JP2011113653A - ダイアル式スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイアルノブの回動操作においてクリック感の均一性を高めることができるダイアル式スイッチを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、凹凸周面４６ａを有する回動部４０とプランジャー６０と往復移動可能にプランジャー６０を保持する保持部５２とプランジャー６０を付勢するコイルバネ５１とを備え、保持部５２は、プランジャー６０の移動経路に沿って延びプランジャー６０を外側から囲む案内面５３を有し、プランジャー６０は、案内面５３に近接する外周面６３ａとコイルバネ５１の外径よりも大きな内径の内周面６３ｂとを持つ外側壁６３と、外側壁６３の内側でその後端よりも前側の位置に後端を有し、外側にコイルバネ５１が装着可能な内側軸６４とを備え、内側軸６４の外径とコイルバネ５１の内径との差が外側壁６３の内径とコイルバネ５１の外径との差よりも小さいことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両等に備えられた電子機器等の操作に使用されるダイアル式スイッチに関する。

従来から、電子機器等の操作の際にダイアルノブを回転させたときにクリック感を得られるダイアル式スイッチとして特許文献１のものが知られている。

このダイアル式スイッチは、図８及び図９に示されるように、リング状のダイアルノブ１０２と、このダイアルノブ１０２を回動可能に支持する支持部材（図示省略）とを備える。この支持部材には、ダイアルノブ１０２を回動させたときにクリック感を与えるためのクリック部１０４が設けられている。

ダイアルノブ１０２は、径方向に出入りする凹凸が周方向に沿って交互に繰り返される凹凸周面１０６を有する。クリック部１０４は、金属製のボールからなるプランジャー１０８と、このプランジャー１０８をダイアルノブ１０２の径方向に沿って往復移動可能に収容し、プランジャー１０８が凹凸周面１０６と当接できるよう凹凸周面１０６と対向する位置が開口するプランジャー保持部１１０と、このプランジャー保持部１１０内でプランジャー１０８が凹凸周面１０６に当接した状態でこの凹凸周面１０６に向けてその弾発力により付勢する圧縮コイルバネ（以下、単に「コイルバネ」とも称する。）１１２とを備える。

このダイアル式スイッチ１００において、操作していない状態では、図１０に示されるように、コイルバネ１１２より付勢されたプランジャー１０８は、その一部がプランジャー保持部１１０の開口１１０ａから突出し、凹凸周面１０６の凹部１０６ａに嵌まり込んだ状態でダイアルノブ１０２の凹凸周面１０６に当接している。この状態からダイアルノブ１０２を回動操作すると、凹凸周面１０６の凸部１０６ｂに押されてプランジャー１０８がダイアルノブ１０２の径方向内側に移動し（図１１参照）、さらにダイアルノブ１０２を回動し続けることでプランジャー１０８が凸部１０６ｂの頂点を超え（図１２参照）、コイルバネ１１２の弾発力によって隣の凹部１０６ａに嵌まり込んだ状態（図１０参照）となる。ダイアルノブ１０２が回動しているあいだ、この一連の動作が繰り返される。このようにコイルバネ１１２の弾発力によりプランジャー１０８が凹凸周面１０６に押付けられた状態で、このプランジャーが凹凸周面１０６の凹凸に追従した往復移動を行うことによりダイアルノブ１０２を回動させるときのトルクが周期的に変化し、これによりクリック感が得られる。

特開２０００−１５６１２９号公報

ダイアル式スイッチにおいて、ダイアルノブの回動の速さを変えたり、左右いずれの方向にダイアルノブを回しても均一なクリック感を得るためには、プランジャー保持部内でのプランジャーの滑らかな往復移動が重要となる。

上記のダイアル式スイッチ１００では、ダイアルノブ１０２の回動操作のときにクリック感が得られるのに加え、クリック音を得るために、プランジャー１０８が滑らかな往復移動を行わない。即ち、上記のダイアル式スイッチ１００では、プランジャー１０８が凸部１０６ｂに押されるときには径方向からダイアルノブ１０２の回動方向（図１１の矢印Ｄ１参照）にずれた状態となり、凸部１０６ｂの頂点を越えるとコイルバネ１１２の弾発力によりプランジャー１０８がダイアルノブ１０２の回動方向と反対側に一気に移動してプランジャー保持部１１０内壁面１１０ｂと衝突し（図１２参照）、この衝突によりクリック音（衝突音）が生じるように構成されていた。その結果、プランジャー１０８の滑らかな往復移動が得られず、ダイアルノブ１０２の回動操作において均一なクリック感が得られなかった。

そこで、図１３に示されるような、プランジャー保持部１２２とプランジャー１２４とを備えるダイアル式スイッチ１２０が考えられた。このダイアル式スイッチ１２０では、プランジャー保持部１２２は、プランジャー１２４の移動方向を規定するためにダイアルノブ１０２の特定の径方向に沿って延びる内壁面１２６を有し、プランジャー１２４は、前記特定の径方向に沿って摺動可能にプランジャー保持部１２２の内壁面１２６と摺接する摺接外周面１２８を有する。このようなダイアル式スイッチ１２０では、プランジャー１２４がその摺接外周面１２８をプランジャー保持部１２２の内壁面１２６に摺接させて移動することにより、プランジャー１２４の滑らかな往復移動が実現され、ダイアルノブの回動操作において均一なクリック感が得られると考えられた。

しかし、このようなダイアル式スイッチにおいても、ダイアルノブ１０２の回動操作において、均一なクリック感を得ることができなかった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ダイアルノブの回動操作においてクリック感の均一性を高めることができるダイアル式スイッチを提供することを課題とする。

そこで、前記発明者らは、上記課題を解消すべく実験を繰り返したところ、このダイアル式スイッチ１２０では、ダイアルノブ１０２を回動させたときに、凹凸周面１０６によりプランジャー１２４が押されて圧縮コイルバネが圧縮する度に異なる歪み方をし、これにより、圧縮コイルバネ１１２からプランジャー１２４に加わる弾発力の方向（例えば、図１４の歪み方では矢印αの方向）にバラつきが生じることを発見した。

このようにプランジャー１２４に加わる弾発力の方向がバラつくと、プランジャー１２４の往復移動においてプランジャー１２４の摺接外周面１２８とプランジャー保持部１２２の内壁面１２６との間の摩擦力が変化し、これによりダイアルノブの回動操作において均一なクリック感が得られない。また、移動方向に対して傾斜した方向に弾発力が働くとプランジャー１２４が傾いた状態で往復移動し、これによりその外周面が片磨耗する場合がある。

そこで、前記発明者らは、このようにプランジャー保持部１２２の内壁面１２６とプランジャー１２４の外周面１２８とが摺接することでプランジャー１２４の往復移動の方向が規定されるようなダイアル式スイッチでは、圧縮されたときに圧縮コイルバネ１１２が歪むことで弾発力の方向が定まらないことに着目し、以下の構成のダイアル式スイッチを創作した。

本発明に係るダイアル式スイッチは、ダイアルノブを回動操作するダイアル式スイッチであって、前記ダイアルノブの回動操作により回動し、その回動中心を通って回動方向と直交する径方向に出入りする凹凸が前記回動方向に沿って交互に繰り返される凹凸周面を有する回動部と、前記凹凸周面に接触可能なプランジャーと、前記凹凸周面に接触するよう前記径方向に沿って往復移動可能にプランジャーを保持するプランジャー保持部と、前記プランジャーを前記凹凸周面に向けて付勢する圧縮コイルバネと、を備え、前記プランジャー保持部は、前記プランジャーの移動経路に沿って延び、この移動経路を中心にして前記プランジャーを外側から囲む案内面を有し、前記プランジャーは、前方の前記凹凸周面と反対側を向いて前記圧縮コイルバネの一端と当接し前記付勢力を受け止める受け部と、前記プランジャーの移動経路方向に延びて前記案内面に近接する外周面と前記圧縮コイルバネの外径よりも大きな内径を持つ内周面とを持つ外側壁と、この外側壁の内側で前記移動経路方向に延びて前記外側壁の後端よりも前側の位置に後端を有しその外側に前記圧縮コイルバネが装着可能な外径を有する内側軸とを備え、前記圧縮コイルバネは、前記内側軸の外側に装着され当該圧縮コイルバネの中心軸方向に弾性圧縮変形された状態で前記プランジャー保持部に配置されることでその弾発力により前記プランジャーを前記凹凸周面に対して押しつけ、前記内側軸の最大外径と前記圧縮コイルバネの内径との差が前記外側壁の内周面の最小内径と前記圧縮コイルバネの外径との差よりも小さいことを特徴とする。

かかる構成によれば、圧縮コイルバネを保持する内側軸とプランジャーの姿勢を安定させるための外側壁との前記移動経路方向、即ち、圧縮コイルバネの中心軸方向における長さの差（軸長差）により、圧縮コイルバネの有効長さを確保しながら当該圧縮コイルバネとプランジャーとの姿勢を安定させることができる。

即ち、外側壁を長くすることでこの外側壁の外周面とプランジャー保持部の案内面との前記移動経路方向の接触長さを確保してプランジャーの傾きを効果的に規制することができる一方、内側軸により圧縮コイルバネを内側から保持することで、バネの姿勢を安定させて圧縮時の歪みを抑えると共に内側軸を外側壁よりも短くすることで、その軸長差分だけ圧縮コイルバネの有効長さを稼ぐことができる。

これにより、プランジャーの滑らかな往復移動が実現され、プランジャーの外周面の片磨耗が効果的に抑制されると共にダイアルノブの回動操作においてクリック感の均一性を高めることができる。

また、外側壁と内側軸との軸長差によって圧縮コイルバネの有効長さを稼ぐことで、後端に圧縮コイルバネを当接させるプランジャーに比べ、プランジャー後方側の圧縮コイルバネの収容スペースを短くすることができ、これにより、外側壁の外周面と案内面との前記移動方向における接触長さを確保してもプランジャー保持部の軸長方向の長さ寸法を小さくして小型化を図ることができる。

尚、前記内側軸が、前記圧縮コイルバネの内径との差が０となるような最大外径を有する場合には、プランジャー保持部へのプランジャー及び圧縮コイルバネの組み付け作業の容易化を図ることができる。即ち、プランジャー保持部へのプランジャー及び圧縮コイルバネの組み付け作業において、内側軸に圧縮コイルバネを内側から保持させたときに、圧縮コイルバネの内径と内側軸の最大外径との差が０であるため内側軸から圧縮コイルバネが抜け落ち難くなり、これにより、プランジャーと圧縮コイルバネとがばらばらの状態でプランジャー保持部に組み付ける場合よりも組み付け作業が容易になる。

本発明に係るダイアル式スイッチにおいて、前記プランジャーは、前記内側軸の後端からさらにその中心軸に沿って前記外側壁の後端よりも後方の位置まで延び、前記内側軸の外径よりも小さい外径を有する被案内軸をさらに備え、前記プランジャー保持部は、プランジャーよりも後方の位置に前記圧縮コイルバネの他端の位置決めを行う位置決め部を有し、前記位置決め部には、前記被案内軸が進入可能な案内穴が設けられ、この案内穴は、前記被案内軸が前記中心軸に沿って移動するようにこの被案内軸の外周面と摺接する内周面を有してもよい。

かかる構成によれば、被案内軸が位置決め部の案内穴の内周面と摺接することで中心軸方向（移動経路方向）に沿って案内されるため、プランジャーがより滑らかに往復移動する。

また、前記プランジャー保持部の案内面は鉛直方向に延びているのが好ましい。

かかる構成によれば、プランジャーに対してその移動方向、即ち、案内面に沿った方向に重力が働くため、案内面とプランジャーとの間に働く摩擦力が重力の影響を受け難くなり、これにより、ダイアルノブの回動方向に関わらず均一性の高いクリック感が得られる。

具体的に、例えば、図１３及び図１４に示されるように、プランジャーの移動経路が水平方向である場合、プランジャーと案内面との摩擦係数をμ、プランジャーに働く重力をｍｇ、凹凸周面が回動することによりこの凹凸周面からプランジャーが受ける力をＦとすると、プランジャーと案内面との摩擦力は、凹凸周面が図１３（図１４）において右回りに回動すると、（Ｆ+ｍｇ）×μとなり、左回りに回動すると、（Ｆ-ｍｇ）×μとなる。このように回動方向によってプランジャーと案内面との間の摩擦力が変化すると、ダイアルノブの回動方向によってクリック感が変化し、均一なクリック感を得られない。

これに対し、案内面が鉛直方向に延びることで、この案内面に案内されるプランジャーの移動経路が鉛直方向となり、この場合、プランジャーと案内面との摩擦力は、凹凸周面がいずれの方向に回動してもＦ×μとなり、回動方向によってプランジャーと案内面との間の摩擦力が変化し難い。そのため、案内面が鉛直方向に延びることにより、ダイアルノブの回動方向に関わらず均一性の高いクリック感が得られる。

以上より、本発明によれば、ダイアルノブの回動操作においてクリック感の均一性を高めることができるダイアル式スイッチを提供することができる。

本実施形態に係るダイアル式スイッチの分解斜視図である。 基板を外した状態の前記ダイアル式スイッチの正面図である。 前記基板を外した状態のダイアル式スイッチの側面図である。 （ａ）は図３のＡ−Ａ端面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のクリック部の拡大図である。 前記ダイアル式スイッチの中央縦端面図である。 前記クリック部におけるプランジャーの挙動を示す図であって、（ａ）はプランジャーが凹凸周面の凹部に嵌入した状態を示し、（ｂ）はプランジャーが凹凸周面の凸部に押された状態を示す。 他実施形態に係るダイアル式スイッチのクリック部の拡大端面図である。 従来のダイアル式スイッチが用いられた機器の一部拡大斜視図である。 前記ダイアル式スイッチのクリック部周辺の拡大斜視図である。 前記クリック部におけるプランジャーの挙動を示す図であって、プランジャーが凹凸周面の凹部に嵌入した状態を示す。 前記クリック部におけるプランジャーの挙動を示す図であって、プランジャーが凹凸周面の凸部に押された状態を示す。 前記クリック部におけるプランジャーの挙動を示す図であって、プランジャーがプランジャー保持部の内壁面に衝突する状態を示す。 従来の他のダイアル式スイッチにおけるクリック部のつるまきバネの状態を示す図であって、プランジャーが凹凸周面の凹部に嵌入してつるまきバネに歪みが生じていない状態を示す。 前記クリック部のつるまきバネの状態を示す図であって、プランジャーが凹凸周面の凸部に押されてつるまきバネに歪みが生じた状態を示す。

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るダイアル式スイッチは、電子機器等の操作に用いられるもので、例えば、車両内装の操作パネル等に配設される。このダイアル式スイッチは、図１乃至図５に示されるように、回動操作されるダイアルノブ１２と、ダイアルノブ１２を回動可能に基板１４上に支持する支持部材１６とを備える。この支持部材１６が配設される基板１４には、その表面に回路が形成されて複数の電子部品１５、１５、…が実装されている。

ダイアルノブ１２は、中心軸Ｃを回転中心にして回動する部位であり、円筒状のダイアル部材３０と、このダイアル部材３０の先端部内側に嵌め込まれるスイッチ部材２０と、ダイアル部材３０と共に回動する回動部材４０とを備える。

ダイアル部材３０は、中心軸Ｃに沿って中央部が貫通する略円筒状の部材であり、その外周面３０ａを操作者が摘んで回動操作する部位である。このダイアル部材３０の基部側には、先端側よりも直径の小さくなった係合筒部３２が形成されている。この係合筒部３２には、周方向に所定間隔をおいて径方向に貫通する係合穴３４が設けられている。尚、本実施形態において、基部側とは中心軸Ｃ方向において基板１４側をいい、先端側とはその反対側をいう。また、径方向とは、中心軸Ｃを通ってダイアル部材３０の回動方向と直交する方向をいう。

スイッチ部材２０は、ダイアル部材３０の前方側開口を塞ぎ、操作者に指等で押圧される押圧部２２と、この押圧部２２が押圧されたときにその力を基板１４上の電子部品１５ａに伝達するために中心軸Ｃに沿って押圧部２２から後方に延びる伝達部２４とを有する。この押圧部２２は、中心軸Ｃと直交する方向に沿って広がる円板状の部位であり、前面における中心（中心軸Ｃとの交差位置）よりも上方の位置に発光部２６が設けられている。伝達部２４は、ダイアル部材３０の内側を通って基板１４に実装された電子部品１５ａまで延び、押圧部２２が押圧されたときの力をこの電子部品１５ａに伝える部位である。この伝達部２４の後端の上面部及び下面部には、径方向の係止穴２７が設けられている。この係止穴２７に支持部材１６の係止片１９ａが係合することで、スイッチ部材２０が支持部材１６に保持される。

回動部材４０は、リング状の回動部本体４２と、この回動部本体４２と同軸となるようにその内側に配置される円筒状のダイアル固定部４４とを有する。

回動部本体４２は、先端側において径方向に広がる鍔状部４５と、この鍔状部４５の基部側に設けられ、その外周面（凹凸周面）４６ａが波打った形状の凹凸周面部４６とを備える。この鍔状部４５が支持部材１６の支持筒部１８先端に設けられたガイド部１８ａに嵌まり込むことで、回動部材４０が中心軸Ｃを回転中心にして回動可能に支持部材１６に保持される。凹凸周面部４６は、ダイアルノブ１２を回動操作したときにクリック感を生じさせるための凹凸周面４６ａが形成された部位である。この凹凸周面部４６の外周面（凹凸周面）４６ａでは、径方向に出入りする凹凸が周方向に繰り返される。具体的に、凹凸周面４６ａは、周方向の各位置において中心軸Ｃ方向の幅さが一定の周面で、周方向に凹凸が滑らかに連続する（図４参照）。

ダイアル固定部４４は、回動部本体４２の内側において当該回動部本体４２から径方向に所定間隔をおいて設けられる筒状の部位である。このダイアル固定部４４は、回動部本体４２の内側から径方向に延びる連結部４７により固定されている。本実施形態では、周方向に所定間隔をおいた複数の連結部４７によってダイアル固定部４４が回動部本体４２の内側に固定されている。ダイアル固定部４４は、外径がダイアル部材３０（詳しくは、係合筒部３２）の内径と対応する寸法を有し、回動部本体４２よりも先端側に延びる円筒状の部位である。このダイアル固定部４４は、その外周面がダイアル部材３０の内周面と摺接するようにダイアル部材３０の内側に挿入される。このとき、ダイアル固定部４４の外周面から突出する係合突起４８がダイアル部材３０の係合穴３４に嵌まり込み、これによりダイアル部材３０と回動部材４０とが連結される。このようにダイアル部材３０と回動部材４０とが連結されることで、ダイアル部材３０が回動操作されたときに、このダイアル部材３０と共に回動部材４０も回動する。

支持部材１６は、基板１４に沿って広がる基部１７の外縁から先端側に向かって立ち上がる支持筒部１８と、この支持筒部１８の内側で同軸となるように先端側に向って延びる内筒部１９とを有する。支持筒部１８は、ダイアルノブ１２を回動操作したときに、回動部本体４２の凹凸周面４６ａと作用してクリック感を生じさせるクリック部５０を備える。また、支持筒部１８の先端部には、回動部本体４２の鍔状部４５が嵌まり込むように断面が段差形状となっているガイド部１８ａが設けられている。この支持筒部１８には、鍔状部４５がガイド部１８ａに嵌まり込むときには弾性変形してその通過を許容し、鍔状部４５がガイド部１８ａに嵌まり込んだときに弾性復帰してこの鍔状部４５の先端側への移動を規制する規制片１８ｂが周方向に所定間隔をおいて設けられている。

クリック部５０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）にも示されるように、支持筒部１８の上端位置に設けられ、プランジャー保持部５２（以下、単に「保持部」とも称する。）と、この保持部５２内に収容（保持）されるプランジャー６０と、プランジャー６０を付勢する圧縮コイルバネ（以下、単に「コイルバネ」とも称する。）５１とを備える。

保持部５２は、プランジャー６０が回動部本体４２の凹凸周面４６ａに接触できるように、凹凸周面４６ａと対向する位置が開口し且つプランジャー６０が凹凸周面４６ａの特定の径方向に沿って往復移動可能な内部空間Ｓを有する。本実施形態の保持部５２は、プランジャー６０が上下（鉛直）方向に往復移動可能に構成されている。具体的に、保持部５２は、プランジャー６０が往復移動するときの移動経路に沿って延び、この移動経路を中心にしてプランジャー６０を外側から囲む案内面５３が形成された案内壁５４と、この案内壁５４の径方向外側端部（凹凸周面４６ａから遠い側の端部）を塞ぐ位置決め壁（位置決め部）５５とを有する。本実施形態の案内壁５４は、先端側を除く三方（図６（ａ）における左右及び後方）を囲む。この案内壁５４のない先端側において、その上端部には、コイルバネ５１の一端を位置決め壁５５に当接させたときにこのコイルバネ５１の一端が先端側へ移動するのを規制する規制壁５６が位置決め壁５５から垂下している。このように保持部５２が先端側を開放することで、他の部材を組み付けた後からでもプランジャー６０とコイルバネ５１とを保持部５２内に組み付けることが可能となる。

案内面５３は、プランジャー６０が摺接しながら移動（摺動）することでプランジャー６０を案内する面である。本実施形態の案内面５３は、プランジャー６０を幅方向（図６（ａ）において左右方向）から挟むように対向する上下に長い矩形状の一対の平面と、これら一対の平面の基部側端部同士を接続する上下に長い矩形状の平面と、によって構成されている。このように、案内面５３が鉛直方向に延びることで、プランジャー６０に対してその移動方向、即ち、案内面５３に沿った方向に重力が働くため、案内面５３とプランジャー６０との間に働く摩擦力が重力の影響を受け難くなり、これにより、ダイアルノブ１２の回動方向に関わらず均一性の高いクリック感が得られる。

位置決め壁５５は、コイルバネ５１の一端の径方向の位置決めをする部位であり、本実施形態では、コイルバネ５１の中心軸ｃと直交する方向に広がる板状の部位である。

プランジャー６０は、凹凸周面４６ａと接触する接触部６１と、前方の凹凸周面４６ａと反対側を向いてコイルバネ５１の他端と当接しその付勢力（弾発力）を受け止める受け部６２と、受け部６２から後方に延びる外側壁６３と内側軸６４とを備える。このプランジャー６０は、摩擦係数の小さな素材で形成され、本実施形態では、ポリアセタールやＡＢＳ等を用いて射出成形によって作られる。尚、本実施形態において、前方とは、ダイアル部材３０の径方向における中心側をいい、後方とは、ダイアル部材３０の径方向における外側をいう。

接触部６１は、前方に向って（即ち、凹凸周面４６ａに向って）半球状に膨出し、凹凸周面４６ａに接触可能な部位である。尚、この接触部６１の具体的形状は限定されない。即ち、本実施形態では、半球状に形成されているが、ダイアル部材３０の回動操作に伴って凹凸周面４６ａが回動したときに当該凹凸周面４６ａと摺接可能な形状であれば他の形状であってもよい。

受け部６２は、接触部６１の後方側でコイルバネ５１の中心軸ｃと直交する方向に広がる部位であり、コイルバネ５１の他端と接してこのコイルバネ５１から受ける弾発力を受け止める。本実施形態の受け部６２は、内側軸６４と外側壁６３との間をつなぐように設けられた部位である。

外側壁６３は、コイルバネ５１の外側を囲うように後方に向けて延びる筒状の部位である。この外側壁６３は、案内面５３に近接する外周面６３ａとコイルバネ５１の外径よりも大きな内径を持つ内周面６３ｂとを備える。外周面６３ａは、プランジャー６０が往復移動するときに案内面５３と摺接可能な面である。本実施形態の外周面６３ａは、コイルバネ５１の中心軸ｃと直交する断面が矩形状あるいは正方形状となっている（図１参照）。また、内周面６３ｂは、コイルバネ５１の外側と所定間隔を有する面であり、本実施形態では、コイルバネ５１の中心軸ｃと直交する断面が円形となるように形成されている。このような外側壁６３は、プランジャー６０が往復移動するときにその外周面６３ａが案内面５３に摺接することでプランジャー保持部５２内でのプランジャー６０の傾きを抑制し、プランジャー６０の姿勢を安定させる。

具体的に、外側壁６３は、外周面６３ａと案内面５３との間隔が０．０５〜０．１ｍｍとなり、内周面６３ｂとコイルバネ５１の外側との間隔が０．０５〜０．１ｍｍとなるように形成されている。また、外側壁６３の前後方向の長さ寸法は、５ｍｍである。

内側軸６４は、外側壁６３の内側で後方に向けて延びる軸状の部位である。この内側軸６４は、コイルバネ５１が弾性圧縮変形したとき（圧縮されたとき）にその内側からコイルバネ５１の姿勢を安定させるための部位である。即ち、コイルバネ５１が圧縮されたときに、コイルバネ５１の内側に内側軸６４が位置することで、コイルバネ５１の歪みが抑制される。

この内側軸６４は、外側壁６３の後端よりも前側の位置に後端を有し、即ち、外側壁６３よりも前後方向の長さ寸法が小さく、コイルバネ５１が装着可能な外周面６４ａを有する。このように、前後方向において、内側軸６４の長さ寸法を外側壁６３の長さ寸法よりも小さくすることで、この長さの差（以下、「軸長差」とも称する。）により、コイルバネ５１の有効長さを確保しながらコイルバネ５１の姿勢を安定させることができる。即ち、内側軸６４によりコイルバネ５１を内側から保持することで、コイルバネ５１の姿勢を安定させて圧縮時の歪みを抑えると共に内側軸６４を外側壁６３よりも短くすることで、外側壁６３の外周面６３ａと案内面５３との移動方向（前後方向）の接触長さを確保しつつ、その軸長差分だけコイルバネ５１の有効長さを稼ぐことができる。このように、外側壁６３と内側軸６４との軸長差によってコイルバネ５１の有効長さを稼ぐことで、後端にコイルバネ５１を当接させる従来のプランジャーに比べ、プランジャー６０後方側のコイルバネ５１の収容スペース（図６（ａ）におけるＸ参照）を短くすることができ、これによりプランジャー保持部５２の軸長方向の長さ寸法を小さくして小型化を図ることができる。

本実施形態の内側軸６４は、その外径とコイルバネ５１の内径との差が０となるように形成されている。これにより、内側軸６４にコイルバネ５１を装着したときにプランジャー６０（内側軸６４）からコイルバネ５１が抜け落ち難くなり、プランジャーとコイルバネとがばらばらの場合に比べて、プランジャー保持部５２への組み付け作業が容易になる。

具体的に、内側軸６４は、外径がφ４．４ｍｍであり、前後方向の長さ寸法が２ｍｍとなるように形成されている。

尚、外側壁６３の内周面６３ｂの断面形状と、内側軸６４の外周面６４ａの断面形状とは、円形でなくてもよい。即ち、外側壁６３の内周面６３ｂは、コイルバネ５１の外側を囲うように後方に延び、コイルバネ５１の外周面と所定間隔を有していればよく、その断面形状が四角のような多角形等であってもよい。一方、内側軸６４の外周面６４ａは、コイルバネ５１が装着できればよく、その断面形状が多角形等であってもよい。また、外側壁６３の内周面６３ｂの断面形状と内側軸６４の外周面６４ａの断面形状とは、異なる形状であってもよい。このように、外側壁６３の内周面６３ｂの断面形状と内側軸６４の外周面６４ａの断面形状とが、コイルバネ５１に沿った円形でない場合、内側軸６４の最大外径（例えば、断面形状が正方形の場合、その対角線の長さ）とコイルバネ５１の内径との差が、外側壁６３の内周面６３ｂの最小内径（例えば、断面形状が正方形の場合、その一辺の長さ）とコイルバネ５１の外径との差よりも小さくなるように設定される。

コイルバネ５１は、プランジャー６０を凹凸周面に向けて付勢するためのものである。本実施形態のコイルバネ５１は、ピアノ線やステンレス鋼線によって形成されている。このコイルバネ５１は、内側軸６４の外側に装着された状態でプランジャー保持部５２に配置される。具体的に、コイルバネ５１は、その中心軸ｃ方向に圧縮された状態で、一端が位置決め壁５５に当接すると共に他端がプランジャー６０の受け部６２に当接する。これによりコイルバネ５１の弾発力でプランジャー６０が凹凸周面４６ａに押し付けられる。

支持部材１６の内筒部１９は、支持筒部１８よりも先端側に延び、その外径が回動部材４０のダイアル固定部４４の内径と対応する大きさに形成されている。この内筒部１９の上端部及び下端部には、先端側に延びてその先端を自由端とし、この先端に中心軸Ｃに向けて突出する突起が設けられた係止片１９ａが設けられ、この係止片１９ａの突起がスイッチ部材２０における伝達部２４の基端側に設けられた係止穴２７と係合して、スイッチ部材２０が支持部材１６に保持される。

以上のようなダイアル式スイッチ１０では、ダイアルノブ１２を回動操作したときに、以下のようにしてクリック感が生じる。

このダイアル式スイッチ１０において、ダイアルノブ１２を回動操作していない状態では、図６（ａ）に示されるように、コイルバネ５１によって付勢されたプランジャー６０は、その接触部６１が凹凸周面４６ａの凹部４６ｂに嵌まり込んだ状態で凹凸周面４６ａに接触している。

この状態からダイアルノブ１２を回動操作すると、この回動操作に伴って凹凸周面４６ａが回動する。そうすると、プランジャー６０は、凹凸周面４６ａの凸部４６ｃに押されて後方側に移動する（図６（ｂ）参照）。このとき、プランジャー６０には、凹凸周面４６ａから周方向にも力が働くが、案内面５３によってプランジャー６０の周方向への移動が規制されるため、プランジャー６０は、案内面５３に沿って真っ直ぐ後方側に移動する。さらにダイアルノブ１２を回動し続けることでプランジャー６０の接触部６１が凸部４６ｃの頂点を超え、コイルバネ５１の弾発力によって隣の凹部４６ｂに嵌まり込んだ状態（図６（ａ）参照）となる。このときもプランジャー６０は、案内面によって周方向への移動が規制されるため、案内面５３に沿って真っ直ぐ前方側に移動する。ダイアルノブ１２が回動しているあいだ、この一連の動作が繰り返される。このようにコイルバネ５１の弾発力によりプランジャー６０が凹凸周面４６ａに押付けられた状態で、このプランジャー６０が凹凸周面４６ａの凹凸に追従した往復移動を行うことにより、ダイアルノブ１２を回動させるときのトルクが周期的に変化し、これによりダイアルノブ１２の回動操作においてクリック感が得られる。

このプランジャー６０の往復移動において、コイルバネ５１を保持する内側軸６４とプランジャー６０の姿勢を安定させるための外側壁６３とのコイルバネ５１の中心軸ｃ方向における長さの差（軸長差）により、コイルバネ５１の有効長さを確保しながら当該コイルバネ５１とプランジャー６０との姿勢を安定させることができる。

即ち、外側壁６３を長くすることでこの外側壁６３の外周面６３ａとプランジャー保持部５２の案内面５３との前後方向の接触長さを確保してプランジャー６０の傾きを効果的に規制することができる一方、内側軸６４によりコイルバネ５１を内側から保持することで、コイルバネ５１の姿勢を安定させて圧縮時の歪みを抑えると共に内側軸６４を外側壁６３よりも短くすることで、その軸長差分だけコイルバネ５１の有効長さを稼ぐことができる。これにより、プランジャー６０の滑らかな往復移動が実現され、プランジャー６０の外周面６３ａの片磨耗が効果的に抑制されると共にダイアルノブ１２の回動操作においてクリック感の均一性を高めることができる。

また、外側壁６３と内側軸６４との軸長差によってコイルバネ５１の有効長さを稼ぐことで、後端にコイルバネを当接させる従来のプランジャーに比べ、プランジャー６０後方側のコイルバネ５１の収容スペース（図６（ａ）のＸ参照）を短くすることができ、これにより、外側壁６３の外周面６３ａと案内面５３との前後方向の接触長さを確保してもプランジャー保持部５２の軸長方向の長さ寸法を小さくして小型化を図ることができる。

また、案内面５３が鉛直方向に延びることで、プランジャー６０に対してその移動方向、即ち、案内面５３に沿った方向に重力が働くため、案内面５３とプランジャー６０との間に働く摩擦力が重力の影響を受け難くなり、これにより、ダイアルノブ１２の回動方向に関わらず均一性の高いクリック感が得られる。

具体的に、例えば、図１３及び図１４に示されるように、プランジャー１２４の移動経路が水平方向であれば、プランジャー１２４と案内面１２６との摩擦係数をμ、プランジャー１２４に働く重力をｍｇ、凹凸周面１０６が回動することによりこの凹凸周面１０６からプランジャー１２４が受ける力をＦとすると、プランジャー１２４と案内面１２６との摩擦力は、凹凸周面１０６が図１３（図１４）において右回りに回動すると、（Ｆ+ｍｇ）×μとなり、左回りに回動すると、（Ｆ-ｍｇ）×μとなる。このように回動方向によってプランジャー１２４と案内面１２６との間の摩擦力が変化すると、ダイアルノブの回動方向によってクリック感が変化し、均一なクリック感を得られない。

これに対し、本実施形態のプランジャー６０のように、その移動経路が鉛直方向であれば（図６（ａ）参照）、プランジャー６０と案内面５３との摩擦力は、凹凸周面４６ａがいずれの方向に回動してもＦ×μとなり、回動方向によってプランジャー６０と案内面５３との間の摩擦力が変化し難い。そのため、案内面５３が鉛直方向に延びることにより、ダイアルノブ１２の回動方向に関わらず均一性の高いクリック感が得られる。

尚、本発明のダイアル式スイッチは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、図７に示されるように、プランジャー１６０は、その内側軸６４の後端から、さらにその中心軸（コイルバネ５１の中心軸ｃと同じ）に沿って外側壁６３の後端よりも後方の位置まで延び、内側軸６４の外径よりも小さい外径を有する被案内軸１６４を備えてもよい。具体的に、被案内軸１６４は、外径がφ３．８ｍｍで、内側軸６４と同軸で後方に向って真っ直ぐ延び、中心軸と直交する断面形状が円形となっている。この場合、位置決め壁５５には、被案内軸１６４が進入可能な案内穴が設けられ、この案内穴は、被案内軸１６４が中心軸ｃに沿って移動するようにこの被案内軸１６４の外周面１６４ａと摺接する内周面５５ａを有している。このように内側軸６４に被案内軸１６４が設けられれば、被案内軸１６４が位置決め壁５５の案内穴の内周面５５ａと摺接することで中心軸ｃ方向（移動経路方向）に沿って案内されるため、プランジャー１６０がより滑らかに往復移動する。その結果、ダイアルノブ１２の回動操作においてクリック感の均一性をより高めることができる。

また、本実施形態では、案内面５３が鉛直方向に延びるように保持部５２が形成されているが、これに限定されず、案内面が水平方向や傾斜方向に延びるように保持部５２が形成されてもよい。

１０ ダイアル式スイッチ
１２ ダイアルノブ
４６ａ 凹凸周面
５１ 圧縮コイルバネ
５２ プランジャー保持部
５３ 案内面
６０ プランジャー
６２ 受け部
６３ 外側壁
６３ａ 外側壁の外周面
６３ｂ 外側壁の内周面
６４ 内側軸
６４ａ 内側軸の外周面
Ｃ 中心軸

Claims (4)

1. ダイアルノブを回動操作するダイアル式スイッチであって、
   前記ダイアルノブの回動操作により回動し、その回動中心を通って回動方向と直交する径方向に出入りする凹凸が前記回動方向に沿って交互に繰り返される凹凸周面を有する回動部と、
   前記凹凸周面に接触可能なプランジャーと、
   前記凹凸周面に接触するよう前記径方向に沿って往復移動可能にプランジャーを保持するプランジャー保持部と、
   前記プランジャーを前記凹凸周面に向けて付勢する圧縮コイルバネと、を備え、
   前記プランジャー保持部は、前記プランジャーの移動経路に沿って延び、この移動経路を中心にして前記プランジャーを外側から囲む案内面を有し、
   前記プランジャーは、前方の前記凹凸周面と反対側を向いて前記圧縮コイルバネの一端と当接し前記付勢力を受け止める受け部と、前記プランジャーの移動経路方向に延びて前記案内面に近接する外周面と前記圧縮コイルバネの外径よりも大きな内径を持つ内周面とを持つ外側壁と、この外側壁の内側で前記移動経路方向に延びて前記外側壁の後端よりも前側の位置に後端を有しその外側に前記圧縮コイルバネが装着可能な外径を有する内側軸とを備え、
   前記圧縮コイルバネは、前記内側軸の外側に装着され当該圧縮コイルバネの中心軸方向に弾性圧縮変形された状態で前記プランジャー保持部に配置されることでその弾発力により前記プランジャーを前記凹凸周面に対して押しつけ、
   前記内側軸の最大外径と前記圧縮コイルバネの内径との差が前記外側壁の内周面の最小内径と前記圧縮コイルバネの外径との差よりも小さいことを特徴とするダイアル式スイッチ。
2. 請求項１に記載のダイアル式スイッチにおいて、
   前記内側軸は、前記圧縮コイルバネの内径との差が０となるような最大外径を有することを特徴とするダイアル式スイッチ。
3. 請求項１又は２に記載のダイアル式スイッチにおいて、
   前記プランジャーは、前記内側軸の後端からさらにその中心軸に沿って前記外側壁の後端よりも後方の位置まで延び、前記内側軸の外径よりも小さい外径を有する被案内軸をさらに備え、
   前記プランジャー保持部は、プランジャーよりも後方の位置に前記圧縮コイルバネの他端の位置決めを行う位置決め部を有し、
   前記位置決め部には、前記被案内軸が進入可能な案内穴が設けられ、この案内穴は、前記被案内軸が前記中心軸に沿って移動するようにこの被案内軸の外周面と摺接する内周面を有することを特徴とするダイアル式スイッチ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダイアル式スイッチにおいて、
   前記プランジャー保持部の案内面は鉛直方向に延びていることを特徴とするダイアル式スイッチ。

Images