(57)【要約】【課題】薄型化を実現しつつ、操作者による操作性に優れたスイッチユニットを提供すること。【解決手段】上下動可能に設けられユニット表面から突出する突出形態とユニット内部に沈み込む沈下形態とに切り替えられる操作キー２と、操作キー２の下方に配設され通電加熱により収縮し当該操作キー２を昇降させるワイヤ５とを備え、制御部で操作者による操作入力が受付可能であることを示す場合にワイヤ５で操作キー２を突出形態とすると共に、突出形態とした操作キー２から受け付けた操作入力を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動可能に設けられユニット表面から突出する突出形態とユニット内部に沈み込む沈下形態とに切り替えられる操作手段と、前記操作手段の下方に配設され通電加熱により収縮し当該操作手段を昇降させる昇降手段と、操作者による操作入力が受付可能であることを示す場合に前記昇降手段で前記操作手段を突出形態とすると共に、突出形態とした当該操作手段から受け付けた操作入力を検出する制御手段と、を具備することを特徴とするスイッチユニット。
【請求項２】
前記操作手段を複数備えることを特徴とする請求項１記載のスイッチユニット。
【請求項３】
前記複数の操作手段を配列し、当該配列方向に対して前記昇降手段を斜めに配設したことを特徴とする請求項２記載のスイッチユニット。
【請求項４】
前記操作手段に対する押下動作に応じて導通状態とされる接点を有するスイッチ手段を具備し、前記制御手段は、前記スイッチ手段から出力される信号に応じて操作入力を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスイッチユニット。
【請求項５】
前記スイッチ手段は、前記操作手段の移動範囲を挟んで当該操作手段に対向する位置に配置され、前記操作手段に対する押下動作を前記スイッチ手段に伝達する入力補助手段を介して接点が導通状態とされることを特徴とする請求項４記載のスイッチユニット。
【請求項６】
前記スイッチ手段を、前記操作手段と一体化させたことを特徴とする請求項４記載のスイッチユニット。
【請求項７】
前記昇降手段が可撓性を有する弾性部材に取り付けられ、当該弾性部材は、前記スイッチ手段の接点の一部を備え、前記操作手段に対する押下動作に応じて前記弾性部材が撓むことで接点が導通状態とされることを特徴とする請求項４記載のスイッチユニット。
【請求項８】
前記昇降手段を複数備え、前記昇降手段は、前記操作手段の移動方向に並んで配置され、それぞれの前記昇降手段が相異なる前記操作手段を昇降させることを特徴とする請求項２記載のスイッチユニット。
【請求項９】
突出形態とされた前記操作手段を保持する保持手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のスイッチユニット。
【請求項１０】
前記昇降手段に対する通電加熱で生じた熱を突出形態とした前記操作手段に伝達することで当該操作手段を認識し易くしたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のスイッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチユニットに関し、特に、小型化及び薄型化が要求される精密機器等に好適なスイッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の精密機器は多機能化が急速に進んでおり、このような多機能化がその操作性を複雑化する一因となっている。かかる操作性を簡略化する手法として、例えば、操作パネル上の一部を上下動可能とし、必要な部分のみを操作者側に突出させることが考えられる。特許文献１では、プッシュスイッチを固定した状態で、所望のプッシュスイッチに対応した操作部を上下動させることで、必要のないプッシュスイッチの操作部が突出することを回避するスイッチの操作構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１６８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来のスイッチの操作構造においては、操作パネルに対して上下動可能な操作部と、操作パネルの内側に固定されたプッシュスイッチとの間に駆動手段を介在させる構成を採ることからスイッチ自体を薄型化することが困難であるという問題がある。
【０００４】
特に、携帯電話等の精密機器の小型化及び薄型化が常に要請される現在の状況下においては、このような精密機器の構成部品の薄型化を実現することは極めて重要な課題となる。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、薄型化を実現しつつ、操作者による操作性に優れたスイッチユニット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】
【０００６】
本発明のスイッチユニットは、上下動可能に設けられユニット表面から突出する突出形態とユニット内部に沈み込む沈下形態とに切り替えられる操作手段と、前記操作手段の下方に配設され通電加熱により収縮し当該操作手段を昇降させる昇降手段と、操作者による操作入力が受付可能であることを示す場合に前記昇降手段で前記操作手段を突出形態とすると共に、突出形態とした当該操作手段から受け付けた操作入力を検出する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、操作者による操作入力が受付可能であることを示す場合に昇降手段で操作手段が突出形態とされ、その突出形態とされた操作手段から受け付けた操作入力が検出される。例えば、昇降手段を形状記憶合金製のワイヤで構成することで、操作手段を昇降させる構造を薄型化することができる。また、このような構造を用いて操作手段を昇降させて操作者による操作入力が受付可能であることを示すことから、操作に必要な場合にのみ操作手段を突出形態とすることができるので、操作者による操作入力を補助することができる。これにより、薄型化を実現しつつ、操作者による操作性に優れたスイッチユニットを提供することが可能となる。
【０００８】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記操作手段を複数備えることが好ましい。この構成によれば、操作手段が増加して操作が複雑化する場合であっても、複数の操作手段の中から操作に必要な操作手段のみを突出形態とすることで操作者による操作入力を補助するので、操作者による操作性に優れたスイッチユニットを提供することが可能となる。
【０００９】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記複数の操作手段を配列し、当該配列方向に対して前記昇降手段を斜めに配設することが好ましい。この構成によれば、例えば、昇降手段を形状記憶合金製のワイヤで構成した場合に操作手段の昇降に必要となるワイヤ長を確保することができると共に、操作手段の間隔を狭く設定することができる。
【００１０】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記操作手段に対する押下動作に応じて導通状態とされる接点を有するスイッチ手段を具備し、前記制御手段が前記スイッチ手段から出力される信号に応じて操作入力を検出することが好ましい。この構成によれば、操作手段に対する押下動作に応じて操作入力を検出するので、突出形態とされた操作手段から操作者による操作入力を確実に検出することが可能となる。
【００１１】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記スイッチ手段は、前記操作手段の移動範囲を挟んで当該操作手段に対向する位置に配置され、前記操作手段に対する押下動作を前記スイッチ手段に伝達する入力補助手段を介して接点が導通状態とされることが好ましい。この構成によれば、入力補助手段を介して操作手段に対する押下動作がスイッチ手段に伝達されるので、操作手段の移動範囲をユニット内に確保しつつ、確実に操作者の操作入力を検出することが可能となる。
【００１２】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記スイッチ手段を、前記操作手段と一体化させたことが好ましい。この構成によれば、操作入力に要する構造を簡素化することができるので、スイッチユニットの更なる薄型化、小型化を実現することが可能となる。
【００１３】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記昇降手段が可撓性を有する弾性部材に取り付けられ、当該弾性部材は、前記スイッチ手段の接点の一部を備え、前記操作手段に対する押下動作に応じて前記弾性部材が撓むことで接点が導通状態とすることが好ましい。この構成によれば、昇降手段が取り付けられる弾性部材でスイッチ手段の一部を兼用するので、この場合には操作入力に要する構造を簡素化すると共に、スイッチユニットの更なる薄型化、小型化を実現することが可能となる。
【００１４】
本発明のスイッチユニットにおいては、前記昇降手段を複数備え、前記昇降手段は、前記操作手段の移動方向に並んで配置され、それぞれの前記昇降手段が相異なる前記操作手段を昇降させることが好ましい。この構成によれば、操作手段の移動方向に並んで配置された昇降手段がそれぞれ相異なる操作手段を昇降させるので、例えば、昇降手段を形状記憶合金製のワイヤで構成することで薄型化を実現すると共に、操作手段の間隔を狭く設定することができる。
【００１５】
本発明のスイッチユニットにおいては、突出形態とされた前記操作手段を保持する保持手段を具備することが好ましい。この構成によれば、突出形態とされた操作手段を収縮状態に関わらず保持することができるので、昇降手段を通電加熱し続ける事態を回避することができ、本スイッチユニットにおける少電力化を実現することが可能となる。また、前記昇降手段に対する通電加熱で生じた熱を突出形態とされた前記操作手段に伝達することで当該操作手段を認識し易くするようにしても良い。この場合には突出形態とされた操作手段をその形態のみならずその温度でも認識することができるので、本スイッチユニットの操作性を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、薄型化を実現しつつ、操作者による操作性に優れたスイッチユニットを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。例えば、本発明に係るスイッチユニットは、携帯電話、ノートパソコンや車載用ナビゲーション装置等の精密機器の操作パネルなどに好適に用いられる。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチユニット１の外観構成を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るスイッチユニット１は、複数の操作キー２を備えている。操作キー２は、スイッチユニット１の表面外側に突出した形態（以下、適宜「突出形態」という）と、スイッチユニット１の表面内側に沈み込んだ形態（以下、適宜「沈下形態」という）との間で上下動可能な構成となっている。
【００２０】
操作キー２は、突出形態とされた場合に操作者の触覚により認識が可能となる結果、操作入力が行われる。一方、沈下形態とされた場合には操作者の触覚による認識が不能となる結果、操作入力が行われなくなる。なお、図１においては、最上行の操作キー２が突出形態とされた場合であり、それ以外の行の操作キー２が沈下形態とされた場合について示している。
【００２１】
スイッチユニット１は、後述するように、所謂メンブレンスイッチを有する底面シート、スペーサ及び操作キー２が配列された表面シート３などが積層されて構成されている。図１に示すように、操作キー２は、表面シート３にＵ字形状の切込み３ａを入れることで形成される操作レバー４に固定されている。操作レバー４は、表面シート３に対して一定範囲で揺動可能に構成され、その揺動動作に応じて突出形態と沈下形態とが切り替えられる。
【００２２】
表面シート３の下方において、操作レバー４の揺動領域に対応する部分の周囲には一定の空間Ｓが形成されている。以下、かかる空間Ｓに配設される構成について図２及び図３を用いて説明する。図２は、スイッチユニット１の内部構成を説明するための拡大図であり、特に突出形態の操作キー２に対応する部分について示している。図３は、図２に示す部分の上面図である。
【００２３】
図２及び図３に示すように、操作キー２は、表面シート３に形成された操作レバー４の先端に取り付けられている。表面シート３の下方側であって、操作キー２に対応する操作レバー４の裏面部分を通過するように、形状記憶合金（ＳＭＡ：Shape  Memory  Alloys）で構成されたワイヤ５が架設されている。ワイヤ５は、通電加熱により収縮することで操作キー２が突出形態となる上限位置まで操作レバー４を上昇させる一方、通電加熱の停止により収縮解除することで操作キー２が沈下形態となる下限位置まで操作レバー４を下降させる。
【００２４】
操作レバー４は、操作キー２の手前の所定位置（図３に示す操作レバー４上の点線部）でその先端部を折り曲げ可能に構成されている。この可動部分がワイヤ５の状態に応じて上下に揺動することで、操作キー２の突出形態及び沈下形態が切り替わる。この可動部分には無負荷状態で下限位置に戻ろうとする力（操作キー２を沈下状態に戻そうとする力）が作用している。可動部分が下限位置に戻ろうとする力は、例えば、操作レバー４の自重によるものでも良いし、別途設けた付勢手段で付与しても良い。ここでは操作レバー４の自重によるものとする。
【００２５】
上述のワイヤ５の状態に応じて上下動する操作レバー４の状態について図４に示す。図４に示すように、ワイヤ５の収縮を解除した場合には操作レバー４が下限位置に移動し、操作キー２が沈下状態とされる（図４（ａ）参照）。一方、ワイヤ５を収縮させた場合には操作レバー４が上限位置に移動し、操作キー２が突出状態とされる（図４（ｂ）参照）。
【００２６】
各操作キー２に対応するワイヤ５の両端は、図３に示すように、隣接する一方の空間Ｓに設けられた板ばね６の先端と、他方の空間Ｓに設けられたワイヤ固定端子７との間に、架設経路が空間Ｓの配列方向に対して斜めになるように取り付けられている。すなわち、図３に示す中央の空間Ｓ内の操作キー２に対応するワイヤ５は、同図に示す左方側の空間Ｓの左方側端部に設けられた板ばね６の上端と、同図に示す右方側の空間Ｓの右方側下端部に設けられたワイヤ固定端子７との間に取り付けられている。なお、図２においては、かかる板ばね６及びワイヤ固定端子７は省略している。
【００２７】
また、図２及び図３に示すように、操作レバー４の下方側であって、下方に移動した操作レバー４の周囲を囲む位置に入力補助部材８が配設されている。入力補助部材８は、操作キー２を押し下げる操作者の操作により押し下げられ、底面シートに設けられたメンブレンスイッチの接点間を導通させる役割を果たす。なお、入力補助部材８の所定位置には、ワイヤ５の収縮状態又は収縮解除状態を許容すべく溝部８ａ、８ｂが形成されている（図３参照）。このように、入力補助部材８を介して操作キー２に対する押下動作が底面シートに設けられたメンブレンスイッチに伝達されるので、操作レバー４の揺動範囲をユニット内に確保しつつ、確実に操作者の操作入力を検出することが可能となる。
【００２８】
図５は、本実施の形態に係るスイッチユニット１における操作キー２近傍の断面図である。図５（ａ）はワイヤ５の収縮が解除された場合について示し、図５（ｂ）はワイヤ５が収縮された場合について示し、図５（ｃ）はワイヤ５が収縮された状態で操作キー２が操作者により押し下げられた場合について示している。なお、図５（ｄ）は本実施の形態に係るスイッチユニット１の変形例について示している。
【００２９】
図５に示すように、本実施の形態に係るスイッチユニット１は、メンブレンスイッチを有する底面シート９の上方に、スペーサ１０を介して表面シート３が配置されている。上述の入力補助部材８は、スペーサ１０と同様に、底面シート９の上方に配置されている。
【００３０】
底面シート９は、メンブレンスイッチを構成する上部接点シート１１、下部接点シート１２及びスペーサ１３で構成される。上部接点シート１１及び下部接点シート１２には、入力補助部材８に対応する位置にそれぞれ上部接点１４及び下部接点１５が取り付けられている。上部接点１４と下部接点１５とは、スペーサ１３で支持される所定のスペースを挟んで対向している。
【００３１】
ワイヤ５の収縮が解除されている場合（図５（ａ））、ワイヤ５は、入力補助部材８に設けられた溝部８ａ、８ｂ（図５（ａ）に不図示）に入り込んだ状態となっており、操作レバー４は、自重により下限位置まで移動している。この場合、操作キー２が沈下状態となることから、操作者はこの操作キー２を触ることができず、これを認識することができない。なお、この場合において、上部接点１４と下部接点１５との間は非導通状態である。
【００３２】
一方、ワイヤ５が収縮された場合（図５（ｂ））、ワイヤ５は、操作レバー４の下面に接触した状態で上昇するため、操作レバー４は上限位置まで持ち上げられる。この場合、操作キー２が突出状態となることから、操作者はこの操作キー２を触ることができ、これを認識することが可能となる。なお、この場合においても、上部接点１４と下部接点１５との間は非導通状態である。
【００３３】
ワイヤ５が収縮された状態から操作者が操作キー２を押し下げると（図５（ｃ））、表面シート３が撓むことにより入力補助部材８が下方に移動する。これに応じて上部接点シート１１が撓むことにより上部接点１４が下方に移動し、下部接点１５と接触する。これにより、上部接点１４と下部接点１５との間が導通状態となる。
【００３４】
なお、本実施の形態に係るスイッチユニット１においては、底面シート９にメンブレンスイッチを設ける場合について示しているが、メンブレンスイッチの設置場所については適宜変形が可能である。例えば、図５（ｄ）に示すように、操作キー２の下方にメンブレンスイッチを設けるようにしても良い。図５（ｄ）においては、操作キー２の下方にメンブレンスイッチを構成する上部接点１４及び下部接点１５のみを示している。このように操作キー２の下方にメンブレンスイッチを設置した場合には、入力補助部材８や底面シート９を配設する必要がなくなるので、操作入力に要する構造を簡素化すると共にスイッチユニット１の更なる薄型化を実現することが可能となる。
【００３５】
次に、上記構成を有するスイッチユニット１における動作制御を行う制御部２０について説明する。図６は、本実施の形態に係るスイッチユニット１の動作制御を行う制御部２０の機能ブロック図である。
【００３６】
図６に示すように、本実施の形態に係るスイッチユニット１の制御部２０は、操作キー２の配列パターンを記憶するパターン記憶部２１、パターン記憶部２１に記憶された配列パターンから特定の配列パターンを指定するパターン指定部２２、パターン指定部２２の指定した配列パターンの内容に応じて通電状態を制御することでワイヤ５を駆動するワイヤ駆動部２３、メンブレンスイッチの出力信号に応じて操作者からの操作入力を検出する入力検出部２４、並びに、パターン指定部２２が指定した配列パターンの内容及び入力検出部２４からの通知に応じて操作者による入力位置を判定する入力位置判定部２５を有する。
【００３７】
パターン記憶部２１は、スイッチユニット１の状態に応じた操作キー２の配列パターンを記憶する。具体的には、スイッチユニット１の初期状態や本スイッチユニット１が搭載される機器（以下、「搭載機器」という）の動作モードに応じた操作キー２の配列パターンを記憶する。例えば、本スイッチユニット１がカメラ付き携帯電話に搭載された場合には、宛先指定や通話音量変更等を行う通話モード、フラッシュ機能やズーム機能の起動等を行うカメラモードに応じた操作キー２の配列パターンを記憶する。
【００３８】
パターン指定部２２は、搭載機器の制御部からの指示に従って、パターン記憶部２１に記憶された複数の配列パターンの中から特定の配列パターンを指定する。そして、指定した操作キー２の配列パターンの内容をワイヤ駆動部２３及び入力位置判定部２５に通知する。
【００３９】
ワイヤ駆動部２３は、パターン指定部２２から通知された配列パターンの内容に応じてワイヤ５に対する通電状態を制御する。具体的には、突出形態とすべき操作キー２に対応するワイヤ５を通電加熱することで収縮させる一方、沈下形態とすべき操作キー２に対応するワイヤ５に対する通電加熱を停止することで収縮を解除する（通電加熱されていない場合にはそのまま放置する）。
【００４０】
入力検出部２４は、操作者による操作キー２の押下動作に応じて出力されるメンブレンスイッチから出力信号を検出することで、操作者からの操作入力の有無を検出する。そして、操作者からの操作入力を検出したならば、その旨を入力位置判定部２５に通知する。
【００４１】
入力位置判定部２５は、入力検出部２４から操作入力があった旨の通知を受けた場合に、パターン指定部２２から通知された配列パターンの内容に基づいて操作者により操作入力が行われた操作キー２の位置を判定する。そして、その判定した操作キー２の位置を搭載機器の制御部に通知する。
【００４２】
このような機能ブロックを有する制御部２０により動作制御を行うことで、本スイッチユニット１は、所定の操作キー２のみを突出形態とすることで、操作者に触覚で所定の操作キー２の配列を認識させると共に、その認識された所定の操作キー２のみからの操作入力を受け付けることが可能となる。
【００４３】
このように本実施の形態のスイッチユニット１によれば、操作者による操作入力が受付可能であることを示す場合にワイヤ５で操作キー２が突出形態とされ、その突出形態とされた操作キー２から受け付けた操作入力が検出される。このように形状記憶合金製のワイヤ５で操作キー２を昇降させることから、操作キー２を昇降させる構造を薄型化することができる。また、このような構造を用いて操作キー２を昇降させて操作者による操作入力が受付可能であることを示すことから、操作に必要な場合にのみ操作キー２を突出形態とすることができるので、操作者による操作入力を補助することができる。これにより、薄型化を実現しつつ、操作者による操作性に優れたスイッチユニット１を提供することが可能となる。
【００４４】
特に、本実施の形態のスイッチユニット１は、上述のような複数の操作キー２を備える場合に好適である。この場合には、操作キー２が増加して操作が複雑化する場合であっても、複数の操作キー２の中から操作に必要な操作キー２のみを突出形態とすることで操作者による操作入力を補助するので、操作者による操作性に優れたスイッチユニット１を提供することが可能となる。また、突出形態とした操作キー２に対して、ワイヤ５に対する通電加熱で生じた熱を伝達することは実施の形態として好ましい。この場合には突出形態とされた操作キー２をその形態のみならずその温度でも認識することができるので、本スイッチユニット１の操作性を向上することが可能となる。
【００４５】
なお、本スイッチユニット１は、操作レバー４の下方に架設したワイヤ５を通電加熱により収縮させ、操作レバー４を上限位置まで移動させる一方、通電加熱の停止により収縮を解除して操作レバー４を下限位置まで移動させる。この際、本スイッチユニット１は、上限位置まで移動した操作レバー４を保持する部材を別途備える。以下、このような操作レバー４を保持する部材の構成について説明する。なお、図１〜図３においては、説明の便宜上、かかる構成について省略している。
【００４６】
図７は、本実施の形態に係るスイッチユニット１において、上限位置まで移動した操作レバー４を保持する部材の説明をするための図である。図７においては、上限位置まで移動した操作レバー４の下方に入り込む直動カムの動作状態を示すものである。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、直動カム３１は、操作レバー４の先端部の先に配設されている。直動カム３１は、不図示の付勢手段により操作レバー４側に付勢されている。そして、操作レバー４が上限位置以外の位置に配置される場合、操作レバー４の先端に当接する一方、上限位置に操作レバー４が配置される場合、操作レバー４の下方に入り込むように構成されている。
【００４８】
また、直動カム３１の図７に示す左方側の端部には、ワイヤ５と同様に形状記憶合金（ＳＭＡ）で構成されたワイヤ３２が取り付けられている。ワイヤ３２は、通電加熱により収縮することで直動カム３１を同図左方側に引っ張る。一方、通電停止により収縮解除された場合、付勢手段の付勢力による直動カム３１の移動を許容するようになっている。以下においては、ワイヤ５をセットワイヤ５と呼び、ワイヤ３２をリセットワイヤ３２と呼ぶものとする。
【００４９】
図７（ａ）は、操作レバー４の初期状態について示すものであり、セットワイヤ５及びリセットワイヤ３２の双方が通電加熱されていない状態について示している。このとき、操作レバー４は下限位置まで下降しており、直動カム３１はその先端に当接した状態となっている。
【００５０】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す初期状態からセットワイヤ５が通電加熱された状態について示している。通電加熱されることでセットワイヤ５は収縮し、操作レバー４を上限位置まで上昇させる。操作レバー４が上限位置まで移動したことで、直動カム３１が当接する対象物がなくなり、操作レバー４の下方に入り込んだ状態となっている。
【００５１】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す状態からセットワイヤ５への通電が停止された状態について示している。通電停止されることでセットワイヤ５は、収縮状態が解除され、操作レバー４の裏面から下方に退避する。しかし、操作レバー４の下方には、直動カム３１が入り込んでいるため、操作レバー４が自重により下限位置まで移動することはない。
【００５２】
図７（ｄ）は、図７（ｃ）に示す状態からリセットワイヤ３２が通電加熱された状態について示している。通電加熱されることでリセットワイヤ３２は、収縮し、直動カム３１を同図左方側に引っ張る。これにより、直動カム３２が操作レバー４の下方から退避するので、操作レバー４が自重により下限位置まで移動することとなる。そして、この状態からリセットワイヤ３２への通電を停止すると図７（ａ）に示す状態に戻る。
【００５３】
このように本実施の形態に係るスイッチユニット１では、上限位置まで移動した操作レバー４を保持する部材を設けることで、セットワイヤ５の収縮状態に関わらず、操作レバー４を上限位置に維持するようにしている。これにより、セットワイヤ５を通電加熱し続ける事態を回避することができるので、スイッチユニット１における省電力化を実現することが可能となる。
【００５４】
なお、図８は、上限位置まで移動した操作レバー４を保持する部材の変形例を説明するための図である。図８においては、周面に案内溝を形成し、その案内溝で操作レバー４の先端部に設けられた突起部を保持する円筒カムの動作状態を示すものである。
【００５５】
図８に示すように、円筒カム３３は、直動カム３１と同様に、操作レバー４の先端部の先に配設されている。円筒カム３３は、例えば、設置面に設けられた不図示のガイドに沿って回動自在に設けられている。なお、円筒カム３３は、かかるガイド又は設置面との摩擦により、回動を停止するとその状態を維持するように構成されている。
【００５６】
円筒カム３３の周面には、操作レバー４の先端部に設けられた突起部４ｔを収容し、円筒カム３３の回動に応じて突起部４ｔを案内する案内溝３４が形成されている。案内溝３４は、操作レバー４が下限位置から上限位置まで移動するように、円筒カム３３の回動に応じて突起部４ｔを案内する形状に設けられている。
【００５７】
また、円筒カム３３には、図８（ａ）に示す初期状態でセットワイヤ５と略平行に配設されたワイヤ３５が取り付けられている。ワイヤ３５は、セットワイヤ５と同様に形状記憶合金（ＳＭＡ）で構成され、円筒カム３３に形成された溝部３６に嵌め込むように取り付けられている。ワイヤ３５は、通電加熱により収縮することで円筒カム３３を図８（ａ）に示す初期状態に回動させる。一方、通電停止により収縮解除した場合、操作レバー４の移動に応じた円筒カム３３の回動を許容するようになっている。以下においては、ワイヤ３５をリセットワイヤ３５と呼ぶものとする。
【００５８】
図８（ａ）は、操作レバー４の初期状態について示すものであり、セットワイヤ５及びリセットワイヤ３５の双方が通電加熱されていない状態について示している。このとき、突起部４ｔは、案内溝３４の最下方の位置に収容され、操作レバー４は下限位置まで下降した状態となっている。
【００５９】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す初期状態からセットワイヤ５が通電加熱された状態について示している。通電加熱されることでセットワイヤ５は収縮し、操作レバー４を上限位置まで上昇させる。操作レバー４が上限位置まで移動する過程で、突起部４ｔが案内溝３４を進むことで円筒カム３３が回動する。このとき、突起部４ｔは、案内溝３４の最上方の位置に収容された状態となっている。
【００６０】
図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示す状態からセットワイヤ５への通電が停止された状態について示している。通電停止されることでセットワイヤ５は、収縮状態が解除され、操作レバー４の下面から下方に退避する。しかし、操作レバー４の突起部４ｔは、円筒カム３３の案内溝３４の最上方の位置に収容されているため、操作レバー４が自重により下限位置まで移動することはない。
【００６１】
図８（ｄ）は、図８（ｃ）に示す状態からリセットワイヤ３５が通電加熱された状態について示している。通電加熱されることでリセットワイヤ３５は、収縮し、円筒カム３３を図８（ｄ）に示す状態まで回動させる。円筒カム３３が回動する過程で突起部４ｔは、案内溝３４を下方に進む。そして、最下方の位置まで進むことで、操作レバー４の先端部が下限位置まで移動することとなる。そして、この状態からリセットワイヤ３５への通電を解除すると図８（ａ）に示す状態に戻る。
【００６２】
このように、上限位置まで移動した操作レバー４を保持する部材を円筒カム３３で構成した場合においても、直動カム３１で構成した場合と同様に、セットワイヤ５の収縮状態に関わらず、操作レバー４を上限位置に維持する。これにより、セットワイヤ５を通電加熱し続ける事態を回避することができるので、スイッチユニット１における省電力化を実現することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明に係るスイッチユニット１の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、種々変形することが可能である。上記実施の形態においては、底面シート８に設けたメンブレンスイッチで操作者による操作入力を検出する場合について示しているが、操作者による操作入力を検出する構成については、適宜変形することが可能である。例えば、セットワイヤ５が取り付けられる板ばね６の変形特性を利用して操作者による操作入力を検出するようにしても良い。
【００６４】
図９は、セットワイヤ５が取り付けられる板ばね６の変形特性を利用して操作者による操作入力を検出する場合の構成例について示す図である。図９においては、セットワイヤ５の一端は、上記実施の形態と異なり、板ばね６の中央領域に取り付けられている。なお、セットワイヤ５の他端は、上記実施の形態と同様に、ワイヤ固定端子７に固定されていても良く、他の構成に固定されていても良い。
【００６５】
板ばね６は、基端部側で板ばね固定部４０に固定され、先端部側が一定範囲で揺動可能な構成になっている。板ばね６の先端部近傍には、操作レバー４側に突出させた第１接点４１が設けられている。この第１接点４１から一定距離を挟んだ位置に、第２接点４２が立設されている。セットワイヤ５が通電加熱により収縮された状態で操作者により押し下げられると、板ばね６の先端部が第２接点４２側に引き寄せられる。第１接点４１と第２接点４２とが接触することで、これらの間が導通状態とされる。
【００６６】
図９（ａ）は、操作レバー４の初期状態について示すものであり、セットワイヤ５が通電加熱されていない状態について示している。このとき、操作レバー４は下限位置まで下降しており、板ばね６には負荷がかかっていない状態である。このため、板ばね６が撓むことはなく、第１接点４１と第２接点４２とは離間した状態となっている。
【００６７】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す初期状態からセットワイヤ５が通電加熱された状態について示している。通電加熱されることでセットワイヤ５は収縮し、操作レバー４を上限位置まで上昇させる。これにより、操作キー２は、突出形態となっている。このとき、板ばね６には負荷はかかっているものの、第２接点４２側に撓むほどの負荷はかかっておらず、第１接点４１と第２接点４２とは離間した状態を維持している。
【００６８】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示す状態から操作キー２が操作者により押し下げられた状態について示している。操作者により操作キー２が押し下げられると、操作レバー４が下方に移動し、これに応じてセットワイヤ５が押し下げられる。セットワイヤ５が押し下げられると、板ばね６を撓ませる負荷がかかり、第１接点４１と第２接点４２とが接触する。これにより、第１接点４１と第２接点４２とが導通状態となり、上述した制御部２０により操作者による操作入力が検出されることとなる。
【００６９】
このようにセットワイヤ５が取り付けられる板ばね６の変形特性を利用して操作者による操作入力を検出する場合においても、上記実施の形態と同様に操作者による操作入力を検出することができ、上記実施の形態で得られる効果を同様に得ることができる。また、メンブレンスイッチを有する底面シート９等の構成を省略できるので、操作入力に要する構造を簡素化すると共にスイッチユニット１の更なる薄型化を実現することが可能となる。
【００７０】
さらに、上記実施の形態においては、操作レバー４の下方に配置した単一のセットワイヤ５を用いて操作レバー４を上下動させる場合について示しているが、操作レバー４の上下動させる構成については、適宜変形することが可能である。例えば、操作レバー４の下方に複数のセットワイヤ５を配置し、これらのセットワイヤ５の駆動制御を行うことで操作レバー４の上下動を操作するようにしても良い。
【００７１】
図１０は、操作レバー４の下方に複数のセットワイヤ５を配置し、これらのセットワイヤ５の駆動制御を行う場合の構成例について説明するための模式図である。図１０（ａ）はかかる構成例の側断面図を示し、同図（ｂ）は上面図を示している。なお、図１０においては、横並びに配置された５本の操作レバー４のみを示すものとし、左方側から操作レバー４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び４ｅと呼ぶものとする。また、各操作レバー４の上端には、操作キー２が取り付けられるが、その表示は省略するものとする。
【００７２】
図１０（ａ）に示すように、操作レバー４は、表面シート３と底面シート９との間の長さと同等の長さを有し、下限位置に配置された場合に操作キー２が沈下形態となるようになっている。各操作レバー４において、表面シート３と底面シート９との間に配置される側面部分には、それぞれの操作レバー４の設置位置に応じて組み合わされた穴部５１及び長穴部５２が形成されている。
【００７３】
図１０（ａ）に示すように、操作レバー４ａには上方に穴部５１が形成され、その下方に長穴部５２が形成されている。操作レバー４ｂ、操作レバー４ｃ及び操作レバー４ｄには上方に長穴部５２が形成され、その下方に穴部５１が形成され、その下方に長穴部５２が形成されている。操作レバー４ｅには上方に長穴部５２が形成され、その下方に穴部５１が形成されている。図１０（ａ）に示すように、穴部５１は、各操作レバー４において異なる位置に形成されている。
【００７４】
これらの穴部５１及び長穴部５２を通過するように複数のセットワイヤ５が架設されている。ここでは、５本のセットワイヤ５が架設され、上方側からセットワイヤ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ及び５ｅと呼ぶものとする。各セットワイヤ５は、その一端において板ばねなどの弾性部材５３に取り付けられている。なお、弾性部材５３は、上方側から弾性部材５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ及び５３ｅと呼ぶものとする。
【００７５】
各セットワイヤ５は、いずれかの操作レバー４に形成された穴部５１を通過する一方、他の操作レバー４に形成された長穴部５２を通過するように架設されている。例えば、図１０（ａ）においては、セットワイヤ５ａは、操作レバー４ａの穴部５１を通過する一方、他の操作レバー４ｂ〜４ｅの長穴部５２を通過する。また、セットワイヤ５ｅは、操作レバー４ｅの穴部５１を通過する一方、他の操作レバー４ａ〜４ｄの長穴部５２を通過する。
【００７６】
いずれかのセットワイヤ５を通電加熱することにより収縮させると、穴部５１及び長穴部５２の配置に応じて特定の操作レバー４が上昇し、操作レバー４は上限位置まで移動する。具体的には、いずれかのセットワイヤ５を収縮させると、そのセットワイヤ５が穴部５１を通過した操作レバー４が上限位置まで移動する。このとき、他の操作レバー４においては、そのセットワイヤ５が長穴部５２を通過しているため、その収縮の影響を受けないようになっている。
【００７７】
図１０（ａ）に示す例では、セットワイヤ５ａ及び５ｃが通電加熱により収縮された場合について示している。セットワイヤ５ａ及び５ｃが収縮されることにより、これらが穴部５１を通過する操作レバー４ａ、４ｃが上限位置まで移動し、これに応じて操作キー２が突出形態となる。
【００７８】
このように、操作レバー４の下方に複数のセットワイヤ５を配置し、これらのセットワイヤ５の駆動制御を行い操作レバー４の上下動を操作することにより、スイッチユニット１における各操作キー２間のピッチ幅をより狭く設定することが可能となる。
【００７９】
また、このように変更した場合において、上述したような、上限位置まで移動した操作レバー４を保持する部材を設ける場合には、上限位置まで移動した操作レバー４を一括して保持するようにしても良い。
【００８０】
例えば、図１０（ｂ）に示すように、上限位置まで移動した操作レバー４の側面部分の所定位置に溝部を形成する。一方、上記溝部に嵌合する係止部を有し、付勢手段（不図示）により当該係止部が溝部に入り込むように付勢されると共に、通電加熱されることで収縮して溝部に入り込んだ係止部を引き戻すようにワイヤ５４が取り付けられた保持部材５５を操作レバー４の近傍に配置することが考えられる。
【００８１】
このような保持部材５５を設けた場合においては、特定の操作レバー４が上限位置まで移動すると、不図示の付勢手段の付勢力により当該操作レバー４の溝部に係止部が入り込むことで、当該操作レバー４を上限位置に保持することができる。一方、ワイヤ５４を通電加熱により収縮させることで、操作レバー４に対する保持を解除することができる。これにより、セットワイヤ５を通電加熱し続ける事態を回避することができるので、スイッチユニット１における省電力化を実現することが可能となる。
【００８２】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態に係るスイッチユニットの外観構成を示す斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係るスイッチユニットの内部構成を説明するための拡大図である。
【図３】図２に示す部分の上面図である。
【図４】上記実施の形態に係るスイッチユニットが有するワイヤの状態に応じて上下動する操作レバーの状態について説明するための図である。
【図５】上記実施の形態に係るスイッチユニットにおける操作キー近傍の断面図である。
【図６】上記実施の形態に係るスイッチユニットの動作制御を行う制御部の機能ブロック図である。
【図７】上記実施の形態に係るスイッチユニットにおいて、上限位置まで移動した操作レバーを保持する部材の説明をするための図である。
【図８】上記実施の形態に係るスイッチユニットの上限位置まで移動した操作レバーを保持する部材の変形例を説明するための図である。
【図９】上記実施の形態に係るスイッチユニットが有する板ばねの変形特性を利用して操作者による操作入力を検出する場合の構成例について示す図である。
【図１０】上記実施の形態に係るスイッチユニットが有するセットワイヤを複数配置して駆動制御を行う場合の構成例について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  スイッチユニット
２  操作キー
３  表面シート
４  操作レバー
５  ワイヤ（セットワイヤ）
６  板ばね
７  ワイヤ固定端子
８  入力補助部材
９  底面シート
１４  上部接点
１５  下部接点
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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