開關機構的製作方法
2023-04-24 19:21:51 1
專利名稱：開關機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及開關機構，更詳細地，本實用新型涉及適宜於組裝入齒輪傳動電動機來操作該齒輪傳動電動機的旋轉的開關機構。
歷來，驅動設於管道內的防煙霧倒流用百葉窗的齒輪傳動電動機及驅動全自動洗衣機的洗滌劑投入口的百葉窗用的齒輪傳動電動機等，其構成包括作為驅動源的電動機，操作上述百葉窗啟閉的輸出軸，將的電動機的驅動力傳遞給輸出軸的齒輪系，由設於該齒輪系中途的電磁線圈操作的離合機構，以及當百葉窗移動到一定位置時使電動機的旋轉停止的開關機構等。
在這樣的齒輪傳動電動機中，歷來是將電動機或電磁線圈的各線圈端子用焊料焊接在印刷配線板上，並將從電源延伸出的一對導線也用焊料焊接在印刷配線板上，通過印刷配線板向電動機及電磁線圈供電。
但是，因為供電使用了印刷配線板，所以，各導線對印刷配線板的焊錫部分直接相對並列其上，有可能發生並列於印刷配線板上的焊錫部分通電的漏電徑跡(tracking)現象。又因為必須使印刷配線板具有難於燃燒的性能(V-O級)，所以其材質等的選擇自由度受到限制，致使成本提高。此外，印刷配線板在固定時若用過度的力進行支承就有可能開裂，所以作業性差。另外，還可能因基板碎屑等的垃圾(異物)混入齒輪系內使齒輪停止旋轉。另外還存在為了解決這些問題而使製造工序增加、製造成本提高的問題。
本實用新型的目的在於，提供一種適宜於齒輪傳動電動機的使用、不使用印刷配線板就能進行供電的開關機構。
本實用新型提供的開關機構，具有機架、凸輪、驅動該凸輪的驅動源、與所述凸輪的凸輪面滑動接觸而導通斷開的葉片式開關及連接著給電構件的連接構件，由所述機架的葉片式開關保持部保持所述葉片式開關，並由所述機架的連接構件保持部保持所述連接構件，在所述葉片式開關或所述連接構件上形成延伸設置部，利用該延伸設置部使所述葉片式開關與所述連接構件可通電地相連接。
本實用新型的開關機構因為具有如上所述的結構，所以，不使用印刷配線板，就能向電動機等供電。
以下參照附圖所示實施例進一步說明本實用新型的結構及其作用效果。
圖1所示為組裝入本實用新型所述開關機構的齒輪傳動電動機的局部剖切俯視圖。
圖2為齒輪傳動電動機之齒輪系一部分的剖視圖。
圖3為齒輪傳動電動機之齒輪系另一部分的剖視圖。
圖4為齒輪傳動電動機的電磁線圈的側視圖。
圖5為齒輪傳動電動機的電磁線圈的主視圖。
圖6示出了齒輪傳動電動機的旋轉方向限制機構，其中(a)為限制旋轉狀態的俯視圖，(b)為允許旋轉狀態的俯視圖。
圖7為齒輪傳動電動機的離合機構的連接狀態的剖視圖。
圖8為齒輪傳動電動機的調速機構的摩擦制動體的俯視圖。
以下根據附圖所示的最佳形態詳細說明本實用新型的構成。
從圖1至圖3示出了組裝入齒輪傳動電動機的開關機構的實施形態之一例。開關機構1具有機架12，凸輪11，驅動該凸輪11的驅動源13，與凸輪11的凸輪面滑動接觸來對驅動源13進行通、斷操作的葉片式開關14，以及分別連接著給電構件15、16的連接構件17、18。給電構件15、16是從未圖示的電源延伸出的例如包覆著乙烯的絕緣導線，分別焊接在連接構件17、18上。
構成葉片式開關14的一個端子14a由機架12的葉片式開關保持部12a保持，連接構件17嵌合在機架12的連接構件保持部12c的槽內而被保持。並且，在葉片式開關14的端子14a或連接構件17上，形成有延伸設置部19，由於該延伸設置部19，葉片式開關14的端子14a與連接構件17可通電地相連接。在本實施形態中，葉片式開關14的端子14a、連接構件17及延伸設置部19由一片銅板一體成形而形成。但並不是一定要一體成形的，也可以分別成形端子14a和連接構件17，並在端子14a和連接構件17之中的任一方或雙方成形延伸設置部19，使端子14a與連接構件17可通電地相連接。另外，葉片式開關14的另一個端子14b由機架12的葉片式開關保持部12b保持，在該另一個端子14b上也一體形成有延伸設置部31。
驅動源13例如是AC電動機，該AC電動機13固定在機架12上。在凸輪11和AC電動機13之間設有將AC電動機13的驅動力傳遞給凸輪11的傳遞手段即齒輪系32。在齒輪系32的中途，設有使AC電動機13至凸輪11的驅動力連接或脫開的離合機構27。該離合機構27是由電磁線圈25驅動的，如圖4和圖5所示，連接著電磁線圈25一側的線圈終端的平板狀端子構件23保持在固定於機架12的電磁線圈架26上。
此外，在端子構件23或連接構件17上形成有延伸設置部19，通過該延伸設置部19，端子構件23與連接構件17可通電地相連接。在本實施形態中，在設於連接構件17的延伸設置部19上焊接著端子構件23。所以將端子部形成為平板狀，是為了與銷狀相比能使焊接更可靠。並且做成平板狀，作業性也提高。當然，也可以在端子構件23上設置延伸設置部，或者也可以在端子構件23和連接構件17雙方都設置延伸設置部。
另一個給電構件16焊接在嵌在機架12的連接構件保持部12d的槽內的連接構件18上。在該連接構件18上形成有大致為T字形的延伸設置部20。在該T字形延伸設置部20的一端20a上連接著電磁線圈25的另一端線圈終端，並焊接著由固定於機架12的電磁線圈架26保持著的平板狀端子構件24。即，電磁線圈25兩端的線圈終端分別通過各自的延伸設置部19、20及連接構件17、18與各自的給電構件15、16連接。一旦向電磁線圈25供電，即吸引離合機構27的遮蔽板30，使離合機構27連接。通過在機架12上罩上罩蓋2，各給電構件15、16由該機架12和罩蓋2夾持，並因為連接構件17、18分別嵌合在連接構件保持部12c、12d的槽內，來進行給電構件15、16的保持，所以，即使各給電構件15、16受到來自外部的負荷也能防止被拔出，保護設於內部的電磁線圈25及端子14a、14b等受到外力。此外，在機架12的各連接構件17、18之間，形成有防止形成漏電徑跡用的筋條33。另外，電磁線圈25例如是AC電磁線圈。
在本實施形態中，AC電動機13的繞組終端焊接在形成於葉片式開關14另一個端子14b的延伸設置部31的焊接部31a上，以及焊接在T字形延伸設置部20的另一端20b的焊接部20c上。但未必一定要這樣焊接，只要是通過葉片式開關14使AC電動機13能與電源有通、斷地連接，將AC電動機13的各繞組終端與端子構件23、24、連接構件17、18、葉片式開關14及延伸設置部19、20、31可通電地連接也無妨。
另外，形成於機架12的各保持部12a-12d及形成於電磁線圈架26的、保持各端子構件23、24的保持部呈槽狀或凹狀，將葉片式開關14、連接構件17、18及端子構件23、24嵌入就能牢固地將其保持。
在機架12底部固定著杯狀電動機殼體21，在該電動機殼體21內收容固定著作為驅動源的AC電動機13及齒輪系32等。在機架12和電動機殼體21內的鐵心22之間，在AC電動機13的齒輪48附近，支承著軸28，還支承著軸39、47、29，並支承著輸出軸44。輸出軸44本身能旋轉。在上述軸28上可旋轉地嵌裝著與齒輪48嚙合的齒輪34，其下方可旋轉地嵌裝著單方向限制杆35。杆35能利用隨著齒輪34的旋轉產生的摩擦力向齒輪34的旋轉方向旋轉。具體是在圖6(a)所示的位置，杆35的頂端部35a進入突起50的向逆時針方向旋轉的通道上，阻止突起50進一步向逆時針方向旋轉，而在圖6(b)所示的位置，杆35的頂端部35a退避到突起50的旋轉通道之外。此時杆35因其銷35b抵靠在擋塊68上而被限制了旋轉範圍。
上述杆35構成將AC電動機13的旋轉方向限制為單方向用的旋轉方向限制機構，一旦AC電動機13欲向與一定方向相反的朝向旋轉，即如圖6(a)所示，突起50與杆35的頂端部35a抵靠，由於其反作用力，AC電動機13的旋轉朝向變反，向一定的方向旋轉。一旦AC電動機13向一定的方向旋轉，其一端35a即退避至突起50的旋轉範圍之外，允許AC電動機13向一定方向旋轉。
在上述軸28的齒輪34的上方，可自由旋轉地設有齒輪37，再在其上方，沿軸28的軸心方向可移動地設有將齒輪37向下推壓的動作構件92。在齒輪34和齒輪37之間夾裝著推斥彈簧36。在齒輪37的下端部，形成有與齒輪34的嵌合孔34a能嵌合的嵌合突起37a，在一般情況下，由於推斥彈簧36的彈性力，齒輪37被向上推起，嵌合突起37a與齒輪34的嵌合孔34a相分離。上述動作構件92由被電磁線圈25吸引的遮蔽板30進行推入操作。若電磁線圈25被通電，遮蔽板30被吸引，如圖7所示，動作構件92被推入，使齒輪37的嵌合突起37a與齒輪34的嵌合孔34a相嵌合。即，離合機構27變為連接狀態，齒輪34與37相連接。另一方面，一旦對電磁線圈25的通電被切斷，遮蔽板30呈自由狀態，推斥彈簧36即將齒輪37向上推起，將嵌合突起37a從嵌合孔34a內拔出。即，齒輪34與37被分開，離合機構27呈切斷狀態。
齒輪37與可自由旋轉地設於軸39的大直徑齒輪40a嚙合，與齒輪40a一體形成的小直徑齒輪40b與可自由旋轉地設於軸47的大直徑齒輪41a嚙合，與齒輪41a一體形成的小直徑齒輪41b與可自由旋轉地設於軸29的大直徑齒輪42a嚙合，與齒輪42a一體形成的小直徑齒輪42b與成一體地設於輸出軸44上的齒輪43嚙合。上述齒輪系48→34→37→40a→40b→41a→41b→42a→42b→43構成將AC電動機13的旋轉力傳遞給輸出軸44用的減速齒輪系32。
輸出軸44向機架12的上方伸出，並伸出到罩蓋2的上方。在輸出軸44上並在機架12與罩蓋2之間，成一體地嵌裝著凸輪11。在凸輪11的凸輪面上形成有凹部11a。在凸輪11的凸輪面上滑動接觸著葉片式開關14的一個端子14a。該端子14a一旦落入凸輪11的凹部11a內，葉片式開關14即成斷開狀態，對AC電動機13的通電被切斷。
另外，符號38為調速機構的摩擦制動體。摩擦制動體38例如由橡膠等形成。摩擦制動體38如圖8所示，具有與齒輪40的輪轂部嵌合用的孔38a、包圍該孔38a的輪轂部38b、從該輪轂部38b向半徑方向延伸的一對臂部38d、從該臂部38d向圓周方向延伸的一對配重部38e、以及連接該配重部38e與上述臂部38d的寬度狹的圓周方向的臂部38c。摩擦制動體38的配重部38e放置在齒輪40之上，以使其在不旋轉時不至於下垂。在齒輪40上形成有未圖示的棒狀卡合部，通過該卡合部與形成於摩擦制動體38上的兩處卡合孔38g卡合，摩擦制動體38與齒輪40成一體旋轉。一旦摩擦制動體38被旋轉驅動，配重部38e由於離心力而從臂部38c擴展開，配重部38e的頂端外周部38f即與摩擦壁46的內壁滑動接觸。
在此，當AC電動機13動作，驅動轉矩從齒輪48側向著輸出軸44側傳遞時，因為圖8的摩擦制動體38向圖中實線所示的箭頭方向旋轉，所以，即使各配重部38e擴展開，各頂端外周部38f也向對摩擦壁46的內壁易於滑動的方向滑動接觸，所以對於AC電動機13的旋轉不會施加很大的制動力。與此相對照，當AC電動機13停止，從輸出軸44側向齒輪48側傳遞驅動轉矩時，因為摩擦制動體38向圖中虛線所示的箭頭方向旋轉，所以，各頂端外周部38f相對摩擦壁46向咬入的方向滑動接觸，有很大的制動力起作用，使輸出軸44的旋轉較慢。
接著對例如將該齒輪傳動電動機用作換氣扇的百葉窗的致動器時的動作。
圖1所示為葉片式開關的斷開狀態，如後面所述，是換氣扇的百葉窗維持著打開狀態時的圖。接著，換氣扇被進行斷開操作，在各連接構件17、18之間未被供給交流電流的初期狀態之時，凸輪11從圖1所示位置開始旋轉，凸輪11使葉片式開關14呈閉合狀態。
在該狀態下，若對換氣扇進行導通操作供給交流電流，通過各給電構件15、16，交流電流被供給各連接構件17、18之間，AC電動機13開始運轉。此時，若AC電動機13欲向與一定方向相反的方向旋轉，即如上所述，卡合突起50與杆35的頂端部35a抵靠，由於其反作用力，AC電動機13翻轉為向正規的旋轉方向旋轉，以後繼續向正規方向旋轉。
此外，一旦各連接構件17、18之間流過交流電流，電磁線圈25即吸引遮蔽板30，對離合機構27進行操作，使其成連接狀態。由此，AC電動機13的旋轉力通過上述齒輪系32傳遞給輸出軸44，輸出軸44被驅動而旋轉，換氣扇的百葉窗開啟。此時，摩擦制動體38也旋轉，但傳遞到摩擦制動體38的AC電動機13的旋轉由於齒輪系32而被減速，摩擦制動體38以較低的速度旋轉，所以，各頂端外周部38f不太擴展開，又因為其旋轉方向也是圖8的實線箭頭所示的方向，所以，摩擦制動體38與摩擦壁46之間產生的摩擦負荷極小。因此，能容易地將百葉窗打開。
此外，由於輸出軸44的旋轉，凸輪11也旋轉。於是，一旦換氣扇的百葉窗開啟到一定位置，即如圖1所示，葉片式開關14的一個端子14a與凸輪滑動接觸的位置到達凸輪11的凹部11a，葉片式開關14的一個端子14a離開另一個端子14b，對AC電動機13供給的交流電流被切斷。因此，AC電動機13停止。但是，在該狀態，對電磁線圈25的通電仍繼續，故離合機構27維持連接狀態，輸出軸44與AC電動機13由於齒輪系32而相連接著。該齒輪系32為從輸出軸44側至AC電動機側的增速齒輪系，傳遞到AC電動機的換氣扇的百葉窗因自重或彈簧力等而欲關閉的力可以較小。因此，僅由於AC電動機的制動轉矩，換氣扇的百葉窗就能保持開啟狀態。即使比AC電動機的制動轉矩大的力作用於輸出軸44，齒輪34的反向旋轉也被杆35阻止，所以輸出軸44不能反向旋轉，換氣扇仍然保持開啟著的狀態。
一旦對換氣扇作關閉操作，供給各連接構件17、18之間的交流電流就被切斷，故對電磁線圈25的通電停止，離合機構27變為切斷狀態，輸出軸44與AC電動機13不再相連接。因此，輸出軸44就可能空轉(反轉)，換氣扇的百葉窗因自重或彈簧力等自動關閉。此時，輸出軸44的空轉比齒輪37更易於傳遞給設於輸出軸44側的調速機構的摩擦制動體38。如上所述，齒輪系從輸出軸44側看為增速齒輪系，因此，輸出軸44的旋轉被增速傳遞給摩擦制動體38。因此，摩擦制動體38受到較大離心力的作用，各頂端外周部38f從各臂部38c向外擴展而與摩擦壁46滑動接觸，而且此時摩擦制動體38的旋轉方向如圖8的虛線箭頭所示，是各頂端外周部38f嵌入摩擦壁46內的方向，因此能有效產生制動力。這樣，若輸出軸44欲高速旋轉，制動力即起作用，輸出軸44的旋轉速度被基本控制為一定的速度，換氣扇的百葉窗緩慢安靜地關閉。另一方面，若輸出軸44的旋轉速度比一定速度更低，則摩擦制動體38所產生的離心力也小，各頂端外周部38f離開摩擦壁46，不再存在制動力，故換氣扇的百葉窗不會在中途停止。
隨著輸出軸44作反轉，凸輪11也向著原位置旋轉，葉片式開關14的一個端子14a按壓在另一個端子14b上，葉片式開關14呈導通狀態。並且，一旦換氣扇的百葉窗完全關閉，輸出軸44的反轉也停止，該齒輪傳動電動機恢復到葉片式開關被通電後的初期狀態。
在組裝入該齒輪傳動電動機的開關機構1中，各給電構件15、16焊接在各連接構件17、18上，設有延伸設置部19、20，與葉片式開關14的端子14a及各端子構件23、24可導通地相連接著，所以不使用印刷配線板就能向AC電動機13及電磁線圈25供電。因此，不必增加製造工序就能解決因使用印刷配線板引起的上述各問題。此外，因為各給電構件15、16焊接於嵌合保持在機架12的各連接構件保持部12c、12d的槽內的各連接構件17、18上，並由機架12和罩蓋2夾持，所以，即使從外部向各給電構件15、16施加過大的荷載，也不會如使用印刷配線板時那樣，影響到AC電動機13、電磁線圈25的線圈、端子14a、14b等，能防止發生斷線等的問題。
另外，上述形態為本實用新型較佳形態之一例，但並不受此所限，在不脫離本實用新型要點的範圍內可以作種種改變後實施。例如，在上述的說明中，給電構件15、16是包覆乙烯的絕緣導線，但並不受此限，也可以是在導線頂端形成有端子的端子式的給電構件。
此外，對電磁線圈25的給電是通過端子構件23、24實施的，但也可以不使用端子構件23、24，代之以通過焊接等將電磁線圈端子直接連接在給電構件15、16、延伸設置部19、20等上。
再有，在上述說明中，作為換氣扇用百葉窗的致動器，將開關機構組裝入了齒輪傳動電動機，但不言而喻，本實用新型的開關機構並不限於作為換氣扇用百葉窗的致動器。
如上所述，本申請的開關機構具有機架、凸輪、驅動該凸輪的驅動源、與凸輪的凸輪面滑動接觸而導通斷開的葉片式開關及連接著給電構件的連接構件，由機架的葉片式開關保持部保持葉片式開關，並由機架的連接構件保持部保持連接構件，在葉片式開關或連接構件上形成延伸設置部，利用該延伸設置部將葉片式開關與連接構件可通電地相連接，所以，不使用印刷配線板就能將從電源延伸出的給電構件連接在開關機構上。所以，能解決上述使用印刷配線板時產生的各種問題，能提高適用於齒輪傳動電動機的開關機構的生產效率並降低產生成本。
權利要求1．一種開關機構，其特徵在於，具有機架、凸輪、驅動該凸輪的驅動源、與所述凸輪的凸輪面滑動接觸而導通斷開的葉片式開關及連接著給電構件的連接構件，由所述機架的葉片式開關保持部保持所述葉片式開關，並由所述機架的連接構件保持部保持所述連接構件，在所述葉片式開關或所述連接構件上形成延伸設置部，利用該延伸設置部使所述葉片式開關與所述連接構件可通電地相連接。
2．根據權利要求1所述的開關機構，其特徵在於，在所述凸輪與所述驅動源之間有將該驅動源的驅動力傳遞給凸輪的傳遞手段，該傳遞手段具有使從所述驅動源至所述凸輪的驅動力連接或脫開的離合機構，該離合機構由固定於所述機架的電磁線圈驅動，連接著該電磁線圈的線圈終端的端子構件由所述機架或所述電磁線圈保持，在所述端子構件或所述連接構件上形成延伸設置部，通過該延伸設置部使所述端子構件與所述連接構件可通電地相連接。
3．根據權利要求2所述的開關機構，其特徵在於，所述端子構件形成為平板狀。
4．根據權利要求2所述的開關機構，其特徵在於，所述電磁線圈的電磁線圈架固定在機架上，且所述端子部保持在所述電磁線圈架上。
5．根據權利要求1所述的開關機構，其特徵在於，所述驅動源為電動機，所述電動機的繞組終端與所述端子構件、所述連接構件、所述葉片式開關及所述延伸設置部之中的任一個可通電地相連接，使所述電動機通過所述葉片式開關作導通、斷開。
6．根據權利要求1所述的開關機構，其特徵在於，在所述機架上並在連接著不同極的所述給電構件的連接構件之間，形成有防止漏電用的筋條。
專利摘要一種不使用印刷配線板進行給電的開關機構,具有機架12、凸輪11、驅動該凸輪11的AC電動機、與凸輪11的凸輪面滑動接觸而導通斷開的葉片式開關14及連接著供電用乙烯線15的連接構件17，由機架12的開關保持部12a保持開關14，並由機架12的連接構件保持部12c保持連接構件17，在開關14的端子14a或連接構件17上形成延伸設置部19，利用該延伸設置部19將開關14的端子14a與連接構件17可通電地相連接，從而經開關14將乙烯線15與AC電動機連接。
文檔編號H02K7/116GK2353846SQ9825081
公開日1999年12月15日 申請日期1998年11月20日 優先權日1997年11月20日
發明者北澤富男 申請人:株式會社三協精機製作所