JP4924946B2 - Combination switch - Google Patents
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Description
本発明は、コンビネーションスイッチに関する。 The present invention relates to a combination switch.
従来、コンビネーションスイッチとして、接点式のスイッチを用いたものが車両等の操作スイッチとして用いられている。接点式のコンビネーションスイッチは、レバー内を機構部品で構成し、基板側に接点を設けてスイッチを構成しているが、基板上に複数の接点が集積されるため、接点面積に限界があり、そのため電流容量が制限されるという問題がある。また、接点部分の摩耗や接触不良、あるいは焼き付き等による短寿命という問題がある。この問題を解決する方法として、無接点でレバー動作を検知できるコンビネーションスイッチが知られている(例えば、特許文献1、2、および3)。 Conventionally, a combination type switch using a contact type switch is used as an operation switch for a vehicle or the like. The contact type combination switch consists of a mechanical part inside the lever and a contact is provided on the substrate side to configure the switch.However, since multiple contacts are integrated on the substrate, the contact area is limited, Therefore, there is a problem that the current capacity is limited. In addition, there is a problem of short life due to wear or contact failure of the contact portion or seizure. As a method for solving this problem, a combination switch capable of detecting a lever operation without contact is known (for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
この特許文献1のコンビネーションスイッチは、支持基板と、支持基板に対して垂直に配置されて一端が支持基板に結合される操作用のレバーと、レバーの中間部側面に固着された少なくとも1対の歪みゲージとを有し、歪みゲージは、レバーの歪みを検知して電気信号として出力する。歪みゲージをレバーに直接固着したことにより、無接点でレバーの歪みを高感度に検知することができる。
しかし、従来のコンビネーションスイッチによると、レバーの傾斜方向の歪み以外を検知できないという問題がある。また、操作状況に合わせて、レバーを大きく移動させて操作するコンビネーションスイッチ、または細かく移動させて操作するコンビネーションスイッチが必要となるが、レバー操作の大きさに合わせて歪みゲージに最適な歪みが加わるように、歪みゲージの設置場所を変更する必要があるため、複数の形状のレバーを用意する必要があり生産性が低い。 However, according to the conventional combination switch, there is a problem that it is impossible to detect other than the distortion in the tilt direction of the lever. Also, depending on the operation situation, a combination switch that operates by moving the lever greatly or a combination switch that operates by moving the lever finely is required, but the strain gauge is optimally strained according to the size of the lever operation. As described above, since it is necessary to change the installation location of the strain gauge, it is necessary to prepare a plurality of levers, and productivity is low.
従って、本発明の目的は、無接点で電流容量を制限することなく、様々なレバーの動きを検知可能であり、レバー操作の大きさに簡単に対応できるコンビネーションスイッチを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a combination switch that can detect various lever movements without limiting the current capacity without contact and can easily cope with the magnitude of lever operation.
本発明は上記目的を達成するため、レバーと、弾性部材と、前記レバーの動作を伝達して前記弾性部材を変形させるため、前記レバーと連結され、回動可能に支持された作用部材と、前記弾性部材内に配置され、前記弾性部材の変位を検知する力センサとを有することを特徴とするコンビネーションスイッチを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a lever, an elastic member, an action member connected to the lever and rotatably supported for transmitting the operation of the lever to deform the elastic member. A combination switch is provided that includes a force sensor that is disposed in the elastic member and detects a displacement of the elastic member.
上記した構成によれば、レバーの動きを弾性部材に伝達し、弾性部材の変位を力センサによって検知するため、弾性部材を変形させるレバーの動きであれば力センサにより検知可能で、弾性部材の材質を変更することにより、様々なレバー操作の大きさに対応できる。 According to the above configuration, since the movement of the lever is transmitted to the elastic member and the displacement of the elastic member is detected by the force sensor, any movement of the lever that deforms the elastic member can be detected by the force sensor. By changing the material, it is possible to handle various lever operation sizes.
本発明によれば、様々な動きに対応した無接点のコンビネーションスイッチを達成できる。 According to the present invention, a contactless combination switch corresponding to various movements can be achieved.
以下に、本発明のコンビネーションスイッチの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a combination switch of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施の形態〕
(コンビネーションスイッチの構成)
図1は、本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチを示す概略斜視図である。
Embodiment
(Combination switch configuration)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a combination switch according to an embodiment of the present invention.
コンビネーションスイッチCは、自動車のハンドル7付近の、カバー6内に設置される。コンビネーションスイッチCは、PCB(Print Circuit Board)3上に設けられ、ワイパーやワイパーウォッシャーノズル等の動作をスイッチ制御する第1レバーコンビネーションスイッチ1、またはウインカーやライトの点灯をスイッチ制御する第2レバーコンビネーションスイッチである。PCB3は、ハンドル7の操舵角を検出するハンドル角センサ4と、ハンドル7のコネクタ7aと接続されるコネクタ5と、後述するECU(Electronic Control Unit)に接続するためのコネクタ8とを有する。
The combination switch C is installed in the
第1レバーコンビネーションスイッチと第2レバーコンビネーションスイッチとは、スイッチ制御する対象が異なるが、構成は同一であるので、以下においては代表して、第1レバーコンビネーションスイッチについて説明する。 The first lever combination switch and the second lever combination switch are different in the object to be controlled, but have the same configuration. Therefore, the first lever combination switch will be described below as a representative.
第1レバーコンビネーションスイッチ1は、レバー支点1Aを中心として回動可能なレバー1Bを有し、レバー1Bの一端に回転スイッチ13を有する。 The first lever combination switch 1 has a lever 1B that can rotate around a lever fulcrum 1A, and a rotation switch 13 at one end of the lever 1B.
図2は、本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチを示す概略図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the combination switch according to the embodiment of the present invention.
第1レバーコンビネーションスイッチ1は、レバー1Bと、レバー1Bの一端に設けられた円柱状の作用部材10と、作用部材10の一部を埋設するように形成されるシリコーン樹脂からなる弾性部材11と、弾性部材11に埋設されて弾性部材11の歪みを検知する力センサ12とを有する。
The first lever combination switch 1 includes a lever 1B, a
レバー1Bは、作用部材10の回動孔1Aをカバー6から突出する回動軸ピン60に挿入することで回動可能となる。また、レバー1Bは、作用部材10に穴部10a〜10eを設け、カバー6から突出するボールストッパ61a、およびバネ61bを介してボール61cと嵌合することで、段階的に回動する。レバー1Bは、図2の上下方向に10〜15°の角度で回動可能である。
The lever 1 </ b> B can be turned by inserting the turning hole 1 </ b> A of the
レバー1Bは、内部に回転軸13Aを有し、回転軸13Aの一端は、回転スイッチ13に接続され、他端は作用部材10を介して弾性部材11に埋設されている。
The lever 1 </ b> B has a rotation shaft 13 </ b> A inside, one end of the rotation shaft 13 </ b> A is connected to the rotation switch 13, and the other end is embedded in the elastic member 11 via the
弾性部材11は、例えば、シリコーン樹脂等の弾性材料を用いて形成されており、奥行き、幅、および厚さともに1〜2cm程度である。弾性部材11、および力センサ12は、PCB3上に設置された支持板3A上に配置される。
The elastic member 11 is formed using, for example, an elastic material such as silicone resin, and the depth, width, and thickness are about 1 to 2 cm. The elastic member 11 and the
レバー1Bを操作することで、作用部材10は、レバー1Bの動きを弾性部材11に伝達して、弾性部材11を変形させる。また、同様に、回転スイッチ13を操作することで、回転軸13Aは作用部材10を介して、回転スイッチ13の動きを弾性部材11に伝達して弾性部材11を変形させる。力センサ12は、弾性部材11の変位を検知し、支持板3A、およびPCB3を介して外部に検知した変位に基づいた信号を出力する。
By operating the lever 1B, the
図3は、本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチの詳細を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing details of the combination switch according to the embodiment of the present invention.
レバー1Bの作用部材10は、弾性部材11に埋設された複数の作用板10Aを有し、レバー1Bの動きを弾性部材11に効率的に伝達する。また、回転軸13Aは作用部材10を介して作用部13Bに動作を伝達する。作用部13Bは、作用板10Aとともにレバー1Bの動きを弾性部材11に伝達するとともに、回転スイッチ13の動きを弾性部材11に伝達する。
The
力センサ12は、中央部に凹部を有し、凹部に円柱状の力検知部12aを有したマス12bを配するダイヤフラム形状である。マス12bは、4本の歪みゲージ12cによって凹部中央に支持される。力センサ12は、5×5mm程度のサイズを有する。
The
力検知部12aは、弾性部材11の変位に追従して動き、力検知部12aの動きはマス12bを介して4つの歪みゲージ12cに伝達する。歪みゲージ12cは、それぞれ歪みに基づいた抵抗を発生するピエゾ抵抗素子であり、外部から一定電圧を入力してやることで、抵抗に比例した電圧を出力する。力検知部12aが検知可能な変位は約数百μmであり、前後、左右、上下方向の他、回転方向の変位を検知可能である。
The
図4は、本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチの構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the combination switch according to the embodiment of the present invention.
力センサ12の4つの歪みゲージ12cは、それぞれ独立しており、それぞれ歪みに基づいた電圧を出力する。歪みゲージ12cが出力した電圧は、ECU15に入力され、ECU15内で解析され、レバー1Bの動きが特定される。ECU15は、内蔵した記憶部150に操作信号テーブル(後述)を有し、解析結果としてのレバー1Bの動きと照合し、照合結果を操作命令としてワイパー駆動系16へと送信する。ワイパー駆動系16は、操作命令に従って動作する。
The four
図5は、本発明の実施の形態に係る操作信号テーブルの例を示す表である。 FIG. 5 is a table showing an example of the operation signal table according to the embodiment of the present invention.
操作信号テーブル150は、レバー1Bの位置に対応して、ワイパー動作を定義している。例えば、ECU15が力センサ12の出力を解析した結果、レバー1Bの作用部材10が穴部10aの位置にあると判断した場合、ECU15は、操作信号テーブル150を参照し、ワイパー駆動系16に対してワイパー動作「停止」の操作信号を出力する。
The operation signal table 150 defines a wiper operation corresponding to the position of the lever 1B. For example, when the
作用部材10が穴10cの位置にある場合、ECU15は、操作信号テーブル150を参照し、ワイパー駆動系16に対してワイパーが1秒間隔で動作する操作信号を出力する。
When the
回転スイッチ13が後述するBの方向に回転されている場合、ECU15は、操作信号テーブル150を参照し、ワイパー駆動系16に対してワイパーウォッシャノズルから噴射するよう操作信号を出力する。
When the rotation switch 13 is rotated in the direction B, which will be described later, the
(動作)
以下に、本発明の実施の形態におけるコンビネーションスイッチの動作を各図を参照しつつ説明する。
(Operation)
The operation of the combination switch according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
運転手がレバー1Bを操作することにより、レバー支点1Aを中心に作用部材10が回転する。レバー1Bは、ボールストッパ61aにバネ61bを介して取り付けられたボール61cが、穴部10a〜10eに嵌合することで、段階的に回動する。作用部材10は、穴部10a〜10eの位置に対応して、弾性部材11を変形する。
When the driver operates the lever 1B, the
力センサ12は、弾性部材11の変位を検知し、力センサ12の歪みゲージ12cは、自らの歪みを電圧として出力し、出力された電圧信号はECU15に入力される。
The
ECU15は、複数の歪みゲージ12cから入力された電圧信号を、解析し、レバー1Bの位置を特定する。
The
次に、ECU15は、特定したレバー1Bの位置と操作信号テーブル150とを比較して、ワイパー駆動系16に操作信号を出力する。ワイパー駆動系16は、入力された操作信号に基づいて動作する。
Next, the
図6の(a)〜(c)は、本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチの動作を示す概略図である。 FIGS. 6A to 6C are schematic views showing the operation of the combination switch according to the embodiment of the present invention.
図6(a)は、レバー1Bを操作して、ボール61cが穴部10bに嵌合している状態を示す。レバーを操作することで、作用部材10が回転し、作用板10Aに追従するように弾性部材11が変形する。弾性部材11の変位に合わせて力検知部12aが動き、力検知部12aの動きは歪みゲージ12cに伝達する。同様に、図6(b)は、ボール61cが穴部10aに嵌合している状態を示す。
FIG. 6A shows a state where the lever 1B is operated and the ball 61c is fitted in the
図6(c)は、回転スイッチ13をB方向に回転した状態を示している。回転スイッチ13をB方向に回転することによって、回転軸13Aが回転し、作用部13Bを同様にB方向に回転させる。作用部13Bは、回転方向に弾性部材11を捩らせる。弾性部材11の捩れに合わせて力検知部12aが回転し、力検知部12aの回転は歪みゲージ12cに歪みとして伝達する。
FIG. 6C shows a state where the rotary switch 13 is rotated in the B direction. By rotating the rotation switch 13 in the B direction, the rotating shaft 13A rotates, and the
(実施の形態の効果)
上記した実施の形態によると、レバー1Bの動きを弾性部材11を介して力センサ12に伝達するため、無接点でレバーの様々な動きを検知可能である。また、レバー1Bの動きの大きさに合わせて、硬度や変形量等を最適化した弾性部材11を選択することで、他の部材を変更することなく仕様変更に対応することができ、生産性が高い。
(Effect of embodiment)
According to the above-described embodiment, since the movement of the lever 1B is transmitted to the
なお、レバー1Bの回動方向は一方向に限らず、二方向の回動を組み合わせて操作するものとしてもよい。 Note that the rotation direction of the lever 1B is not limited to one direction, and the lever 1B may be operated in combination with two-direction rotation.
C…コンビネーションスイッチ、1…第1レバーコンビネーションスイッチ、1A…回動孔(レバー支点)、1B…レバー、2…第2レバーコンビネーションスイッチ、2A…レバー支点、3…PCB、3A…支持板、4…ハンドル角センサ、5…コネクタ、6…カバー、7…ハンドル、7a…コネクタ、8…コネクタ、10a〜10e…穴部、10…作用部材、10A…作用板、11…弾性部材、12…力センサ、12a…力検知部、12b…マス、12c…歪みゲージ、13…回転スイッチ、13A…回転軸、13B…作用部、15…ECU、16…ワイパー駆動系、60…回動軸ピン、61a…ボールストッパ、61b…バネ、61c…ボール、150…記憶部(操作信号テーブル) C ... Combination switch, 1 ... First lever combination switch, 1A ... Rotating hole (lever fulcrum), 1B ... Lever, 2 ... Second lever combination switch, 2A ... Lever fulcrum, 3 ... PCB, 3A ... Support plate, 4 ... handle angle sensor, 5 ... connector, 6 ... cover, 7 ... handle, 7a ... connector, 8 ... connector, 10a-10e ... hole, 10 ... action member, 10A ... action plate, 11 ... elastic member, 12 ... force Sensor, 12a ... Force detection unit, 12b ... Mass, 12c ... Strain gauge, 13 ... Rotation switch, 13A ... Rotating shaft, 13B ... Action unit, 15 ... ECU, 16 ... Wiper drive system, 60 ... Rotating shaft pin, 61a ... Ball stopper, 61b ... Spring, 61c ... Ball, 150 ... Storage section (operation signal table)
Claims (3)
弾性部材と、
前記レバーの動作を伝達して前記弾性部材を変形させるため、前記レバーと連結され、回動可能に支持された作用部材と、
前記弾性部材内に配置され、前記弾性部材の変位を検知する力センサとを有することを特徴とするコンビネーションスイッチ。 Lever,
An elastic member;
An action member coupled to the lever and rotatably supported to transmit the operation of the lever to deform the elastic member;
A combination switch having a force sensor disposed in the elastic member and detecting displacement of the elastic member.
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