JP4676405B2 - 切換スイッチ - Google Patents

Description

この発明は、押ボタンスイッチなどに組み込んで使用される切換スイッチに関する。

この種のスイッチは、すでに特許文献１等によりよく知られている。

図６に、従来の切換スイッチの代表的な構成を示す。

この図６の切換スイッチは、固定部材として、常閉固定端子板４、常開固定端子板５および共通端子板６を備えている。常閉固定端子板４には、図７に示すように、先端部に固定接点４ａが取り付けられ、基端部に一体的に外部接続端子４ｂが形成されている。また、常開固定端子板５にも、先端部に固定接点５aが取り付けられ、常閉固定端子板４の固定接点４ａの下方に所定間隔をおいて対向配置されている。そして基端部に、外部接続端子５ｂが一体に形成されている。さらに、共通端子板６には、先端部に可動接触子２および操作レバー３等の可動部材を支持するためのＵ字形の支持枠６ａが形成されるとともに基端部に外部接続端子６ｂが一体に形成されている。これらの固定部材は共通の絶縁樹脂により形成された絶縁基台１により固定支持されている。

可動部材となる可動接触子２には、先端に双頭の可動接点２ａが取り付けられるとともに、基端部に支持枠６ａに当接されて可動接触子の回動支点となる支点部２ｃが形成される。もう一つの可動部材である操作レバー３には、図７の方が明確であるが、先端部に前記絶縁基台１に設けられた操作レバーを支持する支持体１ａに当接して回動支点となる支点部３ａが形成され、基端部に外部から操作される操作片３ｂが設けられている。そしてこの操作レバー３は共通端子板６に形成された支持枠６ａにより支持され、これにより上限の位置が制限される。

そして、可動接触子２と操作レバー３とは、これらに設けられた係止穴２ｈおよび３ｈに引張りコイルばねにより構成された操作ばね８の両端に設けられた鉤状のフック８ａおよび８ｂを引掛けて連繋されている。

このように構成された切換スイッチは、図６および図７に示すように操作レバー３の操作片３ｂが上方にある状態では、操作ばね８が、可動接触子２の先端部および操作レバー３の基端部を上方へ引張るため可動接触子２は常閉固定接点４ａ側に回動され、可動接点２ａが固定接点４ａに当接する。これにより、共通端子板６と常閉固定端子板４の間の回路が閉じられる。

操作片３ｂを押し下げて操作レバー３を支点部３ａを支点にして反時計方向に回動させると、操作ばね８の操作レバー側のフック８ｂが中心より下方に移動したところで、このばねの作用力の方向が反転し、可動接触子２が急激に下方へ引っ張られて、可動接点２ａが常開固定端子板５の固定接点５ａに閉じられ、共通端子板６を常開固定端子板５に切換接続する。
特開平１１−１９５３４６号公報

このような操作ばね８によるスナップアクションを利用した切換スイッチにおいては、接点部の接触信頼性を向上させる手段としては、操作ばね８のばね力を高めて、接触圧力を大きくすることや、接点が硫化・酸化しにくいように、接点に金メッキを施した高価な接点材料を使用することが一般的であるが、操作ばねのばね力を高めると組立てがやりにくくなったり、高価な接点材料を使用すると製造価格が高価になったりする不都合が生じる。

また、構造的に開閉時に接点を相対的に大きく摺動させるように構成すると、硫化・酸化により接点表面に形成された絶縁皮膜を剥離することができるので、接点の接触信頼性が向上し、このような手段によれば前記の不都合を解消することができる。

しかしながら、前記した従来の切換スイッチは、可動接触子等の可動部材を支える共通端子板６に形成された支持枠６ａの剛性を高めるために、絶縁樹脂により固定端子板４および５と共通端子板６をインサート成型して絶縁基台１を形成するとき、図７から明らかなように、このＵ字形支持枠６の水平片６ｃ（図７参照）まで、基台１の中に埋め込んでいる。このため、開閉操作時にこの支持枠６ａが操作ばね８のばね力を受けても、支持枠６ａの撓み量が小さいため、可動接触子２の可動接点２ａは各固定接点４ａ，５ｂ上ではほとんど摺動しない。

このため、従来の切換スイッチにおいては、切換開閉時の可動接点と固定接点との摺動による、各接点の表面に硫化・酸化によって形成される絶縁皮膜の剥離作用が十分に行われず、接点の接触信頼性を高めることができないという問題がある。

この発明は、このような問題点を解消するために、開閉時に可動接点と固定接点とが相対的に大きく摺動させるようにして、接点の接触信頼性を高めることのできる切換スイッチを提供することを課題とするものである。

このような課題を解決するため、この発明は、先端部に固定接点が取り付けられ、基端部に外部接続端子が形成された常閉固定端子板および常開固定端子板と先端部にＵ字形の支持枠が形成され、基端部に外部接続端子板が形成された共通端子板とを設け、これらの端子板を、前記固定接点および支持枠ならびに外部接続端子板を露出させて絶縁樹脂により形成した絶縁基台に埋め込んで固定し、この絶縁基台上で、前記常閉固定端子板に取り付けた固定接点と常開固定端子板に取り付けた固定接点とを上下に間隔をおいて対向配置し、先端部に可動接点を取り付け、基端部に前記支持枠に当接して回動支点となる支点部を形成した可動接触子と、前記支持枠に回動自在に支持され、先端部を前記絶縁基台上に設けた支持体に当接して回動支点となる支点部を形成し、基端部に外部から操作される操作片を設けた操作レバーとを操作ばねにより連繋してスナップアクション機構を形成し、前記操作レバーの操作片を上下方向に回動操作することにより前記可動接触子を反転駆動して先端部の可動接点の前記常閉固定端子板の固定接点と常開固定端子板の固定接点への接触を交互に切換えるようにしてなる切換スイッチにおいて、前記共通端子板の先端部に形成したＵ字形支持枠の共通端子板との連結部に細幅となる連結首部を設け、この首部が前記絶縁基台上に露出するように前記共通端子板を絶縁基台に埋め込んだことを特徴する。

また、この発明においては、前記操作ばねの両端にリング状の係合部を設けるとともに、前記可動接触子および操作レバーにこの係合部を引掛ける係止片を設け、可動接触子および操作レバーの係止片に操作ばねの係合部を引掛けて可動接触子と操作レバーとを操作ばねにより連繋するようにすることができる。

さらに、この発明においては、前記常閉固定端子板、常開固定端子板および共通端子板を絶縁基台に埋め込む際に、絶縁樹脂によるインサート成型用型の合わせ位置を各端子板の板厚方向の同じ位置とするのがよい。

この発明によれば、先端部にＵ字形の支持枠を形成した共通端子板が、その支持枠との連結部に細幅となる連結首部を備え、この連結首部を絶縁基台から露出させて絶縁基台に埋め込まれるようしたので、開閉時の操作ばねのばね力によって支持枠は連結首部で撓みやすくなり、大きく変位するため、可動接触子の可動接点がこれとともに大きく変位するので、これと接触した各固定接点上で大きく摺動することになる。このため、各接点の表面に硫化・酸化によって絶縁膜が形成されても、この可動接点の固定接点上の摺動による絶縁膜剥離作用が大きくなり、接点の接触信頼性を高めることができる。

この発明の実施の形態を、図に示す実施例に基づいて説明する。

図１および図２は、この発明による切換スイッチの実施例を示すものであり、図１は、その斜視図、図２はその縦断面図である。

これらの図において、従来のスイッチと同じ構成部材は同一の符号で示す。

常閉固定端子板４および常開固定端子板５は、それぞれ先端部に常閉固定接点４ａおよび常開固定接点５ａが取り付けられ、基端部に一体的に外部接続端子４ｂおよび５ｂが形成されている。共通端子板６は、図５にこれを単独で示すように、先端部に可動部材を支持するためのＵ字形の支持枠６ａが形成され、基端部に一体的に外部接続端子６ｂが形成されている。

常閉固定接点４ａと常開固定接点５ａとが、所定間隔をおいて対向配置されるように、常閉固定端子板４および常開固定端子板５の先端部が折り曲げられている。

これら３個の固定端子板４〜６は、１列に配列されて、絶縁樹脂で形成された絶縁基台１０に埋め込んで固定される。各固定端子の先端部の固定接点４ａ、５ａ、支持枠６ａおよび基端部の外部接続端子４ｂ、５ｂ、６ｂは絶縁基台１０から露出されている。絶縁基台１０の上面には、操作レバー３の先端の支点部３ａを支持するための支持体１０ａが突設されている。

Ｕ字形支持枠６ａを有する共通端子板６は、従来装置では、Ｕ字形の支持枠６ａの下辺６ｃ部分まで絶縁基台１に埋め込まれていたが、この発明では、図１および図２の何れからも明らかであるが、絶縁基台１０の上面を、共通端子板６とＵ字形支持枠６ａとの連結部分に形成された細幅にした連結首部６ｄが基台１０から露出されるように、これより下に下げている。

可動部材として、可動接触子２、操作レバー３および、これらを連繋する操作ばね８が設けられている。可動接触子２には、詳細を図４（ａ）に示すように、先端部に双頭の可動接点２ａが取り付けられ、基端部に支持枠６ａに当接して回動支点となる支点部２ｃが形成され、中間部の先端寄りに操作ばね８を引っ掛けるための切起こしによる係止片２ｄが形成されている。操作レバー３には、同様に図４（ｂ）に示すように、先端部に基台１０に形成された支持体１０ａに当接して回動支点となる支点部３ａが形成され、基端部に外部から操作される操作片３ｂが一体に形成され、中間部の基端寄りに操作ばね８を引っ掛けるための切起こしによる係止片３ｄが形成されている。

操作ばね８の両端には、リング状のフック８ｃ、８ｄが形成され（図１参照）、このフックをそれぞれ可動接触子２の係止片２ｄおよび作動レバー３の係止片３ｄに引っ掛けることにより、可動接触子２と操作レバー３に操作ばね８を装着してこれらを連繋する。

支持枠６ａにより回動可能に支持された可動接触子２の先端の可動接点２ａが、可動接触子２の回動に伴って常閉固定接点４ａまたは常開固定接点５ａに切り換わって接触する。可動接点２ａが常閉固定接点４ａに接触しているときは、共通端子板６と常閉固定端子板４との間の回路が閉じられ、可動接点２ａの接触が常開固定接点５ａに切り換わると共通端子板６と常開固定接点５との間の回路が閉じられる。

このような可動接触子２の切り換え操作は、操作レバー３の操作片３ｂを上下に回動操作することに行われる。操作レバー３の操作片３ｂが、図２に示するように上方にあるときは、操作ばね８が可動接触子２を上方へ引き上げるように作用するので、可動接点２ａが上方の常閉固定接点４ａに接触する。

この状態から、操作レバー３の操作片３ｂを下方に押し上げると、操作レバー３が先端の支持体１０ａに支持された支点部３ａを支点して反時計方向に回動し、これに伴ってばね８のフック８ｄが下降し、可動接触子２の係止片２ｄと操作レバー３の係止片３ｄが水平に並ぶ死点を超えると、可動接触子２および操作レバー３に作用する操作ばね８のばね力の方向が反転し可動接触子２および操作レバー３を互いに下向きに引っ張るため、可動接触子２が急激に時計方向へ回動し、可動接点２が、常開固定接点５ａに切り換わって接触するようになる。

このように、スイッチが操作レバー３の操作によって、スナップアクション的に切り換え動作をおこなうとき、操作ばね８のばね力が、可動接触子２および操作レバー３を支持する共通端子板６の支持枠６ａに、これを図２において左右に押したり引いたりする方向に作用する。共通端子板６は絶縁基台１０に埋め込まれているが、先端側は共通端子板６と支持枠６ａとを連結する細幅の連結首部６ｄが露出される高さまでしか埋め込まれていないので、共通端子板６の支持枠６ａを支える部分が細幅の連結首部６ｄとなり、剛性が小さくなる。

このため、開閉操作による操作レバー３および可動接触子２の回動動作にともない、操作ばね８のばね力が支持枠６ａに加わると、支持枠６ａが連結首部６ｄで大きく撓み左右に変位するようになる。このような支持枠６ａが変位することにより、可動接触子２の可動接点２ａが、固定接点４ａまたは５ａの表面に接触した状態で大きく摺動するので、可動接点２ａおよび固定接点４ａまたは５ａの相互の擦り合いによる、各接点の表面に硫化・酸化によって形成された絶縁皮膜の剥離作用が大きくなり、閉じられた接点間の接触抵抗が高くなることを防止することができる。したがって、この発明によれば、操作ばね８のばね力を高めることも、また接点に高価な接点材料を使用することもしなくても、可動接点と固定接点との接触信頼性を高く維持することができる。

また、前記のとおり、操作ばね８には、両端にリング状のフック８ｃおよび８ｄを設けて、このフックを可動接触子２および操作レバー３に切起こした係止片２ｄおよび３ｄに嵌め合わせて引っ掛けることにより操作ばね８を可動接触子２および操作レバー３に装着することができるのでこのばねの装着作業が容易となる。

つぎに、図３を参照してこの発明の切換スイッチの製造方法について説明する。

図３（ａ）は、スイッチの固定部材の打ち抜き工程を示すもので、共通の導電材の平板からプレス機械等により打ち抜き形成されたスイッチ１個分の固定部材となる常閉固定端子板４、常開固定端子板５および共通端子板６を平面的に示すものである。３個の端子板４、５、６は各端子板間に設けられタイバーと称せられる、組立て後に切り取られる結合片ＴＢによって結合され、一体に構成されている。この図にはスイッチ１個分の固定部材しか示されていないが実際には、複数個分の固定部材が一体に連ねられている。

この図において、４a'は、常閉固体端子板４の先端部に形成された固定接点取付部、５a'は、常開固定端子板５の先端部に形成された固定接点取付部、６ａは共通端子板６の先端部に形成した可動部材を支持するＵ字形の支持枠である。共通端子板６の支持枠６ａとの連結部分には細幅にした連結首部６ｄが形成されている。

図３（ｂ）は、成形工程を示すものである。この工程においては、平板状の各端子板の先端部をそれぞれ、図３（ａ）において点線で示す水平または垂直の折り曲げ線の位置で矢印で示すように水平または垂直に９０度だけ折り曲げる成形加工が行われる。

この成形工程を終えた状態では、図３（ｂ）に示すように、成形された常閉固体端子板４の固定接点取付部４a'および常開固定端子板５の固定接点取付部５a'は、それぞれ水平になり、かつ互いに上下方向に間隔をおいて対向する配置となる。また、共通端子板６に設けられた支持枠６ａは、垂直に立ったまま各端子板の配列方向（水平軸方向）に対向する配置となる。水平に折り曲げられた固定接点取付部４a'および５a'には、それぞれ常閉固定接点４ａおよび常開固定接点５ａを取り付ける。

次いで、図３（ｃ）に示す絶縁基台１０を形成する成型工程へ移る。この工程は、インサート成型機を使用して３個の端子板４〜６の埋め込まれた絶縁基台１０を形成する工程である。成型用型に図３（ｂ）に示すように成形された固定部材をインサートして、絶縁樹脂により一体成型することにより、絶縁基台１０が形成される。

この成型工程において、分割された成型用型の型あわせ位置を、図３（ｂ）に点線で示すように、固定部材の各端子板の板厚方向の同じ位置にすることにより、成型用型の構成を簡単にできるとともに、共通端子板６と支持枠６ａとを連結する細幅の連結首部６ｄを基台１０に埋め込まれず露出させることができる。

このように絶縁基台１０が一体に成形された固定部材は、次の結合片切除工程で、図３（ｃ）に点線で示す位置で各端子板を連結していた結合片ＴＢを切除すると、図３（ｄ）に示すように、各端子板から結合片ＴＢの除かれた固定部材が完成する。この固定部材に対して、図４（ａ）および（ｂ）に示すような可動接触子２および操作レバー３を操作ばね８（図１参照）により連繋して構成した可動部材を装着することにより、切換スイッチが完成する。
このように、常閉固定端子板４、常開固定端子板５および共通端子板６を絶縁基台に埋め込む際に、絶縁樹脂によるインサート成型用型の合わせ位置を各端子板の板厚方向の同じ位置とすると、成型用型（金型）の構成が簡単となるだけでなく、特に共通端子板６においては、金型の合わせ位置が端子板６と支持枠６ａを連結する連結首部６ｄよりも下方となるため、この連結首部６ｄが絶縁基台１０の外に露出し、これによって、支持枠６ａの剛性を下げ、撓みやすくなり、開閉時の接点相互の摺動量を大きくすることができるため、接点表面の絶縁被膜の剥離作用を良好にすることができる。したがって、接点の接触信頼性を高くできる効果が得られる。

この発明の実施例による切換スイッチの構成を示す斜視図である。 この発明の実施例による切換スイッチの構成を示す縦断面図である。 この発明の実施例による切換スイッチの製造工程を示す図である。 この発明の実施例による切換スイッチに使用する可動部材部品の構成を示す斜視図である。 この発明の実施例による切換スイッチに使用する共通端子板を単独で示す斜視図である。 従来の切換スイッチの構成を示す斜視図である。 従来の切換スイッチの構成を示す縦断面図である。

符号の説明

２：可動接触子
３：操作レバー
４：常閉固定端子板
４ａ：常閉固定接点
５：常開固定端子板
５ａ：常開固定接点
６：共通端子板
６ａ：支持枠
１０：絶縁基台
１０ａ：支持体

Claims (3)

1. 先端部に固定接点が取り付けられ、基端部に外部接続端子が形成された常閉固定端子板および常開固定端子板と先端部にＵ字形の支持枠が形成され、基端部に外部接続端子板が形成された共通端子板とを設け、これらの端子板を、前記固定接点および支持枠ならびに外部接続端子板を露出させて絶縁樹脂により形成した絶縁基台に埋め込んで固定し、この絶縁基台上で、前記常閉固定端子板に取り付けた固定接点と常開固定端子板に取り付けた固定接点とを上下に間隔をおいて対向配置し、先端部に可動接点を取り付け、基端部に前記支持枠に当接して回動支点となる支点部を形成した可動接触子と、前記支持枠に回動自在に支持され、先端部を前記絶縁基台上に設けた支持体に当接して回動支点となる支点部を形成し、基端部に外部から操作される操作片を設けた操作レバーとを操作ばねにより連繋してスナップアクション機構を形成し、前記操作レバーの操作片を上下方向に回動操作することにより前記可動接触子を反転駆動して先端部の可動接点の前記常閉固定端子板の固定接点と常開固定端子板の固定接点への接触を交互に切換えるようにしてなる切換スイッチにおいて、前記共通端子板の先端部に形成したＵ字形支持枠の共通端子板との連結部に細幅となる連結首部を設け、この首部が前記絶縁基台上に露出するように前記共通端子板を絶縁基台に埋め込んだことを特徴する切換スイッチ。
2. 請求項１に記載のものにおいて、前記操作ばねの両端にリング状の係合部を設けるとともに、前記可動接触子および操作レバーにこの係合部を引掛ける係止片を設け、可動接触子および操作レバーの係止片に操作ばねの係合部を引掛けて可動接触子と操作レバーとを操作ばねにより連繋するようにしたことを特徴とする切換スイッチ。
3. 請求項１または２に記載のものにおいて、前記常閉固定端子板、常開固定端子板および共通端子板を絶縁基台に埋め込む際に、絶縁樹脂によるインサート成型用型の合わせ位置を各端子板の板厚方向の同じ位置とすることを特徴とする切換スイッチ。

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