スイッチ装置及びこれを用いた入力装置

【課題】主に自動車内の、各種電子機器の制御等に用いられるスイッチ装置及びこれを用いた入力装置に関し、誤操作がなく操作の行い易いものを提供することを目的とする。
【解決手段】ケース１１に上下動可能に装着された操作体１２と、この操作体１２の操作によって電気的接離を行う複数のプッシュスイッチ１８の間に、複数のスイッチ接点２２が形成されたメンブレンスイッチ２１を配設することによって、操作体１２を軽く押圧することでメンブレンスイッチ２１の電気的接離が行われ、表示手段２７等によって操作する操作体１２の機能区分を判別できるため、どんな操作を行おうとしているのかが確認でき、誤操作がなく操作の行い易いスイッチ装置２５、及びこれを用いた入力装置を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車内の、各種電子機器の制御等に用いられるスイッチ装置、及びこれを用いた入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車において、ステアリングホイール近傍に所謂ステアリングスイッチを装着し、ハンドルを握ったまま指でこのスイッチを操作して、オーディオ機器やエアコン等の電子機器を制御することが広く行われており、誤操作がなく操作し易いものが求められている。
【０００３】
このような従来のスイッチ装置や入力装置について、図６を用いて説明する。
【０００４】
図６は従来の入力装置の平面図であり、同図において、１は絶縁樹脂製のケース、２は同じく絶縁樹脂製の複数の操作体で、ケース１上面には複数の開口孔（図示せず）が形成されると共に、この開口孔から操作体２Ａや２Ｂ上端が上下動可能に突出している。
【０００５】
そして、このケース１内には、操作体２Ａや２Ｂの操作によって電気的接離を行う複数のプッシュスイッチ（図示せず）が収納されて、スイッチ装置３が構成されている。
【０００６】
また、４はステアリングホイール、５はこの中央のエアーバック等を内蔵したパッドで、ステアリングホイール４とパッド５の間に設けられた左右のスポーク６には、ステアリングホイール４近傍にスイッチ装置３が装着されている。
【０００７】
さらに、このスイッチ装置３のプッシュスイッチが、マイコン等の電子部品によって形成された制御手段（図示せず）に接続され、操作体２Ａや２Ｂの操作によるプッシュスイッチの電気的接離に応じて、制御手段が車両の電子機器、例えば、オーディオ機器やエアコン等を制御するようにして入力装置が構成されている。
【０００８】
以上の構成において、ステアリングホイール４を握りながら親指を伸ばし、例えば、左側のスイッチ装置３の、上面に「∧」が表示された操作体２Ａを押圧操作すると、この下面のプッシュスイッチの電気的接離が行われ、これに応じて制御手段が機器の制御を行い、例えば、オーディオ機器の音量が大きくなる。
【０００９】
また、この操作体２Ａ下方の、上面に「∨」が表示された操作体２Ｂを押圧操作すると、操作体２Ｂ下面のプッシュスイッチの電気的接離が行われ、例えば、オーディオ機器の音量が小さくなる。
【００１０】
同様に、右側のスイッチ装置３の「＋」や「−」が上面に表示された操作体２Ｃや２Ｄを押圧操作すると、これらの下面のプッシュスイッチの電気的接離が行われ、例えば、エアコンの温度設定が上下し、車室内の温度調整が行われる。
【００１１】
つまり、ステアリングホイール４近傍にスイッチ装置３を装着し、ステアリングホイール４から手を離すことなく、例えば親指のみを伸ばし、複数の操作体２のいずれかを操作して車両内の機器を制御することによって、特に運転中の機器の操作が容易に行えるように構成されているものであった。
【００１２】
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。
【特許文献１】特開２００１−２４６９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来のスイッチ装置及びこれを用いた入力装置においては、スイッチ装置３がステアリングホイール４近傍に装着されてはいるものの、複数の操作体２を操作する際、それが何の機器のどんな操作を行う操作体２であるのかを、つまり各々の操作体の機能区分を、操作体上面の表示を見て、目視によって確認する必要があるため、操作しづらく、また、誤操作も生じ易いという課題があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤操作がなく操作の行い易いスイッチ装置、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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、ケースに上下動可能に装着された操作体と、この操作体の操作によって電気的接離を行う複数のプッシュスイッチの間に、複数のスイッチ接点が形成されたメンブレンスイッチを配設してスイッチ装置を構成したものであり、操作体を軽く押圧することで各プッシュスイッチに対応したメンブレンスイッチの電気的接離が行われ、表示手段等によって操作する操作体の機能区分を判別できるため、どんな操作を行おうとしているのかが確認でき、誤操作がなく操作の行い易いスイッチ装置を得ることができるという作用を有する。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１の発明において、メンブレンスイッチの複数のスイッチ接点近傍にスリット部や孔部を形成、あるいは複数のスイッチ接点を桟部で連結したものであり、例えば、上下左右に並んで配列された複数のスイッチ接点の近傍にスリット部や孔部を形成、あるいは、略円形状に配置された複数のスイッチ接点やその中心に配置したスイッチ接点を桟部で連結することによって、隣接するスイッチ接点同士の干渉が少なくなるため、押圧操作されたスイッチ接点の電気的接離が確実に行われると共に、対応するプッシュスイッチの電気的接離も確実なものにすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載のスイッチ装置を、車両のステアリングホイール近傍に装着すると共に、このメンブレンスイッチのスイッチ接点を制御手段に接続し、操作体の操作によるスイッチ接点の電気的接離に応じて、制御手段が操作体の機能区分を表示手段に表示するようにして入力装置を構成したものであり、誤操作がなく操作の行い易い入力装置を実現することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、誤操作がなく、操作の容易なスイッチ装置、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２１】
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１はＡＢＳやポリアセタール等の絶縁樹脂製で略箱状のケース、１２はポリカーボネートやアクリル、ＡＢＳ等の絶縁樹脂製の複数の操作体で、ケース１１上面には複数の開口孔１１Ａが形成されると共に、この開口孔１１Ａから操作体１２Ａや１２Ｂ上端が上下動可能に突出している。
【００２３】
そして、この複数の操作体１２は、白色や乳白色等の明色の透光部１３と、この上面と側面を覆う黒色等の暗色の不透光部１４から形成されると共に、各々の上面には透光部１３が不透光部１４から露出した、「∧」や「∨」「＋」「−」等の表示部１６が形成されている。
【００２４】
また、これら複数の操作体１２はシリコンゴムやエラストマー等の光透過性のベース部１５によって連結されると共に、このベース部１５の外周がケース１１下面に密着され、操作体１２外周と開口孔１１Ａとの隙間からの、塵埃や水等のケース１１内への侵入を防止するようになっている。
【００２５】
なお、このような操作体１２の製作方法としては、成形した透光部１３の上面と側面に塗装等によって不透光部１４を形成した後、レーザ加工等によって不透光部１４を除いて表示部１６を形成する方法や、或いは、色の異なる絶縁樹脂を順次重ねて成形する、所謂、二色成形等の方法等がある。
【００２６】
そして、１７は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された絶縁樹脂製の配線基板で、この配線基板１７上面の各々の操作体１２下方には、押釦１８Ａが上方へ突出した複数のプッシュスイッチ１８や、ＬＥＤ等の複数の発光素子１９が実装されている。
【００２７】
また、２０はポリカーボネートやアクリル等の絶縁樹脂製で透明または光透過性の複数の押圧体で、アーム状の桟部２０Ａによって数個ずつ連結されて、各々の操作体１２下面に配設されると共に、下面に突出した押圧部２０Ｂが各々のプッシュスイッチ１８の押釦１８Ａに当接している。
【００２８】
さらに、２１は操作体１２と押圧体２０の間に配設されたメンブレンスイッチで、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート等の可撓性の上シート２１Ａと下シート２１Ｂが、スペーサ２１Ｃによって貼り合せられると共に、各々の操作体１２下面に突出形成された突起部１３Ａ下方には、上シート２１Ａ下面のカーボンや銀等の可動接点と下シート２１Ｂ上面の固定接点が、所定の間隙を空けて対向して、複数のスイッチ接点２２が上下左右に配置されて形成されている。
【００２９】
また、これらの複数のスイッチ接点２２の近傍には、スリット部２１Ｅや孔部２１Ｆが形成され、所定のスイッチ接点２２を押圧操作した際に、隣接するスイッチ接点２２や他の部分による干渉がなく、上シート２１Ａが確実に撓み、可動接点と固定接点の安定した電気的接離が行えるようになっている。
【００３０】
なお、スイッチ接点２２の上シート２１Ａ上面を押圧して、可動接点を下シート２１Ｂの固定接点に当接させる際の押圧荷重は、プッシュスイッチ１８の押釦１８Ａを押圧して、内部接点の電気的接離が行われる押圧荷重よりも小さいものとなっている。
【００３１】
そして、メンブレンスイッチ２１の各々の発光素子１９上方には、複数の透孔２１Ｄが設けられると共に、スイッチ接点２２がコネクタ２３を介して、配線基板１７の配線パターンに接続され、この配線基板１７がねじ２４によってケース１１下面に固着されて、スイッチ装置２５が構成されている。
【００３２】
また、このように構成されたスイッチ装置２５は、図３の入力装置の平面図に示すように、ステアリングホイール４とこの中央のエアーバッグ等を内蔵したパッド５の間の、左右のスポーク６のステアリングホイール４近傍に、操作体１２を上面に突出させて装着される。
【００３３】
さらに、このスイッチ装置２５の複数のプッシュスイッチ１８やメンブレンスイッチ２１のスイッチ接点２２、発光素子１９が配線基板１７の配線パターンを介して、図４のブロック回路図に示すように、マイコン等の電子部品によって形成された制御手段２６に接続されると共に、制御手段２６には車室内前方に装着されたディスプレイ等の表示手段２７が接続される。
【００３４】
そして、操作体１２Ａや１２Ｂの押圧操作によるメンブレンスイッチ２１のスイッチ接点２２や、プッシュスイッチ１８の電気的接離に応じて、制御手段２６が車両の電子機器、例えば、オーディオ機器やエアコン等を制御するようにして入力装置が構成されている。
【００３５】
以上の構成において、ステアリングホイール４を握りながら親指を伸ばして、例えば、図３に示した左側のスイッチ装置２５の、上面に「∧」が表示された操作体１２Ａを軽く押圧操作すると、この下面の突起部１３Ａが下方へ移動して、図１に示したように、この下方に配設された上シート２１Ａ上面を押圧するため、上シート２１Ａが撓んで下面の可動接点が下シート２１Ｂ上面の固定接点に接触し、操作体１２Ａ下方のメンブレンスイッチ２１のスイッチ接点２２の電気的接離が行われる。
【００３６】
そして、このスイッチ接点２２の電気的接離を制御手段２６が検出して、前方のディスプレイ等の表示手段２７に、例えば、「オーディオ音量∧」といった、何の機器のどんな操作を行っているかを示す、操作体１２Ａの機能区分が表示される。
【００３７】
この時、それが意図したものである場合には、操作体１２Ａに指を当てたままでさらに押圧操作すると、突起部１３Ａによってメンブレンスイッチ２１のスイッチ接点２２を介して押圧体２０が押圧されて下方へ移動し、押圧部２０Ｂがこの下方のプッシュスイッチ１８の押釦１８Ａを押圧して、プッシュスイッチ１８の電気的接離が行われる。
【００３８】
なお、この時、スイッチ接点２２の近傍にはスリット部２１Ｅや孔部２１Ｆが形成されているため、隣接する他のスイッチ接点２２や上下シートの干渉をうけることなく、押圧操作されたスイッチ接点２２近傍のみが下方へ撓み、押圧体２０を押圧して、プッシュスイッチ１８の押釦１８Ａが確実に押圧操作される。
【００３９】
そして、このプッシュスイッチ１８の電気的接離に応じて、制御手段２６が機器の制御を行い、例えば、オーディオ機器の音量が大きくなる。
【００４０】
また、この操作体１２Ａ下方の、「∨」が表示された操作体１２Ｂを軽く押圧すると、操作体１２Ｂ下方のスイッチ接点２２の電気的接離が行われ、これを制御手段２６が検出して、表示手段２７に、例えば、「オーディオ音量∨」といった、操作体１２Ｂの機能区分が表示される。
【００４１】
そして、それが意図したものである場合には、操作体１２Ｂをそのままさらに押圧操作すると、この下方のプッシュスイッチ１８の電気的接離が行われ、例えば、オーディオ機器の音量が小さくなる。
【００４２】
同様に、右側のスイッチ装置２５の「＋」や「−」が表示された操作体１２Ｃや１２Ｄを軽く押圧すると、表示手段２７に、「エアコン温度＋」や「エアコン温度−」といった機能区分が表示され、そのままさらに押圧操作すると、これらの下面のプッシュスイッチ１８の電気的接離が行われ、例えば、エアコンの温度設定が上下し、車室内の温度調整が行われる。
【００４３】
なお、この時、例えば操作体１２Ａを操作しようとして、誤って操作体１２Ｂを押圧した場合には、意図したものとは異なる機能区分が表示手段２７に表示されるため、誤った操作を行おうとしていることが判るようになっている。
【００４４】
つまり、いずれかの操作体１２に指を触れ軽く押圧すると、その操作体１２とプッシュスイッチ１８の間に配設された、メンブレンスイッチ２１のスイッチ接点２２の電気的接離が行われ、これによって、その操作体１２の機能区分が表示手段２７に表示されるため、操作の都度、操作しようとする操作体１２の機能区分が確認できるように構成されている。
【００４５】
従って、いちいち各々の操作体１２上面の表示を目視によって確認しなくとも、視線は前方に向けたままで任意の操作体１２を軽く押圧すると、車室内前方に装着されたディスプレイ等の表示手段２７によって、どんな操作を行う操作体１２を操作しようとしているのかが確認できるため、特に運転中の機器の操作を、誤操作がなく容易に行うことが可能なようになっている。
【００４６】
また、夜間等、周囲が暗い場合には、所定のスイッチ（図示せず）を操作すると、発光素子１９が発光し、この光が押圧体２０やメンブレンスイッチ２１の透孔２１Ｄを通って、操作体１２の透光部１３を照光し、表示部１６が照光されることによって、周囲が暗い場合でも、各々の操作体１２の位置や表示が判り易くなるように構成されている。
【００４７】
なお、このように全ての操作体１２の表示部１６を照光するほか、いずれかの操作体１２が軽く押圧された際、このメンブレンスイッチ２１のスイッチ接点２２の電気的接離を制御手段２６が検出し、押圧された箇所の発光素子１９のみを発光させて、この操作体１２のみを照光させるようにすれば、上記の表示手段２７による機能区分の表示に加え、操作しようとする操作体１２の確認を、さらに判り易くすることができる。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、ケース１１に上下動可能に装着された複数の操作体１２と、この操作体１２の操作によって電気的接離を行う複数のプッシュスイッチ１８の間に、複数のスイッチ接点２２が形成されたメンブレンスイッチ２１を配設すると共に、このスイッチ接点２２の電気的接離に応じて、制御手段２６が操作体１２の機能区分を表示手段２７に表示することによって、操作体１２を軽く押圧することで各プッシュスイッチ１８に対応したメンブレンスイッチ２１の電気的接離が行われ、表示手段２７等によって操作する操作体１２の機能区分を判別できるため、どんな操作を行おうとしているのかが確認でき、誤操作がなく操作の行い易いスイッチ装置２５、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。
【００４９】
また、メンブレンスイッチ２１の複数のスイッチ接点２２近傍にスリット部２１Ｅや孔部２１Ｆを形成することによって、隣接するスイッチ接点２２同士の干渉が少なくなるため、押圧操作されたスイッチ接点２２の電気的接離が確実に行われると共に、対応するプッシュスイッチ１８の電気的接離も確実なものとすることができる。
【００５０】
なお、以上の説明では、複数の操作体１２が上下左右に並んで配列され、これらを押圧操作することによって、下方のメンブレンスイッチ２１やプッシュスイッチ１８が電気的接離を行う構成について説明したが、例えば、図５の分解斜視図に示すように、一つの略円盤状の操作体３２を押圧操作する構成としても、本発明の実施は可能である。
【００５１】
つまり、同図において、ケース３１の開口孔３１Ａからは、略円盤状でシリコンゴムやエラストマー等の弾性材料製の操作体３２の上面が突出すると共に、略円筒状の保持体４１内側のガイド孔４１Ａに上下動可能に挿通された押圧体４０との間には、メンブレンスイッチ４２が配設されている。
【００５２】
そして、このメンブレンスイッチ４２の操作体３２下方には、略円形状に配置された複数のスイッチ接点４２Ａと、この略中心に配置されたスイッチ接点４２Ｂが形成されると共に、複数のスイッチ接点４２Ａは桟部４２Ｃによって略リング状に連結され、中央のスイッチ接点４２Ｂは桟部４２Ｄによって外周に連結されている。
【００５３】
なお、メンブレンスイッチ４２のつなぎ桟部４２Ｃや４２Ｄはスイッチ接点４２Ａや４２Ｂ部分の外形より小さい幅となっていると共に、略円形状に配置されたスイッチ接点４２Ａは略リング上のつなぎ桟部４２Ｃの内側または外側に突出して配設されている。
【００５４】
すなわち、略円形状に配置された複数のスイッチ接点４２Ａやその中心に配置したスイッチ接点４２Ｂが桟部４２Ｃや４２Ｄで連結され、隣接するスイッチ接点同士の干渉が少なくなって、押圧操作されたスイッチ接点４２Ａや４２Ｂの電気的接離が確実に行われるようになっている。
【００５５】
また、各押圧体４０下面に対向したプッシュスイッチ１８や発光素子１９が実装された配線基板３７が接続基板３９によって、メンブレンスイッチ４２が接続部４２Ｅを介して配線基板３８に各々接続されると共に、ねじ４４によって配線基板３７や保持体４１、操作体３２がケース３１に固定され、ケース３１下面に配線基板３８が装着されてスイッチ装置４５が構成されている。
【００５６】
そして、操作体３２上面の例えば、外周の表示部３２Ａや中央部等を軽く押圧操作すると、この下方のメンブレンスイッチ４２の電気的接離が行われ、さらに押圧操作すると、この下方のプッシュスイッチ１８の電気的接離が行われるようになっている。
【００５７】
なお、以上の説明では、車両内の機器の操作用スイッチとして、単品のプッシュスイッチ１８を用いた構成として説明したが、配線基板１７や３７上面に固定接点を形成し、この上方に略ドーム状で導電金属製の可動接点を載置したものや、或いは、下面に可動接点が形成された略ドーム状の可撓性のゴム接点を用いたもの等、様々なプッシュスイッチを用いても本発明の実施は可能である。
【００５８】
また、以上の説明では、メンブレンスイッチ２１や４２には発光素子１９の光を通す透孔２１Ｄ等を設け、押圧体２０や４０は光透過性のものとして説明したが、これらの構成部品すべてに透孔を設けたり、或いは、すべてを光透過性のもので形成したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によるスイッチ装置及びこれを用いた入力装置は、誤操作がなく操作の行い易いものを実現でき、主に自動車の各種電子機器の制御用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態によるスイッチ装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同入力装置の平面図
【図４】同ブロック回路図
【図５】同他の実施の形態によるスイッチ装置の分解斜視図
【図６】従来の入力装置の平面図
【符号の説明】
【００６１】
４ステアリングホイール
５パッド
６スポーク
１１、３１ケース
１１Ａ、３１Ａ開口孔
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、３２操作体
１３透光部
１３Ａ突起部
１４不透光部
１５ベース部
１６、３２Ａ表示部
１７、３７、３８配線基板
１８プッシュスイッチ
１８Ａ押釦
１９発光素子
２０、４０押圧体
２０Ａ桟部
２０Ｂ押圧部
２１、４２メンブレンスイッチ
２１Ａ上シート
２１Ｂ下シート
２１Ｃスペーサ
２１Ｄ透孔
２１Ｅスリット部
２１Ｆ孔部
２２、４２Ａ、４２Ｂスイッチ接点
２３コネクタ
２４、４４ねじ
２５、４５スイッチ装置
２６制御手段
２７表示手段
３９接続基板
４１保持体
４１Ａガイド孔
４２Ｃ、４２Ｄつなぎ桟部
４２Ｅ接続部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に開口孔が形成された略箱状のケースと、このケースの開口孔内に上下動可能に装着された操作体と、上記ケース内に収納され上記操作体の操作によって電気的接離を行う複数のプッシュスイッチからなり、上記操作体と上記プッシュスイッチの間に、複数のスイッチ接点が形成されたメンブレンスイッチを配設したスイッチ装置。
【請求項２】
メンブレンスイッチのスイッチ接点近傍にスリット部や孔部を形成、あるいは、複数のスイッチ接点を桟部で連結した請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１記載のスイッチ装置を、車両のステアリングホイール近傍に装着すると共に、このメンブレンスイッチのスイッチ接点を制御手段に接続し、操作体の操作による上記スイッチ接点の電気的接離に応じて、上記制御手段が上記操作体の機能区分を表示手段に表示する入力装置。

【図１】