JP4530226B2

JP4530226B2 - ノブ

Info

Publication number: JP4530226B2
Application number: JP2006043329A
Authority: JP
Inventors: 竜介太田
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2026-02-21
Also published as: JP2007226979A

Description

本発明は、スイッチ等の操作デバイスの少なくとも押し操作及び倒し操作が可能となる操作シャフトに装着されるノブに関する。

従来、押し操作及び倒し操作が可能となる操作シャフトを有する操作デバイス、例えば、多入力スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような多入力スイッチでは、操作シャフトの先端にノブ（スイッチパッド）が装着されており、操作者は、前記ノブに指をあてがって操作シャフトの押し操作やその倒し操作を行なうようにしている。
特開２０００−２８５７６７号公報（３頁、図８）

ところで、例えば、前記多入力スイッチが車載機器に搭載されている場合、その多入力スイッチのノブが車両乗員（例えば、運転者）の正面に配置されておらず、乗員は、斜めの方向から前記多入力スイッチのノブを操作することとなる。このため、操作シャフトの垂直方向への押し操作を行なったつもりでも、操作シャフトの倒し操作になってしまう場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、操作シャフトの押し操作を確実に行なうことのできるノブを提供するものである。

本発明に係るノブは、少なくとも押し操作及び倒し操作が可能となる操作シャフトに装着されるノブであって、一端が開放する凹部が形成され、該凹部の底面から突出し、該底面を貫通して前記操作シャフトが嵌入する孔の形成された塔部を有する外周ノブと、該外周ノブに装着され、該外周ノブの凹部に挿入される挿入部と前記凹部の開放する端部を覆うキャップ部とを有する中央ノブとを有し、前記外周ノブの凹部には、前記中央ノブの前記挿入部の所定部位を前記凹部の開放する側から受ける受け面が前記塔部の先端より前記底面に近い位置に形成され、前記受け面から前記塔部の先端と逆側の所定位置にて前記外周ノブと前記中央ノブとが相互に係止している構成となる。

このような構成により、ノブが外周ノブと中央ノブとに分割され、前記中央ノブに作用する力が操作シャフトの根元により近い位置に設定し得る受け面を介して外周ノブに伝達し、また、中央ノブのキャップ部に前記操作シャフトを倒す方向に作用する力がより小さくなって前記外周ノブの受け面に作用し得るようになるので、前記中央ノブのキャップ部が斜め方向から押された場合に、操作シャフトに直接作用する当該操作シャフトを倒すためのトルクを比較的小さくすることができるようになる。

また、本発明に係るノブにおいて、前記中央ノブの前記挿入部に形成された係止片と、前記外周ノブの前記底面に形成された係止孔とによって前記外周ノブと前記中央ノブとが相互に係止している構成とすることができる。

このような構成により、中央ノブの挿入部が外周ノブの凹部の底面に係止されるようになるので、中央ノブのキャップ部に操作シャフトを倒す方向に力が作用したときに、該力が外周ノブの受け面より操作シャフトの先端側に作用することを確実に防止しつつ、外周ノブと中央ノブとを係止させることができるようになる。

更に、本発明に係るノブにおいて、前記中央ノブの前記挿入部は筒状体となり、前記中央ノブが前記外周ノブに装着された状態で、前記外周ノブの前記塔部が前記筒状体内に収納されるように構成することができる。

このような構成により、中央ノブの挿入部を外周ノブの凹部に形成された塔部に干渉することなく前記凹部に挿入させることができる。

また、本発明に係るノブにおいて、前記筒状体の内壁に段部が形成され、前記外周ノブの前記受け面は、前記塔部の外面から外方に張り出すように形成され、前記塔部が前記中央ノブの前記筒状体に収納された状態で前記段部が前記受け面に当接するように構成することができる。

このような構成により、中央ノブのキャップ部に作用する力を中央ノブの挿入部となる筒状体の内壁を介して外周ノブの受け面に伝達させることができるようになる。

また、本発明に係るノブにおいて、前記外周ノブの前記塔部は、前記孔が前記凹部の開放する側に貫通するように形成された構成とすることができる。

このような構成により、操作シャフトを外周ノブの塔部に形成された孔に嵌入する際に、外周ノブの凹部の開放する端部側から孔と操作シャフトの相対的な位置を確認することが可能となるので、より容易に外周ノブを操作シャフトに装着することができるようになる。

また、本発明に係るノブにおいて、前記塔部は、前記孔に沿って１対のスリットが形成され、前記塔部が弾性リング部材にて締め付けられている構成とすることができる。

このような構成により、外周ノブを操作シャフトに装着する際に、外周ノブの塔部に形成された孔に操作シャフトを嵌入した後に該塔部を弾性リング部材にて締め付けることができるので、より容易に外周ノブを操作シャフトに装着することができるようになる。

更に、本発明に係るノブにおいて、前記操作シャフトは、その先端面から続く周面の一部が平坦面となるＤカット形状となり、前記外周ノブの前記塔部に形成される孔は前記操作シャフトの形状に合致するように形成されている構成とすることができる。

このような構成により、操作シャフトを外周ノブの塔部に形成された孔に嵌入する際に、外周ノブの凹部の開放する端部側から、前記孔の断面形状と操作シャフトのＤカット形状とを確認することが可能となるので、外周ノブの操作シャフトへの確実な装着を容易に行うことができるようになる。そして、Ｄカット形状となる操作シャフトの平坦面の部分が塔部の孔に密に嵌入されるようになるので、操作シャフトにノブが装着された状態で、当該ノブの空回りを確実に防止することができるようになる。

更に、本発明に係るノブにおいて、前記操作シャフトは、その先端面から続く周面の一部が平坦面となってＤカット段差部を有し、前記外周ノブの前記塔部に形成される孔の内周面には、前記操作シャフトのＤカット段差部を受ける凸部が形成さた構成とすることができる。

このような構成により、操作シャフトを塔部の孔に嵌め込む際に、前記操作シャフトのＤカット段差部が前記孔の内周面に形成された凸部２９に突き当って、その挿入深さの位置決めが容易になされ得るようになる。

本発明に係るノブによれば、ノブを外周ノブと中央ノブとに分割することによって、前記中央ノブのキャップ部が斜め方向から押された場合に、操作シャフトに直接作用する当該操作シャフトを倒すためのトルクを比較的小さくすることができるようになるので、垂直方向に押されるはずの中央ノブのキャップ部が斜め方向から押されたとしても、操作シャフトを倒すことなくその押し操作を確実に行なうことができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係るノブが装着された操作デバイスは、図１乃至図４に示すように構成される。なお、図１は本発明の実施の一形態に係るノブが装着された操作デバイスをある視点から見た分解斜視図であり、図２は前記操作デバイスを他の視点から見た分解斜視図であり、図３は、操作デバイスの操作シャフトに外周ノブが装着される状態（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を順次示す斜視図であり、図４は、本発明の実施の一形態に係るノブの断面を示す断面図である。

図１及び図２において、エンコーダ（操作デバイス）１１０の操作シャフト１１１に装着されるノブ１０は、それぞれ合成樹脂製となる外周ノブ２０と中央ノブ３０とに分割された構造となっている。エンコーダ１１０は、基板１００に取付け固定されており、操作シャフト１１１の押し操作、倒し操作及び回転操作が可能となっている。操作シャフト１１１は、その先端面から続く周面の一部が平坦面１１１ａとなるＤカット形状となっている。

外周ノブ２０は、円筒形状となり、その中央部に一端が開放する円柱状の凹部２０ａが形成されている。凹部２０ａの底面２１の中央部から塔部２２が突出している。塔部２２には底面２１を貫通して操作シャフト１１１が嵌入する孔２２ａが形成されている。孔２２ａは、塔部２２を外周ノブ２０の裏面側から凹部２０の開放する端部に向けて貫通している。孔２２ａの内面形状は、嵌入される操作シャフト１１１の外面形状（Ｄカット形状）に合致したものとなっている。また、塔部２２には孔２２ａに沿って一対のスリットが形成されており、操作シャフト１１１が嵌入されると孔２２ａの径が僅かに拡開するようになっている。外周ノブ２０における凹部２０ａの底面２１には、塔部２２を挟んで対称的に一対の係止孔（２３ａ：図１及び図２において図示略）、２３ｂが形成され、また、塔部２２を挟んで対称的に一対のリブ２５ａ、（２５ｂ：図１及び図２において図示略）が形成されている。

中央ノブ３０は、筒状部３１の一端部に円盤状のキャップ部３２が形成された構造となり、筒状部３１の対向する所定部位には一対の係止片３３ａ、３３ｂ（図４参照）が形成されている。これら係止片３３ａ、３３ｂは、筒状部３１のキャップ部３２が形成された端部と逆側の端部縁よりその長さ方向に更に突出するように形成されている。また、筒状部３１の対向する他の所定部位には一対のスリット（３５ａ：図１及び図２において図示略）、３５ｂが形成されている。

前述したように外周ノブ２０と中央ノブ３０とに分割された構造となるノブ１０は、エンコーダ１１０の操作シャフト１１１に対して次のようにして装着することができる。

図３（ａ）に示すように、外周ノブ２０の凹部２０ａの開放する端部側から塔部２２の孔２２ａと操作シャフト１１１との相対的な位置を確認すると共に、操作シャフト１１１の断面形状（Ｄカット形状）と孔２２ａの断面形状とが合致するように外周ノブ２０の向きを合わせる。そして、操作シャフト１１１の先端を孔２２ａに挿入し、外周ノブ２０を押すことにより、操作シャフト１１１が図３（ａ）、（ｂ）に示すように孔２２ａに嵌まり込む。その後、弾性リング部材２８を塔部２２に嵌め込んで塔部２２を弾性リング部材２８によって締め付けるようにする。これにより、外周ノブ２０が操作シャフト１１１から抜け難くなる。

このようにして外周ノブ２０が操作シャフト１１１に装着されると、次いで、中央ノブ３０の筒状部３１が外周ノブ２０の凹部２０ａに挿入されるように中央ノブ３０が外周ノブ２０に装着される。具体的には、外周ノブ２０の凹部２０ａ内に形成された一対のリブ２５ａ、２５ｂに筒状部３１に形成された一対のスリット３５ａ、３５ｂが合致するように中央ノブ３０の向きが調整される。そして、各リブ２５ａ、２５ｂが対応するスリット３５ａ、３５ｂに嵌まり込むように筒状部３１が外周ノブ２０の凹部２０ａに挿入され、筒状部３１に形成された係止片３３ａ、３３ｂが凹部２０ａの底面２１に形成された係止孔２３ａ、２３ｂに引掛け係止される。これにより、中央ノブ３０が抜け止め及び回転止めされた状態で外周ノブ２０に装着される。この状態で、中央ノブ３０の筒状部３１内に凹部２０ａに形成された塔部２２が収納され、中央ノブ３０のキャップ部３２が外周ノブ２０の凹部２０ａの開放する端部を覆う（図４参照）。

中央ノブ３０が外周ノブ２０に装着された状態が、更に、詳細に図４（断面図）に示される。図４において、塔部２２の根元部分には塔部２２から外方に張り出す張出し部２４が形成されている。また、中央ノブ３０の筒状部３１の内壁にはリング状の突出部３４が形成されており、その突出部３４によって筒状部３１の内壁に段部３４ａが形成される。各係止片３３ａ，３３ｂが対応する係止孔２３ａ、２３ｂに引掛け係止されて、筒状部３１内に塔部２２が収納された状態で中央ノブ３０が外周ノブ２０に装着されると、塔部２２の根元から張出した張出し部２４の上面２４ａに筒状部３１の内壁に形成された段部３４ａが当接する。即ち、張出し部２４の上面２４ａ（受け面）が、筒状部３１の内壁に形成された段部３４ａを凹部２０の開放する側から受けるようになる。

このような外周ノブ２０と中央ノブ３０とに分割されたノブ１０によれば、中央ノブ３０を外周ノブ２０に装着する前に、外周ノブ２０を操作シャフト１１１に装着することができるので、操作シャフト１１１を外周ノブ２０の塔部２２に形成された孔２２ａに嵌め込む際に、外周ノブ２０の凹部２０ａの開放する端部側から孔２２ａと操作シャフト１１１の相対的な位置を確認することが可能となり、また、孔２２ａの断面形状と操作シャフト１１１のＤカット形状とを確認することが可能となる。その結果、より容易に外周ノブ２０を操作シャフト１１１に装着することができるようになる。なお、塔部２２の孔２２ａの内周面には、操作シャフト１１１の平坦面１１１ａによって形成されたＤカット段差部１１１ｂを受ける凸部２９が形成されている。これにより、操作シャフト１１１を塔部２２の孔２２ａに嵌め込む際に、操作シャフト１１１の前記Ｄカット段差部１１１ｂが前記凸部２９の端面に突き当って、その挿入深さの位置決めが容易になされ得るようになる。また、外周ノブ２０を操作シャフト１１１に装着する際に、外周ノブ２０の塔部２２に形成された孔２２ａに操作シャフト１１１を嵌入した後に塔部２２を弾性リング部材２８にて締め付けることができるので、外周ノブ２０の操作シャフト１１１へのより確実な装着を容易に行うことができるようになる。

更に、中央ノブ３０のキャップ部３２に斜め方向から操作力が加わっても、操作シャフト１１１が倒れ操作され難い。これは次のような理由によるものである。

従来のようにノブが操作シャフト１１１の先端部に剛的に装着されている場合、図５（ａ）に模式的に示すように、ノブの上面（力点Ｐａ１）に斜め方向の操作力Ｆが作用すると、その倒し方向成分（水平成分）Ｆｘによって、操作シャフト１１１の先端のスイッチ接点（作用点Ｐｂ１）に操作シャフト１１１のエンコーダ１１０内での支持点（支点Ｐｐ１）を中心にしたトルクが作用する。そのトルクの大きさは、前記操作力Ｆの倒し方向成分Ｆｘと、力点Ｐａ１と支点Ｐｐ１との間の距離Ｌ１１と、支点Ｐｐ１と作用点Ｐｂ１との間の距離Ｌ１２によって決まる。

一方、前述した外周ノブ２０と中央ノブ３０とに分割された構造となるノブ１０が操作シャフト１１１に装着されたエンコーダ（操作デバイス）１１０では、図５（ｂ）に模式的に示すように、中央ノブ３０のキャップ部３２に斜め方向の操作力Ｆが作用すると、中央ノブ３０の筒状部３１内に形成された段部３４ａとそれに当接する外周ノブ２０の塔部２２から張出した張出し部２４の上面２４ａ（受け面）の僅かな変形やガタツキ等によって、中央ノブ３０が僅かに傾く。すると、前記操作力Ｆに起因して発生する中央ノブ３０に垂直な方向の力成分Ｆａと中央ノブ３０に平行な力成分Ｆｂとに基づいて、それぞれの倒し方向成分Ｆａｘ及びＦｂｘの合成力（Ｆａｘ＋Ｆｂｘ）が中央ノブ３０（段部３４ａ）を受ける外周ノブ２０の張出し部２４の上面２４ａ（受け面）に発生する（力点Ｐａ２：図４も参照）。この合成力（Ｆａｘ＋Ｆｂｘ）によって、操作シャフト１１の先端のスイッチ接点（作用点Ｐｂ２：図４も参照）に操作シャフト１１１のエンコーダ１１０内での支持点（支点Ｐｐ２：図４も参照）を中心としたトルクが作用する（図４における弧状矢印ｃ−ｄ参照）。そのトルクの大きさは、前記合成力（Ｆａｘ＋Ｆｂｘ）と、力点Ｐａ２と支点Pｐ２との間の距離Ｌ２１と、支点Ｐｐ２と作用点Ｐｂ２との間の距離Ｌ２２によって決まる。

前記合成力（Ｆａｘ＋Ｆｂｘ）は、図５（ａ）に示す操作力Ｆの倒し方向成分Ｆｘより小さく、かつ、力点Ｐａ２と支点Ｐｐ２との間の距離Ｌ２１は、図５（ａ）に示す場合の距離Ｌ１１より小さくなる。従って、前述したように発生するトルクは、図５（ａ）に示す場合に比べて小さくなる。

即ち、中央ノブ３０に作用する操作力Ｆが操作シャフト１１１の根元により近い張出し部２４の上面２４ａ（受け面）を介して外周ノブ２０に伝達し、また、中央ノブ３０のキャップ部３２に操作シャフト１１１を倒す方向に作用する力がより小さくなって前記張出し部２４の上面２４ａ（受け面）に作用するようになるので、垂直方向に押されるはずの中央ノブ３０のキャップ部３２が斜め方向から押された場合に、操作シャフト１１１に直接作用する当該操作シャフト１１１を倒すためのトルクを比較的小さくすることができるようになる。その結果、中央ノブ３０のキャップ部３２が斜め方向から押されても、操作シャフト１１１を倒すことなくその押し操作を確実に行なうことができるようになる。

なお、前述したように中央ノブ３０は、塔部２２から張出した張出し部２４の上面にて支持される段部３４ａを支点にして傾き動（揺動）し得るようになっている。中央ノブ３０がこのように揺動しても、図４に示すように、中央ノブ３０のキャップ部３２の全周にわたって形成されたフランジ部３２ａによって、中央ノブ３０の筒状部３１の外周壁と外周ノブ２０の凹部２０ａの内周壁との間に形成された隙間２０ａａは、当該ノブ１０の前方からは（図４における方向Ｗ参照）見えないようになっている。

また、中央ノブ３０のキャップ部３２のフランジ部３２ａと外周ノブ２０における凹部２０ａの開放端縁部との間には、前述したように中央ノブ３０が揺動しても、それらが干渉にしないだけの軸方向（図４において上下方向）のクリアランスが保持され得るように設計されている。

以上、説明したように、本発明に係るノブは、操作シャフトの押し操作を確実に行なうことのできるようになるという効果を有し、スイッチ等の操作デバイスの少なくとも押し操作及び倒し操作が可能となる操作シャフトに装着されるノブとして有用である。

本発明の実施の一形態に係るノブが装着された操作デバイスの構成を示す分解斜視図（その１）である。本発明の実施の一形態に係るノブが装着された操作デバイスの構成を示す分解斜視図（その２）である。操作デバイスの操作シャフトに外周ノブが装着される状態を順次示す斜視図である。本発明の実施の一形態に係るノブの断面を示す断面図である。本発明の実施の一形態に係るノブの装着された操作デバイスにおける力の作用状態を従来のものと比較して示す図である。

符号の説明

１０ノブ
２０外周ノブ
２０ａ凹部
２１底面
２２塔部
２２ａ孔
２３ａ、２３ｂ係止孔
２４張出し部
２４ａ上面（受け面）
２５ａ、２５ｂリブ
３０中央ノブ
３１筒状部
３２キャップ部
３３ａ、３３ｂ係止片
３４突出部
３４ａ段部
１００基板
１１０エンコーダ（操作デバイス）
１１１操作シャフト
１１１ａ平坦面

Claims

少なくとも押し操作及び倒し操作が可能となる操作シャフトに装着されるノブであって、
一端が開放する凹部が形成され、該凹部の底面から突出し、該底面を貫通して前記シャフトが嵌入する孔の形成された塔部を有する外周ノブと、
該外周ノブに装着され、該外周ノブの凹部に挿入される挿入部と前記凹部の開放する端部を覆うキャップ部とを有する中央ノブとを有し、
前記外周ノブの凹部には、前記中央ノブの前記挿入部の所定部位を前記凹部の開放する側から受ける受け面が前記塔部の先端より前記底面に近い位置に形成され、
前記受け面から前記塔部の先端と逆側の所定位置にて前記外周ノブと前記中央ノブとが相互に係止していることを特徴とするノブ。
前記中央ノブの前記挿入部に形成された係止片と、前記外周ノブの前記底面に形成された係止孔とによって前記外周ノブと前記中央ノブとが相互に係止していることを特徴とする請求項１記載のノブ。
前記中央ノブの前記挿入部は筒状体となり、前記中央ノブが前記外周ノブに装着された状態で、前記外周ノブの前記塔部が前記筒状体内に収納されるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のノブ。
前記筒状体の内壁に段部が形成され、
前記外周ノブの前記受け面は、前記塔部の外面から外方に張り出すように形成され、前記塔部が前記中央ノブの前記筒状体に収納された状態で前記段部が前記受け面に当接するようにしたことを特徴とする請求項３記載のノブ。
前記外周ノブの前記塔部は、前記孔が前記凹部の開放する側に貫通するように形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のノブ。
前記塔部は、前記孔に沿って１対のスリットが形成され、
前記塔部が弾性リング部材にて締め付けられていることを特徴とする請求項５記載のノブ。
前記操作シャフトは、その先端面から続く周面の一部が平坦面となるＤカット形状となり、
前記外周ノブの前記塔部に形成される孔は前記操作シャフトの形状に合致するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のノブ。
前記操作シャフトは、その先端面から続く周面の一部が平坦面となってＤカット段差部を有し、
前記外周ノブの前記塔部に形成される孔の内周面には、前記操作シャフトのＤカット段差部を受ける凸部が形成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のノブ。