JP2003297186A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばオートバイや自動車をはじめとする各
種車両、または各種電子・電気機器に搭載される操作装
置に関するものであり、ロータリースイッチの破損を抑
制し得る操作装置を提供する。 【解決手段】 柱状に延びるノブＳと、このノブＳを回
転操作することにより作動するロータリースイッチ１６
とを備え、ノブＳにノブＳの回転操作によって生じる応
力を吸収する応力吸収部１５を設けたことにより、ロー
タリースイッチ１６の破損を抑制し得る操作装置を提供
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばオートバイ
や自動車をはじめとする各種車両、または各種電子・電
気機器に搭載される操作装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車のメータに設けられ
る光源の輝度調整を行う操作装置として図９に示すよう
な操作装置が採用されている。すなわち、この操作装置
は貫通孔１０１を有する回路基板１０２と、貫通孔１０
１を貫通して回路基板１０２の板面と直交する方向に延
びるノブ１０３と、回路基板１０２の前方側に配置され
るハウジング１０４と、このハウジング１０４の背後に
位置して回路基板１０２上に配置される表示板１０５
と、この表示板１０５に形成される開口部１０６に臨む
液晶表示素子１０７と、この液晶表示素子１０７をバッ
クライト照明する光源１０８、回路基板１０２と表示板
１０５との間に配置され液晶表示素子１０７を保持する
ケース体１０９とを備えている。

【０００３】ノブ１０３は例えば黒色の合成樹脂からな
り、略円柱状に形成され、ケース体１０９、表示板１０
５、ハウジング１０４を通じて外部に延びる操作軸１１
０と、この操作軸１１０からその軸方向とは直交する外
周方向（回路基板１０２の板面方向）に延びるフランジ
部１１１と、このフランジ部１１１から連続して操作軸
１１０と同軸方向に延びる延長軸１１２とを有し、回路
基板１０２の背面側に突出する延長軸１１２にはロータ
リースイッチ１１３が嵌挿されている。

【０００４】ロータリースイッチ１１３は略ドーナツ型
からなり、図１０に示すようにカーボンからなる抵抗体
１１４と、この抵抗体１１４上を摺動する摺動接点１１
５とを有している。また、１１６は操作軸１１０の回転
に連動して摺動接点１１５を回転させる筒状部であり、
この筒状部１１６に突起部１１７が設けられている。ま
た、ロータリースイッチ１１３の内部には操作軸１１０
を回転可能な最大角度まで回転させると突起部１１７が
当接することにより最大角度以上の回転を規制するスト
ッパからなる回転規制部１１８が設けられている。

【０００５】そして、操作軸１１０を回転操作すると、
この操作軸１１０の回転操作に連動して延長軸１１２が
ロータリースイッチ１１３を回転させ、このロータリー
スイッチ１１３の回転角度に応じて抵抗体１１４と摺動
接点１１５との間の抵抗値が変動する。そして、この抵
抗値変動に伴って光源１０８の照明輝度が変化し、この
光源１０８の照明輝度の変化により液晶表示素子１０７
のバックライト照明色をユーザーの好みに応じて自由に
設定（調整）できるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
操作装置の場合、延長部１１２がロータリースイッチ１
１３の孔径と略一致する外径を有する棒状に形成され、
ノブ１０３の操作軸１１０を回転可能な最大角度に回転
させたときにロータリースイッチ１１３の内部に設けた
突出部１１７が回転規制部１１８に当接することでロー
タリースイッチ１１３の回転規制がなされる構成であ
る。このため、操作軸１１０を必要以上（突出部１１７
と回転規制部１１８とが当接する最大角度以上）に回転
させると回転規制部１１８に不慮の応力が加わり、これ
によりロータリースイッチ１１３が破損してしまうこと
が懸念される。

【０００７】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、ロータリースイッチの破損を
抑制し得る操作装置を提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、ノブと、このノブの回転操作に応じて作動す
るロータリースイッチとを備え、前記ノブに前記回転操
作によって生じる応力を吸収する応力吸収部を設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】また本発明は、前記応力吸収部が径小部ま
たは肉抜き部からなることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１から図６は本発明の第１実施
形態を示すもので、以下、これら図面に基づいて本発明
の第１実施形態による操作装置を例えば自動車に搭載さ
れるメータに適用した場合について説明する。なお、図
１は本発明の第１実施形態による操作装置の正面図、図
２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２中、Ｃ領域を拡大
して示す要部断面図、図４は同実施形態によるロータリ
ースイッチの断面図、図５は同実施形態によるノブとケ
ース体とによる回転規制を示す図、図６は図１のＢ−Ｂ
断面図である。

【００１１】図１において、本実施形態による車両用メ
ータは、所定情報として、例えば車速を表示するスピー
ドメータからなる指針式表示部Ｄ１と、エンジン回転数
を表示するタコメータからなる指針式表示部Ｄ２と、こ
れら各指針式表示部Ｄ１，Ｄ２間に位置し走行距離や燃
料消費、外気温、時刻等の情報を表示する表示素子Ｄ３
と、これら指針式表示部Ｄ１，Ｄ２、表示素子Ｄ３の照
明色や表示素子Ｄ３の表示情報をユーザーの操作に応じ
て調整または切り替え動作させるノブＳとを有する。

【００１２】各指針式表示部Ｄ１，Ｄ２は、図２に示す
ように、計器ムーブメントＭによって回転作動する指針
１と、この指針１の指示対象となる目盛や文字、マーク
等の指標部Ｄ１１（図１参照）が形成された表示板２と
で構成され、これら指針１及び表示板２の背後には、そ
れぞれに対応する複数の光源３が配置されている。この
場合、指針１は光源３の点灯によりその照射光を受けて
発光可能な光透過材料により形成され、また表示板２の
指標部Ｄ１１は光源３の点灯によりその照射光を受けて
発光するよう光透過性材料により形成されている。また
表示素子Ｄ３に対応する表示板２箇所には、表示素子Ｄ
３の表示面を露出する開口部２ａが形成されている。

【００１３】表示素子Ｄ３は、図示しない各種センサ等
の検出信号（電気信号）に基づいて、前述した走行距離
や燃料消費、外気温、時刻等の情報を表示する例えば液
晶表示素子からなり、その背後には表示素子Ｄ３をバッ
クライト照明する光源４が配置されている。

【００１４】各光源３，４は、例えば所定色にて発光す
る発光ダイオードからなり、表示板２の背後に位置する
硬質の回路基板５の前面側に装着され、この回路基板５
を通じて点灯用電力の供給が行われるようになってい
る。また回路基板５の背面側には、計器ムーブメントＭ
が装着され、回路基板５を通じて駆動用電力が供給され
るようになっている。

【００１５】さらに回路基板５の前方側には、例えば白
色系の遮光性合成樹脂からなる反射体兼フレーム体機能
を有するケース体６が設けられており、このケース体６
には、光源３を収納しそれらの光を表示板２及び指針１
側に案内する照明室が複数形成されている。

【００１６】表示素子Ｄ３に対応するケース体６の箇所
及びその周囲には、空所が形成され、この空所に表示素
子Ｄ３を保持するホルダ７が配置され、このホルダ７の
底部側に光源４が配置されている。

【００１７】ケース体６の前方には、表示板２を挟んで
見返し部材８が配置されており、この見返し部材８に
は、各指針式表示部Ｄ１，Ｄ２を露出する窓部８１が形
成され、また見返し部材８の前方には、透明または半透
明のハウジング９が配置されている。

【００１８】ノブＳは例えば黒色の合成樹脂からなり、
略円柱状に成形され、ケース体６、表示板２、見返し部
材８、ハウジング９を通じて外部に延びる第１の軸部１
０と、この第１の軸部１０からその軸方向とは直交する
外周方向（回路基板５の板面方向）に延びるフランジ部
１１と、このフランジ部１１から連続して第１の軸部１
０と同軸方向に延びる第２の軸部１２とを有している。

【００１９】フランジ部１１は円板状に形成され、図３
に示すようにフランジ部１１と回路基板５との間には弾
性部材１３が配置されている。

【００２０】弾性部材１３は第２の軸部１２の後述する
応力吸収部の周囲を取り巻く金属性のコイルスプリング
からなり、第１，第２の軸部１０，１２の軸線Ｌに沿っ
て伸縮する。また、弾性部材１３はその弾性復帰力によ
ってノブＳを常時、矢印Ｄ方向に付勢しており、これに
よりフランジ部１１は前記弾性復帰力によって矢印Ｄ方
向に押し上げられるがフランジ部１１に対向するケース
体６箇所にはフランジ部１１側に延びる筒部６１が形成
されており、この筒部６１と弾性部材１３とによってフ
ランジ部１１は安定的に保持されている。

【００２１】第２の軸部１２はその先端側の一部が隆起
した隆起部１４と、この隆起部１４とフランジ部１１と
の間に配置され隆起部１４よりも肉薄（径小）に形成さ
れる応力吸収部１５とを備えている。この応力吸収部１
５は回路基板５に形成した孔部５１を貫通して回路基板
５の背面側に延び、応力吸収部１５の先端側に位置する
隆起部１４にはロータリースイッチ１６が嵌挿されてい
る。

【００２２】ロータリースイッチ１６は略ドーナツ型か
らなり、図４に示すようにノブＳの回転操作に連動して
回転する回転部材１７と、この回転部材１７を収納する
フレーム体１８とからなる。

【００２３】回転部材１７は円環板状からなるベース板
１９と、このベース板１９を保持する筒状部２０と、ベ
ース板１９の背後に配置され筒状部２０の回転に連動し
て回転する接点板２１とを有している。

【００２４】ベース板１９は薄板状の金属材料からな
り、第２の軸部１２と筒状部２０が貫通する孔１９１
と、回路基板５側に延び回路基板５に形成した配線パタ
ーンに電気接続される端子１９２とを有している。

【００２５】筒状部２０は合成樹脂からなり、孔１９１
の周囲をベース板１９の表裏に渡って保持する凹部２０
１と、この凹部２０１に連続形成されベース板１９の背
面側に沿って延びるフランジ２０２とを有している。な
お本実施形態の場合、フランジ２０２は接点板２１の後
述する摺動接点が形成される側とは反対側（図４中、左
側）に設けられ、２０３はノブＳを回転可能な最大角度
まで回転させたときにフレーム体１８の後述する回転規
制部と当接する突出部である。

【００２６】接点板２１はりん青銅からなり、後述する
抵抗体上を摺動する摺動接点２１１を有している。なお
本実施形態の場合、フランジ２０２と対向する接点板２
１箇所がフランジ２０２に固着されており、このフラン
ジ２０２に固着された接点板２１箇所がベース板１９と
筒状部２０との間で狭着され、これによりベース板１９
の端子１９２が接点板２１と電気的に接続されている。

【００２７】フレーム体１８は合成樹脂からなり、円環
カップ状に形成され、回転部材１７を収納する収納部材
であり、筒状部２０が貫通する孔１８１を有している。
そして、回転部材１７とフレーム体１８との間に形成さ
れる空所に抵抗板２２が配置されている。

【００２８】抵抗板２２はセラミックからなり、略円環
状に成形され、その表面にはカーボンからなる抵抗体２
３が印刷形成されている。

【００２９】なお、２４はノブＳを回転可能な最大角度
まで回転させると突起部２０３が当接することにより最
大角度（所定角度）以上の回転を規制する回転規制部
（ストッパ部）であり、この回転規制部２４は抵抗板２
２の内壁面に沿うようにフレーム体１８に一体に形成さ
れ、抵抗板２２を保持する保持部材としても機能してい
る。なお、２５は抵抗板２２の抵抗体２３と前記配線パ
ターンとを電気接続するための端子である。

【００３０】このような構成において、ノブＳの第１の
軸部１０を回転操作すると、この第１の軸部１０の回転
操作に連動して第２の軸部１２が回転し、この第２の軸
部１２の回転により第２の軸部１２の隆起部１４がロー
タリースイッチ１６の筒状部２０を回転させる。そし
て、この筒状部２０の回転に連動して接点板２１が回転
することで接点板２１の摺動接点２１１が抵抗板２２の
抵抗体２３上を摺動する。

【００３１】従って、ノブＳの回転角度に応じて摺動接
点２１１が抵抗体２３上を摺動することで、抵抗体２３
と摺動接点２１１との間の抵抗値が変動する。

【００３２】この抵抗値変動を端子１９２と端子２５を
通じて検出信号として出力するものである。この検出信
号は図示しない制御部に入力され、制御部を通じて光源
３，４の照明輝度を制御し、これにより光源３，４の照
明輝度が前記抵抗値変動に伴って変動し、この光源３，
４の照明輝度の変動により指針１、表示板２の指標部Ｄ
１１、表示素子Ｄ３の輝度をユーザーの好みに応じて自
由に設定（調整）可能にしている。なお、このような端
子１９２，２５→前記制御部→光源３，４に到る信号伝
送は、回路基板５の前記配線パターンを通じて行われ
る。

【００３３】また、ノブＳは第１の軸部１０の回転操作
に連動してロータリースイッチ１６の筒状部２０を回転
させるが、第１の軸部１０を回転可能な最大角度（例え
ば２７０度）まで回転させたときには筒状部２０の突出
部２０３がフレーム体１８の回転規制部２４に当接する
ようになっている。

【００３４】そして、この状態からさらに第１の軸部１
０を回転させると回転規制部２４に突出部２０３の応力
が加わり、この際、回転規制部２４と突出部２０３の間
に作用する応力は本来不要な応力となる。

【００３５】ところで、このような応力は突出部２０３
が一体に形成される筒状部２０を通じて筒状部２０に嵌
挿されている第２の軸部１２にも働くが、第２の軸部１
２には応力吸収部１５が形成されているため、不要な応
力が加わり続けたり、大きな応力が加わった場合には応
力吸収部１５自体が変形する。この変形により不要な応
力が吸収されるためロータリースイッチ１６の破損を抑
制することがてきる。

【００３６】なお本実施形態では、ノブＳのフランジ部
１１とケース体６との間に設けたノブ規制部２６により
ノブＳの回転規制を行っている。

【００３７】すなわち、図５に示すようにノブ規制部２
６はフランジ部１１から外周方向に延びる突起部２７
と、ケース体６に形成されフランジ部１１の回転に連動
して突起部２７が回転することで突起部２７と当接する
規制部２８とからなり、ノブＳの回転時には先に突出部
２０３が回転規制部２４に当接した後に更にノブＳを回
転させると、突起部２７が規制部２８に当接しノブＳの
回転を停止させるようになっている。これによりノブＳ
を突出部２０３と回転規制部２４との間で規制される回
転可能な最大角度まで回転させたときには、ノブＳのフ
ランジ部１１の回転に連動して回転する突起部２７とケ
ース体６の規制部２８との間には微少な隙間が形成され
るように設定されている。

【００３８】そして、この状態からさらにノブＳを回転
させると、回転規制部２４と突出部２０３との間に働く
応力が応力吸収部１５の変形によって吸収される。この
変形によってノブＳは突起部２７と規制部２８との当接
方向に回転するが、これら突起部２７と規制部２８との
当接によりノブＳの回転が停止されるようになってい
る。

【００３９】また本実施形態では、ノブＳは第１の軸部
１０の回転操作により指針１、表示板２の指標部Ｄ１
１、表示素子Ｄ３の照明色を自由に調整できる機能を有
すると共に、第１の軸部１０の押動操作により表示素子
Ｄ３の表示情報を切り替え動作させる機能を有してい
る。

【００４０】具体的には図６に示すように、ノブＳの押
動操作機構はノブＳと弾性部材１３とスイッチ素子２９
とで構成される。ノブＳのフランジ部１１には回路基板
５側に延びスイッチ素子２９を作動させる押動部３０が
形成されている。

【００４１】スイッチ素子２９はタクトスイッチからな
り、押動部３０によってオン・オフ動作し、表示素子Ｄ
３の表示制御を行う前記制御部に切替信号を出力する作
動部３１を有し、この作動部３１を通じて発せられた切
替信号が前記制御部に入力されると、前記制御部は表示
切替のための出力信号を表示素子Ｄ３に出力し、これに
より表示素子Ｄ３に表示されている情報を切り替えた
り、あるいはリセットするように構成されている。な
お、このようなスイッチ素子２９→前記制御部→表示素
子Ｄ３に到る信号伝送は、回路基板５の前記配線パター
ンを通じて行われる。

【００４２】またこの際、作動部３１はノブＳを矢印Ｅ
方向に押動操作することによりオンして切替信号を出力
し、ノブＳの押動を解除することによりノブＳが弾性部
材１３の前記弾性復帰力により元の位置に戻る（オフす
る）ようになっている。そして、ノブＳのフランジ部１
１が弾性部材１３とケース体６の筒部６１との間で安定
的に保持されている。なおこの場合、ノブＳの押動操作
及び押動の解除時には第２の軸部１２の隆起部１４がロ
ータリースイッチ１６に対して嵌挿状態を維持しながら
ロータリースイッチ１６内を第１，第２の軸部１０，１
２の軸線Ｌに沿って矢印Ｄ，Ｅ方向に移動するものであ
る。

【００４３】また本実施形態では、ノブＳのフランジ部
１１と隆起部１４との間に応力吸収部１５が形成され、
この応力吸収部１５が回路基板５の孔部５１を貫通して
いる。また、応力吸収部１５は隆起部１４よりも径小に
形成されているため、孔部５１と応力吸収部１５との間
にはノブＳをロータリースイッチ１６に組み付けたとき
の組み付け誤差や、ハウジング９や見返し部材８の組み
付け誤差によるノブＳの位置ズレを吸収するためのクリ
アランス３２が形成される。

【００４４】従って、このクリアランス３２によって前
記各組み付け誤差を吸収することができると共に、ノブ
Ｓの押動操作時には第２の軸部１２が孔部５１内を軸線
Ｌに沿って矢印Ｄ，Ｅ方向にスムーズに移動し、これに
よりノブＳの押動操作性に対する信頼性を高めることが
できる。

【００４５】以上のように本実施形態では、ノブＳと、
このノブＳの回転操作に応じて作動するロータリースイ
ッチ１６とを備え、ノブＳに回転操作によって生じる応
力を吸収する応力吸収部１５を設けたことにより、ノブ
Ｓの不用意な回転操作等に伴って生じる応力が応力吸収
部１５の変形によって吸収されるためロータリースイッ
チ１６の破損を抑制することができる。

【００４６】また本実施形態では、応力吸収部１５が径
小部からなる形状を適用したが、応力吸収部１５の形状
はノブＳを通じて不要な応力が加わったときその応力を
吸収できれば任意の形状を適用することができ、例えば
本発明の第２実施形態として図７に示すように第２の軸
部１２の内部に空洞部を設け、軸線Ｌと直交する第２の
軸部１２の断面形状を略「コ」字状に形成してもよい。
また、図示しないが応力吸収部１５は第２の軸部１２に
限らずノブＳの任意の箇所に設けることができる。

【００４７】また前記各実施形態では、ノブＳを第１，
第２の軸部１０，１２を有する一本の軸によって形成し
たが、軸部は複数に分割形成してもよい。

【００４８】また前記各実施形態では、光源３，４の照
明輝度を調整するための操作部として柱状のノブＳを適
用したが、照明輝度を調整できるものであれば任意の操
作部を適用することができ、例えばボタン型の操作部で
あってもよい。

【００４９】また前記各実施形態では、ノブＳを回転操
作することにより光源３，４の照明輝度を調整するもの
であったが、これに限定されるものではなく、例えば走
行距離や燃料消費、外気温、時刻の情報を切り替えた
り、リセットしたりするようにしてもよい。

【００５０】なお前記各実施形態では、本発明を自動車
のメータに搭載される操作装置に適用した例を示した
が、本発明はこれに限定されることはなく、回転操作に
よって生じる応力を吸収する応力吸収部を設けた各種電
気・電子機器の操作装置に適用してもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、初期の目的を達
成することができ、ロータリースイッチの破損を抑制し
得る操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による操作装置の正面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図２中、Ｃ領域を拡大して示す要部断面図。

【図４】同実施形態によるロータリースイッチの断面
図。

【図５】同実施形態によるノブとケース体とによる回転
規制を示す図。

【図６】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図７】本発明の第２実施形態による軸線と直交する第
２の軸部の断面図。

【図８】従来例による操作装置の断面図。

【図９】従来例によるロータリースイッチの断面図。

【符号の説明】

１ 指針 ２ 表示板 ３，４ 光源 ５ 回路基板 ６ ケース体 ９ ハウジング １０ 第１の軸部 １１ フランジ部 １２ 第２の軸部 １４ 隆起部 １５ 応力吸収部 １６ ロータリースイッチ ２０ 筒状部 ２１ 接点板 ２３ 抵抗体 ２４ 回転規制部 ２０３ 突出部 ２１１ 摺動接点 Ｄ１，Ｄ２ 指針式表示部 Ｄ３ 表示素子 Ｄ１１ 指標部 Ｍ 計器ムーブメント Ｓ ノブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノブと、このノブの回転操作に応じて作
   動するロータリースイッチとを備え、前記ノブに前記回
   転操作によって生じる応力を吸収する応力吸収部を設け
   たことを特徴とする操作装置。
2. 【請求項２】 前記応力吸収部が径小部または肉抜き部
   からなることを特徴とする請求項１記載の操作装置。