JP2013026028A

JP2013026028A - ダイヤル型スイッチ装置

Info

Publication number: JP2013026028A
Application number: JP2011159721A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kameda; 光昭亀田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-02-04

Abstract

【課題】寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブのがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供すること。
【解決手段】ベース部材１０から立ち上げられた支持筒１１の外周に、回動可能に装着された円筒状のダイヤルノブ２０と、支持筒１１の外側面において、外径方向に突出された係合爪１２と、係合爪１２に係合してダイヤルノブ２０が支持筒１１から抜ける軸方向の移動を規制する係合用段差面２３と、ダイヤルノブ２０の回動が伝達されて電気信号を発生するボリュームスイッチ４０を備えた基板３０と、係合爪１２と係合用段差面２３との係合部分において、係合用段差面２３に設けられて円弧状に形成された規制溝２４と、係合爪１２に設けられて規制溝２４に軸方向に挿入されて規制溝２４に対して軸直交方向の移動を規制する規制突起１４と、を備えていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤルノブを正逆に回動させる操作に連動して信号を出力するダイヤル型スイッチ装置に関し、車両のインストルメントパネルなどに設置するのに好適なものである。

従来、車両用の空調装置の風量や温度の調節や、オーディオ装置の音量の調節などに、ダイヤルノブを正逆方向に回動させてその調節を行うダイヤル型スイッチ装置が用いられている。

このようなダイヤル型スイッチ装置では、ダイヤルノブをエンコーダなどの回動軸に直接支持したものが知られている（例えば、特許文献１参照）が、その他にも、ダイヤルノブを基板側の固定部材やコントローラ部分を覆うベース部材に回動可能に支持したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

この後者の従来技術は、基板側に固定された支持部材に、ダイヤルノブが回動可能に取り付けられているとともに、ダイヤルノブは、支持部材に対し、抜け止めが規制されるように係合部に軸方向に係合されている。

また、この係合は、支持部材から大径方向に突出された係合爪と、ダイヤルノブの内周に軸直交方向に形成された係合用段差面とを係合させる構造が一般的である。

特開２００９−１６２０３号公報特開２００５−１９０７７１号公報

しかしながら、上述の従来技術では、ダイヤルノブの回動を可能とするために、ダイヤルノブと支持部材との間には、軸方向及び径方向に隙間が確保されており、かつ、この隙間は、製造上の寸法公差を考慮されていた。

このため、ダイヤルノブの操作時に、隙によるがたつきが生じるもので、特に、ダイヤルノブのベース部材に当接した先端部を支点として軸心を遥動させるがたつきが操作感を悪化させており、操作品質の改善が望まれていた。

本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブのがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するために、本発明は、ベース部材の表面側から立ち上げられた支持部材と、この支持部材の外周に、前記立上の方向に沿う方向の軸を中心として回動可能に装着された円筒状のダイヤルノブと、前記ベース部材の裏面側に設けられ、前記ダイヤルノブの回動が伝達されて電気信号を発生する信号出力部材を備えた基板と、前記支持部材の外側面において、外径方向に突出された係合爪と、前記ダイヤルノブの内周面に軸直交方向に形成され、前記係合爪に係合して前記ダイヤルノブが前記支持部材から抜ける軸方向の移動を規制する係合用段差面と、前記係合爪と前記係合用段差面との係合部分において、前記係合爪と前記係合用段差面との一方に設けられて、前記軸を中心とする円弧状に形成された規制溝と、前記係合爪と前記係合用段差面との他方に設けられて、前記規制溝に軸方向に挿入されて前記規制溝に対して軸直交方向の移動を規制する規制突起と、を備えていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置とした。

なお、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のダイヤル型スイッチ装置において、前記規制突起と前記規制溝とは、内径側から外径側へ向けて徐々に前記ベース部材から離れる方向の軸方向に変位する角度で傾斜し、かつ、前記係合状態で相互に当接可能な傾斜面を備えていることが好ましい。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載のダイヤル型スイッチ装置において、前記係合爪に前記規制突起が形成され、この規制突起は、前記係合爪の外径方向側から内径方向に向かうに連れて突出量が増加した三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が外径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、内径方向を向いた突起内側係合面を備え、前記係合用段差面に前記規制溝が形成され、この規制溝は、内径側から外径方向に向かうに連れて深さが浅くなる三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が内径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、大径方向を向いて前記突起内側係合面と軸直交方向に係合可能な溝内側係合面を備えていることが望ましい。

請求項１に記載のダイヤル型スイッチ装置では、支持部材に装着したダイヤルノブが支持部材から軸方向に脱落するのを防止する係合を行う係合爪と係合用段差面とに、径方向に係合して径方向の相対移動を規制する規制突起と規制溝とを形成した。

したがって、ダイヤルノブは、支持部材に対してベース部材から軸方向に離れた位置で径方向の移動が規制される。

これにより、ダイヤルノブは、規制突起と規制溝とを設けないものと比較して、ベース部材を支点として軸心を遥動させるがたつきが抑制される。

よって、寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブのがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供することができる。

さらに、請求項２に記載の発明では、規制突起と規制溝とに傾斜面を設けたために、軸方向の隙間が小さくなる寸法誤差が生じている場合は、両傾斜面の当接する位置が内径側となることで誤差を吸収できる。また、その逆に、軸方向の隙間が大きくなる寸法誤差が生じている場合は、両傾斜面の当接する位置が相対的に外径側となることで誤差を吸収できる。

このため、支持部材とダイヤルノブとの寸法公差を小さく抑えなくても、両者間に軸方向及び径方向の隙間が生じないようにして、この隙間が生じることによる軸方向及び径方向のがたつき発生を抑えることができる。

また、請求項３に記載の発明では、支持部材へのダイヤルノブの装着時に、支持部材が縮径変形後に拡径方向に復元する際に、ダイヤルノブの係合用段差面の内周端縁は、規制突起の傾斜面の傾斜に沿って相対変位する。これにより、支持部材の拡径復元がスムーズに成され、かつ、係止爪の規制突起の傾斜面による分力で、ダイヤルノブが軸方向に押圧されて、ダイヤルノブの装着作業がスムーズに行われる。

本発明の実施の形態のダイヤル型スイッチ装置を示す断面図である。前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置に用いたダイヤルノブを示す図であって、（ａ）は軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は断面図である。前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置に用いた支持筒を示す図であって、（ａ）は軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は断面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＳｃ−Ｓｃ線の位置で切断した状態の断面図である。図１の一点鎖線ＥＸで囲んだ部分を示す拡大断面図である。前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置を適用した車両のダッシュボードを示す斜視図である。前記実施の形態のダイヤル型スイッチ装置の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５に基づいて、実施の形態のダイヤル型スイッチ装置を説明する。

この実施の形態のダイヤル型スイッチ装置Ａは、図５に示すように、車両用空調装置（図示省略）の操作装置として、ダッシュボード１上に設置されている。

まず、実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａの構成を説明すると、ダイヤル型スイッチ装置Ａは、図１に示すように、ベース部材１０、ダイヤルノブ２０、基板３０、ボリュームスイッチ４０を備えている。すなわち、ベース部材１０にダイヤルノブ２０が回動可能に支持され、このダイヤルノブ２０の回動が、基板３０に設けられたボリュームスイッチ４０に伝達されて、このボリュームスイッチ４０から、その回動量あるいは回動位置に応じた信号が出力されるようになっている。

ベース部材１０は、樹脂製のもので、ダッシュボード１側に露出して操作装置の一部を構成する板状のカバー部１０ａを備え、かつ、操作装置の回路が実装された基板３０を支持している。

ダイヤルノブ２０は、樹脂により円筒状に形成されており、図２に示すように、基端側の小径部２１と、先端側で小径部２１よりも大径の操作部２２とが、同軸に形成されており、両者２１，２２の間には、両者２１，２２の径差に基づいて、軸ｃｅに直交方向の係合用段差面２３が形成されている。

そして、係合用段差面２３には、図２（ｂ）に拡大して示す規制溝２４が、全周に亘って形成されている。この規制溝２４は、図４にさらに拡大して示すように、溝外周縁から内周縁に向けて徐々に深くなる三角形の断面形状に形成されている。この規制溝２４の傾斜した溝傾斜底面２４ａは、内径方向を向いて傾斜しており、溝傾斜底面２４ａの内周端からは、溝内側係合面２４ｂが、軸心に沿う方向に近い角度θ１で立ち上げられている。

さらに、係合用段差面２３の内周縁には、角部を落とした面取り部２５が形成されている。なお、ダイヤルノブ２０の先端（図１の上端）は、図では開口されているが、この部分には、図示を省略した蓋材が嵌め込まれる。

図１に戻り、ダイヤルノブ２０は、ベース部材１０から立設された支持筒（支持部材）１１に、軸ｃｅを中心に正逆回動可能に支持され、かつ、支持筒１１の外径方向に突出された係合爪１２に軸ｃｅに沿う方向（以下、この方向を軸方向と称する）に係合されている。

すなわち、支持筒１１は、円筒形を成し、その軸ｃｅをカバー部１０ａに対し略直交方向に向け、かつ、カバー部１０ａの表面側（矢印Ｙ１の方向である車室ＲＭ側（図５参照））と裏面側との両方に突出されている。また、支持筒１１の外径は、ダイヤルノブ２０の小径部２１の内径よりも僅かに小さな寸法に形成されている。

係合爪１２は、図３に示すように、支持筒１１の周方向の３箇所に等間隔で配置されている。そして、支持筒１１には、周方向で係合爪１２を挟むように、矢印Ｙ１の方向の先端から、その逆方向の基端に向けて、細長い変形用溝１３が形成され、さらに、係合爪１２が設けられた位置で、支持筒１１の外周には、図３（ｂ）に示すように、外周穴１０ｂが形成されている。これにより、支持筒１１は、係合爪１２が設けられた位置では、径方向に弾性変形可能に形成されている。

また、係合爪１２は、支持筒１１の軸方向であって先端方向を向くように傾斜した挿入傾斜ガイド面１２ａと、支持筒１１に略直角に交わる係合面１２ｂとに囲まれた三角断面形状に形成されている。

さらに、係合爪１２の係合面１２ｂには規制突起１４が軸方向であって、車室ＲＭとは反対方向に突出して形成されている。

規制突起１４は、係合爪１２の外径方向の先端部から内径に近付くに連れて突出量を増加させて直角三角形の断面形状に形成されており、三角形の斜辺の位置に形成された拡径傾斜ガイド面１４ａは、外径方向を向くように傾斜している。

また、規制突起１４の内周端部には、軸ｃｅの方向を向いて係合面１２ｂに対して略９０度を成す突起内側係合面１４ｂが設けられている。この突起内側係合面１４ｂは、図１及び図４に示すように、ダイヤルノブ２０の係合用段差面２３の溝内側係合面２４ｂと径方向に係合可能となっている。

なお、図４に示すように、拡径傾斜ガイド面１４ａの傾斜角度θ２は、溝傾斜底面２４ａの傾斜角度θ３と略等しく形成されている。

上述した支持筒１１における係合爪１２とカバー部１０ａとの軸方向の間隔Ｈａ（図３参照）は、ダイヤルノブ２０の小径部２１の先端面と係合用段差面２３との軸方向の間隔Ｈｂ（図２参照）に略等しく形成されている。

そして、両間隔Ｈａ，Ｈｂには、ダイヤルノブ２０の取付不良が生じないように、製造誤差による寸法公差が見込まれている。

そこで、規制突起１４の軸方向の突出代及び規制溝２４の軸方向の凹み代は、寸法公差により間隔Ｈａと間隔Ｈｂの差が最大値となっても、規制突起１４が規制溝２４内に嵌る寸法に設定されている。そして、規制溝２４に対して、規制突起１４は、相対的に外径方向の位置に配置されている。

なお、図１に示すように、基板３０は、ベース部材１０の裏面側で支持筒１１の基端に当接されており、この位置で図示を省略した螺子などの固定手段を用いてベース部材１０に固定されている。

また、基板３０に設けられたボリュームスイッチ４０は、回動軸４１を有し、この回動軸４１の先端部に設けられたギア４２が、ダイヤルノブ２０の小径部２１の外周に設けられたギア（図示省略）に噛み合わせられている。

したがって、ダイヤルノブ２０の軸ｃｅを中心とする正逆方向の回動は、ギア４２から回動軸４１を介してボリュームスイッチ４０に伝達され、その回動量や回動位置に応じた信号がボリュームスイッチ４０から出力される。なお、基板３０には、支持筒１１の内周位置に、ダイヤルノブ２０の図示を省略した蓋材を発光表示させる発光素子（図示省略）が設けられている。

次に、実施の形態の作用を説明する。

（組付手順）
図１に示すベース部材１０に、螺子などの固定手段を用いて基板３０を固定する。

次に、ベース部材１０の支持筒１１に、ダイヤルノブ２０を取り付ける。

この場合、まず、ダイヤルノブ２０の回動方向の位置と、ギア４２との回動方向との位置とを合わせた上で、支持筒１１の先端（図１において上端）から、ダイヤルノブ２０を、その小径部２１の方から差し込む。

このとき、小径部２１の先端面は、支持筒１１の係合爪１２挿入傾斜ガイド面１２ａを軸ｃｅに沿う方向（図１において下方）に押圧し、支持筒１１は、縮径方向に弾性変形する。

そして、ダイヤルノブ２０の小径部２１が、係合爪１２を通過し終えると、支持筒１１が復元して拡径し、係合爪１２と係合用段差面２３とが軸方向に係合し、ダイヤルノブ２０は支持筒１１に対して抜け止めされた状態となる。

この支持筒１１の拡径復元時に、係合爪１２は、拡径傾斜ガイド面１４ａがダイヤルノブ２０の面取り部２５の傾斜面に接しながら移動するため、上記の支持筒１１の拡径復元がスムーズに行われる。

さらに、この拡径復元時に、係合爪１２の規制突起１４が、図１及び図４に示すように、係合用段差面２３の規制溝２４に嵌り込む。これにより、ダイヤルノブ２０における、支持筒１１に対する軸直交方向の位置決めが成される。また、ダイヤルノブ２０は、支持筒１１に残留した復元力で、カバー部１０ａに軸方向に押さえ付けられる。

また、このとき、ダイヤルノブ２０と支持筒１１とで、軸方向の製造誤差が生じても、それが寸法公差の範囲内であれば、規制突起１４の一部は、規制溝２４内に存在し、その復元過程で、拡径傾斜ガイド面１４ａが、溝傾斜底面２４ａに当接する。すなわち、軸方向の隙間が小さくなる寸法誤差が生じている場合は、両面１４ａ，２４ａは、復元過程で早めのタイミング、すなわち内径側の位置で当接する。その逆に、軸方向の隙間が大きくなる寸法誤差が生じている場合は、両面１４ａ，２４ａは、復元過程で遅めのタイミング、すなわち外径側の位置で当接する。

（操作時）
以上のようにして組み付けたダイヤルノブ２０の回動操作を行った場合、ダイヤルノブ２０とベース部材１０との間には、軸方向に隙間が生じにくくなっているため、軸方向のがたつきが生じにくい。

また、ダイヤルノブ２０は、径方向には、係合爪１２の規制突起１４が、係合用段差面２３の規制溝２４に嵌り込み、拡径傾斜ガイド面１４ａと溝傾斜底面２４ａとが当接され、寸法誤差による隙間が生じるのが抑制されている。したがって、ダイヤルノブ２０が、寸法誤差により生じた隙間で、径方向にがたつくのが抑制される。

また、ダイヤルノブ２０の操作時に、小径部２１の先端（図１においてＳＰで示す点）を支点として遥動するようなモーメントが生じた場合、ダイヤルノブ２０の遥動は、溝内側係合面２４ｂが突起内側係合面１４ｂに当接した時点で規制される。この場合、支点から軸方向に離れた位置で位置規制されるため、遥動ストロークを小さく抑えることができる。

よって、規制突起１４及び規制溝２４を有しないものと比較して、このような小径部２１の先端（点ＳＰ）を支点とする遥動によるがたつきを、小さく抑えることができる。

以上説明したように、本実施の形態のダイヤル型スイッチ装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

ａ）支持筒１１に装着したダイヤルノブ２０が、支持筒１１から軸方向に脱落するのを防止する係合を行う係合爪１２と係合用段差面２３とに、径方向に係合して径方向の相対移動を規制する規制突起１４と規制溝２４とを形成した。

したがって、ダイヤルノブ２０は、支持筒１１に対してカバー部１０ａから軸方向に離れた位置で、径方向の相対移動が規制される。

これにより、ダイヤルノブ２０は、規制突起１４と規制溝２４とを設けないものと比較して、径方向のがたつきや、カバー部１０ａを支点とする遥動のがたつきを抑制することができる。

よって、寸法公差を小さくすることなくダイヤルノブ２０のがたつきを抑制して操作品質を向上できるダイヤル型スイッチ装置を提供することができる。

ｂ）規制突起１４と規制溝２４とには、それぞれ拡径傾斜ガイド面１４ａと溝傾斜底面２４ａとを形成して、支持筒１１を縮径させた後の復元拡径時に、両面１４ａ，２４ａが当接するようにした。

したがって、支持筒１１とダイヤルノブ２０に寸法公差が存在しても、規制突起１４の突出代の範囲内で、両面１４ａ，２４ａが当接する。

このため、支持筒１１とダイヤルノブ２０との寸法公差を小さく抑えなくても、両者間に軸方向の隙間が生じないようにして、この隙間が生じることによる軸方向のがたつき発生を抑えることができる。同様に、径方向に対しても、両者間に径方向の隙間が生じないようにして、この隙間が生じることによる径方向のがたつき発生を抑えることができる。

ｃ）係合爪１２に規制突起１４を形成し、この規制突起１４の拡径傾斜ガイド面１４ａは、外径方向を向くように傾斜させた。

したがって、支持筒１１にダイヤルノブ２０を装着する際に、支持筒１１が縮径変形後に拡径方向に復元する際に、ダイヤルノブ２０の小径部２１と操作部２２との間の係合用段差面２３の端部のコーナ部が、この拡径傾斜ガイド面１４ａに当接しながら相対変位する。これにより、支持筒１１の拡径復元がスムーズに成され、かつ、拡径傾斜ガイド面１４ａの傾斜による分力で、ダイヤルノブ２０が軸方向に押圧されて、ダイヤルノブ２０の装着作業がスムーズに行われる。

加えて、ダイヤルノブ２０の上記コーナ部には、面取り部２５を形成したため、拡径傾斜ガイド面１４ａに当接しながらの相対変位がスムーズに成される。

ｄ）規制突起１４と規制溝２４とには、それぞれ、軸方向に沿う方向を向いた突起内側係合面１４ｂと溝内側係合面２４ｂとを形成したため、規制突起１４と規制溝２４との径方向の係合が確実に成され、この係合による上記ａ）の効果を確実に得ることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、これら実施の形態及び実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施の形態では、ダイヤル型スイッチ装置を車両用空調装置の操作装置に適用した例を示したが、適用範囲は、空調装置に限定されず、音響装置などにも適用でき、さらに、車両用に限定されず、家電製品や産業機器にも適用することができる。

また、実施の形態では、支持部材として筒状の支持筒を示したが、この形状は、筒状に限定されるものではなく、例えば、実施の形態において係合爪と一体の長片状のものを複数立設してもよい。さらに、係合爪の数も、実施の形態で示した３箇所に限定されるものではなく、２箇所以上の複数であればよい。

また、規制溝及び規制突起の形状は、径方向に相互に係合可能であれば、実施の形態で示した三角断面形状に限定されない。また、図６に示すように、実施の形態とは逆に、ダイヤルノブ２２０の係合用段差面２２３に規制突起２２４を設け、支持筒２１１の係合爪２１２に規制溝２１４を形成することもできる。なお、規制突起２２４は、内径方向を向いた傾斜面２２４ａと、軸方向に沿う溝外側係合面２２４ｂとを備え、規制溝２１４は、外径方向を向いた傾斜面２２４ａと、軸方向に沿う突起外側係合面２１４ｂとを備えている。

１０ベース部材
１１支持筒（支持部材）
１２係合爪
１４規制突起
１４ａ拡径傾斜ガイド面（傾斜面）
１４ｂ突起内側係合面
２０ダイヤルノブ
２３係合用段差面
２４規制溝
２４ａ溝傾斜底面（傾斜面）
２４ｂ溝内側係合面
３０基板
４０ボリュームスイッチ（信号出力部材）
Ａダイヤル型スイッチ装置

Claims

ベース部材の表面側から立ち上げられた支持部材と、
この支持部材の外周に、前記立上の方向に沿う方向の軸を中心として回動可能に装着された円筒状のダイヤルノブと、
前記ベース部材の裏面側に設けられ、前記ダイヤルノブの回動が伝達されて電気信号を発生する信号出力部材を備えた基板と、
前記支持部材の外側面において、外径方向に突出された係合爪と、
前記ダイヤルノブの内周面に軸直交方向に形成され、前記係合爪に係合して前記ダイヤルノブが前記支持部材から抜ける軸方向の移動を規制する係合用段差面と、
前記係合爪と前記係合用段差面との係合部分において、前記係合爪と前記係合用段差面との一方に設けられて、前記軸を中心とする円弧状に形成された規制溝と、
前記係合爪と前記係合用段差面との他方に設けられて、前記規制溝に軸方向に挿入されて前記規制溝に対して軸直交方向の移動を規制する規制突起と、
を備えていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置。
前記規制突起と前記規制溝とは、内径側から外径側へ向けて徐々に前記ベース部材から離れる方向の軸方向に変位する角度で傾斜し、かつ、前記係合状態で相互に当接可能な傾斜面を備えていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤル型スイッチ装置。
前記係合爪に前記規制突起が形成され、
この規制突起は、前記係合爪の外径方向側から内径方向に向かうに連れて突出量が増加した三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が外径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、内径方向を向いた突起内側係合面を備え、
前記係合用段差面に前記規制溝が形成され、
この規制溝は、内径側から外径方向に向かうに連れて深さが浅くなる三角形断面形状に形成されることで、前記傾斜面が内径方向を向いて傾斜されているとともに、内径側の端部には、大径方向を向いて前記突起内側係合面と軸直交方向に係合可能な溝内側係合面を備えていることを特徴とする請求項２に記載のダイヤル型スイッチ装置。