WO2011125639A1 - スイッチユニット - Google Patents

Abstract

　操作部材と、前記操作部材を十字方向に押圧可能に支持する台座部と、を有するスイッチユニットであって、前記台座部は、前記十字方向に挟まれる方向の位置に形成された複数のＴ字状の規制部材を備え、前記各規制部材は、前記台座部から前記操作部材側に延びる脚部と、前記規制部材の両側方に位置する前記十字方向の所定の位置同士を結ぶ線に沿って前記脚部の端部から延出する当接部とを備える。

Description

スイッチユニット

　この発明は、スイッチユニットに関する。
　本願は、２０１０年３月３１日に、日本に出願された特願２０１０－０８２０１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　スイッチユニットの中には、キートップを十字方向に操作する揺動操作と、キートップの中央部分を押圧操作する押圧操作とを行うことにより、多方向で入力を行えるスイッチユニットが知られている。
　このスイッチユニットは、キートップの操作方向である十字方向に挟まれる部位に位置する裏側のフランジ部から下方に延出する脚部を備えている。キートップを十字方向に操作した際に、脚部を基板に当接させることで、キートップの必要以上の揺動を規制して、キートップを十字方向に操作する際に誤って中心部分を押圧しないようになっている（特許文献１参照）。

日本国特許第３９９３４０４号公報

　しかしながら、上記従来のスイッチユニットにおいて、キートップを十字方向に操作する場合には問題ないが、キートップによる入力操作が想定されていないような十字方向に挟まれる方向に行われた場合には、脚部が基板に対して点接触で当接する構造となる。したがって、この脚部に作用する荷重の方向が当接点からずれると、場合によっては当接点を中心にキートップが目的とする方向とは逆の方向に揺動することがある。そのため、操作を注意深く行う必要があり、操作性が悪いという課題がある。

　そこで、この発明は、十字方向への操作を簡単かつ確実に行うことができ、操作性のよいスイッチユニットの提供を目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の態様に係るスイッチユニットは、操作部材と、前記操作部材を十字方向に押圧可能に支持する台座部と、を有し、前記台座部は、前記十字方向に挟まれる方向の位置に形成された複数のＴ字状の規制部材を備え、前記各規制部材は、前記台座部から前記操作部材側に延びる脚部と、前記規制部材の両側方に位置する前記十字方向の所定の位置同士を結ぶ線に沿って前記脚部の端部から延出する当接部とを備える。

　前記スイッチユニットにおいて、前記脚部は、弾性変形可能な部材で形成され、前記十字方向に挟まれる方向に沿う前記脚部の厚さ寸法よりも、前記十字方向に挟まれる方向に直交する方向に沿う前記脚部の厚さ寸法が小さくてもよい。

　前記スイッチユニットにおいて、前記台座部の前記十字方向の所定位置に、前記操作部材を介して押圧可能なスイッチが配置され、前記操作部材は、前記操作部材の裏面の周縁部を構成するフランジ部に形成されて、前記スイッチを押圧可能とするスイッチ当接部を備え、前記スイッチ当接部よりも前記操作部材の径方向内側に、前記規制部材の前記当接部と当接する規制部材当接部が形成されてもよい。
　前記スイッチユニットにおいて、前記操作部材が前記十字方向に挟まれる方向に揺動した際に、前記規制部材は、前記操作部材に当接して、前記操作部材の押圧操作を規制してもよい。

　本発明の態様によれば、規制部材が十字方向に挟まれる方向の各位置に配置され、互いに対向してＴ字状に形成されている。したがって、操作部材がスイッチを押圧できない十字方向に挟まれる方向に押圧された場合に、この方向への操作を妨げて適切な違和感を操作者に与えることができる。さらに、十字方向に挟まれる方向への意図しない操作を防止できるので、操作部材の十字方向への操作を簡単かつ確実に行うことができる。
　本発明の態様によれば、操作部材が十字方向に押圧された場合に受ける規制部材からの反力よりも、操作部材が十字方向に挟まれる方向に押圧された場合に受ける規制部材の反力の方が大きくなる。したがって、十字方向に挟まれる方向に沿う方向に操作部材が操作された場合に、操作部材が必要以上に傾倒するのを防止して、その後に十字方向の何れかのスイッチが押圧操作されるのを防止できる。
　本発明の態様によれば、操作部材の十字方向に挟まれる方向への押圧操作を適切に防止しつつ、操作部材を十字方向に操作する場合において、規制部材の規制部材当接部がスイッチ当接部よりも径方向外側にある場合に比較して、操作部材が規制部材から受ける反力を小さくして、規制部材による操作部材の十字方向の押圧動作の際の妨げを抑えることができる。

本発明の実施形態に係るスイッチユニットを備えたハンドルの正面図である。 スイッチユニットの分解斜視図である。 操作部材を裏側から見た斜視図である。 図２の要部拡大図である。 操作部材が十字方向に挟まれる方向に押圧された場合における規制部材の状態を示す、規制部材の正面図である。 操作部材が十字方向に押圧された場合における規制部材の状態を示す、規制部材の正面図である。 規制部材の側面図である。

　次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１に示すように、自動車等の車両のステアリングホイール１は、図示しないステアリングシャフトに固定されるボス部２と、運転者が把持する円環状のリム部３と、リム部３とボス部２とを連結するスポーク部４とを備えている。ボス部２には、図示しないエアバッグユニットが内装されている。それと共に、ボス部２の上面には、ホーンスイッチ５が設けられている。

　スポーク部４は、ステアリングホイール１が中立位置にある場合に、左側に延びる左側（第１）スポーク部１０と、右側に延びる右側（第２）スポーク部１１と、下側に延びる下側（第３）スポーク部１２とを備えている。左側スポーク部１０と右側スポーク部１１には、各々左側（第１）のスイッチユニット１３と右側（第２）のスイッチユニット１４が設けられている。

　ここで、左側のスイッチユニット１３は、オーディオ、カーナビゲーションシステム等の情報系のスイッチユニットである。右側のスイッチユニット１４は、オートクルーズ等の走行系のスイッチユニットである。スイッチユニット１３，１４は、ステアリングホイール１を把持した乗員の親指により操作される位置に配置されている。

　図２、図３に示すように、スイッチユニット１３は、単一の樹脂部材から正面視円形状に形成された操作部材２０と、この操作部材２０を十字方向である左右方向と前後方向に押圧可能に支持する台座部２１とを備えている。ステアリングホイール１に取り付けられた状態で、台座部２１には、操作部材２０の前後に各々操作ボタン１８，１９が設けられている。ここで、操作部材２０の操作方向である十字方向は、図１，２に矢印で示す左右方向と前後方向である。

　スイッチユニット１３は、図示しないメータパネルに設けたマルチインフォメーションディスプレイの表示部の表示情報に基づいて、項目の選択・決定を行うためのスイッチである。前側（図１では上側；第１）の操作ボタン１８は、マルチインフォメーションディスプレイの表示部の表示情報に基づいて燃費表示、オーディオ表示、オドメータ表示、トリップメータ表示の各項目を切り換える切り換えボタンである。後側（図１では下側；第２）の操作ボタン１９は、表示部の背景、時計の設定を行うメニュー表示ボタンである。操作部材２０は操作ボタン１８，１９によって選択され、切り換えられた項目について各種操作を行う。
　左側のスイッチユニット１３も右側のスイッチユニット１４も同一の構造であるので、以下の説明では左側のスイッチユニット１３を例にして説明する。

　操作部材２０は、中心部分に開口部２２を備えた操作部材本体１７と、この開口部２２に押圧可能に設けられた押しボタン２３と、操作部材本体１７と台座部２１との間に介装される揺動リング３０とを備える。操作部材本体１７は表面では周縁部から中央部に至り徐々下側に傾斜した形状に形成されている。操作部材本体１７の裏側の周縁に、図２において下側に向かうフランジ部２４が形成されている。
　フランジ部２４の内側には、十字方向（第１方向とそれに直交する第２方向）の一方、具体的には前後方向に対向する一対の支持片２５が図２において下側に向かって形成されている。この支持片２５には、図３に示すように孔２６が設けられている。

　図３に示すように、操作部材本体１７の裏側には、開口部２２を形成する円柱形状の中央ボス部１５が形成されている。中央ボス部１５の外側には、フランジ部２４に至る部分であって、十字方向に挟まれ方向（第１方向および第２方向に傾斜する方向）に沿ってリブ１６が形成されている。
　操作部材本体１７の開口部２２に押圧可能に挿通される押しボタン２３は、後述する中央スイッチ５７を押圧する押圧体２７と、この押圧体２７の上部に装着されるボタンカバー２８とを備えている。

　符号３０は筒状の揺動リングを示す。この揺動リング３０は、前後方向を軸にして、操作部材本体１７を左右方向に揺動可能に支持する。それと共に、揺動リング３０は、左右方向を軸として前後方向に揺動可能に、台座部２１に支持される。揺動リング３０の外周壁３１には、前後方向に向いている面（前後方向における外側面）に、操作部材本体１７の支持片２５の孔２６に支持片２５の内側から外側に向かって前後方向に挿通される軸部３２が各々設けられている。この軸部３２により、操作部材本体１７を左右方向に揺動可能に支持する。揺動リング３０の外周壁３１には、軸部３２の周囲に操作部材本体１７の支持片２５を外側から受け入れ、支持片２５の回動動作を許容するための凹部３４が形成されている。

　揺動リング３０の外周壁３１には、左右方向に向いている面（左右方向における外側面）に、台座部２１の支持ピン４９が挿通される支持孔３３が形成されている。この支持孔３３は、台座部２１の内側壁部４５の外側の支持ピン４９に対して、揺動リング３０を左右方向を軸として前後方向に揺動可能に支持する。この揺動リング３０を介在することにより、操作部材２０は台座部２１に対して、前後方向及び左右方向、つまり十字方向に揺動可能に支持される。

　台座部２１は、左側スポーク部１０に装着される。台座部２１の上壁４０は、その前後方向の中央部に形成された操作部材２０の装着部４１を備えている。上壁４０は、各々操作ボタン１８，１９を押圧可能に支持するホルダ部４２，４３を備えている。ホルダ部４２，４３は、装着部４１の前後に形成されている。

　装着部４１は、筒状の外側壁部（第１壁部）４４と、内側壁部（第２壁部）４５とを備え、外側壁部４４と内側壁部４５とは、同芯円上に二重に設置されている。
　外側壁部４４と内側壁部４５との間に、環状の揺動リング３０の収容部４６が形成されている。外側壁部４４は操作部材本体１７のフランジ部２４に整合する位置に形成され、内側壁部４５は操作部材本体１７の中央ボス部１５を受け入れる。

　外側壁部４４の上部は、十字方向に４つのボス部４７を備え、各ボス部４７に操作部材２０の十字方向の操作によって押圧可能な操作スイッチ４８が設けられている。
　内側壁部４５の外壁面には、左右方向の外側に向かって突出する支持ピン４９が設けられている。この支持ピン４９は、揺動リング３０の支持孔３３に挿入されて、揺動リング３０を前後方向に揺動可能に支持する。

　図４にも示すように、内側壁部４５には、十字方向に挟まれる方向に対応する位置に、切欠部５０が振り分けて４箇所に配置されている。切欠部５０には、Ｔ字状に形成された規制部材５１が立設されている。この規制部材５１は、操作部材２０が十字方向に挟まれる方向に揺動した際に、操作部材２０の操作部材本体１７の裏面（後述する規制部材当接部５５）に当接し、これを安定して支持することで、更に偏って押圧されたとしても、操作部材２０が十字方向へ倒れを起こすのを規制することができる。
　規制部材５１は、台座部２１の上壁４０から操作部材２０側に延びる脚部５２と、脚部５２の端部から延出する当接部５３とによりＴ字状に形成されている。当接部５３は、規制部材５１の両側方に位置する他の規制部材５１，５１同士を結ぶ線に沿って、脚部５２の端部から側方に直線的に延出する。この実施形態では、規制部材５１，５１同士を結ぶ線に沿って、脚部５２の端部から側方に直線的に延出する当接部５３を備えた構造について説明した。しかしながら、本発明はこれのみに限定されず、十字方向の所定の位置同士を結ぶ当接部５３であれば特に限定なく、曲線的に結ぶ場合も含まれるので、当接部を曲線的に延びる形状に形成してもよい。

　脚部５２は、弾性変形可能に台座部２１に一体で形成されている。操作部材２０の操作方向である十字方向に挟まれる方向に沿う脚部５２の厚さ寸法Ｄよりも、これに直交する方向に沿う脚部５２の厚さ寸法ｄが小さい（ｄ＜Ｄ）。言い換えると、内側壁部４５の半径方向に沿う脚部５２の厚さ寸法Ｄは、内側壁部４５の周方向に沿う脚部５２の厚さ寸法ｄより大きい。
　具体的には、図５Ａ、図５Ｂ、図６に示すように、脚部５２は、当接部５３の付け根部の十字方向に沿う方向での厚さ寸法Ｄが、操作部材２０の内側において下側に向かうほど徐々に大きくなるように変化している。これに対して、十字方向に直交する方向に沿う方向における脚部５２の厚さ寸法ｄは、上下方向で一定の幅となって、前述した当接部５３の付け根部の厚さ寸法Ｄよりも小さく設定されている。図５Ａは、操作部材２０が十字方向に挟まれる方向に押圧された場合における規制部材５１の状態を示す。図５Ｂは、操作部材２０が十字方向に押圧された場合における規制部材５１の状態を示す。

　規制部材５１の当接部５３の高さは、内側壁部４５よりもやや高い位置にあり、当接部５３の上面５３ａは直線的に延びるように厚さ寸法（上面から見た幅寸法）を同じにして水平に形成されている。下面５３ｂは脚部５２から先端に向かうほど徐々に厚さが小さくなるように傾斜して形成されている。したがって、当接部５３は先端側に向かうほど上下方向の厚さ寸法が小さくなっている。

　内側壁部４５の内側には、中央部分に導光孔５６が形成されている。この導光孔５６は、台座部２１の内部に設けたランプの光を上方に導く。導光孔５６の周囲には、４箇所に押しボタン２３により押圧される中央スイッチ５７が設けられている。

　図３に示すように、操作部材本体１７の裏面の周縁部に設けたフランジ部２４は、台座部２１の外側壁部４４に整合する位置に設けられている。外側壁部４４の上部に形成された４つのボス部４７には、それぞれ操作スイッチ４８が設けられている。フランジ部２４は、ボス部４７に設けた各操作スイッチ４８を押圧可能とするスイッチ当接部５４を４箇所に備えている。また、操作部材本体１７の裏面には、このスイッチ当接部５４よりも径方向内側に、リブ１６の配置位置に直交して規制部材当接部５５が設けられている。規制部材当接部５５は、操作部材２０を十字方向に挟まれる方向に操作した場合に、規制部材５１の当接部５３と当接する。

　ここで、図５Ａに示すように、操作部材２０が十字方向に挟まれる方向に押圧され、規制部材５１の当接部５３の上面５３ａが規制部材当接部５５に押圧されている状態では、更にその状態から操作部材２０を十字方向に押圧しようとしても、規制部材５１の当接部５３全体が規制部材当接部５５に当接している状態で規制部材５１を傾動させようとするため、規制部材５１が傾動するには至らず、図５Ａの状態から十字方向の何れの方向へも操作部材２０が傾動されて誤操作されることはない。
　一方、図５Ｂに鎖線で示すように、操作部材２０を十字方向に操作した場合には、操作部材本体１７の規制部材当接部５５が、当接部５３の先端部付近を部分的に折れ曲げ傾くように干渉するが、規制部材５１において厚さ寸法ｄとなっている脚部５２の倒れ変形と当接部５３の先端の撓み変形により、規制部材５１が操作部材２０の十字方向の操作を阻害するには至らない。

　上記実施形態によれば、台座部２１にＴ字状の規制部材５１が、操作部材２０の操作方向である十字方向に挟まれる方向の各位置に配置され、互いに対向して形成されている。従って、操作部材２０が４つの操作スイッチ４８の何れも押圧できない十字方向に挟まれる方向に押圧された場合、図５Ａに鎖線で示すように、規制部材５１の当接部５３の上面５３ａに操作部材本体１７の規制部材当接部５５が当接し、十字方向への更なる操作部材２０の操作を妨げて、これ以上押圧しても操作スイッチ４８をオンにはできないという感覚を与えるような適切な違和感を操作者に与えることができる。

　したがって、規制部材５１の当接部５３に操作部材本体１７の規制部材当接部５５が当接し安定して支持することで、更に偏って操作部材２０が押圧されたとしても、操作部材２０が十字方向に倒れを生じ、十字方向にある何れか操作スイッチ４８が誤って押圧操作されることを防止でき、意図しない操作を防止できる。その結果、操作部材２０による十字方向への操作を簡単かつ確実に行うことができ、操作性を向上できる。

　したがって、例えば、操作部材２０がオーディオ操作を行うために選択され、前後方向の操作が各々ボリュームの上げ下げ、左右方向の操作が各々ラジオの選局やＣＤプレーヤの曲送りに設定されている場合に、ラジオのボリュームを上げるために操作部材２０を前側に操作したつもりが、右斜め上方向に誤操作してしまった場合に、従来ならば、予期しない選局や曲送り等の誤操作が生ずることがある。しかしながら、本実施形態によれば、右斜め上方向に誤操作した時点で、規制部材５１によって操作部材２０の規制部材当接部５５が支持され、操作部材２０の倒れを防止できると共に、操作者に違和感を感じさせて誤操作を認識させることができるので、再度適正な上方向への操作を促すことができる。

　一方、操作部材２０を十字方向に操作する際に、規制部材５１の当接部５３に操作部材本体１７の規制部材当接部５５の両端部が部分的に干渉する。しかしながら、当接部５３の両端部は肉厚が徐々に小さくなった形状に形成され、脚部５２も倒れ易くなっているので、操作荷重を当接部５３と脚部５２の撓みに分散できて応力集中を防止できるので、操作部材２０の十字方向への操作に規制部材５１が影響を与えることはない。したがって、ボリュームの上げ下げを行うための操作部材２０の前後方向の操作、ラジオの選局やＣＤプレーヤの曲送りを行うための左右方向の操作が簡単かつ確実に行うことができる。

　つまり、規制部材５１の当接部５３の先端側の肉厚が薄くなっていると共に、規制部材５３の脚部５２が十字方向に沿う方向の厚さ寸法Ｄよりもこれに直交する方向に沿う方向の厚さ寸法ｄが小さくなっている。したがって、操作部材２０が十字方向に押圧された場合に、操作部材２０の操作部材本体１７が受ける規制部材５１からの反力よりも、操作部材２０が十字方向に挟まれる方向に押圧された場合に受ける規制部材５１からの反力の方が大きくなる。このため、十字方向に挟まれる方向に沿う方向に操作部材２０が操作された場合に、操作部材２０が必要以上に傾倒するのを防止し、その状態で十字方向の何れかに倒れを起こして操作スイッチ４８が誤って押圧操作されるのを防止できる。

　また、操作部材２０の十字方向に挟まれる方向への押圧操作を適切に防止しつつ、操作部材２０を十字方向に操作する場合において、規制部材当接部５５がスイッチ当接部５４よりも径方向内側にあるため、規制部材当接部５５がスイッチ当接部５４よりも径方向外側にある場合に比較して、操作部材２０が規制部材５１から受ける反力を小さくして、規制部材５１による操作部材２０の十字方向の押圧動作の際の妨げを抑えることができる。

　本発明は、上記実施形態のみに限られるものではなく、例えば、規制部材５１の当接部５３の形状は、当接部５３の上面５３ａが直線に延びるように形成され、下面５３ｂは脚部５２から先端に向かうほど徐々に厚さが小さくなるように傾斜して形成されている。しかしながら、上面５３ａ側が先端に向かうほど徐々に厚さが小さくなるように傾斜させてもよい。また、脚部５２は弾性変形可能であるならば、台座部２１とは別の部材であるゴム材などにより形成してもよい。そして、左側のスイッチユニット１３はオーディオ、カーナビゲーションシステム等の情報系のスイッチユニット、右側のスイッチユニット１４はオートクルーズ等の走行系のスイッチユニットである場合を例にしたが、これらに限られるものではない。なお、上記の実施形態では、自動車等の車両のステアリングホイールに設置されたスイッチユニットを例示した。しかしながら、上記実施形態に係るスイッチユニットは、車両への応用のみに限らず、例えば十字操作を行うゲーム機や装置などに応用することもできる。

　本願発明に係るスイッチユニットは、十字操作を行う様々な装置や部品などに広く応用されることができる。

２０　　　　　　操作部材
２１　　　　　　台座部
１３，１４　　　スイッチユニット
５１　　　　　　規制部材
５２　　　　　　脚部
５３　　　　　　当接部
Ｄ，ｄ　　　　　厚さ寸法
４８　　　　　　操作スイッチ（スイッチ）
２４　　　　　　フランジ部
５４　　　　　　スイッチ当接部
５５　　　　　　規制部材当接部

Claims (4)

1. 　操作部材と、
   　前記操作部材を十字方向に押圧可能に支持する台座部と、
   を有するスイッチユニットであって、
   　前記台座部は、前記十字方向に挟まれる方向の位置に形成された複数のＴ字状の規制部材を備え、
   　前記各規制部材は、前記台座部から前記操作部材側に延びる脚部と、前記規制部材の両側方に位置する前記十字方向の所定の位置同士を結ぶ線に沿って前記脚部の端部から延出する当接部とを備えることを特徴とするスイッチユニット。
2. 　前記脚部は、弾性変形可能な部材で形成され、
   　前記十字方向に挟まれる方向に沿う前記脚部の厚さ寸法よりも、前記十字方向に挟まれる方向に直交する方向に沿う前記脚部の厚さ寸法が小さいことを特徴とする請求項１に記載のスイッチユニット。
3. 　前記台座部の前記十字方向の所定位置に、前記操作部材を介して押圧可能なスイッチが配置され、
   　前記操作部材は、前記操作部材の裏面の周縁部を構成するフランジ部に形成されて、前記スイッチを押圧可能とするスイッチ当接部を備え、
   　前記スイッチ当接部よりも前記操作部材の径方向内側に、前記規制部材の前記当接部と当接する規制部材当接部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチユニット。
4. 　前記操作部材が前記十字方向に挟まれる方向に揺動した際に、前記規制部材は、前記操作部材に当接して、前記操作部材の押圧操作を規制することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチユニット。

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