JP2007066638A

JP2007066638A - 複合操作型スイッチ

Info

Publication number: JP2007066638A
Application number: JP2005249633A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Inoue; 剛井上
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】多方向操作型のスイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一体化するとともに、ロータリエンコーダを回転操作する部材を回転操作しても、該部材と一緒にキートップが回転しないようにする。
【解決手段】中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記中央スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダ５とを一体化した複合操作型スイッチであって、上下方向に移動して中央スイッチの切り換えを行うキートップ６を、ベース２に回転不能に取り付けられている内側固定リング４１内に、回転不能で、かつ、上下方向に移動可能にして設けるとともに、エンコーダスイッチ５及びエンコーダジョグ７は、内側固定リング４１を支軸として回転できる構造にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、複合操作型スイッチに関し、特に、例えば情報端末機等の機器の入力部に使用され、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一体化した複合操作型スイッチに関するものである。

従来、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと回転スイッチ要素とを組み合わせてなる、複合操作型スイッチは知られている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１に記載の複合操作型スイッチは、傾倒押し込み操作部材を、上下左右の、４方向の中のいずれか一方向に傾動操作すると、その傾動方向に応じて動作する４つの周辺スイッチと、該傾倒押し込み操作部材を押し込むと動作する中央スイッチと、該傾倒押し込み操作部材を回転させると、その回転に応じた信号を出力する回転スイッチとを備えた構造になっている。そして、回転スイッチは、レバー型スイッチング機構を用い、また周辺スイッチ及び中央スイッチとは別体化されている。
特開２００１−２４３８５４号公報。

特許文献１記載の複合操作型スイッチにおける回転スイッチは、周辺スイッチ及び中央スイッチと一体化されていない。すなわち、周辺スイッチ及び中央スイッチは、各々別個に製造されて、組立時の段階で互いに連動する関係にして組み込まれる構造になっている。したがって、スイッチ部品としては２つに分かれているので、取り扱い及び組み込み作業が面倒であるという問題点があった。

また、従来の複合操作型スイッチでは、多方向操作型のスイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一体化したものはなかった。そこで、市場では、多方向操作型のスイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一体化したスイッチが要望されていた。この構造の場合、中央スイッチを操作するキートップと、周辺スイッチの操作及びエンコーダスイッチを操作する、傾動並びに回動可能なエンコーダジョグ等が必要になる。そして、エンコーダジョグが回動されたときに、該エンコーダジョグと一緒にキートップも回転してしまうと、例えばキートップの上面に決められたマーク等を付している場合には、見た目が悪くなったり、あるいはマークが見づらくなったりして、不都合が生じることが考えられる。

そのため、このような複合操作型スイッチでは、エンコーダジョグを回転させてもキートップが回転しないようにすることが望まれる。

そこで、多方向操作型のスイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一体化するとともに、ロータリエンコーダを回転操作する部材を回転操作しても、該部材と一緒にキートップが回転しないようにする構造を得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記中央スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、ベースと、該ベース上に配置され、前記中央スイッチを形成する中央スイッチ要素と、該中央スイッチ要素の外側周囲に設けられた前記周辺スイッチを形成する複数の周辺スイッチ要素と前記エンコーダスイッチを形成するエンコーダスイッチ要素とを配設してなるフレキシブルプリント配線板と、前記中央スイッチ要素に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に回転不能で、かつ、上下方向に移動可能に設けられ、該上下方向の移動により前記中央スイッチ要素を押下し、前記中央スイッチの切り換えを行うキートップと、前記キートップとフレキシブルプリント配線板との間に圧縮状態で配設され、前記キートップを復帰位置方向に付勢しているコイルバネと、前記周辺スイッチ及び前記エンコーダスイッチと対向して、前記キートップを囲む円周上に傾倒並びに回転可能に配置され、傾倒されると傾倒側の前記周辺スイッチを切り換え操作し、回転されると前記エンコーダスイッチを切り換え操作するエンコーダジョグとを備えた複合操作型スイッチを提供する。

この構成によれば、多方向操作型スイッチとロータリエンコーダとが一体化されてなり、また、キートップは回転不能で、かつ上下方向に移動可能に設けられている。したがって、キートップを囲って外側に配置されているエンコーダジョグを回転させ、該エンコーダジョグでエンコーダスイッチを操作しても、キートップも一緒に回転することがない。これにより、キートップとフレキシブルプリント配線板との間にコイルバネを圧縮状態で配設しても、コイルバネは、エンコーダジョグ及びエンコーダスイッチの回転の影響を受けることがない。

請求項２記載の発明は、請求項１において、上記キートップが、上記ベース上に回転不能に取り付けられた内側固定リング内に上下方向移動可能に配設され、かつ、上記エンコーダスイッチ及び上記エンコーダジョグが、前記内側固定リングを支軸として回転するようにしてなる複合操作型スイッチを提供する。

この構成によれば、ベース上に回転不能に取り付けられている内側固定リング内に配設されたキートップは、内側固定リングにより回転しないように保持され、エンコーダスイッチ及びエンコーダジョグだけが内側固定リングを支軸として回転する。

請求項３記載の発明は、請求項１において、上記ロータリエンコーダの外面と上記ベース側との間に、前記ロータリエンコーダが所定量回転した位置でクリック感を付与し、かつ、回転後の位置を保持可能なディテント機構を設けた複合操作型スイッチを提供する。

この構成によれば、ディテント機構を設けているので、ローターリエンコーダが所定量回転されると、その位置でクリック感が操作者の指等に伝わり、所定量回転されたことが分かる。したがって、クリック感が得られた位置でロータリエンコーダの回転を止めると、ロータリエンコーダの回転を常に同じ位置で停止させ、かつ、その位置を保持しておくことができる。

請求項１記載の発明は、多方向操作型スイッチとロータリエンコーダとが一体化されて一つのスイッチ部品として構成されているので、取り扱い及び組み込み作業が簡単になる。また、部品の一部を各部で共用することができるので、部品点数の低減を図り、低コスト化が可能になるとともに、小型化も可能になる。さらに、キートップを囲って外側に配置されているエンコーダジョグを回転させ、該エンコーダジョグでエンコーダスイッチを操作しても、キートップが一緒に回転することもないので、例えばキートップ面にマーク等を付してある場合でも、見栄えを悪くしたり、読み間違えたりするような不都合が無くなり、操作性の向上が図れる。また、キートップとフレキシブルプリント配線板との間にコイルバネを圧縮状態で配設することが可能になる。

請求項２記載の発明は、キートップは、内側固定リング内に配設されて回転しないように確実に保持されるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、キートップの回転をさらに確実に抑えることができるという効果が得られる。

請求項３記載の発明は、操作者は、クリック感が得られた位置でロータリエンコーダの回転を止めると、ロータリエンコーダを常に同じ位置で停止させ、かつ保持しておくことができるので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、さらに操作性の向上と切り換え位置の信頼性が得られる。

以下、本発明の複合操作型スイッチについて、好適な実施例をあげて説明する。
多方向操作型のスイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一体化するとともに、ロータリエンコーダを回転操作する部材を回転操作してもキートップが回転しないようにする構造を得るという目的を達成するために、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記中央スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、ベースと、該ベース上に配置され、前記中央スイッチを形成する中央スイッチ要素と、該中央スイッチ要素の外側周囲に設けられた前記周辺スイッチを形成する複数の周辺スイッチ要素と前記エンコーダスイッチを形成するエンコーダスイッチ要素とを配設してなるフレキシブルプリント配線板と、前記中央スイッチ要素に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に回転不能で、かつ、上下方向に移動可能に設けられ、該上下方向の移動により前記中央スイッチ要素を押下し、前記中央スイッチの切り換えを行うキートップと、前記キートップとフレキシブルプリント配線板との間に圧縮状態で配設され、前記キートップを復帰位置方向に付勢しているコイルバネと、前記周辺スイッチ及び前記エンコーダスイッチと対向して、前記キートップを囲む円周上に傾倒並びに回転可能に配置され、傾倒されると該傾倒側の前記周辺スイッチを切り換え操作し、回転されると前記エンコーダスイッチを切り換え操作するエンコーダジョグとを備えるようにして実現した。

図１は本発明の一実施例に係る複合操作型スイッチの外観を示した斜視図であり、図２はその複合操作型スイッチの一部を破断して内部構造を示している斜視図、図３はその複合操作型スイッチを分解して上方より見た斜視図、図４はその複合操作型スイッチを分解して下方より見た斜視図である。

図１〜図４において、複合操作型スイッチ１は、ベース２と、このベース２上に絶縁シート４０を介して配置したフレキシブルプリント配線板３と、ベース２上に固定してなるハウジング４と、該ハウジング４に回転可能に取り付けたロータリエンコーダ５と、該ロータリエンコーダ５の中央に配置された内側固定リング４１及びキートップ６と、ロータリエンコーダ５と一体回転可能に連結結合されたエンコーダジョグ７等により構成されている。

ベース２は、合成樹脂性の材料で概略円板状に形成されており、その板面には絶縁シート４０及びフレキシブルプリント配線板３、内側固定リング４１を取り付けるときに使用される４つの位置決めピン８，８…が９０°間隔で形成されている。

ベース２とフレキシブルプリント配線板３との間に介在される絶縁シート４０は、円板状をなし、またベース２の位置決めピン８，８…に対応して４つの位置決め孔４２，４２…が形成されている。

フレキシブルプリント配線基板３は、ベース２上に搭載配置される円形部９と、該円形部９から導出されたケーブル部１０とよりなる。図３及び図４に示すように、円形部９の中央には、スイッチ要素としての中央固定接点１１が形成され、その中央固定接点１１を囲む外側円周上には、４個のスイッチ要素としての周辺固定接点１３，１３…が９０°間隔で形成されている。さらに、周辺固定接点１３，１３…を囲む外側円周上には、スイッチ要素としてのエンコーダ用固定接点１２が形成されている。また、円形部９には、ベース２の位置決めピン８，８…に対応して、位置決め孔１６，１６…が形成されている。

中央固定接点１１及び４個の周辺固定接点１３，１３…は、何れも同心状に形成された中心円形電極と環状電極とよりなり、エンコーダ用固定接点１２は、離間して同芯状に配列された複数の電極よりなる。なお、これら中央固定接点１１及び４個の周辺固定接点１３，１３，エンコーダ用固定接点１２から引き出されている引き出し線の詳細図示は省略している。

中央固定接点１１上には、クリック反転する反転接点を構成しているドーム状をしたスイッチ要素としての中央可動接点１４(以下、「ドーム状中央可動接点１４」という)が対向配置されて、中央スイッチが形成されている。周辺固定接点１３，１３…上には、同じくクリック反転する反転接点を構成しているドーム状をしたスイッチ要素としてのドーム状周辺可動接点１５，１５…（以下、「ドーム状周辺可動接点１５，１５…」という）がそれぞれ対向配置されて、４個の周辺スイッチが構成される。

ハウジング４は、合成樹脂性の材料で作られ、図４に示すように、下面側に凹部４３を有し、かつ、中央が開口されたドーナツ状をしたキャップ体として形成されている。

ロータリエンコーダ５は、合成樹脂性の材料で環状に作られている操作リング部材２５と、導電性の材料で作られている導電リング板２６等で構成されている。

操作リング部材２５は、リング状鍔板部２５ａと、該リング状鍔板部２５ａの上部内周縁に設けた、回転時にクリック感を出す複数のディテント凹部２７，２７…を外周面に設けてなる歯車状部２８とを一体に有している。その操作リング部材２５の下面に、上記導電リング板２６が固定して取り付けられている。この導電リング板２６の下面には、エンコーダ用摺動接点(図示せず)が電気的に直に取り付けられている。このエンコーダ用摺動接点は、フレキシブルプリント配線板３上のエンコーダ用固定接点１２と共にエンコーダスイッチを構成するものである。

内側固定リング４１は、合成樹脂性の材料で作られ、図４に示すように、下面側に凹部４４を有し、かつ中央が開口されたドーナッツ状をしたキャップ体として形成されている。そして、下部外周面には、その周面に４つの係合凹部４５，４５…が９０°間隔で設けられている鍔部４１ａを有している。係合凹部４５，４５…は、ベース２の位置決めピン８，８…と対応しており、取付時に、係合凹部４５，４５…内に位置決めピン８，８…が係合されて、ベース２に対して内側固定リング４１が回転できないように保持される。

ドーム状中央可動接点１４を押圧するキートップ６は、合成樹脂性の材料で短円柱状に形成されており、下部外周面には鍔部６ａを有し、図２及び図４に示すように、下面には、コイルバネ４６の一端を受ける環状の凹所４７と、該凹所４７で囲まれた中心部に下向きに突出した中央押圧突起１８が形成されている。

エンコーダジョグ７は、合成樹脂性の材料で、中央に開口孔を有する概略環状をしたキャップとして形成されている。図４に示すように、下面側には、内周縁の位置から下方に突出された４つの係止片３７，３７…が９０°間隔で形成されている。なお、これら４つの係止片３７，３７…は、周辺スイッチにそれぞれ対向して設けられている。また、各係止片３７，３７の先端には、ロータリエンコーダ５における操作リング部材２５の係止部(図示せず)に係合して、エンコーダジョグ７とロータリエンコーダ５とを一体化するための係止孔３７ａが形成されている。この係止孔３７ａは、係止部に対して上下方向に動き得るように余裕が持たされており、この余裕によりエンコーダジョグ７が傾倒でき、さらに、その傾倒時に係止片３７，３７…の先端が、傾倒方向側における周辺スイッチのドーム状周辺可動接点１５を押下できるようになっている。さらに、係止片３７，３７…の外側周囲には、下面から下方に突出して環状部３８が形成されている。

次に、組立手順の一例を説明する。先ず、ベース２上に絶縁シート４０を配置する。続いて、絶縁シート４０上にフレキシブルプリント配線板３を配置し、さらに該フレキシブルプリント配線板３上にドーム状中央可動接点１４及びドーム状周辺可動接点１５，１５…をそれぞれ配置する。この配置では、位置決めピン８，８…は、絶縁シート４０の位置決め孔４２及びフレキシブルプリント配線板３の位置決め孔１６，１６…をそれぞれ貫通して、フレキシブルプリント配線板３の上方に突出する。

次いで、フレキシブルプリント配線板３上にロータリエンコーダ５を配置し、この上からハウジング４を被せるようにして、該ハウジング４をベース２に接着あるいはカシメにより固定する。これにより、フレキシブルプリント配線板３及びロータリエンコーダ５が、ベース２とハウジング４とにより保持される。

また、ロータリエンコーダ５が取り付けられるとき、ロータリエンコーダ５の歯車状部２８とハウジング４と間に、ディテントバネ３４が取り付けられる。このディテントバネ３４は、歯車状部２８と共にディテント機構を構成しているものであって、弾性を有する棒状線材を屈曲させて作られている。また、中央部分の突き出し先端部分３４ａは断面「く」の字状に形成されていて、その先端部分３４ａが、図２に示すように、左右方向から歯車状部２８の外周面に対して直角にバネ当接し、ディテント凹部２７内に落ち込み係合可能な状態でハウジング４の凹部４３の内面に取り付けられる。そして、ロータリエンコーダ５が回転されるとき、該ロータリエンコーダ５が所定角度回転される毎に、先端部分３４ａがディテント凹部２７に落ち込み、操作者にクリック感が得られるようになる。

次に、係合凹部４５，４５…に位置決めピン８，８…を係合させた状態で、フレキシブルプリント配線板３上の中央に内側固定リング４１を配置する。次いで、キートップ６の下面側における凹所４７内にコイルバネ４６を介在させ、該キートップ６を内側固定リング４１の中央の孔を通ってフレキシブルプリント配線板３上に配置し、この後からさらにエンコーダジョグ７を取り付ける。エンコーダジョグ７の取り付けは、係止片３７をロータリエンコーダ５に係合させることによって取り付けられる。また、エンコーダジョグ７が取り付けられると、キートップ６は、該エンコーダジョグ７の内側に鍔部６ａが係合して抜け止められ、コイルバネ４６の圧縮反力を受け、キートップ６の上部がエンコーダジョグ７の中央の孔から僅かに突出した状態で保持される。これにより、組立が完了する。この状態では、ロータリエンコーダ５の摺動接点がエンコーダ用固定接点１２と対応すると共に、エンコーダジョグ７の係止片３５，３５…がドーム状周辺可動接点１５上に軽く当接された状態で配置され、キートップ６の中央押圧突起１８が中央可動接点１５上に対応した状態で配置される。図２は、その組立後の状態を示す。

次に、動作を説明する。この複合操作型スイッチ１では、エンコーダジョグ７を回転させると、ロータリエンコーダ５が、ベース２に対して回転不能に保持されている内側固定リング４１を支軸として、エンコーダジョグ７と一緒に該内側固定リング４１の外側で回転し、またこの回転操作でエンコーダスイッチが操作される。そして、ロータリエンコーダ５が回転操作されるとき、エンコーダジョグ７とキートップ６との間は滑り、内側固定リング４１内に配置されているキートップ６は回転しない。

続いて、エンコーダジョグ７を傾倒させると、傾倒側の係止片３７が、この係止片３７と対応しているドーム状周辺可動接点１５を押下して反転させ、この箇所の周辺スイッチを切り換える。また、押圧力を解くと、ドーム状周辺可動接点１５の戻り力で初期位置に戻される。

次に、キートップ６を押下すると、中央押圧突起１８がドーム状中央可動接点１４を押し、該ドーム状中央可動接点１４を反転させて中央スイッチを切り換える。また、押圧力を解くと、コイルバネ４６の戻り力で初期位置に戻される。

したがって、この実施例の構造による複合操作型スイッチ１によれば、多方向操作スイッチ(周辺スイッチ及び中央スイッチ)とロータリエンコーダ５のスイッチとが一体化されて一つのスイッチ部品として構成されているので、取り扱い及び組み込み作業が簡単になる。また、部品の一部を各部で共用することができるので、従来のスイッチに比べて部品点数の低減が図れ、低コスト化が可能になるとともに、小型化も可能になる。さらに、キートップ６を囲って外側に配置されているエンコーダジョグ７を回転させ、該エンコーダジョグ７でエンコーダスイッチを操作しても、キートップ６が一緒に回転することもないので、例えばキートップ面にマーク等を付してある場合でも、見栄えを悪くしたり、読み間違えたりするような不都合が無くなり、操作性の向上が図れることになる。

また、ディテント機構を設けているので、操作者は、クリック感が得られた位置でロータリエンコーダ５の回転を止めると、ロータリエンコーダ５の回転を、常に同じ位置で停止させることができ、さらに操作性の向上と切り換え位置の信頼性が得られることになる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施例に係る複合操作型スイッチの外観を示した斜視図。同上複合操作型スイッチの一部を破断して内部構造を示した斜視図。同上複合操作型スイッチを分解して上方より見た斜視図。同上複合操作型スイッチを分解して下方より見た斜視図。

符号の説明

１複合操作型スイッチ
２ベース
３フレキシブルプリント配線板
４ハウジング
５ロータリエンコーダ
６キートップ
７エンコーダジョグ
１１中央固定接点
１２エンコーダ用固定接点
１３周辺固定接点
１４ドーム状中央可動接点
１５ドーム状周辺可動接点
１８中央押圧突起
２１周辺スイッチ押下部
２５操作リング部材
２６導電リング板
２７ディテント凹部
２８歯車状部
３４ディテントバネ
３４ａ先端部分
３８環状部
４６コイルバネ

Claims

中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記中央スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、
ベースと、
該ベース上に配置され、前記中央スイッチを形成する中央スイッチ要素と、該中央スイッチ要素の外側周囲に設けられた前記周辺スイッチを形成する複数の周辺スイッチ要素と前記エンコーダスイッチを形成するエンコーダスイッチ要素とを配設してなるフレキシブルプリント配線板と、
前記中央スイッチ要素に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に回転不能で、かつ、上下方向に移動可能に設けられ、該上下方向の移動により前記中央スイッチ要素を押下し、前記中央スイッチの切り換えを行うキートップと、
前記キートップとフレキシブルプリント配線板との間に圧縮状態で配設され、前記キートップを復帰位置方向に付勢しているコイルバネと、
前記周辺スイッチ及び前記エンコーダスイッチと対向して、前記キートップを囲む円周上に傾倒並びに回転可能に配置され、傾倒されると該傾倒側の前記周辺スイッチを切り換え操作し、回転させると前記エンコーダスイッチを切り換え操作するエンコーダジョグ、
とを備えたことを特徴とする複合操作型スイッチ。
上記キートップが、上記ベース上に回転不能に取り付けられた内側固定リング内に上下方向移動可能に配設され、かつ、上記エンコーダスイッチ及び上記エンコーダジョグが、前記内側固定リングを支軸として回転するようにしてなることを特徴とする請求項１記載の複合操作型スイッチ。
上記ロータリエンコーダの外面と上記ベース側との間に、前記ロータリエンコーダが所定量回転した位置でクリック感を付与し、かつ、回転後の位置を保持可能なディテント機構を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の複合操作型スイッチ。