(57)【要約】【課題】  耐アーク性が向上するとともに、寿命を延ばすことが可能なスイッチ装置を提供する。【解決手段】  スイッチ装置１０は、固定接点１６と、インシュレータ１７と、これらと摺動する可動接点１５とを備えている。スイッチ装置１０は、グラファイト２２が分散された複合材料からなる固定接点１６及び可動接点１５と、低摩擦係数を有する樹脂２４からなるインシュレータ１７とを組み合わせた摺動接点を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点とインシュレータとが固定配置され、前記固定接点と前記インシュレータとの配置方向に沿って可動接点を摺動させるとともに前記可動接点を前記固定接点上と前記インシュレータ上とに切換配置することにより両接点間の開閉を行うスイッチ装置において、
固体潤滑剤を含む金属により前記固定接点と前記可動接点とのうち少なくともいずれか一方を形成し、
低摩擦係数を有する樹脂により前記インシュレータを形成したことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記固体潤滑剤はグラファイトであることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記樹脂は耐摩耗性を有するとともに、ミネラル、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、油、ワックスのうちから少なくとも１つ選ばれたものを含むことを特徴とする請求項１又は２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、摺動接点を備えたスイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機や自動車電装品等の各種スイッチには、摺動接点が用いられているものがある。図４に示すように、摺動接点を備えたスイッチ装置５０は、固定接点５１と、インシュレータ５２と、それらと摺動する可動接点５３とを備えている。スイッチ装置５０において、図示しないノブの操作によって、可動接点５３が摺動して固定接点５１と接触し、スイッチがオンされる一方、可動接点５３が摺動してインシュレータ５２と接触し、スイッチがオフされる。この場合、スイッチのオン・オフが繰り返されるに伴い、可動接点５３と固定接点５１との接触面、及び可動接点５３とインシュレータ５２との接触面において、磨耗や劣化等が次第に大きくなる。そのため、両接点５１，５３の開閉を行う際、チャタリングが生じ易くなり、安定したスイッチの動作特性が得られなくなる。そこで、固定接点５１の表面５１ａ及びインシュレータ５２の表面５２ａには、磨耗や劣化等の発生を抑えるため、潤滑グリース５４が塗布されている。潤滑グリース５４としては、従来より、合成炭化水素油系グリースが使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、図４、図５に示すように、高電圧や大電流の存在下では、可動接点５３を固定接点５１から開離する際、アーク５５が発生するため、このアーク５５により潤滑グリース５４の油分が分解され、導電性を有する炭素（Ｃ）５６が生成される。こうして生成された炭素５６が、固定接点５１からインシュレータ５２へと、それらの境界部に設けられたアークギャップ５７を乗り越えて広がり、最終的には、同インシュレータ５２での絶縁性を劣化させてしまう。つまり、スイッチ装置１０において、オフ位置での絶縁性が劣化し、その結果、スイッチとしての機能を果たさなくなるという問題が生じていた。
【０００４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐アーク性が向上するとともに、寿命を延ばすことができるスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、固定接点とインシュレータとが固定配置され、前記固定接点と前記インシュレータとの配置方向に沿って可動接点を摺動させるとともに前記可動接点を前記固定接点上と前記インシュレータ上とに切換配置することにより両接点間の開閉を行うスイッチ装置において、固体潤滑剤を含む金属により前記固定接点と前記可動接点とのうち少なくともいずれか一方を形成し、低摩擦係数を有する樹脂により前記インシュレータを形成したことを要旨とする。
【０００６】
この構成にすれば、固体潤滑剤を含む金属で形成された固定接点又は可動接点のうち少なくともいずれか一方と、摩擦係数を有する樹脂材料で形成されたインシュレータとを組み合わせることで、可動接点が摺動するときの摩擦抵抗を小さく抑えることができる。このため、可動接点が摺動する面に潤滑グリースを塗布する必要が無くなることから、両接点を開離させたときに生じるアークにより、潤滑グリースが分解されることも無い。よって、潤滑グリースの分解成分により、インシュレータでの絶縁劣化が生じるのを確実に防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固体潤滑剤はグラファイトであることを要旨とする。
この構成にすれば、グラファイトは、自己潤滑性に優れるとともに、金属と同等の固有抵抗値を有する導電材料である。このため、固定接点又は可動接点のうち少なくともいずれか一方に、グラファイトを固体潤滑剤として含ませることで、可動接点が摺動するときの摩擦抵抗を小さく抑えることができる。しかも、各接点の抵抗値の上昇を招くことも無く、接点としての機能が損なわれることも無い。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記樹脂は耐摩耗性を有するとともに、ミネラル、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、油、ワックスのうちから少なくとも１つ選ばれたものを含むことを要旨とする。
【０００９】
この構成にすれば、ミネラル、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、油、ワックス等は、いずれも絶縁性を有するとともに、潤滑剤としての機能を発揮することができる。このため、これらの物質を、耐摩耗性を有する樹脂に含ませることで、インシュレータにおける摩擦抵抗を小さく抑えることができ、可動接点が摺動する際の磨耗や劣化等の発生をより一層抑制することができる。しかも、インシュレータでの絶縁性を高く保つことができ、インシュレータとしての機能が損なわれることも無い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スイッチ装置において、耐アーク性が向上するとともに寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化したスイッチ装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、スイッチ装置１０は、例えば、パワーウィンドウスイッチに用いられている。スイッチ装置１０は、ユーザが操作する操作ノブ１１と、操作ノブ１１の操作に従い可動する可動部１２と、スイッチ本体１３に固定されたインシュレータ１７とを備えている。
【００１２】
操作ノブ１１は、支持軸１３ａを介して、スイッチ本体１３に揺動可能に支持されている。可動部１２は、バネ１４に付勢された可動接点１５を保持するとともに、操作ノブ１１の下端部により、インシュレータ１７上を移動可能に支持されている。インシュレータ１７の表面には、固定接点１６が形成されている。スイッチ装置１０は、操作ノブ１１が支持軸１３ａを支点として回動することにより、可動接点１５がオン位置又はオフ位置に切り替えられる。
【００１３】
図２、図３に示すように、固定接点１６及びインシュレータ１７は、それらの表面１６ａ，１７ａがほぼ面一となるように配置されている。固定接点１６とインシュレータ１７との境界部には、略矩形状に形成されたアークギャップ１９が設けられている。このアークギャップ１９は、スイッチの種類や両接点１５，１６間に印加される電圧や電流等に応じて、所定の寸法で形成されている。
【００１４】
可動接点１５は、固定接点１６及びインシュレータ１７と対峙する側が凸状に形成されている。可動接点１５は、その先端部１５ａが固定接点１６の表面１６ａ及びインシュレータ１７の表面１７ａと接する位置で往復移動可能に保持されている。つまり、可動接点１５は、固定接点１６の表面１６ａ及びインシュレータ１７の表面１７ａと摺動可能に保持されている。
【００１５】
スイッチ装置１０は、可動接点１５が固定接点１６と接触状態にあるとき、両接点１５，１６間で導通し、スイッチがオンされる。一方、可動接点１５がインシュレータ１７と接触状態にあるとき、両接点１５，１６間で絶縁され、スイッチがオフされる。
【００１６】
次に、本実施形態の要部について説明する。
図３に示すように、可動接点１５及び固定接点１６は、金属２１中に固体潤滑剤としてのグラファイト２２が均一に分散された複合材料により形成されている。金属２１として、具体的には、銀や銅等が挙げられる。固定接点１６及び可動接点１５は、金属粉末とグラファイト２２の粉末とを混合して複合粉末を調整した後、成形、焼成して得られる複合焼結体を、所定の形状に加工することで形成される。
【００１７】
インシュレータ１７は、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）等、耐摩耗性を有する樹脂２４により形成されている。また、インシュレータ１７を形成する樹脂２４には、絶縁性を有する潤滑剤２５が含まれている。潤滑剤２５として、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、窒化ホウ素（ＢＮ）等の固体潤滑剤、ミネラル（カルシウムやリン等の無機質）、オイル、ワックス等が挙げられる。これらの潤滑剤２５を樹脂２４中に含ませることで、耐摩耗性を有する樹脂２４は摩擦係数が低くなる。
【００１８】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）スイッチ装置１０は、グラファイト２２が分散された金属２１からなる可動接点１５及び固定接点１６と、低摩擦係数を有する樹脂２４からなるインシュレータ１７とを組み合わせた摺動接点を備えている。このため、可動接点１５が摺動するときの摩擦抵抗を小さく抑えることができ、可動接点１５と固定接点１６との接触面、及び可動接点１５とインシュレータ１７との接触面において、磨耗や劣化等の発生を抑制することができる。よって、従来の方法と比べ、図４に示す潤滑グリース５４を省略することができ、そのため、両接点１５，１６を開離させたときに生じるアークにより、潤滑グリース５４が分解されることも無い。つまり、潤滑グリース５４から生成される炭素により、インシュレータ１７の絶縁劣化が生じるのを確実に防止できる。従って、スイッチ装置１０において、耐アーク性が向上するとともに、スイッチとしての寿命を延ばすことができる。
【００１９】
（２）可動接点１５及び固定接点１６は、金属２１中にグラファイト２２が分散された複合材料により形成されている。グラファイト２２は、自己潤滑性に優れていることから、可動接点１５が摺動するときの摩擦抵抗をより一層小さくすることができる。又、グラファイト２２は、金属２１と同等の固有抵抗値を有する導電材料でもあることから、このグラファイト２２を金属２１中に含ませることで、可動接点１５及び固定接点１６の抵抗値が上昇することも無い。このため、可動接点１５及び固定接点１６は、接点としての機能を損なうことが無く、スイッチの動作特性が低下することも無い。
【００２０】
（３）インシュレータ１７は、耐摩耗性を有する樹脂２４からなり、同樹脂２４には、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ミネラル、オイル、ワックス等の潤滑剤２５が含まれている。このため、インシュレータ１７を形成する樹脂２４は、耐摩耗性を有するとともに摩擦係数が低くなり、可動接点１５が摺動する際の磨耗や劣化等の発生をより一層抑制することができる。しかも、前記潤滑剤２５は、いずれも絶縁性を有することから、インシュレータ１７における絶縁性を高く保つことができる。よって、インシュレータ１７としての機能を損なうことも無く、スイッチの動作特性が低下することも無い。
【００２１】
（４）可動接点１５及び固定接点１６は、金属粉末とグラファイト２２の粉末とを混合した後、成形、焼成して得られる複合焼結体により形成されている。このため、グラファイト２２が分散された複合めっき等と比べ、膜剥がれ等が生じないことから、アーク条件下における耐久性を向上させることができる。よって、スイッチ装置１０において、耐アーク性がより向上するとともに、スイッチとしての寿命をより一層延ばすことができる。
【００２２】
（５）固定接点１６とインシュレータ１７との境界部には、略矩形状に形成されたアークギャップ１９が設けられている。このため、両接点１５，１６を開離させる際、インシュレータ１７がアーク５５に晒されるのを防ぐことができる。よって、インシュレータ１７の炭化が進むのを防ぐことができ、同インシュレータ１７での絶縁劣化が生じるのをより確実に防止することができる。従って、スイッチ装置１０において、耐アーク性が更に向上するとともに、スイッチとしての寿命を更に延ばすことができる。
【００２３】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態において、金属２１中にグラファイト２２が分散された複合材料により、可動接点１５と固定接点１６とが形成されていたが、固定接点１６のみを前記複合材料により形成してもよい。また、可動接点１５のみを前記複合材料により形成してもよい。
【００２４】
・本実施形態において、可動接点１５及び固定接点１６は、金属粉末とグラファイト２２の粉末とを混合した後、成形、焼成して得られる複合焼結体により形成されていたが、これ以外の方法により形成してもよい。例えば、可動接点１５及び固定接点１６の表面にのみ、グラファイト２２が分散された金属めっき層を形成してもよい。このようにすれば、脆性材料である複合焼結体と比較して、加工コストを低減することができる。また、可動接点１５及び固定接点１６の表面に、前記複合焼結体を所定の厚みに加工したものを貼着してもよい。
【００２５】
・本実施形態において、スイッチ装置１０は、固定側に固定接点１６とインシュレータ１７とを備え、可動側に可動接点１５を備えていたが、固定側に固定接点１６のみを備え、可動側にインシュレータ１７と可動接点１５とを備えた構成であってもよい。
【００２６】
・本実施形態において、可動接点１５及び固定接点１６を形成する金属２１は、銀や銅等以外の金属であってもよく、例えば、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等であってもよい。
【００２７】
・本実施形態において、スイッチ装置１０は、パワーウィンドウスイッチに具体化されていたが、自動車等の電動ミラー用スイッチやレバーコンビネーションスイッチ等に具体化してもよい。また、自動車電装品等の各種スイッチ以外にも、例えば、工場や家庭等で用いられるブレーカーやリレー等、任意のスイッチに具体化してもよい。
【００２８】
次に、上記実施形態及び別例によって把握される技術的思想を以下に記載する。
（１）前記固定接点と前記インシュレータとの境界部には隙間が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のスイッチ装置。このようにすれば、耐アーク性が向上するとともに、スイッチの寿命を更に延ばすことができる。
【００２９】
（２）前記固定接点又は前記可動接点のうちいずれか一方は、前記固体潤滑剤と金属粉とを焼結してなる複合焼結体から形成されることを特徴とする請求項１〜３及び技術的思想（１）のうちいずれか１つに記載のスイッチ装置。このようにすれば、耐アーク性が向上するとともに、スイッチの寿命を更に延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態におけるスイッチ装置の断面図。
【図２】同じくスイッチ装置の要部を示す上面図。
【図３】同じくスイッチ装置の要部を示す断面図。
【図４】従来のスイッチ装置の要部を示す断面図。
【図５】同じくスイッチ装置において潤滑グリースが炭化した状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１０…スイッチ装置、１５…可動接点、１６…固定接点、１７…インシュレータ、２１…金属、２２…グラファイト（固体潤滑剤）、２４…樹脂。
【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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