JP2005141951A - 多方向スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 的確な傾倒動作及び復元動作を確保しつつスイッチの小型化を図った多方向スイッチを提供する。
【解決手段】 多方向スイッチにおいて利用者が傾倒動作を行う操作体の下部にフランジ部を形成し、フランジ部を形成した操作体と固定接点との間に、操作体とは別個独立に設けられて介在する板バネ状接点ブラシを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、テレビ、ビデオ等の各種電子機器のリモコンや、ゲーム機、カーナビゲーションシステム、電子カメラ、携帯機器等に備えられる入力装置に使用される多方向スイッチに関する。

従来の多方向スイッチは、ベースの上方に利用者により傾倒動作が行われる操作体が傾倒可能に配されてなる。この操作体は、操作体軸と、操作体軸の下部から延設されたフランジ部とで構成されている。ベースの表面には、複数の固定接点が配設され、操作体のフランジ部の側面には板バネ状接点ブラシが根元で固定されて延びている。複数の固定接点のうち、ベース中心に配設される固定接点には、ダイヤフラムという円形ドーム状弾性部材が被せられている。操作体は、操作体下面中心にダイヤフラム押圧部を備え、このダイヤフラム押圧部がダイヤフラムを押圧できるとともに、通常状態においてダイヤフラム押圧部とダイヤフラムを当接させて操作体を支持させる。操作体のフランジ部に固定されている板バネ状接点ブラシと複数の固定接点は一対一対応で同鉛直線上にあり、操作体を傾倒動作すると、傾けられた側の接点ブラシが固定接点と当接して電気信号を出力する（例えば、特許文献１参照。）。

このような多方向スイッチにおいて、傾倒動作後の復元力は、中心に位置するダイヤフラムと板バネ状の接点ブラシの復元力に依る。したがって、接点ブラシに板バネとしての機能を発揮させるためには、ある程度の狭長性が必要であり、接点ブラシの長さは所定以上が確保される。

ところで、近年の電子機器にあっては、コンパクト化が重要な開発テーマの一つであり、当然、そのような電子機器に搭載される入力装置の多方向スイッチに関しても一層の小型化が望まれる。

しかしながら、従来の多方向スイッチは、フランジ部に接点ブラシを固定しているので、すくなくとも操作体軸から延設されたフランジ部の縁から接点ブラシが延びることとなり、接点ブラシに板バネの機能を発揮させるための所定以上の長さを確保すると、多方向スイッチが大型化してしまう。

また、操作体からフランジ部を除き、操作体軸に直接接点ブラシの根元を固定して延ばす多方向スイッチもある（例えば、特許文献２参照。）。

この場合、操作体軸から直接接点ブラシが延びるため、比較的多方向スイッチを大型化せずとも接点ブラシを所定以上の長さにでき、接点ブラシに板バネ状接点ブラシの機能を持たせることができる。

ここで、フランジ部は、操作体の傾倒動作において、操作体を収容するケースの内側に当設して支点となり、板バネ状接点ブラシの付勢力により操作体が誤った方向に傾倒、復元または滑らないように適切な方向へガイドしている。しかし、フランジ部を除くと、この適切なガイドがなくなり、操作体の誤作動が生じてしまうおそれがある。

フランジ部を除かなくとも、例えば、フランジを操作体軸の側面から延設されるようにし、フランジ部より下方であって、操作体軸の縁から接点ブラシを上方または下方へ向けて延ばすことにより一応の長さは確保できるが、操作体から上方に接点ブラシを反らせると、接点ブラシと固定接点との距離が広がり、操作性が悪くなる。操作体から下方に接点ブラシを反らせると、接点ブラシと固定接点の距離が狭まり、誤作動を招く。

特開２００１−３５３１９号公報 （図１０）

特開２００３−１５１２０８号公報 （図１５）

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、的確な傾倒動作及び復元動作を確保しつつスイッチの小型化を図った多方向スイッチを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、軸体下部にフランジ部が形成され、かつ傾倒可能に配される操作体と、上記操作体の下方に配される固定接点と、上記操作体と上記固定接点との間に上記操作体とは別個独立に介在し、かつ上記操作体の傾倒により上記フランジ部に押し下げられる板バネ状接点ブラシと、を備えること、を特徴とする。

ここで、別個独立に介在するとは、操作体と板バネ状接点ブラシに係合や貼付け、インサートといった固定または連結関係がないことである。固定または連結関係がなく、別体であれば、操作体と板バネ状接点ブラシは、離間させることもできるし当接させることもできる。

また、板バネ状接点ブラシとは、接点ブラシに所定の狭長性を確保した結果、接点ブラシにバネの機能を付加したものである。

フランジ部は、操作体の傾倒動作により、傾倒方向に共動し、板バネ状の接点ブラシを押し下げて固定接点に接触させるものである。したがって、操作体の傾倒動作の際に板バネ状接点ブラシに当接して、かつ押し下げることのできる形状であれば、フランジ部に突起部を設けることもできる。

このように本発明は、操作体と接点ブラシを分離することにより、接点ブラシに操作体の大きさや形状に縛られることなく板バネの機能を備える狭長性を持たせるようにしたものであり、操作体の周囲より内側から接点ブラシを延ばすことが可能となるものである。操作体の周囲より内側から板バネ状接点ブラシが延びるとは、板バネ状接点ブラシの操作体の周囲より内側にある部分についても自由端となり、操作体と固定関係がないことである。

よって、本発明は上述のような構成を採用したことにより、板バネ状接点ブラシにより多方向スイッチの傾倒動作後の適切な付勢力と復元力を確保しつつ、多方向スイッチ全体を小型化することができる。

本発明の多方向スイッチは、操作体の下方を収納するスイッチケースをさらに備えており、フランジ部は、操作体の傾倒動作により上方に持ち上がった外縁部分が上記スイッチケースの内壁と当接するようにすることができる。

このフランジ部は、操作体の周囲を覆うように延設してもよいが、板バネ状接点ブラシに対応するように操作体から延設し、さらにスイッチケースの内壁と当接するように、操作体の傾倒される対向側に操作体から延設することもできる。

上述のようなフランジ部は、操作体の傾倒動作時にスイッチの内壁と当接することによって、操作体の傾倒方向及び復元方向を適切にガイドするものであり、操作体を傾倒動作する際の、または操作体が復元動作する際の、板バネ状接点ブラシの付勢力による操作体の誤作動を防止するものである。

本発明のフランジ部は、板バネ状接点ブラシが操作体と別個独立に設けられているため、板バネ状接点ブラシの延びを邪魔することがなく、板バネ状接点ブラシに適切な付勢力を与えることができ、かつ傾倒方向及び復元方向を適切に補助し、スイッチ操作の誤操作を防止する。

また、本発明では、板バネ状接点ブラシを操作体とは別個独立に介在させるようにしたが、この場合、板バネ状接点ブラシは、上記板バネ状接点ブラシを中空状態で支持し、かつ上記多方向スイッチのベースに載置される脚部と一体に形成されるようにすれば、所定位置を保って多方向スイッチ内に収容することができる。

ここで、脚部は、板バネ状接点ブラシを中空状態で支持するが、例えば、板バネ状接点ブラシの根元付近から分岐して脚部が伸びるように形成するとよい。この場合、板バネ状接点ブラシと脚部は、水平方向において異方向に延びるようにすると、板バネ状接点ブラシと固定接点の接触に脚部が干渉せず望ましい。尚、水平方向とは、多方向スイッチに対する水平方向である。

また、板バネ状接点ブラシは、上記脚部に比し上方に反って形成されているようにすることができる。すなわち、このような多方向スイッチは、板バネ状接点ブラシの延び方向を操作体側に向けるようにできるものである。上方に沿って形成された板バネ状接点ブラシは、板バネ状接点ブラシと固定接点との距離を広げることができ、板バネ状接点ブラシの付勢力を増加させることができ、さらなる多方向スイッチの小型化を図ることができるとともに、スイッチ操作の誤操作を防止することができる。

また、板バネ状接点ブラシは、水平面に比し上方に反って形成され、脚部は、水平面に比し下方に反って形成されているようにしてもよい。

上述のような構成を採用すると、さらに板バネ状接点ブラシの付勢力を増加でき、さらなる多方向スイッチの小型化及びご操作の防止を図ることができる。

以上説明した通り、本発明に係る多方向スイッチは、軸体下部にフランジ部が形成され、かつ傾倒可能に配される操作体と、上記操作体の下方に配される固定接点と、上記操作体と上記固定接点との間に上記操作体とは別個独立に介在し、かつ上記操作体の傾倒により上記接点ブラシ押部に押し下げられる板バネ状接点ブラシと、を備えることにより、接点ブラシに操作体の大きさや形状に縛られることなく狭長性を持たせることができるから、多方向スイッチ全体の小型化を図りつつ接点ブラシに板バネの機能を備えることができるとともに、多方向スイッチに適切な復元力を確保することができる。

以下、本発明に係る多方向スイッチの実施形態について図１乃至図１０を基き詳細に説明する。

図１は、本発明に係る多方向スイッチの分解側面図である。図２は、板バネ状接点ブラシの(ａ)上面及び（ｂ）側面図である。図３は、固定接点の上面図である。図４は、多方向スイッチの構成説明図である。図５は、ベースと固定接点の配置関係説明図である。図６は、ベースと板バネ状接点ブラシの配置関係説明図である。図７は、板バネ状接点ブラシと操作体の配置関係説明図である。図８は、図５乃至図７のＡＡ断面図である。図９は、多方向スイッチの傾倒動作説明図である。図１０は、回路図である。

図１に示すように、多方向スイッチ１は、ベース５と、ベース５を覆うケース７の内側に、利用者により傾倒される操作体２と、この操作体２の傾倒動作に応じて押し下げられる板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄ及びダイヤフラム３ｅからなる可動接点と、可動接点が押し下げられることにより可動接点に接離されるブラシ用固定接点４ａ〜４ｄ及びダイヤフラム用固定接点からなる固定接点が収納される構造を採る。

ケース７は、周囲にベース５と係合する係合部７ｂが延設され、中心に操作体２が遊貫されるケース開口部７ａが開口されている。

ベース５は、上面内縁に上面より一段高い載置台５ａが形成されている。

操作体２は、軸体２ａ下部周囲を囲ってフランジ部２ｂが延設され、フランジ部２ｂの底面に突起部２ｃが形成されている。また、操作体２の下面中心には、突起形状のダイヤフラム押圧部２ｄが突出して形成されている。

ダイヤフラム３ｅは、円形ドーム状金属板が２枚重ねられている。

板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、図２(ａ)に示すように、４本の板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄ及び４本の脚部６ａが根元を同じくして集合したブラシ体６として一体形成されて延びている。板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、先端に接点部分を有し、脚部６ａは、先端が二股に分岐した形状を有している。この板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄと脚部６ａは、ブラシ体６周囲から放射状に交互に伸びている。

また、ブラシ体６の中心には、操作体２下部底面に形成されるダイヤフラム押圧部２ｄが遊貫されるブラシ体開口部６ｂが開口されている。さらに板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、図２(ｂ)に示すように、ブラシ体６に対して上方に反って延びており、脚部６ａは、図２(ｂ)に示すように、ブラシ体６に対して下方に沿って延びている。すなわち、脚部６ａと板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄの高さは、所定の距離が設定される。

固定接点は、図３に示すように、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄが接離される４本のブラシ用固定接点４ａ〜４ｄが周囲に配され、ダイヤフラム３ｅが接離されるダイヤフラム用固定接点が中心に配される。ブラシ用固定接点４ａ〜４ｄは、先端に接点部分を有し、ダイヤフラム用固定接点は、ダイヤフラム３ｅ円周壁が常時接触して配されるダイヤフラム円周壁接点部分４ｆとダイヤフラム３ｅの頂点が接離されるダイヤフラム頂点接点部分４ｅとからなる。

多方向スイッチ１は、このような各部品からなり、図４に示すように、ケース７が、ベース５の周囲を図示省略の係合部７ｂで係合して覆っている。ケース開口部７ａには、内側から操作体２の軸体２ａが遊貫されて突出している。

操作体２の下方には、ブラシ用固定接点４ａ〜４ｄがベース５の載置台５ａに固定されて配され、ダイヤフラム用固定接点がベース５上面に固定されて配されている。ダイヤフラム３ｅは、ダイヤフラム用固定接点を覆ってベース５上面に載置されている。ダイヤフラム３ｅの頂点には、操作体２のダイヤフラム押圧部２ｄが当接されており、これにより操作体２が支持される。

板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、操作体２と固定接点との間に介在し、ブラシ体６から延びる脚部６ａをベース５載置台５ａに載置して中空状態で支持されている。このとき、ブラシ体開口部６ｂには、ダイヤフラム押圧部２ｄが遊貫されており、操作体２と板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、別個独立に配されている。

ベース５上に固定されるブラシ用固定接点４ａ〜４ｄ及びダイヤフラム用固定接点の配置を詳しく説明する。図５に示すように、ブラシ用固定接点４ａ〜４ｄは、ベース５の四隅側面からインサートされ、ベース５の内縁に一段高く設けられた載置台５ａの四隅に接点部分を載置して固定される。ダイヤフラム用固定接点は、ベース５中心にダイヤフラム頂点接点部分４ｅがインサートされて固定され、ダイヤフラム円周壁接点部分４ｆがベース５上面内縁付近にインサートされて固定されている。このとき、載置台５ａは、ダイヤフラム円周壁接点部分４ｆが固定されている個所については設けられていない。

ベース５上に脚部６ａが載置されることにより、中空状態で支持される板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄの配置を詳しく説明する。図６に示すように、ブラシ体６がベース５中心に配され、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄが載置台５ａに固定されたブラシ用固定接点４ａ〜４ｄの接点部分の上方に向けて延び、それぞれ対応して鉛直線上にある。板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄと交互に配された脚部６ａは、載置台５ａに載置されるが、先端の二股のそれぞれを載置台５ａに載置することによって、ダイヤフラム円周壁接点部分４ｆにより設けられていない載置台５ａがない個所を跨いで載置されている。

操作体２と、操作体２と別個独立に配された板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄの配置を詳しく説明する。図７に示すように、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、操作体２の下方に配され、操作体２のフランジ部２ｂより内側から延びている。この実施形態の場合、さらに軸体２ａよりも内側から延びるようにしている。なお、フランジ部２ｂの４隅は、傾倒動作時に板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄを押し下げ、またケース７内側に当設するため角が切られている。図８は、図５乃至図７のＡＡ断面図であり、図８に示すように、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄは、操作体２の下方に配され、操作体２とは別個独立に、操作体２と固定接点との間に介在し、ベース５の載置台５ａに脚部６ａを載置させることにより中空状態で支持されている。

本実施形態における多方向スイッチ１は、このように構成されており、以下、図９及び図１０に基づき、多方向スイッチ１の動作を説明する。

多方向スイッチ１の利用者が、操作体２を所望の方向に動作させると、操作体２は、傾倒動作し、この操作体２の傾倒動作と共動してフランジ部２ｂが所望の方向に押し下がる。このとき、フランジ部２ｂの押し下がり側は、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄに当接し、フランジ部２ｂの持ち上がり側は、ケース７の内壁に当接する。フランジ部２ｂの角は切られており、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄ及びケース７の内壁への当設時において、思わぬ方向へ滑ることがなく、操作体２は安定動作している。

さらに利用者が操作体２を傾倒させると、フランジ部２ｂの持ち上がり側の当接の反作用としてフランジ部２ｂの押し下がり側が板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄを適切な方向に押し下げ、同時にダイヤフラム押圧部２ｄがダイヤフラム３ｅの頂点を変形させる。このとき、フランジ部２ｂの持ち上がり側が当設しているため、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄの付勢力を確実に抑え、操作体２が思わぬ方向へ滑ることや板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄを思わぬ方向へ押し下げてしまうことはない。

さらに利用者が操作体２を傾倒させると、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄが押し下がり、ブラシ用固定接点４ａ〜４ｄと当接する。ブラシ用固定接点４ａ〜４ｄと板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄが当接すると、回路が接続され、電気信号が流れる。

この利用者による傾倒開始から回路の接続までは、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄが上方に反っているため、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄとブラシ用固定接点４ａ〜４ｄとの距離があり、適切な遊びを設定でき、誤作動や過剰な応答性を排除している。

利用者が操作体２を傾倒させる方向により流れる電気信号が異なるが、その電気信号の流れを図１０に示す。例えば、利用者が操作体２を左に傾倒させると、板バネ状接点ブラシ３ａ,３ｂが、ブラシ用固定接点４ａ,４ｂにそれぞれ当接し、１−３回路を電気信号が板バネ状接点ブラシ３ａ，３ｂを介して流れる。同様に、奥に傾倒させると、板バネ状接点ブラシ３ａ，３ｄが、ブラシ用固定接点４ａ，４ｄにそれぞれ当接し、１−６回路を電気信号が流れる。右に傾倒させると、板バネ状接点ブラシ３ｃ，３ｄが、ブラシ用固定接点４ｃ，４ｄにそれぞれ当接し、４−６回路を電気信号が流れる。手前に傾倒させると、板バネ状接点ブラシ３ｂ，３ｃが、ブラシ用固定接点４ｂ，４ｃにそれぞれ当接し、３−４回路を電気信号が流れる。

利用者が操作体２に与えていた力を解除すると、操作体２は、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄからの付勢力をフランジ部２ｂで受け、またダイヤフラム３ｅからの付勢力をダイヤフラム押圧部２ｄから受け、復元を開始する。この復元力は、接点ブラシが操作体２の内側より延びて十分な板バネの機能を有していること、及び通常状態において上方に沿っており適切な付勢力が与えられていることにより、確実な復元力を有する。

操作体２の傾倒状態からの復元開始により、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄはブラシ用固定接点４ａ〜４ｄとはなれ、回路を流れていた信号は切断される。さらに、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄの付勢力により、操作体２が通常状態に復帰するが、この工程においてフランジ部２ｂによるケース７内側への当接により、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄから滑って、誤った位置に復帰することはなく、確実に元の位置に戻ることができる。

なお、操作体２は、ケース開口部７ａ及びブラシ体開口部６ｂに遊貫されており、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄと別個独立であるので、板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄを稼動させることがなく、上下に摺動が可能である。したがって、操作体２をプッシュ動作した際に、誤って板バネ状接点ブラシ３ａ〜３ｄをブラシ用固定接点４ａ〜４ｄに当接させてしまうことなく、ダイヤフラム押圧部２ｄによりダイヤフラム３ｅを変形させてダイヤフラム３ｅを介してダイヤフラム円周壁接点部分４ｆとダイヤフラム頂点接点部分４ｅをつなぎ、２−５回路に信号を流すことができる。

本発明に係る多方向スイッチの分解側面図である。 本発明に係る板バネ状接点ブラシの平面図であり、(ａ)は上面図、（ｂ）は側面図である。 本発明に係る固定接点の上面図である。 本発明に係る多方向スイッチの構成説明図である。 本発明に係るベースと固定接点の配置関係説明図である。 本発明に係るベースと板バネ状接点ブラシの配置関係説明図である。 本発明に係る板バネ状接点ブラシと操作体の配置関係説明図である。 図５乃至図７のＡＡ断面図である。 本発明に係る多方向スイッチの傾倒動作説明図である。 本発明に係る多方向スイッチの回路図である。

符号の説明

１ 多方向スイッチ
２ 操作体
２ａ 軸体
２ｂ フランジ部
２ｃ 突起部
２ｄ ダイヤフラム押圧部
３ａ〜３ｄ 板バネ状接点ブラシ
３ｅ ダイヤフラム
４ａ〜４ｄ ブラシ用固定接点
４ｅ ダイヤフラム頂点接点部
４ｆ ダイヤフラム円周壁接点部分
５ ベース
５ａ 載置台
６ ブラシ体
６ａ 脚部
６ｂ ブラシ体開口部
７ ケース
７ａ ケース開口部
７ｂ 係合部

Claims (5)

1. 軸体下部にフランジ部が形成され、かつ傾倒可能に配される操作体と、
   上記操作体の下方に配される固定接点と、
   上記操作体と上記固定接点との間に、上記操作体とは別個独立に設けられて介在し、かつ上記操作体の傾倒により上記フランジ部に押し下げられる板バネ状接点ブラシと、
   を備えること、
   を特徴とする多方向スイッチ。
2. 上記多方向スイッチは、
   上記操作体のフランジ部を収納するスイッチケースをさらに備え、
   上記フランジ部は、
   上記操作体の傾倒動作により上方に持ち上がった外縁部分が上記スイッチケースの内壁と当接すること、
   を特徴とする請求項１に記載の多方向スイッチ。
3. 上記板バネ状接点ブラシは、
   上記板バネ状接点ブラシを中空状態で支持し、かつ上記多方向スイッチのベースに載置される脚部と一体に形成され、
   上記脚部に比し上方に反って形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の多方向スイッチ。
4. 上記板バネ状接点ブラシは、
   上記板バネ状接点ブラシを中空状態で支持し、かつ上記多方向スイッチのベースに載置される脚部と一体に形成され、
   上記板バネ状接点ブラシは、水平面に比し上方に反って形成され、上記脚部は、水平面に比し下方に反って形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の多方向スイッチ。
5. 上記板バネ状接点ブラシは、
   上記操作体の周囲より内側から延びていること、
   を特徴とする請求項１に記載の多方向スイッチ。

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