JP2007213901A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作ノブ２に対する押圧操作に応じて１段目のスイッチに続けて２段目のスイッチがオンする構成において、１段目のスイッチがオンまでの操作ストロークを短くすることができるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】操作ノブ２を押圧操作すると、ラバードーム４が外周部に一体形成された第２プッシャ１２が押圧されて図示下方に移動するので、それに伴ってラバードーム４の中央部に一体形成された第１プッシャ１１がプリント配線基板３上に設けられたメタルドーム接点５を押圧するようになる。これにより、第１プッシャ１１によるメタルドーム接点５の接圧を高めることができるので、メタルドーム接点５がオンするまでの操作ストロークを短く設定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作ノブに対する押圧操作によりラバードームが弾性変形するのに応じて１段目のスイッチに続けて２段目のスイッチがオンするスイッチ装置に関する。

この種のダブルアクションタイプのスイッチ装置の一例としては、特許文献１のものがある。このものは、操作ノブに対する押圧操作に応じてラバードームを弾性変形させることにより、ラバードームの外周部に設けられた第１プッシャの押圧により１段目のスイッチをオンするのに続けて、ラバードームの中央部に設けられた第２プッシャの押圧により２段目のスイッチをオンするようになっている。
特開平８−１１１１３４号公報

ところで、ダブルアクションタイプのスイッチ装置では、１段目のスイッチがオンするまでの操作ストロークを極力短くすることによりタッチ検出として使用し、２段目のスイッチをタッチ検出で選択した選択内容の確定スイッチとして使用したいという要望がある。

しかしながら、特許文献１のものでは、１段目のスイッチは、ラバードームの外周部に設けられた第１プッシャの押圧によりオンするようになっているので、接点の径を大きくする必要があり、その結果、接点同士の接触面積が比較的大きくなってしまう。このため、操作ノブの操作ストロークに対する接点同士の接圧が低く、操作ノブを強く押し込まないと接点抵抗が低くならないので、１段目のスイッチがオンせず、タッチ検出としてしては使いづらいという欠点がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、操作ノブに対する押圧操作に応じて１段目のスイッチに続けて２段目のスイッチがオンする構成において、１段目のスイッチがオンまでの操作ストロークを短くすることができるスイッチ装置を提供することにある。

操作ノブに対する押圧操作に伴って弾性変形するラバードームと、このラバードームに対向して前記操作ノブの押圧方向に設けられた基板とを備え、前記ラバードームが弾性変形するのに応じて第１スイッチがオンするのに続けて第２スイッチがオンするスイッチ装置であって、前記第１スイッチは、前記ラバードームの中央部に対応して設けられ、前記第２スイッチは、前記ラバードームの外周部に対応して設けられ、前記ラバードームは、前記第１スイッチ及び第２スイッチをそれぞれ押圧する第１プッシャ及び第２プッシャが設けられ、前記操作ノブに対する押圧操作に応じて前記第２プッシャが押圧移動されることにより弾性変形し、その弾性変形に応じて前記第１プッシャが前記第２プッシャよりも先に前記基板に当接するように形成されているものである（請求項１）。

上記構成において、前記第１スイッチは、前記基板上に設けられたメタルドーム接点であるのが望ましい（請求項２）。
また、前記第１プッシャは、前記ラバードームの非弾性変形状態で前記メタルドーム接点の可動接点として機能するメタルドームに接触しているのが望ましい（請求項３）。

請求項１の発明によれば、操作ノブが押圧操作されると、第２プッシャが押圧移動し、それに伴ってラバードームが弾性変形する。すると、ラバードームの中央部に設けられた第１プッシャが外周部に設けられた第２プッシャよりも先に基板に当接する。これにより、第１スイッチがオンするのに続けて第２スイッチがオンする。この場合、ラバードームの中央部に設けられた第１プッシャにより第１スイッチを押圧するので、接点同士の接触面積を小さくすることができる。従って、操作ノブの操作ストロークに対する接圧を高くすることができるので、第１スイッチがオンするまでの操作ストロークを短くすることができる。

請求項２の発明によれば、第１スイッチは、メタルドーム接点であることから、メタルドーム接点がオンする接圧を一層小さくできるので、第１スイッチとしてのメタルドーム接点がオンするまでの操作ストロークの短縮を図ることができる。
請求項３の発明によれば、操作ノブを押圧操作したタイミングでメタルドームの弾性変形を開始させることができるので、第１スイッチがオンするまでの操作ストロークを極力短くすることができる。

以下、本発明を車両用のスイッチ装置に適用した一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、スイッチ装置の縦断面を示している。このスイッチ装置１は、ダブルアクションタイプのスイッチ装置であり、操作ノブ２に対する押圧操作による１段目のスイッチのオンで例えばインストルメントパネルの表示部に表示されている複数の制御対象のうちから所望の制御対象を選択し、２段目のスイッチのオンで選択された制御対象を確定するのに使用される。

図１に示すように、スイッチ装置１は、プリント配線基板３、ラバードーム４、操作ノブ２から構成されている。
図２は、プリント配線基板３を示す平面図である。この図２に示すように、プリント配線基板３上の中央部には第１スイッチとして機能するメタルドーム接点５が設けられている。このメタルドーム接点５は、一対の第１固定接点６と、可動接点として機能するメタルドーム７とから構成されており、メタルドーム７が弾性変形して第１固定接点６に接触することによりメタルドーム接点５がオンするようになっている。

プリント配線基板３上においてメタルドーム７を中心とする同心円上には、第２スイッチとして機能する一対のカーボン接点からなる第２固定接点８が２組実装されている。この第２固定接点８は、本実施例では２組設けられているが、メタルドーム７を中心として同心円上に配置されていれば、３組以上設けるようにしてもよい。これらの第２固定接点８は、プリント配線基板３に形成された図示しないパターンにより対応する第２固定接点８同士が並列接続されている。つまり、複数の第２固定接点８のうちの何れかがオンしたときにオン検出されるようになっている。

ラバードーム４は、シリコンゴムで形成されており、ドーム形状の弾性部９と、この弾性部９の外周縁部に一体形成された足部１０と、弾性部９の中央部に一体形成された第１プッシャ１１と、弾性部９の中央部と外周縁部との中間に一体形成された第２プッシャ１２とから構成されている。第１プッシャ１１は、弾性部９から図示下方に大きく突出した形状に形成されており、その下端面はメタルドーム７の頂点に接触している。第２プッシャ１２は、弾性部９から図示上方に大きく突出した形状に形成されており、その下端面は第２固定接点８に対向している。この第２プッシャ１２の下端面には、金属或いは導電材からなる第２可動接点１３が形成されており、第２プッシャ１２の下端面が第２固定接点８に接触することにより第２スイッチがオンするようになっている。

弾性部９は、第１プッシャ１１と第２プッシャ１２との間を連結する第１弾性部１４と、第２プッシャ１２と足部１０との間を連結する第２弾性部１５とから構成されている。つまり、第１プッシャ１１はラバードーム４の第１弾性部１４で支持され、第２プッシャ１２は第２弾性部１５で支持された形態となっている。

ここで、第１プッシャ１１を支持する第１弾性部１４は、第１プッシャ１１がメタルドーム７を押圧した際に、その押付け力によってメタルドーム７を確実に変形させると共に、第１プッシャ１１がメタルドーム７を完全に押圧した状態でメタルドーム接点５を損傷しないような弾性力を有するように設定されている。
操作ノブ２は、ベゼル１６に形成された窓部１７に図示しない抜止め手段により抜止めが図られた状態で装着されており、その装着状態でラバードーム４の第２プッシャ１２上に載置された形態となっている。

次に、上記構成の作用について説明する。
車室内に設けられた表示部には制御対象が複数表示されている。
使用者が表示部に表示されている複数の制御対象のうちから所望の制御対象を選択するために、操作ノブ２を軽く押圧操作（タッチ操作）すると、第２プッシャ１２が操作ノブ２に押圧されて図１中の図示下方に移動する。このとき、第１プッシャ１１は、第２弾性部１５を介して第２プッシャ１２に連結されているので、第２プッシャ１２が図示下方に移動すると、それに伴って図示下方に移動してメタルドーム接点５のメタルドーム７を押圧するようになる。このとき、第１プッシャ１１を支持している第１弾性部１４は、メタルドーム７を十分に弾性変形可能な弾性力を有しているので、第１プッシャ１１は、第２プッシャ１２の移動に伴ってメタルドーム７を押圧するようになる。

メタルドーム７は、第１プッシャ１１の押圧により弾性変形し、図２に示すように第１固定接点６に接触すると、操作ノブ２に対する押圧操作に対して１段目のスイッチ節度が付与されるようになる。このとき、第１固定接点６間がメタルドーム７を通じて導通することにより、第１スイッチとして機能するメタルドーム接点５がオンする。
操作者が上述のようにスイッチ装置１に対してタッチ操作する毎に、表示部において選択される制御対象が順に切替わるので、所望の制御対象を選択したときは、スイッチ装置１の操作ノブ２をさらに押圧操作する。

さて、図５は、本発明のスイッチ装置１の操作ノブ２の作用する操作ストロークＳと操作ノブ２の押圧操作に対する反発力Ｆとの関係を示している。
図５に示すように、操作ノブ２に対する押圧操作に対して１段目のスイッチ節度が付与されるまでは、操作ノブ２には操作ストロークに伴って大きくなる反発力が作用する。この反発力は、ラバードーム４の第２弾性部１５が弾性変形することによる反発力とメタルドーム７が弾性変形することによる反発力の和である。本実施例では、１段目のスイッチ節度が付与されたタイミングで第１スイッチがオンするのに対して、従来のものでは、さらに押圧操作が行われたところで、第１スイッチがオンしている。つまり、本実施例のものは、第１プッシャ１１によりメタルドーム７を押圧して第１固定接点６に接触させているので、接点同士の接圧が大きくなり、小さな接圧でメタルドーム接点５をオンさせることができるからである。また、メタルドーム接点５の特性として、小さな接圧でオンするので、このことも、メタルドーム接点５がオンする接圧を小さくするのに有効である。つまり、本実施例のスイッチ装置１は、従来のものに比較してタッチ検出に適した構成となっている。

図３に示すように第１プッシャ１１によりメタルドーム７が第１固定接点６に接触した状態で、操作ノブ２がさらに押圧操作されると、第２プッシャ１２がさらに図示下方に移動するようになる。このとき、第１プッシャ１１の移動は規制されているので、第２プッシャ１２の移動に伴って第１弾性部１４に加えて第２弾性部１５が弾性変形するようになり、操作ノブ２の押圧操作に対して大きな反発力が作用するようになる（図５参照）。

操作ノブ２に対する押圧操作により第２プッシャ１２が移動して第２弾性部１５がさらに弾性変形すると、第２弾性部１５が座屈を生じるようになるので、反発力が大きく低下し（図５参照）、第２プッシャ１２が第２固定接点８に接触するようになる。これにより、第２固定接点８間が第２可動接点１３により導通して第２スイッチがオンするので、表示部で選択している制御対象を確定することができる。
上述したような第２スイッチのオン状態で操作ノブ２がさらに押圧操作されたときは、第２プッシャ１２の移動が規制されているので、操作ノブ２に対する反発力が最大となる（図５参照）。

このような実施例によれば、スイッチ装置１を構成するラバードーム４の中央部に第１プッシャ１１を一体形成し、その第１プッシャ１１により第１スイッチとして機能するメタルドーム接点５を押圧するようにしたので、第１スイッチをオンするための寸法公差の精度を高めることができる。従って、ラバードーム４の外周部に対応して第１スイッチを設ける従来例のものと比較して、第１スイッチがオンするまでの接圧を小さくすることができるので、第１スイッチがオンするまでの操作ストロークを短くすることができる。
しかも、第１スイッチとしてメタルドーム接点５を採用するようにしたので、可動接点として機能するメタルドーム７がオンする接圧を一層小さくすることができ、メタルドーム接点５がオンするまでの操作ストロークの短縮を図ることができる。

また、操作ノブ２に対する非押圧操作状態で、第１プッシャ１１の下端面をメタルドーム７に接触させるようにしたので、操作ノブ２に対する押圧操作により直ちにメタルドーム７が弾性変形を開始し、メタルドーム接点５がオンするまでの操作ノブ２のストロークを極力小さくすることができる。

本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
ラバードーム４の材質としては、シリコンゴムに限定されることなく、要は絶縁性の弾性部材であればよい。
第１スイッチとして、メタルドーム接点５に代えて、通常のカーボン接点を用いるようにしてもよい。
メタルドーム接点５のメタルドーム７は、平面から見た形状が円形状に限定されるものではなく、矩形状でも多角形状でもよい。
固定接点の材質としては、カーボンに代えて、金属或いは導電性ゴムでもよい。

本発明の一実施例を示す全体の縦断面図 プリント配線基板の平面図 第１スイッチがオン時の図１相当図 第２スイッチがオン時の図１相当図 操作ノブのストロークと操作ノブに作用する反発力との関係を表す図

符号の説明

図面中、１はスイッチ装置、２は操作ノブ、３はプリント配線基板、４はラバードーム、５はメタルドーム接点、６は第１固定接点、７はメタルドーム、８は第２固定接点、９は弾性部、１０は足部、１１は第１プッシャ、１２は第２プッシャ、１３は第２可動接点、１４は第１弾性部、１５は第２弾性部、１６はベゼル、１７は窓部である。

Claims (3)

1. 操作ノブに対する押圧操作に伴って弾性変形するラバードームと、このラバードームに対向して前記操作ノブの押圧方向に設けられた基板とを備え、前記ラバードームが弾性変形するのに応じて第１スイッチがオンするのに続けて第２スイッチがオンするスイッチ装置であって、
   前記第１スイッチは、前記ラバードームの中央部に対応して設けられ、
   前記第２スイッチは、前記ラバードームの外周部に対応して設けられ、
   前記ラバードームは、前記第１スイッチ及び第２スイッチをそれぞれ押圧する第１プッシャ及び第２プッシャが設けられ、前記操作ノブに対する押圧操作に応じて前記第２プッシャが押圧移動されることにより弾性変形し、その弾性変形に応じて前記第１プッシャが前記第２プッシャよりも先に前記基板に当接するように形成されていることを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記第１スイッチは、前記基板上に設けられたメタルドーム接点であることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
3. 前記第１プッシャは、前記ラバードームの非弾性変形状態で前記メタルドーム接点の可動接点として機能するメタルドームに接触していることを特徴とする請求項２記載のスイッチ装置。

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