押圧操作装置

本発明は、操作者に押し下げられる操作部を有する押圧操作装置に関する。

押圧操作装置は、例えば、自動車のハンドルやインストルメントパネルなどに組み込まれて、乗員による操作が入力される。

このような押圧操作装置に応用可能な構造が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されているキートップ取付構造は、キートップとプリント基板などの固定部材との間を線材からなるリンク部材で連結して、キートップの傾きを防止している。

実開平3−37723号公報

上記取付構造では、キートップをスムーズに押し下げ可能なように、キートップ及び固定部材とリンク部材との連結に遊びを設けているため、このような取付構造を採用した押圧操作装置を自動車などの移動体に搭載した場合に、振動によってリンク部材のがたつきが生じて、異音が発生してしまうおそれがあった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、振動によるリンク部材のがたつきを抑制できる押圧操作装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ベースと、前記ベースに対して昇降可能に設けられた操作体と、前記ベースと前記操作体とを連結するリンク部材と、を有する押圧操作装置において、 前記リンク部材は、支持側軸部と、連結側軸部と、前記支持側軸部と前記連結側軸部とを接続する接続部とが一体に形成されて、前記支持側軸部と前記連結側軸部とが平行線上に配置され、 前記支持側軸部が前記ベースに設けられた軸受部に回動自在に支持され、前記連結側軸部が、前記操作体に回動自在に連結されており、 前記軸受部は、前記支持側軸部が前記操作体の上昇方向へ移動するのを規制する第1の規制部と、前記支持側軸部が前記上昇方向と交差する方向へ移動するのを規制する第2の規制部とを有しており、 前記支持側軸部を前記第1の規制部と前記第2の規制部の双方に押圧するバネ部材が設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ベースの軸受部は、リンク部材の支持側軸部が操作体の上昇方向へ移動するのを規制する第1の規制部と、支持側軸部が上昇方向と交差する方向へ移動するのを規制する第2の規制部とを有しており、支持側軸部を第1の規制部と第2の規制部の双方に押圧するバネ部材が設けられている。これにより、リンク部材の支持側軸部が第1の規制部、第2の規制部及びバネ部材で回動自在に支持されるとともに、バネ部材によってリンク部材の支持側軸部が第1の規制部及び第2の規制部に押しつけられた状態を維持することができるので、ベースとリンク部材との遊びが解消され、そのため、振動によるがたつきを抑制することができる。

上記押圧操作装置において、前記軸受部には、前記第1の規制部と前記第2の規制部とが直交する交差箇所が設けられ、前記バネ部材によって前記支持側軸部が前記交差箇所に向けて押圧されていることが好ましい。このようにすることで、バネ部材によって第1の規制部と第2の規制部とに支持側軸部を均等に押しつけることができ、効果的に振動によるがたつきを抑制することができる。

上記押圧操作装置において、前記バネ部材は、前記上昇方向に対して傾斜する傾斜押圧部を有し、前記傾斜押圧部が前記第1の規制部と前記第2の規制部の双方に対向しており、前記傾斜押圧部で前記支持側軸部が前記第1の規制部と前記第2の規制部の双方へ押圧されていることが好ましい。このようにすることで、リンク部材の支持側軸部を、第1の規制部、第2の規制部及び傾斜押圧部によって三方向から支持することができ、比較的簡易な構成で振動によるがたつきを抑制することができる。

前記傾斜押圧部は、前記第1の規制部の先端部から離れて前記上昇方向に向けてさらに斜めに延びており、前記操作体が前記ベースに組み込まれるときに、前記支持側軸部が前記傾斜押圧部に当たって、前記第1の規制部および前記第2の規制部の双方と当接する位置まで導かれることが好ましい。このようにすることで、操作体側からベース側にリンク部材の支持側軸部を近づけて、支持側軸部を傾斜押圧部に当てて押し込むことで、第1の規制部、第2の規制部及び傾斜押圧部によって囲まれる空間内に上記支持側軸部が導かれて、当該空間内に支持側軸部を位置付けて支持することができる。そのため、押圧操作装置を比較的容易に組み立てることができる。

上記押圧操作装置において、前記操作体が押圧されたときに前記操作体に振動力を与える振動発生部が設けられていることが好ましい。このようにすることで、操作体への操作入力に対する応答等として振動発生部による振動を操作者に伝えたときに、この振動が操作体からリンク部材を通じてバネ部材に伝わる。そのため、操作体の振動がバネ部材により効果的に減衰されて、振動をより効率的に制御することができる。

本発明によれば、ベースと操作体とを連結するリンク部材の振動によるがたつきを効果的に抑制できる。

本発明の一実施形態に係る押圧操作装置の斜視図である。

図1のA−A線に沿う断面図である。

図1の押圧操作装置のリンク部材及びその周辺の拡大斜視図である。

図1の押圧操作装置のリンク部材をベースに取り付ける方法を説明する図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る押圧操作装置について、図1〜図4を参照して説明する。

図1は、本発明の一実施形態に係る押圧操作装置の斜視図である。図2は、図1のA−A線に沿う断面図であって、(a)は操作体が押されていない状態を示し、(b)は操作体が押し込まれている状態を示す。図3は、図1の押圧操作装置のリンク部材及びその周辺の拡大斜視図である。図4は、図1の押圧操作装置のリンク部材をベースの軸受部に取り付ける方法を説明する図であって、(a)はリンク部材を軸受部に取り付ける前の状態を示し、(b)はリンク部材を軸受部に押し込んでいる状態を示し、(c)はリンク部材を軸受部に取り付けた後の状態を示す。

各図に示すX1−X2方向及びY1−Y2方向は一平面内にて直交する2方向を示し、Z1−Z2方向は、前記一平面に対して直交する方向を示している。各方向は、押圧操作装置の構成要素の相対的な位置関係を説明するために便宜上示しており、以下の説明では、一例として、X1−X2方向及びY1−Y2方向を含む平面を水平面とし、Z1−Z2方向を鉛直方向(昇降方向)としている。

本実施形態における押圧操作装置1は、例えば、自動車のハンドルやインストルメントパネルなどに組み込まれて、乗員による操作が入力される。

図1〜図3に示すように、押圧操作装置1は、ベース10と、操作体30と、コイルバネ38と、一対のリンク部材40と、振動発生部50と、を有している。

ベース10は、上ケース11と、下ケース12と、複数の軸受部20と、バネ支持側軸部28と、を有している。

上ケース11は、金属製または合成樹脂製であり、下方(Z2向き)に向けて開口する箱形に形成されている。下ケース12は、上ケース11と同様に金属製または合成樹脂製であり、矩形平板形状に形成されて、上ケース11の開口をふさぐように当該上ケース11に取り付けられている。

複数の軸受部20は、上ケース11の上面11aの四隅近傍に配置されている。本実施形態では、4つの軸受部20が設けられており、後述するリンク部材40の支持側軸部41の軸方向(Y1−Y2方向)に並ぶ2つの軸受部20が1つの組となって、支持側軸部41を回動自在に支持する。

各軸受部20は、軸受本体21と、バネ支持部25と、バネ部材としての板バネ部26とを有している。

軸受本体21は、上ケース11の上面11aに立設され、上方(Z1向き)に向かって延在する四角柱形状の第2の規制部22と、第2の規制部22の先端部からX1向き又はX2向きに突出する四角柱形状の第1の規制部23とを一体に有している。軸受本体21は、上記軸方向から見たときに略L字形状となるように形成されている。

軸受本体21の略L字形状の内側に位置する2つの面には、リンク部材40の支持側軸部41の周面41aが摺接される。以下、これら2つの面のうち、第2の規制部22のうちの前記周面41aに対向する側面を「第2摺接面部22a」といい、第1の規制部23のうちの前記周面41aに対向する側面を「第1摺接面部23a」といい、これら第2摺接面部22a及び第1摺接面部23aを合わせて摺接面24という。

図4(c)に示すように、リンク部材40の支持側軸部41は、第1摺接面部23aに当接することで上昇方向(Z1向き)への移動が規制され、第2摺接面部22aに当接することで上昇方向と交差する方向(X1向き又はX2向き)への移動が規制される。

本実施形態において、第2摺接面部22aと第1摺接面部23aとは直交しているが、これに限定されるものではなく、これら第2摺接面部22aと第1摺接面部23aとは、リンク部材40の支持側軸部41を内側に配置して当該支持側軸部41の周面41aがそれぞれに摺接するように互いに交差しており、支持側軸部41の上昇方向及び上昇方向に直交する方向への移動を規制していれば、交差角度は任意である。また、第2摺接面部22aと第1摺接面部23aとは、本実施形態のように直接交差するものであってもよく、または、それぞれの仮想的な延在面が交差するものであってもよい。また、第2摺接面部22aと第1摺接面部23aとは、平面以外にも、曲面等であってもよく、図4に示す交差箇所Kが凹曲面であってもよい。

バネ支持部25は、上ケース11の上面11aに立設され、上方に向かって延在する四角柱形状に形成されている。バネ支持部25は、軸受本体21に対して上面11aの中央寄りでかつ軸受本体21とX1−X2方向に間隔をあけて対向するように配置されている。バネ支持部25は、軸受本体21に対してリンク部材40の支持側軸部41の軸方向にずらして(間隔をあけて)配置されていてもよい。

板バネ部26は、弾性変形可能な板金を折り曲げて形成された板バネである。図4(a)〜(c)に示すように、板バネ部26は、一方の端部26aがバネ支持部25の先端部に埋め込まれており、他方の端部26bが自由端になっている。

板バネ部26は、他方の端部26b寄りの箇所に、平板状の傾斜押圧部26cが形成されている。この傾斜押圧部26cは、第1摺接面部23aと第2摺接面部22aのそれぞれに対して傾斜するように対向して配置されている。すなわち、傾斜押圧部26cは、上昇方向に対して傾斜している。傾斜押圧部26cの一方の面26dは、軸受本体21の第2摺接面部22aと第1摺接面部23aとの交差箇所Kに向くように配置されている。

図4(a)に示すように、板バネ部26は、リンク部材40の支持側軸部41を支持する前の状態において、傾斜押圧部26cの上方寄り(操作体30側)の一縁部26eが、第1の規制部23の突出方向に離れて配置され、下方寄り(上ケース11側)の他縁部26fが、軸受本体21の略L字形状の内側に配置され、傾斜押圧部26cは、下方に向けて斜めに延びている。ここで、傾斜押圧部26cと第1の規制部23との位置関係に着目した場合、傾斜押圧部26cは、他縁部26fから上昇方向に向けて斜めに延び、そして、第1の規制部23の先端部から当該第1の規制部23の突出向きに離れるとともに上昇方向に向けてさらに斜めに延びている。

また、図4(b)に示すように、板バネ部26は、リンク部材40の支持側軸部41が軸受部20に支持されると、図4(a)の状態から傾斜押圧部26cが上記交差箇所Kから離れる方向に弾性変形するように設けられている。

バネ支持側軸部28は、上ケース11の上面11aに立設され、上方に向かって延在する円柱形状に形成されている。

操作体30は、ベース10に対して昇降可能(すなわち、近づく方向及び離れる方向に移動可能)に設けられている。図2に示すように、操作体30は、操作基材31と、操作板35と、を有している。

操作基材31は、金属製または合成樹脂製であり、矩形平板形状の基材本体32と、複数の案内軸33と、複数のリンク部材支持部34と、を一体に有している。

図1に示すように、複数の案内軸33は、基材本体32の下面32aの四隅に立設し、下方に向かって延在する円柱形状に形成されている。複数の案内軸33の先端部は、操作体30が押し下げられていない状態において、上ケース11の上面11aの四隅に設けられた貫通孔11bに緩く嵌合挿入されている。複数の案内軸33は、操作体30が押し下げられると貫通孔11bに案内されつつ上ケース11内に進入し、操作体30の上下移動の際に基材本体32の水平姿勢の維持に寄与する。なお、図2(a)、(b)において、複数の案内軸33の記載を省略している。

複数のリンク部材支持部34は、基材本体32の下面32aにおける複数の案内軸33より中央寄りの箇所に立設し、下方に向かって延在する平板状に形成されている。複数のリンク部材支持部34は、リンク部材40の支持側軸部41の軸方向に直交するように配置され、X1向きまたはX2向きの切り欠き34aが形成されている。リンク部材支持部34は、切り欠き34aにリンク部材40の連結側軸部43が挿通されることにより、当該連結側軸部43を回動自在かつ軸中心線と交差する方向(X1−X2方向)に摺動自在に支持する。

操作板35は、合成樹脂製であり、操作基材31の基材本体32と平面視形状が同一となる矩形平板形状に形成されている。操作板35は操作基材31の上面に重ねて固定されている。操作板35は、その表面または裏面に静電センサなどの座標入力装置が搭載されており、操作者の指90が操作板35のどの位置に触れたのかを検知できるようになっている。

コイルバネ38は、上ケース11の上面11aに設けられたバネ支持側軸部28に取り付けられて、上ケース11の上面11aと基材本体32の下面32aとの間に圧縮状態で配置される。コイルバネ38は、操作体30を上方に向けて付勢している(すなわち、操作体30に上方に向く力を加えている)。

一対のリンク部材40は、それぞれが断面円形状の金属線材を平面視略C字形状に折り曲げて形成されている。図3に示すように、リンク部材40は、直線状に延在する支持側軸部41と、支持側軸部41の両端から当該支持側軸部41の軸方向と直交する同一向き(すなわち、支持側軸部41の半径方向、図3においてX1向き)に延在する一対の接続部42と、一対の接続部42のそれぞれの先端から互いに近づく向きでかつ上記軸方向と平行に延在する一対の連結側軸部43と、を有している。支持側軸部41の軸中心線と一対の連結側軸部43の軸中心線とは、互いに平行線上に位置している。したがって、図3とは逆に、連結側軸部43が、接続部42に対してY1方向とY2方向の外側へ延び出ていてもよい。

支持側軸部41は、ベース10の軸受部20に回動自在に支持され、具体的には、支持側軸部41は、軸受本体21と板バネ部26とによって支持される(図4(c))。このとき、支持側軸部41の周面41aは、第2摺接面部22aと、第1摺接面部23aと、傾斜押圧部26cの一方の面26dと、に接しており、支持側軸部41の周面41aは、回動される際にこれら各面と摺動される。また、支持側軸部41の周面41aは、板バネ部26の弾性変形が復元する力により第1摺接面部23aと第2摺接面部22aとの交差箇所Kに向けて押圧されている。これにより、支持側軸部41の周面41aは、第1摺接面部23aと第2摺接面部22aとの双方に概ね均等に押しつけられている。

図2に示すように、振動発生部50は、本体部51と、本体部51により上下方向に移動可能に支持されたプランジャ52と、プランジャ52と基材本体32との間に設けられたシリコンゴム等からなる弾性部材53と、を有している。本体部51は、ソレノイド機構を有し、当該ソレノイド機構への断続的な通電によりプランジャ52を上下方向に微小振動させる。弾性部材53は、基材本体32にともなって上下にスライド移動可能なようにプランジャ52の先端に取り付けられており、プランジャ52の微小振動を基材本体32に伝える。振動発生部50は、偏心モータを用いて構成されていてもよい。振動発生部50は、操作体が押圧されたときに本体部51によりプランジャ52を微小振動させることで、弾性部材53を介して操作体に振動力を与える。 また、振動発生部50はプッシュスイッチを内蔵しており、操作体30が押し下げられると、プッシュスイッチが動作する。

上述した押圧操作装置1は、操作体30がコイルバネ38によって上方に向けて付勢されている。これによって、図2(a)に示すように、操作体30に操作が入力されていない状態(操作体30顔されていない状態)において、操作体30のリンク部材支持部34が、その切り欠き34a内に位置づけられているリンク部材40の連結側軸部43に押しつけられている。

操作者の指90により操作体30を下方に押し下げる力F1が加えられると、図2(b)に示すように、操作体30が下方に向けて移動する。このとき、リンク部材40の支持側軸部41が軸受部20内で一方向に摺動回転して、支持側軸部41を軸として連結側軸部43が揺動される。リンク部材40は、操作体30における上記軸方向に離れた2点の押し下げ量を均等にして、操作体30の水平姿勢の維持に寄与している。操作体30の下方への移動にともなって、連結側軸部43は切り欠き34a内をX1−X2方向のいずれか一方向きに移動する。操作体30が下方へ押され、前記プッシュスイッチが動作させられると、その切替え信号が制御部に与えられ、振動発生部50が動作して操作体30を振動させる。

操作者の指90が操作体30から離れて上記力F1が取り除かれると、操作体30がコイルバネ38の付勢力によって上方に向けて移動する。このとき、リンク部材40の支持側軸部41が軸受部20内で他方向に摺動回転して、支持側軸部41を軸として連結側軸部43が揺動される。操作体30の下方への移動にともなって、連結側軸部43は切り欠き34a内をX1−X2方向のいずれか一方向きに移動する。そして、図2(a)に示す元の状態に戻る。

次に、上述した押圧操作装置1の組立作業においてベース10とリンク部材40とを取り付ける工程について図4(a)〜(c)を参照して説明する。

上述した押圧操作装置1は、リンク部材40の連結側軸部43を操作体30のリンク部材支持部34の切り欠き34aに挿通してあらかじめリンク部材40を操作体30に取り付けて、基材本体32の下面32aを上ケース11の上面11aに向けた状態で操作体30を上ケース11に近づける。このとき、図4(a)に示すように、軸受部20の上方にリンク部材40の支持側軸部41を位置づける。

図4(b)に示すように、支持側軸部41を、軸受本体21の第1の規制部23と板バネ部26との間の隙間に押し込むと、傾斜押圧部26cが交差箇所Kから離れるように板バネ部26が弾性変形して、軸受本体21の略L字形状の内側に支持側軸部41を誘い込む。

その後、図4(c)に示すように、支持側軸部41は軸受本体21と板バネ部26との間に導かれ、支持側軸部41の周面41aが、第2摺接面部22aと、第1摺接面部23aと、傾斜押圧部26cの一方の面26dと、に接した状態で軸受部20に支持される。このとき、支持側軸部41は、板バネ部26の傾斜押圧部26cにより第2摺接面部22aと第1摺接面部23aとの交差箇所Kに向けて押圧されている。

以上説明したように、上記押圧操作装置1によれば、ベース10の軸受部20は、リンク部材40の支持側軸部41が操作体30の上昇方向へ移動するのを規制する第1の規制部23と、支持側軸部41が上昇方向と交差する方向へ移動するのを規制する第2の規制部22とを有しており、支持側軸部41を第2の規制部22と第1の規制部23との双方に押圧する板バネ部26が設けられている。これにより、板バネ部26によってリンク部材40の支持側軸部41が軸受本体21の第2の規制部22及び第1の規制部23(具体的には、第2摺接面部22a及び第1摺接面部23a)に押しつけられた状態を維持することができるので、ベース10とリンク部材40との遊びが解消され、そのため、振動によるがたつきを抑制することができる。

上記押圧操作装置1において、軸受部20には、第2の規制部22と第1の規制部23とが直交する交差箇所Kが設けられ、板バネ部26によって支持側軸部41が交差箇所Kに向けて押圧されている。このようにすることで、板バネ部26によって第2の規制部22と第1の規制部23とに支持側軸部41を均等に押しつけることができ、効果的に振動によるがたつきを抑制することができる。

上記押圧操作装置1において、板バネ部26は、操作体30の上昇方向に対して傾斜する傾斜押圧部26cを有し、傾斜押圧部26cが第2の規制部22と第1の規制部23との双方に対向しており、傾斜押圧部26cで支持側軸部41が第2の規制部22と第1の規制部23との双方へ押圧されていることが好ましい。このようにすることで、リンク部材40の支持側軸部41を、第2の規制部22、第1の規制部23及び傾斜押圧部26cによって三方向から支持することができ、比較的簡易な構成で振動によるがたつきを抑制することができる。

上記押圧操作装置1において、傾斜押圧部26cは、第1の規制部23の先端部から離れて上昇方向に向けてさらに斜めに延びており、操作体30がベース10に組み込まれるときに、リンク部材40の支持側軸部41が傾斜押圧部26cに当たって、第2の規制部22及び第1の規制部23の双方と当接する位置まで導かれる。このようにすることで、操作体30側からベース10側にリンク部材40の支持側軸部41を近づけて、支持側軸部41を傾斜押圧部26cに当てて押し込むことで、第2の規制部22の第2摺接面部22a、第1の規制部23の第1摺接面部23a及び傾斜押圧部26cの一方の面26dで囲まれる空間内に上記支持側軸部41を位置付けて支持することができる。そのため、押圧操作装置1を比較的容易に組み立てることができる。

上記押圧操作装置1において、操作体30が押圧されたときに操作体30を振動力をあたえる振動発生部50が設けられている。このようにすることで、操作体30への操作入力に対する応答等として振動発生部50による振動を操作者に伝えたときに、この振動が操作体30からリンク部材40を通じて板バネ部26に伝わる。そのため、操作体30の振動が板バネ部26により効果的に減衰されて、振動をより効率的に制御することができる。

以上、本発明について、好ましい実施例を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではない。

上述した実施形態は、操作体30が押圧されたときに操作体30を振動力をあたえる振動発生部50が設けられた構成であったが、これに限定されるものではなく、振動発生部50を備えない構成であってもよい。

また、上述した実施形態は、バネ部材としての板バネ部26を有する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、バネ部材として、上記交差箇所Kに一方の面を向けて配置された矩形平板形状の傾斜押圧部と、この傾斜押圧部を他方の面側から上記交差箇所Kに向けて押圧するコイルバネと、を有する構成などであってもよく、本発明の目的に反しない限り、バネ部材の構成は任意である。

また、上述した実施形態は、リンク部材40が、1本の金属線材を略C字形状に折り曲げて形成されたものであったが、これに限定されるものではない。例えば、リンク部材40として、パンタグラフ構造のものであってもよく、または、合成樹脂製であり、支持側軸部と操作部取付部とのそれぞれが円柱状に形成されて平行に配置され、これら支持側軸部と連結側軸部とを平板状の接続部で互いに接続した構成などであってもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。すなわち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の押圧操作装置の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範囲に含まれるものである。

1 押圧操作装置 10 ベース 11 上ケース 12 下ケース 20 軸受部 21 軸受本体 22 第2の規制部 22a 第2摺接面部 23 第1の規制部 23a 第1摺接面部 24 摺接面 25 バネ支持部 26 板バネ部(バネ部材) 26c 傾斜押圧部 26d 傾斜押圧部の一方の面 26e 傾斜押圧部の一縁部 30 操作体 40 リンク部材 41 支持側軸部 42 接続部 43 連結側軸部 50 振動発生部 K 交差箇所