本发明总体上涉及一种按钮开关装置，更具体地说，提供一种用于车门的车门把手设备的装置。

在第2001-182459号日本专利公开文件中披露了一种已知的按钮开关装置。该按钮开关包括一个开关壳体、一个开关、一个开关帽和一个开关按钮。该开关位于开关壳体内。该开关帽支撑在开关按钮上，并固定到该开关壳体上。开关帽覆盖该开关，用于使开关防水。在这种结构中，当操作开关按钮时，该开关按钮通过开关帽推压开关。这样，开关产生一个信号。然而，该按钮开关没有考虑当操作开关按钮时释放相对于开关过大操作力的措施。
因此，对于按钮开关就需要一种释放过大操作力的措施。

鉴于此，本发明提供一种按钮开关装置，该装置包括一个作为基座元件的开关壳体、一个安装在该开关壳体上的开关、一个由弹性材料制成并支撑在开关壳体上用于覆盖该开关的开关帽、一个由基座元件支撑并具有推压该开关的开关按钮以及一个安装在开关壳体上并位于开关帽和开关按钮之间的开关板。该开关板具有接触表面，当开关按钮的驱动部推压该开关时，该接触表面与开关按钮接触。
根据本发明，当操作开关按钮时，该开关按钮与开关板的接触表面接触。这样，开关按钮相对于开关的行程由开关板限制。因此，该开关避免了施加到该开关按钮上的过大的操作力。
另外，根据权利要求4的本发明，通过柔性电路板，开关装置、天线和操作探测传感器整体组装起来。这样，开关装置、天线和操作探测传感器很容易设置在把手主体上。
附图说明
在参照附图后，从下面详细描述中，本发明的上述和其他特性和特征将变得更加显而易见，在附图中，相同标号表示相同部件，其中：图1为本发明一个实施例的车门把手设备的内部结构横截面视图；图2为车门的透视图，其中图1所示车门把手设备安装在该门上；图3为本发明实施例的车门把手设备的正视图；图4为设置在图3所示车门把手内的模制单元示意图；图5为图4所示模制单元的侧视图；图6为图4所示开关壳体的一种形式的透视图；图7为图5所示模制单元内部结构的局部横截面视图；图8为图7所示模制单元端子的连接部结构的局部横截面视图；图9为在模制到图4所示模制单元中之前，开关和柔性电路板的正视图；图10为图9所示开关和柔性电路板的侧视图；图11为在图9所示开关和柔性电路板之间的电连接部的局部放大图；图12为图4所示门开关内部结构的局部横截面视图；图13为图1所示门开关内部结构的局部放大横截面视图；图14为示出了图12所示门开关内部结构的另一个方面的、沿着门开关中心线的局部横截面视图。

下面参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1示出了车门把手设备1的内部结构的横截面视图。如图2所示，该车门把手设备1设置在车门2的后上部，通过该车门，使用者可出入机车，同时该车门把手设备1包括制造成如图3所示形状的外把手3(把手主体)。
如图1和2所示，根据本发明实施例的车门把手设备1包括外把手3，在外把手3内容纳有一个天线5、一个用于探测外把手3操作的传感器电极6(操作探测传感器)和一个用于请求门锁设备(未示出)锁定动作的门开关装置70(一个按钮开关装置)。
外把手3包括一个铰接部31、一个主体32、一个限制部33和一个把手罩4。该铰接部31用于使车门2的后部(图1中右侧)在机车宽度方向上围绕该车门2前部(图1中左侧)支点转动。主体32包括容纳部3a，其中容纳有天线5、传感器电极6、门开关装置70等部件。从图1所示的横截面视图上看，限制部33为反L形，用于把外把手32的转角限制成不要超过或大于一个预定角度。
另外，在车门一侧的抓握部34很薄，其形成在主体32上。朝外敞开的容纳部3a由把手罩4和车门把手设备1的设计表面覆盖。该把手罩4通过将两个螺母插入到成型块内的嵌入模制工艺形成。通过穿过主体32把螺钉41和42从车门侧插入到在把手罩4上整体形成的两个螺母中，将把手罩4连接到主体32上。
从图3中可以看出，把手罩4的前部比后部逐渐变窄。该把手罩4在其后部具有门开关装置70的开关按钮71。
下面来解释形成在主体32上的容纳部3a的内部结构和设置在该容纳部3a内的构件。
如图1所示，容纳部3a沿着外把手3的主体32的纵向形成，该容纳部3a包括位于前部的开口35，该开口35为矩形，用于把导线91引导到机车的车室内。此外，在容纳部3a的后部设置有凹陷部36，在该凹陷部36处，门开关装置70的杯形开关壳体76用于容纳门开关装置70的开关7。该凹陷部36比容纳部3a的中心部更向车门一侧凹陷。
如图1和3到5所示，门开关装置70位于凹陷部36的预定位置上。模制单元10设置在容纳部3a的近似中心部上。该模制单元10包括主单元部11、门开关装置70和导线91。该模制单元10设置在容纳部3a内。
模制单元10的五根导线91从模制单元10的主单元部11一端延伸。另外，橡胶密封圈49安装在导线91上用于防水，设置管92用于使导线91成一束，而如图1所示，连接件93连接在导线91一端用于防水。
如果模制单元10设置在容纳部3a上，则连接件93穿过形成在主体32前部的开口35，并延伸到车门2的内部。
外部连接件(图中没有示出)安装在导线91上，用于把信号传递到控制设备(图中没有示出)。这些信号包括来设置在自容纳部3a上的门开关装置70的锁定请求信号和探测信号，该探测信号指示在传感器电极6和使用者之间的电容，该信号被传感器电极6探测。在控制装置中，由设置在该控制设备内的CPU来确定这些信号的条件，然后，驱动信号传递到设置在模制单元10内的天线5上，同时电波(如ID请求信号)传递到机车的外部(如传递到具有便携式电台的使用者)。
下面参照图7到14来描述设置在容纳部3a的模制单元10的结构。门开关装置70连接到主单元部11的一端，而导线91连接到主单元部11的另一端。该主单元部11包括天线5、传感器电极6和柔性电路板8。门开关装置70的开关7连接到柔性电路板8上。柔性电路板8由树脂(聚氨基甲酸乙酯树脂)制造并与天线5和传感器电极6整体模制。
下面描述天线5的结构。铁氧体件53被罩在矩形实心天线壳体51内，在该天线壳体51上，两个表面带有开口。橡胶密封圈49连接到天线壳体51的一个开口上，而铁氧体件53经过另一个开口插入。线圈52以垂直于天线壳体51纵向的方向、以预定圈数缠绕在天线壳体51上。此时，线圈52相对于天线壳体51的纵向缠绕在近似中心部上，并与连接在天线壳体51一端的两个端子54电连接，同时在天线壳体51的纵向延伸。通过利用控制设备(未示出)提供驱动信号并通过缠绕在天线壳体51上的线圈52提供电流，天线5输出预定电波(如ID请求信号)。这样，天线5起到输出天线的作用，同时，这样的天线5还可附加地起到接收天线的作用。
下面解释门开关装置70的开关7的结构。如图9到11所示，该开关7包括开关主单元78、下压部79和四个端子72、73、74和75，该开关7电连接到柔性电路板8上。该柔性电路板8包括由如锡等的导电材料制成的导电图81和82。该导电图81和82由如聚乙烯等的树脂膜整体压平。该柔性电路板8还包括边缘部83、84、85、86和87，这些部分上暴露出导电图81和82。如图9所示，在导电图81和82一侧的暴露边缘部86和87在其填堵部被填堵，之后，两个导线91通过电阻焊连接到填堵部上。另一方面，如图11所示，通过电阻焊，在导电图81和82相对一侧的边缘部83、84和85连接到四个端子72、73、74和75中的三个端子72、73和74。具体地说，导电图81的边缘部83连接到门开关装置70的端子72上。开关侧的导电图82的边缘分叉成两部分，并在门开关装置70后侧形成边缘部84和85，边缘部84连接到门开关装置70的端子73，边缘部85连接到门开关装置70的端子74上。此时，端子72、73和74通过电阻焊连接一起，然而，这些端子通过可选择钎焊而电连接起来。
柔性电路板8的端部86和87相对于柔性电路板8纵向沿正交方向弯曲，从图10的横截面视图看，就好象一对括弧，从而端部86和87成为导线91被分别填堵在其上的末端。柔性电路板8还包括调整部88，在该处柔性电路板8被弯曲成图10中的近似S形状，用于调节与柔性电路板8后(右侧)部连接的门开关装置70的位置。
从图4到7和图12到14中看出，开关7容纳在制造成图6所示形状的开关壳体76内。开关壳体76在其底部(图6中的上部)具有两个开口，同时圆柱状突出部89在开关壳体76底部的中心部向外伸出，用于使开关壳体76相对于形成在外把手3的容纳部3a上的凹陷部36定位。这样，开关7罩在开关壳体76内的预定位置。该开关壳体76在设置两个开口的相对侧还设置一个开口，开关7经过该开口从图1中上方插入。另外，开关帽68安装到开关壳体76内，用于覆盖该开口以使开关7防潮。
开关帽68的中心部很薄，由如合成树脂和橡胶的弹性体制成，从而可变形安装到开关壳体76内。另外，开关板77(中间元件)安装到由开关帽68所覆盖的开关壳体76上。该开关板77包括大致为杯形的凹陷部，开关壳体76安装到该凹陷部。此时，如图6所示，开关壳体76在其在两侧包括一对卡部80，通过使卡部80安装到形成在开关板77内侧的一对槽形配合部69，该开关壳体76整体固定到开关板77上。在这种情况下，通过形成在与突出部89相邻的开关壳体76底部的两个开口，聚氨基甲酸乙酯树脂填充到开关壳体76内。，该聚氨基甲酸乙酯树脂填充到除了下压部79外的开关7的开关主单元78周围，换句话说，该凹陷部没有被聚氨基甲酸乙酯树脂覆盖。这样，开关7和柔性电路板8之间的连接部用聚氨基甲酸乙酯树脂固定。
如图1到14所示，门开关装置70的组装如下。首先，如图9所示，柔性电路板8连接到开关7上，然后开关壳体76和开关帽68组装到门开关装置70上。接着，开关壳体76的卡部80与开关板77配合，这样，开关板77组装到开关壳体76上，成为分组件(sub-assy)。该分组件的柔性电路板8与铁氧体件53侧面配合，并与形成在天线壳体51上的两个配合部55和56配合。这样，柔性电路板8就固定到天线壳体51上。传感器电极6固定到底部的相对侧上，天线壳体51的铁氧体件53通过双面胶带容纳在那里。
传感器电极6包括矩形探测部61和端子部62，其中探测部61沿着天线壳体51的纵向而设置，而端子部62从探测部61连续延伸。在探测部61和端子部62之间的部分被弯成曲柄状，而端子部62的端部还在线圈52的端部连接的端子54的延伸方向延伸，并在其间保持预定间隙。在这种情况下，通过电阻焊，在橡胶密封圈49安装在其上的五根导线91之一连接到传感器电极6的端子部62的端部上。这样，开关7连接的柔性电路板8固定到天线壳体51上，接着，制成了这样的组件单元，该单元包括安装有传感器电极6的天线壳体51，而该组件单元容纳在一侧具有开口的矩形模制壳体58内。聚氨基甲酸乙酯树脂59填充到罩着组装单元的模制壳体58内。通过这种方式，通过与柔性电路板8、天线5和传感器电极6整体模制形成用树脂模制的模制单元10，其中该柔性电路板8在一端具有门开关装置70。橡胶密封圈49如果安装到模制壳体58的导线侧，则可阻止水从导线91外围进入到模制壳体58。如图4和5所示，树脂59填充到导线91和模制单元10之间的连接部以及天线周围，用于确保连接部的电连接。另外，门开关装置70也填充有前面提到的树脂。开关壳体76填充有树脂67，该树脂是与经过形成在开关壳体76的圆柱状突出部89旁边的两个开口的树脂59相同的聚氨基甲酸乙酯密封材料。通过这种办法，开关7的开关主单元78固定在开关壳体76内的预定位置上，同时对开关7进行密封，以阻止水进入到内部。
具有上述结构的模制单元10在传感器电极侧与抓握部34内侧底部配合，并设置在外把手3的壳体部内。在形成在外把手3的容纳部3a上的凹陷部36中心，通过开关壳体76的突出部89与一个定位部配合，对门开关装置70进行定位。这样，模制单元10沿着容纳部3a设置。
在模制单元10设置传感器电极6的相对侧，在该模制单元10的中心部施加垫料9。由橡胶材料制成的开关按钮71包括近似四边形的操作部和位于图1中其中心部较低的凸出部66(驱动部)。该开关按钮71从车门一侧组装在把手罩4后部。
安装开关按钮71的把手罩4组装在外把手3上，用于覆盖外把手3的容纳部3a的开口。通过把两个螺钉41和42从外把手3的车门一侧旋入到整体设置在把手罩4的螺母上，该把手罩4固定到外把手3的主体32上。这样，车门把手设备1设置有外把手，天线5、传感器电极6、门开关装置70整体安装在该把手中。
下面解释车门把手装置的操作实例。
当使用者接近机车并位于预定区域内时，机车和使用者处于可传输状态。在这种情况下，机车从天线5向使用者带有的便携电台输出预定信号(如ID请求信号)，来请求便携电台输出信号。该便携电台接收来自机车的信号并把ID信号(根据每辆机车而具有不同类型信号)输出到机车。机车接收到来自便携电台的信号并与预先注册的信息进行比较。如果控制装置确定接收到的ID信号为登记的ID(使用者具有资格)，则传感器电极6探测使用者是否要求操作外把手3。换句话说，当使用者开或关车门2时，通常该使用者把手放在外把手3的抓握部34上(使用者要求操作)，从而根据使用者的手和传感器电极6之间的电容，传感器电极6探测使用者想操作车门2的意图。当控制装置确定使用者手和传感器电极6之间的距离在预定范围内时，则该控制装置确定使用者想打开车门2的意图并驱动门锁装置开锁。
另一方面，当使用者出来并关闭车门2时，通过下压开关按钮71来锁定车门2，不需要把钥匙插入到车门2上设置的钥匙柱并旋转。一旦使用者压下开关按钮71，与开关按钮71整体设置的凸出部66被下压，接着设置在图1中凸出部66下面的开关帽68也被下压。施加到开关帽68上的压力也施加到开关帽68下面的开关7的下压部79上。通过种方式，下压部79被下压。根据下压部79被压下的次数，开关7的接触条件为打开或关闭。当指示门开关装置70的接触条件的信号传递到控制设备时，根据该开关的确定条件来驱动门锁设备(没有示出)。这样，对阻止相对于车门2打开/关闭操作的门锁装置的条件被锁定。
如图12到14所示，门开关装置70的结构设计成这样，即当使用者猛烈下压开关按钮71时，施加到开关按钮71上的过多压力可有效地传递到外把手3上。安装到外把手3的主体32上的把手罩4在其后部具有开口，同时如图13和14所示，开关按钮71从车门一侧安装到该开口。开关按钮71包括形成为矩形并与把手罩4配合的配合部27、较厚并形成在该配合部27内的操作部28、设置在配合部27和操作部28之间的较薄部21以及设置在图13中操作部28下部的凸出部66。朝开关侧伸出的凸出部66比操作部28的直径小。一旦开关按钮71的操作部28被压下，则凸出部66穿过形成在开关板77上并具有比凸出部66直径大的开口进入。接着，通过凸出部66下压开关帽68，同时下压开关7的下压部分79，结果，开关7被驱动。
突出部89形成在其上的开关壳体76的表面与凹陷部36底面配合，用于使开关壳体76定位。开关帽68设置在开关壳体76和开关板77之间，用于阻止水进入到开关壳体76内。当开关按钮71的操作部28被压下时，开关按钮71的较薄部21变形，接着，开关按钮71的操作部28可朝开关侧移动，直到开口形成在其上的开关板77的表面23与一个表面22配合，如图13所示，表面22位于开关按钮71的操作部28内侧。
这样，当使用者下压开关按钮71时，等于或大于预定负载的过多操作力施加到操作部28上时，凸出部66压下并驱动开关7的下压部79，同时，由于操作部28的表面22和开关板77的表面23之间的配合，使过多操作力施加到形成在开关板77开口外围边缘上的表面23上。在开关7的下压部79移动的方向上，施加到表面23上的过多负载进一步施加到开关帽68的外围部，接着该过多负载施加到开关壳体76的一个端部(开关帽68配合在该处)。由于开关壳体76被主体32的凹陷部36所支撑，该过多负载转移到与开关壳体76配合的主体32的负载接收部26。
此时，开关壳体76安装到开关板77的近似杯状的凹陷部上，该为杯状的凹陷部的外圆周边缘起到负载释放部24的作用。通过这种方式，操作部28的操作行程被开关板77所限制，以根据操作部28的移动量，通过阻止施加到开关7的下压部79上的过多负载来保护开关7。
如上所述，操作部28的移动范围等于操作部28的表面22直到与开关板77的表面23配合的运动范围。当由橡胶制成的开关按钮71的操作部28被压下并移动时，开关按钮71的凸出部66的顶端首先与开关帽68配合。当操作部28进一步被下压时，通过由于配合导致的凸出部66变形而使开关帽68变形。当开关7的下压部79被压下到最深的位置时，操作部28的移动停止。在这种情况下，可根据门开关装置70的部件的公差设定开关7的接触状态没有被破坏的可移动区域。
可选择的是，根据下压开关按钮71被按下的次数，可预先设定门锁装置为锁定或解锁状态。另外，可在开关按钮71的最后操作和车门2锁定或解锁操作之间设置预定时间。
在本发明的实施例中，采用抓握型外把手，然而，外把手的类型不限于这种结构。可选择地采用上拉型外把手。
在上面说明书中描述了本发明的优选实施例和操作模式。然而，想要得到保护的发明不限于上面公开的实施例。另外，在这里描述的实施例应认为是示意性而不是限制性的。在不脱离本发明精神的情况下，可由其他等同结构来进行改型和变化。因此，特别强调的是，落在本发明精神和范围内的所有这些改型、变化和等同结构都包括在内。