JP4056323B2 - スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のパワーウインドウ、パワーシート等の負荷電流を断続するため等に用いられるスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチとしては、例えば特開平５−１６６４３５号公報や、図６〜図８に記載されたようなものがある。図６は自動車のパワーウインドウスイッチの中立位置における一部切欠側面図、図７は同ダウン動作位置における一部切欠側面図、図８はモジュールスイッチの拡大断面図である。
【０００３】
図６、図７のように、パワーウインドウスイッチ１０１はスイッチノブ１０３を備え、該スイッチノブ１０３はケース１０５に揺動操作可能に支持されている。前記スイッチノブ１０３は二股の係合足部１０７，１０９を備えている。ケース１０５内にはモジュールスイッチ１１１が収容されている。モジュールスイッチ１１１にはアップ動作側の係合部１１３、ダウン動作側の係合部１１５が設けられている。アップ動作側の係合部１１３には前記スイッチノブ１０３の短い係合足部１１０７が係合可能となっており、ダウン動作側の係合部１１５には同長い係合足部１０９が係合可能となっている。
【０００４】
従って、スイッチノブ１０３の押圧操作により該スイッチノブ１０３を図６の中立位置から図７のダウン動作位置へ揺動させると係合足部１０９が係合部１１５に係合して該係合部１１５を移動させる。これによってパワーウインドウをダウン動作させることができる。スイッチノブ１０３の引き上げ操作により該スイッチノブ１０３を図６の中立位置から図７とは逆方向へ揺動させると係合足部１０７が係合部１１３に係合して該係合部１１３を移動させる。これによってパワーウインドウをアップ動作させることができる。
【０００５】
前記モジュールスイッチ１１１の断面をダウン側において示すと図８のようになっている。
【０００６】
前記モジュールスイッチ１１１は、ハウジング１１７内に常開接点側の固定接点１１９、常閉接点側の固定接点１２１が支持されている。またハウジング１１７内には回路体１２３から一体に接点板支持部１２５が立ち上げられている。この接点板支持部１２５には、接点板１２７が揺動自在に支持されている。接点板１２７の端部には、前記固定接点１１９に接離する常開接点側の可動接点１２９と、前記固定接点１２１に接離する常閉接点側の可動接点１３１が構成されている。
【０００７】
前記ハウジング１１７内には、さらにガイドレール部１３３が設けられ、可動盤１３５が移動可能に支持されている。可動盤１３５には、前記係合部１１５が一体に設けられ、ハウジング１１７の窓１３７から突出している。可動盤１３５には、ボール支持部１３９が設けられ、このボール支持部１３９の先端側に接触部材としてスチールボール１４１が収容支持されている。ボール支持部１３９内にはコイルスプリング１４３が収納され、スチールボール１４１を突出方向へ付勢している。従って、スチールボール１４１は前記接点板１２７に弾接する構成となっている。
【０００８】
前記可動盤１３５とハウジング１１７との間にもコイルスプリング１４５が介設されている。コイルスプリング１４５は、可動盤１３５を常閉接点である固定接点１２１及び可動接点１３１側に付勢している。従って、スイッチノブ１０３が図６の中立状態にあるときには、コイルスプリング１４５の付勢力によって可動盤１３５は接点板支持部１２５に対し可動接点１３１側に付勢され、該可動接点１３１側においてスチールボール１４１が接点板１２７に弾接している。この接点板１２７に対するスチールボール１４１の弾接により可動接点１３１が固定接点１２１に接触する。固定接点１２１はアース接続されているため、パワーウインドウモータの駆動回路は開となっている。
【０００９】
次に、スイッチノブ１０３を押し込めて、図７のダウン動作側に操作すると、スイッチノブ１０３の係合足部１０９が係合部１１５に係合して、可動盤１３５がコイルスプリング１４５の付勢力に抗しガイドレール１３３に沿って移動する。この移動によりスチールボール１４１が接点板１２７に対する弾接位置を変える。スチールボール１４１の接点板１２７に対する弾接位置が、接点板支持部１２５を越えて常開接点の可動接点１２９側へ移動すると、接点板１２７が揺動変位し、可動接点１２９が固定接点１１９に接触する。この接触により固定接点１１９、可動接点１２９、接点板１２７、接点板支持部１２５、回路体１２３の閉回路が形成され、パワーウインドウモータに負荷電流が供給される。この負荷電流の供給によって、パワーウインドウモータが回転し、パワーウインドウがダウン動作する。
【００１０】
前記スイッチノブ１０３の押し込めを解除すると、コイルスプリング１４５の付勢力によって可動盤１３５が図８の位置へ復帰し、可動接点１２９が固定接点１１９から離間し、可動接点１３１が固定接点１２１に再び接触する。従って、パワーウインドモータのダウン動作側の駆動回路は開となり、パワーウインドウのダウン動作が停止する。
【００１１】
前記スイッチノブ１０３を引き上げたときは、係合足部１０７が係合部１１３に係合して移動させ、スイッチノブ１０３の引き上げを解除したときには係合部１１３がコイルスプリングの付勢力によって元の位置に復帰する。従って、ダウン動作側と同様にパワーウインドウをアップ動作させることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなスイッチでは、可動盤１３５と接点板１２７に弾接するスチールボール１４１との相対位置が弾接方向にのみ変位可能な構成となっているため、可動盤１３５の変位とスチールボール１４１の接点板１２７に対する弾接ポイントの変位とが１対１となっている。従って、固定接点１１９に対する可動接点１２９の接点開離スピード、すなわち可動接点１２９が固定接点１１９に接触している状態から離れるときのスピードは、スイッチノブ１０３による可動盤１３５の操作スピードによって決まることになる。このためスイッチノブ１０３による可動盤１３５の操作スピードが遅くなったり、可動接点１２９と固定接点１１９との間隔が狭くなった状態で操作が停止される恐れがある。このような状態が起こったときには、近接する可動接点１２９と固定接点１１９との間にアーク放電が発生し、接点を消耗させて耐久性が低下するという問題を招く恐れがあった。このため接点開離スピードをより速め、或いはスイッチノブの操作を操作初期に途中で停止しても接点を大きく離間させるようにすることが課題となっていた。
【００１３】
本発明は、接点を確実に離間させると共に接点開離スピードを速め、アーク放電を抑制して、耐久性の高いスイッチの提供を課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ハウジング側に設けられた固定接点と、前記固定接点に対し接離して負荷電流の給断を行う可動接点と、前記ハウジング側に支持され一端部に前記可動接点が設けられた接点板と、前記ハウジング側に支持され前記接点板に弾接しながらスイッチノブの操作で前記接点板に対する弾接位置を変える接触部材とを備え、前記スイッチノブの操作により前記接触部材が前記接点板に対して移動し該接点板を変位させて前記可動接点を前記固定接点に接離させるスイッチにおいて、 前記接点板を、反転変形可能な反転ばねで形成し、前記ハウジング側に、一方の接点板支持部と他方の接点板支持部とを設け、前記他方の接点板支持部は、非導通部材で形成され、前記接点板は、一方の接点板支持部に揺動自在に支持されるとともに、前記一方の接点板支持部の揺動の途中で前記一端部側の先端部が前記他方の接点板支持部に係合支持され、前記接点板の先端部が前記他方の接点板支持部に係合支持された後前記接触部材が前記接点板に対してさらに移動し該接点板を、前記一方及び他方の接点板支持部の間で反転変形及び反転変形の復帰により変位させて前記可動接点を前記固定接点に接離させることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載のスイッチであって、前記接点板は、前記接触部材側へ突出するように断面が湾曲した反転ばねで形成されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のスイッチであって、前記接点板は、一端部に前記可動接点を常開接点として設けると共に他端部に他の可動接点を常閉接点として設け且つ中間部を前記ハウジング側の一方の接点板支持部に揺動自在に支持し、前記ハウジング側に常開接点としての前記固定接点の他にアース接続された他の固定接点を常閉接点として設け、前記スイッチノブの操作により前記接触部材が前記接点板に対して移動し該接点板を揺動させて前記他の可動接点を前記他の固定接点に接離させ、前記接点板は、前記常閉接点としての他の可動接点が前記他の固定接点に接触しているとき前記他方の接点板支持部に対して離間配置され、前記一方の接点板支持部に対する揺動の途中で前記他方の接点板支持部に先端部が係合支持されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明では、ハウジング側に設けられた固定接点と、前記固定接点に対し接離して負荷電流の給断を行う可動接点と、前記ハウジング側に支持され一端部に前記可動接点が設けられた接点板と、前記ハウジング側に支持され前記接点板に弾接しながらスイッチノブの操作で前記接点板に対する弾接位置を変える接触部材とを備え、前記スイッチノブの操作により前記接触部材が前記接点板に対して移動し、該接点板を変位させて前記可動接点を前記固定接点に接離させることができる。
【００１８】
しかも、前記反転変形可能な反転ばねで形成し、前記ハウジング側に、一方の接点板支持部と他方の接点板支持部とを設け、前記他方の接点板支持部は、非導通部材で形成され、前記接点板は、一方の接点板支持部に揺動自在に支持されるとともに、前記一方の接点板支持部の揺動の途中で前記一端部側の先端部が前記他方の接点板支持部に係合支持され、前記接点板の先端部が前記他方の接点板支持部に係合支持された後前記接触部材が前記接点板に対してさらに移動し該接点板を、前記一方及び他方の接点板支持部の間で反転変形及び反転変形の復帰により変位させ、前記可動接点を前記固定接点に接離させることができる。
【００１９】
そして、前記接点板の反転変形の復帰による可動接点の固定接点に対する接点開離スピードは、スイッチノブの操作スピードに拘わらず、接点板のばね力による反転変形の復帰作用に依存するため、スイッチノブの操作を操作初期に途中で停止しても固定接点に対する可動接点の離間を確実に行わせることが可能となり、且つスイッチノブの操作を遅くしても接点開離スピードを速くすることができる。従って、接点間のアーク放電が抑制され、接点消耗を抑制し、耐久性を高めることができる。
【００２０】
請求項２の発明では、請求項１の発明の効果に加え、前記接点板は、前記接触部材側へ突出するように断面が湾曲した反転ばねで形成されたため、反転変形の復帰時のばね作用を高めることができ、接点を確実に離間させることができ且つ接点開離スピードをより確実に速くすることができる。
【００２１】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の効果に加え、前記接点板は一端部に前記可動接点を常開接点として設けると共に他端部に他の可動接点を常閉接点として設け且つ中間部を前記ハウジング側の一方の接点板支持部に揺動自在に支持し、前記ハウジング側に常開接点としての前記固定接点の他にアース接続された他の固定接点を常閉接点として設け、前記スイッチノブの操作により前記接触部材が前記接点板に対して移動し、該接点板を揺動させて前記他の可動接点を前記他の固定接点に接離させることができる。
【００２２】
従って、例えばパワーウインドウモータ等に負荷電流を供給するときに閉じられる常開接点としての可動接点及び固定接点間の離間動作を接点板の反転変形の復帰により確実に行わせ且つ接点開離スピードを確実に速めることができ、アーク放電を確実に抑制し、耐久性を高めることができる。
【００２３】
また、前記接点板は前記常閉接点としての他の可動接点が前記他の固定接点に接触しているとき、前記他方の接点板支持部に対して離間配置され、前記一方の接点板支持部に対する揺動の途中で前記他方の接点板支持部に先端部を係合支持させることができる。このため、常開接点としての可動接点及び固定接点間の接点離間時に両接点間の距離を大きく確保することができ、接点間のアーク放電をより確実に抑制することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明の一実施形態に係り、図１は常開接点離間状態におけるモジュールスイッチの断面図、図２は接点板の斜視図、図３は図２のＳＡ−ＳＡ矢視断面図、図４は接点板中立状態におけるモジュールスイッチの断面図、図５は常開接点接触状態におけるモジュールスイッチの断面図である。
【００２５】
まず図１のように、本発明実施形態のモジュールスイッチ１も基本的には図８と同様な構成となっており、図６，図７のようにして用いられ、例えばパワーウインドウスイッチとして構成されている。但し、スイッチとしてはパワーウインドウスイッチに限らず、パワーシートの操作スイッチなど他の種々のスイッチとして構成することも可能である。
【００２６】
図１のモジュールスイッチ１も、図８のモジュールスイッチ１１１と同様に、ハウジング３内に固定接点５，７が設けられ、固定接点５，７間の中央に回路体９と一体の接点板支持部１１が設けられている。前記接点板支持部１１には、接点板１３が揺動自在に支持され、該接点板１３の一端部に可動接点１５が設けられ、他端部に他の可動接点１７が設けられている。
【００２７】
前記固定接点５及び可動接点１５は、常開接点として設けられ、可動接点１５が固定接点５に対し接離し、例えばパワーウインドウモータに対し負荷電流の給断を行う構成となっている。前記固定接点７及び可動接点１７は、常閉接点として設けられ、固定接点７はアース接続されている。
【００２８】
前記ハウジング３には、前記接点板支持部１１の他に、他の接点板支持部１９が設けられている。接点板支持部１９はハウジング３に平坦面で形成され、前記接点板１３の先端部１３ａを係合支持する構成となっている。従って、接点板支持部１１，１９により接点板１３を可動接点１５の両側で支持可能な構成となっている。
【００２９】
また前記モジュールスイッチ１は、図８のモジュールスイッチ１１１と同様にハウジング３内に形成されたガイドレール部２１に可動盤２３が移動可能に支持されている。可動盤２３には、係合部２５が突設され、図６，図７と同様にスイッチノブの係合足部に係合可能となっている。
【００３０】
前記可動盤２３にはボール支持部２７にコイルスプリング２９で付勢された接触部材としてのスチールボール３１が支持されている。スチールボール３１は、接点板１３に対する弾接位置を変える構成となっている。すなわち、スイッチノブの操作で可動盤２３がガイドレール部２１に沿って移動すると、スチールボール３１は前記接点板１３に弾接しながら接点板１３に対する弾接位置を変える構成となっている。
【００３１】
前記可動盤２３とハウジング３との間には、コイルスプリング３３が介設されている。従って、可動盤２３はコイルスプリング３３の付勢によって常閉接点である固定接点７及び可動接点１７側に位置決められている。
【００３２】
そして本発明の実施形態では特に、前記スチールボール３１が接点板１３に対して移動し、接点板１３を、前記接点板支持部１１，１９の間で反転変形及び反転変形の復帰により変位させ、前記可動接点１５を固定接点５に接離させる構成となっている。この接点板１３の具体的構成を図２，図３をも参照しつつ説明する。
【００３３】
前記接点板１３は、反転変形可能な帯状の反転ばねで形成されている。接点板１３の断面は、スチールボール３１側へ突出するように、図３のように湾曲形成されている。接点板１３には、その中間部にスチールボール３１を落とし込ませる凹部１３ｂが形成されている。接点板１３はこの凹部１３ｂの部分において、前記接点板支持部１１に揺動自在に支持されている。凹部１３ｂの両側には、斜面１３ｃ，１３ｄが設けられている。接点板１３の一端部である斜面１３ｃの上端側には、接点支持部１３ｅが設けられ、前記可動接点１５が固着されている。接点支持部１３ｅの先端側には、係合腕部１３ｆが設けられている。前記接点板１３の他端部である斜面１３ｄの上端側に他方の接点支持部１３ｇが設けられ、他方の可動接点１７が固着されている。
【００３４】
次に作用を説明する。スイッチ操作前においては、コイルスプリング３３の付勢力によって可動盤２３が常閉接点である固定接点７及び可動接点１７側に位置決められ、スチールボール３１は凹部１３ｂ内に落ち込んでいる。このときスチールボール３１の中心は、接点板支持部１１に対し可動接点１７側に位置し、図１のように可動接点１７が固定接点７に接触した状態となっている。この状態では、パワーウインドウモータの駆動回路は開となっている。
【００３５】
次に図７と同様のスイッチノブの操作で、スイッチノブの係合足部が可動盤２３の係合部２５に係合すると、可動盤２３がガイドレール部２１に沿ってコイルスプリング３３の付勢力に抗し移動する。この移動によって、スチールボール３１は図４のように斜面１３ｃを上り始める。これによってスチールボール３１の中心が接点板支持部１１に対し常開接点である可動接点１５側に移動し、接点板１３を揺動変位させる。
【００３６】
前記接点板１３が揺動変位すると、揺動の途中で接点板１３の先端部１３ａが接点板支持部１９に係合する。この係合状態では可動接点１５が固定接点５に離間した状態で対向し、常閉接点側の可動接点１７も固定接点７から離間する。
【００３７】
この中立状態からさらにスイッチノブを操作すると、スチールボール３１は斜面１３ｃをさらに移動し、接点板１３に対する弾接位置を変える。このスチールボール３１の移動によって斜面１３ｃに対するスチールボール３１からの押圧力が強くなり、この押圧力がある点を越えると、図５のように接点板１３がそのばね力に抗し斜面１３ｃの中間部で折れ曲がり瞬時に反転変形する。この接点板１３の反転変形により、可動接点１５が固定接点５に瞬時に接触し、固定接点５、可動接点１５、接点板１３、接点板支持部１１、回路体９の閉回路形成によってパワーウインドウモータに負荷電流が供給される。
【００３８】
次にスイッチノブの操作から手を放すと、可動盤２３はコイルスプリング３３の付勢力によってガイドレール２１上を復帰移動する。この可動盤２３の復帰移動によって、スチールボール３１が図５の斜面１３ｃの折曲部３５から移動する。このスチールボール３１の移動により前記接点板１３はそのばね力によって反転変形を瞬時に復帰させ、図４の状態へ戻る。これによって、可動接点１５が固定接点５から図４のように瞬時に離間する。
【００３９】
このときの接点開離スピードは、スチールボール３１が接点板１３に対し移動することによる接点板１３の揺動ではなく、接点板１３の折曲部３５のばね力を持った反転変形の復帰であるため、接点板１３が図５の状態から図４の状態へ一気に復帰し、可動接点１５が固定接点５から高速の接点開離スピードで離間する。このため、スイッチノブの操作がゆっくり行われたとしても、可動接点１５の固定接点５に対する接点開離スピードは極めて速く、アーク放電を確実に抑制することができる。また、スイッチノブの操作が操作初期に途中で停止されたとしてもスチールボール３１が折曲部３５からある程度移動していれば接点板１３の反転変形の復帰が行われる。これらによってアーク放電による接点消耗等を抑制し、耐久性を大幅に高めることができる。
【００４０】
前記接点板１３を、前記接点板支持部１１，１９間で反転変形及び反転変形の復帰により変位させることができるため、接点板１３の反転作用に影響するばね力を強くし、接点開離スピードを確実に速くすることができる。
【００４１】
前記接点板１３は前記スチールボール３１側へ突出するように断面が湾曲した反転ばねで形成されたため、反転変形の復帰時のばね力をより高めることができ、可動接点１５を固定接点５から確実に離間させることができ且つ接点開離スピードをより確実に速くすることができる。
【００４２】
前記接点板１３は前記常閉接点としての他の可動接点１７が前記他の固定接点７に接触しているとき、前記他方の接点板支持部１９に対して図１のように離間配置され、前記一方の接点板支持部１１に対する揺動の途中で前記他方の接点板支持部１９に先端部１３ａが係合支持されるため、常開接点としての可動接点１５及び固定接点５間の接点離間時に両接点１５，５間の距離を大きく確保することができ、接点１５，５間のアーク放電をより確実に抑制することができる。
【００４３】
前記可動盤２３がコイルスプリング３３の付勢力によってさらに移動すると、接点板１３は接点板支持部１１に対しさらに揺動する。スチールボール１１が接点板支持部１１を越えて接点板１３の凹部１３ｂに落ち込むと、他方の可動接点１７が固定接点７に図１のように接触し、操作前の状態に戻る。
【００４４】
なお、接点板１３は前記反転変形及び反転変形の復帰ができればよく、形状等は特に限定されるものではない。接点板１３の断面形状も反転変形及び反転変形の復帰で接点開離スピードを速めることができれば、平坦に形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る常開接点離間状態におけるモジュールスイッチの断面図である。
【図２】一実施形態に係り、接点板の斜視図である。
【図３】一実施形態に係り、図２のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である。
【図４】一実施形態に係り、接点板中立状態におけるモジュールスイッチの断面図である。
【図５】一実施形態に係り、常開接点接触状態におけるモジュールスイッチの断面図である。
【図６】従来のパワーウインドウスイッチの中立状態の一部切欠断面図である。
【図７】従来のパワーウインドウスイッチのダウン動作位置における一部切欠側面図である。
【図８】従来のモジュールスイッチの常開接点離間状態における断面図である。
【符号の説明】
３ ハウジング
５，７ 固定接点
１１，１９ 接点板支持部
１３ 接点板
１５，１７ 可動接点
３１ スチールボール（接触部材）

Claims (3)

1. ハウジング側に設けられた固定接点と、
   前記固定接点に対し接離して負荷電流の給断を行う可動接点と、
   前記ハウジング側に支持され一端部に前記可動接点が設けられた接点板と、
   前記ハウジング側に支持され前記接点板に弾接しながらスイッチノブの操作で前記接点板に対する弾接位置を変える接触部材とを備え、
   前記スイッチノブの操作により前記接触部材が前記接点板に対して移動し該接点板を変位させて前記可動接点を前記固定接点に接離させるスイッチにおいて、
   前記接点板を、反転変形可能な反転ばねで形成し、
   前記ハウジング側に、一方の接点板支持部と他方の接点板支持部とを設け、
   前記他方の接点板支持部は、非導通部材で形成され、
   前記接点板は、一方の接点板支持部に揺動自在に支持されるとともに、前記一方の接点板支持部の揺動の途中で前記一端部側の先端部が前記他方の接点板支持部に係合支持され、
   前記接点板の先端部が前記他方の接点板支持部に係合支持された後前記接触部材が前記接点板に対してさらに移動し該接点板を、前記一方及び他方の接点板支持部の間で反転変形及び反転変形の復帰により変位させて前記可動接点を前記固定接点に接離させることを特徴とするスイッチ。
2. 請求項１記載のスイッチであって、
   前記接点板は、前記接触部材側へ突出するように湾曲した断面の反転ばねで形成されたことを特徴とするスイッチ。
3. 請求項１又は２記載のスイッチであって、
   前記接点板は、一端部に前記可動接点を常開接点として設けると共に他端部に他の可動接点を常閉接点として設け且つ中間部を前記ハウジング側の一方の接点板支持部に揺動自在に支持し、
   前記ハウジング側に常開接点としての前記固定接点の他にアース接続された他の固定接点を常閉接点として設け、
   前記スイッチノブの操作により前記接触部材が前記接点板に対して移動し該接点板を揺動させて前記他の可動接点を前記他の固定接点に接離させ、
   前記接点板は、前記常閉接点としての他の可動接点が前記他の固定接点に接触しているとき前記他方の接点板支持部に対して離間配置され、前記一方の接点板支持部に対する揺動の途中で前記他方の接点板支持部に先端部が係合支持されることを特徴とするスイッチ。

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