JP4029725B2 - 操作装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の前面側に配置されたプッシュ式スイッチと、後面側に配置された回転式スイッチとを備えた操作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用計器装置に適用された操作装置を図10〜図13に基づいて説明する。図10は、例えば速度計1と回転計2を備えた車両用計器装置の正面図を示す。図11は図10におけるA−A断面であり、図12は図10におけるB−B断面である。車両用計器装置は、硬質な回路基板3と、この回路基板3の裏面側に回路基板3と導通状態で装着され、回路基板3を貫通して前方に延びる回動軸4を有する回転計2用の計器本体5と(速度計1用の計器本体は図示せず)、回動軸4の先端側に固着された指針6と、この指針6の後方に配置され指針6の動作に対応する速度計1用および回転計2用の各表示部7,7Aを施した表示板8と、この表示板8と回路基板3との間に配置され、表示板8を保持する白色の合成樹脂からなる保持部材9を備えている。
【0003】
また、速度計1には車両の走行距離(トータルおよびトリップ)や燃費,外気温などを表示する例えば液晶表示素子10と、操作軸11などからなる操作装置を備えている。12は回路基板3の裏面側を覆う合成樹脂製のカバー部材であり、13は表示板8の前方側に配置され表示板8の可視領域を定める開口部14を有する覆い部材であり、15は覆い部材13の前方側を覆う無色透明な透視板である。
【0004】
回路基板3には、速度計1や回転計2の計器本体5を駆動する図示しない電子部品や指針6を照明する光源としての発光ダイオード16、表示板8の表示部7,7Aを照明する発光ダイオード16A、液晶表示素子を照明する発光ダイオード16Bなどが実装されている。そして、夜間など周囲が暗い時に各発光ダイオード16,16A,16Bを点灯させることによって指針6、表示部7,7A、液晶表示素子10が照明されて、暗い時であっても視認されるようになっている。また、回路基板3の裏面側には回路基板3に電気的な入力信号を取り込むためのコネクタ17が固着してある。
【0005】
操作装置は、回路基板3の前面側に配置されたプッシュ式スイッチ18と、回路基板3の後面側に配置された回転式スイッチ19と、透視板15に形成した穴20を貫通して外部まで延び、各スイッチ18,19を作動操作するための略円柱状の操作軸11と、回路基板3の貫通穴21を貫通して回転式スイッチ19のスイッチ孔22に挿入され、回転式スイッチ19を回動操作する回動軸23と、プッシュ式スイッチ18を押圧操作する押圧部24と、回動軸23周囲の回路基板3上に配置され、押圧部24を反押圧側に反撥付勢させるコイルバネ25とを備えている。
【0006】
プッシュ式スイッチ18は、復帰可能に保持された可動部26とハウジング27を備えており、回路基板3の前面側に配置されて回路基板3に半田付されている。そして、操作軸11を後方に押すことによって押圧部24が下がり可動部26を押圧するようになる。この可動部26が押圧されることによって、前述した様な液晶表示素子10の表示が切り替わる(例えば、トータル走行距離とトリップ走行距離の表示切替、あるいはトリップ走行距離のゼロセット)ものである。なお、操作軸11の後方への押し操作を止めることにより、押圧部24(操作軸11)はコイルバネ25の反撥力で元の位置に戻るよう(押圧部24が保持部材9に当接した状態)になっている。
【0007】
回転式スイッチ19は、スイッチ孔22を有する回転体28と、フレーム29と、断面が矩形の導電端子30を備えており、回路基板3の後面側に配置され、導電端子30に対応した回路基板3箇所に設けられた丸形の端子孔31に導電端子30が挿通されて、回路基板3の前面側に半田付されている。図13は回路基板3に設けられた貫通穴21周辺を示す図である。貫通穴21とスイッチ孔22とは同心円であり、貫通穴21は前述した回動軸23の径より僅かに大きくし、スイッチ孔22は回動軸23の径とほぼ一致させてある。
【0008】
また、操作軸11を回転させた際、スイッチ孔22と、このスイッチ孔22に挿入された回動軸23との間で回動軸23が空回りしないようにするために、図13に示す様にスイッチ孔22はDの字状となっており、これに合わせて回動軸23も断面がDの字状としてある。そして、操作軸11を回すことによって回動軸23が回り、回転体28が回転するようになる。この操作により、表示板8の表示部7,7Aを照明する発光ダイオード16Aと液晶表示素子10を照明する発光ダイオード16Bの輝度を変えることができる。すなわち、車両運転者の好みに応じて照明の明るさを変更できるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回路基板3の端子孔31に回転式スイッチ19の導電端子30を挿通した後、導電端子30を半田付する際に回転式スイッチ19が位置ずれを起こすことがある。すると、回路基板3の貫通穴21の中心とスイッチ孔22の中心とがずれてしまい、回動軸23がスイッチ孔22に入らなかったり、入ったとしても操作軸11を押圧後、回動軸23が貫通穴21の端に引っ掛かり操作軸11が戻らなかったりすることなどがある。
【0010】
回転式スイッチ19が位置ずれを起こす原因は、導電端子30が多少傾いていたり、フレーム29に対する導電端子30の位置が多少ばらついていたとしても導電端子30を端子孔31に挿通しやすいようにするために、端子孔31の径を大きくしてあることによる。従来例の場合、図13に示す様に矩形の導電端子30に対して丸形の端子孔31を設けてある。この場合、導電端子30の位置ずれ量は図13中、左右方向が最大となるようになっており、最大量位置ずれした場合は上述した様な不具合を起こしやすい。これを改善するために貫通穴21を大きくするという方法もあるが、貫通穴21が大きいとコイルバネ25が貫通穴21に落ち込んでしまうことがある。
【0011】
本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、回路基板に回転式スイッチを配置する際、回転式スイッチの位置ずれを抑制してスイッチ操作が良好となる操作装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、回路基板の前面側に配置され可動部を有するプッシュ式スイッチと、前記回路基板の後面側に配置されスイッチ孔を有する回転体とこの回転体を保持するフレームを備えた回転式スイッチと、前記プッシュ式スイッチおよび前記回転式スイッチを作動操作するための操作軸と、この操作軸に設けられ前記回路基板の貫通穴を挿通して前記スイッチ孔に挿入され、前記操作軸を回すことにより前記回転体を回動させる回動軸と、前記操作軸に設けられ前記操作軸を押すことにより前記可動部を押圧させる押圧部と、前記回動軸周囲の前記押圧部と前記回路基板との間に配置され、前記押圧部によって前記可動部が押圧された際、前記押圧部を反押圧側に反撥付勢させるコイルバネとを備えた操作装置において、前記貫通穴を前記スイッチ孔より径大とし、前記フレームに形成された突出部を前記貫通穴に嵌入した際、前記回路基板の上面に対して前記突出部が窪むようにするとともに、前記コイルバネの前記回路基板側を略長円形部とし、この略長円形部の長径側を前記貫通穴より径大とし、短径側を前記略長円形部以外の前記コイルバネと同径として、前記コイルバネが圧縮された際に前記回路基板側から2番目の前記コイルバネ箇所が前記短径側箇所に当接するようにしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の操作装置を適用した車両用計器装置を実施形態として説明するが、従来例と基本的な構成は同じため、同一または相当箇所には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。図1〜図5に本発明の第1実施形態を示す。図1は図10におけるB−B断面であるが、この場合、同実施形態を示すものである。図2は図10におけるC−C断面で同実施形態を示す。図3および図4は本実施形態におけるコイルバネ25および回転式スイッチ19を示し、図5は図4におけるD−D断面である。
【0018】
操作装置は、従来例と同様に回路基板3の前面側に配置され可動部26を有するプッシュ式スイッチ18と、回路基板3の後面側に配置された回転式スイッチ19と、透視板15に形成した穴20を貫通して外部まで延び、各スイッチ18,19を作動操作するための略円柱状の操作軸11と、回路基板3の貫通穴21を貫通して回転式スイッチ19のスイッチ孔22に挿入され、回転式スイッチ19を回動操作する回動軸23と、プッシュ式スイッチ18の可動部26を押圧操作する押圧部24と、回動軸23周囲の回路基板3上に配置され、押圧部24を反押圧側に反撥付勢させるコイルバネ25とを備えている。なお、操作軸11と回動軸23および押圧部24とを一体としたが分割してあっても良い。
【0019】
回転式スイッチ19は、スイッチ孔22を有する回転体28と、この回転体28を保持する合成樹脂製のフレーム29と、断面が矩形の導電端子30を備えており、回路基板3の後面側に配置され、導電端子30に対応した回路基板3箇所に設けられた丸形の端子孔31に導電端子30が挿通されて、回路基板3の前面側に半田付されている。フレーム29は上フレーム29Aと下フレーム29Bからなり、この上下フレーム29A,29Bで回転体28を保持するようにしてある。また、上フレーム29Aにはスイッチ孔22より僅かに大きいフレーム孔32が同心に設けてあり、このフレーム孔32の周縁には環状の突出部33が形成されている。回転式スイッチ19が回路基板3に半田付固定される際には、この突出部33が回路基板3の貫通穴21に嵌入されるようになっている。
【0020】
回転体28のスイッチ孔22は図4に示す様にDの字状となっている。これは、スイッチ孔22に挿入された回動軸23がスイッチ孔22との間で空回りしないようにするためであり、図示しないがスイッチ孔22に合わせて回動軸23も断面がDの字状としてある。また、回転体28には摺動接点34が固着されており、この摺動接点34は上フレーム29Aの裏面側に設けられた抵抗体(図示せず)に接している。
【0021】
コイルバネ25は、図1に示す様に回路基板3側のコイルバネ25の一端を延長してリード部35を設け、その先端側をL字形に曲げ、曲げ部36を回路基板3に設けた挿通孔37に挿入してある。また、コイルバネ25の回路基板3側は略長円形部38としてあり、この略長円形部38の長径側は回路基板3の貫通穴21の径より大きくしてあり、短径側(幅)はコイルバネ25の略長円形部38以外の円形箇所の径に合致させてある。
【0022】
この様に構成した操作装置において、操作軸11を後方(図1中、右側)に押すことによって押圧部24が下がり可動部26を押圧するようになる。この可動部26が押圧されることによって、前述した様な液晶表示素子10の表示が切り替わるものである。なお、操作軸11の後方への押し操作を止めることにより、押圧部24(操作軸11)はコイルバネ25の反撥力で元の位置に戻るようになっている。
【0023】
また、操作軸11を回すことによって回転体28が回転する。そして、回転体28と連動して摺動接点34が回動し、抵抗体と摺動接点34との間の抵抗値が変動する。この抵抗値変動に伴って発光ダイオード16A,16Bの発光輝度が変化し、表示板8の表示部7,7Aあるいは液晶表示素子10の明るさが変化するようになっている。
【0024】
この様に、回路基板3に設けた貫通穴21を回転式スイッチ19のスイッチ孔22より径大とするとともに、上フレーム29Aに形成された環状の突出部33を貫通穴21に嵌入するようにしたことにより、従来例の様に回路基板3に設けた端子孔31と導電端子30との間にがたつきが生じやすい状態であっても、回路基板3に対する回転式スイッチ19の位置は、貫通穴21に嵌入された突出部33箇所で決まるようになっているため、回路基板3に対する回転式スイッチの位置ずれが抑制され、スイッチ孔22への回動軸23の出し入れがスムーズであり操作軸11操作が良好となる。なお、貫通穴21と突出部33との間が多少がたつき状態であっても、突出部33が形成されている上フレーム29Aと回転体28とが一体となって僅かに位置ずれするものであり、操作軸11操作に影響を及ぼすものではない。
【0025】
また、コイルバネ25の回路基板3側を略長円形部38とし、この略長円形部38の長径側は回路基板3の貫通穴21より径大とし、短径側はコイルバネ25の略長円形部38以外の円形箇所の径と合致させた(同径とした)ことにより、図1に示す様に回路基板3の上面(コイルバネ25載置面)に対して突出部33が窪んでいた場合、操作軸11を押した際にコイルバネ25の回路基板3側が窪みに落ち込むのを防ぐことができる。すなわち、略長円形部38は長径側が貫通穴21より大きいために窪みに落ち込むことはない。さらに、短径側の幅がコイルバネ25の略長円形部38以外の円形箇所の径と同じであるため、コイルバネ25が圧縮された際に回路基板3側から2番目のコイルバネ25箇所が略長円形部38の短径側箇所に当たることにより、2番目のコイルバネ25箇所が窪みに落ち込むのを防ぐことができる。この様に、コイルバネ25が窪みに落ち込んで貫通穴21端部に引っ掛かったりすることを防ぐことができるため、操作軸11操作がスムーズに行える。
【0026】
なお、突出部33の突き出し面(先端面)が回路基板3の上面とほぼ同一であれば、コイルバネ25に略長円形部38を設ける必要はなく、コイルバネ25全体を同一径としておけば良い。
【0027】
図6は本発明の第2実施形態を示すが、前記第1本実施形態とは回転式スイッチ19および回転式スイッチ19が半田付固定される回路基板3の形状が異なるのみで他は同一のため、詳細説明は省略する。
【0028】
本実施形態における回転式スイッチ19の上フレーム29Aにはピン状の突出部33Aが形成してある。そして、この突出部33Aに対応した回路基板3箇所には突出部33Aが嵌入される位置決め孔39が設けてある。なお、回動軸23が挿通される回路基板3の貫通穴21はスイッチ孔22より大きく(前記第1本実施形態の場合と同じ大きさ)してある。また、コイルバネ25は前記第1本実施形態と同一のもの(図3に示す)を用いている。すなわち、コイルバネ25の回路基板3側は略長円形部38としてあり、この略長円形部38の長径側は回路基板3の貫通穴21の径より大きくしてあり、短径側(幅)はコイルバネ25の略長円形部38以外の円形箇所の径に合致させてある。
【0029】
この様に、上フレーム29Aに形成されたピン状の突出部33Aを回路基板3に設けた位置決め孔39に嵌入するようにしたことにより、回路基板3に設けた端子孔31と導電端子30との間にがたつきが生じやすい状態であっても、回路基板3に対する回転式スイッチ19の位置は、位置決め孔39に嵌入された突出部33A箇所で決まるようになっているため、回路基板3に対する回転式スイッチの位置ずれが抑制され、スイッチ孔22への回動軸23の出し入れがスムーズであり操作軸11操作が良好となる。なお、位置決め孔39と突出部33Aとの間が多少がたつき状態であっても、貫通穴21がスイッチ孔22より大きくなっているため回動軸23が貫通穴21の端に引っ掛かったりするようなことが無く、操作軸11操作がスムーズに行える。
【0030】
また、コイルバネ25の回路基板3側を略長円形部38とし、この略長円形部38の長径側は回路基板3の貫通穴21より径大とし、短径側はコイルバネ25の略長円形部38以外の円形箇所の径と合致させた(同径とした)ことにより、図6に示す様に回路基板3の貫通穴21が大きくても、図1に示した状態と同様に略長円形部38の長径側が貫通穴21よりさらに大きいためにコイルバネ25が貫通穴21内に落ち込むことがない。さらに、短径側の幅がコイルバネ25の略長円形部38以外の円形箇所の径と同じであるため、コイルバネ25が圧縮された際に回路基板3側から2番目のコイルバネ25箇所が略長円形部38の短径側箇所に当たることにより、2番目のコイルバネ25箇所がコイルバネ25が貫通穴21内に落ち込んで貫通穴21端部に引っ掛かったりすることなどがない。
【0031】
図7および図8は本発明の第3実施形態を示す。本実施形態は前記第2実施形態とはコイルバネ25が異なるのみである。回転式スイッチ19の上フレーム29Aにはピン状の突出部33Aが形成してあり、この突出部33Aは回路基板3に設けた位置決め孔39に嵌入されている。コイルバネ25は図8に示す様に、回路基板3側が貫通穴21の径より大きな円形部40としてある。
【0032】
この様に、ピン状の突出部33Aを位置決め孔39に嵌入したことにより、前記第2実施形態と同様に、回路基板3に対する回転式スイッチの位置ずれが抑制され、スイッチ孔22への回動軸23の出し入れがスムーズであり操作軸11操作が良好である。また、コイルバネ25の回路基板3側が貫通穴21の径より大きな円形部40であるため、コイルバネ25が貫通穴21内に落ち込むことがない。なお、本実施形態におけるプッシュ式スイッチ18は回路基板3側から2番目のコイルバネ25箇所が貫通穴21内に落ち込むほどにコイルバネ25が圧縮されない前に可動部26の押圧が行われるものとする。
【0033】
図9は本発明の第4実施形態を示す。本実施形態は前記第1実施形態とは回動軸23とコイルバネ25が異なる。回動軸23は押圧部24側が径大部41となっており、回路基板3側が径小部42としてある。径小部42の大きさ(径)は前記第1実施形態における回動軸23の径と同じである。従って、回路基板3の貫通穴21の径は前記第1本実施形態と同じである。コイルバネ25の大きさ(径)は回動軸23の径大部41に対応しており、押圧部24側から回路基板3側まで一定としてある。
【0034】
この様に、回動軸23に径大部41と径小部42を設け、径大部41に対応した大きさ(径)のコイルバネ25を回動軸23周囲に配置したことにより、コイルバネ25の大きさ(径)が一定であっても回路基板3側のコイルバネ25径が回路基板3の貫通穴21より大きな円形部40を備えていることになり、前記各実施例と同様な効果が得られる。なお、前記第2あるいは第3実施形態で示した上フレーム29Aに形成されたピン状の突出部33Aを回路基板3に設けた位置決め孔39に嵌入するようにした構造にも、本実施形態の構造を適用しても良いことは言うまでもない。
【0035】
なお、本発明における回転式スイッチ19とは、回転式可変抵抗器やロータリースイッチなどの回転式電子部品を指すものである。また、前記第1本実施形態においてコイルバネ25の回路基板3側を略長円形部38としたが、プッシュ式スイッチ18の可動部26の押圧が回路基板3側から2番目のコイルバネ25箇所が貫通穴21内に落ち込むほどにコイルバネ25が圧縮されない前に行われるものとするなら、前記第3実施形態と同様な円形部40としても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回路基板に回転式スイッチを配置する際、回転式スイッチの位置ずれを抑制してスイッチ操作が良好となる操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す操作装置の断面図(図10におけるB−B断面)。
【図2】同実施形態を示す操作装置の断面図(図10におけるC−C断面)。
【図3】同実施形態のコイルバネを示す正面図。
【図4】同実施形態の回転式スイッチを示す正面図。
【図5】同実施形態の回転式スイッチを示す断面図(図4におけるD−D断面)。
【図6】本発明の第2実施形態を示す操作装置の断面図。
【図7】本発明の第3実施形態を示す操作装置の断面図。
【図8】同実施形態のコイルバネを示す正面図。
【図9】本発明の第4実施形態を示す操作装置の断面図。
【図10】車両用計器装置を示す正面図。
【図11】従来例の車両用計器装置を示す断面図(図10におけるA−A断面)。
【図12】従来例を示す操作装置の断面図(図10におけるB−B断面)。
【図13】従来例の貫通穴周辺を示す部分正面図。
【符号の説明】
3 回路基板
11 操作軸
18 プッシュ式スイッチ
19 回転式スイッチ
21 貫通穴
22 スイッチ孔
23 回動軸
24 押圧部
25 コイルバネ
26 可動部
28 回転体
29 フレーム
33,33A 突出部
38 長円形部
40 円形部
Claims (1)
- 回路基板の前面側に配置され可動部を有するプッシュ式スイッチと、前記回路基板の後面側に配置されスイッチ孔を有する回転体とこの回転体を保持するフレームを備えた回転式スイッチと、前記プッシュ式スイッチおよび前記回転式スイッチを作動操作するための操作軸と、この操作軸に設けられ前記回路基板の貫通穴を挿通して前記スイッチ孔に挿入され、前記操作軸を回すことにより前記回転体を回動させる回動軸と、前記操作軸に設けられ前記操作軸を押すことにより前記可動部を押圧させる押圧部と、前記回動軸周囲の前記押圧部と前記回路基板との間に配置され、前記押圧部によって前記可動部が押圧された際、前記押圧部を反押圧側に反撥付勢させるコイルバネとを備えた操作装置において、前記貫通穴を前記スイッチ孔より径大とし、前記フレームに形成された突出部を前記貫通穴に嵌入した際、前記回路基板の上面に対して前記突出部が窪むようにするとともに、前記コイルバネの前記回路基板側を略長円形部とし、この略長円形部の長径側を前記貫通穴より径大とし、短径側を前記略長円形部以外の前記コイルバネと同径として、前記コイルバネが圧縮された際に前記回路基板側から2番目の前記コイルバネ箇所が前記短径側箇所に当接するようにしたことを特徴とする操作装置。
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