JP2010198925A - Switch device - Google Patents

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Takashi Suma
喬 須磨
Koji Soshin
耕児 宗進
多津彦 ▲松▼本
Tatsuhiko Matsumoto
Shogo Sagara
彰吾 相良
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switch device with an operation portion to be stably located at a neutral position relative to a case. <P>SOLUTION: The switch device SW includes the case 1, the operation portion 2 movably mounted on the case 1, an elastic detection coil L to be expanded and contracted depending on the displacement of the operation portion 2, cores 5A, 5B arranged in the detection coil L, and a return spring for returning the operation portion 2 into a neutral position relative to the case 1. The detection coil L is formed by a spring body whose spring force is balanced with the return spring in the state that the operation portion 2 is located at the neutral position. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチ装置に関するものである。   The present invention relates to a switch device.

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ジョイスティック装置が提供されている。このようなジョイスティック装置は、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、このジョイスティック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。   Conventionally, it has a grip part (for example, an operation lever or an operation knob) held by a human hand, and outputs an electrical signal corresponding to the operation content of the grip part (for example, the direction in which the operation lever is tilted or the magnitude of the tilt). A joystick device is provided. Such a joystick device is used, for example, to operate a construction machine such as a hydraulic excavator or a crane. In the case of a hydraulic excavator, the joystick device excavates / releases a bucket, bends / extends an arm, and raises a boom. / Lowering is performed.

ところで、上記の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。このようなアタッチメントは、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）の数が異なっており、機構が複雑なものでは把持部による操作だけでは操作できない場合があった。   By the way, in the hydraulic excavator as described above, a crusher, a grapple, a lifting magnet, a cutter, or the like can be used as an attachment instead of a bucket. Such attachments differ in the number of attachment actuators (for example, hydraulic cylinders and motors) depending on the type of the attachment. In some cases, a complicated mechanism cannot be operated only by an operation using a gripping portion.

そこで、上記の把持部の先端側に、人が指で操作するスイッチ装置を設けたジョイスティック装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このスイッチ装置は、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）とを備えており、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。   Therefore, a joystick device has been proposed in which a switch device that is operated by a person's finger is provided on the distal end side of the grip portion (see, for example, Patent Document 1). This switch device is located at a neutral position when a person is not operating, and is generated by an operation unit that is moved from the neutral position by a human operation, a magnet (permanent magnet) that is displaced together with the operation unit, and a displacement of the magnet. A magnetic sensor (for example, a magnetoresistive element or a Hall element) that detects a change in strength of the magnetic field, detects a displacement of the magnet (that is, a displacement of the operation unit), and outputs an electric signal proportional to the displacement. Proportional control switch.

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、磁気センサが操作時の振動や外部磁場の影響を受け易く、外部磁場などを操作部の変位として誤検出する虞があり、そのため操作部の変位を精度よく検出できない場合があった。   However, in the switch device using the magnetic sensor as in Patent Document 1, the magnetic sensor is likely to be affected by vibration during operation and an external magnetic field, and there is a possibility that the external magnetic field is erroneously detected as a displacement of the operation unit. For this reason, the displacement of the operation unit may not be detected with high accuracy.

そこで、検出精度を向上させるために、磁気センサの代わりに検出コイルを利用したスイッチ装置が提案されている。このスイッチ装置ＳＷは、図３に示すようにケース１と、ケース１に取着されて、後述の軸部１０を回転中心として所定範囲内で揺動自在に回転する操作部２と、ケース１内に収納され、操作部２のケース１に対する中立位置からの変位を検出するための検出ブロックＢＫとを備えている。   Therefore, in order to improve detection accuracy, a switching device using a detection coil instead of a magnetic sensor has been proposed. As shown in FIG. 3, the switch device SW includes a case 1, an operation unit 2 that is attached to the case 1, and that rotates freely within a predetermined range about a shaft 10, which will be described later, and a case 1 And a detection block BK for detecting the displacement of the operation unit 2 from the neutral position with respect to the case 1.

検出ブロックＢＫは、操作部２の変位に応じて所定方向（図３中の矢印Ｍ５，Ｍ６方向）に移動する作動子３と、操作部２の変位を検出するための検出コイル（図示せず）を有する検出部４と、作動子３に取り付けられ、当該作動子３の移動に伴って検出コイル内に進退自在に挿入されるコア５と、検出コイルに所定の周波数および振幅の電流を出力し、当該電流および検出コイル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、金属板により形成され、信号処理部６に接続される複数（本図では３つ）の端子部７とを備えている。   The detection block BK includes an actuator 3 that moves in a predetermined direction (the directions of arrows M5 and M6 in FIG. 3) according to the displacement of the operation unit 2, and a detection coil (not shown) for detecting the displacement of the operation unit 2. ), A core 5 that is attached to the actuator 3 and is inserted into the detection coil so as to move forward and backward as the actuator 3 moves, and outputs a current having a predetermined frequency and amplitude to the detection coil. The signal processing unit 6 that converts the voltage signal determined by the current and the impedance of the detection coil into an electric signal indicating the displacement of the operation unit 2 and a plurality of (the main signal) formed of a metal plate and connected to the signal processing unit 6 In the figure, three terminal portions 7 are provided.

作動子３は、絶縁性を有する樹脂材料により略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３中の上端部）に形成された大径部３ｂとを一体に備えている。これらの小径部３ａおよび大径部３ｂは、互いの中心軸が一致するように形成されており、また大径部３ｂの外周面には全周に渡って溝部３ｃが形成されている。   The actuator 3 is formed in a substantially cylindrical shape from an insulating resin material, and is formed at the small diameter portion 3a and the large diameter portion 3a at the end portion on the operation portion 2 side (upper end portion in FIG. 3). The diameter portion 3b is integrally provided. The small-diameter portion 3a and the large-diameter portion 3b are formed so that their central axes coincide with each other, and a groove portion 3c is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 3b over the entire circumference.

検出部４は、円筒状のコイルボビン４ａと、コイルボビン４ａに巻回される検出コイルとを有している。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、検出コイルが巻回される巻胴部４ｂと、巻胴部４ｂの軸方向一端側（図３中の上側）に形成された上鍔部４ｃと、巻胴部４ｂの軸方向他端側（図３中の下側）に形成された下鍔部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、且つ大径部３ｂの外径未満に設定されている。また、上鍔部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。   The detection unit 4 includes a cylindrical coil bobbin 4a and a detection coil wound around the coil bobbin 4a. Here, the coil bobbin 4a is a resin molded product made of a resin material having insulation properties, and a winding drum portion 4b around which the detection coil is wound, and one axial end side of the winding drum portion 4b (upper side in FIG. 3). ) Formed on the other end side in the axial direction of the winding body portion 4b (lower side in FIG. 3). The inner diameter of the coil bobbin 4a is set to be equal to or larger than the outer diameter of the small diameter portion 3a of the actuator 3 and smaller than the outer diameter of the large diameter portion 3b. In addition, an attachment hole 4e for attaching the detection unit 4 to the case 1 is formed in the upper collar portion 4c.

コア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略円柱状に形成され、中心軸が小径部３ａの中心軸に一致するように当該小径部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。   The core 5 is formed in a substantially cylindrical shape from, for example, a magnetic material such as ferrite or a metal material, and is inserted into the small diameter portion 3a so that the central axis coincides with the central axis of the small diameter portion 3a. It is attached.

信号処理部６は、略矩形板状のプリント基板６ａに電子部品を実装して構成され、駆動回路と検出回路とを有している。プリント基板６ａには、巻胴部４ｂの軸方向他端側の端部（図３中の下端部）と凹凸嵌合する嵌合孔６ｂと、各端子部７用の挿通孔（図示せず）とが厚み方向（図３中の上下方向）にそれぞれ貫設されている。ここにおいて、上記駆動回路は、検出コイルに所定の周波数および振幅の電流を出力する電流回路であり、また検出回路は、駆動回路が出力する電流および検出コイルのインピーダンスにより決まる検出コイルの両端電圧に応じて、検出コイルに対するコア５の挿入位置情報、すなわち操作部２の変位を示す電気信号を出力する。   The signal processing unit 6 is configured by mounting electronic components on a substantially rectangular plate-like printed board 6a, and includes a drive circuit and a detection circuit. The printed circuit board 6a has a fitting hole 6b for engaging with the end (the lower end in FIG. 3) on the other end side in the axial direction of the winding body 4b, and an insertion hole (not shown) for each terminal portion 7. ) In the thickness direction (vertical direction in FIG. 3). Here, the drive circuit is a current circuit that outputs a current having a predetermined frequency and amplitude to the detection coil, and the detection circuit has a voltage across the detection coil determined by the current output by the drive circuit and the impedance of the detection coil. In response, an insertion position information of the core 5 with respect to the detection coil, that is, an electric signal indicating the displacement of the operation unit 2 is output.

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、高さ方向両端部（図３中の上端部および下端部）が開口する略矩形箱状に形成され、ボディ８の幅方向（図３中の紙面に垂直な方向）両側面には、操作部２の揺動軸（ハンドル軸）となる軸部１０用の軸受孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。また、ボディ８の高さ方向一端側（図３中の上側）には、側方に突出する鍔部８ｂがボディ８の全周に渡って形成され、さらにボディ８の長さ方向（図３中の左右方向）両側面には、上述のジョイスティック装置の把持部に当該ボディ８を取り付けるための取付片８ｃ，８ｃがそれぞれ一体に突設されている。   The case 1 is constituted by a body 8 and a cover 9 which are resin molded products made of an insulating resin material. The body 8 is formed in a substantially rectangular box shape in which both ends in the height direction (upper end and lower end in FIG. 3) are open, and on both sides of the body 8 in the width direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 3). Are respectively formed with bearing holes (not shown) for the shaft portion 10 which become the swing shaft (handle shaft) of the operation portion 2. Further, a flange 8b protruding laterally is formed on one end side in the height direction of the body 8 (upper side in FIG. 3), and is further formed in the length direction of the body 8 (FIG. 3). Mounting pieces 8c and 8c for mounting the body 8 on the grip portion of the joystick device are integrally projected on both side surfaces (in the left and right direction in the middle).

ボディ８の内部には、ボディ８の内部を高さ方向に二分する隔壁部８ｄが形成されており、当該隔壁部８ｄよりも上側のボディ８の内部空間は、操作部２が配置される操作部収納室８ｅとして、隔壁部８ｄよりも下側のボディ８の内部空間は、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。また、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３中の上面）に当接するリブ８ｇが周設されており、上記プリント基板６ａは、リブ８ｇに上面が当接した状態で電子部品収納室８ｆに収納される。   A partition 8d that bisects the inside of the body 8 in the height direction is formed inside the body 8, and an operation space 2 is disposed in the internal space of the body 8 above the partition 8d. As the part storage chamber 8e, the internal space of the body 8 below the partition wall portion 8d is mainly used as an electronic component storage chamber 8f that stores the detection unit 4 and the signal processing unit 6. Further, a rib 8g is provided on the inner peripheral surface of the electronic component storage chamber 8f so as to abut against one surface in the thickness direction of the printed circuit board 6a (the upper surface in FIG. 3). Is stored in the electronic component storage chamber 8f.

隔壁部８ｄの高さ方向一面側（図３中の上面側）には、一対の円形状の凹所８ｈ，８ｈが形成されている。これらの凹所８ｈ，８ｈは、隔壁部８ｄの長さ方向（図３中の左右方向）において離間するとともに、同方向においてそれぞれの中心が一直線上に位置しないようにずらして配置されている。また、各凹所８ｈの底面部には、円筒状の内周壁部８ｉと、内周壁部８ｉの外径よりも大きい内径を有する円筒状の外周壁部８ｊとが凹所８ｈと中心軸を一致させる形でそれぞれ突設されている。なお、内周壁部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。   A pair of circular recesses 8h and 8h are formed on one surface side in the height direction of the partition wall portion 8d (upper surface side in FIG. 3). These recesses 8h and 8h are spaced apart from each other in the length direction of the partition wall portion 8d (left and right direction in FIG. 3), and are shifted so that their centers are not positioned on a straight line in the same direction. Further, on the bottom surface of each recess 8h, a cylindrical inner peripheral wall 8i and a cylindrical outer peripheral wall 8j having an inner diameter larger than the outer diameter of the inner peripheral wall 8i have a recess 8h and a central axis. Each of them is projected in a matching manner. The inner diameter of the inner peripheral wall portion 8i is set larger than the outer diameter of the large diameter portion 3b of the actuator 3.

ところで、本スイッチ装置ＳＷでは、片側（図３中の左側）の凹所８ｈの底面部にのみ、作動子３が挿通される挿通孔８ｋが形成されている。この挿通孔８ｋは、内周壁部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、且つ大径部３ｂの外径未満に設定されている。そして、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。ここにおいて、作動子３の小径部３ａを挿通孔８ｋに挿通させる際には、上記の小径部３ａに、作動子３を操作部２側（図３中の上側）に付勢することで当該作動子３を復帰させる作動子ばね１１が被嵌される。なお、本例では、作動子ばね１１としてコイルスプリング（コイルばね）を用いており、軸方向一端部（図３中の上端部）が大径部３ｂに当接するとともに、軸方向他端部が挿通孔８ｋの周縁部に当接した状態に配置される。また、作動子ばね１１の自然長は、操作部２の位置にかかわらず、作動子３が操作部２に当接するような長さに設定されている。   By the way, in this switch apparatus SW, the insertion hole 8k through which the actuator 3 is inserted is formed only on the bottom surface of the recess 8h on one side (left side in FIG. 3). The insertion hole 8k is formed in the center of the bottom surface part surrounded by the inner peripheral wall part 8i so that the central axis thereof coincides with the central axis of the recess 8h, and the inner diameter thereof is the small diameter part 3a of the actuator 3. Is set to be equal to or larger than the outer diameter and smaller than the outer diameter of the large-diameter portion 3b. The actuator 3 is attached to the case 1 in a state where the small diameter portion 3a is inserted through the insertion hole 8k. Here, when the small-diameter portion 3a of the actuator 3 is inserted through the insertion hole 8k, the actuator 3 is biased toward the operation portion 2 side (the upper side in FIG. 3) to the small-diameter portion 3a. An actuator spring 11 for returning the actuator 3 is fitted. In this example, a coil spring (coil spring) is used as the actuator spring 11, and one axial end (the upper end in FIG. 3) is in contact with the large diameter portion 3b, and the other axial end is It arrange | positions in the state contact | abutted to the peripheral part of the insertion hole 8k. The natural length of the actuator spring 11 is set such that the actuator 3 abuts against the operation section 2 regardless of the position of the operation section 2.

また、隔壁部８ｄの高さ方向一面側には、一対の支持リブ８ｌ（図３では片側のみ図示）が突設されている。各支持リブ８ｌは、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と重なるように配置されており、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の各腕部１３ｂがそれぞれ当接される。   In addition, a pair of support ribs 81 (only one side is shown in FIG. 3) protrudes from one side in the height direction of the partition wall 8d. Each support rib 8l is disposed so as to be adjacent to one recess 8h in the width direction of the case 1 and to overlap the other recess 8h in the length direction of the case 1. When attached, each arm portion 13b of the return spring 13, which will be described later, comes into contact.

一方、隔壁部８ｄの高さ方向他面側（図３中の下面側）には、検出部４の上鍔部４ｃの取付孔４ｅに挿通される複数の取付リブ８ｍが、各凹所８ｈにそれぞれ対応する形で突設されており、各取付リブ８ｍを対応する取付孔４ｅにそれぞれ挿入することで、検出部４がケース１に対して取り付けられるとともに位置決めされる。   On the other hand, on the other surface side in the height direction of the partition wall portion 8d (the lower surface side in FIG. 3), a plurality of mounting ribs 8m inserted into the mounting holes 4e of the upper collar portion 4c of the detection unit 4 are provided in the respective recesses 8h. The detecting portion 4 is attached to the case 1 and positioned by inserting each mounting rib 8m into the corresponding mounting hole 4e.

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とが挿通孔８ｋを通じて連通することになるが、操作部収納室８ｅは被水環境下に置かれることが多いため、操作部収納室８ｅ内に水や埃などの異物が入り込んだ際には、これらの異物が挿通孔８ｋを通じて電子部品収納室８ｆに入り込む虞がある。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被覆部１２が設けられている。   By the way, the partition portion 8d is formed with an insertion hole 8k through which the actuator 3 is inserted, so that the operation portion storage chamber 8e and the electronic component storage chamber 8f communicate with each other through the insertion hole 8k. Since the unit storage chamber 8e is often placed in a wet environment, when foreign matter such as water or dust enters the operation unit storage chamber 8e, these foreign matter enters the electronic component storage chamber 8f through the insertion hole 8k. There is a risk of getting in. For this reason, the case 1 is provided with a covering portion 12 for preventing entry of foreign matter from the operation portion storage chamber 8e into the electronic component storage chamber 8f.

被覆部１２は、防水性および可撓性を有する樹脂材料（例えばゴム）により形成され、大円筒部１２ａと、大円筒部１２ａよりも外径が小さい小円筒部１２ｂと、大円筒部１２ａの軸方向一端側（図３中の上端側）と、小円筒部１２ｂの軸方向他端側（図３中の下端側）とを連続一体に連結する連結部１２ｃとを備えている。大円筒部１２ａの軸方向他端側には、外側に突出する円環状の下フランジ部１２ｄが一体に形成され、また小円筒部１２ｂの軸方向一端側には、内側に突出する円環状の上フランジ部１２ｅが一体に形成されている。   The covering portion 12 is formed of a waterproof and flexible resin material (for example, rubber), and includes a large cylindrical portion 12a, a small cylindrical portion 12b having an outer diameter smaller than that of the large cylindrical portion 12a, and a large cylindrical portion 12a. A connecting portion 12c that continuously and integrally connects one axial end (upper end in FIG. 3) and the other axial end (lower end in FIG. 3) of the small cylindrical portion 12b is provided. An annular lower flange portion 12d protruding outward is integrally formed on the other axial end of the large cylindrical portion 12a, and an annular protrusion protruding inward is formed on one axial end of the small cylindrical portion 12b. The upper flange portion 12e is integrally formed.

大円筒部１２ａの内径は、内周壁部８ｉの外径と同程度の大きさに設定され、小円筒部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、下フランジ部１２ｄの外径は、外周壁部８ｊの内径より小さく設定され、上フランジ部１２ｅの内径は、作動子３の溝部３ｃの外径と同程度の大きさに設定されている。   The inner diameter of the large cylindrical portion 12a is set to be approximately equal to the outer diameter of the inner peripheral wall portion 8i, and the inner diameter of the small cylindrical portion 12b is approximately equal to the outer diameter of the large diameter portion 3b of the actuator 3. Is set to Further, the outer diameter of the lower flange portion 12d is set smaller than the inner diameter of the outer peripheral wall portion 8j, and the inner diameter of the upper flange portion 12e is set to be approximately the same as the outer diameter of the groove portion 3c of the actuator 3. .

カバー９は、ボディ８の高さ方向他端側（図３中の下側）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。このカバー９は、ボディ８の高さ方向他端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をケース１から外部に露出させるための複数の貫通孔（図示せず）が厚み方向（図３中の上下方向）に貫設されている。   The cover 9 is a so-called back cover that is attached to the body 8 so as to close the opening on the other end in the height direction of the body 8 (the lower side in FIG. 3). The cover 9 is formed in a substantially rectangular plate size that can close the opening on the other end in the height direction of the body 8, and has a plurality of through holes for exposing the plurality of terminal portions 7 from the case 1 to the outside. A hole (not shown) is provided in the thickness direction (vertical direction in FIG. 3).

操作部２は、本スイッチ装置ＳＷを手動動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略箱状に形成されている。また、操作部２は、幅方向（図３中の紙面に垂直な方向）に直交する面内における外形形状が、高さ方向一端側の両側部が同方向に突出するとともに、高さ方向他端側の中央部が同方向に突出する略く字状に形成されている。なお、操作部２は、ケース１に取り付けられた状態で、操作面がケース１外に突出する高さ寸法に設定されている（図３参照）。   The operation unit 2 is an operation handle for manually operating the switch device SW, and is formed in a substantially box shape from an insulating resin material. In addition, the operation unit 2 has an outer shape in a plane orthogonal to the width direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3), and both side portions on one end side in the height direction protrude in the same direction, and the height direction and the like. The central part on the end side is formed in a substantially square shape protruding in the same direction. In addition, the operation part 2 is set to the height dimension which the operation surface protrudes out of the case 1 in the state attached to the case 1 (refer FIG. 3).

この操作部２の幅方向両側面には、軸部１０が貫挿される貫挿孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。また、操作部２の内底面には、操作部２をケース１に対する中立位置に復帰させる復帰ばね１３を固定するための一対の挟持片２ｂ，２ｂが突設されている。ここで、復帰ばね１３として、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の巻軸方向（図３中の紙面に垂直な方向）と直交する方向に突出させた一対の腕部１３ｂ（図３では片側のみ図示）とを一体に備える所謂ねじりコイルばね（トーションばねともいう）を使用している。一方、操作部２の幅方向内側面には、復帰ばね１３の各腕部１３ｂがそれぞれ弾接される一対の位置決めリブ（図示せず）が一体に突設されている。   On both side surfaces of the operation unit 2 in the width direction, through holes (not shown) through which the shaft portion 10 is inserted are formed. Further, a pair of sandwiching pieces 2 b and 2 b for fixing a return spring 13 for returning the operation unit 2 to a neutral position with respect to the case 1 is projected from the inner bottom surface of the operation unit 2. Here, as the return spring 13, the coil portion 13a and a pair of arms protruded from both ends of the coil portion 13a in a direction orthogonal to the winding axis direction of the coil portion 13a (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). A so-called torsion coil spring (also referred to as a torsion spring) integrally provided with a portion 13b (only one side is shown in FIG. 3) is used. On the other hand, a pair of positioning ribs (not shown) with which the arm portions 13 b of the return spring 13 are elastically contacted are integrally provided on the inner side surface in the width direction of the operation portion 2.

したがって、復帰ばね１３は、コイル部１３ａの巻軸方向が操作部２の幅方向となるように一対の挟持片２ｂ，２ｂ間に配置されるとともに、各腕部１３ｂがそれぞれ対応する位置決めリブに弾接した状態で操作部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と操作部２の各貫挿孔とが連通しており、一方の貫挿孔から操作部２内に挿入された軸部１０は、コイル１３ａの内側を通って他方の貫通孔から操作部２外へ突出した状態で操作部２に取り付けられる。そして、操作部２は、軸部１０の中心軸を回転中心としてケース１に揺動自在に取り付けられることになる。   Therefore, the return spring 13 is disposed between the pair of sandwiching pieces 2b and 2b so that the winding axis direction of the coil portion 13a is the width direction of the operation portion 2, and each arm portion 13b is a positioning rib corresponding to each. It is attached to the operation unit 2 in a state of elastic contact. In the state where the return spring 13 is attached to the operation portion 2, the coil portion 13 a of the return spring 13 and each through hole of the operation portion 2 communicate with each other, and are inserted into the operation portion 2 from one of the through holes. The shaft portion 10 is attached to the operation portion 2 in a state where the shaft portion 10 protrudes out of the operation portion 2 from the other through hole through the inside of the coil 13a. The operation unit 2 is swingably attached to the case 1 with the central axis of the shaft unit 10 as the center of rotation.

また、操作部２の内底面において、隔壁部８ｄの各凹所８ｈに対応する部位には、作動子３の大径部３ｂに当接する当接リブ２ｄがそれぞれ設けられているが、本スイッチ装置ＳＷでは作動子３を１つしか使用していないため、片側の当接リブ２ｄは使用されない。   Further, on the inner bottom surface of the operation portion 2, a contact rib 2d that contacts the large-diameter portion 3b of the actuator 3 is provided at a portion corresponding to each recess 8h of the partition wall portion 8d. Since the device SW uses only one actuator 3, the one-side contact rib 2d is not used.

ここで、復帰ばね１３の各腕部１３ｂは、それぞれ各壁部８ｄに突設された支持リブ８ｌに当接しているから、操作部２を操作していない状態（つまり操作部２に操作荷重が加えられていない状態）では、復帰ばね１３による操作部２を反時計回り（図３中の矢印Ｃ５方向）に回転させる操作反力と、作動子３の作動子ばね１１による操作部２を時計回り（図３中の矢印Ｃ６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が位置することになり、この位置がケース１に対する操作部２の中立位置となる。   Here, since each arm portion 13b of the return spring 13 is in contact with the support rib 8l projecting from each wall portion 8d, the operation portion 2 is not operated (that is, the operation load is applied to the operation portion 2). In a state in which the operating spring 2 is not applied), the operating reaction force for rotating the operating section 2 by the return spring 13 counterclockwise (in the direction of arrow C5 in FIG. 3) and the operating section 2 by the operating spring 11 of the operating element 3 are The operating unit 2 is positioned at a position where the operating reaction force rotated clockwise (in the direction of arrow C6 in FIG. 3) is balanced, and this position is the neutral position of the operating unit 2 with respect to the case 1.

特開２００２−３５８１３３号公報（特に段落［００３３］、及び、第３図）JP 2002-358133 A (particularly paragraph [0033] and FIG. 3)

上述の検出コイルを利用したスイッチ装置ＳＷでは、ケース１に対する操作部２の中立位置は、操作部２側に設けられた復帰ばね１３と、作動子３側に設けられた作動子ばね１１の力バランスで決まるものであるが、スペースの関係上、作動子ばね１１には小型でばね力の弱いものが使用されており、そのため両者の力バランスが悪く、中立位置が不安定になる虞があった。   In the switch device SW using the detection coil described above, the neutral position of the operation unit 2 with respect to the case 1 is the force of the return spring 13 provided on the operation unit 2 side and the actuator spring 11 provided on the operator 3 side. Although it is determined by the balance, due to space limitations, the actuator spring 11 is small and has a weak spring force. Therefore, there is a possibility that the force balance between the two is poor and the neutral position becomes unstable. It was.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ケースに対する操作部の中立位置を安定させたスイッチ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a switch device in which the neutral position of the operation portion with respect to the case is stabilized.

請求項１の発明は、ケースと、当該ケースに移動自在に取着される操作部と、弾性を有し操作部の変位に応じて圧縮または伸張する検出コイルと、当該検出コイル内に配置されるコアと、ケースに対する中立位置に操作部を復帰させるための復帰ばねとを備え、検出コイルは、操作部が中立位置に位置する状態において、ばね力が復帰ばねと釣り合うようなばね体からなることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is disposed in the case, the operation part movably attached to the case, a detection coil having elasticity and compressing or expanding according to the displacement of the operation part, and the detection coil. And a return spring for returning the operating portion to a neutral position with respect to the case, and the detection coil is made of a spring body whose spring force is balanced with the return spring in a state where the operating portion is located at the neutral position. It is characterized by that.

請求項２の発明は、コアは、操作部の変位に応じて検出コイルが最も圧縮された状態で、当該検出コイルと重なるような長さ寸法に形成されることを特徴とする。   The invention of claim 2 is characterized in that the core is formed in a length dimension so as to overlap with the detection coil in a state where the detection coil is most compressed in accordance with the displacement of the operation portion.

請求項３の発明は、検出コイルは、当該検出コイルの変形方向において一端側から他端側に行くほどコイル径が大きくなるように形成され、コアは、操作部の変位に応じて検出コイルが最も伸張された状態で、少なくとも当該検出コイルと重なるような長さ寸法に形成されることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the detection coil is formed such that the coil diameter increases from one end side to the other end side in the deformation direction of the detection coil, and the core has a detection coil according to the displacement of the operation unit. It is characterized in that it is formed in a length dimension that overlaps at least the detection coil in the most extended state.

請求項１の発明によれば、検出コイルにばね性を持たせているので、復帰ばねに対応させるばね体を従来例に比べて大型化することができ、その結果操作部の中立位置において復帰ばねのばね力と検出コイルのばね力とを釣り合わせることができるから、操作部を常に同じ中立位置に復帰させることが可能になり、その結果操作部の中立位置を安定させることができる。また、検出コイルにばね性を持たせることによって、従来例のように作動子ばねを設けなくてもいいから、部品点数の削減が図れるという効果がある。   According to the first aspect of the present invention, since the detection coil is provided with a spring property, the spring body corresponding to the return spring can be enlarged as compared with the conventional example, and as a result, the return is performed at the neutral position of the operation portion. Since the spring force of the spring and the spring force of the detection coil can be balanced, it is possible to always return the operation portion to the same neutral position, and as a result, the neutral position of the operation portion can be stabilized. In addition, by providing the detection coil with spring properties, it is not necessary to provide an actuator spring as in the conventional example, so that the number of parts can be reduced.

請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られ、またコアの長さが短くてすむからコスト削減を図ることができるという効果もある。   According to the invention of claim 2, the same effect as that of claim 1 can be obtained, and the cost can be reduced because the length of the core can be shortened.

請求項３の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られる。   According to the invention of claim 3, the same effect as that of claim 1 can be obtained.

実施形態１のスイッチ装置を示し、（ａ）は操作部を操作していない状態の模式図、（ｂ）は操作部を操作している状態の模式図である。The switch apparatus of Embodiment 1 is shown, (a) is a schematic diagram of the state which is not operating the operation part, (b) is a schematic diagram of the state which is operating the operation part. 実施形態２のスイッチ装置を示し、（ａ）は操作部を操作していない状態の模式図、（ｂ）は操作部を操作している状態の模式図である。The switch apparatus of Embodiment 2 is shown, (a) is a schematic diagram of the state which is not operating the operation part, (b) is a schematic diagram of the state which is operating the operation part. 従来例のスイッチ装置の断面図である。It is sectional drawing of the switch apparatus of a prior art example.

本発明に係るスイッチ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係るスイッチ装置は、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のジョイスティック装置の把持部に取り付けられ、当該把持部では操作できない複雑な操作を行うために用いられるものである。   An embodiment of a switch device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The switch device according to the present invention is attached to a grip portion of a joystick device for operating a construction machine such as a hydraulic excavator or a crane, and is used for performing a complicated operation that cannot be performed by the grip portion.

（実施形態１）
図１（ａ）（ｂ）は実施形態１のスイッチ装置ＳＷを模式的に表わしたものであり、本スイッチ装置ＳＷは、ケース１と、ケース１に取着されて、軸部１０を回転中心として所定範囲内で揺動自在に回転する操作部２と、ケース１内に収納され、操作部２のケース１に対する中立位置からの変位を検出するための検出ブロックＢＫとを備えている。なお、ケース１および操作部２については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は省略する。 (Embodiment 1)
FIGS. 1A and 1B schematically show the switch device SW according to the first embodiment. The switch device SW is attached to the case 1 and the case 1 so that the shaft portion 10 is the center of rotation. As shown in FIG. 1, there is provided an operation unit 2 that rotates freely within a predetermined range, and a detection block BK that is housed in the case 1 and detects a displacement of the operation unit 2 from the neutral position with respect to the case 1. Since the case 1 and the operation unit 2 are the same as those of the conventional example, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

検出ブロックＢＫは、操作部２の変位を検出するための検出コイルＬを有する検出部４と、後述の検出部４を構成する支持部４ａに取り付けられるコア５と、信号処理部６と、端子部（図示せず）と、操作部２の変位に応じて所定方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ１，Ｍ２方向）に移動することで検出コイルＬを圧縮または伸張させる押圧ハンドル１４とを備えている。なお、本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、上記の検出部４、コア５および押圧ハンドル１４をそれぞれ２つずつ備えているが、以下の説明において両者を区別する必要がある場合には、図１（ａ）中の左側の検出部４、コア５および押圧ハンドル１４を、それぞれ検出部４Ａ、コア５Ａおよび押圧ハンドル１４Ａと表わし、図１（ａ）中の右側の検出部４、コア５および押圧ハンドル１４を、それぞれ検出部４Ｂ、コア５Ｂおよび押圧ハンドル１４Ｂと表わすことにする。また、上記の信号処理部６および端子部については従来例と同様であるから、詳細な説明については省略する。   The detection block BK includes a detection unit 4 having a detection coil L for detecting the displacement of the operation unit 2, a core 5 attached to a support unit 4a constituting the detection unit 4 described later, a signal processing unit 6, and a terminal And a pressing handle 14 that compresses or expands the detection coil L by moving in a predetermined direction (in the directions of arrows M1 and M2 in FIG. 1A) according to the displacement of the operation unit 2. I have. Note that the switch device SW of the present embodiment includes two each of the detection unit 4, the core 5, and the pressing handle 14. However, when it is necessary to distinguish between them in the following description, FIG. The left detection unit 4, the core 5 and the pressing handle 14 in (a) are represented as the detection unit 4A, the core 5A and the pressing handle 14A, respectively, and the right detection unit 4, the core 5 and the pressing in FIG. The handles 14 will be referred to as a detection unit 4B, a core 5B, and a pressing handle 14B, respectively. Further, the signal processing unit 6 and the terminal unit are the same as in the conventional example, and thus detailed description thereof is omitted.

検出部４は、絶縁性を有する樹脂材料からなる略円筒状の支持部４ａと、弾性材料からなり、伸縮方向（図１（ａ）中の上下方向）においてコイル径が等しくなるように形成された検出コイルＬとを有しており、支持部４ａは適宜の取付手段により信号処理部６のプリント基板６ａに取り付けられている。なお、検出コイルＬのコイル径は、支持部４ａの外径よりも大きく設定されている。   The detection part 4 is made of a substantially cylindrical support part 4a made of an insulating resin material and an elastic material, and is formed so that the coil diameters are equal in the expansion / contraction direction (vertical direction in FIG. 1A). The support part 4a is attached to the printed circuit board 6a of the signal processing part 6 by an appropriate attachment means. The coil diameter of the detection coil L is set larger than the outer diameter of the support portion 4a.

コア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略円柱状に形成されており、上記の支持部４ａとともにインサート成形される。なお、コア５の長さは、操作部２の変位に応じて検出コイルＬが最も圧縮された状態で、当該検出コイルＬと重なるような長さに設定されており、検出コイルＬが最も伸張した状態では検出コイルＬの下側部のみに部分的に重なっている（図１（ｂ）参照）。   The core 5 is formed in a substantially cylindrical shape from a magnetic material such as ferrite or a metal material, for example, and is insert-molded together with the support portion 4a. The length of the core 5 is set such that the detection coil L overlaps with the detection coil L in a state where the detection coil L is most compressed in accordance with the displacement of the operation unit 2, and the detection coil L extends most. In this state, it partially overlaps only the lower side of the detection coil L (see FIG. 1B).

押圧ハンドル１４は、絶縁性の樹脂材料により略円柱状に形成され、ケース１の高さ方向（図１（ａ）中の上下方向）において、操作部２の当接リブ２ｄと検出コイルＬとの間に配置される。なお、各押圧ハンドル１４の下端部には、それぞれ検出コイルＬの上端部が適宜の取付手段により取り付けられ、また各検出コイルＬの下端部は、それぞれ適宜の取付手段により支持部４ａの下端部に取り付けられており、押圧ハンドル１４、検出コイルＬおよび支持部４ａが一体的に設けられている。   The pressing handle 14 is formed in a substantially cylindrical shape with an insulating resin material, and in the height direction of the case 1 (vertical direction in FIG. 1A), the contact rib 2d of the operation unit 2 and the detection coil L It is arranged between. The upper end of each detection coil L is attached to the lower end of each pressing handle 14 by appropriate attachment means, and the lower end of each detection coil L is attached to the lower end of the support portion 4a by appropriate attachment means. The pressing handle 14, the detection coil L, and the support portion 4a are integrally provided.

ここで、コイルのインダクタンスＬ１は、Ｌ１＝μＮ２Ｓ／ｌで求められ、またインピーダンスＺは、Ｚ＝２πｆＬ１で求められる。なお、式中のμは透磁率、Ｓはコイルの断面積、ｌはコイルの長さ、Ｎはコイルの巻数、ｆは周波数である。すなわち、一般的にコイルのインピーダンスＺは、コイルの巻数Ｎの２乗や断面積Ｓに比例し、長さｌに反比例する。ここに、検出コイルＬのインピーダンスＺは、コア５に対応する部分のインピーダンスと、空気に対応する部分のインピーダンスの合成値となるが、本実施形態ではコア５がフェライトからなり、空気の透磁率に比べて十分大きな透磁率であるから、コア５に対応する部分のインピーダンスが支配的になり、したがって以下の説明ではコア５にのみ着目して説明する。 Here, the inductance L 1 of the coil is obtained by L 1 = μN 2 S / l, and the impedance Z is obtained by Z = 2πfL 1 . In the equation, μ is the magnetic permeability, S is the sectional area of the coil, l is the length of the coil, N is the number of turns of the coil, and f is the frequency. That is, the impedance Z of the coil is generally proportional to the square of the number of turns N of the coil and the cross-sectional area S, and inversely proportional to the length l. Here, the impedance Z of the detection coil L is a composite value of the impedance of the portion corresponding to the core 5 and the impedance of the portion corresponding to air. In this embodiment, the core 5 is made of ferrite, and the magnetic permeability of air. Therefore, the impedance of the portion corresponding to the core 5 is dominant. Therefore, in the following description, only the core 5 will be described.

図１（ｂ）中の右側の検出コイルＬのように圧縮された状態では、検出コイル（コア５に対応する部分）Ｌの長さｌおよび断面積Ｓは同じであるが、圧縮されることで検出コイルＬの巻数Ｎが増加するから、検出コイルＬのインピーダンスＺは結果的に大きくなる。逆に、図１（ｂ）中の左側の検出コイルＬのように伸張された状態では、同様に検出コイルＬの長さｌおよび断面積Ｓは同じであるが、伸張されることで検出コイルＬの巻数Ｎが減少するから、検出コイルＬのインピーダンスＺは結果的に小さくなる。   In the compressed state like the right detection coil L in FIG. 1B, the length l and the cross-sectional area S of the detection coil (part corresponding to the core 5) L are the same, but they are compressed. Since the number of turns N of the detection coil L increases, the impedance Z of the detection coil L increases as a result. On the other hand, in the extended state like the left detection coil L in FIG. 1B, the length l and the cross-sectional area S of the detection coil L are the same, but the detection coil is expanded by being extended. Since the number of turns N of L is reduced, the impedance Z of the detection coil L is consequently reduced.

次に、本スイッチ装置ＳＷの動作について図１（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１（ａ）は本スイッチ装置ＳＷを操作していない状態、すなわち操作部２がケース１に対する中立位置に位置する状態であり、この状態では左右の検出コイルＬ，Ｌがともに同じ長さに圧縮された状態で釣り合っている。すなわち、本実施形態では、各検出コイルＬが、操作部２の変位を検出するための検出コイルであるとともに、復帰ばねも兼ねているのである。   Next, the operation of the switch device SW will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows a state in which the switch device SW is not operated, that is, a state in which the operation unit 2 is located at a neutral position with respect to the case 1. In this state, the left and right detection coils L, L have the same length. It is balanced in a compressed state. That is, in this embodiment, each detection coil L is a detection coil for detecting the displacement of the operation unit 2 and also serves as a return spring.

この初期状態から、操作部２の操作面を押圧して上記の中立位置から時計回り（図１（ａ）中の矢印Ｃ２方向）に回転させると、その変位量に応じて、一方（図１（ａ）中の右側）の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ｂを押圧する力が強まり、押圧ハンドル１４Ｂは検出コイルＬのばね力に抗して下方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ１方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも下方向に圧縮されるから、検出コイル（コア５に対応する部分）Ｌの巻数Ｎが増加し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。またこのとき、操作部２の変位量に応じて、他方（図１（ａ）中の左側）の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ａを押圧する力が弱まり、押圧ハンドル１４Ａは検出コイルＬのばね力によって上方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ２方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも上方向に伸張されるから、検出コイルＬの巻数Ｎが減少し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。ここに、図１（ｂ）は上記動作後の状態を示している。   From this initial state, when the operation surface of the operation unit 2 is pressed and rotated clockwise from the neutral position (in the direction of arrow C2 in FIG. 1A), one (FIG. 1) corresponds to the amount of displacement. The force with which the abutment rib 2d on the right side in (a) presses the pressing handle 14B is strengthened, and the pressing handle 14B opposes the spring force of the detection coil L (in the direction of arrow M1 in FIG. 1A). ) Along with this, the detection coil L is also compressed downward, so that the number of turns N of the detection coil (part corresponding to the core 5) L increases, and as a result, the impedance Z of the detection coil L increases. At this time, the force by which the other (left side in FIG. 1A) abutment rib 2d presses the pressing handle 14A is weakened according to the amount of displacement of the operating portion 2, and the pressing handle 14A is a spring of the detection coil L. It moves upward (in the direction of arrow M2 in FIG. 1A) by force. Along with this, the detection coil L is also extended upward, so that the number of turns N of the detection coil L is reduced, and as a result, the impedance Z of the detection coil L is reduced. FIG. 1B shows the state after the above operation.

その後、操作部２の押圧操作を解除すると（つまり操作面から指を離すと）、操作部２は、右側の検出コイルＬのばね力によって反時計回り（図１（ａ）中の矢印Ｃ１方向）に回転し、上記の中立位置に復帰する（図１（ａ）に示す状態）。これによって、右側の検出コイルＬは上方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ２方向）に移動するから、検出コイルＬの巻数Ｎが操作部２の押圧操作によって増加した分だけ減少し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。一方、左側の検出コイルＬは下方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ１方向）に移動するから、検出コイルＬの巻数Ｎが操作部２の押圧操作によって減少した分だけ増加し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。   Thereafter, when the pressing operation of the operation unit 2 is released (that is, when the finger is released from the operation surface), the operation unit 2 is rotated counterclockwise (in the direction of arrow C1 in FIG. 1A) by the spring force of the right detection coil L. ) To return to the neutral position (the state shown in FIG. 1A). As a result, the detection coil L on the right side moves upward (in the direction of arrow M2 in FIG. 1A), and therefore the number of turns N of the detection coil L decreases by the amount increased by the pressing operation of the operation unit 2. Therefore, the impedance Z of the detection coil L is reduced. On the other hand, since the left detection coil L moves downward (in the direction of arrow M1 in FIG. 1A), the number of turns N of the detection coil L is increased by the decrease by the pressing operation of the operation unit 2, and the corresponding amount is increased. The impedance Z of the detection coil L is increased.

次に、上記初期状態（図１（ａ）に示す状態）から、操作部２の操作面を押圧して上記の中立位置から反時計回り（図１（ａ）中の矢印Ｃ１方向）に回転させると、その変位量に応じて、上記他方の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ａを押圧する力が強まり、押圧ハンドル１４Ａは検出コイルＬのばね力に抗して下方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ１方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも下方向に圧縮されるから、検出コイルＬの巻数Ｎが増加し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。またこのとき、操作部２の変位量に応じて、上記一方の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ｂを押圧する力が弱まり、押圧ハンドル１４Ｂは検出コイルＬのばね力によって上方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ２方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも上方向に伸張されるから、検出コイルＬの巻数Ｎが減少し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。   Next, from the initial state (the state shown in FIG. 1A), the operation surface of the operation unit 2 is pressed and rotated counterclockwise (in the direction of arrow C1 in FIG. 1A) from the neutral position. As a result, the force with which the other abutment rib 2d presses the pressing handle 14A increases in accordance with the amount of displacement, and the pressing handle 14A moves downward (FIG. 1A) against the spring force of the detection coil L. Move in the direction of arrow M1). Along with this, the detection coil L is also compressed downward, so that the number of turns N of the detection coil L increases, and as a result, the impedance Z of the detection coil L increases. At this time, the force with which the one abutment rib 2d presses the pressing handle 14B is weakened according to the amount of displacement of the operating portion 2, and the pressing handle 14B is moved upward by the spring force of the detection coil L (FIG. ) In the direction of arrow M2). Along with this, the detection coil L is also extended upward, so that the number of turns N of the detection coil L is reduced, and as a result, the impedance Z of the detection coil L is reduced.

その後、操作部２の押圧操作を解除すると、操作部２は、左側の検出コイルＬのばね力によって時計回り（図１（ａ）中の矢印Ｃ２方向）に回転し、上記の中立位置に復帰する。これによって、左側の検出コイルＬは上方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ２方向）に移動するから、検出コイルＬの巻数Ｎが操作部２の押圧操作によって増加した分だけ減少し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。一方、右側の検出コイルＬは下方向（図１（ａ）中の矢印Ｍ１方向）に移動するから、検出コイルＬの巻数Ｎが操作部２の押圧操作によって減少した分だけ増加し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。   Thereafter, when the pressing operation of the operation unit 2 is released, the operation unit 2 is rotated clockwise (in the direction of arrow C2 in FIG. 1A) by the spring force of the left detection coil L, and returned to the neutral position. To do. As a result, the detection coil L on the left side moves upward (in the direction of arrow M2 in FIG. 1A), so that the number of turns N of the detection coil L decreases by the amount increased by the pressing operation of the operation unit 2. Therefore, the impedance Z of the detection coil L is reduced. On the other hand, since the detection coil L on the right side moves downward (in the direction of arrow M1 in FIG. 1A), the number of turns N of the detection coil L increases by the amount reduced by the pressing operation of the operation unit 2, and accordingly The impedance Z of the detection coil L is increased.

而して、本実施形態によれば、検出コイルＬにばね性を持たせているので、復帰ばねに対応させるばね体を従来例に比べて大型化することができ、特に本実施形態では上記復帰ばねを検出コイルＬで兼用し、また両検出コイルＬ，Ｌは同じばね性を有しており、操作部の中立位置において両検出コイルＬ，Ｌのばね力を釣り合わせることができるから、操作部２を常に同じ中立位置に復帰させることが可能になり、その結果操作部２の中立位置を安定させることができる。また、検出コイルＬにばね性を持たせることによって、従来例のように作動子ばね１１（図３参照）を設けなくてもいいから、部品点数の削減が図れる。さらに、コア５の長さが短くてすむからコスト削減を図ることもできる。   Thus, according to the present embodiment, since the detection coil L is provided with a spring property, the spring body corresponding to the return spring can be made larger than the conventional example. Since the return spring is also used as the detection coil L and both the detection coils L and L have the same spring property, the spring force of both the detection coils L and L can be balanced at the neutral position of the operation portion. The operation unit 2 can always be returned to the same neutral position, and as a result, the neutral position of the operation unit 2 can be stabilized. Further, by providing the detection coil L with springiness, it is not necessary to provide the actuator spring 11 (see FIG. 3) as in the conventional example, so that the number of parts can be reduced. Furthermore, since the length of the core 5 is short, cost can be reduced.

なお、本実施形態では、コア５Ａ，５Ｂと両検出コイルＬ，Ｌとで操作部２の変位を検出するように構成しているが、例えば片方のコア５Ａ（またはコア５Ｂ）と対応する検出コイルＬとで操作部２の変位を検出し、もう片方のコイルは復帰ばねとしての機能のみ（すなわち検出コイルとしての機能は持っていない）を備えたものであってもよい。また、本実施形態では、操作部２の当接リブ２ｄと押圧ハンドル１４とを別体に設けているが、一体であってもよい。さらに、本実施形態では、検出コイルＬを、伸縮方向においてコイル径が等しくなるように形成しているが、検出コイルの形状は本実施形態に限定されるものではなく、伸縮方向においてコイル径が異なるようなものであってもよい。   In the present embodiment, the displacement of the operation unit 2 is detected by the cores 5A and 5B and the detection coils L and L. For example, detection corresponding to one of the cores 5A (or the core 5B) is performed. The displacement of the operation unit 2 may be detected by the coil L, and the other coil may have only a function as a return spring (that is, it does not have a function as a detection coil). Further, in the present embodiment, the contact rib 2d of the operation unit 2 and the pressing handle 14 are provided separately, but may be integrated. Furthermore, in this embodiment, the detection coil L is formed so that the coil diameter is equal in the expansion / contraction direction, but the shape of the detection coil is not limited to this embodiment, and the coil diameter in the expansion / contraction direction is not limited. It may be different.

（実施形態２）
図２（ａ）（ｂ）は実施形態２のスイッチ装置ＳＷを模式的に表わしたものであり、実施形態１では検出コイルＬを、伸縮方向においてコイル径が等しくなるように形成するとともに、コア５を、検出コイルＬが最も圧縮された状態で、当該検出コイルＬと重なるような長さに設定しているが、本実施形態では検出コイルＬを、伸縮方向において一端側から他端側に行くほどコイル径が大きくなるように形成するとともに、コア５を、検出コイルＬが最も伸張された状態で、検出コイルＬの全体にコア５が重なるような長さに設定している。なお、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明は省略する。 (Embodiment 2)
2A and 2B schematically show the switch device SW of the second embodiment. In the first embodiment, the detection coil L is formed so that the coil diameters are equal in the expansion and contraction direction, and the core 5 is set to a length that overlaps the detection coil L in a state where the detection coil L is most compressed, but in this embodiment, the detection coil L is moved from one end side to the other end side in the expansion and contraction direction. The coil diameter is increased as it goes, and the core 5 is set to such a length that the core 5 overlaps the entire detection coil L in a state where the detection coil L is most expanded. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態のスイッチ装置ＳＷは、ケース１と、操作部２と、検出ブロックＢＫとを備え、また検出ブロックＢＫは、検出部４と、コア５と、信号処理部６と、端子部と、押圧ハンドル１４とで構成される。   The switch device SW of the present embodiment includes a case 1, an operation unit 2, and a detection block BK. The detection block BK includes a detection unit 4, a core 5, a signal processing unit 6, a terminal unit, And a pressing handle 14.

検出部４は、絶縁性を有する樹脂材料からなる略円筒状の支持部４ａと、弾性材料からなり、伸縮方向（図２（ａ）中の上下方向）において一端側（図２（ａ）中の上端側）から他端側（図２（ａ）中の下端部）に行くほどコイル径が大きくなるように形成された検出コイルＬとを有しており、支持部４ａは適宜の取付手段により信号処理部６のプリント基板６ａに取り付けられている。なお、検出コイルＬのコイル径は、上端部のコイル径（つまり最も小さいコイル径）が支持部４ａの外径よりも大きくなるように設定されている。   The detection part 4 is made of a substantially cylindrical support part 4a made of an insulating resin material, and made of an elastic material. One end side (in FIG. 2A) in the expansion / contraction direction (vertical direction in FIG. 2A). And a detection coil L formed such that the coil diameter increases from the other end side (the lower end portion in FIG. 2A) to the other end side, and the support portion 4a is an appropriate attachment means. Is attached to the printed circuit board 6a of the signal processing unit 6. The coil diameter of the detection coil L is set so that the coil diameter at the upper end (that is, the smallest coil diameter) is larger than the outer diameter of the support portion 4a.

コア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略円柱状に形成され、上記の支持部４ａとともにインサート成形される。なお、コア５の長さは、操作部２の変位に応じて検出コイルＬが最も伸張された状態で、検出コイルＬの全体にコア５が重なるような長さに設定されている（図２（ｂ）参照）。   The core 5 is formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic material such as ferrite or a metal material, and is insert-molded together with the support portion 4a. The length of the core 5 is set such that the core 5 overlaps the entire detection coil L in a state where the detection coil L is most extended in accordance with the displacement of the operation unit 2 (FIG. 2). (See (b)).

ここで、検出コイルＬのインピーダンスＺは、実施形態１と同じ式から求められ、例えば図２（ｂ）中の左側の検出コイルＬのように伸張された状態では、検出コイルＬの巻数Ｎおよび断面積Ｓは同じであるが、伸張されることで検出コイルＬの長さｌが増加するから、検出コイルＬのインピーダンスＺは結果的に小さくなる。逆に、図２（ｂ）中の右側の検出コイルＬのように圧縮された状態では、同様に検出コイルＬの巻数Ｎおよび断面積Ｓは同じであるが、圧縮されることで検出コイルＬの長さｌが減少するから、検出コイルＬのインピーダンスＺは結果的に大きくなる。なお、本実施形態では、コイル径が上側端から下側端に行くほど大きくなるように検出コイルＬを形成しているので、コイル径の等しい検出コイルに比べて最も圧縮させたときの高さ寸法をさらに小さくすることができ、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺをさらに大きくすることが可能になる。   Here, the impedance Z of the detection coil L is obtained from the same equation as in the first embodiment. For example, when the detection coil L is extended like the detection coil L on the left side in FIG. Although the cross-sectional area S is the same, since the length l of the detection coil L increases by being expanded, the impedance Z of the detection coil L is consequently reduced. On the contrary, in the state compressed like the right detection coil L in FIG. 2B, the number of turns N and the cross-sectional area S of the detection coil L are the same, but the detection coil L is compressed. As a result, the impedance Z of the detection coil L increases as a result. In the present embodiment, since the detection coil L is formed so that the coil diameter increases from the upper end to the lower end, the height when compressed most compared to the detection coil having the same coil diameter. The size can be further reduced, and as a result, the impedance Z of the detection coil L can be further increased.

次に、本スイッチ装置ＳＷの動作について図２（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図２（ａ）は本スイッチ装置ＳＷを操作していない状態、すなわち操作部２がケース１に対する中立位置に位置する状態であり、この状態では左右の検出コイルＬ，Ｌがともに同じ長さに圧縮された状態で釣り合っている。すなわち、本実施形態では、各検出コイルＬが、操作部２の変位を検出するための検出コイルであるとともに、復帰ばねも兼ねているのである。   Next, the operation of the switch device SW will be described with reference to FIGS. FIG. 2A shows a state in which the switch device SW is not operated, that is, a state in which the operation unit 2 is located at a neutral position with respect to the case 1, and in this state, the left and right detection coils L, L have the same length. It is balanced in a compressed state. That is, in this embodiment, each detection coil L is a detection coil for detecting the displacement of the operation unit 2 and also serves as a return spring.

この初期状態から、操作部２の操作面を押圧して上記の中立位置から時計回り（図２（ａ）中の矢印Ｃ４方向）に回転させると、その変位量に応じて、一方（図１（ａ）中の右側）の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ｂを押圧する力が強まり、押圧ハンドル１４Ｂは検出コイルＬのばね力に抗して下方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ３方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも下方向に圧縮されるから、検出コイルＬの長さｌが減少し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。またこのとき、操作部２の変位量に応じて、他方（図２（ａ）中の左側）の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ａを押圧する力が弱まり、押圧ハンドル１４Ａは検出コイルＬのばね力によって上方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ４方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも上方向に伸張されるから、検出コイルＬの長さｌが増加し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。ここに、図２（ｂ）は上記動作後の状態を示している。   From this initial state, when the operation surface of the operation unit 2 is pressed and rotated clockwise from the neutral position (in the direction of arrow C4 in FIG. 2A), one (FIG. 1) corresponds to the amount of displacement. The force with which the abutting rib 2d on the right side in (a) presses the pressing handle 14B is strengthened, and the pressing handle 14B opposes the spring force of the detection coil L (in the direction of arrow M3 in FIG. 2A). ) Along with this, the detection coil L is also compressed downward, so that the length l of the detection coil L decreases, and as a result, the impedance Z of the detection coil L increases. At this time, the force by which the other (left side in FIG. 2A) abutment rib 2d presses the pressing handle 14A is weakened according to the amount of displacement of the operating portion 2, and the pressing handle 14A is a spring of the detection coil L. It moves upward (in the direction of arrow M4 in FIG. 2A) by force. Along with this, the detection coil L is also extended upward, so that the length l of the detection coil L increases, and as a result, the impedance Z of the detection coil L decreases. FIG. 2B shows the state after the above operation.

その後、操作部２の押圧操作を解除すると（つまり操作面から指を離すと）、操作部２は、右側の検出コイルＬのばね力によって反時計回り（図２（ａ）中の矢印Ｃ３方向）に回転し、上記の中立位置に復帰する（図２（ａ）に示す状態）。これによって、右側の検出コイルＬは上方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ４方向）に移動するから、検出コイルＬの長さｌが操作部２の押圧操作によって減少した分だけ増加し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。一方、左側の検出コイルＬは下方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ３方向）に移動するから、検出コイルＬの長さｌが操作部２の押圧操作によって増加した分減少し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。   Thereafter, when the pressing operation of the operation unit 2 is released (that is, when the finger is released from the operation surface), the operation unit 2 is rotated counterclockwise (in the direction of arrow C3 in FIG. 2A) by the spring force of the right detection coil L. ) To return to the neutral position (state shown in FIG. 2A). As a result, the detection coil L on the right side moves upward (in the direction of arrow M4 in FIG. 2A), so that the length l of the detection coil L increases by the amount reduced by the pressing operation of the operation unit 2, Accordingly, the impedance Z of the detection coil L is reduced. On the other hand, since the left detection coil L moves downward (in the direction of arrow M3 in FIG. 2A), the length 1 of the detection coil L decreases by an increase due to the pressing operation of the operation unit 2, and the corresponding amount decreases. The impedance Z of the detection coil L is increased.

次に、上記初期状態（図２（ａ）に示す状態）から、操作部２の操作面を押圧して上記の中立位置から反時計回り（図２（ａ）中の矢印Ｃ３方向）に回転させると、その変位量に応じて、上記他方の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ａを押圧する力が強まり、押圧ハンドル１４Ａは検出コイルＬのばね力に抗して下方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ３方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも下方向に圧縮されるから、検出コイルＬの長さｌが減少し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。またこのとき、操作部２の変位量に応じて、上記一方の当接リブ２ｄが押圧ハンドル１４Ｂを押圧する力が弱まり、押圧ハンドル１４Ｂは検出コイルＬのばね力によって上方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ４方向）に移動する。これに伴って、検出コイルＬも上方向に伸張されるから、検出コイルＬの長さｌが増加し、その結果、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。   Next, from the initial state (the state shown in FIG. 2A), the operation surface of the operation unit 2 is pressed to rotate counterclockwise (in the direction of arrow C3 in FIG. 2A) from the neutral position. As a result, the force with which the other abutment rib 2d presses the pressing handle 14A increases in accordance with the amount of displacement, and the pressing handle 14A moves downward (FIG. 2A) against the spring force of the detection coil L. Move in the direction of arrow M3). Along with this, the detection coil L is also compressed downward, so that the length l of the detection coil L decreases, and as a result, the impedance Z of the detection coil L increases. At this time, the force with which the one abutment rib 2d presses the pressing handle 14B is weakened according to the amount of displacement of the operation portion 2, and the pressing handle 14B is moved upward by the spring force of the detection coil L (FIG. 2 (a ) Move in the direction of arrow M4. Along with this, the detection coil L is also extended upward, so that the length l of the detection coil L increases, and as a result, the impedance Z of the detection coil L decreases.

その後、操作部２の押圧操作を解除すると、操作部２は、左側の検出コイルＬのばね力によって時計回り（図２（ａ）中の矢印Ｃ４方向）に回転し、上記の中立位置に復帰する。これによって、左側の検出コイルＬは上方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ４方向）に移動するから、検出コイルＬの長さｌが操作部２の押圧操作によって減少した分増加し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが小さくなる。一方、右側の検出コイルＬは下方向（図２（ａ）中の矢印Ｍ３方向）に移動するから、検出コイルＬの長さｌが操作部２の押圧操作によって増加した分だけ減少し、その分、検出コイルＬのインピーダンスＺが大きくなる。   Thereafter, when the pressing operation of the operation unit 2 is released, the operation unit 2 rotates clockwise (in the direction of arrow C4 in FIG. 2A) by the spring force of the left detection coil L, and returns to the neutral position. To do. As a result, the detection coil L on the left side moves upward (in the direction of arrow M4 in FIG. 2A), so that the length l of the detection coil L is increased by the decrease in the pressing operation of the operation unit 2, Therefore, the impedance Z of the detection coil L is reduced. On the other hand, since the detection coil L on the right side moves downward (in the direction of arrow M3 in FIG. 2A), the length l of the detection coil L decreases by the amount increased by the pressing operation of the operation unit 2, Therefore, the impedance Z of the detection coil L increases.

而して、本実施形態によれば、実施形態１と同様に、検出コイルＬにばね性を持たせているので、復帰ばねに対応させるばね体を従来例に比べて大型化することができ、特に本実施形態では上記復帰ばねを検出コイルＬで兼用し、また両検出コイルＬ，Ｌは同じばね性を有しており、操作部の中立位置において両検出コイルＬ，Ｌのばね力を釣り合わせることができるから、操作部２を常に同じ中立位置に復帰させることが可能になり、その結果操作部２の中立位置を安定させることができる。また、検出コイルＬにばね性を持たせることによって、従来例のように作動子ばね１１（図３参照）を設けなくてもいいから、部品点数の削減が図れる。   Thus, according to the present embodiment, as in the first embodiment, since the detection coil L is provided with a spring property, the spring body corresponding to the return spring can be made larger than the conventional example. In particular, in this embodiment, the return spring is also used by the detection coil L, and both the detection coils L, L have the same spring property, and the spring force of both the detection coils L, L is obtained at the neutral position of the operation portion. Since the balance can be achieved, the operation unit 2 can always be returned to the same neutral position, and as a result, the neutral position of the operation unit 2 can be stabilized. Further, by providing the detection coil L with springiness, it is not necessary to provide the actuator spring 11 (see FIG. 3) as in the conventional example, so that the number of parts can be reduced.

なお、本実施形態では、実施形態１と同様に、コア５Ａ，５Ｂと両検出コイルＬ，Ｌとで操作部２の変位を検出するように構成しているが、例えば片方のコア５Ａ（またはコア５Ｂ）と対応する検出コイルＬとで操作部２の変位を検出し、もう片方のコイルは復帰ばねとしての機能のみ（すなわち検出コイルとしての機能は持っていない）を備えたものであってもよい。また、本実施形態では、実施形態１と同様に、操作部２の当接リブ２ｄと押圧ハンドル１４とを別体に設けているが、一体であってもよい。さらに、本実施形態では、検出コイルＬを、上側端から下側端に行くほどコイル径が大きくなるように配置しているが、逆向きに配置してもよい。また、本実施形態では、コア５の長さを、最も伸張させた状態の検出コイルＬの全体に当該コア５が重なるような長さに設定しているが、コア５の長さは、最も伸張させた状態の検出コイルＬよりも長くてもよい。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the displacement of the operation unit 2 is detected by the cores 5A and 5B and the two detection coils L and L. However, for example, one of the cores 5A (or The core 5B) and the corresponding detection coil L detect the displacement of the operation unit 2, and the other coil has only a function as a return spring (that is, does not have a function as a detection coil). Also good. Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the contact rib 2d of the operation unit 2 and the pressing handle 14 are provided separately, but may be integrated. Further, in this embodiment, the detection coil L is arranged so that the coil diameter increases from the upper end to the lower end, but may be arranged in the reverse direction. In the present embodiment, the length of the core 5 is set such that the core 5 overlaps the entire detection coil L in the most extended state, but the length of the core 5 is the largest. It may be longer than the detection coil L in the extended state.

１ ケース
２ 操作部
５Ａ，５Ｂ コア
Ｌ 検出コイル（復帰ばね）
ＳＷ スイッチ装置 1 Case 2 Operation section 5A, 5B Core L Detection coil (return spring)
SW switch device

Claims (3)

ケースと、当該ケースに移動自在に取着される操作部と、弾性を有し前記操作部の変位に応じて圧縮または伸張する検出コイルと、当該検出コイル内に配置されるコアと、前記ケースに対する中立位置に前記操作部を復帰させるための復帰ばねとを備え、前記検出コイルは、前記操作部が前記中立位置に位置する状態において、ばね力が前記復帰ばねと釣り合うようなばね体からなることを特徴とするスイッチ装置。   A case, an operation unit that is movably attached to the case, a detection coil that is elastic and compresses or expands according to a displacement of the operation unit, a core disposed in the detection coil, and the case And a return spring for returning the operation portion to a neutral position with respect to the detection coil, and the detection coil is formed of a spring body whose spring force is balanced with the return spring in a state where the operation portion is located at the neutral position. A switch device characterized by that. 前記コアは、前記操作部の変位に応じて前記検出コイルが最も圧縮された状態で、当該検出コイルと重なるような長さ寸法に形成されることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。   The switch device according to claim 1, wherein the core is formed to have a length that overlaps with the detection coil in a state where the detection coil is compressed most in accordance with displacement of the operation unit. 前記検出コイルは、当該検出コイルの伸縮方向において一端側から他端側に行くほどコイル径が大きくなるように形成され、前記コアは、前記操作部の変位に応じて前記検出コイルが最も伸張された状態で、少なくとも当該検出コイルと重なるような長さ寸法に形成されることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。   The detection coil is formed such that the coil diameter increases from one end side to the other end side in the expansion / contraction direction of the detection coil, and the detection coil is expanded most according to the displacement of the operation unit. 2. The switch device according to claim 1, wherein the switch device is formed to have a length dimension so as to at least overlap with the detection coil.
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