JP6197174B2

JP6197174B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP6197174B2
Application number: JP2013079226A
Authority: JP
Inventors: 前田　泰作; 泰作前田; 雅樹紺谷; 廣部　正裕; 正裕廣部
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: JP2014203677A

Description

本発明は、主に自動車の車室内の各種電子機器の操作に用いられるスイッチ装置に関するものである。

近年、自動車内のステアリングホイールやインストルメントパネル等に様々な操作方式のスイッチ装置を装着し、これによって車室内の音響機器や空調機器等の各種電子機器の操作を行うものが増えている。

このような従来のスイッチ装置について、図６〜図９を用いて説明する。

図６は従来のスイッチ装置の断面図、図７は同分解斜視図であり、同図において、１はゴム等の弾性体で、この上面には、略筒状のベース部１Ａに薄肉状の連結部１Ｂを介して下端が連結された、略柱状の複数の操作部１Ｃが形成されている。

そして、２はプッシュスイッチで、絶縁樹脂製のケース２Ａ内には節度感を伴って反転する略ドーム状で、銅合金等の導電金属薄板製の可動接点（図示せず）が収納されると共に、ケース２Ａ上面からは操作軸２Ｂが上下動可能に上方へ突出している。

また、３は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、この配線基板３上面に複数のプッシュスイッチ２が実装装着されると共に、プッシュスイッチ２の操作軸２Ｂ上面と操作部１Ｃ下面との間には、所定の間隙が設けられている。

さらに、４は絶縁樹脂製の操作体、５は下面開口の略箱状で絶縁樹脂製のカバーで、カバー５内に弾性体１や配線基板３が収納されると共に、操作部１Ｃ上面に装着された複数の操作体４が、カバー５上面の複数の開口孔から上下動可能に突出して、スイッチ装置が構成されている。

そして、このように構成されたスイッチ装置が、操作体４上面を手前にして車室内の、例えばステアリングホイールのスポーク（図示せず）等に取付けられて、自動車に装着されると共に、プッシュスイッチ２が配線パターンやリード線（図示せず）等を介して、車両の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、操作体４上面を指で押圧操作すると、図８（ａ）の断面図に示すように、上面に操作体４を装着した操作部１Ｃが、薄肉状の連結部１Ｂを折曲し弾性変形させながら下方へ移動し、操作部１Ｃ下面がプッシュスイッチ２の操作軸２Ｂ上面に当接する。

なお、この押圧し始めてから操作部１Ｃ下面が操作軸２Ｂ上面に当接するまでの間は、操作部１Ｃ下面と操作軸２Ｂ上面の間に所定の間隙が設けられているため、図９の波形図に示すように、移動距離であるストロークに応じた操作荷重の波形Ｍ１は、連結部１Ｂが折曲し伸張して弾性変形する、ほぼ直線状に荷重が増加する波形Ｎ１と同じものとなる。

つまり、操作部１Ｃ下面と操作軸２Ｂ上面の間に所定の間隙を設けることによって、この間隙分だけ操作ストロークが大きくなるように形成されている。

そして、さらに押圧操作すると、図８（ｂ）に示すように、連結部１Ｂがさらに折曲し伸張して弾性変形し、操作部１Ｃ下面が操作軸２Ｂを押圧して、プッシュスイッチ２内の可動接点が節度感を伴って弾性反転し、プッシュスイッチ２の電気的接離が行われる。

また、この時の波形Ｍ１は、操作軸２Ｂ下端が可動接点を弾性変形させる押圧力Ｐ１まで荷重が増加した後、可動接点が弾性反転した直後の戻り力Ｐ２となるが、これらの荷重は連結部１Ｂのほぼ直線状に荷重が増加する波形Ｎ１に、可動接点の弾性変形する荷重が加わったものとなる。

そして、このプッシュスイッチ２の電気信号が車両の電子回路へ出力されて、例えば、オーディオの音量の増減、あるいはエアコンの温度や風量の切換え等の、車室内の各種電子機器の操作が行なわれる。

つまり、ステアリングホイールやインストルメントパネル等の、運転者の手の届く箇所にスイッチ装置を配置し、この操作体４を押圧操作して、弾性体１の連結部１Ｂを折曲し伸張変形させると共に、プッシュスイッチ２内の可動接点を弾性変形させて、プッシュスイッチ２の電気的接離を行うことで、ある程度大きなストロークと大きな荷重での操作によって、車室内の様々な機器の操作が行えるように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０１２−１３４０９８号公報

しかしながら、上記従来のスイッチ装置においては、押圧操作した際、プッシュスイッチ２内の可動接点が弾性変形する力に、弾性体１の連結部１Ｂが折曲し伸張変形する、ほぼ直線状に荷重が増加する力が加わったものとなっているため、図９に示すように、押圧力Ｐ１と戻り力Ｐ２の差Ｐ３が小さなものとなり、良好な節度感触が得づらくなってしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、良好な節度感触が得られ、確実な操作が可能なスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、略筒状のベース部に薄肉状の連結部を介して下端が連結された、略柱状の操作部が形成された弾性体と、上部に操作軸を備え、操作部の上下動に応じて操作軸を介して電気的接離を行うプッシュスイッチと、操作部上面に装着された操作体からなり、弾性体の略筒状のベース部と略柱状の操作部下端を連結する薄肉状の連結部を、ベース部から操作部下端へ上方に傾斜した略ドーム状に形成し、操作部の下面に突起部を設け、突起部は操作部を押圧操作時に圧縮されて弾性変形した後、操作部下面が操作軸を押圧して操作軸が下方へ移動するように形成して、スイッチ装置を構成したものであり、押圧操作した際、上方に傾斜した連結部が湾曲して弾性変形し、戻り力を小さなものにできるため、良好な節度感触が得られ、確実な操作が可能なスイッチ装置を得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、良好な節度感触が得られ、確実な操作が可能なスイッチ装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図同分解斜視図同断面図同断面図同波形図従来のスイッチ装置の断面図同分解斜視図同断面図同波形図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、７はシリコーンゴムやエラストマー等の弾性体で、この上面には、略筒状のベース部７Ａに薄肉状の連結部７Ｂを介して下端が連結された、略柱状の複数の操作部７Ｃが形成されている。

そして、この弾性体７上面の複数の操作部７Ｃ外周には、溝部７Ｄが設けられると共に、連結部７Ｂはベース部７Ａから操作部７Ｃ下端へ向けて、上方に傾斜した略ドーム状に形成されている。

また、２はプッシュスイッチで、絶縁樹脂製のケース２Ａ内には節度感を伴って反転する略ドーム状で、銅合金等の導電金属薄板製の可動接点（図示せず）が収納されると共に、ケース２Ａ上面からは操作軸２Ｂが上下動可能に上方へ突出している。

さらに、３は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成され、この配線基板３上面に複数のプッシュスイッチ２が実装装着されると共に、プッシュスイッチ２の操作軸２Ｂ上面と、操作部７Ｃ下面に突出形成された突起部７Ｆ下端との間には、所定の間隙が設けられている。

また、８はポリカーボネートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製の操作体で、下面に突出形成された突出部８Ａが、操作部７Ｃの中空孔７Ｅ内に圧入されて、複数の操作体８が複数の操作部７Ｃ上面に装着されている。

さらに、５は下面開口の略箱状でポリスチレンやＡＢＳ等の絶縁樹脂製のカバーで、このカバー５内に弾性体７や配線基板３が収納されると共に、カバー５上面の複数の開口孔から複数の操作体８が上下動可能に突出して、スイッチ装置が構成されている。

そして、このように構成されたスイッチ装置が、操作体８上面を手前にして車室内の、例えばステアリングホイールのスポーク（図示せず）等に取付けられて、自動車に装着されると共に、プッシュスイッチ２が配線パターンやリード線（図示せず）等を介して、車両の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、操作体８上面を指で押圧操作すると、図３（ａ）の断面図に示すように、上面に操作体８を装着した操作部７Ｃが、薄肉状の連結部７Ｂを折曲し弾性変形させながら下方へ移動し、操作部７Ｃ下面の突起部７Ｆがプッシュスイッチ２の操作軸２Ｂ上面に当接する。

なお、この押圧し始めてから操作部７Ｃ下面の突起部７Ｆが操作軸２Ｂ上面に当接するまでの間は、突起部７Ｆ下端と操作軸２Ｂ上面の間に所定の間隙が設けられているため、図５の波形図に示すように、移動距離であるストロークに応じた操作荷重の波形Ｍ２は、連結部７Ｂが折曲して弾性変形し、荷重が漸次増加する波形Ｎ２と同じものとなる。

つまり、突起部７Ｆ下端と操作軸２Ｂ上面の間に所定の間隙を設けることによって、この間隙分だけ操作ストロークが大きくなるように形成されている。

そして、さらに押圧操作すると、図３（ｂ）に示すように、操作部７Ｃ下面の突起部７Ｆが圧縮されて弾性変形した後、図４（ａ）の断面図に示すように、操作部７Ｃ下面が操作軸２Ｂを押圧して、操作軸２Ｂが下方へ移動し、プッシュスイッチ２内の可動接点を押圧するため、図５に示すように、操作荷重の波形Ｍ２は、可動接点が節度感を伴って弾性反転する押圧力Ｐ５まで増加する。

ただし、この時、連結部７Ｂはベース部７Ａから操作部７Ｃ下端へ向けて、上方に傾斜した略ドーム状に形成され、図４（ａ）に示すように、連結部７Ｂが上方へ湾曲して弾性変形するため、この連結部７Ｂの操作荷重の波形Ｎ２は、ある程度大きくなった後は、図４（ｂ）に示すように、さらに押圧されて弾性変形した状態でも、僅かしか増加しない。

このため、可動接点が弾性変形する荷重に、連結部７Ｂが弾性変形する荷重が加わった操作荷重は、ある程度押圧された後はあまり増加せず、図５に示すように、押圧力Ｐ５がやや小さなものになると共に、可動接点が弾性反転した直後の戻り力Ｐ６はより小さなものとなる。

すなわち、連結部７Ｂを上方へ湾曲して弾性変形させ、連結部７Ｂの操作荷重の波形Ｎ２を、ある程度大きくなった後は、僅かしか増加しないように形成することで、戻り力Ｐ６が小さくなり、押圧力Ｐ５と戻り力Ｐ６の差Ｐ７が大きくなって、良好な節度感触が得られるようになっている。

また、操作部７Ｃ下面に突起部７Ｆを設け、これが圧縮されて弾性変形した後、操作部７Ｃ下面が操作軸２Ｂを押圧することによって、操作体８の操作荷重の波形Ｍ２が滑らかに増加するように形成されている。

そして、このプッシュスイッチ２内の可動接点の節度感を伴った弾性反転によって、プッシュスイッチ２の電気的接離が行われ、この電気信号が車両の電子回路へ出力されて、例えば、オーディオの音量の増減、あるいはエアコンの温度や風量の切換え等の、車室内の各種電子機器の操作が行なわれる。

つまり、ステアリングホイールやインストルメントパネル等の、運転者の手の届く箇所にスイッチ装置を配置し、この操作体８を押圧操作して、弾性体７の連結部７Ｂを弾性変形させると共に、プッシュスイッチ２内の可動接点を弾性変形させて、プッシュスイッチ２の電気的接離を行うことで、ある程度大きなストロークと大きな荷重での操作によって、車室内の様々な機器の操作が行えるように構成されている。

そして、本発明においては、弾性体７の薄肉状の連結部７Ｂを、ベース部７Ａから操作部７Ｃ下端へ向けて、上方に傾斜した略ドーム状に形成し、押圧操作した際、連結部７Ｂが上方へ湾曲して弾性変形するように形成することで、戻り力Ｐ６が小さくなり、良好な節度感触が得られるようになっている。

すなわち、ある程度押圧操作されると、連結部７Ｂが上方へ湾曲して弾性変形することで、連結部７Ｂの操作荷重の波形Ｎ２を、ある程度大きくなった後は、僅かしか増加しないように形成することによって、戻り力Ｐ６を小さくし、押圧力Ｐ５と戻り力Ｐ６の差Ｐ７の大きな、節度感のある良好な操作感触が得られるように構成されている。

また、操作部７Ｃ下面に突起部７Ｆを設け、押圧操作時に、この突起部７Ｆが圧縮されて弾性変形した後、操作部７Ｃ下面が操作軸２Ｂを押圧するように形成することで、操作体８の操作荷重の波形Ｍ２が波形Ｎ２と同じ状態から増加する際、操作荷重の変化が滑らかに行われるようになっている。

さらに、操作体８下面に突出部８Ａを設け、この突出部８Ａを操作部７Ｃの中空孔７Ｅ内に圧入して、操作体８を操作部７Ｃ上面に装着することで、押圧操作した際に、突出部８Ａによって操作部７Ｃが真直ぐ上下動し、中心ずれや余分な変形がない状態で、確実に操作が行えるように構成されている。

このように本実施の形態によれば、弾性体７の略筒状のベース部７Ａと略柱状の操作部７Ｃ下端を連結する薄肉状の連結部７Ｂを、ベース部７Ａから操作部７Ｃ下端へ上方に傾斜した略ドーム状に形成することによって、押圧操作した際、上方に傾斜した連結部７Ｂが湾曲して弾性変形し、戻り力Ｐ６を小さなものにできるため、良好な節度感触が得られ、確実な操作が可能なスイッチ装置を得ることができるものである。

本発明によるスイッチ装置は、良好な節度感触が得られ、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に自動車の各種電子機器の操作用として有用である。

２プッシュスイッチ
２Ａケース
２Ｂ操作軸
３配線基板
５カバー
７弾性体
７Ａベース部
７Ｂ連結部
７Ｃ操作部
７Ｄ溝部
７Ｅ中空孔
７Ｆ突起部
８操作体
８Ａ突出部

Claims

略筒状のベース部に薄肉状の連結部を介して下端が連結された、略柱状の操作部が形成された弾性体と、上部に操作軸を備え、前記操作部の上下動に応じて前記操作軸を介して電気的接離を行うプッシュスイッチと、前記操作部上面に装着された操作体からなり、前記弾性体の連結部を前記ベース部から前記操作部下端へ、上方に傾斜した略ドーム状に形成し、前記操作部の下面に突起部を設け、前記突起部は前記操作部を押圧操作時に圧縮されて弾性変形した後、前記操作部下面が前記操作軸を押圧して前記操作軸が下方へ移動するように形成したスイッチ装置。
前記操作体の下面に突出部を設けると共に、前記操作部の上面に中空孔を設けて、前記突出部を前記中空孔内に圧入して、前記操作体を前記操作部上面に装着した請求項１に記載のスイッチ装置。