JP4354171B2 - 電気スイッチアセンブリ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気スイッチに関し、特に製造コストの低い密封された電気スイッチアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気スイッチにおいて、特に電源回路で使用されるものにおいては、接点が空気にさらされている。それらのスイッチの構成部品はスイッチがしばらくの間使用されると腐食しやすく、その結果としてスイッチの感度が悪くなる。加えて、そのようなスイッチはほこりや湿気の多い環境や、爆発や燃焼が起こりやすい環境には適していない。そこで、オイルスイッチや安全スイッチ等のような、爆発を防ぐための様々なタイプのスイッチが開発された。しかしながら、それらのスイッチは構造が複雑なため、製造上の観点から言うと実用的でない。また、二種類の自動磁気スイッチが公知である（特許文献１、２参照）。それらのスイッチの構造は従来のスイッチより簡単であるが、製造するにはまだ複雑すぎる。よってそれらの構造はさらに改良することが望まれる。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第４，７３９，２９１号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，７７７，５３６号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の主要な目的は、水分、腐食およびほこりに強く、また爆発を防ぎ、より高い感度で安全に機能する電気スイッチアセンブリを提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な構造で製造コストが低い電気スイッチアセンブリを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための本発明の電気スイッチアセンブリは、開口部を有するケーシングと、前記ケーシングの開口部を密封するように取付けられ、外界から密閉された主空間を限定するカバーと、外界から密閉された前記主空間に収容され、接続されている電源回路の導電状態を変化させる電気接点を有する電気スイッチ手段と、外界から密閉された前記主空間の内部に配置され、前記カバーの下表面側に前記電気スイッチ手段とは別体にスライド可能に設けられ、移動することにより前記電気スイッチ手段を駆動する磁気応答手段と、前記主空間の外部において前記カバーの上表面側に取付けられ、移動することによって前記磁気応答手段を駆動する磁気作動手段と、を備える。
前記主空間の内部に収納されている前記電気スイッチ手段及び前記磁気応答手段と、前記主空間の外部に設けられている前記磁気作動手段とは、前記カバーによって遮られつつ、磁気的に連動可能に設けられ、前記磁気作動手段の移動に連動して磁気的に前記磁気応答手段が移動することにより、前記電気スイッチ手段が駆動される。
前記電気スイッチ手段は、前記電気接点と共に位置を変えることが可能であり前記磁気応答手段に接続されているスイッチレバーとを有する。
前記磁気応答手段は、内部本体と、前記内部本体に設置された第一磁気装置とを有し、前記磁気作動手段は、外部本体と、前記外部本体に設置された第二磁気装置とを有し、前記磁気応答手段は、前記内部本体でそれぞれ軸回転する複数のローラーをさらに有する。
前記磁気作動手段は、前記外部本体でそれぞれ軸回転する複数のローラーをさらに備え、前記カバーは、前記第一磁気装置と前記第二磁気装置との間の磁束を集中させ引力を高めるために前記第一磁気装置および前記第二磁気装置の間に配置される常磁性の部分を有し、前記カバーに取付けられ、前記磁気作動手段に適合する小空間を限定する蓋をさらに備える。
磁気応答手段はスイッチレバーと連結され共に移動する。
【０００６】
電気スイッチアセンブリが接続されている回路に過負荷がかかったりあるいはショートが発生した時、電気スイッチ手段のスイッチレバーは自動的に第一の（オンの）位置から第二の（オフの）位置に変わる。その間、磁気応答手段はスイッチレバーにより同じ方向へ動かされ、磁気作動手段はそれらの間の磁気引力により同期してスライドされる。
【０００７】
回路が開いた後、電気スイッチアセンブリをリセットしたい時は、使用者は磁気作動手段を手で動かし元の位置にスライドする。その間、磁気応答手段は磁気引力により同期して同じ方向にスライドし、スイッチレバーはオンの位置に動かされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１から図４に示すように、本発明の第一実施例による電気スイッチアセンブリ１００は、上面に開口部を有するケーシング１１０と、前記開口部を密封して、密閉された主空間１１４を限定するカバー１１２とを備える。例えば一般の回路ブレーカーのような電気スイッチ手段１２０は、主空間１１４内にしっかりと収納されるスイッチレバー１２２を有する。スイッチレバー１２２は電気スイッチ手段１２０における接点の導電状態によりオンの位置とオフの位置とを移動する。本実施例では、電気スイッチ手段１２０はスイッチレバー１２２の移動方向がケーシング１１０の長手方向に沿うように配置されている。
【０００９】
ケーシング１１０はまた、主空間１１４の両側に二つの側面空間１１５を有する。二つの側面空間１１５はそれぞれ側面カバー１１６により密閉されている。導電ボード（図示せず）は側面空間１１５の中に収納される。複数のコネクタ１１７はケーシング１１０の縦方向の壁に設置され、導電ボードと接続されて外部の回路と接続される。電気スイッチ手段１２０は両端にそれぞれ複数の端子１２４を有し、それらは導電ボードと接続される。
【００１０】
保持板１３０は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、あるいはプラスチック鋼のような非磁性材料で作られ、カバー１１２の下表面に設置される。保持板１３０はカバー１１２に設置された時第一の小空間を限定するため、上部に凹んだ空間１３１を有している。凹んだ空間１３１の中心部分には縦長のガイド開口部１３２を有する。スイッチレバー１２２はガイド開口部１３２を経由して凹んだ空間１３１まで延伸している。
【００１１】
磁気応答手段１４０は第一の小空間に嵌めこまれる。磁気応答手段１４０は内部本体１４１を有し、それは二つの平行なシート部材１４２と、その両端が各シート部材１４２にそれぞれ固定されている二つのリブ１４３とからなる。シート部材１４２の各々は二つのローラー１４４を回転心軸上に配置し、４つの第一磁気装置１４５を搭載している。第一磁気装置１４５は本実施例では長方形の磁石である。図４に示すように、二つの第一磁気装置１４５の間にはブロック１４６がそれぞれ設置される。ブロック１４６は非常磁性材料で作られる。シート部材１４２の各々はさらに常磁性の二つの小片１４７を備え、その小片１４７はシート部材１４２の底部に、二つの第一磁気装置１４５にまたがって設置される。それゆえ、８つの第一磁気装置１４５と４つの常磁性の小片１４７とは４つの独立したＵ字型の磁石を形成する。もちろん、上述の構造は２つのＵ字型の磁石をシート部材１４２に直接に備え付けることによっても実現する。
【００１２】
内部本体１４１のリブ１４３間には空間が設けられている。スイッチレバー１２２はその空間にくさび状にとめられ、磁気応答手段１４０と共に移動する。
蓋１５０はカバー１１２の上面に取付けられ、第二の小空間を限定する。蓋１５０はガイド開口部１３２に対応する縦長の開口部１５１を有する。蓋１５０には、電気スイッチ手段１２０のスイッチレバー１２２のオンおよびオフの位置に対応して、開口部１５１の両端近くにＯＮおよびＯＦＦの記号がそれぞれ書かれている。
【００１３】
図４に示すように、磁気作動手段１６０は外部本体１６１を有する。外部本体１６１はその四方の角にあるローラー１６２を回転心軸上に配置する。外部本体１６１は４つの第二磁気装置１６３をそれぞれ搭載している。磁気応答手段１４０と同じように、本実施例では、第二磁気装置１６３もまた長方形の磁石である。二つの第二磁気装置１６３の間には、ブロック１６４がそれぞれ設置される。外部本体１６１の頂部に設けられる４つの常磁性の小片１６５はそれぞれ２つの第二磁気装置１６３にはり付けられ、磁気応答手段１４０の第一磁気装置１４５に対応してＮ極とＳ極が下方に向いた４つの独立したＵ字型磁石を形成する。
【００１４】
第一磁気装置１４５の極は対応する第二磁気装置１６３の極と反対になっており、磁気引力を引き起こす。したがってカバー１１２で隔てられた磁気応答手段１４０および磁気作動手段１６０は同期してスライドすることができる。
磁気作動手段１６０は、外部本体１６１の頂端にあり蓋１５０の開口部１５１を通って延伸するスイッチハンドル１６６と、カバー１１２と係合するローラー１６２と共に第二の小空間に収納される。よって、磁気作動手段１６０は開口部１５１に沿ってスライドできる。
【００１５】
本実施例では、カバー１１２の中央部分に二本の平行な長方形の常磁性部分１１８が設けられる。第一磁気装置１４５および第二磁気装置１６３はカバー１１２の常磁性部分１１８に対応し、それらの間の磁気引力を高める。
以下、本発明の実施例による電気スイッチアセンブリの使用方法および原理について説明する。
【００１６】
回路に過負荷がかかったりショートが発生した時、電気スイッチ手段１２０のスイッチレバー１２２は自動的にオンの位置からオフの位置に変わる。その間、磁気応答手段１４０は同じようにスライドし、磁気作動手段１６０もそれらの磁気引力により同期してＯＦＦの位置にスライドする。言い換えれば、磁気作動手段１６０の外部のスイッチハンドル１６６は電気スイッチ手段１２０のスイッチレバー１２２に対応していつでも動かされる。
【００１７】
回路が開いた後、スイッチ手段１２０をリセットしたい時は、使用者は外部のスイッチハンドル１６６を押して磁気作動手段１６０をオンの位置にスライドさせる。磁気応答手段１４０も磁気引力によって同じように同期してスライドする。その間、電気スイッチ手段１２０のスイッチレバー１２２はオンの位置に動かされる。同じ作動原理で、使用者がスイッチハンドル１６６をＯＮの位置からＯＦＦの位置に押すと、電気スイッチ手段１２０のスイッチレバー１２２もＯＦＦの位置に動かされる。
【００１８】
次に図５および図６を参照して、本発明の第二実施例を説明する。本発明の第二実施例による電気スイッチアセンブリ２００は第一実施例による電気スイッチアセンブリ１００と類似の構成であり、ケース２１０、電気スイッチ手段２２０、磁気応答手段２３０、カバー２４０および磁気作動手段２５０を備える。
【００１９】
以下、第二実施例の第一実施例と異なる部分を中心に説明する。
ケース２１０は頂部に開口部２１２を有する。カバー２４０は開口部に取付けられ、電気スイッチ手段２２０を収納するための密封された主空間２１４を限定する。カバー２４０の頂部には、扇形のガイド空間２４１と、ガイド空間２４１の広がった一端に隣り合う円弧状の収納溝２４２とが配置される。収納溝２４２はガイド空間２４１より深く形成されている。外部シャフト２４３は一端がカバー２４０の上方に配置され、ガイド空間２４１の円弧の中心に位置する。内部シャフト２４４は外部シャフトに対応して一端がカバー２４０の下方に配置される。
【００２０】
磁気応答手段２３０は扇形の内部本体２３１と、広がった一端に設けられた凹んだ空間２３２とを有する。複数の第一磁気装置２３３が凹んだ空間２３２に収納される。第一磁気装置２３３はＵ字型の磁石であり、Ｎ極とＳ極が上方を向いている。内部本体２３１はさらに、中間部分にガイド孔２３４を有し、円弧の中心に軸孔２３５を有する。
【００２１】
磁気応答手段２３０は、軸孔２３５に収納されて自由に回転するカバー２４０の内部シャフト２４４と共に、ケース２１０の主空間２１４に収納される。電気スイッチ手段２２０は、内部本体２３１のガイド孔２３４に収納され内部本体２３１と共に動かされるスイッチレバー２２２を有する。第一磁気装置２３３はカバー２４０の収納溝２４２の底壁に対応している。
【００２２】
カバープレート２６０はカバー２４０の上面に設置されガイド空間２４１および収納溝２４２を覆っている。カバープレート２６０はカバー２４０の外部シャフト２４３が通り抜ける軸孔２６２を有する。カバープレート２６０には電気スイッチ手段２２０のスイッチレバー２２２のオンの位置およびオフの位置に対応して、上面にＯＮおよびＯＦＦの記号が書かれている。
【００２３】
磁気作動手段２５０は扇形の外部本体２５１を有する。外部本体２５１は円弧の中心に軸管２５２と、広がった一側に裾広がりの縁部２５３とを有する。裾広がりの縁部２５３は凹んだ空間２５４を有し、それはＮ極およびＳ極が下方を向いている複数の第二磁気装置２５５を収納する。外部本体２５１はガイド空間２４１に収納され、同時にカバー２４０の外部シャフト２４３は軸管２５２に収納され、裾広がりの縁部２５３はカバー２４０の収納溝２４２に収納され、自由に回転することが可能になる。外部本体２５０の軸管２５２は軸孔２６２を経由してカバープレート２６０を貫通する。外部のスイッチハンドル２６４は一端が軸管２５２に固定され、外部本体２５１を外から回転させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例による電気スイッチアセンブリを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施例による電気スイッチアセンブリを示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施例による電気スイッチアセンブリを図２の３−３線に沿って部分的に切断した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第一実施例による電気スイッチアセンブリの磁気応答手段および磁気作動手段を示す模式図である。
【図５】本発明の第二実施例による電気スイッチアセンブリを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第二実施例による電気スイッチアセンブリを示す斜視図である。
【符号の説明】
１００、２００ 電気スイッチアセンブリ
１１０ ケーシング
１１２、２４０ カバー
１１４、２１４ 主空間
１２０、２２０ 電気スイッチ手段
１２４ 端子
１４０、２３０ 磁気応答手段
１６０、２５０ 磁気作動手段
２１０ ケース

Claims (5)

1. 開口部を有するケーシングと、
   前記ケーシングの開口部を密封するように取付けられ、外界から密閉された主空間を形成するカバーと、
   外界から密閉された前記主空間に収納され、接続されている電源回路の導電状態を変化させる電気接点を有する電気スイッチ手段と、
   外界から密閉された前記主空間の中に配置され、前記カバーの下表面側に前記電気スイッチ手段とは別体にスライド可能に設けられ、移動することにより前記電気スイッチ手段を駆動する磁気応答手段と、
   前記主空間の外部において前記カバーの上表面側に設けられ、移動することによって前記磁気応答手段を駆動する磁気作動手段と、を備え、
   前記主空間の内部に収納されている前記電気スイッチ手段及び前記磁気応答手段と、前記主空間の外部に設けられている前記磁気作動手段とは、前記カバーによって遮られつつ、磁気的に連動可能に設けられ、
   前記磁気作動手段の移動に連動して磁気的に前記磁気応答手段が移動することにより、前記電気スイッチ手段が駆動されることを特徴とする電気スイッチアセンブリであって、
   前記電気スイッチ手段は、前記電気接点と共に位置を変えることが可能であり前記磁気応答手段に接続されているスイッチレバーを有し、
   前記磁気応答手段は、内部本体と、前記内部本体に設置された第一磁気装置とを有し、
   前記磁気作動手段は、外部本体と、前記外部本体に設置された第二磁気装置とを有し、
   前記磁気応答手段は、前記内部本体でそれぞれ軸回転する複数のローラーをさらに有し、
   前記磁気作動手段は、前記外部本体でそれぞれ軸回転する複数のローラーをさらに備え、
   前記カバーは、前記第一磁気装置と前記第二磁気装置との間の磁束を集中させ引力を高めるために前記第一磁気装置および前記第二磁気装置の間に配置される常磁性の部分を有し、
   前記カバーに取付けられ、前記磁気作動手段に適合する小空間を限定する蓋をさらに備える、
   ことを特徴とする電気スイッチアセンブリ。
2. 前記磁気応答手段および前記磁気作動手段は互いに入れ替え可能であることを特徴とする請求項１記載の電気スイッチアセンブリ。
3. 前記カバーの下表面に設置され、前記磁気応答手段に適合する小空間を限定する保持板をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電気スイッチアセンブリ。
4. 前記保持板はガイド開口部を有し、前記スイッチレバーは前記ガイド開口部を突き抜けて前記内部本体と連結されていることを特徴とする請求項３記載の電気スイッチアセンブリ。
5. 前記蓋は開口部を有し、前記外部本体は使用者が手動で前記磁気作動手段を操作するために、前記開口部を通って外界に延伸するように設けられているハンドルを有することを特徴とする請求項１記載の電気スイッチアセンブリ。

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