(57)【要約】【課題】タッチ検出機能付きスイッチ装置において、タッチ検出用電極と配線基板の電気的接続部との導通を充分に確保しながらも、操作ノブの操作時のフィーリングを良くする。【解決手段】操作ノブ２を、軸部４を介して揺動可能に設け、操作ノブ２に設けたタッチ検出用電極８を配線基板１１の電気的接続部１２に電気的に接続する接続導体９を、軸部４の近傍を通るようにした。これにより、接続導体９の端部を電気的接続部１２に弾性的且つ電気的に接触させるための弾性部１０及び導電性ゴム１９の弾性力を大きくしても、操作ノブ２を揺動操作する際の操作力には殆ど影響を与えないようにできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部を中心に揺動可能に設けられた操作ノブと、
手指が接触したことを検出するために前記操作ノブに設けられたタッチ検出用電極と、
電気的接続部を有した配線基板と、
この配線基板に設けられ前記操作ノブの揺動操作に基づき押圧操作されるスイッチ要素と、
一端部が前記軸部付近を通って前記タッチ検出用電極に電気的に接続され、他端部側が前記配線基板側へ導出された接続導体と、
この接続導体の他端部を前記電気的接続部に弾性的且つ電気的に接触させる弾性的接触手段と、を具備したことを特徴とするタッチ検出機能付きスイッチ装置。
【請求項２】
前記弾性的接触手段は、弾性及び導電性を有し、前記接続導体の他端部と前記電気的接続部との間に介在された導電性ゴムにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のタッチ検出機能付きスイッチ装置。
【請求項３】
前記弾性的接触手段は、前記接続導体にあって前記軸部と前記他端部との間に設けられた弾性部により構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のタッチ検出機能付きスイッチ装置。
【請求項４】
前記タッチ検出用電極と前記接続導体と前記弾性部は、連続した一体の導電部材によって構成されていることを特徴とする請求項３記載のタッチ検出機能付きスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作ノブに手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極を有するタッチ検出機能付きスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチ装置の操作ノブに手指が接触した際に、これを検出して、その操作ノブに対応する選択部の表示状態を変化させるような構成とするタッチ検出機能付きスイッチ装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
このスイッチ装置では、図４に示すように、操作ノブ１０１の下方に、電気的接続部１０２を有する配線基板１０３が配置され、配線基板１０３には、スイッチ要素１０４と、弾性的接触手段としての板ばね製の接触子１０５が設けられている。また、操作ノブ１０１には、薄膜状のタッチ検出用電極１０６が設けられ、このタッチ検出用電極１０６の一部が、操作ノブ１０１の大形部１０１ａの下面まで導出されて接続導体１０６ａが形成されている。
【０００４】
上記した接触子１０５は、略逆Ｖ字状で、一端部が配線基板１０３に固定され、他端部が電気的接続部１０２に摺接し、中間部が操作ノブ１０１の下端の接続導体１０６ａに下方から弾性的に圧接されることで、タッチ検出用電極１０６を配線基板１０３の電気的接続部１０２に電気的に接続するようになっている。
【０００５】
このような構成のスイッチ装置によれば、手指が操作ノブ１０１に接触すると、表示装置の画面において操作ノブ１０１に対応する選択部が表示状態になり、この状態で操作ノブ１０１を押圧操作すると、スイッチ要素１０４が動作して選択部の選択を決定する。これにより、表示装置の画面を見れば、手指が接触している操作ノブ１０１の位置がわかるため、操作ノブ１０１を見ないでも、表示装置の画面のみを見て操作することが可能となる。
【０００６】
また、上記した構成のものによれば、タッチ検出用電極１０６を配線基板１０３の電気的接続部１０２に電気的に接続するためのコネクタが不要であり、組付け性の向上及び低コスト化が可能となる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０５９９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の構成のものでは、タッチ検出用電極１０６と配線基板１０３の電気的接続部１０２との導通を充分に確保するためには、接続導体１０６ａと接触子１０５との接圧を上げるべく接触子１０５の弾性力を大きくする必要があるが、接触子１０５の弾性力を大きくすると、その弾性力のアップ分がそのまま操作ノブ１０１の操作荷重に重畳されるようになるため、操作ノブ１０１を操作する際の操作力が大きくなってしまい、操作ノブ１０１の操作時のフィーリング（ストローク‐操作荷重特性）が悪くなるという問題点がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タッチ検出用電極と配線基板の電気的接続部との導通を充分に確保するために、接続導体を電気的接続部に弾性的且つ電気的に接触させるための弾性的接触手段による弾性力を大きくしても、操作ノブを操作する際の操作力には殆ど影響を与えないようにできるタッチ検出機能付きスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のタッチ検出機能付きスイッチ装置は、軸部を中心に揺動可能に設けられた操作ノブと、手指が接触したことを検出するために前記操作ノブに設けられたタッチ検出用電極と、電気的接続部を有した配線基板と、この配線基板に設けられ前記操作ノブの揺動操作に基づき押圧操作されるスイッチ要素と、一端部が前記軸部付近を通って前記タッチ検出用電極に電気的に接続され、他端部側が前記配線基板側へ導出された接続導体と、この接続導体の他端部を前記電気的接続部に弾性的且つ電気的に接触させる弾性的接触手段と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記手段によれば、タッチ検出用電極を配線基板の電気的接続部に電気的に接続するための接続導体を、揺動操作される操作ノブの揺動中心となる軸部の近傍を通しているので、接続導体の他端部を前記電気的接続部に弾性的且つ電気的に接触させるための弾性的接触手段による弾性力を大きくしても、操作ノブを揺動操作する際の操作力には殆ど影響を与えないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例を示すタッチ検出機能付きスイッチ装置の縦断面図
【図２】操作ノブを操作したときの図１相当図
【図３】タッチ検出回路の等価回路を示す図
【図４】従来のタッチ検出機能付きスイッチ装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を自動車に用いられるタッチ検出機能付きスイッチ装置に適用した一実施例について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、タッチ検出機能付きスイッチ装置の縦断面図である。スイッチ本体としてのボディ１は、図１中、下面が開口した矩形箱状をなすもので、例えば合成樹脂により形成されている。ボディ１の上部には、操作ノブ２を配置するための開口部３が設けられ、操作ノブ２が、当該操作ノブ２の一端部に設けられた軸部４を介して揺動可能に支持されている。この操作ノブ２も、例えば合成樹脂により形成されている。また、ボディ１の内部には、図１中、上下方向に延びるガイド部５が設けられている。
【００１４】
操作ノブ２の他端部（軸部４とは反対側の端部）には、突出部６が設けられ、操作ノブ２は、この突出部６によりボディ１から上方への抜け止めがなされている。操作ノブ２の下方には、上部及び下部に丸みを帯びた棒状のプッシャ７が配設されている。このプッシャ７は、前記ガイド部５内に挿入されることによって上下方向に直線的に移動可能に支持されている。
【００１５】
操作ノブ２の表面側には、全体にわたって薄板状の導電部材からなるタッチ検出用電極８が設けられている。タッチ検出用電極８は、操作ノブ２に人の手指が接触したことを検出するためのものである。このタッチ検出用電極８には、タッチ検出用電極８と同一の導電部材からなる薄板状の接続導体９が一体に接続されている。この接続導体９は、ばね性を有する略Ｃ字状の弾性部１０（弾性的接触手段）を備え、一端部が前記軸部４付近を通ってタッチ検出用電極８に電気的に接続され、他端部が後述の配線基板１１側（図１中、下側）へ導出されている。この場合、タッチ検出用電極８、接続導体９、及び弾性部１０を一体に構成する導電部材は、例えばスズメッキを施した銅板により形成されている。
【００１６】
図１に示すように、操作ノブ２の下方には、電気的接続部１２及び固定接点１３を有する配線基板１１が配置されている。この配線基板１１は、ボディ１の下面の開口部１４を塞ぐように装着されている。配線基板１１の上面側には、この配線基板１１の上面側を覆うようにラバーシート１５が設けられている。ラバーシート１５は、弾性を有する絶縁材料、例えばシリコーンゴムにより形成されていて、平坦面１５ａを有している。
【００１７】
ラバーシート１５にあって固定接点１３に対応する部分には、この固定接点１３を覆うドーム状をなして弾性変形可能なラバードーム１６が設けられている。このラバードーム１６は、ラバーシート１５の平坦面１５ａから上方に膨出した弾性変形可能な変形部１６ａと、この変形部１６ａの上端部に一体に設けられた円柱状の被押圧部１６ｂとから構成されている。ラバードーム１６の被押圧部１６ｂの上面が、プッシャ７に下方から当接していて、変形部１６ａの弾性力により操作ノブ２を上方に付勢するようになっている。
【００１８】
このラバードーム１６の内面にあって被押圧部１６ｂの下面には、固定接点１３に対向して可動接点１７が設けられている。ラバードーム１６における変形部１６ａの弾性変形に伴い、可動接点１７が固定接点１３に対して接離し、この固定接点１３及び可動接点１７によりスイッチ要素１８が構成されている。
【００１９】
配線基板１１の電気的接続部１２の上面には、弾性及び導電性を有する導電性ゴム１９が配置されている。この導電性ゴム１９は、例えばシリコーンゴムに導電剤としてカーボンブラックを加えたもので、前記ラバーシート１５に一体化されていて、下面が電気的接続部１２に接触している。この導電性ゴム１９の上面には、前記接続導体９の他端部がＬ字状になって圧接されている。これにより、導電性ゴム１９及び前記弾性部１０は、弾性的接触手段として接続導体９を電気的接続部１２に弾性的且つ電気的に接触させるようになっている。
【００２０】
次に、このタッチ検出機能付きスイッチ装置のタッチ検出回路２０について、図３を参照して説明する。このタッチ検出回路２０は、一般的な静電容量検出回路であり、高周波信号を出力する一方の端子がグランドに接続された発振部２１、負荷抵抗２２、高周波信号の検波及び平滑を行う検波部２３及びオペアンプ２４を備えて構成されている。
【００２１】
発振部２１の出力端子（他方の端子）には、負荷抵抗２２、電気的接続部１２、導電性ゴム１９及び接続導体９を介してタッチ検出用電極８が接続されている。検波部２３は、ダイオード及びコンデンサなどからなり、発振部２１からの高周波信号が負荷抵抗２２を介して入力されている。また、検波部２３の出力は、オペアンプ２４を介して増幅及びオフセットされた信号Ｖｏｕｔとして制御装置（図示しない）に入力されている。なお、発振部２１、負荷抵抗２２、検波部２３及びオペアンプ２４は、パッケージ化された静電容量検出ＩＣ２５として構成されている。
【００２２】
次に、本実施例の作用について説明する。
使用者の手指が操作ノブ２の上面に接触すると、使用者の手指はグランドに接続された状態になっているので、使用者の手指とタッチ検出用電極８とで可変のコンデンサＣが形成され、コンデンサＣの静電容量の変化はほとんどなくなる。これにより、配線基板１１の電気的接続部１２は、導電性ゴム１９、接続導体９、コンデンサＣ及び手指を介してグランドに接続されることになる。従って、発振部２１から出力された高周波信号は、負荷抵抗２２の抵抗値とコンデンサＣのインピーダンスとで分圧されて検波部２３に入力される。
【００２３】
その結果、操作ノブ２に手指が触れていない状態と比べて、検波部２３に入力される高周波信号のレベルが小さくなるため、検波部２３及びオペアンプ２４を介して出力される信号Ｖｏｕｔのレベルも小さくなる。制御装置（図示しない）は、この信号Ｖｏｕｔのレベルの変化により操作ノブ２への手指の接触を検出し、表示装置（図示しない）の画面において、その操作ノブ２に対応する選択部を暫定的な表示状態にする。
【００２４】
その後、使用者によって操作ノブ２が下方へ揺動操作されると、図２に示すように、操作ノブ２が軸部４を中心に下方へ揺動することでプッシャ７が下方へ移動し、ラバードーム１６の被押圧部１６ｂが下方へ押し下げられ、可動接点１７が固定接点１３に接触する。これにより、スイッチ要素１８がオン作動し、このスイッチ要素１８のオン信号を受けて、制御装置は、操作ノブ２に対応する選択部を固定的な表示状態に変化させ、その選択部の選択を決定する。操作後、使用者が手指を操作ノブ２から離すと、ラバードーム１６の付勢力により、操作ノブ２は元の位置に戻る。
【００２５】
このような本実施例によれば、タッチ検出用電極８を配線基板１１の電気的接続部１２に電気的に接続するための接続導体９を、揺動操作される操作ノブ２の揺動中心となる軸部４の近傍を通しているので、接続導体９の他端部を電気的接続部１２に弾性的且つ電気的に接触させるための弾性的接触手段である弾性部１０及び導電性ゴム１９による弾性力を大きくしても、操作ノブ２を揺動操作する際の操作力には殆ど影響を与えないようにできる。
すなわち、弾性部１０及び導電性ゴム１９による弾性力を大きくしてタッチ検出用電極 ８と電気的接続部１２との導通を充分に確保しながらも、操作ノブ２の操作時のフィーリング（ストローク‐操作荷重特性）を良くすることができる。
【００２６】
また、弾性的接触手段として弾性部１０及び導電性ゴム１９が設けられているが、これらのうち一方だけでも、接続導体９を電気的接続部１２に弾性的且つ電気的に接触させることができ、本実施例では、弾性部１０及び導電性ゴム１９の２つの弾性的接触手段を用いることで、よりいっそう電気的接続の信頼性を高めることができる。
【００２７】
導電性ゴム１９を用いないで弾性部１０のみを弾性的接触手段とする場合は、前記接続導体９の他端部を電気的接続部１２の上面に直接圧接すれば良く、この場合も弾性部１０の弾性力によりタッチ検出用電極８と電気的接続部１２との導通を充分に確保できる。
接続導体９に弾性部１０がなく、導電性ゴム１９のみを弾性的接触手段とする場合も、導電性ゴム１９の弾性力によりタッチ検出用電極８と電気的接続部１２との導通を充分に確保できる。
【００２８】
また、本実施例によれば、タッチ検出用電極８と接続導体９と弾性部１０は、連続した一体の導電部材によって構成されているので、部品数を少なくすることができ、組立て性を良くすることもできる。
【００２９】
また、ボディ１に操作ノブ２及び配線基板１１を組み込むだけで、接続導体９及び導電性ゴム１９によりタッチ検出用電極８を配線基板１１の電気的接続部１２に電気的に接続することができ、コネクタが不要であり、組付け性の向上及び低コスト化が可能となる。
【００３０】
なお、本発明は、上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、例えば、軸部４を操作ノブ２の中央に配置しても良く、この場合、操作ノブ２は、軸部４の前後両側（図１において左右）に揺動し、タッチ検出用電極８に接続した接続導体９は、操作ノブ２の中央の前記軸部４付近を通すようにし、スイッチ要素１８を軸部４の前後両側の下方に２箇所配置するようにしても良い。
この他、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形または拡張して実施し得る。
【符号の説明】
【００３１】
図面中、２は操作ノブ、４は軸部、８はタッチ検出用電極、９は接続導体、１０は弾性部（弾性的接触手段）、１１は配線基板、１２は電気的接続部、１８はスイッチ要素、１９は導電性ゴム（弾性的接触手段）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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