JP2005235517A - Switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摺動接点を備えたスイッチ装置に関するものである。 The present invention relates to a switch device having a sliding contact.
電動機や自動車電装品等の各種スイッチには、摺動接点が用いられているものがある。図4に示すように、摺動接点を備えたスイッチ装置50は、固定接点51と、インシュレータ52と、それらと摺動する可動接点53とを備えている。スイッチ装置50において、図示しないノブの操作によって、可動接点53が摺動して固定接点51と接触し、スイッチがオンされる一方、可動接点53が摺動してインシュレータ52と接触し、スイッチがオフされる。この場合、スイッチのオン・オフが繰り返されるに伴い、可動接点53と固定接点51との接触面、及び可動接点53とインシュレータ52との接触面において、磨耗や劣化等が次第に大きくなる。そのため、両接点51,53の開閉を行う際、チャタリングが生じ易くなり、安定したスイッチの動作特性が得られなくなる。そこで、固定接点51の表面51a及びインシュレータ52の表面52aには、磨耗や劣化等の発生を抑えるため、潤滑グリース54が塗布されている。潤滑グリース54としては、従来より、合成炭化水素油系グリースが使用されている。
Some switches such as electric motors and automobile electrical components use sliding contacts. As shown in FIG. 4, the
ところが、図4、図5に示すように、高電圧や大電流の存在下では、可動接点53を固定接点51から開離する際、アーク55が発生するため、このアーク55により潤滑グリース54の油分が分解され、導電性を有する炭素(C)56が生成される。こうして生成された炭素56が、固定接点51からインシュレータ52へと、それらの境界部に設けられたアークギャップ57を乗り越えて広がり、最終的には、同インシュレータ52での絶縁性を劣化させてしまう。つまり、スイッチ装置10において、オフ位置での絶縁性が劣化し、その結果、スイッチとしての機能を果たさなくなるという問題が生じていた。
However, as shown in FIGS. 4 and 5, an
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐アーク性が向上するとともに、寿命を延ばすことができるスイッチ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a switch device capable of improving arc resistance and extending the life.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、固定接点とインシュレータとが固定配置され、前記固定接点と前記インシュレータとの配置方向に沿って可動接点を摺動させるとともに前記可動接点を前記固定接点上と前記インシュレータ上とに切換配置することにより両接点間の開閉を行うスイッチ装置において、固体潤滑剤を含む金属により前記固定接点と前記可動接点とのうち少なくともいずれか一方を形成し、低摩擦係数を有する樹脂により前記インシュレータを形成したことを要旨とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a fixed contact and an insulator are fixedly arranged, and the movable contact is slid along a direction in which the fixed contact and the insulator are arranged. In a switching device that opens and closes between both contacts by switching between the fixed contact and the insulator, at least one of the fixed contact and the movable contact is formed of a metal containing a solid lubricant. The gist is that the insulator is formed of a resin having a low coefficient of friction.
この構成にすれば、固体潤滑剤を含む金属で形成された固定接点又は可動接点のうち少なくともいずれか一方と、摩擦係数を有する樹脂材料で形成されたインシュレータとを組み合わせることで、可動接点が摺動するときの摩擦抵抗を小さく抑えることができる。このため、可動接点が摺動する面に潤滑グリースを塗布する必要が無くなることから、両接点を開離させたときに生じるアークにより、潤滑グリースが分解されることも無い。よって、潤滑グリースの分解成分により、インシュレータでの絶縁劣化が生じるのを確実に防止することができる。 According to this configuration, the movable contact is slid by combining at least one of a fixed contact or a movable contact formed of a metal containing a solid lubricant and an insulator formed of a resin material having a friction coefficient. The frictional resistance when moving can be kept small. For this reason, since it is not necessary to apply the lubricating grease to the surface on which the movable contact slides, the lubricating grease is not decomposed by the arc generated when both the contacts are separated. Therefore, it is possible to reliably prevent insulation degradation in the insulator due to the decomposition component of the lubricating grease.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記固体潤滑剤はグラファイトであることを要旨とする。
この構成にすれば、グラファイトは、自己潤滑性に優れるとともに、金属と同等の固有抵抗値を有する導電材料である。このため、固定接点又は可動接点のうち少なくともいずれか一方に、グラファイトを固体潤滑剤として含ませることで、可動接点が摺動するときの摩擦抵抗を小さく抑えることができる。しかも、各接点の抵抗値の上昇を招くことも無く、接点としての機能が損なわれることも無い。
The invention according to claim 2 is summarized in that, in the invention according to claim 1, the solid lubricant is graphite.
With this configuration, graphite is a conductive material having excellent self-lubricating properties and having a specific resistance value equivalent to that of metal. For this reason, by including graphite as a solid lubricant in at least one of the fixed contact and the movable contact, it is possible to reduce the frictional resistance when the movable contact slides. Moreover, the resistance value of each contact is not increased, and the function as a contact is not impaired.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記樹脂は耐摩耗性を有するとともに、ミネラル、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、油、ワックスのうちから少なくとも1つ選ばれたものを含むことを要旨とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the resin has wear resistance and is selected from mineral, polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, boron nitride, oil, and wax. The gist is to include at least one selected.
この構成にすれば、ミネラル、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、油、ワックス等は、いずれも絶縁性を有するとともに、潤滑剤としての機能を発揮することができる。このため、これらの物質を、耐摩耗性を有する樹脂に含ませることで、インシュレータにおける摩擦抵抗を小さく抑えることができ、可動接点が摺動する際の磨耗や劣化等の発生をより一層抑制することができる。しかも、インシュレータでの絶縁性を高く保つことができ、インシュレータとしての機能が損なわれることも無い。 With this configuration, minerals, polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, boron nitride, oil, wax and the like all have insulating properties and can function as a lubricant. For this reason, by including these substances in a resin having wear resistance, it is possible to suppress the frictional resistance in the insulator, and to further suppress the occurrence of wear or deterioration when the movable contact slides. be able to. In addition, the insulating property of the insulator can be kept high, and the function as the insulator is not impaired.
本発明によれば、スイッチ装置において、耐アーク性が向上するとともに寿命を延ばすことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in switch apparatus, arc resistance improves and a lifetime can be extended.
以下、本発明を具体化したスイッチ装置の一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
図1に示すように、スイッチ装置10は、例えば、パワーウィンドウスイッチに用いられている。スイッチ装置10は、ユーザが操作する操作ノブ11と、操作ノブ11の操作に従い可動する可動部12と、スイッチ本体13に固定されたインシュレータ17とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a switch device embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
操作ノブ11は、支持軸13aを介して、スイッチ本体13に揺動可能に支持されている。可動部12は、バネ14に付勢された可動接点15を保持するとともに、操作ノブ11の下端部により、インシュレータ17上を移動可能に支持されている。インシュレータ17の表面には、固定接点16が形成されている。スイッチ装置10は、操作ノブ11が支持軸13aを支点として回動することにより、可動接点15がオン位置又はオフ位置に切り替えられる。
The
図2、図3に示すように、固定接点16及びインシュレータ17は、それらの表面16a,17aがほぼ面一となるように配置されている。固定接点16とインシュレータ17との境界部には、略矩形状に形成されたアークギャップ19が設けられている。このアークギャップ19は、スイッチの種類や両接点15,16間に印加される電圧や電流等に応じて、所定の寸法で形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixed
可動接点15は、固定接点16及びインシュレータ17と対峙する側が凸状に形成されている。可動接点15は、その先端部15aが固定接点16の表面16a及びインシュレータ17の表面17aと接する位置で往復移動可能に保持されている。つまり、可動接点15は、固定接点16の表面16a及びインシュレータ17の表面17aと摺動可能に保持されている。
The
スイッチ装置10は、可動接点15が固定接点16と接触状態にあるとき、両接点15,16間で導通し、スイッチがオンされる。一方、可動接点15がインシュレータ17と接触状態にあるとき、両接点15,16間で絶縁され、スイッチがオフされる。
When the
次に、本実施形態の要部について説明する。
図3に示すように、可動接点15及び固定接点16は、金属21中に固体潤滑剤としてのグラファイト22が均一に分散された複合材料により形成されている。金属21として、具体的には、銀や銅等が挙げられる。固定接点16及び可動接点15は、金属粉末とグラファイト22の粉末とを混合して複合粉末を調整した後、成形、焼成して得られる複合焼結体を、所定の形状に加工することで形成される。
Next, the main part of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 3, the
インシュレータ17は、ポリアミド樹脂(PA)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等、耐摩耗性を有する樹脂24により形成されている。また、インシュレータ17を形成する樹脂24には、絶縁性を有する潤滑剤25が含まれている。潤滑剤25として、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン(MoS2)、窒化ホウ素(BN)等の固体潤滑剤、ミネラル(カルシウムやリン等の無機質)、オイル、ワックス等が挙げられる。これらの潤滑剤25を樹脂24中に含ませることで、耐摩耗性を有する樹脂24は摩擦係数が低くなる。
The
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)スイッチ装置10は、グラファイト22が分散された金属21からなる可動接点15及び固定接点16と、低摩擦係数を有する樹脂24からなるインシュレータ17とを組み合わせた摺動接点を備えている。このため、可動接点15が摺動するときの摩擦抵抗を小さく抑えることができ、可動接点15と固定接点16との接触面、及び可動接点15とインシュレータ17との接触面において、磨耗や劣化等の発生を抑制することができる。よって、従来の方法と比べ、図4に示す潤滑グリース54を省略することができ、そのため、両接点15,16を開離させたときに生じるアークにより、潤滑グリース54が分解されることも無い。つまり、潤滑グリース54から生成される炭素により、インシュレータ17の絶縁劣化が生じるのを確実に防止できる。従って、スイッチ装置10において、耐アーク性が向上するとともに、スイッチとしての寿命を延ばすことができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)可動接点15及び固定接点16は、金属21中にグラファイト22が分散された複合材料により形成されている。グラファイト22は、自己潤滑性に優れていることから、可動接点15が摺動するときの摩擦抵抗をより一層小さくすることができる。又、グラファイト22は、金属21と同等の固有抵抗値を有する導電材料でもあることから、このグラファイト22を金属21中に含ませることで、可動接点15及び固定接点16の抵抗値が上昇することも無い。このため、可動接点15及び固定接点16は、接点としての機能を損なうことが無く、スイッチの動作特性が低下することも無い。
(2) The
(3)インシュレータ17は、耐摩耗性を有する樹脂24からなり、同樹脂24には、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ミネラル、オイル、ワックス等の潤滑剤25が含まれている。このため、インシュレータ17を形成する樹脂24は、耐摩耗性を有するとともに摩擦係数が低くなり、可動接点15が摺動する際の磨耗や劣化等の発生をより一層抑制することができる。しかも、前記潤滑剤25は、いずれも絶縁性を有することから、インシュレータ17における絶縁性を高く保つことができる。よって、インシュレータ17としての機能を損なうことも無く、スイッチの動作特性が低下することも無い。
(3) The
(4)可動接点15及び固定接点16は、金属粉末とグラファイト22の粉末とを混合した後、成形、焼成して得られる複合焼結体により形成されている。このため、グラファイト22が分散された複合めっき等と比べ、膜剥がれ等が生じないことから、アーク条件下における耐久性を向上させることができる。よって、スイッチ装置10において、耐アーク性がより向上するとともに、スイッチとしての寿命をより一層延ばすことができる。
(4) The
(5)固定接点16とインシュレータ17との境界部には、略矩形状に形成されたアークギャップ19が設けられている。このため、両接点15,16を開離させる際、インシュレータ17がアーク55に晒されるのを防ぐことができる。よって、インシュレータ17の炭化が進むのを防ぐことができ、同インシュレータ17での絶縁劣化が生じるのをより確実に防止することができる。従って、スイッチ装置10において、耐アーク性が更に向上するとともに、スイッチとしての寿命を更に延ばすことができる。
(5) An
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態において、金属21中にグラファイト22が分散された複合材料により、可動接点15と固定接点16とが形成されていたが、固定接点16のみを前記複合材料により形成してもよい。また、可動接点15のみを前記複合材料により形成してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the
・本実施形態において、可動接点15及び固定接点16は、金属粉末とグラファイト22の粉末とを混合した後、成形、焼成して得られる複合焼結体により形成されていたが、これ以外の方法により形成してもよい。例えば、可動接点15及び固定接点16の表面にのみ、グラファイト22が分散された金属めっき層を形成してもよい。このようにすれば、脆性材料である複合焼結体と比較して、加工コストを低減することができる。また、可動接点15及び固定接点16の表面に、前記複合焼結体を所定の厚みに加工したものを貼着してもよい。
In the present embodiment, the
・本実施形態において、スイッチ装置10は、固定側に固定接点16とインシュレータ17とを備え、可動側に可動接点15を備えていたが、固定側に固定接点16のみを備え、可動側にインシュレータ17と可動接点15とを備えた構成であってもよい。
In the present embodiment, the
・本実施形態において、可動接点15及び固定接点16を形成する金属21は、銀や銅等以外の金属であってもよく、例えば、ニッケル(Ni)や金(Au)等であってもよい。
In the present embodiment, the
・本実施形態において、スイッチ装置10は、パワーウィンドウスイッチに具体化されていたが、自動車等の電動ミラー用スイッチやレバーコンビネーションスイッチ等に具体化してもよい。また、自動車電装品等の各種スイッチ以外にも、例えば、工場や家庭等で用いられるブレーカーやリレー等、任意のスイッチに具体化してもよい。
In the present embodiment, the
次に、上記実施形態及び別例によって把握される技術的思想を以下に記載する。
(1)前記固定接点と前記インシュレータとの境界部には隙間が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のスイッチ装置。このようにすれば、耐アーク性が向上するとともに、スイッチの寿命を更に延ばすことができる。
Next, the technical idea grasped by the above embodiment and another example will be described below.
(1) The switch device according to any one of claims 1 to 3, wherein a gap is provided at a boundary portion between the fixed contact and the insulator. In this way, the arc resistance is improved and the life of the switch can be further extended.
(2)前記固定接点又は前記可動接点のうちいずれか一方は、前記固体潤滑剤と金属粉とを焼結してなる複合焼結体から形成されることを特徴とする請求項1〜3及び技術的思想(1)のうちいずれか1つに記載のスイッチ装置。このようにすれば、耐アーク性が向上するとともに、スイッチの寿命を更に延ばすことができる。 (2) One of the fixed contact and the movable contact is formed from a composite sintered body obtained by sintering the solid lubricant and metal powder. The switch device according to any one of the technical ideas (1). In this way, the arc resistance is improved and the life of the switch can be further extended.
10…スイッチ装置、15…可動接点、16…固定接点、17…インシュレータ、21…金属、22…グラファイト(固体潤滑剤)、24…樹脂。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
固体潤滑剤を含む金属により前記固定接点と前記可動接点とのうち少なくともいずれか一方を形成し、
低摩擦係数を有する樹脂により前記インシュレータを形成したことを特徴とするスイッチ装置。 The fixed contact and the insulator are fixedly arranged, the movable contact is slid along the arrangement direction of the fixed contact and the insulator, and the movable contact is switched and arranged on the fixed contact and the insulator. In a switch device that opens and closes contacts,
Forming at least one of the fixed contact and the movable contact with a metal containing a solid lubricant,
A switch device characterized in that the insulator is formed of a resin having a low friction coefficient.
Priority Applications (1)
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JP2004041813A Pending JP2005235517A (en) | 2004-02-18 | 2004-02-18 | Switching device |
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2004
- 2004-02-18 JP JP2004041813A patent/JP2005235517A/en active Pending
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