WO2014054654A1

WO2014054654A1 - スイッチ装置

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Publication number: WO2014054654A1
Application number: PCT/JP2013/076734
Authority: WO
Inventors: 承錫白; 桐生　幸一; 柚場　誉嗣; 政俊則竹; 圭一廣瀬
Original assignee: 富士通コンポーネント株式会社; 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2014-04-10
Also published as: JP2014075290A; CN104704591A; CN104704591B; JP5961517B2; US20150287558A1; US9607793B2

Abstract

　スイッチ装置は、固定接点を含む固定接点部と、可動接点を含む可動接点部と、制御ボタン部と、第1の端部と第2の端部を含む操作部と、ロック部とを備える。前記第1の端部の押下により、前記制御ボタン部が前記操作部によって押されて、前記可動接点が前記固定接点に接触してオン状態となる。前記可動接点と前記固定接点とが接触している状態では、前記制御ボタン部の引っ掛け部に、前記ロック部の第１の突起部が接触して前記制御ボタン部の移動が規制されてオン状態が維持される。前記第2の端部の押下により、前記操作部が前記ロック部の第２の突起部に接触して、前記引っ掛け部から前記第１の突起部が離れるように前記ロック部が移動し、オフ状態となる。

Description

スイッチ装置

　本発明は、スイッチ装置に関する。

　電源等のオンオフを制御するスイッチとして波形スイッチがある。波形スイッチは、押下部分となる表面が波形に形成されており、波形に形成された表面の押下部分の一方の端部または他方の端部を押下することにより、オンオフの制御を行なうことができるものである。

　このような波形スイッチは、操作等しやすいことの理由から電源等のスイッチに用いられている場合が多い。

特開２００１－３０７５９７号公報

　ところで、現在、我が国では商用電源は交流の１００Ｖであるが、省エネや高効率化等の観点から、直流の高電圧の電源が求められている。しかしながら、現状におけるスイッチは、交流の１００Ｖに対応しているものであるため、直流、高電圧に用いた場合には、故障や破壊等が発生してしまう。具体的には、直流、高電圧に用いた場合には、オンオフ時、特に、オフ時においてアークが発生しやすくなり、発生したアークの熱により、スイッチ自体が破壊等されてしまう場合がある。このような熱によるスイッチの破壊としては、破壊されてオープン状態になるものとショート状態になるものとがある。特に、ショート状態になる場合には、電流が流れ続け、切断することができなくなってしまうため、スイッチ以外の部分にも影響を与える場合があり、更に問題となる可能性がある。

　よって、現状の電源スイッチと同様の操作を行なうことのできる波形スイッチにおいて、直流または高電圧に対応したスイッチ装置が求められている。

　本発明の実施の形態の一側面によれば、固定接点を含む固定接点部と、可動接点を含む可動接点部と、引っ掛け部を含み、前記可動接点部の一部を支持する制御ボタン部と、表面に第1の端部と第2の端部を含む操作部と、第１の突起部と第2の突起部を含むロック部とを備えるスイッチ装置が提供される。

　このスイッチ装置では、前記第1の端部を押下することにより、前記制御ボタン部が押されて、前記可動接点が前記固定接点に接触してオン状態となり、前記第2の端部を押下することにより前記可動接点が前記固定接点から離れてオフ状態となる。前記可動接点と前記固定接点とが接触している状態では、前記制御ボタン部の前記引っ掛け部に、前記ロック部の前記第１の突起部が接触することによりオン状態が維持される。前記操作部の前記第2の端部を押下することにより、前記操作部が前記ロック部の前記第２の突起部に接触して、前記引っ掛け部から前記第１の突起部が離れるように前記ロック部が移動し、オフ状態となる。

　本発明によれば、波形スイッチにおいて、直流または高電圧に対応したスイッチ装置を提供することができる。

第１の実施の形態におけるスイッチ装置の斜視図第１の実施の形態におけるスイッチ装置の上面図第１の実施の形態におけるスイッチ装置の側面図第１の実施の形態におけるスイッチ装置の内部の斜視図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置の内部の構造図第１の実施の形態におけるスイッチ装置の内部の斜視図（２）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の内部を示す構造図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の内部を示す構造図（２）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の説明図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の説明図（２）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の説明図（３）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオンからオフへ移行する状態の説明図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオンからオフへ移行する状態の説明図（２）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の内部を示す構造図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の内部を示す構造図（２）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の説明図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の説明図（２）第１の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の説明図（３）第１の実施の形態におけるスイッチ装置の永久磁石の説明図（１）第１の実施の形態におけるスイッチ装置の永久磁石の説明図（２）第２の実施の形態におけるスイッチ装置の斜視図第２の実施の形態におけるスイッチ装置の上面図第２の実施の形態におけるスイッチ装置の側面図第３の実施の形態におけるスイッチ装置の斜視図第３の実施の形態におけるスイッチ装置の上面図第３の実施の形態におけるスイッチ装置の側面図第３の実施の形態におけるスイッチ装置の組立の斜視図第３の実施の形態におけるスイッチ装置の内部の断面図（１）第３の実施の形態におけるスイッチ装置の内部の断面図（２）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の断面図（１）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の断面図（１）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の断面図（２）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の断面図（３）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の説明図（１）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の説明図（２）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態の操作部周辺の斜視図第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオンからオフへ移行する状態の断面図第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の断面図（２）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の断面図（３）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の説明図（１）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の説明図（２）第３の実施の形態におけるスイッチ装置のオフ状態の操作部周辺の斜視図

　本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
直流、高電圧における電源等に用いられるスイッチに求められている内容を説明する。スイッチの接点間に高い電圧、例えば、高電圧の直流が印加されている場合、スイッチをオン、オフする際には、接点同士が接触していない状態においても、接点間にアークが発生しアーク電流が流れる。このようにアークが発生すると、発生したアークにより接点等が高温となるため、スイッチが故障し、破壊される場合がある。このため、アークを発生させない構造のスイッチ、または、アークが発生してもできるだけ短時間でアークを消弧させることができるスイッチが求められる。

　〔第１の実施の形態〕
　第１の実施の形態におけるスイッチ装置について、図１～図３に基づき説明する。図１は本実施の形態におけるスイッチ装置の斜視図であり、図２は上面図であり、図３は側面図である。本実施の形態におけるスイッチ装置は、波形スイッチであり、表面が波形の形状で形成されている操作部１０を有している。本実施の形態におけるスイッチ装置は、全体が筐体部２０に覆われており、筐体部２０に設けられている開口部から波形の操作部１０が出ている。また、本実施の形態におけるスイッチ装置には、２本の電源ケーブル３１、３２が接続されており、一方の電源ケーブル３１からは電力、例えば、直流４００Ｖの電力等が供給されている。

　操作部１０では、表面の波形の一方の端部１０ａまたは他方の端部１０ｂを押下することにより、スイッチのオンまたはオフの制御を行なうことができる。具体的には、オフ状態から操作部１０の一方の端部１０ａを指等により押下するとオン状態となり、一方の電源ケーブル３１と他方の電源ケーブル３２とが電気的に接続され、一方の電源ケーブル３１から他方の電源ケーブル３２に電力が供給される。この際、操作部１０における他方の端部１０ｂは上に上がる。また、オン状態から操作部１０の他方の端部１０ｂを指等により押下するとオフ状態となり、一方の電源ケーブル３１と他方の電源ケーブル３２との電気的な接続が遮断され、一方の電源ケーブル３１から他方の電源ケーブル３２への電力の供給が停止する。この際、操作部１０における一方の端部１０ａは上に上がる。

　このように、波形スイッチでは、操作部１０の一方の端部１０ａを押下すると他方の端部１０ｂが上がり、上がっている状態の他方の端部１０ａを押下すると一方の端部１０ａが上がるため、シーソー型スイッチとも呼ばれている。

　（内部構造）
　次に、図４から図６に基づき、本実施の形態におけるスイッチ装置の内部構造について説明する。図４は、本実施の形態におけるスイッチ装置から筐体部２０を取り除いた状態を示す斜視図であり、図５は、一部を透過した側面図であり、図６は、図４から更に操作部１０を取り除いた状態を示す斜視図である。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、１つの可動接点部１２と１つの固定接点部１３とが１組のスイッチとなっており、このような組のスイッチが２組設けられている。具体的には、一方の可動接点部１２と一方の固定接点部１３とが１組のスイッチとなっており、他方の可動接点部１２と他方の固定接点部１３とがもう１組のスイッチとなっている。可動接点部１２の端部には可動接点１２ａが設けられており、固定接点部１３の端部には固定接点１３ａが設けられている。本実施形態のスイッチでは、可動接点部１２及び固定接点部１３は可動接点１２ａ及び固定接点１３ａを除く全体が導電性を有する板状の銅（Ｃｕ）等の金属材料により形成されており、可動接点部１２はバネ性を有している。また、可動接点１２ａ、固定接点１３ａは、銀（Ａｇ）等または銀等を含む材料により形成されている。尚、本実施の形態においては、基板４０の上に可動接点部１２、固定接点部１３等を含む部品が所定の位置に配置されている。

　本実施の形態におけるスイッチ装置では、可動接点部１２の可動端子１２ａが固定接点部１３の固定接点１３ａに接触することによりオン状態となり、離れることによりオフ状態となる。

　また、上述のとおり、本実施の形態におけるスイッチ装置には電源ケーブル３１及び３２が接続されている。電源ケーブル３１は、プラス（＋）の電線３１ａと、マイナス（－）の電線３１ｂと、接地電位（ＧＮＤ）の電線３１ｃとを有している。電源ケーブル３２は、プラス（＋）の電線３２ａと、マイナス（－）の電線３２ｂと、接地電位（ＧＮＤ）の電線３２ｃとを有している。

　電源ケーブル３１のプラス（＋）の電線３１ａは２つの可動接点部１２のうちの一方に接続されており、マイナス（－）の電線３１ｂは２つの可動接点部１２のうちの他方に接続されている。また、電源ケーブル３２のプラス（＋）の電線３２ａは２つの固定接点部１３のうちの一方に接続されており、マイナス（－）の電線３２ｂは２つの固定接点部１３のうちの他方に接続されている。尚、電源ケーブル３１の接地電位（ＧＮＤ）の電線３１ｃと電源ケーブル３２の接地電位（ＧＮＤ）の電線３２ｃとはスイッチ装置内で接続されている。

　（オンオフ操作）
　次に、本実施の形態におけるスイッチ装置のオンオフ操作について詳細に説明する。

　最初に、オン状態について説明する。本実施の形態におけるスイッチ装置の操作部１０の下には制御ボタン部１１が設けられており、操作部１０の一方の端部１０ａを押下することにより、操作部回転軸１０ｃを中心に操作部１０が回動し、操作部１０により制御ボタン部１１が押されて制御ボタン部回転軸１１ａを中心に制御ボタン部１１が回動する。制御ボタン部１１の可動端子支持部１１ｂが可動接点部１２の一部を支持しており、制御ボタン部１１が制御ボタン部回転軸１１ａを中心に回動することにより、可動端子支持部１１ｂに支持されている可動接点部１２が固定接点部１３に近づき、図６に示すように可動接点部１２の可動接点１２ａと固定接点部１３の固定接点１３ａとが接触することにより、オン状態となる。オン状態では、２つの可動接点１２ａと固定接点１３ａとが接触することにより、電源ケーブル３１におけるプラス（＋）の電線３１ａと電源ケーブル３２におけるプラス（＋）の電線３２ａとが電気的に接続され、電源ケーブル３１におけるマイナス（－）の電線３１ｂと電源ケーブル３２におけるマイナス（－）の電線３２ｂとが電気的に接続される。これにより、電源ケーブル３１から電源ケーブル３２に電力が供給される。

　より詳細に、本実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態について、図７から図１１に基づき説明する。図７は、スイッチ装置がオン状態である場合のスイッチ装置の断面図であり、図８は、オン状態である場合の図７とは異なる部分のスイッチ装置の断面図である。図９は、スイッチ装置がオン状態である場合の内部の様子を示す要部の断面図であり、図１０は、オン状態である場合の図９とは異なる部分の要部の断面図であり、図１１は斜視図である。

　本実施の形態のスイッチ装置は、オフ状態から操作部１０の一方の端部１０ａを押下することによりオン状態となり、オン状態は操作部バネ１４の力により維持される。尚、図７においては便宜上、操作部バネ１４はまっすぐに記載されているが、実際は、操作部１０の一方の端部１０ａを押下することにより逆「く」の字状に曲がり、オン状態が維持される。この際、ロック部１５がロック部バネ１６の復元力により押されて基板４０に略平行に図示左方向に移動し、ロック部１５の先端部分の第１の突起部１５ａが制御ボタン部１１のＬ字状の引っ掛け部１１ｃに係合する。この状態においては、図９に示すように、制御ボタン部１１は、引っ掛け部１１ｃと係合している第１の突起部１５ａにより固定されるため、操作部１０が操作部回転軸１０ｃを中心に若干回動したとしても、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの接触状態は保たれ、オン状態は維持される。尚、本実施の形態におけるスイッチ装置では、制御ボタン部１１に接続されている復帰バネ１７が設けられており、オン状態においては、図１０、図１１に示すように制御ボタン部１１または操作部１０により復帰バネ１７が押され縮んだ状態となっている。

　次に、オン状態からオフ状態に移行する途中の段階について、図１２及び図１３に基づき説明する。図１２は、スイッチ装置がオン状態からオフ状態に移行する途中の段階の内部の様子を示す要部の断面図であり、図１３は、この段階における図１２とは異なる部分の要部の断面図である。

　本実施の形態のスイッチ装置は、図１０に示すオン状態から操作部１０の他方の端部１０ｂを押下すると、操作部回転軸１０ｃを中心に操作部１０が回動し、過渡的な状態として図１２及び図１３に示す状態となる。この状態では、操作部１０が制御ボタン部１１を押していた力はなくなるものの、図１２に示すようにロック部１５の第１の突起部１５ａが制御ボタン部１１の引っ掛け部１１ｃに引っかかって制御ボタン部１１が固定されている状態にあるため、制御ボタン部１１は制御ボタン部回転軸１１ａを中心に回動することはなく、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの接触状態が保たれる。よって、オン状態が維持される。

　次に、オフ状態について、図１４から図１８に基づき説明する。図１４は、スイッチ装置がオフ状態である場合の断面の断面図であり、図１５は、図１４とは異なる部分の断面図である。図１６は、スイッチ装置がオン状態である場合の内部の様子を示す要部の断面図であり、図１７は、図１６とは異なる部分の断面図であり、図１８は斜視図である。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、図１２及び図１３に示す状態から更に、操作部１０の他方の端部１０ｂを押下することによりオフ状態となる。オフ状態は操作部バネ１４の力により維持される。尚、図１４においては便宜上、操作部バネ１４はまっすぐに記載されているが、実際は、操作部１０の他方の端部１０ｂを押下することにより「く」の字状に曲がり、オフ状態が維持される。

　図１２及び図１３に示す過渡的な状態から、操作部１０の他方の端部１０ｂを更に押下することにより、操作部回転軸１０ｃを中心に操作部１０が更に回動する。操作部１０が回動することにより、図１７に示すように操作部１０に設けられた凸状のロック解除部１０ｄがロック部１５の操作部１０側に設けられた第２の突起部１５ｂと接触する。第２の突起部１５ｂには傾斜が設けられており、操作部１０におけるロック解除部１０ｄの端がこの傾斜に沿って移動することにより、ロック部１５はロック部バネ１６の復元力に抗して基板４０に平行に図１２図示の状態から右方向に移動する。これにより、ロック部１５の第１の突起部１５ａが制御ボタン部１１の引っ掛け部１１ｃより離れて制御ボタン部１１のロック状態が解除され、復帰バネ１７の復元力により制御ボタン部１１が押されて制御ボタン部回転軸１１ａを中心に勢いよく上方向に移動する。制御ボタン部１１の上方への移動に応じて、可動端子支持部１１ｂに支持されている可動接点部１２が固定接点部１３の側から離れるため、図１５に示すように可動接点１２ａと固定接点１３ａとの接触を解除することができる。本実施の形態におけるスイッチ装置では、復帰バネ１７の復元力によりオン状態からオフ状態にできるため、短時間でオフ状態とできる。

　本実施の形態におけるスイッチ装置では、復帰バネ１７の復元力により、極めて短い時間でオン状態からオフ状態にできるため、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの間にアークが発生しないか、または、発生しても極めて短時間である。従って、可動接点部１２が溶けること等によりスイッチ装置が破壊されることはない。

　（アーク遮断機能）
　本実施の形態におけるスイッチ装置には、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの間で発生したアークを瞬時に遮断する機能が設けられている。図１９及び図２０等に示すように、本実施の形態におけるスイッチ装置には、固定接点１３ａの下に永久磁石５０が設けられており、永久磁石５０により発生した磁界により可動接点１２ａと固定接点１３ａとの間で発生したアークを瞬時に消弧させる。アークは電子の流れであることから、磁界が存在していると、磁界により電子に力が加わるため、発生したアークを吹飛ばすように消弧させることができる。本実施の形態においては、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの間に効率よく磁界が印加されるように、永久磁石５０と接する２枚のヨーク５１が設けられている。２枚のヨーク５１は、永久磁石５０、可動接点１２ａ及び固定接点１３ａの両側に設置されている。これにより、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの間に磁界を印加することができ、より具体的には、可動接点１２ａと固定接点１３ａとを結ぶ線に対して略垂直方向に磁界を印加することができる。尚、図１９は永久磁石５０及びヨーク５１の配置を示す斜視図であり、図２０は断面図である。

　〔第２の実施の形態〕
　次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるスイッチ装置は、図２１～図２３に示されるように、筐体部２０において、操作部１０の両側に山状の凸部１２０が設けられている。凸部１２０は、表面が波形の形状で形成されている操作部１０の中央部分の両側に設けられている。図２１は本実施の形態におけるスイッチ装置の斜視図であり、図２２は上面図であり、図２３は側面図である。

　第１の実施の形態では、図１２及び図１３に示す状態は過渡的ではあるもののオン状態であり、図１４～図１８に示す状態はオフ状態である。そのため、図１２及び図１３に示す状態から図１４～図１８に示す状態に移行する際には、固定接点１３ａから可動接点１２ａが離れる。しかし、操作部１０の操作は操作部１０に直接指を接触させて行なうものであるため、固定接点１３ａから可動接点１２ａが離れる前後で指による操作が止められたりすると、チャタリングによりアークが複数回発生したり、アークが長時間発生したりする場合がある。このため、可動接点１２ａと固定接点１３ａとの間で発生したアークにより、スイッチ装置が破壊等されてしまう可能性がある。

　よって、本実施の形態におけるスイッチ装置では、筐体部２０において操作部１０の両側に凸部１２０を設けることにより、固定接点１３ａから可動接点１２ａが離れる前後で指による操作が途中で止められることを防ぐ構造となっている。これにより、操作部１０をより確実に、短時間でオン状態かオフ状態のいずれかにすることができ、スイッチ装置が破壊されること等をより一層防ぐことができる。

　また、本実施の形態におけるスイッチ装置では、操作部１０の一方の端部１０ａ及び他方の端部１０ｂの近傍に操作部凸部１１０ａ及び１１０ｂが設けられている。このように、操作部凸部１１０ａ及び１１０ｂを設けることにより、操作部１０を操作する指が操作部１０の表面で滑ることを防止でき、より一層、固定接点１３ａから可動接点１２ａが離れる前後において、指による操作が止められることを防ぐことができる。尚、上記以外の構成については、第１の実施の形態と同様である。

　〔第３の実施の形態〕
　次に、第３の実施の形態におけるスイッチ装置について、図２４～図２６に基づき説明する。図２４は本実施の形態におけるスイッチ装置の斜視図であり、図２５は上面図であり、図２６は側面図である。本実施の形態におけるスイッチ装置は第１の実施の形態と同様に波形スイッチであり、波形の操作部２１０を有している。本実施の形態におけるスイッチ装置は、全体が筐体部２２０に覆われており、筐体部２２０に設けられている開口部から操作部２１０が出ている。また、本実施の形態におけるスイッチ装置には、２本の電源ケーブル２３１、２３２が接続されており、一方の電源ケーブル２３１からは電力、例えば、直流４００Ｖの電力等が供給される。

　操作部２１０の一方の端部２１０ａまたは他方の端部２１０ｂを押下することにより、スイッチのオンまたはオフの制御を行なうことができる。オフ状態から操作部２１０の一方の端部２１０ａを押下するとオン状態となり、一方の電源ケーブル２３１と他方の電源ケーブル２３２とが電気的に接続され電力が供給される。この際、操作部２１０の他方の端部２１０ｂは上に上がる。また、オン状態から操作部２１０の他方の端部２１０ｂを押下するとオフ状態となり、一方の電源ケーブル２３１と他方の電源ケーブル２３２との電気的な接続が遮断され電力の供給が停止する。この際、操作部２１０の一方の端部２１０ａは上に上がる。

　尚、本実施の形態におけるスイッチ装置の筐体部２２０には、図２１に示すスイッチと同様に、操作部２１０の中央部分の両側に山状の凸部３２０が設けられている。操作部２１０の操作は、操作部２１０に指を接触させて行なうため、固定接点から可動接点が離れるに操作が途中で止められた場合には、チャタリングによりアークが複数回発生したり、アークが長時間発生したりする場合がある。このため、可動接点と固定接点との間で発生したアークにより、スイッチ装置が破壊等されてしまう可能性がある。本実施の形態におけるスイッチ装置では、筐体部２２０において操作部２１０の両側に凸部３２０が設けられており、固定接点から可動接点が離れる前後で指による操作が途中で止められることを防ぐ構造となっている。これにより、操作部２１０をより確実に短時間でオン状態かオフ状態のいずれかにすることができ、スイッチ装置が破壊されること等を防ぐことができる。

　また、本実施の形態におけるスイッチ装置では、操作部２１０の一方の端部２１０ａ及び他方の端部２１０ｂの近傍に操作部凸部３１０ａ及び３１０ｂが設けられている。操作部凸部３１０ａ及び３１０ｂを設けることにより、操作部２１０の表面で指が滑ることを防止でき、チャタリング等の発生を防ぐことができる。

　（内部構造）
　次に、図２７から図２９に基づき、本実施の形態におけるスイッチ装置の内部構造を説明する。図２７は、本実施の形態におけるスイッチ装置を分解した構造の斜視図であり、図２８は、操作部２１０が設けられている部分の断面図、図２９は、固定接点及び可動接点が設けられている部分の断面図である。

　筐体部２２０は上部板部２２１と下部ケース２２２により形成されている。筐体部２２０の内部には、内部板部２６１、操作部２１０が設置される部分に開口を有する操作部内部カバー２６２、内部箱部２６３、操作部２１０の操作を可動接点部２１２に伝達するための制御ボタン部２１１、操作部２１０をオン状態又はオフ状態を維持するための操作部バネ２１８、オフ状態において制御ボタン部２１１を持ち上げる復帰バネ２１７ａ、２１７ｂ、操作部バネ２１８の下部を支持する操作部バネ支持部材２６４、オン状態を維持するためのロック部２１５及びロック部バネ２１６、永久磁石２５０を有している。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、１つの可動接点部２１２と２つの固定接点部２１３及び２１４とが１組のスイッチとなっており、このような組のスイッチが２組設けられている。具体的には、一方の可動接点部２１２、一方の固定接点部２１３、一方の固定接点部２１４により１組のスイッチが形成されており、他方の可動接点部２１２、他方の固定接点部２１３、他方の固定接点部２１４によりもう１組のスイッチが形成されている。

　それそれの可動接点部２１２には２つの可動接点２１２ａ、２１２ｂが設けられている。また、固定接点部２１３には固定接点２１３ａが一つ設けられており、固定接点部２１４には固定接点２１４ａが一つ設けられている。図２７図示のスイッチでは、固定接点部２１３の固定接点２１３ａと可動接点部２１２の可動接点２１２ａとが接触し、固定接点部２１４の固定接点２１４ａと可動接点部２１２の可動接点２１２ｂとが接触することにより、固定接点部２１３と固定接点部２１４とが、可動接点部２１２を介し電気的に接続される。これにより、固定接点部２１３の設けられている側から固定接点部２１４の設けられている側に電力を供給することができる。尚、可動接点部２１２、固定接点部２１３及び２１４は可動接点２１２ａ、２１２ｂ、固定接点２１３ａ、２１４ａを除く全体が導電性を有する板状の銅（Ｃｕ）等または銅等を含む金属材料により形成されている。また、可動接点２１２ａ、２１２ｂ、固定接点２１３ａ、２１４ａは、銀（Ａｇ）等または銀等を含む材料により形成されている。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、可動接点部２１２の可動端子２１２ａが固定接点部２１３の固定接点２１３ａに接触し、可動端子２１２ｂが固定接点部２１４の固定接点２１４ａに接触することによりオン状態となり、接点部が離れることによりオフ状態となる。尚、本実施の形態では、可動接点部２１２はバネ性を有していなくともよいため厚く形成することができ、可動接点部２１２の全体を低抵抗、かつ、高い熱容量で形成することができる。このため、例え高電圧の電力を供給する場合にアークが発生した場合であっても、アークにより生じた熱により可動接点部２１２が変形したり、溶けたりすることはない。

　また、上述したように、本実施の形態のスイッチ装置には電源ケーブル２３１及び２３２が接続されている。電源ケーブル２３１は、プラス（＋）の電線２３１ａと、マイナス（－）の電線２３１ｂと、接地電位（ＧＮＤ）の電線２３１ｃとを有している。電源ケーブル２３２は、プラス（＋）の電線２３２ａと、マイナス（－）の電線２３２ｂと、接地電位（ＧＮＤ）の電線２３２ｃとを有している。

　電源ケーブル２３１のプラス（＋）の電線２３１ａは、２つの固定接点部２１３のうちの一方に接続されており、マイナス（－）の電線２３１ｂは２つの固定接点部２１３のうちの他方に接続されている。また、電源ケーブル２３２のプラス（＋）の電線２３２ａは、２つの固定接点部２１４のうちの一方に接続されており、マイナス（－）の電線２３２ｂは２つの固定接点部２１４のうちの他方に接続されている。尚、電源ケーブル２３１における接地電位（ＧＮＤ）の電線２３１ｃと電源ケーブル２３２における接地電位（ＧＮＤ）の電線２３２ｃとは、金属材料等により形成されている接続部材２３４により接続されている。

　また、本実施の形態におけるスイッチ装置では、直流高電圧に対応するために、電源ケーブル２３１のプラス（＋）の電線２３１ａ及びマイナス（－）の電線２３１ｂ、電源ケーブル２３２のプラス（＋）の電線２３２ａ及びマイナス（－）の電線２３２ｂは、導体部分の断面積が３．５ｍｍ^２のものが用いられている。このため、可動接点部２１２において電源ケーブル２３１のプラス（＋）の電線２３１ａ等と同程度以上のコンダクタンスを確保するために、電流が流れる方向に垂直な方向の可動接点部２１２の断面積は、電源ケーブル２３１のプラス（＋）の電線２３１ａ等の導体部分の断面積、即ち３．５ｍｍ^２以上であることが好ましい。よって、電流が流れる方向に垂直な断面における可動接点部２１２の幅が７ｍｍの場合には、可動接点部の厚さは０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。尚、本実施の形態におけるスイッチ装置では、可動接点部２１２の電流が流れる方向に垂直な断面は、幅が７ｍｍ、厚さが１ｍｍの形状で形成されている。

　（オンオフ操作）
　次に、本実施の形態におけるスイッチ装置のオンオフ操作を説明する。

　最初に、オン状態について説明する。図３０はオフ状態のスイッチ装置の断面図であり、図３１（→下向き矢印の説明なし）はオン状態のスイッチ装置の操作部２１０が設けられている部分の断面図である。図３２はオン状態のスイッチの可動接点部２１２、固定接点部２１３及び２１４が設けられている部分の断面図であり、図３３はオン状態のスイッチのロック部２１５が設けられている部分の断面図である。
　本実施の形態におけるスイッチ装置の操作部２１０の下には、図示上下方向に移動可能な制御ボタン部２１１が設けられている。操作部２１０の一方の端部２１０ａを押下することにより、操作部回転軸を中心に操作部２１０が回動し、操作部２１０により制御ボタン部２１１が押されて制御ボタン部２１１が下に移動する。即ち、図３０に示すオフ状態から操作部２１０の一方の端部２１０ａを押下することにより、スイッチ装置は図３１乃至図３３に示すオン状態となる。

　制御ボタン部２１１は可動接点部２１２を支持しており、図３０の状態から操作部２１０の一方の端部２１０ａを押すことにより、操作部２１０が操作部回転軸を中心に回転し、制御ボタン押下部２１０ｄにより制御ボタン部２１１が図３１図示矢印方向に押され、制御ボタン部２１１は下に移動する。これに伴い可動接点部２１２も下に移動し、図３２に示すように可動接点部２１２の可動接点２１２ａは固定接点部２１３の固定接点２１３ａと接触し、同様に、可動接点２１２ｂは固定接点２１４ａと接触する。これにより、固定接点部２１３と固定接点部２１４とが可動接点部２１２を介し電気的に接続されて、オン状態となる。

　オン状態では、電源ケーブル２３１のプラス（＋）の電線２３１ａと、電源ケーブル２３２のプラス（＋）の電線２３２ａとが電気的に接続され、電源ケーブル２３１のマイナス（－）の電線２３１ｂと、電源ケーブル２３２のマイナス（－）の電線２３２ｂとが電気的に接続される。これにより、電源ケーブル２３１から電源ケーブル２３２に電力が供給される。

　より詳細に、本実施の形態におけるスイッチ装置のオン状態を、図３４から図３６を加えて説明する。図３４は、スイッチ装置がオン状態である場合の断面の斜視図であり、図３５は、オン状態である場合の図３４とは異なる部分における断面の斜視図である。図３６は、スイッチ装置がオン状態である場合の操作部を含む要部の斜視図である。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、図３０に示すオフ状態から操作部２１０の一方の端部２１０ａを押下することにより図３１～図３３に示すオン状態となり、操作部バネ２１８の力によりオン状態が維持される。尚、図３４においては便宜上、操作部バネ２１８はまっすぐに記載されているが、操作部２１０の一方の端部２１０ａを押下することにより操作部バネ２１８は逆「く」の字状に曲がり、スイッチ装置のオン状態が維持される。
　この際、図３０に示すロック部２１５のロック部接触部２１５ａと操作部２１０の側面接触部２１０ｅとの接触が離れるため、ロック部２１５がロック部バネ２１６の復元力により押されて、図３３に示す矢印方向に移動し、ロック部２１５の先端部分の突起部２１５ｂが制御ボタン部２１１のＬ字状の引っ掛け部２１１ｂに係合する。図３３の状態においては、制御ボタン部２１１は、引っ掛け部２１１ｂに係合している突起部２１５ｂによりロックされるため図３３図示上方向には移動せず、操作部２１０が操作部回転軸を中心に若干移動したとしても、可動接点２１２ａと固定接点２１３ａとの接触状態及び可動接点２１２ｂと固定接点２１４ａとの接触状態は保たれ、オン状態は維持される。尚、本実施の形態におけるスイッチ装置には、制御ボタン部２１１に接続されている復帰バネ２１７ａ及び２１７ｂが設けられており、オン状態においては、制御ボタン部２１１により復帰バネ２１７ａ及び２１７ｂが押され縮んだ状態となっている。

　次に、オン状態からオフ状態に移行する途中の段階を、図３７に基づき説明する。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、図３１等に示すオン状態から操作部２１０の他方の端部２１０ｂを押下すると、操作部回転軸を中心に操作部２１０が回動し、過渡的な状態として図３７に示す状態となる。この状態では、操作部２１０の制御ボタン押下部２１０ｄと制御ボタン部２１１とは接触していないが、図３７図示左向きに付勢されているロック部２１５の突起部２１５ｂは制御ボタン部２１１の引っ掛け部２１１ｂと係合している状態にあるため、制御ボタン部２１１は固定されており上に移動することはなく、可動接点２１２ａと固定接点２１３ａとの接触及び可動接点２１２ｂと固定接点２１４ａとの接触が保たれる。よって、スイッチ装置のオン状態が維持される。尚、この状態においては、操作部２１０の側面接触部２１０ｅとロック部２１５のロック部接触部２１５ａとが接触していない状態、または、操作部２１０の側面接触部２１０ｅによりロック部接触部２１５ａが押されていない状態にある。

　次に、オフ状態について、図３０、図３８から図４２に基づき説明する。図３８は、オフ状態のスイッチ装置の可動接点部２１２、固定接点部２１３及び２１４が設けられている部分の断面図であり、図３９は、オフ状態のスイッチ装置のロック部２１５が設けられている部分の断面図である。図４０は、スイッチ装置がオフ状態である場合の断面の斜視図であり、図４１は、オフ状態である場合の図４０とは異なる部分における断面の斜視図である。図４２は、スイッチ装置がオフ状態である場合の操作部を含む要部の斜視図である。

　本実施の形態におけるスイッチ装置は、図３７に示す状態より更に操作部２１０の他方の端部２１０ｂを押下することによりオフ状態となる。オフ状態は操作部バネ２１８の力により維持される。尚、図４０においては便宜上、操作部バネ２１８はまっすぐに記載されているが、操作部２１０の他方の端部２１０ｂを押下することにより「く」の字状に曲がり、オフ状態が維持される。

　図３７に示す過渡的な状態から、操作部２１０の他方の端部２１０ｂを更に押下することにより、操作部回転軸を中心に操作部２１０が更に回動する。操作部２１０が回動することにより、図３０に示されるように、操作部２１０の側面接触部２１０ｅとロック部２１５のロック部接触部２１５ａとが接触し、ロック部バネ２１６の復元力に抗して側面接触部２１０ｅによりロック部接触部２１５ａが図３０図示右側に押される。これにより、ロック部２１５は、図３０において図示右方向に移動し、図３９に示すようにロック部２１５の突起部２１５ｂが制御ボタン部２１１の引っ掛け部２１１ｂより離れてロック部２１５によるロックが解除され、制御ボタン部２１１は復帰バネ２１７ａ及び２１７ｂの復元力により図３９に示す矢印方向に持ち上げられる。このようにして、可動接点部２１２が固定接点部２１３及び２１４の側から図３８図示矢印方向に離れるため、可動接点部２１２の可動接点２１２ａと固定接点部２１３の固定接点２１３ａとが離れ、可動接点部２１２の可動接点２１２ｂと固定接点部２１４の固定接点２１４ａとが離れる。このように、復帰バネ２１７ａ及び２１７ｂの復元力によりスイッチがオン状態からオフ状態となるため、短時間でオフ状態とすることができる。

　本実施の形態におけるスイッチ装置では、復帰バネ２１７ａ及び２１７ｂの復元力により、極めて短い時間でオン状態からオフ状態にできるため、可動接点２１２ａと固定接点２１３ａとの間及び可動接点２１２ｂと固定接点２１４ａとの間においてアークが発生しない、または、発生しても極めて短時間である。従って、可動接点部１２が溶けること等によりスイッチ装置が破壊されることはない。

　（アーク遮断機能）
　本実施の形態におけるスイッチ装置では、可動接点２１２ａと固定接点２１３ａとの間、または可動接点２１２ｂと固定接点２１４ａとの間で発生したアークを瞬時に遮断する機能が設けられている。
　本実施の形態におけるスイッチ装置には、可動接点部２１２の下であって固定接点部２１３と固定接点部２１４の間に永久磁石２５０が設けられており、永久磁石２５０により発生した磁界により、可動接点２１２ａと固定接点２１３ａとの間で発生したアーク、可動接点２１２ｂと固定接点２１４ａとの間で発生したアークを瞬時に消弧させることができる。本実施の形態におけるスイッチ装置においては、可動接点２１２ａと固定接点２１３ａとの間及び可動接点２１２ｂと固定接点２１４ａとの間において効率よく磁界が印加されるように、可動接点部２１２の下であって、固定接点部２１３と固定接点部２１４の間に、永久磁石２５０が設けられている。

　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

　本願は２０１２年１０月４日に出願した日本国特許出願第２０１２－２２２５５２号に基づきその優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を参照することにより本願に援用する。

１０　　　　操作部
１０ａ　　　一方の端部
１０ｂ　　　他方の端部
１０ｃ　　　操作部回転軸
１０ｄ　　　ロック解除凸部
１１　　　　制御ボタン部
１１ａ　　　制御ボタン部回転軸
１１ｂ　　　可動端子支持部
１１ｃ　　　引っ掛け部
１２　　　　可動接点部
１２ａ　　　可動接点
１３　　　　固定接点部
１３ａ　　　固定接点
１４　　　　操作部バネ
１５　　　　ロック部
１５ａ　　　第１の突起部
１５ｂ　　　第２の突起部
１６　　　　ロック部バネ
１７　　　　復帰バネ
２０　　　　筐体部
３１　　　　電源ケーブル
３１ａ　　　プラス（＋）の電線
３１ｂ　　　マイナス（－）の電線
３１ｃ　　　ＧＮＤの電線
３２　　　　電源ケーブル
３２ａ　　　プラス（＋）の電線
３２ｂ　　　マイナス（－）の電線
３２ｃ　　　ＧＮＤの電線
４０　　　　基板
５０　　　　永久磁石

Claims

　固定接点を含む固定接点部と、
　可動接点を含む可動接点部と、
　引っ掛け部を含み、前記可動接点部を支持する制御ボタン部と、
　第1の端部と第2の端部を含む操作部と、
　第１の突起部と第2の突起部を含むロック部とを備え、
　前記第1の端部の押下により前記制御ボタン部が前記操作部によって押されて前記可動接点が前記固定接点に接触してオン状態となり、前記第2の端部の押下により前記可動接点が前記固定接点から離れてオフ状態となり、
　前記可動接点と前記固定接点とが接触している状態では、前記制御ボタン部の前記引っ掛け部に前記ロック部の前記第１の突起部が接触して前記制御ボタン部の移動が規制されてオン状態が維持され、
　前記第2の端部の押下により、前記操作部が前記ロック部の前記第２の突起部に接触して、前記引っ掛け部から前記第１の突起部が離れるように前記ロック部が移動し、オフ状態となることを特徴とするスイッチ装置。
　前記オン状態から前記オフ状態に移行する際、前記操作部と前記制御ボタン部との接触が離れても、前記引っ掛け部に前記第１の突起部が接触してオン状態が維持されるものであることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
　前記制御ボタン部に接しており、前記制御ボタン部を前記オン状態から前記オフ状態に移動する方向に復元力を有する復帰バネを有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
　前記制御ボタン部の前記引っ掛け部が設けられている側に、前記ロック部を移動させる方向に復元力を有するロック部バネを有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
　前記操作部が露出する開口部を有する筐体部をさらに備え、
　前記筐体部において前記操作部の中央部分の両側となる部分には、凸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
　それぞれ固定接点を含む2つの固定接点部と、
　2つの可動接点を含む可動接点部と、
　引っ掛け部を含む制御ボタン部と、
　第1の端部及び第2の端部と、接触部を含む操作部と、
　突起部を含むロック部とを備え、
　前記可動接点部は前記制御ボタン部に接触しており、前記第1の端部の押下により前記制御ボタン部が押され、各々の可動接点が対応する前記固定接点に接触してオン状態となり、前記第2の端部の押下により前記可動接点が前記固定接点から離れてオフ状態となり、
　前記可動接点と前記固定接点とが接触している状態では、前記引っ掛け部に、前記突起部が接触してオン状態が維持され、
　前記第2の端部の押下により、前記接触部により前記ロック部が押されて移動し、前記引っ掛け部から前記突起部が離れ、オフ状態となることを特徴とするスイッチ装置。
　前記オン状態から前記オフ状態に移行する際、
　前記操作部と前記制御ボタン部との接触が離れても、前記引っ掛け部に前記突起部が接触しており、オン状態が維持されていることを特徴とする請求項６に記載のスイッチ装置。
　前記制御ボタン部に接しており、前記制御ボタン部を前記オン状態から前記オフ状態に移動する方向に復元力を有する復帰バネを有することを特徴とする請求項６に記載のスイッチ装置。
　前記制御ボタン部の前記引っ掛け部が設けられている側に、前記ロック部を移動させる方向に復元力を有するロック部バネを有することを特徴とする請求項６に記載のスイッチ装置。
　２つの前記固定接点の間には、前記固定接点と前記可動接点との間に磁界を印加する磁石を有することを特徴とする請求項６に記載のスイッチ装置。
　開口部を有する筐体部をさらに備え、
　前記操作部は、前記筐体部の前記開口部より出ており、
　前記筐体部において前記操作部の中央部分の両側となる部分には、凸部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のスイッチ装置。