JP4050131B2

JP4050131B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP4050131B2
Application number: JP2002327212A
Authority: JP
Inventors: 敏明天野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004164928A; EP1418603B1; DE60304271D1; DE60304271T2; EP1418603A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面パネル側の操作キーを押圧操作することによって、前面パネルの裏面側に設置されているスイッチ素子を作動させるスイッチ装置に係り、特に、車載用として好適なスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーエアコンやカーオーディオ等の車載用電子機器の前面パネル（コントロールパネル）には、各種の操作キーや表示部が配設されている。これらの操作キーは、前面パネルの裏面側に配設されているプッシュスイッチ等のスイッチ素子を作動させるためのもので、従来は図７に示すように、上端側が軸支された操作キー１を前方から押し込むと、駆動棒２を介してスイッチ素子３が押圧駆動されるという構成のスイッチ装置が広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７に示す従来のスイッチ装置において、操作キー１の上端部には軸部１ａが設けられている。この軸部１ａは、支持ケース４に設けられた保持板部４ａに軸支されているので、操作キー１は、軸部１ａを回転軸として所定の角度範囲内で回動可能な状態で、支持ケース４に支持されている。前面パネル５には、操作キー１を配置させるための開口部５ａが設けられており、操作キー１に矢印Ｆで示す押圧操作力を加えると、この操作キー１は開口部５ａ内を奥側（図示右側）へと移動する。前面パネル４の裏面側のスペースには回路基板６が立設されており、この回路基板６にプッシュタイプのスイッチ素子３が実装されている。操作キー１の下端部とスイッチ素子３との間には駆動棒２が介設されており、操作キー１が押圧操作されると駆動棒２は回路基板６に向かって移動する。
【０００４】
したがって、操作キー１を押圧操作して駆動棒２を所定ストローク移動させることにより、スイッチ素子３をオン動作させることができる。また、かかるオン状態で操作力を除去すれば、オフ位置へと戻るスイッチ素子３の自己復帰力により、駆動棒２を介して操作キー１が押し戻されるため、操作キー１は当初の非操作位置へと自動復帰する。なお、操作キー１の上端部を、支持ケース４ではなく前面パネル５によって回動可能に支持するという構成のスイッチ装置も一般に知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４９７８号公報（図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスイッチ装置を組み込む際には、その操作キー１と同程度の大きさの開口部５ａを前面パネル５に確保しなければならないが、近年、車載用電子機器の前面パネルにおいては多機能化に伴い表示部が大型化し操作キーの数も増える傾向にあるため、操作キー１用の開口部５ａを前面パネル５に数多く設けることが次第に困難になってきている。また、前面パネル５の小型化が促進された場合にも、操作キー１用の開口部５ａを必要数だけ確保することは次第に困難となる。もちろん、操作キー１を小さくすれば開口部５ａも小さくて済むが、こうすると操作性が著しく悪化するので好ましくない。そこで最近、電子機器の多機能化や前面パネルの小型化に対応するために、前面パネルに設ける操作キー用の開口部が小さくて済む新たな構造のスイッチ装置が要望されている。
【０００７】
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、操作性が良好で、かつ前面パネルに操作キー用の大きな開口部を設ける必要がないスイッチ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する解決手段として、本発明のスイッチ装置では、下向きに押圧操作される操作キーを前面パネルの表面側に配置させて回動可能に支持された操作部材と、該操作部材に係合して前記操作キーに対する押圧操作により回転駆動される駆動レバーと、回転駆動する前記駆動レバーに押圧駆動されるスイッチ素子とを備え、前記スイッチ素子は、起立姿勢に保持された回路基板に実装され、前記前面パネルは、前記回路基板に実装された発光手段によって照光される表示部が設けられているという構成にした。
【０００９】
このように構成されるスイッチ装置は、前面パネルの手前に突出させた操作キーを下向きに押圧操作することにより、駆動レバーを介してスイッチ素子が押圧駆動できるというものなので、鍵盤を操作するような容易さで上向きの操作キーを操作することができると共に、前面パネルに操作キー用の大きな開口部を設ける必要がなくなる。
【００１０】
かかるスイッチ装置は、操作部材に対する操作力の作用点と該操作部材の回転中心とを結ぶ第１の直線と、スイッチ素子に対する操作力の作用点と前記回転中心とを結ぶ第２の直線とのなす角度が、操作時に増大するように構成しておくことにより、前面パネルの表面の下端部に操作キーを配置させて、かつスイッチ素子を前面パネルの裏面側の任意の高さ位置に配置させることが可能となるため、操作キーが前面パネルの意匠性や操作性を損なう恐れがなくなると共に、スイッチ素子等を実装する回路基板を所望の位置に配置させやすくなる。
【００１１】
例えば、スイッチ素子を、起立姿勢に保持された回路基板に実装しておけば、このスイッチ素子と同一面に実装される光源等の他の電子部品を前面パネルと対向させることができる。また、この場合、駆動レバーと回路基板との間隔を、該駆動レバーの回転軸の半径よりも小なる間隔に設定しておけば、過大な操作力や衝撃等が作用して該回転軸がその軸受部から脱落しそうになっても、該回転軸または該軸受部を有する駆動レバーが回路基板に位置規制されるため脱落事故を回避することができる。したがって、駆動レバーをその支持部材にスナップ嵌合させるという簡便な取付構造を採用しても十分な取付強度が得られることになって、組立性の向上や部品点数の削減が図りやすくなる。
【００１２】
また、操作部材が、前面パネルの表面へ突出する操作キーと、該前面パネルの裏面側に配置されて回動可能に支持されたキー保持体とを連結して構成され、該キー保持体を駆動レバーに係合させるようにしたスイッチ装置においては、前面パネルの表裏両側から操作キーとキー保持体とを連結することができるため、操作部材用として前面パネルに必要な開口部が極めて小さくて済む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本実施形態例に係るスイッチ装置を組み込んだスイッチユニットの断面図、図２は該スイッチユニットの分解斜視図、図３は該スイッチ装置の動作説明図、図４は図１，２に示す支持部材の断面図、図５は図１，２に示す前面パネルの背面図、図６は該前面パネルの断面図である。
【００１４】
図１，２に示すスイッチユニット１０は、車載用電子機器の一部であって、前面パネル１１と、支持ケース１３を含む複数のスイッチ装置１２と、ゴムシート２２を載置した回路基板１４と、コネクタ１５およびカバー１６とによって主に構成されている。ここで、各スイッチ装置１２は、操作キー１７およびキー保持レバー１８を連結してなる操作部材１９と、このキー保持レバー１８に回転駆動される駆動レバー２０と、この駆動レバー２０に押圧駆動されるプッシュタイプの一対のスイッチ素子２１と、キー保持レバー１８および駆動レバー２０を回転可能に支持する支持ケース１３とによって構成され、支持ケース１３は複数のスイッチ装置１２で共有されている。なお、スイッチ素子２１は、ゴムシート２２に突設されたドーム形状のクリックゴム２２ａの内部に設けられている可動接点部２２ｂと、回路基板１４に設けられている固定接点部１４ａとを、接離可能に対向させてなる公知のもので、クリックゴム２２ａを所定ストローク押し込んで座屈させることにより可動接点部２２ｂが固定接点部１４ａに当接するようになっている。
【００１５】
前面パネル１１には、各操作キー１７の連結軸１７ａを配置させるための複数の開口部１１ａや、回路基板１４に実装された発光ダイオード２３の光によって照光する複数の表示部１１ｂが設けられている。また、前面パネル１１の裏面には、図５，６に示すように補強リブ１１ｃが突設されている。この前面パネル１１は、支持ケース１３の前端部に取り付けられる。
【００１６】
操作キー１７は、その被押圧面１７ｂを上に向けた姿勢で、前面パネル１１の表面側に配置され、下向きに押圧操作される。操作キー１７の連結軸１７ａは前面パネル１１の開口部１１ａを貫通して、キー保持レバー１８の嵌合穴１８ａに圧入されている。そして、嵌合穴１８ａに圧入した連結軸１７ａとキー保持レバー１８とが固定ねじ２４によって固定されている。それゆえ、操作部材１９を構成する操作キー１７とキー保持レバー１８は強固に連結されている。キー保持レバー１８の両側部には取付板１８ｂが突設されており、各取付板１８ｂには、支持ケース１３の前部に突設されている保持板部１３ａのボス１３ｂが挿入される軸孔１８ｃが形成されている。保持板部１３ａは板厚方向に可撓性を有するため、組立時には、相対向する一対の保持板部１３ａの間にキー保持レバー１８を押し込んでいくことにより、各軸孔１８ｃ内に回転軸となるボス１３ｂをスナップインさせて、キー保持レバー１８を支持ケース１３に回動可能に支持された状態となすことができる。また、こうしてキー保持レバー１８を支持ケース１３の前部にスナップ嵌合させた後、前面パネル１１を支持ケース１３に取り付けると、保持板部１３ａの撓みを規制する位置に前記補強リブ１１ｃが配置される。さらに、キー保持レバー１８には嵌合穴１８ａを挟む両肩部分に、駆動レバー２０の突出片２０ａが搭載される一対の係合面１８ｄが設けられている。
【００１７】
駆動レバー２０の両側部には、支持ケース１３の後部に突設されているボス１３ｃが挿入される軸孔２０ｂと、この軸孔２０ｂに隣接してボス１３ｃの約半周分と係合する軸受部２０ｃとが形成されている。そして、各軸孔２０ｂに支持ケース１３のボス１３ｃをスナップインさせて、各突出片２０ａをキー保持レバー１８の係合面１８ｄ上に搭載することにより、駆動レバー２０を、キー保持レバー１８に係合しつつ支持ケース１３に回動可能に支持された状態となすことができる。また、こうして駆動レバー２０を支持ケース１３の後部にスナップ嵌合させた後、駆動レバー２０の背面と対向する位置に、ゴムシート２２を載置した回路基板１４を設置するが、このとき、図３に示すように駆動レバー２０と回路基板１４との間隔ｄが、駆動レバー２０の回転軸となるボス１３ｃの半径ｒよりも小さくなるように設定しておく。これにより、大きな外力が作用して駆動レバー２０が位置ずれを起こしたとしても、回路基板１４の規制を受けるため、軸受部２０ｃからボス１３ｃが外れるような位置ずれは回避できる。なお、駆動レバー２０の上端部は、クリックゴム２２ａの頂部に常時当接する押圧部２０ｄとなっている。
【００１８】
回路基板１４は背面側がカバー１６によって支持され、このカバー１６は裏蓋として支持ケース１３に取り付けられる。また、回路基板１４に載置されたゴムシート２２のクリックゴム２２ａは、駆動レバー２０の押圧部２０ｄにプリテンションを加えた状態で組み込まれる。この回路基板１４にはコネクタ１５が接続され、このコネクタ１５から導出されるケ−ブル２５がカバー１６の背面から外方へ引き出される。
【００１９】
このように構成されるスイッチユニット１０を組み立てる際には、まず、前面パネル１１の開口部１１ａに挿通した操作キー１７の連結軸１７ａをキー保持レバー１８の嵌合穴１８ａに圧入した後、固定ねじ２４を締結して一体品の操作部材１９となす。次に、回転軸となるボス１３ｂを軸孔１８ｃ内にスナップインさせることにより、操作部材１９を支持ケース１３の前部に回動可能に取り付ける。続いて、前面パネル１１を支持ケース１３の前端部に取り付ける。しかる後、回転軸となるボス１３ｃを軸孔２０ｂ内にスナップインさせることにより、駆動レバー２０を支持ケース１３の後部に回動可能に取り付けると共に、この駆動レバー２０の突出片２０ａをキー保持レバー１８の係合面１８ｄ上に搭載する。そして、ゴムシート２２を載置した回路基板１４にコネクタ１５を接続して、駆動レバー２０の背面側に立設した後、これら回路基板１４およびコネクタ１５を背面側から支持するカバー１６を、裏蓋として支持ケース１３に取り付けて、組立を完了する。
【００２０】
次に、上述したスイッチユニット１０の動作について説明する。非操作時にはクリックゴム２２ａからのプリテンションによって、駆動レバー２０の突出片２０ａがキー保持レバー１８の係合面１８ｄを下向きに付勢しているため、操作部材１９は図１に実線で示す姿勢に保持されており、操作キー１７は回動範囲内の最上点に位置している。
【００２１】
この状態で、操作者が操作キー１７の被押圧面１７ｂを下向きに押し込むと、連結軸１７ａを介してキー保持レバー１８が回転駆動されるため、ボス１３ｂを回転軸として操作部材１９は図１の反時計回り（図３の矢印Ａ方向）に回転し、それに伴い係合面１８ｄが突出片２０ａを押し上げて、駆動レバー２０が図３の矢印Ｂ方向に回転し、押圧部２０ｄがクリックゴム２２ａを押し込んでいく。そして、操作キー１７が図１に鎖線で示す位置まで押し下げられると、押圧部２０ｄに所定ストローク押し込まれたクリックゴム２２ａが座屈して、可動接点部２２ｂが固定接点部１４ａに当接し、スイッチ素子２１がオフからオン状態へと切り替わる。
【００２２】
つまり、本実施形態例に係るスイッチ装置１２は図３に示すように、操作部材１９に対する操作力の作用点と該操作部材１９の回転中心Ｐとを結ぶ第１の直線Ｌ１と、スイッチ素子２１に対する操作力の作用点と該回転中心Ｐとを結ぶ第２の直線Ｌ２とのなす角度αが、操作時に増大するようになっている。これに対して図７に示す従来のスイッチ装置では、この角度αが操作時に減少するようになっている。換言するなら、本実施形態例に係るスイッチ装置１２の場合、操作キー１７の被押圧面１７ｂが操作時にスイッチ素子２１から遠ざかるように構成されている。
【００２３】
また、かかるオン状態で操作キー１７に対する操作力を除去すれば、座屈していたクリックゴム２２ａが自身の弾性で元のドーム形状に戻るため、可動接点部２２ｂが固定接点部１４ａから離れてスイッチ素子２１はオフ状態へと戻り、かつ、クリックゴム２２ａに押し戻された駆動レバー２０の突出片２０ａがキー保持レバー１８の係合面１８ｄを押し下げるため、操作部材１９は逆向きに回転して当初の非操作位置まで自動復帰する。
【００２４】
このように本実施形態例に係るスイッチ装置１２は、前面パネル１１の表面側に突出させた操作キー１７を下向きに押圧操作することにより、駆動レバー２０を介してスイッチ素子２１が押圧駆動できるというものなので、鍵盤を操作するような容易さで上向きの操作キー１７を操作することができる。また、前面パネル１１に必要な操作部材１９用の開口部１１ａを、連結軸１７ａの昇降を許容する程度の小さな開口となすことができるため、前面パネル１１にスペースの余裕が生まれて電子機器の多機能化に対応させやすく、前面パネル１１自体の小型化も図りやすくなっている。
【００２５】
また、このスイッチ装置１２は、操作キー１７の被押圧面１７ｂが操作時にスイッチ素子２１から遠ざかるように構成されているため、前面パネル１１の表面の下端部に操作キー１７を配置させつつ、前面パネル１１の奥に立設した回路基板１４の任意の高さ位置にスイッチ素子２１が配置できるようになっている。それゆえ、操作キー１７が前面パネル１１の意匠性を損なう心配はなく、かつ、前面パネル１１に対向させることが好ましい発光ダイオード２３等の他の電子部品が回路基板１４の所望の位置に実装できるようになっている。
【００２６】
しかも、本実施形態例では、駆動レバー２０と回路基板１４との間隔ｄが、駆動レバー２０の回転軸であるボス１３ｃの半径ｒよりも小なる狭さに設定してあるため、過大な操作力や衝撃等が作用してボス１３ｃが軸受部２０ｃから脱落しそうになっても、軸受部２０ｃを有する駆動レバー２０は回路基板１４に位置規制されて、脱落事故が回避できるようになっている。そのため、駆動レバー２０を支持ケース１３の後部にスナップ嵌合させるという簡便な取付構造を採用しつつ、十分な取付強度が得られることになって、組立性の向上や部品点数の削減に有利である。
【００２７】
なお、本実施形態例では、操作部材１９側の軸孔１８ｃと駆動レバー２０側の軸孔２０ｂにそれぞれ、支持ケース１３側のボス１３ｂとボス１３ｃを挿入して回転軸となしているが、操作部材１９側や駆動レバー２０側に回転軸を設けて、支持ケース１３側に軸受部を設ける構成にしてもよい。また、本実施形態例では１個の操作キー１７によって２個のスイッチ素子２１が同時にオン動作するスイッチ装置１２について例示しているが、１個の操作キー１７に１個または３個以上のスイッチ素子２１を対応させる構成であってもよく、スイッチ素子自体の構成も適宜選択可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】
前面パネルの表面側に突出させた操作キーを下向きに押圧操作することにより駆動レバーを回転させて、この駆動レバーがスイッチ素子を押圧駆動するというスイッチ装置なので、鍵盤を操作するような容易さで上向きの操作キーを操作することができる。また、前面パネルに操作キー用の大きな開口部を設ける必要がなくなるため、前面パネルにスペースの余裕が生まれて電子機器の多機能化に対応させやすく、前面パネルの小型化も図りやすくなる。
【００３０】
また、駆動レバーと回路基板との間隔を、該駆動レバーの回転軸の半径よりも小なる間隔に設定しておけば、過大な操作力や衝撃等が作用して該回転軸がその軸受部から脱落しそうになっても、該回転軸または該軸受部を有する駆動レバーが回路基板に位置規制されるため脱落事故を回避することができる。それゆえ、駆動レバーをその支持部材にスナップ嵌合させるという簡便な取付構造を採用しても十分な取付強度が得られることになって、組立性の向上や部品点数の削減が図りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例に係るスイッチ装置を組み込んだスイッチユニットの断面図である。
【図２】該スイッチユニットの分解斜視図である。
【図３】該スイッチ装置の動作説明図である。
【図４】図１，２に示す支持部材の断面図である。
【図５】図１，２に示す前面パネルの背面図である。
【図６】該前面パネルの断面図である。
【図７】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１０スイッチユニット
１１前面パネル
１１ａ開口部
１２スイッチ装置
１３支持ケース（支持部材）
１３ａ保持板部
１３ｂ，１３ｃボス
１４回路基板
１７操作キー
１７ａ連結軸
１８キー保持レバー（キー保持体）
１８ｃ軸孔
１８ｄ係合面
１９操作部材
２０駆動レバー
２０ａ突出片
２０ｂ軸孔
２０ｃ軸受部
２１スイッチ素子
２２ａクリックゴム
２４固定ねじ

Claims

下向きに押圧操作される操作キーを前面パネルの表面側に配置させて回動可能に支持された操作部材と、該操作部材に係合して前記操作キーに対する押圧操作により回転駆動される駆動レバーと、回転駆動する前記駆動レバーに押圧駆動されるスイッチ素子とを備え、
前記スイッチ素子は、起立姿勢に保持された回路基板に実装され、
前記前面パネルは、前記回路基板に実装された発光手段によって照光される表示部が設けられていることを特徴とするスイッチ装置。
請求項１の記載において、前記操作部材に対する操作力の作用点と該操作部材の回転中心とを結ぶ第１の直線と、前記スイッチ素子に対する操作力の作用点と前記回転中心とを結ぶ第２の直線とのなす角度が、前記操作キーの押圧操作時に増大するように構成したことを特徴とするスイッチ装置。
請求項１の記載において、前記操作部材は、前記前面パネルの表面に突出する前記操作キーと、前記操作キーの連結軸に連結され前記前面パネルの裏面側に配置されて回動可能に支持されたキー保持体とから構成され、前記連結軸は、前記前面パネルの開口部を貫通することを特徴とするスイッチ装置。
請求項１の記載において、前記駆動レバーと前記回路基板との間隔を、前記駆動レバーの回転軸の半径よりも小なる間隔にしたことを特徴とするスイッチ装置。
請求項１〜４のいずれかの記載において、前記操作部材が、前記前面パネルの手前へ突出する前記操作キーと、前記前面パネルの裏面側に配置されて回動可能に支持されたキー保持体とを連結して構成され、前記キー保持体を前記駆動レバーに係合させたことを特徴とするスイッチ装置。