JP2010250963A

JP2010250963A - 車両用スイッチ

Info

Publication number: JP2010250963A
Application number: JP2009096133A
Authority: JP
Inventors: Keiyu Mizuno; 敬友水野
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】部品点数を削減して接続作業の簡素化及びコストの低廉化を図ることができるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】ストップランプスイッチ２は、自動車におけるブレーキペダルの操作によって磁気を検出し、センサ信号を出力する磁気センサデバイス３と、磁気センサデバイス３のセンサ信号を入力し、センサ信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ制御してストップランプ２０に出力する半導体リレー４と、半導体リレー４及び磁気センサデバイス３を内蔵する本体５とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用スイッチに関し、特に自動車等の車両におけるブレーキペダルの操作に連動して動作する車両用スイッチに関する。

自動車には、そのブレーキの操作を知らせるストップランプを点灯するためのストップランプスイッチが装備されている。

一般に、この種のストップランプスイッチは、ブレーキペダルの動作に連動して移動する可動接点部、及びこの可動接点部の移動による接触・離間によってストップランプに点灯・消灯信号を出力する固定接点部を有している（特許文献１）。

このように構成されたストップランプスイッチにおいては、ブレーキの操作によって可動接点部が移動して固定接点部に接触すると、固定接点部と可動接点部とが導通してストップランプが点灯される。一方、ブレーキの操作解除によって可動接点部が移動復帰して固定接点部から離間すると、固定接点部と可動接点部とが非導通となってストップランプが消灯される。

ところで、この種のストップランプスイッチでは、固定接点部及び可動接点部をパッケージに内蔵してなる部品が、リレー回路を有する部品を介してストップランプに接続されている。これにより、ストップランプに対する電源供給能力を高めることが行われる。

特開２００５−２３５６３２号公報

しかし、従来のストップランプスイッチによると、ストップランプを点灯・消灯する場合、リレー回路を有する部品を必要とするため、部品点数が嵩み、ランプ接続作業を煩雑にするばかりか、コスト高になるという問題があった。

従って、本発明の目的は、部品点数を削減することができ、もって接続作業の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる車両用スイッチを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（３）の車両用スイッチを提供する。

（１）車両におけるブレーキペダルの操作によって磁気を検出し、センサ信号を出力する磁気センサと、前記磁気センサのセンサ信号を入力し、前記センサ信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ制御して前記車両の電源供給対象に出力する半導体リレーと、前記半導体リレー及び前記磁気センサを内蔵する本体とを備えた。

（２）上記（１）に記載の車両用スイッチにおいて、前記車両の緊急時に前記電源供給対象としてのランプを点滅するランプ点滅回路を含み、前記ランプ点滅回路が前記磁気センサ及び前記半導体リレーに接続して前記本体に内蔵されている。

（３）上記（１）に記載の車両用スイッチにおいて、前記本体は、前記磁気センサ及び前記半導体リレーを封止する封止樹脂からなるパッケージによって形成されている。

本発明によると、部品点数を削減することができ、接続作業の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチのランプ接続状態を説明するために示すブロック図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチを説明するために示す平面図と正面図である。図２（ａ）はＯＦＦ状態の平面図を、また図２（ｂ）はＯＮ状態の平面図をそれぞれ示す。図２（ｃ）は正面図を示す。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチの第１変形例を説明するために示す平面図と側面図である。図３（ａ）はＯＦＦ状態の平面図を、また図３（ｂ）はＯＮ状態の平面図をそれぞれ示す。図３（ｃ）は側面図を示す。本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチの第２変形例を説明するために示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチのランプ接続状態を説明するために示すブロック図である。本発明の第３の実施の形態に係る車両用スイッチのランプ接続状態を説明するために示すブロック図である。

〔第１の実施の形態〕
（自動車用スイッチの構成）
図１は、第１の実施の形態に係るストップランプスイッチの接続状態を示す。図１に示すように、自動車用スイッチとしてのストップランプスイッチ２は、磁気（方向又は強さ）を検出してセンサ信号を出力する磁気センサデバイス３と、磁気センサデバイス３から入力するセンサ信号に基づきＯＮ．ＯＦＦ制御してストップランプ（電源供給対象の一例）２０に出力する半導体リレー４と、半導体リレー４及び磁気センサデバイス３を内蔵する本体５とから大略構成されている。ストップランプスイッチ２及びストップランプ２０によってストップランプスイッチ装置１が構成される。

磁気センサデバイス３は、半導体リレー４，バッテリ２１及びＥＣＵ（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２２に接続されている。そして、自動車（図示せず）のブレーキペダル１０１の操作によって磁気を検出し、このセンサ信号を半導体リレー４及びＥＣＵ２２に出力するように構成されている。磁気センサデバイス３における構成の詳細は後述する。

半導体リレー４は、パワー半導体としての例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型の電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor：ＦＥＴ）からなり、磁気センサデバイス３，ストップランプ２０及びバッテリ２１に接続されている。そして、磁気センサデバイス３からのセンサ信号を入力し、このセンサ信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ制御し、このＯＮ・ＯＦＦ制御信号をランプ点灯・消灯信号としてストップランプ２０に出力するように構成されている。これにより、ストップランプ２０が半導体リレー４からランプ点灯・消灯信号を入力して点灯・消灯される。

本体５は、磁気センサデバイス３及び半導体リレー４を内蔵し、全体が例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂からなる非磁性材料によって形成されている。これにより、ストップランプ２０に対する電源供給能力を高めるための回路がストップランプスイッチ２（本体５）外に必要がない。

（磁気センサデバイス３の構成）
図２（ａ）〜（ｃ）は磁気センサデバイスを示す。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁気センサデバイス３は、磁気センサ１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１を有し、自動車（図示せず）におけるブレーキペダル１００の近傍に配置されている。そして、運転者（操作者）によるブレーキペダル１００の踏み込み操作（非接触による検出）によってＯＮ信号を、また操作者によるブレーキペダル１００の踏み込み操作解除によってＯＦＦ信号をそれぞれセンサ信号として出力するように構成されている。磁気センサ１０ａ，１０ｂとしては、例えば半導体製造技術を用い、半導体基板にＭＲ（Magneto Resistance）素子等を搭載して形成された検出回路を有するＭＲチップが用いられる。また、マグネット１１としては略Ｕ字状の例えばフェライト磁石が用いられる。なお、図２（ａ）〜（ｃ）においては、半導体リレー４が省略されている。

ブレーキペダル１００は、自動車内の床面側に配置され、かつ運転席前方に回動可能に枢支されている。そして、運転者（操作者）のブレーキ初期位置からの踏み込み操作によって矢印ａ_１（図１に示す）方向に回動し、また操作者の踏み込み操作解除によって矢印ａ_２（図１に示す）方向に回動しブレーキ初期位置に復帰するように構成されている。ブレーキペダル１００の一方側端部（ペダル枢支側端部と反対側の端部）には、ストップランプスイッチ２の磁気センサデバイス３に対向する鉄等の磁性体１０１（図１に示す）が取り付けられている。

これにより、図２（ａ）に示すように、ブレーキペダル１００の非作動（踏み込み操作解除）時には、磁性体１０１が磁気センサデバイス３（磁気センサ１０ａ，１０ｂ）に接近する位置に配置されるため、マグネット１１のＮ極から出る磁束Φが磁性体１０１を経てマグネット１１のＳ極に入る磁路が形成される。

一方、図２（ｂ）に示すように、ブレーキペダル１００の作動（踏み込み操作）時には、磁性体１０１が磁気センサ１０から離間する位置に配置されるため、マグネット１１のＮ極から出た磁束Φが磁性体１０１を経ずにマグネット１１のＳ極に入る磁路が形成される。このため、ブレーキペダル１００の作動時には、その非作動時よりも大きなスイッチ（センサ）出力が得られる。

〔ストップランプスイッチ装置２の動作〕
次に、本発明の第１の実施の形態に係るストップランプスイッチ２の動作（ランプ点灯・消灯動作）について説明する。

（ランプ点灯動作）
ストップランプスイッチ２のランプ点灯動作は、操作者がストップランプ２０の消灯状態においてブレーキペダル１００を踏み込み操作することにより行われる。この場合、操作者がブレーキペダル１００を踏み込み操作すると、ブレーキペダル１００が磁性体１０１を磁気センサ１０ａ，１０ｂから離間させる方向（矢印ａ_１方向）に回動し、このブレーキペダル１００の回動に伴う磁性体１００の磁気センサ１０ａ，１０ｂからの離間によって磁気センサ１０ａ，１０ｂ内の磁束方向が変化する。このため、磁気センサデバイス３では磁気センサ１０内における磁束方向の変化を検出し、センサ信号として半導体リレー４に出力する。半導体リレー４では、磁気センサ１０ａ，１０ｂからのセンサ信号に基づきＯＮ状態とし、ランプ点灯信号としてストップランプ２０に出力する。これにより、ストップランプ２０が点灯される。

（ランプ消灯動作）
ストップランプスイッチ２のランプ消灯動作は、操作者がストップランプ２０の点灯状態においてブレーキペダル１００の踏み込み操作を解除することにより行われる。この場合、操作者がブレーキペダル１００の踏み込み操作を解除すると、ブレーキペダル１００の磁性体１０１を磁気センサ１０ａ，１０ｂに接近させる方向（矢印ａ_２方向）に回動復帰し、このブレーキペダル１００の回動復帰に伴う磁性体１００の磁気センサ１０ａ，１０ｂへの接近によって磁気センサ１０ａ，１０ｂ内の磁束方向が変化する。このため、磁気センサデバイス３では磁気センサ１０内における磁束方向の変化を検出し、センサ信号として半導体リレー４に出力する。半導体リレー４では、磁気センサ１０ａ，１０ｂからのセンサ信号に基づきＯＦＦ状態とし、ランプ消灯信号としてストップランプ２０に出力する。これにより、ストップランプ２０が消灯される。

なお、本実施の形態においては、磁気センサデバイス３のマグネット１１が本体５内に固定されている場合について説明したが、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように磁気センサデバイス３のマグネット１１を本体５内に移動可能に配置してもよい。この場合、ブレーキペダル１００にマグネット１１がプランジャ１２を介して固定されている。

また、本実施の形態においては、磁気センサデバイス３がＥＣＵ２２に接続されている場合について説明したが、磁気センサデバイス３にＥＣＵ２２を接続せず、図４に示すように半導体リレー４にＥＣＵ２２を接続してもよい。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

ストップランプスイッチ２（本体５）に半導体リレー４が内蔵されているため、ストップランプスイッチ２のスイッチＯＮ・ＯＦＦ動作によって直接ストップランプ２０を点灯・消灯することができる。これにより、ストップランプ２０に対する電源供給能力を高めるための回路が本体５外に必要がないため、ストップランプスイッチ装置１の部品点数を削減することができ、ストップランプ２０の接続作業の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。

〔第２の実施の形態〕
図５は、第２の実施の形態に係るストップランプスイッチの接続状態を示す。図５において、図１と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態に示すストップランプスイッチ３１は、図５に示すように、イグニッションスイッチ２３のスイッチ操作によってバッテリ２１の電源供給を受ける磁気センサデバイス６を本体５に内蔵した点に特徴がある。

このため、磁気センサデバイス６は、磁気センサ及びマグネット（共に図示せず）を有し、バッテリ２１にイグニッションスイッチ２３介して、またＥＣＵ２４にそれぞれ接続されている。そして、イグニッションスイッチ２３のスイッチ操作によって磁気（方向又は強さ）を検出し、このセンサ信号をＥＣＵ２４に出力するように構成されている。

本体５は、全体が例えばエポキシ樹脂等の樹脂パッケージからなる非磁性材料によって形成されている。そして、磁気センサデバイス３，６及び半導体リレー４を封止するように構成されている。これにより、ストップランプスイッチ２がＩＣ（Integrated Circuit）パッケージとして形成される。

〔第２の実施の形態の効果〕
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。

磁気センサデバイス６が本体５に内蔵されているため、磁気センサデバイス６が本体５外に必要がないため、ストップランプスイッチ装置１の部品点数を削減することができ、ストップランプ２０の接続作業の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、磁気センサデバイス３，６及び半導体リレー４を封止樹脂（本体５）で封止して単一のパッケージ部品とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、両磁気センサデバイス及び半導体リレーをそれぞれ第１〜第３封止樹脂で封止して３パッケージ部品とし、これら３パッケージ部品を本体に内蔵してもよい。

〔第３の実施の形態〕
図６は、第３の実施の形態に係るストップランプスイッチの接続状態を示す。図６において、図５と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第３の実施の形態に示すストップランプスイッチ５１は、図６に示すように、ストップランプ２０を点滅するランプ点滅回路５２を備えた点に特徴がある。

このため、ランプ点滅回路５２は、例えばロジックＩＣからなり、磁気センサデバイス３及び半導体リレー４に接続され、かつ本体５に内蔵されている。そして、磁気センサデバイス３（磁気センサ１０）からのセンサ信号を入力し、半導体リレー４にランプ点滅信号を出力するように構成されている。

また、ランプ点滅回路５２は、自動車の緊急時を検出する検出センサ５３のセンサ信号を入力するＥＣＵ５４に接続されている。そして、ＥＣＵ５４からの制御信号を入力し、半導体リレー４にランプ点滅信号を出力するように構成されている。検出センサ５３としては，例えば車両を急制動した場合に車輪（図示せず）の加速度を検出する加速度センサが用いられる。

これにより、検出センサ５３が例えば自動車の急制動時（所定の大きさをもつ加速度）を検出すると、ＥＣＵ５４にセンサ信号を出力する。ＥＣＵ５４では、検出センサ５３からセンサ信号を入力すると、ランプ点滅回路５２に制御信号を出力する。そして、ランプ点滅回路５２がＥＣＵ５４の制御信号を入力してランプ点滅信号を半導体リレー４に出力する。半導体リレー４では、ランプ点滅回路５２からランプ点滅信号を入力すると、このランプ点滅信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ制御し、このＯＮ・ＯＦＦ制御信号をストップランプ２０に出力する。このため、半導体リレー４によってＯＮ・ＯＦＦ制御されたランプ点滅信号をストップランプ２０が入力して点滅される。

一方、ブレーキペダル１００の踏み込み操作によるランプ点滅動作は、前述したランプ点灯動作と同様にして行われる。

〔第３の実施の形態の効果〕
以上説明した第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。

ストップランプスイッチ５１の本体５にランプ点滅回路５２が内蔵されているため、ストップランプスイッチ５１のスイッチＯＮ・ＯＦＦ動作によって直接ストップランプ２０を点滅することができる。これにより、ストップランプ２０に対する電源供給能力を高めるための回路が本体６外に必要がないため、ストップランプスイッチ装置１の部品点数を削減することができ、ストップランプ２０の接続作業の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、磁気センサデバイス３，６及び半導体リレー４・ランプ点滅回路５２を封止樹脂（本体５）で封止して単一のパッケージ部品とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、両磁気センサデバイス及び半導体リレー・ランプ点滅回路をそれぞれ第１〜第４封止樹脂で封止して４パッケージ部品とし、これら４パッケージ部品を本体に内蔵してもよい。また、両磁気センサデバイスのうち一方の磁気センサデバイス及びランプ点滅回路を第１封止樹脂で封止するとともに、他方の磁気センサデバイス及び半導体リレーをそれぞれ第２封止樹脂と第３封止樹脂で封止して３パッケージ部品とし、これら３パッケージ部品を本体に内蔵してもよい。さらに、両磁気センサデバイス及びランプ点滅回路を第１封止樹脂で封止するとともに、半導体リレーを第２封止樹脂で封止して２パッケージ部品とし、これら２パッケージ部品を本体に内蔵してもよい。

以上、本発明のスイッチ装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）各実施の形態では、磁気センサデバイス３が磁気センサ１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１から構成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、磁気センサのみで構成することもできる。この場合、磁気ブレーキペダル側には磁性体に替えてマグネットが配置される。

（２）各実施の形態では、自動車の電源供給対象としてストップランプ２０である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ブレーキペダルによって作動するランプであればよい。

（３）各実施の形態においては、磁気センサデバイス３が１対の磁気センサ１０ａ，１０ｂを有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、単一の磁気センサでもよい。

（４）各実施の形態では、自動車に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の車両にも本実施の形態の場合と同様に適用可能である。

１…ストップランプスイッチ装置、２…ストップランプスイッチ、３…磁気センサデバイス、４…半導体リレー、５…本体、６…磁気センサデバイス、１０ａ，１０ｂ…磁気センサ、１１…マグネット、１２…プランジャ、２０…ストップランプ、２１…バッテリ、２２…ＥＣＵ、２３…イグニッションスイッチ、２４…ＥＣＵ、５１…ストップランプスイッチ、５２…ランプ点滅回路、５３…検出センサ、５４…ＥＣＵ、１００…ブレーキペダル、１０１…磁性体

Claims

車両におけるブレーキペダルの操作によって磁気を検出し、センサ信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサのセンサ信号を入力し、前記センサ信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ制御して前記車両の電源供給対象に出力する半導体リレーと、
前記半導体リレー及び前記磁気センサを内蔵する本体と
を備えた車両用スイッチ。
前記車両の緊急時に前記電源供給対象としてのランプを点滅するランプ点滅回路を含み、前記ランプ点滅回路が前記磁気センサ及び前記半導体リレーに接続して前記本体に内蔵されている請求項１に記載の車両用スイッチ。
前記本体は、前記磁気センサ及び前記半導体リレーを封止する封止樹脂からなるパッケージによって形成されている請求項１に記載の車両用スイッチ。