JP3194683B2

JP3194683B2 - 光センサスイッチ

Info

Publication number: JP3194683B2
Application number: JP02826695A
Authority: JP
Inventors: 正隆西島; 毅大島
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JPH08222068A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光センサスイッチに関
し、特に、自動車等に実装する多回路光センサスイッチ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの輸送機器においては、電装
品や電装回路の作動制御を行うスイッチが多数組み込ま
れている。このような多数のスイッチに対してそれぞれ
個別のキートップを配設するのが常であったが、このよ
うな構成では、運転行為中におけるキートップの操作が
煩雑である上、スイッチの小型化ができない等の問題点
があった。そこで、１個のキートップを様々な方向に押
すことにより、キートップが揺動して多回路をスイッチ
する構成が知られている。そして、このような揺動型キ
ートップに適用されるスイッチとして、従来、例えば電
装系に実装されて電流を断続できる、有接点（コンタク
ト）の構成が多用されてきた。

【０００３】例えば、このような技術として、特開平３
―２２９３１７号公報で開示されているものは、デザイ
ンパネルに加えられた圧力を配置された感圧センサによ
り抵抗値に変換し、この抵抗値の値により多回路のスイ
ッチングすることでデザインパネルの形状・厚みあるい
は、固さの制限をなくす構成であるが、接点が接触式の
ため、耐久性・信頼性に劣るという問題があった。さら
に、スイッチ入力時のフィーリング（タッチ感）が乏し
いという問題もあった。そのため、無接点型の非接触ス
イッチが採用されるに至っている。

【０００４】このような無接点型の非接触スイッチの代
表的な例として、特開昭５８―８０２２９号公報で開示
されている、磁気素子を用いたものがある。この構成を
図１４および図１５に基づき説明すると、操作者の操作
によって、図中で時計方向あるいは反時計方向に揺動す
るキートップ５１の垂下する脚部先端に設けられた磁石
５２が、図中で左右方向に揺動する。

【０００５】磁石５２が左に揺動した際には、左側に固
設された磁気ホール素子５３Ａに磁力線φが入射して、
磁気ホール素子５３Ａに起電圧が生じる。一方、右側に
固設された磁気ホール素子５３Ｂには磁力線φが入射し
ないので、磁気ホール素子５３Ｂには起電圧が生じな
い。また逆に、磁石５２が右に揺動した際には、右側に
固設された磁気ホール素子５３Ｂに磁力線φが入射し
て、磁気ホール素子５３Ｂに起電圧が生じるが、左側に
固設された磁気ホール素子５３Ａには磁力線φが入射し
ないので、起電圧が生じない。この結果、両磁気ホール
素子５３Ａ、５３Ｂからの発生電圧によって、キートッ
プ１０１の押圧状態を特定し、対応するスイッチングが
なされるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、磁気素
子を用いた従来の非接触型スイッチは、それまでの有接
点の接触型スイッチの有する欠点を解決できた。しかし
ながら、このような従来の非接触型スイッチは、外部の
磁気の影響を受けやすく、信頼性において問題があっ
た。さらに誤動作を排除するためには、対象外の磁気ホ
ール素子におけるホール電圧の発生を防ぐ必要があり、
このため例えば磁石と磁気ホール素子の距離を大きくと
った場合、スイッチの小型化が困難であるという問題が
あった。さらに、スイッチ入力時のフィーリング（タッ
チ感）が乏しいという問題があった。本発明はこのよう
な課題や欠点を解決するためなされたもので、その目的
は光を利用するとこで、高信頼性が得られ、かつ小型
で、キー操作時のタッチ感に優れた多回路の光センサス
イッチを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を実現するため
本発明に係る光センサスイッチは、押動自在のキートッ
プと、該キートップの下側に配置され、前記キートップ
の押動操作にともない揺動する１基の可動パネルと、該
可動パネルの揺動にともない位置移動する複数個の遮蔽
部と、前記可動パネルの下にセットされるプリント配線
板上の、前記遮蔽部とそれぞれ対応した位置に送光部と
受光部とが一体化して設けられ、前記遮蔽部によって入
射光の少なくとも一部が遮蔽され、かつ入射光量に応じ
て多値出力可能な複数個の光センサとを備え、前記可動
パネルは裏面側が、上端に該可動パネルの揺動方向に応
じて分割された形状のテーパを有して前記プリント配線
板を貫通して突出するキートップ軸受に巻装されたスプ
リングを介して該テーパと直接または間接に接触するこ
とを特徴とする。

【０００８】あるいは、押動自在の各種キートップと、
該キートップの下側で連接状態に配置され、かつ前記各
キートップの押動操作にともないそれぞれが独立して揺
動する２基の第１可動パネル、第２可動パネルと、前記
各可動パネルの揺動にともない位置移動する複数個の遮
蔽部と、前記両可動パネルの下にセットされるプリント
配線板上の、前記遮蔽部とそれぞれ対応した位置に送光
部と受光部とが一体化して設けられ、前記遮蔽部によっ
て入射光の少なくとも一部が遮蔽され、かつ入射光量に
応じて多値出力可能な複数個の光センサとを備え、前記
両可動パネルの一つに設けられた接続部位での遮蔽部が
他方の可動パネル側の遮蔽部に突出して該他方の可動パ
ネルのスリット内を移動可能になされ、前記両可動パネ
ルの接続部位における前記光センサのうち少なくとも１
個の光センサは入射光が、２個の前記遮蔽部によって同
時に遮蔽される構成としたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係る光センサスイッチでは、揺動自在
のキートップが操作されると、このキートップの揺動に
対応して可動パネルが揺動し、この可動パネルの揺動に
よって、複数個の遮蔽部のうちのいずれか少なくとも１
個が位置移動する。この遮蔽部の位置移動によって、複
数個の光センサのうちの少なくとも１個への入射光の少
なくとも一部分が遮蔽される。この結果、入射光の少な
くとも一部分が遮蔽された光センサが、入射光量に応じ
た多値出力を行ない、この多値出力に基づいてスイッチ
操作が特定される。

【００１０】さらに、可動パネルがそれぞれ独立して揺
動自在の２基構成とされ、しかも各可動パネルの揺動に
ともない位置移動する複数個の遮蔽部のうちの、別々の
可動パネルにそれぞれ配設された２個の遮蔽部が、同時
に入射光の少なくとも一部を遮蔽することで、光センサ
が、入射光量に応じた多値出力を行ない、この多値出力
に基づいてスイッチ操作が特定される。このとき、２基
の可動パネルがそれぞれ独立して揺動するから、一方の
可動パネルの端が押されても、他方の可動パネルの端が
大きくはね上がることがない。

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下、この発明の好ましい実施例を添付図面
に基づいて説明する。図１は、本発明に係る光センサス
イッチの一実施例の構成を示す分解斜視図である。本実
施例は、車両用ミラー調整スイッチに適用されたもの
で、光センサスイッチ１は、押動自在な鏡面調整用のキ
ートップ２Ａと左右ミラー切り換え用のキートップ２
Ｂ、２Ｃを備え、各キートップの下には、各キートップ
２Ａ〜２Ｃの押動操作に伴い揺動する１基の可動パネル
４及び、キー入力時のタッチ感を出すためのスプリング
５Ａ〜５Ｃが配置されている。可動パネル４の裏面に
は、可動パネル４の揺動にともない位置移動する突片状
の３個の遮蔽部４Ａ〜４Ｃが設けられている。

【００１３】さらに、可動パネル４およびスプリング５
Ａ〜５Ｃの下に、プリント配線板（ＰＣＢ）７がセット
されている。プリント配線板７上には、各遮蔽部４Ａ〜
４Ｃとそれぞれ対応した位置に、送光部と受光部が一体
化された３個の光センサ（フォトインタラプタ）６Ａ〜
６Ｃが配置される。さらにプリント配線板７の下に、ロ
アカバー８がセットされている。ロアカバー８上には、
上端に可動パネル４の揺動方向に応じて分割された形状
のテーパ９Ａを有するキートップ軸受９と、このキート
ップ軸受９を囲む位置にバネ位置決め板１０が配設され
ている。キートップ軸受９およびバネ位置決め板１０
は、プリント配線板（ＰＣＢ）７を貫通して突出し、可
動パネル４は裏面側がキートップ軸受９に巻装されたス
プリング５Ｂを介してキートップ軸受９のテーパ９Ａと
直接または間接に接触する。さらにロアカバー８下方に
は、ロアカバー８を貫通しプリント配線板７と電気接続
するコネクタ１１が装着される。そして前記の全体が、
ハウジング３に格納される。

【００１４】前記の構成の光センサスイッチ１の全体斜
視図を図２に示す。図３は光センサスイッチ１の正面図
である。また図４は、図３の光センサスイッチのＸ―Ｘ
断面図であり、図５は図３の光センサスイッチのＹ―Ｙ
断面図である。

【００１５】また図６は、図３の光センサスイッチの操
作時におけるＹ―Ｙ断面図である。次に、前記の構成の
光センサスイッチ１の動作を説明する。スイッチ入力
時、すなわちキートップ２Ａなどの操作時には、図６の
想像線で示すように傾いた可動パネル４裏面の、例えば
遮蔽部４Ａが光センサ６Ａの送光部ー受光部間に挿入さ
れて該送光部ー受光部間を遮る。図１に示すようにプリ
ント基板７上には、所定位置に分散配置した光センサ６
Ａ、６Ｂ、６Ｃが３ケ所に取り付けられているため、ス
イッチの入力ポイント、すなわちキートップ２Ａなどの
押動操作にともなう可動パネル４の揺動傾斜により、各
光センサ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは各遮蔽部４Ａ〜４Ｃの位置
移動に応じた挿入量で遮蔽されて、入射光の遮蔽率が異
なる。このため、この入射光量が異なる各光センサ６
Ａ、６Ｂ、６Ｃの３点の出力信号により入力ポイントの
判定を行う。

【００１６】各光センサ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、多値出力
が可能であるから、出力信号は、処理回路において遮蔽
率のレベルにより、高、中、低レベルの３種類に分類さ
れる。これが３個の光センサそれぞれに出現するから、
以上の組み合わせに基づいて６種類の入力ポイントの判
別を行うことができる。すなわち、キートップ２Ａの揺
動だけで４通りの入力ポイント指定が可能になる。ま
た、キートップ軸受９およびスプリング５Ａ〜５Ｃを組
み込むことによって、キートップ揺動時にキートップ２
Ａがキートップ軸受９のテーパ９Ａに当たり、確実なタ
ッチ感が得られる。またスプリング５Ａ〜５Ｃがキート
ップ２Ａ〜２Ｃを確実に復帰させるので、使い勝手がよ
い。

【００１７】図７は、本発明に係る光センサスイッチの
他の実施例の構成を示す分解斜視図である。本実施例の
光センサスイッチ２１は、ドアスイッチに適用したもの
で、４個の光センサ３０Ａ〜３０Ｄを使用し、ドアミラ
ーの操作、ドアミラーのポジションメモリー、前席・後
席のパワーウインドの操作を行い、第１可動パネル２７
と第２可動パネル２８とを使うことにより、対向側のキ
ートップの浮きを防止した構造を有する。

【００１８】光センサスイッチ２１は、ドアミラーの操
作とパワーウインドの操作を切り替えるシーソータイプ
スイッチ２５Ｂ、ミラーの位置データを記憶するメモリ
のためのプッシュスイッチ２５Ａ、助手席側のミラー操
作あるいはパワーウインド操作と運転席側のミラー操作
あるいはパワーウインド操作を切り替えるキートップ２
４Ａと２４Ｂ、鏡面操作あるいはパワーウインド操作用
のミラーキートップ２２と、リアパワーウインド操作用
のキートップ２３Ａ、２３Ｂを備え、各キートップの下
には、各キートップ２２、２３Ａ、２３Ｂ、２４Ａ、２
４Ｂの押動にともない揺動する２基の第１可動パネル２
７および第２可動パネル２８及び、キー入力時のタッチ
感を出すためのスプリング２９Ａ〜２９Ｅが配置されて
いる。図１１は、ミラーキートップの側面図である。

【００１９】第１可動パネル２７裏面には、３個の遮蔽
部２７Ａ〜２７Ｃが設けられている。また第２可動パネ
ル２８裏面には、３個の遮蔽部２８Ａ〜２８Ｃが設けら
れている。さらに第１可動パネル２７および第２可動パ
ネル２８は、それぞれ独立して移動可能になっている。
図８に、可動パネル部分の底面図を示す。図９は、図７
に示す第１可動パネルと第２可動パネルとの接続部位に
おける遮蔽部の拡大斜視図であり、さらに図１０は、図
９での遮蔽部の上面図である。これら図から明らかなよ
うに、例えば第２可動パネル２８裏面の遮蔽部２８Ａは
前方の第１可動パネル２７側に突出しており、第１可動
パネル２７に設けられたスリット２７Ｄ内を移動可能に
構成されている。したがって、遮蔽部２７Ａも遮蔽部２
８Ａもともに、光センサ（フォトインタラプタ）３０Ａ
への入射光遮断が可能に構成されている。

【００２０】さらに、両可動パネル２７、２８およびス
プリング２９Ａ〜２９Ｅの下に、ＰＣＢ３１がセットさ
れている。ＰＣＢ３１上には、送光部と受光部が一体化
された４個の光センサ（フォトインタラプタ）３０Ａ〜
３０Ｄが配置される。さらにＰＣＢ３１の下に、ロアカ
バー３４がセットされている。ロアカバー３４上には、
上端にテーパ３２Ａを有するキートップ軸受３２と、こ
のキートップ軸受３２を囲む位置にバネ位置決め板３３
が配設される。さらにロアカバー３４下方には、コネク
タ３５が装着される。そして前記の全体が、ハウジング
２６に格納される。図１２は、図７の光センサスイッチ
２１の正面図であり、図１３はその断面図である。

【００２１】次に、前記の構成の光センサスイッチ２１
の動作を説明する。スイッチ入力時、すなわちミラーキ
ートップ２２などの操作時には、傾いた第１可動パネル
２７裏面あるいは／および第２可動パネル２８裏面の遮
蔽部２７Ａ〜２７Ｃ、２８Ａ〜２８Ｃのうち、少なくと
も１個が光センサ３０Ａ〜３０Ｄの送光部ー受光部間を
遮る。図７に示すようにＰＣＢ３１上には、所定位置に
分散光センサ３０Ａ〜３０Ｄが４ケ所に取り付けられて
いるため、スイッチの入力ポイント、すなわちキートッ
プ２２などの押動操作にともなう第１可動パネル２７あ
るいは／および第２可動パネル２８の揺動傾斜により、
各光センサ３０Ａ〜３０Ｄは各遮蔽部２７Ａ〜２７Ｃの
位置移動に応じた挿入量で遮蔽され、入射光の遮蔽率が
異なる。このため、この４点の入射光量が異なる各光セ
ンサ３０Ａ〜３０Ｄの出力信号により、前記実施例と同
様に入力ポイントの判定を行うことができる。例えば図
１０は光センサ３０Ａに２個の遮蔽部２７Ａ、２８Ａが
入った状態を示す。ミラーキートップ２２の右側が押さ
れると、このような状態となり、対応した出力が光セン
サ３０Ａによってなされる。

【００２２】前記の光センサスイッチ２１の作用とし
は、キートップ２４Ａを１回だけ押動操作すると第１可
動パネル２７の端部２７１が押される。すると、キート
ップ軸受３２に巻装され、かつ第１可動パネル２７およ
び第２可動パネル２８とＰＣＢ３１との間に配置された
スプリング２９Ａを中心にして第１可動パネル２７が傾
き、図８に示す遮蔽部２７Ｂ、２７Ｃが光センサ３０
Ｂ、３０Ｃに所定量挿入され、該光センサ３０Ｂ、３０
Ｃを遮蔽する。この状態で入力ポイントは判定され、助
手席側の各スイッチ操作が可能となる。すなわち、この
状態でシーソータイプスイッチ２５Ｂがドアミラーの操
作側になっていた場合、次に、ミラーキートップ２２を
押動操作すると、第１の可動パネル２７あるいは／およ
び第２の可動パネル２８が揺動して、各光センサ３０Ａ
〜３０Ｄの異なる入射光の遮蔽率から入力ポイントが特
定されて上下方向あるいは左右方向へのミラー操作が可
能となる。同様に、シーソータイプスイッチ２５Ｂがパ
ワーウインドの操作側になっていた場合、ミラーキート
ップ２２の押動操作によりパワーウインドの上下操作が
可能となる。前記と同様な方法で、キートップ２４Ｂを
１回だけ押動操作すると今度は運転席側の各スイッチ操
作が可能となる。また、キートップ２３Ａが押動操作さ
れると後部席左側のパワーウインドの上下動が可能とさ
れ、キートップ２３Ｂが押動操作されると後部席左側の
パワーウインドの上下動が可能となる。

【００２３】前記のとおり、本構成では、それぞれ独立
の可動パネルを２枚使用することにより、例えばキート
ップ２４Ａを押したときに、第１可動パネル２７の端部
２７１が下がるが、これと対向する第２可動パネル２８
の端部２８４がこれによって上がることはない。したが
って、キートップ２４Ａを押したときに、キートップ２
３Ｂのはねあがりが防止される。第１可動パネル２７の
端部２７２と第２可動パネル２８の端部２８３について
も同様である。また、キートップ軸受３２およびスプリ
ング２９Ａ〜２９Ｅを組み込むことによって、キートッ
プ揺動時にミラーキートップ２２がキートップ軸受３２
のテーパ３２Ａに当たり、確実なタッチ感が得られる。
またスプリング２９Ａ〜２９Ｅがキートップ２２などを
確実に復帰させるので、使い勝手がよい。

【００２４】このように、本発明の光センサスイッチは
光センサを利用し、非接触方式で多回路で複数のスイッ
チングを可能としたもので、導通不良が無く、信頼性な
らびに耐久性が向上する。さらに少数のキートップで多
数の処理ができ、部品点数の低減ならびに構造の簡素化
が達成できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光セン
サスイッチは、入射光量に応じた多値出力をする複数個
の光センサと、揺動自在のキートップならびに、キート
ップの揺動にともない位置移動して、光センサへの入射
光を遮蔽する複数個の遮蔽部によって構成されるもので
あるから、内部機構が簡素化された多回路スイッチを実
現でき、またスイッチ接点部が非接触となることで信頼
性向上が図れる。さらに、キートップ軸受およびスプリ
ングを組み込むことによって、良好なスイッチ操作時の
タッチ感が得られるという効果がある。この結果、多回
路にして高信頼性かつ小型であり、しかもタッチ感に優
れた光センサスイッチが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光センサスイッチの一実施例の構
成の分解斜視図である。

【図２】図１の光センサスイッチの全体斜視図である。

【図３】図２の光センサスイッチの正面図である。

【図４】図３の光センサスイッチのＸ―Ｘ断面図であ
る。

【図５】図３の光センサスイッチのＹ―Ｙ断面図であ
る。

【図６】図３の光センサスイッチの操作時におけるＹ―
Ｙ断面図である。

【図７】本発明に係る光センサスイッチの他の実施例の
構成の分解斜視図である。

【図８】図７に示す可動パネルの底面図である。

【図９】図７に示す遮蔽部の拡大斜視図である。

【図１０】図９の遮蔽部の上面図である。

【図１１】図７におけるミラーキートップの上面図であ
る。

【図１２】図７の光センサスイッチの正面図である。

【図１３】図７の光センサスイッチの断面図である。

【図１４】従来の多回路スイッチの断面図である。

【図１５】図１４の多回路スイッチの原理説明図であ
る。

【符号の説明】

１光センサスイッチ２Ａ、２Ｂ、２Ｃキートップ３ハウジング４可動パネル４Ａ〜４Ｃ遮蔽部５Ａ〜５Ｃスプリング６Ａ〜６Ｃ光センサ７プリント配線板８ロアカバー９キートップ軸受９Ａテーパ１０バネ位置決め板１１コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/00 H01H 35/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】押動自在のキートップと、該キートップ
の下側に配置され、前記キートップの押動操作にともな
い揺動する１基の可動パネルと、該可動パネルの揺動に
ともない位置移動する複数個の遮蔽部と、前記可動パネ
ルの下にセットされるプリント配線板上の、前記遮蔽部
とそれぞれ対応した位置に送光部と受光部とが一体化し
て設けられ、前記遮蔽部によって入射光の少なくとも一
部が遮蔽され、かつ入射光量に応じて多値出力可能な複
数個の光センサとを備え、前記可動パネルは裏面側が、上端に該可動パネルの揺動
方向に応じて分割された形状のテーパを有して前記プリ
ント配線板を貫通して突出するキートップ軸受に巻装さ
れたスプリングを介して該テーパと直接または間接に接
触することを特徴とする光センサスイッチ。
【請求項２】押動自在の各種キートップと、該キート
ップの下側で連接状態に配置され、かつ前記各キートッ
プの押動操作にともないそれぞれが独立して揺動する２
基の第１可動パネル、第２可動パネルと、前記各可動パ
ネルの揺動にともない位置移動する複数個の遮蔽部と、
前記両可動パネルの下にセットされるプリント配線板上
の、前記遮蔽部とそれぞれ対応した位置に送光部と受光
部とが一体化して設けられ、前記遮蔽部によって入射光
の少なくとも一部が遮蔽され、かつ入射光量に応じて多
値出力可能な複数個の光センサとを備え、前記両可動パネルの一つに設けられた接続部位での遮蔽
部が他方の可動パネル側の遮蔽部に突出して該他方の可
動パネルのスリット内を移動可能になされ、前記両可動パネルの接続部位における前記光センサのう
ち少なくとも１個の光センサは入射光が、２個の前記遮
蔽部によって同時に遮蔽される構成としたことを特徴と
する光センサスイッチ。