JP6666729B2 - Multi-directional switch device - Google Patents
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Description
本発明は、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置に係り、特に自動車に装備されるパワーミラー装置の入力操作手段として好適な多方向スイッチ装置に関する。 The present invention relates to a multidirectional switch device having an operation shaft capable of being pushed, rotated, and tilted, and more particularly to a multidirectional switch device suitable as an input operation means of a power mirror device mounted on an automobile.
特許文献1に開示されている多方向スイッチ装置では、操作軸をその軸方向へ押し込み操作すると第1スライダが一体的に押し下げられ、この第1スライダに保持された第1可動接点が側方のウェハに設けられた第1固定接点に接触するため、左右のサイドミラーに倒伏動作または起立動作を行わせる指令信号が出力されるようになっている。また、サイドミラーが起立状態のときに操作軸を回転操作すると第2スライダが一体的に回転し、この第2スライダに保持された第2可動接点が回路基板の片面に設けられた第2固定接点に接触するため、操作軸の回転操作方向に応じて左右いずれかのサイドミラーを選択するというミラー選択信号が出力されるようになっている。また、サイドミラーが選択されているときに操作軸を傾倒操作すると、操作軸に駆動された第3スライダが回路基板に沿って直線状にスライドし、この第3スライダに保持された第3可動接点が回路基板の他面に設けられた第3固定接点に接触するため、選択されているサイドミラーの鏡面を操作軸の傾倒方向へ傾動させるという視角調整信号が出力されるようになっている。
In the multidirectional switch device disclosed in
特許文献1に開示されている多方向スイッチ装置では、押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとが必要であり、部品点数が多いという問題がある。
The multidirectional switch device disclosed in
前述した問題に鑑み、本発明の目的は、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置において、単一のばねで、押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供することにある。 In view of the above-described problem, an object of the present invention is to provide a multidirectional switch device having an operation shaft capable of pushing operation, rotating operation, and tilting operation, with a single spring, and a return spring of the operation shaft at the time of pushing operation. An object of the present invention is to provide a multi-directional switch device which can also serve as a return spring of an operation shaft at the time of tilting operation and has a small number of components.
1.押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能で上端部にノブを有する操作軸と、前記操作軸を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジングとを有し、前記ハウジング内に、前記操作軸の直下に配置され前記操作軸が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダと、前記スライダの直下に配置され前記スライダを常時上方へ付勢すると共に、そのスライダを介して前記操作軸を常時上方へ付勢する単一のばねと、前記スライダの上下動に伴い電気的接離を行うスイッチ接点とを備えた多方向スイッチ装置。
この多方向スイッチ装置では、単一のばねで、押し込み操作時の操作軸の復帰と傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることが可能となり、その分従来の多方向スイッチ装置に比べて部品点数の少ない多方向スイッチ装置を実現することができる。
また、スライダには操作軸を貫通させるための透孔を設ける必要がなく、その分スライダの外形サイズを小さくすることができる。
2.1に記載の多方向スイッチ装置において、前記ハウジング内にはさらに、前記操作軸が押し込み操作されるごとに、前記操作軸を押し込み位置と非操作位置とに交互に保持するための位置保持機構を備え、前記位置保持機構が、前記スライダの一側面に形成されたカム溝と、前記カム溝に一端が挿入された係合ピンとを有し、前記スイッチ接点は前記スライダの他側面に形成されている多方向スイッチ装置。
この多方向スイッチ装置では、スライダによって位置保持機構とスイッチ接点とを接近して配置することができ、従来の多方向スイッチ装置に比べてスイッチ接点の切り換え位置を安定させることができる。
3.1に記載の多方向スイッチ装置において、前記スライダには円錐形に窪んだ軸受面が形成され、前記軸受面に前記操作軸の下端部が摺動可能に接触している多方向スイッチ装置。
この多方向スイッチ装置では、傾倒操作時に操作軸をスライダによって中立位置に自動復帰させることができる。
1. An operating shaft having a knob at an upper end capable of being pushed, rotated, and tilted, and a housing for supporting the operating shaft so as to be able to be pushed, rotated, and tilted, wherein the operating shaft is provided in the housing. A slider which is disposed immediately below the operating shaft and which is integrally pressed down when the operating shaft is pushed in; a slider which is disposed immediately below the slider and constantly urges the slider upward, and constantly operates the operating shaft via the slider. A multidirectional switch device comprising: a single spring biased upward; and a switch contact that electrically contacts and separates as the slider moves up and down.
In this multidirectional switch device, it is possible to use a single spring to both return the operating shaft at the time of the pushing operation and to return the operating shaft at the time of the tilting operation. A multidirectional switch device with a small number of components can be realized.
Further, it is not necessary to provide a through hole for penetrating the operation shaft in the slider, and the outer size of the slider can be reduced accordingly.
2. The multidirectional switch device according to item 2.1, further comprising: a position holding unit in the housing for alternately holding the operating shaft between a pushed position and a non-operated position every time the operating shaft is pushed. The position holding mechanism has a cam groove formed on one side of the slider, and an engagement pin having one end inserted into the cam groove, and the switch contact is formed on the other side of the slider. Multi-directional switch device.
In this multidirectional switch device, the position holding mechanism and the switch contact can be arranged close to each other by the slider, and the switching position of the switch contact can be stabilized as compared with the conventional multidirectional switch device.
3.1. The multidirectional switch device according to 3.1, wherein the slider has a conical recessed bearing surface, and the lower end of the operating shaft is slidably in contact with the bearing surface. .
In this multidirectional switch device, the operating shaft can be automatically returned to the neutral position by the slider during the tilting operation.
本発明によれば、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置において、単一のばねで、押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供することができる。 According to the present invention, in a multidirectional switch device provided with an operation shaft capable of pushing operation, rotating operation and tilting operation, a single spring, a return spring of the operation shaft at the time of pushing operation and an operation shaft at the time of tilting operation And a multi-directional switch device with a small number of parts can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置は、自動車に装備されるパワーミラー装置の入力手段として使用されるものである。以下では、図3のX−X線に沿う方向を左右方向、図3のY−Y線に沿う方向を前後方向、図3の紙面に垂直な方向を上下方向として説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A multi-directional switch device according to an embodiment of the present invention is used as an input means of a power mirror device mounted on an automobile. Hereinafter, the direction along the line XX in FIG. 3 will be described as the left-right direction, the direction along the line YY in FIG. 3 as the front-back direction, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
本実施形態に係る多方向スイッチは、上端部にノブ1が取着されて押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸2と、この操作軸2を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジング30と、このハウジング30内に組み込まれたプッシュオン・プッシュオフ型のプッシュスイッチと、回転感触発生機構と、前後左右の4方向傾倒スイッチとから構成されている。
The multi-directional switch according to the present embodiment includes an
ハウジング30は、インサート成形により4本の内部接続端子31および9本の外部接続端子32と一体に成形されたボディ33と、このボディ33の上に被せたカバー34とから構成されている。これらボディ33とカバー34はいずれも絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。
The
ボディ33は上面が開放された箱状に形成されている。ボディ33の上面には四角形の4方向傾倒スイッチ収容凹部33aが設けられ、この4方向傾倒スイッチ収容凹部33aの底面にはそれより小さい四角形のプッシュスイッチ収容凹部33bが設けられ、このプッシュスイッチ収容凹部33bの底面にはばね座33cが設けられ、このばね座33cにはガイドピン33dが立設されている。
The
プッシュスイッチ収容凹部33bの前側面にはピン収容凹部33eが設けられ、このピン収容凹部33eに対向する後側面には4本の内部接続端子31の一端部がそれぞれ露出されており、この露出部分が4個の固定接点31aとなっている。
A
プッシュスイッチ収容凹部33bの後側にはボディ33の底面で四角形に開口されたコネクタ用嵌合凹部33fが設けられ、このコネクタ用嵌合凹部34f内には9本の外部接続端子32の一端部がそれぞれ突出されてコネクタ用コンタクト32aとなっている。
At the rear side of the push switch accommodating
4方向傾倒スイッチ収容凹部33aの底面におけるプッシュスイッチ収容凹部33bの開口部の左右両側には4方向傾倒スイッチ収容凹部33aの裏側に貫通した一対の溝孔33gが設けられ、この一対の溝孔33gに沿ったプッシュスイッチ収容凹部33bの外面(ボディ33の下部外面)にはインナーカバー係止爪33hが設けられている。4方向傾倒スイッチ収容凹部33aの外面(ボディ33の上部外面)にはカバー係止爪33iが設けられている。
A pair of
カバー34は下面が開放された箱状に形成されている。カバー34の天壁部34aの中央には軸受筒34bが天壁部34aの内外面に突出して設けられ、この軸受筒34bの下端部には凹状球面34cが設けられている。
The
天壁部34aの内面における軸受筒34bを囲む円周上には3か所(中立位置と、中立位置から左方向に45度回転した左位置と、中立位置から右方向に45度回転した右位置)の回転感触発生用の凹凸34dと、左位置用と右位置用の2個のロータ係止部34eが設けられている。
There are three positions on the inner surface of the
カバー34の下端部にはボディ係止孔34fが設けられている。カバー34はその下端部をボディ33の上端部の外側に嵌合し、カバー係止爪33iをボディ係止孔34fに係合させることにより、ボディ33に固定されている。この時、ガイドピン33dと軸受筒34bとは同軸上に配置される。
The lower end of the
ノブ1は絶縁性の樹脂材料を用いてキャップ状に形成されている。このノブ1には、押し込み操作用の円盤状の天壁部1aと、回転操作および傾倒操作用の円筒状の周壁部1bと、天壁部1aの裏面中央から下向きに突出した円筒状のボス部1cとが設けられており、ボス部1cが操作軸2の上端部の外嵌され回り止めおよび抜け止めされた状態で固定されている。
The
操作軸2はノブ1に加えられた力をハウジング30内に収容された各部材に伝達し、ノブ1の操作方向に応じて所要のスイッチ接点を選択的に切り換え操作するもので、絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。この操作軸2には、凸状球面2aを有する円盤状の球面肩2bと、この球面肩2bの周縁部から十字方向に突出した4本の円柱リブ2cと、球面肩2bの中央から上向きに突出した円柱部2dと、球面肩2bの中央から下向きに突出した8角柱部2eと、この8角柱部2eの一側面から突出した係止片2fと、8角柱部2eの下端面から下向きに突出した円錐形の下端部2gとが一体に設けられており、球面肩2bと円柱部2dと8角柱部2eと下端部2gとが同軸上に配置されている。下端部2gの先端は丸みが付けられて球面になっている。
The operating
そして、ボディ33のプッシュスイッチ収容凹部33b内には、操作軸2の直下に配置され操作軸2が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダ3と、このスライダ3の直下に配置されスライダ3を常時上方へ付勢すると共に、そのスライダ3を介して操作軸2を常時上方へ付勢するコイルばね4とが収容されると共に、操作軸2が押し込み操作されるごとに、操作軸3を図9に示す押し込み位置と図4,図5に示す非操作位置とに交互に保持するためのハート状カム方式の位置保持機構と、スライダ3の上下動に伴い電気的接離を行う摺動接触方式のスイッチ接点とが形成され、操作軸2の直下にプッシュスイッチが構成されている。
In the push
スライダ3は絶縁性の樹脂材料を用いて4角柱状に形成されており、前後左右方向の移動が規制され、上下動のみが許容された状態でプッシュスイッチ収容凹部33b内に収容されている。このスライダ3の下面には四角形のばね座受け入れ凹部3aが設けられ、このばね座受け入れ凹部3aの天面には円形のばね受け入れ凹部3bが設けられている。スライダ3の上面には円柱部3cが設けられ、この円柱部3cの上端面を円錐形に窪ませて軸受面3dが形成されている。
The
操作軸2は球面肩2bの凸状球面2aを軸受筒34bの凹状球面34cに対向し、かつ、下端部2gをスライダ3の軸受面3dに対向した状態で、円柱部2dが軸受筒34bに挿通されて円柱部2dの上端部が軸受筒34bの上端開口からカバー34の上方に突出されている。
The operating
コイルばね4はばね座33cとばね受け入れ凹部3bの天面との間に設けられ、操作軸2が非操作状態のとき、コイルばね4によってスライダ3の軸受面3dが操作軸2の下端部2gに弾接され、かつ、操作軸2の球面肩2bの凸状球面2aが軸受筒34bの凹状球面34cに弾接されて、この凸状球面2aと凹状球面34cとで球面継手を形成した状態で、操作軸2およびスライダ3が一体的に図4,図5に示す非操作位置に保持されている。
The
ハート状カム方式の位置保持機構は、ピン収容凹部33eに対向するスライダ3の前側面にハート形状のカム溝5を設け、このカム溝5に金属製でコ字形の係合ピン6の上端が挿入されて直角に接し、スライダ3の上下動に合わせて移動するように、ピン収容凹部33eに金属製の支持板7を介して係合ピン6の下端を支持して形成されている。カム溝5には、図8に示すように、操作軸2が図4,図5に示す非操作位置にあるときに係合ピン6の上端が位置する始端部5aと、操作軸2を押し込む過程(プッシュオン)で係合ピン6の上端が摺動する往路5bと、操作軸2を押し込み端まで押し込んだときに係合ピン6の上端が係合し、操作軸2を図9に示す押し込み位置に保持する係合部5cと、操作軸2を再度押し込む過程(プッシュオフ)で係合ピン6が摺動する復路5dとを有しており、係合ピン6は、操作軸2の押し込み操作が行われるごとに、始端部5aから係合部5cに、又は係合部5cから始端部5aに案内される。なお、プッシュスイッチ収容凹部33b上部およびピン収容凹部33eの上部にはインナーカバー18がパッチン止めに固定され、スライダ3および係合ピン6の高さ位置が規制されている。
The heart-shaped cam type position holding mechanism is provided with a heart-shaped
摺動接触方式のスイッチ接点は、プッシュスイッチ収容凹部33bの後側面に設けられた固定接点31aと、この固定接点31aに対向するスライダ3の後側面に上下2段で保持された2個の可動接点8と、スライダ3に保持され可動接点8を固定接点31a側に押圧する2個のコイルばね9とから形成されている。
The switch contact of the sliding contact type includes a fixed
ところで、カバー34の天壁部34aと操作軸2の4本の円柱リブ2cとの間には操作軸2を常時下方に付勢するコイルばね10が設けられており、操作軸2が押し込み操作され、位置保持機構によって操作軸2が図9に示す押し込み位置に保持され、操作軸2の球面肩2bの凸状球面2aが軸受筒34bの凹状球面34cから下方に離反しいている間、操作軸2がガタつくのをコイルばね10によって防止するように構成している。このコイルばね10の弾性力はコイルばね4の弾性力よりも小さく設定されている。
By the way, a
回転感触発生機構は、カバー34の内部で操作軸2と一体に回転するロータ11がコイルばね12とボール13を保持しており、このロータ11が回転すると、コイルばね12で押圧されたボール13が凹凸34dの凸部へ乗り上げ、再び凹部へ落ち込むという動作を繰り返して回転感触を発生する。ロータ11は絶縁性の樹脂材料を用いて円環状に形成されている。ロータ11の内周面には操作軸2の軸方向に沿う4本の係止溝11aが90度間隔で設けられ、この4本の係止溝11aに操作軸2の4本の円柱リブ2cが摺動可能に嵌り込むことで、ロータ11は操作軸2を押し込み可能かつ傾倒可能に保持すると共に、操作軸2と一体的に回転する。カバー34の天壁部34aに対向するロータ11の上面にはコイルばね12とボール13を収容する円筒部11bとロータ係止部34eを挿入する円弧溝11cとが設けられている。
The rotation feeling generating mechanism is such that the
4方向傾倒スイッチは、ボディ33の4方向傾倒スイッチ収容凹部33a内に収容され、操作軸2の回転操作あるいは傾倒操作によって駆動されるスライダ14と、このスライダ14に保持される2個の可動接点15およびコイルばね16と、ボディ33の4方向傾倒スイッチ収容凹部33aの開放上面に蓋をするように、ボディ33の上端部に熱カシメにより固定され、4方向傾倒スイッチ収容凹部33aの天面となる片面に露出して設けられる左右のミラーの視角調整用固定接点を含む所要の電気回路が形成された配線基板17とから構成されている。
The four-way tilt switch is housed in a four-way tilt switch
スライダ14は操作軸3の揺動操作あるいは回転操作に連動して、操作軸3の揺動方向にスライド動作あるいは操作軸3の軸線回りに回転動作するものであって、絶縁性の樹脂材料を用いて矩形板状に形成されている。このスライダ14の中央部には操作軸2の8角柱部2eを貫通する透孔14aが設けられている。スライダ14の上面の長手方向両端部には2個の可動接点15およびコイルばね16が保持され、コイルばね16で可動接点15が配線基板7の下面に押圧されている。
The
配線基板17の中央部には操作軸2の8角柱部2eを貫通する透孔17aが設けられている。配線基板17には4本の内部接続端子31の他端部と9本の外部接続端子32の他端部とがそれぞれ半田接続されている。
At the center of the
以上から明らかなように、本実施形態に係る多方向スイッチ装置は、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能で上端部にノブ1を有する操作軸2、操作軸2を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジング30とを有し、ハウジング30内に、操作軸2の直下に配置され操作軸2が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダ3と、スライダ3の直下に配置されスライダ3を常時上方へ付勢すると共に、そのスライダ3を介して操作軸2を常時上方へ付勢する単一のコイルばね4と、スライダ3の上下動に伴い電気的接離を行うスイッチ接点31a,8とを備えたことから、単一のコイルばね4で、押し込み操作時の操作軸2の復帰と傾倒操作時の操作軸2の復帰ばねとを兼ねることが可能となり、その分従来の多方向スイッチ装置に比べて部品点数の少ない多方向スイッチ装置を実現することができる。つまり押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸2を備えた多方向スイッチ装置において、単一のコイルばね4で、押し込み操作時の操作軸2の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸2の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供することができる。
また、スライダ3には操作軸2を貫通させるための透孔を設ける必要がなく、その分スライダ3の外形サイズを小さくすることができる。
As is clear from the above, the multi-directional switch device according to the present embodiment is capable of pushing operation, rotating operation, and tilting operation, operating
Further, it is not necessary to provide a through hole for penetrating the
また、本実施形態に係る多方向スイッチ装置は、ハウジング30内にはさらに、操作軸2が押し込み操作されるごとに、操作軸2を押し込み位置と非操作位置とに交互に保持するための位置保持機構を備え、位置保持機構が、スライダ3の一側面に形成されたカム溝5と、カム溝5に一端が挿入された係合ピン6とを有し、スイッチ接点31a,8はスライダ3の他側面に形成されていることから、スライダ3によって位置保持機構とスイッチ接点31a,8とを接近して配置することができ、従来の多方向スイッチ装置に比べてスイッチ接点31a,8の切り換え位置を安定させることができる。
Further, the multidirectional switch device according to the present embodiment further includes a position in the
また、本実施形態に係る多方向スイッチ装置は、スライダ3には円錐形に窪んだ軸受面3dが形成され、軸受面3dに操作軸2の下端部2gが摺動可能に接触していることから、傾倒操作時に操作軸2をスライダ3によって中立位置に自動復帰させることができる。
Further, in the multidirectional switch device according to the present embodiment, the
1 ノブ
2 操作軸
2g 下端部
3 スライダ
3d 軸受面
4 コイルばね
5 カム溝
6 係合ピン
30 ハウジング
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