JP5517782B2 - 回転形スイッチ - Google Patents

Description

本発明は制御盤などに設置して制御回路を選択するセレクタスイッチに好適な回転形スイッチに関し、詳しくは該スイッチの内部に組み込んで外部から塵埃，水，油などがスイッチ内に侵入するのを防ぐシール構造に係わる。

頭記のセレクタスイッチとして、後端に接点ユニットを結合した筒形の本体ケースに回転式の操作つまみ，回転筒，円筒カム，ノッチカムなどを組込み、操作つまみの捻回操作により接点ユニットに接続した制御回路を切り換えるようにした回転形スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。

次に、図１（ａ）を参照して本発明の実施対象となる回転形スイッチの構成を簡単に説明する。図において、１はスイッチの本体ケース、２は本体ケース１を盤パネルに締結する締め付けリング、３は本体ケース１の前部に配した回転式の操作つまみ、４は本体ケース１の後端に連結した接点ユニットであり、本体ケース１を構成する円筒状のフレーム１ａの内方にはその中心軸の回りで回転自在に支持された回転筒５、該回転筒５の下端側に連繋した円筒カム６，ノッチカム７，ノッチばね８などの各部品が組み込まれている。なお、回転筒５の前端に連結した操作つまみ３は図示のキャップ形のほかに、レバー形，キー操作形など各種形状のものがある。

ここで、本体ケース１の内方に組み込んだ前記回転筒５を回転自在に支えるために、本体ケース１には、その円筒状フレーム１ａの上端部から内周側に張り出す円環状のフランジ部１ｂを設けてその内周側に回転筒５の下部を嵌挿するとともに、回転筒５の上部から外周側に張り出した鍔部５ａが前記フランジ部１ａの上面を摺接するように重ねて回転自在に支えるようにしている。

また、この回転形スイッチには、外部から塵埃，水滴，油などの異物がスイッチ内部に侵入するのを防ぐための防塵手段として、特許文献１に開示されているように、前記本体ケース１のフレーム１ａに設けた内周フランジ部１ｃの上面には回転筒５の鍔部５ａと対峙する面域に環状の凹溝１ｃを形成した上で、この凹溝１ｃにダストシールとしてリング状のパッキン９を挿入セットし、このパッキン９の上面を回転筒５の鍔部５ａの下面に摺接させて外部の周囲環境に通じる次記のダスト侵入路をシールするようにしている。すなわち、本体ケース１の上部外周には、フレーム１ａの上端に結合したリング状の外周カバー１ｄが設けてあり、該外周カバー１ｄと操作つまみ３の周面との間に残る隙間が外部からのダスト侵入の経路となっている。

なお、前記各部品の詳細な構造，および回転形スイッチの動作については特許文献１に詳しく述べられており、ここではその説明は省略する。また、前記した防塵用のパッキン９について、従来の回転形スイッチでは、一般に市販されているＯリング、あるいは断面形状がＵ字形，Ｖ字形であるＵ形パッキン，Ｖ形パッキンなどのリップ形パッキンを採用している。

特開平８−７７００号公報

ところで、前記回転形スイッチの防塵対策として、ダストシールにＯリング、あるいはＵ形パッキン，Ｖ形パッキンなどを採用し、このパッキンを本体ケースのフレームと回転筒の鍔部との間に介装して外部から塵埃，水滴，油などが侵入するのを防止するようにした従来構造では、シール機能の安定性，偏心追随性などの面で次記のような問題点がある。

すなわち、前記構成になる回転形スイッチでは、本体ケース１のフレーム１ａとこのフレーム１ａに回転自在に支持した回転筒５との間にはクリアランスに相当するガタ分があり、スイッチの切換動作時には、操作つまみ３の捻回による回転筒５の回転，およびノッチカム７の上下変位などに伴って回転筒５には半径方向の偏心振れ（横振れ），軸方向の振れ（縦振れ）が生じる。このために、フレーム１ａの内周フランジ部１ｂと回転筒５の外周鍔部５ａとの間に介装したパッキン９は前記横振れ，縦振れの影響が加わるようになる。これに対して、
（１）断面形状がＯ字形のＯリングはパッキンの体積が大きくて押し潰し難く、かつ回転筒の鍔部との摺接による接触荷重が大となって回転筒が回転した際に作用する摩擦力も大きくなる。このために、スイッチの切換動作が重くなって操作性が低下する。
（２）一方、Ｕ形パッキン，Ｖ形パッキンのリップ形パッキンはＯリングに比べて潰し荷重が低くて、撓み易い。したがって、このパッキンは回転筒の鍔部との摺接面に働く接触荷重も小さく、回転筒の捻回に伴う摩擦力を低めることか可能となるが、反面このパッキンの撓み代は断面形状に規制されて比較的小さく、このために先記した回転筒の横振れ，縦振れ対する高い偏心追随性が十分に発揮できず、パッキンのシール性に安定を欠く。また、従来ではパッキンにグリスなどを塗布して滑り易くしているが、グリスの塗布量，粘度による影響が大きく、実際には安定したシール性を確保することが難しい。

本発明は上記の点に鑑みなされたものあり、その目的は前記スイッチに適用する防塵用のパッキンとして、撓み代，偏心追随性を高めるように改良した異形断面形状になるパッキンを本体ケースと回転筒との間に介装して高い防塵性と操作性を確保するようにした回転形スイッチを提供することにある。

前記の目的を達成するために、この発明によれば、筒状の本体ケースと、該本体ケースのフレーム内方に収容されてその軸中心の回りで回転自在に案内支持された回転筒と、該回転筒の上部に連結した操作つまみと、回転筒の下部側に連繋させた円筒カム，およびノッチカムのカム機構と、このカム機構に連動して開閉動作する接点ユニットとの組立体からなる回転形スイッチであって、前記本体ケースのフレームから内周側に張り出したフランジ部の上に回転筒から外周側に張り出した鍔部を対峙させ、かつ前記フレームのフランジ部上面に円環状の凹溝を設けた上で、この凹溝内に回転筒の鍔部と摺接する防塵用のリング状パッキンを挿入したものにおいて、
前記パッキンは、断面Ｕ字形の形状をベースにその底辺部の中央から突条のリップ片が起立した異形断面形状のリング状パッキンになり、前記突条リップ片の先端を回転筒の鍔部に向けた姿勢でフレームの凹溝に挿入セットする。

上記した異形断面形状のパッキンを本体ケースのフレームに形成した凹溝に挿入したセット状態では、パッキンのＵ字底辺部両端から延在する左右脚部のリップ片の先端が凹溝の底面に当接し、Ｕ字底辺部の中央から起立する突条リップ片の先端が回転筒の鍔部に摺接した３点接触となり、前記Ｕ字底辺部は曲がり梁として機能するようになる。

これにより、パッキンの撓み性，撓み代が増し、先記した回転筒の横振れ，縦振れに対し高い偏心追随性を発揮して安定したシール性を確保でききるほか、回転筒との間の摺接面に作用する摩擦力も低減して回転形スイッチの防塵性，操作性を向上できる。

本発明実施例の構成図であって、（ａ）は防塵用のパッキンを含めた回転形スイッチ全体の構成断面図、（ｂ）は（ａ）におけるリング状パッキンの断面図である。 図１におけるパッキンの使用状態における挙動を表す補足説明図であって、（ａ）は定常状態、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ回転筒の横振れ，縦振れに対応した状態を模式的に表した図である。

以下、本発明の実施の形態を図１，図２を参照して説明する。なお、図１（ａ）に示した回転形スイッチの各部構造は先に説明済みである。

この回転形スイッチにおいて、本体ケース１の円筒状フレーム１ａから内周側に張り出すフランジ部１ｂの凹溝１ｃに挿入セットして回転筒５の鍔部５ａとの間に介装した防塵用のリング状パッキン９は、図１（ｂ）で表すような異形断面形状のパッキンになる。

すなわち、パッキン９は、断面Ｕ字形のＵ形パッキンをベース基材として、そのＵ字底辺部９ａに突条のリップ片を一体に立設成形した形状で、図中の９ｂ，９ｃはＵ字底辺部９ａの両端から下方に延在する脚部のリップ片、９ｄがＵ字底辺部９ａの中央から上方に起立した突条リップ片である。そして、このパッキン９をスイッチ内部に組み込む際には、脚部リップ片９ｂ，９ｃの先端を下に向け、突条リップ片９ｄの先端を上に向けた逆Ｕ字状の姿勢で前記凹溝１ｃに挿入セットし、その後に回転筒５をその鍔部５ａがパッキン９の突条リップ片９ｄと摺接するように重ねてフレーム１ａのフランジ部１ｂに支持する。

この組立状態では、図２（ａ）で示すようにパッキン９の脚部リップ片９ｂ，９ｃの先端が凹溝１ｃの底面に当接し、突条リップ片９ｄの先端が回転筒５の鍔部５ａの下面に当接してフレーム１ａのフランジ部１ｂと回転筒５の鍔部５ａとの間の隙間をシールし、外部からケース内に使用塵埃，水滴，油などが侵入するのを防止する。

一方、この定常状態から先記のようにスイッチの動作によって回転筒５に半径方向の横振れが生じた場合には、図２（ｂ）で表すように、パッキン９の突条リップ片９ｄは、その先端を鍔部５ａの下面に摺接したまま、回転筒５の鍔部５ａの横振れ（矢印方向）に追随変位してシール状態を維持する。また、回転筒５が縦振れした場合には、図２（ｃ）で表すように鍔部５ａの縦振れ（矢印方向）に追随して突条リップ片９ｄは、その先端を鍔部５ａに摺接したまま上下方向に変位するとともに、この上下変位に伴いパッキン９のＵ字底辺部５ａは図示のように撓んで（逆Ｕ字の形状がＭ字形状に撓む）シール状態を維持する。

上記の動作説明で明らかなように、図示実施例の異形断面形状になるパッキン９は、回転筒５の縦振れに追随してＵ字底辺部９ａが曲がり梁として上下方向に撓み、また横振れに対しては突条リップ片９ｄの先端が回転筒５の鍔部５ａに摺接したままリップ片自身が半径方向に撓んでしてシール状態を維持する。これにより、従来のＯリング，Ｕ形パッキン，Ｖ形パッキンと比べて、パッキンの撓み代，偏心追随性が向上して安定したシール性を発揮することができる。また、このパッキンと回転筒５との間に作用する摩擦力も低減するほか、パッキンにグリスを塗布した場合でも、グリスの塗布量，粘度による影響が受け難くなるなどの効果も得られ、これによりスイッチとして防塵性，および操作性に優れた回転形スイッチを提供することができる。

１：本体ケース
１ａ：フレーム
１ｂ：フランジ部
１ｃ：凹溝
３：操作つまみ
４：接点ユニット
５：回転筒
５ａ：鍔部
９：パッキン
９ａ：Ｕ字底辺部
９ｂ，９ｃ：Ｕ字脚部のリップ片
９ｄ；突条リップ片

Claims (1)

1. 筒状の本体ケースと、該本体ケースのフレーム内方に収容されてその軸中心の回りで回転自在に支持された回転筒と、該回転筒の上部に連結した操作つまみと、回転筒の下部側に連繋させた円筒カム，およびノッチカムのカム機構と、このカム機構に連動して開閉動作する接点ユニットとの組立体からなる回転形スイッチであり、前記本体ケースのフレームから内周側に張り出したフランジ部の上面に回転筒から外周側に張り出した鍔部を対峙させ、かつ前記フレームのフランジ部上面に円環状の凹溝を設けた上で、この凹溝内に回転筒の鍔部と摺接するリング状パッキンを挿入したものにおいて、
   前記パッキンは、断面Ｕ字形の底辺部外側の中央から突条のリップ片が起立した異形断面形状のリング状パッキンであり、前記突条リップ片の先端を回転筒の鍔部に向けてフレームの凹溝に挿入セットしたことを特徴とする回転形スイッチ。

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