(57)【要約】【課題】固定接点と可動接点の間に接点異常が発生した場合においても、両接点の電気的接続状態を解除できるスイッチ装置を提供する。【解決手段】可動接点２１は、第一固定接点１１から離間する位置と、第一固定接点１１と接触する位置をとりうる。操作部材３２は、可動接点２１を変位させる。付勢部材４０は、第一固定接点１１から離間するように可動接点２１を変位させる付勢力を可動接点２１に付与する。付勢部材４０は、第一固定接点１１と可動接点２１との間に接点異常が生じると、操作部材３２により可動接点２１が第一固定接点１１と接触している位置に保持される力を前記付勢力が上回るように構成されている。【選択図】図２
2018067415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、
少なくとも前記固定接点から電気的に絶縁される第一位置、および前記固定接点と電気的に接続される第二位置をとりうる可動接点と、
前記可動接点を変位させる操作部材と、
前記可動接点を前記第二位置から前記第一位置に変位させる付勢力を前記可動接点に付与する付勢部材と、
を備えており、
前記付勢部材は、前記固定接点と前記可動接点との間に接点異常が生じると、前記操作部材により前記可動接点が前記第二位置に保持される力を前記付勢力が上回るように構成されている、
スイッチ装置。
【請求項２】
前記可動接点は、回動軸線を中心として回動することにより前記第一位置と前記第二位置の間を変位可能であり、
前記付勢部材が前記付勢力を前記可動接点に付与する箇所は、前記可動接点における前記固定接点と接触する箇所よりも前記回動軸線の延びる方向にオフセットしている、
請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記付勢部材は、ばね部材である、
請求項１または２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記ばね部材は、板ばね部材である、
請求項３に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記操作部材は、樹脂製である、
請求項１から４のいずれか一項に記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記固定接点は、第一固定接点と第二固定接点を含んでおり、
前記可動接点の前記回動軸線は、前記第一固定接点と前記第二固定接点の間に位置するように配置されており、
前記付勢部材は、前記可動接点の第一部分を第一の力で前記第一固定接点へ向けて付勢するとともに、前記可動接点の第二部分を第二の力で前記第二固定接点へ向けて付勢しており、
前記第一の力と前記第二の力は、前記第一固定接点および前記第二固定接点のいずれかと前記可動接点との間に接点異常が生じたとき、前記可動接点の前記第一部分と前記第二部分の双方が前記第一固定接点と前記第二固定接点から電気的に絶縁されるように設定されている、
請求項１から５のいずれか一項に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているスイッチ装置の一例としてのシーソースイッチは、固定接点、可動接点、および操作部材として機能する押圧ピンを備えている。押圧ピンは、ユーザの操作に応じて、固定接点から電気的に絶縁される位置と、固定接点と電気的に接続される位置との間で可動接点を変位させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９８９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された構成においては、固定接点と可動接点の接点異常が生じた場合に、押圧ピンによる可動接点と固定接点の電気的接続状態が解除されない可能性がある。
【０００５】
本発明は、固定接点と可動接点の接点異常が発生した場合においても、両接点の電気的接続状態を解除できるスイッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、スイッチ装置であって、
固定接点と、
少なくとも前記固定接点から電気的に絶縁される第一位置、および前記固定接点と電気的に接続される第二位置をとりうる可動接点と、
前記可動接点を変位させる操作部材と、
前記可動接点を前記第二位置から前記第一位置に変位させる付勢力を前記可動接点に付与する付勢部材と、
を備えており、
前記付勢部材は、前記固定接点と前記可動接点との間に接点異常が生じると、前記操作部材により前記可動接点が前記第二位置に保持される力を前記付勢力が上回るように構成されている。
【０００７】
このような構成によれば、固定接点と可動接点の間に接点異常が生じた場合であっても、付勢部材が可動接点に付与する付勢力によって、両接点の電気的接続状態を解除できる。すなわち、固定接点と可動接点の間の接点異常が生じたまま、両者の電気的接続状態が放置される事態を回避できる。
【０００８】
上記のスイッチ装置は、以下のように構成されうる。
前記可動接点は、回動軸線を中心として回動することにより前記第一位置と前記第二位置の間を変位可能であり、
前記付勢部材が前記付勢力を前記可動接点に付与する箇所は、前記可動接点における前記固定接点と接触する箇所よりも前記回動軸線の延びる方向にオフセットしている。
【０００９】
このような構成によれば、操作部材による可動接点の操作を阻害することなく、固定接点と可動接点の間の接点異常により生じた熱の影響が付勢部材に及び難くできる。
【００１０】
上記のスイッチ装置は、以下のように構成されうる。
前記付勢部材は、ばね部材である。
【００１１】
付勢部材をばね部材で構成することによって、前述した付勢部材の機能を安価かつ簡易な構成で実現できる。
【００１２】
この場合、上記のスイッチ装置は、以下のように構成されうる。
前記ばね部材は、板ばね部材である。
【００１３】
この場合、付勢部材の一体成形加工が容易であり、部品点数の削減に寄与する。
【００１４】
上記のスイッチ装置は、以下のように構成されうる。
前記操作部材は、樹脂製である。
【００１５】
このような構成によれば、固定接点と可動接点の間の接点異常により発生した熱により、操作部材を積極的に溶融させることができる。これにより、固定接点と可動接点の間の接点異常に伴い熱が発生した場合に、付勢部材による可動接点の第一位置への変位を迅速に行なわせることができる。
【００１６】
上記のスイッチ装置は、以下のように構成されうる。
前記固定接点は、第一固定接点と第二固定接点を含んでおり、
前記可動接点の前記回動軸線は、前記第一固定接点と前記第二固定接点の間に位置するように配置されており、
前記付勢部材は、前記可動接点の第一部分を第一の力で前記第一固定接点へ向けて付勢するとともに、前記可動接点の第二部分を第二の力で前記第二固定接点へ向けて付勢しており、
前記第一の力と前記第二の力は、前記第一固定接点および前記第二固定接点のいずれかと前記可動接点との間に接点異常が生じたとき、前記可動接点の前記第一部分と前記第二部分の双方が前記第一固定接点と前記第二固定接点から電気的に絶縁されるように設定されている。
【００１７】
このような構成によれば、第一固定接点および第二固定接点のいずれかと可動接点との間に接点異常が生じた場合に、可動接点がいずれの固定接点とも電気的に接続されていない状態を成立させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、固定接点と可動接点の間に接点異常が発生した場合においても、両接点の電気的接続状態を解除できるスイッチ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態に係るスイッチ装置の構成を示す図である。
【図２】上記スイッチ装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付の図面を参照しつつ、実施形態例について以下詳細に説明する。以降の説明に用いる添付の各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。以降の説明における「上方」「下方」という表現は、説明の便宜のために用いており、装置の使用時における方向を限定する意図ではない。
【００２１】
図１の（Ａ）は、一実施形態に係るスイッチ装置１の内部構成を模式的に示している。スイッチ装置１は、いわゆるシーソースイッチである。スイッチ装置１は、筐体１０、第一固定接点１１、および第二固定接点１２を備えている。第一固定接点１１と第二固定接点１２は、筐体１０内に固定されている。
【００２２】
第一固定接点１１と第二固定接点１２は、それぞれ導電性の材料からなる。第一固定接点１１と第二固定接点１２は、それぞれスイッチ装置１内に設けられた図示しないスイッチ回路と電気的に接続されうる。あるいは、第一固定接点１１と第二固定接点１２は、それぞれ図示しない外部接続端子と電気的に接続されうる。この場合、スイッチ装置１は、当該外部接続端子を介して図示しない外部スイッチ回路と接続されうる。
【００２３】
スイッチ装置１は、可動接点２１と支点部材２２を備えている。可動接点２１は、導電性の材料からなる。図１の（Ｂ）は、可動接点２１と支点部材２２を図１の（Ａ）における上方から見た外観を示している。可動接点２１は、図示しない支持構造を介して、揺動軸Ａを中心として支点部材２２上を揺動可能に筐体１０に支持されている。第一固定接点１１と第二固定接点１２は、揺動軸Ａについて対称に配置されている。
【００２４】
スイッチ装置１は、ノブ部材３１、操作部材３２、およびコイルばね３３を備えている。ノブ部材３１は、筐体１０の外側に配置されており、ユーザにより直接的あるいは間接的に操作される。操作部材３２は、コイルばね３３を介してノブ部材３１に支持されている。操作部材３２は、コイルばね３３を圧縮するようにノブ部材３１に対して摺動可能である。操作部材３２の先端は、可動接点２１に接触している。操作部材３２の先端は、コイルばね３３の付勢力により、可動接点２１に対して押圧されている。
【００２５】
図１の（Ａ）は、スイッチ装置１の中立状態を示している。当該状態において、第一固定接点１１と可動接点２１は離間しており、両者は電気的に絶縁状態にある。同様に、第二固定接点１２と可動接点２１は離間しており、両者は電気的に絶縁状態にある。
【００２６】
図２の（Ａ）は、図１の（Ａ）に示される中立状態からノブ部材３１が操作された状態を示している。同図に示されるように、ノブ部材３１は、図示しない回動軸を中心として同図における時計回りおよび反時計回りに回動可能とされている。同図に示される例においては、ノブ部材３１が回動軸を中心として反時計回りに回動するように操作がなされている。
【００２７】
上記の操作により、操作部材３２は、揺動軸Ａを中心として同図における時計回りに可動接点２１を回動させる。これにより、可動接点２１の第一端部２１１は、第一固定接点１１と接触し、両者は電気的に接続される。スイッチ装置１は、可動接点２１と第一固定接点１１の電気的接続に関連付けられた動作を行なう。
【００２８】
図示を省略するが、ノブ部材３１が回動軸を中心として図２の（Ａ）における時計回りに操作されると、操作部材３２は、揺動軸Ａを中心として図２の（Ａ）における反時計回りに可動接点２１を回動させる。これにより、可動接点２１の第二端部２１２は、第二固定接点１２と接触し、両者は電気的に接続される。スイッチ装置１は、可動接点２１と第二固定接点１２の電気的接続に関連付けられた動作を行なう。
【００２９】
なお「揺動軸Ａ」は、実体のある軸体により構成されてもよいし、可動接点２１の揺動支点と実質的に一致する仮想的な軸線でもよい。
【００３０】
すなわち、可動接点２１は、第一固定接点１１から電気的に絶縁される位置（第一位置の一例）と、第一固定接点１１と電気的に接続される位置（第二位置の一例）のいずれかをとるように変位可能である。同様に、可動接点２１は、第二固定接点１２から電気的に絶縁される位置（第一位置の一例）と、第二固定接点１２と電気的に接続される位置（第二位置の一例）のいずれかをとるように変位可能である。操作部材３２は、可動接点２１がこれらのいずれかの位置をとるように変位させる。
【００３１】
スイッチ装置１は、付勢部材４０を備えている。付勢部材４０は、筐体１０の内壁と可動接点２１の間に挟まれるように配置されている。付勢部材４０は、弾性変形可能に構成されている。付勢部材４０は、弾性復元力を有する材料からなるか、弾性復元力を発揮する形状を有するように形成されている。
【００３２】
図１の（Ａ）に示されるノブ部材３１の中立状態においては、付勢部材４０は、第一固定接点１１と第二固定接点１２の双方から離間する姿勢を維持するように、可動接点２１に付勢力を付与している。
【００３３】
図２の（Ａ）に示されるように可動接点２１が第一固定接点１１と接触する位置にあるとき、付勢部材４０は、可動接点２１を第一固定接点１１から離間する位置に変位させる付勢力を、可動接点２１に付与するように構成されている。
【００３４】
同図中に示される各矢印の長さは、力の強さに対応している。すなわち、可動接点２１の揺動軸Ａを中心とする時計回りの回動により、付勢部材４０の第二固定接点１２に近い側の部分においてより大きな弾性復帰力が生じ、可動接点２１を第一固定接点１１から離間させようとする付勢力が生じる。
【００３５】
しかしながら、当該付勢力は、可動接点２１が第一固定接点１１と接触している位置に保持される力よりも弱い。したがって、可動接点２１と第一固定接点１１が接触した状態が維持される。
【００３６】
図示を省略するが、可動接点２１が第二固定接点１２と接触する位置にあるとき、付勢部材４０は、可動接点２１を第二固定接点１２から離間する位置に変位させる付勢力を、可動接点２１に付与するように構成されている。
【００３７】
この場合、可動接点２１の揺動軸Ａを中心とする反時計回りの回動により、付勢部材４０の第二固定接点１２に近い側の部分においてより大きな弾性復帰力が生じ、可動接点２１を第二固定接点１２から離間させようとする付勢力が生じる。
【００３８】
しかしながら、当該付勢力は、可動接点２１が第二固定接点１２と接触している位置に保持される力よりも弱い。したがって、可動接点２１と第二固定接点１２が接触した状態が維持される。
【００３９】
図２の（Ｂ）は、第一固定接点１１と可動接点２１の間に接点異常が生じた場合におけるスイッチ装置１の動作を説明するための図である。接点異常の例としては、埃や炭化物が付着した第一固定接点１１に可動接点２１が接触して大電流が流れることによる発熱が挙げられる。
【００４０】
発熱により可動接点２１の温度が許容値を超えると、操作部材３２の先端が熱により溶融し、可動接点２１が第一固定接点１１と接触している位置に保持される力が減少する。これにより、当該保持力を付勢部材４０が可動接点２１を第一固定接点１１から離間させようとする付勢力が上回り、可動接点２１は中立位置に復帰する。
【００４１】
図示を省略するが、第二固定接点１２と可動接点２１の間の接点異常が生じた場合におけるスイッチ装置１の動作も同様である。埃や炭化物が付着した第二固定接点１２に可動接点２１が接触して大電流が流れることにより熱が発生し、可動接点２１の温度が許容値を超えると、操作部材３２の先端が熱により溶融し、可動接点２１が第二固定接点１２と接触している位置に保持される力が減少する。これにより、当該保持力を付勢部材４０が可動接点２１を第二固定接点１２から離間させようとする付勢力が上回り、可動接点２１は中立位置に復帰する。
【００４２】
このような構成によれば、第一固定接点１１または第二固定接点１２と可動接点２１の間に接点異常が生じた場合であっても、付勢部材４０が可動接点２１に付与する付勢力によって、両接点の電気的接続状態を解除できる。すなわち、第一固定接点１１または第二固定接点１２と可動接点２１の接点異常が生じたまま、両者の電気的接続状態が放置される事態を回避できる。
【００４３】
図１の（Ｂ）に示されるように、可動接点２１は、第一凸部２１３と第二凸部２１４を備えている。第一凸部２１３は、揺動軸Ａよりも第一端部２１１に近い位置において揺動軸Ａと平行に延びている。第二凸部２１４は、揺動軸Ａよりも第二端部２１２に近い位置において揺動軸Ａと平行に延びている。
【００４４】
前述のように、可動接点２１は、揺動軸Ａ（回動軸線の一例）を中心として回動することにより、第一固定接点１１から離間する位置と第一固定接点１１と接触する位置との間で変位可能であり、第二固定接点１２から離間する位置と第二固定接点１２と接触する位置との間で変位可能である。
【００４５】
付勢部材４０は、中立位置にある可動接点２１が第一固定接点１１および第二固定接点１２から離間している姿勢を維持する付勢力を、上記の第一凸部２１３と第二凸部２１４に付与している。すなわち、付勢部材４０が当該付勢力を可動接点２１に付与する箇所は、可動接点２１の第一端部２１１および第二端部２１２よりも揺動軸Ａの延びる方向にオフセットしている。
【００４６】
このような構成によれば、操作部材３２による可動接点２１の操作を阻害することなく、第一固定接点１１または第二固定接点１２と可動接点２１の間に接点異常により生じた熱の影響が付勢部材４０に及び難くできる。
【００４７】
本実施形態においては、付勢部材４０は、板ばねにより形成されている。板ばねの素材は、操作部材３２を形成している材料よりも高い耐熱性を有する。当該素材の例としては、金属または耐熱性樹脂が挙げられる。
【００４８】
図１の（Ａ）に示されるように、付勢部材４０は、第一屈曲部４１と第二屈曲部４２を有している。第一屈曲部４１は、可動接点２１の揺動軸Ａよりも第一端部２１１に近い側に付勢力を付与している。第二屈曲部４２は、可動接点２１の揺動軸Ａよりも第二端部２１２に近い側に付勢力を付与している。
【００４９】
図２の（Ａ）に示されるように可動接点２１が第一固定接点１１と接触しているとき、可動接点２１が中立状態にあるときよりも第二屈曲部４２の屈曲度が大きくなるように付勢部材４０が変形される。したがって、第二屈曲部４２は、第一屈曲部４１よりも大きな弾性復帰力を生じ、揺動軸Ａを中心として反時計回りに回動するように可動接点２１を付勢する。
【００５０】
同様に、可動接点２１が第二固定接点１２と接触しているとき、可動接点２１が中立状態にあるときよりも第一屈曲部４１の屈曲度が大きくなるように付勢部材４０が変形される。したがって、第一屈曲部４１は、第二屈曲部４２よりも大きな弾性復帰力を生じ、揺動軸Ａを中心として時計回りに回動するように可動接点２１を付勢する。
【００５１】
図１の（Ｂ）に示されるように、付勢部材４０は、各々が可動接点２１の側方を揺動軸Ａと交差する向きに延びている一対の部分４３が接続部４４によって接続された形状を呈している。一対の部分４３の各々が、前述の第一屈曲部４１と第二屈曲部４２を有している。すなわち、付勢部材４０は、金属加工あるいは樹脂加工を経て得られた一体成形品である。
【００５２】
付勢部材４０をばね部材で構成することによって、前述した機能を安価かつ簡易な構成で実現できる。すなわち、付勢部材４０は、前述した機能を発揮できるならば、コイルばね部材によっても構成されうる。
【００５３】
特に本実施形態のように板ばね部材によって付勢部材４０を構成する場合、図１の（Ｂ）に示されるような一体成形加工が容易であり、部品点数の削減に寄与する。
【００５４】
本実施形態においては、操作部材３２は、樹脂製である。より具体的には、付勢部材４０を形成している材料よりも耐熱性の低い樹脂からなる。
【００５５】
このような構成によれば、第一固定接点１１または第二固定接点１２と可動接点２１の間の接点異常により発生した熱により、操作部材３２を積極的に溶融させることができる。これにより、第一固定接点１１または第二固定接点１２と可動接点２１の間の接点異常が生じた場合に、付勢部材４０による可動接点２１の中立状態への復帰を迅速に行なわせることができる。
【００５６】
本実施形態においては、図１の（Ｂ）に示されるように、可動接点２１は、揺動軸Ａが第一固定接点１１と第二固定接点１２の間に位置するように配置されている。付勢部材４０は、可動接点２１の第一端部２１１（可動接点の第一部分の一例）を第一の力で第一固定接点１１へ向けて付勢するとともに、可動接点２１の第二端部２１２（可動接点の第二部分の一例）を第二の力で第二固定接点１２へ向けて付勢している。同図に矢印で示される第一の力と第二の力は、第一固定接点１１および第二固定接点１２のいずれかと可動接点２１との間に接点異常が生じたとき、可動接点２１の第一端部２１１と第二端部２１２の双方が第一固定接点１１と第二固定接点１２から電気的に絶縁されるように設定されている。
【００５７】
このような構成によれば、第一固定接点１１および第二固定接点１２のいずれかと可動接点２１との間に接点異常が生じた場合に、可動接点２１がいずれの固定接点とも電気的に接続されていない状態を成立させることができる。
【００５８】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。
【００５９】
上記の実施形態においては、スイッチ装置１は、第一固定接点１１と第二固定接点１２が揺動軸Ａについて対称的に配置され、ノブ部材３１が図示しない回動軸を中心として時計回りおよび反時計回りに回動するシーソースイッチである。しかしながら、スイッチ装置１は、ノブ部材３１が直線的に摺動されることによって、揺動軸Ａを中心として可動接点２１を揺動させるスライドスイッチとして構成されうる。
【００６０】
あるいは、スイッチ装置１は、第一固定接点１１と第二固定接点１２の一方のみが設けられ、ノブ部材３１が直線的に摺動されることによって、可動接点が当該固定接点に対して接離するスライドスイッチとして構成されうる。
【００６１】
支点部材２２は、導電性の材料によって形成された第三の固定接点でありうる。この場合、可動接点２１が第一固定接点１１と接触することにより、支点部材２２と第一固定接点１１が電気的に接続され、当該電気的接続に応じた動作をスイッチ装置１が行なう。同様に、可動接点２１が第二固定接点１２と接触することにより、支点部材２２と第二固定接点１２が電気的に接続され、当該電気的接続に応じた動作をスイッチ装置１が行なう。
【符号の説明】
【００６２】
１：スイッチ装置、１１：第一固定接点、１２：第二固定接点、２１：可動接点、２１１：第一端部、２１２：第二端部、２１３：第一凸部、２１４：第二凸部、３２：操作部材、４０：付勢部材、Ａ：揺動軸
【図１】
2018067415.tif 000003
【図２】
2018067415.tif 000004