JP2016219277A

JP2016219277A - ロータリースイッチ

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Publication number: JP2016219277A
Application number: JP2015103731A
Authority: JP
Inventors: 高裕岡田; Takahiro Okada
Original assignee: Alpha Corp
Current assignee: Alpha Corp
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: EP3300094A4; EP3300094A1; US20180082806A1; JP6586291B2; WO2016186208A1; CN107615433B; US10650990B2; CN107615433A; EP3300094B1

Abstract

【課題】長期の使用に際しても断接性能が劣化することのないロータリースイッチの提供を目的とする。
【解決手段】回転可動部１に保持される可動導体２と、ベース部３に保持される電源端子４、および固定接点５とを有し、
前記回転可動部１への回転操作により可動導体２を介した固定接点５と電源端子４との接続を断接するロータリースイッチ６であって、
前記回転可動部１の回転中心位置に電源端子４を配置するとともに、
複数の固定接点５を該電源端子４周りの複数の同心円上に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロータリースイッチに関するものである。

可動接点を回転操作することにより電源端子と固定接点との導通を断接してスイッチングを行うロータリースイッチとしては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、ロータリースイッチは固定接点基盤と、この固定接点基盤に対して相対回転自在な１枚の可動接点板が保持されるロータとを有して形成される。

固定接点基盤にはロータの回転中心周りに配置される所定円弧長を有する円弧状の電源端子と、電源端子と同一円周上、およびこれと径寸法の異なる同心の円周上に配置される複数の固定接点が配置され、電源端子に常時接触する可動接点板上の可動接点を所定の固定接点に接触させることにより、対応する固定接点と電源端子とを接続する。

特開２０１２-１０９１６９号公報

しかし、上述した従来例において、電源端子はロータの回転中心周りに配置されており、かつ、可動接点がいずれの固定接点に接触する際にも接触状態を保持する必要があるために、円弧長が長くなり、同一円周上に配置される固定接点の配置スペースは狭くなる。

一方、固定接点への可動接点の多数回の接離動作によって接点の摩耗により摩耗粉が発生する。発生した摩耗粉が固定接点間に飛散すると、絶縁性の低下を惹起し、スイッチ断接性能を劣化させる。とりわけ、固定接点は、ロータの回転角度の誤差の吸収、接触抵抗の安定、あるいは高電流仕様での使用時における接点クリーニング等の要求によって周方向に長く形成される場合が多いために、隣接する固定接点間の間隔がより狭くなり、絶縁性の低下がより問題となる。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、長期の使用に際しても断接性能が劣化することのないロータリースイッチの提供を目的とする。

本発明によれば上記目的は、
回転可動部１に保持される可動導体２と、ベース部３に保持される電源端子４、および固定接点５とを有し、
前記回転可動部１への回転操作により可動導体２を介した固定接点５と電源端子４との接続を断接するロータリースイッチ６であって、
前記回転可動部１の回転中心位置に電源端子４を配置するとともに、
複数の固定接点５を該電源端子４周りの複数の同心円上に配置したロータリースイッチ６を提供することにより達成される。

本発明において、電源端子４はベース部３上の中心部に配置され、固定接点５はこの電源端子４を囲むように複数の同心円上に配置される。電源端子４を回転可動部１の回転中心位置に配置することによりその周縁部に固定接点５の配置スペースを十分に確保することが可能になる。

また、複数の固定接点５を径寸法の異なる複数の同心円上に配置することによって、固定接点５の回転可動部１による切替角度と固定接点５間のなす角度との関係を切り離すことが可能になり、例えば、固定接点５の回転可動部１による切替角度が小さな場合であっても、隣接する固定接点５を径寸法の異なる同心円上に配置することによって、固定接点５間の間隔を大きくすることが可能になる。

以上の結果、本発明においては、スイッチングのタイミングにかかわりなく、十分な配置スペース上に各固定接点５間の角度を広くとって配置することが可能になるために、全ての固定接点５間に十分な絶縁スペースを確保することが可能になり、長期の使用が可能になる。

上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記可動導体２には、回転可動部１の回転に伴って対応する固定接点５にのみ接離する可動接点７が設けられるロータリースイッチ６を構成することができる。

本発明において、可動導体２の可動接点７は、固定接点５の数と同数設定され、かつ、各可動接点７は対応する固定接点５の断接のみに使用される。この結果、各可動接点７、および固定接点５の接離回数は全可動接点７、固定接点５で均一となるために、摺接による接点の摩耗量が全体に均等になり、特定の接点の摩耗が進んで全体の寿命を縮めることがなくなる。

また、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記ベース部３には、各固定接点５を包囲して凹部８が設けられるロータリースイッチ６を構成することができる。

本発明において、固定接点５は凹部８により隔てられており、接離動作により発生した摩耗粉は該凹部８内に落下、回収されるために、固定接点５間の絶縁性能が確実に維持される。

さらに、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記回転可動部１には、一端部に電源端子４に圧接する電源接点９を、他端に単一の可動接点７を備えた複数の可動導体２が互いに独立して移動自在に保持されるロータリースイッチ６を構成することができる。

可動接点７は従来例に示すように、一枚のプレート状の可動導体２に複数個を形成することも可能であるが、本発明のように、可動接点７を単一の可動導体２に形成し、複数の可動導体２を回転可動部１に保持すると、可動導体２単位での変位が可能なために、他の接点状態に影響されることなく対応する固定接点５と可動接点７の圧接状態を最適に維持することが可能になる。

この結果、特定の固定接点５、あるいは可動接点７が摩耗条件が厳しく、摩耗が進んだ場合であっても、接点単位で調整可能であるために、長期に渡って確実な接離動作が保証される。

この場合、
前記可動接点７は所定長を有するとともに、各固定接点５は直線形状に形成されるロータリースイッチ６を構成した場合には、可動接点７の移動に伴って固定接点５に対する可動接点７の接触点は長手方向に移動するために、接点が自動的に清浄され、好適な接触状態が保証される。

本発明によれば、全ての固定接点５間の間隔を大きくとることができるために、長期の使用による絶縁不良等を確実に防止して良好な接離性能を維持することができる。

本発明が適用されたステアリングロック装置を示す断面図である。ロータリスイッチの分解斜視図である。固定接点の配置を示す図である。ＬＯＣＫ位置における可動導体の位置を示す図である。電源端子と固定接点との接続状態を示す断面図である。ＯＮ位置における可動導体の位置を示す図である。ＳＴＡＲＴ位置における可動導体の位置を示す図である。ロータリースイッチの接点の導通状態を示すチャート図である。

図１以下にステアリングロック装置に使用されるイグニッションスイッチとして構成された本発明のロータリースイッチ６を示す。本例のステアリングロック装置は、ハウジング１０内に収容されるシリンダ錠１１、シリンダ錠１１のプラグ１１ａの終端に連結されるカム部材１２を有し、図外のステアリングコラムに固定される。

ハウジング１０にはカム部材１２の回転軸に所定角度で交差する方向に進退してステアリングコラム内に突出するロック位置と、ハウジング内に収容されるアンロック位置との間を移動するロックピース１３が装着される。ロックピース１３は圧縮スプリング１４によりロック位置方向に付勢されており、シリンダ錠１１のプラグ１１ａをロック回転位置から回転操作すると、ステアリングシャフトに係止するロック位置から係止解除されるアンロック位置に移動し、ステアリングシャフトの操作が可能になる。

また、上記ハウジング１０には、プラグ１１ａの回転に伴って所定の端子間を導通させ、車両の電装系への給電状態を変更するイグニッションスイッチ６が連結される。プラグ１１ａの回転操作をイグニッションスイッチ６に伝達するために、ハウジング１０には、上記カム部材１２に噛合してカム部材１２とともに回転する連結バー１５が配置される。

イグニッションスイッチ６は、平面視円形のベース部３を備えたスイッチケース１６と、スイッチケース１６に対して上記ベース部３の中心（Ｃ３）周りに回転自在な回転可動部１と、スイッチケース１６に連結されて回転可動部１を覆うスイッチカバー１７とを有し、絶縁材料により形成されるベース部３には電源端子４と固定接点５とが回転可動部１との回転境界面に露出した状態で配置される（図２参照）。

上記電源端子４、および各固定接点５は、スイッチケース内に配線される配線を経由してコネクタ締結部材１６ａに引き出される。

回転可動部１は絶縁材料により形成され、一端部に上記連結バー１５との連結孔１ａが形成される。この回転可動部１は、トーションスプリング１８によりＳＴＡＲＴ位置からＯＮ位置に戻るときのみ付勢され、クリックスプリング１９により付勢されるクリックボール２０をスイッチカバー１７内壁の溝にはめることにより適宜の接続操作角で節度回転する。

さらに回転可動部１には、所定板厚を有する板状の可動導体２が板厚面をベース部３に向けて収容される。可動導体２は、一端にＶ字突起形状の電源接点９を、他端に平板状の可動接点７を有しており、電源接点９の先端にはベース部３の電源端子４に圧接した際に接触状態を良好に保つためにアール面取りが形成される。

以上のように形成される可動導体２は、図１に示すように、回転可動部１に形成された収容溝１ｂ内に収容されて回転軸（Ｃ３）に沿う方向に移動自在であり、回転可動部１に収容されて電源接点９、および可動接点７の背面を押圧する圧縮スプリング２１によりベース部３の表面側に付勢される（図２参照）。

図３に示すように、上記電源端子４は円形に形成されて、図外の電源に接続され、ベース部３の中心部、すなわち、回転可動部１の回転中心（Ｃ３）位置に配置される。

また、本例において、図８に示すように、プラグをＬＯＣＫ、ＯＮ、ＳＴＡＲＴ位置の順で回転操作した際に電源端子４との接続が順次切り替わる＋ＩＧＮ１、＋ＩＧＮ２、およびＳＴＡＲＴの３個の固定接点５を有しており、ＬＯＣＫ位置からＯＮ位置までに移動する間に、まず、＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）が電源端子４に接続されて該＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）を有する＋ＩＧＮ２端子に給電され、次いで、＋ＩＧＮ１接点５（ＩＧＮ１）を電源端子４に接続することにより＋ＩＧＮ１端子への給電が追加され、ＯＮ位置まで移動した際には、＋ＩＧＮ１端子、および＋ＩＧＮ２端子の双方への給電が完了する。

この後、ＯＮ位置からさらにＳＴＡＲＴ位置まで回転操作すると、まず、＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）の電源端子４との接続が解除されて＋ＩＧＮ２端子への給電が停止され、次いで、ＳＴＡＲＴ接点５（ＳＴ）が電源端子４に接続されたＳＴＡＲＴ端子への給電が行われる。

ＳＴＡＲＴ位置への移動によっても＋ＩＧＮ１端子への給電は継続され、その後、ストローク終端位置までＳＴＡＲＴ端子と＋ＩＧＮ１端子への給電が継続される。

以上の３個の固定接点５は、図３に示すように、ベース部３の中心（Ｃ３）に対する２個の同心円上に配置される。本例において、図８に示すように、ＯＮ位置とＳＴＡＲＴ位置の間の操作角がほぼ３０°と小さく、このまま同一円周上にＯＮ位置とＳＴＡＲＴ位置で接離する＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）とＳＴＡＲＴ接点５（ＳＴ）とを配置すると、両接点間の間隔が短くなることを考慮して、ＳＴＡＲＴ接点５（ＳＴ）と＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）とは異なった同心円上に配置される。

さらに、接点の接離時における摩耗粉の発生機会が多いことを考慮して、＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）が内方の円周上に配置される。

すなわち、接点の接離時における摩耗扮はＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する箇所（図３において太丸で囲んだ４箇所）に発生しやすく、＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）は、他の接点がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する際の接触点が１箇所であるのに対し、ＬＯＣＫ位置からＳＴＡＲＴ位置に移動する際に加え、ＳＴＡＲＴ位置からＯＮ位置に復帰する際にも反対端がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わり、接点の両端においてＯＮ状態への切り替わりが発生する。

以上から、＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）における摩耗粉発生機会は他の固定接点５に秘して大きなことから、当該＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）を他の固定接点５の移動経路から実質的に分離することにより全体の絶縁性能の低下を効果的に防止することができる。

また、各固定接点５は、上記ＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行箇所がベース部３の中心を頂点とし、中心角がほぼ一致する複数の扇形領域２２内に均等に分配されるように配置される。図３において扇形領域２２の境界を鎖線で示す。

さらに、図３においてハッチングを施して示すように、これら各固定接点５が配置される円周上には摺動支承面２３が形成され、各固定接点５は、円弧状に形成される摺動支承面２３に交差する直線形状に形成される。

上記摺動支承面２３は、後述する可動導体２が移動する際に可動接点７を支承するもので、固定接点５への接触が円滑に行われるように、各固定接点５の高さよりも高い位置に
形成される。また、電源端子４、固定接点５、および摺動支承面２３は、周囲が凹部８に囲まれた浮島上に形成される。

また、内方の円周上に形成される摺動支承面２３は、外方の円周上に形成される摺動支承面２３に比して低背に形成されており、外方の円周上に形成される摺動支承面２３上を走行する可動導体２の可動接点７が内方の固定接点５、および摺動支承面２３に接触しないように配慮される。

一方、可動導体２は、図４、５に示すように、固定接点５の数と同数が使用され、３個の固定接点５を有する本例においては、３枚の可動導体２が使用される。

各可動導体２は、プラグ１１ａがＬＯＣＫ位置にある状態で、電源接点９をベース部３の電源端子４上に載せるとともに、可動接点７を摺動支承面２３上に載せており、上述した圧縮スプリング２１により電源端子４と摺動支承面２３に圧接する。

この状態から回転可動部１を時計周りにＯＮ位置まで回転させると、図６に示すように、＋ＩＧＮ１、＋ＩＧＮ２固定接点５が可動導体２を介して電源端子４に接続され、＋ＩＧＮ１、＋ＩＧＮ２端子に給電される。上述したように、長期の使用によって両固定接点５のＯＦＦからＯＮへの切り替わり点、すなわち、両固定接点５の接触開始点には摩耗粉が発生しやすいが、発生した摩耗粉は、各接触開始点、固定接点５の側縁、および摺動支承面２３の側縁に配置される凹部８速やかに落ち込むことから絶縁破壊等を招来することが防がれる。

このＯＮ位置からさらにＳＴＡＲＴ位置まで回転操作すると、図７に示すように、＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）のみが接触解除し、この後、ＯＮ位置に復帰させる際に再び＋ＩＧＮ２接点５（ＩＧＮ２）の往路での接触開始点に対する反対端を接触開始点として＋ＩＧＮ２端子に給電される。

以上の動作中において可動導体２は直線状の固定接点５上を円弧状軌跡により移動することから、固定接点５上の摩耗粉を可動導体２により掃き出すように動作し、摩耗粉の固定接点５上での滞留が規制される。

１回転可動部
２可動導体
３ベース部
４電源端子
５固定接点
６ロータリースイッチ
７可動接点
８凹部
９電源接点

Claims

回転可動部に保持される可動導体と、ベース部に保持される電源端子、および固定接点とを有し、
前記回転可動部への回転操作により可動導体を介した固定接点と電源端子との接続を断接するロータリースイッチであって、
前記回転可動部の回転中心位置に電源端子を配置するとともに、
複数の固定接点を該電源端子周りの複数の同心円上に配置したロータリースイッチ。
前記可動導体には、回転可動部の回転に伴って対応する固定接点にのみ接離する可動接点が設けられる請求項１記載のロータリースイッチ。
前記ベース部には、各固定接点を包囲して凹部が設けられる請求項１または２記載のロータリースイッチ。
前記回転可動部には、一端部に電源端子に圧接する電源接点を、他端に単一の可動接点を備えた複数の可動導体が互いに独立して移動自在に保持される請求項１、２または３記載のロータリースイッチ。
前記可動接点は所定長を有するとともに、各固定接点は直線形状に形成される請求項４記載のロータリースイッチ。