JP2009238403A - スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】主に自動車のストップランプの消点灯制御等に用いられるスイッチに関し、簡易な構成で、確実な電気的接離が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】略箱型のケース１の内側壁に植設された固定接点１２、または作動体３に保持され端部が固定接点１２に弾接した可動接点１４の少なくとも一方の端部に、複数の凹部１２Ｂを設けることによって、長期間スイッチ２０の操作が繰返され、固定接点１２や可動接点１４の焼損や磨耗が進行して、微細な炭化物や磨耗粉等が発生した場合でも、これらが複数の凹部１２Ｂに溜まり、接点表面には付着しないため、固定接点１２と可動接点１４の安定した接触を行うことができ、確実な電気的接離が可能なスイッチを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に自動車のブレーキペダル操作時の、ストップランプの消点灯制御等に用いられる車両用のスイッチに関するものである。

近年、ブレーキペダルを踏み込んだ際にはストップランプを点灯させ、離した際には消灯させる、ブレーキペダルの操作に伴うストップランプの制御用として、主に押圧操作型のスイッチが多く使用されている。

このような従来のスイッチについて、図５及び図６を用いて説明する。

図６は従来のスイッチの断面図であり、同図において、１は上面開口で略箱型の絶縁樹脂製のケース、２は略コの字状または略Ｌ字状で銅合金等の固定接点で、複数の固定接点２がケース１の左右内側壁に対向して植設されると共に、ケース１底面からは固定接点２の端子部２Ａが突出している。

そして、３はケース１内に上下動可能に収納された絶縁樹脂製の作動体、４は略コの字状で銅合金等の可動接点で、可動接点４の中間部が作動体３下端に保持されると共に、左右に延出したアーム部４Ａがやや撓んだ状態で、この先端に形成された接点部４Ｂが固定接点２に弾接して、左右の固定接点２が可動接点４を介して電気的に接続されている。

なお、この固定接点２と可動接点４の表面には、低い抵抗で安定した電気的接続が行えるように、電気伝導度が良好な銀めっき層が形成されている。

また、５はコイル状のばね、６はケース１上面の開口部を覆うカバーで、ばね５が作動体３下面とケース１の底面との間にやや撓んだ状態で装着されて、作動体３を上方に付勢すると共に、この作動体３先端がカバー６中央の中空筒部６Ａから上方へ突出して、スイッチ１０が構成されている。

そして、このように構成されたスイッチ１０が、図５の側面図に示すように、一般に自動車のブレーキペダル２１の手前に、アーム２１Ａによって作動体３の先端が押圧された状態で装着されると共に、ケース１底面から突出した固定接点２の端子部２Ａが、コネクタ２２等によって車両のストップランプや電子回路（図示せず）に接続される。

つまり、ブレーキペダル２１が踏み込まれていない状態では、作動体３がばね５を撓めながら下方へ押圧操作されると共に、可動接点４の接点部４Ｂが固定接点２側面から離れ、左右の固定接点２が電気的に切断された状態となっているため、ストップランプは消灯している。

そして、ブレーキペダル２１が踏み込まれると、アーム２１Ａが作動体３先端から離れ押圧力が除かれるため、図６に示したように、ばね５の弾性復帰力によって作動体３が上方へ移動すると共に、可動接点４の接点部４Ｂが固定接点２側面に弾接して接触し、左右の固定接点２が可動接点４を介して電気的に接続された状態となり、ストップランプが点灯するように構成されている。

なお、このようにストップランプが点灯した際には、ストップランプに発光ダイオード等が使用されている場合、固定接点２と可動接点４の間には、ＤＣ１２〜１４Ｖで３０〜１００ｍＡ前後の電圧電流が通電される。

また、可動接点４が固定接点２に接離する際には、瞬間的ではあるが２Ａ前後の、いわゆる突入電流が流れるため、この電流によって固定接点２と可動接点４の接触部表面の銀めっき層が溶融し、焼損や微細な炭化物が発生する。

さらに、このようなスイッチ１０の、可動接点４の接点部４Ｂの固定接点２への弾接力、いわゆる接点圧力は通常０．１〜１Ｎ前後に設定されているため、接点部４Ｂが固定接点２表面を弾接摺動する際には、この圧力によって固定接点２と可動接点４の表面の銀めっき層に機械的な磨耗が生じる。

したがって、上記のような押圧操作が長期間繰返され、固定接点２や可動接点４表面の、電気伝導度は良好であるが、硬度や融点は比較的低い銀めっき層の焼損や磨耗が進行し、微細な炭化物や磨耗粉等が接点表面に付着すると、これらを介して固定接点２と可動接点４の接触が行われるため、電気的接続が不安定なものとなる場合がある。

このため、グリスやオイル等の潤滑剤を、可動接点４や固定接点２に塗布する等の対策が講じられてはいるが、固定接点２や可動接点４表面の銀めっき層の焼損や磨耗を改善し、長期間に亘って安定した電気的接続を維持するには限界のあるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−８４８６７号公報

しかしながら、上記従来のスイッチにおいては、長期間スイッチの操作が繰返された場合、可動接点４や固定接点２の焼損や磨耗が進行して、微細な炭化物や磨耗粉等が発生し、これらを介して固定接点２と可動接点４の接触が行われるため、電気的接続が不安定なものとなる場合があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、確実な電気的接離が可能なスイッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、略箱型のケースの内側壁に植設された固定接点、または作動体に保持され端部が固定接点に弾接した可動接点の少なくとも一方の端部に、複数の凹部を形成してスイッチを構成したものであり、長期間スイッチの操作が繰返され、固定接点や可動接点の焼損や磨耗が進行して、微細な炭化物や磨耗粉等が発生した場合でも、これらが複数の凹部に溜まり、接点表面には付着しないため、固定接点と可動接点の安定した接触を行うことができ、確実な電気的接離が可能なスイッチを得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、固定接点及び可動接点の表面に、ニッケルまたはパラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも一つから形成された硬質めっき層を設けたものであり、融点や硬度の高い硬質めっき層が、固定接点と可動接点の表面に形成されているため、長期間スイッチの操作が繰返された場合でも、めっき層の突入電流による焼損や弾接摺動による機械的磨耗が生じづらくなり、確実で安定した電気的接離を行うことができるという作用を有する。

以上のように、本発明によれば、簡易な構成で、確実な電気的接離が可能なスイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチの断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１は上面開口で略箱型のポリブチレンテレフタレートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製のケース、１２は略コの字状または略Ｌ字状で燐青銅や黄銅等の銅合金の固定接点で、複数の固定接点１２がケース１の左右内側壁に対向して植設されている。

そして、ケース１底面からは固定接点１２の端子部１２Ａが突出すると共に、固定接点１２の下端部には、図３（ａ）の斜視図に示すように、略矩形状の複数の凹部１２Ｂが形成されている。

また、３はケース１内に上下動可能に収納された絶縁樹脂製の作動体、１４は略コの字状で燐青銅やベリリウム銅等の銅合金等の可動接点で、可動接点１４の中間部が作動体３下端に保持されると共に、左右に延出したアーム部１４Ａがやや撓んだ状態で、この先端に形成された接点部１４Ｂが固定接点１２に弾接して、左右の固定接点１２が可動接点１４を介して電気的に接続されている。

そして、この固定接点１２と可動接点１４の表面には、硬度２００〜１０００ＨＶ前後で融点が１２００〜２５００度前後の、ニッケルまたはパラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも一つから形成された、電気伝導度が５〜１０μΩ／ｃｍ前後の硬質めっき層が、厚さ０．１〜１μｍ前後で形成されている。

なお、このような硬質めっき層は、例えば、電解ニッケルめっきによって硬度２００〜５００ＨＶ前後で融点が１４５５度前後のものを、無電解ニッケルめっきによって硬度５００〜８００ＨＶ前後で融点が１４００度前後のものを、また、ニッケル／パラジウム合金めっきによって硬度５００〜５５０ＨＶ前後で融点が１２５０度前後のものを、ロジウムめっきによって硬度８００〜１０００ＨＶ前後で融点が１９６５度前後のものを、ルテニウムめっきによって硬度７５０〜８５０ＨＶ前後で融点が２５００度前後のものを各々形成することができる。

さらに、５はコイル状に巻回された鋼や銅合金線製のばね、６はケース１上面の開口部を覆う金属または絶縁樹脂製のカバーで、ばね５が作動体３下面とケース１の底面との間にやや撓んだ状態で装着されて、作動体３を上方に付勢すると共に、この作動体３先端がカバー６中央の中空筒部６Ａから上方へ突出して、スイッチ２０が構成されている。

そして、このように構成されたスイッチ２０が、図５の側面図に示すように、一般に自動車のブレーキペダル２１の手前に、アーム２１Ａによって作動体３の先端が押圧された状態で装着されると共に、ケース１底面から突出した固定接点１２の端子部１２Ａが、コネクタ２２やリード線等によって車両のストップランプや電子回路（図示せず）に接続される。

つまり、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態では、作動体３がばね５を撓めながら下方へ押圧操作されると共に、可動接点１４の接点部１４Ｂが固定接点１２側面から離れ、左右の固定接点１２が電気的に切断された状態となっているため、ストップランプは消灯している。

そして、ブレーキペダル２１が踏み込まれると、アーム２１Ａが作動体３先端から離れ押圧力が除かれるため、図１に示したように、ばね５の弾性復帰力によって作動体３が上方へ移動すると共に、可動接点１４の接点部１４Ｂが固定接点１２側面に弾接して接触し、左右の固定接点１２が可動接点１４を介して電気的に接続された状態となり、ストップランプが点灯するように構成されている。

なお、この時、図４（ａ）の部分側面図に示すように、可動接点１４の接点部１４Ｂが固定接点１２側面から離れた状態から、作動体３がばね５の弾性復帰力によって上方へ移動すると、先ず図４（ｂ）に示すように、固定接点１２下端に可動接点１４のアーム部１４Ａ下端が弾接して接触する。

そして、この後、作動体３の上方への移動に伴って、図４（ｃ）に示すように、アーム部１４Ａではなく接点部１４Ｂが固定接点１２側面に接触し、この接点部１４Ｂが固定接点１２側面を弾接摺動して、図１の状態に復帰する。

また、作動体３が下方へ押圧操作され、可動接点１４が固定接点１２から離れる際にも、同様に、先ず接点部１４Ｂが固定接点１２下端から離れた後、固定接点１２下端に弾接したアーム部１４Ａ下端も離れて、左右の固定接点１２が電気的に切断された状態となる。

つまり、作動体３が下方へ押圧された状態では、可動接点１４が固定接点１２から離れて間に空隙が形成されると共に、可動接点１４が固定接点１２に接離した直後は、アーム部１４Ａ下端が固定接点１２下端に、作動体３が上方へ復帰した状態では、接点部１４Ｂが固定接点１２側面に各々弾接するというように、作動体３の移動に伴って、可動接点１４と固定接点１２が異なる箇所で接触するように構成されている。

すなわち、可動接点１４と固定接点１２の開離時には、これらの間に空隙が形成され、この空隙によって接点間の絶縁を確実に確保することができると共に、可動接点１４と固定接点１２の接離時には、これらの接触箇所が変わることによって、周囲の塵埃や湿気等が多少スイッチ内へ侵入した場合でも、確実で安定した電気的接離が行えるようになっている。

また、このようにスイッチ２０が操作されてストップランプが消点灯する際には、ストップランプに発光ダイオード等が使用されている場合、固定接点１２と可動接点１４の間には、ＤＣ１２〜１４Ｖで３０〜１００ｍＡ前後の電圧電流が通電され、さらに、可動接点１４が固定接点１２に接離する際には、瞬間的ではあるが２Ａ前後の、いわゆる突入電流が流れ、この電流によって固定接点１２と可動接点１４の接触部表面が溶融し、焼損や１〜１０μｍ前後の微細な炭化物が発生する。

さらに、このようなスイッチ２０の、可動接点１４の接点部１４Ｂの固定接点１２への弾接力、いわゆる接点圧力は通常０．１〜１Ｎ前後に設定されているため、接点部１４Ｂが固定接点１２表面を弾接摺動する際には、この圧力によって固定接点１２と可動接点１４の表面に機械的な磨耗が生じる。

そして、上記のような押圧操作が長期間繰返された場合には、こうした固定接点１２や可動接点１４表面の焼損や磨耗が進行し、微細な炭化物や磨耗粉等が接点表面に付着するが、これらの炭化物や磨耗粉等は、可動接点１４の接点部１４Ｂの弾接摺動によって、固定接点１２下端部に設けられた複数の凹部１２Ｂに溜まるようになっている。

つまり、例えば図４（ｂ）に示す、固定接点１２下端に可動接点１４のアーム部１４Ａ下端が弾接した状態で、突入電流が流れ微細な炭化物が生じたとしても、図４（ｃ）に示すような、可動接点１４の接点部１４Ｂの上方への弾接摺動によって、この炭化物は上方へ移動し、複数の凹部１２Ｂ内に溜まる。

また、図４（ｃ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態へ、可動接点１４が弾接摺動した際に生じた磨耗粉も、同様に、接点部１４Ｂによって移動し、複数の凹部１２Ｂ内に溜まるようになっている。

すなわち、長期間スイッチ２０の操作が繰返され、固定接点１２や可動接点１４の焼損や磨耗が進行して、微細な炭化物や磨耗粉等が発生した場合でも、これらは複数の凹部１２Ｂ内に溜まり、接点表面には付着しないため、固定接点１２と可動接点１４の接触面が平坦に保たれ、安定した電気的接離を行うことができるように構成されている。

さらに、固定接点１２と可動接点１４の表面には、ニッケルやパラジウム、ロジウム、ルテニウム等によって、融点の高い硬質めっき層が形成されているため、突入電流の熱によるめっき層の溶融や焼損が生じづらくなると共に、可動接点１４の弾接摺動による表面のめっき層の機械的磨耗も生じづらいように形成されている。

また、このような硬質めっき層を固定接点１２と可動接点１４の表面に形成することによって、めっき層の厚さを薄いものとしても、めっき層の焼損や磨耗を防止できると共に、硬質めっき層を厚さ０．１〜１μｍに形成することによって、銀等に比べて電気伝導度のやや劣るニッケルやパラジウム、ロジウム、ルテニウム等を用いても、電気伝導度５〜１０μΩ／ｃｍ前後の良好な電気伝導性が得られ、固定接点１２と可動接点１４の安定した電気的接続を行うことができるようになっている。

なお、上述したように、電解あるいは無電解ニッケルめっき、ニッケル／パラジウム合金めっき、ロジウムめっき、ルテニウムめっき等によって、厚さ０．１〜１μｍ前後の硬質めっき層を形成することが可能であるが、より良好な電気伝導度を得るには、硬質めっき層を厚さ０．１〜０．３μｍ程度に形成することが好ましい。

さらに、以上の説明では、固定接点１２と可動接点１４の素地上に、硬質めっき層を直接形成した構成について説明したが、素地と硬質めっき層の間にニッケルや銅等の下地めっき層を形成することによって、めっき層の硬度をより高くすることができる。

なお、以上の説明では、固定接点１２の下端部に、略矩形状の複数の凹部１２Ｂを形成した構成について説明したが、図３（ｂ）に示すように、略溝状の複数の凹部１２Ｃを形成したものや、あるいは切り込みを設けたもの等、様々な形状の凹部を用いても、本発明の実施は可能である。

また、凹部１２Ｂや１２Ｃを固定接点１２の下端部ではなく、可動接点１４端部の接点部１４Ｂに設けた構成や、あるいは固定接点１２と可動接点１４端部の両方に凹部を設けた構成としてもよい。

このように本実施の形態によれば、略箱型のケース１の内側壁に植設された固定接点１２、または作動体３に保持され端部が固定接点１２に弾接した可動接点１４の少なくとも一方の端部に、複数の凹部１２Ｂを設けることによって、長期間スイッチ２０の操作が繰返され、固定接点１２や可動接点１４の焼損や磨耗が進行して、微細な炭化物や磨耗粉等が発生した場合でも、これらが複数の凹部１２Ｂに溜まり、接点表面には付着しないため、固定接点１２と可動接点１４の安定した接触を行うことができ、確実な電気的接離が可能なスイッチを得ることができるものである。

本発明によるスイッチは、簡易な構成で、確実な電気的接離が可能なものを得ることができ、主に自動車のストップランプの消点灯制御用として有用である。

本発明の一実施の形態によるスイッチの断面図 同分解斜視図 同固定接点の斜視図 同操作時の部分側面図 ブレーキペダルの側面図 従来のスイッチの断面図

符号の説明

１ ケース
３ 作動体
５ ばね
６ カバー
６Ａ 中空筒部
１２ 固定接点
１２Ａ 端子部
１２Ｂ、１２Ｃ 凹部
１４ 可動接点
１４Ａ アーム部
１４Ｂ 接点部
２０ スイッチ
２１ ブレーキペダル
２１Ａ アーム
２２ コネクタ

Claims (2)

1. 略箱型のケースと、このケースの内側壁に植設された固定接点と、上記ケース内に上下動可能に収納された作動体と、この作動体に保持され端部が上記固定接点に弾接した可動接点からなり、上記固定接点または可動接点の少なくとも一方の端部に複数の凹部を形成したスイッチ。
2. 固定接点及び可動接点の表面に、ニッケルまたはパラジウム、ロジウム、ルテニウムの少なくとも一つから形成された硬質めっき層を設けた請求項１記載のスイッチ。

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