操作スイッチ

【課題】要求されるノブへの操作フィーリングに合わせた特性を簡単な構造で得る。
【解決手段】スイッチ接点８が配置された基板２と、スイッチ接点８と対応した可動接点１０を有した状態で間隔を有してスイッチ接点８を覆うドーム部９が形成され、基板２上に重ね合わせられる樹脂シートからなる第１反転板３と、第１反転板３のドーム部９を間隔を有して覆うドーム部１３が形成され、第１反転板３上に重ね合わせられる弾性材料からなる第２反転板４と、第２反転板４のドーム部１３に対応するように配置されて押圧操作されるノブ６とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ、エアコンやカーナビゲーション等の機器に用いられる操作スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した機器においては、多数のスイッチを配置することにより、多種類の信号を入力したり、切り換える構造の操作スイッチが使用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、このような操作スイッチの従来構造を示し、基板１００と、複数のノブ１１０と、これらを収容するケース１２０とを備えている。基板１００には、複数のタクトスイッチ１３０が整列状に配置されている。複数のノブ１１０は、それぞれのタクトスイッチ１３０に対応するように配置されるものであり、それぞれがベース１４０内に仕切られた状態で収容されて使用される。
【０００４】
タクトスイッチ１３０は、基板１００から立ち上がる箱形状に形成されたスイッチ本体１３１と、スイッチ本体１３１の内部に位置するように基板１００上に形成されたスイッチ接点（図示省略）とを備えている。スイッチ本体１３１は変形及び復元が可能な弾性が付与されており、ノブ１１０を押圧することにより押し潰されるように座屈し、この座屈によってスイッチ接点に接触してスイッチングが行われる。一方、ノブ１１０への押圧力を解除した場合、スイッチ本体１３１は自らの復元力によって図８の状態に復元する。
【０００５】
符号１４０は、各タクトスイッチ１３０との近接位置となるように基板１００上に実装された発光ダイオード等の発光部材であり、光を発することによりノブ１１０及びその近辺の照明を行う。
【０００６】
このようなスイッチ装置は、基板１００をケース１２０に収容し、ノブ１１０を整列状に収容したベース１４０を基板１００上に位置するようにケース１２０に収容することにより、個々のノブ１１０をタクトスイッチ１３０に対向させ、この状態でケース１２０を上述した機器の所定箇所に固定することにより機器に組み込まれて使用される。
【特許文献１】特開２０００−２６８６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の操作スイッチにおいては、スイッチ操作のフィーリングに対して多彩な要求が増加している。しかしながら、上述した従来の操作スイッチでは、タクトスイッチ１３０が有している弾性力がタクトスイッチ１３０自体の材料や構造、あるいは大きさによって決定されるため、固定的であり、要求される操作フィーリングに対して対応することが難しいものとなっている。このため、操作フィーリングに合ったものを選んだり、操作フィーリングに合わせた新たな操作スイッチを開発する必要があり、面倒であると共にコストが必要以上にかかる問題を有している。
【０００８】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、要求される操作フィーリングに対応することが可能な多彩な特性を有した操作スイッチ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】
【０００９】
請求項１記載の発明の操作スイッチは、スイッチ接点が配置された基板と、スイッチ接点と対応した可動接点を有した状態で間隔を有してスイッチ接点を覆うドーム部が形成され、基板上に重ね合わせられる樹脂シートからなる第１反転板と、第１反転板のドーム部を間隔を有して覆うドーム部が形成され、第１反転板上に重ね合わせられる弾性材料からなる第２反転板と、第２反転板のドーム部に対応するように配置されて押圧操作されるノブとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の操作スイッチであって、基板上に発光部材が実装されており、第１反転板が透明、第２反転板が半透明となっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の操作スイッチであって、発光部材を間隔を有して覆う覆い部が第１反転板及び第２反転板に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、樹脂シートからなる第１反転板のドーム部と、弾性材料からなる第２反転板のドーム部とが重なり状態となって基板上のスイッチ接点に対応しているため、第１反転板のドーム部及び第２反転板のドーム部を合わせた特性で操作フィーリングに対応することができる。このため、広範で多彩な特性となり、要求される操作フィーリングに呼応することが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、第１反転板が透明、第２反転板が半透明となっているため、基板上の発光部材からの光が第１反転板及び第２反転板を透過することができる。このため、照明機能を備えたものとすることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、第１反転板及び第２反転板の覆い部が間隔を有して発光部材を覆うため、発光部材の保護を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の操作スイッチを示す分解斜視図、図２は要部の断面図、図３は操作前の断面図、図４は操作時の断面図、図５〜図７はノブの変位と押し力との関係を示す特性図である。
【００１６】
図１に示すように、この実施形態の操作スイッチは、ケース１と、基板２と、第１反転板３と、第２反転板４と、ベース５と、複数のノブ６とを備えている。
【００１７】
ケース１は、オーディオ、エアコンやカーナビゲーション等の機器の所定位置に固定されるものであり、樹脂により横長の箱形状に形成されている。
【００１８】
基板２は、信号を出力するものであり、そのための配線パターンが形成されている。基板２の一面には、スイッチングを行うためのスイッチ接点８が配線パターンと接続された状態で形成されている。スイッチ接点８は、例えば、＋極８ａ及び−極８ｂによって構成される。このスイッチ接点８は基板２の一面に整列状に複数が配置されている。
【００１９】
この実施形態において、それぞれのスイッチ接点８との近接位置には、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光部材７が実装されている。発光部材７は、発光することにより照明を行うものである。
【００２０】
第１反転板３は、基板２上に重ね合わせられるものであり、基板２上のそれぞれのスイッチ接点８との対向位置にはドーム部９が形成されている。ドーム部９は、図１及び図２に示すように、基板２との重ね合わせ部分から円弧状となって隆起しており、これにより、基板２上のスイッチ接点８とは間隔を有している。このドーム部９における基板２との対向位置には、基板２上のスイッチ接点８と対向する可動接点１０が形成されている。可動接点１０がスイッチ接点８と接触することにより、スイッチ接点８から信号が出力される。
【００２１】
ドーム部９に加えて、第１反転板３には発光部材７を覆う覆い部１１が形成されている。覆い部１１は、発光部材７と間隔を有して覆っており、これにより発光部材７を保護している。
【００２２】
以上の第１反転板３は、薄い樹脂シートによって形成されるものであり、樹脂としては、ＰＥＴ樹脂やアラミド樹脂、その他の樹脂が使用される。従って、第１反転板３は使用された樹脂材料やその厚さに起因した弾性等の特性を有している。この第１反転板３は、基板２の全面を覆うように基板２に重ね合わせられ、ドーム部９及び覆い部１１を除く部位が接着や溶着あるいはビス止め等により基板２に接合される。なお、第１反転板３の樹脂としては、上述した樹脂の中から透明な樹脂が選択されるものである。
【００２３】
第２反転板４は、第１反転板３上に重ね合わせられるものであり、第１反転板３のドーム部９との対向位置にはドーム部９を覆うドーム部１３が形成されている。ドーム部１３は、第１反転板３の対応したドーム部９の周囲から立ち上がり、且つドーム部９を覆う形状に形成されており、ドーム部９とは間隔を有して覆うようになっている。
【００２４】
ドーム部１３の頂部は、肉厚となっていると共に、第１反転板３のドーム部９側に突出する押圧部１３ａが形成されている。押圧部１３ａがドーム部９を押圧することにより、ドーム部９が押し潰されるように座屈する。この場合、樹脂シートからなる第１反転板３は、押圧部１３ａからの押圧力が解除したときに、自力で元の形状に復元する弾性力を有している。
【００２５】
第２反転板４には、第１反転板３の覆い部１１を覆う覆い部１４が形成されており、基板２の発光部材７は第１反転板３の覆い部及び第２反転板４の覆い部１４によって覆われるようになっている。
【００２６】
第２反転板４は、ゴムあるいは弾力を有した樹脂によって形成されるものであり、ノブ６への押圧操作力が作用したときに座屈方向に変形すると共に、押圧操作力が解除したときには、元の形状に復元するようになっている。第２反転板４は、第１反転板３の全面を覆うように第１反転板３に重ね合わせられ、ドーム部１３及び覆い部１４を除く部位が接着や溶着、ビス止め等により第１反転板３に重ね合わせられる。なお、第２反転板４としては、半透明の樹脂が選択されるものである。
【００２７】
ベース５は、硬質樹脂により矩形桝状に成形されており、第２反転板４上に載置されることにより第２反転板４を押し付けるように作用する。ベース５の内部には、仕切壁１５が縦横方向に形成されており、仕切壁１５によって仕切られることにより空洞状のノブ室１６が整列状に形成されている。ノブ室１６は基板２のスイッチ接点８を囲む位置に対応するものである。
【００２８】
ノブ６は、ベース５のそれぞれの仕切壁１５内に収容され、この収容状態で指等により押圧操作される。ノブ６が仕切壁１５に収容されることにより、それぞれのノブ６が基板２のスイッチ接点８に対応している。ノブ６には、第２反転板４におけるドーム部１３の頂部に当接するように延びた押圧バー６ａが形成されており、ノブ６を押圧操作することにより押圧バー６ａがドーム部１３を押して変形させる。
【００２９】
図３は、ノブ６への押圧操作前の状態を示し、第１反転板３のドーム部９が基板２のスイッチ接点８と間隔を有した状態で覆っていると共に、第２反転板４のドーム部１３が対応したドーム部９と間隔を有した状態で覆っている。
【００３０】
図４は、ノブ６に対して押圧操作した状態を示す。ノブ６への押圧操作によりノブ６が基板２方向に移動し、その押圧バー６ａが第２反転板４のドーム部１３を押圧して座屈方向に変形させる。このドーム部１３の座屈変形により、ドーム部１３の押圧部１３ａが第１反転板３の対応したドーム部９を押圧するため、ドーム部９が押し潰されるように座屈変形する。この座屈変形により、ドーム部９に形成された可動接点１０が基板２のスイッチ接点８と接触するため、スイッチ接点８によるスイッチングが行われる。
【００３１】
図４の状態では、基板２上に第１反転板３のドーム部９及び第２反転板４のドーム部１３がいずれも変形した状態で重なり合っており、ノブ６にはこれらの弾性に基づいた反力が作用している。従って、ノブ６への押圧力を解除すると、第１反転板３及び第２反転板４の反力が合わさった反力によりノブ６が元の位置に復帰し、図３の状態となる。
【００３２】
このような実施形態では、第１反転板３のドーム部９と、第２反転板４のドーム部１３とが重なり状態となっているため、これらの反転板３及び４を合わせた特性とすることができる。このため、第１反転板３及び第２反転板４の組み合わせを変更するだけで、広範で多彩な特性とすることができ、要求される操作フィーリングに簡単に対応することができ、しかも安価とすることができる。
【００３３】
図５は、ノブ６への押圧操作による押し力に対応してノブ６が変位する量を第２反転板４に関してプロットした特性図であり、図６は同様にノブ６が変位する量を第１反転板３に関してプロットした特性図である。この実施形態では、第１反転板３及び第２反転板４が重ね合わせられた状態となっているため、図５及び図６を合わせた図７の特性図となる。図７に示すように、押圧操作当初からノブ６が一定以上変位したときがピークＰ１となり、このピークＰ１の後は、押圧操作力が小さくてもノブ６が変位する。これにより、クリック感のある操作を行うことができる。
【００３４】
また、第１反転板３及び第２反転板４として金属を用いる必要がないと共に、これらの反転板３，４に金属製ばね等の金属部品を組み込み必要がないため、操作音が発生することがなく、周囲への雑音発生を防止することができる。
【００３５】
以上に加えて、この実施形態では、第１反転板３として透明の樹脂、第２反転板４として半透明の樹脂を使用しているため、基板２上の発光部材７からの光が第１反転板３及び第２反転板４を透過することができる。このため、発光部材７近辺の明るくする照明機能を備えたものとすることができ、ノブ６への押圧操作を誤りなく行うことが可能となる。
【００３６】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく種々変更が可能であり、例えば、発光部材７を基板２に実装しない構造に対しても同様に適用することができる。また、第１反転板３を透明以外の樹脂とし、第２反転板４を半透明以外の樹脂としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態における操作スイッチの分解斜視図である。
【図２】操作スイッチの要部を示す断面図である。
【図３】ノブへの押圧操作前の断面図である。
【図４】ノブへの押圧操作時の断面図である。
【図５】第２反転板におけるノブの変位と押し力との関係を示す特性図である。
【図６】第１反転板におけるノブの変位と押し力との関係を示す特性図である。
【図７】第１反転板及び第２反転板を合わせた場合におけるノブの変位と押し力との関係を示す特性図である。
【図８】従来の操作スイッチの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ケース
２基板
３第１反転板
４第２反転板
５ベース
６ノブ
７発光部材
８スイッチ接点
９ドーム部
１０可動接点
１１覆い部
１３ドーム部
１４覆い部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ接点（８）が配置された基板（２）と、
スイッチ接点（８）と対応した可動接点（１０）を有した状態で間隔を有してスイッチ接点（８）を覆うドーム部（９）が形成され、基板（２）上に重ね合わせられる樹脂シートからなる第１反転板（３）と、
第１反転板（３）のドーム部（９）を間隔を有して覆うドーム部（１３）が形成され、第１反転板（３）上に重ね合わせられる弾性材料からなる第２反転板（４）と、
第２反転板（４）のドーム部（１３）に対応するように配置されて押圧操作されるノブ（６）とを備えていることを特徴とする操作スイッチ。
【請求項２】
基板（２）上に発光部材（７）が実装されており、第１反転板（３）が透明、第２反転板（４）が半透明となっていることを特徴とする請求項１記載の操作スイッチ。
【請求項３】
発光部材（７）を間隔を有して覆う覆い部（１１，１４）が第１反転板（３）及び第２反転板（４）に形成されていることを特徴とする請求項２記載の操作スイッチ。

【図１】