スイッチ装置
【課題】複数個のセンサによって操作ノブの操作位置を検出するものにあって、センタープッシュの検出を確実に行う。
【解決手段】スイッチケース２の円形開口部３ａ内に、リング状の操作ノブ４を押圧操作可能に設ける。操作ノブ４の裏面に、１２０度間隔で３個の押圧部７を設ける。配線基板８上に、押圧部７に対応して３個の圧力センサ９を設ける。押圧部７と圧力センサ９との間に、円板状の中間プレート１２を設け、中間プレート１２の上面外周部に、押圧部７の力を中間プレート１２に伝達するための、ばね１４を有する伝達部１３を設ける。操作ノブ４の中空部４ａに、センターノブ１６を押圧操作可能に設け、円錐状をなすセンターノブ１６の下端を、中間プレート１２の中心部の受け凹部１２ａに接触させる。
【解決手段】スイッチケース２の円形開口部３ａ内に、リング状の操作ノブ４を押圧操作可能に設ける。操作ノブ４の裏面に、１２０度間隔で３個の押圧部７を設ける。配線基板８上に、押圧部７に対応して３個の圧力センサ９を設ける。押圧部７と圧力センサ９との間に、円板状の中間プレート１２を設け、中間プレート１２の上面外周部に、押圧部７の力を中間プレート１２に伝達するための、ばね１４を有する伝達部１３を設ける。操作ノブ４の中空部４ａに、センターノブ１６を押圧操作可能に設け、円錐状をなすセンターノブ１６の下端を、中間プレート１２の中心部の受け凹部１２ａに接触させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサや磁気センサ等の複数個のセンサを利用して操作ノブの操作位置の検出を行うスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車に設けられるステアリングスイッチやナビ用の遠隔操作装置等に用いられるスイッチ装置として、操作用部材の押圧操作位置（傾動操作方向）を、圧力センサを用いて検出するようにした信号入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、正方形板状の操作用部材を、前後左右の４方向（対角線方向）に傾動操作可能に設け、その操作用部材の裏面側に、前後左右（４つの頂角の近傍）に位置して４個の圧力センサを設け、それら圧力センサから出力される圧力検出信号をもって、移動量を含む方向性信号を入力できるようにしている。
【０００３】
また、同様に圧力センサを用いたスイッチ装置として、矩形の面板上の裏面側に、３つの支点に生ずる分力を検出する３個の力検出器を設け、それらの検出（荷重バランス）に基づいて押圧力を印加した点の座標を求めるようにした荷重検知型座標入力装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０４９１３号公報
【特許文献２】特開昭５６−２９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような複数の圧力センサを用いて操作ノブの操作位置を検出するようにしたスイッチ装置においては、操作ノブを押圧（傾動）操作して単純に４方向を選択するといった使い方だけでなく、例えば、操作ノブの外周寄り部分を４方向のいずれかに押圧操作して、項目を選択すると共に、その後に操作ノブの中央部（全体）を押下操作（いわゆるセンタープッシュ）することにより、その選択を確定（実行）するといった使い方もできることが望まれる。これによれば、１つのスイッチ装置でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる。
【０００６】
しかしながら、例えば３個の圧力センサを用いたスイッチ装置にあっては、操作ノブの中央部（全体）が押圧操作されたことを検出するためには、３個の圧力センサに同等の圧力が印加されることが必要となるが、ユーザが操作ノブの中央部を確実に押圧操作しようとしてもどうしても押圧位置が偏ってしまう等、複数個の圧力センサ全てに均等に圧力を印加させることは難しく、この結果、誤検出が発生しやすいものとなっていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個のセンサを用いて操作ノブの押圧操作位置を検出できる構成のものにあって、操作ノブの円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センタープッシュの検出を共に良好に行うことができるスイッチ装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスイッチ装置は、スイッチケースと、前記スイッチケースに対して軸方向に押圧操作可能に支持された操作ノブと、前記操作ノブの裏面側に円周方向に並んで複数個が設けられた押圧部と、前記スイッチケース内に前記各押圧部に対応して複数個が設けられ各押圧部の押圧変位量を検出するセンサと、前記操作ノブの押圧部とセンサとの間に介在され該押圧部からの押圧力を該センサに伝達する１枚の中間プレートと、前記操作ノブの中空部に軸方向に押圧操作可能に支持され押圧操作力を前記中間プレートの中心部に伝達するセンターノブとを備えるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスイッチ装置によれば、操作ノブのいずれかの位置がユーザによって押圧操作されると、操作ノブの裏面側の各押圧部がユーザの押圧位置に応じたバランスで押圧変位され、それらの押圧変位量が、中間プレートを介して複数個のセンサにより検出される。これにより、各センサは、ユーザの押圧位置からの距離に応じた押圧変位量を検出するので、その押圧変位量のバランスによって、操作ノブの円周方向に沿う押圧操作位置を検出することができる。
【００１０】
そして、操作ノブの中空部つまり中央部部分には、センターノブが、操作ノブとは別体に押圧操作可能に設けられている。このセンターノブがユーザにより押圧操作されると、その押圧操作力が中間プレートの中心部に伝達されるので、この中間プレートを介して、複数個のセンサに対し荷重を均等に作用させることができる。これにより、各センサにより、センターノブが押圧操作されたことを確実に検出することが可能となる。従って、複数個のセンサによって操作ノブの押圧操作位置を検出できる構成のものにあって、操作ノブの円周方向に沿う押圧操作位置の検出、及び、センタープッシュの検出を共に良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、スイッチ装置の縦断面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿うスイッチ装置の横断平面図
【図３】圧力センサの内部構成を概略的に示す斜視図
【図４】電気的構成を概略的に示す図
【図５】本発明の第２の実施例を示すもので、図１相当図
【図６】中間プレート及びセンターノブを示す平面図
【図７】本発明の第３の実施例を示す図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）第１の実施例
以下、本発明を具体化した第１の実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。本実施例では、スイッチ装置１は、例えば、自動車のステアリングホイール部分に組込まれ、カーナビゲーション装置やカーオーディオ装置、車載電話機等の車載機器の操作用として設けられている。以下、本実施例に係るスイッチ装置１の構成について述べる。尚、図面においては、便宜上、スイッチ装置１を、操作ノブの表面側を上方に向けた状態で示しており、以下の説明で、上下や前後左右といった方向をいう場合には、図１等の状態を基準とし、操作ノブの操作方向（軸方向）を上下方向として説明する。
【００１３】
図１及び２に示すように、スイッチ装置１は、合成樹脂製の矩形箱状のスイッチケース２を備え、そのスイッチケース２の上面部にカバー３（図１参照）を有している。カバー３には、円形開口部３ａが形成されている。このカバー３の円形開口部３ａ部分に、合成樹脂製の操作ノブ４が配置される。図２にも示すように、この操作ノブ４は、中心部に中空部４ａを有したやや厚みのあるリング板状をなしていると共に、その下端部には、外周方向に水平に広がる薄板状の鍔状部５を一体的に有している。
【００１４】
この操作ノブ４は、前記カバー３の裏面と、前記鍔状部５の外周寄り部との間に掛渡された複数個の支持用ばね６によって、スイッチケース２に弾性的に支持されている。図２に示すように、前記支持用ばね６は、この場合３個が１２０度間隔で設けられている。これら支持用ばね６のばね力により、操作ノブ４は、通常時つまり操作ノブ４に対しユーザによる操作力が作用していない非操作状態で、図１に示すように、円形開口部３ａ内の中立位置、即ち後述する圧力センサに荷重を作用させない状態に位置される。
【００１５】
また、操作ノブ４は、上記中立位置から、軸方向即ち図１で下方に押圧操作可能に設けられている。この場合、操作ノブ４は、ユーザの手指による上方からの押圧操作によって、僅かなストロークで上下方向に変位（操作ノブ４のうち押圧された部分が下方に傾動）可能とされる。また、ユーザによる操作ノブ４の押圧操作力が解除されると、後述するばね１４のばね力により、操作ノブ４は中立位置に戻される。尚、この場合、後述する伝達部（ばね）を設けたことによって、操作ノブ４のある程度の操作ストロークを確保することができる。
【００１６】
さらに、図１に示すように、操作ノブ４の裏面（下面）側の前記鍔状部５の内周側部分には、下方に延びる突起状（円柱状）の押圧部７が一体に形成されている。この場合、各押圧部７は、前記支持用ばね６の近傍の、操作ノブ４の中心から同等の距離だけ離れた位置に、円周方向に沿って３個が１２０度間隔で並ぶように設けられている。
【００１７】
一方、図１に示すように、スイッチケース２内の底部には、前記操作ノブ４の下方に位置して、配線基板８が設けられ、この配線基板８上には、複数個この場合３個のセンサたる圧力センサ９が実装されている。図２にも示すように、これら３個の圧力センサ９は、前記３個の押圧部７に夫々対向して（真下に位置して）配設されており、従って、操作ノブ４の中心から同等の距離にあって、円周方向に沿って３個が１２０度間隔で並ぶように配置されている。
【００１８】
これら圧力センサ９は、図３に一部示すように、半導体圧力センサチップ１０と、その上面に配置されたスチールボール１１と、それらを収容するパッケージ（図示せず）とを備えて構成される。前記半導体圧力センサチップ１０は、例えば単結晶シリコン基板の中央部裏面側をエッチングして薄肉なダイヤフラム部１０ａを形成すると共に、そのダイヤフラム部１０ａの表面部に検知回路等を形成して構成されている。周知のように、前記検知回路は、４個のピエゾ抵抗素子１０ｂ（３個のみ図示）をブリッジ接続して構成され、２個の入力端子間に一定の直流電圧が印加される。そして、ダイヤフラム部１０ａに作用する圧力によって該ダイヤフラム１０ａが歪み変形し、ピエゾ抵抗素子１０ｂの抵抗値が変化することに応じて、２個の出力端子間の電圧が変動するように構成されている。
【００１９】
前記スチールボール１１は、ダイヤフラム部１０ａ上に載置された状態とされ、このとき、スチールボール１１の上端の一部が、図示しないパッケージの上面の円形孔から上方に露出（突出）している。これにて、圧力センサ９は、スチールボール１１に上方から荷重（圧力）が作用すると、その荷重に応じた（比例した）電圧値の検出信号を出力するようになっている。従って、各圧力センサ９が、各押圧部７の押圧変位量を検出するセンサとして機能する。
【００２０】
さて、図１に示すように、前記操作ノブ４の押圧部７と圧力センサ９との間には、押圧部７からの押圧力を圧力センサ９に伝達するための１枚の中間プレート１２が設けられる。この中間プレート１２は、３個の圧力センサ９の配設領域全体を覆う大きさで、前記操作ノブ４と同心の薄い円板状に構成されており、その下面が各圧力センサ９のスチールボール１１上に載置されている。そして、この中間プレート１２の上面には、各押圧部７に対応した３箇所（１２０度間隔）に位置して、それら各押圧部７からの押圧力を受けるための伝達部１３が設けられている。
【００２１】
これら各伝達部１３は、中間プレート１２に一体的に設けられ上面が開口した円筒部１３ａと、この円筒部１３ａ内に配置されたばね（圧縮コイルばね）１４と、ばね１４の上部に被さるように配置されたキャップ部１５とから構成されている。このとき、キャップ部１５は、円筒部１３ａに対して上下方向に移動可能且つ上方への抜止め状態で設けられている。円筒部１３ａの内径寸法は前記押圧部７の外径寸法よりもやや大きく、前記押圧部７の下端部は、前記キャップ部１５の上面に接触（或いは接合）されている。
【００２２】
これにて、操作ノブ４が押圧操作されると、操作ノブ４の裏面の押圧部７からの押圧力が、伝達部１３のキャップ部１５及びばね１４を介して中間プレート１２（円筒部１３ａ）伝達され、その中間プレート１２を介して３個の圧力センサ９に荷重（圧力）が作用するようになる。このとき、３個の各圧力センサ９には、３個の押圧部７の下方への押圧変位量に応じたバランスで、つまり、リング状の操作ノブ４のうちの押圧操作位置（円周上の位置）に応じたバランスで（近いものほど大きく、遠いものほど小さく）荷重が作用するようになる。
【００２３】
尚、この場合、圧力センサ９のスチールボール１１については、ほとんど上下動のストロークはないが、ばね１４を有する伝達部１３を介していることにより、押圧部７の下方への変位量（ストローク）がある程度大きくなっても、ばね１４を圧縮させながら、荷重を圧力センサ９に伝達することができる。そのため、操作ノブ４の一定の操作ストロークを確保することができ、ユーザにとっての操作感を高めることができる。
【００２４】
そして、前記操作ノブ４の中空部４ａ部分には、例えばプラスチック製のセンターノブ１６が設けられる。このセンターノブ１６は、上部が円筒状をなし、中空部４ａ内に、上方への抜止め状態で、押圧（押下）操作可能に支持されている。このセンターノブ１６の下部は、下方に行くほど径小となる円錐状に形成され、その先端（下端）が、前記中間プレート１２の上面まで延びて、中間プレート１２の中心部に接触している。このとき、中間プレート１２の上面中心部には、センターノブ１６の下端部をずれなく保持するための、受け凹部１２ａが形成されている。
【００２５】
これにて、センターノブ１６が押圧操作されると、中間プレート１２の中心部が押圧され、３個の各圧力センサ９に対して均等な荷重（圧力）を作用させるようになっている。このセンターノブ１６に対する押圧操作力は、前記操作ノブ４に対して作用することはない。ここで、図４に示すように、上記スイッチ装置１の３個の圧力センサ９の検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路１７を介して、車載機器の制御用のコンピュータ（ＣＰＵ）１８に入力される。
【００２６】
前記コンピュータ１８は、各圧力センサ９のからの入力信号に基づき、そられ３個の圧力センサ９に作用した荷重バランスから、操作ノブ４の押圧操作位置を検出（算出）する。このとき、３個の圧力センサ９に均等な荷重が作用した場合には、センターノブ１６（操作ノブ４の中央部）が押圧操作されたと判断する。コンピュータ１８は、操作ノブ４及びセンターノブ１６の押圧操作位置の検出に基づいて、車載機器（例えば、カーナビゲーションシステムの表示装置の表示画面）を制御するようになっている。
【００２７】
次に、上記構成の作用について述べる。上記のように構成されたスイッチ装置１においては、ユーザにより操作ノブ４の円周上のいずれかの位置が押圧操作されると、操作ノブ４が中立位置から変位（スイッチケース２に対し操作位置に応じて傾動）し、その際の押圧力が、操作ノブ４の裏面の押圧部７から伝達部１３を介して中間プレート１２に伝達され、中間プレート１２から３個の圧力センサ９に対して荷重として伝達される。この場合、３個の圧力センサ９は、ユーザの操作ノブ４の押圧操作位置（押圧操作位置からの距離）に応じた荷重バランスで荷重（圧力）を受け、夫々検出信号を出力する。
【００２８】
それら３個の圧力センサ９からの検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路１７を介してコンピュータ１８に入力され、コンピュータ１８は、３個の圧力センサ９の検出した荷重のバランスに基づいて、操作ノブ４の円周方向に沿う押圧操作位置を検出（計算）することができる。そして、コンピュータ１８は、検出した操作ノブ４の押圧操作位置（円周方向のいずれか）に応じて、車載機器（例えばカーナビゲーションシステムの表示装置）を制御する。この場合、操作ノブ４の操作位置を、例えば前後左右の４方向、或いはそれらに斜めを加えた８方向について検出する構成とすることができる。
【００２９】
一方、ユーザにより、操作ノブ４の中央部に位置して設けられたセンターノブ１６が押圧操作（いわゆるセンタープッシュ）されると、その押圧操作力が中間プレート１２の中心部に伝達されるので、この中間プレート１２から、中心からの距離が同等の位置にある３個の圧力センサ９に対し荷重が均等に与えられるようになる。従って、コンピュータ１８は、３個の圧力センサ９からの出力信号が均等であることに基づき、センターノブ１６が押圧操作されたことを確実に検出することが可能となる。
【００３０】
尚、操作ノブ４を押圧操作した場合には、３個の押圧部７から中間プレート１２に伝達される荷重は、該中間プレート１２の中心に対し必ずいずれかへの偏りが生ずるので、３個の圧力センサ９に作用する荷重が均等になることはない。これにより、例えば、操作ノブ４を前後左右の４方向（或いは８方向）のいずれかに押圧操作して、項目を選択すると共に、その後にセンターノブ１６を押下操作（いわゆるセンタープッシュ）することにより、その選択を確定（実行）するといった使い方ができるのである。
【００３１】
このように本実施例によれば、複数個の圧力センサ９に作用する荷重バランスによって操作ノブ４の押圧操作位置を検出できる構成のスイッチ装置１にあって、従来のようなセンタープッシュの誤検出が発生しやすいものと異なり、操作ノブ４の円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センターノブ１６の押圧操作（センタープッシュ）の検出を共に良好に行うことができる。ひいては、１つのスイッチ装置１でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる。
【００３２】
また、本実施例では、圧力センサ９（並びに押圧部７及び伝達部１３）を円周方向に沿って１２０度間隔で３個設けるようにしたので、圧力センサ９の個数が少なく済み、スイッチ装置１全体として簡単で安価な構成で済ませることができる。更に、特に本実施例では、押圧部７からの操作力を、ばね１４を有する伝達部１３を介して中間プレート１２に伝達するように構成したので、操作ノブ４の一定の操作ストロークを確保することができ、ユーザにおける操作感を良好とすることができるといった利点も得ることができる。
【００３３】
（２）第２の実施例
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施例について述べる。尚、以下に述べる各実施例においては、上記第１の実施例と同一部分について、同一符号を付して、新たな図示や詳しい説明を省略し、異なる点を中心に述べることとする。図５は、第２の実施例に係るスイッチ装置２１の全体構成を示しており、図６は中間プレート２２の構成（形状）を示している。この第２の実施例が上記第１の実施例のスイッチ装置１と異なる点は、主として、中間プレート２２の構成及びその配置にある。
【００３４】
即ち、このスイッチ装置２１においても、スイッチケース２の上面の円形開口部３ａ部分には、操作ノブ２３が配置される。操作ノブ２３は、中心部に中空部２３ａを有していると共に、下面外周部に鍔状部２４を一体に有している。操作ノブ２３は、鍔状部２４において３箇所の支持用ばね６により支持されている。また、スイッチケース２内の底部の配線基板８上には、３個のセンサたる圧力センサ９が、同一円周上に１２０度間隔で並ぶように実装されている。ここでは、突起状に形成されてはいないが、操作ノブ２３の鍔状部２４の下面部のうちの、各圧力センサ９に対応した真上の位置（３箇所）が押圧部とされている。
【００３５】
そして、前記中間プレート２２は、図６にも示すように、中央に位置する中央円板部２２ａ、その中央円板部２２ａから１２０度間隔で外周方向（放射方向）に延びる３本の接続バー２２ｂ、各接続バー２２ｂの先端に設けられるプッシャ部２５を一体に有して構成されている。３個のプッシャ部２５は、上下にやや長い円柱状をなし、前記各圧力センサ９（及び押圧部）に対応した位置に配置されている。この中間プレート２２は、操作ノブ２３の鍔状部２４の下面と、前記圧力センサ９の上部に夫々設けられた伝達部２６との間に配置されている。
【００３６】
前記伝達部２６は、圧力センサ９（スチールボール１１）上に載置状に設けられる上面が開口した円筒部２６ａと、この円筒部２６ａ内に配置されたばねとしての圧縮コイルばね２７と、圧縮コイルばね２７の上部に被さるように配置されたキャップ部２８とを有して構成されている。キャップ部２８は、円筒部２６ａに対して上下方向に移動可能且つ上方への抜止め状態で設けられている。前記各プッシャ部２５の上端部は、操作ノブ２３の下面の押圧部に接触され、各プッシャ部２５の下端部は、各伝達部２６のキャップ部２８の上面に夫々接触されている。
【００３７】
これにて、中間プレート２２と、各圧力センサ９との間には、伝達部２６の圧縮コイルばね２７が介在されている。操作ノブ２３が押圧操作されると、操作ノブ２３の裏面の押圧部からの押圧力（押圧変位量）が、中間プレート２２の各プッシャ部２５を介して各伝達部２６に伝達され、更にキャップ部２８及び圧縮コイルばね２７を介して３個の圧力センサ９に荷重（圧力）として作用するようになる。このとき、３個の各圧力センサ９には、操作ノブ２３のうちの押圧操作位置（円周上の位置）に応じたバランスで（近いものほど大きく、遠いものほど小さく）荷重が作用するようになる。つまり、各圧力センサ９により、各押圧部の押圧変位量を検出できるようになっている。
【００３８】
そして、前記操作ノブ２３の中空部２３ａ部分には、センターノブ２９が設けられる。このセンターノブ２９は、上部が円筒状をなし、中空部２３ａ内に、上方への抜止め状態で、押圧（押下）操作可能に支持されている。このセンターノブ２９の下部は、下方に行くほど径小となる円錐状に形成され、その先端（下端）が、前記中間プレート２２の上面の中心部（中央円板部２２ａ）に接触している。これにて、センターノブ２９が押圧操作されると、中間プレート２２の中心部が押圧され、３個の各圧力センサ９に対して均等な荷重（圧力）を作用させるようになっている。
【００３９】
従って、この第２の実施例によっても、複数個の圧力センサ９に作用する荷重バランスによって操作ノブ２３の押圧操作位置を検出できる構成のスイッチ装置２１にあって、従来のようなセンタープッシュの誤検出が発生しやすいものと異なり、操作ノブ２３の円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センターノブ２９の押圧操作（センタープッシュ）の検出を共に良好に行うことができる。ひいては、１つのスイッチ装置２１でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる等の上記第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４０】
そして、特に本実施例では、中間プレート２２と各圧力センサ９との間に、圧縮コイルばね２７を有する伝達部２６を設けたので、操作ノブ２３の一定の操作ストロークを確保して操作感を良好とすることができることに加え、センターノブ２９の押圧操作時の操作ストロークも確保することができ、センターノブ２９操作時における誤操作の防止、並びに、操作性の向上を図ることができるものである。
【００４１】
（３）第３の実施例、その他の実施例
図７は、本発明の第３の実施例に係るスイッチ装置３１を示している。この第３の実施例が上記第２の実施例と異なるところは、操作ノブ２３の各押圧部の押圧変位量を検出するセンサとして、圧力センサ９に代えて磁気センサ３２を採用した点にある。このとき、中間プレート２２の３本の接続バー２２ｂの先端に設けられる各プッシャ部２５の下端部には、永久磁石３３が固着されており、配線基板８上には、３個プッシャ部２５（押圧部）に夫々対応して（永久磁石３３の真下に位置して）３個の磁気センサ３２が配設されている。
【００４２】
前記磁気センサ３２と、各プッシャ部２５（永久磁石３３）との間には、伝達部３４が設けられている。伝達部３４は、内部の途中部（下部寄り部分）に仕切り部３５ａを有した円筒部３５と、この円筒部３５内（仕切り部３５ａの上側）に配置された圧縮コイルばね３６と、圧縮コイルばね３６の上部に被さるように配置されたキャップ部３７とを有して構成されている。プッシャ部２５（永久磁石３３）の下端部は、前記キャップ部３７の上面に接触されている。前記磁気センサ３２は、円筒部３５内の仕切り部３５ａの下側に配置される。
【００４３】
磁気センサ３２は、例えばホール素子からなり、磁界の強さに応じて出力電圧値がリニアに変動する。従って、各磁気センサ３２は、対応する各永久磁石３３との間の離間距離（各押圧部の押圧変位量）に応じた信号を出力する。ユーザにより操作ノブ２３のいずれかの位置が押圧操作されると、操作ノブ２３が中立位置から変位（傾動）し、各永久磁石３３の位置（各押圧部の押圧変位量）が３個の磁気センサ３２により検出される。この場合、３個の磁気センサ３２は、ユーザの操作ノブ２３の押圧操作位置（押圧操作位置からの平面的な距離）に応じた磁界の強さを検出し、検出信号を出力する。
【００４４】
コンピュータ１８は、３個の磁気センサ３２の検出信号のバランスに基づいて、操作ノブ２３の円周方向に沿う押圧操作位置を検出（計算）することができる。そして、ユーザにより、センターノブ２９が押圧操作されると、各永久磁石３３が各磁気センサ３２に対し均等に近接する。従って、コンピュータ１８は、３個の磁気センサ３２からの出力信号が均等であることに基づき、センターノブ２９が押圧操作されたことを確実に検出することが可能となる。
【００４５】
この結果、この第３の実施例によっても、３個の磁気センサ３２によって操作ノブ３２の押圧操作位置を検出できる構成のものにあって、操作ノブ２３の円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センターノブ２９の押圧操作（センタープッシュ）の検出を共に良好に行うことができる。ひいては、１つのスイッチ装置３１でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる等の上記第２の実施例等と同様の優れた作用・効果を得ることができる。
【００４６】
尚、上記各実施例では、３個の圧力センサを１２０度間隔で設ける構成としたが、圧力センサや押圧部を、９０度間隔で４個設ける、あるいは５個以上設ける構成としても良い。また、上記実施例では、センターノブの下部を円錐形状にしたが、センターノブの形状としては、中間プレートの中心部を確実に押圧できる構成であれば良い。中間プレートの受け凹部を、穴から構成しても良い。上記各実施例では、伝達部を設けるようにしたが、伝達部を省略して、押圧部が中間プレートを直接的に押圧する構成としても良い。伝達部のばねとして、コイルばねに代えて板ばねを採用することもできる。
【００４７】
その他、スイッチケースや操作ノブ、センターノブの形状、操作ノブの支持構造、中間プレートの形状などの具体的構造についても、様々な変形が可能である。例えば、操作ノブの操作部分（押しボタン部分）の形状としては四角形などであっても良い。中間プレートの形状としても、円板状等に限らず、例えばセンサが３個の場合、三角形の板状であっても良い。また、上記実施例では、本発明のスイッチ装置を自動車のナビゲーションシステム等の車載機器の操作用に適用したが、それ以外にも各種の用途に適用することが可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１，２１，３１はスイッチ装置、２はスイッチケース、４，２３は操作ノブ、４ａ，２３ａは中空部、６は支持用ばね、７は押圧部、９は圧力センサ（センサ）、１２，２２は中間プレート、１３，２６，３４は伝達部、１４，２７，３６はばね、１６，２９はセンターノブ、２５はプッシュ部、３２は磁気センサ（センサ）、３３は永久磁石を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサや磁気センサ等の複数個のセンサを利用して操作ノブの操作位置の検出を行うスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車に設けられるステアリングスイッチやナビ用の遠隔操作装置等に用いられるスイッチ装置として、操作用部材の押圧操作位置（傾動操作方向）を、圧力センサを用いて検出するようにした信号入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、正方形板状の操作用部材を、前後左右の４方向（対角線方向）に傾動操作可能に設け、その操作用部材の裏面側に、前後左右（４つの頂角の近傍）に位置して４個の圧力センサを設け、それら圧力センサから出力される圧力検出信号をもって、移動量を含む方向性信号を入力できるようにしている。
【０００３】
また、同様に圧力センサを用いたスイッチ装置として、矩形の面板上の裏面側に、３つの支点に生ずる分力を検出する３個の力検出器を設け、それらの検出（荷重バランス）に基づいて押圧力を印加した点の座標を求めるようにした荷重検知型座標入力装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０４９１３号公報
【特許文献２】特開昭５６−２９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような複数の圧力センサを用いて操作ノブの操作位置を検出するようにしたスイッチ装置においては、操作ノブを押圧（傾動）操作して単純に４方向を選択するといった使い方だけでなく、例えば、操作ノブの外周寄り部分を４方向のいずれかに押圧操作して、項目を選択すると共に、その後に操作ノブの中央部（全体）を押下操作（いわゆるセンタープッシュ）することにより、その選択を確定（実行）するといった使い方もできることが望まれる。これによれば、１つのスイッチ装置でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる。
【０００６】
しかしながら、例えば３個の圧力センサを用いたスイッチ装置にあっては、操作ノブの中央部（全体）が押圧操作されたことを検出するためには、３個の圧力センサに同等の圧力が印加されることが必要となるが、ユーザが操作ノブの中央部を確実に押圧操作しようとしてもどうしても押圧位置が偏ってしまう等、複数個の圧力センサ全てに均等に圧力を印加させることは難しく、この結果、誤検出が発生しやすいものとなっていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個のセンサを用いて操作ノブの押圧操作位置を検出できる構成のものにあって、操作ノブの円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センタープッシュの検出を共に良好に行うことができるスイッチ装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスイッチ装置は、スイッチケースと、前記スイッチケースに対して軸方向に押圧操作可能に支持された操作ノブと、前記操作ノブの裏面側に円周方向に並んで複数個が設けられた押圧部と、前記スイッチケース内に前記各押圧部に対応して複数個が設けられ各押圧部の押圧変位量を検出するセンサと、前記操作ノブの押圧部とセンサとの間に介在され該押圧部からの押圧力を該センサに伝達する１枚の中間プレートと、前記操作ノブの中空部に軸方向に押圧操作可能に支持され押圧操作力を前記中間プレートの中心部に伝達するセンターノブとを備えるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスイッチ装置によれば、操作ノブのいずれかの位置がユーザによって押圧操作されると、操作ノブの裏面側の各押圧部がユーザの押圧位置に応じたバランスで押圧変位され、それらの押圧変位量が、中間プレートを介して複数個のセンサにより検出される。これにより、各センサは、ユーザの押圧位置からの距離に応じた押圧変位量を検出するので、その押圧変位量のバランスによって、操作ノブの円周方向に沿う押圧操作位置を検出することができる。
【００１０】
そして、操作ノブの中空部つまり中央部部分には、センターノブが、操作ノブとは別体に押圧操作可能に設けられている。このセンターノブがユーザにより押圧操作されると、その押圧操作力が中間プレートの中心部に伝達されるので、この中間プレートを介して、複数個のセンサに対し荷重を均等に作用させることができる。これにより、各センサにより、センターノブが押圧操作されたことを確実に検出することが可能となる。従って、複数個のセンサによって操作ノブの押圧操作位置を検出できる構成のものにあって、操作ノブの円周方向に沿う押圧操作位置の検出、及び、センタープッシュの検出を共に良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、スイッチ装置の縦断面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿うスイッチ装置の横断平面図
【図３】圧力センサの内部構成を概略的に示す斜視図
【図４】電気的構成を概略的に示す図
【図５】本発明の第２の実施例を示すもので、図１相当図
【図６】中間プレート及びセンターノブを示す平面図
【図７】本発明の第３の実施例を示す図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）第１の実施例
以下、本発明を具体化した第１の実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。本実施例では、スイッチ装置１は、例えば、自動車のステアリングホイール部分に組込まれ、カーナビゲーション装置やカーオーディオ装置、車載電話機等の車載機器の操作用として設けられている。以下、本実施例に係るスイッチ装置１の構成について述べる。尚、図面においては、便宜上、スイッチ装置１を、操作ノブの表面側を上方に向けた状態で示しており、以下の説明で、上下や前後左右といった方向をいう場合には、図１等の状態を基準とし、操作ノブの操作方向（軸方向）を上下方向として説明する。
【００１３】
図１及び２に示すように、スイッチ装置１は、合成樹脂製の矩形箱状のスイッチケース２を備え、そのスイッチケース２の上面部にカバー３（図１参照）を有している。カバー３には、円形開口部３ａが形成されている。このカバー３の円形開口部３ａ部分に、合成樹脂製の操作ノブ４が配置される。図２にも示すように、この操作ノブ４は、中心部に中空部４ａを有したやや厚みのあるリング板状をなしていると共に、その下端部には、外周方向に水平に広がる薄板状の鍔状部５を一体的に有している。
【００１４】
この操作ノブ４は、前記カバー３の裏面と、前記鍔状部５の外周寄り部との間に掛渡された複数個の支持用ばね６によって、スイッチケース２に弾性的に支持されている。図２に示すように、前記支持用ばね６は、この場合３個が１２０度間隔で設けられている。これら支持用ばね６のばね力により、操作ノブ４は、通常時つまり操作ノブ４に対しユーザによる操作力が作用していない非操作状態で、図１に示すように、円形開口部３ａ内の中立位置、即ち後述する圧力センサに荷重を作用させない状態に位置される。
【００１５】
また、操作ノブ４は、上記中立位置から、軸方向即ち図１で下方に押圧操作可能に設けられている。この場合、操作ノブ４は、ユーザの手指による上方からの押圧操作によって、僅かなストロークで上下方向に変位（操作ノブ４のうち押圧された部分が下方に傾動）可能とされる。また、ユーザによる操作ノブ４の押圧操作力が解除されると、後述するばね１４のばね力により、操作ノブ４は中立位置に戻される。尚、この場合、後述する伝達部（ばね）を設けたことによって、操作ノブ４のある程度の操作ストロークを確保することができる。
【００１６】
さらに、図１に示すように、操作ノブ４の裏面（下面）側の前記鍔状部５の内周側部分には、下方に延びる突起状（円柱状）の押圧部７が一体に形成されている。この場合、各押圧部７は、前記支持用ばね６の近傍の、操作ノブ４の中心から同等の距離だけ離れた位置に、円周方向に沿って３個が１２０度間隔で並ぶように設けられている。
【００１７】
一方、図１に示すように、スイッチケース２内の底部には、前記操作ノブ４の下方に位置して、配線基板８が設けられ、この配線基板８上には、複数個この場合３個のセンサたる圧力センサ９が実装されている。図２にも示すように、これら３個の圧力センサ９は、前記３個の押圧部７に夫々対向して（真下に位置して）配設されており、従って、操作ノブ４の中心から同等の距離にあって、円周方向に沿って３個が１２０度間隔で並ぶように配置されている。
【００１８】
これら圧力センサ９は、図３に一部示すように、半導体圧力センサチップ１０と、その上面に配置されたスチールボール１１と、それらを収容するパッケージ（図示せず）とを備えて構成される。前記半導体圧力センサチップ１０は、例えば単結晶シリコン基板の中央部裏面側をエッチングして薄肉なダイヤフラム部１０ａを形成すると共に、そのダイヤフラム部１０ａの表面部に検知回路等を形成して構成されている。周知のように、前記検知回路は、４個のピエゾ抵抗素子１０ｂ（３個のみ図示）をブリッジ接続して構成され、２個の入力端子間に一定の直流電圧が印加される。そして、ダイヤフラム部１０ａに作用する圧力によって該ダイヤフラム１０ａが歪み変形し、ピエゾ抵抗素子１０ｂの抵抗値が変化することに応じて、２個の出力端子間の電圧が変動するように構成されている。
【００１９】
前記スチールボール１１は、ダイヤフラム部１０ａ上に載置された状態とされ、このとき、スチールボール１１の上端の一部が、図示しないパッケージの上面の円形孔から上方に露出（突出）している。これにて、圧力センサ９は、スチールボール１１に上方から荷重（圧力）が作用すると、その荷重に応じた（比例した）電圧値の検出信号を出力するようになっている。従って、各圧力センサ９が、各押圧部７の押圧変位量を検出するセンサとして機能する。
【００２０】
さて、図１に示すように、前記操作ノブ４の押圧部７と圧力センサ９との間には、押圧部７からの押圧力を圧力センサ９に伝達するための１枚の中間プレート１２が設けられる。この中間プレート１２は、３個の圧力センサ９の配設領域全体を覆う大きさで、前記操作ノブ４と同心の薄い円板状に構成されており、その下面が各圧力センサ９のスチールボール１１上に載置されている。そして、この中間プレート１２の上面には、各押圧部７に対応した３箇所（１２０度間隔）に位置して、それら各押圧部７からの押圧力を受けるための伝達部１３が設けられている。
【００２１】
これら各伝達部１３は、中間プレート１２に一体的に設けられ上面が開口した円筒部１３ａと、この円筒部１３ａ内に配置されたばね（圧縮コイルばね）１４と、ばね１４の上部に被さるように配置されたキャップ部１５とから構成されている。このとき、キャップ部１５は、円筒部１３ａに対して上下方向に移動可能且つ上方への抜止め状態で設けられている。円筒部１３ａの内径寸法は前記押圧部７の外径寸法よりもやや大きく、前記押圧部７の下端部は、前記キャップ部１５の上面に接触（或いは接合）されている。
【００２２】
これにて、操作ノブ４が押圧操作されると、操作ノブ４の裏面の押圧部７からの押圧力が、伝達部１３のキャップ部１５及びばね１４を介して中間プレート１２（円筒部１３ａ）伝達され、その中間プレート１２を介して３個の圧力センサ９に荷重（圧力）が作用するようになる。このとき、３個の各圧力センサ９には、３個の押圧部７の下方への押圧変位量に応じたバランスで、つまり、リング状の操作ノブ４のうちの押圧操作位置（円周上の位置）に応じたバランスで（近いものほど大きく、遠いものほど小さく）荷重が作用するようになる。
【００２３】
尚、この場合、圧力センサ９のスチールボール１１については、ほとんど上下動のストロークはないが、ばね１４を有する伝達部１３を介していることにより、押圧部７の下方への変位量（ストローク）がある程度大きくなっても、ばね１４を圧縮させながら、荷重を圧力センサ９に伝達することができる。そのため、操作ノブ４の一定の操作ストロークを確保することができ、ユーザにとっての操作感を高めることができる。
【００２４】
そして、前記操作ノブ４の中空部４ａ部分には、例えばプラスチック製のセンターノブ１６が設けられる。このセンターノブ１６は、上部が円筒状をなし、中空部４ａ内に、上方への抜止め状態で、押圧（押下）操作可能に支持されている。このセンターノブ１６の下部は、下方に行くほど径小となる円錐状に形成され、その先端（下端）が、前記中間プレート１２の上面まで延びて、中間プレート１２の中心部に接触している。このとき、中間プレート１２の上面中心部には、センターノブ１６の下端部をずれなく保持するための、受け凹部１２ａが形成されている。
【００２５】
これにて、センターノブ１６が押圧操作されると、中間プレート１２の中心部が押圧され、３個の各圧力センサ９に対して均等な荷重（圧力）を作用させるようになっている。このセンターノブ１６に対する押圧操作力は、前記操作ノブ４に対して作用することはない。ここで、図４に示すように、上記スイッチ装置１の３個の圧力センサ９の検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路１７を介して、車載機器の制御用のコンピュータ（ＣＰＵ）１８に入力される。
【００２６】
前記コンピュータ１８は、各圧力センサ９のからの入力信号に基づき、そられ３個の圧力センサ９に作用した荷重バランスから、操作ノブ４の押圧操作位置を検出（算出）する。このとき、３個の圧力センサ９に均等な荷重が作用した場合には、センターノブ１６（操作ノブ４の中央部）が押圧操作されたと判断する。コンピュータ１８は、操作ノブ４及びセンターノブ１６の押圧操作位置の検出に基づいて、車載機器（例えば、カーナビゲーションシステムの表示装置の表示画面）を制御するようになっている。
【００２７】
次に、上記構成の作用について述べる。上記のように構成されたスイッチ装置１においては、ユーザにより操作ノブ４の円周上のいずれかの位置が押圧操作されると、操作ノブ４が中立位置から変位（スイッチケース２に対し操作位置に応じて傾動）し、その際の押圧力が、操作ノブ４の裏面の押圧部７から伝達部１３を介して中間プレート１２に伝達され、中間プレート１２から３個の圧力センサ９に対して荷重として伝達される。この場合、３個の圧力センサ９は、ユーザの操作ノブ４の押圧操作位置（押圧操作位置からの距離）に応じた荷重バランスで荷重（圧力）を受け、夫々検出信号を出力する。
【００２８】
それら３個の圧力センサ９からの検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路１７を介してコンピュータ１８に入力され、コンピュータ１８は、３個の圧力センサ９の検出した荷重のバランスに基づいて、操作ノブ４の円周方向に沿う押圧操作位置を検出（計算）することができる。そして、コンピュータ１８は、検出した操作ノブ４の押圧操作位置（円周方向のいずれか）に応じて、車載機器（例えばカーナビゲーションシステムの表示装置）を制御する。この場合、操作ノブ４の操作位置を、例えば前後左右の４方向、或いはそれらに斜めを加えた８方向について検出する構成とすることができる。
【００２９】
一方、ユーザにより、操作ノブ４の中央部に位置して設けられたセンターノブ１６が押圧操作（いわゆるセンタープッシュ）されると、その押圧操作力が中間プレート１２の中心部に伝達されるので、この中間プレート１２から、中心からの距離が同等の位置にある３個の圧力センサ９に対し荷重が均等に与えられるようになる。従って、コンピュータ１８は、３個の圧力センサ９からの出力信号が均等であることに基づき、センターノブ１６が押圧操作されたことを確実に検出することが可能となる。
【００３０】
尚、操作ノブ４を押圧操作した場合には、３個の押圧部７から中間プレート１２に伝達される荷重は、該中間プレート１２の中心に対し必ずいずれかへの偏りが生ずるので、３個の圧力センサ９に作用する荷重が均等になることはない。これにより、例えば、操作ノブ４を前後左右の４方向（或いは８方向）のいずれかに押圧操作して、項目を選択すると共に、その後にセンターノブ１６を押下操作（いわゆるセンタープッシュ）することにより、その選択を確定（実行）するといった使い方ができるのである。
【００３１】
このように本実施例によれば、複数個の圧力センサ９に作用する荷重バランスによって操作ノブ４の押圧操作位置を検出できる構成のスイッチ装置１にあって、従来のようなセンタープッシュの誤検出が発生しやすいものと異なり、操作ノブ４の円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センターノブ１６の押圧操作（センタープッシュ）の検出を共に良好に行うことができる。ひいては、１つのスイッチ装置１でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる。
【００３２】
また、本実施例では、圧力センサ９（並びに押圧部７及び伝達部１３）を円周方向に沿って１２０度間隔で３個設けるようにしたので、圧力センサ９の個数が少なく済み、スイッチ装置１全体として簡単で安価な構成で済ませることができる。更に、特に本実施例では、押圧部７からの操作力を、ばね１４を有する伝達部１３を介して中間プレート１２に伝達するように構成したので、操作ノブ４の一定の操作ストロークを確保することができ、ユーザにおける操作感を良好とすることができるといった利点も得ることができる。
【００３３】
（２）第２の実施例
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施例について述べる。尚、以下に述べる各実施例においては、上記第１の実施例と同一部分について、同一符号を付して、新たな図示や詳しい説明を省略し、異なる点を中心に述べることとする。図５は、第２の実施例に係るスイッチ装置２１の全体構成を示しており、図６は中間プレート２２の構成（形状）を示している。この第２の実施例が上記第１の実施例のスイッチ装置１と異なる点は、主として、中間プレート２２の構成及びその配置にある。
【００３４】
即ち、このスイッチ装置２１においても、スイッチケース２の上面の円形開口部３ａ部分には、操作ノブ２３が配置される。操作ノブ２３は、中心部に中空部２３ａを有していると共に、下面外周部に鍔状部２４を一体に有している。操作ノブ２３は、鍔状部２４において３箇所の支持用ばね６により支持されている。また、スイッチケース２内の底部の配線基板８上には、３個のセンサたる圧力センサ９が、同一円周上に１２０度間隔で並ぶように実装されている。ここでは、突起状に形成されてはいないが、操作ノブ２３の鍔状部２４の下面部のうちの、各圧力センサ９に対応した真上の位置（３箇所）が押圧部とされている。
【００３５】
そして、前記中間プレート２２は、図６にも示すように、中央に位置する中央円板部２２ａ、その中央円板部２２ａから１２０度間隔で外周方向（放射方向）に延びる３本の接続バー２２ｂ、各接続バー２２ｂの先端に設けられるプッシャ部２５を一体に有して構成されている。３個のプッシャ部２５は、上下にやや長い円柱状をなし、前記各圧力センサ９（及び押圧部）に対応した位置に配置されている。この中間プレート２２は、操作ノブ２３の鍔状部２４の下面と、前記圧力センサ９の上部に夫々設けられた伝達部２６との間に配置されている。
【００３６】
前記伝達部２６は、圧力センサ９（スチールボール１１）上に載置状に設けられる上面が開口した円筒部２６ａと、この円筒部２６ａ内に配置されたばねとしての圧縮コイルばね２７と、圧縮コイルばね２７の上部に被さるように配置されたキャップ部２８とを有して構成されている。キャップ部２８は、円筒部２６ａに対して上下方向に移動可能且つ上方への抜止め状態で設けられている。前記各プッシャ部２５の上端部は、操作ノブ２３の下面の押圧部に接触され、各プッシャ部２５の下端部は、各伝達部２６のキャップ部２８の上面に夫々接触されている。
【００３７】
これにて、中間プレート２２と、各圧力センサ９との間には、伝達部２６の圧縮コイルばね２７が介在されている。操作ノブ２３が押圧操作されると、操作ノブ２３の裏面の押圧部からの押圧力（押圧変位量）が、中間プレート２２の各プッシャ部２５を介して各伝達部２６に伝達され、更にキャップ部２８及び圧縮コイルばね２７を介して３個の圧力センサ９に荷重（圧力）として作用するようになる。このとき、３個の各圧力センサ９には、操作ノブ２３のうちの押圧操作位置（円周上の位置）に応じたバランスで（近いものほど大きく、遠いものほど小さく）荷重が作用するようになる。つまり、各圧力センサ９により、各押圧部の押圧変位量を検出できるようになっている。
【００３８】
そして、前記操作ノブ２３の中空部２３ａ部分には、センターノブ２９が設けられる。このセンターノブ２９は、上部が円筒状をなし、中空部２３ａ内に、上方への抜止め状態で、押圧（押下）操作可能に支持されている。このセンターノブ２９の下部は、下方に行くほど径小となる円錐状に形成され、その先端（下端）が、前記中間プレート２２の上面の中心部（中央円板部２２ａ）に接触している。これにて、センターノブ２９が押圧操作されると、中間プレート２２の中心部が押圧され、３個の各圧力センサ９に対して均等な荷重（圧力）を作用させるようになっている。
【００３９】
従って、この第２の実施例によっても、複数個の圧力センサ９に作用する荷重バランスによって操作ノブ２３の押圧操作位置を検出できる構成のスイッチ装置２１にあって、従来のようなセンタープッシュの誤検出が発生しやすいものと異なり、操作ノブ２３の円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センターノブ２９の押圧操作（センタープッシュ）の検出を共に良好に行うことができる。ひいては、１つのスイッチ装置２１でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる等の上記第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４０】
そして、特に本実施例では、中間プレート２２と各圧力センサ９との間に、圧縮コイルばね２７を有する伝達部２６を設けたので、操作ノブ２３の一定の操作ストロークを確保して操作感を良好とすることができることに加え、センターノブ２９の押圧操作時の操作ストロークも確保することができ、センターノブ２９操作時における誤操作の防止、並びに、操作性の向上を図ることができるものである。
【００４１】
（３）第３の実施例、その他の実施例
図７は、本発明の第３の実施例に係るスイッチ装置３１を示している。この第３の実施例が上記第２の実施例と異なるところは、操作ノブ２３の各押圧部の押圧変位量を検出するセンサとして、圧力センサ９に代えて磁気センサ３２を採用した点にある。このとき、中間プレート２２の３本の接続バー２２ｂの先端に設けられる各プッシャ部２５の下端部には、永久磁石３３が固着されており、配線基板８上には、３個プッシャ部２５（押圧部）に夫々対応して（永久磁石３３の真下に位置して）３個の磁気センサ３２が配設されている。
【００４２】
前記磁気センサ３２と、各プッシャ部２５（永久磁石３３）との間には、伝達部３４が設けられている。伝達部３４は、内部の途中部（下部寄り部分）に仕切り部３５ａを有した円筒部３５と、この円筒部３５内（仕切り部３５ａの上側）に配置された圧縮コイルばね３６と、圧縮コイルばね３６の上部に被さるように配置されたキャップ部３７とを有して構成されている。プッシャ部２５（永久磁石３３）の下端部は、前記キャップ部３７の上面に接触されている。前記磁気センサ３２は、円筒部３５内の仕切り部３５ａの下側に配置される。
【００４３】
磁気センサ３２は、例えばホール素子からなり、磁界の強さに応じて出力電圧値がリニアに変動する。従って、各磁気センサ３２は、対応する各永久磁石３３との間の離間距離（各押圧部の押圧変位量）に応じた信号を出力する。ユーザにより操作ノブ２３のいずれかの位置が押圧操作されると、操作ノブ２３が中立位置から変位（傾動）し、各永久磁石３３の位置（各押圧部の押圧変位量）が３個の磁気センサ３２により検出される。この場合、３個の磁気センサ３２は、ユーザの操作ノブ２３の押圧操作位置（押圧操作位置からの平面的な距離）に応じた磁界の強さを検出し、検出信号を出力する。
【００４４】
コンピュータ１８は、３個の磁気センサ３２の検出信号のバランスに基づいて、操作ノブ２３の円周方向に沿う押圧操作位置を検出（計算）することができる。そして、ユーザにより、センターノブ２９が押圧操作されると、各永久磁石３３が各磁気センサ３２に対し均等に近接する。従って、コンピュータ１８は、３個の磁気センサ３２からの出力信号が均等であることに基づき、センターノブ２９が押圧操作されたことを確実に検出することが可能となる。
【００４５】
この結果、この第３の実施例によっても、３個の磁気センサ３２によって操作ノブ３２の押圧操作位置を検出できる構成のものにあって、操作ノブ２３の円周方向に沿う操作位置の検出、及び、センターノブ２９の押圧操作（センタープッシュ）の検出を共に良好に行うことができる。ひいては、１つのスイッチ装置３１でできる操作の種類（数）が増え、有用性や便宜性をより高めることができる等の上記第２の実施例等と同様の優れた作用・効果を得ることができる。
【００４６】
尚、上記各実施例では、３個の圧力センサを１２０度間隔で設ける構成としたが、圧力センサや押圧部を、９０度間隔で４個設ける、あるいは５個以上設ける構成としても良い。また、上記実施例では、センターノブの下部を円錐形状にしたが、センターノブの形状としては、中間プレートの中心部を確実に押圧できる構成であれば良い。中間プレートの受け凹部を、穴から構成しても良い。上記各実施例では、伝達部を設けるようにしたが、伝達部を省略して、押圧部が中間プレートを直接的に押圧する構成としても良い。伝達部のばねとして、コイルばねに代えて板ばねを採用することもできる。
【００４７】
その他、スイッチケースや操作ノブ、センターノブの形状、操作ノブの支持構造、中間プレートの形状などの具体的構造についても、様々な変形が可能である。例えば、操作ノブの操作部分（押しボタン部分）の形状としては四角形などであっても良い。中間プレートの形状としても、円板状等に限らず、例えばセンサが３個の場合、三角形の板状であっても良い。また、上記実施例では、本発明のスイッチ装置を自動車のナビゲーションシステム等の車載機器の操作用に適用したが、それ以外にも各種の用途に適用することが可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１，２１，３１はスイッチ装置、２はスイッチケース、４，２３は操作ノブ、４ａ，２３ａは中空部、６は支持用ばね、７は押圧部、９は圧力センサ（センサ）、１２，２２は中間プレート、１３，２６，３４は伝達部、１４，２７，３６はばね、１６，２９はセンターノブ、２５はプッシュ部、３２は磁気センサ（センサ）、３３は永久磁石を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチケースと、
前記スイッチケースに対して軸方向に押圧操作可能に支持された操作ノブと、
前記操作ノブの裏面側に円周方向に並んで複数個が設けられた押圧部と、
前記スイッチケース内に前記各押圧部に対応して複数個が設けられ各押圧部の押圧変位量を検出するセンサと、
前記操作ノブの押圧部とセンサとの間に介在され該押圧部からの押圧力を該センサに伝達する１枚の中間プレートと、
前記操作ノブの中空部に軸方向に押圧操作可能に支持され、押圧操作力を前記中間プレートの中心部に伝達するセンターノブとを備えてなるスイッチ装置。
【請求項２】
前記押圧部及びセンサは、３個が１２０度間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記中間プレートと前記各センサとの間には、ばねが介在されていることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記押圧部からの押圧力は、ばねを介して前記中間プレートに伝達されることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記センサは、圧力センサ又は磁気センサであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスイッチ装置。
【請求項１】
スイッチケースと、
前記スイッチケースに対して軸方向に押圧操作可能に支持された操作ノブと、
前記操作ノブの裏面側に円周方向に並んで複数個が設けられた押圧部と、
前記スイッチケース内に前記各押圧部に対応して複数個が設けられ各押圧部の押圧変位量を検出するセンサと、
前記操作ノブの押圧部とセンサとの間に介在され該押圧部からの押圧力を該センサに伝達する１枚の中間プレートと、
前記操作ノブの中空部に軸方向に押圧操作可能に支持され、押圧操作力を前記中間プレートの中心部に伝達するセンターノブとを備えてなるスイッチ装置。
【請求項２】
前記押圧部及びセンサは、３個が１２０度間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記中間プレートと前記各センサとの間には、ばねが介在されていることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記押圧部からの押圧力は、ばねを介して前記中間プレートに伝達されることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記センサは、圧力センサ又は磁気センサであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスイッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３０４６０（Ｐ２０１３−３０４６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０１０２８（Ｐ２０１２−１０１０２８）
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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