JP2014229475A - スイッチおよびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】故障しにくく、耳障りな衝突音が発生しないだけでなく、誤動作しないスイッチを提供する。【解決手段】操作ボタン70の手動操作で可動接触片30を回動し、前記可動接触片30に設けた可動接点32,33を固定接点25,28に接離して接点を開閉するとともに、前記操作ボタン70を遠隔操作でリモート制御できる遠隔操作ユニット50を備えたスイッチである。特に、前記遠隔操作ユニット50が、ステッピングモーター60と、前記ステッピングモーター60の回動動作を前記操作ボタン70に伝達して接点を開閉する伝達部材63と、で構成されている。【選択図】図2
Description
スイッチ、特に、手動操作および遠隔操作できるスイッチに関する。
従来、手動操作および遠隔操作できるスイッチとしては、例えば、ケース内部に、電気回路の開閉を行う接点と、電磁石を有し、ケースに外部からの操作によって接点の開閉を行うハンドルが設けられたスイッチにおいて、前記ハンドルの内側には永久磁石が一方の極を前記電磁石に向けて取り付けられており、前記電磁石に流す電流の向きを切り替えて前記永久磁石を吸着、反発させ前記ハンドルを操作することによって、前記接点の開閉を行うことを特徴とするスイッチがある(特許文献1参照)。
しかしながら、前述のスイッチでは、その図1で示すように、電磁石13で永久磁石15を吸引,反発させることにより、ハンドル14を回動させてスイッチ11を切り替えていた。このため、スイッチ11の切り替えの際に大きな衝撃力が永久磁石15に負荷されるので、前記永久磁石15が損傷しやすく、故障の原因となり易い。
また、スイッチ11の切り替えの際に前記永久磁石15が電磁石13の鉄芯に衝突するため、衝突音の発生が避けられず、使用者に耳障りになる。
そして、前記ハンドル14が永久磁石15を内蔵しているので、前記ハンドル14自体が重くなり、慣性力が大きい。このため、外部からの振動や衝撃力によって前記ハンドル15が誤動作しやすい。
さらに、前記スイッチ11の周囲近傍に強磁性体等が存在すると、前記ハンドル14の永久磁石15が前記強磁性体等の影響で誤動作しやすい。このため、前述のような不具合を解決しようとすると、永久磁石15の磁力を強くしたり、あるいは、永久磁石15,15間の距離を短くするという技術上の対策が必要になり、設計に手間がかかるという問題点がある。
本発明に係るスイッチは、前記問題点に鑑み、故障しにくく、耳障りな衝突音が発生しないだけでなく、誤動作しにくいスイッチを提供することを目的とする。
また、スイッチ11の切り替えの際に前記永久磁石15が電磁石13の鉄芯に衝突するため、衝突音の発生が避けられず、使用者に耳障りになる。
そして、前記ハンドル14が永久磁石15を内蔵しているので、前記ハンドル14自体が重くなり、慣性力が大きい。このため、外部からの振動や衝撃力によって前記ハンドル15が誤動作しやすい。
さらに、前記スイッチ11の周囲近傍に強磁性体等が存在すると、前記ハンドル14の永久磁石15が前記強磁性体等の影響で誤動作しやすい。このため、前述のような不具合を解決しようとすると、永久磁石15の磁力を強くしたり、あるいは、永久磁石15,15間の距離を短くするという技術上の対策が必要になり、設計に手間がかかるという問題点がある。
本発明に係るスイッチは、前記問題点に鑑み、故障しにくく、耳障りな衝突音が発生しないだけでなく、誤動作しにくいスイッチを提供することを目的とする。
本発明に係るスイッチは、操作ボタンの手動操作で可動接触片を回動し、前記可動接触片に設けた可動接点を固定接点に接離して接点を開閉するとともに、前記操作ボタンを遠隔操作でリモート制御できる遠隔操作ユニットを備えたスイッチであって、前記遠隔操作ユニットが、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターの回動動作を前記操作ボタンに伝達して接点を開閉する伝達部材と、からなる構成としてある。
本発明によれば、従来例のような永久磁石を使用していないので、永久磁石が破損する心配がなく、故障しにくい。
また、永久磁石やスイッチの構成部品には電磁石の衝撃操作による衝突がなくなり、耳障りな衝突音が発生しない。
さらに、操作ボタンが永久磁石を内蔵していないので、慣性力が小さく、外部からの衝撃力や振動等による誤動作を防止できるとともに、外部の強磁性体等の影響による誤動作も防止できる。
また、永久磁石やスイッチの構成部品には電磁石の衝撃操作による衝突がなくなり、耳障りな衝突音が発生しない。
さらに、操作ボタンが永久磁石を内蔵していないので、慣性力が小さく、外部からの衝撃力や振動等による誤動作を防止できるとともに、外部の強磁性体等の影響による誤動作も防止できる。
本発明の実施形態としては、前記遠隔操作ユニットの伝達部材が、前記ステッピングモーターの回動軸の回動動作を前記操作ボタンに回動動作として伝えるカム部材であってもよい。
本実施形態によれば、カム部材の採用によって種々の設計,制御が可能となり、設計の自由度が広がる。
なお、ステッピングモーターの回動軸にカム部材を直結してもよいことは勿論である。
本実施形態によれば、カム部材の採用によって種々の設計,制御が可能となり、設計の自由度が広がる。
なお、ステッピングモーターの回動軸にカム部材を直結してもよいことは勿論である。
本発明の別の実施形態としては、前記遠隔操作ユニットの伝達部材が、前記ステッピングモーターの回動軸に接続したピニオンに歯合するギヤ部を備えていてもよい。
本実施形態によれば、ラック・ピニオン機構を利用することにより、選択の範囲が広がり、設計の自由度が大きくなる。
本発明の異なる実施形態としては、前記遠隔操作ユニットの両側に配置した前記可動接触片を、前記操作ボタンで操作可能としてもよい。
本実施形態によれば、複数の接点開閉を行うことができ、汎用性のスイッチが得られる。
本実施形態によれば、複数の接点開閉を行うことができ、汎用性のスイッチが得られる。
本発明に係るスイッチの制御方法としては、操作ボタンの手動操作で可動接触片を回動し、前記可動接触片に設けた可動接点を固定接点に接離して接点を開閉するとともに、前記操作ボタンを遠隔操作でリモート制御する遠隔操作ユニットを備えたスイッチの制御方法であって、前記遠隔操作ユニットを構成するステッピングモーターで前記操作ボタンを回動させて接点を開閉した後、前記ステッピングモーターを逆回転させることにより、前記遠隔操作ユニットを構成する伝達部材を初期位置に復帰させ、手動操作可能とする工程としてある。
本発明によれば、伝達部材を初期位置に復帰させることにより、再度、操作ボタンを手動で操作できるスイッチが得られるという効果がある。
本発明に係るスイッチの実施形態を、図1ないし図12の添付図面に従って説明する。
本実施形態に係るスイッチ1は、図2および図3に示すように、箱形ベース10と、接点機構部20、可動接触片30と、コイルバネ40と、遠隔操作ユニット50と、操作ボタン70とで構成されている。
本実施形態に係るスイッチ1は、図2および図3に示すように、箱形ベース10と、接点機構部20、可動接触片30と、コイルバネ40と、遠隔操作ユニット50と、操作ボタン70とで構成されている。
箱形ベース10は、図4に示すように、その底面中央に設けた位置決め用凹所11の両側隅部に、3つの端子孔12,13,14を同一直線上にそれぞれ設けてある。前記端子孔12,13の間、および、前記端子孔12,14の間には絶縁突起15,15がそれぞれ突設してある。また、前記絶縁突起15,15の間には断面三角形の支持突部16を突設してある。そして、前記箱形ベース10の対向する側面には軸孔17,17を同一軸心上に設けてある。さらに、前記箱形ベース10の対向する外側面には、一対の抜け止め用弾性爪部18,18をそれぞれ一体成形してある。
なお、前記箱形ベース10の対向する内側面には断面コ字形状の絶縁壁19,19をそれぞれ一体成形してある。そして、前記絶縁壁19の上端縁部の基部には一段低い位置決め用段部19aを形成してある。
なお、前記箱形ベース10の対向する内側面には断面コ字形状の絶縁壁19,19をそれぞれ一体成形してある。そして、前記絶縁壁19の上端縁部の基部には一段低い位置決め用段部19aを形成してある。
接点機構部20は、図2および図3に示すように、共通固定接点端子21の両側に固定接点端子23,26をそれぞれ配置した構成である。そして、前記箱形ベース10の端子孔12,13,14に、前記共通固定接点端子21および固定接点端子23,26をそれぞれ圧入することにより、前記箱形ベース10の底面縁部に同一直線上に配置されている。
前記共通固定接点端子21は、断面略L字形状に屈曲するとともに、その上辺部を切り起こして共通固定接点22を形成してある。そして、前記共通固定接点端子21を前記箱形ベース10の端子孔12に圧入すると、前記共通固定接点22が前記箱形ベース10の支持突部16に当接するので、高い組立精度で位置決めできる(図8)。
一方、前記固定接点端子23,26は、断面略L字形状に屈曲した上辺部の先端縁部24,27をそれぞれ下方側に屈曲するとともに、前記上辺部に固定接点25,28をそれぞれ設けてある。そして、前記固定接点端子23,26を前記箱形ベース10の端子孔13,14に圧入することにより、前記先端縁部24,27が前記箱形ベース10の底面に当接し、高い組立精度で位置決めできる。
可動接触片30は、図2および図3に示すように、プレス成形品であり、その中央部から支持突起31を切り起こすとともに、その両端に可動接点32,33をそれぞれ設けてある。また、前記支持突起31と可動接点32との間、および、前記支持突起31と可動接点33との間には、略U字形状に屈曲した屈曲部34を形成してある。前記屈曲部34は、操作信頼性を高めるため、後述する操作ボタン70の操作片73によって操作可能な形状となっている。
コイルバネ40は、図8に示すように、その下端部を前記可動接触片30の支持突起31に挿入する一方、その上端部を後述する操作ボタン70の嵌合孔74に挿入することにより、前記操作ボタン70の操作に伴って前記可動接触片30を回動し、一方向に付勢するバネ力を付与する。
遠隔操作ユニット50は、後述する操作ボタン70をリモート制御するためのものである。そして、図2,図3に示すように、ユニットケース51にカバー55を組み付けて形成した内部空間に、ステッピングモーター60およびカム部材からなる伝達部材63を組付けて収納してある。
前記ステッピングモーター60は、その回動軸61に小ギヤであるピニオン62を装着してある。一方、カム部材からなる前記伝達部材63は、伝達部材本体64の上部から一対の操作部66,67を平行、かつ、側方に延在するとともに、その下部にギヤ部68を形成してある。
そして、前記ユニットケース51の内側面上段に突設した支軸(図示せず)に、前記伝達部材63の軸孔65を挿通し、回動可能に支持する。さらに、前記ユニットケース51の内側面下段に設けた凹部52(図3)に前記ステッピングモーター60を組み込む。ついで、前記カバー55の内向面に突設した抜け止め用筒状軸部56を前記支軸の先端に嵌合することにより、前記伝達部材63の脱落を防止する。そして、前記カバー55の弾性腕部57を前記ユニットケース51の係止突起53に係合することにより、遠隔操作ユニット50が完成する。このとき、図7Bに示すように、前記遠隔操作ユニット50の操作孔54から前記伝達部材63を目視できる。
前記ステッピングモーター60は、その回動軸61に小ギヤであるピニオン62を装着してある。一方、カム部材からなる前記伝達部材63は、伝達部材本体64の上部から一対の操作部66,67を平行、かつ、側方に延在するとともに、その下部にギヤ部68を形成してある。
そして、前記ユニットケース51の内側面上段に突設した支軸(図示せず)に、前記伝達部材63の軸孔65を挿通し、回動可能に支持する。さらに、前記ユニットケース51の内側面下段に設けた凹部52(図3)に前記ステッピングモーター60を組み込む。ついで、前記カバー55の内向面に突設した抜け止め用筒状軸部56を前記支軸の先端に嵌合することにより、前記伝達部材63の脱落を防止する。そして、前記カバー55の弾性腕部57を前記ユニットケース51の係止突起53に係合することにより、遠隔操作ユニット50が完成する。このとき、図7Bに示すように、前記遠隔操作ユニット50の操作孔54から前記伝達部材63を目視できる。
操作ボタン70は、図2および図3に示すように、その対向する外側面に軸部71,71を同一軸心上に突設するとともに、その天井面の中央部から下方側に延在し、かつ、前記伝達部材63の操作部66,67に当接可能な操作棒72(図3)を一体成形してある。また、前記操作ボタン70は、前記操作棒72の両側に一対の操作片73,73をそれぞれ一体成形してある。前記操作片73は前記可動接触片30の屈曲部34に当接し、可動接触片30を強制的に回動させることにより、操作信頼性を高めるためのものである。そして、前記一対の操作片73,73の間には、前記コイルバネ40の上端部を挿入するための嵌合孔74(図8)を形成してある。
なお、操作棒72は操作ボタン70に必ずしも一体成形する必要はなく、別体を組付けて形成してもよい。
なお、操作棒72は操作ボタン70に必ずしも一体成形する必要はなく、別体を組付けて形成してもよい。
本発明に係るスイッチは、図8および図9に示すように、軸部71,71を中心として操作ボタン70の一方側を押し下げると、コイルバネ40が座屈し、前記可動接触片30が共通固定接点22を中心に回動し、可動接点33が固定接点28に当接する。そして、操作信頼性を高めるため、操作ボタン70の操作片73が前記可動接触片30の屈曲部34を押圧し、可動接触片30を強制的に回動する。このとき、前記コイルバネ40のバネ力で可動接触片30が付勢され、ガタツキが生じない。また、操作ボタン70の開口縁部が前記箱形ベース10の位置決め用段部19aに当接し、位置規制される。このため、操作ボタン70は、その他方側を押し下げて反転操作できるだけである。
次に、本発明に係るスイッチ1に外部機器80を接続した場合の動作を図10ないし図12に従って説明する。
図10に示すように、外部機器80の制御回路81がドライバ回路82を介してスイッチ1のステッピングモーター60に接続されている。また、スイッチ1の接点機構部20が前記外部機器80の負荷83に接続されている。
図10に示すように、外部機器80の制御回路81がドライバ回路82を介してスイッチ1のステッピングモーター60に接続されている。また、スイッチ1の接点機構部20が前記外部機器80の負荷83に接続されている。
まず、図11に示すように、操作ボタン70の操作により、可動接点33が固定接点28に接触し、負荷83に導通しているとともに、操作ボタン70の開口縁部が箱形ベース10の位置決め用段部19aに当接し、位置規制されている。
そして、前記外部機器80の制御回路81からドライバ回路82を介して制御信号が出力されると、図11に示すように、前記ステッピングモーター60が回動して伝達部材63を回動する。このため、前記伝達部材63の操作部67が操作ボタンの操作棒72を押圧し、前記操作ボタン70を回動させる。そして、前記操作ボタン70が所定の角度に達すると、コイルバネ40のバネ力によって操作ボタン70が反転し、可動接触片30を回動する。この結果、可動接点32が固定接点25に接触し、負荷83に導通する。
そして、前記外部機器80の制御回路81からドライバ回路82を介して制御信号が出力されると、図11に示すように、前記ステッピングモーター60が回動して伝達部材63を回動する。このため、前記伝達部材63の操作部67が操作ボタンの操作棒72を押圧し、前記操作ボタン70を回動させる。そして、前記操作ボタン70が所定の角度に達すると、コイルバネ40のバネ力によって操作ボタン70が反転し、可動接触片30を回動する。この結果、可動接点32が固定接点25に接触し、負荷83に導通する。
さらに、前記ステッピングモーター60が逆方向に回動することにより、伝達部材63も回動し、伝達部材63の操作部67が操作棒72から離れ、初期位置に復帰する。このため、前記操作ボタン70が、再度、手動操作可能となる。以後、同様な操作を逆方向においても繰り返すことができ(図12)、前記スイッチ1を連続して遠隔操作できる。
なお、第1実施形態に係る前記遠隔操作ユニット50としては、図5A,図5Bに示すように、ピニオン62を備えたステッピングモーター60と、ギヤ部68を備え、かつ、カム部材からなる伝達部材63と、からなるものについて説明したが、必ずしもこれに限らない。
例えば、第2実施形態(図5C,図5D)に示すように、ピニオン62を備えたステッピングモーター60と、ラック69を備えた伝達部材63との組み合わせであってもよい。
本実施形態によれば、選択肢が増え、設計の自由度が大きくなるという利点がある。
例えば、第2実施形態(図5C,図5D)に示すように、ピニオン62を備えたステッピングモーター60と、ラック69を備えた伝達部材63との組み合わせであってもよい。
本実施形態によれば、選択肢が増え、設計の自由度が大きくなるという利点がある。
また、第3実施形態(図5E,図5F)に示すように、ステッピングモーター60の回動軸61に伝達部材63を直結してもよい。
本実施形態によれば、部品点数,組立工数が少なくなるとともに、応答特性が俊敏になるという利点がある。
本実施形態によれば、部品点数,組立工数が少なくなるとともに、応答特性が俊敏になるという利点がある。
本実施形態では、2組の接点機構部20,20を有する場合について説明したが、少なくとも1つの接点機構部を有するスイッチに適用してもよい。
また、前記可動接触片30は、その両端に可動接点を有する場合に限らず、少なくとも片側に1つの可動接点を有するものであってもよい。
また、前記可動接触片30は、その両端に可動接点を有する場合に限らず、少なくとも片側に1つの可動接点を有するものであってもよい。
本発明に係るスイッチは、前記実施形態のものに限らず、他のスイッチに適用できることは勿論である。
10:箱形ベース
20:接点機構部
21:共通固定接点端子
22:共通固定接点
23,26:固定接点端子
25,28:固定接点
30:可動接触片
31:支持突起
32,33:可動接点
40:コイルバネ
50:遠隔操作ユニット
51:ユニットケース
55:カバー
56:軸部
60:ステッピングモーター
61:回動軸
62:ピニオン
63:伝達部材
64:伝達部材本体
65:軸孔
66,67:操作部
68:ギヤ部
69:ラック
70:操作ボタン
71:軸部
72:操作棒
73:操作片
20:接点機構部
21:共通固定接点端子
22:共通固定接点
23,26:固定接点端子
25,28:固定接点
30:可動接触片
31:支持突起
32,33:可動接点
40:コイルバネ
50:遠隔操作ユニット
51:ユニットケース
55:カバー
56:軸部
60:ステッピングモーター
61:回動軸
62:ピニオン
63:伝達部材
64:伝達部材本体
65:軸孔
66,67:操作部
68:ギヤ部
69:ラック
70:操作ボタン
71:軸部
72:操作棒
73:操作片
Claims (5)
- 操作ボタンの手動操作で可動接触片を回動し、前記可動接触片に設けた可動接点を固定接点に接離して接点を開閉するとともに、前記操作ボタンを遠隔操作でリモート制御できる遠隔操作ユニットを備えたスイッチであって、
前記遠隔操作ユニットが、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターの回動動作を前記操作ボタンに伝達して接点を開閉する伝達部材と、からなることを特徴とするスイッチ。 - 前記遠隔操作ユニットの伝達部材が、前記ステッピングモーターの回動軸の回動動作を前記操作ボタンに回動動作として伝えるカム部材であることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ。
- 前記遠隔操作ユニットの伝達部材が、前記ステッピングモーターの回動軸に接続したピニオンに歯合するギヤ部を備えたことを特徴とする請求項1に記載のスイッチ。
- 前記遠隔操作ユニットの両側に配置した前記可動接触片を、前記操作ボタンで操作可能としたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のスイッチ。
- 操作ボタンの手動操作で可動接触片を回動し、前記可動接触片に設けた可動接点を固定接点に接離して接点を開閉するとともに、前記操作ボタンを遠隔操作でリモート制御する遠隔操作ユニットを備えたスイッチの制御方法であって、
前記遠隔操作ユニットを構成するステッピングモーターで前記操作ボタンを回動させて接点を開閉した後、前記ステッピングモーターを逆回転させることにより、前記遠隔操作ユニットを構成する伝達部材を初期位置に復帰させ、手動操作可能とすることを特徴とするスイッチの制御方法。
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