JP2017135014A

JP2017135014A - 多方向スイッチ装置

Info

Publication number: JP2017135014A
Application number: JP2016014281A
Authority: JP
Inventors: 史郎續木; Shiro Tsuzuki
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: JP6666729B2

Abstract

【課題】押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置において、単一のばねで押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供する。
【解決手段】押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能で上端部にノブ１を有する操作軸２と、操作軸２を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジング３０とを有し、ハウジング３０内に、操作軸２の直下に配置され操作軸２が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダ３と、スライダ３の直下に配置されスライダ３を常時上方へ付勢すると共に、そのスライダ３を介して操作軸２を常時上方へ付勢する単一のコイルばね４と、スライダ３の上下動に伴い電気的接離を行うスイッチ接点３１ａ，８とを備えた多方向スイッチ装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置に係り、特に自動車に装備されるパワーミラー装置の入力操作手段として好適な多方向スイッチ装置に関する。

特許文献１に開示されている多方向スイッチ装置では、操作軸をその軸方向へ押し込み操作すると第１スライダが一体的に押し下げられ、この第１スライダに保持された第１可動接点が側方のウェハに設けられた第１固定接点に接触するため、左右のサイドミラーに倒伏動作または起立動作を行わせる指令信号が出力されるようになっている。また、サイドミラーが起立状態のときに操作軸を回転操作すると第２スライダが一体的に回転し、この第２スライダに保持された第２可動接点が回路基板の片面に設けられた第２固定接点に接触するため、操作軸の回転操作方向に応じて左右いずれかのサイドミラーを選択するというミラー選択信号が出力されるようになっている。また、サイドミラーが選択されているときに操作軸を傾倒操作すると、操作軸に駆動された第３スライダが回路基板に沿って直線状にスライドし、この第３スライダに保持された第３可動接点が回路基板の他面に設けられた第３固定接点に接触するため、選択されているサイドミラーの鏡面を操作軸の傾倒方向へ傾動させるという視角調整信号が出力されるようになっている。

特開２００１−２９１４５６号公報

特許文献１に開示されている多方向スイッチ装置では、押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとが必要であり、部品点数が多いという問題がある。

前述した問題に鑑み、本発明の目的は、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置において、単一のばねで、押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供することにある。

１．押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能で上端部にノブを有する操作軸と、前記操作軸を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジングとを有し、前記ハウジング内に、前記操作軸の直下に配置され前記操作軸が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダと、前記スライダの直下に配置され前記スライダを常時上方へ付勢すると共に、そのスライダを介して前記操作軸を常時上方へ付勢する単一のばねと、前記スライダの上下動に伴い電気的接離を行うスイッチ接点とを備えた多方向スイッチ装置。
この多方向スイッチ装置では、単一のばねで、押し込み操作時の操作軸の復帰と傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることが可能となり、その分従来の多方向スイッチ装置に比べて部品点数の少ない多方向スイッチ装置を実現することができる。
また、スライダには操作軸を貫通させるための透孔を設ける必要がなく、その分スライダの外形サイズを小さくすることができる。
２．１に記載の多方向スイッチ装置において、前記ハウジング内にはさらに、前記操作軸が押し込み操作されるごとに、前記操作軸を押し込み位置と非操作位置とに交互に保持するための位置保持機構を備え、前記位置保持機構が、前記スライダの一側面に形成されたカム溝と、前記カム溝に一端が挿入された係合ピンとを有し、前記スイッチ接点は前記スライダの他側面に形成されている多方向スイッチ装置。
この多方向スイッチ装置では、スライダによって位置保持機構とスイッチ接点とを接近して配置することができ、従来の多方向スイッチ装置に比べてスイッチ接点の切り換え位置を安定させることができる。
３．１に記載の多方向スイッチ装置において、前記スライダには円錐形に窪んだ軸受面が形成され、前記軸受面に前記操作軸の下端部が摺動可能に接触している多方向スイッチ装置。
この多方向スイッチ装置では、傾倒操作時に操作軸をスライダによって中立位置に自動復帰させることができる。

本発明によれば、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸を備えた多方向スイッチ装置において、単一のばねで、押し込み操作時の操作軸の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置の斜視図である。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置の平面図である。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置の操作軸が右位置に回転操作された状態を示す平面図である。図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図３のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置を裏返しにした状態での分解斜視図である。スライダの一側面に形成されたカム溝を示す側面図である。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置の操作軸が押し込み操作された状態の動作説明図である。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置の操作軸が傾倒操作された状態の動作説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る多方向スイッチ装置は、自動車に装備されるパワーミラー装置の入力手段として使用されるものである。以下では、図３のＸ−Ｘ線に沿う方向を左右方向、図３のＹ−Ｙ線に沿う方向を前後方向、図３の紙面に垂直な方向を上下方向として説明する。

本実施形態に係る多方向スイッチは、上端部にノブ１が取着されて押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸２と、この操作軸２を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジング３０と、このハウジング３０内に組み込まれたプッシュオン・プッシュオフ型のプッシュスイッチと、回転感触発生機構と、前後左右の４方向傾倒スイッチとから構成されている。

ハウジング３０は、インサート成形により４本の内部接続端子３１および９本の外部接続端子３２と一体に成形されたボディ３３と、このボディ３３の上に被せたカバー３４とから構成されている。これらボディ３３とカバー３４はいずれも絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。

ボディ３３は上面が開放された箱状に形成されている。ボディ３３の上面には四角形の４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａが設けられ、この４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａの底面にはそれより小さい四角形のプッシュスイッチ収容凹部３３ｂが設けられ、このプッシュスイッチ収容凹部３３ｂの底面にはばね座３３ｃが設けられ、このばね座３３ｃにはガイドピン３３ｄが立設されている。

プッシュスイッチ収容凹部３３ｂの前側面にはピン収容凹部３３ｅが設けられ、このピン収容凹部３３ｅに対向する後側面には４本の内部接続端子３１の一端部がそれぞれ露出されており、この露出部分が４個の固定接点３１ａとなっている。

プッシュスイッチ収容凹部３３ｂの後側にはボディ３３の底面で四角形に開口されたコネクタ用嵌合凹部３３ｆが設けられ、このコネクタ用嵌合凹部３４ｆ内には９本の外部接続端子３２の一端部がそれぞれ突出されてコネクタ用コンタクト３２ａとなっている。

４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａの底面におけるプッシュスイッチ収容凹部３３ｂの開口部の左右両側には４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａの裏側に貫通した一対の溝孔３３ｇが設けられ、この一対の溝孔３３ｇに沿ったプッシュスイッチ収容凹部３３ｂの外面（ボディ３３の下部外面）にはインナーカバー係止爪３３ｈが設けられている。４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａの外面（ボディ３３の上部外面）にはカバー係止爪３３ｉが設けられている。

カバー３４は下面が開放された箱状に形成されている。カバー３４の天壁部３４ａの中央には軸受筒３４ｂが天壁部３４ａの内外面に突出して設けられ、この軸受筒３４ｂの下端部には凹状球面３４ｃが設けられている。

天壁部３４ａの内面における軸受筒３４ｂを囲む円周上には３か所（中立位置と、中立位置から左方向に４５度回転した左位置と、中立位置から右方向に４５度回転した右位置）の回転感触発生用の凹凸３４ｄと、左位置用と右位置用の２個のロータ係止部３４ｅが設けられている。

カバー３４の下端部にはボディ係止孔３４ｆが設けられている。カバー３４はその下端部をボディ３３の上端部の外側に嵌合し、カバー係止爪３３ｉをボディ係止孔３４ｆに係合させることにより、ボディ３３に固定されている。この時、ガイドピン３３ｄと軸受筒３４ｂとは同軸上に配置される。

ノブ１は絶縁性の樹脂材料を用いてキャップ状に形成されている。このノブ１には、押し込み操作用の円盤状の天壁部１ａと、回転操作および傾倒操作用の円筒状の周壁部１ｂと、天壁部１ａの裏面中央から下向きに突出した円筒状のボス部１ｃとが設けられており、ボス部１ｃが操作軸２の上端部の外嵌され回り止めおよび抜け止めされた状態で固定されている。

操作軸２はノブ１に加えられた力をハウジング３０内に収容された各部材に伝達し、ノブ１の操作方向に応じて所要のスイッチ接点を選択的に切り換え操作するもので、絶縁性の樹脂材料を用いて形成されている。この操作軸２には、凸状球面２ａを有する円盤状の球面肩２ｂと、この球面肩２ｂの周縁部から十字方向に突出した４本の円柱リブ２ｃと、球面肩２ｂの中央から上向きに突出した円柱部２ｄと、球面肩２ｂの中央から下向きに突出した８角柱部２ｅと、この８角柱部２ｅの一側面から突出した係止片２ｆと、８角柱部２ｅの下端面から下向きに突出した円錐形の下端部２ｇとが一体に設けられており、球面肩２ｂと円柱部２ｄと８角柱部２ｅと下端部２ｇとが同軸上に配置されている。下端部２ｇの先端は丸みが付けられて球面になっている。

そして、ボディ３３のプッシュスイッチ収容凹部３３ｂ内には、操作軸２の直下に配置され操作軸２が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダ３と、このスライダ３の直下に配置されスライダ３を常時上方へ付勢すると共に、そのスライダ３を介して操作軸２を常時上方へ付勢するコイルばね４とが収容されると共に、操作軸２が押し込み操作されるごとに、操作軸３を図９に示す押し込み位置と図４，図５に示す非操作位置とに交互に保持するためのハート状カム方式の位置保持機構と、スライダ３の上下動に伴い電気的接離を行う摺動接触方式のスイッチ接点とが形成され、操作軸２の直下にプッシュスイッチが構成されている。

スライダ３は絶縁性の樹脂材料を用いて４角柱状に形成されており、前後左右方向の移動が規制され、上下動のみが許容された状態でプッシュスイッチ収容凹部３３ｂ内に収容されている。このスライダ３の下面には四角形のばね座受け入れ凹部３ａが設けられ、このばね座受け入れ凹部３ａの天面には円形のばね受け入れ凹部３ｂが設けられている。スライダ３の上面には円柱部３ｃが設けられ、この円柱部３ｃの上端面を円錐形に窪ませて軸受面３ｄが形成されている。

操作軸２は球面肩２ｂの凸状球面２ａを軸受筒３４ｂの凹状球面３４ｃに対向し、かつ、下端部２ｇをスライダ３の軸受面３ｄに対向した状態で、円柱部２ｄが軸受筒３４ｂに挿通されて円柱部２ｄの上端部が軸受筒３４ｂの上端開口からカバー３４の上方に突出されている。

コイルばね４はばね座３３ｃとばね受け入れ凹部３ｂの天面との間に設けられ、操作軸２が非操作状態のとき、コイルばね４によってスライダ３の軸受面３ｄが操作軸２の下端部２ｇに弾接され、かつ、操作軸２の球面肩２ｂの凸状球面２ａが軸受筒３４ｂの凹状球面３４ｃに弾接されて、この凸状球面２ａと凹状球面３４ｃとで球面継手を形成した状態で、操作軸２およびスライダ３が一体的に図４，図５に示す非操作位置に保持されている。

ハート状カム方式の位置保持機構は、ピン収容凹部３３ｅに対向するスライダ３の前側面にハート形状のカム溝５を設け、このカム溝５に金属製でコ字形の係合ピン６の上端が挿入されて直角に接し、スライダ３の上下動に合わせて移動するように、ピン収容凹部３３ｅに金属製の支持板７を介して係合ピン６の下端を支持して形成されている。カム溝５には、図８に示すように、操作軸２が図４，図５に示す非操作位置にあるときに係合ピン６の上端が位置する始端部５ａと、操作軸２を押し込む過程（プッシュオン）で係合ピン６の上端が摺動する往路５ｂと、操作軸２を押し込み端まで押し込んだときに係合ピン６の上端が係合し、操作軸２を図９に示す押し込み位置に保持する係合部５ｃと、操作軸２を再度押し込む過程（プッシュオフ）で係合ピン６が摺動する復路５ｄとを有しており、係合ピン６は、操作軸２の押し込み操作が行われるごとに、始端部５ａから係合部５ｃに、又は係合部５ｃから始端部５ａに案内される。なお、プッシュスイッチ収容凹部３３ｂ上部およびピン収容凹部３３ｅの上部にはインナーカバー１８がパッチン止めに固定され、スライダ３および係合ピン６の高さ位置が規制されている。

摺動接触方式のスイッチ接点は、プッシュスイッチ収容凹部３３ｂの後側面に設けられた固定接点３１ａと、この固定接点３１ａに対向するスライダ３の後側面に上下２段で保持された２個の可動接点８と、スライダ３に保持され可動接点８を固定接点３１ａ側に押圧する２個のコイルばね９とから形成されている。

ところで、カバー３４の天壁部３４ａと操作軸２の４本の円柱リブ２ｃとの間には操作軸２を常時下方に付勢するコイルばね１０が設けられており、操作軸２が押し込み操作され、位置保持機構によって操作軸２が図９に示す押し込み位置に保持され、操作軸２の球面肩２ｂの凸状球面２ａが軸受筒３４ｂの凹状球面３４ｃから下方に離反しいている間、操作軸２がガタつくのをコイルばね１０によって防止するように構成している。このコイルばね１０の弾性力はコイルばね４の弾性力よりも小さく設定されている。

回転感触発生機構は、カバー３４の内部で操作軸２と一体に回転するロータ１１がコイルばね１２とボール１３を保持しており、このロータ１１が回転すると、コイルばね１２で押圧されたボール１３が凹凸３４ｄの凸部へ乗り上げ、再び凹部へ落ち込むという動作を繰り返して回転感触を発生する。ロータ１１は絶縁性の樹脂材料を用いて円環状に形成されている。ロータ１１の内周面には操作軸２の軸方向に沿う４本の係止溝１１ａが９０度間隔で設けられ、この４本の係止溝１１ａに操作軸２の４本の円柱リブ２ｃが摺動可能に嵌り込むことで、ロータ１１は操作軸２を押し込み可能かつ傾倒可能に保持すると共に、操作軸２と一体的に回転する。カバー３４の天壁部３４ａに対向するロータ１１の上面にはコイルばね１２とボール１３を収容する円筒部１１ｂとロータ係止部３４ｅを挿入する円弧溝１１ｃとが設けられている。

４方向傾倒スイッチは、ボディ３３の４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａ内に収容され、操作軸２の回転操作あるいは傾倒操作によって駆動されるスライダ１４と、このスライダ１４に保持される２個の可動接点１５およびコイルばね１６と、ボディ３３の４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａの開放上面に蓋をするように、ボディ３３の上端部に熱カシメにより固定され、４方向傾倒スイッチ収容凹部３３ａの天面となる片面に露出して設けられる左右のミラーの視角調整用固定接点を含む所要の電気回路が形成された配線基板１７とから構成されている。

スライダ１４は操作軸３の揺動操作あるいは回転操作に連動して、操作軸３の揺動方向にスライド動作あるいは操作軸３の軸線回りに回転動作するものであって、絶縁性の樹脂材料を用いて矩形板状に形成されている。このスライダ１４の中央部には操作軸２の８角柱部２ｅを貫通する透孔１４ａが設けられている。スライダ１４の上面の長手方向両端部には２個の可動接点１５およびコイルばね１６が保持され、コイルばね１６で可動接点１５が配線基板７の下面に押圧されている。

配線基板１７の中央部には操作軸２の８角柱部２ｅを貫通する透孔１７ａが設けられている。配線基板１７には４本の内部接続端子３１の他端部と９本の外部接続端子３２の他端部とがそれぞれ半田接続されている。

以上から明らかなように、本実施形態に係る多方向スイッチ装置は、押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能で上端部にノブ１を有する操作軸２、操作軸２を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジング３０とを有し、ハウジング３０内に、操作軸２の直下に配置され操作軸２が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダ３と、スライダ３の直下に配置されスライダ３を常時上方へ付勢すると共に、そのスライダ３を介して操作軸２を常時上方へ付勢する単一のコイルばね４と、スライダ３の上下動に伴い電気的接離を行うスイッチ接点３１ａ，８とを備えたことから、単一のコイルばね４で、押し込み操作時の操作軸２の復帰と傾倒操作時の操作軸２の復帰ばねとを兼ねることが可能となり、その分従来の多方向スイッチ装置に比べて部品点数の少ない多方向スイッチ装置を実現することができる。つまり押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能な操作軸２を備えた多方向スイッチ装置において、単一のコイルばね４で、押し込み操作時の操作軸２の復帰ばねと傾倒操作時の操作軸２の復帰ばねとを兼ねることを可能とし、部品点数の少ない多方向スイッチ装置を提供することができる。
また、スライダ３には操作軸２を貫通させるための透孔を設ける必要がなく、その分スライダ３の外形サイズを小さくすることができる。

また、本実施形態に係る多方向スイッチ装置は、ハウジング３０内にはさらに、操作軸２が押し込み操作されるごとに、操作軸２を押し込み位置と非操作位置とに交互に保持するための位置保持機構を備え、位置保持機構が、スライダ３の一側面に形成されたカム溝５と、カム溝５に一端が挿入された係合ピン６とを有し、スイッチ接点３１ａ，８はスライダ３の他側面に形成されていることから、スライダ３によって位置保持機構とスイッチ接点３１ａ，８とを接近して配置することができ、従来の多方向スイッチ装置に比べてスイッチ接点３１ａ，８の切り換え位置を安定させることができる。

また、本実施形態に係る多方向スイッチ装置は、スライダ３には円錐形に窪んだ軸受面３ｄが形成され、軸受面３ｄに操作軸２の下端部２ｇが摺動可能に接触していることから、傾倒操作時に操作軸２をスライダ３によって中立位置に自動復帰させることができる。

１ノブ
２操作軸
２ｇ下端部
３スライダ
３ｄ軸受面
４コイルばね
５カム溝
６係合ピン
３０ハウジング

Claims

押し込み操作かつ回転操作かつ傾倒操作が可能で上端部にノブを有する操作軸と、前記操作軸を押し込み可能かつ回転可能かつ傾倒可能に支持するハウジングとを有し、前記ハウジング内に、前記操作軸の直下に配置され前記操作軸が押し込み操作されると一体的に押し下げられるスライダと、前記スライダの直下に配置され前記スライダを常時上方へ付勢すると共に、そのスライダを介して前記操作軸を常時上方へ付勢する単一のばねと、前記スライダの上下動に伴い電気的接離を行うスイッチ接点とを備えた多方向スイッチ装置。
請求項１に記載の多方向スイッチ装置において、前記ハウジング内にはさらに、前記操作軸が押し込み操作されるごとに、前記操作軸を押し込み位置と非操作位置とに交互に保持するための位置保持機構を備え、前記位置保持機構が、前記スライダの一側面に形成されたカム溝と、前記カム溝に一端が挿入された係合ピンとを有し、前記スイッチ接点は前記スライダの他側面に形成されている多方向スイッチ装置。
請求項１に記載の多方向スイッチ装置において、前記スライダには円錐形に窪んだ軸受面が形成され、前記軸受面に前記操作軸の下端部が摺動可能に接触している多方向スイッチ装置。