Power seat switch to prevent the simultaneous operation

本発明は電気スイッチに関し、より詳細にはそのようなスイッチを操作し制御するための機構に関する。

電気スイッチはモータなどの電気装置へ、および、電気装置からの電力の流れを制御するのに用いられる。 スイッチを閉じると、電力を流すことができ、所望の条件に達すると、スイッチを開いて電力の流れを遮断できる。 複数のスイッチを組み合わせてスイッチアセンブリとし、上記スイッチアセンブリを利用して１以上の機能を制御することは、その典型である。 例えば、スイッチ制御部材は一方向に動作して電力を1つの装置に供給することができ、他方向に動作して電力を異なる装置に供給できる。

複数の機能を制御するのに用いられる電気スイッチアセンブリの典型的な応用例は自動車のシートである。 電気モータを利用してシートの前後の位置、シートの高さ、その傾き、および、シートクッションに対する背もたれの傾きを制御する。 これらの各機能は１以上の電気スイッチで制御される電気モータによって達成される。

人間工学的な見地によれば、各スイッチの機能性をたやすく理解できるようにスイッチおよびその制御部材を１つにまとめて配置することが適切である。 改めて例としての自動車に言及すると、シートの前後の動きを制御するスイッチは、シートの高さを制御するスイッチと共に、スイッチアセンブリに組み込むことができる。 背もたれの傾きを調整するスイッチアセンブリはシートクッションスイッチに隣接する位置に配置し、１つにまとまったスイッチ制御部材全体がシート自身を表すように配置することができる。

複数の機能を単一のスイッチアセンブリに組み込むと、例えば、シートの位置は高さおよび背もたれとは独立して調整できるようにスイッチの独立した操作が保たれる。 スイッチは各モータを制御するのに用いられ、それらのスイッチの操作はスイッチを独立して操作できるようにスイッチ作動アセンブリに組み込まれる。 そのような配置によって座席の調整が容易になる。

各モータの操作は、モータにかかる負荷に応じてモータが電流の引き込みを生じさせる。 電流の引き込みは、例えば、移動可能距離の終点に達した場合のように、モータが停止しているときに最大である。 従ってスイッチ用の電源を設計する際は、モータのそれぞれが停止し、各モータが最大定格電流を引き込む可能生に適応することが必要である。 従って、シートに電源を供給するワイヤーハーネスは高電流に適応するように設計しなければならず、その結果比較的に重いゲージになる。 同様に、各スイッチの構成要素は高電流に耐えるように製造されなければならない。 この結果、追加の支出につながり、電源の設計の重要性が増すことになる。

このことは、複数のスイッチアセンブリが１つにまとめられ、そして、スイッチアセンブリのそれぞれが複数の機能を制御する時に更に深刻になる。

従って本発明の目的は、上記不都合を取り除き、または、軽減することにある。

大まかに言えば、本発明は複数のスイッチのそれぞれを操作できるスイッチ操作部材を備えるスイッチ作動アセンブリを提供する。 ガイドはスイッチ操作部材の動きを制御し、スイッチ操作部材と協働し、一度に１つのスイッチだけが確実に動作するようにする。

従って本発明の一側面によると、第１通路に沿って移動可能で第１機能に関連する第１スイッチを操作するとともに、第２通路に沿って移動可能で第２機能に関連する第２スイッチを操作するスイッチ操作部材とを有するスイッチ作動アセンブリが提供される。 ガイドは上記スイッチ操作部材の動きを制御し、上記スイッチ操作部材と上記ガイドとの間で働き上記スイッチ操作部材を拘束して上記通路内を動くようにするガイド部材を備える。 上記スイッチ操作部材は停止位置を有し、上記停止位置に置いて、上記ガイド部材が上記通路のいずれか一方に沿って動くことができる。 上記ガイド部材は、上記スイッチ操作部材が上記通路の他方に沿って動くと、上記スイッチ操作部材が上記通路の一方に沿って動くのを規制するように構成されている。

本発明の更なる側面によれば、一対のスイッチ作動アセンブリを備えるスイッチアセンブリが提供される。 上記スイッチ作動アセンブリのそれぞれは、各スイッチの操作を制御するように操作可能で各機能を制御する。 上記スイッチ作動アセンブリはそれぞれ停止位置から移動可能でスイッチを操作するスイッチ操作部材を備える。 上記スイッチ操作部材は互いに重なり選択的に上記スイッチ操作部材のそれぞれと係合可能な連動部材を有する。 上記スイッチ操作部材のいずれか一方が上記停止位置から動くと、上記連動部材が他方のスイッチ操作部材に係合し、他方のスイッチ操作部材が上記停止位置から動くのを規制する。

さて、本発明の実施形態を単なる例として添付図面を参照しながら説明する。

車両座席の形態を調整するモータを組み込んだ車両座席の図面である。

図１に示す車両座席のスイッチクラスタの斜視図である。

図２に示すクラスタにおいて用いられるスイッチアセンブリの１つの斜視図である。

図３に示すスイッチアセンブリの分解斜視図である。

図３のＶ−Ｖ線断面図である。

図３に示すスイッチアセンブリを下から視た斜視図である。

図３に示すスイッチアセンブリの操作時における構成要素の相対的な配置を示す一連の図である。

図３に示すスイッチアセンブリの他の操作時における構成要素の相対的な配置を示す一連の図である。

図３に示すスイッチアセンブリの別の操作時における構成要素の相対的な配置を示す一連の図である。

図１に示すクラスタに組み込まれた図３のスイッチアセンブリの正面図である。

図１０に示すクラスタのハウジングの斜視図である。

図１１に示す弾性アームの拡大斜視図である。

図１０に示すクラスタの選択部分の拡大斜視図である。

図３のＸＩＶ−ＸＩＶ線上の部分断面図である。

図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）は図１４に示す弾性アームの様々な位置における一連の部分断面図である。

従って、例として図１および図２を参照すると、大略、１０で示される自動車のシートは、シートクッション１２およびシートバック１４を備える。 クッション１２とバック１４とは概略的に示される１６で互いに回動し、クッション１２とバック１４との相対的な位置は電動モータ１８によって制御される。 クッション１２は、レール２２上に先に搭載されるベース２０上に搭載され、前後の調整ができる。 前後の調整は電気モータ２４を用いてなされる。

シートベース２０は、モータ３０、３２によってレール２２に対して上下動もできる。 上記モータ３０、３２は、シートベースの傾きだけでなく、その高さをレール２２に対して調整できるように独立して操作可能である。 同様にモータ３４がシートバック１４に対するヘッドレストの位置を調整するために設けられている。

モータ１８、２４、３０、３２、および３４のそれぞれは類似しており、モータの回転運動を直線移動に変換する機構を備える。 図１に示すように、モータ２４は送りネジ２６を回転し、ネジ機構２８と協働してシートベース２０をレール２２に沿って動かす。 調整可能なシートの全体構成は自動車産業においてよく知られており、一例としてのみ述べる。 本実施形態の操作を十分理解するために、シートの更なる詳細およびその構造を述べる必要はない。

モータ１８、２４、３０、３２、３４は以下に更に詳細に述べるスイッチクラスタアセンブリ４０によって制御される。 各スイッチアセンブリはそれぞれ制御部材４２、４４を有し、スイッチ操作部材を介して操作し、モータ１８、２４、３０、３２、３４への電力の流れを制御するスイッチを操作する。 制御部材４２は矢印Ａで示すように前後方向に移動可能であり、モータ２４を制御するスイッチを操作し、シートベース２０を制御部材４２の動く方向に応じて前方または後方のいずれかへ動かす。 制御部材４２は、矢印Ｂで示すように、制御部材４２の前方端が動くと、モータ３０がシートクッション１２の前縁を上げたり下げたりするようにモータ３０および３２を制御するスイッチをも操作する。 同様に、矢印Ｃで示すように、制御部材４２の後方端が動くと、モータ３２が対応して動き、クッション１２の後方を上げる。 従って制御部材４２は組み合わせ操作によってシートクッション１２の位置を調節できる３つのモータを制御する。

同様に、制御部材４４は、矢印Ｄで示すように、制御部材４４が時計方向に回転すると、クッション１２とシートバック１４との角度が大きくなるようにモータ１８を制御する。 同様に反時計方向に回転すると角度が小さくなる。 矢印Ｅで示すように、制御部材４４が垂直方向に動くと、モータ３４を制御するスイッチを操作し、その動く方向に応じてヘッドレスト３６を上げるかまたは引っ込める。 制御部材４４は操作を組み合わせてシートバック１４およびヘッドレスト３６のための最適な形態を提供できる２つのモータ１８、３４を制御する。 ボルスター（ｂｏｌｓｔｅｒ）調整、ランバーサポートまたはシートクッションエクステンションなどの追加の機能をスイッチアセンブリに組み込んでも良いが、そのような機能は当該技術分野で周知であるので、今回はそれらを更に論ずる必要はない。

制御部材４２、４４に関連するスイッチアセンブリは構成が類似しているので１つだけ詳細に説明する。 図３から図６に一番よく示されているように、制御部材４２はガイドプレート５０のスロット４８を貫通して突出する尖突４６に接続されている。 ガイドプレート５０はシート１０に対して固定され、スロット４８は尖突４６が充分に動くことができる寸法になっており、制御部材４２に関連するスイッチを操作する。 尖突４６は、一端から延在した一対の耳５４を有するスイッチ操作部材５２から上方に突出する。

スイッチ操作部材５２は、静止ベースプレート５６の上方で一対のピンテル（ｐｉｎｔｅｌ）５８ａ、５８ｂによって支持されており、上記ピンテルはベースプレート５６のバネ６０によってスイッチ操作部材５２の下面を付勢している。 図５に一番よく示されているように、ピンテル５８は円錐形のくぼみ６２と係合し、スイッチ操作部材５２に対してベースプレート５６を位置決めする。 凹部６４が、くぼみ６２の外方への一方向のピンテル５８の動きに適合するように、スイッチ操作部材５２の下面に形成されている。

バネ６０はベースプレート５６に固定されたカップ６６に支持される。 スイッチ操作部材５２が動くと、ベースプレート５６に対して一方または両方のピンテルがくぼみ６２の中心から外れて動き、バネ６０を圧縮する。 バネ６０を圧縮するのに必要な力は操作感触として制御部材４２に伝わり、静止位置に制御部材４２を戻すための付勢作用となる。 凹部６４は、制御部材４２が凹部６４の軸に沿って動くと、一方のバネ６０のみの圧縮を引き起こし、制御部材４２の動きに応じて一定の感触を伝えるように設けられている。

スイッチ操作部材５２は、その下面にベースプレート５６の孔７０を貫通して延在する突起６８を有し、ベースプレート５６が有するスイッチ７２に係合し、そのスイッチを操作する。 スイッチ７２はそれぞれの電気モータに対する電力供給を制御し、ベースプレート５６に対してスイッチ操作部材５２が動くと、選択されたスイッチが突起６８によって閉成され、モータを所望の様式で動作させることがわかる。

ガイドプレート５０に対するスイッチ操作部材５２の動きはスイッチ操作部材５２とガイド５０との間に配置されたガイド部材７５によって制御される。 ガイド部材７５はスイッチ操作部材５２の上面に円筒状突起として形成された一対の従動部材７４、７６と、トラックセット７８、８０とをそれぞれ含む。 トラックセット７８、８０はガイドプレート５０中に成形されるか、突部としてガイドプレート５０から突出するように成形される。 図７でより良く示されるように、トラックセット７８、８０のそれぞれは直線状トラック８２と円弧形トラック８４とを備える。 各トラックセット７８、８０の直線状トラック８２と円弧形トラック８４とは交差してそれぞれの従動部材７４、７６を受入れる十字形を形成している。 従動部材７４、７６はいずれかのトラック８２、８４に沿って動くことができ、トラック内でぴったり合い、トラックと従動部材との相対的な横の動きを規制する。 トラックセット７８、８０は直線状トラック８２が移動通路の１つを規定する共通軸心上に揃うようにガイドプレート５０上に配置されている。 円弧形トラック８４はそれぞれピンテル５８の１つを中心とする。 セット７８のトラック８４はピンテル５８ｂを中心とし、セット８０のトラック８４はピンテル５８ａを中心とする。 そのため、両トラック８４はそれぞれのピンテル５８から離れる方向へ収束する。

操作時には、バネ６０の弾性によってスイッチ操作部材５２を、ガイド部材５０に対して安定した停止位置に維持する。 この位置で、尖突４６はスロット４８の中心に位置し、スイッチ７２のそれぞれは開いている。 従ってどのモータも動作していない。 図７（Ａ）で示される停止位置において、従動部材７４、７６はトラック８２、８４の交差部分に位置しており、トラックに沿って両方向に自由に動く。

制御部材４２が停止位置から動くと、スイッチ７２の１つが閉じ、ガイド部材７５が協働することによって他のスイッチが動作するのを規制する。 制御部材４２が反時計方向に動いてシートクッション１２の後部を上げると、動きはベースプレート５６へ伝わり、スイッチ操作部材５２は図７ｂに示すようにずれる。 スイッチ操作部材５２はピンテル５８上で支持され、ピンテルの１つ５８ａの周りを反時計方向に回転し、ピンテル５８ｂはくぼみ６２からずれる。 従動部材７６はトラックセット８０の脚部８４に沿って動き、それによって突起６８がモータ３２に関連するスイッチ７２を操作する。 トラック８４は、ピン７４がセット７８のトラック８２、８４の交差部に実質上とどまるようにピンテル５８ａに関連するくぼみ６２を中心とする円弧形をしている。

従動部材７６が脚部８４内に位置しているので、脚部８４の側部によって従動部材７４、７６が脚部８２に沿って動くのを規制される。 従って制御ノブ４２を動かしてシートを前後に動かそうとすると、その動きは従動部材７６と脚部８４との係合によって阻止される。

トラック８４が収束していることによっても、従動部材７４がセット７８のトラック８４に入るのを規制する。 制御部材４２を回転させてモータ３０を動作させようとすると、従動部材７４がトラック７８の脚部８４の側面に当接し、ガイド５０とスイッチ操作部材５２との間の相対的な動きを規制する。 従って、制御部材４２が回転してモータ３０，３２の１つを動作させることによって、効果的に他方のモータ２４、３０または３２が動作することを阻止し、１つのモータだけを操作できる。 制御部材４２を解除すると、スイッチ操作部材がバネ６０の付勢力によって停止位置に戻る。 制御部材４２が時計方向に回転すると、図７Ｃに示すように同様の作用が起こる。

図８に示すように、制御部材４２が動作して前方または後方へ動く場合、同様の状況が発生する。 制御部材４２の動きがスイッチ操作部材５２に伝えられ、従動部材７４、７６は直線状トラック８２へと移動する。 ピンテル５８はくぼみ６２から外れて、ピンテル５８の１つが凹部６４へ入る。 ひとたび直線状トラックに係合すると、ノブ４２の回転が防止され、モータ２４だけを動作させることができる。

制御部材４２を垂直方向に動かすことによって両方のモータ３０、３２を同時に動作させようとしても、トラック８４が収束しているので、従動部材７４、７６がトラック８４へと同時に移動するのを防止する。 図９に示すように、従動部材７４、７６は円弧形トラック８４の側面に係合し、制御部材の両方向への移動を規制する。

従って、収束した円弧形トラック８４を設けることによって、確実にモータ３０、３２の１つだけを動作させることができ、ひとたび操作すると、従動部材７４、７６は直線的に移動できなくなるので、モータ２４を動作させることができる。 従って、制御部材４４でモータを１つだけ動作させることができる。

２つのモータだけを制御する必要があっても、制御部材４４には同様の配置が設けられている。 この配置では、直線状トラック８２のみを設けることができるようにトラックセット７８に変更が加えられている。 従動部材７４、７６は各直線状トラック８２に沿って移動でき、モータ３４を動かす。 制御部材４４が回転すると、従動部材７６がセット８０のトラック８４に係合し、それによってモータ３４に関連するスイッチがさらに動作することを阻止する。

同様に、制御部材４２が、回転に対応するスイッチを動作させることのみを必要とする場合（例えば直線動作の無い、モータ３０、３２のみの動作）、トラック８２を省略することができる。 トラック８４が収束していることで、確実に１つのスイッチのみを動作させることができる。

スイッチクラスタ４０は一対のスイッチアセンブリを利用しており、制御部材４２、４４の同時動作を回避するために、連動装置が設けられている。 連動装置は制御部材のいずれか一方が一度、動くことができるように、制御部材４２、４４に関連するスイッチ操作部材５２の間で動作する。 図１０から図１５を参照すると、スイッチアセンブリはハウジング１００内に位置している。 片持ち梁状のロッキングアーム１０２がハウジング１００内に成形されており、ハウジング１００のベース１０３の上に突出している。 アーム１０２はハウジング１００のベース１０３に成形された一対のチーク（ｃｈｅｅｋ）１０４によって位置決めされており、それによってアーム１０２は一対のチーク１０４によって規定された面内で撓むように規制されている。 アーム１０２の自由端には、アーム１０２に対向する側に一対の円筒状のディスク１０６、１０８からなるシャトル１０５が形成され、それぞれ反対方向へ突出している。

スイッチアセンブリは図１０に示すようにハウジング１００内に位置し、スイッチ操作部材５２の各耳５４が重なるように配置されている。 耳５４のそれぞれはディスク１０６、１０８の１つを嵌合する寸法に形成された円筒状の孔１１０を有する。 孔１１０の縁は１１２で示されるように面取りされており、ディスク１０６、１０８のそれぞれの周囲と係合するカム面となっている。 アーム１０２は一対の耳５４の間に延在しており、シャトル１０５は孔１１０と同一軸心である。 このことは、図１４および図１５に一番よく示されているように、シャトル１０５が、重なり合う一対の耳５４の間の間隔よりもわずかに高いことがわかる。 従って、各スイッチ操作部材５２の停止位置では、孔１１０が合わさり、ディスク１０６、１０８はそれぞれの孔１１０内に位置し、カム面１１２に重なる。

制御部材４２、４４の１つが動作すると、対応するスイッチ操作部材５２がそれぞれのピンテル上のピボット点の周りを動き、耳５４が移動する。 スイッチ操作部材５２の上記の動きによってカム面１１２が対応するディスク１０６、１０８に係合し、シャトル１０５を変位させる。 アーム１０２が撓み、ディスク１０６、１０８の他方が他方のスイッチ操作部材５２の孔１１０へと移動する。 このことは制御部材４０に関連する下方のスイッチ操作部材５２が移動し、シャトル１０５を上方のスイッチ操作部材５２の孔へと変位させることが図１５Ｂに示されている。 下方のスイッチ操作部材５２は、カム面１１２への係合によってシャトルが孔１１０から移動して自由に動く。 しかしながら、他方の操作部材５２は、ディスク１０６が孔１１０に当接しているため停止位置から動くことができない。

同様に、図１５（Ｃ）に示すように、上方のスイッチ操作部材５２が動くと、シャトルが下方のスイッチ操作部材５２の孔１１０へと変位し、そのスイッチ操作部材が更に動作することを規制する。

従って、２つのスイッチ操作部材の間に連動装置を用いることで、スイッチアセンブリの１つだけを常に使うことができる。 一旦、一方のスイッチ操作部材が動くと、他方のスイッチ操作部材５２はハウジングに固定され、その制御部材が更に動作することを規制する。 ２つのスイッチ間における連動装置の使用によって、各スイッチアセンブリにおけるスイッチ操作部材とガイドとの間で作用するガイド部材が機能することはないので、２つの入れ子状のスイッチアセンブリが一つにまとまっていても、常に１つのモータだけを動作させることができる。