操作装置

本発明は、操作レバーを揺動させることで所定機器に対する入力操作を可能とする操作装置に関するものである。

従来の操作装置として、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1の操作装置(入力装置)は、基板、支柱、操作レバー、およびプッシュスイッチ等を備えている。支柱は、基板上に設けられ、先端部が球面状に形成されている。また、操作レバーは、支柱の先端部側で、軸線方向が支柱の軸線と一致するように配置されている。操作レバーの支柱と対向する部位には、支柱の球面状先端部が入り込む球面状凹部が形成されており、操作レバーは支柱によって揺動可能に支持されている。

また、操作レバーの支柱側端部には、揺動方向に対応して径方向に張出す押圧部が設けられている。そして、押圧部に対応する基板上には、プッシュスイッチが設けられており、操作レバーが揺動されると、押圧部が傾斜して、プッシュスイッチを押圧する形となり、スイッチ入力が行われるようになっている。

実開平6−17073号公報

しかしながら、従来の操作装置では、各部材の寸法バラツキから、操作レバーに対する揺動操作が行われていない状態(自立姿勢)において、押圧部とプッシュスイッチとの間に、寸法バラツキを吸収するための隙間を設ける必要があると考えられる。この隙間によって、操作レバーにガタが発生し、自立姿勢の確保が困難となる。

また、操作レバーが揺動されるとき、球面状先端部に対して球面状凹部が面接触して摺動するので、摺動抵抗が発生してしまい、スムースな操作ができない可能性がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、安定した自立姿勢を確保できると共に、スムースな揺動操作を可能とする操作装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、基板(120)に対して、操作レバー(160)が立ち上がるように配置されており、操作レバーが揺動操作されることで、基板上に設けられた複数の接点部(121、122)のいずれかが接続されて、所定の入力状態を形成する操作装置において、 板状を成して、複数の接点部が占める領域よりも大きく設定されており、基板の操作レバー側の面から所定距離、離れて配置され、板状の面方向に伸縮可能な弾性板部材(130)と、 基板に対して、弾性板部材の周囲を支持する支持部(130a)と、 弾性板部材の基板側の面から複数の接点部に向けて突出形成されて、揺動操作時に複数の接点部のいずれかを接続状態にする複数の接点接続部(131、132)と、 複数の接点接続部の占める領域を内包するように、弾性板部材の基板とは反対側の面に配置されるプレート部(140)と、 プレート部の外周領域で、プレート部が基板とは反対側に移動することを規制する規制部(150)と、を備え、 操作レバーの基板側の端部は、プレート部の基板とは反対側の面の中心領域に接続されており、 揺動操作時に、揺動方向とは反対側のプレート部の外周部を支点として、プレート部が変位すると共に、プレート部の変位に伴って弾性板部材が変形して、接点続接部が接点部に接触して所定の入力状態を形成することを特徴としている。

この発明によれば、弾性板部材(130)の基板(120)とは反対側の面にプレート部(140)が面接触する形で配置され、更に、このプレート部(140)に対して操作レバー(160)が接続されている。よって、操作レバー(160)は、揺動操作されないとき、弾性板部材(130)の板面によってプレート部(140)を介して支持される形となるので、安定した自立姿勢を維持することができる。

また、プレート部(140)の外周領域が、規制部(150)によって基板(120)とは反対側に移動することが規制されている。そして、操作レバー(160)が揺動操作されると、揺動方向とは反対側のプレート部(140)の外周部を支点として、プレート部(140)が基板(120)側に傾斜変位する。プレート部(140)の変位に伴って弾性板部材(130)が変形して、接点続接部(131)が接点部(121)に接触するようになっている。本発明では、揺動操作時に、弾性板部材(130)の弾性変形に伴う反力(入力操作力)を受けるのみであり、従来技術のように構成部材同士が当接して当接面で摺動するような部分を有さない。よって、摺動抵抗の発生がなく、スムースな揺動操作が可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第1実施形態の操作装置を示す断面図である。

図1におけるII方向から見た矢視図である。

図1において、操作レバーが揺動操作された状態を示す断面図である。

図3における主要部を示す拡大図である。

第2実施形態における操作装置を示す断面図である。

図5におけるVI方向から見た矢視図である。

図5におけるVII−VII部を示す断面図である。

第3実施形態における操作装置を示す断面図である。

図8におけるIX方向から見た矢視図である。

第4実施形態における操作装置を示す矢視図である。

第5実施形態における操作装置を示す断面図である。

図11におけるXII方向から見た矢視図である。

図11におけるXIII−XIII部を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

(第1実施形態) 本発明の第1実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。第1実施形態の操作装置100Aは、いわゆるトグルスイッチを形成するものであり、操作レバー160を揺動操作することで、例えば、車両用空調装置の空調設定温度の上げ下げ、あるいは、空調吹出し風量の上げ下げを設定する装置となっている。操作装置100Aは、例えば、車両のインストルメントパネルの中央部に配置されるエアコン操作パネルに設けられている。

図1〜図3に示すように、操作装置100Aは、ケース110、基板120、第1接点部121、第2接点部122、ゴム板部材130、支持部130a、第1接点接続部131、第2接点接続部132、プレート部140、規制部150、操作レバー160、およびメタルドーム170等を備えている。

ケース110は、操作装置100Aの本体部を形成するものであり、例えば、樹脂材によって箱状(直方体)に形成されている。ケース110の中心部には、操作レバー160が挿通される挿通孔111と、基板120側で挿通孔111よりも大きく開口する基板側開口部112とが形成されている。挿通孔111、および基板側開口部112の操作レバー160の軸線方向に直交する断面形状は、例えば、四角形状を成している。

尚、図1に示すように、以下、操作レバー160の軸線方向の一方側(基板120側)を「基板側」と呼び、他方側(つまみ部163側)を「操作側」と呼ぶことにする。また、操作レバー160の軸線方向を、単に「軸線方向」と呼ぶことがある。

基板120は、例えば、ガラスエポキシ基板等から成り、操作装置100Aの電気回路部を形成している。基板120は、例えば、四角形状を成して、ケース110の基板側開口部112を塞ぐように配置されている。

第1接点部121は、基板120の操作側の面に形成され、空調設定温度あるいは空調吹出し風量を上げるための電気回路の開閉状態を形成する部位となっている。第1接点部121は、電気回路の配線の途中部位が切断された状態で形成されており、後述する第1接点接続部131が接触することで、切断部位が接続状態に形成されるようになっている。

第2接点部122は、基板120の操作側の面に形成され、空調設定温度あるいは空調吹出し風量を下げるための電気回路の開閉状態を形成する部位となっている。第2接点部122は、第1接点部121と同様に、電気回路の配線の途中部位が切断された状態で形成されており、後述する第2接点接続部132が接触することで、切断部位が接続状態に形成されるようになっている。

第1接点部121と、第2接点部122は、基板120上において、操作レバー160の揺動される方向に並ぶように配置されている。ここでは、図3に示すように、第1接点部121は、揺動操作方向の上側に対応し、第2接点部122は、揺動操作方向の下側に対応するように配置されている。

ゴム板部材130は、操作レバー160の軸線方向から見たときに、複数の接点部121、122が占める領域よりも大きく設定されたゴム製の板状部材となっている。ゴム板部材130は、例えば、操作レバー160の軸線方向から見た形状が、四角形状を成しており、基板120の操作側の面から所定距離、離れて配置され、板状の面方向に伸縮可能となっている。ゴム板部材130は、本発明の弾性板部材に対応する。

支持部130aは、基板120に対して、ゴム板部材130が離れた状態で、ゴム板部材130の周囲を支持する部材となっている。支持部130aは、ゴム板部材130の基板側の面の周囲で、基板120に向けて突出するように形成されている。支持部130aは、例えば、ゴム板部材130と同一材(ゴム材)にて一体的に形成されている。

第1接点接続部131、第2接点接続部132は、ゴム板部材130の基板側の面から各接点部121、122に向けて、例えば、円柱状に突出形成されて、操作レバー160の揺動操作時に各接点部121、122のうちのいずれかを接続状態にする部材となっている。各接点接続部131、132は、ゴム板部材130と同一材(ゴム材)にて一体的に形成されている。各接点接続部131、132の先端部には、例えば、導電性の金属層が設けられている。

第1接点接続部131は、第1接点部121と対向配置されており、操作レバー160が図3中の上向き方向に揺動操作されると、第1接点接続部131の先端部が第1接点部121に接触して、第1接点部121を接続状態にするようになっている。

同様に、第2接点接続部132は、第2接点部122と対向配置されており、操作レバー160が図3中の下向き方向に揺動操作されると、第2接点接続部132の先端部が第2接点部122に接触して、第2接点部122を接続状態にするようになっている。

尚、ゴム板部材130の基板側の面の中心位置には、基板120側に球面状を成して突出する凸部133が設けられている。凸部133は、ゴム板部材130と同一材(ゴム材)にて一体的に形成されている。

プレート部140は、図2に示すように、操作レバー160の軸線方向から見たときに、各接点接続部131、132の占める領域を内包するように、ゴム板部材130の操作側(基板とは反対側)の面に配置された樹脂製の板部材となっている。プレート部140は、ゴム板部材130に接合されている。

プレート部140は、軸線方向から見た形状が、例えば、四角形状(正方形)を成しており、その一辺の長さは、各接点接続部131、132の並ぶ方向の両外側間の距離にほぼ等しく設定されている。つまり、軸線方向から見たとき、各接点接続部131、132は、プレート部140の内側領域に入るように配置されると共に、各接点接続部131、132の外周の一部が、四角形状のプレート部140の外周位置に一致するように配置されている。

プレート部140の中心領域には、筒状を成して操作側に突出する筒部141が、一体的に設けられている。筒部141は、例えば、断面形状が円形状の操作レバー160の先端部が挿入されるように、円筒形状を成している。

規制部150は、ゴム板部材130が変形していない状態(平板状態)において、プレート部140の外周領域で、プレート部140が操作側(基板120とは反対側)に移動することを規制する部材となっている。規制部150は、例えば、額縁のように枠状に形成されており、プレート部140の周囲を操作側から基板側に向けて覆うようにして、基板側開口部112に固定されている。

操作レバー160は、基板120に対して、軸線が垂直方向に立ち上がるように配置されており、操作者によって揺動操作されることで、基板120上の各接点部121、122のいずれかを接続させて、所定の入力状態(設定値の上げ下げ)を形成する部材となっている。

操作レバー160は、基板120の面に対して垂直方向に延びる主軸部161と、操作側で主軸部161に対して交差する方向に板状に拡がる鍔部162と、鍔部162から操作側に突出する板状のつまみ部163と、を有している。

主軸部161は、例えば、円柱状を成しており、基板側の先端部は、筒部141内に挿入されて、プレート部140に接合されている。鍔部162は、操作側から見た形状が、例えば、四角形状を成している。また、つまみ部163は、操作側から見て、例えば、鍔部162において揺動方向に対して交差する方向に延びる板状に形成されている。

メタルドーム170は、基板120の操作側の面で、ゴム板部材130の凸部133に向けて突出して、操作レバー160の揺動操作時に、凸部133によって押込まれることで、揺動操作に伴うクリック感を発生させる部材となっている。メタルドーム170は、本発明のドーム型可動接点部に対応する。

メタルドーム170は、薄肉の金属部材から、文字通りドーム状に形成されており、凸部133によって押込まれることで、ドーム形状が反転して、不連続な反力に伴うクリック感を発生するようになっている。

本実施形態の操作装置100Aの構成は以上のようになっており、以下、図4を加えて、操作装置100Aの作動、および作用効果について説明する。

まず、操作レバー160が操作されていない状態において、操作レバー160は、プレート部140を介して、ゴム板部材130の板面によって支持されると共に、規制部150によって操作側への位置が規制されて、直立状態(自立姿勢)が維持されている(図1)。このとき、各接点接続部131、132は、各接点部121、122に対して非接触の状態となっている。また、凸部133は、メタルドーム170の突出側先端と接触している。

次に、操作レバー160が操作者によって揺動操作(例えば、図4では上側の揺動)が行われると、揺動方向とは反対側のプレート部140の外周部を支点として、プレート部140は、基板側に傾斜するように変位する。そして、プレート部140の変位に伴ってゴム板部材130が、以下のように変位、変形する。即ち、ゴム板部材130のプレート部140と接触している領域は、プレート部140と共に傾斜するように変位し、また、ゴム板部材130の揺動方向の先端側における支持部130aとプレート部140端部との間で延びるように変形する。

更に、揺動方向側の接点接続部(ここでは、第1接点接続部131)が、対応する接点部(ここでは、第1接点部121)に接触して、揺動方向に対応する接点部の電気回路が接続状態とされて、その電気回路の入力状態が形成される。つまり、操作レバー160が図4中の上側に揺動される場合であると、空調設定温度、あるいは空調吹出し風量の設定値が所定量、上がるように入力設定されることになる。逆に、操作レバー160が図4中の下側に揺動される場合であると、空調設定温度、あるいは空調吹出し風量の設定値が所定量、下がるように入力設定されることになる。

尚、メタルドーム170は、揺動操作に伴い、凸部133によって基板側に押込まれることになり、押込みの途中でドーム形状が反転して、操作者に対して、不連続な反力に伴うクリック感を発生させる。

以上のように、本実施形態によれば、ゴム板部材130の操作側(基板120とは反対側)の面にプレート部140が面接触する形で配置され、更に、このプレート部140に対して操作レバー160が接続されている。よって、操作レバー160は、揺動操作されないとき、ゴム板部材130の板面によってプレート部140を介して支持される形となるので、安定した自立姿勢を維持することができる。

また、プレート部140の外周領域が、規制部150によって操作側(基板120とは反対側)に移動することが規制されている。そして、操作レバー160が揺動操作されると、揺動方向とは反対側のプレート部140の外周部を支点として、プレート部140が基板120側に傾斜変位する。プレート部140の変位に伴ってゴム板部材130が、上記のように変形して、揺動方向側の接点続接部(131)が対応する接点部(121)に接触するようになっている。本実施形態では、揺動操作時に、ゴム板部材130の弾性変形に伴う反力(入力操作力)を受けるのみであり、従来技術のように構成部材同士が当接して当接面で摺動するような部分を有さない。よって、摺動抵抗の発生がなく、スムースな揺動操作が可能となる。

また、本実施形態では、基板120にメタルドーム170を設けて、揺動操作時にクリック感を発生させるようにしているので、操作者に対して、操作の実感を与えることができる。

(第2実施形態) 第2実施形態の操作装置100Bを図5〜図7に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、プッシュスイッチ部180を追加したものである。本操作装置100Bは、プッシュスイッチ部180によって、例えば、車両のシートヒータとクーラとの機能を切替え可能とすると共に、操作レバー160による設定温度の変更を可能とする多機能スイッチとなっている。

プッシュスイッチ部180は、操作レバー160の長手方向に摺動可能に配置されて、各接点部121、122とは異なる入力状態(シートヒータかクーラかの選択)を形成するスイッチ部となっている。プッシュスイッチ部180は、操作レバー160中心部で軸線に沿って貫通形成された挿通孔164に挿通されて、軸線方向に摺動可能となっている。プッシュスイッチ部180の基板側の先端部は、ゴム板部材130の操作側の面に当接している。

そして、基板120において、ゴム板部材130の凸部133に対応する部位には、各接点部121、122とは異なる入力状態を形成するための第3接点部123が設けられている。即ち、第3接点部123は、シートヒータかクーラかを選択決定するための電気回路の開閉状態を形成する部位となっている。尚、第3接点部123に対向する凸部133は、第3接点部123を接続状態にする接点接続部(第3接点接続部)として機能するようになっている。第3接点部123には、上記第1実施形態で説明したメタルドーム170によるクリック感を発生させる機能を付加してもよい。

本実施形態では、プッシュスイッチ部180を順次押込むことで、第3接点部123を接続状態にして、シートヒータかクーラかの選択が可能となる。また、上記第1実施形態と同様に、操作レバー160を揺動操作することで、温度設定値の変更が可能となり、多機能な操作装置100Bとすることができる。

(第3実施形態) 第3実施形態の操作装置100Cを図8、図9に示す。第3実施形態は、上記第1実施形態に対して、操作レバー160の軸線(仮想軸)を中心とするねじれの動きを防止するねじれ防止部を設けたものである。

本実施形態では、ねじれ防止部は、溝部113と張出し部165とが設けられて形成されている。溝部113は、ケース110の操作側において、挿通孔111の内周面から操作レバー160の揺動方向に沿って、径方向外側に掘り込まれた溝として形成されている。操作レバー160の軸線方向から見た溝部113の溝幅は、所定寸法で一定に形成されている。溝部113は、例えば、挿通孔111の径方向に対向するように2カ所、配置されている。

張出し部165は、溝部113に対応するように、操作レバー160の主軸部161の外周面から径方向外側に張出すように板状に設けられている。張出し部165は、溝部113の内部に入り込むように形成されている。操作レバー160の軸線方向から見た張出し部165の板厚は、溝部113の溝幅よりわずかに小さく設定されている。また、張出し部165の径方向への張出し寸法は、溝部113の径方向の溝深さよりも小さく設定されて、操作レバー160の揺動操作が阻害されないようになっている。

本実施形態では、操作レバー160が揺動操作される際に、張出し部165が溝部113にガイドされるように移動される。加えて、揺動操作時に操作レバー160の軸線(仮想軸)を中心とするねじれ(回転)の動きが発生したとしても、張出し部165の板面が、対向する溝部113の面に当たるので、ねじれの動きが防止される。

(第4実施形態) 第4実施形態の操作装置100Dを図10に示す。第4実施形態は、上記第1実施形態に対して、第3実施形態と同様に、操作レバー160の軸線(仮想軸)を中心とするねじれの動きを防止する他の形態のねじれ防止部を設けたものである。

本実施形態における他の形態のねじれ防止部は、ケース110の挿通孔111と、操作レバー160の主軸部161と、の断面形状を工夫することで形成されている。即ち、挿通孔111の軸線方向から見た断面形状は、四角形状を成しており、その一組の向かい合う壁面間の寸法(図10中の左右方向の寸法)が所定寸法に設定されている。

そして、主軸部161の断面形状は、ここでは、四角形状を成すように形成されている。主軸部161において、挿通孔111の一組の壁面に対向する面間の寸法が、上記の所定寸法よりもわずかに小さく設定されている。

本実施形態では、操作レバー160が揺動操作される際に、挿通孔111の一組の向かい合う壁面にガイドされるように、操作レバー160が移動される。加えて、揺動操作時に操作レバー160の軸線(仮想軸)を中心とするねじれ(回転)の動きが発生したとしても、挿通孔111の一組の向かい合う壁面に、操作レバー160の対向する面が当たるので、上記第3実施形態と同様に、ねじれの動きが防止される。

(第5実施形態) 第5実施形態の操作装置100Eを図11〜図13に示す。第5実施形態は、上記第1実施形態に対して、操作レバー160に対する軸線方向(長手方向)の押込み力によって、複数の接点部121、122が同時に接続状態となることを防止する押込み防止部114を設けたものである。

押込み防止部114は、ケース110において、鍔部162と対向する面から鍔部162側に突出する部材として形成されている。押込み防止部114は、操作レバー160が揺動操作される方向に対して交差する方向(図12中の左右方向)に、且つ、主軸部161を跨ぐように複数(ここでは2つ)設けられている。押込み防止部114の鍔部162側の面は、揺動操作時の仮想円弧形状に沿うような曲面に形成されている。具体的には、押込み防止部114の鍔部162側の面は、凸部133の突出側先端部を中心として、この中心から鍔部162までの距離を半径とする円弧状の曲面を描くように形成されている。

本実施形態では、操作レバー160が揺動操作される際に、鍔部162が押込み防止部114の曲面に沿うようにして移動される。加えて、揺動操作時に操作レバー160の軸線方向(長手方向)に押込むような力が発生したとしても、押込み防止部114によって操作レバー160の押込み方向の移動が阻止される。したがって、複数の接点部121、122が同時に接続状態となることが防止される。

(その他の実施形態) 上記各実施形態では、ゴム板部材130をゴム材から形成されるものとしたが、板面方向に伸縮可能な弾性板部材であれば、例えば、樹脂材等を用いたものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、支持部130a、各接点接続部131、132、および凸部133は、ゴム板部材130と一体的に設けられるものとしたが、別部材がゴム板部材130に接合されたものとしてもよい。

また、上記第1実施形態では、基板120にメタルドーム170を設けて、操作レバー160の揺動操作時にクリック感が得られるものとしたが、本発明においては、メタルドーム170は、必須要件ではなく、メタルドーム170を廃止したものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、操作装置100A〜100Eを空調装置の設定温度、あるいは吹出し風量を入力設定するものとして説明したが、これに限らず、オーディオ装置の音量調整や、パワーウインドウの開閉操作等の入力等の他の入力操作に用いられるものとしてもよい。

また、上記各実施形態では、操作装置100A〜100Eの操作レバー160は、水平方向を向くものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、垂直方向を向くものとしてもよい。

100A〜100E 操作装置 113 溝部(ねじれ防止部) 114 押込み防止部 120 基板 121 第1接点部(複数の接点部) 122 第2接点部(複数の接点部) 130 ゴム板部材(弾性板部材) 130a 支持部 131 第1接点接続部(複数の接点接続部) 132 第2接点接続部(複数の接点接続部) 140 プレート部 150 規制部 160 操作レバー 165 張出し部(ねじれ防止部) 170 メタルドーム(ドーム型可動接点部) 180 プッシュスイッチ部