JP2008071643A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プッシュスイッチおよび回転式スイッチを備え、且つ操作が容易なスイッチ装置を提供する。
【解決手段】一つのプッシュロッド２を用いて、それを軸方向に直線運動させてタクトスイッチ３を作動させ、軸周りに回転させてプッシュロッド２に同軸上に設けられたギヤ２４およびギヤ２４と噛合うように配置されたギヤ４１を介して可変抵抗器４を作動させる構成とした。このため、操作者は、共通のプッシュロッド２を操作することにより、タクトスイッチ３または可変抵抗器４のどちらかを作動させることができる。したがって、タクトスイッチ３および可変抵抗器４を備え且つ操作性の良好なコンビネーションスイッチ１を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タクトスイッチおよび回転式スイッチとを一体的に備えるスイッチ装置に関するものであり、たとえば自動車の運転席に備えられるコンビネーションメータに取り付けられる各種操作用スイッチ装置に適用されて好適である。

従来のスイッチ装置である操作装置としては、たとえば、円筒状のダイヤル部の外周側面に形成された歯車部と噛み合うように配置された駆動歯車の回転により作動する回転式スイッチと、このダイヤル部の内周側に配置されたプッシュ部を押圧することによりオンオフされるプッシュスイッチとを備えたものがある（特許文献１参照）。

この操作装置においては、ダイヤル部とプッシュ部とは同軸上に配置されるとともに、回転式スイッチをプッシュスイッチとは重ならずしかもその近くに配置されている。これにより、スイッチの操作部（ダイヤル部およびプッシュ部）が占めるスペース、プリント基板上において複数個のスイッチが占めるスペースを節約することができる。
特開２００１−１８４９６９号公報

上述した従来の操作装置においては、プッシュスイッチを操作する場合はプッシュ部を押し、回転式スイッチを操作する場合はダイヤル部を回す必要がある。つまり、ダイヤル部とプッシュ部とが同軸上に配置されて一体的な外観となっているものの、操作者は、必要に応じて両者（ダイヤル部およびプッシュ部）を個別に操作する必要がある。このため、従来の操作装置では、両スイッチ（プッシュスイッチおよび回転式スイッチ）の操作部および操作動作が依然として異なっているため操作がしづらいという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、プッシュスイッチおよび回転式スイッチを備え、且つ操作が容易なスイッチ装置を提供することである。

本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載のスイッチ装置は、軸方向に直線運動可能且つ軸周りに回転可能に保持された軸部材と、軸部材に同軸上に設けられた第１歯車と、第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、第２歯車により駆動されて作動する回転式スイッチと、軸部材の一端に対向して配置され軸部材の軸方向移動により一端に押接されて作動するタクトスイッチとを備えることを特徴としている。

上述の構成によれば、軸部材をその軸方向に動かすことでタクトスイッチが作動し、軸部材を回転させるとことで回転式スイッチが作動する。すなわち、タクトスイッチと回転式スイッチとは、共通の軸部材により操作される。すなわち、一つの部品である軸部材を用いて、その操作方向によって異なるスイッチを作動させることができるため、２種類のスイッチを必要に応じて選択して容易に操作することができる。これにより、プッシュスイッチおよび回転式スイッチを備え、且つ操作が容易なスイッチ装置を提供することができる。

本発明の請求項２に記載のスイッチ装置は、軸部材の軸方向移動可能範囲内において第１歯車と第２歯車とは常に噛み合うように設定されていることを特徴としている。

軸部材を軸方向に移動させると、第１歯車は第２歯車に対して歯筋方向に移動する、つまり歯の厚さ方向に移動するが、本発明の請求項２に記載のスイッチ装置によれば、第１歯車と第２歯車とは、軸部材の軸方向移動可能範囲内において常に噛み合っている。したがって、第１歯車と第２歯車との噛み合いが外れて回転式スイッチが操作不能になることを防止できる。また、軸部材を軸方向に移動させながら回転させることにより、タクトスイッチおよび回転式スイッチを同時に作動させることも可能となる。

本発明の請求項３に記載のスイッチ装置は、軸部材を一端がタクトスイッチから離れる方向へ付勢する弾性部材を備えることを特徴としている。

これにより、軸部材は、その一端をタクトスイッチへ近づくように移動させる時のみ操作者の操作を必要とし、タクトスイッチから離れる方向への移動は、操作者が操作しなくても弾性部材の付勢力により自動的に行われる。これにより、タクトスイッチを作動させるための操作をより簡素化させることができる。

本発明の請求項４に記載のスイッチ装置は、軸部材の回転角度範囲を制限する規制手段を備え、規制手段は、軸部材および軸部材を保持する保持部材に形成されることを特徴としている。

一般に、回転式スイッチとしては、その作動軸の軸部材の回転角度範囲を制限する規制手段を内蔵しているものが多い。本発明のスイッチ装置のように、回転式スイッチをタクトスイッチと共通の操作部材で操作する構成とした場合は、操作力が過大となり易く、それにより回転式スイッチに内蔵された回転角度規制手段が破損する可能性がある。

そこで、本発明の請求項４に記載のスイッチ装置のように、規制手段を、軸部材および軸部材を保持する保持部材により形成される構成とすれば、規制手段の強度を容易に高めることができるので、操作力が過大となっても規制手段の破損を防止することができる。

本発明の請求項５に記載のスイッチ装置は、回転式スイッチおよびタクトスイッチは共通の回路基盤に実装されていることを特徴としている。

これにより、回転式スイッチおよびタクトスイッチの位置関係精度を高めることができる。また、スイッチ装置自体およびスイッチ装置と外部との電気回路を容易に形成することができる。

以下、本発明によるスイッチ装置を、自動車の車室内の運転席前方に設置されたコンビネーションメータ１００に組み込まれているコンビネーションスイッチ１に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

コンビネーションメータ１００は、自動車の作動に関する各種情報、たとえば走行速度、エンジン回転速度、走行距離等を運転者が認知可能に表示しているものである。本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１は、コンビネーションメータ１００内に取り付けられている。コンビネーションスイッチ１の操作部であるプッシュロッド２は、コンビネーションメータ１００の外方へ、つまり自動車の車室内へ運転者が操作可能に突き出している。コンビネーションスイッチ１は、コンビネーションメータ１００内に設置される走行距離計（図示せず）の表示内容切替え、つまり累積距離表示（オドメータ）または区間距離（トリップメータ）の表示を切替え機能と、発光表示されるコンビネーションメータ１００の発光輝度調整を行う調整機能とを一体的に併せ持った複合スイッチである。本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１では、プッシュロッド２を押す、すなわちその軸方向に動かすことにより、走行距離計（図示せず）の表示内容が、累積距離表示（オドメータ）および区間距離（トリップメータ）のどちらかに交互に切り替わる。また、プッシュロッド２をその軸周りに回転させると、コンビネーションメータ１００の発光輝度が変化する。すなわち、左側へ回すと暗くなり、右側へ回すと明るくなる。

図１は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションスイッチ１を備えたコンビネーションメータ１００の断面図である。なお、図１において、上方が自動車の上方であり、右側に運転席（図示せず）がある。

コンビネーションメータ１００は、図１に示すように、各種計器の目盛板（図示せず）や警告表示部（図示せず）が形成された表示板８、表示板８の裏側に配置されコンビネーションメータ１００の電気回路部を形成する回路基板としてのプリント基板６、表示板８およびプリント基板６を保持するケーシング７、表示板８の全面側（視認者側）に配置された透明カバー９等から構成されている。

コンビネーションスイッチ１は、大きくは、図１に示すように、プッシュロッド２、タクトスイッチ３および可変抵抗器４から構成されている。以下に、コンビネーションスイッチ１の構成について説明する。

軸部材であるプッシュロッド２は、たとえば、樹脂材料を成型加工して作られている。プッシュロッド２は、図１に示すように、右側から、棒状のロッド部２１、ボス部２２、円筒部２３、一端であるポインタ部２５から構成されている。ロッド部２１は、円柱状に形成されている。ボス部２２は、ロッド部２１と同軸上の円盤状に形成されている。円筒部２３の外周には、図１に示すように、第１歯車であるギヤ２４が設けられている。ギヤ２４は、本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、平歯車として形成されている。さらに、ギヤ２４の厚さであるプッシュロッド２の軸方向長さおよび円筒部２３における軸方向位置は、プッシュロッド２の軸方向位置がその移動可能範囲内のどこにあっても、ギヤ２４が後述する第２歯車であるギヤ４１と必ず噛合うように設定されている。円筒部２３の円盤部２２ｂと反対側（図１の左側）端部には、図１に示すように、プッシュロッド２の回転角度範囲を制限する規制手段である突起部２６が、円筒部２３の端部から軸方向に突き出して設けられている。ギヤ２４は、プッシュロッド２と同軸上、つまりロッド部２１と同軸上に形成されている。ポインタ部２５は、図１に示すように、ロッド部２１と同軸上且つ直径がロッド部２１より小さい円柱状に形成されている。

プッシュロッド２は、図１に示すように、ロッド部２１が表示板８の貫通孔８１、透明カバー９の貫通孔９１を挿通してコンビネーションメータ１００の外方（図１において透明カバー９の右側）へ突き出している。運転者が、プッシュロッド２のこの突き出した部分を指で摘まんで押す、あるいは回すことにより、コンビネーションスイッチ１が操作される。プッシュロッド２は、円筒部２３とケーシング７に設けられた円筒状のガイド部７１とが嵌合することにより、その軸方向（図１において左右方向）に直線運動可能且つ軸周りに回転可能に保持されている。

ケーシング７の円筒部７１の内側には、図１に示すように、棚部７１ａが形成されている。この棚部７１ａとボス部２２のボス部２２との間には、図１に示すように、弾性部材であるコイルスプリング５が装着されている。コイルスプリング５は、圧縮状態でコンビネーションスイッチ１に組み付けられている。そのため、コイルスプリング５の弾性力が棚部７１ａおよびボス部２２に作用し、それによりプッシュロッド２は、図１の右方向へ付勢されている。ここで、表示板８の貫通孔８１の直径はロッド部２１の直径より大きく且つボス部２４の円盤部２４ａの直径よりも小さく設定されている。コイルスプリング５の付勢力によるプッシュロッド２の図１の右方向への移動、言い換えると、プッシュロッド２のポインタ部２５が後述するタクトスイッチ３から離れる方向の移動は、ボス部２２が表示板９の裏面に当接して規制されている。このようにコイルスプリング５を配置したことにより、運転者がコンビネーションスイッチ１を操作する場合、詳しくはプッシュロッド２を押してタクトスイッチ３を作動する場合、運転者はプッシュロッド２を押すだけでよく、プッシュロッド２を元の位置へ引き戻す必要が無いので、コンビネーションスイッチ１の操作性を向上することができる。

ケーシング７の円筒部７１の外側には、図１に示すように、プッシュロッド２の回転角度範囲を制限する規制手段であるストッパ７２が、プッシュロッド２の軸方向（図１中の左右方向）に突き出す壁状に形成されている。

プッシュロッド２の隣（図１においては下方）に、回転式スイッチである可変抵抗器４が配置されている。可変抵抗器４は、たとえば板状の抵抗体（図示せず）と、抵抗体の表面に当接するブラシ（図示せず）が固定されたシャフト４２を備え、シャフト４２の回転に応じてブラシと抵抗体との接触位置が変化して、ブラシと抵抗体の電極間の抵抗値が変化するものが用いられている。シャフト４２には、図１に示すように、ギヤ４１が固定され、ギヤ４１は、プッシュロッド２のギヤ２４と噛合うように配置されている。したがって、プッシュロッド２が回転すると、そのトルクはギヤ２４およびギヤ４１を介してシャフト４２に伝達されてシャフト４２が回転し、それにより、可変抵抗器４が作動、つまり可変抵抗器４の端子間抵抗値が変化する。

プッシュロッド２の軸方向においてポインタ部２５と対向してタクトスイッチ３が配置されている。タクトスイッチ３は、たとえば弾力性に富むゴムに取り付けられた電気導体からなる接点（図示せず）と、この接点と対向して配置された２つの電極（図示せず）とを備えている。たとえば、自然状態においては、接点は両電極から離れており、両電極は非導通状態、つまり電気回路が開状態となっている。一方、接点が移動せしめられて両電極に当接すると両電極は導通状態、つまり電気回路が閉状態となる。運転者がプッシュロッド２に触れていないとき、すなわち、図１に示す状態にあるときは、プッシュロッド２のポインタ部２５は、タクトスイッチ３を開状態としている。一方は、運転者がプッシュロッド２を図１の左側に押すと、タクトスイッチ３はポインタ部２５を介して押し込まれて閉状態となる。

上述した、タクトスイッチ３および可変抵抗器４は、共通の回路基盤であるプリント基板６に実装されている。

次に、以上のように構成された、コンビネーションスイッチ１の作動について説明する。

先ず、運転者がコンビネーションスイッチ１に触れていないときは、プッシュロッド２は、初期位置、つまりコイルスプリング５の弾性力により図１に示す位置にあり、タクトスイッチ３は開状態となっている。したがって、コンビネーションメータ１００内の走行距離計（図示せず）の表示は、前回の操作で設定された表示、つまり累積距離表示（オドメータ）または区間距離表示（トリップメータ）の一方となっている。

次に、運転者がコンビネーションスイッチ１を操作する、すなわちプッシュロッド２を押し込み離すと、タクトスイッチ３がポインタ部２５により押し込まれて閉状態となり、続いて、コイルスプリング５の弾性力によりプッシュロッド２が初期位置へ戻り、タクトスイッチ３は再び開状態とる。この操作により、タクトスイッチ３からパルス上の電圧信号が発せられて、走行距離計（図示せず）の表示が、操作直前の表示から切り替えられる。つまり、操作前が累積距離表示であれば区間距離表示に、あるいは操作前が区間距離表示であれば累積距離表示に切り替えられる。

次に、運転者がプッシュロッド２を回転させると、プッシュロッド２の回転トルクはギヤ２４およびギヤ４１を介してシャフト４２に伝達されてシャフト４２が回転し、可変抵抗器４の端子間抵抗値が変化する。可変抵抗器４の端子間抵抗値の変化が図示しない制御装置により検出されて、コンビネーションメータ１００の発光表示用光源、たとえば発光ダイオードの駆動電流が増減されて発光ダイオードの発光ダイオード輝度が変化し、それによりコンビネーションメータ１００の発光照度が変化する。たとえば、プッシュロッド２が右側に回転されると可変抵抗器４の端子間抵抗値が減少し、コンビネーションメータ１００の発光照度が高くなる。一方、プッシュロッド２が左側に回転されると可変抵抗器４の端子間抵抗値が増大し、コンビネーションメータ１００の発光照度が低くなる。

すなわち、本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、一本の共通のプッシュロッド２を用いて、プッシュスイッチであるタクトスイッチ３および回転式スイッチである可変抵抗器４のそれぞれを操作することが可能である。

ところで、プッシュロッド２の回転角度範囲は、プッシュロッド２が備える突起部２６がケーシング７のストッパ７２に当接することにより規制されている。すなわち、プッシュロッド２の右方向の回転は、突起部２６が、図２に示すＸ位置においてストッパ７２に当接して規制される。一方、左方向の回転は、突起部２６が、図２に示すＹ位置においてストッパ７２に当接して規制される。したがって、プッシュロッド２の回転角度範囲は、図２中に示す角度θとなる。

一般に、回転式スイッチとして、それ自体に回転角度範囲規制手段を備えたものもあるが、体格等からの制約上強度が必ずしも高くない場合がある。そこで、本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１のように、プッシュロッド２およびケーシング７に規制手段を設ければ、規制手段の強度を十分とする、すなわち、操作中に過大な力が加えられても破損しないようにすることができる。なお、プッシュロッド２の回転角度範囲である角度θは、ストッパ７２の形状を変える、あるいはストッパ７２をもう１個設ける等により、必要に応じて変更することができる。

以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、一つのプッシュロッド２を用いて、それを軸方向に直線運動させてタクトスイッチ３を作動させ、軸周りに回転させてプッシュロッド２に同軸上に設けられたギヤ２４およびギヤ２４と噛合うように配置されたギヤ４１を介して可変抵抗器４を作動させる構成としている。このため、操作者は、タクトスイッチ３および可変抵抗器４のどちらかを作動させたい場合、いずれにしても迷うことなくプッシュロッド２を操作すればよい。したがって、タクトスイッチ３および可変抵抗器４を備え且つ操作性の良好なコンビネーションスイッチ１を実現することができる。

また、本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、コイルスプリング５を配置して、プッシュロッド２をタクトスイッチ３から離れる方向、言い換えるとタクトスイッチ３が開状態である位置に付勢してその位置に保持している。これにより、操作者は、プッシュロッド２を押すだけでタクトスイッチ３を作動させることができ、プッシュロッド２を元の位置へ引き戻す必要が無いので、コンビネーションスイッチ１の操作性を向上することができる。

また、本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、プッシュロッド２の回転角度範囲を制限する規制手段として、プッシュロッド２に突起部２６を、ケーシング７にストッパ７２をそれぞれ設け、突起部２６がストッパ７２に当接することによりプッシュロッド２の回転が制限される構成としている。これにより、可変抵抗器４自体に回転規制手段を内蔵する構成に比べて規制手段の強度を高めて、コンビネーションスイッチ１の信頼性を高めることができる。

なお、以上説明した本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、回転式スイッチとして可変抵抗器４を用いているが、これに限る必要は無く、他の種類の回転式スイッチ、たとえば、ロータリ式スイッチ、ロータリエンコーダ、可変容量コンデンサ等に置き換えてもよい。

また、以上説明した本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１においては、その用途を、タクトスイッチ３は走行距離計の表示切替え用、可変抵抗器４はコンビネーションメータ１００の発光照度調節用としているが、それぞれを他の用途に適用してもよい。たとえば、タクトスイッチ３を、デジタル温度計において室内温度表示と車外温度表示の切替え用に用いても良い。

また、以上説明した本発明の一実施形態によるコンビネーションスイッチ１は、コンビネーションメータ１００に装着されているが、その装着場所をコンビネーションメータ１００に限定する必要はなく、他の部位、たとえば、エアコン操作パネルに装着されてエアコンの作動切替え等のためのスイッチとして用いても良い。さらには、その用途を車両用に限定する必要無く、たとえば民生用各種機器に搭載されるスイッチ装置１に適用してもよい。

本発明の一実施形態によるスイッチ装置１を備えたコンビネーションメータ１００の断面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

符号の説明

１ コンビネーションスイッチ（スイッチ装置）
２ プッシュロッド（軸部材）
２１ ロッド部
２２ ボス部
２３ 円筒部
２４ ギヤ（第１歯車）
２５ ポインタ部（一端）
２６ 突起部（規制手段）
３ タクトスイッチ
４ 可変抵抗器（回転式スイッチ）
４１ ギヤ（第２歯車）
４２ シャフト
５ コイルスプリング（弾性部材）
６ プリント基板（回路基板）
７ ケーシング（保持部材）
７１ ガイド筒
７２ ストッパ（規制手段）
８ 表示板
８１ 貫通孔
９ 透明カバー
９１ 貫通孔
１００ コンビネーションメータ

Claims (5)

1. 軸方向に直線運動可能且つ軸周りに回転可能に保持された軸部材と、
   前記軸部材に同軸上に設けられた第１歯車と、
   前記第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車と、
   前記第２歯車により駆動されて作動する回転式スイッチと、
   前記軸部材の一端に対向して配置され前記軸部材の軸方向移動により前記一端に押接されて作動するタクトスイッチとを備えることを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記軸部材の軸方向移動可能範囲内において前記第１歯車と前記第２歯車とは常に噛み合うように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記軸部材を前記一端が前記タクトスイッチから離れる方向へ付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記軸部材の回転角度範囲を制限する規制手段を備え、
   前記規制手段は、前記軸部材および前記軸部材を保持する保持部材に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のスイッチ装置。
5. 前記回転式スイッチおよび前記タクトスイッチは共通の回路基盤に実装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載のスイッチ装置。

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