JP2004134296A

JP2004134296A - スイッチ装置

Info

Publication number: JP2004134296A
Application number: JP2002299275A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Shimizu; 清水　敬一; Yasuhide Tanaka; 田中　康英; Tetsuhiko Miyoshi; 三好　哲彦
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Also published as: DE60303546D1; EP1408523A3; DE60303546T2; US20040112731A1; CN1248264C; DE03022913T1; CN1497631A; US6774329B2; EP1408523B1; EP1408523A2

Abstract

【課題】高い電源電圧に適用しても接点ダメージを与えず、しかも、スイッチユニットの大幅な大型化を招かないスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチＡ及びスイッチＢは電動機停止態様、電動機正回転態様及び電動機逆回転態様とを取り得る。スイッチＣはスイッチＡ及びスイッチＢと電源間の電気的接続を断接するものであり、このスイッチＣはスイッチＡ及びスイッチＢが電動機正回転態様又は電動機逆回転態様から電動機停止態様へと遷移する際、電動機停止態様への遷移完了の時点又はそれよりも所定のマージン時間前の時点で接状態から断状態へと操作とされる。スイッチＣの断状態中においては、スイッチＡ及びスイッチＢと電源との間の電気的接続が絶たれるため、仮にスイッチＡ及びスイッチＢの接点に電圧が残っていたとしても、デッドショートが発生することはない。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、自動車等車両のウィンドウ開閉用直流電動機又はそれに類する用途の直流電動機の回転及び停止を行うためのスイッチ装置に関し、特に高い電源電圧（たとえば、４２Ｖ系の電気系統システム）で動作する直流電動機に適用して好適なスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現行の自動車では１４Ｖ系の電気系統システムが採用されているが、搭載するエレクトロニクス機器が増加していることから、１４Ｖ系では消費電力をまかないきれない状況になりつつある。これを解消すべく、産学合同のコンソーシアムなどでグローバルに議論を続けてきた結果、人体などへの安全性の面を考慮した３倍の高電圧系、すなわち「４２Ｖ系」の電気系統システムを採択することでコンセンサスが得られた。
【０００３】
４２Ｖ系の電気系統システムで動作する電装品としては、たとえば、ドアに内蔵されたウィンドウ開閉用直流電動機（いわゆるパワーウィンドウ駆動用の直流モータ）がある。
【０００４】
図８は、ウィンドウ開閉用直流電動機の回転（正転・逆転）及び停止を行うための従来のスイッチ装置の構造図（ａ）及びその回路図（ｂ）である（たとえば、非特許文献１参照）。
このスイッチ装置１は、車両の前席や後席のドアの内側に設けられた肘掛けなどに取り付けられている。図示のスイッチ装置１の状態は、パワーウィンドウ駆動用の直流モータ（以下「直流電動機」という。）２が停止しているときの状態を示している。すなわち、車両の乗員によってノブ３が操作されていないときの状態を示している。以下、この状態のことを「中立状態」ということにする。
【０００５】
ノブ３は、図面の時計回り方向と反時計回り方向にそれぞれ所定角度だけ揺動できるようにドア側のケース４に取り付けられている。ノブ３を時計回り方向に動かすとウィンドウが閉まり（以下「ＵＰ状態」という。）、反時計回り方向に動かすとウィンドウが開く（以下「ＤＯＷＮ状態」という。）。ノブ３に加えた操作力を解除する（指を離す）と、ノブ３の内部に埋め込まれたスプリング５とプランジャ６の働きによって中立状態に復帰し、以降、その中立状態を維持する。
【０００６】
ケース４の内部に延在するノブ３の下部突起７は、ノブ３が中立状態にあるときは図示位置にあるが、ノブ３をＵＰ状態にすると図面の左方向に揺動し（図１０（ａ）参照）、ノブ３をＤＯＷＮ状態にすると図面の右方向に揺動（図示略）する。
【０００７】
ケース４の内部には、プリント基板８に実装されたスイッチユニット９が設けられている。このスイッチユニット９はモーメンタリー式の「２回路２接点型」のスイッチとして機能するものであり、その外観等は、図９に示される。スイッチユニット９は、筐体１０の一側面から引き出された２個の共通端子１１、１２と、筐体１０の他側面から引き出された１個の常開端子１３と、筐体１０の底面から引き出された２個の常閉端子１４、１５とを備え、それらの端子１１〜１５をプリント基板８に形成された所要の導体回路に半田付けして、電源線（以下「＋Ｂ線」という。）１７やグランド線１８及び直流電動機２に接続することにより、図８（ｂ）の回路図の構成を実現している。
【０００８】
スイッチユニット９の内部には、図８（ｂ）に示すように、２回路分のスイッチＡ、Ｂが実装されている。これらのスイッチＡ、Ｂは、スイッチユニット９の上面に取り付けられたスライダ２８のスライド位置に応じて排他的にスイッチングされる。なお、ここでいう“排他的にスイッチング”とは、スイッチＡ又はスイッチＢの一方のＮＣ（常閉）接点だけがオープン状態になること（言い換えればそのスイッチのＮＯ（常開）接点だけがクローズ状態になること）をいう。
【０００９】
具体的には、スライダ２８が図示位置にあるとき（「中立状態」にあるとき）は、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３の間、及び、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４の間がクローズ状態になっている。この位置では、二組のスイッチＡ、ＢのＮＯ接点２１、２２及びＮＣ接点２３、２４は、その名前のとおりの状態（ＮＯ→常開、ＮＣ→常閉）になるが、スライダ２８が図９（ａ）の左向き矢印Ｌの方向に動いたとき（「ＵＰ状態」にあるとき）は、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４の間のクローズ状態が維持されると共に、スイッチＡのＮＣ接点２３のクローズ状態が解除されて可動接点１９とＮＯ接点２１の間が新たにクローズ状態になり、また、スライダ２８が図９（ａ）の右向き矢印Ｒの方向に動いたとき（「ＤＯＷＮ状態」にあるとき）は、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３の間のクローズ状態が維持されると共に、スイッチＢのＮＣ接点２４のクローズ状態が解除されて可動接点２０とＮＯ接点２２の間が新たにクローズ状態になる。
【００１０】
このようなスイッチング作用は、スライダ２８の動きと、そのスライダ２８の下面形状によって引き起こされる。図９（ｃ）はスライダ２８のＸ−Ｘ断面図、図９（ｄ）はスライダ２８のＹ−Ｙ断面図である。スライダ２８のＸ−Ｘ断面部分はその右半分にかけて肉厚に形成されており、スライダ２８のＹ−Ｙ断面部分はその左半分にかけて肉厚に形成されている。以下の説明からも明らかになるが、この肉厚部分の位置関係に応じて、スイッチＡ及びスイッチＢが排他的にスイッチングされる。
【００１１】
なお、図８（ａ）においては、共通端子１１、１２の一方と常閉端子１４、１５の一方だけが描かれている。これは、図面に向かって各端子が前後に並んでいるからであり、後ろの端子が前の端子の陰に隠れて見えないからである。
【００１２】
先にも説明したとおり、スイッチユニット９はモーメンタリー式の「２回路２接点型」のスイッチとして機能する。つまり、共通端子１１、１２、常開端子１３及び常閉端子１４、１５のそれぞれに、可動接点１９、２０、ＮＯ接点２１、２２及びＮＣ接点２３、２４がつながっており、二つの回路の接点切替（可動接点１９とＮＯ接点２１及びＮＣ接点２３の間の切替と、可動接点２０とＮＯ接点２２及びＮＣ接点２４の間の切替）を排他的に行うことができるものである。
【００１３】
可動接点１９、２０は、金属製バネ板状可動片２５、２６の先端に取り付けられており、この金属製バネ板状可動片２５、２６は、押しボタン２７Ａ、２７Ｂ（押しボタン２７ＡはスイッチＡのためのもの、押しボタン２７ＢはスイッチＢのためのもの）によって図面下方向に付勢されるようになっている。押しボタン２７Ａ、２７Ｂは、図面横方向に移動可能なスライダ２８（図９参照）の下面に当接しており、図１０（ａ）に示すように、スライダ２８の図面左方向への移動に伴い、スライダ２８の下面形状（肉厚部）に沿って押しボタン２７Ａだけが個別に下方に押し下げられるようになっている。また、スライダ２８の上面突起２９は、ノブ３の下部突起７の先端に係合しており、スライダ２８は、ノブ３の下部突起７の左右方向への揺動（ＵＰ状態とＤＯＷＮ状態）に追随して、図面左右方向にスライドするようになっている。
【００１４】
したがって、このスイッチ装置１は、ノブ３を引き上げてＵＰ状態にすると、スライダ２８が左方向にスライドして、スライダ２８のＸ−Ｘ断面肉厚部に当接する押しボタン２７Ａが下方移動し、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３との間がオープン状態になると共に、同スイッチＡの可動接点１９とＮＯ接点２１との間がクローズ状態になるという作用が得られる。また、ノブ３から指を離して中立状態にすると、スライダ２８が右方向にスライドして元の位置に戻り、押しボタン２７Ａが上方移動し、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３との間がクローズ状態になるという作用が得られる。
【００１５】
さらに、ノブ３を押し下げてＤＯＷＮ状態にすると、スライダ２８が右方向にスライドして、スライダ２８のＹ−Ｙ断面肉厚部に当接する押しボタン２７Ｂが下方移動し、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４との間がオープン状態になると共に、同スイッチＢの可動接点２０とＮＯ接点２２との間がクローズ状態になるという作用が得られる。また、ノブ３から指を離して中立状態にすると、スライダ２８が左方向にスライドして元の位置に戻り、押しボタン２７Ｂが上方移動し、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４との間がクローズ状態になるという作用が得られる。
【００１６】
図８（ｂ）の回路図において、ノブ３が中立状態にあるとき、スイッチＡ及びスイッチＢの各接点は図示の状態にある。すなわち、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３の間がクローズ状態になり、且つ、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４の間がクローズ状態になっている。この状態では、直流電動機２と＋Ｂ線１７との間の接続が絶たれており、且つ、直流電動機２の二つの駆動入力には共にグランド線１８の電位（負極側電源）が加えられているため、直流電動機２は回転停止状態にある。この回転停止状態は、発明の要旨に記載の「電動機停止態様」に相当する。
【００１７】
一方、図１０（ｂ）の回路図において、ノブ３がＵＰ状態にあるとき、スイッチＡ、Ｂの各接点は図示の状態になる。すなわち、スイッチＡの可動接点１９とＮＯ接点２１の間がクローズ状態になり、且つ、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４の間がクローズ状態になっている。この状態では、＋Ｂ線１７→ＮＯ接点２１→直流電動機２→ＮＣ接点２４→グランド線１８の閉回路が形成されるため、直流電動機２はウィンドウを閉める方向に回転する。回転方向を正回転とすると、この回転状態は、発明の要旨に記載の「電動機正回転態様」に相当する。
【００１８】
また、図示は略すが、ノブ３がＤＯＷＮ状態にあるとき、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３の間がクローズ状態になり、且つ、スイッチＢの可動接点２０とＮＯ接点２２の間がクローズ状態になっている。この状態では、＋Ｂ線１７→ＮＯ接点２２→直流電動機２→ＮＣ接点２３→グランド線１８の逆回りの閉回路が形成されるため、直流電動機２はウィンドウを開ける方向に回転する。回転方向を逆回転とすると、この回転状態は、発明の要旨に記載の「電動機逆回転態様」に相当する。
【００１９】
したがって、スイッチユニット９のスイッチＡ及びスイッチＢは、一体として、直流電動機２の一方側駆動入力と他方側駆動入力の各々に負極側電源（グランド線１８の電位）を共に印可して該直流電動機２を停止状態とする「電動機停止態様」と、前記直流電動機２の一方側駆動入力に正極側電源（＋Ｂ線１７の電位）を印可すると共に他方側駆動入力に負極側電源（グランド線１８の電位）を印可して該直流電動機２を正回転状態とする「電動機正回転態様」と、前記直流電動機２の一方側駆動入力に負極側電源（グランド線１８の電位）を印可すると共に他方側駆動入力に正極側電源（＋Ｂ線１７の電位）を印可して該直流電動機２を逆回転状態とする「電動機逆回転態様」とを取り得るから、発明の要旨に記載の「第一のスイッチ手段」に相当する。
【００２０】
なお、以上の説明では、一つのスイッチユニット９で直流電動機２の回転を制御する例を示したが、これに限らず、車両によっては運転席から他の席（助手席や後席等）のウィンドウを開閉できるようにしたタイプのスイッチ装置もある。
【００２１】
図１１は、その回路図である（たとえば、非特許文献１参照）。この回路は、運転席用のスイッチユニット９と他席用のスイッチユニット９′とを組み合わせて構成されており、他席はもちろんのこと運転席からも直流電動機２（他席のウィンドウ開閉用の直流電動機）の回転と停止を行うことができるようになっている。
【００２２】
また、上記の説明では、可動接点１９、２０とＮＣ接点２３、２４のそれぞれに一つの端子（共通端子１１、１２と常閉端子１４、１５）を割り当てると共に、ＮＯ接点２１、２２に一つの端子（常開端子１３）を割り当てているが（つまり、全部で５個の端子を備えているが）、これに限らず、たとえば、図１２に示すように、グランド線１８に繋がる接点（スイッチＡ、ＢのＮＣ接点２３、２４）同士をユニット内で結線し、それを一つの端子１５ａから引き出してグランド線１８に接続するタイプのもの（全部で４個の端子を備えるもの）であっても構わない。また、スイッチ機構として１回路分を備えた構成とし、それを二つ並べて使用するものであってもよい。この場合、全部で６個の端子となる。
【００２３】
【非特許文献１】
「トヨタ・ＶＩＴＺ・配線図集／ＳＣＰ１０系（１９９９−１〜）」トヨタ自動車株式会社サービス部、１９９９年１月１３日発行、ｐ．３−３８〜３−３９
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来のスイッチ装置（図８〜図１２）は、本来の１４Ｖ系の電気系統システムに適用する限りにおいては支障なく動作する。しかしながら、それよりも高電圧系の電気系統システム、たとえば、４２Ｖ系の電気系統システムに適用した場合に、ＵＰ状態から中立状態への復帰時、又は、ＤＯＷＮ状態から中立状態への復帰時に、負極側電源に接続された接点に大電流が流れ、この電流により、当該接点にダメージを与えるという問題点がある。
【００２５】
図１３は、接点ダメージの説明図である。（ａ）は、たとえば、ＵＰ状態にあるときの図、（ｂ）は中立状態に復帰する“直前”の図、（ｃ）は中立状態に復帰したときの図である。前記従来の説明との相違は、＋Ｂ線１７に高い電圧（４２Ｖ系電気系統システムの電源電圧。以下「４２Ｖ」とする。）が印可されている点にある。
【００２６】
さて、（ａ）に示すように、ＵＰ状態にあるときは、スイッチＡのＮＯ接点２１と可動接点１９がクローズ状態になっており、また、スイッチＢの可動接点２０とＮＣ接点２４がクローズ状態になっている。したがって、＋Ｂ線１７→直流電動機２→グランド線１８の閉回路が形成され、直流電動機２はウィンドウを閉じる方向に回転する。
【００２７】
次に、ノブ３から指を離すと、（ｂ）に示すように、スイッチＡのＮＯ接点２１と可動接点１９のクローズ状態が解かれ、可動接点１９は、ＮＯ接点２１との間に許容範囲の小さなアーク放電３０を生じさせながら、ＮＣ接点２３の方に移動を開始する。
【００２８】
そして、最終的には、（ｃ）に示すように、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３との間がクローズ状態になって直流電動機２への電源電圧が絶たれ、直流電動機２が停止状態となる。
【００２９】
従来のスイッチユニット９を使うと、接点ギャップが０．５ｍｍ程度と小さく、４２Ｖ分のアーク放電電圧を確保できないため、数Ｖの電圧が印可された状態の可動接点１９がＮＣ接点２３に接続されることになる。本件発明者らの実験によれば、このとき、可動接点１９からＮＣ接点２３を経てグランド線１８へと大電流３１（１００Ａ以上）が短時間（０．５ｍｓ程度）に流れようとするため、ＮＯ接点２１とＮＣ接点２３の間に大きな放電現象（以下「デッドショート」という。）３２が発生し、これにより、スイッチＡの可動接点１９とＮＣ接点２３にダメージ（接点損傷又は接点破壊）を与えるという障害を発見した。このデッドショート３２は、特に普通の接点開閉速度（１００〜４００ｍｍ／ｓ）よりも非常に早い接点開閉速度（１０００ｍｍ／ｓ以上）の領域において発生しやすい。
【００３０】
かかる障害の存在は、４２Ｖ系電気系統システムの普及を妨げるので、この点において、可及的速やかに解決しなければならない技術課題がある。
【００３１】
なお、一般的なアーク放電対策としては、電源電圧の大きさに対応させて接点ギャップを広くすることが行われている。接点ギャップを広げる（たとえば、約４ｍｍ程度）と、アーク放電電圧を大きくすることができるため、可動接点１９は電圧がかかっていない状態でＮＣ接点２３に接続されて接点ダメージを回避できるからである。しかしながら、この対策は一方で、スイッチユニットの大幅な大型化を招き、車載の妨げになるという問題点を有している。
【００３２】
そこで本発明は、４２Ｖ系電気系統システムなどの高い電源電圧に適用してもスイッチユニットの大幅な大型化を招くことなく、接点ダメージを回避することができるスイッチ装置を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスイッチ装置は、直流電動機の一方側駆動入力と他方側駆動入力の各々に負極側電源を共に印可して該直流電動機を停止状態とする電動機停止態様と、
前記直流電動機の一方側駆動入力に正極側電源を印可すると共に他方側駆動入力に負極側電源を印可して該直流電動機を正回転状態とする電動機正回転態様と、
前記直流電動機の一方側駆動入力に負極側電源を印可すると共に他方側駆動入力に正極側電源を印可して該直流電動機を逆回転状態とする電動機逆回転態様と
を取り得る第一のスイッチ手段を備えたスイッチ装置において、
前記第一のスイッチ手段と正極側電源又は負極側電源との間もしくは前記第一のスイッチ手段と前記直流電動機の一方側駆動入力又は他方側駆動入力との間の電気的接続を断接する第二のスイッチ手段と、
前記第一のスイッチ手段が電動機正回転態様又は電動機逆回転態様から電動機停止態様へと遷移する際、該電動機停止態様への遷移完了の時点又はそれよりも所定のマージン時間前の時点で前記第二のスイッチ手段を接状態から断状態へと操作するスイッチ操作手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３４】
この発明では、電動機停止態様への遷移完了時点又はそれよりも所定のマージン時間前の時点で、前記第二のスイッチ手段が接状態から断状態へと操作される。したがって、第二のスイッチ手段の断状態中においては、第一のスイッチ手段と正極側電源又は負極側電源との間の電気的接続が絶たれるため、もしくは、第一のスイッチ手段と直流電動機の一方側駆動入力又は他方側駆動入力との間の電気的接続が絶たれるため、第一のスイッチ手段の接点に残る電圧を低減し、第一のスイッチ手段のデッドショート問題の解消が図られる。
【００３５】
また、本発明の好ましい態様は、前記所定のマージン時間を略１ｍｓとしたことを特徴とするものである。
【００３６】
この態様では、いわゆるダブルブレイク効果により、電源電圧（正極側電源と負極側電源の電位差）の略１／２ずつ（４２Ｖ系電気系統システムの場合は略２１Ｖずつ）を第一のスイッチ手段と第二のスイッチ手段で分担することができる。したがって、１４Ｖ系電気系統システム仕様のスイッチ素子を第一のスイッチ手段や第二のスイッチ手段に用いてもデッドショートを発生することがない。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態におけるスイッチ装置４０の分解図である。スイッチ装置４０は、図面の上から順に、スライダ（スイッチ操作手段）４１、スライドレール兼用上蓋（以下、単に「上蓋」という。）４２、三つの押しボタン（スイッチ操作手段）４３〜４５、スナップアクション式の接点機構群４６、及び、筐体４７から構成される。スイッチ装置４０は、サブアッセンブリ化された接点機構群４６を筐体４７の内部に組み入れた後、筐体４７の上面開口部を、三つの押しボタン４３〜４５とスライダ４１を組み付けた上蓋４２で閉鎖して組み立てられる。
【００３８】
上蓋４２は、押しボタン４３〜４５の挿入穴４８〜５０と、スライダ４１を図中のＬ方向とＲ方向にスライド可能に保持するスライドレール部５１、５２とを有している。スライダ４１の上面には、従来技術（図８参照）のスライダ２８の上部突起２９に相当する突起５３、５４が設けられている。この突起５３、５４は、たとえば、図８（ａ）に示すノブ３の下部突起７の先端に係合可能であり、スライダ４１は、ノブ３の下部突起７の左右方向への揺動（ＵＰ状態とＤＯＷＮ状態）に追随して、図面左右方向（Ｌ方向／Ｒ方向）にスライドする。スライダ４１の下面には３つの押しボタン４３〜４５のそれぞれに対応した「特異形状部」が形成されている。
【００３９】
図２は、スライダ４１の特異形状部を示す断面図である。（ａ）において、第一の特異形状部５５は、押しボタン４３を押し下げるための図面右下り方向の傾斜面５６とそれに続く平坦面５７とを有している。スライダ４１が中立状態にあるとき、押しボタン４３はスライダ４１の下面４１ａに当接して最上方位置にあるが、（ｂ）に示すように、スライダ４１をＬ方向にスライドさせると、押しボタン４３は第一の特異形状部５５の傾斜面５６に当接しつつ徐々に図面下方に押し下げられながら、最終的に平坦面５７との当接位置（最下方位置）に至る。
【００４０】
同様に、（ａ）において、第二の特異形状部５８は、押しボタン４４を押し下げるための図面左下り方向の傾斜面５９とそれに続く平坦面６０とを有している。スライダ４１が中立状態にあるとき、押しボタン４４はスライダ４１の下面４１ａに当接して最上方位置にあるが、（ｃ）に示すように、スライダ４１をＲ方向にスライドさせると、押しボタン４４は第二の特異形状部５８の傾斜面５９に当接しつつ徐々に図面下方に押し下げられながら、最終的に平坦面６０との当接位置（最下方位置）に至る。
【００４１】
（ａ）において、第三の特異形状部６１は、上記の二つの特異形状部（第一の特異形状部５５及び第二の特異形状部５８）と異なる形状を有している。すなわち、（ａ）の拡大図に示すように、スライダ４１が中立状態にあるときに押しボタン４５が当接する、スライダ４１の下面４１ａと同一レベルの中立当接面６２と、中立当接面６２の左側に形成された図面左下り方向の傾斜面６３と、その傾斜面６３に続く平坦面６４と、中立当接面６２の右側に形成された図面右下り方向の傾斜面６５と、その傾斜面６５に続く平坦面６６とを有する点、及び、中立当接面６２のほぼ中間点（中間点とは、スライダ４１が中立状態にあるときに押しボタン４５が当接する当接点を意味する。）から各傾斜面６３、６５までの間に所定のマージン距離Ｌａ、Ｌｂを設けてある点、並びに、それらの傾斜面６３、６５の傾斜角度を上記の二つの特異形状部（第一の特異形状部５５及び第二の特異形状部５８）の傾斜面５６、５９よりも急に設定してある点で相違する。
【００４２】
これによれば、スライダ４１が中立状態にあるとき、押しボタン４５は中立当接面６２に当接して最上方位置にあるが、（ｂ）に示すように、スライダ４１をＬ方向にスライドさせると、押しボタン４５はマージン距離Ｌａを超えた時点で傾斜面６３に当接しつつ徐々に図面下方に押し下げられながら、最終的に平坦面６４との当接位置（最下方位置）に至り、又は、（ｃ）に示すように、スライダ４１をＲ方向にスライドさせると、押しボタン４５はマージン距離Ｌｂを超えた時点で傾斜面６５に当接しつつ徐々に図面下方に押し下げられながら、最終的に平坦面６６との当接位置（最下方位置）に至る。
【００４３】
そして、スライダ４１を中立状態に復帰させる場合は、傾斜面６３、６５の急角度により、上記の二つの特異形状部（第一の特異形状部５５及び第二の特異形状部５８）に対応する押しボタン４３、４４よりも早い段階で、中立当接面６２に至り、早期に最上方位置に復帰するようになっている。以下、この“早い段階”に相当する時間のことを便宜的に「所定のマージン時間」ということにする。
【００４４】
したがって、このような構成によれば、スライダ４１をＬ方向にスライドさせると、直ちに押しボタン４３が下方移動を開始し、スライド完了と共に最下方位置に至ると共に、押しボタン４５が所定のマージン時間の経過後に下方移動を開始し、スライド完了と共に最下方位置に至るという作用が得られる。同様に、スライダ４１をＲ方向にスライドさせると、直ちに押しボタン４４が下方移動を開始し、スライド完了と共に最下方位置に至ると共に、押しボタン４５が所定のマージン時間の経過後に下方移動を開始し、スライド完了と共に最下方位置に至るという作用が得られる。さらに、スライダ４１を中立状態に戻す際は、第三の特異形状部６１に対応する押しボタン４５を他の二つの押しボタン４３、４４よりも早期に（すなわち、所定のマージン時間前）に最上方位置に復帰させることができるという作用が得られる。
【００４５】
図３は、接点機構群４６の構成を示す図である。接点機構４６は、三つの金属製バネ板状可動片（以下、単に「可動片」という。）６６〜６８と、各可動片毎の共通端子部材６９〜７１と、二つの常閉接点端子用部材７２、７３と、一つの常開接点用部材７４とを有する。
【００４６】
三つの共通端子部材６９〜７１は、金属等の良導電性素材で作られており、それぞれ可動片６６〜６８を個別に保持するためのＵ字状部６９ａ〜７１ａを有すると共に、両側の共通端子部材６９、７１については、筐体４７の端子係合部４７ａ、４７ｂ（図１参照）に取り付けられる端子６９ｂ、７１ｂをさらに有し、また、中央の共通端子部材７０については、両側の共通端子部材６９、７１の方向に延びる延在部７０ｂ、７０ｃをさらに有している。
【００４７】
二つの常閉接点端子用部材７２、７３は、筐体４７の端子係合部４７ｃ、４７ｄ（図１参照）に取り付けられる端子７２ａ、７３ａを有し、また、一つの常開接点用部材７４は、筐体４７の外部に引き出される端子７４ａ、８０ａを有している。
【００４８】
三つの可動片６６〜６８は、金属等の良導電性且つバネ性素材で作られており、各々の先端には、次に列挙する各接点が取り付けられている。なお、以下の説明における“表／裏”は、図面に正対して見える側を“表”、部材の影に隠れて見えない側を“裏”とするものである。
（１）可動片６６の表側→接点Ａ２
（２）可動片６６の裏側→接点Ａ３
（３）可動片６７の裏側→接点Ｃ１
（４）可動片６８の表側→接点Ｂ２
（５）可動片６８の裏側→接点Ｂ３
【００４９】
また、共通端子部材７０の延在部７０ｂ、７０ｃにもそれぞれ次に列挙する各接点が取り付けられている。
（６）延在部７０ｂの表側→接点Ａ４
（７）延在部７０ｃの表側→接点Ｂ４
【００５０】
さらに、二つの常閉接点端子用部材７２、７３と一つの常開接点用部材７４にもそれぞれ次に列挙する各接点が取り付けられている。
（８）常閉接点端子用部材７２の裏側→接点Ａ１
（９）常閉接点端子用部材７３の裏側→接点Ｂ１
（１０）常開接点用部材７４の表側→接点Ｃ２
【００５１】
三つの可動片６６〜６８は、先に説明した押しボタン４３〜４５の押し下げ操作によって弾性変形し、各接点の接続を切り替えるものである。
図４は、三つの可動片６６〜６８の接点切り替え状態図である。
（ａ）において、可動片６６は、通常、接点Ａ１と接点Ａ２との間をクローズし、接点Ａ３と接点Ａ４との間をオープンとしているが、押しボタン４３の押し下げ操作に応答して弾性変形すると、接点Ａ１と接点Ａ２との間をオープンにすると共に、接点Ａ３と接点Ａ４との間をクローズする。
（ｂ）において、可動片６８は、通常、接点Ｂ１と接点Ｂ２との間をクローズし、接点Ｂ３と接点Ｂ４との間をオープンとしているが、押しボタン４４の押し下げ操作に応答して弾性変形すると、接点Ｂ１と接点Ｂ２との間をオープンにすると共に、接点Ｂ３と接点Ｂ４との間をクローズするようになっている。
（ｃ）において、可動片６７は、通常、接点Ｃ１と接点Ｃ２との間をオープンとしているが、押しボタン４５の押し下げ操作に応答して弾性変形すると、接点Ｃ１と接点Ｃ２との間をクローズするようになっている。
【００５２】
したがって、これらの接点Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１、Ｃ２を含む接点機構群４６は、以下のスイッチ要素グループに分けることができる。
＜その１：接点Ａ１〜Ａ４で構成されるもの＞
接点Ａ１と接点Ａ２は常閉接点（ＮＣ）を構成し、接点Ａ３と接点Ａ４は常開接点（ＮＯ）を構成する。接点関係は押しボタン４３の押し下げ操作によって逆転する。
＜その２：接点Ｂ１〜Ｂ４で構成されるもの＞
接点Ｂ１と接点Ｂ２は常閉接点（ＮＣ）を構成し、接点Ｂ３と接点Ｂ４は常開接点（ＮＯ）を構成する。接点関係は押しボタン４４の押し下げ操作によって逆転する。
＜その３：接点Ｃ１、Ｃ２で構成されるもの＞
接点Ｃ１と接点Ｃ２は常開接点（ＮＯ）を構成する。この接点は押しボタン４５の押し下げ操作によって閉状態になる。
【００５３】
図５は、以上の構成を有するスイッチ装置４０の回路図であり、特に限定しないが、自動車等車両のウィンドウ開閉用直流電動機の回転及び停止を行うために用いられるものである。
スイッチ装置４０は、上記の各スイッチ要素グループ（その１〜その３）のそれぞれに対応する三つのスイッチＡ〜Ｃを含む。スイッチＡは上記の各接点Ａ１〜Ａ４からなり、また、スイッチＢは上記の各接点Ｂ１〜Ｂ４からなり、さらに、スイッチＣは上記の各接点Ｃ１、Ｃ２からなる。
【００５４】
図に示すように、スイッチＣの接点Ｃ１とスイッチＡの接点Ａ４及びスイッチＢの接点Ｂ４は電気的に接続されている。また、スイッチＣの接点Ｃ２は端子７４ａを介して正極側電源（＋Ｂ線１７の電位；＋４２Ｖ）に接続され、スイッチＡの接点Ａ１とスイッチＢの接点Ｂ１は端子７２ａ、７３ａを介して負極側電源（グランド線１８の電位；０Ｖ）に接続され、さらに、スイッチＡの接点Ａ２／Ａ３とスイッチＢの接点Ｂ２／Ｂ３は端子６９ｂ、７１ｂを介して直流電動機２の各駆動入力に接続されている。
【００５５】
なお、スイッチＣの接点Ｃ２と端子７４ａとの間から引き出されている線８０はスペア端子８０ａに接続するための配線である。スペア端子８０ａは、図１に示すように、筐体４７に設けられている引き出し端子（接点Ｃ２用の端子７４ａ）とは反対側の面に取り付けられている。スイッチ装置４０を実装する際に、配線引き回しの都合や他部品との干渉でスイッチＣの接点Ｃ２用引き出し端子（端子７４ａ）を使用することができない場合に、このスペア端子８０ａを利用してスイッチＣの接点Ｃ２を外部に取り出したり、端子７４ａと端子８０ａをジャンパー線として使用したりできるようになっている。
【００５６】
図５において、図示のスイッチＡ、Ｂ、Ｃの接点位置は、押しボタン４３〜４５が押し下げられていないとき（スライダ４１が中立状態にあるとき：図２（ａ）参照）のものであり、この状態では、グランド線１８→端子７２ａ→スイッチＡの接点Ａ１→スイッチＡの接点Ａ２→端子６９ｂの経路で、直流電動機２の一方駆動入力に負極側電源が加えられると共に、グランド線１８→端子７３ａ→スイッチＢの接点Ｂ１→スイッチＢの接点Ｂ２→端子７１ｂの経路で、直流電動機２の他方駆動入力に負極側電源が加えられる。この場合、直流電動機２は停止状態にある。
【００５７】
一方、スライダ４１をＬ方向に動かした場合（図２（ｂ）参照）、押しボタン４３、４５が下方移動し、それに伴って、スイッチＡの接点Ａ３と接点Ａ４との間、及び、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２の間がクローズする。したがって、＋Ｂ線１７→端子７４ａ→スイッチＣの接点Ｃ２→スイッチＣの接点Ｃ１→スイッチＡの接点Ａ４→スイッチＡの接点Ａ３→端子６９ｂの経路で、直流電動機２の一方駆動入力に正極側電源が加えられると共に、グランド線１８→端子７３ａ→スイッチＢの接点Ｂ１→スイッチＢの接点Ｂ２→端子７１ｂの経路で、直流電動機２の他方駆動入力に負極側電源が加えられる。この場合、直流電動機２は正回転し、ウィンドウが閉方向駆動される。
【００５８】
他方、スライダ４１をＲ方向に動かした場合（図２（ｃ）参照）、押しボタン４４、４５が下方移動し、それに伴って、スイッチＢの接点Ｂ３と接点Ｂ４との間、及び、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２の間がクローズする。したがって、＋Ｂ線１７→端子７４ａ→スイッチＣの接点Ｃ２→スイッチＣの接点Ｃ１→スイッチＢの接点Ｂ４→スイッチＢの接点Ｂ３→端子７１ｂの経路で、直流電動機２の他方駆動入力に正極側電源が加えられると共に、グランド線１８→端子７２ａ→スイッチＡの接点Ａ１→スイッチＡの接点Ａ２→端子６９ｂの経路で、直流電動機２の一方駆動入力に負極側電源が加えられる。この場合、直流電動機２は逆回転し、ウィンドウが開方向駆動される。
【００５９】
ここで、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２は常開接点である。つまり、押しボタン４５の押し下げ操作に応答してそれらの接点をクローズとするものであり、本発明に特有の構成要素であるが、説明の便宜上、このスイッチＣが設けられていない場合を仮定・・・・すなわち、端子７４ａとスイッチＡの接点Ａ４及びスイッチＢの接点Ｂ４とを直接的に接続しているものと仮定・・・・すると、この場合、スイッチＡ及びスイッチＢは、「直流電動機２の一方側駆動入力と他方側駆動入力の各々に負極側電源を共に印可して直流電動機２を停止状態とする電動機停止態様」と、「直流電動機２の一方側駆動入力に正極側電源を印可すると共に他方側駆動入力に負極側電源を印可して直流電動機２を正回転状態とする電動機正回転態様」と、「直流電動機２の一方側駆動入力に負極側電源を印可すると共に他方側駆動入力に正極側電源を印可して直流電動機２を逆回転状態とする電動機逆回転態様」とを取り得るから、これらのスイッチＡ及びスイッチＢは、発明の要旨に記載の第一のスイッチ手段を構成する。
【００６０】
そして、本実施の形態の特有の要素であるスイッチＣは、「第一のスイッチ手段（スイッチＡ及びスイッチＢ）と正極側電源又は負極側電源との間と直流電動機２の一方側駆動入力又は他方側駆動入力との間の電気的接続を断接する」ものであるから、発明の要旨に記載の第二のスイッチ手段を構成する。
【００６１】
図６は、スイッチＡ、Ｂ、Ｃの接点切り替え動作と直流電動機２の停止／回転動作の状態対応図であり、詳しくは、（イ）はスライダ４１を中立状態からＬ方向に動かし、再び中立状態に戻したときの状態図、（ロ）はスライダ４１を中立状態からＲ方向に動かし、再び中立状態に戻したときの状態図である。
【００６２】
（イ）において、スライダ４１が中立状態にあるときは、スイッチＡの接点Ａ１と接点Ａ２がクローズしており、また、スイッチＢの接点Ｂ１と接点Ｂ２がクローズしており、さらに、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２がオープンになっているから、直流電動機２は停止（ＳＴＯＰ）状態にある。
【００６３】
この状態からスライダ４１をＬ方向に移動させると、まず、押しボタン４３が下方移動し、所定のマージン時間（Ｔｄ１）遅れて押しボタン４５が下方移動する。これにより、スイッチＡの接点Ａ３と接点Ａ４がクローズ（接点Ａ１と接点Ａ２はオープン）し、所定のマージン時間（Ｔｄ１）遅れてスイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２がクローズするため、直流電動機２は正方向（ＵＰ）回転する。
【００６４】
そして、スライダ４１を中立状態に復帰させると、まず、押しボタン４５が上方移動し、所定のマージン時間（Ｔｄ２）遅れて押しボタン４３が上方移動する。これにより、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２がオープンし、所定のマージン時間（Ｔｄ２）遅れてスイッチＡの接点Ａ１と接点Ａ２がクローズ（接点Ａ３と接点Ａ４はオープン）するため、直流電動機２は再び停止（ＳＴＯＰ）する。
【００６５】
（ロ）において、スライダ４１が中立状態にあるときは、スイッチＡの接点Ａ１と接点Ａ２がクローズしており、また、スイッチＢの接点Ｂ１と接点Ｂ２がクローズしており、さらに、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２がオープンになっているから、直流電動機２は停止（ＳＴＯＰ）状態にある。
【００６６】
この状態からスライダ４１をＲ方向に移動させると、まず、押しボタン４４が下方移動し、所定のマージン時間（Ｔｄ３）遅れて押しボタン４５が下方移動する。これにより、所定のマージン時間（Ｔｄ３）遅れてスイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２がクローズするため、直流電動機２は逆方向（ＤＯＷＮ）回転する。
【００６７】
そして、スライダ４１を中立状態に復帰させると、まず、押しボタン４５が上方移動し、所定のマージン時間（Ｔｄ４）遅れて押しボタン４４が上方移動する。これにより、スイッチＣの接点Ｃ１と接点Ｃ２がオープンし、所定のマージン時間（Ｔｄ４）遅れてスイッチＢの接点Ｂ１と接点Ｂ２がクローズ（接点Ｂ３と接点Ｂ４はオープン）するため、直流電動機２は再び停止（ＳＴＯＰ）する。
【００６８】
ここで、図中のマージン時間Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３及びＴｄ４は、スライダ４１の下面に形成された第三の特異形状部６１（図２参照）のマージン距離Ｌａ、Ｌｂと傾斜面６３、６５の傾斜角度とによって与えられる時間である。詳しくは、マージン時間Ｔｄ１、Ｔｄ２は、第三の特異形状部６１のマージン距離Ｌｂの大きさと傾斜面６５の傾斜角度とによって与えられる時間であり、同様に、マージン時間Ｔｄ３、Ｔｄ４は、第三の特異形状部６１のマージン距離Ｌａの大きさと傾斜面６３の傾斜角度とによって与えられる時間である。いずれも、マージン距離を大きくし、且つ、傾斜角度を急にすることにより、マージン時間を大きくすることができる。デッドショートの防止に必要なマージン時間は「Ｔｄ２、Ｔｄ４」である。このマージン時間Ｔｄ２、Ｔｄ４の適正値は、接点ギャップや電源電圧の大きさに依存して一概にいえないが、たとえば、１ｍｓ程度とすることができる。
【００６９】
以上のとおり、本実施の形態におけるスイッチ装置４０は、常開接点のスイッチＣを具備すると共に、スイッチＡ又はスイッチＢの接点切り替えとスイッチＣの接点切り替えとの間に所定のマージン時間を設けたことを特徴とし、この特徴により、冒頭で説明したデッドショート問題を解決する。
【００７０】
すなわち、デッドショートは、直流電動機２を正回転又は逆回転から停止状態に戻す際に、スイッチＡ（又はスイッチＢ）の共通接点である接点Ａ３（又はＢ３）と、正極側電源につながる固定接点である接点Ａ４（又はＢ４）との間の放電現象として発生するが、本実施の形態では、スイッチＡ（又はスイッチＢ）の接点Ａ２（又はＢ２）と接点Ａ１（又はＢ１）とが接触（クローズ）する前（所定のマージン時間Ｔｄ２又はＴｄ４前；たとえば、略１ｍｓ前）に、スイッチＣの接点Ｃ１−接点Ｃ２間をオープンにして（接状態から断状態へと操作して）正極側電源経路を遮断するようにしたので、デッドショートの発生を防止することができる。
【００７１】
なお、以上の説明では、所定のマージン時間Ｔｄ２又はＴｄ４を、０を超える時間（上記の例示では、１ｍｓ程度）としているが、これに限定されない。接点ギャップ等の製造バラツキを考慮しないのであれば、Ｔｄ２＝Ｔｄ４＝０ｍｓとしてもよい。このようにすると、ダブルブレイク効果により、スイッチＣとスイッチＡ（又はスイッチＢ）の各接点の電圧が電源電圧のほぼ１／２となり、各スイッチは４２Ｖ系電気系統システムの場合におよそ２１Ｖずつを分担すればよく、この程度の電圧（２１Ｖ）であれば１４Ｖ系電気系統システム仕様のスイッチでもデッドショートを発生することがなく、アークを切断することができるからである。“ダブルブレイク効果”とは、接点がオープンとなるときに発生するアーク電圧を２倍にすることにより、接点ギャップを増やすことなく、高電圧開閉を可能にすることをいう。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施の形態の例に限定されない。その思想の範囲内において様々な変形例を含むことはもちろんである。
【００７３】
図７（ａ）は、第一の変形例を示す図である。上記実施の形態の構成との相違点は、スイッチＣ（第二のスイッチ手段）の挿入位置にある。すなわち、この変形例では、スイッチＡ及びスイッチＢ（第一のスイッチ手段）の接点Ａ１及び接点Ｂ１とグランド線１８（負極側電源）との間にスイッチＣ（第二のスイッチ手段）を入れている点で相違する。このような構成においても、スイッチＡ（又はスイッチＢ）の接点Ａ２（又はＢ２）と接点Ａ１（又はＢ１）とが接触（クローズ）すると同時もしくはそれよりも前（所定のマージン時間Ｔｄ２又はＴｄ４前）に、スイッチＣの接点Ｃ１−接点Ｃ２間をオープンにして負極側電源経路を遮断することにより、デッドショートの発生を防止することができる。
【００７４】
図７（ｂ）は、第二の変形例を示す図である。この例においても、上記実施の形態の構成との相違点は、スイッチＣ（第二のスイッチ手段）の挿入位置にある。すなわち、この変形例では、スイッチＡの接点Ａ２／Ａ３と直流電動機２の一方駆動入力との間にスイッチＣ（第二のスイッチ手段）を入れている点で相違する。このような構成においても、スイッチＡの接点Ａ２と接点Ａ１とが接触（クローズ）すると同時もしくはそれよりも前（所定のマージン時間Ｔｄ２又はＴｄ４前）に、スイッチＣの接点Ｃ１−接点Ｃ２間をオープンにして直流電動機２との経路を遮断することにより、デッドショートの発生を防止することができる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、電動機停止態様への遷移完了時点又はそれよりも所定のマージン時間前の時点で、前記第二のスイッチ手段が接状態から断状態へと操作される。したがって、第二のスイッチ手段の断状態中においては、第一のスイッチ手段と正極側電源又は負極側電源との間の電気的接続が絶たれるため、もしくは、第一のスイッチ手段と直流電動機の一方側駆動入力又は他方側駆動入力との間の電気的接続が絶たれるため、第一のスイッチ手段の接点に残る電圧を低減して、第一のスイッチ手段のデッドショート問題の解消を図ることができる。しかも、かかるデッドショートの防止策は、接点ギャップの拡大を必要としないため、スイッチユニットの大幅な大型化を招くこともない。
又は、本発明の好ましい態様によれば、所定のマージン時間を略１ｍｓとしたことを特徴とするので、いわゆるダブルブレイク効果とタイムラグにより、電源電圧（正極側電源と負極側電源の電位差）の略１／２ずつ（４２Ｖ系電気系統システムの場合は略２１Ｖずつ）を第一のスイッチ手段と第二のスイッチ手段で分担することができる上、万が一数Ｖの電源が可動片に印可されていても、タイムラグにより確実に正極側電源を遮断しているため、１４Ｖ系電気系統システム仕様のスイッチ素子を第一のスイッチ手段や第二のスイッチ手段に用いてもデッドショートを発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるスイッチ装置４０の分解図である。
【図２】スライダ４１の特異形状部を示す断面図である。
【図３】接点機構群４６の構成を示す図である。
【図４】三つの可動片６６〜６８の接点切り替え状態図である。
【図５】本実施の形態のスイッチ装置４０の回路図である。
【図６】スイッチＡ、Ｂ、Ｃの接点切り替え動作と直流電動機２の停止／回転動作の状態対応図である。
【図７】本実施の形態のスイッチ装置４０の変形例を示す図である。
【図８】従来のスイッチ装置の構造図及びその回路図（中立状態のときのもの）である。
【図９】スイッチユニット９の外観図、スライダ２８の平面図及びスライダ２８の断面図である。
【図１０】従来のスイッチ装置の構造図及びその回路図（ＵＰ状態のときのもの）である。
【図１１】運転席から他の席のウィンドウを開閉できるようにしたタイプのスイッチ装置を示すその回路図である。
【図１２】全部で４個の端子を備えるスイッチ装置の回路図である。
【図１３】接点ダメージの説明図である。
【符号の説明】
Ａ　スイッチ（第一のスイッチ手段）
Ｂ　スイッチ（第一のスイッチ手段）
Ｃ　スイッチ（第二のスイッチ手段）
Ｔｄ１〜Ｔｄ４　所定のマージン時間
２　直流電動機
１７　＋Ｂ線（正極側電源）
１８　グランド線（負極側電源）
４０　スイッチ装置
４１　スライダ（スイッチ操作手段）
４３〜４５　押しボタン（スイッチ操作手段）

Claims

直流電動機の一方側駆動入力と他方側駆動入力の各々に負極側電源を共に印可して該直流電動機を停止状態とする電動機停止態様と、
前記直流電動機の一方側駆動入力に正極側電源を印可すると共に他方側駆動入力に負極側電源を印可して該直流電動機を正回転状態とする電動機正回転態様と、
前記直流電動機の一方側駆動入力に負極側電源を印可すると共に他方側駆動入力に正極側電源を印可して該直流電動機を逆回転状態とする電動機逆回転態様と
を取り得る第一のスイッチ手段を備えたスイッチ装置において、
前記第一のスイッチ手段と正極側電源又は負極側電源との間もしくは前記第一のスイッチ手段と前記直流電動機の一方側駆動入力又は他方側駆動入力との間の電気的接続を断接する第二のスイッチ手段と、
前記第一のスイッチ手段が電動機正回転態様又は電動機逆回転態様から電動機停止態様へと遷移する際、該電動機停止態様への遷移完了の時点又はそれよりも所定のマージン時間前の時点で前記第二のスイッチ手段を接状態から断状態へと操作するスイッチ操作手段と
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
前記所定のマージン時間を略１ｍｓとしたことを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。