JP3757090B2

JP3757090B2 - 直流電流用スイッチ

Info

Publication number: JP3757090B2
Application number: JP33608099A
Authority: JP
Inventors: 弘幸広瀬
Original assignee: 佐鳥エス・テック株式会社
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: US6384358B1; JP2001155585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯用の電動ドリルやその他の電動工具に用いられる小型の直流電流用スイッチに係り、特にスイッチのオン・オフに際して接点の速断と緩入とを兼ね備えるように改良した直流電流用スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
直流電流用スイッチを電動工具などに用いる場合には、スイッチの遮断速度が遅く、電動工具のモータに高負荷がかかっている状態のときには、高電流により接点間にアークが継続して瞬時に接点が溶けてしまうことがある。
【０００３】
特に、電動工具などの用途の高電流を開閉する直流電流用スイッチでは、オン状態で接点が溶着すると、刃物の回転が継続して危険であるため、速断機能が必要となる。
【０００４】
しかし、一般に、速断機能を持たせると、接点が閉止するときに、可動接点が所定速度で固定接点に接触するので、加速された状態で、すなわち運動エネルギが大きい状態で固定接点と衝突し、このためバウンス時間が長くなり、アークが継続するアーク時間も長くなって、接点の摩耗を速める。
【０００５】
そこで、直流電流用スイッチにおいては、速断機能と緩入機能を同時に持たせることにより、長寿命で安全なスイッチを実現しようとする提案がいくつかなされてきている。
【０００６】
この種の従来のシーソー型揺動スイッチの要部について説明すると、図１２に示すように、先頭部１ａがシーソーの支点となるコモン端子１と、固定接点２ａ、２ｂと接触する両端に可動接点３ａ、３ｂを備えた揺動片３と、駆動体４により開閉のために左右に移動され揺動片３の上でスライドすると共に常に先頭部１ａ側にコイルバネなどにより付勢されている押圧子５と、バウンス防止を要しない固定接点２ｂと可動接点３ｂ側の駆動体４の側面に設けられ揺動片３の回動遅延用の突部６とから構成されている。
【０００７】
この構成によれば、駆動体４を左右に移動させることにより、押圧子５が揺動片３の上をスライドしながら移動し、押圧子５の先端部が鉛直方向において、コモン端子１の先頭部１ａにあるときは、揺動片３が水平になるようにバランスし、さらに、どちらかに押圧子５が偏倚することで、シーソー型の揺動片３が傾いてその片側の固定接点と可動接点が当接してオン状態となって導通させるものである。
【０００８】
この場合、駆動体４が先頭部１ａに対し左側に移動している状態から駆動体４が右側に移動し、押圧子５が先頭部１ａを通過すると、揺動片３の右側が押圧子５で押され、右下がりに回動しようとする。このとき、駆動体４の突部６に揺動片３が当接し、揺動片３の迅速な回動が邪魔され、押圧子５が先頭部１ａを通過しているにもかかわらず、押圧子５による押圧力のみでは回動できなくなる。
【０００９】
このため、揺動片３が突部６に当たると、以後は手動操作などによって駆動される駆動体４の移動速度で突部６が右側に移動して退避し、最終的には、突部６が揺動片３から離れ、接点間の距離が短くなってから、押圧子５のみによって、右側の可動接点３ａが固定接点２ａに接し、バウンスが防止される。
【００１０】
また、逆に、可動接点３ａが固定接点２ａに接した状態から駆動体４が左側に移動する際には、押圧子５が先頭部１ａを通過する前に突部６が揺動片３の背面に接触し、以後は、押圧子５による押し下げ力よりも、突部６によって揺動片３を押圧する力が強くなり、可動接点３ａと固定接点２ａとがたとえ溶着していたとしても突部６によって揺動片３を強制的に回動させ、その後は押圧子５が先頭部１ａを通過すると、押圧子５の押圧力のみで揺動片３を押圧して可動接点３ａを固定接点２ａから引き離す。
【００１１】
次に、この種の他の従来の速断スイッチの要部について説明すると、図１３に示すように、固定接点７ａ、７ｂと当接する両端に可動接点８ａ、８ｂを有する可動接片８はスイッチ本体のコモン端子９で支持された先頭部９ａを支点として回動し、内部にスプリング１０が内装されレバー１１に対して鉛直方向ｂに移動可能なように配設されたオシボ１２が可動接片８に当接して常に摺動自在に可動接片８を押圧しているが、可動接片８のオシボ１２側には先頭部９ａの近傍から可動接点８ａ側に配設された段部１３を有するように構成されている。
【００１２】
この構成によれば、レバー１１を手動などにより右側に移動させるとオシボ１２は可動接片８の上を摺動して移動しオシボ１２が先頭部９ａにさしかかると、オシボ１２の先端が可動接片８における摺接面から段部１３に連続的に移動して乗り上げ、この後は、オシボ１２が先頭部９ａの右側に移動するので、可動接片８を押し下げ、この結果、可動接点８ａと固定接点７ａとが当接してコモン端子９と固定接点７ａとが導通するようになっている。
【００１３】
この場合、オシボ１２の先端が段部１３を登るので、オシボ１２の移動速度が遅くなってスイッチの緩入が達成される。
【００１４】
逆に、レバー１１を左側に移動させようとすると、オシボ１２の先端が先頭部９ａを跨いで段部１３を素早く滑落し、先頭部９ａを中心として可動接片８を回動させようとするが、この場合、スプリング１０が段部１３によって圧縮された状態から可動接片８の摺接面への段差分だけ伸長して、オシボ１２の先端が加勢されて摺接面を押すので、可動接点８ａと固定接点７ａとが速断される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような図１２に示す従来のシーソー型揺動スイッチは、支点となる先頭部１ａに対してバウンスを防止する接点とは反対側の位置に揺動片３に接する突部６を設けて、接点を閉じる際には駆動体４による揺動片３の回動を遅延させ、また接点を開く際には駆動体４に固定された突部６によって強制的に揺動片３を回動させて接点を開く構成であるので、スイッチは緩入となるため、有効にバウンスを防止することができるが、スイッチを切る際も突起６により揺動片３を回動するため駆動体４の動作に依存して切断するだけであるので、速断性が悪いという問題がある。
【００１６】
また、図１３に示す従来の速断スイッチは、支点となる先頭部９ａに対してバウンスを防止する接点側の位置の可動接片８に段部１３を設けて、接点を閉じる際にはオシボ１２が支点となる先頭部９ａを越えて段部１３を登るようにしオシボ１２の移動速度を遅くしてスイッチを緩入させ、また接点を開く際にはオシボ１２が段部１３を素早く滑落し、可動接点８ａと固定接点７ａとを速断させる構成であるので速断性は良いが、スイッチの緩入の度合いはレバー１１の操作速度に依存することとなり、有効にバウンスを防止することができない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するための直流電流用スイッチの構成として、スイッチ本体に固定された支持部材で支持されている中央部を支点として回動すると共に両端部に可動接点を設けた可動接片と、操作部材に配設され該可動接片に当接して常に押圧している摺動自在な押圧部材と、前記可動接片の一方端部の可動接点と当接する前記スイッチ本体に固定された一方の固定接点と、前記可動接片の他方端部の可動接点と当接する前記スイッチ本体に固定された他方の固定接点と、からなる直流電流用スイッチであって、前記可動接片の一方端部に配設された係合部材と、前記操作部材に設けられ前記押圧部材の押圧により前記固定接点と接触する前に前記係合部材と係合する弾性部材とよりなるようにしたものである。
【００１８】
このような構成により、スイッチが閉止状態となるように操作部材を押したときに押圧部材の押圧により固定接点と接触する直前に弾性部材が係合部材と接触して係合し、この係合により減速した状態で接点が閉止状態になるので、接点のバウンスの発生を有効に抑えることができる。
【００１９】
また、本発明に係る直流電流用スイッチは、▲１▼固定接点と接触する前の範囲は押圧部材が支点を越えてから固定接点と接触する間であること、▲２▼係合部材は弾性部材との係合のための屈曲部を有すること、▲３▼弾性部材は板バネで構成されていること、係合部材を両側から略コ字状の開放部で押さえること、係合部材を片側から弾性的に押さえること、▲４▼係合部材は、両側に屈曲部を有する略Ｕ字形状であって、弾性部材は屈曲部と係合する略Ｕ字形状であること、を付加要件とするものである。
【００２０】
さらに、本発明に係る直流電流用スイッチは、可動接片として、支点の近傍に傾斜部を有し、操作部材と前記押圧部材との間にガタとしての所定の空間部を設けたことも他の付加要件としており、この構成により、接点の速断を可能とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直流電流用スイッチの実施の形態について図を用いて説明する。図１〜図３は本発明の実施の１形態を略示的に示した構成図である。
【００２２】
直流電流用スイッチ２０は、図１ないし図２に示すように、絶縁性のスイッチ本体２１と、このスイッチ本体２１の内部空間に突接された支持部材としてのコモン端子２２と、コモン端子２２の先頭部２２ａによって中央部をシーソー状態に支持される可動接片２３と、可動接片２３にコイルバネ２４の付勢力で常に先頭部２５ａで当接し摺動自在な押圧部材としてのオシボ２５と、オシボ２５とコイルバネ２４とを内装し所定のガタを持つように空間部２７を介在して収納し復帰バネ２８で常に外部側に押圧しながらスイッチ本体２１の外部に摺動自在な操作部を突出させた操作部材としてのレバー２９と、押圧部材としてのオシボ２５で回動される可動接片２３の両端部に設けられた可動接点３０，３１が当接して導通する固定接点３２，３３と、レバー２９の先端部に固定された弾性部材としての板バネ３４と、この板バネ３４と弾性的に係合し可動接点２３の端部に配設された係合部材３５などからなる。
【００２３】
絶縁性のケースをなすスイッチ本体２１の内部空間には、支持部材としてのコモン端子２２がスイッチ本体２１の下端から上方に突接されており、可動接片２３はこのコモン端子２２の先頭部２２ａによって中央部をシーソー状態に支持されている。
【００２４】
一方、レバー２９は、オシボ２５とコイルバネ２４とを内装し所定のガタを持つように空間部２７を介在してこれらを収納し、復帰バネ２８で常に外部側に押圧されながらスイッチ本体２１の外部に摺動自在に操作できるように横方向に突出されている。
【００２５】
そして、押圧部材としてのオシボ２５は、コイルバネ２４の付勢力で常に先頭部２５ａで可動接片２３に当接して可動接片２３の上を摺動自在に移動することができるようになっている。
【００２６】
押圧部材としてのオシボ２５で回動される可動接片２３の両端部には、メイン側の可動接点３０と，ブレーキ側の可動接点３１が配設され、メイン側の可動接点３０と当接して導通するメイン側の固定接点３２と，ブレーキ側の可動接点３１と当接して導通するブレーキ側の固定接点３３とが配設されている。
【００２７】
レバー２９は、図２に示すように、内部に復帰バネ２８を収納するＵ字状の凹部２９ａを有し、その先端部の下端には下方に開放されてすぼまる狭窄部３４ａを有する略コ字状の板バネ３４が固定されている。
【００２８】
さらに、係合部材３５は、可動接点３０とは反対側に配設されて、可動接片２３から略Ｌ字状で起立し、先端の角部で斜めにカットされた切片３５ａに至る途中に切片３５ｂが形成されているが、この切片３５ｂは可動接片２３から内側に屈曲する屈曲部３５ｃを介して形成されている。
【００２９】
そして、板バネ３４の狭窄部３４ａに係合部材３５の切片３５ａから挿入された状態では、板バネ３４の狭窄部３４ａの弾性により切片３５ｂが弾性的に挟持される。
【００３０】
可動接片２３は、図３に示すように、長手方向の中央部において幅方向の両端に、オシボ２５の先頭部２５ａが摺接する摺接面２３ａから突出させてその断面が三角形状の突起状の支点部３６が設けられている。
【００３１】
突起状の支点部３６によって、コモン端子２２の先頭部２２ａが支点部３６の頂部の下面に当接した点が支点ａとなり、この支点ａにおける垂線を鉛直方向にして可動接片２３の摺接面２３ａを水平方向に維持した場合に、支点ａの位置が可動接片２３の摺接面２３ａよりも上位置になる。
【００３２】
これによって、可動接片２３を水平方向にバランスさせるように、支点ａと、可動接片２３の摺接面２３ａとオシボ２５の先頭部２５ａとが当接している点とを鉛直方向で一致させると、支点ａの方が上位置となる。
【００３３】
さらに、可動接片２３の、オシボ２５が摺接する摺接面２３ａに、オシボ２５の摺動方向に沿って突出させた突面部３７を形成して、段部としての傾斜部３７ａを設けている。
【００３４】
この傾斜部３７ａは、コモン端子２２で支持される可動接片２３の支点ａを通過する鉛直線ｂを跨ぐようにして設けられ、傾斜部３７ａの途中に支点ａを通る鉛直線ｂが位置するようになっている。
【００３５】
次に、以上のように構成された直流電流用スイッチ２０の動作について、図４〜図８を用いて説明する。まず、レバー２９を押してメイン側の接点を閉じる場合について図４〜図６を用いて説明する。
【００３６】
最初は、レバー２９は、復帰バネ２８により左側のスイッチ本体２１の内壁に押圧された状態であるが、図４に示すように、これより若干レバー２９を押圧すると、レバー２９の先端部に設けられた板バネ３４の狭窄部３４ａに係合部材３５が切片３５ａ側から挿入されて、係合部材３５が弾性的に板バネ３４に接触して狭持された状態となる。
【００３７】
この状態では、可動接点３０と固定接点３２とは未接触状態にあり、本来なら、支点ａを越えているのであるが、オシボ２５の周囲に形成されている空間部２７の存在によるガタのため、オシボ２５の先頭部２５ａは支点ａの位置を右側に越えていない状態となっている。
【００３８】
この後、さらにレバー２９を押すと、図５に示すように、オシボ２５の先頭部２５ａは、支点ａを越え可動接点３０と固定接点３２との距離は短くなるが、まだ板バネ３４の弾性的な保持機能により未接触状態にある。
【００３９】
次に、さらにレバー２９を押すと、図６に示すように、可動接点３０と固定接点３２とが接触するが、この状態では、板バネ３４により係合部材３５が抑えられているので、可動接点３０は減速した状態でバウンスを抑えてゆっくりと固定接点３２に接触して閉状態になる。
【００４０】
従って、可動接点３０と固定接点３２とは、板バネ３４による係合部材３５を弾性的に保持しながらの接触、つまりレバー２９の操作に直接依存しない状態で接触するので、接点のバウンスの発生を従来に対してより有効に抑えることができる。
【００４１】
次に、図７，図８を用いて、可動接点３０と固定接点３２とが接触している状態から、これらの接点が開状態となるようにレバー２９を戻した場合について説明する。
【００４２】
まず、可動接点３０と固定接点３２とが接触して接点が閉止している状態では、図６に示すように、板バネ３４と係合部材３５とは、弾性的に保持された状態であり、また可動接片２３はオシボ２５により押圧されているが、オシボ２５の傾きの方向は当初の状態とは逆方向で支点ａより右側で右下がりの状態になっている。
【００４３】
この状態から、レバー２９を弛め左方向に移動させると、図８に示すように、オシボ２５とレバー２９との間にはガタが設けてあるので、最初に板バネ３４と係合部材３５との係合が外れて抑えがなくなった後で、オシボ２５が支点ａを越え、図３に示す傾斜部３７ａの傾斜により、この傾斜を越える瞬間に、可動接点３０と固定接点３２との接点が速断する。
【００４４】
板バネは、図２に示す実施態様では、開放端側で狭まった略コ字状の板バネ３４として形成されていたが、これに限られず、図９に示すように、片側から弾性的に係合部材３５を押さえる略Ｌ字状の板バネ３８を用いてもよい。
【００４５】
この板バネ３８は、その先端部３８ａが係合部材３５と係合しているときは、実線で示すように先端部３８ａと屈曲部３５ｃとが弾性的に接触しているが、レバー２９の操作により離間するときには点線で示すように、先端部３８ａと屈曲部３５ｃが離れる。
【００４６】
また、図１０に示すように、片側から係合部材４０を弾性的に押さえるための板バネ３９を鈎状に構成した先端部３９ａと、係合部材４０の先端部をＬ状に折り曲げた折曲部４０ａとを、レバー２９の操作により、係合の際には実線で示すように弾性的に係合させ、離間の際には点線で示すように係合を解いて離すようにしても目的を達成することができる。
【００４７】
さらに、図１１に示すように、係合部材４１は、両側で狭まった形の屈曲部４１ａ、４１ｂを有する略Ｕ字形状として構成し、一方、弾性部材としての板バネ４２は係合部材４１の屈曲部４１ａ、４１ｂの内部側に挿入されてその屈曲部４２ａ，４２ｂと弾性的に係合できる略Ｕ字形状として構成されている。
【００４８】
このような構成により、レバー２９の操作により、係合の際には実線で示すように弾性的に係合させ、離間の際には点線で示すように係合を解いて離すようにしても目的を達成することができる。
【００４９】
このような構成としても、係合部材４１と板バネ４２が係合するときは、実線のように板バネ４２の弾性力で係合部材４１の屈曲部４１ａ、４１ｂを押圧して弾性的に係合し、離間するときは、板バネ４２が離れて、点線で示すように係合が外れるようにしても目的を達成することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る直流電流用スイッチ（請求項１〜７）によれば、可動接片の端部に配設された係合部材と、押圧部材の押圧により可動接点が固定接点と接触する前にこの係合部材と弾性的に係合する弾性部材を有する緩入機構を持つ構成にしたので、この弾性部材により減速した状態で接点が閉止状態になり、接点のバウンスの発生を有効に抑えることができ、少ない部品点数で、安価に構成することができ、寿命も長く、安全性も高い。
【００５１】
なお、本発明に係る直流電流用スイッチ（請求項８）によれば、押圧部材と操作部材との間に空間部としてのガタを設けてあるので、最初に弾性部材と係合部材との係合が外れて抑えがなくなった後で、押圧部材が支点を越え、傾斜部の傾斜を越える瞬間に、可動接点と固定接点との接点が速断する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直流電流用スイッチの実施の形態を示す構成図であり、（Ａ）図は縦断面図、（Ｂ）図はＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図２】図１に示す弾性部材近傍の構成を示す拡大斜視図である。
【図３】図１に示す可動接片の近傍を示す斜視図である。
【図４】図１に示す直流電流用スイッチの動作を説明する第１の動作説明図であり、（Ａ）図は縦断面図、（Ｂ）図はＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図５】図１に示す直流電流用スイッチの動作を説明する第２の動作説明図であり、（Ａ）図は縦断面図、（Ｂ）図はＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図６】図１に示す直流電流用スイッチの動作を説明する第３の動作説明図であり、（Ａ）図は縦断面図、（Ｂ）図はＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図７】図１に示す直流電流用スイッチの動作を説明する第４の動作説明図であり、（Ａ）図は縦断面図、（Ｂ）図はＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図８】図１に示す直流電流用スイッチの動作を説明する第５の動作説明図であり、（Ａ）図は縦断面図、（Ｂ）図はＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図９】図１に示す直流電流用スイッチの弾性部材の係合部材との係合構成を示す他の第１の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１０】図１に示す直流電流用スイッチの弾性部材の係合部材との係合構成を示す他の第２の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１１】図１に示す直流電流用スイッチの弾性部材の係合部材との係合構成を示す他の第３の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１２】従来のシーソー揺動スイッチの要部を説明する要部説明図である。
【図１３】従来の速断スイッチの要部を説明する要部説明図である。
【符号の説明】
１；コモン端子、３；揺動片、４；駆動体、５；押圧子、６；突部、８；可動接片、９；コモン端子、１０；スプリング、１１；レバー、１２；オシボ、１３；段部、２０；直流電流用スイッチ、２１；スイッチ本体、２２；コモン端子、２２ａ；先頭部、２３；可動接片、２３ａ；摺接面、２４；コイルバネ、２５；オシボ、２７；空間部、２８；復帰バネ、２９；レバー、３０；可動接点、３２；固定接点、３４；板バネ、３４ａ；狭窄部、３５；係合部材、３５ａ；切片、３５ｂ；切片、３５ｃ；屈曲部、３６；支点部、３７；突面部、３７ａ；傾斜部、３８；板バネ、３８ａ；先端部、３９；板バネ、３９ａ；先端部、４０；係合部材、４０ａ；折曲部、４１；係合部材、４１ａ；屈曲部、４２ａ；屈曲部、ａ；支点。

Claims

スイッチ本体に固定された支持部材で支持されている中央部を支点として回動すると共に両端部に可動接点を設けた可動接片と、操作部材に配設され該可動接片に当接して常に押圧している摺動自在な押圧部材と、前記可動接片の一方端部の可動接点と当接する前記スイッチ本体に固定された一方の固定接点と、前記可動接片の他方端部の可動接点と当接する前記スイッチ本体に固定された他方の固定接点と、からなる直流電流用スイッチであって、
前記可動接片の一方端部に配設された係合部材と、
前記操作部材に設けられ前記押圧部材の押圧により前記固定接点と接触する前に前記係合部材と係合する弾性部材と
よりなることを特徴とする直流電流用スイッチ。
前記一方の固定接点と接触する前の範囲は、前記押圧部材が前記支点を越えてから前記一方の固定接点と接触する間である
請求項１に記載の直流電流用スイッチ。
前記係合部材は、前記弾性部材との係合のための屈曲部を有する
請求項１に記載の直流電流用スイッチ。
前記弾性部材は、板バネで構成されている
請求項１に記載の直流電流用スイッチ。
前記弾性部材は、前記係合部材を両側から略コ字状の開放部で押さえる請求項１又は請求項４に記載の直流電流用スイッチ。
前記弾性部材は、前記係合部材を片側から弾性的に押さえる
請求項１又は請求項４に記載の直流電流用スイッチ。
前記係合部材は、両側に屈曲部を有する略Ｕ字形状であって、前記弾性部材は該屈曲部と係合する略Ｕ字形状である
請求項１に記載の直流電流用スイッチ。
前記可動接片は、前記支点の近傍に傾斜部を有し、前記操作部材と前記押圧部材との間にガタとしての所定の空間部を設けた
請求項１に記載の直流電流用スイッチ。