JP2013191363A

JP2013191363A - 照光機能付き入力装置

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Publication number: JP2013191363A
Application number: JP2012055950A
Authority: JP
Inventors: Shinya Urayama; 慎也浦山
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: JP5871669B2; US20130242531A1; EP2639669A1; US9087657B2; CN103303191B; EP2639669B1; CN103303191A

Abstract

【課題】回転操作可能な操作部材に設けた環状の照光部と複数の照光部とを同一の光源を用いてを照光させることができる照光機能付き入力装置を提供すること。
【解決手段】回転操作可能な操作ノブ２は環状の第１照光部２０を有しており、操作ノブ２の周囲には第２照光部３０が設けられている。この操作ノブ２は、樹脂製の内軸体６と、内軸体６に外嵌された把持リング体７とを組み合わせて構成されており、内軸体６の前端部に遮光キャップ８が取り付けられている。内軸体６には、前端面に第１照光部２０を有する筒状導光部６ａと、ロータリエンコーダ１０の回動軸部１０ａに連結される駆動部６ｂとが一体成形されており、筒状導光部６ａの後端面６ｇが全周に亘って導光部材５の出光面５ｃと対向している。導光部材５の入光面５ｄは光源４に対向しており、第１および第２照光部２０，３０は導光部材５を介して光源４の光によって照光される。
【選択図】図２

Description

本発明は、後方からの光によって照光する照光機能付き入力装置に係り、特に、回転操作される操作部材とその周囲に照光部が配設された入力装置における照光機構の改良に関する。

例えばカーオーディオやカーエアコン等の車載用機器の入力装置には、通常、夜間等の暗所でも操作位置や動作状態を視認できるようにするために種々の照光部が設けられている。すなわち、操作部材の一部領域をインジケータとして照光させたり、操作部材の周囲で機能等を表示する文字やシンボルマーク等を照光させることによって、ユーザは暗所においても所望の操作が行えるようになる。

回転操作される操作部材に照光部を設ける場合、操作部材の一部に導光体を埋設し、この導光体に後方から光源の光を照射することにより、導光体の前端面を照光部となすという手法が従来より広く知られている。また、導光体は樹脂のモールド品として形成できるため、操作部材に設けた導光体の一部を延出させてなる延出部分を、操作部材の周囲で機能等を表示する別の照光部の後方に位置させることにより、１つの光源の光を複数箇所の照光部に振り分けて照光させるようにした照光機構も従来より提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表平１０−５０８１４０号公報

ところで、ユーザによって回転操作される操作部材に、その全周に亘って環状に延びる照光部を設けることができれば、高品位で意匠性に優れた照光が可能となる。しかし、回転操作可能な操作部材に設けた環状の照光部と、その周囲の別の照光部とを、同一の光源を用いて照光させる構成はまだ実現されていない。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転操作可能な操作部材に設けた環状の照光部と複数の照光部とを同一の光源を用いて照光させることができる照光機能付き入力装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の照光機能付き入力装置は、第１照光部を有する回転操作可能な操作部材と、この操作部材を露出させる開口部を有すると共に該開口部の近傍に第２照光部を有する前面パネルと、この前面パネルに覆われた内部空間に設置された光源と、この光源に対向する入光面を有して該光源の光を前記第１および第２照光部へ導く導光部材と、前記操作部材により回転駆動される回動軸部を有する回転型電気部品とを備え、前記操作部材は、前端面に前記第１照光部が環状をなす筒状導光部と、前記回動軸部に連結される駆動部とを一体成形した透光性樹脂製の内軸体と、前記筒状導光部の周囲に外嵌されて一体的に回転する把持リング体とによって構成され、前記導光部材が前記筒状導光部の後端面と全周に亘って対向して該後端面に光を出光する第１出光面を有すると共に、前記第２照光部に光を出光する第２出光面を有するようにした。

このように構成された照光機能付き入力装置では、回転操作可能な操作部材の内軸体に一体成形された筒状導光部の後端面が全周に亘って導光部材の出光面と対向しているため、回転操作可能な操作部材に設けた環状の照光部と複数の照光部とを同一の光源を用いて照光させることができる。また、環状の第１照光部（筒状導光部の前端面）を全周に亘って均一な明るさで照光させることができる。また、導光部材によって光源の光を第１照光部と第２照光部へ振り分けることができるため、環状の第１照光部に専用の光源を用意する場合に比べると低コスト化が図れる。また、内軸体には回転型電気部品の回動軸部に連結される駆動部も一体成形されているため、筒状導光部の周囲に外嵌された把持リング体をユーザが回転すると、それに伴って回動軸部が回転駆動されて所望の入力操作を行うことができる。また、内軸体に駆動部と筒状導光部とが一体成形されていることから、それぞれ別部材を設ける必要がない。そのため、小型化が図れると共に、簡易な構成とすることができる。

上記の構成において、導光部材に、前端面に第１出光面を有すると共に回動軸部を貫通せしめる円環状部と、この円環状部から外方へ突出して先端面に入光面を有する複数の脚部とが設けられており、それら複数の脚部の少なくとも一つが第２照光部に向けて延設される延設導光部を有し、この延設導光部が第２出光面を有するようにしてあると、脚部の形状等に応じて第１照光部と第２照光部へ振り分ける光量の配分比を変更することが可能となるため、設計段階で第１照光部と第２照光部の照光時の明るさのバランスが調整しやすくなる。

また、上記の構成において、導光部材の円環状部の内周面と内軸体の駆動部の少なくとも一部が対向して配置されていると、円環状部の内周面から内側に向かって出光される光は、円環状部の内周面に対向する駆動部の側面から内軸体内へ導かれるため、光源から出射される光をより多く第１出光面へ到達させるこができる。

また、上記の構成において、内軸体に第１照光部の内側領域を塞ぐ遮光部材が取り付けられていると、環状の第１照光部の光漏れを確実に防止でき、高品位に照光することができる。

また、上記の構成において、内軸体に筒状導光部の内周面の相対向する箇所を繋ぐ補強リブが設けられていると、樹脂材料を用いることで筒状導光部の強度不足が懸念される場合にも、補強リブの追加によって所要の機械的強度が実現できる。しかも、内軸体はモールド品として形成できるため、補強リブを追加してもコストアップは回避できる。

また、上記の構成において、駆動部がすり割り円筒状に形成されて回動軸部に外挿されていると共に、該駆動部を径方向内側へ加圧して回動軸部に圧着させるための圧着部材が取り付けられていると、回転操作時に懸念される駆動部と回動軸部とのずれ（滑り）を確実に阻止できて動作信頼性が高まる。

本発明の照光機能付き入力装置によれば、一体的に回転する内軸体と把持リング体とを組み合わせて回転操作可能な操作部材となし、樹脂製の内軸体に成形した筒状導光部の後端面を全周に亘って導光部材の出光面と対向させているため、回転操作可能な操作部材に設けた環状の照光部と複数の照光部とを同一の光源を用いて照光させることができる。また、筒状導光部の前端面である環状の第１照光部を全周に亘って均一な明るさで照光させることができる。また、導光部材によって光源の光を第１照光部と第２照光部へ振り分けることができるため、環状の第１照光部に専用の光源を用意する場合に比べると低コスト化が図れる。また、内軸体には回転型電気部品の回動軸部に連結される駆動部も一体成形されているため、ユーザが把持リング体を回転操作すると、それに伴って回動軸部が回転駆動されて所望の入力操作を行うことができる。それゆえ、この照光機能付き入力装置は、操作部材の回転操作に何ら悪影響を及ぼすことなく、環状の第１照光部を高品位に照光させることができてコストアップも回避しやすいという優れた効果を奏する。また、内軸体に駆動部と筒状導光部とが一体成形されていることから、それぞれ別部材を設ける必要がなく、そのため小型化が図れると共に、簡易な構成とすることができる。

本発明の実施形態例に係る照光機能付き入力装置の正面図である。図１のII−II線に沿う断面図である。該入力装置の分解斜視図である。該入力装置に備えられる内軸体の側面図である。該内軸体の正面図である。該内軸体の背面図である。該入力装置に備えられる導光部材の側面図である。該導光部材の正面図である。該導光部材の背面図である。

発明の実施の形態について図面を参照しながら説明すると、本発明の実施形態例に係る入力装置１は、例えばカーオーディオに備えられた各種入力装置のうちの１つである。図１〜図３に示すように、この入力装置１は前面パネル３から突出して回転操作可能な操作ノブ２を備えており、この操作ノブ２の前端面には全周に亘って環状に延びる第１照光部２０が設けられている。また、前面パネル３には操作ノブ２の周囲３箇所に第２照光部３０が配設されており、これら第１および第２照光部２０，３０は導光部材５を介して後方から照射されるＬＥＤ（光源）４の光によって照光する。

操作ノブ２は、樹脂で成形された内軸体６と、この内軸体６の周囲に外嵌されて一体的に回転する把持リング体７とを組み合わせて構成されており、内軸体６の前端部に遮光キャップ８（遮光部材）が取り付けられている。図２に示すように、この操作ノブ２は、内軸体６と把持リング体を一体化した状態で前面パネル３の開口部３ａに挿通されている。

内軸体６は、ＰＣ（ポリカーボネイト）にＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を添加した透光性の樹脂からなり、ＰＢＴを添加することで所要の可撓性を確保している。図４〜図６に示すように、内軸体６には、径サイズが異なる段状の円筒状に形成されると共に操作ノブ２の前端面に一部が露出する筒状導光部６ａと、筒状導光部６ａの後端部から後方へすり割り円筒状に突出する駆動部６ｂと、筒状導光部６ａの後端部で内周面の相対向する箇所を橋絡している補強リブ６ｃと、補強リブ６ｃの中央部から外側へ突出する抜け止め突起６ｄとが設けられている。筒状導光部６ａは前端側が最も大径に形成されており、該大径部分の前端面が第１照光部２０となっている。また、筒状導光部６ａの大径部分と小径部分の内周面は内側のテーパ面６ｅを介して連続しており、同様に、筒状導光部６ａの大径部分と小径部分の外周面は外側のテーパ面６ｆを介して連続している。なお、図４〜図６において前述した遮光キャップ８は図示省略されているが、この遮光キャップ８は筒状導光部６ａの大径部分の内側に挿入されて第１照光部２０と隣接するようになっている。遮光キャップ８には後方へ突出する係止部８ａが設けられており、この係止部８ａが抜け止め突起６ｄに係止されることにより、遮光キャップ８は内軸体６にスナップ止めされて一体化される（図２参照）。

図２に示すように、内軸体６の駆動部６ｂはロータリエンコーダ１０の回動軸部１０ａに連結されているため、内軸体６と回動軸部１０ａは一体的に回転する。駆動部６ｂの外周面にはコイルばね９（圧着部材）が取り付けられており、このコイルばね９が駆動部６ｂを径方向内側へ加圧して回動軸部１０ａに圧着させることにより、駆動部６ｂと回動軸部１０ａの相対位置が回転中にずれないようになると共に、駆動部６ｂの抜去力が向上されている。

把持リング体７はＡＢＳ樹脂等の遮光性樹脂からなる成形品であり、筒状導光部６ａの前端部に外嵌される環状リング部７ａと、環状リング部７ａの後方に延設されて筒状導光部６ａの後端部に外嵌される小径部７ｂとを有している。環状リング部７ａは操作ノブ２の回転操作時にユーザに把持される部位であり、その外周面には滑り止め用のローレットやセレーション等が施されている。図１と図２に示すように、環状リング部７ａと遮光キャップ８との間に第１照光部２０が環状に露出し、小径部７ｂは前面パネル３の開口部３ａに挿通されている。

前面パネル３はケース１３および背面カバー１４と一体化され、これら三者によってハウジングが構成されている。そして、前面パネル３に覆われる内部空間（ハウジング内の空間）に、光源４とロータリエンコーダ１０を実装した回路基板１２や導光部材５やホルダ１１等が設置される。なお、この前面パネル３に設けられた第２照光部３０は、操作ノブ２の機能等を表示するシンボルマークを光透過部として形成したものである。

導光部材５はポリカーボネイト（ＰＣ）等の透光性の樹脂からなる成形品であり、図７〜図９に示すように、この導光部材５には、前端面に第１出光面５ｃを有する円環状部５ａと、円環状部５ａから斜め後方へ突出して先端面に入光面５ｄを有する４本の脚部５ｂと、ホルダ１１に位置決め状態で取り付けられる一対の取付部５ｅとが設けられている。図２に示すように、円環状部５ａの前端面（第１出光面５ｃ）は全周に亘って筒状導光部６ａの後端面６ｇと対向しているため、第１出光面５ｃから出射された光の多くは筒状導光部６ａの後端面６ｇから内部へ導かれ、この筒状導光部６ａのテーパ面６ｅ，６ｆで反射されて第１照光部２０へ効率良く到達できるようになっている。ここで、本実施形態例では、円環状部５ａの前端面（第１出光面５ｃ）が全周に亘って筒状導光部６ａの後端面６ｇと対向する構成となっているが、例えば、第１出光面５ｃが周方向に沿って部分的に形成された不連続な構成であっても構わない。また、円環状部５ａ内を導光する光の一部は駆動部６ｂの側面から内軸体６内へ入射するため、光源４から出射される光をより多く第１照光部２０へ到達させることができる。また、各脚部５ｂの入光面５ｄはいずれも光源４と近接して対向しており、前面パネル３の各第２照光部３０は後方に位置する脚部５ｂの第２出光面５ｆから出射された光によって照光するようになっている。第２出光面５ｆは各第２照光部３０に対向する面からなり、この面から光が第２照光部３０に向かって出射される。本実施形態例では、操作ノブ２の周囲の３箇所に第２照光部３０が設けられている関係上、各第２照光部３０に対向する第２出光面５ｆが３本の脚部５ｂに形成されている。これら３本の脚部５ｂは入光面５ｄを有し、この入光面５ｄから入射される光は、一部が脚部５ｂを透過して円環状部５ａに向かって導かれ、一部が第２出光面５ｆに向けて延びる延設導光部５ｇを透過して第２出光面５ｆに導かれる。なお、残り１本の脚部５ｂは第２照光部３０と対向していないが、該脚部５ｂも円環状部５ａの第１出光面５ｃに導く導光機能は持っているため、光源４の光を第１出光面５ｃの全周に亘って均一な光量で導くことができる。

ホルダ１１はケース１３内の所定位置に固定されており、このホルダ１１が取付部５ｅを介して導光部材５を位置決め状態で保持しているため、前面パネル３の開口部３ａに対する導光部材５の位置精度は高く維持され、よって導光部材５の前端面（第１出光面５ｃ）を筒状導光部６ａの後端面６ｇに確実に対向させることができる。

ロータリエンコーダ１０は回動軸部１０ａの回転角度に応じた信号を出力する回転型電気部品であり、図２に示すように、この回動軸部１０ａは導光部材５の円環状部５ａを貫通して前面パネル３の前方へ突出している。そして、前述したようにコイルばね９によって内軸体６の駆動部６ｂが回動軸部１０ａに強固に連結されているため、ユーザが把持リング体７を把持して操作ノブ２を回転操作すると、回動軸部１０ａが駆動部６ｂによって回転駆動されて所望の入力操作を行えるようになっている。

以上説明したように、本実施形態例に係る照光機能付きの入力装置１は、一体的に回転する内軸体６と把持リング体７とを組み合わせて回転操作可能な操作ノブ２となし、樹脂製の内軸体６に設けた筒状導光部６ａの後端面６ｇを全周に亘って導光部材５の円環状部５ａの前端面（第１出光面５ｃ）に対向させているため、筒状導光部６ａの前端面である環状の第１照光部２０を全周に亘って均一な明るさで照光させることができる。また、導光部材５の脚部５ｂによって光源４の光を第１照光部２０と第２照光部３０へ振り分けて導くことができるため、環状の第１照光部２０に専用の光源を用意する場合に比べると低コスト化が図れる。また、内軸体６にはロータリエンコーダ１０の回動軸部１０ａに連結される駆動部６ｂも一体成形されているため、ユーザが把持リング体７を回転操作すると、それに伴って回動軸部１０ａが回転駆動されて所望の入力操作を行うことができる。それゆえ、この入力装置１は、操作ノブ２の回転操作に何ら悪影響を及ぼすことなく、環状の第１照光部２０を高品位に照光させることができてコストアップも回避しやすい。また、内軸体６自体が樹脂で成形されていると共に、筒状導光部６ａと駆動部６ｂとを一体的に成形していることから、それぞれ別部材を設ける必要がない。そのため、小型化が図れると共に簡易な構成とすることができ、それに伴って光路も簡易となるため、高輝度の照光が可能となる。

また、第１照光部２０の内側領域には何らかの遮光性部材が必要であるが、本実施形態例のように遮光キャップ８が内軸体６の前端部に嵌め込んであれば、第１照光部２０の内側領域を樹脂で成形し、その表面に遮光性塗料を塗布する場合と比較して、第１照光部２０の光漏れを確実且つ安価に防止することができる。

また、本実施形態例にあっては、導光部材５の円環状部５ａから外方へ突出する複数の脚部５ｂが第２照光部３０と対向する第２出光面５ｆを有しており、複数の脚部５ｂの入光面５ｄから入射される光は、一部が脚部５ｂを透過して円環状部５ａに向かって導かれ、一部が第２出光面５ｆに向けて延びる延設導光部５ｇを透過して第２出光面５ｆに導かれるようにしてあるため、脚部５ｂの形状等に応じて第１照光部２０と第２照光部３０へ導かれる光量の配分比を変更することが可能である。それゆえ、設計段階で第１照光部２０と第２照光部３０の照光時の明るさのバランスを容易に調整することができる。

また、本実施形態例にあっては、操作ノブ２の内軸体６に補強リブ６ｃが設けてあるため、樹脂という材料の制約があるのにも拘わらず、筒状導光部６ａに所要の機械的強度を確保することができる。しかも、内軸体６はモールド品として形成できるため、補強リブ６ｃを追加してもコストアップは回避できる。

また、本実施形態例にあっては、ロータリエンコーダ１０の回動軸部１０ａに外挿せしめた内軸体６の駆動部６ｂを、コイルばね９によって径方向内側へ加圧しているため、回転操作時に懸念される駆動部６ｂと回動軸部１０ａとのずれ（滑り）を確実に阻止できると共に、駆動部６ｂ（内軸体６）の抜去力を向上することができる。

なお、上記実施形態例では、操作ノブ２の回転操作によってロータリエンコーダ１０を動作させる入力装置について説明したが、操作ノブ２の回転操作によって他の回転型電気部品（例えばロータリボリューム）を動作させる入力装置であっても良い。

また、導光部材５や内軸体６や把持リング体７等の形状は適宜選択可能であり、例えば、操作ノブ２の周囲の４箇所に第２照光部３０が配設されている場合には、導光部材５の４本の脚部５ｂにそれぞれ第２出光面５ｆを形成し、これら第２出光面５ｆを各第２照光部３０に対向させれば良い。

また、操作ノブが回転操作以外の操作（例えばプッシュ操作や傾倒操作等）も行える場合でも、本発明による照光機構を適用して操作ノブの環状の照光部を高品位に照光させることができる。

１入力装置
２操作ノブ(操作部材)
３前面パネル
３ａ開口部
４光源（ＬＥＤ）
５導光部材
５ａ円環状部
５ｂ脚部
５ｃ第１出光面
５ｄ入光面
５ｆ第２出光面
５ｇ延設導光部
６内軸体
６ａ筒状導光部
６ｂ駆動部
６ｃ補強リブ
６ｄ抜け止め突起
６ｅ，６ｆテーパ面
６ｇ後端面
７把持リング体
８遮光キャップ（遮光部材）
９コイルばね（圧着部材）
１０ロータリエンコーダ（回転型電気部品）
１０ａ回動軸部
２０第１照光部
３０第２照光部

Claims

第１照光部を有する回転操作可能な操作部材と、この操作部材を露出させる開口部を有すると共に該開口部の近傍に第２照光部を有する前面パネルと、この前面パネルに覆われた内部空間に設置された光源と、この光源に対向する入光面を有して該光源の光を前記第１および第２照光部へ導く導光部材と、前記操作部材により回転駆動される回動軸部を有する回転型電気部品とを備え、
前記操作部材は、前端面に前記第１照光部が環状をなす筒状導光部と、前記回動軸部に連結される駆動部とを一体成形した透光性樹脂製の内軸体と、前記筒状導光部の周囲に外嵌されて一体的に回転する把持リング体とによって構成され、前記導光部材が前記筒状導光部の後端面と全周に亘って対向して該後端面に光を出光する第１出光面を有すると共に、前記第２照光部に光を出光する第２出光面を有していることを特徴とする照光機能付き入力装置。
請求項１の記載において、前記導光部材に、前端面に前記第１出光面を有すると共に前記回動軸部を貫通せしめる円環状部と、この円環状部から外方へ突出して先端面に前記入光面を有する複数の脚部とが設けられており、それら複数の脚部の少なくとも一つが前記第２照光部に向けて延設される延設導光部を有し、この延設導光部が前記第２出光面を有することを特徴とする照光機能付き入力装置。
請求項２の記載において、前記円環状部の内周面と前記駆動部の少なくとも一部が対向して配置されていることを特徴とする照光機能付き入力装置。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記内軸体に前記第１照光部の内側領域を塞ぐ遮光部材が取り付けられていることを特徴とする照光機能付き入力装置。
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記内軸体に前記筒状導光部の内周面の相対向する箇所を繋ぐ補強リブが設けられていることを特徴とする照光機能付き入力装置。
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、前記駆動部がすり割り円筒状に形成されて前記回動軸部に外挿されていると共に、該駆動部を径方向内側へ加圧して前記回動軸部に圧着させるための圧着部材が取り付けられていることを特徴とする照光機能付き入力装置。