(57)【要約】【課題】  ホール素子の感磁位置での磁石の磁束密度を最大にして外部磁場の影響を受けないスイッチ装置を提供する。【解決手段】  内部にホール素子５が配設されたハウジング１、２と、ホール素子５に対向して配設された磁石８を有しハウジング１、２内に摺動可能に設けられた駆動部材６と、駆動部材６をハウジング１、２の外方へ向けて付勢する弾性部材７と、駆動部材６を弾性部材７の付勢力に抗して駆動する操作部材４とを備え、ハウジング１、２及び駆動部材６には、駆動部材６が操作部材４により押圧駆動された際に、ホール素子５の感磁位置で磁石８の磁束密度が最大となる位置に駆動部材６の摺動が停止する位置規制部２ｃ、６ｆを形成すると共に、操作部材４には位置規制部を超えて押圧操作可能な可撓性を有するアクチュエータ部４ａを設けた。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にホール素子が配設されたハウジングと、前記ホール素子に対向して配設された磁石を有し前記ハウジング内に摺動可能に設けられた駆動部材と、この駆動部材をハウジングの外方へ向けて付勢する弾性部材と、前記駆動部材を前記弾性部材の付勢力に抗して駆動する操作部材とを備え、前記ハウジング及び前記駆動部材には、前記駆動部材が前記操作部材により押圧駆動された際に、前記ホール素子の感磁位置で前記磁石の磁束密度が最大となる位置に前記駆動部材の摺動が停止する位置規制部を形成すると共に、前記操作部材には前記位置規制部を超えて押圧操作可能な可撓性を有するアクチュエータ部を設けたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記操作部材は長尺状の金属板からなり、該操作部材の一端側を前記ハウジングに回動可能に支持させ、他端側に前記アクチュエータ部を形成すると共に、前記アクチュエータ部を、前記操作部材が前記駆動部材の押圧駆動時に前記駆動部材と当接する位置を基点として押し込み方向とは反対方向に折り曲げて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。
【請求項３】
前記操作部材には、前記基点を挟んで前記アクチュエータ部と対向する支持部側に、押圧駆動時の撓みを許容するスリット部を形成したことを特徴とする請求項２記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに装着されるシートベルトに用いられるバックル着脱検出用のスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置の構造としては、マグネット（磁石）とホール素子とを用いて、ホール効果によりスイッチの切り変えを非接触方式で行うようにした構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置の構造を図４、図５に示す。図４は従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置の平面図、図５は従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置の正面図である。
【０００４】
図において、バックルスイッチ１７は、図４および図５に示すようにスイッチケース１７ａ、このスイッチケース１７ａ内に摺動可能に収容された摺動部材１７ｂ、この摺動部材１７ｂに固定され、この摺動部材１７ｂとともに移動するマグネット（ＭＧ）１７ｃと、スイッチケース１７ａに取り付けられ、マグネット１７ｃの移動軌跡に対向するようにしてＩＣホール素子１７ｄと、摺動部材１７ｂに連結されたアーム部１７ｅと、このアーム部１７ｅの先端に取り付けたラッチ検出部１７ｆと、アーム部１７ｅがスイッチケース１７ａから突出する方向に摺動部材１７ｂを常時付勢する、スイッチスプリング１７ｇと、ＩＣホール素子１７ｄを、図示しない表示装置を作動制御する中央処理装置（ＣＰＵ）に電気的に接続する導線１７ｈとから構成されている。
【０００５】
マグネット１７ｃは、バックルスイッチ１７の左右方向（長手方向）中心位置を境に左側マグネット部材１７ｃ１と右側マグネット部材１７ｃ２とで磁界の方向が異なる磁石とされている。また、ＩＣホール素子１７ｄは、一様な電流が流れている状態でこの電流と垂直に磁界を加えると、これらの電流と磁界に垂直な方向に起電力を発生するものである。スイッチスプリング１７ｇは、バックル１の非ラッチ状態からラッチ状態へ移行する際アーム部１７ｅを突出方向に確実に摺動させて、マグネット１７ｃとＩＣホール素子１７ｄとからなる非接触方式のバックルスイッチ１７によるバックル１のラッチ状態の検出を安定かつ確実なものにしている。なお、図４、図５に示すバックルスイッチ１７の状態は、アーム部１７ｅが最大限に突出した状態となっている。
【０００６】
アーム部１７ｅがスイッチケース１７ａ内にもっとも引っ込んだ状態となるときには、マグネット１７ｃはその左側マグネット部材１７ｃ１がＩＣホール素子１７ｄに対向し、この左側マグネット部材１７ｃ１から磁界が加えられて、ＩＣホール素子１７ｄは左側マグネット部材１７ｃ１の磁界の方向に対応した方向の起電力を発生する。この起電力が導線１７ｈを介してＣＰＵに送られる。
【０００７】
また、アーム部１７ｅがスイッチケース１７ａから最も突出した状態となるときには、マグネット１７ｃはその右側マグネット部材１７ｃ２がＩＣホール素子１７ｄに対向し、この右側マグネット部材１７ｃ２から磁界が加えられる。ＩＣホール素子１７ｄは右側マグネット部材１７ｃ２の磁界の方向に対応した方向の起電力を発生し、同様にこの起電力が導線１７ｈを介してＣＰＵ に送られる。
【０００８】
そして、ＩＣホール素子１７ｄが発生した起電力はＣＰＵに送られるが、その場合、右側マグネット部材１７ｃ２の磁界の方向が左側マグネット部材１７ｃ１の磁界の方向と異なる、つまり逆方向となっているので、これらの起電力の方向も逆となる。ＣＰＵは、この起電力の方向の変化つまりマグネット１７ｃの磁界の方向の変化を検知して、表示装置を作動し表示する。
【０００９】
このようにして、マグネット１７ｃとＩＣホール素子１７ｄとを用いて、マグネット１７ｃの磁界の方向の変化を検知することで、表示装置の作動の切替が行われるようになっている。すなわち、マグネット１７ｃとＩＣホール素子１７ｄとにより、ホール効果を利用した非接触方式によるバックルスイッチが構成されている。
【００１０】
【特許文献１】特許第３４５８３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置においては、磁石の磁束密度を検出し、オン状態で止めて使用する際、磁束密度ピークの位置が磁石側の押し込まれる量により、ホール素子の感磁位置からずれる可能性があった。このため、外部磁場に対する磁束密度の余裕分が減ってしまい、信頼性が低下してしまうという問題があった、また、外部磁場に影響されにくくするには磁石が大型化してしまい、コストが高価となってしまうという問題もあった。
【００１２】
従って、本発明は上記した問題点を解決し、ホール素子の感磁位置での磁石の磁束密度を最大にして外部磁場の影響を受けないスイッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、内部にホール素子が配設されたハウジングと、前記ホール素子に対向して配設された磁石を有し前記ハウジング内に摺動可能に設けられた駆動部材と、この駆動部材をハウジングの外方へ向けて付勢する弾性部材と、前記駆動部材を前記弾性部材の付勢力に抗して駆動する操作部材とを備え、前記ハウジング及び前記駆動部材には、前記駆動部材が前記操作部材により押圧駆動された際に、前記ホール素子の感磁位置で前記磁石の磁束密度が最大となる位置に前記駆動部材の摺動が停止する位置規制部を形成すると共に、前記操作部材には前記位置規制部を超えて押圧操作可能な可撓性を有するアクチュエータ部を設けた構成とした。
【００１４】
また、第２の解決手段として、前記操作部材は長尺状の金属板からなり、該操作部材の一端側を前記ハウジングに回動可能に支持させ、他端側に前記アクチュエータ部を形成すると共に、前記アクチュエータ部を、前記操作部材が前記駆動部材の押圧駆動時に前記駆動部材と当接する位置を基点として押し込み方向とは反対方向に折り曲げて形成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記操作部材には、前記基点を挟んで前記アクチュエータ部と対向する支持部側に、押圧駆動時の撓みを許容するスリット部を形成した構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明のスイッチ装置は、内部にホール素子が配設されたハウジングと、ホール素子に対向して配設された磁石を有しハウジング内に摺動可能に設けられた駆動部材と、駆動部材をハウジングの外方へ向けて付勢する弾性部材と、駆動部材を弾性部材の付勢力に抗して駆動する操作部材とを備え、ハウジング及び駆動部材には、駆動部材が操作部材により押圧駆動された際に、ホール素子の感磁位置で磁石の磁束密度が最大となる位置に駆動部材の摺動が停止する位置規制部を形成すると共に、操作部材には位置規制部を超えて押圧操作可能な可撓性を有するアクチュエータ部を設けたことから、操作部材を押圧駆動した際に駆動部材が位置規制されるスイッチのオン位置での磁石の磁束密度が最大となり、オン位置を超えて押し込んだ場合のオーバーストローク領域による磁束密度の低下がないため、外部磁場の影響をうけることがなく、信頼性が向上する。
【００１６】
また、操作部材は長尺状の金属板からなり、該操作部材の一端側をハウジングに回動可能に支持させ、他端側にアクチュエータ部を形成すると共に、アクチュエータ部を、操作部材が駆動部材の押圧駆動時に駆動部材と当接する位置を基点として押し込み方向とは反対方向に折り曲げて形成したことから、簡単な構造で、駆動部材の浮きを防止すると共に、磁石の磁束密度が最大の位置と、磁束密度を検出するホール素子の感磁位置の関係が、スイッチのオンストローク位置によりずれることがないスイッチ装置を提供できる。また、磁束密度を検出するホール素子の感磁位置の関係が、オン位置で変わらないため、磁束密度の小さい小型、薄型の磁石や希土類以外のフェライト等の安価な磁石を使用でき、スイッチの小型化、薄型化、安価化が図れる。
また、操作部材には、基点を挟んでアクチュエータ部と対向する支持部側に、押圧駆動時の撓みを許容するスリット部を形成したことから、操作部全体が撓みやすくなり、アクチュエータ部を容易に撓ますことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図３に示す。図１は本発明のスイッチ装置を示す斜視図、図２は本発明のスイッチ装置の一部を破断して示す説明図、図３は同じく本発明のスイッチ装置の一部を破断して示す説明図である。
【００１８】
図において、本発明のスイッチ装置は、上下から嵌合されてハウジングを構成する上ケース１、中間ケース２、及び下ケース３と、前記上ケース１の上面に回動可能に支持された操作部材４と、前記中間ケース２に保持されたホール素子５と、前記上ケース１と前記中間ケース２の間に移動可能に収納され、前記操作部材４により押圧駆動される駆動部材６と、この駆動部材６を前記上ケース１の外方へ突出する方向へ付勢する弾性部材７と、前記駆動部材６に保持され前記ホール素子５と対向して配設された磁石８と、前記駆動部材６の上面側に配設されるシールド部材９とから主に構成されている。
【００１９】
上ケース１は、合成樹脂等の絶縁材からなり、矩形状で下面が開口された箱状に形成されている。この上ケース１の上面中央には、上下に貫通した挿通孔１ａが形成されており、この挿通孔１ａに駆動部材６及びシールド部材９が挿通されるものとなっている。また、前記上ケース１の上面の一端側には、操作部材４を支持する支持溝１ｂが設けられており、この支持溝１ｂに操作部材４の一端側が回動可能に支持されるものとなっている。また、前記上ケース１の側面には中間ケース２の係合突起２ｄと係合する係合孔１ｃが設けられている。
【００２０】
中間ケース２は、同じく合成樹脂等の絶縁材からなり、矩形状で上面が開口した箱状に形成されている。この中間ケース２の内底面の中央には、大径とやや細径からなり、中間部に段部２ｃが設けられた円柱状の第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂが形成されている。また、前記中間ケース２の内底面には、前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの近傍に、ホール素子５が配設されている。また、前記第１のガイド部２ａには、コイル状の圧縮ばねからなる弾性部材７の一端が係止されている。また、前記第２のガイド部２ｂには、駆動部材６が上下方向に摺動可能に挿着されており、前記弾性部材７の他端が前記駆動部材６に係止され、該駆動部材６を上方へ付勢している。
【００２１】
また、前記中間ケース２の側面には外方へ突出した係合突起２ｄが形成されており、この係合突起２ｄが前記上ケース１の側面に設けられた前記係合孔１ｃに係合されて前記上ケース１と前記中間ケース２とが互いに嵌着されている。この状態で、前記上ケース１と前記中間ケース２との互いの開口部で形成される中間空域に、前記ホール素子５、前記駆動部材６、及び前記弾性部材７が収納される収納部２ｅが形成されるものとなっている。
【００２２】
駆動部材６は、合成樹脂等の絶縁材からなり、矩形状で平板状からなる基板部６ａと、この基板部６ａの中央上方に突出して設けられた釦部６ｂと、この釦部６ｂに対向して基板部６ａの中央下方に突出して設けられた駆動柱部６ｃと、前記基板部６ａの一端側で前記駆動柱部６ｃと平行して設けられた駆動板部６ｄとを有している。また、前記釦部６ｂ及び前記駆動柱部６ｃには、駆動柱部６ｃの下端から釦部６ｂの中央まで連続するガイド穴６ｅが設けられており、このガイド穴６ｅが前記中間ケース２の内底面に形成された前記第２のガイド部２ｂに係合されて、前記駆動部材６が該第２のガイド部材２ｂに沿って前記収納部２ｅ内の上下方向に移動可能に挿通されている。
【００２３】
また、前記駆動柱部６ｃには、一端が前記第１のガイド部２ａに係止された前記弾性部材７の他端が係止されており、前記弾性部材７は前記第１のガイド部材２ａと前記駆動柱部６ｃ間に挟持されて前記駆動部材６を上方（前記上ケース１側）へ付勢している。また、前記駆動部材６が操作部材４により押圧駆動された際には、前記弾性部材７の付勢力に抗して前記駆動部材６が下方へ押し下げられ、前記駆動柱部６ｃの下端部６ｆが前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃに当接することで位置規制され、それ以上の移動ができないようになっている。すなわち、前記駆動柱部６ｃの下端部６ｆと前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃとで、前記駆動部材６が押圧駆動される際の位置規制部が構成されている。
【００２４】
また、前記駆動板部６ｄには、フェライト等からなる磁石８が嵌合保持されている。この磁石８は前記中間ケース２の内底面に配設された前記ホール素子５と所定間隔を維持して対向するように前記駆動板部６ｄに保持されている。そして、前記駆動部材６が押圧駆動された際には、前記駆動板部６ｄと共に前記磁石８が上下移動され、対向して配設された前記ホール素子５に前記磁石８から磁界が加えられて、前記ホール素子５は該磁石８の磁界の方向に対応した方向の起電力を発生するものとなる。
【００２５】
この場合、前記駆動部材６が押圧駆動された際、前記駆動柱部６ｃの下端部６ｆが前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃに当接した位置で前記磁石８の磁束密度が最大となるように、すなわち前記ホール素子５の感磁位置で前記磁石８の磁束密度が最大となるように、前記駆動柱部６ｃの下端部６ｆと前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃとが形成されることにより位置規制部が構成されている。
【００２６】
また、前記駆動部材６の前記釦部６ｂの先端側には、シールド部材９を嵌合する嵌合溝６ｇが設けられている。シールド部材９は、弾性を有するゴム材や樹脂材等からなり、平板部９ａとこの平板部９ａの中央に椀状に突出された椀部９ｂとを有し、前記平板部９ａが前記上ケース１の開口内の天井面と前記中間ケース２の開口部の上面との間に挟持され、前記椀部９ｂが前記上ケース１の挿通孔１ａから外方へ突出されている。そして、該椀部９ｂの頂部が、同じく前記挿通孔１ａから突出された前記釦部６ｂの先端の前記嵌合溝６ｇに嵌合されている。このシールド部材９により、前記上ケース１と中間ケース２との間に形成される前記収納部２ｅを密封して、外部からの異物や塵埃の侵入を防止している。
【００２７】
また、前記釦部６ｂの先端部には、操作部材４が当接されている。操作部材４は、可撓性を有する長尺状の金属板からなり、前記上ケース１の一端側に設けられた前記支持溝１ｂに、該操作部材４の一端側が回動可能に支持されており、その他端側には外部の駆動メカが係合されるアクチュエータ部４ａが形成されている。また、前記アクチュエータ部４ａは、前記操作部材４が前記駆動部材６を押圧駆動する時に、前記釦部６ｂと当接する位置となる駆動点４ｂを基点として、押し込み方向とは反対方向に略く字状に折り曲げて形成されている。また、前記駆動点４ｂを挟んで前記アクチュエータ部４ａと対向する前記支持溝１ｂとの支持部側には、押圧駆動された時に前記アクチュエータ部４ａが前記駆動部材６の位置規制部を超えて撓み可能となるように、前記操作部材４全体の撓みを許容する細長状のスリット部４ｃが設けられている。
【００２８】
下ケース３は、合成樹脂等の絶縁材からなり、上面及び下面が開口した矩形状の箱型に形成されており、この下ケース３の上面側が前記中間ケース２の下面側と一体的に嵌合されている。この下ケース３は、開口部３ａ内に前記中間ケース２の下面側に突出された前記ホール素子５から導出する接続端子（図示せず）を覆うように形成されており、また、接続端子と外部回路とのコネクター接続が可能なように構成されている。
【００２９】
次に、上記構成のスイッチ装置の動作について説明する。
まず、初期の状態、前記操作部材４のアクチュエータ部４ａが外部の駆動メカに押圧されていない時には、前記駆動部材６は前記弾性部材７の付勢力によって上方へ付勢されており、この位置では前記駆動板部６ｄに保持された前記磁石８の磁界は対向して配設された前記ホール素子５の感磁位置から外れており、起電力は発生せず（または、微小となり）、スイッチはオフ状態となっている。
【００３０】
この状態から、前記アクチュエータ部４ａが押圧駆動され、駆動点４ｂが前記駆動部材６の釦部６ｂを下方へ押圧すると、前記弾性部材７の付勢力に抗して前記駆動部材６が下方へ移動し、前記駆動板部６ｄと共に前記磁石８が下方へ移動し、対向して配設された前記ホール素子５に前記磁石８から磁界が加えられることにより、前記ホール素子５は前記磁石８の磁界の方向に対応した方向の起電力を発生してスイッチがオン状態となる。
【００３１】
この時、前記駆動部材６の駆動柱部６ｃの下端部６ｆが、前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃに当接した位置で、前記磁石８の磁束密度が最大となるように形成されている。すなわち、前記ホール素子５の感磁位置で前記磁石８の磁束密度が最大となるように、前記駆動柱部６ｃの下端部６ｆと前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃとが形成されている。
【００３２】
この状態から、外部の駆動メカのオーバーストローク等により、更に前記アクチュエータ部４ａが押圧駆動されると、前記駆動部材６は前記駆動柱部６ｃの下端部６ｆが、前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃに当接した位置で位置規制され、これ以上の移動が規制されるため、前記アクチュエータ部４ａは、前記駆動点４ｂを支点として撓むことにより更に回動（オーバーストローク）するものとなる。
【００３３】
この時、前記アクチュエータ部４ａは、前記駆動部材６と当接する駆動点４ｂを基点として押し込み方向とは反対方向に略く字状に折り曲げて形成してあるので、簡単な構造で、前記駆動部材６の浮きを防止すると共に、前記磁石８の磁束密度が最大の位置と、磁束密度を検出する前記ホール素子５の感磁位置の関係が、スイッチのオンストローク位置によりずれることがないスイッチ装置を提供できるものとなる。
また、磁束密度を検出する前記ホール素子５の感磁位置の関係が、オン位置で変わらないため、磁束密度の小さい小型、薄型の磁石や希土類以外のフェライト等の安価な磁石を使用することができ、スイッチの小型化、薄型化、安価化が図れるものとなっている。
【００３４】
また、前記操作部材４には、前記駆動点４ｂを挟んで前記アクチュエータ部４ａと対向する前記支持溝１ｂとの支持部側に、前記アクチュエータ部４ａが前記駆動部材６の位置規制部を超えて撓み可能となるように、前記操作部材４全体の撓みを許容する細長状のスリット部４ｃが設けられていることから、操作部全体が撓みやすくなり、前記アクチュエータ部４ａを容易に撓ますことができるものとなっている。
【００３５】
そして、このオーバーストロークの間においても、前記前記駆動部材６の駆動柱部６ｃの下端部６ｆが、前記第１及び第２のガイド部２ａ、２ｂの中間部に設けられた前記段部２ｃに当接した位置で、位置規制されており、それ以上の移動が規制されていることから、前記操作部材４を押圧駆動した際に、前記駆動部材６が位置規制されるスイッチのオン位置での前記磁石８の磁束密度が最大となり、オン位置を超えて押し込んだ場合のオーバーストローク領域による前記磁石８の磁束密度の低下がないため、前記ホール素子５の感磁位置での外部磁場の影響をうけることがなく、スイッチの検出信頼性が向上するものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のスイッチ装置を示す斜視図である。
【図２】本発明のスイッチ装置の一部を破断して示す説明図である。
【図３】本発明のスイッチ装置の一部を破断して示す説明図である。
【図４】従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置を示す平面図である。
【図５】従来のバックル着脱検出用のスイッチ装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：上ケース（ハウジング）
１ａ：挿通孔
１ｂ：支持溝
１ｃ：係合孔
２：中間ケース（ハウジング）
２ａ：第１のガイド部
２ｂ：第２のガイド部
２ｃ：段部（位置規制部）
２ｄ：係合突起
２ｅ：収納部
３：下ケース（ハウジング）
３ａ：開口部
４：操作部材
４ａ：アクチュエータ部
４ｂ：駆動点
４ｃ：スリット部
５：ホール素子
６：駆動部材
６ａ：基板部
６ｂ：釦部
６ｃ：駆動柱部
６ｄ：駆動板部
６ｅ：ガイド穴
６ｆ：下端部（位置規制部）
６ｇ：嵌合溝
７：弾性部材
８：磁石
９：シールド部材
９ａ：平板部
９ｂ：椀部
【図１】
2006164891.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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