JP5566950B2 - ダイヤル型スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のインストルメントパネルなどに設置されるダイヤルノブのダイヤル操作に連動して信号を出力するダイヤル型スイッチ装置に関するものである。

従来、基部に固定された基板にエンコーダ素子が設けられ、このエンコーダ素子は、基板に固定された固定側部材とこの固定側部材と同軸で正逆回転する回転側部材とを備え、この回転側部材と一体的に回転可能にダイヤルノブが取り付けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１６２０３号公報

しかしながら、上述の従来技術では、ダイヤルノブの回転を可能とするために、エンコーダ素子からダイヤルノブまでの回転伝達系の摩擦抵抗を低減するために、公差を考慮した隙が確保されており、ダイヤルノブの操作時に、ダイヤルノブにがたつきが生じるという問題があった。

本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、操作感を悪化させること無くダイヤルノブのガタ低減を可能なダイヤル型スイッチ装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するために、本発明は、基板が固定されたベース部材と、前記基板に設けられ、前記基板に固定された固定側部材とこの固定側部材に相対回転可能に支持された回転側部材との相対回転に応じて信号を出力するエンコーダ素子と、前記回転側部材に装着されたダイヤルノブと、このダイヤルノブが前記回転側部材から脱落する方向への軸方向移動を規制する軸方向移動規制部と、を備え、前記ダイヤルノブを回転操作して前記信号が出力されるダイヤル型スイッチ装置であって、前記ダイヤルノブの前記基板側の端部に、前記軸方向移動規制部による前記規制方向とは逆方向に突出して前記エンコーダ素子に当接し、前記ダイヤルノブの前記逆方向の移動を規制する規制突起部を備え、前記ベース部材には、前記ダイヤルノブの外周位置に、前記ベース部材を覆うフィニッシャが取り付けられ、前記ダイヤルノブの外周に、外径方向に突出して前記フィニッシャとの間隔を狭めるダイヤル外周フランジが形成されていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置とした。

また、請求項２に記載のように、前記規制突起部が、前記ダイヤルノブと同軸の周方向に複数設けられていることが好ましい。さらに、前記規制突起部は、前記ダイヤルノブの成形型からの離型時に押出ピンにより押される位置を挟んで配置されていることが好ましい。

請求項１に記載のダイヤル型スイッチ装置では、ダイヤルノブは、軸方向において、回転側部材に対する軸方向の移動が、回転側部材から脱落する方向の移動は、軸方向移動規制部により規制され、その逆方向への移動は、ダイヤルノブから突出した規制突起部がエンコーダ素子に当接していることで規制される。
このように、ダイヤルノブの軸方向の移動が規制されることにより、規制突起部を設けないものと比較して、ダイヤルノブの軸方向のがたつきを低減できる。また、ダイヤルノブの基板側の端部の全体をエンコーダ素子に当接させるものと比較して、回転時の摺動抵抗を低減でき、摺動抵抗が大きなものと比較して、良好な操作感を確保できる。また、ダイヤルノブの外周にダイヤル外周フランジを形成したため、ダイヤルノブの径方向のがたつきが、ダイヤル外周フランジとフィニッシャとが当接することにより低減される。

さらに、規制突起部を周方向に複数設けた請求項２に記載のものは、規制突起を周方向の一部のみに設けたものと比較して、ダイヤルノブを押したときにダイヤルノブに傾きが生じるのを抑制でき、その分、がたつきを抑えることができるとともに、良好な操作感を確保できる。

また、規制突起部が、押出ピンに押される位置を挟んで配置された請求項２に記載のものは、型開き時に押出ピンによりダイヤルノブが型から押し出される際に、複数の規制突起部に対して均等に押出力が作用するため、良好な成形性が得られる。

実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａを示す断面図である。 実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａを適用した車両のダッシュボード１を示す斜視図である。 実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａの分解斜視図である。 実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａのノブ本体４１を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態のダイヤル型スイッチ装置は、基板（２０）が固定されたベース部材（１０）と、前記基板（２０）に設けられ、前記基板（２０）に固定された固定側部材（３１）とこの固定側部材（３１）に相対回転可能に支持された回転側部材（３２）との相対回転に応じて信号を出力するエンコーダ素子（３０）と、前記回転側部材（３２）に装着されたダイヤルノブ（４０）と、このダイヤルノブ（４０）が前記回転側部材（３２）から脱落する方向への軸方向移動を規制する軸方向移動規制部（３２ａ，４３）と、を備え、前記ダイヤルノブ（４０）を回転操作して前記信号が出力されるダイヤル型スイッチ装置であって、前記ダイヤルノブ（４０）の前記基板側の端部に、前記軸方向移動規制部（３２ａ，４３）による前記規制方向とは逆方向に突出して前記エンコーダ素子（３０）に当接し、前記ダイヤルノブ（４０）の前記逆方向の移動を規制する規制突起部（４７）を備えていることを特徴とする。

図１〜図４に基づいて、実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａを説明する。このダイヤル型スイッチ装置Ａは、一例として、図２に示すように、車両用空調装置（図示省略）の操作装置として、ダッシュボード１上に設置されたものを示す。

まず、実施例１のダイヤル型スイッチ装置Ａの構成を説明する。
このダイヤル型スイッチ装置Ａは、図１に示すように、ベース部材１０、基板２０、エンコーダ素子３０、ダイヤルノブ４０、フィニッシャ５０を備えている。

ベース部材１０は、樹脂製のもので、矢印Ｙ１の方向の車室ＲＭ（図２参照）側を向いた箱状に形成されており、かつ、ダイヤルノブ４０を挿通させるダイヤル挿通穴１１が矢印Ｙ１方向である前面に開口されている。このベース部材１０は、ダッシュボード１に取り付けられるものであり、この取付時には矢印Ｙ１方向は車両後方となるが、ダッシュボード１の正面方向であることから、以下この方向を装置の前方と称する。また、ベース部材１０は、図示を省略した他のスイッチや表示装置なども取り付けるために、横長形状に形成されているが、図１では、ダイヤルスイッチ装置Ａの取付部分のみを示している。
基板２０は、ベース部材１０の後面を塞ぐように固定されている。この基板２０は、エンコーダ素子３０が実装されるのに加え、前述の図示を省略した他のスイッチや表示装置が実装されている。

エンコーダ素子３０は、基板２０に対し固定されて電気的に接続された固定側部材３１と、この固定側部材３１に相対回転可能に支持された回転側部材３２とを備えている。そして、回転側部材３２が固定側部材３１に対して相対回転するのに伴って、その回転量に応じた信号を出力する。

固定側部材３１は、基板２０に後端面を当接させたリング状の基部３１ａと、この基部３１ａから立設された円筒状の筒部３１ｂとを備えている。
そして、回転側部材３２は、円筒状に形成されており、筒部３１ｂと同軸で相対回転可能に、筒部３１ｂの外周に装着されている。

ダイヤルノブ４０は、回転側部材３２に取り付けられて、回転側部材３２と一体に回転するノブ本体４１と、このノブ本体４１に対して、軸方向に移動可能なプッシュスイッチ部４２とを備えている。

プッシュスイッチ部４２は、図示を省略したスプリングなどの付勢部材により軸方向において前方（矢印Ｙ１方向）にスライド付勢されており、かつ、図１に示す位置でストッパ４２ｂ（図３参照）がノブ本体４１に係合してそれ以上の前方への移動が規制されている。したがって、プッシュスイッチ部４２の頭部４２ａを押して、付勢力に抗して後方へ押し込むと、基板２０に設けられたスイッチ（図示省略）が投入される。なお、基板２０には、頭部４２ａの照明用の発光素子２１が設けられている。

フィニッシャ５０は、ベース部材１０の前面を覆ってベース部材１０に固定されている。また、フィニッシャ５０の前面５１には、ダイヤルノブ４０の回転量に対する制御量、すなわち、例えば風量調節スイッチであれば、回転させた位置に対応する風量を表示するための意匠が表示されている。
さらに、フィニッシャ５０には、ダイヤルノブ４０を挿通させるダイヤル挿通穴５２が開口されるとともに、このダイヤル挿通穴５２に沿って延在された円筒状の縦壁５３が形成されている。なお、縦壁５３とダイヤルノブ４０との間には、隙５４が設定されている。

次に、ノブ本体４１の取付状態の詳細について説明する。
円筒状の回転側部材３２は、図３に示すように、軸方向係合穴（軸方向移動規制部）３２ａおよび周方向係合溝３２ｂを備えている。
軸方向係合穴３２ａは、回転側部材３２を貫通して形成された周方向に長い長方形の穴で、周方向に等間隔で３箇所に形成されている。
周方向係合溝３２ｂは、回転側部材３２の外周において、前端から後方に向かって四角形断面形状に形成されており、回転側部材３２の周方向の２箇所に形成されている。

これらの軸方向係合穴３２ａおよび周方向係合溝３２ｂに、ダイヤルノブ４０のノブ本体４１に設けられた軸方向係合爪（軸方向移動規制部）４３および周方向係合突起４４（図４参照）が係合される。

ここでダイヤルノブ４０のノブ本体４１について説明する。
ノブ本体４１は、図４（ａ）に示すように、円筒部４５と、この円筒部４５の後端において外径方向に突出したフランジ部４６とを備えている。さらに、円筒部４５の前端部外周には、操作時の滑り止めのために摩擦抵抗を高める凹凸が付けられた滑り止め部４５ａが形成されている。

軸方向係合爪４３は、円筒部４５において軸方向の中間から後端にかけて軸方向に長い長方形形状に形成された開口部４５ｂにおいて、基端部が開口部４５ｂの前端縁に片持ち支持されることで、その先端部が円筒部４５に対して径方向に弾性変形可能に形成されている。そして、軸方向係合爪４３の先端部において、爪部４３ａが内径方向に突出されている。この爪部４３ａは、軸方向係合爪４３の先端に頂点を有し、基端に向かって幅が広がる三角形断面形状に形成されている。
したがって、ノブ本体４１を、図３に示す回転側部材３２の外周に、前端側から後端方向へ移動させながら装着すると、爪部４３ａが回転側部材３２の外周面に押されることで軸方向係合爪４３が外径方向に弾性変形し、爪部４３ａが回転側部材３２の軸方向係合穴３２ａの位置に達して両者が嵌り合う。この嵌り合い状態では、爪部４３ａが軸方向係合穴３２ａの前端縁に係合して、ノブ本体４１が回転側部材３２に対して脱落方向である前方（矢印Ｙ１方向）に相対移動するのが規制される。

周方向係合突起４４は、図４（ｂ）に示すように、ノブ本体４１の円筒部４５の内周から軸心方向に突出されており、周方向係合溝３２ｂに挿入可能に周方向係合溝３２ｂと同様の四角断面形状であって軸方向に延在して形成されている。
この周方向係合突起４４を、図３に示す周方向係合溝３２ｂに挿入することで、ノブ本体４１が回転側部材３２に対して周方向に係合し、ノブ本体４１を周方向に回転させたときには、ノブ本体４１と回転側部材３２とが一体的に回転する。

なお、周方向係合突起４４と周方向係合溝３２ｂとの位置を周方向で一致させたときには、上述の軸方向係合爪４３と軸方向係合穴３２ａとの周方向の位置が一致するように配置されている。したがって、ダイヤルノブ４０を回転側部材３２の先端側から差し込んで、周方向係合突起４４を周方向係合溝３２ｂに差し込むと、上述のように、軸方向係合爪４３が軸方向係合穴３２ａと係合する。

次に、ノブ本体４１において、がたを低減させるための構成について説明する。
ノブ本体４１は、ノブの軸方向のがたを低減させるために、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、フランジ部４６の後面に複数のリブ（規制突起部）４７を備えている。このリブ４７は、ノブ本体４１を回転側部材３２に装着した際に、その後端面がエンコーダ素子３０の固定側部材３１の基部３１ａの前面３１ｃに当接し、ノブ本体４１を前面３１ｃから軸方向前方に離して配置させる。そして、本実施例１では、このリブ４７の高さｈ１は、軸方向係合爪４３の爪部４３ａが、軸方向係合穴３２ａの前方側の端縁に確実に当接させることのできる高さに設定されている。

リブ４７は、周方向に複数設置されており、リブ４７とリブ４７との間には、空間部４７ｓが設けられている。この空間部４７ｓは、ノブ本体４１を成形する成形型（図示省略）を型開きする際に、フランジ部４６を押してノブ本体４１を成形型から離型させる押出ピン（図示省略）により押される位置に配置されている。本実施例１では、空間部４７ｓは、図示を省略した全ての押出ピンの位置に配置されている。

また、ノブ本体４１の円筒部４５の外周において、フィニッシャ５０の縦壁５３に対向する位置に、外径方向に突出したダイヤル外周フランジ４８が、円筒部４５の全周に亘って形成されている。このダイヤル外周フランジ４８の高さｈ２は、その外周端部がフィニッシャ５０の縦壁５３に当接あるいは近接する寸法に形成されている。この場合、ダイヤル外周フランジ４８が縦壁５３に強く圧接されないようにするため、両者が最大公差で当接し、最小公差で近接されるようにするのが好ましい。

さらに、ノブ本体４１について説明を加えると、ノブ本体４１において図４（ｂ）（ｄ）に示すように、円筒部４５の内周には、軸方向に照明部材用溝４５ｃが形成されている。この照明部材用溝４５ｃは、図示を省略した発光素子から光を導く導光部材が挿入され、発光素子（図示省略）の点灯時には、プッシュスイッチ部４２の頭部４２ａに設けられた目印用の意匠部分を照明するようになっている。

次に、実施例１の作用を説明する。
（組付手順）
ダイヤル型スイッチ装置Ａの組付手順を説明するのにあたり、まず、ダイヤルノブ４０を、基板２０に実装されたエンコーダ素子３０へ取り付ける手順について説明する。
ダイヤルノブ４０をエンコーダ素子３０の回転側部材３２に装着する際には、回転側部材３２に対しダイヤルノブ４０を略同軸に配置する。そして、ダイヤルノブ４０のノブ本体４１に設けられた軸方向係合爪４３および周方向係合突起４４が、それぞれ回転側部材３２の軸方向係合穴３２ａおよび周方向係合溝３２ｂに対し軸方向で重なるように、回転側部材３２に対するダイヤルノブ４０の周方向位置を調節した上で、ダイヤルノブ４０を回転側部材３２の前端側から後方へ軸方向に移動させて装着させる。

このとき、軸方向係合爪４３は、爪部４３ａが回転側部材３２の外周面に当接することで、外径方向に弾性変形し、その後、爪部４３ａが回転側部材３２の軸方向係合穴３２ａに達してこの軸方向係合穴３２ａ内に配置されることにより、軸方向係合爪４３は元の形状に復元する。

このように爪部４３ａが軸方向係合穴３２ａ内に配置されたことで、爪部４３ａと軸方向係合穴３２ａの前端縁とが係合し、ダイヤルノブ４０が回転側部材３２に対して引き抜き方向（矢印Ｙ１方向）の移動が規制され、抜け止め状態となる。
また、このような抜け止め状態となった時点で、ノブ本体４１のフランジ部４６の後面に設けられたリブ４７が、図１に示すように、エンコーダ素子３０の固定側部材３１の前面３１ｃに当接しており、後方（矢印Ｙ１方向の反対方向）への移動も規制される。

このように、ダイヤルノブ４０は、エンコーダ素子３０に対して軸方向において前後両方向の移動が規制された状態となる。

さらに、本実施例１では、この軸方向の移動規制状態が確実に実施されるように、ノブ本体４１における爪部４３ａの係合位置とリブ４７の後端との間隔が、回転側部材３２の軸方向係合穴３２ａの前端縁位置と固定側部材３１の前面３１ｃとの間隔に対して、同一あるいは僅かに大きな寸法に設定されている。

また、前者の間隔が後者の間隔よりも僅かに大きな寸法に設定されている場合、ノブ本体４１は、軸方向に短縮するように弾性変形する必要がある。この場合、実施例１では、図４（ｄ）に示すように、軸方向係合爪４３の位置が、周方向でリブ４７とリブ４７との間に配置されていることから、特にフランジ部４６において軸方向の微小な変形が生じ易くなっている。

次に、以上のようにしてダイヤルノブ４０を装着した状態の基板２０を、ベース部材１０に固定する。このとき、ダイヤルノブ４０を、図１に示すように、ベース部材１０に形成されたダイヤル挿通穴１１に挿通させて、ダイヤルノブ４０の先端部をダイヤル挿通穴１１から突出させる。

その後、ベース部材１０にフィニッシャ５０を取り付ける。
このとき、フィニッシャ５０のダイヤル挿通穴５２の縦壁５３の内周面に、ダイヤルノブ４０のノブ本体４１の外周に形成されたダイヤル外周フランジ４８の外周端が当接あるいは近接する。

（ダイヤル操作時）
以上のようにして組み付けたダイヤル型スイッチ装置Ａのダイヤルノブ４０を回転操作した際に、ダイヤルノブ４０は、エンコーダ素子３０の回転側部材３２に軸方向の移動を規制された状態で取り付けられており、軸方向のがたつきを従来よりも低減することができる。

また、エンコーダ素子３０には、固定側部材３１と回転側部材３２との間において、相対回転を可能とするための隙５４が設定されており、その分、ダイヤルノブ４０の操作時に、ダイヤルノブ４０が径方向に移動しようとする。それに対し、本実施例１では、ダイヤルノブ４０のノブ本体４１のダイヤル外周フランジ４８がフィニッシャ５０の縦壁５３に当接あるいは近接されているため、このダイヤル外周フランジ４８を設けないものと比較して、径方向の移動が抑制される。これにより、ダイヤルノブ４０の径方向のがたつきが低減される。

また、ダイヤル外周フランジ４８を設けたことにより、乗員から隙５４を介して、内部構造が見えることを抑制でき、高い外観品質を得ることができる。

以上説明したように、実施例１の ダイヤル型スイッチ装置Ａは、以下に列挙する効果を奏する。
ａ）ノブ本体４１の後端面にリブ４７を立設し、このリブ４７と軸方向係合爪４３とにより、エンコーダ素子３０に対してダイヤルノブ４０の軸方向前後の移動を規制するようにした。このため、ダイヤルノブ４０の軸方向へのがたつきを低減することができる。
しかも、リブ４７は、フランジ部４６の一部のみに周状に形成したため、ダイヤルノブ４０の後端とエンコーダ素子３０との当接による摺動抵抗を低く抑えることができ、フランジ部４６の全面を当接させた場合と比較して、良好な操作性を得ることができる。

ｂ）ノブ本体４１の外周にダイヤル外周フランジ４８を設け、このダイヤル外周フランジ４８の外周端を、フィニッシャ５０の縦壁５３に当接あるいは近接するようにした。このため、ダイヤルノブ４０の径方向へのがたつきを低減できる。
そして、この径方向のがた付き低減と、上記ａ）のダイヤルノブ４０の軸方向のがたつき低減とにより、従来と比較して、操作品質を向上できる。
さらに、ダイヤル外周フランジ４８は、円筒部４５の一部のみに周状に形成したため、フィニッシャ５０の縦壁５３に当接しても、摺動抵抗を低く押さえて、良好な操作感を確保することができる。

ｃ）ダイヤル外周フランジ４８を、フィニッシャ５０との隙５４の部分に設けたため、この隙５４からの視線を遮ることができ、このようなフランジを内部のベース部材１０などに当接するものと比較して、外観品質を向上できる。

ｄ）リブ４７は、ノブ本体４１の後端部のフランジ部４６の全周に亘って一定間隔で複数設けたため、ダイヤルノブ４０を押した際にも、ダイヤルノブ４０が傾いたりがたが生じたりすることがなく、高いがたつき防止性能および操作品質を得ることができる。

ｅ）リブ４７を周方向に複数設けるのにあたり、フランジ部４６において成形型の押出ピンにより押される位置に空間部４７ｓを設定し、この空間部４７ｓを挟んでリブ４７を配置した。これにより、押出ピンとの干渉を防止してリブ４７を配置することができたとともに、これら複数のリブ４７の長手方向両端部に押出ピンによる押圧力を入力し、リブ４７を効率良く成形型から抜くことができる。
ｆ）軸方向係合爪４３の位置が、周方向でリブ４７とリブ４７との間に配置されているため、ダイヤルノブ４０をエンコーダ素子３０に装着した際に、フランジ部４６において軸方向の微小な変形が生じ易く、装着作業性に優れる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、これら実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、本発明のダイヤル型スイッチ装置を車両用空調装置に適用した例を示したが、適用範囲は、空調装置に限定されず、音響装置などにも適用でき、さらに、車両用に限定されず、家電製品や産業機器にも適用することができる。

また、実施例では、規制突起部として、周方向に延びるリブを示したが、この規制突起部の形状は、軸方向に突出していればよく、実施例１で示した形状に限定されない。例えば、実施例で示したリブよりも周方向の寸法を短くし、リブ（突起）の数を実施例のものよりも増加させてもよく、この場合、棒状の突起として、これを多数設けてもよい。逆に、リブの周方向の寸法を長くし、実施例１で示したものよりもリブの数を減らすこともでき、さらに、リブ（突起）を全周で連続した形状としてもよい。

また、ダイヤル外周フランジについても、実施例では、ダイヤルノブの全周に亘って形成したが、歯車状など全周に連続しない形状としてもよい。

また、ダイヤルノブは、プッシュスイッチ部を備えた複合スイッチを例として示したが、プッシュスイッチ部を有していない構成としてもよい。

また、実施例では、ダイヤル外周フランジは、フィニッシャの縦壁に当接あるいは近接させてその間隔を狭めたが、ダイヤル外周フランジにより間隔を狭める部分は、フィニッシャの一部で有れば、縦壁に限定されない。

１０ ベース部材
２０ 基板
３０ エンコーダ素子
３１ 固定側部材
３２ 回転側部材
３２ａ 軸方向係合穴（軸方向移動規制部）
４０ ダイヤルノブ
４３ 軸方向係合爪（軸方向移動規制部）
４７ リブ（規制突起部）
４７ｓ 空間部（離型時に押出ピンにより押される位置）
４８ ダイヤル外周フランジ
５０ フィニッシャ
５４ 隙

Claims (2)

1. 基板が固定されたベース部材と、
   前記基板に設けられ、前記基板に固定された固定側部材とこの固定側部材に相対回転可能に支持された回転側部材との相対回転に応じて信号を出力するエンコーダ素子と、
   前記回転側部材に装着されたダイヤルノブと、
   このダイヤルノブが前記回転側部材から脱落する方向への軸方向移動を規制する軸方向移動規制部と、
   を備え、前記ダイヤルノブを回転操作して前記信号が出力されるダイヤル型スイッチ装置であって、
   前記ダイヤルノブの前記基板側の端部に、前記軸方向移動規制部による前記規制方向とは逆方向に突出して前記エンコーダ素子に当接し、前記ダイヤルノブの前記逆方向の移動を規制する規制突起部を備え、
   前記ベース部材には、前記ダイヤルノブの外周位置に、前記ベース部材を覆うフィニッシャが取り付けられ、
   前記ダイヤルノブの外周に、外径方向に突出して前記フィニッシャとの間隔を狭めるダイヤル外周フランジが形成されていることを特徴とするダイヤル型スイッチ装置。
2. 前記規制突起部が、前記ダイヤルノブと同軸の周方向に複数設けられ、かつ、前記規制突起部は、前記ダイヤルノブの成形型からの離型時に押出ピンにより押される位置を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤル型スイッチ装置。