CN101107689B - 开关装置 - Google Patents

Abstract

当操作手柄时，从推杆向手动开关的操作点P_m和自动开关的操作点P_o施加作用力，由此顺序推动和接通手动开关和自动开关。在这种情况下，由于推杆的高度H设置为从手动开关的操作点P_m到自动开关的操作点P_o的距离的“0.9倍”或更大，因此推杆具有竖直长形。结果，当推动和接通自动开关时，手柄的作用力受到摩擦力的影响。因此，能够在使用具有小的自保持力F_o的自动开关时顺序推动和接通手动开关和自动开关。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及用于操作汽车的电动车窗的开关装置。

背景技术

图6示出了现有技术中的开关装置的构造。在该开关装置中，手动开关31和自动开关32分别包括橡胶触点，并且推杆33位于手动开关31和自动开关32上。手柄34安装在推杆33上并能够绕轴35转动。当操作者操作手柄34时，手柄34的操作部分36推动推杆33的上表面。然后，作用力从推杆33传递到手动开关31和自动开关32，并且优先推动手动开关31并使其接通。此后，当手动开关31保持接通(ON)状态时，推动自动开关32并使其接通。

专利文献1：JP-A-6-215665

发明内容

本发明要解决的问题

在现有技术的开关装置的构造中，推杆33的高度H被设置为手动开关31的操作点P_m和自动开关32的操作点P_o之间距离L_m。的大约“0.13倍”。因此，当手动开关31和自动开关32被推动并顺序接通时，自动开关32的自保持力F_o增加，并且因此自动开关32的成本倾向于上升。

考虑现有技术中开关装置的固有问题而做出本发明，并且本发明一个方面的优点是提供一种开关装置，其能够顺序推动手动开关和自动开关以接通它们，同时自动开关的自保持力较小。

解决问题的手段

根据本发明第一方面的开关装置包括：

推动式手动开关，其被相对于自保持力推动至接通状态，该自保持力被设置为具有相对较大的值；

推动式自动开关，其被相对于自保持力推动至接通状态，该自保持力被设置为具有比所述相对较大的值小的相对较小的值；

开关基板，其基于处于接通状态的手动开关的操作，只要所述手动开关保持接通状态，就输出手动信号用于操作车辆的电动车窗移动，并基于处于接通状态的自动开关的操作，输出自动信号，用于操作所述电动车窗，以移动至允许的位置；

手柄，其能够由用户操作；和

推杆，其通过从所述手柄施加的作用力来顺序推动所述手动开关和自动开关，

其中，所述推杆的高度设置为在从推杆向手动开关施加推动力的操作点和从推杆向自动开关施加推动力的操作点之间的距离的0.9倍或更大。

根据权利要求本发明的第二方面，相对于连接从推杆向手动开关施加推动力的操作点和从推杆向自动开关施加推动力的操作点的部分的中心点，所述手柄在更靠近手动开关侧的位置向推杆传递作用力。

发明效果

当操作手柄时，从推杆向手动开关的操作点和自动开关的操作点施加作用力。另外，优先推动和接通手动开关，然后继手动开关之后，推动和接通自动开关。在这种情况下，由于推杆的高度设置为在手动开关的操作点和自动开关32的操作点之间的距离的“0.9倍”或更大，因此推杆的高度相对较高。结果，当推动自动开关时，手柄的作用力显著受到摩擦力的影响，因此，能够在使用具有小的自保持力的自动开关时顺序推动和接通手动开关和自动开关。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例当手动开关和自动开关处于关断(OFF)状态时开关装置的内部构造的截面图。

图2是示出当手动开关和自动开关处于关断状态时推杆、手动开关和自动开关之间的布置关系的图。

图3是示出触点负载比和操作位置比之间的关系的图。

图4是示出当仅有手动开关处于接通状态时推杆和手柄之间的关系的图。

图5A是描绘从手动开关到自动开关的距离与推杆高度的比值相对于自动开关的触点负载的图，图5B是示出描绘图5A所需的数据的图。

图6是示出现有技术的开关装置的图。

具体实施方式

下面参考附图描述根据本发明的实施例。

如图1所示，开关基板1包括印刷电路板，并且固定手动触点2和固定自动触点3形成在开关基板1的布线图案上。开关壳体4固定在开关基板1上，并包括多个腿部5。片状支架底座6介于多个腿部5和开关基板1之间。支架底座6由导电橡胶制成，并固定在多个腿部5和开关基板1之间，没有偏离。

支架底座6包括与之整体形成作为橡胶触点的活动手动触点7。活动手动触点7包括触点部8和裙部(skirt part)9，触点部8通过裙部9与支架底座6相耦合。触点部8和裙部9分别对应相对刚性体和相对弹性体。当裙部9弹性变形时，触点部8与固定手动触点2形成接触，以接通开关，并且当裙部9由于橡胶的弹力而弹性复原时，触点部8从固定手动触点2分离，以使开关回到关断状态。亦即，固定手动触点2和活动手动触点7构成推动式手动开关10。

支架底座6包括与之整体形成作为橡胶触点的活动自动触点11。活动自动触点11包括触点部12和裙部13，触点部12作为相对刚性体，裙部13作为相对弹性体。当裙部13弹性变形时，触点部12与固定自动触点3形成接触，以接通开关，并且当裙部13由于橡胶的弹力而弹性复原时，触点部12从固定自动触点3分离，以使开关回到关断状态。如图2所示，活动自动触点11的裙部13比活动手动触点7的裙部9薄，并且活动自动触点11的自保持力F_o设置为比活动手动触点7的自保持力F_m小。同时，参考标记14表示由固定自动触点3和活动自动触点11构成的推动式自动开关。

开关基板1连接到汽车的ECU，并且当手动开关10处于接通状态时输出手动信号至ECU，当自动开关14处于接通状态时输出自动信号。ECU基于从开关基板1传送的手动信号和自动信号来操作汽车的电动车窗，亦即，当仅检测到手动信号时，只要检测到手动信号就操作电动车窗，而当检测到自动信号时，不管自动信号的检测周期，操作电动车窗至允许的位置。

如图1所示，开关壳体4包括管状手柄底座15。手柄底座15将推杆16容纳在其中，推杆16包括手动推动部17和自动推动部18。推杆16具有竖直长形，即，推杆16的高度H设置为手动推动部17和自动推动部18之间的距离L_mo的“0.9倍”或更大，如图2所示。手动推动部17和自动推动部18由活动手动触点7和活动自动触点11支撑，由此手动开关10和自动开关14相对于推杆16的负载保持在正常状态。

如图1所示，手柄19安装在手柄底座15上，以绕轴20转动，手动开关10和自动开关14设置在与手柄19的转动方向平行的共同直线上。手柄19包括垂直的板状操作部21。操作部21具有圆弧表面形状，并在推杆16的上表面与操作点P_s线性接触，如图2所示。相对于连接操作点P_m和操作点P_o的部分的中心点，操作点P_s设置在比起自动开关14更靠近手动开关10的位置，其中P_m是从推杆16的手动推动部17施加在手动开关10的触点部8的推动力的操作点，P_o是从推杆16的自动推动部18施加在自动开关14的触点部12的推动力的操作点，并且手柄19在操作点P_s将作用力传递到推杆16。

当手动开关10和自动开关14处于关断状态时，如果沿图1中箭头所示的方向操作手柄19，则作用力经由手柄19的操作部21传递到推杆16，由此推杆16的手动推动部17和自动推动部18推动手动开关10和自动开关14。然后，手动开关10的裙部9弹性变形，由此触点部8与固定手动触点2接触，从而优先接通手动开关10。此后，在手动开关10保持接通状态的同时，自动开关14的裙部13弹性变形，由此触点部12与固定自动触点3接触，从而继手动开关10之后接通自动开关14。

图2示出了当手动开关10和自动开关14处于关断状态时手动开关10、自动开关14和推杆16之间的关系。在手动开关10和自动开关14的关断状态中，当作用力F_s施加在推杆16的操作点P_s上时，推杆16绕操作点P_s顺时针转动的条件表示为如下表达式(1)和(2)。

L_ms·F_s>L_mo·F_o(1)

F_m+F_o＝F_s(2)

这里，F_s表示从手柄19施加在推杆16上的作用力，L_ms表示从推杆16的操作点P_s到手动开关10的操作点P_m的距离，L_mo表示从手动开关10的操作点P_m到自动开关14的操作点P_o的距离。

将表达式(2)代入表达式(1)中获得表达式(3)。表达式(3)表示在图2中推杆16结合手柄19的操作顺时针转动的条件，亦即，由于错误自动开关14先于手动开关10操作的条件。通过对表达式(3)进行变化而得到表达式(4)，并且其示出“L_ms/L_mo”和“F_m/F_o”之间的关系。

L_ms/L_mo>F_o/(F_m+F_o)(3)

F_m+F_o>{1/(L_ms/L_mo)}-1(4)

图3示出了表达式(4)的曲线图。在图3中，阴影部分是非正常区域，其中自动开关14优先接通，而非阴影部分是正常区域，其中手动开关10优先接通。亦即，当“L_ms/L_mo”设置为小于“0.5”时，如果“F_m/F_o”设置为大于“1”，那么手动开关10优先接通，因此不会发生自动开关14优先接通的非正常操作。

图4示出当仅有手动开关10保持接通状态时推杆16和手柄19之间的关系，表达式(5)示出当仅有手动开关10保持接通状态时推杆16和手柄19之间的力平衡。表达式(5)是在不考虑摩擦力的影响的情况下推出的，并且如果考虑摩擦力的影响，则得到表达式(6)。如果将特定值代入到表达式(6)，例如“F_s＝5.8N”、“θ＝9.86°”、“ΔH＝0.87mm”、“L＝15.77mm”、“μ＝0.1”、“F＝8.52N”，则得到“F_s＝23.1604”。

L_s·F_s·cosθ＝F·L(5)

L_s·F_s·cosθ+ΔH·μ·F_s＝F·L(6)

这里，L_s表示从手柄19的旋转中心到操作点P_s的距离，F表示直接施加在手柄19上的作用力，L表示从直接施加在手柄19上的作用力的操作点到手柄19的旋转中心的距离，ΔH表示推杆16的竖直位移，μ表示摩擦力系数。

表达式(7)示出当仅有手动开关10保持在接通状态时自动开关14和推杆16之间的力平衡。表达式(7)是在不考虑摩擦力的影响的情况下推出的，并且如果考虑摩擦力的影响，则得到表达式(8)。通过对表达式(8)进行变化得到表达式(9)，并且如果将特定值代入表达式(9)，例如，“L_ms＝7.03mm”和“μ＝0.1”，则得到表达式(10)。

F_s·L_ms＝F_o·L_mo(7)

F_s·(L_ms-H·μ)＝F_o·L_mo(8)

F_s＝F_o·L_mo/(L_ms-H·μ)(9)

F_s＝F_o·L_mo/(7.03-0.1·H)(10)

这里，H表示推杆16的高度。

如果将“F_s＝23.1604”代入表达式(10)，则得到表达式(11)，可将表达式(11)变化为表达式(12)。

23.1604＝F_o·L_mo/(7.03-0.1·H)(11)

F_o＝-2.316·H/L_mo+162.82/L_mo(12)

图5A示出通过将图5B中的特定值代入表达式(12)获得的曲线图。在图5A中，相对于自动开关14的触点负载F_m描绘手动开关10和自动开关14之间的距离L_mo与推杆16的高度H的比值“H/L_mo”。从图中可以理解，随着比值“H/L_mo”增加，触点负载F_m降低，当“H/L_mo”设置为“0.9”时，自动开关14的自保持力F_o标记出比目标值更小的值，如由粗线所示。同时，上述特定值是在将用于接通自动开关14的目标作用力F设置为“8.52N”的条件下推出的。

根据本实施例，能够获得以下效果。

由于推杆16的高度H设置为手动开关10的操作点P_m和自动开关14的操作点P_o之间的距离L_mo的“0.9倍”或更大，推杆16具有竖直长形。因此，当推动并接通自动开关10时，手柄19的作用力F受摩擦力的影响，因此，能够在使用具有小的自保持力F_o的自动开关14时，顺序推动和接通手动开关10和自动开关14。

手动开关10的自保持力F_m设置为具有相对较大的值，而自动开关14的自保持力F_o设置为具有相对较小的值。于是，推杆16的操作点P_s和手动开关10的操作点P_m之间的距离设置得比推杆16的操作点P_s和自动开关14的操作点P_o之间的距离L_mo更短。因此，能够加强推动和接通手动开关10的作用力，而弱化推动和接通自动开关14的作用力，因此，手动开关10和自动开关14都能以适当的作用力来操作。

根据本实施例，虽然活动手动触点7和活动自动触点11由导电橡胶制造，但活动手动触点7和活动自动触点11不限于此，并可以由非导电橡胶制造。在该情况下，可以在活动手动触点7的触点部8和活动自动触点11的触点部12安装导电性活动接触器。

Claims (1)

1.一种开关装置，包括：

推动式手动开关，其被相对于自保持力推动至接通状态，该自保持力被设置为具有相对较大的值；

推动式自动开关，其被相对于自保持力推动至接通状态，该自保持力被设置为具有比所述相对较大的值小的相对较小的值；

开关基板，其基于处于接通状态的手动开关的操作，只要所述手动开关保持接通状态，就输出手动信号用于操作车辆的电动车窗移动，并基于处于接通状态的自动开关的操作，输出自动信号，用于操作所述电动车窗，以移动至允许的位置；

手柄，其能够由用户操作；和

推杆，其通过从所述手柄施加的作用力来顺序推动所述手动开关和自动开关，

其中，所述推杆的高度设置为在从推杆向手动开关施加推动力的操作点和从推杆向自动开关施加推动力的操作点之间的距离的0.9倍或更大，并且

其中，相对于连接从推杆向手动开关施加推动力的操作点和从推杆向自动开关施加推动力的操作点的部分的中心点，所述手柄在更靠近手动开关侧的位置向推杆传递作用力。

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