(57)【要約】【課題】組立を容易にできるスイッチ素子を提供するする。【解決手段】スイッチ素子１００では、基板１と、基板１の上方に配置され、回転動作および垂直動作が可能に支持された操作ノブ２と、操作ノブ２を支持し操作ノブ２と共に回転動作を行うと共に、下方には凹凸が交互に形成された環状の接触面３ａを有するカム部材３と、接触面３ａに対して接触して配置されたアクチュエータ４と、アクチュエータ４を接触面３ａに対して弾性付勢する第１弾性支持部５ａと、操作ノブ２を上方へ弾性付勢する第２弾性支持部５ｂと、を有したスイッチ素子であって、基板１上には弾性シート（弾性部材）５が配置され、弾性シート５は第１弾性支持部５ａと第２弾性支持部５ｂとを有する構成とした。【選択図】図１
2015103509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に配置され、回転動作および垂直動作が可能に支持された操作ノブと、
前記操作ノブを支持し前記操作ノブと共に回転動作を行うと共に、下方には凹凸が交互に形成された環状の接触面を有するカム部材と、
前記接触面に対して接触して配置されたアクチュエータと、
前記アクチュエータを前記接触面に対して弾性付勢する第１弾性支持部と、
前記操作ノブを上方へ弾性付勢する第２弾性支持部と、
を有したスイッチ素子であって、
前記基板上には弾性部材が配置され、前記弾性部材は前記第１弾性支持部と前記第２弾性支持部と、を有することを特徴とするスイッチ素子。
【請求項２】
前記アクチュエータは球体に形成されており、
前記第１弾性支持部は前記アクチュエータの球面に沿って凹形状に形成されたアクチュエータ保持部を有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ素子。
【請求項３】
前記弾性部材は前記基板の上面全体を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスイッチ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ素子に関し、特に、組立を容易にできるスイッチ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から回転型のスイッチ素子においては、回転入力操作に応じてクリック感触を発生させ、操作者の操作性を向上させているものが多い。クリック感触を発生させる構造としては、バネにより付勢された球体などを回転動作する凹凸面に対して押し当てることで、球体がバネの付勢力に抗して上下動しながら凹凸面に沿って動作するため、クリック感触が発生するものである。また、このようなスイッチ素子においては、回転入力操作とともに、押圧入力操作を行なうことが可能な構成となっているものが多い。
【０００３】
このようなスイッチ素子としては、下記の特許文献１に記載のスイッチ素子が知られている。
【０００４】
以下、図１５を用いて、特許文献１に記載のスイッチ素子について説明する。図１５は特許文献１に記載のスイッチ素子９００の構成を示す分解斜視図である。
【０００５】
特許文献１に記載のスイッチ素子９００は、ロータ９２０、フレーム９３０、スプリング９２６、鋼球９２７、スプリング９８０およびツマミ９５０を備えている。ロータ９２０は円盤状の本体上面に円形の穴を有し、穴の内部にはスプリング９２６が配置され、スプリング９２６の上に重ねて鋼球９２７が配置されている。鋼球９２７はスプリング９２６により上方へ付勢されている。フレーム９３０は平板状に形成された天板部９３４を有し、天板部９３４の中央部には丸孔９３１が形成されている。また、丸孔９３１の周囲には、丸孔９３１の外周に沿うように多数の小孔９３３が形成されている。フレーム９３０は丸孔９３１からロータ９２０の一部を突出した状態でロータ９２０に重ねて配置されている。なお、スプリング９２６により上方へ付勢されている鋼球９２７は、小孔９３３または小孔９３３同士の間にある桟部９３５に圧接している。また、ツマミ９５０は、丸孔９３１から突出したロータ９２０の一部に係合しており、ツマミ９５０を回転操作することでロータ９２０を回転させることができる。ロータ９２０を回転させることで、鋼球９２７は桟部９３５を乗り越えながら異なる小孔９３３へ次々に移動、鋼球９２７が異なる小孔９３３へ次々に移動することでクリック感触を得ることができる。また、ツマミ９５０とロータ９２０との間にはスプリング９８０が挟み込むように配置され、ツマミ９５０はスプリング９８０の付勢力に抗して押圧操作が可能であるとともに、押圧操作後にはもとの状態に復帰可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平７−１４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のスイッチ素子９００は、回転入力操作に対応したクリック感触の生成および押圧操作に対してツマミ９５０を操作前の状態に復帰させることができる。しかしながら、スイッチ素子９００はクリック感触の生成に鋼球９２７とスプリング９２６を用いていることから、部品点数が多く、組立時においてはバネを圧縮した状態で組み込むなど工程が複雑になることが懸念される。また、ツマミ９５０を操作前の状態に復帰させるためにもスプリング９８０を配置する必要があるため、さらに工程が複雑になることが懸念される。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決して、組立を容易にできるスイッチ素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のスイッチ素子においては、基板と、前記基板の上方に配置され、回転動作および垂直動作が可能に支持された操作ノブと、前記操作ノブを支持し前記操作ノブと共に回転動作を行うと共に、下方には凹凸が交互に形成された環状の接触面を有するカム部材と、前記接触面に対して接触して配置されたアクチュエータと、前記アクチュエータを前記接触面に対して弾性付勢する第１弾性支持部と、前記操作ノブを上方へ弾性付勢する第２弾性支持部と、を有したスイッチ素子であって、前記基板上には弾性部材が配置され、前記弾性部材は前記第１弾性支持部と前記第２弾性支持部と、を有する、という特徴を有する。
【００１０】
請求項２に記載のスイッチ素子においては、前記アクチュエータは球体に形成されており、前記第１弾性支持部は前記アクチュエータの球面に沿って凹形状に形成されたアクチュエータ保持部を有する、という特徴を有する。
【００１１】
請求項３に記載のスイッチ素子においては、前記弾性部材は前記基板の上面全体を覆うように配置されている、という特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、従来、個別の部品として形成されていた第１弾性支持部と第２弾性支持部とを、弾性部材と一体に形成することで、部品点数を削減することができるとともに、第１弾性支持部と第２弾性支持部とを個別に組み込む工程を無くすことができる。したがって、組立を容易にできるスイッチ素子を提供することができる、という効果を奏する。
【００１３】
請求項２の発明によれば、アクチュエータの球面に沿って凹形状に形成されたアクチュエータ保持部を設けることで、球体に形成されたアクチュエータを容易な構造で保持することができる。また、アクチュエータを球状に形成することで、カム部材が回転するときに、アクチュエータも回転方向へアクチュエータ保持部内で回転するため、操作感触がよくなる。すなわち、簡易な構造で組立も容易であるとともに、回転操作感触を良くすることができる、という効果を奏する。
【００１４】
請求項３の発明によれば、基板の上面全体を弾性部材で覆うことで、更に防水の効果を有する、という効果を奏する。
【００１５】
以上より、本発明によれば、組立を容易にできるスイッチ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態におけるスイッチ素子１００の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態におけるスイッチ素子１００の外観を示す図である。
【図３】第１実施形態におけるスイッチ９および可変抵抗器１０がマウントされた状態の基板１の外観を示す図である。
【図４】第１実施形態における弾性シート５の外観を示す図である。
【図５】第１実施形態における第１弾性支持部５ａの外観を示す図である。
【図６】第１実施形態におけるカム部材３の外観を示す図である。
【図７】第１実施形態におけるギア部材８の外観を示す斜視図である。
【図８】第１実施形態におけるケース部材６の外観を示す図である。
【図９】第１実施形態における操作ノブ２の外観を示す図
【図１０】図２に示す断面Ｃ−Ｃを示す模式断面図である。
【図１１】図２に示す断面Ｄ−Ｄを示す模式断面図である。
【図１２】第１実施形態における操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作を行った場合のスイッチ素子１００の動作を示す模式断面図である。
【図１３】第１実施形態における操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作を行った場合のアクチュエータ４の動作を示す模式断面図である。
【図１４】第１実施形態における操作ノブ２を回動させる入力操作を行った場合のアクチュエータ４の動作を示す模式断面図である。
【図１５】特許文献１に記載のスイッチ素子９００の構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下に第１実施形態におけるスイッチ素子１００について説明する。
【００１８】
まず始めに本実施形態におけるスイッチ素子１００の構成について図１ないし図９を用いて説明する。図１は第１実施形態におけるスイッチ素子１００の構成を示す分解斜視図である。図２は第１実施形態におけるスイッチ素子１００の外観を示す図であり、図２（ａ）はスイッチ素子１００の外観を示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態のスイッチ素子１００を示す平面図である。図３は第１実施形態におけるスイッチ９および可変抵抗器１０がマウントされた状態の基板１の外観を示す図であり、図３（ａ）は基板１の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の基板１を示す平面図である。図４は第１実施形態における弾性シート５の外観を示す図であり、図４（ａ）は弾性シート５の外観を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態の弾性シート５を示す斜視図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の弾性シート５を示す平面図である。図５は第１実施形態における第１弾性支持部５ａの外観を示す図であり、図５（ａ）は図４（ａ）に示すＡ部を拡大した図であり、図５（ｂ）は図４（ｃ）に示す断面Ｂ−Ｂを示す断面図である。図６は第１実施形態におけるカム部材３の外観を示す図であり、図６（ａ）はカム部材３の外観を示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＹ２方向側から見た状態のカム部材３を示す平面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態のカム部材３を示す平面図である。図７は第１実施形態におけるギア部材８の外観を示す斜視図である。図８は第１実施形態におけるケース部材６の外観を示す図であり、図８（ａ）はケース部材６の外観を示す斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態のケース部材６の外観を示す平面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態のケース部材６の外観を示す平面図である。図９は第１実施形態における操作ノブ２の外観を示す図であり、図９（ａ）は操作ノブ２の外観を示す斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すＹ２方向側から見た状態の操作ノブ２を示す平面図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態の操作ノブ２を示す平面図である。
【００１９】
スイッチ素子１００は、図１に示すように、基板１と、操作ノブ２と、カム部材３と、アクチュエータ４と、弾性シート（弾性部材）５と、ケース部材６と、カバー部材７と、ギア部材８と、スイッチ９と、可変抵抗器１０と、を備え、図２に示すように外方へ突出して設けられた操作ノブ２を回動、押圧することで入力操作が可能である。
【００２０】
アクチュエータ４は金属材からなり、図１に示すように、球体に形成されている。また、アクチュエータ４の表面は鏡面状に形成されている。なお、本実施形態においては、２個のアクチュエータ４が用いられている。
【００２１】
スイッチ９は、図３に示すように、ボタン部９ａを備えた押し釦スイッチであり、ボタン部９ａを下方（Ｚ２方向）へ押圧することで内部の回路の電気的な接続が切り換わる。また、押圧を止めると、ボタン部９ａは押圧前の状態に復帰し、内部の回路の電気的な接続状態も押圧前の状態に復帰する。このように内部の回路の電気的な接続状態を切り替えることで入力操作を行なうことができる。
【００２２】
可変抵抗器１０は、図３に示すように、中央に上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に貫通した挿入孔１０ａを備えている。可変抵抗器１０は挿入孔１０ａを介して内部の部品を回転させることで、抵抗値または電圧を変化させることができる回転型の可変抵抗器である。
【００２３】
基板１は、ガラスエポキシ基板を図３に示すように、円形状に形成したものである。基板１は円の中心を挟んだ位置に円形の貫通孔である逃げ孔１ａをそれぞれ１つずつ有している。基板１は上面（Ｚ１方向側の面）に回路が配線されており、本実施形態においては、中央位置付近（中心からＸ１方向よりの位置）にスイッチ９がマウントされ、逃げ孔１ａ同士を結んだ直線を境として、スイッチ９の一方側（Ｙ２方向側）には回転型の可変抵抗器１０がマウントされている。
【００２４】
弾性シート５はゴム材からなり、図４に示すように、円盤状に形成され、弾性および防水性を備えている。弾性シート５は基板１の上面全体を覆うことが可能な大きさに形成されているとともに、下面側（Ｚ２方向側）は中空に形成され、スイッチ９および可変抵抗器１０がマウントされた状態の基板１を収納可能な基板収納部５ｄを有する。また、弾性シート５は第１弾性支持部５ａと第２弾性支持部５ｂと収納突部５ｅを有している。第１弾性支持部５ａは、上面の円の中心を挟んだ位置に円柱状に突出して１つずつ形成されている。この第１弾性支持部５ａ同士の間隔は基板１の逃げ孔１ａ同士の間隔と同じである。第１弾性支持部５ａは、図５に示すように、突出方向の先端部に、アクチュエータ４の球面に沿って凹形状に形成されたアクチュエータ保持部５ｃを有する。なお、第１弾性支持部５ａの内部は中空に形成されており、基板収納部５ｄにつながっている。また、第１弾性支持部５ａは押圧された方向へ変形可能である。第２弾性支持部５ｂは、図４に示すように、中央位置付近（中心からＸ１方向よりの位置）に、上方へ突出して形成されている。第２弾性支持部５ｂはスイッチ９の外形に沿った形状で突出し、内部は中空に形成されており、基板収納部５ｄにつながり、内部にスイッチ９を収納可能である。また、第２弾性支持部５ｂは押圧された方向へ変形可能である。収納突部５ｅは第１弾性支持部５ａ同士を結んだ直線を境として、第２弾性支持部５ｂの一方側（Ｙ２方向側）に形成されている。収納突部５ｅは可変抵抗器１０の外形に沿った形状で突出し、内部は中空に形成されており、基板収納部５ｄにつながり、内部に可変抵抗器１０を収納可能である。また、収納突部５ｅは、上面の中央に上下方向に貫通した挿通孔５ｆが形成されている。
【００２５】
カム部材３は合成樹脂材からなり、図６に示すように、略円筒状に形成されている。カム部材３は、両端部が開放された円筒状に形成された円筒部３ｂを有している。円筒部３ｂの下端（Ｚ２方向側端）には、円筒部３ｂの外周に沿って、外方へ突出した鍔部３ｃが全周にわたって形成されている。カム部材３は、鍔部３ｃの下方（Ｚ２方向）側の面には、環状の接触面３ａを有し、接触面３ａの外周面には一定の間隔で凹凸が交互に形成された第１伝達ギア部３ｄを有する。接触面３ａにおいて突出している箇所である突状部３ｅは曲面をもって形成されている。
【００２６】
ギア部材８は合成樹脂材からなる。ギア部材８は、図７に示すように、円環状に形成された円環部８ａを有し、円環部８ａの外周面には、一定の間隔で凹凸が交互に形成され、カム部材３の第１伝達ギア部３ｄと係合可能な第２伝達ギア部８ｂが全周にわたって設けられている。また、ギア部材８は、円環部８ａから円環部８ａの中心軸に沿って延出する連結部８ｃを有している。なお、連結部８ｃは弾性シート５の挿通孔５ｆに挿通可能であり、円環部８ａは挿通孔５ｆには挿通できない大きさに形成されている。
連結部８ｃの先端部は二股に別れて形成された板状の圧入部８ｄを有し、圧入部８ｄは可変抵抗器１０の挿入孔１０ａに圧入可能な大きさに形成されている。
【００２７】
ケース部材６は合成樹脂材からなり、図８に示すように、円筒が二重に配置されたような形状に形成されている。ケース部材６は弾性シート５を覆うことのできる大きさの円形の板状に形成された円盤部６ａを有している。また、ケース部材６は円盤部６ａの中心から上方（Ｚ１方向）へ突出し、円筒状に形成された内側ガイド部６ｂを有している。内側ガイド部６ｂはカム部材３の円筒部３ｂに挿通可能な大きさに形成されており、両端部が開放されている。なお、内側ガイド部６ｂの下方側の端部には内側ガイド部６ｂの内周壁から板状に突出し、内側ガイド部６ｂの中心軸に直交する円形の開口を備えたガイド板６ｄが設けられている。また、ケース部材６は内側ガイド部６ｂと同心で、円盤部６ａから上方へ突出し、内側ガイド部６ｂの周囲を囲み、内側ガイド部６ｂよりも高さが低い円筒状に形成された外側ガイド部６ｃを有する。内側ガイド部６ｂと外側ガイド部６ｃとは、カム部材３の鍔部３ｃを配置可能な間隔を空けて配置され、上方は開放されている。また、内側ガイド部６ｂと外側ガイド部６ｃとの内部底面には、内側ガイド部６ｂを挟んで両側（Ｘ１方向側とＸ２方向側）に下方へ貫通したアクチュエータ配置孔６ｅが一つずつ形成されている。なお、アクチュエータ配置孔６ｅはアクチュエータ４を挿入可能な円形の貫通孔であり、アクチュエータ配置孔６ｅ同士は弾性シート５の第１弾性支持部５ａ同士の離間距離と同じ離間距離を持って配置されている。また、外側ガイド部６ｃの、アクチュエータ配置孔６ｅ同士を結ぶ直線を挟んで一方側（Ｙ２方向側）には、一部、外側ガイド部６ｃに食い込むように、円盤部６ａから上方へ円柱状に突出したギア部材配置部６ｆが形成されている。ギア部材配置部６ｆは内部が中空に形成され、下方は円形状に開放され、その開口は内側ガイド部６ｂと外側ガイド部６ｃとの内部底面にまで及んでいる。また、ギア部材配置部６ｆは内部にギア部材８の円環部８ａを収納可能な大きさに形成されている。
【００２８】
操作ノブ２は合成樹脂材からなり、図９に示すように、一方が開放された円筒状に形成されている。操作ノブ２は、下方（Ｚ２方向側）が開放された円筒状に形成された操作部２ａを有している。操作部２ａは内部にカム部材３の円筒部３ｂを挿入可能な大きさに形成されている。また、操作ノブ２は、操作部２ａの内部天面の中央から下方へ板状に突出して形成されたシャフト部２ｂを有する。シャフト部２ｂの突出方向の先端は二股に分かれており、二股に分かれた一方（Ｘ１方向側）は他方より長く、押圧部２ｃが形成されている。シャフト部２ｂはケース部材６の内側ガイド部６ｂの内部に挿通可能で内側ガイド部６ｂの高さ寸法よりも大きい寸法の長さに形成されており、押圧部２ｃはケース部材６のガイド板６ｄの開口に挿入可能な大きさに形成されている。
【００２９】
カバー部材７は合成樹脂材からなり、図１に示すように、下方（Ｚ２方向側）が開放され、ドーム状に形成されている。カバー部材７は、内部が中空でケース部材６の内側ガイド部６ｂおよび外側ガイド部６ｃとを収納可能なドーム状に形成されたドーム部７ａを有している。カバー部材７はドーム部７ａの頭頂部に操作ノブ２を挿通可能な大きさに形成された貫通孔である操作ノブ配置孔７ｂが形成されている。
【００３０】
次にスイッチ素子１００の構造について図１０および図１１を用いて説明する。図１０は図２に示す断面Ｃ−Ｃを示す模式断面図である。図１１は図２に示す断面Ｄ−Ｄを示す模式断面図である。
【００３１】
図１０に示すように、スイッチ９および可変抵抗器１０がマウントされた基板１上には、基板１の上面全体を覆うように弾性シート５が配置されている。このとき、基板１は基板収納部５ｄ内に配置されるとともに、スイッチ９は第２弾性支持部５ｂの下方に、可変抵抗器１０は収納突部５ｅの下方にそれぞれ配置される。また、図１１に示すように、第１弾性支持部５ａは逃げ孔１ａの上にそれぞれ配置される。また、可変抵抗器１０の挿入孔１０ａは、図１０に示すように、弾性シート５の挿通孔５ｆに対応するように配置されている。また、ギア部材８は、連結部８ｃの圧入部８ｄを、挿通孔５ｆに挿通させるとともに、挿入孔１０ａに圧入し、回動可能に可変抵抗器１０に係合される。これにより、ギア部材８が回動することで、可変抵抗器１０の出力値を変化させることが可能となる。
【００３２】
次に、ケース部材６は弾性シート５の上に重ねて配置され、基板１、弾性シート５およびケース部材６は一体に係止される。この時、ギア部材８は円環部８ａがケース部材６のギア部材配置部６ｆ内に収納され、第２伝達ギア部８ｂの一部が、内側ガイド部６ｂと外側ガイド部６ｃとの間の隙間に突出している。また、アクチュエータ配置孔６ｅは、図１１に示すように、第１弾性支持部５ａの上方にそれぞれ配置され、アクチュエータ４はアクチュエータ配置孔６ｅ内に挿入され、アクチュエータ保持部５ｃ上に配置される。
【００３３】
次に、カム部材３は、図１０に示すように、円筒部３ｂの内部にケース部材６の内側ガイド部６ｂを鍔部３ｃ側から挿通し、内側ガイド部６ｂを軸として回動可能に配置される。鍔部３ｃは内側ガイド部６ｂと外側ガイド部６ｃとの間に配置され、内側ガイド部６ｂと外側ガイド部６ｃとの間に一部突出したギア部材８の第２伝達ギア部８ｂと第１伝達ギア部３ｄとが係合している。第２伝達ギア部８ｂと第１伝達ギア部３ｄとが係合することで、カム部材３が回動するのに連動してギア部材８も回動する。また、図１１に示すように、カム部材３の接触面３ａに対してアクチュエータ４が接触して配置され、第１弾性支持部５ａはアクチュエータ４を接触面３ａに対して弾性付勢する。
【００３４】
次に、カバー部材７は、図１０に示すように、操作ノブ配置孔７ｂに、カム部材３の円筒部３ｂおよびケース部材６の内側ガイド部６ｂを挿通した状態で、ケース部材６に重ねて配置されるとともに、ケース部材６に係止される。これにより、カム部材３は脱落することなく、カバー部材７のドーム部７ａの内部に回動可能に保持される。
【００３５】
次に、操作ノブ２はシャフト部２ｂをケース部材６の内側ガイド部６ｂの内部に挿通させるとともに、操作部２ａの内部に内側ガイド部６ｂおよびカム部材３の円筒部３ｂを挿通した状態で、基板１の上方に配置される。このとき、シャフト部２ｂの先端に形成された押圧部２ｃ（図９参照）はケース部材６のガイド板６ｄ（図８参照）の開口に挿入された状態で、弾性シート５の第２弾性支持部５ｂに当接している。第２弾性支持部５ｂは操作ノブ２を上方へ弾性付勢する。また、カム部材３は操作ノブ２を支持し、操作ノブ２は回転動作および垂直動作が可能に支持される。このようにしてスイッチ素子１００は形成される。
【００３６】
次にスイッチ素子１００の動作について図２と図１０ないし図１４を用いて説明する。図１２は第１実施形態における操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作を行った場合のスイッチ素子１００の動作を示す模式断面図である。図１３は第１実施形態における操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作を行った場合のアクチュエータ４の動作を示す模式断面図である。図１４は第１実施形態における操作ノブ２を回動させる入力操作を行った場合のアクチュエータ４の動作を示す模式断面図である。
【００３７】
スイッチ素子１００は、操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作と、操作ノブ２を回動させる入力操作が可能である。先ず、操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作を行った場合のスイッチ素子１００の動作について説明する。スイッチ素子１００は未操作時においては図１０および図１１に示す状態にある。なお、以下において、図１０および図１１に示す状態を初期状態と呼ぶ。操作ノブ２を下方へ押し込むと、図１２に示すように、操作ノブ２はカム部材３と一体に下方へ移動する。操作ノブ２が下方へ移動することで、操作ノブ２の押圧部２ｃは、第２弾性支持部５ｂを押圧する。ゴム材からなる第２弾性支持部５ｂは下方へ変形しながらスイッチ９のボタン部９ａ（図３参照）を押圧する。すなわち、第２弾性支持部５ｂを介して操作ノブ２がスイッチ９を操作し、スイッチ９の内部回路の電気的な接続状態が切り換わる。スイッチ９の内部回路の電気的な接続状態が切り換わることで、操作ノブ２を下方へ押し込む入力操作を行った場合の入力が行われる。また、このとき、カム部材３の接触面３ａに接触しているアクチュエータ４は、図１３に示すように、カム部材３により下方へ押圧される。下方へ押圧されたアクチュエータ４は下方に配置されている第１弾性支持部５ａを下方へ押圧する。ゴム材からなる第１弾性支持部５ａは下方へ押圧されるとつぶれるように変形し、アクチュエータ４は下方へ移動する。このようにゴム材からなる第１弾性支持部５ａが変形し、アクチュエータ４が下方へ移動することで、操作ノブ２に押圧されたカム部材３は下方へ移動可能となる。なお、操作ノブ２への押圧を解除すると、第１弾性支持部５ａ、第２弾性支持部５ｂおよびボタン部９ａの復帰力によりスイッチ素子１００は初期状態に復帰する。
【００３８】
次に、操作ノブ２を回動させる入力操作を行った場合のスイッチ素子１００の動作について説明する。操作ノブ２を回動させると、操作ノブ２と共にカム部材３が回転動作を行う。カム部材３の第１伝達ギア部３ｄとギア部材８の第２伝達ギア部８ｂとは係合しているため、カム部材３が回転する力は第２伝達ギア部８ｂを介してギア部材８に伝達され、ギア部材８が回動する。ギア部材８の圧入部８ｄは可変抵抗器１０の挿入孔１０ａに圧入されているため、ギア部材８が回動することで、回転型の可変抵抗器である可変抵抗器１０の操作を行う。可変抵抗器１０を操作し抵抗値または電圧を変化させることで、操作ノブ２を回動させる入力操作を行った場合の入力が行われる。また、このとき、カム部材３の接触面３ａに接触しているアクチュエータ４は、カム部材３の回動に伴い上下動を行う。以下、初期状態から操作ノブ２を図２に示すＬ方向に回動させた場合について説明する。初期状態からＬ方向に操作ノブ２を回動させると、接触面３ａもＬ方向へ回動する。初期状態において接触面３ａの凹部において接触していたアクチュエータ４は、図１４に示すように、徐々に接触面３ａとの接触箇所が凹部から凸部の先端位置に変わる。このとき、アクチュエータ４は接触面３ａにより下方（Ｚ２方向）へ押圧される。下方へ押圧されたアクチュエータ４は下方に配置されている第１弾性支持部５ａを下方へ押圧する。ゴム材からなる第１弾性支持部５ａは下方へ押圧されるとつぶれるように変形し、アクチュエータ４は下方へ移動する。このようにゴム材からなる第１弾性支持部５ａが変形し、アクチュエータ４が下方へ移動することで、操作ノブ２に押圧されたカム部材３はＬ方向へ回動可能となる。なお、アクチュエータ４と接触面３ａとの接触箇所が徐々に凸部の先端位置から凹部に変わると、第１弾性支持部５ａの復帰力によりスイッチ素子１００は初期状態に復帰する。このように接触面３ａに沿うとともに、第１弾性支持部５ａの付勢力に抗してアクチュエータ４が上下動することで、操作者には操作ノブ２を介してクリック感触が伝わる。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００３９】
本実施形態のスイッチ素子１００では、基板１と、基板１の上方に配置され、回転動作および垂直動作が可能に支持された操作ノブ２と、操作ノブ２を支持し操作ノブ２と共に回転動作を行うと共に、下方には凹凸が交互に形成された環状の接触面３ａを有するカム部材３と、接触面３ａに対して接触して配置されたアクチュエータ４と、アクチュエータ４を接触面３ａに対して弾性付勢する第１弾性支持部５ａと、操作ノブ２を上方へ弾性付勢する第２弾性支持部５ｂと、を有したスイッチ素子であって、基板１上には弾性シート５が配置され、弾性シート５は第１弾性支持部５ａと第２弾性支持部５ｂと、を有する、構成とした。
【００４０】
これにより、従来、個別の部品として形成されていた第１弾性支持部５ａと第２弾性支持部５ｂとを、弾性シート５と一体に形成することで、部品点数を削減することができるとともに、第１弾性支持部５ａと第２弾性支持部５ｂとを個別に組み込む工程を無くすことができる。したがって、組立を容易にできるスイッチ素子を提供することができる、という効果を奏する。
【００４１】
また、本実施形態のスイッチ素子１００では、弾性シート５はゴム材料から形成することで、弾性シート５の下方に配置された構成部品に対して防水性を備えた構成としている。
【００４２】
また、本実施形態のスイッチ素子１００では、アクチュエータ４は球体に形成されており、第１弾性支持部５ａはアクチュエータ４の球面に沿って凹形状に形成されたアクチュエータ保持部５ｃを有する、構成とした。
【００４３】
これにより、アクチュエータ４の球面に沿って凹形状に形成されたアクチュエータ保持部５ｃを設けることで、球体に形成されたアクチュエータ４を容易な構造で保持することができる。また、アクチュエータ４を球状に形成することで、カム部材３が回転するときに、アクチュエータ４も回転方向へアクチュエータ保持部５ｃ内で回転するため、操作感触がよくなる。すなわち、簡易な構造で組立も容易であるとともに、回転操作感触を良くすることができる。
【００４４】
また、本実施形態において、アクチュエータ４を鉄球としている。鉄球にすることで、射出成型などで球体を形成する場合に比べて、アクチュエータ４の表面をより滑らかにすることができ、バリの処理なども必要ないため、容易に球体を形成することができる、という効果を奏する。
【００４５】
また、本実施形態のスイッチ素子１００では、弾性シート５は基板１の上面全体を覆うように配置されている、構成とした。
【００４６】
これにより、基板１の上面全体を弾性シート５で覆うことで、更に防水の効果を有す、という効果を奏する。
【００４７】
以上のように、本発明の実施形態に係るスイッチ素子を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００４８】
[変形例１]
本実施形態において、アクチュエータ保持部５ｃは、球体であるアクチュエータ４の球面に沿った凹形状としたが、アクチュエータ４を保持できる形状であれば、必ずしも球面に沿った凹形状でなくても良い。ただし、例えば角のある凹形状とした場合、スイッチ素子１００への操作に伴ってアクチュエータ保持部５ｃを含める第１弾性支持部５ａが頻繁に変形を繰り返すと、角の部分からヒビが入り、付勢力が弱まる懸念がある。
【００４９】
[変形例２]
本実施形態において、アクチュエータ４は球体としたが、アクチュエータ４は球体でなくても良く、例えば、円柱の一端側のみ球面状に形成されているような形状でも良い。
【００５０】
[変形例３]
本実施形態において、スイッチ素子１００には照光機能がないが、照光機能を持たせても良い。例えば、内部に光源を配置し、操作ノブ２の操作部２ａの上面及びシャフト部２ｂを透光性を備えた合成樹脂材で形成し、シャフト部２ｂをライトガイドとし、操作部２ａの上面を照光させても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１      基板
１ａ    逃げ孔
２      操作ノブ
２ａ    操作部
２ｂ    シャフト部
２ｃ    押圧部
３      カム部材
３ａ    接触面
３ｂ    円筒部
３ｃ    鍔部
３ｄ    第１伝達ギア部
３ｅ    突状部
４      アクチュエータ
５      弾性シート
５ａ    第１弾性支持部
５ｂ    第２弾性支持部
５ｃ    アクチュエータ保持部
５ｄ    基板収納部
５ｅ    収納突部
５ｆ    挿通孔
６      ケース部材
６ａ    円盤部
６ｂ    内側ガイド部
６ｃ    外側ガイド部
６ｄ    ガイド板
６ｅ    アクチュエータ配置孔
６ｆ    ギア部材配置部
７      カバー部材
７ａ    ドーム部
７ｂ    操作ノブ配置孔
８      ギア部材
８ａ    円環部
８ｂ    第２伝達ギア部
８ｃ    連結部
８ｄ    圧入部
９      スイッチ
９ａ    ボタン部
１０    可変抵抗器
１０ａ  挿入孔
１００  スイッチ素子
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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