JP2011528161A - ロッカースイッチ - Google Patents

Abstract

ロッカースイッチ（１０）には、ばね作動スイッチング要素（１４）が前後に移動するように保持されたスイッチハウジング（１１）からなる機械的スイッチングユニットが設けられ、スイッチング要素（１４）に接続された作動ロッカー（１６）が設けられ、スイッチング要素（１４）は、スイッチハウジング（１１）内に回転可能に保持され、かつ、互いに反対方向に二重に巻かれ、スイッチハウジング（１１）内に圧縮応力が与えられた状態に保持されたばね（２５）によって囲まれた回転軸（３０）を有し、前記ばねの二つの自由ばね端柄部（２７、２９）のうちの一方はスイッチハウジング（１１）内に強固に結合され、他方の自由ばね端柄部は回転軸（３０）に回転可能に固定されて結合された第１のアーム（３９）上に保持され、それらから導かれた中央ばね脚（２８）も、スイッチハウジング（１１）内に固定されて保持されるとともに、回転軸（３０）に回転可能に固定されて結合された第２のアーム（３８）上に保持され、更に電気的スイッチングユニット（１７）が設けられている。そのようなロッカースイッチにおいて中心位置を機械的により簡明にかつより完全に調整するために、二つの自由ばね端柄部（２７、２９）及びそれらから導かれた中央ばね脚（２８）は、組み立て状態において、回転軸（３０）の長手方向に関して互いに反対側にかつ実質的に互いに平行に延びるように配置されている。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に従ったロッカースイッチに関する。

ＤＥ１０１１７５９７Ｃ１により知られているタイプのロッカースイッチにおいては、反対方向に二重に巻かれたばねの、一方では自由ばね端柄部、他方ではそこから導かれた中央ばね脚が、組み立て状態においてそれらの間に１２０°から１８０°の範囲内の鈍角が形成されるように、回転軸の長手方向に関して互いに配置される。たわんでいる間にばね端柄部及び中央ばね脚に働く力の合力方向に基づいて、その合力により、巻かれたばね領域が回転軸の下側をこする。その結果、各復元運動の際に中心位置が不正確となる。加えて、ヒステリシス曲線（作動角αの関数としての力Ｆ）は、第１に非常に広く、第２に二つのばね端柄部に対して異なっている。

ＤＥ１０１１７５９７Ｃ１

従って、本発明の目的は、中心位置をより簡明にかつより完全に機械的に調整することができる前記のタイプのロッカースイッチを提供することである。

前記のタイプのロッカースイッチにおいてこの目的を達成するために、請求項１に示された特徴が提供される。

本発明による手段の結果として、反対方向に二重に巻かれたばねの個々のばね部は、たわんでいる間のばねの力と平行及び反対方向である接触表面により回転軸をこすることがもはやなくなる。これは、ばね力の合力は回転軸の下側から離れる方向を向いているからである。その結果、各復元運動に応答して中心位置をより精密にかつ自律的に機械的に調整することができ、これによって、その上に電気的に設けられる中心窓をより正確に較正することができ、システムをより大きな感度を持って動作させることができるという利点も有する。加えて、摩擦成分の除去は、作動に応答して、中心位置と外部圧力点あるいはつめとの間の分解がより正確になるという利点も有する。ヒステリシスループあるいは曲線は非常に狭く、両方のばね端柄部に対して同一である。

別の有利な実施例においては、請求項２に従った特徴が提供され、この特徴は、両方の運動方向におけるたわみ力が同一で、その結果、ばねの与えられた圧縮応力のアンバランスが回避される。

本発明の別の実施例においては、請求項３に従った特徴が提供され、これにより、回転軸に関してばねの付加的な固定が得られる。これに関連して、請求項４に従った特徴を提供することができる。

請求項５に従った特徴から、強固な回転軸が得られる。これに関連して、請求項６及び／又は７に従った特徴を提供することが適切であり、これにより、問題のばね脚の位置の設計が簡単になる。回転軸のより長い耐用年数と対になった有利な搭載は請求項８に従った特徴により達成される。

請求項９に従った特徴は、センサーの好適な配置をもらたす。その結果、環状磁石により引き起こされる電気信号解析が改善される。それは、同等な磁力線が両センサーを通って流れるからである。下部センサーは少しだけ弱い磁束を受け取る。環状磁石及びセンサー配置からなるシステムは磁束中の途絶面でより安定である。

環状磁石の有利な固定は、請求項１０の特徴に従って行われる。

請求項１１に従った特徴は、隣接するロッカースイッチの永久磁石の磁束からのセンサー配置の有利な遮蔽をもたらし、その結果、それらは直列に配置される。回路基板上の電子部品は水平方向の磁場から可能な範囲で最大限保護される。遮蔽の一つの好適な実施例は請求項１２に従った特徴から得られる。

湿度に対する封止の有利な実施例は請求項１３に従った特徴により得られる。これは、これまでに提供された別の封止、例えば封止マットの形態に関して特殊な設計及び製造上の利点をもたらす。別の実施例においては、封止の概念を拡張するために、請求項１４に従った特徴が提供され、その結果、互いに独立な二つの封止システムが組み合わさって達成される。

本発明の更なる詳細は、本発明が図面に示された典型的な実施例に基づいてより詳細に記載され説明される以下の記述により得られる。

本発明の一つの好適な実施例に従ったロッカースイッチを示す分解略線的斜視図である。 組み立てた状態のロッカースイッチを示す図１の線II−IIに沿っての断面図である。 図２の線 III−III に沿っての断面図である。 ロッカースイッチのスイッチング要素を示す分解斜視図である。 回転軸を通る図４の線Ｖ−Ｖに沿っての断面図である。 組み立てた状態の回転軸の図４の矢印ＶＩに従った図である。 図６の矢印ＶIIに従った図である。 下部ハウジング部に用いられている遮蔽板を示す略線図である。

図１から３に示されているロッカースイッチ１０は、縦長の長方形で、上側が開放した下部ハウジング部１２及び上部ハウジング部１３からなるスイッチハウジング１１と、ハウジング１１の内部に設置することができ、プラスチックからなる可動スイッチング要素１４と、スイッチング要素１４を用いてハウジング部１３の上方に外部からの運動を伝達するようにロックすることができる作動ロッカー１６と、前記の機械的スイッチングユニットのほかに、その第１の部分１８が可動スイッチング要素１４上に支持され、その第２の部分１９はプリント回路基板２１上に支持されている電気的な非接触スイッチングユニット１７であって、スイッチハウジング１１の下部ハウジング部１２の下側に好適には着脱可能に搭載されているものとを有する。

図４から７によれば、プラスチックからなる回転軸３０が一片で形成され、前記プラスチック片は軸方向及び中心に中空の金属軸３１を有し、この金属軸３１は円周部の孔を通して中空の空間が回転軸３０のプラスチックで同様に埋められている。スイッチハウジング１１から突出している、回転軸３０の両自由プラスチック端はレンチ平板３３を備えている。レンチ平板３３に隣接して、回転軸３０は、局部的に露出した金属軸３１から形成され、下部ハウジング部１２及び上部ハウジング部１３の互いに対向する二つの半貝殻状の溝４２及び４１の間に回転可能に収容され、支持された円筒状のベアリング領域３４を有する。外周側がやや円錐状の形状を有するより直径の大きい保持片３５が二つのベアリング領域３４の間に延び、それらと一緒に回転可能に固定されている。外周の円錐が立ち上がる、ベアリング領域３４と境界をなす保持片３５の一つの縦方向の領域上で、保持片３５は、一片に位置決めされ、その外部表面が円筒形状で、その内部表面３７が内部から外部に円錐状に膨張するように延びるポット形状のかご３６によって囲まれている。かご３６の底部は保持片３５と一体に形成されている。ポット形状のかご３６の一つの円周領域上に、軸方向に開放側に延び、外周を超えて接線方向に突出している接触棒３８が設けられ、回転軸の方向に関して反対側にあり、その底部と反対側のポット形状のかご３６の一つの領域上には、第２の接触棒３９が、外周領域を超えて接線方向に突出するように配置されており、それによって、軸方向に延びるスロット４０が接触棒３９に隣接してポット形状のかご３６のスリーブ内に設けられている。従って、接触棒３８及び３９の両方は、軸方向には互いに離れているものの、回転軸３０に関して接線方向にあり、互いに平行である。

反対方向に二重に、らせん状に巻かれたばね２５は、回転軸３０の円錐状に太くなる保持片３５上に滑り、そのばね部２４及び２６は互いに距離を置いて配置され、Ｕ形状に曲がった中央脚２８によって互いに接続されている。それぞれのばね部２４、２６はそれぞれ自由端柄部２７、２９を有する。らせん状に巻かれたばね２５が、かご３６から離れて対向した端から回転軸の保持片３５上に滑ってポット形状のかご３６の中に入ったとき、中央脚２８及び延びたばね部２４の末端柄部２７は、このばね部２４に圧縮応力が与えられた状態で、かご３６の二つの接触棒３８及び３９と接触する。こうして、圧縮応力が与えられたばね部２４の中央脚２８及び末端柄部２７は、例えば、図７から分かるように、互いに対向して平行に延びている。

上部が開放している下部ハウジング部１２は、横方向の側４４の領域内に固定された接触座部４３及びその他方の横方向の側４６上の固定された接触かご４５を有する。両方の横方向の側４４及び４６に対して垂直方向に、下部半貝殻形状の溝４１が設けられた縦方向の側４７及び４８が延びている。

らせん状に巻かれたばね２５が設けられた回転軸３０は、一方ではベアリング領域３４が下部ハウジング部１２の半貝殻形状の溝４１内に位置し、他方では隣接する接触棒３８を有する中央脚２８が直立した静止位置で、固定された接触座部４３と接触するように、下部ハウジング部１２内に挿入され、らせん状に巻かれたばね２５のばね部２６の末端柄部２９は、下部ハウジング部１２のスロット形状の接触かご４５上に圧縮応力が与えられた状態で静止している。それに応じた形状のらせん状に巻かれたばね２５に対する圧縮応力の付与は、ばね部２６の末端柄部２９も直立した位置に、言い換えると他方の末端柄部２７及び中央脚２８に平行に配置され固定されるという事実の結果として、達成され維持される。

ロッカースイッチ１０あるいはその電気的スイッチングユニット１７は、らせん状に巻かれたばね２５の両ばね部２４及び２６の間に置かれ、回転軸３０の円錐形の保持片３５上にばねに沿って滑る環状の永久磁石１８を有する。組み立てた状態において直径方向に磁化される環状磁石１８は軸３０あるいはその保持片３５に、例えば接着剤を用いて回転可能に結合される。回転可能な結合を得るために、環状磁石１８をかご３６の端面に結合することも可能である。加えて、典型的な実施例においては、電気的スイッチングユニット１７は、互いに反対側に配置され、それらの接続脚によって回路基板２１に対して機械的及び電気的に取り付けられた二つのＨａｌｌセンサー１９及び２０を有する。言い換えると、一つのＨａｌｌセンサー１９は下部ハウジング部１２と対向している回路基板の側に配置されているが、他のＨａｌｌセンサー２０は回路基板の反対側の面に位置している。回路基板２１は、図示しない方法で、他の電気電子部品と電気的に接続され、それらを機械的に支持する。前記の電気電子部品は、Ｈａｌｌセンサーとともに、下部ハウジング部１２から離れて対向するように回路基板２１の側に配置されている。このようにして部品が搭載された回路基板２１は、好適にはボルトを用いて、下部ハウジング部１２の底部５０に固定して結合され、それによって第１のＨａｌｌセンサー１９がその厚さ方向に底部５０の溝５２内に部分的に収容される。回路基板を下部ハウジング部に取り付けるためのボルトは、下部ハウジング部１２を上部ハウジング部１３に結合する役割も果たす。回路基板２１上の両Ｈａｌｌセンサー１９及び２０の位置は図２及び３に従っており、それらは環状磁石１８の直下に位置している。

回路基板２１は、下部ハウジング部１２の底部５０の下側から突出しているフレーム部６１内に位置し、その外側の縦方向の側面は遮蔽板６５の側部６２及び６３で覆われている。遮蔽板６５は、図９に従ってＵ形状の溝が形成された部分として形成され、両側面６２及び６３から形成され、回路基板２１と下部ハウジング部１２の底部５０との間に位置している底部６４には溝６６が設けられている。

作動ロッカー１６は、側面図及び平面図で見たときに長方形となるように設計され、その際、両側面５１及び５２は仕切り版５３によって中心で互いに結合されている。両側面５１及び５２の上部の自由端領域はキャップ５４によって覆われており、キャップ５４内では、圧力ばね５５によって作動するカム５６が矢印Ｒの方向に前後に移動することができる。カム５６は、圧力ばね５５によって仕切り版５３に対して押され、圧力ばね５５は固定されたキャップ５４と接触している。カム５６は、運動の方向Ｒを横断するように配置されたピンによって形成される。両側面５１及び５２の下部自由端にはレンチ開口５８が設けられており、このレンチ開口５８は、個々のレンチ平板３３を介して回転軸３０の自由端上に回転可能に静止している。

図３によれば、その上部の円形のジャケット面７１上の上部ハウジング部１３は滑りトラックとして構成されている。この目的のために、互いにある角度をなす二つの領域におけるジャケット面７１は、カム７３及び７４を有し、これらのカム７３及び７４は、典型的な実施例においては、ロッカースイッチ１０を通って延びる中央面から同一の角度方向の距離を有する。典型的な実施例においては、カム７３及び７４の頂点の角度方向の距離は中央面から３６°である。典型的な実施例においては、カム７３及び７４は同一に形成される。言い換えると、中央面から進む運動の方向Ａにおいては、それらはそれぞれ、上り坂斜面７５、それに結合した頂点７６及び下り坂斜面７７を有する。これに関連して、下り坂斜面７７にはロック溝を設けることもできる。勿論、ジャケット面７１に唯一つのカム７３又は７４を設けることも可能である。

従って、作動ロッカー１６は、中央面におけるその静止位置から、両矢印の方向Ａの左及び／又は右に移動することができ、それによって、横向きのピン５６が上り坂斜面７５に乗り上げるとき、第１の明白な圧力点に到達し、その高さに到達した後、頂点７６の開始前に、ロック溝７８内において頂点７６を横切った後にロックが開始し、運動の方向に離れるように対向する頂点７６の領域で終了する。作動ロッカー１６はこの最終のロック位置に保持されている。このロック溝７８から、作動ロッカー１６は、反対方向に積極的に圧力を印加することによりロックを外してもよく、その結果、作動ロッカー１６は、頂点７６を通って復帰した後に、圧力ばね５５によって、自分でアイドリング位置に復帰する。カム７３及び７４の間の滑りトラック７２の領域は、典型的な実施例においては、円形の経路上で平坦に延びている。作動ロッカー１６の復帰のための本質的な駆動は、らせん状に巻かれたばね２５によって行われ、ばね２５は運動の方向にさらに増加するように圧縮応力が与えられている。作動ロッカー１６の最大末端位置は、回転軸３０の方向にジャケット面７１から突出している上部ハウジング部１３の縁７０によって形成される。

作動ロッカー１６は、両側面５１及び５２からの運動の方向に現れ、作動ロッカー１６の元のアイドリング位置においてカム７３及び７４を自由に移動可能に覆う屋根状の棒５７を有する。

下部ハウジング部１２と上部ハウジング部１３との間の結合は、種々の封止法によって得られる。上部ハウジング部１３はその底部の周囲にフレームを有し、このフレーム内に下部ハウジング部１２の底部が収容され、それによって、断面形状が三角形で、周方向の端に沿った底部の周囲の周りに、上部ハウジング部１３のフレーム及びフレーム部６１の側に向かって延びる封止棒が形成されている。従って、上部及び下部ハウジング部１３、１２の間の封止が行われるだけでなく、互いに隣接して設けられた複数のロッカースイッチ１０を支持することができる、図示しない担持板に関する下部ハウジング部１２の封止も行われる。プラスチックハウジング上に形成される更なる封止部は、下部ハウジング部１２の壁部の自由端上に設けることができ、この壁部は、一方が他方の上にあるように上部ハウジング部１３の対応する壁部分に結合している。

もし図示された典型的な実施例において、作動ロッカー１６の振れが＋／−４０°の範囲で起きるならば、上部ハウジング部１３の関係する縁の領域が変化したとき、最大＋／−８０°のより大きな振れ角が達成され得ることが明らかである。それによって、そのジャケット面７１上の上部ハウジング部１３に更なるカムを設けることができる。

１０…ロッカースイッチ、１１…スイッチハウジング、１２…下部ハウジング部、１３…上部ハウジング部、１６…作動ロッカー、１７…スイッチングユニット、１８…環状磁石、１９…Ｈａｌｌセンサー、２０…Ｈａｌｌセンサー、２１…回路基板、２４…ばね部、２５…ばね、２６…ばね部、２７…自由端柄部、２８…中央ばね脚、２９…自由端柄部、３０…回転軸、３１…金属軸、３３…レンチ平板、３４…ベアリング領域、３５…保持片、３６…ポット形状のかご、３７…内部表面、３８…接触棒、３９…第２の接触棒、４０…スロット、４１…半貝殻状溝、４２…半貝殻状溝、４７…縦方向の側、４８…縦方向の側、５４…キャップ、５５…圧力ばね、５６…カム、６２…側部、６３…側部、６４…底部、６５…遮蔽板、６６…溝、７０…縁、７１…ジャケット面、７３…カム、７４…カム

Claims (12)

1. ばね作動スイッチング要素（１４）が前後に移動するように保持されたスイッチハウジング（１１）からなる機械的スイッチングユニットを有し、前記スイッチング要素（１４）に接続された作動ロッカー（１６）を有し、前記スイッチング要素（１４）は、前記スイッチハウジング（１１）内に回転可能に保持され、かつ、互いに反対方向に二重に巻かれ、前記スイッチハウジング（１１）内に圧縮応力が与えられた状態に保持されたばね（２５）によって囲まれた回転軸（３０）を有し、前記ばねの二つの自由ばね端柄部（２７、２９）のうちの一方は前記スイッチハウジング（１１）内に回転可能に固定されて保持され、他方は前記回転軸（３０）に回転可能に固定されて結合された第１のアーム（３９）上に保持され、それらから導かれた中央ばね脚（２８）も、前記スイッチハウジング（１１）内に固定されて保持されるとともに、前記回転軸（３０）に回転可能に固定されて結合された第２のアーム（３８）上に保持され、更に電気的スイッチングユニット（１７）を有するロッカースイッチにおいて、前記二つの自由ばね端柄部（２７、２９）及びそれらから導かれた前記中央ばね脚（２８）は、組み立て状態において、それらが前記回転軸（３０）の長手方向に関して互いに反対側にかつ実質的に互いに平行に延びるように配置されていることを特徴とするロッカースイッチ（１０）。
2. 前記互いに反対方向に巻かれた前記ばね（２５）の前記二つのばね部（２４、２６）は同一の巻き数、好適には３回を有することを特徴とする請求項１に記載のロッカースイッチ。
3. 前記回転軸（３０）に回転可能に固定されて結合された前記ばね端柄部（２７）が設けられた前記巻かれたばね部（２４）は、円周領域に軸方向のスロットを有する略ポット形状の同心のかご（３６）内で外周側に固定されて収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロッカースイッチ。
4. 前記かご（３６）は、外側で前記ばね端柄部に対して前記軸方向のスロット（４０）と境界を接する接線方向の接触表面を有することを特徴とする請求項３に記載のロッカースイッチ。
5. 前記回転軸（３０）は、好適には外側及び内側がプラスチックでコートされた金属管（３１）を有することを特徴とする請求項１から４の少なくとも一つに記載のロッカースイッチ。
6. 前記かご（３６）は、前記回転軸（３０）の前記プラスチックコーティングの一部であることを特徴とする請求項３及び／又は４並びに請求項５に記載のロッカースイッチ。
7. 円周領域上の前記かご（３６）は、軸方向及び接線方向を向いた延伸部を有し、この延伸部は圧縮応力が与えられた中央ばね脚（２８）の接触表面を形成することを特徴とする請求項３から６の少なくとも一つに記載のロッカースイッチ。
8. 前記金属管（３１）の前記外周側は前記スイッチハウジング（１１）内に保持されていることを特徴とする請求項６に記載のロッカースイッチ。
9. 二つのセンサー（１９、２０）が環状磁石（１８）に割り当てられ、それらがハウジング底部の下の回路基板（２１）の上側及び下側に互いに反対側になるように配置されていることを特徴とする前記請求項の少なくとも一つに記載の、前記電気的スイッチングユニット（１７）が、前記回転軸（３０）に沿って移動する永久磁化された環状磁石（１８）を有するロッカースイッチ。
10. 前記環状磁石（１８）は、前記回転軸（３０）及び／又は前記かご上に、好適には接着剤を用いて回転可能に固定されていることを特徴とする請求項９に記載のロッカースイッチ。
11. 前記下部ハウジング部（１２）はその底部の下部から垂直に突出しているフレームを有し、その内部に前記回路基板（２１）が前記底部に取り付けられて配置され、かつ、前記フレーム内に、及び、前記回路基板（２１）と前記ベースとの間に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする、前記スイッチハウジング（１１）が下部及び上部ハウジング部（１２、１３）を有するロッカースイッチ。
12. 前記遮蔽板（６５）はプラスチックでコートされていることを特徴とする請求項１１に記載のロッカースイッチ。

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