JP5543820B2

JP5543820B2 - 回転スイッチ

Info

Publication number: JP5543820B2
Application number: JP2010075459A
Authority: JP
Inventors: 正樹櫻井; 安広木村; 賢太郎山崎
Original assignee: パナソニックエコソリューションズ朝日株式会社
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP2011210452A

Description

本発明は、回転スイッチに関するものである。

従来から、例えば、対象物の回転位置を検出して当該検出結果に基づいて検出信号を出力する回転スイッチが提供されている（例えば特許文献１参照）。そして、当該回転スイッチは、例えば、自動車のスライドドア等の開閉状態の検知のために用いられる。

以下、図１１を用いて従来例における回転スイッチについて説明を行う。なお、図１１における上下方向を基準として説明を行う。

上記回転スイッチは、図１１に示すように、上面に凹部１０１ａが形成された樹脂等の絶縁材料からなるケース１０１と、当該ケース１０１の凹部１０１ａに収納されてケース１０１の上面から露出する固定接点１０２を有する固定端子１０３と、固定接点１０２に接離する可動接点１０４が配設されてケース１０１の上面に対向する可動板１０５とを備えている。

固定端子１０３は、インサート成形によってケース１０１と一体に成型され、上下方向における厚み寸法が凹部１０１ａの深さ寸法と等しい値に設定されている。そのため、固定端子１０３が、凹部１０１ａに収納されることで、固定接点１０２の上面がケース１０１の上面と面一となる。また、固定端子１０３は、側面が凹部１０１ａの内壁に当接している。

可動板１０５は、ケース１０１の上面と平行な面で回転自在に設けられ、ケース１０１の一面に対向する面に可動接点１０４が設けられている。

可動接点１０４は、可動板１０５からケース１０１の上面側へ突出して先端側に湾曲部１０４ａが形成されている。そして、可動板１０５の回転に伴って湾曲部１０４ａがケース１０１の上面を摺動して固定接点１０２に接離する。

ここで、可動板１０５と固定端子１０３との導通状態は、可動板１０５の回転に伴って回転する湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが、ケース１０１に当接した状態から固定接点１０２に当接した状態となることで、非導通状態から導通状態に切り替わる。

また、湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが、固定接点１０２に当接した状態からケース１０１に当接した状態となることで、可動板１０５と固定端子１０３との導通状態が導通状態から非導通状態に切り替わる。

つまり、可動板１０５と固定端子１０３との導通状態は、湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが、凹部１０１ａの開口の縁部１０１ｂに隣接する固定接点１０２の側縁部１０２ａ上を通過する際に切り替わる。言い換えると、湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが、凹部１０１ａの内壁に当接する固定接点１０２の側面を通る直線Ｘ３よりもケース１０１側に位置する場合は、可動板１０５と固定端子１０３とが非導通状態となる。また、湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが、上記直線Ｘ３よりも固定接点１０２側に位置する場合は、可動板１０５と固定端子１０３とが導通状態となる。

特開２００５−０４４７５０号公報

固定端子１０３は、当該固定端子１０３を製造する際の抜き工程により、図１２に示すように、当該抜き方向における一面１０３Ａがダレ面となって他面１０３Ｂがバリ面となる。

そして、図１２に示すように、凹部１０１ａに配設された固定接点１０２の上面が、上記ダレ面１０３Ａとなった場合、固定接点１０２の側縁部１０２ａが下方向へ窪む。そのため、固定端子１０３がケース１０１にインサート成型された際、凹部１０１ａの開口の縁部１０１ｂから固定接点１０２側へ液ダレＧが発生する。

従って、湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが固定接点１０２に当接、または、離間する位置が、湾曲部１０４ａの回転方向における液ダレＧの寸法Ｌ１だけ、直線Ｘ３よりも固定接点１０２側へずれてしまう。

また、図１３に示すように、凹部１０１ａに配設された固定接点１０２の上面が、上記バリ面１０３Ｂとなった場合、固定接点１０２の側縁部から上方向へバリ１０３ａが突出する。

そのため、湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂが、直線Ｘ３を通過するよりも前に、湾曲部１０４ａの基端部１０４ｃ、または、先端部１０４ｄがバリ１０３ａに当接し、固定接点１０２と可動接点１０４とが導通する。従って、湾曲部１０４ａの側面とバリ１０３ａとの当接直後における湾曲部１０４ａの頂部１０４ｂからバリ１０３ａまでの長さＬ２分だけ、湾曲部１０４ａが固定接点１０２に当接、または、離間する位置が、直線Ｘ３よりもケース１０１側へずれてしまう。

また、固定端子１０３をケース１０１にインサート成形する際に、ケース１０１の樹脂圧によってケース１０１に対する固定接点１０２の位置がずれてしまう虞があった。その場合にも、上記同様に、湾曲部１０４ａが固定接点１０２に当接、または、離間する位置が、直線Ｘ３からずれてしまう。

つまり、固定端子１０３と可動板１０５との導通状態が切り替えられる際の可動板１０５の回転位置が、予め設定された設計値からずれた位置になってしまうといった問題があった。

また、可動接点１０４が、ケース１０１の上面及び固定接点１０２の上面に摺接することでケース１０１の上面及び固定接点１０２の上面が磨耗したり、可動接点１０４自体が上記摺接により磨耗する虞があった。その場合にも、固定端子１０３と可動板１０５との導通状態が切り替えられる際の可動板１０５の回転位置が、予め設定された設計値からずれた位置となってしまう虞があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動板を回転させた際、可動板と固定接点との導通状態を、精度よく所望の回転位置で切り替えることができる回転スイッチを提供することにある。

上記課題を解決するために第１の発明は、一面に凹部が形成される絶縁材料からなるケースと、前記凹部に収納され、この凹部から露出する固定接点を有する固定端子と、前記ケースの一面に対向して当該一面に対して略平行な平面で回転自在に設けられ、前記凹部側へ突出して前記回転に伴い前記ケースの一面上を摺動し、前記固定接点の一面に接離する湾曲部が形成された可動接点を有する可動板とを備え、前記湾曲部の回転軌跡上において、少なくとも前記凹部の開口の縁部は、前記固定接点よりも前記可動接点側に位置し、前記可動板の回転方向において、前記開口の縁部と前記凹部の内壁に対向する前記固定接点の側端との位置がずれて、且つ前記開口の縁部と前記固定接点の側端とが回転方向に並んでいることで前記湾曲部の頂部は前記固定接点と前記開口の縁部との両方に接触可能であることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記開口の縁部は、前記可動板の回転方向において、前記固定接点に重なる側へずれていることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において前記開口の縁部は、前記可動板の回転方向において、前記固定接点から離れる方向へずれており、前記開口の縁部と前記固定端子の側端との間の寸法は、前記可動板が回転して、前記可動接点が前記固定接点上を摺動し、前記湾曲部が前記固定接点の側縁に当接するよりも前に前記開口の縁部に当接する寸法に設定されることを特徴とする。

第４の発明は、第１乃至第３いずれかの発明において、前記凹部の開口の縁部は、前記凹部の深さ方向における前記ケースの一面と前記固定接点の一面との間の距離の１／５〜１／２の寸法のＲ加工が施されることを特徴とする。

本発明では、可動板を回転させた際、可動板と固定接点との導通状態を、精度よく所望の回転位置で切り替えることができる回転スイッチを提供することができるという効果がある。

本発明の実施形態１における回転スイッチの要部断面図を示す。同上における回転スイッチの斜視図を示す。同上における回転スイッチの分解斜視図を示す。従来例の回転スイッチにおいて、固定接点の厚みに誤差が生じた場合の要部拡大図を示す。実施形態１の回転スイッチにおいて、固定接点の厚みに誤差が生じた場合の要部拡大図を示す。同上における回転スイッチの磨耗発生時の要部断面図を示す。同上における回転スイッチの磨耗発生時の要部断面図を示す。同上における回転スイッチの磨耗発生時の要部断面図を示す。同上における回転スイッチの凹部の縁部にＲ加工を施した際の要部断面図を示す。本発明の実施形態２における回転スイッチの要部拡大図を示す。従来例における回転スイッチの要部断面図を示す。同上における回転スイッチの別形態の要部断面図を示す。同上における回転スイッチの別形態の要部断面図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の回転スイッチについて図１〜３を用いて説明を行う。

本実施形態の回転スイッチは、図１〜３に示すように、一面に凹部１ａが形成されるケース１と、一面にケース１を収納するための円形の凹部２ａが形成されるハウジング２と、ケース１の凹部１ａに配設される複数（本実施形態では３つ）の固定端子３と、ケース１の一面に対向して配設される可動板４と、可動板４に連結される摺動体５と、摺動体５が挿通する挿通孔６ａが形成されてケース１の一面に覆設されるカバー６と、摺動体５とカバー６との間に介装されるＯリング７と、摺動体５に連結されるレバー８とから構成される。

ケース１は、図３に示すように、樹脂等の絶縁材料から形成され、３つの固定端子３をそれぞれ収納する３つの凹部１ａが形成されるケース本体部１１と、ケース本体部１１の側面から延設されて挿通孔１２ａが形成される固定部１２とから構成される。

また、ケース本体部１１は、固定部１２が形成される側面と直角をなす側面に、当該ケース本体部１１の側面から凹部１ａの内壁まで挿通する３つの挿通孔１ｂが形成されている。

ハウジング２は、一面に凹部２ａが形成されるハウジング本体部２１と、ハウジング本体部２１の側面から延設されて凹部２ａの内壁からハウジング２の外部まで連通する３つの挿通孔２ｂが形成されるコネクタ部２２とから構成される。また、ハウジング本体部２１には、凹部２ａの内壁からハウジング本体部２１外まで連通する貫通孔２ｃが形成されている。

そして、ハウジング２には、ケース１が一体成型されて凹部２ａ内にケース本体部１１が収納されてケース１の固定部１２がハウジング本体部２１の貫通孔２ｃを挿通してハウジング２の外部に突出する。また、ハウジング２の３つの挿通孔２ｂが、ケース１の３つの挿通孔１ｂにそれぞれ連通する。

固定端子３は、略扇形の平板からなりケース１の凹部１ａ内に配設される固定接点３１と、固定接点３１の側縁から延設されてケース１の挿通孔１ｂを挿通する端子部３２とから構成されている。ここで、３つの固定端子３の各固定接点３１は、インサート成型により、ケース１の３つの凹部１ａ内に互いに隔離された状態で配設され、ケース１の一面から露出する。詳しく説明すると、ケース１には、３つの固定接点３１の外形に合わせた３つの略扇形の凹部１ａがそれぞれ形成されており、凹部１ａの深さ寸法が固定接点３１の厚み寸法よりも０．０５ｍｍ長く設定されている。そして、図１に示すように、固定接点３１の側端に対向する凹部１ａの内壁は、開口側の縁部１ｃが、固定接点３１側へ突出している。つまり、凹部１ａにおける開口の縁部１ｃが、固定接点３１の厚み方向において、固定接点３１の一面の側端３１ａに重なっている。

また、各端子部３２には、ハウジング２の挿通孔２ｂを介してケース１の３つの挿通孔１ｂ内へそれぞれ挿入されるハーネス９が例えば半田付け等によって接続される。

可動板４は、図３に示すように、ケース１の一面に対向して当該ケース１の一面に平行な平面で回転自在に設けられている。そして、可動板４は、略三角枠状の基板４１と、当該基板４１の３つの各頂点から基板４１の側縁に沿って略円弧状に各々延設される３つの可動接点４２とから構成される。

可動接点４２は、円周方向に沿ってスリット４３が形成されて当該スリット４３を介して対向する一対の接触片４２Ａ、４２Ｂとから構成される。ここで、接触片４２Ａは、基板４１と中心が同一である半径１１ｍｍの円周上に位置し、接触片４２Ｂは、半径８ｍｍの円周上に位置する。
そして、一対の接触片４２Ａ，４２Ｂは、先端に向かうに従ってケース１の一面側へ傾斜し、先端側に曲率半径が０．３ｍｍの湾曲部４２ａがそれぞれ形成される。以下、湾曲部４２ａの内、ケース１の一面側に最も近い箇所を頂部４２ｂと称し、頂部４２ｂよりも基板４１側を基端部４２ｃ、頂部４２ｂよりも先端側を先端部４２ｄと称する。ここで、３つの湾曲部４２ａの各頂部４２ｂは、基板４１の中心を回転中心として１２０度間隔で各々設けられている。

摺動体５は、円板状の支持体５１と、当該支持体５１の一面側に突設される円柱状の連結部５２とから構成され、支持体５１の他面が可動板４に対向する。そして、支持体５１の他面には、可動板４の基板４１の３つの頂点近傍に形成される挿通孔４１ａを各々挿通する図示しない３つの支持突部が突設されている。ここで、支持突部は、先端が挿通孔４１ａの外径よりも大きくなるように拡径されており、３つの支持突部が３つの挿通孔４１ａをそれぞれ挿通することで、可動板４が摺動体５に支持される。

カバー６は、略ドーム状に形成されてその頂部に挿通孔６ａが形成されており、当該挿通孔６ａを摺動体５の連結部５２が挿通した状態でケース１の一面に覆設される。

Ｏリング７は、連結部５２に挿通されてカバー６の挿通孔６ａと摺動体５の連結部５２との間に発生する隙間を埋める。

レバー８は、円筒状の接続部８１と、接続部８１の一端側の外周部から外側方向へ延設される延設部８２とから構成される。そして、レバー８は、接続部８１の内径部８１ａに摺動体５の連結部５２が嵌め込まれることで摺動体５に連結される。また、延設部８２の先端側には、挿通孔８２ａが形成されており、当該挿通孔８２ａを挿通する図示しないねじが、図示しない検知対象物のねじ孔に螺合することで、当該検知対象物とレバー８とが接続される。

上記構成からなる本実施形態の回転スイッチは、検知対象物が回転すると、当該回転に伴ってレバー８が回転し、当該レバー８に連結された摺動体５も連動して回転する。これにより、摺動体５に支持されている可動板４が回転し、当該可動板４の可動接点４２がケース１の上面を摺動する。そして、３つの可動接点４２の各湾曲部４２ａの内のいずれか２つが、３つの固定接点３１の内のいずれか２つに接触することで、可動板４を介して２つの固定接点３１間が導通する。なお、３つの可動接点４２の各湾曲部４２ａが、３つの固定接点３１に同時にそれぞれ接触してもよい。

ここで、可動接点４２が、固定接点３１上を図１において右方向へ摺動してケース１側へ移動する場合、湾曲部４２ａの頂部４２ｂが、固定端子３の側端３１ａに達するよりも前に、湾曲部４２ａの基端部４２ｃが、凹部１ａにおける開口の縁部１ｃに接触する。

そして、当該接触後は、湾曲部４２ａが、凹部１ａにおける開口の縁部１ｃ上を摺動して上方へ変位するため、可動接点４２が固定接点３１から離間し、可動板４と固定端子３との間が非導通状態となる。つまり、可動板４と固定端子３との導通状態が切り替わる位置Ｘ１（以下、切替位置と称する）が、可動板４の回転方向において、凹部１ａの側縁１ｃよりも固定接点３１側となる。そのため、可動接点４２が、固定接点３１における一面の側端３１ａに接触することがない。

従って、本実施形態の回転スイッチは、固定接点３１の側縁の状態（例えば、バリや液ダレ等）に影響を受けることがなく、可動板４の回転に応じて、精度よく所望の回転位置で固定接点３と可動板４との導通状態を切り替えることができる。

また、可動接点４２が、固定接点３１上を図１において左方向へ摺動してケース１側へ移動する場合、湾曲部４２ａの頂部４２ｂが、固定端子３の側端３１ａに達するよりも前に、湾曲部４２ａの先端部４２ｄが、凹部１ａにおける開口の縁部１ｃに接触する。つまり、上記同様に、可動接点４２が、固定接点３１における一面の側端３１ａに接触することがない。従って、可動板４の回転方向に拠らず、精度よく所望の回転位置で固定接点３と可動板４との導通状態を切り替えることができる。

また、製造誤差により、固定接点の厚みが予め設定されている厚みよりも、例えば０．０１ｍｍ厚く形成されたとする。その場合、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、従来例の回転スイッチでは、切替位置が予め設定されている設計値（位置）Ｘ３からずれてしまう。なお、固定接点の厚みが予め設定されている厚みよりも、例えば０．０１ｍｍ薄く形成された場合も同様に、従来例の回転スイッチでは、切替位置が予め設定されている設計値（位置）からずれてしまう。

詳しく説明すると、固定接点の厚みが予め設定されている厚みよりも、例えば０．０１ｍｍ厚く形成された場合、切替位置が、位置Ｘ３より固定接点から離れる側へ０．０７６８ｍｍずれて、可動板４の回転位置を角度に換算すると１．１度のずれが発生する。

これに対して、本実施形態の回転スイッチでは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、固定接点３１の厚みが予め設定されている厚みよりも、例えば０．０１ｍｍ厚く形成された場合、切替位置が位置Ｘ１からケース１に近づく側へ０．０１６２ｍｍずれる。これは、可動板４の回転位置を角度に換算すると０．２３度となる。つまり、本実施形態の回転スイッチは、製造誤差等によって固定接点３１の厚みに誤差が生じた場合であっても、固定接点の一面とケースの一面とが面一である、図１１に示した従来の回転スイッチに比べて、切替位置のずれを抑制することができる。

従って、本実施形態の回転スイッチでは、固定接点３１の厚み方向において、製造誤差等によってケース１の一面と固定接点３１の一面との相対位置が、予め設定された位置からずれたとしても、切替位置のずれを抑制することができる。

そのため、図６に示すように、可動接点４２が摺動することで固定接点３１の一面が磨耗した場合や、図７に示すように、可動接点４２が摺動することでケース１の一面が磨耗した場合にも、上記同様に切替位置のずれを抑制することができる。

また、図８に示すように、可動接点４２自体が摺動により磨耗した場合にも、上記同様に切替位置のずれを抑制することができる。

また、図９に示すように、凹部１ａの開口における縁部１ｃは、ケース１の上面と固定接点３１との上下方向における距離ｈの略１／２の寸法のＲ加工が施されていてもよい。その場合、上記Ｒ加工の寸法に、製造誤差（成型収縮等）が生じたとしても、縁部１ｃが直角に形成されて当該縁部の寸法に誤差が生じる場合に比べて、切り替え位置のずれを抑制することができる。なお、固定接点３１をケース１にインサート成形するために用いられる金型を製作する際、金型において上記縁部１ｃに対向する箇所は、機械加工または放電加工により容易に製作することができる。

（実施形態２）
本実施形態の回転スイッチについて図１０を用いて説明を行う。

本実施形態の回転スイッチは、凹部１ａにおける開口の縁部に段部１ｆが形成されている点のみが実施形態１と異なっている。なお、その他の構成については実施形態１と共通であるため、共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の回転スイッチが備えるケース１は、凹部１ａの開口縁部１ｃに、当該凹部１ａ内に配設される固定接点３１の一面と面一となる底面１ｄと、底面１ｄから可動板４側へ底面１ｄに対して垂直に延設される壁部１ｅとからなる段部１ｆが形成されている。

そして、可動接点４２が、固定接点３１上を図１０における右方向へ摺動してケース１側へ移動する場合、湾曲部４２ａの頂部４２ｂが、固定端子３の側端３１ａに達するよりも前に、湾曲部４２ａの基端部４２ｃが、段部１ｆの壁部１ｅ（縁部１ｃ）に接触する。ここで、湾曲部４２ａが、縁部１ｃに当接した際の頂部４２ｂの位置を切替位置Ｘ２とする。

そして、当該接触後は、湾曲部４２ａが、縁部１ｃ上を摺動して上方へ変位するため、可動接点４２が固定接点３１から離間し、可動板４と固定端子３との間が非導通状態となる。ここで、可動板４の回転方向における段部１ｆの底面１ｄの寸法をＲ１、段部１ｆの壁部１ｅから切替位置Ｘ２までの寸法をＲ２とする。そして、寸法Ｒ１が、寸法Ｒ２よりも短く設定されることで、可動接点４２が固定接点３１における一面の側端３１ａに接触することがない。

従って、本実施形態の回転スイッチは、固定接点３１の側縁の状態（例えば、バリや液ダレ）に影響を受けることがなく、可動板４の回転に応じて、精度よく所望の回転位置で固定端子３と可動板４との導通状態を切り替えることができる。

また、可動接点４２が、固定接点３１上を図１０において左方向へ摺動してケース１側へ移動する場合、湾曲部４２ａの頂部４２ｂが、固定端子３の側端３１ａに達するよりも前に、湾曲部４２ａの先端部４２ｄが、凹部１ａにおける開口の縁部１ｃに接触する。つまり、上記同様に、可動接点４２が、固定接点３１における一面の側端３１ａに接触することがない。従って、可動板４の回転方向に拠らず、精度よく所望の回転位置で固定端子３と可動板４との導通状態を切り替えることができる。

１ケース
１ａ凹部
１ｃ縁部
２ハウジング
３固定端子
４可動板
３１固定接点
４２可動接点
４２ａ湾曲部

Claims

一面に凹部が形成される絶縁材料からなるケースと、
前記凹部に収納され、この凹部から露出する固定接点を有する固定端子と、
前記ケースの一面に対向して当該一面に対して略平行な平面で回転自在に設けられ、前記凹部側へ突出して前記回転に伴い前記ケースの一面上を摺動し、前記固定接点の一面に接離する湾曲部が形成された可動接点を有する可動板とを備え、
前記湾曲部の回転軌跡上において、少なくとも前記凹部の開口の縁部は、前記固定接点よりも前記可動接点側に位置し、前記可動板の回転方向において、前記開口の縁部と前記凹部の内壁に対向する前記固定接点の側端との位置がずれて、且つ前記開口の縁部と前記固定接点の側端とが回転方向に並んでいることで前記湾曲部の頂部は前記固定接点と前記開口の縁部との両方に接触可能であることを特徴とする回転スイッチ。
前記開口の縁部は、前記可動板の回転方向において、前記固定接点に重なる側へずれていることを特徴とする請求項１記載の回転スイッチ。
前記開口の縁部は、前記可動板の回転方向において、前記固定接点から離れる方向へずれており、前記開口の縁部と前記固定端子の側端との間の寸法は、前記可動板が回転して、前記可動接点が前記固定接点上を摺動し、前記湾曲部が前記固定接点の側縁に当接するよりも前に前記開口の縁部に当接する寸法に設定されることを特徴とする請求項１記載の回転スイッチ。
前記凹部の開口の縁部は、前記凹部の深さ方向における前記ケースの一面と前記固定接点の一面との間の距離の１／５〜１／２の寸法のＲ加工が施されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の回転スイッチ。