WO2016186208A1 - ロータリースイッチ - Google Patents
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Abstract
回転可動部に保持される可動導体と、ベース部に保持される電源端子、および固定接点とを有し、前記回転可動部への回転操作により前記可動導体を介した前記固定接点と前記電源端子との接続を断接するロータリースイッチ6であって、前記回転可動部の回転中心位置に電源端子を配置するとともに、複数の固定接点を該電源端子周りの複数の同心円上に配置する。
Description
本開示は、ロータリースイッチに関する。
特許文献1(日本国特開2012-109169号公報)は、可動接点を回転操作することにより電源端子と固定接点との導通を断接してスイッチングを行うロータリースイッチを開示する。特許文献1において、ロータリースイッチは、固定接点基盤と、この固定接点基盤に対して相対回転自在な1枚の可動接点板が保持されるロータとを有する。
固定接点基盤には、ロータの回転中心周りに配置される所定円弧長を有する円弧状の電源端子と、電源端子と同一円周上、およびこれと径寸法の異なる同心の円周上に配置される複数の固定接点と、が配置される。電源端子に常時接触する可動接点板上の可動接点を所定の固定接点に接触させることにより、対応する固定接点と電源端子とが接続される。
特許文献1のロータリースイッチでは、電源端子はロータの回転中心周りに配置されており、かつ、可動接点がいずれの固定接点に接触する際にも接触状態を保持する必要がある。このため、円弧長が長くなり、同一円周上に配置される固定接点の配置スペースは狭くなる。
一方、固定接点への可動接点の多数回の接触動作又は分離動作によって接点の摩耗により摩耗粉が発生する。発生した摩耗粉が固定接点間に飛散すると、絶縁性の低下を惹起し、スイッチ断接性能を劣化させる。とりわけ、固定接点は、ロータの回転角度の誤差の吸収、接触抵抗の安定、あるいは高電流仕様での使用時における接点クリーニング等の要求によって周方向に長く形成される場合が多いために、隣接する固定接点間の間隔がより狭くなり、絶縁性が低下する。
本開示は、長期の使用に際しても断接性能が劣化することのないロータリースイッチに関する。
本開示によれば、
回転可動部1に保持される可動導体2と、ベース部3に保持される電源端子4、および固定接点5とを有し、
前記回転可動部1への回転操作により前記可動導体2を介した前記固定接点5と前記電源端子4との接続を断接するロータリースイッチ6であって、
前記回転可動部1の回転中心位置に前記電源端子4を配置するとともに、
複数の前記固定接点5を前記電源端子4周りの径寸法の異なる複数の同心円上に配置したロータリースイッチ6を提供する。
回転可動部1に保持される可動導体2と、ベース部3に保持される電源端子4、および固定接点5とを有し、
前記回転可動部1への回転操作により前記可動導体2を介した前記固定接点5と前記電源端子4との接続を断接するロータリースイッチ6であって、
前記回転可動部1の回転中心位置に前記電源端子4を配置するとともに、
複数の前記固定接点5を前記電源端子4周りの径寸法の異なる複数の同心円上に配置したロータリースイッチ6を提供する。
本開示において、電源端子4はベース部3上の中心部に配置され、固定接点5はこの電源端子4を囲むように複数の同心円上に配置される。電源端子4を回転可動部1の回転中心位置に配置することによりその周縁部に固定接点5の配置スペースを十分に確保することが可能になる。
また、複数の固定接点5を径寸法の異なる複数の同心円上に配置することによって、固定接点5の回転可動部1による切替角度と固定接点5間のなす角度との関係を切り離すことが可能になり、例えば、固定接点5の回転可動部1による切替角度が小さい場合であっても、隣接する固定接点5を径寸法の異なる同心円上に配置することによって、固定接点5間の間隔を大きくすることが可能になる。
本開示において、スイッチングのタイミングにかかわりなく、十分な配置スペース上に各固定接点5間の角度を広くとって配置することが可能になるために、全ての固定接点5間に十分な絶縁スペースを確保することが可能になり、長期の使用が可能になる。
ここで、本開示のロータリースイッチにおいて、
前記回転可動部1の回転に伴って対応する前記固定接点5にのみ接触又は分離する可動接点7が、前記可動導体2に設けられる前記ロータリースイッチ6を構成してもよい。
前記回転可動部1の回転に伴って対応する前記固定接点5にのみ接触又は分離する可動接点7が、前記可動導体2に設けられる前記ロータリースイッチ6を構成してもよい。
本開示において、前記可動導体2の前記可動接点7は、前記固定接点5の数と同数設定され、かつ、前記各可動接点7は対応する前記固定接点5の断接のみに使用される。この結果、前記各可動接点7、および前記固定接点5の接触又は分離する回数は全ての前記可動接点7及び前記固定接点5で均一となるため、摺接による接点の摩耗量が全体に均等になり、特定の接点の摩耗が進んで全体の製品寿命が短縮されることを防止する。
ここで、本開示のロータリースイッチにおいて、
凹部8が前記各固定接点5を包囲して前記ベース部3に設けられる前記ロータリースイッチ6を構成してもよい。
凹部8が前記各固定接点5を包囲して前記ベース部3に設けられる前記ロータリースイッチ6を構成してもよい。
本開示において、固定接点5は凹部8により隔てられており、接触動作又は分離動作により発生した摩耗粉は該凹部8内に落下、回収されるために、固定接点5間の絶縁性能が確実に維持される。
ここで、本開示のロータリースイッチにおいて、
一端部に前記電源端子4に圧接する電源接点9を、他端に単一の前記可動接点7を、前記回転可動部1に備えた複数の前記可動導体2が、互いに独立して移動自在に保持される前記ロータリースイッチ6を構成してもよい。
一端部に前記電源端子4に圧接する電源接点9を、他端に単一の前記可動接点7を、前記回転可動部1に備えた複数の前記可動導体2が、互いに独立して移動自在に保持される前記ロータリースイッチ6を構成してもよい。
従来例に示すように、可動接点7は一枚のプレート状の可動導体2に複数個を形成することも可能であるが、本開示のように、可動接点7を単一の可動導体2に形成し、複数の可動導体2を回転可動部1に保持すると、可動導体2単位での変位が可能なために、他の接点状態に影響されることなく対応する固定接点5と可動接点7の圧接状態を最適に維持することが可能になる。
本開示において、特定の固定接点5あるいは可動接点7は、摩耗条件が厳しく、摩耗が進んだ場合であっても、接点単位で調整可能であるため、長期に渡って確実な接触動作及び分離動作が保証される。
この場合、前記可動接点7は所定長を有するとともに、各固定接点5は直線形状に形成されるロータリースイッチ6を構成した場合には、可動接点7の移動に伴って固定接点5に対する可動接点7の接触点は長手方向に移動するために、接点が自動的に清浄され、好適な接触状態が保証される。
本開示によれば、全ての固定接点5間の間隔を大きくとることができるために、長期の使用による絶縁不良等を確実に防止して良好な接触性能及び分離性能を維持することができる。
図1から図8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開示のロータリースイッチ6を示す。本実施形態のステアリングロック装置は、ハウジング10内に収容されるシリンダ錠11、シリンダ錠11のプラグ11aの終端に連結されるカム部材12を有し、不図示のステアリングコラムに固定される。
ハウジング10にはカム部材12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13が装着される。ロックピース13は圧縮スプリング14によりロック位置方向に付勢されており、シリンダ錠11のプラグ11a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10には、プラグ11a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6が連結される。プラグ11aの回転操作をイグニッションスイッチ6に伝達するために、ハウジング10には、上記カム部材12に噛合してカム部材12とともに回転する連結バー15が配置される。
イグニッションスイッチ6は、平面視円形のベース部3を備えたスイッチケース16と、スイッチケース16に対して上記ベース部3の中心(C3)周りに回転自在な回転可動部1と、スイッチケース16に連結されて回転可動部1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ベース部3には電源端子4と固定接点5とが回転可動部1との回転境界面に露出した状態で配置される(図2参照)。
電源端子4、および各固定接点5は、スイッチケース内に配線される配線を経由してコネクタ締結部材16aに引き出される。
回転可動部1は絶縁材料により形成され、一端部に上記連結バー15との連結孔1aが形成される。この回転可動部1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1には、所定板厚を有する板状の可動導体2が板厚面をベース部3に向けて収容される。可動導体2は、一端にV字突起形状の電源接点9を、他端に平板状の可動接点7を有しており、電源接点9の先端にはベース部3の電源端子4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実施される。
以上のように形成される可動導体2は、図1に示すように、回転可動部1に形成された収容溝1b内に収容されて回転軸(C3)に沿う方向に移動自在であり、回転可動部1に収容されて電源接点9、および可動接点7の背面を押圧する圧縮スプリング21によりベース部3の表面側に付勢される(図2参照)。
図3に示すように、上記電源端子4は円形に形成されて、図外の電源に接続され、ベース部3の中心部、すなわち、回転可動部1の回転中心(C3)位置に配置される。
また、図8に示すように、プラグをLOCK、ON、START位置の順で回転操作した際に電源端子4との接続が順次切り替わる+IGN1、+IGN2、およびSTARTの3個の固定接点5を有しており、LOCK位置からON位置までに移動する間に、まず、+IGN2接点5(IGN2)が電源端子4に接続されて該+IGN2接点5(IGN2)を有する+IGN2端子に給電され、次いで、+IGN1接点5(IGN1)を電源端子4に接続することにより+IGN1端子への給電が追加され、ON位置まで移動した際には、+IGN1端子、および+IGN2端子の双方への給電が完了する。
この後、ON位置からさらにSTART位置まで回転操作すると、まず、+IGN2接点5(IGN2)の電源端子4との接続が解除されて+IGN2端子への給電が停止され、次いで、START接点5(ST)が電源端子4に接続されたSTART端子への給電が行われる。
START位置への移動によっても+IGN1端子への給電は継続され、その後、ストローク終端位置までSTART端子と+IGN1端子への給電が継続される。
以上の3個の固定接点5は、図3に示すように、ベース部3の中心(C3)に対する2個の同心円上に配置される。図8に示すように、ON位置とSTART位置の間の操作角がほぼ30°と小さく、このまま同一円周上にON位置とSTART位置で接触又は分離する+IGN2接点5(IGN2)とSTART接点5(ST)とを配置すると、両接点間の間隔が短くなることを考慮して、START接点5(ST)と+IGN2接点5(IGN2)とは異なった同心円上に配置される。すなわち、START接点5(ST)と+IGN2接点5(IGN2)は、ベース部3の中心(C3)からの最短距離が異なる位置に配置される。
さらに、接点の接触時又は分離時における摩耗粉の発生回数が多いことを考慮して、+IGN2接点5(IGN2)が内側の円周上に配置される。
すなわち、接点の接触時又は分離時における摩耗扮はOFF状態からON状態に移行する箇所(図3において太丸で囲んだ4箇所)に発生しやすく、+IGN2接点5(IGN2)は、他の接点がOFF状態からON状態に移行する際の接触点が1箇所であるのに対し、LOCK位置からSTART位置に移動する際に加え、START位置からON位置に復帰する際にも反対端がOFF状態からON状態に切り替わり、接点の両端においてON状態への切り替わりが発生する。
以上から、+IGN2接点5(IGN2)における摩耗粉発生回数は他の固定接点5に比して多いことから、当該+IGN2接点5(IGN2)を他の固定接点5の移動経路から実質的に分離することにより全体の絶縁性能の低下を効果的に防止することができる。
また、各固定接点5は、上記OFF状態からON状態への移行箇所がベース部3の中心を頂点とし、中心角がほぼ一致する複数の扇形領域22内に均等に分配されるように配置される。図3において扇形領域22の境界を鎖線で示す。
さらに、図3のハッチングで示すように、これら各固定接点5が配置される円周上には摺動支承面23が形成され、各固定接点5は、円弧状に形成される摺動支承面23に交差する直線形状に形成される。
上記摺動支承面23は、後述する可動導体2が移動する際に可動接点7を支承するもので、固定接点5への接触が円滑に行われるように、各固定接点5の高さよりも高い位置に形成される。また、電源端子4、固定接点5、および摺動支承面23は、周囲が凹部8に囲まれて離間して形成される。
また、内側の円周上に形成される摺動支承面23は、外側の円周上に形成される摺動支承面23に比して低背に形成されており、外側の円周上に形成される摺動支承面23上を走行する可動導体2の可動接点7が内側の固定接点5、および摺動支承面23に接触しないように配慮される。
一方、可動導体2は、図4、5に示すように、固定接点5の数と同数が使用され、3個の固定接点5を有する本実施形態においては、3枚の可動導体2が使用される。
各可動導体2は、プラグ11aがLOCK位置にある状態で、電源接点9をベース部3の電源端子4上に当接するとともに、可動接点7を摺動支承面23上に当接して、圧縮スプリング21により電源端子4と摺動支承面23に圧接する。
この状態から回転可動部1を時計周りにON位置まで回転させると、図6に示すように、+IGN1、+IGN2固定接点5が可動導体2を介して電源端子4に接続され、+IGN1、+IGN2端子に給電される。上述したように、長期の使用によって両固定接点5のOFFからONへの切り替わり点、すなわち、両固定接点5の接触開始点には摩耗粉が発生しやすいが、発生した摩耗粉は、各接触開始点、固定接点5の側縁、および摺動支承面23の側縁に配置される凹部8に速やかに落下することから絶縁破壊等を招くことが防がれる。
ON位置からさらにSTART位置まで回転操作すると、図7に示すように、+IGN2接点5(IGN2)のみが接触解除し、この後、ON位置に復帰させる際に再び+IGN2接点5(IGN2)の往路での接触開始点に対する反対端を接触開始点として+IGN2端子に給電される。
以上の動作中において可動導体2は直線状の固定接点5上を円弧状軌跡により移動することから、固定接点5上の摩耗粉を可動導体2により掃き出すように動作し、摩耗粉の固定接点5上での滞留が規制される。
本出願は、2015年5月21日出願の日本特許出願(特願2015-103731)、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
1 回転可動部
2 可動導体
3 ベース部
4 電源端子
5 固定接点
6 ロータリースイッチ
7 可動接点
8 凹部
9 電源接点
2 可動導体
3 ベース部
4 電源端子
5 固定接点
6 ロータリースイッチ
7 可動接点
8 凹部
9 電源接点
Claims (10)
- 回転可動部と、
前記回転可動部に保持される可動導体と、
ベース部と
前記ベース部に保持される電源端子と、
前記ベース部に保持される複数の固定接点と、
を有し、
前記回転可動部の回転操作により、前記可動導体を介した前記固定接点と前記電源端子との接続が断接されるように構成され、
前記回転可動部の回転中心位置に、前記電源端子が、配置され、
前記複数の固定接点が、前記電源端子周りの径寸法の異なる複数の同心円上に配置される、
ロータリースイッチ。 - 前記回転可動部の回転に伴って対応する前記固定接点にのみ接触又は分離する可動接点が、前記可動導体に設けられる請求項1に記載のロータリースイッチ。
- 凹部が、前記各固定接点を包囲して前記ベース部に設けられる請求項1または2に記載のロータリースイッチ。
- 一端部に前記電源端子に圧接する電源接点を、他端に単一の可動接点を、備えた複数の前記可動導体が、前記回転可動部に互いに独立して移動自在に保持される請求項1、2または3に記載のロータリースイッチ。
- 前記可動接点は、所定長を有するとともに、前記各固定接点は直線形状に形成される請求項2または4に記載のロータリースイッチ。
- 回転可動部と、
前記回転可動部に保持される可動導体と、
ベース部と
前記ベース部に保持される電源端子と、
前記ベース部に保持される複数の固定接点と、
を有し、
前記回転可動部の回転操作により、前記可動導体を介した前記固定接点と前記電源端子との接続が断接されるように構成され、
前記回転可動部の回転中心位置に、前記電源端子が、配置され、
前記複数の固定接点が、前記回転可動部からの最短距離が異なる位置に配置される、
ロータリースイッチ。 - 前記回転可動部の回転に伴って対応する前記固定接点にのみ接触又は分離する可動接点が、前記可動導体に設けられる請求項6に記載のロータリースイッチ。
- 凹部が、前記各固定接点を包囲して前記ベース部に設けられる請求項6または7に記載のロータリースイッチ。
- 一端部に前記電源端子に圧接する電源接点を、他端に単一の可動接点を、備えた複数の前記可動導体が、前記回転可動部に互いに独立して移動自在に保持される請求項6、7または8に記載のロータリースイッチ。
- 前記可動接点は、所定長を有するとともに、前記各固定接点は直線形状に形成される請求項7または9に記載のロータリースイッチ。
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