JP2021089844A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの意図しない操作の検出を抑制することができるスイッチ装置を提供する。【解決手段】スイッチ装置１は、操作がなされる操作ノブ１０と、操作による操作ノブ１０の傾きを検出して開閉状態が切り替わる複数のスイッチと、操作ノブ１０の裏面１０１側から突出するボス１４と、操作ノブ１０の傾きに応じたボス１４の移動を案内することで操作ノブ１０の傾き方向を規定して隣接したスイッチの開閉状態の切り替わりを抑制する案内部４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチ装置に関する。

従来の技術として、基板上に設けられた複数のスイッチと、この複数のスイッチを押圧するための複数の突起と、複数の突起を有するキートップと、キートップの中央部下面から垂下させて基板面に当接する柱部材と、を備えた多方向スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

複数の突起は、柱部材の周りに設けられ、各スイッチと若干の間隙をもって配置されている。従って多方向スイッチは、全てのスイッチが押し下げされることを防止することができる。

特開２００１−１４８２１８号公報

このような従来の多方向スイッチは、例えば、隣接するスイッチの間のキートップが押し下げられた場合、この隣接するスイッチが共にオン状態となり、ユーザの意図しない操作の検出に繋がる可能性がある。

従って本発明の目的は、ユーザの意図しない操作の検出を抑制することができるスイッチ装置を提供することにある。

本発明の一態様は、操作がなされる操作ノブと、操作による操作ノブの傾きを検出して開閉状態が切り替わる複数のスイッチと、操作ノブの裏面側から突出するボスと、操作ノブの傾きに応じたボスの移動を案内することで操作ノブの傾き方向を規定して隣接したスイッチの開閉状態の切り替わりを抑制する案内部と、を備えたスイッチ装置を提供する。

本発明によれば、ユーザの意図しない操作の検出を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係るスイッチ装置が配置されたステアリングの一例を示す図であり、図１（ｂ）は、スイッチ装置のブロック図の一例である。 図２（ａ）は、実施の形態に係る操作ノブの一例を示す上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のII（ｂ）-II（ｂ）線で切断したスイッチ装置の一例を示す断面図であり、図２（ｃ）は、スイッチと第１の貫通孔の位置関係の一例を示す図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係る第１の貫通孔の中央部にボスが収まる場合の第１の貫通孔の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、中央部にボスが収まらない場合の第１の貫通孔の一例を示す図であり、図３（ｃ）は、変形例に係る第１の貫通孔の一例を示す図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るスイッチ装置は、操作がなされる操作ノブと、操作による操作ノブの傾きを検出して開閉状態が切り替わる複数のスイッチと、操作ノブの裏面側から突出するボスと、操作ノブの傾きに応じたボスの移動を案内することで操作ノブの傾き方向を規定して隣接したスイッチの開閉状態の切り替わりを抑制する案内部と、を備えて概略構成されている。

このスイッチ装置は、案内部によって隣接したスイッチの開閉状態の切り替わりを抑制するので、この構成を採用しない場合と比べて、隣接したスイッチの切り替わりによるユーザの意図しない操作の検出を抑制することができる。

[実施の形態]
（スイッチ装置１の概要）
図１（ａ）は、スイッチ装置が配置されたステアリングの一例を示す図であり、図１（ｂ）は、スイッチ装置のブロック図の一例である。図２（ａ）は、操作ノブの一例を示す上面図であり、図２（ｂ）は、スイッチ装置の一例を示す断面図であり、図２（ｃ）は、スイッチと第１の貫通孔の位置関係の一例を示す図である。なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）では、主な信号の流れを矢印で示している。

本実施の形態のスイッチ装置１は、一例として、図１（ａ）に示すように、車両のステアリング８の左側のスポーク部８１と右側のスポーク部８２に配置されている。スイッチ装置１がスポーク部８１及びスポーク部８２に配置されることにより、ユーザは、ステアリングホイール８０を把持しながらスイッチ装置１を操作することができる。なおスイッチ装置１は、ステアリング８に限定されず、車両のドアのアームレスト、運転席と助手席の間のフロアコンソール、運転席と助手席の斜め前方に位置するセンターコンソール、電子機器などに配置されても良い。また左右は、運転席に着座するユーザから見て左右方向、つまり車両の左右を示している。上下は、車両の上下（天井と床）を示している。スイッチ装置１は、ステアリング８に配置されているので、上下左右が車両の上下左右に対応する。

スイッチ装置１は、図１（ｂ）〜図２（ｃ）に示すように、操作がなされる操作ノブ１０と、操作による操作ノブ１０の傾きを検出して開閉状態が切り替わる複数のスイッチと、操作ノブ１０の裏面１０１側から突出するボス１４と、操作ノブ１０の傾きに応じたボス１４の移動を案内することで操作ノブ１０の傾き方向を規定して隣接したスイッチの開閉状態の切り替わりを抑制する案内部４と、を備えて概略構成されている。

操作ノブ１０は、図２（ａ）に示すように、操作面１００が第１の領域１０２〜第４の領域１０５に分かれ、それぞれの領域になされたプッシュ操作を検出するように構成されている。従ってスイッチ装置１は、図１（ｂ）に示すように、複数のスイッチとして第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄを備えている。またスイッチ装置１は、第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄから出力されるスイッチ信号Ｓ_１〜スイッチ信号Ｓ_４が入力する制御部５を備えている。

スイッチ装置１は、図２（ｂ）に示すように、第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄが配置された基板３を有している。この基板３は、操作ノブ１０と案内部４の間に配置され、ボス１４が貫通する第２の貫通孔３１を有している。

（操作ノブ１０の構成）
操作ノブ１０は、図２（ａ）に示すように、操作面１００が矩形状を有した板形状を備えている。この操作面１００は、図２（ｂ）に示すように、中央が凹んですり鉢状になっている。操作ノブ１０は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。

操作ノブ１０は、矩形状の中央部１０６を中央に有している。第１の領域１０２〜第４の領域１０５は、この中央部１０６の各辺に向かって傾斜している。第１の領域１０２は、図２（ａ）に示すように、上側に位置している。第２の領域１０３〜第４の領域１０５は、第１の領域１０２を基準として時計回りに位置している。

第１の領域１０２になされたプッシュ操作は、第１のスイッチ２ａによって検出される。第２の領域１０３になされたプッシュ操作は、第２のスイッチ２ｂによって検出される。第３の領域１０４になされたプッシュ操作は、第３のスイッチ２ｃによって検出される。第４の領域１０５になされたプッシュ操作は、第４のスイッチ２ｄによって検出される。

図２（ｂ）は、第４の領域１０５にプッシュ操作がなされた状態を示している。この際、操作ノブ１０は、図２（ｂ）の紙面において左側に傾き、第４のスイッチ２ｄの開閉状態をオン状態に切り替える。この際、ボス１４は、図２（ｂ）の紙面の右方向に移動する。なお第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、操作がなされていない状態では、オフ状態であり、操作を検出すると、オン状態に開閉状態が切り替わるものとするが、切り替わりが逆の状態であっても良い。

操作ノブ１０は、裏面１０１側に、押子１２ａ〜押子１２ｄが設けられている。第１の領域１０２には、押子１２ａが設けられ、第１のスイッチ２ａと接触している。第２の領域１０３には、押子１２ｂが設けられ、第２のスイッチ２ｂと接触している。第３の領域１０４には、押子１２ｃが設けられ、第３のスイッチ２ｃと接触している。そして第４の領域１０５には、押子１２ｄが設けられ、第４のスイッチ２ｄと接触している。

（ボス１４の構成）
ボス１４は、操作ノブ１０の裏面１０１の中央から突出している。ボス１４は、一例として、樹脂材料や金属材料を用いて円柱形状に形成されている。ボス１４は、操作ノブ１０と一体で形成されても良いし、取り付けられても良い。なおボス１４の形状は、円柱形状に限定されず、四角柱形状や複数の形状を組み合わせた形状などであっても良い。

ボス１４は、図２（ｂ）に示すように、基板３の第２の貫通孔３１、及び案内部４の第１の貫通孔４０を貫通している。

ボス１４は、操作ノブ１０の傾き方向と逆方向に移動する。第１の領域１０２にプッシュ操作が行われると、操作ノブ１０が第１の領域１０２の方向に傾き、ボス１４が第１の領域１０２と対向する第３の領域１０４の方向に移動する。第２の領域１０３にプッシュ操作が行われると、操作ノブ１０が第２の領域１０３の方向に傾き、ボス１４が第２の領域１０３と対向する第４の領域１０５の方向に移動する。第３の領域１０４にプッシュ操作が行われると、操作ノブ１０が第３の領域１０４の方向に傾き、ボス１４が第３の領域１０４と対向する第１の領域１０２の方向に移動する。そして第４の領域１０５にプッシュ操作が行われると、操作ノブ１０が第４の領域１０５の方向に傾き、ボス１４が第４の領域１０５と対向する第２の領域１０３の方向に移動する。

（第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄの構成）
第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、図２（ｃ）に示すように、後述するスリットに対応する第２の貫通孔３１の周囲の基板３に配置されている。第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、本体２０と、先端部２１と、を備えている。第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、操作ノブ１０になされたプッシュ操作により、先端部２１が本体２０側に押し込まれるとオン状態となる。また第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、操作ノブ１０になされたプッシュ操作が終了すると、先端部２１が元の位置に戻るように構成されている。

第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、操作ノブ１０から初期荷重が印加されて先端部２１が本体２０側に移動した状態となっている。第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄは、初期荷重が印加された状態でオフとなるように構成されている。

（基板３の構成）
基板３は、プリント配線基板である。この基板３は、第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄ、及び制御部５が表面３０に配置されている。基板３には、一例として、円形状を有する第２の貫通孔３１が設けられている。

この第２の貫通孔３１は、図２（ｃ）において点線で示すように、上面視において第１の貫通孔４０より大きい形状を有している。つまり第２の貫通孔３１は、操作ノブ１０の傾きに応じたボス１４の移動によって接触しない程度の貫通孔とされている。なお第２の貫通孔３１の形状は、円形状に限定されず、ボス１４が接触しない形状であれば良い。

（案内部４の構成）
案内部４は、樹脂材料又は金属材料によって板形状に形成されている。案内部４は、ボス１４が貫通する第１の貫通孔４０を有している。第１の貫通孔４０は、スイッチごとの開閉状態の切り替わりを許容された操作ノブ１０の傾き方向にスリットが設けられる。このスリットは、図２（ｃ）に示す第１のスリット４２〜第４のスリット４５である。

また第１の貫通孔４０は、中央に中央部４１を有する。この中央部４１は、正方形状を有している。第１の貫通孔４０は、中央部４１の４つの辺に第１のスリット４２〜第４のスリット４５が設けられている。従って第１の貫通孔４０は、図２（ｃ）に示すように、十字形状を有している。第１の貫通孔４０は、図２（ｃ）に示すように、上側に第１のスリット４２が位置し、時計回りに第２のスリット４３〜第４のスリット４５が位置している。この配置は、操作ノブ１０の第１の領域１０２〜第４の領域１０５に対応している。

第１の貫通孔４０は、図２（ｃ）に示すように、隣接するスリットの間に、ボス１４が接触することによって操作ノブ１０の傾きを規制する第１の規制部４６ａ〜第４の規制部４６ｄを有する。第１の規制部４６ａは、第１のスリット４２と第２のスリット４３とが接続する角である。第２の規制部４６ｂは、第２のスリット４３と第３のスリット４４とが接続する角である。第３の規制部４６ｃは、第３のスリット４４と第４のスリット４５とが接続する角である。第４の規制部４６ｄは、第４のスリット４５と第１のスリット４２とが接続する角である。

第１の規制部４６ａは、第３の領域１０４と第４の領域１０５の境界になされたプッシュ操作、つまり斜め押しにおいてボス１４が接触し、操作ノブ１０の傾きを規制する。第２の規制部４６ｂは、第４の領域１０５と第１の領域１０２の境界になされた斜め押しにおいてボス１４が接触し、操作ノブ１０の傾きを規制する。第３の規制部４６ｃは、第１の領域１０２と第２の領域１０３の境界になされた斜め押しにおいてボス１４が接触し、操作ノブ１０の傾きを規制する。第４の規制部４６ｄは、第２の領域１０３と第３の領域１０４の境界になされた斜め押しにおいてボス１４が接触し、操作ノブ１０の傾きを規制する。

図２（ｂ）に点線で示すボス１４は、第３の領域１０４と第４の領域１０５の境界になされたプッシュ操作により、ボス１４が第１の規制部４６ａに接触した様子を示している。なお変形例として規制部は、角ではなく、ボス１４の形状に合わせて接触後に隣接するスリットに移動し難い形状、例えば、ボス１４が嵌る凹形状としても良い。

図３（ａ）は、中央部にボスが収まる場合の第１の貫通孔の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、中央部にボスが収まらない場合の第１の貫通孔の一例を示す図である。以下では、ボス１４から第１の規制部４６ａまでの距離により、第２のスリット４３の長さを定める一例について説明する。

・ボス１４が中央部４１内に収まる場合
図３（ａ）は、ボス１４の半径をｒ、ボス１４から第１の規制部４６ａまでの距離をｘ、操作がなされていない状態のボス１４から第２のスリット４３の端部４３０までの距離をｙとしている。

ボス１４が中央部４１内に収まる場合、第１の規制部４６ａにボス１４が接触する前にプッシュスイッチがオン状態に切り替わらないようにボス１４の長さや第２のスリット４３の長さなどが定められる。この第２のスリット４３の長さは、ボス１４が移動可能な距離である。

従って少なくともボス１４から第２のスリット４３の端部４３０までの距離ｙは、距離ｘより長くされる。そして第４のスイッチ２ｄがオン状態に切り替わる切替位置Ｔは、ｘより長い必要があるので、ｘ＜Ｔ＜ｙを満たすように定められる。なお他のスリットは、第２のスリット４３と回転対称であるので、第２のスリット４３と同じ長さとして定められる。

・ボス１４が中央部４１内に収まらない場合
図３（ｂ）は、ボス１４の半径をｒ、ボス１４から第１の規制部４６ａまでの距離をｘ、中央部４１からはみ出たボス１４から第１の規制部４６ａまでの距離をｚとしている。

ボス１４が中央部４１より大きい場合、第１の規制部４６ａまでの距離ｘは、ボス１４が中央部４１に収まる場合より短くなる。またボス１４が斜め押しされずに適切に押された場合であってもボス１４が距離ｚ、移動すると第１の規制部４６ａに接触する。

従って第４のスイッチ２ｄがオン状態に切り替わる切替位置Ｔは、ｘ＜Ｔ＜ｚを満たすように定められる。

ここで変形例として第１の貫通孔４０は、図３（ｃ）に示すように、操作ノブ２の傾き方向を規制する溝４７として構成される。この溝４７は、十字形状を有している。溝４７は、一例として、操作ノブ２の傾きに応じてボス１４の先端の軌跡が円弧形状となるので、中央が深く、スリットの端部に向かうにつれて浅い溝となっているが同じ深さで形成されても良い。

また変形例として第１の貫通孔４０は、基板３に設けられても良い。つまり案内部４が基板３であるとしてスイッチ装置１が構成されても良い。

（制御部５の構成）
制御部５は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（＝Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（＝Random Access Memory）及びＲＯＭ（＝Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部５が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部５は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。

制御部５は、第１のスイッチ２ａ〜第４のスイッチ２ｄから出力されるスイッチ信号Ｓ_１〜スイッチ信号Ｓ_４が入力する。制御部５は、入力したスイッチ信号Ｓ_１〜スイッチ信号Ｓ_４に基づいて操作がなされた操作ノブ１０の領域を判定し、判定した結果を操作信号Ｓ_５として電気的に接続された電子機器に出力する。この電子機器は、例えば、車載装置を総合的に制御する制御装置である。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るスイッチ装置１は、ユーザの意図しない操作の検出を抑制することができる。具体的には、スイッチ装置１は、案内部４に設けられた第１の貫通孔４０によって操作ノブ１０の傾き方向を規制するので、この構成を採用しない場合と比べて、隣接したスイッチの切り替わりによるユーザの意図しない操作の検出を抑制することができる。

スイッチ装置１は、ボス１４が移動可能なスリットを設けることで、操作ノブ１０の傾き方向を規制するので、この構成を採用しない場合と比べて、複雑な機構を必要とせず、コストを抑制することができる。またスイッチ装置１は、縦方向には、ボス１４の長さ分の厚みが必要となるが、操作ノブ１０を拡大しなくても斜め押しが規制できるので、小型化することができる。

スイッチ装置１をショートストローク化する場合、部品のばらつきや斜め押しを規制するリブを立てるなどを行う必要があり、操作ノブが必然的に大きくなる。しかし本実施の形態のスイッチ装置１は、第１の貫通孔４０とボス１４によって操作ノブ１０の斜め押しを規制するので、この構成を採用しない場合と比べて、操作ノブ１０を拡大せずにショートストローク化が容易である。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…スイッチ装置、２…操作ノブ、２ａ〜２ｄ…第１のスイッチ〜第４のスイッチ、３…基板、４…案内部、５…制御部、８…ステアリング、１０…操作ノブ、１２ａ〜１２ｄ…押子、１４…ボス、２０…本体、２１…先端部、３０…表面、３１…第２の貫通孔、４０…第１の貫通孔、４１…中央部、４２〜４５…第１のスリット〜第４のスリット、４６ａ〜４６ｄ…第１の規制部〜第４の規制部、４７…溝、８０…ステアリングホイール、８１，８２…スポーク部、１００…操作面、１０１…裏面、１０２〜１０５…第１の領域〜第４の領域、１０６…中央部、４３０…端部

Claims (5)

1. 操作がなされる操作ノブと、
   操作による前記操作ノブの傾きを検出して開閉状態が切り替わる複数のスイッチと、
   前記操作ノブの裏面側から突出するボスと、
   前記操作ノブの傾きに応じた前記ボスの移動を案内することで前記操作ノブの傾き方向を規定して隣接したスイッチの開閉状態の切り替わりを抑制する案内部と、
   を備えたスイッチ装置。
2. 前記案内部は、前記ボスが貫通する第１の貫通孔を有し、
   前記第１の貫通孔は、スイッチごとの開閉状態の切り替わりを許容された前記操作ノブの傾き方向にスリットが設けられる、
   請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記第１の貫通孔は、隣接する前記スリットの間に、前記ボスが接触することによって前記操作ノブの傾きを規制する規制部を有する、
   請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記複数のスイッチが配置された基板を有し、
   前記基板は、前記操作ノブと前記案内部の間に配置され、前記ボスが貫通する第２の貫通孔を有する、
   請求項２又は３に記載のスイッチ装置。
5. 前記複数のスイッチは、前記スリットに対応する前記第２の貫通孔の周囲の前記基板に配置される、
   請求項４に記載のスイッチ装置。

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