JP2011060626A - Switch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などに使用されるエンジンを始動させるエンジン始動システムに用いるスイッチ装置に関するものである。 The present invention relates to a switch device used in an engine start system for starting an engine used in an automobile or the like.
近年、車両盗難防止等の理由から、従来のメカニカルキーに替わって、IDコードを含むIDコード信号を送信可能な携帯機が、車両の運転者によって所持され、この携帯機から無線送信されるIDコード信号によって、車両のエンジンを始動可能な状態にするエンジン始動システムが提案されている。 In recent years, a portable device capable of transmitting an ID code signal including an ID code, instead of a conventional mechanical key, for the purpose of preventing vehicle theft, is owned by the driver of the vehicle and is transmitted wirelessly from the portable device. There has been proposed an engine start system that enables a vehicle engine to be started by a code signal.
このような従来のエンジン始動システムに用いるスイッチ装置について、図6および図7を用いて説明する。 A switch device used in such a conventional engine starting system will be described with reference to FIGS.
図6の斜視図および図7の断面図において、1は前後方向にスライド動作可能に配置された絶縁樹脂製の操作ボタンで、操作ボタン1の外周を囲むように断面がL字状の絶縁樹脂製のベゼル2が配置されている。
In the perspective view of FIG. 6 and the cross-sectional view of FIG. 7,
また、3は同じく絶縁樹脂製のスイッチホルダで、スイッチホルダ3の前端の嵌合部3Aで内側のベゼル2と組み合わされており、約0.1〜0.5mmのエナメル線を巻回して形成されたコイル4が嵌合部3Aに設けた収納部3B内に収納されている。
つまり、操作ボタン1の外周に配置されたベゼル2の後面に、スイッチホルダ3に収納されてコイル4が配置されている。
That is, the coil 4 housed in the
そして、スイッチホルダ3は、後端部に端子5が差し込まれたコネクタ部3Cを備えると共に、前方から操作ボタン1が組み合わされて、スイッチ装置6が構成されていた。
And the
このように構成されたスイッチ装置6は車両のダッシュボード近傍のインスツルメントパネルの壁面11などに組み合わされて、運転者が運転席で操作できる場所に設置されると共に、インスツルメントパネル内部に装着されたエンジン始動装置(図示せず)に、端子5に接続されたケーブルやハーネスを介して接続される。
The
また、21は携帯機で、携帯機21にはマイコン22に接続された送信アンテナ23および電池24と、トランスポンダ25に接続された送受信アンテナ26が内蔵されており、携帯機21とスイッチ装置6とエンジン始動装置からエンジン始動システムが構成されていた。
そして、運転者が車両に乗車した際には、運転者の衣類のポケット等に入れられた携帯機21から、IDコードが含まれたIDコード信号が自動的に送信されるものとなっており、このとき、エンジン始動装置はIDコード信号を受信し、携帯機からのIDコード信号に含まれるIDコードと車両に予め設定されたIDコードとが一致していることを条件として、車両のエンジンを始動可能な状態にする。
When the driver gets into the vehicle, an ID code signal including an ID code is automatically transmitted from the
また、この状態で、運転者がスイッチ装置の操作ボタン1を押圧操作すると、操作ボタン1がスライド動作することにより、スイッチ装置6のON/OFFが切り替わり、エンジン始動装置により判定され、車両のエンジンが始動される。
Further, in this state, when the driver presses the
そして、携帯機21の電池24の電気残量が少なくなり電圧が低下すると、携帯機21はIDコード信号を送信できなくなり、エンジン始動装置はIDコード信号を受信できないが、その状態においても、運転者が携帯機21をスイッチ装置6の操作ボタン1の前方にかざして、操作ボタン1を押圧操作すると、エンジン始動装置はスイッチ装置6のコイル4から、トランスポンダ25へ起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を送信する。
When the remaining power of the
そして、このトランスポンダ駆動電波は送受信アンテナ26を介してトランスポンダ25に受信され、トランスポンダ駆動電波により、トランスポンダ25が動作するための電力が供給される。
The transponder driving radio wave is received by the
そして、トランスポンダ25が送受信アンテナ26を介してトランスポンダIDコードを含むトランスポンダ信号を送信し、トランスポンダ信号はコイル4を介して受信され、エンジン始動装置でトランスポンダ信号のトランスポンダIDコードが照合されて、車両のエンジンが始動されるものであった。
Then, the
つまり、コイル4は、携帯機21の電池24の電圧低下等によって、携帯機からIDコード信号が自動送信されなくなった場合に使用されており、携帯機をコイル4近傍にかざして操作ボタン1を押圧すれば、このコイル4からトランスポンダ25を始動するための電力が携帯機21に送られ、トランスポンダ25が機能してエンジン始動装置がエンジンを始動することが可能となるものであった。
That is, the coil 4 is used when the ID code signal is not automatically transmitted from the portable device due to a voltage drop of the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
しかしながら、上述したように、ベゼル2は金属めっきされることも有り、その場合、携帯機21とコイル4の間、すなわちコイル4の前方にベゼル2が存在しているため、コイル4が携帯機21と通信するための前方に送信する電波がベゼル2の金属めっきにより阻害され、特性が劣化し、携帯機21とコイル4との通信可能距離が短くなる恐れがあった。
However, as described above, the
さらに、近年車両の電子化が進んでおり、インスツルメントパネル付近は、様々なスイッチを配置する要望が高いことから、エンジンを作動させるスイッチ装置も更なる小型化が望まれていたが、コイル4の径が大きく、小型化の障害となっていた。 Furthermore, in recent years, the digitization of vehicles has progressed, and since there is a high demand for arranging various switches in the vicinity of the instrument panel, the switch device for operating the engine has been desired to be further miniaturized. The diameter of No. 4 was large and was an obstacle to miniaturization.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a switch device that reduces the risk of deterioration of characteristics and is suitable for downsizing.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、コイルは操作ボタンの内部あるいは後方に配置され、コイルの外径は操作ボタンの外径よりも小さいことにより、コイルから送信される電波の障害が減り、コイルの特性劣化がし難くなると共にコイルを操作ボタンより小さくすることができるため、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を提供することができるという作用を有する。 According to the first aspect of the present invention, the coil is disposed inside or behind the operation button, and the outer diameter of the coil is smaller than the outer diameter of the operation button, thereby reducing the disturbance of the radio wave transmitted from the coil. In addition, since it is difficult to deteriorate the characteristics of the coil and the coil can be made smaller than the operation button, the risk of deterioration of the characteristics is reduced, and a switch device suitable for downsizing can be provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のスイッチ装置において、円筒部にコイルを収納するボビンと、ボビンに固定された基板と、ボビンと前記基板の双方に対し固定された発光素子をさらに備え、円筒部の中心軸は発光素子の光軸に対し平行としたものであり、発光素子の光軸が常に安定するため、操作ボタンの照光をムラ無く安定したものに保つことができるスイッチ装置を提供することができるという作用を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the switch device according to the first aspect, the bobbin that houses the coil in the cylindrical portion, the substrate fixed to the bobbin, and the light emitting element fixed to both the bobbin and the substrate are provided. Furthermore, since the central axis of the cylindrical part is parallel to the optical axis of the light emitting element, and the optical axis of the light emitting element is always stable, the switch that can keep the illumination of the operation button stable without unevenness. The device can be provided.
以上のように本発明によれば、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を実現することができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, there is an advantageous effect that the risk of deterioration of characteristics is reduced and a switch device suitable for downsizing can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、図1から図5を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the structure same as the structure demonstrated in the term of background art, and detailed description is simplified.
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図で、図2は同スイッチ装置の分解斜視図であり、同図において、31はポリプロピレン、ポリブチレンテレフタラートなどの絶縁樹脂製のボビンで、断面が略コの字状の円筒部31Aの外周に0.1mm〜0.5mm程度の外径のエナメル線などの導電性材料が巻回されたコイル32が保持され、円筒部31Aの後方にややすぼんだ漏斗状に薄肉部31Bで繋いで、略円形の孔部31Cが設けられている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a switch device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the switch device, and 31 is a bobbin made of an insulating resin such as polypropylene and polybutylene terephthalate. Then, a
また、孔部31Cを左右に挟んで、略板状の支持板31D、31Eが配置され、各支持板31D、31Eの上面にコイル32の両端が金属製のピンなどに巻き付けられピン部32A、32Bとして突出すると共に、ネジ孔31F、31Gが設けられている。
Further, substantially plate-
さらに、33はLEDなどの発光素子で、後方に略L字形状に折れ曲がった二本の端子部33Aが延び、前側の発光部33Bは、ボビン31の円筒部31Aの中心軸と発光素子の光軸が平行となるように孔部31Cに嵌合している。
Further, 33 is a light emitting element such as an LED, and two
そして、34は上下面に銅箔などで金属パターンがエッチング形成された基板で、上面に例えば赤色と緑色の二色で発光するチップ型のLEDなどの小型発光素子35が実装されて、小型発光素子35は基板34上下面の金属パターンと接続している。
また、略中央に設けられたスルーホール34A、34Bには、発光素子33の端子部33Aが差し込まれ基板34上面でハンダ付けされ、基板34前側端部のスルーホール34C、34Dに、それぞれボビン31のピン部32A、32Bが差し込まれ基板34上面でハンダ付けされると共に、金属あるいは樹脂製のネジ36A、36Bが基板34上面からスルーホール34E、34Fを貫通して、ボビン31のネジ孔31F、31Gに係止されており、水平に延出した基板34に対してボビン31の円筒部31Aの中心軸が平行となるよう固定されている。
Further, the
また、発光素子33と接続された基板34のスルーホール34A、34Bや、ボビン31のピン部32A、32Bと接続された基板34のスルーホール34C、34Dは共に基板34の上下面の配線パターンと接続されており、基板後部のスルーホール34Gと接続されている。
The through
つまり、ボビン31に基板4がピン部32A、32Bとネジ36A、36Bで固定されると共に、発光素子33は、ボビン31の孔部31Cに発光部33Bが、基板34のスルーホール34A、34Bに端子部33Aがそれぞれ固定されており、ボビン31と基板34と発光素子33の間の位置関係が変わらないように、一体として組み合わされて、コイル接続基板37を構成している。
In other words, the substrate 4 is fixed to the
すなわち、ボビン31と基板34と発光素子33を一体として固定し、円筒部の中心軸は発光素子の光軸に対し平行としたものであり、ボビン31と基板34と発光素子33の間の位置関係が変わらないように、一体として組み合わされることで、発光素子の光軸が常に安定するため、操作ボタンに対する照光をムラ無く安定したものに保つことができるものとなっている。
That is, the
そして、図3に示すスイッチ装置の分解斜視図および図1において、41は絶縁樹脂製のスライダーで、リング部41Aの後方下寄りに板状のスライド部41Bが設けられ、スライド部41B上面には、四本の接点が突出した可動接点42が配置されている。
In the exploded perspective view of the switch device shown in FIG. 3 and FIG. 1,
さらに、スライダー41下面に設けられた穴内に金属製のばね43Aと絶縁樹脂製のボール44が、後方端面に設けられた穴内にばね43Bが保持されている。
Further, a
そして、45は絶縁樹脂製のコネクタで、右端に突出したコネクタ部45A内に十本の導電金属製のピン状の端子46が備えられ、一部が略L字状に曲げられコネクタ45上面のピン部46Aに接続され、残りの二本がコネクタ45下面の固定接点47A、47Bにそれぞれ接続されている。
さらに、48は上面開放で半円筒状の絶縁樹脂製の下ケースで、底面上面に三角柱状に突出した突部48Aが設けられている。
Further,
そして、下ケース48の上面後方にコネクタ45が組み合わされ、コネクタ45の前方にスライダー41が前後にスライド可能に組み合わされている。
And the
そして、図4の分解斜視図のように、コイル接続基板37の基板34がスライダー41のリング部41Aに差込まれ、基板34のスルーホール34Gにピン部46Aが挿入される。
Then, as shown in the exploded perspective view of FIG. 4, the
また、51は略円形で透明または白色などのポリカーボネートなどの透光性の絶縁樹脂の前面に、例えば「ENGINE」「START」「STOP」などの文字あるいは記号や模様の形に抜くように黒色インキなどで覆った操作ボタンで、透明や白色等の透光性樹脂製の導光体52が操作ボタン51を前後に貫通して、前方端面を露出させて組み合わされている。
In addition, 51 is a black ink on a front surface of a transparent insulating resin such as polycarbonate that is substantially circular and transparent or white, such as “ENGINE”, “START”, “STOP”, etc. A
そして、操作ボタン51とスライダー41のリング部41Aの間に、ボビン31の円筒部31Aに保持されたコイル32を挟みこみ、さらに、操作ボタン51の外周に円筒状のベゼル53が、下ケース48の上方から上ケース54が組み合わされてスイッチ装置55が構成されている。
Then, the
つまり、コイル32の外径を、操作ボタン51の外径より小さくすることにより、操作ボタン51の内部または後方に収納することが可能になるものである。
That is, by making the outer diameter of the
このように構成されたスイッチ装置55は車両のダッシュボード近傍のインスツルメントパネルの壁面などに組み合わされると共に、図5のシステム構成図で示すように、端子46に接続されたケーブルやハーネスを介してインスツルメントパネル内部に装着されたエンジン始動装置61と接続される。
The
なお、エンジン始動装置61は、マイコン62と受信アンテナ63を備えており、マイコン62は受信アンテナ63およびスイッチ装置55の端子46と直接あるいは間接的に電気的に接続している。
The
また、21は携帯機で、携帯機21にはマイコン22に接続された送信アンテナ23および電池24と、トランスポンダ25に接続された送受信アンテナ26が内蔵されており、携帯機21とスイッチ装置55とエンジン始動装置61からエンジン始動システム71が構成される。
ここで、運転者が車両に乗車した際には、運転者の衣類のポケット等に入れられた携帯機21から、数百MHzの周波数の電波により、IDコードが含まれたIDコード信号S1が自動的に送信されている。
Here, when the driver gets in the vehicle, the ID code signal S1 including the ID code is generated from the
このとき、エンジン始動装置61のマイコン62は受信アンテナ63を介してIDコード信号S1を受信し、携帯機からのIDコード信号に含まれるIDコードと車両に予め設定されたIDコードとが一致しているか判定する。
At this time, the
そして、マイコン62は一致していることを判定すると、端子46を介して、発光素子33および小型発光素子35に電圧を供給し、発光素子33および小型発光素子35を発光させる。
When the
なお、小型発光素子35は例えば緑色で発光し、小型発光素子35が発光した光は、導光体52を介して、操作ボタン51の表面に漏れ、運転者に車両のエンジンが始動可能な状態にあることを通知すると共に、発光素子33が発光した光は、操作ボタン51後面を照光し、操作ボタン51の「ENGINE」、「START」、「STOP」などの文字や記号や模様を操作ボタン51前面で浮かび上がらせて見せるものとなっている。
Note that the small
この状態で、運転者がスイッチ装置55の操作ボタン51を指などで押圧操作すると、操作ボタン51とスライダー41が一体となって後方にスライドしばね43Bが撓むと共に、ばね43Aが撓んだり伸びたりしながら、ボール44が下ケース48の突部48Aを越えることにより、快適なクリック感が生じる。
In this state, when the driver presses the
また、操作ボタン51とスライダー41が一体となって後方にスライドすることにより、スライド部41B上面の可動接点42が、コネクタ45下面の固定接点47A、47Bに接触することにより、固定接点47A、47B間が導通し、可動接点42と固定接点47A、47Bの接離をエンジン始動装置61が検出して、エンジン始動装置61は車両のエンジンを始動し、小型発光素子35の発光を緑色から赤色に変化させる。
Further, when the
つまり、複数の色で発光可能な小型発光素子35により、操作ボタン51に前面が露出した導光体52を照光し、エンジンが始動可能な状態や始動した状態に応じて色を変えて小型発光素子35が発光することにより、運転者にエンジンの動作状態を通知させるものである。
That is, the small
そして、運転者が操作ボタン51から指を離すと、撓んだばね43Bが伸びるため、スライダー41と共に操作ボタン51が前方に移動すると共に、可動接点42と固定接点47A、47Bが離れ、元の位置に復帰する。
When the driver releases his / her finger from the
一方、携帯機21の電池24の電気残量が少なくなり、電圧が低下した場合には、携帯機21はIDコード信号S1を送信できなくなり、エンジン始動装置61はIDコード信号S1を受信できないが、その状態で運転者が携帯機21をスイッチ装置55の操作ボタン51にかざして、操作ボタン51を押圧操作すると、エンジン始動装置は10kHz〜1000kHzの電波を用い、スイッチ装置55のコイル32によりトランスポンダ25へ起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波S2を送信する。
On the other hand, when the
このトランスポンダ駆動電波S2は送受信アンテナ26を介してトランスポンダ25に受信され、トランスポンダ駆動電波S2による電力でトランスポンダ25が動作し、送受信アンテナ26を介して10kHz〜1000kHzのトランスポンダIDコードを含むトランスポンダ信号S3が送信される。
The transponder driving radio wave S2 is received by the
なお、スイッチ装置55のコイル32を介して送信あるいは受信する電波の周波数は、100kHz〜200kHz程度がより望ましい。
The frequency of the radio wave transmitted or received via the
つまり、コイルを10kHz〜1000kHzの間の周波数に共振するものとしたことによって、平常時の数百MHzの通信より低い周波数で通信を行って波長が長い領域で通信を行うことができるため、電波の強度の減衰が小さく携帯機への電力の供給に適したスイッチ装置を提供することができるものである。 In other words, by making the coil resonate at a frequency between 10 kHz and 1000 kHz, it is possible to perform communication in a long wavelength region by performing communication at a frequency lower than the normal communication of several hundreds of MHz. Therefore, it is possible to provide a switch device suitable for supplying power to a portable device.
そして、トランスポンダ信号S3がコイル32により受信され、エンジン始動装置61のマイコン62でトランスポンダ信号S3のトランスポンダIDコードが照合されて、車両のエンジンが始動される。
Then, the transponder signal S3 is received by the
ここでもし、ベゼル53が金属めっきされていたとしても、コイル32が携帯機21と通信を行う電波の放射方向であるコイル32の前方は、ベゼル53で囲まれていないため、ベゼル53の金属めっきによりコイル32と携帯機21との間の通信は阻害されず、通信可能距離は安定したものとなる。
Even if the
さらに、コイル32は操作ボタン51の内部あるいは後方に存在するため、コイル32の外径を小さくすることができ、スイッチ装置全体の小型化に寄与するものである。
Furthermore, since the
このように本実施の形態によれば、導電性材料を複数回巻回したコイルと、外部から操作可能なスライド動作可能な操作ボタンと、操作ボタンの操作に応じてスライド動作する可動接点と、ケースに対し直接あるいは間接的に固定された固定接点と、コイルと操作ボタンと可動接点と固定接点を収納したケースとを備え、コイルは前記操作ボタンの内部あるいは後方に配置され、コイルの外径は前記操作ボタンの外径よりも小さくしたことによって、ベゼルなどの影響によるコイルの特性劣化がし難く、またコイルを操作ボタンより小さくすることができるため、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を提供することができるものである。 As described above, according to the present embodiment, a coil in which a conductive material is wound a plurality of times, an operation button that is slidable from the outside, a movable contact that slides according to the operation of the operation button, A fixed contact that is fixed directly or indirectly to the case, and a case that houses the coil, the operation button, the movable contact, and the fixed contact. The coil is disposed inside or behind the operation button, and has an outer diameter of the coil. Is smaller than the outer diameter of the operation button, making it difficult for the characteristics of the coil to deteriorate due to the influence of the bezel and the like, and the coil can be made smaller than the operation button. It is possible to provide a switch device suitable for the manufacturing.
なお、以上の説明では、コイル32を収納したボビン31は発光素子33と基板34に固定され、操作ボタン51の操作によっても動かない構成としているが、操作ボタン51内部にコイル32を収納し、基板34との結線をフレキシブルなリード線などで行っても本発明の実施は可能である。
In the above description, the
本発明によるスイッチ装置は、結露や塵埃に対して強くなり、特性の劣化の恐れが減り信頼性の高いスイッチ装置を提供できる。また、車両への搭載スペースを小さくすることができるという有利な効果を有し、自動車などに使用されるエンジンを作動させるスイッチ装置等に有用である。 The switch device according to the present invention is strong against dew condensation and dust, and the risk of deterioration of characteristics is reduced, thereby providing a highly reliable switch device. Further, it has an advantageous effect that the space for mounting on a vehicle can be reduced, and is useful for a switch device for operating an engine used in an automobile or the like.
31 ボビン
31A 円筒部
31B 薄肉部
31C 孔部
32 コイル
33 発光素子
33A 端子部
33B 発光部
34 基板
35 小型発光素子
41 スライダー
41A リング部
41B スライド部
42 可動接点
43A、43B ばね
44 ボール
45 コネクタ
45A コネクタ部
46 端子
46A ピン部
47A、47B 固定接点
48 下ケース
51 操作ボタン
52 導光体
53 ベゼル
54 上ケース
55 スイッチ装置
31
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