(57)【要約】【課題】無接点で、保守維持が容易なコンビネーションスイッチを提供することにある。【解決手段】第１レバーコンビネーションスイッチ１は、回動孔１Ａを中心に回動するレバー１Ｂの先端内部にフォトセンサ１Ｃを設けて構成される。レバー１Ｂは、ボールストッパ１３ａを設けて、バネ１３ｂおよびボール１３ｃを介してストッパ６２の穴部６２ａ〜６２ｅに嵌合することで、段階的に回動する。フォトセンサ１Ｃは、円筒状の空間の一端にＬＥＤ１０と、他端にフォトダイオード１１とを設置し、ＬＥＤ１０とフォトダイオード１１との間に波長フィルタ１２を設置する。ＬＥＤ１０は、白色光を放射し、フォトダイオード１１は、ＬＥＤ１０が放射する光を受光してその強度に比例した電気信号を出力する。波長フィルタ１２は、５つのフィルタ１２ａ〜１２ｅから構成され、それぞれ互いに異なる中心波長の光を透過するバンドパスフィルタである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レバー内部に設けられたフォトセンサと、
それぞれ異なる波長領域をフィルタリングする複数のフィルタを有し、前記レバーの回動位置に基づいて前記複数のフィルタから選択されて、前記フォトセンサの光をフィルタリングする波長フィルタとを有することを特徴とするコンビネーションスイッチ。
【請求項２】
前記フォトセンサは、波長スペクトルを有する白色光を放射するＬＥＤと、前記ＬＥＤが放射した光を受光するフォトトランジスタとを有することを特徴とする請求項１に記載のコンビネーションスイッチ。
【請求項３】
前記フォトセンサは、前記選択されたフィルタを透過した光の強度と、前記波長スペクトルとを比較して、前記選択されたフィルタを特定することを特徴とする請求項２に記載のコンビネーションスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンビネーションスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、無接点でスイッチ切り替えができるコンビネーションスイッチが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１のコンビネーションスイッチは、自動車のステアリングコラムに装備され、レバーの回動に基づいて作動するコンビネーションスイッチであって、レバーの先端部に配設されてレバーの回動に基づき回動する遮蔽板と、遮蔽板によって光の入射が遮られるフォトセンサとを有する。遮蔽板は、レバーの位置に対応して、光の入射を遮る面積を変化させる。一方、フォトセンサは、入射する光の強度に基づいて外部に制御信号を出力する。フォトセンサの出力する制御信号を利用することで、無接点でスイッチ切り替えが可能となり、接点不良等による不具合を回避できる。
【特許文献１】特開平８−２７３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のコンビネーションスイッチによると、遮蔽板がフォトセンサを遮る面積に段階を設けるためには複雑な機構が必要となり、遮蔽板の機械的な位置ずれが生じて、正確なスイッチングができなくなるおそれがあり、保守維持が難しいという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、無接点で、保守維持が容易なコンビネーションスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、レバー内部に設けられたフォトセンサと、それぞれ異なる波長領域をフィルタリングする複数のフィルタを有し、前記レバーの回動位置に基づいて前記複数のフィルタから選択されて、前記フォトセンサの光をフィルタリングする波長フィルタとを有することを特徴とするコンビネーションスイッチを提供する。
【０００７】
上記した構成によれば、フォトセンサの光を波長フィルタでフィルタリングし、透過した光の強度を検出しているため、フィルタを変更することで検出する光の強度を変化させることができ、比較的単純な構成で正確なスイッチングが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無接点のコンビネーションスイッチを保守維持容易に達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明のコンビネーションスイッチの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１０】
〔実施の形態〕
（コンビネーションスイッチの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチを示す概略斜視図である。
【００１１】
コンビネーションスイッチＣは、自動車のハンドル７付近の、カバー６内に設置される。コンビネーションスイッチＣは、ＰＣＢ（Print Circuit Board）３上に設けられる、ワイパーやワイパーウォッシャーノズル等の動作をスイッチ制御する第１レバーコンビネーションスイッチ１、またはウインカーやライトの点灯をスイッチ制御する第２レバーコンビネーションスイッチである。ＰＣＢ３は、ハンドル７の操舵角を検出するハンドル角センサ４と、ハンドル７のコネクタ７ａと接続されるコネクタ５と、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続するためのコネクタ８とを有する。
【００１２】
第１レバーコンビネーションスイッチと第２レバーコンビネーションスイッチとは、スイッチ制御する対象が異なるが、構成は同一であるので、以下においては代表して、第１レバーコンビネーションスイッチについて説明する。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態に係る第１レバーコンビネーションスイッチを示す概略図である。
【００１４】
第１レバーコンビネーションスイッチ１は、回動孔１Ａを中心に回動するレバー１Ｂの先端内部にフォトセンサ１Ｃを設けて構成される。レバー１Ｂは、カバー６から突出する回動軸ピン６０を回動孔１Ａに挿入することで回動可能とし、レバー１Ｂを挟んで回動軸ピン６０と逆側にボールストッパ１３ａを設けて、バネ１３ｂおよびボール１３ｃを介してストッパ６２の穴部６２ａ〜６２ｅに嵌合することで、段階的に回動可能とする。
【００１５】
フォトセンサ１Ｃは、円筒状の空間の一端にＬＥＤ１０と、他端にフォトダイオード１１とを設置し、ＬＥＤ１０とフォトダイオード１１との間に波長フィルタ１２を設置する。ＬＥＤ１０は、後述するスペクトル分布を有する白色光を放射し、フォトダイオード１１は、ＬＥＤ１０が放射する光を受光してその強度に比例した電気信号を出力する。ＬＥＤ１０、およびフォトダイオード１１は、図示しない配線によってＰＣＢ３に電気的に接続され、ＰＣＢ３とコネクタ８とを介して、後述するＥＣＵ１５に電気的に接続されて制御される。
【００１６】
波長フィルタ１２は、５つのフィルタ１２ａ〜１２ｅから構成され、フィルタ１２ａ〜１２ｅは、それぞれ互いに異なる中心波長の光を透過するバンドパスフィルタである。透過する波長領域については後述する。また、波長フィルタ１２は、取付孔１２０ａおよび１２０ｂを有し、それぞれカバー６から突出するフィルタ取付部６１ａおよびフィルタ取付部６１ｂに固定される。フィルタ１２ａ〜１２ｅは、プラスティック、またはガラスで形成する。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態に係る第１レバーコンビネーションスイッチの構成を示す一部断面図である。
【００１８】
フォトセンサ１Ｃは、円柱を構成するレバー先端の中間位置にスリット１４を設け、スリット１４に波長フィルタ１２を配置する。スリット１４は、光漏れがないようにラバーブーツ等で覆うものとする。また、カバー６で第１レバーコンビネーションスイッチ１を密閉して覆っても良い。
【００１９】
フォトセンサ１Ｃは、ボールストッパ１３ａがストッパ６２の穴部６２ａに嵌合している場合、位置ａに位置するため、ＬＥＤ１０の放射する光はフィルタ１２ａを透過してフォトダイオード１１へと入射する。また、ボールストッパ１３ａがストッパ６２の穴部６２ｅに嵌合している場合、位置ｅに位置するため、ＬＥＤ１０の放射する光はフィルタ１２ｅを透過してフォトダイオード１１へと入射する。
【００２０】
図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るフォトセンサの構成を示す回路図およびブロック図である。
【００２１】
図４（ａ）に示すように、フォトセンサ１Ｃは、直列に接続されたＬＥＤ１０および抵抗１０ａと、直列に接続されたフォトダイオード１１および抵抗１１ａとを並列に接続して直流電源から電力を供給する。ＬＥＤ１０は、一定の強度で白色光を放射し続け、フォトダイオード１１は、ＬＥＤ１０から放射された光を受光して、その強度に基づいて電流を通過させる。出力１１ｂは、抵抗１１ａに加わる電圧を出力することで、フォトダイオード１１を流れる電流量に比例した値を外部に出力する。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、フォトセンサ１Ｃは、出力１１ｂの出力電圧をＥＣＵ１５に入力する。なお、フォトダイオード１１は、受光感度特性を有し、受光する光の波長によって受光感度が変化するが、全波長領域において受光感度が一定とみなせるようにＥＣＵ１５において感度補正するものとする。
【００２３】
ＥＣＵ１５は、入力された電圧値と、ＥＣＵ１５内部に設けられた図示しない記憶部に格納された操作信号テーブル１５Ａとを比較し、操作信号テーブル１５Ａに従って操作信号を出力する。操作信号は、例えばワイパー駆動系１６に出力され、ワイパー駆動系１６は、入力された操作信号に従ってワイパーの駆動、ワイパーウォッシャーノズルの噴射等の動作を行う。
【００２４】
図５は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤの発光特性を示すグラフ図である。
【００２５】
ＬＥＤ１０は、例えば、白色光であって、図５に示すようなスペクトル分布特性を有する。本実施の形態において使用する波長領域は、５５０〜６５０ｎｍであり、波長に比例して光の強度が減少する。波長領域１１０ａ〜１１０ｅは、それぞれフィルタ１２ａ〜１２ｅの透過波長領域と対応しており、用いるフィルタによってフォトダイオード１１に入射する光の強度を変えることができる。
【００２６】
例えば、フォトセンサ１Ｃが位置ａにある場合は、ＬＥＤ１０の放射する光はフィルタ１２ａを透過するため、５６０ｎｍに中心波長を有し、半値幅約１０ｎｍの光がフォトダイオード１１に入射する。そのため、フォトダイオード１１は、相対放射強度が約０．５５の光を受光する。
【００２７】
また、フォトセンサ１Ｃが位置ｅにある場合は、ＬＥＤ１０の放射する光はフィルタ１２ｅを透過するため、６４０ｎｍに中心波長を有し、半値幅約１０ｎｍの光がフォトダイオード１１に入射する。そのため、フォトダイオード１１は、相対放射強度が約０．１７５の光を受光する。
【００２８】
図６は、本発明の実施の形態に係る操作信号テーブルの例を示す表である。
【００２９】
操作信号テーブル１５Ａは、フォトセンサ１Ｃの位置、つまりフォトダイオード１１の相対出力に対応して、ワイパー動作を定義している。例えば、フォトセンサ１Ｃが位置ａにある場合、ＬＥＤ１０から放射されてフィルタ１２ａを透過する光の相対出力が０．５５となり、フォトダイオード１１が受光して出力する相対出力も同様に０．５５となるため、ＥＣＵ１５は、操作信号テーブル１５Ａを参照し、ワイパー駆動系１６に対してワイパー動作「停止」の操作信号を出力する。
【００３０】
フォトセンサ１Ｃが位置ｃにある場合、ＬＥＤ１０から放射されてフィルタ１２ｃを透過する光の相対出力が０．４となり、フォトダイオード１１が受光して出力する相対出力も同様に０．４となるため、ＥＣＵ１５は、操作信号テーブル１５Ａを参照し、ワイパー駆動系１６に対してワイパーが１秒間隔で動作する操作信号を出力する。
【００３１】
フォトセンサ１Ｃが位置ｅにある場合、ＬＥＤ１０から放射されてフィルタ１２ｅを透過する光の相対出力が０．１７５となり、フォトダイオード１１が受光して出力する相対出力も同様に０．１７５となるため、ＥＣＵ１５は、操作信号テーブル１５Ａを参照し、ワイパー駆動系１６に対してワイパーが倍速で動作する操作信号を出力する。
【００３２】
（動作）
以下に、本発明の実施の形態におけるコンビネーションスイッチの動作を各図を参照しつつ説明する。
【００３３】
運転手がレバー１Ｂを操作することにより、レバー支点１Ａを中心にフォトセンサ１Ｃが回動する。レバー１Ｂは、ボールストッパ１３ａにバネ１３ｂを介して取り付けられたボール１３ｃが、穴部６２ａ〜６２ｅに嵌合することで、段階的に回動する。フォトセンサ１Ｃは、穴部６２ａ〜６２ｅの位置に対応して、波長フィルタの各フィルタ１２ａ〜１２ｅの位置にスリット１４が段階的に停止する。
【００３４】
ＬＥＤ１０は、白色光を放射し、放射された光は波長フィルタ１２のフィルタ１２ａ〜１２ｅのうちのいずれかのフィルタを透過して、透過する際にフィルタリングされる。フィルタリングされた光は、フォトダイオード１１に入射し、フォトダイオード１１は、入射強度に比例した電圧信号電気信号として出力し、出力された電圧信号はＥＣＵ１５に入力される。
【００３５】
ＥＣＵ１５は、フォトダイオード１１から入力された電圧信号を、フォトダイオード１１の受光感度特性に基づいて、フォトダイオード１１の受光感度が一定となるように補正する。また、ＬＥＤ１０の相対放射強度とフォトダイオード１１の相対出力が同値となるように規格化する。
【００３６】
ＥＣＵ１５は、フォトダイオード１１の相対出力と操作信号テーブル１５Ａとを比較して、ワイパー駆動系１６に操作信号を出力する。ワイパー駆動系１６は、入力された操作信号に基づいて動作する。
【００３７】
（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、ＬＥＤ１０が放射した白色光を波長フィルタ１２でフィルタリングし、透過した光の強度をフォトダイオード１１によって検出しているため、フィルタを変更することでフォトダイオードに入射する光の強度を変化させることができ、比較的単純な構成で正確なスイッチングが可能となる。また、ＬＥＤ１０とフォトダイオード１１とをフォトセンサ１Ｃとして一体化して回動可能としたため、ＬＥＤ１０とフォトダイオード１１とが位置ずれしづらい。
【００３８】
なお、波長フィルタ１２は、バンドパスフィルターの他、ハイパスフィルタを用いても良い。また、プラスティック、ガラスの他、フィルム製のフィルタを用いて、スリット１４を狭くすることでフォトセンサ１Ｃの精度を向上することができる。
【００３９】
なお、波長フィルタ１２を用いる代わりに、光の強度を変化させるフィルタを用いてフォトダイオード１１に入射する光の強度を変化させてもよい。
【００４０】
なお、レバー１Ｂの回動方向は一方向に限らず、二方向の回動を組み合わせて操作するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンビネーションスイッチを示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る第１レバーコンビネーションスイッチを示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る第１レバーコンビネーションスイッチの構成を示す一部断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るフォトセンサの構成を示す回路図およびブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＬＥＤの発光特性を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る操作信号テーブルの例を示す表である。
【符号の説明】
【００４２】
１…第１レバーコンビネーションスイッチ、１Ａ…回動孔（レバー支点）、１Ｂ…レバー、１Ｃ…フォトセンサ、２…第２レバーコンビネーションスイッチ、３…ＰＣＢ、４…ハンドル角センサ、５…コネクタ、６…カバー、７…ハンドル、７ａ…コネクタ、８…コネクタ、１０…ＬＥＤ、１０ａ…抵抗、１１…フォトダイオード、１１ａ…抵抗、１１ｂ…出力、１２…波長フィルタ、１２ａ〜１２ｅ…フィルタ、１３ａ…ボールストッパ、１３ｂ…バネ、１３ｃ…ボール、１４…スリット、１５…ＥＣＵ、１５Ａ…操作信号テーブル、１６…ワイパー駆動系、６０…回動軸ピン、６１ａ…フィルタ取付部、６１ｂ…フィルタ取付部、６２…ストッパ、６２ａ〜６２ｅ…穴部、１２０ａ…取付孔、１２０ｂ…取付孔
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月31日(2007.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レバー内部に設けられたフォトセンサと、
それぞれ異なる波長領域をフィルタリングする複数のフィルタを有し、前記レバーの回動位置に基づいて前記複数のフィルタから選択されて、前記フォトセンサの光をフィルタリングする波長フィルタとを有することを特徴とするコンビネーションスイッチ。
【請求項２】
前記フォトセンサは、波長スペクトルを有する白色光を放射するＬＥＤと、前記ＬＥＤが放射した光を受光するフォトダイオードとを有することを特徴とする請求項１に記載のコンビネーションスイッチ。
【請求項３】
前記フォトセンサは、前記選択されたフィルタを透過した光の強度と、前記波長スペクトルとを比較して、前記選択されたフィルタを特定することを特徴とする請求項２に記載のコンビネーションスイッチ。