JP6774219B2 - ロータリースイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリースイッチ装置に関するものである。

可動接点部材を回転させて固定接点に接触させるロータリースイッチ装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、絶縁材により形成されるターミナルベースの中心部には円形の第１の固定接点部が露出配置されるとともに、この第１の固定接点部を囲むように、第２、第３の固定接点部が配置される。

可動接点部材（コンタクトプレート）は、ロータに保持されて第１の固定接点部周りに回転駆動され、第３の固定接点部に対して導通を取らない場合には、一端が第１の固定接点部に、他端がターミナルベースに形成された走行部、あるいは第２の固定接点部により支承される。

特開２０１５-１０３４９５号公報

しかし、上述した従来例において、コンタクトプレートの第３の固定接点部との接触部は、第３の固定接点部と接触するまでの間、浮いた状態となって他の部材との接触が発生しないために、上記接触部の磨耗等が発生しないという利点を有するものの、反面、第２の固定接点部に対応する領域は常時第３の固定接点部、あるいはこれに続く走行部に圧接されているために、以下の問題がある。

すなわち、第２の固定接点部に対する接点面は、ほぼ面当りして第２の固定接点部、あるいは走行部上を摺動するために、多くの摩耗粉が発生する。この摩耗粉は、コンタクトプレートの移動に際して該コンタクトプレートにより掃き出されるようにして第３の固定接点部への移動経路に供給され、供給量が多くなると、第２の固定接点部と第３の固定接点部との短絡が発生する。

また、摩耗粉が第３の固定接点部上に移動すると、摺動してきたコンタクトプレートの接点面と固定接点部との間に挟まり、双方、あるいは一方の接点面を傷付けることとなり、例えば、低電流仕様に対応するために、接点面に防食性皮膜が形成されている場合には、被膜が剥離して接触不良の原因となる。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、長期の使用による性能劣化が生じないロータリースイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明によれば上記目的は、
中央部接点１、および固定接点部材２が固定されるターミナルベース３と、
前記中央部接点１に圧接するコンタクト突部４を一端に、他端に固定接点部材２とのコンタクト面５を備えて中央部接点１周りに回転操作され、導通回転位置において前記中央部接点１と固定接点部材２間を短絡させる可動接点部材６と、
前記ターミナルベース３に形成されて前記可動接点部材６のコンタクト面５の回転操作
時における回転方向に沿う辺縁隅角部７を支承する支承部８とを有し、
前記可動接点部材６は、回転操作に伴って前記辺縁隅角部７を摺接部として前記支承部８上を摺動してコンタクト面５が前記固定接点部材２に接触する導通回転位置に移動し、
前記固定接点部材２、および可動接点部材６の双方のコンタクト面５は、双方の接触開始から所定の接続操作角の間に他方に対する接触点が一端部から他端部に向けて移動する矩形形状に形成されるとともに、前記可動接点部材６は、接触終点側の辺縁隅角部７を前記支承部８との摺接部とするロータリースイッチ装置を提供することにより達成される。

両端にコンタクト突部４とコンタクト面５とを有する可動接点部材６は、コンタクト突部４を中央部接点１上に圧接させた状態で中央部接点１を中心に回転操作され、固定接点部材２上に移動することにより固定接点部材２と中央部接点１間が短絡される。

固定接点部材２への非接触状態において可動接点部材６の他端部は、コンタクト面５の隅角部、正確には、固定接点部材２が回転操作された際に回転方向に沿う端縁の隅角部（辺縁隅角部７）がターミナルベース３に形成された支承部８により支承されており、回転操作が加えられた際には、上記隅角部７（以下、「辺縁隅角部」を単に「隅角部」と表記する。）が支承部８上を摺動して所定位置まで移動する。

コンタクト面５の隅角部７を支承部８との摺動部として可動接点部材６を摺動させる本発明において、可動接点部材６と支承部８との接触面積が小さくなるために、磨耗粉の発生が抑えられ、磨耗粉の発生による不具合を効果的に防止することが可能になる。

また、可動接点部材６のコンタクト面５にメッキ皮膜を形成している場合には、一旦少量の剥離粉が発生した後は、基材が露出するために、有害な磨耗の進行が効果的に防がれる。

さらに、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
前記支承部８は、前記固定接点部材２が属する平面に対して高い位置で前記可動接点部材６を支承し、支承状態において、前記可動接点部材６を固定接点部材２との接触解除方向に垂直回転した姿勢に保持するロータリースイッチ装置を構成することができる。

支承部は、例えば、コンタクト面５の隅角部７に当接する斜面を側壁とする可動接点部材６の移動方向に長い突条として形成し、コンタクト面５との対峙部に凹溝を形成することによって、可動接点部材６をコンタクト面５が固定接点部材２に接触する回転姿勢を保持した状態で支承することも可能であるが、本発明のように、コンタクト面５の隅角部７との当接部を固定接点部材２との接触時の高さに比して高く設定し、固定接点部材２を固定接点部材２との接触時回転姿勢に対して持ち上げるようにすると、簡単な構造でコンタクト面５の非接触状態を保持することができる。

また、本発明において、前記固定接点部材２、および可動接点部材６の双方のコンタクト面５は、双方の接触開始から所定の接続操作角の間に他方に対する接触点が一端部から他端部に向けて移動する矩形形状に形成されるとともに、前記可動接点部材６は、接触終点側の辺縁隅角部７を前記支承部８との摺接部とする。

本発明において、可動接点部材６の回転操作に伴って、先ず双方のコンタクト面５同士が一端部で接触し（接触開始点）、この後、接触部位は他端部側に移動して最終接触領域同士が接触する。この結果、高電流仕様で運用された場合であっても、接触開始時のアーク放電による接触面の劣化部位は接触開始点に限られ、最終接触領域での良好な接触が保証されるために、低電流、高電流双方の仕様での使用が可能になる。

また、接触終点側の隅角部７を支承部８との摺接部とすると、アーク放電による溶融飛沫等による摺接部の損傷を防止することが可能になる。

この場合、
前記固定接点部材２と可動接点部材６双方のコンタクト面５には防食用導電加工が施されるロータリースイッチ装置を構成すると、低電流仕様と高電流仕様への共用化が可能になる。

すなわち、コンタクト面５に防食用導電加工を施すことにより、腐食が防止され、高接点圧での摺動によるクリーニング作用に頼ることなく接触面が清浄に保持される。

この結果、低電流用として使用した場合にも、接触面腐食が発生することなく、絶縁性皮膜の発生による接触不良の発生が防がれる。

また、両接点は可動接点部材６の回転とともに双方の接触点が一端部から他端部に移動するために、アーク放電による接解部膜損傷が発生しても、接続操作角においては、双方の接触面は清浄な表面状態が維持されるために接触不良が発生することはない。

防食用導電加工面は、銅等の導電金属による基材の表面に銀メッキを施すことにより得ることができる。

したがって本発明において、同一の構造を高電流用としても使用することも可能になるために、定格電流毎に複数種のロータリースイッチを設定する必要がなくなる。

さらに、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
同一の円形移動軌跡上を走行する複数の可動接点部材６を含むロータリースイッチ装置を構成した場合には、スペースを有効利用することができるために、装置の小型化が可能になる。

本発明によれは、可動接点部材の支承部との摺動部を固定接点部材との接触部から分離 できるために、長期にわたって高い接続信頼性を保持することかできる。

本発明が適用されたステアリングロック装置を示す断面図である。 イグニッションスイッチの分解斜視図である。 固定接点の配置を示す図である。 ＬＯＣＫ位置における可動接点部材の位置を示す図である。 断面図で、（ａ）は図４の５Ａ-５Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 ＯＮ位置に至る接触初期の状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の６Ｂ-６Ｂ線断面図である。 ＯＮ位置における可動接点部材の位置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の７Ｂ-７Ｂ線断面図である。 可動接点部材を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の８Ｂ方向矢視図である。 イグニッションスイッチの接点の導通状態を示すチャート図である。

図１以下にステアリングロック装置に使用されるイグニッションスイッチとして構成された本発明のロータリースイッチ装置を示す。本例のステアリングロック装置は、ハウジング９内に収容されるシリンダ錠１０、シリンダ錠１０のプラグ１０ａの終端に連結されるカム部材１１を有し、図外のステアリングコラムに固定される。

ハウジング９にはカム部材１１の回転軸に所定角度で交差する方向に進退してステアリングコラム内に突出するロック位置と、ハウジング９内に収容されるアンロック位置との間を移動するロックピース１２が装着される。ロックピース１２は圧縮スプリング１３によりロック位置方向に付勢されており、シリンダ錠１０のプラグ１０ａをロック回転位置から回転操作すると、ステアリングシャフトに係止するロック位置から係止解除されるアンロック位置に移動し、ステアリングシャフトの操作が可能になる。

また、上記ハウジング９には、プラグ１０ａの回転に伴って所定の端子間を導通させ、車両の電装系への給電状態を変更するイグニッションスイッチが連結される。プラグ１０ａの回転操作をイグニッションスイッチに伝達するために、ハウジング９には、上記カム部材１１に噛合してカム部材１１とともに回転する連結バー１４が配置される。

図２に示すように、イグニッションスイッチは、平面視円形のターミナルベース３を備えたスイッチケース１５と、スイッチケース１５に対して上記ターミナルベース３の中心周りに回転自在な回転可動部１６と、スイッチケース１５に連結されて回転可動部１６を覆うスイッチカバー１７とを有し、絶縁材料により形成されるターミナルベース３には中央部接点１と固定接点部材２とが回転可動部１６との回転境界面に露出した状態で配置される。

上記中央部接点１、および各固定接点部材２は、配線を経由してスイッチケース１５内に引き出される。

回転可動部１６は絶縁材料により形成され、一端部に上記連結バー１４との連結孔１６ａが形成される。この回転可動部１６は、トーションスプリング１８によりＳＴＡＲＴ位置からＯＮ位置に戻るときのみ付勢され、クリックスプリング１９により付勢されるクリックボール２０をスイッチカバー１７内壁の溝にはめることにより適宜の接続操作角で節度回転する。

さらに回転可動部１６には、所定板厚を有する板状の可動接点部材６が板厚面をターミナルベース３に向けて収容される。可動接点部材６は、一端にＶ字突起形状のコンタクト突部４を、他端に平板状のコンタクト面５を有しており、コンタクト突部４の先端には後述する中央部接点１に圧接した際に接触状態を良好に保つためにアール面取りが形成される。可動接点部材６における平板状のコンタクト面５は、固定接点部材２と支承部８との間を行き来する際に、可動接点部材６がスムーズに支承部８に乗り上げるために、図８（ｂ）に示すように、Ｖ字形状になるように形成される。

このように可動接点部材６をＶ字形状とすることで、可動接点部材６が固定接点部材２に接触するタイミングを早くすることができる。

以上のように形成される可動接点部材６は、後述する各固定接点部材２に対応して３枚使用される。

各可動接点部材６は、図１に示すように、回転可動部１６に形成された収容溝１６ｂ内に収容されて回転軸（ＲＡ）に沿う方向に移動自在であり、回転可動部１６に収容されてコンタクト突部４、およびコンタクト面５の背面を押圧する圧縮スプリング２１によりターミナルベース３の表面側に付勢される。

本例によるイグニッションスイッチは、プラグ１０ａをＬＯＣＫ、ＯＮ、ＳＴＡＲＴ位置の順で回転操作した際に、＋ＩＧＮ１、＋ＩＧＮ２、およびＳＴＡＲＴの３個の出力端子に電源端子から入力された電源電圧を出力するように形成される。図９は各端子への給電動作を示すもので、プラグ１０ａのＬＯＣＫ位置からＯＮ位置への移動によって＋ＩＧＮ２端子、＋ＩＧＮ１端子の順で給電される。この後、ＳＴＡＲＴ位置まで回転させると、まず、＋ＩＧＮ２端子への給電が停止された後、給電状態が維持された＋ＩＧＮ１端子に加えてＳＴＡＲＴ端子への給電が開始される。

上述したシーケンスは、電源端子に接続され、ターミナルベース３の中心部に配置される中央部接点１と、中央部接点１の周りに配置され、＋ＩＧＮ１端子、＋ＩＧＮ２端子、およびＳＴＡＲＴ端子に接続される固定接点部材２とを上述した可動接点部材６により短絡させることにより実現される。

中央部接点１における可動接点部材６の摺動軌跡は、相互に重なると、重なった部位での摩耗機会が増加する。これを防止するために、図７（ａ）において鎖線で示すように、回転範囲が重なりあう＋ＩＧＮ１端子に断接する可動接点部材６と、＋ＩＧＮ２端子に断接する可動接点部材６は中央部接点１上で径の異なった円弧（ＡＣ１、ＡＣ２）に沿って移動する。

上記固定接点部材２、および可動接点部材６の表面には、高い接点圧力によるセルフクリーニング作用を要することなく接触面での腐食発生を防止してコンタクト信頼性を高めるために、防食用導電加工としての銀メッキが施される。

以上の３個の固定接点部材２は、図３に示すように、ターミナルベース３に形成される３個の支承部８の終端位置に各々配置される。各固定接点部材２は、支承部８に交差する矩形形状に形成されるとともに、支承部８は、ターミナルベース３の中心に対する２個の同心円上に配置されており、図５（ｂ）に示すように、中央部接点１に対し、Ｈ８だけ高い突条として形成され、固定接点部材２は、図６（ｂ）に示すように、表面が中央部接点１に対してＨ２だけ高く、かつ、支承部８の高さに比して低くなるように配置される。

さらに、上記中央部接点１、固定接点部材２、および支承部８は、周囲が凹部２２に囲まれた浮島状に形成され、固定接点部材２間、支承部８と固定接点部材２間での磨耗粉、アーク放電による溶融飛沫の凝固粉の伝搬が規制される。

上記支承部８は、可動接点部材６が固定接点部材２上に接触しない非導通状態において、可動接点部材６のコンタクト突部４に対する反対端を支承し、可動接点部材６が回転操作される際の走行路として機能する。

図５（ｂ）に示すように、可動接点部材６の支承は、コンタクト面５のコンタクト突部４側の隅角部７を支承部８に載せて行われており、この状態で、コンタクト面５は浮き上がった状態となり、非導通時、および走行時における支承部８との接触が防がれる。

この状態から可動接点部材６を図４において時計回りに回転操作すると、可動接点部材６は、支承部８との接触部を摺動部として支承部８上を走行した後、支承部８の終端に形成された傾斜面８ａに乗り上げる。傾斜面８ａは、漸次低背となるように形成されており、傾斜面８ａに移動した可動接点部材６は、垂直回転角度（θ:図５（ｂ）参照）を小さくしながら水平姿勢近傍まで垂直回転し、図６に示すように、固定接点部材２上にランディングする。

この状態で可動接点部材６は固定接点部材２の長手方向一端部の端縁を折り曲げた屈曲部に接触しており、さらに可動接点部材６に対する回転操作を続けると、可動接点部材６との接触点は、長手方向反対端側で、幅方向には図６（ｂ）、図７（ｂ）における寸法（δ）が増える方向、すなわち、可動接点部材６の回転中心に接近する方向にやや寄った最終接触位置に移動する。

一方、可動接点部材６のコンタクト面５の固定接点部材２との接触点は、図８に示すように、接触開始点６ａから可動接点部材６の回転に伴って隅角部７側方向に最終接触点６ｂまで移動する。

この結果、本例のイグニッションスイッチを高電流使用で使用し、接触開始点においてアーク放電が発生して表面状態が劣化した場合であっても、最終接触位置は、アーク放電位置（接触開始点）から離れて位置するために、接触不良を確実に防止することができる。

１ 中央部接点
２ 固定接点部材
３ ターミナルベース
４ コンタクト突部
５ コンタクト面
６ 可動接点部材
７ 隅角部
８ 支承部

Claims (4)

1. 中央部接点、および固定接点部材が固定されるターミナルベースと、
   前記中央部接点に圧接するコンタクト突部を一端に、他端に固定接点部材とのコンタクト面を備えて中央部接点周りに回転操作され、導通回転位置において前記中央部接点と固定接点部材間を短絡させる可動接点部材と、
   前記ターミナルベースに形成されて前記可動接点部材のコンタクト面の回転操作時における回転方向に沿う辺縁隅角部を支承する支承部とを有し、
   前記可動接点部材は、回転操作に伴って前記辺縁隅角部を摺接部として前記支承部上を摺動してコンタクト面が前記固定接点部材に接触する導通回転位置に移動し、
   前記固定接点部材、および可動接点部材の双方のコンタクト面は、双方の接触開始から所定の接続操作角の間に他方に対する接触点が一端部から他端部に向けて移動する矩形形状に形成されるとともに、前記可動接点部材は、接触終点側の辺縁隅角部を前記支承部との摺接部とするロータリースイッチ装置。
2. 前記支承部は、前記固定接点部材が属する平面に対して高い位置で前記可動接点部材を支承し、支承状態において、前記可動接点部材を固定接点部材との接触解除方向に垂直回転した姿勢に保持する請求項１記載のロータリースイッチ装置。
3. 前記固定接点部材と可動接点部材双方のコンタクト面には防食用導電加工が施される請求項１記載のロータリースイッチ装置。
4. 同一の円形移動軌跡上を走行する複数の可動接点部材を含む請求項１から３のいずれかに記載のロータリースイッチ装置。

Images