JP2012142200A

JP2012142200A - ロータリスイッチ

Info

Publication number: JP2012142200A
Application number: JP2010294494A
Authority: JP
Inventors: Ko Kitaya; 工北谷
Original assignee: Nihon Kaiheiki Industry Co Ltd
Current assignee: Nihon Kaiheiki Industry Co Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-07-26

Abstract

【課題】アークの発生しやすい直流大電流の開閉が可能なロータリスイッチを提供することを目的とする。
【解決手段】回転の軸となるロータ４と、該ロータ４の側面から突出するとともに該ロータの回転方向に対して遊びをもたせて配設された可動接片５と、前記ロータ４の回転方向に対して遊びをもたせて遊嵌される操作部１０と、固定接点８ａが配設されたケース８と、該ケース８に嵌合されるハウジング９からなり、前記ロータ４および前記ケース８にガイド部８ｂおよび弾性部材６，７からなる切換節度機構が配設され、前記可動接片５または前記ロータ４の少なくともいずれか一方に前記可動接片５に形成された可動接点５ａと前記固定接点８ａが接触する方向に前記可動接片５を付勢する弾性部５ｂが形成され、前記ロータ４を前記ケース８に回転自在に配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリスイッチに関するものである。

従来のロータリスイッチは、ベースの内底面に配設された固定接片とロータの回転に伴って回転する可動接片を接離させて電路の開閉を行うロータリスイッチ（下記特許文献１参照）や、回転軸にカム部を設け、カム部で可動バネを弾性変形させて可動接点および固定接点間を開閉するロータリスイッチ（下記特許文献２参照）や、小形にて大電流を開閉可能にしたロータリスイッチ（下記特許文献３参照）があった。

特開２００５−３２２４７８号公報特開平４−９８７２５号公報実開昭５８−１４２８２４号公報

しかしながら、上記した従来のロータリスイッチでは、上記特許文献１は、主に信号設定などの用途に用いられ、微少電流の切換に適しているため大電流の開閉はできなかった。上記特許文献２は、遮断電流定格が大きくても軽い操作力で確実な節度感が得られる構造とされているが、固定接点と可動接点の接点間隙が狭いためアークを消去することが困難であり、上記特許文献３は、大電流の開閉が可能な構造とされているが、接点間の開閉速度が操作部の操作速度にある程度依存してしまうため操作部をゆっくりと操作した場合にはアークが長時間継続されて高温が発生して接点の損傷や発火などを生じる恐れがあり、いずれのロータリスイッチもアークの発生しやすい直流大電流の開閉には不向きであるといった問題があった。

そこで本発明は、上記状況に鑑みて、アークの発生しやすい直流大電流の開閉が可能なロータリスイッチを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕操作部の回転操作に伴って接点を接離することで電路の開閉を行うロータリスイッチにおいて、回転の軸となるロータ（４）と、該ロータ（４）の側面から突出するとともに該ロータ（４）の回転方向に対して遊びをもたせて配設された可動接片（５）と、前記ロータ（４）の回転方向に対して遊びをもたせて遊嵌される操作部（１０）と、固定接点（８ａ）が配設されたケース（８）と、該ケース（８）に嵌合されるハウジング（９）からなり、前記ロータ（４）および前記ケース（８）にガイド部（８ｂ）および弾性部材（６，７）からなる切換節度機構が配設され、前記可動接片（５）または前記ロータ（４）の少なくともいずれか一方に前記可動接片（５）に形成された可動接点（５ａ）と前記固定接点（８ａ）が接触する方向に前記可動接片（５）を付勢する弾性部（５ｂ）が形成され、前記ロータ（４）を前記ケース（８）に回転自在に配設することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載のロータリスイッチにおいて、前記ケース（１８）に磁石（２１）を配設したことを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）操作部の遊び、切換節度機構、可動接片の遊びおよび弾性部により、接点間の開閉速度が操作部の操作速度に依存しない構造としたため、接点間開離時にはアークを確実に消去し、接点間接触時にはアークを抑制することができる。
（２）ロータの側面から突出するように可動接片を配設することにより、操作方向と接点間の開閉方向が同一方向となるため、可動接点と固定接点の接点間隙を広くすることができる。
（３）可動接点と固定接点の接点間隙を広くすることができたため、アークを確実に消去することができる。
（４）ロータの側面から突出するように可動接片を配設することにより、操作方向と接点間の開閉方向が同一方向となるため、固定接点と可動接点が溶着した場合にも操作部の操作によって強制的に接点間を開離することができる。
（５）弾性部の付勢により、一定の操作量を超えるまでは接点間の接触圧を保つことができる。
（６）操作部をロータと別部品としたため、感電を防止できる。
（７）磁石を配設することで、さらにアーク消去性能を向上することができる。

本発明の第１実施例を表すロータリスイッチの分解斜視図である。本発明の第１実施例を表すロータリスイッチの斜視図である。本発明の第１実施例を表すロータリスイッチの動作を示す図である。本発明の第２実施例を表すロータリスイッチの分解斜視図である。

本発明のロータリスイッチは、操作部の回転操作に伴って接点を接離することで電路の開閉を行うロータリスイッチにおいて、回転の軸となるロータと、該ロータの側面から突出するとともに該ロータの回転方向に対して遊びをもたせて配設された可動接片と、前記ロータの回転方向に対して遊びをもたせて遊嵌される操作部と、固定接点が配設されたケースと、該ケースに嵌合されるハウジングからなり、前記ロータおよび前記ケースにガイド部および弾性部材からなる切換節度機構が配設され、前記可動接片または前記ロータの少なくともいずれか一方に前記可動接片に形成された可動接点と前記固定接点が接触する方向に前記可動接片を付勢する弾性部が形成され、前記ロータを前記ケースに回転自在に配設する。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施例を表すロータリスイッチの分解斜視図、図２は本発明の第１実施例を表すロータリスイッチの斜視図、図３は本発明の第１実施例を表すロータリスイッチの動作を示す図であり、図３（ａ）は可動接片の動作、図３（ｂ）は切換節度機構の動作、図３（ｃ）は操作部の動作を示しており、各ステップ（Ｓ１〜Ｓ６）は同期している。

これらの図において、１はロータ中段部、２はロータ下段部、３はロータ上段部、４はロータ中段部１、ロータ下段部２およびロータ上段部３で構成されるロータ、５は可動接片、６はコイルバネ、７は滑動棒、８はケース、９はハウジング、１０はロータ上段部３に遊嵌される操作部である。ロータ中段部１には、可動接片５の回転方向への移動を許容するための凹部１ａ、ロータ下段部２と嵌合するための嵌合孔１ｃが形成された突片１ｂ、ロータ上段部３と嵌合するための嵌合孔１ｅが形成された突片１ｄが形成されている。ロータ下段部２には、コイルバネ６および滑動棒７を配設するための収納孔２ａ、ロータ中段部１と嵌合するための嵌合凸部２ｃが形成された嵌合凹部２ｂが形成されている。ロータ上段部３には、ロータ中段部１と嵌合するための嵌合凸部３ｂが形成された嵌合凹部３ａ、操作部１０を遊嵌するための切欠部３ｃ、遊嵌された操作部１０の突起１０ａを回転方向に摺動可能とするための遊嵌溝３ｄが形成されている。可動接片５は、略長方形の板状で、両端部近傍に可動接点５ａ、可動接点５ａと同一面に弾性部５ｂ、可動接点５ａが形成された面と直交する面の中央部に突出する一対の回転軸５ｃが形成されている。ケース８には、固定接点８ａが埋設され、滑動棒７が摺動して切換節度を付与するガイド部８ｂ、ロータ４の回転をガイドする凹部８ｃ、ハウジング９と嵌合するための嵌合凸部８ｄが形成されている。ハウジング９は、上面を有する略四角筒状で、上面にロータ４が突出するための貫通孔９ａ、側面にケース８と嵌合するための嵌合孔９ｂ、嵌合孔９ｂと異なる側面に板バネ９ｃが形成されている。

ロータ中段部１の凹部１ａの中央に形成された軸受孔（図示なし）に一方の回転軸５ｃが回動自在に係合するように凹部１ａに可動接片５が配設され、ロータ下段部２の収納孔２ａにコイルバネ６を介して滑動棒７が配設される。ロータ中段部１の嵌合孔１ｃとロータ下段部２の嵌合凸部２ｃおよびロータ中段部１の嵌合孔１ｅとロータ上段部３の嵌合凸部３ｂが嵌合されて、ロータ４が構成される。このとき、ロータ上段部３の底面部中央に形成された軸受孔（図示なし）に可動接片５の他方の回転軸５ｃが回動自在に係合される。ロータ４の底面部がケース８の凹部８ｃに配設され、ロータ４の上部が貫通孔９ａから突出するようにハウジング９がケース８に被され、ケース８の嵌合凸部８ｄとハウジング９の嵌合孔９ｂが嵌合される。そして、操作部１０の突起１０ａをロータ上段部３ａの切欠部３ｃから遊嵌溝３ｄに遊嵌することで、ロータリスイッチが完成される。

以上のように構成された本発明のロータリスイッチは、操作部１０を可動接点５ａと固定接点８ａの開離方向に回転操作すると、突起１０ａが遊嵌溝３ｄの端部に当接し、ロータ４が回転する。ロータ４の回転に伴って滑動棒７がガイド部８ｂを摺動し、一定の操作量を超えると操作している方向（可動接点５ａと固定接点８ａの開離方向）に付勢される。このとき、一定の操作量を超えるまでは操作部１０の操作速度に依存してロータ４も回転するが、可動接片５に形成された弾性部５ｂの付勢により可動接点５ａと固定接点８ａは接触状態を維持し、一定の操作量を超えたところで可動接点５ａと固定接点８ａが開離し始め、操作部１０の操作速度に依存せずに遊嵌溝３ｄの幅の分だけ一定の速度で可動接点５ａと固定接点８ａが開離する。また、操作部１０を可動接点５ａと固定接点８ａの接触方向に回転操作すると、開離方向への操作時と同様に、突起１０ａが遊嵌溝３ｄの端部に当接し、ロータ４が回転する。ロータ４の回転に伴って滑動棒７がガイド部８ｂを摺動し、一定の操作量を超えると操作している方向（可動接点５ａと固定接点８ａの接触方向）に付勢される。このとき、一定の操作量を超えるまでは操作部１０の操作速度に依存してロータ４および可動接片５も回転するが、一定の操作量を超えたところで操作部１０の操作速度に依存せずに遊嵌溝３ｄの幅の分だけ一定の速度でロータ４が回転し、可動接点５ａと固定接点８ａが接触する。このように、アークの発生しやすい接点間隔（可動接点１５ａと固定接点１８ａの接点の間隔が狭い範囲）において、可動接点５ａと固定接点８ａの開閉速度が操作部１０の操作速度に依存しないため、操作部１０をゆっくりと操作した場合にもロータ４は一定の速度で回転することにより、アークを確実に消去することができる。

ここで、本発明のロータリスイッチの接点間を開離する方向に操作したときの動作について説明する。図３に示すように、図３（ａ）は可動接片５の動作、図３（ｂ）はコイルバネ６、滑動棒７およびガイド部８ｂからなる切換節度機構の動作（便宜上、片側のみを図示する）、図３（ｃ）は操作部１０の動作を示しており、ステップＳ１は接点間が接触している状態、ステップＳ２からステップＳ５は接点間の開離方向にロータ４が回転している状態、ステップＳ６は接点間が完全に開離した状態を示している。また、各ステップＳ１からＳ６は同期しており、ロータ４が同角度だけ回転している様子を示している。ステップＳ１は、ロータ４は回転前の状態であり、可動接点５ａと固定接点８ａは接触している。ステップＳ２は、突起１０ａを遊嵌溝３ｄの端部に当接させて操作部１０を１５度回転させたときの状態であり、操作部１０の回転に伴ってロータ４も回転し、滑動棒７がコイルバネ６を圧縮しながらガイド部８ｂを摺動する。このとき、可動接片５は弾性部５ｂの付勢により回転せず、可動接点５ａと固定接点８ａは接触を維持している。ステップＳ３は、操作部１０をさらに１５度回転させたときの状態であり、操作部１０の回転に伴ってロータ４も回転し、滑動棒７がコイルバネ６を圧縮しながらガイド部８ｂを摺動する。このステップＳ３の状態が操作部１０を一定の操作量だけ操作した状態である。このとき、ステップＳ２と同様に、可動接片５は弾性部５ｂの付勢により回転せず、可動接点５ａと固定接点８ａは接触を維持している。ここで、ステップＳ１からステップＳ３では、弾性部５ｂの付勢によって可動接点５ａと固定接点８ａの接触圧が保たれている。ステップＳ４は、操作部１０が一定の操作量を超えたため、ロータ４が操作部１０の操作速度に依存することなく一定の速度で３０度回転したときの状態である。このとき、可動接片５はロータ中段部１の凹部１ａの端部に当接して回転を始め、可動接点５ａと固定接点８ａが開離している。ステップＳ５は、ロータ４がさらに１５度回転したときの状態である。ここで、操作部１０が一定の操作量を超えた位置で操作部１０の操作を停止したとしても、遊嵌溝３ｄの幅の分だけロータ４が回転可能であるため、少なくともステップＳ５の状態までは、ロータ４は操作部１０の操作速度に依存することなく一定の速度で回転することができる。ステップＳ６は、ロータ４が可動接点５ａと固定接点８ａが完全に開離した状態まで回転したときの状態である。ステップＳ４およびＳ５に示すように、可動接点５ａと固定接点８ａが開離し始めたときには、ロータ４は操作部１０の操作速度に依存することなく一定の速度で回転することが可能であるため、アークを確実に消去することができる。また、図示による説明は省略するが、可動接点５ａと固定接点８ａを接触する方向に操作したときも開離方向に操作したときと同様に、操作部１０が一定の操作量を超えると、ロータ４は操作部１０の操作速度に依存することなく一定の速度で回転することが可能であるため、アークの発生を抑制することができる。

このように、本実施例に示すロータリスイッチは、可動接片５をロータ４の回転方向に対して遊びをもたせて配設し、操作部１０をロータ４の回転方向に対して遊びをもたせて遊嵌し、切換節度機構および弾性部５ｂを設けたことで、操作部１０が一定の操作量を超えたときにロータ４が操作部１０の操作速度に依存することなく一定の速度で回転可能であるため、アークを確実に消去することができるという特徴を有している。また、弾性部５ｂの付勢により、一定の操作量を超えるまでは可動接点５ａと固定接点８ａの接触圧を保つことができるという特徴を有している。

本実施例では、ロータを３部品で構成しているが、ロータ中段部とロータ下段部を１部品で形成し、ロータを２部品で構成してもよい。また、切換節度機構をケースにガイド部を形成し、ロータ下段部にコイルバネと滑動棒を配設して構成しているが、ロータにガイド部を形成し、ケースにコイルバネと滑動棒を配設して構成してもよく、コイルバネと滑動棒を他の弾性部材、例えば板バネなどとしてもよい。また、可動接片に弾性部を形成しているが、ロータに弾性部を形成してもよい。さらに、１対の固定接点を配設して単極としているが、固定端子を上下に並べて増設して２極以上としてもよく、種々の方法が考えられる。

図４は本発明の第２実施例を表すロータリスイッチの分解斜視図である。

これらの図において、１１はロータ中段部、１２はロータ下段部、１３はロータ上段部、１４はロータ中段部１１、ロータ下段部１２およびロータ上段部１３で構成されるロータ、１５は可動接片、１６はコイルバネ、１７は滑動棒、１８はケース、１９はハウジング、２０はロータ上段部１３に遊嵌される操作部、２１は磁石である。ロータ中段部１１には、可動接片１５の回転方向への移動を許容するための凹部１１ａ、ロータ下段部１２と嵌合するための嵌合孔１１ｃが形成された突片１１ｂ、ロータ上段部１３と嵌合するための嵌合孔１１ｅが形成された突片１１ｄが形成されている。ロータ下段部１２には、コイルバネ１６および滑動棒１７を配設するための収納孔１２ａ、ロータ中段部１１と嵌合するための嵌合凸部１２ｃが形成された嵌合凹部１２ｂが形成されている。ロータ上段部１３には、ロータ中段部１１と嵌合するための嵌合凸部１３ｂが形成された嵌合凹部１３ａ、操作部２０を遊嵌するための切欠部１３ｃ、遊嵌された操作部２０の突起２０ａを回転方向に摺動可能とするための遊嵌溝１３ｄが形成されている。可動接片１５は、略長方形の板状で、両端部近傍に可動接点１５ａ、可動接点１５ａと同一面に弾性部１５ｂ、可動接点１５ａが形成された面と直交する面の中央部に突出する一対の回転軸１５ｃが形成されている。ケース１８には、固定接点１８ａが埋設され、滑動棒１７が摺動して切換節度を付与するガイド部１８ｂ、ロータ１４の回転をガイドする凹部１８ｃ、ハウジング１９と嵌合するための嵌合凸部１８ｄが形成されている。ハウジング１９は、上面を有する略四角筒状で、上面にロータ１４が突出するための貫通孔１９ａ、側面にケース１８と嵌合するための嵌合孔１９ｂ、嵌合孔１９ｂと異なる側面に板バネ１９ｃが形成されている。

ロータ中段部１１の凹部１１ａの中央に形成された軸受孔（図示なし）に一方の回転軸１５ｃが回動自在に係合するように凹部１１ａに可動接片１５が配設され、ロータ下段部１２の収納孔１２ａにコイルバネ１６を介して滑動棒１７が配設される。ロータ中段部１１の嵌合孔１１ｃとロータ下段部１２の嵌合凸部１２ｃおよびロータ中段部１１の嵌合孔１１ｅとロータ上段部１３の嵌合凸部１３ｂが嵌合されて、ロータ１４が構成される。このとき、ロータ上段部１３の底面部中央に形成された軸受孔（図示なし）に可動接片１５の他方の回転軸１５ｃが回動自在に係合される。ケース１８に磁石２１が配設され、ロータ１４の底面部がケース１８の凹部１８ｃに配設され、ロータ１４の上部が貫通孔１９ａから突出するようにハウジング１９がケース１８に被され、ケース１８の嵌合凸部１８ｄとハウジング１９の嵌合孔１９ｂが嵌合される。そして、操作部２０の突起２０ａをロータ上段部１３ａの切欠部１３ｃから遊嵌溝１３ｄに遊嵌することで、ロータリスイッチが完成される。

以上のように構成された本発明のロータリスイッチは、操作部２０を可動接点１５ａと固定接点１８ａの開離方向に回転操作すると、突起２０ａが遊嵌溝１３ｄの端部に当接し、ロータ１４が回転する。ロータ１４の回転に伴って滑動棒１７がガイド部１８ｂを摺動し、一定の操作量を超えると操作している方向（可動接点１５ａと固定接点１８ａの開離方向）に付勢される。このとき、一定の操作量を超えるまでは操作部２０の操作速度に依存してロータ１４も回転するが、可動接片１５に形成された弾性部１５ｂの付勢により可動接点１５ａと固定接点１８ａは接触状態を維持し、一定の操作量を超えたところで可動接点１５ａと固定接点１８ａが開離し始め、操作部２０の操作速度に依存せずに遊嵌溝１３ｄの幅の分だけ一定の速度で可動接点１５ａと固定接点１８ａが開離する。また、操作部２０を可動接点１５ａと固定接点１８ａの接触方向に回転操作すると、開離方向への操作時と同様に、突起２０ａが遊嵌溝１３ｄの端部に当接し、ロータ１４が回転する。ロータ１４の回転に伴って滑動棒１７がガイド部１８ｂを摺動し、一定の操作量を超えると操作している方向（可動接点１５ａと固定接点１８ａの接触方向）に付勢される。このとき、一定の操作量を超えるまでは操作部２０の操作速度に依存してロータ１４および可動接片１５も回転するが、一定の操作量を超えたところで操作部２０の操作速度に依存せずに遊嵌溝１３ｄの幅の分だけ一定の速度でロータ１４が回転し、可動接点１５ａと固定接点１８ａが接触する。このように、アークの発生しやすい接点間隔（可動接点１５ａと固定接点１８ａの接点の間隔が狭い範囲）において、可動接点１５ａと固定接点１８ａの開閉速度が操作部２０の操作速度に依存しないため、操作部２０をゆっくりと操作した場合にもロータ１４は一定の速度で回転することにより、アークを確実に消去することができる。さらに、ケース１８に磁石２１を配設したことにより、発生したアークが磁界によって引き伸ばされるため、アーク消去効果が向上する。操作時の各部の動作については、実施例１と同様である。

このように、本実施例に示すロータリスイッチは、可動接片１５をロータ１４の回転方向に対して遊びをもたせて配設し、操作部２０をロータ１４の回転方向に対して遊びをもたせて遊嵌し、切換節度機構および弾性部１５ｂを設けたことで、操作部２０が一定の操作量を超えたときにロータ１４が操作部２０の操作速度に依存することなく一定の速度で回転可能であり、さらに、ケース１８に磁石２１を配設したため、アークを確実に消去することができるという特徴を有している。また、弾性部１５ｂの付勢により、一定の操作量を超えるまでは可動接点１５ａと固定接点１８ａの接触圧を保つことができるという特徴を有している。

本実施例では、ロータを３部品で構成しているが、ロータ中段部とロータ下段部を１部品で構成してもよい。また、切換節度機構をケースにガイド部を形成し、ロータ下段部にコイルバネと滑動棒を配設して構成しているが、ロータにガイド部を形成し、ケースにコイルバネと滑動棒を配設して構成してもよく、コイルバネと滑動棒を他の弾性部材、例えば板バネなどとしてもよい。また、可動接片に弾性部を形成しているが、ロータに弾性部を形成してもよい。また、１対の固定接点を配設して単極としているが、上方に固定端子を増設して２極以上としてもよい。さらに、磁石の配置は磁界の作用を考慮して任意の位置に配置してもよく、種々の方法が考えられる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明のロータリスイッチは、アークの発生しやすい直流大電流の開閉が可能なロータリスイッチとして利用可能である。

１，１１ロータ中段部
１ａ，８ｃ，１１ａ，１８ｃ凹部
１ｂ，１ｄ，１１ｂ，１１ｄ突片
１ｃ，１ｅ，９ｂ，１１ｃ，１１ｅ，１９ｂ嵌合孔
２，１２ロータ下段部
２ａ，１２ａ収納孔
２ｂ，３ａ，１２ｂ，１３ａ嵌合凹部
２ｃ，３ｂ，８ｄ，１２ｃ，１３ｂ，１８ｄ嵌合凸部
３，１３ロータ上段部
３ｃ，１３ｃ切欠部
４，１４ロータ
５，１５可動接片
５ａ，１５ａ可動接点
５ｂ，１５ｂ弾性部
５ｃ，１５ｃ回転軸
６，１６コイルバネ
７，１７滑動棒
８，１８ケース
８ａ，１８ａ固定接点
８ｂ，１８ｂガイド部
９，１９ハウジング
９ａ，１９ａ貫通孔
９ｃ，１９ｃ板バネ
１０，２０操作部
２１磁石

Claims

操作部の回転操作に伴って接点を接離することで電路の開閉を行うロータリスイッチにおいて、回転の軸となるロータと、該ロータの側面から突出するとともに該ロータの回転方向に対して遊びをもたせて配設された可動接片と、前記ロータの回転方向に対して遊びをもたせて遊嵌される操作部と、固定接点が配設されたケースと、該ケースに嵌合されるハウジングからなり、前記ロータおよび前記ケースにガイド部および弾性部材からなる切換節度機構が配設され、前記可動接片または前記ロータの少なくともいずれか一方に前記可動接片に形成された可動接点と前記固定接点が接触する方向に前記可動接片を付勢する弾性部が形成され、前記ロータを前記ケースに回転自在に配設することを特徴とするロータリスイッチ。
請求項１記載のロータリスイッチにおいて、前記ケースに磁石を配設したことを特徴とするロータリスイッチ。