(57)【要約】【課題】スイッチの接続操作または開放操作のときに、アークが発生したとしても、その発生時間をできるだけ短く押さえることが可能なスイッチ構造を提供すること。【解決手段】互いに嵌合可能なハウジング４，１１には、両ハウジング４，１１の嵌合によって電気的に接続される端子金具６，９が設けられている。両ハウジング４，１１の嵌合状態は、ロック突部１６とロック凹部１５との係合によって維持されている。スライダ１８を上方に移動させると、両ハウジング４，１１が嵌合状態を維持したまま、弦巻ばね３３が弾性変形される。規制解除段部３７が、移動規制壁１３の先端位置を越えると共に、ロック突部１６が移動規制壁１３を僅かに拡開方向に弾性変形させ、ロック突部１６とロック凹部１５とのロックが解除される。すると、弦巻ばね３３の復帰変形に伴って、第１ハウジング１１が、離間方向に移動する。【選択図】        図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子金具と、この第１端子金具を収容可能な第１ハウジングと、前記第１端子金具に接触可能な第２端子金具と、この第２端子金具を収容可能かつ前記第１ハウジングと互いに嵌合することで前記両端子金具を接触させる第２ハウジングと、前記両ハウジングの嵌合状態を解離する際に前記両端子金具の離間速度を向上させる速度向上機構とが設けられているスイッチ構造であって、
前記速度向上機構は、前記第１ハウジングに設けられた弾性部材と、この弾性部材を前記第１ハウジングとの間で押圧して弾性的に変移可能なスライダと、嵌合状態にある前記両ハウジングを離間方向に操作したときに前記両端子金具が接触状態から離間状態に移動する前に前記第１ハウジングが離間方向に移動することを規制すると共に、前記弾性部材が所定の弾性変形状態に至ったときに前記第１ハウジングが離間方向に移動することを許容する移動規制部とから構成されていることを特徴とするスイッチ構造。
【請求項２】
前記両ハウジングのうちの一方側のハウジングには、カム突部が設けられており、他方側のハウジングには、このカム突部を受け入れ可能なカム溝を備え、回転運動によって前記両ハウジングを嵌合方向または離間方向に移動させる回動部材が設けられていることを特徴とするスイッチ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電気自動車では、従来のガソリン車に比べると、高電圧（例えば、１４０Ｖ程度）の直流電源を用いる。図１２及び図１３には、そのような直流高電圧系統に用いられるスイッチ構造１００を示した（特開２０００ー２６０２６９）。このスイッチ構造１００には、電気的に離間した一対の第２端子金具１０１，１０１を備えた第２ハウジング１０３と、両第２端子金具１０１，１０１間を短絡させる第１端子金具１０２を備えた第１ハウジング１０４とが設けられている。各ハウジングは、相手側ハウジングに対して、相対的に近接又は離間する方向に移動可能とされている。両ハウジング１０３，１０４が近接して嵌合された状態となると、第１端子金具１０３が両第２端子金具１０１，１０１に接続して、スイッチが閉じた状態となる。この状態から、スイッチを開放するには、両ハウジング１０３，１０４の嵌合を解除し、両端子金具１０１，１０２を離間させる必要がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６０２６９号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前述のように、スイッチ構造１００は直流高電圧系統に用いられているために、スイッチの接続操作または開放操作の際には、端子金具１０１，１０２間にアークが発生する事態が懸念される。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチの接続操作または開放操作のときに、アークが発生したとしても、その発生時間をできるだけ短く押さえることが可能なスイッチ構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段、発明の作用、及び発明の効果】
上記の課題を解決するために第１の発明に係るスイッチ構造は、第１端子金具と、この第１端子金具を収容可能な第１ハウジングと、前記第１端子金具に接触可能な第２端子金具と、この第２端子金具を収容可能かつ前記第１ハウジングと互いに嵌合することで前記両端子金具を接触させる第２ハウジングと、前記両ハウジングの嵌合状態を解離する際に前記両端子金具の離間速度を向上させる速度向上機構とが設けられているものであって、前記速度向上機構は、前記第１ハウジングに設けられた弾性部材と、この弾性部材を前記第１ハウジングとの間で押圧して弾性的に変移可能なスライダと、嵌合状態にある前記両ハウジングを離間方向に操作したときに前記両端子金具が接触状態から離間状態に移動する前に前記第１ハウジングが離間方向に移動することを規制すると共に、前記弾性部材が所定の弾性変形状態に至ったときに前記第１ハウジングが離間方向に移動することを許容する移動規制部とから構成されていることを特徴とする。
【０００６】
弾性部材としては、例えば、板ばね・弦巻ばねなどのばね部材、ごむ部材などが例示される。
第１の発明によれば、嵌合状態にある両ハウジングのうち、第１ハウジングに設けられたスライダを所定の方向に押圧すると、移動規制部が第１ハウジングの移動を規制するので、両ハウジングが嵌合している状態で、弾性部材が弾性変形させられる。そして、弾性部材が所定の弾性変形状態に至ると、移動規制部が第１ハウジングの移動規制を解除することにより、両ハウジングが離間する方向に移動する。このとき、弾性部材は弾性変形状態から自然状態方向へと復帰変形するので、両端子金具の離間速度を向上させることができる。このため、アークが発生したとしても、その発生時間を短く押さえることができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に記載のものであって、前記両ハウジングのうちの一方側のハウジングには、カム突部が設けられており、他方側のハウジングには、このカム突部を受け入れ可能なカム溝を備え、回転運動によって前記両ハウジングを嵌合方向または離間方向に移動させる回動部材が設けられていることを特徴とする。
第２の発明によれば、回動部材を所定の方向に回転させると、回動部材に設けられたカム溝に嵌まり込んだカム突部の移動に伴って、両ハウジングを嵌合状態と離間状態との間で相互に移動させることができる。このため、操作性が良好となるので、素速い移動を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明するが、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
【０００９】
次に、本発明の一実施形態について、図１〜図１１を参照しつつ詳細に説明する。この実施形態では、スイッチ構造１は、電気自動車の動力電線に介在されるブレーカとして用いられている。スイッチ構造１は、図１に示すように、回路２の中に組み込まれている。回路２には、所定の機構３（例えば、自動車駆動用モータなど）が組み込まれており、スイッチ構造１の開閉によって、この回路２の駆動が制御されるようになっている。
【００１０】
図２に示すように、スイッチ構造１には、互いに嵌合可能な第１ユニットＵ１と、第２ユニットＵ２とが設けられている。このうち、まず先に第２ユニットＵ２について説明する。第２ユニットＵ２には、例えば合成樹脂によって形成された平断面が略長方形状の第２ハウジング４が設けられている。この第２ハウジング４の中央には、筒状部５が図示上方（後述する第１ハウジング１１が組み付けられる方向）に向かって開放した状態で設けられている（図９を併せて参照）。第２ハウジング４の内部には、複数の第２端子金具６が固定されている。
【００１１】
第２端子金具６は、金属板材を折曲げ加工して形成されたものであり、その底辺部分は、図６等に示すように、ボルト７によって第２ハウジング４の底部に固定されている。また、底辺部分から立ち上がる立辺部６Ａは、筒状部５の中心部に一体に突設された電極保持板部８の両側に沿わせて固定されている。立辺部６Ａの上端部分は、第１端子金具９の接触点となる。複数の第２端子金具６の間は、互いに電気的に分断された状態とされており、第１端子金具９の接触（つまり、両ハウジング４，１１の嵌合）によって、回路２が閉じられるようになっている。なお、第２端子金具６の一端に設けられたボルト７には、外部端子３９が取り付けられて、電線Ｗを介して外方に延設されている（図９を併せて参照）。
【００１２】
また、電極保持板部８において、第２端子金具６が設けられている一対の辺とは別の側辺１２の周囲には、所定の間隔を隔てて移動規制壁１３が設けられている（図２等を参照）。この移動規制壁１３と電極保持板部８との間には、所定の間隔で嵌合空間１４が設けられている。この嵌合空間１４には、後に詳述する第１ハウジング１１が嵌まり込む。また、移動規制壁１３において、電極保持板部８の高さ方向のほぼ中央には、ロック凹部１５が凹設されている。このロック凹部１５には、第１ハウジング１１のロック突部１６が係合可能とされている。両移動規制壁１３は、互いに離間する方向に僅かに弾性変形が可能とされている。移動規制壁１３の裏面側（電極保持板部８が設けられている面とは逆の面側）には、支持空間１７が設けられており、ここには第１ハウジング１１に設けられたスライダ１８が嵌まり込み可能とされている。
【００１３】
第２ハウジング４の両側壁１９には、レバー受入壁２０が設けられている。このレバー受入壁２０は、その一端が側壁１９に連結されていると共に、側壁１９から所定の間隔を隔てて並行に延設されている。両壁１９，２０の間には、レバー組付溝２１が設けられており、ここにはレバー２２が嵌め込まれる。レバー受入壁２０からは、側壁１９に向かって、軸部２３が突設されている。この軸部２３には、レバー２２の軸受孔２４が嵌め込まれて、レバー２２の回動中心となる。また、レバー受入壁２０からは、レバー２２の回転角度を決める回転規制突部２９が突設されている。また、両側壁１９の上端ほぼ中央には、互いに内側に向かって脱離規制突部３１が突設されている。この脱離規制突部３１は、両ハウジング４，１１の嵌合状態を解除するときに、第１ハウジング１１の抜け止めを行う。
【００１４】
レバー２２は、第２ハウジング４の両側壁１９を挟み付けるようにして組み付けられて、軸部２３を回動中心として回転することにより、両ハウジング４，１１を嵌合方向または離間方向に移動させる。レバー２２には、両レバー組付溝部２１に嵌め込まれる一対の組付側辺２５と、両組付側辺２５の一端部を連結する操作部２６とが設けられている。組付側辺２５には、軸部２３が嵌まり込む軸受孔２４が設けられている。また、組付側辺２５には、第１ハウジング１１側に設けられたカム突部２７（後に詳述する。より正確には、カム突部２７は、第１ハウジング１１に連結されたスライダ１８に設けられている。）を受け入れるカム溝２８と、回転規制突部２９を受け入れる回転角度規制溝３０との二つの溝が設けられている。
【００１５】
このうち、回転角度規制溝３０は、軸受孔２４を中心として等距離に設けられている。回転規制突部２９が回転角度規制溝３０の両端３０Ａ，３０Ｂに当接することにより、レバー２２の回転が所定の位置を越えないように規制される（なお、図３に示すのは、レバー２２が始めて第２ハウジング４に組み付けられた初期位置である。実際のスイッチ構造１の使用に際しては、回転角度規制溝３０には、回転規制突部２９が嵌まり込んだ範囲内において回転運動を行う。）。
一方、カム溝２８は、軸受孔２４からの距離が、遠方から近くに滑らかに変化するように設けられている。カム突部２７がカム溝２８に嵌まり込んだ状態で、レバー２２を所定の方向に回転させると、カム突部２７がカム溝２８に沿って移動することで、両ハウジング４，１１が相対的に嵌合または離間する方向に移動する。
【００１６】
次に、第１ユニットＵ１について説明する。第１ユニットＵ１は、例えば合成樹脂により形成された第１ハウジング１１と、この第１ハウジング１１に対して弦巻ばね３３（本発明において、弾性部材に該当する。）を介して連結されるスライダ１８とから構成されている。
【００１７】
第１ハウジング１１には、第２ハウジング４の筒状部５に嵌合可能な角筒状の電極保持筒３２が設けられており、この電極保持筒３２の内部には、第１端子金具９が収容されている。第１端子金具９は、導電性金属板材により一体に形成されており、電極保持板部８とほぼ等幅を備えている。第１端子金具９は、電極保持板部８を厚み方向から挟み付けるクリップ状に形成されており、両ハウジング４，１１の嵌合により、電極保持板部８及び第２端子金具６を挟持することで、複数の第２端子金具６間を電気的に接続する（図６を併せて参照）。また、第１ハウジング１１の電極保持筒３２の下端付近には、第２ハウジング４のロック凹部１５に係合するロック突部１６が突設されている。第１ハウジング１１の上端には、筒状部５よりも大きな基部３４が設けられている。この基部３４には、図示下方向（第２ハウジング４との嵌合方向）に向かって、弦巻ばね３３を組み付けるばね装着孔３５が凹設されている。
【００１８】
スライダ１８は、電極保持筒３２よりも一回り大きく形成されており、第２ハウジング４の電極保持板部８を遊挿させつつ、第２ハウジング４に組み付けられる。スライダ１８の左右両側壁３６の上面には、弦巻ばね３３を組み付けるばね装着部３８が設けられている。また、両側壁３６からは、第２ハウジング４のカム溝２８に嵌まり込むカム突部２７が、外方に向かって一対に突設されている。スライダ１８の両側壁３６における内面３６Ａ，３６Ｂには、高さ方向の中央先端寄りの位置に、規制解除段部３７が設けられている。規制解除段部３７から下方の内面３６Ａは、規制解除段部３７よりも上方の内面３６Ｂに較べて、互いに離間する方向に後退して形成されている。この下方の内面３６Ａ部分では、第２ハウジング４の移動規制壁１３が僅かに弾性変形できるようになっている。
【００１９】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態のスイッチ構造１は、第１ユニットＵ１と第２ユニットＵ２とが一体に組み付けられた状態で、嵌合状態（両ハウジング４，１１が組み付けられて、両端子金具６，９が電気的に接続された状態）と離間状態（両ハウジング４，１１の組付が解除されて、両端子金具６，９が電気的に切断された状態）との間を変移可能とされる。
両ユニットＵ１，Ｕ２を一体化するには、次の操作を行う。まず、第２ハウジング４にレバー２２を組み付け、初期位置（図３に示す位置）としておく。この初期位置では、レバー２２のカム溝２８の開口部２８Ａが、第２ハウジング４の開口方向（図２において上方）を向いている。
ここで、両ハウジング４，１１が互いに正面を向くようにして、両ユニットＵ１，Ｕ２を組み付ける。このとき、スライダ１８のカム突部２７が、カム溝２８に嵌まり込むと共に、第１ハウジング１１が第２ハウジング４の内部に入り込んで、両ユニットＵ１，Ｕ２が一体化される。
【００２０】
次に、レバー２２を図３中の矢印Ａ方向に回転させることにより、カム突部２７をカム溝２８に沿って引き込み、両ユニットＵ１，Ｕ２が近接する方向に移動させる。レバー２２の回転角度規制溝３０の開始端３０Ａに回転規制突部２９が嵌まり込んだ位置で、レバー２２の回転操作を止める（図４〜図６を参照。このレバー２２の位置を回転開始位置という。）。レバー２２が回転開始位置にあるときには、両ハウジング４，１１は嵌合前の離間状態にあり、両ハウジング４，１１に設けられた両端子金具６，９は、未だに離間した状態とされており回路２は開いている。この離間状態では、第１ハウジング１１の基部３４の上端縁に脱離規制突部３１が当接することで、第１ハウジング１１の脱落が規制される。またこのときには、弦巻ばね３３は、第１ハウジング１１とスライダ１８との間で、自然状態（弦巻ばね３３に対して、圧縮方向または引っ張り方向に力が作用していない状態）または僅かに圧縮方向に力が作用している状態とされている（図４等を参照）。
【００２１】
次に、レバー２２を図５中の矢印Ｂ方向に回転させることにより、スライダ１８を第２ハウジング４側に引き込み、第１ハウジング１１を嵌合する方向に移動させる。レバー２２の回転操作に伴い、カム突部２７とカム溝２８とのカム作用によって、スライダ１８を移動させる。このとき、スライダ１８の移動に伴って、弦巻ばね３３が引っ張られ、この弦巻ばね３３の弾性力によって、第１ハウジング１１が第２ハウジング４の方向に移動する。レバー２２における回転角度規制溝３０の完了端３０Ｂに回転規制突部２９が至るまで回転操作を行うと、両ハウジング４，１１が所定の位置に嵌合すると共に、内部の両端子金具６，９が接続して、回路２が閉止される（図７〜図９を参照。なお、以下の説明において、このときのレバー２２の位置を回転完了位置という）。
こうして、両ハウジング４，１１の嵌合操作が完了する。
【００２２】
両ハウジング４，１１が嵌合状態に至ると、第１ハウジング１１のロック突部１６が、第２ハウジング４のロック凹部１５に嵌まり込むことで、両ハウジング４，１１が嵌合状態に維持される。またこのとき、支持空間１７にスライダ１８が嵌まり込んでおり、規制解除段部３７は、移動規制壁１３の先端に設けられたロック凹部１５よりも図示下方（より深い位置）に位置している。このため、スライダ１８の内面３６Ｂによって、移動規制壁１３の拡開方向への弾性変形が規制されている（図１０を参照）。
【００２３】
次に、嵌合状態にある両ハウジング４，１１を離間状態とするときの操作方法について説明する。回転完了位置にあるレバー２２を、図７中の矢印Ｃに示すように、回転開始位置の方向に回転操作する。レバー２２の回転に伴って、カム突部２７とカム溝２８との作用によって、スライダ１８が両ハウジング４，１１を解離する方向（図１１中の矢印Ｄ方向）に移動する。ここで、規制解除段部３７が移動規制壁１３の先端よりも図示下方にある場合には、スライダ１８の内面３６Ｂが移動規制壁１３の拡開方向への弾性変形を規制しているので、ロック突部１６とロック凹部１５との係合は維持されたままとなっている。このため、スライダ１８の移動にもかかわらず、第１ハウジング１１の移動は規制されて、両ハウジング４，１１の嵌合状態の維持されている。またこのときには、弦巻ばね３３は、スライダ１８の移動によって自然状態から圧縮方向に弾性変形される。
【００２４】
そして、スライダ１８が所定の位置まで移動して、規制解除段部３７が移動規制壁１３の先端位置を越えると、ロック突部１６が移動規制壁１３を僅かに拡開方向に弾性変形させると共に、ロック突部１６とロック凹部１５とのロックが解除される。すると、第１ハウジング１１の移動規制が解除されるので、弦巻ばね３３の弾性力によって、両ハウジング４，１１が離間する方向に移動する。このとき、弦巻ばね３３は弾性変形状態から自然状態方向へと復帰変形するので、両端子金具６，９の離間速度を向上させることができる。このため、アークが発生したとしても、その発生時間を短く押さえることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、レバー２２を所定の方向に回転させると、レバー２２に設けられたカム溝２８に嵌まり込んだカム突部２７の移動に伴って、両ハウジング４，１１を嵌合状態と離間状態との間で相互に移動させることができる。このため、操作性が良好となり、素速い移動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のスイッチ構造を備えた回路図である。
【図２】スイッチ構造の分解側断面図である。
【図３】レバーが初期位置にあるときの第２ハウジングの正面図である。
【図４】両ハウジングが離間状態にあるときのスイッチ構造の側断面図である。
【図５】両ハウジングが離間状態にあるときのスイッチ構造の正面図である。
【図６】両ハウジングが離間状態にあるときのスイッチ構造の正断面図である。
【図７】両ハウジングが嵌合状態にあるときのスイッチ構造の正面図である。
【図８】両ハウジングが嵌合状態にあるときのスイッチ構造の正断面図である。
【図９】両ハウジングが嵌合状態にあるときのスイッチ構造の平面図である。
【図１０】両ハウジングが嵌合状態にあるときのスイッチ構造の側断面図である。
【図１１】両ハウジングを嵌合状態から離間状態に移行させる際に、スライダの移動によって、ばね部材が圧縮されている様子を示すスイッチ構造の側断面図である。
【図１２】従来例において、離間状態にある両ハウジングの側断面図である。
【図１３】従来例において、嵌合状態にある両ハウジングの側断面図である。
【符号の説明】
１…スイッチ構造
４…第２ハウジング
６…第２端子金具
９…第１端子金具
１１…第１ハウジング
１５…ロック凹部（移動規制部、速度向上機構）
１６…ロック突部（移動規制部、速度向上機構）
１８…スライダ（速度向上機構）
２２…レバー（回動部材）
２７…カム突部
２８…カム溝
３３…弦巻ばね（弾性部材、速度向上機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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