CN115376853A - 开关装置 - Google Patents

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CN115376853A CN202210490537.5A CN202210490537A CN115376853A CN 115376853 A CN115376853 A CN 115376853A CN 202210490537 A CN202210490537 A CN 202210490537A CN 115376853 A CN115376853 A CN 115376853A
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Abstract

本发明涉及电开关装置。本发明的课题在于提供一种即使小型也能够获得适当的操作力，操作人员能够获得适当的节制感的开关。上述开关具备：旋钮(10)，被支承为能够沿线方向移动；支承体(40)，支承旋钮(10)；开关主体(30)，通过旋钮(10)的操作，而进行电切换；以及节制体(20)，对旋钮(10)的操作赋予节制感，旋钮(10)、开关主体(30)以及节制体(20)在线方向串联配置。

Description

开关装置
技术领域
本发明涉及电开关装置。
背景技术
作为开关装置的一个例子，具有形成在由驾驶员操作的换挡杆的杆主体的前端部的停车开关装置(例如，专利文献1)。
专利文献1：日本特开2020-111297号公报
然而，在专利文献1所示的开关装置中，由于小型而难以获得适当的操作力，存在操作人员难以获得适当的节制感的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种即使小型也能够获得适当的操作力，操作人员能够获得适当的节制感的开关装置。
为了实现上述目的，提供一种开关装置，具备：旋钮，被支承为能够沿线方向移动；支承体，支承旋钮；开关主体，通过旋钮的操作，进行电切换；以及节制体，对旋钮的操作赋予节制感，旋钮、开关主体以及节制体在线方向上串联配置。
根据本发明的开关装置，能够提供一种即使小型也能够获得适当的操作力，操作人员能够获得适当的节制感的开关装置。
附图说明
图1是搭载有本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的车辆的驾驶座前方的图。
图2是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的概略构造剖视图。
图3是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的电路说明图。
图4是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的行程特性图。
图5是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的动作说明的概略构造剖视图。
图6是本发明的第二实施方式所涉及的开关装置的概略构造剖视图。
图7是本发明的第二实施方式所涉及的开关装置的行程特性图。
附图标记说明
1…开关装置；10…旋钮；11…支柱部；12…操作部；13…按下部；14…收纳部；14a…安装部；15…按下部；16…延伸部；20…橡胶垫圈；21…基部；22…圆筒部；23…裙部；24…固定部；25…金属圆顶；26…圆顶部；27…固定部；30…主体；31…壳体；32…操作部；40…支承体；41…支承部；42…支承部(壁)；43…支承部；44…支承部；50…电路基板；60…方向盘；70…刮水器系统杆；80…换挡杆；90…柱；100…车辆。
具体实施方式
[第一实施方式]
图1是搭载有本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的车辆的驾驶座前方的图。图2是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的概略构造剖视图，是图1的A-A剖视图。图3是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的电路说明图。
开关装置1能够作为接受对作为控制对象的设备的操作的开关装置发挥功能，能够应用于各种设备。在本实施方式中，使搭载于车辆100的换挡杆80的作为控制对象的设备例如为EPB(Electric Parking Brake：电子驻车制动系统)进行说明。
本发明的实施方式所涉及的开关装置1搭载于图1所示的从车辆100的柱90延伸的棒状的换挡杆80的前端部附近。
如图2所示，开关装置1由旋钮10、作为节制体的橡胶垫圈20、开关的主体30、以及支承体40(换挡杆80)和电路基板50构成。
旋钮10为树脂制，具有支柱部11、操作部12、按压主体30的按下部13、收纳部14、以及按压橡胶垫圈20的按下部15。旋钮10被支承体40(换挡杆80)的支承部41支承为能够沿图2的上下方向的线方向移动。
支柱部11是在沿着作为支承体40的换挡杆80的方向上具有轴的柱状。操作部12在支柱部11的一个端部(图2的上端)形成为比支柱部11稍宽的凸缘状。操作部12配置于换挡杆80的前端部。操作部12是在操作人员进行开关装置1的操作时按压的部位。
按下部13形成于从支柱部11的另一个端部(图2的下端)向沿着换挡杆80的方向延伸的位置。按下部13是在操作人员按压操作部12时，旋钮10按压主体30的部位。
收纳部14是形成于支柱部11的另一个端部(图2的下端)的凹部。收纳部14收纳橡胶垫圈20。另外，安装部14a是安装橡胶垫圈20的部位。
按下部15是收纳部14的底面(图2的收纳部14的上表面)。按下部15是在操作人员按压操作部12时，旋钮10按压橡胶垫圈20的部位。
橡胶垫圈20为橡胶制且为大致旋转对称形状。橡胶垫圈20具有圆柱形状的基部21、圆筒形状的圆筒部22、薄壁的裙部23以及固定部24。作为对称轴的一个端部的圆筒部22的直径小，作为另一个端部的固定部24的直径大。
橡胶垫圈20将橡胶垫圈20的直径大的固定部24那一侧安装于旋钮10的安装部14a，并收纳于旋钮10的收纳部14。另外，橡胶垫圈20将橡胶垫圈20的直径小的圆筒部22那一侧搭载于支承体40的支承部42。
即，橡胶垫圈20以被旋钮10与支承体40的支承部42夹持的状态配置。因此，当操作旋钮10时，橡胶垫圈20与旋钮10一起移动，另一方面，支承部42成为限制橡胶垫圈20的移动的壁。而且，橡胶垫圈20的裙部23、圆筒部22等作为变形部而弹性变形。
橡胶垫圈20以及橡胶垫圈20的安装部14a、支承部42配置在旋钮10的宽度(图2的左右方向)以内。因此，支承体40(换挡杆80)不受安装了橡胶垫圈20的制约，而能够形成得较细。另外，橡胶垫圈20的直径小的圆筒部22那一侧成为橡胶垫圈20的旋钮10的外侧，成为限制橡胶垫圈20的移动的壁的支承部42能够设计得较小。而且，能够增大按压主体30的按下部13周边的旋钮10的设计自由度。
主体30由壳体31和操作部32构成。主体30在壳体31内具有两个微型开关。微型开关具有电接点部和小型的橡胶(未图示)。操作部32能够在图2的上下方向移动地支承于壳体31。
操作部32被弹簧施加向上方向的作用力，在没有施加来自上方的力时，如图2所示，成为大幅突出的状态。然后，当操作部32被旋钮10的按下部13按压而施加来自上方的力时，操作部32成为突出小的状态，并且按压小型的橡胶(未图示)。然后，橡胶(未图示)变形，电接点部的连接状态发生变化，两个微型开关的状态发生变化。
如图3所示，主体30的两个微型开关分别具有两个接点部。两个接点部在未被操作部32按压的状态下是断开的状态，在被按压的状态下是接通的状态。
主体30搭载于电路基板50。而且，如图3所示，主体30采用能够成为始终存在关闭电路的常闭电路的电路结构。
即，主体30的两个电端子：P SW1·P SW2与两个微型开关连接。两个微型开关各自的断开侧的端子与主体30的电端子：P SW3连接。另外，两个微型开关各自的接通侧的端子与主体30的电端子：P SW4连接。由此，在两个微型开关断开时，电端子：P SW1·P SW2具有与电端子：P SW3连接的路径。另外，在两个微型开关接通时，电端子：P SW1·P SW2具有与电端子：P SW4连接的路径。
通过该主体30的电路结构，开关装置1成为始终存在关闭电路的常闭电路，成为具有断线等异常检测优良的故障安全功能的装置。
此外，电路基板50可以是板状的基板，也可以是柔性基板。或者，也可以省略基板，从主体直接输出电缆。
(开关装置1的动作)
图4是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的行程特性图。图5是本发明的第一实施方式所涉及的开关装置的动作说明的概略构造剖视图。图5(a)是操作前的图，图5(b)是拐点1附近的图，图5(c)是拐点3附近的图。
图4是横轴为旋钮10的行程(mm)，纵轴为在旋钮10产生的力(N)的行程特性图。操作人员操作开关装置1之前的状态是旋钮10的行程(mm)的基准位置，此时的力(N)为0(N)。操作人员根据按压旋钮10的操作部12的行程，感觉在旋钮10产生的力。另外，图4的行程的位置a、b、c处的各个开关装置的概略构造剖视图是图5(a)、图5(b)、图5(c)。
图5(a)是操作人员操作开关装置1之前的状态的图。橡胶垫圈20在没有施加外力的状态下，是没有变形的状态。主体30的操作部32是大幅突出的状态。主体30的两个微型开关分别为断开的状态。
当从图5(a)的状态开始，操作人员按压旋钮10的操作部12时，最初，主要是橡胶垫圈20的裙部23弹性变形。主体30的操作部32被旋钮10的按下部13按压，突出逐渐变小。主体30的两个微型开关依然分别为断开的状态。
图5(b)是图4的拐点1附近的状态的图。此时，旋钮10下降，成为旋钮10的按下部15与橡胶垫圈20的基部21接触的状态。
当从图5(b)的状态开始，操作人员进一步按压旋钮10的操作部12时，接着，橡胶垫圈20的圆筒部22也弹性变形。主体30的操作部32被旋钮10的按下部13按压，突出进一步变小。主体30的两个微型开关依然分别为断开的状态。
操作人员按压旋钮10的操作部12，由此操作人员感觉到的力如图4所示，从行程的位置：a到位置：b较小，在位置：b以后，圆筒部22的变形的影响变大。对于变形所需的力而言，与薄且横向扩展的裙部23相比，在旋钮10的移动方向上具有轴的圆筒部22比裙部23厚，因此比裙部23大。而且，在行程的位置：b亦即拐点1以后，操作人员感觉到的力变大的状态持续到拐点2。
拐点2是由于橡胶垫圈20的圆筒部22从拐点2到拐点3被压扁而产生的，在拐点2处行程特性取最大值。即，行程力随着接近拐点2而增大，在拐点2成为峰值，若超过拐点2则减小。而且，操作人员感觉到显著的节制感。节制感是橡胶特有的具有柔软的弹力的感触。该感触适用于搭载在车辆100的换挡杆80的EPB的开关装置1。
而且，与操作人员感觉到的该节制感相匹配，主体30进行电切换。即，在拐点2与拐点3之间的拐点2的周边，通过主体30的操作部32被旋钮10的按下部13按压，主体30的两个微型开关从断开的状态变为接通的状态。而且，图3的两个电端子：P SW1·P SW2从与电端子：P SW3连接的状态变为与电端子：P SW4连接的状态。
此外，严格来说，为了进行将主体30的微型开关从断开的状态变为接通的状态的操作，也需要力。但是，在小型的微型开关中，没有充分产生操作人员感觉到的力。因此，另外使用作为与电切换无关的节制体的橡胶垫圈20。
假设橡胶垫圈20是与主体30的微型开关的橡胶相似的形状，相似比为2，则相对于旋转轴垂直的方向的面积为4倍，圆筒部22等的壁厚也成为2倍。于是，一个橡胶垫圈20成为比两个微型开关大几倍的行程力。即使相似形状不相同，通过添加橡胶垫圈20，也能够产生操作人员充分感觉到的力。
图5(c)是成为图4的拐点3附近的行程的位置：c处的状态的图。橡胶垫圈20为圆筒部22被压扁的状态。主体30的操作部32为稍微突出的状态。主体30的两个微型开关分别为接通的状态。
当从图5(c)的状态开始，操作人员进一步按压旋钮10的操作部12时，进一步按压已压扁的橡胶垫圈20。因此，如图4所示，在拐点3以后，操作人员感觉到的力再次变大。另外，变形所需的力大于使未压扁的圆筒部22弹性变形的力。实际上，行程在该附近停止。
然后，若操作人员停止对EPB的旋钮10的操作部12的按下操作，则旋钮10借助橡胶垫圈20的弹力和主体30的操作部32的作用力，返回到图5(a)的状态。主体30的两个微型开关分别成为断开的状态。
(本发明的第一实施方式的效果)
根据上述的本发明的实施方式，在旋钮和开关主体添加与电切换无关的节制体，并将它们串联配置。由此，即使小型也能够获得充分的节制感。
[第二实施方式]
图6是本发明的第二实施方式所涉及的开关装置的概略构造剖视图，是图1的A-A剖视图。图7是本发明的第二实施方式所涉及的开关装置的行程特性图。在以下的说明中，对具有与第一实施方式相同的结构及功能的部分标注相同的引用数字。
该开关装置1在第一实施方式中说明的开关装置1的节制体和该节制体的配置关系等方面与第一实施方式不同。
节制体使用金属圆顶25来代替橡胶垫圈20。另外，对于配置而言，代替节制体位于旋钮10与主体30之间的配置，而采用按照旋钮10、主体30以及节制体的顺序的串联配置。另外，节制体采用安装于支承体40且被夹在该支承体40与旋钮10之间的配置，来代替安装于旋钮10且被夹在该旋钮10与支承体40之间的配置。而且，旋钮10、支承体40等的形状为与它们对应的形状。以下，主要对该不同点进行说明。
如图6所示，金属圆顶25为金属制且为旋转对称形状。金属圆顶25具有成为变形部的圆顶形状的圆顶部26和固定部27。金属圆顶25的固定部27安装于支承体40的支承部44。
旋钮10具有支柱部11、操作部12、按下部13、按下部15以及延伸部16。按下部13是支柱部11的另一个端部(图6的下端)。按下部13是在操作人员按压操作部12时，旋钮10按压主体30的部位。按下部15形成于从支柱部11的另一个端部(图6的下端)向沿着换挡杆80的方向延伸的延伸部16的前端。按下部15是在操作人员按压操作部12时，旋钮10按压金属圆顶25的部位。延伸部16相对于主体30延伸到旋钮10的与支柱部11、操作部12相反的一侧，到达金属圆顶25附近。
图7是基于金属圆顶25的开关装置1的行程特性图。图7与图4的基于橡胶垫圈20的开关装置1的行程特性图同样，具有拐点1、拐点2、拐点3。这里，基于金属圆顶25的行程特性为拐点2与拐点3之间的斜率比橡胶垫圈20陡峭。因此，在拐点2与拐点3之间操作人员感觉到的节制感成为“咔嚓”“咔嚓”这样的金属的硬的抑扬顿挫的感触。
如以上那样，根据本实施方式，也能够获得对于第一实施方式说明的作用及效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只不过是一个例子，并不限定权利要求书所涉及的发明。这些新的实施方式及其变形例能够以其他的各种方式实施，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更等。
在以上说明的实施方式中，示出了使用橡胶垫圈、金属圆顶作为节制体的结构，但不限于此。例如，不限于单一部件的节制体，也可以是使用了弹簧和夹具的机构等。
另外，示出了节制体与主体的开关的电切换无关地配置在旋钮与支承体之间的结构，但不限于此。例如，也可以是节制体配置在旋钮与主体的操作部之间的结构。
另外，示出了使用一个节制体的结构，但也可以是使用多个节制体的结构。此时，可以是串联排列，也可以是并联排列。但是，多个节制体的配置优选为在旋钮的移动方向上串联。
另外，作为具有故障安全功能的结构，示出了具有两个微型开关，各自的接通和断开的端子被接线而成为常闭电路的结构，但不限于此。例如，两个微型开关也可以是各自的端子未被接线的常闭电路。另外，具有故障安全功能的结构不限定于常闭电路。
另外，示出了主体具备两个微型开关的结构，但不限于此。例如，主体也可以具备单个开关，通过节制体来增加开关装置的节制感。或者，也可以具备两个以上的开关。
另外，示出了将换挡杆本身作为支承体的结构，但也可以另外设置支承体，将开关装置搭载于换挡杆。
另外，使搭载于车辆的换挡杆的作为控制对象的设备为EPB进行了说明，但不限于此。例如，也可以作为模式切换等的开关装置搭载于其他杆的前端部。另外，并不限于搭载于杆，在搭载面积具有限制且进深有余地的场所的情况下，特别有效。
此外，在这些实施方式中说明的特征的组合的全部不限于必须是用于解决发明的课题的手段。另外，这些实施方式及其变形例包含在发明的范围以及主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (8)

1.一种开关装置，其特征在于，具备：
旋钮，被支承为能够沿线方向移动；
支承体，支承所述旋钮；
开关主体，通过所述旋钮的操作，而进行电切换；以及
节制体，对所述旋钮的操作赋予节制感，
所述旋钮、所述开关主体以及所述节制体在所述线方向串联配置。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，
所述节制体能够与所述旋钮一起移动，
所述开关装置具备对所述节制体的移动进行限制的壁。
3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于，
所述节制体安装于所述旋钮。
4.根据权利要求2或3所述的开关装置，其特征在于，
所述壁设置于所述支承体。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的开关装置，其特征在于，
所述开关主体的操作部在所述线方向上，相对于所述壁配置于所述开关主体侧。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的开关装置，其特征在于，
所述节制体是具有直径大的一侧和直径小的一侧的形状，在所述旋钮与所述开关主体之间配置为所述直径小的一侧成为所述开关主体侧。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的开关装置，其特征在于，
所述节制体是具有固定部和变形部的橡胶垫圈。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的开关装置，其特征在于，
所述支承体搭载于棒状的杆。
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