JP2020205222A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動素子の振動をユーザの指に効率良く伝搬させる。【解決手段】略板状の基材９、及び基材９の表側に配設された表皮１３を有する表示パネル７と、表示パネル７の表皮１３のスイッチ領域１３ｃへの表側からの指の接近を検知する静電センサ１９とを備えたスイッチ装置１において、基材９に、その外周側の領域よりも基材９の厚さ方向に撓み易い可撓領域９ｃを設け、スイッチ領域１３ｃを、表皮１３における基材９の可撓領域９ｃと重なる領域とし、基材９の可撓領域９ｃに、表皮１３のスイッチ領域１３ｃへの表側からの指の接近が静電センサ１９により検知されたときに表示パネル７の厚さ方向への振動を発生させる振動素子３１を接続する。【選択図】図２

Description

本発明は、略板状の基材、及び当該基材の表側に配設された表皮を有する表示パネルと、上記表示パネルの表皮の所定のスイッチ領域への表側からの押圧又は指の接近を検知する検知手段とを備えたスイッチ装置に関する。

特許文献１には、略板状の基材、及び当該基材の表側に配設された表皮を有する表示パネルと、上記表示パネルの表皮の所定のスイッチ領域への表側からの指の接近を検知する静電センサとを備えたスイッチ装置が開示されている。

特許文献２には、表側からの指の接近又は接触を検知する静電センサに、当該静電センサによって表側からの指の接近が検知されたときに振動を発生させる振動素子を固定した構成が開示されている。

特開２００６−３２１３３６号公報 特開２０１５−７５９９５号公報

ところで、上記特許文献１に開示されたスイッチ装置の基材に、特許文献２のような振動素子を固定することで、指を接近させる操作を行ったユーザに、操作の完了を認識させるようにすることが考えられる。しかし、このようにすると、振動素子の振動が基材全体に分散するので、振動素子の振動をユーザの指に効率良く伝搬させることができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、振動素子の振動をユーザの指に効率良く伝搬させることにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、基材における表皮のスイッチ領域と重なる領域を動き易くしたことを特徴とする。

具体的には、第１の発明は、略板状の基材、及び当該基材の表側に配設された表皮を有する表示パネルと、上記表示パネルの表皮の所定のスイッチ領域への表側からの押圧又は指の接近を検知する検知手段とを備えたスイッチ装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、上記基材には、その外周側の領域よりも所定の方向に撓み易い可撓領域が設けられ、上記スイッチ領域は、上記表皮における上記基材の可撓領域と重なる領域であり、上記基材の可撓領域には、上記検知手段により上記表皮のスイッチ領域への表側からの押圧又は指の接近が検知されたときに上記所定の方向への振動を発生させる振動素子が接続されていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係るスイッチ装置において、上記基材の可撓領域が、複数設けられ、上記基材の複数の可撓領域には、共通の中間部材が裏側から接続され、当該中間部材には、上記振動素子が接続されていることを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明に係るスイッチ装置において、上記表示パネルは、透光性の複数の透光領域と、当該透光領域を互いに仕切る不透光性の不透光領域とを有し、各透光領域の表皮が、上記スイッチ領域の少なくとも一部を構成し、上記表示パネルの裏側には、複数の光源が上記表示パネルの複数の透光領域にそれぞれ裏側から対向するように配設され、上記中間部材には、各光源から当該光源に対向する透光領域とは異なる透光領域に上記表示パネルの裏側から入射する光を遮断する遮光壁部が形成されていることを特徴とする。

第１の発明によれば、振動素子と基材の可撓領域の外周側の領域との間に基材の可撓領域が介在しているので、振動素子の振動が基材の可撓領域の外周側の領域に伝搬しにくい。また、基材における表皮のスイッチ領域と重なる領域が上記所定の方向に撓み易くなっているので、振動素子の振動によって振動し易い。したがって、基材に可撓領域を設けない場合に比べ、振動素子の振動を、基材の可撓領域及び表皮のスイッチ領域を介してユーザの指に効率良く伝搬できる。

第２の発明によれば、振動素子を可撓領域毎に設けなくてよいので、振動素子の個数を減らすことにより、製造コストを削減できる。

第３の発明によれば、中間部材の遮光壁部が、各光源から当該光源に対向する透光領域とは異なる透光領域に上記表示パネルの裏側から入射する光を遮断するので、光源の光が、当該光源に対向する透光領域とは異なる透光領域から表側に漏れるのを防止できる。

また、中間部材の一部が遮光壁部を構成しているので、遮光用の部材を中間部材又は表示パネルに取り付ける手間が必要ない。また、遮光用の部材を中間部材とは別に設ける場合に比べ、部品点数を削減できる。

本発明の実施形態１に係るスイッチ装置周りの斜視図である。 図１のII−II線における断面図である。 基材の可撓領域周りを表側から見た平面図である。 実施形態２の図２相当図である。 実施形態３の図２相当図である。 実施形態４の図３相当図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るスイッチ装置１周りを示す。このスイッチ装置１は、車両のインストルメントパネル３の右側のエアコン吹出口５の真下のクラスタースイッチを構成している。スイッチ装置１は、その表面を車両後方に向けた車幅方向に長い略長方形状の表示パネル７を備えている。

表示パネル７は、図２に示すように、板面を車両前後方向に向けた車幅方向に長い略長方形板状の基材９を備えている。図３に示すように、基材９の上下方向中程における車幅方向に互いに間隔を空けた３つの略正方形環状の領域は、シリコーンゴム、シリコーンゴム以外のゴム、ゴム以外のエラストマー等からなる弾性部９ａを構成している。各弾性部９ａの４隅は、円弧状に湾曲している。基材９の当該弾性部９ａを除く領域全体、すなわち弾性部９ａよりも内側の基材９及び弾性部９ａよりも外側の基材９は、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリル樹脂等の透光性の硬質樹脂からなる本体部９ｂを構成している。各弾性部９ａは、その内側及び外側の本体部９ｂと一体に二色成形により形成される。そして、上記本体部９ｂにおける弾性部９ａに囲まれた３つの略正方形状の領域が、その外周側の領域よりも当該基材９の厚さ方向、及び基材９の表面に沿う方向に撓み易い可撓領域９ｃを構成している。各可撓領域９ｃの外周縁の４隅も、円弧状に湾曲している。

基材９の表面には、発泡ウレタン等のクッション性を有する材料からなる透光性のフォーム材１１が全体に亘って配設されている。

フォーム材１１の表面には、伸縮性を有する表皮１３が全体に亘って配設されている。表皮１３は、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の伸縮性を有する材料からなる。当該表皮１３は、フォーム材１１の表面にその裏面の全体又は一部を接着剤により接着又は溶着させるとともに、その端末を基材９の裏側に巻き込んだ状態でフォーム材１１及び基材９に固定されている。表皮１３は、基材９の各可撓領域９ｃと重なる領域に形成された開口部１５ａを有し、かつ黒色の顔料で着色された不透光性の遮光層１５と、遮光層１５全体と開口部１５ａ全体とに表側から重なり、かつ透光性を有するスモーク層１７とを有している。したがって、スモーク層１７における遮光層１５の３つの開口部１５ａと重なる領域で、３つの透光性の表示領域１３ａが構成されている。表示領域１３ａの形成領域は、表皮１３における基材９の各可撓領域９ｃと重なる領域の略中央部となる。表示領域１３ａは、左側から順に、三角形状、円形状、及び矩形状をなすように設けられている。一方、遮光層１５全体とスモーク層１７における遮光層１５に重なる領域とで、不透光性の遮光領域１３ｂが構成されている。したがって、表皮１３の表示領域１３ａと基材９及びフォーム材１１における表皮１３の表示領域１３ａに重なる領域とが、表示パネル７の透光領域７ａを構成し、表皮１３の遮光領域１３ｂと基材９及びフォーム材１１における当該遮光領域１３ｂに重なる領域とが、表示パネル７の不透光領域７ｂを構成している。表示パネル７の不透光領域７ｂは、３つの透光領域７ａを互いに仕切っている。

表示パネル７の裏面、すなわち基材９の裏面には、透光性を有するシート状の検知手段としての静電センサ１９が取り付けられている。静電センサ１９は、平面視で基材９よりも上下方向及び車幅方向の幅が短い長方形状をなし、上記基材９の３つの可撓領域９ｃ全体と重なっている。静電センサ１９の表面全体が、上記基材９の裏面に当接することで当該基材９に接続されている。また、静電センサ１９の複数箇所が上記基材９の裏面に接着されている。静電センサ１９は、透明なフィルム基材１９ａと、当該フィルム基材１９ａにおける上記基材９の可撓領域９ｃと重なる位置に配設された複数の透明電極（図示せず）とを備え、表皮１３における基材９の可撓領域９ｃと重なる領域への表側からの指の接近を検知するように構成されている。そして、表皮１３における基材９の可撓領域９ｃと重なる領域が、表皮１３のスイッチ領域１３ｃを構成している。したがって、各透光領域７ａの表皮１３（表示領域１３ａ）は、スイッチ領域１３ｃの一部を構成している。静電センサ１９の検知結果は、振動素子３１（後述）と、空気調節装置（図示せず）等の車載機器とに出力される。

表示パネル７及び静電センサ１９の裏側に離れた箇所には、基板２１がその部品面を表示パネル７及び静電センサ１９に裏側から対向させた状態で配設されている。基板２１の部品面には、３つの光源としてのＬＥＤ２３が、表示パネル７の３つの透光領域７ａにそれぞれ裏側から対向するように車幅方向に互いに間隔を空けて配設されている。

当該基板２１には、中間部材２５が当該基板２１と上記静電センサ１９との間に介在するように取り付けられている。中間部材２５は、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリル樹脂等の透光性の硬質樹脂からなる中間部材本体２７を有している。当該中間部材本体２７は、平面視で基材９よりも上下方向及び車幅方向の幅が短い長方形状をなす板状部２７ａを有している。そして、中間部材２５は、当該板状部２７ａの板面を表示パネル７の表裏方向に向けた状態で配設されている。中間部材２５の板状部２７ａは、上記基材９の可撓領域９ｃ全体と重なっている。当該板状部２７ａの表面における上記基材９の可撓領域９ｃと重なる領域には、表側に向かって突出する突出部２７ｂが一体に形成されている。中間部材２５は、当該突出部２７ｂの先端面を、静電センサ１９における上記基材９の可撓領域９ｃと重なる領域に裏側から当接させることで、静電センサ１９を介して基材９の可撓領域９ｃに裏側から接続されている。また、板状部２７ａの裏面には、矩形筒状の筒状壁部２７ｃが車幅方向に間隔を空けて一体に突設されている。各筒状壁部２７ｃの内周面には、全体に亘って塗装により不透光性の塗膜２９が形成されている。当該筒状壁部２７ｃと塗膜２９とで、遮光壁部２５ａが構成されている。各遮光壁部２５ａの内側の空間部Ｓは、上記各ＬＥＤ２３に対向している。したがって、当該遮光壁部２５ａは、各ＬＥＤ２３から当該ＬＥＤ２３に対向する透光領域７ａとは異なる透光領域７ａに表示パネル７の裏側から入射する光Ｌを遮断するようになっている。また、中間部材２５の板状部２７ａの裏面には、表皮１３のいずれかのスイッチ領域１３ｃへの表側からの指の接近が静電センサ１９により検知されたときに表示パネル７の厚さ方向への振動を発生させる１個の振動素子３１が固定（接続）されている。したがって、振動素子３１は、中間部材２５及び静電センサ１９を介して上記基材９の可撓領域９ｃに接続されている。振動素子３１は、図示しないコードを介して静電センサ１９の検知結果を受信するようになっている。

自動車の電源が入ると、上述のように構成されたスイッチ装置１の３つのＬＥＤ２３が発光し、その光Ｌは、中間部材２５、静電センサ１９、基材９、及びフォーム材１１を介して表皮１３に裏側から照射され、照射された光Ｌの一部は、表示領域１３ａを透過する一方、照射された光Ｌの残りは遮光領域１３ｂに遮断される。したがって、表皮１３の表面に、表示領域１３ａの形状、すなわち三角形、円形、及び矩形がはっきりと現れる。なお、３つのＬＥＤ２３のうちの一部、すなわち１つ又は２つのＬＥＤ２３だけを発光させるようにしてもよい。かかる場合には、表皮１３の表面に、発光させたＬＥＤ２３に対応する透光領域７ａ（表示領域１３ａ）の形状だけが現れる。このとき、遮光壁部２５ａが、各ＬＥＤ２３から当該ＬＥＤ２３に対向する透光領域７ａとは異なる透光領域７ａに表示パネル７の裏側から入射する光Ｌを遮断する。したがって、ＬＥＤ２３の光Ｌが、対向する透光領域７ａとは異なる透光領域７ａから表側に漏れるのが防止される。そして、ユーザが、表皮１３の表示領域１３ａ、すなわち三角形、円形、及び矩形が現れた領域のいずれかに表側から指を接近させると、当該指の接近を静電センサ１９が検知し、その検知結果が、振動素子３１と、空気調節装置（図示せず）等の車載機器とに出力される。そして、振動素子３１が、検知結果を受信し、表示パネル７の厚さ方向への振動を発生させる。これにより、振動素子３１の振動が、中間部材２５、基材９の可撓領域９ｃ、フォーム材１１、及び表皮１３のスイッチ領域１３ｃを介してユーザの指に伝搬し、ユーザは操作の完了を認識できる。このとき、振動素子３１と基材９の可撓領域９ｃの外周側の領域との間に基材９の可撓領域９ｃが介在しているので、振動素子３１の振動が基材９の可撓領域９ｃの外周側の領域に伝搬しにくい。また、基材９における表皮１３のスイッチ領域１３ｃと重なる領域が表示パネル７の厚さ方向に撓み易くなっているので、振動素子３１の振動によって振動し易い。したがって、基材９の振動がフォーム材１１で吸収されても、基材９に可撓領域９ｃを設けない場合に比べ、振動素子３１の振動を、基材９の可撓領域９ｃ及び表皮１３のスイッチ領域１３ｃを介してユーザの指に効率良く伝搬できる。

したがって、上記実施形態１によると、振動素子３１の振動を共通の中間部材２５を介して複数の可撓領域９ｃに伝搬させるようにしたので、振動素子３１を可撓領域９ｃ毎に設けなくてよい。したがって、振動素子３１の個数を減らすことにより、製造コストを削減できる。

また、中間部材２５の一部が遮光壁部２５ａを構成しているので、遮光用の部材を中間部材２５又は表示パネル７に取り付ける手間が必要ない。また、遮光用の部材を中間部材２５とは別に設ける場合に比べ、部品点数を削減できる。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係るスイッチ装置１を示す。本実施形態２では、中間部材２５が中間部材本体２７だけで構成されている。つまり、中間部材２５に塗膜２９が形成されていない。そして、中間部材本体２７、すなわち中間部材２５全体が、不透光性の硬質樹脂で構成されている。したがって、遮光壁部２５ａが、筒状壁部２７ｃだけで構成されている。また、板状部２７ａ及び突出部２７ｂにおける表示パネル７の透光領域（表皮１３の表示領域１３ａ）７ａと重なる領域に、表裏方向に貫通する貫通孔２７ｄが形成されている。

そして、ＬＥＤ２３の光Ｌは、貫通孔２７ｄを通過して静電センサ１９、基材９、及びフォーム材１１を介して表皮１３に裏側から照射される。

その他の構成は、上記実施形態１と同じであるので同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、上記実施形態２によると、中間部材２５に実施形態１のような塗膜２９を形成しなくてよいので、中間部材２５の製造が容易になる。

（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係るスイッチ装置１を示す。本実施形態３では、基板２１に、中間部材２５が取り付けられておらず、３つの振動素子３１が車幅方向に互いに間隔を空けて取り付けられている。そして、各振動素子３１が、静電センサ１９における上記基材９の各可撓領域９ｃと重なる領域の一部に裏側から当接している。また、各振動素子３１は、その振動素子３１と重なるスイッチ領域１３ｃへの表側からの指の接近が静電センサ１９により検知されたときに振動し、その振動素子３１と重ならないスイッチ領域１３ｃへの表側からの指の接近が静電センサ１９により検知されたときには振動しない。

その他の構成は、上記実施形態１と同じであるので同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、上記実施形態３によると、振動素子３１と基材９の可撓領域９ｃとの間に中間部材２５が介在していないので、振動素子３１の振動を、基材９の可撓領域９ｃ及び表皮１３のスイッチ領域１３ｃを介してユーザの指により効率良く伝搬できる。

（実施形態４）
図６は、実施形態４の図３相当図である。本実施形態４では、基材９の各可撓領域９ｃの上端縁の車幅方向中央部、下端縁の車幅方向中央部、及び車幅方向両端縁の上下方向中央部と、当該可撓領域９ｃの外周側の本体部９ｂとの間に、平坦な４つの薄肉部９ｄが両者を一体に橋絡するように形成されている。各薄肉部９ｄは、本体部９ｂと共通の材料で本体部９ｂよりも薄肉に形成されている。各可撓領域９ｃの周方向に隣り合う薄肉部９ｄの間には、当該可撓領域９ｃの周方向に延びるスリット９ｅが形成されている。

その他の構成は、上記実施形態１と同じであるので同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、上記実施形態４によると、薄肉部９ｄが本体部９ｂと共通の材料で本体部９ｂと一体に形成されているので、基材９の薄肉部９ｄを本体部９ｂと同時に成形できる。したがって、実施形態１のように弾性部９ａを二色成形により形成する場合に比べ、基材９の成形を容易にできる。

なお、上記実施形態１，４では、中間部材２５に塗膜２９を形成する代わりに、不透光性の遮光部材を筒状壁部２７ｃの内側に嵌合させるようにしてもよい。

また、上記実施形態１〜３では、弾性部９ａを二色成形により形成したが、略正方形筒状の筒状部と当該筒状部の両端部から内周側及び外周側に張り出すフランジ部とを有する弾性部材を、内周側のフランジ部が基材９の可撓領域９ｃの外周縁部に表裏両側から対向し、かつ外周側のフランジ部が、可撓領域９ｃの外周側の本体部９ｂの内周縁部に表裏両側から対向するように基材９の本体部９ｂに嵌め込むようにしてもよい。

また、上記実施形態１〜３では、基材９における弾性部９ａに囲まれた領域を可撓領域９ｃとしたが、基材９に平面視コ字状のスリットを形成し、当該スリットに囲まれた領域を可撓領域９ｃとしてもよい。

また、上記実施形態１〜４では、表皮１３と基材９との間にフォーム材１１を設けたが、フォーム材１１を設けず基材９の表面に直接表皮１３を積層してもよい。

また、上記実施形態１〜４では、表皮１３を、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の伸縮性を有する材料で構成したが、伸縮性が小さい織物等で構成してもよい。

また、上記実施形態１〜４では、検知手段を、静電センサ１９としたが、表皮１３のスイッチ領域１３ｃへの表側からの押圧を検知する感圧センサとしてもよい。そして、振動素子３１が、表皮１３のスイッチ領域１３ｃへの表側からの押圧が感圧センサにより検知されたときに表示パネル７の厚さ方向への振動を発生させるようにしてもよい。

また、上記実施形態１〜４では、基材９に可撓領域９ｃを３個設けたが、１個だけ設けてもよいし、３個以外の複数個設けてもよい。

また、上記実施形態１〜４では、表示パネル７に透光領域７ａを３個設けたが、１個だけ設けてもよいし、３個以外の複数個設けてもよい。同様に、ＬＥＤ２３も、１個だけ設けてもよいし、３個以外の複数個設けてもよい。

また、上記実施形態１〜４では、各透光領域７ａの表皮１３（表示領域１３ａ）が、スイッチ領域１３ｃの一部を構成したが、スイッチ領域１３ｃの全体を構成してもよい。

また、上記実施形態１〜４では、振動素子３１が表示パネル７の厚さ方向への振動を発生させたが、基材９の表面に沿う所定の方向への振動を発生させるようにしてもよい。

また、上記実施形態１〜４では、基材９の可撓領域９ｃの外周部に弾性部９ａ又は薄肉部９ｄを設けたが、基材９の可撓領域９ｃの裏側に弾性部９ａを設けることにより、可撓領域９ｃをその外周側の領域よりも撓み易くしてもよい。

また、上記実施形態４では、薄肉部９ｄを各可撓領域９ｃの周方向に間隔を空けて設けたが、各可撓領域９ｃの周方向全体に連続するように設けてもよい。

また、上記実施形態４では、薄肉部９ｄを略平坦に形成したが、薄肉部９ｄが可撓領域９ｃの内外方向に伸縮しやすくなるように、表側又は裏側に湾曲する湾曲部を薄肉部９ｄに形成してもよい。

本発明は、略板状の基材、及び当該基材の表側に配設された表皮を有する表示パネルと、上記表示パネルの表皮の所定のスイッチ領域への表側からの押圧又は指の接近を検知する検知手段とを備えたスイッチ装置として有用である。

１ スイッチ装置
７ 表示パネル
７ａ 透光領域
７ｂ 不透光領域
９ 基材
９ｃ 可撓領域
１３ 表皮
１３ｃ スイッチ領域
１９ 静電センサ（検知手段）
２３ ＬＥＤ（光源）
２５ 中間部材
２５ａ 遮光壁部
３１ 振動素子

Claims (3)

1. 略板状の基材(9)、及び当該基材(9)の表側に配設された表皮(13)を有する表示パネル(7)と、
   上記表示パネル(7)の表皮(13)の所定のスイッチ領域(13c)への表側からの押圧又は指の接近を検知する検知手段(19)とを備えたスイッチ装置であって、
   上記基材(9)には、その外周側の領域よりも所定の方向に撓み易い可撓領域(9c)が設けられ、
   上記スイッチ領域(13c)は、上記表皮(13)における上記基材(9)の可撓領域(9c)と重なる領域であり、
   上記基材(9)の可撓領域(9c)には、上記検知手段(19)により上記表皮(13)のスイッチ領域(13c)への表側からの押圧又は指の接近が検知されたときに上記所定の方向への振動を発生させる振動素子(31)が接続されていることを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１に記載のスイッチ装置において、
   上記基材(9)の可撓領域(9c)が、複数設けられ、
   上記基材(9)の複数の可撓領域(9c)には、共通の中間部材(25)が裏側から接続され、当該中間部材(25)には、上記振動素子(31)が接続されていることを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項２に記載のスイッチ装置において、
   上記表示パネル(7)は、透光性の複数の透光領域(7a)と、当該透光領域(7a)を互いに仕切る不透光性の不透光領域(7b)とを有し、各透光領域(7a)の表皮(13)が、上記スイッチ領域(13c)の少なくとも一部を構成し、
   上記表示パネル(7)の裏側には、複数の光源(23)が上記表示パネル(7)の複数の透光領域(7a)にそれぞれ裏側から対向するように配設され、
   上記中間部材(25)には、各光源(23)から当該光源(23)に対向する透光領域(7a)とは異なる透光領域(7a)に上記表示パネル(7)の裏側から入射する光(L)を遮断する遮光壁部(25a)が形成されていることを特徴とするスイッチ装置。

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