JP7236291B2

JP7236291B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP7236291B2
Application number: JP2019041775A
Authority: JP
Inventors: 衛吉陳
Original assignee: Toyo Denso Co Ltd
Current assignee: Toyo Denso Co Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2039-03-07
Also published as: CN111668047A; US20200286697A1; US11309145B2; JP2020145110A

Description

本発明は、操作部材の動きを規制するスイッチ装置に関する。

近年、自動車のエンジンの起動や停止を行うために、押しボタン式のスイッチ装置が用いられている。スイッチ装置は、ハウジング部材の内部に操作部材が収容されており、運転者が、操作部材を指で押圧することにより、エンジンが起動または停止する。その後、運転者が、操作部材から指を離すと、操作部材に対する押圧力が解除され、操作部材に対して復元力が作用し、操作部材は元の位置に復帰する。

関連する技術として、プランジャのベースストッパと対向する面に可撓突片を一体形成し、プランジャ押圧操作時に可撓突片を撓ませる可撓手段を設けた押しボタンスイッチが提案されている（特許文献１を参照）。また、スライダに一体的に設けられた弾性片と、ケーシングに一体的に設けられた衝合部とを有し、弾性片が衝合部に当接し、弾性片がたわませる押しボタンスイッチの消音構造が提案されている（特許文献２を参照）。

実開昭６３－１１８１２９号公報実開昭５１－９３９６９号公報

スイッチ装置は、弾性を有する付勢部材を有しており、スイッチ装置の操作部材に対する押圧力が解除されると、操作部材は、付勢部材による付勢力により元の位置に復帰する。操作部材が元の位置に復帰する際に、所定の位置で操作部材を停止させるための規制部材が設けられる場合、付勢力が付与された操作部材は、勢いよく規制部材と当接する。このときに、操作部材と規制部材との接触領域が広いと、発生する衝撃音が大きくなる。

上述した特許文献１および特許文献２の押しボタンスイッチは、スイッチを押圧したとき消音に関する技術であり、スイッチ装置の操作部材に対する押圧力が解除された後に、操作部材が元の位置に復帰するときに発生する衝撃音を消音するものではない。例えば、特許文献１の技術では、プランジャ本体が元の位置に復帰する場合、リターンスプリングにより押圧方向と反対方向の付勢力が作用する。このとき、プランジャ本体が元の位置に復帰するときに発生する衝撃音は大きくなる。

同様に、特許文献２の技術では、コイルバネの付勢力によりスライダが元の位置に復帰するときには、発生する衝撃音は大きくなる。スイッチ操作時には、リターンスプリングやコイルバネ等の弾性力に抗して、操作部材が押し込まれる。このため、スイッチ操作時に発生する衝撃音より、操作部材が元の位置に復帰する際に発生する衝撃音の方が大きくなることが想定される。

以上の点を鑑みて、本発明は、スイッチ装置の操作部材が元の位置に復帰するときに生じる衝撃音を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスイッチ装置は、ハウジング部材と、前記ハウジング部材の内部に収容され、押圧動作が可能な操作部材と、前記操作部材を押圧方向と反対方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記ハウジング部材には前記操作部材の前記反対方向への動きを規制する規制部が設けられ、前記操作部材には前記規制部と当接する被規制部が設けられ、前記操作部材の前記反対方向への動きが規制されるときに、最初に前記規制部と前記被規制部とが線接触し、前記規制部は前記押圧方向に向けて延出した二股状の受け部で構成され、前記被規制部は前記操作部材から突起した突起部で構成され、前記突起部が前記受け部に当接した状態で、前記操作部材の動きが規制されることを特徴とする。

本発明によれば、スイッチ装置の操作部材が元の位置に復帰するときに生じる衝撃音を低減することができる。

スイッチ装置の一例を示す外観図である。操作ノブが押し込まれた状態のスイッチ装置の概略側面図である。操作ノブの動きが規制された状態のスイッチ装置の概略側面図である。二股状のストッパが相互に離間する方向に撓んだ状態のスイッチ装置の概略側面図である。変形例１のスイッチ装置の概略側面図である。変形例２のスイッチ装置の概略側面図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に記載されている構成には限定されない。以下、スイッチ装置は、自動車のエンジンの起動や停止を行うためのスイッチであるものとして説明するが、本実施形態が適用されるスイッチ装置は、自動車のエンジンの起動や停止を行うためのスイッチには限定されない。

図１は、本実施形態に係るスイッチ装置１の一例を示す外観図である。スイッチ装置１は、ハウジング部材２および操作ノブ３を有する。操作ノブ３は、ハウジング部材２の内部に収容されており、図１の矢印の方向に押圧動作が可能な操作部材である。操作ノブ３に対して押圧操作がされると、操作ノブ３が図１の矢印の方向に押し込まれて、スイッチ装置１による機能がＯＮになる。スイッチ装置１が、上述したように、自動車のエンジンの起動や停止を行うためのスイッチである場合、運転者が操作ノブ３を押圧する操作を行うことで、エンジンが起動または停止する。

図１のハウジング部材２は、概略円筒形状をしており、ハウジング部材２の外周面の一部に開口部４が形成されている。なお、ハウジング部材２の形状は、概略円筒形状には限定されず、角柱等の形状であってもよい。ハウジング部材２の開口部４の部位には、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが形成される。また、ハウジング部材２に収容される操作ノブ３の外周面のうち、開口部４に対応する部位には、外側に向けて突起する爪部６が形成される。二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、規制部の一例である。爪部６は、被規制部の一例である。開口部４および二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが形成されているハウジング部材２は、例えば、樹脂による一体成形により生成される。また、爪部６が形成されている操作ノブ３も、例えば、樹脂による一体成形により生成される。

図１の状態は、操作ノブ３が押し込まれていない状態である。例えば、自動車の運転者がエンジンを起動させる際、スイッチ装置１の操作ノブ３を指で押圧する操作を行う。該操作により、操作ノブ３は、図１の矢印の方向に押し込まれる。運転者が、指を操作ノブ３から離すと、後述するバネ７の作用により、図１の矢印の方向（押圧方向）と反対方向に操作ノブ３は付勢される。操作ノブ３は、所定位置（元の位置）で、その動きを停止させる必要がある。このため、ハウジング部材２に二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが形成され、操作ノブ３の外周面に爪部６が形成される。そして、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６とが当接することにより、操作ノブ３の動きが規制される。

図２は、操作ノブ３が押し込まれた状態のスイッチ装置１の概略側面図である。操作ノブ３のうち、押圧される面と反対面（底面）には、バネ７が取り付けられている。本実施形態では、操作ノブ３に付勢力を作用させる付勢部材としてバネ７を適用した例を示しているが、操作ノブ３に対して、押圧方向と反対方向に付勢力を作用させる任意の部材（弾性部材）を付勢部材に適用することができる。例えば、付勢部材には、バネ７の代わりに弾性を有するラバーコンタクト等が適用されてもよい。

図２の状態は、運転者の指により操作ノブ３が押し込まれている状態である。従って、バネ７は圧縮された状態となっている。運転者が、操作ノブ３から指を離すと、操作ノブ３に作用していた押圧力が解除される。該押圧力が解除されると、バネ７の付勢力（復元力）により、操作ノブ３は、図２の矢印方向と反対方向に付勢される。操作ノブ３は、バネ７の付勢力により、図２の矢印方向と反対方向に移動する。そして、操作ノブ３は、押し込まれる前の位置（元の位置）で、その動きが規制される。

図３は、操作ノブ３の動きが規制された状態のスイッチ装置１の概略側面図である。図３の状態は、操作ノブ３が元の位置に復帰しているため、操作ノブ３の押し込み面は、ハウジング部材２の表面と略同一の平面を形成すような位置関係になっている。上述したように、爪部６は操作ノブ３に形成されている。よって、操作ノブ３とともに、爪部６も、図３の矢印方向（押圧方向と反対方向）に移動する。爪部６は、操作ノブ３から外側に突起した突起部であり、ハウジング部材２に形成されている二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと当接する関係にある。二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、爪部６を受ける受け部として機能し、爪部６が二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと当接することにより、操作ノブ３の動きが規制される。

二股状のストッパ５Ａ、５Ｂのうちストッパ５Ａには、爪部６と当接する部位に傾斜面Ｓ１が形成されている。二股状のストッパ５Ａ、５Ｂのうちストッパ５Ｂには、爪部６と当接する部位に傾斜面Ｓ２が形成されている。傾斜面Ｓ１、Ｓ２は、第１の傾斜面の一例である。一方、爪部６は、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと当接する部位に傾斜面Ｓ３、Ｓ４が形成されている。傾斜面Ｓ３、Ｓ４は、第２の傾斜面の一例である。傾斜面Ｓ１、Ｓ２は、操作ノブ３が押圧される方向に向けて対称に広がり、且つ操作ノブ３が押圧される方向を基準として同じ角度で傾斜する傾斜面である。爪部６に形成される傾斜面Ｓ３、Ｓ４は、操作ノブ３が押圧される方向と反対方向に向けて対称に狭くなり、且つ操作ノブ３が押圧される方向を基準として同じ角度で傾斜する傾斜面である。本実施形態では、傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度と傾斜面Ｓ３、Ｓ４の傾斜角度とは異なる。従って、操作ノブ３の動きが規制されるとき、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６とは、最初に線接触を行う。図３の例では、爪部６は、傾斜面Ｓ１、Ｓ２のうち、始端箇所（傾斜面Ｓ１とＳ２とが最も近接している箇所）で、最初に線接触を行う。なお、爪部６の傾斜面Ｓ３、Ｓ４のうち、傾斜面Ｓ１、Ｓ２に最も近接している箇所が、傾斜面Ｓ１、Ｓ２と最初に線接触を行ってもよい。

上述したように、操作ノブ３に対する押圧力が解除されると、操作ノブ３は、バネ７の付勢力により加速する。そして、加速した操作ノブ３に形成された爪部６は、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接する。ここで、操作ノブ３の動きが、操作ノブ３とハウジング部材２との面接触により規制される場合、操作ノブ３が勢いよくハウジング部材２に面接触すると、面同士が衝突するため、大きい衝撃音が発生する。一方、本実施形態では、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６とが、最初に線接触を行うことにより、操作ノブ３の動きが規制される。従って、爪部６が勢いよく二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接したとしても、面接触による操作ノブ３の動きの規制と比較して、発生する衝撃音を低減することができる。

また、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６とが線接触を行う部位は、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに形成された傾斜面であり、爪部６に形成された傾斜面である。操作ノブ３の動きの規制が規制されるときに線接触する二股状のストッパ５Ａ、５Ｂおよび爪部６の部位がともに傾斜面であるため、線接触する部位に作用する力を緩和させることができる。例えば、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが爪部６と線接触する部位が直角である場合、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが爪部６とが当接したときに、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂのうち直角に線接触する部位に作用する力が大きくなる。このため、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂのうち爪部６と線接触する部位に与えるダメージが大きくなり、該部位に、削れや摩耗等が生じる。この点、本実施形態では、第１の傾斜面および第２の傾斜面は、両者とも傾斜面であるため、線接触する部位に作用する力が緩和され、上記ダメージを軽減させることができる。

また、本実施形態では、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに形成される傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度は、爪部６に形成される傾斜面Ｓ３、Ｓ４の傾斜角度より緩やかな角度である。操作ノブ３が押圧される方向と傾斜面Ｓ１、Ｓ２とがなす角度（傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度）は、操作ノブ３が押圧される方向と傾斜面Ｓ３、Ｓ４とがなす角度（傾斜面Ｓ３、Ｓ４の傾斜角度）より大きい。二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに形成される傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度が急峻であると、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが爪部６を受けたときに、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂのうち線接触する部位に与えられるダメージが大きくなる。本実施形態では、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに形成される傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度は、爪部６に形成される傾斜面Ｓ３、Ｓ４の傾斜角度より緩やかな角度であるため、上記のダメージを軽減させることができる。

上述したように、受け部としての二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに爪部６が当接した状態で、操作ノブ３の動きが規制される。本実施形態では、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは爪部６よりも高い可撓性を有する。操作ノブ３の動きが規制されるとき、爪部６が、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接する。このとき、図４に示されるように、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、相互に離間する方向に撓む。これは、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６とには共に傾斜面が形成され、且つ二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、爪部６よりも可撓性が高いためである。二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが撓んだ状態で爪部６を受けることにより、爪部６は二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに挟み込まれた状態になる。

操作ノブ３の動きが規制されるときに、爪部６により二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが撓むことで、爪部６が二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接した際の衝撃力が吸収される。これにより、爪部６が二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接したときの衝撃音をより低減させることができる。なお、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂの可撓性は、爪部６よりも可撓性が高いことが好ましいが、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂの可撓性は、爪部６の可撓性と同じか、または低くてもよい。この場合でも、樹脂により形成される二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、爪部６が当接したときに、ある程度撓むため、衝撃音は低減する。

上述したように、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに形成される傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度は、爪部６に形成される傾斜面Ｓ３、Ｓ４の傾斜角度より緩やかな角度である。換言すれば、爪部６に形成される傾斜面Ｓ３、Ｓ４の傾斜角度は、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに形成される傾斜面Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度より急峻である。よって、傾斜面の傾斜角度が急峻であり且つ可撓性の低い爪部６が、傾斜面の傾斜角度が緩やかであり且つ可撓性の高い二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接する。これにより、爪部６は二股状のストッパ５Ａ、５Ｂを大きく撓ませることができ、より衝撃音を低減させることができる。

上述したように、爪部６が二股状のストッパ５Ａ、５Ｂに当接したときに、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが撓む。二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、瞬間的に撓み、その後、直ちに元の状態（撓んでない状態）に復元する。これにより、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂは、本来の規制部としての機能を直ちに取り戻すことができる。

以上のように、操作ノブ３がバネ７の付勢力により元の位置に復帰するときに、操作ノブ３の動きは、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６とが最初に線接触することにより規制される。従って、操作ノブ３の動きが規制されるときの衝撃音を低減させることができる。

上述した例では、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂおよび爪部６の両者に傾斜面が形成されているが、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂおよび爪部６の何れか一方に傾斜面が形成されなくてもよい。例えば、図５は本実施形態の変形例１のスイッチ装置１の概略側面図である。図５の例では、爪部１０に傾斜面が形成されていない。この場合でも、操作ノブ３の動きが規制されるときには、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部１０とが最初に線接触するため、操作ノブ３の動きが規制されたときの衝撃音を低減させることができる。ただし、上述したダメージの観点から、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂおよび爪部６の両者に傾斜面が形成されていることが好ましい。また、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂの傾斜面が形成される部位に、湾曲面が形成されていてもよい。爪部６の傾斜面が形成される部位に、湾曲面が形成されていてもよい。

また、ハウジング部材２には、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが形成されなくてもよい。例えば、図６は本実施形態の変形例２のスイッチ装置１の概略側面図である。図６の例では、ハウジング部材２に段差部２０Ａ、２０Ｂが形成されており、爪部２１は、直角の段差部２０Ａ、２０Ｂと当接する。この場合、段差部２０Ａ、２０Ｂが規制部として機能する。この場合でも、操作ノブ３の動きが規制されるときには、段差部２０Ａ、２０Ｂと爪部２１とが最初に線接触する。ただし、上述したダメージの観点から、ハウジング部材２には、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂが形成され、二股状のストッパ５Ａ、５Ｂと爪部６との両者に傾斜面が形成されることが好ましい。

１スイッチ装置
２ハウジング部材
３操作ノブ
４開口部
５Ａ、５Ｂ二股状のストッパ
６爪部
７バネ

Claims

ハウジング部材と、
前記ハウジング部材の内部に収容され、押圧動作が可能な操作部材と、
前記操作部材を押圧方向と反対方向に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記ハウジング部材には前記操作部材の前記反対方向への動きを規制する規制部が設けられ、前記操作部材には前記規制部と当接する被規制部が設けられ、
前記操作部材の前記反対方向への動きが規制されるときに、最初に前記規制部と前記被規制部とが線接触し、
前記規制部は前記押圧方向に向けて延出した二股状の受け部で構成され、前記被規制部は前記操作部材から突起した突起部で構成され、
前記突起部が前記受け部に当接した状態で、前記操作部材の動きが規制されることを特徴とするスイッチ装置。
前記押圧方向を基準として、前記受け部のうち前記突起部が当接する部位に形成される第１の傾斜面の傾斜角度と、前記突起部のうち前記受け部が当接する部位に形成される第２の傾斜面の傾斜角度とは異なることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
前記第１の傾斜面の傾斜角度は、前記第２の傾斜面の傾斜角度より緩やかな角度であることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装置。
前記受け部は、前記突起部より高い可撓性を有することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のスイッチ装置。
前記受け部は前記ハウジング部材の側面に形成された開口部に設けられており、前記突起部は前記操作部材の外周面から前記開口部に向けて突起していることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。