JP7271287B2 - スイッチ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、常開接点を備えたスイッチ装置に関する。
常開接点は、操作子が可動範囲の一端位置から他端位置まで移動する過程において、当該可動範囲の途中の位置(所定位置)まで操作子が移動したときに閉塞し、その所定位置と上記他端位置との間に操作子がある場合には閉塞状態を維持する接点である。そして、常開接点には、上記所定位置が他端位置に近い位置に設定されたもの(以下、「通常の常開接点」と称す。例えば、特許文献1参照)と、通常の常開接点よりも上記所定位置が一端位置に近い位置に設定されたもの(以下、「アーリーメイクされた常開接点」と称す)と、が存在する。
特開2007-227308号公報 特開2008-77976号公報 特開2008-130411号公報
従来、スイッチ装置は、通常の常開接点を備える場合と、アーリーメイクされた常開接点を備える場合とについて、それぞれ個別に設計されていた。このため、これら2種類のスイッチ装置を製造しようとした場合、部品点数が多くなるという問題があった。
このような問題を解決するために、上記2種類のスイッチ装置の間で部品を共通化することが考えられる。しかし、部品の共通化を考える上で、操作子を元の位置(上記一端位置)に復帰させるための復帰バネをどの位置に配置するかという点が重要になる。なぜなら、復帰バネの配置に関して、以下のような問題点を挙げることができるからである。
常開接点をアーリーメイクする場合において操作子の移動経路上に復帰バネを設けてしまうと、操作子の可動範囲が制限されてしまい、制限された可動範囲内で常開接点をアーリーメイクすることが必要になるため、設計自由度を大幅に低下させてしまうおそれがある。
一方、操作子の移動経路からずれた位置に復帰バネを配置した場合には、操作子を移動させる過程で生じる復帰バネの付勢力を、操作子の移動経路からずれた位置にて当該操作子に作用させなければならなくなる。このため、操作子は、復帰バネの付勢力が付与された場合に傾きやすくなる。操作子が傾いた場合には、操作子は、その操作子をガイドするガイド部を擦ってしまうため、操作子又はガイド部が削れてしまうおそれがある。また、このような削れによって発生した摩耗粉(樹脂カスなど)は、固定接点や可動接点に付着して、これらの間に接触不良を生じるおそれがある。
尚、部品を共通化する技術として、例えば特許文献2には、常開接点と常閉接点との間で部品を共通化する技術が開示されている。また、摩耗粉による接点不良の発生を防止する技術として、例えば特許文献3には、操作子が摺動する箇所と、可動接点が固定接点に接触する箇所と、を障壁で互いに隔離する技術が開示されている。
そこで本発明の目的は、通常の常開接点を備える場合とアーリーメイクされた常開接点を備える場合とに併用でき、且つ、摩耗粉の発生を抑制することが可能なスイッチ装置を提供することである。
本発明に係るスイッチ装置は、固定接点と、可動接点と、当該可動接点を移動させるための操作子と、復帰バネと、当該復帰バネが設置される設置部と、を備える。可動接点は、固定接点から離間した常開位置と、固定接点に接触する閉塞位置と、の間を移動する。復帰バネは、操作子に作用するバネであって、当該操作子を介して、可動接点を常開位置へ向けて付勢する。設置部は、通常の常開接点として可動接点を機能させる場合に復帰バネが設置される第1設置部と、アーリーメイクされた常開接点として可動接点を機能させる場合に復帰バネが設置される第2設置部と、を含む。そして、可動接点の開閉方向から見たときに、第1設置部は、復帰バネの付勢力に抗して可動接点を閉塞位置へ移動させるための力が付与される操作子上の操作位置と同じ位置に設けられており、第2設置部は、操作位置からずれた位置に設けられている。
上記構成によれば、復帰バネが設置される設置部として第1設置部及び第2設置部が何れも1つのスイッチ装置に設けられることにより、当該1つのスイッチ装置を、通常の常開接点を備える場合(第1態様)とアーリーメイクされた常開接点を備える場合(第2態様)の何れにも容易に変化させることが可能になる。
また、第1設置部に復帰バネが設置された場合(上記第1態様の場合)には、復帰バネが、開閉方向から見たときに操作位置と同じ位置に配置される。このため、可動接点を閉塞位置へ移動させるための力が操作子に付与された場合でも、操作子には傾きが生じにくくなる。ここで、操作子に傾きが生じた場合には、操作子は、装置ケース(具体的には、装置ケースのうちの操作子をガイドする部分)などを擦り、それが原因で操作子や装置ケースなどが削れてしまうおそれがある。また、このような削れによって発生した摩耗粉(樹脂カスなど)は、固定接点や可動接点に付着して、これらの間に接触不良を生じるおそれがある。一方、上記構成によれば、そのような操作子の傾きが生じにくくなるため、操作子や装置ケースなどでの削れが生じにくくなる。
上記スイッチ装置において、第1設置部は、第2設置部に設置される復帰バネよりも径の大きい復帰バネの設置が可能となるように構成されていてもよい。この構成によれば、第1設置部に復帰バネが設置された場合(上記第1態様の場合)において、径の大きい復帰バネによって操作子を広い範囲で受けることができる。よって、操作子の動作が安定し、操作子と装置ケースなどとの間の擦れがより低減される。
上記スイッチ装置は、操作子が進退可能に設置された装置ケースを更に備えていてもよい。この構成において、第1設置部及び第2設置部は、それらに設置される復帰バネの一端を装置ケース側で受ける受け部であってもよい。また、当該受け部どうしが一体で形成されていてもよい。この構成によれば、第1設置部(受け部)となる部品や第2設置部(受け部)となる部品を個別に準備する必要がなくなる。よって、スイッチ装置を構成するための部品点数が減少し、その結果としてスイッチ装置の小型化が実現される。
本発明によれば、1つのスイッチ装置を、通常の常開接点を備える場合とアーリーメイクされた常開接点を備える場合とに併用でき、且つ、当該スイッチ装置での摩耗粉の発生を抑制できる。
実施形態に係るスイッチ装置を概念的に示した平面図である。 通常の常開接点として可動接点を機能させた場合のスイッチ装置について、(A)図1のA-A線で得られる断面図、及び(B)図1のB-B線で得られる断面図であり、可動接点が常開位置にある状態を示す。 アーリーメイクされた常開接点として可動接点を機能させた場合のスイッチ装置について、(A)図1のA-A線で得られる断面図、及び(B)図1のB-B線で得られる断面図であり、可動接点が常開位置にある状態を示す。 通常の常開接点として可動接点を機能させた場合のスイッチ装置について、可動接点が閉塞位置にある状態として、(A)操作子が可動範囲内の所定位置にある状態、及び(B)操作子が可動範囲の他端位置にある場合をそれぞれ示した断面図である。 アーリーメイクされた常開接点として可動接点を機能させた場合のスイッチ装置について、可動接点が閉塞位置にある状態として、(A)操作子が可動範囲内の所定位置にある状態、及び(B)操作子が可動範囲の他端位置にある場合をそれぞれ示した断面図である。
図1は、実施形態に係るスイッチ装置を概念的に示した平面図である。また、図2(A)及び図3(A)は、図1のA-A線で得られる断面図であり、図2(B)及び図3(B)は、図1のB-B線で得られる断面図である。これらの図に示されるように、スイッチ装置は、装置ケース1と、固定接点2と、可動接点3と、操作子4と、押圧バネ5と、復帰バネ6と、設置部7と、を備える。
本実施形態では、スイッチ装置は、可動接点3が常開接点となるように構成されている。即ち、スイッチ装置は、外部からの力が操作子4に付与されていない場合に常に開放状態となるように構成されている。具体的には、操作子4は、装置ケース1に進退可能に設置されており、当該操作子4に外部から付与される力(具体的には、スイッチ装置の閉塞時に外部から付与される力)を自身の動作(移動)によって可動接点3に伝える部分である。そして、可動接点3は、操作子4の動作に応じて次のような動作を行うように構成されている。即ち、可動接点3は、操作子4が可動範囲の一端位置Ps1(図2(A)及び図3(A)参照)から他端位置Ps2(図4(B)及び図5(B)参照)まで移動する過程において、当該可動範囲の途中の位置(所定位置Ps3。図4(A)及び図5(A)参照)まで操作子4が移動したときに固定接点2に接触して閉塞し、その所定位置Ps3と他端位置Ps2との間に操作子4がある場合には閉塞状態を維持する。
このような常開接点には、通常の常開接点とアーリーメイクされた常開接点とがあり、スイッチ装置は、通常の常開接点として可動接点3を機能させる場合(図2(A)及び(B)に示された態様。以下、「第1態様」と称す)と、アーリーメイクされた常開接点として可動接点3を機能させる場合(図3(A)及び(B)に示された態様。以下、「第2態様」と称す)と、に併用できるように構成されている。ここで、通常の常開接点は、所定位置Ps3が他端位置Ps2に近い位置に設定されたものである。一方、アーリーメイクされた常開接点は、通常の常開接点よりも所定位置Ps3が一端位置Ps1に近い位置に設定されたものである。
尚、本実施形態では、操作子4の移動方向に延びたガイド溝102(図2(B)及び図3(B)参照)が、装置ケース1の内面に、当該装置ケース1とは別の部材101を用いて形成されている。また、ガイド溝102に摺動可能に嵌まる爪部103が、操作子4の側面に形成されている。そして、ガイド溝102に爪部103が係合することにより、操作子4の可動範囲がガイド溝102によって規定される。即ち、可動範囲の一端位置Ps1及び他端位置Ps2が、上記移動方向におけるガイド溝102の両端位置によってそれぞれ規定される。
以下、各部の構成について具体的に説明する。
<装置ケース>
装置ケース1の内部には、通常の常開接点として可動接点3を機能させるためのスイッチング機構(第1態様のスイッチ装置を実現するための機構)と、アーリーメイクされた常開接点として可動接点3を機能させるためのスイッチング機構(第2態様のスイッチ装置を実現するための機構)と、が選択的に構築される。そして、本実施形態では、少なくとも装置ケース1が、これらのスイッチング機構(即ち、第1態様及び第2態様のスイッチ装置)において共通化されている。具体的には、第1態様で用いられる第1設置部71(図2(B)参照)と、第2態様で用いられる第2設置部72(図3(B)参照)と、が何れも装置ケース1に設けられている。尚、第1設置部71及び第2設置部72の詳細については後述する。
<固定接点>
固定接点2は、装置ケース1内に固定される接点である。本実施形態では、固定接点2は、2つの固定接点21及び22から構成されており、これらが装置ケース1内(図2(A)参照)において左右に1つずつ固定されている。より具体的には、以下のとおりである。
本実施形態のスイッチ装置は、2本の電気配線W1及びW2の間の接続及び遮断を選択的に行うために、これらの電気配線W1及びW2の間に設けられる。そして、電気配線W1及びW2とスイッチ装置との接続が可能となるように、装置ケース1内には、電気配線W1及びW2が個々に接続される接続端子81及び82が左右に1つずつ設置(固定)されている。このような構成において、固定接点21及び22は、それぞれ導電部材20a及び20aを介して接続端子81及び82に接続固定されている。尚、接続端子81及び82は、電気配線を差し込むだけで当該電気配線との強固な接続状態を形成するプッシュイン型のものであってもよいし、ネジ留めで電気配線との強固な接続状態を形成するネジ留め型のものなどであってもよい。
<可動接点>
可動接点3は、固定接点2から離間した常開位置Pa(第1態様:図2(A)参照、第2態様:図3(A)参照)と、固定接点2に接触する閉塞位置Pb(第1態様:図4(A)及び(B)参照、第2態様:図5(A)及び(B)参照)と、の間を操作子4の動作に応じて移動する。本実施形態では、可動接点3は、2つの可動接点31及び32から構成されており、当該可動接点31及び32は、開閉方向において上記2つの固定接点21及び22と対向する位置(図面では上方位置)にそれぞれ配置されている。また、可動接点31及び32は、それらを互いに導通させる導電部材30に固定されている。そして、操作子4に導電部材30が設置されることにより、可動接点31及び32は、互いの位置関係を保持した状態で常開位置Paと閉塞位置Pbとの間を操作子4の動作に応じて移動することが可能になっている。尚、操作子4への導電部材30の設置態様については、以下の操作子4に関する説明箇所で述べる。
<操作子及び押圧バネ>
操作子4は、本実施形態において、導電部材30と共にプランジャ機構を構成している。具体的には、操作子4は、ガイド開口部41を有する(図2(A)及び図3(A)参照)。ここで、ガイド開口部41は、導電部材30が挿入される部分であり、挿入された導電部材30の移動(開閉方向への移動)を可能にすると共にその移動をガイドする。また、操作子4には、ガイド開口部41への導電部材30の挿入方向に対して垂直な方向(具体的には、操作子4の移動方向。即ち、開閉方向)に拡がった空洞部42が、ガイド開口部41と交差するように形成されている。
そして、空洞部42には、押圧バネ5が、ガイド開口部41に挿入された導電部材30を常に固定接点2の方(図面では下方)へ向けて付勢できるように設置されている。より具体的には、押圧バネ5は、導電部材30に当接すると共に、当該導電部材30に常に付勢力が及ぶように弾性変形した状態で設置されている。本実施形態では、押圧バネ5は圧縮バネであり、導電部材30に対して固定接点2とは反対側に設置されている。尚、押圧バネ5は、引張バネであってもよく、その場合は導電部材30に対して固定接点2と同じ側に設置される。
また本実施形態では、第2態様のスイッチ装置において、操作子4が押し込まれたときの閉塞のタイミング(即ち、可動接点3が固定接点2に接触するタイミング)が第1態様のスイッチ装置よりも早くなるように、可動接点3の常開位置Paが、第1態様のスイッチ装置よりも固定接点2に近い位置に設定されている(図2(A)及び図3(A)参照)。具体的には、押圧バネ5として、第1態様で用いられるものよりも長い圧縮バネが第2態様で用いられる。
このようなプランジャ機構によれば、閉塞時における操作子4の動作に従って可動接点3(ここでは、可動接点31及び32)が移動し、その後、可動接点3が固定接点2(ここでは、固定接点21及び22)に接触したときに、操作子4が更に押し込まれようとするのに対して可動接点3が固定接点2で堰き止められる。従って、可動接点3が固定接点2に接触した時点からの操作子4の更なる移動分だけ、導電部材30がガイド開口部41内をスライドし、これによって押圧バネ5が弾性変形する。そして、そのときの押圧バネ5の弾性力が、導電部材30を通じて可動接点3に、当該可動接点3を固定接点2に押圧する力として付与される。よって、固定接点2と可動接点3との間には、閉塞時において良好な接続状態が形成されやすい。
<復帰バネ及び設置部>
復帰バネ6は、設置部7に設置されるバネであり、操作子4に作用することにより、当該操作子4を介して、可動接点3を常開位置Paへ向けて付勢する。そして本実施形態では、復帰バネ6は圧縮バネである。また、上述した第1態様及び第2態様のスイッチ装置への併用が可能となるように、設置部7には、第1態様を実現するための第1設置部71と、第2態様を実現するための第2設置部72と、が含まれている。ここで、第1設置部71は、通常の常開接点として可動接点3を機能させる場合に復帰バネ6が設置される部分である。一方、第2設置部72は、アーリーメイクされた常開接点として可動接点3を機能させる場合に復帰バネ6が設置される部分である。そして、スイッチ装置に実現させる態様(第1態様又は第2態様)に応じて、復帰バネ6が、第1設置部71又は第2設置部72に選択的に設置される。
具体的には、第1設置部71は、当該第1設置部71に設置される復帰バネ6の一端61aを装置ケース1側で受ける受け部である。本実施形態では、図2(B)に示されるように、第1設置部71(受け部)として、復帰バネ6の一端61aに挿入される突起部が、装置ケース1の内底面において当該装置ケース1と一体で形成されている。また、第1設置部71に設置された復帰バネ6を操作子4に作用させるべく、装置ケース1内には、復帰バネ6の他端61bを操作子4側で受ける受け部731が設けられている。本実施形態では、そのような受け部731として、復帰バネ6の他端61bに嵌合する凹部が、操作子4の下面に形成されている。
また、第2設置部72は、当該第2設置部72に設置される復帰バネ6の一端61aを装置ケース1側で受ける受け部である。本実施形態では、図3(B)に示されるように、第2設置部72(受け部)として、復帰バネ6の一端61aに挿入される突起部が、装置ケース1の内底面のうちの第1設置部71からずれた位置において、当該装置ケース1と一体で形成されている。また、第2設置部72に設置された復帰バネ6を操作子4に作用させるべく、装置ケース1内には、復帰バネ6の他端61bを操作子4側で受ける受け部732が設けられている。本実施形態では、そのような受け部732として、復帰バネ6の他端61bに挿入される突起部が、操作子4のうちの開閉方向において第2設置部72と対向する位置に形成されている。尚、操作子4は、第1態様と第2態様とで共通化されていてもよいし、それぞれの態様で個別に用意されるものであってもよい。
このように、第1態様で用いられる第1設置部71(図2(B)参照)と、第2態様で用いられる第2設置部72(図3(B)参照)と、が何れも装置ケース1に設けられることにより、第1態様及び第2態様のスイッチ装置において、少なくとも装置ケース1が共通化される。このため、1つスイッチ装置に対して部分的且つ簡易な変更を加えるだけで、当該1つのスイッチ装置を、通常の常開接点を備える場合(第1態様)とアーリーメイクされた常開接点を備える場合(第2態様)の何れにも容易に変化させることができる。即ち、1つのスイッチ装置を、第1態様と第2態様とに併用できる。
また、第1設置部71及び第2設置部72が何れも装置ケース1と一体で形成されることにより、第1設置部71となる部品や第2設置部72となる部品を個別に準備する必要がなくなる。よって、スイッチ装置を構成するための部品点数が減少し、その結果としてスイッチ装置の小型化が実現される。
本実施形態では更に、第1設置部71及び第2設置部72は、以下の構成を備えている。
第1設置部71は、開閉方向から見たときに、スイッチ装置の閉塞時に外部から力(即ち、復帰バネ6の付勢力に抗して可動接点3を閉塞位置Pbへ移動させるための力)が付与される操作子4上の操作位置Pc(本実施形態では、操作子4の上部先端の位置)と同じ位置に設けられている。一方、第2設置部72は、上記操作位置Pcからずれた位置に設けられている。このような配置によれば、本実施形態では、第1設置部71に設置された復帰バネ6は、押圧バネ5に対して直列の位置関係で配置され、第2設置部72に設置された復帰バネ6は、押圧バネ5に対して並列の位置関係で配置される。
このような位置関係によれば、第1設置部71に復帰バネ6が設置された場合(第1態様の場合)には、復帰バネ6が、開閉方向から見たときに操作位置Pcと同じ位置に配置される。このため、可動接点3を閉塞位置Pbへ移動させるための力が操作子4に付与された場合でも、操作子4には傾きが生じにくくなる。ここで、操作子4に傾きが生じた場合には、操作子4は、装置ケース1(具体的には、装置ケース1のうちの操作子4をガイドする部分)を擦り、それが原因で操作子4又は装置ケース1が削れてしまうおそれがある。また、このような削れによって発生した摩耗粉(樹脂カスなど)は、固定接点2や可動接点3に付着して、これらの間に接触不良を生じるおそれがある。一方、本実施形態の構成によれば、そのような操作子4の傾きが生じにくくなるため、操作子4や装置ケース1などでの削れが生じにくくなり、従って、摩耗粉の発生が抑制されて接続不良が生じにくくなる。
また、第1設置部71は、第2設置部72に設置される復帰バネ6よりも径の大きい復帰バネ6の設置が可能となるように構成されている。この構成によれば、第1設置部71に復帰バネ6が設置された場合(第1態様の場合)において、径の大きい復帰バネ6によって操作子4を広い範囲で受けることができる。よって、操作子4の動作が安定し、操作子4と装置ケース1との間の擦れがより低減される。
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述したスイッチ装置において、第1設置部71(受け部)及び第2設置部72(受け部)は、装置ケース1に一体で形成される場合に限らず、それぞれが装置ケース1とは別の部品によって構成されていてもよいし、第1設置部71及び第2設置部72だけが、装置ケース1とは別の1つの部品によって一体で形成されていてもよい。また、上述したスイッチ装置において、第1設置部71は、第2設置部72に設置される復帰バネ6と同じ径の復帰バネ6が設置されるものであってもよいし、第2設置部72に設置される復帰バネ6より径の小さい復帰バネ6が設置されるものであってもよい。更に、上述したスイッチ装置において、復帰バネ6は、圧縮バネに限らず、引張バネや板バネなどであってもよい。更に、第1設置部71及び第2設置部72は、上述した構成に限らず、復帰バネ6の設置が可能な他の構成に変形されてもよい。そして、これらの構成も、本発明には含まれる。
1 装置ケース
2 固定接点
3 可動接点
4 操作子
5 押圧バネ
6 復帰バネ
7 設置部
20a、20b 導電部材
21、22 固定接点
30 導電部材
31、32 可動接点
41 ガイド開口部
42 空洞部
61a 一端
61b 他端
71 第1設置部
72 第2設置部
81、82 接続端子
Pa 常開位置
Pb 閉塞位置
Pc 操作位置
W1、W2 電気配線
101 別の部材
102 ガイド溝
103 爪部
731、732 受け部
Ps1 一端位置
Ps2 他端位置
Ps3 所定位置

Claims (3)

  1. 固定接点と、
    前記固定接点から離間した常開位置と、前記固定接点に接触する閉塞位置と、の間を移動する可動接点と、
    前記可動接点を移動させるための操作子と、
    前記操作子に作用するバネであって、当該操作子を介して、前記可動接点を前記常開位置へ向けて付勢する復帰バネと、
    前記復帰バネが設置される設置部と、
    を備え、
    前記設置部は、通常の常開接点として前記可動接点を機能させる場合に前記復帰バネが設置される第1設置部と、アーリーメイクされた常開接点として前記可動接点を機能させる場合に前記復帰バネが設置される第2設置部と、を含み、
    前記可動接点の開閉方向から見たときに、前記第1設置部は、前記復帰バネの付勢力に抗して前記可動接点を前記閉塞位置へ移動させるための力が付与される前記操作子上の操作位置と同じ位置に設けられており、前記第2設置部は、前記操作位置からずれた位置に設けられており、
    前記第1設置部は、前記第2設置部に設置される前記復帰バネよりも径の大きい復帰バネの設置が可能となるように構成されている、スイッチ装置。
  2. 前記操作子が進退可能に設置された装置ケースを更に備え、
    前記第1設置部及び前記第2設置部は、それらに設置される前記復帰バネの一端を前記装置ケース側で受ける受け部であり、当該受け部どうしが一体で形成されている、請求項1に記載のスイッチ装置。
  3. 固定接点と、
    前記固定接点から離間した常開位置と、前記固定接点に接触する閉塞位置と、の間を移動する可動接点と、
    前記可動接点を移動させるための操作子と、
    前記操作子に作用するバネであって、当該操作子を介して、前記可動接点を前記常開位置へ向けて付勢する復帰バネと、
    前記復帰バネが設置される設置部と、
    前記操作子が進退可能に設置された装置ケースと、
    を備え、
    前記設置部は、通常の常開接点として前記可動接点を機能させる場合に前記復帰バネが設置される第1設置部と、アーリーメイクされた常開接点として前記可動接点を機能させる場合に前記復帰バネが設置される第2設置部と、を含み、
    前記可動接点の開閉方向から見たときに、前記第1設置部は、前記復帰バネの付勢力に抗して前記可動接点を前記閉塞位置へ移動させるための力が付与される前記操作子上の操作位置と同じ位置に設けられており、前記第2設置部は、前記操作位置からずれた位置に設けられており、
    前記第1設置部及び前記第2設置部は、それらに設置される前記復帰バネの一端を前記装置ケース側で受ける受け部であり、当該受け部どうしが一体で形成されている、スイッチ装置。
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