節度モジュール、操作スイッチ

本発明は、スイッチに備わる操作ノブの揺動操作時に節度感を付与する節度モジュールと、これを備えた操作スイッチとに関するものである。

たとえば、自動車の窓を開閉するためのパワーウインドウスイッチでは、ケース内に電気的接点を含んだスイッチ要素が設けられ、ケース上に揺動可能に軸支された操作ノブが設けられている。そして、操作ノブを揺動操作することで、スイッチ要素のオン・オフ状態が切り替わる。また、この操作スイッチには、操作ノブの揺動操作時に節度感を付与する節度機構が設けられている。

特許文献1に開示された節度機構には、山部と谷部が形成された節度面と、この節度面上を摺動する節度子と、この節度子を節度面側へ付勢する弾性部材とが備わっている。節度子と弾性部材は、操作ノブに形成された筒部に係合されている。節度面は、ケースに形成されている。操作ノブの揺動操作に連動して、節度子が節度面上を摺動することにより、節度感が付与される。

特許文献2に開示された節度機構には、節度子に相当する操作軸と、節度面が形成された節度用ばね部材とが備わっている。操作軸は、基板に実装されたスイッチ要素に設けられていて、基板と平行にスライド移動可能になっている。節度用ばね部材は、基板に取り付けられている。操作ノブの揺動操作に連動して、アームが操作軸をスライド移動させて、節度面上を摺動させることにより、節度感が付与される。

実用新案登録第2605918号公報

特開2007−87716号公報

従来の節度機構では、節度面と節度子と弾性部材のうち少なくとも1つを、ケースに形成したり、基板に取り付けたり、操作ノブに係合したりしている。このため、操作スイッチと同時に節度機構も組み立てなければならず、組立作業が困難である。また、ケース、操作ノブ、または基板などの操作スイッチの構成部品が変更される都度、節度面、節度子、弾性部材、またはこれらの周辺部分などの節度機構も作り直さなければならず、汎用性に乏しい。さらに、節度子や節度面が摩耗などで故障した場合には、これらと一緒にケースや基板なども交換しなければならず、保守性が低い。

本発明の課題は、操作スイッチの節度機構の組立作業性と汎用性と保守性を高めることである。

本発明に係る節度モジュールは、操作スイッチのケース上に揺動可能に軸支された操作ノブの揺動操作時に、節度感を付与する節度モジュールであって、ケースに着脱可能に取り付けられた保持部材と、この保持部材の周囲に取り付けられ、山部および/または谷部が形成された節度面を有する傾動部材と、この節度面上を摺動する節度子と、この節度子を節度面側へ付勢する弾性部材とを備えている。保持部材は、弾性部材が奥側に装填され節度子が開口側に装填される孔部を有している。傾動部材は、節度面が孔部と対向するように保持部材に取り付けられていて、操作ノブと連動して傾動することにより、節度面を節度子に対して摺動させる。

また、本発明に係る操作スイッチは、スイッチ要素を収容したケースと、ケース上に揺動可能に軸支された操作ノブと、上記節度モジュールとを備えている。

上記によると、節度面と節度子と弾性部材とを備えた節度機構が、ケースに着脱可能に取り付けられるようにモジュール化されている。このため、この節度モジュールを組み立ててから、当該モジュールをケースに取り付けて、この前または後に、操作ノブなどの操作スイッチの構成部品を組み付ければよいので、節度モジュールと操作スイッチをそれぞれ容易に組み立てることができ、組立作業性を高めることが可能となる。また、節度モジュール以外の他の構成部品が変更されても、節度モジュールを作り直すことなく使用することができ、汎用性を高めることが可能となる。さらに、節度子や節度面が摩耗などで故障しても、他の構成部品を交換する必要はなく、節度モジュールだけ交換すればよいので、保守性を高めることが可能となる。

また、本発明では、上記節度モジュールにおいて、孔部は、操作ノブの揺動面と平行に保持部材を貫通する貫通孔から成り、孔部の両開口側に、一対の節度子と一対の節度面とが設けられていてもよい。

さらに、本発明では、上記節度モジュールにおいて、節度面は、角度の異なる複数の傾斜部と、該傾斜部のそれぞれの端部に位置する複数の谷部および複数の山部とから構成されていてもよい。

本発明によれば、操作スイッチの節度構造の組立作業性と汎用性と保守性を高めることができる。

パワーウインドウスイッチの斜視図である。

本発明の実施形態による節度モジュールの分解斜視図である。

同節度モジュールの組立図である。

本発明の実施形態による操作スイッチと節度モジュールの中立状態の断面図である。

同操作スイッチと節度モジュールのマニュアル閉操作状態の断面図である。

同操作スイッチと節度モジュールのオート閉操作状態の断面図である。

同操作スイッチと節度モジュールのマニュアル開操作状態の断面図である。

同操作スイッチと節度モジュールのオート開操作状態の断面図である。

同操作スイッチの操作ノブの操作力と揺動角度の関係を示した図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

図1は、パワーウインドウスイッチ100の斜視図である。パワーウインドウスイッチ100は、自動車の運転手が各席の窓を開閉操作するために、運転席の近傍のアームレストに設置される。パワーウインドウスイッチ100には、窓開閉用の操作スイッチ1〜4と、窓ロック用の操作スイッチ5が設けられている。

パワーウインドウスイッチ100のケース6は、矩形の箱状に形成されていて、下方をカバー7により塞がれている(後述の図4など参照)。ケース6とカバー7は、公知のロック構造により嵌合されている。

図1に示すように、ケース6上には、各操作スイッチ1〜4の操作ノブ1A、2A、3A、4Aが揺動可能に軸支されている(説明の便宜上、操作ノブ1Aは分離して示してある)。詳しくは、各操作ノブ1A、2A、3A、4Aは、ケース6上に設けられた4つの筒部6t(図1では、操作ノブ1A、2A、3Aの下方の3つの筒部6tだけ図示)をそれぞれ覆うように、該筒部6tに軸6jを介して取り付けられている。これにより、各操作ノブ1A、2A、3A、4Aは、軸6jを中心に時計回りと反時計回りに揺動可能となっている。

操作スイッチ1は、運転席の窓をオートまたはマニュアルで開閉するためのオート開閉機能付きスイッチである。操作スイッチ2は、助手席の窓をマニュアルで開閉するためのオート開閉機能無しスイッチである。操作スイッチ3、4は、後部座席の右と左の窓をそれぞれマニュアルで開閉するためのオート開閉機能無しスイッチである。

操作ノブ1Aを取り付ける筒部6tには、レバー12を挿入する挿入孔6rと、節度モジュール20を取り付ける取付部6sが形成されている。他の筒部6tにも同様に、レバーを挿入する挿入部と、節度モジュールを取り付ける取付部が形成されている(図示省略)。

以下では、操作スイッチ1と該スイッチ1用の節度モジュール20を例に挙げて説明する。

図2は、節度モジュール20の分解斜視図である。図3は、節度モジュール20の組立図であって、(a)に斜視図、(b)に平面図、(c)に正面図を示している。図4〜図8では、(a)に操作スイッチ1の断面図を示し、(b)に節度モジュール20の拡大断面図を示している。図4〜図8の断面は、操作スイッチ1の操作ノブ1Aの揺動面と平行になっている。操作ノブ1Aの揺動面とは、図1の軸6jの中心軸に対して垂直な面のことである。

まず、操作スイッチ1と節度モジュール20の構造を説明する。

図4(a)に示すように、操作スイッチ1のケース6内には、基板8、9とスイッチ要素10が収容されている。基板8、9は、電子部品が実装され、電気回路が形成された、プリント基板から成る。スイッチ要素10は、複数の電気的接点と、各電気的接点のオン・オフ状態を切り替える切り替え機構を含んでいる(図示省略)。電気的接点は、たとえば、窓開接点、窓閉接点、およびオート接点から成り、一方の基板9上に設けられ、他方の基板8に電気的に接続されている。

ケース6の筒部6tの取付部6s内には、節度モジュール20が取り付けられている。節度モジュール20は、操作ノブ1Aの揺動操作時に節度感を付与するものである。節度モジュール20は、図2に示すように、保持部材21、傾動部材22、23、節度子24、25、および弾性部材26から構成されている。

図3に示すように、保持部材21の側面には、縦長の突起21aが形成されている。また、図2に示すように、保持部材21の上部には、溝21cが形成されていて、下部には、孔部21bが形成されている。孔部21bは、図4に示すように、操作ノブ1Aの揺動面と平行に保持部材21を貫通する貫通孔から成る。溝21cは、孔部21bと平行に延びている。

傾動部材22、23は、図2に示すように、2ピース構造になっている。下側傾動部材23は、ほぼ凹形に形成されている。下側傾動部材23の両端には、矩形孔23aが形成されている。

上側傾動部材22は、ほぼ逆U字形に形成されている。上側傾動部材22の両端には、外向きに突出するように凸部22aが形成されている(図2および図3(c)参照)。各凸部22aの上側近傍には、上方に面するように押圧部22f、22bが形成されている。上側傾動部材22の両端の内側には、節度面22d、22cが形成されている(図2および図4参照)。

各節度面22d、22cは、図4(b)に示すように、角度の異なる複数の傾斜部S1〜S4と、該傾斜部S1〜S4のそれぞれの端部に位置する複数の谷部R1、R2および複数の山部M1、M2とから構成されている。図4で左右の節度面22d、22cの形状は、面対称になっている。

節度子24、25は、球形のスチールボールから成る。つまり、上側傾動部材22のほぼ凹状の節度面22d、22cに対して、節度子24、25は凸状になっている。弾性部材26は、圧縮コイルばねから成る。

節度モジュール20の組み立ては、次のように行う。まず、保持部材21の孔部21bに弾性部材26を挿入し、孔部21bの両開口付近に節度子24、25をそれぞれ配置する。そして、保持部材21の溝21cに上方から上側傾動部材22を挿入し、保持部材21の下方から下側傾動部材23を近づけて行って、上側傾動部材22の各凸部22aと、下側傾動部材23の各孔部23aとを、図3に示すように嵌合させる。

これにより、傾動部材22、23が、保持部材21の周囲に取り付けられ、保持部材21の周方向に揺動可能となる(図4〜図8の(b)参照)。また、図4(b)に示すように、保持部材21の孔部21bと対向するように、上側傾動部材22の一対の節度面22d、22cが配置される。また、孔部21bの奥側に弾性部材26が装填され、孔部21bの両開口側に一対の節度子24、25が装填される。そして、弾性部材26が、各節度子24、25を、対向する節度面22d、22c側へ付勢する。節度子24、25が、対向する節度面22d、22cの傾斜部S1にそれぞれ係合することで、節度子24、25および傾動部材22、23が安定に静止する。

上記のように組み立てた節度モジュール20は、図1に示したケース6の筒部6tの取付け部6sに取り付けられる。その際、保持部材21の凸部21aを、取付部6sに形成された溝6mに嵌入させながら、節度モジュール20を上方から取付部6s内に挿入する。溝6mは、筒部6tの軸方向へ延びている。これにより、凸部21aが溝6mの側壁により両側方から支持され、図4(a)に示すように、保持部材21の下面が取付部6s内に形成された支持面6nにより下方から支持されて、保持部材21の側方および下方への移動と回転とが阻止される。

節度モジュール20を取付部6sに取り付けた後、操作ノブ1Aを筒部6tに軸支させる。これにより、操作ノブ1Aの内側に形成された前後一対の凸部11f、11bが、上側傾動部材22の一対の押圧部22f、22bにそれぞれ係合して、保持部材21の上方への移動が阻止される。つまり、ケース6に対する節度モジュール20と操作ノブ1Aの取り付け状態で、保持部材21はケース6に固定される。また、傾動部材22、23は、操作ノブ1Aの揺動面と平行に傾動可能になる。

図1に示したレバー12の上端は、操作ノブ1Aの内側に係合される(図示省略)。これにより、レバー12が、操作ノブ1Aと一体になって、操作ノブ1Aに伴って揺動可能となる。

ケース6内への基板8、9とスイッチ要素10などの収容や、ケース6へのカバー7の取り付けは、ケース6に対する節度モジュール20と操作ノブ1Aの取り付けの前に行ってもよいし、後に行ってもよい。

図4に示す組立状態において、ケース6の筒部6tから操作ノブ1Aを取り外すと、取付部6sから節度モジュール20を上方へ向かって取り外すことができる。つまり、節度モジュール20および保持部材21は、ケース6に対して着脱可能になっている。

次に、操作スイッチ1と節度モジュール20の動作を説明する。

図4(a)に示すように、操作ノブ1Aの中立状態では、レバー12が鉛直な姿勢にある。これにより、スイッチ要素10の切り替え機構が中立状態で静止していて、各電気的接点がオフ(非導通)状態にある。また、図4(b)に示すように、節度子24、25が節度面22d、22cの傾斜部S1にそれぞれ係合している。これにより、図4(a)、(b)に示すように、上側傾動部材22の上面と下側傾動部材の23の下面が孔部21bの軸方向や基板8、9と平行となって、傾動部材22、23の水平な姿勢が保持され、操作ノブ1Aの中立状態も保持されている。

運転席の窓を閉じる場合は、図5(a)に示すように、操作ノブ1Aの前端部11aを引き上げて、操作ノブ1Aを閉方向(図5(a)で時計回り)へ揺動操作して行く。すると、レバー12が揺動して、スイッチ要素10の切り替え機構を作動させ、窓閉接点をオン(導通)状態にする。これにより、窓閉接点がオン状態にある間だけ、運転席の窓が閉じて行く(マニュアル閉状態)。また、後ろ側(図5で右側)にある操作ノブ1Aの凸部11bが上側傾動部材22の押圧部22bを押下して、傾動部材22、23を後ろ側へ傾動させる。これにより、後ろ側にある上側傾動部材22の節度面22cが節度子25に対して摺動する。つまり、節度面22cと節度子25とが相対的に摺動する。そして、図5(b)に示すように、節度子25が第1山部M1を乗り越えて、谷部R2の両側の傾斜部S2、S3に係合した状態となり、1回目の節度感が付与される。

この後、図6(a)に示すように、操作ノブ1Aの前端部11aをさらに引き上げて、操作ノブ1Aを閉方向(図6(a)で時計回り)へさらに揺動操作して行く。すると、レバー12がさらに揺動して、スイッチ要素10の切り替え機構を作動させ、窓閉接点とオート接点をオン状態にする。これにより、運転席の窓が全閉位置まで閉じて行く(オート閉状態)。また、操作ノブ1Aの凸部11bが、上側傾動部材22の押圧部22bをさらに押下して、傾動部材22、23をさらに後ろ側へ傾動させる。これにより、節度面22cと節度子25とがさらに相対的に摺動して、図6(b)に示すように、節度子25が第2山部M2を乗り越えて、傾斜部S4に係合した状態となり、2回目の節度感が付与される。

一方、運転席の窓を開く場合は、図7(a)に示すように、操作ノブ1Aの前端部11aを押し下げて、操作ノブ1Aを開方向(図7(a)で反時計回り)へ揺動操作して行く。すると、レバー12が揺動して、スイッチ要素10の切り替え機構を作動させ、窓開接点をオン状態にする。これにより、窓開接点がオン状態にある間だけ、運転席の窓が開いて行く(マニュアル開状態)。また、前側(図7で左側)にある操作ノブ1Aの凸部11fが上側傾動部材22の押圧部22fを押下して、傾動部材22、23を前側へ傾動させる。これにより、前側にある上側傾動部材22の節度面22dが節度子24に対して摺動する。つまり、節度面22dと節度子24とが相対的に摺動する。そして、図7(b)に示すように、節度子24が第1山部M1を乗り越えて、谷部R2の両側の傾斜部S2、S3に係合した状態となり、1回目の節度感が付与される。

この後、図8(a)に示すように、操作ノブ1Aの前端部11aをさらに押し下げて、操作ノブ1Aを開方向(図8(a)で反時計回り)へさらに揺動操作して行く。すると、レバー12がさらに揺動して、スイッチ要素10の切り替え機構を作動させ、窓開接点とオート接点をオン状態にする。これにより、運転席の窓が全開位置まで開いて行く(オート開状態)。また、操作ノブ1Aの凸部11fが、上側傾動部材22の押圧部22fをさらに押下して、傾動部材22、23をさらに前側へ傾動させる。これにより、前側にある上側傾動部材22の節度面22dと節度子24とがさらに相対的に摺動して、図8(b)に示すように、節度子24が第2山部M2を乗り越えて、傾斜部S4に係合した状態となり、2回目の節度感が付与される。

操作ノブ1Aに対する操作を解除すると、弾性部材26の弾性復帰力で節度子24、25が節度面22d、22cに押し付けられているため、節度子24、25が節度面22d、22cの上側から下側へ移動するように、該節度面22d、22cが節度子24、25に対して摺動する。これにより、傾きを矯正するように、傾動部材22、23が揺動して行く。また、上側傾動部材22の押圧部22f、22bにより操作ノブ1Aの凸部11f、11bが押し上げられて、操作ノブ1Aが揺動して行く。そして、図4に示すように、節度子24、25が節度面22d、22cの傾斜部S1にそれぞれ係合すると、傾動部材22、23の揺動が停止し、傾動部材22、23が水平な姿勢に復帰する。また、操作ノブ1Aが中立状態に復帰し、レバー12が鉛直な姿勢に復帰する。これにより、スイッチ要素10の切り替え機構が中立状態になって、各電気的接点がオフ状態になる。

図9は、操作スイッチ1の操作ノブ1Aの操作力と揺動角度の関係を示した図である。上述したように、操作ノブ1Aを開方向または閉方向へ揺動操作して行くと、節度モジュール20の対応する節度面22d、22cと節度子24、25とが相対的に摺動する。この際、図9の往路に示すように、操作ノブ1Aの操作力と揺動角度とが変化する。詳しくは、最初は、節度子24、25が第1山部M1に向かって傾斜部S1を摺動するので、操作ノブ1Aの中立位置からの揺動角度が大きくなるに連れて、操作力が増大して行く。次に、節度子24、25が第1山部M1を乗り越えて、傾斜部S2に到ると、操作力が減少して、1回目の節度感が付与される。次に、節度子24、25が傾斜部S2を経て、第2山部M2に向かって傾斜部S3を摺動すると、再び操作力が増大して行く。次に、節度子24、25が第2山部M2を乗り越えて、傾斜部S4に到ると、操作力が減少して、2回目の節度感が付与される。そして、節度子24、25が傾斜部S4を第2山部M2と反対側へ摺動して行くに連れて、操作力が増大して行く。

この後、操作ノブ1Aに対する操作が解除されると、上述したように、弾性部材26の弾性復帰力により、操作ノブ1Aが中立状態に復帰し、対応する節度面22d、22cと節度子24、25とが逆方向へ相対的に摺動する。この際、図9の復路に示すように、操作ノブ1Aの揺動角度が小さくなるに連れて、操作力が変動しながら減少して行く。つまり、節度子24、25が節度面22d、22cの山部M2、M1を乗り越える度に節度感が付与される。

上記実施形態によると、節度面22d、22cと節度子24、25と弾性部材26とを備えた節度機構が、パワーウインドウスイッチ100のケース6内に着脱可能に取り付けられるように、節度モジュール20としてモジュール化されている。このため、この節度モジュール20を組み立ててから、ケース6内に取り付けて、この前または後に、操作ノブ1Aや基板8、9やスイッチ要素10などの操作スイッチ1およびパワーウインドウスイッチ100の構成部品を組み付けることができる。よって、節度モジュール20、操作スイッチ1、およびパワーウインドウスイッチ100をそれぞれ容易に組み立てることができ、組立作業性を高めることが可能となる。

また、節度モジュール20以外の他の構成部品(ケース6、操作ノブ1A、基板8、9、スイッチ要素10など)が変更されても、節度モジュール20を作り直すことなく使用することができる。このため、節度モジュール20の汎用性を高めることが可能となる。

さらに、節度子24、25や節度面22d、22cが摩耗などで故障しても、他の構成部品を交換する必要はなく、節度モジュール20だけ交換すればよいので、保守性を高めることが可能となる。また逆に、ケース6、操作ノブ1A、スイッチ要素10、または基板8、9などが故障しても、節度モジュール20は交換することなく使用することができるので、この点でも、保守性を高めることが可能となる。

また、上記実施形態では、節度モジュール20を、保持部材21、傾動部材22、23、節度子24、25、および弾性部材26から構成している。そして、傾動部材22、23に一対の節度面22d、22cを形成し、保持部材21側に一対の節度子24、25と弾性部材26を設けている。このため、操作ノブ1Aを開方向または閉方向へ揺動操作することで、傾動部材22、23が前後に傾動して、対応する節度面22d、22cが節度子24、25に対して摺動し、節度感を付与することができる。

特に、節度面22d、22cを、複数の傾斜部S1〜S4、複数の谷部R1、2、および複数の山部M1、M2から構成しているので、操作ノブ1Aの揺動操作時に、節度子24、25が節度面22d、22cの各山部M1、M2を乗り越えることにより、複数回(2回)節度感を付与することができる。このため、操作ノブ1Aの多段階(2段階)操作の操作性を高めることが可能となる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、操作スイッチ1の節度モジュール20を例に挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、他の操作スイッチ2〜4にも節度モジュール20を適用してもよい。その場合、操作スイッチ2〜4の操作ノブ2A、3A、4Aの開方向または閉方向への揺動操作時に、それぞれ1回だけ節度感を付与する場合は、たとえば、節度面22c、22dに山部を1つだけ設けたり、操作ノブ2A、3A、4Aの揺動角度を小さく制限したりすればよい。

また、以上の実施形態では、節度モジュール20に、節度面22d、22cと節度子24、25を2つずつ設け、弾性部材26を1つ設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、節度モジュールに、節度面と節度子を1つずつ設けたり、弾性部材を複数設けたりしてもよい。また、節度面と節度子を1つずつ設ける場合は、操作ノブの開操作時に節度を生じさせるための山部と、操作ノブの閉操作時に節度を生じさせるための山部とを節度面に設ければよい。

また、以上の実施形態では、節度面22d、22cに山部と谷部が形成されているが、節度面22d、22cに山部のみまたは谷部のみを形成してもよい。

さらに、以上の実施形態では、5つの操作スイッチ1〜5が設けられたパワーウインドウスイッチ100に本発明を適用した例を挙げたが、これ以外の数の操作スイッチが設けられたパワーウインドウスイッチや、他の車載用スイッチまたは車載以外の用途のスイッチに対しても、本発明を適用することは可能である。

1 操作スイッチ 6 ケース 10 スイッチ要素 1A 操作ノブ 20 節度モジュール 21 保持部材 21b 孔部 22 上側傾動部材 23 下側傾動部材 22c、22d 節度面 24、25 節度子 26 弾性部材 100 パワーウインドウスイッチ M1、M2 山部 R1、R2 谷部 S1〜S4 傾斜部