CN1490835A

CN1490835A - 按压开关和多方向输入装置

Info

Publication number: CN1490835A
Application number: CNA031593151A
Authority: CN
Inventors: 北村刚
Original assignee: Hosiden Electronics Co Ltd
Current assignee: Hosiden Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2004-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: KR20040021541A; HK1064801A1; JP4101592B2; CN1265411C; EP1396869A3; TW200405375A; CA2437332C; CA2437332A1; EP1396869A2; US20040040826A1; JP2004103253A; US6946606B2; KR100548946B1; TWI226074B

Abstract

本发明的目的在于，在按压操作时获得舒服的咔嗒的手感，并提供一具有极佳操作性的按压开关和一多方向输入装置。在多方向输入装置(A)中的按压开关(700)包括设置在操作件(400)下方的键顶(710)，以使其插入下盒(220)的底板部分(211)，并可沿垂直方向移动，一可弹性变形的圆顶形可移动的接触片(720)邻接向下移动的键顶(710)，一固定的电极(731)设置在基底(100)上的可移动接触片(720)的端部(721)的下面，另一固定的电极(732)设置在接触基底(100)上的可弹性变形的可移动接触片(720)的中心(722)的位置处，一间隔件(740)电气地连接可移动接触片(720)的端部(721)至一固定的电极(731)。

Description

按压开关和多方向输入装置

技术领域

本发明涉及一按压开关，它通过按压而输入各种类型的信号，以及一多方向的输入装置。

背景技术

称作操纵杆的这种类型的多方向输入装置，构造一能被提升的操作件，并包括由按压操作件操作的按压开关。这种带有一按压开关的多方向输入装置，包括一固定在基底上的盒，一对上和下转动件支承在盒内，以便沿X-Y方向转动，一穿过细长孔的操作件，所述孔分别设置在成对的上和下转动件的中心部分，并沿X-Y方向延伸，操作件通过沿周缘方向的操作而转动对应的转动件，并能执行按压的操作，一保持机构，其弹性地将操作件和/或转动件保持在中性的位置上，一对信号探测装置，其用来探测对应于转动件的转角的信号，以及一通过操作件的按压操作而开关的按压开关。

传统的按压开关包括一键顶，其设置在操作件的下面，以便穿过盒的底板部分并沿垂直方向可移动，一圆顶形可移动的接触片，其放置在键顶下面，当通过键顶按压而根据操作件的按压操作下降时，接触片发生弹性变形，以及一固定电极，其是形成在基底上的一接触片，其中，可移动的接触片的一端部被固定，而弹性变形的可移动的接触片的中心部分可接触(参见专利出版1)。

专利出版1

未决的日本专利申请(JP-A)No.2001-84876(4-5页，图1和7)

发明内容

根据按压开关，可移动接触片的端部直接固定在固定电极上，因此，对于弹性变形的可移动接触片的一击不能很长。为此原因，按压开关具有诸如不舒服的咔嗒手感的缺点，因此，按压操作的可操作性低劣。

鉴于上述的情况，本发明进行研究，且本发明的目的在于，在按压操作时获得舒服的咔嗒手感，并提供具有良好可操作性的按压开关和多方向输入装置。

涉及本发明的一设置在基底上的按压开关，其包括一设置在固定在基底上的一盒内的键顶，以便沿垂直方向移动；一弹性变形的可移动的接触片，它邻接抵靠在向下移动的键顶上并具有一基本上倒置的下凹形的横截面构造；一固定的电极，它设置在基底上的可移动接触片的端部下面；另一个固定电极设置在能接触在基底上的弹性变形的可移动的接触片的中心部分的位置上；以及一间隔件，它弹性地连接可移动的接触片的端部至一固定的电极。

因为这样的结构，所以，间隔件可插入在可移动的接触片的端部和一固定电极之间。因此，被弹性变形的可移动的接触片的中心部分的一击可以延伸。

较佳地，可移动的接触片形成为一基本上为圆形的圆顶形，一个固定的电极和间隔件按要求形成在一基本上为环形的本体内。

较佳地，盒设置有一供按压开关内的可移动接触片配合安装的下凹部分，而按压开关的间隔件按要求设置有用来与盒接合的接合装置。由于这样的结构，可移动的接触片的位置受到盒的下凹部分和间隔件的限制，这样，可消除其误装配。

较佳地，盒设置有供键顶滑动配合安装的配装部分，且该配装部分设置成使键顶能接触可移动接触片的中心部分。因此，键顶的位置受到配装部分的限制，并设置在可移动接触片的中心。

一涉及本发明的多方向输入装置包括一固定在基底上的盒；一对支承在盒内的上和下转动件，以使其沿X-Y方向转动；一插入到细长孔中的操作件，其分别设置在成对的上和下转动件的中心部分，并沿X-Y方向延伸，通过沿周缘方向的操作转动各转动件，且其能够执行一按压操作；一保持机构，其弹性地将操作件和/或转动件保持在中性位置上；一对信号探测装置，其用来探测对应于转动件的转角的信号；以及一由操作件的按压操作进行开关的按压开关，其中，按压开关的键顶设置在操作件的下方，以便插入盒的底板部分并沿垂直方向移动。

附图的简要说明

图1是一涉及本发明一实施例的多方向输入装置的示意的截面图。

图2是多方向输入装置的示意的立体图。

图3是从下面观看的多方向输入装置的下部盒的示意的立体图。

图4是从上面观看的多方向输入装置的下部盒的示意的立体图。

图5是如图1所示部分a的放大的视图。

图6是多方向输入装置的一基底的示意的立体图。

图7是用于多方向输入装置的一按压开关的间隔件的示意的立体图。

图8是如图1所示部分b的放大的视图。

标号说明：

A：多方向输入装置

100：基底

200：盒

310，320：转动件

400：操作件

500：保护机构

600：信号探测装置

700：按压开关

710：键顶

720：可移动接触片

731：一固定的电极

732：另一固定的电极

740：间隔件

具体实施方式

下面将参照诸附图描述一涉及本发明的多方向输入装置。图1是一涉及本发明的多方向输入装置的示意的截面图。图2是一多方向输入装置的示意的立体图。图3是从下面观看的一多方向输入装置的下部盒的示意的立体图。图4是从上面观看的一多方向输入装置的下部盒的示意的立体图。图5是如图1所示部分a的放大的视图。图6是多方向输入装置的一基底的示意的立体图。图7是用于多方向输入装置的一按压开关的间隔件的示意的立体图。图8是如图1所示部分b的放大的视图。

这里所述的多方向输入装置A包括一固定在基底100上的盒200，一对支承在盒200内的上和下转动件310、320，以使沿X-Y方向转动，一插入到细长孔313、323中的操作件400，其分别设置在成对的上和下转动件的中心部分，并沿X-Y方向延伸，其转动沿周缘方向操作的转动件310、320，且其能够执行一按压操作，一保持机构500，其弹性地将操作件400和转动件310、320保持在中性位置上，一对信号探测装置600，其用来探测对应于转动件310、320的转角的信号，以及由按压操作件400进行开关的按压开关700。下面将详细描述各自的部分。

安装在基底100上的盒200由两件构成，即，一带有形成的底板部分的下盒220，以及一从上面覆盖在下盒上的上盒210。

如图3和4所示，下盒220具有一基本上为矩形的底板部分221。用于与上盒210(将在下文中描述)的接合孔(未示出)接合的接合件222，通过螺钉安装在底板部分221的四个角中的两个相对的角。用来支承转动件310、320的支承部分223，在底板部分221的各侧的中心部分处向上延伸。

圆柱形的配装部分224设置在底板部分221的中心部分。按压开关700(将在下文中描述)的一键顶710(见图5)配装入配装部分224，以便沿垂直方向滑动。配装部分224的内周缘表面形成为具有基本上倒置凸出的截面的结构(见图5)。

底板部分221的后表面侧(即，与基底100相对的表面)设置有一圆柱形的下凹部分225，以与配装部分224同心。按压开关700(将在下文中描述)的可移动接触片720(见图5)配装入下凹部分225。下凹部分225的外周缘设置有圆柱形的间隔件下凹部分226，并使其与下凹部分225同心。与按压开关700(将在下文中描述)的间隔件740的接合片743(见图7)接合的接合孔227，设置在间隔件下凹部分226的外周缘上的底板部分221的相对的四个角的位置处。配装入按压开关700(将在下文中描述)的间隔件740的定位孔744内(见图7)的上凸部分228，设置在间隔件下凹部分226的表面上的底板部分221的相对的四个角的位置处。

上盒210具有一箱形的主体部分211，其下表面敞开以被下盒220覆盖，滑动件容纳部分212、212一体地设置有主体部分211的两个垂直的侧表面。一敞开部分213设置在主体部分211的顶面部分，以使操作件400的上部向上突出。此外，用来与下盒220的接合件222、222接合的接合孔，设置在主体部分211的侧壁处。用于下盒220的支承部分223从下面配装入切开部分214，该切开部分214设置在主体部分211的各自的侧壁处。

各个滑动件容纳部分212、212是直角平行六面体形状的盒，其容纳一直接前进的滑动件800、800，并从主体部分211的下侧表面突出，且其下表面为敞开。各个滑动件容纳部分212、212的上表面设置有沿主体部分211的侧表面的狭缝的开口部分215、215。

当上盒210覆盖在下盒220上时，下盒220的接合片222与上盒210的主体部分211的接合孔接合。因此，上盒210固定到下盒220上。此外，下盒220的支承部分223配装入上盒210的主体部分211的切开部分214。这样，用于转动件310、320的支承轴端部分的圆形敞开部分，形成在主体部分211的各自的侧表面处。

操作件400具有一带有圆形横截面的杆部分410，一连接到杆部分410的底部的转动轴部分420，一连接到转动轴部分420的底部上的带有大直径的盘部分430，以及一半球形的上凸部分440，其设置在盘部分430的下表面的中心部分处，并向下突出。转动轴部分420形成为具有半管形的横截面，其是向上突出的半圆形结构，并沿垂直于转动件400的两个方向突出。转动轴部分420的轴线的中心与向下突出的半球形上凸部分440的中心相交。

上转动件310在其端部具有带有圆形横截面的转动轴部分311、311。此外，形成在向上突出的弧形结构上的一圆弧部分312，设置在转动轴之间。圆弧部分312设置有沿转动中心轴线的方向延伸的一细长孔313，其作为操作件400的导向孔。一齿轮部分314与转动轴部分311、311之一的末端表面一体地形成。齿轮部分314朝向上盒210的主体部分211的侧面突出，并放置在滑动件容纳部分212的敞开部分215的上方。齿轮部分314是一扇形件，其圆弧表面面向下，而一正齿轮部分(未示出)形成在扇形件的圆弧表面。

下转动件320垂直地与上转动件310组合，并具有基本上与转动件310相同的结构。转动件320与转动件310不同之处在于，其具有一在转动件320的转动轴部分(未示出)之间向上突出的半球形的部分321。半球形部分321设置有一细长孔322，其作为操作件400的导向孔，沿转动中心轴线的方向延伸。

一操作件400的盘部分430配装入其中的下凹部分323，设置在半球形部分321的下表面处。当操作件400沿转动件320的细长孔322的方向操作时，下凹部分323确保盘部分430的转动。转动件400的转动轴部分430配装入其中的一对下凹的轴承部分324、324，设置在下凹部分323的内表面处，细长孔322夹在轴承部分之间。

保持机构500用来将操作件400和转动件310、320保持在中性的位置上，保持机构500具有配装在上盒210的主体部分211内的环形提升滑动件510，以便能够提升，以及一弹簧520，其放置在转动件320的下面，并以压缩的方式容纳在提升滑动件510和下盒220的底板部分221之间，其推压提升滑动件500向上。

提升滑动件510通过弹簧520的推压，弹性地面接触操作件400的盘部分430的平的下表面和形成在转动件310、320的轴端部分的平的下表面，以便直接地将操作件400和转动件310、320保持在中性的位置上。尽管操作件400和转动件310、320被保持，但它们中的任一个可保持在其中性的位置。

通过按压操作件400进行开关的按压开关700，如图5所示，其包括一放置在操作件400下方的键顶710，以便插入下盒220的底板部分211并沿垂直方向移动，一可弹性变形的圆顶形可移动的接触片720，其邻接抵靠在向下移动的键顶710上，一固定的电极731设置在基底100上的可移动接触片720的端部721下面，另一固定电极732设置在与在基底100上的可弹性变形的可移动的接触片720中心部分722接触的位置上，以及一间隔件740用来弹性地连接可移动接触片720的端部721至一固定的电极731。这些是本发明的特征部分。

按压开关700的键顶710具有一倒置的上凸截面。键顶插入底板部分221，以便插入到形成在下盒220的底板部分221的中心部分的圆柱形配装部分224。因此，键顶710设置在可移动接触片720的中心部分722上方。由于下盒220的配装部分224的内周缘表面形成为具有一倒置的上凸截面，所以，带有倒置的上凸截面的键顶710与配装部分224接合。因此，键顶720不能因其自重从下盒220的底板部分221移出。

邻接键顶710的可移动的接触片720形成为圆形的圆顶形。其端部721(外周缘部分)通过间隔件740(将在下文中描述)的环形体741电气地连接到一固定的电极731上。当可移动接触片720的中心部分722邻接抵靠在键顶710上时，它可发生弹性变形。可移动接触片720的直径小于下盒220的下凹部分225的直径，因此，可移动接触片720配装入下盒220的下凹部分225内。尽管这里所述的可移动接触片720形成为一圆形的圆顶形，但可使用任何带有倒置下凹截面结构的可移动的接触片。例如，可移动的接触片720可变化形成为弓形。

如图6所示，一固定的电极731通过印刷环形地形成在基底100上，并连接到形成在基底100上的一正电极110上。另一固定电极732通过印刷形成在基底100上的一圆形结构中，并设置在一固定电极731内。另一固定电极732连接到形成在基底100上的一负电极120上。一固定电极731可连接到负电极120，而另一固定电极732可连接到正电极110。

如图5和7所示，间隔件740由导电金属制成，并具有环形体741，一开孔742设置在其中心部分。四个接合片743(接合装置)与下盒220的接合孔227接合，它们在环形体741的外周缘部分处向上延伸。此外，环形体741设置有配装到下盒220的上凸部分228中的四个定位孔744。间隔件740不限于环形体741，而可沿环形形成的一固定电极731的周缘方向间断地设置。此外，间隔件740的接合装置不限于接合片743，一从下盒220延伸的上凸树脂可插入到设置在间隔件740处的一孔中，然后，通过热沉积加以固定。可移动的接触片720配装入下盒220的底板部分221的下凹部分225内。其后，如图8所示，间隔件740的接合片743与下盒220的接合孔227接合。下盒220的上凸部分228配装入间隔件740的定位孔744中。因此，间隔件740安装在下盒220的底板部分221。当间隔件740安装在下盒220的底板部分221上时，可移动接触片720夹在下盒220的下凹部分225和间隔件740之间。可移动接触片720的位置受到限制，这样，可防止可移动接触片720的误装配。其结果，可防止其接触的失效。

在间隔件740安装到下盒220的底板部分221之后，基底100通过螺钉进行安装。间隔件740插入在可移动接触片720的端部721和一固定电极731之间。因此，对可弹性变形的可移动的接触片720的中心部分722的一击可被延伸。间隔件740的厚度可自由设定。通过改变间隔件740的厚度，可改变对可弹性变形的可移动的接触片720的中心部分722的一击。

容纳在上盒210的滑动件容纳部分212、212内的各个直接前进的滑动件800、800，能够沿上盒210的主体部分211的侧表面水平地移动，并且防止通过下盒220的底板部分221的侧边缘部分移出。上凸部分810、810通过设置在滑动件容纳部分212、212的上表面处的狭缝开口部分215、215，以便突出到滑动件容纳部分212、212的上方，该上凸部分810、810设置在各直接前进的滑动件800、800的上部分。一齿条的轮齿部分沿直接前进的滑动件800、800的运动方向形成在上凸部分810、810的上表面上。一轮齿部分与形成在转动件310的一端部处的扇形齿轮部分314的轮齿部分啮合。同样地，另一轮齿部分与形成在转动件320的一端部处的扇形齿轮部分的轮齿部分啮合。

如图2所示，触点900、900安装在直接前进的滑动件800、800的底表面上。触点900、900通过在滑动件容纳部分212、212的下表面处的开口，面对基底100的表面，并弹性地接触形成在基底100的表面上的电阻电路(未示出)，这样，构造成一电位器。该电位器用作信号探测装置600。信号探测装置600不限于该电位器。除了电位器之外，可使用电传感器、磁传感器和光传感器。

接下来，将描述涉及本发明的实施例的多方向输入装置A的功能。

当操作件400沿下转动件320的细长孔323的方向倾斜时，上转动件310转动，这操作信号探测装置600，因此，可获得对应于操作量的电阻值。即，在信号探测装置600中，直接前进的滑动件800根据因转动件310的转动引起的齿轮部分314的转动而移动，触点900在对应的电阻电路上滑动，这样，可获得对应于操作量的电阻值。

当操作件400沿上转动件310的细长孔313的方向倾斜时，下转动件320转动，这操作信号探测装置600，因此，可获得对应于操作量的电阻值。即，在信号探测装置600中，直接前进的滑动件800根据因转动件320的转动引起的齿轮部分326的转动而移动，触点900在对应的电阻电路上滑动，这样，可获得对应于操作量的电阻值。

通过组合这些操作，操作件400可自由地沿周缘方向操作。对应于操作方向和操作量的信号被输入到采用多方向输入装置A的电子设备中。

当操作件400沿其轴向方向向下推压时，设置在操作件400下面的按压开关700被操作。即，通过按压操作件400，可移动接触片720通过键顶710向下按压。下压的可移动的接触片720向下变形，以与基底100上的另一固定接触片732接触。因此，一固定的电极731导通到另一固定的电极732。

当按压开关700构造成：间隔件插入在可移动接触片的端部和一固定的电极之间，用于可弹性变形的可移动接触片的一击可延长。因此，咔哒操作按压开关700手感变得舒服，这样，提高多方向输入装置A按压操作的可操作性。可按照如下所述改变多方向输入装置A的设计。

在多方向输入装置A中，间隔件740插入在可移动接触片720的端部721和一固定的电极731之间。然而，代替间隔件740，设置有与间隔件740相同的接合装置的一可移动接触片，可插入在可移动接触片720的端部721和一固定的电极731之间。

通过如上所述的设计改变，用于可移动接触片720的一操作力可被设定在高的载荷上。

根据多方向输入装置A，不同于按压开关700的结构可被自由地设定和合适地变化。或者，仅按压开关700可用作触觉开关。

本发明的效果

如权利要求1所述的、涉及本发明的、设置在基底上的按压开关包括一键顶，其设置在固定在基底上的一盒上，以便沿垂直方向移动；一可弹性变形的可移动的接触片邻接抵靠在向下移动的键顶上，并具有一基本上倒置的下凹形截面结构；一固定的电极，它设置在基底上的可移动接触片的端部下面；另一个固定电极设置在能接触在基底上的可弹性变形的可移动的接触片的中心部分的位置上；以及一间隔件，它弹性地连接可移动的接触片的端部至一固定的电极。

根据如权利要求2所述的涉及本发明的按压开关，在如权利要求1的按压开关中，可移动的接触片形成为基本上圆形的圆顶形，而一固定的电极和间隔件按要求形成为一基本上的环形体。

在如权利要求1和2所述的按压开关的情形中，间隔件可插入在可移动的接触片的端部和一固定电极之间。因此，可弹性变形的可移动的接触片的中心部分的一击可以延伸。这导致极佳的效果，其中，在按压操作时，可获得舒服的咔嗒的手感，因此，提高可操作性。此外，通过改变间隔件的厚度，也可改变咔嗒的手感。

根据如权利要求3所述的涉及本发明的按压开关，在如权利要求1或2的按压开关中，盒设置有供按压开关内的可移动接触片配合安装的下凹部分，而按压开关的间隔件按要求设置有用来与盒接合的接合装置。

在如权利要求3所述的该按压开关的情形中，可移动的接触片由下凹部分和间隔件定位。因此，消除可移动接触片的误装配，并可防止可移动接触片的接触失效。

根据如权利要求4所述的涉及本发明的按压开关，在如权利要求1、2或3的按压开关中，盒设置有供键顶滑动配合安装的配装部分，且该配装部分设置成使键顶能接触可移动接触片的中心部分。

在如权利要求4所述的该按压开关的情形中，键顶由配装部分定位。其结果，可消除这样的情形，其中，键顶不邻接可移动接触片的中心部分。

如权利要求5所述的涉及本发明的一多方向输入装置包括一固定在基底上的盒；一对支承在盒内的上和下转动件，以使其沿X-Y方向转动；一插入到细长孔中的操作件，细长孔分别设置在成对的上和下转动件的中心部分，并沿X-Y方向延伸，通过沿周缘方向的操作转动各转动件，且其能够执行一按压操作；一保持机构，其弹性地将操作件和/或转动件保持在中性位置上；一对信号探测装置，其用来探测对应于转动件的转角的信号；以及由操作件的按压操作进行开关的如权利要求1、2、3或4所述的按压开关，其中，按压开关的键顶设置在操作件的下方，以便插入盒的底板部分并沿垂直方向移动。由于这样的结构，可获得与按压开关相同的效果。

Claims

1.一设置在基底上的按压开关，包括：

一键顶，其设置在固定在基底上的一盒上，以便沿垂直方向移动；

一可弹性变形的可移动的接触片，其邻接抵靠在向下移动的键顶上，并具有一基本上倒置的下凹形截面结构；

一固定的电极，它设置在所述基底上的所述可移动接触片的一端部的下面；

另一个固定的电极，它设置在能接触在所述基底上的所述可弹性变形的可移动的接触片的中心部分的位置上；以及

一间隔件，它弹性地连接所述可移动的接触片的端部至所述的一固定的电极。

2.如权利要求1所述的按压开关，其特征在于，所述可移动的接触片形成为基本上圆形的圆顶形，而所述一固定的电极和所述间隔件形成为一基本上的环形体。

3.如权利要求1或2所述的按压开关，其特征在于，所述盒设置有供所述按压开关内的可移动接触片配合安装的下凹部分，而按压开关的间隔件设置有用来与所述盒接合的接合装置。

4.如权利要求1、2或3所述的按压开关，其特征在于，所述盒设置有供所述键顶滑动配合安装的配装部分，且所述配装部分设置成使所述键顶能接触所述可移动接触片的中心部分。

5.一多方向输入装置，包括：

一固定在基底上的盒；

一对支承在盒内的上和下转动件，以使其沿X-Y方向转动；

一插入到细长孔中的操作件，细长孔分别设置在成对的上和下转动件的中心部分，并沿X-Y方向延伸，通过沿周缘方向的操作转动各转动件，且其能够执行一按压操作；

一保持机构，其弹性地将操作件和/或转动件保持在中性位置上；

一对信号探测装置，其用来探测对应于转动件的转角的信号；以及

一由操作件的按压操作进行开关的、如权利要求1、2、3或4所述的按压开关，

其中，所述按压开关的键顶设置在操作件的下方，以便插入盒的底板部分并沿垂直方向移动。