JP7185611B2 - シーソースイッチ - Google Patents

Description

本発明は、ノブの両端部を交互に押圧操作して該ノブを揺動させることによって一対のスイッチを選択的にＯＮ／ＯＦＦさせるシーソースイッチに関する。

シーソースイッチは、特定方向の両端部が選択的に押圧操作されると支点部を中心として揺動するノブと、該ノブを揺動可能に支持するケースと、該ケース内の前記ノブの両端部に対応する位置にそれぞれ設けられた一対のスイッチと、前記ノブの両端部を反押圧操作方向に付勢する付勢手段を含んで構成されている。このようなシーソースイッチにおいては、ノブの両端部の何れか一方が押圧操作されて該ノブが支点部を中心として揺動すると、一対のスイッチの一方がＯＮされる。従って、ノブの両端部を交互に押圧操作すると、一対のスイッチが交互にＯＮ／ＯＦＦされる。

ところで、上述のようにシーソースイッチのノブの両端部の一方を押圧操作したために該ノブが支点部を中心として揺動すると、ノブの反押圧操作側の端部が基準面から突出するために当該シーソースイッチの見栄えが悪くなるという問題がある。

そこで、特許文献１には、ノブ（ボタン）とケース（支持部材）の何れか一方のノブの両端部に対応する位置にピンをそれぞれ設け、これらのピンに対応する位置に長孔を設け、ノブをケースに対して長孔係合させたシーソースイッチが提案されている。このようなシーソースイッチによれば、ノブの両端部の何れか一方を押圧操作すると、反対側（反押圧操作側）のピンを支点としてノブが揺動するため、ノブの反押圧操作側の端部が基準面から大きく突出することがなく、当該シーソースイッチの美観が損なわれることがない。

また、特許文献２には、ノブ（押しボタン）の両端部から張り出した部分に支点部をそれぞれ設け、これらの支点部をパネル部材（エスカッション）の裏面に当接させるとともに、両支点部の内側に、一対のスイッチにそれぞれ作用する作用部（押圧突条）を設けたシーソースイッチが提案されている。このようなシーソースイッチによれば、ノブを揺動させるために該ノブの両端部の一方を押圧操作すると、該ノブの他端部に設けられた支点部を中心として当該ノブがパネル部材の内方に向かって揺動するため、ノブの他端部（反押圧操作側の端部）がパネル部材から大きく突出することがなく、当該シーソースイッチの見栄えが損なわれることがない。

特開２００６－０４０６１４号公報 実開昭６２－１５２３２９号公報

しかしながら、特許文献１において提案されたシーソースイッチにおいては、ノブを揺動させると、該ノブの作用部が支点部（ピン)の内側の部分でスイッチ（操作子）を押圧してしまうため、ノブの両端部の一方を押圧操作して、該ノブを他端側（反押圧操作側）のピンを支点として揺動させると、該ノブの他端部の作用部が支点部（ピン）の内側の部分でスイッチに当接してこのスイッチ（操作子）を押圧するため、その押圧により、ノブは、反押圧操作側のスイッチ（操作子）から反力を受けることになり、この反力のためにノブの操作荷重を所定の設計値に設定することが難しくなるという問題が発生する。

また、特許文献２において提案されたシーソースイッチにおいては、ノブの両端部の外側に支点部が設けられているため、該支点部と周辺部材との間に所定のクリアランスを確保する必要があり、このために当該シーソースイッチが大型化するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、見栄えの悪化や大型化を招くことなく、余分な反力の影響を受けることなく操作荷重を設計値に容易に設定することができるシーソースイッチを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るシーソースイッチは、操作入力されると揺動するノブと、前記ノブを支持するケースと、前記ケース内において前記ノブの中央部に対して両端部側にそれぞれ設けられた一対のスイッチと、前記ノブの両端部を非操作位置に向かって付勢する付勢部と、前記ケース内において前記一対のスイッチのそれぞれに対応する位置に設けられ、前記スイッチをＯＮ／ＯＦＦする一対の操作入力部と、前記一対の操作入力部に対して前記ノブの中央部側にそれぞれ設けられる一対の支点部と、を備え、前記支点部は、窓孔と、前記窓孔に係合可能な係合爪とを有し、前記窓孔は、前記ノブおよび前記ケースの何れか一方に形成されるとともに、前記係合爪は、他方に形成され、前記窓孔と前記係合爪との係合と、前記ノブおよび前記ケースにおける前記窓孔および前記係合爪が設けられた部位の対向部位において、前記ノブの略中央部に形成された係合部と、によって前記ケースに前記ノブが揺動可能に組み付けられ、前記一対の支点部において、前記一対の操作入力部のうち操作入力により前記スイッチをＯＮ／ＯＦＦした前記操作入力部とは反対側の前記支点部が前記ノブの揺動軸となるよう構成されている。

本発明によれば、ノブの一端部を例えば、押圧操作して一方の操作入力部に操作力を入力すると、該ノブは、反操作入力側の支点部を揺動軸として揺動するため、ノブの反操作入力側の変位量（基準面からの突出量）が小さく抑えられて当該シーソースイッチの見栄えの悪化が防がれる。また、ノブの両端部の外側に操作入力部や支点部が突出しないため、当該シーソースイッチの大型化が防がれる。さらに、一対の操作入力部が一対の支点部の外側に配置されているため、ノブが反操作入力側の支点部を揺動軸として揺動すると、ノブの反操作入力側の端部は、スイッチ側から遠ざかるためにスイッチ側からの反力を受けることがない。このため、余分な反力の影響を受けることなくノブの操作荷重を設計値に容易に設定することができる。

本発明に係るシーソースイッチの正面図である。 本発明に係るシーソースイッチの下面図（図１の矢視２方向の図）である。 本発明に係るシーソースイッチの平面図（図１の矢視３方向の図）である。 図１の４－４線断面図である。 本発明に係るシーソースイッチの一部を破断して示す分解斜視図である。 本発明に係るシーソースイッチの作用を説明するための断面図であって、（ａ）,（ｂ）はそれぞれノブの一端を押圧操作した状態を示す図、（ｃ）はノブの中央を押圧操作したときの状態を示す図である。 シーソースイッチのノブを押圧操作したときの支点と作用点およびスイッチ（操作子）からノブに作用する反力との関係を模式的に示す図であり、（ａ）は本発明に係るシーソースイッチについての図、（ｂ）は従来のシーソースイッチについての図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［シーソースイッチの構成］
図１は本発明に係るシーソースイッチの正面図、図２は同シーソースイッチの下面図（図２の矢視２方向の図）、図３は同シーソースイッチの平面図（図１の矢視３方向の図）、図４は図１の４－４線断面図、図５は同シーソースイッチの一部を破断して示す分解斜視図である。なお、以下の説明においては、図１に矢印にて示すように、横方向を「左右」、縦方向を「上下」とし、図２に矢印にて示すように、正面側を「後」、奥側を「前」とする。

図示のシーソースイッチ１は、例えば車両の不図示のステアリングハンドルのスポーク部に設けられるものであって、運転者は、ステアリングハンドルを握った状態でこのシーソースイッチ１を操作することができる。このシーソースイッチ１は、左右方向（特定方向）に細長い矩形ボックス状のノブ２と、該ノブ２を揺動可能に支持する左右方向に細長い矩形ボックス状のケース３を備えている。ここで、本実施の形態では、ノブ２とケース３は、ＡＢＳなどの樹脂によってそれぞれ成形されており、ノブ２は、正面側（後側）に配置され、その奥側（前側）にケース３が配置されている。

上記ノブ２の上面の左右方向中央には、図３に示すように、プレート状のブラケット２Ａが前方（ケース３側）に向かって水平に突設されており、このブラケット２Ａの先端部には、前後方向に長い長孔２ａが形成されている。そして、ケース３の上面の左右方向中央には、円柱状の係合突起３ａが上方に向かって一体に突設されており、この係合突起３ａは、ノブ２の上面に突設されたブラケット２Ａの長孔２ａに係合している。ここで、長孔２ａと係合突起３ａとは、ノブ２とケース３との係合部９を構成している。

また、ノブ２の下面の左右方向中央部に近い左右２箇所には、図２、図４および図５に示すように、ノブ２の揺動方向に長い矩形の窓孔（係合孔）２ｂがそれぞれ形成されている。そして、ケース３の下面の左右２箇所（ノブ２の２つの窓孔２ｂに対応する箇所）には係合爪３ｂが一体に突設されており、これらの係合爪３ｂは、ノブ２の下面に形成された２つの窓孔２ｂに係合している。したがって、ノブ２は、その上面に突設されたブラケット２Ａの長孔２ａにケース３の上面に突設された係合突起３ａが係合するとともに、下面に形成された２つの窓孔２ｂにケース３の下面に突設された２つの係合爪３ｂがそれぞれ係合することによって、ケース３に揺動可能に組み付けられる。また、互いに係合するノブ２の２つの窓孔２ｂとケース３の２つの係合爪３ｂとは、後述のようにノブ２が揺動する際の支点となる支点部１０を構成しており、ノブ２の揺動方向が変化するたびに２つの支点部１０が交互にノブ２の揺動軸となる。このように、本実施の形態では、ノブ２の揺動軸である支点部１０を、ノブ２のケース３への組み付けに用いられる窓孔２ｂと係合爪３ｂとで構成している。

ここで、左右の各支点部１０は、図２に示すように、窓孔２ｂと、この窓孔２ｂに係合可能な係合爪３ｂとで構成されているが、ノブ２に左右両端部の何れか一方が押圧操作されたときに、係合爪３ｂにおいてラバーコンタクト６による付勢方向とは反対側の第１部位３ｂ１と、窓孔２ｂにおいて前記第１部位３ｂ１に対向する第２部位２ｂ１とが当接してノブ２の揺動中心である揺動軸が形成される。

上述のようにノブ２がケース３に組み付けられると、図４に示すように、これらのノブ２とケース３との間には空間Ｓが形成されるが、ケース３の空間Ｓに臨む後面には平板状の回路基板４が設けられている。そして、この回路基板４の左右両端部（ノブ２の左右両端部に対応する２箇所）には、押圧操作によってＯＮ／ＯＦＦするスイッチ（本実施の形態では、マイクロスイッチ）５が実装されている。

また、図４に示すように、ノブ２とケース３によって形成された空間Ｓ内には、回路基板４と２つのスイッチ５を覆うラバーコンタクト６が設けられており、このラバーコンタクト６の左右のスイッチ５を覆う両端部には、後方（図４の上方）に向かって突出する凸部６Ａが一体に形成されている。

ここで、当該シーソースイッチ１が非作動状態（初期位置）にあるとき（ノブ２を押圧操作していないとき）には、図４に示すように、ラバーコンタクト６の２つのスイッチ５を覆う凸部６Ａは、左右のスイッチ５に接触しておらず、両者の間には所定の隙間が形成されている。そして、ラバーコンタクト６の左右の凸部６Ａとノブ２の左右両端部との間には、操作子７がそれぞれ介設されている。ここで、左右の操作子７は、左右のスイッチ５に押圧操作力を伝達して各スイッチ５をＯＮ／ＯＦＦするための操作入力部を構成している。したがって、ラバーコンタクト６は、その左右の凸部６Ａが左右の操作子７を介してノブ２の左右両端部を反操作入力方向（図４の上方）に付勢する付勢部を構成している。なお、本実施の形態では、ノブ２の両端部を非操作位置に向かって付勢する付勢部として、スイッチ５とは別体のラバーコンタクト６を用いたが、付勢部としては、スイッチ５に内蔵された不図示のバネなどの弾性部材、またはスイッチ５とは別体に設けられる弾性部材などを用いることができる。

また、図４に示すように、ケース３側（本実施の形態では、ラバーコンタクト６）の左右方向中心部には、当該シーソースイッチ１の誤操作を防ぐための誤操作防止部を構成するロッド状のストッパ８がノブ２に向かって垂直に立設されている。このストッパ８は、ノブ２の両端部が同時に押圧操作されたときまたは該ノブ２の両端部間の左右方向中央部が押圧操作されたときの当該ノブ２の押圧方向への平行移動を規制するものである。ここで、ストッパ８とノブ２との間には、ノブ２の揺動を許容し且つノブ２の押圧方向（図４の下方）への所定量以上の平行移動を阻止するクリアランスδが形成されている。

ところで、本実施の形態に係るシーソースイッチ１においては、図４に示すように、左右のスイッチ５をＯＮ／ＯＦＦする操作入力部である操作子７をノブ２の左右方向両端部に対応する位置にそれぞれ設け、該操作子７の左右方向内側の２箇所に、ノブ２の押圧操作による揺動によって交互に揺動軸（支点）となる支点部１０を設けている。ここで、支点部１０の揺動軸は、前述のようにノブ２の下面の左右２箇所に形成された窓孔２ｂの第２部位２ｂ１とケース３の下面の左右２箇所に突設された係合爪３ｂの第１部位３ｂ１とで構成されている。なお、本実施の形態では、ノブ２の左右両端部に対応する位置に操作入力部である操作子７をそれぞれ設け、ノブ２の両端部の何れか一方に加えられる押圧操作力を、操作子７を介して左右の各スイッチ５にそれぞれ伝達することによって、これらのスイッチ５をＯＮ／ＯＦＦするようにしたが、各スイッチ５の押し込み部５ａをノブ２の直下まで延長して、該押し込み部５ａを操作入力部として構成するようにしてもよい。

シーソースイッチ１が非作動状態（初期位置）にある図４に示す状態においては、ノブ２は、付勢部であるラバーコンタクト６の左右の凸部６Ａによって左右の操作子７を介して反押圧操作方向（図４の上方）に付勢されているため、支点部を構成するノブ２の左右の窓孔２ｂとケース３の左右の係合爪３ｂとが接触している。なお、この状態においては、左右のスイッチ５は、共にＯＦＦ状態にある。

［シーソースイッチの作用］
次に、以上のように構成されたシーソースイッチ１の作用を図６および図７に基づいて以下に説明する。

図６は本発明に係るシーソースイッチの作用を説明するための模式図であって、（ａ）,（ｂ）はそれぞれノブの一端を押圧操作した状態を示す図、（ｃ）はノブの中央を押圧操作したときの状態を示す図、図７はシーソースイッチのノブを押圧操作したときの支点と作用点及びスイッチ（操作子）からノブに作用する反力との関係を模式的に示す図であり、（ａ）は本発明に係るシーソースイッチについての図、（ｂ）は従来のシーソースイッチについての図である。

シーソースイッチ１が非作動状態（初期位置）にある図４に示す状態から、ノブ２の左端部を押圧操作すると、図６（ａ）に示すように、ノブ２は、反押圧操作側（図６（ａ）の右側）の支点部１０の点ａを支点として揺動する。なお、このノブ２の揺動は、ストッパ８によって阻害されることがない。

すると、押圧操作側（左側）のスイッチ５が操作子７とラバーコンタクト６の凸部６Ａを介して押圧されてＯＮし、反押圧操作側（右側）のスイッチ５はＯＦＦ状態を維持する。

ここで、ノブ２の揺動を図７（ａ）に模式的に示すが、ノブ２の左端部が押圧操作されたために該ノブ２が鎖線位置から支点ａを中心として実線位置まで揺動して一方（左側）のスイッチ５がＯＮすると、ノブ２の左端部は、図示のｘ１だけ変位し、右端部（反押圧操作側端部）は、図示のｘ２だけ変位する。このときのノブ２の揺動角をθ、ノブ２の左端部の支点ａからの距離をＡ、ノブ２の右端部の支点ａからの距離をＢとすると、ノブ２の左端部の変位ｘ１と右端部の変位ｘ２はそれぞれ次式によって求められる。

ｘ１＝Ａ・ｓｉｎθ …（１）
ｘ２＝Ｂ・ｓｉｎθ …（２）
ここで、Ａ＞Ｂであるため、変位ｘ１とｘ２との間には次の大小関係が成立する。

ｘ１＞ｘ２ …（３）
このようにノブ２の反押圧操作側の端部（右端部）の変位ｘ２が小さく抑えられるため、この端部（右端部）の突出量が小さく抑えられ、当該シーソースイッチ１の見栄えの悪化が防がれる。

また、本実施の形態に係るシーソースイッチ１においては、左右方向において支点部１０（点ａ）の外側にノブ２の左右の操作入力部である操作子７を配置したため、ノブ２の押圧操作側の端部（左端部）においては操作子７を介してスイッチ５に押圧力Ｆの全てが作用するのに対して、ノブ２の反押圧操作側の端部（右端部）は操作子７から離れる方向に変位して操作子７を押圧することがない。このため、ノブ２の右端部が操作子７から反力を受けることがなく、前述のようにノブ２の左端部に作用する押圧力Ｆの全てが一方（左側）のスイッチ５に作用することとなる。したがって、余分な反力の影響を受けることなくノブ２の操作荷重を設計値に容易に設定することができることとなる。

これに対して、従来のシーソースイッチにおいては、支点と作用点およびスイッチ（操作子）からノブに作用する反力との関係が図７（ｂ）に模式的に示すようになる。

すなわち、ノブ１０２の例えば左端部が押圧操作されると、該ノブ１０２の左側の操作子１０７に押圧力Ｆ１が作用して該操作子１０７が押し下げられ、このとき、ノブ１０２は、操作子１０７から図示の反力Ｒ１を受ける。ここで、従来のシーソースイッチにおいては、操作子１０７が支点ａ’の内側に配置されているため、ノブ１０２が図の鎖線位置から右側の支点ａ’を中心として実線位置まで図示の角度θだけ揺動すると、ノブ１０２の図７（ｂ）の右端部が操作子１０７に当接して該操作子１０７を押圧力Ｆ２で押圧するため、ノブ１０２が右側の操作子１０７から図示の反力Ｒ２を受けてしまう。このように、従来のシーソースイッチは、ノブ１０２が左右の操作子１０７からそれぞれ反力Ｒ１，Ｒ２を受けるため、ノブ１０２の操作荷重を設計値に設定することが難しくなって、操作荷重の設定に多大な労力を要してしまう。

ところで、本実施の形態に係るシーソースイッチ１においては、ノブ２の左右方向長さの範囲内に支点部（ノブ２の窓孔２ｂとケース３の係合爪３ｂ）１０や操作子７、スイッチ５などの部品の全てが配置されるため、当該シーソースイッチ１の大型化が防がれる。

なお、ノブ２の右端部が押圧操作されたときの状態を図６（ｂ）に示すが、このとき、ノブ２は、反押圧操作側（左側）の支点ａを中心として揺動して操作子７とラバーコンタクト６の凸部６Ａを介して右側のスイッチ５を押圧し、このスイッチ５をＯＮさせる。このとき、反対側（左側）のスイッチ５はＯＦＦ状態を維持する。また、ストッパ８は、ノブ２の揺動を阻害することがない。

ノブ２の右端部が押圧操作されたときにおいても、ノブ２は、反押圧操作側（図６（ｂ）の左側）の支点ａを中心として回動し、このときのノブ２の反押圧操作側の端部（左端部）の変位量が小さく抑えられるため、当該シーソースイッチ１の美観が損なわれることがない。また、前述と同様の理由によってノブ２の左端部が操作子７から反力を受けることがなく、ノブ２の右端部に作用する押圧力Ｆの全てが右側のスイッチ５に作用することとなる。したがって、余分な反力の影響を受けることなくノブ２の操作荷重を設計値に容易に設定することができる。

次に、図６（ｃ）にノブ２の左右方向中央部が押圧操作されたときの状態を示すが、このときはノブ２がその中央部に作用する押圧力Ｆによって前方（図６（ｃ）の下方）に向かって平行移動する。ここで、このノブ２の平行移動量は、該ノブ２がストッパ８の先端に当接することによって所定量（ノブ２とストッパ８とのクリアランスδ）に規制される。ここで、ノブ２とストッパ８とのクリアランスδは、左右のスイッチ５がＯＮしない値に設定されている。このため、ノブ２の左右方向中央部が押圧操作されたときには、左右のスイッチ５が同時にＯＮする誤作動の発生が確実に防がれる。

なお、図示しないが、ノブ２の左右両端部が同時に押圧されたときにおいても、ノブ２の所定量（ノブ２とストッパ８とのクリアランスδ）以上の平行移動がストッパ８によって阻止されるため、左右のスイッチ５が同時にＯＮされる誤作動の発生が確実に防がれる。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、シーソースイッチ１の見栄えの悪化や大型化を招くことなく、余分な反力の影響を受けることなくノブ２の操作荷重を設計値に容易に設定することができるという効果が得られる。

なお、以上の実施の形態では、支点部１０を構成する窓孔２ｂをノブ２に形成し、係合爪３ｂをケース３に突設したが、これとは逆に、長孔をケース３に形成し、係合爪をノブ２に突設してもよい。

また、以上の実施の形態では、ストッパ８をケース３側に設けたが、ノブ２側にストッパ８を設けてもよい。

なお、図示した実施の形態においては、ノブ２の操作形態が押圧操作であったが、ノブ２にレバー状部材を突設させ、該レバー状部材を傾倒させることでノブ２を揺動させる操作形態であってもよい。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明は、車両のステアリングホイールのスポーク部に配置されるシーソースイッチのみならず、他のあらゆるシーソースイッチに対して適用可能である。

１ シーソースイッチ
２ ノブ
２ａ ノブの長孔
２ｂ ノブの窓孔
２ｂ１ 窓孔の第２部位
３ ケース
３ａ ケースの係合突起
３ｂ ケースの係合爪
３ｂ１ 係合爪の第１部位
４ 回路基板
５ スイッチ
５ａ 押し込み部
６ ラバーコンタクト（付勢部）
６Ａ ラバーコンタクトの凸部
７ 操作子（操作入力部）
８ ストッパ（誤操作防止部）
９ 係合部
１０ 支点部
Ａ，Ｂ ノブの左右端部の支点からの距離
ａ 支点
Ｆ 押圧力
Ｓ 空間
ｘ１，ｘ２ ノブの左右端部の変位量
δ ノブとストッパとのクリアランス
θ ノブの揺動角

Claims (5)

1. 操作入力されると揺動するノブと、
   前記ノブを支持するケースと、
   前記ケース内において前記ノブの中央部に対して両端部側にそれぞれ設けられた一対のスイッチと、
   前記ノブの両端部を非操作位置に向かって付勢する付勢部と、
   前記ケース内において前記一対のスイッチのそれぞれに対応する位置に設けられ、前記スイッチをＯＮ／ＯＦＦする一対の操作入力部と、
   前記一対の操作入力部に対して前記ノブの中央部側にそれぞれ設けられる一対の支点部と、を備え、
   前記支点部は、窓孔と、前記窓孔に係合可能な係合爪とを有し、
   前記窓孔は、前記ノブおよび前記ケースの何れか一方に形成されるとともに、前記係合爪は、他方に形成され、
   前記窓孔と前記係合爪との係合と、前記ノブおよび前記ケースにおける前記窓孔および前記係合爪が設けられた部位の対向部位において、前記ノブの略中央部に形成された係合部と、によって前記ケースに前記ノブが揺動可能に組み付けられ、
   前記一対の支点部において、前記一対の操作入力部のうち操作入力により前記スイッチをＯＮ／ＯＦＦした前記操作入力部とは反対側の前記支点部が前記ノブの揺動軸となるシーソースイッチ。
2. 操作入力がされたときに、前記係合爪において前記付勢部による付勢方向とは反対側の第１部位と、前記窓孔において前記第１部位に対向する第２部位とが当接して前記揺動軸となる請求項１に記載のシーソースイッチ。
3. 前記窓孔は、前記ノブの揺動方向に長く形成されている請求項２に記載のシーソースイッチ。
4. 前記ノブおよび前記ケースの少なくとも何れか一方に、前記ノブの両端部が同時に操作入力されたときまたは前記ノブの中央部が操作入力されたときの前記ノブの操作方向への平行移動を規制する誤操作防止部を設けた請求項１～３の何れかに記載のシーソースイッチ。
5. 前記誤操作防止部は、前記ノブおよび前記ケースの少なくも何れか一方に突設されたストッパを有し、
   前記ストッパと前記ノブまたは前記ケースとの間には、前記ノブの揺動を許容し且つ前記ノブの操作方向への所定量以上の平行移動を阻止するクリアランスが形成されている請求項４に記載のシーソースイッチ。

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