JP3593690B2 - スイッチ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向スライド接点機構を有するスイッチ装置に係り、特に、フルストローク時の接点接圧を低下させることなく、接点ギャップを確保する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電気回路の開閉を行うスイッチ装置として、可動接点をスライド移動させることにより、この可動接点と対向する固定接点との間で接点の開閉動作を行い、電流の通電・遮断を行う対向スライド接点機構を備えたものがある。また、このような対向スライド接点機構を２連に互い違いに並設し、可動接点を中立状態から両方向へスライド操作することにより、電流の通電方向を正逆切り替えるスイッチ装置がある。この種のスイッチ装置に組み込まれる対向スライド接点機構の構成例（２連のうちの１つ）を図６に示す。この対向スライド接点機構１００は、ベース１０１上に設けられた常開（ＮＯ）接点１０２、常閉（ＮＣ）接点１０３、及び共通（ＣＯＭ）接点１０４の固定接点と、外部から操作されるスライダ１０５の操作に応じてスライド移動され、固定接点と接離して電気回路を開閉する可動接点１０６とからなるものである。
【０００３】
常開接点１０２は、上面が平面とされた凸状に形成され、常閉接点１０３は、平面状に形成されている。また、共通接点１０４は可動接点１０６の支点となるように山形状に形成されている。可動接点１０６は、その上部に、可動接点１０６を固定接点に押圧付勢するＵ字状接圧バネ１０７を掛止するためのＵ字状の２つの突起１０６ａを備えている。Ｕ字状接圧バネ１０７は、略Ｕ字形状部１０７ａを持ち、その内側にスライダ１０５のバネ駆動リブ１０５ａが係合されている。また、Ｕ字状接圧バネ１０７としては、接圧を安定させたいためバネ定数を小さく設計したい。しかし、スイッチのスペースの制約上、バネストロークを稼ぐことが困難であるため、ある程度バネ定数を大きく設計せざるを得ず、接圧はバネストロークの変化に対し敏感に変動してしまう。なお、この対向スライド接点機構１００と同構成の接点機構が左右を反転した状態で紙面奥側に設けられているが、この接点機構については図示を省略する。
【０００４】
次に、上記構成でなる対向スライド接点機構１００の動作について、図７を参照して説明する。図７は、可動接点１０６が実線で示す中立状態から点線で示すＮＣ接点１０３側のフルストローク位置まで移動させた時の動きを示している。中立状態においては、可動接点１０６はＮＣ接点１０３に接触し、ＮＯ接点１０２がＯＦＦ状態にある。この中立状態では、Ｕ字状接圧バネ１０７は、ポイントｃにおいて可動接点１０６を押圧する。この状態から、接点機構をＯＮ動作させるために、スライダ１０５を図６において右方にスライド操作すると、それと共に可動接点１０６も右方に移動し、Ｕ字状接圧バネ１０７の押圧ポイントがＣＯＭ接点１０４の山形状部を通過すると、可動接点１０６は回動してＮＯ接点１０２と接触し、ＯＮ状態となる。
【０００５】
一方、２連のスイッチの図示していない左右反転の接点機構をＯＮ動作させるために、中立状態からスライダ１０５を図６において左方向にスライド操作すると、それと共に、可動接点１０６は、ＮＣ接点１０３側のフルストローク位置まで摺動する。この状態では、Ｕ字状接圧バネ１０７は、ポイントｄにおいて可動接点１０６を押圧する。このスライド操作により、接圧バネ１０７は寸法Ａだけ伸びることになる。
【０００６】
このようなスライド接点機構１００においては、中立状態で可動接点１０６がＮＯ接点１０２に接触して誤動作を起こさないように、可動接点１０６とＮＯ接点１０２との間にある一定距離（以下、接点ギャップという）を確保する必要がある。また、ＮＯ接点１０２がアークの発生により消耗することから、スイッチとして必要な耐久寿命に応じて、接点のボリューム（厚み）をアップする必要がある。従来のスライド接点機構においては、これら接圧ギャップと接点ボリュームという２つの要素を勘案して、ＣＯＭ接点１０４の高さとＮＯ接点１０２の高さを決定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスライド接点機構においては、図７に示すように、可動接点１０６が中立状態からＮＣ接点１０３側のフルストローク位置まで移動すると、Ｕ字状接圧バネ１０７が寸法Ａだけ伸びてしまうため、可動接点１０６とＮＣ接点１０３との間で必要な接点接圧を確保することが困難になるという問題が生じる。これは、バネ定数の大きなＵ字状接圧バネ１０７は、ストロークの変化に敏感であり、わずかなバネの伸びによっても、接圧は大きく変化するからである。
【０００８】
この問題を解決するために、ＮＣ接点１０３を高くし、ＣＯＭ接点１０４を低くすることが考えられるが、この場合には、中立状態における接点ギャップが必要最低量より小さくなってしまう場合がある。また、接点ギャップを確保するために、接点ボリュームを小さくしてＮＯ接点１０２を低くすると、スイッチとしての耐久寿命が短くなってしまう。さらにまた、ＮＣ接点１０３を高くすると、Ｕ字状接圧バネ１０７による中立状態での可動接点１０６とＣＯＭ接点１０４との間の接点接圧が大きくなり、ＣＯＭ接点１０４が摩耗し易くなるという問題が生じる。このように、スイッチの寿命確保、スイッチスペースの小型化という制約の中では、フルストローク時の可動接点１０６とＮＣ接点１０３との間の接点接圧の確保と、接点ギャップの確保は、互いに相反する関係にある。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、固定接点の形状を工夫することによって、フルストローク時の可動接点の固定接点に対する接圧を低下させることなく、固定接点との接点ギャップをも十分に確保することができるスイッチ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、接点の開閉に際して可動接点が固定接点上で摺動するスイッチ装置において、スライド移動されると共に回動する可動接点と、この可動接点に対向する固定接点と、可動接点に対して可動接点と固定接点との接点接圧を付与するための押圧部材とを備え、固定接点を可動接点がスライド移動されてフルストロークに近付くにつれて高くなるような傾斜を有する形状としたものである。
【００１１】
この構成においては、可動接点をフルストローク方向に移動させると、可動接点は、固定接点の傾斜に沿って、固定接点上を摺動し、可動接点は固定接点の高い部分と接するようになる。このため、フルストローク位置における押圧部材の伸び量を小さくし、フルストローク時の可動接点と固定接点との接点接圧を確保することができる。
また、本発明は、固定接点は、共通接点を挟んで常開接点と常閉接点とを有し、常閉接点を傾斜を有する形状としたものである。この構成においては、可動接点が中立状態にある時には、可動接点は常閉接点の低い部分と接しているため、可動接点と常開接点との間隔、すなわち接点ギャップ量を十分に確保することができる。また、可動接点をフルストローク方向に移動させた時には、可動接点は常閉接点の傾斜に沿って摺動し、可動接点は常閉接点の高い部分と接するようになるため、中立状態とフルストローク位置における押圧部材の伸び量を小さくし、フルストローク時の可動接点と常閉接点との接点接圧を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るスイッチ装置について図面を参照して説明する。図１は車載用スイッチ全体の断面図、図２はスイッチ本体２の分解斜視図である。車載用スイッチ１は、対向スライド式のスイッチ本体２（スイッチ装置）を内蔵するスイッチケース３と、このスイッチケース３に回動自在に支持された操作ノブ４と、コネクタ５、ターミナル６等を備えたインサートベース７とから構成される。操作ノブ４には、同ノブ４がクリック動作するためのスプリング８により押圧された押接部材９と、この押接部材９と係合した回動摘み１０が設けられている。回動摘み１０は、スイッチ本体２のスライダ１１の駆動用摘み１２と係合されている。スイッチ本体２は、スライダ１１が中立位置から水平方向に往復スライド移動自在に保持されると共に固定接点１８を備えたベース１３を有し、このベース１３から導出されたリード端子１４は、インサートベース７のターミナル接続面１５に接続される。また、１３ａは位置決めボスであり、スイッチ１を上から見てＸＹ方向のベース１３の位置を決めている。また、１３ｄはスタンドオフであり、高さ方向のベース１３の位置を決めている。なお、ベース１３の側面には、突出した爪１３ｂとストッパ１３ｃとが形成されており、スライダ１１の長孔１１ａに爪１３ｂが嵌まり込むことにより、スライダ１１を水平方向に往復スライド移動自在に保持している。
【００１３】
図３はスイッチ本体２内に搭載される対向スライド接点機構（フルストローク時）を示す斜視図、図４は対向スライド接点機構の側面図である。スイッチ本体２は、モータ正逆切り替え用の２接点がモジュール化されたものである。スライダ１１は、その上面に凸状の駆動用摘み１２がスライド方向に複数個設けられている。スイッチ本体２は、２組の対向スライド接点機構３０ａ，３０ｂを備えるものであり、ベース１３には、常開接点２０（以下、ＮＯ接点という）、常閉接点２１（以下、ＮＣ接点という）、及び共通接点２２（以下、ＣＯＭ接点という）からなる固定接点１８が２連、互いに左右反転した形態で並設されている。また、スイッチ本体２内には、これら固定接点１８と対応する関係に設けられた２連の可動接点１６と、これら可動接点１６を固定接点１８に押圧付勢する２つの板バネ１７（押圧部材）とが内装される。可動接点１６は、スライダ１１の中立位置からスライド移動させることにより、その移動方向に対してそれぞれ対応する固定接点１８と接離して電気回路を開閉する。
【００１４】
板バネ１７は、略Ｕ字形状部１７ａを備え、この略Ｕ字形状部１７ａの内側にスライダ１１の板バネ駆動リブ１９が係合される。この略Ｕ字形状部１７ａの先端部が可動接点１６を押圧する。可動接点１６には、Ｕ字形状の突起１６ａが形成されており、板バネ１７の移動により、突起１６ａの左右両側面に板バネ１７の略Ｕ字形状部１７ａが当接して可動接点１６を駆動する。また、板バネ１７は、スライダ１１のバネ受け２５によってスライダ１１上に位置決め固定される。なお、詳細説明は省略するが、スライダ１１はベース１３に対して往復スライド自在であり、かつ、中立位置に自動復帰するためのスプリングばねなどを用いた機構を備えている。
【００１５】
対向スライド接点機構３０ａ，３０ｂを構成するＮＯ接点２０は、接点材３１と、接点材３１の下側に設けられた母材３２と、母材３２を接続するターミナル３３とで構成される。また、ＮＣ接点２１は、フラット面２１ａと傾斜面２１ｂとから成るものであり、傾斜面２１ｂは、可動接点１６がスライド移動されてストローク位置に近付くにつれて高くなるような角度αの傾斜を有する形状となっている。さらにまた、ＣＯＭ接点２２は、可動接点１６の支点となるように山形状に形成されている。
【００１６】
次に、上記構成でなる対向スライド接点機構３０ａ，３０ｂの動作について、図５を参照して説明する。図５においては、対向スライド接点機構３０ａのみを示しており、対向スライド接点機構３０ｂについては省略している。また、実線の可動接点１６はＯＦＦ動作時（中立状態）、点線は、可動接点１６がＮＣ接点２１側のフルストローク位置まで移動された時を示している。さらにまた、可動接点１６の突起１６ａ等についても省略している。中立状態においては、可動接点１６はＮＣ接点２１のフラット面２１ａに接触し、ＮＯ接点２０がＯＦＦ状態にある。この中立状態では、板バネ１７は、ポイントａにおいて可動接点１６を押圧する。この状態から、対向スライド接点機構３０ａをＯＮ動作させるために、可動接点１６の上部に取り付けられるスライダ１１を図４において右方にスライド操作すると、可動接点１６も右方に移動する。この時、可動接点１６はＣＯＭ接点２２の山形状部上を摺動する。そして、板バネ１７による可動接点１６の押圧部がＣＯＭ接点２２の山形状部を通過すると、可動接点１６はＮＯ接点２０側へ回動して接点材３１と接触、摺動し、ＮＯ接点２２がＯＮ状態となる。
【００１７】
対向スライド接点機構３０ａのＮＯ接点２２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に戻す時は、スライダ１１を左方にスライド操作する。この操作により、可動接点１６が接点材３１から開離し、板バネ１７による可動接点１６の押圧部がＣＯＭ接点２２の山形状部上を上記とは逆に乗り越えると、可動接点１６はＮＣ接点２１側へ回動し、中立状態に戻る。可動接点１６が接点材３１から開離する時には通電が遮断されるためアークが発生する。
【００１８】
次に、中立状態から対向スライド接点機構３０ｂ（図３参照）をＯＮ動作させるために、スライダ１１を左方向にスライド操作すると、対向スライド接点機構３０ａの可動接点１６は、ＮＣ接点２１のフラット面２１ａから傾斜面２１ｂ上を点線で示すフルストローク位置まで摺動する。この状態では、板バネ１７は、ポイントｂにおいて可動接点１６を押圧しており、可動接点１６が中立状態からフルストロークまで動いた時の板バネ１７の伸び量（寸法Ａ´）は、上述の図７に示した寸法Ａと比して小さなものとなっている。
【００１９】
このように、中立状態においては、可動接点１６は、ＮＣ接点２１のフラット面２１ａと接しているため、ＮＯ接点２０の接点ボリュームを損なうことなく、従来の図７に示した対向スライド接点機構１００と同等の接点ギャップを確保することができる。また、可動接点１６をＮＣ接点２１側に移動させると、可動接点１６は、ＮＣ接点２１の傾斜面２１ｂ上に位置することとなるため、可動接点１６が中立状態からフルストロークまで動いた時の板バネ１７の伸び量（寸法Ａ´）は、従来の図７に示した対向スライド接点機構１００における寸法Ａと比して小さくなり、従って、可動接点１６とＮＣ接点２１との間の接点接圧は従来と比して大きくなる。このように、本発明の対向接点スライド機構３０ａ，３０ｂにおいては、接点ギャップを確保すると共に、ＮＯ接点２０のボリュームを減らすことなく、フルストローク時の可動接点１６とＮＣ接点２１との間の接圧の低下を抑えることができる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、ＮＣ接点２１は、フラット面２１ａと角度αを有する傾斜面２１ｂとから成るものであったが、全体が傾斜した平面であっても、若しくは、円弧状の曲面から成るものであっても構わない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明のスイッチ装置によれば、固定接点を可動接点がスライド移動されてフルストロークに近付くにつれて高くなるような傾斜を有する形状としたため、可動接点がフルストローク位置にある時には、可動接点は固定接点の傾斜に沿って摺動して、可動接点は固定接点の高い部分と接することになり、これにより、フルストローク位置における可動接点を押圧する押圧部材の伸び量を小さくし、可動接点と固定接点との接点接圧を確保することができる。
また、固定接点が共通接点を挟んで常開接点と常閉接点とを有し、常閉接点が傾斜を有する形状とされているため、可動接点が中立状態にある時には、可動接点は常閉接点の低い部分と接することになり、これにより、接点ボリュームを小さくすることなく、可動接点と常開接点との十分な接点ギャップ量を確保することができる。また、可動接点がフルストローク位置にある時には、可動接点は常閉接点の傾斜に沿って摺動して、可動接点は常閉接点の高い部分と接することになり、これにより、中立状態とフルストローク位置における可動接点を押圧する押圧部材の伸び量を小さくし、可動接点と常閉接点との接点接圧を確保することができる。従って、スイッチの寿命確保、スイッチスペースの小型化という制約の中において、互いに相反する関係にある接点ギャップの確保と接点接圧の確保を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車載用スイッチ装置全体の断面図である。
【図２】スイッチ本体の分解斜視図である。
【図３】スイッチ本体内に搭載される対向スライド接点機構の一例（フルストローク時）を示す斜視図である。
【図４】対向スライド接点機構の側面図である。
【図５】対向スライド接点機構の動作を示す図である。
【図６】従来の対向スライド接点機構の側面図である。
【図７】従来の対向スライド接点機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
２ スイッチ本体（スイッチ装置）
１６ 可動接点
１７ 板バネ（押圧部材）
１８ 固定接点
２１ 常閉接点（固定接点）

Claims (2)

1. 接点の開閉に際して可動接点が固定接点上で摺動するスイッチ装置において、
   スライド移動されると共に回動する可動接点と、
   この可動接点に対向する固定接点と、
   前記可動接点に対して該可動接点と前記固定接点との接点接圧を付与するための押圧部材とを備え、
   前記固定接点を、前記可動接点がスライド移動されてフルストロークに近付くにつれて高くなるような傾斜を有する形状としたことを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記固定接点は、共通接点を挟んで常開接点と常閉接点とを有し、
   前記常閉接点を前記傾斜を有する形状としたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。

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