JP2005339896A - 押圧操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多方向に押圧操作可能な操作釦の支持構造として格別の部品を必要とせず、部品点数を削減できるとともに、組み立ても簡単で、しかも、操作釦の十分な復帰力を安定して確保することができる押圧操作装置を得ることにある。
【解決手段】 操作面母材１に操作釦２０を複数方向へ傾動可能に取り付け、その操作釦２０を押圧傾動させることにより、複数の被押圧部品４１を選択的に動作させる押圧操作装置において、前記操作面母材１に設けられ、前記操作釦が嵌め込まれる釦嵌合穴２と、この釦嵌合穴２の中心部に配置され、前記操作面母材１に支持腕３を介して一体形成された釦支持部４とを有し、その釦支持部４には、これに嵌着された前記操作釦２０を３方向以上の異なる方向へ傾動可能とする複数のヒンジ部８，９を一体形成したものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばカーオーディオ等のスイッチ操作に適用する押圧操作装置に係わり、特に複数のスイッチを選択的に押圧操作する多方向操作釦を備えた押圧操作装置に関するものである。

従来のこの種の押圧操作装置として、スイッチ押圧用の操作釦を多方向に押圧傾動可能な支持構造とし、その操作釦にとって複数のタクトスイッチを選択的に押圧動作させるようにしたものは既に知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
すなわち、特許文献１の押圧操作装置は、１つの多方向釦（操作釦）と、この多方向釦の周辺部に配置する複数の押し釦を一体に有する隣接釦とを合体させてユニット化した集合スイッチ装置を構成しているもので、前記多方向釦と前記隣接釦のそれぞれは操作パネルと別に形成され、その操作パネルに設けられた釦嵌合穴に前記多方向釦を嵌め込んで前記隣接釦を操作パネルにネジ止めした構成としている。ここで、前記隣接釦は、円筒状のリブの中心部に平面卍形状のバネ部を介して軸受部を一体形成すると共に、前記リブの外周に当該リブと一体の複数のヒンジ部を介して複数の押し釦をそれぞれ一体に片持ちさせた構成となっている。そして、前記多方向釦の裏面中心部に一体形成された複数の溶着軸を前記隣接釦の軸受部に溶着して当該隣接釦と前記多方向釦とを一体結合することにより、前記隣接釦の軸受部を中心にして前記多方向釦を上下・左右の多方向に傾動可能としている。このような構成の特許文献１によれば、多方向釦を押圧すると、卍形状のバネ部が撓み変形することで前記多方向釦によるタクトスイッチの押圧が可能となり、また、周辺側の押し釦を押圧することで前記ヒンジ部が撓み変形して所定のタクトスイッチが押圧されるというものである。

一方、特許文献２の押圧操作装置は、裏面周方向に複数の押圧突起を、かつ裏面中心部に支持軸を一体に有する操作釦（押圧体）と、この操作釦を揺動可能に支持する支持部材と、前記各押圧突起に対向する複数のスイッチ素子とを備えた揺動操作型スイッチ装置において、前記支持部材に凹部と当該凹部側を固定端とした十字状をなす片持ち梁状の弾性腕とを形成し、その弾性腕の自由端側に前記操作釦の連結突起を熱溶着や冷間かしめ等で結合させて前記操作釦と支持部材とを一体化するとともに、固定板上に固定されたフレキシブル基板と前記押圧突起との間にタクトばねを介在させて前記固定板と前記支持部材とを固定した構成としている。これにより、前記特許文献１の場合と同様に、操作釦を上下・左右の多方向に傾動可能とし、その操作釦の押圧解除時の復帰力を前記片持ち梁状の弾性腕とタクトばねで得られるようにしている。

特開平１１−２９７１６５号公報（第４頁、図５〜図１３） 特開２０００−３１５４４５号公報（第３〜４頁、図２〜図４）

従来の押圧操作装置は以上のように構成されているので、特許文献１の場合、多方向釦（操作釦）を傾動可能に支持するための軸受部および卍形状のヒンジ部を有する隣接釦が操作パネルとは別体となっており、しかも、前記多方向釦と前記隣接釦とを溶着して一体化し、その隣接釦の複数箇所を前記操作パネルにネジ止めしているため、操作釦の支持構造に必要な部品点数が多くなって、組み立て工数がかかるという課題があった。また、前述のように多方向釦と隣接釦の軸受部とが溶着により一体化されているため、前記隣接釦の軸受部が卍形状のバネ部で一体保持されているとはいえども、そのバネ部には前記多方向釦の押圧負荷が一様に作用することとなり、その押圧操作に強い力を要するのみならず、前記多方向釦の押圧操作の度に前記卍形状のバネ部全体が捻れたり弾性変形するため、前記多方向釦が押圧時に意図する方向とは異なった方向に傾動する危惧があり、さらには、前記ネジ部が早期に疲労し、前記多方向釦の押圧解除時における当該多方向釦の前記バネ部による復帰力が損なわれ易いという課題があった。特に、前記隣接釦に卍形状のバネ部を一体形成したのでは、そのバネ部を含む操作釦支持部全体の構造が大型化し、操作釦支持部に必要な構造の小型化が困難になるという課題があった。さらに、前記卍形状のバネ部によって、操作釦の文字照明や操作釦外周の露光照明等の範囲が制限されるという課題もあった。

一方、特許文献２にあっては、裏面周方向に複数の押圧突起と連結突起を有する操作釦（操作体）と、この操作釦を揺動可能に支持する支持部材と、固定板上に固定されたフレキシブル基板と、このフレキシブル基板上に粘着テープで固定されて前記操作釦の連結突起との間に介在させたタクトばねとによって揺動操作型スイッチ装置を構成しているため、部品点数が多いばかりか、組み立てに際しては、操作釦の支持軸の軸受部となる支持部材の凹部を中心として十字状に形成した片持ち梁状の弾性腕の自由端側に前記操作釦と一体の連結突起を熱溶着や冷間かしめ等によって一体結合させたり、前記支持部材をフレキシブル基板の固定板に固定しなければならず、組み立てに多くの手数がかかって組立作業性が非常に悪いという課題があった。また、前記操作釦の押圧解除時の復帰力を前記片持ち梁状の弾性腕と前記タクトばねとによって得ているが、前記片持ち梁状の弾性腕は、その自由端部と、前記操作釦の裏面周縁側に一体突設した連結突起とを連結可能な長さに形成しなければならず、このため、前記弾性腕の早期疲労が発生し易く、これに起因して前記操作釦の復帰力が損なわれるという危惧があった。

この発明の上記のような課題を解決するためになされたもので、多方向に押圧操作可能な操作釦の支持構造として格別の部品を必要とせず、部品点数を削減できるとともに、組み立ても簡単で、しかも、操作釦を意図する方向へ正確に安定して傾動させることができるとともに、操作釦の十分な復帰力を安定して確保することができる押圧操作装置を得ることを目的とする。

この発明に係る押圧操作装置は、操作面母材に操作釦を複数方向へ傾動可能に取り付け、その操作釦を押圧傾動させることにより、複数の被押圧部品を選択的に動作させる押圧操作装置において、前記操作面母材に設けられ、前記操作釦が嵌め込まれる釦嵌合穴と、この釦嵌合穴の中心部に配置され、前記操作面母材に支持腕を介して一体形成された釦支持部とを有し、その釦支持部には、これに嵌着された前記操作釦を３方向以上の異なる方向へ傾動可能とする複数のヒンジ部を一体形成したものである。

この発明によれば、操作面母材の釦嵌合穴の中心部に複数の支持腕を介して釦支持部を一体形成するとともに、その釦支持部には、これに嵌着された操作釦を３方向以上の多方向に傾動可能とするヒンジ部を一体形成するように構成したので、前記操作面母材とは別部材のヒンジ部や前記操作釦の復帰力を得るためのバネ部材が不要となり、このため、部品点数が削減できて前記操作釦の組み付けも簡単に手際よく行うことができるという効果がある。また、前記釦支持部は、これと一体の支持腕で前記操作面母材に一体に保持され、しかも、複数のヒンジ部を一体に有しているので、強度上の問題が生じる危惧も少なく、さらに、前記操作釦の押圧傾動時には前記ヒンジ部が支点として捻れるため、前記操作釦の押圧解除時には、前記ヒンジ部の捻れに対する反発力（復帰力）によって前記操作釦を元の位置に復帰させることができるという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による押圧操作装置を示す外観斜視図、図２は図１の操作釦取り外し状態を示す斜視図、図３は図２を反対側から見た斜視図、図４（Ａ）は図２中の操作パネルの要部平面図、図４（Ｂ）は図２中の操作釦の裏面図、図５は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図６は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図に示す押圧操作装置は、例えばカーオーディオ等のスイッチ操作パネルからなる操作面母材（以下、操作パネルという）１に操作釦２０を異なった多方向に傾動可能に取り付けた構成となっている。前記操作パネル１は硬質合成樹脂により一体形成されたもので、前記操作釦２０を傾動可能に嵌め込むための釦嵌合穴２を有しており、この釦嵌合穴２の中心部には前記操作パネル１に支持腕３を介して一体形成された釦支持部４が設けられている。

前記釦支持部４は、大きさ（径）が異なる複数の枠状フレーム５〜７を同心状に離間配置し、それらの枠状フレーム５〜７の相互に跨ってヒンジ部８，９を一体形成し、かつ、前記各枠状フレーム５〜７における最も外側の枠状フレーム５と操作パネル１の釦嵌合穴２の底部側とに跨って複数の支持腕３を一体形成した構造となっている。さらに詳しく説明すると、前記各枠状フレーム５〜７において、最も外側に位置する第１の枠状フレーム５は、この枠状フレーム５の下部外周からラジアル方向に延びる平面十字形状の前記支持腕３によって前記操作パネル１と一体に連結されている。また、前記第１の枠状フレーム５の内側に位置する第２の枠状フレーム６は、その外周面対称位置が前記第１の枠状フレーム５に第１のヒンジ部８で一体に連結されている。さらに、前記第２の枠状フレーム６の内側に位置する第３の枠状フレーム７は、前記第１のヒンジ部８とは異なる方向の第２のヒンジ部９によって前記第２の枠状フレーム６に一体に連結されている。換言すると、前記第１のヒンジ部８は、前記第１の枠状フレーム５と第２の枠状フレーム６とに跨って両者間の対称位置で第１，第２の枠状フレーム５，６相互に一体形成され、前記第２のヒンジ部９は、前記第２の枠状フレーム６と第３の枠状フレーム７とに跨って両者間の対称位置で第２，第３の枠状フレーム６，７に一体形成されているもので、前記第１のヒンジ部８と第２のヒンジ部９は直角方向（平面十字方向）に形成されている。

以上のように構成された釦支持部４において、その中心部に位置する第３の枠状フレーム７は他の枠状フレーム５，６よりも高く形成されている。このような第３の枠状フレーム７の内壁面対称位置には、前記対称位置の第１のヒンジ部８相互を結ぶ線上で対向する左右一対の釦係合爪１０が一体突設されている。また、前記各支持腕３における前記釦嵌合穴２の内周面側には釦回り止め用の溝部１１（図４（Ａ）参照）が設けられており、この溝部１１は、前記各支持腕３上に一体形成されたリブ１１ａによって形成され、前記操作釦２０の位置決めを兼ねている。さらに、前記釦嵌合穴２の底部内周縁部に環状の内向きフランジ１２が一体形成され、このフランジ１２には、前記各支持腕３の相互間に位置する切欠部１３が形成されており、この切欠部１３は、後述するスイッチ押圧用の押圧突起３１を挿入するためのものである。

一方、前記操作釦２０は、図５および図６に示すように、有蓋筒状の釦本体２１と、この釦本体２１の外側に嵌着結合された円筒状の外装カバー２２と、この外装カバー２２のの表面側に嵌着された表面カバー２３とからなっている。そして、前記釦本体２１の裏面には、前記釦支持部４の中心部に位置する第３の枠状フレーム７の前端面（図５では上端面）に当接させる円形状の中央凸部（フレーム押圧部）２４と、この中央凸部２４の中心部に突設された中心軸部２５と、この中心軸部２５を挟む位置に突設された一対の係合片部２６と、これらの係合片部２６と異なった位置で前記中心軸部２５を挟んで前記中央凸部２４に突設され、前記第３の枠状フレーム７の内周面に摺接させるリブ状の突起２７と、前記中央凸部２４の周縁部で前記第２の枠状フレーム６の前端面に当接可能な位置に突設されたリブ突起からなる複数（図では４つ）のフレーム押圧突起（フレーム押圧部）２８と、前記第１の枠状フレーム５の前端面に当接可能な位置に突設されたリブ状の複数のストッパ突起２９とが一体形成されている。

ここで、前記係合片部２６には、図３に示すように、前記第３の枠状フレーム７の釦係合爪１０にスライド可能に嵌め込み係合させるためのスリット２６ａが設けられている。したがって、前記釦係合爪１０と前記係合片部２６のスリット２６ａは、前記釦嵌合穴２に嵌め込まれた操作釦２０と前記第３の枠状フレーム７とを爪係合させる爪係合部となるものである。なお、その爪係合部は、前記操作釦２０を釦嵌合穴２嵌め込み時に前記第３の枠状フレーム（最も内側の枠状フレーム）７に係合させ得るものであればよく、前記構成のものに特定されるものではない。また、前記釦本体２１には、複数の光照射孔３０が設けられている。さらに、前記釦本体２１における筒状壁の端面には、前記切欠部１３に対応する複数のスイッチ押圧用の押圧突起３１と、前記溝部１１に嵌め込む回り止め突起部３２が一体突設されている。

次に、前記操作釦２０の組み付けについて説明する。
ここで、前記操作釦２０の表面カバー２３には、その操作釦２０の上下左右を視認できる表示があるので、その表示を視認しながら前記操作釦２０を上下左右方向が正しくなるように当該操作釦２０を操作パネル１の前面側から釦嵌合穴２に嵌め込むと、前記操作釦２０の一対の係合片部２６が操作パネル１における釦嵌合穴２の中心部に位置する第３の枠状フレーム７内に挿入される。このとき、前記一対の係合片部２６は、前記第３の枠状フレーム７の内壁面に摺接して相対方向に弾性変形し、その必要以上の弾性変形が中心軸部２５で阻止されて前記第３の枠状フレーム７内に挿入される。そして、前記係合片部２６のスリット２６が前記枠状フレーム７内の係合爪１０との対応位置に到達すると、前記係合片部２６が弾性復元して前記係合爪１０と前記スリット２６とが係合する。これと同時に、前記操作釦２０の押圧突起３１が操作パネル１側の切欠部１３に挿入され、かつ、前記操作釦２０の回り止め突起３２が操作パネル１における支持腕３上の溝部１１に嵌め込まれる。

このようにして操作パネル１の釦嵌合穴２に嵌め込まれた操作釦２０は、前記係合爪１０および各枠状フレーム５〜７間のヒンジ部８，９をそれぞれ支点として上下左右の４方向へ傾動可能に支持された組み付け状態となる。そして、前記操作パネル１をカーオーディオ等の前面側に組み付けた状態では、図５および図６に示すように、基板４０上に実装された複数（図では４個）のスイッチ４１に当該スイッチ４１のＯＦＦ位置で前記各押圧突起３１が当接または近接した状態に保持される。

次に動作について説明する。
操作パネル１がカーオーディオ等の前面に組み付けられている状態において、操作釦２０の上部を押圧すると、釦嵌合穴２の中心部に位置する第３の枠状フレーム７内の係合爪１０を支点にして前記操作釦２０が傾動し、当該操作釦２０の中央凸部２４の上部が第３（中心部）の枠状フレーム７の上部を押圧するとともに、前記操作釦２０の裏面上部側のフレーム押圧突起２８が第２（中間部）の枠状フレーム６の上部を押圧することにより、その押圧方向に第１のヒンジ部８が捻れ、当該ヒンジ部８を支点にして前記第２の枠状フレーム６と第３の枠状フレーム７が前記操作釦２０と同一方向へ一体的に傾動する。これにより、前記操作釦２０の押圧側裏面に位置する押圧突起３１がスイッチ４１を押動する。そして、前記操作釦２０の押圧を解除すると、前記第１のヒンジ部８の捻れに対する反発力（以下、自己復帰力という）によって前記第２および第３の枠状フレーム６，７と操作釦２０がそれぞれ元の位置に復帰する。また、前記操作釦２０の下部を押圧した場合においても、当該操作釦２０は、前記係合爪１０を支点にして傾動すると共に、前記操作釦２０の裏面下部側のフレーム押圧突起２８が第２の枠状フレーム６の下部を押圧することにより、その押圧方向に第１のヒンジ部８が捻れて前記第２，第３の枠状フレーム６，７が前記操作釦２０と同一方向に一体的に傾動し、その傾動方向の押圧突起３１でスイッチ４１が押動され、かつ、前記操作釦２０の押圧解除時には前記第１のヒンジ部８の自己復帰力で前記第２，第３の枠状フレーム６，７および前記操作釦２０がそれぞれ元の位置に復帰する。さらに、前記操作釦２０を左右いずれかの方向に押圧すると、当該操作釦２０の中央凸部２４が前記第３の枠状フレーム７を前記操作釦２０と同一方向に押圧するとともに、前記操作釦２０の左右いずれかのフレーム押圧突起２８が第３の枠状フレーム７を押圧することにより、第２のヒンジ部９が捻れて第３の枠状フレーム７が前記操作釦２０と同一方向に傾動し、その傾動方向に押圧突起３１によってスイッチ４１が押動され、前記操作釦２０の押圧を解除すると、前記第２のヒンジ部９の自己復帰力によって前記第３の枠状フレーム７および前記操作釦２０がそれぞれ元の位置に復帰する。

以上説明した実施の形態１によれば、操作パネル１の釦嵌合穴２の中心部に複数の支持腕３を介して前記操作パネル１に一体形成された釦支持部４を設け、この釦支持部４を第１から第３の枠状フレーム５〜７を同心状に配置し、それらの枠状フレーム５〜７の相互を異なる方向の第１，第２のヒンジ部７，８で一体に連結すると共に、前記釦支持部４の中心部に位置する第３の枠状フレーム７の内壁面と操作釦２０の裏面中部には、前記釦嵌合穴２内への操作釦２０の嵌め込時に爪係合して当該操作釦２０を前記第３の枠状フレーム７の傾動可能に支持する爪係合手段（スリット２６ａを有する係合片部２６と係合爪１０）を設けるように構成したので、前記操作パネル１の釦嵌合穴２に操作釦２０を嵌め込むだけで、当該操作釦２０を簡単に手際よく組み付けることができるという効果がある。しかも、組み付け後の操作釦２０は、前記爪係合手段の係合爪１０および前記第１，第２のヒンジ部８，９を支点にして多方向（４方向）に傾動可能となるので、前記釦支持部４を操作パネル１とは別部材に形成する必要がなく、部品点数が削減できるとともに、前記操作釦２０をこれと一体の複数の支持腕３によって安定支持できるという効果がある。しかも、前記支持腕３上にはリブ１１ａを、かつ前記操作釦２０には複数のリブ状突起２７〜２９を一体形成するように構成したので、前記操作釦２０の押圧操作によって前記支持腕３やヒンジ部８，９が破損するようなことがなく、それらの十分な強度を確保できるという効果がある。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、操作釦２０を上下左右の４方向に傾動可能な釦支持部４を第１から第３の枠状フレーム５〜７を第１，第２のヒンジ部８，９によって４方向に傾動可能な構成としたが、その釦支持部４は、第１から第３の枠状フレーム５〜７間における第１，第２のヒンジ部８，９の形成位置を変えることにより、それらのヒンジ部８，９を支点にして前記操作釦２０を３方向に傾動可能な支持構成とすることも可能であり、この場合も上記実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１による押圧操作装置を示す外観斜視図である。 図１の操作釦取り外し状態を示す斜視図である。 図２の反対側から見た斜視図である。 図４（Ａ）は図２中の操作パネルの要部平面図、図４（Ｂ）は図２中の操作釦の裏面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 操作パネル、２ 釦嵌合穴、３ 支持腕、４ 釦支持部、５ 第１の枠状フレーム、６ 第２の枠状フレーム、７ 第３の枠状フレーム、８ 第１のヒンジ部、９ 第２のヒンジ部、１０ 釦係合爪、１１ 溝部、１１ａ リブ、１２ フランジ、１３ 切欠部、２０ 操作釦、２１ 釦本体、２２ 外装カバー、２３ 表面カバー、２４ 中央凸部、２５ 中心軸部、２６ 係合片部、２６ａ スリット、２７ 突起、２８ フレーム押圧突起、２９ ストッパ突起、３０ 光照射孔、３１ 押圧突起、４０ 基板、４１ スイッチ。

Claims (5)

1. 操作面母材に操作釦を複数方向へ傾動可能に取り付け、その操作釦を押圧傾動させることにより、複数の被押圧部品を選択的に動作させる押圧操作装置において、
   前記操作面母材に設けられ、前記操作釦が嵌め込まれる釦嵌合穴と、この釦嵌合穴の中心部に配置され、前記操作面母材に支持腕を介して一体形成された釦支持部とを有し、その釦支持部には、これに嵌着された前記操作釦を３方向以上の異なる方向に傾動可能に支持する複数のヒンジ部が一体形成されていることを特徴とする押圧操作装置。
2. 釦支持部は、同心状に配置された大小複数の枠状フレームと、これらの枠状フレーム相互に跨って一体形成され、最も外側の枠状フレーム内に位置する複数の内側枠状フレームを異なった方向へ傾動可能に支持している複数のヒンジ部とからなり、前記外側の枠状フレームが当該枠状フレームを中心としてラジアル方向に延びる複数の支持腕を介して操作面母材に一体形成され、最も内側の枠状フレームに操作釦の裏面中心部が嵌め込み支持されていることを特徴とする請求項１記載の押圧操作装置。
3. 釦支持部の各枠状フレームのうち、最も内側の枠状フレームと操作釦の裏側には、前記操作釦を釦嵌合穴に嵌め込んだときに両者を爪係合させる爪係合部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の押圧操作装置。
4. 釦支持部は、釦嵌合穴の底壁側に連なる複数の支持腕を介して操作面母材に一体形成された第１の枠状フレームと、この第１の枠状フレームに対称位置のヒンジ部を介して当該ヒンジ部の捻れ方向へ傾動可能に一体形成された第２の枠状フレームと、この第２の枠状フレームに前記ヒンジ部とは異なる方向のヒンジ部を介して当該ヒンジ部の捻れ方向へ傾動可能に一体形成された第３の枠状フレームとからなり、前記第２，第３の枠状フレームが、それらの外側に連なる前記ヒンジ部を支点にして異なる方向へ操作釦で選択的に押圧傾動させられるようになっていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の押圧操作装置。
5. 操作釦の裏側には、第２の枠状フレームと第３の枠状フレームを、それらの外側に連なっているヒンジ部を支点として当該ヒンジ部の捻れ方向へ選択的に押圧傾動させるフレーム押圧部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の押圧操作装置。

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