特許 7492250 スイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-21

(45)【発行日】2024-05-29

(54)【発明の名称】スイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 23/24 20060101AFI20240522BHJP

【ＦＩ】

H01H23/24 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020123212

(22)【出願日】2020-07-17

(65)【公開番号】P2022019400

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2023-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】504014200

【氏名又は名称】有限会社Ｒ＆Ｋ ＪＡＰＡＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲学

(72)【発明者】

【氏名】桐生 幸一

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】実開平０１－１４０７２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０６－０７７１３５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ２３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開閉可能な複数の接点と、
前記接点を開状態又は閉状態に維持可能な主スイッチと、
前記主スイッチに接触した状態及び接触しない状態を有していて前記主スイッチを閉位置又は開位置に移動させる移動部材と、
前記移動部材を介して前記主スイッチを前記閉位置又は前記開位置へ付勢する副スイッチと、を備え、
前記副スイッチがオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは、前記移動部材と前記主スイッチの間に隙間が形成され、前記主スイッチは前記接点を閉状態に維持し、
前記副スイッチが前記オフ位置に接近すると、前記移動部材が前記主スイッチとの接触を開始し、前記主スイッチが前記接点を開き、
前記副スイッチが付勢部材を備え、前記副スイッチが前記オン位置又は前記オフ位置にあるときに前記副スイッチの前記付勢部材が座屈する、スイッチ装置。

【請求項2】

開閉可能な複数の接点と、
前記接点を開状態又は閉状態に維持可能な主スイッチと、
前記主スイッチに接触した状態及び接触しない状態を有していて前記主スイッチを閉位置又は開位置に移動させる移動部材と、
前記移動部材を介して前記主スイッチを前記閉位置又は前記開位置へ付勢する副スイッチと、を備え、
前記副スイッチがオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは、前記移動部材と前記主スイッチの間に隙間が形成され、前記主スイッチは前記接点を閉状態に維持し、
前記副スイッチが前記オフ位置に接近すると、前記移動部材が前記主スイッチとの接触を開始し、前記主スイッチが前記接点を開き、
前記主スイッチが付勢部材を備え、前記主スイッチが前記閉位置又は前記開位置にあるときに前記主スイッチの前記付勢部材が座屈する、スイッチ装置。

【請求項3】

前記主スイッチは前記移動部材によって操作される被操作部を有し、前記移動部材は前記主スイッチを操作する操作部を有する、請求項１又は２に記載のスイッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチ装置に関し、特に直流の高電圧に対応したスイッチ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車や太陽光パネル等を使用して蓄電する蓄電池の需要が高まっている。蓄電池は直流で蓄電するが、一般家庭や建物等のコンセントに送電される電気は交流であるため、直流を交流に変換してコンセントに供給したり、さらにコンセントの交流を直流に変換して最終的な機器に供給したりしている。直流－交流変換及び交流－直流変換の変換効率の影響でエネルギーの一部が熱として逃げてしまう状況にある。このような状況では持続可能な社会とは言えないため、直流電源は直流のまま使用しようというのが世の中の趨勢である。

【0003】

ゼロエネルギービルディングでは、太陽光パネルを設置して昼間に蓄電し、夜間等に蓄電した電気を直流で使用する傾向にあるが、建物で使用する配線径を小さくするために３８０Ｖ等の高電圧で配線する流れになりつつあり、斯かる高電圧で直流化された建物の照明等を安全にオンオフ可能なスイッチ装置が求められている。交流はゼロクロスポイントが存在するためスイッチをオフした際にアークが切断されるが、直流ではスイッチをオフした際に発生したアークが消えず、スイッチ装置の端子間温度が上昇して火災の原因になる恐れがある。

【0004】

アークを切断する手法として、接点間距離を広くする手法や、接点間近傍に磁石を配置してアークの発生方向に対して概ね直交する方向にアークを引き伸ばしてアークを消弧する手法等がある。しかし、このような対策をしても、ゆっくりスイッチ操作を行った場合にはアークが切断され難い。図１９は従来の交流用スイッチの一例の模式図である。交流用スイッチは、開閉可能な複数の接点４２と、接点４２を閉状態又は開状態に維持可能なスイッチ４３と、を備えている。交流用スイッチ装置を直流で使用する場合、十分な接点間距離を確保できればアークの影響を抑えることもできるが、接点間の距離が短いと接点間にアークが発生し続ける恐れがある。例えば、ゆっくりスイッチ操作を行ったり、スイッチ４３が中立状態で止まったりすると、十分な接点間距離Ｄを得られず、アークが発生し続ける可能性が高い。アーク切断に関する技術としては、例えば後述の文献が公知である。

【0005】

特許文献１には、可動接点と固定接点との間に発生するアークを飛ばすために、可動接点と固定接点との接触位置の近傍に、アークの発生方向に対して略垂直方向の磁界を発生させる永久磁石を設けることが記載されている。

【0006】

特許文献２には、復帰ばねの復元力で極めて短い時間でオン状態からオフ状態に遷移し、可動接点と固定接点の間にアークが発生しない又は発生しても極めて短時間となるスイッチ装置が開示されている。

【0007】

特許文献３には、固定接点から可動接点が離れるときに固定接点と可動接点の間に自身の弾性力で入り込む消弧板を備えた直流電圧スイッチが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１２－１０４４４８号公報

【文献】特開２０１４－７５２９０号公報

【文献】特開２０１３－１４５６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、従来の問題に鑑み、直流の高電圧に対応したスイッチ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一態様は、開閉可能な複数の接点と、接点を開状態又は閉状態に維持可能な主スイッチと、主スイッチに接触した状態及び接触しない状態を有していて主スイッチを閉位置又は開位置に移動させる移動部材と、移動部材を介して主スイッチを閉位置又は開位置へ付勢する副スイッチと、を備え、副スイッチがオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは、移動部材と主スイッチの間に隙間が形成され、主スイッチは接点を閉状態に維持し、副スイッチがオフ位置に接近すると、移動部材が主スイッチとの接触を開始し、主スイッチが接点を開く、スイッチ装置を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一態様によれば、副スイッチが中立状態で止められたとしても、移動部材と主スイッチとの間に隙間が形成されるため、接点への影響がなく、一方で、副スイッチがオフ位置に接近したら、移動部材が主スイッチに接触を開始して接点が瞬時に開かれる。つまり、スイッチ装置は、ゆっくりスイッチ操作してもアークを切断可能な接点間距離に素早く到達できるため、直流の高電圧に対応可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明をロッカースイッチに適用したスイッチ装置の概略図である。

【図2】第一実施形態のスイッチ装置の分解図である。

【図3】第一実施形態のスイッチ装置の斜視図である。

【図4】スイッチ装置の各種断面位置を示す平面図である。

【図5】オン位置のスイッチ装置の各種断面図である。

【図6】中立状態のスイッチ装置の各種断面図である。

【図7】接触開始状態のスイッチ装置の各種断面図である。

【図8】オフ位置のスイッチ装置の各種断面図である。

【図9】第二実施形態のスイッチ装置の分解図である。

【図10】第二実施形態のスイッチ装置の斜視図である。

【図11】スイッチモジュールの一例を示す分解図である。

【図12A】スイッチモジュールの閉位置の断面図である。

【図12B】スイッチモジュールの開位置の断面図である。

【図13】スイッチ装置の各種断面位置を示す平面図である。

【図14】オン位置のスイッチ装置の各種断面図である。

【図15】中立状態のスイッチ装置の各種断面図である。

【図16】接触開始状態のスイッチ装置の各種断面図である。

【図17】オフ位置のスイッチ装置の各種断面図である。

【図18】本発明をスライドスイッチに適用したスイッチ装置の概略図である。

【図19】従来の交流用スイッチ装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではないことに留意されたい。

【0014】

本開示のスイッチ装置のアーク切断原理について概説する。図１はスイッチ装置の概略図である。スイッチ装置は例えばロッカースイッチであり、開閉可能な複数の接点２と、接点２を閉状態又は開状態に維持可能な主スイッチ３と、主スイッチ３に接触した状態及び接触しない状態を有し、その接触状態によって主スイッチ３を閉位置又は開位置に移動可能な移動部材４と、移動部材４を介して主スイッチ３を閉位置又は開位置へ付勢可能な副スイッチ５と、を備えている。

【0015】

複数の接点２は、例えば可動接点及び固定接点を備えている。主スイッチ３、移動部材４、及び副スイッチ５は、いずれも所定の軸線回りに回動可能に構成される。

【0016】

スイッチ装置の動作は下記の通りである。副スイッチ５がオン位置にあるときは（図１の最左図参照）、副スイッチ５が移動部材４をオン位置に付勢し、移動部材４が主スイッチ３に接触した状態にあり、主スイッチ３は接点２を閉じた状態に維持する。

【0017】

ユーザが副スイッチ５をオン位置からオフ位置へ操作したとき、副スイッチ５が回動してオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは（図１の左中図参照）、移動部材４と主スイッチ３との間に隙間Ｃが形成され、移動部材４は主スイッチ３に接触しない状態にある。従って、主スイッチ３は接点２を閉じた状態に維持する。なお、本書において「中立状態」とは、副スイッチ５がオン位置とオフ位置の間にあり、且つ、移動部材４が主スイッチ３に接触していない状態を意味する。

【0018】

副スイッチ５がさらに回動してオフ位置に接近すると（図１の右中図参照）、副スイッチ５が移動部材４をオフ位置の方向に付勢し、移動部材４が主スイッチ３との接触を開始する接触開始状態になる。移動部材４と主スイッチ３が接触すると、移動部材４の回動に応じて主スイッチ３が回動し始め、主スイッチ３は接点２を開位置に付勢し始める。なお、本書において「接近」とは、副スイッチ５がオフ位置又はオン位置の近傍にあることを意味し、例えば、副スイッチ５の可動範囲の５０％未満の距離まで、又は可動範囲の４０％未満の距離まで、又は可動範囲の３０％未満の距離まで、又は可動範囲の２０％未満の距離まで、又は好適には可動範囲の１０％未満の距離まで、副スイッチ５がオフ位置又はオン位置の近傍にあることを意味する。

【0019】

そして、主スイッチ３は接点２を瞬時に開く（図１の最右図参照）。副スイッチ５がオフ位置にあるときは、副スイッチ５が移動部材４をオフ位置に付勢し、移動部材４は主スイッチ３に接触した状態にあり、主スイッチ３は接点２を開いた状態に維持する。

【0020】

上記構成及び動作により、副スイッチ５が中立状態で止められたとしても、移動部材４と主スイッチ３との間に隙間Ｃが形成されるため、主スイッチ３は動作せず、接点２の開閉への影響がなく、一方で、副スイッチが中立状態からオフ位置に接近すると、移動部材４が主スイッチ３に接触を開始して瞬時に接点２が開かれることになる。つまり、スイッチ装置は、ゆっくりスイッチを操作してもアークを切断可能な接点間距離Ｄに素早く到達できるため、直流の高電圧に対応可能である。

【0021】

ユーザが副スイッチ５をオフ位置からオン位置へ操作したときは、上記動作と概ね逆の動作を行う。つまり、副スイッチ５をオン位置とオフ位置の間で止めたとしても、移動部材４と主スイッチ３の間に隙間Ｃが形成され、移動部材４が主スイッチ３を移動しないため、主スイッチ３は接点２を開いた状態に維持する。一方で、副スイッチ５がオン位置に接近すると、移動部材４が主スイッチ３との接触を開始するため、主スイッチ３が接点２を瞬時に閉じる。

【0022】

スイッチ装置の上記構成及び動作は一例であり、他の形態や構成要素を変更又は追加できることに留意されたい。例えば上記で説明したスイッチ装置を、ロッカースイッチではなく、スライドスイッチ、押ボタンスイッチ等の他の形態のスイッチ装置に適用することも可能である。また、例えば本発明を、単投式ではなく、双投式、三投式等のスイッチ装置に適用してもよいし、又は単極式ではなく、双極式、三極式等のスイッチ装置に適用してもよい。

【0023】

（第一実施形態）
以下、本開示のアーク切断原理を採用した第一実施形態のスイッチ装置１について詳述する。図２、図３は夫々スイッチ装置１の分解図及び斜視図である。スイッチ装置１は、例えば双極単投式のロッカースイッチであり、開閉可能な複数の接点２と、接点２を操作して接点２の開閉動作を切替える主スイッチ３と、主スイッチ３に接触した状態及び接触しない状態を有していて主スイッチ３を閉位置又は開位置に移動させる移動部材４と、操作者によって操作されて移動部材４を介して主スイッチをオン位置又はオフ位置へ付勢する副スイッチ５と、を備えている。これら構成要素はベース１５及びカバー１６によって支持される。

【0024】

複数の接点２は、金属で形成された可動接点６及び固定接点７を備えている。可動接点６は、主スイッチ３の動作に応じて軸線Ｊ１回りに揺動し、固定接点７に接触する。これにより、接点２は主スイッチ３の動作に応じて開状態又は閉状態になる。スイッチ装置１は双極単投式であるため、可動接点６及び固定接点７が複数組設けられているが、スイッチ装置が単極式の場合には、可動接点及び固定接点が１組のみ設けられることもある。また、スイッチ装置が双投式、三投式等の場合には、一つの可動接点に対して複数の固定接点が設けられることもある。或いは、固定接点を設けず、複数の可動接点でスイッチ装置を構成することも可能である。

【0025】

主スイッチ３は、本体８及び付勢部材９を有し、移動部材４の動作に応じて軸線Ｊ２回りに回動する。本体８は、例えば樹脂で形成され、移動部材４によって操作される被操作部３ｂを有している。被操作部３ｂが移動部材４によって押圧されることで、主スイッチ３は軸線Ｊ２回りに回動する。被操作部３ｂは、例えば主スイッチ３から移動部材４に向かって突出したレバーである。被操作部３ｂは、一つの本体８に対して複数個設けられているが、一つの本体８に一個のみ設ける構成を採用してもよい。付勢部材９は、例えば圧縮可能なコイルばねであり、可動接点６に接触して可動接点６を付勢する。これにより、主スイッチ３は接点２を閉状態又は開状態に維持する。付勢部材９は可動接点６の数に応じて一つの本体８に複数個設けられているが、スイッチ装置１が単極式の場合には、付勢部材９を一個のみ設けてもよい。また、付勢部材９は、コイルばねではなく、座屈可能な板ばね等で構成されてもよい。

【0026】

移動部材４は、例えば樹脂で形成され、副スイッチ５の動作に応じて軸線Ｊ３回りに回動する。移動部材４は、主スイッチ３を操作する操作部４ａと、副スイッチ５によって操作される被操作部４ｂと、を有している。操作部４ａは、例えば主スイッチ３の移動方向に延在した長穴であり、主スイッチ３の被操作部３ｂを受入れる（図５のＸ３－Ｘ３断面参照）。移動部材４が回動すると、その位置に応じて移動部材４の操作部４ａが主スイッチ３の被操作部３ｂに接触し、主スイッチ３を回動させる。移動部材４の操作部４ａは、主スイッチ３の被操作部３ｂの数に応じて複数個設けられているが、複数の被操作部を１つの操作部で受入れてもよく、また、被操作部が一つのみの場合には操作部を一個のみ設けてもよい。

【0027】

また、移動部材４の操作部４ａのサイズＬは主スイッチ３の被操作部３ｂのサイズＳより大きく形成されているため、移動部材４の位置によって移動部材４の操作部４ａが主スイッチ３の被操作部３ｂに接触しない状態ができる。また、移動部材４の操作部４ａの可動範囲Ｗは主スイッチ３の被操作部３ｂの可動範囲Ｎより広いため（図５のＸ３－Ｘ３断面参照）、移動部材４は主スイッチ３と接触した状態を有することになる。なお、移動部材４の被操作部４ｂは、副スイッチ５の付勢部材１３が滑動可能な滑動面である。

【0028】

副スイッチ５は、本体１２及び付勢部材１３を有し、ユーザの操作に応じて軸線Ｊ４回りに回動する。本体１２は、例えば樹脂で形成される。付勢部材１３は、例えば圧縮可能なコイルばねであり、副スイッチ５の操作に応じて被操作部４ｂを押圧すると共に、移動部材４の被操作部４ｂを付勢する。付勢部材１３は、コイルばねではなく、座屈可能な板ばねで構成してもよい。

【0029】

ベース１５は、例えば樹脂で形成される。図２のベース１５は内側ベース１７と外側ベース１８を備えている。内側ベース１７及び外側ベース１８は、互いに結合して、複数の接点２、主スイッチ３、及び移動部材４を支持する。カバー１６は、例えば樹脂で形成される。図２のカバー１６は内側カバー１９及び外側カバー２０を備えている。内側カバー１９及び外側カバー２０は互いに結合して副スイッチ５を支持する。

【0030】

上記スイッチ装置１の構成は一例であり、他の形態を採用したり、他の構成要素を追加したりできることに留意されたい。例えば主スイッチ３の被操作部３ｂを、レバーではなく主スイッチ３の移動方向に延在する長穴とし、移動部材４の操作部４ａを、長穴ではなく移動部材４から主スイッチ３に向かって突出するレバーとしてもよい。この場合、主スイッチの被操作部３ｂのサイズは移動部材４の操作部４ａのサイズより大きく設計される。つまり、主スイッチ３の長穴のサイズが移動部材４のレバーのサイズより大きく設計される。この設計により、移動部材４は主スイッチ３に接触しない状態を有することになる。また、移動部材４のレバーの可動範囲は主スイッチ３の長穴の可動範囲より広く設計される。この設計により、移動部材４は主スイッチ３と接触した状態を有することになる。

【0031】

以下、第一実施形態のスイッチ装置１の動作について詳述する。図４はスイッチ装置１の各種断面位置を示す平面図であり、図５～図８は夫々、スイッチ装置１のオン位置、中立状態、接触開始状態、及びオフ位置を示す各種断面図である。

【0032】

図５に示すように副スイッチ５がオン位置にあるときは、副スイッチ５の付勢部材１３が移動部材４の被操作部４ｂを付勢することで移動部材４及び副スイッチ５をオン位置に維持する（Ｘ１－Ｘ１断面参照）。移動部材４の操作部４ａは主スイッチ３の被操作部３ｂに接触した状態にあり（Ｘ３－Ｘ３断面参照）、主スイッチ３の付勢部材９が可動接点６を押圧することで可動接点６を閉位置に付勢し、主スイッチ３は接点２を閉じた状態に維持する（Ｘ２－Ｘ２断面参照）。

【0033】

図６に示すようにユーザが副スイッチ５をオン位置からオフ位置へ操作し、副スイッチ５が回動してオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは、移動部材４の操作部４ａと主スイッチ３の被操作部３ｂとの間に隙間Ｃが形成され（Ｘ３－Ｘ３断面参照）、移動部材４が主スイッチ３に接触しない状態にある。従って、移動部材４が回動しても主スイッチ３は回動せず、主スイッチ３の付勢部材９が可動接点６を閉状態に維持し、主スイッチ３は接点２を閉じた状態に維持する（Ｘ２－Ｘ２断面参照）。

【0034】

図７に示すように副スイッチ５がさらに回動してオフ位置に接近すると、移動部材４の操作部４ａが主スイッチ３の被操作部３ｂとの接触を開始する（Ｘ３－Ｘ３断面の丸破線参照）。このとき、副スイッチ５の付勢部材１３は移動部材４をオフ位置の方向に付勢し、移動部材４の回動に応じて主スイッチ３が回動し始める。主スイッチ３の付勢部材９は接点２を開位置に付勢し始める（Ｘ２－Ｘ２断面参照）。

【0035】

図８に示すように主スイッチ３は接点２を瞬時に開いて開位置に達する（Ｘ２－Ｘ２断面参照）。副スイッチ５がオフ位置にあるときは、副スイッチ５の付勢部材１３が移動部材４の被操作部４ｂを押圧することで移動部材４及び副スイッチ５をオフ位置に付勢する（Ｘ１－Ｘ１断面参照）。移動部材４の操作部４ａは主スイッチ３の被操作部３ｂに接触した状態にあり（Ｘ３－Ｘ３断面参照）、主スイッチ３の付勢部材９が可動接点６を押圧することで可動接点６を開位置に付勢し、主スイッチ３は接点２を開いた状態に維持する（Ｘ２－Ｘ２断面参照）。

【0036】

上記構成及び動作により、副スイッチ５が中立状態で止められたとしても、移動部材４と主スイッチ３との間に隙間Ｃが形成され、この状態では主スイッチ３が回動して接点２が開くことがないため、接点２の開閉への影響がなく、アークが発生する恐れを低減できる。一方で、副スイッチ５が中立状態からオフ位置に接近したら、移動部材４が主スイッチ３に接触を開始して瞬時に接点２が開かれることになる。つまり、スイッチ装置１は、ゆっくり副スイッチ５を操作してもアークを切断可能な接点間距離Ｄに素早く到達できるため、直流の高電圧に対応可能である。

【0037】

なお、スイッチ装置１をオフ状態からオン状態に切替える場合も、副スイッチ５が中立状態では接点２が開いた状態に維持され、副スイッチ５がさらに操作されたときに付勢手段の作用によって接点２を速やかに閉じることができる。そのため、スイッチ装置１をオンとする場合も、接点間距離がアーク切断距離に達していない状態が無くなるので、高電圧の直流の場合はアークの発生の影響を低減し得る。

【0038】

（第二実施形態）
以下、第二実施形態のスイッチ装置１０について詳述する。第一実施形態のスイッチ装置１と同一又は類似の構成要素については説明を省略する。図９、図１０は夫々スイッチ装置１０の分解図及び斜視図である。スイッチ装置１０は、例えば双極単投式のロッカースイッチであり、スイッチモジュール２１を備えている点で、第一実施形態のスイッチ装置１と異なる。スイッチモジュール２１は、接点間の近傍に配置されていてアークを消弧する磁石を有するモジュールである。図１１はスイッチモジュール２１の分解図である。スイッチモジュール２１は、開閉可能な複数の接点２と、接点２を閉状態又は閉状態に遷移させるカード３０と、カード３０を操作するボタン３１と、接点間で発生するアークを消弧する磁石３２と、を備えている。これら構成要素はベースブロック３５及びケース３６によって支持される。

【0039】

複数の接点２は、金属で形成された可動接点６及び固定接点７を有している。可動接点６は、板部と、板部を取付けた可動ばねと、を備えている。可動接点６は、カード３０の動作に応じて揺動し、固定接点７に接触する。これにより、接点２はカード３０の動作に応じて開状態又は閉状態に遷移する。スイッチ装置１０は双極単投式であるため、可動接点６及び固定接点７は複数組設けられているが、スイッチ装置１０が単極式の場合には、可動接点６及び固定接点７が１組のみ設けられることもある。また、スイッチ装置１が、双投式、三投式等の場合には、一つの可動接点６に対して複数の固定接点７が設けられることもある。或いは、固定接点を設けず、複数の可動接点でスイッチ装置を構成することも可能である。

【0040】

カード３０は、例えば樹脂で形成され、ボタン３１の動作に応じて軸線Ｊ５回りに回動する。カード３０は、可動接点６を操作する操作部３０ａと、ボタン３１によって操作される被操作部３０ｂと、を有している。図１２に示すように、カード３０の操作部３０ａは、例えば可動接点６の板部を挟み、カード３０の回動に応じて板部上を滑動しながら可動接点６を押下げ又は持上げる。被操作部３０ｂは、例えばボタン３１によって滑動可能に保持されるノブ付きのレバーであり、回動するボタン３１によって押下げられ又は持上げられる。本実施形態のカード３０は、可動接点６の数に応じて複数個設けられているが、複数の可動接点６を動作させる一個のみで構成してもよい。

【0041】

ボタン３１は、本体３３及び復帰ばね３４を有し、主スイッチ３の動作に応じて概ね軸線Ｊ６回りに揺動する。本体３３は、例えば樹脂で形成され、カード３０を操作する操作部３１ａと、主スイッチ３によって操作される被操作部３１ｂと、を有している。ボタン３１の操作部３１ａは、例えばカード３０の被操作部３０ｂを滑動可能に保持するレールであり、ボタン３１の回動動作に合わせてカード３０上を滑動しながらカード３０を押下げ又は持上げる（図１２Ａ及び図１２Ｂ参照）。ボタン３１の被操作部３１ｂは、例えば主スイッチ３によって押下げられる押下面である。ボタン３１の復帰ばね３４は、例えば本体３３に結合された板ばねであり、主スイッチ３によって押下げられた本体３３を元の位置に復帰させる。

【0042】

図９を再び参照すると、主スイッチ３は、ボタン３１の被操作部３０ｂを操作する操作部３ａを有している。主スイッチ３は軸線Ｊ２を中心に回動可能に内側カバー１９に支持されている。主スイッチ３の操作部３ａは、例えば主スイッチ３からボタン３１に向かって突出したフィンガである。主スイッチ３の操作部３ａは主スイッチ３の回動に応じてボタン３１の被操作部３１ｂを押下げる。また、主スイッチ３の操作部３ａが主スイッチ３の回動に応じてボタン３１の被操作部３１ｂの押下状態を解除すると、復帰ばね３４の付勢力によってボタン３１が元の位置に復帰する。

【0043】

磁石３２は、例えば永久磁石であり、接点間の近傍に配置される。磁石３２はアークの発生方向に対して概ね直交する方向に磁界を発生する。アークは磁界から受けたローレンツ力で引き伸ばされて飛ばされる。磁石３２は可動接点６の数に応じて複数個設けられているが、スイッチ装置１が単極式の場合には、磁石３２が一個のみ設けられることもある。また、磁石３２は電磁石で構成されてもよい。

【0044】

ベースブロック３５及びケース３６は、例えば樹脂で形成される。ベースブロック３５及びケース３６は、互いに結合して、接点２、カード３０、ボタン３１、及び磁石３２を支持する。

【0045】

上記スイッチモジュール２１の構成は一例であり、他の形態や構成要素を変更又は追加できることに留意されたい。例えば、カード３０を無くし、ボタン３１が接点２に直接作用して接点２を閉状態又は閉状態に遷移させてもよい。

【0046】

スイッチモジュール２１の動作は下記の通りである。図１２Ａ、図１２Ｂは夫々閉位置及び開位置のスイッチモジュール２１の断面図である。図１２Ａに示すように、主スイッチ３が閉位置にあるときは、主スイッチ３の操作部３ａがボタン３１の被操作部３１ｂを押下げることでボタン３１が軸線Ｊ６回りに揺動する。ボタン３１の操作部３１ａはカード３０の被操作部３０ｂを押下げることでカード３０が軸線Ｊ５回りに回動する。カード３０の操作部３０ａは可動接点６を押下げることで可動接点６が固定接点７に接触し、接点２が閉じた状態になる。

【0047】

図１２Ｂに示すように、主スイッチ３が閉位置から開位置へ移動すると、主スイッチ３の操作部３ａがボタン３１の被操作部３１ｂの押下状態を解除し、ボタン３１は復帰ばね３４によって軸線Ｊ６回りに揺動して元の位置に復帰する。ボタン３１の操作部３１ａはカード３０の被操作部３０ｂを持上げ、カード３０が軸線Ｊ５を中心に回動するため、カード３０の操作部３０ａは可動接点６を持上げ、接点２が開いた状態になる。

【0048】

接点２が開くとき、磁石３２はアークの発生方向に対して概ね直交する方向に磁界を発生しているため、接点間で発生するアークが磁界から受けたローレンツ力で円弧状に引き伸ばされて切断される。

【0049】

図９を再び参照すると、第二実施形態のスイッチ装置１０では、副スイッチ５の付勢部材１３がオン位置又はオフ位置で座屈するように配設され、主スイッチ３の付勢部材９も閉位置又は開位置で座屈するように配設される点でも、第一実施形態のスイッチ装置１と異なる。ユーザが副スイッチ５をオン位置からオフ位置へ操作するとき、副スイッチ５の付勢部材１３が座屈状態のまま圧縮し、さらに副スイッチ５を操作すると、副スイッチ５の僅かな移動量で副スイッチ５の付勢部材１３が圧縮状態を解除して瞬時に反対側に座屈しようとするため、座屈しようとする付勢部材１３の弾性力が移動部材４をオン位置からオフ位置へ瞬時に移動させる。同様に、主スイッチ３の移動量が僅かでも主スイッチ３の付勢部材９が座屈状態を解除して反対側に座屈しようとするため、座屈しようとする付勢部材９の弾性力が主スイッチ３を閉位置から開位置へ瞬時に移動させる。

【0050】

以下、第二実施形態のスイッチ装置１０の動作について詳述する。図１３はスイッチ装置１０の各種断面位置を示す平面図であり、図１４～図１７は夫々スイッチ装置１０のオン位置、中立状態、接触開始状態、及びオフ状態を示す各種断面図である。

【0051】

図１４に示すように副スイッチ５がオン位置にあるときは、副スイッチ５の付勢部材１３が座屈して移動部材４の被操作部４ｂを押圧することで移動部材４をオン位置に付勢する（Ｘ４－Ｘ４断面参照）。移動部材４の操作部４ａは主スイッチ３の被操作部３ｂに接触した状態にあり（Ｘ６－Ｘ６断面参照）、主スイッチ３の付勢部材９は座屈して主スイッチ３を閉位置に付勢しているため、主スイッチ３はＸ５－Ｘ５断面に示す状態に維持される。この状態では、主スイッチ３の操作部３ａはスイッチモジュール２１のボタン３１を押下げており、接点２が閉じた状態に維持される（Ｘ６－Ｘ６断面参照）。

【0052】

図１５に示すようにユーザが副スイッチ５をオン位置からオフ位置へ操作し、副スイッチ５が回動してオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは、移動部材４の操作部４ａと主スイッチ３の被操作部３ｂとの間に隙間Ｃが形成され、移動部材４が主スイッチ３に接触しない状態にある（Ｘ６－Ｘ６断面参照）。従って、主スイッチ３は移動部材４に押圧されることなく図１４と同じ位置にあり、主スイッチ３の付勢部材９は座屈して主スイッチ３を閉位置に維持する（Ｘ５－Ｘ５断面参照）。これにより、主スイッチ３の操作部３ａがスイッチモジュール２１のボタン３１を押下げたまま接点２を閉じた状態に維持する（Ｘ６－Ｘ６断面参照）。また、副スイッチ５の付勢部材１３は座屈状態のまま圧縮し始める（Ｘ４－Ｘ４断面参照）。

【0053】

図１６に示すように副スイッチ５がさらに回動してオフ位置に接近すると、移動部材４の操作部４ａが主スイッチ３の被操作部３ｂとの接触を開始し（Ｘ６－Ｘ６断面の丸破線参照）、移動部材４がさらに回動すると、移動部材４に押圧されて主スイッチ３がオフ位置に回動する。副スイッチ５の付勢部材１３は圧縮状態を解除して瞬時に反対側に座屈する（Ｘ４－Ｘ４断面参照）。

【0054】

図１７に示すように主スイッチ３の付勢部材９も座屈状態から圧縮状態を経て反対側に座屈し、主スイッチ３の付勢部材９の弾性力が主スイッチ３を瞬時に開位置に移動させる（Ｘ５－Ｘ５断面参照）。主スイッチ３はスイッチモジュール２１のボタン３１の押下状態を瞬時に解除し、ボタン３１の復帰によって接点２が開く（Ｘ６－Ｘ６断面参照）。接点２が開くときに接点間に発生するアークが磁石３２により消弧される。副スイッチ５がオフ位置にあるときは、副スイッチ５の付勢部材１３が座屈して移動部材４の被操作部４ｂを押圧することで移動部材４をオフ位置に付勢する（Ｘ４－Ｘ４断面参照）。移動部材４の操作部４ａは主スイッチ３の被操作部３ｂに接触した状態にあり（Ｘ６－Ｘ６断面参照）、主スイッチ３の付勢部材９が座屈して主スイッチ３を開位置に付勢し、主スイッチ３の操作部３ａがスイッチモジュール２１のボタン３１を押圧しないことで接点２を開いた状態に維持する（Ｘ６－Ｘ６断面参照）。

【0055】

上記構成及び動作により、スイッチ装置１０は、接点２を瞬時に開くことで、スイッチモジュール２１の接点間で発生するアークの発生を抑制できる。一方で、副スイッチ５はオン位置又はオフ位置にあるときに付勢部材１３が座屈するため、ユーザが副スイッチ５をオン位置からオフ位置へ操作するとき、僅かな副スイッチ５の移動距離で付勢部材１３の座屈を解除し、座屈解除時の付勢部材１３の弾性力が副スイッチ５を閉位置から開位置へ瞬時に移動させる。主スイッチ３も閉位置又は開位置にあるときに付勢部材９が座屈するため、座屈解除時の付勢部材９の弾性力が主スイッチ３を閉位置から開位置へ瞬時に移動させる。従って、スイッチ装置１０は、アークを切断可能な接点間距離により早く到達でき、接点２を開くときに接点間で発生するアークを消弧できるため、直流用スイッチに好適である。

【0056】

以下、本発明をスライドスイッチに適用したスイッチ装置について概説する。ロッカースイッチに適用した図１のスイッチ装置と同一又は類似の構成要素については説明を省略する。図１８はスイッチ装置の模式図であり、オン位置、中立状態、接触開始状態、オフ位置を示している。スイッチ装置は、開閉可能な複数の接点２と、接点２の開閉動作を切替える主スイッチ３と、主スイッチ３に接触した状態及び接触しない状態を有していて主スイッチ３を閉位置又は開位置に移動させる移動部材４と、移動部材４を介して主スイッチ３を閉位置又は開位置へ移動させる副スイッチ５と、を備えている。

【0057】

複数の接点２は、例えば可動接点及び固定接点を備えている。可動接点は、例えば復帰ばねであり、主スイッチ３が作用しないときは元の位置に復帰する。主スイッチ３、移動部材４、及び副スイッチ５は、いずれも所定の面上を滑動可能に構成される。また、副スイッチ５は移動部材４を付勢して移動部材４をオン位置又はオフ位置に移動する。副スイッチ５の付勢部材はオン位置及びオフ位置で座屈するように配設される。

【0058】

副スイッチ５がオン位置にあるときは（図１８の最左図参照）、副スイッチ５が移動部材４をオン位置に付勢する。移動部材４は主スイッチ３に接触した状態を維持し、主スイッチ３は接点２を閉じた状態に維持する。

【0059】

ユーザが副スイッチ５をオン位置からオフ位置へ操作し、副スイッチ５が滑動してオン位置とオフ位置の間の中立状態にあるときは（図１８の左中図参照）、移動部材４と主スイッチ３との間に隙間Ｃが形成され、移動部材４が主スイッチ３に接触しない状態にある。そのため、主スイッチ３の位置はオン位置にあり、主スイッチ３は接点２を閉じた状態に維持する。また、副スイッチ５の付勢部材１３は座屈状態のまま圧縮し始める。

【0060】

副スイッチ５がさらに滑動してオフ位置に接近すると（図１８の右中図参照）、移動部材４が主スイッチ３との接触を開始する接触開始状態になる。移動部材４と主スイッチ３が接触すると、移動部材４の移動に応じて主スイッチ３が滑動し始める。また、副スイッチ５の付勢部材１３は圧縮状態を解除して瞬時に反対側に座屈する。

【0061】

副スイッチ５が接触開始位置からさらに移動すると、副スイッチ５の付勢部材の付勢力で移動部材４が主スイッチ３を瞬時に矢印方向に移動させる。主スイッチ３が接点２の押圧を解除し、接点２が復帰して瞬時に開く（図１８の最右図参照）。副スイッチ５の付勢部材が移動部材４をオフ位置に付勢するため、移動部材４が主スイッチ３に接触した状態が維持され、主スイッチ３は接点２を開いた状態に維持する。

【0062】

なお、中立状態では、副スイッチ５の付勢部材が圧縮状態になる。圧縮されている付勢部材は元の状態に復帰しようとするので、スイッチ装置を中立状態に維持するのは難しく、副スイッチ５はオン位置又はオフ位置に維持される。そのため、中立状態が維持されることによるアークの影響を抑制できる。

【0063】

以上のように本発明はスライドスイッチにも適用可能である。同様に、本発明は押ボタンスイッチ等の他の形態のスイッチ装置にも適用可能であることに留意されたい。

【0064】

本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

【符号の説明】

【0065】

１、１０ スイッチ装置； ２ 接点； ３ 主スイッチ； ３ａ 操作部； ３ｂ 被操作部； ４ 移動部材； ４ａ 操作部； ４ｂ 被操作部； ５ 副スイッチ； ６ 可動接点； ７ 固定接点； ８ 本体； ９ 付勢部材； １２ 本体； １３ 付勢部材； １５ ベース； １６ カバー； １７ 内側ベース； １８ 外側ベース； １９ 内側カバー； ２０ 外側カバー； ２１ スイッチモジュール； ３０ カード； ３０ａ 操作部； ３０ｂ 被操作部； ３１ ボタン； ３１ａ 操作部； ３１ｂ 被操作部； ３２ 磁石； ３３ 本体； ３４ 復帰ばね； ３５ ベースブロック； ３６ ケース； Ｊ１～Ｊ６ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】