(57)【要約】【課題】簡単な構造であっても大荷重に耐えることが可能なプッシュスイッチ装置を提供する。【解決手段】軸方向に摺動するシャフト６を有し、シャフト６の摺動によって信号を発生するプッシュスイッチ４と、プッシュスイッチ４が搭載された基板３が固定されるケース２と、シャフト６に嵌合する嵌合部７を有し、押圧操作されることによりシャフト６を摺動してプッシュスイッチ４に信号を発生させるプッシュノブ５と、プッシュノブ５とケース２との間に配置され、プッシュノブ５への押圧操作によって撓んで緩衝作用を行うばね部材１５と、プッシュノブ５に設けられており、プッシュノブ５への押圧操作力がばね部材１５の撓み限界を超えたときにケース２に当接してプッシュノブ５の移動を停止させるストッパ部１７とを備える。【選択図】図１
2006156012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に摺動するシャフト（６）を有し、シャフト（６）の摺動によって信号を発生するプッシュスイッチ（４）と、
プッシュスイッチ（４）が搭載された基板（３）が固定されるケース（２）と、
前記シャフト（６）に嵌合する嵌合部（７）を有し、押圧操作されることによりシャフト（６）を摺動してプッシュスイッチ（４）に信号を発生させるプッシュノブ（５）と、
プッシュノブ（５）とケース（２）との間に配置され、プッシュノブ（５）への押圧操作によって撓んで緩衝作用を行うばね部材（５，４１）と、
前記プッシュノブ（５）に設けられており、プッシュノブ（５）への押圧操作力がばね部材（１５，４１）の撓み限界を超えたときにケース（２）に当接してプッシュノブ（５）の移動を停止させるストッパ部（１７）とを備えていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１記載のプッシュスイッチ装置であって、
前記ばね部材（１５）がプッシュノブ（５）とプッシュスイッチ（４）との間に配置されていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１記載のプッシュスイッチ装置であって、
前記ばね部材（４１）が基板（３）とケース（２）との間に配置されていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１記載のプッシュスイッチ装置であって、
前記ストッパ部（１７）が前記嵌合部（７）よりも外周側のプッシュノブ（５）の外周部分に設けられていることを特徴とするプッシュスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載のオーディオやエアコン等の機器装置に用いられるプッシュスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーオーディオや車載エアコン等の機器装置では、プッシュノブへの押圧操作によってプッシュスイッチが信号を発生するプッシュスイッチ装置が組み込まれている。
【０００３】
このようなプッシュスイッチ装置としては、特許文献１に記載されるように、ケースに支持されている基板上に搭載されたエンコーダスイッチ等のプッシュスイッチと、プッシュスイッチのシャフトを摺動させてスイッチングを行うプッシュノブと、プッシュノブとプッシュスイッチのシャフトとに挟まれるように配置された弾性スペーサとを備えて構成されている。プッシュノブは一端が回動軸を介してケースに回動可能に取り付けられ、回動軸と反対側の端部が操作部となっており、この操作部がプッシュスイッチのシャフトに臨んでいる。
【０００４】
この構造のプッシュスイッチ装置では、プッシュノブの操作部に対して押圧操作を行うと、シャフトが軸方向に摺動してプッシュスイッチが信号を発生する。このプッシュノブへの押圧操作の際に、弾性スペーサは撓むことにより操作力を緩和してシャフトに伝達する。このため、比較的大きな操作力が作用した場合におけるプッシュスイッチの破損や故障を防止することができる。
【特許文献１】特開平１１−４００００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等のカーオーディオや車載エアコン等の機器装置に使用されるプッシュスイッチ装置では、耐荷重が１０ｋｇｆ程度であり、３０ｋｇｆ以上の大きな荷重が作用した場合には、弾性スペーサの撓み限界を超えるため、大荷重がシャフトに伝達されてシャフトからプッシュスイッチに伝達される。このため、プッシュスイッチに規定荷重以上の負荷が作用してプッシュスイッチが破損したり、故障する問題を有している。
【０００６】
これに対し、スイッチ装置を構成する各部材を強度の大きなものとすることにより大荷重に耐えることが可能となるが、この場合には、スイッチ装置の全体が大きくなるばかりでなく、スイッチ装置全体としての重量も大きくなり、実用性に欠けるものとなる。
【０００７】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、強度の大きな部材を用いる必要なく、大荷重にも耐えることが可能な構造のプッシュスイッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明のプッシュスイッチ装置は、軸方向に摺動するシャフトを有し、シャフトの摺動によって信号を発生するプッシュスイッチと、プッシュスイッチが搭載された基板が固定されるケースと、前記シャフトに嵌合する嵌合部を有し、押圧操作されることによりシャフトを摺動してプッシュスイッチに信号を発生させるプッシュノブと、プッシュノブとケースとの間に配置され、プッシュノブへの押圧操作によって撓んで緩衝作用を行うばね部材と、前記プッシュノブに設けられており、プッシュノブへの押圧操作力がばね部材の撓み限界を超えたときにケースに当接してプッシュノブの移動を停止させるストッパ部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のプッシュスイッチ装置であって、前記ばね部材がプッシュノブとプッシュスイッチとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のプッシュスイッチ装置であって、前記ばね部材が基板とケースとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のプッシュスイッチ装置であって、前記ストッパ部が前記嵌合部よりも外周側のプッシュノブの外周部分に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、プッシュノブへの押圧操作により、ばね部材が撓むことによる緩衝作用が行われてプッシュスイッチのシャフトに伝達されるため、プッシュスイッチに過度の負荷が作用することがない。また、ばね部材の撓み限界を超えるような大荷重がプッシュノブに作用した場合、プッシュノブに設けたストッパ部がケースに当接する。この当接によって、プッシュノブのそれ以上の移動が停止するため、プッシュノブに臨んでいるシャフトの摺動が停止する。これにより、プッシュスイッチに耐荷重以上の負荷が作用することがなく、プッシュスイッチの破損や故障を防止することができる。
【００１３】
また、このような請求項１記載の発明では、スイッチ装置の構成部材として強度の大きな材料を用いる必要なく、大荷重に耐えることができるものとすることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、ばね部材がプッシュノブとプッシュスイッチとの間に配置されていることにより、プッシュノブへの操作力がばね部材に直接に伝達される。このため、ばね部材の撓みタイミングが早く、操作性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、ばね部材が基板とケースとの間に配置されることにより、プッシュノブ等の操作部分へ配置する必要がなくなる。このため、プッシュノブ等の操作部分を小さく、且つコンパクトとすることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、ストッパ部がプッシュノブの外周部分に設けられることにより、ストッパ部がシャフトと離れた部分でケースに当接することができる。このため、シャフトに荷重が作用することがなくプッシュスイッチの破損や故障をさらに確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００１８】
［第１実施形態］
図１〜図４は、本発明の第１実施形態を示し、図１は全体の断面図、図２はスイッチ操作を示す平面図、図３及び図４は作動を示す断面図である。
【００１９】
この実施形態のプッシュスイッチ装置１は、図１に示すように、ケース２と、基板３と、プッシュスイッチ４と、プッシュノブ５とを備えている。
【００２０】
ケース２は、カーオーディオや車載エアコン等の機器装置のシャーシを構成したり、これらの機器装置が配置されるインストルメントパネル等の支持部材を構成するものであり、このため大きな耐荷重性を有している。
【００２１】
基板３は配線パターン（図示省略）が形成されており、ケース２に取り付けられることによりケース２に支持されている。基板３には、配線パターンと接続された状態でプッシュスイッチ４が搭載されている。
【００２２】
プッシュスイッチ４としては、例えばエンコーダスイッチが使用される。プッシュスイッチ４には、シャフト６が上方に突出しており、シャフト６が軸方向に摺動することにより信号を発生する。従って、プッシュスイッチ４内部におけるシャフト６の下方には、シャフト６に臨む接点が配置される。
【００２３】
この実施形態において、プッシュスイッチ４は、図２に示す多点式のプッシュノブ５に対応するものであり、プッシュノブ５の外周側の複数の操作部５ａへの押圧操作に呼応したスイッチングが可能な構造となっている。この構造としては、図示を省略するが、例えば、シャフト６の下端部に弧状の導電性板ばねを反転状態で配置すると共に、操作部５ａに対応した複数の接点を弧状の板ばねに臨ませて形成したものを用いることができる。
【００２４】
プッシュスイッチ４のシャフト６には、プッシュノブ５の構成部材となる嵌合部としての嵌合シャフト７が嵌合している。プッシュスイッチ４のシャフト６と嵌合シャフト７とは、段部８で係合しており、嵌合シャフト７が軸方向に移動することにより、段部８を介してシャフト６が軸方向に摺動し、この摺動によって上述した信号の発生が行われる。
【００２５】
プッシュノブ５は、ノブ本体１０と、ノブ本体１０の内部に設けられたガイドシャフト１１と、上述した嵌合シャフト７とを有している。この場合、嵌合シャフト７はノブ本体１０の中心部分に設けられている。
【００２６】
ノブ本体１０はスイッチングの際に押圧操作されるものであり、断面が傘状となるように形成されている。ノブ本体１０には、外周側の４方向に延びる操作部５ａが一体的に形成されている。操作部５ａは、図２に示すようにノブ本体１０の軸方向の中心に対し、直交する４方向に位置するように延びており、それぞれの操作部５ａへの押圧操作によってノブ本体１０を含むプッシュノブ５の全体がその操作部５ａの押圧方向に傾倒し、この傾倒によってシャフト６を介してプッシュスイッチ４の対応した接点が閉じて信号を発生するようになっている（図３参照）。
【００２７】
かかるプッシュノブ５の傾倒を可能とするため、ノブ本体１０の中心部分の嵌合シャフト７にの上部に、ねじからなる振り分けピン１２が螺合されている。振り分けピン１２の頭部１２ａは円弧状となっており、ノブ本体１０の内部に挿入されたスペーサ１３の下面が頭部１２ａに接触している。これにより、ノブ本体１０は円弧状の頭部１２ａを中心に傾倒可能となっている。
【００２８】
このような傾倒操作に加えて、ノブ本体１０に対しては、その軸方向の中心部分への押圧操作を行うことも可能であり、軸方向の中心部分への押圧操作によってシャフト６が軸方向に摺動し、この摺動によってプッシュスイッチ４が信号を発生する。
【００２９】
ガイドシャフト１１は、嵌合シャフト７の周囲に位置するようにノブ本体１０の内部に固定されている。このガイドシャフト１１の内径側には、嵌合シャフト７の外面と嵌合して同シャフト７の外面に沿って摺動する筒部１１ａが形成されている。
【００３０】
プッシュノブ５とケース２との間には、ばね部材１５が配置されている。この実施形態において、ばね部材１５は、嵌合シャフト７の下端部に形成したフランジ部７ａとガイドシャフト１１との間に配置されることにより、ばね部材１５がプッシュノブ５とプッシュスイッチ４との間に配置されている。ばね部材１５としては、コイルばねが使用されており、プッシュノブ５への押圧操作によって軸方向に撓んで操作力を吸収する緩衝作用を行うようになっている。従って、プッシュノブ５に作用した押圧操作力は、ばね部材１５によって緩和された後、嵌合シャフト７からシャフト６に伝達され、これによりシャフト６が軸方向に摺動してプッシュスイッチ４のスイッチングが行われる。
【００３１】
上記操作部５ａのそれぞれは、ノブ本体１０から外方に向かって広がるように延びており、その下端部がノブ本体１０における最下部分となってケース２の上面に臨んでいる（図１参照）。ケース２上面におけるそれぞれの操作部５ａに対応した部分には、溝部１８が形成されており、一の操作部５ａへの押圧操作によってプッシュノブ５がその操作部５ａの方向に傾倒したとき、その操作部５ａの下端部が溝部１８内に進入して溝部１８の底面に当接する。図３はこの傾倒状態を示し、操作部５ａの下端部が溝部１８の底面に当接することにより、プッシュノブ５はそれ以上傾倒することがなく、これにより、その操作部５ａへの押圧操作が終了する。
【００３２】
以上に加えて、プッシュノブ５には、ストッパ部１７が一体的に設けられている。ストッパ部１７は、嵌合シャフト７よりも外周側のノブ本体１０の外周部分に設けられるものであり、それぞれの操作部５ａに対応するように設けられている。ストッパ部１７は、ノブ本体１０内面における各操作部５ａに対応する部分から下方に向かって垂下することにより設けられる。ストッパ部１７は各操作部５ａよりも内方側に位置するように設けられており、その下端部がケース２の上面に臨んでいる。そして、プッシュノブ５への押圧操作によって同ノブ５がケース２に接近し、ストッパ部１７がケース２の上面に当接する。この当接によってプッシュノブ５の移動を停止させることができる。
【００３３】
次に、この実施形態の作動を説明する。
【００３４】
プッシュノブ５における一の操作部５ａに対して押圧操作すると、図３に示すように、プッシュノブ５の全体がその操作部５ａの方向に傾倒する。この傾倒により、嵌合シャフト７及びシャフト６は段部８での係合が外れ、シャフト６は嵌合シャフト７の内面部分によって横方向から押されるように変位する。この変位により、プッシュスイッチ４では操作部５ａに対応した接点が閉じられるため信号を発生する。このプッシュノブ５の傾倒は、その操作部５ａの下端部がケース２における対応した溝部１８内に進入して底面に当接することにより停止する。これにより、その操作部５ａへの押圧操作が終了する。
【００３５】
図４は、プッシュノブ５に対して耐荷重以上の大きな荷重（例えば、３０ｋｇｆ以上）が作用した場合を示す。
【００３６】
荷重が負荷した当初あるいは許容可能な荷重が作用した時点では、ばね部材１５が撓んで荷重を吸収する緩衝作用を行う。このため、この時点では、シャフト６に押圧力が作用しないため、プッシュスイッチ４から信号が発生することがない。
【００３７】
荷重Ｐがばね部材１５の撓み限界を超えた大きさの場合には、図４に示すように、ノブ本体１０が下降してケース２に接近し、ストッパ部１７がケース２の上面に当接する。この当接により、プッシュノブ５がそれ以上下降することがなくなる。従って、嵌合シャフト７がシャフト６を摺動させることがなく、大荷重Ｐがシャフト６からプッシュスイッチ４に伝達されることがない。これにより、プッシュスイッチ４が破損したり、故障することを確実に防止することができる。このような実施形態では、構成部材として強度の大きな材料を用いる必要がなく、大荷重に耐えることができ、小型化及び軽量化を行うことができる。
【００３８】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態におけるプッシュスイッチ装置３０の断面図を示す。
【００３９】
この実施形態のプッシュスイッチ装置３０では、コイルばねからなる複数のばね部材１５が基板３とケース２との間に配置されるものである。ケース２は、プッシュノブ５に対応する側のアレンジ面２１と、アレンジ面２１を支持するベース面２２とを有しており、基板３はアレンジ面２１側に取り付けられることにより、ベース面２２から浮き上がった状態となっている。
【００４０】
ばね部材１５は、この基板３とベース面２２との間に配置された状態で緩衝作用を行う。すなわち、プッシュノブ５に大きな荷重が作用したとき、その荷重が嵌合シャフト７からシャフト６に伝達され、プッシュスイッチ４を介して基板３に伝達される。これにより、基板３を支障しているばね部材１５が撓むため、プッシュスイッチ４が退避することができる。この退避により、プッシュスイッチ４に大荷重が負荷しないため、プッシュスイッチ４が破損したり、故障することを防止することができる。
【００４１】
荷重がばね部材１５の撓み限界を超えた場合には、ノブ本体１０が下降してケース２に接近し、ストッパ部１７がケース２の上面に当接してプッシュノブ５がそれ以上下降することがなくなる。従って、嵌合シャフト７がシャフト６を摺動させないため、大きな荷重がシャフト６からプッシュスイッチ４に伝達されることがなく、プッシュスイッチ４が破損したり、故障することを防止することができる。従って、この実施形態においても、構成部材として強度の大きな材料を用いる必要がなく、小型化及び軽量化を行うことができる。
【００４２】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態におけるプッシュスイッチ装置４０の断面図を示す。
【００４３】
この実施形態のプッシュスイッチ装置４０では、ウエーブスプリング、ワッシャ等の板ばねをばね部材４１として用いるものであり、コイルばねからなるばね部材は使用されることがない。板ばねからなるばね部材４１は、複数が重ね合わされた状態でケース２の溝部１８内に収納されている。
【００４４】
溝部１８に収納されたばね部材４１は、プッシュノブ５の傾倒によって操作部５ａが溝部１８内に進入すると、操作部５ａの先端部（下端部）によって押圧されて撓み、この撓みによって荷重を軽減する緩衝作用を行う。このため、シャフト６に押圧力が作用しないため、プッシュスイッチ４から信号が発生することがないと共に、プッシュスイッチ４の破損を防止することができる。
【００４５】
荷重がばね部材４１の撓み限界を超えた場合には、ノブ本体１０が下降してケース２に接近し、ストッパ部１７がケース２の上面に当接してプッシュノブ５がそれ以上下降することがなくなる。従って、嵌合シャフト７がシャフト６を摺動させないため、大きな荷重がシャフト６からプッシュスイッチ４に伝達されることがなく、プッシュスイッチ４が破損したり、故障することを防止することができる。従って、構成部材として強度の大きな材料を用いる必要がなく、小型化及び軽量化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプッシュスイッチ装置の断面図である。
【図２】スイッチ操作の際のプッシュノブを示す平面図である。
【図３】プッシュノブの操作によってプッシュノブが傾倒した状態を示す断面図である。
【図４】プッシュノブに対して大きな荷重が作用した状態を説明する断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるプッシュスイッチ装置の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態におけるプッシュスイッチ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，３０，４０  プッシュスイッチ装置
２  ケース
３  基板
４  プッシュスイッチ
５  プッシュノブ
５ａ  操作部
６  シャフト
７  嵌合シャフト
８  段部
１０  ノブ本体
１１  ガイドシャフト
１２  振り分けピン
１３  スペーサ
１７  ストッパ部
１８  溝部
２１  アレンジ面
２２  ベース面
４１  ばね部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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