JP4238085B2 - 多方向スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用パワーミラー装置などに使用される多方向スイッチに係り、特に、操作軸の操作に所要の操作感触を付与する手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、多方向スイッチの操作部にクリック感触などの操作感触を付与する手段としては、金属板よりなるドーム状の可動接点を操作部にて弾性変形させ、可動接点が弾性変形する際の感触を操作部に伝達するもの(特許文献1参照。)及び該可動接点に代えてラバーシートの中空突部に備えられた可動接点を操作部にて弾性変形させ、中空突部が弾性変形する際の感触を操作部に伝達するものなどが従来より知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−170461(図1、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記各手段のうち、金属板よりなるドーム状の可動接点を操作部にて弾性変形させるもの及びシーソー形の可動接点に操作部を弾接するものは、所要数の可動接点を所定の設定箇所に1つずつ設定しなくてはならないので、スイッチの組立に多大の工数を要し、製品であるスイッチが高コスト化するという問題がある。
【0005】
これに対して、ラバーシートに形成された中空突部を操作部にて弾性変形させるものは、所要数の中空突部が所定の配列で一体に形成されたラバーシートを所定の位置に組み込むだけで全ての感触付与手段(中空突部)の設定を1度に完了できるので、上記他の方式よりもスイッチの組立を効率化でき、製品であるスイッチの低コスト化を図ることができる。
【0006】
しかしながら、ラバーシートは、比較的大きな金型を使用する金型成形によって作製されるので、クリックフィーリングの調整を行う場合には、複数の中空突部について金型を改修せざるを得ず、高額の金型改修費用が必要となって、スイッチの製造コストを十分に低下することができない。
【0007】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであって、その課題とするところは、安価にして操作部に良好な操作感触を付与できる多方向スイッチを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、多方向スイッチを、軸受部と、当該軸受部に揺動自在に支持された操作軸と、当該操作軸の操作に所要の操作感触を付与するカム部とを備え、前記操作軸の先端部には、前記操作軸の軸線方向に往復移動するアクチュエータと、当該アクチュエータを常時一方向に付勢する弾性部材とを設け、前記カム部には、前記アクチュエータを介して前記操作軸を非操作位置に保持する球面状の底部と、当該底部の外周に放射状に形成された4つの第1傾斜面と、当該第1傾斜面の外周においてこれと同一方向の放射状に形成された前記第1傾斜面の傾斜角度よりも傾斜角度が小さい4つの第2傾斜面とを形成し、前記4つの第1傾斜面は、円周方向において凹部となっており、隣り合うそれぞれの境界に突部を形成すると共に、前記4つの第2傾斜面は、円周方向において凹部となっており、隣り合うそれぞれの境界に突部を形成し、かつ前記第1傾斜面と前記第2傾斜面との境界部分に山型の段部を設けるという構成にした。
【0009】
かかる構成によると、アクチュエータがカム部の底部に当接されている状態から操作軸を一方向に揺動すると、カム部の底部に当接されていたアクチュエータが操作軸の揺動方向に対応する所定の第1傾斜面に沿って上方に移動して行き、次いで山型の段部を越えて第2傾斜面に至るので、山型の段部を越える段階で操作軸にクリック感触を付与することができる。そして、1つのカム部を所定の位置に組み込むだけで全ての感触付与手段(山型の段部)の設定を1度に完了できるので、多方向スイッチの組立を効率的に行うことができ、多方向スイッチの組立コストを低減することができる。また、この種のカム部の成形は、クリックフィーリングの調整を行う際の金型の改修が容易であり、金型コストの低減も図ることができる。さらに、改修部を入れ子方式とすれば、金型形状を元に戻すことも容易に行える。したがって、従来の各方式に比べて、製品である多方向スイッチの格段のコスト低減を図ることができる。
【0010】
また、本発明は、前記構成の多方向スイッチにおいて、前記操作軸は、前記軸受部に揺動自在かつ回転自在に支持されているという構成にした。本発明では、多方向スイッチの揺動時のクリックフィーリングを上記のようなカム部とアクチュエータとの組合せによって実現しているが、アクチュエータの当接部を球状にすることにより、操作軸は回転も可能になる。
【0011】
このように、操作軸を軸受部に揺動自在かつ回転自在に支持すると、操作軸の揺動操作のみならず、操作軸の回転操作によっても接点の切替操作を行うことができるので、多方向スイッチのより一層の多機能化を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多方向スイッチの実施の一例を、自動車のサイドミラーの視角調節を電動で行うパワーミラー装置に適用した場合を例にとり、図1乃至図9に基づいて説明する。
【0013】
図1は実施形態例に係る多方向スイッチの平面図、図2は図1のA−A線に沿った断面図、図3は図1のB−B線に沿った断面図、図4は実施形態例に係る多方向スイッチの分解斜視図、図5は実施形態例に係る多方向スイッチに備えられる操作軸の各部の構成を示す説明図、図6は実施形態例に係る多方向スイッチに備えられる操作軸の機能を示す説明図、図7は実施形態例に係る多方向スイッチに備えられるカム部の平面図、図8は図7のC−C線に沿った断面図、図9は実施形態例に係る多方向スイッチの動作を示す説明図である。なお、図5の(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は右側面図、(d)は左側面図、(e)はD−D線に沿った断面図、(f)はE−E線に沿った断面図、(g)はF−F線に沿った断面図、(h)はG−G線に沿った断面図である。
【0014】
図1から明らかなように、本例の多方向スイッチは、ノブ1と、ケース2と、操作軸3と、当該操作軸3を揺動可能かつ回転可能に保持する軸受部4と、当該軸受部4に一端を保持されたコイルスプリング5と、コイルスプリング5によりケース2の内面に形成された節度部2cに押圧されるボール7と、前記操作軸3の下端に装着されるコイルスプリング8及びアクチュエータ9と、前記操作軸3の回転操作あるいは揺動操作によって駆動されるスライダ10と、当該スライダー0に取り付けられる2つの可動接点11及びコイルスプリング12と、左右のミラー切り換え用固定接点及び視角調整用固定接点を含む所要の電気回路が形成された配線基板13と、当該配線基板13に接続される発光素子14と、前記配線基板13に電気的に接続される複数本のリード15aと前記スライダ10の保持部15bと前記操作軸3の操作に所要の操作感触を付与するカム部15cとが備えられたウエハ15とから主に構成されている。
【0015】
ノブ1は、図1乃至図4に示すように、四角筒形の把持部16を有し、当該把持部16の上面には、当該多方向スイッチの操作方向と操作方向に応じた機能を表示するための透光性の絵文字17が形成されている。これら両部はいずれも絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。把持部16の内部には、操作軸3を嵌合可能な嵌合穴18が形成され、当該嵌合穴18の内周部には、操作軸3を係合するための係止爪19が下向きに形成されている。
【0016】
ケース2は、以下に説明する各部材を収納するものであって、絶縁性の樹脂材料を用いて下面が開放された箱状に形成されており、その上面部2aには、図2及び図3に示すように、操作軸3を揺動可能に貫通する透孔2bが開設されている。また、この上面部2aの内面には、図2に示すように、軸受部4に備えられたボール7を係合して、ノブ1の回転操作にクリック感を付与するための複数個(本実施例の場合、中立位置と、中立位置から右方向に45度回転した右位置と、中立位置から左方向に45度回転した左位置の3か所)の節度部2cが形成されている。さらに、ケース2の下端部には、図3及び図4に示すように、ウエハ15を一体に係合するための複数個の係止孔2dが開設されている。
【0017】
操作軸3は、ノブ1に加えられた力をケース2内に収納された各部材に伝達し、ノブ1の操作方向に応じて所要のスイッチ接点を選択的に切換操作するものであると共に、全体が透光性の材料にて成形されており、発光素子14より出射された光を入射して前記ノブ1に形成された絵文字17に導く導光体としても機能する。この操作軸3は、図3乃至図5に示すように、円柱部31と角柱部32とから構成されており、円柱部31の上端部近傍には、ノブ1に形成された係止爪19を係合し、ノブ1の脱落止めとなる係止段部33と、ノブ1の嵌合穴18内に形成された突部(図示を省略)が嵌め込まれ、ノブ1の回り止めとなる溝部34とが形成されている。即ち、前記ノブ1は、溝部34内に図示しない嵌合穴18の突部を嵌め込み、かつ、係止爪19の先端を係止段部33に係合することによって、操作軸3と一体化されている。さらに、この円柱部31と角柱部32の間には、平面形状が多角形(本例では8角形)形状のフランジ部材35が一体に成形されている。
【0018】
一方、角柱部32は、図5に示すように、下端部寄りに形成された小径角柱部32aと、上端部寄りに形成された大径角柱部32bと、それらの間に形成された4角錐部32cとから構成されている。
【0019】
前記大径角柱部32bの一部には、操作軸3の軸心(大径角柱部32bの軸心と一致する。)に対して45度の角度で傾斜し、内端が当該操作軸3の軸心上で大径角柱部32bの下端と合致する円錐形状の反射面36が切り欠かれている。この反射面36に対向する大径角柱部32bの各側面32b1が発光素子14からの光の入射面であり、当該入射面から入射された光は、反射面36で上方に反射され、ノブ1の絵文字部17を照光する。
【0020】
小径角柱部32aの下端部外面には、図5に示すように、スライダ10を係合するための突条37が突設されており、この突条37を小径角柱部32aの先端部と共にスライダ10に差し込むことにより、操作軸3の揺動操作に伴うスライダ10のスライド動作と操作軸3の回転操作に伴うスライダ10の回転動作を可能にする。また、当該小径角柱部32aの下端面には収納穴38が形成され、この収納穴38内にコイルスプリング8と当該コイルスプリング8によって常時操作軸3の軸線方向に付勢されるアクチュエータ9とが収納されている。前記アクチュエータ9の先端は、ウエハ15の底面に設けられたカム部15cにコイルスプリング8のばね力によって弾接され、その反力は、操作軸3のフランジ部35が当接される軸受部4の受け部4aによって受けられる。
【0021】
軸受部4は、操作軸3のフランジ部35を受けて操作軸3を揺動可能に保持すると共に、操作軸3と一体的に回転してスライダ10を回転駆動ものであって、絶縁性の樹脂材料を用いて受け部4aを有する円筒形に形成されている。受け部4aには、操作軸3を揺動可能に貫通する透孔4bが開設されている。また、当該軸受部4の内面は、その平面形状が前記フランジ部35を挿入可能な多角形(本例では8角形)に形成されている。したがって、前記操作軸3は軸受部4と独立に揺動可能であり、かつ前記操作軸3をその軸線回りに回転すると、フランジ部35とともに軸受部4も一体的に回転する。また、この軸受部4の外面には、図3及び図4に示すように、節度用のコイルスプリング5とボール7を収納する収納穴4cが形成されている。また、後述する発光素子14に対面する外面に透孔4dが形成されている。
【0022】
スライダ10は、操作軸3の揺動操作あるいは回転操作に連動して、操作軸3の揺動方向にスライド動作あるいは操作軸3の軸線回りに回転動作するものであって、絶縁性の樹脂材料を用いて平面形状が矩形の板状に形成されている。このスライダ10は、図2乃至図4に示すように、その基板部10aの中央部に操作軸3の小径部32を貫通する透孔10bが開設されている。また、表面の長手方向両端部には、可動接点11を装着するための合計2個の可動接点装着孔10cと、コイルスプリング12を装着するための合計2個のスプリング装着孔10dとが形成されている。スプリング装着孔10dは、一対の可動接点装着孔10cの中央部に形成される。また、透孔10bの内面には、前記操作軸3の突条37に係合する凹溝10eが形成されている。
【0023】
可動接点11は、例えばリン青銅等の弾性と導電性に優れた導電材料をもってコの字状に形成されている。
【0024】
コイルスプリング12は、可動接点11を常時配線基板13の裏面に押圧するものであって、スライダ10に形成されたスプリング装着孔10d内に収納され、その上端が可動接点11の裏面に当接される。
【0025】
配線基板13の表面側には前記可動接点11によって切り換えられる左右ミラーの切換用固定接点(図示省略)と傾斜調節用固定接点(図示省略)が形成されている。また、当該配線基板13には、図4に示すように、ウエハ15に備えられたリードを挿入して当該配線基板13に形成された導電パターンと電気的に接続するための複数個の透孔13aが開設されると共に、発光素子14を電気的に接続するための透孔13bが開設されている。
【0026】
発光素子14としては、小型にして長寿命であることから発光ダイオードが好適である。この発光素子14は、図2及び図6に示すように、操作軸3の大径角柱部32bに形成された反射面36の反対側の側面(入射面)32b1に対向して配置される。
【0027】
ウエハ15は、前記の各種内蔵部品を保持すると共に、ノブ1を操作することによって得られたスイッチ信号を外部に導出するためのコネクタ機能を備えたものであって、絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。ウエハ15の底面に設けられたカム部15cは、図7及び図8に示すように、アクチュエータ9を介して操作軸3を非操作位置に保持する球面状の底部41と、当該底部41の外周に放射状に形成された複数(本実施形態例においては、4つ)の第1傾斜面42,43,44,45と、当該第1傾斜面42,43,44,45の外周に放射状に形成された第2傾斜面46,47,48,49とを有している。そして、第1傾斜面42,43,44,45の傾斜角度θ1よりも第2傾斜面46,47,48,49の傾斜角度θ2を小さくすることによって、第1傾斜面42と第2傾斜面46との間の境界部分、第1傾斜面43と第2傾斜面47との間の境界部分、第1傾斜面44と第2傾斜面48との間の境界部分及び第1傾斜面45と第2傾斜面49との間の境界部分に、それぞれ山型の段部50,51,52,53を形成してなる。
【0028】
前記第1傾斜面42,43,44,45の隣り合うそれぞれの境界には突部60,61,63,64が形成されており、従って、前記第1傾斜面42,43,44,45は円周方向において凹部となっており、前記アクチュエータ9の先端は当該凹部に沿って案内され、不所望の中間方向への移動を規制されている。また、前記第2傾斜面46,47,48,49の隣り合うそれぞれの境界には突部70,71,73,74が形成されており、従って、前記第2傾斜面46,47,48,49は円周方向において凹部となっており、前記アクチュエータ9の先端は当該凹部に沿って案内され、不所望の中間方向への移動を規制されている。
【0029】
以下、前記のように構成された本実施形態例に係る多方向スイッチの動作について説明する。
【0030】
ノブ1が非操作状態にある場合、図9(a)に示すように、カム部15cの底部41にアクチュエータ9の先端部が弾接され、操作軸3が垂直状態に保持されている。このとき、左右ミラーの視角調整用スイッチは、いずれも中立位置に切り換えられており、ミラーの視覚調整は行われない。また、ノブ1が回転方向の中央位置にある場合には、左右ミラーの切換スイッチも中立位置に切り換えられており、左右ミラーの切換操作も行われない。
【0031】
この状態からノブ1を図1に示す「L」の方向に45度回転操作すると、その回転力が操作軸3を介してスライダ10に伝達され、左ミラー視角調整用スイッチの固定接点の設定位置にスライダ10に備えられた可動接点11が移動し、左ミラーの視角調整を行なえる状態になる。また、回転方向の中央位置からノブ1を図1に示す「R」の方向に45度回転操作すると、その回転力が操作軸3を介してスライダ10に伝達され、右ミラー視角調整用スイッチの固定接点の設定位置にスライダ10に備えられた可動接点11が移動し、右ミラーの視角調整を行なえる状態になる。なお、ノブ1の回転操作時には、操作軸3と共に軸受部4が回転し、コイルスプリング5によって付勢されたボール7がケース2に形成された各節度部2c間を移動するので、ユーザはその際に生じるクリック感を感得することができ、良好な使用感のもとに左右ミラーの切換操作を確実に行うことができる。また、ノブ1から手を離すと、ノブ1はその位置で保持される。
【0032】
前述のようにノブ1を回転方向の中央位置から左方向又は右方向に45度回転操作した状態で、ノブ1を上方向に揺動操作すると、アクチュエータ9の先端部がカム部15cの底部41から第1傾斜面42に沿って上昇し、図9(b)に示すように、山型の段部50を越えて第2傾斜面46に至る。そして、アクチュエータ9の先端部が第2傾斜面46上の操作端部に至ったとき、操作軸3の揺動操作に伴ってスライド動作されたスライダ10の可動接点11が視角上向き調整用スイッチの固定接点の設定位置に移動し、ミラーの視角が上向きに調整される。なお、アクチュエータ9の先端部が山型の段部50を越えたとき、それに伴うクリック感触がアクチュエータ9及び操作軸3を介してノブ1に伝達されるので、ユーザはそ良好な使用感のもとに左右ミラーの視角調整を行うことができる。この状態より、ユーザがノブ1から手を離すと、アクチュエータ9はコイルスプリング8の弾性力によって第2傾斜面46、山型の段部50及び第1傾斜面42を滑り降り、カム部15cの底部41に自動的に復帰する。
同様に、ノブ1を下方向に揺動操作すると、アクチュエータ9の先端部がカム部15cの底部41から第1傾斜面43に沿って上昇し、山型の段部51を越えて第2傾斜面47に至り、ミラーの視角が下向きに調整される。また、ノブ1を左方向に揺動操作すると、アクチュエータ9の先端部がカム部15cの底部41から第1傾斜面44に沿って上昇し、山型の段部52を越えて第2傾斜面48に至り、ミラーの視角が左向きに調整される。また、ノブ1を右方向に揺動操作すると、アクチュエータ9の先端部がカム部15cの底部41から第1傾斜面45に沿って上昇し、山型の段部53を越えて第2傾斜面49に至り、ミラーの視角が左向きに調整される。
【0033】
次に、ノブ1に表示された絵文字17の照光方法について説明すると、発光素子14から放射された光は、図6に示すように、操作軸3に形成された大径角柱部32bの側面32b1から入射される。この側面32b1は光路に対して直交する配置となっていて発光素子14からの光を効率よく入射できる。入射した光は、頂点を下にした円錐形状の反射面36によって上方に反射され、ノブ1の絵文字17を充分な照度で満遍なく照光する。そして、例えば、上述のように右方向にノブ1を45度回転させると、操作軸3は45度回転して、操作軸3の八角柱形状の大径角柱部32bの隣の側面32b2が、再び光路に対して直交する配置となる。したがって、操作軸3が回転しても、発光素子14から光を効率よく入射できてノブ1の絵文字17を充分な照度で照光できる。さらに、操作軸3を揺動させたときにも、操作軸3内に入射した光は操作軸3の円柱部31の外周面に反射されてノブ1の絵文字17を充分な照度で照光できる。
【0034】
なお、発光素子14は、スイッチの切換操作に関係なく点灯させることもできるし、特定のスイッチがオン操作されたときにのみ選択的に点灯させることもできる。
【0035】
本例の多方向スイッチは、所要の底部41、第1傾斜面42,43,44,45、第2傾斜面46,47,48,49及び山型の段部50,51,52,53を有する1つのカム部15cを備えるだけで多方向に揺動する操作軸の操作に所要の操作感触を付与することができるので、多方向スイッチの組立を効率的に行うことができ、多方向スイッチの組立コストを低減することができる。また、カム部15cの成形は1〜4個取りの金型を用いて行われるので、クリックフィーリングの調整を行う際の金型の改修が容易であり、金型コストの低減も図ることができる。さらに、改修部を入れ子方式とすれば、金型形状を元に戻すことも容易に行える。したがって、従来技術に比べて製品である多方向スイッチの低コスト化を図ることができる。
【0036】
また、本例の多方向スイッチは、操作軸3を透光性材料より成形し、操作軸3に外部より入射された光を端面方向に導く導光路を設けたので、導光路を通って操作軸3の端面に導かれた光を当該操作軸3の一端に取り付けられたノブ1に導くことができ、ノブ1に表示された絵文字17等を照光することができるので、照光式の電気装置に適する。
【0037】
さらに、本例の多方向スイッチは、操作軸3を軸受部4に揺動自在かつ回転自在に支持したので、操作軸3の揺動操作のみならず、操作軸3の回転操作によっても接点の切替操作を行うことができ、多方向スイッチのより一層の多機能化を図ることができる。
【0038】
なお、前記実施形態例においては、本発明の多方向スイッチを車載用パワーミラー装置に適用した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、その他の用途に適用することも勿論可能である。
【0039】
また、前記実施形態例においては、弾性部材としてコイルスプリング5,8,12を備えたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、公知に属する任意の他の弾性部材を用いることも可能である。
【0040】
さらに、前記実施形態例においては、カム部15cをウエハ15と一体に成形したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、カム部15cとウエハ15とをそれぞれ別体に成形し、ウエハ15の所定の位置にカム部15cを後付けすることもできる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、所要の底部、第1傾斜面、第2傾斜面及び山型の段部を有する1つのカム部を備えるだけで多方向に揺動する操作軸の操作に所要の操作感触を付与することができるので、多方向スイッチの組立を効率的に行うことができ、多方向スイッチの組立コストを低減することができる。また、カム部の成形は1〜4個取りの金型を用いて行われるので、クリックフィーリングの調整を行う際の金型の改修が容易であり、金型コストの低減も図ることができる。さらに、改修部を入れ子方式とすれば、金型形状を元に戻すことも容易に行える。したがって、従来技術に比べて製品である多方向スイッチの低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例に係る多方向スイッチの平面図である。
【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】図1のB−B線に沿った断面図である。
【図4】実施形態例に係る多方向スイッチの分解斜視図である。
【図5】実施形態例に係る多方向スイッチに備えられる操作軸の各部の構成を示す説明図である。
【図6】実施形態例に係る多方向スイッチに備えられる操作軸の機能を示す説明図である。
【図7】実施形態例に係る多方向スイッチに備えられるカム部の平面図である。
【図8】図7のC−C線に沿った断面図である。
【図9】実施形態例に係る多方向スイッチの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
3 操作軸
9 アクチュエータ
10 スライダ
14 発光素子(光源)
15c カム部
17 絵文字部(表示部)
32b1、32b2 側面(入射面)
36 反射面
41 底部
42,43,44,45 第1傾斜面
46,47,48,49 第2傾斜面
50,51,52,53 山型の段部
Claims (2)
- 軸受部と、当該軸受部に揺動自在に支持された操作軸と、当該操作軸の操作に所要の操作感触を付与するカム部とを備え、
前記操作軸の先端部には、前記操作軸の軸線方向に往復移動するアクチュエータと、当該アクチュエータを常時一方向に付勢する弾性部材とを設け、
前記カム部には、前記アクチュエータを介して前記操作軸を非操作位置に保持する球面状の底部と、当該底部の外周に放射状に形成された4つの第1傾斜面と、当該第1傾斜面の外周においてこれと同一方向の放射状に形成された前記第1傾斜面の傾斜角度よりも傾斜角度が小さい4つの第2傾斜面とを形成し、前記4つの第1傾斜面は、円周方向において凹部となっており、隣り合うそれぞれの境界に突部を形成すると共に、前記4つの第2傾斜面は、円周方向において凹部となっており、隣り合うそれぞれの境界に突部を形成し、かつ前記第1傾斜面と前記第2傾斜面との境界部分に山型の段部を設けたことを特徴とする多方向スイッチ。 - 前記操作軸は、前記軸受部に揺動自在かつ回転自在に支持されていることを特徴とする請求項1に記載の多方向スイッチ。
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