JP2957389B2 - スイッチ駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気自動車のメ
インモータ駆動用回路等の外部回路のスイッチングを行
うスイッチ駆動機構に係り、特にそのフェイルセーフ対
策に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車のメインモータを駆動するた
めの電源は例えば４４０ボルトという高電圧であり、か
かるメインモータ駆動用回路のスイッチングは、車室内
の作動スイッチにて開閉される別回路に可動接点および
固定接点を配設してなるスイッチ駆動機構によって行わ
れる。この種のスイッチ駆動機構として、従来は、電圧
が１２ボルトの電源にて駆動されるモータを正逆回転さ
せることにより、スイッチ部たるメインスイッチの可動
接点を固定接点に接離させるようにしたものが一般的で
あり、この接離動作でメインモータ駆動用回路のオン・
オフ切換えを行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のスイッチ駆動機構は、メインスイッチがオン状
態のときに何らかの原因で電源が切れた場合、このメイ
ンスイッチをオンからオフ状態へと切換えることができ
ないという不具合があった。すなわち、スイッチ駆動用
回路の電源が切れているのにメインモータ駆動用回路の
電源が切れないという事態が予想され、例えば点検等で
エンジンルームを開けたときに、４４０ボルトの高電圧
で作業者が誤って感電する危険性があった。

【０００４】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、その目的は、スイッチ部がオン状態
のときに電源が切れると自動的に該スイッチ部がオフ状
態に切換えられる安全なスイッチ駆動機構を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、モータの駆動力でスイッチ部の可動接点を固定接点
に接触させることにより外部回路のオフからオンへのス
イッチングを行うスイッチ駆動機構において、上記モー
タに駆動されると上記可動接点を上記固定接点に向けて
駆動する接点駆動体と、上記可動接点を上記固定接点か
ら離間させるべく上記接点駆動体に弾発力を付与する復
帰ばねと、上記モータと電源を共有するソレノイドと、
通電時の上記ソレノイドに駆動されて上記接点駆動体に
係合し上記両接点を接触せしめた該接点駆動体を上記復
帰ばねの弾発力に抗して係止する係合部材、とを備える
ことによって達成される。

【０００６】

【作用】上記構成要素を備えたスイッチ駆動機構は、通
電時に、モータの駆動力が伝達される接点駆動体により
可動接点を移動させて固定接点に接触させた後、ソレノ
イドに駆動される係合部材で該接点駆動体を係止するこ
とにより両接点を接触状態に保つことができ、また、こ
うしてスイッチ部がオン状態のときに電源が切れると、
ソレノイドへの通電が遮断されて接点駆動体に対する係
合部材の係合を解除することができるので、可動接点を
固定接点から離間させるべく接点駆動体を押し込んでい
る復帰ばねの弾発力によって該接点駆動体を駆動し、ス
イッチ部を自動的にオフ状態へと切換えることができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、電気自動車のメインモータ駆動用回路の
スイッチングを行うためのスイッチ駆動機構を示す本発
明の第１実施例で、スイッチ駆動用回路がオフ状態のと
きの機構説明図である。

【０００８】同図において、符号１はスイッチ駆動用回
路のＤＣ１２ボルトの電源、２はこのスイッチ駆動用回
路を開閉するための車室内の作動スイッチ、３は電源１
により駆動されるモータ、４はメインモータ駆動用回路
１５のスイッチングを行うメインスイッチで、このメイ
ンスイッチ４は可動接点４ａと固定接点４ｂとを接離可
能に対向させて構成されている。５は接点ばね６を介し
て可動接点４ａを保持し矢印Ａ方向に沿って回動可能な
接点駆動レバー、７は可動接点４ａを固定接点４ｂから
離間させるべく接点駆動レバー５に弾発力を付与する復
帰ばね、８は電源１にモータ３とは並列に接続されて通
電時に可動鉄心８ａを図示左向きに引き寄せるソレノイ
ド、９はこのソレノイド８の可動鉄心８ａを図示右向き
に引っ張るリセットばね、１０はモータ３によって回転
駆動されるとともに一端部を可動鉄心８ａに固定して矢
印Ｂ方向に移動可能なウォームギアで、このウォームギ
ア１０は通電時のソレノイド８の可動鉄心８ａに駆動さ
れて図示左向きに移動すると接点駆動レバー５のギア部
５ａと歯合するようになっている。また、１１はウォー
ムギア１０を図示下向きに弾性付勢するリミットばね、
１２はモータ３と直列に接続されたリミットスイッチ、
１３はウォームギア１０に固定されてリミットスイッチ
１２を開閉するアクチュエータ、１４は接点駆動レバー
５が図示時計回りの向きに所定量回転するとこれに当接
して位置規制するレバーストッパである。なお、このス
イッチ駆動機構の外部回路たるメインモータ駆動用回路
１５には、ＤＣ４４０ボルトの高圧電源１６と、負荷と
してのメインモータ１７と、上記固定接点４ｂに接続さ
れた入力側および出力側の各端子１８とが具備されてい
る。

【０００９】このように構成されるスイッチ駆動機構
は、車室内の作動スイッチ２をオンにして回路を閉じる
と電源１の１２ボルトの電圧がモータ３およびソレノイ
ド８に印加されるので、可動鉄心８ａに駆動されて図示
左向きに引き寄せられるウォームギア１０が接点駆動レ
バー５のギア部５ａと歯合し、さらにモータ３が始動し
てウォームギア１０を回転駆動することから、このウォ
ームギア１０の回転に伴い接点駆動レバー５が復帰ばね
７の弾発力に抗して図示時計回りの向きに回転し始め
る。そのため、接点駆動レバー５が所定量回転した時点
で、可動接点４ａが固定接点４ｂに接触してメインスイ
ッチ４がオフからオン状態に切換えられ、さらに可動接
点４ａは接点ばね６に付勢されるので固定接点４ｂに圧
接した状態となる。そして、こうして両接点４ａ，４ｂ
が確実に接触すると、接点駆動レバー５がレバーストッ
パ１４に当接して位置規制されるが、ウォームギア１０
はその後も回転し続けるので、リミットばね１１の弾発
力に抗してウォームギア１０が図示上向きに移動し始
め、このウォームギア１０に追動してアクチュエータ１
３が所定位置まで移動すると、リミットスイッチ１２が
閉から開状態に切換えられてモータ３への通電が遮断さ
れる。したがって、ウォームギア１０はその位置で停止
して接点駆動レバー５に係止され、同様に接点駆動レバ
ー５は両接点４ａ，４ｂを接触させた状態のままウォー
ムギア１０に係止され、メインスイッチ４はオン状態に
保持される。

【００１０】また、メインスイッチ４がオン状態のとき
に作動スイッチ２をオフにするなどして電源１を切る
と、ソレノイド８への通電が遮断されるので可動鉄心８
ａはリセットばね９により図示右向きに引っ張られ、そ
のため可動鉄心８ａに駆動されるウォームギア１０が接
点駆動レバー５のギア部５ａから離脱して、復帰ばね７
の弾発力で接点駆動レバー５が図示反時計回りの向きに
回転し始め、よって可動接点４ａが固定接点４ｂから離
間してメインスイッチ４はオフ状態へと切換えられる。
一方、接点駆動レバー５から離脱したウォームギア１０
は、リミットばね１１の弾発力により図示下向きに押し
込まれて初期位置まで戻り、このウォームギア１０に追
動してアクチュエータ１３も初期位置まで戻るので、リ
ミットスイッチ１２は開から閉状態に切換えられる。

【００１１】上記したスイッチ駆動機構は、車室内の作
動スイッチ２をオン・オフ操作することによりメインス
イッチ４のオン・オフ切換えを行うというものである
が、メインスイッチ４がオン状態のときに意図せざる何
らかの原因（例えば放電）で電源１が切れても、ソレノ
イド８への通電が遮断されることから接点駆動レバー５
とウォームギア１０との係合が解除され、そのため復帰
ばね７の弾発力で可動接点４ａを固定接点４ｂから離間
させることができるので、メインスイッチ４は自動的に
オフ状態へと切換えられる。すなわち、スイッチ駆動用
回路の電源１が切れているときには必ず、メインモータ
駆動用回路１５の高圧電源１６も切れていることになる
ので、誤って感電する危険性が少なくなって安全性が向
上する。

【００１２】図２，３は、電気自動車のメインモータ駆
動用回路のスイッチングを行うためのスイッチ駆動機構
を示す本発明の第２実施例で、図２はスイッチ駆動用回
路がオフ状態のときの機構説明図、図３はスイッチ駆動
用回路がオン状態のときの機構説明図である。

【００１３】図２，３において、符号２０はスイッチ駆
動用回路のＤＣ１２ボルトの電源、２１はこのスイッチ
駆動用回路を開閉するための車室内の作動スイッチ、２
２は電源２０により駆動されるモータ、２３はこのモー
タ２２の駆動力を伝達するピニオンギア、２４はメイン
モータ駆動用回路１５のスイッチングを行うメインスイ
ッチで、このメインスイッチ２４は可動接点２４ａと固
定接点２４ｂとを接離可能に対向させて構成されてお
り、矢印Ｃ方向に回動可能でローラ２５と接点ばね２６
および戻しばね２７とを付設した支持レバー２８が可動
接点２４ａを保持し、メインモータ駆動用回路１５の入
力側および出力側の各端子１８が固定接点２４ｂに接続
されている。２９はピニオンギア２３に歯合するラック
ギア３０を付設して矢印Ｄ方向に移動可能な接点駆動ス
ライダ、３１は可動接点２４ａを固定接点２４ｂから離
間させるべく接点駆動スライダ２９に弾発力を付与する
復帰ばね、３２は電源２０にモータ２２とは並列に接続
されたソレノイド、３３はこのソレノイド３２の可動鉄
心３２ａに連結されているラッチ用カム、３４はモータ
２２と直列に接続されたリミットスイッチで、接点駆動
スライダ２９には、上記ローラ２５を介して支持レバー
２８を図示時計回りの向きに駆動するためのカム部２９
ａと、ラッチ用カム３３を係脱させるための係合孔２９
ｂと、リミットスイッチ３４を開閉するための突起部２
９ｃとが形成されている。なお、図中の符号１６はメイ
ンモータ駆動用回路１５のＤＣ４４０ボルトの高圧電
源、１７は該回路１５の負荷であるメインモータ１７を
示している。

【００１４】上記の如くに構成されるスイッチ駆動機構
は、図２の状態で車室内の作動スイッチ２１をオンにし
て回路を閉じると、電源２０の電圧がモータ２２および
ソレノイド３２に印加されるので、可動鉄心３２ａを介
して図示下向きの吸引力がラッチ用カム３３に作用する
とともに、ピニオンギア２３の回転に伴いラックギア３
０と一体の接点駆動スライダ２９が復帰ばね３１の弾発
力に抗して図示左向きに移動し始め、カム部２９ａがロ
ーラ２５を介して支持レバー２８を図示時計回りの向き
に押し上げる。そのため、接点駆動スライダ２９が所定
量移動した時点で、可動接点２４ａが固定接点２４ｂに
接触してメインスイッチ２４がオフからオン状態に切換
えられ、さらに可動接点２４ａは接点ばね２６に付勢さ
れるので固定接点２４ｂに圧接した状態となる。こうし
て両接点２４ａ，２４ｂが確実に接触するまで接点駆動
スライダ２９が移動すると、まずラッチ用カム３３が係
合孔２９ｂ内に落ち込み、次いで突起部２９ｃがリミッ
トスイッチ３４に当接して該スイッチ３４を閉から開状
態に切換え、その結果モータ２２への通電が遮断されて
接点駆動スライダ２９は復帰ばね３１に押し返される
が、ラッチ用カム３３が係合孔２９ｂ内に挿入されてい
るので該スライダ２９はすぐに位置規制され、よって両
接点２４ａ，２４ｂを接触させた状態のまま支持レバー
２８も位置規制され、図３に示すようにメインスイッチ
２４はオン状態に保持される。

【００１５】また、メインスイッチ２４がオン状態のと
きに作動スイッチ２１をオフにするなどして電源２０を
切ると、ソレノイド３２への通電が遮断されるのでラッ
チ用カム３３に作用していた図示下向きの吸引力がなく
なり、接点駆動スライダ２９は復帰ばね３１の弾発力で
図３の状態から右向きに押し込まれる。そのため、ラッ
チ用カム３３が係合孔２９ｂ内から強制的に押し上げら
れて、該カム３３と接点駆動スライダ２９との係合が解
除されるとともに、カム部２９ａの移動に伴ってローラ
２５に対する押し上げ量が減じることから、支持レバー
２８が戻しばね２７の弾発力で図３の状態から反時計回
りの向きに回転し始め、よって可動接点２４ａが固定接
点２４ｂから離間してメインスイッチ２４はオフ状態へ
と切換えられる。また、接点駆動スライダ２９が復帰ば
ね３１の弾発力で図２に示す初期位置へと戻る過程で、
突起部２９ｃがリミットスイッチ３４から離間するの
で、該スイッチ３４は開から閉状態に切換えられる。

【００１６】したがって、この第２実施例も前記第１実
施例と同様に、メインスイッチ２４がオン状態のときに
何らかの原因で電源２０が切れると、ソレノイド３２へ
の通電が遮断されて接点駆動スライダ２９とラッチ用カ
ム３３との係合が解除されることから、復帰ばね３１や
戻しばね２７の弾発力でメインスイッチ２４を自動的に
オフ状態へと切換えることができ、よってスイッチ駆動
用回路の電源２０が切れているときには必ずメインモー
タ駆動用回路１５の高圧電源１６も切れていることにな
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるスイ
ッチ駆動機構は、通電時にソレノイドに駆動される係合
部材で接点駆動体を係止することにより、スイッチ部の
可動接点と固定接点とを接触状態に保ち、かつ、こうし
てスイッチ部がオン状態のときに何らかの原因で電源が
切れるとソレノイドへの通電が遮断されて接点駆動体に
対する係合部材の係合が解除されることから、復帰ばね
の弾発力で該接点駆動体を駆動してスイッチ部を自動的
にオフ状態へと切換えることができるというものなの
で、スイッチ駆動用回路の電源が切れているときには必
ず、スイッチングの対象となる外部回路の高圧電源も切
れていることになり、そのため誤って感電する危険性が
少なく安全なスイッチ駆動機構を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例たるスイッチ駆動機構の回
路がオフ状態のときの機構説明図である。

【図２】本発明の第２実施例たるスイッチ駆動機構の回
路がオフ状態のときの機構説明図である。

【図３】図２に示すスイッチ駆動機構の回路がオン状態
のときの機構説明図である。

【符号の説明】

１，２０ 電源 ２，２１ 作動スイッチ ３，２２ モータ ４，２４ メインスイッチ（スイッチ部） ４ａ，２４ａ 可動接点 ４ｂ，２４ｂ 固定接点 ５ 接点駆動レバー（接点駆動体） ５ａ ギア部 ６，２６ 接点ばね ７，３１ 復帰ばね ８，３２ ソレノイド １０ ウォームギア（係合部材） １２，３４ リミットスイッチ １５ メインモータ駆動用回路（外部回路） １６ 高圧電源 ２７ 戻しばね ２８ 支持レバー ２９ 接点駆動スライダ（接点駆動体） ２９ａ カム部 ２９ｂ 係合孔 ３０ ラックギア ３３ ラッチ用カム（係合部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高須 英三 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 3/26 H01H 3/54

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの駆動力でスイッチ部の可動接点
   を固定接点に接触させることにより外部回路のオフから
   オンへのスイッチングを行うスイッチ駆動機構におい
   て、上記モータに駆動されると上記可動接点を上記固定
   接点に向けて駆動する接点駆動体と、上記可動接点を上
   記固定接点から離間させるべく上記接点駆動体に弾発力
   を付与する復帰ばねと、上記モータと電源を共有するソ
   レノイドと、通電時の上記ソレノイドに駆動されて上記
   接点駆動体に係合し上記両接点を接触せしめた該接点駆
   動体を上記復帰ばねの弾発力に抗して係止する係合部材
   とを備えたことを特徴とするスイッチ駆動機構。