JP5585914B2

JP5585914B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP5585914B2
Application number: JP2010172150A
Authority: JP
Inventors: 宗一宮田
Original assignee: U-SHINLTD.
Current assignee: U-SHINLTD.
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP2012033390A

Description

この発明は、農業機械や建設機械などに装備され、特に、防水を必要とするスイッチ装置に関する。

農業機械や建設機械などに装備されるスイッチ装置の一例を図７に示す。
このスイッチ装置は、スイッチ動作部１０を配置した回路基板１１がケース１２内に設けてあり、また、ケース１２の正面側の支持板部１２ａには、スイッチ動作部１０に対応して孔部１２ｂが形成され、その孔部１２ｂを覆うように押釦１３が固着されている。

さらに、押釦１３に対応した位置に押圧部１４ａを形成した操作パネル１４がケース１２の支持板部１２ａの上面に両面接着テープ１５を用いて固着され、また、回路基板１１の裏面側を覆うようにしたカバー１６がケース１２に取り付けられている。

上記した押釦１３は、合成ゴムからなり、軸部１３ａと、この軸部１３ａの周囲に位置する固定脚部１３ｂと、軸部１３ａと固定脚部１３ｂとを繋ぐ薄肉部１３ｃとを有している。
この押釦１３は、ケース１２の支持板部１２ａに溶着する固定部材１７によって、この固定部材１７と支持板部１２ａとの間に固定脚部１３ｂを挟み込んで固着してある。

このスイッチ装置は、操作パネル１４の押圧部１４ａを押すことで押釦１３の薄肉部１３ｃが撓み、軸部１３ａが下方に移動してスイッチ動作部１０の可動部１０ａを押動し、スイッチ動作させる。
押し操作を止めれば、押釦１３の軸部１３ａおよび操作パネル１４の押圧部１４ａが元の位置に戻る。
上記したスイッチ装置は、ケース１２の正面側および押釦１３の表面側を操作パネル１４で覆ってあるので、押釦１３の周辺から水などがケース１２内に入り込むことがない。

特開２００８―１１２６９７号公報

上記のスイッチ装置は、防水機能を備えたスイッチ装置となっているが、しかし、操作パネル１４の押圧部１４ａの偏った部分を押圧操作すると、図８に示した如く、押釦１３の軸部１３ａが傾いて移動するようになる。
この結果、スイッチ動作部１０の可動部１０ａに加わる押動力方向が片寄るために、可動部１０ａに動作抵抗が生じ、スイッチ動作が不安定になるおそれがあり、その上、適当な操作フィーリングを得ることが困難なスイッチ装置となるなどの問題があった。

本発明は、上記した実情にかんがみ、スイッチ動作部の可動部を常に正常な動作方向に押動可能なスイッチボタンを備えると共に、防水性と操作フィーリングの精度を一層高めたスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、第１の発明として、押圧部を有する操作パネルと、この操作パネルを固着した支持板と、操作パネルの押圧部に対応した前記支持板位置に設けた孔部に前記押圧部の押圧方向に移動可能に内装したスイッチボタンと、当該スイッチボタンに連動するスイッチ動作部を備えたスイッチケースとからなるスイッチ装置において、前記スイッチボタンは、操作パネルの押圧部に対向する円形の操作板部と、その操作板部から押圧方向に延設し、円錐形体部の先端部を円柱形とした軸部とから形成し、前記支持板には、前記孔部内に延設し、前記スイッチボタンの円柱形軸部を前記押圧方向に摺動自在に案内するガイド部を設け、さらに、前記スイッチボタンは合成ゴムなどの弾性材で形成すると共に、このスイッチボタンには、円形の操作板部の周囲に延びる肉薄の弾性部と、この弾性部の周囲から押圧方向に延設したフランジ状部とを設け、
前記支持板には、前記孔部の周囲に沿った溝部を設け、前記スイッチボタンの操作板部と弾性部とで前記孔部を覆うようして前記フランジ部を前記溝部に突入し、フランジ部を前記溝部の溝壁に圧接させる構成としたことを特徴とするスイッチ装置を提案する。

第２の発明としては、上記した第１の発明のスイッチ装置において、前記スイッチボタンは、フランジ部の内周面に突状部を設け、この突状部を溝部の溝壁に圧接させる構成としたことを特徴とするスイッチ装置を提案する。

第３の発明としては、上記した第１又は第２のいずれかの発明のスイッチ装置において、前記ガイド部は支持板と一体に形成したことを特徴とするスイッチ装置を提案する。

第１の発明のスイッチ装置は、スイッチボタンの操作板部から押圧方向に延設した軸部が、円錐形体部の先端部を円柱形とした軸部構成としてあり、さらに、スイッチボタンを内装する支持板の孔部内には、スイッチボタンの円柱形軸部を押圧方向に摺動自在に案内するガイド部が設けてある。
この結果、操作パネルの押圧部のどの位置を押圧操作しても、スイッチボタンの軸部がガイド部に案内されて移動するから、スイッチ動作部の可動部には偏りのある押圧力が作用しない。
このことから、操作パネルの押圧部はどの位置を押圧操作しても、スイッチ作動部の可動部には動作抵抗が生じないので、スイッチボタンの移動が滑らかとなり、操作フィーリングの良いスイッチ装置となる。
なお、スイッチボタンの操作板部に偏りのある押圧力が加わっても、軸部が円錐形体部と円柱形部とで形成されているので、軸部が捩れたり屈曲したりすることなく、その偏りのある押圧力に対し充分に耐えることができる軸部となる。

また、第１の発明のスイッチ装置は、スイッチボタンが円錐形体部の先端部を円柱形とした軸部を備える他に、このスイッチボタンには、円形の操作板部の周囲に延びる弾性部と、この弾性部の周囲から延設したフランジ状部とを設け、さらに、支持板には、孔部の周囲に沿った溝部が設けてある。
そして、スイッチボタンの操作板部と弾性部とで支持板の孔部を覆うようにしたフランジ部を支持板の溝部に嵌入させ、フランジ部を前記溝部の溝壁に圧接させてある。

スイッチボタンをこのようにして取り付ければ、操作部の周囲に設けた弾性部によって、スイッチボタンに復帰力を与えることができ、また、支持板の溝部を空気抜きとして利用することができる。
したがって、スイッチボタンを取り付けるための部材やスイッチボタンを復帰させるための部材などを必要としないから、部品点数を少なくして構成簡単化に適するスイッチ装置となる。

第２の発明のスイッチ装置は、スイッチボタンのフランジ部の内周面に突状部を設けたことが特徴となっている。
すなわち、フランジ部を支持板部の溝部に突入させると、フランジ部の突状部が溝壁に圧接してスイッチボタンが支持板に確実に取り付けられる。

このように構成したスイッチボタンは、特に、防水に有利なものとなる。
通常は、支持板が操作パネルによって覆われているから、支持板の孔部から浸水することがないが、操作パネルが破れたときなどには、その破れた部所から入り込んだ水がスイッチボタンを経由して支持板の孔部から浸水し、ケース内の回路基板などに障害を与えることがある。

この点、上記のように構成したスイッチボタンは、スイッチボタンのフランジ部に設けた突状部が溝壁に当接しているから、当接した突状部によって断水し、孔部からの浸水を防止することが可能になる。
つまり、操作パネルが破れて水が入り込むと、スイッチボタンのフランジ部に設けた突状部により浸水が防止される。

この場合、支持板の溝部に水が溜まるから、この溝部を空気抜き溝と排水溝として作用させることができる。
上記のように、第２の発明のスイッチ装置は、操作パネルによる防水と、スイッチボタンのフランジ部の突状部による防水とで２段階の防水構造となっている。

第３の発明のスイッチ装置は、スイッチボタンの軸部を案内するガイド部を支持板と一体に形成し、ガイド部を別途に用意する必要のない構成としたことに特徴がある。

本発明の一実施形態を示したスイッチ装置の斜視図である。上記したスイッチ装置の分解斜視図である。上記したスイッチ装置のスイッチ構成の部分拡大断面図である。上記したスイッチ装置に備えるスイッチボタンの斜視図である。上記したスイッチボタンの取り付け部分を示した拡大断面図である。上記したスイッチ装置のスイッチ動作を示したスイッチ構成の部分拡大断面図である従来例として示したスイッチ装置の部分断面図である。従来のスイッチ装置の動作例を示す図７同様の部分断面図である。

次に、本発明の一実施形態について図面に沿って説明する。
図１はスイッチ装置の斜視図、図２は同スイッチ装置の分解斜視図である。
これらの図面に示すように、スイッチ装置１００は、操作パネル２０、スイッチボタン３０、支持板４０、回路基板５０、スイッチケース６０から構成してある。

操作パネル２０は、樹脂フイルムなどからなる表示板で、これにはスイッチ動作させる多数の押圧部２０ａが隆起状部として形成してある。
なお、この操作パネル２０には、押圧部２０ａの各々にスイッチ機能を示す文字や記号、図形などが表示してある。
上記の操作パネル２０は、支持板４０の表面４０ａに接着材などで固着するが、この操作パネル２０を固着する前に、多数のスイッチボタン３０を支持板４０の各々の孔部４０ｂに取り付ける。

そして、操作パネル２０とスイッチボタン３０とを取り付けた支持板４０は、スイッチケース６０に組み付けるが、この組み付けに当たっては、支持板４０内に回路基板５０を配設しておく。
すなわち、多数のスイッチ動作部５０ａを配置した回路基板５０を支持板４０内に収納し、その上に支持板４０を重ねた状態で、スイッチケース６０の下面からネジ（図示省略）を通し、これら支持板４０と、回路基板５０と、スイッチケース６０とを一体的にネジ止めし、図１に示したスイッチ装置１００が構成してある。

上記したスイッチボタン３０とその取り付けについて図３、図４、図５を参照して説明する。
なお、これら図３、図４は一つのスイッチボタン３０とその取り付け構成を示しているが、その他のスイッチボタンと取り付け構成は同様の構成となっている。

図３、図４に示すように、スイッチボタン３０は、円形の操作板部３０ａと、この操作板部３０ａの周囲から延設した肉薄の弾性部３０ｂと、弾性部３０ｂの周囲から押圧方向（図３において下方向）に延設したフランジ部３０ｃとからなるヘッド部を有し、さらに、ヘッド部の内面中央から押圧方向に突設させた円錐形体部３０ｄと、この円錐形体部３０ｄの先端部に設けた円柱形部３０ｅからなる軸部３０ｆを設けた構成としてある。
なお、このスイッチボタン３０は、そのヘッド部と軸部とがゴムや樹脂材などで一体に形成してある。

一方、支持板４０に設けた円形の孔部４０ｂは、図３に示すように、支持板４０と一体形成した擂り鉢状部４０ｃと、その擂り鉢状部４０ｃの奥部に形成した貫通孔からなるガイド部４０ｄとから形成してある。
また、この支持板４０には、上記した孔部４０ｂの周囲には、空気抜き用に設けた溝部４０ｅが形成してある。
なお、上記の溝部４０ｅは図２に示してあるように、各孔部４０ｂ間を連通し、さらには、支持板４０の外壁面の排気孔に連通させてある。

上記のように形成したスイッチボタン３０は、図３に示すように、そのヘッド部、つまり、操作板部３０ａと弾性部３０ｂとで支持板４０の孔部４０ｂを覆うようにしてフランジ部３０ｃを支持板４０の溝部４０ｅ内に挿入し、さらに、円錐形体部３０ｄと円柱形部３０ｅとを孔部４０ｂ内に挿入するようにして取り付ける。

このように取り付けたスイッチボタン３０は、円柱形部３０ｅである軸部３０ｆが摺動自在にガイド部４０ｄ内を軸挿し、また、フランジ部３０ｃが溝部４０ｅの溝壁４０ｆに圧接する。
なお、このように取り付けられたスイッチボタン３０に対しては、その軸部３０ｆの真下方向にスイッチ動作部５０ａの可動部５０ｂを位置するように配置してあり、また、操作板部３０ａの直上に操作パネル２０の操作部２０ａが位置するように構成してある。

さらに、スイッチボタン３０には、図４、図５より分かるように、フランジ部３０ｃの円周端部に沿って形成した突状部３０ｇが設けてあり、フランジ部３０ｃが溝壁４０ｆに圧接するとき、その突状部３０ｇが溝壁４０ｆに当接する。
つまり、突状部３０ｇが溝壁４０ｆに当接することによって、フランジ部３０ｃには外方に押し出す力が作用し、フランジ部３０ｃが弾性力を蓄えるため、突状部３０ｇが強い当接力で溝壁４０ｆに当接する。
この結果、スイッチボタン３０の取り付けが確実となり、また、溝壁４０ｆに当接する突状部３０ｇによって断水構成となる。

本実施形態のスイッチ装置１００は、図３に示したように、通常時はスイッチボタン３０の操作板部３０ａが上昇位置にあり、スイッチ動作部５０ａが非動作状態となっている。
図３の非動作状態で操作パネル２０の操作部２０ａを押圧操作すると、図６に示すように、スイッチボタン３０の操作板部３０ａが下方に押動されるため、弾性部３０ｂが撓み操作板部３０ａが下降する。

したがって、軸部３０ｆがガイド部４０ｄを摺動して下方に移動し、スイッチ動作部５０ａの可動部５０ｂを押し下げ、スイッチ動作部５０ａをスイッチ動作させる。
また、操作部２０ａの押圧操作を解放させると、スイッチボタン３０の操作板部３０ａが弾性部３０ｂの復元力で上昇して図３の位置に戻る。
この場合、スイッチ動作部５０ａの可動部５０ｂが自力で図３の位置に復帰するので、非動作のスイッチ動作となる。
なお、操作パネル２０の押圧部２０ａも自力で隆起状態に復帰するので、図３に示す状態に戻る。

上記したスイッチ装置１００は、押圧部２０ａの中央部を押圧操作した場合と、押圧部５０ａの中央部から外れた押圧部部所を押圧操作した場合とで、操作フィーリングがほとんど変わらないものとなる。
すなわち、中央部から外れた押圧部部所を押圧操作した場合でも、軸部３０ｆが円錐形体部３０ｄと円柱形部３０ｅとで形成されているので、軸部３０ｆが捩れたり屈曲したりすることなく、その偏りのある押圧力に対し充分に耐えることができる軸部となる。
したがって、軸部３０ｆがガイド部４０によって確実に案内されて下方に移動するので、スイッチ動作部５０ａの可動部５０ｂには常に垂下方向（図３において下方向）の押動力が作用するから、可動部５０ｂの動作抵抗が増加しない。

また、操作パネル２０が正常であれば、スイッチ装置１００に雨水などがかかっても、操作パネル２０よって防水されるから、スイッチ装置内に浸水することがない。
しかし、操作パネル２０の押圧部２０ａは頻繁に押圧操作されて変形するため、経年使用に伴って操作パネル２０に亀裂などが発生し、この亀裂から浸水することがあり、このために、スイッチ装置１００が障害を受けることがある。

上記したスイッチ装置１００は、このような問題についても解決している。
すなわち、操作パネル２０が破ければ、雨水などが操作パネル２０を通過して浸水するが、スイッチボタン３０は操作板部３０ａと弾性部３０ｂとで支持板４０の孔部４０ｂを覆うようにしてフランジ部３０ｃを支持板４０の溝部４０ｅ内に挿入して取付けており、スイッチボタン３０を取付けた後のフランジ部３０ｃと支持板４０の溝部４０ｅとの間には隙間が形成されるため、水はこの隙間を伝って空気抜き用の溝部４０ｅに溜まる。
このような水は、溝壁４０ｆに当接したスイッチボタン３０の突状部３０ｇによって断水される。
つまり、図５に矢印７０をもって示した如く、溝壁４０ｆから孔部４０ｂに向かう水が突状部３０ｇによって断水されるため、孔部４０ｂから装置内に入る浸水が確実に防止される。
なお、溝部４０ｅに溜まった水は、孔部４０ｂ間を連通させた溝部を通じて装置外に排出されたり、また、自然乾燥して消滅する。

以上説明した通り、本実施形態によれば、操作フィーリングに優れたスイッチ装置が構成簡単にして提供することができ、さらには、操作パネルによる防水と、スイッチボタンに設けた突状部による防水との２段階の防水構造によって、防水機能を極力高めたスイッチ装置が提供できる。

農業機械や建設機械などに搭載するスイッチ装置として適用することができる。

２０操作パネル
２０ａ押圧部
３０スイッチボタン
３０ａ操作板部
３０ｂ弾性部
３０ｃフランジ部
３０ｄ円錐形体部
３０ｅ円柱形部
３０ｆ軸部
３０ｇ突状部
４０支持板
４０ｂ孔部
４０ｄガイド部
４０ｅ溝部
４０ｆ溝壁
５０回路基板
５０ａスイッチ動作部
５０ｂ可動部
６０スイッチケース

Claims

押圧部を有する操作パネルと、この操作パネルを固着した支持板と、操作パネルの押圧部に対応した前記支持板位置に設けた孔部に前記押圧部の押圧方向に移動可能に内装したスイッチボタンと、当該スイッチボタンに連動するスイッチ動作部を備えたスイッチケースとからなるスイッチ装置において、
前記スイッチボタンは、操作パネルの押圧部に対向する円形の操作板部と、その操作板部から押圧方向に延設し、円錐形体部の先端部を円柱形とした軸部とから形成し、
前記支持板には、前記孔部内に延設し、前記スイッチボタンの円柱形軸部を前記押圧方向に摺動自在に案内するガイド部を設け、
さらに、前記スイッチボタンは合成ゴムなどの弾性材で形成すると共に、このスイッチボタンには、円形の操作板部の周囲に延びる肉薄の弾性部と、この弾性部の周囲から押圧方向に延設したフランジ状部とを設け、
前記支持板には、前記孔部の周囲に沿った溝部を設け、
前記スイッチボタンの操作板部と弾性部とで前記孔部を覆うようして前記フランジ部を前記溝部に突入し、フランジ部を前記溝部の溝壁に圧接させる構成としたことを特徴とするスイッチ装置。
請求項１に記載したスイッチ装置において、
前記スイッチボタンは、フランジ部の内周面に突状部を設け、この突状部を溝部の溝壁に圧接させる構成としたことを特徴とするスイッチ装置。
請求項１または２のいずれかに記載したスイッチ装置において、
前記ガイド部は支持板と一体に形成されていることを特徴とするスイッチ装置。