JP2009104798A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】端子部と電線との接続作業が容易に行えるスイッチ装置を提供することにある。
【解決手段】スイッチ装置ＳＷは、ケース１と、ケース１に移動自在に取り付けられた操作部２と、ケース１に収納され操作部２のケース１に対する規定位置からの変位を検出する検出ブロックＢＫとを備え、検出ブロックＢＫは、操作部２の変位に応じて移動する作動子３と、検出コイルを有した検出部４と、作動子３に取り付けられ作動子３の移動に伴って検出コイルとの距離が変化する被検出部５と、検出コイルに出力した電流と検出コイルのインピーダンスとにより決まる電圧信号を操作部２の変位を示す電気信号に変換する信号処理部６と、一端部が信号処理部６に接続されるとともに他端部がケース１から外方に突出された電線接続用の端子部７とを有し、端子部７の他端部は、ケース１の厚み方向に直交する方向においてケース１から突出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作部の変位を検出するスイッチ装置に関するものである。

従来から、人が手で持つ把持部（例えば、操作レバーや操作ノブ）を有し、把持部の操作内容（例えば操作レバーを傾けた方向や、その傾きの大きさ）に応じた電気信号を出力する操作装置（一例としてはジョイスティック装置）が提供されている。この種の操作装置は、例えば、油圧ショベルやクレーンなどの建設機械を操作するために用いられ、油圧ショベルの場合は、操作装置によって、バケットの掘削／開放や、アームの曲げ／伸ばし、ブームの上げ／下げなどが行われる。

ところで、上述したような油圧ショベルでは、アタッチメントとして、バケットの代わりに、圧砕機（クラッシャ）や、グラップル、リフティングマグネット、カッタなどを利用することができるようになっている。

上記アタッチメントは、その種類によって、アタッチメント用のアクチュエータ（例えば油圧シリンダやモータ）の数や種類が異なっており、機構が複雑なもの（複雑な動作を行うもの）では、操作装置の把持部による操作だけでは操作することが困難である。

そこで、人が把持部を持ったまま操作を行えるように、把持部の先端部に、人が指で操作するスイッチ装置を設けた操作装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１におけるスイッチ装置は、人が操作していないときは中立位置に位置し、人の操作によって中立位置から移動される操作部と、操作部とともに変位する磁石（永久磁石）と、磁石の変位によって生じた磁界の強度変化を検出する磁気センサ（例えば、磁気抵抗素子やホール素子など）とを備えている。このスイッチ装置は、磁石の変位（すなわち操作部の変位）を検出し、その変位に比例した電気信号を出力する、所謂比例制御スイッチである。

しかしながら、上記特許文献１のような磁気センサを利用したスイッチ装置では、磁気センサが外部磁場や、把持部の操作時の振動の影響を受け易く、外部磁場などを操作部の変位として誤検出するおそれがあり、操作部の変位の検出精度が悪いという問題があった。

かかる問題に鑑み、本発明者らは、磁気センサの変わりに検出コイルを利用したスイッチ装置に想到するに至った。

このスイッチ装置ＳＷは、図５に示すように、ケース１と、当該ケース１に移動自在に取り付けられた操作部２と、ケース１に収納され操作部２のケース１に対する規定位置からの変位を検出する検出ブロックＢＫとを備えている。

検出ブロックＢＫは、操作部２の変位に応じて所定方向に移動する作動子３と、検出コイルＬ（図８参照）を有する検出部４と、作動子３に取り付けられ作動子３の移動に伴って検出コイルＬとの距離が変化する被検出部５と、検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の電流を出力し当該電流及び検出コイルＬのインピーダンスにより決まる電圧信号を操作部２の変位を示す電気信号に変換する信号処理部６と、金属板より形成され信号処理部６に接続された複数（図示例では３つ）の電線接続用の端子部７とを備えている。なお、図５および図６では検出コイルＬを省略している。

作動子３は、絶縁性を有する樹脂材料により円柱状に形成されており、小径部３ａと、小径部３ａにおける操作部２側の端部（図５における上端部）に形成された大径部３ｂとを一体に備えている。大径部３ｂは、小径部３ａと中心軸が一致する形に形成されており、その外周面には、溝部３ｃが大径部３ｂの外周面を一周する形に形成されている。

検出部４は、円筒状のコイルボビン４ａと、当該コイルボビン４ａに巻回された検出コイルＬとを有している。ここで、コイルボビン４ａは、絶縁性を有する樹脂材料からなる樹脂成形品であって、検出コイルＬが巻回される巻胴部４ｂと、巻胴部４ｂの軸方向一端側（図５における上端側）に形成された第１の鍔部４ｃと、巻胴部４ｂの軸方向他端側（図５における下端側）に形成された第２の鍔部４ｄとを一体に備えている。コイルボビン４ａの内径は、作動子３の小径部３ａの外径以上、大径部３ｂの外径未満に設定されている。また、第１の鍔部４ｃには、検出部４をケース１に取り付けるための取付孔４ｅが形成されている。第２の鍔部４ｄは、巻胴部４ｂの軸方向他端側の端部を軸方向他端側に突出させる形で巻胴部４ｂに形成されている。

被検出部５は、例えば、フェライトなどの磁性材料や金属材料により形成された円柱状のコアからなり、その中心軸を小径部３ａの中心軸に一致させる形で小径部３ａにインサートされることで、作動子３に取り付けられている。

ここで、作動子３の小径部３ａの外面には、作動子３の中心軸方向を長手方向とする溝からなる流路部３ｄが形成されている。この流路部３ｄは、小径部３ａをコイルボビン４ａの内側に差し入れた際に、コイルボビン４ａの軸方向一端側の空間部（図５における下側の空間部）と、軸方向他端側の空間部（図５における上側の空間部）とを連通させることで、空気の圧力が偏らないようにし、作動子３がコイルボビン４ａ内をスムーズに移動できるようにするためのものである。

信号処理部６は、電子部品（図示せず）が実装された矩形板状のプリント基板６ａにより構成されており、図８に示すように、駆動回路Ａと、信号処理回路Ｂとを有している。プリント基板６ａには、巻胴部４ｂの軸方向他端側の端部と凹凸嵌合する嵌合孔６ｂと、各端子部７用の挿通孔６ｃとが厚み方向に貫設されている。

駆動回路Ａは、検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の電流（つまり検出コイルＬのインピーダンスに依存しない定電流）を出力する電流回路であり、所定の振幅の直流電圧に所定の周波数及び振幅の交流電圧を重畳した電圧を発生する発振回路Ａ１と、発振回路Ａ１が出力する電圧を電流に変換するＶ−Ｉ回路（電圧−電流変換回路）Ａ２とから構成されている。

信号処理回路Ｂは、駆動回路Ａが出力する電流及び検出コイルＬのインピーダンスにより決まる検出コイルＬの両端電圧（検出信号）のピーク値Ｖ１に応じて、被検出部５と検出コイルＬとの位置情報、すなわち、操作部２の変位を示す出力信号Ｖｏｕｔを出力する。この信号処理回路Ｂは、ピークホールド回路Ｂ１と、ＡＤ変換回路Ｂ２と、レベルシフト部Ｂ３ａ、温度補償部Ｂ３ｂ、及び増幅部Ｂ３ｃを有するデジタル演算ブロックＢ３とから構成されている。ピークホールド回路Ｂ１では、検出コイルＬの両端電圧のピーク値Ｖ１を抽出し、ＡＤ変換回路Ｂ２では、ピーク値Ｖ１をデジタル信号ＤＶ１に変換するようになっている。そして、デジタル演算ブロックＢ３では、デジタル信号演算としてレベルシフト部Ｂ３ａで所定のデジタル量を加算してレベルシフトを行ったデジタル信号ＤＶ２を出力し、温度補償部Ｂ３ｂでは、温度補償を実行する演算をデジタル信号ＤＶ２に対して行い、増幅部Ｂ３ｃでは、温度補償部Ｂ３ｂが出力するデジタル信号を増幅して、デジタル信号の出力信号Ｖｏｕｔを出力するようになっている。

端子部７は、板状の金属材料により長尺上に形成されている。この端子部７は、一端部（図５における上端部）をプリント基板６ａの挿通孔６ｃに挿通させた状態で半田付けすることによってプリント基板６ａに接続、固定される。そして、この端子部７に外部回路の電線（リード線など）を半田付けなどにより接続することによって、信号処理部６と外部回路とが電気的に接続され、スイッチ装置ＳＷの信号処理部６への給電や、信号処理部６の出力信号Ｖｏｕｔを外部回路に送出することが可能となる。

ケース１は、絶縁性を有する樹脂材料からなる樹脂成形品であるボディ８およびカバー９により構成されている。

ボディ８は、矩形箱状に形成されており、その厚み方向一面側（図５における上面側）および厚み方向他面側（図５における下面側）それぞれが開口されている。ボディ８の幅方向（図５において紙面に垂直な方向）における両側面それぞれには、図６に示すように、操作部２の揺動軸（ハンドル軸）となる軸部１０用の軸受孔８ａが厚み方向一面側の中央部に位置する形に形成されている。これら軸受孔８ａは中心軸が一致している。また、ボディ８の外周面の厚み方向一面側には、側方に突出する鍔部８ｂがボディ８の外周面を一周する形に形成されている。また、ボディ８の長さ方向両側面それぞれには、上述したような操作装置の把持部にボディ８を取り付けるために用いられる取付片８ｃが一体に突設されている。

ボディ８の内部には、ボディ８の内部を厚み方向一面側（図５における上面側）と他面側（図５における下面側）とに２分する隔壁部（仕切部）８ｄが形成されており、ボディ８の内部における隔壁部８ｄより厚み方向一面側の空間部は、操作部２が配置される操作部収納室８ｅとして、隔壁部８ｄより厚み方向他面側の空間部は、主として検出部４および信号処理部６を収納する電子部品収納室８ｆとして用いられる。

電子部品収納室８ｆの内周面には、プリント基板６ａの厚み方向一面（図５における上面）に当接するリブ８ｇが周設されている。つまり、プリント基板６ａは、厚み方向一面がリブ８ｇに当接された状態で、電子部品収納室８ｆに収納される。

隔壁部８ｄにおける厚み方向一面側（図５における上面側）には、一対の円形状の凹所８ｈが形成されている。一対の凹所８ｈは、図７に示すように、隔壁部８ｄの長さ方向（ケース１の長さ方向）において離間するとともに、当該長さ方向に沿った方向において、それぞれの中心が一直線上に位置しない（重ならない）形にずらして配置されている（一対の凹所８ｈの中心同士を結ぶ直線はケース１の長さ方向と交差している）。また、各凹所８ｈの底面部には、円筒状の第１の周壁部８ｉと、第１の周壁部８ｉの外径よりも大きい内径を有する円筒状の第２の周壁部８ｊとが凹所８ｈと中心軸を一致させた形で突設されている。第１の周壁部８ｉの内径は、作動子３の大径部３ｂの外径よりも大きく設定されている。なお、図７では、作動子３および後述する被覆部１２を省略している。

ところで、スイッチ装置ＳＷでは、片方の凹所８ｈの底面部にのみ、作動子３用の挿通孔８ｋを形成している。挿通孔８ｋは、第１の周壁部８ｉで囲まれた底面部の中央に、その中心軸を凹所８ｈの中心軸と一致させる形で形成されており、その内径は、作動子３の小径部３ａの外径以上、作動子３の大径部３ｂの外径未満の大きさに設定されている。作動子３は、小径部３ａを挿通孔８ｋに挿通した状態で、ケース１に取り付けられる。ここで、作動子３の小径部３ａを挿通孔８ｋに挿通させる際には、作動子３の小径部３ａに、作動子３を操作部２側に付勢することで作動子３を復帰させる作動子ばね１１が被嵌される。作動子ばね１１としてはコイルスプリング（コイルばね）を用いている。この作動子ばね１１は、軸方向一端部（図５における上端部）が大径部３ｂにおける軸方向他端面（図５における下面）に当接され、軸方向他端部（図５における下端部）が挿通孔８ｋの周縁部における軸方向一端側（図５における上端側）に当接される。また、作動子ばね１１の自然長は、操作部２の位置（回動位置）によらずに、作動子３が操作部２に当接するような長さに設定している。

隔壁部８ｄにおける厚み方向一面側には、一対の支持リブ８ｌが突設されている。支持リブ８ｌは、図７に示すように、ケース１の幅方向において一方の凹所８ｈに隣接するとともに、ケース１の長さ方向において他方の凹所８ｈと重なる形に配置されている（したがって、一対の凹所８ｈ同士を結ぶ直線と、一対の支持リブ８ｌ同士を結ぶ直線とが交差している）。一対の支持リブ８ｌそれぞれには、操作部２をケース１に取り付けた際に、後述する復帰ばね１３の一対の腕部１３ｂそれぞれが当接される。

一方、隔壁部８ｄにおける厚み方向他面側には、検出部４の第１の鍔部４ｃの取付孔４ｅに挿通される取付リブ８ｍが一対の凹所８ｈそれぞれに対応する形に突設されている。

ところで、隔壁部８ｄには、作動子３が挿通される挿通孔８ｋが形成されているため、操作部収納室８ｅと、電子部品収納室８ｆとは、挿通孔８ｋにより連通している。ここで、操作部収納室８ｅは被水環境下に置かれるため、操作部収納室８ｅ内に水や埃などの異物が入り込んだ場合には、これら異物が挿通孔８ｋを通じて電子部品収納室８ｆ内に入り込むおそれがある。そのため、ケース１には、操作部収納室８ｅから電子部品収納室８ｆへの異物の侵入を防止するための前述の被覆部１２を設けている。

被覆部１２は、防水性および可撓性を有する樹脂材料（一例としてはゴム）などにより形成され、第１の円筒部１２ａと、第１の円筒部１２ａより外径が小さい第２の円筒部１２ｂと、第１の円筒部１２ａにおける軸方向一端側（図５における上端側）と、第２の円筒部１２ｂにおける軸方向他端側（図５における下端側）とを連続一体に連結する連結部１２ｃとを備えている。第１の円筒部１２ａにおける軸方向他端側には、外側に突出する円環状の第１のフランジ部１２ｄが一体に形成され、第２の円筒部１２ｂにおける軸方向一端側には、内側に突出する円環状の第２のフランジ部１２ｅが一体に形成されている。

第１の円筒部１２ａの内径は、第１の周壁部８ｉの外径と同程度の大きさに設定され、第２の円筒部１２ｂの内径は、作動子３の大径部３ｂの外径と同程度の大きさに設定されている。また、第１のフランジ部１２ｄの外径は、第２の周壁部８ｊの内径より小さく設定され、第２のフランジ部１２ｅの内径は、作動子３の大径部３ｂの溝部３ｃにおける外径と同程度の大きさに設定されている。

カバー９は、ボディ８の厚み方向他面側（図５における下面側）の開口を閉塞する形でボディ８に取り付けられる、所謂背面カバーである。カバー９は、ボディ８の厚み方向他面側（図５における下面側）の開口を閉塞できる大きさの略矩形板状に形成されており、複数の端子部７の他端部が挿通される複数の挿通孔（図示せず）が厚み方向に貫設されている。したがって、端子部７の他端部は、カバー９の挿通孔を通してケース１から外方に突出される。

操作部２は、スイッチ装置ＳＷを手動操作するための操作ハンドルであって、絶縁性を有する樹脂材料により箱状に形成されている。また、操作部２は、幅方向に直交する面内における外形形状が、厚み方向一面側の両側が中央より厚み方向一面側に突出するとともに、厚み方向他面側の中央が両側より厚み方向他面側に突出した形の略く字状に形成されている。操作部２の厚み方向一面（図５における上面）は人が接触する操作面として用いられ、厚み方向他面側（図５における下面側）は開口されている。なお、操作部２は、ケース１に取り付けられた状態において、操作面がケース１の一面開口よりも外側に位置するように、厚み寸法が設定されている。

この操作部２の幅方向両側面それぞれにおける長さ方向中央部には、軸部１０が貫挿される貫挿孔２ａが形成されている。操作部２の内底面（操作部２の厚み方向一面側の壁部における操作面とは反対側の面）の中央部には、操作部２をケース１に対する規定位置に復帰させる前述の復帰ばね１３を固定するための一対の狭持片２ｂが、操作部２の長さ方向に離間する形に形成されている。ここで、復帰ばね１３としては、コイル部１３ａと、コイル部１３ａの両端部それぞれからコイル部１３ａの巻き軸方向と直交する方向に突出された一対の腕部１３ｂとを一体に備える所謂ねじりコイルばね（トーションバネともいう）を使用している。一方、操作部２の幅方向における内側面それぞれには、復帰ばね１３の一対の腕部１３ｂそれぞれが厚み方向一面側から弾接される一対の位置決めリブ２ｃが一体に突設されている。

したがって、復帰ばね１３は、コイル部１３ａが巻き軸方向を操作部２の幅方向に沿わせた形で一対の狭持片２ｂ間に配置されるとともに、一対の腕部１３ｂそれぞれが一対の位置決めリブ２ｃそれぞれに弾接された状態で、操作部２に取り付けられる。また、復帰ばね１３を操作部２に取り付けた状態では、復帰ばね１３のコイル部１３ａの内側は、各貫挿孔２ａと連通し、一方の貫挿孔２ａから操作部２内に挿入された軸部１０は、コイル部１３ａの内側を通って、他方の貫挿孔２ａより操作部２外へ突出する。

操作部２の内底面において、隔壁部８ｄの一対の凹所８ｈそれぞれと対応する部位には、作動子３の大径部３ｂに当接される一対の当接リブ２ｄが一体に突設されている。なお、スイッチ装置ＳＷでは、作動子３を１つだけ用いているので、片方の当接リブ２ｄは使用されない。

上述したスイッチ装置ＳＷは次のようにして組み立てられている。まず、ボディ８の電子部品収納室８ｆには、検出部４が収納される。このとき、検出部４の第１の鍔部４ｃの取付孔４ｅには、挿通孔８ｋが設けられた凹所８ｈに対応する取付リブ８ｍが挿通される。そして、超音波などにより取付リブ８ｍを変形させることで、検出部４がボディ８（ケース１）に固定される。その後に、電子部品収納室８ｆには信号処理部６が収納される。このとき、信号処理部６は、プリント基板６ａの厚み方向一面をリブ８ｇに当接させるとともに、プリント基板６ａの嵌合孔６ｂに、検出部４の巻胴部４ｂの軸方向他端側の端部を嵌め合わされる。そして、検出部４の検出コイルＬは半田付けなどにより信号処理部６に電気的に接続され、図８に示す回路が構成される。なお、信号処理部６のプリント基板６ａには予め複数の端子部７が一端部をプリント基板６ａに半田付けすることによって接続される。その後に、ボディ８には、カバー９が取り付けられ、複数の端子部７の他端部それぞれはカバー９の挿通孔（図示せず）よりケース１から外方に突出される。

次に作動子３が小径部３ａを挿通孔８ｋに挿通させた状態で操作部収納室８ｅに収納される。ここで挿通孔８ｋはコイルボビン４ａの内側に連通しているため、小径部３ａはコイルボビン４ａの内側（つまり被検出部５が検出コイルＬの内側）に位置する。また、作動子３の小径部３ａを挿通孔８ｋに挿通させる際には、作動子３の小径部３ａに作動子ばね１１が被嵌される。その後に、隔壁部８ｄには、被覆部１２が、第１の円筒部１２ａを第１の周壁部８ｉに被せるとともに、第１のフランジ部１２ｄを凹所８ｈの底面に当接させた状態で取り付けられる。このように被覆部１２を隔壁部８ｄに取り付けた後には、超音波などにより第２の周壁部８ｊを、凹所８ｈの底面との間で第１のフランジ部１２ｄを挟む形に変形させ、これにより被覆部１２を隔壁部８ｄに固定する。また、被覆部１２の第２の円筒部１２ａは、隔壁部８ｄの挿通孔８ｋを挿通させた作動子３の大径部３ｂに被嵌され、第２のフランジ部１２ｅは、大径部３ｂの溝部３ｃに嵌め込まれる。これによって、挿通孔８ｋの内周面と、作動子３の外周面との隙間を通って異物が電子部品収納室８ｆに侵入することが防止される。

その後には、上述したように復帰ばね１３が取り付けられた操作部２がケース１に取り付けられる。操作部２は、操作面をケース１の隔壁部８ｄとは反対側に向けるとともに、貫挿孔２ａおよび軸受孔８ａそれぞれの中心軸を一致させた状態で、操作部収納室８ｅ内に収納され、貫挿孔２ａおよび軸受孔８の両方に軸部１０を貫挿することによって、ケース１の厚み方向一端側に取り付けられる。このようにして操作部２をケース１に取り付けた状態において、復帰ばね１３の一対の腕部１３ｂそれぞれは、隔壁部８ｄに突設された一対の支持リブ８ｌそれぞれに当接し、操作部２の当接リブ２ｄが作動子３の大径部３ｂに当接している。

上述した従来例のスイッチ装置ＳＷは、操作装置の把持部の先端部に取り付けられた状態で使用される。このとき、スイッチ装置ＳＷは、ケース１の厚み方向他端側を把持部の内部に、操作部２を把持部の外部に位置させた形で把持部に取り付けられる（操作部２が外部に露出する形で取り付けられる）。なお、スイッチ装置ＳＷを把持部に取り付けるにあたっては、図６に示すような取付金具１４が用いられる。

この取付金具１４は、ケース１の幅方向に沿った方向においてケース１を狭持する一対の狭持片１４ａと、狭持片１４ａの基端部同士を連結する連結片１４ｂとを一体に備えたコ字状に形成されている。各狭持片１４ａには、ケース１の外面に設けられた嵌合突起（図示せず）と凹凸嵌合する嵌合孔１４ｃが形成されており、各嵌合孔１４ｃにケース１の嵌合突起が凹凸嵌合することによって、スイッチ装置ＳＷが狭持片１４ａ間に保持される。また、各狭持片１４ａの先端部からは、スイッチ装置ＳＷを把持部に取り付けるための取付片１４ｄが延設されており、ケース１の取付片８ｄおよび取付金具１４の取付片１４ｄを用いて、スイッチ装置ＳＷが把持部に取り付けられる。

ところで、把持部の内部には、各種電子部品などが収納される。そのため、スイッチ装置ＳＷのケース１と把持部との間には、パッキン１５が配置される。パッキン１５は、ゴムなどにより矩形枠状に形成されており、スイッチ装置ＳＷのボディ８の鍔部８ｂと把持部の外面との間に介在され、これによって把持部の内部への水などの浸入が防止される。

このスイッチ装置ＳＷでは、操作部２は、軸部１０の中心軸を回転軸として、ケース１に揺動自在に取り付けられている。

ここで、復帰ばね１３の一対の腕部１３ｂそれぞれは、隔壁部８ｄに突設された一対の支持リブ８ｌそれぞれに当接しているから、操作部２を操作していない場合（操作部２に操作荷重がかけられていない場合）には、復帰ばね１３による操作部２を第１の回転方向（図５にＣ１で示す反時計回り方向）に回転させる操作反力と、操作部２を第２の回転方向（図５にＣ２で示す時計回り方向）に回転させる操作反力とが平衡する位置に操作部２が位置する。この位置が、操作部２のケース１に対する中立位置（規定位置）となる。操作部２を第１の回転方向に回転させようとした際には、復帰ばね１３によって、操作部２を第２の回転方向に回転させる操作反力が強くなり、操作部２を第２の回転方向に回転させようとした際には、復帰ばね１３によって、操作部２を第１の回転方向に回転させる操作反力が強くなる。

つまり操作部２は、軸部１０の中心軸を回転軸として、ケース１に対する規定位置と、当該規定位置から第１の回転方向に所定角度だけ回転した第１の押し込み位置と、上記規定位置から第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に所定角度だけ回転した第２の押し込み位置との間を移動する。なお、スイッチ装置ＳＷでは、操作部２が規定位置に位置しているときに、被検出部５が検出コイルＬの半分まで挿入され、操作部２が第１の押し込み位置に位置したときに、被検出部５が検出コイルＬに完全に挿入され、操作部２が第２の押し込み位置に位置したときに、被検出部５が検出コイルＬから完全に引き抜かれるように、位置関係および各部の寸法を調整している。

次に、スイッチ装置ＳＷの動作について図５を参照して説明する。まず、初期状態において操作部２が規定位置に位置しているとする。

当該初期状態から、操作部２の操作面の長さ方向一端側（図５における左側）を押圧して規定位置から第１の回転方向に回転させると、その変位量に応じて、当接リブ２ｄが作動子３を押圧する力が強まり、作動子３は作動子ばね１１のばね力に抗してケース１の厚み方向他端側（すなわち図５にＭ１で示す下方向）に移動し、これに伴って、被検出部５もケース１の厚み方向他端側に移動し、その結果、被検出部５の検出コイルＬへの挿入量が増加する。その後に、操作部２の押圧操作を解除すると、操作部２は、復帰ばね１３のばね力によって第２の回転方向に回転させられて、規定位置に復帰する。一方、作動子３は作動子ばね１１によって操作部２側に付勢されているから、操作部２の当接リブ２ｄに当接した状態を維持しながら、ケース１の厚み方向一端側（すなわち図５にＭ２で示す上方向）に移動する。したがって、被検出部５もケース１の厚み方向一端側に移動して、被検出部５の検出コイルへの挿入量は、操作部２の押圧操作によって増加した分だけ減少する。

一方、上記初期状態から、操作部２の操作面の長さ方向他端側（図１における右側）を押圧して規定位置から第２の回転方向に回転させると、その変位量に応じて、当接リブ２ｄが作動子３を押圧する力が弱まり、作動子３は作動子ばね１１のばね力によってケース１の厚み方向一端側に移動し、これに伴って、被検出部５もケース１の厚み方向一端側に移動し、その結果、被検出部５の検出コイルＬへの挿入量が減少する。その後に、操作部２の押圧操作を解除すると、操作部２は、復帰ばね１３のばね力によって第１の回転方向に回転させられて、規定位置に復帰する。この復帰動作に伴って当接リブ２ｄが作動子３を押圧する力が元（規定位置のときの力）に戻るから、作動子３は作動子ばね１１のばね力に抗してケース１の厚み方向他端側に移動する。したがって、被検出部５もケース１の厚み方向他端側に移動して、被検出部５の検出コイルへの挿入量は、操作部２の押圧操作によって減少した分だけ増加する。

上述したように、操作部２を操作した場合には、その変位量に応じて、被検出部５の検出コイルＬへの挿入量が変化する。ここで、検出コイルＬのインピーダンスは、被検出部５の検出コイルＬへの挿入量（被検出部５と検出コイルＬとの距離）に対してリニアに変化するから、信号処理部６の信号処理回路Ｂが出力する出力信号Ｖｏｕｔは、操作部２の変位を示す。
特開２００２−３５８１３３号公報（特に段落〔００３３〕および図３参照）

図５〜図８に示すスイッチ装置（つまり従来例のスイッチ装置）ＳＷは、操作装置の把持部の先端部に取り付けられる。このとき、スイッチ装置ＳＷは、ケース１の厚み方向他端側が把持部の内部に、操作部２が把持部の外部に位置する形で把持部に取り付けられる。そして、スイッチ装置ＳＷは、把持部の内部において、図示しない操作装置の回路部（外部回路）と電気的に接続される。この接続は、リード線などの電線をスイッチ装置ＳＷの端子部７の他端部に半田付けなどにより接続することによって行われる。

ところで、上記従来例のスイッチ装置ＳＷでは、端子部７の他端部をケース１の厚み方向他面側に突出させているから、端子部７の他端部に電線を接続する作業は、ケース１の厚み方向他面と把持部の内面との間のスペースが広ければ広いほど容易になる。ここで、このようなスペースを広くするには、把持部の内部空間を広くすることが簡単である。

しかしながら、把持部の内部空間を広くした場合には、当然に把持部が太くなってしまう。把持部は、人が持つものであるので、把持部の太さが人の手に適した大きさを超えてしまうと、人が把持部を持ち難くなり、操作装置の操作性が悪化するおそれがある。

そのため、上述した従来例のスイッチ装置では、把持部の内部において、端子部と電線との接続作業に使用できるスペースを十分に確保することができない場合が多々あった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、端子部と電線との接続作業が容易に行えるスイッチ装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、ケースと、当該ケースに移動自在に取り付けられた操作部と、ケースに収納され操作部のケースに対する規定位置からの変位を検出する検出ブロックとを備え、検出ブロックは、操作部の変位に応じて移動する作動子と、検出コイルを有した検出部と、作動子に取り付けられ作動子の移動に伴って検出コイルとの距離が変化する被検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を出力し当該電流と検出コイルのインピーダンスとにより決まる電圧信号を操作部の変位を示す電気信号に変換する信号処理部と、一端部が信号処理部に接続されるとともに他端部がケースから外方に突出された１乃至複数の電線接続用の端子部とを有し、端子部の他端部は、ケースの厚み方向に交差する方向においてケースから突出していること特徴とする。

請求項１の発明によれば、端子部の他端部がケースの厚み方向に交差する方向においてケースから外方に突出しているので、端子部の他端部がケースの厚み方向他面側からケース外方に突出している場合とは異なり、端子部と電線との接続作業を行うためのスペースを、ケースの厚み方向他面側ではなく、ケースの厚み方向に交差する方向に形成すればよいから、例えば、スイッチ装置を操作装置の把持部に取り付ける場合に把持部を太くしなくても、端子部にリード線などの電線を接続する際に使用するスペースを広く取り易くなり、端子部にリード線などを接続する作業が容易に行えるようになる。また、端子部の他端部をケースの厚み方向に交差する方向からケースの外方に突出させることによって、端子部の他端部がケースの厚み方向他面側からケース外方に突出している場合と比べて、端子部の他端部の長さ（突出量の大きさ）の制限が緩和され、端子部の他端部の長さを長くすることができるから、端子部の他端部に電線を半田付けする際に端子部の他端部の温度が上昇しても、このような熱が放熱され易くなるから、端子部の一端部と信号処理部との接続部分の温度が上昇することを抑制できる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記端子部を絶縁性樹脂からなる保持部にインサートしてなる端子ブロックを有し、端子ブロックの保持部は、上記信号処理部と上記ケースとの間で狭持されていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、端子部をインサートした保持部が信号処理部とケースとの間で狭持されているので、端子部の他端部に加えられた応力の影響が、端子部の一端部と信号処理部との接続部分に及んでしまうことを抑制できるから、端子部と信号処理部との接続が不安定になったり、端子部が信号処理部から外れてしまったりすることを防止でき、しかも、端子部の他端部に電線を半田付けする際に端子部の他端部の温度が上昇しても、保持部の温度が上昇することによって、半田付け時に生じた熱が端子部の一端部に伝熱されることを抑制できるから、例えば、端子部の一端部と信号処理部とを半田付けによって接続していた場合に、当該半田が溶融して、端子部と信号処理部との接続が不安定になったり、端子部が信号処理部から外れてしまったりすることを防止できる。

本発明は、端子部に電線を接続するためのスペースを広く取り易くなり、端子部と電線との接続作業が容易に行えるという効果を奏する。

（実施形態１）
本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、図５〜図８に示す従来例のスイッチ装置ＳＷと同様に、ケース１と、当該ケース１に移動自在に取り付けられた操作部２と、ケース１に収納され操作部２のケース１に対する規定位置からの変位を検出する検出ブロックＢＫとを備えた、所謂比例制御スイッチであり、例えば、油圧ショベルやクレーンなどの建設機械を操作するために用いられる操作装置に使用される。

検出ブロックＢＫは、操作部２の変位に応じて所定方向に移動する作動子３と、検出コイルＬ（図８参照）を有した検出部４と、作動子３に取り付けられ作動子３の移動に伴って検出コイルＬとの距離が変化する被検出部５と、検出コイルＬに所定の周波数及び振幅の電流を出力し当該電流と検出コイルＬのインピーダンスとにより決まる電圧信号を操作部２の変位を示す電気信号に変換する信号処理部６と、一端部が信号処理部６に接続されるとともに他端部がケース１から外方に突出され信号処理部６と外部回路（図示せず）との接続に用いられる複数の端子部７とを有しているが、図１（ａ），（ｂ）に示すように、複数の端子部７の他端部は、ケース１の厚み方向に交差する方向（図示例では直交する方向）においてケース１から突出している点で異なっている。

本実施形態における端子部７は、板状の金属材料を直角に曲成してなるものである。

本実施形態におけるカバー９は、ボディ８の他面開口を閉塞する大きさの底壁部９ａと、底壁部９ａの縁部に周設された周壁部９ｂとを一体に備えた皿状に形成されており、周壁部９ｂにおけるボディ８との対向面には、端子部７の他端部をケース１の幅方向一面側（図１（ａ）における紙面奥側）に突出させるための切欠部９ｃが形成されている。

本実施形態のスイッチ装置ＳＷでは、端子部７は、一端部が半田などによって信号処理部６のプリント基板６ａに接続され、他端部は、カバー９の切欠部９ｃを通してケース１から外方に突出されている。なお、動作については上記従来例と同様であるから説明を省略する。

本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、上述したように、油圧ショベルやクレーンなどの建設機械を操作するために用いられる操作装置に使用される。

ここで、操作装置は、図１（ｂ）に示すような操作ノブからなる把持部１００を備えている。把持部１００は、人が把持できる大きさの筒状に形成されている。また、把持部１００の先端側の周壁部１１０には、人が把持部１００を持った際に人が親指で操作可能な位置にスイッチ装置ＳＷが位置するように、スイッチ装置ＳＷを取り付け用の略矩形状の開孔部１２０が形成されている。したがって、本実施形態のスイッチ装置ＳＷの操作部２は人の親指により操作される。なお、把持部１００の外形形状は、人間工学を考慮して、人が握り易い形状に形成される。

上記操作装置は、把持部１００をその軸方向が例えば４方向（一例としては前後左右の４方向）に傾動可能な形で備えるとともに、把持部１００の傾動方向および当該方向における変位量とを示す電気信号を生成する回路部（図示せず）を備えている。また、当該回路部は、スイッチ装置ＳＷが出力する電圧信号Ｖｏｕｔに基づいて種々の制御用の信号を作成する。

そして、本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、図１（ｂ）に示すように、操作装置の把持部１００に取り付けられる。スイッチ装置ＳＷは、ケース１の厚み方向他端側が把持部１００の内部に、操作部２が把持部１００の外部に位置する形で取り付けられる（操作部２が把持部１００の外部に突出する形で取り付けられる）。

なお、把持部１００の開孔部１２０の縁部とスイッチ装置ＳＷのケース１の鍔部８ｂとの間には、パッキン１５が介在され、鍔部８ｂと各取付片８ｄ，１４ｄとで把持部１００の壁部１１０を挟み込むことによって、スイッチ装置ＳＷは把持部１００に固定される。

そして、スイッチ装置ＳＷの端子部７の他端部には、把持部１００の内部において、外部回路である操作装置の回路部と接続するためのリード線２００が半田付けなどによって接続される。

ここで、端子部７の他端部は、ケース１の厚み方向他面側ではなく、ケース１の幅方向一面側（図１（ｂ）における左下側）に突出しているから、ケース１の厚み方向他面と把持部１００の内面とのスペースを考慮する必要はなく、端子部７の他端部の突出方向が把持部１００の基端側を向くようにスイッチ装置ＳＷを把持部１００に取り付けることによって、端子部７の他端部にリード線２００を接続するスペースを十分に確保することができる。つまり、把持部１００は筒状に形成されているので、その内部空間は軸方向に沿った方向において広くなっており（なお、内部空間は人が把持可能な大きさという制約のために軸方向に沿った方向において狭くなっている）、本実施形態のスイッチ装置ＳＷでは端子部７の他端部がケース１の幅方向一面側に突出しているから、スイッチ装置ＳＷを把持部１００の周壁部１１０より操作部２が露出する形で把持部１００に取り付けた際に、内部空間が広い方向に向けて端子部７の他端部が突出することになるから、端子部７の他端部にリード線２００を接続するスペースを十分に確保することができるようになる。

したがって本実施形態のスイッチ装置ＳＷによれば、端子部７の他端部がケース１の厚み方向に交差（本実施形態では直交）する方向においてケース１から外方に突出しているので、端子部７の他端部がケース１の厚み方向他面側からケース１外方に突出している場合（つまり図５に示す従来例）とは異なり、端子部７とリード線２００との接続作業を行うためのスペースを、ケース１の厚み方向他面側ではなく、ケース１の厚み方向に交差する方向に形成すればよいから、例えば、スイッチ装置ＳＷを操作装置の把持部１００に取り付ける場合に把持部１００を太くしなくても、端子部７にリード線２００などの電線を接続（例えば半田付けなどにより接続）する際に使用するスペースを広く取り易くなり、端子部７に電線を接続する作業が容易に行えるようになる。

また、端子部７の他端部をケース１の厚み方向に交差する方向からケース１の外方に突出させることによって、端子部７の他端部がケース１の厚み方向他面側からケース１外方に突出している場合と比べて、端子部７の他端部の長さ（突出量の大きさ）の制限が緩和され、端子部７の他端部の長さを長くすることができるから、端子部７の他端部に電線を半田付けする際に端子部７の他端部の温度が上昇しても、このような熱が放熱され易くなるから、端子部７の一端部と信号処理部６との接続部分の温度が上昇することを抑制できる。そのため、端子部７に電線を半田付けする際に加えられた熱によって、端子部７の一端部とプリント基板６ａとを接続している半田が溶融してしまうことを抑制でき、端子部７と信号処理部６との接続が不安定になったり、端子部７が信号処理部６から外れてしまったりすることを防止できるようになる。

なお、本実施形態では、複数の端子部７の他端部を、ケース１の幅方向一面側からケース１の外部に突出させているが、ケース１の幅方向他面側からケース１の外部へ突出させてもよいし、ケース１の長さ方向一面側あるいは他面側からケース１の外部へ突出させてもよい。要は、端子部７の他端部は、ケース１の厚み方向に交差する方向においてケース１から外部に突出していればよい。また、本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、操作部２が揺動自在にケース１に取り付けられた所謂ロッカースイッチであるが、本発明をロッカースイッチに限定する趣旨ではなく、プッシュスイッチなど種々のスイッチに適用することができる。これらの点は、後述する実施形態２においても同様である。

（実施形態２）
本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、端子部ブロック１７を備えている点が実施形態１と異なっており、その他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。また、スイッチ装置ＳＷの動作も実施形態１と同様であるから説明を省略する。

端子ブロック１７は、複数（図示例では３つ）の端子部７を絶縁性樹脂からなる保持部１６に複数の端子部７それぞれの一端部および他端部が露出する形でインサート（すなわち、端子部７の一端部と他端部との間の中腹部を保持部１６に埋設）してなるものである。ここで、保持部１６は、端子部７の一端部を信号処理部６のプリント基板６ａの挿通孔６ｃに挿通するとともに、他端部をカバー９の切欠部９ｃに挿通させた状態で、プリント基板６ａおよびカバー９それぞれに接触する形（つまり、プリント基板６ａとカバー９との間で狭持される形）に形成されている。さらに、保持部１６は、上記状態においてカバー９において切欠部９ｃが形成された壁部の内側面と当接する形に形成されている。

したがって、端子ブロック１７は、図２（ｂ）に示すように、端子部７の一端部を信号処理部６のプリント基板６ａの挿通孔６ｃに挿通するとともに、他端部をカバー９の切欠部９ｃからケース１外方に突出させた状態で、ケース１に収納され、このとき保持部１６は、信号処理部６のプリント基板６ａとケース１の底壁部となるカバー９の底壁部９ａとの間で狭持される。

以上述べた本実施形態のスイッチ装置ＳＷによれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、端子部７をインサートした保持部１６が信号処理部６とケース１との間で狭持されているので、端子部７の他端部に加えられた応力の影響が、端子部７の一端部と信号処理部６との接続部分（本実施形態では半田付け部分）に及んでしまうことを抑制できるから、端子部７と信号処理部６との接続が不安定になったり、端子部７が信号処理部６から外れてしまったりすることを防止でき、しかも、端子部７の他端部にリード線２００を半田付けする際に端子部７の他端部の温度が上昇しても、端子部７の中腹部（一端部と他端部との間）を覆う保持部１６の温度が上昇することによって、半田付け時に生じた熱が端子部７の一端部に伝熱されることを抑制できるから、本実施形態のように、端子部７の一端部と信号処理部６とを半田付けによって接続していた場合に、当該半田が溶融して、端子部７と信号処理部６との接続が不安定になったり、端子部７が信号処理部６から外れてしまったりすることを防止できる。

ところで、このような端子ブロック１７を備えるスイッチ装置ＳＷの例としては、図３に示すものが挙げられる。図３に示すスイッチ装置ＳＷは、端子ブロック１７の構成を除いて上記従来例と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。したがって、図３に示すスイッチ装置ＳＷでは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｌ字形の端子部７ではなく、長尺帯状の端子部７を用いており、この端子部７は、その長さ方向を所定方向に沿わせるとともに、幅方向において所定間隔を隔てて配置されている（図示例では３つ配置されている）。これら端子部７は、一端部および他端部が保持部１６から露出する形（中腹部が保持部１６で覆われる形）で保持部１６にインサートされている。

そして、端子ブロック１７は、図３に示すように、端子部７の一端部を信号処理部６のプリント基板６ａの挿通孔６ｃに挿通するとともに、他端部をカバー９の挿通孔に挿通させた状態で、ケース１に収納され、このとき保持部１６は、信号処理部６のプリント基板６ａをケース１の底壁部となるカバー９との間で狭持される。

図３に示すスイッチ装置ＳＷにおいても、本実施形態のスイッチ装置ＳＷと同様の効果（ただし、実施形態１と同様の構成によって得られる効果を除く）を奏することができる。

（ａ）は実施形態１のスイッチ装置の概略断面図、（ｂ）は同上のスイッチ装置の使用例を示す概略断面図である。 （ａ）は実施形態２のスイッチ装置の概略断面図、（ｂ）は同上のスイッチ装置の使用例を示す概略断面図である。 他例のスイッチ装置の概略断面図である。 同上の端子ブロックを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 従来例のスイッチ装置の断面図である。 同上のスイッチ装置の分解斜視図である。 同上のスイッチ装置の他の断面図である。 同上のスイッチ装置の回路ブロック図である。

符号の説明

１ ケース
２ 操作部
３ 作動子
４ 検出部
５ 被検出部
６ 信号処理部
７ 端子部
１６ 保持部
１７ 端子ブロック
ＳＷ スイッチ装置
ＢＫ 検出ブロック

Claims (2)

1. ケースと、当該ケースに移動自在に取り付けられた操作部と、ケースに収納され操作部のケースに対する規定位置からの変位を検出する検出ブロックとを備え、
   検出ブロックは、操作部の変位に応じて移動する作動子と、検出コイルを有した検出部と、作動子に取り付けられ作動子の移動に伴って検出コイルとの距離が変化する被検出部と、検出コイルに所定の周波数及び振幅の電流を出力し当該電流と検出コイルのインピーダンスとにより決まる電圧信号を操作部の変位を示す電気信号に変換する信号処理部と、一端部が信号処理部に接続されるとともに他端部がケースから外方に突出された電線接続用の１乃至複数の端子部とを有し、
   上記端子部の他端部は、ケースの厚み方向に交差する方向においてケースから突出していること特徴とするスイッチ装置。
2. 上記端子部を絶縁性樹脂からなる保持部にインサートしてなる端子ブロックを有し、
   端子ブロックの保持部は、上記信号処理部と上記ケースとの間で狭持されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。

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