JP5563925B2 - Switch device - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ装置に関するものである。   The present invention relates to a switch device.

従来より、二輪車のブレーキペダルに連結部材を介して連結され、ブレーキペダルの操作に応じてストップランプの点灯／消灯を切り替えるスイッチ装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。このスイッチ装置は、上記の連結部材に連結される棒状の軸部材と、軸部材の側面を覆うように当該軸部材に取り付けられる筒状の接触子と、接触子との間で接点部を構成する接触板と、これらが収納されるケースとを備える。上記の軸部材はブレーキペダルの操作に応じて接触子が接触板に接触する導通位置と、接触子が接触板に接触しない非導通位置との間で移動自在となっており、ブレーキペダルが操作されて接触子が接触板に接触すると、ストップランプが点灯するようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a switch device that is connected to a brake pedal of a motorcycle via a connecting member and switches on / off of a stop lamp according to the operation of the brake pedal (see, for example, Patent Document 1). This switch device forms a contact portion between a rod-shaped shaft member coupled to the coupling member, a cylindrical contact attached to the shaft member so as to cover the side surface of the shaft member, and the contact A contact plate and a case for storing them. The above-mentioned shaft member is movable between a conduction position where the contactor contacts the contact plate and a non-conduction position where the contactor does not contact the contact plate according to the operation of the brake pedal. When the contact is brought into contact with the contact plate, the stop lamp is turned on.

特開２００９−８１０２１号公報（段落［００１１］−段落［００２４］、及び、第１図−第５図）JP 2009-81021 A (paragraph [0011] -paragraph [0024] and FIGS. 1-5)

上述の特許文献１に示したスイッチ装置では、ケースの内周面と摺動する形で軸部材が移動する構造であるため、水や塵などが入り難い構造となっているものの、完全な防水構造ではないことから、上記の摺動部分から水や塵などが入り込む可能性があった。そして、摺動部分から入り込んだ水や塵はケース内に収納されている接触子や接触板に付着し、その結果、接触子と接触板との間の接触信頼性が低下する虞があった。また、本従来例では接触子と接触板とが摺動する構造であり、接触子又は接触板が経年的に磨耗することから、接点の信頼性には限界があった。   In the switch device shown in Patent Document 1 described above, the shaft member moves while sliding with the inner peripheral surface of the case. Since it is not a structure, there is a possibility that water or dust may enter from the sliding portion. And the water and dust which entered from the sliding part adhere to the contactor and the contact plate stored in the case, and as a result, the contact reliability between the contactor and the contact plate may be lowered. . Further, in this conventional example, the contactor and the contact plate slide, and the contactor or the contact plate is worn over time, so the reliability of the contact point is limited.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、検出部及び信号出力部を水や異物から保護することで信頼性を高めた非接触式のスイッチ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a non-contact type switch device that has improved reliability by protecting the detection unit and the signal output unit from water and foreign matter. It is to provide.

本発明のスイッチ装置は、直線的に移動するシャフトの先端部に設けられた検知体の位置を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力する信号出力部と、密閉構造を有して検出部及び信号出力部が収納される第１のケースと、少なくともシャフトが収納されて第１のケースに連結される第２のケースとを備え、検出部は、信号出力部を構成する基板上に形成された導電パターンからなるコイルであって、第１のケースの表面に開口し且つ検知体が進退自在に挿入される凹部を備えた筒状部が第１のケースに設けられ、第１のケースに収納された基板を位置決めする位置決め部が筒状部に設けられていることを特徴とする。 The switch device of the present invention outputs a detection unit for detecting the position of a detection body provided at the tip of a linearly moving shaft, and outputs either an on signal or an off signal based on the detection result of the detection unit. A signal output unit, a first case having a sealed structure in which the detection unit and the signal output unit are accommodated, and a second case in which at least the shaft is accommodated and connected to the first case , The detection unit is a coil made of a conductive pattern formed on a substrate constituting the signal output unit, and has a cylindrical shape having an opening on the surface of the first case and a recess into which the detection body is inserted so as to freely advance and retract. A portion is provided in the first case, and a positioning portion for positioning the substrate housed in the first case is provided in the cylindrical portion .

このスイッチ装置において、信号出力部は、シャフトの移動方向と交差する方向におけるコイルの検知体との対向面積に応じたコイルのインダクタンス変化に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力するのが好ましい。 In this switch device, signal output portion, one of the ON signal or the OFF signal based on the inductance change of coil in accordance with the opposing area between the detection of the coil in a direction intersecting the moving direction of the shaft It is preferable to output.

検出部及び信号出力部を水や異物から保護することで信頼性を高めた非接触式のスイッチ装置を提供することができるという効果がある。   There is an effect that it is possible to provide a non-contact type switch device with improved reliability by protecting the detection unit and the signal output unit from water and foreign matter.

本発明に係るスイッチ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the switch apparatus which concerns on this invention. 同上の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view same as the above. 同上の断面図である。It is sectional drawing same as the above.

以下に、本発明に係るスイッチ装置の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本発明に係るスイッチ装置は、例えば二輪車のブレーキペダルに連結されて、当該ブレーキペダルの操作に応じてストップランプの点灯／消灯を切り替えるために用いられる。   Embodiments of a switch device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The switch device according to the present invention is connected to, for example, a brake pedal of a two-wheeled vehicle, and is used for switching on / off of a stop lamp according to an operation of the brake pedal.

図１は本発明に係るスイッチ装置Ａの分解斜視図であり、本スイッチ装置Ａは、基板ブロック５と、シャフト６と、シャフト６の先端部に取り付けられた検知板（検知体）４と、基板ブロック５が収納されるケース（第１のケース）１と、シャフト６が収納されるケース（第２のケース）２とを主な構成要素として備える。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a switch device A according to the present invention. The switch device A includes a substrate block 5, a shaft 6, and a detection plate (detection body) 4 attached to the tip of the shaft 6. A case (first case) 1 in which the substrate block 5 is accommodated and a case (second case) 2 in which the shaft 6 is accommodated are provided as main components.

ケース１は、例えば合成樹脂成形品であって、上面が開口する矩形箱状のケース本体１０と、開口を閉塞するようにしてケース本体１０に被着される矩形板状のカバー１２とで構成される。ケース本体１０の長手方向一端側（ケース２側）には、ケース本体１０よりもわずかに大きい寸法に設定された矩形板状の連結板１１が一体に設けられ、また長手方向他端側には防水性を備えたコネクタ９が取り付けられている。さらに、ケース本体１０には、図３に示すようにケース本体１０の表面に開口し検知板４が進退自在に挿入される凹部１４ａを備えた角筒状の筒状部１４が、ケース本体１０の内方に突出する形で設けられている。また、ケース本体１０には、図３に示すように一対の接続端子１３（図３では一方のみを図示）が同時成形されており、各接続端子１３の一端側は上記のコネクタ９側に突出している。ここにおいて、上記の筒状部１４には、後述のプリント基板５０を位置決めするための一対の位置決め突起（位置決め部）１５（図３では一方のみ図示）が一体に設けられている。なお、ケース１は、例えばレーザー溶着によりカバー１２をケース本体１０に溶着することで密閉状態となり、またコネクタ９は、当該コネクタ９に対応するコネクタ（図示せず）を接続することで接続端子１３，１３が配置された内部空間が密閉状態となる。   The case 1 is, for example, a synthetic resin molded product, and includes a rectangular box-shaped case main body 10 having an upper surface opened and a rectangular plate-shaped cover 12 that is attached to the case main body 10 so as to close the opening. Is done. A rectangular plate-like connecting plate 11 having a slightly larger dimension than that of the case body 10 is integrally provided on one end side (case 2 side) of the case body 10 and on the other end side in the longitudinal direction. A connector 9 having a waterproof property is attached. Further, as shown in FIG. 3, the case main body 10 has a rectangular tube-shaped cylindrical portion 14 provided with a concave portion 14 a that opens on the surface of the case main body 10 and into which the detection plate 4 is inserted so as to be able to advance and retreat. It is provided in a shape protruding inward. Further, as shown in FIG. 3, a pair of connection terminals 13 (only one is shown in FIG. 3) is simultaneously formed on the case body 10, and one end side of each connection terminal 13 protrudes to the connector 9 side. ing. Here, a pair of positioning projections (positioning portions) 15 (only one of them is shown in FIG. 3) are integrally provided on the cylindrical portion 14 for positioning a printed circuit board 50 described later. For example, the case 1 is hermetically sealed by welding the cover 12 to the case main body 10 by laser welding, and the connector 9 is connected to a connector (not shown) corresponding to the connector 9 by connecting the connection terminal 13. , 13 are in a sealed state.

ケース２は、ケース１と同様に合成樹脂成形品であって、円筒状に形成されたケース本体２０を有する。ケース本体２０の長手方向他端側（ケース１側）には、ケース本体１０の連結板１１と同寸法に設定された矩形板状の連結板２１が一体に設けられ、また長手方向一端側には、ゴム製のブーツ３に設けられた嵌合突起３ａが嵌め込まれる嵌合溝２０ａが全周に亘って設けられている（図３参照）。ここにおいて、ケース１，２は、例えばレーザー溶着により互いの連結板１１，２１を溶着することで一体構造となる。   The case 2 is a synthetic resin molded product like the case 1 and has a case body 20 formed in a cylindrical shape. A rectangular plate-like connecting plate 21 set to the same size as the connecting plate 11 of the case body 10 is integrally provided on the other end side in the longitudinal direction of the case body 20 (case 1 side). Are provided with a fitting groove 20a into which the fitting protrusion 3a provided on the rubber boot 3 is fitted over the entire circumference (see FIG. 3). Here, the cases 1 and 2 have an integrated structure by welding the connecting plates 11 and 21 by laser welding, for example.

基板ブロック５は、矩形板状に形成されたプリント基板５０を有し、プリント基板５０には接続端子１３，１３がそれぞれ挿通されるスルーホール５０ａ，５０ａと、ケース本体１０に設けられた位置決め突起１５，１５がそれぞれ挿通される挿通孔５０ｂ，５０ｂとが設けられている。また、プリント基板５０の裏面には、検知板４の位置を検出する検出部たるコイルパターン（図示せず）が形成されている。さらに、プリント基板５０には、上記のコイルパターンに所定周波数の電流を流すための発振回路や、上記のコイルパターンのインダクタンスを予め設定された閾値と比較し、その比較結果に基づいてストップランプ（図示せず）を点灯させるオン信号又はストップランプを消灯させるオフ信号を出力する比較回路などで構成された信号処理回路（信号出力部）が実装されている。   The board block 5 includes a printed board 50 formed in a rectangular plate shape. The printed board 50 has through holes 50 a and 50 a through which the connection terminals 13 and 13 are inserted, and positioning protrusions provided on the case body 10. 15 and 15 are provided with insertion holes 50b and 50b, respectively. Further, a coil pattern (not shown) is formed on the back surface of the printed circuit board 50 as a detection unit that detects the position of the detection plate 4. Further, the printed circuit board 50 is compared with an oscillation circuit for causing a current of a predetermined frequency to flow through the coil pattern, and an inductance of the coil pattern is compared with a preset threshold, and a stop lamp ( A signal processing circuit (signal output unit) composed of a comparison circuit that outputs an ON signal for turning on (not shown) or an OFF signal for turning off the stop lamp is mounted.

シャフト６は、例えば金属製の細長い棒体からなり、長手方向一端側（ケース２側）にはブレーキペダルに連結するための連結部材（図示せず）が挿通される挿通孔６ａが設けられている。また、シャフト６の長手方向他端側には、Ｌ字状に形成された金属製の検知板４が取り付けられている。   The shaft 6 is made of, for example, a metal elongated rod, and an insertion hole 6a through which a connecting member (not shown) for connecting to the brake pedal is inserted is provided on one end side (case 2 side) in the longitudinal direction. Yes. A metal detection plate 4 formed in an L shape is attached to the other end side of the shaft 6 in the longitudinal direction.

ここにおいて、図３はスイッチ装置Ａの断面図であり、シャフト６はケース本体２０の筒内に収納されるとともに、その先端側に取り付けられた検知板４が上記の凹部１４ａ内に進退自在に挿入されるように配置される。そして、シャフト６は、図３に示すようにケース本体２０の筒内における長手方向一端側に配置されたワッシャー２２と、上記の検知板４との間に配置された復帰ばね７により長手方向他端側に弾性力が加えられた状態となっている。なお、本例では、図３に示すようにシャフト６の先端部がケース本体１０の外表面に当接することで、検知板４の凹部１４ａ内への挿入量が所定量に制限されるようになっている。   Here, FIG. 3 is a cross-sectional view of the switch device A. The shaft 6 is housed in the cylinder of the case body 20, and the detection plate 4 attached to the front end side of the switch device A can be freely advanced and retracted into the recess 14a. Arranged to be inserted. As shown in FIG. 3, the shaft 6 is moved in the longitudinal direction by a return spring 7 disposed between the washer 22 disposed on one end side in the longitudinal direction in the cylinder of the case body 20 and the detection plate 4. The elastic force is applied to the end side. In this example, as shown in FIG. 3, the amount of insertion of the detection plate 4 into the recess 14 a is limited to a predetermined amount by the front end portion of the shaft 6 coming into contact with the outer surface of the case body 10. It has become.

ここで、スイッチ装置Ａの組立手順について説明する。なお、以下の説明では、検知板４が予めシャフト６に取り付けられているものとして説明を行う。プリント基板５０に設けられたスルーホール５０ａ，５０ａに各接続端子１３，１３をそれぞれ挿通させるとともに、挿通孔５０ｂ，５０ｂにケース本体１０に設けられた位置決め突起１５，１５をそれぞれ挿通させた後、プリント基板５０を筒状部１４の上面に載置する。この状態のまま、各接続端子１３をそれぞれプリント基板５０に半田固定すると、基板ブロック５がケース本体１０に保持された状態で収納される。そして、レーザー溶着によりカバー１２をケース本体１０に溶着させると、ケース１が組み立てられる。   Here, the assembly procedure of the switch device A will be described. In the following description, it is assumed that the detection plate 4 is attached to the shaft 6 in advance. Each of the connection terminals 13 and 13 is inserted into the through holes 50a and 50a provided in the printed board 50, and the positioning protrusions 15 and 15 provided in the case body 10 are inserted into the insertion holes 50b and 50b, respectively. The printed board 50 is placed on the upper surface of the cylindrical portion 14. In this state, when each connection terminal 13 is fixed to the printed circuit board 50 by soldering, the substrate block 5 is stored in a state of being held by the case body 10. When the cover 12 is welded to the case body 10 by laser welding, the case 1 is assembled.

続けて、復帰ばね７及びワッシャー２２が外挿されたシャフト６をケース本体２０の筒内に挿入するとともに、ケース本体１０の連結板１１とケース本体２０の連結板２１とを互いに付き合わせた状態でレーザー溶着すると、ケース１とケース２とが一体に連結される。そして最後に、ケース本体２０の後端部に形成された嵌合溝２０ａ内に、ブーツ３に設けられた嵌合突起３ａを嵌め込むと、ブーツ３がケース２に取り付けられ、スイッチ装置Ａの組み立てが完了する（図２参照）。なおこのとき、検知板４は、その一部が筒状部１４の凹部１４ａ内に挿入された状態にある。   Subsequently, the shaft 6 on which the return spring 7 and the washer 22 are externally inserted is inserted into the cylinder of the case body 20, and the connecting plate 11 of the case body 10 and the connecting plate 21 of the case body 20 are attached to each other. When laser welding is performed, the case 1 and the case 2 are integrally connected. Finally, when the fitting protrusion 3a provided on the boot 3 is fitted into the fitting groove 20a formed at the rear end of the case body 20, the boot 3 is attached to the case 2 and the switch device A Assembly is complete (see FIG. 2). At this time, the detection plate 4 is in a state where a part thereof is inserted into the recess 14 a of the cylindrical portion 14.

次に、スイッチ装置Ａの動作について説明する。ブレーキペダルの踏み込みに応じてシャフト６が外向きに引き出されると、シャフト６の先端部に取り付けられた検知板４の凹部１４ａ内への挿入量が減少する。その結果、シャフト６の移動方向と交差する方向（図１中の上下方向）におけるプリント基板５０上のコイルパターンの検知板４との対向面積が減少するため、コイルパターンのインダクタンスが変化する。そして、上記の信号処理回路では、コイルパターンのインダクタンスを上記の閾値と比較した上で、ストップランプを点灯させるオン信号を接続端子１３，１３を介して外部に出力する。また、ブレーキペダルの踏み込みが解除されると、復帰ばね７のばね反力によってシャフト６が内側に押し込まれ、その結果、上記の対向面積が増加して、コイルパターンのインダクタンスが変化する。そして、上記の信号処理回路では、コイルパターンのインダクタンスを上記の閾値と比較した上で、ストップランプを消灯させるオフ信号を接続端子１３，１３を介して外部に出力する。   Next, the operation of the switch device A will be described. When the shaft 6 is pulled outward in response to the depression of the brake pedal, the amount of insertion of the detection plate 4 attached to the tip of the shaft 6 into the recess 14a is reduced. As a result, the area of the coil pattern facing the detection plate 4 on the printed board 50 in the direction intersecting the moving direction of the shaft 6 (vertical direction in FIG. 1) decreases, and the inductance of the coil pattern changes. In the signal processing circuit, the inductance of the coil pattern is compared with the threshold value, and an ON signal for lighting the stop lamp is output to the outside through the connection terminals 13 and 13. When the depression of the brake pedal is released, the shaft 6 is pushed inward by the spring reaction force of the return spring 7, and as a result, the facing area increases and the inductance of the coil pattern changes. In the signal processing circuit, the inductance of the coil pattern is compared with the threshold value, and then an off signal for turning off the stop lamp is output to the outside via the connection terminals 13 and 13.

而して、本実施形態によれば、検出部及び信号出力部を構成する基板ブロック５が密閉構造を有するケース１内に収納されているので、水や異物から基板ブロック５を保護することができ、その結果、検出部（コイル）の検出精度が低下するのを抑えることができて信頼性の高いスイッチ装置Ａを提供することができる。また、ブレーキペダルに連結されたシャフト６に設けられた検知板４の位置をコイルパターンにより直接検出しているので、検知板４の位置を精度良く検出することができ、しかも磁気センサのように磁石などの別部品を用いなくてもいいので、磁気センサに比べて低コスト化を図ることができる。さらに、検出部を構成するコイルパターンを、信号出力部を構成するプリント基板５０上に形成しているので、検出コイルやコイルボビンなどの部品を削減することができ、その結果、更なる低コスト化が図れる。 Thus, according to the present embodiment, since the substrate block 5 constituting the detection unit and the signal output unit is housed in the case 1 having a sealed structure, the substrate block 5 can be protected from water and foreign matter. can, as a result, it is possible to detect the accuracy of the detection unit (coil) provides a high switching device a reliable and can be suppressed from decreasing. Further, since the position of the detection plate 4 provided on the shaft 6 connected to the brake pedal is directly detected by the coil pattern, the position of the detection plate 4 can be detected with high accuracy, and like a magnetic sensor. Since it is not necessary to use a separate part such as a magnet, the cost can be reduced compared to a magnetic sensor. Furthermore, since the coil pattern constituting the detection unit is formed on the printed circuit board 50 constituting the signal output unit, parts such as the detection coil and the coil bobbin can be reduced, resulting in further cost reduction. Can be planned.

また、コイルパターンが形成されたプリント基板５０が位置決め突起１５，１５により位置決めされるとともに、筒状部１４の凹部１４ａ内に検知板４が挿入されるようになっている。したがって、プリント基板５０をケース１で保持し、シャフト６に取り付けられた検知板４をケース１の凹部１４ａ内にガイドすることで、コイルパターンと検知板４の位置精度を高めることができ、その結果、検出精度を高めたスイッチ装置Ａを実現することができる。さらに、本実施形態によれば、プリント基板５０に形成されたコイルパターンと検知板４とが非接触であるため、従来例のように磨耗することがないという利点もある。   Further, the printed circuit board 50 on which the coil pattern is formed is positioned by the positioning protrusions 15 and 15, and the detection plate 4 is inserted into the concave portion 14 a of the cylindrical portion 14. Therefore, by holding the printed circuit board 50 in the case 1 and guiding the detection plate 4 attached to the shaft 6 into the recess 14a of the case 1, the positional accuracy of the coil pattern and the detection plate 4 can be improved. As a result, the switch device A with improved detection accuracy can be realized. Furthermore, according to the present embodiment, since the coil pattern formed on the printed circuit board 50 and the detection plate 4 are not in contact with each other, there is an advantage that they are not worn as in the conventional example.

１ ケース（第１のケース）
２ ケース（第２のケース）
４ 検知板（検知体）
５ 基板ブロック（検出部、信号出力部）
６ シャフト
Ａ スイッチ装置 1 case (first case)
2 case (second case)
4 Detection plate (detection body)
5 Board block (detection unit, signal output unit)
6 Shaft A switch device

Claims (2)

直線的に移動するシャフトの先端部に設けられた検知体の位置を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいてオン信号又はオフ信号の何れか一方を出力する信号出力部と、
密閉構造を有して前記検出部及び前記信号出力部が収納される第１のケースと、
少なくとも前記シャフトが収納されて前記第１のケースに連結される第２のケースとを備え、
前記検出部は、前記信号出力部を構成する基板上に形成された導電パターンからなるコイルであって、
前記第１のケースの表面に開口し且つ前記検知体が進退自在に挿入される凹部を備えた筒状部が前記第１のケースに設けられ、前記第１のケースに収納された前記基板を位置決めする位置決め部が前記筒状部に設けられていることを特徴とするスイッチ装置。 A detection unit for detecting the position of the detection body provided at the tip of the linearly moving shaft;
A signal output unit that outputs either an on signal or an off signal based on the detection result of the detection unit;
A first case having a sealed structure and accommodating the detection unit and the signal output unit;
A second case in which at least the shaft is housed and connected to the first case ;
The detection unit is a coil made of a conductive pattern formed on a substrate constituting the signal output unit,
A cylindrical portion provided in the first case is provided with a concave portion that is open on the surface of the first case and in which the detector is inserted so as to be able to advance and retreat. The substrate housed in the first case A switch device, wherein a positioning portion for positioning is provided on the cylindrical portion . 前記信号出力部は、前記シャフトの移動方向と交差する方向における前記コイルの前記検知体との対向面積に応じた前記コイルのインダクタンス変化に基づいて前記オン信号又は前記オフ信号の何れか一方を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。 Before SL signal output unit, one of the ON signal or the OFF signal based on the inductance change of said coil in response to the opposing area between the detection of the coil in a direction intersecting the moving direction of said shaft The switch device according to claim 1, wherein one of them is output .
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