JP7278230B2 - スイッチ、及び巻線切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチに関し、特に回転電機の巻線を切り替える巻線切替装置に好適な技術に関する。

電気自動車やハイブリッド車などの電動車の駆動用モータは、低速域のシステム効率が低く、エネルギー効率の向上が必要である。このため、低速域と高速域で巻線を切り替える巻線切替技術がある。例えば、低速で直列結線として電圧を増加することで、電流を従来の１／２に低減する。これによってインバータ半導体素子の導通損やスイッチング損が半減するのでインバータ効率が改善し、システム効率が向上してエネルギー消費を低減できる。

本技術分野の背景技術として、特開２０１７－７０１１２号（特許文献１）がある。特開２０１７－７０１１２号には、複数の巻線を備えた電動機の巻線の結線状態を切り替える巻線切替装置であって、装置本体と、可動体と、これらを切替方向に駆動する駆動装置とを備える。装置本体は、巻線の端部が各々接続される複数の電極を備える。可動体は、直列結線用回路部および２並列結線用回路部を含む。直列結線用回路部は、装置本体の前記電極に接触する複数の相手側電極と、巻線を直列に接続する直列接続用電気回路を備え、直列結線用回路部は、装置本体の前記電極に接触する複数の相手側電極と、巻線を並列に接続する２並列接続用電気回路を備える巻線切替装置が記載されている（要約参照）。

特開２０１７－７０１１２号公報

前述した特許文献１に記載された技術では、バネの反発力で接点同士を押し付けて接触抵抗を低減しているので、接点の切り替え時に摺動部の摩耗が生じるという問題がある。

本発明は、接点の切り替え時に接点が端子から離れた状態で接続を切り替える摺動レス化によって、スイッチの高信頼、長寿命を図ることを目的とする。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、電気的な接続状態を切り替えるスイッチであって、隣接して固定子に取り付けられる第１端子及び第２端子と、第１方向、及び前記第１方向と逆の第２方向に移動可能な可動軸と、前記可動軸に取り付けられる複数の可動子と、前記複数の可動子の二つと接続し、当該二つの可動子が離れる方向に付勢する可動切片とを備え、前記可動子の前記第１方向への移動によって、前記可動子が前記固定子に押されて、前記端子の方向に突出するように前記可動切片を変形して、前記可動切片が前記第１端子と接触する第１モードと、前記可動子による前記可動切片の変形が解かれ、前記可動切片が前記第１端子及び前記第２端子のいずれとも接触しない中間モードと、前記可動子の前記第２方向への移動によって、前記可動子が前記固定子に押されて、前記端子の方向に突出するように前記可動切片を変形して、前記可動切片が前記第２端子と接触する第２モードとを切り替え可能なことを特徴とする。

本発明によれば、接触抵抗を低減しつつ、接点切替時の摩耗を低減できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

実施例１の巻線切替装置の斜視図である。 実施例１の巻線切替装置の断面図である。 実施例１の可動切片の動作を示す図である。 実施例１の巻線切替装置の接続例を示す図である。 実施例１の固定子と可動子の当接部分を示す断面図である。 実施例１の可動切片として形成途中の板状部材を示す図である。 図６に示す板状部材が可動切片として取り付けるために丸められた状態を示す図である。 図７に示す可動切片を軸方向から見た模式図である。 実施例１の巻線切替装置の断面を示す模式図である。 実施例２の巻線切替装置の断面図である。

以下、本発明にかかるスイッチを使用した装置の例として巻線切替装置について説明する。

＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１の巻線切替装置の斜視図であり、固定子１と端子５１～５４は４分の１を切り欠いた４分の３断面を示す。

図１に示す巻線切替装置は、円筒状に形成された固定子１と、固定子１の内部を軸方向に移動可能な可動軸２と、可動軸２の周囲に軸方向に摺動可能に取り付けられた複数の可動子３１～３６と、隣接する可動子３１～３６の間に取り付けられる可動切片４１～４４と、固定子１の内周に取り付けられる端子５１～５４とを有する。可動子３１～３６は、可動切片４１～４４のバネ性によって隙間３７が空く方向に付勢されており、両端の可動子３１、３６が固定子１と接触していない状態では、隣接する可動子３１～３６の間には隙間３７がある。

図１に示す巻線切替装置を構成するスイッチは、円筒状に形成された固定子１と、固定子１の内部を軸方向に移動可能な可動軸２と、可動軸２の周囲に軸方向に摺動可能に取り付けられた複数の可動子３１、３２と、隣接する可動子３１、３２の間に取り付けられる可動切片４１と、固定子１の内周に隣接して取り付けられる端子５１、５２とを最小構成として有する。

固定子１は、内部が中空の円筒状に形成されており、巻線切替装置のケースを形成する。固定子１の外側面の形状は、図示する円筒状でも、他の形状でもよい。固定子１は、絶縁体（樹脂）で形成されており、端子５１～５４を流れる電気信号を外部に引き出せる穴が設けられている。端子５１～５４は、導電体（例えば金属）で形成されており、固定子１の内周に円筒状に固定的に形成される。隣接する端子５１～５４の間は絶縁が維持されるように隙間が設けられている。

可動軸２は、固定子１の内部を軸方向に移動可能な円柱状に形成されており、その外周面には可動子３１～３６が係合する溝が設けられる（図２参照）。可動軸２は、絶縁体（樹脂）で形成される。

可動子３１～３６は、可動軸２の係合溝に係合するリング状であり、係合溝内で軸方向に移動可能に、可動軸２の外周の全周にわたって取り付けられている。可動子３１と可動子３２の間には外周側に接点が突出するように可動切片４１が取り付けられ、可動子３２と可動子３３の間には外周側に接点が突出するように可動切片４２が取り付けられ、可動子３４と可動子３５の間には外周側に接点が突出するように可動切片４３が取り付けられ、可動子３５と可動子３６の間には外周側に接点が突出するように可動切片４４が取り付けられる。

可動子３１～３６は絶縁体（樹脂）又は導体（金属）で形成される。可動子３２を導体で形成した場合、可動切片４１と可動切片４２は可動子３２を介して導通する。一方、可動子３２を絶縁体で形成した場合、可動切片４１と可動切片４２を導通させるための導通部材（例えばジャンパ線）が必要となるが、導通させる手段として可動切片４１と可動切片４２を一体で形成してもよい。同様に、可動子３５を導体で形成した場合、可動切片４３と可動切片４４は可動子３２を介して導通する。一方、可動子３５を絶縁体で形成した場合、可動切片４３と可動切片４４を導通させるための導通部材（例えばジャンパ線）が必要となるが、導通させる手段として可動切片４３と可動切片４４を一体で形成してもよい。

可動子３１～３６と可動軸２とは摺動するので、可動子３１～３６の内側面及び可動軸２の外側面には摺動抵抗を低減し潤滑性を向上する加工（例えばＰＴＦＥフッ素コーティング）をするとよい。可動子３３と可動子３４の間には、リング状の絶縁体で形成されるスペーサ３８が設けられ、可動切片４２と可動切片４３との間を絶縁している。スペーサ３８は、可動子３３、３４の移動に伴って、可動軸２に沿って軸方向に移動可能である。

可動切片４１～４４は、後述するように金属板を加工したバネ状部材であり、隣接する可動子３１～３６の間に、それぞれ取り付けられる。例えば、可動切片４１～４４は、隣接する可動子３１～３６の対向する段差に挟まるように取り付けられるとよい。また、可動切片４１～４４は、隣接する可動子３１～３６の対向する溝に挿入されるように取り付けられると、可動子３１～３６が移動しても可動切片４１～４４が外れ難くてよい。可動切片４１～４４は、外周側に突出したバネ状であり、軸方向に押圧されない状態では、可動子３１～３６が離れる方向に付勢して、隣接する可動子３１～３６の間に隙間３７が生じている。

可動軸２と固定子１との間は、固定子１の内部空間の気密を維持できるようにシール材を設けるとよい。気密された固定子１の内部空間には絶縁ガス（例えば六フッ化硫黄ガス）を封入するとよい。固定子１の内部空間には絶縁ガスを封入することによって、接点を絶縁ガス中に配置でき、接続切替時のアーク放電を抑制し、電流を流した状態で接点の切り替えが可能となる。

次に、図２から図４を参照して、本実施例の巻線切替装置の動作を説明する。図２は、巻線切替装置の断面図であり、第１モードから第２モードへの切替の過程を示す。図２（Ａ）は第１モードを示し、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）は第１モードから第２モードへ切り替える過程の中間モードを示し、図２（Ｄ）は第２モードを示す。また、図３は、可動切片４１～４４の動作を示す図であり、図４は、巻線切替装置の接続例を示す図である。

本実施例の巻線切替装置は、可動軸２の移動によって、可動切片４１～４４と端子５１～５４との対向関係が変わり、端子５１～５４の接続が変わる。可動軸２は、人が操作して移動しても、図１０に示すようにアクチュエータで駆動してもよい。

図２（Ａ）に示す第１モードでは、図示右側から押す力が可動軸２に加わり、可動軸２が左側へ移動し、可動軸２の係合溝の端部の段差が可動子３６と当接し、可動子３６を左側に押す。このとき、可動子３１が固定子１と当接する。このため、可動子３１～３６は、可動軸２の係合溝の端部の段差と固定子１との間に挟まれて、固定子１及び可動軸から押されて、可動子３１～３６の間の隙間３７がなくなって（又は隙間３７が小さくなって）、可動切片４１～４４が軸方向に付勢されて自由長より短くなり、可動切片４１～４４の外周方向への突出量が増大し、可動切片４１～４４が端子５１～５４にそれぞれ押し付けられ、可動切片４１～４４と端子５１～５４がそれぞれ接触する（図３（Ａ）参照）。第１モードでは、可動切片４１～４４がそれぞれ端子５１～５４に接続されるので、端子５１と端子５２が導通し、端子５３と端子５４が導通する。

図２（Ｂ）に示す中間モードでは、可動軸２に加わった力が無くなり（又は可動切片４１～４４のバネ力より弱くなり）、可動軸２が解放されると、可動切片４１～４４への軸方向への加圧が無くなり、可動切片４１～４４は自由長に戻ろうと軸方向に延伸し、可動子３１～３６の間に隙間３７が生じる。また、可動切片４１～４４は、外周方向（端子５１～５４）への突出量を減らし、可動切片４１～４４と端子５１～５４が離れ、可動切片４１～４４と端子５１～５４が導通しなくなる（図３（Ｂ）参照）。

図２（Ｃ）に示す中間モードでは、図示右側に引く力が可動軸２に加わり、可動切片４１～４４と端子５１～５４が離れた状態で可動軸２が右側へ移動する。可動軸２が移動する際に、可動切片４１～４４と端子５１～５４が離れているので、電気接点の摺動レス化を実現でき、接点の信頼性を向上でき、接点の寿命を長くできる。

図２（Ｄ）に示す第２モードでは、図示右側に引く力が可動軸２に加わり、可動軸２がさらに右側へ移動し、可動軸２の係合溝の端部の段差が可動子３１と当接し、可動子３１を右側に押す。このとき、可動子３６が固定子１と当接する。このため、可動子３１～３６は、可動軸２の係合溝の端部の段差と固定子１との間に挟まれて、固定子１及び可動軸から押されて、可動子３１～３６の間の隙間３７がなくなって（又は隙間３７が小さくなって）、可動切片４１～４４の外周方向への突出量が増大し、可動切片４１～４４と端子５１～５４がそれぞれ接触する。第１モードでは、可動切片４１～４３がそれぞれ端子５２～５４に接続されるので、端子５２と端子５３が導通する。

すなわち、可動軸２から可動子３６～３３を介して可動子３２に可動切片４１のバネ力より大きい摺動方向の力が印加されると、二つの可動子３１、３２の間の隙間３７が無くなり（又は小さくなり）、可動切片４１の端子対向方向の高さが高くなるので、端子５１との接続が可能である。可動子３１に印加される摺動方向の力が可動切片４１のバネ力より小さくなると、可動切片４１のバネ力により可動切片４１で接続された二つの可動子３１、３２が離れる方向に摺動する。可動切片４１が摺動方向に伸びると、可動切片４１の端子対向方向の高さが低くなり、端子５１と可動切片４１が離れる。その後、可動軸２の移動と共に可動子３１～３６が摺動方向に移動し、可動子３１に可動切片４１のバネ力より大きい摺動方向の力が印加されると、二つの可動子３１、３２の間の隙間３７が無くなり（又は小さくなり）、可動切片４１の端子対向方向高さが高くなるので、端子５２との接続が可能である。

本実施例の巻線切替装置は、可動軸２の移動によって、可動切片４１～４４と端子５１～５４との対向関係が変わり、第１モードでは、端子５１と端子５２が導通し、端子５３と端子５４が導通し、図４（Ａ）に示すように、第１巻線６１と第２巻線６２が並列に接続される。また、第２モードでは、端子５２と端子５３が導通し、図４（Ｃ）に示すように、第１巻線６１と第２巻線６２が直列に接続される。

例えば、電動車の駆動用回転電機の場合、高速域では第１モードにおいて第１巻線６１と第２巻線６２を並列接続し、低速域では第２モードにおいて第１巻線６１と第２巻線６２を直列接続するとよい。電動車の駆動用回転電機は、一般的に低速域のシステム効率が低いが、低速域で巻線を直列接続して、電圧を増加して電流を半減することによって、インバータの電力素子の導通損やスイッチング損を低減でき、インバータの効率を向上でき、消費電力を低減できる。

図５は、固定子１と可動子３１の当接部分を示す断面図である。

前述したように、可動軸２を図示右側から押す力が加わると、可動軸２が左側へ移動して可動子３６を左側に押し、可動子３１が固定子１と当接する。可動子３１と固定子１が当接する箇所は樹脂材料で形成するとよく、特に軟質の樹脂材料で形成するとよい。例えば、固定子１と可動子３１が当接する箇所に軟質の樹脂片を取り付けるとよい。同様に、可動子３６と固定子１が当接する箇所は樹脂材料で形成するとよく、特に軟質の樹脂材料で形成するとよい。固定子１の一部を形成する軟質の樹脂材料が衝撃緩和材となり、固定子１と可動子３１、３６の接触時に発生する音を小さくでき、巻線切替装置の動作音を低減できる。

次に、図６から図９を参照して、可動切片４１を説明する。図６は、可動切片４１として形成途中の板状部材を示す図であり、図７は、図６に示す板状部材を可動切片４１として取り付けるために丸められた状態を示す図であり、図８は、図７に示す可動切片４１を軸方向から見た模式図であり、図９は、巻線切替装置の可動切片４１の位置における断面を示す模式図である。なお、可動切片４１を説明するが、他の可動切片４２～４４も同じに構成される。

前述したように、可動切片４１～４４は金属板を加工してバネ状に形成される。可動切片４１～４４は、図６に示すような形状に金属板を加工し、複数の中央部４１１と、中央部４１１の両端を構成する端部４１２と、複数の端部４１２を繋ぐフレーム４１３が形成される。中央部４１１は平板状に形成され、端部４１２は中央部４１１より狭い幅で形成される。

その後、可動切片４１は、図７、図８に示すように端部４１２が円環状に曲げられ、可動子３１～３６に取り付けられる。この状態で、可動切片４１が二つのフレーム４１３の間に軸方向から加圧されたときに、中央部４１１が外周側に突出するように変形して、中央部４１１の高さを変える。図９に示すように、可動切片４１は、軸方向への付勢によって高さが増加して、固定子１の内面に設けられた端子５１に押し付けられ、可動切片４１と端子５１が接触して導通する。特に、可動切片４１は、中央部４１１より端部４１２が細く形成され、端部４１２が曲がっても中央部４１１の各々を平板の曲げ形状に形成されるので（図８参照）、軸方向の剛性が低くなり、軸方向のバネ性が向上し、弱い力で中央部４１１を変形でき、巻線切替装置の駆動力を小さくできる。

また、複数の中央部４１１を円環状に配置して可動切片４１を形成するので、各中央部４１１と端子５１の接触力のばらつきを抑制できる。また、中央部４１１は全周にわたって端子５１を押すので、中央部４１１の接触による端子５１の変形が生じず、固定子１を薄く構成でき、巻線切替装置を小型化できる。

また、中央部４１１を幅が狭い端部４１２を介してフレーム４１３と連結しており、中央部４１１の幅と端部４１２の幅の調整によって、可動軸２の軸方向の駆動力と可動切片４１～４４の端子５１～５４への接触圧の両方を適切に調節できる。

また、プレス加工で中央部４１１を一括して製造して、中央部４１１の形状が揃い、巻線切替装置の信頼性を向上できる。さらに、中央部４１１を安価で製造でき、コストを低減できる。

以上に説明したように、実施例１の巻線切替装置では、可動子３１～３６に加わる摺動方向の力を可動切片４１～４４のバネ力より小さくすると、可動切片４１～４４のバネ力によって可動切片４１～４４で接続された二つの可動子３１～３６が離れる方向に摺動する。可動切片４１～４４が摺動方向に伸びると、可動切片４１～４４の径方向の高さが低くなり、可動切片４１～４４と端子５１～５４が離れる。可動軸２を通じて可動子３１～３６に可動切片４１～４４のバネ力より大きい摺動方向の力を加えると、隣接する可動子３１～３６の間の隙間３７がなくなって（又は隙間３７が小さくなって）、可動切片４１～４４が径方向に高くなり、可動切片４１～４４と端子５１～５４が接触して、可動切片４１～４４と端子５１～５４が接続される。このように、可動軸２の方向に摺動する構造にすることで、１方向の動力によって接点が離れた状態で可動切片４１～４４が移動するので、端子５１～５４の摩耗を低減できる。また、摺動部の片当たりをなくし、摺動部の摩耗を低減できる。

＜実施例２＞
図１０は、実施例２の巻線切替装置の断面図である。

実施例２の巻線切替装置は、実施例１の巻線切替装置の可動軸２を駆動するアクチュエータ７０が取り付けられている。アクチュエータ７０は、固定子１に取り付けられたコイル７１と可動軸２に取り付けられた磁石７２で構成される。所定の方向の直流をコイル７１に通電すると、コイル７１が発生した磁気によって磁石７２が押し出され、可動軸２は左方向に付勢され、第１モードとなる。一方、逆方向の直流をコイル７１に通電すると、コイル７１が発生した磁気によって磁石７２を引き込むので、可動軸２は右方向に付勢され、第２モードとなる。

実施例２の巻線切替装置では、可動軸２を動かす駆動部（アクチュエータ７０）を設けることで、駆動部を巻線切替装置の外部に設けるよりシステムを小型化できる。また、駆動部にボールネジなどを使用すると摩耗が生じて、接点の接続に影響が生じるが、実施例２の巻線切替装置では、駆動部も非接触にでき、保守性を向上し、長寿命化できる。

以上に説明したように、本発明の実施例の巻線切替装置を構成するスイッチは、隣接して固定子１に取り付けられる第１端子５１及び第２端子５２と、第１方向、及び第１方向と逆の第２方向に移動可能な可動軸２と、可動軸２に取り付けられる二つの可動子３１、３２と、二つの可動子３１、３２と接続し、当該二つの可動子３１、３２が離れる方向に付勢する可動切片４１とを備え、可動子３１、３２の第１方向への移動によって、可動子３２が（他の可動子３３～３６を介して）固定子１に押されて、端子５１の方向に突出するように可動切片４１を変形して、可動切片４１が第１端子５１と接触する第１モードと、可動子３１、３２による可動切片４１の変形が解かれ、可動切片４１が第１端子５１及び第２端子５２のいずれとも接触しない中間モードと、可動子３１の第２方向への移動によって、可動子３１が固定子１に押されて、端子５２の方向に突出するように可動切片４１を変形して、可動切片４１が第２端子５２と接触する第２モードとを切り替え可能としたので、端子５１、５２と可動切片４１とが離れた状態で接続の切り替えが可能で、端子５１、５２や可動切片４１の接触抵抗を低減しつつ、摩耗を低減でき、スイッチの信頼度を向上し、寿命を長くでき、メンテナンスフリー化できる。

また、本発明の実施例の巻線切替装置は、巻線６１に接続される第１端子５１及び第２端子５２と、第２巻線６２に接続される第３端子５３及び第４端子５４と、第１方向、及び第１方向と逆の第２方向に移動可能な可動軸２と、可動軸２に取り付けられる複数の可動子３１～３６と、複数の可動子３１～３６の二つと接続し、当該二つの可動子３１～３６が離れる方向に付勢する複数の可動切片４１～４４とを備え、可動切片４１～４４は、電気的に接続される二つの第１可動切片４１、４２と、電気的に接続される二つの第２可動切片４３、４４とを含み、可動子３１～３６の第１方向への移動によって、二つの第１可動切片４１、４２の各々が第１端子５１と第２端子５２に対向する位置に移動し、かつ二つの第２可動切片４３、４４の各々が第３端子５３と第４端子５４に対向する位置に移動し、可動子３６と固定子１とが接触して、可動切片４１～４４を端子５１～５４の方向に突出するように変形して、可動切片４１～４４の各々が対向する端子５１～５４と接触する第１モードと、可動子３１～３６による可動切片４１～４４の変形が解かれ、可動切片４１～４４が端子５１～５４のいずれとも接触しない中間モードと、可動子３１～３６の第２方向への移動によって、二つの第１可動切片４１、４２の各々が第２端子５２と第３端子５３に対向する位置に移動し、かつ第２可動切片４３、４４の一つが第４端子５４に対向する位置に移動し、可動子３１と固定子１とが接触して、可動切片４１～４４を端子５１～５４の方向に突出するように変形して、可動切片４１～４４の各々が対向する端子５１～５４と接触する第２モードとを切り替え可能なので、端子５１、５２と可動切片４１とが離れた状態で接続を切り替えるので、端子５１、５２や可動切片４１の接触抵抗を低減しつつ、摩耗を低減でき、スイッチの信頼度を向上し、寿命を長くできる。また、端子間の接続の切り替えによって、電動車の加速中にモータの結線を直列接続から並列接続に切り替えることができ、低速域で必要なトルクを確保しつつ、モータ電流を低減でき、低速域のインバータ効率を改善し、電費を改善できる。

また、可動切片４１は、円環状に形成されて可動軸２の外周に配置され、端子５１は、可動切片４１の外周で径方向に対向するように円環状に形成されるので、可動切片４１内の各接点（中央部４１１）と端子５１の接触力のばらつきを小さくできる。また、接触力によって端子５１が移動しないので固定子１の堅牢さが必要ではなく、固定子１を小型化できる。

また、可動切片４１は、複数の中央部４１１と、中央部４１１の両側で中央部４１１より幅狭に形成される端部４１２とによって構成されるので、摺動方向の駆動力と可動切片４１の接触圧を巻線切替装置の仕様に合わせて調整できる。

また、中央部４１１は、軸方向に長い形状で、端部４１２を介して周方向に延伸するフレーム４１３に接続されており、可動切片４１は、金属板を加工して形成されるので、例えばプレス加工で一括して可動切片４１を製造でき、可動切片４１の形状のバラつきが小さくなり、巻線切替装置の信頼性を向上でき、製造コストを低減できる。

また、中央部４１１は、金属板の曲げ加工によってバネ性を有するように形成されるので、軸方向の剛性が低くなり、可動軸２の駆動力を低減できる。

また、固定子１と可動子３１、３６との接触部３９は、少なくとも一方が樹脂によって形成されるので、樹脂によって固定子１と可動子３１、３６の接触時の衝撃を緩和し、固定子１と可動子３１、３６の接触時の音（すなわち巻線切替装置の動作音）を低減できる。

また、固定子１は内部を密閉可能な円筒形であって、内部に絶縁ガスが封入されているので、接点切替時のアーク放電を防止し、電流を流したまま接点を切り替えできる。

また、固定子１には、通電によって磁界を発生するコイル７１が取り付けられており、可動軸２には、少なくとも一つの磁石７２が取り付けられており、可動軸２は、コイル７１と磁石７２との間の電磁力によって、第１方向に移動するので、可動軸２を駆動するアクチュエータ７０を巻線切替装置の内部に設けることで、装置を小型化できる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

１ 固定子
２ 可動軸
３１～３６ 可動子
３７ 隙間
３８ スペーサ
４１～４４ 可動切片
５１～５４ 端子
６１ 第１巻線
６２ 第２巻線
７０ アクチュエータ
７１ コイル
７２ 磁石
４１１ 中央部
４１２ 端部
４１３ フレーム

Claims (9)

1. 電気的な接続状態を切り替えるスイッチであって、
   隣接して固定子に取り付けられる第１端子及び第２端子と、
   第１方向、及び前記第１方向と逆の第２方向に移動可能な可動軸と、
   前記可動軸に取り付けられる複数の可動子と、
   前記複数の可動子の二つと接続し、当該二つの可動子が離れる方向に付勢する可動切片とを備え、
   前記可動子の前記第１方向への移動によって、前記可動子が前記固定子に押されて、前記端子の方向に突出するように前記可動切片を変形して、前記可動切片が前記第１端子と接触する第１モードと、
   前記可動子による前記可動切片の変形が解かれ、前記可動切片が前記第１端子及び前記第２端子のいずれとも接触しない中間モードと、
   前記可動子の前記第２方向への移動によって、前記可動子が前記固定子に押されて、前記端子の方向に突出するように前記可動切片を変形して、前記可動切片が前記第２端子と接触する第２モードとを切り替え可能なことを特徴とするスイッチ。
2. 巻線の接続を切り替える巻線切換装置であって、
   第１巻線に接続され、隣接して固定子に取り付けられる第１端子及び第２端子と、
   第２巻線に接続され、隣接して固定子に取り付けられる第３端子及び第４端子と、
   第１方向、及び前記第１方向と逆の第２方向に移動可能な可動軸と、
   前記可動軸に取り付けられる複数の可動子と、
   前記複数の可動子の二つと接続し、当該二つの可動子が離れる方向に付勢する複数の可動切片とを備え、
   前記可動切片は、電気的に接続される二つの第１可動切片と、電気的に接続される二つの第２可動切片とを含み、
   前記可動子の前記第１方向への移動によって、前記二つの第１可動切片の各々が前記第１端子と前記第２端子に対向する位置に移動し、かつ前記二つの第２可動切片の各々が前記第３端子と前記第４端子に対向する位置に移動し、前記可動子と前記固定子とが接触して、前記可動切片を前記端子の方向に突出するように変形して、前記可動切片の各々が対向する前記端子と接触する第１モードと、
   前記可動子による前記可動切片の変形が解かれ、前記可動切片が前記端子のいずれとも接触しない中間モードと、
   前記可動子の前記第２方向への移動によって、前記二つの第１可動切片の各々が前記第２端子と前記第３端子に対向する位置に移動し、かつ前記第２可動切片の一つが前記第４端子に対向する位置に移動し、前記可動子と前記固定子とが接触して、前記可動切片を前記端子の方向に突出するように変形して、前記可動切片の各々が対向する前記端子と接触する第２モードとを切り替え可能なことを特徴とする巻線切替装置。
3. 請求項２に記載の巻線切替装置であって、
   前記可動切片は、円環状に形成されて前記可動軸の外周に配置され、
   前記端子は、前記可動切片の外周で径方向に対向するように円環状に形成される巻線切替装置。
4. 請求項２に記載の巻線切替装置であって、
   前記可動切片は、複数の中央部と、前記中央部の各々の両側で前記中央部より幅狭に形成される端部とによって構成されることを特徴とする巻線切替装置。
5. 請求項４に記載の巻線切替装置であって、
   前記中央部の各々は、軸方向に長い形状で、前記端部を介して周方向に延伸するフレームに接続されており、
   前記可動切片は、金属板を加工して形成されることを特徴とする巻線切替装置。
6. 請求項５に記載の巻線切替装置であって、
   前記中央部は、前記金属板の曲げ加工によってバネ性を有するように形成されることを特徴とする巻線切替装置。
7. 請求項２に記載の巻線切替装置であって、
   前記固定子と前記可動子との接触部は、少なくとも一方が樹脂によって形成されることを特徴とする巻線切替装置。
8. 請求項２に記載の巻線切替装置であって、
   前記固定子は内部を密閉可能な円筒形であって、内部に絶縁ガスが封入されていることを特徴とする巻線切替装置。
9. 請求項２に記載の巻線切替装置であって、
   前記固定子には、通電によって磁界を発生するコイルが取り付けられており、
   前記可動軸には、少なくとも一つの磁石が取り付けられており、
   前記可動軸は、前記コイルと前記磁石との間の電磁力によって、前記第１方向に移動することを特徴とする巻線切替装置。

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