JP2021089843A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プッシュスイッチに対する過荷重の印加を抑制することができるスイッチ装置を提供する。【解決手段】パドルシフト装置１は、一方向に操作される操作レバー２と、操作レバー２の操作によって開閉状態が切り替わるプッシュスイッチ３と、操作レバー２と一体に移動する接触部材２４が起伏のある節度面４１０を接触しながら移動することにより節度感を生成すると共に、自身が接触部材２４の移動方向と交差する方向に移動してプッシュスイッチ３の開閉状態を切り替える節度部材４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、スイッチ装置に関する。

従来の技術として、ステアリングホイールに設けられ、変速機の変速段を一段上に変化させるためのアップシフトパドルと、変速段を一段下に変化させるためのダウンシフトパドルと、アップシフトパドルの操作を検出するアップシフト検出スイッチと、ダウンシフトパドルの操作を検出するダウンシフト検出スイッチと、を備えたパドルシフト操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このアップシフト検出スイッチ及びダウンシフト検出スイッチは、アップシフトパドルによるアップシフト操作、ダウンシフトパドルによるダウンシフト操作に応じてそれぞれの接点状態が接点側から非接点側へ切り替わり、それに伴い出力信号としてのオン・オフ信号が切り替わるように配置されている。

特開２００９−４２４６号公報

従来のパドルシフト操作装置は、操作によって移動する移動側の接点が固定された接点側から非接点側に移動する分、小型化が難しくなる。そこでパドルシフト操作装置がシフトパドルによって押されることで開閉状態が切り替わるプッシュスイッチを用いて構成されると、想定された以上の荷重がプッシュスイッチに印加される可能性がある。

従って本発明の目的は、プッシュスイッチに対する過荷重の印加を抑制することができるスイッチ装置を提供することにある。

本発明の一態様は、一方向に操作される操作レバーと、操作レバーの操作によって開閉状態が切り替わるプッシュスイッチと、操作レバーと一体に移動する接触部材が起伏のある節度面を接触しながら移動することにより節度感を生成すると共に、自身が接触部材の移動方向と交差する方向に移動してプッシュスイッチの開閉状態を切り替える節度部材と、を備えたスイッチ装置を提供する。

本発明によれば、プッシュスイッチに対する過荷重の印加を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係るパドルシフト装置が搭載された車両内部の一例を示す図であり、図１（ｂ）は、パドルシフト装置が配置されたステアリングを上方から見た一例を示す図である。 図２（ａ）は、実施の形態に係るパドルシフト装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、パドルシフト装置の節度部材の一例を示す図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係るパドルシフト装置の構成の一例を説明する図であり、図３（ｂ）は、節度部材に対する接触部材の移動の一例を説明する上面図である。 図４（ａ）は、実施の形態に係るパドルシフト装置の操作レバーが操作されていない場合の接触部材の基準位置の一例であり、図４（ｂ）は、操作レバーが操作されて節度感が生成される場合の接触部材の位置の一例であり、図４（ｃ）は、想定された荷重以上の過荷重が操作レバーに印加された場合の接触部材の位置の一例を示している。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るスイッチ装置は、一方向に操作される操作レバーと、操作レバーの操作によって開閉状態が切り替わるプッシュスイッチと、操作レバーと一体に移動する接触部材が起伏のある節度面を接触しながら移動することにより節度感を生成すると共に、自身が接触部材の移動方向と交差する方向に移動してプッシュスイッチの開閉状態を切り替える節度部材と、を備えて概略構成されている。

このスイッチ装置は、操作レバーの直接的な接触によってプッシュスイッチの開閉状態を切り替えないので、操作レバーが直接プッシュスイッチの開閉状態を切り替える場合と比べて、操作レバーに想定以上の過荷重が印加されても直接プッシュスイッチに印加されない。従ってスイッチ装置は、プッシュスイッチに対する過荷重の印加を抑制することができる。

[実施の形態]
（パドルシフト装置１の概要）
図１（ａ）は、車両に配置されたスイッチ装置としてのパドルシフト装置の一例を示す図であり、図１（ｂ）は、ステアリングを上方から見た一例を示す図である。図２（ａ）は、パドルシフト装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、パドルシフト装置の節度部材の一例を示す図である。なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２（ａ）では、主な信号の流れを矢印で示している。

パドルシフト装置１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、後述する車両８の変速機８６を切り替えるスイッチ装置としてステアリング８０の左右に搭載されている。なお左右とは、車両８の運転席に着座するユーザから見た左右、つまり車両８の左右を示している。また上下とは、車両８の上下（天井と床）を示している。

このパドルシフト装置１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、一方向（＝矢印Ａ方向）に操作される操作レバー２と、操作レバー２の操作によって開閉状態が切り替わるプッシュスイッチ３と、操作レバー２と一体に移動する接触部材２４が起伏のある節度面４１０を接触しながら移動することにより節度感を生成すると共に、自身が接触部材２４の移動方向（＝矢印Ｂ方向）と交差する方向（＝矢印Ｃ方向）に移動してプッシュスイッチ３の開閉状態を切り替える節度部材４と、を備えて概略構成されている。

操作レバー２は、図１（ｂ）に示す矢印Ａ方向に操作される。つまり操作レバー２は、ユーザによって手前側に操作される。操作レバー２は、図１（ｂ）に示す回転軸Ｌを中心として回転するので、操作レバー２の端部側である接触部材２４は、矢印Ａ方向とは逆の矢印Ｂ方向に円弧を描きながら移動する。

操作レバー２は、ユーザが車両８のステアリングホイール８０１を把持した状態で操作可能なコラム８２又はステアリング８０の左右にプッシュスイッチ３及び節度部材４と共に配置されている。つまり操作レバー２、プッシュスイッチ３及び節度部材４が一体とされ、ステアリングホイール８０１の左右にそれぞれ配置されている。左側のプッシュスイッチ３は、開閉状態が切り替わると車両８の変速機８６のシフトダウンを指示する信号（＝スイッチ信号Ｓ_１）を出力する。右側のプッシュスイッチ３は、開閉状態が切り替わるとシフトアップを指示する信号（＝スイッチ信号Ｓ_２）を出力する。

ここでステアリング８０は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ステアリングホイール８０１と、中央部８０２と、スポーク部８０３〜スポーク部８０５と、を備えて概略構成されている。ステアリングホイール８０１は、ユーザが把持可能なリング形状を有している。中央部８０２は、エアバッグや警音器などが配置され、ステアリングシャフトと連結されている。スポーク部８０３〜スポーク部８０５は、ステアリングホイール８０１と中央部８０２とを連結している。

コラム８２は、ステアリングシャフトを覆う部材である。このコラム８２には、コンビネーションスイッチ装置８３が配置されている。操作レバー２は、コンビネーションスイッチ装置８３とステアリングホイール８０１の間に配置されている。

スポーク部８０３とスポーク部８０４とは、車両８を直進させる角度にステアリング８０が位置している場合、略水平に位置している。本実施の形態の左側のパドルシフト装置１は、左側のスポーク部８０３の裏側に配置されている。また本実施の形態の右側のパドルシフト装置１は、右側のスポーク部８０４の裏側に配置されている。従って左右のパドルシフト装置１は、ステアリングホイール８０１と共に回転する。

なおパドルシフト装置１は、ステアリング８０への配置に限定されず、コラム８２とステアリング８０の間やコラム８２に配置されても良い。パドルシフト装置１は、コラム８２とステアリング８０の間やコラム８２に配置された場合、ステアリング８０と共に回転しない。

左右のパドルシフト装置１は、図２（ａ）に示すように、制御部５と共にパドルシフトユニット６を構成している。つまりパドルシフトユニット６は、左右のパドルシフト装置１と、制御部５と、を備えて概略構成されている。以下では、主に左側のパドルシフト装置１を例にして構成などを説明する。

（操作レバー２の構成）
図３（ａ）は、パドルシフト装置の構成の一例を説明する図であり、図３（ｂ）は、節度部材に対する接触部材の移動の一例を説明する上面図である。

操作レバー２は、図３（ａ）に示すように、パドル２０と、支持部２２と、接触部材２４と、を備えて概略構成されている。この支持部２２及び接触部材２４は、パドルシフト装置１の本体１０内に配置されている。操作レバー２は、一例として、ポリカーボネートなどの透明な樹脂材料を用いて形成されている。操作レバー２は、少なくともパドル２０の表面が光を遮光する遮光膜によって覆われている。

パドル２０は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本体１０から露出すると共に、ステアリング８０のカバー８１より露出している。左側のパドル２０の上部２００には、シフトダウンを示す「-」のマークが形成されている。また右側のパドル２０の上部２００には、シフトアップを示す「＋」のマークが形成されている。この「-」マーク、及び「＋」マークは、レーザなどで遮光膜を部分的に除去することで形成されている。マークは、パドル２０内に入力した光が出力することで照明される。

パドル２０の側部２０１には、操作レバー２の回転を支持する支持部２２が設けられている。操作レバー２は、図３（ａ）に示すように、支持部２２の回転軸Ｌを軸として回転する。この支持部２２の側部２２１には、円柱形状を有する接触部材２４が設けられている。

接触部材２４は、図３（ｂ）に示すように、パドル２０に対する操作に基づいて節度部材４の節度面４１０に接触しながら移動する。操作レバー２は、回転軸Ｌを軸として回転するので、図３（ｂ）に示すように、接触部材２４の軌跡２４０は、円弧形状となる。この軌跡２４０は、接触部材２４の端部の軌跡である。従って節度部材４は、節度面４１０が軌跡２４０に収まるような長さと幅を有している。なお長さとは、図３（ｂ）の紙面の左右方向である。幅とは、図３（ｂ）の紙面の上下方向である。

操作レバー２は、パドル２０、支持部２２及び接触部材２４が一体に形成されても良いし、接着などによって取り付けられても良い。

（プッシュスイッチ３の構成）
プッシュスイッチ３は、先端部３１が本体３０側に押し込まれることで開閉状態がオン状態となるマイクロスイッチである。プッシュスイッチ３は、先端部３１が本体３０側に押し込まれていない開閉状態がオフ状態となる。先端部３１は、弾性力が付加され、押し込む力が解除されると、弾性力によって元の位置に戻るようにされている。

先端部３１は、図２（ｂ）に示すように、節度部材４と接触している。この接触により、プッシュスイッチ３には、初期荷重が印加され、先端部３１が本体３０側に僅かに押し込まれている。そして先端部３１は、節度部材４に対して弾性力を付加するので、節度部材４が接触部材２４に押し付けられている。プッシュスイッチ３は、この状態でオフ状態が保たれるようにされている。

（節度部材４の構成）
節度部材４は、図２（ｂ）に示すように、基部４０と、操作レバー２側の第１の端部４１と、プッシュスイッチ３側の第２の端部４２と、を備えて概略構成されている。第１の端部４１は、操作がなされる前の接触部材２４が接触する第１の接触面４１１と、第１の接触面４１１よりも第２の端部４２までの距離が長い第２の接触面４１３と、第１の接触面４１１と第２の接触面４１３とを接続する接続面４１２と、を有する節度面４１０を備えている。

図２（ｂ）に示すように、第１の接触面４１１から第２の端部４２までの距離Ｄ_１は、第２の接触面４１３から第２の端部４２までの距離Ｄ_２よりも短い。この距離Ｄ_２と距離Ｄ_１の差がプッシュスイッチ３の先端部３１を押し込むストロークとなる。接触部材２４が操作レバー２の予め定められた操作量以上に移動しても第２の接触面４１３上を移動するだけなので、ストロークは、変わらない。距離Ｄ_２と距離Ｄ_１の差は、一例として、１ｍｍ程度である。

節度部材４は、一例として、樹脂材料を用いて形成されている。基部４０は、四角柱形状を有している。第１の端部４１には、図２（ｂ）の紙面の左右方向に、基部４０よりも長く形成されている。従って基部４０と第１の端部４１は、図２（ｂ）に示すように、全体としてＬ字形状を形成している。第２の端部４２は、図２（ｂ）に示すように、板形状を有すると共に、横方向に基部４０から張り出すような形状を有している。この第２の端部４２は、プッシュスイッチ３の先端部３１と接触している。

接触部材２４は、操作によって第１の接触面４１１から接続面４１２又は第２の接触面４１３に移動して節度感を生成すると共にプッシュスイッチ３の開閉状態を切り替える。ユーザによって操作レバー２が予め定められた操作量以上に操作された場合、接触部材２４が第２の接触面４１３に移動してプッシュスイッチ３に印加される過荷重を抑制する。

接触部材２４は、図２（ｂ）に示すように、節度部材４の第１の接触面４１１、接続面４１２及び第２の接触面４１３に接する面が曲面となっている。接触部材２４は、節度面４１０に接触する面が曲面であるので、節度面４１０の移動がスムーズとなる。なお接触部材２４は、節度面４１０に接触する部分が曲面であれば良いので、断面が半円であったり、接触する部分のみが曲面であったりしても良い。

・過荷重の抑制について
図４（ａ）は、操作レバーが操作されていない場合の接触部材の基準位置の一例であり、図４（ｂ）は、操作レバーが操作されて節度感が生成される場合の接触部材の位置の一例であり、図４（ｃ）は、想定された荷重以上の過荷重が操作レバーに印加された場合の接触部材の位置の一例を示している。

操作レバー２が操作されていない場合、図４（ａ）に示すように、接触部材２４は、節度部材４の第１の接触面４１１の基準位置１００に位置している。

ユーザが節度感を得られるまで操作レバー２を操作すると、図４（ｂ）に示すように、接触部材２４が基準位置１００から節度区間１０３に移動する。この節度区間１０３は、接続面４１２の開始位置１０１から終了位置１０２の区間であって節度感が生成される区間である。予め定められた操作量は、図３（ｂ）に示すように、接触部材２４の軌跡２４０が基準位置１００から節度区間１０３内となる操作レバー２の操作量である。

節度感が得られるまで操作レバー２が操作されると、接触部材２４が第１の接触面４１１から接続面４１２に乗り上げるので、節度感が生成される。

この際、接触部材２４が矢印Ｂ方向に移動して節度部材４を矢印Ｂ方向と交差する矢印Ｃ方向に移動させ、プッシュスイッチ３の先端部３１を本体３０側に押し込む。この先端部３１の移動により、プッシュスイッチ３は、開閉状態がオフ状態からオン状態に切り替わる。

ユーザが操作レバー２を予め定められた操作量以上に操作した場合、図４（ｃ）に示すように、接触部材２４が接続面４１２から第２の接触面４１３に移動する。この移動の際、節度部材４は、プッシュスイッチ３の先端部３１を本体３０側に押し込む方向に移動しない。従ってプッシュスイッチ３の先端部３１を押し込む方向の節度部材４の移動は、接続面４１２を移動しているときだけである。

具体的には、節度部材４は、第１の接触面４１１の基準位置１００から接続面４１２の開始位置１０１の間を移動する際、矢印Ｃ方向には移動しない。また節度部材４は、開始位置１０１から終了位置１０２の節度区間１０３では、距離Ｄ_２−距離Ｄ_１の差分だけ、矢印Ｃ方向に移動する。そして節度部材４は、終了位置１０２から終端位置１０４までの許容区間１０５では、矢印Ｃ方向に移動しない。

つまり節度部材４は、接触部材２４が第１の接触面４１１及び第２の接触面４１３を移動してもプッシュスイッチ３の先端部３１を本体３０側に押し込む方向に移動することがない。

この接続面４１２の終了位置１０２から基部４０の側面４００の終端位置１０４までの許容区間１０５は、操作レバー２の予め定められた操作量以上の操作を許容する区間、つまりオーバーストロークを許容する区間である。

この許容区間１０５では、節度部材４が移動しないので、プッシュスイッチ３に過荷重が印加されない。操作レバー２で直接プッシュスイッチ３の先端部３１を押し込む場合、一例として、およそ２００Ｎの荷重が最大で印加される。一方、節度部材４を介してプッシュスイッチ３の先端部３１を押し込む場合、一例として、およそ２０Ｎの荷重が最大で印加される。つまりパドルシフト装置１は、一例として、プッシュスイッチ３に印加されるおよそ２００Ｎの過荷重をおよそ２０Ｎに抑制することが可能となる。

（制御部５の構成）
制御部５は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（＝Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（＝Random Access Memory）及びＲＯＭ（＝Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部５が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部５は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。

制御部５は、図２（ａ）に示すように、左右のパドルシフト装置１のプッシュスイッチ３からそれぞれスイッチ信号Ｓ_１、及びスイッチ信号Ｓ_２が入力する。制御部５は、左のパドルシフト装置１が操作されてオンとなったことを示すスイッチ信号Ｓ_１が入力すると、シフトダウンを指示する操作信号Ｓ_３を生成し、車両制御部８５に出力する。車両制御部８５は、シフトダウンを示す操作信号Ｓ_３が入力すると、変速機８６を制御する制御信号Ｓ_４を出力してシフトダウンを指示する。

制御部５は、右のパドルシフト装置１が操作されてオンとなったことを示すスイッチ信号Ｓ_２が入力すると、シフトアップを指示する操作信号Ｓ_３を生成し、車両制御部８５に出力する。車両制御部８５は、シフトアップを示す操作信号Ｓ_３が入力すると、変速機８６を制御する制御信号Ｓ_４を出力してシフトアップを指示する。

また制御部５は、一方のスイッチ信号が入力して同時とみなされるタイミングで他方のスイッチ信号が入力した場合、シフトダウン及びシフトアップの指示を行わないように構成されている。

車両制御部８５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されるマイクロコンピュータである。車両制御部８５は、車両の総合的な制御を行う。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るパドルシフト装置１は、プッシュスイッチ３に対する過荷重の印加を抑制することができる。具体的には、パドルシフト装置１は、操作レバー２の直接的な接触によってプッシュスイッチ３の開閉状態を切り替えるのではなく、節度部材４を介してプッシュスイッチ３の開閉状態の切り替えが行われる。その際、パドルシフト装置１は、節度部材４によってプッシュスイッチ３の先端部３１を本体３０に押し込む量が制限されるので、操作レバー２に想定以上の過荷重が印加されても直接プッシュスイッチ３に印加されない。従ってスイッチ装置は、プッシュスイッチ３に対する過荷重の印加を抑制することができる。
パドルシフト装置１は、過荷重がプッシュスイッチ３に付加されないので、過荷重によるプッシュスイッチ３の破壊を防止することができる。

パドルシフト装置１は、プッシュスイッチ３の開閉状態を切り替える接点機能と、節度感を生成する機能と、を１つの節度部材４によって実現することができる。

パドルシフト装置１は、操作レバー２によってプッシュスイッチ３に直接接触してオン状態にする構成ではないので、専用設計ではない安価なプッシュスイッチ３を使用することができる。従ってパドルシフト装置１は、直接プッシュスイッチをオン状態に切り替える構成を有する場合と比べて、製造コストが低減される。

パドルシフト装置１は、節度部材４を用いることで、操作レバー２の移動方向と、プッシュスイッチ３の開閉状態を切り替える方向と、を交差させることができるので、この構成を採用しない場合と比べて、パドルシフト装置１の本体１０の距離Ｄ_３が短くなり、小型にすることができる。

ステアリング８０の周囲には、様々な操作レバーやスイッチ類などが配置される。パドルシフト装置１は、小型化することができるので、ステアリング８０に操作レバーやスイッチ類などが配置されていても配置が容易である。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…パドルシフト装置、２…操作レバー、３…プッシュスイッチ、４…節度部材、５…制御部、６…パドルシフトユニット、８…車両、１０…本体、２０…パドル、２２…支持部、２４…接触部材、３０…本体、３１…先端部、４０…基部、４１…第１の端部、４２…第２の端部、８０…ステアリング、８１…カバー、８２…コラム、８３…コンビネーションスイッチ装置、８５…車両制御部、８６…変速機、１００…基準位置、１０１…開始位置、１０２…終了位置、１０３…節度区間、１０４…終端位置、１０５…許容区間、２００…上部、２０１…側部、２２１…側部、２４０…軌跡、４００…側面、４１０…節度面、４１１…第１の接触面、４１２…接続面、４１３…第２の接触面、８０１…ステアリングホイール、８０２…中央部、８０３〜８０５…スポーク部

Claims (5)

1. 一方向に操作される操作レバーと、
   前記操作レバーの操作によって開閉状態が切り替わるプッシュスイッチと、
   前記操作レバーと一体に移動する接触部材が起伏のある節度面を接触しながら移動することにより節度感を生成すると共に、自身が前記接触部材の移動方向と交差する方向に移動して前記プッシュスイッチの前記開閉状態を切り替える節度部材と、
   を備えたスイッチ装置。
2. 前記節度部材は、前記操作レバー側の第１の端部と、前記プッシュスイッチ側の第２の端部と、を有し、
   前記第１の端部は、操作がなされる前の前記接触部材が接触する第１の接触面と、前記第１の接触面よりも前記第２の端部までの距離が長い第２の接触面と、前記第１の接触面と前記第２の接触面とを接続する接続面と、を有する前記節度面を備えた、
   請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記接触部材は、操作によって前記第１の接触面から前記接続面又は前記第２の接触面に移動して節度感を生成すると共に前記プッシュスイッチの前記開閉状態を切り替え、
   ユーザによって前記操作レバーが予め定められた操作量以上に操作された場合、前記接触部材が前記第２の接触面に移動して前記プッシュスイッチに印加される過荷重を抑制する、
   請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記接触部材は、前記第１の接触面、前記接続面及び前記第２の接触面に接する面が曲面である、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
5. 前記操作レバーは、ユーザが車両のステアリングホイールを把持した状態で操作可能なコラム又はステアリングの左右に前記プッシュスイッチ及び前記節度部材と共に配置され、
   左側の前記プッシュスイッチは、前記開閉状態が切り替わると前記車両の変速機のシフトダウンを指示する信号を出力し、
   右側の前記プッシュスイッチは、前記開閉状態が切り替わるとシフトアップを指示する信号を出力する、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスイッチ装置。

Images