JP2019197688A - ロータリスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】小型コンパクト化を実現しつつ、ダイヤルを発光させることができるロータリスイッチを提供すること。【解決手段】透光性を有する円筒状のダイヤル２と共に回転する円筒状のロータ３を前記ダイヤル２と同軸に配置するとともに、該ロータ３の外周側に、前記ダイヤル２に軸方向に連なる円筒状の導光レンズ９を固設し、該導光レンズ９の軸方向端面に形成された入射面９ｄにＬＥＤ（光源）１０を対向配置してロータリスイッチ１を構成する。又、前記ＬＥＤ１０を周方向に等角度ピッチで配置するとともに、前記導光レンズ９の入射面９ｄであって、且つ、周方向に隣接する２つの前記ＬＥＤ１０の間に、Ｖ字状にカットされた切欠き１２をそれぞれ形成し、前記導光レンズ９の入射面９ｄに近い軸方向端部の前記ＬＥＤ１０が対向する部位に、三角窓１１をそれぞれ形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、ダイヤルを発光させるようにしたロータリスイッチに関するものである。

ロータリスイッチは、例えば、車載の空調装置（エアコン）やオーディオ、ＯＡ機器等の操作に使用されるが、夜間においてその位置を明確に示すためにダイヤルを発光させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、特許文献１において提案されたロータリスイッチを図７に示す。

即ち、図７は特許文献１において提案されたロータリスイッチの側断面図であり、図示のロータリスイッチ１０１においては、操作者が回転操作するためのダイヤル１０２を円筒状の光不透過性部材１０２ａと光透過性部材１０２ｂとで構成し、このダイヤル１０２の回転をロータリエンコーダ１０３によって検出するようにしている。

そして、ダイヤル１０２とこれに結着されたロータリエンコーダ１０３の内部には、円筒状の導光レンズ１０４と遮光性部材１０５を配置するとともに、基板１０６上には、導光レンズ１０４に光を入射させるための光源１０７と、遮光性部材１０５の内部に光を出射するための光源１０８が配置されている。

以上のように構成されたロータリスイッチ１０１において、光源１０７から出射して導光レンズ１０４の内部に入射する光は、導光レンズ１０４内を全反射しながら進む過程でダイヤル１０２の光透過性部材１０２ｂから外部に出射するため、ダイヤル１０２の一部である光透過性部材１０２ｂが発光する。又、光源１０８から遮光性部材１０５の内部へと出射された光は、ダイヤル１０２の前面部に嵌め込まれたプッシュノブ１０９を透過するため、該プッシュノブ１０９が発光する。

特開２０１２−１４６４５６号公報

しかしながら、特許文献１において提案された図７に示すロータリスイッチ１０１においては、ダイヤル１０２とロータリエンコーダ１０３の内部に導光レンズ１０４と遮光性部材１０５が配置されているため、全体の外径が大きくなって当該ロータリスイッチ１０１が大型化するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、小型コンパクト化を実現しつつ、ダイヤルを発光させることができるロータリスイッチを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、透光性を有する円筒状のダイヤルと共に回転する円筒状のロータを前記ダイヤルと同軸に配置するとともに、該ロータの外周側に、前記ダイヤルに軸方向に連なる円筒状の導光レンズを固設し、該導光レンズの軸方向端面に形成された入射面に光源を対向配置してロータリスイッチを構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光源を周方向に等角度ピッチで配置するとともに、前記導光レンズの入射面であって、且つ、周方向に隣接する２つの前記光源の間に、Ｖ字状にカットされた切欠きをそれぞれ形成し、前記導光レンズの入射面に近い軸方向端部の前記光源が対向する部位に、三角窓をそれぞれ形成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ダイヤルの内面を全反射面としたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ダイヤルを発光させるための円筒状の導光レンズを該ダイヤルに軸方向に連なるように配置し、該導光レンズをダイヤルと共に当該ロータリスイッチの外形を形成する部材として構成したため、ロータリスイッチが小径化し、その小型コンパクト化が実現する。

又、光源から出射する光は、導光レンズの光源に対向する入射面から該導光レンズ内に入射し、この導光レンズからダイヤルの軸方向端面の入射面から該ダイヤルの内部へと入射する。そして、ダイヤルに入射した光は、該ダイヤルの内部を全反射しながら進む過程で当該ダイヤルの表面の凹凸で屈折して外部へと出射するため、ダイヤルが発光する。

請求項２に記載の発明によれば、光源から出射する光の大部分は、導光レンズに形成された三角窓の相対向する反射面で反射して切欠きに向かい、該切欠きの相対向する反射面で反射してダイヤルに向かうため、ダイヤルへの直射光の入射が抑えられ、ダイヤルの全体が均一に発光する。

請求項３に記載の発明によれば、ダイヤルに入射した光は、該ダイヤルの内面の全反射面で全反射するため、その光がダイヤルの発光に効果的に利用される。

本発明に係るロータリスイッチの平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係るロータリスイッチのロータの斜視図である。 本発明に係るロータリスイッチの導光レンズの斜視図である。 図１のＢ部における光線図である。 図２のＣ部における光線図である。 特許文献１において提案されたロータリスイッチの側断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るロータリスイッチの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はロータの斜視図、図４は導光レンズの斜視図、図５は図１のＢ部における光線図、図６は図２のＣ部における光線図である。

本実施の形態に係るロータリスイッチ１は、車両のセンターコンソールに設けらており、車載の空調装置（エアコン）を操作するものであって、外形部材を構成する円筒状のダイヤル２と、該ダイヤル２と同軸に配された円筒状のロータ３を備えている。ここで、ダイヤル２は、操作者によって回転操作される部材であって、透光性を有する透明樹脂によって円筒状に成形されており、その外周の一部は、滑り止め用の多数の凹凸が形成されたローレット部２Ａとされている。又、このダイヤル２の内面は、図６に詳細に示すように、大小異径の平行面２ａ，２ｂをテーパ面２ｃによって接続して構成されており、これらの平行面２ａ，２ｂとテーパ面２ｃは、全反射面とされている。そして、このダイヤル２の後端面（図６の右端面）は、平坦なリング状の入射面（受光面）２ｄとして構成されている。

前記ロータ３は、光不透過性の不透明樹脂によって円筒状に成形されており、これはその内部に固設された円筒状のホルダ４の外周に回転可能に嵌合保持されている。そして、このロータ３の前端部（図２の左端部）は、ダイヤル２に連結されており、このロータ３とダイヤル２とは一体に回転する。具体的には、ロータ３の前端部外周がダイヤル２の後端部内周に嵌着されることによって、ロータ３とダイヤル２とが軸方向において連結されており、前述のように両者は一体に回転する。

ここで、ロータ３の後端部には、図３に示すように、複数のスリット３ａが全周に亘って等間隔で形成されており、これらのスリット３ａの近傍には不図示のフォトインタラプタが配置されている。このフォトインタラプタは、ロータ３の回転を光学的に検出するものであって、ロータ３の回転によってスリット３ａを断続的に通過する光を検出することによって、ロータ３に連結されたダイヤル２の回転方向と回転量（回転角度）を検出する。

ところで、図２に示すように、ダイヤル２の前端部の開口部には、ダイヤルリング５によって周囲が囲われた円板状のプッシュノブ６が軸方向（図２の左右方向）に移動可能に設けられており、このプッシュノブ６は、前記ホルダ４の内部に移動可能に嵌合保持された円筒状のプッシュロッド７に連結されている。そして、このプッシュロッド７は、前記ホルダ４の後端面に取り付けられた不図示の基板上に実装されたプッシュスイッチ８に当接している。尚、プッシュノブ６は、これをプッシュ操作していない状態では、プッシュスイッチ８によって図２に示す非操作位置に保持されている。

又、図２に示すように、前記ロータ３の外周側には、前記ダイヤル２に軸方向に連なるテーパ円筒状の導光レンズ９が配置されている。この導光レンズ９は、ダイヤル２と共に当該ロータリスイッチ１の外形部材を構成するものであって、アクリルやポリカーボネイト等の光透過性の透明樹脂によってテーパ円筒状に成形されている。具体的には、この導光レンズ９は、前端から後方に向かって径が次第に大きくなる（膨らむ）ようなテーパ円筒状に成形されている。

上記導光レンズ９の後端面は、平坦な入射面９ａを構成しており、この入射面９ａには、周方向４箇所に等角度ピッチ（９０°ピッチ）で配置された光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）１０が対向配置されている（図１及び図５参照）。そして、この導光レンズ９の入射面９ａに近い後端部の各ＬＥＤ１０が対向する周方向４箇所には、図１、図４及び図５に示すように、三角窓（図には１つのみ図示）１１がそれぞれ形成されている。又、導光レンズ９の入射面９ａであって、且つ、周方向に隣接する２つのＬＥＤ１０の間の部位（周方向に隣接する２つの三角窓１１の間の部位）には、Ｖ字状にカットされた切欠き１２がそれぞれ形成されている。ここで、各切欠き１２の大きさは各三角窓１１の大きさよりも大きく、各三角窓１１と各切欠き１２の相対向する面は、反射面１１ａ，１２ａをそれぞれ形成している。尚、４つのＬＥＤ１０は、前記ホルダ４の後端面に取り付けられた不図示の基板上にそれぞれ実装されている。

而して、導光レンズ９は、前述のようにダイヤル２と共に当該ロータリスイッチ１の外形部材を構成するが、図６に詳細に示すように、その前端面は、平坦な出射面９ｂを構成しており、この出射面９ｂは、ダイヤル２の後端の入射面（受光面）２ｄに対向している。

以上のように構成されたロータリスイッチ１において、操作者がダイヤル２を手で摘んでこれを回転操作すると、このダイヤル２と共にロータ３が回転し、このロータ３の後端部に形成された複数のスリット３ａを断続的に通過する光を不図示のフォトインタラプタが検出することによって、ロータ３に連結されたダイヤル２の回転方向と回転量（回転角度）が検出され、その検出結果に基づいて車載の空調装置（エアコン）が操作者の意図に応じて操作される。

又、操作者がロータリスイッチ１のプッシュノブ６をプッシュ操作すると、このプッシュノブ６とこれに連結されたプッシュロッド７が後方（図２の右方）へと移動し、不図示の基板上に実装されたプッシュスイッチ８がプッシュロッド７によって押圧されてＯＮするため、車載の空調装置が操作者の意図に応じて操作される。尚、操作者がプッシュノブ６を再びプッシュ操作すると、プッシュスイッチ８がＯＦＦしてプッシュノブ６を図２に示す非操作位置へと戻す。

ところで、夜間において当該ロータリスイッチ１の位置を照明によって明確にするために４つのＬＥＤ１０が起動されると、これらのＬＥＤ１０が同時に発光し、各ＬＥＤ１０から前方に向かって出射する光は、図５に示すように、導光レンズ９の入射面９ｄから該導光レンズ９の内部に入射し、入射した光の一部は、図５にＬ１にて示すように、導光レンズ９の後端部の各ＬＥＤ１０に対応する位置に形成された三角窓１１の反射面１１ａで反射して切欠き１２に向かい、該切欠き１２の反射面１２ａで再び反射して導光レンズ９内を全反射を繰り返しながら前方に向かって進む。又、三角窓を経ないで直接切欠き１２へと向かう光Ｌ２は、切欠き１２も反射面１２ａで反射して導光レンズ９内を前方に向かって進む。そして、導光レンズ９内を直進する光Ｌ３〜Ｌ５は、導光レンズ９内で全反射を繰り返しながら前方に向かって進む。

そして、導光レンズ９内を前方に向かって進む光は、図６に示すように、該導光レンズ９の前端の出射面９ｂから出射した後にダイヤル２の後端の入射面（受光面）２ｄから該ダイヤル２の内部に入射する。このダイヤル２の内部に入射した光は、該ダイヤル２の内部で全反射を繰り返しながら前方に向かって進むが、その過程で、ダイヤル２の外周面のローレット部２Ａに形成された多数の凹凸によって屈折して当該ダイヤル２の外部へと出射するため、ダイヤル２のローレット部２Ａの全体が発光し、夜間においても操作者は、ダイヤル２を容易に回転操作することができる。又、プッシュノブ６は、プッシュロッド７内に設けられたプッシュノブ用光源１３によって照明されるため、操作者は、プッシュノブ６を容易にプッシュ操作することができる。

以上のように、本実施の形態に係るロータリスイッチ１においては、ダイヤル２を発光させるための円筒状の導光レンズ９を該ダイヤル２に軸方向に連なるように配置し、該導光レンズ９を当該ロータリスイッチ１の外形を形成する部材として構成したため、ロータリスイッチ１が小径化し、その小型コンパクト化が実現する。

又、各ＬＥＤ１０から出射する光の大部分は、図５にＬ１，Ｌ２にて示すように、導光レンズ９に形成された三角窓１１又は切欠き１２の各反射面１１ａ，１２ａで反射してダイヤル２へと向かうため、ダイヤル２への直射光Ｌ３〜Ｌ５の入射が抑えられ、ダイヤル２の全体が均一に発光する。

更に、本実施の形態では、ダイヤル２に入射した光は、該ダイヤル２の内面の全反射面で全反射するため、その光がダイヤル２の発光に効果的に利用されるという効果も得られる。

尚、以上は本発明を車載の空調装置（エアコン）を操作するためのロータリスイッチに対して適用した形態について説明したが、本発明は、空調(エアコン)以外の他の任意の機器を操作するためのロータリスイッチに対しても同様に適用可能であることは勿論である。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１ ロータリスイッチ
２ ダイヤル
２Ａ ダイヤルのローレット部（発光部）
２ａ，２ｂ ダイヤル内面の平行面（全反射面）
２ｃ ダイヤル内面にテーパ面（全反射面）
２ｄ ダイヤルの入射面（受光面）
３ ロータ
３ａ ロータのスリット
４ ホルダ
５ ダイヤルリング
６ プッシュノブ
７ プッシュロッド
８ プッシュスイッチ
９ 導光レンズ
９ａ 導光レンズの入射面
９ｂ 導光レンズの出射面
１０ ＬＥＤ（光源）
１１ 三角窓
１１ａ 三角窓の反射面
１２ 切欠き
１２ａ 切欠きの反射面
１３ プッシュノブ用光源
Ｌ１〜Ｌ５ 光

Claims (3)

1. 透光性を有する円筒状のダイヤルと共に回転する円筒状のロータを前記ダイヤルと同軸に配置するとともに、該ロータの外周側に、前記ダイヤルに軸方向に連なる円筒状の導光レンズを固設し、該導光レンズの軸方向端面に形成された入射面に光源を対向配置して構成されることを特徴とするロータリスイッチ。
2. 前記光源を周方向に等角度ピッチで配置するとともに、前記導光レンズの入射面であって、且つ、周方向に隣接する２つの前記光源の間に、Ｖ字状にカットされた切欠きをそれぞれ形成し、
   前記導光レンズの入射面に近い軸方向端部の前記光源が対向する部位に、三角窓をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１に記載のロータリスイッチ。
3. 前記ダイヤルの内面を全反射面としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリスイッチ。
   

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