JP6218198B1

JP6218198B1 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP6218198B1
Application number: JP2016153434A
Authority: JP
Inventors: 勇太佐藤
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2036-08-04
Also published as: EP3279912B1; JP2018022622A; EP3279912A1

Abstract

【課題】操作ノブのガタツキを簡単かつ容易に低減することができるスイッチ装置を提供する。【解決手段】ステアリングスイッチ１は、基板の上方に設けられ、操作面が長軸及び短軸を有する形状からなる操作ノブ１０と、長軸及び前記短軸の間の操作面の領域と対応して基板に配置され、操作ノブ１０の押圧操作に伴いスイッチ動作するスイッチ接点部と、長軸の端部と対応して基板に配置され、操作ノブ１０を基板から離反方向に付勢する弾性変形可能な第１の弾性ドームとを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチ装置、特に、操作ノブのガタツキ低減構造を備えたスイッチ装置に関する。

スイッチ装置の一例としては、ガタツキが生じ難い押し釦の取り付け構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１に記載された押し釦の取り付け構造は、正面視で長方形状の押し釦を本体に可動自在に取り付けるとともに、押し釦を本体から離間する方向に付勢する複数の長尺の板ばねが、押し釦の中央以外の複数の部分に設けられている。板ばねは、本体に貫通して形成されたスリットで囲まれる部分を切り起こして形成されており、板ばねの長手方向の先端側が押し釦を押した状態で接触されている。

押し釦の端部に、板ばねからの距離が長い部分が生じることにより、この部分が押されても、板ばねに抗して押し釦を押すことなく、がたついてしまうという問題があったが、上記特許文献１に記載の押し釦の取り付け構造は、板ばねが押し釦の中央以外の複数の部分に設けられているため、板ばねからの距離が長い部分を生じ難く構成しており、これにより押し釦にガタツキが生じ難くなるとしている。

特開２０１５−９５４１５号公報

上記特許文献１に記載の複数の板ばねは、本体に貫通して形成されたスリットで囲まれる部分を切り起こして形成される構造である。その構造上、必然的に内機構造が複雑になる傾向にあり、生産コストの増加に繋がりやすい。

従って、本発明の目的は、操作ノブのガタツキを簡単かつ容易に低減することができるスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るスイッチ装置は、基板と、前記基板の上方に設けられ、操作面が長軸及び短軸を有する形状からなる操作ノブと、前記長軸及び前記短軸の間の前記操作面の領域と対応して前記基板に配置され、前記操作ノブの押圧操作に伴いスイッチ動作するスイッチ接点部と、前記長軸の端部と対応して前記基板に配置され、前記操作ノブを前記基板から離反方向に付勢する弾性変形可能な第１の弾性ドームと、を備えたことを特徴としている。

本発明に係るスイッチ装置において、前記基板を覆う弾性シートと、前記長軸及び前記短軸の間の前記操作面の領域と対応して前記弾性シートに一体に形成され、前記スイッチ接点部をスイッチ動作させる弾性変形可能な第２の弾性ドームとを備え、前記第１の弾性ドームは、前記弾性シートと一体に形成されてなる構成とすることができる。

更に、本発明に係るスイッチ装置において、前記第１の弾性ドームは、前記操作ノブにプリロードを与えた状態で配置されてなる構成とすることができる。

本発明によれば、操作ノブのガタツキを簡単かつ容易に低減することができる。

本発明に好適な実施の形態に係るステアリングスイッチを備えたステアリングホイールの一例を説明するための平面模式図である。ステアリングスイッチの一例を示す平面模式図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する要部断面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線に相当する要部断面図である。図４に相当する他の一例を示す要部断面図である。ステアリングスイッチに適用されるプリロード用弾性ドームの特性を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（スイッチ装置の構成）
図１において、全体を示す符号１は、本実施の形態に係る典型的なスイッチ装置であるステアリングスイッチを示している。ステアリングスイッチ１は、ステアリングホイール２を正面からみて、左右のスポーク部５のそれぞれに装着されている。左右のステアリングスイッチ１は、実質的に同一の形状及び構造を有している。左右のステアリングスイッチ１は、一例として、図１に示すような向きで配置されるが、操作者の指が届きやすく操作しやすい向きに配置されるのが好ましい。なお、ステアリングスイッチ１の一例として、上下左右の傾動操作を可能とした操作ノブ１０を例示しているが、これに限定されるものではない。

ステアリングホイール２は、図示しないステアリングシャフトの先端に嵌着固定される同じく図示を省略した円筒状のボス部を有しており、ボス部の上部に取り付けられるパッド部３と、リング芯金を被包するリング部４と、リング部４のリング芯金及びボス部を互いに連結する３本のスポーク芯金の一部を被包するスポーク部５とを備えている。

ステアリングスイッチ１は、特に限定するものではないが、例えばエアコンディショナ、オーディオ、ナビゲーション又はドアミラー等の車載機器の作動を制御するための操作信号を出力するスイッチ装置、ディスプレイに表示されるアイコンを選択表示することでアイコンに対応する画像の機能や表示を変更するための操作信号を出力するスイッチ装置として用いられる。

図１、図２、及び図３に示すように、ステアリングスイッチ１は、ステアリングホイール２を正面からみて、ひし形形状に構成された操作ノブ１０を有している。操作ノブ１０の中央には、ひし形の開口部１２が形成されている。開口部１２の外部開口周辺部は、操作面１１を露出させたひし形環状の周辺操作部として構成されている。

操作ノブ１０は、下方に開放した開口を有するキャップ状に形成されており、ひし形形状を有する操作面１１となる上面部と、上面部の外周縁に形成された周壁部とを有している。上面部の表面には、操作位置を示す４つの三角形のマークが施されている。

操作ノブ１０の開口部１２には、操作ノブ１０と別体又は一体に形成された中央操作部、あるいはエンブレム等の意匠部材などの各種部品が配置される。この中央操作部としては、例えばディスプレイに表示される操作項目に対応する処理の実行を操作者が決定するための決定スイッチ用キーとして、あるいはディスプレイに表示される操作項目を選択するための選択スイッチ用キーとして構成されることが好適である。

操作ノブ１０と別体に形成された中央操作部の一例としては、弾性ドーム型のスイッチ接点部に中央操作部を保持する構成を用いることができる。中央操作部の上方への移動は、操作ノブ１０の開口部１２の内部開口周辺部に係合することにより規制される。

操作ノブ１０と一体に形成された中央操作部の一例としては、操作ノブ１０を傾動させるための球状の傾動軸部を備えることができる。傾動軸部は、例えば基板に突出して形成された球体保持部に保持することにより、傾動軸部を基点として操作ノブ１０を傾動可能に支持することができる。操作ノブ１０の上方への移動は、傾動軸部が球体保持部に係合することで規制される。

図示例による操作ノブ１０は、上下左右の４方向を入力可能な４ウエイスイッチとして構成されており、４つのスイッチ接点部１５を備えている。スイッチ接点部１５は、操作ノブ１０の操作面１１であるひし形の対角線の長軸Ｘと短軸Ｙとを中心とした第１〜第４象限の４つに分割された４分三角領域内にある。スイッチ接点部１５は、操作ノブ１０の操作面１１における同一円周上の４方向に配置されており、操作ノブ１０を４つの方向の何れかに傾動させることで、所定のスイッチ信号が生成されるようになっている。

スイッチ接点部１５のそれぞれは、基板６に配置された固定接点１５ａと、固定接点１５ａに対して接離可能な可動接点１５ｂとからなり、実質的に同一の構造を有している。接点の材質は、例えば銅等の導電性を有する金属材からなる。基板６は、例えばリジッド板又はフレキシブル板等の部材からなる。固定接点１５ａは、基板６の配線パターンに接続されている。

スイッチ接点部１５は、金属材、ゴム材又は軟質樹脂材等のバネ性を有する部材により形成された弾性シート１６を備えている。弾性シート１６は、固定接点１５ａと対応する部位の表面側が上方向に***する弾性ドーム１７を有している。弾性ドーム１７は、可動接点１５ｂを固定接点１５ａの接触位置に接触させるために弾性変形して反転させるものであり、スイッチ節度感触を発生させる節度感発生部材として構成されている。

弾性ドーム１７は、略円錐台形状のスカート部１７ａと、スカート部１７ａの上面を形成する円形状の可動部１７ｂとからなる。スカート部１７ａがスイッチ操作時の押圧力により弾性変形して反転するように形成されている。可動部１７ｂの内部底面には、スイッチ非操作時において固定接点１５ａと離間した非接触状態で可動接点１５ｂが形成されている。

操作ノブ１０の内部底面から延びるプッシャ１３は、弾性ドーム１７の上面に保持されている。操作ノブ１０からのプッシャ１３の操作力を弾性ドーム１７に伝達してスイッチ接点部１５を押圧操作すると、弾性ドーム１７のスカート部１７ａが反転動作する。弾性ドーム１７の可動接点１５ｂの下面は、基板６の固定接点１５ａに当接し、固定接点１５ａと可動接点１５ｂとが短絡したスイッチオン状態となる。

操作ノブ１０の操作力を解除すると、弾性ドーム１７は、弾性復元力により元のドーム形状に自動復帰する。弾性ドーム１７の可動接点１５ｂは基板６の固定接点１５ａから離れるとともに、操作ノブ１０が初期の中立姿勢に戻ることになり、操作ノブ１０がスイッチオフ状態となる。

（操作ノブのガタツキ低減構造）
上記のように構成されたステアリングスイッチ１は、特に、平面視でひし形形状を呈する操作ノブ１０のガタツキを低減する構造に最も主要な特徴部を有している。このガタツキ低減構造としては、スイッチ装置に汎用されているラバードームが用いられる。図示例にあっては、この種のラバードームが弾性ドーム１８により構成されている。

図２及び図４に示すように、操作ノブ１０の長軸Ｘ方向両側の隅角部には、操作ノブ１０の押圧操作時において弾性変形して反転することなく、スイッチ節度感触を有しないガタツキ低減用の弾性ドーム１８が弾性シート１６と一体に形成されている。弾性ドーム１８は、操作ノブ１０の長軸Ｘを挟む二辺に対応する中央端部に配置されている。この２つの弾性ドーム１８ともに、同一の形状及び構造を有しており、スイッチ接点用の弾性ドーム１７を構成する弾性シート１６と共通の弾性シート１６が用いられている。

ガタツキ低減用の弾性ドーム１８は、略円錐台形状のスカート部１８ａと、スカート部１８ａの上面を形成する円形状の可動部１８ｂとからなり、スイッチ接点用の弾性ドーム１７と実質的に同様の形状を有しているが、弾性ドーム１８の空洞を形成する内部底面には、可動接点が設けられていない。弾性ドーム１８のスカート部１８ａとしては、操作ノブ１０に対する弾性反発力を小さく変化させる角度及び肉厚に設定することが好適である。

操作ノブ１０の内部底面から延びるプッシャ１３は、スイッチ接点用の弾性ドーム１７を反転動作させない状態を維持するとともに、ガタツキ低減用の弾性ドーム１８に接触した状態で配置されている。操作ノブ１０は、弾性ドーム１８のプリロードがゼロの状態でステアリングホイール２の内部開口周辺部に組み付けられる。

操作ノブ１０を押圧操作すると、ガタツキ低減用の弾性ドーム１８には下方向に力が作用することで、この弾性ドーム１８のスカート部１８ａは、反転しない程度に圧縮状態となる。そのスカート部１８ａの圧縮状態で得られる弾性反発力により、操作ノブ１０の長手方向端部には、元の状態に戻ろうとする力が作用する。このような力により、操作ノブ１０のガタツキを低減することができる。

ここで、図５を参照すると、同図には、図４と異なるガタツキ低減構造の他の一例が示されている。

図５に示すように、操作ノブ１０の周壁縁には、外方へ張り出したフランジ部１４が一体に形成されている。このフランジ部１４がステアリングホイール２の内部開口周辺部に係合することで、操作ノブ１０は、ステアリングホイール２の内部開口周辺部から抜け出ることが防止されるとともに、操作ノブ１０のプッシャ１３が、ガタツキ低減用の弾性ドーム１８の上面に保持されるようになっている。

操作ノブ１０のフランジ部１４がステアリングホイール２の内部開口周辺部に係合した状態において、操作ノブ１０のプッシャ１３は、ガタツキ低減用の弾性ドーム１８を押さえ込んだ状態で接触されており、弾性ドーム１８のスカート部１８ａは、反転動作しない程度に圧縮した状態となっている。そのスカート部１８ａの圧縮状態で得られる弾性反発力により、操作ノブ１０のフランジ部１４をステアリングホイール２の内部開口周辺部に押し当てたプリロードが加えられている。

ガタツキ低減用の弾性ドーム１８のバネ特性は、図６に示すような挙動となる。図６において、横軸は弾性ドーム１８のプリロードのストローク量Ｓを示し、縦軸は弾性ドーム１８に加わる荷重Ｆを示している。図６のグラフ上にプロットしたＰ点（Ｓ_１，Ｆ_１）は、操作ノブ１０にプリロードを加えた状態で保持するための設定ポイントである。組立状態をこのＰ点（Ｓ_１，Ｆ_１）に設定することにより、部品誤差、組立誤差によらずに常にプリロードを加えた状態を保てると共に、操作ノブ１０の長手方向端部を押しても荷重増加が小さいのでこれに伴う違和感が低減できる。

（実施の形態の効果）
以上のように構成されたステアリングスイッチ１を採用することで、上記効果に加えて以下の効果が得られる。

ノブ付勢用のスプリングや複雑な機構を用いることなく、スイッチ装置に汎用されている弾性ドーム１８であるラバードームを操作ノブ１０のガタツキ低減構造に効果的に用いることができる。

スイッチ接点用の弾性ドーム１７を構成する弾性シート１６と共通の弾性シート１６により形成されたガタツキ低減用の弾性ドーム１８を用いる簡単な構造で、操作ノブ１０のガタツキを低減することができる。

操作ノブ１０の押圧操作時において、操作ノブ１０が傾いたときに発生するガタツキ低減用の弾性ドーム１８の反発力が作用するため、その反力により操作ノブ１０の円滑な動きを保証することができる。

スイッチ装置の構成部品の寸法公差の許容範囲などが広くなり、設計の自由度を高めることができる。

なお、本実施の形態では、ひし形形状の操作ノブ１０にガタツキ低減構造を備えた構成例を例示しているが、これに限定されるものではない。本実施の形態に係るガタツキ低減構造は、中心を通る長軸及び短軸を有する長方形、平行四辺形や楕円形等の操作面形状を呈する操作ノブ１０にも適用することができることは勿論である。

また、ガタツキ低減用の弾性ドーム１８としては、材質、厚み、大きさ、形態、設置部位、設置個数、組合せ形状、あるいはバネ定数などを適宜に選択することが有効であり、多様な変更が可能である。

更に、スイッチ接点部１５は、弾性ドーム型の接点部材に代えて、タクトスイッチ等のプッシュスイッチを用いてもよく、弾性ドームの空洞内にプッシュスイッチを配置した構造であっても構わない。

更にまた、図示例では、ステアリングホイール２に装着されたスイッチ装置を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば車室内のドアアームレスト、インストルメントパネルやセンターコンソールなどの運転席周辺部に配置されるスイッチ装置として構成することができる。

更にまた、携帯電話機やカメラなどの各種の携帯情報端末装置等に用いることができることは勿論である。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例、及び図示例に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態、変形例、及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。従って、上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…ステアリングスイッチ、２…ステアリングホイール、３…パッド部、４…リング部、５…スポーク部、６…基板、１０…操作ノブ、１１…操作面、１２…開口部、１３…プッシャ、１４…フランジ部、１５…スイッチ接点部、１５ａ…固定接点、１５ｂ…可動接点、１６…弾性シート、１７，１８…弾性ドーム、１７ａ，１８ａ…スカート部、１７ｂ，１８ｂ…可動部

Claims

基板と、
前記基板の上方に設けられ、操作面が長軸及び短軸を有する形状からなる操作ノブと、
前記長軸及び前記短軸の間の前記操作面の領域と対応して前記基板に配置され、前記操作ノブの押圧操作に伴いスイッチ動作するスイッチ接点部と、
前記長軸の端部と対応して前記基板に配置され、前記操作ノブを前記基板から離反方向に付勢する弾性変形可能な第１の弾性ドームと、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
前記基板を覆う弾性シートと、
前記長軸及び前記短軸の間の前記操作面の領域と対応して前記弾性シートに一体に形成され、前記スイッチ接点部をスイッチ動作させる弾性変形可能な第２の弾性ドームとを備え、
前記第１の弾性ドームは、前記弾性シートと一体に形成されてなる請求項１に記載のスイッチ装置。
前記第１の弾性ドームは、前記操作ノブにプリロードを与えた状態で配置されてなる請求項１又は２に記載のスイッチ装置。