JP7428620B2

JP7428620B2 - スイッチ装置

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Publication number: JP7428620B2
Application number: JP2020158868A
Authority: JP
Inventors: 元哉竹内
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2040-09-23
Also published as: JP2022052455A; WO2022064886A1

Description

本発明は、静電容量式のスイッチ装置に関する。

従来、操作体に操作されるノブと、ノブを支持する筐体とを有するパワーウインドウを操作するためのスイッチ装置がある（例えば、特許文献１）。

このスイッチ装置は、ノブの内部に、操作体の接触を検出する電極が設けられ、電極に接続され、ノブへの操作体の接触を電極の静電容量の変化から検出する制御部を備える。そして、制御部は、操作体がノブへ接触したことを検出した場合にパワーウインドウを操作するための制御信号を出力する。

これにより、制御部は、操作体が操作部への接触を検出した場合にパワーウインドウを操作するための制御信号を出力することができる。このため、スイッチ素子を用いることなくパワーウインドウを操作することができ、ノブやスイッチ素子を削減することができるスイッチ装置を提供することができる。

特開２０１５－１０９２１２号公報

しかしながら、特許文献１に示すスイッチ装置では、電極は、ポリイミドなどで形成された可撓性を有するフィルム基板に銅などの金属箔によって形成され、電極と電気的に接続されている接続部を有している。そして、この接続部は、ノブが操作される度に屈曲する。このため、電気的接続の信頼性の問題があった。

したがって、本発明の目的は、電気的接続の信頼性に優れたスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、操作者の操作を検出する検出電極と検出電極の電気信号を出力する端子電極を有したノブと、ノブを揺動可能に支持する筐体と、端子電極に付勢力を与える弾性を有し、ノブの端子電極に接した状態で電気的に接続される弾性電気接続体と、検出電極の静電容量を検出する制御部と、を備えるスイッチ装置を提供する。

本発明のスイッチ装置によれば、電気的接続の信頼性に優れたスイッチ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るスイッチ装置を、車両の運転席ドアのアームレストに搭載した場合の運転席付近を示す概略斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の概略構造図である。本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の構成ブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のユニットを説明する断面図である。本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のノブの動作を説明する断面図である。本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のノブと弾性接続体の接点付近を説明する断面図である。本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のノブ動作を説明するためのフローチャートである。本発明の第１の実施の形態の変形例に係るスイッチ装置のノブと弾性接続体の接点付近を説明する断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の概略構造図である。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置を車両の運転席ドアのアームレストに搭載した場合の運転席付近を示す概略斜視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の概略構造図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の構成ブロック図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のユニットを説明する断面図であり、図４（ａ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ断面図、図４（ｂ）は、図２（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

スイッチ装置１は、車両１００に搭載され、制御対象とする機器への操作を受け付けるスイッチ装置として機能することができ、種々の機器へ適用できる。本実施の形態では、車両１００に搭載され、制御対象とする機器を、例えば、ウインドウガラスの開閉装置として説明する。

本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１は、図１に示すように、車両１００の運転席ドア８５のアームレスト８０に搭載されている。そして、スイッチ装置１は、ウインドウガラスの開閉装置を制御して、車両の前席、後席の左右のウインドウを開閉する。

（スイッチ装置１の概略全体構成）
図２は、スイッチ装置１の概略全体構成図である。スイッチ装置１は、筐体２０に収容され、揺動可能に支持されているノブ１０を備える。ノブ１０は、第１の操作位置（車両の前席の運転席側ウインドウと助手席側ウインドウ）を操作するための前部ノブ１０Ｆと第２の操作位置（車両の後席側の左右ウインドウ）を操作するための後部ノブ１０Ｒがある。また、スイッチ装置１は、本体６０に支持されている弾性電気接続体４０と揺動操作検出センサ５０と、回路基板７５に搭載された制御部７０を備えている。

また、スイッチ装置１は、ノブ１０における操作者の操作を検出する検出電極３１と、検出電極の電気信号を出力する端子電極３２と、検出電極３１と電気的に接続された端子電極３２の電極３０をノブ１０に有する。そして、図３に示すように、前部ノブ１０Ｆと後部ノブ１０Ｒの左右それぞれの検出電極３１は、端子電極３２や弾性電気接続体４０を介し、制御部７０と電気的に接続されている。また、揺動操作検出センサ５０は、制御部７０と電気的に接続されている。そして、制御部７０は、窓開閉駆動部と電気的に接続されている。

（ノブ１０）
図２に示すように、ノブ１０は、前部ノブ１０Fと後部ノブ１０Ｒを備えるが、以下の目的などで形状の差異があるものの基本的な構成は同じである。

すなわち、操作者（運転者）が、前後どちらのノブ１０を操作しているかを容易に認識できる目的のために、ノブ１０の前部ノブ１０Ｆと後部ノブ１０Ｒは、前部ノブ１０Ｆが後部ノブ１０Ｒよりも低い位置になるように設けられている。また、後部ノブ１０Ｒの操作空間を取りやすく、後部ノブ１０Ｒの操作を容易にする目的のために、前部ノブ１０Ｆは後部ノブ１０Ｒの間に、凹部１４が形成されている。

このため、前部ノブ１０Fと後部ノブ１０Ｒは同じものとして、前部ノブ１０Fをノブ１０として、以下に構造を説明する。また、ノブ１０の下側に配置されている弾性電気接続体４０や揺動操作検出センサ５０や本体６０も、前部と後部とで同様の仕様であり、同様にして説明する。

ノブ１０は、合成樹脂製であり、メッキによる金属膜が形成された加飾体１１と金属膜が形成されていない非加飾体１２で構成されている。そして、加飾体１１と非加飾体１２は、嵌合して一体化されている。

図２（ａ）に示すように、ノブ１０は、それぞれ、右側と左側を操作するためのノブが一体となって、左右が対称な形状で形成されている。そして、ノブ１０は、非加飾体１２によって概形が形成され、２つの非加飾体１２がノブ１０の左右に対称に接することなく配置されることで構成されている。

ノブ１０は、車両の左右方向における中央部が車両の前方に突出する形状とされている。これにより、操作者は、指をノブ１０に接触させたときに、中央部が車両の前方に突出する形状の触感によって、右側または左側を容易に認識できる。

図４（ａ）に示すように、ノブ１０には、車両前方の側面に、指でノブ１０の引き上げ操作を容易にするための操作面である側面操作部１０ａと、車両上方の上面に、指でノブ１０の押し下げ操作を容易にするための操作面である上面操作部１０ｂが形成されている。

加飾体１１は、ノブ１０の側面操作部１０ａの上側と、上面操作部１０ｂの車両前方部、および、ノブ１０の操作者側に露出しない下面部１１ｄなどを形成する。非加飾体１２は、ノブ１０の側面操作部１０ａの下側と、上面操作部１０ｂの車両後方部などを形成する。

また、図４（ｂ）に示すように、非加飾体１２は、ノブ１０の左右中央部の操作者側に露出しない下側の面に、傾斜の異なる２つの円錐面による、ノブ１０の節度山１２ｅ、１２ｆが形成されている。また、非加飾体１２は、節度山１２ｅ、１２ｆの前後に、それぞれ、揺動伝達部１２ｇが形成されている。

（筐体２０）
筐体２０は、合成樹脂製であり、図２（ｂ）に示すように、スイッチ装置１を収納する。筐体２０は、上面２１がノブ１０の周囲の枠部となり、ノブ１０の一部が操作者側に露出するようにノブ１０を収容し、ノブ１０を揺動可能に支持する。

ノブ１０の揺動の回転中心は、図４（ａ）に示すように、加飾体１１の下面部１１ｄの高さであり、図４（ｂ）に示すように、非加飾体１２の節度山１２ｅ、１２ｆより下方の高さである。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）は、ノブ１０の揺動操作を行っていない、中立状態のノブ１０を示してある。中立状態のノブ１０は、後述する節度機構により、安定な状態となり、位置が定まっている。また、筐体２０は、ノブ１０の車両前方に、前部ノブ１０Ｆの操作空間を取りやすくするための凹部２３を有する。

（電極３０）
電極３０は、加飾体１１に形成されたメッキによる金属膜である。図４（ａ）に示すように、検出電極３１や端子電極３２が、加飾体１１が非加飾体１２と嵌合して一体化されたノブ１０において、加飾体１１が嵌め込まれた箇所に形成されている。

検出電極３１は、ノブ１０の側面操作部１０ａの上側と上面操作部１０ｂの車両前方部に形成されている。また、端子電極３２は、ノブ１０の操作者側に露出しない加飾体１１の下面部１１ｄに形成されている。下面部１１ｄは、車両の上下方向に垂直な平坦面である。検出電極３１と端子電極３２は、電気的に繋がった状態で形成されている。

検出電極３１は、操作者がスイッチ装置１を操作する際、指を検出電極３１に接触あるいは近接することで変化が生じる静電容量の検出を行う電極である。また、端子電極３２は、検出電極３１の電気信号をノブ１０から出力する端子としての電極である。

なお、ノブ１０は、部分メッキにより電極３０が設けられたものでも構わない。メッキによる電極３０によれば、電極形成できるノブ１０の形状の制約を小さくできることで、ノブ１０の意匠形状の自由度向上や検出性能の向上につなげることができる。但し、ノブ１０に部分メッキを施すには、立体形状のマスキング処理に手間がかかる。また、マスキングの精度によりメッキされる範囲にばらつきが生じるなどの品質問題の懸念もある。

これに対し、ノブ１０は、単一部材構成ではなく、電極３０が形成される加飾体１１と電極３０が形成されない非加飾体１２の構成とすることで、部分メッキのマスキング処理を不要にできる。

すなわち、加飾体１１が操作者側に露出する箇所は、ノブ１０の電極３０が形成される箇所である。この構成では、加飾体１１の必要な箇所に電極３０が形成されていればよく、例えば、加飾体１１の全体にメッキがされていてもよい。このため、部品点数を増やしてでも、ノブ１０への電極形成が容易にできる。さらに、加飾体１１を非加飾体１２に嵌め込むだけで一体化できることでも、ノブ１０への電極形成が容易にできる。また、ノブ１０のメッキされる範囲は、電極３０が形成される加飾体１１の範囲であるため、安定した品質の電極とすることができる。

（弾性電気接続体４０）
弾性電気接続体４０は、炭素鋼やステンレスなどの金属製の球４１と、銅合金などの金属製のばね４２で構成されている。弾性電気接続体４０は、ノブ１０の操作に対応して、端子電極３２と回路基板７５を電気的に接続する弾性部材である。なお、金属製の球４１は、先端部が球面形状で、ばね４２側が円筒形であってもよい。また、ばね４２の端部は、銀メッキや金メッキなどが施されていてもよい。

（節度機構用弾性体４５）
図４（ｂ）に示すように、節度機構用弾性体４５は、炭素鋼やステンレスなどの金属製のプッシャ４６と、銅合金などの金属製のばね４７で構成されている。プッシャ４６は、先端部が半球でばね４２側が円筒形である。節度機構用弾性体４５は、ノブ１０の節度山１２ｅ、１２ｆとの組み合わせで、ノブ１０の操作時の操作感を生じさせる弾性部材である。

（揺動操作検出センサ５０）
揺動操作検出センサ５０は、ノブ１０の引き上げ操作、押し下げ操作によりそれぞれオンオフ信号を出力するスイッチである。なお、揺動操作検出センサ５０は、引き上げ操作量、押し下げ操作量に対応してアナログ出力、デジタル出力を出力する検出センサであってもよい。

（本体６０）
本体６０は、合成樹脂製であり、弾性電気接続体４０と節度機構用弾性体４５、および、揺動操作検出センサ５０を収納保持する形状とされている。すなわち、図４（ａ）と図４（ｂ）に示すように、それぞれの収納保持位置に上下方向の穴が設けられている。

そして、図４（ａ）に示すように、本体６０の貫通孔６１は、弾性電気接続体４０を収納保持し、球４１が端子電極３２側で、ばね４２が回路基板７５側として、ノブ１０の端子電極３２と回路基板７５の間に弾性電気接続体４０を配置している。この際、弾性電気接続体４０は、自然長より短い状態で、ノブ１０の端子電極３２と回路基板７５の間に配置されている。つまり、端子電極３２と回路基板７５へは、ばね４２による付勢力が与えられる状態である。

また、図４（ｂ）に示すように、本体６０の穴６２は、節度機構用弾性体４５を収納保持し、プッシャ４６がノブ１０の節度山１２ｅ、１２ｆ側で、ばね４７が本体６０の穴６２の底部側として、ノブ１０の下部に節度機構用弾性体４５を配置している。この際、節度機構用弾性体４５は、自然長より短い状態で、ノブ１０の節度山１２ｅ、１２ｆと本体６０の穴６２の底部の間に配置されている。つまり、節度山１２ｅ、１２ｆへばね４７による付勢力が与えられる状態である。なお、ばね４７の付勢力は、ばね４２の付勢力より強い。そして、ノブ１０は、操作者などからの外力が加わらなければ、ばね４７の付勢力によって定まる中立状態となる。

端子電極３２と弾性電気接続体４０とが接する領域、および、節度山１２ｅ、１２ｆと節度機構用弾性体４５とが接する領域には、潤滑剤が塗られている。潤滑剤は非導電性でも、ばね４２による付勢力が与えられた状態であるため、端子電極３２と弾性電気接続体４０との電気導電性は保たれる。

また、図４（ｂ）に示すように、本体６０の貫通孔６３は、揺動操作検出センサ５０を収納保持し、ノブ１０の揺動伝達部１２ｇと回路基板７５の間に揺動操作検出センサ５０を配置している。

（制御部７０）
制御部７０は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータを備える。また、ウインドウガラスの開閉装置を駆動するための電流ドライバ等を備えることができる。

図３に示すように、制御部７０は、端子電極３２や弾性電気接続体４０を介し、検出電極３１と電気的に接続されている。また、制御部７０は、揺動操作検出センサ５０と電気的に接続されている。そして、制御部７０は、窓開閉駆動部と電気的に接続されている。

制御部７０には、前後左右のウインドウに対応した検出電極３１（３１ＦＲ、３１ＦＬ、３１ＲＲ、３１ＲＬ）により検出されたそれぞれの電極の静電容量値Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４が入力される。そして、制御部７０はこれを検出する。また、制御部７０には、揺動操作検出センサ５０により、前後のノブ１０（１０Ｆ、１０Ｒ）の引き上げ操作、押し下げ操作の検出情報Ｓ_５、Ｓ_６が入力される。

さらに、制御部７０は、これらの入力信号を受け付けて、所定のプログラムに従って、所定の窓開閉駆動部へ制御信号Ｓ_１０を出力することにより、車両のウインドウの開閉制御を行なう。

（スイッチ装置１の動作）
図５は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置のノブの動作説明図であり、図５（ａ）は、引き上げ操作であり、図５（ｂ）は、押し下げ操作である。図６は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置のノブの動作拡大説明図であり、図６（ａ）～図６（ｄ）は、それぞれ、ノブの回転軸の位置が異なる場合の説明図である。図７は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置のフローチャートである。

操作者が、操作のために、ノブ１０に指を接触あるいは近接するすると、制御部７０は、端子電極３２や弾性電気接続体４０を介して、検出電極３１の静電容量の情報を検出する。例えば、操作者が前部ノブ１０Ｆの左側の検出電極３１ＦＬに接触あるいは近接すると、図３に示すように、制御部７０は変化が生じた検出電極３１ＦＬの静電容量の検出情報Ｓ_２を検出する。

次に、操作者がノブ１０を引き上げると、図５（ａ）に示すように、ノブ１０は時計回りに揺動する。また、操作者がノブ１０を押すと、図５（ｂ）に示すように、ノブ１０は反時計回りに揺動する。そして、揺動操作検出センサ５０は、ノブ１０の揺動伝達部１２ｇによって押されることによる引き上げ操作量、押し下げ操作量を検出して、この検出情報を出力する。制御部７０はこの検出情報を検出する。例えば、操作者が前部ノブ１０Ｆの左側を引き上げると、揺動操作検出センサ５０は、前部ノブ１０Ｆによる操作量を検出する。そして、図３に示すように、制御部７０は、前部ノブ１０Ｆに対応した揺動操作検出センサ５０Ｆの操作情報Ｓ_５を検出する。

そして、これらのノブ１０の引き上げ操作、押し下げ操作における揺動操作において、ノブ１０と弾性電気接続体４０の接点の移動は少なく、安定な接続を保つ。また、以下に説明するように、ノブ１０の揺動の回転中心は、加飾体１１の下面部１１ｄの高さ、つまり、弾性電気接続体４０の球４１の最上部より、球４１の半径分高い位置（端子電極３２側の位置）から、球４１の直径分低い位置（ばね４１側の位置）の範囲であっても、安定な接続を保つことができる。

図６は、ノブ１０の端子電極３２と弾性電気接続体４０の接点付近の拡大図であり、二点鎖線は、揺動操作前のノブ１０の端子電極３２である（この状態の球４１は図示していない）。実線は、揺動操作後のノブ１０の端子電極３２、および、弾性電気接続体４０の球４１である。Ｚ軸は、弾性電気接続体４０の中央部を通る、車両の上下方向の軸である。図６（ａ）～図６（ｄ）は、ノブ１０の揺動の回転中心位置の高さを変えたときの説明図である（順次、球４１の半径分変更）。

ノブ１０の揺動操作を行っていないとき、図６（ａ）～図６（ｄ）は、同じ状態である。すなわち、端子電極３２は車両の上下方向に垂直な位置にある。球４１は端子電極３２の下方にある。そして、操作前の端子電極３２と弾性電気接続体４０の球４１の接点位置：Ｐ０は、球４１の最上部である。

操作者がノブ１０の揺動操作を行うと、ノブ１０が傾き、端子電極３２は点０を中心に傾く。そして、端子電極３２の傾きに応じて、操作後の端子電極３２と弾性電気接続体４０の球４１の接点位置：Ｐ１は移動する。すなわち、球４１は本体６０によって拘束されていない上下方向に移動するとともに、球４１の端子電極３２との接点位置は、球４１の最上部から球４１の周に沿って移動する。

例えば、操作者がノブ１０の引き上げ操作を行い、ノブ１０を時計回りに角度：θ傾ける。図６（ｂ）の場合、ノブ１０の揺動の回転中心：点０は、操作前の接点位置：Ｐ０と一致している。このため、端子電極３２は、操作前の接点位置：Ｐ０を中心として時計回りに角度：θ傾く。そして、球４１の僅かな下方向への移動とともに、球４１の周に沿う時計回りの角度：θ分の接点位置の移動がある。そして、揺動操作での接点位置：Ｐ１は、揺動操作前の接点位置：Ｐ０からやや右下方向の位置となる。

図６（ｃ）の場合、回転中心：点０は、操作前の接点位置：Ｐ０より球４１の半径分下の位置である。このため、端子電極３２は、操作前の球４１の中心を中心として時計回りに角度：θ傾く。そして、球４１は移動せずに、揺動操作での接点位置：Ｐ１は、球４１の周に沿って時計回りに角度：θ分移動した位置となる。

図６（ｄ）の場合、回転中心：点０は、操作前の接点位置：Ｐ０より球４１の直径分下の位置である。このため、端子電極３２は、この位置を中心として時計回りに角度：θ傾く。そして、球４１の僅かな上方向への移動とともに、球４１の周に沿う時計回りの角度：θ分の接点位置の移動がある。そして、揺動操作での接点位置：Ｐ１は、揺動操作前の接点位置：Ｐ０からやや右方向の位置となる。

図６（ａ）の場合、回転中心：点０は、操作前の接点位置：Ｐ０より球４１の半径分上の位置である。このため、端子電極３２は、この位置を中心として時計回りに角度：θ傾く。そして、球４１の下方向への移動とともに、球４１の周に沿う時計回りの角度：θ分の接点位置の移動がある。そして、揺動操作での接点位置：Ｐ１は、揺動操作前の接点位置：Ｐ０から右下方向の位置となる。なお、図６は説明のための拡大図であり、揺動角も移動が分かりやすいように大きくして示している。

このように、ノブ１０の引き上げ操作において、端子電極３２と弾性電気接続体４０の接点位置の移動はあるが、球４１の周上の揺動角度に略相当する、僅かな距離である。押し下げ操作においては、この左右対称の動作となる。これを含めても、球４１の上部における僅かな接点位置の移動となる。また、球４１の移動も僅かであり、弾性電気接続体４０の付勢力は略一定である。

弾性電気接続体４０のばね４７は、伸縮性に富む。そして、ノブ１０の揺動操作によって、ノブ１０と弾性電気接続体４０の接点の位置が大きく変わったとしても、ノブ１０の端子電極３２と弾性電気接続体４０の電気的な接続を維持できる。そのなかで、ノブ１０の回転軸をノブ１０と弾性電気接続体４０の接点付近とすることで、ノブ１０と弾性電気接続体４０の接点の移動を抑え、また、弾性電気接続体４０の付勢力を略一定にして、安定な接続を長期間保つことができる。

接点部には、潤滑剤としてのグリースが用いられているが、ばねによる付勢力が働くので、グリースの導電性はなくても、接点の電気的な接続は保たれる。一方で、摩擦力の軽減や腐食防止の効果がある。

そして、検出電極３１は、端子部３２と弾性電気接続体４０を介し、制御部７０と電気的に繋がっているので、ノブ１０の揺動操作においても、検出電極３１の静電容量の測定ができる。

次に、図７のフローチャートに従って、スイッチ装置１の制御動作を説明する。

（Ｓｔｅｐ０１）
制御部７０は、検出電極３１ＦＲから入力される静電容量値Ｃ_１に基づいて、検出電極３１ＦＲがオンかどうかを判断する。制御部７０は、例えば、指等が検出電極へ接触、近接した場合を判定する所定の閾値Ｃthを有している。制御部７０は、静電容量値Ｃ_１とこのＣthとを比較することにより、検出電極３１ＦＲがオン、すなわち、検出電極３１ＦＲが装着された操作位置（運転席側ウインドウ）に対する操作が行われた、と判断することができる。検出電極３１ＦＲがオンの場合は、Ｓｔｅｐ０５へ進み（Ｓｔｅｐ０１：Ｙｅｓ）、検出電極３１ＦＲがオンでない場合は、Ｓｔｅｐ０２へ進む（Ｓｔｅｐ０１：Ｎｏ）。

（Ｓｔｅｐ０２）
制御部７０は、検出電極３１ＦＬから入力される静電容量値Ｃ_２に基づいて、検出電極３１ＦＬがオンかどうかを判断する。制御部７０は、静電容量値Ｃ_２とＣthとを比較することにより、検出電極３１ＦＬがオン、すなわち、検出電極３１ＦＬが装着された操作位置（助手席側ウインドウ）に対する操作が行われた、と判断することができる。検出電極３１ＦＬがオンの場合は、Ｓｔｅｐ０５へ進み（Ｓｔｅｐ０２：Ｙｅｓ）、検出電極３１ＦＬがオンでない場合は、Ｓｔｅｐ０３へ進む（Ｓｔｅｐ０２：Ｎｏ）。

（Ｓｔｅｐ０３）
制御部７０は、検出電極３１ＲＲから入力される静電容量値Ｃ_３に基づいて、検出電極３１ＲＲがオンかどうかを判断する。制御部７０は、静電容量値Ｃ_３とＣthとを比較することにより、検出電極３１ＲＲがオン、すなわち、検出電極３１ＲＲが装着された操作位置（後席右側ウインドウ）に対する操作が行われた、と判断することができる。検出電極３１ＲＲがオンの場合は、Ｓｔｅｐ０５へ進み（Ｓｔｅｐ０３：Ｙｅｓ）、検出電極３１ＲＲがオンでない場合は、Ｓｔｅｐ０４へ進む（Ｓｔｅｐ０３：Ｎｏ）。

（Ｓｔｅｐ０４）
制御部７０は、検出電極３１ＲＬから入力される静電容量値Ｃ_４に基づいて、検出電極３１ＲＬがオンかどうかを判断する。制御部７０は、静電容量値Ｃ_４とＣthとを比較することにより、検出電極３１ＲＬがオン、すなわち、検出電極３１ＲＬが装着された操作位置（後席左側ウインドウ）に対する操作が行われた、と判断することができる。検出電極３１ＲＬがオンの場合は、Ｓｔｅｐ０５へ進み（Ｓｔｅｐ０４：Ｙｅｓ）、検出電極３１ＲＬがオンでない場合は、Ｓｔｅｐ０１に戻る（Ｓｔｅｐ０４：Ｎｏ）。

（Ｓｔｅｐ０５）
制御部７０は、ノブ１０の引き上げ操作、押し下げ操作の検出情報Ｓ_５に基づいて、制御信号Ｓ_１０を出力することにより、ウインドウレギュレータを介して車両のウインドウの開閉制御を行なう。すなわち、検出電極により操作位置を特定し、検出情報Ｓ_５に基づいて、操作位置（運転席、助手席、後席右側、後席左側）に対応するウインドウの開動作または閉動作を制御する。

上記一連の動作により、スイッチ装置１の動作は終了するが、上記の動作は必要に応じて繰り返して実行することが可能である。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るスイッチ装置は、ノブと回路基板との電気的接続が、金属製の球と金属製のばねによる弾性電気接続体によってされている。このため、ポリイミドなどで形成された可撓性を有するフィルム基板に銅などの金属箔によって形成された接続部が、操作される度に屈曲し、信頼性を低下させるようなことはない。そして、電気的接続の信頼性に優れたスイッチ装置とすることができる。

[第１の実施の形態の変形例]
図８は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例のノブの動作拡大説明図であり、図８（ａ）は、第１の変形例の説明図、図８（ｂ）は、第２の変形例の説明図である。

図８（ａ）に示すように、第１の変形例のスイッチ装置１は、端子電極３２が下に凸状の曲面形状である。この曲面は、球４１と同じＲ面であり、ノブ１０の回転中心：点０はこのＲ面の中心点である。この場合、ノブ１０の揺動操作前の接点位置：Ｐ０は、端子電極３２のＲ面の最下部と球４１の最上部である。そして、ノブ１０の揺動操作を行うと、端子電極３２は点０を中心に傾くが、Ｚ軸上の端子電極３２のＲ面の位置は変化しない。この結果、球４１の位置は変わらない。また、揺動操作での接点位置：Ｐ１は、揺動操作前の接点位置：Ｐ０と変わらない。

このように、第１の変形例のスイッチ装置１は、ノブ１０の端子電極３２が平面である第１の実施の形態より、揺動操作での接点位置の移動が小さいものとできる。なお、端子電極３２に球４１と同じ凸状のＲ面を形成したとしたが、Ｒ面のサイズは任意であり、例えば、これより小さい径のＲ面として、その中心をノブ１０の回転中心：点０としてもよい。

図８（ｂ）に示すように、第２の変形例のスイッチ装置１は、端子電極３２が下に凹状の円錐面である。この円錐面は面であり、ノブ１０の回転中心：点０は球４１の中心点である。この場合、ノブ１０の揺動操作前の接点位置：Ｐ０は、Ｚ軸を中心とした環状となる。そして、ノブ１０の揺動操作を行うと、端子電極３２は、揺動操作前の球４１の中心となる点０を中心に傾き、端子電極３２の円錐面も同様に傾く。この結果、球４１の位置は変わらないが、揺動操作での接点位置：Ｐ１は、環状のまま、球４１の表面に沿って移動した位置となる。

なお、端子電極３２は、円錐面に限らず、球４１の一部が入る凹状であればよい。例えば、端子電極３２は、球４１と同じ形状として、球４１の一部の全面を覆うものであってもよい。

このように、第２の変形例のスイッチ装置１は、ノブ１０の端子電極３２が平面である第１の実施の形態と同様、揺動操作での接点位置の移動が小さいものとできる。また、第２の変形例のスイッチ装置１は、接点位置がＺ軸を囲んだ環状であることで、球４１を安定に保持する効果がある。

これらの変形例のように、ノブ１０の端子電極３２を凸状や凹状にしてもよい。そして、これらにおいても、図６で示した端子電極３２が平面の第１実施例同様、ノブ１０の揺動の回転中心は、揺動操作前の弾性電気接続体４０の球４１の端子電極３２側の端部の位置に対し、球４１の半径分高い位置（端子電極３２側の位置）から、球４１の直径分低い位置（ばね４１側の位置）の範囲であっても、安定な接続を保つことができる。

但し、端子電極３２が凹状の場合、端子電極３２が弾性電気接続体４０の移動に干渉が生じることがある。このため、ノブ１０の揺動の回転中心は、端子電極３２が球４１の上下方向（弾性電気接続体４０の軸方向）の移動を妨げない位置とする必要がある。極端な例では、端子電極３２が、球４１と略同等の径の半球面形状とした場合、ノブ１０の揺動の回転中心は、球４１の略中心位置でなければ、本体６０に支持された球４１の上下移動を端子電極３２が妨げ、ノブ１０の揺動に支障が生じる。

[第２の実施の形態]
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の構成図である。図９（ａ）は、正面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ－Ｃ断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ｂ）の部分拡大図である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については同一の引用数字を付している。

このスイッチ装置２は、第１の実施の形態で説明したスイッチ装置１はウインドウガラスの開閉装置を対象としたが、ヒーコン装置を対象としている。このため、ノブの形状が異なる。また、スイッチ装置１は、弾性電気接続体４０が金属製の球４１と金属製のばね４２で構成されているとしたが、スイッチ装置２は、弾性電気接続体４０が金属製の球４１を備えず、金属製のばね４２のみで構成されていることにおいて第１の実施の形態と相違している。以下、この相違点について重点的に説明する。

第１の実施の形態と同様、ノブ１０は、合成樹脂製であり、メッキによる金属膜が形成された加飾体１１と金属膜が形成されていない非加飾体１２で構成されている。そして、加飾体１１と非加飾体１２は、嵌合して一体化されている。

一方で、ノブ１０は、図９（ａ）において、上下左右が対称形状として形成されている。指でノブ１０の揺動操作を容易にするための操作面である操作部１０ｃは、図９（ａ）の紙面に垂直な方向に突出した形状とされている。

また、加飾体１１は、ノブ１０の操作者側に露出しない側の加飾体１１の底面１１ｄに、凸状の球面が形成されている。そして、端子電極３２は凸球面状である。また、弾性電気接続体４０は、銅合金の金属製のばね４２のみで構成され、金属製の球４１は備えていない。

また、図９（ｃ）に示すように、ノブ１０は、加飾体１１の凸状の球面の中心点が回転軸とされている。弾性電気接続体４０は、弾性電気接続体４０のばね４２に加飾体１１の凸状部を半ば挿入された状態で、本体６０の貫通孔６１に収納保持されている。

そして、ノブ１０の揺動操作を行うと、ノブ１０の端子部３２は、中心点を中心に傾くが、端子部３２は凸球面状であるため、弾性電気接続体４０のばね４２に接する箇所の端子電極３２の形状変化はない。

以上のように、用途に応じたノブ１０の形状として構わない。そして、弾性電気接続体４０が金属製の球４１と金属製のばね４２で構成された構造に代えて、弾性電気接続体４０が金属製の球４１を備えず、金属製のばね４２のみで構成されている構造とした本実施の形態によっても、第１の実施の形態について説明した作用及び効果を得ることができる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。

以上説明した実施の形態では、弾性電気接続体４０は、ばね４２によって弾性を有するものを示したが、これに限るものではない。例えば、弾性を有する導電性の樹脂やゴム材料などとしても構わない。ノブ１０の操作における、端子電極３２と弾性電気接続体４０の接点位置の移動を小さく抑えることで、収縮量の小さな弾性材料も用いることができる。

また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、２…スイッチ装置、１０…ノブ、１０Ｆ…前部ノブ、１０Ｒ…後部ノブ、１０ａ…側面操作部、１０ｂ…上面操作部、１１…加飾体、１１ｄ…下面部、１２…非加飾体、１２ｅ、１２ｆ…節度山、１２ｇ…揺動伝達部、２０…筐体、２１…上面、２３…凹部、３０…電極、３１…検出電極、３２…端子電極、４０…弾性電気接続体、４１…球、４２…ばね、４５…節度機構用弾性体、４６…プッシャ、４７…ばね、５０…揺動操作検出センサ、６０…本体、６１、６２…貫通孔、６３…孔、７０…制御部、７５…回路基板、８０…アームレスト、８５…運転席ドア、９０…フロアコンソール、１００…車両、Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４…静電容量値、Ｃth…閾値、Ｓ_５、Ｓ_６…検出情報、Ｓ_１０…制御信号

Claims

操作者の操作を検出する検出電極と、前記検出電極の電気信号を出力する端子電極を有したノブと、
前記ノブを揺動可能に支持する筐体と、
前記端子電極に付勢力を与える弾性を有し、前記ノブの前記端子電極に接した状態で電気的に接続される導電体である弾性電気接続体と、
前記検出電極の静電容量を検出する制御部と、
を備え、
前記弾性電気接続体は、金属製のばね、及び前記ばねと別体の接点体を有し、
前記接点体は、前記端子電極に接する面が球面であり、
前記ノブの揺動の回転軸は、前記ノブが中立状態のとき、前記接点体の前記端子電極側の端部に対し、前記端子電極側へ前記球面の半径の位置から、前記ばね側へ前記球面の直径の位置までの範囲にある、
スイッチ装置。
前記接点体は、金属球である、
請求項１に記載のスイッチ装置。
前記ノブは、めっきによって加飾された加飾体と、めっきによって加飾されていない非加飾体によって構成されている、
請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
前記ノブと前記弾性電気接続体とが接する領域には、潤滑剤が塗られている、
請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチ装置。