JP6339142B2 - スイッチ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ装置に関する。
特許文献1のスイッチ装置では、固定接点を備えた基体に設けられたホルダが、回転しながら軸方向に移動する構成とされている。該ホルダは、可動接点を備えた菱形のコンタクトプレートの孔に嵌合されている。これにより、ホルダが回転したときにコンタクトプレートが回転し、可動接点が固定接点からずれて位置され、電源が遮断される。
特許第4589414号
特許文献1の構成では、コンタクトプレートが菱形であるため、菱形の長手方向の幅を直径とする円形の移動領域が確保されていないと、ホルダを回転させたときに、コンタクトプレートと基体が接触して、コンタクトプレートの回転が規制されてしまう。このため、基体の大きさをコンタクトプレートの移動領域を含む大きさとしなければならず、コンタクトプレートの大きさに比べて、基体に余分な移動領域が必要となる。換言すると、スイッチ装置の基体を小型化するには、改善の余地がある。
本発明は、板状部材を移動させて導通状態と非導通状態とを切り替える構成において、板状部材が回転しながら回転軸方向に移動する構成に比べて、基体を小型化することができるスイッチ装置を得ることが目的である。
第1態様に係るスイッチ装置は、第1歯部及び第1接点が底部に並んだ基体と、前記第1歯部及び前記第1接点と対向して前記基体に収容され、前記第1歯部と対向する部位に貫通孔が形成され、前記第1接点と対向する部位に前記第1接点と接触可能な第2接点が設けられた板状部材と、前記貫通孔に挿入され前記基体に回転可能に設けられた軸部と、該軸部から回転軸方向と交差する方向に張出され前記貫通孔の周縁部を支持する支持部と、該支持部に形成され前記第1歯部と噛合う第2歯部と、を備え、前記軸部が前記貫通孔の内側で回転しながら前記回転軸方向に沿って前記第1歯部から離れる側に移動する移動部材と、を有する。
第1態様に係るスイッチ装置では、第1歯部と第2歯部とが噛合うことで、基体の第1接点と板状部材の第2接点とが接触して導通状態となる。一方、移動部材を回転させたときに、第1歯部と第2歯部との噛合い状態が解除されると共に第2歯部の歯が第1歯部の歯に対して乗り上げ、移動部材が回転軸方向に移動する。これにより、移動部材の支持部によって支持されている板状部材が、回転軸方向に沿って移動されるので、第1接点と第2接点との接触状態が解除されて非導通状態となる。
ここで、移動部材の軸部は、板状部材の貫通孔の内側で回転しながら回転軸方向に沿って第1歯部から離れる側に移動する。つまり、板状部材は、移動部材が回転軸の回りに回転したときに移動部材との回転方向の接触が抑制されるので、ほぼ回転されない状態で回転軸方向に移動する。これにより、基体に板状部材の移動領域(回転に必要な空間)を確保しておく必要がないので、板状部材が回転しながら回転軸方向に移動する構成に比べて、基体を小型化することができる。
第2態様に係るスイッチ装置には、軸心部に前記軸部が挿通され、前記板状部材を前記第1接点に向けて付勢する1つの付勢部材が設けられている。
第2態様に係るスイッチ装置では、付勢部材の軸心部に軸部が挿通されることで、軸部の外側に1つの付勢部材が配置される。1つの付勢部材は、板状部材を第1接点に向けて付勢する。これにより、軸部が挿通されない複数の付勢部材が、軸部の周囲に設けられた構成に比べて、板状部材の複数の部位に異なる付勢力が作用することがなくなるので、板状部材の傾きを抑制することができる。
第3態様に係るスイッチ装置の前記基体及び前記板状部材の少なくとも一方には、前記軸部の回りの前記板状部材の回転を規制する規制部が設けられている。
第3態様に係るスイッチ装置では、移動部材の軸部と板状部材の貫通孔の周縁部とが接触するようなことが生じても、規制部によって、軸部の回りの板状部材の回転が規制される。これにより、第2接点の位置が、第1接点と対向する位置からずれるのを抑制することができる。
第4態様に係るスイッチ装置の前記規制部は、前記基体から前記板状部材に向けて突出され前記回転軸方向に沿って延びる突出部と、前記板状部材に形成され前記突出部と接触して前記板状部材の回転を規制すると共に前記回転軸方向に案内される被案内部と、を有する。
第4態様に係るスイッチ装置では、基体の突出部と板状部材の被案内部との接触により、板状部材の回転が規制される。ここで、基体に板状部材を組付けるときには、突出部の位置に合わせて被案内部を配置することで、第1接点と第2接点とが対向するようになるので、基体への板状部材の組付け作業において、板状部材が誤った組付け状態となるのを抑制することができる。
以上説明したように、本発明は、板状部材を移動させて導通状態と非導通状態とを切り替える構成において、板状部材が回転しながら回転軸方向に移動する構成に比べて、基体を小型化することができるという優れた効果を有している。
本実施形態に係るスイッチ装置の全体構成を示す縦断面図である。 本実施形態に係るスイッチ装置の分解斜視図である。 本実施形態に係るスイッチ装置の分解斜視図である。 本実施形態に係るインシュレータの内部構造を示す平面図である。 (A)本実施形態に係るホルダの平面図である。(B)本実施形態に係るホルダの正面図である。(C)本実施形態に係るコンタクトプレートの平面図である。(D)本実施形態に係るコンタクトプレートの底面図である。 (A)本実施形態に係るスイッチ装置の非導通状態を示す縦断面図である。(B)本実施形態に係るスイッチ装置の導通状態を示す縦断面図である。 (A)本実施形態に係るスイッチ装置の非導通状態におけるホルダ及びコンタクトプレートの位置を示す説明図である。(B)本実施形態に係るスイッチ装置の導通状態におけるホルダ及びコンタクトプレートの位置を示す説明図である。
本実施形態に係るスイッチ装置の一例について説明する。
図1には、スイッチ装置10が示されている。スイッチ装置10は、一例として、産業車両の図示しない電源を遮断するためのディスコネクトスイッチ装置として用いられる。スイッチ装置10は、基体12と、基体12に設けられた固定端子部50と、基体12に対して回転する回転部70と、回転部70の回転により移動する移動接点部90と、回転部70を回転させるキー102とを含んで構成されている。
なお、以後の説明では、回転部70の回転軸Kの軸方向をZ方向と称する。また、回転軸Kに直交しかつ後述するインシュレータ32の円弧部33B(図4参照)が対向する方向をX方向と称する。さらに、Z方向及びX方向に直交する方向をY方向と称する。
<基体>
基体12は、本体部20と、本体部20を覆うカバー部60とを含んで構成されている。また、基体12は、後述する移動接点部90のコンタクトプレート96を導通位置と非導通位置とに移動可能に収容している。
(本体部)
図2及び図3に示すように、本体部20は、一例として、インシュレータ32と、取付プレート34と、Oリング36とで構成されている。
図3に示すように、インシュレータ32は、電気絶縁材の樹脂で構成されている。また、インシュレータ32は、Z方向の一方側に開口した有底の筒状に形成されている。具体的には、インシュレータ32は、底壁32Aと、側壁32Bと、フランジ32Cと、隔壁32Dとを有している。なお、以後の説明では、Z方向におけるインシュレータ32が開口する一方側を上側、閉じられた他方側を下側と称する。
図4に示すように、底壁32Aは、底部の一例であり、Z方向に見て、回転軸Kを中心として180度反対側に位置する一対の直線状の部位と、該直線状の部位に連続する一対の円弧状の部位とを備えた、所謂ダブルDカット状に形成されている。
図1に示すように、底壁32AにおけるX方向の一端部と他端部には、Z方向の上側に隆起した上側隆起部38と下側に隆起した下側隆起部42とが、それぞれ1箇所ずつ形成されている。また、底壁32AにおけるX方向の中央部には、Z方向の上側に突出された歯部44が形成されている。上側隆起部38、下側隆起部42及び歯部44の詳細については後述する。
図4に示す側壁32Bは、底壁32Aの外周部からZ方向に直立した筒状の壁である。側壁32Bは、具体的には、底壁32Aの外形に倣った一対の平面部33Aと、一対の円弧部33Bと、平面部33Aの一部に形成された拡幅部33Cと、回転軸K側に突出された突出部33Dとを有している。既述のように、一対の円弧部33Bは、回転軸Kを中心とする図示しない仮想円上に配置されており、X方向に対向している。一対の平面部33Aは、一対の円弧部33BのY方向の両端部をX方向に繋いでY方向に対向している。拡幅部33Cは、平面部33AのX方向の中央部から平面部33AよりもY方向の外側へ円弧状に拡幅された部位である。
突出部33Dは、一例として、一対の平面部33Aと一対の円弧部33Bとを繋ぐ4箇所の部位のうちの1箇所に形成されている。また、突出部33Dは、平面部33A及び円弧部33Bから回転軸K側に突出されており、Z方向に見てL字状に形成された凸部で構成されている。さらに、突出部33Dは、回転軸Kの軸方向であるZ方向に沿って延びている。
フランジ32Cは、側壁32BにおけるZ方向の上端部から回転軸K側とは反対側(外側)に向けて張出され、Z方向を厚さ方向とする板状の部位である。また、フランジ32Cは、一例として、X方向に比べてY方向に長く張出されている。フランジ32Cには、Y方向の一方側と他方側に2箇所ずつ貫通孔35が形成されている。貫通孔35は、リベット45(図2参照)の軸部分が挿通可能な大きさであり、フランジ32CをZ方向に貫通している。
フランジ32CにおけるZ方向の上面には、延出部32Eが形成されている。延出部32Eは、側壁32Bがフランジ32CよりもZ方向の上側へ延出された部位である。また、延出部32Eの外形は、Z方向に見て円形となっている。この円形の部位は、周方向に見て断面L字状であり、Z方向を高さ方向とする段差部32Fとされている。
さらに、フランジ32Cにおける延出部32EよりもY方向の外側の両端部でかつX方向の中央部には、フランジ32CからZ方向の上側へ直立する1組のボス37が形成されている。ボス37は、一例として、Y方向の一端部と他端部とに1本ずつ形成されている。また、ボス37は、Z方向を軸方向とする円柱状に形成されている。
図1に示すように、隔壁32Dは、底壁32AにおけるZ方向の下面から下側へY−Z面に沿って延びる板状の部位である。また、隔壁32Dは、底壁32AのX方向のほぼ中央部に配置されており、底壁32Aよりも下側の空間部をX方向の一方側と他方側とに区画している。さらに、隔壁32Dは、後述する2つの下側隆起部42を隔絶している。
上側隆起部38は、側壁32Bよりも内側(回転軸K側)において、底壁32Aの上面からZ方向の上側にZ方向を軸方向とする四角柱状に隆起している。言い換えると、上側隆起部38のX方向における回転軸K側には、段差が形成されている。上側隆起部38のZ方向の高さは、側壁32BのZ方向の高さよりも低い。上側隆起部38のX方向における回転軸K側とは反対側は、側壁32Bに繋がっている。
下側隆起部42は、側壁32Bよりも内側(回転軸K側)において、底壁32Aの下面からZ方向の下側にZ方向を軸方向とする円柱状に隆起している。これにより、下側隆起部42の外周には、段差が形成されている。言い換えると、基体12における後述する埋込部54が埋め込まれている部位には、基体12からZ方向の下側に向けて隆起した下側隆起部42が形成されている。下側隆起部42は、隆起部の一例である。
下側隆起部42のZ方向の高さは、隔壁32DのZ方向の高さよりも低い。なお、下側隆起部42の円の中心を通りZ方向に沿った中心軸と、上側隆起部38の四角形の中心を通りZ方向に沿った中心軸とは、一致している。つまり、上側隆起部38と下側隆起部42は、Z方向に同軸上に並んでいる。下側隆起部42をZ方向に見て、円形の外周部分を外縁部42A(図3参照)と称する。
上側隆起部38及び下側隆起部42は、X方向の一方側と他方側とで同様の構成とされている。このため、以後の説明では、X方向の一方側の上側隆起部38及び下側隆起部42について説明し、他方側の上側隆起部38及び下側隆起部42の説明を省略する。
ここで、底壁32Aにおいて、下側隆起部42の下面から上側隆起部38の上面までの部位には、後述するターミナル部材52の一部がインサート成型されている。言い換えると、下側隆起部42の下面から上側隆起部38の上面までの部位には、閉じられた空間でありターミナル部材52の一部が挿入された空間部43(図1参照)が形成されている。
図4に示すように、歯部44は、第1歯部の一例であり、X方向に並ぶ2つの上側隆起部38の間で、底壁32Aの上面からZ方向の上側に略台形状に突出された3つの歯44Aにより構成されている。3つの歯44Aは、回転軸Kを中心とする図示しない仮想円に沿って、該仮想円の周方向に120度間隔で並んでいる。また、3つの歯44AのZ方向の上面の高さは、上側隆起部38のZ方向の上面の高さとほぼ同じ高さとされている。3つの歯44Aの回転軸K側(内側)には、回転軸Kを中心軸として底壁32Aに向けて窪んだ穴部46が形成されている。穴部46は、Z方向に見て回転軸Kを中心とする円形に形成されている。
図3に示す取付プレート34は、一例として、ステンレス鋼製の板材で構成されており、Z方向を厚さ方向としてX−Y面に沿って広がっている。また、取付プレート34の大きさは、Z方向に見てフランジ32Cの大きさよりも小さくされている。さらに、取付プレート34の中央部には、取付プレート34をZ方向に貫通する貫通孔34Aが形成されている。貫通孔34Aの大きさは、インシュレータ32の側壁32Bが貫通孔34Aと非接触で挿通可能となる大きさとされている。加えて、取付プレート34における貫通孔34Aの周縁部には、リベット45がZ方向に挿通される貫通孔34Bが形成されている。
図2に示すOリング36は、円環状に形成されたゴム製のシール材である。また、Oリング36の内径は、インシュレータ32の段差部32Fに嵌まる大きさとされている。
(カバー部)
図2に示すように、カバー部60は、一例として、ブラケット62と2つのナット68とにより構成されている。
ブラケット62は、一例として、樹脂製の部材である。また、ブラケット62は、筒状部63と板状部64とが一体化された構成とされている。
図1に示す筒状部63は、Z方向を軸方向とする円筒状に形成されている。具体的には、筒状部63は、Z方向に見て回転軸Kを中心とする円環状に形成されZ方向に延びる周壁63Aと、周壁63AのZ方向上端から回転軸K側(内側)に張り出された上壁63Bとを有している。上壁63Bには、Z方向に貫通した貫通孔63Cが形成されている。
図3に示すように、板状部64は、周壁63AのZ方向下端から回転軸K側とは反対側(外側)に、X−Y面に沿って板状に張出された部位である。また、板状部64は、Z方向に見て、略六角形状に形成されている。板状部64には、Z方向下側から見て円形とされZ方向を高さ方向とする段差65が形成されている。板状部64における段差65よりも径方向の内側は、Z方向の高さが低い薄肉部64Aとされている。一方、板状部64における段差65よりも径方向の外側は、薄肉部64AよりもZ方向の高さが高い厚肉部64Bとされている。ここで、スイッチ装置10では、Oリング36が段差部32Fと段差65とで径方向に挟まれるようになっている。
厚肉部64Bには、貫通孔67Aと、貫通孔67Bと、取付孔67Cとが形成されている。貫通孔67Aは、厚肉部64BをZ方向に貫通しており、リベット45が挿入される。貫通孔67Bは、厚肉部64BをZ方向に貫通しており、ボス37が挿入される。取付孔67Cは、厚肉部64BをZ方向に貫通しており、後述するナット68が取付けられる。
ナット68は、一例として、Z方向を軸方向とする六角ナットである。また、ナット68は、ブラケット62の取付孔67Cに圧入により取付けられている。なお、スイッチ装置10が完成した後で、ナット68が図示しないボルトによって設置場所に取付けられることで、スイッチ装置10が該設置場所に固定されるようになっている。
<固定端子部>
図2に示す固定端子部50は、一例として、本体部20における隔壁32Dに対するX方向の一方側と他方側とに1つずつ設けられている。また、固定端子部50は、一例として、ターミナル部材52と、第1ワッシャ55と、第1ナット56と、第2ワッシャ57と、第2ナット58とで構成されている。
なお、固定端子部50は、X方向の一方側と他方側とで同様の構成とされている。このため、以後の説明では、X方向の一方側の固定端子部50について説明し、他方側の固定端子部50の説明を省略する。図1、図6(A)及び図6(B)では、第1ナット56と第2ワッシャ57との間に端子51が示されている。端子51は、車両の図示しない電源に接続されている。
図1に示すターミナル部材52は、端子部材の一例である。また、ターミナル部材52は、一例として、柱状部53と、柱状部53の一部に形成され基体12に一部が埋め込まれている埋込部54とを備えている。
柱状部53は、Z方向を軸方向とする円柱状に形成されており、外周面53Aを有している。柱状部53のZ方向の長さは、インシュレータ32の下側隆起部42の下面から上側隆起部38の上面までのZ方向の長さよりも長くなっている。具体的には、柱状部53は、後述する上側張出部54Aから下側張出部54Bまでの埋込部54に対応する部位が、インサート成型によりインシュレータ32に埋め込まれると共に、下側張出部54Bよりも下側の部位が、底壁32Aよりも下側に露出されている。言い換えると、柱状部53は、インシュレータ32(基体12)からZ方向の下側へ延びている。また、柱状部53の基体12よりも下側へ露出された部位の外周面53Aには、雄ネジ部53B(図2参照)が形成されている。
埋込部54は、一例として、上側張出部54Aと、下側張出部54Bと、接点部54C(図4参照)とを有している。
上側張出部54Aは、柱状部53のZ方向上端部の外周面53Aから径方向の外側へ張り出された部位(ターミナル部材52の頭部)である。また、上側張出部54Aは、一例として、Z方向に見て正六角形状に形成されている。上側張出部54Aの大きさは、Z方向に見て、上側隆起部38の面内に収まる大きさとされている。
下側張出部54Bは、柱状部53における上側張出部54Aよりも下側の外周面53Aから径方向の外側へ張り出された部位である。また、下側張出部54Bは、一例として、Z方向に見て正六角形状に形成されている。下側張出部54Bの大きさは、Z方向に見て、下側隆起部42の面内に収まる大きさでかつ上側張出部54Aと同じ大きさとされている。
図4に示す接点部54Cは、第1接点の一例であり、銀とニッケルの合金から成り、上側張出部54Aの上面からZ方向の上側に隆起された円板状に形成されている。接点部54Cと既述の歯部44とは、底壁32AにおいてX方向に並んでいる。また、接点部54Cは、柱状部53(図1参照)と導通するようになっている。さらに、接点部54Cは、後述するコンタクトプレート96の接点部98(図5(C)参照)と接触可能に配置されている。言い換えると、ターミナル部材52は、コンタクトプレート96と接触した状態において、コンタクトプレート96と導通可能とされている。
図2に示す第1ワッシャ55は、Z方向に見て円環状に形成されている。第1ワッシャ55の大きさは、柱状部53が挿入される大きさとされている。また、第1ワッシャ55は、下側張出部54B(図1参照)と後述する第1ナット56との間に配置されている。第1ナット56の内側には、雌ネジ部56Aが形成されている。雌ネジ部56Aは、雄ネジ部53Bと螺合する大きさ及び形状とされている。
第2ワッシャ57には、柱状部53が挿入されている。さらに、第2ワッシャ57は、第1ナット56よりもZ方向の下側に配置されている。第2ナット58は、第2ワッシャ57よりもZ方向の下側で雄ネジ部53Bに螺合されることにより、第2ワッシャ57を第1ナット56に向けて押付けている。
<回転部>
図1に示すように、回転部70は、ロータ72と、キャップ74と、スプリング76(図5(A)参照)と、ホルダ78と、Oリング82とを有している。
ロータ72は、一例として、樹脂製であり、上壁72Aと、第1側壁72Bと、下壁72Cと、第2側壁72Dと、張出部72Eと、延出部72Fとが一体に成型されている。また、ロータ72は、回転軸Kを中心軸として回転される回転体である。
上壁72Aは、Z方向に見て円形に形成されている。また、上壁72Aには、後述するキー102が差し込まれる図示しない差込孔が形成されている。第1側壁72Bは、上壁72Aの外周部からZ方向の下側へ延びる円筒状に形成されている。また、第1側壁72Bの外周面には、径方向に窪んだ凹部72Iが形成されている。
下壁72Cは、第1側壁72BのZ方向の下端を塞ぐと共にZ方向と直交する径方向の外側へ拡径された円板状に形成されている。第2側壁72Dは、下壁72Cの外周部からZ方向の下側へ延びる円筒状に形成されている。張出部72Eは、第2側壁72Dの外周のうち周方向に180度ずれた部位から径方向の外側へ張出されている。
延出部72Fは、下壁72Cの回転軸Kを含む中央部からZ方向の下側へ延びる円筒状に形成されている。延出部72Fの外径は第2側壁72Dの内径よりも小さい。また、延出部72FのZ方向の高さは、第2側壁72DのZ方向の高さとほぼ同じとされている。さらに、延出部72Fには、Z方向の下端部から下壁72Cに向けて窪んだ穴部72Gが形成されている。
穴部72Gは、Z方向に見て略四角形状に形成されている。また。穴部72Gの底部には、回転軸Kを中心軸として該底部からZ方向の下側へ向けて延びる円筒状の筒部72Hが形成されている。筒部72Hの外周面は、延出部72Fの内周面と間隔をあけて径方向に対向している。また、筒部72HのZ方向の下端の高さは、延出部72FのZ方向の下端の高さとほぼ同じとされている。
キャップ74は、Z方向に見て円形状の板部と、該板部の周方向の2箇所からZ方向の下側へ延びる爪部とを有している。板部には、Z方向に貫通されキー102が差し込まれる図示しない差込孔が形成されている。キャップ74の爪部は、第1側壁72Bの外周面に形成された窪み部と係合するように形成されている。
図5(A)に示すスプリング76は、Z方向に弾性変形可能とされている。スプリング76のZ方向の中央から上端部までは、筒部72H(図1参照)の内側に挿入されている。また、スプリング76のZ方向の中央よりも下側から下端部までは、筒部72Hから露出されると共に後述するホルダ78の穴部78Eに挿入されている。
図1に示すように、ホルダ78は、移動部材の一例であり、回転軸Kを中心軸としてロータ72に設けられる部材である。また、図5(B)に示すように、ホルダ78は、一例として、樹脂製であり、軸部78Aと、張出部78Bと、歯部78Cと、延出部78Dとが一体に成型された構成とされている。さらに、ホルダ78は、軸部78Aが後述するコンタクトプレート96の貫通孔97Aの内側で回転軸K回りに回転しながら、回転軸Kの方向(Z方向)に沿って歯部44(図1参照)から離れる側(Z方向の上側)に移動する部材である。
軸部78Aは、Z方向を軸方向とする略四角柱状に形成されている。つまり、軸部78Aは、Z方向に見て、外周の4箇所がR形状とされた略四角形状に形成されている。軸部78AのX−Y面内での外形(大きさ)は、軸部78Aがロータ72の穴部72G(図1参照)に挿入される外形とされている。また、軸部78AのX−Y面内での外形は、後述するコンタクトプレート96の貫通孔97A(図5(C)参照)のX−Y面内での最小幅(直径)よりも小さい幅の外形とされている。つまり、軸部78Aは、貫通孔97Aにほとんど接触しない状態で挿入されている。軸部78AのZ方向の長さは、軸部78Aが穴部72Gの内面に沿ってZ方向に移動可能となる長さとされている。
さらに、軸部78Aには、Z方向の上端部から張出部78Bに向けて窪んだ穴部78Eが形成されている。穴部78Eの大きさは、筒部72H(図1参照)が挿入される大きさとされている。加えて、軸部78Aの外周面の一部には、外側に向けて突出された凸部78Fが形成されている。凸部78Fは、ロータ72の延出部72F(図1参照)の図示しない凹部と係合して、ホルダ78との相対回転を規制する。なお、ロータ72の穴部72G(図1参照)に軸部78Aを挿入した状態において、スプリング76(図5(A)参照)の端部が穴部78Eの底部と接触するようになっている。つまり、ホルダ78は、スプリング76から弾性力を付与される。軸部78Aは、ロータ72を介して基体12(図1参照)に回転可能に設けられている。
張出部78Bは、支持部の一例であり、軸部78AのZ方向の下端部から外側へX−Y面に沿って張出された部位である。また、張出部78Bは、Z方向に見て円形状に形成されている。なお、張出部78Bの大きさは、コンタクトプレート96(図5(C)参照)における後述する貫通孔97Aの周縁部とZ方向に接触して、コンタクトプレート96をZ方向の下側から支持する大きさとされている。
歯部78Cは、第2歯部の一例であり、張出部78Bに形成され、張出部78BのZ方向の下端から下側に略台形状に突出された3つの歯79により構成されている。3つの歯79は、回転軸Kを中心とする図示しない仮想円に沿って、該仮想円の周方向に120度間隔で並んでいる。また、3つの歯79は、既述の歯部44の3つの歯44A(図4参照)とZ方向に噛み合うように構成されている。ここで、ホルダ78が回転軸Kの回りに回転して、3つの歯44Aに対して3つの歯79の噛み合い位置がずれることで、インシュレータ32(図1参照)に対してホルダ78がZ方向の上側に移動されるようになっている。
延出部78Dは、3つの歯79よりも回転軸K側(内側)で、かつ回転軸Kを中心軸として、Z方向の下側に延びる円柱状の部位である。また、延出部78Dは、3つの歯79よりもZ方向の下側に延びている。延出部78Dの大きさは、インシュレータ32の穴部46(図4参照)に回転可能に挿入される大きさとされている。
図1に示すOリング82は、円環状に形成されたゴム製のシール材である。また、Oリング82は、第1側壁72Bの凹部72Iに嵌められている。
<移動接点部>
図1に示すように、移動接点部90は、ワッシャ92と、スプリング93と、押付プレート94と、板状部材の一例としてのコンタクトプレート96とを有している。
ワッシャ92は、一例として、ステンレス鋼製であり、Z方向に見て円環状に形成されている。ワッシャ92には、ロータ72の延出部72Fが挿入されている。また、ワッシャ92は、一例として、ロータ72の下壁72CにZ方向の下側から重ねられ、接着剤により固定されている。
スプリング93は、付勢部材の一例であり、Z方向に貫通する孔の内側の部位である軸心部93Aを有している。軸心部93AのZ方向の上部には、延出部72Fが挿入されている。また、軸心部93AのZ方向の下部には、ホルダ78の軸部78Aが挿入されている。スプリング93のZ方向の上端部は、ワッシャ92に接触している。スプリング93のZ方向の下端部は、押付プレート94をコンタクトプレート96に押付けている。言い換えると、スプリング93は、コンタクトプレート96を接点部54C(図4参照)に向けて付勢している。なお、移動接点部90において、ワッシャ92、スプリング93、押付プレート94、コンタクトプレート96は、一例として、それぞれ1つずつ設けられている。
押付プレート94は、一例として、フェノール樹脂製であり、Z方向に見て円環状に形成されている。また、押付プレート94の外径は、ワッシャ92の外径と同程度の長さとされている。押付プレート94の貫通孔94Aには、ホルダ78の軸部78Aが挿入されている。
コンタクトプレート96は、金属製(導電材製)であり、Z方向を厚さ方向としかつ既述の歯部44及び接点部54C(図4参照)とZ方向に対向して、インシュレータ32の内側に収容されている。図5(C)、(D)に示すように、コンタクトプレート96は、Z方向に見て、回転軸Kを中心として180度反対側に位置する一対の直線状の部位と、該直線状の部位に連続する一対の円弧状の部位とを備えた、所謂ダブルDカット状に形成された板材である。コンタクトプレート96の中央部でありかつ歯部44(図1参照)とZ方向に対向する部位には、コンタクトプレート96をZ方向に貫通した貫通孔97Aが形成されている。貫通孔97Aの形状は、Z方向に見て円形とされている。なお、コンタクトプレート96の部位のうち、貫通孔97Aの孔壁を含む部位を周縁部99と称する。
貫通孔97Aは、Z方向に見て円形状に形成されている。また、貫通孔97Aの直径は、軸部78A(図5(A)参照)のX−Y面内での最大幅よりも大きい。さらに、軸部78Aと貫通孔97Aの孔壁とは係合しない。つまり、軸部78Aが貫通孔97Aに挿入された状態において、軸部78Aが回転しても、コンタクトプレート96が回転しないようになっている。なお、既述のように、コンタクトプレート96における貫通孔97Aの周縁部99は、張出部78B(図5(A)参照)とZ方向に接触するようになっている。
コンタクトプレート96における一対の直線状の部位と一対の円弧状の部位とを繋ぐ4箇所の部位のうちの1箇所には、被案内部の一例としての切欠部97Bが形成されている。切欠部97Bは、Z方向に見て、コンタクトプレート96の外周縁から回転軸K側にL字状に切り欠かれた部位である。また、切欠部97Bは、インシュレータ32の突出部33D(図4参照)とX方向及びY方向に対向配置されている。
ここで、突出部33D(図4参照)と切欠部97Bとで、規制部30が構成されている。規制部30は、軸部78A(図5(A)参照)の回りのコンタクトプレート96の回転を規制するようになっている。言い換えると、切欠部97Bは、既述の突出部33Dと接触してコンタクトプレート96のX−Y面内での回転軸K回りの回転を規制すると共に、回転軸Kの方向(Z方向)に案内されるように形成されている。
コンタクトプレート96のZ方向における上面96A及び下面96Bは、X−Y面に沿った平面とされている。図5(C)に示すように、下面96Bにおける接点部54C(図4参照)とZ方向に対向する部位には、第2接点の一例として、2箇所の接点部98が形成されている。
具体的には、2箇所の接点部98は、X方向における貫通孔97Aよりも一方側と他方側とに形成されている。また、2箇所の接点部98は、一例として、銀とニッケルの合金から成り、下面96BからZ方向の下側に隆起された円板状に形成されている。コンタクトプレート96が金属製であるため、2箇所の接点部98は導通する。なお、2箇所の接点部98は、2箇所の接点部54C(図4参照)と接触可能となるように配置される。
<キー>
図3に示すキー102は、スイッチ装置10の使用者により操作される操作子であり、使用者が摘む摘み部102Aと、摘み部102AからZ方向に延びる挿入部102Bとを有している。ここで、挿入部102Bが既述のロータ72の図示しない差込孔に差し込まれ、キー102が回転軸K回りに回転されることで、ロータ72が、予め設定された設定角度で回転軸K回りに円弧状に回転するようになっている。
〔スイッチ装置の組付け〕
スイッチ装置10の組付け手順の概要について、図1から図5までを参照して説明する。なお、一部の部材の組付け手順及び配置状態の説明は省略する場合がある。
インシュレータ32には、インサート成型によりターミナル部材52が設けられている。ホルダ78の延出部78Dがインシュレータ32の穴部46に挿入されることで、インシュレータ32内にホルダ78が配置される。続いて、延出部78Dが、コンタクトプレート96の貫通孔97A、押付プレート94の貫通孔94A及びスプリング93に挿入される。なお、ワッシャ92は、予め接着剤によりロータ72の下壁72Cの下面に固定されている。
続いて、ブラケット62の筒状部63内にロータ72の上壁72A及び第1側壁72Bが挿入される。また、インシュレータ32の段差部32Fには、Oリング36が嵌められる。続いて、ロータ72の筒部72Hにスプリング76の一端部が挿入された状態で、ホルダ78の軸部78Aが、ロータ72の穴部72Gに挿入される。これにより、スプリング76のZ方向の上端部がワッシャ92と接触し、スプリング76のZ方向の下端部が押付プレート94と接触する。このとき、ブラケット62の貫通孔67Bに、インシュレータ32のボス37が挿入される。続いて、取付プレート34とブラケット62とでインシュレータ32を挟んだ状態で、4本のリベット45がカシメられる。
続いて、ターミナル部材52に第1ワッシャ55が配置され、第1ナット56がターミナル部材52に螺合される。さらに、ターミナル部材52に第2ワッシャ57が配置され、第2ナット58がターミナル部材52に螺合される。このようにして、スイッチ装置10が完成する。
図6(B)に示すように、スイッチ装置10では、歯部44と歯部78Cとが噛合っている状態において、ターミナル部材52の接点部54Cと、コンタクトプレート96の接点部98とが接触する。このときのコンタクトプレート96のZ方向の位置を導通位置と称する。
図6(A)に示すように、コンタクトプレート96の導通位置の状態からキー102によりロータ72が設定角度で回転軸K回りに回転されると、歯部44に対して歯部78Cが周方向にずれて、ホルダ78がZ方向の上側に移動する。これにより、コンタクトプレート96がZ方向の上側に移動され、接点部54Cと接点部98とが非接触状態となる。このときのコンタクトプレート96のZ方向の位置を非導通位置と称する。
〔作用〕
次に、本実施形態の作用について説明する。
図6(B)に示すように、スイッチ装置10では、既述のように、歯部44と歯部78Cとが噛合う状態となるようにロータ72及びホルダ78が回転軸Kの回りに回転されることで、接点部54Cと接点部98とが接触して導通状態となる。
図6(A)に示すように、キー102によりロータ72が回転されたときに、歯部44と歯部78Cとの噛合い状態が解除されると共に、歯79が歯44Aに対して乗り上げ、ホルダ78が回転軸Kの方向(Z方向)に移動する。これにより、ホルダ78の張出部78B(図5(B)参照)によって支持されているコンタクトプレート96が、回転軸Kの方向に沿って移動されるので、接点部54Cと接点部98との接触状態が解除されて非導通状態となる。
図7(A)には、非導通状態におけるインシュレータ32内のコンタクトプレート96及びホルダ78の配置が示されている。図7(B)には、導通状態におけるインシュレータ32内のコンタクトプレート96及びホルダ78の配置が示されている。
ここで、図7(A)に示すように、ホルダ78の軸部78Aは、貫通孔97Aの最小幅よりも小さい幅の外形とされており、コンタクトプレート96に嵌合されていない。このため、コンタクトプレート96は、ホルダ78が回転軸Kの回りに回転したときに、ホルダ78との回転方向の接触が抑制されるので、ほぼ回転されない状態で回転軸Kの方向(Z方向)に移動する。これにより、基体12(インシュレータ32)にコンタクトプレート96の移動領域(移動に必要な空間)を確保しておく必要がないので、コンタクトプレート96が回転しながら回転軸Kの方向に移動する構成に比べて、基体12を小型化することができる。
また、図1に示すように、スイッチ装置10では、軸心部93Aに軸部78Aが挿通されていることで、軸部78Aの外側に1つのスプリング93が配置されている。そして、1つのスプリング93は、コンタクトプレート96を接点部54C(図4参照)に向けて付勢する。これにより、軸部78Aの外側に複数の図示しないスプリングが設けられた構成に比べて、コンタクトプレート96の複数の部位に異なる付勢力が作用することがなくなるので、コンタクトプレート96のX−Y面に対する傾きを抑制することができる。
さらに、図7(A)、(B)に示すスイッチ装置10では、ロータ72(図1参照)及びホルダ78が回転されたときに、軸部78Aと周縁部99とが接触することがあっても、規制部30によって、軸部78Aの回りのコンタクトプレート96の回転が規制される。これにより、接点部98(図5(C)参照)のX−Y面内での位置が、接点部54C(図4参照)とZ方向に対向する位置からずれるのを抑制することができる。
具体的には、図7(A)、(B)に示すように、スイッチ装置10では、突出部33Dと切欠部97Bとの接触により、コンタクトプレート96のX−Y面内での回転が規制される。ここで、基体12にコンタクトプレート96を組付けるときには、突出部33Dの位置に合わせて切欠部97Bを配置することで、接点部54C(図4参照)と接点部98(図5(C)参照)とがZ方向に対向するようになる。言い換えると、突出部33Dと切欠部97Bとが対向しないと、コンタクトプレート96をインシュレータ32内に挿入できない。これにより、基体12へのコンタクトプレート96の組付け作業において、コンタクトプレート96が誤った組付け状態(例えば、上面96Aと下面96Bが逆の状態)となるのを抑制することができる。
また、スイッチ装置10では、軸部78AがZ方向に見て略四角形状とされ、貫通孔97AがZ方向に見て円形とされることで、ホルダ78とコンタクトプレート96との接触を抑制している。ここで、貫通孔97Aが円形であるため、貫通孔97Aの孔壁の一部に応力が集中することが抑制されるので、コンタクトプレート96にクラックが入るのを抑制することができる。
さらに、図1に示すスイッチ装置10では、ロータ72(基体12)にスプリング93と接触する環状のワッシャ92が設けられている。このため、ロータ72の下壁72Cに段差等が形成されていても、スプリング93のロータ72側がワッシャ92の1つの平面(一例としてX−Y面)で受けられるので、基体12の内側でのスプリング93の伸縮方向が安定する。これにより、スプリング93で付勢されているコンタクトプレート96の姿勢が安定するので、接点部54C(図4参照)と接点部98(図5(C)参照)との接触におけるチャタリングの発生を抑制することができる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
スイッチ装置10において、コンタクトプレート96のX−Y面に対する傾きが問題とならない場合は、スプリング93に換えて、軸部78Aの周囲に複数のスプリングを設けてもよい。また、コンタクトプレート96の質量が十分に大きい場合は、接点部54Cと接点部98との接触状態が確保されるため、付勢部材が無くてもよい。
スイッチ装置10において、規制部は、基体12のみ又はコンタクトプレート96のみに形成されていてもよい。例えば、突出部33Dが、切欠部97Bの無いコンタクトプレート96と接触する構成や、コンタクトプレート96に形成された突出部が、突出部33Dの無い基体12と接触する構成としてもよい。また、コンタクトプレート96の回転が生じない構成では、規制部が無くてもよい。
規制部は、基体12とコンタクトプレート96との接触によりコンタクトプレート96の回転を規制するものに限らず、非接触で回転を規制するものであってもよい。例えば、基体12の一部とコンタクトプレート96の一部とに、同じ極性同士が対向するように磁石を設けて反発力により回転を規制したり、あるいは、異なる極性の磁石を設けて引付力によりコンタクトプレート96を保持することで回転を規制させてもよい。
コンタクトプレート96の外形は、ダブルDカット状に限らず、多角形状であってもよい。また、貫通孔97Aの形状は、コンタクトプレート96にクラックが生じる虞が無い場合は、円形に限らず多角形状であってもよく、楕円形であってもよい。
軸部78Aの外形は、貫通孔97Aと同じ形状であってもよい。また、軸部78Aの外形は、ロータ72に対するホルダ78の相対回転が問題とならない場合は、円形状であってもよい。さらに、軸部78Aの外形は、四角形状に限らず、三角形状や五角形以上の多角形状とされていてもよい。加えて、軸部78Aは、外周面の一部が貫通孔97Aの孔壁と接触するものであってもよい。
スイッチ装置10において、キー102で例示した操作子は、レバーであってもよい。
本発明は、上記の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更又は組合せて実施し得る。
10 スイッチ装置
12 基体
30 規制部
32A 底壁(底部の一例)
33D 突出部
44 歯部(第1歯部の一例)
54C 接点部(第1接点の一例)
78 ホルダ(移動部材の一例)
78A 軸部
78B 張出部(支持部の一例)
78C 歯部(第2歯部の一例)
93 スプリング(付勢部材の一例)
93A 軸心部
96 コンタクトプレート(板状部材の一例)
97A 貫通孔
97B 切欠部(被案内部の一例)
98 接点部(第2接点の一例)
99 周縁部

Claims (6)

  1. 第1歯部及び第1接点が底部に並んだ基体と、
    前記第1歯部及び前記第1接点と対向して前記基体に収容され、前記第1歯部と対向する部位に貫通孔が形成され、前記第1接点と対向する部位に前記第1接点と接触可能な第2接点が設けられた板状部材と、
    前記貫通孔の最小幅よりも小さい幅の外形を有し前記貫通孔に挿入され前記基体に回転可能に設けられた軸部と、該軸部から回転軸方向と交差する方向に張出され前記貫通孔の周縁部を支持する支持部と、該支持部に形成され前記第1歯部と噛合う第2歯部と、を備え、前記軸部が前記貫通孔の内側で回転しながら前記回転軸方向に沿って前記第1歯部から離れる側に移動する移動部材と、
    を有するスイッチ装置。
  2. 軸心部に前記軸部が挿通され、前記板状部材を前記第1接点に向けて付勢する1つの付勢部材が設けられている請求項1に記載のスイッチ装置。
  3. 前記基体及び前記板状部材の少なくとも一方には、前記軸部の回りの前記板状部材の回転を規制する規制部が設けられている請求項1又は請求項2に記載のスイッチ装置。
  4. 前記規制部は、
    前記基体から前記板状部材に向けて突出され前記回転軸方向に沿って延びる突出部と、
    前記板状部材に形成され前記突出部と接触して前記板状部材の回転を規制すると共に前記回転軸方向に案内される被案内部と、
    を有する請求項3に記載のスイッチ装置。
  5. 第1歯部及び第1接点が底部に並んだ基体と、
    前記第1歯部及び前記第1接点と対向して前記基体に収容され、前記第1歯部と対向する部位に貫通孔が形成され、前記第1接点と対向する部位に前記第1接点と接触可能な第2接点が設けられた板状部材と、
    前記貫通孔に挿入され前記基体に回転可能に設けられた軸部と、該軸部から回転軸方向と交差する方向に張出され前記貫通孔の周縁部を支持する支持部と、該支持部に形成され前記第1歯部と噛合う第2歯部と、を備え、前記軸部が前記貫通孔の内側で回転しながら前記回転軸方向に沿って前記第1歯部から離れる側に移動する移動部材と、
    前記基体から前記板状部材に向けて突出され前記回転軸方向に沿って延びる突出部と、前記板状部材に形成され前記突出部と接触して前記軸部の回りの前記板状部材の回転を規制すると共に前記回転軸方向に案内される被案内部と、を有する規制部と、
    を有するスイッチ装置。
  6. 軸心部に前記軸部が挿通され、前記板状部材を前記第1接点に向けて付勢する1つの付勢部材が設けられている請求項5に記載のスイッチ装置。
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