(57)【要約】【課題】スイッチを所望の位置に迅速に位置決めすることができ、スイッチの操作性を高めることができるスイッチ装置を提供する。【解決手段】スライドスイッチ２を把持する把持力を検出する圧力センサ３を有するスイッチ部と、スライドスイッチ２の操作に抵抗する操作抵抗を発生する抵抗発生部として駆動機構４Ａと、スライドスイッチ２の操作量に応じて温度調整装置１００Ａの出力を制御し、スライドスイッチ２を把持する把持力に応じて操作抵抗を制御するコントローラ５とを備えた。【選択図】図１
2008034118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノブを把持する把持力を検出するセンサを有するスイッチ部と、
前記ノブの操作に抵抗する操作抵抗を発生する抵抗発生部と、
前記ノブの操作量に応じて負荷の出力を制御し、前記ノブを把持する前記把持力に応じて前記操作抵抗を制御する制御部と
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記スイッチ部は、進退可能なスライドスイッチを有するスイッチ部である請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記スイッチ部は、回転可能なロータリスイッチを有するスイッチ部である請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記センサが第１の把持力を検出した場合に前記操作抵抗として粗調整を実行可能な状態とする操作抵抗に制御し、前記センサが第２の把持力を検出した場合に前記操作抵抗として微調整を実行可能な状態とする操作抵抗に制御する請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記負荷は、エアコンディショナの温度調整装置である請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記負荷は、エアコンディショナの風量調整装置である請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項７】
前記エアコンディショナは、車両用エアコンディショナである請求項５又は６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、特に車両用エアコンディショナの温度調整や風量調整を実行する場合に実施して好適なスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチ装置として、例えば、車両に搭載するエアコンディショナの温度調整や風量調整に用いるロータリスイッチ装置がある（特許文献１）。
【０００３】
このロータリスイッチ装置は、インストルメントパネルの裏面側に配置された回路基板と、この回路基板の乗員側に配置されてインストルメントパネルの表面側に露出するロータリスイッチとから構成されている。
【０００４】
回路基板は、例えばエアコンディショナのスイッチ回路に接続する円弧状の固定接点部を有している。ロータリスイッチは、固定接点部に対応する摺動接点部を有している。摺動接点部は、ロータリスイッチが回転されることにより固定接点部上を摺動し、その摺動位置に応じて電気抵抗を可変するように構成されている。
【０００５】
以上の構成において、ロータリスイッチの回転操作によって摺動接点部が固定接点部上を摺動すると、摺動接点部の摺動位置に応じて電気抵抗が変化し、そのときの抵抗値からロータリスイッチの回転位置が検出される。これにより、ロータリスイッチの回転位置に応じたエアコンディショナの温度や風量が調整される。
【特許文献１】特開２０００−１９５３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のスイッチ装置によると、エアコンディショナの温度調整や風量調整の機能を実行する場合、車両の走行に伴うエアコンディショナの振動によってロータリスイッチを所望の回転位置に迅速に位置決めすることができず、ロータリスイッチの操作性が低下するという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、スイッチを所望の位置に迅速に位置決めすることができ、もってスイッチの操作性を高めることができ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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、ノブを把持する把持力を検出するセンサを有するスイッチ部と、前記ノブの操作に抵抗する操作抵抗を発生する抵抗発生部と、前記ノブの操作量に応じて負荷の出力を制御し、前記ノブを把持する前記把持力に応じて前記操作抵抗を制御する制御部とを備えたことを特徴とするスイッチ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、スイッチを所望の位置に迅速に位置決めすることができ、スイッチの操作性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[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の全体を説明するために示すブロック図である。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車両における配置状態を示す正面図である。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スライドスイッチに対する指接触状態を模式化して示す断面図である。
【００１１】
〔スイッチ装置の全体構成〕
図１において、符号１で示すスイッチ装置は、圧力センサ３と共にスイッチ部を構成するスイッチノブとしてのスライドスイッチ２と、スライドスイッチ２の操作に抵抗する操作抵抗を発生する抵抗発生部としての駆動機構４Ａと、駆動機構４Ａの変位を検出する変位センサ４Ｂと、変位センサ４Ｂ及び圧力センサ３からの検出信号に基づいた駆動信号（制御信号）をそれぞれ負荷（温度調整装置１００Ａ）と駆動機構４Ａに出力するコントローラ５とを備えている。そして、図２に示すように車両ＡのインストルメントパネルＢに配置されている。
【００１２】
なお、本実施の形態に示すスイッチ装置１は、例えば車両用のエアコンディショナ１００における温度調整装置１００Ａの粗調整及び微調整を選択的に実行する場合の調整スイッチ装置として用いられる。
【００１３】
また、図２に示すように、車両Ａ内の天井部にはインナミラーＭ１が、また車両Ａ（ドアパネルＤ１，Ｄ２）外の運転席側及び助手席側にはアウタミラーＭ２，Ｍ３が後写鏡としてそれぞれ角度調整可能に取り付けられている。
【００１４】
（スライドスイッチ２の構成）
スライドスイッチ２は、図１に示すように、手指Ｆ（図３に示す）による操作（把持操作）を可能な把持面２Ａ，２Ｂを有し、インストルメントパネルＢ（図２に示す）のスイッチ挿通孔（図示せず）に進退可能に挿通して保持され、全体が略角形状のレバー部材によって形成されている。そして、車両Ａ内における乗員（図示せず）の指操作（把持力）に基づいて温度調整装置１００Ａの粗調整及び微調整を選択的に実行するように構成されている。
【００１５】
圧力センサ３は、図３に示すように、互いに所定の間隔をもって対向するコンデンサ形成用の電極３Ａ，３Ｂ及びこれら２つの電極３Ａ，３Ｂ間に介在する弾性体３Ｃを有する静電容量型の圧力センサからなり、スライドスイッチ２（図１に示す）内にセンサ一部（電極３Ｂの手指接触面）を外部に露呈させて埋設され、かつ静電容量ＩＣ１０(図１に示す)に接続されている。一方の電極３Ａは固定電極によって、他方の電極３Ｂは可動電極によってそれぞれ形成されている。また、弾性体３Ｃはゴムによって形成されている。これにより、把持面２Ａ，２Ｂに対する手指Ｆの操作（把持力）に基づく弾性体３Ｃの伸縮作用によって両電極３Ａ，３Ｂ間の距離が変化すると、圧力センサ３において検出される静電容量Ｃ１，Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）が変化し、これら静電容量Ｃ１，Ｃ２に対応する圧力が検出される。
【００１６】
静電容量ＩＣ１０は、図１に示すように、発振部１０Ａ及び負荷抵抗１０Ｂ・ダイオード１０Ｃ・低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１０Ｄ・オペアンプ１０Ｅからなり、プリント配線板（図示せず）上に形成され、かつ電極３Ａ（図３に示す）及びコントローラ５に接続されている。発振部１０Ａは高周波信号（Ｖｏ）を出力する。発振部１０Ａの出力端子には、負荷抵抗１０Ｂを介して圧力センサ３が接続されている。ダイオード１０Ｃは高周波信号の検波及び平滑を行い、ＬＰＦ１０Ｄは遮断周波数以下の周波数の信号を通過させる。また、オペアンプ１０Ｃは、増幅及びオフセットが行われた信号（Ｖｏｕｔ）として発振部１０Ａからの高周波信号をコントローラ５に出力する。
【００１７】
（駆動機構４Ａの構成）
駆動機構４Ａは、図１に示すように、温度調整装置１００Ａの粗調整及び微調整にそれぞれ対応して駆動力（操作抵抗）を可変する電磁モータとしてのリニアモータからなり、コントローラ５に駆動回路６を介して接続されている。そして、温度調整装置１００Ａの粗調整及び微調整にそれぞれ対応して操作抵抗を可変するように構成されている。駆動機構４Ａの可動子４ａにはスライドスイッチ２が連結されている。
【００１８】
（変位センサ４Ｂの構成）
変位センサ４Ｂは、駆動機構４Ａの可動子４ａの進退位置を検出する例えば光学式のリニアエンコーダからなり、コントローラ５に接続されている。そして、リニアモータ４Ａの可動子４ａの進退位置を検出し、この進退位置に応じた温度調整装置１００Ａの粗調整又は微調整を選択的に実行し得るように構成されている。
【００１９】
（コントローラ５の構成）
コントローラ５は、図１に示すように、予め設定された圧力比較用の閾値を含むデータが記憶されたメモリ５Ａを有し、判別手段及び制御手段として機能する車両用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からなり、車両Ａ（図２に示す）に配設されている。判別手段としてのコントローラ５は、メモリ５Ａに記憶されたデータに基づいて静電容量ＩＣ１０からの出力信号を判別する。制御手段としてのコントローラ５は、静電容量ＩＣ１０からの出力信号の判別結果及び変位センサ４Ｂからの検出結果に基づいてそれぞれリニアモータ４Ａ（駆動回路６）と温度調整装置１００Ａに制御信号（駆動信号）を出力する。
【００２０】
例えば、圧力センサ３が第１の把持力（閾値より小さい圧力値の押圧による手指Ｆのスライドスイッチ２への接触）を検知した場合には、温度調整装置１００Ａの粗調整を実行可能な状態とする操作抵抗（印加電圧）ａに対応する制御信号を駆動機構４Ａに出力する。また、圧力センサ３が第２の把持力（閾値より大きい圧力値の押圧による手指Ｆのスライドスイッチ２への接触）を検知した場合には、温度調整装置１００Ａの微調整を実行可能な状態とする操作抵抗（印加電圧）ｂ（ａ＜ｂ）に対応する制御信号を駆動機構４Ａに出力する。そして、変位センサ４Ｂがスライドスイッチ２の進退量を検出した場合には、その進退量に応じた温度調整装置１００Ａの温度調整を行う制御信号を温度調整装置１００Ａに出力する。
【００２１】
〔スイッチ装置１の動作〕
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動作を説明するために用いる信号波形図である。図４（ａ）は静電容量ＩＣの検出信号を、図４（ｂ）はその出力信号をそれぞれ示す。
【００２２】
車両Ａ内におけるエアコンディショナ１００の温度を調整するには、スライドスイッチ２の把持面２Ａ，２Ｂと圧力センサ３の可動電極３Ｂに操作者（乗員）の手指Ｆを押圧（挟圧）接触させてスライドスイッチ２を進退操作することにより行う。この場合、スライドスイッチ２の把持面２Ａと圧力センサ３の可動電極３Ｂに操作者（乗員）の手指Ｆが押圧接触すると、静電容量ＩＣ１０の発振部１０Ａから出力される高周波信号を圧力センサ３（コンデンサ）のインピーダンスと負荷抵抗１０Ｂとで分圧し、ダイオード１０Ｃ及びＬＰＦ１０Ｄを介してオペアンプ１０Ｅに入力する。この際、静電容量ＩＣ１０で検出される電圧Ｖｃは、図４（ａ）に示すように、弾性体３Ｃの圧縮による両電極３Ａ，３Ｂ間距離の縮小によって小さくなる。このため、オペアンプ１０Ｅからコントローラ５に入力される高周波信号のレベルは、図４（ｂ）に示すように小さくなる。コントローラ５では、入力した信号（Ｖｏｕｔ）のレベルの変化によってスライドスイッチ２に対する手指Ｆの把持力（第１の把持力と第２の把持力）を検知する。
【００２３】
ここで、第１の把持力をコントローラ５が検知した場合には、温度調整装置１００Ａの粗調整を実行可能な状態とする操作抵抗（印加電圧）ａに対応する制御信号をコントローラ５が駆動機構４Ａに出力する。これにより、駆動機構４Ａに対する指操作の負荷が比較的小さく（軽く）なり、温度調整装置１００Ａの粗調整が可能となる。
【００２４】
一方、第２の把持力をコントローラ５が検知した場合には、温度調整装置１００Ａの微調整を実行可能な状態とする操作抵抗（印加電圧）ｂ（ａ＜ｂ）に対応する制御信号をコントローラ５が駆動機構４Ａに出力する。これにより、駆動機構４Ａに対する指操作の負荷が比較的大きく（重く）なり、温度調整装置１００Ａの微調整が可能となる。
【００２５】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００２６】
エアコンディショナ１００の温度調整を実行する場合、駆動機構４Ａの操作抵抗を制御して温度調整装置１００Ａの粗調整と微調整を実行することができる。これにより、車両Ａの走行に伴うエアコンディショナ１００（温度調整装置１００Ａ）の振動があってもその振動に大きな影響を受けることなく、スライドスイッチ２を所望の進退位置に迅速に位置決めすることができ、スライドスイッチ２の操作性を高めることができる。
【００２７】
[第２の実施の形態]
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の全体を説明するために示すブロック図である。図５において、図１と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５に示すように、第２の実施の形態に示すスイッチ装置４１は、第１の実施の形態において用いたスライドスイッチ２の代わりにロータリスイッチ４２を用い、またリニアモータからなる駆動機構４Ａの代わりに回転モータからなる駆動機構４３Ａを用いるとともに、リニアエンコーダからなる変位センサ４Ｂの代わりに回転モータからなる変位センサ４３Ｂを用いた点に特徴がある。
【００２９】
このため、ロータリスイッチ４２は、手指Ｆ（図３に示す）による操作（把持操作）を可能な把持面４２Ａを外周部に有し、インストルメントパネルＢ（図２に示す）のスイッチ挿通孔（図示せず）に回転可能に挿通して保持され、全体が略円柱状の回転部材によって形成されている。そして、スライドスイッチ２と同様に、車両Ａ内における乗員（図示せず）の指操作（把持力）に基づいて温度調整装置１００Ａの粗調整及び微調整を選択的に実行するように構成されている。ロータリスイッチ４２内には、複数の圧力センサ３，３，…がセンサ一部（図１に示す電極３Ｂの手指接触面）を外部に露呈させて埋設されている。
【００３０】
駆動機構４３Ａは、電磁モータとしての回転モータからなり、コントローラ５に駆動回路６を介して接続されている。そして、駆動機構４Ａと同様に、温度調整装置１００Ａの粗調整及び微調整にそれぞれ対応して操作抵抗を可変するように構成されている。駆動機構４３Ａのモータ軸４３ａにはロータリスイッチ４２が連結されている。変位センサ４３Ｂは、光学式の回転エンコーダからなり、コントローラ５に接続されている。そして、回転モータ４３Ａのモータ軸４３ａの回転位置を検出し、この回転位置に応じた温度調整装置１００Ａの粗調整又は微調整を実行し得るように構成されている。
【００３１】
〔スイッチ装置４１の動作〕
車両Ａ内におけるエアコンディショナ１００の温度を調整するには、ロータリスイッチ４２の把持面４２Ａ（圧力センサ３，３，…）に操作者（乗員）の手指Ｆを押圧（挟圧）接触させてロータリスイッチ４２を回転操作することにより行う。この場合、圧力センサ３，３，…に操作者（乗員）の手指Ｆが押圧接触すると、静電容量ＩＣ１０の発振部１０Ａから出力される高周波信号を圧力センサ３（コンデンサ）のインピーダンスと負荷抵抗１０Ｂとで分圧し、ダイオード１０Ｃ及びＬＰＦ１０Ｄを介してオペアンプ１０Ｅに入力する。この際、静電容量ＩＣ１０で検出される電圧Ｖｃは、弾性体３Ｃの圧縮による両電極３Ａ，３Ｂ間距離の縮小によって小さくなる。このため、オペアンプ１０Ｅからコントローラ５に入力される高周波信号のレベルは小さくなる。コントローラ５では、入力した信号（Ｖｏｕｔ）のレベルの変化によって圧力センサ３，３，…に対する手指Ｆの把持力（第１の把持力と第２の把持力）を検知する。
【００３２】
ここで、第１の把持力をコントローラ５が検知した場合には、温度調整装置１００Ａの粗調整を実行可能な状態とする操作抵抗ｃに対応する印加電圧となる制御信号を駆動機構４３Ａに出力する。これにより、駆動機構４３Ａに対する指操作の負荷が比較的小さく（軽く）なり、温度調整装置１００Ａの粗調整が可能となる。
【００３３】
一方、第２の把持力を検知した場合には、温度調整装置１００Ａの微調整を実行可能な状態とする操作抵抗ｄ（ｃ＜ｄ）に対応する印加電圧となる制御信号をコントローラ５が駆動機構４３Ａに出力する。これにより、駆動機構４３Ａに対する指操作の負荷が比較的大きく（重く）なり、温度調整装置１００Ａの微調整が可能となる。
【００３４】
[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３５】
エアコンディショナ１００の温度調整を実行する場合、駆動機構４３Ａの操作抵抗を制御して温度調整装置１００Ａの粗調整と微調整を実行することができる。これにより、車両Ａの走行に伴うエアコンディショナ１００（温度調整装置１００Ａ）の振動があってもその振動に大きな影響を受けることなく、ロータリスイッチ４２を所望の回転位置に迅速に位置決めすることができ、ロータリスイッチ４２の操作性を高めることができる。
【００３６】
以上、本発明のスイッチ装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００３７】
（１）各実施の形態では、圧力センサが静電容量型の圧力センサである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば歪ゲージ型圧力センサなど他の圧力センサであってもよい。
【００３８】
（２）各実施の形態では、エアコンディショナ１００における温度調整装置１００Ａの粗調整と微調整を選択的に実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、風量調整装置の粗調整と微調整を選択的に実行することも可能である。この他、例えば車両用のＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤやラジオの各音量の粗調整と微調整を選択的に実行する場合にも適用することができる。また、車両用の機器以外の機器における粗調整と微調整を選択的に実行する場合にも各実施の形態と同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の全体を説明するために示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の車両における配置状態を示す正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のスライドスイッチに対する指接触状態を模式化して示す断面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために用いる信号波形図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の全体を説明するために示すブロック図。
【符号の説明】
【００４０】
１，４１…スイッチ装置、２…スライドスイッチ、２Ａ，２Ｂ，４２Ａ…把持面、３…圧力センサ、４Ａ，４３Ａ…駆動機構、４Ｂ，４３Ｂ…変位センサ、４ａ…可動子、５…コントローラ、５Ａ…メモリ、６…駆動回路、１０…静電容量ＩＣ、１０Ａ…発振部、１０Ｂ…負荷抵抗、１０Ｃ…ダイオード、１０Ｄ…ＬＰＦ、１０Ｅ…オペアンプ、４２…ロータリスイッチ、４３ａ…モータ軸、１００…エアコンディショナ、１００Ａ…温度調整装置、Ａ…車両、Ｂ…インストルメントパネル、Ｄ１，Ｄ２…ドアパネル、Ｍ１…インナミラー、Ｍ２，Ｍ３…アウタミラー
【図１】
2008034118.tif 000003
【図２】
2008034118.tif 000004
【図３】
2008034118.tif 000005
【図４】
2008034118.tif 000006
【図５】
2008034118.tif 000007