JP6442380B2 - 磁力によるトグルスイッチ節度機構 - Google Patents

Description

本発明は、電気機器などの操作に用いる、特に磁力を利用したトグルスイッチの節度機構に関する。

従来の電気機器などの操作に用いるトグルスイッチの操作機構は、通常ばねの弾性を利用したスイッチで電気機器をスイッチでＯＮ、ＯＦＦするように操作する。

従来のスイッチの節度機構としては、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように，ロッカーの操作で二つの接点３５、３６の何れかに接触させＯＮ，ＯＦＦする構造とするものが多い。この例の場合、ロッカー２５を支持板２６に棒状のロッカー支点２７で支持する構造となっている。前記支持板３１の内部は、先端を丸くした押棒２９をコイルばね３０で押圧するようになっている。そして、該押棒２９は基板３２に設けた二つの固定端子３３、３４の接点３５、３６（一方がＯＮ、他方がＯＦＦ）に接触するようにしてある（特許庁標準技術集電気 小型スイッチ
Ａ−２−１ばねを使用した駆動機構より）。
「電子材料 第３３巻４号 株式会社工業調査会、５４頁」

ところで、上記するようなロッカーをコイルばね３０と押棒２９を利用したスィッチ機構はコイルばね３０がへたったり、押棒２９が摩耗したりして、意図するように動作しなかったり、反応が鈍くなったりして電気機器の動作が悪くなることがある。

本発明は、上記する課題に対処するためなされたものであり、機構の動力として、磁力を利用するため、ヘタリや破損を軽減することができ、動力発生部分に置いては非接触になるため、摩耗や焼き付きがない、磁力によるトグルスイッチ機構を提供することを目的としている。

前記発明の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、磁力によるトグルスイッチ節度機構が、
一体に固定されたレバー３及びボス部４と、
、該ボス部４には貫通、固定された軸５と、更にこのボス部４の外側の下側に隙間ができるようにしたカム６と、
ボス部４の反対側に同じく下側に隙間ができるように突起７が設けてあり、これらのカム６と突起７の隙間の上部が挟持されたリブ８と、
該リブ８の下部には円筒８Ａが形成され、該円筒８Ａの内部には空間８Ｂが形成され、この空間８Ｂ中に保持されているマグネット１１と、下部の吸着板１２とで構成され、
軸５を中心としてレバー３を反時計方向に傾斜させるとリブ８もレバー３と同じく傾斜し、マグネット１１が、吸着板１２の穴９の右側に位置し、
レバー３を時計方向に搖動させると、前記マグネット１１が吸着板１２の穴９の左方向に位置することを特徴とするものである。
なお、マグネット１１と吸着板１２以外は、全て非磁性材料である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁力によるトグルスイッチ節度機構が、前記マイクロスイッチ１には該マイクロスイッチ１をＯＮ，ＯＦＦするレバースイッチ２Ａ，２Ｂが設けてあることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の磁力によるトグルスイッチ節度機構が、マグネット１１は、吸着板１２により吸引され保持され、該吸着板１２には両側にマグネットより少し大きい径の穴９，９が穿設され、これらのマグネット１１において、前記吸着板１２には、マグネット１１との間の左右に僅かの隙間１０、１０が設けられてあることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、磁力によるトグルスイッチ節度機構が、前記二つのマグネット１１は、一つのマグネットとする請求項１乃至請求項３のいずれかの磁力によるトグルスイッチ節度機構であることを特徴とするものである。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本願発明の磁力によるトグルスイッチ機構の構成を示す全体斜視図である。図２は、この磁力によるトグルスイッチ機構の下部の縦断面図である。

この発明のトグルスイッチ節度機構において、１は電気機器（図示せず）をＯＮ，ＯＦＦするマイクロスイッチである。これらの図において、３は、ある程度傾斜するレバーであり、４は、該レバー３と一体に固定されるボス部である。このボス部４には、外側の下側に隙間ができるようにしたカム６Ａ、６Ｂと、反対側に同じく下側に隙間ができるように突起７、７が取り付けてある。
これらのカム６Ａ、６Ｂと突起７，７の隙間にリブ８の上部が挟持されている。（このリブ８については後述する）。

また、前記マイクロスイッチ１には該マイクロスイッチ１をＯＮ，ＯＦＦする弾性のあるレバースイッチ２Ａ、２Ｂが設けてある。これらのレバースイッチ２Ａ、２Ｂは、前記カム６Ａ、６Ｂの搖動で、動作させるものである。なお、５は、ボス部４に貫通、固定させた軸であり、前記レバー３は、前記ボス部４の軸５の回りにより一定角度搖動する。

図２は、本発明の磁力によるトグルスイッチ機構の構成を示す片側側面図である。前記リブ８の下部には円筒８Ａが形成され、該円筒８Ａの上部は空間８Ｂが形成され、下部には二つのマグネット１１Ａ、１１Ｂが相互に吸着保持されている。また、これらのマグネット１１Ａ、１１Ｂは、吸着板１２に吸引されている。該吸着板１２には両側にマグネット１１Ａ、１１Ｂより少し大きい径の大きめの穴９，９が穿設されている（図２参照）。
また、これらのふたつの穴９、９の間のマグネット１１Ａ、１１Ｂにおいて、前記吸着板１２には、二つのマグネット１１Ａ、１１Ｂとの間の左右に僅かの隙間１０、１０が設けられている。更に、マグネット１１Ａとマグネット１１Ｂの間には薄い壁１３で仕切られている。

また、前記リブ８には、円筒部８Ａが形成されており、該円筒部８Ａには、マグネット１１Ａ、１１Ｂが配置されている。

この発明の磁力によるトグルスイッチ機構の構成は、上記のようであるが、次にそのリブ８の動作について説明する。
図３は、この発明の磁力によるトグルスイッチ機構の図の左側面図であり、。
マイクロスイッチのＯＮ、ＯＦＦ動作の状況を示している。

上記するように、突起７、７は、前記カム６Ａ、６Ｂとボス部４の反対側に設けられ、前記リブ８の一部を挟むものであるが、前記マグネット１１Ａ、１１Ｂをレバー３の搖動によって図４の左方向に移動させると、レバースイッチ２Ａ、２ＢはＯＦＦとなり、レバー３を図５のように右方向に移動させるとレバースイッチ２Ａ、２ＢはＯＮとなる。

本発明の特徴は、特にマグネット１１Ａ、１１Ｂの磁力線を利用している点にある。その磁石の磁力線の挙動について説明する

図４は、マイクロスイッチ１をＯＦＦとして電気機器の停止状態を示し、、図５は、マイクロスイッチ１をＯＮとして電気機器の作動状態を示す。そして図４において、レバー３を反時計側に傾斜させるとリブ８もレバー３と同じように傾斜し、マグネット１１Ａ、１１Ｂは、吸着板１２の穴９、９の右側に移動し、ここに位置する。
次に、レバー３を図５において、時計方向に搖動させると、二つのマグネット１１Ａ、１１Ｂは吸着板吸着板１２の二の穴９，９の左方向に位置する。
上記の動作から、図５に示すように、レバー３を時計方向に傾斜させると、ボス部４に設けたカム６Ａ、６Ｂの一方がレバースイッチ２Ａ、２Ｂの一方を押してマイクロスイッチ１をＯＮとする。そして、機器が作動し、逆にレバーを反時計方向に傾斜させるとレバースイッチ２Ａ、２Ｂが元に戻り、マイクロスイッチ１をＯＦＦとして、機器が停止する。
なお、図４と図５とは、マイクロスイッチが逆の状態（ＯＮ、ＯＦＦが逆）になっても良い。なお、反時計方向、時計方向とは添付図の図４、図５から見ての事である。

図３と、図４と、図５の吸着板１２の穴９とマグネット１１Ａ、１１Ｂの位置関係を、図６によって解りやすく説明する。

当初は、図４に示すように、レバー３が反時計方向に傾斜しており、マグネット１１Ａ、１１Ｂは吸着板１２の穴９の右側に位置している。
この場合、マグネット１１は、吸着板１２に十分覆われており、磁力の吸引力が安定して、動かない状態である（図６の（Ｂ））
次に、そこから、レバー３を時計方向に搖動させると、マグネット１１Ａ，１１Ｂは、吸着板１２の穴９の中へ移動する。該穴９は、マグネットを吸引しないので、穴９の周囲の吸着板１２へ吸着される。そのマグネット１１の吸引力が不均衡の為、レバー３に対し反時計方向の反力が生じる。
更に進めて、図３に示すようにレバー３が中央にきたとき、マグネット１１Ａ，１１Ｂは、吸着板１２の穴９と中心が一致し、吸着力は均衡状態となり、反時計方向の反力は消失する。しかし、磁力の引力は、距離の二乗に反比例する為、マグネット位置の僅かな移動でも、すぐさま吸引力の不均衡状態となるので、図３の状態で安定させるのは困難である（図６の（Ａ））。
そして、図３からレバー３を時計方向に搖動させると、マグネット１１Ａ，１１Ｂが、吸着板１２の穴９の中心から左側へ動き、直ちに吸引力の不均衡が生じて、レバー３に対し時計方向への搖動の動力となり、図５の安定状態に至り、
マグネット１１Ａ，１１Ｂは、吸着板１２の穴９の左側に位置する（図６（Ｃ））。

本発明の磁力によるトグルスイッチ機構の詳細は、以上のようであるが、この構成により、ばねや押し棒、可動片固定端子や接点を使用しないため、スイッチ機構に摩耗する部分がない。従って、機構の寿命が長くなる。
また、細かい部品点数が少ないため、組立も楽になる。更に、吸着板１２はそのままで、マグネット１１Ａ、１１Ｂの磁力線でリブ８を搖動させ、レバースイッチ２Ａ、２Ｂを、ＯＮ、ＯＦＦとすることができる。
上記磁力のトグルスイッチ機構のレバー３と、ボス部４は一体に構成し、軸５を貫通させても良い。この場合、ボス部４のカム６Ａ ６Ｂと突起７ ７は溶接すればよい。

本発明の磁力によるトグルスイッチ節度機構の実施形態は、以上のようであるが、吸着板１２を工夫して穴９、９を２位置から３位置に変えると、更に多くのマイクロスイッチ１をＯＮ、ＯＦＦとすることができる。また、ボス部４のカム６Ａ、６Ｂを増やしても同様である。
今回の実施例では、有接点のマイクロスイッチ１を使用したが、磁気センサに置き換えると、非接触スイッチとすることが可能になり、耐久回数の増加を期待することができる。

図１は、本願発明の磁力によるトグルスイッチ節度機構の構成を示す全体斜視図である。 図２は、本発明の磁力によるトグルスイッチ節度機構の構成を示す片側側面図である 図３は、この発明の磁力によるトグルスイッチ節度機構の左側面図である。 図４は、マイクロスイッチ１をＯＦＦとして電気機器の停止状態を示す図である。 図５は、マイクロスイッチ１をＯＮとして電気機器の作動状態を示す図である。 図６は、図３と、図４と、図５の吸着板の穴とマグネットの位置関係を、解りやすく説明する図である。 従来から知られているスイッチ機構の図である。

１・・・・・マイクロスイッチ
２Ａ・・・・レバースイッチ
２Ｂ・・・・レバースイッチ
３・・・・・レバー
４・・・・・ボス部
５・・・・・軸
６・・・・・カム
６Ａ・・・・カム
６Ｂ・・・・カム
７・・・・・突起
８・・・・・リブ
８Ａ・・・・円筒
８Ｂ・・・・空間
９・・・・・穴
１０・・・・マグネットと吸着板との間の隙間
１１・・・・マグネット
１１Ａ・・・マグネット
１１Ｂ・・・マグネット
１２・・・・吸着板
１３・・・・薄い壁

Claims (4)

1. 一体に固定されたレバー３及びボス部４と、
   、該ボス部４には貫通、固定された軸５と、更にこのボス部４の外側の下側に隙間ができるようにしたカム６と、
   ボス部４の反対側に同じく下側に隙間ができるように突起７が設けてあり、これらのカム６と突起７の隙間の上部が挟持されたリブ８と、
   該リブ８の下部には円筒８Ａが形成され、該円筒８Ａの内部には空間８Ｂが形成され、空間８Ｂ中に保持されているマグネット１１と、下部の吸着板１２とで構成され
   軸５を中心としてレバー３を反時計方向に傾斜させるとリブ８もレバー３と同じく傾斜し、マグネット１１が、吸着板１２の穴９の右側に位置し、
   レバー３を時計方向に搖動させると、前記マグネット１１が吸着板１２の穴９の左方向に位置することを特徴とする磁力によるトグルスイッチ節度機構
2. マイクロスイッチ１には該マイクロスイッチ１をＯＮ，ＯＦＦするレバースイッチ２Ａ，２Ｂが設けてあることを特徴とする請求項１に記載の磁力によるトグルスイッチ節度機構。
3. 前記マグネット１１は、吸着板１２に吸引され、該吸着板１２には両側にマグネットより少し大きい径の穴９，９が穿設され、これらのマグネット１１において、前記吸着板１２には、マグネット１１との間の左右に僅かの隙間１０、１０が設けられ、、マグネット１１Ａとマグネット１１Ｂの間には薄い壁１３で仕切られてあることを特徴とする請求項１に記載の磁力によるトグルスイッチ節度機構。
4. 二つの前記マグネット１１は、一つのマグネットとすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの磁力によるトグルスイッチ節度機構。
   
   
   
   
   
   
   
   

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