JP4375152B2

JP4375152B2 - シーソーボタン構造

Info

Publication number: JP4375152B2
Application number: JP2004215650A
Authority: JP
Inventors: 浩勝中嶋
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: AU2005203132A1; JP2006040614A; US7285740B2; US20060163050A1; AU2005203132B2

Description

本発明は、シーソースイッチ等に利用されるシーソーボタンの構造に関するものである。

従来、シーソーボタンの構造としては、例えば特許文献１に開示されているものが知られている。このシーソーボタンでは、特定方向の両端部が押圧操作されるボタンが用いられ、その特定方向中央部が、軸心方向がボタンの長手方向及び押圧操作方向に略直交するピンを介して支持部材に支持されている。そして、上記ボタンの両端部のうち一方を押圧操作することにより、上記ピンを支点としてボタンが揺動して、押圧操作された方の端部が当該押圧操作方向に変位するようになっている。
特開平５−４１１４１号公報

このシーソーボタンにおいては、シーソーボタンの美的な外観を向上させるために、ボタンを操作パネルの中に埋め込んでボタン周縁を枠で囲むとともに、ボタンの表面と操作パネルの表面とが略同一平面上に位置するようにすることが行われている。

しかし、ボタンの特定方向中央部を支持する構造では、ボタンの両端部のうち一方を押圧操作すると、それと反対側の端部が手前側に突出してしまい、美観を損ねることになる。

また、この構造では、ボタンを押圧操作すると、ボタンの両端部は支点を中心とする円弧状の軌跡を描くので、支点がボタンの表面からボタンの厚み以上に奥側に位置する場合には押圧操作された方の端部の表面側部分が、支点がボタンの厚み内に位置する場合は押圧操作された方の端部の表面側部分及び押圧操作された方の端部と反対側の端部の裏面側部分が、その特定方向において支点から遠ざかるように移動する。そのため、押圧操作された方の端部とその外側の枠との間の隙間が小さくなるので、当該端部と枠との干渉を防ぐためにボタン周縁とその外側の枠との間の隙間をある程度確保しておく必要があり、美観が劣る要因となっていた。

本発明は、このような事情に鑑み、ボタンの両端部のうち一方を押圧操作してもその反対側の端部が手前側に突出せず、かつボタン周縁とその周囲を囲む枠との間の隙間を小さくすることができるシーソーボタン構造を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、特定方向の両端部が選択的に押圧操作されるボタンが支持部材に支持され、上記ボタンの両端部のうち一方を押圧操作することにより、その押圧操作された方の端部が当該押圧操作方向に変位するシーソーボタン構造において、上記ボタンと支持部材の一方には、軸心方向が上記特定方向及び押圧操作方向に略直交するピンが上記ボタンの両端部に対応する位置にそれぞれ設けられ、他方には、上記ピンが摺動可能に嵌合する長孔が上記押圧操作方向と略平行な方向に延びるように上記ピンに対応する位置にそれぞれ設けられ、この長孔に上記ピンがそれぞれ嵌合することによりボタンが支持部材に支持されており、さらに上記ボタンを上記押圧操作方向と反対方向に付勢する付勢手段が設けられ、上記ボタンはこの付勢手段に付勢されて、非操作状態で上記ピンが上記長孔の一端側に位置するようになっており、上記ボタンの両端部のうち一方を押圧操作すると、押圧操作する側と反対側のピンを支点として上記付勢手段の付勢力に抗してボタンが揺動するように構成されているものである。

さらに、この請求項１に係る発明は、上記ボタン及び支持部材に、ボタンの両端部が同時に押圧操作されたときまたは両端部の中央が押圧操作されたときに、当該ボタンが揺動せずにボタン全体がその押圧操作方向に平行移動することを防止する誤操作防止手段が設けられているものである。

さらに、この請求項１に係る発明は、上記誤操作防止手段が、上記ボタン及び支持部材の一方において、上記ボタンの両端部の略中央に対応する位置に設けられた案内部と、他方に設けられて上記案内部に案内される被案内部とを有し、上記案内部は、上記ボタン全体が押圧操作方向に平行移動するのを阻止するように上記被案内部の動きを規制し、かつ、ボタンの揺動に伴う被案内部の動きは許容するように当該被案内部を案内するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシーソーボタン構造において、上記両長孔は、上記ボタンが非操作状態にあるときに反対側の長孔に嵌合しているピンの位置を中心とする円弧状になっているものである。

請求項１に係る発明によれば、ボタンの特定方向の両端部に対応する位置のそれぞれにピンが設けられ、この双方のピンを介してボタンが支持部材に支持されており、ボタンの両端部のうち一方を押圧操作すると、押圧操作する側と反対側のピンを支点としてボタンが揺動するように構成されているので、ボタンの押圧操作する側と反対側の端部が手前側に大きく突出することがない。

また、押圧操作する側と反対側のピンを支点としてボタンが揺動するので、ボタンの中央部を支持する従来構造と比べ、押圧操作された方の端部の揺動半径を大きくすることができるとともに、ボタンが揺動する角度を小さくすることができる。従って、ボタンを押圧操作したときの上記特定方向における押圧操作された方の端部の移動距離が小さくなるとともにボタンの揺動軌跡が押圧操作方向と平行な直線に近づくことになり、ボタンを操作パネル等に埋め込んだ場合でも、ボタン周縁とボタンを囲む枠との間の隙間を小さくすることができ、シーソーボタンの美観を向上させることができる。

さらに、請求項１に係る発明によれば、誤操作防止手段が設けられているので、ボタン全体が押圧操作方向に平行移動することを確実に防止することができる。例えば、シーソーボタンは、相反する操作を行うボタンとして採用されることが多く、ボタン全体が押圧操作方向に平行移動すると、相反する操作信号が同時に出力されるおそれがあるため、このような誤操作の防止に有効である。

さらに、請求項１に係る発明によれば、一方に案内部、他方に被案内部を設けるだけの簡単な構成で、ボタン全体が押圧操作方向に平行移動することを確実に防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、上記双方のピンがそれぞれ嵌合する両長孔は、ボタンが非操作状態にあるときに反対側の長孔に嵌合しているピンの位置を中心とする円弧状になっているので、ピンの外周面と長孔の内周面との間のクリアランスを極力小さくすることができる。例えば、長孔の形状を上記のように円弧状でなく直線状とした場合には、ボタンの揺動を可能とするために上記クリアランスを若干大きくする必要があり、そのクリアランス分ボタンに遊びが生じることになるが、長孔の形状を円弧状にすれば上記クリアランスを極力小さくしてもボタンの揺動を可能とすることができ、ボタンの遊びを抑制することができる。従って、ボタン周縁の隙間を略均一に保って美観を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２に、本発明のシーソーボタン構造を採用したシーソーボタン１０が配設された操作パネル１を示す。この操作パネル１は、どのような姿勢で設置されていてもかまわないが、本実施形態では説明の便宜のため操作パネル１が立直した姿勢で設置されているものとして説明する。

上記操作パネル１は、操作パネル１の本体を構成するパネル部材３０と、このパネル部材３０に設けられる操作部２と、上記パネル部材３０の裏面側に配設されるプリント回路基板５０とを備えている。上記プリント回路基板５０にはスイッチ回路が形成され、このスイッチ回路が上記操作部２の操作によって開閉されるようになっている。

この操作部２は、図例では円形の全体形状をなしており、中央に位置する円形状のボタン３と、このボタン３の上下に位置する円弧状のボタン４と、ボタン３の左右に位置する円弧状のボタン２０とで構成されている。

これらのボタン３，４，２０は、上記パネル部材３０の所定位置に設けられた凹部３２内に配設されている。この凹部３２は、上記パネル部材３０のパネル表面３０ａから円形状に窪んでおり、この凹部３２内に上記ボタン３，４，２０が嵌め込まれることにより、これらのボタン３，４，２０の表面が上記パネル表面３０ａと略同一面上に位置する状態で当該ボタン３，４，２０がパネル部材３０に支持されている。

なお、上記凹部３２の内周面とパネル表面３０ａとで挟まれるコーナー部には、当該コーナー部を縁取るリング状の枠体５が配設されており、操作部２の美観を向上させるようになっている。また、この実施の形態では、上記各ボタン３，４，２０及びパネル部材３０が全てＡＢＳ等の合成樹脂により成形されている。

上記ボタン３，４，２０のうち、円形状のボタン３及びボタン３の上下に位置する円弧状のボタン４はそれそれ単純な押しボタンを構成し、ボタン３の左右に位置する円弧状のボタン２０がそれぞれ上記シーソーボタン１０を構成している。

この実施の形態では、各ボタン２０にそれぞれ対応してプリント回路基板５０上に上下一対の接点部５２が設けられており、上記ボタン２０の上端部または下端部が択一的に押圧操作されることにより、その押圧操作力が上記パネル部材３０に保持された支柱４０を介していずれかの接点部５２に伝えられ、これにより当該接点部５２が切替操作されるようになっている。

上記各接点部５２は、上記押圧操作方向に移動可能な可動部５２ａを有し、この可動部５２ａの裏面に可動接点が、上記プリント回路基板５０上に固定接点がそれぞれ設けられている。さらに、この接点部５２は上記可動部５２ａを上記押圧操作方向と逆の方向に付勢する（すなわち両接点を離間させる状態に保持する）付勢手段を内蔵している。

一方、上記ボタン２０の裏面には図４に示すような周壁２２が立設されており、この周壁２２から上下両側にそれぞれ突出部２５が突設されている。そして、これら突出部２５
と上記接点部５２の可動部５２ａとの間にそれぞれ上記支柱４０が介設されており、上記ボタン２０の上端部または下端部が押圧操作されると、その押圧操作力が上記突出部２５及びこれに当接する支柱４０を介して上記接点部５２の可動部５２ａに伝えられ、これにより当該接点部５２のもつ付勢手段の付勢力に抗して当該接点部５２の接点が閉じるようになっている。

換言すれば、上記ボタン２０の両突出部２５は上記各接点部５２に内蔵された付勢手段から上記支柱４０を介して互いに均等な反力を受ける状態となっており、その反力により、上記ボタン２０が操作を受けていない非操作状態では、当該ボタン２０がその押圧操作方向と反対方向（図２では右方向）に上下均等に付勢されて図２に示すような中立位置に保持されるようになっている。

なお、上記付勢手段としては、バネ等を採用することも可能であるが、接点部５２の構成を、固定接点を弾性体で覆うようにするとともに弾性体の内側面に可動接点を設けるようにすれば、当該弾性体を付勢手段とすることも可能である。

次に、上記ボタン２０及び支柱４０をパネル部材３０側に支持するための具体的な構造について説明する。

上記パネル部材３０の凹部３２の底壁３２ａには、この底壁３２ａを肉厚方向に貫く形状の筒状部３５が形成されており、この筒状部３５内に上記支柱４０がその軸方向（すなわち押圧操作方向）に摺動可能に保持されている。そして、この筒状部３５の手前側端部（ボタン２０に近い側の端部）から左右一対の挟持部３６が延長されており、これらの挟持部３６がボタン２０側の上記突出部２５をそれぞれ挟持することにより、上記パネル部材３０に対する上記ボタン２０の左右方向の移動が規制されている（図６参照）。

上記各挟持部３６の内側面には、互いに対向するピン３６ａが突設されている。これらのピン３６ａの軸心方向は、上記押圧操作方向と略直交する方向（図１の左右方向）を向いている。これに対して上記ボタン２０の突出部２５にはそれぞれ当該突出部２５を左右方向（図２では奥行き方向）に貫通する長孔２５ａが設けられており、これらの長孔２５ａ内に上記ピン３６ａが嵌め込まれている。

ここで、上記両長孔２５ａの形状は、概略的には上記押圧操作方向と略平行な方向に延びる形状となっている。この実施の形態では、ボタン２０が上記非操作状態にあるとき、すなわち上記各ピン３６ａが各長孔２５ａの奥側端部（プリント回路基板５０に近い側の端部）にあるときに、一方の長孔２５ａが他方の長孔２５ａ内に嵌入されているピン３６ａを中心とする円弧状となるように両長孔２５ａの形状が設定されている。

そして、ボタン２０の上下両端部のうち一方を押圧操作すると、押圧操作する側と反対側のピン３６ａを支点として付勢手段の付勢力に抗してボタン２０が揺動し、上記ピン３６ａが上記長孔２５ａ内を摺動する距離内で押圧操作された方の端部が変位するようになっている。

さらに、本実施形態では、ボタン２０の上下両端部が同時に押圧操作されたときまたは両端部の中央が押圧操作されたときに、当該ボタン２０が揺動せずにボタン２０全体がその押圧操作方向に平行移動することを防止する誤操作防止手段６０が設けられている。

この誤操作防止手段６０は、パネル部材３０に設けられた案内部６２と、ボタン２０に設けられて上記案内部６２に案内される被案内部６４とを有している。

具体的に、上記ボタン２０側においては、図４に示すように、上記周壁２２の左右両側部からプリント回路基板５０側（図４（ｃ）では手前側）に延在部２３が延長されており、これら延在部２３の内側面にそれぞれ上記被案内部６４が設けられている。

これらの被案内部６４は、上記ボタン２０の上下両端部の略中央に対応する位置に形成されている。各被案内部６４は互いに対向するように突出する略円柱状をなしており、その外周面がプリント回路基板５０側に少し突出して突出端６４ａを形成している（図３参照）。

一方、図５に示すように、パネル部材３０の凹部３２の底壁３２ａには、上記ボタン２０の中央部裏側に位置する筒状部３３が形成されるとともに、この筒状部３３に対して左右に隣接する位置に上記底壁３２ａを貫通する矩形状の貫通孔３４がそれぞれ設けられており、これらの貫通孔３４を通じて上記ボタン２０の延在部２３が上記底壁３２ａの裏側（図５（ｂ）では左側）に突出することが可能となっている。

そして、この底壁３２ａの裏面から、上記筒状部３３の左右方向の内周面と連続する壁面を構成する一対の舌片３７が突出しており、この舌片３７に板厚方向の貫通孔３７ａが形成されることにより、上記案内部６２が設けられている。

上記貫通孔３７ａは、上記舌片３７が突出する向きと逆向きの略ハート形をなしており、図３に示すように、この貫通孔３７ａの内周面のうちボタン２０側に向かって内向きに突出する部分が上述した被案内部６４を案内する案内部６２となっている。この案内部６２は、その突出部分の頂点６２ｂを境として左右に広がる案内面６２ａを有している。

そして、図７に示すように、上記ボタン２０の突出部２３が上記パネル部材３０の貫通孔３４から底壁３２ａの裏面側に突出して、被案内部６４が舌片３７に形成された貫通孔３７ａ内に挿入されるようになっている。

上記案内部６２及び被案内部６４の形状は次の条件を満たすように設定されている。

ａ）ボタン２０が非操作状態にあるときには、図３に示すように、上記案内部６２の頂点６２ｂが上記被案内部６４の突出端６４ａと対向し、この状態からボタン２０全体が押圧操作方向に平行移動しようとするときには、上記被案内部６４の突出端６４ａと案内部６２の頂点６２ｂとが当接することで案内部６２が被案内部６４の動きを規制して上記平行移動を阻止する。

ｂ）ボタン２０が上記平行移動以外の動作をするときは、上記被案内部６４の突出端６４ａと案内部６２の頂点６２ｂの位置がずれることにより、被案内部６４の突出端６４ａが案内部６２の案内面６２ａ上を摺動して上記突出端６４ａが案内される方向と反対側に揺動するようにボタン２０を導く。

次に、このシーソーボタン１０の作用を説明する。

図２に示す中立位置からボタン２０の上下両端部のうち一方を押圧操作すると、図８に示すように、押圧操作された方の端部は、上記付勢手段の付勢力に抗して変位するが、押圧操作された方と反対側の端部は、付勢手段によって付勢されているとともに上記長穴２５ａの形状により変位することが拘束されるので、当該ボタン２０は、押圧操作する側と反対側のピン３６ａを支点として揺動する。

なお、ボタン２０の上下両端部を押圧操作する際には、必ずしも端部を押圧操作する必
要はなく、上下両端部の中央からどちらか寄りの部分を押圧操作すればよい。

そして、押圧操作する側に位置する支柱４０が、上記ボタン２０の変位に伴って移動し、接点部５２の可動部５２ａを押圧して、プリント回路基板３０に形成されたスイッチ回路の開閉が行われる。

押圧操作を解除すれば、接点部５２の付勢手段により可動部５２が元の位置に復帰し、それに伴って支柱４０が移動してボタン２０の押圧操作された方の端部を押すことによりボタン２０が元の状態に復帰する。

以上説明したように、本実施形態では、ボタン２０の上下両端部に対応する位置のそれぞれにピン３６ａが設けられ、この双方のピン３６ａを介してボタン２０がパネル部材３０に支持されており、ボタン２０の両端部のうち一方を押圧操作すると、押圧操作する側と反対側のピン３６ａを支点としてボタン２０が揺動するように構成されているので、ボタン２０の押圧操作する側と反対側の端部が手前側に大きく突出することがない。

また、押圧操作する側と反対側のピン３６ａを支点としてボタン３６ａが揺動するので、ボタンの中央部を支持する従来構造と比べ、押圧操作された方の端部の揺動半径を大きくすることができるとともに、ボタン２０が揺動する角度を小さくすることができる。従って、ボタン２０を押圧操作したときの上下方向における押圧操作された方の端部の移動距離が小さくなるとともにボタン２０の揺動軌跡が押圧操作方向と平行な直線に近づくことになり、ボタン２０周縁と枠体５との間の隙間を小さくすることができ、シーソーボタン１０を含んだ操作部２の美観を向上させることができる。

なお、ボタン２０の揺動軌跡が押圧操作方向と平行な直線に近づくことになるので、ボタン２０を押圧操作したときの支柱４０に作用する軸心方向以外の荷重を小さくすることができ、支柱４０や支柱４０をガイドしている部分等の損傷を抑制することができる。

また、上記両長孔２５ａは、ボタン２０が非操作状態にあるときに反対側の長孔２５ａに嵌合しているピン３６ａの位置を中心とする円弧状になっているので、ピン３６ａの外周面と長孔２５ａの内周面との間のクリアランスを極力小さくすることができる。例えば、長孔２５ａの形状を上記のように円弧状でなく直線状とした場合には、ボタン２０の揺動を可能とするために上記クリアランスを若干大きくする必要があり、そのクリアランス分ボタン２０に遊びが生じることになるが、長孔２５ａの形状を円弧状にすれば上記クリアランスを極力小さくしてもボタン２０の揺動を可能とすることができ、ボタン２０の遊びを抑制することができる。従って、ボタン２０周縁の隙間を略均一に保って美観を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、誤操作防止手段６０が設けられているので、ボタン２０全体が押圧操作方向に平行移動することを確実に防止することができる。例えば、シーソーボタン１０は、相反する操作を行うボタンとして採用されることが多く、ボタン２０全体が押圧操作方向に平行移動すると、相反する操作信号が同時に出力されるおそれがあるため、このような誤操作の防止に有効である。

具体的に、この実施の形態ではパネル部材３０に案内部６２、ボタン２０に被案内部６４を設けるだけの簡単な構成で、ボタン２０全体が押圧操作方向に平行移動することを確実に防止することができる。

上述した実施形態では、パネル部材３０にピン３６ａ、ボタン２０に長孔２５ａを設けた形態を示したが、パネル部材３０に長孔２５ａ、ボタン２０にピン３６ａを設けるようにしてもよい。また、案内部６２及び被案内部６４についても同様に逆に構成することも可能である。

また、上記実施形態では、複数のボタンからなる操作部２にシーソーボタン１０を配設した形態を示したが、この形態に限らず、シーソーボタン１０を単体で配設する際にも本発明のシーソーボタン構造を採用することは可能である。

さらに、ボタン２０の形状は、上記実施形態で示したように円弧状である必要はなく、円形状あるいは矩形状とすることも可能であり、選択的に押圧操作される端部も長手方向に限らず短辺方向とすることも可能である。

なお、ボタン２０の周壁２２及びパネル部材３０の筒状部３３はなくてもかまわない。

また、上記実施形態では、ボタン２０とプリント回路基板５０との間に支柱を介在させた形態を示したが、支柱４０は省略することも可能である。

さらに、付勢手段は、接点部５２に設けられている必要はなく、ボタン２０とパネル部材３０の底壁３２ａとの間に設けることも可能である。

本発明のシーソーボタン構造を採用したシーソーボタンが配設された操作パネルの正面図である。図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。図２の要部拡大図である。本発明に係るボタンを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は下面図である。本発明に係る支持部材を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２におけるＩＩＩ矢視から見たときのボタンと支持部材との関係を示す断面図である。図２におけるＩＶ矢視から見たときのボタンと支持部材との関係を示す断面図である。ボタンを押圧操作したときの図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。

１操作パネル
５枠体
１０シーソーボタン
２０ボタン
２３延在部
２５突出部
２５ａ長孔
３０パネル部材（支持部材）
３５筒状部
３６挟持部
３６ａピン
３７舌片
４０支柱
５０プリント回路基板
５２接点部
６０誤操作防止手段
６２案内部
６２ａ案内面
６４被案内部

Claims

特定方向の両端部が選択的に押圧操作されるボタンが支持部材に支持され、上記ボタンの両端部のうち一方を押圧操作することにより、その押圧操作された方の端部が当該押圧操作方向に変位するシーソーボタン構造において、
上記ボタンと支持部材の一方には、軸心方向が上記特定方向及び押圧操作方向に略直交するピンが上記ボタンの両端部に対応する位置にそれぞれ設けられ、他方には、上記ピンが摺動可能に嵌合する長孔が上記押圧操作方向と略平行な方向に延びるように上記ピンに対応する位置にそれぞれ設けられ、この長孔に上記ピンがそれぞれ嵌合することによりボタンが支持部材に支持されており、
さらに上記ボタンを上記押圧操作方向と反対方向に付勢する付勢手段が設けられ、上記ボタンはこの付勢手段に付勢されて、非操作状態で上記ピンが上記長孔の一端側に位置するようになっており、
上記ボタンの両端部のうち一方を押圧操作すると、押圧操作する側と反対側のピンを支点として上記付勢手段の付勢力に抗してボタンが揺動するように構成され、
上記ボタン及び支持部材には、ボタンの両端部が同時に押圧操作されたときまたは両端部の中央が押圧操作されたときに、当該ボタンが揺動せずにボタン全体がその押圧操作方向に平行移動することを防止する誤操作防止手段が設けられ、
この誤操作防止手段は、上記ボタン及び支持部材の一方において、上記ボタンの両端部の略中央に対応する位置に設けられた案内部と、他方に設けられて上記案内部に案内される被案内部とを有し、
上記案内部は、上記ボタン全体が押圧操作方向に平行移動するのを阻止するように上記被案内部の動きを規制し、かつ、ボタンの揺動に伴う被案内部の動きは許容するように当該被案内部を案内することを特徴とするシーソーボタン構造。
上記両長孔は、上記ボタンが非操作状態にあるときに反対側の長孔に嵌合しているピンの位置を中心とする円弧状になっていることを特徴とする請求項１に記載のシーソーボタン構造。