(57)【要約】【課題】接点部の接触抵抗が小さい構造とすることにより、接点部に安価な電極材を用いることができコスト低減を図るスイッチ装置を提供する。【解決手段】車両のステアリングスイッチ１であって、直列に接続される複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の各端に接続し、同時に作動する２つの接点部を有する複数の押圧スイッチ１１〜１４と、抵抗Ｒ１の端に接続し複数の押圧スイッチの入力に応じて分圧した電圧を出力する出力端子ＴＯＵＴとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続される複数の抵抗と、
前記複数の抵抗の各端に接続し、同時に作動する２つの接点部を有する複数のスイッチと、
前記直列に接続される複数の抵抗のうち一の抵抗の端に接続し、前記複数のスイッチの作動に応じて分圧した電圧を出力する出力端子と、を備えるスイッチ装置。
【請求項２】
前記２つの接点部は、カーボン電極からなる請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記複数のスイッチは、車両のステアリングホイールに設けられるステアリングスイッチである請求項１又は２に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、スイッチ装置に関し、特に複数のスイッチ入力を抵抗分割により単一の出力に変換するスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリングホイールには、例えば運転中にカーオーディオ等の操作をするための複数のスイッチ（ステアリングスイッチ）が設けられている。ステアリングスイッチの出力は、シャフトに備えられるステアリングロールコネクタ（ＳＲＣ）を介して車両本体側の制御装置に伝送される。その一方で複数のステアリングスイッチからの出力を車両本体側に並列に接続しようとすると、その数だけ配線やステアリングロールコネクタのスリップ接点が必要となり、複雑化及び大型化してしまう。このため従来のステアリングスイッチは、抵抗分割回路を用いてスイッチの入力位置に応じた電圧を切り換えて出力するようにして、ステアリングロールコネクタ内の配線数の低減を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０１１７９２号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の抵抗分割方式のステアリングスイッチによれば、接点部の錆や経時劣化により接触抵抗が大きくなると、各スイッチ入力に応じた出力電圧も変動するため、隣接するスイッチ間で出力が干渉するおそれがあった。このため、接触抵抗が小さくかつ経時劣化が少ないＡｕ等の貴金属を接点部に用いてスイッチ出力間のマージンを確保せざるを得ずコスト高を招いていた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、接点部の接触抵抗が小さい構造とすることにより、接点部に安価な電極材を用いことができコスト低減を図るスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］上記目的を達成するため本発明に係るスイッチ装置は、直列に接続される複数の抵抗と、前記複数の抵抗の各端に接続し、同時に作動する２つの接点部を有する複数のスイッチと、前記直列に接続される複数の抵抗のうち一の抵抗の端に接続し、前記複数のスイッチの作動に応じて分圧した電圧を出力する出力端子と、を備える。
【０００７】
［２］また、前記［１］に記載のスイッチ装置であって、前記２つの接点部は、カーボン電極からなる。
【０００８】
［３］また、前記［１］又は［２］に記載のスイッチ装置であって、前記複数のスイッチは、車両のステアリングホイールに設けられるステアリングスイッチである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスイッチ装置によれば、同時に作動する２つの接点部を有する複数のスイッチを有しているので、接点部の接触抵抗を小さく抑えることができる。これにより、接点部にカーボン電極等の安価な電極材を用いてコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態によるステアリングスイッチが備えられる、車両の操舵装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、ステアリングスイッチが備えられる抵抗分割回路の回路図である。
【図３】図３は、第１の押圧スイッチのプリント配線基板及びラバードームの一部を破断して示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３におけるＸ−Ｘ線で切断した第１の押圧スイッチの断面図である。図４（ｂ）は、図３におけるＹ−Ｙ線で切断した第１の押圧スイッチの断面図である。
【図５】図５は、第１〜第４の押圧スイッチの入力ごとの出力端子及びコモン端子間の抵抗と出力の理論式を表で示す図である。
【図６】図６（ａ）は、図１に示したステアリングスイッチにおいて第１〜第４の各押圧スイッチの入力に対する出力と各出力間のマージンを表で示す図である。図６（ｂ）従来のステアリングスイッチの出力と各出力間のマージンを表で示す図である。図６（ｃ）は、パラメータ条件を表で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（ステアリングスイッチの構成）
以下、本発明に係るスイッチ装置の実施の形態として車両のステアリングホイールに備えられるステアリングスイッチ１を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態によるステアリングスイッチ１が備えられる操舵装置２全体の分解斜視図である。
【００１３】
車両の操舵装置２は、円環状のステアリングホイール３と、ステアリングコラムポスト４と、ステアリングロールコネクタ５とを備えている。ステアリングロールコネクタ５は、ステータ５１とロテータ５２とを備えており、ステータ５１がステアリングコラムポスト４に固定されている。
【００１４】
ロテータ５２の中央部の開口からはステアリングシャフト６が突出しており、ステアリングシャフト６の先端部６ａにステアリングホイール３の支持体であるステアリングパッド３１のフレームが裏面側で嵌合固定されている。また、ステアリングパッド３１のフレームにはステアリングロールコネクタ５のロテータ５２が固定され、ステアリングホイール３と一体に回転するように構成されている。
【００１５】
ステアリングパッド３１の運転者に対向する側の面には、ステアリングスイッチ１を構成する第１〜第４の４つの押圧スイッチ１１，１２，１３，１４が配設されている。本実施の形態におけるステアリングスイッチ１は、カーオーディオ装置を操作するためのものであり、例えば第１の押圧スイッチ１１は「ＳＥＥＫ＿Ｕ（次に再生する曲の頭出し）」、第２の押圧スイッチ１２は「ＳＥＥＫ＿Ｄ（再生中の曲の頭出し）」、第３の押圧スイッチ１３は「ＶＯＬ＋（音量増）」、第４の押圧スイッチ１４は「ＶＯＬ−（音量減）」の操作の用に割り当てられている。
【００１６】
ステアリングスイッチ１を構成する第１〜第４の押圧スイッチ１１〜１４のいずれかが押圧操作されることにより、次に説明する抵抗分割回路２０により対応する電圧値に分圧された単一の出力ＶＯＵＴがステアリングロールコネクタ５を介して車両側の図示しないカーオーディオ装置に伝送される。
【００１７】
図２は、ステアリングスイッチ１が備えられる抵抗分割回路２０の回路図である。抵抗分割回路２０は、直列に接続された第１〜第４の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を備えている。
【００１８】
第１の抵抗Ｒ１の一端は、出力ＶＯＵＴの出力端子ＴＯＵＴに接続される。また、第１の抵抗Ｒ１の前記一端は、第１の押圧スイッチ１１を介してコモン端子ＴＣＯＭ（フレームグランド）に接続される。
【００１９】
第２の抵抗Ｒ２の一端は、第１の抵抗Ｒ１の他端に接続される。また、第１の抵抗Ｒ１が接続される当該第２の抵抗Ｒ２の一端は、第２の押圧スイッチ１２を介してコモン端子ＴＣＯＭに接続される。
【００２０】
第３の抵抗Ｒ３の一端は、第２の抵抗Ｒ２の他端に接続される。また、第２の抵抗Ｒ２が接続される当該第３の抵抗Ｒ３の一端は、第３の押圧スイッチ１３を介してコモン端子ＴＣＯＭに接続される。
【００２１】
第３の抵抗Ｒ３の他端は、第４の押圧スイッチ１４を介してコモン端子ＴＣＯＭに接続される。
【００２２】
第４の抵抗Ｒ４は、出力端子ＴＯＵＴとコモン端子ＴＣＯＭとの間に接続される。
【００２３】
定電圧電源ＶＳ（電源電圧ＶＩＮ）と出力端子ＴＯＵＴとの間には、第５の抵抗Ｒ５とダイオードＤとが直列に接続される。
【００２４】
図３は、第１の押圧スイッチ１１のプリント配線基板１５及びラバードーム１６の一部を破断して示す平面図である。また、図４（ａ）は、図３におけるＸ−Ｘ線で切断した第１の押圧スイッチ１１の断面図、図４（ｂ）は、図３におけるＹ−Ｙ線で切断した第１の押圧スイッチ１１の断面図である。
【００２５】
第２〜第４の押圧スイッチ１２，１３，１４の構成は、第１の押圧スイッチ１１と同様であるため、ここでは図３及び図４を参照して第１の押圧スイッチ１１の構成のみ代表して説明する。
【００２６】
第１の押圧スイッチ１１は、プリント配線基板１５と、ラバードーム１６と、スイッチノブ１１ａとを備えている。図３に示すように、プリント配線基板１５には、棒状の固定接点１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄがラバードーム１６内の４箇所に厚膜形成されている。
【００２７】
固定接点１７ａと固定接点１７ｂとは、プリント配線１５Ａを介して電気的に短絡し、同様に固定接点１７ｃと固定接点１７ｄもプリント配線１５Ａを介して短絡している。
【００２８】
ラバードーム１６は、例えばシリコンゴムを素材とする弾性部材により中空ドーム状に形成される。ラバードーム１６は、ドーム状の本体の頂部に一体形成された円柱状のヘッド１６ｈと、本体の外周縁に一体形成されたフランジ部１６ｆと、本体の内部でプリント配線基板１５に向けて延びる隔壁状の一対のプッシャ１６ａ，１６ｂとを有している。
【００２９】
プッシャ１６ａの先端で固定接点１７ａに対向する位置には、可動接点１８ａが形成される。また、プッシャ１６ｂの先端で固定接点１７ｂに対向する位置には、可動接点１８ｂが形成される。
【００３０】
また、プッシャ１６ａの先端で固定接点１７ｃに対向する位置には、可動接点１８ａが形成され、プッシャ１６ｂの先端で固定接点１７ｄに対向する位置には、可動接点１８ｂが形成される。２つの可動接点１８ａ，１８ｂは、いずれもラバードーム１６本体内で互いに電気的に短絡している。
【００３１】
ラバードーム１６は、４つの固定接点１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを内部に収容する所定の位置において、プリント配線基板１５にフランジ部１６ｆの端面を接着することにより実装される。
【００３２】
なお、固定接点１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ及び可動接点１８ａ，１８ｂは、例えばカーボン電極により形成するのが望ましい。カーボン電極は、錆が発生しないことから経時劣化が少なく比較的接触抵抗の値が安定していると共に、価格が安い等の有利な点がある。また、接点電極としては、ステンレスや真鍮等の比較的安価な金属電極を用いてもよい。
【００３３】
スイッチノブ１１ａは、ステアリングパッド３１のパッドパネル３１ａに嵌合して取り付けられる。また、スイッチノブ１１ａは、その裏面にラバードーム１６のヘッド１６ｈが当接し、ラバードーム１６の弾性復元力がスイッチノブ１１ａに作用した状態で突起部１１ｂがパッドパネル３１ａの開口縁に当接することにより、パッドパネル３１ａから抜け止されている。
【００３４】
押圧スイッチ１１は、操作者によりスイッチノブ１１ａが押圧操作されると、ラバードーム１６がスイッチノブ１１ａに抗力を作用させながら弾性変形する。スイッチノブ１１ａが接点位置に達する状態では、固定接点１７ａと可動接点１８ａとが接触し、固定接点１７ｂと可動接点１８ｂとが接触することにより、固定接点１７ａと固定接点１７ｂとが短絡（オン）する。同時に、固定接点１７ｃと可動接点１８ａとが接触し、固定接点１７ｄと可動接点１８ｂとが接触して、固定接点１７ｃと固定接点１７ｄとが短絡（オン）する。
【００３５】
また、接点位置のスイッチノブ１１ａから指が離されると、ラバードーム１６の弾性復元力によりスイッチノブ１１ａが元の位置に戻り、固定接点１７ａと１７ｂ及び固定接点１７ｃと１７ｄが同時に遮断（オフ）する。
【００３６】
このように、押圧スイッチ１１は、同時に作動する２つの接点部として、固定接点１７ａと固定接点１７ｂとの間を可動接点１８ａ及び可動接点１８ｂからなる導体でオンオフさせる第１の接点部と、固定接点１７ｃと固定接点１７ｄ間を可動接点１８ａ及び可動接点１８ｂからなる導体でオンオフさせる第２の接点部の２つの並列する接点部とを備えて構成される。これにより、本実施形態の押圧スイッチは、従来の１つの接点部のみからなる押圧スイッチよりも接触抵抗が１／２となっている。
【００３７】
なお、本発明に係るスイッチ装置は、第１〜第４の各押圧スイッチ１１〜１４の固定接点及び可動接点に相当する各接点部の面積を拡張して接触抵抗を低減させるものでもよい。また、本発明は、第１〜第４の押圧スイッチ１１〜１４に相当する各スイッチの接点部の数を３つ以上とすることで、より接触抵抗を低減させる構成であってもよい。
【００３８】
（ステアリングスイッチの動作）
図２及び図５を参照しながら、本実施の形態によるステアリングスイッチ１の動作を説明する。ここで図５は、第１〜第４の押圧スイッチ１１，１２，１３，１４の各入力ごとの出力端子ＴＯＵＴ及びコモン端子ＴＣＯＭ間の抵抗と出力ＶＯＵＴの理論式を表で示す図である。
【００３９】
第１〜第４の押圧スイッチ１１，１２，１３，１４のいずれも押圧操作されていないオフの状態では、出力端子ＴＯＵＴとコモン端子ＴＣＯＭとの抵抗ＲＳＷ０は、第４の抵抗Ｒ４と同一となる。よって、出力ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＩＮからダイオードＤの順方向電圧降下分Ｖｄを引いた電圧を、第５の抵抗Ｒ５と抵抗ＲＳＷ０（ＲＳＷ０＝Ｒ４）とで分圧した電圧となる。
【００４０】
第１の押圧スイッチ１１がオンのときには、出力端子ＴＯＵＴとコモン端子ＴＣＯＭとの抵抗ＲＳＷ１は、押圧スイッチ１１の接触抵抗Ｒｃと第４の抵抗Ｒ４とが並列してなる抵抗（Ｒｃ×Ｒ４／（Ｒｃ＋Ｒ４））と同一となる。よって、出力ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＩＮからダイオードＤの順方向電圧降下分Ｖｄを引いた電圧を、第５の抵抗Ｒ５と抵抗ＲＳＷ１とで分圧した電圧となる。
【００４１】
第２の押圧スイッチ１２がオンのときには、出力端子ＴＯＵＴとコモン端子ＴＣＯＭとの抵抗ＲＳＷ２は、第１の抵抗Ｒ１と押圧スイッチ１２の接触抵抗Ｒｃとが直列してなる抵抗（Ｒ１＋Ｒｃ）に第４の抵抗Ｒ４が並列してなる抵抗（（Ｒ１＋Ｒｃ）×Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ４＋Ｒｃ））と同一となる。よって、出力ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＩＮからダイオードＤの順方向電圧降下分Ｖｄを引いた電圧を、第５の抵抗Ｒ５と抵抗ＲＳＷ２とで分圧した電圧となる。
【００４２】
第３の押圧スイッチ１３がオンのときには、出力端子ＴＯＵＴとコモン端子ＴＣＯＭとの抵抗ＲＳＷ３は、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２及び押圧スイッチ１３の接触抵抗Ｒｃとが直列してなる抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｃ）に第４の抵抗Ｒ４が並列してなる抵抗（（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｃ）×Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ４＋Ｒｃ））と同一となる。よって、出力ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＩＮからダイオードＤの順方向電圧降下分Ｖｄを引いた電圧を、第５の抵抗Ｒ５と抵抗ＲＳＷ３とで分圧した電圧となる。
【００４３】
第４の押圧スイッチ１４がオンのときには、出力端子ＴＯＵＴとコモン端子ＴＣＯＭとの抵抗ＲＳＷ４は、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３及び押圧スイッチ１４の接触抵抗Ｒｃとが直列してなる抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒｃ）に第４の抵抗Ｒ４が並列してなる抵抗（（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒｃ）×Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒｃ））と同一となる。よって、出力ＶＯＵＴは、電源電圧ＶＩＮからダイオードＤの順方向電圧降下分Ｖｄを引いた電圧を、第５の抵抗Ｒ５と抵抗ＲＳＷ４とで分圧した電圧となる。
【００４４】
次に具体的な例で効果の比較を説明する。
【００４５】
図６（ａ）は、ステアリングスイッチ１において第１〜第４の各押圧スイッチ１１，１２，１３，１４の入力に対する出力ＶＯＵＴと、各出力間のマージン（電位差）を表で示す図である。図６（ｂ）は比較のために、従来のステアリングスイッチの出力とマージンを示す図である。また、共通するパラメータ条件を図６（ｃ）に示す。
【００４６】
図６（ａ）と（ｂ）とを比較して解るように、本実施の形態のステアリングスイッチ１によれば、第１〜第４の押圧スイッチ１１，１２，１３，１４がそれぞれ２つの接点部を有しているので、オン時の接触抵抗Ｒｃが従来のものよりも小さいく出力電圧間のマージンが大きく改善されている。特に、第１と第２の押圧スイッチ１１，１２の出力間のマージンが顕著に改善されている。
【００４７】
これにより、固定接点１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ及び可動接点１８ａ，１８ｂの電極の劣化に起因する出力間の干渉を効果的に抑制することがきる。したがって、固定接点１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ及び可動接点１８ａ，１８ｂとしてＡｕ等の高価な貴金属電極を用いなくても、例えばカーボン電極等の比較的安価な電極材を採用することができ、ステアリングスイッチ１のコストが低減する。
【００４８】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各押圧スイッチに相当するスイッチが有する接点部を２以上とすることや、接点部の接触面積をより広くする等して接触抵抗の低減を目的とする変更は本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…ステアリングスイッチ、１１，１２，１３，１４…押圧スイッチ、１１ａ…スイッチノブ、１１ｂ…突起部、
２…操舵装置、３…ステアリングホイール、３１…ステアリングパッド、３１ａ…パッドパネル、４…ステアリングコラムポスト、５…ステアリングロールコネクタ、５１…ステータ、５２…ロテータ、６…ステアリングシャフト、６ａ…先端部、
１５…プリント配線基板、１５Ａ…プリント配線、１６…ラバードーム、１６ａ…ヘッド、１６ｂ…プッシャ、１６ｆ…フランジ部、１６ｈ…ヘッド、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…固定接点、１８ａ，１８ｂ…可動接点、２０…抵抗分割回路、
ＴＣＯＭ…コモン端子、ＴＯＵＴ…出力端子、ＶＩＮ…電源電圧、ＶＯＵＴ…出力、ＶＳ…定電圧電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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