JP5361462B2 - スイッチ装置、並びに、制御システム - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ装置、並びに、制御システムに関し、特に、設置時の表面積全体に対するノブの表面積の割合をより大きくすることができるようにしたスイッチ装置、並びに、制御システムに関する。

従来、無線通信機能を有する携帯機から送信された信号を自動車に搭載される車載無線装置によって受信し、その信号に含まれる携帯機の識別情報を認証し、認証に成功した場合、自動車のエンジン始動等の所定の処理を行う制御システムがある。

このような制御システムにおいて、例えば、プッシュ式のイグニッションスイッチと携帯機の挿入可能な携帯機スロット装置とが、車室内のインストルメントパネルに設置されているものがある。

通常時、ユーザがイグニッションスイッチをプッシュ操作すると、車載無線装置は、携帯機に対して識別情報を要求する要求信号を送信し、携帯機は、その要求信号を受信するとその要求に応じて携帯機の識別情報を含む応答信号を車載無線装置に送信する。車載無線装置は、その応答信号を受信すると、応答信号に含まれる携帯機の識別情報と車載無線装置に予め設定された識別情報とが一致するか否かを確認し、一致していれば、スタータモータを駆動し、車両のエンジンを始動させる。

携帯機スロット装置は、例えば携帯機の電池の電圧低下等によって、携帯機から応答信号が送信できない場合の非常用として使用される。例えば、ユーザが、携帯機スロット装置に携帯機を差し込むと、この携帯機に設けられたトランスポンダからトランスポンダ用の識別情報（トランスポンダコード）を含むトランスポンダ信号が送信され、車両との間で識別情報の認証が行なわれる。

上述したように、携帯機スロット装置は、非常用として設置されるものであり、普段使用されることは無いが、携帯機を保持する保持機構を備えるため、その搭載スペースを車両側にある程度確保する必要がある。

しかしながら、最近、車両システムの電子化、高機能化が急速に進み、搭載される電気・電子部品等が増加傾向にある等の理由から、車両側の限られたスペースに携帯機スロット装置の搭載スペースを十分に確保することが非常に困難となってきていた。

そこで、車両への搭載スペースを小さくするために、トランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナを、操作ボタンの外縁に沿って配置したスイッチ装置が考えられた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３１４８０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法の場合、コイルアンテナが操作ボタン（スイッチ装置のノブ）の周辺に配置されるため、スイッチホルダが肥大化し、操作の表面積に対してより大きな設置スペースが必要なる恐れがあった。換言するに、車両等の筐体に設置された状態のスイッチ装置の表面積（筐体から露出する部分）に比べて、操作ボタンの表面積が小さくなってしまう恐れがあった。操作ボタンの表面積が小さくなると、ユーザが操作ボタンを押しづらくなり、操作性が低下してしまう恐れがあった。そこで、操作性が低下しないように操作ボタンの表面積を大きくすると、スイッチホルダがさらに肥大化し、設置に必要なスペースが増大してしまう恐れがあった。

本発明は、このような状況に鑑みて提案されたものであり、設置に必要なスペースを増大させずに、設置時の表面積全体に対するノブの表面積の割合をより大きくすることができるようにするものである。

本発明の第１の側面は、ユーザ操作を受け付けるスイッチ装置であって、端子間の電気的接続および切断を行うスイッチ回路と、前記スイッチ回路の前方に設けられ、前記ユーザ操作により移動し、前記スイッチ回路の前記端子間の電気的接続および切断を制御する可動部であるノブと、前記スイッチ装置自身の前後方向を軸として前記ノブの外縁より小さく巻かれた電線により、前記ノブの後方において、前記ノブの外縁の内側に形成され、前記スイッチ装置とは別体の通信装置のトランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナと、前記コイルアンテナが巻かれたボビンと、前記ボビンの後方に設置され、前記スイッチ回路に電気的に接続される電子回路、および、前記ボビンにインサート成型された電気回路部材を介して前記コイルアンテナに電気的に接続される電子回路を有し、前記ボビンに固定される回路基板と、前記ノブと、前記コイルアンテナが巻かれた前記ボビンと、前記回路基板とを収納するケースとを備えるスイッチ装置である。

本発明の第１の側面においては、端子間の電気的接続および切断を行うスイッチ回路と、スイッチ回路の前方に設けられ、ユーザ操作により移動し、スイッチ回路の端子間の電気的接続および切断を制御する可動部であるノブと、スイッチ装置自身の前後方向を軸としてノブの外縁より小さく巻かれた電線により、ノブの後方において、ノブの外縁の内側に形成され、スイッチ装置とは別体の通信装置のトランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナと、コイルアンテナが巻かれたボビンと、ボビンの後方に設置され、スイッチ回路に電気的に接続される電子回路、および、ボビンにインサート成型された電気回路部材を介してコイルアンテナに電気的に接続される電子回路を有し、ボビンに固定される回路基板と、ノブと、コイルアンテナが巻かれたボビンと、回路基板とを収納するケースとが備えられる。

従って、スイッチ装置の設置に必要なスペースを増大させずに、設置時の表面積全体に対するノブの表面積の割合をより大きくすることができる。

このスイッチ装置は、例えば、イグニッションスイッチにより構成される。スイッチ回路は、例えば、基板がインサート成型されたラバーコンタクトと、端子がインサート成型されたボビンとにより構成される。

前記回路基板には、前記ボビンの後方から前記ノブを照らすLEDが接続されているようにすることができる。
前記ノブと前記スイッチ回路の間に設置され、前記スイッチ回路の前記端子間を接続する接点となる基板がインサート成型されたラバーコンタクトをさらに備え、前記スイッチ回路の前記端子は、前記コイルアンテナの内側にインサート成型され、前記ユーザ操作により前記ノブが押し込まれ前記ラバーコンタクトを押すと、前記ラバーコンタクトが変形し、前記基板が前記スイッチ回路の前記端子に接触し、前記端子間が接続され、前記ユーザ操作による前記ノブの押し込みが弱まると前記ラバーコンタクトの弾性により前記ラバーコンタクトが元の形に戻り、前記基板が前記スイッチ回路の前記端子より離れ、前記端子間が切断されることができる。

これにより、スイッチ装置の部品点数を低減させ、製造コストを低減させることができる。

前記スイッチ回路は前記ボビンの前方の面に形成されているようにすることができる。
前記スイッチ回路の各端子と前記基板の前記電子回路を繋ぐ配線が前記ボビンの前記コイルアンテナの内側にインサート成型されることができる。

これにより、スイッチ装置をより小型化することができる。

本発明の第２の側面は、所定の処理の制御を行う制御装置と、前記制御装置と通信を行う通信装置を有する制御システムであって、前記制御装置は、ユーザ操作を受け付けるスイッチ装置であって、端子間の電気的接続および切断を行うスイッチ回路と、前記スイッチ回路の前方に設けられ、前記ユーザ操作により移動し、前記スイッチ回路の前記端子間の電気的接続および切断を制御する可動部であるノブと、前記スイッチ装置自身の前後方向を軸として前記ノブの外縁より小さく巻かれた電線により、前記ノブの後方において、前記ノブの外縁の内側に形成され、前記通信装置のトランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナと、前記コイルアンテナが巻かれたボビンと、前記ボビンの後方に設置され、前記スイッチ回路に電気的に接続される電子回路、および、前記ボビンにインサート成型された電気回路部材を介して前記コイルアンテナに電気的に接続される電子回路を有し、前記ボビンに固定される回路基板と、前記ノブと、前記コイルアンテナが巻かれた前記ボビンと、前記回路基板とを収納するケースとを備えるスイッチ装置と、前記スイッチ装置の前記コイルアンテナより前記トランスポンダ駆動電波を送信する第１の送信手段と、前記通信装置より送信された識別情報を含むトランスポンダ信号を、前記スイッチ装置の前記コイルアンテナを介して受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記トランスポンダ信号に含まれる前記識別情報と、予め登録されている識別情報を用いて前記通信装置の認証を行う認証手段と、前記認証手段による前記通信装置の認証が成功した場合、前記所定の処理を実行する処理実行手段とを備え、前記通信装置は、前記第１の送信手段により送信された前記トランスポンダ駆動電波によって起電力を発生させるコイルアンテナと、前記コイルアンテナに発生した前記起電力を用いて駆動し、前記識別情報を含む前記トランスポンダ信号を前記コイルアンテナを介して送信する第２の送信手段とを備える制御システムである。

本発明の第２の発明においては、制御装置においては、ユーザ操作を受け付けるスイッチ装置であって、端子間の電気的接続および切断を行うスイッチ回路と、スイッチ回路の前方に設けられ、ユーザ操作により移動し、スイッチ回路の端子間の電気的接続および切断を制御する可動部であるノブと、スイッチ装置自身の前後方向を軸としてノブの外縁より小さく巻かれた電線により、ノブの後方において、ノブの外縁の内側に形成され、通信装置のトランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナと、コイルアンテナが巻かれたボビンと、ボビンの後方に設置され、スイッチ回路に電気的に接続される電子回路、および、ボビンにインサート成型された電気回路部材を介してコイルアンテナに電気的に接続される電子回路を有し、ボビンに固定される回路基板と、ノブと、コイルアンテナが巻かれたボビンと、回路基板とを収納するケースとを備えるスイッチ装置のコイルアンテナよりトランスポンダ駆動電波が送信され、通信装置より送信された識別情報を含むトランスポンダ信号が、スイッチ装置のコイルアンテナを介して受信され、受信されたトランスポンダ信号に含まれる識別情報と、予め登録されている識別情報を用いて通信装置の認証が行われ、通信装置の認証が成功した場合、所定の処理が実行され、通信装置においては、制御装置より送信されたトランスポンダ駆動電波によってコイルアンテナに起電力が発生され、そのコイルアンテナに発生した起電力を用いて駆動し、識別情報を含むトランスポンダ信号がコイルアンテナを介して送信される。

従って、スイッチ装置の設置に必要なスペースを増大させずに、設置時の表面積全体に対するノブの表面積の割合をより大きくすることができる。

この制御装置は、例えば、自動車の車載システムにより構成され、第１の送信手段および受信手段は、例えば、トランスポンダ信号送受信部により構成され、認証手段は、例えば、パッシブスタートECUにより構成され、処理実行手段は、例えば、車両制御ECUにより構成される。また、通信装置は、その車載システムに登録されている携帯機により構成され、第２の送信手段は、例えば、トランスポンダ信号送受信部により構成される。

本発明によれば、接続を制御することができる。特に、接続を制御するスイッチ装置の、設置時の表面積全体に対するノブの表面積の割合をより大きくすることができる。

本発明を適用したスイッチの外形の例を示す斜視図である。 図１のスイッチの構成例を示す斜視図である。 図１のスイッチの構成例を示す斜視図である。 図１のラバーコンタクトの例を説明する図である。 図１のボビンの例を説明する図である。 図１の基板の例を説明する図である。 図１のスイッチの構成例を説明する図である。 図１のスイッチの一部の構成例を説明する図である。 図１のスイッチを用いた制御システムの構成例を示すブロック図である。 図９の車載システムの自動車への設置例を示す図である。 図１の操作例を示す図である。 本発明を適用したスイッチの他の例を説明する図である。

図１は、本発明を適用したスイッチの外形の例を示す斜視図である。

図１において、スイッチ１００は、例えば、自動車の車室内のインストルメントパネル等に設けられる、ユーザが操作することによりエンジンの始動や停止の制御指示が入力されるイグニッションスイッチである。

図２に、図１のスイッチの構成例を示す。図２に示されるように、スイッチ１００は、ノブ１１１、リング１１２、スライダ１１３、ラバーコンタクト１１４、ボビン１１５、基板１１６、およびケース１１７を有する。図２において、点線はスイッチ１００の前後方向を示しており、左側が正面側、右側が背面側を示している。

なお、スイッチ１００の正面とは、スイッチ１００が例えばインストルメントパネル等の筐体設置されたときに、スイッチ１００の、筐体の外側に露出する面であり、背面とはその正面と対向する、正面とは反対側の面である。

図２に示されるノブ１１１乃至ケース１１７は、スイッチ１００を構成する各部品を７つに分離したものである。ノブ１１１乃至ケース１１７は、この位置順で組み合わせられる。

図３は、図１のスイッチ１００の構成例を示す斜視図である。図３は、図２と同様に７つの部品に分離されたスイッチ１００を、図２と異なる方向から見た斜視図である。図３の場合、点線方向の右側がスイッチ１００の正面側となり、点線方向の左側がスイッチ１００の背面側となる。

図２および図３に示されるようにリング１１２は、２重の円筒状に形成されている。ノブ１１１は、ユーザが操作することにより前記スイッチ回路を駆動させる可動部であり、そのリング１１２の外側の円筒部分の内側に配置される。その状態において、リング１１２の背面側からスライダ１１３がノブ１１１に固定される。このとき、ノブ１１１およびスライダ１１３は、リング１１２に対して固定されておらず前後方向に可動する。

また、図２および図３に示されるように、スライダ１１３には、前後方向に垂直な方向に突起が設けられている。ノブ１１１がリング１１２に対して前後方向の背面側に向かって押し込まれると、スライダ１１３もリング１１２に対して前後方向の背面側に移動し、スライダ１１３のその突起部分がラバーコンタクト１１４の凸状のコンタクト部に当たり、ラバーコンタクト１１４のコンタクト部を背面側に押し込む。

後述するようにラバーコンタクト１１４のコンタクト部の背面側には、表面を金（Au）メッキされた基板がインサート成型（インサート成形）されている。インサート成型（インサート成形）とは、複数の部品を一体化させて複合部品化する工法である。例えば、プラスチック成型体に埋め込む金属部品などの異種材料の部品をあらかじめ金型内に設置しておき、そこに樹脂を射出成形などによって充填することにより、樹脂部品内に一部金属部品が組み込まれた複合部品が生成される。

ラバーコンタクト１１４のコンタクト部には、このような工法により、基板が組み込まれている。コンタクト部が背面側に押し込まれると、この基板が、ボビン１１５の正面側に設けられた２接点を接続する。

ノブ１１１への押し込みがなくなると、例えば合成ゴム等により形成されるラバーコンタクト１１４のコンタクト部が弾性によりスライダ１１３を前後方向の正面に向かって押し出す。これによりノブ１１１もリング１１２に対して前後方向の正面側に押し出されるが、所定の位置まで押し出されると、スライダ１１３の突起部分がリング１１２の内側の円筒部分に当たり、ノブ１１１が正面側に完全に飛び出し、リング１１２から離れてしまうのを防ぐ。

詳細については後述するが、ボビン１１５の正面側の面の中央付近には、スイッチとなる端子が設けられる。また、ボビン１１５の背面側には、基板１１６に接続するための端子が設けられている。ボビン１１５の正面側の面と背面側の面の間に、上述した正面側と背面側の端子を接続する電気配線（つまり、スイッチ回路の端子と基板上の電子回路をつなぐ配線）を囲むように、かつ、ノブ１１１の直径より小さく巻き取られたコイルアンテナが形成される。このコイルアンテナは、トランスポンダ駆動電波を携帯機に出力し、携帯機より送信されるトランスポンダ信号を受信するためのアンテナである。正面側の端子、およびこのコイルアンテナは、基板１１６の電気回路に電気的に接続される。ノブ１１１乃至基板１１６は、図２および図３に示される順にケース１１７に格納される。

図４は、図１のラバーコンタクト１１４の例を説明する図である。図４Ａは、ラバーコンタクト１１４の斜視図である。ラバーコンタクト１１４は、主に、例えば合成ゴム等の弾性素材により形成される。ラバーコンタクト１１４は、その弾性により、ボビン１１５に形成される２端子を接続する接点として機能するとともに、ノブ１１１のクリック感（操作感）を演出する。

ラバーコンタクト１１４の正面側の面には、正面側に凸状のコンタクト部１２１およびコンタクト部１２２が設けられている。このラバーコンタクト１１４を、矢印１３１に示されるように、前後方向の正面側から背面側に向かう向きに見たときの様子を図４Ｂに示す。図４Ｂに示されるように、コンタクト部１２１およびコンタクト部１２２は、左右方向に配置される。

図４Ｃは、図４Ａのラバーコンタクト１１４を、矢印１３２に示されるように、前後方向に垂直な左右方向の右側から左側に向かう向きに見たときの様子を示している。すなわち、図４Ｃにおいて、左側が正面側であり、右側が背面側である。図４Ｃに示されるように、コンタクト部１２１およびコンタクト部１２２は、正面側に凸状に形成される。

図４Ｄは、図４Ａのラバーコンタクト１１４を、矢印１３３に示されるように、前後方向に垂直な上下方向の上側から下側に向かう向きに見たときの様子を示す断面図である。すなわち、図４Ｄにおいて、下側が正面側であり、上側が背面側である。図４Ｄに示されるように、コンタクト部１２１は、全体が正面側に凸状に形成されるとともに、その中央部分には背面側に凸状の凸部１２１Ａが形成される。さらに、その凸部１２１Ａの背面側には、金メッキされた基板１４１がインサート成型なされている。

同様に、コンタクト部１２２は、全体が正面側に凸状に形成されるとともに、その中央部分には背面側に凸状の凸部１２２Ａが形成される。さらに、その凸部１２２Ａの背面側には、金メッキされた基板１４２がインサート成型なされている。

つまり、図４Ｅに示されるように、金メッキされた基板１４１および基板１４２は、背面側（すなわち、ボビン１１５側）に向かって露出している。図４Ｅは、図４Ａのラバーコンタクト１１４を、矢印１３４に示されるように、前後方向に背面側から正面側に向かう向きに見たときの様子を示す断面図である。

スライダ１１３の突起部分によってコンタクト部１２１が正面側から押されると、コンタクト部１２１が潰れ、凸部１２１Ａに形成される基板１４１が背面側に押し出される。この押し出された基板１４１が接点となり、ボビン１１５に設けられた所定の２端子を接続する。

同様に、スライダ１１３の突起部分によってコンタクト部１２２が正面側から押されると、コンタクト部１２２が潰れ、凸部１２２Ａに形成される基板１４２が背面側に押し出される。この押し出された基板１４２が接点となり、ボビン１１５に設けられた所定の２端子を接続する。

また、正面側からの圧力が弱まると、ラバーコンタクト１１４自身の弾性により、押し込まれていたコンタクト部１２１およびコンタクト部１２２が、元に戻ろうとし、スライダ１１３を正面側に押し出そうとする。これによりノブ１１１が押し出される。

図５は、図１のボビン１１５の例を説明する図である。図５Ａは、ボビン１１５の斜視図である。ボビン１１５には、その外周に例えば銅線等よりなる電線が巻かれ、コイルが形成されるとともに、そのコイルの内側に、スイッチの端子部分の電気回路がインサート成型される。

面１１５Ａは、ボビン１１５の正面側の面である。この面１１５Ａには、そのスイッチの負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａ、並びに、負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂの２組の２端子、合計４端子が露出している。

この負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａと、図４のラバーコンタクト１１４のコンタクト部１２１にインサート成型される基板１４１とで、端子間の電気的接続および切断を制御する１つのスイッチ回路が形成される。基板１４１が負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａから離れると、負極端子１５１Ａと正極端子１５２Ａが互いに切断される。つまり、スイッチはオフ状態となる。コンタクト部１２１が押し込まれ基板１４１が負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａに接触すると、その基板１４１が接点となり、負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａが短絡する。つまりスイッチはオン状態となる。

同様に、負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂと、図４のラバーコンタクト１１４のコンタクト部１２２にインサート成型される基板１４２とで、端子間の電気的接続および切断を制御する１つのスイッチ回路が形成される。基板１４２が負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂから離れると、負極端子１５１Ｂと正極端子１５２Ｂが互いに切断される。つまり、スイッチはオフ状態となる。コンタクト部１２２が押し込まれ基板１４２が負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂに接触すると、その基板１４２が接点となり、負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂが短絡する。つまりスイッチはオン状態となる。

図５Ｂは、ボビン１１５を図５Ａの反対側から見たときのボビン１１５の様子を示す斜視図である。図５Ｂにおいて、面１１５Ｂは、ボビン１１５の背面側の面である。この面１１５Ｂには、上述した４端子（負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａ、並びに、負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂ）並びにコイルを基板１１６に電気的に接続する基板接続部１５３が設けられている。また、その左右両側には、ボビン１１５に巻かれたコイルがハンダ等で電気的に接続されるコイル接続ハンダ部１５４Ａおよびコイル接続ハンダ部１５４Ｂが設けられている。

図５Ｃは、ボビン１１５を上側から見たときの様子を示す図である。図５Ｃに示されるように、面１１５Ａおよび面１１５Ｂに挟まれるボビン１１５の側面であるコイル巻き線部１１５Ｃには、銅線等よりなる電線が巻きつけられ、コイルが形成される。このコイルは、トランスポンダ駆動電波の送信、および、トランスポンダ信号の受信を行うためのアンテナ（コイルアンテナ）となる。このコイル（電線）の両端は、コイル接続ハンダ部１５４Ａまたはコイル接続ハンダ部１５４Ｂに電気的に接続される。

図５Ｄは、図５Ａに示されるボビン１１５にインサート成型される電気回路の部分のみを示した図である。

図５Ｄに示されるように、負極端子１５１Ａは、基板接続部１５３に設けられた端子１５５Ａに繋がっている。また、正極端子１５２Ａは、基板接続部１５３に設けられた端子１５６Ａに繋がっている。さらに、コイル接続ハンダ部１５４Ａは、基板接続部１５３に設けられた端子１５７Ａに繋がっている。

同様に、負極端子１５１Ｂは、基板接続部１５３に設けられた端子１５５Ｂに繋がっている。また、正極端子１５２Ｂは、基板接続部１５３に設けられた端子１５６Ｂに繋がっている。さらに、コイル接続ハンダ部１５４Ｂは、基板接続部１５３に設けられた端子１５７Ｂに繋がっている。

基板接続部１５３に設けられた端子１５５Ａ、端子１５５Ｂ、端子１５６Ａ、端子１５６Ｂ、端子１５７Ａ、および端子１５７Ｂは、基板１１６にプリントされた配線（電子回路）に電気的に接続される。

図６は、図１の基板１１６の例を説明する図である。図６Ａは、図１と同方向から見たときの基板１１６の斜視図である。図６Ｂは、図６Ａにおいて矢印１６１の方向に見たときの基板１１６の様子の例を示す図である。したがって、図６Ｂにおいて左側が図１における正面側であり、右側が図１における背面側である。

図６Ｂに示されるように、基板１１６の正面側には、LED（Light Emitting Diode）１７１を固定するLEDホルダ１７２が設けられ、基板１１６の背面側には、コネクタ１７３が設けられている。また、図示は省略するが、基板１１６には、所定の回路パターンがプリントされ、電子回路が形成されている。すなわち、基板１１６には、例えば抵抗、コンデンサ、IC（Integrated Circuit）、またはLSI（Large Scale Integration）等の図示せぬ電子部品が適宜設置される。

LED１７１は、LEDホルダ１７２を介して基板１１６に形成される電子回路に電気的に接続されている。例えば、ユーザによりスイッチ１００のノブ１１１が押下され、エンジンが始動されると、このLED１７１が点灯し、エンジンが始動されていることをユーザに通知する。コネクタ１７３は、所定の規格に基づく接続インタフェースであり、その規格に応じた形状を成している。このコネクタ１７３も、当然基板１１６に形成される電子回路に電気的に接続されている。

図６Ｃは、図６Ａにおいて矢印１６２の方向に（上側から下側を）見たときの基板１１６の様子の例を示す図である。したがって、図６Ｃにおいて左側が図１における正面側であり、右側が図１における背面側である。図６Ｃに示されるように、基板１１６の正面側のLED１７１の右側（図６Ｃにおいて上側）には３つの穴１７４Ａが形成され、LED１７１の左側（図６Ｃにおいて下側）には３つの穴１７４Ｂが形成される。これらの穴には、図５Ｄを参照して説明した端子１５５Ａ、端子１５６Ａ、端子１５７Ａ、端子１５５Ｂ、端子１５５Ｃ、および端子１５５Ｄがそれぞれ挿入され、その状態で、例えばハンダ等を用いて、基板１１６に形成される電子回路に電気的に接続される。

上述したように、ノブ１１１乃至基板１１６は、ケース１１７に収納される。図７は、ノブ１１１乃至基板１１６がケース１１７に収納された状態のスイッチ１００の様子を示す図である。図７Ａは、前後方向に正面側から背面側に向かって見たときのスイッチ１００の様子を示している。図７Ａに示されるように、正面側には、ノブ１１１とリング１１２のみが露出している。インスツルメントパネル等の筐体に設置されたときスイッチ１００は、この正面の構成のみが、ユーザに見える。

図７Ｂは、図７Ａにおいて、スイッチ１００を直線１８１で切断したときの断面図である。図７Ｃは、図７Ａにおいて、スイッチ１００を直線１８２で切断したときの断面図である。図７Ｂにおいて下側が正面側であり、上側が背面側である。図７Ｃにおいて左側が正面側であり、右側が背面側である。図７Ｂおよび図７Ｃに示されるように、ケース１１７は、太さが前後方向に変化しており、正面側の一部が太く、背面側の残りの部分が細くなっている。ノブ１１１乃至ボビン１１５が正面側の太い部分に格納され、基板１１６が背面側の細い部分に格納される。

このとき、基板１１６、ボビン１１５、およびリング１１２は、ケース１１７に固定される。ラバーコンタクト１１４もボビン１１５に重畳されるが、上述したようにスライダ１１３の動作により変形する。ノブ１１１およびスライダ１１３は、リング１１２、すなわちケース１１７に対して可動する。

図８は、スイッチ１００の一部の構成例を説明する図である。図８Ａおよび図８Ｂは、図７を参照して説明したようにケース１１７の太い部分に格納されるノブ１１１乃至ボビン１１５の構成例を示している。図８Ａは、図１の前後方向に垂直な上下方向の上側から下側を見たときのスイッチ１００の一部の様子を示している。図８Ａにおいて上側が正面側であり、下側が背面側である。図８Ｂは、図１の前後方向に垂直な左右方向の右側から左側を見たときのスイッチ１００の一部の様子を示している。図８Ｂにおいて左側が正面側であり、右側が背面側である。

図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、ノブ１１１の直径２０１は、ボビン１１５のコイル巻き線部１１５Ｃの直径２０２よりも長い。つまり、例えば、図７Ａに示されるように前後方向に正面側から背面側に向かう向きにスイッチ１００を見たとき、コイルアンテナは、ノブ１１１の外縁の内側に形成される。つまり、コイルアンテナは、前後方向を軸としてノブ１１１の外縁より小さく巻かれた電線により形成されている。

したがって、コイルアンテナが存在しない分、ノブ１１１の周りのリング１１２の、図７Ａにおいて見える部分を薄くすることができる。つまり、ノブ１１１の大きさが同一であれば、コイルアンテナがノブ１１１の外縁に沿って形成されていない分、リング１１２の正面側に露出される面積を少なくし、図７Ａのように正面側から見たときのスイッチ１００の大きさを小さくすることができる。すなわち、スイッチ１００の設置スペースを縮小させることができる。

換言するに、スイッチ１００の正面側に露出する部分（図７Ａに示される部分）全体の大きさが予め定められている場合、その全体の大きさに対してノブ１１１を大きく設計することができる。

つまり、上述したような構成にすることにより、スイッチ１００の設置に必要なスペースを増大させずに、設置時の表面積全体に対するノブ１１１の表面積の割合をより大きくすることができる。これにより、ユーザはノブ１１１が押し易くなり、操作性を向上させることができる。

また、上述したように、ボビン１１５の面１１５Ａにインサート成型された端子と、ラバーコンタクト１１４にインサート成型された端子により、スイッチ回路を構成することにより、スイッチ１００の部品数を低減することができる。さらに、ラバーコンタクト１１４を用いることにより、スイッチのクリック感（操作感）を合成ゴムの弾性により表現することができるので、スイッチのクリック感（操作感）を出すためのバネ等の部品が不要になり、スイッチ１００の部品数を低減することができる。これにより、部品の調達コストを低減させることができるだけでなく、組み立て工程を容易にすることができ、スイッチ１００の製造コストを低減させることができる。

また、一般的に、小型で複雑なバネ機構は、耐久性が弱い。従って、ラバーコンタクト１１４を用いることにより、小型で複雑なバネ機構等によりスイッチのクリック感（操作感）を表現する場合よりも、耐久性を向上させることができる。

さらに、ボビン１１５は、側面に備えられるコイル巻き線部１１５Ｃに形成されるコイルアンテナの内側に、スイッチ回路の端子およびその配線（つまり、スイッチ回路の端子と基板上の電子回路をつなぐ配線）がインサート成型されているので、スイッチ１００をより小型化することができる。つまり、スイッチ１００の設置に必要なスペースを低減させることができる。

なお、このスイッチ１００は、内蔵するコイルアンテナを用いてトランスポンダ駆動電波の送信およびトランスポンダ信号の受信を行うスイッチとして利用されるのであれば、どのような用途に用いてもよい。以下においては、その一例として、自動車に搭載される、エンジンの始動を制御する制御システムに適用する場合について説明する。

図９は、図１のスイッチを用いた制御システムの構成例を示すブロック図である。

図９に示される制御システム３００は、無線通信機能を有する携帯機から送信された信号に基いて、例えば、自動車のエンジンの始動（パッシブスタート）等の、所定の動作（処理）の制御を行うシステムである。

図９に示されるように、制御システム３００は、自動車に搭載される車載システム３０１と、自動車のユーザが携帯する携帯機３０２により構成される。なお、携帯機３０２の台数は任意である。

車載システム３０１は、図９に示されるように、パッシブスタートECU（Electronic Control Unit）３１１、車両制御ECU３１２、電子ステアリングロック３１３、およびスイッチ１００を有する。

パッシブスタートECU３１１は、例えば、図示せぬCPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、またはRAM（Random Access Memory）等により構成されるマイクロコンピュータにより構成される。パッシブスタートECU３１１は、車両制御ECU３１２を制御し、例えば自動車のエンジン始動の制御に関する処理を行う。

車両制御ECU３１２は、例えば、図示せぬCPU、ROM、およびRAM等を有するマイクロコンピュータにより構成され、パッシブスタートECU３１１の制御に基いて、自動車のエンジンの始動や停止を制御する。なお、車両制御ECU３１２は、エンジンの始動や停止に合わせて、電子ステアリングロック３１３を制御し、ステアリングホイールを固定して非可動としたり、固定を解除して可動としたりする。

電子ステアリングロック３１３は、車両制御ECU３１２に制御されて、盗難防止等の目的のために、自動車のステアリングホイールを固定したり、固定を解除したりする構成を有する。例えば、電子ステアリングロック３１３は、車両制御ECU３１２がエンジンを停止させると、ステアリングホイールを固定する。また、例えば、電子ステアリングロック３１３は、車両制御ECU３１２がエンジンを始動させると、ステアリングホイールの固定を解除する。

また、パッシブスタートECU３１１は、通信機能を有し、送信用アンテナ３２１を介して、携帯機３０２に、応答信号を要求する要求信号３７１を送信したり、受信用アンテナ３２２を介して携帯機３０２から送信される応答信号３７２を受信したりする。

さらに、パッシブスタートECU３１１は、スイッチ１００に接続される。スイッチ１００は、スイッチ回路３３１とトランスポンダ信号送受信部３３２を有する。

スイッチ回路３３１は、ラバーコンタクト１１４とボビン１１５により構成されるスイッチ（ラバーコンタクト１１４にインサート成型される金メッキされた基板１４１、並びに、ボビン１１５にインサート成型される負極端子１５１Ａおよび正極端子１５２Ａにより構成されるスイッチ、並びに、ラバーコンタクト１１４にインサート成型される金メッキされた基板１４２、並びに、ボビン１１５にインサート成型される負極端子１５１Ｂおよび正極端子１５２Ｂにより構成されるスイッチ）である。

トランスポンダ信号送受信部３３２は、ボビン１１５に形成されるコイルアンテナ３３２Ａを介して、トランスポンダ駆動電波３７３を携帯機３０２に送信したり、携帯機３０２より送信されるトランスポンダ信号３７４を受信したりする。

携帯機３０２は、一般的にユーザが携帯する通信装置である。携帯機３０２は、制御部３５１および通信部３５２を有する。制御部３５１は、例えば、図示せぬCPU、ROM、およびRAM等を有するマイクロコンピュータにより構成され、車載システム３０１より送信される要求信号の受信、および、その要求信号に対応する応答信号の送信等を行う。

通信部３５２は、車載システム３０１と情報を授受するシステムである。通信部３５２は、受信部３６１、送信部３６２、およびトランスポンダ信号送受信部３６３を有する。受信部３６１は、車載システム３０１より送信される要求信号３７１を、アンテナ３６１Ａを介して受信し、その要求信号に含まれる情報を制御部３５１に供給する。送信部３６２は、制御部３５１より供給される情報を応答信号３７２として、車載システム３０１に対してアンテナ３６２Ａを介して送信する。

通常の場合、携帯機３０２のユーザがスイッチ１００のノブ１１１を操作し、スイッチ回路３３１をオン状態にすると、以上のような要求信号および応答信号の授受が行われ、パッシブスタートECU３１１において携帯機３０２の認証が行われ、認証に成功した場合、車両制御ECU３１２の制御によりエンジンが始動される。

トランスポンダ信号送受信部３３２は、パッシブスタートECU３１１より供給されるトランスポンダ駆動信号を所定周波数の電波に変換してトランスポンダ駆動電波を生成し、コイルアンテナ３３２Ａを介して車室内の所定領域に送信する。また、トランスポンダ信号送受信部３３２は、携帯機３０２より送信されるトランスポンダ信号を、コイルアンテナ３３２Ａを介して受信する。このトランスポンダ信号送受信部３３２は、携帯機３０２の電源である電池が消耗した場合の非常手段として使用される。

携帯機３０２のトランスポンダ信号送受信部３６３も、携帯機３０２の電源である電池が消耗した場合の非常手段として使用される。車載システム３０１より供給されるトランスポンダ駆動電波３７３により、コイルアンテナ３６３Ａに起電力が発生すると、トランスポンダ信号送受信部３６３は、自分自身の識別情報（トランスポンダコード）を含むトランスポンダ信号３７４を送信する。

そのトランスポンダ信号３７４は、コイルアンテナ３３２Ａを介してトランスポンダ信号送受信部３３２に受信される。パッシブスタートECU３１１は、トランスポンダ信号送受信部３３２よりトランスポンダ信号３７４に含まれる識別情報を取得すると、それを用いて携帯機３０２の認証を行う。

図１０は、図９の車載システムの自動車への設置例を示す図である。

図１０において、自動車４００は、車載システム１０１が搭載される自動車である。また、枠４０１は車外と車内の境界を示し、枠４０２は車室空間を示し、枠４０３は、トランクルーム（荷室空間）を示す。図１０の上側が自動車４００の前方を示す。図１０に示されるように、車室空間内の前部の右側に運転席４１１が設けられ、左側に助手席４１２が設けられている。また、車室空間内の後部には後部座席４１３が設けられている。さらに、運転席４１１の前部には、ステアリングホイール４１４が設けられている。もちろん、自動車４００にはこれら以外の構成も設けられているが、それらについての説明は省略する。

図１０に示されるように、例えば車内前方のインスツルメントパネル内に、パッシブスタートECU３１１や車両制御ECU３１２が設けられる。受信用アンテナ３２２および電子ステアリングロック３１３は、例えばステアリングホイール４１４付近に設けられる。また、エンジンの始動を指示するスイッチ１００も、運転席４１１に座っている運転者が操作しやすいように、例えばステアリングホイール４１４付近に設けられる。車内前部座席用の送信用アンテナ３２１は、例えば車室空間内の運転席４１１と助手席４１２の間の前方に設けられる。

なお、携帯機３０２は、基本的にユーザが携帯している。

このような制御システム３００において、携帯機３０２の電力が不足する場合、通常の通信が行えない。そこで、ユーザは、例えば、図１１に示されるように、トランスポンダ信号送受信部３６３およびコイルアンテナ３６３Ａを有する携帯機３０２を、トランスポンダ信号送受信部３３２と、ボビン１１５に巻かれたコイルアンテナ３３２Ａとを有するスイッチ１００に十分に近接させる。そして、ユーザは、携帯機３０２をスイッチ１００のトランスポンダ信号送受信部３３２の通信可能範囲内に位置させた状態で、ノブ１１１を矢印４２１の方向に押し込み、スイッチ回路３３１をオン状態にする。

スイッチ回路３３１をオン状態にされると、トランスポンダ信号送受信部３３２は、トランスポンダ駆動電波３７３をコイルアンテナ３３２Ａより送信する。すると、コイルアンテナ３３２Ａより出力されたトランスポンダ駆動電波３７３によって、携帯機３０２のコイルアンテナ３６３Ａに起電力が発生する。トランスポンダ信号送受信部３６３は、その起電力を利用して、携帯機３０２のトランスポンダコードを含むトランスポンダ信号を、コイルアンテナ３６３Ａを介してトランスポンダ信号送受信部３３２に送信する。

このようにすることにより、トランスポンダ信号を利用して携帯機３０２の認証が行われ、認証に成功した場合、エンジンが始動される。

以上のように、スイッチ１００は、自動車に搭載される制御システムに適用することができる。

なお、スイッチ１００は、コイルアンテナをノブ１１１の内側に形成するようにすればよく、上述した以外の構成を有するようにしてもよい。例えば、図１２に示されるように、ラバーコンタクトの代わりにスイッチやバネを用いるようにしてもよい。図１２は、本発明を適用したスイッチの他の例を説明する図である。

図１２Ａに示されるスイッチ５００は、基本的に、以上に説明したスイッチ１００と同様の機能を有する装置であり、ユーザ操作を受け付けるとともに、トランスポンダ信号を送受信することができる。

図１２Ａにおいて、スイッチ５００は、ノブ５１１、リング５１２、軸５１３、ボビン５１４、スイッチ５２１、基板５２２、コネクタ５２３、およびバネ５２４を有する。軸５１３は、ノブ５１１とスイッチ５２１を接続する。ボビン５１４は、側面には銅線等よりなる電線が巻かれ、コイルアンテナ５１４Ａが形成される。軸５１３は、そのコイルアンテナ５１４Ａの中でボビン５１４を貫通する。基板５２２には、スイッチ５２１およびコネクタ５２３が固定される。スイッチ５２１には、クリック感（操作感）を表現するためにバネ５２４が設けられている。

ユーザがノブ５１１を押し込むと、軸５１３を介してスイッチ５２１が押され、オン状態となる。ユーザがノブ５１１を離すと、バネ５２４によりノブ５１１が前方に押し戻される。

矢印５３１のように図１２Ａの左側、すなわち正面側から、図１２Ａの右側、すなわち背面側を見たときのスイッチ５００の透過図を図１２Ｂに示す。

図１２Ｂに示されるように、スイッチ５００は、以上のような構成とすることにより、ノブ５１１の外縁の半径に対して、コイルアンテナ５１４Ａの半径を小さくすることができる。さらに、軸５１３は、コイルアンテナ５１４Ａの輪の内部を貫通させることができる。これにより、スイッチ５００のサイズを小さくすることができる。ただし、上述したスイッチ１００の方が、このスイッチ５００よりも部品数を低減させ、構造をより簡易化することができる。

また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表わすものである。

また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１００ スイッチ
１１１ ノブ
１１２ リング
１１３ スライダ
１１４ ラバーコンタクト
１１５ ボビン
１１６ 基板
１１７ ケース
１２１，１２２ コンタクト部
１４１，１４２ 基板
１５１Ａ，１５１Ｂ 負極端子
１５２Ａ，１５２Ｂ 正極端子
１５３ 基板接続部
１５４Ａ，１５４Ｂ コイル接続ハンダ部
３００ 制御システム
３０１ 車載システム
３０２ 携帯機
５２３ 始動制御部
３３１ スイッチ回路
３３２ トランスポンダ信号送受信部
３３２Ａ コイルアンテナ

Claims (6)

1. ユーザ操作を受け付けるスイッチ装置であって、
   端子間の電気的接続および切断を行うスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路の前方に設けられ、前記ユーザ操作により移動し、前記スイッチ回路の前記端子間の電気的接続および切断を制御する可動部であるノブと、
   前記スイッチ装置自身の前後方向を軸として前記ノブの外縁より小さく巻かれた電線により、前記ノブの後方において、前記ノブの外縁の内側に形成され、前記スイッチ装置とは別体の通信装置のトランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナと、
   前記コイルアンテナが巻かれたボビンと、
   前記ボビンの後方に設置され、前記スイッチ回路に電気的に接続される電子回路、および、前記ボビンにインサート成型された電気回路部材を介して前記コイルアンテナに電気的に接続される電子回路を有し、前記ボビンに固定される回路基板と、
   前記ノブと、前記コイルアンテナが巻かれた前記ボビンと、前記回路基板とを収納するケースと
   を備えるスイッチ装置。
2. 前記回路基板には、前記ボビンの後方から前記ノブを照らすLEDが接続されている
   請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記ノブと前記スイッチ回路の間に設置され、前記スイッチ回路の前記端子間を接続する接点となる基板がインサート成型されたラバーコンタクトをさらに備え、
   前記スイッチ回路の前記端子は、前記コイルアンテナの内側にインサート成型され、
   前記ユーザ操作により前記ノブが押し込まれ前記ラバーコンタクトを押すと、前記ラバーコンタクトが変形し、前記基板が前記スイッチ回路の前記端子に接触し、前記端子間が接続され、
   前記ユーザ操作による前記ノブの押し込みが弱まると前記ラバーコンタクトの弾性により前記ラバーコンタクトが元の形に戻り、前記基板が前記スイッチ回路の前記端子より離れ、前記端子間が切断される
   請求項１に記載のスイッチ装置。
4. 前記スイッチ回路は前記ボビンの前方の面に形成されている
   請求項３に記載のスイッチ装置。
5. 前記スイッチ回路の各端子と前記基板の前記電子回路を繋ぐ配線が前記ボビンの前記コイルアンテナの内側にインサート成型される
   請求項４に記載のスイッチ装置。
6. 所定の処理の制御を行う制御装置と、前記制御装置と通信を行う通信装置を有する制御システムであって、
   前記制御装置は、
   ユーザ操作を受け付けるスイッチ装置であって、端子間の電気的接続および切断を行うスイッチ回路と、前記スイッチ回路の前方に設けられ、前記ユーザ操作により移動し、前記スイッチ回路の前記端子間の電気的接続および切断を制御する可動部であるノブと、前記スイッチ装置自身の前後方向を軸として前記ノブの外縁より小さく巻かれた電線により、前記ノブの後方において、前記ノブの外縁の内側に形成され、前記通信装置のトランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナと、前記コイルアンテナが巻かれたボビンと、前記ボビンの後方に設置され、前記スイッチ回路に電気的に接続される電子回路、および、前記ボビンにインサート成型された電気回路部材を介して前記コイルアンテナに電気的に接続される電子回路を有し、前記ボビンに固定される回路基板と、前記ノブと、前記コイルアンテナが巻かれた前記ボビンと、前記回路基板とを収納するケースとを備えるスイッチ装置と、
   前記スイッチ装置の前記コイルアンテナより前記トランスポンダ駆動電波を送信する第１の送信手段と、
   前記通信装置より送信された識別情報を含むトランスポンダ信号を、前記スイッチ装置の前記コイルアンテナを介して受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された前記トランスポンダ信号に含まれる前記識別情報と、予め登録されている識別情報を用いて前記通信装置の認証を行う認証手段と、
   前記認証手段による前記通信装置の認証が成功した場合、前記所定の処理を実行する処理実行手段と
   を備え、
   前記通信装置は、
   前記第１の送信手段により送信された前記トランスポンダ駆動電波によって起電力を発生させるコイルアンテナと、
   前記コイルアンテナに発生した前記起電力を用いて駆動し、前記識別情報を含む前記トランスポンダ信号を、前記コイルアンテナを介して送信する第２の送信手段と
   を備える制御システム。

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