JP2009064649A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の音響や空調機器等の操作に用いられるスイッチ装置に関し、操作体の傾きやズレが少なく、操作の安定したものを提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁樹脂製の操作体１１の下面に金属製の固定板１２を固着すると共に、略柱状で金属製の押圧体１４を固定板１２に固定し、この押圧体１４の中間部１４Ｂが挿通するガイド部１３Ｂを保持体１３に設けることによって、操作体１１の傾きやズレが少なく、操作の安定したスイッチ装置を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に自動車の音響機器や空調機器等の操作に用いられるスイッチ装置に関するものである。

近年、車室内のフロントパネル部に、複数の押圧操作型電子部品を備えたスイッチ装置を配置し、オーディオやエアコン等の各種電子機器の操作を行うものが増えている。

このような従来のスイッチ装置について、図８〜図１２を用いて説明する。

図８は従来のスイッチ装置の断面図、図９は同分解斜視図であり、同図において、１は絶縁樹脂製で透明または乳白色等の操作体で、上方の外周全面が黒色や暗灰色の不透光性の塗装等によって覆われると共に、上面の操作部１Ａには文字や記号等の形状が露出した透光性の表示部１Ｂが形成され、操作体１の下面には略柱状の押圧部１Ｃが下方へ突出している。

また、２は保持体としての絶縁樹脂製の内ケースで、上方へ突出する中空筒部２Ａ外周に複数の上下方向に延びた凹部２Ｂが形成されると共に、これらの凹部２Ｂに対して操作体１内周に内側へ突出した凸部１Ｄが各々係合してガイドされ、操作体１が内ケース２に上下動可能に保持されている。

さらに、３は絶縁樹脂製のカバーで、内ケース２外周を覆うと共に、カバー３上面の開口部３Ａから操作体１の操作部１Ａが上方へ突出している。

また、４は上下面に複数の導電パターン（図示せず）が形成された配線基板で、上面にはプッシュスイッチ５や発光ダイオード等の発光素子６及び各種電子部品（図示せず）が実装され、プッシュスイッチ５の作動部５Ａには、操作体１の押圧部１Ｃが当接してスイッチ装置が構成されている。

そして、このようなスイッチ装置は車室内のフロントパネル部に装着され、プッシュスイッチ５や発光素子６等がコネクタ等（図示せず）を介して、オーディオやエアコン等の各種電子機器や、自動車の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、操作体１の操作部１Ａを下方へ押圧操作すると、図１０の断面図に示すように、押圧部１Ｃが作動部５Ａを押圧して、プッシュスイッチ５内の接点部の電気的接続が行われ、例えば、オーディオの音量やエアコンの温度等の切換えが行われる。

また、操作部１Ａへの押圧操作を止めると、プッシュスイッチ５の作動部５Ａの上方への付勢力により、押圧部１Ｃを介して操作体１が上昇し元の位置に復帰すると共に、プッシュスイッチ５の接点部の電気的解離が行われる。

さらに、夜間等の周囲が暗い場合には、発光素子６を発光させて表示部１Ｂを照光することにより、表示部１Ｂの文字や記号等の表示や操作部１Ａの位置が判別し易いように構成されているものであった。

なお、このようなスイッチ装置は図１１（ａ）の要部断面図や図１２（ａ）の外観図に示すように、内ケース２外周の所定位置に設けた複数の凹部２Ｂの幅や奥行きは、操作体１内周に設けた凸部１Ｄの幅や奥行きよりやや大きく、操作体１外周とカバー３の開口部３Ａとの隙間もやや大きいものとなっている。

つまり、操作体１や内ケース２は絶縁樹脂製であり、操作体１は内ケース２の複数の凹部２Ｂに操作体１の凸部１Ｄが各々係合してガイドされているため、車室内の比較的大きな温度変化などによる各構成部品形状の膨張、収縮及び各構成部品の仕上り寸法のばらつきが生じても、操作体１が上下動可能なように、凹部２Ｂと凸部１Ｄの間の隙間は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度とやや大きいものとなって、操作体１外周とカバー３の開口部３Ａ内縁との隙間も０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度となっている。

したがって、図１１（ｂ）や図１２（ｂ）に示すように、操作体１が凸部１Ｄと凹部２Ｂ間の隙間の範囲内で傾いた場合には、内ケース２の中空筒部２Ａ外周やカバー３の開口部３Ａ内縁に操作体１の内周や外周が各々当接して、操作体１の傾きやズレが大きくなり、操作体１の上下動操作の際にこすれや引っ掛かりなどが生じる場合があるものであった。

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。
特開２００５−２８５７３６号公報

しかしながら、上記従来のスイッチ装置においては、絶縁樹脂製の操作体１が同じく絶縁樹脂製の内ケース２によってガイドされて保持されているため、操作体１の傾きやズレが大きく、操作体１の上下動操作の際に、操作体１と内ケース２またはカバー３との間で、こすれや引っ掛かりなどが生じ易いという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作体の傾きやズレが少なく、操作感触の良好なスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、絶縁樹脂製の操作体の下面に金属製の固定板を固着すると共に、この固定板に固定された略柱状の金属製の押圧体を、保持体に設けたガイド部に挿通させるようにしてスイッチ装置を構成したものであり、略柱状の金属製の押圧体によって操作体を保持体にガイドし保持することで、絶縁樹脂製の構成部品の場合に比べ、周囲温度による外形変化、特に高低温下で使用時の膨張や収縮などが少なく、押圧体の間隔や外径の変化が僅かであり、押圧体が挿通する保持体のガイド部との隙間を小さくすることができるため、操作体の傾きやズレが少なく、安定した操作が可能なスイッチ装置を得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、操作体の傾きやズレが少なく、操作の安定したスイッチ装置を実現できるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１はポリカーボネートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製で透明または乳白色等の操作体で、外周全面が黒色や暗灰色等の不透光性の塗装や絶縁樹脂による二色成形等によって覆われると共に、上面の操作部１１Ａには文字や記号等の形状が露出した表示部１１Ｂが形成されている。

そして、１２はステンレスなどの金属製で略長方形の固定板で、中央に長孔状の通光部１２Ａが形成されると共に、長手方向の両端近傍には下方に突出した突出しタップである固定部１２Ｂが所定間隔で各々設けられ、操作体１１の下面にインサート成形や接着、あるいは操作体１１に設けた爪部等によって固着されている。

また、１３はポリオキシメチレン等の絶縁樹脂製で略箱状の保持体で、中央に開口部１３Ａが形成されると共に、開口部１３Ａの両側方には、固定板１２の固定部１２Ｂに対向した位置に内側が丸孔で略筒状のガイド部１３Ｂが形成されている。

さらに、１４はステンレス等の金属製のビスである押圧体で、下端に略円盤状の頭部１４Ａが形成され、円柱状の中間部１４Ｂが保持体１３のガイド部１３Ｂ内を上下動可能に挿通すると共に、上端のねじ部１４Ｃが固定板１２の固定部１２Ｂにねじ止めされて、固定板１２に対し略垂直方向に押圧体１４が固定されている。

なお、保持体１３のガイド部１３Ｂの内径は押圧体１４の中間部１４Ｂの外径に対し、挿通可能に僅かに０．０２５ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度だけ大きく形成され、押圧体１４とガイド部１３Ｂ内縁との隙間ができるだけ小さくなるようになっている。

また、固定板１２の長手方向の両端近傍の固定部１２Ｂに各々固定された２つの押圧体１４が、保持体１３のガイド部１３Ｂによって各々ガイドされることにより、特に操作体１１の回転方向の傾きを防ぐと共に、操作体１１の長手方向が上下方向に傾斜することを防ぎ、操作体１１が保持体１３に対し円滑に上下動可能に保持されている。

そして、１５は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、この上下面には銅箔等によって複数の導電パターン（図示せず）が形成されると共に、上面には作動部５Ａが上方に付勢されたプッシュスイッチ５や、発光ダイオード等の発光素子６及び各種電子部品（図示せず）が実装されている。

また、配線基板１５上に保持体１３が装着されると共に、プッシュスイッチ５の作動部５Ａに、操作体１１右側の押圧体１４の頭部１４Ａが当接している。

さらに、１６は耐熱性ＡＢＳ等の絶縁樹脂製で略箱状のカバーで、中央の開口部１６Ａには操作体１１の操作部１１Ａが突出すると共に、カバー１６下方の開口部に配線基板１５が装着されてスイッチ装置が構成されている。

そして、このようなスイッチ装置を製作するには、まず、保持体１３のガイド部１３Ｂの下方から押圧体１４を各々挿通して、操作体１１下面に固着された固定板１２の固定部１２Ｂに押圧体１４のねじ部１４Ｃを各々ねじ止め固定する。

なお、この時、押圧体１４は保持体１３のガイド部１３Ｂを挿通して操作体１１に固定され、保持体１３に対して操作体１１が連結されることによって、組立て作業時に、これらの部品の外れを防止できるため、この後の組立て作業を容易に行うことが可能なようになっている。

次に、保持体１３の底面にプッシュスイッチ５や発光素子６などが実装された配線基板１５をねじ等によって装着し、カバー１６を操作体１１や保持体１３が装着された配線基板１５に上方から被せて装着することによって、スイッチ装置が完成する。

そして、このようなスイッチ装置は車室内のフロントパネル部に装着され、プッシュスイッチ５や発光素子６等がコネクタ等（図示せず）を介して、オーディオやエアコン等の各種電子機器や、自動車の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、操作体１１の操作部１１Ａを下方へ押圧操作すると、図３の断面図に示すように、固定板１２に固定された左右の押圧体１４が保持体１３のガイド部１３Ｂにガイドされて下降し、右側の押圧体１４下端の頭部１４Ａが作動部５Ａを押圧して、プッシュスイッチ５内の接点部（図示せず）の電気的接続が行われ、例えば、オーディオの音量やエアコンの温度等の切換えが行われる。

また、操作部１１Ａへの押圧操作を止めると、プッシュスイッチ５の作動部５Ａの上方への付勢力により、押圧体１４を介して操作体１１が上昇し元の位置に復帰すると共に、プッシュスイッチ５の接点部の電気的解離が行われる。

さらに、夜間等の周囲が暗い場合には、発光素子６を発光させると、この光が保持体１３の開口部１３Ａや固定板１２の通光部１２Ａを通過して文字や記号等の形状で透光性の表示部１１Ｂを照光するため、表示部１１Ｂの表示内容や、操作部１１Ａの位置の確認を容易に行うことができる。

なお、このようなスイッチ装置は図４の要部断面図や図５の外観図に示すように、保持体１３のガイド部１３Ｂに押圧体１４の中間部１４Ｂが、０．０２５ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の僅かな隙間で各々ガイドされているため、保持体１３に対して操作体１１の傾きやズレが少なく、カバー１６の開口部１６Ａと操作体１１との隙間も０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度と小さなものとなっている。

つまり、スイッチ装置の周囲温度が高温や低温等の状態になった場合などにおいても、金属製の固定板１２に金属製の押圧体１４を固定しているため、絶縁樹脂製の構成部品の場合に比べ、固定板１２や押圧体１４の膨張や収縮等が非常に小さく、押圧体１４の間隔や外径の変化が僅かであり、押圧体１４と保持体１３のガイド部１３Ｂ内縁との隙間を極力小さなものにすることができる。

したがって、操作体１１は保持体１３やカバー１６の開口部１６Ａに対しても傾きやズレが非常に少なく、操作体１１の上下動操作時にも、保持体１３やカバー１６とのこすれや引っ掛かりなどが生じ難く、操作の安定したものとなる。

このように本実施の形態によれば、絶縁樹脂製の操作体１１の下面に金属製の固定板１２を固着すると共に、略柱状の金属製の押圧体１４を固定板１２に固定し、この押圧体１４の中間部１４Ｂが挿通するガイド部１３Ｂを保持体１３に設けることによって、周囲の温度変化などによる複数の押圧体１４の間隔や外径の変化が僅かとなり、この押圧体１４が挿通する保持体１３のガイド部１３Ｂとの隙間も小さくすることができるため、操作体１１の傾きやズレが少なく、操作の安定したスイッチ装置を実現することができるものである。

また、操作体１１の傾きやズレが少なくなることにより、操作体１１外周とカバー１６の開口部１６Ａ内縁との隙間も０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度と小さいものにできるため、よりゴミやホコリ等がスイッチ装置内に侵入し難いものにすることができる。

なお、金属製の押圧体１４が絶縁樹脂製の保持体１３のガイド部１３Ｂ内を挿通する構成とすることにより、金属と絶縁樹脂との摺動となるため、絶縁樹脂製の部品同士が摺動する場合に比べ、より摩擦が小さく滑り易いものとなり、良好な操作感触が得られるようになっている。

また、以上の説明では、上面にガイド部１３Ｂを設けた略箱状の保持体１３を配線基板１５に装着したものとして説明したが、図６の断面図に示すように、操作体１１が収容されるカバー２６の収容部２６Ａの下方に、中央に開口部２７Ａとその両端近傍にガイド部２７Ｂを各々設けた保持体２７をカバー２６と一体に形成すると共に、押圧体１４をガイド部２７Ｂに挿通させて操作体１１の固定板１２に固定したものとすることにより、保持体２７はカバー２６の材質と同一になるため、押圧体１４とガイド部２７Ｂとの滑りがやや劣る場合はあるが、個別に保持体を設けて、この保持体を配線基板に装着する必要がなく、部品点数が少なく、かつ組立ても容易なものにすることができる。

さらに、以上の説明では、円柱状の押圧体１４が保持体１３の両ガイド部１３Ｂ内側の丸孔に各々挿通してガイドされるものとして説明したが、図７の要部断面図に示すように、一方のガイド部２３Ｂを丸孔、他方のガイド部２３Ｃをこれらガイド部２３Ｂ、２３Ｃが配置される方向に長い長孔として、押圧体１４をガイド部２３Ｂ、２３Ｃに各々挿通させても良い。

これにより、周囲の温度変化が大きい場合でも、比較的寸法変化が少ないガイド部２３Ｂの丸孔と円柱状の押圧体１４との隙間を極力小さくして、操作体１１の保持体２３に対する位置決めとすると共に、比較的大きい長手方向の寸法変化に対しては、左側の押圧体１４が挿通したガイド部２３Ｃの長孔の長径部によって寸法変化が吸収できる一方、同じく長孔の短径部はガイド部２３Ｂと同様に押圧体１４との隙間を極力小さくすることによって、より操作体１１の回転方向の傾きを小さくし、操作の安定したものにすることができる。

また、以上の説明では、押圧体１４をビスとし、固定板１２の突出しタップの固定部１２Ｂにねじ止めして固定したものとして説明したが、固定板１２下面に対し略垂直方向に確実に固定できる方法であれば、押圧体１４を円柱状または角柱状のピンやリベットとして、これを圧入や接着など他の方法を用いて固定板１２に固定しても良い。

さらに、配線基板１５に実装されたプッシュスイッチ５を、作動部５Ａへの押圧操作により内部の接点部が電気的接離する構成のものとしたが、この他にも配線基板に固定接点とこれに対向してゴムラバー製の操作部の下面にカーボン等の可動接点を形成し、操作部を押圧することにより固定接点との電気的接離が行われるものや、同じく配線基板の固定接点上に略ドーム状の導電金属板製の可動接点を載置して可動接点とし、この可動接点の略中央を押圧することにより固定接点との電気的接離が行われるものなど、様々な構成の押圧操作型のプッシュスイッチとしても本発明の実施は可能である。

本発明によるスイッチ装置は、操作体の傾きやズレが少なく、操作の安定したものを実現することができ、主に自動車の音響や空調機器等の操作に用いられるスイッチ装置等に有用である。

本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図 同分解斜視図 同動作時の断面図 同要部断面図 同外観図 同他の実施の形態による断面図 同他の実施の形態による要部断面図 従来のスイッチ装置の断面図 同分解斜視図 同動作時の断面図 同要部断面図 同外観図

符号の説明

５ プッシュスイッチ
５Ａ 作動部
６ 発光素子
１１ 操作体
１１Ａ 操作部
１１Ｂ 表示部
１２ 固定板
１２Ａ 通光部
１２Ｂ 固定部
１３、２３、２７ 保持体
１３Ａ 開口部
１３Ｂ、２３Ｂ、２３Ｃ、２７Ｂ ガイド部
１４ 押圧体
１４Ａ 頭部
１４Ｂ 中間部
１４Ｃ ねじ部
１５ 配線基板
１６、２６ カバー
１６Ａ、２７Ａ 開口部
２６Ａ 収容部

Claims (1)

1. 絶縁樹脂製の操作体と、この操作体を上下動可能に保持する保持体と、上記操作体の上下動に伴って電気的接離が行なわれるプッシュスイッチからなり、上記操作体の下面に金属製の固定板を固着すると共に、略柱状で金属製の押圧体を上記固定板に固定し、上記押圧体が挿通するガイド部を上記保持体に設けたスイッチ装置。

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