(57)【要約】【課題】コストの低廉化及びスイッチ配置スペースの狭小化を図ることができるとともに、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】把持面積に応じて少なくとも第１あるいは第２の静電容量値を保持するとともに、外部操作によって変位するスイッチ部と、スイッチ部（ロータリスイッチ２）の変位を検出して変位信号を出力する変位センサ４Ｂと、第１あるいは第２の静電容量値に基づいて温度調整装置１００Ａあるいは風量調整装置１００Ｂを選択し、変位センサ４Ｂからの変位信号に基づいて温度調整装置１００Ａあるいは風量調整装置１００Ｂの出力を制御するコントローラ５とを備えた。【選択図】図１
2008033408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持面積に応じて少なくとも第１あるいは第２の静電容量値を保持するとともに、外部操作によって変位するスイッチ部と、
前記スイッチ部の変位を検出して変位信号を出力する検出部と、
前記第１あるいは第２の静電容量値に基づいて第１あるいは第２の負荷を選択し、前記変位信号に基づいて前記第１あるいは第２の負荷の出力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、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３】
前記制御部は、前記第１の負荷及び前記第２の負荷のうちいずれか一方の負荷に切り替える切替装置に接続されている請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記スイッチ部が前記第１の静電容量値を保持した場合に前記第１の負荷を選択し、前記スイッチ部が前記第２の静電容量値を保持した場合に前記第２の負荷を選択する請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記第１の負荷は、エアコンディショナの温度を調整する温度調整装置であり、
前記第２の負荷は、前記エアコンディショナの風量を調整する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６】
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、その機能に対応する個数のスイッチを必要としていた。この結果、部品点数が嵩み、コスト高になるばかりか、スイッチ配置スペースが広くなるという問題があった。
【０００７】
また、各機能に対応する個数のスイッチが必要であることは、機能の変更毎に異なったスイッチを持ち替えることになり、スイッチの操作性が低下するという問題もあった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、コストの低廉化及びスイッチ配置スペースの狭小化を図ることができるとともに、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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、把持面積に応じて少なくとも第１あるいは第２の静電容量値を保持するとともに、外部操作によって変位するスイッチ部と、前記スイッチ部の変位を検出して変位信号を出力する検出部と、前記第１あるいは第２の静電容量値に基づいて第１あるいは第２の負荷を選択し、前記変位信号に基づいて前記第１あるいは第２の負荷の出力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】
【００１０】
本発明によると、コストの低廉化及びスイッチ配置スペースの狭小化を図ることができるとともに、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】
【００１１】
[実施の形態]
図１は、本発明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、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置のロータリ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。図３（ａ）は３本指の接触状態を、また図３（ｂ）は５本指の接触状態をそれぞれ示す。
【００１２】
〔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、少なくとも第１あるいは第２の静電容量値を保持する静電容量センサ３と共にスイッチ部を構成するスイッチノブとしてのロータリスイッチ２と、ロータリスイッチ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及び静電容量センサ３からの検出信号に基づいた駆動信号（制御信号）をそれぞれ温度調整装置１００Ａ又は風量調整装置１００Ｂ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。
【００１３】
なお、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（インナミラー）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（アウタミラー）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】
（ロータリスイッチ２の構成）
ロータリスイッチ２は、図１に示すように、指操作を可能な把持面２Ａ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）に回転可能に挿通して保持され、全体が円柱状部材によって形成されている。そして、外部からの回転操作によって変位（回転）し、車両Ａ内における乗員（図示せず）の指操作（例えば乗員の３本指及び５本指による操作）に基づいて温度調整装置（第１の負荷）１００Ａの温度調整及び風量調整装置１００Ｂ（第２の負荷）の風量調整を選択的に実行するように構成されている。
【００１５】
静電容量センサ３は、図１に示すように、ロータリスイッチ２内に埋設され、かつ静電容量ＩＣ１０に接続され、その全体が把持面２Ａに対向する円筒状の電極部材によって形成されている。そして、図３（ａ）に示すように把持面２Ａに対する３本の手指Ｆの接触操作（把持面積）に基づく静電容量Ｃ１を、また図３（ｂ）に示すように把持面２Ａに対する５本の手指Ｆの接触操作（把持面積）に基づく静電容量Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）をそれぞれ検出するように構成されている。
【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、かつコンデンサＣ（図３（ａ）及び（ｂ）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を介して静電容量センサ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。コンデンサＣは、手指Ｆ及び静電容量センサ３によって形成されている。
【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の温度調整及び風量調整装置１００Ｂの風量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。駆動機構４Ａのモータ軸４ａには、ロータリスイッチ２の中心部が連結されている。
【００１８】
（変位センサ４Ｂの構成）
変位センサ４Ｂは、例えば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、モータ軸４ａの回転変位を検出して変位信号を出力し、この回転変位量（回転位置）に応じた温度調整装置１００Ａの温度調整又は風量調整装置１００Ｂの風量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（静電容量センサ３からの検出信号）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（静電容量Ｃ１あるいはＣ２）に基づいて駆動機構４Ａ（駆動回路６）・切替装置３００に、また変位センサ４Ｂからの検出結果（変位信号）に基づいて温度調整装置１００Ａ又は風量調整装置１００Ｂにそれぞれ制御信号（駆動信号）を出力する。
【００２０】
例えば、静電容量センサ３が静電容量Ｃ１（３本の手指Ｆのロータリスイッチ２への接触）を検出（スイッチ部が第１の静電容量値を保持）した場合にロータリスイッチ２の回転操作に抵抗する第１の操作抵抗ａを発生する制御信号を駆動機構４Ａに出力するとともに、温度調整装置１００Ａによる温度調整を実行可能な状態とする制御信号を切替装置３００に出力する。そして、変位センサ４Ｂがロータリスイッチ２の回転量を検出した場合にその回転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。また、静電容量センサ３が静電容量Ｃ２（５本の手指Ｆのロータリスイッチ２への接触）を検出（スイッチ部が第２の静電容量値を保持）した場合にロータリスイッチ２の回転操作に抵抗する第２の操作抵抗ｂ（ａ＜ｂ）を発生する制御信号を駆動機構４Ａに出力するとともに、風量調整装置１００Ｂによる風量調整を実行可能な状態とする制御信号を切替装置３００に出力する。そして、変位センサ４Ｂがロータリスイッチ２の回転量を検出した場合にその回転量に応じた風量調整装置１００Ｂの風量調整を行う制御信号を風量調整装置１００Ｂに出力する。
【００２１】
切替装置３００は、エアコンディショナ１００の温度調整装置１００Ａ及び風量調整装置１００Ｂに接続されている。そして、コントローラ５からの駆動信号（制御信号）に応じて温度調整装置１００Ａ及び風量調整装置１００Ｂのうちいずれか一方の調整装置に切り替えるように構成されている。
【００２２】
〔スイッチ装置１の動作〕
図４は、本発明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。
【００２３】
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２の把持面２Ａに操作者（乗員）の３本の手指Ｆを接触操作することにより行う。この場合、ロータリスイッチ２の把持面２Ａが３本の手指Ｆによって接触操作されると、静電容量ＩＣ１０の発振部１０Ａから出力される高周波信号（Ｖｏ）がコンデンサＣ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を介しててオペアンプ１０Ｅに入力する。この際、図４（ａ）に示すように、静電容量ＩＣ１０によって検出される電圧Ｖｃが小さくなる。このため、オペアンプ１０Ｅに入力される高周波信号のレベルは、ロータリスイッチ２の把持面２Ａに手指Ｆが触れていない場合のレベルと比べて小さくなる。
【００２４】
コントローラ５は、入力した信号（Ｖｏｕｔ）のレベルの変化によってロータリスイッチ２に対する手指Ｆの接触操作状態（第１の指操作）を図４（ｂ）に示すように電圧差として検知し、例えばロータリスイッチ２と風量調整装置１００Ｂとが接続されている場合には切替装置３００に制御信号を出力してその接続を切り替え、ロータリスイッチ２と温度調整装置１００Ａとを接続する。同時に、駆動機構４Ａ（モータ軸４ａ）の駆動力を予め設定された駆動力（第１の操作抵抗）ａとし、この駆動力ａに対応する電圧を駆動機構４Ａに印加する。そして、温度調整装置１００Ａとロータリスイッチ２との接続状態において、ロータリスイッチ２を回転操作すると、これに伴い駆動機構４Ａのモータ軸４ａがその駆動力に抗して回転し、モータ軸４ａの回転位置が変位センサ４Ｂによって検出される。これにより、モータ軸４ａの回転位置に応じた調整量でエアコンディショナ１００の温度調整が行われる。
【００２５】
一方、車両Ａ内におけるエアコンディショナ１００の風量を調整するには、ロータリスイッチ２の把持面２Ａに操作者（乗員）の５本の手指Ｆを接触操作することにより行う。この場合、ロータリスイッチ２の把持面２Ａが５本の手指Ｆによって接触操作されると、３本の手指Ｆによって接触操作される場合と同様に、静電容量ＩＣ１０の発振部１０Ａから出力される高周波信号（Ｖｏ）がコンデンサＣ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によって検出される電圧Ｖｃが３本の手指Ｆが触れている場合のレベルと比べて小さくなる。このため、オペアンプ１０Ｄに入力される高周波信号のレベルは、ロータリスイッチ２の把持面２Ａに３本の手指Ｆが触れている場合のレベルと比べて小さくなる。
【００２６】
コントローラ５は、入力した信号（Ｖｏｕｔ）のレベルの変化によってロータリスイッチ２に対する手指Ｆの接触操作状態（第２の指操作）を電圧差として検知し、例えばロータリスイッチ２と温度調整装置１００Ｂとが接続されている場合には切替装置３００に制御信号を出力してその接続を切り替え、風量調整装置１００Ｂとロータリスイッチ２とを接続する。同時に、駆動機構４Ａ（モータ軸４ａ）の駆動力を予め設定された駆動力（第２の操作抵抗）ｂ（ａ＜ｂ）とし、この駆動力ｂに対応する電圧を駆動機構４に印加する。そして、風量調整装置１００Ｂとロータリスイッチ２との接続状態において、ロータリスイッチ２を回転操作すると、これに伴い駆動機構４Ａのモータ軸４ａがその駆動力に抗して回転し、モータ軸４ａの回転位置が変位センサ４Ｂによって検出される。これにより、モータ軸４ａの回転位置に応じた調整量でエアコンディショナ１００の風量調整が行われる。
【００２７】
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００２８】
（１）エアコンディショナ１００の温度調整や風量調整を実行する場合、その機能に単一のロータリスイッチ２によって対応することができる。このため、部品点数を削減することができ、コストの低廉化及びスイッチ配置スペースの狭小化を図ることができる。
【００２９】
（２）単一のロータリスイッチ２によって温度調整や風量調整が実行されることは、従来のようには機能の変更毎にロータリスイッチ２を持ち替えることを必要とせず、このためロータリスイッチ２の操作性を高めることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
（１）本実施の形態では、３本の手指Ｆによってエアコンディショナ１００の温度調整を、また５本の手指Ｆによってその風量調整をそれぞれ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、３本（２本あるいは４本）の手指Ｆによって風量調整を、また５本（４本あるいは２本）の手指Ｆによって温度調整をそれぞれ実行することも可能である。
【００３２】
（２）本実施の形態では、スイッチとしてロータリスイッチ２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、スライドスイッチであっても何等差し支えない。この場合、駆動機構としては、例えば温度調整装置の温度調整及び風量調整装置の風量調整にそれぞれ対応して駆動力（操作抵抗）を可変するリニアモータが、また変位センサとしてはリニアモータにおける可動子の進退位置を検出するリニアエンコーダがそれぞれ用いられる。
【００３３】
（３）本実施の形態では、車両用のエアコンディショナ１００の温度調整と風量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、例えば車両用のＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤとラジオの各音量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２つの機能を選択的に実行する場合にも本実施の形態と同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明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】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置のロータリ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。
【符号の説明】
【００３５】
１…スイッチ装置、２…ロータリスイッチ、２Ａ…把持面、３…静電容量センサ、３Ａ…周面、４Ａ…駆動機構、４Ｂ…変位センサ、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、１００…エアコンディショナ、１００Ａ…温度調整装置、１００Ｂ…風量調整装置、３００…切替装置、Ａ…車両、Ｂ…インストルメントパネル、Ｄ１，Ｄ２…ドアパネル、Ｆ…手指、Ｍ１…インナミラー、Ｍ２，Ｍ３…アウタミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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