JP5214501B2 - 操作機構 - Google Patents

Description

本発明は、押圧操作が可能な外部操作部材を有し、前記押圧操作に節度を設けた操作機構に関するものである。

電子時計において、日付操作やクロノグラフ等の機能を操作するために、押圧操作による外部操作部材を有するものがある。この際、これらの機能が電気的な接触によって電子的に制御される電子時計においては、外部操作部材を操作する際に操作感を向上させるため、前記押圧操作に節度を設けるための機構が組み込まれていることが多い。

押圧操作に節度を設けた機構については、特許文献１にて開示されたような機構がある。この特許文献１に開示された機構を、図５を用いて説明する。この機構では、外部操作部材１１を押圧することでピン３１を中心に回動する復帰バネ３３の復帰バネ突起部３３ａと、クリックバネ３５の先端部３５ａが当接することにより節度感を出している。そのときに、クリックバネ３５は図５のＡの方向に変形する。そして、復帰バネ３３に弾性部３３ｂを一体成形し、外部操作部材１１の押圧後に、この弾性部３３ｂで復帰バネ３３を元の位置に戻している。そのときに、クリックバネ３５は、図５のＡの方向に変形した状態から元の状態（図５のＢの方向）に戻る。

また、図６に示すような、節度感を出すための部材を１つにし、かつ小型化したものを組み込んでいる電子時計も存在する。この構成では、外部操作部材１１が押し込まれていない状態では、復帰バネ４１が初期たわみを持っており、復帰バネ４１の先端部４１ａはクリックバネ４３の当接部４３ａと離間した状態にある。そして、外部操作部材１１が押し込まれると、復帰バネ４１が矢印Ａ方向に変形し、復帰バネ４１の先端部４１ａが、クリックバネ４３の当接部４３ａに当接する。さらに外部操作部材１１を押し込むと、復帰バネ４１の先端部４１ａが、クリックバネ４３の当接部４３ａを乗り越え、そのときに節度が発生する。

実開昭５３−９３２６６号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、弾性部３３ｂを復帰バネ３３の一部分として一体成形しているため、部品形状が複雑となっている。さらに、外部操作部材１１を押圧した状態から開放すると、クリックバネ３５が図５のＡの方向に変形した状態から元の状態に戻るときに、クリックバネ３５の先端３５ａが復帰バネ３３の回動軸３１の方向に復帰バネ３３を押し、復帰バネ３３に余計な力が加わるため耐久性に難があるという問題がある。また、復帰バネ３３とクリックバネ３５の両方が弾性部材であるので、部品のばらつきの影響が大きく、節度のタイミングや節度感が安定しないという問題もある。

また、図６の構成においては、節度感を出すための部材が１つで済み、かつ小型化しているため時計の構成部材としては有利だが、外部操作部材１１を押し込んだ状態から開放した際に復帰バネ４１がクリックバネ４３より図６に示す矢印Ｂの方向に余計な力を受け、このため耐久性に難があるという問題は解決していない。また、復帰バネ４１とクリックバネ４３という２つの弾性部を有するため、節度のタイミングや節度感が安定しないと
いう問題も特許文献１の構成と同様である。

本発明の目的は、以上のような課題を解決し、簡単な構成で耐久性を改善するとともに、良好な節度感を実現する機構を得ることである。

上記目的を達成するため、本発明の操作機構は、押圧操作が可能な外部操作部材を有し、前記押圧操作に節度を設けた操作機構であって、該操作機構は、剛体から成り、前記押圧操作によって回動軸を中心として第１の方向に回動する回動部材と、弾性体から成り、前記回動部材が前記第１の方向とは反対の第２の方向に回動するように、前記外部操作部材側とは反対側から前記回動部材を押圧する弾性部材とを有し、前記回動部材には当接部が形成され、前記弾性部材には、前記当接部によって当接されるとともに、該当接した状態から前記回動部材の前記第１の方向への回動にともなって前記当接部材によって乗り越えられるように構成された被当接部が形成されており、前記外部操作部材の非押圧状態では、前記当接部と前記被当接部が離間しており、前記押圧操作によって前記回動部材が前記第１の方向に回動するとともに前記弾性部材が撓むことにより、前記当接部と前記被当接部とが当接してから前記当接部が前記被当接部を乗り越えて前記押圧操作に節度が発生し、前記押圧操作から解放されると、前記弾性部材が前記回動部材を押圧して該回動部材を前記第２の方向に回動させて、前記回動部材が前記非押圧状態の位置に復帰することを特徴とする。

この構成によれば、節度を出すための部材の一方が剛体であるため、部品のばらつきの影響が小さく、節度のタイミングや節度感が安定する。また、外部操作部材の押圧を開放した際、前記弾性部材が前記回動部材を前記第２の方向に回動する戻しバネとしての役割を兼用しており、専用の戻しバネや専用の戻しバネ部が不要であるため、省スペースかつ部品の形状が単純で生産しやすくなっている。また、前記弾性部材が戻しバネとして働く際、外部から回動部材にかかる力は弾性部材が回動部材を第２の方向に押圧する力だけであり、回動部材が他の部材から余計な力を受けることが無いため、耐久性に優れる。

また、本発明の操作機構は、前記当接部が前記被当接部に当接した状態で、前記回動部材が前記第１の方向に回動することにより、前記当接部が前記被当接部を乗り越える方向に移動するように前記弾性部材を押す押接部を前記回動部材に設けたことを特徴とする。

さらに、本発明の操作機構は、前記弾性部材の前記当接部には当接面が形成され、前記回動部材の前記被当接部には被当接面が形成されており、前記当接部が前記被当接部に当接した状態では、前記当接面が前記被当接面に当接するように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、前記当接部が前記被当接部を乗り越える際に、互いの当接面と被当接面同士が当接した状態から乗り越えるので、従来のように曲面と平面等が当接している場合よりも当接面が被当接面を乗り越える前後の外部操作部材の操作荷重の落差を大きくすることができ、このため外部操作部材のさまざまな最大操作荷重に応じて、適切な操作荷重の落差に設定することができ、良好な節度感を得ることが出来る。

また、本発明の操作機構は、前記非押圧状態では、前記回動部材が所定の回動位置よりも前記第１の方向には回動しないように、前記回動部材の回動を規制する規制部をさらに有することを特徴とする。

また、前記操作機構は、さらに、前記外部操作部材と前記回動部材との間に設けられた導電性のバネ部材を有し、前記外部操作部材の押圧操作が前記バネ部材を介して前記回動
部材に伝達され、前記操作機構は、さらに、前記押圧操作によって、前記バネ部材が撓むことにより、前記バネ部材と電気的に接触する導電性の接点部材を有することを特徴とする。

また、前記バネ部材には、前記外部操作部材を異なる方向から受けるための複数の外部操作部材受け部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、節度を出すための部材の一方を剛体である回動部材にすることにより、節度感及びタイミングの安定化を図ることが出来る。さらに弾性部材の唯一の弾性部が回動部材を初期位置まで戻す戻しバネを兼ねており、外部操作部材の押圧を開放し回動部材を非押圧状態へ戻す際に他の部材より余計な力が働くことなく、このため耐久性に優れている。

本発明の実施形態における節度機構構成の説明図である。 本発明の実施形態における節度機構の状態説明図である。 本発明の実施形態における外部操作部材を押圧した際の荷重とストロークの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態における、図１とは異なる方向から押圧するように外部操作部材を設けた場合の節度機構構成の説明図である。 特許文献１における節度機構構成の説明図である。 従来の節度機構構成の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を詳述する。図１、図２は本発明の実施形態における節度機構構成を腕時計に適用した例を示すものであり、図１は節度機構部分の説明図、図２は外部操作部材を押圧していったときの各部材の状態変化を示す状態説明図である。図３は外部操作部材を押圧していったときのストローク量と操作荷重の関係を示すグラフである。図４は図１とは異なる方向から押圧するように外部操作部材を設けた場合の節度機構構成を示す説明図である。

図１において、１１は押圧による操作が可能な外部操作部材、１３は外部操作部材１１の押圧操作を開放した際に外部操作部材１１を当初の位置に戻すための戻しバネであり、破断線１３ｂにより操作機構に関係のない部分を省略し、必要な部分だけを示している。また、戻しバネ１３はステンレスなどからなる導電性を有する部材であり、後述する回路基板１５と電気的な接点をとる役割もある。さらに、戻しバネ１３には、外部操作部材１１が操作されたときに、外部操作部材１１の先端部１１ａを受ける２つの外部操作部材受け部１３ｃと１３ｄが形成されている。外部操作部材受け部１３ｃと１３ｄは、略平面形状である。１７は地板で、節度機構を構成する部品及び腕時計を構成する図示しないムーブメント部品の保持を行っている。１９はステンレス材などからなる弾性体である弾性部材、２１はステンレス材などからなる剛体である回動部材であり、回動部材２１は地板１７に設けられた回動軸２３を中心として図中第１の方向、及び第２の方向に回動するが、地板１７に設けられた規制部材２５により第２の方向には所定の回動位置で停止するよう
規制されている。また、弾性部材１９は、地板１７に設けられた固定軸１７ａに固定され、さらに、地板１７に設けられた規制軸１７ｂによって外部操作部材１１を操作しない状態で初期たわみが与えられている。弾性部材１９には当接部１９ａが形成され、回動部材２１には被当接部２１aが形成され、後述するように、外部操作部材１１を押圧操作したときに互いに当接するように構成されている。

１５は、図示しない回路部品が実装された回路基板であり、弾性部材１９と回動部材２１の一部（弾性部材１９と回動部材２１における点線で示した部分）を覆っている。また、回路基板１５には接点部材としての接点１５ａが形成されていて、戻しバネ１３の接点１３ａと接触することにより、外部操作部材１１が操作されたことを、回路基板１５に実装された図示しないＩＣにより電気的に検出する。接点１５ａは、回路基板１５の側部に形成した電極である。外部操作部材１１を押圧操作すると、外部操作部材１１の先端部１１ａを戻しバネ１３の外部操作部材受け部１３ｃ（又は１３ｄ）が受け、戻しバネ１３を介して押圧操作が回動部材２１に伝達され、回動部材２１が第１の方向に回動する。また、弾性部材１９は、回動部材２１を挟んで外部操作部材１１とは反対側から第２の方向に回動するように、回動部材２１を押圧している。

次に、節度機構の状態変化の様子を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は外部操作部材１１を操作しない状態、図２（ｂ）は外部操作部材１１の操作途中の状態、図２（ｃ）は外部操作部材１１を操作し、節度感を得た後の状態を示している。尚、図２では、回路基板１５を省略して図示している。

図２（ａ）において、外部操作部材１１を操作しない非押圧状態では、回動部材２１は、弾性部材１９によって第２の方向に回動するように付勢されているが、規制部材２５によって回動が規制されて停止している。この状態では、弾性部材１９の当接部１９ａと回動部材２１の被当接部２１ａとが離間している。

図２（ｂ）において、外部操作部材１１を押圧することにより、外部操作部材１１の先端部１１ａが戻しバネ１３の外部操作部材受け部１３ｃに当接して戻しバネ１３が押し込まれ、戻しバネ１３を介して回動部材２１が第１の方向へ回動する。ある程度回動すると、回動部材２１の押接部２１ｂが弾性部材１９と接触し、弾性部材１９を撓ませる。回動部材２１が回動すると共に弾性部材１９が撓み、弾性部材１９に設けられた当接部１９ａと回動部材２１に設けられた被当接部２１ａが当接する。当接部１９ａには略平面状の当接面が形成され、被当接部２１ａには略平面状の被当接面が形成されており、この状態では、当接部１９ａの当接面と被当接部２１ａの被当接面とが当接した状態である。

外部操作部材１１を押圧していくと、図２（ｂ）の矢印Ａの方向に、回動部材２１の押接部２１ｂが弾性部材１９を押し、当接部１９ａが被当接部２１ａを乗り越えやすいように弾性部材１９に対して矢印Ｂの方向への力が働く。そして、図２（ｃ）のように、当接部１９ａが被当接部２１ａを乗り越え、これにより節度感が生じる。そこからさらに外部操作部材１１を押し込むことで、戻しバネ１３の接点１３ａと図示しない回路基板１５の接点１５ａ（図１参照）が接触し、電気的接点を取る。このように、当接部１９ａが被当接部２１ａを乗り越える方向に回動部材２１の押接部２１ｂが弾性部材１９を押すため、弾性部材１９に力が過度にかかりすぎることなく、当接部１９ａが被当接部２１ａを乗り越えることができる。

戻しバネ１３が電気的接点をとった後、外部操作部材１１の押圧をやめ外部操作部材１１の押圧操作が解放されると、外部操作部材１１の押圧操作により規制されていた弾性部材１９が回動部材２１を第２の方向へ押圧する力が働き、回動部材２１を図中の第２の方向へ回動させる。回動部材２１は規制部材２５によって規制されるまで第２の方向へ動き
、外部操作部材１１を押圧する前の位置まで戻る。同時に、弾性部材１９も初期位置へ戻る。

次に、図３を用いて、外部操作部材１１を操作したときのストローク量と操作荷重の関係、及び、操作感覚について説明する。図３のグラフは、横軸が外部操作部材１１の移動量（ストローク量）であり、縦軸が外部操作部材１１を押圧操作する際の操作荷重である。図３のａは、外部操作部材１１を操作しない状態であり、ストローク、荷重ともにゼロである。ａからｂの区間は、外部操作部材１１が押圧操作されてから、外部操作部材１１の先端部１１ａが戻しバネ１３の外部操作部材受け部１３ｃに当接し、弾性部材１９の当接部１９ａが、回動部材２１の被当接部２１ａに当接するまでの操作区間である。ｂからｃを経由してｄに至る区間は、弾性部材１９の当接部１９ａが、回動部材２１の被当接部２１ａに当接した状態から、回動部材２１の被当接部２１ａを乗り越えるまでの操作区間である。弾性部材１９の当接部１９ａが回動部材２１の被当接部２１ａを乗り越える直前のｃ点が最も大きな操作加重Ｐ１（最大操作荷重）であり、弾性部材１９の当接部１９ａが回動部材２１の被当接部２１ａを乗り越えた直後、操作加重はＰ２に減少する。ｂからｃの区間は、その直前のａからｂの操作区間よりも大きな操作荷重を必要とし、ｃからｄの操作荷重の落差（Ｐ１−Ｐ２）により節度感が得られる。ｄからｅは、弾性部材１９の当接部１９ａが回動部材２１の被当接部２１ａを乗り越えた状態から、戻しバネ１３の接点１３ａが、回路基板１５の接点１５ａに接触するまでの操作区間である。

一般に、節度機構を有する操作機構のクリック率は次式で与えられ、クリック率が３０％〜６０％程度のときにほどよい操作感触が得られることが知られている。
クリック率＝｛（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１｝×１００
ここで、Ｐ１，Ｐ２は、図３で示したグラフのＰ１及びＰ２に対応する操作荷重である。この式に示されるように、ほどよい操作感触を得るためには、最大操作荷重Ｐ１や、その直後の操作荷重Ｐ２との荷重落差（Ｐ１−Ｐ２）だけではなく、これらの比が重要である。従って、例えば、最大操作荷重Ｐが大きい場合は、それに応じて、荷重落差（Ｐ１−Ｐ２）も適切な値に大きく設定する必要がある。

図１に示した節度機構では、弾性部材１９の当接部１９ａ及び回動部材２１の被当接部２１ａが、いずれも当接面で形成されているため、一方の当接面が他方の当接面を乗り越える際に、面同士が当接した状態から乗り越えるので、従来のように曲面と平面等が当接している状態から乗り越える場合に比較して、容易に大きな荷重落差（Ｐ１−Ｐ２）を得ることができる。このため、操作仕様に応じて設定されたさまざまな最大操作荷重Ｐ１に対応して、適切な荷重落差（Ｐ１−Ｐ２）を容易に設定し、ほどよい操作感触が得られる節度機構を構成することができる。

以上のように、節度を発生させるための部材である弾性部材１９と回動部材２１のうち、部品のばらつきの影響を受けやすい弾性部を有しているのが弾性部材１９の１つだけであるので、節度のタイミング及び節度感が、従来の複数の弾性部材を用いて節度を発生させる節度機構よりも安定する。また、弾性部材１９が節度を得るだけでなく回動部材２１を非押圧状態の位置まで戻す役割も果たしており、弾性部を複数設ける必要が無いため、部品形状が単純化できる。さらに、外部操作部材１１の押圧をやめることで弾性部材１９が回動部材２１を押圧して初期位置まで戻す際に、従来技術のように弾性部材１９に初期位置復帰に寄与しない余計な力が加わることが無いため、耐久性に優れている。

また、当接部１９ａには当接面を、被当接部２１ａには被当接面を設けることができ、当接部１９ａが、被当接部２１ａに当接した状態では、当接面が被当接面に当接するようにすることもできる。当接面が被当接面を乗り越える際、面同士が当接した状態から乗り越えるので、従来のように曲面と平面等が当接している状態から乗り越える場合よりも荷
重落差を大きくすることができる。このため、例えば、大きな最大操作荷重や荷重落差が要求される場合でも、当接面が被当接面を乗り越える前後での荷重落差が大きくなり、良好な節度感を得ることが出来る。

続いて、図４に示すように、外部操作部材１１の方向が図１と異なる場合について説明する。図４が図１と異なるのは外部操作部材１１の位置と向きだけであり、それ以外は図１と同一である。図４では、外部操作部材１１を操作したときに、外部操作部材１１の先端部１１ａが、戻しバネ１３の外部操作部材受け部１３ｄに当接するように、外部操作部材１１が配置されている。このような場合においても、外部操作部材１１の押圧操作により戻しバネ１３を介して回動部材２１が図中第１の方向へ回動する。その後、回動部材２１に設けられた押接部２１ｂが弾性部材１９を押圧し撓ませ、弾性部材１９に設けられた当接部１９ａが回動部材２１に設けられた被当接部２１ａを乗り越えることで節度感を得るという、外部操作部材１１が図１のように配置されている場合と同一の挙動を示す。つまり、本発明の節度機構構成では、節度感を出すための弾性部材１９及び回動部材２１について、外部操作部材１１を押圧することで戻しバネ１３を介して回動部材２１が第１の方向へ回転すれば、外部操作部材１１の押圧操作方向に左右されることなく良好な節度感を得ることが出来る。

このように、予め複数の外部操作部材受け部１３ｃと１３ｄとを形成することにより、同一の節度操作機構部材で、外部操作部材１１の配置が異なる複数のデザインの外装ケースに対応することができる。

本実施の形態の操作機構では、戻しバネ１３の接点１３ａが、回路基板１５の接点１５ａに接触するようにして、外部操作部材１１の押圧操作を電気的に検出しているが、本発明はこれに限らず、例えば、回路基板１５の接点１５ａを設けずに、回動部材２１の回動に連動する機械的な機構を設け、この機械的な機構を操作する操作機構に利用しても良い。
また、本実施の形態では、腕時計の操作機構に適用した例を示したが、腕時計以外の機器に適用することもできる。

１１ 外部操作部材
１１ａ 外部操作部材先端部
１３ 戻しバネ
１３ａ 戻しバネ接点
１３ｂ 戻しバネ破断線
１３ｃ、１３ｄ 外部操作部材受部
１５ 回路基板
１５ａ 回路基板接点
１７ 地板
１７ａ 固定軸
１７ｂ 規制軸
１９ 弾性部材
１９ａ 当接部(当接面)
２１ 回動部材
２１ａ 被当接部(被当接面)
２１ｂ 押接部
２３ 回動軸
２５ 規制部
３１ ピン（回動軸）
３３ 復帰バネ
３３ａ 復帰バネ突起部
３３ｂ 復帰バネ弾性部
３５ クリックバネ
３５ａ クリックバネ先端部
４１ 復帰バネ
４１ａ 復帰バネ先端部
４３ クリックバネ
４３ａ クリックバネ当接部

Claims (5)

1. 押圧操作が可能な外部操作部材を有し、前記押圧操作に節度を設けた操作機構であって、該操作機構は、
   剛体から成り、前記押圧操作によって回動軸を中心として第１の方向に回動する回動部材と、
   弾性体から成り、前記回動部材が前記第１の方向とは反対の第２の方向に回動するように、
   前記外部操作部材側とは反対側から前記回動部材を押圧する弾性部材とを有し、
   前記回動部材には被当接部が形成され、
   前記弾性部材には、前記被当接部によって当接されるとともに、
   該当接した状態から前記回動部材の前記第１の方向への回動にともなって
   前記被当接部を乗り越えられるように構成された当接部が形成されており、
   前記外部操作部材の非押圧状態では、前記当接部と前記被当接部が離間しており、
   前記押圧操作によって前記回動部材が前記第１の方向に回動するとともに前記弾性部材が撓むことにより、前記当接部と前記被当接部とが当接してから前記当接部が前記被当接部を乗り越えて
   前記押圧操作に節度が発生し、
   前記押圧操作から解放されると、
   前記弾性部材が前記回動部材を押圧して該回動部材を前記第２の方向に回動させて、
   前記回動部材が前記非押圧状態の位置に復帰するように構成され、さらに、
   前記当接部が前記被当接部に当接した状態で、前記回動部材が前記第１の方向に回動することにより、
   前記当接部が前記被当接部を乗り越える方向に移動するように前記弾性部材を押す押接部を前記回動部材に設けたことを特徴とする操作機構。
2. 前記当接部には当接面が形成され、前記被当接部には被当接面が形成されており、
   前記当接部が、前記被当接部に当接した状態では、前記当接面が前記被当接面に当接する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の操作機構。
3. 前記操作機構は、
   前記非押圧状態では、前記回動部材が所定の回動位置よりも前記第１の方向には回動しないように、前記回動部材の回動を規制する規制部をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の操作機構。
4. 前記操作機構は、さらに、前記外部操作部材と前記回動部材との間に設けられた導電性のバネ部材を有し、前記外部操作部材の押圧操作が前記バネ部材を介して前記回動部材に伝達され、
   前記操作機構は、さらに、前記押圧操作によって、前記バネ部材が撓むことにより、
   前記バネ部材と電気的に接触する導電性の接点部材を有する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の操作機構。
5. 前記バネ部材には、
   前記外部操作部材を異なる方向から受けるための複数の外部操作部材受け部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の操作機構。

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