JP2003241893A - 入力装置 - Google Patents

入力装置

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JP2003241893A
JP2003241893A JP2002045225A JP2002045225A JP2003241893A JP 2003241893 A JP2003241893 A JP 2003241893A JP 2002045225 A JP2002045225 A JP 2002045225A JP 2002045225 A JP2002045225 A JP 2002045225A JP 2003241893 A JP2003241893 A JP 2003241893A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減し、かつ、可能な限り背が低
く、さらに、防水性、防塵性の優れた入力装置を提供す
ること。 【解決手段】 底の浅いハウジング10内に環状に複数
の固定接点部20を配置し、これらの固定接点部20の
上に導電性と弾力性を有する弾性シール材50を誘電体
膜43を介在しつつ密閉状態に被せ、この弾性シール材
50の上に平型キー53を配置する。この平型キー53
をいずれかの方向の個所を押すと、その方向の固定接点
部20の上面に押し付けられ、これらの間の誘電体膜4
3の間隙の変化による静電容量の変化が電圧の変化とし
て検出されて所定の方向のスイッチ動作がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平型キーを傾動す
ることによる静電容量変化により多方向のスイッチ動作
がなされるようにしたアナログ方式のポインテングデバ
イスとしての入力装置に関するもので、特に、薄型化と
部品点数の削減を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】静電容量変化を利用したこの種の入力装
置は、図7及び図8に示すように、キーステム14をキ
ートップ9にて360度所望の方向に傾動すると、キー
ステム14と一体の導電性シリコンゴムなどからなる導
電ゴム部材13が90度の間隔で放射状に配置されたい
ずれかの固定接点部20a、20b、20c、20d
と、これらの固定接点部の表面に絶縁印刷された誘電体
膜(絶縁膜)12を介在して圧接する。なお、導電ゴム
部材13は、中心の中央接点部18と外周のアース接点
部21に導通状態にある。
【0003】例えば、キーステム14を図7の90度方
向(上方向)に傾動して、導電ゴム部材13を固定接点
部20bとアース接点部21に同時に圧接すると、これ
らの間の誘電体膜12の間隙の変化による静電容量の変
化が電圧の変化として検出されて90度の方向のスイッ
チ動作がなされたこととなる。また、キーステム14を
左下方向に傾動して、導電ゴム部材13を固定接点部2
0cと20dとアース接点部21に同時に圧接すると、
同様にして270度の方向のスイッチ動作がなされたこ
ととなる。
【0004】本出願人は、静電容量の変化による傾動ス
イッチとして動作するとともに、キーステム14を導電
ゴム部材13から分離して、キーステム14のみによる
押し釦スイッチとして動作するものをすでに提案した。
これは、図5に示すように、キーステム14の下端部の
支点Oを中心としてキーステム14をA方向に傾動する
と、上述のような静電容量の変化による傾動スイッチと
して動作し、又、図6に示すように、キーステム14を
上下方向に押し込むと、導電ゴム部材13は押圧され
ず、キーステム14だけが下降して押し釦スイッチとし
て動作する入力装置である。
【0005】さらに詳しくは、図5及び図6において、
底の浅い4角形のハウジング10の凹部17の底面上部
には、中心部分に中央接点部18が配置され、この中央
接点部18の外周に馬蹄形の周辺接点部19が配置さ
れ、さらにその外周に90度ずつ4分割された弧状の固
定接点部20が配置され、角隅の2個所にアース接点部
が配置され、これらの各接点部に接続されたそれぞれの
接続端子部23がハウジング10の外部へ突出してい
る。また、前記周辺接点部19の外周と固定接点部20
の内周の略境界部分に半円弧状の2個の環状壁部22が
やや膨出して設けられ、この環状壁部22の内側に導電
性金属板を下向き椀形に成形した、いわゆるMT板11
が載せられる。
【0006】前記ハウジング10の底面上部の各接点部
上には、薄い絶縁シート12が被せられる。なお、この
薄い絶縁シート12は、ハウジング10と別体のものを
貼着するようにしてもよいし又はハウジング10に絶縁
膜を直接形成するようにしてもよい。この絶縁シート1
2は、2個所の角隅部分が前記アース接点部を露出する
ために切り欠かれている。
【0007】前記絶縁シート12の上面には、導電ゴム
部材13が載せられる。この導電ゴム部材13の中央に
は、前記環状壁部22が露出するだけの大きさの円孔2
9が穿設されている。また、この導電ゴム部材13の下
面には、環状凹溝31が形成されている。
【0008】4角柱のキーステム14の上方にキートッ
プ挿入孔32が形成され、下端部には、抜け止め鍔部3
4が設けられ、さらに、この抜け止め鍔部34の中央下
面に半球状の接点押圧部33が膨出して形成されてい
る。
【0009】前記キーステム14は、キー加圧盤15の
キーステム嵌合孔35に下方から差し込まれ、下面の嵌
合凹部36に、前記キーステム14の抜け止め鍔部34
が嵌合係止される。また、このキー加圧盤15は、全体
が略円形をなし、外周部分が加圧鍔部37をなし、この
加圧鍔部37の4個所を直線状にやや切欠いた形状をな
し、この加圧鍔部37の下面の嵌合凹部36の周りに
は、加圧突条部38が膨出して設けられている。そし
て、このキー加圧盤15を導電ゴム部材13の上に載せ
ると、加圧突条部38が導電ゴム部材13の上面に接す
るとともに、この加圧突条部38のない加圧鍔部37の
下面の平坦部分であって、4隅の円周部分よりやや内側
下面に前記導電ゴム部材13の突起が接する。
【0010】上述のように構成された各部品の組み立て
は、前記ハウジング10の環状壁部22の内側にまずM
T板11を載せ、環状壁部22を内側に加締めて固定す
る。このMT板11の上に形成した絶縁シート12(又
は絶縁膜)の上に、導電ゴム部材13、キーステム1
4、キー加圧盤15を順次重ねた後、上からカバー16
を被せる。すると、前記キーステム14とキー加圧盤1
5の中央部分がカバー16の加圧盤嵌合孔39から突出
した状態になる。そして、カバー16の両側の下方に折
り曲げた係止部が前記ハウジング10のカバー係止突起
を摺動するように圧入すると、カバー係止突起が係止部
の係止孔に係合して固着される。キーステム14の上方
のキートップ挿入孔32には、キートップ9が嵌合され
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のような静電容量
の変化により多方向のスイッチ動作がなされるようにし
た入力装置においては、キートップ9を操作すると、キ
ーステム14、キー加圧盤15を介在して導電ゴム部材
13を押圧する構造になっているため、キートップ9と
導電ゴム部材13との間に、キーステム14とキー加圧
盤15が存在し、全体の高さが高くなって、携帯電話
機、その他の薄型化の要求される機器への搭載の要求に
応えられなかった。また、部品点数が多いために組立工
程が面倒になり、さらに、この種の小型化したスイッチ
類では、小さなごみで動作が不順になったり、わずかな
水滴の浸入で誤動作したり、静電気のため破壊してしま
うなどの問題があった。
【0012】本発明は、部品点数を削減し、かつ、可能
な限り背が低く、さらに、防水性、防塵性の優れたもの
を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、底の浅いハウ
ジング10内に環状に複数の固定接点部20を配置し、
これらの固定接点部20の上に導電性と弾力性を有する
弾性シール材50を誘電体膜43を介在しつつ密閉状態
に被せ、この弾性シール材50の上に平型キー53を配
置してなり、この平型キー53の傾動方向に対応して前
記弾性シール材50を固定接点部20に押圧して静電容
量の変化によりスイッチ動作をするようにしたことを特
徴とする入力装置である。
【0014】このように構成された入力装置において、
平型キー53をいずれかの方向の個所を押すと、その方
向の固定接点部20の上面に押し付けられ、これらの間
の誘電体膜43の間隙の変化による静電容量の変化が電
圧の変化として検出されて所定の方向のスイッチ動作が
なされる。平型キー53の傾動を解除すると、この平型
キー53は、弾性シール材50により元の位置に復帰さ
れる。また、部品点数が削減され、かつ、可能な限り背
が低くなり、さらに、防水性、防塵性の優れたものが得
られる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1ないし図
4に基づき説明する。本発明による入力装置は、ハウジ
ング10と、MT板11と、弾性シール材50と、カバ
ー16と、平型キー53とで構成されている。前記ハウ
ジング10は、底の浅い4角形の箱型をなし、このハウ
ジング10の凹部17の底面上部には、中心部分に中央
接点部18が配置され、この中央接点部18の外周に馬
蹄形の周辺接点部19が配置され、さらにその外周に9
0度ずつ4分割された弧状の固定接点部20が配置さ
れ、角隅の2個所にアース接点部21が配置され、これ
らの各接点部に接続されたそれぞれの接続端子部23が
ハウジング10の外部へ突出している。また、前記周辺
接点部19の外周と固定接点部20の内周の略境界部分
に半円弧状の2個の環状壁部22がやや膨出して設けら
れている。
【0016】前記固定接点部20には、図4に示すよう
に、その表面の少なくとも弾性シール材50との対向す
る上面に、絶縁印刷により又は絶縁コーティングにより
誘電体膜43を形成する。この誘電体膜43の表面は、
梨地のように小さな凹凸を形成することが望ましい。な
お、2個所の角隅部分の前記アース接点部21には、誘
電体膜43を形成しない。前記環状壁部22の内側に
は、導電性金属板を下向き椀形に成形した、いわゆるM
T板11が載せられ、環状壁部22を内側に加締めて固
定する。
【0017】前記弾性シール材50を、上面側から見た
図4(a)と下面側から見た図4(b)に基づき説明す
る。この弾性シール材50は、シリコンゴム、合成ゴム
などの弾力性を有するものからなり、そのシール材本体
49の部分は、ハウジング10の凹部17にすっぽりと
入り、かつ、下面が前記固定接点部20,アース接点部
21に軽く接する高さを有する。また、このシール材本
体49の上面の全外周には、前記ハウジング10の上端
面に被さるように係止する鍔部61が一体に設けられて
いる。また、シール材本体49の上面側の中央には、ス
テム受筒部58が形成され、このステム受筒部58と前
記鍔部61との間は凹溝59となっている。さらに、鍔
部61の4角には、係合突起60が突設されている。前
記シール材本体49の下面側には、円形の嵌合凹部65
が形成され、その中心部分に押圧突起64が設けられて
いる。また、前記嵌合凹部65の突縁部66の外周に
は、0.1mm程度の隙間用の浅溝62が形成され、こ
の浅溝62から4方へ向けて接点逃孔67が形成されて
いる。このようにして形成された弾性シール材50の下
面には、導電コーティングにより導電性膜44を形成す
る。なお、前記実施例では、誘電体膜43は、固定接点
20の上に形成した。しかし、これに限られるものでは
なく、誘電体膜43は、固定接点20側に替えて弾性シ
ール材50の下面の導電性膜44に形成するようにして
もよい。ただし、弾性シール材50の導電性膜44に誘
電体膜43を形成した場合には、角隅部分の前記アース
接点部21に接する2個所部分には、誘電体膜43を形
成しない。
【0018】前記平型キー53は、下面側からみた図3
(a)において、中央に背の低いステム55が形成さ
れ、このステム55の外周にリング状の加圧突起56が
形成され、さらに、周縁部には、係止鍔部57が形成さ
れている。前記カバー16は、図3(c)に示すよう
に、略真4角の板の両側を2個所ずつ下方に折り曲げて
係止部40とし、この係止部40にそれぞれ係止孔41
が形成され、また、上面4角には、嵌合孔68が穿設さ
れ、かつ中央には、抜き孔69が穿設されている。
【0019】上述のように構成された各部品の組み立て
は、まず、ハウジング10の環状壁部22の内側に設け
た周辺接点部19に、MT板11の周縁部が接触するよ
うに嵌合する。環状壁部22の外周に位置した高電位の
固定接点部20の誘電体膜43が露出している。
【0020】このMT板11を載せた後、必要に応じて
MT板11のずれ防止のため環状壁部22を内側につぶ
して加締める。MT板11を加締めにより固定した後、
ハウジング10の各接点部20、21とMT板11の上
に弾性シール材50を載せる。すると、弾性シール材5
0の下面が固定接点部20,アース接点部21に軽く接
触すると共に、押圧突起64がMT板11に軽く接触す
る。また、弾性シール材50の鍔部61がハウジング1
0の上端面に係止する。さらに、その上からカバー16
を被せ、係合突起60を嵌合孔68から突出しつつ、カ
バー16の両側の下方に折り曲げた係止部40が前記ハ
ウジング10のカバー係止突起24を摺動するように圧
入すると、カバー係止突起24が係止部40の係止孔4
1に係合して固着される。すると、カバー16の抜き孔
69からステム受筒部58と凹溝59が露出した状態に
なる。この結果、ハウジング10の凹部17内の弾性シ
ール材50の下面と各接点部18、19、20、21と
の間は、密閉状態となる。
【0021】前記カバー16の抜き孔69から露出した
ステム受筒部58に平型キー53のステム55を圧入し
つつ、平型キー53の加圧突起56を弾性シール材50
の凹溝59に遊嵌して、加圧突起56の下面が凹溝59
の上面に軽く接する状態にする。また、弾性シール材5
0の係合突起60は、平型キー53における加圧突起5
6と係止鍔部57の間の天井面に軽く接している。
【0022】このようにして組み立てられた入力装置
は、プリント基板52の所定位置に搭載され、ケース上
蓋51を被せると、平型キー53の係止鍔部57がケー
ス上蓋51のキー窓54よりやや下方に隙間を持って位
置した状態となる。係止鍔部57の直径がキー窓54よ
りやや大きく形成されていることにより、係止鍔部57
が抜け止め作用をしている。
【0023】以上のような構成による本発明の入力装置
の作用を説明する。平型キー53のキー操作をしていな
い初期状態では、図4に示すように、弾性シール材50
の下面と固定接点部20の上面が軽く接するか、わずか
な隙間を有し、また、弾性シール材50の押圧突起64
は、MT板11の上面と軽く接触している状態にある。
【0024】この状態で、平型キー53における0度、
90度、180度、270度のいずれかの方向の個所を
押すと、図1の鎖線で示すように、その方向の固定接点
部20の上面に、弾性シール材50の凹溝59が押し付
けられ、これらの間の誘電体膜43の間隙の変化による
静電容量の変化が電圧の変化として検出されて所定の方
向のスイッチ動作がなされたこととなる。平型キー53
の傾動を解除すると、この平型キー53は、弾性シール
材50により元の位置に復帰される。
【0025】押し釦スイッチとしても作動させるとき
は、平型キー53の周縁部を強く押し付けるか、平型キ
ー53の中心部を垂直に押し込むことにより、弾性シー
ル材50の押圧突起64でMT板11の中心部を凹ま
せ、中央接点部18と周辺接点部19を短絡して短絡信
号が発生する。
【0026】前記実施例では、弾性シール材50の4角
(45度、135度、225度、315度)に係合突起
60が設けられ、平型キー53における加圧突起56と
係止鍔部57の間の天井面に軽く接しているので、平型
キー53の傾き方向を0度、90度、180度、270
度のいずれかの正しい方向に指向させることができる。
しかし、これらの係合突起60はなくともよい。これら
の係合突起60がない場合には、隣同士の2つの固定接
点部20が同時に誘電体膜44の間隙の変化による静電
容量の変化が電圧の変化として検出されて2つのスイッ
チ動作がなされたことにより、中間の角度(45度、1
35度、225度、315度)の傾きのスイッチとして
利用することもできる。
【0027】前記実施例では、ハウジング10の中心部
に押し釦スイッチの機構をもたせたが、これは、必ずし
もなくともよい。前記実施例では、4個の固定接点部2
0を90度間隔で設けたが、これに限られるものではな
く、4個未満又は4個以上の固定接点部20を等間隔、
不等間隔で設けてもよい。前記実施例では、弾性シール
材50を柔軟性と絶縁性のある材料で形成し、下面に導
電性膜44を形成したが、これに限られるものではな
く、弾性シール材50を導電性を備えたゴム材で形成
し、必要に応じてその下面に直接誘電体膜43を形成す
るか、別部材の絶縁シートを介在するようにしてもよ
い。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、底の浅い
ハウジング10内に環状に複数の固定接点部20を配置
し、これらの固定接点部20の上に導電性と弾力性を有
する弾性シール材50を誘電体膜43を介在しつつ密閉
状態に被せ、この弾性シール材50の上に平型キー53
を配置してなり、この平型キー53の傾動方向に対応し
て前記弾性シール材50を固定接点部20に押圧して静
電容量の変化によりスイッチ動作をするようにしたの
で、独立したキーステムやキー加圧盤を削減でき、背の
低い入力装置が得られるとともに、組立工程が容易にな
り、しかも、安価に提供できる。また、防塵、防水の効
果と、静電気による破壊からの防止ができる。
【0029】請求項2記載の発明によれば、ハウジング
10は、底の浅い凹部17の上面中央部に、環状に所定
間隔で複数の固定接点部20を配置してなり、弾性シー
ル材50は、絶縁性を有する材料が用いられ、前記凹部
17に嵌合するシール材本体49と、前記ハウジング1
0の上端面を密閉する鍔部61を有し、下面に導電性膜
44を形成しつつ誘電体膜43を介在し、上面の中央部
にステム受筒部58を形成すると共に、このステム受筒
部58の周りに凹溝59を形成してなり、平型キー53
は、前記ステム受筒部58に嵌合するステム55と、前
記凹溝59の上面を圧接する加圧突起56を形成したの
で、背の低い装置でありながら、平型キー53の傾動動
作を、静電容量の変化による多方向のスイッチ動作とし
て確実にとらえることができる。
【0030】請求項3記載の発明によれば、ハウジング
10における環状の固定接点部20の内部に位置して、
中央接点部18と周辺接点部19を設け、これらの中央
接点部18と周辺接点部19の上にMT板11を配置
し、このMT板11の上面に、弾性シール材50の下面
中央部の押圧突起64を臨ませたので、背の低い装置で
ありながら、平型キー53の傾動動作のみならず、プッ
シュスイッチ動作としても確実にとらえることができ
る。
【0031】請求項4記載の発明によれば、弾性シール
材50の下面であって、固定接点部20に対応する位置
に浅溝62を形成して圧接面63とし、この圧接面63
の表面に導電性膜44を形成したので、絶縁シートを使
用した場合に比較して、さらに薄型で、かつ、組立工程
の簡略化ができる。
【0032】請求項5記載の発明によれば、ハウジング
10における複数の固定接点部20を扇形に形成し、こ
れらの扇形の固定接点部20を互いに間隙をもって環状
に配置し、これらの固定接点部20の相互の間隙に臨ま
せられ、かつ、弾性シール材50の上面の外周端付近に
係合突起60を設け、これらの係合突起60の上端部を
平型キー53の下面に略接する高さに形成したので、平
型キー53の傾動の方向を固定接点部20のある位置に
確実に指向させ、スイッチ動作がより確実になると共
に、平型キー53の押圧を解除したときに平型キー53
をもとの高さに確実に復帰できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による入力装置の1実施例を示す断面図
である。
【図2】(a)は、本発明による弾性シール材50の上
面から見た斜視図、(b)は、本発明による弾性シール
材50の下面から見た斜視図である。
【図3】(a)は、本発明による平型キー53の下面か
ら見た一部切り欠いた斜視図、(b)は、本発明による
カバー16の上面から見た斜視図、(c)は、本発明に
よるMT板11の上面から見た一部切り欠いた斜視図、
(d)は、本発明によるハウジング10の上面から見た
一部切り欠いた斜視図である。
【図4】本発明による固定接点部20と弾性シール材5
0の拡大断面図である。
【図5】本出願人が先に提案した入力装置を傾動スイッ
チとして作動したときの断面図である。
【図6】図5における入力装置を押し釦スイッチとして
作動したときの断面図である。
【図7】従来の入力装置の固定接点部20の配置状態を
示す平面図である。
【図8】図7における入力装置の断面図である。
【符号の説明】
9…キートップ、10…ハウジング、11…MT板、1
2…絶縁シート、13…導電ゴム部材、14…キーステ
ム、15…キー加圧盤、16…カバー、17…凹部、1
8…中央接点部、19…周辺接点部、20…固定接点
部、21…アース接点部、22…環状壁部、23…接続
端子部、24…カバー係止突起、25…半円孔、26…
絶縁基材、27…接着剤、28…セパレータ、29…円
孔、30…突起部、31…環状凹溝、32…キートップ
挿入孔、33…接点押圧部、34…抜け止め鍔部、35
…キーステム嵌合孔、36…嵌合凹部、37…加圧鍔
部、38…加圧突条部、39…加圧盤族合孔、40…係
止部、41…係止孔、42…揺動支点、43…誘電体
膜、44…導電性膜、49…シール材本体、50…弾性
シール材、51…ケース上蓋、52…プリント基板、5
3…平型キー、54…キー窓、55…ステム、56…加
圧突起、57…係止鍔部、58…ステム受筒部、59…
凹溝、60…係合突起、61…鍔部、62…浅溝、63
…圧接面、64…押圧突起、65…嵌合凹部、66…突
縁部、67…接点逃孔、68…嵌合孔、69…抜き孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B087 AA06 AC15 BC12 BC19 BC26 BC34 DD03 5G006 AA01 AA06 AB25 AC01 AC03 AC05 AZ08 BA01 BA02 BB03 BB07 BC09 CB09 FB03 FB16 FB39 LD03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底の浅いハウジング10内に環状に複数
    の固定接点部20を配置し、これらの固定接点部20の
    上に導電性と弾力性を有する弾性シール材50を誘電体
    膜43を介在しつつ密閉状態に被せ、この弾性シール材
    50の上に平型キー53を配置してなり、この平型キー
    53の傾動方向に対応して前記弾性シール材50を固定
    接点部20に押圧して静電容量の変化によりスイッチ動
    作をするようにしたことを特徴とする入力装置。
  2. 【請求項2】 ハウジング10は、底の浅い凹部17の
    上面中央部に、環状に所定間隔で複数の固定接点部20
    を配置してなり、弾性シール材50は、絶縁性を有する
    材料が用いられ、前記凹部17に嵌合するシール材本体
    49と、前記ハウジング10の上端面を密閉する鍔部6
    1を有し、下面に導電性膜44を形成しつつ誘電体膜4
    3を介在し、上面の中央部にステム受筒部58を形成す
    ると共に、このステム受筒部58の周りに凹溝59を形
    成してなり、平型キー53は、前記ステム受筒部58に
    嵌合するステム55と、前記凹溝59の上面を圧接する
    加圧突起56を形成してなることを特徴とする請求項1
    記載の入力装置。
  3. 【請求項3】 ハウジング10における環状の固定接点
    部20の内部に位置して、中央接点部18と周辺接点部
    19を設け、これらの中央接点部18と周辺接点部19
    の上にMT板11を配置し、このMT板11の上面に、
    弾性シール材50の下面中央部の押圧突起64を臨ませ
    たことを特徴とする請求項1又は2記載の入力装置。
  4. 【請求項4】 弾性シール材50の下面であって、固定
    接点部20に対応する位置に浅溝62を形成して圧接面
    63とし、この圧接面63の表面に導電性膜44を形成
    したことを特徴とする請求項2記載の入力装置。
  5. 【請求項5】 ハウジング10における複数の固定接点
    部20を扇形に形成し、これらの扇形の固定接点部20
    を互いに間隙をもって環状に配置し、これらの固定接点
    部20の相互の間隙に臨ませられ、かつ、弾性シール材
    50の上面の外周端付近に係合突起60を設け、これら
    の係合突起60の上端部を平型キー53の下面に略接す
    る高さに形成したことを特徴とする請求項1又は2記載
    の入力装置。
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