JP2014241205A - 摺動型スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】接触子の端子板に対する接触を良好に維持することができるとともに、その接触面圧を向上させることができ、操作手段の位置の検出精度を向上させることができる摺動型スイッチを提供する。【解決手段】端子台１に延設された複数の端子板２と、シフトレバー等の操作手段と連動して端子台１に対して回動可能な可動部材４と、可動部材４の移動に伴って端子板２上を摺動し得る接触子５と、一対の端子板２に対してそれぞれ接触しつつ摺動可能な接触部５ａとを具備し、接触子５の接触部５ａが一対の端子板２に対して接触することにより電気的導通が図られ、可動部材４の端子台１に対する相対位置に応じた電気信号を生成することで操作手段の位置を検出可能とされた摺動型スイッチにおいて、接触子５の少なくとも一方の接触部５ａは、端子板２に対して点接触しつつ摺動可能とされたものである。【選択図】図７

Description

本発明は、接触子の接触部が端子板に対して接触することにより電気的導通が図られ、可動部材の端子台に対する相対位置に応じた電気信号を生成することでシフトレバー等の操作手段の位置を検出可能とされた摺動型スイッチに関するものである。

一般に、自動変速機を搭載した自動車には、シフトレバー等の操作手段の位置を検出するための所謂シフトスイッチと称される摺動型スイッチが配設されている。かかる摺動型スイッチは、例えば特許文献１及び特許文献２にて開示されているように、端子台に延設された複数の端子板と、シフトレバー等の操作手段と連動して端子台に対して移動可能な可動部材と、可動部材に形成されるとともに当該可動部材の移動に伴って端子板上を摺動し得る接触子とを有して構成されていた。

また、接触子の所定部位には、一対の端子板に対してそれぞれ接触しつつ摺動可能な接触部が形成されており、シフトレバー等の操作手段と連動して可動部材が端子台に対して移動すると、接触子の接触部が端子板に接触しつつその上面を摺動することで電気的導通が図られるとともに、当該一対の接触部の間には凸部が形成されており、接触子が端子板上を摺動する過程で当該凸部が端子台の所定位置に形成された乗上げ部に乗上げることにより、接触部が端子板から離間し得るよう構成されていた。これにより、可動部材の端子板に対する相対位置に応じた電気信号を生成することでシフトレバー等の操作手段の位置を検出することが可能とされていた。

特開平５−３２５７３１号公報 特開２００３−５９３７２号公報

しかしながら、上記従来の摺動型スイッチにおいては、接触子の接触部が端子板に対して線接触しつつ摺動するものであったので、可動部材が移動して接触子の接触部が端子板上を摺動する際、接触面圧が不足してしまったり、或いは、摺動時に接触子が傾いてしまい、一対の接触部のうち何れか一方が端子板から離間してしまう虞があった。このように、接触面圧の不足や傾斜による接触部の端子板に対する離間等が生じてしまうと、当該接触子と端子板との間の電気的導通が不良となり、操作手段の位置の検出精度が悪化してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、接触子の端子板に対する接触を良好に維持することができるとともに、その接触面圧を向上させることができ、操作手段の位置の検出精度を向上させることができる摺動型スイッチを提供することにある。

請求項１記載の発明は、端子台に延設された複数の端子板と、操作手段と連動して前記端子台に対して移動可能な可動部材と、該可動部材に形成されるとともに、当該可動部材の移動に伴って前記端子板上を摺動し得る接触子と、前記接触子に形成され、一対の端子板に対してそれぞれ接触しつつ摺動可能な接触部とを具備し、前記接触子の接触部が一対の前記端子板に対して接触することにより電気的導通が図られ、前記可動部材の端子台に対する相対位置に応じた電気信号を生成することで前記操作手段の位置を検出可能とされた摺動型スイッチにおいて、前記接触子の少なくとも一方の接触部は、前記端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の摺動型スイッチにおいて、記接触部は、球面形状とされて成ることにより前記端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の摺動型スイッチにおいて、前記接触部は、突端が尖った角部とされて成ることにより前記端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の摺動型スイッチにおいて、前記接触子における前記接触部の間には凸部が形成されるとともに、当該接触子が端子板上を摺動する過程で当該凸部が前記端子台の所定位置に形成された乗上げ部に乗上げることにより、前記接触部が端子板から離間し得るよう構成されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の摺動型スイッチにおいて、前記凸部は、前記乗上げ部に対して線接触又は面接触しつつ乗上げ可能とされたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１つに記載の摺動型スイッチにおいて、前記可動部材には、前記接触子を収容し得る収容凹部が形成されるとともに、当該可動部材が移動する際、当該接触子が当該収容凹部内において傾斜可能とされたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、接触子の少なくとも一方の接触部は、端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたので、接触子の端子板に対する接触を良好に維持することができるとともに、その接触面圧を向上させることができ、操作手段の位置の検出精度を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、接触部は、球面形状とされて成ることにより端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたので、球状形状の曲率（Ｒ）を任意に設定することができ、接触子の端子板に対する接触面圧を適度に保持させることができるとともに、接触子の端子板に対する摺動を円滑に行わせることができる。

請求項３の発明によれば、接触部は、突端が尖った角部とされて成ることにより端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたので、端子板に対してより確実に点接触させて摺動させることができる。

請求項４の発明によれば、接触子における接触部の間には凸部が形成されるとともに、当該接触子が端子板上を摺動する過程で当該凸部が端子台の所定位置に形成された乗上げ部に乗上げることにより、接触部が端子板から離間し得るよう構成されたので、接触子の端子板に対する電気的導通及び電気的導通の遮断を確実に行わせることができ、操作手段の位置の検出をより精度よく行わせることができる。

請求項５の発明によれば、凸部は、乗上げ部に対して線接触又は面接触しつつ乗上げ可能とされたので、凸部の乗上げ部に対する乗上げをより安定かつ確実に行わせることができる。

請求項６の発明によれば、可動部材には、接触子を収容し得る収容凹部が形成されるとともに、当該可動部材が移動する際、当該接触子が当該収容凹部内において傾斜可能とされたので、可動部材の移動時に接触子が収容凹部内で傾斜することで、当該可動部材の移動時において過度な負荷が接触子に付与されてしまうのを回避して当該可動部材に接触子を円滑に追従させることができるとともに、接触子の接触部が端子板に対して点接触しつつ摺動することで、接触子が傾斜しても端子板に対する接触を確実に行わせることができる。

本発明の実施形態に係る摺動型スイッチにおける端子台を示す平面図 同摺動型スイッチにおけるボディ部材及び可動部材を示す平面図 同摺動型スイッチにおける端子台及び接触子を示す斜視図 同摺動型スイッチにおける端子板に対する接触子の接触状態を示す断面図 同摺動型スイッチにおける端子板に対する接触子の離間状態を示す断面図 同摺動型スイッチにおける接触子を示す正面図及び側面図 同摺動型スイッチにおける接触子を示す斜視図 本発明の他の実施形態に係る摺動型スイッチにおける接触子を示す正面図 本発明の他の実施形態に係る摺動型スイッチにおける接触子を示す正面図 本発明の他の実施形態に係る摺動型スイッチにおける接触子を示す正面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る摺動型スイッチは、自動車に組み付けられて自動変速機のシフトレバーの位置を検出し得る自動変速機用コントロールスイッチに適用されたものであり、図１、２に示すように、複数の端子板２が形成された端子台１に可動部材４が取り付けられたボディ部材３を組み付けて筐体を構成するとともに、当該可動部材４に接触子５が形成されて成るものである。

端子台１は、所定の樹脂材を所定形状に成形して成るもので、その所定位置には、金属製板材等の導電性部材から成る複数の端子板２がインサート成形されている。これら端子板２は、可動部材４の回動方向に沿って弧状に延設されており、互いに所定間隔離間しつつ表面を外部に臨ませつつ樹脂材に埋め込まれて固定されている。なお、端子台１には、可動部材４の回動中心部４ａを嵌め込み可能な嵌合孔１ａが形成されており、当該嵌合孔１ａを中心としてそれぞれの端子板２が弧状に形成されている。

また、端子台１の所定部位には、コネクタ部１ｂが一体成形されており、このコネクタ部１ｂに端子板２と電気的に接続されたコネクタ端子（不図示）が形成されている。かかるコネクタ端子を介して例えば車両のＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）等が電気的に接続されることとなり、接触子５が一対の端子板２に接触して導通することで生成された電気信号が車両側に送信可能とされている。

ボディ部材３は、所定の樹脂材を所定形状に成形して成るもので、その端子台１と対向する面には、凹部３ａが形成されている。この凹部３ａには、可動部材４が回動中心部４ａを中心に回動自在に収容可能とされている。可動部材４は、自動車のシフトレバー（操作手段）とワイヤ等を介して連結されており、当該シフトレバーの動作と連動して凹部３ａ内で回動し得るようになっている。

なお、図２中符号Ｐは、凹部３ａの縁部に沿って形成されたパッキン等のシール部材を示しており、ボディ部材３を端子台１に組み付けた状態において凹部３ａをシール可能とされている。これにより、凹部３ａ内に水や異物等が浸入するのを防止することができ、凹部３ａ内に位置する端子板２及び可動部材４が水や異物等に曝されてしまうのを回避することができる。

接触子５は、可動部材４の所定位置に形成された収容凹部４ｂ内に組み付けられるとともに、当該可動部材４の移動（すなわち、回動中心部４ａを中心とした回動動作）に伴って端子板２上を摺動し得る金属製部材から成るものである。かかる接触子５は、図４〜７に示すように、金属製板材を折り曲げ成形して得られる部品から成り、隣接する一対の端子板２に対してそれぞれ接触しつつ摺動可能な左右一対の接触部５ａと、これら接触部５ａの間に形成された凸部５ｂと、座部５ｃと、テーパ部５ｄとを有して構成されている。

座部５ｃは、図４、５に示すように、接触子５を端子板２側に付勢するスプリング７を受ける部位から成る。すなわち、同図に示すように、可動部材４の収容凹部４ｂには、接触子５、スプリング７及びボール部材８が収容されるとともに、スプリング７の一端が接触子５の座部５ｃに、他端がボール部材８に当接した状態にて組み付けられており、スプリング７の付勢力にて接触子５が端子板２側に常時押圧されるようになっている。

また、収容凹部４ｂの天面（底部）には、ボール部材８を嵌入させつつその一部を外部に臨ませ得る嵌入孔４ｃが形成されている。しかして、シフトレバーと連動して可動部材４が回動する際、接触子５は、スプリング７の付勢力にて端子板２に対して押圧されて接触圧が確保されるとともに、ボール部材８は、当該スプリング７の付勢力にてボディ部材３の凹部３ａの底面に向かって押圧されつつ当該底面を摺動するようになっている。

このように、スプリング７により、接触子５の端子板２に対する接触圧を確保し得るとともに、ボール部材８による摺動を行わせることができ、可動部材４の回動をより円滑に行わせることができる。また、スプリング７は、接触子５を端子板２側に付勢させる機能と、ボール部材８を付勢してボディ部材３の面（凹部３ａの底面）上を摺動させる機能とを兼ね備えており、それぞれの付勢部材を具備させるものに比べ、部品点数を削減することができる。なお、当該スプリング７に代えて、他の汎用的な付勢手段としてもよく、ボール部材８に代えて先端が弧状（Ｒ形状）とされたピン状部材としてもよい。

さらに、接触子５の左右側面には、テーパ部５ｄが形成されており、収容凹部４ｂ内において接触子５が図４、５中左右方向に傾斜するのを許容し得るようになっている。なお、接触子５は、収容凹部４ｂ内において、図４、５の紙面手前及び奥行き方向に傾斜するのも許容されている。これにより、可動部材４が凹部３ａ内で回動（移動）する際、接触子５が収容凹部４ｂ内において傾斜することで、端子板２上の摺動時の摩擦や乗上げ部６に対する乗上げ等により付与される負荷を逃がすことができる。したがって、可動部材４が凹部３ａ内で回動（移動）する際、過度な負荷が接触子５に付与されてしまうのを回避でき、当該可動部材４に接触子５を円滑に追従させることができる。

しかして、シフトレバーの操作に伴って可動部材３が凹部３ａ内で回動すると、接触子５は、端子板２の弧状に沿って移動することとなり、その移動時においては、図４に示すように、隣接する端子板２に対して左右の接触部５ａをそれぞれ接触させつつ摺動（すなわち、弧状に摺動）し得るようになっている。また、隣接する端子板２の間における所定位置には、図１、３で示すように、乗上げ部６が形成されている。

かかる乗上げ部６は、端子台１に一体形成された凸状部位から成り、図５に示すように、接触子５が端子板２上を摺動する過程で接触子５の凸部５ｂが乗上げ部６に乗上げることにより、接触部５ａが端子板２から離間し得るよう構成されている。すなわち、接触子５が端子板２上を摺動する過程で乗上げ部６に至ると、凸部５ｂが当該乗上げ部６と干渉し、接触子２全体をスプリング７の付勢力に抗して図５中上方に移動させるので、接触部５ａが端子板２から離間するのである。なお、乗上げ部６の端部は、テーパ状に形成されており、凸部５ｂの乗上げを円滑に行わせ得るようになっている。

かかる構成により、接触子５の接触部５ａが一対の端子板２に対して接触することにより電気的導通が図られるとともに、接触子５が乗上げ部６に乗上げて接触部５ａが一対の端子板２に対して離間することにより電気的導通の遮断が図られることとなり、可動部材４の端子台１に対する相対位置に応じた電気信号（すなわち、接触子５の接触部５ａが端子板２に接触又は離間することで生じる電気信号）を生成することでシフトレバー（操作手段）の位置を検出可能とされている。

なお、本実施形態においては、凸部５ｂが乗上げ部６に乗り上げることで、接触部５ａを端子板２から離間させているが、例えば可動部材３の回動方向に沿って間欠的に端子板２を形成させるものとし、接触子５の接触部５ａが一対の端子板２に対して接触することにより電気的導通が図られるとともに、間欠部にて当該電気的導通を遮断するようにしてもよい。この場合であっても、可動部材４の端子台１に対する相対位置に応じた電気信号（すなわち、接触子５の接触部５ａが端子板２に接触又は間欠部にて離間することで生じる電気信号）を生成することでシフトレバー（操作手段）の位置を検出することができる。

ここで、本実施形態に係る接触子５は、その接触部５ａが端子板２に対して点接触しつつ摺動可能とされている。具体的には、本実施形態に係る接触子５の接触部５ａは、図７に示すように、ａ方向（接触子５の厚み方向）及びｂ方向（接触子５の幅方向）の双方に折り曲げられて所定の曲率Ｒを有した球面形状とされており、端子板２の上面に対して点状に接触しつつ摺動可能とされている。

例えば、接触子５の材料である金属製板材に対し、接触部５ａに相当する部位と凸部５ｂに相当する部位との間をトリミングにて切除して切欠きを形成するとともに、接触部５ａに相当する部位をｂ方向にプレス加工して折り曲げ成形した後、ａ方向にプレス加工して折り曲げ成形することで、ａ方向及びｂ方向の双方に屈曲した球面形状の接触部５ａと、ａ方向のみに屈曲した凸部５ｂとを有した接触子５を得ることができる。ここで、接触子５の凸部５ｂは、ａ方向のみ屈曲して成ることから、乗上げ部６に対して線接触又は面接触しつつ乗上げ可能とされている。

上記実施形態によれば、接触子５の接触部５ａは、端子板２に対して点接触しつつ摺動可能とされたので、その点接触部に対してスプリング７の付勢力を集中させて接触面圧を向上させることができる。したがって、接触子５の端子板２に対する接触を良好に維持することができるとともに、その接触面圧を向上させることができ、シフトレバー等の操作手段の位置の検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態に係る接触部５ａは、球面形状とされて成ることにより端子板２に対して点接触しつつ摺動可能とされたので、球状形状の曲率（Ｒ形状）を任意に設定することができ、接触子５の端子板２に対する接触面圧を適度に保持させることができるとともに、接触子５の端子板２に対する摺動を円滑に行わせることができる。さらに、接触部５ａの球面形状は、互いに直交する２方向（図７中ａ方向及びｂ方向）にプレス加工にて屈曲成形することにより得られるので、所望の曲率（Ｒ形状）の球面形状を容易に形成することができる。

またさらに、本実施形態においては、接触子５における接触部５ａの間には凸部５ｂが形成されるとともに、当該接触子５が端子板２上を摺動する過程で当該凸部５ｂが端子台１の所定位置に形成された乗上げ部６に乗上げることにより、接触部５ａが端子板２から離間し得るよう構成されたので、接触子５の端子板２に対する電気的導通及び電気的導通の遮断を確実に行わせることができ、シフトレバー等の操作手段の位置の検出をより精度よく行わせることができる。特に、本実施形態によれば、接触子５の凸部５ｂは、乗上げ部６に対して線接触又は面接触しつつ乗上げ可能とされたので、凸部５ｂの乗上げ部６に対する乗上げをより安定かつ確実に行わせることができる。

さらに、本実施形態に係る可動部材４には、接触子５を収容し得る収容凹部４ｂが形成されるとともに、当該可動部材４が移動（回動）する際、当該接触子５が当該収容凹部４ｂ内において傾斜可能とされたので、可動部材４の移動時に接触子５が収容凹部４ｂ内で傾斜することで、当該可動部材４の移動時において過度な負荷が接触子５に付与されてしまうのを回避して当該可動部材４に接触子５を円滑に追従させることができるとともに、接触子５の接触部５ａが端子板２に対して点接触しつつ摺動することで、接触子５が傾斜しても端子板２に対する接触を確実に行わせることができる。

すなわち、接触子５が端子板２に対して線状に接触（線接触）する場合、接触子５が収容凹部４ｂ内で傾斜してしまうと、接触部５ａの一方の端部が上方に浮いてしまい、その浮いた部位が端子板２から離間してしまう虞があるのに対し、本実施形態においては、接触子５の接触部５ａが端子板２に対して点接触するので、接触子５が何れの方向に傾斜しても、端子板２に対する接触状態を一定に保持することができるのである。なお、本実施形態においては、接触子５の両側面にテーパ部５ｄが形成されることで、収容凹部４ｂ内における接触子５の傾斜（接触子５の幅方向の傾斜）を許容させているので、当該テーパ部５ｄにより、接触子５の収容凹部４ｂ内への挿入作業をより容易かつスムーズに行わせることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば接触子５の一対の接触部５ａのうち両方が端子板２に対して点接触しつつ摺動可能とするものに代え、接触子５の何れか一方の接触部５ａのみが端子板２に対して点接触しつつ摺動可能なものとしてもよい。すなわち、接触子５の少なくとも一方の接触部５ａが、端子板２に対して点接触しつつ摺動可能であれば足りるのである。

また、接触子５の接触部５ａは、端子板２に対して点接触しつつ摺動可能なものであれば何れの形状であってもよく、例えば図８に示すように、突端が尖った角部９ａａとされた接触部９ａを有した接触子９としてもよい。なお、かかる接触子９の場合も上記実施形態と同様、凸部９ｂ、座部９ｃ及びテーパ部９ｄが形成されており、上記実施形態と同様の機能を有するものとされている。またさらに、図９に示すように、正面視でハの字形状から成り、突端が尖った角部１０ａａとされた接触部１０ａと、凸部１０ｂとを有した接触子１０、或いは、図１０で示すように、正面視で楔形状から成り、突端が尖った角部１１ａａとされた接触部１１ａと、凸部１１ｂとを有した接触子１１としてもよい。このように、突端が尖った角部とされた接触部とすれば、端子板２に対してより確実に点接触させて摺動させることができる。

さらに、本実施形態においては、可動部材４が移動（回動）する際、接触子５が収容凹部４ａ内において傾斜可能とされているが、接触子５を収容凹部４ａ内で圧入等にて固定することによって、傾斜が許容されないものとしてもよい。また、接触子５におけるスプリング７の座部５ｃに代えて、当該スプリング７の一端を受け得る別個の座部（この場合、スプリング７とは異なる形態の付勢手段を受ける座部であってもよい）を形成するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、操作手段と連動して可動部材４が回動することで、接触子５が弧状に摺動し得る構成とされているが、可動部材が操作手段と連動して略直線状に移動することで、接触子５が直線状に摺動（すなわち、略直線状に延設された端子板上を摺動）し得る構成としてもよい。

接触子の少なくとも一方の接触部が、端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされた摺動型スイッチであれば、外観形状が異なるもの或いは他の摺動型スイッチに適用されたものであってもよい。

１ 端子台
２ 端子板
３ ボディ部材
４ 可動部材
５ 接触子
５ａ 接触部
５ｂ 凸部
６ 乗上げ部
７ スプリング
８ ボール部材
９ 接触子
１０ 接触子

Claims (6)

1. 端子台に延設された複数の端子板と、
   操作手段と連動して前記端子台に対して移動可能な可動部材と、
   該可動部材に形成されるとともに、当該可動部材の移動に伴って前記端子板上を摺動し得る接触子と、
   前記接触子に形成され、一対の端子板に対してそれぞれ接触しつつ摺動可能な接触部と、
   を具備し、前記接触子の接触部が一対の前記端子板に対して接触することにより電気的導通が図られ、前記可動部材の端子台に対する相対位置に応じた電気信号を生成することで前記操作手段の位置を検出可能とされた摺動型スイッチにおいて、
   前記接触子の少なくとも一方の接触部は、前記端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたことを特徴とする摺動型スイッチ。
2. 前記接触部は、球面形状とされて成ることにより前記端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたことを特徴とする請求項１記載の摺動型スイッチ。
3. 前記接触部は、突端が尖った角部とされて成ることにより前記端子板に対して点接触しつつ摺動可能とされたことを特徴とする請求項１記載の摺動型スイッチ。
4. 前記接触子における前記接触部の間には凸部が形成されるとともに、当該接触子が端子板上を摺動する過程で当該凸部が前記端子台の所定位置に形成された乗上げ部に乗上げることにより、前記接触部が端子板から離間し得るよう構成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の摺動型スイッチ。
5. 前記凸部は、前記乗上げ部に対して線接触又は面接触しつつ乗上げ可能とされたことを特徴とする請求項４記載の摺動型スイッチ。
6. 前記可動部材には、前記接触子を収容し得る収容凹部が形成されるとともに、当該可動部材が移動する際、当該接触子が当該収容凹部内において傾斜可能とされたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の摺動型スイッチ。

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