特許 5873695 スイッチ装置の回転検出機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5873695

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】スイッチ装置の回転検出機構

(51)【国際特許分類】

   H01H 19/20 20060101AFI20160216BHJP

【ＦＩ】

   H01H19/20 C

   H01H19/20 R

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-258708(P2011-258708)

(22)【出願日】2011年11月28日

(65)【公開番号】特開2013-114841(P2013-114841A)

(43)【公開日】2013年6月10日

【審査請求日】2014年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000138462

【氏名又は名称】株式会社ユーシン

(74)【代理人】

【識別番号】100092853

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 亮一

(72)【発明者】

【氏名】中川 正人

【審査官】 佐藤 吉信

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１７２８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２６６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１０４７９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特公昭３８−０１３８２８（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ １９／００−２１／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケースに回転可能に設けられた操作ノブと、
複数の駆動片を有し前記ケース内に回転可能に設けられて前記操作ノブの回転操作に連動して回転するロータと、
該ロータの前記駆動片に移動片が当接して動作することによって前記操作ノブの回転量と回転方向を検出する回転検出スイッチと、
該回転検出スイッチが取り付けられる基板と、
該基板に接続されて前記回転検出スイッチからの電気信号を外部機器に出力するターミナルを一体に保持し、前記ロータと当接した状態で前記ケースに取り付けられたターミナルベースと、
前記ロータを前記ターミナルベースと接する方向に付勢する付勢手段と、
を有するスイッチ装置の回転検出機構において、
前記ロータを前記ケースに対して前記操作ノブの回転軸方向に摺動可能に保持するとともに、該ロータと前記ターミナルベースに、前記操作ノブの回転軸方向に突出し、前記駆動片が前記回転検出スイッチに当接した後、前記ロータを上方へ移動させるように互いに係合する突部をそれぞれ形成したことを特徴とするスイッチ装置の回転検出機構。

【請求項2】

前記駆動片を前記ロータの外周縁近傍に形成したことを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置の回転検出機構。

【請求項3】

前記ロータと前記ターミナルベースにそれぞれ形成された前記突部の何れか一方の数を前記駆動片と同数としたことを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチ装置の回転検出機構。

【請求項4】

前記ケースにスチールボールと該スチールボ―ルを付勢する付勢部材とを収容する収容部を形成し、前記ロータに、前記スチールボールと当接して前記操作ノブの回転方向の位置決めを行うディテント部を形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のスイッチ装置の回転検出機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作ノブの回転量と回転方向を検出する回転検出スイッチを備えたスイッチ装置の回転検出機構に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両等に設けられるスイッチ装置には、予め設定された複数のモードを操作ノブの回転操作によって選択し、操作ノブの押圧操作によってモードを決定するようにしたロータリプッシュタイプのものがある。

【0003】

斯かるスイッチ装置は、２方向３接点方式を採用する回転検出スイッチを備えており、この回転検出スイッチの移動片を操作ノブの端部周縁に所定の間隔で形成された複数の駆動片が当接して動作させることによって、駆動片の移動片に対する通過数と通過方向によって操作ノブの回転量と回転方向を検出する方式を採用している（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４０６６０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、スイッチ装置の小型化の要求に応じるために、例えば操作ノブの径を小さくすると、駆動片の間隔が狭くなるために回転検出スイッチの移動片を検知可能な程度に移動させることができないという問題が発生する。このような問題を解決するために、カム等の中間部材を備える中間伝達機構を設ける構成も考えられるが、このような構成では部品点数が増加して構造の複雑化、コストアップ、組付性の悪化等を招くという問題が発生する可能性がある。

【0006】

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、操作ノブの回転を確実に検出しつつ、スイッチ装置の小型化を図ることができるスイッチ装置の回転検出機構を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
ケースに回転可能に設けられた操作ノブと、
複数の駆動片を有し前記ケース内に回転可能に設けられて前記操作ノブの回転操作に連動して回転するロータと、
該ロータの前記駆動片に移動片が当接して動作することによって前記操作ノブの回転量と回転方向を検出する回転検出スイッチと、
該回転検出スイッチが取り付けられる基板と、
該基板に接続されて前記回転検出スイッチからの電気信号を外部機器に出力するターミナルを一体に保持し、前記ロータと当接した状態で前記ケースに取り付けられたターミナルベースと、
前記ロータを前記ターミナルベースと接する方向に付勢する付勢手段と、
を有するスイッチ装置の回転検出機構において、
前記ロータを前記ケースに対して前記操作ノブの回転軸方向に摺動可能に保持するとともに、該ロータと前記ターミナルベースに、前記操作ノブの回転軸方向に突出し、前記駆動片が前記回転検出スイッチに当接した後、前記ロータを上方へ移動させるように互いに係合する突部をそれぞれ形成したことを特徴とする。

【0008】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動片を前記ロータの外周縁近傍に形成したことを特徴とする。

【0009】

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ロータと前記ターミナルベースにそれぞれ形成された前記突部の何れか一方の数を前記駆動片と同数としたことを特徴とする。

【0010】

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記ケースにスチールボールと該スチールボ―ルを付勢する付勢部材とを収容する収容部を形成し、前記ロータに、前記スチールボールと当接して前記操作ノブの回転方向の位置決めを行うディテント部を形成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

請求項１記載の発明によれば、ロータをケースに対して操作ノブの回転軸方向に摺動可能に保持するとともに、該ロータとターミナルベースに互いに係合可能な突部をそれぞれ形成したため、操作ノブを回転操作して回転検出スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるタイミングで、ロータの駆動片と回転検出スイッチの移動片とを操作ノブの回転軸方向に遠ざけることができ、ロータの径を小さくしたために駆動片の間隔が狭くなった場合であっても、ＯＮした回転検出スイッチの移動片を中立位置まで移動させてこれを確実にキャンセル動作させることができ、これによってスイッチ装置を小型化することができる。

【0012】

又、ロータが操作ノブの回転軸方向に摺動しても、この摺動に操作ノブが追従しない構成にすれば、ユーザーが操作に違和感を覚えることがない。

【0013】

請求項２記載の発明によれば、駆動片をロータの最も径が大きな外周縁近傍に形成したため、該駆動片の間隔を可及的に広げることができる。

【0014】

請求項３記載の発明によれば、ロータとターミナルベースにそれぞれ形成された突部の何れか一方の数を駆動片と同数としたため、ロータの駆動片が回転検出スイッチの移動片を１回通過する毎にロータを移動片に対して近接／離間するよう摺動させることができ、全ての回転検出位置において操作ノブの回転の検出を確実に行うことができる。

【0015】

請求項４記載の発明によれば、ロータのディテント部に向けてスチールボールを付勢する付勢部材の付勢方向を、ターミナルベースに向けてロータを付勢する付勢部材の付勢方向と同じ方向に設定することによって、スチールボールを付勢する付勢部材の付勢力をロータの付勢に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る回転検出機構を備えるスイッチ装置の分解断面図である。

【図2】本発明に係る回転検出機構を備えるスイッチ装置の断面図である。

【図3】本発明に係る回転検出機構の作用説明図である。

【図4】本発明に係る回転検出機構を備えるスイッチ装置のロータの正面図である。

【図5】本発明に係る回転検出機構を備えるスイッチ装置のロータの平面図である。

【図6】本発明に係る回転検出機構を備えるスイッチ装置のロータの底面図である。

【図7】図５のＡ−Ａ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0018】

図１は本発明に係る回転検出機構を備えるスイッチ装置の分解断面図、図２は同スイッチ装置の断面図、図３は本発明に係る回転検出機構の作用説明図、図４はロータの正面図、図５は同ロータの平面図、図６は同ロータの底面図、図７は図５のＡ−Ａ線断面図である。

【0019】

本実施の形態に係るスイッチ装置１は、ロータリプッシュタイプのものであって、その円筒状のケース２の上端部に形成された筒状部２Ａの内部には、操作ノブ３が回転可能且つ上下に摺動可能に嵌合保持されている。この操作ノブ３の内部の中心部には筒状部３Ａが下方に向かって一体に形成されており、この筒状部３Ａの下部には複数の係合孔３ａが形成されている。

【0020】

又、ケース２の筒状部２Ａには、操作ノブ３の下方に配置されたシャフト４が上下に摺動可能に嵌合保持されている。このシャフト４は、二重筒状に一体成形されており、その上端部内周に形成された係合爪４ａが操作ノブ３の筒状部３Ａに形成された前記係合孔３ａに係合することによって該シャフト４が操作ノブ３に連結され、このシャフト４と操作ノブ３の間には円環状のＹリング５が介設されている。そして、シャフト４の下部外周には複数の係合爪４ｂが一体に形成されている。

【0021】

そして、上記シャフト４の下部外周には上方が開口した有底筒状のスライダ６が上下に摺動可能に嵌合保持されており、該スライダ６は、その上部に形成された上下方向に長い複数の係合孔６ａにシャフト４の下部外周に形成された前記係合爪４ｂが係合することによってシャフト４に上下に摺動可能に連結されている。

【0022】

上記スライダ６は、これに形成された長孔状の係合孔６ａ内をシャフト４の係合爪４ｂが移動し得る範囲で上下に摺動可能であって、これとシャフト４との間に縮装された付勢部材であるスプリング７によって常時下方に付勢されている。

【0023】

更に、ケース２内の前記シャフト４と前記スライダ６の外周側にはロータ８が回転可能且つ上下に摺動可能に配置されている。ここで、ロータ８は、図４〜図７に示すように、円板状のフランジ部８Ａの上面中心部に筒状部８Ｂを垂直に起立した形状に一体に成形されており、シャフト４とはスプライン嵌合されており、従って、該ロータ８は、シャフト４と一体に回転するとともに、上下方向にはシャフト４に対して相対的に摺動可能に保持されている。

【0024】

そして、ロータ８のフランジ部８Ａの下面の外周縁近傍には、図６及び図７に示すように複数（本実施の形態では、１８個）の駆動片８ａが放射状に形成されており、同フランジ部８Ａの下面の外周縁には駆動片８ａと同数（１８個）の突部８ｂと凹部８ｃが周方向に等間隔で形成されている。又、フランジ部８Ａの上面の外周縁近傍には、駆動片８ａと同数（１８個）の三角山状のディテント部８ｄが周方向に等間隔で一体に形成されている。

【0025】

而して、ロータ８は、図２に示すように、ケース２内においてシャフト４とスライダ６の外周に嵌合した状態で組み込まれるが、該ロータ８は、これとシャフト４の間に縮装された付勢手段であるスプリング９によって常時下方に付勢されている。

【0026】

ところで、図２に示すように、ケース２には下方が開口する複数の収容部２ａが形成されており、各収容部２ａにはスチールボール１０とこれをロータ８の前記ディテント部８ｄに向けて付勢する付勢部材であるスプリング１１が収容されている。

【0027】

又、図２に示すように、ケース２内の下部にはターミナルベース１２が嵌め込まれて固定されている。このターミナルベース１２は、ケース２内に嵌め込まれる基板保持部１２Ａと、該基板保持部１２Ａからケース２外に向かって突出するカプラ部１２Ｂとで一体に構成されており、基板保持部１２Ａの下部外周に形成された複数の係合爪１２ａをケース２の下部に形成された複数の係合孔２ｂに係合させることによって該ターミナルベース１２がケース２に組付固定される。

【0028】

而して、ターミナルベース１２の基板保持部１２Ａには円板状の基板１３が設置されており、この基板１３の中心から外れた位置には回転検出スイッチ１４が実装され、基板１３の中心位置近傍には押圧検出スイッチ１５が実装されている。尚、回転検出スイッチ１４は、公知の２方向３接点スイッチであって、これにはロータ８の駆動片８ａが当接することによって傾倒する移動片１４ａが立設されており、この移動片１４ａの傾倒によってＯＮ／ＯＦＦ信号が出力される。

【0029】

ところで、ターミナルベース１２の基板保持部１２Ａにはクランク状に屈曲した金属製の複数のターミナル１６が一体的に挿通保持されており、各ターミナル１６の一端は、上方に起立して基板１３を挿通することによって該基板１３に電気的に接続されており、各ターミナル１６の他端は、垂直下方に延出してターミナルベース１２のカプラ部１２Ｂ内に臨んでいる。

【0030】

又、ターミナルベース１２の基板保持部１２Ａの外周から垂直に起立する筒状部１２ｂの上端面には複数（本実施の形態では、３個）の突部１２ｃが上方に向かって一体に形成されている。ここで、ロータ８は、前記スプリング９によって常時下方に付勢されているため、そのフランジ部８Ａの下面に形成された突部８ｂ又は凹部８ｃがターミナルベース１２の突部１２ｃに選択的に係合している。

【0031】

次に、以上のように構成されたスイッチ装置１の作用について説明する。

【0032】

操作ノブ３を何れかの方向に回転操作すると、その回転は、シャフト４を経てロータ８に伝達され、該ロータ８が回転する。このようにロータ８が回転すると、そのフランジ部８Ａの下面に形成された駆動片８ａが回転検出スイッチ１４の移動片１４ａに当接して該移動片１４ａを図３に破線にて示すように傾倒させて回転検出スイッチ１４をＯＮさせ、ＯＮ信号が基板１３からターミナル１６を経て不図示の外部機器に対して出力される。このようにロータ８の駆動片８ａが回転検出スイッチ１４の移動片１４ａに当接するときには、該ロータ８のフランジ部８Ａの下面に形成された凹部８ｃがターミナルベース１２の突部１２ｃに係合するため、ロータ８は図２（ａ）に示すように下限に位置して沈み込んでいる。このため、ロータ８の駆動片８ａが回転検出スイッチ１４の移動片１４ａに確実に当接してこれを傾倒させることができ、回転検出スイッチ１４はＯＮ信号を出力する。

【0033】

そして、操作ノブ３が更に回転し、ロータ８のフランジ部８Ａの下面に形成された突部８ｂがターミナルベース１２の突部１２ｃに係合すると、図２（ｂ）に示すように、ロータ８はスプリング９，１１の付勢力に抗して図示のＬだけ上方に浮き上がるため、該ロータ８に形成された駆動片８ａも上方へと移動する。このため、回転検出スイッチ１４の移動片１４ａはロータ８の駆動片８ａに干渉することなく図３に実線にて示すように中立位置に復帰することができ、該移動片１４ａが確実にキャンセル動作して回転検出スイッチ１４からＯＦＦ信号が出力される。尚、操作ノブ３は、スプリング１１によって付勢されたスチールボール１０がロータ８のディテント部８ｄに係合することによって位置決めされるとともに、その回転操作にクリック感が付与される。

【0034】

而して、回転検出スイッチ１４の移動片１４ａの傾倒に伴う該回転検出スイッチ１４からのＯＮ／ＯＦＦ信号の出力回数によって操作ノブ３の回転量が検出されるとともに、ＯＮ／ＯＦＦ信号の種類によって操作ノブ３の回転方向が検出される。

【0035】

尚、本実施の形態では、ターミナルベース１２に３つの突部１２ｃを形成したが、このようにロータ８の突部８ｂの数（１８個）に対してターミナルベース１２の突部１２ｃを少なくすることによって、両者の係合による摩擦力が小さく抑えられるために操作ノブ３を操作する力が軽くて済むとともに、構造が単純化される。

【0036】

次に、操作ノブ３が押圧操作されると、該操作ノブ３と共にシャフト４とスライダ６がスプリング７，９を圧縮しながら下方に押し下げられ、スライダ６によって押圧検出スイッチ１５が押圧されるために該押圧検出スイッチ１５が動作し、その信号は、基板１３からターミナル１６を経て不図示の外部機器へと出力される。尚、このとき、シャフト４とスライダ６はロータ８の中心を貫通しているため、操作ノブ３の押圧操作時にはロータ８には操作力が作用せず、該ロータ８は不動状態に維持される。又、スライダ６をシャフト４に対して上下方向に摺動可能に保持するとともに、両者間にスプリング７を縮装したため、押圧検出スイッチ１５に過大な操作力が作用することがなく、該押圧検出スイッチ１５が過大な操作力から保護されてその損傷が防がれる。

【0037】

以上のように、本発明によれば、ロータ８をケース２に対して上下方向（操作ノブ３の回転軸方向）に摺動可能に保持するとともに、該ロータ８とターミナルベース１２に互いに係合可能な突部８ｂ，１２ｃをそれぞれ形成したため、操作ノブ３を回転操作して回転検出スイッチ１４のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるタイミングで、ロータ８の駆動片８ａと回転検出スイッチ１４の移動片１４ａとを上下方向（操作ノブ３の回転軸方向）に図２に示すＬだけ遠ざけることができ、ロータ８の径を小さくして駆動片８ａの間隔を狭くした場合であっても、ＯＮした回転検出スイッチ１４の移動片１４ａを中立位置まで移動させてこれを確実にキャンセル動作させることができ、これによってスイッチ装置１を小型化することができる。そして、ロータ８が上下方向（操作ノブ３の回転軸方向）に摺動しても、この摺動に操作ノブ３が追従しない構成としたため、ユーザーが操作に違和感を覚えることがない。

【0038】

又、本発明によれば、駆動片８ａをロータ８の最も径が大きな外周縁近傍に形成したため、該駆動片８ａの間隔を可及的に広げることができる。

【0039】

更に，本実施の形態では、ロータ８に形成された突部８ｂの数を駆動片８ａと同数としたため、ロータ８の駆動片８ａが回転検出スイッチ１４の移動片１４ａを１回通過する毎にロータ８を移動片１４ａに対して近接／離間するよう摺動させることができ、全ての回転検出位置において操作ノブ３の回転の検出を確実に行うことができる。

【0040】

又、本発明によれば、ロータ８のディテント部８ｄに向けてスチールボール１０を付勢するスプリング１１の付勢方向を、ターミナルベース１２に向けてロータ８を付勢するスプリング９の付勢方向と同じ方向に設定したため、スチールボール１０を付勢するスプリング１１の付勢力をロータ８の付勢に利用することができるという効果も得られる。

【0041】

尚、以上は本発明をロータリプッシュタイプのスイッチ装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、他の任意のタイプのスイッチ装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0042】

１ スイッチ装置
２ ケース
２Ａ ケースの筒状部
２ａ ケースの収容部
２ｂ ケースの係合孔
３ 操作ノブ
３Ａ 操作ノブの筒状部
３ａ 操作ノブの係合孔
４ シャフト
４ａ，４ｂ シャフトの係合爪
５ Ｙリング
６ スライダ
６ａ スライダの係合孔
７ スプリング（付勢部材）
８ ロータ
８Ａ ロータのフランジ部
８Ｂ ロータの筒状部
８ａ ロータの駆動片
８ｂ ロータの突部
８ｃ ロータの凹部
８ｄ ロータのディテント部
９ スプリング（付勢部材）
１０ スチールボール
１１ スプリング（付勢部材）
１２ ターミナルベース
１２Ａ ターミナルベースの基板保持部
１２Ｂ ターミナルベースのカプラ部
１２ａ ターミナルベースの係合爪
１２ｂ ターミナルベースの筒状部
１２ｃ ターミナルベースの突部
１３ 基板
１４ 回転検出スイッチ
１４ａ 回転検出スイッチの移動片
１５ 押圧検出スイッチ
１６ ターミナル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】