JP2004006069A - スイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】各種電子機器の入力操作部等に使用される多方向操作スイッチに関し、外部導出用の端子が少なくて、スイッチの外形が小さいものを提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁樹脂製の箱形ケース１の凹部底面に、中心から等距離で等角度の位置に、電気的に同電位の第１共通接点３および７と第２共通接点５および９、そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０の３種の接点を時計周りに第１共通接点３、独立接点４、第２共通接点５、独立接点６、第１共通接点７、独立接点８、第２共通接点９、独立接点１０の順番で配置し、一方の共通接点と独立接点とを導通させて操作方向を特定できるものとしたので、端子数が少なく外形の小さいもので構成できる。
【選択図】 図１
【解決手段】絶縁樹脂製の箱形ケース１の凹部底面に、中心から等距離で等角度の位置に、電気的に同電位の第１共通接点３および７と第２共通接点５および９、そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０の３種の接点を時計周りに第１共通接点３、独立接点４、第２共通接点５、独立接点６、第１共通接点７、独立接点８、第２共通接点９、独立接点１０の順番で配置し、一方の共通接点と独立接点とを導通させて操作方向を特定できるものとしたので、端子数が少なく外形の小さいもので構成できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯電話、ページャ等の移動体通信機器やリモコン、オーディオ機器、ゲーム機器、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ等の小型化および多機能化された各種電子機器の入力操作部等に使用されるスイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のスイッチ機構を有する多方向操作スイッチについて図１０〜図１３により説明する。
【０００３】
図１０は従来の多方向操作スイッチの正面断面図、図１１は同分解斜視図であり、同図において、３１は絶縁樹脂製の箱形ケースで、その中央に設けられた凹部上面の開口部は、金属板などからなるカバー３２で覆われている。
【０００４】
そして、図１２の箱形ケースの平面図にも示すように、箱形ケース３１の凹部の底面には、弾性金属薄板製のドーム状可動接点４１の外縁部が載せられた共通固定接点５３と、これより内側で箱形ケース３１の中心から等距離で等角度の位置に配設された八つの内側固定接点３３〜４０がインサート成形などによって固定されており、これらの固定接点５３および３３〜４０は箱形ケース３１の外方に設けられた外部導出用の端子６３および４３〜５０にそれぞれ導通している。
【０００５】
上記の共通固定接点５３は、他の内側固定接点３３〜４０との電気的接続時に共用して用いられる接点（以下コモン接点という）であり、それと導通した外部導出用の端子は、以下コモン端子６３と記載する。
【０００６】
そして、箱形ケース３１の凹部は上面視八角形に形成され、その内壁は八つの角部３１Ａを有している。
【０００７】
そして、４２は、軸部４２Ｂとその下端に一体で形成された八角形状のフランジ部４２Ａからなる操作体で、軸部４２Ｂが上記カバー３２中央の貫通孔３２Ａから上方に突出するようにして、フランジ部４２Ａが、箱形ケース３１の凹部内に収容され、上記内壁の角部３１Ａにより回転はできないが傾倒動作可能に配されている。
【０００８】
そして、この操作体４２のフランジ部４２Ａ下面には、箱形ケース３１底面の内側固定接点３３〜４０に各々対応した位置に、下方に突出した押圧部４２Ｄが、合計八箇所設けられている。
【０００９】
この押圧部４２Ｄが、箱形ケース３１内壁下部の円形部によって操作体４２と中心が一致するように位置決めしてコモン接点５３上に載せられているドーム状可動接点４１の上面部に当接することで、操作体４２のフランジ部４２Ａ上面は上記カバー３２の下面に弾接されて操作体４２は垂直中立位置に保たれている。
【００１０】
次に、以上のように構成された従来の多方向操作スイッチの動作について説明すると、まず、図１０に示す通常状態では、本スイッチのいずれの接点間もオフの状態となっている。
【００１１】
そして、図１３の傾倒操作状態を示す正面断面図に矢印で示すように、操作体４２の軸部４２Ｂの上方先端部４２Ｃに装着されたつまみ５２の左上面を下方に押すと、操作体４２はフランジ部４２Ａ上面の右側を支点として傾き、その方向に対応する下面の押圧部４２Ｄがドーム状可動接点４１を押圧して部分的に反転させ、節度を生じると同時にドーム状可動接点４１は対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触し、コモン接点５３と内側固定接点３４の間をオンさせて、外部導出用のコモン端子６３および端子４４の間のみが導通する。
【００１２】
この後、つまみ５２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点４１の弾性復元力によって操作体４２は下面の押圧部４２Ｄが押し上げられて垂直中立位置に戻り、ドーム状可動接点４１が内側固定接点３４から離れてスイッチオフ状態に戻る。
【００１３】
同様にして、つまみ５２を押す位置を変えることにより、コモン端子６３とそれぞれの押圧位置に応じた導出用の端子４３〜５０との間を導通させることができるように構成されたものであった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の各種電子機器の小型化が要求される中において、上記従来のスイッチ機構を有する多方向操作スイッチでは、内側固定接点３３〜４０とコモン接点５３のそれぞれに対応する端子４３〜５０と６３とを有するものであったため、端子数が多く、スイッチを小型化し難いという課題があった。
【００１５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、端子数が少なく外形を小さくできるスイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニットを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、可動接点に対向配置された複数個の固定接点が、電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成されると共に、その並びが第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置であり、上記可動接点によって上記各共通接点のいずれかとそれに隣接する独立接点との間を導通させる構成としたスイッチ機構としたものであり、操作時において、隣り合う第１共通接点と所定の独立接点との間、または隣り合う第２共通接点と所定の独立接点との間が導通するものにできるため、その導通状態を検出することにより、上記接点配置のみで操作方向が特定できると共に、その共通接点は２系統で設けられているため、端子や導出部分の数も少なくでき、外形の小さい多方向操作スイッチや多方向操作ユニットが容易に実現できるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、上面が開口部となった凹部の内底面に複数個の固定接点が各々配設された絶縁樹脂製の箱形ケースと、上記複数個の固定接点を内側に覆うように上記箱形ケースの凹部内に組み合わされた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、上記箱形ケースの開口部を覆う貫通孔を有するカバーと、上記カバーの貫通孔から上方に突出した軸部の下端に一体に形成されたフランジ部外周が、上記ケースの凹部内壁に回転はしないが傾倒動作可能に支持されると共に、上記フランジ部の下面の、上記複数個の固定接点の隣り合う中間位置のそれぞれに対応する位置に設けられた押圧部が上記ドーム状可動接点に当接して配された操作体からなり、上記複数個の固定接点が電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成されており、その並びが第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置になっている請求項１記載のスイッチ機構を用いた多方向操作スイッチとしたものであり、操作体の傾倒操作時に、当該方向に対応する押圧部の部分で押されドーム状可動接点が部分的に反転して、隣り合う第１共通接点と所定の独立接点との間、または隣り合う第２共通接点と所定の独立接点との間が導通するものにでき、その導通状態を検出することにより、上記接点配置のみで操作方向が特定できると共に、その共通接点は２系統で設けられているため、導出用の端子数が少なくでき、外形の小さい多方向操作スイッチが容易に実現できるという作用を有する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、操作体のフランジ部下面に設けた押圧部が、リング状で突出しているものであり、この押圧部は全周で均一な高さであるため、操作体が、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点が配されている方向に対して傾倒操作された場合には、当該方向に対応するリング状の押圧部の部分で押されて部分的に反転したドーム状可動接点は当該固定接点に当接状態となって停止する、つまり上記当接により当該方向への操作体の傾倒量が規制できるため、当該固定接点に隣り合う固定接点に可動接点が接触することを防止でき、スイッチの誤動作が少なくなるという作用を有する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、可動接点に対応する複数個の固定接点が、配線基板上に配設され、上記複数個の固定接点を、電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成すると共に、その並びを第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置とした請求項１記載のスイッチ機構を用いた多方向操作ユニットであり、請求項１記載の発明による作用に加え、上記各固定接点からの導出部分の数が少なく済むので配線基板のパターン設計の自由度が増すという作用を有する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、配線基板上に、複数個の固定接点を内側に覆うように弾性金属薄板製のドーム状可動接点を位置決めして配すると共に、上記ドーム状可動接点上に、上記複数個の固定接点の隣り合う中間位置のそれぞれに対応する位置に設けられた押圧部を下面に有し、回転はしないが傾倒動作可能に規制された操作ボタンを配したものであり、構成部品数が少なく、かつ高さ寸法の低いものにできるという作用を有する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の発明において、操作ボタンの下面に設けた押圧部が、リング状で突出しているものであり、請求項３記載の発明による作用と同様の作用を有し、操作ボタンが、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点が配されている方向に対して傾倒操作された場合に、全周で均一な高さの押圧部の部分で押されて部分的に反転したドーム状可動接点は当該固定接点に当接状態となって操作ボタンが停止するものにでき、当該方向への操作ボタンの傾倒量が規制されたスイッチの誤動作の少ないものにできるという作用を有する。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５記載の発明において、ドーム状可動接点が、下面に接着層を有する可撓性を備えたカバーテープによって配線基板上に貼り付け保持され、操作ボタンの下面に設けた押圧部が上記カバーテープを介して上記ドーム状可動接点上に位置するものであり、簡素な構成でドーム状可動接点を確実に所定位置に保持でき、安価で薄型のものにできるという作用を有する。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項５記載の発明において、操作ボタンは、機器の筐体に設けた孔から表出し、上記筐体の孔の周辺位置に設けた規制部との係合によって位置規制されると共に回転規制や抜け止めがなされたものであり、機器の筐体を利用して操作ボタンを規制しているので、部品点数が少なくて済むという作用を有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニットについて図１〜図９を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３記載の発明について説明する。
【００２６】
図１は本発明のスイッチ機構を有する第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１は上面が開口部となった凹部を有する絶縁樹脂製の箱形ケースで、その凹部内に、上方に凸状に形成された弾性金属薄板製のドーム状可動接点１１が、凹部の中心位置に合わせられて収容されている。
【００２７】
そして、このドーム状可動接点１１の上には、軸部１２Ｂとその下端に一体で形成されたフランジ部１２Ａからなる操作体１２が配され、さらにその上から金属板などからなるカバー２が上記箱形ケース１の上面の開口部を覆うように箱形ケース１に固定されている。
【００２８】
なお、箱形ケース１の凹部および操作体１２のフランジ部１２Ａは共に八角形の形状で設けられて回転しないように組み合わされていること、および、カバー２中央の貫通孔２Ａから突出した上記操作体１２の軸部１２Ｂは傾倒操作可能となっていることは従来のものと同様である。
【００２９】
そして、この箱形ケース１の凹部底面には、図３の箱形ケースの平面図にも示すように、弾性金属薄板製のドーム状可動接点１１の外縁部より内側で箱形ケース１の中心から等距離で等角度の位置に配設された八つの固定接点のみがインサート成形などによって固定されたものとなっている。
【００３０】
そして、これらの固定接点は、電気的に同電位で共通して使用される２系統の共通接点としての第１共通接点３および７と第２共通接点５および９、そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０の３種で構成されており、これら各々の接点の配列状態は、時計周りで第１共通接点３、独立接点４、第２共通接点５、独立接点６、第１共通接点７、独立接点８、第２共通接点９、独立接点１０の順番で配されている。
【００３１】
すなわち、共通接点と独立接点が交互で、かつ共通接点も第１共通接点と第２共通接点が交互になるように規則的に配列され、第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置となっている。
【００３２】
また、八つの固定接点３〜１０は、リング状の範囲内で各々位置するように配設されている。
【００３３】
そして、第１共通接点３および７と第２共通接点５および９、そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０は、ケース１外方に設けられた外部導出用の第１共通端子１３および１７と第２共通端子１５および１９そして独立端子１４、１６、１８、２０に各々電気的に接続されている。
【００３４】
これらの端子１３〜２０は、箱形ケース１の対向する外壁にそれぞれ４本ずつ導出されている。
【００３５】
なお、上記には、第１共通接点３および７と第２共通接点５および９用の端子として、第１共通端子１３および１７と第２共通端子１５および１９の合計四つの端子を設けたものとしているが、箱形ケース１内で、第１共通接点３、７どうし、また第２共通接点５、９どうしを導通させておくようにして、第１共通端子と第２共通端子を、各々一つずつとしてもよい。
【００３６】
そして、操作体１２のフランジ部１２Ａ下面には、箱形ケース１底面に配された各接点３〜１０の隣り合う接点どうしの中間位置に対応した位置に下方に突出した押圧部１２Ｄが八つ設けられており、この押圧部１２Ｄが、箱形ケース１内に位置決め収容されたドーム状可動接点１１の上面部に当接することで、操作体１２のフランジ部１２Ａ上面は上記カバー２の下面に押しつけられて操作体１２は垂直中立位置を保っている。
【００３７】
次に、以上のように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチの動作について説明する。
【００３８】
まず、図１に示す通常状態では、本スイッチのいずれの接点間もオフの状態となっている。
【００３９】
そして、図４に矢印で示すように、操作体１２の上方の先端部１２Ｃに装着されたつまみ２２の左上面を下方に押す、つまり独立接点４と第２共通接点５との中間方向に向けて軸部１２Ｂを傾倒させると、操作体１２はフランジ部１２Ａ上面の右側を支点として傾き、その方向に対応する左側下面の押圧部１２Ｄがドーム状可動接点１１を押して部分的に反転させ、節度を生じると同時に対応する箱形ケース１底面に配された独立接点４と第２共通接点５とに接触する、つまり、外部導出用の独立端子１４と第２共通端子１５との間が導通状態になる。
【００４０】
なお、図４においては、ドーム状可動接点１１の第２共通接点５への当接状態のみを図示しているが、図示されていない独立接点４に対しても押圧部１２Ｄで押されたドーム状可動接点１１は接触している。
【００４１】
このとき、ドーム状可動接点１１が反転動作をする箇所はドーム状の当該位置の一部分のみであるので、傾倒方向以外の各接点３、６〜１０にはドーム状可動接点１１は接触しない。
【００４２】
この後、つまみ２２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点１１の弾性復元力によって操作体１２は下面の押圧部１２Ｄが押し上げられて垂直中立位置に戻り、ドーム状可動接点１１が独立接点４および第２共通接点５から離れてスイッチオフ状態に戻る。
【００４３】
同様にして、つまみ２２を押す位置を変える、すなわち操作体４２の傾倒方向を変えることにより、ドーム状可動接点１１を介してそれぞれの方向に応じた第１または第２のどちらか一つの共通接点と独立接点間、つまり第１または第２共通端子のいずれかと対応する導出用の各端子１３〜２０の一つが導通状態になる。
【００４４】
以上のように、本発明によるスイッチ機構を有する多方向操作スイッチは、一個のドーム状可動接点１１の下方に内包するように設けた複数個の接点を、電気的に同電位で共通して使用される２系統の第１共通接点３および７と第２共通接点５および９そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０の３種で構成し、それら各々の接点３〜１０の並びは、時計周りに第１共通接点３、独立接点４、第２共通接点５、独立接点６、第１共通接点７、独立接点８、第２共通接点９、独立接点１０の順番、つまり共通接点と独立接点が交互でありかつ共通接点も第１共通接点と第２共通接点が交互であるように配置することにより、操作体１２を傾けた各々の方向に対応して共通接点と独立接点が対になってスイッチングが行えて方向特定ができるものである。
【００４５】
そして、その共通接点を２系統で設け、各々複数個配された共通接点を一つずつの端子にまとめて導出しても方向特定ができるため、箱形ケース１の底面に配設する接点数および導出用の端子数を少なくすることができ、スイッチとしての外形を小型化することができる。
【００４６】
また、このスイッチのオン・オフ信号を入力して処理するマイクロコンピュータ（図示せず）における必要な入力ポートの数は、従来の技術の項で説明した図１２などで示すスイッチ機構であると、コモン端子６３はアース側に通常接続され、かつ、残りの端子４３〜５０の接続で八つ必要であるが、本発明によるスイッチ機構であると第１共通端子、第２共通端子および４つの独立端子の計六つにでき、入力ポート数を二つも低減できるため、機器側の配線板など回路設計が簡便で使いやすいものとすることができる。
【００４７】
なお、図５の他の構成の操作体を下方から見た斜視図に示すように、上記に説明したものに対して、操作体２４のフランジ部２４Ａの下面の押圧部２５を、箱形ケース１の凹部底面の複数個の接点３〜１０に対応するリング状に突出した形状とすると、スイッチの誤操作が少なくなるものにできる。
【００４８】
これは、この押圧部２５が全周で均一の高さ位置のものであるため、操作体２４が、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点方向、例えば第２共通接点５が配された方向に合わせて傾倒操作された場合に、当該方向に対応するリング状の押圧部２５の部分で押されて部分的に反転したドーム状可動接点１１が当該第２共通接点５上に当接状態となって停止する、つまり上記当接により当該方向への操作体２４の傾倒量が規制できるため、当該第２共通接点５に隣り合う独立接点４と６にドーム状可動接点１１が接触することが防止されてスイッチ接点間のオフ状態が維持されるので、当該方向への操作に伴うスイッチの誤動作が少なくなるものである。
【００４９】
なお、以上には、固定接点が八つのものを例として説明したが、本発明によるスイッチ機構の概念は、４の倍数の固定接点の場合に適用可能なものである。
【００５０】
また、本発明によるスイッチ機構は、上記のように配列された固定接点に対する導通手段として、ドーム状可動接点以外で行うものであってもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４〜８記載の発明について説明する。
【００５２】
本実施の形態は、上記実施の形態１に説明した本発明によるスイッチ機構を、機器内に構成する事例を説明するものであり、実施の形態１と同じ部分は、簡単に説明することとする。
【００５３】
図６は本発明のスイッチ機構を有する第２の実施の形態による多方向操作ユニットの分解斜視図、図７は同上面図、図８は同図７のＸ−Ｘ線における断面図である。
【００５４】
同図において、１０１は、機器の筐体１１０内に位置決めして収容される多層配線構造の配線基板であり、その上面には、本発明によるスイッチ機構を構成するための八つの固定接点１２３〜１３０が配設されている。
【００５５】
これらの固定接点１２３〜１３０は、上面視で、所定位置を中心とし、この中心からリング状の範囲内の等距離で等角度に各々位置するように配設されている。
【００５６】
そして、これらの固定接点１２３〜１３０は、電気的に同電位で共通して使用される２系統の共通接点としての第１共通接点１２３および１２７と第２共通接点１２５および１２９、そして電気的に独立した独立接点１２４、１２６、１２８、１３０の３種で構成され、これら各々の接点の配列状態は、時計周りで第１共通接点１２３、独立接点１２４、第２共通接点１２５、独立接点１２６、第１共通接点１２７、独立接点１２８、第２共通接点１２９、独立接点１３０の順番に配されている。
【００５７】
つまり、本実施の形態による固定接点１２３〜１３０においても、第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりが２回繰り返された規則的な配列状態となっている。
【００５８】
そして、第１共通接点１２３および１２７は、配線基板１０１内で導通されて、一つの導出部１５１で導出されている。
【００５９】
また、第２共通接点１２５および１２９も同様に、一つの導出部１５２で導出されている。
【００６０】
また、電気的に独立した独立接点１２４、１２６、１２８、１３０は、各々の導出部１５３〜１５６で導出されている。
【００６１】
なお、図面においては、配線基板１０１のその他の配線部分やそれに装着された電子部品等は記載せず省略している。
【００６２】
そして、１６０は上方に凸状に形成された弾性金属薄板製のドーム状可動接点で、上記各固定接点１２３〜１３０を下方に内包するように、配線基板１０１上に配置され、上方から可撓性を有するカバーテープ１６１によって配線基板１０１上に貼り付け装着されている。
【００６３】
このとき、ドーム状可動接点１６０は、各固定接点１２３〜１３０のいずれとも接触せず、収容状態となっていること、またドーム状可動接点１６０の中心位置は、各固定接点１２３〜１３０が配された中心位置に合わせられていることは実施の形態１の場合と同じである。
【００６４】
このカバーテープ１６１によるドーム状可動接点１６０の装着方法が、確実にドーム状可動接点１６０を配線基板１０１上に保持でき、安価かつ薄型で、接点位置も安定したものにできる。
【００６５】
なお、本発明によるスイッチ機構を構成するドーム状可動接点１６０は、常時、電気的な接続状態となる固定接点がないものであると共に、後述する操作ボタン１７０で上方への位置規制がなされるものであるため、配線基板１０１上の側方への位置規制をするのみでもよく、所定部材の壁部などでドーム状可動接点１６０の位置規制をしてもよい。
【００６６】
そして、ドーム状可動接点１６０上には、カバーテープ１６１を介して操作ボタン１７０が配されている。
【００６７】
この操作ボタン１７０は略円板状で、上面中央部分が操作部分となるように、筐体１１０の孔１１１から表出し、その外周部に、上面視で円形鍔状に突出状態に設けられた上方規制部１７０Ａが、筐体１１０の下面に係合して抜け止めがなされている。
【００６８】
また、操作ボタン１７０の上方規制部１７０Ａには、四箇所の切り欠き部１７０Ｂが設けられ、この切り欠き部１７０Ｂの各々に、筐体１１０下面に突出形成された凸部１１０Ａが挿通され操作ボタン１７０は回転規制がなされている。
【００６９】
そして、操作ボタン１７０の下面には、各接点１２３〜１３０の隣り合う接点どうしの中間位置に対応した位置に下方に突出した押圧部１７１が八つ設けられており、図８にも示すように、上記押圧部１７１が、カバーテープ１６１を介してドーム状可動接点１６０の上面部に当接するようにして配されることにより、操作ボタン１７０の上方規制部１７０Ａ上面は、孔１１１周囲の筐体１１０下面に押しつけられて操作ボタン１７０は垂直中立位置を保っている。
【００７０】
このように操作ボタン１７０の回転や抜け止めの規制部分を、筐体１１０の孔１１１周囲に設けて、操作ボタン１７０に係合させた構成であるため、部品点数が少なく済み、機器の高さ寸法も低いものにできる。
【００７１】
そして、各押圧部１７１の位置に対応する操作ボタン１７０の上面位置には、図６や図７に示すように、操作時の認識用の突起１７０Ｃが、八つ設けられている。
【００７２】
なお、この操作ボタン１７０も、中心位置を、各固定接点１２３〜１３０が配された部分の中心位置に合わせられて配されている。
【００７３】
また、上記に説明した操作ボタン１７０の上方規制部１７０Ａの切り欠き部１７０Ｂは、操作ボタン１７０の中心からの仮想線が互いに直交する位置の四箇所で、かつ突起１７０Ｃが配設された位置とは、角度がずらされて配設されている。
【００７４】
なお、図８の断面図においては、操作ボタン１７０の押圧部１７１を全て記載すると図面が煩雑になるため、断面位置に近いもののみを記載していると共に、操作ボタン１７０の突起１７０Ｃや配線基板１０１上に配された各固定接点も省略して表記したものとしている。
【００７５】
以上のように、本実施の形態による多方向操作ユニットは構成され、次に動作を説明するが、その動作は、実施の形態１による多方向操作スイッチの場合と殆ど同じであるため、簡単に説明する。
【００７６】
まず、図８に示すいずれの接点間もオフの状態となっている通常状態から、所定の認識用の突起１７０Ｃ上から操作ボタン１７０に押圧力を加えると、操作ボタン１７０は、その押圧位置と点対称の関係となる反対側の上方規制部１７０Ａ上面角部を支点として傾いて、上記押圧力を加えた突起１７０Ｃの下方位置に対応して配された押圧部１７１が、カバーテープ１６１を介してドーム状可動接点１６０を押し部分的に反転させ、節度を生じると同時に対応する固定接点間のみを導通させる。
【００７７】
この後、押圧力を除くと、ドーム状可動接点１６０の弾性復元力によって操作ボタン１７０は下面の押圧部１７１が押し上げられて垂直中立位置に戻り、いずれの接点間もオフの状態となっている通常状態に戻る。
【００７８】
以上のように、本実施の形態による多方向操作ユニットは、実施の形態１によるものと同様に、第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりが２回繰り返された配置状態で固定接点が配され、共通接点と独立接点が対になってドーム状可動接点１６０でスイッチングが行えて方向特定ができるものである。
【００７９】
そして、２系統で設けた共通接点からは、各々一つずつの導出部１５１と１５２とで引き出すものであるため、導出部の数も少なくでき、配線基板１０１のパターン設計の自由度も広がると共に、その信号処理をするマイクロコンピュータなどからなる制御部品の入力ポート数も少なくて済む。
【００８０】
また、本実施の形態による多方向操作ユニットは、簡素な構成で、高さ寸法が薄く構成できるため、機器の薄型化にも寄与できるものである。
【００８１】
なお、上記のように配列された固定接点に対する導通手段として、上記のドーム状可動接点１６０以外で行ってもよいことは実施の形態１の場合と同じである。
【００８２】
また、操作ボタン１７０下面の押圧部１７１を、図９に示すように、操作ボタン２００において、その下面に、全周で均一の高さ位置となったリング状の押圧部２０１を有するものとしてもよく、この構成であると、実施の形態１にも説明したように、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点が配された位置を押圧操作された場合に、当該方向への操作ボタン２００の傾倒量が規制され、スイッチの誤動作が低減できるものとなる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によるスイッチ機構は、少ない固定接点の数で、操作方向が特定できるものであるから、外部導出用の端子などが少なくて、外形の小さい多方向操作スイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００８４】
また、このスイッチ機構を用いた多方向操作ユニットは、導出部が少なくて済む上、簡素で薄型なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチ機構を有する第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同要部である箱形ケースの平面図
【図４】同傾倒操作状態を示す正面断面図
【図５】同要部である他の構成の操作体を下方から見た斜視図
【図６】本発明のスイッチ機構を有する第２の実施の形態による多方向操作ユニットの分解斜視図
【図７】同上面図
【図８】同図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図９】同要部である他の構成の操作ボタンを下方から見た斜視図
【図１０】従来の多方向操作スイッチの正面断面図
【図１１】同分解斜視図
【図１２】同要部である箱形ケースの平面図
【図１３】同傾倒操作状態を示す正面断面図
【符号の説明】
１ 箱形ケース
２ カバー
２Ａ 貫通孔
３、７、１２３、１２７ 第１共通接点
４、６、８、１０、１２４、１２６、１２８、１３０ 独立接点
５、９、１２５、１２９ 第２共通接点
１１、１６０ ドーム状可動接点
１２、２４ 操作体
１２Ａ、２４Ａ フランジ部
１２Ｂ 軸部
１２Ｃ 先端部
１２Ｄ、２５、１７１、２０１ 押圧部
１３、１７ 第１共通端子
１４、１６、１８、２０ 独立端子
１５、１９ 第２共通端子
２２ つまみ
１０１ 配線基板
１１０ 筐体
１１０Ａ 凸部
１１１ 孔
１５１、１５２、１５３〜１５６ 導出部
１６１ カバーテープ
１７０、２００ 操作ボタン
１７０Ａ 上方規制部
１７０Ｂ 切り欠き部
１７０Ｃ 突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯電話、ページャ等の移動体通信機器やリモコン、オーディオ機器、ゲーム機器、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ等の小型化および多機能化された各種電子機器の入力操作部等に使用されるスイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のスイッチ機構を有する多方向操作スイッチについて図１０〜図１３により説明する。
【０００３】
図１０は従来の多方向操作スイッチの正面断面図、図１１は同分解斜視図であり、同図において、３１は絶縁樹脂製の箱形ケースで、その中央に設けられた凹部上面の開口部は、金属板などからなるカバー３２で覆われている。
【０００４】
そして、図１２の箱形ケースの平面図にも示すように、箱形ケース３１の凹部の底面には、弾性金属薄板製のドーム状可動接点４１の外縁部が載せられた共通固定接点５３と、これより内側で箱形ケース３１の中心から等距離で等角度の位置に配設された八つの内側固定接点３３〜４０がインサート成形などによって固定されており、これらの固定接点５３および３３〜４０は箱形ケース３１の外方に設けられた外部導出用の端子６３および４３〜５０にそれぞれ導通している。
【０００５】
上記の共通固定接点５３は、他の内側固定接点３３〜４０との電気的接続時に共用して用いられる接点（以下コモン接点という）であり、それと導通した外部導出用の端子は、以下コモン端子６３と記載する。
【０００６】
そして、箱形ケース３１の凹部は上面視八角形に形成され、その内壁は八つの角部３１Ａを有している。
【０００７】
そして、４２は、軸部４２Ｂとその下端に一体で形成された八角形状のフランジ部４２Ａからなる操作体で、軸部４２Ｂが上記カバー３２中央の貫通孔３２Ａから上方に突出するようにして、フランジ部４２Ａが、箱形ケース３１の凹部内に収容され、上記内壁の角部３１Ａにより回転はできないが傾倒動作可能に配されている。
【０００８】
そして、この操作体４２のフランジ部４２Ａ下面には、箱形ケース３１底面の内側固定接点３３〜４０に各々対応した位置に、下方に突出した押圧部４２Ｄが、合計八箇所設けられている。
【０００９】
この押圧部４２Ｄが、箱形ケース３１内壁下部の円形部によって操作体４２と中心が一致するように位置決めしてコモン接点５３上に載せられているドーム状可動接点４１の上面部に当接することで、操作体４２のフランジ部４２Ａ上面は上記カバー３２の下面に弾接されて操作体４２は垂直中立位置に保たれている。
【００１０】
次に、以上のように構成された従来の多方向操作スイッチの動作について説明すると、まず、図１０に示す通常状態では、本スイッチのいずれの接点間もオフの状態となっている。
【００１１】
そして、図１３の傾倒操作状態を示す正面断面図に矢印で示すように、操作体４２の軸部４２Ｂの上方先端部４２Ｃに装着されたつまみ５２の左上面を下方に押すと、操作体４２はフランジ部４２Ａ上面の右側を支点として傾き、その方向に対応する下面の押圧部４２Ｄがドーム状可動接点４１を押圧して部分的に反転させ、節度を生じると同時にドーム状可動接点４１は対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触し、コモン接点５３と内側固定接点３４の間をオンさせて、外部導出用のコモン端子６３および端子４４の間のみが導通する。
【００１２】
この後、つまみ５２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点４１の弾性復元力によって操作体４２は下面の押圧部４２Ｄが押し上げられて垂直中立位置に戻り、ドーム状可動接点４１が内側固定接点３４から離れてスイッチオフ状態に戻る。
【００１３】
同様にして、つまみ５２を押す位置を変えることにより、コモン端子６３とそれぞれの押圧位置に応じた導出用の端子４３〜５０との間を導通させることができるように構成されたものであった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の各種電子機器の小型化が要求される中において、上記従来のスイッチ機構を有する多方向操作スイッチでは、内側固定接点３３〜４０とコモン接点５３のそれぞれに対応する端子４３〜５０と６３とを有するものであったため、端子数が多く、スイッチを小型化し難いという課題があった。
【００１５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、端子数が少なく外形を小さくできるスイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニットを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、可動接点に対向配置された複数個の固定接点が、電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成されると共に、その並びが第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置であり、上記可動接点によって上記各共通接点のいずれかとそれに隣接する独立接点との間を導通させる構成としたスイッチ機構としたものであり、操作時において、隣り合う第１共通接点と所定の独立接点との間、または隣り合う第２共通接点と所定の独立接点との間が導通するものにできるため、その導通状態を検出することにより、上記接点配置のみで操作方向が特定できると共に、その共通接点は２系統で設けられているため、端子や導出部分の数も少なくでき、外形の小さい多方向操作スイッチや多方向操作ユニットが容易に実現できるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、上面が開口部となった凹部の内底面に複数個の固定接点が各々配設された絶縁樹脂製の箱形ケースと、上記複数個の固定接点を内側に覆うように上記箱形ケースの凹部内に組み合わされた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、上記箱形ケースの開口部を覆う貫通孔を有するカバーと、上記カバーの貫通孔から上方に突出した軸部の下端に一体に形成されたフランジ部外周が、上記ケースの凹部内壁に回転はしないが傾倒動作可能に支持されると共に、上記フランジ部の下面の、上記複数個の固定接点の隣り合う中間位置のそれぞれに対応する位置に設けられた押圧部が上記ドーム状可動接点に当接して配された操作体からなり、上記複数個の固定接点が電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成されており、その並びが第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置になっている請求項１記載のスイッチ機構を用いた多方向操作スイッチとしたものであり、操作体の傾倒操作時に、当該方向に対応する押圧部の部分で押されドーム状可動接点が部分的に反転して、隣り合う第１共通接点と所定の独立接点との間、または隣り合う第２共通接点と所定の独立接点との間が導通するものにでき、その導通状態を検出することにより、上記接点配置のみで操作方向が特定できると共に、その共通接点は２系統で設けられているため、導出用の端子数が少なくでき、外形の小さい多方向操作スイッチが容易に実現できるという作用を有する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、操作体のフランジ部下面に設けた押圧部が、リング状で突出しているものであり、この押圧部は全周で均一な高さであるため、操作体が、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点が配されている方向に対して傾倒操作された場合には、当該方向に対応するリング状の押圧部の部分で押されて部分的に反転したドーム状可動接点は当該固定接点に当接状態となって停止する、つまり上記当接により当該方向への操作体の傾倒量が規制できるため、当該固定接点に隣り合う固定接点に可動接点が接触することを防止でき、スイッチの誤動作が少なくなるという作用を有する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、可動接点に対応する複数個の固定接点が、配線基板上に配設され、上記複数個の固定接点を、電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成すると共に、その並びを第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置とした請求項１記載のスイッチ機構を用いた多方向操作ユニットであり、請求項１記載の発明による作用に加え、上記各固定接点からの導出部分の数が少なく済むので配線基板のパターン設計の自由度が増すという作用を有する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、配線基板上に、複数個の固定接点を内側に覆うように弾性金属薄板製のドーム状可動接点を位置決めして配すると共に、上記ドーム状可動接点上に、上記複数個の固定接点の隣り合う中間位置のそれぞれに対応する位置に設けられた押圧部を下面に有し、回転はしないが傾倒動作可能に規制された操作ボタンを配したものであり、構成部品数が少なく、かつ高さ寸法の低いものにできるという作用を有する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の発明において、操作ボタンの下面に設けた押圧部が、リング状で突出しているものであり、請求項３記載の発明による作用と同様の作用を有し、操作ボタンが、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点が配されている方向に対して傾倒操作された場合に、全周で均一な高さの押圧部の部分で押されて部分的に反転したドーム状可動接点は当該固定接点に当接状態となって操作ボタンが停止するものにでき、当該方向への操作ボタンの傾倒量が規制されたスイッチの誤動作の少ないものにできるという作用を有する。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５記載の発明において、ドーム状可動接点が、下面に接着層を有する可撓性を備えたカバーテープによって配線基板上に貼り付け保持され、操作ボタンの下面に設けた押圧部が上記カバーテープを介して上記ドーム状可動接点上に位置するものであり、簡素な構成でドーム状可動接点を確実に所定位置に保持でき、安価で薄型のものにできるという作用を有する。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項５記載の発明において、操作ボタンは、機器の筐体に設けた孔から表出し、上記筐体の孔の周辺位置に設けた規制部との係合によって位置規制されると共に回転規制や抜け止めがなされたものであり、機器の筐体を利用して操作ボタンを規制しているので、部品点数が少なくて済むという作用を有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスイッチ機構および、これを用いた多方向操作スイッチならびに多方向操作ユニットについて図１〜図９を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３記載の発明について説明する。
【００２６】
図１は本発明のスイッチ機構を有する第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１は上面が開口部となった凹部を有する絶縁樹脂製の箱形ケースで、その凹部内に、上方に凸状に形成された弾性金属薄板製のドーム状可動接点１１が、凹部の中心位置に合わせられて収容されている。
【００２７】
そして、このドーム状可動接点１１の上には、軸部１２Ｂとその下端に一体で形成されたフランジ部１２Ａからなる操作体１２が配され、さらにその上から金属板などからなるカバー２が上記箱形ケース１の上面の開口部を覆うように箱形ケース１に固定されている。
【００２８】
なお、箱形ケース１の凹部および操作体１２のフランジ部１２Ａは共に八角形の形状で設けられて回転しないように組み合わされていること、および、カバー２中央の貫通孔２Ａから突出した上記操作体１２の軸部１２Ｂは傾倒操作可能となっていることは従来のものと同様である。
【００２９】
そして、この箱形ケース１の凹部底面には、図３の箱形ケースの平面図にも示すように、弾性金属薄板製のドーム状可動接点１１の外縁部より内側で箱形ケース１の中心から等距離で等角度の位置に配設された八つの固定接点のみがインサート成形などによって固定されたものとなっている。
【００３０】
そして、これらの固定接点は、電気的に同電位で共通して使用される２系統の共通接点としての第１共通接点３および７と第２共通接点５および９、そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０の３種で構成されており、これら各々の接点の配列状態は、時計周りで第１共通接点３、独立接点４、第２共通接点５、独立接点６、第１共通接点７、独立接点８、第２共通接点９、独立接点１０の順番で配されている。
【００３１】
すなわち、共通接点と独立接点が交互で、かつ共通接点も第１共通接点と第２共通接点が交互になるように規則的に配列され、第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置となっている。
【００３２】
また、八つの固定接点３〜１０は、リング状の範囲内で各々位置するように配設されている。
【００３３】
そして、第１共通接点３および７と第２共通接点５および９、そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０は、ケース１外方に設けられた外部導出用の第１共通端子１３および１７と第２共通端子１５および１９そして独立端子１４、１６、１８、２０に各々電気的に接続されている。
【００３４】
これらの端子１３〜２０は、箱形ケース１の対向する外壁にそれぞれ４本ずつ導出されている。
【００３５】
なお、上記には、第１共通接点３および７と第２共通接点５および９用の端子として、第１共通端子１３および１７と第２共通端子１５および１９の合計四つの端子を設けたものとしているが、箱形ケース１内で、第１共通接点３、７どうし、また第２共通接点５、９どうしを導通させておくようにして、第１共通端子と第２共通端子を、各々一つずつとしてもよい。
【００３６】
そして、操作体１２のフランジ部１２Ａ下面には、箱形ケース１底面に配された各接点３〜１０の隣り合う接点どうしの中間位置に対応した位置に下方に突出した押圧部１２Ｄが八つ設けられており、この押圧部１２Ｄが、箱形ケース１内に位置決め収容されたドーム状可動接点１１の上面部に当接することで、操作体１２のフランジ部１２Ａ上面は上記カバー２の下面に押しつけられて操作体１２は垂直中立位置を保っている。
【００３７】
次に、以上のように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチの動作について説明する。
【００３８】
まず、図１に示す通常状態では、本スイッチのいずれの接点間もオフの状態となっている。
【００３９】
そして、図４に矢印で示すように、操作体１２の上方の先端部１２Ｃに装着されたつまみ２２の左上面を下方に押す、つまり独立接点４と第２共通接点５との中間方向に向けて軸部１２Ｂを傾倒させると、操作体１２はフランジ部１２Ａ上面の右側を支点として傾き、その方向に対応する左側下面の押圧部１２Ｄがドーム状可動接点１１を押して部分的に反転させ、節度を生じると同時に対応する箱形ケース１底面に配された独立接点４と第２共通接点５とに接触する、つまり、外部導出用の独立端子１４と第２共通端子１５との間が導通状態になる。
【００４０】
なお、図４においては、ドーム状可動接点１１の第２共通接点５への当接状態のみを図示しているが、図示されていない独立接点４に対しても押圧部１２Ｄで押されたドーム状可動接点１１は接触している。
【００４１】
このとき、ドーム状可動接点１１が反転動作をする箇所はドーム状の当該位置の一部分のみであるので、傾倒方向以外の各接点３、６〜１０にはドーム状可動接点１１は接触しない。
【００４２】
この後、つまみ２２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点１１の弾性復元力によって操作体１２は下面の押圧部１２Ｄが押し上げられて垂直中立位置に戻り、ドーム状可動接点１１が独立接点４および第２共通接点５から離れてスイッチオフ状態に戻る。
【００４３】
同様にして、つまみ２２を押す位置を変える、すなわち操作体４２の傾倒方向を変えることにより、ドーム状可動接点１１を介してそれぞれの方向に応じた第１または第２のどちらか一つの共通接点と独立接点間、つまり第１または第２共通端子のいずれかと対応する導出用の各端子１３〜２０の一つが導通状態になる。
【００４４】
以上のように、本発明によるスイッチ機構を有する多方向操作スイッチは、一個のドーム状可動接点１１の下方に内包するように設けた複数個の接点を、電気的に同電位で共通して使用される２系統の第１共通接点３および７と第２共通接点５および９そして電気的に独立した独立接点４、６、８、１０の３種で構成し、それら各々の接点３〜１０の並びは、時計周りに第１共通接点３、独立接点４、第２共通接点５、独立接点６、第１共通接点７、独立接点８、第２共通接点９、独立接点１０の順番、つまり共通接点と独立接点が交互でありかつ共通接点も第１共通接点と第２共通接点が交互であるように配置することにより、操作体１２を傾けた各々の方向に対応して共通接点と独立接点が対になってスイッチングが行えて方向特定ができるものである。
【００４５】
そして、その共通接点を２系統で設け、各々複数個配された共通接点を一つずつの端子にまとめて導出しても方向特定ができるため、箱形ケース１の底面に配設する接点数および導出用の端子数を少なくすることができ、スイッチとしての外形を小型化することができる。
【００４６】
また、このスイッチのオン・オフ信号を入力して処理するマイクロコンピュータ（図示せず）における必要な入力ポートの数は、従来の技術の項で説明した図１２などで示すスイッチ機構であると、コモン端子６３はアース側に通常接続され、かつ、残りの端子４３〜５０の接続で八つ必要であるが、本発明によるスイッチ機構であると第１共通端子、第２共通端子および４つの独立端子の計六つにでき、入力ポート数を二つも低減できるため、機器側の配線板など回路設計が簡便で使いやすいものとすることができる。
【００４７】
なお、図５の他の構成の操作体を下方から見た斜視図に示すように、上記に説明したものに対して、操作体２４のフランジ部２４Ａの下面の押圧部２５を、箱形ケース１の凹部底面の複数個の接点３〜１０に対応するリング状に突出した形状とすると、スイッチの誤操作が少なくなるものにできる。
【００４８】
これは、この押圧部２５が全周で均一の高さ位置のものであるため、操作体２４が、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点方向、例えば第２共通接点５が配された方向に合わせて傾倒操作された場合に、当該方向に対応するリング状の押圧部２５の部分で押されて部分的に反転したドーム状可動接点１１が当該第２共通接点５上に当接状態となって停止する、つまり上記当接により当該方向への操作体２４の傾倒量が規制できるため、当該第２共通接点５に隣り合う独立接点４と６にドーム状可動接点１１が接触することが防止されてスイッチ接点間のオフ状態が維持されるので、当該方向への操作に伴うスイッチの誤動作が少なくなるものである。
【００４９】
なお、以上には、固定接点が八つのものを例として説明したが、本発明によるスイッチ機構の概念は、４の倍数の固定接点の場合に適用可能なものである。
【００５０】
また、本発明によるスイッチ機構は、上記のように配列された固定接点に対する導通手段として、ドーム状可動接点以外で行うものであってもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４〜８記載の発明について説明する。
【００５２】
本実施の形態は、上記実施の形態１に説明した本発明によるスイッチ機構を、機器内に構成する事例を説明するものであり、実施の形態１と同じ部分は、簡単に説明することとする。
【００５３】
図６は本発明のスイッチ機構を有する第２の実施の形態による多方向操作ユニットの分解斜視図、図７は同上面図、図８は同図７のＸ−Ｘ線における断面図である。
【００５４】
同図において、１０１は、機器の筐体１１０内に位置決めして収容される多層配線構造の配線基板であり、その上面には、本発明によるスイッチ機構を構成するための八つの固定接点１２３〜１３０が配設されている。
【００５５】
これらの固定接点１２３〜１３０は、上面視で、所定位置を中心とし、この中心からリング状の範囲内の等距離で等角度に各々位置するように配設されている。
【００５６】
そして、これらの固定接点１２３〜１３０は、電気的に同電位で共通して使用される２系統の共通接点としての第１共通接点１２３および１２７と第２共通接点１２５および１２９、そして電気的に独立した独立接点１２４、１２６、１２８、１３０の３種で構成され、これら各々の接点の配列状態は、時計周りで第１共通接点１２３、独立接点１２４、第２共通接点１２５、独立接点１２６、第１共通接点１２７、独立接点１２８、第２共通接点１２９、独立接点１３０の順番に配されている。
【００５７】
つまり、本実施の形態による固定接点１２３〜１３０においても、第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりが２回繰り返された規則的な配列状態となっている。
【００５８】
そして、第１共通接点１２３および１２７は、配線基板１０１内で導通されて、一つの導出部１５１で導出されている。
【００５９】
また、第２共通接点１２５および１２９も同様に、一つの導出部１５２で導出されている。
【００６０】
また、電気的に独立した独立接点１２４、１２６、１２８、１３０は、各々の導出部１５３〜１５６で導出されている。
【００６１】
なお、図面においては、配線基板１０１のその他の配線部分やそれに装着された電子部品等は記載せず省略している。
【００６２】
そして、１６０は上方に凸状に形成された弾性金属薄板製のドーム状可動接点で、上記各固定接点１２３〜１３０を下方に内包するように、配線基板１０１上に配置され、上方から可撓性を有するカバーテープ１６１によって配線基板１０１上に貼り付け装着されている。
【００６３】
このとき、ドーム状可動接点１６０は、各固定接点１２３〜１３０のいずれとも接触せず、収容状態となっていること、またドーム状可動接点１６０の中心位置は、各固定接点１２３〜１３０が配された中心位置に合わせられていることは実施の形態１の場合と同じである。
【００６４】
このカバーテープ１６１によるドーム状可動接点１６０の装着方法が、確実にドーム状可動接点１６０を配線基板１０１上に保持でき、安価かつ薄型で、接点位置も安定したものにできる。
【００６５】
なお、本発明によるスイッチ機構を構成するドーム状可動接点１６０は、常時、電気的な接続状態となる固定接点がないものであると共に、後述する操作ボタン１７０で上方への位置規制がなされるものであるため、配線基板１０１上の側方への位置規制をするのみでもよく、所定部材の壁部などでドーム状可動接点１６０の位置規制をしてもよい。
【００６６】
そして、ドーム状可動接点１６０上には、カバーテープ１６１を介して操作ボタン１７０が配されている。
【００６７】
この操作ボタン１７０は略円板状で、上面中央部分が操作部分となるように、筐体１１０の孔１１１から表出し、その外周部に、上面視で円形鍔状に突出状態に設けられた上方規制部１７０Ａが、筐体１１０の下面に係合して抜け止めがなされている。
【００６８】
また、操作ボタン１７０の上方規制部１７０Ａには、四箇所の切り欠き部１７０Ｂが設けられ、この切り欠き部１７０Ｂの各々に、筐体１１０下面に突出形成された凸部１１０Ａが挿通され操作ボタン１７０は回転規制がなされている。
【００６９】
そして、操作ボタン１７０の下面には、各接点１２３〜１３０の隣り合う接点どうしの中間位置に対応した位置に下方に突出した押圧部１７１が八つ設けられており、図８にも示すように、上記押圧部１７１が、カバーテープ１６１を介してドーム状可動接点１６０の上面部に当接するようにして配されることにより、操作ボタン１７０の上方規制部１７０Ａ上面は、孔１１１周囲の筐体１１０下面に押しつけられて操作ボタン１７０は垂直中立位置を保っている。
【００７０】
このように操作ボタン１７０の回転や抜け止めの規制部分を、筐体１１０の孔１１１周囲に設けて、操作ボタン１７０に係合させた構成であるため、部品点数が少なく済み、機器の高さ寸法も低いものにできる。
【００７１】
そして、各押圧部１７１の位置に対応する操作ボタン１７０の上面位置には、図６や図７に示すように、操作時の認識用の突起１７０Ｃが、八つ設けられている。
【００７２】
なお、この操作ボタン１７０も、中心位置を、各固定接点１２３〜１３０が配された部分の中心位置に合わせられて配されている。
【００７３】
また、上記に説明した操作ボタン１７０の上方規制部１７０Ａの切り欠き部１７０Ｂは、操作ボタン１７０の中心からの仮想線が互いに直交する位置の四箇所で、かつ突起１７０Ｃが配設された位置とは、角度がずらされて配設されている。
【００７４】
なお、図８の断面図においては、操作ボタン１７０の押圧部１７１を全て記載すると図面が煩雑になるため、断面位置に近いもののみを記載していると共に、操作ボタン１７０の突起１７０Ｃや配線基板１０１上に配された各固定接点も省略して表記したものとしている。
【００７５】
以上のように、本実施の形態による多方向操作ユニットは構成され、次に動作を説明するが、その動作は、実施の形態１による多方向操作スイッチの場合と殆ど同じであるため、簡単に説明する。
【００７６】
まず、図８に示すいずれの接点間もオフの状態となっている通常状態から、所定の認識用の突起１７０Ｃ上から操作ボタン１７０に押圧力を加えると、操作ボタン１７０は、その押圧位置と点対称の関係となる反対側の上方規制部１７０Ａ上面角部を支点として傾いて、上記押圧力を加えた突起１７０Ｃの下方位置に対応して配された押圧部１７１が、カバーテープ１６１を介してドーム状可動接点１６０を押し部分的に反転させ、節度を生じると同時に対応する固定接点間のみを導通させる。
【００７７】
この後、押圧力を除くと、ドーム状可動接点１６０の弾性復元力によって操作ボタン１７０は下面の押圧部１７１が押し上げられて垂直中立位置に戻り、いずれの接点間もオフの状態となっている通常状態に戻る。
【００７８】
以上のように、本実施の形態による多方向操作ユニットは、実施の形態１によるものと同様に、第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりが２回繰り返された配置状態で固定接点が配され、共通接点と独立接点が対になってドーム状可動接点１６０でスイッチングが行えて方向特定ができるものである。
【００７９】
そして、２系統で設けた共通接点からは、各々一つずつの導出部１５１と１５２とで引き出すものであるため、導出部の数も少なくでき、配線基板１０１のパターン設計の自由度も広がると共に、その信号処理をするマイクロコンピュータなどからなる制御部品の入力ポート数も少なくて済む。
【００８０】
また、本実施の形態による多方向操作ユニットは、簡素な構成で、高さ寸法が薄く構成できるため、機器の薄型化にも寄与できるものである。
【００８１】
なお、上記のように配列された固定接点に対する導通手段として、上記のドーム状可動接点１６０以外で行ってもよいことは実施の形態１の場合と同じである。
【００８２】
また、操作ボタン１７０下面の押圧部１７１を、図９に示すように、操作ボタン２００において、その下面に、全周で均一の高さ位置となったリング状の押圧部２０１を有するものとしてもよく、この構成であると、実施の形態１にも説明したように、あらかじめ割り付けられた操作方向ではない固定接点が配された位置を押圧操作された場合に、当該方向への操作ボタン２００の傾倒量が規制され、スイッチの誤動作が低減できるものとなる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によるスイッチ機構は、少ない固定接点の数で、操作方向が特定できるものであるから、外部導出用の端子などが少なくて、外形の小さい多方向操作スイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。
【００８４】
また、このスイッチ機構を用いた多方向操作ユニットは、導出部が少なくて済む上、簡素で薄型なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチ機構を有する第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同要部である箱形ケースの平面図
【図４】同傾倒操作状態を示す正面断面図
【図５】同要部である他の構成の操作体を下方から見た斜視図
【図６】本発明のスイッチ機構を有する第２の実施の形態による多方向操作ユニットの分解斜視図
【図７】同上面図
【図８】同図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図９】同要部である他の構成の操作ボタンを下方から見た斜視図
【図１０】従来の多方向操作スイッチの正面断面図
【図１１】同分解斜視図
【図１２】同要部である箱形ケースの平面図
【図１３】同傾倒操作状態を示す正面断面図
【符号の説明】
１ 箱形ケース
２ カバー
２Ａ 貫通孔
３、７、１２３、１２７ 第１共通接点
４、６、８、１０、１２４、１２６、１２８、１３０ 独立接点
５、９、１２５、１２９ 第２共通接点
１１、１６０ ドーム状可動接点
１２、２４ 操作体
１２Ａ、２４Ａ フランジ部
１２Ｂ 軸部
１２Ｃ 先端部
１２Ｄ、２５、１７１、２０１ 押圧部
１３、１７ 第１共通端子
１４、１６、１８、２０ 独立端子
１５、１９ 第２共通端子
２２ つまみ
１０１ 配線基板
１１０ 筐体
１１０Ａ 凸部
１１１ 孔
１５１、１５２、１５３〜１５６ 導出部
１６１ カバーテープ
１７０、２００ 操作ボタン
１７０Ａ 上方規制部
１７０Ｂ 切り欠き部
１７０Ｃ 突起
Claims (8)
- 可動接点に対向配置された複数個の固定接点が、電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成されると共に、その並びが第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置であり、上記可動接点によって上記各共通接点のいずれかとそれに隣接する独立接点との間を導通させる構成としたスイッチ機構。
- 上面が開口部となった凹部の内底面に複数個の固定接点が各々配設された絶縁樹脂製の箱形ケースと、上記複数個の固定接点を内側に覆うように上記箱形ケースの凹部内に組み合わされた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、上記箱形ケースの開口部を覆う貫通孔を有するカバーと、上記カバーの貫通孔から上方に突出した軸部の下端に一体に形成されたフランジ部外周が、上記ケースの凹部内壁に回転はしないが傾倒動作可能に支持されると共に、上記フランジ部の下面の、上記複数個の固定接点の隣り合う中間位置のそれぞれに対応する位置に設けられた押圧部が上記ドーム状可動接点に当接して配された操作体からなり、上記複数個の固定接点が電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成されており、その並びが第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置になっている請求項１記載のスイッチ機構を用いた多方向操作スイッチ。
- 操作体のフランジ部下面に設けた押圧部が、リング状で突出している請求項２記載の多方向操作スイッチ。
- 可動接点に対応する複数個の固定接点が、配線基板上に配設され、上記複数個の固定接点を、電気的に共通した２系統の第１共通接点、第２共通接点そして電気的に独立した独立接点の３種で構成すると共に、その並びを第１共通接点、独立接点、第２共通接点、独立接点のくくりで繰り返される配置とした請求項１記載のスイッチ機構を用いた多方向操作ユニット。
- 配線基板上に、複数個の固定接点を内側に覆うように弾性金属薄板製のドーム状可動接点を位置決めして配すると共に、上記ドーム状可動接点上に、上記複数個の固定接点の隣り合う中間位置のそれぞれに対応する位置に設けられた押圧部を下面に有し、回転はしないが傾倒動作可能に規制された操作ボタンを配した請求項４記載の多方向操作ユニット。
- 操作ボタンの下面に設けた押圧部が、リング状で突出している請求項５記載の多方向操作ユニット。
- ドーム状可動接点が、下面に接着層を有する可撓性を備えたカバーテープによって配線基板上に貼り付け保持され、操作ボタンの下面に設けた押圧部が上記カバーテープを介して上記ドーム状可動接点上に位置する請求項５記載の多方向操作ユニット。
- 操作ボタンは、機器の筐体に設けた孔から表出し、上記筐体の孔の周辺位置に設けた規制部との係合によって位置規制されると共に回転規制や抜け止めがなされた請求項５記載の多方向操作ユニット。
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