込まれて保持されるとともにスイッチ部に接続される基板と；
を具備していることを特徴とするスイッチ装置。
基板には、ハンドルの揺動方向に対して交差する方向の両側部に、ケースとカバーとの間に挟み込まれる複数の挟み込み部が突設され、
ケースおよびカバーの少なくともいずれか一方に、基板の挟み込み部が嵌合する複数の溝部が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
基板には、ハンドルの揺動方向に対応した方向の両側部に、カバーの内側に圧入固定されるとともにハンドルとの当接によってハンドルの揺動範囲を規制する突部が突設されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のスイッチ装置。
基板は、スイッチ部の複数の端子にそれぞれ圧接して電気的に接続される複数のコイルばねを有している
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のスイッチ装置。