(57)【要約】【課題】多数回連続的にパルス大電流を通電できるスイッチを提供する。【解決手段】回転可能に支持された第１のアームと、前記第１のアームの自由端側に配置された第１の接点部材と、回転可能に支持された第２のアームと、前記第２のアームの自由端側に配置され、前記第１の接点部材に接触する第２の接点部材とを備え、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材とが接触した後に、両接点部材の接触位置が前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転動作にともなって変位する構成である。【選択図】図１
2015135764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された第１のアームと、
前記第１のアームの自由端側に配置された第１の接点部材と、
回転可能に支持された第２のアームと、
前記第２のアームの自由端側に配置され、前記第１の接点部材に接触する第２の接点部材と
を備え、
前記第１の接点部材と前記第２の接点部材とが接触した後に、両接点部材の接触位置が前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転動作にともなって変位する構成のスイッチ。
【請求項２】
前記接触位置を変位させる変位機構を更に備え、
前記変位機構は、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材とが接触した後に、前記第１のアームに前記第２のアームを押し戻す回転動作をさせることによって前記接触位置を変位させることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】
前記変位機構は、前記第１のアームに前記第２のアームを押し戻す弾性力を付与する弾性部材を有することを特徴とする請求項２に記載のスイッチ。
【請求項４】
前記第１のアームの回転軸と前記第２のアームの回転軸とが、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材との接触位置を挟んで相対する位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチ。
【請求項５】
前記第１のアームの回転軸と前記第２のアームの回転軸とが、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材との接触位置に対して同じ側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチ。
【請求項６】
前記第１の接点部材と前記第２の接点部材との接触部を取り囲む環状部材を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスイッチ。
【請求項７】
前記環状部材が樹脂材からなることを特徴とする請求項６に記載のスイッチ。
【請求項８】
前記第１のアーム、前記第２のアーム及び前記環状部材を覆う筐体を更に備えることを特徴とする請求項７に記載のスイッチ。
【請求項９】
前記筐体が気体導入口を備えることを特徴とする請求項８に記載のスイッチ。
【請求項１０】
前記筐体内が不活性ガス又は水素ガスで置換されていることを特徴とする請求項９に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチに関する。より詳しくは、パルス大電流を通電するスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁力を利用して金属を塑性加工する電磁成形技術等では、管の拡管やフランジ成形、縮管かしめ、板成形等様々な成形が行われる。電磁成形では、成形対象の材料をインダクタの付近に設置し、コンデンサに充電したエネルギーを、数ミリｓｅｃ以内の極めて短い時間でパルス状の大電流としてインダクタに印加する。これによって磁束が生じ、成形対象の材料には誘導電流が発生してフレミングの左手の法則により成形対象の材料が塑性変形される。
【０００３】
電磁成形等に用いられるパルス電流スイッチとして、ギャップスイッチを用いたものが特許文献１に開示されている。ギャップスイッチは、例えば湿度などの使用雰囲気の環境によって放電ギャップすなわち電極間の距離を調整する必要があるため、成形材の成形量のバラつきが大きく量産に適さないという問題があった。
【０００４】
ギャップスイッチの他にサイラトロンスイッチ、半導体スイッチ、イグナイトロンスイッチといったものが特許文献２に例示されている。この中でパルス大電流を用いて量産工程において多くの回数の放電すなわちショットを行うスイッチとしては、イグナイトロンスイッチが最も適しているといえる。
【０００５】
その他にも、接点同士を機械的に接触させて通電するメカニカルスイッチの適用が考えられる。大電流の通電に適用したメカニカルスイッチにおいては、例えば特許文献３がある。このスイッチは、接点材料を特定の組成に設定して接点同士のくっつき即ち溶着を抑えるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１１４３４号公報
【特許文献２】特開２００７−２５３１８２号公報
【特許文献３】特開平１１−７３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献３に記載の技術では、溶着の程度は低減できても例えば電磁成形品の量産設備のように連続して多数回の放電を行う場合は、溶着が完全に回避できない以上、スイッチがすぐに使用不可能になり生産性の低下とコストの向上を招いていた。
【０００８】
そこで、本発明は、接点同士の溶着を防止して多数回連続的にパルス大電流を通電できるスイッチを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るスイッチは、回転可能に支持された第１のアームと、前記第１のアームの自由端側に配置された第１の接点部材と、回転可能に支持された第２のアームと、前記第２のアームの自由端側に配置され、前記第１の接点部材に接触する第２の接点部材とを備え、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材とが接触した後に、両接点部材の接触位置が前記第１のアーム及び前記第２のアームの回転動作にともなって変位する構成である。
また、本発明のスイッチは、前記接触位置を変位させる変位機構を更に備え、前記変位機構は、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材とが接触した後に、前記第１のアームに前記第２のアームを押し戻す回転動作をさせることによって前記接触位置を変位させてもよい。
また、本発明のスイッチは、前記変位機構が、前記第１のアームに前記第２のアームを押し戻す弾性力を付与する弾性部材を有してもよい。
また、本発明のスイッチは、前記第１のアームの回転軸と前記第２のアームの回転軸とが、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材との接触位置を挟んで相対する位置に配置されていてもよい。または、前記第１のアームの回転軸と前記第２のアームの回転軸とは、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材との接触位置に対して同じ側に配置されていてもよい。
また、本発明のスイッチは、前記第１の接点部材と前記第２の接点部材との接触部を取り囲む環状部材を更に備えてもよい。
また、本発明のスイッチは、前記環状部材が樹脂材からなるものであってもよい。
また、本発明のスイッチは、前記第１のアーム、前記第２のアーム及び前記環状部材を覆う筐体を更に備えてもよい。
また、本発明のスイッチは、前記筐体が気体導入口を備えてもよい。
また、本発明のスイッチは、前記筐体内が不活性ガス又は水素ガスで置換されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多数回連続的にパルス大電流を通電できるスイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態のスイッチ１及びその動作例を説明するための正面図であり、Ａは初期状態、Ｂは接点部材の接触開始の状態、Ｃは接点部材の接触位置の変位が終了した状態を示す正面図。
【図２】接点部材の接触位置の変位を説明するための拡大正面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のスイッチ１２を示す正面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態のスイッチ１３の構成を説明するための正面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態のスイッチ１４の構成を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
（スイッチ１）
先ず、本発明の第１の実施形態のスイッチ１について説明する。図１は、本実施形態のスイッチ１を模式的に示す正面図である。なお、以下の説明において、図１のＸ軸正方向を前方、Ｘ軸負方向を後方、Ｙ軸正方向を右方、Ｙ軸負方向を左方、Ｚ軸正方向を上方、Ｚ軸負方向を下方とする。また、以下の説明では、Ｘ軸正負両方向を総称して奥行き方向、Ｙ軸正負両方向を総称して横方向、Ｚ軸正負両方向を総称して高さ方向とする。
【００１４】
本実施形態のスイッチ１は、蓄積されたエネルギーを短時間で放電することに適用され、パルス大電流の通電に好適な構成である。具体的には、図１に示すように、スイッチ１は、第１のアーム３と、第１の接点部材４と、第２のアーム５と、第２の接点部材６とを備える。
【００１５】
第１のアーム３は、その上端から下端側に延びている。第１のアーム３は、その下端部を除いて、長尺かつ奥行き方向に所定の幅を有する板状に形成されている。第１のアーム３は、下端部が回転可能に支持されている。具体的には、第１のアーム３の下端部は、前方から視た場合に矩形状を呈する第１の支持部３１となっており、この第１の支持部３１には、奥行き方向に延びた第１の支持軸３１１が設けられている。第１の支持軸３１１は、第１のアーム３の回転軸を構成している。
【００１６】
第１のアーム３は、第１の支持部３１を介して第１の支持軸３１１に回転可能に支持されている。第１の支持軸３１１は、スイッチ１における第１の支持軸３１１の所定の固定位置に固定されている。
【００１７】
第１のアーム３は、導体によって形成されている。導体は、導電性及び強度を確保する観点から金属であることが好ましく、銅、銅合金又はタングステンなどであることがより好ましい。銅合金は、コストや加工の容易性などの観点から黄銅などであることが好ましい。一方、第１の支持軸３１１は、第１のアーム３からの絶縁性を確保する観点から、絶縁体であることが好ましい。この場合、絶縁体は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などであってもよい。第１のアーム３の回転を円滑に行わせる観点から、第１の支持軸３１１と第１のアーム３との間には、潤滑剤が配置されていることが好ましい。この場合、潤滑剤は、グリースなどであってもよい。
【００１８】
第１の接点部材４は、第１のアーム３の自由端側すなわち上端側に配置されている。すなわち、第１の接点部材４は、第１のアーム３を介して回転可能に支持されている。第１の接点部材４は、第１のアーム３の上端部右側面に、第１のアーム３から右方に突出した態様で配置されている。
【００１９】
第１の接点部材４の形状は限定されず、例えば、実質的な円柱形状又は角柱形状などの種々の形状を選択してもよい。なお、後述する第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置を円滑に変位させる観点から、第１の接点部材４の右側面４１は、平坦面であることが好ましい。また、両接点部材４、６間に生じ得る高周波放電による表皮効果の影響をなるべく少なくして両接点部材４、６の導通を適切に図る観点から、接点部材４の右側面４１の面積をできるだけ広く形成することが好ましい。
【００２０】
第１の接点部材４は導体によって形成されている。導体は、導電性及び強度確保の観点から金属であることが好ましく、銅、銅合金又はタングステンなどであることがより好ましい。銅合金は、コスト、加工容易性及び接点部材４の溶着し難さなどの観点から黄銅であることが好ましい。
【００２１】
第２のアーム５は、その下端から上端側に延びている。第２のアーム５は、その上端部を除いて、長尺かつ奥行き方向に所定の幅を有する板状に形成されている。第２のアーム５の下端部は、第１のアーム３の上端部の右方に位置する。第２のアーム５は、上端部が回転可能に支持されている。具体的には、第２のアーム５の上端部は、前方から視た場合に矩形状を呈する第２の支持部５１となっており、この第２の支持部５１には、奥行き方向に延びた第２の支持軸５１１が設けられている。第２の支持軸５１１は、第２のアーム５の回転軸を構成している。
【００２２】
第２のアーム５は、第２の支持軸５１１に回転可能に支持されている。第２のアーム５は、第１のアーム３と同様の導体によって形成されている。第２のアーム５からの絶縁性を確保する観点から、第２の支持軸５１１は繊維強化プラスチックなどの絶縁体であることが好ましい。第２のアーム５の回転を円滑に行わせる観点から、第２の支持軸５１１と第２のアーム５との間には、グリースなどの潤滑剤が配置されていることが好ましい。
【００２３】
第２の接点部材６は、第２のアーム５の自由端側すなわち下端側に配置されている。すなわち、第２の接点部材６は、第２のアーム５を介して回転可能に支持されている。第２の接点部材６は、第２のアーム５の下端部左側面に、第２のアーム５から左方に突出した態様で配置されている。第２の接点部材６は、第１の接点部材４に対して右方において対向している。第２の接点部材６の形状は限定されず、例えば、実質的な円柱形状又は角柱形状などの種々の形状を選択してもよい。第２の接点部材６は、第１の接点部材４と同様の導体によって形成されている。
【００２４】
第２の接点部材６は、第１の接点部材４と接触する構成である。第２の接点部材６は、第１の接点部材４とともに第１のアーム３と第２のアーム５とを導通させる構成である。
【００２５】
スイッチ１は、第１の接点部材４と第２の接点部材６とが互いに接触した後に、両接点部材４、６の接触位置が第１のアーム３及び第２のアーム５の回転動作にともなって変位すなわち移動する構成である。両接点部材４、６の接触位置を変位させる際には、両アーム３、５の回転速度、回転方向又はトルク若しくは接触時における第１の接点部材４と第２の接点部材６とのなす角度などを適宜調整して与えてもよい。また、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置を変位させるための機構を更に設けてもよい。
【００２６】
図１Ｂに示すように、第１の支持軸３１１と第２の支持軸５１１とは、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置Ｐを挟んで相対する位置に配置されている。なお、両支持軸３１１、５１１の位置が接触位置Ｐを挟んで相対する関係は、接触位置Ｐの変位にかかわらず確保される。このような構成によれば、スイッチ１の横幅を抑えることができスイッチの装置全体をコンパクトにすることができる。
【００２７】
図１に示すように、第１のアーム３の下端部には、第１の導線１７が連結されている。また、第２のアーム５の上端部には、第２の導体１８が連結されている。第１の導体１７及び第２の導体１８は、不図示の電源及び負荷に接続されている。負荷としては、電磁成形用のインダクタなどを用いてもよい。導線１７、１８としては、多芯丸線などを用いてもよい。
【００２８】
（スイッチ１の動作例）
次に、スイッチ１の動作例について説明する。先ず、初期状態においては、図１Ａに示すように、第１の接点部材４と第２の接点部材６とは非接触状態であり、パルス電流の通電は行われない。
【００２９】
次いで、初期状態から、第１のアーム３及び第２のアーム５に対して不図示の動力源から動力を伝達させることなどによって、両アーム３、５を回転させる。このとき、第１のアーム３は、第１の支持軸３１１を中心に、図１において時計回りに回転する。また、第２のアーム５も、第２の支持軸５１１を中心に、図１において時計回りに回転する。図１Ａ中の２つの破線矢印は、両アーム３、５の回転方向を示している。
【００３０】
このような第１のアーム３及び第２のアーム５の回転により、図１Ｂに示すように、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触が開始される。このとき、両接点部材４、６の接触位置Ｐは、第１の支持軸３１１の中心と第２の支持軸５１１の中心とを結ぶ仮想直線Ｌに対して左側すなわち第１の接点部材４側に位置する。図１Ｂの状態では、第１の接点部材４の右側面４１における下端部の近傍の部位と、第２の接点部材６の左側面６１の下端部とが、両接点部材４、６の接触位置Ｐとなっている。なお、両接点部材４、６の大きさなどによっては、第１の接点部材４の右側面４１における下端部が、第２の接点部材６の左側面６１における下端部の近傍の部位に接する場合もあり得る。
【００３１】
図１Ｂのような両接点部材４、６の接触の始期すなわち接触の開始時点における接触位置Ｐの態様は、第２のアーム５の回転速度を第１のアーム３の回転速度より速くすることなどによって具現化してもよい。この場合、図１のように、第１のアーム３を、第１の接点部材４に作用する重力に逆らう方向すなわち時計回りに回転させ、第２のアーム５を、第２の接点部材６に作用する重力に従う方向すなわち時計回りに回転させることが好ましい。これにより、第１のアーム３には、第１の接点部材４の重力が回転を妨げる向きに作用し、第２のアーム５には、第２の接点部材６の重力が回転を促す向きに作用するので、両アーム３、５の回転速度の差を効率よく形成することができる。
【００３２】
図１Ｂの状態において、第１のアーム３と第２のアーム５とは互いに導通されており、更に、各アーム３、５は、それぞれに連結された導線１７、１８を介して外部の電源に導通されている。この結果、第１のアーム３と第２のアーム５との間で、電源のエネルギーに基づいてパルス電流が通電される。
【００３３】
次いで、図１Ｂの後に、第１のアーム３の時計回りへの回転が更に進行することで、図１Ｃに示すように、第１の接点部材４と第２の接点部材６とが両接点部材４、６の接触位置の変位が終了する位置まで移動される。このとき、両接点部材４、６の接触位置Ｐは、仮想直線Ｌ上に位置する。このとき、両接点部材４、６は、側面４１、６１の全面が面接触するようにしてもよい。図１Ｃの一点鎖線枠は、接触位置Ｐの変位が終了し接点部材４と接点部材６とが面接触している状態を示している。
【００３４】
図１Ｃのような両接点部材４、６の接触位置の移動終了後の態様は、第２のアーム５の回転方向が図１Ｂの時点から逆転すなわち反時計回りになる構成によって具現化することができる。
【００３５】
次いで、図１Ｃの状態の後に、動力源の制御などによって第１のアーム３及び第２のアーム５を反時計回りに回転させることで、第１のアーム３及び第２のアーム５を初期状態（図１Ａ）に復帰させる。その後は、図１Ｂの状態への遷移、図１Ｃの状態への遷移及び図１Ａの状態への遷移を順次繰り返す。
【００３６】
ここで、第１の接点部材４と第２の接点部材６とが接触する際に、両接点部材４、６の電位差によって両接点部材４、６間の間隙部に放電（スパーク）が生じ、この放電によって両接点部材４、６に溶融箇所が生じる場合がある。そして、両接点部材４、６の溶融箇所同士が互いに接触したまま凝固すなわち硬化する場合、両接点部材４、６が溶着されることになる。
【００３７】
しかしながら、本実施形態のスイッチ１では、図２に示すように、両接点部材４、６の接触開始（図２Ａ）から接触位置の変位終了（図２Ｃ）に至る期間中、互いに接触した第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置Ｐを変位させることができる。より具体的には、図２の場合、接触位置Ｐは、時間経過にともなって下方に変位する。図２Ａ中の破線矢印は、接触位置Ｐの変位方向を示す。これにより、両接点部材４、６の溶融箇所同士が互いに接触したままの状態で凝固することを回避できるので、両接点部材４、６の溶着は生じない。なお、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置が変位する方向は、図２で説明した下方に限定されず、例えば、奥行き方向などであってもよい。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態のスイッチ１によれば、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置を第１のアーム３及び第２のアーム５の回転動作にともなって変位させることで、両接点部材４、６の溶着を防止することができる。これにより、両接点部材４、６を繰り返し接触及び離間させることができるので、多数回連続的にパルス大電流を通電することができる。
【００３９】
また、本実施形態のスイッチ１によれば、両接点部材４、６の接触が、両接点部材４、６間に軸圧縮が生じない状態すなわち両接点部材４、６の側面４１、６１同士が互いに傾いた状態（図１Ｂ参照）で開始されるので、溶着を更に有効に防止することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態のスイッチ１によれば、両接点部材４、６の接触の繰り返しにともない、両接点部材４、６の形状が溶融の繰り返しによって逐次変化するので、両接点部材４、６の接触開始時における接触位置を、通電１回毎に移動させることができる。これにより、接点部材の一部分が集中して溶損することを防止することができ、スイッチの長寿命化を図ることができる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
（スイッチ１２）
次に、本発明の第２の実施形態のスイッチ１２について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態のスイッチ１２を示す正面図である。
【００４２】
本実施形態のスイッチ１２は、第１の実施形態のスイッチ１と比べ、構成が更に特定されている。
【００４３】
具体的には、図３に示すように、スイッチ１２は、筐体２を有しており、この筐体２の内部には、第１の実施形態で説明した各構成部３〜６、１７、１８が収容されている。なお、図３に示す筐体２は、筐体２の不図示の前壁部が開放された状態である。前壁部は、蝶番などの開閉部材２００によって開閉可能に支持されていてもよい。
【００４４】
図３に示すように、第１のアーム３は、筐体２内における底壁部２１寄りの位置に配置されている。第１のアーム３は、筐体２の後壁部２２に固定された第１の支持軸３１１に回転自在に支持されている。
【００４５】
図３に示すように、第２のアーム５は、筐体２内における上壁部２３寄りの位置に配置されている。第２のアーム５は、筐体２の後壁部２２に固定された第２の支持軸５１１に回転自在に支持されている。
【００４６】
図３に示すように、スイッチ１２は、第１のアーム３及び第２のアーム５を駆動するアーム駆動機構７を有している。
【００４７】
アーム駆動機構７の態様は特に限定されないが、図３に示すように、アーム駆動機構７は、アーム駆動軸７１と、第１のアーム連結部材７２と、第２のアーム連結部材７３と、３つの弾性部材７４ａ〜７４ｃとを備えてもよい。
【００４８】
図３に例示するアーム駆動機構７について更に詳述すると、図３に示すように、アーム駆動軸７１は、高さ方向に長尺に形成されている。アーム駆動軸７１は、筐体２内に上下にスライド可能に保持されている。
【００４９】
３つの弾性部材７４ａ〜７４ｃは、いずれも外部から作用する圧縮力に抗する弾性力を発揮する構成である。各弾性部材７４ａ〜７４ｃは、圧縮ばねであってもよいが、これに限定されず、ゴムクッションやエアダンパなどを採用してもよい。各弾性部材７４ａ〜７４ｃは、アーム駆動軸７１上における互いに異なる位置に、弾性力の発揮方向をアーム駆動軸７１の軸方向に合わせた状態で固定されている。
【００５０】
具体的には、１つの弾性部材７４ａ（以下、第１の弾性部材と称する）は、アーム駆動軸７１の上端部に、アーム駆動軸７１の外周に固定されている。より具体的には、第１の弾性部材７４ａは、その上端が、アーム駆動軸７１の外周に固定された第１のフランジ７５１の下端面に接続されている。また、第１の弾性部材７４ａは、その下端が、第２のアーム連結部材７３の右端部に接続されている。なお、第２のアーム連結部材７３の右端部は、アーム駆動軸７１を包囲した状態で第１の弾性部材７４ａに接続されている。また、第２のアーム連結部材７３の右端部は、アーム駆動軸７１の外周に固定された第２のフランジ７５２の上端面に接している。
【００５１】
他の１つの弾性部材７４ｃ（以下、第３の弾性部材と称する）は、アーム駆動軸７１の下端部に、アーム駆動軸７１を包囲した状態で固定されている。より具体的には、第３の弾性部材７４ｃは、その上端が、アーム駆動軸７１の外周に固定された第４のフランジ７５４の下端面に接続されている。また、第３の弾性部材７４ｃは、その下端が、筐体２の底壁部２１に接続されている。
【００５２】
残りの１つの弾性部材７４ｂ（以下、第２の弾性部材と称する）は、アーム駆動軸７１における第３の弾性部材７４ｃの上方近傍位置に、アーム駆動軸７１を包囲した状態で固定されている。より具体的には、第２の弾性部材７４ｂは、その上端が、アーム駆動軸７１の外周に固定された第３のフランジ７５３の下端面に接続されている。また、第２の弾性部材７４ｂは、その下端が、第１のアーム連結部材７２の右端部に接続されている。なお、第１のアーム連結部材７２の右端部は、アーム駆動軸７１を包囲した状態で第２の弾性部材７４ｂに接続されている。また、第１のアーム連結部材７２の右端部は、第４のフランジ７５４の上端面に接している。
【００５３】
第１の弾性部材７４ａ及び第２の弾性部材７４ｂは、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置を変位させる変位機構として機能する。詳細は後述する。
【００５４】
アーム駆動軸７１は、外力が作用しない状態において、第３の弾性部材７４ｃの弾性力によってスライド可能範囲における最上端に位置される。また、アーム駆動軸７１には、第３の弾性部材７４ｃによる上方への弾性力に勝る下方への外力を作用させることが可能となっている。具体的には、例えば、アーム駆動軸７１に強磁性体などからなる不図示の磁力作用部を設け、この磁力作用部の外周に、アーム駆動軸７１の軸方向への磁界を生じさせるソレノイドを設けることで、磁力作用部に下方への磁力を作用させてもよい。この場合、スイッチへの通電時にアーム３、５から電流が漏洩してソレノイドへダメージを与えることを回避する観点から、アーム駆動軸７１は、絶縁体によって形成することが好ましい。絶縁体は、アーム駆動軸７１の強度の確保及び軽量化などの観点から、繊維強化プラスチックなどであることが好ましい。
【００５５】
第１のアーム連結部材７２は、第１のアーム３を、アーム駆動軸７１における下端寄りの部位に連結している。第１のアーム連結部材７２とアーム駆動軸７１とが第２の弾性部材７４ｂを介して連結されていることは既に述べた通りである。第１のアーム連結部材７２は、第１のアーム３との絶縁及び強度を確保する観点から、繊維強化プラスチックなどによって形成することが好ましい。
【００５６】
第２のアーム連結部材７３は、第２のアーム５を、アーム駆動軸７１における上端寄りの部位に連結している。第２のアーム連結部材７３とアーム駆動軸７１とが第１の弾性部材７４ａを介して連結されていることは既に述べた通りである。第２のアーム連結部材７３は、第２のアーム５との絶縁及び強度を確保する観点から、繊維強化プラスチックなどによって形成することが好ましい。
【００５７】
また、以上の構成に加えて、更に、図３に示すように、筐体２に気体導入口３０を設けてもよい。そして、気体導入口３０を介して外部のガス供給源から給気された不活性ガス又は水素ガスによって筐体２内が置換されていてもよい。不活性ガスは、窒素ガスやアルゴンガスなどであってもよい。このような構成によれば、接点部材４、６の酸化を防止することができ、また、接点部材４、６の放電時に生じる火花を抑制することができる。なお、筐体２に気体排出口３１を更に設けてもよい。
【００５８】
筐体２内に供給されるガスが空気より重い場合、図３に示すように、気体導入口３０を筐体２における下端部寄りの位置に配置し、気体排出口３１を筐体２における上端部寄りの位置に配置することが好ましい。このような構成によれば、筐体２内にガスを十分に充満させた上で余剰分を排気させることができるので、接点部材４、６の酸化を更に有効に防止することができ、また、接点部材４、６の放電時における火花を更に有効に抑制することができる。
【００５９】
さらに、メンテナンス性や組み立て容易性等の観点から、接点部材４、６は、アーム３、５に対して着脱可能とされていることが好ましい。この場合、アーム３、５側に雌ねじを形成し、接点部材４、６側に雄ねじを形成することで、接点部材４、６の着脱を、ねじを締め付ける又は緩めるといった簡便な作業で行えるようにしてもよい。この場合、接点部材４、６は、図３に示すように、外周面の一部が接点部材４、６の着脱時にスパナを噛ませるのに適した平面４ａ、６ａに形成されていてもよい。
【００６０】
さらにまた、接点部材４、６の熱を放熱するための放熱フィンをアーム３、５に形成してもよい。
【００６１】
また、アーム駆動機構７１の動力源は、ソレノイドに限定されず、アーム駆動軸７１を上下動させることが可能な種々の動力源を適用してもよい。
【００６２】
（スイッチ１２の動作例）
次に、本実施形態のスイッチ１２の動作例について説明する。本実施形態のスイッチ１２では、先ず、図１Ａに示した初期状態が、アーム駆動軸７１に作用する第３の弾性部材７４ｃの弾性力すなわち上方への力によって形成される。
【００６３】
次いで、図１Ｂに示した第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触の始期の状態が、アーム駆動軸７１に作用する下方への外力によって形成される。具体的には、アーム駆動軸７１に作用する下方への外力により、アーム駆動軸７１が、第３の弾性部材７４ｃの弾性力に抗して下方に移動する。このとき、第３の弾性部材７４ｃは、ダンパとして機能し、アーム駆動軸７１の下方への移動を安定的に行わせる。そして、アーム駆動軸７１の下方への移動に連動して、アーム駆動軸７１に連結された第１のアーム３が、第１の支持軸３１１を中心に図３における時計回りに回転する。また、このとき、アーム駆動軸７１に連結された第２のアーム５が、第２の支持軸５１１を中心に図３における時計回りに回転する。このようにして、両接点部材４、６が接触状態になる。アーム駆動軸７１に対する下方への外力の作用は、不図示の電源装置によるソレノイドへの断続的な通電などによって一定の時間間隔で繰り返し行ってもよい。
【００６４】
次いで、図２に示した第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置の変位が、変位機構の一例としての第１の弾性部材７４ａ及び第２の弾性部材７４ｂによって具現化される。具体的には、両接点部材４、６の接触の始期の状態（図１Ｂ参照）から、アーム駆動軸７１が更に下方に移動すると、第１の弾性部材７４ａの上端及び第２の弾性部材７４ｂの上端にフランジ７５１、７５３から作用する下方向への力が大きくなる。
【００６５】
これにより、第１の弾性部材７４ａ及び第２の弾性部材７４ｂが上方から圧縮される。すると、第１の弾性部材７４ａ及び第２の弾性部材７４ｂには、圧縮状態を解消しようとする復元力が生じる。具体的には、第１の弾性部材７４ａには、これの下端に連結された第２のアーム連結部材７３を下方に押そうとする力すなわち第２のアーム５を更に時計回りに回転させようとする弾性力が生じる。また、第２の弾性部材７４ｂには、これの下端に連結された第１のアーム連結部材７２を下方に押そうとする力すなわち第１のアーム３を更に時計回りに回転させようとする弾性力が生じる。
【００６６】
そして、このとき、両弾性部材７４ａ、７４ｂの弾性係数の違いなどによって第２の弾性部材７４ｂの弾性力が第１の弾性部材７４ａの弾性力に勝ることで、第１のアーム３の時計回りへの回転が優先される。このとき、第２のアーム５は、両接点部材４、６の接触部を介して第１のアーム３によって押し戻され、反時計回りに後退する。このようにして、両接点部材４、６の接触位置が下方に変位し、図１Ｃの状態に遷移する。ただし、第１のアーム３が第２のアーム５を押し戻すメカニズムは、以上に限定されない。
【００６７】
図１Ｃの後は、アーム駆動軸７１に対する下方への外力の作用を終了させた上で、第３の弾性部材７４ｃの弾性力によってアーム駆動軸７１を上方に移動させ、この移動に連動させて第１のアーム３及び第２のアーム５を初期状態（図１Ａ）に復帰させる。
【００６８】
本実施形態のスイッチ１２によれば、変位機構７４ａ、７４ｂにより、両接点部材４、６の接触の後に第１のアーム３に第２のアーム５を押し戻す回転動作を行わせることで、両接点部材４、６の接触位置を簡便かつ確実に変位させることができる。また、変位機構７４ａ、７４ｂが、第１のアーム３に第２のアーム５を押し戻す弾性力を付与する第２の弾性部材７４ｂを有することで、接触位置の変位を簡易な構成によって低コストで行うことができる。また、アーム駆動機構７に変位機構７４ａ、７４ｂを組み込むことができるので、スイッチの構成を更に簡素化することができる。また、第１の支持軸３１１と第２の支持軸５１１とが両接点部材４、６の接触位置Ｐを挟んで相対する位置に配置されているので、アーム駆動機構７における１本のアーム駆動軸７１を、第１のアーム３及び第２のアーム５の双方の駆動に活用することができる。これにより、部品点数を抑えることができる。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態のスイッチ１３について説明する。図４は、本発明の第３の実施形態のスイッチ１３の構成を説明するための図である。
【００７０】
本実施形態のスイッチ１３は、第１の実施形態のスイッチ１と比べ、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触位置Ｐを基準とした第１の支持軸３１１と第２の支持軸５１１との相対的な位置関係が異なる。具体的には、図４に示すように、本実施形態では、第１の支持軸３１１と第２の支持軸５１１とが、接触位置Ｐに対して同じ側すなわち図４における上側に配置されている。
【００７１】
また、図４に示すように、第１の接点部材４の右側面４１は、第１のアーム３の長手方向に対して傾きを有している。また、第２の接点部材６の左側面６１は、第２のアーム５の長手方向に対して傾きを有している。
【００７２】
本実施形態のスイッチ１３は、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触時における第１のアーム３の回転方向と第２のアーム５の回転方向とが互いに逆方向となる。具体的には、第１のアーム３が図４における反時計回りに回転し、第２のアーム５が図４における時計回りに回転することで、第１の接点部材４と第２の接点部材６とが接触する。
【００７３】
本実施形態のスイッチ１３は、スイッチの高さを抑えようとする場合に好適な構成である。
【００７４】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態のスイッチ１４について説明する。図５は、本発明の第４の実施形態のスイッチ１４の構成を説明するための図である。
【００７５】
本実施形態のスイッチ１４は、第２の実施形態のスイッチ１２と比べ、図５に示すように、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触部を取り囲む環状部材２０を更に備えることのみが異なる。環状部材２０は、第１のアーム３および第２のアーム５とともに筐体２（図３参照）によって覆われている。
【００７６】
環状部材２０は、絶縁性を確保する観点から、絶縁体であることが好ましく、また、耐熱性及び耐衝撃性を確保する観点から、フッ素系樹脂によって形成されることが更に好ましい。フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンなどであってもよい。
【００７７】
本実施形態のスイッチ１４によれば、環状部材２０により、第１の接点部材４と第２の接点部材６との接触によって生じたジェット気流から筐体２を保護することができる。また、ジェット気流によって接点部材４、６の溶融金属が飛散したとしても、環状部材２０によって飛散の拡大を防止することができる。
【００７８】
なお、環状部材２０は、第３の実施形態のスイッチ１３に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１、１２、１３、１４  スイッチ
３  第１のアーム
４  第１の接点部材
５  第２のアーム
６  第２の接点部材
７４ａ  第１の弾性部材
７４ｂ  第２の弾性部材
【図１】
2015135764.tif 000003
【図２】
2015135764.tif 000004
【図３】
2015135764.tif 000005
【図４】
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【図５】
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