JP6051407B2 - Switch device - Google Patents
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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装置に関するものである。 The present invention relates to a switch device for a vehicle that is mainly used for controlling the extinction of a stop lamp when operating a brake pedal of an automobile.
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、様々なスイッチ装置が使用されている。 2. Description of the Related Art In recent years, various switch devices have been used for controlling a stop lamp accompanying a brake pedal operation, in which a stop lamp is turned on when a brake pedal is depressed and turned off when the brake pedal is released.
このような、従来のスイッチ装置について、図6〜図9を用いて説明する。 Such a conventional switch device will be described with reference to FIGS.
図7は従来のスイッチ装置の断面図、図8は同部分斜視図であり、同図において、1は略箱型で絶縁樹脂製のケース、2は略半円柱状で上下面にN極とS極が設けられた磁石で、磁石2がケース1内底面に装着されると共に、この磁石2によって上下方向に磁界が形成されている。
FIG. 7 is a sectional view of a conventional switch device, and FIG. 8 is a partial perspective view. In FIG. 7, 1 is a substantially box-shaped case made of an insulating resin, 2 is a substantially semi-cylindrical shape, and N poles on the upper and lower surfaces. A magnet provided with an S pole, the
そして、3は前後面に複数の配線パターン(図示せず)が形成された配線基板、4はホールIC等の磁気検出手段で、この磁気検出手段4が配線基板3下端に実装装着されて、磁石2側面に所定の間隙を空けて対向配置されている。
3 is a wiring board having a plurality of wiring patterns (not shown) formed on the front and back surfaces, 4 is a magnetic detection means such as a Hall IC, and this magnetic detection means 4 is mounted and mounted on the lower end of the
また、5はリレー等のスイッチング手段、6は略L字状で銅合金等の端子で、複数の端子6の下端が半田付け等によって配線基板3に実装されると共に、この複数の端子6と磁気検出手段4、スイッチング手段5が配線パターンを介して、電気的に接続されている。
Further, 5 is a switching means such as a relay, 6 is a substantially L-shaped terminal such as a copper alloy, and the lower ends of the plurality of terminals 6 are mounted on the
さらに、7は絶縁樹脂製のカバーで、このカバー7がケース1上面を覆うと共に、複数の端子6の上端がカバー7上面の角筒部7A内に延出して、スイッチ装置8が構成されている。
Further,
そして、このように構成されたスイッチ装置8が、図6の斜視図に示すように、自動車のブレーキペダル20のアーム20Aに固着された磁性体21に、磁石2が所定の間隙を空けて対向するように装着されると共に、複数の端子6の上端がリード線やコネクタ(図示せず)等によって、車両のストップランプや電子回路(図示せず)等に接続される。
Then, as shown in the perspective view of FIG. 6, the
なお、このようにブレーキペダル20が踏み込まれていない状態では、磁石2が磁性体21に近接して、磁石2の磁気が強くなり、図9の波形図に示すように、この磁界の垂直方向の磁力、例えば10mT前後の磁束密度を磁気検出手段4が検出しているため、これに接続されたスイッチング手段5はOFFとなって、ストップランプは消灯した状態となっている。
When the
以上の構成において、ブレーキペダル20が踏み込まれると、アーム20Aが回動軸20Bを支点として回動し、磁性体21が磁石2を収納したスイッチ装置8から離れるため、磁石2の磁気が弱くなり、この漸次減少する磁束密度を磁気検出手段4が検出する。
In the above configuration, when the
そして、この磁気の変化が所定の値以下、例えば0mT前後の磁束密度になると、磁気検出手段4からスイッチング手段5にON信号が出力されて、スイッチング手段5がONとなり、ストップランプが点灯する。 When this change in magnetism becomes a predetermined value or less, for example, a magnetic flux density of about 0 mT, an ON signal is output from the magnetic detection means 4 to the switching means 5, the switching means 5 is turned on, and the stop lamp is lit.
つまり、ブレーキペダル20の操作によって、スイッチ装置8の磁石2に対向した磁性体21を接近、あるいは離す方向に移動させて、磁石2と磁性体21の距離を変化させると共に、この移動に伴って変化する磁石2の磁気を磁気検出手段4が検出し、所定の磁束密度、例えば3〜−3mT前後の磁束密度になると、スイッチング手段5をOFFまたはONさせることで、ストップランプの消点灯を行うように構成されているものであった。
That is, by operating the
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。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、上記従来のスイッチ装置においては、ブレーキペダル20を操作した際に、磁性体21の移動に伴って磁気検出手段4が検出する磁石2の磁束密度の変化が比較的緩やかであるため、図9に示すように、例えば3〜−3mT前後の磁束密度でスイッチング手段5を切換えようとした場合、その間の磁石2と磁性体21の距離L、すなわちブレーキペダル20の操作量が大きなものとなってしまい、精度のよい検出を行うことが困難であるという課題があった。
However, in the above conventional switch device, when the
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、高精度な検出が行え、確実な操作が可能なスイッチ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a switch device that can perform highly accurate detection and perform reliable operation.
上記目的を達成するために本発明は、ケース内底面に装着され上下方向に磁界が形成された略柱状の磁石の下端に、側面に所定の間隙を空けて対向配置された磁気検出手段の方向に突出する、略三角柱状の傾斜部を設けてスイッチ装置を構成したものであり、磁石下端の略三角柱状の傾斜部によって、磁石下面の面積が大きく形成され、ブレーキペダルの小さな操作量で、磁気検出手段が検出する磁石の磁束密度が大きく変化するため、高精度な検出を行うことができ、確実な操作が可能なスイッチ装置を得ることができるという作用を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention is directed to a direction of a magnetic detection means disposed opposite to a lower end of a substantially columnar magnet mounted on a bottom surface of a case and formed with a magnetic field in a vertical direction with a predetermined gap on a side surface. The switch device is configured by providing a substantially triangular prism-shaped inclined portion that protrudes into the area, and the area of the bottom surface of the magnet is increased by the substantially triangular prism-shaped inclined portion at the lower end of the magnet, with a small operation amount of the brake pedal, Since the magnetic flux density of the magnet detected by the magnetic detection means is greatly changed, it is possible to perform a highly accurate detection and to obtain a switch device capable of reliable operation.
以上のように本発明によれば、高精度な検出が行え、確実な操作が可能なスイッチ装置を実現することができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect that a switch device that can perform highly accurate detection and can be reliably operated can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図6を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(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装置の断面図、図2は同分解斜視図、図3は同部分斜視図であり、同図において、11は略箱型でポリブチレンテレフタレートやポリオキシメチレン等の絶縁樹脂製のケース、12は略半円柱状でフェライトやNd−Fe−B合金等の磁石で、上下面にN極とS極が設けられ、上下方向に磁界が形成された磁石12が、ケース11の内底面に装着されている。
(Embodiment)
1 is a cross-sectional view of a switch device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view thereof, and FIG. 3 is a partial perspective view thereof. In the same figure, 11 is a substantially box-shaped polybutylene terephthalate or poly A case made of an insulating resin such as oxymethylene, 12 is a substantially semi-cylindrical magnet made of ferrite, Nd-Fe-B alloy or the like, and has N and S poles on the top and bottom surfaces, and a magnetic field is formed in the vertical direction. A
また、13は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、前後面には銅箔等によって複数の配線パターン(図示せず)が形成されると共に、この配線基板13下端にホールIC等の磁気検出手段14が実装装着されて、磁石12側面に所定の間隙を空けて対向配置されている。
そして、この磁気検出手段14は上下方向に形成された磁石12の磁界の、検出面に対して垂直な前後方向の磁力を検出するホール素子等の、複数の磁気素子14Aと14Bが上下に配列されて形成されると共に、磁石12下端には磁気検出手段14の方向に突出する、略三角柱状の傾斜部12Aが設けられて、磁石12下面の面積が大きく形成されている。
The magnetic detection means 14 includes a plurality of
さらに、15は接点式のリレーや、GaNやSiC等を用いた半導体リレー等のスイッチング手段、16は略L字状で銅合金等の端子で、複数の端子16の下端が半田付け等によって配線基板13に実装されると共に、この複数の端子16に、例えば、複数の端子16Aにはスイッチング手段15を介して磁気検出手段14の磁気素子14Aが、複数の端子16Bには磁気検出手段14の磁気素子14Bが直接、配線パターンを介して電気的に接続されている。
Further, 15 is a switching means such as a contact type relay or a semiconductor relay using GaN, SiC or the like, 16 is a substantially L-shaped terminal such as a copper alloy, and the lower ends of the plurality of
また、17は絶縁樹脂製のカバーで、このカバー17がケース11上面を覆うと共に、複数の端子16の上端がカバー17上面の角筒部17A内に延出して、スイッチ装置18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装置18が、図6の斜視図に示すように、自動車のブレーキペダル20のアーム20Aに固着された磁性体21に、磁石12が所定の間隙を空けて対向するように装着されると共に、複数の端子16の上端がリード線やコネクタ(図示せず)等によって、車両のストップランプや電子回路(図示せず)等に接続される。
Then, as shown in the perspective view of FIG. 6, the
なお、このようにブレーキペダル20が踏み込まれていない状態では、下端の突出した略三角柱状の傾斜部12Aによって、下面の面積が大きく形成され、磁束密度が大きな磁石12が、磁性体21に近接して磁気がさらに強くなり、図4の波形図に示すように、この磁界の検出面に対して垂直方向の磁力、例えば20mT前後の大きな磁束密度を磁気検出手段14の磁気素子14Aが検出しているため、磁気検出手段14からスイッチング手段15にOFF信号が出力され、スイッチング手段15はOFFとなって、端子16Aに接続されたストップランプは消灯した状態となっている。
In this state where the
また、磁気検出手段14の磁気素子14Bも同じく20mT前後の大きな磁束密度を検出しているが、電子回路に接続された端子16Bには、上記とは逆に磁気検出手段14からON信号が出力され、これが電子回路に出力されて、例えば、アクセルペダルの踏み込みに関わりなく車両の走行速度を一定に保つ、所謂オートクルーズ装置は動作可能な状態となっている。 The magnetic element 14B of the magnetic detection means 14 also detects a large magnetic flux density of about 20 mT, but an ON signal is output from the magnetic detection means 14 to the terminal 16B connected to the electronic circuit, contrary to the above. This is output to an electronic circuit, and for example, a so-called auto-cruise device that keeps the traveling speed of the vehicle constant regardless of depression of the accelerator pedal is in an operable state.
以上の構成において、ブレーキペダル20が踏み込まれると、アーム20Aが回動軸20Bを支点として回動し、磁性体21が磁石12を収納したスイッチ装置18から離れるため、磁石12の磁気が弱くなり、この磁束密度を磁気検出手段14が検出する。
In the above configuration, when the
なお、この時、磁気検出手段14の磁気素子14Aと14Bは上下に配列され、例えば磁気素子14Aは磁石12の中間部に、磁気素子14Bは磁石12の端部に対向配置されて、各々が検出する磁界の検出面に対して垂直方向の磁力の大きさが異なるため、磁気素子14Aが検出する磁束密度の波形Mの変化は、磁気素子14Bが検出する磁束密度の波形Nよりも急激に減少するものとなる。
At this time, the
そして、この磁気の変化が所定の値以下、例えば磁気素子14Aが検出する波形Mの変化が0mT前後の磁束密度になると、磁気検出手段14からスイッチング手段15にON信号が出力されて、スイッチング手段15がONとなり、端子16Aに接続されたストップランプが点灯する。
When the change in magnetism is equal to or less than a predetermined value, for example, when the change in the waveform M detected by the
また、この後、さらにブレーキペダル20が踏み込まれると、磁気素子14Bが検出する波形Nの磁束密度も0mT前後となるため、磁気検出手段14から端子16BにOFF信号が出力され、これが端子16Bから電子回路に出力されて、車両のオートクルーズ装置が停止する。
After that, when the
つまり、ブレーキペダル20の操作によって、スイッチ装置18の磁石12に対向した磁性体21を接近、あるいは離す方向に移動させると共に、この移動に伴って磁気検出手段14の磁気素子14Aと14Bが検出する磁石12の磁気の変化に応じて、スイッチング手段15をOFFまたはON、あるいは磁気検出手段14からONまたはOFF信号を出力することで、ストップランプの消点灯やオートクルーズ装置の制御等を行うように構成されている。
That is, by operating the
そして、この時、本発明においては、略半円柱状の磁石12の下端に、磁気検出手段14の方向に突出する略三角柱状の傾斜部12Aが設けられ、磁石12下面の面積が大きく形成されて、磁気検出手段14が検出する磁石12の磁束密度が大きくなっているため、ブレーキペダル20の小さな操作量で、磁束密度を大きく変化させて高精度な検出を行うことが可能なようになっている。
At this time, in the present invention, a substantially triangular prism-shaped
すなわち、磁石12下端の略三角柱状の傾斜部12Aによって、磁石12下面の面積を大きく形成し、図4に示すように、20mT前後と大きな磁束密度から急激に変化する波形MやNによって、磁石12の磁界の検出面に対して垂直方向の磁力を検出することで、例えば3〜−3mT前後の磁束密度でスイッチング手段15を切換えようとした場合、その間の磁石12と磁性体21の小さな距離S、すなわちブレーキペダル20の小さな操作量で、精度良く検出が行えるように構成されている。
That is, the area of the lower surface of the
さらに、複数の磁気素子14Aと14Bを上下に配列して磁気検出手段14を形成し、上記のように、急激に減少する磁束密度の波形Mの変化を、磁気素子14Aが検出してストップランプの消点灯を、これよりはやや緩やかな波形Nの変化を、磁気素子14Bが検出してオートクルーズ装置の制御を行うことで、先ずストップランプを点灯した後、さらにブレーキペダル20が操作された場合にのみ、オートクルーズ装置を停止させるといった、確実な操作を行うことが可能なようになっている。
Further, a plurality of
なお、複数の磁気素子14Aと14Bを上下ではなく、図5の部分斜視図に示すように、複数の磁気素子14Aと14Bを左右に配列して磁気検出手段14を形成し、これを下端に略三角柱状の傾斜部12Aが設けられた磁石12の側面に対向配置した場合には、磁石12の上面を平坦ではなく傾倒面12Bに形成することによって、例えば磁気素子14Aが検出する磁束密度は急激に変化し、磁気素子14Bが検出する磁束密度はこれよりやや緩やかに変化するようにすることができる。
As shown in the partial perspective view of FIG. 5, the magnetic detection means 14 is formed by arranging the plurality of
そして、以上の説明では、略半円柱状の磁石12の下端に略三角柱状の傾斜部12Aを形成した構成について説明したが、略角柱状の磁石を用い、この下端に対向配置された磁気検出手段14の方向に突出する、略三角柱状の傾斜部を設けた構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the configuration in which the
また、以上の説明では、磁気検出手段14を複数の磁気素子14Aと14Bを上下または左右に配列して形成し、これらによってストップランプの消点灯やオートクルーズ装置の制御等を行う構成について説明したが、例えばストップランプの消点灯のみを行う場合には、一つの磁気素子のみで磁気検出手段14を形成した構成としてもよい。
In the above description, the magnetic detection means 14 is formed by arranging a plurality of
さらに、以上の説明では、スイッチ装置18に磁気検出手段14とスイッチング手段15を一体に設けた構成について説明したが、スイッチング手段15を車両側に設けた構成や、あるいは、磁気検出手段14やスイッチング手段15から、さらに複数の信号を出力し、ストップランプやオートクルーズ装置以外の装置の制御をも行う構成としても、本発明の実施は可能である。
Further, in the above description, the configuration in which the magnetic detection means 14 and the switching means 15 are integrally provided in the
このように本実施の形態によれば、ケース11内底面に装着され上下方向に磁界が形成された略柱状の磁石12の下端に、側面に所定の間隙を空けて対向配置された磁気検出手段14の方向に突出する、略三角柱状の傾斜部12Aを設けることによって、磁石12下端の略三角柱状の傾斜部12Aにより、磁石12下面の面積が大きく形成され、ブレーキペダル20の小さな操作量で、磁気検出手段14が検出する磁石12の磁束密度が大きく変化するため、高精度な検出を行うことができ、確実な操作が可能なスイッチ装置を得ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, the magnetic detection means disposed opposite to the lower end of the substantially
本発明によるスイッチ装置は、高精度な検出が行え、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、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。 The switch device according to the present invention has an advantageous effect that a highly accurate detection and a reliable operation can be obtained, and it is mainly useful for controlling the turn-off of a stop lamp of an automobile.
11 ケース
12 磁石
12A 傾斜部
12B 傾倒面
13 配線基板
14 磁気検出手段
14A、14B 磁気素子
15 スイッチング手段
16、16A、16B 端子
17 カバー
17A 角筒部
18 スイッチ装置
20 ブレーキペダル
20A アーム
20B 回動軸
21 磁性体
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