JP2015076362A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチノブが押圧操作されてから操作した機能が働くまで反応時間を短くすることができ、誤動作を防ぐことができる入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１００は、ハウジング１の開口部１ａに装着可能なスイッチノブユニット２と、駆動体４ａを有し互いに独立して接点の切換えを行うことができる複数のスイッチ４とを備えている。スイッチノブユニット２は、ユニットケース２ａと、ユニットケース２ａに昇降可能に支持されたスイッチノブ２ｂとからなり、ユニットケース２ａは、少なくとも１つの駆動体４ａを押圧可能な駆動部２ｄを有している。スイッチノブユニット２がハウジング１の開口部１ａに装着されると、駆動部２ｄが駆動体４ａを選択的に押圧した状態で保持される。また、スイッチノブ２ｂが押圧操作されることによって、スイッチノブ２ｂと対向する位置にある駆動体４ａが押圧される。
【選択図】図３

Description

本発明は、入力装置に関し、特に、スイッチの機能や配置を選択することができる入力装置に関する。

従来から、複数種の操作ユニットを装着可能なユニット装着部に、所望の機能を達成する１個または異なる種別の複数個の操作ユニットを装着させて、操作ユニットのスイッチ操作を行うことにより、機能の変更や入替えを可能にする入力装置が提案されている。

特許文献１（従来例１）に記載のステアリングホイール９００に設けられた入力装置では、図５に示すように、ハウジング９０４に複数のスイッチノブ９０２を昇降可能に挿入し、各スイッチノブ９０２の押圧操作によって動作される自己機能検出スイッチをハウジング９０４下面のプリント基板９０５上に実装する。この自己機能検出スイッチは１本の駆動ピン９０６ａを有する４個のプッシュスイッチ９０６によって構成され、各スイッチノブ９０２の下面に各駆動ピン９０６ａの１つまたは複数を同時に押圧操作可能な駆動部９０２ｂを形成し、使用される全てのスイッチノブ９０２で駆動部９０２ｂの形状を違えてある。任意のスイッチノブ９０２を押圧操作すると、そのスイッチノブ９０２に設けられた駆動部９０２ｂの突起形状に応じて自己機能検出スイッチから特定の認識信号が出力される。

スイッチノブと自己機能検出スイッチとの組み合わせによって種々の認識信号が出力されるため、運転者の好みに応じてスイッチの並べ変えや、スイッチに既存の機能の代わりに別の機能を持たせることができる技術が開示されている。

特許３７１９８６１号公報

しかしながら、上述した従来例では、スイッチノブが押圧操作されて初めて認識信号が出力されてスイッチの機能が識別されるため、スイッチノブが押圧操作される度に機能判別する必要があり、スイッチノブが押圧操作されてから操作した機能が働くまでに時間を必要とするという問題があった。また、スイッチノブがゆっくり押された場合、スイッチノブの傾きや駆動部の寸法ばらつきなどによって４つのスイッチが押される時間差が生じ、誤った機能が判断され、誤動作する可能性があるという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、スイッチノブが押圧操作されてから操作した機能が働くまで反応時間を短くすることができ、誤動作を防ぐことができる入力装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の入力装置は、開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記開口部に装着可能なスイッチノブユニットと、駆動体を有し互いに独立して接点の切換えを行うことができる複数のスイッチと、からなる入力装置であって、前記スイッチノブユニットは、ユニットケースと、前記ユニットケースに昇降可能に支持されたスイッチノブとからなり、前記ユニットケースは、少なくとも１つの駆動体を押圧可能な駆動部を有し、前記スイッチノブユニットが前記ハウジングの前記開口部に装着されると、前記駆動部が前記駆動体を選択的に押圧した状態で保持されるとともに、前記スイッチノブが押圧操作されることによって、前記スイッチノブと対向する位置にある前記駆動体が押圧されることを特徴とする。

これによれば、ユニットケースに機能に応じて事前に割り当てられた識別信号に対応する駆動部を設けることにより、スイッチノブユニットをハウジングに装着した時点で、この駆動部が識別信号に対応するスイッチを押す。従ってスイッチノブへの操作の有無に関わらず、スイッチノブユニットの機能を予め識別することができる。このため、スイッチノブが押圧操作される度に機能判別する必要が無いので、スイッチノブが押圧操作されてから操作した機能が働くまでの反応時間を短くすることができる。ユニットケースは、ハウジングに装着された状態では動くことが無いので、スイッチノブがゆっくり押された場合でもスイッチが押される時間差が生じることは無い。このため誤った機能が判断される誤動作を防ぐことができる。従ってスイッチノブが押圧操作されてから操作した機能が働くまで反応時間を短くすることができ、誤動作を防ぐことができる入力装置を提供することができる。

また、本発明の入力装置は、前記スイッチノブユニットが前記ハウジングに対して着脱可能に装着されていることを特徴とする。

これによれば、スイッチノブユニットが着脱可能なので、機能の異なるスイッチノブユニットに交換することによって、簡単に機能を変更することができる。

また、本発明の入力装置は、前記ハウジングには、複数の前記開口部が設けられており、前記スイッチノブユニットが前記ハウジングに対して複数個装着可能なことを特徴とする。

これによれば、スイッチノブユニットが複数個装着可能なので、スイッチノブユニットを装着する位置を変更したり入れ替えたりすることができるので、機能の追加や変更及び操作性の向上などに柔軟に対応することができる。

本発明の入力装置によれば、スイッチノブが押圧操作されてから操作した機能が働くまで反応時間を短くすることができ、誤動作を防ぐことができる入力装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る入力装置の外観図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の断面模式図である。 本発明の実施形態に係る入力装置の動作を説明する図である。 従来例の入力装置を説明する図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における入力装置１００について説明する。

まず始めに本実施形態における入力装置１００の構成について図１ないし図３を用いて説明する。図１は入力装置１００の外観形状を示す図で、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の入力装置１００を図１（ａ）に示すＺ１側からみた平面図である。図２は入力装置１００の構成を示す斜視図ある。図３は、図１（ｂ）に示す入力装置１００のＡ‐Ａ断面を表す断面模式図である。図３（ａ）はスイッチノブユニット２を装着する前の状態を示す図であり、図３（ｂ）はスイッチノブユニット２が装着された状態を示す図であり、図３（ｃ）はスイッチノブ２ｂが操作されている状態を示す図である。

入力装置１００は、図１に示すように、ハウジング１と、スイッチノブユニット２と、が基板３の上面（図１（ａ）に示すＺ１側）に組み合わされることによってその外観が形成されている。

ハウジング１は合成樹脂からなり、図２に示すように立方体状の外形を有し、その上（図２に示すＺ１）側に、スイッチノブユニット２を装着するための矩形状の開口部１ａが複数（本実施形態では２つ）設けられている。このため、ハウジング１に対してスイッチノブユニット２が複数個（２個）装着可能となっている。また、ハウジング１に設けられたそれぞれの開口部１ａの内部には、図３に示すように基板３の上面（図３に示すＺ１）側に複数（本実施形態では５個ずつ）の、スイッチ４が備えられている。

スイッチ４は図３に示すようにそれぞれに駆動体４ａを有し、駆動体４ａが押圧されることでそれぞれのスイッチ４が互いに独立して接点の切換えを行うことができる。なお、本実施形態では、スイッチ４の駆動体４ａが押圧された状態で接点が接触して導通し、押圧されていない状態では接点が非接触となるものとして以下の説明を進める。

スイッチノブユニット２は図１から図３に示すように、ユニットケース２ａと、スイッチノブ２ｂと、から構成されている。

ユニットケース２ａは合成樹脂で形成され、図１から図３に示すように、ハウジング１の開口部１ａに装着可能な矩形状の外形を有し、その上面には円筒形状の挿通孔２ｃが設けられている。ユニットケース２ａの下（図２に示すＺ２）側には図２及び図３に示すように、基板３の上面に配置されている複数のスイッチ４に対応する位置に駆動体４ａを押圧可能な駆動部２ｄを有している。

スイッチノブ２ｂは、合成樹脂で形成され、図１及び図２に示すように、円柱状の軸部２ｅの上部（図２に示すＺ１）側にスイッチノブ２ｂを押圧操作するための操作部２ｆを有し、下部には、操作駆動部２ｇを有している。

基板３は、ハウジング１の底面（図１に示すＺ２）側とほぼ同じ大きさの矩形状で、ガラスエポキシ等からなる合成樹脂製の基材の表面に銅などの金属箔で配線パターンが形成されている。

次に入力装置１００の構造について図１から図３を用いて説明する。

基板３には図３に示すように、（図３に示すＺ１）側にハウジング１が位置し、基板３はハウジング１の底面側に設けられた図示しない支持機構によって位置決めされて保持されている。基板３の上面には、ハウジング１に設けられた開口部１ａに対応する位置にそれぞれ複数（５個）ずつのスイッチ４が、所定の位置に配置されて実装されている。基板３に実装されているスイッチ４は配線パターンによって図示しない出力端子と接続されており、この出力端子の導通または非導通によって、それぞれのスイッチ４のオン／オフの状態が出力される。

スイッチノブユニット２は、図１から図３に示すように、ユニットケース２ａの挿通孔２ｃにスイッチノブ２ｂが挿通されて昇降可能に支持されている。また、スイッチノブユニット２は図１から図３に示すように、ハウジング１に設けられた開口部１ａ対して着脱可能な状態で装着される。

スイッチノブユニット２がハウジング１の開口部１ａに装着される際には、図３（ａ），図３（ｂ）に示すように複数のスイッチ４がユニットケース２ａの下（図３に示すＺ２）側及びスイッチノブ２ｂの底面側に設けられた操作駆動部２ｇに対向して位置する。このためスイッチノブユニット２は図３（ｂ）に示すように、ユニットケース２ａの下側に設けられた駆動部２ｄが、少なくとも１つの駆動体４ａを選択的に押圧した状態で図示しない保持機構によってハウジング１に保持される。保持機構としては、スナップフィットのように、着脱が可能で、かつ一定の保持力を有するものが望ましい。

次に、入力装置１００の動作について、図３及び図４を用いて説明する。図４は入力装置１００の動作を説明する図で、複数のスイッチ４が押圧された場合の出力状態を示す図である。なお、動作の説明を簡単にするため、それぞれの開口部１ａの内部に配置されている５個ずつのスイッチ４に対し、Ｓ１からＳ５及びＳ１’からＳ５’の符号をつけて個々のスイッチ４を識別して説明する。また、個々のスイッチ４がオフしている状態を”０”で、またオンしている状態を”１”で表す。

図３（ａ）では、入力装置１００のハウジング１に設けられた２つの開口部１ａのうち図３に示すＸ１側にある一方の開口部１ａにはスイッチノブユニット２が既に装着されており、Ｘ２側にある他方の開口部１ａには未装着の状態を示している。

図３（ａ）に示すように、Ｘ２側にある他方の開口部１ａにスイッチノブユニット２が未装着の状態では、Ｓ１からＳ５で示す５つのスイッチ４は全て押圧されていないため、図４（ａ）に示すように全てがオフとなる出力が得られることとなる。

図３（ａ）のＸ１側にある一方の開口部１ａにはスイッチノブユニット２が既に装着されているので、ユニットケース２ａの下側に設けられている駆動部２ｄによって、駆動部２ｄと対応する位置にあるスイッチ４が押圧されている。図３（ａ）ではＳ２’及びＳ４’で示すスイッチ４が押圧されているので図４（ｂ）に示す出力が得られる。

図３（ｂ）に示すように、Ｘ２側にある他方の開口部１ａにスイッチノブユニット２を装着した場合には、ユニットケース２ａの下側に設けられている駆動部２ｄによって、駆動部２ｄと対応する位置にあるスイッチ４が押圧される。図３（ｂ）では、Ｓ１及びＳ２で示すスイッチ４が押圧されるので図４（ｃ））に示す出力が得られる。

以上のように、スイッチノブユニット２をハウジング１の開口部１ａに装着することで、スイッチノブユニット２を構成するユニットケース２ａに設けられた駆動部２ｄに対応した出力を得ることができる。駆動部２ｄの数や形状に応じて、複数のスイッチ４から出力される信号を変えることができるので、スイッチノブユニット２を識別することができる。このため、スイッチノブユニット２の機能に対応させて駆動部２ｄの数や形状を変えることによって、機能に応じた識別信号を出力させることができる。また、スイッチノブユニット２がハウジング１の開口部１ａに装着されていない場合、全ての信号が”０”（オフ）となるので、スイッチノブユニット２の非装着を検出することもできる。本実施形態の場合、ユニットケース２ａに設けられた駆動部２ｄに対応した出力は、ユニットケース２ａに対応する位置にあるスイッチ４がＳ１からＳ４までの４つあるので１５（２^４−１）通り設定することができる。

図３（ｃ）に示すように、Ｘ２側にあるスイッチノブユニット２のスイッチノブ２ｂに下側（図３に示すＺ２）向きに力Ｆを加えて押圧操作をすると、Ｓ５で示したスイッチ４が押圧操作され、図４（ｄ）に示す出力を得ることになる。スイッチノブユニット２がハウジング１の開口部１ａに装着されていて、スイッチノブ２ｂが操作されていない場合の出力（図４（ｃ））と比較すると、Ｓ５で示したスイッチ４の出力だけが変化している。このように、スイッチノブ２ｂが押圧操作されることによって、スイッチノブ２ｂと対向する位置にあるスイッチ４の駆動体４ａが、スイッチノブ２ｂに設けられた操作駆動部２ｇによって押圧され操作信号が出力される。従って、操作の有無を示す信号を出力することができるので、入力装置として機能させることができる。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の入力装置１００では、ハウジング１の開口部１ａに装着可能なスイッチノブユニット２と、駆動体４ａを有し互いに独立して接点の切換えを行うことができる複数のスイッチ４とを備えている。スイッチノブユニット２は、ユニットケース２ａと、ユニットケース２ａに昇降可能に支持されたスイッチノブ２ｂとからなり、ユニットケース２ａは、少なくとも１つの駆動体４ａを押圧可能な駆動部２ｄを有している。スイッチノブユニット２がハウジング１の開口部１ａに装着されると、駆動部２ｄが駆動体４ａを選択的に押圧した状態で保持される。また、スイッチノブ２ｂが押圧操作されることによって、スイッチノブ２ｂと対向する位置にある駆動体４ａが押圧されるように構成した。

これにより、ユニットケース２ａに機能に応じ事前に割り当てられた識別信号に対応する駆動部２ｄを設けることによって、スイッチノブユニット２をハウジング１に装着した時点で、この駆動部２ｄが識別信号に対応するスイッチ４を押す。従ってスイッチノブ２ｂへの操作の有無に関わらず、スイッチノブユニット２の機能を予め識別することができる。このため、スイッチノブ２ｂが押圧操作される度に機能判別する必要が無いので、スイッチノブ２ｂが押圧操作されてから操作した機能が働くまでの反応時間を短くすることができる。ユニットケース２ａは、ハウジング１に装着された状態では動くことが無いので、スイッチノブ２ｂがゆっくり押された場合でもスイッチ４が押される時間差が生じることは無い。このため誤った機能が判断される誤動作を防ぐことができる。従ってスイッチノブ２ｂが押圧操作されてから操作した機能が働くまで反応時間を短くすることができ、誤動作を防ぐことができる入力装置を提供することができる。

また、本実施形態の入力装置１００では、スイッチノブユニット２がハウジング１に対して着脱可能に装着されるように構成した。

これにより、機能の異なるスイッチノブユニット２に交換することによって、簡単に機能を変更することができる。

また、本実施形態の入力装置１００では、ハウジング１には、複数の開口部１ａが設けられており、スイッチノブユニット２がハウジング１に対して複数個装着可能なように構成した。

これにより、スイッチノブユニット２が複数個装着可能なので、スイッチノブユニット２を装着する位置を変更したり入れ替えたりすることができるので、機能の追加や変更及び操作性の向上などに柔軟に対応することができる。

以上のように、本発明の実施形態に係る入力装置１００を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、ユニットケース２ａに対応する位置にあるスイッチ４がＳ４つの例を示して説明を行ったが、必要に応じてユニットケース２ａに対応する位置にあるスイッチ４の数を変更して実施しても良い。ユニットケース２ａに対応する位置にあるスイッチ４の数をｎ個とした場合、設定することができる識別信号の数は２^ｎ−１通りとなるので、想定される機能の種類に応じて変更することで必要最小限のスイッチ４の数量で機能の入替え等を実現することができる。

（２）本実施形態において、スイッチ４の駆動体のオン／オフの状態が出力端子の導通または非導通によって出力される例を示して説明を行ったが、出力が電位の変化で出力されるように変形して構成しても良い。例えば、スイッチ４の一方の端子を共通端子としてグランドに接続し、他方の端子は抵抗を介して電源に接続することで、オフ状態では電源電圧が出力され、オン状態ではグランド電位（０Ｖ）が出力するように構成することができる。

（３）本実施形態において、出力される信号についてはスイッチ４に対応させて説明を行ったが、シフトレジスタ等と組み合わせて、シリアル形式の信号としても良く、またデコーダ等を用いて符号に変換して出力するように構成しても良い。

（４）本実施形態において、ハウジング１に開口部１ａを２つ設け、スイッチノブユニット２が２つ装着可能な例を示して説明を行ったが、装着可能な数が１つの場合でも、機能を変更することが可能となる。また当然ながら３つ以上であっても良い。

（５）本実施形態において、スイッチ４の駆動体４ａが押圧された状態で接点が導通されるタイプのスイッチの例を示して説明を行ったが、駆動体４ａが押圧された状態で接点の導通が切れるタイプのスイッチ４を使用して信号を出力するように構成しても良い。

１ ハウジング
１ａ 開口部
２ スイッチノブユニット
２ａ ユニットケース
２ｂ スイッチノブ
２ｃ 挿通孔
２ｄ 駆動部
２ｅ 軸部
２ｆ 操作部
２ｇ 操作駆動部
３ 基板
４ スイッチ
４ａ 駆動体
１００ 入力装置

Claims (3)

1. 開口部を有するハウジングと、
   前記ハウジングの前記開口部に装着可能なスイッチノブユニットと、
   駆動体を有し互いに独立して接点の切換えを行うことができる複数のスイッチと、からなる入力装置であって、
   前記スイッチノブユニットは、ユニットケースと、前記ユニットケースに昇降可能に支持されたスイッチノブとからなり、
   前記ユニットケースは、少なくとも１つの駆動体を押圧可能な駆動部を有し、
   前記スイッチノブユニットが前記ハウジングの前記開口部に装着されると、前記駆動部が前記駆動体を選択的に押圧した状態で保持されるとともに、
   前記スイッチノブが押圧操作されることによって、前記スイッチノブと対向する位置にある前記駆動体が押圧されることを特徴とする入力装置。
2. 前記スイッチノブユニットが前記ハウジングに対して着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記ハウジングには、複数の前記開口部が設けられており、前記スイッチノブユニットが前記ハウジングに対して複数個装着可能なことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。