(57)【要約】【課題】偏った力で操作しても違和感なく入力可能な入力装置の提供。【解決手段】先端部に押圧部１１１を、基端部に被押圧部１１２を有するプランジャ１０１と、プランジャ１０１によって操作されるスイッチ１０２と、プランジャ１０１とスイッチ１０２との間に介在配置される弾性部材１０３とを備え、プランジャ１０１の押圧部１１１にはアール部１１３が設けられる入力装置。【選択図】図２
2017162688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に押圧部を、基端部に被押圧部を有するプランジャと、
前記プランジャによって操作されるスイッチと、
前記プランジャと前記スイッチとの間に介在配置される弾性部材とを備え、
前記プランジャの押圧部にはアール部が設けられる
入力装置。
【請求項２】
前記スイッチは、複数設けられ、
前記弾性部材は、前記プランジャの押圧により複数の前記スイッチを同時に押圧できるように配置される
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記プランジャの延在方向において、前記弾性部材の弾性力は、前記スイッチを押し下げるための弾性力より大きい
請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
前記スイッチの近傍に光源をさらに有し、
前記プランジャ、および、前記弾性部材は、前記光源が放射する光を透過可能な透光性を備える
請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】
前記プランジャの押圧部は、
周縁部に前記アール部を備え、
前記アール部に囲まれる部分に、前記光源の光軸に交差する平面部を備える
請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】
回転ノブをさらに備え、
と前記プランジャは、前記回転ノブの回転軸に沿って前記回転ノブの内側に配置される
請求項１に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば電気機器や車の操作などに使用される入力装置に関し、特に、人の手によってプランジャを押すことにより入力操作ができる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、平板状で剛性の高い押圧部材を押圧することにより弾性部が変形し、スイッチとして機能する接点と固定接点とが当接することで導通状態となる表示スイッチボタンが存在している。この表示スイッチボタンでは、スイッチ内に設けられる発光素子が発光する。
【０００３】
このような表示スイッチボタンにより、透光性を有する弾性部を介して透光性を有する押圧板が調光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−３０６５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような表示スイッチボタンは、押圧部材が平板状であるため押圧部材が変形して操作感が変化することはない。しかし、押圧部材が細長いプランジャであって、接点から遠い位置でスイッチ操作をする場合、プランジャを真っ直ぐ押さずに斜めに押してしまうとプランジャが曲がってしまう。その場合、プランジャの曲げ応力が操作感に加わってスイッチを操作する際の全体の操作感が変化するという課題があった。
【０００６】
本開示は、上記課題に鑑みなされたものであり、プランジャを用いてスイッチに対して比較的遠い位置で操作する場合でも、スイッチ操作において一定の操作感を維持することのできる入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本開示にかかる入力装置は、先端部に押圧部を、基端部に被押圧部を有するプランジャと、前記プランジャによって操作されるスイッチと、前記プランジャと前記スイッチとの間に介在配置される弾性部材とを備え、前記プランジャの押圧部にはアール部が設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、プランジャの被押圧部に対するスイッチ操作の方向によらず一定の操作感を維持することのできる入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、入力装置を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、入力装置を示す断面図である。
【図３】図３は、プランジャに力が真っ直ぐかけられた状態を示す図である。
【図４】図４は、プランジャに力が偏ってかけられた状態を示す図である。
【図５】図５は、比較例であるプランジャに力が偏ってかけられた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示の実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
また、図面は、本開示を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【００１３】
図１は、入力装置を示す分解斜視図である。
【００１４】
図２は、入力装置を示す断面図である。
【００１５】
これらの図に示すように、入力装置１００は、人の指による押下操作に対応した信号を電気機器や車などの他の装置に入力することができる装置であって、プランジャ１０１と、スイッチ１０２と、弾性部材１０３とを備えている。本実施の形態の場合、入力装置１００はさらに、化粧板１０４と、抜け止め部材１０５と、板部材１０６と、基板１０７と、回転ノブ１０８と、筐体１０９とを備えている。
【００１６】
プランジャ１０１は、先端部に押圧部１１１を、基端部に被押圧部１１２を有する棒状の部材であり、先端部にはアール部１１３が設けられている（図２参照）。本実施の形態の場合、プランジャ１０１は、後述の光源１２０が放射する光を透過可能な透光性を備えている。さらに、プランジャ１０１の押圧部１１１は、周縁部がアール部１１３となっており、アール部１１３に囲まれる部分は、光源１２０の光軸に交差する平面部１１４を備えている。
【００１７】
このように、プランジャ１０１の光源１２０に対向する面に平面部１１４を設けることで、光源１２０から放射される光を効率的にプランジャ１０１内部に導入することができ、効果的に光をプランジャ１０１の被押圧部１１２まで導光することができる。
【００１８】
一方、プランジャ１０１の基端部は、外向きに張り出したフランジ部１１５を備えており、被押圧部１１２の面積を押圧部１１１よりも拡大している。これにより、被押圧部１１２に手の指が触れやすくなり、容易にプランジャ１０１を押し下げてスイッチ操作ができるようになっている。
【００１９】
なお、プランジャ１０１の透光性は、プランジャ１０１を構成する材料自体が透光性を備えるものでもよく、また、プランジャ１０１が光を導光するための孔を有するような構造的な透光性を備えてもよい。
【００２０】
スイッチ１０２は、プランジャ１０１からの押圧、および、その解除によって通電状態のオン・オフを切り替えたり、電気の流れる経路を切り替えたりするなどのスイッチ動作を実行することのできる装置である。スイッチ１０２は、モーメンタリ動作するものでもオルタネイト動作するものでもいずれでもよい。
【００２１】
スイッチ１０２は、本体に対して相対的に動作する操作部１２１を備えている。操作部１２１は、通常の状態では付勢部材（図示せず）の付勢力により本体に対して突出状態に維持され、付勢力に抗して操作部１２１が本体に向かって押し下げられることにより、スイッチ動作が実行される。
【００２２】
本実施の形態の場合、スイッチ１０２は、基板１０７上に複数（二つ）並んで取り付けられており、プランジャ１０１からの押圧により複数のスイッチ１０２が同時に押圧されてスイッチ動作を実行させることができるものとなっている。
【００２３】
一つのプランジャ１０１の操作によって、複数のスイッチ１０２を同時に押し下げることができるため、複数のスイッチ１０２の一部に何らかの障害が発生している場合でも、入力装置１００としての機能を維持することができるものとなっている。
【００２４】
また、スイッチ１０２の近傍には光源１２０が設けられている。本実施の形態の場合、光源１２０は、スイッチ１０２の間に設けられており、光軸がプランジャ１０１の延在方向に沿い、プランジャ１０１の中心であって平面部１１４の中心を通るように基板１０７に取り付けられている。光源１２０は、スイッチ１０２のスイッチ動作に連動して、または、別途制御により点灯、消灯が制御されている。
【００２５】
光源１２０の種類は、特に限定されるものではないが、例えば白色発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を例示することができる。
【００２６】
弾性部材１０３は、プランジャ１０１とスイッチ１０２との間に介在配置される弾性を備えた部材である。本実施の形態の場合、複数のスイッチ１０２が基板１０７に取り付けられており、弾性部材１０３は、プランジャ１０１の押圧により複数のスイッチ１０２を同時に押圧できるように複数のスイッチ１０２の操作部１２１の全体を覆うように非接触状態で配置されている。また、弾性部材１０３は、プランジャ１０１から斜めの力で押圧された場合でも弾性変形することにより複数のスイッチ１０２を同時に押圧することができるものとなっている。これにより、プランジャ１０１が斜めに押された場合でも複数のスイッチ１０２のスイッチ動作を実行させることができるため、どのようにプランジャ１０１が押された場合でも冗長性を確保することが可能となる。
【００２７】
具体的には、プランジャ１０１の延在方向（図中Ｙ軸方向）において、弾性部材１０３の弾性力は、スイッチ１０２の操作部１２１を本体に向けて押し下げるための弾性力より大きい。つまり、スイッチ１０２の操作部１２１を突出状態に維持する付勢力に抗して操作部１２１を押し下げるために必要な力よりも、弾性部材１０３の一部を変形させて操作部１２１に到達させるために必要な力の方が強くなるように設定されている。
【００２８】
以上により、プランジャ１０１が斜めに押された場合でも複数のスイッチ１０２を同時に操作することができる。また、プランジャ１０１の操作感において弾性部材１０３の弾性力が支配的となるため、プランジャ１０１の被押圧部１１２に加えられる力が斜め方向であったり偏ったりした場合でも一定の操作感を維持させることが可能となる。
【００２９】
ここで、「同時」とは完全に操作時刻が一致する場合ばかりでなく、ある程度操作時刻に違いがある場合も含むものとして使用している。
【００３０】
本実施の形態の場合、弾性部材１０３の形状は、複数のスイッチ１０２が配置される領域の全体を覆う弾性上部１３１と、前記領域の周囲を取り囲む弾性周囲部１３２とを一体に備えており、弾性上部１３１の厚さ（肉厚）は、弾性周囲部１３２の厚さ（肉厚）よりも厚くなっている。これにより、弾性上部１３１が押された場合、弾性周囲部１３２が優先的に撓むことによりプランジャ１０１を押下した人に操作感が伝わり、その後、弾性上部１３１が複数のスイッチ１０２の操作部１２１を同時に押すことでスイッチ操作を行うことができるものとなっている。
【００３１】
また、弾性部材１０３は、スイッチ１０２が取り付けられている基板１０７のほぼ全体を覆う平板状のカバー部１３３を一体に備えている。従って、弾性部材１０３の弾性上部１３１、および、弾性周囲部１３２は、カバー部１３３の中心部分から膨出した状態で形成されている。
【００３２】
ここで、カバー部１３３は、プランジャ１０１と筐体１０９との隙間などから進入してくる塵埃や水分から基板１０７などを保護する保護カバーとして機能している。
【００３３】
また、弾性部材１０３の少なくとも弾性上部１３１は、光源１２０が放射する光を透過可能な透光性を備えている。
【００３４】
化粧板１０４は、プランジャ１０１の被押圧部１１２の表面に取り付けられる部材であり、人の手の指が直接接触する部材である。また、化粧板１０４は人の目に触れる部分であるため入力装置１００の意匠性向上を図る機能も担っている。本実施の形態の場合、光源１２０から放射された光がプランジャ１０１を通過して化粧板１０４に照射されるため、化粧板１０４の一部に当該光を透過する部分（例えば図中のＳの部分）を設けておくことにより、光源１２０の点灯時に透過部分を目立たせることが可能となる。従って、スイッチ１０２の動作に連動して光源１２０が点灯する場合などにおいて、化粧板１０４に設けられた透過部分の模様などにより人がプランジャ１０１を操作した際に何らかの情報を看取させることが可能となる。
【００３５】
抜け止め部材１０５は、プランジャ１０１や化粧板１０４が回転ノブ１０８から抜け出るのを防止する部材である。本実施の形態の場合、抜け止め部材１０５は、化粧板１０４が視認できるように化粧板１０４の周縁部を保持する環状の部材となっており、後述の回転ノブ１０８に取り付けられるものとなっている。
【００３６】
板部材１０６は、弾性部材１０３とプランジャ１０１との間に介在配置される板状の部材であり、複数のスイッチ１０２を覆う大きさを備えた部材である。板部材１０６の材質は特に限定されるものではないが、光源１２０から放射される光を透過できる透明性を備えることが好ましい。また、板部材１０６の弾性力は、弾性部材１０３よりも高く、いわゆる剛体に近いものであることが好ましい。
【００３７】
板部材１０６は、プランジャ１０１の先端、少なくとも平面部１１４よりも大きな面積を有しており、プランジャ１０１からうけた押圧力を弾性部材１０３に広く伝搬させる機能を有している。
【００３８】
本実施の形態の場合、板部材１０６は、弾性部材１０３の弾性上部１３１が嵌まり込む凹部を備えており、弾性部材１０３に対しずれや脱落がないものとなっている。また、板部材１０６の構造は、板部材１０６の周縁部にリブが立てられた構造となっており、構造的な剛性も確保されている。
【００３９】
回転ノブ１０８は、人の手により摘まんで回転操作される部材である。本実施の形態の場合、回転ノブ１０８は、円筒形状をしており、回転操作をする際の指の滑りを防止するために外周面にはローレット模様が刻まれている。
【００４０】
また、回転ノブ１０８の内側には、プランジャ１０１が挿通状態で配置されている。本実施の形態の場合、回転ノブ１０８の回転軸と同軸状態でプランジャ１０１が配置されている。また、回転ノブ１０８の内方には、プランジャ１０１のフランジ部１１５が配置され、プランジャ１０１の被押圧部１１２に取り付けられた化粧板１０４の表面と回転ノブ１０８の端面とがほぼ同一になるようにプランジャ１０１が配置されている。
【００４１】
筐体１０９は、電気機器や車などの他の機器に固定される部材であり、プランジャ１０１の出退を案内するシリンダ部１９１や回転ノブ１０８を回転可能に支える回転軸部１９２を備えている。
【００４２】
ここで、シリンダ部１９１は、刺し通された状態で配置されているプランジャ１０１を軸方向にスムーズに移動させるため、プランジャ１０１の外形に対しシリンダ部１９１の内径はある程度の遊びが設けられている。
【００４３】
また、筐体１０９は、スイッチ１０２、光源１２０、弾性部材１０３、板部材１０６、基板１０７等を収容している。
【００４４】
なお、筐体１０９の内部に、回転ノブ１０８の回転を停止させる電磁ブレーキを備えてもよく、所定の回転角度ごとにクリック感を発生させるクリック機構などを備えてもかまわない。
【００４５】
基板１０７は、スイッチ１０２や光源１２０等が表面実装されるプリント配線基板などである。本実施の形態の場合、基板１０７には、光源１２０の発光を制御するＩＣ等からなる制御装置や、回転ノブ１０８の回転を検出する検出器、検出した結果を情報として出力し外部からの信号を取得する入出力装置などが取り付けられている。
【００４６】
以上の入力装置１００によれば、人の手によりプランジャ１０１が押されたり、回転ノブ１０８が回転操作されたことに対応した信号は、電気機器や車などの他の装置に入力され、また、他の装置から送信される信号に基づき光源１２０の発光状態を変更することができるものとなっている。
【００４７】
次に、入力装置１００の動作を説明する。
【００４８】
図３は、プランジャに力が真っ直ぐかけられた状態を示す図である。
【００４９】
同図に示すように、プランジャ１０１の被押圧部１１２において、軸１１０に対して真っ直ぐに力（図中矢印）が作用するように押圧されると、力は板部材１０６、および、弾性部材１０３に真っ直ぐ作用する。従って、複数のスイッチ１０２に対して弾性部材１０３が均等に押し付けられ、同時にスイッチ１０２が動作する。
【００５０】
図４は、プランジャに力が偏ってかけられた状態を示す図である。
【００５１】
図５は、比較例であるプランジャに力が偏ってかけられた状態を示す図である。
【００５２】
これらの図に示すように、プランジャ１０１の被押圧部１１２において、軸１１０からずれた位置に力（図中矢印）が作用するように押圧されると、仮に図５に示すようにプランジャ１０１の先端にアール部１１３がない場合は、プランジャ１０１が曲がってしまうことがある。プランジャ１０１が曲がった状態でもスイッチ１０２を動作させることはできるものの、プランジャ１０１の曲げ応力が操作感に加えられるため、図３に示すような真っ直ぐに力が加えられた状態とは異なった操作感で操作者はスイッチ１０２を動作させることになる。従って、入力装置１００を操作している操作者は、異なる操作感で入力動作を行っているにもかかわらず、入力装置１００が取り付けられた装置が同じ動作をするため、違和感を持つことになる。また、異なる操作感により、操作者は、操作が完了していないと誤認して再度プランジャ１０１を押してしまうなど誤操作の可能性がある。
【００５３】
一方、図４に示すようにプランジャ１０１の先端にアール部１１３が存在する場合は、プランジャ１０１の被押圧部１１２において、軸１１０からずれた位置に力（図中矢印）が作用するように押圧しても、プランジャ１０１の先端が板部材１０６に対して逃げることができるため、プランジャ１０１はあまり曲がることがない。したがって、プランジャ１０１の曲げ応力が操作感に加えられる量を緩和でき、同じような操作感を操作者に与えることができる。またこのような状態では、板部材１０６は斜めに押圧されるため傾斜するが、弾性部材１０３が斜めの力をある程度吸収することにより複数のスイッチ１０２を同時に押すことができる。
【００５４】
なお、本開示としては、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。
【００５５】
本実施の形態では、入力装置１００がスイッチ１０２を複数個備える場合を説明したが、スイッチ１０２は単数であってもよい。また、光源１２０を別途設けたが、光源１２０とスイッチ１０２とが一体であってもよい。例えば、スイッチ１０２の操作部１２１が発光するものなどである。
【００５６】
また、化粧板１０４は、固定的な表示の場合を説明したが、液晶表示パネルなどを用いて表示を任意に変化させることができるものでもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、車や電気機器などを制御するための入力装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００  入力装置
１０１  プランジャ
１０２  スイッチ
１０３  弾性部材
１０４  化粧板
１０５  抜け止め部材
１０６  板部材
１０７  基板
１０８  回転ノブ
１０９  筐体
１１０  軸
１１１  押圧部
１１２  被押圧部
１１３  アール部
１１４  平面部
１１５  フランジ部
１２０  光源
１２１  操作部
１３１  弾性上部
１３２  弾性周囲部
１３３  カバー部
１９１  シリンダ部
１９２  回転軸部
【図１】
2017162688.tif 000003
【図２】
2017162688.tif 000004
【図３】
2017162688.tif 000005
【図４】
2017162688.tif 000006
【図５】
2017162688.tif 000007