JP2005259401A

JP2005259401A - 押下型スイッチ構造

Info

Publication number: JP2005259401A
Application number: JP2004066652A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Miyahara; 圭介宮原
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】押下型スイッチを操作するスイッチノブの押下フィーリングの改善及び押下後の復帰をスムーズに行うことのできる押下型スイッチ構造を提供する。
【解決手段】押下型スイッチ構造１０は、スイッチノブ１２と、スイッチハウジング１４と、スイッチ素子１６を実装する基板２０と、少なくともスイッチノブ１２の押下力をスイッチ素子１６に伝達する中間部材２２を含む。中間部材２２は、スイッチノブ１２の押下力を支持脚２２ａを介して中間部材２２全体にほぼ均一に伝達しスイッチ素子１６を押下する。この時、スイッチノブ１２に対し、スイッチ素子１６の復元力による反力が中間部材２２を介してスイッチノブ１２にほぼ均一に伝達される。その結果、反力が片寄ることはなく、スイッチノブ１２の押下時の操作フィーリングの低下を抑制する。また、スイッチノブ１２はほぼ均一な力で押し戻されるので、スムーズな戻り動作を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、押下型スイッチ構造、特に、押下型スイッチを操作するスイッチノブの押下フィーリングの改善及び押下後の復帰をスムーズに行うことのできる押下型スイッチ構造の改良に関する。

従来から電子機器には、その動作状態の切り替えや選択、調整を行うために複数のスイッチ素子が組み込まれている。最も一般的に利用されるスイッチ素子は、スイッチノブを押下することにより、オン／オフ切り替えを行う押下型スイッチである。この種の押下型スイッチは、図３（ａ），（ｂ）に示すようなスイッチノブ１００を直接押下操作する。ここで、図３（ａ）はスイッチノブ１００の正面図、図３（ｂ）は、押下型スイッチ全体を線分Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。

スイッチノブ１００の表面には、スイッチの機能を示す意匠マーク１００ａやインジケータ１００ｂが形成されている。このスイッチノブ１００は、スイッチハウジング１０２に形成された開口部１０２ａに挿入可能であり、内部が中空で裏面側が開放された箱形形状を呈している。意匠マーク１００ａやインジケータ１００ｂは、スイッチハウジング１０２の内部に配置されたＬＥＤ等の光源により必要に応じ照明されるようになっている。

スイッチノブ１００の上面壁及び下面壁には、図３（ｂ）に示すように開口部１００ｃが、例えば上下２個ずつ形成され、スイッチハウジング１０２側に形成された係止爪１０２ｂと係合している。その結果、スイッチノブ１００がスイッチハウジング１０２から抜け落ちないようにしている。また、スイッチノブ１００の内側壁面には、ガイドレール１００ｄが形成され、スイッチハウジング１０２の対応部分に形成された係合溝と係合することにより、スイッチノブ１００の押下方向の摺動動作をスムーズに行えるようにしている。

このように構成される押下型スイッチ構造の場合、スイッチ素子１０４はスイッチハウジング１０２内部に収納される基板１０６上に固定され、その押下動作は、スイッチノブ１００の側壁の一部、図３（ｂ）の場合、下面壁の先端１０８を接触させることにより行うようにしている。

また、図４に示すように、スイッチノブ１１０の裏面の一部にシャフト１１２を立設しそのシャフト１１２によって基板１０６上のスイッチ素子１０４を押下操作するものもある（例えば特許文献１参照）。なお、図４の構造は、スイッチノブ１１０の一部がヒンジ１１４で回動自在に固定され、図中Ｆ方向に押下されることにより、揺動しスイッチ素子１０４によりシャフト１１２が押下されるように構成されている。

なお、図３の場合、スイッチノブ１００はスイッチ素子１０４の接点部の復元力を利用している。つまり、スイッチノブ１００の押下操作を解除すると、非押下状態に復帰するようになっている。また、図４の場合、別途、弾性体（バネやスポンジ等）を介在させ、スイッチノブ１１０自身が非押下状態に復帰するように構成されている。

特開平０８−００７６９６号公報

図３、図４いずれの場合もスイッチノブ１００，１１０を実際に押下操作する場合、スイッチノブ１００，１１０のほぼセンター位置を押下する。しかし、図３、図４のいずれの場合もスイッチ素子１０４は、スイッチノブ１００，１１０のセンター位置からオフセットされた位置でスイッチノブ１００，１１０の一部によって押下される。そのため、スイッチ素子１０４の接点部分の反力がスイッチノブ１００，１１０のオフセットされた位置（図３、図４においては、スイッチノブ１００，１１０の下端側）に作用し、スイッチノブ１００，１１０は、センター位置からずれた片寄った位置が押し返されることになる。その結果、スイッチノブが部分的に反力を有するようになり押下時の操作フィーリングが低下する、つまり、スイッチノブの押下位置により操作フィーリングが異なってしまうという問題がある。また、押下終了した後にスイッチノブ１００がスイッチ素子１０４の復元力により戻る場合には、実質的にスイッチノブ１００が斜めに押し戻され、スイッチハウジング１０２の開口部１０２ａの縁に引っかかりスムーズな戻り動作ができない場合が生じるという問題があった。

一方、図４に示す構造の場合、シャフト１１２はスイッチノブ１１０の裏面の任意の位置に形成可能なので、シャフト１１２をスイッチノブ１１０のセンタ位置に形成すると共に、スイッチ素子１０４を対応するスイッチノブ１１０のセンタ位置に配置することにより、前述したような操作フィーリングの低下を軽減することができる。しかし、図４のように、一般的に樹脂成形品であるスイッチノブ１１０の裏面に太いシャフト１１２を立設すると、スイッチノブ１１０の表面側に「ヒケ」が生じて、スイッチノブ１１０の表面品質の低下（見映えの低下）を招くという問題が生じる。

本発明は、上記課題を解消するために行われたものであり、スイッチノブ表面の品質（見映え）を低下させることなく、スイッチノブの操作フィーリングの向上及びスムーズな戻り動作を行うことのできる押下型スイッチ構造を提供することを目的とする。

本発明の押下型スイッチ構造は、スイッチハウジングと、前記スイッチハウジングに形成された開口部に配置される押下操作自在なスイッチノブと、前記スイッチハウジング内に配置され、前記スイッチノブのセンター位置に対応する背後位置に固定された押下型スイッチ素子と、前記スイッチノブと共に押下動作する部材であって、スイッチノブの背面の少なくとも四隅近傍を支持する支持部と前記押下型スイッチ素子の操作部と接触可能な接触部とを有する中間部材と、を含むことを特徴とする。

ここで、中間部材は、スイッチノブとスイッチ素子の間で押圧力を伝達する機能を果たすものである。そして、スイッチノブの背面の少なくとも四隅近傍と接触する接触部とは、例えばスイッチノブの背面に沿って延びる棒形状のものでもよいし、面形状のものでもよい。また、四隅近傍とは、完全な四隅のほかその周辺も含む。

この構成によれば、中間部材は、スイッチノブの表面が押下された場合、その押下力を支持部を介して中間部材全体にほぼ均一に伝達し、中間部材の接触部を介してスイッチ素子を押下する。この時、スイッチノブの押下操作に対する反力がスイッチ素子の復元力によって生じるが、その反力は中間部材の支持部を介してスイッチノブの四隅近傍にほぼ均一に伝達される。その結果、スイッチノブの押下時の反力が片寄ることはなく、操作フィーリングの低下を抑制することができる。また、スイッチノブの任意の位置を押下してもほぼ同じ操作フィーリングを得ることができる。また、スイッチノブの押下操作を解除した場合、スイッチ素子の復元力は、中間部材の接触部を介して中間部材全体にほぼ均一に伝達し、さらにスイッチノブ全体をほぼ均一に押し返す。つまり、スイッチノブはセンター位置でほぼ均一な力で押し戻されスムーズな戻り動作を行うことができる。

また、本発明は、上記構成において、前記中間部材は、スイッチノブの背面の四隅近傍を支持する四本の支持脚を有することを特徴とする。

この構成によれば、スイッチノブの押下力の伝達及びスイッチ素子からの復元力の伝達を均一に行う機能を維持したまま、スイッチノブの裏面側に中間部材が存在しない空間部分を容易に形成可能となる。その結果、スイッチノブの照明が必要な場合に照明用の光路を容易に確保することができると共に、中間部材の材料の低減、重量の低減にも寄与することができる。

また、本発明は、上記構成において、前記中間部材は、透光性部材で形成されていることを特徴とする。

ここで、透光性部材とは、透明、半透明、無色、有色等を含むものとする。この構成によれば、スイッチノブの照明用にスイッチハウジング内部に光源を設けた場合でも、光源の光を容易かつ効率的にスイッチノブ表面に導くことができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１は、本実施形態の押下型スイッチ構造１０の分解斜視図であり、図２（ａ）は、図１の線分Ｂ−Ｂに沿って押下型スイッチ構造１０全体を切断した場合の断面図、図２（ｂ）は、線分Ｃ−Ｃに沿って押下型スイッチ構造１０全体を切断した場合の断面図である。本実施形態においては、押下型スイッチ構造１０を車両の空気調和装置（エアコン）のモード切り替えスイッチに適用した例を説明する。

本実施形態の押下型スイッチ構造１０は、操作者が直接指等で押下操作するスイッチノブ１２と、当該スイッチノブ１２が挿入配置される開口部１４ａを有するスイッチハウジング１４と、スイッチ素子１６や照明用のＬＥＤ１８ａ，１８ｂ等の電子部品や配線パターンを実装する基板２０と、スイッチノブ１２と共に動作し少なくともスイッチノブ１２の押下力をスイッチ素子１６の操作部１６ａに伝達する中間部材２２等で構成されている。

図１、図２に示すように、スイッチノブ１２は、樹脂等で形成された略箱形形状を呈し、表面にスイッチノブ１２が操作可能な機能を示す意匠マーク１２ａと当該機能が有効であるか否かを表示するインジケータ１２ｂが形成されている。意匠マーク１２ａとインジケータ１２ｂは、基板２０上に配置されたＬＥＤ１８ａ，１８ｂからの光を透過できるように、例えば２色成形により透明または半透明の樹脂がはめ込まれたり、スイッチノブ１２上にスリットにより意匠マーク１２ａやインジケータ１２ｂ等を形成し透明または半透明のプレートでカバーすることにより形成することができる。

また、スイッチハウジング１４は、略箱形形状を呈し、表面には、スイッチノブ１２を挿入配置可能な開口部１４ａが形成され、内部には、スイッチノブ１２の内部側に侵入可能な略筒状の内部ハウジング１４ｂが形成されている。この内部ハウジング１４ｂは、スイッチハウジング１４の内壁部分から延設されている。また、内部ハウジング１４ｂは、筒状内部に中間部材２２を収納する空間を有すると共に、スイッチノブ１２に形成されたインジケータ１２ｂにＬＥＤ１８ａの光を導くレンズ２４を収納する収納部２６ａが形成されている。さらに、内部ハウジング１４ｂ外壁面には、スイッチノブ１２の押下時の摺動をガイドするための奥行き方向に延びるガイド溝２６ｂが例えば三方面に形成されている。また、内部ハウジング１４ｂの上下の外壁面には、スイッチノブ１２の抜け防止用の係合爪２６ｃが例えば、幅方向に間隔をおいて上下２個ずつ形成されている。

一方、図１、図２（ａ）に示すように、スイッチノブ１２の内壁面には、内部ハウジング１４ｂの外壁面に形成されたガイド溝２６ｂと係合するガイドキー２８ａが形成されている。なお、このガイドキー２８ａは短い突起状のものでもよい。また、スイッチノブ１２の上下壁面（図１では上面のみ見えている）には、内部ハウジング１４ｂに形成された係合爪２６ｃと摺動自在に係合する奥行き方向に延びる開口部２８ｂが例えば２個ずつ形成されている。係合爪２６ｃの長さに対する開口部２８ｂの長さの余裕分が、スイッチノブ１２の押下ストロークを許容してすることになる。

本実施形態においては、スイッチ素子１６がスイッチハウジング１４内において、スイッチノブ１２のセンター位置に対応する基板２０上の位置に固定され、中間部材２２が、スイッチノブ１２の背面（略箱形の内部面）とスイッチ素子１６の操作部１６ａの間に好ましくは密着した状態で配置されている。そして、この中間部材２２がスイッチノブ１２とスイッチ素子１６の間で相互に働く力の伝達を行う機能を果している。

図１に示すように、中間部材２２のスイッチノブ１２側は、スイッチノブ１２の背面（略箱形の内部面）の少なくとも四隅近傍を支持する支持部としての支持脚２２ａを有している。また、スイッチ素子１６側は、操作部１６ａ全体に当接する接触部２２ｂを有している。なお、四隅近傍とは、完全な四隅の他その周囲も含むことを意味する。

本実施形態の場合、図１に示すように支持脚２２ａは４本に分離されている。これは、スイッチノブ１２の裏面の四隅近傍をバランス良く支持すると共に、スイッチノブ１２に形成された意匠マーク１２ａに基板２０に実装されたＬＥＤ１８ｂの光をできるだけ効率よく導くために部材の存在しない空間（光路）を形成するためである。支持脚２２ａはスイッチノブ１２の四隅近傍に延びているので、ＬＥＤ１８ｂで照明を行った場合に中間部材２２の影が意匠マーク１２ａに映り込むことはないが、中間部材２２全体を透光性部材で形成することにより、影の映り込みは完全かつ確実に排除することができる。また、ＬＥＤ１８ｂの光の減衰を最小にすることが可能になり、良好な照明を行うことができる。なお、透光性部材とは、透明、半透明、無色、有色等を含む例えば樹脂成形品とすることができる。また、４本の支持脚２２ａとすることで、中間部材２２の材料の軽減が可能であり、部品コストの削減や部品重量の軽減にも寄与することができる。

もちろん、スイッチノブ１２に意匠マーク１２ａが存在しない場合や照明の必要がない場合、中間部材２２はスイッチハウジング１４等と同じ非透光性の材料で形成することができる。また、この場合、中間部材２２の支持部は、４本に分離する必要はなく、例えば、スイッチノブ１２の背面に沿って延びる棒形状ものでもよいし、面形状のものでもよい。なお、意匠マーク１２ａの照明を必要とする場合でも、上述したように、中間部材２２が透光性を有するものであれば、支持部を棒形状や面形状にすることも可能である。

上述のように構成される押下型スイッチ構造１０は、実際に押下操作されると、スイッチノブ１２の押下力は、まず中間部材２２に伝達される。この時、中間部材２２は支持脚２２ａによってスイッチノブ１２の裏面の四隅近傍を支持しているので、スイッチノブ１２の表面のどの部分を押下されても、その押下力はほぼ均一に中間部材２２に伝達され、接触部２２ｂを介して、スイッチノブ１２のセンター位置に対応する背後位置に固定されたスイッチ素子１６を押下する。この時、スイッチノブ１２の押下操作に対する反力がスイッチ素子１６の復元力によって生じる。その反力は中間部材２２の支持脚２２ａを介してスイッチノブ１２の四隅近傍にほぼ均一に伝達される。その結果、スイッチノブ１２の押下時の反力が片寄ることが防止される。その結果、スイッチノブ１２を押下している操作者は、反力の片寄によりスイッチノブ１２が斜めに押し返される等の感触を受けず、操作フィーリングの低下を抑制することができる。また、スイッチノブ１２の操作面のいずれの位置を押下しても同様な反力を感じられるため、押下位置による操作フィーリングの違いも防止することができる。

また、スイッチノブ１２の押下操作を解除した場合も、前述のように、スイッチ素子１６の復元力は、中間部材２２の接触部２２ｂを介して中間部材２２全体にほぼ均一に伝達し、さらにスイッチノブ全体をほぼ均一に押し返す。つまり、スイッチノブ１２はセンター位置でほぼ均一な力で真っ直ぐに押し戻されることになる。その結果、押下状態のスイッチノブ１２が復帰する時に、スイッチハウジング１４の開口部１４ａの縁で引っかかる等の不具合を発生することが防止され、スムーズな戻り動作が実現される。

なお、上述のように中間部材２２を用いる場合、スイッチノブ１２の裏面に、図４に示すような太いシャフトを形成する必要がないため、スイッチノブ１２を樹脂成形で形成する場合でも、スイッチノブ１２の表面側意匠面に「ヒケ」等が発生することはなく、スイッチノブ１２の品質維持を容易に行うことができる。

本実施形態では、スイッチノブ１２が押下操作時に完全に奥行き方向に摺動するタイプのスイッチ構造を例にとって説明したが、基板２０上に実装されるスイッチ素子１６が押下タイプのものであれば本実施形態を適応可能である。例えば、スイッチノブの一部に揺動軸が形成され、スイッチノブの押下操作に伴い揺動軸を中心にスイッチノブが揺動してスイッチ素子を押下するヒンジプッシュ式の押下スイッチにおいても、本実施形態と同様にスイッチノブの押下力を伝達する独立した中間部材を設けることにより、不均一な押下力の伝達、不均一な反力の伝達が防止され、良好な操作フィーリングや良好な戻り動作が得られると共に、意匠表面の「ヒケ」の発生も防止することができる。

また、本実施形態に示す押下型スイッチ構造は一例であり、スイッチノブと共に押下動作する部材であって、スイッチノブの背面の少なくとも四隅近傍を支持する支持部と前記押下型スイッチ素子の操作部と接触可能な接触部とを有する中間部材を含む構成であれば、ガイド溝やガイドキーの構造や位置、数、中間部材やスイッチノブの実質的な形状等任意であり、その構造は適宜変更可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、押下型スイッチ構造を車両用のエアコンのモード選択スイッチに適用した例を示したが、押下型のスイッチ素子を用いる装置であれば任意に適用可能であり、同様な効果を得ることができる。

本実施形態に係る押下型スイッチ構造を説明する分解斜視図である。図１に示す押下型スイッチ構造を線分Ｂ−Ｂ及び線分Ｃ−Ｃに沿って全体を切断した場合の断面図である。従来の押下型スイッチ構造を説明する説明図である。従来の他の押下型スイッチ構造を説明する説明図である。

符号の説明

１０押下型スイッチ構造、１２スイッチノブ、１２ａ意匠マーク、１２ｂインジケータ、１４スイッチハウジング、１４ａ開口部、１４ｂ内部ハウジング、１６スイッチ素子、１６ａ操作部、２０基板、２２中間部材、２２ａ支持脚、２２ｂ接触部、２４レンズ、２６ａ収納部、２６ｂガイド溝、２６ｃ係合爪、２８ａガイドキー、２８ｂ開口部。

Claims

スイッチハウジングと、
前記スイッチハウジングに形成された開口部に配置される押下操作自在なスイッチノブと、
前記スイッチハウジング内に配置され、前記スイッチノブのセンター位置に対応する背後位置に固定された押下型スイッチ素子と、
前記スイッチノブと共に押下動作する部材であって、スイッチノブの背面の少なくとも四隅近傍を支持する支持部と前記押下型スイッチ素子の操作部と接触可能な接触部とを有する中間部材と、
を含むことを特徴とする押下型スイッチ構造。
請求項１記載のスイッチ構造において、
前記中間部材は、スイッチノブの背面の四隅近傍を支持する四本の支持脚を有することを特徴とする押下型スイッチ構造。
請求項１または請求項２記載のスイッチ構造において、
前記中間部材は、透光性部材で形成されていることを特徴とする押下型スイッチ構造。