JP2007073264A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立作業性が良好で種々の操作方法に適用可能なスイッチ装置を提供すること。
【解決手段】 スイッチ装置１はハウジング１９内に、固定接点７を設けた回路基板６と、弾性的に座屈変形可能な膨出部８ａを複数箇所に突設して回路基板６上に載置されたラバーシート８と、揺動支持部４に揺動可能に支持されたアクチュエータ９と、このアクチュエータ９に係合する駆動部１３ｂを設けた操作部材（回転つまみ）１３とを備えており、各膨出部８ａ内に付設された可動接点１８が回路基板６上の固定接点７と接離可能に対向している。アクチュエータ９の両揺動端部９ｂはそれぞれ相異なる膨出部８ａ上に弾接状態で搭載されており、操作部材１３の操作時に駆動部１３ｂがアクチュエータ９を揺動回転させることによって揺動端部９ｂが下方の膨出部８ａを押圧駆動するようになっている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、同一の操作部材によって一対のスイッチ素子を選択的に動作可能なスイッチ装置に関する。

この種のスイッチ装置の従来例としては、ハウジング内の回路基板上に配設された一対のスイッチ素子と、これらスイッチ素子上に跨って搭載されたアクチュエータと、このアクチュエータ上で揺動可能な操作部材とを備えた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来のスイッチ装置において、ハウジング内に揺動可能に保持された操作部材の一部は操作者の手指で操作できるようにハウジングの窓部から露出させてあり、この操作部材が操作されるとアクチュエータの一端部が押し込まれて下方のスイッチ素子を押圧駆動するようになっているため、操作部材でアクチュエータの両端部を選択的に押し込むことにより、一対のスイッチ素子から選択的にスイッチオン信号を出力させることができる。
特開平８−７７０１号公報（第３−４頁、図１）

前述した従来のスイッチ装置は、アクチュエータがスイッチ素子と操作部材との間に挟持されており、操作部材の組み付けが完了して初めてアクチュエータが保持される構成になっているため、組立段階でアクチュエータが位置ずれや脱落を起こしやすく、このことが組立作業性を損なう大きな要因となっていた。また、かかる従来例では、操作部材でアクチュエータを下方へ押し込む必要があるため、操作部材の操作方法が大きな制約を受けることになり、例えばスライド操作型のスイッチ装置に適用させることは困難であった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、組立作業性が良好で種々の操作方法に適用可能なスイッチ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のスイッチ装置では、ハウジングの内部に設置された回路基板と、この回路基板上に載置されて複数箇所に弾性的に座屈変形可能な膨出部を突設したラバーシートと、これら回路基板およびラバーシートの存しない領域で前記ハウジングの内部に設けられた揺動支持部と、この揺動支持部に揺動可能に支持されたアクチュエータと、このアクチュエータに係合する駆動部を有して一部が前記ハウジングの外部に露出する操作部材とを備え、前記膨出部内に設けられた可動接点が前記回路基板上に設けられ固定接点と接離可能に対向していると共に、前記アクチュエータの揺動端部をそれぞれ相異なる前記膨出部上に弾接状態で搭載し、前記操作部材の操作時に前記駆動部が前記アクチュエータを揺動回転させることによって前記揺動端部が対応する前記膨出部を座屈変形させるように構成した。

このように構成されたスイッチ装置は、ハウジング内の揺動支持部に揺動可能に支持されたアクチュエータの両揺動端部が回路基板上に載置されたラバーシートの相異なる膨出部上に弾接状態で搭載されるため、このアクチュエータは組立段階で各揺動端部に下方の膨出部から反力が付与される予圧状態に設定することができる。したがって、アクチュエータをガタの生じない位置決め状態でハウジング内に取り付けることができると共に、ラバーシートの位置ずれや脱落をアクチュエータの各揺動端部で防止することができ、組立作業性が良好となる。また、揺動支持部に揺動可能に支持されているアクチュエータは下方だけでなく横方向や斜め方向の駆動力によっても容易に揺動回転させることができるので、回転操作やスライド操作等の種々の操作方法に無理なく適用させることができる。

上記の構成において、アクチュエータがスナップ結合によって揺動支持部に枢着されていると、組立作業性が一層良好なものとなるため好ましい。例えば、アクチュエータがその揺動中心に軸心を合致させた揺動軸部を有すると共に、ハウジング内の揺動支持部が略平行に起立する一対の立壁部を有し、これら立壁部の相対向する箇所に穿設された軸孔に揺動軸部の両端部が枢着される構成にしておけば、組立時にアクチュエータの揺動軸部を一対の立壁部の間に圧入して簡単にスナップ結合させることができる。

本発明のスイッチ装置は、アクチュエータの両揺動端部がラバーシートの相異なる膨出部上に弾接状態で搭載されるため、このアクチュエータを組立段階で予圧状態に設定することができ、それゆえアクチュエータをガタの生じない位置決め状態でハウジング内に取り付けることができると共に、ラバーシートの位置ずれや脱落をアクチュエータの各揺動端部で防止することができ、組立作業性が良好となる。また、揺動支持部に揺動可能に支持されているアクチュエータは下方だけでなく横方向や斜め方向の駆動力によっても容易に揺動回転させることができるので、種々の操作方法に無理なく適用させることができて汎用性の高いスイッチ装置が得られる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るステアリングスイッチ装置の分解斜視図、図２は該スイッチ装置の組立完成品を示す斜視図、図３は該スイッチ装置を装着したステアリングホイールを示す正面図、図４は該スイッチ装置の回転操作時の動作説明図、図５は該スイッチ装置に組み込まれたラバーシートの要部断面図、図６は該スイッチ装置に組み込まれた復帰ばねの動作説明図である。

図３に示すように、本実施形態例に係るステアリングスイッチ装置１は、自動車のステアリングホイール３０の円環部３１の内側に左右一対装着されている。これら一対のステアリングスイッチ装置１は左右対称な形状に形成されているが基本的な構造は同等なため、以下、図３の右側に装着されているステアリングスイッチ装置１についてのみ説明する。

このステアリングスイッチ装置１は、位置決めピン３や揺動支持部４等が立設された下ケース２と、上面に固定接点７を含む配線パターンが形成されて下ケース２内に設置された回路基板６と、複数箇所にドーム形状の膨出部８ａを有して回路基板６上に載置されたラバーシート８と、揺動軸部９ａが揺動支持部４に軸支されて揺動端部９ｂが膨出部８ａ上に搭載されたアクチュエータ９と、回路基板６やラバーシート８を覆って下ケース２上に取り付けられた上ケース１０と、窓部１１ａを有して上ケース１０に一体化された枠状ケース１１と、下ケース２内に回動可能に支持されて一部が窓部１１ａに露出する回転つまみ１３と、回転つまみ１３の回動軸１３ａに巻装されて回転操作時に復帰ばねとして動作する捩りコイルばね１４と、枠状ケース１１と隣接する２箇所で上ケース１０に昇降可能に支持されて下端部が膨出部８ａ上に搭載された２個の操作キー１５，１６と、開口部１７ａを有して下ケース２および上ケース１０を蓋閉するカバー体１７とによって主に構成されている。そして、回転つまみ１３に対する回転操作と操作キー１５，１６に対する押下操作とを行えるようになっており、いずれの操作を選択した場合にも、対応する膨出部８ａが弾性的に座屈変形してクリック感が生起されると共に、該膨出部８ａ内の可動接点１８が回路基板６上の固定接点７に当接してスイッチオンするようになっている（図５参照）。なお、下ケース２と上ケース１０および枠状ケース１１とによってハウジング１９が構成されており、このハウジング１９の内部空間に回路基板６やラバーシート８やアクチュエータ９や捩りコイルばね１４等が収納されていると共に、回転つまみ１３および操作キー１５，１６がハウジング１９の上面側に露出して手指で操作できるようになっている。

各部の構成について詳しく説明すると、下ケース２の内部には、回路基板６やラバーシート８を位置決めする位置決めピン３と、アクチュエータ９用の軸孔４ａを有する一対の立壁部４ｂからなる揺動支持部４と、回転つまみ１３用の軸溝１２ａを有する支持壁１２とが立設されており、一対の立壁部４ｂは略平行に起立して相対向する箇所に軸孔４ａが穿設されている。また、下ケース２内の一側部には複数の端子孔２ａが列設されており、下ケース２内の他側部には、軸溝１２ａと対向する箇所に回転つまみ１３用の軸孔２ｂが穿設されていると共に、その近傍に捩りコイルばね１４の両腕部１４ａを弾接させるための逆ハ字状に傾斜した係合段部５が設けられている。

回路基板６はハウジング１９内で窓部１１ａと略平行に設置されており、この回路基板６上には、固定接点７を含む図示せぬ配線パターンが形成されていると共に、照光用のＬＥＤ２０や外部接続用の端子２１が配設されている。また、この回路基板６には、位置決めピン３が挿通される複数の透孔６ａと、揺動支持部４の配置スペースとなる切除部６ｂとが形成されており、各透孔６ａに対応する位置決めピン３を挿通し、かつ、各端子２１を対応する端子孔２ａに挿通した状態で、回路基板６は下ケース２上に正確に位置決めされて載置固定される。

ラバーシート８は弾性ゴムからなる一体成形品で、そのシート状部分から、座屈変形可能な６個の膨出部８ａと、位置決めピン３に冠着される２個のピン係合部８ｂと、ＬＥＤ２０が挿入される２個の角筒部８ｃとが突出形成されていると共に、回路基板６の切除部６ｂの真上に揺動支持部４の配置スペースとなる切除部８ｄが形成されている。このラバーシート８は各ピン係合部８ｂを対応する位置決めピン３に冠着させた位置決め状態で回路基板６上に載置固定されており、図５に示すように、各膨出部８ａの天井面に付設された可動接点１８がそれぞれ対応する固定接点７に接離可能に対向している。

アクチュエータ９は、その揺動中心に軸心を合致させた揺動軸部９ａを有し、この揺動軸部９ａの両端部を一対の立壁部４ｂの軸孔４ａに枢着させることによって揺動支持部４に揺動可能に支持されている。図４に示すように、このアクチュエータ９は揺動軸部９ａに関して線対称な形状に成形されており、図示両端の各揺動端部９ｂは切除部８ｄを介して並設されている２個の膨出部８ａ上に弾接状態で搭載されている。つまり、組立段階でアクチュエータ９の揺動軸部９ａを一対の立壁部４ｂの間に圧入していくと、各揺動端部９ｂが対応する膨出部８ａ上に配置された後、揺動軸部９ａの両端部が軸孔４ａに入り込んで枢着されるため、アクチュエータ９が揺動支持部４にスナップ結合され、各揺動端部９ｂは対応する膨出部８ａから反力を付与された予圧状態に保持される。このアクチュエータ９は回転つまみ１３の一側部に位置する支持壁１２に隣接して配置されており、アクチュエータ９の中央部に形成されている凹溝状の切欠き９ｃ内に回転つまみ１３の後述する駆動部１３ｂが昇降可能に挿通されている。そして、切欠き９ｃを介して対向する内側壁が該駆動部１３ｂを摺動可能に係合させる係合部９ｄとなっており、回転つまみ１３が回転操作されると、駆動部１３ｂが一体的に回転して片側の係合部９ｄを付勢するため、揺動軸部９ａを中心にアクチュエータ９が一方向へ揺動回転し、付勢された側の揺動端部９ｂが下降して対応する膨出部８ａを押圧駆動するようになっている。

回転つまみ１３は回動軸１３ａを含む略半円柱形状に成形されており、この回動軸１３ａの両端部が支持壁１２の軸溝１２ａと下ケース２の軸孔２ｂに回動可能に支持されている。回動軸１３ａの軸溝１２ａ側の端部には支持壁１２の外側でＬ字状に延びる駆動部１３ｂが突設されており、この駆動部１３ｂの先端部は所定の回転半径に設定されると共に、回動軸１３ａの軸線方向と平行に延びてアクチュエータ９の切欠き９ｃ内に挿通されている。また、捩りコイルばね１４は回転つまみ１３の回動軸１３ａの軸孔２ｂ側の端部近傍に巻装されており、図６に示すように、捩りコイルばね１４の両腕部１４ａは下ケース２内の係合段部５に弾接している。これにより、回転つまみ１３が回転操作されると、回転方向の腕部１４ａが係合段部５に強く押し付けられて弾性反発力を生起し、この弾性反発力によって回転操作後の回転つまみ１３が自動復帰するようになっている。なお、図６は図１の矢線Ｂ方向、すなわち、ホルダ１２の軸孔１２ｃ側からホルダ１２の軸溝１２ａ側へ向かう方向で見た断面図である。

上ケース１０の所定位置には枠状ケース１１が取り付けられており、この上ケース１０はねじ２２やかしめ等の適宜手段で下ケース２上に固定されている。上ケース１０には操作キー１５，１６が昇降可能に支持されており、これら操作キー１５，１６の上面は枠状ケース１１と隣接する２箇所に露出している。なお、本実施形態例では、上ケース１０に別体の枠状ケース１１を後付けする場合について例示しているが、上ケース１０と枠状ケース１１は一体成形品であってもよい。

カバー体１７はスナップ結合等の適宜手段で下ケース２の外壁面に固定されており、このカバー体１７の開口部１７ａ内に回転つまみ１３を露出させた枠状ケース１１と操作キー１５，１６とが臨出している。そして、操作者がこの開口部１７ａ内で手指を移動させることによって、回転つまみ１３の回転操作と操作キー１５，１６の押下操作とを選択的に行えるようになっている。

次に、このように構成されたステアリングスイッチ装置１の動作について説明する。

まず、回転つまみ１３を回転操作した場合の動作を、主に図４に基づいて説明する。図４（ａ）に示す中立状態において操作者が手指で回転つまみ１３を回転操作すると、下ケース２内で捩りコイルばね１４が押し撓められると共に、駆動部１３ｂが回転つまみ１３と一体的に回転してアクチュエータ９を駆動するため、このアクチュエータ９によって所定の膨出部８ａが押圧駆動されるようになっている。例えば、図４（ｂ）に示すように回転つまみ１３が矢印Ａ方向へ回転操作されると、アクチュエータ９の切欠き９ｃ内の駆動部１３ｂが図示右側の係合部９ｄを押しながら回転するので、揺動軸部９ａを中心にアクチュエータ９が時計回りに揺動回転するのに伴い、図示右側の揺動端部９ｂが下方の膨出部８ａを押し込みながら下降する。その結果、該膨出部８ａが弾性的に座屈変形してクリック感を生起すると共に、該膨出部８ａ内の可動接点１８が対応する固定接点７に当接してスイッチオン信号が出力される。回転つまみ１３が矢印Ａ方向と逆向きに回転操作された場合の動作も同様であり、この場合は、図４に示す左側の揺動端部９ｂが下方の膨出部８ａを押し込んで座屈変形させることによるスイッチオン信号が出力される。

また、図４（ｂ）の状態で回転つまみ１３に対する回転操作力が除去された場合には、座屈変形していた膨出部８ａが自身の弾性力で元のドーム形状に復帰するため、可動接点１８が固定接点７から離れてスイッチオフに切り替わると共に、同図右側の揺動端部９ｂが膨出部８ａに押し上げられてアクチュエータ９が反時計回りに揺動回転する。これに加えて、回転操作時には図６（ｂ）に示すように回転つまみ１３が捩りコイルばね１４を閉付勢して押し撓めているので、この捩りコイルばね１４の弾性反発力が回転つまみ１３やアクチュエータ９を元の位置へ復帰させる力として作用する。したがって、回転操作力が除去されると、回転つまみ１３とアクチュエータ９は確実にそれぞれの中立位置まで逆回転し、図４（ａ）に示す中立状態に自動復帰する。

なお、回転操作後に操作力が除去されると、アクチュエータ９の揺動端部９ｂに押し込まれていた膨出部８ａの弾性反発力によって回転つまみ１３はほぼ中立位置まで自動復帰するので、捩りコイルばね１４を省略した構成にすることも可能である。ただし、本実施形態例のように回転操作後の復帰ばねとして捩りコイルばね１４を組み込んでおけば、非操作時に回転つまみ１３の駆動部１３ｂとアクチュエータ９との間に多少のガタがあっても、回転つまみ１３自体は捩りコイルばね１４によってガタのない状態に保たれるので、寸法精度を比較的ラフに設定できて部品コストの低減や組立性の向上が図れる。

次に、操作キー１５を押下操作した場合の動作について説明すると、この操作キー１５は対応する膨出部８ａ上に搭載されているので、押下操作時には該膨出部８ａが弾性的に座屈変形してクリック感を生起すると共に、該膨出部８ａ内の可動接点１８が対応する固定接点７に当接してスイッチオン信号が出力される。そして、押下操作力が除去されると、座屈変形していた該膨出部８ａが自身の弾性力で元のドーム形状に復帰するため、可動接点１８が固定接点７から離れてスイッチオフに切り替わると共に、押下されていた操作キー１５が該膨出部８ａに押し上げられて元の位置へ自動復帰する。なお、他の操作キー１６を押下操作した場合の動作もこれと全く同じなので、その説明は省略する。

上記の如く本実施形態例に係るスイッチ装置１は、ハウジング１９内に立設された揺動支持部４にアクチュエータ９が揺動可能に支持されると共に、該アクチュエータ９の両揺動端部９ｂがラバーシート８の相異なる膨出部８ａ上に弾接状態で搭載されているので、このアクチュエータ９は組立段階で両揺動端部９ｂに下方の膨出部８ａから反力が付与される予圧状態に設定することができる。したがって、アクチュエータ９をガタの生じない位置決め状態でハウジング１９内に取り付けることができると共に、ラバーシート８の位置ずれや脱落をアクチュエータ９の両揺動端部９ｂで防止することができ、組立作業性が良好となる。しかも、アクチュエータ９を取り付ける際に、その揺動軸部９ａを一対の立壁部４ｂの間に圧入していけば揺動支持部４にスナップ結合させることができ、かつ、両揺動端部９ｂを対応する膨出部８ａ上に弾接させることができるので、極めて良好な組立作業性が期待できる。

また、本実施形態例に係るスイッチ装置１では、窓部１１ａを有する枠状ケース１１が一体化された上ケース１０と、この上ケース１０が取り付けられる下ケース２とによってハウジング１９を構成し、アクチュエータ９が下ケース２に揺動可能に支持されていると共に、回転つまみ１３が下ケース２に回動可能に支持されているため、組立時には下ケース２内に回路基板６やラバーシート８やアクチュエータ９や回転つまみ１３等を全て組み付けることができ、この下ケース２に上ケース１０を取り付ければ組立が完了する。したがって、この点からも組立性に優れたスイッチ装置となっている。

さらに、本実施形態例に係るスイッチ装置１では、回転つまみ１３の軸線方向に沿って平行に延びる駆動部１３ｂの先端部をアクチュエータ９の中央部に設けた切欠き９ｃ内に挿通し、回転つまみ１３の回転操作時に駆動部１３ｂがアクチュエータ９の係合部９ｄに沿って摺動するように設計されているので、駆動部１３ｂの回転運動に伴ってアクチュエータ９を円滑に揺動回転させることができ、常に安定した動作が期待できる。なお、アクチュエータ９の切欠き９ｃが凹溝状ではなく長孔状であってもよい。

図７は本発明の他の実施形態例に係るスイッチ装置の要部説明図であり、図１〜図６と対応する部分に同一符号を付すことで重複する説明は省略する。

図７に示すスイッチ装置は、操作ノブ２３が図示左右方向に往復移動可能なスライド操作型であって、この操作ノブ２３に垂設された駆動部２３ａがアクチュエータ９と摺動可能に係合しているため、操作ノブ２３をスライド操作すると駆動部２３ａによってアクチュエータ９を揺動回転させることができる。つまり、本実施形態例では、アクチュエータ９の切欠き９ｃの溝形状が略Ｃ字形になっているので、スライド操作によって操作ノブ２３の駆動部２３ａが図示左右方向に移動すると、この駆動部２３ａによってアクチュエータ９を円滑に揺動回転させることができ、駆動部２３ａがスライド移動した側でアクチュエータ９の揺動端部９ｂが下降して下方の膨出部８ａが押圧駆動されるようになっている。なお、切欠き９ｃの溝形状は略Ｖ字形等であってもよい。

また、上記各実施形態例から明らかなように、ハウジング１９内の揺動支持部４に揺動可能に支持されているアクチュエータ９は、回転つまみ１３の駆動部１３ｂや操作ノブ２３の駆動部２３ａから付与される斜め方向や横方向の駆動力によって容易に揺動回転させることができるので、本発明に係るスイッチ装置は、回転操作やスライド操作等の種々の操作方法に無理なく適用させることができて高い汎用性を期待できる。

本発明の実施形態例に係るスイッチ装置の分解斜視図である。 該スイッチ装置の組立完成品を示す斜視図である。 該スイッチ装置を装着したステアリングホイールを示す正面図である。 該スイッチ装置の回転操作時の動作説明図である。 該スイッチ装置に組み込まれたラバーシートの要部断面図である。 該スイッチ装置に組み込まれた復帰ばねの動作説明図である。 本発明の他の実施形態例に係るスイッチ装置の要部説明図である。

符号の説明

１ スイッチ装置
２ 下ケース
４ 揺動支持部
４ａ 軸孔
４ｂ 立壁部
５ 係合段部
６ 回路基板
７ 固定接点
８ ラバーシート
８ａ 膨出部
９ アクチュエータ
９ａ 揺動軸部
９ｂ 揺動端部
９ｃ 切欠き
９ｄ 係合部
１０ 上ケース
１１ 枠状ケース
１１ａ 窓部
１２ 支持壁
１３ 回転つまみ（操作部材）
１３ａ 回動軸
１３ｂ 駆動部
１４ 捩りコイルばね（復帰ばね）
１７ カバー体
１８ 可動接点
１９ ハウジング
２３ 操作ノブ（操作部材）
２３ａ 駆動部

Claims (3)

1. ハウジングの内部に設置された回路基板と、この回路基板上に載置されて複数箇所に弾性的に座屈変形可能な膨出部を突設したラバーシートと、これら回路基板およびラバーシートの存しない領域で前記ハウジングの内部に設けられた揺動支持部と、この揺動支持部に揺動可能に支持されたアクチュエータと、このアクチュエータに係合する駆動部を有して一部が前記ハウジングの外部に露出する操作部材とを備え、
   前記膨出部内に設けられた可動接点が前記回路基板上に設けられ固定接点と接離可能に対向していると共に、前記アクチュエータの揺動端部をそれぞれ相異なる前記膨出部上に弾接状態で搭載し、前記操作部材の操作時に前記駆動部が前記アクチュエータを揺動回転させることによって前記揺動端部が対応する前記膨出部を座屈変形させるようにしたことを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１の記載において、前記アクチュエータがスナップ結合によって前記揺動支持部に枢着されていることを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項２の記載において、前記アクチュエータがその揺動中心に軸心を合致させた揺動軸部を有すると共に、前記揺動支持部が略平行に起立する一対の立壁部を有し、これら立壁部の相対向する箇所に穿設された軸孔に前記揺動軸部の両端部が枢着されていることを特徴とするスイッチ装置。
   

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