JP2017191716A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧位置に関わらず操作ノブを垂直に動作させることができると共に、水平方向に大型化することなく操作ノブのガタつきを抑制できる「スイッチ装置」を提供する。
【解決手段】ユーザが操作ノブ３を押圧操作することにより、操作ノブ３がホルダ４の貫通孔４ａ内を移動して基板６上のプッシュスイッチ５を動作させるスイッチ装置において、基板６の奥側に配置された支持体７に複数の弾性アーム１１を一体的に設けると共に、操作ノブ３の下端に複数の突設部８ｃを設け、これら突設部８ｃを基板６に形成した抜き孔７ａを挿通して支持体７の対応する弾性アーム１１に連結させた。
【選択図】図６

Description

本発明は、ユーザが操作ノブを押圧操作によって動作されるスイッチ装置に係り、特に、操作ノブが直線的に移動するタイプのスイッチ装置に関するものである。

車載用ディスプレイ装置などの電子機器において、ディスプレイの周囲のパネル面に操作ノブを配置し、この操作ノブによって種々の入力操作を行うようにしたスイッチ装置が知られている。

この種のスイッチ装置は、ホルダの貫通孔内に昇降可能に収納された操作ノブと、操作ノブの昇降動作を検出するプッシュスイッチ等の検出素子と、操作ノブを移動方向の初期位置に付勢する復帰ばね等によって構成されており、貫通孔内壁と操作ノブ間には摺動を円滑にするためのクリアランスが確保されている。そのため、スイッチ装置が搭載される電子機器本体の厚みが薄くなると、操作ノブの移動ストロークが短くなって摺動面の長さを十分に確保できなくなり、操作ノブが押圧操作時に大きく傾いてしまうという問題が発生する。

そこで従来より、特許文献１に記載されているように、操作ノブの外周面の均等箇所に複数のアーム部材を突設し、これらアーム部材を外側に向けてつづら折形状に屈曲させると共に、各アーム部材の先端側に形成した凸状部をホルダと基板間に支持するようにしたスイッチ装置が提案されている。

このように構成されたスイッチ装置では、操作ノブの外周面に均等に配置された複数のアーム部材がそれぞれ水平方向と垂直方向の弾性を有しているため、非操作時の操作ノブは各アーム部材から中心に向かう付勢力を受けて水平姿勢に維持され、押圧操作時の操作ノブのガタつきも低減される。

特開２０１５-１５１６４号公報

しかし、特許文献１に記載されたスイッチ装置では、操作ノブが中心から外側に向かって延びる複数本（例えば４本）のアーム部材によって弾性支持されているため、操作ノブの中心から離れた周縁部が端押しされた場合に、その押圧箇所を介して対向する２つのアーム部材の変位量に大きな差が生じてしまい、操作ノブが斜めに傾いた姿勢で動作してしまうという問題があった。また、各アーム部材の先端側に形成した凸状部をホルダと基板間に支持した構造であるため、操作ノブが露出するホルダの貫通孔の外側に各アーム部材の配置スペースを確保する必要があり、スイッチ装置全体が平面方向に大型化してしまい、２つ以上の操作ノブを近接配置することができないという問題もあった。

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、押圧位置に関わらず操作ノブを垂直に動作させることができると共に、水平方向に大型化することなく操作ノブのガタつきを抑制できるスイッチ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、本発明のスイッチ装置は、貫通孔を有するホルダと、前記貫通孔内に昇降可能に収納された操作ノブと、前記操作ノブの昇降動作を検出する検出素子と、前記検出素子が実装された基板と、前記基板の奥側に配置された支持体と、前記操作ノブを手前側に付勢する複数の復帰手段とを備え、前記基板に切欠き部が形成されていると共に、この切欠き部の奥側に位置する前記支持体に前記復帰手段が設けられており、前記操作ノブは前記切欠き部を挿通して前記復帰手段に当接する突設部を有しているという構成にした。

このように構成されたスイッチ装置では、基板の奥側に配置された支持体に複数の復帰手段が設けられていると共に、操作ノブに設けた突設部が基板の切欠き部を挿通して復帰手段に当接しており、操作ノブの中心から離れた周縁部が端押しされた場合でも、複数の復帰手段に対する押圧力の分力の方向の角度差が小さくなるため、操作ノブを垂直に動作させ易くなる。しかも、操作ノブを初期位置に付勢する複数の復帰手段が基板の奥側に配置されているため、スイッチ装置全体が平面方向に大型化してしまうことはなく、２つ以上の操作ノブを近接配置することができる。

上記の構成において、復帰手段として支持体に搭載した弾性ゴムなどを用いることも可能であるが、復帰手段が支持体に一体的に設けられた弾性アームであり、この弾性アームが操作ノブの移動方向と直交する面内方向に沿って片持ち状に延びていると、わざわざ別途部品を追加することなく復帰手段を支持体に設けることができるため、部品点数や組立工数を削減することができて好ましい。

この場合において、支持体に弾性アームを包囲する抜き孔が設けられており、弾性アームが抜き孔の内部で屈曲していると、抜き孔の限られたスペース内にばねスパンの長い弾性アームを配置することができると共に、弾性アームの破損を防止することができる。

また、上記の構成において、弾性アームの自由端側に係合孔が設けられており、この係合孔に突設部が挿入されていると、操作ノブと復帰手段の相対的な位置ズレを防止できて好ましい。

また、上記の構成において、操作ノブの中央部に検出素子を動作させる押圧突起が設けられていると共に、この押圧突起を介して対向する２つの側壁にそれぞれ突設部が設けられており、これら突設部に対応して支持体に２つの弾性アームが設けられていると好ましい。

本発明のスイッチ装置によれば、押圧位置に関わらず操作ノブを垂直に動作させることができると共に、水平方向に大型化することなく操作ノブのガタつきを抑制することができる。

実施形態例に係るスイッチ装置が搭載された可動ノーズの外観図である。 該スイッチ装置の分解斜視図である。 図１のIII−III線に沿う断面図である。 図１のIV−IV線に沿う断面図である。 該スイッチ装置の要部を示す分解斜視図である。 該スイッチ装置の動作説明図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１に示す可動ノーズ１は、図示せぬ車載用電子機器の前方に開閉可能に配置された操作パネルであり、クローズ状態では電子機器の前方を塞ぐように起立姿勢を保っているが、水平姿勢になるようにオープン動作されることにより、電子機器の前面に設けられたメディア挿入口等を露出させるというものである。この可動ノーズ１には液晶ディスプレイ２が搭載されており、液晶ディスプレイ２の一側部には、実施形態例に係るスイッチ装置の操作ノブ３を含めて複数の操作ノブ群が配列されている。

図２〜図６に示すように、本実施形態例に係るスイッチ装置は、２つの貫通孔４ａを有するホルダ４と、各貫通孔４ａ内に昇降可能に収納された２つの操作ノブ３と、各操作ノブ３の昇降動作を検出する２つのプッシュスイッチ５と、各プッシュスイッチ５が実装された基板６と、基板６の奥側に配置された支持体７とを備えた２連タイプのものとなっているが、これら２つのスイッチ装置は同一構成であるため、以下、一方のスイッチ装置について詳細に説明する。

操作ノブ３は、遮光性樹脂からなるノブベース８と、ノブベース８の上部に配置された透過性樹脂や透明ガラスからなる操作部９と、操作部９の表面に設けられた表示シート１０とによって構成されており、ノブベース８と操作部９はスナップ結合等によって一体化されている。ノブベース８には４つの側壁８ａを有する角筒状壁部が設けられており、この角筒状壁部によって包囲された天面中央部に押圧突起８ｂが垂設されている。また、押圧突起８ｂを介して対向する２つの側壁８ａの下端にそれぞれ突設部８ｃが設けられており、これら両側壁８ａの外方にはそれぞれガイド孔を有する係止片８ｄが設けられている。

ホルダ４の貫通孔４ａは平面視で矩形状に形成されており、この貫通孔４ａの相対向する２つの内壁面にそれぞれ楔形状の突起４ｂが設けられている。貫通孔４ａにはノブベース８の角筒状壁部と係止片８ｄが挿入されており、係止片８ｄに形成されたガイド孔の下端が突起４ｂに当接することによって、操作ノブ３がホルダ４の貫通孔４ａから脱落しないようになっている。また、突起４ｂを有する貫通孔４ａの２つの内壁面はノブベース８の長辺側の側壁８ａと凹凸嵌合しており、貫通孔４ａの残り２つの内壁面はノブベース８の短辺側の側壁８ａと微小クリアランスを介して対向しており、操作ノブ３はこれらを摺動面として貫通孔４ａ内を昇降可能となっている。

基板６はホルダ４の奥側に配置されており、この基板６上には検出素子としてのプッシュスイッチ５が実装されている。基板６にはプッシュスイッチ５を挟んで２つの切欠き孔６ａが設けられており、操作ノブ３のノブベース８から垂下する押圧突起８ｂはプッシュスイッチ５の真上で対向している。また、ノブベース８に設けられた２つの突設部８ｃはそれぞれ切欠き孔６ａを挿通して基板６の裏側へ突出している。

支持体７は基板６を挟んでホルダ４にスナップ結合等により一体化されており、この支持体７には基板６の切欠き孔６ａと対向する位置に複数の弾性アーム１１が設けられている。弾性アーム１１は支持体７に設けられた抜き孔７ａの内壁面を固定端とする片持ち状部材であり、この弾性アーム１１は抜き孔７ａの内部で複数回屈曲している。弾性アーム１１の自由端側の先端部には円錐形状の係合孔１１ａが設けられており、この係合孔１１ａに基板６の切欠き孔６ａを挿通した突設部８ｃが嵌め込まれている。これにより、操作ノブ３は支持体７に設けられた２つの弾性アーム１１のばね力を受けて手前側、すなわち、係止片８ｄに形成されたガイド孔の下端がホルダ４の突起４ｂと当接する方向に付勢されている。なお、片持ち状の弾性アーム１１は垂直方向と水平方向へ変位可能であるが、過度に水平方向へ変位してしまうことを阻止するために、弾性アーム１１の先端部の外周面と抜き孔７ａの内壁面との間隔は比較的狭く設定されている。

このように構成されたスイッチ装置では、図６（ａ）に示すように、非操作時における操作ノブ３は上方の初期位置に保持されており、プッシュスイッチ５は押圧突起８ｂに押圧されずにオフ状態となっている。その際、ノブベース８の係止片８ｄに形成されたガイド孔の下端は２つの弾性アーム１１のばね力を受けてホルダ４の突起４ｂに当接しており（図３参照）、これら弾性アーム１１は支持体７の対応する抜き孔７ａ内で水平姿勢を維持している。

この状態でユーザが操作ノブ３の操作部９を押圧操作すると、図６（ｂ）に示すように、操作ノブ３がホルダ４の貫通孔４ａ内を下方へ移動するため、プッシュスイッチ５が押圧突起８ｂに押圧されてオン動作する。また、かかる操作ノブ３の移動に伴ってノブベース８の２つの突設部８ｃが基板６の抜き孔７ａ内を下降するため、これら突設部８ｃに連結された弾性アーム１１が抜き孔７ａの内部で垂直方向に撓み、それに伴って弾性アーム１１に復帰方向への付勢力が蓄力されていく。

そして、操作ノブ３に対するユーザの押圧力が除去されると、操作ノブ３は弾性アーム１１の付勢力によって貫通孔４ａ内を上昇し、係止片８ｄが突起４ｂに当接した時点でそれ以上の移動が阻止されるため、図６（ａ）に示すように、操作ノブ３は再び初期位置に保持される。

ここで、操作ノブ３を押圧操作するユーザは必ずしも操作部９の中央部を押圧するとは限らず、図６（ｂ）の矢印Ｐで示すように、操作ノブ３の中心から離れた周縁部を端押しすることがある。この場合、操作ノブ３の復帰手段である２つの弾性アーム１１が基板６の奥側に配置された支持体７に設けられており、押圧箇所Ｐに近い方（図の右側）と遠い方（図の左側）の各弾性アーム１１に対する押圧力の分力の方向の角度差（図のθ）が小さくなるため、操作ノブ３は斜めに傾くことなく真っ直ぐに貫通孔４ａ内を移動する。

以上説明したように、本実施形態例に係るスイッチ装置では、操作ノブ３の昇降動作を検出するプッシュスイッチ５（検出素子）が基板６上に実装され、この基板６の奥側に配置された支持体７に２つの弾性アーム１１が設けられていると共に、操作ノブ３の２つの突設部８ｃが基板６に形成した抜き孔７ａを挿通して支持体７の対応する弾性アーム１１に連結されているため、操作ノブ３の周縁部が端押しされた場合でも、２つの弾性アーム１１に対する押圧力の分力の方向の角度差は小さいものとなり、操作ノブ３を斜めに傾くことなく真っ直ぐに移動させることができる。しかも、操作ノブ３の復帰手段である２つの弾性アーム１１が基板６の奥側の支持体７に設けられているため、スイッチ装置全体が平面方向に大型化してしまうことはなく、例えば、ホルダ４に２つ以上の操作ノブ３を組み込んで多連スイッチユニットとしたり、２つ以上のスイッチ装置を近接配置することができる。

また、本実施形態例に係るスイッチ装置では、操作ノブ３の復帰手段が支持体７に一体的に設けられた弾性アーム１１からなり、この弾性アーム１１が操作ノブ３の移動方向と直交する面内方向（水平方向）に沿って片持ち状に延びているため、わざわざ別途部品を追加することなく復帰手段を支持体７に設けることができ、部品点数や組立工数を削減することができる。しかも、支持体７に弾性アーム１１を包囲する抜き孔７ａが設けられており、この抜き孔７ａの内部で弾性アーム１１が複数回屈曲した形状となっているため、抜き孔７ａの限られたスペース内にばねスパンの長い弾性アーム１１を配置することができると共に、弾性アーム１１の破損を防止することができる。さらに、弾性アーム１１の自由端側の先端部に係合孔１１ａが設けられており、この係合孔１１ａに基板６の切欠き孔６ａを挿通する突設部８ｃが嵌め込まれているため、操作ノブ３と弾性アーム１１（復帰手段）の相対的な位置ズレを防止することができる。

なお、上記実施形態例では、操作ノブ３の復帰手段として２つの弾性アーム１１を支持体７に設けた場合について説明したが、３つ以上の復帰手段を用いることも可能であり、例えば、操作ノブ３の構成部材であるノブベース８の４つの側壁８ａにそれぞれ突設部８ｃを設け、これら各突設部８ｃに対応して支持体７に４つの弾性アーム１１を設けても良い。あるいは、平面視円形状の操作ノブに周方向に所定間隔を存して２つ以上の突設部を設け、これら突設部に対応して支持体に複数の弾性アームを設けても良い。

また、上記実施形態例では、２つの貫通孔４ａを有するホルダ４にそれぞれ操作ノブ３を組み込んだ２連タイプのスイッチ装置を例示して説明したが、１つの貫通孔４ａを有するホルダ４に操作ノブ３を組み込んだ単体のスイッチ装置にも本発明は適用可能である。

１ 可動ノーズ
３ 操作ノブ
４ ホルダ
４ａ 貫通孔
５ プッシュスイッチ（検出素子）
６ 基板
６ａ 切欠き孔（切欠き部）
７ 支持体
７ａ 抜き孔
８ ノブベース
８ａ 側壁
８ｂ 押圧突起
８ｃ 突設部
８ｄ 係止片
９ 操作部
１１ 弾性アーム（復帰手段）
１１ａ 係合孔

Claims (5)

1. 貫通孔を有するホルダと、前記貫通孔内に昇降可能に収納された操作ノブと、前記操作ノブの昇降動作を検出する検出素子と、前記検出素子が実装された基板と、前記基板の奥側に配置された支持体と、前記操作ノブを手前側に付勢する複数の復帰手段とを備え、
   前記基板に切欠き部が形成されていると共に、この切欠き部の奥側に位置する前記支持体に前記復帰手段が設けられており、前記操作ノブは前記切欠き部を挿通して前記復帰手段に当接する突設部を有していることを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１の記載において、前記復帰手段は前記支持体に一体的に設けられた弾性アームであり、この弾性アームが前記操作ノブの移動方向と直交する面内方向に沿って片持ち状に延びていることを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項２の記載において、前記支持体に前記弾性アームを包囲する抜き孔が設けられており、前記弾性アームは前記抜き孔の内部で屈曲していることを特徴とするスイッチ装置。
4. 請求項２または３の記載において、前記弾性アームの自由端側に係合孔が設けられており、この係合孔に前記突設部が挿入されていることを特徴とするスイッチ装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項の記載において、前記操作ノブの中央部に前記検出素子を動作させる押圧突起が設けられていると共に、この押圧突起を介して対向する２つの側壁にそれぞれ前記突設部が設けられており、これら突設部に対応して前記支持体に２つの弾性アームが設けられていることを特徴とするスイッチ装置。