JP2003100171A - 集合スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さな操作力でスイッチの被操作部が操作で
きる集合スイッチ装置を提供する。 【解決手段】 被操作部５ａと、被操作部５ａにより動
作されるスイッチ５とを有し、かつ被操作部５ａを突出
させた使用可能状態と、被操作部５ａを没入させた操作
不能状態が選択可能な複数のスイッチ組立体２を配置し
た集合スイッチ装置であって、被操作部５ａを使用可能
状態へ動作させる駆動手段４の動作信号と、スイッチ５
の動作信号とによりスイッチ組立体２の操作を有効にし
たもので、駆動手段４の保持力に抗して被操作部５ａを
押圧することによりスイッチ５の動作が可能になり、こ
れによって従来の電磁ソレノイドの保持力にスイッチの
操作力を加えた押圧力で被操作部５ａを操作するものに
比べて操作力が軽減できるため、操作性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１個のスイッチに複
数の機能が割り当てられた複数のスイッチ組立体により
なる集合スイッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車等に搭載されたオー
ディオ機器等の機器を制御する場合、各スイッチに２つ
以上の機能を予め割り当て、それぞれの機能を選択する
ことにより、各種機能が利用できるようにしている。

【０００３】特に機器の制御が複雑化した機器において
は、１個のスイッチに複数の機能を割り当て、これら機
能を順次変化させることにより、複数の機能を選択する
ことがよく行われており、それぞれのスイッチに割り当
てられた機能を、各機能毎に表示するようにしたもの
と、表示しないものなどがある。

【０００４】また１個のスイッチに割り当てられた機能
を表示するようにしたものとしては、例えば特開２００
０−３３９０８５号公報に記載されたものが公知であ
る。

【０００５】前記公報の「車載用スイッチ操作装置」
は、複数のスイッチが配列されたスイッチパネルの被操
作部が、操作が可能な状態ではパネルより突出し、操作
が不可能な状態では、パネルと同一平面に没入してい
る。

【０００６】また被操作部が突出状態にあるスイッチに
は、スイッチの機能を標識するための標識画像を表示す
る表示部が設けられていると共に、スイッチの画像と標
識画像とを生成するための画像データを記憶している画
像データ記憶部ＲＯＭと、画像データ記憶部ＲＯＭの画
像データに基づいて表示部に当該画像を表示させ、かつ
当該スイッチを突出状態に制御するスイッチ配列制御部
ＡＲＣと備えていて、これらを制御する主制御部ＭＰと
がスイッチ操作信号を受けたとき当該スイッチの画像に
標識されている機能を制御するための制御信号を出力す
るように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記公報のスイ
ッチ装置のように、スイッチパネルより被操作部を突出
させて操作可能にしたものでは、スイッチを操作した際
の感覚から操作時の安心感が得られる反面、スイッチに
割り当てられた機能が増えた場合、それぞれのスイッチ
に割り当てられた機能と、実際に操作するスイッチの関
係を表示部に表示された標識を見て操作者が判断する必
要があるため、機能選択の間違いにより誤操作しやすい
などの問題がある。

【０００８】また前記公報に記載のスイッチ装置では、
図１１及び図１２に示すようにスイッチパネルａの表面
より出没自在な被操作部ｂを有するスイッチｃの下方
に、電磁ソレノイドｄが設置されていて、被操作部ｂの
突出状態を電磁ソレノイドｄにより保持する構成となっ
ている。

【０００９】しかし前記構造のスイッチ装置では図１３
に示すように、被操作部ｃの操作力ＦＳより大きな保持
力ＦＡでスイッチｃを保持する必要があり、保持力ＦＡ
が小さい場合、スイッチｃが動作される前に被操作部ｂ
が没入してしまうため、スイッチｃを動作させることが
できない。

【００１０】またこれを防止するため、スイッチｃが小
さな操作力ＦＳでも動作するようにすると、被操作部ｂ
を軽く触れただけでもスイッチｃが動作して誤動作の原
因となることから、スイッチｃの操作力ＦＳは電磁ソレ
ノイドｄの保持力ＦＡより大きくする必要があり、その
結果容量の大きな電磁ソレノイドｄを使用しなければな
らないため、スイッチｃの数が多い場合、集合スイッチ
装置が大型かつ高価になるなどの問題がある。

【００１１】本発明はかかる従来の問題点を改善するた
めになされたもので、大きな操作力を必要とせずに各ス
イッチの被操作部が操作できる集合スイッチ装置を安価
に提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、被操作部と、被操作部により
動作されるスイッチとを有し、かつ被操作部を突出させ
た使用可能状態と、被操作部を没入させた使用不能状態
が選択可能な複数のスイッチ組立体を配置した集合スイ
ッチ装置であって、被操作部を使用可能状態へ動作させ
る駆動手段の動作信号と、スイッチの動作信号とにより
スイッチ組立体の操作を有効にしたものである。

【００１３】前記構成により、駆動手段の保持力に抗し
て被操作部を押圧することによりスイッチの動作が可能
になり、これによって従来の電磁ソレノイドの保持力に
スイッチの操作力を加えた押圧力で被操作部を操作する
ものに比べて操作力が軽減できるため、集合スイッチ装
置の操作性が向上すると共に、駆動手段の保持力を小さ
くしてもスイッチの操作が可能になるため、駆動手段の
保持力を適切に選択することにより、被操作部に軽く触
れただけではスイッチが動作することがなくなるため、
誤操作の防止が図れるようになる。

【００１４】また駆動手段の保持力を小さくしてもスイ
ッチの操作が可能になるため、容量の小さい駆動手段を
使用することによりスイッチ組立体を小型化でき、これ
によってスイッチの数が多い場合でも、集合スイッチ装
置の小型化と低コスト化が図れるようになる。

【００１５】前記目的を達成するため請求項２に記載の
発明は、被操作部を使用可能状態へ動作させる駆動手段
に、非通電時は安定で、通電時は非安定となる片安定型
電磁アクチュエータを使用したものである。

【００１６】前記構成により、スイッチ組立体の使用可
能状態及び使用不能状態の動作が確実に行えると共に、
汎用の電磁アクチュエータが利用できるため、駆動手段
が安価に得られるようになる。

【００１７】前記目的を達成するため請求項３に記載の
発明は、被操作部を使用可能状態へ動作させる駆動手段
に、ステッピングモータを使用し、かつステッピングモ
ータの回転軸の一端側に被操作部を螺装すると共に、回
転軸の他端側にスイッチを設けたものである。

【００１８】前記構成により、被操作部を押圧した際の
操作力がステッピングモータの回転軸を介して直接スイ
ッチへ伝達されるため、スイッチを動作させるために必
要な操作力のみでスイッチを動作させることができ、操
作力の軽減が図れるようになる。

【００１９】前記目的を達成するため請求項４に記載の
発明は、被操作部を使用可能状態へ動作させる駆動手段
の動作信号と、スイッチの動作信号のＡＮＤにより、ス
イッチ組立体より動作信号を出力するようにしたもので
ある。

【００２０】前記構成により、駆動手段の動作信号と、
スイッチの動作信号が検出されたときにスイッチ組立体
より動作信号が出力されるため、信頼性の高い集合スイ
ッチ装置が得られるようになる。

【００２１】前記目的を達成するため請求項５に記載の
発明は、スイッチを被操作部に設けられた遮光体と、被
操作部の近傍に設けられた光センサよりなる検出部とか
ら構成したものである。

【００２２】前記構成により、被操作部と非接触で動作
信号が得られるため、操作力の軽減が図れると共に、遮
光体と光センサによりスイッチが構成できるため、スイ
ッチが安価に得られるようになる。

【００２３】前記目的を達成するため請求項６に記載の
発明は、スイッチを被操作部に設けられた磁石体と、被
操作部の近傍に設けられたホール素子よりなる検出部と
から構成したものである。

【００２４】前記構成により、被操作部と非接触で動作
信号が得られるため、操作力の軽減が図れると共に、磁
石体とホール素子によりスイッチが構成できるため、ス
イッチが安価に得られるようになる。

【００２５】前記目的を達成するため請求項７に記載の
発明は、スイッチを被操作部を使用可能状態へ動作させ
る手段と一体に設けることにより、モジュール化したも
のである。

【００２６】前記構成により、スイッチ組立体をさらに
小型化できるため、より小型の集合スイッチ装置が得ら
れるようになる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳述する。

【００２８】図１は集合スイッチ装置の構成図、図２は
スイッチ使用不能状態の断面図、図３はスイッチ使用可
能状態の断面図、図４は制御系のブロック図、図５は動
作を示すタイミングチャート、図６は被操作部（ボタ
ン）の操作力と変位位置の関係を示す線図である。

【００２９】図１に示す集合スイッチ装置の本体１は、
上面に設けられたスイッチパネル１ａの下側に複数のス
イッチ組立体２が縦横に所定の間隔で配置されている。

【００３０】各スイッチ組立体２は、本体１の底部に設
けられたプリント回路板３上に固着された支持部材２ａ
と、この支持部材２ａに作動軸４ａをほぼ垂直にして取
り付けられた片安定型電磁アクチュエータ（ソレノイ
ド）よりなる駆動手段４を有している。

【００３１】駆動手段４の作動軸４ａの下端には、作動
軸４ａを下方へ付勢する戻しバネ４ｂが設けられてい
て、非通電時に片安定状態を保持しており、作動軸４ａ
の上端には、スイッチ５の被操作部（ボタン）５ａが取
り付けられている。

【００３２】被操作部５ａは、スイッチパネル１ａに開
口された孔１ｂより上方へ出没自在となっていて、スイ
ッチ組立体２の使用不能時には上面がスイッチパネル１
ａの上面とほぼ同一平面となるよう、図２に示すように
没入されており、使用可能時には駆動手段４により図３
に示す位置まで突出されるようになっている。

【００３３】またスイッチ５は、被操作部５ａと、被操
作部５ａの下部外周に設けられた反射板よりなる遮光体
５ｂ及び被操作部５ａの近傍に設置された光センサより
なる検出部５ｃより構成されていて、被操作部５ａが没
入状態では、遮光体５ｂにより検出部５ｃが遮光され
て、検出部５ｃはオフの状態にあり、被操作部５ｃがス
イッチパネル１ａの上面に突出すると検出部５ｃへ光が
透過して、検出部５ｃがオンの状態になるよう構成され
ている。

【００３４】一方スイッチ組立体２を構成する駆動手段
４は、プリント回路板３に設けられた制御回路６に図４
に示すように接続されていて、制御回路６により駆動手
段４をオン、オフ制御することにより、被操作部５ａが
スイッチパネル１ａの上面に出没されるようになってい
ると共に、駆動手段４の通電による動作信号と、検出部
５ｃの検出による動作信号とのＡＮＤでスイッチ組立体
２が動作されたのを検出するようになっており、スイッ
チ組立体２の動作信号は、制御回路６より外部へ出力さ
れるように構成されている。

【００３５】次に前記構成された集合スイッチ装置の作
用を図５及び図６も参照して説明する。

【００３６】本体１に設けられた各スイッチ組立体２に
は、予め複数の機能が割り当てられていて、選択された
機能に応じて使用可能状態、使用不能状態に制御され
る。

【００３７】いまスイッチ組立体２に割り当てられた機
能が選択されると、該当するスイッチ組立体２の駆動手
段４に図５の（イ）に示すように通電され、これによっ
て駆動手段４により図５の（ハ）に示すように被操作部
５ａが上昇されて、被操作部５ａは図３に示すようにス
イッチパネル１ａの上面より突出する。

【００３８】また被操作部５ａが突出することにより検
出部５ｃに光が透過して、検出部５ｃが図５の（ニ）に
示すようにオンになる。

【００３９】一方図６に示すスイッチ使用可能状態で、
被操作部５ａが駆動手段４の保持力ＦＡより大き操作力
ＦＳで押圧されると、被操作部５ｃがスイッチパネル１
ａの上面より押し込まれた図２に示す位置となり、これ
によって検出部５ｃが図５の（ハ）に示すようにオフと
なり、検出部５ｃに接続されたインバータ７により反転
されて図５の（ホ）に示すようにオンとなる。

【００４０】制御回路６は、駆動手段４のオン信号（図
５のイ）と、検出部５ｃの反転出力（図５のホ）とのＡ
ＮＤでスイッチ組立体２が操作されたことを検出して、
外部へ動作信号（図５のヘ）を出力する。

【００４１】すなわち、従来ではスイッチ組立体２の動
作に必要な操作力より大きい保持力で被操作部５ｃを保
持していたのに対し、前記実施の形態では図６に示すよ
うに、駆動手段４の保持力ＦＡまでが使用可能領域とな
っていて、被操作部５ｃは突出状態に保持され、この状
態で駆動手段４の保持力ＦＡより大きい押圧力で被操作
部５ｃを押圧すると、被操作部５ｃが没入されて、スイ
ッチ組立体２が動作状態となり、これによって適度な抵
抗力により被操作部５ｃを軽く触れただけではスイッチ
組立体２が動作しないので、誤動作の防止も図れるよう
になる。

【００４２】なお図７ないし図１０はスイッチ組立体２
の変形例を示すもので、次にこれら変形例について説明
する。

【００４３】なお前記実施の形態と同一部分は、同一符
号を付してその説明を省略する。

【００４４】図７に示すスイッチ組立体２は、電磁アク
チュエータよりなる駆動手段４とスイッチ５を一体化す
ることにより、スイッチ組立体２をモジュール化したも
ので、スイッチ５の検出部５ｃを駆動手段４の上部に設
置し、反射板よりなる遮光部５ｂを駆動手段４の上部に
設置すると共に、反射板よりなる遮光部５ｂを駆動手段
４の作動軸４ａに設けた構造となっている。

【００４５】前記構成された変形例の作用は、前記実施
の形態と同様なので説明は省略するが、駆動手段４とス
イッチ５を一体化することにより、スイッチ組立体２の
可動部は、駆動手段４の作動軸４ａ及び作動軸４ａの上
端に取り付けられた被操作部５ａのみとなるため、構造
が簡単となる上小型化が可能となり、これによってスイ
ッチ組立体２が多く使用された場合でも、集合スイッチ
装置が大型化することがないと共に、プリント回路板３
上にモジュール化されたスイッチ組立体２を配置するだ
けで集合スイッチ装置が構成できるため、組立時の作業
性も向上する。

【００４６】図８に示す変形例は、ソレノイドの代わり
にステッピングモータ１０を使用した変形例を示すもの
で、ステッピングモータ１０の回転軸１０ａの上端にね
じ１０ｂを形成して、このねじ１０ｂに被操作部５ａを
螺装し、回転軸１０ａの下端にスイッチ５を設けた構造
となっている。

【００４７】そしてステッピングモータ１０の回転軸１
０ａを正逆回転させることにより、被操作部５ａを使用
可能状態に突出させたり、使用不能状態に没入できるよ
うになっていて、使用可能状態で被操作部５ａを押圧す
ると、ステッピングモータ１０の回転軸１０ａを介して
スイッチ５が動作されるようになっている。

【００４８】この変形例によれば、被操作部５ａを押圧
した際の操作力が回転軸１０ａを介して直接スイッチ５
へ伝達されるため、スイッチ５を動作させるために必要
な操作力のみでスイッチ５を動作させることができ、操
作力の軽減が図れる効果がある。

【００４９】図９及び図１０に示す変形例は、スイッチ
５の検出部５ｃにホール素子を使用し、また被操作部５
ａ側に磁石体５ｄを設けたもので、検出部５ｃが検出し
たホール電圧を、コンパレータを用いて「Ｈ」及び
「Ｌ」電圧に変換し、スイッチ信号として制御回路６へ
出力するように構成されており、図９な使用不能状態、
図１０は使用可能状態を示している。

【００５０】この変形例の場合も、前記実施の形態と同
様な作用効果が得られるようになる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、被操作
部を使用可能状態へ動作させる駆動手段の動作信号と、
スイッチの動作信号とによりスイッチ組立体の操作を有
効にしたことから、駆動手段の保持力に抗して被操作部
を押圧することによりスイッチの動作が可能になるた
め、従来の電磁ソレノイドの保持力にスイッチの操作力
を加えた押圧力で被操作部を操作するものに比べて操作
力が軽減でき、これによって集合スイッチ装置の操作性
が向上すると共に、駆動手段の保持力を小さくしてもス
イッチの操作が可能になるため、駆動手段の保持力を適
切に選択することにより、被操作部に軽く触れただけで
はスイッチが動作することがなくなるため、誤操作の防
止が図れるようになる。

【００５２】また駆動手段の保持力を小さくしてもスイ
ッチの操作が可能になるため、容量の小さい駆動手段を
使用することによりスイッチ組立体を小型化でき、これ
によってスイッチの数が多い場合でも、集合スイッチ装
置の小型化と低コスト化が図れるようになる。

【００５３】請求項２に記載の発明によれば、被操作部
を使用可能状態へ動作させる駆動手段に、非通電時は安
定で、通電時は非安定となる片安定型電磁アクチュエー
タを使用したことから、スイッチ組立体の使用可能状態
及び使用不能状態の動作が確実に行えると共に、汎用の
電磁アクチュエータが利用できるため、駆動手段が安価
に得られるようになる。

【００５４】請求項３に記載の発明によれば、被操作部
を使用可能状態へ動作させる駆動手段に、ステッピング
モータを使用し、かつステッピングモータの回転軸の一
端側に被操作部を螺装すると共に、回転軸の他端側にス
イッチを設けたことから、被操作部を押圧した際の操作
力がステッピングモータの回転軸を介して直接スイッチ
へ伝達されるため、スイッチを動作させるために必要な
操作力のみでスイッチを動作させることができ、操作力
の軽減が図れるようになる。

【００５５】請求項４に記載の発明によれば、被操作部
を使用可能状態へ動作させる駆動手段の動作信号と、ス
イッチの動作信号のＡＮＤにより、スイッチ組立体より
動作信号を出力するようにしたことから、駆動手段の動
作信号と、スイッチの動作信号が検出されたときにスイ
ッチ組立体より動作信号が出力されるため、信頼性の高
い集合スイッチ装置が得られるようになる。

【００５６】請求項５に記載の発明によれば、スイッチ
を被操作部に設けられた遮光体と、被操作部の近傍に設
けられた光センサよりなる検出部とから構成したことか
ら、被操作部と非接触で動作信号が得られるため、操作
力の軽減が図れると共に、遮光体と光センサによりスイ
ッチが構成できるため、スイッチが安価に得られるよう
になる。

【００５７】請求項６に記載の発明によれば、スイッチ
を被操作部に設けられた磁石体と、被操作部の近傍に設
けられたホール素子よりなる検出部とから構成したこと
から、被操作部と非接触で動作信号が得られるため、操
作力の軽減が図れると共に、磁石体とホール素子により
スイッチが構成できるため、スイッチが安価に得られる
ようになる。

【００５８】請求項７に記載の発明によれば、スイッチ
を被操作部を使用可能状態へ動作させる手段と一体に設
けることにより、モジュール化したことから、スイッチ
組立体をさらに小型化できるため、より小型の集合スイ
ッチ装置が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
構成図である。

【図２】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置を
構成するスイッチ組立体の使用不能状態の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置を
構成するスイッチ組立体の使用可能状態の断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
制御系のブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
作用を示すタイミングチャートである。

【図６】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
被操作部の押圧力と変位位置の関係を示す線図である。

【図７】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
変形例を示す説明図である。

【図８】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
変形例を示す説明図である。

【図９】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置の
変形例を示す説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態になる集合スイッチ装置
の変形例を示す説明図である。

【図１１】従来の集合スイッチ装置の使用不能状態を示
す説明図である。

【図１２】従来の集合スイッチ装置の使用可能状態を示
す説明図である。

【図１３】従来の集合スイッチ装置の被操作部の押圧力
と変位位置の関係を示す線図である。

【符号の説明】

２ スイッチ組立体 ４ 駆動手段 ５ スイッチ ５ａ 被操作部 ５ｂ 遮光体 ５ｃ 検出部 １０ ステッピングモータ １０ａ 回転軸

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 35/00 Ｈ０１Ｈ 35/00 Ｆ 36/00 36/00 Ｋ Ｍ Ｆターム(参考） 5B020 DD02 EE01 5G006 AA07 AA09 5G046 BD13 5G055 AA15 AB08 AC04 AG02 AG34

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被操作部と、前記被操作部により動作さ
   れるスイッチとを有し、かつ前記被操作部を突出させた
   使用可能状態と、前記被操作部を没入させた使用不能状
   態が選択可能な複数のスイッチ組立体を配置した集合ス
   イッチ装置であって、前記被操作部を使用可能状態へ動
   作させる駆動手段の動作信号と、前記スイッチの動作信
   号とにより、前記スイッチ組立体の操作を有効にするこ
   とを特徴とする集合スイッチ装置。
2. 【請求項２】 前記被操作部を使用可能状態へ動作させ
   る駆動手段に、非通電時は安定で、通電時は非安定とな
   る片安定型電磁アクチュエータを使用してなる請求項１
   に記載の集合スイッチ装置。
3. 【請求項３】 前記被操作部を使用可能状態へ動作させ
   る駆動手段に、ステッピングモータを使用し、かつ前記
   ステッピングモータの回転軸の一端側に前記被操作部を
   螺装すると共に、前記回転軸の他端側に前記スイッチを
   設けてなる請求項１に記載の集合スイッチ装置。
4. 【請求項４】 前記被操作部を使用可能状態へ動作させ
   る駆動手段の動作信号と、前記スイッチの動作信号のＡ
   ＮＤにより、前記スイッチ組立体より動作信号を出力す
   るようにしてなる請求項１ないし３の何れかに記載の集
   合スイッチ装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチを、前記被操作部に設けら
   れた遮光体と、前記被操作部の近傍に設けられた光セン
   サよりなる検出部とから構成してなる請求項１ないし４
   の何れかに記載の集合スイッチ装置。
6. 【請求項６】 前記スイッチを、前記被操作部に設けら
   れた磁石体と、前記被操作部の近傍に設けられたホール
   素子よりなる検出部とから構成してなる請求項１ないし
   ４の何れかに記載の集合スイッチ装置。
7. 【請求項７】 前記スイッチを、前記被操作部を使用可
   能状態へ動作させる駆動手段と一体に設けることによ
   り、前記スイッチ組立体をモジュール化してなる請求項
   １ないし６の何れかに記載の集合スイッチ装置。