(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面側に窓部が開設されたハウジングと、このハウジング内に回動可能に保持される回動軸を有して一部が前記窓部に露出する操作部材と、前記ハウジング内の回路基板上に配設されて押圧駆動力に抗する弾性反発力を生起する一対のスイッチ素子と、前記ハウジング内に揺動可能に保持されて一対の揺動端部がそれぞれ前記スイッチ素子上に搭載されたアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータを前記操作部材の側方に配置し、このアクチュエータの揺動中央部に凹溝状または長孔状の切欠きを形成すると共に、前記操作部材の前記回動軸の一端部に所定の回転半径に設定された駆動部を該回動軸の軸線方向と平行に延設し、この駆動部を前記アクチュエータの前記切欠きに摺動可能に係合させ、前記操作部材の回転操作時に前記駆動部が前記アクチュエータを揺動回転させることによって前記スイッチ素子が前記揺動端部に押圧駆動されるように構成したことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記ハウジング内で前記操作部材に係合して回転操作時に復帰力を生起する復帰ばねをさらに備えていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記ハウジングが前記窓部を有する上ケースと該上ケースが取り付けられる下ケースとを具備し、前記アクチュエータが前記下ケースに揺動可能に支持されていると共に、前記操作部材の前記回動軸が前記下ケースに回動可能に支持されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記スイッチ素子が、前記回路基板上に固設された固定接点と、この固定接点の周囲で前記回路基板上に搭載されて弾性的に座屈変形可能なドーム体と、このドーム体の内部に固設されて前記固定接点と接離可能に対向する可動接点とを具備し、前記ドーム体が押圧駆動されて座屈変形することによって前記可動接点が前記固定接点に当接することを特徴とするスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の操作部材の回動操作によって一対のスイッチ素子を選択的に動作可能なスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスイッチ装置の従来例としては、ハウジング内の回路基板上に配設された一対のスイッチ素子と、これら両スイッチ素子上に跨って搭載されたアクチュエータと、このアクチュエータ上で揺動可能な操作部材とを備えた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来のスイッチ装置において、ハウジング内に揺動可能に保持された操作部材の一部は操作者の手指で操作できるようにハウジングの窓部から露出させてあり、この操作部材が操作されるとアクチュエータの一端部が押し込まれて下方のスイッチ素子を押圧駆動するようになっているため、操作部材でアクチュエータの両端部を選択的に押し込むことにより、一対のスイッチ素子から選択的にスイッチオン信号を出力させることができる。
【特許文献１】特開平８−７７０１号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した従来のスイッチ装置では、ハウジング内において操作部材の下方に各スイッチ素子とアクチュエータを積層配置させるスペースを確保しなければならないため、ハウジングの高さ寸法が増大して装置全体の薄型化が図りにくいという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、一対のスイッチ素子を選択的に押圧駆動できて薄型化が容易な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】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明のスイッチ装置では、操作面側に窓部が開設されたハウジングと、このハウジング内に回動可能に保持される回動軸を有して一部が前記窓部に露出する操作部材と、前記ハウジング内の回路基板上に配設されて押圧駆動力に抗する弾性反発力を生起する一対のスイッチ素子と、前記ハウジング内に揺動可能に保持されて一対の揺動端部がそれぞれ前記スイッチ素子上に搭載されたアクチュエータとを備え、前記アクチュエータを前記操作部材の側方に配置し、このアクチュエータの揺動中央部に凹溝状または長孔状の切欠きを形成すると共に、前記操作部材の前記回動軸の一端部に所定の回転半径に設定された駆動部を該回動軸の軸線方向と平行に延設し、この駆動部を前記アクチュエータの前記切欠きに摺動可能に係合させ、前記操作部材の回転操作時に前記駆動部が前記アクチュエータを揺動回転させることによって前記スイッチ素子が前記揺動端部に押圧駆動されるように構成した。
【０００６】
このように構成されたスイッチ装置は、操作部材の回動軸の一端部に該回動軸の軸線方向と平行に延びる駆動部を設けると共に、この駆動部をアクチュエータの揺動中央部に形成した切欠きに摺動可能に係合させているため、操作部材の回転操作時に駆動部の回転運動に伴ってアクチュエータを円滑に揺動回転させて、該アクチュエータの下方に配置された一対のスイッチ素子を選択的に押圧駆動することができる。それゆえ、アクチュエータや各スイッチ素子を操作部材の側方に配置させることができ、ハウジングの高さ寸法を抑えた薄型化が容易に図れる。
【０００８】
また、上記の構成において、ハウジング内で操作部材に係合して回転操作時に復帰力を生起する復帰ばねをさらに備えていると、非操作時に操作部材の駆動部とアクチュエータとの間に多少のガタがあっても、操作部材自体は復帰ばねによってガタのない状態に保たれるので、寸法精度を比較的ラフに設定できて部品コストの低減や組立性の向上が図れる。
【０００９】
また、上記の構成において、ハウジングが窓部を有する上ケースと該上ケースが取り付けられる下ケースとを具備し、アクチュエータが下ケースに揺動可能に支持されていると共に、操作部材の回動軸が下ケースに回動可能に支持されていると、下ケース内に回路基板やスイッチ素子やアクチュエータや操作部材等を全て組み付けることが可能となり、この下ケースに上ケースを取り付ければ組立が完了するため、組立性の良好なスイッチ装置が得られる。
【００１０】
また、上記の構成において、スイッチ素子が、回路基板上に固設された固定接点と、この固定接点の周囲で回路基板上に搭載されて弾性的に座屈変形可能なドーム体と、このドーム体の内部に固設されて固定接点と接離可能に対向する可動接点とを具備し、ドーム体が押圧駆動されて座屈変形することによって可動接点が固定接点に当接するようにしてあると、接点部の防水防塵性を著しく高めることができると共に、ドーム体によって比較的大きな弾性反発力と明瞭なクリック感を生じさせることができるため、簡素な構成で信頼性および操作感触の向上が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスイッチ装置は、操作部材の回動軸の一端部に該回動軸の軸線方向と平行に延びる駆動部を設けると共に、この駆動部をアクチュエータの揺動中央部に形成した切欠きに摺動可能に係合させ、操作部材の駆動部が回転操作時に側方のアクチュエータを揺動回転させることによって、該アクチュエータの揺動端部が下方のスイッチ素子を押圧駆動するというものであり、アクチュエータや各スイッチ素子を操作部材の側方に配置させることができるため、ハウジングの高さ寸法が無理なく抑制できる。それゆえ、一対のスイッチ素子を選択的に押圧駆動できて薄型化が容易なスイッチ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るステアリングスイッチ装置の分解斜視図、図２は該スイッチ装置の組立完成品を示す斜視図、図３は該スイッチ装置を装着したステアリングホイールを示す正面図、図４は該スイッチ装置の回転操作時の動作説明図、図５は該スイッチ装置に組み込まれたラバーシートの要部断面図、図６は該スイッチ装置に組み込まれた復帰ばねの動作説明図である。
【００１３】
図３に示すように、本実施形態例に係るステアリングスイッチ装置１は、自動車のステアリングホイール３０の円環部３１の内側に左右一対装着されている。これら一対のステアリングスイッチ装置１は左右対称な形状に形成されているが基本的な構造は同等なため、以下、図３の右側に装着されているステアリングスイッチ装置１についてのみ説明する。
【００１４】
このステアリングスイッチ装置１は、位置決めピン３や揺動支持部４等が立設された下ケース２と、上面に固定接点７を含む配線パターンが形成されて下ケース２内に設置された回路基板６と、複数箇所にドーム形状の膨出部８ａを有して回路基板６上に載置されたラバーシート８と、揺動軸部９ａが揺動支持部４に軸支されて揺動端部９ｂが膨出部８ａ上に搭載されたアクチュエータ９と、回路基板６やラバーシート８を覆って下ケース２上に取り付けられた上ケース１０と、窓部１１ａを有して上ケース１０に一体化された枠状ケース１１と、下ケース２内に回動可能に支持されて一部が窓部１１ａに露出する回転つまみ１３と、回転つまみ１３の回動軸１３ａに巻装されて回転操作時に復帰ばねとして動作する捩りコイルばね１４と、枠状ケース１１と隣接する２箇所で上ケース１０に昇降可能に支持されて下端部が膨出部８ａ上に搭載された２個の操作キー１５，１６と、開口部１７ａを有して下ケース２および上ケース１０を蓋閉するカバー体１７とによって主に構成されている。そして、回転つまみ１３に対する回転操作と操作キー１５，１６に対する押下操作とを行えるようになっており、いずれの操作を選択した場合にも、対応する膨出部８ａが弾性的に座屈変形してクリック感が生起されると共に、該膨出部８ａ内の可動接点１８が回路基板６上の固定接点７に当接してスイッチオンするようになっている（図５参照）。なお、下ケース２と上ケース１０および枠状ケース１１とによってハウジング１９が構成されており、このハウジング１９の内部空間に回路基板６やラバーシート８やアクチュエータ９や捩りコイルばね１４等が収納されていると共に、回転つまみ１３および操作キー１５，１６がハウジング１９の上面側に露出して手指で操作できるようになっている。
【００１５】
各部の構成について詳しく説明すると、下ケース２の内部には、回路基板６やラバーシート８を位置決めする位置決めピン３と、アクチュエータ９用の軸孔４ａを有する一対の立壁部４ｂからなる揺動支持部４と、回転つまみ１３用の軸溝１２ａを有する支持壁１２とが立設されており、一対の立壁部４ｂは略平行に起立して相対向する箇所に軸孔４ａが穿設されている。また、下ケース２内の一側部には複数の端子孔２ａが列設されており、下ケース２内の他側部には、軸溝１２ａと対向する箇所に回転つまみ１３用の軸孔２ｂが穿設されていると共に、その近傍に捩りコイルばね１４の両腕部１４ａを弾接させるための逆ハ字状に傾斜した係合段部５が設けられている。
【００１６】
回路基板６はハウジング１９内で窓部１１ａと略平行に設置されており、この回路基板６上には、固定接点７を含む図示せぬ配線パターンが形成されていると共に、照光用のＬＥＤ２０や外部接続用の端子２１が配設されている。また、この回路基板６には、位置決めピン３が挿通される複数の透孔６ａと、揺動支持部４の配置スペースとなる切除部６ｂとが形成されており、各透孔６ａに対応する位置決めピン３を挿通し、かつ、各端子２１を対応する端子孔２ａに挿通した状態で、回路基板６は下ケース２上に正確に位置決めされて載置固定される。
【００１７】
ラバーシート８は弾性ゴムからなる一体成形品で、そのシート状部分から、座屈変形可能な６個の膨出部８ａと、位置決めピン３に冠着される２個のピン係合部８ｂと、ＬＥＤ２０が挿入される２個の角筒部８ｃとが突出形成されていると共に、回路基板６の切除部６ｂの真上に揺動支持部４の配置スペースとなる切除部８ｄが形成されている。このラバーシート８は各ピン係合部８ｂを対応する位置決めピン３に冠着させた位置決め状態で回路基板６上に載置固定されており、図５に示すように、各膨出部８ａの天井面に付設された可動接点１８がそれぞれ対応する固定接点７に接離可能に対向している。
【００１８】
アクチュエータ９は、その揺動中心に軸心を合致させた揺動軸部９ａを有し、この揺動軸部９ａの両端部を一対の立壁部４ｂの軸孔４ａに枢着させることによって揺動支持部４に揺動可能に支持されている。図４に示すように、このアクチュエータ９は揺動軸部９ａに関して線対称な形状に成形されており、図示両端の各揺動端部９ｂは切除部８ｄを介して並設されている２個の膨出部８ａ上に弾接状態で搭載されている。つまり、組立段階でアクチュエータ９の揺動軸部９ａを一対の立壁部４ｂの間に圧入していくと、各揺動端部９ｂが対応する膨出部８ａ上に配置された後、揺動軸部９ａの両端部が軸孔４ａに入り込んで枢着されるため、アクチュエータ９が揺動支持部４にスナップ結合され、各揺動端部９ｂは対応する膨出部８ａから反力を付与された予圧状態に保持される。このアクチュエータ９は回転つまみ１３の一側部に位置する支持壁１２に隣接して配置されており、アクチュエータ９の揺動中央部に形成されている凹溝状の切欠き９ｃ内に回転つまみ１３の後述する駆動部１３ｂが昇降可能に挿通されている。そして、切欠き９ｃを介して対向する内側壁が該駆動部１３ｂを摺動可能に係合させる係合部９ｄとなっており、回転つまみ１３が回転操作されると、駆動部１３ｂが一体的に回転して片側の係合部９ｄを付勢するため、揺動軸部９ａを中心にアクチュエータ９が一方向へ揺動回転し、付勢された側の揺動端部９ｂが下降して対応する膨出部８ａを押圧駆動するようになっている。
【００１９】
回転つまみ１３は回動軸１３ａを含む略半円柱形状に成形されており、この回動軸１３ａの両端部が支持壁１２の軸溝１２ａと下ケース２の軸孔２ｂに回動可能に支持されている。回動軸１３ａの軸溝１２ａ側の端部には支持壁１２の外側でＬ字状に延びる駆動部１３ｂが突設されており、この駆動部１３ｂの先端部は所定の回転半径に設定されると共に、回動軸１３ａの軸線方向と平行に延びてアクチュエータ９の切欠き９ｃ内に挿通されている。また、捩りコイルばね１４は回転つまみ１３の回動軸１３ａの軸孔２ｂ側の端部近傍に巻装されており、図６に示すように、捩りコイルばね１４の両腕部１４ａは下ケース２内の係合段部５に弾接している。これにより、回転つまみ１３が回転操作されると、回転方向の腕部１４ａが係合段部５に強く押し付けられて弾性反発力を生起し、この弾性反発力によって回転操作後の回転つまみ１３が自動復帰するようになっている。なお、図６は図１の矢線Ｂ方向、すなわち、ホルダ１２の軸孔１２ｃ側からホルダ１２の軸溝１２ａ側へ向かう方向で見た断面図である。
【００２０】
上ケース１０の所定位置には枠状ケース１１が取り付けられており、この上ケース１０はねじ２２やかしめ等の適宜手段で下ケース２上に固定されている。上ケース１０には操作キー１５，１６が昇降可能に支持されており、これら操作キー１５，１６の上面は枠状ケース１１と隣接する２箇所に露出している。なお、本実施形態例では、上ケース１０に別体の枠状ケース１１を後付けする場合について例示しているが、上ケース１０と枠状ケース１１は一体成形品であってもよい。
【００２１】
カバー体１７はスナップ結合等の適宜手段で下ケース２の外壁面に固定されており、このカバー体１７の開口部１７ａ内に回転つまみ１３を露出させた枠状ケース１１と操作キー１５，１６とが臨出している。そして、操作者がこの開口部１７ａ内で手指を移動させることによって、回転つまみ１３の回転操作と操作キー１５，１６の押下操作とを選択的に行えるようになっている。
【００２２】
次に、このように構成されたステアリングスイッチ装置１の動作について説明する。
【００２３】
まず、回転つまみ１３を回転操作した場合の動作を、主に図４に基づいて説明する。図４（ａ）に示す中立状態において操作者が手指で回転つまみ１３を回転操作すると、ホルダ１２内で捩りコイルばね１４が押し撓められると共に、駆動部１３ｂが回転つまみ１３と一体的に回転してアクチュエータ９を駆動するため、このアクチュエータ９によって所定の膨出部８ａが押圧駆動されるようになっている。例えば、図４（ｂ）に示すように回転つまみ１３が矢印Ａ方向へ回転操作されると、アクチュエータ９の切欠き９ｃ内の駆動部１３ｂが図示右側の係合部９ｄを押しながら回転するので、揺動軸部９ａを中心にアクチュエータ９が時計回りに揺動回転するのに伴い、図示右側の揺動端部９ｂが下方の膨出部８ａを押し込みながら下降する。その結果、該膨出部８ａが弾性的に座屈変形してクリック感を生起すると共に、該膨出部８ａ内の可動接点１８が対応する固定接点７に当接してスイッチオン信号が出力される。回転つまみ１３が矢印Ａ方向と逆向きに回転操作された場合の動作も同様であり、この場合は、図４に示す左側の揺動端部９ｂが下方の膨出部８ａを押し込んで座屈変形させることによるスイッチオン信号が出力される。
【００２４】
また、図４（ｂ）の状態で回転つまみ１３に対する回転操作力が除去された場合には、座屈変形していた膨出部８ａが自身の弾性力で元のドーム形状に復帰するため、可動接点１８が固定接点７から離れてスイッチオフに切り替わると共に、同図右側の揺動端部９ｂが膨出部８ａに押し上げられてアクチュエータ９が反時計回りに揺動回転する。これに加えて、回転操作時には図６（ｂ）に示すように回転つまみ１３が捩りコイルばね１４を閉付勢して押し撓めているので、この捩りコイルばね１４の弾性反発力が回転つまみ１３やアクチュエータ９を元の位置へ復帰させる力として作用する。したがって、回転操作力が除去されると、回転つまみ１３とアクチュエータ９は確実にそれぞれの中立位置まで逆回転し、図４（ａ）に示す中立状態に自動復帰する。
【００２５】
なお、回転操作後に操作力が除去されると、アクチュエータ９の揺動端部９ｂに押し込まれていた膨出部８ａの弾性反発力によって回転つまみ１３はほぼ中立位置まで自動復帰するので、捩りコイルばね１４を省略した構成にすることも可能である。ただし、本実施形態例のように回転操作後の復帰ばねとして捩りコイルばね１４を組み込んでおけば、非操作時に回転つまみ１３の駆動部１３ｂとアクチュエータ９との間に多少のガタがあっても、回転つまみ１３自体は捩りコイルばね１４によってガタのない状態に保たれるので、寸法精度を比較的ラフに設定できて部品コストの低減や組立性の向上が図れる。
【００２６】
次に、操作キー１５を押下操作した場合の動作について説明すると、この操作キー１５は対応する膨出部８ａ上に搭載されているので、押下操作時には該膨出部８ａが弾性的に座屈変形してクリック感を生起すると共に、該膨出部８ａ内の可動接点１８が対応する固定接点７に当接してスイッチオン信号が出力される。そして、押下操作力が除去されると、座屈変形していた該膨出部８ａが自身の弾性力で元のドーム形状に復帰するため、可動接点１８が固定接点７から離れてスイッチオフに切り替わると共に、押下されていた操作キー１５が該膨出部８ａに押し上げられて元の位置へ自動復帰する。なお、他の操作キー１６を押下操作した場合の動作もこれと全く同じなので、その説明は省略する。
【００２７】
上記の如く本実施形態例に係るスイッチ装置１は、回転つまみ１３に延設した駆動部１３ｂが回転操作時に側方のアクチュエータ９を揺動回転させることによって、アクチュエータ９の揺動端部９ｂが下方の膨出部８ａを押圧駆動するというものであり、アクチュエータ９や該膨出部８ａを回転つまみ１３の側方に配置させているので、ハウジング１９の高さ寸法を抑えた薄型化が容易に図れると共に、アクチュエータ９の形状を適宜選択することで所望の作動力や作動ストロークが得やすくなっている。また、このスイッチ装置１では、回転つまみ１３の軸線方向に沿って平行に延びる駆動部１３ｂの先端部を、アクチュエータ９の中央部に設けた切欠き９ｃ内に挿通して、回転つまみ１３の回転操作時に駆動部１３ｂがアクチュエータ９の係合部９ｄに沿って摺動するように設計されているので、駆動部１３ｂの回転運動に伴ってアクチュエータ９を円滑に揺動回転させることができ、常に安定した動作が期待できる。なお、アクチュエータ９の切欠き９ｃを凹溝状ではなく長孔状に形成してもよい。
【００２８】
また、本実施形態例に係るスイッチ装置１は、窓部１１ａを有する枠状ケース１１が一体化された上ケース１０と、この上ケース１０が取り付けられる下ケース２とによってハウジング１９を構成し、アクチュエータ９が下ケース２に揺動可能に支持されていると共に、回転つまみ１３が下ケース２に回動可能に支持されているため、組立時には下ケース２内に回路基板６やラバーシート８やアクチュエータ９や回転つまみ１３等を全て組み付けることができ、この下ケース２に上ケース１０を取り付ければ組立が完了する。したがって、このスイッチ装置１は組立性が良好である。
【００２９】
また、本実施形態例に係るスイッチ装置１では、複数箇所に膨出部８ａを有するラバーシート８を回路基板６上に載置することによって、各種の操作で選択的に押圧駆動されるスイッチ素子群を構成しているため、外部からハウジング１９内へ侵入した塵埃や水分等の異物が接点部に付着して接触不良や短絡事故を誘発する危険性は極めて低く、各スイッチ素子の信頼性が高まっていると共に、部品点数を削減できて組立性も良好となっている。そして、各膨出部８ａによって比較的大きな弾性反発力と明瞭なクリック感を生じさせることができるため、操作感触も良好となる。
【００３０】
なお、上記実施形態例では、回転つまみ１３に他の操作部材（操作キー１５，１６）が並設されている複合型のスイッチ装置１について例示しているが、操作部材が回転つまみ１３だけであってもよく、要は、回転つまみ１３と同様に揺動機構を介してスイッチ素子を押圧駆動できる操作部材を備えたスイッチ装置であれば、本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態例に係るスイッチ装置の分解斜視図である。
【図２】該スイッチ装置の組立完成品を示す斜視図である。
【図３】該スイッチ装置を装着したステアリングホイールを示す正面図である。
【図４】該スイッチ装置の回転操作時の動作説明図である。
【図５】該スイッチ装置に組み込まれたラバーシートの要部断面図である。
【図６】該スイッチ装置に組み込まれた復帰ばねの動作説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  スイッチ装置
２  下ケース
４  揺動支持部
５  係合段部
６  回路基板
７  固定接点
８  ラバーシート
８ａ  膨出部
９  アクチュエータ
９ａ  揺動軸部
９ｂ  揺動端部
９ｃ  切欠き
９ｄ  係合部
１０  上ケース
１１  枠状ケース
１１ａ  窓部
１２  支持壁
１３  回転つまみ（操作部材）
１３ａ  回動軸
１３ｂ  駆動部
１４  捩りコイルばね（復帰ばね）
１７  カバー体
１８  可動接点
１９  ハウジング
【図１】
0004528697.tif 000002
【図２】
0004528697.tif 000003
【図３】
0004528697.tif 000004
【図４】
0004528697.tif 000005
【図５】
0004528697.tif 000006
【図６】
0004528697.tif 000007