(57)【要約】【課題】簡潔な構造で、スイッチ部が実装される回路基板の小型化が可能なスイッチ装置を提供する。【解決手段】スイッチ装置１は、押圧操作される操作部２と、基板４１の操作部２側とは反対側に実装されたスイッチ部４を有する回路基板４０と、操作部２から基板４１側に向かって延び、操作部２が押圧操作されると操作部２と共に基板４１側に移動するシャフト部３と、基板４１のスイッチ部４側に位置する回転部５であって、シャフト部３と対向する第１の部分５ａとスイッチ部４と対向する第２の部分５ｂとを有し、第１の部分５ａと第２の部分５ｂとの間を回転中心として回転可能な回転部５と、を備える。操作部２が押圧操作されるとシャフト部３が第１の部分５ａを押し、第１の部分５ａが押されると回転部５が回転して第２の部分５ｂがスイッチ部４を押す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧操作される操作部と、
前記操作部が押圧操作されて沈む方向に位置する基板と、前記基板の前記操作部側とは反対側に実装されたスイッチ部と、を有する回路基板と、
前記操作部から前記基板側に向かって延び、前記操作部が押圧操作されると前記操作部と共に前記基板側に移動するシャフト部と、
前記基板の前記スイッチ部側に位置する回転部であって、前記シャフト部と対向する第１の部分と前記スイッチ部と対向する第２の部分とを有し、前記第１の部分と前記第２の部分との間を回転中心として回転可能な回転部と、を備え、
前記操作部が押圧操作されると前記シャフト部が前記第１の部分を押し、前記第１の部分が押されると前記回転部が回転して前記第２の部分が前記スイッチ部を押す、
ことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記基板には、前記シャフト部を前記基板の前記操作部側から前記スイッチ部側へと貫通させるシャフト貫通部が設けられ、
前記操作部が押圧操作された際に、前記シャフト部のうち、前記シャフト貫通部を通って前記基板の前記スイッチ部側に至っている部分が前記回転部の前記第１の部分を押す、
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記スイッチ部は、復元力を有し、前記操作部が押圧操作され、前記回転部の前記第２の部分によって押された後、前記第２の部分を押し戻す、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチ装置として特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に係るスイッチ装置は、計器装置に組み込まれ、回路基板と、回路基板の表側（計器装置の計測値表示側）に実装されたスイッチ部を、スイッチ部の表側に位置する操作部材からの押圧操作により押す構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５９３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチ装置が組み込まれる装置（計器装置など）の設計上の制約で、回路基板の小型化が求められる場合がある。この場合、特許文献１に係るスイッチ装置の構成では、回路基板の表側に他の主要部品が実装されてスイッチ部を配設するスペースがないと、スイッチ部専用のサブ基板を他の主要部品が実装された回路基板とは別に設けたりする必要があり、スイッチ装置の構造が複雑化していた。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡潔な構造で、スイッチ部が実装される回路基板の小型化が可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るスイッチ装置は、
押圧操作される操作部と、
前記操作部が押圧操作されて沈む方向に位置する基板と、前記基板の前記操作部側とは反対側に実装されたスイッチ部と、を有する回路基板と、
前記操作部から前記基板側に向かって延び、前記操作部が押圧操作されると前記操作部と共に前記基板側に移動するシャフト部と、
前記基板の前記スイッチ部側に位置する回転部であって、前記シャフト部と対向する第１の部分と前記スイッチ部と対向する第２の部分とを有し、前記第１の部分と前記第２の部分との間を回転中心として回転可能な回転部と、を備え、
前記操作部が押圧操作されると前記シャフト部が前記第１の部分を押し、前記第１の部分が押されると前記回転部が回転して前記第２の部分が前記スイッチ部を押す、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡潔な構造で、スイッチ部が実装される回路基板の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイッチ装置を有する計器装置の平面図である。
【図２】図１に示す計器装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２に示す計器装置のＢ部拡大図であり、スイッチ装置の構成を説明するための図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、スイッチ装置の要部の模式図であり、スイッチ装置の機構を説明するための図である。
【図５】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るシャフト貫通部を説明するための基板の平面図であり、（ｂ）は、変形例に係るシャフト貫通部を説明するための基板の平面図であり、（ｃ）は、変形例に係るスイッチ装置を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
本実施形態に係るスイッチ装置１（図２、図３など参照）は、図１に示す車両用の計器装置１００に組み込まれるものである。以下では、まず、計器装置１００の概略構成を説明した後に、スイッチ装置１について詳細に説明する。なお、以下では、計器装置１００及びスイッチ装置１の構成の理解を容易にするために、各部材に対して、計器装置の計測量表示側を「表」、その反対側を「裏」として、各部材を適宜説明する（図２の両端矢印参照）。
【００１１】
（計器装置）
計器装置１００は、搭載される車両に関する各種情報を報知する複合計器として構成されている。計器装置１００は、図１及び図２に示すように、第１計器部１０と、第２計器部２０と、表示ディスプレイ３０と、回路基板４０と、中ケース５０と、文字板６０と、見返し部材７０と、裏ケース８０と、スイッチ装置１と、を備える。
【００１２】
第１計器部１０は、例えばスピードメータであり、目盛り、数値等からなる指標部（図示せず）と、この指標部を指示する指針１１とを対比判読させることにより車速を報知する。
第２計器部２０は、例えばタコメータであり、エンジンの回転数を報知する。第２計器部２０の構成は第１計器部１０と同様であるため、以下の説明は省略する。
【００１３】
表示ディスプレイ３０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）等からなり、例えば、車両に関する各種情報を示す画像を表示する。一例として、表示ディスプレイ３０は、表示画像により走行距離を報知するオドメーターとして機能する。
【００１４】
回路基板４０は、プリント配線が形成された基板４１（プリント配線板）と、基板４１に実装された各種電子部品とから構成されている。基板４１に実装される各種電子部品は、計器装置１００の各部の動作を制御する制御部（図示しないマイクロコンピュータ等）、指針１１を回転駆動するステッピングモータ（図示せず）、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサ、スイッチ装置１の後述する操作部２を照明するための光源６、スイッチ部４などである。図３に示すように、光源６は回路基板４０の表側に、スイッチ部４は回路基板４０の裏側に実装されている。また、図示しないが、制御部は回路基板４０の表側に、ステッピングモータは回路基板４０の裏側に実装されている。
【００１５】
中ケース５０は、回路基板４０の表側に位置し、表示ディスプレイ３０などを収納する。中ケース５０は、例えばポリプロピレン（Polypropylene）などの樹脂により白色に形成されている。
【００１６】
文字板６０は、例えば、所定の樹脂により形成された透光性を有する板材と、この板材の表側及び／又は裏側に形成された遮光性の印刷層と、から構成されている。印刷層の一部は抜き文字状となっており、文字板６０において、指針１１の指示対象である数値、目盛り等からなる指標部（図示せず）を形成している。なお、抜き文字状の部分に、透光性の印刷層を形成してもよい。また、文字板６０には、表示ディスプレイ３０の表示領域を視認可能とする開口部６１（図１参照）が設けられている。
【００１７】
見返し部材７０は、計器装置１００の不要箇所を隠す部材であり、文字板６０の表側に位置する。見返し部材７０は、例えばＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）などの樹脂から遮光性を有して形成されている（例えば黒色）。図２に示すように、見返し部材７０には、第１計器部１０、第２計器部２０、及び表示ディスプレイ３０を覗かせる第１の開口部７０ａが設けられており、この第１の開口部７０ａを塞ぐように透明板７１（例えばガラスからなる）が取り付けられている。
また、図３に示すように、見返し部材７０には第２の開口部７０ｂが設けられ、この第２の開口部７０ｂに対応して透明板７１には開口部７１ａが設けられており、第２の開口部７０ｂと開口部７１ａによって、後述の操作部２が外部に露出している。
【００１８】
裏ケース８０は、基板４１を挟んで中ケース５０の裏側に位置する。裏ケース８０と見返し部材７０とが組み合わされると、両者は略箱状になり計器装置１００の筐体を構成する。
【００１９】
ここからは、本実施形態に係るスイッチ装置１について詳細に説明する。
【００２０】
（スイッチ装置）
スイッチ装置１は、図３及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、操作部２と、シャフト部３と、スイッチ部４を有し、計器装置１００と共用の回路基板４０と、回転部５と、を備える。
ここで、本実施形態に係るスイッチ装置１では、図３に示すように、１つの操作部２とこれに対応するシャフト部３、スイッチ部４、及び回転部５などから構成されるスイッチ機構が４つ並列されているが（スイッチ機構１ａ〜１ｄ）、これらは互いに同様の構造となっているため、以下では、スイッチ装置１のうち、スイッチ機構１ａに対応する構成について説明する。
【００２１】
操作部２は、ユーザ（主に計器装置１００が搭載された車両の運転者）によって押圧操作される部分である。操作部２は、例えば、所定の樹脂からなり、略直方体形状をなす。操作部２の内部は、図３、図４（ａ）（ｂ）に示すように、空洞部になっている。図４（ａ）（ｂ）に示すように、操作部２の裏側には、後述するリブ７３を操作部２の空洞部に挿通させる孔部からなるリブ挿通孔２ａが設けられている。
【００２２】
シャフト部３は、操作部２の裏側に位置し、基板４１に向かって延びる部分である。シャフト部３は、操作部２が押圧操作されると操作部２と共に基板４１側に移動する。シャフト部３は、例えば、角柱形状をなし、操作部２と一体、または別体で構成されている（別体の場合は、例えば、シャフト部３の表側に操作部２が取り付けられる）。シャフト部３は、図３に示すように、見返し部材７０に設けられた一対の壁部７２と、中ケース５０に設けられ、シャフト部３の外周を囲むシャフト収納部５１との内部で、計器装置１００の表裏方向に移動可能となっている。
【００２３】
また、シャフト部３は、基板４１に設けられた貫通孔からなるシャフト貫通部４１ａを通って、基板４１を表側から裏側へと貫通している。操作部２が押圧操作された際、シャフト部３のうち、シャフト貫通部４１ａを通って基板４１の裏側に至っている部分（具体的には、シャフト部３の裏側の端部）が回転部５と接触する接触部３ａとなっている。
【００２４】
図３に示すように、中ケース５０には、シャフト収納部５１と隣り合い、基板４１に実装された光源６が発する光を操作部２側に導くライトガイド５２が形成されている。光源６は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）からなる。光源６が出射した光は、ライトガイド５２と前述した一対の壁部７２とに導かれ、操作部２を照明する。例えば、操作部２は、その少なくとも一部が透光性を有して形成されていることで裏側から透過照明されてもよいし、光源６から出射され操作部２の周囲の隙間から計器装置１００の表側に漏れ出た光により照明されてもよい。
【００２５】
スイッチ部４は、基板４１の裏側に実装されたタクタイルスイッチからなる。スイッチ部４は、基板４１の略法線方向（丁度、法線方向も含む）に復元力を有する。したがって、スイッチ部４は、押された後、自身の復元力によって押される前の状態に復帰するように構成されている。スイッチ部４は、前述の制御部（図示せず）と基板４１に形成されたプリント配線などにより電気的に接続されている。スイッチ部４は、押されるとオンまたはオフ状態となり、オンまたはオフ状態であることを示す操作信号を制御部に出力する。このように出力される操作信号に応じて、制御部は、表示ディスプレイ３０の表示モードを変更させたり、光源６の発光輝度を変化させたりする。
【００２６】
スイッチ装置１では、スイッチ部４は、操作部２が押圧操作されるとオン／オフされるように構成されている。この機構については後に述べるが、これにより、ユーザは操作部２からの押圧操作により、表示ディスプレイ３０の表示モードの変更などの各種操作が可能となっている。
【００２７】
回転部５は、基板４１のスイッチ部４側（基板４１の裏側）に位置し、計器装置１００の裏ケース８０に形成された（もしくは裏ケース８０に取り付けられた）支持部８１に回転可能に支持されている。支持部８１は略円筒状に形成されており、回転部５のうち、支持部８１に支持される部分は円柱状の被支持部５ｃとなっている。回転部５の被支持部５ｃは、支持部８１に略囲まれるように支持されており、支持部８１内を摺動して被支持部５ｃの中心線と略一致する軸ＡＸ周りに回転可能になっている。円柱状に形成された被支持部５ｃの外周面が支持部８１と当接する。回転部５において、被支持部５ｃから一方側に突出するようにして第１の部分５ａが設けられ、他方側に突出するようにして第２の部分５ｂが設けられている。例えば、第１の部分５ａと第２の部分５ｂと被支持部５ｃとは一体的に形成されている。第１の部分５ａは略平板状をなし、計器装置１００の表裏方向においてシャフト部３（接触部３ａ）と対向する。第２の部分５ｂも略平板状をなし、スイッチ部４と対向する。
このように形成された回転部５は、第１の部分５ａと第２の部分５ｂとの間を回転中心として回転可能となっている。つまり、回転部５は、第１の部分５ａが裏側に向かって押されれば第２の部分５ｂが表側に向かい、第２の部分５ｂが裏側に向かって押されれば第１の部分５ａが表側に向かうシーソー構造を実現するように支持されている。
【００２８】
ここで、スイッチ装置１の機構について、図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
【００２９】
図４（ａ）は、スイッチ装置１がユーザによって押圧操作されていない状態、つまり、スイッチ装置１の初期状態を示す図である。
【００３０】
初期状態においては、回転部５の第１の部分５ａは、第２の部分５ｂよりも基板４１の近くに位置している（図４（ａ）において上側に位置している）。これは、操作部２のクリック感覚や、押圧操作（押し込み操作）後のスイッチ部４の復元力を考慮したものである。
【００３１】
ユーザによって（例えば指などによって）操作部２が押圧操作されると、スイッチ装置１は、図４（ｂ）に示すような状態となる。操作部２の最大押し込み量（基板４１側に沈む量）Ｄ（図４（ａ）参照）は、リブ７３の高さによって規定されている。リブ７３は、見返し部材７０に設けられており（見返し部材７０と一体でも別体でもよい）、前述したように操作部２のリブ挿通孔２ａを通って、操作部２の空洞部に至っている。そして、操作部２を最も押し込んだ場合には、リブ７３の表側が操作部２の内面（空洞部に向く裏面）と当接する構成となっている。
【００３２】
操作部２を押圧操作すると（押し込むと）、シャフト部３は操作部２の移動に伴って計器装置１００の裏側に向かって移動し、接触部３ａが回転部５の第１の部分５ａを押す。第１の部分５ａが押されると、回転部５は、軸ＡＸ周りに回転し、シーソー構造によって第２の部分５ｂが持ち上がる。持ち上がった第２の部分５ｂは、スイッチ部４を基板４１に向かって押す。これにより、スイッチ部４がオンまたはオフ状態となる。押されたスイッチ部４は、オンまたはオフを示す操作信号を制御部に出力し、これに応じて制御部は、所定の動作を制御する（例えば、表示ディスプレイ３０の表示画像を切り替えるなど）。
【００３３】
ユーザが押圧操作を止めると（例えば、指を操作部２から離すと）、スイッチ部４の基板４１の略法線方向の復元力により、回転部５の第２の部分５ｂが押し戻される。第２の部分５ｂが押し戻されると、回転部５は、操作部５が押圧操作されたときとは逆側に回転し、第１の部分５ａを持ち上げる。第１の部分５ａが持ち上がると、シャフト部３を介して、操作部２が持ち上げられる。ここで、リブによって規定される最大押し込み量Ｄや、回転部５の支持位置などは、スイッチ部４の復元力を考慮の上、押圧操作を止めた際に回転部５が初期状態に復帰するように調整されている。これにより、押圧操作を止めると、スイッチ装置１が再び、図４（ａ）に示す初期状態に戻るようになっている。
【００３４】
以上の操作を繰り返すことにより、前回オンだった場合に押圧操作を行うとスイッチ部４がオフになり、前回オフだった場合に押圧操作を行うとスイッチ部４がオンとなる。スイッチ装置１が以上のように構成されることにより、ユーザは、操作部２からの押圧操作により計器装置１００の各種設定などを実行可能となっている。
【００３５】
なお、以上では、シャフト部３を基板４１の表側から裏側へと貫通させるシャフト貫通部が、図５（ａ）に示す基板４１に設けられた貫通孔からなるシャフト貫通部４１ａである例を説明したが、これに限られない。図５（ｂ）に示すような基板４１の端部に設けられた切り欠き部からなるシャフト貫通部２４１ａであってもよい。
【００３６】
また、基板４１にシャフト貫通部を設けずに、図５（ｃ）のようにスイッチ装置を構成してもよい。この場合、図示するように、シャフト部３は、スイッチ装置１を表側から見た場合に、基板４１とは重ならない位置に設けられることになる。
【００３７】
以上に説明したスイッチ装置１は、押圧操作される操作部２と、操作部２が押圧操作されて沈む方向に位置する基板４１と、基板４１の操作部２側とは反対側に実装されたスイッチ部４と、を有する回路基板４０と、操作部２から基板４１側に向かって延び、操作部２が押圧操作されると操作部２と共に基板４１側に移動するシャフト部３と、基板４１のスイッチ部４側に位置する回転部５であって、シャフト部３と対向する第１の部分５ａとスイッチ部４と対向する第２の部分５ｂとを有し、第１の部分５ａと第２の部分５ｂとの間を回転中心として回転可能な回転部５と、を備え、操作部２が押圧操作されるとシャフト部３が第１の部分５ａを押し、第１の部分５ａが押されると回転部５が回転して第２の部分５ｂがスイッチ部４を押す。
このように、基板４１の裏側にスイッチ部４を設け、これを基板４１の表側から押すことが可能な構成としたから、基板４１の表側の領域を極力使用せずに済み、回路基板４０の小型化が可能である。また、スイッチ部専用のサブ基板などを設ける必要がないため、構造が簡潔であり、部品点数を減らすこともできるため、コストを低く抑えることが可能である。
【００３８】
また、基板４１には、シャフト部３を基板４１の操作部２側からスイッチ部４側へと貫通させるシャフト貫通部４１ａ，２４１ａが設けられ、操作部２が押圧操作された際に、シャフト部３のうち、シャフト貫通部４１ａ，２４１ａを通って基板４１のスイッチ部４側に至っている部分（接触部３ａ）が回転部５の第１の部分５ａを押す。
また、スイッチ部４は、（基板４１のスイッチ部４が実装される面の略法線方向に）復元力を有し、操作部２が押圧操作され、回転部５の第２の部分５ｂによって押された後、第２の部分５ｂを押し戻す。
【００３９】
なお、本発明は、以上の実施形態、変形例及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。
【００４０】
また、以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【符号の説明】
【００４１】
１  …スイッチ装置
２  …操作部
３  …シャフト部
３ａ…接触部
４  …スイッチ部
５  …回転部
５ａ…第１の部分
５ｂ…第２の部分
５ｃ…被支持部
６  …光源
１００  …計器装置
１０  …第１計器部
２０  …第２計器部
３０  …表示ディスプレイ
４０  …回路基板
４１  …基板
４１ａ…シャフト貫通部
５０  …中ケース
５１  …シャフト収納部
７０  …見返し部材
７２  …壁部
７３  …リブ
８０  …裏ケース
８１  …支持部
【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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