JPH0582702U - 変量調整用スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輌の各種の制御に適用できる特性を有する
変量調整用スイッチを提供すること。 【構成】 操作部材８の押圧力に対応して板状部材７の
彎曲距離、渦巻状バネ５の捩りが変化する。この板状部
材７の彎曲距離に応じて、歪ゲージ１０はその抵抗値を
変化させる。また、操作部材８の押圧力に対応する変位
は、渦巻状バネ５の弾性及び板状部材７の弾性によって
決定される。故に、渦巻状バネ５の弾性及び板状部材７
の弾性の選択によって、歪ゲージ１０の出力として、所
望の非線形出力を得ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ステアリングコラムの長さ方向の操作力の大きさに応じてその出力 を変化させるステアリングホイール等に装備される変量調整用スイッチに関する もので、例えば、定速走行制御を行なう定速走行装置、チルト・テレスコ機構を 制御するステアリングホイールの位置制御装置等の車輌の変量出力を希望する場 合に使用される変量調整用スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の変量調整用スイッチとしては、実開平１−６８５１７号公報に掲載の 技術がある。この公報に掲載の技術はペダルの踏込み量を検出するもので、具体 的には、クラッチペダルの踏込みによって、その変化量を応力変換素子から得る ものである。

【０００３】 また、定速走行装置の速度制御をステアリングホイールに取付けたスイッチで 制御するものが、特開昭５６−１０１０４０号公報に掲載されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

実開平１−６８５１７号公報に掲載の技術は、クラッチペダルの踏込みによっ て、そのクラッチペダルの踏込み量に応じた出力を得るものである。この種の技 術はフットスイッチ等と呼称されて多様されている。しかし、例えば、車輌の定 速走行装置に使用されているアクセルペダルによるアクセレート機能を他のフッ トスイッチに置換しても、運転操作上は取分け意味がないものである。

【０００５】 また、特開昭５６−１０１０４０号公報に掲載されているステアリングホイー ルに取付けたスイッチは、定速走行装置の速度制御を行なう場合、スプリング力 に抗して摺動することによって、アクセルペダルの踏込みによるアクセレート機 能と同一の機能に置換したものである。このように、車輌における操作スイッチ のなかには、互いに操作状態を変更したスイッチとすることにより、手または足 の疲労を緩和させたり、身体の障害を回避させたりして使用している。

【０００６】 しかし、特開昭５６−１０１０４０号公報に掲載されているステアリングホイ ールに取付けたスプリング力に抗して摺動するスイッチにおいては、ステアリン グホイールの回動によって、操作する外力の付与方向が異なり、その使用には人 間工学的な配慮が必要とされ、定速走行制御のように単調な運転が継続される場 合に使用できても、その汎用性が拡大できないものである。また、摺動距離によ って車輌の加速性を変更させることは、操作者のイメージとは必ずしも一致する ものではない。

【０００７】 一方、市販されている車輌の定速走行装置においては、ステアリングシャフト に対して垂直に突出したレバー操作によって定速走行に入るものが主体であるが 、ステアリングホイールから離れた位置にあるレバー操作によってアクセレート を行なうものでは、レバー操作による方向指示器の操作、ヘッドライトの操作、 ワイパー操作等の習慣と、走行に直接関与する制御との違いが優先し、運転者の 好みに合致せず、使用される頻度が少なかった。

【０００８】 また、前者の公報に掲載の技術は、レバー操作の操作量とその出力との関係が 比例関係にあり、レバー操作初期の操作量と変量出力との関係は必ずしも人間工 学的に要求される特性を得ていなかった。

【０００９】 そこで、本考案は、車輌の各種の制御に適用できる特性を有する変量調整用ス イッチの提供を課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかる変量調整用スイッチにおいて、回転軸を中心に所定の角度の 範囲だけ回動自在としたベース部材の特定の回動方向に弾性力を付与する付勢力 付与手段と、前記ベース部材に一端が固着され、他端の自由端に加えられるステ アリングコラムの長さ方向の操作力の大きさに応じて彎曲する弾性体からなる板 状部材と、前記板状部材の自由端に固着した操作部材と、前記板状部材に接合し た歪ゲージとからなる。

【００１１】

【作用】

この考案においては、回転軸を中心に所定の角度の範囲だけ回動自在としたベ ース部材に対して、付勢力付与手段で特定の回動方向に弾性力を付与する。また 、そのベース部材に固着され、他端の自由端に加えられるステアリングコラムの 長さ方向の操作力の大きさに応じて彎曲する弾性体からなる板状部材に歪ゲージ を接合しておき、その板状部材の自由端に固着した操作部材にステアリングコラ ムの長さ方向の操作力を加える。これによって、板状部材の彎曲量に対応した歪 ゲージの出力が得られる。このときの板状部材の彎曲量は、前記ベース部材に弾 性力を付与する付勢力付与手段と弾性体からなる板状部材によって決定される。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を具体化した実施例を図面に基いて説明する。

【００１３】 図１は本考案の一実施例の変量調整用スイッチの平面図である。また、図２は 本考案の一実施例の変量調整用スイッチの正面図である。そして、図３は本考案 の一実施例の変量調整用スイッチのステアリングホイールへの取付け状態を示す 正面図である。

【００１４】 図において、合成樹脂または金属等のブロックからなるベース部材１は、回転 軸２を中心に回動自在に設定されている。具体的には、ベース部材１は回転軸２ に固着されていて、片持ちされている取付部材３に対してベアリング４にて取付 けられている。この取付部材３は、例えば、図３に示すように、ステアリングホ イールＳＷのパッド部等を構成する図示しない枠体に取付けられるものである。 このベース部材１と取付部材３との間には、付勢力付与手段としての渦巻状バネ ５が配設されている。このベース部材１は、取付部材３との間に配設した渦巻状 バネ５によって弾性力が付与されている。このため、渦巻状バネ５の一方の端部 は、取付部材３の取付穴３ａに挿入されており、また、他方の端部はベース部材 １に挿入されている。この渦巻状バネ５は、図２の位置で定常状態となっており 、図２の矢印Ａの方向に押圧するとその押圧力に対応した弾性力が抗力として発 生する。

【００１５】 本実施例の前記ベース部材１は、上下２部材からなり、ベース部材本体１ａに 対して補助ベース部材１ｂを複数の捩子６にて締付けている。このベース部材本 体１ａに補助ベース部材１ｂを締付ける場合には、その間に板状部材７の端部が 介在し、ベース部材本体１ａと補助ベース部材１ｂによって板状部材７をベース 部材１に堅固に取付けて、両者を一体化している。この板状部材７は、その面に 対する方向の外力からなるステアリングコラムの長さ方向の操作力の大きさに応 じて彎曲する弾性体からなる。この板状部材７のベース部材１に取付けられた反 対側の端部は自由端となっており、その自由端には、板状部材７を操作する手ま たは指の操作性の良好な形状に形成した操作部材８が取付けられている。本実施 例の操作部材８は板状部材７の端部に合成樹脂で一体に成形している。

【００１６】 前記弾性体からなる板状部材７には、その取付け側のベース部材１付近の表裏 の両面に歪ゲージ１０（１０ａ，１０ｂ）が接合されている。この表裏の両面に 接合された歪ゲージ１０（１０ａ，１０ｂ）は、捩子１２で螺止された基板９で 配線可能に形成されている。

【００１７】 このように構成された本実施例の変量調整用スイッチは、次のように動作する ことができる。

【００１８】 まず、操作部材８を押圧すると、その押圧力に応じて操作部材８が下降し、そ の下降した操作部材８の位置に対応して板状部材７の彎曲距離（操作部材８の定 常状態の位置から押圧によって変化した位置との距離）、渦巻状バネ５の捩りが 変化する。そして、板状部材７の彎曲距離に応じて歪ゲージ１０は、その抵抗値 を変化させる。

【００１９】 図４は本考案の一実施例の変量調整用スイッチを定速走行装置に使用した場合 の定速走行回路の入力回路の要部回路図である。

【００２０】 歪ゲージ１０は、本実施例の回路においては加速用として使用されるもので、 その出力はコネクタ２１を介して増幅器２２に入力される。この増幅器２２では 、歪ゲージ１０の夫々の表側歪ゲージ１０ａと裏側歪ゲージ１０ｂの出力を差動 増幅して、その変化信号を拡大させている。その増幅回路２２の出力は比較回路 ２３に入力されている。比較回路２３では、閾値設定回路２４の出力（２．５Ｖ ）と比較し、その閾値設定回路２４の出力からの増加分を出力トランジスタ２５ に出力し、それをコネクタ２６を介して図示しない定速走行装置のマイクロコン ピュータ等からなる制御部に出力している。

【００２１】 また、歪ゲージ１１（歪ゲージ１０と実質的に同じ）は、本実施例の回路にお いては減速用として使用されるもので、その出力はコネクタ３１を介して増幅器 ３２に入力される。この増幅器３２では、歪ゲージ１１の夫々の表側歪ゲージ１ １ａと裏側歪ゲージ１１ｂの出力を差動増幅して、その変化信号を拡大させてい る。その増幅回路３２の出力は比較回路３３に入力されている。比較回路３３で は、閾値設定回路３４の出力と比較し、その閾値設定回路３４の出力からの増加 分を出力トランジスタ３５に出力し、それをコネクタ２６を介して図示しない定 速走行装置の制御部に出力している。

【００２２】 上記のように構成された本実施例の変量調整用スイッチを定速走行装置に使用 した場合には、次のように動作する。

【００２３】 外力を付与していない定常状態にあるとき、図２におけるベース部材１の自由 端に配設された操作部材８に対して、押圧方向Ａの押圧力を付与すると、その押 圧力に応じて操作部材８が下降し、その下降した操作部材８の位置に対応して板 状部材７の彎曲距離及び渦巻状バネ５の捩りが変化する。このとき、板状部材７ の彎曲距離に応じて歪ゲージ１０は、その抵抗値を変化させる。ベース部材１は 渦巻状バネ５の抗力を受けて回転軸２を中心に回動する。板状部材７の彎曲距離 に応じて抵抗値を変化させる歪ゲージ１０は、表側歪ゲージ１０ａが膨脹して低 抵抗値に、裏側歪ゲージ１０ｂが圧縮され高抵抗値となる。

【００２４】 したがって、このときの出力は、図５の本考案の一実施例の変量調整用スイッ チを使用した定速走行装置の押圧荷重と出力電圧の特性図のようになり、また、 そのときのベース部材１の押圧のストロークと押圧荷重は、図６の本考案の一実 施例の変量調整用スイッチを使用した定速走行装置のストロークと押圧荷重の特 性図のようになる。

【００２５】 即ち、ストロークと押圧荷重の特性は、板状部材７の弾性、及び渦巻状バネ５ の捩り弾性によって決定される。また、押圧荷重と出力電圧は板状部材７の弾性 と回路的に決定される。

【００２６】 本実施例の変量調整用スイッチの特性を、例えば、定速走行装置の制御に使用 するために、ベース部材１の初期の押圧変位には応答し難く、深く押圧すること によって、その押圧力の影響を強くだしたいものでは、渦巻状バネ５の捩り弾性 よりも板状部材７の弾性を強くすればよい。故に、歪ゲージ１０の出力特性を渦 巻状バネ５と板状部材７の弾性によって決定させることができる。

【００２７】 したがって、この実施例の変量調整用スイッチを定速走行装置に使用すること によって、定速走行速度の設定速度を上昇させる場合、或いは下降させる場合に 、１個の変量調整用スイッチの押圧制御によって行なうことができ、通常の走行 状態から定速走行状態にいつでも入ることができる。しかも、通常ではアクセル ペダルとブレーキペダルとの踏込み制御によって特定の定速走行速度設定を行な うものであるが、本実施例の変量調整用スイッチを使用することによって、容易 にそれを行なうことができる。

【００２８】 また、押圧力と出力特性の関係を、渦巻状バネ５と板状部材７の弾性によって よって設定できるから、人間工学的に操作フィーリングと応答性とを合致させる ことができる。

【００２９】 そして、本実施例では、出力を歪ゲージ１０から得るものであるから、ヒステ リシスの少ない出力特性となり、押圧力と出力との関係が一義的に決定でき、結 果的に、渦巻状バネ５と板状部材７の弾性によって設定できる。

【００３０】 図７は本考案の実施例の変量調整用スイッチの特性について説明する特性説明 図である。

【００３１】 図７に示す特性は、渦巻状バネ５の弾性よりも板状部材７の弾性を強くしたも のである。渦巻状バネ５の弾性が小さいから、操作部材８に加える荷重が少なく ても、最初の操作部材８の変位は大きくすることができる。そして、操作部材８ の変位が大きくなったとき、即ち、渦巻状バネ５の反発力が大きくなったとき、 板状部材７の弾性の影響が徐々に大きくなり、操作部材８に加える荷重が大きく ても操作部材８の変位は小さくなり、結果的に、所望の非線形特性を得ることが できる。

【００３２】 本実施例の変量調整用スイッチを特定の制御用として使用した場合には、操作 部材８に対して操作を行なっているという実感を操作者に与えることができる。

【００３３】 このように、この実施例の変量調整用スイッチは、回転軸２を中心に所定の角 度の範囲だけ回動自在としたベース部材１と、前記ベース部材１の特定の回動方 向に弾性力を付与する渦巻状バネ５からなる付勢力付与手段と、前記ベース部材 １に一端が固着され、他端の自由端に加えられるステアリングコラムの長さ方向 の操作力の大きさに応じて彎曲する弾性体からなる板状部材７と、前記板状部材 ７の自由端に固着した操作部材８と、前記板状部材７に接合した歪ゲージ１０と を具備する。

【００３４】 したがって、操作部材８の押圧力に対応して板状部材７の彎曲距離、渦巻状バ ネ５の捩りが変化する。この板状部材７の彎曲距離に応じて、歪ゲージ１０はそ の抵抗値を変化させる。また、操作部材８の押圧力に対応する変位は、渦巻状バ ネ５の弾性及び板状部材７の弾性によって決定される。

【００３５】 故に、渦巻状バネ５の弾性及び板状部材７の弾性の選択によって、歪ゲージ１ ０の出力として、所望の非線形出力を得ることができる。

【００３６】 ところで、上記実施例の変量調整用スイッチは、回転軸２を中心に所定の角度 の範囲だけ回動自在としたベース部材１として、上下２部材からなり、ベース部 材本体１ａに対して補助ベース部材１ｂを複数の捩子６にて締付ける構造のもの である。しかし、本考案を実施する場合のベース部材１は、複数分割するもので もよいし、分割しないものでもよい。何れにせよ、板状部材７を堅固に取付けて 、両者を一体化できるものであればよい。

【００３７】 また、上記実施例の変量調整用スイッチの付勢力付与手段は、前記ベース部材 １の特定の回動方向に弾性力を付与するぜんまい状の渦巻状バネ５からなるが、 本考案を実施する場合には、渦巻状バネ５に限定されるものでなく、板状バネ、 コイルバネの使用が可能である。

【００３８】 そして、上記実施例の変量調整用スイッチのベース部材１に一端が固着され、 他端の自由端に加えられるステアリングコラムの長さ方向の操作力の大きさに応 じて彎曲する弾性体からなる板状部材７は、図２に示すように略く字状に折曲さ れたものを使用しているが、本考案を実施する場合には、歪ゲージ１０を接合し た個所が板状部材７に加わる外力に応じて彎曲する弾性体であればよい。

【００３９】 更に、上記実施例の変量調整用スイッチの板状部材７に接合した歪ゲージ１０ は、板状部材７の表裏に形成しているが、本考案を実施する場合には、これに限 定されるものではなく、板状部材７の特定の一面のみに接合してもよい。

【００４０】 なお、上記実施例では、板状部材７に取付けた操作部材８の押圧について説明 したが、本考案を実施する場合には、押す方向に外力を付与するものに限定され るものでなく、引く方向に外力を付与するもの、或いはその両方に外力を付与す るものにも適用できる。

【００４１】

【考案の効果】

以上のように、この考案の変量調整用スイッチは、回転軸を中心に所定の角度 の範囲だけ回動自在としたベース部材に対して、付勢力付与手段で特定の回動方 向に弾性力を付与する。また、そのベース部材に固着され、他端の自由端に加え られるステアリングコラムの長さ方向の操作力の大きさに応じて彎曲する弾性体 からなる板状部材に歪ゲージを接合しておき、その板状部材の自由端に固着した 操作部材にステアリングコラムの長さ方向の操作力を加える。これによって、板 状部材の彎曲量に対応した歪ゲージの出力が得られる。このときの板状部材の彎 曲量は、前記ベース部材に弾性力を付与する付勢力付与手段と弾性体からなる板 状部材によって決定される。

【００４２】 したがって、変量調整用スイッチとして操作初期の出力状態と、操作を意識し てそれによる反応が生じた時点では、操作量とその出力を変化させて、人間工学 的に人間の操作感覚と、その反応判断の感覚を対応させ、例えば、車輌の各種の 制御に適用できる特性に合致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
の平面図である。

【図２】図２は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
の正面図である。

【図３】図３は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
のステアリングホイールへの取付け状態を示す正面図で
ある。

【図４】図４は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
を定速走行装置に使用した場合の定速走行回路の入力回
路の要部回路図である。

【図５】図５は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
を使用した定速走行装置の押圧荷重と出力電圧の特性図
である。

【図６】図６は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
を使用した定速走行装置のストロークと押圧荷重の特性
図である。

【図７】図７は本考案の一実施例の変量調整用スイッチ
の特性について説明する特性説明図である。

【符号の説明】

１ ベース部材 ２ 回転軸 ５ 渦巻状バネ ７ 板状部材 ８ 操作部材 １０，１１ 歪ゲージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 高橋 祐次 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)考案者 滝本 敏幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を中心に所定の角度の範囲だけ回
   動自在としたベース部材と、 前記ベース部材の特定の回動方向に弾性力を付与する付
   勢力付与手段と、 前記ベース部材に一端が固着され、他端の自由端に加え
   られるステアリングコラムの長さ方向の操作力の大きさ
   に応じて彎曲する弾性体からなる板状部材と、 前記板状部材の自由端に固着した操作部材と、 前記板状部材に接合した歪ゲージとを具備することを特
   徴とする変量調整用スイッチ。