JP5194733B2

JP5194733B2 - 車両用スイッチ

Info

Publication number: JP5194733B2
Application number: JP2007299010A
Authority: JP
Inventors: 寿西川; 直樹 ▲吉▼川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2027-11-19
Also published as: US8242773B2; JP2009123642A; US20090128140A1

Description

本発明は、主に自動車のブレーキペダル操作時の、ストップランプの消点灯制御等に用いられる車両用スイッチに関するものである。

近年、ブレーキペダルを踏み込んだ際にはストップランプを点灯させ、離した際には消灯させる、ブレーキペダルの操作に伴うストップランプの制御用として、主に押圧操作型の車両用スイッチが多く使用されている。

このような従来の車両用スイッチについて、図７及び図８を用いて説明する。

図８は従来の車両用スイッチの側面断面図であり、同図において、１は上面開口で略箱型の絶縁樹脂製のケース、２はこのケース１内に上下動可能に収納された作動体で、作動体２の下方右側面には磁石３が装着されている。

そして、４は導電金属製の複数の端子、５は左右面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、配線基板５がケース１の右方側壁に配置されると共に、複数の端子４の上端がこの配線基板５の配線パターンに半田付け等によって接続され、端子４下端はケース１底面から下方へ突出している。

また、配線基板５の磁石３との対向面には、ホール素子等の検出手段６やトランジスタ等のスイッチング手段７が形成されると共に、ＦＥＴや複数の固定抵抗器等によって制御手段８が形成され、この制御手段８と検出手段６、スイッチング手段７、端子４が配線パターンを介して電気的に接続されている。

さらに、９はコイル状の戻りばね、１０はケース１上面の開口部を覆う絶縁樹脂製のカバーで、戻りばね９が作動体２下面とケース１の底面との間にやや撓んだ状態で装着されて、作動体２を上方に付勢すると共に、作動体２上端がカバー１０上面中央の中空筒部から上方へ突出して、車両用スイッチ１１が構成されている。

そして、このように構成された車両用スイッチ１１が、図７の要部側面図に示すように、一般に自動車のブレーキペダル１３の手前に、アーム１３Ａによって作動体２先端が押圧された状態で装着されると共に、ケース１底面から突出した複数の端子４が、コネクタ１４やリード線によってストップランプやイグニションスイッチ、バッテリー、車両の電子回路（図示せず）等に接続される。

つまり、ブレーキペダル１３が踏み込まれていない状態では、作動体２が戻りばね９を撓めながら下方へ押圧操作され、作動体２右側面に装着された磁石３も下方へ移動し、磁石３の中心と対向配置された検出手段６の中心が大きく離れて、検出手段６が検出する磁石３の磁気は微弱な状態となっている。

また、この検出手段６に接続された制御手段８は、検出手段６が検出した磁気の強弱によって、その磁気が所定値以上の場合には、スイッチング手段７を閉状態とし、磁気が所定値以下の場合には、スイッチング手段７を開状態とするようになっているため、この作動体２が押圧された状態では、スイッチング手段７は開状態となり、ストップランプは消灯した状態となっている。

そして、ブレーキペダル１３が踏み込まれると、アーム１３Ａが作動体２先端から離れ押圧力が除かれるため、図８に示したように、戻りばね９の弾性復帰力によって作動体２が上方へ移動すると共に、作動体２に装着された磁石３も上方へ移動して、磁石３と検出手段６が対向した状態となり、検出手段６が検出する磁気３の磁気が強くなるため、制御手段８がスイッチング手段７を閉状態に切換え、ストップランプが点灯する。

つまり、ブレーキペダル１３の操作によって作動体２を上下動させ、この作動体２に装着された磁石３の磁束密度の値に応じて、制御手段８がスイッチング手段７の開閉状態を切換えることによって、ストップランプの消点灯を行うように構成されており、この消点灯のスイッチング切換の精度は磁石３と検出手段６の位置関係によって定まっている。

したがって、車両用スイッチ１１を製作する際の、検出手段６の配線基板５上への実装時や、この配線基板５をケース１に固定する際、あるいは磁石３の作動体２への装着時や、この作動体２をカバー１０とケース１に組み付ける際等に各部品の位置ずれが生じ、磁石３と検出手段６の間に位置ずれがあった場合、作動体２の移動に伴うスイッチングの精度にばらつきや誤差が生じるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報として特許文献１が知られている。
特開２００６−９２７７７号公報

しかしながら、上記従来の車両用スイッチにおいては、磁石３と検出手段６が装着される作動体２や配線基板５等は各々別の部品であり、それらの位置を決める際の基準もそれぞれ異なるため、これらの部品の形状寸法のばらつきや、製作時の各部品の位置ずれによって、磁石３と検出手段６の間に位置ずれが生じ、スイッチング精度にばらつきや誤差が生じてしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、スイッチング精度を高め、確実な操作が可能な車両用スイッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、上面開口で略箱型のケースと、このケース内に上下動可能に収納された作動体と、この作動体を上方へ付勢するばねと、上記作動体に装着された磁石と、上記作動体の側方に面して配置された配線基板と、この配線基板に形成され上記磁石の磁気を検出する検出手段からなり、上記ケース内にホルダーを設け、上記作動体の前後方向の側面に凸形状又は溝状の嵌合保持部を形成し、上記ホルダーの上下方向に延びる溝状又は凸形状の嵌合保持部を形成して、上記作動体の嵌合保持部を上記ホルダーの嵌合保持部に嵌合させて、上記ホルダーと上記作動体の横方向の位置決め手段を形成し、上記作動体を上記ホルダーに上下動可能に装着すると共に、上記配線基板に位置決め孔又は位置決めピンを設け、上記ホルダーに位置決めピン又は位置決め孔を設けると共に上記配線基板を上方へ付勢するアーム部を設けて、上記配線基板の位置決め孔又は位置決めピンを上記ホルダーの位置決めピン又は位置決め孔に挿入し弾接させて、上記配線基板と上記ホルダーの位置決め手段を形成して、上記ホルダーに上記配線基板を保持し、上記ホルダーと上記作動体の横方向の位置決め手段と上記配線基板と上記ホルダーの位置決め手段によって、上記磁石と上記検出手段の対向位置を決める位置決め手段を上記ホルダーに形成して車両用スイッチを構成したものであり、位置決め手段によってホルダーを介して磁石と検出手段の対向位置が決められているため、製作時における磁石と検出手段の位置のばらつきが少なくなり、スイッチング精度を高め、確実な操作が可能な車両用スイッチを得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、製作時における磁石と検出部の位置のばらつきを低減し、確実な操作が可能な車両用スイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態による車両用スイッチの側面断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、２１は上面開口で略箱型のポリブチレンテレフタレートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製のケース、２２は略円柱状で同じく絶縁樹脂製の作動体で、ケース２１内に作動体２２が上下動可能に収納されると共に、この作動体２２の下方には磁石３が装着され、下方側面には前後方向に突出する凸形状の嵌合保持部２２Ａが形成されている。

そして、２３は絶縁樹脂製のホルダーで、中間部には上下方向に溝状の二つの嵌合保持部２３Ａが形成され、図１や図３の部分平面断面図に示すように、この嵌合保持部２３Ａに作動体２２の嵌合保持部２２Ａが嵌合して、作動体２２とホルダー２３の横方向の位置決め手段が形成されると共に、作動体２２がホルダー２３に上下動可能に装着されている。

また、２４は左右面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、この左面にはホール素子やＳＭＲ素子等の検出手段６や、トランジスタ等のスイッチング手段７、ＦＥＴや複数の固定抵抗器等によって制御手段８が各々形成されると共に、この制御手段８に配線パターンを介して検出手段６やスイッチング手段７が電気的に接続され、配線基板２４には配線パターンを基準とした二つの位置決め孔２４Ａが設けられている。

さらに、２５は略Ｌ字状に折曲された銅合金等の導電金属製の端子で、中間部にインサート成形された絶縁樹脂製の基台部２５Ａが、ねじ２６Ａによって配線基板２４に固着されると共に、複数の端子２５の上端が配線基板２４の配線パターンに半田付け等によって接続され、この配線パターンを介して制御手段８やスイッチング手段７が電気的に接続された端子２５下端が、ケース２１底面から下方へ突出している。

また、配線基板２４の位置決め孔２４Ａには、図１や図４の部分側面断面図に示すように、ホルダー２３の略円柱状の位置決めピン２３Ｂが挿入されると共に、下端に弾接したアーム部２３Ｃによって配線基板２４が上方へ付勢され、位置決め孔２４Ａと位置決めピン２３Ｂの下端が弾接し、この間に隙間がない状態で位置決めされて、配線基板２４とホルダー２３の位置決め手段が形成され、ねじ２６Ｂによって配線基板２４がホルダー２３に固着保持されている。

そして、２７はコイル状で鋼線等のばねで、複数のばね２７が基台部２５Ａ上面及びホルダー２３内底面と、作動体２２との間にやや撓んだ状態で装着されて、作動体２２を上方に付勢すると共に、作動体２２上端がカバー２８上面中央の中空筒部から上方へ突出して、車両用スイッチ３０が構成されている。

また、このような車両用スイッチ３０を製作するには、先ず、配線基板２４の複数のランド（図示せず）にクリーム半田を塗布し、制御手段８や検出手段６、スイッチング手段７等を実装し、加熱してこれらを半田付けした後、複数の端子２５上端を配線基板２４に半田付けし、ねじ２６Ａによって固着する。

なお、この制御手段８や検出手段６を半田付けする際、検出手段６のランドの幅を、検出手段６の電極や端子の幅と同等の寸法に形成すれば、実装時に検出手段６とランドに多少のずれのある状態であっても、その後の加熱によってずれが矯正され、ランドに検出手段６を殆ど位置ずれのない状態で整列させることができる。

さらに、配線基板２４に位置決め孔２４Ａを加工する際、検出手段６のランドや配線パターンを基準として位置決め孔２４Ａを形成することによって、検出手段６を位置決め孔２４Ａに対して位置ずれが少なく、配線基板２４に精度よく装着することができる。

そして、図４に示すように、この配線基板２４の位置決め孔２４Ａにホルダー２３の位置決めピン２３Ｂを挿入し、ねじ２６Ｂによって配線基板２４をホルダー２３に固着するが、この時、上述したように配線基板２４下端にはアーム部２３Ｃが弾接し、位置決め孔２４Ａと位置決めピン２３Ｂの下端が隙間のない状態で位置決めされて、配線基板２４がホルダー２３に装着される。

つまり、治工具等を用いて位置決めを行わなくとも、位置決め孔２４Ａと位置決めピン２３Ｂ、アーム部２３Ｃによって位置決め手段が形成されているため、ホルダー２３に対して検出手段６が位置ずれの少ない状態で、ホルダー２３に配線基板２４を容易な作業で装着することができるようになっている。

また、この後、図５の部分側面断面図に示すように、二つのばね２７を撓めながら作動体２２をホルダー２３に装着するが、この時も図３に示したように、嵌合保持部２３Ａに嵌合保持部２２Ａが嵌合して、ホルダー２３に対して作動体２２が横方向に殆ど位置ずれのない状態で装着される。

さらに、作動体２２側面には弾性爪部２２Ｂが形成され、作動体２２をホルダー２３に挿入する際には、この弾性爪部２２Ｂが内方へ撓むと共に、挿入した後は、この弾性爪部２２Ｂ上端が係止部２３Ｄ下端に弾接して、ホルダー２３に対する作動体２２の保持が行われる。

つまり、嵌合保持部２３Ａと嵌合保持部２２Ａによって、ホルダー２３に対する作動体２２の横方向の位置決め手段が、位置決めピン２３Ｂと位置決め孔２４Ａによって、ホルダー２３に対する配線基板２４の位置決め手段が各々形成され、磁石３を装着した作動体２２と検出手段６が形成された配線基板２４が、各々ホルダー２３に対して位置ずれの少ない状態で装着されるようになっている。

すなわち、このホルダー２３に作動体２２と配線基板２４が装着されたスイッチユニット３１の状態で、ホルダー２３と作動体２２、配線基板２４の間に形成された複数の位置決め手段によって、磁石３と検出手段６が位置ずれの少ない状態で対向配置されるように構成されている。

なお、この状態で弾性爪部２２Ｂ上端と係止部２３Ｄ下端によって、作動体２２のホルダー２３に対する位置決めを行い、作動体２２の上方向への位置決め手段を形成すれば、磁石３と検出手段６の位置ずれをさらに少ないものとすることができる。

また、図３において、嵌合保持部２３Ａと嵌合保持部２２Ａは左右方向に多少異なる箇所に形成してもよいが、磁石３の厚さ寸法内にかかる位置に形成すれば、作動体２２とホルダー２３の回転がたつきを抑えることができるため、さらに磁石３と検出手段６の位置ずれが少ない状態で、作動体２２の上下動を行わせることができる。

そして、この複数の位置決め手段によって、ホルダー２３を介して磁石３と検出手段６の対向位置が決められ、位置のばらつきが少ないスイッチユニット３１を、ケース２１内に底面から端子２５下端を突出させて収納し、ケース２１の上面開口部をカバー２８で覆うことによって、作動体２２とホルダー２３がカバー２８下面の同一面で位置決めされると共に、カバー２８の中空筒部から作動体２２上端を突出させて、車両用スイッチ３０が完成する。

なお、このように一旦スイッチユニット３１を製作し、これをケース２１やカバー２８と組立てることによって、ばね２７等の比較的小さな部品を直接ケース２１に挿入する必要がなくなるため、容易に車両用スイッチ３０の組立てを行うことができるようになっている。

そして、このように構成された車両用スイッチ３０が、図７の要部側面図に示すように、一般に自動車のブレーキペダル１３の手前に、アーム１３Ａによって作動体２２先端が押圧された状態で装着されると共に、ケース２１底面から突出した複数の端子２５が、コネクタ１４やリード線によってストップランプやイグニションスイッチ、バッテリー、車両の電子回路（図示せず）等に接続される。

つまり、ブレーキペダル１３が踏み込まれていない状態では、図６の側面断面図に示すように、作動体２２がばね２７を撓めながら下方へ押圧操作され、作動体２２に装着された磁石３も下方へ移動し、磁石３の中心と対向配置された検出手段６の中心が大きく離れて、検出手段６が検出する磁石３の磁気は微弱な状態となっている。

また、この検出手段６に接続された制御手段８は、検出手段６が検出した磁気の強弱によって、その磁気が所定値以上の場合には、スイッチング手段７を閉状態とし、磁気が所定値以下の場合には、スイッチング手段７を開状態とするようになっているため、この作動体２２が押圧された状態では、スイッチング手段７は開状態となり、ストップランプは消灯した状態となっている。

そして、ブレーキペダル１３が踏み込まれると、アーム１３Ａが作動体２２先端から離れ押圧力が除かれるため、図１に示したように、ばね２７の弾性復帰力によって作動体２２が上方へ移動すると共に、作動体２２に装着された磁石３も上方へ移動して、磁石３と検出手段６が対向した状態となり、検出手段６が検出する磁石３の磁気が強くなるため、制御手段８がスイッチング手段７を閉状態に切換え、ストップランプが点灯する。

つまり、ブレーキペダル１３の操作によって作動体２２を上下動させ、この作動体２２に装着された磁石３の磁束密度の値に応じて、制御手段８がスイッチング手段７の開閉状態を切換えることによって、ストップランプの消点灯を行うように構成されている。

そして、この車両用スイッチ３０の磁石３と検出手段６は、上述したように、複数の位置決め手段によって、ホルダー２３を介して磁石３と検出手段６の対向位置が決められ、位置のばらつきが少ないものとなっているため、作動体２２の移動に伴うスイッチングの精度にばらつきや誤差が少なく、確実なストップランプの消点灯制御が可能なようになっている。

さらに、以上の説明では作動体２２を、カバー２８の中空筒部を挿通する上方の略円柱状の軸部と、磁石３が装着された下部を一体に形成した構成について説明したが、この軸部と下部を分割し別体にしたものとすれば、押圧操作時に、カバー２８の中空筒部内で作動体２２の軸部が多少傾いた場合でも、磁石３を装着した下部にはこの影響が生じないため、作動体２２の安定した上下動操作を行うことが可能となる。

このように本実施の形態によれば、ケース２１内にホルダー２３を設け、このホルダー２３に作動体２２を上下動可能に装着すると共に、ホルダー２３に検出手段６が形成され配線基板２４を保持し、磁石３と検出手段６の対向位置を決める位置決め手段をホルダー２３に形成することによって、複数の位置決め手段によりホルダー２３を介して磁石３と検出手段６の対向位置が決められているため、製作時における磁石３と検出手段６の位置のばらつきが少なくなり、スイッチング精度を高め、確実な操作が可能な車両用スイッチを得ることができるものである。

なお、以上の説明では、複数の位置決め手段を凸形状の嵌合保持部２２Ａや溝状の嵌合保持部２３Ａ、円形の位置決め孔２４Ａや略円柱状の位置決めピン２３Ｂ等として説明したが、これらの凹凸形状を逆のものに形成した構成としても、本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、制御手段８やスイッチング手段７を車両用スイッチ３０に一体に形成した構成について説明したが、これらを車両の電子回路に設け、スイッチの配線基板２４には、検出手段６とその他必要な部品のみを設けた構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明による車両用スイッチは、磁石と検出部の位置のばらつきを低減し、確実な操作が可能なものを得ることができ、主に自動車のストップランプの消点灯制御用等として有用である。

本発明の一実施の形態による車両用スイッチの側面断面図同分解斜視図同部分平面断面図同部分側面断面図同部分側面断面図同押圧操作時の側面断面図ブレーキペダルの要部側面図従来の車両用スイッチの側面断面図

符号の説明

３磁石
６検出手段
７スイッチング手段
８制御手段
１３ブレーキペダル
１３Ａアーム
１４コネクタ
２１ケース
２２作動体
２２Ａ嵌合保持部
２２Ｂ弾性爪部
２３ホルダー
２３Ａ嵌合保持部
２３Ｂ位置決めピン
２３Ｃアーム部
２３Ｄ係止部
２４配線基板
２４Ａ位置決め孔
２５端子
２５Ａ基台部
２６Ａ、２６Ｂねじ
２７ばね
２８カバー
３０車両用スイッチ
３１スイッチユニット

Claims

上面開口で略箱型のケースと、このケース内に上下動可能に収納された作動体と、この作動体を上方へ付勢するばねと、上記作動体に装着された磁石と、上記作動体の側方に面して配置された配線基板と、この配線基板に形成され上記磁石の磁気を検出する検出手段からなり、上記ケース内にホルダーを設け、上記作動体の前後方向の側面に凸形状又は溝状の嵌合保持部を形成し、上記ホルダーの上下方向に延びる溝状又は凸形状の嵌合保持部を形成して、上記作動体の嵌合保持部を上記ホルダーの嵌合保持部に嵌合させて、上記ホルダーと上記作動体の横方向の位置決め手段を形成し、上記作動体を上記ホルダーに上下動可能に装着すると共に、上記配線基板に位置決め孔又は位置決めピンを設け、上記ホルダーに位置決めピン又は位置決め孔を設けると共に上記配線基板を上方へ付勢するアーム部を設けて、上記配線基板の位置決め孔又は位置決めピンを上記ホルダーの位置決めピン又は位置決め孔に挿入し弾接させて、上記配線基板と上記ホルダーの位置決め手段を形成して、上記ホルダーに上記配線基板を保持し、上記ホルダーと上記作動体の横方向の位置決め手段と上記配線基板と上記ホルダーの位置決め手段によって、上記磁石と上記検出手段の対向位置を決める位置決め手段を上記ホルダーに形成した車両用スイッチ。