JP2012038594A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出部及び信号出力部を水や異物から保護することで信頼性を高めた非接触式のスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ装置Ａは、ブレーキペダルの踏み込みに応じて直線的に移動するシャフト６の位置を検出するコイルブロック４と、コイルブロック４の検出結果に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力する基板ブロック５と、密閉構造を有してコイルブロック４及び基板ブロック５が収納されるケース１と、少なくともシャフト６が収納されてケース１に連結されるケース２とを備える。このスイッチ装置Ａでは、ブレーキペダルの操作に応じてシャフト６が移動すると、コイルブロック４の検出コイルの内径側へのシャフト６の挿入量が変化することで検出コイルのインダクタンスが変化し、基板ブロック５では上記のインダクタンス変化に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチ装置に関するものである。

従来より、二輪車のブレーキペダルに連結部材を介して連結され、ブレーキペダルの操作に応じてストップランプの点灯／消灯を切り替えるスイッチ装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。このスイッチ装置は、上記の連結部材に連結される棒状の軸部材と、軸部材の側面を覆うように当該軸部材に取り付けられる筒状の接触子と、接触子との間で接点部を構成する接触板と、これらが収納されるケースとを備える。上記の軸部材はブレーキペダルの操作に応じて接触子が接触板に接触する導通位置と、接触子が接触板に接触しない非導通位置との間で移動自在となっており、ブレーキペダルが操作されて接触子が接触板に接触すると、ストップランプが点灯するようになっている。

特開２００９−８１０２１号公報（段落［００１１］−段落［００２４］、及び、第１図−第５図）

上述の特許文献１に示したスイッチ装置では、ケースの内周面と摺動する形で軸部材が移動する構造であるため、水や塵などが入り難い構造となっているものの、完全な防水構造ではないことから、上記の摺動部分から水や塵などが入り込む可能性があった。そして、摺動部分から入り込んだ水や塵はケース内に収納されている接触子や接触板に付着し、その結果、接触子と接触板との間の接触信頼性が低下する虞があった。また、本従来例では接触子と接触板とが摺動する構造であり、接触子又は接触板が経年的に磨耗することから、接点の信頼性には限界があった。

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、検出部及び信号出力部を水や異物から保護することで信頼性を高めた非接触式のスイッチ装置を提供することにある。

本発明のスイッチ装置は、直線的に移動するシャフトの位置を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力する信号出力部と、密閉構造を有して検出部及び信号出力部が収納される第１のケースと、少なくともシャフトが収納されて第１のケースに連結される第２のケースとを備えていることを特徴とする。

このスイッチ装置において、検出部は、巻軸方向がシャフトの移動方向となるように配置された検出コイルを有し、信号出力部は、検出コイルの内径側へのシャフトの挿入量に応じた検出コイルのインダクタンス変化に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力するのが好ましい。

また、このスイッチ装置において、第１のケースの表面に開口しシャフトが進退自在に挿入される凹部を備えた筒状部が第１のケースに設けられ、筒状部の周りに検出コイルが配置されているのも好ましい。

検出部及び信号出力部を水や異物から保護することで信頼性を高めた非接触式のスイッチ装置を提供することができるという効果がある。

本発明に係るスイッチ装置の分解斜視図である。 同上の外観斜視図である。 同上の断面図である。

以下に、本発明に係るスイッチ装置の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本発明に係るスイッチ装置は、例えば二輪車のブレーキペダルに連結されて、当該ブレーキペダルの操作に応じてストップランプの点灯／消灯を切り替えるために用いられる。

図１は本発明に係るスイッチ装置Ａの分解斜視図であり、本スイッチ装置Ａは、コイルブロック４と、基板ブロック５と、シャフト６と、コイルブロック４及び基板ブロック５が収納されるケース（第１のケース）１と、シャフト６が収納されるケース（第２のケース）２とを主な構成要素として備える。

ケース１は、例えば合成樹脂成形品であって、上下方向における両面が開口する矩形箱状のケース本体１０と、開口を閉塞するようにしてケース本体１０にそれぞれ被着される矩形板状のカバー１２，１２とで構成される。ケース本体１０の長手方向一端側（ケース２側）には、ケース本体１０よりもわずかに大きい寸法に設定された矩形板状の連結板１１が一体に設けられ、また長手方向他端側には防水性を備えたコネクタ９が取り付けられている。さらに、ケース本体１０には、図３に示すようにケース本体１０の表面に開口しシャフト６の先端側が進退自在に挿入される凹部１４ａを備えた円筒状の筒状部１４が、ケース本体１０の内方に突出する形で設けられている。また、ケース本体１０には、図３に示すように略Ｌ字状に形成された一対の接続端子１３（図３では一方のみを図示）が同時成形されており、各接続端子１３の一端側は上記のコネクタ９側に突出している。さらに、ケース本体１０の内部には、後述のプリント基板５０を保持するためのリブ１５が全周に亘って設けられている（図１及び図３参照）。なお、ケース１は、例えばレーザー溶着により各カバー１２をケース本体１０にそれぞれ溶着することで密閉状態となり、またコネクタ９は、当該コネクタ９に対応するコネクタ（図示せず）を接続することで接続端子１３，１３が配置された内部空間が密閉状態となる。

ケース２は、ケース１と同様に合成樹脂成形品であって、円筒状に形成されたケース本体２０を有する。ケース本体２０の長手方向他端側（ケース１側）には、ケース本体１０の連結板１１と同寸法に設定された矩形板状の連結板２１が一体に設けられ、また長手方向一端側には、ゴム製のブーツ３に設けられた嵌合突起３ａが嵌め込まれる嵌合溝２０ａが全周に亘って設けられている（図３参照）。ここにおいて、ケース１，２は、例えばレーザー溶着により互いの連結板１１，２１を溶着することで一体構造となる。

コイルブロック４は、円筒状に形成されたコイルボビン４０を有し、コイルボビン４０の巻胴部４０ａには検出コイル４１（図３参照）が巻回されている。また、コイルボビン４０には、一対のコイル端子４２，４２が同時成形されており、各コイル端子４２の一端側には検出コイル４１の各端部がそれぞれ電気的に接続されている。

基板ブロック５は、矩形板状に形成されたプリント基板５０を有し、プリント基板５０には接続端子１３，１３がそれぞれ挿通されるスルーホール５０ａ，５０ａと、コイル端子４２，４２がそれぞれ挿通されるスルーホール５０ｂ，５０ｂとが設けられている。また、プリント基板５０には、検出コイル４１に所定周波数の電流を流すための発振回路や、検出コイル４１のインダクタンスを予め設定された閾値と比較し、その比較結果に基づいてストップランプ（図示せず）を点灯させるオン信号又はストップランプを消灯させるオフ信号を出力する比較回路などで構成された信号処理回路（信号出力部）が実装されている。

シャフト６は、例えば金属製の細長い棒体からなり、長手方向一端側（ケース２側）にはブレーキペダルに連結するための連結部材（図示せず）が挿通される挿通孔６ａが設けられている。また、シャフト６の長手方向他端側には、シャフト６の移動を規制するためのストッパー８が取り付けられており、このストッパー８が連結板１１の外表面に当接することでシャフト６の凹部１４ａ内への挿入量が所定量に制限されるようになっている（図３参照）。

ここにおいて、図３はスイッチ装置Ａの断面図であり、シャフト６はケース本体２０の筒内に収納されるとともに、その先端側が上記の凹部１４ａ内に進退自在に挿入されるように配置される。そして、シャフト６は、ケース本体２０の筒内における長手方向一端側に配置されたワッシャー２２と、上記のストッパー８との間に配置された復帰ばね７により長手方向他端側に弾性力が加えられた状態となっている。

ここで、スイッチ装置Ａの組立手順について説明する。なお、以下の説明では、コイルボビン４０の巻胴部４０ａに検出コイル４１が予め巻回されているものとして説明を行う。コイルボビン４０に設けられた一対のコイル端子４２，４２が上側となるようにコイルボビン４０の向きを調整した上で、コイルボビン４０の筒内にケース本体１０の筒状部１４を挿通させる。次に、プリント基板５０に設けられたスルーホール５０ｂ，５０ｂに各コイル端子４２，４２をそれぞれ挿通させるとともに、スルーホール５０ａ，５０ａに各接続端子１３，１３をそれぞれ挿通させた後、プリント基板５０をリブ１５上に載置する。この状態のまま、各コイル端子４２及び各接続端子１３をそれぞれプリント基板５０に半田固定すると、コイルブロック４及び基板ブロック５がケース本体１０に保持された状態で収納される。そして、レーザー溶着により各カバー１２をケース本体１０にそれぞれ溶着させると、ケース１が組み立てられる。

続けて、復帰ばね７及びワッシャー２２が外挿されたシャフト６をケース本体２０の筒内に挿入するとともに、ケース本体１０の連結板１１とケース本体２０の連結板２１とを互いに付き合わせた状態でレーザー溶着すると、ケース１とケース２とが一体に連結される。そして最後に、ケース本体２０の後端部に形成された嵌合溝２０ａ内に、ブーツ３に設けられた嵌合突起３ａを嵌め込むと、ブーツ３がケース２に取り付けられ、スイッチ装置Ａの組み立てが完了する（図２参照）。なおこのとき、シャフト６は、その一部が筒状部１４の凹部１４ａ内に挿入された状態にある。

次に、スイッチ装置Ａの動作について説明する。ブレーキペダルの踏み込みに応じてシャフト６が外向きに引き出されると、コイルボビン４０に巻回された検出コイル４１の内径側に挿入されるシャフト６の挿入量が減少し、この挿入量の減少に応じて検出コイル４１のインダクタンスが変化する。そして、上記の信号処理回路では、検出コイル４１のインダクタンスを上記の閾値と比較した上で、ストップランプを点灯させるオン信号を接続端子１３，１３を介して外部に出力する。また、ブレーキペダルの踏み込みが解除されると、復帰ばね７のばね反力によってシャフト６が内側に押し込まれ、その結果、検出コイル４１の内径側へのシャフト６の挿入量が増加して、検出コイル４１のインダクタンスが変化する。そして、上記の信号処理回路では、検出コイル４１のインダクタンスを上記の閾値と比較した上で、ストップランプを消灯させるオフ信号を接続端子１３，１３を介して外部に出力する。

而して、本実施形態によれば、検出部を構成するコイルブロック４及び信号出力部を構成する基板ブロック５が密閉構造を有するケース１内に収納されているので、水や異物からコイルブロック４及び基板ブロック５を保護することができ、その結果、コイルブロック４の検出精度が低下するのを抑えることができて信頼性の高いスイッチ装置Ａを提供することができる。また、ブレーキペダルに連結されたシャフト６の位置を検出コイル４１により直接検出しているので、シャフト６の位置を精度良く検出することができ、しかも磁気センサのように磁石などの別部品を用いなくてもいいので、磁気センサに比べて低コスト化を図ることができる。

さらに、検出コイル４１が筒状部１４の周りに配置されるとともに、筒状部１４の凹部１４ａ内にシャフト６の一部が挿入されるようになっている。したがって、検出コイル４１をケース１で保持し、シャフト６をケース１の凹部１４ａ内にガイドすることで、検出コイル４１とシャフト６の位置精度を高めることができ、その結果、検出精度を高めたスイッチ装置Ａを実現することができる。また、本実施形態によれば、コイルボビン４０に巻回された検出コイル４１とシャフト６とが非接触であるため、従来例のように磨耗することがないという利点もある。

１ ケース（第１のケース）
２ ケース（第２のケース）
４ コイルブロック（検出部）
５ 基板ブロック（信号出力部）
６ シャフト
Ａ スイッチ装置

Claims (3)

1. 直線的に移動するシャフトの位置を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力する信号出力部と、
   密閉構造を有して前記検出部及び前記信号出力部が収納される第１のケースと、
   少なくとも前記シャフトが収納されて前記第１のケースに連結される第２のケースとを備えていることを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記検出部は、巻軸方向が前記シャフトの移動方向となるように配置された検出コイルを有し、
   前記信号出力部は、前記検出コイルの内径側への前記シャフトの挿入量に応じた前記検出コイルのインダクタンス変化に基づいて前記オン信号又は前記オフ信号の何れか一方を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
3. 前記第１のケースの表面に開口し前記シャフトが進退自在に挿入される凹部を備えた筒状部が前記第１のケースに設けられ、前記筒状部の周りに前記検出コイルが配置されていることを特徴とする請求項２記載のスイッチ装置。

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