JP5200710B2 - スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に自動車の空調や音響機器等の各種電子機器の操作に用いられるスイッチ装置に関するものである。

近年、自動車において、ステアリングホイール近傍に操作体が多方向へ揺動可能なステアリングスイッチなどのスイッチ装置が配設され、このスイッチ装置の操作体を操作して、オーディオ機器やエアコン等の電子機器を操作することが広く行われており、組立てが容易で確実な操作が可能なものが求められている。

このような従来のスイッチ装置について、図６〜図８を用いて説明する。

図７は従来のスイッチ装置の断面図であり、同図において、１は略箱状で絶縁樹脂製のカバー、２は絶縁樹脂製の作動体、３は作動体２の上方に配置された絶縁樹脂製の上ケース、４は作動体２の下方に配置された絶縁樹脂製の下ケースで、この作動体２の上部に設けられた略円筒状の取付軸２Ａが、カバー１上面の略中央の開口部１Ａから上方へ突出すると共に、作動体２の略球状の中央部２Ｂが上ケース３の支持部３Ａや下ケース４の支持部４Ａによって外周を揺動可能に支持されている。

そして、５は略円盤状で絶縁樹脂製の操作体で、操作体５下面の略中空筒状の保持部５Ａが操作体２上部の取付軸２Ａに圧入状態で装着されると共に、操作体５がカバー１の開口部１Ａから上方へ突出している。

また、６は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板、７はプッシュスイッチで、配線基板６が下ケース４の上面に載置されると共に、複数のプッシュスイッチ７が配線基板６上面の前後左右の４箇所に実装され、プッシュスイッチ７の押部７Ａには作動体２の中央部２Ｂから各々延出した押圧部２Ｃが対向して当接している。

さらに、作動体２の下部に設けられた収納穴部２Ｄには、略円筒状のピン８が上下動可能に収納されると共に、ピン８を下方へ付勢する節度ばね９がやや撓んだ状態で収納され、ピン８の先端が下ケース４の節度部４Ｂの凹凸に弾接してスイッチ装置１０が構成されている。

そして、このように構成されたスイッチ装置１０が、図６の平面図に示すように、ステアリング１１のスポーク部１１Ａに操作面を手前にして取付けられると共に、複数のプッシュスイッチ７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、ステアリングホイール１１Ｂを握りながら親指で、例えば操作体５を左方向へ揺動操作すると、図８の断面図に示すように、操作体５を介して作動体２が中央部２Ａを中心に左方向へ揺動すると共に、作動体２下端の節度ばね９により付勢されたピン８が、節度部４Ｂに弾接しながら移動して節度感が生じる。

そして、作動体２の左方向への揺動に伴って、左側の押圧部２Ｃが対向するプッシュスイッチ７の押部７Ａを押圧し、プッシュスイッチ７の電気的接離が行われて、この電気信号がコネクタやリード線等を介して自動車の電子回路に送信され、例えばエアコンの温度設定が低くなる。

また、同様に、操作体５を右方向や前後方向へ揺動操作すると、操作に応じて対応する押圧部２Ｃを介してプッシュスイッチ７の電気的接離が行われて、エアコンの温度設定を高くしたり、オーディオの音量を増減するように構成されている。

なお、操作体５は保持部５Ａが作動体２の取付軸２Ａに圧入嵌合されて、作動体２に装着されているため、絶縁樹脂製の操作体５の保持部５Ａ内側と取付軸２Ａの外側の寸法仕上がりによって、保持部５Ａ内側と取付軸２Ａの外側に隙間が大きいと、操作体５と作動体２との間にがたつきが生じ、操作が不確実なものとなるため、適度な圧入状態となるようにこれらの寸法を管理するか、あるいは、接着剤等によってこれらを固着する必要があるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００７−１２２８６号公報

しかしながら、上記従来のスイッチ装置１０においては、操作体５と作動体２のがたつきを防ぎ、スイッチ装置の確実な傾倒操作を行うには、操作体５とこれに装着される取付軸２Ａとの寸法管理や、これらを接着剤等によって固着する必要があるため、操作体や作動体などの構成部品の製作やスイッチ装置の組立てに手間がかかり、高価なものになり易いという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、製作や組立てが容易で、確実な操作が可能なスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、下面に中空で略円筒状の保持部が設けられた操作体と、上部に設けられた略円筒状の取付軸の外側に前記操作体の前記保持部が装着された作動体と、前記操作体の揺動操作により前記作動体を介して電気的接離が行われるスイッチ接点からなり、前記保持部の円周方向に略等間隔で４箇所に上下方向に延びたスリット及び前記スリットに挟まれた圧接部を各々形成し、前記圧接部の内周に略溝状の凹部を各々形成して、前記保持部の前記スリット上端より上方の外周から略リング状につば部を突出させ、前記保持部下端に突起部を形成して、前記取付軸の外側に上下方向に延び前記スリットに対応した複数のリブを形成し、複数の前記リブの間の前記取付軸の外周に帯状の凸部を各々形成して、前記リブを前記スリットに各々係合させると共に前記圧接部の凹部を前記取付軸の凸部に互いに係合させて、前記保持部の外側の前記つば部と前記突起部の間にコイルばねを巻回して配置し、前記保持部の内側を前記取付軸の外側に圧接させてスイッチ装置を構成したものであり、保持部にコイルばねを取付けて巻回させた操作体を作動体の取付軸に圧入すると共に、保持部の圧接部の内周及び取付軸の外周に各々設けた凹部又は凸部を互いに係合させることによって、これら凹部と凸部の係合時に音や触感が生じて、取付軸が保持部内の所定の位置まで挿入されたことが知覚でき、保持部と取付軸との圧接状態がほぼ一定かつ確実となり、がたつきや上方向への抜けを防ぐため、操作体の作動体への装着が容易で、確実な操作が可能なスイッチ装置を得ることができるという作用を有する。
また、コイルばねにより保持部が取付軸に圧接すると共に、略円筒状の取付軸外側のリブが保持部のスリットに係合することによって、取付軸に対し操作体の回転方向のがたつきを防ぎ、さらに安定した確実な操作が可能となるという作用を有する。
さらに、コイルばねを保持部のつば部と突起部との間に巻回させることによって、操作体を取付軸に装着する際に、コイルばねがつば部と突起部により上下方向への移動を規制されて外れ難くなると共に、操作体の装着後においても、車両の運転時に生じる振動や衝撃によるコイルばねの保持部からの外れを防ぎ、確実に操作体を取付軸に保持することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、製作や組立てが容易で、確実な操作が可能なスイッチ装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図、図２は同分解斜視図、図３は要部斜視図、図４は要部断面図であり、同図において、１は略箱状でポリカーボネート（以下、ＰＣと記載する）やアクリロニトリルブタジエンスチレン（以下、ＡＢＳと記載する）などの絶縁樹脂製のカバー、１２はポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと記載する）やナイロン（以下、ＰＡと記載する）などの絶縁樹脂製の作動体で、この作動体１２の上部に設けられた略円筒状の取付軸１２Ａが、カバー１上面の略すり鉢状に窪んだ表示部１Ｂの中央に設けられた開口部１Ａから突出している。

そして、３は作動体１２の上方に配置されたＡＢＳやポリオキシメチレン（以下、ＰＯＭと記載する）などの絶縁樹脂製の上ケース、４は作動体１２の下方に配置されたＰＯＭやＰＡなどの絶縁樹脂製の下ケースで、作動体１２の略球状の中央部１２Ｂが、上ケース３の略中央に形成された略曲面状の支持部３Ａや下ケース４の略中央に形成された略曲面状の支持部４Ａによって、上下方向の外周を揺動可能に各々支持されている。

また、１５はＡＢＳやＰＯＭなどの絶縁樹脂製の操作体で、上部には開口部１Ａより直径の大きい略円盤状の操作部１５Ｊが設けられると共に、この操作部１５Ｊの下面に中空で略円筒状の保持部１５Ａが設けられている。

さらに、保持部１５Ａの円周方向に略等間隔で４箇所に上下方向に延びたスリット１５Ｂが形成されると共に、スリット１５Ｂに挟まれた圧接部１５Ｆの内周に略溝状の凹部１５Ｃが各々形成されている。

そして、取付軸１２Ａ外側には上下方向に延び外方に突出した複数のリブ１２Ｃが形成されると共に、各リブ１２Ｃ間の外周に帯状の凸部１２Ｄが形成され、図１に示すように、凸部１２Ｄが保持部１５Ａの凹部１５Ｃに入って係合すると共に、図４に示すように、リブ１２Ｃが保持部１５Ａのスリット１５Ｂに各々係合している。

また、１６は金属線製のコイルばねで、保持部１５Ａのスリット１５Ｂ上端より上方の外周から略リング状に突出したつば部１５Ｄと、保持部１５Ａ下端に形成された突起部１５Ｅとの間にコイルばね１６が配置されて保持部１５Ａを巻回し、圧接部１５Ｆ内側を取付軸１２Ａ外側に圧接して、操作体１５が作動体１２の取付軸１２Ａに装着されている。

ここで、つば部１５Ｄの直径をカバー１の開口部１Ａより小さくすると共に、保持部１５Ａに巻回された状態のコイルばね１６の外径より大きくして、これにより、コイルばね１６はつば部１５Ｄによって上方を覆われ、外観上、開口部１Ａを通して見えないようになっている。

さらに、６は紙フェノール樹脂やガラス入りエポキシ樹脂等の配線基板、７はスイッチ接点としてのプッシュスイッチで、配線基板６が下ケース４の上面に載置されると共に複数のプッシュスイッチ７が例えば前後左右の４箇所に実装され、各プッシュスイッチ７の押部７Ａには作動体１２の中央部１２Ａから延出した押圧部１２Ｅが対向して各々当接している。

そして、作動体１２下端に設けられた収納穴部１２Ｆには略円筒状のピン８とピン８を下方へ付勢するコイル状の節度ばね９がやや撓んだ状態で収納され、ピン８の先端が下ケース４の節度部４Ｂの凹凸に弾接してスイッチ装置３０が構成されている。

また、このようなスイッチ装置３０において操作体１５を作動体１２に装着する際には、カバー１内に上ケース３や下ケース４に揺動支持された作動体１２や、プッシュスイッチ７が実装された配線基板６などが組み込まれたスイッチユニット状態で、カバー１の開口部１Ａから突出した作動体１２の取付軸１２Ａに上方から操作体１５の保持部１５Ａが装着される。

つまり、まず、コイルばね１６を保持部１５Ａ下端の外側の傾斜部１５Ｇからコイルばね１６の直径を拡張しながら圧入し、つば部１５Ｄと突起部１５Ｅとの間に配置して圧接部１５Ｆに巻回させる。

次に、コイルばね１６が巻回された保持部１５Ａを取付軸１２Ａの先端に被せるように圧入すると、保持部１５Ａ下端内側の傾斜部１５Ｈによって圧接部１５Ｆが押し広げられると共に取付軸１２Ａが保持部１５Ａ内に進入する。

さらに、操作体１５を下方へ押し込むと、保持部１５Ａの各スリット１５Ｂに取付軸１２Ａのリブ１２Ｃが係合しながら進入し、取付軸１２Ａの凸部１２Ｄが保持部１５Ａの凹部１５Ｃに係合すると共に取付軸１２Ａ先端が保持部１５Ａ内側の上端面に当接する。

なお、この時、凹部１５Ｃが形成された保持部１５Ａの圧接部１５Ｆはコイルばね１６により内方へ付勢されているため、取付軸１２Ａの凸部１２Ｄが保持部１５Ａの凹部１５Ｃに係合する際、凸部１２Ｄによって圧接部１５Ｆ内面との間に凸部１２Ｄの高さ分、隙間がある状態から、凸部１２Ｄが凹部１５Ｃ内に入り込んで係合した時には、圧接部１５Ｆ内面が取付軸１２Ａ外面に当接する音や衝撃が生じ、この音や衝撃の触感によって保持部１５Ａが取付軸１２Ａに所定の位置で確実に装着されたことが知覚できる。

すなわち、コイルばね１６を保持部１５Ａに巻回させた操作体１５を、作動体１２の取付軸１２Ａに装着する時に、凸部１２Ｄが凹部１５Ｃに係合する際の音や衝撃によって所定の挿入位置に装着できたことが判り、これらの挿入不足や過度の押し込みによる操作体１５や作動体１２の破損を防ぐことができる。

また、コイルばね１６を保持部１５Ａのつば部１５Ｄと突起部１５Ｅとの間に巻回させることによって、操作体１５を取付軸１２Ａに装着する際に、コイルばね１６がつば部１５Ｄと突起部１５Ｅにより上下方向への移動を規制されて外れ難くなると共に、操作体１５の装着後においても、車両の運転時に生じる振動や衝撃によるコイルばね１６の保持部１５Ａからの外れを防ぎ、確実に操作体１５を取付軸１２Ａに保持することができる。

そして、このように構成されたスイッチ装置３０が、図６の平面図に示すように、ステアリング１１のスポーク部１１Ａに操作面を手前にして取付けられると共に、複数のプッシュスイッチ７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、ステアリングホイール１１Ｂを握りながら親指で、例えば操作体１５の操作部１５Ｊを左方向へ揺動操作すると、図５の断面図に示すように、操作体１５が装着された作動体１２が中央部１２Ｂを中心に左方向へ揺動すると共に、作動体１２下端の節度ばね９により付勢されたピン８が、節度部４Ｂに弾接しながら移動して節度感が生じる。

そして、作動体１２の左方向への揺動に伴って、左側の押圧部１２Ｅが対向するプッシュスイッチ７の押部７Ａを押圧し、プッシュスイッチ７の電気的接離が行われて、この電気信号がコネクタやリード線等を介して自動車の電子回路に送信され、例えばエアコンの温度設定が低くなる。

そして、同様に、操作部１５Ｊを右方向や前後方向へ揺動操作すると、操作体１５の動作に応じて作動体１２を介して対応するプッシュスイッチ７の電気的接離が行われて、エアコンの温度設定を高くしたり、オーディオの音量を増減するように構成されている。

なお、操作部１５Ｊを親指等で揺動操作する際には、操作体１５は保持部１５Ａに巻回されたコイルばね１６によって、圧接部１５Ｆが取付軸１２Ａに圧接すると共に、取付軸１２Ａの凸部１２Ｄが保持部１５Ａの凹部１５Ｃに係合していることにより、カバー１上面からの操作体１５の操作部１５Ｊまでの高さにばらつきがなく、作動体１２に対してがたつきや抜けが生じ難いため、ピン８と節度部４Ｂとの弾接移動による節度荷重に抗して多少強い力で揺動操作したり、荷物等によって操作体１５が引張られても支障なく、確実な操作が可能なものとなっている。

このように本実施の形態によれば、操作体１５の保持部１５Ａの外側をコイルばね１６で巻回して保持部１５Ａを取付軸１２Ａに圧接させると共に、保持部１５Ａの内周に凹部１５Ｃを、取付軸１２Ａの外周に凸部１２Ｄを各々形成して、これらを互いに係合させ、操作体１５を取付軸１２Ａに装着することによって、保持部１５Ａにコイルばね１６を取付けて巻回した操作体１５を作動体１２の取付軸１２Ａに圧入すると共に、保持部１５Ａ内周の凹部１５Ｃに取付軸１２Ａ外周の凸部１２Ｄを互いに係合させた時に、音や触感が生じて、取付軸１２Ｄが保持部１５Ａ内の所定の位置まで挿入されたことが知覚でき、保持部１５Ａと取付軸１２Ａとの圧接状態がほぼ一定かつ確実で、がたつきや上方向への抜けを防ぐため、操作体１５の作動体１２への装着が容易で、確実な操作が可能なスイッチ装置３０を得ることができるものである。

また、保持部１５Ａに上下方向に延びる複数のスリット１５Ｂを設けると共に、このスリット１５Ｂに取付軸１２Ａの外側に設けたリブ１２Ｃを各々係合させることによって、保持部１５Ａが取付軸１２Ａのリブ１２Ｃに回転方向を規制されて、取付軸１２Ａに対し操作体１５の回転方向のがたつきを防ぎ、さらに安定した確実な操作が可能なものとすることができる。

さらに、以上の説明では、スイッチ接点として、単品のプッシュスイッチ７を用いた構成について説明したが、配線基板６上面にカーボン等によって固定接点を形成し、この上方に下面に可動接点が形成された略ドーム状の可撓性のゴムシートを用いたものや、あるいは略ドーム状で導電金属薄板製の可動接点を載置したもの等、様々なスイッチ接点を用いても本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、操作体１５を揺動操作する揺動操作型のスイッチ装置３０について説明したが、操作体を回転操作や押圧操作させて作動体を介してスイッチ接点の電気的接離を行う、回転操作型のスイッチ装置や押圧操作型のスイッチ装置に適用しても本発明の実施は可能である。

本発明によるスイッチ装置は、製作や組立てが容易で、確実な操作が可能なものを実現でき、主に自動車の空調や音響機器などの各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図 同分解斜視図 同要部斜視図 同要部断面図 同動作時の断面図 ステアリングの平面図 従来のスイッチ装置の断面図 同断面図

符号の説明

１ カバー
１Ａ 開口部
１Ｂ 表示部
３ 上ケース
４ 下ケース
４Ｂ 節度部
６ 配線基板
７ プッシュスイッチ
７Ａ 押部
８ ピン
９ 節度ばね
１１ ステアリング
１１Ａ スポーク部
１１Ｂ ステアリングホイール
１２ 作動体
１２Ａ 取付軸
１２Ｂ 中央部
１２Ｃ リブ
１２Ｄ 凸部
１２Ｅ 押圧部
１２Ｆ 収納穴部
１５ 操作体
１５Ａ 保持部
１５Ｂ スリット部
１５Ｃ 凹部
１５Ｄ つば部
１５Ｅ 突起部
１５Ｆ 圧接部
１５Ｇ、１５Ｈ 傾斜部
１５Ｊ 操作部
１６ コイルばね
３０ スイッチ装置

Claims (1)

1. 下面に中空で略円筒状の保持部が設けられた操作体と、上部に設けられた略円筒状の取付軸の外側に前記操作体の前記保持部が装着された作動体と、前記操作体の揺動操作により前記作動体を介して電気的接離が行われるスイッチ接点からなり、前記保持部の円周方向に略等間隔で４箇所に上下方向に延びたスリット及び前記スリットに挟まれた圧接部を各々形成し、前記圧接部の内周に略溝状の凹部を各々形成して、前記保持部の前記スリット上端より上方の外周から略リング状につば部を突出させ、前記保持部下端に突起部を形成して、前記取付軸の外側に上下方向に延び前記スリットに対応した複数のリブを形成し、複数の前記リブの間の前記取付軸の外周に帯状の凸部を各々形成して、前記リブを前記スリットに各々係合させると共に前記圧接部の凹部を前記取付軸の凸部に互いに係合させて、前記保持部の外側の前記つば部と前記突起部の間にコイルばねを巻回して配置し、前記保持部の内側を前記取付軸の外側に圧接させたスイッチ装置。

Images