JP2020004514A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルバネを低コストでノブに仮固定することができる操作装置を提供する。【解決手段】 操作装置は、回路基板４の前面に配置されるスイッチ９と、回路基板４の前面に配置されるコイル状の弾性部材８と、弾性部材８を保持する保持部７２と、スイッチ９を操作するスイッチ操作部７３と、を有し、回路基板４の前面４ａに配置されるノブ７とを備え、保持部７２は、弾性部材８の内径側の内径部７６と、弾性部材８の外形側の外径部７７とを有し、弾性部材８は、自由長方向の一端を、内径部７６と外径部７７により挟持される。【選択図】 図３

Description

本開示は、操作装置に関する。

自動車やオートバイ等の車両には、指針式の速度計、回転計、及び必要な情報をデジタル表示する液晶表示装置等を有する計器が搭載されている。車両用の計器は、表示の切り替えや表示のリセット等のユーザ（運転者）の指示を、ノブを介して受け付ける。

ノブは、断面略円形状で軸方向に延びた棒状に形成され、ケース及び回路基板に摺動可能に支持されている。例えば、特許文献１に開示されているように、ノブはフランジ部を有し、フランジ部と回路基板との間に設けられた弾性部材の弾性力を受けて、ケースに押し当てられている。

弾性部材の多くは、コイルバネからなる。コイルバネは、ノブの一端に挿入された後、ノブが回路基板に組み付けられると、フランジ部と回路基板との間に配置され保持される。ノブが回路基板に組み付けられる前に、コイルバネがノブから落下しないようにするため、ノブはコイルバネを仮固定する必要がある。図７に示すように、コイルバネ８０は、ノブ７０に形成されたノブ７０の軸方向と直交する半径方向に突出した突起状の係止部７０ａにより、コイルバネ８０の自由長方向の一端の巻線が係止部７０ａに係止されることにより、ノブ７０に仮固定される。

特開２００３−２９７１８６号公報

しかしながら、ノブ７０に半径方向に突出した係止部７０ａを形成するためには、金型に半径方向のスライド機構を設ける必要があり、金型コストの増大を招くといった課題があった。

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、コイルバネを低コストでノブに固定することができる操作装置を提供することを目的とする。

本開示に係る操作装置は、回路基板４と、前記回路基板４の前面に配置されるスイッチ９と、前記回路基板４の前面に配置されるコイル状の弾性部材８と、前記弾性部材８を保持する保持部７２と、前記スイッチ９を操作するスイッチ操作部７３と、を有し、前記回路基板４の前面４ａに配置されるノブ７とを備え、前記保持部７２は、前記弾性部材８の内径側の内径部７６と、前記弾性部材８の外形側の外径部７７とを有し、前記弾性部材８は、自由長方向の一端を、前記内径部７６と前記外径部７７により挟持されることを特徴とする。

本開示に係る操作装置においては、コイルバネを低コストでノブに仮固定することができる。

本開示に係る操作装置の第１の実施形態である計器を示す正面図。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 図２のＺ部を示す拡大図。 図４のＣ―Ｃ線に沿う断面図。 本開示に係る計器装置の第２の実施形態を示す断面図。 従来技術を示す断面図。

本開示に係る操作装置の実施形態を添付図１乃至６に基づいて説明する。本開示に係る操作装置は、例えば自動車やオートバイ等の車両や、船舶、農業機械に搭載される車両用計器に用いられる。本実施形態においては、本開示に係る操作装置が自動車に搭載される例を用いて説明する。

本開示に係る車両用計器の第１の実施形態を添付図１乃５に基づいて説明する。以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側及び図２における左側（カバー６側）を意味する。「背面側」は、図１における奥側及び図２における右側（外ケース５側）を意味する。

図１に示すように、車両用計器１００は、車両のインストルメントパネル内に搭載されている。車両用計器１００は、速度計ＳＰや、液晶からなる表示パネル等（図示せず）に表示されるトリップ計ＴＲ及び残燃料計ＦＵを有し、運転者（視認者）に種々の情報を表示する。

図１乃至３に示すように、車両用計器１００は、指針１と、文字板２と、中ケース（ケース体）３と、回路基板４と、外ケース５と、見返し（図示せず）と、カバー６と、ノブ７と、コイルバネ（弾性部材）８と、スイッチ９と、を主に有している。

指針１は、回路基板４に設けられた指針駆動部の指針軸に接続されており、文字板２の面に平行する面上を回転する。指針１は、車両の速度やエンジン回転数に応じて、文字板２に形成された目盛りや数字等の意匠部２１を指し示す。

文字板２は、基材と、意匠層と、を有している。基材は、例えば透光性の合成樹脂（例えばポリカーボネート）の板状部材である。意匠部２１は、基材の前面側又は背面側に形成された黒色の遮光性インキで印刷され、抜き文字状に形成された目盛、数字、文字及び記号等からなる。意匠部２１は、文字板２の背面側から照射された意匠用の光源の光が透過することにより、点灯表示される。

回路基板４は、例えばＦＲ−４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ−４）等の平板状のガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した硬質配線基板からなる。回路基板４は、中ケース３と外ケース５とから形成される筺体内に収容されており、制御部と、光源と、指針駆動部と、スイッチ９と、を主に実装配置している。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、各種車両情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、意匠用の光源や指針駆動部等を駆動制御する。光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、文字板２を背面側から照明する。

中ケース３と外ケース５は、内部空間に指針１、文字板２、回路基板４、表示パネルを収容する。中ケース３は白色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。中ケース３は、文字板２及び回路基板４を固定する。本実施形態においては、中ケース３は、回路基板４の基板前面（前面）４ａに載置され、回路基板４をフック等で固定（支持）するケースである。図４に示すように、中ケース３は、円形の貫通した貫通孔３１と、貫通孔３１から回路基板４側へ延出した鍔受部３１ａと、を有する。

外ケース５は、白濁色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。外ケース５は、中ケース３に固定された文字板２及び回路基板４を収容する。

見返しは、黒色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。見返しは、外ケース５の前面側に取り付けられている。見返しは、車両用計器１００の前面側のケースとしても機能し、文字板２上の不要な領域を覆ったり、文字板２を区画したりする。

カバー６は、透光性の合成樹脂（例えばアクリル）からなる。カバー６は、見返しの前面側に取り付けられている。カバー６は、車両用計器１００に塵埃等が入らないように、見返しの前面の開口を覆っている。

コイルバネ８は、金属、複合材料、プラスチックなどの材料からなり、円形や長方形断面の巻線Ｄ（図４に示す）を弦巻状（コイル状）に巻いたばねである。作用する荷重の方向によって、コイルの中心線方向に圧縮荷重を受ける圧縮コイルばねである。

スイッチ９は、回路基板４の基板前面４ａに実装配置された前後方向（前面と背面を結ぶ方向）用のプッシュスイッチである。スイッチ９は、ノブ７により押下されることにより、例えば表示パネルに表示される時計機能を調整したり、トリップ計ＴＲをＯＤＯ計（図示しない）等の表示内容に切り替えたり、表示パネルや速度計ＳＰの表示の輝度を調整したりする指示を受け付ける。制御部は、指示に基づいて、各種処理を実行する。

ノブ７は、不透明な合成樹脂（例えばポリアセタール）からなり、回路基板４の前面に配置される。ノブ７は、ユーザが触れて操作する操作部７１と、コイルバネ８を保持する保持部７２と、スイッチ９を操作するスイッチ操作部７３と、回路基板４と嵌合するフック部７４と、を有する。

操作部７１は、外形が円形状の中空断面で軸方向に延びた棒状に形成され。操作部７１は、中ケース３の貫通孔３１と、文字板２の貫通孔２２と、カバー６の貫通孔６１と、を貫通する。

保持部７２は、フランジ部７５と、内径部７６と、外径部７７と、を有する。

フランジ部７５は、ノブ７の軸方向と直交する半径方向に、回路基板４の平面方向と平行に延びた円板状に形成され、貫通孔３１と基板前面４ａの間に設けられている。フランジ部７５は、貫通孔３１より外周が大きく形成されることにより、ノブ７の貫通孔３１からの抜け止めとなる。フランジ部７５は、コイルバネ８の弾性力を受け、回路基板４側に位置する受け面７５ａを有する。

コイルバネ８は、自由長さ方向の一端側が回路基板４の基板前面４ａに接しており、他端側が受け面７５ａに当接するように保持される。フランジ部７５は、通常時（ノブ７の非操作時）は、コイルバネ８からノブ７が押し込まれる方向（前面から背面の方向）とは逆向き（背面から前面の方向）の弾性力を与えられるので、受け面７５ａの反対側の抜け止め面７５ｂは、鍔受部３１ａに当接した状態となる。これによりノブ７は、回路基板４に対して垂直に押下可能に取り付けられる。

内径部７６は、ノブ７のフランジ部７５から下の（回路基板４側の）部分であり、コイルバネ８の内径側に位置し、中空円筒形状に形成される。内径部７６は、コイルバネ８の内径と隙間を有して形成される。内径部７６の回路基板４側は、途中から先割れた形状となり、この先端部にフック部７４が形成される。フック部７４は、貫通孔部４１と掛かり合う返し状に形成されている。フック７４は、回路基板４に対するノブ７の抜け止めとなると共に、ノブ７の組み立て時において、回路基板４にノブ７を仮固定するために用いられる。

外径部７７は、フランジ部７５の外縁から軸方向に沿って回路基板４側に延び、コイルバネ８の外側を覆うように形成される。外径部７７は、コイルバネ８の外径と隙間を有して形成される。スイッチ操作部７３は、外径部７７の一部が回路基板４側に延び、その後、回路基板４の平面方向と平行に、スイッチ９の前面方向と対向する位置まで延びる。

内径部７６は、ノブ７の軸方向と直交する半径方向の外側（コイルバネ８及び外径部７７側）に、コイルバネ８の自由長方向の一端の内径と軽く圧入する程度に当接するリブ状に突出する第１の突出部７６ａを複数個所に有する。

外径部７７は、ノブ７の軸方向と直交する半径方向の内側（コイルバネ８及び内径部７６側）に、コイルバネ８の自由長方向の一端の外径と軽く圧入する程度に当接するリブ状に突出する第２の突出部７７ａを複数個所に有する。第１の突出部７６ａと第２の突出部７７ａは、互いに対向する位置に形成されず、図５に示すように、互い違いの位置に形成される。尚、スイッチ操作部７３は、少なくとも第２の突出部７７ａの形成される位置の外径部７７の一部から回路基板４側に延びて形成される。

このように形成されることで、ノブ７の操作部７１がコイルバネ８の弾性力よりも強い力でユーザにより押し込まれると、フランジ部７５は鍔受部３１ａから離れ、スイッチ操作部７３がスイッチ９の接点を操作（押下）し、表示の切り替えが可能となる。また、ユーザの押し込みが終了すると、フランジ部７５は再びコイルバネ８の弾性力を受けて通常時の位置に戻る。

また、コイルバネ８の内径と外径とに当接する第１の突出部７６ａと第２の突出部７７ａを互い違いの位置に形成したので、コイルバネ８の自由長方向の一端（の巻線Ｄ）が波板状に挟持される形となり、コイルバネ８が保持部７２から抜け難くなる。つまり、ノブ７にコイルバネ８を仮固定することができる。また、ノブ７０に半径方向に突出した係止部（図７の符号７０ａ）を形成するのに比べ、金型にスライド機構を設ける必要が無いので、ノブ７０の金型コストを低減することができる。

本開示に係る車両用計器の第２の実施形態を図６に基づいて説明する。前述した第１の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。

第１の実施形態では、内径部７６は、コイルバネ８の内径と隙間を有して形成されていたが、本実施形態では、内径部７６は、コイルバネ８の内径と略同直径の内径当接面７６ｃを有する。また、第１の実施形態では、内径部７６は、リブ状に突出する第１の突出部７６ａを複数個有していたが、本実施形態では、内径部７６は、巻線Ｄの半径と同程度の量だけ内径当接面７６ｃから半球状に突出する半球突出部７６ｂを１箇所だけ有する。尚、半球突出部７６ｂは、金型にスライド機構を設ける必要があるので、半球突出部７６ｂに対向する位置には外径部７７は形成されない。

第１の実施形態では、外径部７７は、第２の突出部７７ａを複数個有していたが、本実施形態では、外径部７７は、半球突出部７６ｂと略１８０度対向する位置に１箇所だけ形成され、内径当接面７６ｃとで巻線Ｄを軽く圧入する程度に挟持する挟持突出部７７ｂを有する。尚、スイッチ操作部７３は、少なくとも挟持突出部７７ｂの形成される位置の外径部７７の一部から回路基板４側に延びて形成される。

このように形成されることにより、コイルバネ８の自由長方向の一端（の巻線Ｄ）の一方の箇所が半球突出部７６ｂに係止され、その１８０度対向する他方の箇所が、内径当接面７６ｃと挟持突出部７７ｂとにより挟持されるので、ノブ７にコイルバネ８を仮固定することができ、ノブ７０に半径方向に突出した係止部（図７の符号７０ａ）を複数個所に形成する場合に比べ、金型にスライド機構を１箇所だけ設ければよいので、ノブ７０の金型コストを低減することができる。

本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

３ ケース体
４ 回路基板
４ａ 前面
７ ノブ
７１ 操作部
７２ 保持部
７３ スイッチ操作部
７６ 内径部
７６ａ 第１の突出部
７６ｂ 係止部
７７ 外径部
７７ａ 第２の突出部
８ 弾性部材
９ スイッチ

Claims (4)

1. 回路基板と、
   前記回路基板の前面に配置されるスイッチと、
   前記回路基板の前面に配置されるコイル状の弾性部材と、
   前記弾性部材を保持する保持部と、前記スイッチを操作するスイッチ操作部と、を有し、前記回路基板の前面に配置されるノブとを備え、
   前記保持部は、前記弾性部材の内径側の内径部と、前記弾性部材の外形側の外径部とを有し、
   前記弾性部材は、自由長方向の一端を、前記内径部と前記外径部により挟持されることを特徴とする操作装置。
2. 前記内径部は、前記一端を係止する係止部を有することを特徴とする操作装置。
3. 前記保持部は、前記内径部から前記弾性部材側に突出する第１の突出部と、前記外径部から前記弾性部材側に突出する第２の突出部と、を有し、前記第１の突出部と前記第２の突出部は互い違いの位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
4. 前記スイッチ操作部は、前記外径部に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の操作装置。

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