JP5471214B2

JP5471214B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP5471214B2
Application number: JP2009210070A
Authority: JP
Inventors: 徹荒川; 健司藤井; 貴敏小野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: JP2011060626A

Description

本発明は、自動車などに使用されるエンジンを始動させるエンジン始動システムに用いるスイッチ装置に関するものである。

近年、車両盗難防止等の理由から、従来のメカニカルキーに替わって、ＩＤコードを含むＩＤコード信号を送信可能な携帯機が、車両の運転者によって所持され、この携帯機から無線送信されるＩＤコード信号によって、車両のエンジンを始動可能な状態にするエンジン始動システムが提案されている。

このような従来のエンジン始動システムに用いるスイッチ装置について、図６および図７を用いて説明する。

図６の斜視図および図７の断面図において、１は前後方向にスライド動作可能に配置された絶縁樹脂製の操作ボタンで、操作ボタン１の外周を囲むように断面がＬ字状の絶縁樹脂製のベゼル２が配置されている。

また、３は同じく絶縁樹脂製のスイッチホルダで、スイッチホルダ３の前端の嵌合部３Ａで内側のベゼル２と組み合わされており、約０．１〜０．５ｍｍのエナメル線を巻回して形成されたコイル４が嵌合部３Ａに設けた収納部３Ｂ内に収納されている。

つまり、操作ボタン１の外周に配置されたベゼル２の後面に、スイッチホルダ３に収納されてコイル４が配置されている。

そして、スイッチホルダ３は、後端部に端子５が差し込まれたコネクタ部３Ｃを備えると共に、前方から操作ボタン１が組み合わされて、スイッチ装置６が構成されていた。

このように構成されたスイッチ装置６は車両のダッシュボード近傍のインスツルメントパネルの壁面１１などに組み合わされて、運転者が運転席で操作できる場所に設置されると共に、インスツルメントパネル内部に装着されたエンジン始動装置（図示せず）に、端子５に接続されたケーブルやハーネスを介して接続される。

また、２１は携帯機で、携帯機２１にはマイコン２２に接続された送信アンテナ２３および電池２４と、トランスポンダ２５に接続された送受信アンテナ２６が内蔵されており、携帯機２１とスイッチ装置６とエンジン始動装置からエンジン始動システムが構成されていた。

そして、運転者が車両に乗車した際には、運転者の衣類のポケット等に入れられた携帯機２１から、ＩＤコードが含まれたＩＤコード信号が自動的に送信されるものとなっており、このとき、エンジン始動装置はＩＤコード信号を受信し、携帯機からのＩＤコード信号に含まれるＩＤコードと車両に予め設定されたＩＤコードとが一致していることを条件として、車両のエンジンを始動可能な状態にする。

また、この状態で、運転者がスイッチ装置の操作ボタン１を押圧操作すると、操作ボタン１がスライド動作することにより、スイッチ装置６のＯＮ／ＯＦＦが切り替わり、エンジン始動装置により判定され、車両のエンジンが始動される。

そして、携帯機２１の電池２４の電気残量が少なくなり電圧が低下すると、携帯機２１はＩＤコード信号を送信できなくなり、エンジン始動装置はＩＤコード信号を受信できないが、その状態においても、運転者が携帯機２１をスイッチ装置６の操作ボタン１の前方にかざして、操作ボタン１を押圧操作すると、エンジン始動装置はスイッチ装置６のコイル４から、トランスポンダ２５へ起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を送信する。

そして、このトランスポンダ駆動電波は送受信アンテナ２６を介してトランスポンダ２５に受信され、トランスポンダ駆動電波により、トランスポンダ２５が動作するための電力が供給される。

そして、トランスポンダ２５が送受信アンテナ２６を介してトランスポンダＩＤコードを含むトランスポンダ信号を送信し、トランスポンダ信号はコイル４を介して受信され、エンジン始動装置でトランスポンダ信号のトランスポンダＩＤコードが照合されて、車両のエンジンが始動されるものであった。

つまり、コイル４は、携帯機２１の電池２４の電圧低下等によって、携帯機からＩＤコード信号が自動送信されなくなった場合に使用されており、携帯機をコイル４近傍にかざして操作ボタン１を押圧すれば、このコイル４からトランスポンダ２５を始動するための電力が携帯機２１に送られ、トランスポンダ２５が機能してエンジン始動装置がエンジンを始動することが可能となるものであった。

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は、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００４−３１４８０６号公報

しかしながら、上述したように、ベゼル２は金属めっきされることも有り、その場合、携帯機２１とコイル４の間、すなわちコイル４の前方にベゼル２が存在しているため、コイル４が携帯機２１と通信するための前方に送信する電波がベゼル２の金属めっきにより阻害され、特性が劣化し、携帯機２１とコイル４との通信可能距離が短くなる恐れがあった。

さらに、近年車両の電子化が進んでおり、インスツルメントパネル付近は、様々なスイッチを配置する要望が高いことから、エンジンを作動させるスイッチ装置も更なる小型化が望まれていたが、コイル４の径が大きく、小型化の障害となっていた。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置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、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、円筒部が前方に形成されたボビンと、前記ボビンの前記円筒部に導電性材料を複数回巻回したコイルと、前記コイルが接続され前記ボビンの後部に固定された基板と、前面を有し後部に開口を有した略円筒状で、外部から操作可能で後方にスライド動作可能な操作ボタンと、前方にリング部と後方にスライド部が形成されたスライダーと、前記操作ボタンの操作に応じて前記スライダーを介してスライド動作する可動接点と、前記ボビンと前記コイルと前記操作ボタンと前記スライダーと前記可動接点とが収納されると共に、前記基板が固定されて収納され、固定接点が直接あるいは間接的に固定されて収納されたケースとを備え、前記操作ボタンの後部と前記スライダーの前記リング部が重なり前記操作ボタンと前記スライダーを一体にして、前記ボビンの前記円筒部に保持された前記コイルが前記操作ボタンと前記リング部の間に挟みこまれて、前記コイルは前記操作ボタンの内部に配置され、前記コイルの外径は前記操作ボタンの外径よりも小さく、前記操作ボタンを押圧操作すると前記操作ボタンと前記スライダーが一体に後方にスライドし、前記コイルが前記操作ボタンの後面に近づくようにしてスイッチ装置を構成したものであり、コイルは操作ボタンの内部に配置され、コイルの外径は操作ボタンの外径よりも小さいことにより、コイルから送信される電波の障害が減り、コイルの特性劣化がし難くなると共にコイルを操作ボタンより小さくすることができるため、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を提供することができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のスイッチ装置において、前記操作ボタンの後面を照光する発光素子をさらに備え、前記発光素子は前記ボビンの前記円筒部の後方に設けた孔部に前記発光素子の発光部が嵌合されて、前記ボビンと前記基板の双方に対し一体に固定され、前記円筒部の中心軸は前記発光素子の光軸に対し平行としたものであり、発光素子の光軸が常に安定するため、操作ボタンの照光をムラ無く安定したものに保つことができるスイッチ装置を提供することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図同分解斜視図同分解斜視図同分解斜視図本発明の一実施の形態によるエンジン始動システムのシステム構成図従来のスイッチ装置の斜視図同断面図

以下、本発明の実施の形態について、図１から図５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）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図で、図２は同スイッチ装置の分解斜視図であり、同図において、３１はポリプロピレン、ポリブチレンテレフタラートなどの絶縁樹脂製のボビンで、断面が略コの字状の円筒部３１Ａの外周に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の外径のエナメル線などの導電性材料が巻回されたコイル３２が保持され、円筒部３１Ａの後方にややすぼんだ漏斗状に薄肉部３１Ｂで繋いで、略円形の孔部３１Ｃが設けられている。

また、孔部３１Ｃを左右に挟んで、略板状の支持板３１Ｄ、３１Ｅが配置され、各支持板３１Ｄ、３１Ｅの上面にコイル３２の両端が金属製のピンなどに巻き付けられピン部３２Ａ、３２Ｂとして突出すると共に、ネジ孔３１Ｆ、３１Ｇが設けられている。

さらに、３３はＬＥＤなどの発光素子で、後方に略Ｌ字形状に折れ曲がった二本の端子部３３Ａが延び、前側の発光部３３Ｂは、ボビン３１の円筒部３１Ａの中心軸と発光素子の光軸が平行となるように孔部３１Ｃに嵌合している。

そして、３４は上下面に銅箔などで金属パターンがエッチング形成された基板で、上面に例えば赤色と緑色の二色で発光するチップ型のＬＥＤなどの小型発光素子３５が実装されて、小型発光素子３５は基板３４上下面の金属パターンと接続している。

また、略中央に設けられたスルーホール３４Ａ、３４Ｂには、発光素子３３の端子部３３Ａが差し込まれ基板３４上面でハンダ付けされ、基板３４前側端部のスルーホール３４Ｃ、３４Ｄに、それぞれボビン３１のピン部３２Ａ、３２Ｂが差し込まれ基板３４上面でハンダ付けされると共に、金属あるいは樹脂製のネジ３６Ａ、３６Ｂが基板３４上面からスルーホール３４Ｅ、３４Ｆを貫通して、ボビン３１のネジ孔３１Ｆ、３１Ｇに係止されており、水平に延出した基板３４に対してボビン３１の円筒部３１Ａの中心軸が平行となるよう固定されている。

また、発光素子３３と接続された基板３４のスルーホール３４Ａ、３４Ｂや、ボビン３１のピン部３２Ａ、３２Ｂと接続された基板３４のスルーホール３４Ｃ、３４Ｄは共に基板３４の上下面の配線パターンと接続されており、基板後部のスルーホール３４Ｇと接続されている。

つまり、ボビン３１に基板４がピン部３２Ａ、３２Ｂとネジ３６Ａ、３６Ｂで固定されると共に、発光素子３３は、ボビン３１の孔部３１Ｃに発光部３３Ｂが、基板３４のスルーホール３４Ａ、３４Ｂに端子部３３Ａがそれぞれ固定されており、ボビン３１と基板３４と発光素子３３の間の位置関係が変わらないように、一体として組み合わされて、コイル接続基板３７を構成している。

すなわち、ボビン３１と基板３４と発光素子３３を一体として固定し、円筒部の中心軸は発光素子の光軸に対し平行としたものであり、ボビン３１と基板３４と発光素子３３の間の位置関係が変わらないように、一体として組み合わされることで、発光素子の光軸が常に安定するため、操作ボタンに対する照光をムラ無く安定したものに保つことができるものとなっている。

そして、図３に示すスイッチ装置の分解斜視図および図１において、４１は絶縁樹脂製のスライダーで、リング部４１Ａの後方下寄りに板状のスライド部４１Ｂが設けられ、スライド部４１Ｂ上面には、四本の接点が突出した可動接点４２が配置されている。

さらに、スライダー４１下面に設けられた穴内に金属製のばね４３Ａと絶縁樹脂製のボール４４が、後方端面に設けられた穴内にばね４３Ｂが保持されている。

そして、４５は絶縁樹脂製のコネクタで、右端に突出したコネクタ部４５Ａ内に十本の導電金属製のピン状の端子４６が備えられ、一部が略Ｌ字状に曲げられコネクタ４５上面のピン部４６Ａに接続され、残りの二本がコネクタ４５下面の固定接点４７Ａ、４７Ｂにそれぞれ接続されている。

さらに、４８は上面開放で半円筒状の絶縁樹脂製の下ケースで、底面上面に三角柱状に突出した突部４８Ａが設けられている。

そして、下ケース４８の上面後方にコネクタ４５が組み合わされ、コネクタ４５の前方にスライダー４１が前後にスライド可能に組み合わされている。

そして、図４の分解斜視図のように、コイル接続基板３７の基板３４がスライダー４１のリング部４１Ａに差込まれ、基板３４のスルーホール３４Ｇにピン部４６Ａが挿入される。

また、５１は略円形で透明または白色などのポリカーボネートなどの透光性の絶縁樹脂の前面に、例えば「ＥＮＧＩＮＥ」「ＳＴＡＲＴ」「ＳＴＯＰ」などの文字あるいは記号や模様の形に抜くように黒色インキなどで覆った操作ボタンで、透明や白色等の透光性樹脂製の導光体５２が操作ボタン５１を前後に貫通して、前方端面を露出させて組み合わされている。

そして、操作ボタン５１とスライダー４１のリング部４１Ａの間に、ボビン３１の円筒部３１Ａに保持されたコイル３２を挟みこみ、さらに、操作ボタン５１の外周に円筒状のベゼル５３が、下ケース４８の上方から上ケース５４が組み合わされてスイッチ装置５５が構成されている。

つまり、コイル３２の外径を、操作ボタン５１の外径より小さくすることにより、操作ボタン５１の内部または後方に収納することが可能になるものである。

このように構成されたスイッチ装置５５は車両のダッシュボード近傍のインスツルメントパネルの壁面などに組み合わされると共に、図５のシステム構成図で示すように、端子４６に接続されたケーブルやハーネスを介してインスツルメントパネル内部に装着されたエンジン始動装置６１と接続される。

なお、エンジン始動装置６１は、マイコン６２と受信アンテナ６３を備えており、マイコン６２は受信アンテナ６３およびスイッチ装置５５の端子４６と直接あるいは間接的に電気的に接続している。

また、２１は携帯機で、携帯機２１にはマイコン２２に接続された送信アンテナ２３および電池２４と、トランスポンダ２５に接続された送受信アンテナ２６が内蔵されており、携帯機２１とスイッチ装置５５とエンジン始動装置６１からエンジン始動システム７１が構成される。

ここで、運転者が車両に乗車した際には、運転者の衣類のポケット等に入れられた携帯機２１から、数百ＭＨｚの周波数の電波により、ＩＤコードが含まれたＩＤコード信号Ｓ１が自動的に送信されている。

このとき、エンジン始動装置６１のマイコン６２は受信アンテナ６３を介してＩＤコード信号Ｓ１を受信し、携帯機からのＩＤコード信号に含まれるＩＤコードと車両に予め設定されたＩＤコードとが一致しているか判定する。

そして、マイコン６２は一致していることを判定すると、端子４６を介して、発光素子３３および小型発光素子３５に電圧を供給し、発光素子３３および小型発光素子３５を発光させる。

なお、小型発光素子３５は例えば緑色で発光し、小型発光素子３５が発光した光は、導光体５２を介して、操作ボタン５１の表面に漏れ、運転者に車両のエンジンが始動可能な状態にあることを通知すると共に、発光素子３３が発光した光は、操作ボタン５１後面を照光し、操作ボタン５１の「ＥＮＧＩＮＥ」、「ＳＴＡＲＴ」、「ＳＴＯＰ」などの文字や記号や模様を操作ボタン５１前面で浮かび上がらせて見せるものとなっている。

この状態で、運転者がスイッチ装置５５の操作ボタン５１を指などで押圧操作すると、操作ボタン５１とスライダー４１が一体となって後方にスライドしばね４３Ｂが撓むと共に、ばね４３Ａが撓んだり伸びたりしながら、ボール４４が下ケース４８の突部４８Ａを越えることにより、快適なクリック感が生じる。

また、操作ボタン５１とスライダー４１が一体となって後方にスライドすることにより、スライド部４１Ｂ上面の可動接点４２が、コネクタ４５下面の固定接点４７Ａ、４７Ｂに接触することにより、固定接点４７Ａ、４７Ｂ間が導通し、可動接点４２と固定接点４７Ａ、４７Ｂの接離をエンジン始動装置６１が検出して、エンジン始動装置６１は車両のエンジンを始動し、小型発光素子３５の発光を緑色から赤色に変化させる。

つまり、複数の色で発光可能な小型発光素子３５により、操作ボタン５１に前面が露出した導光体５２を照光し、エンジンが始動可能な状態や始動した状態に応じて色を変えて小型発光素子３５が発光することにより、運転者にエンジンの動作状態を通知させるものである。

そして、運転者が操作ボタン５１から指を離すと、撓んだばね４３Ｂが伸びるため、スライダー４１と共に操作ボタン５１が前方に移動すると共に、可動接点４２と固定接点４７Ａ、４７Ｂが離れ、元の位置に復帰する。

一方、携帯機２１の電池２４の電気残量が少なくなり、電圧が低下した場合には、携帯機２１はＩＤコード信号Ｓ１を送信できなくなり、エンジン始動装置６１はＩＤコード信号Ｓ１を受信できないが、その状態で運転者が携帯機２１をスイッチ装置５５の操作ボタン５１にかざして、操作ボタン５１を押圧操作すると、エンジン始動装置は１０ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの電波を用い、スイッチ装置５５のコイル３２によりトランスポンダ２５へ起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波Ｓ２を送信する。

このトランスポンダ駆動電波Ｓ２は送受信アンテナ２６を介してトランスポンダ２５に受信され、トランスポンダ駆動電波Ｓ２による電力でトランスポンダ２５が動作し、送受信アンテナ２６を介して１０ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚのトランスポンダＩＤコードを含むトランスポンダ信号Ｓ３が送信される。

なお、スイッチ装置５５のコイル３２を介して送信あるいは受信する電波の周波数は、１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度がより望ましい。

つまり、コイルを１０ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間の周波数に共振するものとしたことによって、平常時の数百ＭＨｚの通信より低い周波数で通信を行って波長が長い領域で通信を行うことができるため、電波の強度の減衰が小さく携帯機への電力の供給に適したスイッチ装置を提供することができるものである。

そして、トランスポンダ信号Ｓ３がコイル３２により受信され、エンジン始動装置６１のマイコン６２でトランスポンダ信号Ｓ３のトランスポンダＩＤコードが照合されて、車両のエンジンが始動される。

ここでもし、ベゼル５３が金属めっきされていたとしても、コイル３２が携帯機２１と通信を行う電波の放射方向であるコイル３２の前方は、ベゼル５３で囲まれていないため、ベゼル５３の金属めっきによりコイル３２と携帯機２１との間の通信は阻害されず、通信可能距離は安定したものとなる。

さらに、コイル３２は操作ボタン５１の内部あるいは後方に存在するため、コイル３２の外径を小さくすることができ、スイッチ装置全体の小型化に寄与するものである。

このように本実施の形態によれば、導電性材料を複数回巻回したコイルと、外部から操作可能なスライド動作可能な操作ボタンと、操作ボタンの操作に応じてスライド動作する可動接点と、ケースに対し直接あるいは間接的に固定された固定接点と、コイルと操作ボタンと可動接点と固定接点を収納したケースとを備え、コイルは前記操作ボタンの内部あるいは後方に配置され、コイルの外径は前記操作ボタンの外径よりも小さくしたことによって、ベゼルなどの影響によるコイルの特性劣化がし難く、またコイルを操作ボタンより小さくすることができるため、特性の劣化の恐れが減り、かつ小型化に適したスイッチ装置を提供することができるものである。

なお、以上の説明では、コイル３２を収納したボビン３１は発光素子３３と基板３４に固定され、操作ボタン５１の操作によっても動かない構成としているが、操作ボタン５１内部にコイル３２を収納し、基板３４との結線をフレキシブルなリード線などで行っても本発明の実施は可能である。

本発明によるスイッチ装置は、結露や塵埃に対して強くなり、特性の劣化の恐れが減り信頼性の高いスイッチ装置を提供できる。また、車両への搭載スペースを小さくすることができるという有利な効果を有し、自動車などに使用されるエンジンを作動させるスイッチ装置等に有用である。

３１ボビン
３１Ａ円筒部
３１Ｂ薄肉部
３１Ｃ孔部
３２コイル
３３発光素子
３３Ａ端子部
３３Ｂ発光部
３４基板
３５小型発光素子
４１スライダー
４１Ａリング部
４１Ｂスライド部
４２可動接点
４３Ａ、４３Ｂばね
４４ボール
４５コネクタ
４５Ａコネクタ部
４６端子
４６Ａピン部
４７Ａ、４７Ｂ固定接点
４８下ケース
５１操作ボタン
５２導光体
５３ベゼル
５４上ケース
５５スイッチ装置

Claims

円筒部が前方に形成されたボビンと、前記ボビンの前記円筒部に導電性材料を複数回巻回したコイルと、前記コイルが接続され前記ボビンの後部に固定された基板と、前面を有し後部に開口を有した略円筒状で、外部から操作可能で後方にスライド動作可能な操作ボタンと、前方にリング部と後方にスライド部が形成されたスライダーと、前記操作ボタンの操作に応じて前記スライダーを介してスライド動作する可動接点と、前記ボビンと前記コイルと前記操作ボタンと前記スライダーと前記可動接点とが収納されると共に、前記基板が固定されて収納され、固定接点が直接あるいは間接的に固定されて収納されたケースとを備え、前記操作ボタンの後部と前記スライダーの前記リング部が重なり前記操作ボタンと前記スライダーを一体にして、前記ボビンの前記円筒部に保持された前記コイルが前記操作ボタンと前記リング部の間に挟みこまれて、前記コイルは前記操作ボタンの内部に配置され、前記コイルの外径は前記操作ボタンの外径よりも小さく、前記操作ボタンを押圧操作すると前記操作ボタンと前記スライダーが一体に後方にスライドし、前記コイルが前記操作ボタンの後面に近づくスイッチ装置。
前記操作ボタンの後面を照光する発光素子をさらに備え、前記発光素子は前記ボビンの前記円筒部の後方に設けた孔部に前記発光素子の発光部が嵌合されて、前記ボビンと前記基板の双方に対し一体に固定され、前記円筒部の中心軸は前記発光素子の光軸に対し平行である請求項１記載のスイッチ装置。