JP2015041460A - パワーウインドウスイッチ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回路上水没時操作スイッチを通常時操作スイッチと別に設けても、該スイッチの接点の基板上の設置スペースを小さく抑える。【解決手段】通常時操作スイッチと水没時操作スイッチは、操作ノブの操作に連動する可動片12に設けられた可動接点12b〜12gと、可動接点12b〜12eのいずれかが常に接触する共通固定接点11aとを含む。通常時操作スイッチは、操作ノブの操作に応じて可動接点12b〜12eのいずれかが接触する窓開閉用固定接点11b〜11eをさらに含む。水没時操作スイッチは、操作ノブの開操作時に可動接点12gが接触する常開固定接点11gと、操作ノブの開操作時以外に可動接点12fが接触する常閉固定接点11fとをさらに含む。【選択図】図7

Description

本発明は、車両の窓を開閉操作するパワーウインドウスイッチ装置に関し、特に水没時に窓の開操作を可能にする技術に関するものである。
パワーウインドウスイッチ装置では、操作ノブの操作状態に応じて、操作スイッチが切り替わり、該切り替わりに応じて、CPUなどの制御手段が、駆動回路を動作させて、モータを正転または逆転させ、窓の開閉を行う。
操作スイッチには、基板に設けられた固定接点と、操作ノブの操作に連動する可動片に設けられた可動接点とから構成されたものがある。
たとえば特許文献1および2に開示された操作スイッチでは、固定接点は、中央にある共通固定接点と、該共通固定接点の左右にある窓開閉用固定接点(マニュアル閉用固定接点、オート閉用固定接点、マニュアル開用固定接点、オート開用固定接点)から成る。可動接点は、可動片の左右に櫛状に突出する各先端部に設けられ、操作ノブの操作に連動して、固定接点上を摺動する。各可動接点は、導通状態になっている。
また、特許文献3に開示された操作スイッチでは、固定接点は、接地された第1固定接点と、電源に接続された第2および第3固定接点と、窓を手動で開閉するための第5および第4固定接点と、窓を自動で開閉するための第7および第6固定接点とから成る。可動接点は、一方の可動片のくし状に突出する各先端部に設けられた第1可動接点と、他方の可動片の櫛状に突出する各先端部に設けられた第2可動接点とから成る。
特許文献3では、第1および第2可動接点が常に第1固定接点を介して接地されているため、車両が水没して、操作スイッチに浸水があっても、操作ノブの未操作状態では、操作スイッチから制御手段(IC)の各ポートに電圧が印加されない。このため、制御手段が窓開閉用のリレーを誤動作させることはなく、モータが誤動作することもない。そして、水没後、操作ノブが開操作されると、第2可動接点の接触により第3固定接点と第5固定接点が導通するので、制御手段の所定のポートに電圧が印加される。これにより、制御手段が、窓開用リレーをオン状態にして、モータを駆動させ、窓を開いてゆく。
一方、制御手段によらずに、水没を検知して窓を開く電気回路を備えたパワーウインドウスイッチ装置がある。
たとえば特許文献4に開示されたパワーウインドウスイッチ装置では、水没検知回路により水没を検知した場合に、該回路からの出力信号により、正転用と逆転用の4つのトランジスタをオフ状態にして、窓開閉用の2つのリレーを動作させないようにすることで、モータの誤動作を防止する。この状態で、DOWNスイッチがオン状態に操作されると、逆転用トランジスタがオン状態になって、窓開用リレーもオン状態になり、モータが逆転して、窓が開いてゆく。特許文献4では、DOWNスイッチなどの操作スイッチと水没検知回路に、別々の電源ラインが接続されている。
また、たとえば特許文献5に開示されたパワーウインドウスイッチ装置では、バッテリと接地ラインの間に、非常用の降下駆動回路を構成する窓降下スイッチ、窓降下リレーのコイル、およびトランジスタが直列に接続されている。水没検知回路により水没を検知した場合に、該回路からの出力信号(電圧)がトランジスタのベースに印加される。この状態で、窓降下スイッチがオン状態に操作されると、窓降下リレーのコイルが励磁されて接点がオン状態になり、モータが駆動して、窓が開いてゆく。
特許文献5には、窓降下スイッチが、通常時に窓を開閉するための操作スイッチと兼用されたものであってもよいし、非常時の脱出操作専用の操作スイッチとして別途設けられたものであってもよい、と記載されている。
特開2008−4322号公報 特許第3628423号公報 特開2001−159270号公報 特開2012−81914号公報 特開2012−171492号公報
車両の水没により、パワーウインドウスイッチ装置の制御手段が浸水された場合、制御手段が動作不能になるため、制御手段によってモータを駆動して窓を開くことができなくなる。よって、水没時に窓を確実に開けられるようにするには、特許文献4および5に開示されているように、制御手段によらず、水没検知回路により水没を検知して窓を開けられるようにしなければならない。
そのためには、水没時に窓を開くために操作する水没時操作スイッチを設ける必要がある。然るに、たとえば回路構成の都合で、水没時操作スイッチを、通常時に窓を開閉するために操作する通常時操作スイッチと別に設ける場合、両操作スイッチの接点を基板上に設置しなければならない。このため、基板上の接点の設置スペースが大きくなり、他の電子部品や電気回路の配置が難しくなる。
本発明の課題は、回路上水没時操作スイッチを通常時操作スイッチと別に設けても、これらの操作スイッチの接点の基板上における設置スペースを小さく抑えることができる、パワーウインドウスイッチ装置を提供することである。
本発明によるパワーウインドウスイッチ装置は、車両の窓を開閉させるためのモータを駆動させる駆動回路と、窓を開けるための開操作および窓を閉めるための閉操作が行われる操作ノブと、操作ノブの操作状態に応じて切り替わる通常時操作スイッチと、通常時操作スイッチの切り替わり状態を検知して、駆動回路を動作させて、モータを駆動し、窓を開閉させる制御手段と、水没を検知する水没検知回路と、水没時に窓を開くために操作される水没時操作スイッチと、駆動回路、制御手段、および水没検知回路が実装された基板とを備え、水没検知回路が水没を検知した状態で、かつ、水没時操作スイッチが操作された場合に、駆動回路が動作して、モータを駆動させ、窓を開く。通常時操作スイッチと水没時操作スイッチは、操作ノブの操作に連動して往復移動する可動片の、移動方向へ櫛状に突出する先端部に設けられた複数の可動接点と、基板に設けられ、可動接点のいずれかが常に接触する共通固定接点とを含んでいる。また、通常時操作スイッチは、基板の共通固定接点の一方側に設けられ、操作ノブの操作に応じて可動接点が接触する窓開用固定接点と、基板の共通固定接点の他方側に設けられ、操作ノブの操作に応じて可動接点のいずれかが接触する窓閉用固定接点とをさらに含んでいる。また、水没時操作スイッチは、基板の共通固定接点の一方側に窓開用固定接点と並列に設けられ、操作ノブの開操作時に可動接点のいずれかが接触する常開固定接点と、基板の共通固定接点の他方側に窓閉用固定接点と並列に設けられ、操作ノブの開操作時以外に可動接点が接触する常閉固定接点とをさらに含んでいる。
上記によると、通常時操作スイッチと水没時操作スイッチとで、操作ノブ、可動片、および基板上の共通固定接点を共用している。このため、回路上水没時操作スイッチを通常時操作スイッチと別に設けても、これらの操作スイッチの固定接点を基板上に近接状態で配置し、該固定接点の基板上における設置スペースを小さく抑えることができる。
また、本発明では、上記パワーウインドウスイッチ装置において、常開固定接点と常閉固定接点の間に、共通固定接点が設けられていなくてもよい。
また、本発明では、上記パワーウインドウスイッチ装置において、操作ノブの中立時に、可動接点が、共通固定接点および常閉固定接点に接触し、操作ノブの閉操作時に、可動接点が、共通固定接点、窓閉用固定接点、および常閉固定接点に接触し、操作ノブの開操作時に、可動接点が、共通固定接点、窓開用固定接点、および常開固定接点に接触してもよい。
また、本発明では、上記パワーウインドウスイッチ装置において、窓開用固定接点は、マニュアル開用固定接点と開操作時用オート固定接点とから成り、共通固定接点の一方側にある各固定接点のうち、マニュアル開用固定接点を開操作時用オート固定接点および常開固定接点より共通固定接点に近づくように長くしてもよい。また、窓閉用固定接点は、マニュアル閉用固定接点と閉操作時用オート固定接点とから成り、共通固定接点の他方側にある各固定接点のうち、常閉固定接点を共通固定接点に近づくように最も長くし、閉操作時用オート固定接点を共通固定接点から離れるように最も短くしてもよい。
また、本発明では、上記パワーウインドウスイッチ装置において、駆動回路は、モータの一端に接続された第1接点を有し、オフ状態でモータの一端を第1接点を介して接地し、オン状態でモータの一端を第1接点を介して電源に接続する窓閉用リレーと、モータの他端に接続された第2接点を有し、オフ状態でモータの他端を第2接点を介して接地し、オン状態でモータの他端を第2接点を介して電源に接続する窓開用リレーと、オン状態のときに、窓閉用リレーをオン状態にする窓閉用半導体スイッチング素子と、オン状態のときに、窓開用リレーをオン状態にする窓開用半導体スイッチング素子とを備えてもよい。また、共通固定接点は、窓閉用リレーのコイルの一端に接続され、窓開用固定接点と窓閉用固定接点は、制御手段に接続され、常閉固定接点は、電源に接続され、常開固定接点は、窓閉用リレーのコイルの他端に接続されてもよい。この場合、操作ノブの閉操作により、共通固定接点と窓閉用固定接点が可動片を介して導通したときに、制御手段が、窓閉用半導体スイッチング素子をオン状態にする。また、操作ノブの開操作により、共通固定接点と窓開用固定接点が可動片を介して導通したときに、制御手段が、窓開用半導体スイッチング素子をオン状態にする。さらに、水没検知回路が水没を検知した場合に、該水没検知回路から出力される信号により両半導体スイッチング素子がオン状態となり、操作ノブの開操作により、共通固定接点と常開固定接点が可動片を介して導通することによって、窓閉用リレーのコイルの両端が同電位になる。
さらに、本発明では、上記パワーウインドウスイッチ装置において、車両の前2席の窓を開閉するために操作する各前席窓用操作ノブとそれぞれ対向する基板上の領域に、通常時操作スイッチと水没時操作スイッチの各固定接点を設けてもよい。
本発明によれば、回路上水没時操作スイッチを通常時操作スイッチと別に設けても、これらの操作スイッチの接点の基板上における設置スペースを小さく抑えることができる、パワーウインドウスイッチ装置を提供することが可能となる。
本発明の実施形態によるパワーウインドウスイッチ装置の回路構成を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置の操作系を示した図である。 図2のストライカの斜視図である。 図2の可動片の平面図である。 図1の操作スイッチの固定接点を示した図である。 図2の基板全体の固定接点の配置を示した図である。 図5の固定接点と図4の可動接点の切り替わり状態を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置で、通常時にマニュアル閉操作をした場合の動作を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置で、通常時にオート閉操作をした場合の動作を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置で、通常時にマニュアル開操作をした場合の動作を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置で、通常時にオート開操作をした場合の動作を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置で、水没時に未操作または閉操作をした場合の動作を示した図である。 図1のパワーウインドウスイッチ装置において、水没時に開操作をした場合の動作を示した図である。
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
まず、本発明の実施形態によるパワーウインドウスイッチ装置100の電気的構成を、図1を参照しながら説明する。
図1は、パワーウインドウスイッチ装置100の回路構成を示した図である。パワーウインドウスイッチ装置100は、CPU1、駆動回路2、通常時スイッチ回路3、水没検知回路4、および水没時操作スイッチ10を備えている。CPU1は、本発明の「制御手段」の一例である。
駆動回路2は、たとえば自動車の運転席の窓を開閉させるためのモータ6を正転または逆転で駆動させる。なお、窓の開閉とは、詳しくは、窓に備わる窓ガラスを開閉方向へ移動させることである(以下同様)。モータ6は、直流モータから成る。駆動回路2には、窓閉用リレー7、窓開用リレー8、およびトランジスタQ1〜Q3などが備わっている。
窓閉用リレー7は、モータ6の一端に接続された接点7a(第1接点)と、コイル7bを有している。コイル7bに通電がなく、窓閉用リレー7がオフ状態のときは、接点7aが図1の状態にあって、モータ6の一端が接点7aを介して接地される。一方、コイル7bに通電されて、窓閉用リレー7がオン状態になると、接点7aが切り替わって、モータ6の一端が接点7aを介して電源B2に接続される。
窓開用リレー8は、モータ6の他端に接続された接点8a(第2接点)と、コイル8bを有している。コイル8bに通電がなく、窓開用リレー8がオフ状態のときは、接点8aが図1の状態にあって、モータ6の他端が接点8aを介して接地される。一方、コイル8bに通電されて、窓開用リレー8がオン状態になると、接点8aが切り替わって、モータ6の他端が接点8aを介して電源B2に接続される。
窓閉用リレー7のコイル7bの一端は、ダイオードD2のカソードと、共通固定接点11aとに接続されている。ダイオードD2のアノードは、複数の抵抗R1〜R4の一端と、トランジスタQ3のコレクタに接続されている。各抵抗R1〜R4の他端は、ダイオードD1のカソードに接続されている。ダイオードD1のアノードは、電源B2に接続されている。
トランジスタQ3のエミッタは、接地されている。トランジスタQ3のベース・エミッタ間には、抵抗R5が接続されている。トランジスタQ3のベースは、抵抗R6の一端に接続されている。抵抗R6の他端は、トランジスタQ4のコレクタと、ダイオードD3、D5のアノードに接続されている。
窓閉用リレー7のコイル7bの他端は、トランジスタQ1(窓閉用半導体スイッチング素子)のコレクタに接続されている。トランジスタQ1のエミッタは、接地されている。トランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間には、保護用のツェナーダイオードZ1が接続されている。トランジスタQ1のベース・エミッタ間には、抵抗R7が接続されている。
トランジスタQ1のベースは、抵抗R8の一端に接続されている。抵抗R8の他端には、ダイオードD3、D4のカソードが接続されている。ダイオードD3のアノードは、トランジスタQ4のコレクタと抵抗R6の他端に接続されている。ダイオードD4のアノードは、CPU1の出力端子T4に接続されている。
窓開用リレー8のコイル8bの一端は、ダイオードD1を介して電源B2に接続されている。コイル8bの他端は、トランジスタQ2(窓開用半導体スイッチング素子)のコレクタに接続されている。トランジスタQ2のエミッタは、接地されている。トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間には、保護用のツェナーダイオードZ2が接続されている。トランジスタQ2のベース・エミッタ間には、抵抗R9が接続されている。
トランジスタQ2のベースは、抵抗R10の一端に接続されている。抵抗R10の他端には、ダイオードD5、D6のカソードが接続されている。ダイオードD5のアノードは、トランジスタQ4のコレクタと抵抗R6の他端に接続されている。ダイオードD6のアノードは、CPU1の出力端子T5に接続されている。
通常時スイッチ回路3には、自動車が水没していない通常時に、窓を開閉するために操作される通常時操作スイッチ14〜16などが備わっている。通常時操作スイッチ14〜16は、UPスイッチ14、DOWNスイッチ15、およびAUTOスイッチ16から成る。各通常時操作スイッチ14〜16の一端には、共通固定接点11aが設けられている。
UPスイッチ14の他端には、マニュアル閉用固定接点11cが設けられている。マニュアル閉用固定接点11cは、抵抗R11を介してCPU1の入力端子T1に接続されている。抵抗R11の両端には、抵抗R12、R14の一端が接続されている。抵抗R12、R14の他端は接地されている。マニュアル閉用固定接点11cと抵抗R11の接続点には、抵抗R13の一端が接続されている。抵抗R13の他端は、電源B1に接続されている。

DOWNスイッチ15の他端には、マニュアル開用固定接点11bが設けられている。マニュアル開用固定接点11bは、抵抗R15を介してCPU1の入力端子T2に接続されている。抵抗R15の両端には、抵抗R16、R18の一端が接続されている。抵抗R16、R18の他端は接地されている。マニュアル開用固定接点11bと抵抗R15の接続点には、抵抗R17の一端が接続されている。抵抗R17の他端は、電源B1に接続されている。
AUTOスイッチ16の他端には、オート固定接点11d、11eが設けられている。オート固定接点11d、11eは、抵抗R19を介してCPU1の入力端子T3に接続されている。抵抗R19の両端には、抵抗R20、R22の一端が接続されている。抵抗R20、R22の他端は接地されている。オート固定接点11d、11eと抵抗R19の接続点には、抵抗R21の一端が接続されている。抵抗R21の他端は、電源B1に接続されている。
水没検知回路4は、トランジスタQ4と抵抗R23、R24と水没検知パッド9を備えている。トランジスタQ4のコレクタは、前述したように、抵抗R6の他端と、ダイオードD3、D5のアノードに接続されている。トランジスタQ4のエミッタは、ダイオードD1を介して電源B2に接続されている。
トランジスタQ4のベース・エミッタ間には、抵抗R24が接続されている。トランジスタQ4のベースは、抵抗R23を介して水没検知パッド9の一方の電極9aに接続されている。水没検知パッド9の他方の電極9bは、接地されている。
水没時操作スイッチ10には、共通固定接点11aと、常閉固定接点11fと、常開固定接点11gが設けられている。この水没時操作スイッチ10の共通固定接点11aは、前述した通常時操作スイッチ14〜16の一端に設けられている共通固定接点11aと同じものである。
このように、水没時操作スイッチ10と通常時操作スイッチ14〜16とで共通固定接点11aを共用することは、該操作スイッチ10、14〜16の一端に接続する回路(駆動回路2と通常時スイッチ回路3)の電位を一致させることにより実現された。
共通固定接点11aは、ダイオードD2のカソードと、窓閉用リレー7のコイル7bの一端とに接続されている。常閉固定接点11fは、ダイオードD1を介して電源B2に接続されている。常開固定接点11gは、窓閉用リレー7のコイル7bの他端と、トランジスタQ1のコレクタとに接続されている。
次に、パワーウインドウスイッチ装置100の操作系を、図2〜図5を参照しながら説明する。
図2は、パワーウインドウスイッチ装置100の操作系を示した図である。パワーウインドウスイッチ装置100には、操作ノブ17、ストライカ13、可動片12、および基板18が備わっている。
操作ノブ17は、自動車の運転席の傍にあるアームレストの上面に操作可能に設置されている。運転席の窓を開閉するために、操作ノブ17は軸17aを中心に揺動操作される。操作ノブ17は、図示しない節度機構により、揺動量を制限され、図2に示す中立状態に復帰させられる。
操作ノブ17の前頭部17bを1段階引き上げるように閉操作することで、操作ノブ17がマニュアル閉位置MCに位置する。また、操作ノブ17の前頭部17bを2段階引き上げるように閉操作することで、操作ノブ17がオート閉位置ACに位置する。また、操作ノブ17の前頭部17bを1段階押し下げるように開操作することで、操作ノブ17がマニュアル開位置MOに位置する。さらに、操作ノブ17の前頭部17bを2段階押し下げるように開操作することで、操作ノブ17がオート開位置AOに位置する。
操作ノブ17には、操作子17cが下方へ突出するように、操作ノブ17と一体で設けられている。操作子17cは、操作ノブ17に連動して左右L、Rに揺動する。操作子17cの下端部は、ストライカ13に回転可能に係合されている。ストライカ13には、下方へ突出するように、可動片12が取り付けられている。
図3は、ストライカ13を下方から見た斜視図である。図4は、可動片12の平面図である。ストライカ13は、合成樹脂で形成されている。可動片12は、銅製の板バネから成る。図4に示す、可動片12の基部12xは、ストライカ13に埋設状態で固定されている。図3および図4に示すように、可動片12の左右へ櫛状に3本ずつ突出する各先端部には、それぞれ可動接点12b〜12gが設けられている。
図2に示すように、可動片12の下方には、基板18が設けられている。基板18は、図示しないケースに固定されている。ストライカ13は、ケースと基板18により、上下動を制限されている。可動片12は、基板18に所定の圧力で押し付けられている。
操作ノブ17の揺動操作に連動して、操作子17cがストライカ13と可動片12を左右L、Rに往復運動させ、可動片12の6つの可動接点12b〜12gが基板18上を摺動する。基板18には、図1に示したパワーウインドウ装置100の回路が形成されている。
図5は、図1の操作スイッチ10、14〜16の固定接点11a〜11gを示した図である。固定接点11a〜11gは、図2に示した操作ノブ17と対向する基板18上の領域に形成されている。つまり、固定接点11a〜11gは、可動片12の可動接点12b〜12gと接触可能に基板18の上面に設けられている。
共通固定接点11aは、中央に設けられている。共通固定接点11aの左側Lには、マニュアル開用固定接点11b、開操作時用オート固定接点11d、および常開固定接点11gが並列に設けられている。これらの固定接点11b、11d、11gの共通固定接点11aと反対側(左側)の辺は、L、R方向に対して垂直で一列に揃えられている。
左側Lにある固定接点11b、11d、11gのうち、マニュアル開用固定接点11bは、他の固定接点11d、11gより共通固定接点11aに近づくように、長く形成されている。開操作時用オート固定接点11dは、他の固定接点11b、11gより共通固定接点11aから離れるように、短く形成されている。マニュアル開用固定接点11bと開操作時用オート固定接点11dは、本発明の「窓開用固定接点」を構成する。
共通固定接点11aの右側Rには、マニュアル閉用固定接点11c、閉操作時用オート固定接点11e、および常閉固定接点11fが並列に設けられている。これらの固定接点11c、11e、11fの共通固定接点11aと反対側(右側)の辺は、L、R方向に対して垂直で一列に揃えられている。
右側Rにある固定接点11c、11e、11fのうち、常閉固定接点11fは、共通固定接点11aに近づくように最も長く形成されている。閉操作時用オート固定接点11eは、共通固定接点11aから離れるように最も短く形成されている。マニュアル閉用固定接点11cと閉操作時用オート固定接点11eは、本発明の「窓閉用固定接点」を構成する。
共通固定接点11aは、マニュアル開用固定接点11bとマニュアル閉用固定接点11cとの間に所定の絶縁距離を確保するため、該固定接点11b、11dとの対向部分が切り欠かれている。常開固定接点11gと常閉固定接点11fの間には、共通固定接点11aが設けられていない。
後述するように、共通固定接点11aには、可動片12の可動接点12b〜12eのいずれかが常に接触する(図7参照)。また、操作ノブ17の開操作に応じて、マニュアル開用固定接点11bには可動接点12bが接触し、開操作時用オート固定接点11dには可動接点12dが接触し、常開固定接点11gには可動接点12gが接触する。
また、操作ノブ17の閉操作に応じて、マニュアル閉用固定接点11cには可動接点12cが接触し、閉操作時用オート固定接点11eには可動接点12eが接触する。さらに、操作ノブ17の開操作時以外のときに、常閉固定接点11fには可動接点12fが接触する。
図6は、基板18全体の固定接点の配置を示した図である。自動車が右ハンドル車である場合の運転席の窓を開閉操作するための操作ノブ17と対向する基板18上の領域A1には、前述したように、固定接点11a〜11gが設けられている。また、右ハンドル車の助手席の窓を開閉操作するための操作ノブ(図示省略)と対向する基板18上の領域A2には、固定接点21a〜21gが設けられている。
自動車が左ハンドルである場合、基板18上の領域A2は、運転席の窓を開閉操作するための操作ノブとの対向領域であり、領域A1は、助手席の窓を開閉操作するための操作ノブとの対向領域である。
自動車の左右後部座席の窓を開閉操作するための操作ノブ(図示省略)とそれぞれ対向する基板18上の領域A3、A4には、固定接点31a〜31e、41a〜41eが設けられている。
各席の窓用操作ノブとの対向領域A1〜A4には、共通固定接点11a、21a、31a、41a、マニュアル開用固定設定11b、21b、31b、41b、開操作時用オート固定接点11d、21d、31d、41d、マニュアル閉用固定設定11c、21c、31c、41c、および閉操作時用オート固定接点11e、21e、31e、41eがそれぞれ設けられている。
各前席(運転席と助手席の2席)の窓用操作ノブとの対向領域A1、A2には、常閉固定接点11f、21fと、常開固定接点11g、21gも設けられているが、各後部座席の窓用操作ノブとの対向領域A3、A4には、常閉固定接点と常開固定接点は設けられていない。
前2席のうち、運転席の窓だけ、後述するように水没時に開操作できるようにしたいという要求がある。この場合、運転席の窓用操作ノブ17に連動する可動片12に、6つの可動接点12b〜12gを設け、助手席の窓用操作ノブに連動する可動片に固定接点21a〜21eと接触する4つの可動接点を設ければよい(図示省略)。これにより、左ハンドル車と右ハンドル車とで、基板18を共用することができる。
次に、パワーウインドウスイッチ装置100の動作を、図1、図2、および図7〜図13を参照しながら説明する。
図7は、固定接点11a〜11gと可動接点12b〜12gの切り替わり状態を示した図である。図8〜図13は、パワーウインドウスイッチ装置100の回路の動作を示した図である。
(1)通常時に未操作の場合
操作ノブ17が未操作のときは、図2に実線で示すように操作ノブ17が中立状態にあって、図7(a)に示すように、可動片12の可動接点12eが基板18上の共通固定接点11aに接触し、可動接点12fが常閉固定接点11fに接触する。その他の可動接点12b〜12d、12gは、固定接点11a〜11gから離間する。
このため、図1に示すように、水没時操作スイッチ10の共通固定接点11aと常閉固定接点11fが導通し、通常時操作スイッチ14〜16がオフ状態になる。これにより、通常時操作スイッチ14〜16からCPU1の入力端子T1〜T3に電流が流れず、入力端子T1〜T3の電位がローレベルとなる。すなわち、通常時操作スイッチ14〜16から入力端子T1〜T3にオフ信号が入力されている状態となる。CPU1は、入力端子T1〜T3にオフ信号が入力されているときは、出力端子T4、T5から駆動信号を出力しない。
また、自動車およびパワーウインドウスイッチ装置100が水没していない通常時では、水没検知パッド9の電極9a、9b間が導通しておらず、トランジスタQ4がオフ状態にある。このため、抵抗R6やダイオードD3、D5などに電流が流れず、トランジスタQ1〜Q3がオフ状態になるので、窓開閉用リレー7、8もオフ状態となり、接点7a、8aが両方とも接地側に接続される。この結果、モータ6に電流が流れず、モータ6が停止状態となり、窓ガラスが静止状態を保つ。
(2)通常時に閉操作が行われた場合
通常時に、図2の操作ノブ17が1段階閉操作されて、マニュアル閉位置MCまで揺動したとき(マニュアル閉操作状態)は、図7(b)に示すように、可動接点12fが常閉固定接点11fに接触し、可動接点12cがマニュアル閉用固定接点11cに接触し、可動接点12dが共通固定接点11aに接触する。その他の可動接点12b、12e、12gは、固定接点11a〜11gから離間する。
このため、図8に示すように、水没時操作スイッチ10の共通固定接点11aと常閉固定接点11fが導通し、また、UPスイッチ14がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、常閉固定接点11f、共通固定接点11a、UPスイッチ14、および抵抗R11を通って電流が流れる。図8で点線矢印は、電流の経路を示している(後述の図9〜図13も同様)。これにより、CPU1の入力端子T1の電位がハイレベルとなる。すなわち、UPスイッチ14から入力端子T1にオン信号が入力される。CPU1は、入力端子T1にオン信号が入力されている間、出力端子T4から閉駆動信号を出力する。
このため、ダイオードD4と抵抗R8を介して、トランジスタQ1のベースからエミッタに電流が流れて、トランジスタQ1がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、常閉固定接点11f、共通固定接点11a、窓閉用リレー7のコイル7b、およびトランジスタQ1のコレクタ・エミッタを通って電流が流れて、窓閉用リレー7がオン状態になり、接点7aが接地側から電源側へ切り替わる。この結果、電源B2から、窓閉用リレー7の接点7a、モータ6、窓開用リレー8の接点8a、およびアースの経路で電流が流れて、モータ6が正転し、窓が閉じてゆく(マニュアル閉動作)。
その後、操作ノブ17が中立状態に復帰すると、可動接点12b〜12gと固定接点11a〜11gが、図7(a)に示した状態に切り替わり、図1に示したように、共通固定接点11aと常閉固定接点11fが導通したまま、UPスイッチ14がオフ状態になる。すると、CPU1の入力端子T1にオフ信号が入力されて、CPU1が出力端子T4からの閉駆動信号の出力を停止する。これにより、トランジスタQ1がオフ状態となり、コイル7bに電流が流れなくなって、窓閉用リレー7もオフ状態となる。この結果、接点7aが電源側から接地側へ切り替わって、モータ6に電流が流れなくなり、モータ6が停止して、窓の閉動作も停止する。
また、通常時に、図2の操作ノブ17が2段階閉操作されて、オート閉位置ACまで揺動したとき(オート閉操作状態)は、図7(c)に示すように、可動接点12f、12c、12dが固定接点11f、11c、11aにそれぞれ接触するのに加えて、可動接点12eが閉操作時用オート固定接点11eに接触し、可動接点12bが共通固定接点11aに接触する。可動接点12gは、固定接点11a〜11gから離間する。
このため、図9に示すように、水没時操作スイッチ10の共通固定接点11aと常閉固定接点11fが導通し、また、UPスイッチ14とAUTOスイッチ16がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、常閉固定接点11f、および共通固定接点11aを通って、UPスイッチ14と抵抗R11に電流が流れるとともに、AUTOスイッチ16と抵抗R19にも電流が流れる。
これにより、CPU1の入力端子T1、T3の電位が共にハイレベルとなる。すなわち、UPスイッチ14から入力端子T1にオン信号が入力され、かつ、AUTOスイッチ16から入力端子T3にオン信号が入力される。CPU1は、入力端子T1、T3にオン信号が入力されると、以降UPスイッチ14とAUTOスイッチ16がオフ状態になっても、出力端子T4から閉駆動信号を出力し続ける。
これにより、前述したように、トランジスタQ1がオン状態になり、電源B2から、ダイオードD1、常閉固定接点11f、共通固定接点11a、コイル7b、およびトランジスタQ1のコレクタ・エミッタを通って電流が流れる。そして、窓閉用リレー7がオン状態になり、接点7aが接地側から電源側へ切り替わる。この結果、電源B2から、接点7a、モータ6、接点8a、およびアースの経路で電流が流れて、モータ6が正転し、窓が閉じてゆく(オート閉動作)。
そして、図示しない窓位置検出センサにより、窓ガラスが全閉位置に到達したことを検出すると、CPU1は、出力端子T4からの閉駆動信号の出力を停止する。これにより、トランジスタQ1がオフ状態となり、コイル7bに電流が流れなくなって、窓閉用リレー7もオフ状態となる。この結果、接点7aが電源側から接地側へ切り替わって、モータ6に電流が流れなくなり、モータ6が停止して、窓の閉動作も停止する。
(3)通常時に開操作が行われた場合
通常時に、図2の操作ノブ17が1段階開操作されて、マニュアル開位置MOまで揺動したとき(マニュアル開操作状態)は、図7(d)に示すように、可動接点12bがマニュアル開用固定接点11bに接触し、可動接点12gが常開固定接点11gに接触し、可動接点12eが共通固定接点11aに接触する。その他の可動接点12c、12d、12fは、固定接点11a〜11gから離間する。
このため、図10に示すように、共通固定接点11aと常開固定接点11gが導通し、また、DOWNスイッチ15がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、抵抗R1〜R4、ダイオードD2、DOWNスイッチ15、および抵抗R15を通って電流が流れる。これにより、CPU1の入力端子T2の電位がハイレベルとなる。すなわち、DOWNスイッチ15から入力端子T2にオン信号が入力される。この入力端子T2への入力信号(電圧)のレベルは、抵抗R1〜R4により調整される。CPU1は、入力端子T2にオン信号が入力されている間、出力端子T5から開駆動信号を出力する。
このため、ダイオードD6と抵抗R10を介して、トランジスタQ2のベースからエミッタに電流が流れて、トランジスタQ2がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、窓開用リレー8のコイル8b、およびトランジスタQ2のコレクタ・エミッタを通って電流が流れて、窓開用リレー8がオン状態になり、接点8aが接地側から電源側へ切り替わる。この結果、電源B2から、接点8a、モータ6、接点7a、およびアースの経路で電流が流れて、モータ6が逆転し、窓が開いてゆく(マニュアル開動作)。
その後、操作ノブ17が中立状態に復帰すると、可動接点12b〜12gと固定接点11a〜11gが、図7(a)に示した状態に切り替わり、図1に示したように、共通固定接点11aと常閉固定接点11fが導通し、また、DOWNスイッチ15がオフ状態になる。すると、CPU1の入力端子T2にオフ信号が入力されて、CPU1が出力端子T5からの開駆動信号の出力を停止する。これにより、トランジスタQ2がオフ状態となり、コイル8bに電流が流れなくなって、窓開用リレー8もオフ状態となる。この結果、接点8aが電源側から接地側へ切り替わって、モータ6に電流が流れなくなり、モータ6が停止して、窓の開動作も停止する。
また、通常時に、図2の操作ノブ17が2段階開操作されて、オート開位置AOまで揺動したとき(オート開操作状態)は、図7(e)に示すように、可動接点12b、12e、12gが固定接点11b、11a、11gに接触するのに加えて、可動接点12dが開操作時用オート固定接点11dに接触し、可動接点12cが共通固定接点11aに接触する。可動接点12fは、固定接点11a〜11gから離間する。
このため、図11に示すように、共通固定接点11aと常開固定接点11gが導通し、また、DOWNスイッチ15とAUTOスイッチ16がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、抵抗R1〜R4、ダイオードD2を通って、DOWNスイッチ15と抵抗R15に電流が流れるとともに、AUTOスイッチ16と抵抗R19にも電流が流れる。
これにより、CPU1の入力端子T2、T3の電位が共にハイレベルとなる。すなわち、DOWNスイッチ15から入力端子T2にオン信号が入力され、かつ、AUTOスイッチ16から入力端子T3にオン信号が入力される。CPU1は、入力端子T2、T3にオン信号が入力されると、以降DOWNスイッチ15とAUTOスイッチ16がオフ状態になっても、出力端子T5から開駆動信号を出力し続ける。
これにより、前述したように、トランジスタQ2がオン状態になり、電源B2から、ダイオードD1、コイル8b、およびトランジスタQ2のコレクタ・エミッタを通って電流が流れて、窓開用リレー8がオン状態になり、接点8aが接地側から電源側へ切り替わる。この結果、電源B2から、接点8a、モータ6、接点7a、およびアースの経路で電流が流れて、モータ6が逆転し、窓が開いてゆく(オート開動作)。
そして、図示しない窓位置検出センサにより、窓ガラスが全開位置に到達したことを検出すると、CPU1は、出力端子T5からの開駆動信号の出力を停止する。これにより、トランジスタQ2がオフ状態となり、コイル8bに電流が流れなくなって、窓開用リレー8もオフ状態となる。この結果、接点8aが電源側から接地側へ切り替わって、モータ6に電流が流れなくなり、モータ6が停止して、窓の閉動作も停止する。
(4)水没時の場合
自動車およびパワーウインドウスイッチ装置100が水没すると、図12に示すように、水没検知パッド9の電極9a、9b間が水により導通する。このため、トランジスタQ4のエミッタからベースに電流が流れて、トランジスタQ4がオン状態になる。すると、電源B2から、ダイオードD1、トランジスタQ4のエミッタ・コレクタ、および抵抗R6を通って、トランジスタQ3のベースからエミッタに電流が流れて、トランジスタQ3がオン状態になる。また、ダイオードD3、D5と抵抗R8、R10を介して、トランジスタQ1、Q2のベースからエミッタに電流が流れて、トランジスタQ1、Q2がオン状態になる。つまり、水没検知回路4からの出力信号により、駆動回路2のトランジスタQ1〜Q3がオン状態になる。
このとき、操作ノブ17が中立状態または開操作状態にある場合、水没時操作スイッチ10の常閉固定接点11fと共通固定接点11aが導通している。このため、電源B2から、ダイオードD1、常閉固定接点11f、共通固定接点11a、コイル7b、およびトランジスタQ1のコレクタ・エミッタを通って電流が流れる。これにより、窓閉用リレー7がオン状態になり、接点7aが接地側から電源側へ切り替わる。また、電源B2から、ダイオードD1、コイル8b、およびトランジスタQ2のコレクタ・エミッタを通って電流が流れる。これにより、窓開用リレー8がオン状態になり、接点8aが接地側から電源側へ切り替わる。この結果、モータ6の両端が同電位となってモータ6に電流が流れず、モータ6が停止状態となり、窓ガラスが静止状態を保つ。
(5)水没時に開操作が行われた場合
上記のように水没時には、水没検知回路4からの出力信号により、駆動回路2のトランジスタQ1〜Q3がオン状態になり、窓開閉用リレー7、8がオン状態になる。この状態で、操作ノブ17が開操作された場合、図13に示すように、共通固定接点11aと常開固定接点11gが導通する。
すると、共通固定接点11a、常開固定接点11g、および窓開用リレー7のコイル7bで閉回路が形成され、コイル7bの両端が同電位となり、コイル7bに電流が流れなくなる。このため、窓閉用リレー7がオフ状態となり、接点7aが電源側から接地側へ切り替わる。このとき、窓開用リレー8はオン状態で、接点8aが電源側へ切り替わったままである。この結果、電源B2から、接点8a、モータ6、接点7a、およびアースの経路で電流が流れて、モータ6が逆転し、窓が開いてゆく。
このように、水没時に操作ノブ17を開操作した場合は、CPU1の制御によらずに、水没検知回路4、水没時操作スイッチ10、および駆動回路2の動作により、モータ6が逆転駆動するので、窓を確実に開くことができる。このため、自動車の乗員は、開かれた窓から車外に脱出することができ、安全が確保される。
上記実施形態によると、通常時操作スイッチ14〜16と水没時操作スイッチ10とで、操作ノブ17、可動片12、および基板18上の共通固定接点11aを共用している。このため、回路上、水没時操作スイッチ10を通常時操作スイッチ14〜16と別に設けても、これらの操作スイッチ10、14〜16の固定接点11a〜11gを基板18上に近接状態で配置し、該固定接点11a〜11gの基板18上における設置スペースを小さく抑えることができる。
また、図5〜図7に示したように、常開固定接点11gと常閉固定接点11fの間に、共通固定接点11aを設けないことで、共通固定接点11aの設置面積を小さくすることができる。このため、水没時操作スイッチ10と通常時操作スイッチ14〜16の固定接点11a〜11gの基板18上における設置スペースを一層小さく抑えることができる。
また、回路上、水没時操作スイッチ10を通常時操作スイッチ14〜16と別に設けたことで、駆動回路2の半導体スイッチング素子(トランジスタ)などの数を減らして、構成を簡単にすることができる。
さらに、図6に示したように、各前席窓用操作ノブとそれぞれ対向する基板18上の領域A1、A2に、通常時操作スイッチ14〜16と水没時操作スイッチ10の各固定接点11a〜11g、21a〜21gをそれぞれ設けている。このため、自動車が左ハンドル車であっても右ハンドル車であっても、水没時に運転席の窓を操作ノブの操作により開けることができ、基板18の汎用性を高めることが可能となる。
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、マニュアル開閉用固定接点11b、11cとオート固定接点11d、11eを含んだ通常時操作スイッチ14〜16と、水没時操作スイッチ10とで、共通固定接点11aを共用した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、マニュアル開閉用固定接点を含んでいるが開閉操作時用オート固定接点を含んでいない通常時操作スイッチと、水没時操作スイッチとで、共通固定接点11aを共用してもよい。
また、以上の実施形態では、駆動回路2における半導体スイッチング素子として、通常のトランジスタを使用した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、半導体スイッチング素子としてFET(電界効果トランジスタ)などを使用してもよい。
また、以上の実施形態では、回路上、AUTOスイッチ16を1つだけ設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、回路上、窓開用のAUTOスイッチと窓閉用のAUTOスイッチを別々に設けてもよい。
さらに、以上の実施形態では、自動車用のパワーウインドウスイッチ装置100に本発明を適用した例を示したが、本発明はその他のパワーウインドウスイッチ装置に対しても適用することができる。
1 CPU
2 駆動回路
4 水没検知回路
6 モータ
7 窓閉用リレー
7a 窓閉用リレーの接点(第1接点)
8 窓開用リレー
8a 窓閉用リレーの接点(第2接点)
8b 窓閉用リレーのコイル
10 水没時操作スイッチ
11a 共通固定接点
11b マニュアル開用固定接点(窓開用固定接点)
11c マニュアル閉用固定接点(窓閉用固定接点)
11d 開操作時用オート固定接点(窓開用固定接点)
11e 閉操作時用オート固定接点(窓閉用固定接点)
11f 常閉固定接点
11g 常開固定接点
12 可動片
12b〜12g 可動接点
14 UPスイッチ(通常時操作スイッチ)
15 DOWNスイッチ(通常時操作スイッチ)
16 AUTOスイッチ(通常時操作スイッチ)
17 操作ノブ
18 基板
100 パワーウインドウスイッチ装置
A1、A2 前席窓用操作ノブとそれぞれ対向する基板上の領域
B2 電源
L 左側
Q1 トランジスタ(窓閉用半導体スイッチング素子)
Q2 トランジスタ(窓開用半導体スイッチング素子)
R 右側

Claims (6)

  1. 車両の窓を開閉させるためのモータを駆動させる駆動回路と、
    前記窓を開けるための開操作および前記窓を閉めるための閉操作が行われる操作ノブと、
    前記操作ノブの操作状態に応じて切り替わる通常時操作スイッチと、
    前記通常時操作スイッチの切り替わり状態を検知して、前記駆動回路を動作させて、前記モータを駆動し、前記窓を開閉させる制御手段と、
    水没を検知する水没検知回路と、
    水没時に前記窓を開くために操作される水没時操作スイッチと、
    前記駆動回路、前記制御手段、および前記水没検知回路が実装された基板と、を備え、
    前記水没検知回路が水没を検知した状態で、かつ、前記水没時操作スイッチが操作された場合に、前記駆動回路が動作して、前記モータを駆動させ、前記窓を開くパワーウインドウスイッチ装置において、
    前記通常時操作スイッチと前記水没時操作スイッチは、
    前記操作ノブの操作に連動して往復移動する可動片の、移動方向へ櫛状に突出する先端部に設けられた複数の可動接点と、
    前記基板に設けられ、前記可動接点のいずれかが常に接触する共通固定接点と、を含み、
    前記通常時操作スイッチは、
    前記基板の前記共通固定接点の一方側に設けられ、前記操作ノブの操作に応じて前記可動接点のいずれかが接触する窓開用固定接点と、
    前記基板の前記共通固定接点の他方側に設けられ、前記操作ノブの操作に応じて前記可動接点のいずれかが接触する窓閉用固定接点と、をさらに含み、
    前記水没時操作スイッチは、
    前記基板の前記共通固定接点の一方側に前記窓開用固定接点と並列に設けられ、前記操作ノブの開操作時に前記可動接点が接触する常開固定接点と、
    前記基板の前記共通固定接点の他方側に前記窓閉用固定接点と並列に設けられ、前記操作ノブの開操作時以外に前記可動接点が接触する常閉固定接点と、をさらに含む、ことを特徴とするパワーウインドウスイッチ装置。
  2. 請求項1に記載のパワーウインドウスイッチ装置において、
    前記常開固定接点と前記常閉固定接点の間に、前記共通固定接点が設けられていない、ことを特徴とするパワーウインドウスイッチ装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のパワーウインドウスイッチ装置において、
    前記操作ノブの中立時に、前記可動接点が、前記共通固定接点および前記常閉固定接点に接触し、
    前記操作ノブの閉操作時に、前記可動接点が、前記共通固定接点、前記窓閉用固定接点、および前記常閉固定接点に接触し、
    前記操作ノブの開操作時に、前記可動接点が、前記共通固定接点、前記窓開用固定接点、および前記常開固定接点に接触する、ことを特徴とするパワーウインドウスイッチ装置。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のパワーウインドウスイッチ装置において、
    前記窓開用固定接点は、マニュアル開用固定接点と開操作時用オート固定接点とから成り、
    前記共通固定接点の一方側にある前記各固定接点のうち、前記マニュアル開用固定接点を、前記開操作時用オート固定接点および前記常開固定接点より前記共通固定接点に近づくように長くし、
    前記窓閉用固定接点は、マニュアル閉用固定接点と閉操作時用オート固定接点とから成り、
    前記共通固定接点の他方側にある前記各固定接点のうち、
    前記常閉固定接点を前記共通固定接点に近づくように最も長くし、
    前記閉操作時用オート固定接点を前記共通固定接点から離れるように最も短くした、ことを特徴とするパワーウインドウスイッチ装置。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のパワーウインドウスイッチ装置において、
    前記駆動回路は、
    前記モータの一端に接続された第1接点を有し、オフ状態で前記モータの一端を前記第1接点を介して接地し、オン状態で前記モータの一端を前記第1接点を介して電源に接続する窓閉用リレーと、
    前記モータの他端に接続された第2接点を有し、オフ状態で前記モータの他端を前記第2接点を介して接地し、オン状態で前記モータの他端を前記第2接点を介して電源に接続する窓開用リレーと、
    オン状態のときに、前記窓閉用リレーをオン状態にする窓閉用半導体スイッチング素子と、
    オン状態のときに、前記窓開用リレーをオン状態にする窓開用半導体スイッチング素子と、を備え、
    前記共通固定接点は、前記窓閉用リレーのコイルの一端に接続され、
    前記窓開用固定接点と前記窓閉用固定接点は、前記制御手段に接続され、
    前記常閉固定接点は、電源に接続され、
    前記常開固定接点は、前記窓閉用リレーの前記コイルの他端に接続され、
    前記操作ノブの閉操作により、前記共通固定接点と前記窓閉用固定接点が前記可動片を介して導通したときに、前記制御手段が、前記窓閉用半導体スイッチング素子をオン状態にし、
    前記操作ノブの開操作により、前記共通固定接点と前記窓開用固定接点が前記可動片を介して導通したときに、前記制御手段が、前記窓開用半導体スイッチング素子をオン状態にし、
    前記水没検知回路が水没を検知した場合に、該水没検知回路から出力される信号により前記両半導体スイッチング素子がオン状態となり、前記操作ノブの開操作により、前記共通固定接点と前記常開固定接点が前記可動片を介して導通することによって、前記窓閉用リレーの前記コイルの両端が同電位になる、ことを特徴とするパワーウインドウスイッチ装置。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のパワーウインドウスイッチ装置において、
    車両の前2席の窓を開閉するために操作する各前席窓用操作ノブとそれぞれ対向する前記基板上の領域に、前記通常時操作スイッチと前記水没時操作スイッチの前記各固定接点を設けた、ことを特徴とするパワーウインドウスイッチ装置。
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