(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支点の廻りに回動してオン、オフ位置となる揺動スイッチカバー、
該揺動スイッチカバー一端側に連結され、他端をスイッチ本体底部に固定された接触スプリング片、
該揺動スイッチカバーの支点下方と下記ヘッド部よりの位置で支持レバーを介して連結されてリンク機構を構成する揺動体より構成し、
該揺動体一端のヘッド部に形成した楕円係合スリットに固定軸を挿通して該固定軸に沿って摺動可能とすると共に、揺動体の他端より突出する作動部材延長部分をスイッチ本体に固定された遮断部材で支持せしめることにより、
スイッチカバーのオン、オフ操作に応じて該接触スプリング片の撓みによる弾発力のもとで該揺動体を該遮断部材に支持した状態で上記リンクの動作によって上下摺動してオン、オフ位置を維持せしめ、
さらに、該揺動体ヘッド部下方に固定接点に相対して開閉する接点を構成する弾性接触片を設けて
該揺動体ヘッド部が下降したスイッチのオン位置において該弾性接触片を押し下げて回路を閉とし、上昇したオフ位置に於いて該弾性接触片を開放して回路をオフとするよう構成し、
また更に、該回路の閉状態において通電されるバイメタル片を揺動体の他端より突出する作動部材延長部分に相対して設けると共に、該バイメタル片の過大な負荷電流に伴う発熱変形により、該作動部材延長部分を押圧移動せしめて上記遮断部材の支持位置より外し、揺動体他端のヘッドをリンク機構により上昇させて接触スプリング片を開放して回路を開として電源から遮断せしめ、
上記揺動体の動作により、接触スプリング片を押圧してその弾発力によりスイッチカバーをオフ位置に押し上げると共に該揺動体をオフ動作位置に復帰させ、バイメタル片の冷却による復元に伴い揺動体の他端より突出する作動部材延長部分を押圧状態から開放して上記遮断部材上に復帰可能としてなる
ことを特徴とする揺動体スイッチ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揺動体型のスイッチ構造に関するものであり、特に、揺動体と過剰電流により発熱変形するバイメタル片によって動作する簡単な構造により、電流が過剰に流れた場合、迅速に電源を切断でき、安全を確保できるスイッチ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の電源スイッチは、オンとオフの２動作しかなく、完全に人の手によって操作されている。電力供給が不安定な地域においては、時として電流が過剰に流れることもある。かかる場合、知らずに使用を続けると、オーバーヒートし、火災が発生する可能性がある。このため、スイッチの安全性に関して改良が必要とされている。このような改良を施したスイッチ構造として、米国特許第4,937,548号および米国特許第5,786,742号に開示されるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のスイッチ構造には、次のような欠点がある。まず、米国特許第4,937,548号に掲載されているスイッチは、１つのバイメタル片、該バイメタル片の動作を受けるレバー、および１つのカム作動部品および揺動式スイッチ構造から構成されており、２つの接点間を開閉している。バイメタル片が過剰な電流により熱変形すると、レバーが押圧されて移動し、次いでカム作動部品が支点が失って作動し、接点が開放されて電源が切断される。電流が過剰に流れたことによって、直接反応するのはバイメタル片で、順次バイメタル片がレバーを、レバーがカム作動部品と揺動式スイッチにと、伝達されて間接的に作動する。このため、接点の開放が遅れ、直ちに反応することができず、過剰な電流が一瞬電気機器の中に流れてしまい、電気機器が破損することがある。
【０００４】
また、導電構造としてバイメタル片に対して導通を保つため別の電線で連結する必要があり、構造が複雑で、製造しにくいという欠点を持つ。また、バイメタル片は同時に揺動式スイッチのレバーを操作する機能を担うため、誤動作の可能性もある。
【０００５】
一方、米国特許第5,786,742号に掲載されているスイッチ構造は、バイメタル片が熱変形することで、導通している接点の係合を押圧開放してスイッチを遮断し、自動的に復帰する構造を持つ。しかし、構造が複雑であるため電流が過剰に流れた時、接点が接触してスイッチが直接作動する可能性が依然ある。
【０００６】
そこで、本発明は、迅速に反応し、かつ簡単な構造であり、電流が過剰に流れた時の危険を回避可能な、揺動体スイッチ構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、支点の廻りに回動してオン、オフ位置となる揺動スイッチカバー、
該揺動スイッチカバー一端側に連結され、他端をスイッチ本体底部に固定された接触スプリング片、
該揺動スイッチカバーの支点下方と下記ヘッド部よりの位置で支持レバーを介して連結されてリンク機構を構成する揺動体より構成し、
該揺動体一端のヘッド部に形成した楕円係合スリットに固定軸を挿通して該固定軸に沿って摺動可能とすると共に、揺動体の他端より突出する作動部材延長部分をスイッチ本体に固定された遮断部材で支持せしめることにより、
スイッチカバーのオン、オフ操作に応じて該接触スプリング片の撓みによる弾発力のもとで該揺動体を該遮断部材に支持した状態で上記リンクの動作によって上下摺動してオン、オフ位置を維持せしめ、
さらに、該揺動体ヘッド部下方に固定接点に相対して接点を構成する弾性接触片を設けて
該揺動体ヘッド部が下降したスイッチのオン位置において該弾性接触片を押し下げて回路を閉とし、上昇したオフ位置に於いて該弾性接触片を開放して回路をオフとするよう構成し、
また更に、該回路の閉状態において通電されるバイメタル片を揺動体の他端より突出する作動部材延長部分に相対して設けると共に、該バイメタル片の過大な負荷電流に伴う発熱変形により、該作動部材延長部分を押圧移動せしめて上記遮断部材の支持位置より外し、揺動体他端のヘッドをリンク機構により上昇させて接触スプリング片を開放して回路を開として電源から遮断せしめ、
上記揺動体の動作により、接触スプリング片を押圧してその弾発力によりスイッチカバーをオフ位置に押し上げると共に該揺動体をオフ動作位置に復帰させ、バイメタル片の冷却による復元に伴い揺動体の他端より突出する作動部材延長部分を押圧状態から開放して上記遮断部材上に復帰可能としてなる
ことを特徴とする揺動体スイッチ構造、である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施例の立体分解図を示す。前記スイッチ構造は、それぞれ１つのスイッチカバー１０、スイッチ本体２０、接触スプリング片３０、揺動体４０、バイメタル片５０、弾性接触片６０からなる。
【０００９】
前記スイッチカバー１０の表面は、ややくぼんだアーチ形状をし、その両側中間下方の支点１１の廻りに回動することにより、スイッチカバー１０を左右に揺動するスイッチ操作をすることができる。前記支点１１のすぐ下方には、三角片１２が形成され、さらに、前記三角片１２には支持レバー孔１３が形成されている。
【００１０】
前記スイッチ本体２０は、１つの開口部分２１を持つ中空ケースである。ケース内側の適当な場所にはそれぞれ、１つの遮断部材２２、１つの固定軸２３を設ける。スイッチカバー１０は、該開口部分２１に組み込まれる。該中空ケース底面には数本のスリット２４があり、それぞれ第１接触端子２５と第２接触端子２６を挿入して固定する。第１接触端子２５は、バイメタル片５０に連結され、導電片２５１に電気的に通じている。前記導電片２５１には１つの下方接点２５２が固定されている。
【００１１】
前記接触スプリング片３０の上端は、スイッチカバー１０の左側に連結し、下端はスイッチ本体２０底部（各図左下）に固定して、接触スプリング３０の弾発力によってスイッチカバー１０の左側を上へ押し上げる働きをする。
【００１２】
前記揺動体４０は、ほぼ長方形であって、左右に揺動体左部分４１と揺動体右部分４２とに分割して構成される。揺動体左部分４１と揺動体右部分４２はそれぞれ一端にヘッド部４３を有すると共にそのヘッド部に上下に長い楕円形の開口からなる係合スリット４３１を形成し、該スリットにスイッチ本体２０壁面の対応した位置にある上記固定軸２３を係合する。揺動体４０内の末端側には１つの作動部材４４を配置するが、組み立てる時は、作動部材４４の凸柱４４２を揺動体右半分４２の孔４５に挿入し、作動部材４４の延長部分４４１を開放スリット４６から後方に突出させる。そして作動部材４４はスプリング収容孔４４３に挿入されたスプリング（弾性部品）４４４と一緒に揺動体４０内部に組み込まれる。揺動体左部分４１の内側面には複数の固定突起４８があり、揺動体右半分４２に設置された複数の固定孔４７に嵌入して、一体化した揺動体４０とする。
【００１３】
作動部材４４の延長部分４４１は、揺動体４０の末端側から外に突出している。作動部材４４は、揺動体４０内部において、横方向にスライドして往復移動をすることができる。揺動体左半分４１の側面には、１つの孔４１０があり、１つの支持レバー４９によってスイッチカバー１０底部にある支持レバー孔１３と連結され、揺動体４０がスイッチカバー１０の揺動動作に連動するリンク機構として揺動動作をすることができる。
【００１４】
前記バイメタル片５０は、コの字形を呈し、揺動体４０の一側面に沿って配置され、その１つの脚は第１接触端子２５に、もう１つの脚は導電片２５１に固定されている。前記弾性接触片６０は、一端が第２接触端子２６に固定され、もう１つの開放端には１つの接触孔６１が設けられていて、底面側に上方接点６２を固定する。本発明のスイッチ動作には、オフ状態、オン状態、電流過剰による電源遮断という３つのサイクルがあり、以下に説明する。
【００１５】
図２に、本発明の実施例のスイッチのオフ状態における断面図を示す。オフ状態は使用者が操作した状況でもある。使用者がスイッチカバー１０の右側を押すと、スイッチカバー１０は、支点１１を軸心として時計方向に回転し、接触スプリング片３０が伸ばされると共に、支持レバー孔１３も支点１１を軸心として時計方向に円弧運動（本実施例では左方向）する。従って、支点レバー孔に連結された支持レバー４９の上端が同じ方向に動き、それにつれて揺動体４０の孔４１０に係合する支持レバー４９の下端が揺動体４０を上に引き上げると、そのヘッド部４３により下方に押圧されていた弾性接触片６０が開放されて、弾性接触片６０は上に移動し、上方接点６２と下方接点２５２が離れる。このため、第１接触端子２５と第２接触端子２６の回路が切れ、電力供給経路が切断される。
【００１６】
図３に、本発明の実施例のスイッチのオン状態における断面図を示す。使用者がスイッチカバー１０の左端を押すと、接触スプリング片３０が下に押されて撓み、スイッチカバー１０は支点１１を軸心として反時計方向に回転し、支持レバー孔１３も支点１１を軸心として反時計方向に弧を描いて移動（本実施例では右に移動）し、支持レバー４９の上端も同じ（右下）方向に移動するため、支持レバー下端が孔４１に係合する揺動体４０が下方に押し下げられ、それにつれて揺動体４０のヘッド部４３の下端が弾性接触片６０を下に向って加圧する。この動作によって弾性接触片６０の底面にある上方接点６２と導電片２５１の下方接点２５２が接触する。外部からの電流は、第１接触端子２５からバイメタル片５０、導電片２５１、下方接点２５２、上方接点６２、弾性接触片６０、第２接触端子２６へと流れる電気回路を形成し、オン状態を呈する。
【００１７】
図４に示す通り、揺動体４０は、上下楕円形の係合スリット４３１に係合する固定軸２３に沿って上下に移動し、揺動運動を行う。
【００１８】
注意すべきことは、前述したスイッチがオフ状態とオン状態においては、正常に電気が切れているか、通じており、揺動体４０末端にある作動部材４４の延長部分４４１の下面が遮断部材２２の上面に載置されている状態にあって、正常な作動状態にあるということである。
【００１９】
図４に、本発明の実施例のスイッチに電流が過剰に流れ、電源を遮断した状態の断面図を示す。電流が過剰に流れると、バイメタル片５０が過熱し、揺動体４０の方向に向って湾曲して、揺動体４０側面の孔４５から突出している作動部材４４の凸柱４４２を押し、遮断部材２２上に載置されていた作動部材４４の延長部分４４１を外し、それによって揺動体４０の末端側（左端）は下へ、逆に支持レバーに吊るされたヘッド部４３は上へ移動し、この動作により弾性接触片６０を下に押し下げていたヘッド部４３下端から開放されて、弾性接触片６０は弾力で上方へ移動し、上方接点６２と下方接点２５２が分離し、電源が切断される。
【００２０】
この時、スイッチカバー１０に外圧がかからなければ、接触スプリング片３０は揺動体４０の末端側に押圧されるのを契機に自らの弾発力により上方に向って伸び、スイッチカバー１０が上に押し上げられる。前記スイッチカバー１０は支点１１を軸心とし、時計方向に回転し、オフの位置（ 図２）に戻る。揺動体４０は支持レバー４９の傾動によって上に引き上げられて、正常な位置に戻る。バイメタル片５０は冷却すると元の形状に回復し、揺動体４０の作動部材４４の延長部分４４１はその押圧から開放されて、揺動体４０のスプリング４４４の弾発力により、スイッチ本体２０の遮断部材２２の上面の位置にスライドして復帰し、オフの状態（図２）、つまり再度スイッチを入れることができる状態となる。
【００２１】
【発明の効果】
上述した通り、本発明によれば、バイメタル片と揺動体の連動によって、電流が過剰に流れると、弾性接触片が直ちに接点を開き、電源供給が遮断される。さらに、異常な電圧上昇から正常な状態に復帰すれば、自動的に再びスイッチを入れることができる状態に回復する。動作が速く、構造が簡単なため、誤動作が発生することがなく、実用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【 図１】本発明に係る揺動体スイッチ構造の実施例の立体分解図である。
【 図２】図１の揺動体スイッチ構造のオフ状態における断面図である。
【 図３】図１の揺動体スイッチ構造のオン状態における断面図である。
【 図４】図１の揺動体スイッチ構造の電流過剰時における作動説明図である。
【符号の説明】
１０ スイッチカバー
１１ 支点
１２ 三角片
１３ 支持レバー孔
２０ スイッチ本体
２１ 開口部
２２ 遮断部材
２３ 固定軸
２４ 溝
２５ 第１接触端子
２５１ 導電片
２５２ 下方接点
２６ 第２接触端子
３０ 接触スプリング片
４０ 揺動体
４１ 揺動体左部分
４１０ 孔
４２ 揺動体右半分
４３ ヘッド部
４３１ 係合スリット
４４ 作動部材
４４１ 延長部分
４４２ 凸柱
４４３ スプリング収容孔
４５ 孔
４６ 開放スリット
４７ 固定孔
４８ 固定突起
４９ 支持レバー
５０ バイメタル片
６０ 弾性接触片
６１ 接点孔
６２ 上方接点
【図１】
0003567116.tif 000002
【図２】
0003567116.tif 000003
【図３】
0003567116.tif 000004
【図４】
0003567116.tif 000005