(57)【要約】弾性パッドを用いて電気回路を操作するスイッチアセンブリが提供される。弾性パッドは１またはそれ以上の変形可能なドームを有し、これらのドームは、作動ボタンが傾斜する時、スイッチアセンブリによって支持されるプランジャ要素が、そのドームを変形するように位置決めされる。プランジャ要素は、変形可能なドームが過荷重にならないようにプランジャ要素の下方への動きを制限する制限機構を有することができる。本体およびプランジャには、変形可能なドームに異常荷重がかかるのを防止して、弾性部の寿命を延ばすために、プランジャの本体に対する前後、左右および上下の動きのいずれかを規制する相補的特徴形状部を形成することができる。弾性部は、触覚フィードバックを提供する受動ドームを用いることによって、電気回路部を作動させずにシングル、ダブル両方の二重触覚フィードバックを提供するように構成することができる。
2011515011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
上記本体に回動可能に支持される作動ボタンと、
上記作動ボタンの下にある電気回路部と、
上記電気回路部に重なる弾性部とを有するスイッチアセンブリであって、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能なドームを有し、上記ドームは、上記ドームが変形位置にある時に上記電気回路部に接続され、
上記アセンブリは
上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素を有し、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素が上記弾性部の方へ動くように上記作動ボタンに当たる第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所定の閾値を超えた上記動きによって、上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように上記変形可能なドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分とを有し、
上記アセンブリは、
下限を下回った上記動きを制限して、上記変形可能なドームへの過荷重から上記変形可能なドームを保護する上記プランジャ要素と上記弾性部との間にある制限機構を有することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記制限機構は上記プランジャ要素から突き出る下方に延在するポストを有することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記ポストは上記作動ボタンの作用線に沿って上記第１の上方向を向いた部分と位置合わせされていることを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記制限機構は上記プランジャ要素と上記弾性部との間に延在する１またはそれ以上のブレードを有することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項５】
本体と、
上記本体によって支持される回動可能な作動ボタンと、
上記作動ボタンの下にある電気回路部と、
上記電気回路部に重なる弾性部とを有するスイッチアセンブリであって、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能なドームを有し、上記ドームは、上記ドームが変形位置にある時に上記電気回路部に接続され、
上記アセンブリは
上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素を有し、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素が上記弾性部の方へ動くように上記作動ボタンに当たる第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所定の閾値を超えた上記動きによって、上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように上記変形可能なドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分と、少なくとも１つの特徴形状部とを有し、上記特徴形状部は上記本体上の相補的特徴形状部と相互に作用して上記電気回路部によって規定される平面における上記プランジャ要素の動きを制限することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項６】
請求項５に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記特徴形状部は位置決めされて上記プランジャ要素の上記本体に対する前後の動きを制限することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項７】
請求項５または６に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記特徴形状部は位置決めされて上記プランジャ要素の上記本体に対する左右の動きを制限することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記本体は、上記スイッチアセンブリの組み立ての際、上記プランジャ要素を上記本体内に位置決めするための垂直制限機構を有することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項９】
本体と、
上記本体によって支持される回動可能な作動ボタンと、
上記作動ボタンの下にある電気回路部と、
上記電気回路部に重なる弾性部とを有するスイッチアセンブリであって、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能な能動ドームを有し、上記能動ドームは、上記ドームが変形位置にある時に上記電気回路部に接続され、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能な受動ドームを有し、上記受動ドームは、上記作動ボタンの作動の際、上記電気回路部を作動させずに触覚フィードバックを提供し、
上記アセンブリは、
上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素を有し、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素が上記弾性部の方へ動くように上記作動ボタンに当たる第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所定の閾値を超えた上記動きによって上記プランジャ要素が上記弾性ドームが変形するように上記変形可能な能動ドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分と、上記動きによっても上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように、上記変形可能な受動ドームと位置合わせされている第３の下方向を向いた部分を有することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項１０】
請求項９に記載のスイッチアセンブリにおいて、
上記変形可能な受動ドームは上記変形可能な能動ドームを変形するのに必要な力より大きい力で変形することを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項１１】
本体と、少なくとも１つの変形可能なドームを有する弾性部上で上記本体によって支持される作動ボタンとを有するスイッチのためのプランジャ要素であって、上記プランジャ要素は上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体によって支持され、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素を上記弾性部の方へ動かす上記作動ボタンに接する第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所定の閾値を超えた上記動きによって上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように上記変形可能なドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分と、上記プランジャ要素の上記弾性部に対する動きを制限する制限機構とを有することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプランジャ要素において、
上記制限機構は上記プランジャ要素と上記弾性部との間に位置決めされて、下限を下回った上記動きを制限して、上記変形可能なドームへの過荷重から上記変形可能なドームを保護する制限機構を有することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１３】
請求項１１に記載のプランジャ要素において、
上記制限機構は上記プランジャ要素から突き出る下方に延在するポストを有することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプランジャ要素において、
上記ポストは上記作動ボタンの作用線に沿って上記第１の上方向を向いた部分と位置合わせされていることを特徴とするスイッチアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１１に記載のプランジャ要素において、
上記制限機構は上記プランジャ要素と上記弾性部との間に延在する１またはそれ以上のブレードを有することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１６】
請求項１１から１５いずれか１項に記載のプランジャ要素において、
上記制限機構は少なくとも１つの特徴形状部を有し、上記特徴形状部は上記本体上の相補的特徴形状部と相互に作用して上記電気回路部によって規定される平面における上記プランジャ要素の動きを制限することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプランジャ要素において、
上記特徴形状部は位置決めされて上記プランジャ要素の上記本体に対する前後の動きを制限することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載のプランジャ要素において、
上記特徴形状部は位置決めされて上記プランジャ要素の上記本体に対する左右の動きを制限することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれか１項に記載のプランジャ要素において、
上記本体は、上記スイッチアセンブリの組み立ての際、上記プランジャ要素を上記本体内に位置決めするための垂直制限機構を有することを特徴とするプランジャ要素。
【請求項２０】
本体と、上記本体に支持される作動ボタンと、電気回路部と、上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素とを有するスイッチアセンブリのための弾性部であって、上記弾性部は上記プランジャ要素と上記電気回路部との間に配置され、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能な能動ドームを有し、上記能動ドームは、上記ドームが変形位置にある時上記電気回路部に接続され、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能な受動ドームを有し、上記受動ドームは、上記作動ボタンの作動の際、上記電気回路部を作動させずに触覚フィードバックを提供することを特徴とするスイッチアセンブリのための弾性部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許出願番号第６1／０３６，３５８号（２００８年３月１３日出願）の優先権を主張し、その内容を本願明細書に援用する。
本発明は電気スイッチに関し、より詳細には弾性部分を利用してスイッチを作動させる電気スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車への応用では、電気スイッチはパワーウィンドウ、サンルーフ、ドアロック、パワーミラー等の電気-機械システムを制御するためによく用いられる。これらのスイッチは、大抵、他の部品や付属品とともにコンソールやドアフレームに一体化される。電気スイッチの多くは繰り返して使用されるため、耐久性と信頼性とが最も重要である。さらに、正常に作動しないスイッチによって、ドアウィンドウを開閉する機能などの重要な特徴を使用できなくなりうる。
【０００３】
信頼性に加え、コストは電気的特徴を自動車に組み込む際に重要な問題点である。上記用途のための電気スイッチを製造するコストは、２、３の例を挙げると、使用される材料、使用される部品の数、および組立工程に影響されうる。従って、耐久性と信頼性のある低コストの部品を提供するという、しばしば矛盾する目的を釣り合わせる必要がある。
【０００４】
様々な先行技術のウィンドウスイッチは、自動車におけるスイッチを実行するための特定の配置を教示している。特にそのような先行技術のウィンドウスイッチは、シングルトグルまたはアクチュエータノブを用いた多機能スイッチを教示している。シングルウィンドウスイッチは順方向と逆方向の両方での二段操作を提供するためによく用いられる。そのようなスイッチへの一般的な応用は、ウィンドウの開閉のための手動および自動のウィンドウ操作を提供することを目的とし、その操作において、第１の力を加えることによってウィンドウスイッチを手動モードで操作し、上記第１の力より大きい第２の力を加えることによって、ウィンドウスイッチを自動モードで操作する。典型的には、第２の力を加えることによって、アクチュエータノブが更に傾くことなくウィンドウが開き続ける。一般的には、これらのウィンドウスイッチはユーザに触覚フィードバックを与え、ユーザは手動モードと自動モードとを識別することができる。
【０００５】
上記タイプの従来技術のスイッチは、２００４年５月１８日発行の米国特許第６，７３７，５９２号（Ｈｏａｎｇ他）、２００５年７月５日発行の米国特許第６，９１４，２０２号（Ｓｕｇｉｍｏｔｏ他）および１９９８年２月１７日発行の米国特許第５，７１９，３６１号（Ｌｅｅ）に示されている。
【０００６】
Ｌｅｅなどに示されたスイッチの中には、変形可能な弾性ドームが、下にある回路基板上の接点を橋絡するアクチュエータノブによって作動し、順にこれらのドームがスイッチを作動させるものがある。弾性ドームはたいてい寿命が限られているものであり、その寿命は使用される材料、ドームに作用する異常なまたは不規則な力、および使用頻度によって変化する。異常で不規則な力は使用される作動機構および使用者によって負荷される力の影響を受け、上記ドームおよび上記スイッチが早期に機能しなくなりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，７３７，５９２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，９１４，２０２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７１９，３６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題の少なくとも１つに対処でき、コストと信頼性とを釣り合わせる解決策を提供できる電気スイッチが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの側面において、本体と、上記本体に回動可能に支持される作動ボタンと、上記作動ボタンの下にある電気回路部と、上記電気回路部に重なる弾性部とを有するスイッチアセンブリであって、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能なドームを有し、上記ドームは、上記ドームが変形位置にある時上記電気回路部に接続され、上記アセンブリは上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素を有し、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素が上記弾性部の方へ動くように上記作動ボタンに当たる第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所定の閾値を超えた上記動きによって、上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように上記変形可能なドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分とを有し、上記アセンブリは、下限を下回った上記動きを制限して、上記変形可能なドームへの過荷重から上記変形可能なドームを保護する上記プランジャ要素と上記弾性部との間にある制限機構を有することを特徴とするスイッチアセンブリを提供する。
【００１０】
別の側面に置いて、本体と、上記本体によって支持される回動可能な作動ボタンと、上記作動ボタンの下にある電気回路部と、上記電気回路部に重なる弾性部とを有するスイッチアセンブリであって、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能なドームを有し、上記ドームは、上記ドームが変形位置にある時上記電気回路部に接続され、上記アセンブリは上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素を有し、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素が上記弾性部の方へ動くように上記作動ボタンに当たる第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所変形するように上記変形可能なドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分と、少なくとも１つの特徴形状部とを有し、上記特徴形状部は上記本体上の相補的特徴形状部と相互に作用して上記電気回路部によって規定される平面における上記プランジャ要素の動きを制限することを特徴とするスイッチアセンブリを提供する。
【００１１】
更に別の側面に置いて、本体と、上記本体によって支持される回動可能な作動ボタンと、上記作動ボタンの下にある電気回路部と、上記電気回路部に重なる弾性部とを有するスイッチアセンブリであって、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能な能動ドームを有し、上記能動ドームは、上記ドームが変形位置にある時上記電気回路部に接続され、上記弾性部はそこに形成された少なくとも１つの変形可能な受動ドームを有し、上記受動ドームは、上記作動ボタンの作動の際、上記電気回路部を作動させずに触覚フィードバックを提供し、上記アセンブリは、上記作動ボタンと上記弾性部との間で上記本体に支持されるプランジャ要素を有し、上記プランジャ要素は、上記作動ボタンの動きによって上記プランジャ要素が上記弾性部の方へ動くように上記作動ボタンに当たる第１の上方向を向いた部分と、上記作動ボタンの所定の閾値を超えた上記動きによって上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように上記変形可能な能動ドームと位置合わせされている第２の下方向を向いた部分と、上記動きによっても上記プランジャ要素が上記弾性ドームを変形するように、上記変形可能な受動ドームと位置合わせされている第３の下方向を向いた部分を有することを特徴とするスイッチアセンブリを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の実施形態を添付の図面を参照して単なる例示として説明する。
【００１３】
図１は電気スイッチアセンブリを有する自動車の内部のコントロールコンソールの部分断面図である。
【００１４】
図２は図１に示すウィンドウスイッチアセンブリの分解斜視図である。
【００１５】
図３は図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったスイッチアセンブリの中立位置における断面図である。
【００１６】
図４は手動操作位置を示す上記スイッチアセンブリの断面図である。
【００１７】
図５は転移位置を示す上記スイッチアセンブリの断面図である。
【００１８】
図６は自動操作位置を示すスイッチアセンブリの断面図である。
【００１９】
図７は完全移動位置を示すスイッチアセンブリの断面図である。
【００２０】
図８は図７に示すプランジャ要素および弾性部の一部の側面図である。
【００２１】
図９は図８に示す下方制限機構の他の実施形態である。
【００２２】
図１０は図８に示す下方制限機構のさらに他の実施形態である。
【００２３】
図１１は、前後の動きを制限するための、プランジャ要素と本体部との相互作用を示すスイッチアセンブリの断面図である。
【００２４】
図１２は図１１において確認されるＡ部分を示す部分断面図である。
【００２５】
図１３は図７のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面平面図であって、左右の動きを制限するための、プランジャ要素と本体部との相互作用を示す。
【００２６】
図１４は図１１に示す相互作用の拡大図である。
【００２７】
図１５（ａ）および１５（ｂ）は中立位置における変形可能能動ドームおよび変形可能受動ドームを示している。
【００２８】
図１６（ａ）および１６（ｂ）は変形位置における変形可能能動ドームおよび変形可能受動ドームを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
スイッチを作動させるための、弾性ドームを利用する電気スイッチアセンブリの繰り返し使用により、そして異常な負荷がかかることや他の誤用により、弾性ドームが早期劣化や故障までもし得ることが確認された。そのような負荷や誤用を抑制するために、そして弾性ドームに対する安定した負荷を与えるために、弾性部を利用するタイプのスイッチアセンブリは、可動部品の動きを制限するように構成すことができる。可動部品の相対的な動きを制限することで、それらを所定の位置に固定する付加的な部品を必要とすることなく、スイッチアセンブリの振動によるガタガタいう音を最小限にできることもわかった。
【００３０】
弾性パッドは、作動ボタンが傾斜するとスイッチアセンブリに支持されるプランジャ要素がドームを変形するように位置決めされる、１またはそれ以上の変形可能なドームからなる。プランジャ要素は、１つの側面においては、変形可能なドームが過負荷にならないように、プランジャ要素の下方への動きを制限する制限機構を有することができる。本体およびプランジャには、変形可能なドームに異常荷重がかかるのを防止して弾性部分の寿命を延ばし、スイッチアセンブリ本体内のプランジャ要素のガタガタいう音を最小限にするために、本体およびプランジャには、本体に対する、前後、左右および上下の動きのいずれか1つ以上を規制する相補的特徴部を形成することもできる。
【００３１】
シングルポジションおよびダブルポジションスイッチのどちらも、一定の弾性ドームが受動的であるように変更することで置き換え可能であり、従って、単に弾性部分をそのような受動ドームを有するもので置き換えることによって、同じスイッチアセンブリを単一および二重両方のディテント操作において使用可能になることも確認された。
【００３２】
さて図に戻ると、図１は車の内部のスイッチアセンブリを支持し収納するコントロールコンソール１０を、その一部が開口１２を通して見えるようにすることによって示している。コントロールコンソール１０は車のドア、中央コンソール、またはスイッチアセンブリ２０が設置されることになっている他のいずれの部分にも設置することができる。
【００３３】
図２はスイッチアセンブリ２０の分解組立図である。図２には、目的を明確にするために限られた数の参照番号が示されており、その参照番号は、この実施形態において、組み立けられてスイッチアセンブリ２０を提供する部品にのみ言及している。スイッチアセンブリ２０は電気コネクタまたはハーネス（図示せず）とのインターフェイスを規定して車の電気系統と連結するベース２４を含むことがわかる。ベース２４はプリント基板（プリント基板）３２を支持し、そのプリント基板は同様に上に重なる弾性部３４を支持している。弾性部３４は、この例では、４つの変形可能な弾性ドーム３６のセットを含み、スイッチアセンブリ２０の操作の間、押圧されて、変形し、同様に以下で詳述するようにプリント基板３２を作動させる。スイッチアセンブリ２０は本体２２も含み、その本体は、弾性部分３４、プリント基板３２、およびプリント基板３２とベース２４との接続部のどれもの覆いまたはカバーの機能を果たす。本体２２は一対のプランジャ要素４４の位置決めもする。
【００３４】
プランジャ要素４４は一般的にはアクチュエータノブ６４といわれる傾斜可能な作動ボタンによって作動する。スイッチアセンブリ２０が車のウィンドウを制御するために用いられる場合は、アクチュエータノブ６４はウィンドウノブと言うこともできる。アクチュエータノブ６４は本体の上に回動可能に支持され、アクチュエータノブが動いている間、プランジャ要素４４を作動させる。プランジャ要素４４は互いに逆方向を向いており、以下で説明するように、一方のプランジャ要素４４は前方への傾き（下方への押し）で作動し、他方のプランジャ要素４４は後方への傾き（上方への引き）で作動することがわかる。一般的に、両プランジャ要素４４は同様に作動するので、作動の詳細な説明は一方だけでよい。
【００３５】
さて図３に戻ると、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図が示されている。図３は上記スイッチアセンブリ２０の中立位置を説明し、スイッチアセンブリ２０が組み立てられる時の図２で示した上記部品の相互作用を示している。図３では、本体２２はプランジャ要素４４、弾性部３４、およびプリント基板３２を保護のために覆い、上記部品間の相互作用および上記部品の動きを容易にしていることがわかる。本体２２は、それぞれの側で回動可能にアクチュエータノブ６４を取り付けるための回動ピン３０（図２参照）を設けた、直立し、終端部が開口のポスト２８を含むように構成されている頂部２５を含む。本体２２は弾性部３４をプリント基板３２に固定しつつ、ベース２４に嵌合する。弾性部３４は、図３のように組み立てられた時、プリント基板３２の端部と本体２２との間に嵌合する下方に延在するスカート部３５を含む。
【００３６】
変形可能なドーム３６もまた図３に、より詳細に示されている。ドーム３６は中央に位置し、内側および下方に向いた下端に接点４０が固着したアクチュエータ３８を含む。ドーム３６は、アクチュエータ３８と弾性部３４のベースとを接続する弾性材でできた環状リング３５（図１４も参照のこと）も含む。ドーム３６が変形すると、アクチュエータ３８と接点４０とが、下方のプリント基板３２の方へ動き、接点４０がプリント基板３２の下部に短絡する。図３に示す中立位置では、プランジャ要素４４は、前方脚部４６が前方ドームと位置合わせされ後方脚部４８が後方ドーム３６と位置合わせされた状態で、一対のドーム３６の上に着座している。この例では、前方は左側の方であり、すなわちスイッチアセンブリ２０の前方である。
【００３７】
前方脚部４６および後方脚部４８は上記脚部４６、４８の間に延在する下方胴体部５０によって分離されている。下方胴体部５０は、上方を向いている表面を規定して、後述する組み立て時に本体の一部に当たるリッジ５１によって上方胴体部５２から分離されている。下方胴体部５０は、前方の垂直方向を向いた通路または細溝５６および後方の垂直方向を向いた通路または細溝５８含むように輪郭が作られている。上記細溝５６、５８は、後述するように本体２２の相補的特徴形状部を収容するように含まれて、プランジャ要素４４の動きを規制する。
【００３８】
図３に示される構成において、上方胴体部５２は、上方胴部がアクチュエータノブ６４の下面から延在する延在部７０に形成されたカム７２と位置合わせされるように、前方脚部４６および前方細溝５６の方へオフセットしているということがわかる。このようにして、アクチュエータノブ６４が傾斜することによって、カム７２が上方胴体部５２に当たって動き、従ってプランジャ要素４４は強制的にカム７２の輪郭に従って動く。プランジャ要素４４は下方に延在する制限機構も有し、本実施形態では、上記制限機構はアクチュエータノブ６４の作用線に沿ってカム７２および上方胴体部５２と位置合わせされているポスト５４である。ポスト５４は、ドーム３６が変形するのを妨げないが、プランジャ要素４４が変形可能なリング３５に圧力を加えすぎることによって上記ドーム３６に荷重をかけすぎないことを確保するために一定の大きさに作られる。下記にさらに述べるように、ポスト５４によってプランジャ要素４４を本体２２に固定する必要がなくなり、部品点数および組み立て時間が減る。
【００３９】
アクチュエータノブ６４は、一対の延在部７０（すなわち１つの延在部が各プランジャ要素４４に作用するためのもの）の対応する穴を介して一対の内側に延在するピン３０を用いて、直立したポスト２８によって回動可能に支持される。アクチュエータノブ６４は、一体に形成された前方湾曲部６８および上方湾曲部６６を含む特殊形状の外側シェルを有し、ユーザに人間工学的な感覚を提供する。アクチュエータノブ６４は、アクチュエータノブが、上記上方部６６を押圧すると前方への傾きが生ずることができ、前方湾曲部６８を用いて引くと後方への傾きを生ずることができる特殊形状をしている。
【００４０】
さて、スイッチアセンブリ２０の操作を図４ないし８を参照しながら説明する。図４ないし８は、ポスト５４によって提供される過負荷防止についても説明している。図４は前方ドーム３６の変形可能なリング３５が変形し始め、ユーザが最大の反発力と触覚フィードバックを知覚する、しばしば「スナップオーバー」点と言われる第１の操作位置を図示している。このことは、アクチュエータノブ６４がピン３０を中心として前方へ傾くことで、カム７２がプランジャ要素４４の上方胴体部５２をある一定の距離転がり、順にプランジャ要素が前方脚部４６を略下方向へ押すことによって起こる。図４に示したスナップオーバー点に続いて、ドーム３６は完全に変形し、接点４０はプリント基板３２の下部に短絡し、記第１操作モードを開始する。この例は、スイッチアセンブリ２０は車のパワーウィンドウに使用されると仮定されており、第１操作モードは手動の「ウィンドウを開ける」または「ウィンドウを下げる」モードである。図５では、前方ドーム３６が変形することによってプランジャ要素４４全体が下方向へ動くので、後方ドーム３６のスナップオーバー点は第１操作モードと略同時に起こることがわかる。カム７２が上方本体部５２を転がるにつれて、後方脚部４８は後方ドーム３６をそのスナップオーバー点を超えて後方ドーム３６の接点４０がプリント基板３２に短絡する図６に示す第２操作点まで動かし始める。この例では、第２操作点ではウィンドウが完全に開けられるまで下がり続けるようにパワーウィンドウの動きになる。反対方向においては、自動設定によって完全に閉められるまでウィンドウが自動的に閉まることを理解できる。
【００４１】
図７に戻ると、作動ノブ６４が完全に移動することによってドーム３６は圧縮され続けることがわかる。この位置の時のドーム３６への過荷重を避けるため、ポスト５４はプランジャ本体５０と弾性部３２との間に位置し、プランジャ要素４４が更に下方へ動くことを制限する。このことによって、リング３５に望ましくないせん断応力が負荷され、早期故障を引き起こすことのある異常荷重が防止される。図８はプランジャ４４と弾性部３４、ポスト５４、脚部４６、４８および下方胴体部５０の相対的な大きさおよび形態を説明するために分離して示している。ポスト５４は脚部４６、４８の更なる下方への動きに抵抗するが、その一方でドーム３６が変形するのを妨げていないことがわかる。この例では、ポスト５４は作動時作用線に沿うように、カム７２および上方本体部５２と通例位置合わせされる。この構成はプランジャ要素４４を弾性部３４に関して釣り合わせるために用いられ、ドーム３６にせん断力を負荷する異常荷重を避けている。
【００４２】
図２に示すように、もう１つのプランジャ要素４４がスイッチアセンブリ２０に含まれており、そのプランジャ要素はスイッチアセンブリ２０を、例えば車のウィンドウを上げるまたは閉じる反対方向へ操作するために用いられる。他方のプランジャ要素４４は同様に作動するので、その詳細を繰り返して述べる必要はない。しかしアクチュエータノブ６４は、対応するカム７２を有するもう１つの延在部７０を含み、他方のプランジャ要素４４の上方胴部５２に係合することを指摘しておく。
【００４３】
図２〜８に示すポスト５４は、プランジャ要素４４と弾性部３４との間の下方への制限機構を提供するための一実施形態に過ぎない。図９は他の実施形態を説明しており、上記実施形態において、制限機構は、プランジャ要素４４の下方端部５３に沿って間隔を置いて配置された一対の下方へ延在するリブまたはブレード１５４を有する。図９において、一対のブレード１５４は、プランジャ要素４４を釣り合わせるために脚部４６、４８の間に間隔を置いて配置されるが、コストやスペースの制限に応じて２本より多いまたは少ないブレード１５４を用いることができる。図１０は他の実施形態を示しており、上記実施形態において、制限機構は少なくとも上記脚部４６、４８の１方の側面に位置し、好ましくは脚部４６、４８の両方の側面に位置する一対のブレード２５４を含む。上記ブレードのうち、外側にあるものは、ブレード２５４をプランジャ要素４４の端部から離れて位置決めするための延長支持部２５６が必要である。制限機構はこれらの例ではプランジャ要素４４の一部として示されているが、制限機構は、例えば、弾性部３４上の直立するポスト、リブまたは他の突部、あるいは本体２２からの水平突部のように弾性部３４または本体２２の一部として形成できることがわかる。しかしながら、弾性材料は、一般的にプランジャ要素４４を構築するために用いられるプラスチックよりも軟らかいので、弾性パッド３４を有する制限機構を含むことは効果が弱い場合があることを指摘しておいてもよいだろう。同様に、本体２２上の水平突部がプランジャ要素４４や弾性部３４の作動を妨げるのを回避する必要がある。従って制限機構は一般的には、プランジャ要素４４、弾性部３４および本体あるいはその他の部品のいずれかまたはその一部に取り付けられたどんな延在または干渉要素を有していてもよく、その要素は、プランジャ要素４４の弾性部３４に対する閾値を超えた動きに対して干渉でき、ドーム３６への過負荷を回避することがわかる。
【００４４】
ドーム３６に負荷される異常な外部からの力は、下方向への過負荷からだけでなく、スイッチアセンブリ２０の他の部品に対するプランジャ要素４４の動きからも発生しうる。そのような相対的な動きによって、例えば車を運転している間の、上記スイッチアセンブリ２０の振動のために、プランジャ要素４４が本体内でガタガタ鳴りうるが、これは望ましくない。振動およびその結果として生じるガタガタいう音は、ピンもしくは他の機構を用いてプランジャ要素４４を固定することによって最小限にすることができる。上で述べたように、このことによって過負荷も抑制される。しかしながら、プランジャ要素４４を固定することでスイッチアセンブリ２０において必要な部品数が増え、組み立て時間がかかる。従って、プランジャ要素４４を本体２２に固定するよりもむしろ、本体２２およびプランジャ要素４４が特定の位置に位置決めされ、本体２２内のプランジャ要素４４の動きを導くように構成できることがわかった。
【００４５】
プランジャ要素４４の相対的な動きは、左右方向と同様に前後方向であり得て、ドーム３６の片側への一様でない荷重がかかり得る。そして結果的にせん断力またはねじれの力さえもがドーム３６の片側に加わる。ドーム３６は適切に作動すると、すなわち他方向への応力が最小限となる状態で略垂直方向に変形すると、長期の繰りかえし使用に耐えることができることがわかった。プランジャ要素４４の前後の動きを制限するために、細溝５６、５８によって規定されるプランジャ要素４４の側面は、本体２２上の相補的特徴形状郭の部分と相互に作用することによってプランジャ要素４４を本体内２２に位置決めするために用いられる。
【００４６】
図１１に示す一実施形態において、第１のタブまたはリブ８０は本体２２の頂部２５から前方細溝５６を通って下方に延在し、第２のタブまたはリブは上記本体２２の頂部２５から後方細溝５８を通って下方に延在する。図１２は図１１に示すＡ部の拡大図を示しており、リブ８０と前方細溝５６との相互作用を説明している。プランジャ要素４４がアクチュエータノブ６４によって動かされるにつれて、リブ８０、８２がプランジャ要素４４を略垂直方向へ導くことがわかる。上記相対的な前後の動きはリブ８０、８２と細溝５６、５８との間隙に従って制限される。図１１に示す配置において、前方脚部４６は、オフセット支点上の後方脚部４８より前にドームを作動させ、そのオフセット支点によって、後方脚部４８は、後方ドーム３６が作動する時にわずかなアーチ状のコースを描くので、前方リブ８０と前方細溝５６との間の間隙は後方リブ８２と後方細溝５８との間の間隙より少ない。従って上記アーチ状のコースには、固定されたリブ８２の周囲の後方細溝５８内を動くためにより多くのスペースが必要である。リブ８０、８２は、スイッチアセンブリ２０の組み立ての際、プランジャ要素４４を本体２２中に導いて位置決めするのに有用でもあるということを指摘しておいてもよいだろう。
【００４７】
前後の動きを制限することに加えて、図１３に示すように上記プランジャ要素４４の反対側に同様の細溝５６’、５８’を設けることによって、左右の動きも制限でき、同様の上記ドーム３６への異常応力や上記プランジャ要素４４が上記本体部に当たって生じるガタガタという音がさらに低減することがわかった。図１３では、更なる前方リブ８４は対向する前方細溝５６’を通過して延在し、更なる後方リブ８６は対向する後方細溝５８’を通過して延在していることがわかる。上記４つの細溝５６、５６’、５８、５８’を設けることによって、下方胴体部５０はその、各脚部４６、４８への接続部において先細りになる。リブ８０、８２と同様に、追加のリブ８４、８６は、組み立ての際、更にプランジャ要素４４を所定の位置に導く。
【００４８】
上記のように、プランジャ要素４４の下方胴体部５０と上方胴体部５２との間の転移によってリッジ５１が規定される。プランジャ要素４４の両側に、対向する細溝５６/５６’および５８/５８’を設けたのと同様に、リッジ５１をプランジャ要素４４の両側に形成することができる。図１４に示すように、一対の上方リブ９０を係合させることによって、リッジ５１は、プランジャ要素４４を操作時および組み立て時の双方においてさらに本体中に位置決めするために用いることができる。
【００４９】
プランジャ要素４４は、操作の際カム７２と上方胴体部とのインターフェイスを通じて作動するということに留意されたい。そのようなものとして、プランジャ要素４４の上方への動きは通常アクチュエータノブ６４によって制限される。しかしながら、アクチュエータノブ６４が前方へと傾いているまたは中立位置にある時、カム７２は上方胴体部５２に当たるのみである。図２からわかるように、例えばカーウィンドウを上げるまたは閉めるような反対方向への同様のスイッチングシーケンスを提供するためにもう一つのプランジャ要素４４を用いることもできる。反対方向へ操作すると、カム７２は図３ないし７に示すように、もはやプランジャ要素４４に係合していない。プランジャ要素４４が本体２２から抜け出ることは防止されるが、プランジャ要素４４が垂直方向に動くことによって、スイッチングアセンブリ２０中のガタガタという音も発生し得る。このことは上記したように一般的に望ましくない。不使用時にプランジャ要素４４の上下の振動によって引き起こされるガタガタという音を抑制するために、図３に示すように、上方リブ９０によって、プランジャ要素４４は弾性部３４の上の中立位置に着座した状態にある。
【００５０】
従って、プランジャ要素４４を本体２２に固定することによってよりもむしろ、プランジャ要素４４の動きを制限することによって、プランジャ要素４４をより都合よく本体２２に組み立てることができることがわかる。プランジャ要素４４の動きを制限すると、プランジャ要素４４の弾性部３４に対する動きを制御することによってドーム３６にかかる望ましくない応力や過荷重が防止されるだけでなく、スイッチアセンブリ２０の振動により発生するガタガタという雑音も低減される。一般的に、プランジャ要素４４の動きは、本体２２およびプランジャ要素４４の相補的な相互に作用する特徴形状部を設けることによって（例えば、上記のようにリブ、細溝およびリッジによって）制限される。
【００５１】
再度図２を参照すると、スイッチアセンブリ２０を組み立てるために、本体２２はポスト３８が下向きになっているように最初にひっくり返すことができる。プランジャ要素４４は、その後リブ８０、８２、８２、８６が細溝５６、５６’、５８、５８’をスライドするのを確実にすることによって所定位置に導かれる。リッジ５１もまた上方リブ９０に接して据え付けられる。弾性部５４はその後本体部にドーム３６がプランジャ要素４４と位置合わせされるように挿入することができ、その後プリント基板３２がスカート部３５に含まれるように挿入することもできる。もう一つの方法として、所望であれば弾性部３４およびプリント基板３２を最初に嵌め合わせてそれから挿入することもできる。これによって弾性部３４と本体２２との間のプランジャ要素４４が固定され、プランジャ要素４４の更なる位置決めが不要になる。ベース２４はその後、本体２２およびプリント基板３２に接続されて組み立てを完了できる。ネジおよびクリップなどの留め具および他の保持機構を、プリント基板３２を本体２２に固定するために、そして本体２２をベース２４に接続するために用いることができることは理解される。アクチュエータノブ６４はその後アクチュエータノブ６４の穴を対応するピンに位置合わせすることによって所定の位置に嵌め込むことができる。またあるいは、アクチュエータノブ６４は上記組み立て工程の始めにベース２４に取り付けることもできる。図２を見ればわかるように、ポスト２８は、アクチュエータノブ６４を方向付ける際に支援するための正面端と後方端を区別する外形にしてもよい。
【００５２】
図２〜１４に示し上述したスイッチアセンブリ２０は、二つのスイッチング段階を提供することに引き続いて一対のドーム３６の変形を利用することによって「二重ディテント」様式で作動する。同様のスイッチアセンブリでは単一のスイッチング段階または「単一ディテント」操作のみを必要とことがある（例えば、手動のウィンドウ操作のみを提供するもの）。二重ディテント操作に使用される本体２２、プランジャ要素４４およびアクチュエータノブ６４は、「能動」弾性ドーム３６（すなわち接点４０を有するもの）の一定のいくつかを「受動」弾性要素（すなわち上記プリント基板３２を作動させないダミードーム）と取り替えることによって単一ディテント操作にも使用できるので、異なるスイッチ構成を提供するためには、弾性部３４の置き換えをするだけでよいことがわかる。それ自体は、単に上記弾性部３４を置き換えることによって、スイッチアセンブリ２０を二重ディテントスイッチから単一ディテントスイッチへと変更するものである。一例において、前方ドーム３６は変更なしであるが、一方後方ドーム３６は受動ドーム１３６と取り替えられている。中立位置における能動ドーム３６と受動ドーム１３６との比較を図１５（ａ）および１５（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５３】
図１５を見ればわかるように、受動ドーム１３６は概して能動ドーム３６と構造が同様であるが、ドーム１３６に感知できるスナップ感を伝えないようにするために一般に「ゼロ触覚率」と言われる寸法変更を含む。機械的には、このことは上記ドーム１３６の力−変位曲線に変曲点が無い場合と記述できる。受動ドームを用いることで、単独の能動ドーム３６を用いるよりも、アクチュエータノブ６４はより多く移動でき、この場合、能動ドームと比較すると、スナップ感はない。受動ドーム１３６は、アクチュエータ３８と比較すると長く延びたアクチュエータ１３８を有し、接点４０を利用しない。受動ドーム１３６における環状リング１３５は、パッドに１３４に対するアクチュエータ１３８の方への傾斜を少なくでき、そのような角度は上記ゼロ触覚率を達成するために変更可能である。また、アクチュエータノブ１３８は長く延びているので、能動ドーム３５よりも突然に変形しないはずである。なぜならアクチュエータノブが受動ドーム１３６の存在を覆う、すなわち、スナップ感を取り去るからである。
【００５４】
変形した位置は図１６（ａ）、１６（ｂ）に示されている。操作の際、第１の力Ｆを加えることによって、能動ドーム３６が変形し、プランジャ要素４４が追加移動できるように受動ドーム１３６が移行する。このようにして、上述したように、受動ドーム１３６はこれ以上のスナップ感を上記スイッチの操作に提供しないはずである。受動ドーム１３６の使用によって、同じスイッチングアセンブリ２０を、単に弾性部３４を適切に配置した受動ドーム１３６を有するものに取り替えることによって単一ディテント操作を提供するために用いながら、プランジャ要素４４にかかる荷重を釣り合わせる。
【００５５】
本発明をある特定の実施形態を参照しながら説明してきたが、それらの様々な変更は、請求項に述べた本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者にははっきりと理解できるであろう。
【符号の説明】
【００５６】
１０  コントロールコンソール
１２  開口
２０  スイッチアセンブリ
２２  本体
２４  ベース
２５  頂部
２８  直立した終端部が開口のポスト
３０  枢支ピン
３２  プリント基板
３４  下にある弾性部
３５  変形可能な環状リング
３６  弾性ドーム
３８  下方向を向いたアクチュエータ
４０  接点
４４  プランジャ要素
４６  前方脚部
４８  後方脚部
５０  下方胴体部
５１  リッジ
５２  上方胴体部
５３  プランジャ要素の下方端部
５４  ポスト
５６  細溝
５６’  細溝
５８  細溝
５８’細溝
６４  アクチュエータノブ
６６  上方湾曲部
６８  前方湾曲部
７０  延在部
７２  カム
８０  第１リブ
８２  第２リブ
９０  上方リブ
１３５  環状リング
１３６  受動ドーム
１３８  長く延びたアクチュエータ
１５４  ブレード
２５４  ブレード
２５６  延長支持部
【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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【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】
2011515011.tif 000015
【図１４】
2011515011.tif 000016
【図１５（ａ）】
2011515011.tif 000017
【図１５（ｂ）】
2011515011.tif 000018
【図１６（ａ）】
2011515011.tif 000019
【図１６（ｂ）】
2011515011.tif 000020
【国際調査報告】
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2011515011.tif 000022
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