JP6010754B2

JP6010754B2 - プッシュロック体及びこれを用いた入力装置

Info

Publication number: JP6010754B2
Application number: JP2012124098A
Authority: JP
Inventors: 寿西川; 佐藤　慎也; 慎也佐藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: US20130139621A1; JP2013140768A; US8969749B2

Description

本発明は、主に自動車の各種電子機器等の操作に用いられるプッシュロック体、及びこれを用いた入力装置に関するものである。

近年、車室内のインストルメントパネルやコンソールボックス等に、様々な操作方式の入力装置を設け、これによってランプやオーディオ、エアコン等の各種電子機器の操作を行うものが増えており、使い易く、確実な操作を行えるものが求められている。

このような従来の入力装置について、図７を用いて説明する。

図７は従来の入力装置の斜視図であり、同図において、１は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板、２は可変抵抗器やエンコーダ等の回転操作型電子部品で、回転操作型電子部品２が配線基板１に実装されると共に、回転操作型電子部品２の回転軸（図示せず）に、絶縁樹脂製の操作体３が装着されて入力装置が構成されている。

そして、この入力装置がパネル４から操作体３を手前に突出させて、例えば運転席前方のインストルメントパネルに装着されると共に、回転操作型電子部品２がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、操作体３を指でつまんで回転操作すると、回転操作型電子部品２の抵抗値が変化、あるいはスイッチ接点の電気的接離が行われ、この電気信号が車両の電子回路へ出力されて、例えば、ヘッドランプの照射角度の切換え等の操作が行なわれる。

つまり、インストルメントパネル等の、運転者の手の届く箇所に入力装置を配置し、この操作体３を操作することで、車両の様々な操作を容易に行うことができるように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００９−５９５７８号公報

しかしながら、上記従来の入力装置においては、指での回転操作が可能なように、操作体３がパネル４から常に１０ｍｍ前後突出しているため、パネル４の他の押釦やツマミを操作する際に、操作体３への指の当接や誤操作が生じてしまう場合があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、使い易く、確実な操作の可能なプッシュロック体、及びこれを用いた入力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、略円筒状で内周に上下方向に延びる複数の溝部と壁部が形成されたカバーと、下方が開口した略円筒状で、カバーから上方が突出し、カバーに上下動可能に収納された操作体と、操作体下面に回転可能に装着された略リング状の回転体と、外周に操作体を上下動可能に装着した操作軸と、操作軸と操作体の間に装着され操作体を上方へ付勢するばねと、底面中央部に略環状に配列された凹凸部が形成されたケースからなり、回転体外周に外方へ突出するカム部を設けると共に、壁部の下面に凹凸部に対向した鋸歯部を設け、ばねを、操作軸に設けた上下方向に延びる中央孔の底部と操作体の上部内側の下面との間に装着し、前記操作軸は前記操作体の回転操作に応じて回転し、操作体の上下動に応じて、カム部が壁部の鋸歯部とケースの凹凸部に順次弾接して、回転体が回転し、カム部が溝部に入ると操作体が上方へ移動した状態になり、カム部が鋸歯部に弾接すると操作体とカム体が下方に保持された状態になるようにしてプッシュロック体を形成すると共に、このプッシュロック体の操作軸下端に、回転操作型電子部品を装着して入力装置を構成したものであり、操作体を押圧操作すると、操作体上面がパネル面でロックされるため、指の操作体への当接や誤操作が生じづらくなると共に、再度操作体を押圧操作すると、ロックが外れて操作体がパネル面から突出した状態に復帰し、操作体により容易に回転操作型電子部品の操作が行えるため、使い易く、確実な操作の可能なプッシュロック体、及びこれを用いた入力装置を得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、使い易く、確実な操作の可能なプッシュロック体、及びこれを用いた入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態による入力装置の断面図同分解斜視図同部分断面図同部分側面図同断面図同部分側面図従来の入力装置の斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による入力装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円筒状でポリブチレンテレフタレートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製のカバーで、この内周には、図１や図４（ａ）の部分側面図に示すように、上下方向に複数の溝部１１Ａと壁部１１Ｂが形成されると共に、壁部１１Ｂ下面には段差のついた鋸歯部１１Ｃが設けられている。

また、１２はＡＢＳ等の絶縁樹脂製の操作体で、上面にはドット状のマーキング１２Ａが形成されると共に、この操作体１２が上方を突出させてカバー１１内に上下動可能に収納されている。

そして、１３は略リング状でポリオキシメチレン等の絶縁樹脂製の回転体で、操作体１２下面に回転可能に装着されると共に、回転体１３外周には外方へ突出する略台形状の複数のカム部１３Ａが設けられ、このカム部１３Ａがカバー１１内周の溝部１１Ａに挿入されている。

さらに、１４はポリブチレンテレフタレートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製の操作軸、１５は同じく絶縁樹脂製のケースで、ケース１５底面中央部には略環状に配列された凹凸部１５Ａが形成されると共に、この底面中央部の貫通孔に下端を挿通させて、操作軸１４がケース１５底面に載置されている。

そして、１６はコイル状に巻回された鋼線等のばねで、このばね１６が操作軸１４外周に上下動可能に装着された操作体１２下面と、操作軸１４中央孔の底部の間にやや撓んだ状態で装着されて、プッシュロック体が構成されている。

また、２１は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、この配線基板２１上面にプッシュロック体が、操作軸１４下端を貫通孔に挿通させて載置されている。

さらに、２２は可変抵抗器やエンコーダ等の回転操作型電子部品で、内部には導電金属製の可動接点２２Ａや、抵抗体または導電金属製の固定接点２２Ｂが形成されると共に、この配線基板２１下面に実装された回転操作型電子部品２２の回転軸に、外周に操作体１２を上下動可能に装着した操作軸１４下端が装着されて、入力装置が構成されている。

また、このようなプッシュロック体や入力装置を製作する際、操作体１２下端と操作軸１４上端に設けられた係止爪１２Ｂと１４Ａによって、操作体１２や回転体１３、操作軸１４やばね１６を一体に組み立てることができるため、これらの製作を容易に行えるようになっている。

つまり、図３の部分断面図に示すように、操作体１２下面と操作軸１４中央孔底部の間にばね１６をやや撓んだ状態で装着すると共に、操作体１２下端の係止爪１２Ｂを回転体１３下面に、操作軸１４上端の係止爪１４Ａを回転体１３上面に各々係止させて、これらを仮に一体化した後、これにカバー１１やケース１５等を組み立てることで、各部品の位置合わせが容易に行えると共に、ばね１６の外れ等を防ぎ、簡易に組み立てられるように構成されている。

そして、このように構成された入力装置が、上面に文字や図形等の表示部２３Ａが形成されたパネル２３から操作体１２を上方に突出させて、例えば運転席前方のインストルメントパネルに装着されると共に、回転操作型電子部品２２が配線基板２１やコネクタ、リード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、パネル２３から突出した操作体１２を指でつまんで回転操作すると、操作軸１４が回転すると共に、この下端によって回転操作型電子部品２２の回転軸が回転し、可動接点２２Ａ先端が固定接点２２Ｂを弾接摺動して、回転操作型電子部品２２の抵抗値が変化、あるいはスイッチ接点の電気的接離が行われ、この電気信号が車両の電子回路へ出力されて、例えば、ヘッドランプの照射角度の切換え等の操作が行なわれる。

また、このような回転操作が終わった後、操作体１２を指で押圧操作すると、操作体１２がばね１６を撓めながら下方へ移動すると共に、この下面に回転可能に装着された回転体１３も下方へ移動するため、外周に突出形成された複数のカム部１３Ａがカバー１１内周の溝部１１Ａ内を下方へ移動する。

そして、操作体１２が所定の距離だけ、例えば１０ｍｍ前後押圧されると、図４（ｂ）に示すように、略台形状のカム部１３Ａがケース１５底面の凹凸部１５Ａに当接して回転体１３が回転し、図４（ｃ）に示すように、カム部１３Ａが凹凸部１５Ａの傾斜部から底部に摺動して、これ以上は操作体１２を押圧できない状態となる。

さらに、この後、操作体１２から指を離すと、ばね１６の弾性復帰力によって操作体１２と回転体１３が上方へ移動し、図４（ｄ）に示すように、カム部１３Ａが壁部１１Ｂ下面の鋸歯部１１Ｃに弾接して回転体１３が回転し、図４（ｅ）に示すように、カム部１３Ａが鋸歯部１１Ｃの傾斜部から頂部に弾接摺動して、操作体１２と回転体１３がロックされ、図５の断面図に示すように、上面がパネル２３上面からやや突出した状態で操作体１２が保持される。

また、操作体１２を再び回転操作したい場合には、このロック状態から操作体１２を再度押圧操作すると、図６（ａ）の部分側面図に示すように、カム部１３Ａが鋸歯部１１Ｃから離れてロックが外れ、カム部１３Ａが凹凸部１５Ａに当接して回転体１３が回転し、図６（ｂ）に示すように、カム部１３Ａが凹凸部１５Ａの傾斜部から底部に摺動して、これ以上は操作体１２を押圧できない状態となる。

そして、この状態で操作体１２から指を離すと、ばね１６によって操作体１２と回転体１３が上方へ移動し、図６（ｃ）に示すように、カム部１３Ａが鋸歯部１１Ｃの傾斜部に弾接した後、図６（ｄ）に示すように、回転体１３が回転してカム部１３Ａが溝部１１Ａ下方へ移動し、図６（ｅ）に示すように、カム部１３Ａが溝部１１Ａ内を上方へ移動して、操作体１２が図１に示したパネル２３上面から突出した元の状態に復帰する。

つまり、インストルメントパネル等の、運転者の手の届く箇所に入力装置を配置し、この操作体１２を回転操作することで、車両の様々な操作を容易に行うことができると共に、操作体１２を回転操作しない場合には、操作体１２を押圧操作し、上面がパネル２３上面とほぼ同じ位置に操作体１２をロックして、パネル２３の他の押釦やツマミを操作した際にも、操作体１２への指の当接や誤操作が生じづらいように構成されている。

すなわち、操作体１２下面に回転可能に装着された回転体１３外周の複数のカム部１３Ａが、操作体１２の上下動に応じて、カバー１１内周の溝部１１Ａや、壁部１１Ｂ下面の鋸歯部１１Ｃとケース１５底面中央部の凹凸部１５Ａの間を、回転しながら移動し、鋸歯部１１Ｃと凹凸部１５Ａに順次弾接して、回転体１３が回転することによって、操作体１２がパネル２３面から突出し回転操作を行い易い状態と、操作体１２上面がパネル２３面でロックされ、指の操作体１２への当接や誤操作が生じづらい状態に、操作体１２を容易に保持することが可能なようになっている。

また、押圧操作によって操作体１２下面に装着された回転体１３は回転するが、操作体１２は上下動するだけで回転はしないため、操作体１２上面のマーキング１２Ａと、パネル２３上面の表示部２３Ａとの位置ずれを防ぎ、より容易に誤操作なく、回転操作型電子部品２２の操作を行うことができる。

さらに、回転体１３は操作体１２を押圧操作した際には、カム部１３Ａが凹凸部１５Ａを摺動して回転し、ばね１６によって復帰する際には、ばね１６の荷重が減少した状態で、カム部１３Ａが鋸歯部１１Ｃに弾接して回転するため、カム部１３Ａが凹凸部１５Ａや鋸歯部１１Ｃに当接する際の衝撃も少なく、静音化を図った操作を行えるようになっている。

なお、押圧操作によってロック動作を行うものとしては、操作体に略ハート形状のカムを設け、操作体の上下動に応じてカム内をピン等が移動する、いわゆるハートカム機構が一般に知られているが、本発明のように回転体１３外周のカム部１３Ａが、カバー１１の鋸歯部１１Ｃとケース１５の凹凸部１５Ａに順次弾接するように形成することで、プッシュロック体を使用部品が少なく、簡易な構成とすることができる。

そして、回転体１３には三方へ均等に突出する複数のカム部１３Ａが設けられ、この複数のカム部１３Ａが各々、複数の溝部１１Ａや凹凸部１５Ａ、鋸歯部１１Ｃに弾接して、ロックや解除が行われるように構成されているため、操作体の一側面に形成したハートカムによってロックや解除を行うものに比べ、操作体１２の傾き等も生じづらく、安定した操作が可能なようになっている。

また、以上の説明では、回転体１３外周に略台形状の複数のカム部１３Ａを設け、これがカバー１１内周の溝部１１Ａや、ケース１５底面中央部の凹凸部１５Ａを摺動する構成について説明したが、カム部１３Ａを六角形等の多角形状に形成した構成や、ケース１５の凹凸部１５Ａを鋸歯形状に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。

このように本実施の形態によれば、操作体１２下面に装着された回転体１３外周のカム部１３Ａが、操作体１２の上下動に応じて、カバー１１内周の壁部１１Ｂ下面の鋸歯部１１Ｃと、ケース１５底面中央部の凹凸部１５Ａに順次弾接して、回転体１３が回転するようにしてプッシュロック体を形成すると共に、このプッシュロック体の操作軸１４下端に、回転操作型電子部品２２を装着することによって、操作体１２を押圧操作すると、操作体１２上面がパネル２３面でロックされるため、指の操作体１２への当接や誤操作が生じづらくなると共に、再度操作体１２を押圧操作すると、ロックが外れて操作体１２がパネル２３面から突出した状態に復帰し、操作体１２により容易に回転操作型電子部品２２の操作が行えるため、使い易く、確実な操作の可能なプッシュロック体、及びこれを用いた入力装置を得ることができるものである。

そして、操作体１２下端と操作軸１４上端に係止爪１２Ｂと１４Ａを設け、係止爪１２Ｂを回転体１３下面に、係止爪１４Ａを回転体１３上面に各々係止させることによって、操作体１２や回転体１３、操作軸１４やばね１６を一体に組み立てることができるため、各部品の位置合わせが確実に行えると共に、容易に製作を行うことが可能となる。

本発明によるプッシュロック体及びこれを用いた入力装置は、使い易く、確実な操作が可能なものを実現することができるという有利な効果を有し、主に自動車の各種電子機器の操作用として有用である。

１１カバー
１１Ａ溝部
１１Ｂ壁部
１１Ｃ鋸歯部
１２操作体
１２Ａマーキング
１２Ｂ係止爪
１３回転体
１３Ａカム部
１４操作軸
１４Ａ係止爪
１５ケース
１５Ａ凹凸部
１６ばね
２１配線基板
２２回転操作型電子部品
２２Ａ可動接点
２２Ｂ固定接点

Claims

略円筒状で内周に上下方向に延びる複数の溝部と壁部が形成されたカバーと、下方が開口した略円筒状で、前記カバーから上方が突出し、前記カバーに上下動可能に収納された操作体と、前記操作体の下面に回転可能に装着された略リング状の回転体と、外周に前記操作体を上下動可能に装着した操作軸と、前記操作軸と前記操作体の間に装着され前記操作体を上方へ付勢するばねと、底面中央部に略環状に配列された凹凸部が形成されたケースからなり、前記回転体の外周に外方へ突出するカム部を設けると共に、前記壁部の下面に前記凹凸部に対向した鋸歯部を設け、前記ばねを、前記操作軸に設けた上下方向に延びる中央孔の底部と前記操作体の上部内側の下面との間に装着し、前記操作軸は前記操作体の回転操作に応じて回転し、前記操作体の上下動に応じて、前記カム部が前記壁部の鋸歯部と前記ケースの前記凹凸部に順次弾接して、前記回転体が回転し、前記カム部が前記溝部に入ると前記操作体が上方へ移動した状態になり、前記カム部が前記鋸歯部に弾接すると前記操作体と前記カム体が下方に保持された状態になるプッシュロック体。
前記操作体の下端と前記操作軸の上端に、係止爪を設け、前記操作体下端の係止爪を前記回転体の下面に係止させると共に、前記操作軸上端の係止爪を前記回転体の上面に係止した請求項１に記載のプッシュロック体。
請求項１に記載の前記プッシュロック体の前記操作軸の下端に、回転操作型電子部品を装着した入力装置。