WO2021230124A1 - 操作体および製造方法 - Google Patents

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WO2021230124A1
WO2021230124A1 PCT/JP2021/017348 JP2021017348W WO2021230124A1 WO 2021230124 A1 WO2021230124 A1 WO 2021230124A1 JP 2021017348 W JP2021017348 W JP 2021017348W WO 2021230124 A1 WO2021230124 A1 WO 2021230124A1
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WO
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operating body
support portion
elastic
body according
support
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/017348
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English (en)
French (fr)
Inventor
数馬 堀江
一也 石▲崎▼
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to JP2022521855A priority Critical patent/JP7455201B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02Details
    • H01H23/12Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H23/14Tumblers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch

Definitions

  • the present invention relates to an operating body and a manufacturing method.
  • Patent Document 1 discloses a switch device in which an operation knob to be swung is supported so as to be operable by a shaft portion provided on a case.
  • the operation knob of Patent Document 1 is limited to the arc direction centered on the swing axis passing through the shaft portion, and the degree of freedom in designing the operation direction of the operation knob is small. Further, since the operation knob and the case are formed of separate members, there is a problem that an assembly process for combining the operation knob and the case with each other is required.
  • the operating body includes a base portion, an operating portion provided so as to be swingable with respect to the base portion, a support portion elastically connecting the base portion and the operating portion, a base portion, a support portion, and a support portion.
  • the operation part is integrally formed, and the base part or the operation part has a wall part, and the wall part has a tubular shape and is arranged so as to surround the periphery of the support part to provide an internal space. It is formed and the support is arranged in the internal space.
  • an operating body that has a high degree of freedom in the operating direction of the operating knob and does not require an assembly process for assembling the base portion, the supporting portion, and the operating portion.
  • FIG. 1 External perspective view of the operating body according to the first embodiment
  • FIG. 2 A perspective sectional view of the operating body according to the first embodiment cut along the cutting line AA shown in FIG.
  • Partially enlarged cross-sectional view of part C shown in FIG. A flowchart showing a procedure of a method for manufacturing an operating body according to the first embodiment.
  • FIG. 1 A perspective sectional view of the operating body according to the modified example of the first embodiment cut along the sectional line FF shown in FIG.
  • FIG. 13 Partially enlarged cross-sectional view of the H portion shown in FIG.
  • External perspective view of the operating body according to the second embodiment Top view of the operating body according to the second embodiment
  • a side sectional view of the operating body according to the second embodiment cut along the cut line DD shown in FIG. 19 as viewed from a third direction.
  • External perspective view of the operating body according to the third embodiment External perspective view of the operating body according to the third embodiment
  • Top view of the operating body according to the third embodiment Side view of the operating body according to the third embodiment as viewed from the positive side of the X axis.
  • Side view of the operating body according to the third embodiment as viewed from the negative side of the Y axis.
  • Sectional drawing which shows the cross section of the operation body which concerns on 3rd Embodiment by the HH cross section line.
  • a perspective cross-sectional view showing the configuration of a support portion of a cross section of the operating body according to the third embodiment according to the HH cross-sectional line.
  • a perspective sectional view showing the configuration of the sixth embodiment of the support portion included in the operating body according to the third embodiment A perspective sectional view showing the configuration of the seventh embodiment of the support portion included in the operating body according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the operating body 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the operating body 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective sectional view of the operating body 100 according to the first embodiment cut along the cutting line AA shown in FIG.
  • FIG. 4 is a side sectional view of the operating body 100 according to the first embodiment cut along the cutting line AA shown in FIG. 2 as viewed from a third direction.
  • FIG. 5 is a perspective sectional view of the operating body 100 according to the first embodiment cut along the cut line BB shown in FIG.
  • FIG. 6 is a side sectional view of the operating body 100 according to the first embodiment cut along the cut line BB shown in FIG. 2 as viewed from the second direction.
  • the X-axis direction is the front-back direction (an example of the "second direction")
  • the Y-axis direction is the left-right direction
  • the Z-axis direction is up and down.
  • Direction an example of "first direction”
  • the X-axis positive direction is the forward direction
  • the Y-axis positive direction is the right direction
  • the Z-axis positive direction is the upward direction.
  • the operating body 100 shown in FIGS. 1 to 6 assumes that the operating unit 130 is swung forward (X-axis positive direction) or backward (X-axis negative direction) by an operating force from the operator. It has the above configuration.
  • the operating body 100 can be applied to a switch device for operating an in-vehicle device (for example, a power window) installed in a vehicle such as an automobile.
  • the operating body 100 includes a base 110, a support 120, an operating unit 130, and a substrate 140 (an example of a “board”).
  • the base 110 is a container-shaped portion having a substantially rectangular parallelepiped shape and a hollow structure.
  • the substrate 140 is housed in the internal space 110A formed inside the base 110.
  • a substrate 140 on which a switch box 141 (an example of a "contact") is mounted is installed in a posture horizontal to the XY plane.
  • a square cylindrical cylinder 111 extending in the vertical direction (Z-axis direction) from the upper part of the base 110 is provided.
  • a bottom plate portion 111B provided in parallel with the XY plane direction is provided below the in-cylinder space 111A formed by the cylinder portion 111.
  • the bottom plate portion 111B is provided with a hole through which a lever portion 131, which will be described in detail later, can be inserted.
  • a rectangular opening 112 having a size larger than that of the substrate 140 and a lid 113 provided so as to open and close the opening 112 are formed. ..
  • the lid 113 is flexible and has a connecting portion 113A connected to the lower edge of the opening 112 at the lower edge.
  • the lid portion 113 can open and close the opening portion 112 by reversibly deforming the connecting portion 113A.
  • the operating body 100 according to the first embodiment can be installed by inserting the substrate 140 into the internal space 110A from the opening 112 by opening the lid 113.
  • the support portion 120 is provided in the in-cylinder space 111A of the cylinder portion 111.
  • the support portion 120 is a columnar (in the present embodiment, a square columnar shape, but not limited to) and elastic portion.
  • One end (lower end) of the support portion 120 is continuously formed on the upper surface of the bottom plate portion 111B provided on the tubular portion 111.
  • the upper portion of the support portion 120 extends above the upper end portion of the tubular portion 111.
  • the other end (upper end) of the support portion 120 is continuously formed on the ceiling surface 130D (that is, the lower surface of the upper wall portion 130A) exposed to the internal space 130C of the operation portion 130 to support the operation portion 130.
  • the support portion 120 elastically deforms and tilts due to the operation force from the operator, thereby supporting the operation portion 130 so as to be swingable.
  • the support portion 120 is provided in the space surrounded by the tubular portion 111 of the base 110 (that is, the in-cylinder space 111A). Further, the support portion 120 is provided together with the tubular portion 111 in a space (that is, an internal space 130C) surrounded by the upper wall portion 130A and the peripheral wall portion 130B of the operation portion 130. That is, the support portion 120 is formed in a space surrounded by both the base portion 110 and the operation portion 130. Therefore, the support portion 120 cannot be visually recognized from the outside of the operating body 100.
  • the tubular portion 111 has a wall portion 111C1 provided in front of the support portion 120 (in the positive direction of the X axis) and a wall portion provided in the right side of the support portion 120 (in the positive direction of the Y axis). It includes 111C2 and a wall portion 111C3 provided behind the support portion 120 (in the negative direction of the X-axis). Further, in the present embodiment, the tubular portion 111 includes a wall portion 111C4 provided on the left side (Y-axis negative direction) of the support portion 120.
  • the wall portions (111C1 to 111C4) have a tubular shape because they are continuously provided seamlessly, but the in-cylinder space is arranged by surrounding the four sides of the support portion 120. It suffices to form 111A, and there may be a gap between each wall portion.
  • the operation unit 130 is a portion that swings with reference to the base 110 when the operator touches the wall portion 130B1 provided on the front side (X-axis positive direction side) and pulls it diagonally backward.
  • the operation unit 130 has a hollow structure with an open lower side. Further, the operation unit 130 has an internal space 130C surrounded by the upper wall portion 130A and the peripheral wall portion 130B.
  • the peripheral wall portion 130B includes a wall portion 130B1 provided in front of the support portion 120 (in the positive direction of the X axis) and a wall portion provided in the right side of the support portion 120 (in the positive direction of the Y axis). It includes 130B2 and a wall portion 130B3 provided behind the support portion 120 (in the negative direction of the X-axis). Further, in the present embodiment, the peripheral wall portion 130B includes the wall portion 130B4 provided on the left side (Y-axis negative direction) of the support portion 120.
  • the wall portions (130B1 to 130B4) have a tubular shape because they are continuously provided seamlessly, but the internal space 130C is arranged so as to surround the periphery of the support portion 120. There may be a gap between each wall portion.
  • a tubular portion 111 extending upward (Z-axis positive direction) from the base portion 110 and a tubular portion 111
  • the support portion 120 arranged inside and the support portion 120 are arranged.
  • the operation unit 130 has a ceiling surface 130D provided on the lower side of the upper wall portion 130A facing the internal space 130C, and the other end (upper end) of the support portion 120 is continuous with the ceiling surface 130D. Is formed in.
  • the operation unit 130 performs a predetermined operation on the base 110 when the support unit 120 is elastically deformed and tilted by the operation force from the operator, or when the operator releases the hand from the operation unit 130 after the operation.
  • the operating portion 130 has a square columnar lever portion 131 hanging from the ceiling surface 130D on the negative side of the Y-axis with respect to the supporting portion 120.
  • the lever portion 131 has a length in the vertical direction up to a position near the upper surface of the substrate 140.
  • a cutout portion 131A having a certain width in the front-rear direction (X-axis direction) and notched upward is formed.
  • the notch 131A engages with the operating projection 141A of the switch box 141 provided on the substrate 140.
  • the substrate 140 is a flat plate-shaped member installed in the internal space 110A of the base 110 in a posture horizontal to the XY plane.
  • a switch box 141 having a substantially rectangular parallelepiped shape is provided on the upper surface of the substrate 140.
  • the operation protrusion 141A has a cylindrical shape whose central axis is parallel to the Y-axis direction, the end portion on the positive direction side of the Y-axis is inserted into the inside of the switch box 141, and the end portion on the negative direction side of the Y-axis is the switch box.
  • the switch box 141 has a contact (not shown) that is opened and closed to switch ON / OFF when the operation protrusion 141A is operated, and an electric circuit (not shown).
  • the operation protrusion 141A engages in the notch 131A formed at the tip of the lever portion 131 hanging from the ceiling surface 130D of the operation portion 130.
  • the lever portion 131 swings along with the swinging of the operating portion 130, so that the lever portion 131 engages in the cutout portion 131A and the cutout portion 131A.
  • the operation protrusion 141A is operated.
  • the switch box 141 can be switched ON / OFF.
  • the base 110, the supporting portion 120, and the operating portion 130 are integrally formed of a resin material by a 3D printer.
  • the operating body 100 is formed by a 3D printer, it is provided in a space surrounded by the base 110 and the operating portion 130, which cannot be achieved by the conventional technique (molding technique using a mold).
  • a configuration such as "forming the support portion 120 integrally with the base portion 110 and the operation portion 130" is feasible.
  • the operating body 100 can reduce the number of parts except for the substrate 140 incorporated in the operating body 100, and therefore, the work of combining a plurality of parts is unnecessary. Therefore, according to the operating body 100 thus formed, it is possible to provide the operating body 100 to which the operating unit 130 is operably connected to the base 110 without taking the trouble of assembling work.
  • FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view showing a portion C of the operating body 100 shown in FIG. 4 in an enlarged manner.
  • the support portion 120 of the operating body 100 has a three-dimensional multilayer structure in which a plurality of elastic linear portions 121 are combined in an integral lattice pattern.
  • the grid has a rectangular shape in a plan view.
  • the three-dimensional multilayer structure is a structure in which a plurality of structures having a three-dimensional and geometric shape formed by combining a plurality of linear portions 121 are formed in three-axis directions (X-axis direction, Y-axis direction, Z). It means a structure that is combined in multiple layers for each of the axial directions.
  • Such a three-dimensional multilayer structure can be formed by a 3D printer.
  • a support portion 120 formed by using a resin material having a single elastic composition will be described, but the support portions 120 have a plurality of different elasticity. It may be formed by using various kinds of resin materials.
  • the support portion 120 is classified into an upper region A1, a central region A2, and a lower region A3 in order from the upper side (Z-axis positive direction) in the vertical direction (Z-axis direction). ..
  • the magnitude of elasticity of these three regions A1, A2, and A3 may be adjusted depending on the difference in the configuration of the three-dimensional multilayer structure.
  • the elasticity of each region is hereinafter referred to as elasticity H1 to B1.
  • Called H3 the elasticitys H1 to H3 are names for convenience for roughly comparing the magnitude of elasticity of each region, and do not indicate a physical property value peculiar to each region or constant.
  • each region whose elasticity is indicated by elasticity H1 to H3 has a gradation-like distribution in which the magnitude of elasticity is continuously changed and adjusted inside and at the connection portion of each region. You may have.
  • the internal stress applied to the inside of each region and the inside of the support portion 120 formed by gathering each region is likely to be dispersed and act inside the region without being concentrated in one place. Therefore, each region and the support portion 120 have improved durability against physical force.
  • the upper region A1 and the lower region A3 have elastic H2 having relatively large elasticity.
  • the central region A2 has an elastic H3 having a smaller elasticity than the elastic H2.
  • the internal stress is concentrated in the region most easily deformed, so that the central region A2 of the support portion 120 is greatly bent. Therefore, when the operating body 100 is swung forward (X-axis positive direction) or backward (X-axis negative direction) with respect to the operating unit 130, the support portions 120 are almost elastic in the regions A1 and A3.
  • the region A2 is largely elastically deformed without being deformed. Therefore, the operation unit 130 swings forward (X-axis positive direction) or backward (X-axis negative direction).
  • the fulcrum can be easily designed. According to this, it is possible to easily design the operation unit 130 that can swing in a plurality of operation directions. Further, it is possible to easily design an operation unit 130 that can swing in a plurality of operation directions and has a fulcrum when swinging in each operation direction and a different operation direction.
  • the support portion 120 is further classified into a front region B1, a central region B2, and a rear region B3 in order from the front (X-axis positive direction) in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the magnitude of elasticity of these three regions B1, B2, and B3 may be adjusted depending on the difference in the configuration of the three-dimensional multilayer structure.
  • the support portion 120 according to the first embodiment has higher elasticity of the central region B2 than the front region B1 and the rear region B3.
  • the support portion 120 according to the first embodiment is easily elastically deformed because the front side region B1 and the rear side region B3 have smaller elasticity than the central region B2.
  • the support portion 120 elastically deforms the front region B1 and the rear region B3 and bends in the front-rear direction (X-axis direction). It will be easier. According to this, the direction in which the operation unit 130 swings can be easily designed.
  • a shaft portion 122 (an example of a fulcrum) having a greater elasticity than the elastic H1 may be provided as a highly elastic region.
  • a portion having an elastic H3 significantly smaller than the shaft portion 122 may be provided around the shaft portion 122 so as to surround the shaft portion 122. According to this, in the central region A2 provided adjacent to the shaft portion 122 having high elasticity, the portion immediately adjacent to the shaft portion 122 in front of the shaft portion 122 or behind the shaft portion 122 is greatly deformed. It becomes easier to do.
  • the anterior region B1 and the posterior region B3 are provided with elastic H2 or elastic H3, and the central region B2 is more elastic than the elastic H2. It is provided with a large elastic H1.
  • the support portion 120 according to the first embodiment is provided above because the central region B2 functions as a core having high strength in addition to the easy design in the swinging direction of the operation portion 130 described above.
  • the operation unit 130 can be reliably supported.
  • a columnar shaft portion 122 extending in the left-right direction (Y-axis direction) is formed.
  • the shaft portion 122 is a highly elastic region having even greater elasticity than the elastic H3. According to this, since the central region B2 is composed of a portion having high elasticity from the top to the bottom, the support portion 120 can firmly support the operation portion 130 provided above the support portion 120. Further, the central region A2 provided continuously with the shaft portion 122 adjacent to the shaft portion 122 in the front-rear direction is provided with elastic H3 as described above.
  • the support portion 120 bends forward (X-axis positive direction) or backward (X-axis negative direction) with the relevant portion as a fulcrum.
  • the shaft portion 122 by providing the shaft portion 122, it becomes easy to design the position of the fulcrum when the support portion 120 bends. Further, by adjusting the elasticity of each region, the bending angle when the support portion 120 bends forward (X-axis positive direction) and the bending angle when the support portion 120 bends backward (X-axis negative direction) can be easily set. Can be designed.
  • the operation unit 130 Since the operation unit 130 is supported by the support unit 120, when the support unit 120 bends forward (X-axis positive direction) or backward (X-axis negative direction), it swings in the front-rear direction. As described above, since it is easy to design the bending of the support portion 120 due to the swing operation of the operation unit 130, it is also easy to design the direction in which the operation unit 130 operates.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the manufacturing method of the operating body 100 according to the first embodiment.
  • the base 110, the support 120, and the operation unit 130 are integrally molded by a 3D printer (step S8011: molding step).
  • the substrate 140 is inserted into the internal space 110A from the opening 112 of the base 110 and installed (step S802: substrate installation step).
  • step S802 substrate installation step.
  • the operating body 100 is completed.
  • the steps can be simplified as compared with the conventional manufacturing method of the switch device as described as the prior art.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a three-dimensional multilayer structure of the support portion 120 according to the first embodiment.
  • the support portion 120 shown in FIG. 9 has a three-dimensional multilayer structure in which a plurality of structures having a quadrangular shape formed by a plurality of linear portions 121 are combined.
  • the thickness (small) of the linear portion 121a in the central region A2 in the vertical direction is smaller than the thickness (middle) of the linear portion 121b in the upper region A1 and the lower region A3. ..
  • the elasticity of the central region A2 in the vertical direction is lower than that of the upper region A1 and the lower region A3, so that the central region A2 is easily deformed.
  • the thickness (large) of the linear portion 121c in the central region B2 in the front-rear direction is larger than the thickness (middle) of the linear portion 121b in the front region B1 and the rear region B3. Is also thick.
  • the central region B2 since the elasticity of the central region B2 in the front-rear direction is higher than that of the front side region B1 and the rear side region B3, the central region B2 is provided above the support portion 120. Reliably supports the operation unit 130. Further, since the front side region B1 and the rear side region B3 can be bent, the operation portion 130 supported by the support portion 120 can swing.
  • the support portion 120 shown in FIG. 9 is provided in the central region B2 in the front-rear direction in the central region A2 in the vertical direction, and the linear portion 121c is combined into a hexagonal shape to form a honeycomb structure parallel to the XZ plane direction. It has a formed shaft portion 122.
  • the honeycomb structure has a hexagonal shape when viewed from the Y-axis direction.
  • the elasticity of the shaft portion 122 has extremely large elasticity as compared with the surrounding region. Further, as described above in detail, the elasticity of the central region A2 is small.
  • the support portion 120 shown in FIG. 9 has the central region A2. Is greatly deformed and bends in the front-back direction.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the three-dimensional multilayer structure of the support portion 120 according to the first embodiment.
  • the support portion 120 shown in FIG. 10 has a three-dimensional multilayer structure in which a plurality of structures having a quadrangular shape formed by a plurality of linear portions 121 are combined.
  • the inclination angle of the linear portion 121c in the central region A2 in the vertical direction with respect to the horizontal plane (XY plane) is the horizontal plane (XY plane) of the linear portion 121b in the upper region A1 and the lower region A3. Less than the tilt angle with respect to.
  • the elasticity of the central region A2 in the vertical direction is lower than the elasticity of the upper region A1 and the lower region A3, so that the central region A2 is easily deformed. ..
  • the thickness (large) of the linear portion 121c in the central region B2 in the front-rear direction is larger than the thickness (middle) of the linear portion 121b in the front region B1 and the rear region B3. Is also thick.
  • the elasticity of the central region B2 in the front-rear direction is higher than the elasticity of the front side region B1 and the rear side region B3, so that the central region B2 is above the support portion 120. It reliably supports the operation unit 130 provided.
  • the support portion 120 shown in FIG. 10 is provided in the central region B2 in the front-rear direction in the central region A2 in the vertical direction, and the linear portion 121c is combined into a hexagonal shape to form a honeycomb structure parallel to the XZ plane direction. It has a formed shaft portion 122.
  • the elasticity of the shaft portion 122 becomes extremely large.
  • the elasticity of the central region A2 is small. Since the internal stress acts concentrated on the boundary between the region with large elasticity and the region with low elasticity, when the operating force is applied in the direction of bending in the front-rear direction, the support portion 120 shown in FIG. 10 has the central region A2. Is greatly deformed and bends in the front-back direction.
  • 11 and 12 are diagrams showing an example of a structure (120A, 120B) that can be applied to the support portion 120 according to the first embodiment.
  • the support portion 120 may include a structure 120A having a rectangular shape formed by a plurality of linear portions 121.
  • the support portion 120 can increase the elasticity of the region by increasing the density of the plurality of structures 120A.
  • the quadrangular shape of the structure 120A may be arranged so as to have a quadrangular shape when viewed from the X direction and / or when viewed from the Y direction.
  • the structure 120A includes a linear portion 121 arranged parallel to the XZ plane. According to this, since the operating force from the operator acts in parallel with the XZ plane, it becomes easy to design the elastic and restoring force according to the situation at the time of use. This makes it easier to design the operating direction of the operating portion 130 that is swung in the front-rear direction and the elasticity and restoring force of the support portion 120 that bends in the front-rear direction.
  • the support portion 120 may include a structure 120B having a hexagonal shape formed by a plurality of linear portions 121.
  • the structure 120B that is, the honeycomb structure
  • the hexagonal shape of the structure 120B may be arranged so as to have a hexagonal shape when viewed from the Y direction.
  • the structure 120B can be used in the same manner as the highly elastic region because the elasticity becomes so large that it is almost deformed even when a force in a direction parallel to the XZ plane is applied.
  • the structure 120A adjusted so that the elasticity is the smallest in the support portion 120 may be arranged next to the structure 120B in succession with the structure 120B. According to this, when the support portion 120 is bent, the region having the smallest elasticity is greatly deformed and bent. Further, when the region having a small elasticity is adjacent to the region having a large elasticity, the tendency of the bending becomes remarkable, so that the fulcrum in which the support portion 120 bends can be easily designed. Therefore, it is possible to easily design a fulcrum when the operation unit 130 swings in parallel with the XZ plane.
  • the operating body 100 according to the first embodiment is different from each other in at least one of the crossing angle of the linear portion 121 and the thickness of the linear portion 121 among the plurality of regions in the support portion 120.
  • the elasticity of each region can be made different from each other.
  • the operating body 100 according to the first embodiment is different from each other in at least one of the density of the lattice formed by the linear portion 121, the shape of the plurality of structures, and the composition of the constituent materials.
  • the elasticity of each region can be different from each other.
  • the shape of each three-dimensional multilayer structure of the plurality of regions having the support portion 120 can be easily changed. That is, the magnitude of the elasticity of each of the plurality of regions having the support portion 120 can be easily changed.
  • FIG. 13 is a top view of the operating body 101 according to the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective sectional view of the operating body 101 according to the modified example of the first embodiment cut along the cross-sectional line FF shown in FIG.
  • FIG. 15 is a side sectional view of the operating body 101 according to the modified example of the first embodiment cut along the cross-sectional line FF shown in FIG. 13 as viewed from a third direction.
  • FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of the H portion shown in FIG.
  • FIG. 17 is a side sectional view of the operating body 101 according to the modified example of the first embodiment cut along the cross-sectional line GG shown in FIG. 13 as viewed from the second direction.
  • the operating body 101 includes a base 110, a support 190, and an operating unit 130.
  • the support portion 190 has elasticity and has a plurality of plate portions 191 provided in parallel with the YZ plane. Further, the support portion 190 has elasticity, is provided between the plurality of plate portions 191 in parallel with the front-rear direction (X-axis direction), and has a beam portion 192 that connects the plate portions 191 to each other.
  • the plate portion 191 has a lattice structure in which a plurality of elastic linear portions 191A are combined in a mesh pattern.
  • the support portion 190 is composed of a plate portion 191 provided parallel to the YZ plane and a beam portion 192 parallel to the X-axis direction, but the plate portion 191 is parallel to the XZ plane. It may be provided. Further, the beam portion 192 may be provided in parallel with the Y-axis direction. Further, the plate portion 191 may be provided in parallel with the XY plane. Further, the beam portion 192 may be provided in parallel with the Z-axis direction. According to these configurations, by aligning the axial directions, the direction in which the plate portion 191 elastically deforms, the direction in which the support portion 190 bends, and the direction in which the operation portion 130 swings are associated with each other. It will be easier to do. Therefore, according to this, it becomes easy to design the operating direction of the operation unit 130.
  • FIG. 18 is an external perspective view of the operating body 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a top view of the operating body 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a side sectional view of the operating body according to the second embodiment cut along the cut line DD shown in FIG. 19 as viewed from a third direction.
  • FIG. 21 is a side sectional view of the operating body according to the second embodiment cut along the cut line EE shown in FIG. 19 as viewed from the second direction.
  • the operating body 200 shown in FIGS. 18 to 21 assumes that the operating unit 230 is rotated forward (X-axis positive direction) or backward (X-axis negative direction) by an operating force from the operator. It has the above configuration.
  • the operating body 200 can be applied to, for example, a toggle switch of a steering switch unit of a vehicle such as an automobile, and can be used for operating an in-vehicle device (for example, audio).
  • the operating body 200 includes a base 210, a supporting portion 220, and an operating portion 230.
  • the base 210 is a container-shaped portion having an open upper portion, which has a substantially rectangular parallelepiped shape and a hollow structure.
  • the base portion 210 is surrounded on all sides by a rectangular bottom plate portion 210B provided parallel to the XY plane, a tubular portion 210C having a tubular shape extending upward from the edge portion of the bottom plate portion 210B, and a tubular portion 210C. It has an internal space 210A formed by.
  • the tubular portion 210C includes a wall portion (210C1 to 210C4).
  • the support portion 220 has a three-dimensional multilayer structure in which a plurality of linear portions 221 are integrally combined.
  • the support portion 220 formed by using a resin material having a single elastic composition will be described, but the support portion 220 may be formed by using a plurality of types of resin materials having different elasticity.
  • the outer shape of the support portion 220 has a quadrangular prism shape as a whole, but the outer shape of the support portion 220 does not have to be a quadrangular prism shape.
  • the support portion 220 is erected in the internal space 210A. One end (lower end) of the support portion 220 is continuously formed on the upper surface of the bottom plate portion 210B.
  • the other end (upper end) of the support portion 220 is continuously formed on the curved ceiling surface 230D of the operation portion 230.
  • the support portion 220 has a semi-cylindrical internal space 230C whose upper portion is formed on the bottom surface side (Z-axis negative side) of the semi-cylindrical operation base portion 230A of the operation portion 230. It is provided inside. That is, the support portion 220 is formed in a space surrounded by both the base portion 210 and the operation portion 230.
  • the support portion 220 includes the cross angle of the linear portion 221, the thickness of the linear portion 221, the density of the lattice formed by the linear portion 221, and a plurality of.
  • the description will be made as a configuration including a structure in which the shape of the structure and the composition of the constituent materials are both uniform.
  • the support portion 220 does not have to have a uniform internal structure, and constitutes an internal structure, for example, similar to the support portion 120 described in relation to FIGS. 9 to 12 of the first embodiment. It may have an internal structure in which the elements are adjusted in various ways. According to this, the restoring force generated by the support portion 220 and the operating reaction force can be adjusted in various ways.
  • the operation unit 230 is a part that the operator touches to apply an operation force.
  • the operation unit 230 has a semi-cylindrical operation base 230A obtained by cutting a cylinder extending in the Y-axis direction at the center of the cylinder in a direction parallel to the XY plane direction, and an operation base 230A above the outer peripheral surface of the operation base 230A (Z-axis positive). It has a protrusion 230B extending in the direction).
  • a shaft portion 231 extends in the axial direction of the semi-cylindrical shape formed by the operation base portion 230A on each of the left side (Y-axis negative side) side surface and the right side (Y-axis positive side) side surface of the operation base portion 230A. There is.
  • the wall portion 210C2 and the wall portion 210C4 of the base portion 210 are provided with a bearing portion 210E provided corresponding to the shaft portion 231 and a shaft hole 210D composed of the bearing portion 210E.
  • the shaft portion 231 is fitted into the shaft hole 210D.
  • the operation unit 230 is rotatably supported by the bearing unit 210E.
  • a semi-cylindrical internal space 230C is formed on the lower side (Z-axis negative side) of the operation base 230A. As shown in FIGS. 20 and 21, the upper portion of the support portion 220 is arranged in the internal space 230C. Further, the other end (upper end) of the support portion 220 is continuously formed on the ceiling surface 230D.
  • the operating unit 230 rotates about the axis passing through the shaft unit 231. Further, the support portion 220 bends as the operation portion 230 rotates, and generates a restoring force based on the elasticity of the structure composed of the plurality of linear portions 221.
  • the base 210, the supporting portion 220, and the operating portion 230 are integrally molded using a resin material by a 3D printer.
  • the operating body 200 is surrounded by the base 210 and the operating unit 230, which cannot be achieved by the processing technology (molding technology using a mold) used in the prior art because it is formed by a 3D printer.
  • a configuration such as "integrally forming the support portion 220 provided in the space with the base portion 210 and the operation portion 230" is feasible.
  • the operating body 200 can reduce the number of parts, and therefore, the work of combining a plurality of parts is unnecessary. Therefore, according to the operating body 200, the cost of the assembly process can be reduced.
  • FIG. 22 and 23 are external perspective views of the operating body 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 24 is a top view of the operating body 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 25 is a side view of the operating body 300 according to the third embodiment as viewed from the positive side of the X-axis.
  • FIG. 26 is a side view of the operating body 300 according to the third embodiment as viewed from the negative side of the Y axis.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a cross section of the operating body 300 according to the third embodiment according to the HH cross-sectional line (see FIG. 24).
  • FIG. 24 is a top view of the operating body 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 25 is a side view of the operating body 300 according to the third embodiment as viewed from the positive side of the X-axis.
  • FIG. 26 is a side view of the operating body 300 according to the third embodiment as viewed from the negative side of the Y axis.
  • FIG. 27 is a
  • FIG. 28 is a perspective cross-sectional view showing a cross section of the operating body 300 according to the third embodiment according to the HH cross-sectional line (see FIG. 24).
  • FIG. 29 is a perspective cross-sectional view showing a cross section of the operating body 300 according to the third embodiment according to the II cross-sectional line (see FIG. 24).
  • FIG. 30 is a perspective sectional view showing a cross section of the operating body 300 according to the third embodiment by a JJ cross-sectional line (see FIG. 24).
  • the operating body 300 shown in FIGS. 22 to 30 has a load direction (forward (X-axis positive direction)) about the rotation axis AY in which the operating unit 330 is provided parallel to the Y-axis direction by an operating force from the operator. Alternatively, it has a configuration assuming that it is rotated backward (in the negative direction of the X-axis).
  • the operating body 300 can be applied to, for example, a toggle switch of a steering switch unit of a vehicle such as an automobile, and can be used for operating an in-vehicle device (for example, audio). As shown in FIGS.
  • the operation body 300 includes a base 310 (an example of a “base”), a support 320 (an example of a “support”), an operation unit 330 (an example of an “operation unit”), and an operation unit 330.
  • a substrate 340 (an example of a "substrate”) is provided.
  • the base 310 is a container-like portion having an open upper portion, which has a substantially rectangular parallelepiped shape and a hollow structure.
  • the base portion 310 is surrounded on all sides by a rectangular bottom plate portion 310B provided parallel to the XY plane, a tubular portion 310C having a tubular shape extending upward from the edge portion of the bottom plate portion 310B, and a tubular portion 310C. It has an internal space 310A formed by the above and a rectangular upper wall portion 310D provided parallel to the XY plane.
  • the tubular portion 310C includes first wall portions 310C1 and 310C2, which will be described later.
  • a first wall portion 310C1 is provided on the right side (Y-axis positive side) of the base portion 310.
  • the first wall portion 310C1 is a flat plate-shaped portion parallel to the XZ plane.
  • the first wall portion 310C1 is perpendicular to the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation portion 330.
  • the first wall portion 310C1 extends upward from the upper wall portion 310D in the internal space 330C of the operation base portion 330A, and the extended portion is a side wall portion on the right side (Y-axis positive side) of the operation base portion 330A. It faces the inner surface of 330A1.
  • the right end portions (the ends on the positive side of the Y axis) of the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322, which will be described later, are respectively. ) are continuously connected.
  • a trapezoidal recess 311 is provided on the outer surface of the extended portion of the first wall portion 310C1 (on the rotation axis AY of the operation portion 330).
  • a trapezoidal shaft portion 333 that is provided so as to project from the inner surface (on the rotation axis AY of the operation portion 330) of the side wall portion 330A1 on the right side (Y-axis positive side) of the operation base portion 330A. ..
  • a first wall portion 310C2 is provided on the left side (Y-axis negative side) of the base portion 310.
  • the first wall portion 310C2 is a flat plate-shaped portion parallel to the XZ plane.
  • the first wall portion 310C2 is perpendicular to the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation portion 330.
  • the first wall portion 310C2 is extended upward from the upper wall portion 310D in the internal space 330C of the operation base portion 330A, and the extended portion is a side wall portion on the left side (Y-axis negative side) of the operation base portion 330A. It faces the inner surface of 330A2.
  • a trapezoidal recess 311 is provided on the outer surface of the extended portion of the first wall portion 310C2 (on the rotation axis AY of the operation portion 330).
  • a trapezoidal shaft portion 333 that is provided so as to project from the inner surface (on the rotation axis AY of the operation portion 330) of the side wall portion 330A2 on the left side (Y-axis negative side) of the operation base portion 330A. ..
  • the internal space 330C is provided with a pair of actuators 315A and 315B in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the actuators 315A and 315B are parts formed separately from the base 310, the support 320, and the operation unit 330.
  • the actuators 315A and 315B have a columnar shape extending in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the actuator 315A is provided on the front side (X-axis positive side).
  • the actuator 315A is provided above the push switch 341A (an example of a "contact") mounted on the substrate 340.
  • the actuator 315A is inserted into a through hole provided through the upper wall portion 310D of the base portion 310 in the vertical direction (Z-axis direction), slides in the vertical direction, and is provided so as to be able to press the push switch 341A. ..
  • the actuator 315B is provided on the rear side (X-axis negative side).
  • the actuator 315B is provided above the push switch 341B (an example of a "contact") mounted on the substrate 340.
  • the actuator 315B is inserted into a through hole provided through the upper wall portion 310D of the base portion 310 in the vertical direction (Z-axis direction), slides in the vertical direction, and is provided so as to be able to press the push switch 341B. ..
  • the tops of the pair of actuators 315A and 315B are in contact with the bottom surfaces of the pair of pressing portions 335A and 335B provided in the internal space 330C of the operation base 330A.
  • Each of the pair of pressing portions 335A and 335B is integrally formed with the ceiling surface of the internal space 330C, and has a bottom surface parallel to the XY plane.
  • tact switches are used for the push switches 341A and 341B, but the push switches 341A and 341B may be any contacts that can be electrically switched on and off, for example, a rubber dome switch. There may be.
  • the operation unit 330 is a portion having functionality as a knob that rotates in the load direction about the rotation axis AY in response to an operation load from the operator.
  • the operation unit 330 has a semi-cylindrical operation base 330A obtained by cutting a cylinder extending in the Y-axis direction at the center of the cylinder in a direction parallel to the XY plane direction, and an operation base 330A above the outer peripheral surface of the operation base 330A (Z-axis positive). It has a protrusion 330B extending in the direction).
  • a cone-shaped shaft portion 333 is provided on the inner surface of the side wall portion 330A1 on the right side (Y-axis positive side) of the operation base portion 330A (on the rotation axis AY of the operation portion 330).
  • a cone-shaped shaft portion 333 is provided on the inner surface of the side wall portion 330A2 on the left side (Y-axis negative side) of the operation base portion 330A (on the rotation axis AY of the operation portion 330).
  • the protrusion 330B is a portion that the operator touches to apply an operating force.
  • the protrusion 330B has pressing surfaces 330B1 and 330B2 perpendicular to the X-axis direction, and the operator is more likely to receive the operation force when the operation force in the X-axis direction is applied to the protrusion 330B. ing.
  • a second wall portion 331 is provided in the central portion (between the pair of first wall portions 310C1 and C2) in the Y-axis direction.
  • the second wall portion 331 is perpendicular to the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation portion 330.
  • the second wall portion 331 has a circular shape centered on the rotation axis AY of the operation portion 330 when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the upper edge of the second wall portion 331 is integrally connected to the ceiling surface of the internal space 330C of the operation base portion 330A.
  • the right end portions (Y-axis positive) of the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322, which will be described later, are positive. Side ends) are continuously connected.
  • the lower portion of the second wall portion 331 is arranged in the recess 314 formed in the upper wall portion 310D of the base portion 310 at a predetermined distance from the recess 314.
  • the recess 314 has an inner wall surface (regulating portions 314A and 314B) provided in the XZ plane direction. Further, the recess 314 has a curved surface (regulating portion 314C) corresponding to the circular portion of the second wall portion 331.
  • the second wall portion 331 transitions in the Y-axis direction by applying a load to the operation portion 330 in the left-right direction (Y-axis direction), which is a non-operation direction
  • the second wall portion 331 Is in contact with the inner wall surface (regulating portion 314A, 314B) of the recess 314, so that the operating portion 330 is restricted from moving and tilting in the left-right direction (Y-axis direction), which is the non-operating direction.
  • the second wall portion 331 transitions in the Z-axis direction by applying a load for pressing the operation portion 330 in the vertical direction (Z-axis direction) which is a non-operation direction
  • the second wall portion 331 Is in contact with a surface having a curved surface (regulating portion 314C), so that the operating portion 330 is restricted from moving in the Z direction.
  • the support portion 320 elastically connects the base portion 310 and the operation portion 330.
  • the support portion 320 has a first elastic portion 321 and a second elastic portion 322.
  • the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 are provided so as to connect between the first wall portion 310C1 on the right side (Y-axis positive side) of the base portion 310 and the second wall portion 331 of the operation portion 330.
  • the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 are provided so as to connect between the first wall portion 310C2 on the left side (Y-axis negative side) of the base portion 310 and the second wall portion 331 of the operation portion 330.
  • the operating body 300 shown in FIGS. 22 to 30 has the same configuration as that of the eleventh embodiment, which will be described in detail later.
  • the first elastic portion 321 extends linearly in the Y-axis direction between the first wall portion 310C1 and the second wall portion 331 and between the first wall portion 310C2 and the second wall portion 331.
  • the first wall portion 310C1 and the second wall portion 331, and the first wall portion 310C2 and the second wall portion 331 are connected to each other.
  • the first elastic portion 321 has a plate shape that passes through the rotation axis AY.
  • the first elastic portion 321 extends in the direction of the rotation axis AY (Y-axis direction) and in the direction along the load direction (X-axis direction).
  • the first elastic portion 321 has a rectangular shape in which the side along the load direction (X-axis direction) is a long side when viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation unit 330.
  • the second elastic portion 322 extends linearly in the Y-axis direction between the first wall portion 310C1 and the second wall portion 331 and between the first wall portion 310C2 and the second wall portion 331.
  • the first wall portion 310C1 and the second wall portion 331, and the first wall portion 310C2 and the second wall portion 331 are connected to each other.
  • the second elastic portion 322 is provided on a virtual plane (YZ plane) that passes through the rotation axis AY of the operation portion 330 and intersects the plane (XY plane) formed by the first elastic portion 321.
  • the second elastic portion 322 has a point-symmetrical shape with the rotation axis AY as the center when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the second elastic portion 322 is provided with a predetermined gap between the second elastic portion 322 and the first elastic portion when viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation unit 330.
  • the second elastic portion 322 is provided on each of the upper side of the first elastic portion 321 and the lower side of the first elastic portion 321 with a predetermined gap between the first elastic portion 321 and the first elastic portion 321.
  • the first elastic portion 321 has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the substrate 340 is a flat plate-shaped member installed in the internal space 310A of the base 310 in a posture horizontal to the XY plane.
  • a rectangular opening portion 312 having a size larger than that of the substrate 340 and a lid portion 313 provided so as to open and close the opening portion 312 are formed.
  • the lid portion 313 is flexible and has a connecting portion 313A connected to the lower edge portion of the opening 312 at the lower edge portion.
  • the lid portion 313 can open and close the opening portion 312 by reversibly deforming the connecting portion 313A.
  • Push switches 341A and 341B are provided on the upper surface of the substrate 340.
  • the push switch 341A is provided in front of the rotation axis AY of the operation unit 330 (X-axis positive direction) and below the actuator 315A, and the operation unit 330 is forward (X-axis positive direction) by the operation force from the operator. When rotated backward (direction) or backward (X-axis negative direction), it is switched to the on state by being pressed by the bottom surface of the actuator 315A.
  • the push switch 341B is provided behind the rotation axis AY of the operation unit 330 (in the negative direction of the X axis) and below the actuator 315B, and the operation unit 330 is rearward (negative of the X axis) by the operating force from the operator. When it rotates in the direction), it switches to the on state by being pressed by the bottom surface of the actuator 315B.
  • the base portion 310, the supporting portion 320, and the operating portion 330 are integrally formed of a resin material by a 3D printer.
  • the operating body 300 is surrounded by the base 310 and the operating unit 330, which cannot be achieved by the processing technology (molding technology using a mold) used in the prior art because it is formed by a 3D printer.
  • a configuration such as "integrally forming the support portion 320 provided in the space with the base portion 310 and the operation portion 330" is feasible.
  • the operating body 300 can reduce the number of parts, and therefore, the work of combining a plurality of parts is unnecessary. Therefore, according to the operating body 300, the cost of the assembly process can be reduced.
  • the operation unit 330 rotates forward (X-axis positive direction)
  • the bottom surface of the pressing unit 335A of the operation unit 330 presses the actuator 315A
  • the bottom surface of the actuator 315A presses the push switch 341A.
  • the push switch 341A switches to the on state.
  • the operating portion 330 rotates on the rotating shaft. It rotates backward (X-axis negative direction) around AY.
  • each of the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 of the support portion 320 is elastically deformed and twisted, so that the operation portion 330 rotates with respect to the base portion 310.
  • the operation unit 330 rotates backward (in the negative direction of the X-axis)
  • the bottom surface of the pressing unit 335B of the operation unit 330 presses the actuator 315B
  • the bottom surface of the actuator 315B presses the push switch 341B.
  • the push switch 341B switches to the on state.
  • the operation body 300 according to the third embodiment when an operating force from the operator is applied, the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 are elastically deformed and twisted, so that the first elastic portion is twisted. Restoring force is generated in 321 and the second elastic portion 322. Therefore, in the operation body 300 according to the third embodiment, when the operation force from the operator is released, the operation unit 330 returns to the neutral state due to the restoring force of the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322. do.
  • the first elastic portion 321 extends in the direction along the load direction (X-axis direction) and in parallel with the axial direction of the rotation axis AY (Y-axis direction). It has a plate shape.
  • the operating body 300 according to the third embodiment can be operated with a small operating load. Further, when the operation unit 330 rotates by receiving the operation force from the operator, it is possible to prevent the center of rotation from being displaced from the position of the rotation shaft AX.
  • the direction in which the operator applies the operating load to the operating portion 330 (X-axis direction) is set to the width direction, so that the width direction (X) of the first elastic portion 321 is set. The strength in the axial direction) can be increased. As a result, the operating body 300 can suppress deformation of the first elastic portion 321 in the width direction (X-axis direction) due to the operating load from the operator.
  • the protrusion 330B maintains an angle perpendicular to the arc direction about the rotation axis AX. Since the transition occurs, there is less risk that it will be difficult for the operator to apply an operating force to the operating unit 330. Further, since the operation unit 330 rotates in an arc centered on the rotation axis AX, the pressing units 335A and 335B make transitions without being displaced in the X-axis direction and press the actuators 315A and 315B. Therefore, the operating force applied by the operator to the protrusion 330B is easily transmitted to the push switches 341A and 341B.
  • the operating body 300 has a first elastic portion 321 extended in the Y-axis direction.
  • the first elastic portion 321 has a rectangular shape in which the side along the load direction AX of the operation load from the operator is a long side when viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation portion 330. Have.
  • the operating body 300 has a second elastic portion 322 extending in the Y-axis direction.
  • the operating body 300 has a point-symmetrical shape in which the second elastic portion 322 is centered on the rotation axis AY when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the operating body 300 according to the third embodiment is placed between the second elastic portion 322 and the first elastic portion 321 when the second elastic portion 322 is viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operating portion 330. It is provided with a predetermined gap.
  • the operating body 300 can obtain a more appropriate operating load, and can more preferably suppress the misalignment of the rotation axis AY of the operating unit 330.
  • the operating body 300 according to the third embodiment is provided on the rotation shaft AY of the operating portion 330 in the recesses 311 of the first wall portions 310C1 and C2 so as to project from the inner surface of the side wall portions 330A1 and 330A2.
  • the unit 333 is arranged.
  • the operating body 300 according to the third embodiment is operated in a non-operating direction (for example, upward (Z-axis positive direction)) and downward (Z) except for the operating direction (X-axis direction) with respect to the operating unit 330.
  • a pair of restricting walls 334 is located inside the internal space 330C in the axial direction of the first wall portions 310C1 and C2, and the internal space 330C is provided. It is installed hanging from the ceiling surface of the building.
  • the distance from the rotation axis AY on the side surface of the protruding portion 330B of the operating portion 330 on the positive side of the X axis is 13.2 mm.
  • the operation point was moved by 4 mm in the negative direction of the X-axis, and the operation unit 330 was tilted by 15 degrees in the negative direction of the X-axis.
  • FIG. 31 is a perspective sectional view showing the configurations of the first embodiment and the third embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment. Since the dimensional ratios of the support portions 320 are slightly different and the other configurations are the same in the first embodiment and the third embodiment, they will be described with reference to common figures.
  • the support portion 320 according to the first embodiment and the third embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane, has a constant width in the X-axis direction, and has a Y-axis.
  • the first elastic portion 321 extending linearly in the direction and both are flat plates perpendicular to the XY plane, have a constant width in the Z-axis direction, and extend linearly in the Y-axis direction. It has a pair of upper and lower second elastic portions 322 that are present.
  • the second elastic portion 322 is provided on a virtual plane (YZ plane) that passes through the rotation axis AY and intersects the plane (XY plane) formed by the first elastic portion 321. Further, the second elastic portion 322 is provided with a predetermined gap between the second elastic portion 322 and the first elastic portion 321 when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the second elastic portion 322 has a point-symmetrical shape about the rotation axis AY when viewed in a plan view from the Y-axis direction. Further, the second elastic portion 322 is provided with a predetermined gap between the second elastic portion 321 and the first elastic portion 321 when viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation unit 330.
  • the second elastic portion 322 has a rectangular shape in which the side along the Y-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the first embodiment and the third embodiment is "9.4 mm". Further, in the support portion 320 according to the first embodiment and the third embodiment, the width of the second elastic portion 322 is "3.5 mm”. Further, in the support portion 320 according to the first embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 is "1.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the third embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 is "0.8 mm".
  • FIG. 32 is a perspective sectional view showing the configurations of the second embodiment and the fourth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment. Since the second embodiment and the fourth embodiment have slightly different dimensional ratios of the dimensional ratios of the support portions 320 and the other configurations are the same, they will be described with reference to common figures.
  • the support portion 320 according to the second embodiment and the fourth embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane and has a first elasticity extending linearly in the Y-axis direction. It has only part 321.
  • the first elastic portion 321 according to the second embodiment and the fourth embodiment has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the second embodiment and the fourth embodiment is "9.4 mm". Further, in the support portion 320 according to the second embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "1.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the fourth embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm”.
  • FIG. 33 is a perspective sectional view showing the configuration of a fifth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the fifth embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane and has only a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction. ..
  • the first elastic portion 321 according to the fifth embodiment has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the fifth embodiment is "9.4 mm”. Further, in the support portion 320 according to the fifth embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm”. However, in the support portion 320 according to the fifth embodiment, the width of the end portion of the first elastic portion 321 in the Y-axis direction is "6.5 mm”.
  • FIG. 34 is a perspective sectional view showing the configuration of the sixth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the sixth embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane and has only a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction. ..
  • the first elastic portion 321 according to the sixth embodiment has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the sixth embodiment is "13.4 mm”. Further, in the support portion 320 according to the sixth embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm”. However, in the support portion 320 according to the sixth embodiment, the width of the end portion of the first elastic portion 321 in the Y-axis direction is "10.5 mm”.
  • FIG. 35 is a perspective sectional view showing the configuration of the seventh embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the seventh embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane and has only a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction. ..
  • the first elastic portion 321 according to the seventh embodiment has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the seventh embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the seventh embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm".
  • FIG. 36 is a perspective sectional view showing the configuration of an eighth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the eighth embodiment has a constant width in the X-axis direction and has a first elasticity extending in a wavy shape in the Y-axis direction with the Z-axis direction as the amplitude direction. It has only part 321.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the eighth embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the eighth embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is “0.8 mm”. Further, in the support portion 320 according to the eighth embodiment, the swing width of the first elastic portion 321 in the Z-axis direction is "3.0 mm”.
  • FIG. 37 is a perspective sectional view showing the configuration of a ninth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the ninth embodiment has only the first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction and having a square cross section.
  • the support portion 320 according to the ninth embodiment has a side length parallel to the X-axis direction of the first elastic portion 321 of "1.5 mm”. Further, the support portion 320 according to the ninth embodiment has a side length parallel to the Z-axis direction of the first elastic portion 321 of "1.5 mm”.
  • FIG. 38 is a perspective sectional view showing the configuration of a tenth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the tenth embodiment has only the first elastic portion 321 which extends in a wavy shape in the Y-axis direction with the Z-axis direction as the amplitude direction and has a square cross section. ..
  • the support portion 320 according to the tenth embodiment has a side length parallel to the X-axis direction of the first elastic portion 321 of "1.5 mm”. Further, the support portion 320 according to the tenth embodiment has a side length parallel to the Z-axis direction of the first elastic portion 321 of "1.5 mm”. Further, in the support portion 320 according to the tenth embodiment, the swing width of the first elastic portion 321 in the Z-axis direction is "3.3 mm".
  • FIG. 39 is a perspective sectional view showing the configuration of the eleventh embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the eleventh embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane and is a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction.
  • the second elastic portion 322 is provided on a virtual plane (YZ plane) that passes through the rotation axis AY and intersects the plane (XY plane) formed by the first elastic portion 321.
  • the second elastic portion 322 has a point-symmetrical shape about the rotation axis AY when viewed in a plan view from the Y-axis direction. Further, the second elastic portion 322 is provided with a predetermined gap between the second elastic portion 321 and the first elastic portion 321 when viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation unit 330.
  • the first elastic portion 321 has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the second elastic portion 322 has a rectangular shape in which the side along the Y-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the eleventh embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the eleventh embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm”. Further, in the support portion 320 according to the eleventh embodiment, the width of the second elastic portion 322 is "1.6 mm”. Further, in the support portion 320 according to the eleventh embodiment, the thickness of the second elastic portion 322 is "0.8 mm".
  • FIG. 40 is a perspective sectional view showing the configuration of a twelfth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the twelfth embodiment has a flat plate shape perpendicular to the XY plane and is a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction. Also has a flat plate shape horizontal to the XY plane and has a pair of front and rear second elastic portions 322 extending linearly in the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the twelfth embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the twelfth embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm”. Further, in the support portion 320 according to the twelfth embodiment, the width of the second elastic portion 322 is "1.6 mm”. Further, in the support portion 320 according to the twelfth embodiment, the thickness of the second elastic portion 322 is "0.8 mm".
  • FIG. 41 is a perspective sectional view showing the configuration of the thirteenth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the thirteenth embodiment has only the first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction and having a circular cross section.
  • the diameter of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the thirteenth embodiment is "5.0 mm”.
  • FIG. 42 is a perspective sectional view showing the configuration of the 14th embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the 14th embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane, and has a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction and a first elastic portion 321. It has a pair of front and rear second elastic portions 322 provided apart from each other on the upper side of one elastic portion 321 and a pair of front and rear second elastic portions 322 provided separately below the first elastic portion 321.
  • Each second elastic portion 322 has a flat plate shape that extends linearly in the Y-axis direction and is inclined with respect to each of the XY plane and the ZY plane.
  • the second elastic portion 322 is provided on a virtual plane that passes through the rotation axis AY and intersects the plane formed by the first elastic portion 321. Further, the second elastic portion 322 is provided with a predetermined gap between the second elastic portion 322 and the first elastic portion 321 when viewed in a plan view from the Y-axis direction. Further, the second elastic portion 322 has a point-symmetrical shape about the rotation axis AY when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the second elastic portion 322 is provided with a predetermined gap between the second elastic portion 321 and the first elastic portion 321 when viewed in a plan view from the axial direction (Y-axis direction) of the rotation axis AY of the operation unit 330.
  • the first elastic portion 321 has a rectangular shape in which the side along the X-axis direction is a long side when viewed in a plan view from the Y-axis direction.
  • the second elastic portion 322 has a rectangular shape in which the side along the virtual plane is a long side when viewed in a plane from the Y-axis direction.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the 14th embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 14th embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is “0.8 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 14th embodiment, the width of the second elastic portion 322 is "1.6 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 14th embodiment, the thickness of the second elastic portion 322 is "0.8 mm".
  • FIG. 43 is a perspective sectional view showing the configuration of the fifteenth embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the fifteenth embodiment has only the first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction and having a circular cross section.
  • the diameter of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the fifteenth embodiment is "1.9 mm”.
  • FIG. 44 is a perspective sectional view showing the configuration of the 16th embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the sixteenth embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane, and has a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction and XY. It has a flat plate shape perpendicular to a plane and has a second elastic portion 322 extending linearly in the Y-axis direction.
  • the first elastic portion 321 and the second elastic portion 322 are orthogonal to each other on the rotation axis AY of the operation portion 330.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the 16th embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 16th embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is “0.8 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 16th embodiment, the width of the second elastic portion 322 is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 16th embodiment, the thickness of the second elastic portion 322 is "0.8 mm".
  • FIG. 45 is a perspective sectional view showing the configuration of the 17th embodiment of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the support portion 320 according to the sixteenth embodiment has a flat plate shape horizontal to the XY plane, and has a first elastic portion 321 extending linearly in the Y-axis direction and a first elastic portion 321. It has three second elastic portions 322 that intersect with one elastic portion 321 on the rotation axis AY of the operation portion 330 and extend linearly in the Y-axis direction. However, of the three second elastic portions 322, the first second elastic portion 322 is orthogonal to the first elastic portion 321.
  • the second elastic portion 322 intersects with the first elastic portion 321 at an inclination of ⁇ 45 degrees. Further, of the three second elastic portions 322, the third elastic portion 322 intersects with the first elastic portion 321 at an inclination of +45 degrees.
  • the width of the first elastic portion 321 of the support portion 320 according to the 17th embodiment is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 17th embodiment, the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 17th embodiment, the width of the second elastic portion 322 is "5.0 mm”. Further, in the support portion 320 according to the 17th embodiment, the thickness of the second elastic portion 322 is "0.8 mm".
  • Examplementation results of each example 46 and 47 are diagrams showing a list of configurations and implementation results of the first to 17th embodiments of the support portion 320 included in the operating body 300 according to the third embodiment.
  • the displacement of the rotating shaft AY is good. An amount (less than 0.1 [mm]) was obtained.
  • the seventh embodiment and the eleventh embodiment that is, the first elastic portion 321 is linear, and the width of the first elastic portion 321 in the X-axis direction is "5.0 mm".
  • the thickness of the first elastic portion 321 is "0.8 mm", which is extremely good reaction force (within the range of 2 to 4 [N]) as a toggle switch for automobiles, and a good rotation shaft. Both the displacement amount of AY (less than 0.1 [mm]) were obtained.
  • the fifth embodiment and the fourteenth embodiment that is, the first elastic portion 321 is linear, and the width of the first elastic portion 321 in the X-axis direction is "5.0 mm” or ". 9.4 mm ”and the thickness of the first elastic portion 321 is“ 0.8 mm ”), which is a good reaction force (within the range of 4 to 5 [N]) as a toggle switch for automobiles. , A good displacement of the axis of rotation AY (less than 0.1 [mm]) was obtained.
  • the amount of displacement of the rotary shaft AY during operation, the operation reaction force, and the functionality of returning the operation unit 330 without any problem when the operation unit 330 is opened are described in the first to third embodiments.
  • the operating body 300 having the configuration of the 17th embodiment was compared and evaluated, the operating body 300 of the 11th embodiment was comprehensively superior.
  • the operation units 130 and 230 can be operated in the front-rear direction (X-axis direction), but the operation units 130 and 230 may also be operated in the left-right direction (Y-axis direction).
  • a plurality of regions are formed in the left-right direction (Y-axis direction) with respect to the support portions 120 and 220, and the elasticity of each region is made different from each other, so that a part of the regions is greatly elastically deformed.
  • the portions 130 and 230 may be swung in the left-right direction (Y-axis direction).
  • the operation unit which has the shaft portion as a fulcrum and can be operated in the front-rear direction (X-axis direction) or the left-right direction (Y-axis direction) has been described. It may be provided so that it can be operated in the front-rear direction (X-axis direction) and the left-right direction (Y-axis direction).
  • the method of making the elasticity different from each other in a plurality of regions is not limited to the method described in the embodiment. May be good.
  • the structure may be a continuous body other than the linear portion made of an elastic material.
  • the structure may be a continuum formed by a 3D printer and whose material composition is shifted in a gradation pattern.
  • the first wall portion may be provided on the operating portion 330 and the second wall portion may be provided on the base portion 310.
  • Operation body 110 210 Base 110A Internal space 111 Cylinder 111A Cylinder space 111B Bottom plate 111C1,111C2,111C3,111C4,130B1,130B2,130B3,130B4,210C1,210C2,210C3,210C4 Wall 112 Opening 113 Lid 113A Connecting part 120, 190, 220 Support part 120A, 120B Structure 121, 191A, 221 Linear part 122 Shaft part 130, 230 Operation part 130A Upper wall part 130B Peripheral wall part 130C Internal space 130D Ceiling surface 131 Lever part 131A Notch part 140 Board 141 Switch box 141A Operation protrusion 300 Operation body 310 Base part 310A Internal space 310B Bottom plate part 310C Cylinder part 310C1, 310C2 First wall part 310D Upper wall part 311 Recessed part 312 Opening part 313 Lid part 313A 314 Recessed parts 314A, 314B, 314C Restriction part 315A

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)

Abstract

操作体は、基部と、基部に対して揺動可能に設けられた操作部と、基部と操作部とを弾性的に接続する支持部と、基部、及び、支持部、及び、操作部は一体的に形成されており、基部、または、操作部は壁部を有し、壁部は、筒形状を有し、支持部の周囲を取り囲んで配置されることにより内部空間を形成し、支持部は内部空間に配置される。

Description

操作体および製造方法
 本発明は、操作体および製造方法に関する。
 下記特許文献1には、揺動操作される操作ノブを、ケースに設けられた軸部によって動作可能に支持したスイッチ装置が開示されている。
特開2015-53153号公報
 しかしながら、上記特許文献1の操作ノブは、動作する方向が軸部を通る揺動軸線を中心とした円弧方向に限られており、操作ノブの動作する方向の設計自由度は小さかった。また、操作ノブとケースとは別個の部材によって形成されていたため、操作ノブとケースとを互いに組み合わせるための組立工程が必要という問題があった。
 一実施形態に係る操作体は、基部と、基部に対して揺動可能に設けられた操作部と、基部と操作部とを弾性的に接続する支持部と、基部、及び、支持部、及び、操作部は一体的に形成されており、基部、または、操作部は壁部を有し、壁部は、筒形状を有し、支持部の周囲を取り囲んで配置されることにより内部空間を形成し、支持部は内部空間に配置される。
 一実施形態によれば、操作ノブの動作する方向の自由度が高く、基部と支持部と操作部とを組立てる組立工程が不要な操作体を提供することができる。
第1実施形態に係る操作体の外観斜視図 第1実施形態に係る操作体の上面図 図2に示す切り取り線A-Aで切断した第1実施形態に係る操作体の斜視断面図 図2に示す切り取り線A-Aで切断した第1実施形態に係る操作体を第3の方向から見た側方断面図 図2に示す切り取り線B-Bで切断した第1実施形態に係る操作体の斜視断面図 図2に示す切り取り線B-Bで切断した第1実施形態に係る操作体を第2の方向から見た側方断面図 図4に示すC部を拡大した一部拡大断面図 第1実施形態に係る操作体の製造方法の手順を示すフローチャート 第1実施形態に係る支持部が有する立体的多層構造の一例を示す図 第1実施形態に係る支持部が有する立体的多層構造の他の一例を示す図 第1実施形態に係る支持部に適用され得る構造体の一例を示す図 第1実施形態に係る支持部に適用され得る構造体の一例を示す図 第1実施形態の変形例に係る操作体の上面図 図13に示す断面線F-Fで切断した第1実施形態の変形例に係る操作体の斜視断面図 図13に示す断面線F-Fで切断した第1実施形態の変形例に係る操作体を第3の方向から見た側方断面図 図15に示すH部を拡大した一部拡大断面図 図13に示す断面線G-Gで切断した第1実施形態の変形例に係る操作体を第2の方向から見た側方断面図 第2実施形態に係る操作体の外観斜視図 第2実施形態に係る操作体の上面図 図19に示す切り取り線D-Dで切断した第2実施形態に係る操作体を第3の方向から見た側方断面図 図19に示す切り取り線E-Eで切断した第2実施形態に係る操作体を第2の方向から見た側方断面図 第3実施形態に係る操作体の外観斜視図 第3実施形態に係る操作体の外観斜視図 第3実施形態に係る操作体の上面図 第3実施形態に係る操作体のX軸正側から見た側面図 第3実施形態に係る操作体のY軸負側から見た側面図 第3実施形態に係る操作体のH-H断面線による断面を示す断面図 第3実施形態に係る操作体のH-H断面線による断面の支持部の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体のI-I断面線による断面の支持部の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体のJ-J断面線による断面の支持部の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第1実施例および第3実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第2実施例および第4実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第5実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第6実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第7実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第8実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第9実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第10実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第11実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第12実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第13実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第14実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第15実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第16実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第17実施例の構成を示す斜視断面図 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第1実施例~第17実施例の構成および実施結果の一覧を示す図である。 第3実施形態に係る操作体が備える支持部の第1実施例~第17実施例の構成および実施結果の一覧を示す図である。
 以下、図面を参照して、一実施形態(第1実施形態~第3実施形態)について説明する。
 〔第1実施形態〕
 (操作体100の構成)
 図1は、第1実施形態に係る操作体100の外観斜視図である。図2は、第1実施形態に係る操作体100の上面図である。図3は、図2に示す切り取り線A-Aで切断した第1実施形態に係る操作体100の斜視断面図である。図4は、図2に示す切り取り線A-Aで切断した第1実施形態に係る操作体100を第3の方向から見た側方断面図である。図5は、図2に示す切り取り線B-Bで切断した第1実施形態に係る操作体100の斜視断面図である。図6は、図2に示す切り取り線B-Bで切断した第1実施形態に係る操作体100を第2の方向から見た側方断面図である。
 なお、以降の説明では、便宜上、X軸方向を前後方向(「第2の方向」の一例)とし、Y軸方向(「第3の方向」の一例)を左右方向とし、Z軸方向を上下方向(「第1の方向」の一例)とする。但し、X軸正方向を前方向とし、Y軸正方向を右方向とし、Z軸正方向を上方向とする。
 図1~図6に示す操作体100は、操作者からの操作力によって、操作部130が前方(X軸正方向)、または、後方(X軸負方向)に揺動操作されることを想定した構成を有している。操作体100は、自動車等の車両に設置される車載装置(例えば、パワーウインドウ)の操作を行うスイッチ装置に応用することが出来る。図1~図6に示すように、操作体100は、基部110、支持部120、操作部130、および基板140(「基板」の一例)を備える。
 基部110は、概ね直方体形状且つ中空構造を有する容器状の部分である。基部110の内部に形成された内部空間110Aには、基板140が収納されている。内部空間110Aには、スイッチボックス141(「接点」の一例)を実装した基板140が、XY平面に対して水平な姿勢で設置される。
 基部110の上方には、基部110の上部から上下方向(Z軸方向)に延設された四角筒状の筒部111が設けられている。筒部111によって構成される筒内空間111Aの下方には、XY平面方向と平行に設けられた底板部111Bが設けられている。底板部111Bには、詳しくは後述するレバー部131を挿通可能な孔が設けられている。
 基部110の前側(X軸正側)の側面には、基板140よりも大きな寸法を有する矩形状の開口部112と、開口部112を開閉可能に設けられた蓋部113とが形成されている。蓋部113は、可撓性を有し、下側の縁部に、開口部112の下側の縁部に連結されている連結部113Aを有する。蓋部113は、連結部113Aが可逆的に変形することにより、開口部112を開閉することができる。第1実施形態に係る操作体100は、蓋部113を開くことにより、開口部112から、内部空間110Aに基板140を挿入して設置することができる。
 支持部120は、筒部111の筒内空間111Aに設けられている。支持部120は、柱状(本実施形態では、四角柱状としているが、これに限らない)且つ弾性を有する部分である。支持部120の一端(下端)は、筒部111に設けられた底板部111Bの上面に連続的に形成されている。支持部120の上部は、筒部111の上端部よりも上方まで延設されている。支持部120の他端(上端)は、操作部130の内部空間130Cに露出した天井面130D(すなわち、上壁部130Aの下面)に連続的に形成され、操作部130を支持している。また、支持部120は、操作者からの操作力によって弾性変形して傾倒することによって、操作部130を揺動可能に支持している。
 図2~図6に示すように、支持部120は、基部110の筒部111によって囲まれた空間(すなわち、筒内空間111A)内に設けられている。さらに、支持部120は、筒部111とともに、操作部130の上壁部130Aおよび周壁部130Bによって囲まれた空間(すなわち、内部空間130C)内に設けられている。すなわち、支持部120は、基部110および操作部130の双方に囲まれた空間内に形成されている。このため、支持部120は、操作体100の外側から視認できないようになっている。
 尚、本実施形態において、筒部111は、支持部120の前方(X軸正方向)に設けられた壁部111C1と、支持部120の右方(Y軸正方向)に設けられた壁部111C2と、支持部120の後方(X軸負方向)に設けられた壁部111C3と、を含む。また、本実施形態において、筒部111は、支持部120の左方(Y軸負方向)に設けられた壁部111C4を含む。また、本実施形態において、壁部(111C1~111C4)は、連続して継ぎ目無く設けられることによって筒形状を有しているが、支持部120の四方を取り囲んで配置されることで筒内空間111Aを形成しておればよく、各壁部の間には隙間が有っても良い。
 操作部130は、操作者が前方側(X軸正方向側)に設けられた壁部130B1に触れて斜め後方に引っ張り操作することによって、基部110を基準として揺動する部分である。操作部130は、下側が開口した中空構造を有する。また、操作部130は、上壁部130Aと周壁部130Bとによって囲まれた内部空間130Cを有する。
 尚、本実施形態において、周壁部130Bは、支持部120の前方(X軸正方向)に設けられた壁部130B1と、支持部120の右方(Y軸正方向)に設けられた壁部130B2と、支持部120の後方(X軸負方向)に設けられた壁部130B3と、を含む。また、本実施形態において、周壁部130Bは、支持部120の左方(Y軸負方向)に設けられた壁部130B4を含む。また、本実施形態において、壁部(130B1~130B4)は、連続して継ぎ目無く設けられることにより筒形状を有しているが、支持部120の周囲を取り囲んで配置されることで内部空間130Cを形成しておればよく、各壁部の間には隙間が有っても良い。
 図3~図5に示すように、壁部(130B1~130B4)によって構成される内部空間130Cには、基部110から上方(Z軸正方向)に延設された筒部111と、筒部111内に配置された支持部120と、が配置される。また、操作部130は、上壁部130Aの下方側に内部空間130Cに面して設けられた天井面130Dを有し、天井面130Dには、支持部120の他端(上端)が連続的に形成されている。操作部130は、操作者からの操作力によって支持部120が弾性変形して傾倒するとき、または、操作後に操作者が操作部130から手を離したとき、基部110に対して、所定の操作方向である前方(X軸正方向)および後方(X軸負方向)の各々に揺動する。また、操作部130は、支持部120よりもY軸負側に、天井面130Dから垂下して設けられた、四角柱状のレバー部131を有する。レバー部131は、基板140の上面の近傍位置にまで至る、上下方向の長さを有する。レバー部131の下端部には、前後方向(X軸方向)に一定の幅を有して上方に切り欠かれた、切り欠き部131Aが形成されている。切り欠き部131Aは、基板140上に設けられたスイッチボックス141の操作突起141Aに係合する。
 基板140は、基部110の内部空間110Aにおいて、XY平面に対して水平な姿勢で設置される平板状の部材である。基板140の上面には、概ね直方体形状を有するスイッチボックス141が設けられている。操作突起141Aは、中心軸がY軸方向と平行な円柱形状を有し、Y軸正方向側の端部がスイッチボックス141の内部へと挿入され、Y軸負方向側の端部がスイッチボックス141のY軸負方向側の面から突設され、当該Y軸負方向側の端部を前後方向(X軸方向)にスライド操作可能に設けられた操作部である。また、スイッチボックス141は、操作突起141Aが操作されたときに開閉されてON/OFFが切り替わる接点(不図示)、及び、電気回路(不図示)を有している。操作突起141Aは、操作部130の天井面130Dから垂下して設けられたレバー部131の先端部に形成されている切り欠き部131A内に係合する。そのため、操作力を受けて操作部130が揺動したとき、操作部130の揺動に伴いレバー部131が揺動することによって、切り欠き部131A、及び、切り欠き部131A内に係合した操作突起141Aは操作される。これにより、スイッチボックス141は、ON/OFFが切り替えられる。
 ここで、操作体100は、3Dプリンタによって、基部110、支持部120、および操作部130が、樹脂素材から一体的に形成されている。特に、操作体100は、3Dプリンタによって形成されることにより、従来技術(金型を用いた成型技術)ではなし得なかった、"基部110および操作部130に囲まれた空間内に設けられた支持部120を、基部110および操作部130と一体的に形成する"といった構成が、実現可能となっている。これにより、操作体100は、当該操作体100に組み込まれる基板140を除いて、部品点数を削減することができ、よって、複数の部品を組み合わせるといった作業が不要である。したがって、このように形成された操作体100によれば、組み込み作業の手間をかけることなく、基部110に対して操作部130が動作可能に接続された操作体100を提供することができる。
 (支持部120の具体的な構成)
 図7は、図4に示す操作体100の部分Cを拡大して示した一部拡大断面図である。図7に示すように、操作体100の支持部120は、弾性を有する複数の線状部121が一体的な格子状に組み合わされた立体的多層構造を有する。当該格子は、平面視において四角形状を有する。立体的多層構造とは、複数の線状部121が組み合わされることによって形成される立体的かつ幾何学的な形状を有する複数の構造体が、3軸方向(X軸方向,Y軸方向,Z軸方向)の各々に対して多層に組み合わされた構造を意味する。このような立体的多層構造は、3Dプリンタによって形成することができる。
 尚、本実施形態では、構造による弾性の違いを分かり易く説明するため、弾性を有する単一の組成の樹脂素材を用いて形成した支持部120について説明するが、支持部120は弾性の異なる複数種類の樹脂素材を用いて形成されていてもよい。
 また、図7に示すように、支持部120は、上下方向(Z軸方向)においては、上方(Z軸正方向)から順に、上側領域A1,中央領域A2,下側領域A3に分類される。これら3つの領域A1,A2,A3は、立体的多層構造の構成の相違によって、弾性の大きさを調整されていても良い。
 尚、各領域(A1~A3、及び、詳細を後述するB1~B3)の弾性の大きさの相対的な違いを分かり易く説明するために、以後、各領域の弾性の大きさを弾性H1~H3と呼称する。ただし、弾性H1~H3とは、各領域の弾性の大小を大まかに比較するための便宜上の呼称であって、各領域に固有の、または、一定の物性値を示すものではない。例えば、弾性を弾性H1~H3で示された各領域は、その内部、及び、各領域の接続部において、弾性の大きさが連続的に変化して調整されてグラデーションのような分布を有していても良い。このことによれば、各領域の内部、及び、各領域が集合して成る支持部120の内部に掛かる内部応力は、一か所に集中することなく当該領域の内部に分散して作用し易くなるので、各領域、及び、支持部120は物理的な力に対する耐久性が向上する。
 例えば上側領域A1および下側領域A3は、比較的弾性の大きい弾性H2を有する。一方、中央領域A2は、弾性H2よりも弾性の小さい弾性H3を有する。これにより、内部応力は最も変形し易い領域に集中して作用するので、支持部120は中央領域A2が大きく屈曲する。そのため、操作体100は、操作部130に対して前方(X軸正方向)または後方(X軸負方向)への揺動操作がなされたときに、支持部120は領域A1,A3は殆ど弾性変形せず、領域A2が大きく弾性変形する。そのため、操作部130は前方(X軸正方向)または後方(X軸負方向)に揺動する。このように、支持部120の内部に意図的に変形し易い領域を設けることによって、支持部120の屈曲、及び、操作部130の揺動する方向、及び、操作部130が揺動するときの支点を容易に設計することが出来る。このことによれば、複数の操作方向に揺動可能な操作部130を容易に設計することが出来る。また、複数の操作方向に揺動可能で、且つ、それぞれの操作方向に揺動するときの支点、及び、動作する方向がそれぞれ異なる操作部130を容易に設計することが出来る。
 さらに、支持部120は、前後方向(X軸方向)において、前方(X軸正方向)から順に、前側領域B1,中央領域B2,後側領域B3に分類される。これら3つの領域B1,B2,B3は、立体的多層構造の構成の相違によって、弾性の大きさを調整されていても良い。
 特に、第1実施形態に係る支持部120は、前側領域B1および後側領域B3よりも、中央領域B2の弾性が高められている。これにより、第1実施形態に係る支持部120は、前側領域B1および後側領域B3は中央領域B2よりも弾性が小さいことによって弾性変形し易くなっている。このことによれば、内部応力は最も変形し易い領域に集中して作用するので、支持部120は、前側領域B1および後側領域B3が弾性変形して前後方向(X軸方向)に屈曲し易くなる。このことによれば、操作部130が揺動する方向を容易に設計することが出来る。また、中央領域B2と中央領域A2との交差部分には、弾性H1よりも更に大きな弾性を有する軸部122(支点の一例)を高弾性領域として設けても良い。また、中央領域B2と中央領域A2との交差部分における、軸部122の周囲には、軸部122よりも著しく小さな弾性H3を有する部位を、軸部122を取り囲んで設けても良い。このことによれば、高い弾性を有する軸部122と隣接して設けられる中央領域A2のうち軸部122の前方、または、軸部122の後方の軸部122のすぐ隣の箇所は、大きく変形し易くなる。
 例えば、前側領域B1,中央領域B2,後側領域B3の各々において、前側領域B1および後側領域B3は、弾性H2または弾性H3を有して設けられ、中央領域B2は、弾性H2よりも弾性の大きい弾性H1を有して設けられる。これにより、第1実施形態に係る支持部120は、上記した操作部130の揺動する方向の容易な設計に加え、中央領域B2が高い強度を有する芯として機能するため、上方に設けられた操作部130を確実に支持することが可能となる。
 さらに、中央領域B2と中央領域A2との交差する位置には、左右方向(Y軸方向)に延在する円柱状の軸部122が形成されている。軸部122は、弾性H3よりも更に大きな弾性を有する高弾性領域である。このことによれば、支持部120は、中央領域B2が上から下まで弾性の高い部位により構成されるため、支持部120の上方に設けられる操作部130をしっかりと支持することが出来る。また、軸部122と連続して、軸部122の前後方向に隣接して設けられる中央領域A2は、上述したように、弾性H3を有して設けられる。高弾性領域と変形し易い領域とが隣接して配置される場合、内部応力は当該変形し易い領域のうち高弾性領域に近い箇所に集中して作用する。そのため、支持部120の内部に応力が発生するとき、当該応力は、軸部122の側方に隣接して設けられる中央領域A2のうち軸部122の前方、または、軸部122の後方の軸部122のすぐ隣の箇所に集中して作用し、当該箇所を大きく変形させる。このことによれば、支持部120は、当該箇所を支点として前方(X軸正方向)または後方(X軸負方向)に屈曲する。また、軸部122を設けることにより、支持部120が屈曲するときの支点の位置は設計し易くなる。また、各領域の弾性を調整することによって、支持部120が前方(X軸正方向)に屈曲するときの屈曲角度、及び、後方(X軸負方向)に屈曲するときの屈曲角度を容易に設計できる。
 操作部130は、支持部120によって支持されているため、支持部120が前方(X軸正方向)または後方(X軸負方向)に屈曲したとき、前後方向に揺動する。上述したように、操作部130の揺動操作に伴う支持部120の屈曲は設計し易いため、操作部130の動作する方向もまた設計し易い。
 (操作体100の製造方法の手順)
 図8は、第1実施形態に係る操作体100の製造方法の手順を示すフローチャートである。まず、3Dプリンタによって、基部110、支持部120、および操作部130を一体的に成形する(ステップS801:成形工程)。次に、基部110の開口部112から、内部空間110Aに基板140を挿入して設置する(ステップS802:基板設置工程)。これにより、操作体100は完成する。このように、操作体100は、2つの工程のみによって完成するため、先行技術として記載したような従来のスイッチ装置の製造方法よりも工程の簡素化が可能となる。
 (立体的多層構造の一例)
 図9は、第1実施形態に係る支持部120が有する立体的多層構造の一例を示す図である。
 図9に示す支持部120は、複数の線状部121によって形成される四角形状を有する複数の構造体が組み合わされた立体的多層構造を有する。
 図9に示す支持部120は、上下方向の中央領域A2における線状部121aの太さ(小)が、上側領域A1および下側領域A3における線状部121bの太さ(中)よりも細い。これにより、図9に示す支持部120は、上下方向の中央領域A2の弾性が、上側領域A1および下側領域A3よりも低められているため、中央領域A2が変形し易くなっている。
 また、図9に示す支持部120は、前後方向の中央領域B2における線状部121cの太さ(大)が、前側領域B1および後側領域B3における線状部121bの太さ(中)よりも太い。これにより、図9に示す支持部120は、前後方向の中央領域B2の弾性が、前側領域B1および後側領域B3よりも高められているため、中央領域B2が支持部120の上方に設けられる操作部130を確実に支持する。また、前側領域B1および後側領域B3が屈曲可能するため、支持部120に支持された操作部130は揺動可能となっている。
 さらに、図9に示す支持部120は、上下方向の中央領域A2における前後方向の中央領域B2に設けられ、線状部121cが六角形状に組合されることによりXZ平面方向と平行なハニカム構造として形成された軸部122を有している。当該ハニカム構造は、Y軸方向からみたとき六角形状を有している。軸部122の弾性は、周囲の領域と比較して極めて大きな弾性を有している。また、詳しくは上述した通り、中央領域A2の弾性は小さい。内部応力は弾性の大きな領域と弾性の小さな領域との境界に集中して作用するため、前後方向に屈曲する向きに操作力が加えられたとき、図9に示す支持部120は、中央領域A2が大きく変形して前後方向に屈曲する。
 (立体的多層構造の他の一例)
 図10は、第1実施形態に係る支持部120が有する立体的多層構造の他の一例を示す図である。
 図10に示す支持部120は、複数の線状部121によって形成される四角形状を有する複数の構造体が組み合わされた立体的多層構造を有する。
 図10に示す支持部120は、上下方向の中央領域A2における線状部121cの水平面(XY平面)に対する傾斜角度が、上側領域A1および下側領域A3における線状部121bの水平面(XY平面)に対する傾斜角度よりも小さい。これにより、図10に示す支持部120は、上下方向の中央領域A2の弾性が、上側領域A1および下側領域A3の弾性よりも低められているため、中央領域A2が変形し易くなっている。
 また、図10に示す支持部120は、前後方向の中央領域B2における線状部121cの太さ(大)が、前側領域B1および後側領域B3における線状部121bの太さ(中)よりも太い。これにより、図10に示す支持部120は、前後方向の中央領域B2の弾性が、前側領域B1および後側領域B3の弾性よりも高められているため、中央領域B2が支持部120の上方に設けられる操作部130を確実に支持する。
 さらに、図10に示す支持部120は、上下方向の中央領域A2における前後方向の中央領域B2に設けられ、線状部121cが六角形状に組合されることによりXZ平面方向と平行なハニカム構造として形成された軸部122を有している。支持部120がXZ平面方向と平行に屈曲する向きの操作力が加えられたとき、軸部122の弾性は極めて大きくなる。また、詳しくは上述した通り、中央領域A2の弾性は小さい。内部応力は弾性の大きな領域と弾性の小さな領域との境界に集中して作用するため、前後方向に屈曲する向きに操作力が加えられたとき、図10に示す支持部120は、中央領域A2が大きく変形して前後方向に屈曲する。
 図11および図12は、第1実施形態に係る支持部120に適用され得る構造体(120A、120B)の一例を示す図である。
 図11に示すように、支持部120は、複数の線状部121によって形成される四角形状を有する構造体120Aを含んでいても良い。支持部120は、複数の構造体120Aの密度を高めることにより、当該領域の弾性を高めることができる。構造体120Aの四角形状は、X方向から見た時、および/または、Y方向から見た時に四角形状となる向きに配置されても良い。四角形状を当該向きに配置した場合、構造体120Aは、XZ平面と平行に配置される線状部121を含む。このことによれば、操作者からの操作力はXZ平面と平行に作用するので、使用時の状況に則して弾性及び復元力を設計し易くなる。このことによれば、前後方向に揺動操作される操作部130の動作する方向、及び、前後方向に屈曲する支持部120の弾性及び復元力を設計し易くなる。
 また、図12に示すように、支持部120は、複数の線状部121によって形成される六角形状を有する構造体120Bを含んでいても良い。構造体120B(すなわち、ハニカム構造)を形成することにより、当該領域の弾性を高めることができる。構造体120Bの六角形状は、Y方向から見た時に六角形状となる向きに配置されても良い。六角形状を当該向きに配置した場合、構造体120Bは、XZ平面と平行な向きの力を加えられても殆ど変形しなるほどに弾性が大きくなるため、高弾性領域と同様に用いることが出来る。
 尚、構造体120Bと連続して、構造体120Bの隣に、弾性が支持部120の中で最も小さくなるように調整した構造体120Aを配置しても良い。このことによれば、支持部120は屈曲するとき最も弾性が小さな領域が大きく変形して屈曲する。そして、更に、弾性の小さな領域が弾性の大きな領域に隣接している場合、その屈曲の傾向は顕著となるため、支持部120が屈曲する支点を容易に設計できる。そのため、操作部130がXZ平面と平行に揺動するときの支点を容易に設計できる。
 このように、第1実施形態に係る操作体100は、支持部120における複数の領域の間で、線状部121の交差角度、線状部121の太さの、少なくともいずれか一つを異ならせることによって、各領域の弾性を互いに異ならせることができる。また、第1実施形態に係る操作体100は、線状部121によって形成される格子の密度、および複数の構造体の形状、構成材料の組成の、少なくともいずれか一つを異ならせることによって、各領域の弾性を互いに異ならせることができる。特に、第1実施形態に係る操作体100は、3Dプリンタによって形成されるため、支持部120を有する複数の領域の各々の立体的多層構造の形状を、容易に変更することができる。すなわち、支持部120を有する複数の領域の各々の弾性の大きさを容易に変更することができる。
 図13~図17を用いて本願の第1実施形態の変形例である操作体101について説明する。図13は、第1実施形態の変形例に係る操作体101の上面図である。図14は、図13に示す断面線F-Fで切断した第1実施形態の変形例に係る操作体101の斜視断面図である。図15は、図13に示す断面線F-Fで切断した第1実施形態の変形例に係る操作体101を第3の方向から見た側方断面図である。図16は、図15に示すH部を拡大した一部拡大断面図である。図17は、図13に示す断面線G-Gで切断した第1実施形態の変形例に係る操作体101を第2の方向から見た側方断面図である。
 尚、説明を簡素とするため、第1実施形態と同じ構成については、第1実施形態と同じ符号を用いて説明する。また、一部図示を省略している。
 図13~図15に示すように、操作体101は、基部110、支持部190、操作部130を備える。
 図16に示すように、支持部190は、弾性を有し、YZ平面と平行に設けられた複数の板部191を有している。また、支持部190は、弾性を有し、複数の板部191の間に、前後方向(X軸方向)と平行に設けられ、板部191同士を接続する梁部192を有している。
 図17に示すように、板部191は、弾性を有する複数の線状部191Aが網目状に組合さった格子構造を有している。
 尚、本変形例において、支持部190は、YZ平面と平行に設けた板部191、及び、X軸方向と平行な梁部192とからなっていたが、板部191はXZ平面と平行に設けられていても良い。また、梁部192は、Y軸方向と平行に設けられていても良い。また、板部191はXY平面と平行に設けられていても良い。また、梁部192は、Z軸方向と平行に設けられていても良い。これらの構成によれば、軸線方向が揃っていることによって、板部191が弾性変形する方向と支持部190が屈曲するときの方向と操作部130が揺動するときの方向とを関連付けて設計することは容易になる。そのため、このことによれば、操作部130の動作する方向を設計することは容易になる。
 〔第2実施形態〕
 (操作体200の構成)
 図18は、第2実施形態に係る操作体200の外観斜視図である。図19は、第2実施形態に係る操作体200の上面図である。図20は、図19に示す切り取り線D-Dで切断した第2実施形態に係る操作体を第3の方向から見た側方断面図である。図21は、図19に示す切り取り線E-Eで切断した第2実施形態に係る操作体を第2の方向から見た側方断面図である。
 図18~図21に示す操作体200は、操作者からの操作力によって、操作部230が前方(X軸正方向)、または、後方(X軸負方向)に回動操作されることを想定した構成を有している。操作体200は、例えば、自動車等の車両のステアリングスイッチユニットのトグルスイッチに応用することが可能であり、車載装置(例えば、オーディオ)を操作するために用いることが可能である。図18~図21に示すように、操作体200は、基部210、支持部220、および操作部230を備える。
 基部210は、概ね直方体形状且つ中空構造を有する、上部が開口した容器状の部分である。基部210は、XY平面と平行に設けられた矩形の底板部210Bと、底板部210Bの縁部から上方へ延設された筒形状を有する筒部210Cと、筒部210Cに四方を取り囲まれることによって形成された内部空間210Aとを有する。筒部210Cは、壁部(210C1~210C4)を含んでいる。
 支持部220は、図18~図21に示すように、複数の線状部221が一体的に組み合わされた立体的多層構造を有する。本実施形態では、弾性を有する単一の組成の樹脂素材を用いて形成した支持部220について説明するが、支持部220は弾性の異なる複数種類の樹脂素材を用いて形成されていてもよい。本実施形態において、支持部220は全体の外形が四角柱形状を有しているが、支持部220の外形は四角柱形状でなくてもよい。支持部220は、内部空間210Aに立設されている。支持部220の一端(下端)は、底板部210Bの上面に連続的に形成されている。支持部220の他端(上端)は、操作部230が有する湾曲した天井面230Dに連続的に形成されている。図18~図21に示すように、支持部220は、その上部が、操作部230の半円筒状の操作基部230Aの底面側(Z軸負側)に形成された半円柱状の内部空間230C内に設けられている。すなわち、支持部220は、基部210および操作部230の双方に囲まれた空間内に形成されている。
 本実施形態において、作用効果を理解し易くするため、支持部220は、線状部221の交差角度、線状部221の太さ、線状部221によって形成される格子の密度、および複数の構造体の形状、構成材料の組成がいずれも一様な構成体を含む構成として説明する。しかし、支持部220は、一様な内部構造を有する必要は無く、例えば、第1実施形態の図9~図12に関連して説明した支持部120と同様に、内包する構造体を構成する要素を様々に調整した内部構造を有していても良い。このことによれば、支持部220によって生成される復元力、及び、操作反力を様々に調整することが可能となる。
 操作部230は、操作者が操作力を加えるために触れる部分である。操作部230は、Y軸方向に延在する円筒を当該円柱の中央でXY平面方向と平行な方向に切断した半円筒状の操作基部230Aと、操作基部230Aの外周面から上方(Z軸正方向)に延設された突出部230Bとを有する。操作基部230Aの左側(Y軸負側)の側面および右側(Y軸正側)の側面の各々には、操作基部230Aのなす半円柱形状の軸線方向に向けて軸部231が延設されている。基部210の壁部210C2、及び、壁部210C4には、軸部231に対応して設けられた軸受部210E、及び、軸受部210Eによって構成される軸穴210Dが設けられている。軸部231は、軸穴210Dに嵌合される。これにより、操作部230は、軸受部210Eによって回動可能に軸支される。
 また、操作基部230Aの下方側(Z軸負側)には、半円筒状の内部空間230Cが形成されている。図20および図21に示すように、内部空間230Cには、支持部220の上部が配置される。また、支持部220の他端(上端)は天井面230Dに連続的に形成されている。
 操作者が操作部230に操作力を加えたとき、操作部230は軸部231を通る軸線を中心として回動する。また、支持部220は、操作部230の回動に伴い屈曲すると共に、複数の線状部221からなる構造体の弾性に基づいて復元力を生成する。
 ここで、操作体200は、3Dプリンタによって、基部210、支持部220、および操作部230が、樹脂素材を用いて一体成形されている。特に、操作体200は、3Dプリンタによって形成されることにより、従来技術で用いられている加工技術(金型を用いた成型技術)ではなし得なかった、"基部210および操作部230に囲まれた空間内に設けられた支持部220を、基部210および操作部230と一体的に形成する"といった構成が、実現可能となっている。これにより、操作体200は、部品点数を削減することができ、よって、複数の部品を組み合わせるといった作業が不要である。したがって、操作体200によれば、組立工程のコストを小さくすることができる。
 〔第3実施形態〕
 (操作体300の構成)
 図22および図23は、第3実施形態に係る操作体300の外観斜視図である。図24は、第3実施形態に係る操作体300の上面図である。図25は、第3実施形態に係る操作体300のX軸正側から見た側面図である。図26は、第3実施形態に係る操作体300のY軸負側から見た側面図である。図27は、第3実施形態に係る操作体300のH-H断面線(図24参照)による断面を示す断面図である。図28は、第3実施形態に係る操作体300のH-H断面線(図24参照)による断面を示す斜視断面図である。図29は、第3実施形態に係る操作体300のI-I断面線(図24参照)による断面を示す斜視断面図である。図30は、第3実施形態に係る操作体300のJ-J断面線(図24参照)による断面を示す斜視断面図である。
 図22~図30に示す操作体300は、操作者からの操作力によって、操作部330がY軸方向と平行に設けられた回転軸AYを中心として荷重方向(前方(X軸正方向)、または、後方(X軸負方向))に回動操作されることを想定した構成を有している。操作体300は、例えば、自動車等の車両のステアリングスイッチユニットのトグルスイッチに応用することが可能であり、車載装置(例えば、オーディオ)を操作するために用いることが可能である。図22~図30に示すように、操作体300は、基部310(「基部」の一例)、支持部320(「支持部」の一例)、操作部330(「操作部」の一例)、および基板340(「基板」の一例)を備える。
 <基部310>
 基部310は、概ね直方体形状且つ中空構造を有する、上部が開口した容器状の部分である。基部310は、XY平面と平行に設けられた矩形の底板部310Bと、底板部310Bの縁部から上方へ延設された筒形状を有する筒部310Cと、筒部310Cに四方を取り囲まれることによって形成された内部空間310Aと、XY平面と平行に設けられた矩形の上壁部310Dとを有する。筒部310Cは、後述する第1壁部310C1,310C2を含む。
 基部310の右側(Y軸正側)には、第1壁部310C1が設けられている。第1壁部310C1は、XZ平面と平行な平板状の部位である。第1壁部310C1は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)に対して垂直である。第1壁部310C1は、操作基部330Aの内部空間330Cにおいて、上壁部310Dよりも上方に向かって延設され、当該延設部分が、操作基部330Aの右側(Y軸正側)の側壁部330A1の内面と対向する。第1壁部310C1の延設部分の内面(操作部330の回転軸AY上)には、後述する第1弾性部321および第2弾性部322の各々の右端部(Y軸正側の端部)が連続的に接続されている。第1壁部310C1の延設部分の外面(操作部330の回転軸AY上)には錐台形の凹部311が設けられている。凹部311の内側には、操作基部330Aの右側(Y軸正側)の側壁部330A1の内面(操作部330の回転軸AY上)から突出して設けられた錐台形の軸部333が配置される。
 基部310の左側(Y軸負側)には、第1壁部310C2が設けられている。第1壁部310C2は、XZ平面と平行な平板状の部位である。第1壁部310C2は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)に対して垂直である。第1壁部310C2は、操作基部330Aの内部空間330Cにおいて、上壁部310Dよりも上方に向かって延設され、当該延設部分が、操作基部330Aの左側(Y軸負側)の側壁部330A2の内面と対向する。第1壁部310C2の延設部分の内面(操作部330の回転軸AY上)には、後述する第1弾性部321および第2弾性部322の各々の左端部(Y軸負側の端部)が連続的に接続されている。第1壁部310C2の延設部分の外面(操作部330の回転軸AY上)には錐台形の凹部311が設けられている。凹部311の内側には、操作基部330Aの左側(Y軸負側)の側壁部330A2の内面(操作部330の回転軸AY上)から突出して設けられた錐台形の軸部333が配置される。
 また、内部空間330Cには、前後方向(X軸方向)に一対のアクチュエータ315A,315Bが設けられている。アクチュエータ315A,315Bは、基部310、及び、支持部320、及び、操作部330とは別個に形成された部品である。アクチュエータ315A,315Bは、上下方向(Z軸方向)に延設された円柱状を有する。アクチュエータ315Aは、前側(X軸正側)に設けられている。アクチュエータ315Aは、基板340上に実装されているプッシュスイッチ341A(「接点」の一例)の上方に設けられる。アクチュエータ315Aは、基部310の上壁部310Dに上下方向(Z軸方向)に貫通して設けられた貫通孔に挿通され、上下方向にスライドして、プッシュスイッチ341Aを押圧可能に設けられている。アクチュエータ315Bは、後側(X軸負側)に設けられている。アクチュエータ315Bは、基板340上に実装されているプッシュスイッチ341B(「接点」の一例)の上方に設けられる。アクチュエータ315Bは、基部310の上壁部310Dに上下方向(Z軸方向)に貫通して設けられた貫通孔に挿通され、上下方向にスライドして、プッシュスイッチ341Bを押圧可能に設けられている。一対のアクチュエータ315A,315Bの各々の頂部は、操作基部330Aの内部空間330Cに設けられている一対の押圧部335A,335Bの各々の底面に接触している。なお、一対の押圧部335A,335Bの各々は、内部空間330Cの天井面と一体に形成されており、且つ、XY平面に対して平行な底面を有する。尚、本実施形態において、プッシュスイッチ341A、341Bには、タクトスイッチが用いられるが、プッシュスイッチ341A、341Bは電気的にON/OFFを切り替えることのできる接点であれば良く、例えばラバードームスイッチであっても良い。
 <操作部330>
 操作部330は、は、操作者からの操作荷重を受けて、回転軸AYを中心とした荷重方向に回転するノブとしての機能性を有する部位である。操作部330は、Y軸方向に延在する円筒を当該円柱の中央でXY平面方向と平行な方向に切断した半円筒状の操作基部330Aと、操作基部330Aの外周面から上方(Z軸正方向)に延設された突出部330Bとを有する。操作基部330Aの右側(Y軸正側)の側壁部330A1の内面(操作部330の回転軸AY上)には、錐台形の軸部333が突出して設けられている。操作基部330Aの左側(Y軸負側)の側壁部330A2の内面(操作部330の回転軸AY上)には、錐台形の軸部333が突出して設けられている。突出部330Bは、操作者が操作力を加えるために触れる部分である。突出部330Bは、X軸方向と垂直な押圧面330B1、330B2を有しており、操作者は突出部330Bに対してX軸方向の操作力が掛けられたとき、その操作力を受け易くなっている。
 操作基部330Aの内部空間330Cにおいて、Y軸方向における中央部(一対の第1壁部310C1,C2の間)には、第2壁部331が設けられている。第2壁部331は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)に対して垂直である。第2壁部331は、Y軸方向から平面視したときに、操作部330の回転軸AYを中心とする円形状を有する。第2壁部331は、その上縁部が、操作基部330Aの内部空間330Cの天井面に一体に接続されている。
 第2壁部331の右表面(Y軸正側の表面)における操作部330の回転軸AY上には、後述する第1弾性部321および第2弾性部322の各々の左端部(Y軸負側の端部)が連続的に接続されている。
 第2壁部331の左表面(Y軸負側の表面)における操作部330の回転軸AY上には、後述する第1弾性部321および第2弾性部322の各々の右端部(Y軸正側の端部)が連続的に接続されている。
 なお、第2壁部331の下部は、基部310の上壁部310Dに形成されている凹部314内に、凹部314とは所定の間隔を空けて配置されている。図27、及び、図28に示す様に、凹部314はXZ平面方向に設けられた内壁面(規制部314A、314B)を有している。また、凹部314は、第2壁部331の有する円形状の部位に対応した曲面状を有する面(規制部314C)を有している。これにより、例えば、操作部330に対して非操作方向である左右方向(Y軸方向)への荷重が加えられることによって第2壁部331がY軸方向に遷移したとき、第2壁部331は凹部314の内壁面(規制部314A、314B)に当接するため、操作部330が非操作方向である左右方向(Y軸方向)へ移動および傾倒することは規制される。また、例えば、操作部330に対して非操作方向である上下方向(Z軸方向)へ押圧する荷重が加えられることによって第2壁部331がZ軸方向に遷移したとき、第2壁部331は曲面状を有する面(規制部314C)に当接するため操作部330がZ方向に移動することは規制される。
 <支持部320>
 支持部320は、基部310と操作部330とを弾性的に接続する。支持部320は、第1弾性部321および第2弾性部322を有する。第1弾性部321および第2弾性部322は、基部310の右側(Y軸正側)の第1壁部310C1と操作部330の第2壁部331との間を繋いで設けられている。また、第1弾性部321および第2弾性部322は、基部310の左側(Y軸負側)の第1壁部310C2と操作部330の第2壁部331との間を繋いで設けられている。尚、図22から図30に示す操作体300は、詳しくは後述する第11実施例と同じ構成を有している。
 第1弾性部321は、第1壁部310C1と第2壁部331との間、および、第1壁部310C2と第2壁部331との間の各々において、Y軸方向に直線状に延在して設けられており、第1壁部310C1と第2壁部331、および、第1壁部310C2と第2壁部331を接続する。
 第1弾性部321は、回転軸AYを通る板形状を有している。第1弾性部321は、回転軸AYの方向(Y軸方向)、及び、荷重方向(X軸方向)に沿った方向に延設される。
 第1弾性部321は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視した時、荷重方向(X軸方向)に沿った辺が長辺である長方形状である。
 第2弾性部322は、第1壁部310C1と第2壁部331との間、および、第1壁部310C2と第2壁部331との間の各々において、Y軸方向に直線状に延在して設けられており、第1壁部310C1と第2壁部331、および、第1壁部310C2と第2壁部331を接続する。
 第2弾性部322は、操作部330の回転軸AYを通り、第1弾性部321のなす平面(XY平面)と交差する仮想平面(YZ平面)上に設けられる。
 また、第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、回転軸AYを中心として、点対称な形状を有する。
 また、第2弾性部322は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視したとき、第1弾性部との間に所定の隙間を有して設けられる。
 本実施形態では、第1弾性部321の上側と第1弾性部321の下側との各々に、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して、第2弾性部322が設けられている。また、本実施形態では、第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 <基板340>
 基板340は、基部310の内部空間310Aにおいて、XY平面に対して水平な姿勢で設置される平板状の部材である。基部310の右側(Y軸正側)の側面には、基板340よりも大きな寸法を有する矩形状の開口部312と、開口部312を開閉可能に設けられた蓋部313とが形成されている。蓋部313は、可撓性を有し、下側の縁部に、開口部312の下側の縁部に連結されている連結部313Aを有する。蓋部313は、連結部313Aが可逆的に変形することにより、開口部312を開閉することができる。第3実施形態に係る操作体300は、蓋部313を開くことにより、開口部312から、内部空間310Aに基板340を挿入して設置することができる。
 基板340の上面には、プッシュスイッチ341A,341Bが設けられている。プッシュスイッチ341Aは、操作部330の回転軸AYよりも前方(X軸正方向)、且つ、アクチュエータ315Aの下方に設けられており、操作者からの操作力によって操作部330が前方(X軸正方向)、または、後方(X軸負方向)に回動したときに、アクチュエータ315Aの底面によって押圧されることによってオン状態に切り替わる。プッシュスイッチ341Bは、操作部330の回転軸AYよりも後方(X軸負方向)、且つ、アクチュエータ315Bの下方に設けられており、操作者からの操作力によって操作部330が後方(X軸負方向)に回動したときに、アクチュエータ315Bの底面によって押圧されることによってオン状態に切り替わる。
 ここで、操作体300は、3Dプリンタによって、基部310、支持部320、および操作部330が、樹脂素材から一体的に形成されている。特に、操作体300は、3Dプリンタによって形成されることにより、従来技術で用いられている加工技術(金型を用いた成型技術)ではなし得なかった、"基部310および操作部330に囲まれた空間内に設けられた支持部320を、基部310および操作部330と一体的に形成する"といった構成が、実現可能となっている。これにより、操作体300は、部品点数を削減することができ、よって、複数の部品を組み合わせるといった作業が不要である。したがって、操作体300によれば、組立工程のコストを小さくすることができる。
 (操作部330の動作)
 第3実施形態に係る操作体300は、操作部330の突出部330Bに対して、操作者から前方(X軸正方向)への操作力が加えられたとき、操作部330が回転軸AYを中心として前方(X軸正方向)へ回動する。この際、支持部320の第1弾性部321および第2弾性部322の各々が弾性変形して捻じれることによって、操作部330が基部310に対して回動する。そして、操作部330が前方(X軸正方向)へ回動することにより、操作部330の押圧部335Aの底面がアクチュエータ315Aを押下し、アクチュエータ315Aの底面がプッシュスイッチ341Aを押下することで、プッシュスイッチ341Aがオン状態に切り替わる。
 一方、第3実施形態に係る操作体300は、操作部330の突出部330Bに対して、操作者から後方(X軸負方向)への操作力が加えられたとき、操作部330が回転軸AYを中心として後方(X軸負方向)へ回動する。この際、支持部320の第1弾性部321および第2弾性部322の各々が弾性変形して捻じれることによって、操作部330が基部310に対して回動する。そして、操作部330が後方(X軸負方向)へ回動することにより、操作部330の押圧部335Bの底面がアクチュエータ315Bを押下し、アクチュエータ315Bの底面がプッシュスイッチ341Bを押下することで、プッシュスイッチ341Bがオン状態に切り替わる。
 なお、第3実施形態に係る操作体300は、操作者からの操作力が加えられたとき、第1弾性部321および第2弾性部322が弾性変形して捻じれることによって、第1弾性部321および第2弾性部322において復元力が生じる。このため、第3実施形態に係る操作体300は、操作者からの操作力が解除されたとき、第1弾性部321および第2弾性部322の復元力により、操作部330が中立状態に復帰する。
 特に、第3実施形態に係る操作体300は、第1弾性部321が、荷重方向に沿った方向(X軸方向)、及び、回転軸AYの軸方向(Y軸方向)と平行に延設された板形状を有する。
 これにより、第3実施形態に係る操作体300は、小さな操作荷重で操作を行うことができる。また、操作部330が操作者からの操作力を受けて回転する時、その回転中心が回動軸AXの位置からずれしてしまうことを抑制することができる。特に、第3実施形態に係る操作体300は、操作者が操作部330に対して操作荷重を掛ける方向(X軸方向)を幅方向としたことで、第1弾性部321の幅方向(X軸方向)に対する強度を高めることができる。このことによって、操作体300は、操作者からの操作荷重による第1弾性部321の幅方向(X軸方向)への変形を抑制することできる。このことによれば、操作者が突出部330Bに対して掛けた操作力を受けて操作部330が回転する時、突出部330Bは回転軸AXを中心とする円弧方向と垂直な角度を保って遷移するので、操作者が操作部330に対して操作力を加え難くなる恐れは小さくなる。また、操作部330は回転軸AXを中心とする円弧を描いて回転するので、押圧部335A、335Bは、X軸方向に位置ずれすること無く遷移して、アクチュエータ315A、315Bを押圧する。そのため、操作者が突出部330Bに対して加えた操作力は、プッシュスイッチ341A、341Bに伝達され易くなっている。
 また、第3実施形態に係る操作体300は、Y軸方向に延設された第1弾性部321を有している。第1弾性部321は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視した時、操作者からの操作荷重の荷重方向AXに沿った辺が長辺である長方形状を有する。
 また、第3実施形態に係る操作体300は、Y軸方向に延設された第2弾性部322を有する。
 また、第3実施形態に係る操作体300は、Y軸方向から平面視した時、第2弾性部322が、回転軸AYを中心として、点対称な形状を有する。
 また、第3実施形態に係る操作体300は、第2弾性部322が、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視したとき、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して設けられる。
 これにより、第3実施形態に係る操作体300は、より適度な操作荷重を得ることができ、且つ、操作部330の回転軸AYの位置ずれを、より好適に抑制することができる。
 また、第3実施形態に係る操作体300は、操作部330の回転軸AY上において、第1壁部310C1,C2の凹部311内に、側壁部330A1,330A2の内面から突出して設けられた軸部333が配置されている。これにより、第3実施形態に係る操作体300は、操作部330に対する操作方向(X軸方向)を除く非操作方向への操作(例えば、上方(Z軸正方向)への操作、下方(Z軸負方向)への操作、上方からの平面視において回転方向への操作等)がなされたときに、凹部311内の内周面に軸部333が当接することにより、操作部330の非操作方向への移動を規制することができる。
 また、第3実施形態に係る操作体300は、操作部330の内部空間330Cにおいて、第1壁部310C1,C2よりも内部空間330Cの軸方向における内側に、一対の規制壁334が内部空間330Cの天井面から垂下して設けられている。これにより、第3実施形態に係る操作体300は、操作部330に対する非操作方向への操作がなされたときに、第1壁部310C1,C2が規制壁334に当接することによって、第1壁部310C1,C2の内側への傾倒を規制して、凹部311内からの凹部311内の抜け落ちを抑制することができる。
 〔実施例〕
 以下、第3実施形態に係る操作体300の支持部320の実施例について説明する。本実施例では、互いに支持部320の構成が異なる、複数の操作体300(第1実施例~第17実施例)の各々について、シミュレーションにより、反力、応力、回転軸AYの変位量の各々を計測した。
 (実施方法)
 本実施例では、複数の操作体300(第1実施例~第17実施例)の各々について、操作部330の突出部330BのX軸正側の側面における回転軸AYからの距離が13.2mmの位置を操作ポイントとして、当該操作ポイントをX軸負方向に4mm移動させて、操作部330をX軸負方向に15度傾ける操作を行った。
 (各実施例の支持部320の構成)
 <第1実施例および第3実施例>
 図31は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第1実施例および第3実施例の構成を示す斜視断面図である。尚、第1実施例および第3実施例は、支持部320の寸法比が僅かに異なっており、その他の構成は同一であるため、共通の図を用いて説明する。図31に示すように、第1実施例および第3実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、X軸方向に一定の幅を有し、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321と、いずれもXY平面に対して垂直な平板状であり、Z軸方向に一定の幅を有し、且つ、Y軸方向に直線状に延在する上下一対の第2弾性部322とを有する。第2弾性部322は、回転軸AYを通り、第1弾性部321のなす平面(XY平面)と交差する仮想平面(YZ平面)上に設けられる。また、第2弾性部322は、Y軸方向から平面視したとき、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して設けられる。また、第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、回転軸AYを中心として、点対称な形状を有する。また、第2弾性部322は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視したとき、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して設けられる。第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、Y軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第1実施例および第3実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「9.4mm」となっている。また、第1実施例および第3実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の幅が、「3.5mm」となっている。また、第1実施例に係る支持部320は、第1弾性部321および第2弾性部322の厚さが、「1.0mm」となっている。また、第3実施例に係る支持部320は、第1弾性部321および第2弾性部322の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第2実施例および第4実施例>
 図32は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第2実施例および第4実施例の構成を示す斜視断面図である。尚、第2実施例および第4実施例は、支持部320の寸法比の寸法比が僅かに異なっており、その他の構成は同一であるため、共通の図を用いて説明する。図32に示すように、第2実施例および第4実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321のみを有する。第2実施例および第4実施例に係る第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第2実施例および第4実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「9.4mm」となっている。また、第2実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「1.0mm」となっている。また、第4実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第5実施例>
 図33は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第5実施例の構成を示す斜視断面図である。図33に示すように、第5実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321のみを有する。第5実施例に係る第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第5実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「9.4mm」となっている。また、第5実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。但し、第5実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のY軸方向における端部の幅が、「6.5mm」となっている。
 <第6実施例>
 図34は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第6実施例の構成を示す斜視断面図である。図34に示すように、第6実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321のみを有する。第6実施例に係る第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第6実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「13.4mm」となっている。また、第6実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。但し、第6実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のY軸方向における端部の幅が、「10.5mm」となっている。
 <第7実施例>
 図35は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第7実施例の構成を示す斜視断面図である。図35に示すように、第7実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321のみを有する。第7実施例に係る第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第7実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第7実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第8実施例>
 図36は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第8実施例の構成を示す斜視断面図である。図36に示すように、第8実施例に係る支持部320は、X軸方向に一定の幅を有し、且つ、Z軸方向を振幅方向としてY軸方向に波状に延在する第1弾性部321のみを有する。
 なお、第8実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第8実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。また、第8実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のZ軸方向の振れ幅が、「3.0mm」となっている。
 <第9実施例>
 図37は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第9実施例の構成を示す斜視断面図である。図37に示すように、第9実施例に係る支持部320は、Y軸方向に直線状に延在し、且つ、断面が正方形である第1弾性部321のみを有する。
 なお、第9実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のX軸方向と平行な辺の長さが、「1.5mm」となっている。また、第9実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のZ軸方向と平行な辺の長さが、「1.5mm」となっている。
 <第10実施例>
 図38は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第10実施例の構成を示す斜視断面図である。図38に示すように、第10実施例に係る支持部320は、Z軸方向を振幅方向としてY軸方向に波状に延在し、且つ、断面が正方形である第1弾性部321のみを有する。
 なお、第10実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のX軸方向と平行な辺の長さが、「1.5mm」となっている。また、第10実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のZ軸方向と平行な辺の長さが、「1.5mm」となっている。また、第10実施例に係る支持部320は、第1弾性部321のZ軸方向の振れ幅が、「3.3mm」となっている。
 <第11実施例>
 図39は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第11実施例の構成を示す斜視断面図である。図39に示すように、第11実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321と、いずれもXY平面に対して垂直な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する上下一対の第2弾性部322とを有する。第2弾性部322は、回転軸AYを通り、第1弾性部321のなす平面(XY平面)と交差する仮想平面(YZ平面)上に設けられる。また、第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、回転軸AYを中心として、点対称な形状を有する。また、第2弾性部322は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視したとき、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して設けられる。第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、Y軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第11実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第11実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。また、第11実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の幅が、「1.6mm」となっている。また、第11実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第12実施例>
 図40は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第12実施例の構成を示す斜視断面図である。図40に示すように、第12実施例に係る支持部320は、XY平面に対して垂直な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321と、いずれもXY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する前後一対の第2弾性部322とを有する。
 なお、第12実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第12実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。また、第12実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の幅が、「1.6mm」となっている。また、第12実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第13実施例>
 図41は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第13実施例の構成を示す斜視断面図である。図41に示すように、第13実施例に係る支持部320は、Y軸方向に直線状に延在し、且つ、断面が円形である第1弾性部321のみを有する。
 なお、第13実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の直径が、「5.0mm」となっている。
 <第14実施例>
 図42は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第14実施例の構成を示す斜視断面図である。図42に示すように、第14実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321と、第1弾性部321の上側に離間して設けられた前後一対の第2弾性部322と、第1弾性部321の下側に離間して設けられた前後一対の第2弾性部322とを有する。各第2弾性部322は、Y軸方向に直線状に延在し、且つ、XY平面およびZY平面の各々に対して傾いた平板状である。第2弾性部322は、回転軸AYを通り、第1弾性部321のなす平面と交差する仮想平面上に設けられる。また、第2弾性部322は、Y軸方向から平面視したとき、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して設けられる。また、第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、回転軸AYを中心として、点対称な形状を有する。また、第2弾性部322は、操作部330の回転軸AYの軸方向(Y軸方向)から平面視したとき、第1弾性部321との間に所定の隙間を有して設けられる。第1弾性部321は、Y軸方向から平面視した時、X軸方向に沿った辺が長辺である長方形状である。第2弾性部322は、Y軸方向から平面視した時、仮想平面に沿った辺が長辺である長方形状である。
 なお、第14実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第14実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。また、第14実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の幅が、「1.6mm」となっている。また、第14実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第15実施例>
 図43は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第15実施例の構成を示す斜視断面図である。図43に示すように、第15実施例に係る支持部320は、Y軸方向に直線状に延在し、且つ、断面が円形である第1弾性部321のみを有する。
 なお、第15実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の直径が、「1.9mm」となっている。
 <第16実施例>
 図44は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第16実施例の構成を示す斜視断面図である。図44に示すように、第16実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321と、XY平面に対して垂直な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第2弾性部322とを有する。但し、第1弾性部321と第2弾性部322とは、操作部330の回転軸AY上で直交している。
 なお、第16実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第16実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。また、第16実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の幅が、「5.0mm」となっている。また、第16実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の厚さが、「0.8mm」となっている。
 <第17実施例>
 図45は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第17実施例の構成を示す斜視断面図である。図45に示すように、第16実施例に係る支持部320は、XY平面に対して水平な平板状であり、且つ、Y軸方向に直線状に延在する第1弾性部321と、第1弾性部321と操作部330の回転軸AY上で交差し、且つ、Y軸方向に直線状に延在する3つの第2弾性部322を有する。但し、3つの第2弾性部322のうち、第1の第2弾性部322は、第1弾性部321と直交する。また、3つの第2弾性部322のうち、第2の第2弾性部322は、第1弾性部321と-45度傾いて交差する。また、3つの第2弾性部322のうち、第3の第2弾性部322は、第1弾性部321と+45度傾いて交差する。
 なお、第17実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の幅が、「5.0mm」となっている。また、第17実施例に係る支持部320は、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」となっている。また、第17実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の幅が、「5.0mm」となっている。また、第17実施例に係る支持部320は、第2弾性部322の厚さが、「0.8mm」となっている。
 (各実施例の実施結果)
 図46および図47は、第3実施形態に係る操作体300が備える支持部320の第1実施例~第17実施例の構成および実施結果の一覧を示す図である。
 図46および図47に示すように、本実施例では、第7実施例、第8実施例、第11実施例、第12実施例、第15実施例において、極めて良好な反力(2~4[N]の範囲内)が得られた。また、本実施例では、第5実施例および第14実施例において、良好な反力(4~5[N]の範囲内)が得られた。
 また、図46および図47に示すように、本実施例では、第1実施例~第7実施例、第11実施例、第14実施例、第16実施例において、良好な回転軸AYの変位量(0.1[mm]未満)が得られた。
 すなわち、本実施例では、第7実施例および第11実施例(すなわち、第1弾性部321が直線状であり、第1弾性部321のX軸方向の幅が、「5.0mm」であり、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」である構成)において、車載用のトグルスイッチとして極めて良好な反力(2~4[N]の範囲内)と、良好な回転軸AYの変位量(0.1[mm]未満)との双方が得られた。
 また、本実施例では、第5実施例および第14実施例(すなわち、第1弾性部321が直線状であり、第1弾性部321のX軸方向の幅が、「5.0mm」または「9.4mm」であり、第1弾性部321の厚さが、「0.8mm」である構成)において、車載用のトグルスイッチとして良好な反力(4~5[N]の範囲内)と、良好な回転軸AYの変位量(0.1[mm]未満)との双方が得られた。
 尚、第3実施形態では、操作時に回転軸AYが変位する量、及び、操作反力、及び、操作部330を開放した時に操作部330が問題なく復帰する機能性について第1実施例~第17実施例の構成を有する操作体300を比較評価した時、第11実施例の操作体300が総合的に優れていた。
 以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
 例えば、操作部130,230は、前後方向(X軸方向)に操作可能としているが、さらに、操作部130,230を、左右方向(Y軸方向)にも操作可能としてもよい。この場合、支持部120,220に対し、左右方向(Y軸方向)に複数の領域を形成し、各領域の弾性を互いに異ならせることによって、一部の領域を大きく弾性変形させることにより、操作部130,230を左右方向(Y軸方向)に揺動させるようにしてもよい。また、以上では、支点としての軸部を有して前後方向(X軸方向)、または、左右方向(Y軸方向)に操作可能な操作部について説明したが、操作部は、球体の支点を有し、前後方向(X軸方向)、および、左右方向(Y軸方向)に操作可能にさせるようにしても良い。
 また、複数の領域で互いに弾性を異ならせる方法は、実施形態で説明した方法に限らず、例えば、複数の領域で互いに素材を異ならせることにより、複数の領域で互いに弾性を異ならせるようにしてもよい。
 また、構造体は、弾性素材から成る線状部以外の連続体であってもよい。例えば、構造体は、3Dプリンタによって形成される、材料組成がグラデーション状にシフトした連続体であってもよい。
 また、第3実施形態に係る操作体300において、第1壁部が操作部330に設けられ、且つ、第2壁部が基部310に設けられてもよい。
 本国際出願は、2020年5月12日に出願した日本国特許出願第2020-084008号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
 100,101,200 操作体
 110,210 基部
 110A 内部空間
 111 筒部
 111A 筒内空間
 111B 底板部
 111C1,111C2,111C3,111C4,130B1,130B2,130B3,130B4,210C1,210C2,210C3,210C4 壁部
 112 開口部
 113 蓋部
 113A 連結部
 120,190,220 支持部
 120A,120B 構造体
 121,191A,221 線状部
 122 軸部
 130,230 操作部
 130A 上壁部
 130B 周壁部
 130C 内部空間
 130D 天井面
 131 レバー部
 131A 切り欠き部
 140 基板
 141 スイッチボックス
 141A 操作突起
 300 操作体
 310 基部
 310A 内部空間
 310B 底板部
 310C 筒部
 310C1,310C2 第1壁部
 310D 上壁部
 311 凹部
 312 開口部
 313 蓋部
 313A 連結部
 314 凹部
 314A,314B,314C 規制部
 315A,315B アクチュエータ
 320 支持部
 321 第1弾性部
 322 第2弾性部
 330 操作部
 330A 操作基部
 330A1,330A2 側壁部
 330B 突出部
 330B1,330B2 押圧面
 330C 内部空間
 331 第2壁部
 333 軸部
 334 規制壁
 335A,335B 押圧部
 340 基板
 341A,341B プッシュスイッチ
 AY 回転軸

Claims (28)

  1.  基部と、
     前記基部に対して揺動可能に設けられた操作部と、
     前記基部と前記操作部とを弾性的に接続する支持部と、
     前記基部、及び、前記支持部、及び、前記操作部は一体的に形成されており、
     前記基部、または、前記操作部は壁部を有し、
     前記壁部は、筒形状を有し、前記支持部の周囲を取り囲んで配置されることにより内部空間を形成し、
     前記支持部は前記内部空間に配置される
     ことを特徴とする操作体。
  2.  前記支持部は、
     互いに弾性が異なる複数の領域を有する
     ことを特徴とする請求項1に記載の操作体。
  3.  前記支持部は、
     前記支持部の一端から他端に至る第1の方向における中央領域の弾性が、前記第1の方向におけるその他の領域の弾性よりも高められている
     ことを特徴とする請求項2に記載の操作体。
  4.  前記支持部は、
     前記第1の方向と直交する第2の方向における中央領域の弾性が、前記第2の方向におけるその他の領域の弾性よりも高められている
     ことを特徴とする請求項3に記載の操作体。
  5.  前記支持部は、
     前記第1の方向における中央領域と前記第2の方向における中央領域とが交差する領域に支点を有し、
     前記支点の弾性は、前記第1の方向における中央領域の弾性、及び、前記第2の方向における中央領域の弾性よりも高められている
     ことを特徴とする請求項4に記載の操作体。
  6.  前記支持部は、
     複数の線状部によって形成される複数の構造体が一体的に組み合わされた立体的多層構造を有し、
     前記複数の領域は、
     前記立体的多層構造の構成の相違によって、互いに弾性が異なる
     ことを特徴とする請求項4に記載の操作体。
  7.  前記複数の領域は、
     前記構造体における前記線状部の交差角度の相違によって、互いに弾性が異なる
     ことを特徴とする請求項6に記載の操作体。
  8.  前記複数の領域は、
     前記構造体における前記線状部の太さの相違によって、互いに弾性が異なる
     ことを特徴とする請求項6に記載の操作体。
  9.  前記複数の領域は、
     前記構造体の密度の相違によって、互いに弾性が異なる
     ことを特徴とする請求項6に記載の操作体。
  10.  前記複数の領域は、
     前記構造体の形状の相違によって、互いに弾性が異なる
     ことを特徴とする請求項6に記載の操作体。
  11.  前記複数の領域は、前記構造体を構成する組成の相違によって、互いに弾性が異なる
     ことを特徴とする請求項6から10のいずれか一項に記載の操作体。
  12.  前記構造体は、いずれか一方からの平面視において四角形状を有する
     ことを特徴とする請求項6に記載の操作体。
  13.  前記構造体は、いずれか一方からの平面視において六角形状を有する
     ことを特徴とする請求項6に記載の操作体。
  14.  前記構造体の四角形状は、前記第2の方向、または、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向から見て四角形状である
     ことを特徴とする請求項12に記載の操作体。
  15.  前記構造体の六角形状は、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向から見て六角形状である
     ことを特徴とする請求項13に記載の操作体。
  16.  前記支持部は、
     複数の線状部によって形成され、複数の前記領域を含む板部と、複数の前記板部を連結する梁部とを有し、
     前記板部は、
     前記支持部の一端から他端に至る第1の方向、及び、前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な平面方向、または、前記前記第1の方向と交差する平面方向に設けられている
     ことを特徴とする請求項2に記載の操作体。
  17.  前記基部と前記支持部と前記操作部とが3Dプリンタで一体成形されている
     ことを特徴とする請求項1に記載の操作体。
  18.  基部と、
     一端が前記基部に接続された弾性を有する支持部と、
     前記支持部の他端に接続され、前記支持部を弾性変形させつつ、前記基部に対して揺動可能な操作部と
     を備え、
     前記基部、前記支持部、および前記操作部が一体的に形成されており、
     前記支持部は、
     複数の線状部によって形成される複数の構造体が一体的に組み合わされた立体的多層構造を有する
     ことを特徴とする操作体。
  19.  前記操作部は、操作者からの操作荷重を受けて、回転軸を中心とした荷重方向に回転するノブであり、
     前記支持部は、第1弾性部を有し、
     前記第1弾性部は、前記回転軸を通る板形状を有し、前記回転軸の軸方向、及び、前記荷重方向に沿った方向と平行に延設される
     ことを特徴とする請求項1に記載の操作体。
  20.  前記第1弾性部は、前記軸方向から平面視した時、前記荷重方向に沿った辺が長辺である長方形状である
     ことを特徴とする請求項19に記載の操作体。
  21.  前記回転軸を通り、且つ、前記第1弾性部のなす平面と交差する仮想平面上に設けられる第2弾性部を有する
     ことを特徴とする請求項19または20に記載の操作体。
  22.  前記第2弾性部は、前記回転軸を通り、且つ、前記第1弾性部の長辺と交差する仮想平面上に設けられる
     ことを特徴とする請求項21に記載の操作体。
  23.  前記第2弾性部は、前記軸方向から平面視した時、前記回転軸を中心として、点対称な形状を有する
     ことを特徴とする請求項21または22に記載の操作体。
  24.  前記第2弾性部は、前記軸方向から平面視したとき、前記第1弾性部との間に所定の隙間を有して設けられる
     ことを特徴とする請求項21から23のいずれか一項に記載の操作体。
  25.  前記基部は、前記軸方向と垂直、且つ、互いに対向して設けられる一対の第1壁部を有し、
     前記操作部は、一対の前記第1壁部の間に設けられる第2壁部を有し、
     前記支持部は、前記第1壁部と前記第2壁部との間を繋いで設けられる
     ことを特徴とする請求項19から24のいずれか一項に記載の操作体。
  26.  前記回転軸と重なる位置に、前記操作部の側壁部から前記第1壁部に向けて突設された、または、前記第1壁部から前記操作部の側壁部に向けて突設された軸部を更に備える
     ことを特徴とする請求項25に記載の操作体。
  27.  基板と、
     前記基板に設けられ、前記操作部が回動、または、揺動したときに押圧される接点と、を更に備える
    ことを特徴とする請求項1から26のいずれか一項に記載の操作体。
  28.  基部と、一端が前記基部に接続された弾性を有する支持部と、前記支持部の他端に接続され、前記支持部を弾性変形させつつ、前記基部に対して揺動可能な操作部とを備えた操作体の製造方法であって、
     3Dプリンタを用いて、前記基部、前記支持部、および前記操作部を一体的に形成する成形工程を含む
     ことを特徴とする製造方法。
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