JP5512039B2 - 押しボタン構造 - Google Patents

Description

この発明は、車載機器等のパネル面に設ける押しボタン構造に関する。

従来の押しボタン構造としては、例えば特許文献１に開示されるものがある。この構造では、押しボタン（キートップ）を電子機器のパネル面側から組み付けると、押しボタンの一部がパネル面側に設けられた片持ち支持構造のばねに当接し、押しボタンのボス部が内部のスイッチに対向した位置に配置される。
また、特許文献２には、同様に電子機器のパネル面側から組み付けられる押しボタンが記載されている。この押しボタンでは、押しボタンのばね受け部がパネル面側に設けられた側面視Ｌ字状に屈曲したばね部に当接し、押しボタンのボス部が内部のスイッチに対向した位置に配置される。

特許第３７４８６８３号公報 特開平６−２６７３７２号公報

ヒンジばね構造を有する押しボタンの操作に必要な荷重は、スイッチを押すボス部分（以下、スイッチ押しボス部と呼ぶ）からヒンジ部までの距離に大きく依存する。つまり、ヒンジ部の板ばねの剛性が一定である場合には、スイッチ押しボス部からヒンジ部までの距離が短いほど、押圧操作に大きな荷重が必要となる。従って、スイッチ押しボス部からヒンジ部までの距離を長くせず、押圧操作の荷重を軽減するためには、ヒンジ部の板ばねの剛性を下げて、ばね性を向上させる必要がある。

しかしながら、特許文献１に代表される従来の技術では、板状に伸びた片持ち支持構造のばねを使用するので、その剛性を下げるためには板ばねを長くする必要がある。
また、特許文献２では、押圧操作に対してボタンを元の位置に復帰させるために側面視Ｌ字状に屈曲したばね部が使用される。この構成においても、ばね部の剛性を下げるためには、屈曲したばね部を長くする必要がある。
このように、従来の技術では、ヒンジ部の板ばねの剛性を下げて適切な操作荷重とするには、スイッチ押しボス部からヒンジ部までの距離又はヒンジ部の板ばねのサイズが大きくなり、押しボタン構造の小型化が制限されるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、操作荷重を増加させることなく、押しボタンサイズの小型化を図ることができる押しボタン構造を得ることを目的とする。

この発明に係る押しボタン構造は、押しボタンを組み付ける開口部と、開口部に設けたパネル側係合部とを有するパネルと、パネルに組み付けるとパネル側係合部と係合するボタン側係合部、パネルと直交する方向に伸びた脚部及び脚部に対向する位置に設けたばね部を有しており、押圧操作されると、パネル側係合部とボタン側係合部の係合部分を支点として脚部が回動してパネル内のスイッチを押圧するとともに、開口部の内壁に当接したばね部が撓んで脚部の回動に対する反力を与える押しボタンとを備え、押しボタンに接続された基部から先端部までのばね部とパネルの開口部の内壁との間に隙間を設けて、ばね部の先端部のみを開口部の内壁に当接させ、ばね部は、押しボタンに接続する基部から先端部に至るまでが、板ばねを曲線形状とした曲線部で形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、操作荷重を増加させることなく、押しボタンサイズの小型化を図ることができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る押しボタン構造を適用した車載機器のパネルの正面図である。 実施の形態１に係る押しボタンの構成を示す図である。 実施の形態１に係る押しボタンを組み付けるパネル側の構造を示す図である。 実施の形態１に係る押しボタンのパネルへの組み付けを示す斜視図である。 実施の形態１に係る押しボタン構造の正面図である。 図５のＡ−Ａ線で切った押しボタン構造の断面図である。 押しボタンのＸ方向の位置決めを説明するための図である。 組み付け時におけるばね部とパネルのボタン取り付け部との関係を説明するための図である。 図６の符号Ｃを付した部分の拡大図である。 実施の形態１に係る押しボタン構造及び押しボタンが押圧操作された状態を示す側面図である。 実施の形態１に係る押しボタンのばね部を示す図である。 ばね部の構成例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る押しボタン構造を適用した車載機器のパネルの正面図である。図２は、実施の形態１に係る押しボタンの構成を示す図であり、図３は、実施の形態１に係る押しボタンを組み付けるパネル側の構造を示す図である。また、図４は、実施の形態１に係る押しボタンのパネルへの組み付けを示す斜視図であり、図５は、実施の形態１に係る押しボタン構造の正面図である。

図１に示すように、実施の形態１に係る押しボタン２は、オーディオ機器等の車載用機器への操作を受け付ける操作パネル１の前面に設けられる。押しボタン２のボタン面表側に形成された押圧操作用の凸部２ａを押圧することで、ボタン操作される。押しボタン２には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ばね部３、スイッチ押しボス部４及び位置決め用凸部５が形成されている。

ばね部３は、図２（ｂ）に示すように、ボタン面裏側にスイッチ押しボス部４と対向する位置に設けられ、取り付け基部から蛇行した曲線部３ａを介してばね端部３ｂを形成して構成される。このように、曲線部３ａを取り付け基部からばね端部３ｂまでの間に設けることで、取り付け基部から曲線部３ａを辿ってばね端部３ｂへ至るまでの距離が長くなり、ばね性が向上する。なお、曲線部３ａの形状は、取り付け基部からばね端部３ｂへ至るまでの距離を長くし、かつ取り付けで許容されるサイズに収まる形状であれば、蛇行形状に限らず、その他の形状であってもよい。

押しボタン２の左右に設けた位置決め用凸部５が、パネル１のボタン取り付け部の左右に設けた係合凹部６にそれぞれ嵌るように、押しボタン２をパネル１の前面から組み付ける。このとき、ばね部３は、図４（ａ）に示すパネル１の孔部７ａの内壁面に形成した係合凸部８と係合する。また、スイッチ押しボス部４の先端部は、パネル１の孔部７ｂを通って、図４（ｂ）に示すように、パネル１内の基板１０上に設けたスイッチ９の受圧部に対向する位置にくる。これにより、図５に示すように押しボタン２がパネル１に組み付けられる。

図６は、図５のＡ−Ａ線で切った押しボタン構造の断面図である。また、図７は、実施の形態１に係る押しボタンのＸ方向の位置決めを説明するための図であり、図８は、組み付け時におけるばね部とパネルのボタン取り付け部との関係を説明するための図である。
さらに、図９は、図６の符号Ｃを付した部分の拡大図である。
押しボタン２のＸ軸方向のサイズは、図７（ａ）に示すようにボタン左右に設けた位置決め用凸部５間の寸法Ａ１で決められる。一方、パネル１のボタン取り付け部では、押しボタン２の位置決め用凸部５間の寸法Ａ１を考慮して、係合凹部６間の寸法がＡ１＋ａとなる（図７（ｂ）参照）。

パネル１に押しボタン２を組み付けたときに、押しボタン２がＸ軸方向に沿って移動する許容範囲ａ／２は、例えば図７（ｃ）（図６のＢ−Ｂ線で切った押しボタン構造の断面）に示すように位置決め用凸部５の外側面と係合凹部６の内壁面６ａとの間の寸法で決定される。反対に、図７（ｄ）に示すように位置決め用凸部５の内側面と係合凹部６の内壁面６ｂとの間の寸法で移動許容範囲ａ／２を決定してもよい。このようにして、押しボタン２のＸ方向の位置が決められる。

また、ばね部３は、図８（ａ）に示すように、ばね端部３ｂを突き出すように曲がっている。押しボタン２をパネル１に組み付ける際、ばね部３は、ばね端部３ｂが孔部７ａの内壁面に当接されて曲線部３ａを撓ませながら、パネル１の孔部７ａに挿入される。そして、ばね部３が係合凸部８と係合して組み付けが完了すると、図８（ｂ）に示すように、ばね端部３ｂが孔部７ａの内壁面に圧接した状態となる。このように、ばね端部３ｂを孔部７ａの内壁面に圧接させることで、振動等による押しボタン２のがたつきを抑えることができる。

なお、押しボタン２の位置決め用凸部５の前面（組み付け時に係合凹部６の内壁面６ｃに当接する面）からばね端部３ｂまでの距離をＣ１（図８（ａ）参照）とし、位置決め用凸部５の前面が当接する係合凹部６の内壁面６ｃ（図９（ａ）参照）から、押しボタン２のばね部３のばね端部３ｂが当接する孔部７ａの内壁面（図８（ｂ）参照）までの距離をＣ２とした場合（図８（ｃ）参照）に、Ｃ１＞Ｃ２の関係であれば、ばね端部３ｂが孔部７ａの内壁面に圧接される。つまり、図８（ｄ）に示す差分（Ｃ１−Ｃ２）だけ寸法が重複し、ばね端部３ｂが孔部７ａの内壁面を圧接することになる。従って、この差分を基に寸法を設定すれば、ばね端部３ｂによる圧接度合を調整することができる。

上述のようにしてばね端部３ｂが孔部７ａの内壁面に圧接されると、押しボタン２は、常に−Ｙ方向の力を受ける。このとき、係合凹部６に嵌合された位置決め用凸部５が、図９（ａ）に示すように係合凹部６の−Ｙ方向の内壁面６ｃに当接し、押しボタン２の−Ｙ方向への動きが規制される。これにより、押しボタン２の−Ｙ方向の位置が決められる。

なお、押しボタン２が押圧操作された際に位置決め用凸部５が移動するスペースを確保するため、位置決め用凸部５と係合凹部６の内壁面との＋Ｙ方向の間には、図９（ａ）に示すようにクリアランスＡ２を設ける。また、取り付け基部の機械的強度を向上させるため、図９（ｂ）に示す形状の位置決め用凸部５Ａを採用する場合がある。この場合も同様に、押しボタン２の押圧操作時に位置決め用凸部５Ａが移動するスペースとして位置決め用凸部５Ａと係合凹部６の内壁面との＋Ｙ方向の間にクリアランスＡ２，Ａ３を設ける。

また、ばね端部３ｂを孔部７ａの内壁面に圧接すると、ばね端部３ｂを基点として押しボタン２がＺ方向へ移動する回転モーメントが生じる。そこで、図６に示すように、スイッチ押しボス部４にフランジ部４ａを設ける。このフランジ部４ａが、押しボタン２の組み付け時にパネル１のボタン取り付け部の一部１１に当接する。これにより、上述の回転モーメントによって、パネル１のボタン取り付け部から押しボタン２が抜けようとする動きが規制される。このようにして、押しボタン２の＋Ｚ方向の位置が決められる。

図１０は、実施の形態１に係る押しボタン構造及び押しボタンが押圧操作された状態を示す側面図である。図１０（ａ）に示すように、実施の形態１に係るスイッチ押しボス部４の先端部４ｂは、押しボタン２の外形から突き出るように形成される。つまり、押しボタン２のボタン面表側の寸法をＤ１とし、ボタン面の端部から先端部４ｂまでの寸法をＤ２とした場合、Ｄ２＞Ｄ１の関係にある。このように、スイッチ押しボス部４の先端部４ｂを、押しボタン２の外形よりも大きくすることにより、支点から先端部４ｂまでの距離が長くなる。このため、スイッチ押しボス部４の先端部４ｂでスイッチ９を押圧する操作荷重を軽減することができる。

図１１は、実施の形態１に係る押しボタンのばね部を示す図である。実施の形態１のばね部３では、曲線部３ａを設けて所望のばね性を得るためのばねの長さを確保しているので、図１１に示すように、ばね部３が、曲線部３ａを介してばね端部３ｂから二股に両側に広がった形状を有して、ボタン面裏側の基部３ｃ間の幅Ｅ１を広くすることができる。これにより、押しボタン２をパネル１に組み付けた際の左右のがたつきを抑えることができる。例えば、押しボタン２が斜めに押された場合では、基部３ｃ間の幅Ｅ１を広くすることで、操作荷重が伝わりにくくなり、押圧操作用の凸部２ａが正確に押圧されなかった誤操作を低減することができる。
また、基部３ｃ間の幅Ｅ１を広くとれば、長い板ばねを用いた曲線部３ａを設けることができ、ばね性を向上させることも可能である。さらに、曲線部３ａに用いる板ばねの厚さや幅を小さくして断面係数を小さくすれば、さらにばね性の向上を図ることができる。

また、図８を用いて前述したように、ばね部３は、ばね端部３ｂが突き出るように曲がっており、押しボタン２をパネル１に組み付けたときに、押しボタン２に接続された基部からばね部３ｂまでのばね部３とパネル１の孔部７ａの内壁との間に隙間が形成されて、ばね端部３ｂ以外の部分が孔部７ａの内壁面に当接しない。従って、ばね端部３ｂ以外の部分が、孔部７ａの内壁面によって動きが規制されることがなく、ばね性を向上できる。
なお、図１２（ａ）に示すように、ばね端部３ｂの孔部７ａの内壁面と接触する部分を突起部１２とすることで、孔部７ａの内壁面により動きが規制される面積をさらに小さくすることができる。これにより、さらなるばね性の向上を図ることができる。なお、突起部１２は、パネル１の孔部７ａの内壁側に設けてもよい。
また、ばね端部３ｂが突き出るように曲げることで、ばね部３を孔部７ａの内壁面から逃がす形状とするのではなく、図１２（ｂ）に示すように、ばね端部３ｂ’が突き出るように曲げられていない曲線部３ａ’を有するばね部３Ａを押しボタン２に設け、孔部７ａの内壁面に凸部１３を設けて、凸部１３をばね端部３ｂ’に圧接させた構成であっても、同様の効果を得ることができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、押しボタン２を組み付ける孔部７ａと、孔部７ａに設けた係合凹部６とを有するパネル１と、パネル１に組み付けると係合凹部６に係合する位置決め用凸部５、パネル１と直交する方向に伸びたスイッチ押しボス部４及びスイッチ押しボス部４に対向する位置に設けたばね部３を有しており、押圧操作されると、係合凹部６及び位置決め用凸部５の係合部分を支点としてスイッチ押しボス部４が回動してパネル１内のスイッチ９を押圧するとともに、孔部７ａの内壁に当接したばね部３が撓んでスイッチ押しボス部４の回動に対する反力を与える押しボタン２とを備え、押しボタン２に接続された基部からばね端部３ｂまでのばね部３とパネル１の孔部７ａの内壁との間に隙間を設けて、ばね部３のばね端部３ｂのみを孔部７ａの内壁に当接させる。
このように構成することにより、操作荷重を増加させることなく、押しボタンサイズの小型化を図ることができる。

また、この実施の形態１によれば、ばね部３において、押しボタン２に接続された基部から先端部までに至るまでが板ばねを曲線形状とした曲線部３ａで形成されているので、所望のばね性を得るためのばねの長さを確保することができる。

さらに、この実施の形態１によれば、ばね部３が、曲線部３ａを介してばね端部３ｂから二股に両側に広がった形状を有するので、押しボタン２をパネル１に組み付けた際の左右のがたつきを抑えることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、ばね部３が、ばね端部３ｂに設けた突起部１２が孔部７ａの内壁に当接する又はばね端部３ｂが孔部７ａの内壁に設けた突起部１２に当接するので、ばね性の向上を図ることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、スイッチ押しボス部４が、先端部４ｂが押しボタンの外形から突き出る形状であるので、支点から先端部４ｂまでの距離が長くなり、スイッチ押しボス部４の先端部４ｂでスイッチ９を押圧する操作荷重を軽減できる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ パネル、２ 押しボタン、２ａ 押圧操作用の凸部、３ ばね部、３ａ，３ａ’ 曲線部、４ スイッチ押しボス部、４ａ フランジ部、４ｂ 先端部、５，５Ａ 位置決め用凸部、６ 係合凹部、６ａ〜６ｃ 内壁面、７ａ，７ｂ 孔部、８ 係合凸部、９ スイッチ、１０ 基板、１１ ボタン取り付け部の一部、１２ 突起部、１３ 凸部。

Claims (4)

1. 押しボタンを組み付ける開口部と、前記開口部周辺に設けたパネル側係合部とを有するパネルと、
   前記パネルに組み付けると前記パネル側係合部と係合するボタン側係合部、前記パネルと直交する方向に伸びた脚部及び前記脚部に対向する位置に設けたばね部を有しており、押圧操作されると、前記パネル側係合部と前記ボタン側係合部の係合部分を支点として前記脚部が回動して前記パネル内のスイッチを押圧するとともに、前記開口部の内壁に当接した前記ばね部が撓んで前記脚部の回動に対する反力を与える押しボタンとを備え、
   前記押しボタンに接続された基部から先端部までの前記ばね部と前記パネルの開口部の内壁との間に隙間を設けて、前記ばね部の先端部のみを前記開口部の内壁に当接させ、
   前記ばね部は、前記押しボタンに接続する前記基部から前記先端部に至るまでが、板ばねを曲線形状とした曲線部で形成されている
   ことを特徴とする押しボタン構造。
2. 前記ばね部は、前記曲線部を介して前記先端部から二股に両側に広がった形状を有することを特徴とする請求項１記載の押しボタン構造。
3. 前記ばね部は、前記先端部に設けた凸部が前記開口部の内壁に当接する又は前記先端部が前記開口部の内壁に設けた凸部に当接することを特徴とする請求項１記載の押しボタン構造。
4. 前記脚部は、先端が押しボタンの外形から突き出る形状であることを特徴とする請求項１記載の押しボタン構造。

Images