JP4295599B2 - スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用のスイッチ装置に係り、特に自動車のドアーの開閉時のランプ点灯用として使用されるスイッチ装置の構造に関する。

従来のスイッチ装置の構造としては、ランプ負荷の切り換えが必要なため、高負荷の領域に使用できるマイクロスイッチ型の検出スイッチが使用されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、車載用として使用される従来のマイクロスイッチ型のスイッチ装置の構造を図に基づいて説明する。図９は従来のマイクロスイッチ型のスイッチ装置の構造を示す断面図である。

図において、スイッチ装置はベース５２とカバー５３とからハウジング５１が構成されている。ベース５２には、コンタクト５６、５７、５８が挿入されており、その一端が外方に突出されて接続コンタクト６０、６１、６２が形成されている。また、コンタクト５７、５８は上下位置に対向して配置されている。

コンタクト５６には可動コンタクト６４の一端が固定されており、可動コンタクト６４は金属シートで折り返された状態で配置され、他端側の上下に球型コンタクト６５が設けられている。この球型コンタクト６５はコンタクト５７と５８の間に位置され、上側がコンタクト５８と接触している。

カバー５３の上面の開口６６内にはスイッチングタペット６７が可動に案内されている。スイッチングタペット６７には水平支持されたレバー６８を有し、このレバー６８は可動コンタクト６４のばね作用によって上方へ付勢されてカバー５３の直下に保持されている。
また、カバー５３の開口６６の周辺には、ゴムベロー７２が装着されており、このゴムベロー７２とスイッチングタペット６７の上方部が嵌合されてスイッチ内が密封されている。

スイッチングタペット６７が作動されると、可動コンタクト６４が下方へ押され、切り換え点を超えると可動コンタクト６４が反転して球型コンタクト６５が下方へ移動しコンタクト５７と接触して接点が切り換わる。この状態からスイッチが開放されると、可動コンタクト６４が再び反転して最初の状態に戻るものとなる。

特開平７−７３７７６号公報

従来、自動車のドアーの開閉時のランプ点灯用としてのスイッチ装置は、高負荷領域のマイクロスイッチ型スイッチ装置で対応していたが、昨今では自動車市場においても電子化が進み、微小領域で使用可能なスイッチ装置の要求がでてきている。この場合、接触信頼性の問題で微小領域には高負荷領域のマイクロスイッチ型スイッチ装置を使用することができないため、別途、微小領域の専用のスイッチ装置を使用していた。
このため、それぞれの用途に合わせて、専用のスイッチ装置を使用しなければならず、車のモデルチェンジ等の際には使用するスイッチ装置を新たに検討しなおす必要があり、高負荷領域から微小領域への変更が発生した場合には、大きな変更を余儀なくされるという問題があった。

したがって、本発明では上述した問題点を解決し、高負荷領域及び微小領域の両方に対応でき、かつ高負荷時のアークによる消耗に強く、安定した接触が得られるスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、収納部を有するハウジングと、前記収納部の内底面から立設された共通固定接点及び個別固定接点と、前記ハウジングに昇降可能に収容された駆動部材と、この駆動部材に保持され駆動部材の昇降移動に伴って前記共通固定接点及び個別固定接点と摺接する可動接点とを備え、前記可動接点には、前記共通固定接点と摺接する第１の接点部と、前記個別固定接点とそれぞれ個別に摺接する独立した第２及び第３の接点部を形成し、前記個別固定接点に、前記駆動部材の昇降方向と直交する方向に沿って、前記第２の接点部と接触するアーク消耗用の第１の接触部と、前記第２の接点部と前記第１の接触部との接触より遅れて前記第３の接点部と接触するように第２の接触部を形成し、この第２の接触部の下面側を前記第３の接点部との摺接面とすると共に、前記第１の接触部の下面側の前記第２の接点部との摺接軌跡上に、前記第２の接点部と離脱する非導通部を形成した構成とした。

また、第２の解決手段として、前記個別固定接点には、前記第１の接触部の下面側に連続した切り欠き部を形成し、この切り欠き部で前記非導通部を形成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記ハウジングの収納部の内底面には、前記共通固定接点と前記個別固定接点を前記駆動部材の昇降方向と直交する方向に沿って並列に配置した構成とした。

また、第４の解決手段として、前記個別固定接点は、前記第１の接触部と前記第２の接触部を段差状に形成し、前記第１の接触部を前記第２の接触部より上面側に突出させて形成した構成とした。
また、第５の解決手段として、前記可動接点には、前記第１及び第２、第３の接点部に貴金属からなる接点チップが固着され、これら接点チップが固着された前記可動接点により前記共通固定接点及び前記個別固定接点を両面側から挟持して摺接するようにした構成とした。

上述したように、本発明のスイッチ装置は、収納部を有するハウジングと、収納部の内底面から立設された共通固定接点及び個別固定接点と、ハウジングに昇降可能に収容された駆動部材と、駆動部材に保持され駆動部材の昇降移動に伴って共通固定接点及び個別固定接点と摺接する可動接点とを備え、可動接点には、共通固定接点と摺接する第１の接点部と、個別固定接点と摺接する第２及び第３の接点部を形成し、個別固定接点に、駆動部材の昇降方向と直交する方向に沿って、第２の接点部と早く接触するアーク消耗用の第１の接触部と、これより遅れて第３の接点部と接触する第２の接触部を形成し、第２の接触部の下面側を第３の接点部との摺接面とすると共に、第１の接触部の下面側の第２の接点部との摺接軌跡上に、第２の接点部と離脱する非導通部を形成したことから、高負荷で使用した場合においても、接点の切り換え時に発生するアーク対応として、アーク消耗用の接触部を設けているので、切り換えを行なう通常の接触部への消耗が低減されて安定した接触が得られるため、接点の長寿命化が図れる。
また、アーク接触ポイントの下面側である摺接軌跡上に接点部との非導通部を形成したので、アーク消耗による接点同士の削れを防止でき、耐久性が向上する。

また、個別固定接点には、第１の接触部の下面側に連続した切り欠き部を形成し、この切り欠き部で非導通部を形成したことから、アーク接触ポイントの下面側である摺接軌跡上を切り欠くことにより、簡単な構成でアーク消耗による接点同士の削れを防止できる。
また、ハウジングの収納部の内底面には、共通固定接点と個別固定接点を駆動部材の昇降方向と直交する方向に沿って並列に配置したことから、それぞれの固定接点と可動接点の接点部との摺接面を長く設けられるので、ロングストローク対応が可能となり、設計の自由度が向上する。

また、個別固定接点は、第１の接触部と第２の接触部を段差状に形成し、第１の接触部を第２の接触部より上面側に突出させて形成したことから、簡単な構成でアーク消耗用の接触部を形成でき、安定した接触が得られる。
また、可動接点には、第１及び第２、第３の接点部に貴金属からなる接点チップが固着され、これら接点チップが固着された可動接点により共通固定接点及び個別固定接点を両面側から挟持して摺接するようにしたことから、接点チップを設けることにより高負荷時のアークによる消耗にも対応でき、両面摺動構造であることから、微小領域でも接触が安定し信頼性が向上する。また、一つのスイッチで高負荷領域及び微小領域の両方に対応できるため、モデルチェンジの際の変更が容易に行なえる。

以下、本発明のスイッチ装置の実施形態を図１乃至図８に示す。図１は本発明のスイッチ装置の断面図、図２はスイッチ装置の異なる方向からみた要部断面図、図３はハウジングの断面図、図４は可動接点の平面図、図５は可動接点の正面図、図６はアーク消耗用の接触部がオンした状態を示す断面図、図７は切り換え用の接触部がオンした状態を示す断面図、図８はアーク消耗用の接触部からオフする状態を示す断面図である。

図１乃至図３において、ハウジング１は、合成樹脂などの絶縁材からなり、内部に収納部１ａを有する上面開口状の箱型に形成されている。このハウジング１の収納部１ａの内底面には、導電性の金属板からなる平板状の共通固定接点２、及び個別固定接点３が開口部に向かって立設して形成されている。また、共通固定接点２と個別固定接点３とは、内底面（後述する駆動部材９の昇降方向と直交する方向）に沿って並列に配置されている。

前記共通固定接点２は、基部がハウジング１の内底部にインサート成形などの方法で埋設されており、収納部１ａ内に突出された長尺状の摺接部２ａと、ハウジング１の外方へ導出された出力端子部（図示せず）とを有している。この共通固定接点２の表面には、銀などの良導性の貴金属めっきが施されたものとなっている。

前記個別固定接点３は、同じく基部がハウジング１の内底部にインサート成形などの方法で埋設されており、収納部１ａ内に突出された略Ｚ字状の第１及び第２の摺接部３ａ、３ｂと、ハウジング１の外方へ導出された出力端子部（図示せず）とを有している。この個別固定接点３の表面にも、銀などの良導性の貴金属めっきが施されたものとなっている。

前記個別固定接点３には、前記第１及び第２の摺接部３ａ、３ｂが互いに平行して設けられており、この第１及び第２の摺接部３ａ、３ｂの先端がそれぞれ第１及び第２の接触部３ｃ、３ｄとなっている。また、前記個別固定接点３の第１の接触部３ｃ及び第１の摺接部３ａの下面側には切り欠き部３ｅが設けられている。この切り欠き部３ｅが設けられることにより、第１の摺接部３ａの摺接範囲が第２の摺接部３ｂの摺接範囲に比べて、短くなるように形成されている。

また、前記個別固定接点３の第１の接触部３ｃ及び第１の摺接部３ａの下面側に前記切り欠き部３ｅを設ける代わりに、絶縁性の材料を用いて非導電性の領域を設けるようにしてもよく、この場合、前記切り欠き部３ｅに前記ハウジング１の材料と同じ合成樹脂を成形時に一体的に充填することにより非導電部を形成するようにしても良い。この場合には、前記第１の摺接部３ａを摺接する後述する可動接点７の第２の接点部７ｃが、切り欠き部３ｅに落ち込むことがなくなるので、動作フィーリングが良好となる。

また、前記個別固定接点３は、前記第１の接触部３ｃと第２の接触部３ｄとが段差状となるように形成されており、前記第１の接触部３ｃが前記第２の接触部３ｄよりも上面側に突出した状態で形成されている。このように個別固定接点３の第１及び第２の接触部３ｃ、３ｄに段差を設けることにより、後述する可動接点７の接点部が接触する際の接触タイミングを異ならせることが可能となっている。

また、前記ハウジング１の出力端子部（図示せず）が導出された底面側には、この出力端子部と接続されるハーネス４が配設されており、このハーネス４によって検出信号が出力されるものとなる。また、ハウジング１の底面側には、前記ハーネス４及び出力端子部を覆うように被覆部材５が固着されている。

また、前記ハウジング１の収納部１ａには、ばね係止部１ｂが設けられており、このばね係止部１ｂにはコイル状の復帰ばね６の一端側が係止されている。また、ハウジング１の一側部には、取付孔１ｃが形成されており、この取付孔１ｃにネジなどを挿入して、スイッチ装置を適宜、所定の場所へ取り付けるものとなっている。

図４及び図５に示すように、可動接点７は、ばね性を有する導電性の金属板を打ち抜きフォーミングすることによりクリップ状に形成されている。この可動接点７は、方形の環状に連結した桟部を折り曲げて対向させた基部７ａと、これらの基部７ａから延設され、それぞれが弾性力を有した状態で当接されて形成された第１及び第２、第３の接点部７ｂ、７ｃ、７ｄとを有している。
また、これらの第１及び第２、第３の接点部７ｂ、７ｃ、７ｄの先端には、銀又は銀合金などの貴金属からなる接点チップ８が固着されている。

前記可動接点７は、前記収納部１ａに立設された前記共通固定接点２、及び個別固定接点３と摺接するものとなっており、前記第１の接点部７ｂが共通固定接点２の摺接部２ａと摺接され、前記第２の接点部７ｃが個別固定接点３の第１の摺接部３ａと摺接され、前記第３の接点部７ｄが個別固定接点３の第２の摺接部３ｂとそれぞれ摺接されるものとなっている。

駆動部材９は、合成樹脂などの絶縁材で形成され、前記ハウジング１の収納部１ａに昇降可能に収容されている。この駆動部材９には、前記可動接点７を保持する保持部９ａと、前記復帰ばね６の他端側が係止されるばね係止部９ｂが形成されており、可動接点７を保持した状態で復帰ばね６の弾性力により上方ヘ付勢されている。また、駆動部材９の上面側には押圧部９ｃが設けられており、この押圧部９ｃがハウジング１の上面側外方へ突出されている。

蓋体１０は、合成樹脂などの絶縁材で略方形の平板状に形成されており、前記ハウジング１の収納部１ａの開口部を塞ぐように取り付けられている。また、前記蓋体１０には、開口１０ａが設けられ、この開口１０ａに前記駆動部材９の押圧部９ｃが挿通されて突出されている。

また、前記蓋体１０の上面側には、ゴムなどの弾性材からなるシールド部材１１が取り付けられている。このシールド部材１１の上面側には可撓性を有するドーム部１１ａが形成されており、このドーム部１１ａの先端が前記駆動部材９の押圧部９ｃの上端側に固着されている。そして、この押圧部９ｃが押圧された際には、前記ドーム部１１ａが撓むことにより押圧部９ｃの昇降移動を可能にすると共に、前記蓋体１０の開口１０ａと押圧部９ｃとの隙間をシールドするようになっている。

また、ハウジング１の上面側には、合成樹脂などの絶縁材で下面開口の箱型に形成されたカバー部材１２が嵌着されている。このカバー部材１２には、前記駆動部材９の押圧部９ｃ及びシールド部材１１のドーム部１１ａが突出する挿通孔１２ａが形成されており、この挿通孔１２ａから押圧部９ｃ及びドーム部１１ａを突出した状態でハウジング１の上面に嵌着されている。この時、前記シールド部材１１は、ハウジング１とカバー部材１２とによって弾性力を持って挟持された状態となり、収納部１ａ内の機密性が保たれた状態となっている。

次に、上記構成のスイッチ装置の動作を図６乃至図８を用いて説明する。
まず、図１に示す初期の状態（駆動部材９の押圧部９ｃが押されていない状態）では、駆動部材９は復帰ばね６の弾性力によって上方へ付勢されている。この状態では、可動接点７の第１の接点部７ｂが共通固定接点２の摺接部２ａと接触されており、第２及び第３の接点部７ｃ、７ｄは個別固定接点３とは離間しており回路はオフとなっている。

この状態から、図６に示すように、駆動部材９の押圧部９ｃが押圧されると、駆動部材９は復帰ばね６の付勢力に抗して下方へ移動され、可動接点７も下方へ移動する。そして第１の接点部７ｂが共通固定接点２の摺接部２ａを下方へ摺接すると共に、第２の接点部７ｃが個別固定接点３の第１の接触部３ｃに接触して回路がオンする。この時、スイッチ装置に接続される負荷回路が高負荷領域の場合には、この接触ポイントにアークが発生するものとなる。

次に、図７に示すように、更に押圧部９ｃが押圧されると、可動接点７の第２の接点部７ｃが個別固定接点３の第１の摺接部３ａを下方へ摺接するのに伴って、可動接点７の第３の接点部７ｄが個別固定接点３の第２の接触部３ｄに接触する。この時には、可動接点７の第２の接点部７ｃと、個別固定接点３の第１の摺接部３ａがすでに接触しているため、この接触ポイントにはアークは発生しない。そして、回路はオン状態を維持している。

次に、図８に示すように、更に押圧部９ｃが押圧されると、可動接点７の第３の接点部７ｄが個別固定接点３の第２の摺接部３ｂを下方へ摺接するのに伴って、可動接点７の第２の接点部７ｃが個別固定接点３の第１の摺接部３ａを下方へ摺接して、下面側に設けられた切り欠き部３ｅへと移動する。そして、更に押圧部９ｃが押圧されると、可動接点７の第２の接点部７ｃは個別固定接点３の第１の摺接部３ａを外れた状態で前記切り欠き部３ｅ内を移動するものとなる。
この状態では、可動接点７の第１の接点部７ｂと第３の接点部７ｄとで共通固定接点２と個別固定接点３とが接続されており、回路はオン状態を維持している。

この場合、前記共通固定接点２と個別固定接点３とは、ハウジング１の収納部１ａの内底面に前記駆動部材９の昇降方向と直交する方向に沿って並列に配置されており、このように共通固定接点２と個別固定接点３とを並列に配置することにより、共通固定接点２及び個別固定接点３と、前記可動接点７の第１及び第３の接点部７ｂ、７ｄとの摺接面を長くすることができるので、ロングストローク対応が可能となり、設計の自由度が向上するものとなる。

また、前記個別固定接点３は、第１の接触部３ｃと第２の接触部３ｄを段差状に形成してあり、第１の接触部３ｃを第２の接触部３ｄより上面側に突出させて形成してあるので、簡単な構成でアーク消耗用の接触部を形成でき、安定した接触が得られるものとなる。

また、この時、高負荷回路の切り換えによりアークが発生する接触ポイントである、個別固定接点３の第１の接触部３ｃと接触する可動接点７の第２の接点部７ｃは、スイッチ装置の切り換え時の移動ストローク中に、個別固定接点３の第１の摺接部３ａから外れて、前記切り欠き部３ｅ内を移動することになるので、アーク消耗により荒れた接点表面同士が摺動して過剰な削れを引き起こすことを防止でき、耐久性が向上すると共に、良好な動作フィーリングが得られるものとなる。

また、回路切り換え用としての、個別固定接点３の第２接触部３ｄ及び第２摺接部３ｂと、これと摺接する可動接点７の第３の接点部７ｄへのアーク消耗が発生しないことから、接点表面同士の良好な摺動が得られるので、接点の長寿命化が図れるものとなる。

図８の状態から、押圧部９ｃへの押圧力を解除すると、駆動部材９が復帰ばね６の付勢力によって上方へ移動され、図１に示す初期の状態に復帰する。この時、可動接点７も駆動部材９と共に初期の位置まで移動され、第２及び第３の接点部７ｃ、７ｄが個別固定接点３から離間され、回路がオフ状態となる。

上記した実施例の構成によれば、前記可動接点７に、前記共通固定接点２と摺接する第１の接点部７ｂと、前記個別固定接点３と摺接する第２及び第３の接点部７ｃ、７ｄを形成し、前記個別固定接点３に、前記駆動部材９の昇降方向と直交する方向に沿って、前記第２の接点部７ｃと早く接触するアーク消耗用の第１の接触部３ｃと、これより遅れて前記第３の接点部７ｄと接触する第２の接触部３ｄを形成して、前記第２の接触部３ｄの下面側を前記第３の接点部７ｄとの摺接面とすると共に、前記第１の接触部３ｃの下面側の前記第２の接点部７ｃとの摺接軌跡上に、前記第２の接点部７ｃと離脱する非導通部となる前記切り欠き部３ｅを形成したことから、高負荷で使用した場合においても、接点の切り換え時に発生するアーク対応として、アーク消耗用の前記第１の接触部３ｃを設けているので、切り換えを行なう通常の前記第２の接触部３ｄへの消耗が低減されて安定した接触が得られるため、接点の長寿命化が図れるものとなっている。
また、アーク接触ポイントの下面側である摺接軌跡上に切り欠き部３ｅを形成したので、アーク消耗による接点同士の削れを防止でき、耐久性が向上するものとなる。

また、前記可動接点７には、第１及び第２、第３の接点部７ｂ、７ｃ、７ｄに貴金属からなる接点チップ８が固着されており、これら接点チップ８が固着された可動接点７により前記共通固定接点２及び個別固定接点３を両面側から挟持して摺接するようにしたことから、接点チップ８を設けることにより高負荷時のアークによる消耗にも対応でき、可動接点７はクリップ状の両面摺動構造であることから、微小領域でも接触が安定し信頼性が向上するものとなる。また、一つのスイッチで高負荷領域及び微小領域の両方に対応できるため、客先でのモデルチェンジの際の変更が容易に行なえるものとなる。

尚、上記実施例では、前記個別固定接点３の第１の摺接部３ａの下面側に、前記切り欠き部３ｅを形成して、アーク消耗により荒れた接点表面同士が摺動して過剰な削れを引き起こすことを防止するようにしたが、この切り欠き部３ｅの代わりに、前記ハウジング１の成形時に、切り欠き部３ｅに前記ハウジング１の材料と同じ合成樹脂を一体的に充填することにより非導電部を形成するようにしても良い。

また、切り換え時のアーク消耗用として、前記個別固定接点３の第１の接触部３ｃと第２の接触部３ｄとを段差状にして、第１の接触部３ｃと可動接点７の第２の接点部７ｃとが、第２の接触部３ｄと可動接点７の第３の接点部７ｄと接触するよりも早く接触するように形成したが、個別固定接点３の第１及び第２の接触部３ｃ、３ｄは段差状とはせずに、可動接点７の第２及び第３の接点部７ｃ、７ｄとを長さを変えて段差状に形成するようにしても良い。

本発明のスイッチ装置を示す断面図である。 本発明のスイッチ装置を異なる方向からみた要部断面図である。 本発明のハウジングを示す断面図である。 本発明の可動接点を示す平面図である。 本発明の可動接点を示す正面図である。 本発明のアーク消耗用の接触部がオンした状態を示す断面図である。 本発明の切り換え用の接触部がオンした状態を示す断面図である。 本発明のアーク消耗用の接触部からオフする状態を示す断面図である。 従来のスイッチ装置を示す断面図である。

符号の説明

１：ハウジング
１ａ：収納部
１ｂ：ばね係止部
１ｃ：取付孔
２：共通固定接点
２ａ：摺接部
３：個別固定接点
３ａ：第１の摺接部
３ｂ：第２の摺接部
３ｃ：第１の接触部
３ｄ：第２の接触部
３ｅ：切り欠き部（非導通部）
４：ハーネス
５：被覆部材
６：復帰ばね
７：可動接点
７ａ：基部
７ｂ：第１の接点部
７ｃ：第２の接点部
７ｄ：第３の接点部
８：接点チップ
９：駆動部材
９ａ：保持部
９ｂ：ばね係止部
９ｃ：押圧部
１０：蓋体
１０ａ：開口
１１：シールド部材
１１ａ：ドーム部
１２：カバー部材
１２ａ：挿通孔

Claims (5)

1. 収納部を有するハウジングと、前記収納部の内底面から立設された共通固定接点及び個別固定接点と、前記ハウジングに昇降可能に収容された駆動部材と、この駆動部材に保持され駆動部材の昇降移動に伴って前記共通固定接点及び個別固定接点と摺接する可動接点とを備え、前記可動接点には、前記共通固定接点と摺接する第１の接点部と、前記個別固定接点とそれぞれ個別に摺接する独立した第２及び第３の接点部を形成し、前記個別固定接点に、前記駆動部材の昇降方向と直交する方向に沿って、前記第２の接点部と接触するアーク消耗用の第１の接触部と、前記第２の接点部と前記第１の接触部との接触より遅れて前記第３の接点部と接触するように第２の接触部を形成し、この第２の接触部の下面側を前記第３の接点部との摺接面とすると共に、前記第１の接触部の下面側の前記第２の接点部との摺接軌跡上に、前記第２の接点部と離脱する非導通部を形成したことを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記個別固定接点には、前記第１の接触部の下面側に連続した切り欠き部を形成し、この切り欠き部で前記非導通部を形成したことを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
3. 前記ハウジングの収納部の内底面には、前記共通固定接点と前記個別固定接点を前記駆動部材の昇降方向と直交する方向に沿って並列に配置したことを特徴とする請求項１、又は２記載のスイッチ装置。
4. 前記個別固定接点は、前記第１の接触部と前記第２の接触部を段差状に形成し、前記第１の接触部を前記第２の接触部より上面側に突出させて形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスイッチ装置。
5. 前記可動接点には、前記第１及び第２、第３の接点部に貴金属からなる接点チップが固着され、これら接点チップが固着された前記可動接点により前記共通固定接点及び前記個別固定接点を両面側から挟持して摺接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のスイッチ装置。

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