JP2015522206A - 自動車のキーモジュール用の押しボタン - Google Patents

Abstract

本発明は、押し型ボタンに関し、このボタンは、フレームを形成する固定部分（３）と、使用者が作動させない場合の休止位置と、固定部分（３）に対して押すことによって取られる作動位置との間で、並進的に移動できる移動可能部分（５）と、固定部分（３）を作動位置にするとき、第１状態から第２状態に向かって枢動するコミュテータ（７）と、移動可能部分（５）とコミュテータ（７）との間に配置された、縁部が固定部分（３）に連結されており、使用者が作動させない場合に移動可能部分（５）を休止位置に移動する可撓性ダイヤフラム（９）と、を含む。ダイヤフラム（９）は、コミュテータ（７）と向き合った、所定厚さの薄肉部（１５）を含む。また、本発明は、このような押し型ボタンを含む車両用キーモジュールに関する。

Description

本発明は、コミュテータ（commutator）、詳細には、自動車のドアを遠隔操作で開閉するための通信部材を含む自動車のキーモジュールと一体化したコミュテータを作動するため、使用者が押し込む種類の押しボタンに関する。

こうした押しボタンは、使用者が押し込むことによって移動させる、移動可能部分の押し込みに基づく。押しボタンは、固定部分に関して、一般的には、ボタンを支持する部材に関して押し込まれる。

ボタン、特に押しボタンには、加えられた作用がいきなり減少する所定の閾値まで全体に増大する押し込み作用に従って作用が所定の線をなして加えられる。作用の減少は使用者によって感じられ、これは、機構がノイズを全く発生しない場合でも、「カチッ」という感じで受け取られる。これは、使用者の指示が受け取られたことを使用者に再確認させる戻し触覚を提供する。

作用感触の低下を、ボタンのスナップ効果と呼ぶ。これは、作用の低下と低下直前に加えられた最大作用の絶対値との間の関係ΔＦ／Ｆとして計測される。従って、これは、無次元量である。

複数の最小エネルギ状態を持つ、使用されたコミュテータの機構によるスナップ効果は、作動作用が打ち勝つ位置エネルギ障壁によって二つづつ分けられた様々な転換状態と対応する。初期状態から、いわゆる転換点(tipping point)で位置エネルギ最大値に達し、これを越えると機構がその最終状態に自発的に枢動する。

押しボタンの移動可能部分を確実に戻す弾性エレメントとして可撓性ダイヤフラムを使用することは周知である。こうしたダイヤフラムは、移動可能部分を休止位置に戻すことができる機能、及び電子式コミュテータを外部環境から遮断する機能の二つの機能を果たす。

コミュテータを良好に作動するため、ダイヤフラムの部分は、多くの場合、コミュテータに面する表面に、コミュテータのフィンガプレスとして作用する過剰の厚さを有する。

こうした構造により、１５％乃至２０％程度のスナップ効果を発生する。

戻し触覚の認識は、一般的には、明確なスナップ効果が、使用者によって高品質のサインとして感じられるという点で、不十分であると考えられる。

上文中に言及した必要を少なくとも部分的に満たすため、本発明は、押し型ボタンであって、
フレームを形成する固定部分と、
使用者が作動させない場合の休止位置と、固定部分に対して押すことによって取られる作動位置との間で、並進的に移動できる移動可能部分と、
固定部分を作動位置にするとき、第１状態から第２状態に向かって枢動するコミュテータと、
移動可能部分とコミュテータとの間に配置された、縁部が固定部分に連結されており、使用者が作動させない場合に移動可能部分を休止位置に移動する可撓性ダイヤフラムとを含む、ボタンにおいて、
ダイヤフラムは、コミュテータと向き合った、厚さを減少した薄肉部(narrowing)を含む、ことを特徴とするボタンに関する。

このようにして得られたボタンは、スナップ効果の触覚認識に関し、改善された特徴を有する。これにより、ボタンは、更に優れた、潜在的に更に実際的で、使用において信頼性のある装置となる。

本発明によるボタンは、更に、一つ又はそれ以上の特徴を、単独で又は組み合わせて備えていてもよい。

薄肉部は、ダイヤフラムの外面の凹部を含み、移動可能部分は、凹部に挿入される、凹部と相補的形状の突出部を有する。

薄肉部は、ダイヤフラムの内面の凹部を含み、コミュテータの上部分は、ボタンの作動時に凹部に挿入される、凹部と相補的形状を備えている。

かくして、凹部は、詳細には、断面が徐々に変化してもよく、例えば円錐形であってもよく、台形であってもよく、又は段状をなしていてもよい。

移動可能部分は、ダイヤフラムの外面に接着剤で接合され、又は溶着されている。

適用可能である場合には、凹部及び突出部は、その間に接着剤を溜めるように、形状が僅かに異なっていてもよい。

ダイヤフラムの外面には、移動可能部分を接着剤で接合した状態を保持するようになった、接着剤用の溝が設けられている。

ダイヤフラムは、熱可塑性エラストマー材料の射出成形により製造される。射出成形された熱可塑性エラストマー材料は、以下に列挙する材料の一つであってもよい。即ち、ポリウレタンエラストマー材料、ポリエチレンエラストマー材料、ポリアミドエラストマー材料の一つであってもよい。

本発明は、更に、車輛のドアのロック／ロック解除を遠隔制御するためのトランスミッタが一体に設けられた車輛用キーモジュールにおいて、上文中に説明した少なくとも一つのボタンを含むことを特徴とする、車輛用キーモジュールに関する。

本発明のこの他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、例示の非限定的例による以下の説明を読むことにより、更に明瞭に理解されよう。

図１は、本発明の第１実施例による押し型ボタンの概略断面図である。 図２は、図１のボタンで使用されたダイヤフラムの平面図である。 図３は、本発明の第２実施例による押し型ボタンの概略断面図である。 図４は、本発明によるボタンの作動中の押し込みに従った反作用力の簡略化したグラフである。

全ての図面において、同じ参照番号が同じエレメントに付してある。

図１は、本発明の一実施例による押し型ボタン１を概略に示す。

ボタン１は、フレームを形成する固定部分３と、ボタンを作動するために押し下げられるようになった移動可能部分５と、ボタン１を作動するときに二つの状態間で、即ち第１状態と第２状態との間で、例えば開位置と閉位置との間で枢動する,スイッチ等のコミュテータ７と、固定部分３に取り付けられた、ボタン１の移動可能部分５を支持するダイヤフラム９とを含む。

ボタン１の固定部分３は、車輛のキーモジュールの本体からなり、このキーモジュールの本体は、例えば、ドアやトランクリッドのロックやロック解除等の車輛の遠隔制御ロック機能を行うための一体のトランスポンダを持つ。

このようなキーモジュールは、一般的には、複数のボタン１を含む。一つのボタンはドアのロックを行うためのボタンであり、他のボタンはこれらのドアのロック解除を行うためのボタンであり、随意であるが、トランクリッドのロック／ロック解除を行うための追加のボタンが設けられる。

移動可能部分５は、金属製又はプラスチック製のプレートであり、好ましくは、射出成形したプラスチック材料でできている。その外面には、一般的には、ボタンの機能を示す絵文字が設けられている。移動可能部分５は、一般的には、キーモジュールの前面と一体化されており、ボタン１を作動するために使用者が押す構成要素である。

移動可能部分５は、圧力が加えられていない場合、即ち作動がなされていない場合の休止位置と、ボタン１を作動するために使用者が押し下げたとき、移動可能部分５がとる位置と対応する作動位置との間で並進移動可能である。

電子式コミュテータ７が移動可能部分５の下に配置されている。コミュテータ７は、枢動型コミュテータである。コミュテータ７は、使用者が移動可能部分５を押し下げたとき、転換点まで潰れる。転換点に達したとき、移動可能部分５は作動位置にある。転換点に達したとき、コミュテータ７は、例えばコミュテータがスイッチである場合には開状態又は閉状態である第１初期転換状態から、スイッチの場合に開状態又は閉状態である第２最終転換状態に向かって枢動する。

コミュテータ７は、一般的には、その作動時に固定部分内に延びる移動可能部分と、移動可能部分を休止位置に戻し、枢動作動に必要な位置エネルギを蓄える弾性戻しエレメントとを含む（「マイクロスイッチ」として周知のコミュテータ又は一体型コミュテータ）。

コミュテータ７は、一般的には、プリント回路基盤によって支持されている。プリント回路基盤には、更に、スイッチ７の作動によって制御されるようになった電子素子が設けられている。自動車のキーモジュールの場合には、プリント回路基盤には、例えば、ドア用のロック／ロック解除信号のトランスミッタが設けられている。

移動可能部分５とコミュテータ７との間には、ダイヤフラム９が位置決めされている。ダイヤフラム９は、詳細には、熱可塑性エラストマーの射出成形によって製造した可撓性ダイヤフラムである。熱可塑性エラストマーは、例えば、熱可塑性ポリウレタンエラストマー材料（ＴＰＵ）、熱可塑性ポリエチレンエラストマー材料（ＴＰＥ）、又は熱可塑性ポリアミドエラストマー材料（ＴＰＡ）である。

ダイヤフラム９は、その縁部が、例えば接着剤結合によって固定部分３に取り付けられている。ダイヤフラム９は、移動可能部分５を支持する上面１１と、変形ゾーン１３とを含む。ダイヤフラムは、これらの部分間で、固定部分３及び上面１１に接着剤で結合されている。

ダイヤフラム９は、その弾性のため、使用者が移動可能部分５に加えた圧力を解放したときに移動可能部分５を休止位置に戻す弾性戻しエレメントを形成する。

移動可能部分５を押し込み易くするため、及びダイヤフラム９が永久的に非弾性変形しないようにするため、ダイヤフラム９は、その周囲に変形ゾーン１３を含み、この変形ゾーン１３は、Ｕ字形状断面を持つダイヤフラム９の周囲部分からなる。

次いで、ダイヤフラム９の周囲部分に沿ってＵ字形状のベースを形成する屈曲部を変位することによって、及び／又はＵ字形状の部材と対応する面を湾曲することによって、ダイヤフラム９の変形が行われる。

ダイヤフラム９は、コミュテータ７と向き合った所定位置に、その厚さを減少した薄肉部１５を含む。図１に示す実施例では、薄肉部１５は、実質的に、円錐形形態の凹部を含み、これは、ダイヤフラム９の外面１１に配置されている。

この他の実施例が考えられる。例えば、円形形状の薄肉部１５が台形又は場合によっては段状をなす実施例が考えられる。こうした断面形状は、徐々に変化することにより、射出成形中、射出された材料が、表面張力及び粘性の効果にも関わらず、厚さを減少した部分を含む金型の全空間を充填するようにする。

材料が許すのであれば、薄肉部１５は、勿論、平行六面体形状をなしていてもよい。

移動可能部分５は、薄肉部１５を形成する凹部に挿入される、対応する形状及び寸法の突出部１７を含む。移動可能部分５を固定するため、移動可能部分５を移動して接触する前に、薄肉部１５を形成する凹部に幾らかの接着剤１９を塗布する。固定性及び剛性を改善するため、凹部１５と突出部１７との間に接着剤１９を制御下で溜めるように、凹部１５と突出部１７との間に、形状の僅かな相違、例えば、円錐形形状の開口角度の相異を設けてもよい。

移動可能部分５を接着剤で良好に結合できるようにするため、ダイヤフラム９の外面には複数の溝２１が設けられている。これらの溝に、移動可能部分５を保持するようになった接着剤が導入され、次いで凝固する。

変形例では、例えば、移動可能部分５をダイヤフラムの外面に超音波又はレーザーで溶着してもよい。

図２は、ダイヤフラム９を上方から見た平面図である。この図は、詳細には、溝２１のパターンを示す。パターンは、この場合、平行な線の形態である。斜行パターン、同心円、又は場合によっては均等に分配された点状の窪み等のこの他のパターンも考えられる。

図２は、更に、変形ゾーン１３がダイヤフラム９の全周に亘って延びていることを示す。ダイヤフラム９を変形ゾーン１３でこのように完全に取り囲むことによって、及びダイヤフラム９を固定部分３に接着剤で全周に亘って固定することによって、ダイヤフラム９及び固定部分３の内側の空間の相対的気密性を確保し、これによって、ボタン１に入り込む例えば塵埃や水分等の有害な外部エレメントからコミュテータ７を保護できる。

薄肉部１５により、スナップ効果を感じようとする使用者の指が置かれた移動可能部分にコミュテータ７の動きを良好に伝達できる。

詳細には、ダイヤフラム９は、可撓性であるため、変形作用及び剪断作用の形態の動きの一部を吸収し、使用者はこうした動きを感知しない。従って、ダイヤフラムの薄肉部は、消散される動きの部分を減少する。

実際には、ダイヤフラム９の表面全体が溝２１で覆われており、ダイヤフラム９が移動可能部分に更にしっかりと接着され、これによりボタン１の剛性及び従って認識を改善する。これは、移動可能部分５は伝達されないダイヤフラム９の振動を介して伝達される動きが分散しないようにすることによって行われる。

図３は、本発明による押し型ボタン１の変形例を示す。

この実施例では、ダイヤフラム９の薄肉部１５は、コミュテータ７と向き合ってダイヤフラムの内面に設けられた凹部を有する。この場合、コミュテータ７は、対応する形状及び寸法の上部分２３を有する。これは、移動可能部分５を作動位置にしたとき、凹部と係合する。

ダイヤフラム９の上面１１は、接着剤１９用の溝２１を除き、平らである。ダイヤフラム９と向き合った移動可能部分５の表面もまた平らであり、特に突出部１７が設けられていない。

図４は、移動可能部分５に加えられた押し込み作用ｅに従った、押しボタン１の反作用力Ｆをおおまかに示すグラフである。

力Ｆはニュートン（Ｎ）単位であり、押し込み作用ｅはミリメートル（ｍｍ）単位である。

押し込み作用ｅに伴う力Ｆの変化を、ｉ乃至ｉｖの四つのセグメントに分ける。

ゼロである押し込み作用の値ｅから、ダイヤフラム９が移動してコミュテータ７と接触した場合の押し込み作用の値ｅまでの第１部分ｉでは、力Ｆは、第１勾配に従って線型に変化する。

この部分ｉ中、弾性変形したダイヤフラム９から実質的に反作用が発生し、押し込み作用ｅである変形と比例した力Ｆで休止位置に戻ろうとする。かくして、第１勾配は、ダイヤフラム９の剛性定数と対応する。

第２部分ｉｉでは、力Ｆは、随意に変化可能な勾配で大幅に増加する。この勾配は徐々に増加し、第１部分ｉにおけるものよりも大きい。

この部分ｉｉ中、ダイヤフラム９及び弾性エレメントを含むコミュテータ７から反作用力Ｆが発生する。弾性エレメントは、転換点に達するまで、変形エネルギを蓄える。弾性エレメントは、接点を支持する金属製リーフばね又はスナップエレメントである。

第３部分ｉｉｉでは、力Ｆは、局所的最大値Ｆ１から局所的最小値Ｆ２までいきなり減少する。

この期間ｉｉｉ中、最初に転換点に達し、コミュテータが第１状態から第２状態に向かって枢動し、弾性エレメントは、枢動に必要なエネルギを放出し、これにより反作用力Ｆの減少が観察される。

第４部分ｉｖでは、力Ｆは、押し込み作用ｅに従って再び力強く増大する。

この期間ｉｖ中、コミュテータ７は、その弾性変形限度に達し、ボタン全体が、その構成要素が永久的に変形するまで、実際に、圧縮行程にある。通常の使用中、この第４部分を通過することはなく、これはボタン１のベースストップと対応する。

（Ｆ１−Ｆ２／Ｆ１）として与えられた、本発明によるボタン１のスナップ効果は、原型の研究によれば、４０％よりも大きく、平均して４３％程度である。

かくして、感知された戻し触感は非常に大きく、使用者がボタン１を押していることがよくわかり、ボタン１の使用を容易にし且つ更に確実にし、特に、例えば、触覚を感知し難くする手袋を使用者が着用している場合、作動が感知されず、従って、最初の作動が感知されないために二度作動するといったことが起こり難くなる。

１ ボタン
３ 固定部分
５ 移動可能部分
７ コミュテータ
９ ダイヤフラム
１１ 上面
１３ 変形ゾーン
１５ 薄肉部

Claims (14)

1. 押し型ボタンであって、
   フレームを形成する固定部分（３）と、
   使用者が作動させない場合の休止位置と、前記固定部分（３）に対して押すことによって取られる作動位置との間で、並進的に移動できる移動可能部分（５）と、
   前記固定部分（３）を作動位置にするとき、第１状態から第２状態に向かって枢動するコミュテータ（７）と、
   前記移動可能部分（５）と前記コミュテータ（７）との間に配置された、縁部が前記固定部分（３）に連結されており、使用者が作動させない場合に前記移動可能部分（５）を休止位置に移動する可撓性ダイヤフラム（９）とを含む、ボタンにおいて、
   前記ダイヤフラム（９）は、前記コミュテータ（７）と向き合った、所定厚さの薄肉部（１５）を含む、ことを特徴とするボタン。
2. 請求項１に記載のボタンにおいて、
   前記薄肉部は、前記ダイヤフラム（９）の前記外面（１１）の凹部を含み、前記移動可能部分（５）は、前記凹部（１５）と相補的形状であり、前記凹部（１５）に挿入される突出部（１７）を含む、ことを特徴とするボタン。
3. 請求項１に記載のボタンにおいて、
   前記薄肉部は、前記ダイヤフラム（９）の前記内面の凹部を含み、前記コミュテータ（５）は、前記ボタン（１）の作動時に前記凹部（１５）に挿入される相補的形状の上部分（２３）を含む、ことを特徴とするボタン。
4. 請求項２又は３に記載のボタンにおいて、
   前記凹部（１５）は、徐々に変化する断面を有する、ことを特徴とするボタン。
5. 請求項４に記載のボタンにおいて、
   前記凹部（１５）は、円錐形である、ことを特徴とするボタン。
6. 請求項４に記載のボタンにおいて、
   前記凹部（１５）は、台形である、ことを特徴とするボタン。
7. 請求項４に記載のボタンにおいて、
   前記凹部（１５）は、段状をなしている、ことを特徴とするボタン。
8. 請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のボタンにおいて、
   前記移動可能部分（５）は、前記ダイヤフラム（９）の前記外面（１１）に接着剤で接合されている、ことを特徴とするボタン。
9. 請求項２乃至８のうちのいずれか一項に記載のボタンにおいて、
   前記凹部（１５）及び前記突出部（１７）は、その間に接着剤（１９）を溜めるように僅かに異なる形状を有する、ことを特徴とするボタン。
10. 請求項８又は９に記載のボタンにおいて、
    前記ダイヤフラム（９）の前記外面（１１）には、前記移動可能部分（５）が接着剤で接合された状態を保持するようになった接着剤（１９）用の溝が設けられている、ことを特徴とするボタン。
11. 請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のボタンにおいて、
    前記移動可能部分（５）は、前記ダイヤフラム（９）の前記外面（１１）に溶着されている、ことを特徴とするボタン。
12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のボタンにおいて、
    前記ダイヤフラム（９）は、射出成形された熱可塑性エラストマー材料から製造される、ことを特徴とするボタン。
13. 請求項１２に記載のボタンにおいて、
    前記射出成形された熱可塑性エラストマー材料は、以下の材料、即ちポリウレタンエラストマー材料、ポリエチレンエラストマー材料、又はポリアミドエラストマー材料のうちの一つの材料である、ことを特徴とするボタン。
14. 車輛のドアのロック／ロック解除を遠隔制御するためのトランスミッタが一体に設けられた車輛用キーモジュールにおいて、少なくとも一つの押し型ボタン（１）を含み、前記ボタンは、
    フレームを形成する固定部分（３）と、
    使用者が作動させない場合の休止位置と、前記固定部分（３）に関して押すことによって取られる作動位置との間で、並進に関して移動できる移動可能部分（５）と、
    前記固定部分（３）を作動位置にするとき、第１状態から第２状態に向かって枢動するコミュテータ（７）と、
    前記移動可能部分（５）と前記コミュテータ（７）との間に配置された、縁部が前記固定部分（３）に連結されており、使用者が全く作動していない場合に前記移動可能部分（５）を休止位置に移動する可撓性ダイヤフラム（９）とを含み、
    前記ダイヤフラム（９）は、前記コミュテータ（７）と向き合った、所定厚さの薄肉部を含む、ことを特徴とするキーモジュール。

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