JP7140720B2 - レバースイッチ - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載されるレバースイッチに関する。

従来、車両等に搭載されるレバースイッチであって、操作レバーの操作により回動するスイッチ作動体が節度感発生体の節度面に当接することで節度感が発生するものが知られている。例えば、特許文献１に記載されるレバースイッチは、操作レバーとしての回動部材に連結されている節度ピースが節度面上を移動することで節度感を発生させる。特に、節度ピースが節度面上を移動する行程で、回動操作に対する反力がピークを経て落ち込むことによりクリック感が得られる。

特開２０１７－１０３１７７号公報

特許文献１は、車内空間の静粛化のために節度ピースと節度面との衝突音を抑制する。しかしながら、ピーク直後の反力の落差が大き過ぎると、操作者に対して不快な感触を与える場合があり、操作感の点で好ましくないという問題があった。

本発明は、操作感を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のレバースイッチは、ケースと、前記ケースの内側に配置された節度感発生体と、前記節度感発生体の内側に配置され、操作レバーの操作により、回動支点を中心として前記ケースに対して回動するスイッチ作動体と、を備え、前記節度感発生体は、前記スイッチ作動体の先端部と当接し、回動操作に対する反力を発生させることで節度感を付与するための節度面を有し、前記スイッチ作動体が、前記節度感発生体と前記スイッチ作動体とがなす角度である第１角度から、前記第１角度とは異なる前記節度感発生体と前記スイッチ作動体とがなす角度である第２角度へ回動する行程において、前記節度面における、前記反力がピークから減少し始めるタイミングに対応する第１位置から前記反力がゼロとなるタイミングに対応する第２位置までの領域は、前記回動支点の側に突出する突曲面形状に形成され、前記領域の曲率半径は一定でなく、且つ、前記領域の曲率半径のうち、前記領域内において前記第１位置に連接する部分の曲率半径が最大であることを特徴とする。

本発明によれば、操作感を向上させることができる。

レバースイッチの斜視図である。 筐体の側面図である。 図２のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 節度面およびその周辺の部分斜視図である。 スイッチ作動体の操作に対する反力（荷重）の変化を節度面の各位置に対応させて示す模式図である。 第３面と第４面との関係を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、ここでは車両等に搭載されるレバースイッチとして、方向指示器の操作を行うレバースイッチへ本発明を適用した場合の例を説明する。しかし、方向指示器以外の操作を行うレバースイッチに本発明を適用してもよい。

図１は、本発明の一実施の形態に係るレバースイッチの斜視図である。図２は、レバースイッチ１００の筐体の側面図である。このレバースイッチ１００は、例えば車両等に搭載され、方向指示操作をするための構成体である。レバースイッチ１００の筐体は箱形に構成され、主として第１ケース２０、第２ケース３０および第３ケース４０から構成される。レバースイッチ１００の筐体に対して、レバー体１０が相対的に回動可能に配設される。レバー体１０は、主として操作レバー１１およびスイッチ作動体１２を有する。操作レバー１１はユーザによって回動操作される。以下、図１におけるＸＹＺ座標系により方向を定義する。

図３は、図２のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図３では、レバースイッチ１００の筐体内の主要部品をＺ方向から見ており、一部の構成要素の図示が省略されている。図３では、主に第３ケース４０、スイッチ作動体１２のほか、節度感発生体５０が図示されている。

レバー体１０は、全体として、回動中心Ｏ（回動支点、回動軸）を中心として回動自在である。回動中心ＯはＺ軸と略平行である。実際には、筐体（ケース２０、３０、４０の少なくともいずれか）およびレバー体１０のいずれか一方に設けられた軸といずれか他方に設けられた軸受けとの係合により、レバー体１０が回動可能となっている。スイッチ作動体１２の先端部１３の先端位置と回動中心Ｏとを通る仮想直線をＬ１とする。レバー体１０において、操作レバー１１とスイッチ作動体１２とは、接続体１６、コイルバネ１５、およびその他の介在部材（図示せず）を介して連結されている。ユーザによる操作レバー１１の操作によりスイッチ作動体１２が回動する。また、コイルバネ１５の弾性によって、スイッチ作動体１２は、操作レバー１１に対して相対的に、仮想直線Ｌ１方向に、弾性的に変位可能である。

略箱形の第３ケース４０の内側には、節度感発生体５０が配設される。なお、節度感発生体５０は、図１に示す第２ケース３０と係合することで固定されている。第３ケース４０は樹脂で形成される。節度感発生体５０は第３ケース４０よりも弾性の高い弾性部材で一体に形成される。節度感発生体５０の材質は例えばエラストマであるが、他の弾性部材であってもよい。節度感発生体５０の内側にスイッチ作動体１２が配置される。

スイッチ作動体１２の先端部１３に対向する節度感発生体５０の内側には、先端部１３と当接して節度感を付与するための節度面６０（６０－１、６０－２）が形成されている。節度面６０－１、６０－２との境界には谷部５４が形成される。先端部１３は、コイルバネ１５の弾性によって節度面６０－１、６０－２に対して弾性的に当接する。従って、スイッチ作動体１２が回動変位するのに伴い、先端部１３は、コイルバネ１５の弾性によって仮想直線Ｌ１方向に弾性的に変位しつつ、節度面６０－１、６０－２を摺動する。先端部１３が、節度面６０－１および６０－２を通過する際、節度感である、ユーザが操作レバー１１を操作するのに要する荷重の大きな変化が発生する。節度面６０－１、６０－２の詳細については図４、図５を用いて後述する。

スイッチ作動体１２は中立位置（非操作位置、第１角度）から双方向（＋Ｘ方向、－Ｘ方向）に回動可能である。先端部１３が節度面６０－１、６０－２間の谷部５４に正対する回動位置がスイッチ作動体１２の中立位置である。図３では、スイッチ作動体１２が中立位置に位置する。スイッチ作動体１２の中立状態における仮想直線Ｌ１はＹ軸と略平行である。スイッチ作動体１２の＋Ｘ方向（図３の時計方向）の回動終了位置が例えば右折指示位置に対応し、－Ｘ方向の回動終了位置が例えば左折指示位置に対応する。

回動位置に対応する車両の機能は、車両の仕様によって異なる。なお、節度感発生体５０とスイッチ作動体１２とがなす角度を、回動中心Ｏと谷部５４とを通る仮想直線と仮想直線Ｌ１とが成す角度で表現する。従って、スイッチ作動体１２が中立位置から＋Ｘ方向の回動終了位置（または－Ｘ方向の回動終了位置）まで回動する行程は、スイッチ作動体１２が第１角度から、第１角度とは異なる第２角度へ回動する行程に該当する。なお、第１角度は、スイッチ作動体１２と節度感発生体５０とがなす角度のうち、スイッチ作動体１２が節度感発生体５０に対し保持され中立状態にある角度である。

スイッチ作動体１２は、角部１４（１４－１、１４－２）を有する。節度感発生体５０は当接壁５６－１、５６－２を有する。＋Ｘ側の角部１４－１が当接壁５６－１に当接することで、スイッチ作動体１２の＋Ｘ方向の回動範囲が規制される。－Ｘ側角部１４－２が当接壁５６－２に当接することで、スイッチ作動体１２の－Ｘ方向の回動範囲が規制される。

なお、図示はしないが、レバースイッチ１００の筐体内には、複数の固定接点を敷設した端子板が配設されている。スイッチ作動体１２が回動変位するのに伴い、この端子板上を、スイッチ作動体１２に設けた接触片が摺動する。この接触片が複数の固定接点に対して離接することで、電気的な離接がなされる。

図４は、節度面６０およびその周辺の部分斜視図である。節度面６０－１と節度面６０－２とは、スイッチ作動体１２の中立状態における仮想直線Ｌ１に対して略線対称に構成されるので、代表して節度面６０－１の構成および作用を説明する。

節度面６０－１は、谷部５４から当接壁５６－１にかけて連続する第１面６１、第２面６２、第３面６３、第４面６４、第５面６５を有する。第１面６１は、＋Ｚ側面６１ａと－Ｚ側面６１ｂとから成り、－Ｙ側に凹んでいる。先端部１３は曲面形状であるので、節度面６０－１を摺動する際、先端部１３は、厳密には＋Ｚ側面６１ａと－Ｚ側面６１ｂとが成す谷部に当接することなく、＋Ｚ側面６１ａと－Ｚ側面６１ｂの双方に当接しながら変位する。＋Ｚ側面６１ａ、－Ｚ側面６１ｂと同様に、第２面６２、第３面６３、第４面６４、第５面６５はそれぞれ、＋Ｚ側面６２ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａと－Ｚ側面６２ｂ、６３ｂ、６４ｂ、６５ｂとから成る。

図５は、スイッチ作動体１２が非操作位置から＋Ｘ側に回動する行程において、スイッチ作動体１２の回動に対する反力（荷重）の変化を節度面６０－１の各位置に対応させて示す模式図である。図５では、便宜上、節度面６０－１をＸ－Ｙ平面で切断した断面を示している。節度面６０－１上の各位置が、位置Ｐ０～Ｐ７で示されている。また、反力変化曲線については、スイッチ作動体１２が非操作位置から＋Ｘ側に回動する行程における遷移が示されている。言い換えると、図５では、スイッチ作動体１２が、節度感発生体５０とスイッチ作動体１２とがなす角度が第１角度（非操作位置で成す角度）から第２角度（＋Ｘ方向の回動終了位置で成す角度）となるまで回動する行程における遷移が示されている。反力変化曲線を示す横軸には回動角度（ｄｅｇ）、縦軸には荷重（Ｎ）をとっている。スイッチ作動体１２の非操作位置は、回動角度Ｇ０と節度面６０－１上の位置Ｐ０とに対応する。なお、スイッチ作動体１２の回動角度（ｄｅｇ）は、ユーザが操作レバー１１を操作する角度と実質的に一致する。また、スイッチ作動体１２の回動に対する荷重（Ｎ）の変化は、ユーザが操作レバー１１を操作するのに要する荷重の変化と実質的に一致する。

なお、図５の説明において、便宜上、先端部１３の回動位置については、仮想直線Ｌ１と節度面６０－１との交点として表現する。回動角度Ｇ１～Ｇ７と位置Ｐ１～Ｐ７とは対応しているが、先端部１３は曲面形状であるので、全行程において両者の位相が一致するとは限らない。例えば、節度面６０－１の角度の変化によっては、谷となる部分に仮想直線Ｌ１が到達するタイミングと反力が急変するタイミングとが一致しない場合もあり得る。なお、先端部１３は、厳密には、節度面６０－１における谷となる部分（位置Ｐ０、Ｐ２）に当接することはない。図５では、理解を容易にするため、反力変化を生じさせる起因となる位置と、実際に反力変化が生じるタイミングとの対応関係に着目し、回動角度Ｇ１～Ｇ７と位置Ｐ１～Ｐ７とを対応させて図示している。

まず、節度面６０－１の形状について、第１面６１は、位置Ｐ０～Ｐ２の領域の面である。第２面６２は、位置Ｐ２～Ｐ４の領域の面である。第３面６３は、位置Ｐ４～Ｐ５の領域の面である。第４面６４は、位置Ｐ５～Ｐ７の領域の面である。第１面６１、第５面６５は平面である。第２面６２、第３面６３、第４面６４は、回動中心Ｏ側（＋Ｙ側）に突出する突曲面形状に形成されている。なお、第２面６２は平面であってもよい。

スイッチ作動体１２が非操作位置から＋Ｘ側に回動する行程（以下、右回動行程と称する）における反力変化については、まず、回動角度Ｇ０から回動角度Ｇ１にかけて、反力が急上昇する。その後、回動角度Ｇ２にかけて反力が漸減する。次に、先端部１３が第２面６２に当接すると反力は急上昇し、回動角度Ｇ３から回動角度Ｇ４にかけて先端部１３が第２面６２に当接している期間、反力はピークとなる。なお、スイッチ作動体１２の回動角度が回動角度Ｇ３に至る前にスイッチ作動体１２への操作が解除されると、スイッチ作動体１２は非操作位置へ自動的に復帰する。この動作の機能は、所定の回数だけターンシグナルを点灯させる「レーンチェンジ」と呼ばれる機能である。

スイッチ作動体１２の回動角度が回動角度Ｇ４を超えると反力は低下する。反力がピークから減少し始めるタイミングには、位置Ｐ４（第１位置）が対応している。その後、スイッチ作動体１２の回動角度が回動角度Ｇ５を超えると反力の減少度合いが増し、回動角度Ｇ６で反力がゼロとなる。反力がゼロとなるタイミングには、位置Ｐ６（第２位置）が対応している。回動角度Ｇ６以降、反力は反転する。すなわち、回動角度Ｇ６以降、スイッチ作動体１２の＋Ｘ側への操作に対して、抗する反力ではなく加勢する力が作用する。

ここで、第３面６３と第４面６４とは、互いに曲率半径の異なる突曲面形状である。位置Ｐ４から位置Ｐ６までの領域Ｒ１は、第３面６３の全部と、第４面６４における位置Ｐ寄りの部分を含むので、領域Ｒ１の形状は、回動中心Ｏ側に突出する突曲面形状である。しかし、領域Ｒ１の曲率半径は一定でなく、位置Ｐ５で変化している。第３面６３（第１の突曲面）の曲率半径の方が、領域Ｒ１のうち第４面６４（第２の突曲面）の曲率半径よりも大きい。仮に、回動角度Ｇ４から回動角度Ｇ６にかけて、一様な変化度合いで反力が変化するように、領域Ｒ１の形状を単一の平面または突曲面として設計した場合、位置Ｐ４で反力がピークから減少する際の反力落差が大きくなる。すると、クリック感発生時における操作感が低下する。これに対し、本実施の形態では、領域Ｒ１を第４面６４と第３面６３の複数の曲面で構成し、第４面６４の曲率半径よりも第３面６３の曲率半径を大きく設定した。これにより、位置Ｐ４で反力がピークから減少する際の反力落差を抑制し、操作感の低下を緩和できている。

スイッチ作動体１２の回動角度が回動角度Ｇ６を超えた後、回動角度Ｇ７（反力が反転した後の位置）で角部１４－１が当接壁５６－１に当接することで、右回動行程が終了する。その状態から、操作者がスイッチ作動体１２を逆方向（－Ｘ側）へ回動操作し、回動角度Ｇ６より小さくなる回動位置まで回動させると、スイッチ作動体１２は非操作位置へ自動的に復帰する。

図６は、第３面６３と第４面６４との関係を模式的に示す図である。曲率半径は実寸だと大きすぎて視認が困難であるので、図６では、各面の曲率半径を誇張して小さく示している。第３面６３の円弧６３Ａを含む円をＣ１、第４面６４の円弧６４Ａを含む円をＣ２とする。円Ｃ１の方が円Ｃ２よりも大きい。円弧６３Ａと円弧６４Ａとは互いに連続する突曲面同士であり、両突曲面は接続部である位置Ｐ５で接続されている。位置Ｐ５において、操作レバー１１の回動軸（回動中心Ｏ）と直交する断面における、一方の突曲面である円弧６３Ａに接する仮想接線Ｌ２と、他方の突曲面である円弧６４Ａに接する仮想接線Ｌ２とは共通する。言い換えると、円弧６３Ａと円弧６４Ａとは位置Ｐ５において正接する。これにより、位置Ｐ５（回動角度Ｇ５）における反力変化を滑らかにし、隣接する突曲面間での操作感触向上に寄与する。

なお、第２面６２と第３面６３との接続部である位置Ｐ４についても、図６に示したのと同様の関係であってもよい。すなわち、操作レバー１１の回動軸（回動中心Ｏ）と直交する断面に関し、第２面６２の円弧に接する仮想接線と、第３面６３の円弧に接する仮想接線とは共通し、両突曲面同士は位置Ｐ４において正接してもよい。これにより、位置Ｐ４（回動角度Ｇ４）における反力変化が滑らかになる。ここで、第２面６２は、右回動行程において先端部１３が位置Ｐ４より手前側で当接する面である。第３面６３は、領域Ｒ１内において位置Ｐ４に連接する部分である。

上述のように、曲率半径の大きさの関係は、第３面６３＞第４面６４であるので、領域Ｒ１の曲率半径のうち、領域Ｒ１内において位置Ｐ４に連接する部分（位置Ｐ４を含む位置Ｐ４近傍）の曲率半径が最大となる。また、領域Ｒ１の曲率半径のうち、領域Ｒ１内において位置Ｐ６に連接する部分（位置Ｐ６を含む位置Ｐ６近傍）の曲率半径が最小となる。

従来、前述のレーンチェンジ機能を搭載する車両においては、レーンチェンジ操作だけを行うつもりなのに、操作レバー１１を右折または左折指示位置まで操作してしまうことを回避するために、位置Ｐ２～Ｐ３における反力ピークの値を高く設定する傾向がある。反力がゼロとなる回動角度が従来と変わりないとすれば、反力ピークを高く設定すると、回動角度Ｇ４から回動角度Ｇ６までに減衰させなければならない反力の量が従来よりも多くなる。その結果、位置Ｐ４で反力がピークから減少する際の反力落差は大きくなる傾向となる。その結果、操作時の衝撃が手に伝わり操作感が低下するおそれがあった。

しかし、本実施の形態では、領域Ｒ１の曲率半径のうち、領域Ｒ１内において位置Ｐ４に連接する部分（位置Ｐ４を含む位置Ｐ４近傍）の曲率半径が最大である。その結果、右回動行程における反力が、回動角度Ｇ４でピークを過ぎ、回動角度Ｇ６でゼロとなるという条件を満たしながらも、位置Ｐ４で反力がピークから減少する際の反力落差を極力小さくすることが可能となる。よって、本実施の形態によれば、クリック感発生時における操作感を向上させることができる。さらに、反力落差の低減により、操作時の異音を抑制することや、構成部材の作動耐久性を向上することもできる。

また、第３面６３と第４面６４とは位置Ｐ５において正接するので、位置Ｐ５（回動角度Ｇ５）における反力変化を滑らかにし、突曲面間での操作感触を向上させることができる。

なお、領域Ｒ１には、曲率半径の異なる２つの突曲面が存在するとしたが、これに限らない。すなわち、領域Ｒ１内において、位置Ｐ４に連接する部分（位置Ｐ４を含む位置Ｐ４近傍）の曲率半径が最大であればよい。また、領域Ｒ１において曲率半径の異なる突曲面が３つ以上あってもよく、つまり曲率半径の異なる突曲面が３つ以上連続して領域Ｒ１が構成されてもよい。また、領域Ｒ１の曲率半径が段階的に変化する構成に限定されず、漸次変化する（無段階で変化する）構成であってもよい。このように構成する場合、領域Ｒ１の曲率半径のうち、領域Ｒ１内において位置Ｐ６に連接する部分（位置Ｐ６を含む位置Ｐ６近傍）の曲率半径が最小であることが好ましいが、それは必須ではない。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１１ 操作レバー
１２ スイッチ作動体
１３ 先端部
４０ 第３ケース
５０ 節度感発生体
６０ 節度面
Ｏ 回動中心
Ｐ０～Ｐ７ 位置
Ｒ１ 領域

Claims (8)

1. ケースと、
   前記ケースの内側に配置された節度感発生体と、
   前記節度感発生体の内側に配置され、操作レバーの操作により、回動支点を中心として前記ケースに対して回動するスイッチ作動体と、を備え、
   前記節度感発生体は、前記スイッチ作動体の先端部と当接し、回動操作に対する反力を発生させることで節度感を付与するための節度面を有し、
   前記スイッチ作動体が、前記節度感発生体と前記スイッチ作動体とがなす角度である第１角度から、前記第１角度とは異なる前記節度感発生体と前記スイッチ作動体とがなす角度である第２角度へ回動する行程において、前記節度面における、前記反力がピークから減少し始めるタイミングに対応する第１位置から前記反力がゼロとなるタイミングに対応する第２位置までの領域は、前記回動支点の側に突出する突曲面形状に形成され、
   前記領域の曲率半径は一定でなく、且つ、前記領域の曲率半径のうち、前記領域内において前記第１位置に連接する部分の曲率半径が最大であることを特徴とするレバースイッチ。
2. 前記第１角度は、前記スイッチ作動体と前記節度感発生体とがなす角度のうち前記スイッチ作動体が前記節度感発生体に対し保持され中立状態にある角度であることを特徴とする請求項１に記載のレバースイッチ。
3. 前記領域の曲率半径のうち、前記領域内において前記第２位置に連接する部分の曲率半径が最小であることを特徴とする請求項１に記載のレバースイッチ。
4. 前記領域は、互いに曲率半径の異なる複数の突曲面を含むことを特徴とする請求項１に記載のレバースイッチ。
5. 前記複数の突曲面における互いに連続する突曲面同士の接続部において、前記互いに連続する突曲面の、前記操作レバーの回動軸と直交する断面における一方の突曲面に接する仮想接線と他方の突曲面に接する仮想接線とは共通することを特徴とする請求項４に記載のレバースイッチ。
6. 前記領域は、前記第１位置に連接する部分を含む第１の突曲面と、前記第２位置に連接する部分を含み前記第１の突曲面に連続する第２の突曲面と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のレバースイッチ。
7. 前記第１の突曲面の曲率半径が、前記第２の突曲面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のレバースイッチ。
8. 前記節度面における、前記スイッチ作動体が前記第１角度から前記第２角度へ回動する行程において前記第１位置より手前側で前記スイッチ作動体と当接する面と前記領域内において前記第１位置に連接する部分との接続部において、前記操作レバーの回動軸と直交する断面に関し、前記第１位置より手前側で前記スイッチ作動体と当接する前記面に接する仮想接線と前記第１位置に連接する前記部分に接する仮想接線とは共通することを特徴とする請求項１に記載のレバースイッチ。

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