(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するパネルと、
前記開口部に一端側が係合して組み付けられ、他端側は前記パネル内の基板に配置されたスイッチへ伸びる脚部と、前記脚部の両脇に設けられ、前記脚部と平行に前記基板側に伸びるバネテンション受け部を介して設けられ、前記開口部に設けられた開口部他端側係止突起部に係止される操作ボタン側係止突起部とを有し、前記基板側に押し込まれることで、前記一端側の係合部分を支点として前記脚部が回動して前記スイッチを押す操作ボタンと、
前記操作ボタンの前記一端側に設けられ、当該操作ボタンの押し込みにより前記開口部の内壁部に当接して付勢され、当該操作ボタンを押し込み前の位置に復元する反力を与え、前記内壁部に当接する面に係止孔部を有するボタンバネ部と、
前記開口部の前記ボタンバネ部が当接する内壁部の両側を切り欠いて形成され、前記係止孔部と係合する開口部一端側係止突起部を有し、前記操作ボタンが押し込まれると、当該ボタンバネ部による付勢で当該ボタンバネ部とともに弾性変形する切り欠き部と
を備えた操作ボタン構造。
【請求項２】
開口部を有するパネルと、
前記開口部に一端側が係合して組み付けられ、他端側は前記パネル内の基板に配置されたスイッチへ伸びる脚部と、前記脚部の両脇に設けられ、前記脚部と平行に前記基板側に伸びるバネテンション受け部を介して設けられ、前記開口部に設けられた開口部他端側係止突起部に係止される操作ボタン側係止突起部とを有し、前記基板側に押し込まれることで、前記一端側の係合部分を支点として前記脚部が回動して前記スイッチを押す操作ボタンと、
前記操作ボタンの前記一端側に設けられ、当該操作ボタンの押し込みにより前記開口部の内壁部に当接して付勢され、当該操作ボタンを押し込み前の位置に復元する反力を与え、前記内壁部に当接する面に係止孔部を有するボタンバネ部と、
前記内壁部に設けられ、前記係止孔部と係合する開口部一端側係止突起部と、
前記ボタンバネ部の前記内壁部に当接する部分に設けられ、前記操作ボタンが押し込まれると、当該ボタンバネ部による付勢で当該ボタンバネ部とともに弾性変形する弾性変形部と
を備えた操作ボタン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載用の電子機器等に設けられた操作ボタン構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用のオーディオやナビ等の電子機器に設けられた従来の操作ボタン構造は、ボタン露出用の開口部を有するパネルと、パネルの開口部から露出した操作面がパネル内の基板側に押し込まれることによって、基板に配置されたタクトスイッチ（以下、スイッチと称す）を押す操作ボタンとから構成されている。また、操作ボタンの操作面に対する押し込みが解除された場合に、操作ボタンを押し込み前の位置に復元する復元力を与えるバネ（ヒンジ）部と、パネルに固定され、操作ボタンの回動支点となる支点部とが、操作面の投影面積より外側にはみ出して構成されている（例えば特許文献１参照）。この操作ボタン構造は、操作ボタンを製品内側からパネル内側に向けてパネルに嵌め込むことで組み付けを行う後入れ操作ボタン構造である。
【０００３】
一方、近年では、モニタ等の表示部の拡大によって、パネルに設ける開口部間の隙間をなくし、操作ボタンを連続して配置することが要求される場合がある。この場合、特許文献１に開示される従来の後入れ操作ボタン構造のように、バネ部と支点部を操作面の投影面積より外側にはみ出して配置することはできない。それに対して、操作面の投影面積からはみ出すことなくバネ部と支点部を配置することで、操作ボタンの連続配置を可能とした操作ボタン構造が存在する。
【０００４】
この操作ボタン構造では、操作ボタンの裏面（基板側の面）の一端側に、支点部と、パネルの開口部の内壁部と当接するボタンバネ部とが設けられ、操作ボタンの裏面の他端側には、操作面の押し込みによりスイッチを押す脚部が形成されている。そして、ボタン操作時には、操作面の他端側が基板側に押し込まれることで脚部が支点部を支点に基板側に回動してスイッチを押す。またこの際、ボタンバネ部がパネルの内壁部に当接して付勢され、押し込み力に対する反力（復元力）を発生する。そして、操作面に対する押し込みが解除された場合に、ボタンバネ部は、この復元力によって操作ボタンを押し込み前の位置に復元する。
【０００５】
また、ボタンバネ部は、ボタン非操作時において内壁部側に微小オーバーラップするように、傾いて構成されている。そのため、操作ボタンは、常に内壁部側に付勢され、その反力によって操作ボタンをパネル表面側に付勢している。これにより、振動等による操作ボタンのガタツキを抑制することができる。
なお、この操作ボタン構造は、操作ボタンをパネル表面側から製品内側に向けてパネルに嵌め込むことで組み付けを行う前入れ操作ボタン構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の前入れ操作ボタン構造では、ボタン操作時に、操作ボタンに、ボタンバネ部による復元力およびガタツキ防止の付勢力（プリテンション荷重）が押し込み力とは逆向きに加えられている。そのため、この復元力やガタツキ防止の付勢力の荷重設定によっては、ボタン操作時の押し込み力に影響を与え、ボタン操作フィーリングを悪化させる恐れがあるという課題があった。
【０００８】
また、従来の前入れ操作ボタン構造では、ボタンバネ部のバネ定数を決定する形状（弾性変形部分の長さや板厚等）の設定と、ボタンバネ部の内壁部への微小オーバーラップ量の調整等によって、操作ボタンに対する復元力およびガタツキ防止の付勢力とボタン操作時の押し込み力との両立を図っていた。しかし、操作ボタンは樹脂による成形部品であり、成形上必要な最小板厚の確保や操作ボタンのパネルへの組み付け性を考慮した必要バネ強度の確保、微小オーバーラップ量の製造ばらつき等によって、押し込み力の増加や操作ボタン間でのばらつき等に課題があった。
【０００９】
また、従来の前入れ操作ボタン構造では、パネルに組み付けた操作ボタンをパネルに支持させるため、ボタンバネ部と対向する内壁部に係止突起部を設け、ボタンバネ部に係止突起部に係止される係止孔部を設けている。この場合、操作ボタンをパネルに組み付ける際に、ボタンバネ部が係止突起部を乗り越えるように、ボタンバネ部を操作ボタンの内側に弾性変形させた状態で組み付けを行う必要がある。そのため、ボタンバネ部を過変位させてしまい、変形（塑性変形）させてしまう恐れがあるという課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、前入れ操作ボタン構造において、ボタン操作時の操作ボタンに対する押し込み力の増加を軽減でき、ボタンバネ部の寸法ばらつきによる押し込み力への影響を軽減でき、また、操作ボタンをパネルに組み付ける際の作業性を改善することができる操作ボタン構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る操作ボタン構造は、開口部を有するパネルと、開口部に一端側が係合して組み付けられ、他端側はパネル内の基板に配置されたスイッチへ伸びる脚部と、脚部の両脇に設けられ、脚部と平行に基板側に伸びるバネテンション受け部を介して設けられ、開口部に設けられた開口部他端側係止突起部に係止される操作ボタン側係止突起部とを有し、基板側に押し込まれることで、一端側の係合部分を支点として脚部が回動してスイッチを押す操作ボタンと、操作ボタンの一端側に設けられ、当該操作ボタンの押し込みにより開口部の内壁部に当接して付勢され、当該操作ボタンを押し込み前の位置に復元する反力を与え、内壁部に当接する面に係止孔部を有するボタンバネ部と、開口部のボタンバネ部が当接する内壁部の両側を切り欠いて形成され、係止孔部と係合する開口部一端側係止突起部を有し、操作ボタンが押し込まれると、当該ボタンバネ部による付勢で当該ボタンバネ部とともに弾性変形する切り欠き部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、上記のように構成したので、前入れ操作ボタン構造において、ボタン操作時の操作ボタンに対する押し込み力の増加を軽減でき、ボタンバネ部の寸法ばらつきによる押し込み力への影響を軽減でき、また、操作ボタンをパネルに組み付ける際の作業性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１における操作ボタンが組み付けられたパネルの構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る操作ボタン構造の構成を示す図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る操作ボタン構造の構成を示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における操作ボタンの構成を示す斜視図であり、（ａ）操作面側からの斜視図であり、（ｂ）脚部側からの斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるパネルの開口部の構成を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１における直列バネ構造を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるボタン操作時に加えられる荷重を示すグラフである。
【図８】図７に対して微小オーバーラップを考慮した場合のグラフである。
【図９】この発明の実施の形態１における操作ボタンの別の構成を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態１におけるパネルの開口部の別の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
操作ボタン構造は、図１〜３に示すように、操作ボタン露出用の開口部１１を複数有するパネル１と、各開口部１１に対向する位置にタクトスイッチ２（以下、スイッチ２と称す）が複数配置された基板３と、開口部１１から露出した操作面４１が基板３側に押し込まれることによって、スイッチ２を押す複数の操作ボタン４とから構成されている。なお、この操作ボタン構造は、操作ボタン４をパネル１の表面側から製品内側（基板３側）に向かってパネル１に嵌め込むことで組み付けを行う前入れ操作ボタン構造である。
【００１５】
まず、操作ボタン４の構成について説明する。
図４に示すように、操作ボタン４の表面には、使用者がボタン操作を行う際に押し込む操作突部４１ａを有する操作面４１が設けられている。また、操作ボタン４の裏面（基板３側の面）の一端側（操作突部４１ａ側とは反対側）の両端には、断面が略円弧形状の支点凸部４２が設けられている。この支点凸部４２は、開口部１１の支点凹部１２と係合されて操作ボタン４の回動支点となるものであり、操作ボタン４に対する押し込み・解除に応じて回動する。
【００１６】
また、操作ボタン４の裏面の一端側の略中央には、基板３側に伸びる板バネであるボタンバネ部４３が設けられている。ボタンバネ部４３は、操作ボタン４が基板３側に押し込まれることで開口部１１の内壁部１５に当接して付勢されて反力（復元力）を発生し、操作ボタン４に対する押し込みが解除された場合に、この復元力によって操作ボタン４を押し込み前の位置に復元するものである。なお、ボタンバネ部４３は、ボタン非操作時において内壁部１５側に微小にオーバーラップ（干渉）するように外側に傾いて構成されている。これにより、ボタン非操作時において、ボタンバネ部４３は操作ボタン４に対するガタツキ防止のための付勢力を発生することができる。さらに、ボタンバネ部４３には、内壁部１５に設けられた係止突起部１６に係止される係止孔部４４が設けられている。
【００１７】
また、操作ボタン４の裏面の他端側の略中央には、スイッチ２側に伸びる脚部４５が設けられている。この脚部４５は、操作ボタン４が基板３側に押し込まれることで支点凸部４２を支点に回動してスイッチ２を押すものである。
また、脚部４５の両脇には、先端に開口部１１に設けられた係止突起部１７に係止される係止突起部４６ａを有し、脚部４５と平行に基板３側に伸びたバネテンション受け部４６が設けられている。このバネテンション受け部４６は、ボタンバネ部４３による付勢力を受けて、振動等による操作ボタン４のガタツキ防止を図るものである。
【００１８】
次に、パネル１の開口部１１の構成について説明する。
図５に示すように、パネル１の開口部１１には、支点凸部４２と係合する支点凹部１２と、ボタンバネ部４３が挿入されるバネ側孔部１３と、脚部４５およびバネテンション受け部４６が挿入される脚部側孔部１４とが設けられている。
また、バネ側孔部１３には、ボタンバネ部４３が当接する内壁部１５と、係止孔部４４を係止して操作ボタン４を支持する係止突起部１６とが設けられている。また、脚部側孔部１４には、バネテンション受け部４６の係止突起部４６ａを係止する係止突起部１７が設けられている。
【００１９】
また、内壁部１５には、係止突起部１６の両脇に２本のスリット１８が下端に向かって形成されることで、バネ性を有する切り欠き部（弾性変形部）１９が構成されている。この切り欠き部１９は、操作ボタン４が基板３側に押し込まれることでボタンバネ部４３とともに付勢されて弾性変形するものであり、ボタンバネ部４３と直列で接続されることで直列バネ構造を構成するものである。
なお、ボタンバネ部４３および切り欠き部１９は、操作ボタン１に対する復元力およびガタツキ抑制の付勢力、操作時の押し込み力がそれぞれ適正値となるように、予め形状（弾性変形部分の長さや板厚、オーバーラップ量、スリットの形成位置等）が設計されている。
【００２０】
次に、上記のように構成された操作ボタン４のパネル１への組み付けについて説明する。
操作ボタン４をパネル１に組み付ける際には、操作ボタン４をパネル１の表面（意匠面）側から製品内側（基板３側）に向けてパネル１に嵌め込む。この際、まず、操作ボタン４の脚部４５を、バネテンション受け部４６の係止突起部４６ａが係止突起部１７より基板３側に位置するように、脚部側孔部１４に挿入する。次いで、操作ボタン４の支点凸部４２を支点凹部１２に合わせて、操作ボタン４のボタンバネ部４３をバネ側孔部１３に挿入する。
【００２１】
なおこの際、ボタンバネ部４３は、内壁部１５から突出した係止突起部１６を乗り越える必要がある。しかしながら、係止突起部１６は切り欠き部１９上に設けられているため、ボタンバネ部４３をバネ側孔部１３に挿入する際に、切り欠き部１９が開口部１１の外側に向かって弾性変形する。そのため、ボタンバネ部４３は容易に係止突起部１６を乗り越えることができる。したがって、操作ボタン４をパネル１に組み付ける際に、従来の前入れ操作ボタン構造のようにボタンバネ部４３を弾性変形させる必要はなく、ボタンバネ部４３の塑性変形を防止することができる。
以上の組み付け工程により、支点凸部４２が支点凹部１２と係合され、係止孔部４４が係止突起部１６で係止されて支持され、係止突起部４６ａが係止突起部１７により係止される。
【００２２】
また、操作ボタン４は、ボタン非操作時においてボタンバネ部４３が内壁部１５側に微小にオーバーラップしている。そのため、ボタンバネ部４３は、このオーバーラップを解消するため、操作ボタン４を支点凸部４２を支点にパネル表面側に回動させようとする。これに伴い、バネテンション受け部４６は、支点凸部４２を支点にパネル表面側に付勢力を受けることになるが、係止突起部１７によって係止される。すなわち、操作ボタン４では、ボタン非操作時において、ボタンバネ部４３は常に内壁部１５側に付勢され、また、バネテンション受け部４６は常に支点凸部４２を支点にパネル表面方向に付勢されることになる。よって、振動等による操作ボタン４のガタツキを抑制することができる。
【００２３】
次に、上記のように構成された操作ボタン構造による動作について説明する。
まず、使用者がボタン操作を行うため、操作面４１の操作突部４１ａを基板３側に押し込むと、操作ボタン４が支点凸部４２を支点に回動する。そして、操作ボタン４の回動動作に伴って脚部４５も回動し、スイッチ２を押す。これにより、スイッチ２をオン・オフすることができる。なおこの際、ボタンバネ部４３は、内壁部１５（切り欠き部１９）に当接して付勢されて、この付勢力に対する反力（復元力）を発生する。また、切り欠き部１９もボタンバネ部４３とともに付勢されて弾性変形し、この付勢力に対する反力（復元力）を発生する。その後、使用者が操作ボタン４に対する押し込みを解除すると、ボタンバネ部４３および切り欠き部１９は、復元力によって操作ボタン４を押し込み前の位置まで復元する。
【００２４】
ここで、使用者が操作ボタン４を基板３側に押し込む際には、この押し込み力に反してボタンバネ部４３による復元力（反力）が加えられることになる。
しかしながら、ボタンバネ部４３が付勢されるパネル内壁面１５にバネ性を有する切り欠き部１９を形成することによって、ボタンバネ部４３と切り欠き部１９による直列バネ構造（図６）を得ることができ、反力を低下させることができる。例えば図７に示すように、ボタンバネ部４３単体のバネ定数をＫ１＝３（Ｎ／ｍｍ）とし、切り欠き部１９単体のバネ定数をＫ２＝５（Ｎ／ｍｍ）とした場合、ボタンバネ部４３と切り欠き部１９による直列バネ構造（合成バネ）のバネ定数はＫ３＝２（Ｎ／ｍｍ）となる。よって図７（ａ）に示す従来の操作ボタン構造（ボタンバネ部４３単体）でのバネ定数と比較して、図７（ｂ）に示す本発明の操作ボタン構造（直列バネ構造）でのバネ定数を低下させることができる。すなわち、使用者が操作ボタン４を基板３側に押し込む際に加えられる反力を低下させることができる。
【００２５】
また、上述したように、ボタンバネ部４３は、ボタン非操作時において操作ボタン４のガタツキを抑制する付勢力も加えている。すなわち、使用者が操作ボタン４を基板３側に押し込む際には、反力として上記復元力とガタツキ抑制の付勢力とが加えられることになる。
しかしながら、この場合であっても、ボタンバネ部４３と切り欠き部１９による直列バネ構造を用いることで、反力を低下させることができる。例えば、ボタンバネ部４３による内壁部１５に対する微小オーバーラップ量を０．１５ｍｍとし、その際に発生する付勢力（プリテンション荷重）を１Ｎとし、操作ボタン４の押し込みからスイッチ２の押下までのストローク量を１ｍｍとした場合、図８（ａ）に示すように、従来の操作ボタン構造で必要な押し込み力は４Ｎとなるが、図８（ｂ）に示すように、本発明の操作ボタン構造で必要な押し込み力は２．６７Ｎとなる。すなわち、図７に示すように、直列バネ構造のバネ定数は、ボタンバネ部４３単体のバネ定数の２／３であり、プリテンション荷重も２／３となり、必要な押し込み力も２／３となるため、大幅な低減が可能となる。なお図８の例では、スイッチ２との接触力については考慮していない。
【００２６】
また、操作ボタン４の寸法ばらつきによる荷重ばらつきについては、例えば、従来の操作ボタン構造において、ボタンバネ部４３単体の微小オーバーラップ量を０．１５ｍｍとし、プリテンション荷重を１Ｎとした場合に、オーバーラップ量が±０．１ｍｍばらついた場合には、±０．６７Ｎの荷重ばらつきが発生する。一方、本発明の操作ボタン構造では、オーバーラップ量を０．１５ｍｍとし、プリテンション荷重を０．６７Ｎ（図８に基づく）とした場合に、同様にばらつきが発生した場合には、±０．４５Ｎの荷重ばらつきが発生し、約３３％の荷重ばらつきの抑制が可能となる。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、ボタンバネ部４３が当接する内壁部１５の両脇にスリット１８を形成することで、バネ性を有する切り欠き部１９を構成し、この切り欠き部１９とボタンバネ部４３によって直列バネ構造を構成するようにしたので、ボタン操作時の操作ボタン４に対する押し込み力の増加を軽減でき、ボタンバネ部４３の寸法ばらつきによる押し込み力への影響を軽減でき、また、操作ボタン４をパネル１に組み付ける際の作業性を改善することができる。
【００２８】
なお、実施の形態１では、弾性変形部として、ボタンバネ部４３が当接する内壁部１５の両側を切り欠くことで、ボタンバネ部４３による付勢で弾性変形する切り欠き部１９を構成するようにしたが、ボタンバネ部４３部の内壁部１５に当接する部分に、ボタンバネ部４３による付勢で弾性変形する弾性部材（ゴムシート等）５を設けるようにしてもよく、同様の効果を得ることが可能である。この場合、弾性部材５を、図９に示すようにボタンバネ部４３側に貼り付けてもよいし、図１０に示すように内壁部１５側に貼り付けてもよい。また、弾性部材５は、ボタンバネ部４３とともに直列バネ構造を構成した際に、操作ボタン１に対する復元力およびガタツキ抑制の付勢力、操作時の押し込み力がそれぞれ適正値となるように予め形状（厚さや材料等）が設計される。
【００２９】
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  パネル、２  タクトスイッチ（スイッチ）、３  基板、４  操作ボタン、５  弾性部材（弾性変形部）、１１  開口部、１２  支点凹部、１３  バネ側孔部、１４  脚部側孔部、１５  内壁部、１６  係止突起部、１７  係止突起部、１８  スリット、１９  切り欠き部（弾性変形部）、４１  操作面、４１ａ  操作突部、４２  支点凸部、４３  ボタンバネ部、４４  係止孔部、４５  脚部、４６  バネテンション受け部、４６ａ  係止突起部。
【図１】
0005566330.tif 000002
【図２】
0005566330.tif 000003
【図３】
0005566330.tif 000004
【図４】
0005566330.tif 000005
【図５】
0005566330.tif 000006
【図６】
0005566330.tif 000007
【図７】
0005566330.tif 000008
【図８】
0005566330.tif 000009
【図９】
0005566330.tif 000010
【図１０】
0005566330.tif 000011