JP3163444U - 手動スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】手操作で、素早く、確実に電気回路の開閉が出来る手動スイッチ、特に運転者が、自動車の走行中に、指操作で、迷わず、素早く、確実に、変速指示を行い、その変速指示を電気信号に変換することが出来る変速用の手動スイッチを提供する。【解決手段】一方の開口が他方の開口よりも小さい筒状部材２１と、前記筒状部材の他方の開口と同径で、該筒状部材の内部を摺動し、底面に凹部が形成された大径部及び該筒状部材の一方の開口と同径で、該一方の開口を摺動する小径部を有する摺動部材３０と、押しボタン式の電気スイッチを収容し、その押ボタンが前記大径部に形成された凹部に当接した状態で前記筒状部材の他方の開口に嵌合する固定部材２５と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本考案は、手操作により電気回路の開閉を行う制御用の手動スイッチ、特に自動変速モードと手動変速モードとを切換え、自動又は手動で変速段を切換える電子制御式の自動変速機を備えた自動車において、ステアリングホイールなどに設置し、運転者が指の操作で変速指示を行うための変速用の手動スイッチに関するものである。

近年、自動車の走行状態に応じて変速段を自動的に切り換える自動変速モードと、運転者が手動操作して変速段を切換える手動変速モードとを有する自動変速機が一般的に用いられている。この自動変速機は、運転者がレバーの操作により変速段を切換えるもので、駐車用のPレンジ、後退用のRレンジ、中立用のNレンジ、自動変速モード選択用のDレンジ、手動変速モード用の複数のレンジを備えている。さらに、ステアリングホイールなどに変速用の手動スイッチを設け、坂道走行においてエンジンブレーキや加速度を得たいときは、その手動スイッチを操作して、変速段を切換えることができるものが開発されている。
例えば、エコノミーパターン、パワーパターン、及びマニュアルパターンを切換えるモード切換スイッチを有し、その切換スイッチにより通常の変速モード以外の所定のモードに切換えられたときは、運転者がステアリングホイールに設置された変速用の手動スイッチを操作すれば自動変速機の変速段がシフトアップ又はシフトダウンし、レバー操作に較べて操作性を向上させたものが開示されている（特許文献１参照）。
また、レバーがDレンジにあるとき、運転者が変速用の手動スイッチをシフトダウン操作すると、モード切換スイッチによらずに手動変速モードに移行し、その後所定時間経過したら自動変速モードに自動復帰するようにして、レバー操作と変速スイッチ双方を操作することによる煩わしさをなくしたものが開示されている（特許文献２他参照）。

反面、変速用の手動スイッチの操作により手動変速モードに移行した後、所定時間経過したら自動変速モードに自動的に復帰させると、エンジンブレーキを十分作用させることが出来ず、運転者がブレーキを踏まざるを得ない場合が生じるため、手動変速モードに移行した後、所定時間経過しても自動変速モードに自動的に復帰させないで、運転者が変速用の手動スイッチをシフトアップ操作したとき、復帰するようにして、エンジンブレーキが十分機能するよう改良されたものが開示されている（特許文献３参照）。
しかしながら、レバーを自動変速モードにしたままの状態で変速用の手動スイッチによる変速が可能になると、無意識に変速用の手動スイッチに触れたり、不用意な変速操作による誤操作の恐れが生じる。また、旋回走行中に不適切な変速操作が行われると駆動力が急激に変化し、旋回走行性が悪化する畏れもある。そこで、変速制限手段を設け、シフトレバーが手動変速モードのときは、変速用の手動スイッチによる操作を尊重するが、シフトレバーがDレンジにある自動変速モードのときは、旋回走行中の変速用の手動スイッチによる変速を制限するものが開示されている（特許文献４参照）。

特開平４−４６２６２号公報 特開平４−２９０６６５号公報 特開２００２−３４９６８７号公報 特開２００９−１６２３５９号公報

しかし、例えば、特許文献３に開示された変速用の手動スイッチは、ステアリングホイールの両側に、上下に、シフトアップ用スイッチとシフトダウン用スイッチを一体的に設置されている（同文献の図１参照）。また、特許文献４に開示された変速用の手動スイッチは、パドル部の、ステアリングホイールを握った運転者の左右の親指が位置する部位にシフトダウン用スイッチが設置され、左右の裏側のパドル部の、ステアリングホイールを握った運転者の左右の親指以外の指が位置する部位近傍にシフトアップ用スイッチが設置されている（同文献の図３参照）。
前者は、シフトアップ用スイッチとシフトダウン用スイッチが接近しているため、操作性に難点がある。また、後者は、シフトダウン用スイッチは親指で押し下げ、シフトアップ用スイッチは親指以外の指で手前に引き寄せて操作するため、運転者の習性によっては何れを操作すべきか迷うことがある。
本考案は、かかる事情に鑑み、手操作で、素早く、確実に電気回路の開閉が出来る制御用の手動スイッチ、特に運転者が、自動車の走行中に、指操作で、迷わず、素早く、確実に、変速指示を行い、その変速指示を電気信号に変換することが出来る変速用の手動スイッチを提供することを目的とする。

本考案の変速用の手動スイッチは、自動変速モードと手動変速モードの何れかを選択し、自動又は手動で変速段を切換える電子制御式の自動変速機を備えた自動車において、レバーとは別個に、ステアリングホイール又はその近傍に着脱自在に設置して、運転者のシフトアップ及びシフトダウンの変速意思を電気信号に変換する一対の変速用の手動スイッチであって、一対の導線に接続された電気スイッチを収納する筐体と、上記筐体の開口を摺動し、指の押圧力で上記電気スイッチの接点を自在に開閉する摺動部材と、上記筐体の底面に貼着された粘着テープとを有することを特徴とする。
このように、ステアリングホイール又はその近傍に変速用の手動スイッチを運転者の好み、習性に応じて粘着テープで着脱自在に設置すれば、咄嗟の際に迷うことなく素早く操作することができるうえ、通常走行中に手が触れない場所を選ぶこともできる。
ここで、上記筐体は、一方の開口が他方の開口よりも小さい筒状部材と、一対の導線に接続された押しボタン式の上記電気スイッチを収容し、その押ボタンを上記大径部に形成された凹部に当接させた状態で上記筒状部材の他方の開口に嵌合する固定部材と、を備える構成とすることができる。
また、上記摺動部材は、上記筒状部材の他方の開口と同径で、該筒状部材の内部を摺動し、底面に凹部が形成された大径部と、上記筒状部材の一方の開口と同径で、該一方の開口を摺動する小径部を備え、上記小径部を指で押したとき、上記大径部の凹部によって上記電気スイッチの押ボタンが押され、該小径部から指を離したとき、該押ボタンが解放されることにより、上記電気スイッチの接点が開閉するように構成することができる。
さらに、上記一方の開口は、指先の太さと同等又はそれよりも小さいことが好ましい。
このように電気スイッチを筐体に収納すれば、内蔵された押ボタンスイッチが指の太さ程度の筐体で覆われ、手探りでも容易にその位置を確認し、確実に変速指示を行うことができる。さらに、押ボタンスイッチは、ばねの付勢力で、手先が触れた程度では作動しないので、誤操作の恐れが少ない。

本考案の制御用の手動スイッチは、一方の開口が他方の開口よりも小さい筒状部材と、上記筒状部材の他方の開口と同径で、該筒状部材の内部を摺動し、底面に凹部が形成された大径部及び該筒状部材の一方の開口と同径で、該一方の開口を摺動する小径部を有する摺動部材と、押しボタン式の電気スイッチを収容し、その押ボタンが上記大径部に形成された凹部に当接した状態で上記筒状部材の他方の開口に嵌合する固定部材と、を備えたことを特徴とする。
そして、上記小径部を指で押したとき、上記大径部の凹部が上記電気スイッチの押ボタンを押圧し、該小径部から指を離したとき、該押ボタンが解放され、該電気スイッチの接点が開閉する。
このように、電気スイッチを筐体に収納すれば、内蔵された押ボタンスイッチが指の太さ程度の筐体で覆われ、手探りでも容易にその位置を確認し、確実に、素早く操作することができる。さらに、押ボタンスイッチは、ばねの付勢力で、手先が触れた程度では作動しないので、誤操作の恐れが少ない。

本考案の変速用の手動スイッチによれば、運転者が、自動車の走行中に、指操作で、迷わず、素早く、確実に、変速指示を行うことが可能になる。また、本考案の制御用の手動スイッチによれば、家庭用の電気機器、精密機器、事務機、産業機器などにおける手操作による制御を確実に、素早く操作することができるうえ、誤操作の恐れが少ない。

図１は、本実施形態の変速用の手動スイッチが適用される電子制御式の自動変速機を備えた自動車の変速制御手段の一例を示す概略構成図である。 図２は、本実施形態のステアリングホイールの裏面側の一の例を示す図である。 図３は、本実施形態のステアリングホイールの裏面側の他の例を示す図である。 図４は、本実施形態の変速用の手動スイッチの側面図である。 図５は、変速用の手動スイッチを構成する筐体の筒状部材を示す平面図及び側面図である。 図６は、変速用の手動スイッチを構成する摺動部材を示す平面図、側面図及び底面図である。 図７は、変速用の手動スイッチを構成する筐体の固定部材を示す平面図及び側面図である。 図８は、電気スイッチの一例の平面図である。 図９は、電気スイッチの一例の側面図である。

図１は、本実施形態の変速用の手動スイッチが適用される電子制御式の自動変速機を備えた自動車の変速制御手段の一例を示す概略構成図である。
図１に一例を示す変速制御手段は、エンジン１の出力を駆動輪に伝達する自動変速機２と、自動変速機を電子制御する制御ユニット３と、レバー４でレンジを切換え操作する変速操作装置５と、ステアリングホイール６に設置される変速用の手動スイッチ７（図に現れない）とを有する。
変速操作装置５は、駐車用のPレンジと、後退用のRレンジと、中立用のNレンジと、自動変速モード選択用のDレンジと、手動変速モード用の複数のレンジ（例えば、高速ギヤ用のＵＰ、低速ギヤ用のＤＯＷＮ）を備え、運転者がレバー４を操作することによりレンジが選択される。
制御ユニット３は、ＣＰＵ、メモリ、タイマなどを備え、車速を検出する車速センサ８、スロットルの開度を検出するスロットルポジションセンサ９が接続され、変速操作装置５におけるレンジ選択情報又は、変速用の手動スイッチ７からの電気信号に基づいて、変速段を切換える制御信号を生成する。
自動変速機２は、変速機本体、トルクコンバータ、油圧コントローラなどを備え、制御ユニット３からの制御信号に基づいて、油圧コントローラを作動させ、エンジン１の出力を所定のギヤ比で駆動輪に伝達する。
変速用の手動スイッチ７は、ステアリングホイール６の、運転者から見た裏面側の側端に設置され、一対の導線により、制御ユニット３の図示しない端子にコネクタなどを介して接続される。
ここで、本実施形態においては、変速用の手動スイッチ７が、ステアリングホイール６の、運転者から見た裏面側の側端に設置されているが、必ずしも裏面側の側端に設置する必要はなく、運転者の好み、習性に応じて、ステアリングホイール６又はその近傍の任意の位置に設置することができる。

図２は、本実施形態のステアリングホイールの裏面側の一例を示す図である。
図２に示す、ステアリングホイール６の裏面側のスポーク１０には、右側端（運転者から見て左側）に、間隔を開けて上下に、一対の変速用の手動スイッチ７が粘着テープで貼着され、固定される。本実施形態においては、運転者から見て左側のスポーク１０の上部側にはシフトアップ用スイッチ７ａが貼着され、下部側には、シフトダウン用スイッチ７ｂが貼着されている。
このように、運転者から見て左側のスポーク１０側端における裏面側に、シフトアップ用スイッチ７ａとシフトダウン用スイッチ７ｂが上下に設置されているので、通常走行中は、変速用の手動スイッチ７に手が触れることが少ないうえ、変速用の手動スイッチ７に内蔵された押ボタンスイッチは、ばねの付勢力によって、手先が触れた程度では作動しないので、誤操作の恐れが少ない。また、変速用の手動スイッチ７は、内蔵された押ボタンスイッチが指の太さ程度の筐体で覆われているので、手探りでも容易にその位置を確認し、確実に変速指示を行うことができる。さらに、運転者の習性に応じて、上部側にシフトアップ用スイッチ７ａを配置し、下部側にシフトダウン用スイッチ７ｂを配置すれば、咄嗟の際に迷うことが少ない。

図３は、本実施形態のステアリングホイールの裏面側の他の例を示す図である。
図３に示す、ステアリングホイール６の裏面側のスポーク１０には、両側端それぞれに、変速用の手動スイッチ７が粘着テープで一個ずつ貼着され、固定されている。本実施形態においては、運転者から見て裏面側の左側のスポーク１０側端にはシフトダウン用スイッチ７ｂが貼着され、右側のスポーク１０側端にはシフトアップ用スイッチ７ａが貼着されている。
このように、運転者から見て裏面側の左右のスポーク１０側端にシフトアップ用スイッチ７ａ又はシフトダウン用スイッチ７ｂが設置されているので、通常走行中は、変速用の手動スイッチ７に手が触れることが少ないうえ、変速用の手動スイッチ７に内蔵された押ボタンスイッチは、ばねの付勢力によって、手先が触れた程度では作動しないので、誤操作の恐れが少ない。また、変速用の手動スイッチ７は、内蔵された押ボタンスイッチが指の太さ程度の筐体で覆われているので、手探りでも容易にその位置を確認し、確実に変速指示を行うことができる。さらに、運転者の習性に応じて、運転者から見て左側のスポーク１０にシフトダウン用スイッチ７ｂが配置され、右側のスポーク１０にシフトアップ用スイッチ７ａが配置されていれば、咄嗟の際に迷うことが少ない。

図４から図９は、本実施形態の変速用の手動スイッチ及びその構成部品を示す図である。
図４は、本実施形態の変速用の手動スイッチの側面図であり、図５は、変速用の手動スイッチを構成する筐体の筒状部材を示す平面図及び側面図であり、図６は、変速用の手動スイッチを構成する摺動部材を示す平面図、側面図及び底面図であり、図７は、変速用の手動スイッチを構成する筐体の固定部材を示す平面図及び側面図であり、図８は、電気スイッチの一例の平面図であり、図９は、電気スイッチの一例の側面図である。
図４に示す本実施形態の変速用の手動スイッチ７は、筒状部材２１及び固定部材２５からなる筐体２０と、筐体２０の開口を摺動する摺動部材３０と、筐体２０の底面に貼着された粘着テープ３５とを備えている。筐体２０には、市販の電気スイッチ（図に現れない）が収納され、その電気スイッチに接続された一対の導線４１が筒状部材２１の切欠部から外部に引き出されている。摺動部材３０の一部は、筐体２０の開口から突出しており、突出した摺動部材３０を指で押したり、指を離したりすると、収納された電気スイッチの接点が開閉する。

図５に示す本実施形態の筐体２０の筒状部材２１は、上下に開口のある円筒形の部材で、アルミ又はＳＵＳにより形成されている。上下の開口のうちの上部側開口２１ａは、下部側開口２１ｂよりも小さくなっている。また、固定部材２５が嵌合する下部側開口２１ｂには、筐体２０に収納される電気スイッチに接続された一対の導線４１が貫通する切欠部２２が設けてある。
図６に示す本実施形態の摺動部材３０は、径の異なる円柱部材が同軸に結合された円盤状の部材で、アルミ又はＳＵＳにより形成されている。摺動部材３０は、筒状部材２１の下部側開口２１ｂと同径で、筒状部材２１の内側を自在に摺動する大径部３１と、その大径部３１と同軸に形成され、筒状部材２１の上部側開口２１ａと同径で、その上部側開口２１ａを自在に摺動する小径部３２とを備えている。そして、大径部３１の底面には円形の凹部３１ａが形成されている。
図７に示す筐体２０の固定部材２５は、合成ゴム又はプラスチックにより円形に形成された肉厚部分２６と肉薄部分２７とからなり、肉厚部分２６は、その周縁が筒状部材２１の下部側開口２１ｂに嵌合し、肉薄部分２７は、筒状部材２１の外径と同径になっている。また、肉厚部分２６の中央には、電気スイッチが収容される概ね矩形の凹部２８が、周縁には、一対の導線４１が収容される切欠部２９が、それぞれ面一に形成されている。
図８及び図９に示す電気スイッチ４０は、中央に、ばねで付勢された押ボタン４３があり、その押ボタン４３が押圧されたときに接点が閉じ、解放されたときに接点が開くようになっている。ただし、この電気スイッチ４０は、市販されている公知のものであることから、詳細説明は省略する。なお、開閉する接点それぞれには、一対の導線４１が接続されている。

これらの部材を用いて本実施形態の変速用の手動スイッチ７を組立てるには、まず、摺動部材３０を、小径部３２から先に筒状部材２１の下部側開口２１ｂに挿入する。そして下部側開口２１ｂに大径部３１を摺動させて、上部側開口２１ａから小径部３２が突出すようにする。次に、固定部材２５の凹部２８に電気スイッチ４０を収容し、その押ボタン４３が大径部３１の底面に形成された円形の凹部３１ａに当接する状態にして、固定部材２５の肉厚部分２６を筒状部材２１の下部側開口２１ｂに嵌合させ、固定部材２５を筒状部材２１に固定する。そのとき、固定部材の切欠部２９に収容された一対の導線４１を筒状部材２１の切欠部２２から外に引き出す。

また、本実施形態の変速用の手動スイッチは、筒状部材２１から突出した小径部３２を指で押すと、大径部３１の凹部３１ａにより電気スイッチ４０の押ボタン４３が押されるので、接点が閉じる。そしてその小径部３２から指を離すと、電気スイッチ４０の押ボタン４３が解放され、接点が開く。
電気スイッチ４０の押しボタン４３は、指の太さよりもかなり小さいため、手探りの操作が困難であるうえ、ステアリングホイール６に設置するのが困難である。一方、本実施形態の変速用の手動スイッチ７は、指の太さと同等以上の筐体２０に収納され、その筐体２０を自在に摺動する、指の太さと同等又はそれよりも少し小さ目の摺動部材３０を指で押すことにより、間接的に電気スイッチ４０の接点を開閉するので、運転者の変速意思を、素早く、確実に、電気信号に変換することができる。

本考案の変速用の手動スイッチは、上記実施形態で説明したとおり、筐体２０の底面に備える粘着テープ３５を、電子制御式の自動変速機２を装備した自動車のステアリングホイール６の裏面側に貼着して使用する。
一方、本考案の制御用の手動スイッチは、変速用の手動スイッチの粘着テープ３５を除去したものであり、家庭用の電気機器、精密機器、事務機、産業機器などに好適に使用することができる。すなわち、その実施形態は、図４で説明した変速用の手動スイッチ７の粘着テープ３５を除外すれば、構成が共通するので、説明は省略する。

［変速用の手動スイッチの操作］
ここで示す操作例は、レバー４操作により手動変速モードに切換えた後、変速用の手動スイッチ７で変速指示ができるように構成された制御ユニット３を有する自動車の例である。
シフトダウン用スイッチ７ｂ又はシフトアップ用スイッチ７ａを一回押すたびに、一段ずつギヤが切換わり維持されるので、高回転まで引っ張るスポーツ走行に適する。なお、シフトダウン用スイッチ７ｂを操作せず、ブレーキだけを踏んで停止する場合には、２速まで自動的にギヤが切換わる。また、シフトダウン用スイッチ７ｂの操作により任意のギヤから発進することもできる。但し、変速用の手動スイッチ７の操作では、Ｄモードへは切換わらないので、Ｄモードへは、レバーで戻す必要がある。
次は、Ｄモードで走行中に、変速用の手動スイッチ７で変速指示ができるように構成された制御ユニット３を有する自動車の例である。
高速走行中にシフトダウン用スイッチ７ｂを一回押すたびに、一段ずつギヤが切換わり、エンジンブレーキによる減速ができる。なお、ブレーキを踏んで停止した場合には、Ｄモードによる通常のギヤから発進する。また、シフトダウン用スイッチ７ｂの操作による最後のギヤチェンジからアクセルを踏んで数秒経過するとＤモードに自動復帰する。
なお、ここで示した操作例のほか、スイッチ操作で、自動変速モードと手動変速モードの切換えが可能な自動車の操作にも、本実施形態の変速用の手動スイッチ７が適用可能である。

本考案の手動スイッチは、自動車の変速用の手動スイッチとして活用できるほか、家庭用の電気機器、精密機器、事務機、産業機器などにおける制御用の手動スイッチとしても好適に利用できる。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ 制御ユニット
４ レバー
５ 変速操作装置
６ ステアリングホイール
７ 手動スイッチ
７ａ シフトアップ用スイッチ
７ｂ シフトダウン用スイッチ
８ 車速センサ
９ スロットルポジションセンサ
１０ スポーク
２０ 筐体
２１ 筒状部材
２１ａ 上部側開口
２１ｂ 下部側開口
２２、２９ 切欠部
２５ 固定部材
２６ 肉厚部分
２７ 肉薄部分
２８、３１ａ 凹部
３０ 摺動部材
３１ 大径部
３２ 小径部
３５ 粘着テープ
４０ 電気スイッチ
４１ 一対の導線
４３ 押ボタン

Claims (7)

1. 自動変速モードと手動変速モードの何れかを選択し、自動又は手動で変速段を切換える電子制御式の自動変速機を備えた自動車において、レバーとは別個に、ステアリングホイール又はその近傍に着脱自在に設置して、運転者のシフトアップ及びシフトダウンの変速意思を電気信号に変換する変速用の手動スイッチであって、
   一対の導線に接続された電気スイッチを収納する筐体と、前記筐体の開口を摺動し、指の押圧力で前記電気スイッチの接点を自在に開閉する摺動部材と、前記筐体の底面に貼着された粘着テープとを有することを特徴とする変速用の手動スイッチ。
2. 前記筐体は、一方の開口が他方の開口よりも小さい筒状部材と、一対の導線に接続された押しボタン式の前記電気スイッチを収容し、その押ボタンを前記大径部に形成された凹部に当接させた状態で前記筒状部材の他方の開口に嵌合する固定部材と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の変速用の手動スイッチ。
3. 前記摺動部材は、前記筒状部材の他方の開口と同径で、該筒状部材の内部を摺動し、底面に凹部が形成された大径部と、前記筒状部材の一方の開口と同径で、該一方の開口を摺動する小径部を備え、
   前記小径部を指で押したとき、前記大径部の凹部によって前記電気スイッチの押ボタンが押され、該小径部から指を離したとき、該押ボタンが解放されることにより、前記電気スイッチの接点が開閉することを特徴とする請求項２記載の変速用の手動スイッチ。
4. 前記一方の開口は、指先の太さと同等又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項２又は３記載の変速用の手動スイッチ。
5. 前記筐体は、前記導線が貫通する切欠部を有することを特徴とする請求項２から４のうちの何れか１項記載の変速用の手動スイッチ。
6. 一方の開口が他方の開口よりも小さい筒状部材と、前記筒状部材の他方の開口と同径で、該筒状部材の内部を摺動し、底面に凹部が形成された大径部及び該筒状部材の一方の開口と同径で、該一方の開口を摺動する小径部を有する摺動部材と、押しボタン式の電気スイッチを収容し、その押ボタンが前記大径部に形成された凹部に当接した状態で前記筒状部材の他方の開口に嵌合する固定部材と、を備えたことを特徴とする制御用の手動スイッチ。
7. 前記小径部を指で押したとき、前記大径部の凹部が前記電気スイッチの押ボタンを押圧し、該小径部から指を離したとき、該押ボタンが解放され、該電気スイッチの接点が開閉することを特徴とする請求項６記載の制御用の手動スイッチ。