JP5707201B2 - 操作ユニット - Google Patents

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本発明は、操作ユニットに関する。
従来、湾曲した操作パネルに沿って複数の操作ボタンが設けられた操作ユニットがあった。かかる操作ユニットは、操作パネルが湾曲していることから、操作パネルと背面パネルとの間の厚さが操作パネルの位置によって異なる。
このため、かかる操作ユニットでは、操作パネルにおける操作ボタンの配設位置に応じて厚さの異なる操作ボタンを設けることが一般的である(例えば、特許文献1参照)。このように、厚さの異なる操作ボタンを備えた操作ユニットは、操作パネルの背面側に、複数の操作ボタンを支持するボタンホルダを備えている。
また、ボタンホルダは、各操作ボタンに対応する位置に、各操作ボタンが押圧操作された場合に動作の支点となる弾性を有したヒンジ部を備えている。かかる操作ユニットの操作ボタンは、操作面へ押圧力が印加された場合に、操作ユニットの内側へ押し込まれ、押圧力が解除された場合に、ヒンジ部の弾性により押圧操作前の位置へ戻る。
特開2005−197616号公報
しかしながら、上記従来の操作ユニットでは、湾曲した操作パネルに沿って設けられる複数の操作ボタンの操作感を均一にすることが困難であった。
具体的には、従来の操作ユニットでは、各操作ボタンの厚さが異なるため、ボタンホルダにおけるヒンジ部から各ボタンの操作面までの距離が操作ボタン毎に異なる。すなわち、従来の操作ユニットでは、操作ボタンが押圧操作された場合の力点と支点との距離が操作ボタン毎に異なる。
したがって、従来の操作ユニットでは、各操作ボタンを押圧操作した場合、支点と力点との距離が大きな操作ボタンほどヒンジ部の弾性による反発力が弱くなるため、各操作ボタンの操作感が不均一になる。
このことから、湾曲した操作面に沿って設けられる複数の操作ボタンの操作感を均一にすることが可能な操作ユニットをいかにして実現するかが大きな課題となっている。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、湾曲した操作面に沿って設けられる複数の操作ボタンの操作感を均一にすることが可能な操作ユニットを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る操作ユニットは、湾曲した操作パネルに沿って設けられた複数の操作ボタンと、前記操作パネルの背面に沿って階段状に設けられた固定部と、前記操作ボタンと前記固定部との間を連結する弾性を有した連結部とを備え、前記固定部は、複数の前記操作ボタンの配設領域を囲むように屈曲するとともに、各前記操作ボタンにおける前記連結部が接合された面と対向する面に、スイッチを押圧する押圧部が設けられることを特徴とする。
本発明によれば、湾曲した操作面に設けられる複数の操作ボタンの操作感をコストを抑えて均一にすることが可能な操作ユニットを提供することができるとともに、各押圧部との接触により切り替わるスイッチ同士も近接させることが可能なため、かかるスイッチが設けられる基板を小型化することが可能となり、コスト低減を図ることができる
図1は、実施例に係る操作ユニットに設けられる操作ボタン部分の構成を示す模式図である。 図2は、実施例に係る操作ユニットの外観を示す模式図である。 図3は、実施例に係る操作ユニットの内部構造を示す模式図である。 図4は、実施形態に係る操作ユニットの操作ボタン部分を示す断面模式図である。 図5は、変形例に係る操作パネルの背面を示す説明図である。 図6は、変形例に係る操作パネルの背面の一部を拡大した斜視図である。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る操作ユニットの実施例を詳細に説明する。なお、以下では、実施例に係る操作ユニットの概要について図1を用いて説明した後に、図2〜6を用いて実施例に係る操作ユニットの詳細について説明する。以下では、車載装置用の操作ユニット1を例に挙げて説明するが、本発明に係る操作ユニットは、車載装置用に限るものではなく任意の装置に適用することができるものである。
図1は、実施例に係る操作ユニット1に設けられる操作ボタン3、4部分の構成を示す模式図である。図1に示すように、操作ユニット1は、操作面となる湾曲した操作パネル2と、操作パネル2の湾曲面に沿って設けられた複数の操作ボタン3、4とを備える。
かかる操作ユニット1は、操作パネル2が湾曲していることから、操作パネル2と操作ユニット1の背面パネル6(図3参照)との間の厚さ(以下、「操作ユニット1の厚さ」と記載する)が操作パネル2の位置によって異なる。
このため、操作ユニット1の厚さが肉薄の位置に設けられる操作ボタン3の厚さは、操作ユニット1の厚さが肉厚の位置に設けられる操作ボタン4の厚さよりも薄く形成される。
かかる構成とした場合、たとえば、操作ボタン3、4の底面を含む平面と平行な平面上に設けられた固定部から伸延した弾性部材によって操作ボタン3、4を支持すると、操作ボタン3、4の操作感が不均一になる。
具体的には、かかる構成とした場合、操作ボタン3、4の操作面が押圧操作された際に押圧力が加えられる操作面上の力点と、操作ボタン3、4の動作の支点との距離が操作ボタン3、4毎に異なる。したがって、操作ボタン3、4は、押圧操作された場合に、支点と力点との距離が長いほど弾性部材による反発力が弱くなるので操作感が不均一となる。
そこで、操作ユニット1では、操作パネル2の背面側における操作ボタン3、4の側方に、操作パネル2の湾曲面に沿って階段状に形成した固定部7を設け、固定部7と各操作ボタン3、4とを連結部31、41によってそれぞれ連結した。
これらの各連結部31、41は、たとえば、ポリカーボネイト等の弾性力を有する樹脂によって、いずれも等しい長さに形成された細板状の部材である。なお、操作ボタン3、4、連結部31、41および固定部7は、いずれも同一の部材によって一体に形成されてもよい。
また、操作ボタン3、4、連結部31、41および固定部7は、それぞれ別体に形成されてもよい。かかる場合、操作ボタン3、4、連結部31、41および固定部7は、熱溶着によってそれぞれ連結される。
これにより、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合に、押圧力が加えられる操作面上の力点と、各操作ボタン3、4が押圧力によって動作(変位)する場合の動作の支点との距離を等しくすることができる。
具体的には、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合、固定部7と連結部31、41との接合部における第1の基準点P1、P2が各操作ボタン3、4の動作の支点となる。また、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合、各操作ボタン3、4の操作面における第2の基準点Q1、Q2が力点となる。
そこで、操作ユニット1では、操作パネル2の湾曲面に沿った階段状の固定部7と各操作ボタン3、4とを長さが等しい連結部31、41によってそれぞれ連結することで、第1の基準点P1、P2から第2の基準点Q1、Q2までの距離を等しくした。
このように、操作ユニット1は、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合における各操作ボタン3、4の動作の支点から力点までの距離が等しいので、各操作ボタン3、4の操作感が均一になる。
さらに、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4について、第1の基準点P1、P2と第2の基準点Q1、Q2とを通る直線と、各連結部31、41の伸延方向に延びる直線とのなす角度を等しくした。
具体的には、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4について、連結部31、41と操作ボタン3、4との接合部における第3の基準点R1、R2および第1の基準点P1、P2を含む直線と、第1の基準点P1、P2および第2の基準点Q1、Q2を含む直線とのなす角度α1、α2を等しくした。
これにより、操作ユニット1では、操作ユニット1を操作パネル2側から見た場合の第1の基準点P1、P2から第2の基準点Q1、Q2までの投影距離が等しくなる。したがって、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4の第2の基準点Q1、Q2へ等しい押圧力を印加した場合に、各第1の基準点P1、P2へ等しい力が加わることになるので、各操作ボタン3、4の操作感をより均一にすることができる。
以下、図2〜図6を用いて実施例に係る操作ユニット1についてさらに詳細に説明する。まず、図2を用いて操作ユニット1の外観について説明する。図2は、実施例に係る操作ユニット1の外観を示す模式図である。
なお、図2(a)は、操作ユニット1を操作パネル2側から見た模式図であり、図2(b)は、操作ユニット1の長手方向と平行な側面を示す模式図であり、図2(c)は、操作ユニット1の短手方向と平行な側面を示す模式図である。
図2(a)に示すように、操作ユニット1は、操作パネル2へ背面側から嵌合される複数の操作ボタン3、4を備える。また、操作ユニット1は、操作パネル2の中央に、操作ユニット1によって操作される車載装置の動作状態等を表示する表示部5を備える。
また、図2(b)に示すように、操作ユニット1の操作パネル2は、操作面が中央から長手方向周縁へ向けて下り勾配となるように湾曲した形状である。なお、操作パネル2の背面側における解放部分は、平板状の背面パネル6によって閉塞される。また、図2(c)に示すように、操作パネル2の操作面は、短手方向については湾曲していない。すなわち、操作パネル2の操作面は、放物柱面である。
次に、図3を用いて操作ユニット1の内部構造について説明する。図3は、実施例に係る操作ユニット1の内部構造を示す模式図である。なお、図3(a)は、操作パネル1の背面側を示す模式図であり、図3(b)は、図3(a)におけるA−A線による断面模式図である。
図3(a)に示すように、操作パネル2は、中央位置に表示部5を外部から視認可能に形成された窓51を備える。さらに、操作パネル2は、各操作ボタン3、4に対応する長手方向の周縁側に沿って操作ボタン3、4を操作パネル2へ固定する固定部7を備える。
各固定部7と各操作ボタン3、4とは、連結部31、41によってそれぞれ連結される。各連結部31、41は、いずれも弾性力および長さが等しい細板状の部材である。かかる連結部31、41は、たとえば、ポリカーボネイト等の樹脂によって形成される。
また、各操作ボタン3、4は、押圧操作された場合に、後述の基板8(図3(b)参照)に設けられたタクトスイッチ33、43(図3(b)参照)へ接触して押圧する押圧部32、42をそれぞれ備える。
また、図3(b)に示すように、操作パネル2は、固定部7の取り付け位置に、操作パネル2の湾曲した背面に沿った形状の階段71が形成される。そして、操作パネル2では、背面に形成された階段71の形状に合わせて形成された階段状の固定部7が階段71へ溶着される。
これにより、操作ユニット1では、操作パネル2の背面に、操作パネル2の湾曲面に沿って階段状に形成された固定部7が設けられる。なお、ここでは、固定部7を操作パネル2とは別体としているが、固定部7は、操作パネル2の階段71と一体に形成されてもよい。また、固定部7および階段71は、一体に形成されて操作パネル2の背面へ溶着されてもよい。
なお、操作ボタン3、4、連結部31、41および固定部7は、いずれも同一の部材によって一体に形成されてもよい。また、操作ボタン3、4、連結部31、41および固定部7は、それぞれ別体に形成されてもよい。かかる場合、操作ボタン3、4、連結部31、41および固定部7は、熱溶着によってそれぞれ連結される。
また、操作ユニット1の背面パネル6の内面側には、所定の電子回路が形成された基板8が設けられる。また、基板8における操作ボタン3、4の押圧部32、42と対応する位置には、押圧部32、42によって押圧されることにより切り替わるタクトスイッチ33、43が設けられる。
かかる操作ユニット1では、ユーザによって操作ボタン3、4の操作面が押圧操作されると、押圧力によって連結部31、41が変形することで操作ボタン3,4が操作ユニット1の内部へ押し込まれる。これにより、操作ボタン3、4に設けられた押圧部32、42がタクトスイッチ33、43を押圧してタクトスイッチ33、43の切替えが行われる。
その後、操作ボタン3、4は、操作面に対する押圧力が解除されると、連結部31、41の弾性による反発力によって押圧操作前の位置まで戻る。すなわち、操作ボタン3、4の操作感は、操作ボタン3、4が押圧操作された場合に変形する連結部31、41の反発力、各操作ボタン3、4の変位方向および変位量に依存する。
そこで、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4について、連結部31、41の反発力、各操作ボタン3、4の変位方向および変位量を等しくすることで、各操作ボタン3、4の操作感を均一にしている。なお、かかる点の詳細については、図4を用いて後述する。
次に、図4を用いて、各操作ボタン3、4の構成および操作感について説明する。図4は、実施形態に係る操作ユニット1の操作ボタン3、4部分を示す断面模式図である。なお、図4(a)は、図3(a)に示すB−B線による操作ボタン3部分の断面模式図であり、図4(b)は、図3(a)に示すC−C線による操作ボタン4部分の断面模式図である。
前述したように、操作ユニット1では、操作パネル2の背面における固定部7の取り付け位置に、操作パネル2の湾曲面に沿った形状の階段71が設けられ、かかる階段71の形状に合わせて形成された階段状の固定部7が階段71へ溶着される。また、操作ユニット1では、各連結部31、41の伸延方向(長手方向)の長さを等しくする。
これにより、操作ユニット1では、図4(a)および(b)に示すように、各操作ボタン3、4について、固定部7、連結部31、41および操作ボタン3、4における操作面の相対的な位置関係が均一となる。
具体的には、操作ユニット1では、図4(a)に示すように、操作ユニット1の厚さが比較的肉薄の位置に設けられる操作ボタン3について、固定部7と連結部31との接合面における中心を第1の基準点P1とし、操作面の中心を第2の基準点Q1とする。また、連結部31と操作ボタン3との接合面における中心を第3の基準点R1とする。
一方、操作ユニット1の厚さが比較的肉厚の位置に設けられる操作ボタン4について、固定部7と連結部41との接合面における中心を第1の基準点P2とし、操作面の中心を第2の基準点Q2とする。また、連結部41と操作ボタン4との接合面における中心を第3の基準点R2とする。
かかる第1の基準点P1、P2は、各操作ボタン3、4が押圧操作された際、各操作ボタン3、4の動作の支点となり、第2の基準点Q1、Q2は、ユーザによって押圧力が印加される力点となる。
なお、第1の基準点P1、P2、第2の基準点Q1、Q2および第3の基準点R1、R2として定める点の位置は、図4に示す点に限定するものではない。すなわち、第1の基準点P1、P2、第2の基準点Q1、Q2および第3の基準点R1、R2として定める点の位置は、操作ボタン3、4、連結部31、41、固定部7の形状等によって変わる。
そして、操作ユニット1では、操作ボタン3に関する第1の基準点P1から第2の基準点Q1までの距離L1と、操作ボタン4に関する第1の基準点P2から第2の基準点Q2までの距離L2とを等しくする。つまり、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合の支点から力点までの距離L1、L2を等しくする。
さらに、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4について、第3の基準点R1、R2および第1の基準点P1、P2を含む直線W1、W2と、第1の基準点P1、P2および第2の基準点Q1、Q2を含む直線V1、V2とのなす角度α1、α2を等しくする。これにより、操作ユニット1では、操作パネル2の操作面からみた第1の基準点P1、P2と第2の基準点Q1、Q2との間の投影距離が等しくなる。
かかる構成により、各操作ボタン3、4は、第2の基準点Q1、Q2へ等しい押圧力が加えられた場合、第1の基準点P1、P2を中心とし、第1の基準点P1、P2と第2の基準点Q1、Q2とをむすぶ線分を移動半径として同一の変位方向へ同一の変位量だけ変位する。
このように、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4の変位方向および変位量を均一にすることが可能なため、各操作ボタン3、4の操作感を均一にすることができる。しかも、操作ユニット1では、各連結部31、41の長さおよび弾性力が等しいため、各操作ボタン3、4を押圧操作した場合における連結部31、41の反発力に依存した操作感も均一にすることができる。
また、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合の支点から力点までの距離と、支点から作用点までの距離とを等しくすることで、各操作ボタン3、4の操作感をさらに均一にすることができる。
かかる場合、操作ユニット1では、前述のように、第1の基準点P1、P2が支点となり、第2の基準点Q1、Q2が力点となる。そして、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4の押圧部32、42におけるタクトスイッチ33、43との接点を第4の基準点S1、S2とすると、かかる第4の基準点S1、S2が作用点となる。
このため、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4における第1の基準点P1、P2から第2の基準点Q1、Q2までの距離L1、L2と、第1の基準点P1、P2から第4の基準点S1、S2までの距離M1、M2とを等しくする。
たとえば、操作ユニット1では、操作ボタン4における連結部41よりも基板8側の部分の厚さと、操作ボタン3における連結部31よりも基板8側の部分の厚さとが等しくなるように、操作ボタン4の厚さを肉薄に形成する。さらに、操作ボタン4の厚さを肉薄にした分だけ、操作ボタン4の押圧部42に対応する位置の基板8の厚さを肉厚に形成する。
これにより、各操作ボタン3、4における第1の基準点P1、P2から第2の基準点Q1、Q2までの距離L1、L2と、第1の基準点P1、P2から第4の基準点S1、S2までの距離M1、M2とを等しくすることが可能となる。なお、かかる構成は、一例であり、固定部7、連結部31、41、操作ボタン3、4の形状および配設位置を調整することによって距離L1、L2と距離M1、M2とを等しくしてもよい。
これにより、操作ユニット1では、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合の支点、力点および作用点の相対位置を同一にすることが可能となり、各操作ボタン3、4の押圧部32、42がタクトスイッチ33、43から受ける反発力を等しくすることができる。したがって、各操作ボタン3、4の操作感をより均一にすることができる。
また、前述したように、操作ユニット1の操作パネル2は、放物柱面となるように形成されている。このため、操作パネル2の湾曲に沿わせた単純な階段状の固定部7を設け、弾性力および長さの等しい連結部31,41によって固定部7と操作ボタン3、4とを連結するだけで、各操作ボタン3、4が押圧操作された場合の力点と支点との相対位置を等しくすることができる。
なお、上述した実施例は一例であり、操作パネル2の構成は、種々の変形が可能である。以下、図5および図6を用いて変形例に係る操作パネル2aについて説明する。図5は、変形例に係る操作パネル2aの背面を示す説明図であり、図6は、変形例に係る操作パネル2aの背面の一部を拡大した斜視図である。
図5に示すように、変形例に係る操作パネル2aは、操作ボタン3a、4a、4bの配設領域を囲むように屈曲した固定部7aを備える。さらに、各操作ボタン3a、4aは、固定部7aの側面から固定部7aの長手方向と直交する向きに伸延した弾性力および長さが等しい一対の連結部31a,41a、41bによって固定部7aと連結される。
また、各操作ボタン3a、4a、4bは、連結部31a、41a、41bが接合された外周面と対向する側の外周面に押圧部32a、42aを備える。これにより、変形例に係る操作ユニットでは、各操作ボタン3a、4a、3bの押圧部32a、42a同士を操作ボタン3a、4a、4b群の中央で近接させることができる。
したがって、変形例に係る操作パネル2aでは、各押圧部32a、42aとの接触により切り替わるタクトスイッチ33、43(図3(b)参照)同士も近接させることが可能なため、基板8(図3(b)参照)を小型化することでコストの低減を図ることができる。
また、各操作ボタン3a、4a、4bは、それぞれ一対の連結部31a、41a、41bによって固定部7aに連結されるため、押圧操作された場合に、連結部31a、41a、41bにねじれが生じることを抑制することができる。
これにより、変形例に係る操作パネル2aでは、各操作ボタン3a、4a、4bが押圧操作された場合に、連結部31a、41a、41bにねじれが生じて操作感が不均一になることを防止することができる。
また、各操作ボタン3a、4a、4bの押圧部32a、42aは、タクトスイッチ33、43と当接する面が断面視X字状に形成される。これにより、押圧部32a、42aは、かかるX字を対角線とする矩形状の領域によってタクトスイッチ33、43を押圧することができる。
したがって、押圧部32a、42aによれば、タクトスイッチ33、43との当接面が断面視矩形状や円形状等に形成された場合に比べ、少ない材料でタクトスイッチ33、43を押圧可能な領域を確保することが可能なため、コストの低減を図ることができる。
また、図5における点線枠内の拡大斜視図である図6に示すように、変形例に係る操作パネル2aは、図3(b)に示す操作パネル2と同様に、湾曲した背面に沿った形状の階段71aが形成され、階段71aに合わせて形成された階段状の固定部7aが階段71aへ溶着される。そして、固定部7aと各操作ボタン3a、4a、4bとは弾性力および長さが等しい一対の連結部31a、41a、41bによって連結される。
したがって、図5および図6に示すように操作パネル2aを構成した場合、各操作ボタン3a、4a、4bが押圧操作された際の支点と力点との相対位置を等しくすることが可能なため、各操作ボタン3a、4a、4bの操作感を均一にすることができる。
1 操作ユニット
2 操作パネル
3、4 操作ボタン
31、41 連結部
33、43 タクトスイッチ
5 表示部
6 背面パネル
7 固定部
8 基板
P1、P2 第1の基準点
Q1、Q2 第2の基準点
R1、R2 第3の基準点
S1,S2 第4の基準点

Claims (5)

  1. 湾曲した操作パネルに沿って設けられた複数の操作ボタンと、
    前記操作パネルの背面に沿って階段状に設けられた固定部と、
    前記操作ボタンと前記固定部との間を連結する弾性を有した連結部と
    を備え
    前記固定部は、複数の前記操作ボタンの配設領域を囲むように屈曲するとともに、各前記操作ボタンにおける前記連結部が接合された面と対向する面に、スイッチを押圧する押圧部が設けられる
    ことを特徴とする操作ユニット。
  2. 複数の前記操作ボタンについて、前記固定部と前記連結部との接合部における第1の基準点から前記操作ボタンの操作面における第2の基準点までの距離が等しい
    ことを特徴とする請求項1に記載の操作ユニット。
  3. 複数の前記操作ボタンについて、前記連結部と前記操作ボタンとの接合部における第3の基準点および前記第1の基準点を含む直線と、前記第1の基準点および前記第2の基準点を含む直線とのなす角度が等しい
    ことを特徴とする請求項2に記載の操作ユニット。
  4. 複数の前記操作ボタンについて、前記第1の基準点を支点、前記第2の基準点を力点とした場合に作用点となる第4の基準点から前記第1の基準点までの距離と、前記第2の基準点から前記第1の基準点までの距離が等しい
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の操作ユニット。
  5. 各前記操作ボタンは、2本で一対の連結部により前記固定部に連結される
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の操作ユニット。
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