JP2012069414A - プッシュ式スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適度な操作感を実現しながら、操作ストロークを大きくすることが可能なプッシュ式スイッチ装置を提供することである。
【解決手段】プッシュ式スイッチ装置１０は、複数の操作部１１と、操作部１１が配置される開口部１９が形成された第１ハウジング１２と、第１ハウジング１２の裏側に設けられる第２ハウジング１３と、操作部１１の表面および第１ハウジング１２の表面をカバーする表面シート１４と、第１ハウジング１２と表面シート１４との間に、操作部１１の押圧操作により圧縮されて変形する弾性変形部材３０を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プッシュ式スイッチ装置に関し、特に、自動車室内に配置されるプッシュ式スイッチ装置に関する。

自動車室内に配置されるプッシュ式スイッチ装置としては、適度な操作感と、大きな操作ストロークとを有する装置が求められている。即ち、自動車の走行中は車体全体が振動しており、また、特にドライバーは操作部を見続けながらスイッチ操作ができないため、操作時の手ごたえがなく適度な操作感（クリック感があり、ガッチリとした操作感）が得られない場合や操作ストロークが小さい場合には、スイッチ操作が完了したか否かを感じ取ることが困難である。

本発明に関連する技術として、特許文献１には、上部メンブレンシートおよび下部メンブレンシートと、両メンブレンシートとの間に設けられたスペーサとを備え、工作機械、工場で使用される各種の制御機器に使用されるキーボード等に好適なメンブレンシートスイッチが開示されている。また、特許文献２には、可動接点支持シートの表面に、表面シートおよびスイッチ操作部を備えたパネルスイッチが開示されている。

特開平５‐２３４４５９号公報 特開平９‐０８２１６９号公報

しかしながら、上記特許文献１のスイッチでは、メンブレンシートの柔軟性が高く操作部分全体が撓む構造であるため、操作ストロークを大きくできるが、操作時の手ごたえがなく（例えば、フニャフニャとした操作感）、特に自動車用スイッチとしての適度な操作感を得ることができない。また、上記特許文献２のスイッチでは、例えば、表面シートおよびスイッチ操作部に剛性の高い部材を適用することでガッチリとした操作感を実現できるが、大きな操作ストロークを得ることができない。

例えば、特許文献２のスイッチにおいて、表面シートに柔軟性の高い部材を適用し操作ストロークを大きくする構成も考えられるが、当該構成では、やはり操作時の手ごたえが小さくなり、特許文献１のスイッチに近い操作感になると想定される。また、当該構成によれば、操作部分以外の表示面等も柔らかくなり、手で触れたときに違和感のある仕上がりとなる。以上のように、従来の技術では、適度な操作感と、大きな操作ストロークとを両立することができなかった。

本発明の目的は、適度な操作感を実現しながら、操作ストロークを大きくすることが可能なプッシュ式スイッチ装置を提供することである。

本発明に係るプッシュ式スイッチ装置は、押圧操作される操作部と、操作部が配置される開口部が形成されたハウジングと、操作部表面およびハウジング表面をカバーする表面シートと、を備えるプッシュ式スイッチ装置において、ハウジングと表面シートとの間に、操作部の押圧操作により圧縮されて変形する弾性変形部材を備えることを特徴とする。

また、弾性変形部材は、ハウジング表面の開口部の縁に設けられることが好ましく、開口部を囲むように全周縁に設けられてもよい。
また、弾性変形部材は、操作部を押圧する力を取り除くと元の形状を容易に復元する弾性変形性に優れた材料から構成されることが好ましく、表面シートよりも柔軟性が高く変形し易い材料から構成されることが特に好ましい。
また、表面シートとしては、適度な操作感を実現するために、剛性の高いシート材が用いられる。

上記構成によれば、弾性変形部材が操作部の押圧操作により圧縮されて変形するので、柔軟性の高い表面シートを用いることなく、大きな操作ストロークを得ることができる。即ち、表面シートが大きく撓まない構成であっても、弾性変形部材の変形により表面シートおよび操作部を裏側に向かって押し込むことができる。したがって、適度な操作感を実現できる表面シート、例えば、適度なクリック感が得られる剛性の高い表面シートを用いることができ、適度な操作感と、大きな操作ストロークとを両立することが可能になる。

また、ハウジング表面がフラットではなく曲面形状等含む場合には、ハウジングおよび表面シートの形状にばらつきが生じて両部材の間に隙間が発生し易くなるが、弾性変形部材を介在させることで、当該ばらつきを吸収して隙間のない意匠性に優れた形態を実現することができる。また、剛性の高い表面シートを用いた場合には、操作時に振動音が発生し易くなるが、弾性変形部材により当該振動音を吸収して抑制することも可能である。

また、本発明に係るプッシュ式スイッチ装置において、ハウジングには、インジケータ用照明装置と、当該照明装置の光をハウジング表面に導くインジケータレンズと、から構成されるインジケータが設けられ、弾性変形部材は、ハウジング表面のインジケータレンズの周囲に設けられる構成とすることができる。

上記構成によれば、弾性変形部材によって、インジケータレンズを通る光の一部が、ハウジング表面と表面シートとの間の隙間に拡散することを防止することができる。例えば、インジケータレンズを通る光の一部が、ハウジング表面と表面シートとの間の隙間に拡散して開口部からもれることが想定されるが、弾性変形部材によって、そのような光を十分に遮光することができる。

本発明に係るプッシュ式スイッチ装置によれば、適度な操作感を実現しながら、操作ストロークを大きくすることが可能である。即ち、本発明に係るプッシュ式スイッチ装置は、弾性変形部材の変形により大きな操作ストロークを得ることができるので、適度なクリック感がありガッチリとした操作感を実現可能な剛性の高い表面シートを用いることができ、適度な操作感と、大きな操作ストロークとを両立する。したがって、振動状態で操作される自動車用途においても、スイッチ操作の完了を容易に感じ取ることができる。

本発明の実施形態である自動車室内用のエアコン操作パネルに適用されたプッシュ式スイッチ装置を示す平面図である。 図１のＡ‐Ａ線断面を示す図である。 図１において、弾性変形部材の配置状態を示す図である。 本発明の実施形態であるプッシュ式スイッチ装置の要部断面図である。 図４Ａにおいて、操作部が押圧操作された状態を示す図である。 従来技術を示す図であり、図４Ａに対応する図である。 従来技術を示す図であり、図４Ｂに対応する図である。

図面を用いて、本発明に係るプッシュ式スイッチ装置の実施形態につき、以下詳細に説明する。

なお、以下では、自動車室内用のエアコン操作パネルに適用されるプッシュ式スイッチ装置１０を例示するが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、自動車室内用のオーディオ操作パネルや照明操作パネル、或いは自動車以外の用途、例えば、各種家電製品のスイッチ装置等に適用されてもよい。

また、以下では、プッシュ式スイッチ装置１０の各構成要素を説明するために、図１におけるプッシュ式スイッチ装置１０の平面形状の長手方向に沿った方向を横方向又は左右方向、短手方向に沿った方向を上下方向、紙面に垂直な方向を表裏方向又は前後方向と称する。但し、これらの方向を示す用語は、プッシュ式スイッチ装置１０の各構成要素と、方向との関係を限定するものではない。

図１および図２に示すように、プッシュ式スイッチ装置１０は、表面側から見た平面形状が横方向に長くなった矩形形状を有しており、複数の操作部１１と、操作部１１が配置される開口部１９が形成された第１ハウジング１２と、第１ハウジング１２の裏側に設けられる第２ハウジング１３と、操作部１１の表面および第１ハウジング１２の表面をカバーする表面シート１４とを備える。そして、プッシュ式スイッチ装置１０は、第１ハウジング１２と表面シート１４との間に、弾性変形部材３０を備えている。

また、プッシュ式スイッチ装置１０には、操作部１１が押圧操作されることで動作するスイッチ素子１５、スイッチ素子１５等が設置されたプリント配線板１６、幾つかの操作部１１の上方に設けられたインジケータ１７、および設定温度や設定風量等を表示する表示部２３等が設けられている。なお、インジケータ１７は、照明装置であるインジケータ用ＬＥＤ２１と、インジケータ用ＬＥＤ２１の光を第１ハウジング１２の表面に導くインジケータレンズ２２とから構成されている。

操作部１１は、指で押圧操作される所謂スイッチノブであって、プッシュ式スイッチ装置１０には、エアコンをオン・オフするためのノブや風量や温度等を調整するためのノブなどが設けられている。図１に示す例では、９個の操作部１１が設けられており、各操作部１１は、表面側から見た平面形状が横方向に長い略矩形形状を有している。また、各操作部１１の表面には、操作対象である動作（例えば、風量調整等）を示す意匠マークが形成されている。なお、当該意匠マークは、表面シート１４の操作部１１に対応する部分に形成されていてもよい。

また、操作部１１は、図２に示すように、第１ハウジング１２の開口部１９に挿入されて、前後方向に対して摺動可能に保持されている。操作部１１は、全体として略Ｌ字型の形状を有しているが、操作部１１の形状は特に限定されない。また、操作部１１の裏側には、操作部用ＬＥＤ１８が設けられており、例えば、意匠マーク部分および操作部インジケータ部分が、操作部用ＬＥＤ１８からの光を透過できるように、透明又は半透明の樹脂材料で構成されている。

また、各操作部１１の裏側には、操作部１１の押圧操作により動作するスイッチ素子１５がそれぞれ配置されている。
スイッチ素子１５は、プリント配線板１６上に設置されており、プリント配線板１６に形成された電気回路に接続される接点と、操作部１１の押圧操作により押されて接点を接続する可動接点部と、可動接点部を第１ハウジング１２の前方に向けて付勢するコイルばね等の付勢部材とから構成されている。なお、エアコン操作パネルにおいて、各スイッチ素子１５は、通常、オルタネイト動作型であるが、モーメンタリ動作型であってもよい。
プリント配線板１６には、スイッチ素子１５の他に、操作部ＬＥＤ１８、インジケータ用ＬＥＤ２１等が設置されている。

第１ハウジング１２は、複数の操作部１１やプリント配線板１６を保持すると共に、プッシュ式スイッチ装置１０の外観形状を形成する部材であって、図１に示す例では、横方向に長い略矩形形状を有している。図２に示すように、第１ハウジング１２には、複数の操作部１１がそれぞれ挿入される複数の開口部１９、インジケータ１７を構成するインジケータレンズ２２の収容部等が形成されている。また、第１ハウジング１２は、上下方向の中央部がやや前方に膨出した緩やかな湾曲形状を有している。

また、第１ハウジング１２は、その裏側をカバーする第２ハウジング１３と共に、プリント配線板１６を保持する。プリント配線板１６は、第１ハウジング１２の内部に配置され、第１ハウジング１２と第２ハウジング１３に形成された支持部２０とにより挟持されており、操作部１１に対するスイッチ素子１５等の適切な位置関係が維持されている。また、第１ハウジング１２の開口部１９の周辺には、操作部１１の摺動をガイドする図示しないガイド溝等が形成されている。

表面シート１４は、上記のように、操作部１１の表面および第１ハウジング１２の表面をカバーするシートであって、図１に示す例では、プッシュ式スイッチ装置１０の表面全体をカバーしている。表面シート１４は、操作部１１等を保護すると共に、適度な操作感を実現する機能を有する。表面シート１４としては、適度なクリック感があり振動状態においてもスイッチ操作の完了が容易に認識できるような操作感を実現するために、剛性が高く、操作部１１の押圧操作により適度に撓む樹脂製シートを用いることが好ましい。また、耐久性、耐薬品性、耐候性等に優れることも要求され、例えば、ポリカーボネートやポリエステル製のシートが好適である。

また、表面シート１４には、種々の着色や印刷、表面加工、表面コーティング等を施すことができ、表面光沢のあるシートやマット感のあるシートなど、任意に設計することができる。また、表面シート１４の厚みとしては、適度な操作感や加工性等観点から、例えば、５０〜５００μｍ、又は７５〜２５０μｍ程度の範囲で選択される。

弾性変形部材３０は、図２に示すように、第１ハウジング１２と表面シート１４との間に設けられ、操作部１１の押圧操作により圧縮されて変形する部材である。詳しくは後述（図４）するように、弾性変形部材３０は、操作部１１の押圧操作により変形して操作ストロークを大きくする機能を有し、当該変形量を調整することで操作ストローク幅の調整を可能とする。弾性変形部材３０は、例えば、第１ハウジング１２の表面および表面シート１４の裏面に接着され、両部材に隙間なく密着して設けられている。

また、弾性変形部材３０は、操作部１１の押圧操作により圧縮されて変形するが、操作部１１を押圧する力（押圧力）を取り除くと、圧縮された変形状態から圧縮前の元の形状を復元する。

ここで、弾性変形部材３０の配置状態を示す図３を参照する。図３では、プッシュ式スイッチ装置１０を表面側から表面シート１４を透かして見たときに、弾性変形部材３０が配置される部分を鎖線で示している。図３に示すように、第１ハウジング１２の表面において、開口部１９を除く広い範囲に弾性変形部材３０が設けられている。具体的には、各開口部１９に対応する部分が四角形状にカットされ、開口部１９の左右および下方に位置する縁部を除く部分に弾性変形部材３０が設けられている。図３に示す例では、各開口部１９の上方に位置する縁部に沿って、且つインジケータ１７のインジケータレンズ２２の全周囲を囲むように、弾性変形部材３０が設けられている。

弾性変形部材３０としては、操作部１１の通常の押圧操作により圧縮されて変形し、押圧力を取り除くと元の形状を復元する弾性変形可能な材料から構成される。弾性変形部材３０は、弾性変形性に優れる材料であれば特に限定されないが、表面シート１４よりも柔軟性が高く変形し易い部材であることが好ましい。具体的には、各種ゴムやエラストマー（例えば、スチレンブタジエンゴム等）、発泡体（例えば、ウレタンフォーム等）などを用いることができ、構成材料の組成等を適宜選択することで弾性変形量を調整して、操作ストローク幅を適切な範囲に設定することができる。例えば、発泡体を用いた場合には、空隙率や気泡形状を制御して反発弾性率等を調整し、操作ストローク幅を適宜変更することができる。

弾性変形部材３０の厚みとしては、特に限定されないが、目的とする操作ストローク幅を考慮して設定されることが好ましい。弾性変形部材３０の厚みは、例えば、０．１〜５ｍｍに設定され、好ましくは０．５〜２．５ｍｍ程度の範囲に設定される。

ここで、図４Ａ・Ｂを用いて、上記構成を備えるプッシュ式スイッチ装置１０の作用効果、特に弾性変形部材３０の機能について説明する。なお、図４Ａ・Ｂは、プッシュ式スイッチ装置１０の要部断面図を示す図である。比較例として、弾性変形部材３０を有さない構成を図５Ａ・Ｂに示している。

図４Ａは、操作部１１の非操作状態を示している。
図４Ａに示す例では、第１ハウジング１２の表面において、開口部１９の全周縁およびインジケータレンズ２２の全周囲に、弾性変形部材３０が設けられている。また、弾性変形部材３０は、第１ハウジング１２の表面、表面シート１４の裏面、および操作部１１の表面に隙間なく接着されている。一方、図５Ａ（図４Ａに対応する図）に示す構成では、第１ハウジング１２の表面に表面シート１４が直接接着されている。

図４Ｂは、図４Ａにおいて、操作部１１が押圧操作された状態を示している。
図４Ｂに示すように、操作部１１を押圧操作することにより、開口部１９の周縁に設けられた弾性変形部材３０が圧縮されて変形し、操作部１１および操作部１１の表面に接着された表面シート１４を裏側に向かって押し込むことができる。即ち、表面シート１４には、ガッチリとした操作感を実現するために剛性の高いシート材が適用されており、シート自体は撓み難いが、弾性変形部材３０を変形させることで、操作部１１および表面シート１４の押し込みが可能になる。したがって、弾性変形部材３０を設けたことによって、操作部１１の押し込み量が増加して、大きな操作ストロークを得ることができる。一方、図５Ｂに示すように、弾性変形部材３０を有さない構成では、表面シート１４の剛性が高く撓み難いため、操作部１１の操作ストロークを大きくすることができない。

また、表面シート１４は、剛性が高いため、操作部１１の押圧操作時に振動音が発生し易くなるが、当該振動音を弾性変形部材３０によって吸収することができる。

また、第１ハウジング１２の表面に表面シート１４が直接接着された構成では、特に第１ハウジング１２の表面が曲面形状を含む場合等において、第１ハウジング１２と表面シート１４との形状のバラツキに起因して両部材の間に隙間が発生し易い。例えば、インジケータレンズ２２を通る光が当該隙間に拡散するといった問題が指摘されているが、第１ハウジング１２と表面シート１４との間に弾性変形部材３０を介在させることにより、当該形状のバラツキを吸収して隙間の発生を防止することができる。特に、インジケータレンズ２２の全周囲を囲んで弾性変形部材３０を設けることにより、周囲への光の拡散を防止することができる。

以上のように、プッシュ式スイッチ装置１０は、第１ハウジング１２と表面シート１４との間に設けられた弾性変形部材３０によって、大きな操作ストロークを得ることができる。即ち、プッシュ式スイッチ装置１０は、適度なクリック感がありガッチリとした操作感を実現できる表面シート１４と、弾性変形部材３０とを備えることにより、適切な操作感と、大きな操作ストロークとを両立し、振動のある状態で操作される自動車用途においても、スイッチ操作の完了を容易に感じ取ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は、単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
例えば、上記では、操作部１１の裏側に配置されたスイッチ素子１５を備えるものとして説明したが、操作部とスイッチ素子とが一体化された形態であってもよく、用途によっては、無接点スイッチ構造であってもよい。
また、上記では、第１ハウジング１２と表面シート１４との間に弾性変形部材３０を設けるものとして説明したが、操作部１１と表面シート１４との間に弾性変形部材３０を設けてもよい。
また、操作部１１や第１ハウジング１２等の形状、操作部１１等の個数、操作部用ＬＥＤ１８やインジケータ用ＬＥＤ２１の有無や個数などは、用途やデザイン等に応じて適宜変更することができる。

１０ プッシュ式スイッチ装置、１１ 操作部、１２ 第１ハウジング、１３ 第２ハウジング、１４ 表面シート、１５ スイッチ素子、１６ プリント配線板、１７ インジケータ、１８ 操作部用ＬＥＤ、１９ 開口部、２０ 支持部、２１ インジケータ用ＬＥＤ、２２ インジケータレンズ、２３ 表示部、３０ 弾性変形部材。

Claims (3)

1. 押圧操作される操作部と、
   操作部が配置される開口部が形成されたハウジングと、
   操作部表面およびハウジング表面をカバーする表面シートと、
   を備えるプッシュ式スイッチ装置において、
   ハウジングと表面シートとの間に、操作部の押圧操作により圧縮されて変形する弾性変形部材を備えることを特徴とするプッシュ式スイッチ装置。
2. 請求項１に記載のプッシュ式スイッチ装置において、
   弾性変形部材は、ハウジング表面の開口部の縁に設けられることを特徴とするプッシュ式スイッチ装置。
3. 請求項１又は２に記載のプッシュ式スイッチ装置において、
   ハウジングには、インジケータ用照明装置と、当該照明装置の光をハウジング表面に導くインジケータレンズと、から構成されるインジケータが設けられ、
   弾性変形部材は、ハウジング表面のインジケータレンズの周囲に設けられることを特徴とするプッシュ式スイッチ装置。

Images