JP5576092B2 - 電気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電動開閉補助方式の電動式ウィンドー、サンルーフ、トランク、電動式後部ドア、および電動スライド式サイドドアなどの電動開閉機構の表面接触型電気制御装置に関する。本発明はまた、マルチメディア スクリーンや空調装置用電気ユニットの表面接触型電気制御装置にも適用することができる。

最近になって、表面接触型制御装置により、運転者の指の圧力を検出し、この検出された圧力の位置や、その後に引き続いて起こる表面上のこの圧力の移動を検出して、特定の動作や車両装置の制御を行わせることが提案されている。これに関して参考となる先行技術は、例えば、シーメンス社の出願に係る特許文献１、２、およびブラックバーンの出願に係る特許文献３などである。この接触表面はどのようなものであってもよく、また異なる技術を適用することができる。

例えば、力検出抵抗器（ＦＳＲ）としても知られている感圧抵抗器を使用する技術は、例えば、静電容量技術や光学技術のような他の同等の技術より、その実行が容易であり、かつ確固としているため、その優位性は高い。

このようなセンサは、例えば「デジタイザー（電子化）パッド」と呼ばれており、参考になる先行文献は、特許文献４〜７などである。

このセンサは、例えば、導電層と抵抗層の間に挟み込まれた半導電層を備えている。ＦＳＲ層上に圧力を掛けると、そのオーム抵抗は減少し、適当な電圧を利用して、掛けられた圧力を測定し、圧力が掛けられた場所の位置を検出することができる。

このセンサは、その電気的入出力端子をプリント回路基板に接続して、制御装置内に組み込まれている。このプリント回路基板は、センサからの信号に基づいて、圧力の掛けられた位置や、圧力の大きさを決定するために使われている。

しかし、この制御装置は、組み立てと製造が困難である。特に、プリント回路基板とセンサ間の接続箇所が、センサの電気的接続が繊細であるために、壊れやすく、傷つきやすい。

このセンサの接触表面や電気的接続箇所が、組み立ての際に損傷を受けると、センサの機能性が損なわれて、耐用寿命が減少する。

仏国公開特許ＦＲ２７９８３２９号公報 仏国公開特許ＦＲ２８００８８５号公報 米国特許第６１５７３７２号明細書 米国特許第４８１０９９２号明細書 米国特許第５００８４９７号明細書 仏国公開特許ＦＲ２６８３６４９号公報 ＥＰ公開特許ＦＲ２７９８３２９号公報

本発明の目的は、壊れにくく、組み立て工程において、取り扱いが容易な電気制御装置を提供することである。

この目的を達成するために、本発明は、表面接触センサ、プリント回路基板、およびこの表面接触センサとプリント回路基板の間を電気的に接続する接続手段を備えている表面接触型電気制御装置を対象とし、前記接続手段と、センサの接触表面は、可撓性があり、かつ、接続タブが設けられ、前期表面接触センサとプリント回路基板は、センサと基板との間に挿入されている共通基台の反対側の面で支持されており、この共通基台の側面に、接続タブ用の案内突起が設けられていることを特徴としている。

この制御装置は、以下のような特徴を備えることができる。
−接続タブは、センサの接触表面の延長部として形成されている。
−案内突起は、少なくとも２つの平行なフィンを備えており、このフィンの縁は接続タブを支えている。
−各フィンの縁は、第１曲線部と、第２直線部と、第３曲線部を備えている。
−各外部フィンは、接続タブをセンタリングする外部側壁を備えている。
−接続手段は、圧力嵌めコネクタにより、プリント回路基板に接続されている。
−接続手段は、共通基台の面に面する面と反対側のプリント回路基板の面に接続されている。
−この装置は、共通基台の面の１つに、プリント回路基板を固定する着脱式固定手段をも備えている。
−この着脱式固定手段は、共通基台に、プリント回路基板を係止する手段を備えている。
−この係止手段は、プリント回路基板の長方形の孔と、その孔と係合する、共通基台の１組以上の格納式弾力アームを有するリベット状ピンとを備えている。
−この係止手段は、プリント回路基板に設けられている２つの側面切り欠きと、その切り欠きと係合する、共通基台の弾力係止アームとを備えている。
−側面切り欠きの長さは、共通基台の弾力係止アームの幅より大きく、プリント回路基板と共通基台とは、スライド動作ができる。
−センサの接触表面と、接触表面センサを支えている共通基台の面は、透明もしくは半透明であり、共通基台の面に面しているプリント回路基板の面に、発光ダイオードのような、１つ以上の光源が設けられている。
−絵文字の照明が均一になるように、共通基台の高さは、プリント回路基板の各光源から発せられる光束が、センサの接触表面上で照射される絵文字の大きさより大きいか、または同等の大きさになるように定められている。
−表面接触センサは、ＦＳＲセンサである。

本発明の電気制御装置は、壊れにくく、組み立て工程において、その取り扱いが容易である。

本発明の他の利点や特徴は、詳細な説明と添付図面により、明らかになると思う。

ケーシング内に組み込まれている本発明の制御装置の斜視図である。 図１の装置の分解斜視図である。 本発明の制御装置の基台の斜視平面図である。 図３ａの基台の斜視底面図である。 本発明の組み立てられた制御装置の斜視図である。これらの図において、同じ部材には、同じ符号を付してある。

図１は、ケーシング内に組み込まれた本発明の制御装置１を示している。この制御装置１により、例えば車両の電動式ウィンドー、サンルーフ、または電動式トランク、後部ドア、スライドドアなどの開閉用の電動機構を制御することができる。

この形式の装置は、電気式シート制御や、室内の読書灯や周囲照明のような照明制御など、他のどんな電動車両の電気的制御にも使用できることは明らかである。

例えば、プラスチックからなるケーシングは、互いの内外に組み合わされている蓋３と底５により形成されており、セルフタッピングねじのような固定ねじ７を、ケーシングの底５の外側面を横方向に伸長している環部１１を通過した後に、蓋３の外側面を横方向に伸長している孔９に挿入することにより、互いに保持されている。

図１の左側に見られるように、例えば、電動機構と接続するための、雄の電気コネクタ用の連結器１３が、ケーシングの底５の底部１２に形成されている。

ケーシングを車両に接続するために、弾性係止具１５が、ケーシングの蓋３の外側面に設けられている。

組み立てに際し、蓋３とケーシングの底５の中心を合わせるために、ケーシングの底５の外側面の長手方向の中央部を横切るように設けられているリブ１９を、蓋３の外側面の長手方向の中央部を横断するように形成されている中央凹部１７（図２も参照）に挿入する。

制御装置１を、一方向からのみ、ケーシングの底５に組み立てられるように、制御装置１と係合する凹部２０（図２参照）を、ケーシングの底５の側面の１つに設ける。

ケーシングの蓋３は、ライニング２３が挿入されている開口部２１を備えている。

ライニング２３は、例えばゴムやシリコンのような弾性材料からなっていることが好ましい。他の材料として、ポリカーボネートや、金属とシリコンの混合物をベースにしたものように、より硬くて、非弾力性であるが、変形可能な材料を使用することもできる。ライニング２３は、３つの操作部２６ａ、２６ｂ，２６ｃを区切るために、周辺端部２４と２つの横断リブ２５ａ，２５ｂを備えている。

操作部２６ａは、手動モードにおいて、開を閉に制御する機能を果たすことができる。操作部２６ｂは、例えば、自動モードにおいて、開閉を制御するために、使用者の指の圧力を検出するだけでなく、圧力の動き、特に、使用者の指の移動方向も検出する「スライド」操作部である。操作部２６ｃは、手動モードにおいて、閉を開に制御する機能を果たすことができる。

この操作部２６ａ、２６ｂ，２６ｃは、表皮部２３内にエッチングで描かれている絵文字２７ａ、２７ｂ，２７ｃ、２７ｄを備えている。各絵文字２７ａ、２７ｂ，２７ｃ、２７ｄは、それぞれ特定の制御機能に対応している。これらの絵文字２７ａ、２７ｂ，２７ｃ、２７ｄは半透明であるので、不透明な残りの表皮部２３とは異なり、光を通すことができ、背面照明により、絵文字を見えるようにすることができる。これについては、後で詳述する。

ライニング２３の直下のケーシング内に、本発明の制御装置１の種々のエレメントが配置されている。これらの種々のエレメントの中、表面接触センサ２９と、表面接触センサ２９、及びプリント回路基板３３用の基台３１が、図２に示してある。

この表面接触センサ２９として、力検出抵抗器（ＦＳＲ）としても知られている感圧抵抗器が使用されることが好ましい。

表面接触センサ２９は、後述するように、特有の電気的機能を制御する操作部２６ａ、２６ｂ、２６ｃに対応する、３つの近接している作動域３５、３６，３７を備えている。

横断リブ２５ａ、２５ｂの位置で、表面接触センサ２９は、死角とも呼ばれている２つの操作に加わらない側部３９を備えていることが好ましい。この死角は、表面接触センサ２９からの信号用の通路４１により、通り抜けられている。

表面接触センサ２９の端部には、プリント回路基板３３と電気的に接続するための接続手段４２が設けられている。

表面接触センサ２９だけでなく、接続手段４２も可撓性を有しているのが好ましい。従って、センサ２９を延長して、接続手段４２を形成することもできる。

同様に、接続手段４２を案内するために、基台３１の側面上に、単一部品で作られている案内突起４４のような案内手段を設けると有利である。

センサ２９は、基台３１の硬い上面に、接着してあることが好ましい。

図３ａと図３ｂで、高さをＤで示されている基台３１の上面４３の反対側の長手方向の底面４６上には、プリント回路基板３３が支持されている。

従って、基台３１は、表面接触センサ２９とプリント回路基板３３の間に挿入されている。

このために、プリント回路基板３３を、基台３１に係止する着脱式の固定手段４７が設けられている。

固定手段４７は、プリント回路基板３３の両側面に２つの切り込み４５（図２参照）と、基台３１に、切り込み４５と係合する弾力係止アーム４８とからなるものとすることができる。

プリント回路基板３３と基台３１との間で、所定の長手方向の移動行程のスライド動作が長手方向にできるように、この切り込み４５の長さを、基台３１の弾力係止アーム４８の幅よりも僅かに大きくしておくのが有利である。

最終組み立ての際に、制御装置１上に蓋３を案内するための、蓋３の外側面の長手方向の面の中央部を横切るように位置しているセンタリング溝と、対応するリブ６１を、弾力係止アーム４８に設けておくのが好ましい。

図示しない本発明の別の実施例において、固定手段４７は、基台３１に設けられている１組以上の格納式弾力アームを有するリベット状ピンと、プリント回路基板３３に設けられている１つ以上の長方形の孔とからなるものとされている。

このピンが、関連する長方形の孔に挿入される。この挿入の際に、各組のピンの弾力アームの終端部が、長方形の孔内で係止されて、連結される。

図２に戻ると、プリント回路基板３３を基台３１上に位置決めするために、基台３１に設けられている位置決めピン５３が嵌合する長円孔５１を、プリント回路基板３３の一隅に設けてある。この長円孔５１の長さは、プリント回路基板３３と基台３１とのスライド動作の所定の移動行程と対応している。

このスライド動作により、プリント回路基板３３とケーシングの底５の間に、僅かな遊びを残すことが出来るので、ケーシングの２つの部品３と５の組み立てを容易にすることができる。

プリント回路基板３３を基台３１と対面させるために、基台３１に傾斜面５７を設け、これをプリント回路基板３３の一隅の傾斜面５５に係合させることもできる。

ついて、基台３１を、ケーシングの底５に対して正確に位置決めするために、基台３１の弾力センタリングアーム４８と嵌合しうる、切り込み孔付き側部５９を、底５に設けることもできる。

この目的を達成するために、プリント回路基板３３を基台３１に連結する時に、基台３１の弾力センタリングアーム４８は、プリント回路基板３３を僅かに越えて伸長する。

最終組み立ての際に、ケーシング内に制御装置１を案内するために、ケーシングの蓋３の外側面に設けられている孔９と対応して、基台３１とプリント回路基板３３の側面を横切る凹み部６２と６３を設けることもできる。

プリント回路基板３３（ＰＣＢ）は、出力供給と、センサ２９からの信号を処理する回路を備えているとともに、特定の動作を引き起こすようになっている部品を備えている。このプリント回路基板３３は、主として、センサ２９からの信号を、ＣＡＮネットワークのような車両の通信網に送るのに使われる。

このプリント回路基板３３の上面６０には、後述するように制御装置１を背面照明する発光ダイオード３８のような１つ以上の光源が設けられている。

またプリント回路基板３３の底面６４には、ケーシングの底５の底部１２の雄の電気コネクタ１３の連結部に差し込まれる接続ピン４０が設けられている。

プリント回路基板３３の接続ピン４０を、雄の電気コネクタ１３の連結器に差し込むと、ケーシングの底５内に制御装置１が案内されることとなる。

プリント回路基板３３と表面接触センサ２９の間を電気的に接続するための接続手段４２として、センサ２９の接触表面を延長することにより、接続タブ６７が形成されている。

この接続タブ６７は、共通の基台３１の側面上に形成されている案内突起４４により案内されて、無はんだ接続の圧力嵌めコネクタ７１により、プリント回路基板３３の接点６９と接続しているのが望ましい。

この接続タブ６７を、プリント回路基板３３の底面６４と接続することにより、、組み立てが容易となる。

表面接触センサ２９が、基台３１の硬い上面４３上に案内されて保持された時点で、プリント回路基板３３が底面４６に係止されるので、基台３１は、表面接触センサ２９と、プリント回路基板３３の双方に共用であり、それぞれが、共通基台３１の反対側の面で支えられていることが理解されると思う。

このようにして、プリント回路基板３３と表面接触センサ２９間の、コネクタを直角に曲げることなく、所定位置に保持されるように接続することにより、従来技術における装置の欠点を回避して、制御装置１を、図４に示すように、ケーシング内に容易に組み込んで組み立てることができる。

この結果、この制御装置１は、コネクタに与える圧縮応力が制限されるので、生産の組み立て工程における取り扱いに不安が無く、小型で頑丈な生産単位として構成されている。

次に、この制御装置１を、ケーシングの底５に組み立てる時、ライニング２３が表面接触センサ２９の接触表面上に位置して、この表面上のリブ２５ａと、リブ２５ｂが、制御作動域３５、３６，３７を仕切っている。

図１に示すように、この制御装置１をケーシング内へ組み込むには、ケーシングの底５の上に蓋３を組み立てて、ねじ７を孔９に螺合させて固定すればよい。

このようにして、制御装置１の保護は、より強化される。このような方法で、ケーシング内に組み込む際、雄の連結器１３と連結することにより保護されている接続ピン４０は別として、伸びている接続部や、壊れやすい部品は無い。

図３ａと図３ｂに示す実施例によると、接続タブ６７を案内する案内突起４４は、平行をなすフィン７３ａ、７３ｂ、７３ｃを備えている。

３つのフィン７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、その縁が接続タブ６７を支えるように、平行に配置されていることが好ましい。

接続タブ６７がプリント回路基板３３に接続される時、各フィン７３ａ、７３ｂ、７３ｃの形状は、接続タブ６７が案内突起４４の形状に沿って撓むことができるように、特に定められている。

このために、各フィン７３ａ、７３ｂ、７３ｃの縁は、第１曲線部と、この第１曲線部から延長されている第２直線部と、第１曲線部と同じ曲線部を有する第３曲線部を備えている。

曲線部７５と７７は、センサ２９を損傷する恐れのある直角接続を避けるためである。

フィンの直線部７６の高さは、共通基台３１の高さＤと、プリント回路基板３３と、コネクタの高さに関連して定められており、特に、コネクタの高さは、圧力嵌めコネクタ７１の高さと関連づけられている。

接続タブ６７が、案内突起４４から側方へ外れることを防止するために、外側の各フィン７３ａ、７３ｂが、センタリング用の外側壁７９ａ、７９ｂを備えていると有益である。

本発明の特定の実施例において、絵文字２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの背面照明は、プリント回路基板３３の長手方向の上面に設けられ、共通基台３１の長手方向の硬質面の背面を照射する発光ダイオード３８により行われている。

センサ２９を支えている共通基台の面４３もまた、センサ２９の接触表面のように、透明もしくは半透明であるので、発光ダイオード３８によって放射された光が、絵文字２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを照明することができる。

絵文字２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄへの照明を均一にするために、プリント回路基板３３の各発光ダイオード３８によって放射された円錐状の光束が、照明される絵文字２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの大きさより大きいか、または同等の大きさになるように、共通の基台３１の高さＤが設定されている。

本発明の表面接触型電気制御装置１の表面接触センサ２９とプリント回路基板３３は、共通の基台３１の反対側の面により支持されているので、従来技術の問題が解決されている。本発明の実施に際して、共通の基台３１が、組み立て工程において、容易に取り扱える生産ユニットを得る方法となっている。

更に、この装置は、共通基台３１の面の１つにプリント回路基板３３を固定する着脱式係止手段を備えているので、この装置の保守面も容易になる。

又、表面接触センサ２９とプリント回路基板３３の間を電気的に接続する接続手段４２と、センサ２９の接触表面に柔軟性があり、センサ２９の接触表面を延長したような接続タブ６７が形成されており、共通の基台３１の側面に、接続タブ６７用の案内突起４４が設けられている。

その結果、プリント回路基板とセンサ間の接続の保護と強化が行われるので、不良品を発生するリスクが軽減され、かつ電気制御装置の耐用年数が増加する。

１ 制御装置
３ 蓋
５ 底
７ 固定ねじ
９ 孔
１１ 環部
１２ 底部
１３ 電気コネクタ
１５ 弾性係止具
１７ 中央凹部
１９ リブ
２０ 凹部
２１ 開口部
２３ ライニング
２４ 周辺端部
２５ａ 横断リブ
２５ｂ 横断リブ
２６ａ 操作部
２６ｂ 操作部
２６ｃ 操作部
２７ａ 絵文字
２７ｂ 絵文字
２７ｃ 絵文字
２７ｄ 絵文字
２９ 表面接触センサ
３１ 基台
３３ プリント回路基板
３５ 作動域
３６ 作動域
３７ 作動域
３８ 発光ダイオード
３９ 側部
４０ 接続ピン
４１ 通路
４２ 接続手段
４３ 上面
４４ 案内突起
４５ 切り込み
４６ 底面
４７ 固定手段
４８ 弾力係止アーム
５１ 長円孔
５３ 位置決めピン
５５ 傾斜面
５７ 傾斜面
５９ 側部
６０ 上面
６１ リブ
６２ 凹み部
６３ 凹み部
６４ 底面
６７ 接続タブ
６９ 接点
７１ 圧力嵌めコネクタ
７３ａ フィン
７３ｂ フィン
７３ｃ フィン
７５ 曲線部
７６ 直線部
７７ 曲線部
７９ａ 側壁
７９ｂ 側壁

Claims (13)

1. 表面接触センサ（２９）と、プリント回路基板（３３）と、前記表面接触センサ（２９）と前記プリント回路基板（３３）とを電気的に接続している接続手段（４２）と、前記接続手段（４２）とセンサの接触表面（２９）は、可撓性を有するとともに、接続タブ（６７）を備えており、前記表面接触センサ（２９）と前記プリント回路基板（３３）は、前記センサ（２９）と前記基板（３３）との間に挿入されている共通基台（３１）の反対側の面で支持されている、表面接触型電気制御装置（１）において、前記共通基台（３１）の側面に、前記接続タブ（６７）用の案内突起（４４）を設け、
   前記接続タブ（６７）は、センサ(２９)接触表面を延長して形成され、
   表面接触センサ（２９）がＦＳＲセンサであることを特徴とする電気制御装置（１）。
2. 前記案内突起（４４）に、前記接続タブ（６７）を支持する縁を備えている、２つ以上の平行なフィン（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気制御装置（１）。
3. 各フィン（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の縁は、第１曲線部（７５）と、第２直線部（７６）と、第３曲線部（７７）を備えていることを特徴とする請求項２記載の電気制御装置（１）。
4. 外側の各フィン（７３ａ，７３ｃ）は、接続タブ（６７）のセンタリング用の外側壁（７９ａ，７９ｂ）を備えていることを特徴とする請求項２または３記載の電気制御装置（１）。
5. 前記接続手段（４２）は、圧力嵌めコネクタにより、プリント回路基板（３３）と接続していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電気制御装置（１）。
6. 前記接続手段（４２）は、プリント回路基板（３３）の、基台（３１）の面に面している面と反対側の面と接続していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電気制御装置（１）。
7. プリント回路基板（３３）を、共通基台（３１）の面の１つに係止する着脱式固定手段も備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気制御装置（１）。
8. 着脱式固定手段は、プリント回路基板（３３）を共通基台（３１）に固定する固定手段（４７）を備えていることを特徴とする請求項７記載の電気制御装置（１）。
9. 前記固定手段は、プリント回路基板に設けられている長方形の孔と、基台に設けられている、１組以上の格納式弾力アームを有するリベット状ピンを備えていることを特徴とする請求項８記載の電気制御装置（１）。
10. 前記固定手段（４７）は、プリント回路基板（３３）に設けられている２つの側面切り込み（４５）と、基台（３１）に設けられている２つの弾力係止アーム（４８）を備えていることを特徴とする請求項８記載の電気制御装置（１）。
11. プリント回路基板（３３）と基台（３１）との間で、スライド動作ができるように、基台（３１）の弾力係止アーム（４８）の幅よりも、側面切り込み（４５）の長さを大きくしたことを特徴とする請求項１０記載の電気制御装置（１）。
12. 表面接触センサ（２９）と、表面接触センサを支えている基台（３１）の面（４３）は、透明または半透明であり、基台（３１）の上面（４３）に面しているプリント回路基板（３３）の面に、発光ダイオードのような、１つ以上の光源を備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電気制御装置（１）。
13. 絵文字（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）への照明を均一にするために、プリント回路基板（３３）の各光源(３８）によって放射される光束が、接触表面センサ（２９）で照明される絵文字（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）の大きさより大きいか、または同等の大きさになるように、共通基台（３１）の高さＤが設定されていることを特徴とする請求項１２記載の電気制御装置（１）。

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