JP5738260B2 - スイッチの接点構造およびそれを用いた圧力スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、スイッチの接点構造およびそれを用いた圧力スイッチに関し、特に、接点同士の接触、離間により開閉するメカニカル式のスイッチの接点構造およびそれを用いた圧力スイッチに関する。

従来、例えば、自動車などにおいて、潤滑油圧の検出、エンジンの吸気圧力、排気圧力、クランク室内圧力、各種制御用アクチュエータ作動圧などの被検出部の圧力変化を検出するために圧力スイッチが用いられている。

図９は、従来の圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。
この圧力スイッチ１００は、ボディ部１０２内部に、Ｏリング１０８を介して、アッパーカバー１０３、ダイヤフラム１０５、ロアカバー１０６を有するダイヤフラム構成部材１０７が配置されている。

アッパーカバー１０３の上部にはＯリング１０９が載置され、その上にガイド部１１１が載せられ、それらを押さえ込むようにコネクター部１１２が被せられている。そして、コネクター部１１２の外周段部にボディ部１０２の開口端部をかしめることにより、これらを一体化し、圧力スイッチとしている。

ダイヤフラム１０５の上部には、ガイド部１１１の中心に設けられた貫通孔１１５に摺動自在に保持された作動軸１１６が配置され、その上端は可動接点板１１７の作動部１１９に対向している。

作動軸１１６の下端は、アッパーカバー１０３の開口１２０を通ってダイヤフラム１０５上に接している。コネクター部１１２には、略Ｌ字形に屈曲された第１の接続端子１２２と第２の接続端子１２４が設けられており、第１の接続端子１２２の端部には、可動接点板１１７の一端部が、かしめ結合により固定されている。

可動接点板１１７の他端には可動接点１１８が取り付けられており、第２の接続端子１２４の端部には、可動接点１１８に対向するように固定接点１２５が固定されている。この固定接点１２５と可動接点１１８によりマイクロスイッチが形成される。

このように構成された圧力スイッチ１００は、ダイヤフラム１０５の下部の作動室１２３内部の圧力が、上述する被検出部の圧力と同じになるように取り付けて使用される。

被検出部の圧力が上昇したときは、作動室１２３内部の圧力も上昇し、それにつれて、ダイヤフラム１０５の中央部は徐々に上昇する。そして、所定圧力以上となり、ダイヤフラム１０５の中央部が中立位置以上に上昇して反転領域を超えると、ダイヤフラム１０５の中央部は上方に反転作動し、ダイヤフラム１０５はアッパーカバー１０３の下端面に当接して停止する。

それにより、作動軸１１６は上昇位置まで移動し、可動接点板１１７を押し上げ、その先端部の可動接点１１８が上方に変位し、可動接点１１８と固定接点１２５とが非接触状態となる。

この圧力スイッチ１００は、ノーマルクローズ型と呼ばれるものであり、被検出部の圧力が所定圧力以下の場合（通常時）は導通状態であり、被検出部の圧力が所定圧力以上となった場合にのみ非導通状態となることにより、被検出部の圧力の変化を検出することができる。

なお、圧力スイッチには、被検出部の圧力が所定圧力以下の場合（通常時）は非導通状態であり、被検出部の圧力が所定圧力以上となった場合にのみ導通状態となることにより、被検出部の圧力の変化を検出することができるノーマルオープン型と呼ばれるものもある。

このような圧力スイッチでは、従来、例えば、図１０に示すように、リベット型接点２０２ａ，２０２ｂを相対向して配置した接点構造２００が用いられていたが、接点に異物が付着することなどにより、接点間の導通不良が生じてしまう問題があった。

このため、特許文献１には、図１１に示すように、スイッチの接点構造３００として、一方の接点がドーナツ型接点２０４ａで、他方の接点がドーナツ型接点３０２ａを横切る方向に延在するクロスバー型接点３０２ｂとしたものが開示されている。

このように、一方の接点をドーナツ型接点３０２ａとすることによって、接点同士の接触点が多点となり、また、接点間に異物が混入した場合にも、ドーナツ型接点３０２ａの窪みに逃がすことができるため、導通不良が生じにくくなる。

また、特許文献２には、図１２に示すように、ガイド部１１１に設けられた突出部１２１の上部に、１または複数の凹部が設けられており、可動接点１１８と突出部１２１とが複数の接触点において電気的接触が行われるように構成されたボディーアース型の圧力スイッチが開示されている。

特開２０００−３２２９６３号公報 特開２００２−３４３２０７号公報

しかしながら、図１１に示す接点構造では、ドーナツ型接点３０２ａとクロスバー型接点３０２ｂとが、ａ点とｂ点の２点において点接触で接触することになるため、接触範囲が小さく、導通不良が起こりうる可能性があった。

また、特許文献２に開示された圧力スイッチの接点構造では、ノーマルクローズ型としてしか利用することができず、ノーマルオープン型の圧力スイッチには用いることができないものであった。

本発明では、このような現状に鑑み、接点同士の接触点を線接触とすることで、接触範囲を大きくし、導通不良がより起こりにくくすることができ、スイッチの動作信頼性を向上させることができるスイッチの接点構造およびそれを用いた圧力スイッチを提供することを目的とする。

さらに、本発明では、可動接点を可動接点板に対して上下対称になるように構成することで、ノーマルクローズ型とノーマルオープン型とで、接点部品の共通化を図ることができ、部品点数を削減することができるスイッチの接点構造およびそれを用いた圧力スイッチを提供することを目的とする。

本発明は、前述したような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明のスイッチの接点構造は、相対向して対をなす接点を有し、接点同士の接触、離間により開閉するスイッチの接点構造であって、
一方の接点の接触面が、凸部と凹部とが設けられた凹形状であるとともに、
他方の接点の接触面が、Ｒ面であり、
前記一方の接点における２か所の凸部の平面と、前記他方の接点のＲ面とがそれぞれ線接触するように構成されていることを特徴とする。

本発明において、前記一方の接点の表面、前記他方の接点の表面の少なくとも一方の表面に良導性材料によるメッキ加工がなされていてもよい。
また、前記一方の接点、前記他方の接点の少なくとも一方が、クラッド材のクラッド部により構成されていてもよい。

また、前記一方の接点、前記他方の接点の少なくとも一方が、リベットかしめにより設けられていてもよい。
また、前記凹部はプレス成形による潰し加工によって形成することが好ましい。

また、本発明では、導電性の平板により形成された固定部と、
弾性材料により形成され、前記固定部の一方の端部に接続された可動接点板と、
前記可動接点板の、前記固定部と接続されていない他方の端部に設けられた可動接点と、から構成される可動端子を備え、
前記可動接点が、前記一方の接点もしくは前記他方の接点のいずれかであることが好ましい。

この場合、前記可動接点板は、前記可動接点を固定接点に当接させる方向に付勢力が働くように構成することができる。
また、前記可動接点板は、前記可動接点を固定接点と離間する方向に付勢力が働くように構成してもよい。

また、本発明において、前記可動接点は、前記可動接点板に対して両面側に対称に設けることが好ましい。
また、前記可動接点板に、孔部を設けることもできる。

また、本発明の圧力スイッチは、上述するいずれかのスイッチの接点構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、接点同士の接触点を線接触とすることで、接触範囲を大きくし、導通不良がより起こりにくくすることができ、スイッチの動作信頼性を向上させることができる。

さらに、可動接点を可動接点板に対して上下対称になるように構成することで、ノーマルクローズ型とノーマルオープン型とで、接点部品の共通化を図ることができ、部品点数を削減することができる。

図１は、本実施例のスイッチの接点構造を示す概略構成図である。 図２は、図１の接点構造を有する圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。 図３は、本発明のスイッチの接点構造の別の実施例を示す概略構成図である。 図４は、図３の接点構造を有する圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。 図５は、プレス加工によって可動接点を可動接点板に対して両面側に対称に設ける工程を説明するための概略図である。 図６は、図３の接点構造における可動接点板の構成を説明するための概略構成図である。 図７は、本発明のスイッチの接点構造のさらに別の実施例を示す概略構成図である。 図８は、本発明のスイッチの接点構造のさらに別の実施例を示す概略構成図である。 図９は、従来の圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。 図１０は、従来の圧力スイッチに用いられる接点構造の一例を説明するための概略構成図である。 図１１は、従来の圧力スイッチに用いられる接点構造の別の一例を説明するための概略構成図である。 図１２は、従来のボディーアース型圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいて、より詳細に説明する。
図１は、本実施例のスイッチの接点構造を示す概略構成図、図２は、図１の接点構造を有する圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。

なお、本実施例において、図６に示した従来の圧力スイッチ１００と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１，２に示すように、本実施例の接点構造１０は、固定端子１２と、可動端子１８とから構成されている。
固定端子１２は、例えば、黄銅などの導電性の平板を略Ｌ字形に加工して形成されており、固定端子１２の一方の端部１２ａは、例えば、プレス成形による潰し加工によって、凹部１４が設けられている。

また、凹部１４が設けられた固定端子１２の一方の端部１２ａが、可動端子１８の接点と接触する固定接点１６となっており、固定接点１６には、可動端子１８との導通性を向上させるため、例えば、金や銀などの貴金属、もしくは、銀と錫の合金などの貴金属を含む合金など、導電性の優れる材料（本明細書において「良導性材料」と呼ぶ）によるメッキがなされている。

なお、凹部１４は、後述する可動端子１８の可動接点２４との接触面にのみ設けられており、固定接点１６の凸部１７ａ，１７ｂがそれぞれ可動接点２４と線接触によって接触することになる。

このように固定接点１６を凹形状とすることによって、固定接点１６と可動接点２４との間に異物が混入した場合であっても、異物を凹部１４に逃がすことができ、導通不良が生じにくくなる。

一方で、可動端子１８は、固定部２０と、可動接点板２２と、可動接点２４とから構成されている。
固定部２０は、例えば、黄銅などの導電性の平板により形成されており、固定部２０の一方の端部に、可動接点板２２が接続されている。

可動接点板２２は、例えば、板バネなどの弾性材料により形成されており、固定部２０と接続されていない他方の端部には、可動接点２４が設けられている。
なお、可動接点板２２は、可動接点２４を固定端子１２の固定接点１６に当接させる方向に付勢力が働くように構成されている。

これにより、通常時には、固定接点１６と可動接点２４とは接触した状態となり、固定端子１２と可動端子１８とは導通状態になる（ノーマルクローズ）。

また、可動接点２４は、可動接点板２２から固定接点１６の方向に突出するように設けられており、可動接点２４の接触面（固定接点１６と接触する面）は、Ｒ面となっている。なお、可動接点２４は、凸部１７ａ，１７ｂと接触するように構成されたクロスバー形状を有している。

なお、このような可動接点２４は、可動接点板２２に溶接などによって良導性材料を接合して形成したり、良導性材料によるメッキによって形成されていてもよく、また、例えば、エッジレイクラッドと呼ばれるクラッド材を用いて、可動接点板２２と可動接点２４を一体的に形成することもできる。

このように構成される本実施例のスイッチの接点構造１０は、図２に示すように、圧力スイッチ５０の部品として用いることができる。
なお、この圧力スイッチ５０は、ノーマルクローズ型の圧力スイッチとして用いることができる。

また、本実施例では、固定接点１６の接触面を凹形状とし、可動接点２４の接触面をＲ面としているが、一方の接点の接触面が凹形状であり、他方の接点の接触面がＲ面であればよく、固定接点１６の接触面をＲ面とし、可動接点２４の接触面を凹形状としても構わない。

図３は、本発明のスイッチの接点構造の別の実施例を示す概略構成図、図４は、図３の接点構造を有する圧力スイッチの構成を説明するための断面図である。
なお、本実施例の接点構造１０及び圧力スイッチ５０は、基本的には、図１，２に示した接点構造１０及び圧力スイッチ５０と同様な構成であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図３に示す接点構造１０では、可動接点板２２が、可動接点２４を固定端子１２の固定接点１６に当接させる方向に付勢力が働くように構成されていたが、本実施例の接点構造１０では、可動接点板２２が、可動接点２４を固定端子１２の固定接点１６と離間する方向に付勢力が働くように構成されている。

このように構成することによって、通常時には、固定接点１６と可動接点２４とは非接触状態となり、固定端子１２と可動端子１８とは非導通状態になる（ノーマルオープン）。
また、この実施例の可動接点２４は、可動接点板２２に対して両面側に対称に設けられている。

このように、可動接点板２２に対して両面側に対称に可動接点２４が設けられた可動端子１８とすることによって、図１に示すノーマルクローズ型の圧力スイッチで用いられる接点構造１０でも同一の可動端子１８を用いることができ、ノーマルクローズ型とノーマルオープン型とで、可動端子１８の共通化を図ることができ、部品点数を削減することができる。

なお、このように可動接点２４を可動接点板２２に対して両面側に対称に設ける場合には、例えば、図５に示すように、トリメタル線材３０をプレス加工によって所定の形状とすることにより、容易に形成することもできる。
なお、図５において、符号３２はプレス上型、符号３４はプレス下型である。

また、図１に示す接点構造１０では、固定端子１２の固定接点１６は、固定端子１２の表面をメッキ加工することにより構成されていたが、本実施例では、エッジレイクラッドと呼ばれるクラッド材を略Ｌ字形に加工して固定端子１２を形成し、クラッド材のクラッド部を固定接点１６として用いている。

このように、固定端子１２をクラッド材によって形成することによって、メッキ加工を施す手間を省くことができ、さらに、メッキのように剥離することもないため、スイッチの動作信頼性をさらに向上させることができる。

また、本実施例の可動接点板２２には、図６に示すように、孔部２３が設けられている。このように、可動接点板２２に孔部２３を設けることによって、例えば、固定接点１６の凸部１７ａと可動接点２４との間に異物が混入したとしても、可動接点板２２が傾いて、固定接点１６の凸部１７ｂと可動接点２４とが確実に接触することになり、スイッチの動作不良が起こりにくくなる。

図７は、本発明のスイッチの接点構造のさらに別の実施例を示す概略構成図である。
なお、本実施例の接点構造１０は、基本的には図１に示した接点構造１０と同様な構成であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

また、本実施例の接点構造１０は、図２，４に示す圧力スイッチ５０における接点構造１０と同様に用いられる。

図７に示す接点構造１０では、固定接点１６の接触面（可動接点２４と接触する面）がＲ面となっており、可動接点２４に凹部１４と凸部１７ａ，１７ｂが設けられている。
このような固定接点１６を製造する方法としては、例えば、トップレイクラッドと呼ばれる手段を用いて形成することができる。

なお、固定接点１６の接触面をＲ面とする方法としては、トップレイクラッド形成時にＲを設けてもよいし、後加工により、例えば、固定端子１２の成形時にＲを設けるようにしてもよい。

なお、固定端子１２にクラッド材を用いることによって、固定端子１２を短くすることができ、また、固定接点１６を後加工によって設ける必要がなくなり、加工のためのスペースが不要となる。

このため、本発明の接点構造をマイクロスイッチなどに採用することで、スイッチの小型化を図ることができるとともに、スイッチに用いられる他部品の設計制約を少なくすることができる。

さらに、固定端子１２に固定接点１６を設けるための、例えば、かしめや溶接などの接点接合工程を省略することができるため、製造工程を簡略化することができ、仕損低減や工数低減を図れ、製造コストの削減が可能となる。

図８は、本発明のスイッチの接点構造のさらに別の実施例を示す概略構成図である。
なお、本実施例の接点構造１０は、基本的には図１に示した接点構造１０と同様な構成であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

また、本実施例の接点構造１０は、図２，４に示す圧力スイッチ５０における接点構造１０と同様に用いられる。

図８に示す接点構造１０では、固定端子１２の固定接点１６をリベットかしめにより設けている。
このようにリベットかしめにより、固定接点１６を設ける場合には、リベット４０に事前に凹部１４及び凸部１７ａ，１７ｂを成形しておいてもよいし、リベットかしめと同時にプレス加工によって凹部１４及び凸部１７ａ，１７ｂを成形することもできる。

なお、図８に示す可動接点２４は、固定接点１６との接触面の一部にＲ面を設けた構造となっているが、固定接点１６との接触面の全面をＲ面とすることもできる。 このように構成することによって、接点に用いられる貴金属のロスを減らすことができ、クラッド材を用いて形成する場合に比べて安価に製造することができる。

また、本実施例では、固定接点１６のみをリベットかしめにより設けているが、可動端子１８の可動接点２４もリベットかしめにより設けることもできる。この場合、リベットかしめと同時にプレス加工によって可動接点２４を成形することにより、可動接点板２２に対して両面側に対称な形状の可動接点２４を設けることができる。

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、可動端子や固定端子などの材料は、既知の材料から適宜選択することができるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ 接点構造
１２ 固定端子
１２ａ 端部
１４ 凹部
１６ 固定接点
１７ａ，１７ｂ 凸部
１８ 可動端子
２０ 固定部
２２ 可動接点板
２３ 孔部
２４ 可動接点
３０ トリメタル線材
３２ プレス上型
３４ プレス下型
４０ リベット
５０ 圧力スイッチ
１００ 圧力スイッチ
１０２ ボディ部
１０３ アッパーカバー
１０５ ダイヤフラム
１０６ ロアカバー
１０７ ダイヤフラム構成部材
１０８ Ｏリング
１０９ Ｏリング
１１１ ガイド部
１１２ コネクター部
１１５ 貫通孔
１１６ 作動軸
１１７ 可動接点板
１１８ 可動接点
１１９ 作動部
１２０ 開口
１２２ 接続端子
１２３ 作動室
１２４ 接続端子
１２５ 固定接点
２００ 接点構造
２０２ａ，２０２ｂ リベット型接点
３００ 接点構造
３０２ａ ドーナツ型接点
３０２ｂ クロスバー型接点

Claims (11)

1. 相対向して対をなす接点を有し、接点同士の接触、離間により開閉するスイッチの接点構造であって、
   一方の接点の接触面が、凸部と凹部とが設けられた凹形状であるとともに、
   他方の接点の接触面が、Ｒ面であり、
   前記一方の接点における２か所の凸部の平面と、前記他方の接点のＲ面とがそれぞれ線接触するように構成されていることを特徴とするスイッチの接点構造。
2. 前記一方の接点の表面、前記他方の接点の表面の少なくとも一方の表面に良導性材料によるメッキ加工がなされていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチの接点構造。
3. 前記一方の接点、前記他方の接点の少なくとも一方が、クラッド材のクラッド部により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチの接点構造。
4. 前記一方の接点、前記他方の接点の少なくとも一方が、リベットかしめにより設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスイッチの接点構造。
5. 前記凹部がプレス成形による潰し加工によって形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスイッチの接点構造。
6. 導電性の平板により形成された固定部と、
   弾性材料により形成され、前記固定部の一方の端部に接続された可動接点板と、
   前記可動接点板の、前記固定部と接続されていない他方の端部に設けられた可動接点と、から構成される可動端子を備え、
   前記可動接点が、前記一方の接点もしくは前記他方の接点のいずれかであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスイッチの接点構造。
7. 前記可動接点板は、前記可動接点を固定接点に当接させる方向に付勢力が働くように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のスイッチの接点構造。
8. 前記可動接点板は、前記可動接点を固定接点と離間する方向に付勢力が働くように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のスイッチの接点構造。
9. 前記可動接点が、前記可動接点板に対して両面側に対称に設けられていることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のスイッチの接点構造。
10. 前記可動接点板に、孔部が設けられていることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のスイッチの接点構造。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のスイッチの接点構造を有することを特徴とする圧力スイッチ。

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