JP2012089368A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接点部の磨滅等の劣化を検出して早期に適切な対応処置を促すことができる低コストのスイッチ装置を提供する。
【解決手段】ライトコントロールスイッチ３０は、電極保持部材であるインシュレータ３３と、インシュレータ３３から突出する固定接点電極３５と、インシュレータ３３に支持される板バネ３４と、板バネ３４の固定接点電極３５に対向する位置に設けられた可動接点電極３６と、固定接点電極３５に隣接する第１の予備接点４１及び板バネ３４の第１の予備接点４１に対向する位置に設けられた第２の予備接点４２を有する接点劣化検出手段４０とを備える。接点劣化検出手段４０は、固定接点電極３５及び可動接点電極３６が磨滅したとき、これらがオンすると同時に第１及び第２の予備接点４１，４２が短絡することで接点電極３５、３６の劣化を検出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、スイッチ装置に関する。

従来のスイッチ装置として、例えば車両に搭載されるレバーコンビネーションスイッチ装置が知られている。このレバーコンビネーションスイッチ装置は、ターンシグナル、ディマー及びライトコントロールのための複数のスイッチを備えており、操作レバーが上下左右へ複合的に操作されることにより各スイッチがそれぞれオンオフするように構成されている（例えば特許文献１参照）。

また、レバーコンビネーションスイッチ装置に備えられる、例えばライトコントロールスイッチは、操作レバーの先端部に設けられる回動ノブの回動（一方向又は他方向の回転）操作によりオンオフ動作する。従来のライトコントロールスイッチは、絶縁性のスイッチ基板（インシュレータ）に設けられる固定接点と、スイッチ基板に接合された板バネを介して固定接点に対向して設けられる可動接点と、操作レバーの回動ノブに連結して往復動するスライダと、スライダの位置に応じて板バネを弾性変形させて可動接点をオンオフさせるカム機構とを備えて構成されている（対向接点タイプ）。

また、従来のライトコントロールスイッチの他の例として、回動ノブの操作に連動するコンタクトホルダの下部に板バネ電極を形成し、これを可動接点としてスイッチ基板側の固定接点に対しオンオフさせるスイッチ（摺動接点タイプ）も採用されている（例えば特許文献２参照）。

なお、車両のレバーコンビネーションスイッチ装置において、ライトコントロール以外の例えばターンシグナル及びディマー等の他のスイッチにも同様の対向接点タイプまたは摺動接点タイプのスイッチが設けられている。

特開２００８−１３０５００号公報 特開平１１−２５０７７２号公報

しかし、上述した従来のスイッチ装置によると、例えば頻繁にオンオフが繰り返されるような使用により接点部が磨滅または摩耗して、接点抵抗の増大や発熱等を引き起こす場合がある。

そこで、本発明の目的は、接点部の磨滅等の劣化を早期に検出することができるスイッチ装置を提供することにある。

［１］絶縁材料から形成され、一面側に固定接点電極を有する電極保持部材と、前記固定接点電極に対向する位置に可動接点電極を有し、前記可動接点電極が前記固定接点電極に向けて弾性力が付与されたとき、前記可動接点電極が前記固定接点電極に接触する導電性材料から形成された板状の弾性体と、前記可動接点電極が前記固定接点電極から離間する方向に前記弾性体に操作力を付与する操作部材と、前記固定接点電極と絶縁するように前記電極保持部材の前記一面側に設けられた第１の予備接点、及び前記弾性体の前記第１の予備接点に対向する位置に設けられた第２の予備接点を有し、前記固定接点電極及び前記可動接点電極が接触するときの前記電極保持部材及び前記弾性体間の距離が所定の値以下になったとき、前記第１及び第２の予備接点の接触を検出する検出手段とを備えたスイッチ装置。

［２］前記固定接点電極は、第１の高さを有し、前記稼動接点電極は、第２の高さを有し、前記第１の予備接点は、前記固定接点電極の前記第１の高さよりも小さい高さを有し、前記第２の予備接点は、前記可動接点電極の前記第２の高さよりも小さい高さを有する前記［１］に記載のスイッチ装置。

［３］前記弾性体は、金属製の板バネからなり、前記第２の予備接点が前記板バネの一部が打ち出されて形成された前記［１］又は［２］に記載のスイッチ装置。

請求項１に記載の発明によれば、固定接点電極及び可動接点電極が一定量磨滅すると、第１及び第２の予備接点が接触し、これを検出手段が検出するので、接点部の磨滅を早期に検出することができる。

請求項２、３に記載の発明によれば、電極保持部材を第１の予備接点を設けたものに交換し、弾性体を第２の予備接点を設けたものに交換することにより、検出手段を既存のスイッチに容易に追加することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置を適用したレバーコンビネーションスイッチ装置の略右半分の構成を示す平面図である。 図２は、図１に示すレバーコンビネーションスイッチ装置の一部を断面で示す側面図である。 図３（ａ）は、ライトコントロールスイッチのオン状態を示す側面図、図３（ｂ）は、ライトコントロールスイッチのオフ状態を示す図、図３（ｃ）は、電極及び接点の高さの関係を説明するための図である。 図４は、接点劣化検出手段の動作を説明するための図であり、（ａ）は、接点部が正常な状態を示す図、（ｂ）は、接点部が磨滅した状態を示す図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、電極及び接点の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置を適用したレバーコンビネーションスイッチ装置の略右半分の構成を示す平面図である。

このレバーコンビネーションスイッチ装置１は、図示しない車両のステアリングコラムに取り付けられ、運転座席から見てステアリングホイール（ハンドル）の右側に操作レバー２が延びるように配設される。

操作レバー２は、図示しないステアリングシャフトに対し直交する第１の操作方向（図１に示す矢印ａ_１，ａ_２方向）において傾倒操作可能であり、かつ、第１の操作方向にほぼ直交する第２の操作方向（図１に示す矢印ｂ_１，ｂ_２方向）において傾倒可能となるように、第１のブラケット４及び第２のブラケット５を介して略箱状のケースフレーム３に取り付けられている。

第１のブラケット４は、ケースフレーム３の上面側（運転座席から見て手前側）において、支軸６を中心に一定の角度範囲で第１の操作方向に回動するように設けられている。第２のブラケット５の２ヶ所の端部には、同軸線上でそれぞれ反対方向に突出する支軸５ａ，５ｂが一体形成されている。第２のブラケット５は、これら支軸５ａ，５ｂが第１のブラケット４の前後方向２ヶ所の端部に形成した軸受部４ａ，４ｂにそれぞれ貫通されて取り付けられている。これにより、第２のブラケット５は、第１のブラケット４に対し、支軸５ａ，５ｂを中心に一定の角度範囲で第２の操作方向に回動可能に設けられている。そして、この第２のブラケット５に、支軸５ａ，５ｂの軸線に対し直交する操作レバー２のレバーシャフト２ａの基端部が固定されている。

図２は、図１に示すレバーコンビネーションスイッチ装置１の一部を断面で示す側面図である。操作レバー２は、中空管状のレバーシャフト２ａと、レバーシャフト２ａの先端部に設けられる回動ノブ２１とを備えている。回動ノブ２１は、レバーシャフト２ａ内に挿入されたノブ回動軸２２に連結されている。これにより、回動ノブ２１は、レバーシャフト２ａに対し図１に示す矢印ｃ_１，ｃ_２方向に回動操作可能に設けられ、回動ノブ２１が回動されるとノブ回動軸２２も回動する。ここで、回動ノブ２１は、操作部材の一例である。なお、操作部材は、回動操作に限られず、傾倒操作や抜き差し操作等の操作がされるものでもよい。

回動ノブ２１とは反対側のノブ回動軸２２の端部には、後述するライトコントロールスイッチ３０をオンオフさせる駆動棒２３がノブ回動軸２２の径方向に延びて形成されている。また、駆動棒２３の先端部には、槌状の駆動部２３ａが形成されている。

ケースフレーム３内には、操作レバー２が矢印ｂ_１，ｂ_２方向へ傾倒操作（第２の操作方向におけるディマースイッチ操作）されたときに節度感を付与する第１の節度機構部１６が設けられている。第１の節度機構部１６は、操作レバー２のレバーシャフト２ａから延びる第１の収容部２ｂに収容されるボール１６ａと、ボール１６ａに圧力を付与するスプリング１６ｂと、第１のブラケット４に形成されボール１６ａが接触する節度面４ｃとを備えて構成されている。

なお、図示はしないが、ケースフレーム３内には、操作レバー２が図１に示した矢印ａ_１，ａ_２方向へ傾倒操作（第１の操作方向におけるターンシグナルスイッチ操作）されたときに節度感を付与する、第１の節度機構部１６と同様の節度機構が設けられている。

また、ケースフレーム３内であって操作レバー２の基端部には、回動ノブ２１が矢印ｃ_１，ｃ_２方向へ回動操作（ライトコントロールスイッチ操作）されたときに節度感を付与する第２の節度機構部１７が設けられている。レバーシャフト２ａの基端部には、第２の収容部２ｃが形成されており、第２の節度機構部１７は、この収容部２ｃに収容されるボール１７ａと、ボール１７ａに圧力を付与するスプリング１７ｂと、ボール１７ａに接触しノブ回動軸２２に連結する駆動棒２３の節度面２３ｂとを備えて構成される。

（ライトコントロールスイッチの構成）
次に、レバーコンビネーションスイッチ装置１に備えられる複数のスイッチのうち、回動ノブ２１の回動操作によりオンオフするライトコントロールスイッチ３０の構成を説明する。

図３（ａ）は、ライトコントロールスイッチ３０の側面図であり、接点部がオン状態を示す図である。図３（ｂ）は、同じくライトコントロールスイッチ３０の側面図であり、接点部がオフ状態を示す図である。図３（ｃ）は、電極及び接点の高さの関係を説明するための図である。

ライトコントロールスイッチ３０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁材料から形成されたインシュレータ３３と、インシュレータ３３の上面に沿って摺動するスライダ３１と、インシュレータ３３の下面に突出して設けられる固定接点電極３５と、片側がインシュレータ３３に接合して支持される弾性変形可能な板バネ３４と、板バネ３４に設けられ、固定接点電極３５に対向する可動接点電極３６と、板バネ３４に直交して固定され、インシュレータ３３の貫通孔３３ａを貫通するプッシャ３２とを備えている。

固定接点電極３５は、例えばＣｕベースにＡｇＣｕ合金を被覆したリベット電極部材からなり、インシュレータ３３の所定位置に圧着して設けられている。また、インシュレータ３３には、固定接点電極３５に隣接して第１の予備接点４１が形成されている。この第１の予備接点４１は、固定接点電極３５よりも若干低く形成され、その高低差は固定接点電極３５に許容される磨滅量に相当する。

可動接点電極３６も同じくＣｕベースにＡｇＣｕ合金を被覆したリベット電極部材からなり、固定接点電極３５に対向する位置で板バネ３４に圧着して設けられている。板バネ３４は、例えばリン青銅を冷間圧延処理してじん性が施された板状のバネ部材であり、可動接点電極３６が設けられる反対側の端部が概ねＳ字状に屈曲して形成されている。また、板バネ３４において第１の予備接点４１に対向する位置に、第２の予備接点４２が打ち出されて形成されている。この第２の予備接点４２は、隣接する可動接点電極３６よりも若干低く形成され、その高低差は可動接点電極３６に許容される磨滅量に相当する。なお、第２の予備接点４２としては、可動接点電極３６よりも小さいリベット電極部材を板バネ３４に圧着接合してなるものでもよい。

図３（ｃ）に示すように、固定接点電極３５の高さ（第１の高さ）をＨ_１、可動接点電極３６の高さ（第２の高さ）をＨ_２、第１の予備接点４１の高さをｈ_１、第２の予備接点４２の高さをｈ_２、許容磨滅高さをＨａとすると、Ｈ_１、Ｈ_２、ｈ_１、ｈ_２、Ｈａには、次の式（１）に示す関係がある。
（Ｈ_１＋Ｈ_２）−（ｈ_１＋ｈ_２）＜Ｈａ ・・・（１）

本実施の形態では、Ｈ_１＞ｈ_１、Ｈ_２＞ｈ_２であるが、これに限られない。すなわち、固定接点電極３５と可動接点電極３６の合計の磨滅高さが許容磨滅高さＨａを超えて磨滅したときに、第１の予備接点４１と第２の予備接点４２とが接触すればよい。言い換えると、固定接点電極３５及び可動接点電極３６が接触するときのインシュレータ３３及び板バネ３４間の距離Ｄが所定の値（ｈ_１＋ｈ_２）以下になったとき、第１の予備接点４１と第２の予備接点４２とが接触すればよい。

ここで、インシュレータ３３は、電極保持部材の一例である。電極保持部材は、固定接点電極３５と第１の予備接点４１とが絶縁されていればよく、例えば固定接点電極３５と第１の予備接点４１とを絶縁樹脂によって連結した構造のものでもよい。また、上述した第１及び第２の予備接点４１，４２は、接点劣化検出手段４０の一部を構成する。また、板バネ３４は、弾性体の一例である。

板バネ３４に固定して設けられるプッシャ３２は、例えば全体が棒状に形成され、その先端部がインシュレータ３３を貫通してスライダ３１のカム面３１ｃが形成される空間内に達している。このプッシャ３２とスライダ３１のカム面３１ｃとにより、スライダ３１の位置に応じて板バネ３４の変形量を変化させライトコントロールスイッチ３０をオンオフさせるカム機構が構成されている。

スライダ３１には、所定の間隔を有する２つの壁部３１ａ，３１ｂが形成され、これら２つの壁部３１ａ，３１ｂ間に挟まれた溝状部に、回動ノブ２１に連結して回動する駆動棒２３の駆動部２３ａが係合している。これにより、回動ノブ２１及びノブ回動軸２２の回転運動がスライダ３１の往復運動に変換される。

（ライトコントロールスイッチの動作）
再び図３を参照して、ライトコントロールスイッチ３０の動作を説明する。回動ノブ２１が図３（ａ）に示される位置では、板バネ３４に固定されるプッシャ３２の先端部がスライダ３１のカム面３１ｃが形成されている空間内に比較的長く突入している。この状態では、板バネ３４の弾性力の作用により可動接点電極３６が固定接点電極３５にコンタクトし、ライトコントロールスイッチ３０はオンしている。

回動ノブ２１が図３（ｂ）に示される位置（矢印ｃ_１方向）に回動操作されると、プッシャ３２の先端部がスライダ３１のカム面３１ｃに摺接してプッシャ３２を押し下げる方向に力が作用し、これに伴い板バネ３４が下方に変形する。これにより、可動接点電極３６が固定接点電極３５から離間し、ライトコントロールスイッチ３０がオフする。

（接点劣化検出手段の動作）
次に接点劣化検出手段４０の動作を説明する。ここで、図４は、ライトコントロールスイッチ３０に備えられている接点劣化検出手段４０の動作を説明するための図であり、図４（ａ）は接点部が正常な状態を示す図、図４（ｂ）は接点部が磨滅した状態を示す図である。

接点劣化検出手段４０は、前述した第１及び第２の予備接点４１，４２と、車両に設けられた警告手段４３と、バッテリ４４とを備え、第１及び第２の予備接点４１，４２の短絡によりバッテリ４４との間に通電回路が形成され、警告手段４３を作動させる。

ここで、ライトコントロールスイッチ３０の接点部は、固定接点電極３５と可動接点電極３６とからなる。第１及び第２の予備接点４１，４２は、固定接点電極３５及び可動接点電極３６よりも予め低く形成されている。このため、固定接点電極３５及び可動接点電極３６が磨滅していない正常な状態では、図４（ａ）に示されるように、第１及び第２の予備接点４１，４２がコンタクトする前に固定接点電極３５と可動接点電極３６とがコンタクトしてライトコントロールスイッチ３０がオンする。

その一方で、ライトコントロールスイッチ３０が頻繁に繰り返し使用された等により固定接点電極３５及び可動接点電極３６の両方又は一方が磨滅した場合には、固定接点電極３５及び可動接点電極３６がコンタクトするときのインシュレータ３３と板バネ３４との距離が、図４（ａ）に示される正常な状態よりも接近する。そして、固定接点電極３５及び可動接点電極３６の磨滅量が許容される量を超えた場合には、図４（ｂ）に示されるように固定接点電極３５及び可動接点電極３６がコンタクトすると同時に第１及び第２の予備接点４１，４２もコンタンクト（短絡）する。

このとき、接点劣化検出手段４０は、第１及び第２の予備接点４１，４２の短絡により車両に設けられた警告手段４３とバッテリ４４との間に通電回路が形成され、警告手段４３を作動させる。これにより、接点劣化検出手段４０は、ライトコントロールスイッチ３０の接点部である固定接点電極３５及び可動接点電極３６の過度の磨滅劣化を検出するとともに、警告手段４３を介して運転手等の使用者に接点部の劣化を認識させる。

ここで、警告手段４３は、例えば車両の方向指示灯であり、既設の玉切れ警告装置（一方の方向指示灯のランプが切れると他方のランプの点滅間隔をより高速にする装置）を利用するものでもよい。車両に既設の警告装置を共用することで、よりコストを抑えることができる。なお、他の警告手段としては、車両のメータパネルやインストルメントパネルに設けたインジケータでもよく、インジケータを点灯または点滅させることで運転手等の使用者にスイッチの劣化や異常を認識させるものでもよい。

（実施の形態による効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ア）レバーコンビネーションスイッチ装置１のライトコントロールスイッチ３０に接点劣化検出手段４０を設けることにより、固定接点電極３５及び可動接点電極３６が過度に摩耗する等の接点部の劣化を早期に検出することができる。
（イ）また、接点劣化検出手段４０を固定接点電極３５及び可動接点電極３６よりも小さい第１及び第２の予備接点４１，４２で構成することにより、スペースを必要とせず既設のスイッチに容易に追加することができる。また、第２の予備接点４２を板バネ３４に打ち出し形成することができ、新たな部品の追加をすることなくコストを低く抑えることができる。
（ウ）また、接点劣化検出手段４０の短絡により作動する警告手段４３を設けることにより、接点部の劣化を使用者に認識させることができ、スイッチの交換等の適切な処置を早期に促すことができる。
（エ）また、警告手段４３としては、車両に既設の玉切れ警告装置等を利用することができ、コスト増を更に抑えることができる。

（変形例）
図５（ａ）、（ｂ）は、電極及び接点の変形例を示す図である。電極３５、３６及び接点４１、４２の高さの関係は、図５（ａ）に示すように、第２の予備接点４２の高さｈ_２を可動接点電極３６の高さＨ_２よりも高くしてもよい。すなわち、図５（ａ）に示す場合は、上記式（１）の関係を満たすとともに、Ｈ_１＞ｈ_１、Ｈ_２＜ｈ_２の関係を有するものである。

また、電極３５、３６及び接点４１、４２の高さの関係は、図５（ｂ）に示すように、第１の予備接点４１を平坦（ｈ_１＝０）にしてもよい。すなわち、図５（ｂ）に示す場合は、上記式（１）の関係を満たすとともに、ｈ_１＝０、Ｈ_２＜ｈ_２の関係を有するものである。

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形・応用が可能である。

例えば、本発明に係るスイッチは、レバーコンビネーションスイッチ装置１のライトコントロールスイッチ３０だけに限定せず、他のターンシグナルスイッチやディマースイッチにも応用することができる。更には本実施の形態で説明したようなスライダ３１の移動をカム機構を介して接点部をオンオフさせるスライドタイプのスイッチの他にも、例えば可動接点を押圧操作によりオンオフさせる一般的な直動タイプのスイッチにも広く応用することができる。

１…レバーコンビネーションスイッチ装置、２…操作レバー、２ａ…レバーシャフト、２ｂ…第１の収容部、２ｃ…第２の収容部、３…ケースフレーム、４…第１のブラケット、４ａ，４ｂ…軸受部、４ｃ…節度面、５…第２のブラケット、５ａ，５ｂ，６…支軸、１６…第１の節度機構部、１６ａ…ボール、１６ｂ…スプリング、１７…第２の節度機構部、１７ａ…ボール、１７ｂ…スプリング、２１…回動ノブ、２２…ノブ回動軸、２３…駆動棒、２３ａ…駆動部、２３ｂ…節度面、３０…ライトコントロールスイッチ、３１…スライダ、３１ａ，３１ｂ…壁部、３１ｃ…カム面、３２…プッシャ、３３…インシュレータ、３３ａ…貫通孔、３４…板バネ、３５…固定接点電極、３６…可動接点電極、３７…リベット、４０…接点劣化検出手段、４１…第１の予備接点、４２…第２の予備接点、４３…警告手段、４４…バッテリ

Claims (3)

1. 絶縁材料から形成され、一面側に固定接点電極を有する電極保持部材と、
   前記固定接点電極に対向する位置に可動接点電極を有し、前記可動接点電極が前記固定接点電極に向けて弾性力が付与されたとき、前記可動接点電極が前記固定接点電極に接触する導電性材料から形成された板状の弾性体と、
   前記可動接点電極が前記固定接点電極から離間する方向に前記弾性体に操作力を付与する操作部材と、
   前記固定接点電極と絶縁するように前記電極保持部材の前記一面側に設けられた第１の予備接点、及び前記弾性体の前記第１の予備接点に対向する位置に設けられた第２の予備接点を有し、前記固定接点電極及び前記可動接点電極が接触するときの前記電極保持部材及び前記弾性体間の距離が所定の値以下になったとき、前記第１及び第２の予備接点の接触を検出する検出手段とを備えたスイッチ装置。
2. 前記固定接点電極は、第１の高さを有し、
   前記稼動接点電極は、第２の高さを有し、
   前記第１の予備接点は、前記固定接点電極の前記第１の高さよりも小さい高さを有し、
   前記第２の予備接点は、前記可動接点電極の前記第２の高さよりも小さい高さを有する請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記弾性体は、金属製の板バネからなり、前記第２の予備接点が前記板バネの一部が打ち出されて形成された請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
   
   

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