JP2013118135A - サムホイールスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線基板からサムホイールノブの回転量を示すエンコード信号を出力する構成において、液体がスイッチケース内に浸入した場合であってもエンコード信号の出力に不具合を生じることがないサムホイールスイッチ装置を提供する。
【解決手段】サムホイールノブ４の回転をカム１１の回転から各アーム１３〜１５の揺動に変換してプリント配線基板６の上面全体を覆う防水ラバー１０を介して各スイッチ７〜９をオンするようにした。これにより、スイッチケース２内に液体が浸入した場合であっても、プリント配線基板６のスイッチ７〜９の搭載面全体は防水部材で保護されており、プリント配線基板６からのパルス信号の出力に不具合を生じることはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、防水機能を有したサムホイールスイッチ装置に関する。

サムホイールスイッチ装置は、サムホイールノブの回転を直接或いはギヤを介してエンコーダに伝達し、エンコーダが実装されたプリント配線基板からサムホイールノブの回転に応じてエンコード信号を出力するように構成されている（引用文献１参照）。

特開２００１−２６６７１７号公報

ところで、サムホイールスイッチ装置はサムホイールノブを回転して操作する構造であることから、サムホイールノブとスイッチケースとの間に隙間が存在し、スイッチケース上に液体がこぼれた場合には、液体がスイッチケース内に浸入してプリント配線基板に付着し、プリント配線基板からのエンコード信号の出力に不具合が発生する虞がある。この場合、エンコーダの形状を工夫することによりエンコーダ内への液体の浸入を防ぐことはできても、エンコーダはプリント配線基板に実装されていることから、エンコーダとプリント配線基板との電気的接合部に液体が付着した場合には、エンコード信号の出力に不具合が発生する虞は依然として残されている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、プリント配線基板からサムホイールノブの回転量を示すエンコード信号を出力する構成において、液体がスイッチケース内に浸入した場合であってもエンコード信号の出力に不具合を生じることがないサムホイールスイッチ装置を提供することにある。

本発明は、スイッチケースの窓部を通じて回転操作可能に設けられたサムホイールノブと、前記サムホイールノブの回転に連動して動作する押圧手段と、複数のスイッチが搭載され、当該スイッチのオンに応じて前記サムホイールノブの回転量を示すエンコード信号を外部に出力するプリント配線基板と、前記プリント配線基板における前記スイッチの搭載面全体を覆う防水部材とを備え、前記押圧手段は、前記サムホイールノブの回転に応じて前記防水部材を介して前記スイッチをオンするものである。

サムホイールノブを回転操作すると、押圧手段が防水部材を介してプリント配線基板に搭載されたスイッチをオンするので、プリント配線基板からスイッチのオンに応じてエンコード信号が出力される。ここで、サムホイールノブとスイッチケースとの間の隙間からスイッチケース内に液体が浸入した場合であっても、プリント配線基板のスイッチの搭載面全体は防水部材で保護されているので、プリント配線基板からのエンコード信号の出力に不具合を生じることはない。

本発明の第１実施形態におけるスイッチケースを外して示す全体の正面図 スイッチケースを外して示す全体の平面図 スイッチケースを外して示す全体の左側面図 スイッチケースを外して示す全体の右側面図 カムによる第１アームに対する押圧状態を示す側面図 カムによる第２アームに対する押圧状態を示す側面図 カムによる第３アームに対する押圧状態を示す側面図 揺動ベースを示す斜視図 クリックを感じるタイミングを示す図 パルス信号の出力タイミングを示す図 本発明の第２実施形態を示す図１０相当図

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図１０を参照して説明する。
図１ないし図４はサムホイールスイッチ装置のスイッチケースを外して示す全体の正面図、平面図、左側面図、右側面図である。サムホイールスイッチ装置１の筐体をなすスイッチケース２は底面が開口した容器状の樹脂製であり、その上面には窓部３が形成されている。窓部３の両側となる裏面には複数のリブ２ａ〜２ｃが突出形成されており、それらのリブ２ａ〜２ｃにサムホイールノブ４のシャフト４ａが支持された状態で樹脂製で容器状のミドルケース５が装着されている。

ミドルケース５にはリブ５ａ，５ｂが形成されており、これらのリブ５ａ，５ｂとスイッチケース２側のリブ２ａ，２ｂとの間でサムホイールノブ４のシャフト４ａを回動可能に挟持することにより当該サムホイール４が回動可能となっている。この場合、サムホイールノブ４は、スイッチケース２の窓部３から外方に僅かに突出しており、これにより使用者による回動操作が可能となっている。

ミドルケース５の裏側に形成された段部にはプリント配線基板６が配置されている。プリント配線基板６の上面には第１〜第３スイッチ７〜９が搭載されており、それらのスイッチ７〜９の搭載面全体は防水ラバー１０（防水部材に相当）で覆われている。この防水ラバー１０においてスイッチ７〜９と対向する部位には突条部１０ａがそれぞれ形成されており、それらの突条部１０ａが各スイッチ７〜９に接触している。ここで、第１〜第３スイッチ７〜９は、図５〜７に示すようにサムホイールノブ４のシャフト４ａと対向する部位から偏心した位置に配置されている。また、突条部１０ａにおいてサムホイールノブ４のシャフト４ａと対向する部位に対してスイッチ７〜９と反対側となる部位には支持部１０ｂが一体に形成されており、その支持部１０ｂがプリント配線基板６上に当接している。

サムホイールノブ４の一方のシャフト４ａには四角柱状の金属製のカム１１（押圧手段に相当）が装着されており、サムホイールノブ４の回転に伴ってカム１１が回転する。
ミドルケース５においてカム１１と対向する部位には窓状のアーム収納部１２が形成されている。このアーム収納部１２には、サムホイールノブ４のシャフト４ａと直交する方向を指向した金属製の第１〜第３アーム１３〜１５（押圧手段に相当）が配置されており、それらが防水ラバー１０に当接している。この場合、防水ラバー１０の各突条部１０ａは各アーム１３〜１５に対応している。第１アーム１３と第３アーム１５の基端部は同一側に位置し、第２アーム１４の基端部は第１アーム１３及び第３アーム１５の基端部と反対側に位置している。これらのアーム１３〜１５は、基端部がミドルケース５に支持されており、カム１１の回転に応じて異なるタイミングで押圧されるような形状に形成されている。

図５ないし図７は、カム１１による第１〜第３アーム１３〜１５に対する押圧状態を示す側面図であり、第１アーム１３と第２アーム１４とは同一形状に形成されている。第１アーム１３（第２アーム１４）の上面中間部には、図５及び図６に示すように中間部に節度斜面部１３ａ（１４ａ）が形成されており、その節度斜面部１３ａ（１４ａ）により基端部から続く薄肉部１３ｂ（１４ｂ）と先端部まで続く厚肉部１３ｃ（１４ｃ）とが連結されている。第３アーム１５の上面中間部には、図７に示すように対向する節度斜面部１５ａが形成されており、それらの節度斜面部１５ａにより端部及び先端部から続く薄肉部１５ｂ，１５ｂと当該節度斜面部１５ａで挟まれた厚肉部１５ｃとが連結されている。
そして、上述したようにスイッチケース２内に、サムホイールノブ４、ミドルケース５、プリント配線基板６を順に収納した状態でスイッチケース２の底部開口面にカバー１６が装着されることで各部品が位置決めされている。

以上のような構成により、サムホイールノブ４の回転に伴ってカム１１が回転すると、カム１１が各アーム１３〜１５の節度斜面部１３ａ〜１５ａを押圧することで防水ラバー１０の突条部１０ａが弾性変形してスイッチ７〜９を押圧する。つまり、第１アーム１３は、図５に示すようにカム１１の角部が節度斜面部１３ａ上を摺接した状態で下方側に揺動し、当該節度斜面部１３ａと厚肉部１３ｃとの境界に位置した状態で第１スイッチ７がオンする。第２アーム１４は、図６に示すようにカム１１の角部が厚肉部１４ｃ上を摺接した状態で下方側に揺動し、当該厚肉部１４ｃと節度斜面部１４ａとの境界に位置した状態で第２スイッチ８がオンする。第３アーム１５は、図７に示すようにカム１１の角部が節度斜面部１５ａ上を摺接した状態で下方側に揺動し、厚肉部１５ｃの中心部を摺接する状態で第３スイッチ９がオンする。

ここで、カム１１の回転に応じてアーム１３〜１５の角部が節度斜面部１３ａ〜１５ａと厚肉部１３ｃ〜１５ｃとの境界を通過することで使用者がクリックを感じるようになっており、そのクリックを感じるタイミングで対応するスイッチ７〜９がオンしてプリント配線基板６からエンコード信号を構成するパルス信号が出力される。このパルス信号の出力タイミングはサムホイールノブ４の回転方向に応じて異なっている。

図９はクリックを感じるタイミングを示し、図１０はパルス信号の出力タイミングを示している。サムホイールノブ４が３６０°回転する間において３０°毎に１２回のクリック（図中に「１」で示す）を感じ、そのクリックを感じるタイミングでスイッチ７〜９がオンして図１０に示すタイミングでエンコード信号を構成するパルス信号が出力される。この場合、サムホイールノブ４の右回転、或いは左回転に応じてスイッチ７〜９がオンするタイミング、つまりパルス信号の出力タイミングが異なる。即ち、サムホイールノブ４が基準位置の０°に位置している状態では各スイッチ７〜９はオフしており、サムホイールノブ４が右方向に２２．５°回転したタイミングで第２スイッチ８がオンし、４５°回転したタイミングで第３スイッチ９がオンし、６７．５°回転したタイミングで第１スイッチ７がオンする。これに対して、サムホイールノブ４が左方向に２２．５°回転したタイミングで第１スイッチ７がオンし、４５°回転したタイミングで第３スイッチ９がオンし、６７．５°回転したタイミングで第２スイッチ８がオンする。従って、プリント配線基板６から出力されるパルス信号の出力タイミングを追跡することによりサムホイールノブ４の回転方向と回転量を判断することが可能となる。

尚、サムホイールノブ４の回転操作を終了した時点で、図５及び図６に二点鎖線で示すようにカム１１が各アーム１３〜１５の節度斜面部１３ａ〜１５ａに位置している場合は、カム１１が節度斜面部１３ａ〜１５ａにより押圧されて回転し、最終的には節度斜面部１３ａ〜１５ａから脱出した位置まで回転する。また、図７に二点鎖線で示すようにカム１１の角部が第３アーム１５の厚肉部１５ｃに位置した状態は不安定な状態であるので、この場合もカム１１が第３アーム１５により押圧されて回転し、厚肉部１５ｃから脱出する位置まで回転する。従って、サムホイールノブ４の回転操作を終了した時点では、各スイッチ７〜９はオフしており、プリント配線基板６からはパルス信号は出力されていない。

サムホイールノブ４は回転操作に加えて押圧操作可能に構成されている。つまり、ミドルケース５においてカム１１と反対側においてサムホイールノブ４のシャフト４ａを支持するリブ５ａは弾性変形可能な揺動ベース１７に設けられており、サムホイールノブ４に対する押圧操作によりリブ５ａが下方に弾性的に揺動するようになっている。
図８は揺動ベース１７を示す斜視図である。揺動ベース１７は、ミドルケース５に形成された開口部１８の内壁に基端部が片持ちされており、先端部にリブ５ａが一体形成されている。揺動ベース１７の基端部側には補助リブ１７ａが一体形成されており、その補助リブ１７ａに上下方向に長尺な長孔１７ｂが形成されている。サムホイールノブ４のシャフト４ａはリブ５ａにより下方から支持された状態で補助リブ１７ａの長孔１７ｂに挿入されている。プリント配線基板６において揺動ベース１７の先端部に対向する部位にはスイッチ１９が搭載されている。図３に示すように防水ラバー１０の裏面においてスイッチ１９と対向する部位には突条部１０ａが形成されており、その突条部１０ａがスイッチ１９に接触している。また、突条部１０ａにおいてスイッチ１９を挟む部位には一対の支持部１０ｂが形成されている。

以上のような構成により、サムホイールノブ４が押圧操作されると、図１に示すようにサムホイールノブ４がミドルケース５のリブ５ｂを支点として揺動するので、サムホイールノブ４のシャフト４ａが傾いて揺動ベース１７に設けられたリブ５ａを押圧するようになる。これにより、図３に示すように揺動ベース１７の先端部が下方に揺動して防水ラバー１０を介してスイッチ１９をオンするようになるので、プリント配線基板６からはスイッチ１９がオンしたことを示すパルス信号である決定信号が出力される。この場合、リブ５ａが押圧力により下方に変位することによりリブ５ａとスイッチケース２のリブとの間に隙間を生じるようになるが、サムホイールノブ４のシャフト４ａは補助リブ１７ａの長孔１７ｂに挿入されているので、サムホイールノブ４のシャフト４ａがリブから外れてしまうことが防止されている。

サムホイールスイッチ装置１からのエンコード信号は例えばナビゲーションＥＣＵ（Electronic Control Unit）に出力され、ナビゲーションＥＣＵにおいてエンコード信号に基づいてサムホイールノブ４の回転方向及び回転量が演算されることで、例えばディスプレイに表示されているアイコンをサムホイールノブ４の回転に応じて順に選択し、決定信号を入力することで選択したアイコンに基づいた処理が実行される。

さて、サムホイールノブ４を回転操作可能とする構造上の事情から、スイッチケース２の窓部３とサムホイールノブ４と間には隙間が存在している。このため、サムホイールスイッチ装置１の上面に液体がこぼれた場合には、サムホイールノブ４とスイッチケース２の隙間から液体がスイッチケース２内に浸入する。
しかしながら、プリント配線基板６の上面全体は各スイッチ７〜９を含めて防水ラバー１０で覆われて保護されているので、プリント配線基板６に液体が付着することはない。この場合、防水ラバー１０には、当該防水ラバー１０の下方に位置するプリント配線基板６と上方に位置する部材とを接続するための孔は一切形成されていないので、防水ラバー１０のいかなる部位に液体が付着するにしても、プリント配線基板６に液体が付着することを防止できる。

このような実施形態によれば、サムホイールノブ４の回転をカム１１の回転から各アーム１３〜１５の揺動に変換してプリント配線基板６の上面全体を覆う防水ラバー１０を介して各スイッチ７〜９をオンするようにしたので、スイッチケース２内に液体が浸入した場合であっても、プリント配線基板６は防水ラバー１０で保護されており、プリント配線基板６からのエンコーダ信号の出力に不具合を生じることはない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１を参照して説明する。この第２実施形態は、サムホイールスイッチ装置１から出力するエンコード信号を２つのパルス信号で構成したことを特徴とするもので、第１実施形態の第３スイッチ９及び第３アーム１５が省略されている。
サムホイールスイッチ装置１からはサムホイールノブ４の回転に応じて図１１に示すようなパルス信号が出力される。この場合、パルス信号の出力タイミングはサムホイールノブ４の回転方向にかかわらず同一であり、サムホイールノブ４の回転操作中は判断不可能となるものの、前回の回転操作時において最後に出力されたパルス信号が第１，第２スイッチ７，８の何れから出力されたかを記憶することで回転方向を判定可能となる。つまり、サムホイールノブ４の回転操作を終了した場合は各スイッチ７，８からパルス信号は出力されていないので、前回の停止位置の出力は、第１スイッチ７が「０」、第２スイッチ８が「０」となる。このとき、前回の最後のパルス出力として第２スイッチ８からパルス信号が出力された場合、つまり、第１スイッチ７が「０」、第２スイッチ８が「１」の場合において、回転操作開始時の最初のパルス信号が第１スイッチ７からのパルス信号の場合は右回転、第２スイッチ８からのパルス信号の場合は左回転と判断することができる。
このような実施形態によれば、サムホイールスイッチ装置１を構成する部品点数を削減することができるので、全体のコストの低減を図ることができる。

（その他の実施形態）
カム１１をサムホイールノブ４のシャフト４ａに一体に設けるのに代えて、サムホイールノブ４の回転をギヤ等でカム１１に伝達して回転するようにしてもよい。
第１〜第３アーム１３〜１５に対応して複数のカムを設けるようにしてもよい。
防水ラバー１０により揺動した各アーム１３〜１５に対して付勢力を付与するようにしたが、バネ部材により付勢力を付与するようにしてもよい。
カム１１によりアーム１３〜１５が押圧されて揺動する構成に限定されることなく、サムホイールノブ４の回転により防水ラバー１０を介してスイッチをオンする構成であればよい。

図面中、１はサムホイールスイッチ装置、３は窓部、４はサムホイールノブ、６はプリント配線基板、７〜９は第１〜第３スイッチ、１０は防水ラバー（防水部材）、１１はカム（押圧手段）、１３〜１５は第１〜第３アーム（押圧手段）、１５ａ〜１７ａは節度斜面部である。

Claims (4)

1. スイッチケースの窓部を通じて回転操作可能に設けられたサムホイールノブと、
   前記サムホイールノブの回転に連動して動作する押圧手段と、
   複数のスイッチが搭載され、当該スイッチのオンに応じて前記サムホイールノブの回転量を示すエンコード信号を外部に出力するプリント配線基板と、
   前記プリント配線基板における前記スイッチの搭載面全体を覆う防水部材とを備え、
   前記押圧手段は、前記サムホイールノブの回転に応じて前記防水部材を介して前記スイッチをオンすることを特徴とするサムホイールスイッチ装置。
2. 前記押圧手段は、前記サムホイールノブの回転に連動して回転するカムと、前記カムの回転に応じて押圧されるアームとから構成され、
   前記アームは、前記カムに押圧されることにより前記防水部材を介して前記スイッチをオンすることを特徴とする請求項１記載のサムホイールスイッチ装置。
3. 前記防水部材は弾性を有する防水ラバーであり、
   前記アームは、前記防水ラバーに当接し、前記カムにより押圧された状態で前記防水ラバーを弾性的に押圧することを特徴とする請求項２記載のサムホイールスイッチ装置。
4. 前記アームは、前記スイッチがオンするタイミングで前記カムにより押圧されて前記アームを揺動させる節度斜面部を備えていることを特徴とする請求項２または３記載のサムホイールスイッチ装置。

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