車両用押圧操作部材及びこれを備えた車両用操作装置
【課題】一定以上の押圧力を受けたときにパネルからの突出量が急減する車両用押圧操作部材であって、その急減のための破断可能部の設計が容易で、かつ、その急減が確実であるものを提供する。
【解決手段】押圧操作部材１０は、ベース部材１８と、ベース部材１８から突出して押圧操作を受ける被操作部材２０とを備える。ベース部材１８は、被操作部材２０をその押圧操作方向に案内する案内保持部３０と、被操作部材２０に当接することによりその後退を規制するストッパ５０とを有する。被操作部材２０は、案内保持部３０による案内を受ける被案内部４６Ｄと、ストッパ５０との当接により被操作部材２０の後退を規制する当接部５６とを有する。ストッパ５０及び当接部５６の何れか一方は、被操作部材２０が大きな一定以上の力で押圧を受けたときに他方から反力を受けて破断し、これにより、被操作部材２０の更なるスライドを許容する。
【解決手段】押圧操作部材１０は、ベース部材１８と、ベース部材１８から突出して押圧操作を受ける被操作部材２０とを備える。ベース部材１８は、被操作部材２０をその押圧操作方向に案内する案内保持部３０と、被操作部材２０に当接することによりその後退を規制するストッパ５０とを有する。被操作部材２０は、案内保持部３０による案内を受ける被案内部４６Ｄと、ストッパ５０との当接により被操作部材２０の後退を規制する当接部５６とを有する。ストッパ５０及び当接部５６の何れか一方は、被操作部材２０が大きな一定以上の力で押圧を受けたときに他方から反力を受けて破断し、これにより、被操作部材２０の更なるスライドを許容する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のインストゥルメントパネル等に設けられて押圧操作を受ける部材であって、一定以上の押圧荷重を受けた時に前記インストゥルメントパネル等の表面からの突出量を減らすように変形することが可能な車両用押圧操作部材及びこれを備えた車両用操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、一般に、空調装置やオーディオ機器等を操作するための操作部材が車室内に臨むパネル（例えばインストゥルメントパネル）に設けられ、その中には、指等で押圧操作を受ける押圧操作部材が存在する。これらの押圧操作部材の大半は、搭乗者により操作を受けることができるように前記パネルの表面から車室内に突出するように設けられる。
【０００３】
かかる押圧操作部材の突出量は、安全面及び操作面の双方を満足するように設計されることが好ましい。具体的に、搭乗者による操作を容易にするには、ある程度大きな突出量を確保することが望ましい。その反面、車両の衝突や急停止時に搭乗者が前記押圧操作部材の突出部分に接触する場合を想定すると、安全上の観点からは、当該押圧操作部材の突出量が小さいことが望ましく、実際にその突出量を規制する国も存在する。
【０００４】
そこで従来は、安全性と操作性の双方を満足させるための手段として、前記押圧操作部材に一定以上の押圧荷重が付与された場合に、この押圧操作部材の一部がその押圧方向に後退する（すなわち突出量が急減する）ことが可能な装置の開発が進められている。
【０００５】
例えば特許文献１には、図１４に示すような押圧操作装置が開示されている。この装置は、回路基板６と、その上に設けられるステータ部材７と、このステータ部材７に保持される押圧操作部材であるプッシュつまみ４とを備える。プッシュつまみ４は、押圧操作を受ける側の円筒状の大径部４と、この大径部４よりも小径で前記ステータ部材７に保持される小径部４ｂと、前記大径部４の後端と前記小径部４ｂの前端とを径方向につなぐ脆弱部４ｅとを一体に有する。
【０００６】
前記脆弱部４ｅは他の部位よりも薄肉で、これに複数のスリット４ｄが形成されている。そして、前記大径部４に大きな押圧荷重（図では上からの荷重）が加わると前記脆弱部４ｅが上下方向にせん断されるように破断され、これにより当該大径部４ａが前記小径部４ｂに対して相対的に没入方向に変位（すなわち後退し、これによりプッシュつまみ全体の突出量が急減されるように、前記脆弱部４ｅのせん断強度が設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−７９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記装置では、大径部４に加わる荷重が所定の値以上となったときに脆弱部４ｅに一定以上のせん断荷重が作用して当該脆弱部４ｅが破断するようにその形状が設計される必要があるが、当該設計は難しい。具体的には、大径部４ａに対して押圧荷重が加えられる位置によって前記せん断荷重にばらつきがあり、しかも、この大径部４ａの後端から前記脆弱部４ｅに押圧荷重が加えられる位置と当該脆弱部４ｅが破断する位置との間に径方向のずれがあるため、前記押圧力と前記脆弱部４ｅの破断荷重との関係を特定するのが難しい。また、前記脆弱部４ｅの設計は、これに対して周方向に均等にせん断荷重が作用することを前提になされるが、実際には、大径部４ａに対してその中心から外れた位置に押圧力が加わった場合、プッシュつまみが傾いて前記脆弱部４ｅに加わる荷重に偏り（周方向についての偏り）が生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、一定以上の押圧力が加わったときにパネルからの突出量を減らすために破断される破断可能部の設計が容易で、当該押圧力が作用したときの突出量の低減の確実性を高めることができる車両用押圧操作部材およびこれを備えた車両用操作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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、車室内のパネルにこのパネルの表面から車室側に突出して押圧操作を受けるように設けられ、一定以上の力で押圧を受けることによりその突出量が減少するように構成された車両用押圧操作部材を提供する。この車両用押圧操作部材は、前記パネルまたはこのパネルに固定される部材に取付けられるベース部材と、前記ベース部材から車室側に突出するように当該ベース部材に取付けられ、押圧操作を受ける被操作部材とを備える。前記ベース部材は、このベース部材に対して前記被操作部材が前記押圧方向と平行な方向にスライドするように当該被操作部材を案内しながら保持する案内保持部と、前記被操作部材に当接することによりこの被操作部材が所定の押圧規制位置よりも後退する方向にスライドするのを規制するストッパとを有し、前記被操作部材は、前記案内保持部と嵌合して当該案内保持部による案内を受ける被案内部と、前記ベース部材のストッパと当接することにより当該被操作部材が後退する方向のスライドを阻止する当接部とを有する。当該ストッパおよび当該当接部のうちのいずれか一方は、この被操作部材が一定以上の力で押圧を受けたときにその押圧方向に他方から押圧力を受けることにより破断されてその押圧方向への被操作部材のさらなるスライドを許容する形状をもつ破断可能部を構成する。
【００１１】
この押圧操作部材において、前記被操作部材が通常の操作力で押圧されるときは、その押圧力で当該被操作部材が後退する方向にスライドするが、この被操作部材の当接部とベース部材のストッパとが当接する位置で当該スライドが止められ、それ以上の後退が阻止される。つまり、ストッパは被操作部材の押圧操作ストロークを押圧規制位置までのストロークに制限する本来の機能を発揮する。
【００１２】
これに対し、当該被操作部材に車両の搭乗者が強く接触するなどして大きな押圧力が加えられると、その押圧力に対応する圧力で当該被操作部材の当接部がベース部材側のストッパと圧接し、この圧接によって、当接部またはストッパに含まれる破断可能部が破断される。この破断により、前記被操作部材は前記押圧規制位置よりもさらに深い位置まで前記ベース部材側に後退し、これにより、押圧操作部材全体のパネルからの突出量が急減し、前記搭乗者の安全が確保される。
【００１３】
この押圧時において、前記押圧力に相当する反力は前記ベース部材のストッパから前記当接部に加えられ、その位置で前記破断が生ずるので、当該押圧力と破断可能部の破断荷重との関係を特定するのが容易である。また、当該破断に伴う被操作部材の後退方向が案内保持部によって規定されるので、被操作部材の傾きに起因する押圧荷重の偏在は生じにくい。従って、破断可能部の設計は容易である。
【００１４】
特に、前記ベース部材の各ストッパおよび前記被操作部材の各当接部が、当該被操作部材の押圧方向と直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられていれば、各破断可能部がこれに対応するストッパまたは当接部から受ける破断荷重がより均等化され、当該破断可能部の設計はより容易となる。
【００１５】
例えば、前記被操作部材がその押圧方向と平行な特定の中心軸回りに並ぶ複数の位置にそれぞれ前記被案内部を有し、これら被案内部のうちの複数の被案内部の後端部がそれぞれ前記当接部を構成するようにすれば、当該被案内部の後端部を当接部として活用することにより、構造がより簡素化される。
【００１６】
また、前記破断可能部の具体的な構成としては、当該破断可能部が、前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を含み、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断するものが、好適である。このような梁部を含む破断可能部については、当該梁部の破断強度を一般的な曲げ理論に基づき算定することが可能であり、従ってその設計は容易である。
【００１７】
例えば、前記のように被案内部の後端部を当接部として利用する場合、当該当接部を構成する被案内部の後端部が板状をなし、この端部をその板厚方向に貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔よりも先端側の部分が前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を形成し、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断するものが、好適である。この構造では、板状の被案内部の後端部に貫通孔を設けるだけの簡素な構造で、破断可能部に好適な梁部が形成される。
【００１８】
また本発明は、車両内に設けられる操作装置であって、車室内に臨むように設けられるパネルと、このパネルの裏側に固定される回路基板と、前記パネルにこのパネルの表面から車室側に突出するように操作可能に設けられ、一定以上の押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する前記の車両用押圧操作部材と、前記回路基板上に設けられ、前記車両用押圧操作部材の被操作部材が押圧規制位置まで操作されたときに電気信号を出力する操作検出器とを備え、前記車両用押圧操作部材のベース部材が前記パネルに固定されるものである。
【００１９】
この操作装置において、前記車両用押圧操作部材の被操作部材には、前記当接部と別の位置に設けられて当該被操作部材の押圧操作に伴いその押圧力を前記操作検出器に伝達する押圧操作部と、この被操作部材が一定以上の押圧を受けたときに前記押圧操作部が前記操作検出器から受ける反力によって破断する操作側破断可能部とを設けることにより、当該押圧操作部も破断可能な部分として利用することができる。この場合には、当該操作側破断可能部が破断するときの押圧荷重が前記破断可能部が破断するときの押圧荷重と同等になるように当該操作側破断可能部の形状を設定すればよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明に係る車両用押圧操作部材では、大きな押圧力を受けたときに被操作部材がベース部材側に後退することにより、パネルからの押圧操作部材全体の突出量を急減させることができる。しかも、前記押圧力は被操作部材の当接部とこれに対応するベース部材のストッパとの当接箇所に直接作用するので、当該当接部および当該ストッパ（特に破断可能部）の設計が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用操作装置を表側からみた分解斜視図である。
【図２】前記車両用操作装置の押圧操作部材を裏側から見た分解斜視図である。
【図３】前記押圧操作部材の正面図である。
【図４】前記車両用操作装置の側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】（ａ）は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から破断可能部の破断を伴って被操作部材である操作ノブが後退した状態を示す断面側面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】前記押圧操作部材のベース部材を示す斜視図である。
【図９】前記ベース部材の正面図である。
【図１０】前記操作ノブを裏側から見た斜視図である。
【図１１】前記操作ノブを表側から見た斜視図である。
【図１２】前記操作ノブが押圧規制位置にある状態を示す断面斜視図である。
【図１３】前記操作ノブが破断可能部の破断を伴って前記押圧規制位置よりもさらに後退した状態を示す断面斜視図である。
【図１４】従来の車両用操作装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態を図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００２３】
この実施の形態に係る車両用操作装置は、押圧操作部材１０と、回路基板１２と、パネル１４とを備える。前記パネル１４は車室内の適所（例えばインストゥルメントパネル）に組み付けられ、その裏側に前記回路基板１２が固定される。前記押圧操作部材１０は、前記パネル１４に設けられた図略の貫通孔を貫通する状態で回路基板１２上に固定され、前記パネル１４の表側から前記回路基板１２に対して略直交する方向に押圧操作を受けるとともに、その通常の操作力を上回る一定以上の力で押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する。その詳細は後述する。
【００２４】
この押圧操作部材１０は、前記回路基板１２上に固定されるベース部材１８と、このベース部材１８からさらに車室側に突出するように当該ベース部材１８に取付けられる操作ノブ２０とを備える。この操作ノブ２０は、前記押圧操作を受ける被操作部材に相当する。
【００２５】
前記ベース部材１８は、内側筒部２２と、外側筒部２４と、環状壁２６と、複数の取付部２８とを有し、これらが例えば合成樹脂により一体に成形されている。
【００２６】
前記内側筒部２２は、前記押圧操作方向と平行な方向に中心軸をもつ円筒状をなし、その後端には底壁２３を有する。その外周面上の適当な箇所（図では互いに周方向に９０°離間する４箇所）に、前記操作ノブ２０を保持する案内保持部３０を有する。これらの案内保持部３０は、当該操作ノブ２０が前記押圧操作方向と平行な方向にスライド可能（進退可能）となるように保持するものである。
【００２７】
各案内保持部３０は、前記内側筒部２２の内周面から内側に突出する一対の保持用突起３２を有する。対をなす保持用突起３２は、互いに内側筒部２２の周方向に一定間隔Ｌをおいて離間しながら前記中心軸と平行な方向に延びている。つまり、これらの保持用突起３２同士の間に、前記操作ノブ２０のスライドを許容するための空間が確保されている。
【００２８】
内側筒部２２において、前記４つの空間のうちの上側及び下側の空間には、係止片３４Ａ，３４Ｂがそれぞれ形成されている。これらの係止片３４Ａ，３４Ｂは、内側筒部２２からの前記操作ノブ２０の脱落を阻止するためのもので、前記空間の奥端の位置から前方に延びるとともに、径方向に撓み可能な前端を有し、この前端に内向きに突出する係止突起３６Ａ，３６Ｂを有する（図８及び図９）。
【００２９】
前記外側筒部２４は、前記内側筒部２２よりも小さい軸方向寸法を有し、当該内側筒部２２をその径方向外側から全周にわたり囲むように形成されるとともに、当該外側筒部２４の後端部（正確には後端よりも少し前側の部分）が前記環状壁２６（図５）を介して前記内側筒部２２の後端の外周面につながっている。
【００３０】
前記取付部２８は、それぞれ前記外側筒部２４の外周面の適所から径方向外側に突出する。各取付部２８にはこれを軸方向（前記押圧操作方向と平行な方向）に貫通するボルト挿通孔２９が設けられる。一方、前記回路基板１２には前記各ボルト挿通孔２９に対応する位置にそれぞれボルト挿通孔１３が設けられ（図３）、両ボルト挿通孔２９，１３に挿通されるボルトにナットが装着されることにより、前記外側筒部２４の後端面が回路基板１２上に当接した状態でベース部材１８が当該回路基板１２上に固定される。
【００３１】
前記操作ノブ２０は、前記押圧操作方向に押圧操作を受けることによりその押圧操作方向に後退する（スライドする）ように前記ベース部材１８に保持される。
【００３２】
具体的に、この操作ノブ２０は、指等により押圧操作を受ける被操作板４２と、この被操作板４２の裏面から後方に延びる被保持筒４４とを有する。
【００３３】
被保持筒４４は、上下左右にそれぞれ配された４枚の被案内部４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄと、これら被案内部４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄよりも所定寸法だけ径方向内側に位置して周方向に互いに隣接する被案内部同士を連結する複数の（ここでは４つの）連結部４８とを有する。
【００３４】
各被案内部４６Ａ〜４６Ｄは被保持筒４４の径方向に対して直交する平板状をなす。そして、前記ベース部材１８の内側筒部２２において各案内保持部３０を構成する保持用突起３２同士の間に前記押圧操作方向と平行な方向に沿って差し込まれることにより、同方向にスライド可能となるように保持される。
【００３５】
また、上側及び下側の被案内部４６Ａ，４６Ｃにはその前後方向（押圧操作方向と平行な方向）について所定の寸法を有する矩形状の貫通孔４５がそれぞれ設けられ、各貫通孔４５内に前記ベース部材１８の各係止片３４Ａ，３４Ｂの係止突起３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ嵌り込んでいる。前記貫通孔４５の前後方向についての位置及び寸法は、前記係止突起３６Ａ，３６Ｂが前記操作ノブ２０のスライドを許容しながら当該操作ノブ２０が内側筒部２２から脱落するのを阻止するように、設定されている。
【００３６】
さらに、下側の被案内部４６Ｄの後端からはさらに後方に押圧操作棒４７（図２等）が延びている。
【００３７】
一方、前記内側筒部２２の底壁２３の前側面には、前記各被案内部４６Ａ〜４６Ｄに対応する位置でストッパ用のリブ５０が突設されている。これらのリブ５０は、この実施の形態では、前記各被案内部４６Ａ〜４６Ｄと直交する方向、すなわち径方向に延び、当該被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端と当接することにより、操作ノブ２０のスライドストロークを規制する。すなわち、各被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端は、前記各リブ５０と当接することにより操作ノブ２０がその当接位置（押圧規制位置）よりも後退する方向にスライドするのを阻止する当接部を構成し、これに当接する各リブ５０は当該スライドを規制するストッパを構成する。
【００３８】
また、この底壁２３には、当該底壁２３を前記押圧操作棒４７が貫通するのを許容するための貫通孔５２が設けられる。一方、前記回路基板１２上において前記押圧操作棒４７に対応する位置には、操作検出器であるスイッチ素子１５が設けられる。このスイッチ素子１５は、前記操作ノブ２０が前記押圧規制位置まで後退するようにスライドしたときに前記押圧操作棒４７の押圧を受けて検出信号を出力する。
【００３９】
さらに、この装置の特徴として、前記当接部を構成する被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端のうち被案内部４６Ａ〜４６Ｃの後端は、操作ノブ２０が通常の押圧操作力よりも大きい一定以上の力で押圧を受けたときに前記リブ５０から反力を受けることにより破断されて前記押圧規制位置よりもさらに後退する方向に前記操作ノブ２０がスライドするのを許容する形状をもつ破断可能部を構成する。具体的には、図６（ａ）に示すように、当該被案内部４６Ａ〜４６Ｃの後端部においてその最後端部位を残してそれよりも前側の位置に当該被案内部４６Ａ〜４６Ｄを貫通する矩形状の貫通孔５４が形成され、これにより当該最後端部位が前記リブ５０と直交する直線状の梁部５６として構成されている。そして、前記操作ノブ２０に一定以上の押圧荷重が加えられたときに前記各梁部５６の中間部位がこれと圧接するリブ５０から受ける反力によって図６（ｂ）のＡ部に示すように破断するように、当該梁部５６の長さ及び断面形状が設定されている。
【００４０】
一方、前記押圧操作棒４７が設けられている被案内部４６Ｄの後端部においては、操作ノブ２０が一定以上の押圧を受けたときに前記押圧操作棒４７が前記スイッチ素子１５から受ける反力によって破断する操作側破断可能部が形成されている。具体的には、図７に示すように、前記被案内部４６Ａ〜４６Ｃと同様、被案内部４６Ｄの後端部においてその最後端部位を残してそれよりも前側の位置に矩形状の貫通孔５４Ｄが形成され、これにより当該最後端部位が前記押圧操作棒４７と直交する直線状の梁部５６Ｄとして構成されている。そして、前記操作ノブ２０に一定以上の押圧荷重が加えられたときに前記梁部５６Ｄの中間部位が前記スイッチ素子１５から前記押圧操作棒４７を介して受ける反力によって破断するように、当該梁部５６Ｄの長さ及び断面形状が設定されている。この梁部５６Ｄの破断強度は、当該梁部５６Ｄが破断するときの押圧荷重が前記各梁部５６が破断するときの押圧荷重と同等になるように、設定されている。
【００４１】
なお、この実施の形態に係る操作装置では、前記車両用操作部材１０と併せて図１２及び図１３に示すようなダイヤル操作部材（回転操作部材）６０が設けられている。このダイヤル操作部材６０は、回転操作を受けるもので、リング状のベース部材６２と、同じくリング状のダイヤル部材（被操作部材）６４とを備える。また、前記ベース部材１８には当該ダイヤル操作部材６０の回転に伴って操作者にクリック感を与える図略のばね機構が装填される。
【００４２】
前記ベース部材６２は、前記押圧操作部材１０側のベース部材１８に当該ベース部材１８の中心軸と同軸回りに回転可能となるように保持される。具体的には、当該ベース部材１８の外側筒部２４から前方に複数の保持片３８が延設され、これらが前記ベース部材６２を径方向外側から抱き込むように保持する。
【００４３】
前記ダイヤル部材６４は、前記ベース部材６２により径方向内側から支持される被支持筒６５と、前記操作ノブ２０における被操作板４２の外周に沿って設けられるダイヤルリング６６と、このダイヤルリング６６と前記被支持筒６５とを両者が一体に回転するように径方向に連結する複数の連結部６８とを有する。前記被支持筒６５は、前記ベース部材６２と一体に回転し、かつ、ダイヤル部材６４が一定以上の押圧力を受けたときに前記操作ノブ２０と同様に前記ベース部材６２に対してその押圧力の向きに後退するように、当該ベース部材６２に係合される。
【００４４】
このダイヤル部材６４の後退を許容する手段は特に問わない。例えば、前記ダイヤル部材６４に前記押圧操作部材１０側の破断可能部（梁部５６，５６Ｄ）と同様の破断可能部が設けられてもよいし、当該ダイヤル部材６４が前記ベース部材６２に前後方向にスライド可能に保持されかつばね等で前側に付勢され、ダイヤル部材６４が押圧を受けたときに前記ばねの圧縮変形を伴って当該ダイヤル部材６４が後退するものでもよい。
【００４５】
なお、本発明に係る操作装置において前記のダイヤル操作部材６０は必須のものではない。すなわち、前記押圧操作部材１０はそれ単独で用いられてもよい。
【００４６】
次に、この操作装置の作用を説明する。
【００４７】
押圧操作部材１０の操作ノブ２０は、押圧操作を受ける前の状態では、その押圧操作棒４７がスイッチ素子１５に軽く触れるかあるいは当該スイッチ素子１５から離間した位置に保持される。この位置から当該操作ノブ２０が押圧操作されると、その押圧操作方向に沿って操作ノブ２０が後退する方向にスライドし、当該押圧操作力が前記押圧操作棒４７によりスイッチ素子１５に与えられ、当該スイッチ素子１５が検出信号を出力する。このとき、操作ノブ２０の各被案内部４６Ａ〜４６Ｄがベース部材１８の各案内保持部３０の案内を受けることにより、操作ノブ２０のスライドは安定する。また、操作ノブ２０の後退位置は、前記被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端の各梁部５６がベース部材１８側のリブ５０に当接する位置（押圧規制位置）に規制される（図１２）。
【００４８】
これに対し、車両の衝突等に起因して搭乗者が操作ノブ２０に強く押し付けられる等して当該操作ノブ２０に一定以上の押圧力（通常の押圧操作力よりも相当大きい力）が加わると、この押圧力に起因して各被案内部４６Ａ〜４６Ｃの梁部５６及び被案内部４６Ｄの梁部５６Ｄがほぼ同時に破断し、これにより操作ノブ２０が前記押圧規制位置からさらに後退する（図１３）。具体的には、前記各被案内部４６Ａ〜４６Ｃの後端における梁部（破断可能部）５６の中間部位が各リブ５０から前記押圧力に対応する反力を受ける一方、被案内部４６Ｄの梁部（操作側破断可能部）５６Ｄの中間部位がスイッチ素子１５から押圧操作棒４７を介して前記押圧力に対応する反力を受け、これらによって各梁部がほぼ同じ条件で破断する。
【００４９】
この破断に伴う操作ノブ２０の後退によって、パネル１４からの押圧操作部材１０の突出量が急減する。また、この実施の形態では、前記押圧力の付与により前記操作ノブ２０の周囲のダイヤルリング６６も被支持筒６５と一体にベース部材６２に対して後退し、操作部材全体の突出量の急減を担保する。
【００５０】
この後退に際し、前記操作ノブ２０に加えられる押圧力に相当する反力は前記ベース部材１８のストッパである各リブ５０から各梁部５６に直接加えられ、その反力が作用する位置で当該梁部５６が破断するので、当該押圧力と破断可能部である梁部５６の破断荷重との関係を特定するのが容易である。また、当該破断に伴う操作ノブ２０の後退方向がベース部材１８の案内保持部３０によって規定されるので、操作ノブ２０の傾きに起因する押圧荷重の偏在は生じにくい。これらのことは、破断可能部である各梁部５６の設計を容易にする。
【００５１】
特に、この実施の形態では、前記ベース部材１８のストッパである各リブ５０及びこれに当接する各梁部５６が、当該操作ノブ２０の押圧操作方向と直交する直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられているから、各梁部５６がリブ５０から受ける反力がより均等化され、当該梁部５６の設計はより容易となる。また、このような梁部５６の破断強度は一般的な曲げ理論に基づき算定することが可能であるから、その設計は容易である。これは、操作側破断可能部である梁部５６Ｄについても同様である。
【００５２】
なお、本発明では必ずしも被押圧部に当接部（図例では梁部５６）が設けられていなくてもよく、当該被押圧部とは別に当接部が設けられてもよい。しかし、前記のように被案内部の後端部が当接部を構成することは、構造のさらなる簡素化を可能にする。
【００５３】
特に、図例の押圧操作部材１０では、被案内部４６Ａ〜４６Ｄの少なくとも後端部を板状とし、この後端部に貫通孔５４を設けるといった簡素な構造で、前記貫通孔５４よりも先端側の部分に破断可能部に好適な梁部５６を形成することができる。
【００５４】
本発明において、破断可能部は被操作部材（図例では操作ノブ２０）側の当接部ではなくベース部材側のストッパに含まれていてもよい。例えば、ベース部材に梁状のストッパが形成され、このストッパが被操作部材側の当接部から受ける押圧力により破断されてもよい。
【実施例】
【００５５】
例えば中国及び欧州の内部突起法規では、操作装置にパネルから９．５ｍｍ以上突出する突出物がある場合、この突出物に約３８０Ｎの静的荷重が作用した時に当該突出物の突出量を９．５ｍｍ以下に減らすことが要求される。図１〜図１３に示す操作装置において当該要求を満たすためには、次の要領で梁部５６，５６Ｄの設計が行われればよい。
【００５６】
１）各梁部の破断荷重Ｐｆ
前記操作装置では、４つの梁部５６，５６，５６，５６Ｄが９０°間隔で周方向に均等に配置されているから、操作ノブ２０が３８０Ｎの押圧荷重を受けて後退するためには、それぞれの梁部が３８０／４＝９５（Ｎ）の荷重を受けて破断するように、すなわち各梁部の破断荷重Ｐｆが９５Ｎとなるように、当該梁部が設計されればよい。
【００５７】
２）梁部の形状設計
両端固定梁である梁部５６，５６Ｄの中間部位に荷重Ｐが作用するとき、当該梁部の長さ（すなわち貫通孔５４の幅）をＬｂ、当該中間部位に作用する曲げモーメントをＭとすると、これらの関係は次式で表される。
【００５８】
Ｐ＝８×Ｍ／Ｌｂ …（１）
このうち、曲げモーメントＭが作用するときの梁部５６，５６Ｄの中間部位の最大曲げ応力σｍａｘは、当該梁部５６，５６Ｄの断面係数をＺとすると、当該曲げモーメントＭは
Ｍ＝σｍａｘ×Ｚ …（２）
で表される。
【００５９】
ここで、図例の梁部５６，５６Ｄの断面係数Ｚは、当該梁部が形成される被案内部４６Ａ〜４６Ｄの板厚（すなわち梁部の幅）をｔ、当該梁部の厚み（貫通孔５４の後端から被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端までの距離）をｄとすると、
Ｚ＝ｔ×ｄ２／６ …（３）
で表される。
【００６０】
（２）式及び（３）式を（１）式に代入すると、次式が得られる。
【００６１】
Ｐ＝８×σｍａｘ×ｔ×ｄ２／６Ｌｂ …（４）
ここで、梁部５６，５６Ｄが破断するときの最大曲げ応力σｍａｘは材料物性により決まるから、（４）式においてＰ＝Ｐｆ（≒９５Ｎ）とするように梁部の形状（Ｌ，ｔ，ｄ）を定めることにより、操作ノブ２０が約３８０Ｎの押圧荷重を受けたときに各梁部５６，５６，５６，５６Ｄがほぼ均等に破断する操作装置を構築することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 押圧操作部材
１２ 回路基板
１４ パネル
１５ スイッチ素子（操作検出器）
１８ ベース部材
２０ 操作ノブ（被操作部材）
３０ 案内保持部
３２ 保持用突起
４２ 被操作板
４４ 被保持筒
４６Ａ〜４６Ｄ 被案内部
４７ 押圧操作棒
５０ リブ（ストッパ）
５４，５４Ｄ 貫通孔
５６ 梁部（破断可能部）
５６Ｄ 梁部（操作側破断可能部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のインストゥルメントパネル等に設けられて押圧操作を受ける部材であって、一定以上の押圧荷重を受けた時に前記インストゥルメントパネル等の表面からの突出量を減らすように変形することが可能な車両用押圧操作部材及びこれを備えた車両用操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、一般に、空調装置やオーディオ機器等を操作するための操作部材が車室内に臨むパネル（例えばインストゥルメントパネル）に設けられ、その中には、指等で押圧操作を受ける押圧操作部材が存在する。これらの押圧操作部材の大半は、搭乗者により操作を受けることができるように前記パネルの表面から車室内に突出するように設けられる。
【０００３】
かかる押圧操作部材の突出量は、安全面及び操作面の双方を満足するように設計されることが好ましい。具体的に、搭乗者による操作を容易にするには、ある程度大きな突出量を確保することが望ましい。その反面、車両の衝突や急停止時に搭乗者が前記押圧操作部材の突出部分に接触する場合を想定すると、安全上の観点からは、当該押圧操作部材の突出量が小さいことが望ましく、実際にその突出量を規制する国も存在する。
【０００４】
そこで従来は、安全性と操作性の双方を満足させるための手段として、前記押圧操作部材に一定以上の押圧荷重が付与された場合に、この押圧操作部材の一部がその押圧方向に後退する（すなわち突出量が急減する）ことが可能な装置の開発が進められている。
【０００５】
例えば特許文献１には、図１４に示すような押圧操作装置が開示されている。この装置は、回路基板６と、その上に設けられるステータ部材７と、このステータ部材７に保持される押圧操作部材であるプッシュつまみ４とを備える。プッシュつまみ４は、押圧操作を受ける側の円筒状の大径部４と、この大径部４よりも小径で前記ステータ部材７に保持される小径部４ｂと、前記大径部４の後端と前記小径部４ｂの前端とを径方向につなぐ脆弱部４ｅとを一体に有する。
【０００６】
前記脆弱部４ｅは他の部位よりも薄肉で、これに複数のスリット４ｄが形成されている。そして、前記大径部４に大きな押圧荷重（図では上からの荷重）が加わると前記脆弱部４ｅが上下方向にせん断されるように破断され、これにより当該大径部４ａが前記小径部４ｂに対して相対的に没入方向に変位（すなわち後退し、これによりプッシュつまみ全体の突出量が急減されるように、前記脆弱部４ｅのせん断強度が設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−７９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記装置では、大径部４に加わる荷重が所定の値以上となったときに脆弱部４ｅに一定以上のせん断荷重が作用して当該脆弱部４ｅが破断するようにその形状が設計される必要があるが、当該設計は難しい。具体的には、大径部４ａに対して押圧荷重が加えられる位置によって前記せん断荷重にばらつきがあり、しかも、この大径部４ａの後端から前記脆弱部４ｅに押圧荷重が加えられる位置と当該脆弱部４ｅが破断する位置との間に径方向のずれがあるため、前記押圧力と前記脆弱部４ｅの破断荷重との関係を特定するのが難しい。また、前記脆弱部４ｅの設計は、これに対して周方向に均等にせん断荷重が作用することを前提になされるが、実際には、大径部４ａに対してその中心から外れた位置に押圧力が加わった場合、プッシュつまみが傾いて前記脆弱部４ｅに加わる荷重に偏り（周方向についての偏り）が生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、一定以上の押圧力が加わったときにパネルからの突出量を減らすために破断される破断可能部の設計が容易で、当該押圧力が作用したときの突出量の低減の確実性を高めることができる車両用押圧操作部材およびこれを備えた車両用操作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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、車室内のパネルにこのパネルの表面から車室側に突出して押圧操作を受けるように設けられ、一定以上の力で押圧を受けることによりその突出量が減少するように構成された車両用押圧操作部材を提供する。この車両用押圧操作部材は、前記パネルまたはこのパネルに固定される部材に取付けられるベース部材と、前記ベース部材から車室側に突出するように当該ベース部材に取付けられ、押圧操作を受ける被操作部材とを備える。前記ベース部材は、このベース部材に対して前記被操作部材が前記押圧方向と平行な方向にスライドするように当該被操作部材を案内しながら保持する案内保持部と、前記被操作部材に当接することによりこの被操作部材が所定の押圧規制位置よりも後退する方向にスライドするのを規制するストッパとを有し、前記被操作部材は、前記案内保持部と嵌合して当該案内保持部による案内を受ける被案内部と、前記ベース部材のストッパと当接することにより当該被操作部材が後退する方向のスライドを阻止する当接部とを有する。当該ストッパおよび当該当接部のうちのいずれか一方は、この被操作部材が一定以上の力で押圧を受けたときにその押圧方向に他方から押圧力を受けることにより破断されてその押圧方向への被操作部材のさらなるスライドを許容する形状をもつ破断可能部を構成する。
【００１１】
この押圧操作部材において、前記被操作部材が通常の操作力で押圧されるときは、その押圧力で当該被操作部材が後退する方向にスライドするが、この被操作部材の当接部とベース部材のストッパとが当接する位置で当該スライドが止められ、それ以上の後退が阻止される。つまり、ストッパは被操作部材の押圧操作ストロークを押圧規制位置までのストロークに制限する本来の機能を発揮する。
【００１２】
これに対し、当該被操作部材に車両の搭乗者が強く接触するなどして大きな押圧力が加えられると、その押圧力に対応する圧力で当該被操作部材の当接部がベース部材側のストッパと圧接し、この圧接によって、当接部またはストッパに含まれる破断可能部が破断される。この破断により、前記被操作部材は前記押圧規制位置よりもさらに深い位置まで前記ベース部材側に後退し、これにより、押圧操作部材全体のパネルからの突出量が急減し、前記搭乗者の安全が確保される。
【００１３】
この押圧時において、前記押圧力に相当する反力は前記ベース部材のストッパから前記当接部に加えられ、その位置で前記破断が生ずるので、当該押圧力と破断可能部の破断荷重との関係を特定するのが容易である。また、当該破断に伴う被操作部材の後退方向が案内保持部によって規定されるので、被操作部材の傾きに起因する押圧荷重の偏在は生じにくい。従って、破断可能部の設計は容易である。
【００１４】
特に、前記ベース部材の各ストッパおよび前記被操作部材の各当接部が、当該被操作部材の押圧方向と直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられていれば、各破断可能部がこれに対応するストッパまたは当接部から受ける破断荷重がより均等化され、当該破断可能部の設計はより容易となる。
【００１５】
例えば、前記被操作部材がその押圧方向と平行な特定の中心軸回りに並ぶ複数の位置にそれぞれ前記被案内部を有し、これら被案内部のうちの複数の被案内部の後端部がそれぞれ前記当接部を構成するようにすれば、当該被案内部の後端部を当接部として活用することにより、構造がより簡素化される。
【００１６】
また、前記破断可能部の具体的な構成としては、当該破断可能部が、前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を含み、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断するものが、好適である。このような梁部を含む破断可能部については、当該梁部の破断強度を一般的な曲げ理論に基づき算定することが可能であり、従ってその設計は容易である。
【００１７】
例えば、前記のように被案内部の後端部を当接部として利用する場合、当該当接部を構成する被案内部の後端部が板状をなし、この端部をその板厚方向に貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔よりも先端側の部分が前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を形成し、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断するものが、好適である。この構造では、板状の被案内部の後端部に貫通孔を設けるだけの簡素な構造で、破断可能部に好適な梁部が形成される。
【００１８】
また本発明は、車両内に設けられる操作装置であって、車室内に臨むように設けられるパネルと、このパネルの裏側に固定される回路基板と、前記パネルにこのパネルの表面から車室側に突出するように操作可能に設けられ、一定以上の押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する前記の車両用押圧操作部材と、前記回路基板上に設けられ、前記車両用押圧操作部材の被操作部材が押圧規制位置まで操作されたときに電気信号を出力する操作検出器とを備え、前記車両用押圧操作部材のベース部材が前記パネルに固定されるものである。
【００１９】
この操作装置において、前記車両用押圧操作部材の被操作部材には、前記当接部と別の位置に設けられて当該被操作部材の押圧操作に伴いその押圧力を前記操作検出器に伝達する押圧操作部と、この被操作部材が一定以上の押圧を受けたときに前記押圧操作部が前記操作検出器から受ける反力によって破断する操作側破断可能部とを設けることにより、当該押圧操作部も破断可能な部分として利用することができる。この場合には、当該操作側破断可能部が破断するときの押圧荷重が前記破断可能部が破断するときの押圧荷重と同等になるように当該操作側破断可能部の形状を設定すればよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明に係る車両用押圧操作部材では、大きな押圧力を受けたときに被操作部材がベース部材側に後退することにより、パネルからの押圧操作部材全体の突出量を急減させることができる。しかも、前記押圧力は被操作部材の当接部とこれに対応するベース部材のストッパとの当接箇所に直接作用するので、当該当接部および当該ストッパ（特に破断可能部）の設計が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用操作装置を表側からみた分解斜視図である。
【図２】前記車両用操作装置の押圧操作部材を裏側から見た分解斜視図である。
【図３】前記押圧操作部材の正面図である。
【図４】前記車両用操作装置の側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】（ａ）は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から破断可能部の破断を伴って被操作部材である操作ノブが後退した状態を示す断面側面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】前記押圧操作部材のベース部材を示す斜視図である。
【図９】前記ベース部材の正面図である。
【図１０】前記操作ノブを裏側から見た斜視図である。
【図１１】前記操作ノブを表側から見た斜視図である。
【図１２】前記操作ノブが押圧規制位置にある状態を示す断面斜視図である。
【図１３】前記操作ノブが破断可能部の破断を伴って前記押圧規制位置よりもさらに後退した状態を示す断面斜視図である。
【図１４】従来の車両用操作装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態を図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００２３】
この実施の形態に係る車両用操作装置は、押圧操作部材１０と、回路基板１２と、パネル１４とを備える。前記パネル１４は車室内の適所（例えばインストゥルメントパネル）に組み付けられ、その裏側に前記回路基板１２が固定される。前記押圧操作部材１０は、前記パネル１４に設けられた図略の貫通孔を貫通する状態で回路基板１２上に固定され、前記パネル１４の表側から前記回路基板１２に対して略直交する方向に押圧操作を受けるとともに、その通常の操作力を上回る一定以上の力で押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する。その詳細は後述する。
【００２４】
この押圧操作部材１０は、前記回路基板１２上に固定されるベース部材１８と、このベース部材１８からさらに車室側に突出するように当該ベース部材１８に取付けられる操作ノブ２０とを備える。この操作ノブ２０は、前記押圧操作を受ける被操作部材に相当する。
【００２５】
前記ベース部材１８は、内側筒部２２と、外側筒部２４と、環状壁２６と、複数の取付部２８とを有し、これらが例えば合成樹脂により一体に成形されている。
【００２６】
前記内側筒部２２は、前記押圧操作方向と平行な方向に中心軸をもつ円筒状をなし、その後端には底壁２３を有する。その外周面上の適当な箇所（図では互いに周方向に９０°離間する４箇所）に、前記操作ノブ２０を保持する案内保持部３０を有する。これらの案内保持部３０は、当該操作ノブ２０が前記押圧操作方向と平行な方向にスライド可能（進退可能）となるように保持するものである。
【００２７】
各案内保持部３０は、前記内側筒部２２の内周面から内側に突出する一対の保持用突起３２を有する。対をなす保持用突起３２は、互いに内側筒部２２の周方向に一定間隔Ｌをおいて離間しながら前記中心軸と平行な方向に延びている。つまり、これらの保持用突起３２同士の間に、前記操作ノブ２０のスライドを許容するための空間が確保されている。
【００２８】
内側筒部２２において、前記４つの空間のうちの上側及び下側の空間には、係止片３４Ａ，３４Ｂがそれぞれ形成されている。これらの係止片３４Ａ，３４Ｂは、内側筒部２２からの前記操作ノブ２０の脱落を阻止するためのもので、前記空間の奥端の位置から前方に延びるとともに、径方向に撓み可能な前端を有し、この前端に内向きに突出する係止突起３６Ａ，３６Ｂを有する（図８及び図９）。
【００２９】
前記外側筒部２４は、前記内側筒部２２よりも小さい軸方向寸法を有し、当該内側筒部２２をその径方向外側から全周にわたり囲むように形成されるとともに、当該外側筒部２４の後端部（正確には後端よりも少し前側の部分）が前記環状壁２６（図５）を介して前記内側筒部２２の後端の外周面につながっている。
【００３０】
前記取付部２８は、それぞれ前記外側筒部２４の外周面の適所から径方向外側に突出する。各取付部２８にはこれを軸方向（前記押圧操作方向と平行な方向）に貫通するボルト挿通孔２９が設けられる。一方、前記回路基板１２には前記各ボルト挿通孔２９に対応する位置にそれぞれボルト挿通孔１３が設けられ（図３）、両ボルト挿通孔２９，１３に挿通されるボルトにナットが装着されることにより、前記外側筒部２４の後端面が回路基板１２上に当接した状態でベース部材１８が当該回路基板１２上に固定される。
【００３１】
前記操作ノブ２０は、前記押圧操作方向に押圧操作を受けることによりその押圧操作方向に後退する（スライドする）ように前記ベース部材１８に保持される。
【００３２】
具体的に、この操作ノブ２０は、指等により押圧操作を受ける被操作板４２と、この被操作板４２の裏面から後方に延びる被保持筒４４とを有する。
【００３３】
被保持筒４４は、上下左右にそれぞれ配された４枚の被案内部４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄと、これら被案内部４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄよりも所定寸法だけ径方向内側に位置して周方向に互いに隣接する被案内部同士を連結する複数の（ここでは４つの）連結部４８とを有する。
【００３４】
各被案内部４６Ａ〜４６Ｄは被保持筒４４の径方向に対して直交する平板状をなす。そして、前記ベース部材１８の内側筒部２２において各案内保持部３０を構成する保持用突起３２同士の間に前記押圧操作方向と平行な方向に沿って差し込まれることにより、同方向にスライド可能となるように保持される。
【００３５】
また、上側及び下側の被案内部４６Ａ，４６Ｃにはその前後方向（押圧操作方向と平行な方向）について所定の寸法を有する矩形状の貫通孔４５がそれぞれ設けられ、各貫通孔４５内に前記ベース部材１８の各係止片３４Ａ，３４Ｂの係止突起３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ嵌り込んでいる。前記貫通孔４５の前後方向についての位置及び寸法は、前記係止突起３６Ａ，３６Ｂが前記操作ノブ２０のスライドを許容しながら当該操作ノブ２０が内側筒部２２から脱落するのを阻止するように、設定されている。
【００３６】
さらに、下側の被案内部４６Ｄの後端からはさらに後方に押圧操作棒４７（図２等）が延びている。
【００３７】
一方、前記内側筒部２２の底壁２３の前側面には、前記各被案内部４６Ａ〜４６Ｄに対応する位置でストッパ用のリブ５０が突設されている。これらのリブ５０は、この実施の形態では、前記各被案内部４６Ａ〜４６Ｄと直交する方向、すなわち径方向に延び、当該被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端と当接することにより、操作ノブ２０のスライドストロークを規制する。すなわち、各被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端は、前記各リブ５０と当接することにより操作ノブ２０がその当接位置（押圧規制位置）よりも後退する方向にスライドするのを阻止する当接部を構成し、これに当接する各リブ５０は当該スライドを規制するストッパを構成する。
【００３８】
また、この底壁２３には、当該底壁２３を前記押圧操作棒４７が貫通するのを許容するための貫通孔５２が設けられる。一方、前記回路基板１２上において前記押圧操作棒４７に対応する位置には、操作検出器であるスイッチ素子１５が設けられる。このスイッチ素子１５は、前記操作ノブ２０が前記押圧規制位置まで後退するようにスライドしたときに前記押圧操作棒４７の押圧を受けて検出信号を出力する。
【００３９】
さらに、この装置の特徴として、前記当接部を構成する被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端のうち被案内部４６Ａ〜４６Ｃの後端は、操作ノブ２０が通常の押圧操作力よりも大きい一定以上の力で押圧を受けたときに前記リブ５０から反力を受けることにより破断されて前記押圧規制位置よりもさらに後退する方向に前記操作ノブ２０がスライドするのを許容する形状をもつ破断可能部を構成する。具体的には、図６（ａ）に示すように、当該被案内部４６Ａ〜４６Ｃの後端部においてその最後端部位を残してそれよりも前側の位置に当該被案内部４６Ａ〜４６Ｄを貫通する矩形状の貫通孔５４が形成され、これにより当該最後端部位が前記リブ５０と直交する直線状の梁部５６として構成されている。そして、前記操作ノブ２０に一定以上の押圧荷重が加えられたときに前記各梁部５６の中間部位がこれと圧接するリブ５０から受ける反力によって図６（ｂ）のＡ部に示すように破断するように、当該梁部５６の長さ及び断面形状が設定されている。
【００４０】
一方、前記押圧操作棒４７が設けられている被案内部４６Ｄの後端部においては、操作ノブ２０が一定以上の押圧を受けたときに前記押圧操作棒４７が前記スイッチ素子１５から受ける反力によって破断する操作側破断可能部が形成されている。具体的には、図７に示すように、前記被案内部４６Ａ〜４６Ｃと同様、被案内部４６Ｄの後端部においてその最後端部位を残してそれよりも前側の位置に矩形状の貫通孔５４Ｄが形成され、これにより当該最後端部位が前記押圧操作棒４７と直交する直線状の梁部５６Ｄとして構成されている。そして、前記操作ノブ２０に一定以上の押圧荷重が加えられたときに前記梁部５６Ｄの中間部位が前記スイッチ素子１５から前記押圧操作棒４７を介して受ける反力によって破断するように、当該梁部５６Ｄの長さ及び断面形状が設定されている。この梁部５６Ｄの破断強度は、当該梁部５６Ｄが破断するときの押圧荷重が前記各梁部５６が破断するときの押圧荷重と同等になるように、設定されている。
【００４１】
なお、この実施の形態に係る操作装置では、前記車両用操作部材１０と併せて図１２及び図１３に示すようなダイヤル操作部材（回転操作部材）６０が設けられている。このダイヤル操作部材６０は、回転操作を受けるもので、リング状のベース部材６２と、同じくリング状のダイヤル部材（被操作部材）６４とを備える。また、前記ベース部材１８には当該ダイヤル操作部材６０の回転に伴って操作者にクリック感を与える図略のばね機構が装填される。
【００４２】
前記ベース部材６２は、前記押圧操作部材１０側のベース部材１８に当該ベース部材１８の中心軸と同軸回りに回転可能となるように保持される。具体的には、当該ベース部材１８の外側筒部２４から前方に複数の保持片３８が延設され、これらが前記ベース部材６２を径方向外側から抱き込むように保持する。
【００４３】
前記ダイヤル部材６４は、前記ベース部材６２により径方向内側から支持される被支持筒６５と、前記操作ノブ２０における被操作板４２の外周に沿って設けられるダイヤルリング６６と、このダイヤルリング６６と前記被支持筒６５とを両者が一体に回転するように径方向に連結する複数の連結部６８とを有する。前記被支持筒６５は、前記ベース部材６２と一体に回転し、かつ、ダイヤル部材６４が一定以上の押圧力を受けたときに前記操作ノブ２０と同様に前記ベース部材６２に対してその押圧力の向きに後退するように、当該ベース部材６２に係合される。
【００４４】
このダイヤル部材６４の後退を許容する手段は特に問わない。例えば、前記ダイヤル部材６４に前記押圧操作部材１０側の破断可能部（梁部５６，５６Ｄ）と同様の破断可能部が設けられてもよいし、当該ダイヤル部材６４が前記ベース部材６２に前後方向にスライド可能に保持されかつばね等で前側に付勢され、ダイヤル部材６４が押圧を受けたときに前記ばねの圧縮変形を伴って当該ダイヤル部材６４が後退するものでもよい。
【００４５】
なお、本発明に係る操作装置において前記のダイヤル操作部材６０は必須のものではない。すなわち、前記押圧操作部材１０はそれ単独で用いられてもよい。
【００４６】
次に、この操作装置の作用を説明する。
【００４７】
押圧操作部材１０の操作ノブ２０は、押圧操作を受ける前の状態では、その押圧操作棒４７がスイッチ素子１５に軽く触れるかあるいは当該スイッチ素子１５から離間した位置に保持される。この位置から当該操作ノブ２０が押圧操作されると、その押圧操作方向に沿って操作ノブ２０が後退する方向にスライドし、当該押圧操作力が前記押圧操作棒４７によりスイッチ素子１５に与えられ、当該スイッチ素子１５が検出信号を出力する。このとき、操作ノブ２０の各被案内部４６Ａ〜４６Ｄがベース部材１８の各案内保持部３０の案内を受けることにより、操作ノブ２０のスライドは安定する。また、操作ノブ２０の後退位置は、前記被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端の各梁部５６がベース部材１８側のリブ５０に当接する位置（押圧規制位置）に規制される（図１２）。
【００４８】
これに対し、車両の衝突等に起因して搭乗者が操作ノブ２０に強く押し付けられる等して当該操作ノブ２０に一定以上の押圧力（通常の押圧操作力よりも相当大きい力）が加わると、この押圧力に起因して各被案内部４６Ａ〜４６Ｃの梁部５６及び被案内部４６Ｄの梁部５６Ｄがほぼ同時に破断し、これにより操作ノブ２０が前記押圧規制位置からさらに後退する（図１３）。具体的には、前記各被案内部４６Ａ〜４６Ｃの後端における梁部（破断可能部）５６の中間部位が各リブ５０から前記押圧力に対応する反力を受ける一方、被案内部４６Ｄの梁部（操作側破断可能部）５６Ｄの中間部位がスイッチ素子１５から押圧操作棒４７を介して前記押圧力に対応する反力を受け、これらによって各梁部がほぼ同じ条件で破断する。
【００４９】
この破断に伴う操作ノブ２０の後退によって、パネル１４からの押圧操作部材１０の突出量が急減する。また、この実施の形態では、前記押圧力の付与により前記操作ノブ２０の周囲のダイヤルリング６６も被支持筒６５と一体にベース部材６２に対して後退し、操作部材全体の突出量の急減を担保する。
【００５０】
この後退に際し、前記操作ノブ２０に加えられる押圧力に相当する反力は前記ベース部材１８のストッパである各リブ５０から各梁部５６に直接加えられ、その反力が作用する位置で当該梁部５６が破断するので、当該押圧力と破断可能部である梁部５６の破断荷重との関係を特定するのが容易である。また、当該破断に伴う操作ノブ２０の後退方向がベース部材１８の案内保持部３０によって規定されるので、操作ノブ２０の傾きに起因する押圧荷重の偏在は生じにくい。これらのことは、破断可能部である各梁部５６の設計を容易にする。
【００５１】
特に、この実施の形態では、前記ベース部材１８のストッパである各リブ５０及びこれに当接する各梁部５６が、当該操作ノブ２０の押圧操作方向と直交する直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられているから、各梁部５６がリブ５０から受ける反力がより均等化され、当該梁部５６の設計はより容易となる。また、このような梁部５６の破断強度は一般的な曲げ理論に基づき算定することが可能であるから、その設計は容易である。これは、操作側破断可能部である梁部５６Ｄについても同様である。
【００５２】
なお、本発明では必ずしも被押圧部に当接部（図例では梁部５６）が設けられていなくてもよく、当該被押圧部とは別に当接部が設けられてもよい。しかし、前記のように被案内部の後端部が当接部を構成することは、構造のさらなる簡素化を可能にする。
【００５３】
特に、図例の押圧操作部材１０では、被案内部４６Ａ〜４６Ｄの少なくとも後端部を板状とし、この後端部に貫通孔５４を設けるといった簡素な構造で、前記貫通孔５４よりも先端側の部分に破断可能部に好適な梁部５６を形成することができる。
【００５４】
本発明において、破断可能部は被操作部材（図例では操作ノブ２０）側の当接部ではなくベース部材側のストッパに含まれていてもよい。例えば、ベース部材に梁状のストッパが形成され、このストッパが被操作部材側の当接部から受ける押圧力により破断されてもよい。
【実施例】
【００５５】
例えば中国及び欧州の内部突起法規では、操作装置にパネルから９．５ｍｍ以上突出する突出物がある場合、この突出物に約３８０Ｎの静的荷重が作用した時に当該突出物の突出量を９．５ｍｍ以下に減らすことが要求される。図１〜図１３に示す操作装置において当該要求を満たすためには、次の要領で梁部５６，５６Ｄの設計が行われればよい。
【００５６】
１）各梁部の破断荷重Ｐｆ
前記操作装置では、４つの梁部５６，５６，５６，５６Ｄが９０°間隔で周方向に均等に配置されているから、操作ノブ２０が３８０Ｎの押圧荷重を受けて後退するためには、それぞれの梁部が３８０／４＝９５（Ｎ）の荷重を受けて破断するように、すなわち各梁部の破断荷重Ｐｆが９５Ｎとなるように、当該梁部が設計されればよい。
【００５７】
２）梁部の形状設計
両端固定梁である梁部５６，５６Ｄの中間部位に荷重Ｐが作用するとき、当該梁部の長さ（すなわち貫通孔５４の幅）をＬｂ、当該中間部位に作用する曲げモーメントをＭとすると、これらの関係は次式で表される。
【００５８】
Ｐ＝８×Ｍ／Ｌｂ …（１）
このうち、曲げモーメントＭが作用するときの梁部５６，５６Ｄの中間部位の最大曲げ応力σｍａｘは、当該梁部５６，５６Ｄの断面係数をＺとすると、当該曲げモーメントＭは
Ｍ＝σｍａｘ×Ｚ …（２）
で表される。
【００５９】
ここで、図例の梁部５６，５６Ｄの断面係数Ｚは、当該梁部が形成される被案内部４６Ａ〜４６Ｄの板厚（すなわち梁部の幅）をｔ、当該梁部の厚み（貫通孔５４の後端から被案内部４６Ａ〜４６Ｄの後端までの距離）をｄとすると、
Ｚ＝ｔ×ｄ２／６ …（３）
で表される。
【００６０】
（２）式及び（３）式を（１）式に代入すると、次式が得られる。
【００６１】
Ｐ＝８×σｍａｘ×ｔ×ｄ２／６Ｌｂ …（４）
ここで、梁部５６，５６Ｄが破断するときの最大曲げ応力σｍａｘは材料物性により決まるから、（４）式においてＰ＝Ｐｆ（≒９５Ｎ）とするように梁部の形状（Ｌ，ｔ，ｄ）を定めることにより、操作ノブ２０が約３８０Ｎの押圧荷重を受けたときに各梁部５６，５６，５６，５６Ｄがほぼ均等に破断する操作装置を構築することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 押圧操作部材
１２ 回路基板
１４ パネル
１５ スイッチ素子（操作検出器）
１８ ベース部材
２０ 操作ノブ（被操作部材）
３０ 案内保持部
３２ 保持用突起
４２ 被操作板
４４ 被保持筒
４６Ａ〜４６Ｄ 被案内部
４７ 押圧操作棒
５０ リブ（ストッパ）
５４，５４Ｄ 貫通孔
５６ 梁部（破断可能部）
５６Ｄ 梁部（操作側破断可能部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内のパネルにこのパネルの表面から車室側に突出して押圧操作を受けるように設けられ、一定以上の力で押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する車両用押圧操作部材であって、
前記パネルまたはこのパネルに固定される部材に取付けられるベース部材と、
前記ベース部材から車室側に突出するように当該ベース部材に取付けられ、押圧操作を受ける被操作部材とを備え、
前記ベース部材は、このベース部材に対して前記被操作部材が前記押圧方向と平行な方向にスライドするように当該被操作部材を案内しながら保持する案内保持部と、前記被操作部材に当接することによりこの被操作部材が所定の押圧規制位置よりも後退する方向にスライドするのを規制するストッパとを有し、
前記被操作部材は、前記案内保持部と嵌合して当該案内保持部による案内を受ける被案内部と、前記ベース部材のストッパと当接することにより当該被操作部材が後退する方向のスライドを阻止する当接部とを有し、
当該ストッパおよび当該当接部のうちのいずれか一方は、この被操作部材が一定以上の力で押圧を受けたときにその押圧方向に他方から押圧力を受けることにより破断されて前記押圧規制位置よりもさらに後退する方向に前記被操作部材がスライドするのを許容する形状をもつ破断可能部を含むことを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項２】
請求項１記載の車両用押圧操作部材において、
前記ベース部材の各ストッパおよび前記被操作部材の各当接部は、当該被操作部材の押圧方向と直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられることを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項３】
請求項２記載の車両用押圧操作部材において、
前記被操作部材は、当該被操作部材の押圧方向と直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ前記被案内部を有し、これら被案内部のうちの複数の被案内部の後端部がそれぞれ前記当接部を構成することを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用押圧操作部材において、
前記破断可能部は、前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を含み、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断することを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項５】
請求項３記載の車両用押圧操作部材において、
前記当接部を構成する被案内部の後端部は板状をなし、この端部をその板厚方向に貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔よりも先端側の部分が前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を形成し、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断することを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項６】
車両内に設けられる操作装置であって、
車室内に臨むように設けられるパネルと、
このパネルの裏側に固定される回路基板と、
前記パネルにこのパネルの表面から車室側に突出するように操作可能に設けられ、一定以上の押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する請求項１〜５のいずれかに記載の車両用押圧操作部材と、
前記回路基板上に設けられ、前記車両用押圧操作部材の被操作部材が押圧規制位置まで操作されたときに電気信号を出力する操作検出器とを備え、
前記車両用押圧操作部材のベース部材が前記パネルに固定されることを特徴とする車両用操作装置。
【請求項７】
請求項６記載の操作装置において、
前記車両用押圧操作部材の被操作部材は、前記当接部と別の位置に設けられて当該被操作部材の押圧操作に伴いその押圧力を前記操作検出器に伝達する押圧操作部と、この被操作部材が一定以上の押圧を受けたときに前記押圧操作部が前記操作検出器から受ける反力によって破断する操作側破断可能部を有し、この操作側破断可能部が破断するときの押圧荷重が前記破断可能部が破断するときの押圧荷重と同等になるように当該操作側破断可能部の形状が設定されていることを特徴とする車両用操作装置。
【請求項１】
車室内のパネルにこのパネルの表面から車室側に突出して押圧操作を受けるように設けられ、一定以上の力で押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する車両用押圧操作部材であって、
前記パネルまたはこのパネルに固定される部材に取付けられるベース部材と、
前記ベース部材から車室側に突出するように当該ベース部材に取付けられ、押圧操作を受ける被操作部材とを備え、
前記ベース部材は、このベース部材に対して前記被操作部材が前記押圧方向と平行な方向にスライドするように当該被操作部材を案内しながら保持する案内保持部と、前記被操作部材に当接することによりこの被操作部材が所定の押圧規制位置よりも後退する方向にスライドするのを規制するストッパとを有し、
前記被操作部材は、前記案内保持部と嵌合して当該案内保持部による案内を受ける被案内部と、前記ベース部材のストッパと当接することにより当該被操作部材が後退する方向のスライドを阻止する当接部とを有し、
当該ストッパおよび当該当接部のうちのいずれか一方は、この被操作部材が一定以上の力で押圧を受けたときにその押圧方向に他方から押圧力を受けることにより破断されて前記押圧規制位置よりもさらに後退する方向に前記被操作部材がスライドするのを許容する形状をもつ破断可能部を含むことを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項２】
請求項１記載の車両用押圧操作部材において、
前記ベース部材の各ストッパおよび前記被操作部材の各当接部は、当該被操作部材の押圧方向と直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられることを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項３】
請求項２記載の車両用押圧操作部材において、
前記被操作部材は、当該被操作部材の押圧方向と直交する平面上に並ぶ複数の位置にそれぞれ前記被案内部を有し、これら被案内部のうちの複数の被案内部の後端部がそれぞれ前記当接部を構成することを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用押圧操作部材において、
前記破断可能部は、前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を含み、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断することを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項５】
請求項３記載の車両用押圧操作部材において、
前記当接部を構成する被案内部の後端部は板状をなし、この端部をその板厚方向に貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔よりも先端側の部分が前記被操作部材の押圧方向と直交する方向に延びる梁部を形成し、この梁部の長手方向の中間部位が前記押圧力を受けることにより破断することを特徴とする車両用押圧操作部材。
【請求項６】
車両内に設けられる操作装置であって、
車室内に臨むように設けられるパネルと、
このパネルの裏側に固定される回路基板と、
前記パネルにこのパネルの表面から車室側に突出するように操作可能に設けられ、一定以上の押圧を受けることによりその突出量が減少するように変形する請求項１〜５のいずれかに記載の車両用押圧操作部材と、
前記回路基板上に設けられ、前記車両用押圧操作部材の被操作部材が押圧規制位置まで操作されたときに電気信号を出力する操作検出器とを備え、
前記車両用押圧操作部材のベース部材が前記パネルに固定されることを特徴とする車両用操作装置。
【請求項７】
請求項６記載の操作装置において、
前記車両用押圧操作部材の被操作部材は、前記当接部と別の位置に設けられて当該被操作部材の押圧操作に伴いその押圧力を前記操作検出器に伝達する押圧操作部と、この被操作部材が一定以上の押圧を受けたときに前記押圧操作部が前記操作検出器から受ける反力によって破断する操作側破断可能部を有し、この操作側破断可能部が破断するときの押圧荷重が前記破断可能部が破断するときの押圧荷重と同等になるように当該操作側破断可能部の形状が設定されていることを特徴とする車両用操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１１３６４５（Ｐ２０１１−１１３６４５Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６５９９５（Ｐ２００９−２６５９９５）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【Ｆターム（参考）】
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