JPWO2015133135A1 - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

操作者に対して押下領域を押下したことをより効果的に認識させることができるようにする。所定の押下方向に対する押下を受け付ける押下領域（２ａ）を有し、ゴム状弾性体で形成された押下部（２）と、静電容量に基づいて押下領域（２ａ）への押下を検出するための静電容量センサ（６）と、を有するスイッチ装置（１）において、静電容量センサ（６）は、押下部（２）と押下方向において間隔をおいて配置され、押下領域（２ａ）に対する押下が発生していない状態において、押下部（２）の押下領域（２ａ）に対応する静電容量センサ（６）側の部分（凸部（２２）最下面（２２ａ））と、押下領域（２ａ）の押下方向の直近に配置される他の部材（ベース筐体（４））との間に、静電容量センサ（６）側の部分を押下方向に移動可能な空間（クリアランス）が確保されているように構成する。

Description

クロスリファレンス

本出願は、２０１４年３月７日に日本国において出願された特願２０１４−０４４６８１号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願に記載された内容は全て、参照によりそのまま本明細書に援用される。また、本願において引用した全ての特許、特許出願及び文献に記載された内容は全て、参照によりそのまま本明細書に援用される。

本発明は、押下領域に対する押下方向の押下操作を検出するスイッチ装置に関する。

従来、電子機器においては、機械的にオン・オフ動作を行うスイッチ装置が知られている。これに対して、押下領域に対する接触又は押圧による静電容量の変化を検出して、オン・オフ等のスイッチ動作を行う静電容量型のスイッチ装置が知られている。

近年、このような静電容量型のスイッチ装置は、自動車等に搭載されることがあるが、自動車を運転中の操作者がスイッチ装置の押下領域に対して接触等したとしても、確実に操作できたのか否かを認識することが困難である。

これに対して、操作が行われたことを操作者に認識させるために、音や振動を発生させて、操作が有効であることを認識させるものが知られている。また、スイッチを押した感触を操作者が認識できるスイッチに関する技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−３００２４７号公報

例えば、特許文献１に開示された技術によると、操作者は、スイッチを押した感触を認識することができる。しかしながら、操作者に対してスイッチを押した感触をより効果的に認識させることが要請されている。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、操作者に対して押下領域を押下したことをより効果的に認識させることのできる技術を提供することである。

上記目的達成のため、本発明の一実施の形態に係るスイッチ装置は、所定の押下方向に対する押下を受け付ける押下領域を有し、ゴム状弾性体で形成された押下部と、静電容量に基づいて押下領域への押下を検出するための静電容量センサと、を有するスイッチ装置であって、静電容量センサは、押下部と押下方向において間隔をおいて配置され、押下領域に対する押下が発生していない状態において、押下部の押下領域に対応する静電容量センサ側の部分と、押下部の押下領域の押下方向の直近に配置される他の部材との間に、静電容量センサ側の部分を押下方向に移動可能な空間が確保されている。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、押下部の押下領域に対応する静電容量センサ側に、静電容量センサ側に突出する凸部を有する。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、押下部を装着する筐体を更に有し、押下部と、静電容量センサとの間は、筐体によって仕切られている。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、押下部が、インサート成形法により、筐体に固着されている。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、筐体が、押下部の押下領域の押下方向の直近に配置されている。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、静電容量センサ側の部分を押下方向に移動可能な空間の押下方向の距離が、０．３ｍｍ以上である。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、押下部の前記押下領域が、段差部を有する。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、押下部の硬度が、ＪＩＳＫ６２５３の測定法に従うデュロメーター タイプＡ型の硬度計による硬度で２５以上７０以下である。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、接触点での変位量が０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ未満の範囲であって、接触点における荷重が７Ｎ以下である。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、接触点での変位量が０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ未満の範囲であって、接触点における荷重が７Ｎ以下である。

別の実施の形態に係るスイッチ装置は、更に、ゴム状弾性体が、シリコーンゴムである。

本発明によると、操作者に対して押下領域を押下したことをより効果的に認識させることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の斜視図及び上面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の裏面斜視図及び分解斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の断面斜視図及び断面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る静電容量センサの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施例１〜９に係るスイッチ装置及び比較例に係るスイッチ装置における押下領域を押下した際の変位と荷重との関係を示す図である。 図６は、本発明の実施例１０〜１３に係るスイッチ装置における押下領域を押下した際の変位と荷重との関係を示す図である。 図７は、本発明の実施例に係るスイッチ装置及び比較例に係るスイッチ装置に対する押下操作を行った場合の操作者による官能評価結果を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の断面斜視図及び断面図である。 図９は、本発明の第３乃至第８の実施の形態に係るスイッチ装置の断面図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の斜視図及び上面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の裏面斜視図及び分解斜視図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の断面斜視図及び断面図である。（１Ａ）は、スイッチ装置の斜視図であり、（１Ｂ）は、スイッチ装置の上面図である。（２Ａ）は、スイッチ装置の裏面斜視図であり、（２Ｂ）は、スイッチ装置の下ケースを取り除いた状態における裏面の斜視図であり、（２Ｃ）は、スイッチ装置の下ケース、静電容量センサ、及びベース筐体を取り除いた状態における裏面の斜視図である。（３Ａ）は、（１Ｂ）のＸ−Ｘ線断面斜視図であり、（３Ｂ）は、（１Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図であり、（３Ｃ）は、（１Ｂ）のＹ−Ｙ線断面図及び一部上面図である。

スイッチ装置１は、例えば、自動車に搭載されるスイッチ装置であって、（１Ａ）に示すように、１つ以上（図では、４つ）の押下領域２ａにおいて、所定の押下方向（図面中の上から下の方向：以下、下方向ともいう。）の操作者による押下操作を検出するスイッチ装置である。スイッチ装置１は、スイッチ機能部１２と、スイッチ機能部１２を収容する上ケース１０及び下ケース１１とを有する。上ケース１０及び下ケース１１は、（１Ａ）及び（２Ａ）に示すように、スイッチ機能部１２の押下部２の操作面のみが表に顕在し、スイッチ機能部１２の他の部分が内部に完全に収容されるように構成されている。スイッチ装置１のスイッチ機能部１２は、（３Ａ）、（３Ｂ）、及び（３Ｃ）に示すように、操作者が押下する上面側から順に、押下部２、筐体５（上部筐体３、ベース筐体４）、及び静電容量センサ６を有する。

押下部２は、例えば、ゴム状弾性体で構成されている。ゴム状弾性体は、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴムあるいはスチレンブタジエンゴム等の熱硬化性エラストマー； ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系あるいはフッ素系等の熱可塑性エラストマー； あるいはそれらの複合物等などであり、シリコーンゴムが好適である。押下部２を構成するゴム状弾性体の硬度（ＪＩＳＫ６２５３の測定法に従うデュロメーター タイプＡ型の硬度計により求められた硬度：タイプＡ硬度という）は、例えば、２５以上７０以下であり、より好ましくは、３０以上５０以下である。これは、タイプＡ硬度が２５より低いと繰り返して利用する耐久性に劣り、７０より高いと良好な感触が得られないためである。

押下部２の各押下領域２ａの略中心には、それぞれ凹部２１が設けられている。凹部２１は、段差部の一例であり、例えば、上面の形状が直径８ｍｍの円形であり、押下方向に窪んだ窪みである。この凹部２１によると、操作者は、押下部２の表面に触れることにより、視認することなく凹部２１を容易且つ適切に認識でき、結果として押下領域２ａを容易に認識することができる。ここで、段差部は、凹部２１に限られず、押下方向と反対側に突出した凸部であっても良く、つまり、押下方向に延びる段差を有すれば良い。段差部を構成する凸部としては、比較的大きい直径（例えば、８ｍｍ）の１つ円柱状の部位であってもよく、比較的小さい直径の複数の円柱状の部位で構成されても良く、円筒状の部位であっても良い。なお、操作者が押下領域２ａを認識しやすい段差部としては、凹部２１が好適である。

また、（３Ａ）、（３Ｂ）、及び（３Ｃ）に示すように、押下部２の押下領域２ａに対応する押下方向には、押下方向に突出する凸部２２が形成されている。本実施の形態では、凸部２２は、凹部２１の直径よりも長い直径の円柱状の部位である。凸部２２は、例えば、直径が１０ｍｍであり、押下方向の厚さは、３．５５ｍｍである。なお、押下部２の薄肉部の厚さは、例えば、０．７５ｍｍである。

押下部２は、筐体５の上部筐体３に固着されている。上部筐体３は、例えば、絶縁性が高い、硬質な樹脂部材からなり、好適には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、またはＰＣとＰＢＴとの共重合体から構成される。上部筐体３は、（２Ｃ）、（３Ａ）、及び（３Ｂ）に示すように、押下部２の押下領域２ａに対向する領域に凸部２２を収容する凹部３ａを有する。凹部３ａは、（１Ｂ）に示すように、凸部２２の直径よりも長い直径（例えば、１５ｍｍ）を有する。また、上部筐体３は、（２Ｃ）、（３Ａ）、及び（３Ｃ）に示すように、凹部３ａと凹部３ａとの間を連通させる溝部３ｂと、凹部３ａから外周側に延びる溝部３ｃとを有する。溝部３ｃは、（２Ｂ）に示すように、ベース筐体４や静電容量センサ６の外周よりも外側まで延びた形状となっている。従って、各凹部３ａは、（３Ａ）及び（３Ｂ）に示すように、ベース筐体４及び静電容量センサ６と、下ケース１１との間の空間と連通するようになっている。なお、ベース筐体４及び静電容量センサ６と、下ケース１１との間の空間は、外部と連通しないようになっているので、外部から埃や水などが浸入することを適切に防止できる。また、このように、各凹部３ａの空間が、他の凹部３ａの空間と連通し、更に、ベース筐体４及び静電容量センサ６と、下ケース１１との間の空間と連通し、全体として比較的大きい容積を持つ空間となっているので、操作者が押下部２を押下げた場合に、凹部３ａの空気が圧縮されることにより発生する押下に対する荷重の増加を効果的に軽減することができる。

押下部２と、上部筐体３を固着させる方法としては、例えば、所定の金型内に上部筐体３をセットし、未硬化状態の押下部２のゴム材料を金型内に流し込み、上部筐体３に押下部２を一体形成するインサート成形法を用いても良い。

上部筐体３の下には、ベース筐体４が固着されている。ベース筐体４は、略平板状の部材であり、上部筐体３の凹部３ａの下面を全て覆っている。ベース筐体４は、例えば、絶縁性が高い、硬質な樹脂部材からなり、好適には、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から構成される。ベース筐体４の厚さは、例えば、０．５ｍｍである。このような構成により、凹部３ａ側と、ベース筐体４の下側とがベース筐体４によって仕切られている。このため、ベース筐体４により、押下部２により発生する静電気が静電容量センサ６に伝えられることを防止できるので、静電気による静電容量センサ６の破損を防止できる。

本実施の形態では、（３Ｂ）に示すように、ベース筐体４が、押下部２の押下領域２ａの押下方向の直近に配置される部材となっている。

押下部２の凸部２２の最下面２２ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間には、（３Ｂ）に示すように、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、静電容量センサ側の部分（凸部２２）を押下方向に移動可能な空間であって、押下方向について所定の距離以上の空間（クリアランス）Ｃが確保されている。このクリアランスＣの押下方向の距離は、例えば、０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは、０．５ｍｍ以上である。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２２の最下面２２ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２２が変形する。このように、押下部２の凸部２２の最下面２２ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓むので、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動し、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。また、凸部２２の最下面２２ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触した後も、或る程度の反発力を持って凸部２２が容易に変形し、操作者の指等が更に押下方向へ移動することができるので、操作者はより効果的に押下操作を認識することができる。なお、凸部２２に加えられる力は、硬質な樹脂部材であるベース筐体４にて受け止めることができるので、ベース筐体４よりも下に配置される静電容量センサ６に対して、不要な力が掛かってしまうことを防止できる。このため、静電容量センサ６が圧縮等されて歪んでしまうことを適切に防止できる。

ベース筐体４の下側には、押下領域２ａにおける静電容量を検出するための静電容量センサ６が配置されている。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る静電容量センサの構成を示す図である。（４Ａ）は、静電容量センサの上面図であり、（４Ｂ）は、（４Ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。

静電容量センサ６は、静電容量を検出するためのセンサであり、自己容量式のセンサであっても、相互容量式のセンサであっても良い。静電容量センサ６は、（４Ａ）に示すように、それぞれの押下領域２ａに対向する位置に配置される検出電極６１と、検出電極６１に接続される配線６２と、配線６２に接続され、外部の装置と接続するための端子部６３と、スティフナ（補強材）６４とを有する。検出電極６１は、銅、銀等の金属薄膜で構成しても良く、透明なＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子膜や、銅、銀、カーボン等のナノ状微小繊維からなる膜や、ＩＴＯ（酸化インジウムすず）膜で構成しても良い。なお、本実施の形態では、検出電極６１は、透明な電極である。

静電容量センサ６は、（４Ｂ）に示すように、基材６５の上に検出電極６１が形成され、検出電極６１は、配線６２を介して端子部６３に接続されている。検出電極６１の上には、検出電極６１を保護する保護層６６が形成されている。保護層６６は、粘着材であっても良い。端子部６３が配置された基材６５の下には、スティフナ６４が形成されている。

次に、第１の実施の形態において、押下部２の形状を同一とし、押下部２を構成するゴム状弾性体の硬度と、押下部２の凸部２２の最下面２２ａと、押下部２の押下領域２ａ（より具体的には凸部２２）の押下方向の直近に配置される部材とのクリアランスと、を変えた実施例（実施例１乃至実施例１３）と、同一形状の押下部２を用い、押下部２の凸部２２の最下面２２ａと、押下領域２ａの押下方向の直近に配置される部材とのクリアランスをなくした比較例（比較例１及び比較例２）とを説明する。

比較例１は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスをなくした例であり、比較例２は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスをなくした例である。

実施例１は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を０．３ｍｍとした例であり、実施例２は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスの押下方向の距離を０．３ｍｍとした例であり、実施例３は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を０．５ｍｍとした例であり、実施例４は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスの押下方向の距離を０．５ｍｍとした例であり、実施例５は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を１．０ｍｍとした例であり、実施例６は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスの押下方向の距離を１．０ｍｍとした例であり、実施例７は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を１．５ｍｍとした例であり、実施例８は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスの押下方向の距離を１．５ｍｍとした例であり、実施例９は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を２．０ｍｍとした例である。実施例１０は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を０．７５ｍｍとした例である。実施例１１は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスの押下方向の距離を０．７５ｍｍとした例である。実施例１２は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で４０とし、クリアランスの押下方向の距離を１．２５ｍｍとした例である。実施例１３は、押下部２の硬度をタイプＡ硬度で７０とし、クリアランスの押下方向の距離を１．２５ｍｍとした例である。

図５は、本発明の実施例１〜９に係るスイッチ装置及び比較例に係るスイッチ装置における押下領域を押下した際の変位と荷重との関係を示す図である。図６は、本発明の実施例１０〜１３に係るスイッチ装置における押下領域を押下した際の変位と荷重との関係を示す図である。図５及び図６は、押下部２の押下領域２ａの凹部２１の上面を直径８ｍｍの柱状治具により、速度１．０ｍｍ／ｓｅｃで押下及び解除（復帰）したときの柱状治具の変位（ｍｍ）と荷重（Ｎ）との関係を示している。なお、各例に対応する線の左側の部分は、押下時の状態を示し、右側の部分は、解除時の状態を示している。また、図５中の点Ｐ１〜Ｐ９は実施例１〜９において、図６中の点Ｐ１０〜Ｐ１３は実施例１０〜１３において、それぞれ、変位に対する荷重の増加傾向が大きく変化している点である。具体的には、Ｐ１〜Ｐ１３は、押下部２の押下領域２ａが直近に配置される部材と接触した点（接触点）を示している。

図７は、本発明の実施例に係るスイッチ装置及び比較例に係るスイッチ装置に対する押下操作を行った場合の操作者による官能評価結果を示す図である。（７Ａ）は、官能評価の評価基準を示し、（７Ｂ）は、実施例１乃至実施例９、及び比較例１及び比較例２に係るスイッチ装置を対象に官能評価を行った結果を示す。

本官能評価においては、３１人の操作者に、評価対象の各スイッチ装置による押下操作を行わせ、各操作者に押圧感触の良好な上位３つのスイッチ装置を選択させた。

本官能評価においては、（７Ａ）に示すように、全３１人のうち良好なスイッチ装置として選択したのべ人数が、１６人以上となったスイッチ装置の評価をＡ（最適）とし、選択したのべ人数が、１０人以上１５人以下となったスイッチ装置の評価をＢ（好適）とし、選択したのべ人数が、４人以上９人以下となったスイッチ装置の評価をＣ（使用可能）とし、選択したのべ人数が、３人以下となったスイッチ装置の評価をＤ（ＮＧ）（不可）とした。

実施例１乃至実施例９、及び比較例１及び比較例２に係るスイッチ装置を対象に官能評価を行った結果、各スイッチ装置が良好であると選択した人数は、（７Ｂ）に示すようになり、実施例１、実施例２、実施例４、実施例８及び実施例９に係るスイッチ装置は、Ｃ（使用可能）と評価され、実施例３及び実施例７に係るスイッチ装置は、Ｂ（好適）と評価され、実施例５及び実施例６に係るスイッチ装置はＡ（最適）と評価された。

比較例１及び比較例２によると、荷重が５Ｎ以上となった場合であっても、変位が０．５ｍｍ以下であり、変位が少ない。比較例１及び比較例２のスイッチ装置を用いて、複数の操作者による押下時の感触評価を集計したが、押下領域を押した感触が硬く、押下した感触がないとの評価となった。

実施例１のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．３ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。実施例２のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．３ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。

実施例１のスイッチ装置によると、同一の荷重であれば、実施例２のスイッチ装置よりも変位が大きかった。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例１及び実施例２のスイッチ装置は、比較例１及び比較例２よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が得られた。また、実施例１のスイッチ装置は、実施例２のスイッチ装置よりも押下した感触が良いとの評価が得られた。

実施例３のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．５ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。実施例４のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．４ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。

実施例３のスイッチ装置によると、同一の荷重であれば、実施例４のスイッチ装置よりも変位が大きかった。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例３及び実施例４のスイッチ装置は、実施例１及び実施例２よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が得られた。また、実施例３のスイッチ装置は、実施例４のスイッチ装置よりも押下した感触が良いとの評価が多く得られた。

実施例５のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が１．０ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例５のスイッチ装置によると、０．９Ｎよりも大きいとき同一の荷重であれば、実施例３のスイッチ装置よりも変位が大きかった。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例５のスイッチ装置は、実施例３や実施例４のスイッチ装置よりも押下した感触があると共に、反発力があり、より操作感がでるとの評価が多く得られた。

実施例６のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．５ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例６のスイッチ装置によると、１．６Ｎよりも大きいとき同一の荷重であれば、実施例４のスイッチ装置よりも変位が大きかった。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例６のスイッチ装置は、実施例３、実施例４、実施例５及び後述する実施例８のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が多く得られた。

実施例７のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が１．０ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例７のスイッチ装置によると、０．９Ｎよりも大きいとき同一の荷重であれば、実施例３のスイッチ装置よりも変位が大きかった。実施例７によると、荷重に対する変位量が１．７ｍｍになるまで略直線的であるので、良い感触が得られた。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例７のスイッチ装置は、比較例１、比較例２及び実施例１のスイッチ装置よりも押下した感触があると共に、反発力があり、より操作感がでるとの評価が多く得られた。

実施例８のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．５ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例８のスイッチ装置によると、１．６Ｎよりも大きいとき同一の荷重であれば、実施例４のスイッチ装置よりも変位が大きかった。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例８のスイッチ装置は、比較例１、比較例２、及び実施例２のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が多く得られた。

実施例９のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が１．０ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例９のスイッチ装置は、比較例１及び比較例２のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が得られた。

また、実施例１０〜１３のスイッチ装置に関しては、比較例１，２及び実施例１〜９と比べると統計的に正確な官能評価とは言えないが、図６の変位−荷重曲線の結果から、以下のような評価が得られた。実施例１０のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．５ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例１０のスイッチ装置によると、荷重に対する変位量が０．８ｍｍになるまで略直線的であるので、良い感触が得られた。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例１０のスイッチ装置は、実施例１〜４、実施例７〜９や後述の実施例１１のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が多く得られた。

実施例１１のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が０．５ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例１１のスイッチ装置によると、荷重に対する変位量が０．７ｍｍになるまで略直線的であるので、良い感触が得られた。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例１１のスイッチ装置は、実施例１〜４、実施例８、実施例９のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が多く得られた。

実施例１２のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変位が１．０ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変位が大きくなった。また、実施例１２のスイッチ装置によると、荷重に対する変位量が１．４ｍｍになるまで略直線的であるので、良い感触が得られた。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例１２のスイッチ装置は、実施例１〜４、実施例７〜９、実施例１１のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が多く得られた。

実施例１３のスイッチ装置によると、荷重が２Ｎ程度の比較的小さい場合であっても、変移が０．５ｍｍ以上となり、より大きい荷重の場合には、更に変移が大きくなった。また、実施例１３のスイッチ装置によると、荷重に対する変移量が１．２ｍｍになるまで略直線的であるので、良い感触が得られた。複数の操作者による押下時の感触評価を集計したところ、実施例１３のスイッチ装置は、実施例１〜４、実施例７〜９、実施例１１のスイッチ装置よりも押下した感触が得られ、良い感触であるとの評価が多く得られた

以上の結果から、クリアランスの押下方向の距離が０．３ｍｍ未満では、押圧感触が不十分であり、クリアランスの押下方向の距離は、０．３ｍｍ以上が好ましいことがわかる。また、自動車電子機器用のスイッチ装置を想定すると、クリアランスの押下方向の距離が２．２ｍｍを越えると、既存の機械的なスイッチ装置のストロークを超えてしまい操作者の押下感触を低下させてしまうとともに、スイッチ装置の薄型化を実現できないので、クリアランスの押下方向の距離は、２．２ｍｍ以下が好ましい。また、操作者の感触評価に基づくと、スイッチ装置の接触点が図５及び図６の領域Ａに属すること、すなわち、接触点での変位量が０．３ｍｍ以上２．２ｍｍ以下の範囲であって、接触点における荷重が１１Ｎ以下であることが好ましい。更に、スイッチ装置の接触点が図５及び図６の領域Ｂに属すること、すなわち、接触点での変位量が０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ未満の範囲であって、接触点における荷重が７Ｎ以下であることがより好ましい。また、実施例５、実施例６、実施例１０、実施例１２、及び実施例１３が最適であると評価されていることから、スイッチ装置の接触点が図５及び図６の領域Ｃに属すること、すなわち、接触点での変位量が０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ未満の範囲であって、接触点における荷重が７Ｎ以下であることが最も好ましい。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置について説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の断面斜視図及び断面図である。（８Ａ）は、第２の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＸ−Ｘ線に対応する線における断面斜視図であり、（８Ｂ）は、第２の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＸ−Ｘ線に対応する線における断面図である。

第２の実施の形態に係るスイッチ装置１は、筐体５にベース筐体４を備えないようにし、上部筐体３に対して静電容量センサ６を固着させるようにしたものである。

上部筐体３の下には、静電容量センサ６が固着されている。本実施の形態では、（８Ａ）及び（８Ｂ）に示すように、静電容量センサ６が、押下部２の押下領域２ａの押下方向の直近に配置される部材となっている。

押下部２の凸部２２の最下面２２ａと、静電容量センサ６の上面６ａとの間には、（８Ｂ）に示すように、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。このクリアランスＣの押下方向の距離は、例えば、０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは、０．５ｍｍ以上である。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２２の最下面２２ａと、静電容量センサ６の上面６ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２２が変形する。このように、押下部２の凸部２２の最下面２２ａと、静電容量センサ６の上面６ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓む。これにより、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動するので、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。この構成によると、ベース筐体４を備えていないので、第１の実施の形態に係るスイッチ装置に比して、軽量化及び薄型化が実現できる。

＜第３乃至第８の実施の形態＞
次に、本発明の第３乃至題８の実施の形態に係るスイッチ装置について説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。

図９は、本発明の第３乃至第８の実施の形態に係るスイッチ装置の断面図である。なお、図９では、上ケース１０及び下ケース１１については、図示を省略している。（９Ａ）は、第３の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＹ−Ｙ線に対応する線における断面図及び一部上面図であり、（９Ｂ）は、第４の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＹ−Ｙ線に対応する線における断面図及び一部上面図であり、（９Ｃ）は、第５の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＹ−Ｙ線に対応する線における断面図及び一部上面図であり、（９Ｄ）は、第６の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＹ−Ｙ線に対応する線における断面図及び一部上面図であり、（９Ｅ）は、第７の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＹ−Ｙ線に対応する線における断面図及び一部上面図であり、（９Ｆ）は、第８の実施の形態に係るスイッチ装置の（１Ｂ）のＹ−Ｙ線に対応する線における断面図及び一部上面図である。

第３の実施の形態に係るスイッチ装置１は、（９Ａ）に示すように、第１の実施の形態に係るスイッチ装置１において、押下部２に凸部２２を備えないようにしたものである。

このスイッチ装置１によると、押下部２の最下面２ｂと、ベース筐体４の上面４ａとの間には、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、押下部２が撓み、押下操作量が多くなると、押下部２の最下面２ｂがベース筐体４の上面４ａに接触することなり、更に、押下操作が行われた場合には、押下部２が変形する。このように、押下部２の最下面２ｂと、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓む。これにより、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動するので、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。

第４の実施の形態に係るスイッチ装置１は、（９Ｂ）に示すように、第１の実施の形態に係るスイッチ装置１において、凸部２２に変えて、凸部２３を備えるようにしたものである。

凸部２３は、ほぼ円柱状であって、その下面の先端に、複数の小突起２３ａを備えている。このスイッチ装置１によると、押下部２の凸部２３の小突起２３ａの先端と、ベース筐体４の上面４ａとの間には、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２３の小突起２３ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２３の小突起２３ａが変形する。このように、押下部２の凸部２３の小突起２３ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓むので、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動するので、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。また、凸部２３の小突起２３ａの先端と、ベース筐体４の上面４ａとが接触した後も、更に押下操作を行うと、或る程度の反発力を持って凸部２３の小突起２３ａが容易に変形し、操作者の指等が更に押下方向へ移動することができるので、操作者はより効果的に押下操作を認識することができる。特に、凸部２３の小突起２３ａの先端と、ベース筐体４の上面４ａとが接触した直後には、小突起２３ａのみが接触している状態であるので、比較的容易に変形する。

第５の実施の形態に係るスイッチ装置１は、（９Ｃ）に示すように、第１の実施の形態に係るスイッチ装置１において、凸部２２に変えて、凸部２４を備えるようにしたものである。

凸部２４は、凹部２１の直径よりも長い直径の円柱状であり、円柱の下端面が略中心部が最も下端となるような曲面状となっている。このスイッチ装置１によると、押下部２の凸部２４の最下面２４ａの最下点と、ベース筐体４の上面４ａとの間には、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２４の最下面２４ａの最下点と、ベース筐体４の上面４ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２４が変形する。このように、押下部２の凸部２４の最下面２４ａの最下点と、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓むので、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動し、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。また、凸部２４の最下面２４ａの最下点と、ベース筐体４の上面４ａとが接触した後も、当初は、凸部２４の最下面２４ａの一部のみが接触している状態であるので、比較的容易に凸部２４が変形し、操作者の指等が更に押下方向へ移動することができるので、操作者はより効果的に押下操作を認識することができる。

第６の実施の形態に係るスイッチ装置１は、（９Ｄ）に示すように、第１の実施の形態に係るスイッチ装置１において、凸部２２に変えて、凸部２５を備えるようにしたものである。

凸部２５は、凹部２１の直径よりも長い直径の円筒状となっている。このスイッチ装置１によると、押下部２の凸部２５の最下面２５ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間には、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２５の最下面２５ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２５が変形する。このように、押下部２の凸部２５の最下面２５ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓むので、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動するので、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。また、凸部２５の最下面２５ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触した後も、更に押下操作を行うと、或る程度の反発力を持って凸部２５が容易に変形し、操作者の指等が更に押下方向へ移動することができるので、より効果的に操作者は押下操作を認識することができる。特に、本実施の形態では、凸部２５は、円筒状であるので、円柱状の凸部２２に比して、同一の部材であれば容易に変形することができる。

第７の実施の形態に係るスイッチ装置１は、（９Ｅ）に示すように、第１の実施の形態に係るスイッチ装置１において、凸部２２に変えて、凸部２６を備えるようにしたものである。

凸部２６は、凹部２１の直径よりも長い直径の円を底面とする円錐状の部位である。このスイッチ装置１によると、押下部２の凸部２６の頂点部２６ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間には、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２６の頂点部２６ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２６が変形する。このように、押下部２の凸部２６の頂点部２６ａと、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓むので、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動し、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。また、凸部２６の頂点部２６ａと、ベース筐体４の上面４ａとが接触した後も、更に押下操作を行うと、或る程度の反発力を持って凸部２６が容易に変形し、操作者の指等が更に押下方向へ移動することができるので、操作者はより効果的に押下操作を認識することができる。特に、本実施形態では、凸部２６は、円錐状であるので、円柱状の凸部２２に比して、同一の部材であれば容易に変形することができる。

第８の実施の形態に係るスイッチ装置１は、（９Ｆ）に示すように、第１の実施の形態に係るスイッチ装置１において、凸部２２に変えて、凸部２７を備えるようにしたものである。

凸部２７は、凹部２１の直径よりも長い直径の円柱状であり、円柱の下端面が波状面２７ａとなっている。このスイッチ装置１によると、押下部２の凸部２７の波状面２７ａの最下端と、ベース筐体４の上面４ａとの間には、押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われていない場合に、押下方向について所定の距離以上のクリアランスＣが確保されている。押下部２の押下領域２ａに対する押下操作が行われた場合には、まず、凸部２７の波状面２７ａの最下端と、ベース筐体４の上面４ａとが接触し、更に、押下操作が行われた場合には、凸部２７が変形される。このように、押下部２の凸部２７の波状面２７ａの最下端と、ベース筐体４の上面４ａとの間に、クリアランスＣが確保されている。このため、押下部２の押下領域２ａが押下された場合には、押下部２の押下領域２ａの近傍が比較的容易に撓むので、押下領域２ａを押下した操作者の指等が押下方向に比較的容易に移動し、操作者は操作したことを容易且つ確実に認識することができる。また、凸部２７の波状面２７ａの最下端と、ベース筐体４の上面４ａとが接触した後も、当初は、凸部２７の波状面２７ａの一部のみが接触している状態であるので、比較的容易に凸部２７が変形し、操作者の指等が更に押下方向へ移動することができるので、操作者はより効果的に押下操作を認識することができる。

＜他の実施の形態＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られず、他の様々な態様に適用可能である。

例えば、上記第１乃至第８の実施の形態において、押下部２の上面に、文字やグラフィック意匠や、着色等を行っても良い。また、押下部２の上面に、押下部２の変形を妨げない別の部材を接着等しても良い。

また、上記第１乃至第８の実施の形態において、静電容量センサ６よりも下側に、上側に光を照射する光源ユニットを備えるようにしても良い。この場合には、押下部２、筐体５、及び静電容量センサ６の少なくとも一部を、光を透過させる透明又は半透明の部材としても良い。

本発明は、押下領域に対する押下方向の操作を検出するスイッチ装置に利用でき、例えば、車載のスイッチ装置に利用できる。

１ スイッチ装置
２ 押下部
２ａ 押下領域
２１ 凹部（段差部）
２２ 凸部
３ 上部筐体
４ ベース筐体
５ 筐体
６ 静電容量センサ
Ｃ クリアランス（空間）

Claims (11)

1. 押下方向に対する押下を受け付ける１以上の押下領域を有し、ゴム状弾性体で形成された押下部と、静電容量に基づいて前記押下領域への押下を検出するための静電容量センサと、を有するスイッチ装置であって、
   前記静電容量センサは、前記押下部と前記押下方向において間隔をおいて配置され、
   前記押下領域に対する押下が発生していない状態において、前記押下部の前記押下領域に対応する前記静電容量センサ側の部分と、前記押下領域の前記押下方向の直近に配置される他の部材との間に、前記静電容量センサ側の部分を前記押下方向に移動可能な空間が確保されているスイッチ装置。
2. 前記押下部の前記押下領域に対応する前記静電容量センサ側には、前記静電容量センサ側に突出する凸部を有する請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記押下部を装着する筐体を更に有し、前記押下部と、前記静電容量センサとの間は、前記筐体によって仕切られている請求項１又は請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記押下部は、インサート成形法により、前記筐体に固着されている請求項３に記載のスイッチ装置。
5. 前記筐体は、前記押下部の前記押下領域の前記押下方向の直近に配置されている請求項３又は請求項４に記載のスイッチ装置。
6. 前記空間の前記押下方向の距離は、０．３ｍｍ以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
7. 前記押下部の前記押下領域は、段差部を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
8. 前記押下部の硬度は、ＪＩＳＫ６２５３の測定法に従うデュロメーター タイプＡ型の硬度計による硬度で２５以上７０以下である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
9. 接触点での変位量が０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ未満の範囲であって、接触点における荷重が７Ｎ以下である請求項８に記載のスイッチ装置。
10. 接触点での変位量が０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ未満の範囲であって、接触点における荷重が７Ｎ以下である請求項９に記載のスイッチ装置。
11. 前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムである請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のスイッチ装置。