JP2005005084A - 操作モジュール及びそれに用いるスイッチユニット - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の操作部を構成する操作モジュール及びそれに用いるスイッチユニットに関し、操作時における違和感が少なく操作フィーリングも良好なものを提供する。
【解決手段】曲面的に構成されたハウジング４１前面に対し法線方向に設けた貫通孔４３内に配された押しボタン４２と、前記法線方向とは異なる方向に押圧するように基板５２上に配置したスイッチ部５３との間に、方向変換部材となるアクチュエータ６１と座部材５４とを配し、押しボタン４２への操作方向をアクチュエータ６１でスイッチ部５３の動作方向に変換してスイッチングするようにしたため、操作時に違和感が少なく押しボタン４２への操作が行えると共に、操作フィーリングの向上も図れる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器や車載用機器などの各種電子機器の操作部を構成する操作モジュール及びそれに用いるスイッチユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯機器や車載用機器が普及し、多機能化の進展などに伴い、各種電子機器における操作部のユニット化、及びモジュール化が進んでいる。
【０００３】
このような従来の操作モジュールについて、図１０を用いて説明する。
【０００４】
図１０は従来の操作モジュールの断面図であり、１は、所定の配線パターン（図示せず）を有する平坦な基板で、前面側に対応する基板１の上面には、プッシュスイッチ２が、所定の配列状態で複数個装着され、その各端子部は、基板１上の配線パターンと電気的に接続されている。
【０００５】
このプッシュスイッチ２としては、通常、操作部２Ａを押し込むとスイッチングが行えると共に、その操作ストロークに伴い、いわゆるクリック感が得られるものが使用されている。
【０００６】
従来のものは、このプッシュスイッチ２のみがスイッチユニットとしての機能を果たすものである。
【０００７】
そして、前記基板１上面に、前面側が外装部分となるハウジング３が固定されている。
【０００８】
このハウジング３は、基板１の平面方向に対し直角方向に設けられた貫通孔４を、前記プッシュスイッチ２の配設位置に対応させて有している。
【０００９】
そして、５は各貫通孔４前方側に配された操作用の押しボタン、６は各貫通孔４後方側に配された摺動体であり、押しボタン５後方に設けた圧入突部５Ａが摺動体６前方に設けた圧入穴６Ａに圧入されて両者は一体化されており、一体的に各貫通孔４内を移動可能に収容されている。
【００１０】
このとき、摺動体６の後面は、プッシュスイッチ２の操作部２Ａに当接し、図１０に示す操作力の加わっていない通常状態においては、摺動体６はプッシュスイッチ２の付勢力によって前方側に付勢され、前方周囲部分が、貫通孔４内に細径孔部分を構成する中間段部４Ａに当接して停止している。
【００１１】
そして、前記付勢状態で、各押しボタン５の前面は、滑らかな曲面で構成されたハウジング３の前面位置と高さ位置などで整合がとれ、かつハウジング３の前面の曲面と滑らかにつながるような曲面形状に形成されている。
【００１２】
なお、基板１とハウジング３とは、図示を省略しているが、ねじなどで固定されている。
【００１３】
以上のように、従来のプッシュスイッチ２を備えた操作モジュール１１は構成され、次に、その動作を説明する。
【００１４】
図１０に示す操作力の加わっていない通常状態から押しボタン５を、指などで後方側に押し下げると、押しボタン５および摺動体６は一体でハウジング３の貫通孔４にガイドされながら、基板１面に対し垂直後方に移動していく。
【００１５】
そして、摺動体６の後方への移動に伴って、プッシュスイッチ２の操作部２Ａが押し下げられ、プッシュスイッチ２の所定の操作フィーリングによって、押しボタン５や摺動体６に対して反力を発生させながら、電気的に当該スイッチ２はＯＮ状態になり、その導通信号が基板１のパターンを通して機器の制御部などで検出され、所定機能が作動する。
【００１６】
なお、前記状態から更に押しボタン５を押し込むと、プッシュスイッチ２はＯＮ状態のまま、操作力としては増大していき、フルストロークに達する。
【００１７】
そして、押しボタン５への押し下げ操作力を除くと、プッシュスイッチ２自らの復帰力により、押しボタン５および摺動体６は一体で押し上げられると共に、スイッチはＯＦＦ状態となる。
【００１８】
そして、摺動体６の前方周囲部分が、対応する貫通孔４内に構成された中間段部４Ａに当接することにより、押しボタン５および摺動体６は停止して、図１０に示す操作力の加わっていない初期の状態に復帰する。
【００１９】
従来の操作モジュール１１は、前記のように、操作時の操作方向が、基板１面に対して垂直後方に押圧するものであり、その操作ストロークや操作フィーリングは、スイッチユニットとしてのプッシュスイッチ２から得られる構成のものであった。
【００２０】
そして、従来の操作モジュール１１などで用いられるクリック感を有するプッシュスイッチ２としては、形態別に二種類に大別でき、以下に、その各スイッチ構造や操作フィーリングなどについて図１１〜図１４を用い簡単に説明する。
【００２１】
まず、一種類目としてのプッシュスイッチ２としては、可動接点として金属薄板からなる反転動作タイプのドーム状可動接点（以下ダイヤフラムと記載する。）を用いた構成のものが挙げられる。
【００２２】
その構成は、図１１の断面図に示すように、ケース２１の凹部底面に、電気的独立状態に中央および周辺スイッチ接点２２Ａおよび２２Ｂが固定され、その凹部内に、可動接点となる金属薄板製のダイヤフラム２３が収容されて構成されるものである。
【００２３】
このとき、ダイヤフラム２３は、その中央下面が中央スイッチ接点２２Ａに所定間隔をあけるようにして、その外周下端を、周辺スイッチ接点２２Ｂ上に載せられている。
【００２４】
その動作としては、ダイヤフラム２３を、上方に配された操作体２４で押して反転動作させ、ダイヤフラム２３を介して中央および周辺スイッチ接点２２Ａおよび２２Ｂ間を電気的に導通させる。
【００２５】
なお、このダイヤフラム２３の反転動作時にクリック感が得られるようになっている。
【００２６】
そして、その操作力を除くと、ダイヤフラム２３は、元の上方凸形のドーム形状に復元して中央および周辺スイッチ接点２２Ａおよび２２Ｂ間が、元の電気的独立状態に戻る構成のものである。
【００２７】
この一種類目のプッシュスイッチ２の操作フィーリングは、図１２に示すようになり、その特徴としては、同図中にＰ３で示すフルストロークまでの距離が短く、スイッチがＯＮ状態となるストローク位置は、クリック感が得られた後の最小操作力Ｐ２のすぐ後、つまり同図にＯＮ点で示すように、Ｐ２からＰ３の間になる。
【００２８】
一方、二種類目のプッシュスイッチ２としては、図１３の断面図に示すように、ケース２５の凹部底面中央に、電気的独立状態のスイッチ接点２６Ａおよび２６Ｂが固定され、この凹部内に、お椀状のゴム製のラバードーム２７を備えるものである。
【００２９】
前記スイッチ接点２６Ａおよび２６Ｂに対向するラバードーム２７のお椀状の内面部には、導電体２８が配されている。
【００３０】
この二種類目のプッシュスイッチ２は、ラバードーム２７を押し下げて、導電体２８をスイッチ接点２６Ａおよび２６Ｂに接触させて、スイッチ接点２６Ａおよび２６Ｂ間を電気的に接続させるものであり、その動作時に、ラバードーム２７からクリック感、いわゆるタクティールフィーリングが得られるものである。
【００３１】
そして、その操作力を除くとラバードーム２７は元の形状に復元し、導電体２８がスイッチ接点２６Ａおよび２６Ｂから離れることにより、スイッチ接点２６Ａおよび２６Ｂ間が、元の電気的独立状態に戻るものである。
【００３２】
この二種類目のプッシュスイッチ２の操作フィーリングは、図１４に示すように、フルストローク（同図中のＰ３）は、長いものにできるが、ゴム製のラバードーム２７は、剛性が無い為、タクティールフィーリング中におけるピーク荷重のストローク位置（同図中のＰ１）が遅れることが特徴である。
【００３３】
なお、この二種類目のプッシュスイッチ２においても、スイッチがＯＮ状態となるストローク位置は、一種類目のものと同様に、同図に示す最小操作力Ｐ２のすぐ後のＯＮ点で示すＰ２からＰ３の間の位置となる。
【００３４】
以上の二種類のプッシュスイッチ２は、使用される機器の操作モジュール１１等の必要な操作フィーリングに応じて選定されて、使い分けされるものであった。
【００３５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００３６】
【特許文献１】
特開平１０−３３４７６０号公報
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の操作モジュール１１において、デザイン性向上のために、前面側となる押しボタン５及びハウジング３表面が曲面で構成されることも多くなってきているが、押しボタン５への操作方向は、その前面の形状にかかわらず、基板１に対して直角方向のみであり、前面を視認して操作する操作者にとって、その前面角度に対し傾斜した方向での操作となるため、操作時に違和感を生じることがあるという課題があった。
【００３８】
また、プッシュスイッチ２の操作フィーリングにおいても、一種類目のダイヤフラム２３のものでの操作フィーリングでは、フルストロークＰ３が短かすぎ、一方、二種類目のラバードーム２７によるものの操作フィーリングでは、ピークストローク（Ｐ１）が遅く、剛性感もなく、また、スイッチがＯＮ状態となるストローク位置もＰ２とＰ３の間になるため、前記ＯＮ状態であるストローク領域が少ないという課題があった。
【００３９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、前面部が曲面的に構成されていても、操作時に違和感が少なく操作でき、その操作時のフルストロークが長く、かつスイッチがＯＮ状態であるストローク領域も広くて高信頼性の操作モジュール及びそれに用いるスイッチユニットを提供することを目的とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００４１】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作ボタンなどが配されるための貫通孔が、曲面的に構成された前面に対しほぼ法線方向に向かって設けられたハウジングと、前記ハウジングの貫通孔後方に、前記法線方向とは異なる方向で操作可能に配設されたスイッチ部を備えたスイッチユニットからなり、前記スイッチユニットは、前記法線方向への操作方向を前記スイッチ部の操作方向に変換する方向変換部材を備え、この方向変換部材を介することにより、前記法線方向への操作方向が変換されて前記スイッチ部が操作される操作モジュールとしたものであり、ハウジングの前面曲面に対して法線方向に向けて操作できるものが得られ、操作時に違和感が少なく操作できるものが実現できるという作用を有する。
【００４２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の操作モジュールに用いるスイッチユニットであって、基板平面に対して垂直方向に押圧操作するスイッチ部を備えた基板上に方向変換部材が配置されると共に、この方向変換部材は、嵌合部で回転自在に互いに嵌合した一対のレバー部材がベース部に側面視三角形に、かつプリロードがかかった状態で組み合わされて構成されたアクチュエータと、前記レバー部材に設けられた押圧部を前記スイッチ部の操作部に対応させ、かつ前記アクチュエータを操作ボタンの操作方向である法線方向に合わせるように、前記基板面に対し傾斜させて配する座部材から構成されたスイッチユニットであり、簡素な部材の組み合わせでアクチュエータへの操作方向をスイッチ部への操作方向に変換できると共に、フルストロークも長いものが容易に得られ、かつプリロードをかけたアクチュエータを用いているため、操作時において、剛性を有すると共に、少ない操作ストロークでピークストロークが得られるものにでき、スイッチ部がＯＮ状態であるストローク領域を拡大できるという作用を有する。
【００４３】
また、座部材を換えることによって、基板およびスイッチ部に対しアクチュエータの取付角度や高さ位置などを変えることも容易に対応可能で、アクチュエータの共用化が図れて、様々な押圧方向のものにも安価に対応できるという作用を有する。
【００４４】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、レバー部材に設けられた押圧部が、弾性的にスイッチ部を押圧操作するものであり、スイッチ部のＯＮ状態に移行した後のオーバーストローク距離を確保でき、かつスイッチ部への過度な力が働くことを低減できてスイッチ部も保護できるという作用を有する。
【００４５】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２記載の発明において、レバー部材とベース部材がステンレス等の金属で構成されたものであり、当該構成とすることにより、さらに剛性が容易に確保でき、より少ないストローク位置にピークストローク位置が設定できるようになるという作用を有する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を用いて説明する。
【００４７】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による操作モジュールの断面図、図２は同操作モジュールの要部であるスイッチユニットの外観斜視図、図３は同スイッチユニットの分解斜視図、図４は同スイッチユニットにおいて座部材を除いた状態を示す外観斜視図である。
【００４８】
図１に示すように、本実施の形態による操作モジュール３１は、同図中で左側となる前面側が曲面に形成されたハウジング４１とスイッチユニット５１などが組み合わせされて構成されており、まずその要部となるスイッチユニット５１から説明する。
【００４９】
当該スイッチユニット５１は、上面が操作モジュール３１の前面側に対応するように配置された平坦な基板５２（図１および図３参照）上に搭載されており、その構成としては、基板５２の平坦面上に個々に配置されたスイッチ部５３（図２〜図４参照）と、基板５２上に結合された樹脂製の座部材５４、および前記スイッチ部５３を作動させるために座部材５４上に配設されたアクチュエータ６１から構成されている。
【００５０】
なお、スイッチ部５３としては、動作時にクリック感やタクティールフィーリングを発生させないタイプのプッシュスイッチが、複数個、基板５２上の所定位置に、個々に押圧操作方向が基板５２の平坦上面に対し垂直方向に押し下げてスイッチングできるように配設されている。
【００５１】
なお、各スイッチ部５３は、各々基板５２に設けられた所定の配線パターン（図示せず）に電気的に接続されている。
【００５２】
そして、当該スイッチユニット５１の要部となるアクチュエータ６１は、図１〜図４に示すように、金属薄板製のベース部６２に対し、互いに回動可能に組み合わされた金属薄板製のレバー部材６３（６３Ａ，６３Ｂ）が、側面視三角形の形状となるように係合されて構成されている。
【００５３】
なお、ベース部６２やレバー部材６３（６３Ａ，６３Ｂ）は、ステンレス等の弾性を有する金属薄板から形成されている。
【００５４】
このレバー部材６３Ａおよび６３Ｂは、各一端側に設けられた板ばね状のばね部６４Ａおよび６４Ｂが、ベース部６２の両端に対向状態に設けられた板ばね状の弾性ばね部６５Ａおよび６５Ｂに各々弾性的に嵌合し、他端側の嵌合部６６Ａおよび６６Ｂで互いに回転可能に係合されている。
【００５５】
そして、一方のレバー部材６３Ａのばね部６４Ａと嵌合部６６Ａの間には、片持ち板ばね状の押圧部６７が設けられ、その先端は下方側に曲げられている。
【００５６】
また、前記レバー部材６３Ａの押圧部６７が構成された範囲において、その下側に位置するベース部６２領域は、押圧部６７との干渉を防ぐために、押圧部６７よりも広い面積に形成されたスイッチ用孔部６８を有している。
【００５７】
さらに、前記一方のレバー部材６３Ａの嵌合部６６Ａ近傍より、他方のレバー部材６３Ｂの方に伸びた側面視Ｌ字状の角（ツノ）部６９は、他方のレバー部材６３Ｂの嵌合部６６Ｂ近傍に設けられた孔部７０を貫通し、前記嵌合部６６Ｂ近傍の桟部７１に弾接している。
【００５８】
前記構成のレバー部材６３Ａおよび６３Ｂのばね部６４Ａおよび６４Ｂとベース部６２の弾性ばね部６５Ａおよび６５Ｂとは、弾性的に嵌合され、一方、各嵌合部６６Ａと６６Ｂとは回転自在に組み合わされているため、レバー部材６３としては、常に、嵌合部６６Ａと６６Ｂを押し上げる力が働いている。
【００５９】
しかしながら、一方のレバー部材６３Ａの角部６９と、他方のレバー部材６３Ｂの桟部７１が弾接しているため、ばね部６４Ａおよび６４Ｂと弾性ばね部６５Ａおよび６５Ｂとは、撓んだ状態で保持され、アクチュエータ６１は、常に、プリロードが加えられた状態で剛性を保っている。
【００６０】
また、レバー部材６３Ａおよび６３Ｂには、アクチュエータ６１に力を加えて動作させるための加圧部７２Ａおよび７２Ｂが、それぞれ一体に曲げ加工によって形成されている。
【００６１】
前記構成のアクチュエータ６１は、レバー部材６３とベース部材６２がステンレス等の金属で構成されているため、剛性が容易に確保できるが、金属以外の材質のもので構成されてあってもよい。
【００６２】
そして、当該アクチュエータ６１は、ベース部６２を、樹脂製の座部材５４上面で構成される固定部５５に固定されている。
【００６３】
この樹脂製の座部材５４も、スイッチユニット５１の要部をなすものであり、前記座部材５４は、基板５２上に配設されたスイッチ部５３の個々に対応するようにして基板５２上に固定されている。
【００６４】
そして、個々の座部材５４の固定部５５は、基板５２の平坦な上面に対し所定角度の傾斜を有するようにして設けられている（図２および図３参照）と共に、スイッチ部５３との干渉を防ぐための孔である干渉防止孔５６が設けられ、アクチュエータ６１の押圧部６７とスイッチ部５３の操作部５３Ａは、スイッチ用孔部６８と干渉防止孔５６を介して押圧可能に対応する位置関係で配置されている。
【００６５】
前記各固定部５５の傾斜角度は、操作モジュール３１の操作方向に対応させて設定してあるものであり、その詳細は後述するが、図１に示すように、各座部材５４の固定部５５の角度を変えることにより、アクチュエータ６１の取付角度をさまざまに設定することが可能である。
【００６６】
なお、固定部５５に傾斜を設けることなく、スイッチ部５３とアクチュエータ６１との高さ位置調整のみを行うようにしてもよい。
【００６７】
以上のように、本実施の形態によるスイッチユニット５１は構成されるものである。
【００６８】
次に、前記構成のスイッチユニット５１を使用した操作モジュール３１の構成について、前述の図１を用いて説明する。
【００６９】
同図において、ハウジング４１は、操作面側となる前面表面がデザイン性を考慮して曲面で形成されており、その曲面に滑らかにつながるようにデザインされた操作用の押しボタン４２を複数位置に備えている。
【００７０】
そして、前記押しボタン４２は、ハウジング４１の貫通孔４３に各々挿入されて配されており、その貫通孔４３は、押しボタン４２近傍のハウジング４１の前面曲面に対して法線方向に設けられ、その後方対応位置に、操作部５３Ａを有するスイッチ部５３が各々配されている。
【００７１】
この貫通孔４３は、前方側が、押しボタン４２を前記法線方向の後方に所定範囲内で移動可能に収容およびガイドする挿入部４４、後方側が、押しボタン４２後方に結合された摺動体４６を同方向に移動可能なように収容およびガイドする摺動孔部４５で構成されている。
【００７２】
そして、前記押しボタン４２と摺動体４６とは、図示を省略するが、押しボタン４２後方に突出形成された圧入突部を摺動体４６前方に設けた圧入穴に圧入することにより一体化され、両者は一体的に、貫通孔４３内を法線方向に移動可能となっている。
【００７３】
そして、挿入部４４と摺動孔部４５との間には、細径孔を構成する中間段部４３Ａが形成されており、その細径孔から摺動体４６の前方中央部が、前方に突出状態に配され、かつ中間段部４３Ａ後方面が摺動孔部４５のストッパー部として機能するものとなっている。
【００７４】
すなわち、各摺動体４６は、各々対応するスイッチユニット５１のアクチュエータ６１の加圧部７２Ａおよび７２Ｂに後面が弾接状態で当接し、前方に付勢された状態で摺動孔部４５内に配され、前記中間段部４３Ａで構成されるストッパー部に、各摺動体４６の前方周囲部分の段部４６Ａが当接して、各摺動体４６およびその各々に結合された押しボタン４２は停止している。
【００７５】
なお、この停止状態で、ハウジング４１と押しボタン４２の前面は、見映え良く曲面的に滑らかにつながるデザインとなり、前記ストッパー部で前方位置規制を行われる各摺動体４６と押しボタン４２は、ハウジング４１からの抜け落ちが防止されている。
【００７６】
なお、押しボタン４２は外装部分を構成するものであるため、ハウジング４１とスイッチユニット５１を組み合わせた後で、前記状態に装着することが好ましい。
【００７７】
一方、前記各アクチュエータ６１は、それぞれの摺動体４６の摺動方向に平行方向で押圧操作可能なように、各座部材５４の固定部５５の角度で調整されて固定されている。
【００７８】
つまり、摺動体４６の摺動方向とアクチュエータ６１の操作ストローク方向は同一方向に設定されていると共に、座部材５４とアクチュエータ６１とを合わせた組込み高さは、アクチュエータ６１からのプリロード力が加わって押しボタン４２および摺動体４６が前記停止状態になる高さで設定されている。
【００７９】
このとき、ハウジング４１前面は、上述のように曲面的に構成されているため、個別の各摺動体４６の摺動方向は、各々設定角度が異なるようになるが、座部材５４の固定部５５の角度を異ならせることによって前記各角度の対応を図り、各アクチュエータ６１を共用化する構成とすると、座部材５４とアクチュエータ６１とで構成される方向変換部材としても、簡素な部材の組み合わせで様々な押圧方向のものに安価に対応できる。
【００８０】
本実施の形態による操作モジュール３１は、ハウジング４１とスイッチユニット５１が搭載された基板５２を、押しボタン４２やアクチュエータ６１などの各部材が前記配置関係になるように固定することによって構成されている。
【００８１】
次に、図５〜図７を用いて、操作モジュール３１及びそれに用いたスイッチユニット５１の動作について説明する。
【００８２】
図５は本発明の一実施の形態による操作モジュールの操作前の状態を示す部分断面図、図６は同操作モジュールのフルストローク状態を示す部分断面図、図７は同操作モジュールの操作フィーリングを示す図である。
【００８３】
まず、図５に示す操作前の状態においては、押しボタン４２および摺動体４６には、スイッチユニット５１のアクチュエータ６１からの前方への付勢力が加わっており、いわゆる常にプリロードがかかっている状態となっているため、押しボタン４２のぐらつきが抑えられ、剛性感を発するものとなっている。
【００８４】
そして、指などで前記プリロード以上の力で押しボタン４２に対し、対応する貫通孔４３の方向、つまり法線方向の後方側に向かう力を加えると、押しボタン４２と摺動体４６は一体的に前記法線方向の後方に移動していき、それに伴い摺動体４６後面はアクチュエータ６１の加圧部７２Ａおよび７２Ｂをベース部６２側方向に押していく。
【００８５】
このときの操作力としては、アクチュエータ６１はプリロードのかかった状態であるため、若干の操作ストロークで図７中にＰ１で示すピーク荷重の状態となり、その後のストロークでは、アクチュエータ６１のそれぞれのレバー部材６３は、嵌合部６６Ａ，６６Ｂで回動しながら、ベース部６２に対して垂直方向でベース部６２に近づく方向に移動し、これに伴い各レバー部材６３のばね部６４Ａおよび６４Ｂとベース部６２の弾性ばね部６５Ａおよび６５Ｂは弾性的に撓んでいくが、操作力は減少していく（詳細は後述する）。
【００８６】
更に、押しボタン４２を押していくと、レバー部材６３は、さらにベース部６２に近づいていき、一方のレバー部材６３Ａに備えられた押圧部６７の先端が、ベース部６２のスイッチ用孔部６８を通り抜けて、基板５２に固定されたスイッチ部５３の操作部５３Ａを押圧して当該スイッチ部５３をＯＮ状態に移行させ、基板５２に配設された所定パターン間が導通する（図７に記載したＯＮの位置に対応。）。
【００８７】
その後、更に、押しボタン４２を押し込んでいくと、レバー部材６３は、さらに回動しながら、ベース部６２に近づいていき、レバー部材６３Ａに片持ちの板ばね状に設けられた押圧部６７は、スイッチ部５３のＯＮ状態を維持しつつ弾性的に撓んでいく。
【００８８】
この押圧部６７の撓みは、スイッチ部５３に過度な押圧力が加わることを防止してスイッチ部５３を保護する役割も果たす。
【００８９】
なお、前記動作時において、レバー部材６３Ａの押圧部６７は、レバー部材６３の回動に伴い、スイッチ用孔部６８、干渉防止孔５６内を円周移動しつつスイッチ部５３側に突出し、その後、対応するスイッチ部５３の操作部５３Ａを押圧する構成としてあり、かつ押圧部６７を弾性を有したものとしてあるため、前記一連のスイッチング動作中に、レバー部材６３の動作が妨げられることはない。
【００９０】
そして、前記押圧部６７の撓みが始まると、それに伴うばね荷重（図７に一点鎖線で示す。）と、前記各レバー部材６３の減少していく操作力（図７に点線で示す。）とが合成され、操作力減少がゆるやかな角度で推移する状態が、その後のストローク内で継続され、図７中に示す最小操作力Ｐ２を境に押圧部６７の撓みによるばね力が勝るようになって操作力は上昇していくようになる。
【００９１】
以上のように、この押しボタン４２及び摺動体４６への操作は、ハウジング４１の前面に対し垂直な法線方向に操作して、押しボタン４２及び摺動体４６を法線方向に平行に移動させる、つまり基板５２面に対しての垂直方向とは異なる方向への操作であるが、この押しボタン４２及び摺動体４６の動作方向を座部材５４に固定されたアクチュエータ６１によって、基板５２面に垂直方向に押されるスイッチ部５３への押圧方向に変換するようにでき、かつクリック感を発しないスイッチ部５３を用いているが、操作時にタクティール感触が得られるものとなる。
【００９２】
また、スイッチ部５３のＯＮ点としては、図７中に示すようにピーク荷重Ｐ１と最小操作力Ｐ２との間のストローク位置に容易に設定でき、その後のＯＮ領域も拡大されたものにできる。
【００９３】
なお、スイッチ部５３としてクリック感を有するものを用いる場合には、前記アクチュエータ６１の構成などに起因して得られるタクティール感触の操作力をスイッチ部５３のクリック感よりも、十分大きく設定することが好ましい。
【００９４】
そして、レバー部材６３の嵌合部６６Ａ，６６Ｂの高さ位置が、ばね部６４Ａ，６４Ｂと弾性ばね部６５Ａ，６５Ｂとが嵌合している高さ位置より、下側まで移動した状態が、図６に示すフルストローク状態である。
【００９５】
ここで、前記アクチュエータ６１の操作前の状態を図８のモデル図に、また同フルストローク状態を図９のモデル図に示し、さらに詳細な説明を加える。
【００９６】
アクチュエータ６１は、操作前の状態では、図８に示すように、レバー部材６３の嵌合部６６Ａ，６６ＢがＡ点、各ばね部６４Ａ，６４Ｂと弾性ばね部６５Ａ，６５Ｂとの嵌合している部分がＢ点，Ｃ点となり、アクチュエータ６１は、同図中に表記したθの角度を持った三角形で簡略化して記載できる。
【００９７】
また、一方側のレバー部材６３Ａの押圧部６７は、ばね部６４Ａと嵌合部６６Ａの間に有るため、同図中に記載したようにＤ点で表記できる。
【００９８】
この時、アクチュエータ６１の加圧部７２Ａおよび７２Ｂに力を加えると、モデル図のＡ点に操作力Ｐが働き、このときにＢ点およびＣ点にばね力Ｆが働いているため、力のつりあいより、
Ｐ＝２Ｆｔａｎθ
で表され、操作力Ｐは、Ｆとθの関数となる。
【００９９】
前記のアクチュエータ６１の操作前における状態では、各ばね部６４Ａ，６４Ｂと弾性ばね部６５Ａ，６５Ｂが弾性的に嵌合し、θの角度が大きいため、操作に大きな力が必要となって、この状態では、アクチュエータ６１の剛性感が大きくなり、図７に示すＰ１のストローク位置は、少ないストローク位置となる。
【０１００】
そのＰ１のストローク位置から押しボタン４２を押していくと、ばね部６４Ａ，６４Ｂと弾性ばね部６５Ａ，６５Ｂとのばね力Ｆが大きくなっていくが、θが小さくなっていき、ｔａｎθが急激に小さくなるため、操作力Ｐは減少していく。
【０１０１】
この状態が、アクチュエータ６１によるクリック感が発せられた状態となり、図７に示すＰ１からＰ２に向けての操作力の減少変化を生み出している。
【０１０２】
更に、押しボタン４２を押し込むと、押圧部６７の先端でスイッチ部５３を押圧している時も、ばね部６４Ａ，６４Ｂと弾性ばね部６５Ａ，６５Ｂ間によるばね力Ｆの増加と、前記押圧部６７の押圧力の増加が発生していくが、θは小さくなっていってｔａｎθが急激に小さくなるため、操作力Ｐは減少していく。
【０１０３】
これに対して押圧部６７は、レバー部材６３Ａのばね部６４Ａと嵌合部６６Ａの間に設けてあるため、押圧部６７の押圧力の増加は、操作力Ｐに与える影響は小さく、図７に示すように、Ｐ１とＰ２の間に、スイッチ部５３のＯＮ位置がくるように設定できる。
【０１０４】
そして、前記ｔａｎθの減少とばね力Ｆおよび押圧部６７の押圧力の増加が逆転した点がＰ２となり、更に、押しボタン４２を押し込むことで、図７に示すフルストローク状態であるＰ３を迎えることになる。
【０１０５】
この図９に示すフルストロークの状態から、押しボタン４２を押し込む力を除くと、スイッチ部５３を押圧して撓んでいる押圧部６７の反力（図９中に一点鎖線で示した矢印参照。）により、レバー部材６３は、水平状態より上方に起き上がり、その状態からばね部６４Ａ，６４Ｂと弾性ばね部６５Ａ，６５Ｂのばね力が加わって、更にレバー部材６３は立ち上がっていく。
【０１０６】
なお、スムーズに復帰させるためには、押圧部６７における所定操作ストロークに対する押圧力増加率を、前記同一の所定操作ストロークでのｔａｎθの減少率に対して大きい率で推移するように設定しておくことが重要である。
【０１０７】
そして、アクチュエータ６１の加圧部７２Ａおよび７２Ｂが元の位置に戻るにつれて、摺動体４６と押しボタン４２は、前方側に押し戻されて摺動体４６の段部４６Ａとハウジング４１の中間段部４３Ａ後面が当接した操作前の状態に戻る。
【０１０８】
以上のように、本実施の形態によるスイッチユニット５１は、フルストロークも長く、ピークストローク（Ｐ１）は手前に有り、剛性感も高く、ＯＮ点がＰ１とＰ２の間の位置で設定でき、その後のフルストロークＰ３までのＯＮ領域も広くて信頼性の高いものにでき、これを用いた操作モジュール３１も当該特性が得られることとなる。
【０１０９】
また、座部材５４の固定部５５でアクチュエータ６１を所定角度に対応させて固定することによって、ハウジング４１前面の曲面に応じた法線方向への操作方向設定も容易にでき、ハウジング４１曲面に対し法線方向に押すタイプの操作モジュール３１が容易に実現できる。
【０１１０】
そして、前記構成とすると、操作時において、ハウジング４１曲面に対して垂直な法線方向に押しボタン４２を押し込む操作のものにできるため、操作者は、違和感なく自然にボタンの押圧操作ができ、操作性やデザイン性の向上も図れる。
【０１１１】
なお、前記構成のスイッチユニット５１は、曲面前面のものに対し垂直な法線方向に移動可能に設定された押しボタン４２の操作時に、その法線方向とは異なる基板５２面の垂直方向に操作方向を変換してスイッチングさせる一つの構造事例を示すものであって、前記に説明した操作モジュール３１を構成する際には、前記スイッチユニット５１の構造のみに限られることはなく、それ以外の構造を用いて押圧操作方向を変換してスイッチングさせる構成であってもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、曲面的に構成された操作モジュールの前面に対し、法線方向に向けて押しボタンを押し込み操作できるものが得られ、操作者が違和感なく操作できる操作性に優れた操作モジュールを実現することができるという有利な効果が得られる。
【０１１３】
また、それに用いるスイッチユニットとして、座部材とアクチュエータとを組み合わせて方向変換部材を構成するものであれば、容易に、フルストロークも長く、ピークストローク（Ｐ１）は手前に有り、剛性感も高く、スイッチがＯＮ状態であるＯＮ領域も広くて信頼性の高いものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による操作モジュールの断面図
【図２】同操作モジュールの要部であるスイッチユニットの外観斜視図
【図３】同スイッチユニットの分解斜視図
【図４】同スイッチユニットにおいて座部材を除いた状態を示す外観斜視図
【図５】本発明の一実施の形態による操作モジュールの操作前の状態を示す部分断面図
【図６】同操作モジュールのフルストローク状態を示す部分断面図
【図７】同操作モジュールの操作フィーリングを示す図
【図８】同アクチュエータの操作前の状態を模式的に示すモデル図
【図９】同アクチュエータのフルストローク状態を模式的に示すモデル図
【図１０】従来の操作モジュールの断面図
【図１１】従来のプッシュスイッチの断面図
【図１２】同操作フィーリングを示す図
【図１３】従来の他の構成のプッシュスイッチの断面図
【図１４】同操作フィーリングを示す図
【符号の説明】
３１ 操作モジュール
４１ ハウジング
４２ 押しボタン
４３ 貫通孔
４３Ａ 中間段部
４４ 挿入部
４５ 摺動孔部
４６ 摺動体
４６Ａ 段部
５１ スイッチユニット
５２ 基板
５３ スイッチ部
５３Ａ 操作部
５４ 座部材
５５ 固定部
５６ 干渉防止孔
６１ アクチュエータ
６２ ベース部
６３，６３Ａ，６３Ｂ レバー部材
６４Ａ，６４Ｂ ばね部
６５Ａ，６５Ｂ 弾性ばね部
６６Ａ，６６Ｂ 嵌合部
６７ 押圧部
６８ スイッチ用孔部
６９ 角部
７０ 孔部
７１ 桟部
７２Ａ，７２Ｂ 加圧部

Claims (4)

1. 操作ボタンなどが配されるための貫通孔が、曲面的に構成された前面に対しほぼ法線方向に向かって設けられたハウジングと、前記ハウジングの貫通孔後方に、前記法線方向とは異なる方向で操作可能に配設されたスイッチ部を備えたスイッチユニットからなり、前記スイッチユニットは、前記法線方向への操作方向を前記スイッチ部の操作方向に変換する方向変換部材を備え、この方向変換部材を介することにより、前記法線方向への操作方向が変換されて前記スイッチ部が操作される操作モジュール。
2. 請求項１記載の操作モジュールに用いるスイッチユニットであって、基板平面に対して垂直方向に押圧操作するスイッチ部を備えた基板上に方向変換部材が配置されると共に、この方向変換部材は、嵌合部で回転自在に互いに嵌合した一対のレバー部材がベース部に側面視三角形に、かつプリロードがかかった状態で組み合わされて構成されたアクチュエータと、前記レバー部材に設けられた押圧部を前記スイッチ部の操作部に対応させ、かつ前記アクチュエータを操作ボタンの操作方向である法線方向に合わせるように、前記基板面に対し傾斜させて配する座部材から構成されたスイッチユニット。
3. レバー部材に設けられた押圧部が、弾性的にスイッチ部を押圧操作する請求項２記載のスイッチユニット。
4. レバー部材とベース部材がステンレス等の金属で構成された請求項２記載のスイッチユニット。

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