操作装置
【課題】 操作体をほんの少しだけ押すと第１の入力部が確実に動作状態となり、その後にさらに操作体を押すと第２の入力部が動作状態となる「操作装置」を提供することを目的とする。
【解決手段】 操作体１１を軽く押すと、それまで操作体１１で持ち上げられていた押圧部材１７が圧縮コイルばね１８の力で下降し、押圧部材１７によって第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１がＯＮになる。メンブレンスイッチ２１がＯＮになった後に押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たり、さらに操作体１１を押し込むと第２の入力部であるスイッチ機構２２がＯＮになる。メンブレンスイッチ２１がＯＮになるまでの操作体１１の動作量がわずかであり、そのときの反力は主にトーションばね１６で設定されるためにばらつきが少ない。
【解決手段】 操作体１１を軽く押すと、それまで操作体１１で持ち上げられていた押圧部材１７が圧縮コイルばね１８の力で下降し、押圧部材１７によって第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１がＯＮになる。メンブレンスイッチ２１がＯＮになった後に押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たり、さらに操作体１１を押し込むと第２の入力部であるスイッチ機構２２がＯＮになる。メンブレンスイッチ２１がＯＮになるまでの操作体１１の動作量がわずかであり、そのときの反力は主にトーションばね１６で設定されるためにばらつきが少ない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器を操作する操作体を有する操作装置に係り、特に操作体を押すことにより２種の入力部を動作させることができる操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器に設けられた操作装置として、１つの押釦で２つの入力部を動作させるものがある。通常は、押釦に指を触れたり、または押釦を軽い力で押圧すると第１の入力部が動作し、さらに押釦を押圧すると第２の入力部が動作する。
【０００３】
以下の特許文献１に記載されている操作装置は、第１の入力部として静電センサが使用され、第２の入力部として接点を有するスイッチ機構が使用されている。押釦には静電センサを構成する金属板が設けられており、接地電位に近い人体の指が金属板に接近したときの静電容量の変化が検出されて、押釦が指で操作されていることが認識される。押釦がさらに押圧されると、スイッチ機構の接点が接触してＯＮに切換えられ、押圧操作入力が行われたことが認識される。
【０００４】
次に、特許文献２と特許文献３に記載された操作装置は、第１の入力部と第２の入力部の双方に、接点を有するスイッチ機構が使用されている。特許文献２と特許文献３に記載された操作装置は、共にゴムなどで形成された弾性変形可能な押釦が設けられている。押釦を押圧して弾性変形させていく過程で、押釦の弾性力で最初に第１の入力部のスイッチ機構が押されてＯＮに切り換わり、押釦をさらに押圧して変形させると、押釦のさらに増強された弾性力によって第２の入力部のスイッチ機構が押されてＯＮに切り換わる。
【特許文献１】特開２００７−７３５０６号公報
【特許文献２】特開２０００−７６９５９号公報
【特許文献３】特開平１−１０３２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載のように静電センサを使用した操作装置は、静電容量の変化を検出する検出回路が複雑でコストが高くなるとともに、車載用などの乾燥した環境下や温度が急激に変化する環境下では、その感度にばらつきが生じやすく誤動作しやすい。また、押釦に金属板を含ませることが必要であるため、背部から押釦に光を与えて照光する構造を採用しにくい。また、金属板の近くに金属配線を設けると、静電センサで検出される静電容量の変化に影響を与えるため、押釦の近くに金属配線を設けることができないなど、設計上の制約が多くなる。
【０００６】
前記特許文献２および特許文献３に記載された操作装置は、押釦を押圧操作して押釦が弾性変形したときの弾性反力によって第１の入力部と第２の入力部のそれぞれのスイッチ機構を動作させる構造である。そのため、押釦の弾性力のばらつきによって、それぞれの入力部のスイッチ機構を動作させる際の押圧操作力にばらつきが発生しやすく、例えば、押釦を軽く触ったときに第１の入力部のスイッチ機構を動作させるなどの動作を実現させることが困難である。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、第１の入力部をスイッチ機構で構成しても、操作体の初期の押圧ストロークで第１の入力部を確実に動作させることができ、第１の入力部と第２の入力部を動作させるためのストロークと操作加重を高精度に設定できる操作装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、押圧操作可能な操作体と、前記操作体が押圧されたときに動作する第１の入力部および第２の入力部とを有する操作装置において、
前記第１の入力部を押圧する押圧位置と前記第１の入力部の押圧を解除する押圧解除位置との間で移動する押圧部材と、前記押圧部材を前記押圧位置へ向けて付勢する第１の付勢部材と、前記操作体を初期位置に復帰させるとともに、前記操作体を介して前記押圧部材を前記押圧解除位置へ移動させる第２の付勢部材とを有しており、
初期位置の前記操作体が押されると、前記第１の付勢部材の付勢力によって前記押圧部材が前記押圧位置へ移動して前記第１の入力部が動作させられるとともに、前記操作体の押圧力によって前記第２の入力部が動作させられることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の操作装置は、初期位置の操作体を押圧すると、第１の付勢部材の付勢力で押圧部材が移動して第１の入力部が動作させられる。このとき、操作体に作用する押圧反力とは無関係に、操作体を所定ストローク移動させるだけで第１の入力部を動作させることができるため、第１の入力部を動作させるための操作体の押圧ストロークを微細に且つ高精度に管理できる。また、第１の入力部は第１の付勢部材の付勢力で動作させられるため、この付勢力を適正に設定しておくことにより第１の入力部を確実に動作させることができる。その後は、第１の付勢部材の付勢力で第１の入力部を動作状態に維持したまま、操作体の押圧操作によって、第２の入力部を動作させることができる。
【００１０】
本発明は、初期位置の前記操作体が押されたときに、最初に前記第１の入力部が前記押圧部材で押されて動作し、その後の前記操作体の押圧ストロークで前記第２の入力部が押圧されて動作させられる。
【００１１】
上記のように、第１の入力部を動作状態としてから第２の入力部を動作状態にすると、例えば操作体を軽く押すことで、ディスプレイに、操作しようとしている操作体の種別が表示され、またはその操作体で実行されるメニューなどが表示され、この表示を確認してからその操作体をさらに強く押すと、メニューの実行などが行われる入力動作が可能になる。
【００１２】
なお、本発明は、初期位置の操作体を押したときに、第１の入力部と第２の入力部がほぼ同時に動作状態になったり、または、先に第２の入力部が動作状態となり、その直後に第１の入力部が動作状態となってもよい。
【００１３】
本発明は、初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークよりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークの方が長いことが好ましい。
【００１４】
また本発明は、初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力よりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力の方が大きいことが好ましい。
【００１５】
上記のように構成すると、操作体をきわめて軽い力で押したときに第１の入力部が動作状態となり、その後、操作体を強めに押すことで第２の入力部が動作状態となる操作入力が可能になる。
【００１６】
さらに本発明は、前記操作体が初期位置にあるときに、前記操作体が前記第２の入力部から離れており、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が、初期位置の前記操作体に作用していないものであり、すなわち、初期位置の前記操作体が押されたときに、前記第１の入力部が動作した後に、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が前記操作体に作用する構造が好ましい。
【００１７】
上記構成では、初期位置の操作体を押圧して第１の入力部を動作させるまでのストロークでは、操作体を押圧する際の反力が主に第２の付勢部材（および第１の付勢部材）で決められ、第２の入力部の反力が操作体の押圧反力として作用しない。そのため、複数の操作体を設けたときに、それぞれの操作体を操作する際の初期反力のばらつきが小さくなる。
【００１８】
上記構成は、第２の入力部に設けられて操作反力を生じさせる付勢部材とは別の付勢部材が、第２の付勢部材として使用される。なお、本発明は、第２の入力部において操作反力を発生する付勢部材が第２の付勢部材として兼用される構造であってもよい。
【００１９】
本発明は、前記操作体は、初期位置から押圧されたときに、第１の側に位置する支点を中心として回動する構造にできる。
【００２０】
操作体を片持ちで回動する構造にすると、操作体を押圧して動作させる際の抵抗力が主に支点の部分のみとなるため、軽負荷で操作体を押圧動作させることができる。なお、前記支点は、操作体を回動自在に支持する軸であってもよいし、または前記支点が、操作体と一体の薄肉部の変形で操作体を回動させるヒンジであってもよい。
【００２１】
また、操作体が回動方式の場合に、前記操作体によって前記第１の入力部が押圧される第１の押圧作用点と前記支点との距離が、前記操作体によって前記第２の入力部が押圧される第２の押圧作用点と前記支点との距離よりも長いことが好ましい。
【００２２】
上記構成では、操作体を押圧する押圧ストロークが短くても、第１の入力部を長いストロークで動作させることができる。よって、初期位置の操作体を指でわずかなストロークだけ押したときに、第１の入力部を確実に動作させることができる。
【００２３】
また、本発明は、前記操作体は、初期位置から押圧されたときに直線的に移動するものであってもよい。
【００２４】
本発明は、前記第１の入力部はメンブレンスイッチであることが好ましい。第１の入力部をメンブレンスイッチとすることで、初期位置の操作体をほんの少しだけ押して押圧部材を少しだけ移動させることで第１の入力部を動作状態とすることができる。
【００２５】
また、本発明は、前記第２の入力部はＯＮ−ＯＦＦスイッチである。すなわち、第２の入力部は、接点どうしが対向しており、操作体によって押されると接点どうしが接触して導通状態になりＯＦＦからＯＮに切換えられるものである。
【００２６】
あるいは、第２の入力部は、両端に電圧が印加された抵抗体と、前記抵抗体よりも抵抗値の低い低抵抗体とが対向している可変抵抗器であって、操作体の押圧力が弾性部材を介して作用するものであってもよい。この場合に、操作体の押圧力の大小に応じて低抵抗体と抵抗体との接触面積が変化して、抵抗体の電圧降下量が変化する。また、第２の入力部は、他の構造の可変抵抗器またはエンコーダなどであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の操作装置は、初期位置の操作体を押圧したときに、押圧部材が第１の付勢部材の付勢力によって動作して第１の入力部を動作させる構造であるため、初期位置の操作体を押したときに第１の入力部が確実に動作するようになる。また、第１の入力部を動作させる際の操作体の押圧ストロークや操作体を押圧するときの反力などをばらつきを少なく設定しやすい。
【００２８】
そのため、例えば、初期位置の操作体を少し押すと第１の入力部が動作し、さらに操作体を押圧すると第２の入力部が動作する操作方式を設定しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は本発明の第１の実施の形態の操作装置を示す断面図、図２は図１をＩＩ−ＩＩ線で切断した拡大断面図である。
【００３０】
図１には電子機器の筐体１が示されている。筐体１は操作面となるパネル２と側面３および背面４を有している。電子機器は、車載用電子機器または家庭用電子機器などである。
【００３１】
筐体１のパネル２に操作装置１０が設置されている。パネル２には開口部２ａが形成され、この開口部２ａ内に、押釦として使用される操作体１１が動作自在に設けられている。
【００３２】
操作体１１は、押圧操作部１１ａが開口部２ａから外側へ突出している。操作体１１は、光を透過できる合成樹脂材料で形成されている。筐体１の内部に設けられた基板１２に、発光ダイオードパッケージなどの発光素子１３が設けられており、夜間など必要に応じて発光素子１３から発せられる光が操作体１１の内側に与えられる。押圧操作部１１ａの表面に塗装膜などの遮光層が設けられ、遮光層の一部を除去した指示表示が形成されている。この指示表示は文字や記号などで操作体１１の種別を区別できる表示となっている。光が操作体１１に与えられると、指示表示が明るく照らされる。
【００３３】
操作体１１の一方の側端部に、パネル２の内側に延びる軸受部１１ｂが一体に形成されている。パネル２の内側にブラケット１４が一体に突出形成されている。ブラケット１４に軸１５が固定されており、軸受部１１ｂは軸１５に回動自在に支持されている。
【００３４】
軸１５には、第２の付勢部材として機能するトーションばね１６が装着されている。トーションばね１６から延びる一方の腕部１６ａがパネル２に掛止され、他方の腕部１６ｂが操作体１１に掛止されて、操作体１１が時計方向へ付勢されている。操作体１１には、押圧操作部１１ａの基部の周囲にフランジ部１１ｃが形成されており、トーションばね１６の付勢力を受けた操作体１１は、外力を与えてないときに、フランジ部１１ｃが開口部２ａの周囲でパネル２の内面に当接し、押圧操作部１１ａが開口部２ａから突出している。この状態が操作体１１の初期位置である。
【００３５】
筐体１の内部では、開口部２ａを挟んでブラケット１４と反対側の位置に、パネル２の内面から垂直に延びる支持ホルダ５が一体に形成されている。支持ホルダ５内に、押圧部材１７が上下動できるように摺動自在に保持されている。支持ホルダ５の内部に第１の付勢部材として機能する圧縮コイルばね１８が収納されており、圧縮コイルばね１８によって押圧部材１７が常に下方向へ付勢されている。押圧部材１７の下端には、先端が球面形状の押圧子１７ａが一体に形成されている。
【００３６】
図２に示すように、押圧部材１７には、図１の紙面の前後方向に延びる掛止部１７ｂ，１７ｂが一体に設けられている。支持ホルダ５には上下に延びるスリット５ａが形成されており、掛止部１７ｂ，１７ｂはスリット５ａ，５ａの内部を経て支持ホルダ５の外へ突出している。図１に示すように、操作体１１には、軸受部１１ｂが設けられているのと逆側の側端部に持ち上げ部１１ｄ，１１ｄが一体に形成されている。図２に示すように、押圧部材１７の掛止部１７ｂ，１７ｂは持ち上げ部１１ｄ，１１ｄによって持ち上げられる。
【００３７】
第２の付勢部材であるトーションばね１６によって操作体１１に作用する時計回りのモーメントは、圧縮コイルばね１８の付勢力が押圧部材１７を介して操作体１１に与える反時計回りのモーメントよりも大きい。そのため、図１に示すように、操作体１１がフランジ部１１ｃがパネル２の内面に当たる初期位置にあるとき、持ち上げ部１１ｄ，１１ｄで掛止部１７ｂ，１７ｂが持ち上げられ、押圧部材１７は圧縮コイルばね１８の弾性力に対抗して基板１２から離れる押圧解除位置に設定されている。
【００３８】
基板１２には、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１と第２の入力部であるスイッチ機構２２が設けられている。メンブレンスイッチ２１は、基板１２の上に固定された支持フィルムの上に隙間を空けて変形フィルムが重ねられており、支持フィルムと変形フィルムとに互いに対向する接点が設けられている。接点は、押圧部材１７の押圧子１７ａの真下に位置している。第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１は、押圧部材１７が下降するときの短いストロークでＯＦＦからＯＮに切換えられる。押圧部材１７が操作体１１によって持ち上げられて押圧解除位置にあるときは、接点が離れてスイッチがＯＦＦの状態であり、押圧部材１７が圧縮コイルばね１８の力で下降して押圧位置に至ると、押圧子１７ａの押圧力で接点どうしが接触し、スイッチがＯＮの状態になる。
【００３９】
第２の入力部であるスイッチ機構２２はいわゆるタクトスイッチであり、押釦式のアクチュエータ２２ａが上方へ突出し、内部にはアクチュエータ２２ａを上方へ突出させる付勢部材としてばね（図示せず）が収納されている。スイッチ機構２２の内部には対向する接点が設けられており、アクチュエータ２２ａが上方へ突出しているときは接点が離れてスイッチがＯＦＦであり、アクチュエータ２２ａが押されると、接点が接触してスイッチがＯＮに切換えられる。
【００４０】
操作体１１の下面には押圧部１１ｅが突出しており、押圧部１１ｅがスイッチ機構２２のアクチュエータ２２ａに対向している。図１に示すように、操作体１１に外力が与えられておらず操作体１１が初期位置にあるとき、押圧部１１ｅとアクチュエータ２２ａとの間に隙間δが形成されている。初期位置にある操作体１１が押されたときに、最初に押圧部材１７が下降し押圧子１７ａによってメンブレンスイッチがＯＮになるまでの間に、押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たらないように、隙間δの距離が決められている。
【００４１】
図１と図２に示す操作装置１０の動作について説明する。
操作体１１に外力が作用しておらず、操作体１１が初期位置にあるとき、操作体１１の持ち上げ部１１ｄ，１１ｄによって押圧部材１７が押圧解除位置に持ち上げられている。よって、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１はＯＦＦである。また、操作体１１の押圧部１１ｅが第２の入力部であるスイッチ機構２２のアクチュエータ２２ａから隙間δだけ離れており、スイッチ機構２２もＯＦＦである。
【００４２】
押圧操作部１１ａを軽い力で押して、操作体１１をほんの少しだけ反時計方向へ回動させると、操作体１１の持ち上げ部１１ｄ，１１ｄによる押圧部材１７の持ち上げ力が解除され、押圧部材１７が第１の付勢部材である圧縮コイルばね１８の付勢力で下降して押圧位置に至り、押圧子１７ａでメンブレンスイッチ２１が押され、メンブレンスイッチ２１がＯＮになる。
【００４３】
操作体１１が軽く押されてメンブレンスイッチ２１がＯＮに切り換わった直後に、押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たる。その後に押圧操作部１１ａを押圧して操作体１１を反時計方向へ回動させると、押圧部１１ｅによってアクチュエータ２２ａが押されて、第２の入力部であるスイッチ機構２２がＯＮに切換えられる。
【００４４】
図１に示す初期位置にある操作体１１が押されると、押圧部材１７は圧縮コイルばね１８の弾性力によって押圧位置まで下降させられる。よって、操作体１１を少し反時計方向へ回動させる間に、押圧部材１７は押圧位置まで確実に下降し、押圧子１７ａによってメンブレンスイッチ２１が確実に押されてＯＮに切換えられる。その後に操作体１１が押し込まれると、持ち上げ部１１ｄ，１１ｄが掛止部１７ｂ，１７ｂから下方へ離れ、圧縮コイルばね１８の弾性力で、押圧部材１７が下方へ押圧される状態が継続する。そのため、さらに操作体１１が押し込まれるときは、メンブレンスイッチ２１がＯＮとなる状態を安定して継続できる。
【００４５】
図１に示すように、押圧部１１ｅとアクチュエータ２２ａとの間に隙間δが形成され、押圧部材１７が下降してメンブレンスイッチ２１がＯＮに切換えられるまでの間、押圧部１１ｅとアクチュエータ２２ａとが当たらない。したがって、メンブレンスイッチ２１がＯＮに切換えられるまでの間、スイッチ機構２２においてアクチュエータ２２ａを突出させているばねの反力が操作体１１に作用しない。すなわち、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１をＯＮにするまでの間に、操作体１１を押す指が感じる反力は、主にトーションばね１６によって設定される。さらに詳しくは、トーションばね１６から操作体１１に作用する時計回りのモーメントから、圧縮コイルばね１８から操作体１１に作用する反時計回りのモーメントを減じたモーメントが反力となる。そのため、初期位置の操作体１１を押圧してメンブレンスイッチ２１がＯＮになるまでの間の操作体１１の負荷が安定し、操作感触のばらつきが生じにくくなる。
【００４６】
図１に示すように、操作体１１の回動支点である軸１５の中心から、押圧部材１７の押圧作用点までの距離Ｌ１は、軸１５の中心から、押圧部１１ｅの押圧作用点までの距離Ｌ２よりも長い。そのため、隙間δを短く設定して、押圧操作部１１ａをほんの少しだけ押した時点で押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たるように設定しても、押圧部材１７を下降させるストロークを比較的長く確保でき、押圧部材１７によってメンブレンスイッチ２１を確実にＯＮに切換えることができる。
【００４７】
上記操作装置１０では、押圧操作部１１ａに指を触れて操作体１１をほんの少しだけ押し込むことでメンブレンスイッチ２１をＯＮにでき、メンブレンスイッチ２１がＯＮになった後に、押圧操作部１１ａを押して操作体１１を長いストロークで押し込む間にスイッチ機構２２をＯＮに切換えることができる。また、押圧部材１７でメンブレンスイッチ２１をＯＮに切換える間に、押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たらないように隙間δが設けられているため、押圧操作部１１ａを指で押すときの反力は、メンブレンスイッチ２１がＯＮになるまでは、操作者がほとんど認識できない程度の軽い反力となり、その後にスイッチ機構２２をＯＮさせるまでのストロークでは、反力が重くなり、操作していることを明らかに認識させることができる。
【００４８】
図３は本発明の第２の実施の形態の操作装置１１０を示す断面図、図４は図３をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。
【００４９】
この操作装置１１０は合成樹脂材料で形成された操作体１１１を有している。図３に示すように、操作体１１１の両側部１１１ｆ，１１１ｆは、パネル２の内側に設けられた支持ローラ１０２に支持されて、上下方向へ直線的に移動できるように支持されている。なお、パネル２の内側にガイド壁面が形成され、両側部１１１ｆ，１１１ｆがガイド壁面に摺動自在に案内されるものであってもよい。
【００５０】
操作体１１１には、パネル２の内方に延びる突起１１１ｂが一体に形成されている。突起１１１ｂには、第２の付勢部材として機能する圧縮コイルばね１１６が装着されている。パネル２の内側には支持ブラケット１１４が固定されて設けられており、圧縮コイルばね１１６の下端は支持ブラケット１１４の上面に支持されている。圧縮コイルばね１１６の付勢力によって、操作体１１１が図示上方へ付勢されている。外力が作用していないときの初期位置の操作体１１１は、押圧操作部１１１ａが、パネル２の開口部２ａよりも外側に位置しており、図４に示すように、操作体１１１に形成されたフランジ部１１１ｃがパネル２の内面に当たっている。
【００５１】
図３と図４に示すように、支持ブラケット１１４には支持ホルダ１１５が一体に形成されており、支持ホルダ１１５の内部に押圧部材１１７が上下動自在に支持されている。支持ホルダ１１５の内部には、第１の付勢部材として機能する圧縮コイルばね１１８が収納されており、この圧縮コイルばね１１８によって押圧部材１１７が常に下方向へ付勢されている。
【００５２】
図４に示すように、押圧部材１１７には、図３の紙面に直交する向きに突出する掛止部１１７ｂ，１１７ｂが設けられている。図３と図４に示すように、操作体１１１が初期位置にあるときに、操作体１１１と一体の持ち上げ部１１１ｄ，１１１ｄによって押圧部材１１７が押圧解除位置まで持ち上げられている。
【００５３】
パネル２の内側に基板１１２が設けられており、基板１１２の上に第１の入力部であるメンブレンスイッチ１２１が設置されており、押圧部材１１７の下端の押圧子１１７ａがメンブレンスイッチ１２１に対向している。押圧部材１１７が押圧解除位置に持ち上げられているとき、メンブレンスイッチ１２１が加圧されておらずに、スイッチがＯＦＦである。圧縮コイルばね１１８によって押圧部材１１７が下降させられて押圧位置に至ると、押圧子１１７ａでメンブレンスイッチ１２１が押されてＯＮに切換えられる。
【００５４】
図３に示すように、基板１１２の上には第２の入力部であるスイッチ機構１２２が設けられており、スイッチ機構１２２のアクチュエータ１２２ａが上方へ突出している。操作体１１１の下端には押圧部１１１ｅが取り付けられており、操作体１１１が初期位置にあるとき、押圧部１１１ｅとアクチュエータ１２２ａとの間に隙間δが空けられている。
【００５５】
第２の実施の形態の操作装置１１０は、操作体１１１が上下に直進的に移動する点において、回動動作を基本とする第１の実施の形態の操作装置１０と相違している。しかし、操作装置１１０の入力動作は操作装置１０と実質的に同じである。
【００５６】
図３と図４に示す初期位置にある操作体１１１の押圧操作部１１１ａが押され、図４に示す持ち上げ部１１１ｄ，１１１ｄが下降すると、押圧部材１１７が圧縮コイルばね１１８の付勢力で下降させられて、押圧子１１７ａでメンブレンスイッチ２１が押されて、第１の入力部のメンブレンスイッチ２１がＯＮに切換えられる。
【００５７】
初期位置からメンブレンスイッチ２１がＯＮに切り換わるまでの操作体１１１の下降距離はわずかであり、その間は、押圧部１１１ｅがアクチュエータ１２２ａに当たらない。メンブレンスイッチ２１がＯＮになった後に押圧部１１１ｅがアクチュエータ１２２ａに当たるが、その後に、さらに指で押圧操作部１１１ａが押し込まれると、押圧部１１１ｅでアクチュエータ１２２ａが押し込まれてスイッチ機構１２２がＯＮに切換えられる。
【００５８】
第２の実施の形態の操作装置１１０も押圧操作部１１１ａを軽い反力に対抗してほんの少しだけ押すと、第１の入力部であるメンブレンスイッチ１２１がＯＮになり、その後に押圧操作部１１１ａを比較的大きな反力に対抗して長いストローク押圧することで、第２の入力部であるスイッチ機構１２２がＯＮに切換えられる。
【００５９】
図５は、本発明の第３の実施の形態の操作装置の一部を示す拡大断面図である。
この実施の形態は、第２の入力部としてスイッチ機構を構成する弾性体２２２が設けられている。基板２１２には接点が、弾性体２２２の下端にも接点２２４が設けられている。操作体２１１の下端に設けられた押圧部２１１ｅは常に弾性体２２２に接触しており、弾性体２２２から操作体２１１に対して上方への付勢力が作用している。
【００６０】
したがって、操作体２１１に押圧力が作用していない初期位置では、弾性体２２２の弾性力によって操作体２１１が直接に上方へ押し上げられている。すなわち、第２の入力部を構成する弾性体２２２が第２の付勢部材としての機能を有しており、図１に示すトーションばね１６または図３と図４に示す圧縮コイルばね１１６を省略できる。
【００６１】
この操作装置は、初期位置の操作体２１１を押圧すると、弾性体２２２の弾性力に対抗して操作体２１１が下降し、この間に押圧部材１７，１１７が下降して第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１，１２１がＯＮに切換えられる。
【００６２】
その後さらに、操作体２１１を押すと、操作体の持ち上げ部１１ｄ，１１１ｄが押圧部材１７，１１７の掛止部１７ｂ、１１７ｂから下方へ離れて、押圧部材１７，１１７がメンブレンスイッチ２１，１２１をＯＮにしている状態を維持しながら、さらに弾性体２１１が押しつぶされて、第２の入力部である接点２２３，２２３と接点２２４が接触してスイッチがＯＮになる。
【００６３】
操作装置１０，１１０は例えば次のようにして使用される。
図６は、例えば車載用の電子機器の操作パネル部を示している。この操作パネル部では、操作体１１または１１１の押圧操作部１１ａ，１１１ａが複数並んで配置されている。
【００６４】
操作者が、操作パネル部に目を向けることなくいずれかの押圧操作部１１ａ，１１１ａに指を触れて軽く押すと、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１，１２１がＯＮになり、前方のディスプレイにどの操作体に指が触れているかが表示され、または指が触れている操作体１１，１１１で実施されるメニューの種別などが表示される。この表示を確認し、目的の操作を行える操作体１１，１１１に指が触れていることを確認してその操作体１１，１１１を押し込んで第２の入力部であるスイッチ機構２２，１２２をＯＮにすることで、目的とする入力操作を完了することができる。
【００６５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば操作体が指で押されたときに第１の入力部と第２の入力部がほぼ同時にＯＮに切換えられてもよい。また、第２の入力部はＯＮ−ＯＦＦスイッチに限られず、可変抵抗器などの可変出力を得るものやエンコーダなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の操作装置を示す断面図、
【図２】図１の操作装置のＩＩ−ＩＩ線での断面を示す拡大断面図、
【図３】本発明の第２の実施の形態の操作装置を示す断面図、
【図４】図３の操作装置のＩＶ−ＩＶ線での断面を示す拡大断面図、
【図５】第３の実施の形態の操作装置の第２の入力部を示す部分拡大断面図、
【図６】操作体の配列例を示す平面図、
【符号の説明】
【００６７】
１ 筐体
２ パネル
２ａ 開口部
１０ 操作装置
１１ 操作体
１１ａ 押圧操作部
１１ｄ 持ち上げ部
１１ｅ 押圧部
１２ 基板
１３ 発光素子
１５ 軸
１６ トーションばね（第２の付勢部材）
１７ 押圧部材
１７ａ 押圧子
１７ｂ 掛止部
１８ 圧縮コイルばね（第１の付勢部材）
２１ メンブレンスイッチ（第１の入力部）
２２ スイッチ機構（第２の入力部）
１１０ 操作装置
１１１ 操作体
１１１ａ 押圧操作部
１１１ｄ 持ち上げ部
１１１ｅ 押圧部
１１６ 圧縮コイルばね（第２の付勢部材）
１１７ 押圧部材
１１８ 圧縮コイルばね（第１の付勢部材）
１２１ メンブレンスイッチ（第１の入力部）
１２２ スイッチ機構（第２の入力部）
２２２ 弾性体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器を操作する操作体を有する操作装置に係り、特に操作体を押すことにより２種の入力部を動作させることができる操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器に設けられた操作装置として、１つの押釦で２つの入力部を動作させるものがある。通常は、押釦に指を触れたり、または押釦を軽い力で押圧すると第１の入力部が動作し、さらに押釦を押圧すると第２の入力部が動作する。
【０００３】
以下の特許文献１に記載されている操作装置は、第１の入力部として静電センサが使用され、第２の入力部として接点を有するスイッチ機構が使用されている。押釦には静電センサを構成する金属板が設けられており、接地電位に近い人体の指が金属板に接近したときの静電容量の変化が検出されて、押釦が指で操作されていることが認識される。押釦がさらに押圧されると、スイッチ機構の接点が接触してＯＮに切換えられ、押圧操作入力が行われたことが認識される。
【０００４】
次に、特許文献２と特許文献３に記載された操作装置は、第１の入力部と第２の入力部の双方に、接点を有するスイッチ機構が使用されている。特許文献２と特許文献３に記載された操作装置は、共にゴムなどで形成された弾性変形可能な押釦が設けられている。押釦を押圧して弾性変形させていく過程で、押釦の弾性力で最初に第１の入力部のスイッチ機構が押されてＯＮに切り換わり、押釦をさらに押圧して変形させると、押釦のさらに増強された弾性力によって第２の入力部のスイッチ機構が押されてＯＮに切り換わる。
【特許文献１】特開２００７−７３５０６号公報
【特許文献２】特開２０００−７６９５９号公報
【特許文献３】特開平１−１０３２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載のように静電センサを使用した操作装置は、静電容量の変化を検出する検出回路が複雑でコストが高くなるとともに、車載用などの乾燥した環境下や温度が急激に変化する環境下では、その感度にばらつきが生じやすく誤動作しやすい。また、押釦に金属板を含ませることが必要であるため、背部から押釦に光を与えて照光する構造を採用しにくい。また、金属板の近くに金属配線を設けると、静電センサで検出される静電容量の変化に影響を与えるため、押釦の近くに金属配線を設けることができないなど、設計上の制約が多くなる。
【０００６】
前記特許文献２および特許文献３に記載された操作装置は、押釦を押圧操作して押釦が弾性変形したときの弾性反力によって第１の入力部と第２の入力部のそれぞれのスイッチ機構を動作させる構造である。そのため、押釦の弾性力のばらつきによって、それぞれの入力部のスイッチ機構を動作させる際の押圧操作力にばらつきが発生しやすく、例えば、押釦を軽く触ったときに第１の入力部のスイッチ機構を動作させるなどの動作を実現させることが困難である。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、第１の入力部をスイッチ機構で構成しても、操作体の初期の押圧ストロークで第１の入力部を確実に動作させることができ、第１の入力部と第２の入力部を動作させるためのストロークと操作加重を高精度に設定できる操作装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、押圧操作可能な操作体と、前記操作体が押圧されたときに動作する第１の入力部および第２の入力部とを有する操作装置において、
前記第１の入力部を押圧する押圧位置と前記第１の入力部の押圧を解除する押圧解除位置との間で移動する押圧部材と、前記押圧部材を前記押圧位置へ向けて付勢する第１の付勢部材と、前記操作体を初期位置に復帰させるとともに、前記操作体を介して前記押圧部材を前記押圧解除位置へ移動させる第２の付勢部材とを有しており、
初期位置の前記操作体が押されると、前記第１の付勢部材の付勢力によって前記押圧部材が前記押圧位置へ移動して前記第１の入力部が動作させられるとともに、前記操作体の押圧力によって前記第２の入力部が動作させられることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の操作装置は、初期位置の操作体を押圧すると、第１の付勢部材の付勢力で押圧部材が移動して第１の入力部が動作させられる。このとき、操作体に作用する押圧反力とは無関係に、操作体を所定ストローク移動させるだけで第１の入力部を動作させることができるため、第１の入力部を動作させるための操作体の押圧ストロークを微細に且つ高精度に管理できる。また、第１の入力部は第１の付勢部材の付勢力で動作させられるため、この付勢力を適正に設定しておくことにより第１の入力部を確実に動作させることができる。その後は、第１の付勢部材の付勢力で第１の入力部を動作状態に維持したまま、操作体の押圧操作によって、第２の入力部を動作させることができる。
【００１０】
本発明は、初期位置の前記操作体が押されたときに、最初に前記第１の入力部が前記押圧部材で押されて動作し、その後の前記操作体の押圧ストロークで前記第２の入力部が押圧されて動作させられる。
【００１１】
上記のように、第１の入力部を動作状態としてから第２の入力部を動作状態にすると、例えば操作体を軽く押すことで、ディスプレイに、操作しようとしている操作体の種別が表示され、またはその操作体で実行されるメニューなどが表示され、この表示を確認してからその操作体をさらに強く押すと、メニューの実行などが行われる入力動作が可能になる。
【００１２】
なお、本発明は、初期位置の操作体を押したときに、第１の入力部と第２の入力部がほぼ同時に動作状態になったり、または、先に第２の入力部が動作状態となり、その直後に第１の入力部が動作状態となってもよい。
【００１３】
本発明は、初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークよりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークの方が長いことが好ましい。
【００１４】
また本発明は、初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力よりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力の方が大きいことが好ましい。
【００１５】
上記のように構成すると、操作体をきわめて軽い力で押したときに第１の入力部が動作状態となり、その後、操作体を強めに押すことで第２の入力部が動作状態となる操作入力が可能になる。
【００１６】
さらに本発明は、前記操作体が初期位置にあるときに、前記操作体が前記第２の入力部から離れており、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が、初期位置の前記操作体に作用していないものであり、すなわち、初期位置の前記操作体が押されたときに、前記第１の入力部が動作した後に、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が前記操作体に作用する構造が好ましい。
【００１７】
上記構成では、初期位置の操作体を押圧して第１の入力部を動作させるまでのストロークでは、操作体を押圧する際の反力が主に第２の付勢部材（および第１の付勢部材）で決められ、第２の入力部の反力が操作体の押圧反力として作用しない。そのため、複数の操作体を設けたときに、それぞれの操作体を操作する際の初期反力のばらつきが小さくなる。
【００１８】
上記構成は、第２の入力部に設けられて操作反力を生じさせる付勢部材とは別の付勢部材が、第２の付勢部材として使用される。なお、本発明は、第２の入力部において操作反力を発生する付勢部材が第２の付勢部材として兼用される構造であってもよい。
【００１９】
本発明は、前記操作体は、初期位置から押圧されたときに、第１の側に位置する支点を中心として回動する構造にできる。
【００２０】
操作体を片持ちで回動する構造にすると、操作体を押圧して動作させる際の抵抗力が主に支点の部分のみとなるため、軽負荷で操作体を押圧動作させることができる。なお、前記支点は、操作体を回動自在に支持する軸であってもよいし、または前記支点が、操作体と一体の薄肉部の変形で操作体を回動させるヒンジであってもよい。
【００２１】
また、操作体が回動方式の場合に、前記操作体によって前記第１の入力部が押圧される第１の押圧作用点と前記支点との距離が、前記操作体によって前記第２の入力部が押圧される第２の押圧作用点と前記支点との距離よりも長いことが好ましい。
【００２２】
上記構成では、操作体を押圧する押圧ストロークが短くても、第１の入力部を長いストロークで動作させることができる。よって、初期位置の操作体を指でわずかなストロークだけ押したときに、第１の入力部を確実に動作させることができる。
【００２３】
また、本発明は、前記操作体は、初期位置から押圧されたときに直線的に移動するものであってもよい。
【００２４】
本発明は、前記第１の入力部はメンブレンスイッチであることが好ましい。第１の入力部をメンブレンスイッチとすることで、初期位置の操作体をほんの少しだけ押して押圧部材を少しだけ移動させることで第１の入力部を動作状態とすることができる。
【００２５】
また、本発明は、前記第２の入力部はＯＮ−ＯＦＦスイッチである。すなわち、第２の入力部は、接点どうしが対向しており、操作体によって押されると接点どうしが接触して導通状態になりＯＦＦからＯＮに切換えられるものである。
【００２６】
あるいは、第２の入力部は、両端に電圧が印加された抵抗体と、前記抵抗体よりも抵抗値の低い低抵抗体とが対向している可変抵抗器であって、操作体の押圧力が弾性部材を介して作用するものであってもよい。この場合に、操作体の押圧力の大小に応じて低抵抗体と抵抗体との接触面積が変化して、抵抗体の電圧降下量が変化する。また、第２の入力部は、他の構造の可変抵抗器またはエンコーダなどであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の操作装置は、初期位置の操作体を押圧したときに、押圧部材が第１の付勢部材の付勢力によって動作して第１の入力部を動作させる構造であるため、初期位置の操作体を押したときに第１の入力部が確実に動作するようになる。また、第１の入力部を動作させる際の操作体の押圧ストロークや操作体を押圧するときの反力などをばらつきを少なく設定しやすい。
【００２８】
そのため、例えば、初期位置の操作体を少し押すと第１の入力部が動作し、さらに操作体を押圧すると第２の入力部が動作する操作方式を設定しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は本発明の第１の実施の形態の操作装置を示す断面図、図２は図１をＩＩ−ＩＩ線で切断した拡大断面図である。
【００３０】
図１には電子機器の筐体１が示されている。筐体１は操作面となるパネル２と側面３および背面４を有している。電子機器は、車載用電子機器または家庭用電子機器などである。
【００３１】
筐体１のパネル２に操作装置１０が設置されている。パネル２には開口部２ａが形成され、この開口部２ａ内に、押釦として使用される操作体１１が動作自在に設けられている。
【００３２】
操作体１１は、押圧操作部１１ａが開口部２ａから外側へ突出している。操作体１１は、光を透過できる合成樹脂材料で形成されている。筐体１の内部に設けられた基板１２に、発光ダイオードパッケージなどの発光素子１３が設けられており、夜間など必要に応じて発光素子１３から発せられる光が操作体１１の内側に与えられる。押圧操作部１１ａの表面に塗装膜などの遮光層が設けられ、遮光層の一部を除去した指示表示が形成されている。この指示表示は文字や記号などで操作体１１の種別を区別できる表示となっている。光が操作体１１に与えられると、指示表示が明るく照らされる。
【００３３】
操作体１１の一方の側端部に、パネル２の内側に延びる軸受部１１ｂが一体に形成されている。パネル２の内側にブラケット１４が一体に突出形成されている。ブラケット１４に軸１５が固定されており、軸受部１１ｂは軸１５に回動自在に支持されている。
【００３４】
軸１５には、第２の付勢部材として機能するトーションばね１６が装着されている。トーションばね１６から延びる一方の腕部１６ａがパネル２に掛止され、他方の腕部１６ｂが操作体１１に掛止されて、操作体１１が時計方向へ付勢されている。操作体１１には、押圧操作部１１ａの基部の周囲にフランジ部１１ｃが形成されており、トーションばね１６の付勢力を受けた操作体１１は、外力を与えてないときに、フランジ部１１ｃが開口部２ａの周囲でパネル２の内面に当接し、押圧操作部１１ａが開口部２ａから突出している。この状態が操作体１１の初期位置である。
【００３５】
筐体１の内部では、開口部２ａを挟んでブラケット１４と反対側の位置に、パネル２の内面から垂直に延びる支持ホルダ５が一体に形成されている。支持ホルダ５内に、押圧部材１７が上下動できるように摺動自在に保持されている。支持ホルダ５の内部に第１の付勢部材として機能する圧縮コイルばね１８が収納されており、圧縮コイルばね１８によって押圧部材１７が常に下方向へ付勢されている。押圧部材１７の下端には、先端が球面形状の押圧子１７ａが一体に形成されている。
【００３６】
図２に示すように、押圧部材１７には、図１の紙面の前後方向に延びる掛止部１７ｂ，１７ｂが一体に設けられている。支持ホルダ５には上下に延びるスリット５ａが形成されており、掛止部１７ｂ，１７ｂはスリット５ａ，５ａの内部を経て支持ホルダ５の外へ突出している。図１に示すように、操作体１１には、軸受部１１ｂが設けられているのと逆側の側端部に持ち上げ部１１ｄ，１１ｄが一体に形成されている。図２に示すように、押圧部材１７の掛止部１７ｂ，１７ｂは持ち上げ部１１ｄ，１１ｄによって持ち上げられる。
【００３７】
第２の付勢部材であるトーションばね１６によって操作体１１に作用する時計回りのモーメントは、圧縮コイルばね１８の付勢力が押圧部材１７を介して操作体１１に与える反時計回りのモーメントよりも大きい。そのため、図１に示すように、操作体１１がフランジ部１１ｃがパネル２の内面に当たる初期位置にあるとき、持ち上げ部１１ｄ，１１ｄで掛止部１７ｂ，１７ｂが持ち上げられ、押圧部材１７は圧縮コイルばね１８の弾性力に対抗して基板１２から離れる押圧解除位置に設定されている。
【００３８】
基板１２には、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１と第２の入力部であるスイッチ機構２２が設けられている。メンブレンスイッチ２１は、基板１２の上に固定された支持フィルムの上に隙間を空けて変形フィルムが重ねられており、支持フィルムと変形フィルムとに互いに対向する接点が設けられている。接点は、押圧部材１７の押圧子１７ａの真下に位置している。第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１は、押圧部材１７が下降するときの短いストロークでＯＦＦからＯＮに切換えられる。押圧部材１７が操作体１１によって持ち上げられて押圧解除位置にあるときは、接点が離れてスイッチがＯＦＦの状態であり、押圧部材１７が圧縮コイルばね１８の力で下降して押圧位置に至ると、押圧子１７ａの押圧力で接点どうしが接触し、スイッチがＯＮの状態になる。
【００３９】
第２の入力部であるスイッチ機構２２はいわゆるタクトスイッチであり、押釦式のアクチュエータ２２ａが上方へ突出し、内部にはアクチュエータ２２ａを上方へ突出させる付勢部材としてばね（図示せず）が収納されている。スイッチ機構２２の内部には対向する接点が設けられており、アクチュエータ２２ａが上方へ突出しているときは接点が離れてスイッチがＯＦＦであり、アクチュエータ２２ａが押されると、接点が接触してスイッチがＯＮに切換えられる。
【００４０】
操作体１１の下面には押圧部１１ｅが突出しており、押圧部１１ｅがスイッチ機構２２のアクチュエータ２２ａに対向している。図１に示すように、操作体１１に外力が与えられておらず操作体１１が初期位置にあるとき、押圧部１１ｅとアクチュエータ２２ａとの間に隙間δが形成されている。初期位置にある操作体１１が押されたときに、最初に押圧部材１７が下降し押圧子１７ａによってメンブレンスイッチがＯＮになるまでの間に、押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たらないように、隙間δの距離が決められている。
【００４１】
図１と図２に示す操作装置１０の動作について説明する。
操作体１１に外力が作用しておらず、操作体１１が初期位置にあるとき、操作体１１の持ち上げ部１１ｄ，１１ｄによって押圧部材１７が押圧解除位置に持ち上げられている。よって、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１はＯＦＦである。また、操作体１１の押圧部１１ｅが第２の入力部であるスイッチ機構２２のアクチュエータ２２ａから隙間δだけ離れており、スイッチ機構２２もＯＦＦである。
【００４２】
押圧操作部１１ａを軽い力で押して、操作体１１をほんの少しだけ反時計方向へ回動させると、操作体１１の持ち上げ部１１ｄ，１１ｄによる押圧部材１７の持ち上げ力が解除され、押圧部材１７が第１の付勢部材である圧縮コイルばね１８の付勢力で下降して押圧位置に至り、押圧子１７ａでメンブレンスイッチ２１が押され、メンブレンスイッチ２１がＯＮになる。
【００４３】
操作体１１が軽く押されてメンブレンスイッチ２１がＯＮに切り換わった直後に、押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たる。その後に押圧操作部１１ａを押圧して操作体１１を反時計方向へ回動させると、押圧部１１ｅによってアクチュエータ２２ａが押されて、第２の入力部であるスイッチ機構２２がＯＮに切換えられる。
【００４４】
図１に示す初期位置にある操作体１１が押されると、押圧部材１７は圧縮コイルばね１８の弾性力によって押圧位置まで下降させられる。よって、操作体１１を少し反時計方向へ回動させる間に、押圧部材１７は押圧位置まで確実に下降し、押圧子１７ａによってメンブレンスイッチ２１が確実に押されてＯＮに切換えられる。その後に操作体１１が押し込まれると、持ち上げ部１１ｄ，１１ｄが掛止部１７ｂ，１７ｂから下方へ離れ、圧縮コイルばね１８の弾性力で、押圧部材１７が下方へ押圧される状態が継続する。そのため、さらに操作体１１が押し込まれるときは、メンブレンスイッチ２１がＯＮとなる状態を安定して継続できる。
【００４５】
図１に示すように、押圧部１１ｅとアクチュエータ２２ａとの間に隙間δが形成され、押圧部材１７が下降してメンブレンスイッチ２１がＯＮに切換えられるまでの間、押圧部１１ｅとアクチュエータ２２ａとが当たらない。したがって、メンブレンスイッチ２１がＯＮに切換えられるまでの間、スイッチ機構２２においてアクチュエータ２２ａを突出させているばねの反力が操作体１１に作用しない。すなわち、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１をＯＮにするまでの間に、操作体１１を押す指が感じる反力は、主にトーションばね１６によって設定される。さらに詳しくは、トーションばね１６から操作体１１に作用する時計回りのモーメントから、圧縮コイルばね１８から操作体１１に作用する反時計回りのモーメントを減じたモーメントが反力となる。そのため、初期位置の操作体１１を押圧してメンブレンスイッチ２１がＯＮになるまでの間の操作体１１の負荷が安定し、操作感触のばらつきが生じにくくなる。
【００４６】
図１に示すように、操作体１１の回動支点である軸１５の中心から、押圧部材１７の押圧作用点までの距離Ｌ１は、軸１５の中心から、押圧部１１ｅの押圧作用点までの距離Ｌ２よりも長い。そのため、隙間δを短く設定して、押圧操作部１１ａをほんの少しだけ押した時点で押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たるように設定しても、押圧部材１７を下降させるストロークを比較的長く確保でき、押圧部材１７によってメンブレンスイッチ２１を確実にＯＮに切換えることができる。
【００４７】
上記操作装置１０では、押圧操作部１１ａに指を触れて操作体１１をほんの少しだけ押し込むことでメンブレンスイッチ２１をＯＮにでき、メンブレンスイッチ２１がＯＮになった後に、押圧操作部１１ａを押して操作体１１を長いストロークで押し込む間にスイッチ機構２２をＯＮに切換えることができる。また、押圧部材１７でメンブレンスイッチ２１をＯＮに切換える間に、押圧部１１ｅがアクチュエータ２２ａに当たらないように隙間δが設けられているため、押圧操作部１１ａを指で押すときの反力は、メンブレンスイッチ２１がＯＮになるまでは、操作者がほとんど認識できない程度の軽い反力となり、その後にスイッチ機構２２をＯＮさせるまでのストロークでは、反力が重くなり、操作していることを明らかに認識させることができる。
【００４８】
図３は本発明の第２の実施の形態の操作装置１１０を示す断面図、図４は図３をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。
【００４９】
この操作装置１１０は合成樹脂材料で形成された操作体１１１を有している。図３に示すように、操作体１１１の両側部１１１ｆ，１１１ｆは、パネル２の内側に設けられた支持ローラ１０２に支持されて、上下方向へ直線的に移動できるように支持されている。なお、パネル２の内側にガイド壁面が形成され、両側部１１１ｆ，１１１ｆがガイド壁面に摺動自在に案内されるものであってもよい。
【００５０】
操作体１１１には、パネル２の内方に延びる突起１１１ｂが一体に形成されている。突起１１１ｂには、第２の付勢部材として機能する圧縮コイルばね１１６が装着されている。パネル２の内側には支持ブラケット１１４が固定されて設けられており、圧縮コイルばね１１６の下端は支持ブラケット１１４の上面に支持されている。圧縮コイルばね１１６の付勢力によって、操作体１１１が図示上方へ付勢されている。外力が作用していないときの初期位置の操作体１１１は、押圧操作部１１１ａが、パネル２の開口部２ａよりも外側に位置しており、図４に示すように、操作体１１１に形成されたフランジ部１１１ｃがパネル２の内面に当たっている。
【００５１】
図３と図４に示すように、支持ブラケット１１４には支持ホルダ１１５が一体に形成されており、支持ホルダ１１５の内部に押圧部材１１７が上下動自在に支持されている。支持ホルダ１１５の内部には、第１の付勢部材として機能する圧縮コイルばね１１８が収納されており、この圧縮コイルばね１１８によって押圧部材１１７が常に下方向へ付勢されている。
【００５２】
図４に示すように、押圧部材１１７には、図３の紙面に直交する向きに突出する掛止部１１７ｂ，１１７ｂが設けられている。図３と図４に示すように、操作体１１１が初期位置にあるときに、操作体１１１と一体の持ち上げ部１１１ｄ，１１１ｄによって押圧部材１１７が押圧解除位置まで持ち上げられている。
【００５３】
パネル２の内側に基板１１２が設けられており、基板１１２の上に第１の入力部であるメンブレンスイッチ１２１が設置されており、押圧部材１１７の下端の押圧子１１７ａがメンブレンスイッチ１２１に対向している。押圧部材１１７が押圧解除位置に持ち上げられているとき、メンブレンスイッチ１２１が加圧されておらずに、スイッチがＯＦＦである。圧縮コイルばね１１８によって押圧部材１１７が下降させられて押圧位置に至ると、押圧子１１７ａでメンブレンスイッチ１２１が押されてＯＮに切換えられる。
【００５４】
図３に示すように、基板１１２の上には第２の入力部であるスイッチ機構１２２が設けられており、スイッチ機構１２２のアクチュエータ１２２ａが上方へ突出している。操作体１１１の下端には押圧部１１１ｅが取り付けられており、操作体１１１が初期位置にあるとき、押圧部１１１ｅとアクチュエータ１２２ａとの間に隙間δが空けられている。
【００５５】
第２の実施の形態の操作装置１１０は、操作体１１１が上下に直進的に移動する点において、回動動作を基本とする第１の実施の形態の操作装置１０と相違している。しかし、操作装置１１０の入力動作は操作装置１０と実質的に同じである。
【００５６】
図３と図４に示す初期位置にある操作体１１１の押圧操作部１１１ａが押され、図４に示す持ち上げ部１１１ｄ，１１１ｄが下降すると、押圧部材１１７が圧縮コイルばね１１８の付勢力で下降させられて、押圧子１１７ａでメンブレンスイッチ２１が押されて、第１の入力部のメンブレンスイッチ２１がＯＮに切換えられる。
【００５７】
初期位置からメンブレンスイッチ２１がＯＮに切り換わるまでの操作体１１１の下降距離はわずかであり、その間は、押圧部１１１ｅがアクチュエータ１２２ａに当たらない。メンブレンスイッチ２１がＯＮになった後に押圧部１１１ｅがアクチュエータ１２２ａに当たるが、その後に、さらに指で押圧操作部１１１ａが押し込まれると、押圧部１１１ｅでアクチュエータ１２２ａが押し込まれてスイッチ機構１２２がＯＮに切換えられる。
【００５８】
第２の実施の形態の操作装置１１０も押圧操作部１１１ａを軽い反力に対抗してほんの少しだけ押すと、第１の入力部であるメンブレンスイッチ１２１がＯＮになり、その後に押圧操作部１１１ａを比較的大きな反力に対抗して長いストローク押圧することで、第２の入力部であるスイッチ機構１２２がＯＮに切換えられる。
【００５９】
図５は、本発明の第３の実施の形態の操作装置の一部を示す拡大断面図である。
この実施の形態は、第２の入力部としてスイッチ機構を構成する弾性体２２２が設けられている。基板２１２には接点が、弾性体２２２の下端にも接点２２４が設けられている。操作体２１１の下端に設けられた押圧部２１１ｅは常に弾性体２２２に接触しており、弾性体２２２から操作体２１１に対して上方への付勢力が作用している。
【００６０】
したがって、操作体２１１に押圧力が作用していない初期位置では、弾性体２２２の弾性力によって操作体２１１が直接に上方へ押し上げられている。すなわち、第２の入力部を構成する弾性体２２２が第２の付勢部材としての機能を有しており、図１に示すトーションばね１６または図３と図４に示す圧縮コイルばね１１６を省略できる。
【００６１】
この操作装置は、初期位置の操作体２１１を押圧すると、弾性体２２２の弾性力に対抗して操作体２１１が下降し、この間に押圧部材１７，１１７が下降して第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１，１２１がＯＮに切換えられる。
【００６２】
その後さらに、操作体２１１を押すと、操作体の持ち上げ部１１ｄ，１１１ｄが押圧部材１７，１１７の掛止部１７ｂ、１１７ｂから下方へ離れて、押圧部材１７，１１７がメンブレンスイッチ２１，１２１をＯＮにしている状態を維持しながら、さらに弾性体２１１が押しつぶされて、第２の入力部である接点２２３，２２３と接点２２４が接触してスイッチがＯＮになる。
【００６３】
操作装置１０，１１０は例えば次のようにして使用される。
図６は、例えば車載用の電子機器の操作パネル部を示している。この操作パネル部では、操作体１１または１１１の押圧操作部１１ａ，１１１ａが複数並んで配置されている。
【００６４】
操作者が、操作パネル部に目を向けることなくいずれかの押圧操作部１１ａ，１１１ａに指を触れて軽く押すと、第１の入力部であるメンブレンスイッチ２１，１２１がＯＮになり、前方のディスプレイにどの操作体に指が触れているかが表示され、または指が触れている操作体１１，１１１で実施されるメニューの種別などが表示される。この表示を確認し、目的の操作を行える操作体１１，１１１に指が触れていることを確認してその操作体１１，１１１を押し込んで第２の入力部であるスイッチ機構２２，１２２をＯＮにすることで、目的とする入力操作を完了することができる。
【００６５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば操作体が指で押されたときに第１の入力部と第２の入力部がほぼ同時にＯＮに切換えられてもよい。また、第２の入力部はＯＮ−ＯＦＦスイッチに限られず、可変抵抗器などの可変出力を得るものやエンコーダなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の操作装置を示す断面図、
【図２】図１の操作装置のＩＩ−ＩＩ線での断面を示す拡大断面図、
【図３】本発明の第２の実施の形態の操作装置を示す断面図、
【図４】図３の操作装置のＩＶ−ＩＶ線での断面を示す拡大断面図、
【図５】第３の実施の形態の操作装置の第２の入力部を示す部分拡大断面図、
【図６】操作体の配列例を示す平面図、
【符号の説明】
【００６７】
１ 筐体
２ パネル
２ａ 開口部
１０ 操作装置
１１ 操作体
１１ａ 押圧操作部
１１ｄ 持ち上げ部
１１ｅ 押圧部
１２ 基板
１３ 発光素子
１５ 軸
１６ トーションばね（第２の付勢部材）
１７ 押圧部材
１７ａ 押圧子
１７ｂ 掛止部
１８ 圧縮コイルばね（第１の付勢部材）
２１ メンブレンスイッチ（第１の入力部）
２２ スイッチ機構（第２の入力部）
１１０ 操作装置
１１１ 操作体
１１１ａ 押圧操作部
１１１ｄ 持ち上げ部
１１１ｅ 押圧部
１１６ 圧縮コイルばね（第２の付勢部材）
１１７ 押圧部材
１１８ 圧縮コイルばね（第１の付勢部材）
１２１ メンブレンスイッチ（第１の入力部）
１２２ スイッチ機構（第２の入力部）
２２２ 弾性体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧操作可能な操作体と、前記操作体が押圧されたときに動作する第１の入力部および第２の入力部とを有する操作装置において、
前記第１の入力部を押圧する押圧位置と前記第１の入力部の押圧を解除する押圧解除位置との間で移動する押圧部材と、前記押圧部材を前記押圧位置へ向けて付勢する第１の付勢部材と、前記操作体を初期位置に復帰させるとともに、前記操作体を介して前記押圧部材を前記押圧解除位置へ移動させる第２の付勢部材とを有しており、
初期位置の前記操作体が押されると、前記第１の付勢部材の付勢力によって前記押圧部材が前記押圧位置へ移動して前記第１の入力部が動作させられるとともに、前記操作体の押圧力によって前記第２の入力部が動作させられることを特徴とする操作装置。
【請求項２】
初期位置の前記操作体が押されたときに、最初に前記第１の入力部が前記押圧部材で押されて動作し、その後の前記操作体の押圧ストロークで前記第２の入力部が押圧されて動作させられる請求項１記載の操作装置。
【請求項３】
初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークよりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークの方が長い請求項２記載の操作装置。
【請求項４】
初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力よりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力の方が大きい請求項２または３記載の操作装置。
【請求項５】
前記操作体が初期位置にあるときに、前記操作体が前記第２の入力部から離れており、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が、初期位置の前記操作体に作用していない請求項４記載の操作装置。
【請求項６】
初期位置の前記操作体が押されたときに、前記第１の入力部が動作した後に、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が前記操作体に作用する請求項５記載の操作装置。
【請求項７】
前記操作体は、初期位置から押圧されたときに、第１の側に位置する支点を中心として回動する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項８】
前記操作体によって前記第１の入力部が押圧される第１の押圧作用点と前記支点との距離が、前記操作体によって前記第２の入力部が押圧される第２の押圧作用点と前記支点との距離よりも長い請求項７記載の操作装置。
【請求項９】
前記操作体は、初期位置から押圧されたときに直線的に移動する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１０】
前記第１の入力部はメンブレンスイッチである請求項１ないし９のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１１】
前記第２の入力部はＯＮ−ＯＦＦスイッチである請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１】
押圧操作可能な操作体と、前記操作体が押圧されたときに動作する第１の入力部および第２の入力部とを有する操作装置において、
前記第１の入力部を押圧する押圧位置と前記第１の入力部の押圧を解除する押圧解除位置との間で移動する押圧部材と、前記押圧部材を前記押圧位置へ向けて付勢する第１の付勢部材と、前記操作体を初期位置に復帰させるとともに、前記操作体を介して前記押圧部材を前記押圧解除位置へ移動させる第２の付勢部材とを有しており、
初期位置の前記操作体が押されると、前記第１の付勢部材の付勢力によって前記押圧部材が前記押圧位置へ移動して前記第１の入力部が動作させられるとともに、前記操作体の押圧力によって前記第２の入力部が動作させられることを特徴とする操作装置。
【請求項２】
初期位置の前記操作体が押されたときに、最初に前記第１の入力部が前記押圧部材で押されて動作し、その後の前記操作体の押圧ストロークで前記第２の入力部が押圧されて動作させられる請求項１記載の操作装置。
【請求項３】
初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークよりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの前記操作体の押圧ストロークの方が長い請求項２記載の操作装置。
【請求項４】
初期位置から前記操作体を押圧して前記第１の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力よりも、前記第１の入力部が動作してから前記第２の入力部を動作させるまでの間に前記操作体に作用する押圧反力の方が大きい請求項２または３記載の操作装置。
【請求項５】
前記操作体が初期位置にあるときに、前記操作体が前記第２の入力部から離れており、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が、初期位置の前記操作体に作用していない請求項４記載の操作装置。
【請求項６】
初期位置の前記操作体が押されたときに、前記第１の入力部が動作した後に、前記第２の入力部を押圧操作するときの反力が前記操作体に作用する請求項５記載の操作装置。
【請求項７】
前記操作体は、初期位置から押圧されたときに、第１の側に位置する支点を中心として回動する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項８】
前記操作体によって前記第１の入力部が押圧される第１の押圧作用点と前記支点との距離が、前記操作体によって前記第２の入力部が押圧される第２の押圧作用点と前記支点との距離よりも長い請求項７記載の操作装置。
【請求項９】
前記操作体は、初期位置から押圧されたときに直線的に移動する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１０】
前記第１の入力部はメンブレンスイッチである請求項１ないし９のいずれか１項に記載の操作装置。
【請求項１１】
前記第２の入力部はＯＮ−ＯＦＦスイッチである請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６１０００（Ｐ２０１０−１６１０００Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２４２（Ｐ２００９−３２４２）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
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