JPH11203979A - 電気接点開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチ等の電気接点開閉装置において、設
計者が意図した耐久回数で積極的に導通不能にすること
によって、熱損不良の発生を回避し、しかも、ワイブル
曲線による保証耐久回数を増加することができるため、
安価に製造することができるようにする。 【解決手段】 可動接点１６とＮＯ接点１５ａとの接離
時にアークが発生し、ＮＯ接点１５ａの接点材３１が所
定量消耗すると、可動接点１６が閉じる方向に可動され
ても、ストッパ３５が可動接点１６に干渉して、接点が
閉じないように規制する。これにより、接点開閉機構３
０が搭載されるスイッチの寿命まで余裕があるうちに、
設計者が意図する耐久回数でもって積極的に、スイッチ
を寿命に至らせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気接点開閉装置
に係り、特に、電気接点の耐久性を安定化させるための
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電気回路の開閉を行うスイッ
チ装置として、可動接点の固定接点に対する接離動作に
より、接点が開閉して電流の通電・遮断を行うものがあ
る。この種のスイッチ装置の接点開閉機構の一つの構成
例を図１１に示す。この接点開閉機構１００は、常開
（ＮＯ）接点１０１、常閉（ＮＣ）接点１０２、及び共
通（ＣＯＭ）接点１０３の固定接点と、これら固定接点
と接離して電気回路を開閉する可動接点１０４とからな
る。常開接点１０１は、接点材１０５と、接点材１０５
の下側に設けられた母材１０６と、母材１０６を接続す
るターミナル１０７とで構成される。常閉接点１０２
は、上面が平面とされた凸状に形成され、また、共通接
点１０３は、可動接点１０４の支点となるように山形状
に形成されている。可動接点１０４は、その上部に、可
動接点１０４を固定接点に押圧付勢するＵ字状接圧バネ
（不図示）を掛止するためのＵ字状の２つの突起１０４
ａを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の接
点開閉機構においては、接点がアークの発生により消耗
することから、接点の耐久性を上げるため、接点材とし
て、耐アーク性や耐摩耗性に優れた、例えばＡｇＮｉク
ラッドなどを使用したり、接点のボリュームをアップし
たりしている。そうすることで、接点自体の寿命が、ス
イッチ装置の寿命よりも先に来ることがないように、余
裕を持たせた設計としている。

【０００４】このため、スイッチ装置としての耐久性を
考えると、劣化した接点で発生する熱量の増加によっ
て、接点開閉機構を構成している樹脂が溶解したり、機
械的摩耗によって、最悪の場合には、接点の短絡等によ
るスイッチ装置の焼損等の不良（ＮＧ）モードに至る可
能性がある。なお上記熱量の増加の原因としては、 接点消耗による接圧の低下から来る接触抵抗の増加 接点面の状態悪化による接触抵抗の増加 接点ボリューム減少による放熱性の低下が挙げられ
る。

【０００５】上記に示したような接点開閉機構におい
て、図１２を参照して具体的に説明する。図１２に示さ
れるように、常開接点１０１が消耗して、接点以外のタ
ーミナル１０７でアークが発生した場合には、常開接点
１０１の接点信頼性が急速に低下し、接点からの発熱量
が急増し、スイッチ装置が熱損に至る場合がある。これ
は一般に常開接点１０１には高価な接点材料を使用する
ため、接点が消耗しても接触信頼性の高い材料の面が現
れるが、ターミナル１０７のように元々アークが発生す
ることを想定していない接点面はすぐに母材の銅が露出
し、接触信頼性が一気に悪化するためである。さらにま
た、図１３に示されるように、ＣＯＭ接点１０３が機械
的に摩耗された場合には、常開接点１０１と常閉接点１
０２とが短絡し、スイッチ装置が熱損に至ることがあ
る。特に、車載搭載用のスイッチ等においては、このよ
うな熱損不良が発生しないようにフェールセーフ等の機
構を余分に付け加えることが必要とされる。

【０００６】また、同等の構成でなる複数のスイッチの
耐久性を比較した場合、接点開閉数が増すに連れて、サ
ンプル毎の接点面の状態がばらつき、サンプル毎の接点
劣化スピードに違いが生じる。その結果、スイッチ装置
全体として寿命に至るまでの耐久回数のバラツキが大き
くなるため、品質保証の観点で重要視されているワイブ
ル曲線の考え方によれば、スイッチ装置が満足しなけれ
ばならないＭＩＮ耐久回数が保証耐久回数の２〜３倍も
必要となってしまうことがある。このＭＩＮ耐久回数を
保証するために、接点材に非常に高価な材料を使用した
り、接点材のボリュームをアップする必要が生じてお
り、これによってスイッチ装置の製造コストが高くなっ
てしまうという問題がある。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、アークの発生によって接点が一定
量消耗すると、可動接点が固定接点に接触できなくなる
ような機構を設けることにより、装置を形成している各
部位の状態が比較的良好なうちに（特に、接点寿命まで
余裕があるうちに）、設計者が意図した耐久回数で積極
的に導通不能とすることによって、装置の焼損不良を回
避し、さらに耐久寿命のバラツキを抑えることによっ
て、ワイブル曲線による保証耐久回数をＭＩＮ耐久回数
とほぼ等しくすることができ、必要な耐久回数に応じて
適性な接点材料を選択したり、適正量だけ接点材をボリ
ュームアップすることが可能となり、結果として、製造
コストの削減を図ることができる電気接点開閉装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、可動接点の固定接点に対する接離動作によ
り、接点が開閉して電流の通電・遮断を行う電気接点開
閉装置において、接点が所定量消耗すると、可動接点が
閉じる方向に可動されても、その可動接点の動きに干渉
して、接点が閉じないように規制する規制部材を設けた
ものである。

【０００９】この構成においては、接点が所定量消耗す
ると、装置各部位の状態が比較的良好なうちに、強制的
に接点開閉機構の開閉動作を規制部材によって干渉して
電気接点開閉装置を寿命に至らせることができる。この
ため、接点の短絡等による電気接点開閉装置の焼損等に
至ることがなくなる。また、ワイブル曲線の考え方によ
る耐久回数が増加するため、接点材に高価な材料を使用
したり、接点材のボリュームをアップさせたりする必要
がなくなる。

【００１０】また、固定接点を有するベースと、このベ
ースに対して中立位置から両方向にスライド移動可能に
保持され、可動接点を可動するスライダとを備え、スラ
イダを中立位置からスライド移動させることより、可動
接点がスライダのスライド移動方向に対してそれぞれ対
応する固定接点と接離して接点が開閉するものとするこ
とができる。

【００１１】また、上記規制部材は、ベース、又はスラ
イダ、又は可動接点に設けることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
スイッチ装置について図面を参照して説明する。図１は
車載用スイッチ全体の断面図である。車載用スイッチ１
は、対向スライド式のスイッチ本体２（電気接点開閉装
置）を内蔵するスイッチケース３と、このスイッチケー
ス３に回動自在に支持された操作ノブ４と、コネクタ
５、ターミナル６等を備えたインサートベース７とから
構成される。操作ノブ４には、同ノブ４がクリック動作
するためのスプリング８により押圧された押接部材９
と、この押接部材９と係合した回動摘み１０が設けられ
ている。回動摘み１０は、スイッチ本体２のスライダ１
１の駆動用摘み１２と係合されている。スイッチ本体２
は、スライダ１１が中立位置から水平方向に往復スライ
ド移動自在に保持されると共に固定接点１５（図３）を
備えたベース１３を有し、このベース１３から導出され
たリード端子１４は、インサートベース７のターミナル
接続面７ａに接続される。また、１３ａは位置決めボス
であり、スイッチ１を上から見てＸＹ方向のベース１３
の位置を決めている。１３ｄはスタンドオフであり、高
さ方向のベース１３の位置を決めている。なお、ベース
１３の側面には、突出した爪１３ｂとストッパ１３ｃと
が形成されており、スライダ１１の長孔１１ａに爪１３
ｂが嵌まり込むことにより、スライダ１１を水平方向に
往復スライド移動自在に保持している。

【００１３】図２はスイッチ本体２の分解斜視図、図３
はスイッチ本体２内に搭載される接点開閉機構を示す斜
視図である。スイッチ本体２は、いわゆる対向スライド
方式のものであり、ベース１３と、このベース１３の側
面を挟持した状態でスライド移動可能なように、ベース
１３に取り付けられたスライダ１１とから成るものであ
る。スライダ１１は樹脂成形部品で構成され、その上面
に凸状の駆動用摘み１２がスライド方向に複数個設けら
れている。スイッチ本体２は、図３に示すような接点開
閉機構３０を２組備えるものであり、ベース１３には、
常開接点１５ａ（以下、ＮＯ接点という）、共通接点１
５ｃ（以下、ＣＯＭ接点という）及び常閉接点１５ｂ
（以下、ＮＣ接点という）からなる固定接点１５が２連
互い違いに並設されている。また、スイッチ本体２内に
は、これら固定接点１５と対応する関係に設けられ、ス
ライダ１１の中立位置からスライド移動させることによ
り、その移動方向に対してそれぞれ対応する固定接点１
５と接離して電気回路を開閉する２連の可動接点１６
と、これら可動接点１６を固定接点１５に押圧付勢する
と共にスライド移動させる２つの板バネ１７とが内装さ
れる。

【００１４】これら板バネ１７は、略Ｕ字形状部１７ａ
を備え、この略Ｕ字形状部１７ａの内側にスライダ１１
の板バネ駆動リブ１８（図６（ａ）参照）が係合され
る。また、この略Ｕ字形状部１７ａの先端で可動接点１
６を押圧する。可動接点１６には、Ｕ字形状の突起１６
ａが形成されており、板バネ１７の移動により、突起１
６ａの左右両側面に板バネ１７の略Ｕ字形状部１７ａが
当接して可動接点１６を駆動する。また、板バネ１７
は、スライダ１１のバネ受け１９（図６（ａ）参照）に
よってスライダ１１上に位置決め固定される。なお、詳
細説明は省略するが、スライダ１１はベース１３に対し
て往復スライド自在であり、かつ、中立位置に自動復帰
するためのスプリングばねなどを用いた機構を備えてい
る。

【００１５】接点開閉機構３０を構成するＮＯ接点１５
ａは、耐アーク用の接点材３１と、接点材３１の下側に
設けられた母材３２と、母材３２を接続するターミナル
３３とで構成される。接点材３１は、可動接点１６との
開離時にアークが発生する部分であり、耐アーク性及び
耐溶着性を有するＡｇＮｉクラッドで形成される。ま
た、母材３２及びターミナル３３は、銅によって形成さ
れており、母材３２はターミナル３３にかしめた状態で
接続される。ＮＣ接点１５ｂ、ＣＯＭ接点１５ｃ及び可
動接点１６は、銅板にＡｇメッキが施されたものであ
る。また、ＮＣ接点１５ｂは、平面形状に形成され、Ｃ
ＯＭ接点１５ｃは可動接点１６の支点となるように山形
状に形成されている。

【００１６】ＮＯ接点１５ａとＣＯＭ接点１５ｃとの間
には、ストッパ３５（規制部材）が配置されている。こ
のストッパ３５は、樹脂性のものであり、ＮＯ接点１５
ａの接点材３１が所定量消耗すると、可動接点１６が閉
じる方向に可動されても、その可動接点１６の動きに干
渉して、可動接点１６とＮＯ接点１５ａとが接触しない
ように規制するものである。

【００１７】次に、上記構成でなる接点開閉機構３０の
動作について、図４を参照して説明する。図４におい
て、実線の可動接点１６はＯＦＦ動作時（中立状態）、
点線はフルストローク時の状態を示している。中立状態
においては、可動接点１６はＮＣ接点１５ｂに接触し、
ＮＯ接点１５ａがＯＦＦ状態にある。この状態から、接
点開閉機構３０をＯＮ動作させるために、可動接点１６
の上部に取り付けられるスライダ１１を図４において右
方にスライド操作すると、それと共に可動接点１６も右
方に移動する。この時、可動接点１６はＣＯＭ接点１５
ｃの山形状部上を摺動する。そして、可動接点１６の中
心部がＣＯＭ接点１５ｃの山形状部を通過すると、可動
接点１６はＮＯ接点１５ａ側へ傾いて接点材３１と接触
し、ＮＯ接点１５ａがＯＮ状態となる。

【００１８】ＮＯ接点１５ａをＯＮ状態からＯＦＦ状態
に戻す時は、スライダ１１を左方にスライド操作する。
この操作により、可動接点１６が接点材３１から開離
し、可動接点１６の中心部がＣＯＭ接点１５ｃの山形状
部上を上記とは逆に乗り越えると、可動接点１６はＮＣ
接点１５ｂ側へ傾き、中立状態に戻る。可動接点１６が
接点材３１から開離する時にはアークが発生する。

【００１９】上述したような接点開閉動作が行われ、Ｎ
Ｏ接点１５ａと可動接点１６との間にアークが発生する
と、それに伴って接点材３１のＡｇＮｉクラッドが蒸発
し、消耗される。接点の開閉動作が繰り返されると、接
点材３１は更に消耗され、図中において斜線で示した部
分３１ａが消耗されると、可動接点１６はストッパ３５
に干渉して、それ以上回転できなくなり、可動接点１６
とＮＯ接点１５ｃとの導通が不能になる。従って、スト
ッパ３５の位置、形状を調整することにより、接点開閉
機構３０の寿命を適宜に調整することができる。

【００２０】こうして、接点の状態が比較的安定してい
る時に導通不能状態にすることができるので、設計者が
意図する耐久回数でもって積極的に接点開閉機構３０を
寿命に至らせることができる。このため、接点開閉機構
３０の耐久回数にバラツキが少なくなり、結果としてワ
イブル曲線による保証耐久回数が増加し、接点開閉機構
の製造コストを低減することができる。また、ＮＯ接点
１５ａが劣化することで、発生熱量が増加し、スイッチ
本体２を構成している樹脂を溶解させてしまったり、機
械的摩耗によってＣＯＭ接点１５ｃが消耗したりする前
に、接点開閉機構３０が寿命となるように、ストッパ３
５の高さ位置、形状を設定しておけば、ＮＯ接点１５ａ
とＮＣ接点１５ｂとが可動接点１６により短絡して、ス
イッチ本体２が熱損不良を起こすことを回避することが
できる。

【００２１】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）、図６（ａ）
（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）、図８、図９及び図１０は、
それぞれストッパ３５の各種実施形態を示す。図５
（ａ）（ｂ）（ｃ）はストッパ３５をベース１３上に設
けた例を示す。図５（ａ）は、ターミナル３３上に樹脂
性のストッパ３５を配置したものを示す。この構成にお
いても、上述の図４と同様、接点材３１の図中の斜線で
示した部分３１ａが消耗されると、可動接点１６の動き
はストッパ３５によって規制される。

【００２２】図５（ｂ）は、ＣＯＭ接点１５ｃの一部を
ストッパ３５とした例を示す。この構成においても、上
述の図４と同様の作用効果を得ることができ、また、ス
トッパ３５が金属性となるため、可動接点１６とＮＯ接
点１５ａの接触に伴う発熱により、ストッパ３５が変形
することを防止することができる。

【００２３】図５（ｃ）は、ＮＯ接点１５ａの一部を切
断してストッパ３５とした例を示す。このストッパ３５
はベース１３上に成形されたＮＯ接点１５ａの先端が切
り起こされており、その根元部Ｘでカットすることによ
り、絶縁状態にすることにより得られる。この構成にお
いても、上述の図４と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００２４】図６（ａ）（ｂ）は、スライダ１１の内壁
４０の上面にストッパ３５を設けた実施形態を示す。ス
ライダ１１には、接点開閉機構３０のスライド方向両側
を挟むように、内壁４０が並設されており、ストッパ３
５は、これら内壁４０の両側面から可動接点１６のＮＣ
接点１５ｂと接離する端部の上面と干渉し得る位置に突
設されている（図中においては、紙面手前側の内壁、及
びストッパは省略している）。この構成においても、図
６（ｂ）に示すように、接点材３１の図中の斜線で示し
た部分３１ａが消耗されると、可動接点１６の動きはス
トッパ３５によって規制されるため、上述の図４と同様
の作用効果を得ることができる。また、ストッパ３５の
位置が発熱部であるＮＯ接点１５ａより遠ざかるため、
変形に対して強い構成となる。

【００２５】図７（ａ）（ｂ）及び図８は、スライダ１
１の内壁４０の側面にストッパ３５を設けた実施形態を
示す。このストッパ３５は、図８に示すように、スライ
ダ１１の内壁４０の側面下部に、接点開閉機構３０が配
置される中空部４２に突設して形成され、中空部４２を
挟んで相対するストッパ３５の間隙寸法は、可動接点１
６の幅に比べて小さいものとなっている。この構成にお
いては、図７（ｂ）に示すように、接点材３１の図中の
斜線で示した部分３１ａが消耗されると、可動接点１６
の動きはストッパ３５によって規制されるため、上述の
図４と同様の作用効果を得ることができる。また、この
ストッパ３５によって、スイッチ本体の組立時には、可
動接点１６が内壁４０の間から落下することを防止し、
板バネ１７の略Ｕ字形状部１７ａと可動接点１６とを係
合させた状態で、仮保持することが可能となる。このた
め、可動接点１６の仮保持ガイドを別部材として設ける
必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができ
る。

【００２６】図９、図１０は、可動接点１６の一部にス
トッパ３５を設けた例を示す。このストッパ３５は、可
動接点１６の中央両側部に、一体的に設けた突起片を折
り曲げることにより形成されている。この構成において
は、図１０に示すように、ＣＯＭ接点１５ｃが機械的摩
耗によって消耗しても、ストッパ３５がベース１３と接
触し、可動接点１６の高さ位置を一定に保つため、ＮＯ
接点１５ａとＮＣ接点１５ｂとが短絡することを防ぐこ
とができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施の形態の構成に限
られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形
態では、電気接点開閉装置としてスイッチ装置を取り上
げたが、コイルを励磁して接触子を動かすことにより、
接点の開閉を行うリレー装置であっても構わない。ま
た、ＮＯ接点１５ａをかしめ接点としているが、メッキ
材等を曲げて接点形状としたものであってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の電気接点開閉装置
によれば、接点が所定量消耗すると、可動接点が閉じる
方向に可動されても、規制部材が可動接点の動きに干渉
して、接点が閉じないように規制するので、装置の寿命
まで余裕があるうちに、設計者が意図する耐久回数でも
って積極的に、電気接点開閉装置を寿命に至らせること
ができる。このため、各製品毎の耐久回数のバラツキを
小さくすることができ、結果としてワイブル曲線による
保証耐久回数が増加する。従って、必要耐久回数に応じ
て適性な接点材または接点ボリュームを使用することが
でき、製造コストを低減することができる。

【００２９】また、アークの発生により、通常導通時の
接触面部が劣化すると、接触抵抗の増加、接点材のボリ
ューム減少による放熱性の低下等を原因として熱が発生
するが、この熱量が小さいうちに、可動接点と固定接点
とが導通不能になるように設定しておくことにより、電
気接点開閉装置を構成している樹脂が溶解し、接点が短
絡することによる電気接点開閉装置の熱損不良を回避す
ることができる。

【００３０】また、可動接点と固定接点の機械的な摩耗
によって、接点が短絡することによる電気接点開閉装置
の熱損不良を回避することができる。これによって、フ
ェールセーフ等の安全性確保のための機構を余分に付け
加える必要がなくなり、その分、製造コストの削減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による車載用スイッチ装置
全体の断面図である。

【図２】上記スイッチ本体の分解斜視図である。

【図３】上記スイッチ本体内に搭載される接点開閉機構
の一例を示す斜視図である。

【図４】上記接点開閉機構の動作を示す図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれベース上にス
トッパを設けた接点開閉機構の側面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は、それぞれスライダにストッパ
を設けた接点開閉機構の中立状態とフルストローク状態
の側面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は、それぞれスライダにストッパ
を設けた接点開閉機構の中立状態とフルストローク状態
の側面図である。

【図８】図７に示したスライダの部分斜視図である

【図９】ストッパ付き可動接点の斜視図である。

【図１０】上記ストッパ付き可動接点を備えた接点開閉
機構の側面図である。

【図１１】従来の接点開閉機構の構成を示す図である。

【図１２】従来の接点開閉機構の問題点を説明するため
の図である。

【図１３】従来の接点開閉機構の問題点を説明するため
の図である。

【符号の説明】

２ スイッチ本体（電気接点開閉装置） １１ スライダ １３ ベース １５ 固定接点 １６ 可動接点 ３５ ストッパ（規制部材）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動接点の固定接点に対する接離動作に
   より、接点が開閉して電流の通電・遮断を行う電気接点
   開閉装置において、 前記接点が所定量消耗すると、前記可動接点が閉じる方
   向に可動されても、その可動接点の動きに干渉して、前
   記接点が閉じないように規制する規制部材を設けたこと
   を特徴とする電気接点開閉装置。
2. 【請求項２】 固定接点を有するベースと、このベース
   に対して中立位置から両方向にスライド移動可能に保持
   され、可動接点を可動するスライダとを備え、前記スラ
   イダを中立位置からスライド移動させることより、前記
   可動接点が前記スライダのスライド移動方向に対してそ
   れぞれ対応する前記固定接点と接離して接点が開閉する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気接点開閉装置。
3. 【請求項３】 前記ベースに前記規制部材を設けたこと
   を特徴とする請求項２に記載の電気接点開閉装置。
4. 【請求項４】 前記スライダに前記規制部材を設けたこ
   とを特徴とする請求項２に記載の電気接点開閉装置。
5. 【請求項５】 前記可動接点に前記規制部材を設けたこ
   とを特徴とする請求項２に記載の電気接点開閉装置。