JP2007115440A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】 押しボタン１０と、押しボタン１０を押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフし、押しボタン１０を押圧操作している対象が人間の場合に出力がオン状態となる静電容量センサ部１１と、押しボタン１０の押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部１２とを備え、静電容量センサ部１１とメカニカルスイッチ部１２が共にオン状態となった場合にのみ外部にオン信号を出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、押しボタンの押下操作によって外部にオン信号を出力するスイッチ装置に関する。

この種の従来のスイッチ装置としては、特許文献１に開示されたものがある。このスイッチ装置は、自動販売機の商品選択スイッチボタンとして適用したもので、各商品見本の内容を記憶する音声情報メモリと、各商品見本に対応して配備される各商品選択ボタンとからなり、各商品選択ボタンは機体の操作面部に取付られる外ケースと、この外ケースに対し移動可能に嵌合される可動体と、この可動体の前面部に触れることで対応する商品見本の内容を音声報知させる第１の操作部としての静電容量センサと、外ケースに対し可動体が押し込まれることで対応する商品見本を選択する第２の操作部としてのメカニカルなタクトスイッチとから成ることを特徴とし、消費者が商品選択ボタンに触れると、そのボタンに対応する商品見本の内容を音声報知することで、いま触れている商品選択ボタンが購入希望商品であるか否かが聴別し得、選択ボタンの誤操作による誤った商品購入の虞れを完全に解消できる自動販売機の商品選択スイッチボタンを提供するものである。
特開２００２−１１７４４５号公報

上記従来のスイッチ装置は、静電容量センサとメカニカルスイッチとが独立して外部にオン信号を出力しているために、メカニカルスイッチは所定のストローク分だけ押下操作して初めてオン状態となるため、操作感が実感できるという利点がある反面、人間以外の操作、例えば車両のドアハンドルに配置された場合に、洗車時の水圧や洗浄ブラシの押圧力によってオン状態となる恐れがあるとともに、タッチ式の静電容量センサは、人間以外のタッチでは反応しないものを採用すれば洗車時の水圧や洗浄ブラシの押圧力によって誤作動がない反面、タッチのみの操作であるため操作感が無く、誤操作に気づかない恐れがある。

そこで、本発明は、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できるスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、押しボタンと、前記押しボタンを押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフし、前記押しボタンを押下操作している対象が人間の場合に出力がオン状態となる静電容量センサ部と、前記押しボタンの押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部とを備え、前記静電容量センサ部と前記メカニカルスイッチ部が共にオン状態となった場合にのみ外部にオン信号を出力することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のスイッチ装置であって、静電センサ回路を有し、前記静電センサ回路は、前記静電容量センサ部がオン状態になると、前記メカニカルスイッチ部を介して外部にオン信号を出力するよう構成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載のスイッチ装置であって、前記メカニカルスイッチ部がオン状態となると、電源供給を受けて起動する静電センサ回路を有し、起動状態の前記静電センサ回路は、前記静電容量センサ部がオン状態となると、外部にオン信号を出力するよう構成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１記載のスイッチ装置であって、前記メカニカルスイッチ部がオン状態となると、待機状態から起動状態とされる静電センサ回路を有し、起動状態の前記静電センサ回路は、前記静電容量センサがオン状態となると、外部にオン信号を出力するよう構成されたことを特徴とする。

請求項５の発明は、押しボタンと、前記押しボタンを押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフし、前記押しボタンを押下操作している対象が人間の場合にのみ出力がオン状態となる静電容量センサ部を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、人間以外の操作力によって押しボタンが押下操作されると、メカニカルスイッチ部がオン状態となるが静電容量センサ部がオン状態とならないために外部にオン信号が出力されない。又、人間が押しボタンを押下操作すると、メカニカルスイッチ部と静電容量センサ部が共にオン状態となって外部にオン信号が出力される。以上より、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、静電センサ回路を単純な構成にできる。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、静電センサ回路の省電力化を図ることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、静電センサ回路の省電力化を図ることができる。

請求項５の発明によれば、人間以外の操作力によって押しボタンが押下操作されると、静電容量センサ部がオン状態とならないために外部にオン信号が出力されない。又、人間が押しボタンを押下操作すると、静電容量センサ部がオン状態となって外部にオン信号が出力される。以上より、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できる。

以下、本発明のスイッチ装置を車両用ドアハンドルのスイッチ装置に適用した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の第１実施形態を示し、図１は車両用ドアの概略斜視図、図２は車両用ドアハンドルのスイッチ装置の回路図、図３はスイッチ装置の動作フローチャートである。

先ず、本実施形態に適用されたドアロック機構の施錠・解錠システムを簡単に説明すると、ユーザの所持する携帯機と車体側の間で通信手段を介してＩＤ信号の一致を確認し、ＩＤ信号が一致すると、ユーザがドアハンドル２のスイッチ装置３Ａを操作することによってドアロック機構を解除したり、ドアロック機構をロックしたりできる。

図１に示すように、車両用ドア１は車体（図示せず）に対して回転自在に支持されている。車両用ドア１の外面側にはグリップ式のドアハンドル２が設けられ、このドアハンドル２にスイッチ装置３Ａが設けられている。

図２に示すように、スイッチ装置３Ａは、押しボタン１０と、この押しボタン１０を押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフする静電容量センサ部１１と、押しボタン１０の押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部１２と、静電容量センサ部１１とメカニカルスイッチ部１２のオン・オフ状態によって外部にオン信号を出力する静電センサ回路１３Ａとを備えている。

押しボタン１０は、ドアハンドル２の外面より露出した状態で配置されている（図１参照）。押しボタン１０は、金属製であり、静電容量センサ部の検出電極の一部を構成している。そして、押しボタン１０を所定のストローク分だけ押下操作して初めてメカニカルスイッチ部１２のスイッチ接点がオンできるよう設定されている。

静電容量センサ部１１は、押しボタン１０を人間が押下操作した場合にオン状態となり、押しボタン１０を人間以外のものが押下操作した場合にオンしないよう構成されている。この静電容量センサ部１１の出力は静電センサ回路１３Ａの静電入力端子Ｔ１に導かれている。

メカニカルスイッチ部１２は、押しボタン１０に一体とされた単一の可動接点１２ａと、この可動接点１２ａによって電気的に接続される２つの固定接点１２ｂ，１２ｃとから構成されている。一方の固定接点１２ｂは、静電センサ回路１３Ａの信号出力端子Ｔ２に接続されている。他方の固定接点１２ｃにはスイッチ装置３Ａの信号出力線Ｌ１が接続されている。

静電センサ回路１３Ａは、その電源端子Ｔ３に電源部１４が接続されている。

次に、携帯機と車体側のＩＤ信号が一致した場合におけるスイッチ装置３Ａの動作を図３に基づいて説明する。静電センサ回路１３Ａは、電源部１４より電源を供給されて起動状態とされている（ステップＳ１）。この状態にあって、人間以外の操作力、例えば洗車時の水圧、洗浄ブラシの押圧によって押しボタン１０が押下操作されると、メカニカルスイッチ部１２がオン状態となるが静電容量センサ部１１がオン状態とならない。そのため、静電センサ回路１３Ａには静電容量センサ部１１からのオン信号が入力されず（ステップＳ２）、静電センサ回路１３Ａは、オン信号を出力しない。

また、図２に示すように、人間が押しボタン１０を押下操作すると、メカニカルスイッチ部１２と静電容量センサ部１１が共にオン状態となる。すると、静電センサ回路１３Ａには静電容量センサ部１１からのオン信号が入力される（ステップＳ２）。オン信号が入力されると、静電センサ回路１３Ａはオン信号を出力する（ステップＳ３）。このオン信号は、メカニカルスイッチ部１２がオン状態であるため（ステップＳ４）、メカニカルスイッチ部１２を介して外部に出力される（ステップＳ５）。以上より、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できる。

この第１実施形態では、静電センサ回路１３Ａは、静電容量センサ部１１の出力がオン状態となると外部にオン信号を出力すれば良いため、静電センサ回路１３Ａを単純な構成にできる。

図４及び図５は本発明の第２実施形態を示し、図４は車両用ドアハンドルのスイッチ装置の回路図、図５はスイッチ装置の動作フローチャートである。

第２実施形態において、ドアロック機構の施錠・解錠システムとスイッチ装置の設置位置は前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

スイッチ装置３Ｂは、図４に示すように、押しボタン１０と、この押しボタン１０を押下している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフする静電容量センサ部１１と、押しボタン１０の押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部１２と、静電容量センサ部１１とメカニカルスイッチ部１２のオン・オフ状態によって外部にオン信号を出力する静電センサ回路１３Ｂとを備えている。

押しボタン１０は、第１実施形態と同様に、ドアハンドルの外面より露出した状態で配置されている。押しボタン１０は、金属製であり、静電容量センサ部１１の検出電極の一部を構成している。そして、押しボタン１０を所定のストローク分だけ押下操作して初めてメカニカルスイッチ部１２のスイッチ接点がオンできるよう設定されている。

静電容量センサ部１１は、押しボタン１０を人間が押下操作した場合にオン状態となり、押しボタン１０を人間以外のものが押下操作した場合にオンしないよう構成されている。この静電容量センサ部１１の出力は静電センサ回路１３Ｂの静電入力端子Ｔ１に導かれている。

メカニカルスイッチ部１２は、押しボタン１０に一体とされた単一の可動接点１２ａと、この可動接点１２ａによって電気的に接続される２つの固定接点１２ｂ．１２ｃとから構成されている。一方の固定接点１２ｂは、静電センサ回路１３Ｂの電源端子Ｔ３に接続されている。他方の固定接点１２ｃは電源部１４に接続されている。つまり、電源部１４の電源は、メカニカルスイッチ部１２を介して静電センサ回路１３Ｂに供給されるようになっている。

静電センサ回路１３Ｂは、その信号出力端子Ｔ２にスイッチ装置３Ｂの外部に導かれる信号出力線Ｌ１が接続されている。

次に、携帯機と車体側のＩＤ信号が一致した場合におけるスイッチ装置３Ｂの動作を図５に基づいて説明する。人間以外の操作力、例えば洗車時の水圧、洗浄ブラシの押圧によって押しボタン１０が押下操作されると、メカニカルスイッチ部１２がオン状態となり（ステップＳ１０）、静電センサ回路１３Ｂに電源部１４より電源が供給される。これによって、静電センサ回路１３Ｂは起動状態となる（ステップＳ１１）。しかし、人間以外の操作力、例えば洗車時の水圧、洗浄ブラシの押圧によって押しボタン１０が押下操作されたのでは、静電容量センサ部１１がオン状態とならない。そのため、静電センサ回路１３Ｂには静電容量センサ部１１からのオン信号が入力されない（ステップＳ１２）。従って、静電センサ回路１３Ｂは外部にオン信号を出力しない。尚、その後、押しボタン１０の押下操作が解除されると、メカニカルスイッチ部１２がオフ状態となり（ステップＳ１４）、静電センサ回路１３Ｂは電源オフ状態に戻る（ステップＳ１５）。

また、図４に示すように、人間が押しボタン１０を押下操作すると、メカニカルスイッチ部１２と静電容量センサ部１１が共にオン状態となる。すると、メカニカルスイッチ部１２のオン状態によって（ステップＳ１０）、静電センサ回路１３Ｂに電源部１４より電源が供給され、静電センサ回路部１３Ｂが起動状態となる（ステップＳ１１）。又、静電容量センサ部１１より静電センサ回路１３Ｂにオン信号が入力される（ステップＳ１２）。オン信号が入力されると、静電センサ回路１３Ｂは外部にオン信号を出力する（ステップＳ１３）。以上より、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できる。

この第２実施形態では、静電センサ回路１３Ｂは、静電容量センサ部１１の出力がオン状態となって初めて起動されるため、静電センサ回路１３Ｂの省電力化を図ることができる。

図６及び図７は本発明の第３実施形態を示し、図６は車両用ドアハンドルのスイッチ装置の回路図、図７はスイッチ装置の動作フローチャートである。

第３実施形態において、ドアロック機構の施錠・解錠システムとスイッチ装置の設置位置は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

スイッチ装置３Ｃは、図６に示すように、押しボタン１０と、この押しボタン１０を押下している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフする静電容量センサ部１１と、押しボタン１０の押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部１２と、静電容量センサ部１１とメカニカルスイッチ部１２のオン・オフ状態によってスイッチ出力としてのオン信号を出力する静電センサ回路１３Ｃとを備えている。

押しボタン１０は、第１実施形態と同様に、ドアハンドルの外面より露出した状態で配置されている。押しボタン１０は、金属製であり、静電容量センサ部１１の検出電極の一部を構成している。そして、押しボタン１０を所定のストローク分だけ押下操作して初めてメカニカルスイッチ部１２のスイッチ接点がオンできるよう設定されている。

静電容量センサ部１１は、押しボタン１０を人間が押下操作した場合にオン状態となり、押しボタンを人間以外のものが押下操作した場合にオンしないよう構成されている。この静電容量センサ部１１の出力は静電センサ回路１３Ｃの静電入力端子Ｔ１に導かれている。

メカニカルスイッチ部１２は、押しボタン１０に一体とされた単一の可動接点１２ａと、この可動接点１２ａによって電気的に接続される２つの固定接点１２ｂ，１２ｃとから構成されている。一方の固定接点１２ｂは、静電センサ回路１３Ｃのスイッチ入力端子Ｔ４に接続されている。他方の固定接点１２ｃはメイン電源部１４ａに接続されている。

静電センサ回路１３Ｃは、その電源端子Ｔ３がサブ電源部１４ｂに接続され、サブ電源部１４ｂより待機電源を供給されるよう構成されている。又、静電センサ回路１３Ｃの信号出力端子Ｔ２には、スイッチ装置３Ｂの外部に導かれる信号出力線Ｌ１が接続されている。

次に、携帯機と車体側のＩＤ信号が一致した場合におけるスイッチ装置３Ｃの動作を図７に基づいて説明する。サブ電源部１４ｂより静電センサ回路１３Ｃには電源供給され（ステップＳ２０）、静電センサ回路１３Ｃは待機状態とされている（ステップＳ２１）。この状態にあって、人間以外の操作力、例えば洗車時の水圧、洗浄ブラシの押圧によって押しボタン１０が押下操作されると、メカニカルスイッチ部１２がオン状態となる（ステップＳ２２）。すると、静電センサ回路１３Ｃはメイン電源部１４ａから電源供給を受けて待機状態から起動状態となる（ステップＳ２３）。しかし、人間以外の操作力、例えば洗車時の水圧、洗浄ブラシの押圧によって押しボタン１０が押下操作されたので、静電容量センサ部１１がオン状態とならない。そのため、静電センサ回路１３Ｃには静電容量センサ部１１からのオン信号が入力されない（ステップＳ２４）。従って、静電センサ回路１３Ｃは信号出力端子Ｔ２よりスイッチオン信号を出力しない。尚、その後、押しボタン１０の押下操作が解除されると、メカニカルスイッチ部１２がオフ状態となり（ステップＳ２６）、静電センサ回路１３Ｃは待機状態に戻る（ステップＳ２１）。

また、人間が押しボタン１０を押下操作すると、メカニカルスイッチ部１２と静電容量センサ部１１が共にオン状態となる。すると、メカニカルスイッチ部１２のオン状態によって（ステップＳ２２）、静電センサ回路１３Ｃが待機状態から起動状態となる（ステップＳ２３）。又、静電センサ回路１３Ｃには静電容量センサ部１１からのオン信号が入力される（ステップＳ２４）、オン信号が入力されると、静電センサ回路１３Ｃはスイッチ出力としてのオン信号を出力する（ステップＳ２５）。以上より、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できる。

この第３実施形態では、静電センサ回路１３Ｃは、静電容量センサ部１１の出力がオン状態となって待機状態から起動状態に切り替わるため、静電センサ回路１３Ｃの省電力化を図ることができる。

図８は本発明の第４実施形態に係るスイッチ装置の概略構成図である。第４実施形態において、ドアロック機構の施錠・解錠システムとスイッチ装置の設置位置は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図８に示すように、このスイッチ装置３Ｄは、押しボタン２０と、この押しボタン２０の下方に配置された金属製バネ２１と、この金属製バネ２１の更に下方に配置され、押しボタン２０に金属製バネ２１を介して接触し、押しボタン２０を押圧操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフする静電容量センサ部２２とから構成されている。押しボタン２０、金属製バネ２１は、静電容量センサ部２２の検出電極の一部を構成している。静電容量センサ部２２は、押しボタン２０の押下操作している対象が人間の場合にオン状態となるよう構成されている。

次に、携帯機と車体側のＩＤ信号が一致した場合におけるスイッチ装置の動作を説明する。人間以外の操作力によって押しボタン２０が押下操作されると、静電容量センサ部２２がオン状態とならないために外部にオン信号が出力されない。又、人間が押しボタン２０を押下操作すると、静電容量センサ部２２がオン状態となって外部にオン信号が出力される。以上より、人間以外の操作ではオン状態とならず、しかも、操作感があり誤操作を防止できる。

各実施形態では、スイッチ装置３Ａ〜３Ｄは、車両用ドアの外面側、つまり、アウトサイドドアハンドルに設けた場合を説明したが、車両用ドアのインサイドドアハンドルに設けても良いのはもちろんであるが、自動販売機の商品選択スイッチ、シャッターの開閉スイッチなど、屋外で風雨に曝されるような環境下に設置される機器のスイッチ装置として適用することが可能で、同様の作用効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態を示し、車両用ドアの概略斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、車両用ドアハンドルのスイッチ装置の回路図である。 本発明の第１実施形態を示し、スイッチ装置の動作フローチャートである。 本発明の第２実施形態を示し、車両用ドアハンドルのスイッチ装置の回路図である。 本発明の第２実施形態を示し、スイッチ装置の動作フローチャートである。 本発明の第３実施形態を示し、車両用ドアハンドルのスイッチ装置の回路図である。 本発明の第３実施形態を示し、スイッチ装置の動作フローチャートである。 本発明の第４実施形態を示し、スイッチ装置の概略構成図である。

符号の説明

３Ａ〜３Ｄ スイッチ装置
１０ 押しボタン
１１ 静電容量センサ部
１２ メカニカルスイッチ部
１３Ａ〜１３Ｃ 静電センサ回路

Claims (5)

1. 押しボタンと、前記押しボタンを押下操作している対象と検出電極との間に形成する静電容量によってオン・オフし、前記押しボタンを押下操作している対象が人間の場合に出力がオン状態となる静電容量センサ部と、前記押しボタンの押下操作によってスイッチ接点がオン状態となるメカニカルスイッチ部とを備え、前記静電容量センサ部と前記メカニカルスイッチ部が共にオン状態となった場合にのみ外部にオン信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１記載のスイッチ装置であって、
   静電センサ回路を有し、前記静電センサ回路は、前記静電容量センサ部がオン状態になると、前記メカニカルスイッチ部を介して外部にオン信号を出力するよう構成されたことを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項１記載のスイッチ装置であって、
   前記メカニカルスイッチ部がオン状態となると、電源供給を受けて起動する静電センサ回路を有し、起動状態の前記静電センサ回路は、前記静電容量センサ部がオン状態となると、外部にオン信号を出力するよう構成されたことを特徴とするスイッチ装置。
4. 請求項１記載のスイッチ装置であって、
   前記メカニカルスイッチ部がオン状態となると、待機状態から起動状態とされる静電センサ回路を有し、起動状態の前記静電センサ回路は、前記静電容量センサがオン状態となると、外部にオン信号を出力するよう構成されたことを特徴とするスイッチ装置。
5. 押しボタンと、前記押しボタンを押下操作している対象と検出電極との間に形成される静電容量によってオン・オフし、前記押しボタンを押下操作している対象が人間の場合に出力がオン状態となる静電容量センサ部を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
   

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