开关装置

申请号 CN03155679.5 申请日 2003-09-02 公开(公告)号 CN1488532A 公开(公告)日 2004-04-14
申请人 欧姆龙株式会社; 发明人 清水敬一; 田中康英;
摘要 本 发明 提供一种 开关 装置,该开关装置即使在42V系列电气系统等高的电源 电压 上使用时也不会引起开关单元的大幅度大型化,可以防止接点的损坏,并且不会引起接点切换的时滞增加。技术方案是:通过使变成闭合状态的NO接点(41a)返回到断开状态,使直流 电动机 从转动变成停止,这时NO接点(41a)开始从闭合状态转移到断开状态直到NC接点(41c)从断开状态转移到闭合状态结束的期间,当使第二开关要素的NC接点(42i)维持在断开状态时,这期间由于切断第一开关要素NC接点(41c)与负极侧电源(18)之间的 电流 通路,而防止瞬时大电流的发生, 力 图防止第一开关要素的 接触 损坏。
权利要求

1.一种开关装置,在介于正极侧电源和负极侧电源与直流电动机之间 用于进行该直流电动机转动和停止的开关装置中,
包括第一开关要素和第二开关要素,其特征在于:
使上述第一开关要素的二个可动点分别连接在上述直流电动机的一端 侧驱动输入和另一端侧驱动输入上,
使上述第一开关要素的二个NO接点连接在上述正极侧电源上,
使上述第一开关要素的二个NC接点通过上述第二开关要素的NC接点 连接在上述负极侧电源上,
并且在使上述第一开关要素的NO接点开始从闭合状态转移到断开状 态直到NC接点从断开状态转移到闭合状态结束期间,使上述第二开关要素 的NC接点维持在断开状态。
2.一种开关装置,在介于正极侧电源和负极侧电源与直流电动机之间 用于进行该直流电动机的转动和停止的开关中,包括
第一开关要素和第二开关要素,其特征在于:
使上述第一开关要素的二个可动接点分别连接在上述直流电动机的一 端侧驱动输入和另一端侧驱动输入上,
使上述第一开关要素的二个NC接点连接在上述负极侧电源上,
使上述第一开关要素的二个NO接点通过上述第二开关要素的NC接点 连接在上述正极侧电源上,
并且使在上述第一开关要素的NO接点的某一个从闭合状态转移到断 开状态之前使与连接在这一个NO接点上的上述第二开关要素的NC接点变 成断开状态。
3.一种开关装置,在介于正极侧电源和负极侧电源与直流电动机之间 用于进行该直流电动机转动和停止的开关装置中,
包括第一开关要素和第二开关要素,
使上述直流电动机的一端侧驱动输入和另一端侧的驱动输入分别通过 上述第一开关要素的二个NO接点连接到上述正极侧电源上,
同时使上述直流电动机的一端侧驱动输入和另一端侧输入分别通过上 述第二开关要素的二个NC接点连接上述负极侧电源上,
并且在上述第一开关要素的NO接点的某一个从断开状态转移到闭合 状态之前,使与这一个NO接点连接的上述第二开关要素的NC接点变成断 开状态。

说明书全文

技术领域

发明涉及例如用于汽车等车辆的窗户开闭用直流电动机或与其类似 用途的直流电动机的转动和停止的开关装置,特别涉及适用在高的电源电 压(42V系列电系统)上工作的直流电动机的最佳开关装置。

背景技术

虽然现行的汽车采用14V系列的电气系统(电源电压:12V),但因增加 搭载的电子学仪器,用14V系列会发生消耗电功率不能进行不间断供给的 情况。为了消除这个问题,根据生产部与学校的合同的国际财团等在全 球继续议论的结果,通过采用从人体的安全性方面的3倍的高电压系统即 “42V系列”的电气系统(电源电压:36V)可以获得一致。
作为42V系列的电气系统工作的电气产品例如有内装在门内的窗开闭 用直流电动机(所谓动窗驱动用的直流电动机)。
图10是用于进行窗开闭用直流电动机的转动(正转、反转)的现有技术 的开关装置的构造图(a)和电路图(b)。该开关装置1安装设置在车辆的前座 和后座的门内侧上的扶手等上。图示的开关装置1的状态表示动力窗驱动 用的直流电动机(以下称“直流电动机”)2停止时的状态,即表示旋钮3可 被车辆乘员操作的状态,以下称该状为“中立状态”。
旋钮3以在图面的顺时针方向和反时针方向分别只能摆动规定的度 地安装在门一侧的壳4中。当使旋钮3向顺时方向转动时窗闭合(以下称“向 上状态”),为使其反时针方向转动时,窗打开(以下称“下降状态”)。当 解除加在旋钮上的力时(使手指离开)时,通过埋入在旋钮3内部的弹簧5和 柱塞6的动作使钮恢复到中立状态,以后维持其中立状态。
虽然在壳4的内部延伸的旋钮3的下部突起7在旋钮3处在中立状态 时处在图示的位置,但在使旋钮3变成上升状态时向图面的左方摇动(见图 12a),在使旋钮3变成向下状态时向图面的右方向摇动(未示出)。
在壳4的内部设置安装在印刷基板8上的开关单元9。该开关单元是作 为瞬时式的“二电路二接点型”的开关起作用的开关,其外观等示在图11 中。开关单元9包括:从盒体10的一侧面引出的二个公共端子11、12、从 盒体10的另一侧面引出的一个常开端子13,从盒体10的底面引出的两个 常闭端子14、15,将这些端子11至15焊在形成在印刷基板8上的所要 的半导体电路上,通过连接在电源线(以下称“+B线”)17、地线18和直流 电动机2上,实现图10(b)的电路图的构成。
在开关单元9的内部如图10(b)所示,安装二份电路的开关机构A、B。 这些开关机构A、B根据安装在开关单元9上面的滑子28的滑动位置排他 的切换。在此所谓“排它的切换”是指仅A或B中一个的开关机构NC(常 闭接点)变成断开状态(换句话说,仅该开关机构的NO常开)接点变成闭合状 态。
具体地说,当滑子28处在图示位置时(处在“中立状态”时),第一开 关机构A的可动接点19与NC接点23之间,和第二开关机构B的可动接 点20与NC接点24之间处在闭合状态。在该位置上,二组开关机构A、B 的NO接点21、22和接点23、24变成其名称表示的状态(NO→常开,NC →常闭),但当滑子28向图中的左向箭头L的方向移动时(变成向上状态)时, 维持第二开关机构B的可动接点20和NC接点24之间的闭合状态,同时 解除第一开关机构A的NC接点23的闭合状态而可动接点19和NO接点 21的间变成新的闭合状态,另外,当滑子28向图中的右方箭头R的方向移 动时(向下状态)时,维持第一开关机构A的可动接点19与NC接点23之间 的闭合状态,同时解除第二开关机构B的NC接点24的闭合状态,而可动 接点20与NO接点22之间变成新的闭合状态。
这样的切换作用,由滑子28的动作和该滑子28的形状引起。图11(c) 是滑子28的A-A剖面图,图11(d)是滑子28的B-B剖面图。使滑子28的 A-A剖面部分右半部分的壁形成得厚,使滑子28的B-B剖面部分的左半部 分的壁形成得厚。从以下的说明也能更加清楚,根据其厚壁部分的位置关 系,第一开关机构A和第二开关机构B排他地进行切换。
在图10(a)中,只画出公共端子11、12中的一个和常闭端子14、15中 的一个。这因为各端朝向图面前后并排的缘故,后面的端子被前面的端子 的影子遮住而看不到。
如前面已说明那样,开关单元9作为瞬时式的“二电路二点型”的开 关起作用。也就是说,可动接点19、20、NO接点21、22和NC接点23、 24预先分别与公共端子11、12、常开端子13和常闭端子14、15相连,可 以排它地进行二个电路的接点切换(可动接点19与NO接点21和NC接点 23之间的切换,可动接点20与NO接点22和NC接点24间的切换)。
可动接点19、20预先安装在金属制板状可动片25、26的前端上,该 金属制板状可动片25、26具有通过按钮27A、27B(按钮27A用于第一开关 机构A、按钮27B用于第二开关机构B)能被向图面下方弹压的结构。按钮 27A、27B预先抵接在能在图面横方向移动的滑子28(见图11)的下面上,并 如图12(a)所示,具有伴随滑子28向图面左方向移动沿着滑子28的下面形 状(厚壁部)分别将可动接点19、20压向下方的结构。另外,滑子28的上面 突起29嵌合在旋钮3的下部突起的前端上,滑子28具有跟踪旋钮3的下 部突起7的左右方向的摇动(向上和向下状态)并向图面左右方向滑动的结 构。
因此,该开关装置1具有下述作用:当旋钮3上升变成向上状态时, 滑子28向左方向滑动,抵接在开关28的A-A剖面厚壁部上的按钮27A向 下方移动,第一开关机构A的可动接点19和NC接点23之间变成断开状 态,同时该第一开关机构A的可动接点19与NO接点21之间变成闭合状 态。
当使手指从旋钮3离开变成中立状态时,滑子28向右方向滑动,返回 到原位置,按钮27A向上方移动,第一开关机构A的可动接点19与NC接 点23之间变成闭合状态。
另外,当向下压旋钮3变成向下状态时,滑子28向右方滑动,抵接在 滑子28的B-B剖面厚壁部上的按钮27B向下方移动,第二开关机构B的 可动接点20与NC接点24之间变成断开状态,同时第二开关机构B的可 动接点20与NO接点22之间变成闭合状态。另外,当使手指从旋钮3离开 变成中立状态时,滑子28向左方向滑动返回到原位置,按钮27B向上方移 动,第二开关机构B的可动接点20与NC接点24之间变成闭合状态。
在图10(b)的电路图中,旋钮3处在中立状态时,第一开关机构A第二 开关机构B的各接点处在图示的状态,即第一开关机构A的可动点19与 NC接点23之间变成闭合状态,并且第二开关机构B的可动接点20与NC 接点24之间变成闭合状态。在该状态下,因为直流电动机2与+B线17之 间的连接断开,所以直流电动机不转动。
在图12(b)的电路图中,旋钮3变成向上状态时,第一和第二开关机构 A、B的各点变成图示的状态。即第一开关机构A的可动接点19与NO接 点21之间变成闭合状态,并且第二开关机构B的可动接点20与NC接点 24之间变成闭合状态。在该状态下,因为形成+B线17→直流电动机2→地 线18的闭合电路,所以直流电动机2向使窗关闭的方向转动。
另外,图示中省略,旋钮3处在向下状态时,第一开关机构A的可动 接点19与NC接点23之间变成闭合状态,并且第二开关机构B的可动接 点20与NO接点22之间变成闭合状态。在该状态下,因为形成地线18→ 直流电动机2→+B线17的反转的闭合电路,所以直流电动机2向使窗打开 的方向转动。
另外,在以上的说明中,是以用一个开关单元9控制直流电动机2的 例子,但不限于此,也有能随车辆的不同从驾驶席打开其它席(助手席和后 席等)的窗户型的开关装置。
图13是该电路图。该电路使驾驶席用的开关9和其它席用的开关9’ 组合而构成,其它席不用说,从驾驶席也能进行直流电动机2(其它席的窗 开闭用的直流电动机)的转动和停止。
另外,虽然在上述的说明中,在将一个端子(公共端子11、12和常闭端 子14、15)分别分配给可动接点19、20和NC接点23、24的同时,将一个 端子(常开端子13)分配给NO接点21、22(即总共包括5个端子),但不限于 此,即使例如图14所示,使连接在地线18上的接点(第一和第二开关机构 A、B的NC接点23、24)彼此在单元内接线,使其从一个端子15a引出连 接到地线18上的类型的结构(总共包括4个端子的结构)也没关系。另外作 为开关机构也可制成包括一份电路的结构,使其两个并联使用,这时总共 有6个端子。

发明内容

虽然以上说明的现有技术中的开关装置(图10至图14)在使用在原来的 14V系列的电气系统的范围中无故障地工作。然而在42V系统的电气系统 中时,从向上状态到中立状态的返回时,或在从向下状态返回到中立状态 时,在特定的接点间流过大电流,由于该电流而引起相应的接点的损坏问 题。
图15是接点损坏的说明图。(a)例如是处在上升状态的图,(b)是即将返 回到中立状态“之前”的图。(c)是返回到中心状态后的图。与上述现有技 术的说明的不同点在于:可在+B线17上施加高压(42V系列的电气系统的 电源电压36V)。
如图15(a)所示,第一开关机构A的NO接点21和可动接点19变成闭 合状态,并且第二开关机构B的可动接点20与NC接点24变成闭合状态。 因为形成+B线17→直流电动机2→地线18的闭合电路,所以直流电动机2 向关闭窗户的方向转动。
接着使手指从钮离开,如图15(b)所示,解除第一开关机构A的NO接 点21与可动接点19的闭合状态,可动接点19一边在与NO接点21之间产 生允许范围的小电弧放电30,一边开始向NC接点23的方向移动。
于是最后如图15(c)所示,第一开关机构A的可动接点19与NC接点 23之间变成闭合状态,直流电动机2的供给电压断开,直流电动机2变成 停止状态。
当使用现有技术的开关时,接点的间隙小到0.5mm程度,由于不能确 保42V状态的电弧放电电压,而使可施加数V电压的状态的可动接点19 连接在NC接点23上。根据本发明人的实验,发现下述的放电损坏:因为 这时从可动接点19经NC接点23到地线18大电流31(100A)要流过短时间 (0.5ms),所以从NO接点21到NC接点30之间发生大的放电现象,对第一 开关机构A的可动接点19与NC接点23产生损坏(接点损坏或接点破坏)。
由于该障碍的存在妨碍42V系列电压系统的普及,因此在这点上存在 必须尽可能迅速解决的技术问题。
而且作为一般的电弧放电对策是根据电源电压的大小进行扩大接点间 隙。因为当接点间隙扩大(约4mm)时,可以使电弧放电电压增加,所以可动 接点19在不施加电压的状态与NC接点23连接而可以防止接点损坏。然而 该对策具有使开关单元的大幅度的大型化,并具有妨碍车载这样的问题。
因此本发明的目的是提供一种开关装置,该开关装置即使在42V系列 电气系统等高的电源电压上使用时也不会引起开关单元的大幅度大型化, 可以防止接点的损坏,并且不会引起接点切换的时滞增加。
与本发明第一方面有关的开关装置,在介于正极侧电源与负极侧电源 与直流电动机之间用于进行该直流电动机转动和停止的开关装置中,包括 第一开关要素和第二开关要素,使上述第一开关要素的二个可动点分别连 接在上述直流电动机的一端侧驱动输入和另一端侧驱动输入上,使上述第 一开关要素的二个NO接点连接在正极侧电源上,使上述第一开关要素的二 个NC接点通过上述第二开关要素的NC接点连接在上述负极侧电源上,并 且在使上述第一开关要素的NO接点开始从闭合状态转移到断开状态直到 NC接点从断开状态转移到闭合状态结束期间,使上述第二开关要素的NC 接点维持在断开状态。
按照该发明,当使第一开关要素的二个NC接点的两者变成闭合状态 时,通过这二个接点和第二开关要素的NC接点将负极侧电源加在直流电动 机的一端侧驱动输入和另一端侧驱动输入两者上,使直流电动机停止,而当 只使第一开关要素的二个NC接点的一个变成闭合状态时,通过这个接点和 第二开关要素的NC接点将负极侧电源加在直流电动机的一端侧驱动输入 上,同时通过第一开关要素的二个NO接点中已变成闭合状的接点将正极侧 电源加在直流电动机的另一端侧驱动输入上,使直流电动机转动。
另外,在直流电动机转动中,通过使第一开关要素的二个NO接点中 变成闭合状态的接点返回到断开状态,使直流电动机从转动变成停止,这 时在第一开关要素的NO接点开始从闭合状态转移到断开状态直到NC接到 从断开状态转移到闭合状态的结束期间,因为使第二开关要素的NC接点维 持在断开状态,由于这期间切断第一开关要素NC接点与负极侧电源之间的 电流通路,而防止瞬时大电流的发生,力图防止第一开关要素的接点损坏。
与本发明第二方面有关的开关装置,在介于正极侧电源和负极侧电源 与直流电动机之间用于使该直流电动机的转动和停止的开关中,包括第一 开关要素和第二开关要素,使上述第一开关要素的二个可动接点分别连接 在上述直流电动机的一端例驱动输入和另一端侧驱动输入上,使上述第一 开关要素的二个NC接点连接在上述负极侧电源上,使上述第一开关要素的 二个NO接点通过上述第二开关要素的NC接点连接在上述正极侧电源上, 并且使在上述第一开关要素的NO接点的某一个从闭合状态转移到断开状 态之前,使与连接在这一个NO接点上的上述第二开关要素的NC接点变成 断开状态。
按照该发明,当使第一开关要素的二个NC接点的两者变成闭合状态 时,通过这两个接点将负极侧电源加在直流电动机的一端侧驱动输入和另 一端侧驱动输入的两者上,使直流电动机停止。而当只使第一开关要素的 二个NC接点的一个变成闭合状态时,通过这个接点将负极侧电源加在直流 电动机的一端侧驱动输入上,同时通过第一开关要素的二个NO接点中已变 成闭合状态的接点和第二开关要素的NC接点将正极侧电源加在直流电动 机的另一端侧驱动输入上,使直流电动机转动。
另外,在直流电动机的转动中,通过使第一开关要素中的二个NO接 点中已变成闭合状态的接点返回到断开状态,使直流电动机从转动变成停 止,这时,因为在第一开关要素的NO接点从闭合状态转移到断开状态之前, 与这一个NO接点连接的第二开关要素的NC接点变成断开状态,所以切断 第一开关要素的ON接点与正极侧电源之间的电流通路,防止瞬时大电流发 生,力图防止第一开关要素的接点损坏。
与发明第三方面的发明有关的开关装置,在介于正极侧电源和负极侧 电源与直流电动机之间用于进行该直流电动机转动和停止的开关装置中, 包括第一开关要素和第二开关要素,使上述直流电动机的一端侧驱动输入 和另一端侧的驱动输入分别通过上述第一开关要素的二个NO接点连接到 上述正极侧电源上,同时使上述直流电动机的一端侧驱动输入和另一端侧 输入分别通过上述第二开关要素的二个NC接点连接上述负极侧电源上,并 且在上述第一开关要素的NO接点的某一个从断开状态转移到闭合状态之 前,使与这一个NO接点连接的上述第二开关要素的NC接点变成断开状态。
按照该发明,在使第一开关要素的二个NO接点的两者变成断开状态 的同时,使第二开关要素的二个NC接点的两者变成闭合状态时,通过第二 开关要素的二个NC接点将负极侧电源加在直流电动机的一端侧驱动输入 和另一端侧输入的两者上,使直流电动机停止,而在使第一开关要素的二 个NO接点的一个变成闭合状态的同时,使与这个NC接点连接的第二开关 要素的NC接点变成断开状态时,通过这些闭合状态的接点将负极侧电源加 在直流电动机的一侧驱动输入上,同时将正极侧电源加在另一端侧驱动输 入上,使直流电动机转动。
另外,在直流电动机的转动中,通过使第一开关要素的二个NO接点 的一个返回到断开状态,同时使与这个NC接点相连的第二开关要素的NC 接点返回到闭合状态,使直流电动机从转动变成停止,这时,因为在第一 开关要素的NO接点从闭合状态转移到断开状态之前,使与这个NC接点相 连的第二开关要素的NC接点返回到闭合状态,所以可以通过第一开关要素 的NO接点确保充分的电弧放电电压,即使与这个NO接点相连的第二开关 的NC接点变成闭合状态,也能防止瞬时大电流发生,力图防止第一开关要 素的接点的损坏。
附图说明
图1是本实施方式中的开关装置40的主要部分结构图。
图2是切换操作要素43(滑子43a)的平面图。
图3是一个切换组(向上切换组)的动作说明图。    
图4是使用本实施方式的开关装置40构成的窗开闭用直流电动机的转 动(正转、反转)、停止系统的电路图。
图5是把第二开关要素42作为“一电路一接点型”时的电路图。
图6是把“二电路二接点型”的第二开关要素42连接在正极侧电源上 时的电路图。
图7是把第二开关要素42作为“一电路一接点型”时的电路图。
图8是把第一开关要素41作为“二电路二接点型”时的电路图。
图9是把第一开关要素41和第二开关要素42收纳在各自不同的单元 内时的外观图。
图10是现有技术开关装置的构造图及其电路图(中立状态时)。
图11是开关单元9的外观图,滑子28的平面图和滑子28的剖面图。
图12是现有技术开关装置的构造图及其电路图(向上状态时)。
图13是表示能从驾驶席开闭其它席的窗型的开关装置的电路图。
图14是总共包括4个端子的开关装置的电路图。
图15是接点损坏的说明图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。
与本发明第一个面有关的实施方式
首先就与本发明第一个面有关的实施方式(以下称“第一实施方式”) 进行详细说明。
图1是本实施方式中的开关装置40的主要部分构成图。开关装置40 从大的划分上,由二个开关要素(第一开关要素41和第二开关要素42)、和 进行这二个开关要素41、42的切换操作的切换操作要素43构成。
下面逐个说明每个要素,首先第一开关要素41包括:由嵌入在未示出 的成形基座上的(或形成薄膜的)的平板状金属导体构成的6个固定电极41a 至41f、二个可动片41g、41h,6个固定电极41a至41f由导电性良好且耐 磨性强的金属材料(黄铜或铜与合金等)制作,以三个为一组将各组 平行配置。第一组由固定电极41a至41c组成,第二组由剩下的固定电极 41d至41f组成。
在此如设固定电极41a的表面积为D41a,固定电极41b的表面积为 D41b,固定电极41c的表面积为D41c,固定电极41d的表面积为D41d, 固定电极41e的表面积为D41e,固定电极41f的表面积为D41f,则6个固 定电极41a至41f的表面积的大小关系如下:
D41a=D41d,
D41b=D41e,和    
D41c=D41f
第一组的固定电极41a至41c沿假想轴线44向图面的右向左的方向按 固定电极41a、固定电极41b、固定电极41c的顺序配置,第二组固定电极 41d至41f沿假想轴线44从图面的左向右的方向按固定电极41d、固定电极 41e、固定电极41f的顺序配置。
固定电极41b与固定电极41c的间隔L2a比固定电极41a与固定电极 41b的间隔小,同时固定电极41e与固定电极41f的间隔比固定电极41d与 固定电极41e的间隔L1b小。在此L1a=L1b,L2a=L2b。
二个可动片41g、41h具有沿假想轴线44分别能在第一组固定电极41a 至41c、第二组的固定电极41d至41f上滑动的适合的形状。例如两个可动 片41g、41h分别在底面上形成具有二个弯曲突起41g-1、41g-2(对可动片 41h来说为突起41h-1、41h-2)的形状,全部由导电性良好且耐摩性强的金 属材料(铜、黄铜或铜与铁的合金制作)。
二个可动片41g、41h分别被板41i、41j向下弹压。于是二个可动片41g、 41h的二个弯曲突起41g-1、41g-2(对可动片41h来说为弯曲突起41h-1、41h-2) 分别通过该弹压力,压在第一组固定电极41a至41c,第二组固定电极41d 至41f上。
另外,二个可动片41g、41h的二个弯曲突起41g-1、41g-2(对可动片 41h来说为41h-1、41h-2)的间隔比上述的L1a(L1b)设定得大,具体地说, 应以按下述要求设定适当的间隔,如以一个的可动片41g为例,仅连接在 第一组的固定电极41a和固定电极41b的两者上,从而可以使这两个金属导 体间变成闭合状态,并且只连接在第一组固定电极41b和第一固定电极41c 的两者上,从而可以使这两个金属导体间变成闭合状态。
另外,二个可动片41g、41h,其“全体”不必需由导电性良好且耐摩 性强的金属材料制作。只要在沿假想轴线44移动时(如以一个可动片41g 为例),只连接在第一组的固定电极41a和固定电极41b的两者上,从而使 这两个金属导体间变成导通状态,且也可只连接在第一组固定电极41b和 固定电极41c的两者上,而使这两个导体之间变成闭合状态。
例如在各个底面上形成的二个弯曲突起41g-1、41g-2(对可动片41h来 说为41h-1、41h-2)其本身或其表面具有良好的导电性和耐摩性,同时使两 个弯曲突起41g-1、41g-2(对可动片41来说为41h-1、41h-2)之间电连接。
二个可动片41g、41h具有通过下述的切换操作要素43的动作沿着假 想轴线44向图面的右方向或左方向常保持图1的并行状态的原样在各个上 移动的结构。
因此,按照具有这样结构的第一开关要素41,当二个可动片41g、41h 处在图示位置(以下称“中立状态”)时,因为一个的可动片41g的弯曲突起 41g-1、41g-2接触在第一组的固定电极41b和固定电极41c的两者上,而使 这两个导体之间变成闭合状态,同时由于另一个的可动片41h的弯曲突起 41h-1、41h-2接触在第二组的固定电极41e和固定电极41f的两者上而使这 两个导向之间变成闭合状态。换句话说,这时能使第一组固定电极41a与固 定电极41b之间变成断开状态,同时使第二组固定电极41d与固定电极41e 之间变成断开状态。
因为当可动片41从中立状态向图面的右方向移动时,该可动片41g的 弯曲突起41g-1、41g-2接触在第一固定电极41a和固定电极41b的两者上, 所以能使这两个导体间变成闭合状态。换句话说,能使第一组固定电极41b 与固定电极41c之间变成断开状态。
在此同时,另一可动片41h从中立状态向图面的右方向移动,该可动 片41h的弯曲突起41h-1、41h-2使第二组固定电极41f、41e按原样变成闭 合状态。
并且同样,当可动片41h从中立状态向图面的左方向移动时,由于该 可动片41h的弯曲突起41-1、41h-2接触在第二组固定电极41d和固定电极 41e的两者上,而能使这两个导体之间变成闭合状态,换句话说,可以使第 二组固定电极41e与固定电极41f之间变成断开状态。
与此同时,另一可动片41g从中心状态向图面的左方向移动,该可动 片41g的弯曲突起41g-1、41g-2使第一组固定电极41c、41b按原样变成闭 合状态。
图中左下的c部是用电路表示第一开关要素41的部分,在该电路图中, 可动片41g、41h和固定电极41b、41e形成发明宗旨中记载的二个可动点。 而且,固定电极41a、41d分别形成在该宗旨中记载的NO接点,固定电极 41c、41f分别形成在该宗旨中记载的NC接点。
当可动片41g、41h处在图示的中立状态时,NC接点(41c、41f)变成闭 合状态。并且当一个的可动片41g从中心状沿假想轴线44向右方向移动时, 解除NC接点(41c)的闭合状态,而NO接点(41a)变成闭合状态,当另一可 动片41h从中立状态沿假想轴线44向左方向移动时,解除NC接点(41f)的 闭合状态,而NO接点(41d)变成闭合状态。
也就是说,该第一开关要素41是作为“二电路四接点型”的开关起作 用,通过下述的切换操作要素43的动作,如将可动片41g、41h的设定位 置设在图示的中立状态,则在该中立状态,定位在其左右两侧的四个固定 电极41a、41c、41d、41f中的二个(41c、41f)成为NC(常闭)接点,其余的二 个(41a、41d)成为NO(常开)接点。
接着说明第二开关要素42,第二开关要素42通过在与上述第一开关要 素41相同的底座基板(未示出)上安装由一下构件组成的同一构造的二组开 关机构结构。
也就是说,第二开关要素42包括:设置在上述底座基板上的U字形构 件42a、42b,在U字形构件42a、42b上保持一端的金属制板状可动片42c、 42d,安装在金属制板状可动片42c、42d另一端上的可动接点42e、42f, 立设在上述底座基板上的倒L形的构件42g、42h,安装在倒L形构件42g、 42h的下向端部上的固定接点42i、42j。
金属制板状可动片42c、42d具有能完成下述功能的结构:使形成在其 一部分上的切口部42k、42m弯曲并触碰在U字状构件42a、42b上,利用 该切口部42k、42m的排斥力,使与安装在另一端上的可动接点42e、42f 常接触在固定接点42i、42j上(变成闭合状态),因此固定接点42i、42j作为 NC(常闭)接点起作用。
另外,当对金属板状可动片42c、42d通过个别设置的按钮42n、42p 施加向下的外力(超过切口部42k、42m的排斥力)时,金属制板状可动片42c、 42d的前端向下,解除可动接点42e、42f与固定接点42i、42j之间的接触(闭 合状态),使这些点间变成断开状态。
图中右上的D部是用电路图表示第二开关要素42的部分。在该电路图 中,二个可动接点42e、42f分别在固定接点(NC接点)42i、42j之间处在闭 合状态。现在当将向下的外力施加在一个的金属板状可动片42c上时,可动 接点42e与固定接点(NC接点)42i的闭合状态被解除,这两个接点变成断开 状态。同样当将向下的外力施加在另一金属板可动片42d上时,解除可动 接点42f与固定接点(NC接点)42j的闭合状态,这两个接点变成断开状态。
因此这两个开关要素42作为具有一对NC接点(42i,42j)的“二电路二 接点型”的开关起作用。
接着,说明切换操作要素43。在图中为方便用波状线表示的切换操作 要素43,该切换操作要素具有下述的机能1至4。
机能1
在没有通过驾驶者等的操作输入(例如在开头说的旋钮3的向上操作和 向下操作)时,可以使第一开关要素41和第二开关要素42维持在图示的中 立状态。
机能2
由驾驶者等的操作输入解除后,立即使第一开关要素41与第二开关要 素42恢复到图示的中立状态。
机能3
响应由驾驶者的一个操作输入(例如向上操作),在使第一开关要素41 的一可动片(例如可动片41h)从图示的中立状态沿假想轴线44向另一个向 (例如图面的左方向)移动的同时,可以使第二开关要素42的一个的NC接 点(例如固定接点42j)变成断开状态。
机能4
响应由驾驶者等其它操作输入(例如向下操作),在使第一开关要素41 的另一个可动片(例如可动片41g)从图示的中立状态沿假想轴线44向一个 向(例如图面的右方向)移动的同时,可以使第二开关要素42的另一个的NC 接点(例如固定接点42i)变成断开状态。
图2和图3是切换操作要素43的机能说明图。在图2中,切换操作要 素43具有与现有技术中的开关装置中的滑子28类似结构的操作手段43a。 该操作手段43a跟踪现有技术开关装置中的旋钮3的动作(向上状态←→中 立状态←→向下状态)沿假想轴线44(与图1的假想轴线44相同)向图面的左 右方向滑动。
于是当该操作手段43a沿假想轴线44向一个向(以下设图面的左方向) 移动时,在第一开关要素41的一个可动片(以下设为可动片41h)从图示的中 立状态沿假想轴线44向图片的左方向移动而使固定电极41a至41e之间变 成闭合状态的同时,第二开关要素42的另一NC接点(以下设为固定接点42j) 变成断开状态。
另外,当操作手段43a向左方滑动时,固定接点42j变成闭合状态,实 现窗开闭用直流电动机的开方向的转动机能。因此这些参与接点(41h,41d, 41e,41j)作为一体构成向上侧电动机驱动切换回路(向上切换回路)。
另外,当该操作手段43a沿假想轴线44向另一个向(以下设为图面的右 方向)移动时,第一开关要素41的另一可动片(以下设为可动片41g)从图示 的中立状态沿假想轴线44向图面的右方向移动使固定电极41a至41b之间 变成闭合状态的同时,第二开关要素42的另一NC接点(以下设为固定接点 42i)变成断开状态。
另外,当操作手段43a向右方滑动时,固定接点42i变成闭合状态,实 现窗开闭用直流电动机的闭方向的驱动机能。因此这些参与接点(41g,41a, 41b,41i)作为一体构成向下侧电动机驱动切换回路(向下切换回路)。
在图3中,该图是说明一个的切换回路(为说明方便,设为向上切换回 路)的动作。X-X剖面和Y-Y剖面表示图2中的折断面。第一行程表示初始 位置的中立状态。在该中心状态,第二开关要素41的可动片41h定位在中 央的固定电极41与右端的固定电极41f之间,使这两个电极之间变成闭合 状态。另外,第二开关要素42的按钮42p通过嵌合在操作手段43a的下面 的凹部中处在上升的状态。金属制板状可动片42d不向下方反转,安装在 金属制板状可动片42d的前端上的可动接点42f与固定接点42j之间变成在 闭合状态。
当从该状态转移到向上状态9(使操作手段43a的左方移动开始)时, 首先在向上状态转移后立即进入的第二行程上,第一开关要素41的可动片 41h继续上述第一行程的位置,也就是说,定位在中央的固定电极41e与右 端的固定电极41f之间,使这两个电极之间变成闭合状态,第二开关要素 42的按钮42p从操作手段43a的下面凹部转移到厚壁部而变成下降的状态, 金属制板状可动片42d向下方弯曲,所以安装在金属板状可动片42d的前 端上的可动接点42f与固定接点42j之间的闭合状态解除而变成断开状态。
接着当向上状态再进行并进入第三行程时,在第一开关要素41的可动 片41h定位在左端的固定电极41d与中央的固定电极41e之间,使这两个电 极之间变成闭合状态的同时,使中央的固定电极41e与右端的固定电极41f 之间变成断开状态。这时第二开关要素42的按钮42p还从操作手段43a的 下面凹部转移到厚壁部,金属制板状可动片42d保持在向下方反转的状态, 所以安装在金属板状可动片42d的前端上的可动接点42f与固定接点42j之 间维持断开状态。
于是向上的状态再进行并进入最终行程(第四行程)时,第一开关要素 41的可动片41h继续上述的第三行程的位置,也就是说,定位在左端的固 定电极41d与中央的固定电极41e之间而使这两电极间变成闭合状态,第二 开关要素42的按钮42p嵌合操作手段43a的下面凹部而变成上升状态,金 属制板状可动片42d恢复成平位置,安装在金属板状可动片42d的前端 上的可动接点42f与固定接点42j之间变成闭合状态。
虽然图3的说明是表示从中立状转移到“向上状态”的过程,但对“向 下状态”的转移过程也相同。在向下状态的转移过程时,改读为:
41h→42g
41d→41a
41e→41b
41f→41c
42d→42c
42j→42i
42f→42e
42p→42n
就可以。
图4是使用本实施方式开关装置40构成的窗开闭用直流电动机的转动 (正转、反转)、停止系统的电路图。在该图中,+B线17是正极侧电源(车 辆用电系统的+B线),地线18是负极侧电源(该系统的地线),+B线17的施 加电压是比14V电系统高的电的例如42V电系列的(电源电压:36V)这点与
现有技术系统不同。
在图4中,(a)是例如处在向下状态时的图,(d)是从向下状态返回到中 立状态时的图,(b)和(c)是处在其中间的过渡状态时的图。处在向下状态时, 第一开关要素41和第二开关要素42的各接点处在对应图3的第四行程的 状态,也就是说,在第一开关要素41的可动片(41g)与NO接点(41a)之间和 可动片(41h)与NC接点(41f)之间变成闭合状态的同时,第二开关要素42的 二个NC接点(42i,42j)变成闭合状态。
因此在+B线17的电位(+42V)施加在直流电动机2的一端侧驱动输入 上的同时,地线18的电压(0V)施加在直流电动机2的另一端侧驱动输入上, 所以直流电动机2向一个向(开窗的方向)转动。
在该状态,当解除向下状态时,也就是说,当使手指从开头说明的旋 钮3离开时,转移到图4(b)的状态。在这个状态下,第一开关要素41的接 点在其原状态,第二开关要素42的二个NC接点(42i,42j)一同变成断开状 态,直流电动机2的一端侧驱动输入与地线18的连接断开。
接着转移到图4(c)的状态,维持第二开关要素42的二个NC接点(42i, 42j)的断开状态的原样,解除第一开关要素41的可动片(41g)与NO接点(41a) 之间的闭合状态,同时可动片(41g)与NC接点(41c)之间变成闭合状态。
最后转移到图4(d)的状态,第二开关要素42的二个NC接点(42i,42j) 一同变成闭合状态,地线连接在直流电动机2的一端侧与另一端侧的驱动 输入上,直流电动机2的转动停止。
在开头说明的现有技术的不合适之外在于:在使直流电动机2从向上 状态向中立状态或使直流电动机从下降状态返回到中立状态时,伴随接点 的切换使在该接点上流过大电流而引起接点损坏。在本实施方式中,因为 在切换第一开关要素41的接点之前或同时,通过使第二开关要素42变成 断开状态而切断该大电流的通路,所以不会使该大电流流入,可以防止第 一开关要素41的接点损坏。因此,由于使NC接点追加二电路,所以虽然 横宽增加一些,但不必要使接点间隙变宽,所以不会引起开关装置40的大 幅度的大型化和响应性变差。并且因为把第二开关要素42作为NC接点, 所以还可以将有NO接点的空间活用在接点间隙的增加上。
按照以上的实施方式,虽然把第二开关要素42作为“二电路二接点型” 的,但不限于此,也可以是“一电路一接点型”的。
图5是把第二开关要素42做成“一电路一接点型”时的电路图。与上 述的实施方式不同点在于,使第一开关要素41的两个NC接点(41c,41f)在 开关内部接线,第二开关要素42的一个可动片(42e或42f)通过一个NC接 点(42i或42j)连接到地线18上。
与本发明第二方面有关的实施方式
另外也可以将“二电路二接点型”的第二开关要素42连接至正极侧电 源上。图6是其电路图,与上述实施方式的不同点在于:使第二开关要素 42的一个的可动片(42e)与NC接点(42i)介于第一开关要素41的一个的NO 接点(41a)与+B线17之间,同时使第二开关要素42的另一可动片(42f)与 NC接点(42j)介于第一开关要素的另一NO接点(41d)与+B线17之间。
另外,也可以把图6中的第二开关要素42做成“一电路一接点型”的。 图7是其电路图,与图6的不同点在于:使第一开关要素41的两个NC接 点(41c,41f)在开关内部接线,并通过第二开关要素42的一个NC接点(42e 或42f)与一个NC接点(42i或42j)连接在+B线17上。
在任何场合(图6或7)也都可以在第一开关要素41的NO接点(41a,41d) 中的某一个从闭合状态转移到断开状态之前,使连接在这一个NO接点上的 上述第二开关要素42的NC接点(42i,42j)变成断开状态。可以切断大电流 通路,防止第一开关要素41的接触损坏,并且因为不需扩展接点间隙,所 以也不会引起开关装置的大型化和响应性变差。
与本发明第三方面有关的实施方式。
另外,也可以把第一开关要素41做成“四电路四接点型”的。图8是 其电路图,与上述实施方式的不同在于:省去第一开关要素41的二个NC 接点(41c,41f),可以通过第一开关要素41的二个NC接点(41a,41h),使直 流电动机2的一端侧驱动输入和另一端侧驱动输入选择地连接在+B线17 上,以及可以通过第二开关要素42的二个NC接点(42i,42j),使直流电动 机2的一端侧驱动输入和另一端侧驱动输入选择地连接在地线18上。为防 止第一开关要素41的NO接点(41a,41h)的损坏,而也可以在这些NO接点 (41a,41h)变成闭合状态之前使连接在该NO接点上的第二开关要素42的 NC接点(42i,42j)变成断开状态。
其它实施方式
另外,虽然在上述各实施方式中,使第一开关要素41与第二开关要素 42一体化或一个单元,但本发明的思想不受该方式的限定。例如也可以如 图9所示,并列设容纳的第一开关要素41的第一开关单元51和容纳的第 二开关要素42的第二单元52,使各单元51、52的开关操作部(对第一单元 51来说为滑子51a的上部突起51b,对第二单元52来说为操作突起52a)嵌 合在钮(相当于上述现有技术中的旋钮3)的二个凹部50a、50b中。
按照本发明的1至3方面,通过适当的定时使第二开关要素的接点变 成断开状态,可以切断瞬时大电流流通的通路,可以防止第一开关要素的 接点损坏。因此,可以消除在42V电源系列那样高的电源电压的车辆上时 的不合适之外。
而且,因为该防止瞬时大电流的对策不需要使接点间隙增大,所以不 会引起开关单元的大型化和响应性变差。
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