(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有した複数のターミナルが設けられたインシュレータと、
複数の腕部を有し、回動に応じて上記腕部の先端に設けられた可動接点が前記固定接点上を摺動するコンタクトと、
このコンタクトの回動中心を付勢することにより前記可動接点に前記固定接点に対する接触力を付与する付勢手段とを備え、
前記コンタクトの回動位置に応じて特定の固定接点間を導通するロータリスイッチにおいて、
前記コンタクトにおける前記腕部のうち特定の腕部が短く設定されていると共に、前記可動接点の前記固定接点に対する接触力が当該固定接点と接続される負荷に応じた大きさとなるように各腕部間の角度が設定されていることを特徴とするロータリスイッチ。
【請求項２】
接触力が大きな前記可動接点が接触する前記固定接点は大電流負荷と接続され、
接触力が小さな前記可動接点が接触する固定接点は、前記大電流負荷に通電するための通電手段と接続されることを特徴とする請求項１記載のロータリスイッチ。
【請求項３】
前記通電手段はリレーであることを特徴とする請求項２記載のロータリスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトの回動位置に応じて所定の固定接点間を導通するロータリスイッチに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図１５は、例えば車両用ブロアモータ（ＭＡＸ２００Ｗレベル）を直切りするタイプのブロアスイッチの接点構造を示している。この図１５において、インシュレータコンプリート１には第１〜第６のターミナル２〜７が装着されており、これらのターミナル２〜７においてインシュレータコンプリート１の前面に位置する部位に第１〜第６の固定接点２ａ〜７ａが設けられている。この場合、各固定接点２ａ〜７ａの位置は同一円上位置となるように設定されている。
【０００３】
インシュレータコンプリート１には図示しない操作ノブにより回動されるコンタクト８が接触して設けられている。このコンタクト８は同一長さで且つ同一角度ピッチの第１〜第３の腕部９〜１１を有しており、図示しない操作ノブに対する操作に応じてそれらの腕部９〜１１が回動するようになっている。第１〜第３の腕部９〜１１の先端には第１〜第３の可動接点９ａ〜１１ａがそれぞれ形成されている。これらの可動接点９ａ〜１１ａは、図示しない圧縮コイルスプリングによりコンタクト８の回動中心が付勢されることにより固定接点２ａ〜７ａに所定の接触力で接触するようになっている。
【０００４】
図１６は第１〜第６のターミナル２〜７と接続される回路構成を示している。この図１６において、第１のターミナル２はボディアースされることによりバッテリの負極と接続され、第２のターミナル３はリレー１２のコイル１２ａを通じてイグニッションスイッチと接続され、第３のターミナル４は抵抗１３〜１５からなる直列回路、ブロアモータ１６及びリレー１２の接点１２ｂを通じてバッテリの正極と接続される。第４のターミナル５は抵抗１３と抵抗１４との共通接続点に接続され、第５のターミナル６は抵抗１４と抵抗１５との共通接続点に接続され、第６のターミナル７はブロアモータ１６と直接接続されている。
【０００５】
従って、操作ノブが「ＯＦＦ」位置以外、つまり送風位置に操作された状態では、イグニッションスイッチの操作に応じてリレー１２がオンするので、ブロアモータ１６の一端がバッテリの正極と接続されると共に、ブロアモータ１６の他端が送風位置に応じた抵抗１３〜１５を介してバッテリの負極と接続される。これにより、ブロアモータ１６には抵抗値に応じた電流が流れ、ブロアモータ１６が電流の大きさに応じて回転するので、送風位置に応じた４段階の強度で車室内に送風することができる。
【０００６】
しかしながら、近年、送風強度を細かく調整するためにブロアスイッチにさらに接点を追加して送風強度を５段階に構成したり、追加した接点を他の機能として使用したいという要望があるものの、上述したブロアスイッチでは、上述したような接点構成上、１枚のコンタクトでは４段階までしか対応することができない。このため、５段階の切替えが必要な場合は、コンタクトを２枚使用する必要があり、構造が複雑化すると共に、ブロアスイッチの外形も大形化してしまうという欠点がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、１枚のコンタクトを使用しながら外形が大形することなく接点数の増加を図ることができるロータリスイッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定接点を有した複数のターミナルが設けられたインシュレータと、複数の腕部を有し、回動に応じて上記腕部の先端に設けられた可動接点が前記固定接点上を摺動するコンタクトと、このコンタクトの回動中心を付勢することにより前記可動接点に前記固定接点に対する接触力を付与する付勢手段とを備え、前記コンタクトの回動位置に応じて所定の固定接点間を導通するロータリスイッチにおいて、前記コンタクトにおける前記腕部のうち特定の腕部が短く設定されていると共に、前記可動接点の前記固定接点に対する接触力が当該固定接点と接続される負荷に応じた大きさとなるように各腕部間の角度が設定されているものである（請求項１）。
【０００９】
このような構成によれば、コンタクトが回動すると、コンタクトの腕部の先端に設けられた可動接点が固定接点上を摺動するので、コンタクトを通じて所定の固定接点間が導通する。このとき、コンタクトにおける腕部のうち特定の腕部は短く設定されているので、可動接点が接触する固定接点を同心円位置に配置することができ、外形が大形化することなく接点数を増加することが可能となる。この場合、可動接点の固定接点に対する接触力が当該固定接点と接続される負荷に応じた大きさとなるように各腕部間の角度が設定されているので、腕部の長さが異なることにより可動接点の固定接点に対する接触力が不均一であるにもかかわらず接点間の通電に不具合を生じることはない。
【００１０】
上記構成において、接触力が大きな前記可動接点が接触する前記固定接点は大電流負荷と接続され、接触力が小さな前記可動接点が接触する固定接点は、前記大電流負荷に通電するための通電手段と接続されるようにしてもよい（請求項２）。
【００１１】
このような構成によれば、接触力が小さな可動接点が接触する固定接点は、接触力が大きな可動接点が接触する固定接点と接続された大電流負荷に通電するための通電手段と接続されているので、接触力が小さな可動接点と固定接点との間に流れる電流は小さく、可動接点の固定接点に対する接触力が小さい場合であっても、接点間の通電に不具合を生じることはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用ブロアスイッチに適用した一実施の形態を図１乃至図１４を参照して説明する。
図２はブロアスイッチを斜視して示し、図３はブロアスイッチを分解斜視して示している。これらの図２及び図３において、ブロアスイッチ（ロータリスイッチに相当）２１は、操作ノブコンプリート２２、圧縮コイルスプリング２３、コンタクト２４、インシュレータコンプリート２５から構成されている。
【００１３】
図４は操作ノブコンプリート２２の正面を示し、図５はその背面を示している。これらの図４及び図５において、操作ノブコンプリート２２には操作ノブ２６が設けられており、その操作ノブ２６の操作位置として、「ＯＦＦ」位置が設定されていると共に、送風強度に応じて「１」送風位置、「２」送風位置、「３」送風位置、「４」送風位置、「５」送風位置が所定角度（２２．５°）毎にそれぞれ設定されている。
【００１４】
この操作ノブコンプリート２２は操作ノブ２６に対する回動操作をコンタクト２４に伝達するためのもので、操作ノブ２６が図示しない節度機構により所定角度（２２．５°）毎に「ＯＦＦ」位置及び各送風位置で節度されるようになっている。操作ノブコンプリート２２の背面には環状のスカート部２７が形成されており、そのスカート部２７にインシュレータコンプリート２５が装着されるようになっている（図１１参照）。スカート部２７内には操作ノブ２６と一体化されたロータ２８が設けられており、そのロータ２８が操作ノブ２６の回動に応じて回動するようになっている。このロータ２８の中心には円筒状部２９（図１１参照）が突出形成されており、その円筒状部２９にコンタクト２４が装着されるようになっている（図１１参照）。また、ロータ２８には凹部３０が形成されている。
【００１５】
操作ノブコンプリート２２には一対の取付け部３１が一体に設けられており、この取付け部３１に位置決め用孔３２及びネジ挿入孔３３が形成されている。この場合、取付け対象部位に形成された突起部を位置決め用孔３２に挿入した形態でネジ挿入孔３３にネジを螺着することにより、ブロアスイッチ２１を取付け対象部位に固定することができる。
【００１６】
また、操作ノブコンプリート２２の背面にはランプ挿入孔３４が形成されており、そのランプ挿入孔３４に挿入されたランプ３５（図３参照）が発光することにより操作ノブコンプリート２２の前面に設けられたファン形象及び各数字が照明される。
【００１７】
図６はコンタクト２４の正面を示し、図７はその背面を示している。これらの図６及び図７において、コンタクト２４の中心には円筒状部３６が突出形成されており、その円筒状部３６が操作ノブコンプリート２２のロータ２８に形成された円筒状部２９の外周に装着される。この場合、圧縮コイルスプリング２３は、インシュレータコンプリート２５とコンタクト２４との間に介在される（図１１参照）。コンタクト２４には係合突起２４ａが形成されており、その係合突起２４ａがロータ２８に係止された凹部３０に係止することにより、操作ノブ２６に対する回動操作がロータ２８に伝達されるようになっている。
【００１８】
コンタクト２４は第１〜第３の腕部３７〜３９を有して形成されている。これらの第１〜第３の腕部３７〜３９の先端には第１〜第３の可動接点３７ａ〜３９ａがそれぞれ形成されており、それらの可動接点３７ａ〜３９ａがインシュレータコンプリート２５上を摺動するようになっている。
【００１９】
ここで、第１の腕部３７の長さが第２，第３の腕部３８，３９の長さよりも短く設定されていると共に、第１，第２の腕部３７，３８間の角度は小さく設定されている。このような構成により、コンタクト２４においては、後述するように第１，第３の可動接点３７ａ，３９ａの接触力が略同一に設定され、第２の可動接点３８ａの接触力が第１，第３の可動接点３７ａ，３９ａの接触力よりも小さく設定されている。
【００２０】
図８はインシュレータコンプリート２５の正面を示し、図９はその背面を示している。これらの図８及び図９において、インシュレータコンプリート２５には第１〜第７のターミナル４０〜４６が装着されており、これらのターミナル４０〜４６においてインシュレータコンプリート２５の前面に位置する部位に第１〜第７の固定接点４０ａ〜４６ａがそれぞれ設けられている。この場合、第１，第２の固定接点４０ａ，４１ａは半円環状に形成されており、第１の固定接点４０ａは第２の固定接点４１ａの内側に設けられている。つまり、第１，第２の固定接点４０ａ，４１ａは、その一部が互いに角度的に重なるようにように同心円位置に設けられている。
【００２１】
また、インシュレータコンプリート２５には、第１〜第３のターミナル４０〜４２に対応してこれらの表面と面一な島部４８〜５０が形成されている。
そして、インシュレータコンプリート２５の背面にはコネクタ４７が設けられており、このコネクタ４７には前記ターミナル４０〜４６に加えてランプ３５への通電用のターミナル５１，５２が設けられている。
【００２２】
図１は、コンタクト２４とインシュレータコンプリート２５との位置関係を示している。この場合、コンタクト２４の位置は操作ノブ２６が「ＯＦＦ」位置に操作された状態で示している。この図１において、コンタクト２４の第１の可動接点３７ａは第１の固定接点４０ａに隣接した第１の島部４８上に位置し、第２の可動接点３８ａは第２の固定接点４１ａに隣接した第２の島部４９上に位置し、第３の可動接点３９ａは第３の固定接点４２ａに隣接した第３の島部５０上に位置している。
【００２３】
図１０は第１〜第７のターミナル４０〜４６と接続される回路構成を示している。この図１０において、第１のターミナル４０はボディアースされることによりバッテリの負極と接続され、第２のターミナル４１はリレー（通電手段に相当）５３のコイル５３ａを通じてイグニッションスイッチと接続され、第３のターミナル４２は抵抗５４〜５７からなる直列回路、ブロアモータ（ＭＡＸ２００Ｗレベル）５８及びリレー５３の接点５３ｂを通じてバッテリの正極と接続される。第４のターミナル４３は抵抗５４と抵抗５５との共通接続点に接続され、第５のターミナル４４は抵抗５５と抵抗５６との共通接続点に接続され、第６のターミナル４５は抵抗５６と抵抗５７との共通接続点に接続され、第７のターミナル４６はブロアモータ５８と直接接続されている。
【００２４】
以上の構成により、ブロアスイッチ２１の操作ノブ２６が「ＯＦＦ」位置以外、つまり送風位置に操作された状態では、イグニッションスイッチの操作に応じてリレー５３がオンしてブロアモータ５８の一端がバッテリの正極と接続されると共に、ブロアモータ５８の他端が送風位置に応じた抵抗５４〜５７を介してバッテリの負極と接続される。これにより、ブロアモータ５８には抵抗値に応じた電流が流れ、ブロアモータ５８が電流の大きさに応じて回転するので、送風位置に応じた５段階の強度で車室内に送風することができる。
【００２５】
ここで、上記コンタクト２４の可動接点は回動中心（圧縮コイルスプリング２３による付勢中心）からの距離が異なっているので、インシュレータコンプリート２５に対する接触力が異なっている。以下、各可動接点３７ａ〜３９ａの接触力について説明する。
【００２６】
図１１は操作ノブコンプリート２２の主要部の断面を示している。この図１１において、圧縮コイルスプリング２３の取付長ｘは、ロータ２８の装着面からロータ２８の端面までの寸法Ａと、ロータ２８の端面からインシュレータコンプリート２５のターミナル装着面までの寸法Ｂとを加算した値から、ターミナルの厚さ寸法Ｃと、コンタクト２４においてターミナルへの接触部位から圧縮コイルスプリング２３の当接位置までの寸法Ｄと、ロータ２８の装着面から圧縮コイルスプリング２３の当接面までの寸法Ｅとを引算した値となる。つまり、
0003802998.tif 000002
として求めることができる。
【００２７】
次に全体の接点の接触力Ｆｓは、圧縮コイルスプリング２３の自然長ｌから取付寸法長ｘを差引いた値にバネ係数ｋを掛合わせた値に、取付荷重ｗを加算した値となる。つまり、
0003802998.tif 000003
要するに、圧縮コイルスプリング２３の取付長ｘは自然長ｌとなるように設計されているので、接点接触力Ｆｓとしては理想的には取付荷重ｗのみとなる。
【００２８】
ところで、例えば所定の可動接点の接触力は、３つの可動接点３７ａ〜３９ａを結んでなる三角形の面積に対する所定の可動接点以外の２つの可動接点ａとコンタクト２４の回動中心とを結んでなる三角形の面積の比率に取付荷重ｗを掛合わせて求めることができる。
【００２９】
尚、従来の接点重心は回動中心（付勢中心）に一致しているので、各可動接点の接触力は一致する。また、本実施の形態における接点重心（３つの三角形の面積が同一となる位置）は、図１２に示すように回動中心（付勢中心）に対してずれており、接点重心が付勢中心と一致する場合は、各可動接点３７ａ〜３９ａの接触力は一致するものの、接点重心からずれた分に応じて各可動接点３７ａ〜３９ａの接触力は変化する。本実施の形態では、接点重心からずれた方向と反対側に位置する第３の可動接点３９ａの接触力は低下するのに対して、接点重心からずれた方向と同一側に位置する第１，第２の可動接点３７ａ，３８ａの接触力は増加することが予想される。
【００３０】
そこで、まず、図１３に示すようにコンタクト２４における各可動接点３７ａ〜３９ａのうちの２つの可動接点と回動中心とを結んでなる三角形の面積をそれぞれ求める。この場合、三角形の面積は、底辺長×高さ長／２で求めることができるので、第２の可動接点３８ａの中心と第３の可動接点３９ａの中心とコンタクト２４の回動中心とを結んでなる第１の三角形（図１３中にＡで示す）の面積Ｊは、
0003802998.tif 000004
として求めることができる。
【００３１】
また、第１の可動接点３７ａの中心と第３の可動接点３９ａの中心とコンタクト２４の回動中心とを結んでなる第２の三角形（図１３中にＢで示す）の面積Ｎは、
0003802998.tif 000005
として求めることができる。
【００３２】
また、第１の可動接点３７ａの中心と第２の可動接点３８ａの中心とコンタクト２４の回動中心とを結んでなる第３の三角形（図１３中にＣで示す）の面積Ｑは、
0003802998.tif 000006
として求めることができる。
【００３３】
以下、各可動接点３７ａ〜３９ａの接触力を求める。
第１の可動接点３７ａの接触力Ｒは、
0003802998.tif 000007
として求めることができる。
【００３４】
また、第２の可動接点３８ａの接触力Ｓは、
0003802998.tif 000008
として求めることができる。
【００３５】
また、第３の可動接点３９ａの接触力Ｔは、
0003802998.tif 000009
として求めることができる。
【００３６】
従って、第１の可動接点３７ａの接触力と、第２の可動接点３８ａの接触力と、第３の可動接点３９ａの接触力との比率は、２．１：１：２．２となる。つまり、コンタクト２４において、第２の腕部３８と第３の腕部３９とは略同一の長さであるものの、第２の腕部３８に設けられた第２の可動接点３８ａの接触力は第３の腕部３９に設けられた第３の可動接点３９ａの接触力に比較して１／２となっている。また、第１の腕部３７は第３の腕部３９と比較して短いものの、第１の腕部３７に設けられた第１の可動接点３７ａの接触力と第３の腕部３９に設けられた第３の可動接点３９ａの接触力とは略同一となっている。
【００３７】
次に上記構成の作用について説明する。
ブロアスイッチ２１の操作ノブ２６を「ＯＦＦ」位置から「１」送風位置に操作すると、操作ノブ２６の回転に伴ってコンタクト２４が図１４に示す位置に回転する。つまり、第１の可動接点３７ａが第１の島部４８から脱出して第１の固定接点４０ａ上に移動すると共に、第２の可動接点３８ａが第２の島部４９から脱出して第２の固定接点４１ａ上に移動し、さらに第３の可動接点３９ａが第３の島部５０から脱出して第３の固定接点４２ａ上に移動する。これにより、図１０に示すようにコンタクト２４を通じて第１のターミナル４０と第２のターミナル４１と第３のターミナル４２とが導通するようになる。
【００３８】
ここで、イグニッションスイッチをオンすると、リレー５３のコイル５３ａに通電されるようになるので、リレー５３の接点５３ｂがオンする。これにより、ブロアモータ５８に抵抗５４〜５７を通じて電流が流れるので、ブロアモータ５８の回転に応じて車室内へ送風されるようになる。この場合、ブロアモータ５８に流れる電流は最も小さいので、ブロアモータ５８の回転数は小さく、車室内への送風強度は最も小さい。
【００３９】
次に車室内への送風量を増大するために、操作ノブ２６を「２」送風位置に操作すると、コンタクト２４がさらに回動して第３の可動接点３９ａが第４の固定接点４３ａに位置するようになる。このとき、第１のターミナル４０と第２のターミナル４１との導通状態は維持されているので、リレー５３の接点５３ｂのオン状態は維持されており、ブロアモータ５８は抵抗５５〜５７を通じて通電されることになる。この結果、ブロアモータ５８に流れる通電電流が増大するので、ブロアモータ５８の回転数が上昇し、それに応じて車室内への送風量が増大する。
同様にして、操作ノブを「３」送風位置、「４」送風位置、「５」送風位置に操作することにより、車室内への送風量を段階的に増大することができる。
【００４０】
ところで、ブロアスイッチ２１ではブロアモータ５８に流れる大きな通電電流を直切りするように接続しているので、ブロアモータ５８への通電電流が流れる可動接点の接触力を大きく設定する必要があるものの、第２の可動接点３８ａに着目すると、第２の可動接点３８ａは第２の固定接点４１ａを介してリレー５３のコイル５３ａと接続されており、その通電電流はブロアモータ５８への通電電流に比較して小さいことから、第２の可動接点３８ａの接触力を第１，第３の可動接点３７ａ，３９ａの接触力に比較して小さく設定するにしても、不具合を生じることはない。
【００４１】
このような実施の形態によれば、コンタクト２４における第１の腕部３７の長さを他の腕部３８，３９よりも短く形成するようにしたので、第２，第３の可動接点３８ａ，３９ａが接触する第２，第３の固定接点４１ａ，４２ａを同心円位置に設けることができる。従って、コンタクトにおいて第１〜第３の腕部が同一長さに形成されている従来例のものと違って、ブロアスイッチ２１が大形化することなく固定接点を追加して送風強度を５段切替えに構成することができる。
【００４２】
この場合、コンタクト２４における各腕部３７〜３９間の角度は、可動接点３７ａ〜３９ａの固定接点４０ａ〜４６ａに対する接触力が当該固定接点４０ａ〜４６ａと接続されるリレー５３或いはブロアモータ５８に応じた大きさとなるように設定するようにしたので、上述したようにコンタクト２４の腕部３７〜３９のうち第１の腕部３７の長さを短く設定することにより各可動接点３７ａ〜３９ａの接触力が異なるしても、各負荷への通電に不具合を生じることはない。
【００４３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
送風強度は５段階に限らず、６段階以上となるように構成してもよい。
リレー５３に代えて、パワートランジスタを通じてブロアモータ５８に通電するようにしてもよい。
【００４４】
ブロアスイッチ２１において追加した固定接点に後席用エアコンのブロアモータを接続し、ブロアスイッチ２１に対する操作により後席用エアコンのブロアモータを制御するようにしてもよい。
接触力の小さな可動接点が接触する固定接点と接続される回路としては、リレーのコイルに限らず、ロータリスイッチにより複数のモータを直切りする場合に、通電電流が小さなモータを直切りするようにしてもよい。
ブロアスイッチに限らず、各種スイッチに適用するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のロータリスイッチによれば、コンタクトにおける腕部のうち特定の腕部を短く設定すると共に、可動接点の固定接点に対する接触力が当該固定接点と接続される負荷に応じた大きさとなるように各腕部間の角度を設定するようにしたので、固定接点を同心円位置に設けることができ、１枚のコンタクトを使用しながら外形が大形することなく接点数を増加することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコンタクトの装着状態で示すインシュレータコンプリートの平面図
【図２】ブロアスイッチの斜視図
【図３】ブロアスイッチの分解斜視図
【図４】操作ノブコンプリートの正面図
【図５】操作ノブコンプリートの背面図
【図６】コンタクトの正面図
【図７】コンタクトの背面図
【図８】インシュレータコンプリートの正面図
【図９】インシュレータコンプリートの背面図
【図１０】ブロアスイッチの接続関係を示す回路図
【図１１】圧縮コイルスプリングの取付状態を示す要部の断面図
【図１２】コンタクトの接点重心と回動中心との位置関係を示すコンタクトの正面図
【図１３】寸法関係を示すコンタクトの正面図
【図１４】１段回動された状態で示すインシュレータコンプリートの正面図
【図１５】従来例を示す図１相当図
【図１６】図１０相当図
【符号の説明】
２１はブロアスイッチ（ロータリスイッチ）、２３は圧縮コイルスプリング（付勢手段）、２４はコンタクト、２５はインシュレータコンプリート、３７〜３９は腕部、３７ａ〜３９ａは可動接点、４０〜４６はターミナル、４０ａ〜４６ａは固定接点、５３はリレー（通電手段）、５８はブロアモータである。
【図１】
0003802998.tif 000010
【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】
0003802998.tif 000018
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003802998.tif 000021
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003802998.tif 000025