JP2011090857A - Multi-direction switch member and electronic device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多方向に操作可能な多方向スイッチ部材およびそれを有する電子機器に関するものである。 The present invention relates to a multidirectional switch member operable in multiple directions and an electronic apparatus having the same.
携帯電話、カーナビゲーション機器、ゲーム機器等の電子機器の中には、上下左右の4方向にて押圧操作可能な多方向スイッチ部材を備えるものも少なくない。携帯電話を例に挙げると、携帯電話の多くは、表示画面の直下に、他のキーよりも大きな略円形あるいは略矩形の多方向スイッチ部材を備えている。例えば、多方向スイッチ部材の左方向キーを押すと着信履歴が、右方向キーを押すと発信履歴が、上方向キーを押すと電話帳が、下方向キーを押すとカレンダーがそれぞれ表示されるように構成することができる。このような多方向スイッチ部材として、例えば、操作者が操作するキートップを上下左右の4方向に押圧することができるように揺動構造を持つものとし、その下方にある印刷回路基板上のスイッチを入力する機構を持つ多方向スイッチ部材が知られている(特許文献1を参照)。 Many electronic devices such as a mobile phone, a car navigation device, and a game device include a multidirectional switch member that can be pressed in four directions, up, down, left, and right. Taking a cellular phone as an example, most cellular phones include a multi-directional switch member having a substantially circular or substantially rectangular shape, which is larger than other keys, immediately below the display screen. For example, the incoming call history is displayed when the left arrow key of the multidirectional switch member is pressed, the outgoing call history is displayed when the right arrow key is pressed, the phone book is displayed when the up arrow key is pressed, and the calendar is displayed when the down key is pressed. Can be configured. As such a multi-directional switch member, for example, a switch on a printed circuit board underneath has a swing structure so that a key top operated by an operator can be pressed in four directions, up, down, left, and right. There is known a multi-directional switch member having a mechanism for inputting.
多方向スイッチ部材の上下左右4方向の各キーを独立に押圧する場合には従来の揺動構造を持つだけで良い。しかし、多方向スイッチ部材に、上下左右の各キーを周方向に順番に押圧することによって別の機能を発揮させる場合には、次のような問題がある。例えば、表示画面上の情報(例えば、検索結果のリスト、画像データ、地図など)をスクロールし、あるいは特定の表示情報を拡大あるいは縮小する機能を持たせるような場合、上下左右の4方向を周方向に順番に押圧する時間が長くなるため、操作者の指に負担がかかりやすい。また、指で多方向スイッチ部材の周方向に順番に押圧していく操作は、単発操作を複数回行うものに過ぎず、操作者にとって、画面における表示情報を連続的に移動、拡大若しくは縮小する機能と乖離し、違和感を生じやすいという問題もある。 In the case where the keys in the upper, lower, left and right directions of the multidirectional switch member are independently pressed, it is only necessary to have a conventional swing structure. However, when the multidirectional switch member is caused to perform another function by sequentially pressing the upper, lower, left, and right keys in the circumferential direction, there are the following problems. For example, when scrolling information on a display screen (for example, a list of search results, image data, a map, etc.) or providing a function for enlarging or reducing specific display information, four directions (up / down / left / right) are used. Since it takes a long time to sequentially press in the direction, it is easy to put a burden on the operator's finger. Further, the operation of sequentially pressing with the finger in the circumferential direction of the multidirectional switch member is merely a single operation, and the operator continuously moves, enlarges, or reduces the display information on the screen. There is also a problem that it tends to cause a sense of incongruity due to a deviation from the function.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、各方向を個別に押圧することができると共に、各方向を順番に押圧する際には、操作者にとって容易に、かつ連続操作している自然な感覚で操作できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and can press each direction individually, and when pressing each direction in order, it is easy and continuous for the operator. The purpose is to make it possible to operate with a natural sense of operation.
上記目的を解決するための本発明の一形態は、その面内にて自転可能な回転操作板と、回転操作板の裏方向に配置される部材であって、回転操作板からの押圧を受けて、その面内の複数方向において表裏方向に揺動可能な揺動部材と、揺動部材の裏方向に配置され、揺動部材に設けられる接点の接触によって導通可能になる接点電極群を有する印刷回路基板とを備える多方向スイッチ部材である。 One form of the present invention for solving the above-mentioned object is a rotary operation plate capable of rotating in the plane, and a member disposed in the reverse direction of the rotary operation plate, which receives a pressure from the rotary operation plate. A swinging member that can swing in the front and back directions in a plurality of directions within the surface, and a contact electrode group that is disposed in the back direction of the swinging member and can be conducted by contact of a contact provided on the swinging member. A multidirectional switch member comprising a printed circuit board.
また、本発明の別の形態は、回転操作板が自転する際に他の部材と接触する部位に、自転の際に生じる摩擦を低減するための摩擦低減部材を備える多方向スイッチ部材である。 Another embodiment of the present invention is a multidirectional switch member provided with a friction reducing member for reducing friction generated during rotation at a portion that comes into contact with another member when the rotary operation plate rotates.
また、本発明の別の形態は、回転操作板を環状とし、回転操作板の穴に、印刷回路基板の方向に押圧可能な中央キーを、さらに備える多方向スイッチ部材である。 Another embodiment of the present invention is a multidirectional switch member in which the rotary operation plate has an annular shape, and further includes a central key that can be pressed in the direction of the printed circuit board in the hole of the rotary operation plate.
また、本発明の一形態は、その面内にて自転可能な回転操作板と、回転操作板の裏方向に配置される部材であって、回転操作板からの押圧を受けて、その面内の複数方向において表裏方向に揺動可能な揺動部材と、揺動部材の裏方向に配置されると共に、揺動部材に設けられる接点の接触によって導通可能になる接点電極群を有する印刷回路基板とを備える多方向スイッチ部材を有する電子機器である。 Further, one aspect of the present invention is a rotary operation plate that can rotate in its plane, and a member that is disposed in the reverse direction of the rotary operation plate. Printed circuit board having a swinging member swingable in the front and back directions in a plurality of directions, and a contact electrode group disposed in the back direction of the swinging member and capable of conducting by contact of a contact provided on the swinging member And an electronic device having a multidirectional switch member.
本発明によれば、多方向の内の各方向を個別に押圧することができると共に、各方向を順番に押圧する操作の際には、操作者にとって容易に、かつ連続操作している自然な感覚で操作できる。 According to the present invention, each of the multi-directional directions can be pressed individually, and the operation of pressing each direction in order is easy for the operator and is a natural operation that is continuously performed. Operate with a sense.
次に、本発明に係る多方向スイッチ部材および電子機器の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態では、電子機器として音楽再生装置を例に説明するが、電子機器は、音楽再生装置に限定されず、他の種類の機器、例えば、携帯電話、携帯用薄型PC、カーナビゲーション装置、あるいはこれら装置に使用可能なリモートコントローラーなどでも良い。 Next, preferred embodiments of the multidirectional switch member and the electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a music playback device will be described as an example of an electronic device. However, the electronic device is not limited to a music playback device, and other types of devices such as mobile phones, portable thin PCs, A car navigation device or a remote controller usable for these devices may be used.
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器の一例である音楽再生装置の正面図である。 FIG. 1 is a front view of a music playback device which is an example of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、この実施の形態に係る電子機器の一例である音楽再生装置1は、多方向に操作可能な多方向スイッチ部材2を備える。この実施の形態において、多方向スイッチ部材2は、正面から見て上下左右の4方向と各斜め方向とを含む合計8方向にそれぞれ押圧操作可能である。多方向スイッチ部材2は、略円形のスイッチ部材であり、その中心から8方向に押圧入力できるのみならず、中央部分も押圧入力できる。ただし、多方向スイッチ部材2は、その中心が押圧入力できず、中心から8方向にのみ押圧入力可能であっても良い。また、多方向スイッチ部材2を、8方向に限定されず、上下左右の4方向のみ、あるいは当該4方向に1以上の斜め方向を加えた複数方向に押圧入力可能であっても良い。
As shown in FIG. 1, a music playback device 1 that is an example of an electronic apparatus according to this embodiment includes a
図2は、図1に示す音楽再生装置から取り外した多方向スイッチ部材の正面図である。図3は、図2に示す多方向スイッチ部材のA−A線断面図である。 FIG. 2 is a front view of the multidirectional switch member removed from the music playback device shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the multidirectional switch member shown in FIG.
多方向スイッチ部材2は、図2および図3に示すように、薄型の円筒形状のフレーム10と、そのフレーム10の内底面の直径より小径であってフレーム10の内底面上に配置される略円板状の印刷回路基板(Printed Circuit Board: PCB)20と、PCB20の表側の面の外周部に支持されてPCB20の表方向に配置される略円板状の弾性押圧部材30と、弾性押圧部材30の表側の面の略中心部分に配置される中央キー50と、弾性押圧部材30の表側の面に、中央キー50を挿通して配置される略円環状の多方向操作板60と、多方向操作板60をその表方向から覆うように、中央キー50を挿通して配置される略円環状の回転操作板70と、多方向操作板60の表側の面と当該表側の面に対向する回転操作板70の内方天面との間に配置される略リング状の摩擦低減部材80と、フレーム10の内部にあってPCB20、弾性押圧部材30、多方向操作板60および回転操作板70を、それらの側方から囲うように配置される略円環状の枠体90と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
フレーム10は、薄い硬質樹脂から構成されており、その高さ方向の長さが底面の直径に比べて小さい薄型の略円筒部材である。フレーム10の底面には、PCB20の表側の面に形成されている電極や配線と接続されるリード線を挿通させるための1個あるいは複数個のスルーホール(不図示)が設けられている。また、フレーム10の側面上端部は外側に曲げられており、後述する枠体90をフレーム10の開口部からその内部へと入れやすくしている。
The
PCB20は、好適には、ガラス繊維で編んだクロスにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ製の回路基板である。ただし、PCB20として、カーボン繊維で編んだクロスにPET樹脂を含浸させた回路基板、ポリイミドフィルムを積層接着したポリイミド基板、ガラスコンポジット基板、あるいはアルミナ等から成るセラミックス基板を採用しても良い。PCB20の表側の面には、その略中心に1個のメタルドーム28が、そのメタルドーム28を囲むように複数の接点電極群(後述する)が、その接点電極群の径方向外側に複数のメタルドーム24,26等が、それぞれ配置されている。接点電極群の径方向外側に配置されるメタルドームは、図3では2個しか見えていないが、図6に基づいて後述するように、実際には4個存在する。ここでは、図3において見えているメタルドームのみを符号で示し、その他のメタルドームを含めるように、「等」を用いて表す。メタルドーム24,26,28等は、ほとんど同じ形状であって、その直径とほぼ等しいリング状の電極およびそのリング状の電極の内方に配置されるドット状の電極を覆うように配置される(不図示)。リング状の電極は、メタルドーム24,26,28等の外周部と常に電気的に接続されている一方で、ドット状電極は、メタルドーム24,26,28等が押されていない状態ではメタルドーム24,26,28等およびリング状の電極の双方と電気的に接続されていない。メタルドーム24,26,28等は、PCB20側に向けて押されると、その頂部がへこみ、ドット状の電極と電気的に接続される。これによって、リング状の電極とドット状の電極とが導通し、スイッチがオンになる。なお、メタルドーム24,26,28等に代えて、樹脂製のエンボススイッチ(例えば、PET製ドーム)、タクトスイッチ等の他種のメカニカルスイッチを用いても良い。加えて、メタルドーム24,26,28等のようなメカニカルスイッチを、弾性押圧部材30側に設けることもできる。
The PCB 20 is preferably a glass epoxy circuit board in which a cloth knitted with glass fibers is impregnated with an epoxy resin. However, as the
弾性押圧部材30は、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、天然ゴム等の弾性材料から構成されるスイッチの入力動作を行うための部材である。弾性押圧部材30の材料としては、好適には、シリコーンゴムを用いることができる。弾性押圧部材30は、その裏方向にあるPCB20とほぼ同じ直径を有し、その径方向外側から中心に向かって順に、円環状部材31、屈曲性ドーム32、円板33の各部材から構成される一体成形部材である。ただし、弾性押圧部材30は、必ずしも上記各部材の一体成形部材であることを要せず、複数部材を接合・接着して形成されていても良い。弾性押圧部材30は、その表方向に配置される回転操作板70からの押圧を受けて、その面内の複数方向において表裏方向に揺動可能な揺動部材である。
The elastic pressing
弾性押圧部材30の最外側部分を形成する円環状部材31は、PCB20と側端面をほぼ揃える状態でPCB20の表側の面の外周部に載置される部分である。また、円環状部材31の内側に形成される屈曲性ドーム32は、弾性押圧部材30に与えられる押圧およびその解除によって、屈曲性ドーム32の内側に形成される円板33がPCB20から浮かせた状態とPCB20に向かって沈み込む状態とを可逆的に行うために必要な屈曲自在な部材である。円板33は、その裏面の外周部分に、裏方向に向かって突出する複数の押圧子34,36等を備えるとともに、その裏面の中央部分に、同じく裏方向に向かって突出する1個の押圧子38を備える。円板33の裏面の外周部分に備えられる押圧子は、図3では2個しか見えていないが、図5に基づいて後述するように、実際には4個存在する。ここでは、図3において見えている押圧子のみを符号で示し、その他の押圧子を含めるように、「等」を用いて表す。円板33の押圧子34,36,38等は、それぞれ、メタルドーム24,26,28等と対向する位置に設けられる。また、円板33の表側の面の中央部には台座39が設けられる。台座39は、中央キー50を固定するための部分である。
The
円板33の裏面における押圧子38から円板33の径方向外側には、押圧子38を囲うように、接点の一例である複数の接点用弾性体41,42,43,44等が設けられる。図3では4個しか見えていないが、図5に示すように、実際には8個存在する。ここでは、図3において見えている接点用弾性体のみを符号で示し、その他の接点用弾性体を含めるように、「等」を用いて表す。接点用弾性体41,42,43,44等は、一方を球面頂部とする略半球状の弾性体である。接点用弾性体41,42,43,44等は、PCB20の表側の面に形成されている接点電極群に接触後に弾性変形できるように、柔軟性に富む材料で構成されている。また、接点用弾性体41,42,43,44等には、導電性を付与するために、導電性材料が分散されている。導電性材料としては、カーボン、金属等を例示できるが、粒子径が小さいもの(ナノレベルの粒子)を容易に製造でき、かつその取り扱いが容易なカーボンブラックがより好ましい。導電性材料の混合量は、導電性を高めかつ接点用弾性体41,42,43,44等の弾性を維持する観点から、母材と当該導電性材料の総重量に対して5〜50重量%であるのが好ましく、さらには、15〜35重量%がより好ましい。
A plurality of contact
中央キー50は、好適には硬質樹脂から構成されている。中央キー50の底部には、その上部よりも大径のフランジ部51が形成されている。また、フランジ部51は、それを固定する台座39よりも大径である。
The
多方向操作板60は、略円環状の部材であって、回転操作板70からの押圧を、弾性押圧部材30に伝える部材である。多方向操作板60は、好適には、硬質樹脂から構成される。多方向操作板60の略中央にある穴は、中央キー50を配置すると共に後述の回転操作板70の一部が挿入可能なように、中央キー50の外径よりも十分に大きく形成されている。多方向操作板60の外側底部には、その外周に沿って径方向外側に向けて突出する外方突出部61を備える。外方突出部61は、多方向操作板60の底面と面一となるように形成されている。外方突出部61は、弾性押圧部材30の屈曲性ドーム32よりも外側に突出する。また、多方向操作板60の略中央にある穴の内周面には、その内周面に沿うように、穴の中心に向けて突出する内方突出部62を備える。内方突出部62は、多方向操作板60の表側の面と面一となるように形成されている。なお、内方突出部62の突出長さは、外方突出部61の突出長さよりも短い。
The
回転操作板70は、略円環状のキーであって、その面内で自転させることにより、その自転の際に任意の方位にて、その裏方向に配置される多方向操作板60と弾性押圧部材30をPCB20の方向に押圧することのできる操作板である。回転操作板70は、好適には硬質樹脂あるいはエラストマーから構成される。回転操作板70の略中央にある穴(後述する)は、中央キー50の外径よりもわずかに大きく、かつ多方向操作板60の略中央の穴よりも小さく形成されている。回転操作板70の裏面から内方には、その周方向に沿うように、内方へと窪む凹部71が形成されている。その凹部71は、多方向操作板60側に開口し、外側面を略垂直に、内底面を水平に、内側面を内方天面の途中まで略垂直にしつつ当該内方天面近傍を回転操作板70の径方向内側に向かって窪ませた形状を有する。このため、凹部71の開口面の内側には、回転操作板70の径方向外側に向かって突出するツメ部72が存在する。凹部71のツメ部72の内方に形成された窪みは、多方向操作板60の内方突出部62と嵌め込み可能な大きさに形成されている。
The
回転操作板70の表側の面は、その径方向外側から内側に向かう途中に、回転操作板70の周方向に沿って連続する尾根部73を備える。尾根部73から回転操作板70の径方向外側および内側は、多方向操作板60に向かって傾斜している。また、尾根部73には、その周方向に略等間隔で、合計5個の半球面体75がその球面頂部を表方向に向けた状態で形成されている。半球面体75は、回転操作板70を回転操作する際に、指を置きやすくし、回転操作を容易にするために設けられている。ただし、半球面体75の個数、形状は、上述のものに限定されない。さらに、必ずしも、半球面体75を回転操作板70に設けなくても良い。
The surface on the front side of the
摩擦低減部材80は、多方向操作板60の表側の面と、回転操作板70の凹部71の内方天面との間に配置されるリング形状のシートである。摩擦低減部材80は、好適には、フッ素系樹脂、特に、ポリテトラフルオロエチレンから成る。また、摩擦低減部材80は、多方向操作板60の表側の面に接着等により固定されるようにするのが好ましい。この結果、多方向操作板60と相対的に回転する回転操作板70が、摩擦低減部材80上をすべるように回転することができる。ただし、摩擦低減部材80を凹部71の内方天面に接着等により固定しても良い。また、摩擦低減部材80は、多方向操作板60の表側の面のみならず、回転操作板70の凹部71と接する可能性のある他の面に配置することもできる。
The
また、摩擦低減部材は、上述のようなリング形状のシートに限定されず、回転操作板70と多方向操作板60との間の摩擦を低減可能なものであれば、どのようなものでも採用できる。例えば、回転操作板70の凹部71若しくは多方向操作板60の表側の面のいずれか一方に、摩擦低減部材として、多くの小さな半球状のドットを形成し、凹部71の内方天面と多方向操作板60の表側の面との接触面積を少なくすることで摩擦係数を低減させ、回転操作板70を円滑に回転できるようにしても良い。また、回転操作板70の凹部71若しくは多方向操作板60の表側の面の少なくともいずれか一方に、摩擦低減部材としてフッ化物から成る膜を形成し、回転操作板70を円滑に回転できるようにしても良い。
Further, the friction reducing member is not limited to the ring-shaped sheet as described above, and any member that can reduce the friction between the
枠体90は、好適には、金属あるいは硬質樹脂から構成される。枠体90は、その径方向内側にある表側の面93、当該表側の面93よりも径方向外側にあって、フレーム10の内底面側に一段下がった段差面94を有する。枠体90の中央には、表裏方向に貫通する穴95が形成されている。穴95は、PCB20、弾性押圧部材30、多方向操作板60および回転操作板70を、それらの側面から囲うための領域である。穴95は、表裏方向に3段階に径を変えて形成されている。穴95の底部開口部近傍は、最も大径に形成されており、主に、PCB20および弾性押圧部材30の円環状部材31が配置される領域である。穴95の中段領域は、上述の底部開口部近傍から一段内側へと小径に形成されており、主に、弾性押圧部材30のドーム32、円板33、多方向操作板60の外方突出部61が配置される領域である。特に、中段領域は、外方突出部61が表裏方向および径方向外側にて穴95の内壁に接触しないように十分な大きさに形成されている。穴95の表方向の開口部近傍は、表側の面93から面一で径方向内側に延出する内方突出部92によって、中段領域よりも小径に形成されており、主に、回転操作板70が配置される領域である。また、枠体90の外側には、固定部位96が形成されており、フレーム10と枠体90を固定できるようになっている。この実施の形態では、固定部位96は、枠体90側に収納および枠体90の径方向外側に突出できる突起であり、フレーム10の側面に形成されるスリット(不図示)を貫通可能なものであるが、フレーム10と枠体90とを固定できる部材であれば、これに限定されない。
The
図1に示す音楽再生装置1では、多方向スイッチ部材2の枠体90を構成する表側の面93とそれより内側の部分しか見えていない。すなわち、段差面94とそれより外側の部分は、音楽再生装置1のケースの内側に収納されている。しかし、枠体90の表面全てが露出し、あるいは音楽再生装置1のケースの内側に収納されていても良い。
In the music reproducing device 1 shown in FIG. 1, only the
図4は、多方向スイッチ部材の主要部を表裏方向に分解した分解図である。なお、図4では、フレーム10と枠体90を除外している。
FIG. 4 is an exploded view in which the main part of the multidirectional switch member is exploded in the front and back direction. In FIG. 4, the
多方向操作板60の略中央の穴の内周面には、回転操作板70の凹部71に嵌め込まれる内方突出部62が形成されている。この結果、その穴の内周面には段差が形成され、略中央の穴は、弾性押圧部材30から回転操作板70に向かって、大径な穴63と、小径な穴64とが連続する形態となっている。また、回転操作板70の略中央の穴の内周面にも段差が形成されており、当該略中央の穴は、多方向操作板60から表方向に向かって、大径な穴76と、小径な穴77とが連続する形態となっている。
On the inner peripheral surface of the substantially central hole of the
摩擦低減部材80は、多方向操作板60の表側の面に接着にて固定される。摩擦低減部材80を固定した多方向操作板60の表側の面には、回転操作板70が取り付けられる。この取り付けの際に、多方向操作板60の内方突出部62は、回転操作板70の凹部71の開口部にあるツメ部72に接触するが、その接触する部分の長さが短いため、内方突出部62あるいは/およびツメ部72が多少変形し、内方突出部62がツメ部72を通過し凹部71内に入る。内方突出部62の上方角部および/またはツメ部72の下方角部を面取りして、多方向操作板60と回転操作板70との嵌め込みを容易にするのが好ましい。
The
中央キー50は、接着等により弾性押圧部材30の台座39に固定される。PCB20は、弾性押圧部材30の円環状部材31と接着等により固定される。PCB20に弾性押圧部材30を固定した状態では、押圧子34,36,38等がメタルドーム24,26,28等をへこませないようになっている。また、多方向操作板60の裏面と、弾性押圧部材30を構成している円板33の表側の面とは、接着および/またはねじ止めにて固定される。中央キー50のフランジ部51は、回転操作板70の穴77には挿入できないようになっており、中央キー50は、その天面からの押圧およびその解除により、穴76およびそれより裏方向の領域で可動となっている。
The
図5は、多方向スイッチ部材の弾性押圧部材を裏返した状態を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the elastic pressing member of the multidirectional switch member is turned upside down.
弾性押圧部材30の裏面の略中央には、1個の押圧子38が設けられている。また、その中央から径方向外側であってドーム32の近傍には、円板33の周方向に沿って等間隔(中心角:略90度)で、押圧子34,35,36,37が設けられている。押圧子34,35,36,37,38は、円板33に対して別体で固定されているが、円板33と同じ材料で一体的に形成されていても良い。押圧子34,35,36,37より径方向内側の領域には、円板33の周方向に沿って等間隔(中心角:45度)で、接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48が設けられている。接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48は、円板33に対して別体で固定されている。接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48は、PCB20の表側の面に形成されている接点電極群に接する必要から、当該接点電極群よりも突出するメタルドーム24,26,28に接する押圧子34,36,38等に比べて、それらの先端がPCB20の表側の面に近くなるように設けられている。
One
図6は、多方向スイッチ部材のPCBを表向きにした状態を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the PCB of the multidirectional switch member is face up.
PCB20の表側の面には、複数の接点電極群を含むプリント配線100が形成されている。プリント配線100において、各接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48の直下にそれぞれ対応する位置には、接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108が形成されている。接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108は、弾性押圧部材30に設けられる接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48の接触によって導通可能になる。接点電極群101,103,105,107は、ともに同じ形態の接点電極群であり、PCB20の中心から径方向外側の略半円形の1個の櫛歯電極と、径方向内側の略半円形の1個の櫛歯電極とを、互いの櫛歯同士を接触しないようにかみ合わせた状態で配置したものである。一方、接点電極群102,104,106,108は、ともに同じ形態の接点電極群であり、径方向外側の略扇形の2個の半櫛歯電極と、径方向内側の略半円形の1個の櫛歯電極とを、互いの櫛歯同士を接触しないようにかみ合わせた状態で配置したものである。接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108は、径方向外側の各櫛歯電極と各半櫛歯電極とを、配線110,111,112,113,114,115,116,117にて接続している。また、接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108は、接点電極群103と接点電極群104との間を除き、径方向内側の各櫛歯電極同士を、配線120,121,123,124,125,126,127にて接続している。ただし、接点電極群103と接点電極群104との間について、径方向内側の各櫛歯電極を配線にて接続しても良い。
A printed
また、ここでは、径方向外側に配置される1個の櫛歯電極と、その両隣りに1個ずつ配置される半櫛歯電極によって、1個の電極体が形成されている。すなわち、PCB20の表側の面には、4個の電極体が形成されている。このように、4個の電極体を形成することにより、各電極体における電圧の比に基づいて操作方向を決定することができる。一例を挙げると、上記4個の電極体を、PCB20の面内の上下左右4方向に割り振る。回転操作板70のある方向をPCB20の方向に押圧したときに、各電極体の電圧比が10:10:0:0になったと仮定すると、その電圧比に基づいて計算して各方向のベクトルを生成した結果、上方向および右方向に、同じ大きさのベクトルが生成される。次に、これらのベクトルを合成し、斜め右方向の合成ベクトルが生成された結果、操作方向を右斜め方向と決定することができる。
In addition, here, one electrode body is formed by one comb-tooth electrode arranged on the outer side in the radial direction and one half comb-teeth electrode arranged on both sides thereof. That is, four electrode bodies are formed on the front side surface of the
各接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48を各接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108に接触させると、その接触時の押圧に応じて各接点用電極群101,102,103,104,105,106,107,108と各接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48との接触面積が変化する。その結果、各櫛歯電極間(あるいは半櫛歯電極と櫛歯電極間)の電気抵抗値が小さくなる。すなわち、各接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48は、各接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108を構成している各櫛歯電極間(あるいは各半櫛歯電極間)の電気抵抗値を変えることができる可変抵抗機能を発揮する。各櫛歯電極間(あるいは半櫛歯電極と櫛歯電極間)の電気抵抗値が小さくなり、その箇所における電圧値がある閾値を通過すると、スイッチがオンになる。なお、この実施の形態では、「スイッチがオン」の状態とは、単に非接触状態の電極同士が導通する状態のみならず、その導通によって生じる電圧値等の検出値(電気抵抗値、電流値とすることもできる)がある閾値を通過した状態をも包含するように広義に解釈されるものとする。
When each contact
PCB20の表側の面における各接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108よりも径方向外側であって、各押圧子34,35,36,37と対向する位置には、それぞれ、1個のメタルドーム24,25,26,27が配置されている。また、押圧子38と対向する位置には、1個のメタルドーム28が配置されている。回転操作板70の表面の外周部位あるいは中央キー50をPCB20に向けて押圧すると、その押圧した位置に相当するメタルドーム24,25,26,27,28をへこませることができる。その結果、メタルドーム24,25,26,27,28の各中央部分がその直下にあるドット状の電極に接触し、メタルドーム24,25,26,27,28と常時接続されているリング状の電極とドット状の電極とが電気的に接続され、スイッチがオンになる。メタルドーム24,25,26,27,28をへこませてスイッチをオンにするために必要な押圧の方が、接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48が接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108に接触して電圧値がある閾値を通過してスイッチがオンになるために必要な押圧に比べて大きくなるように、メタルドーム24,25,26,27,28の材質、形状等が決められている。
On the front side surface of the
図7は、多方向操作板とその表側に配置される回転操作板の機能を示す断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing the functions of the multidirectional operation plate and the rotary operation plate arranged on the front side thereof.
図7に示すように、多方向操作板60は、その周方向にて表裏方向(両矢印Z方向)に揺動可能に構成されているので、多方向操作板60の外周部分を押圧すると、メタルドーム24,25,26,27のいずれかをへこませて、上下左右4箇所のスイッチのいずれかをオンにすることができる。一方、回転操作板70は、その周方向(矢印R方向)に回転可能に構成され、かつ表方向からの押圧が小さくても接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48が接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108に接触しスイッチがオンになるように構成されている。このため、回転操作板70を回転する際の押圧が接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48に与えられ、接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108をその周方向に連続してオンにすることができる。このように、多方向操作板60の表側に回転操作板70を回転可能に配置することによって、一つの多方向スイッチ部材2において回転操作と外周部分における押圧操作とを行うことができる。
As shown in FIG. 7, the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications.
例えば、回転操作板は、上述の回転操作板70のような中央キー50を挿入可能な形状を有するものではなく、穴のない円板形状であっても良い。多方向操作板60を設けずに、弾性押圧部材30に、直接、回転操作板70を配置しても良い。その場合、摩擦低減部材80は、弾性押圧部材30の円板33の表側の面、あるいは凹部71の内方天面に固定するのが好ましい。
For example, the rotation operation plate does not have a shape in which the center key 50 can be inserted like the
接点は、上述の接点用弾性体41等のように接点電極群101等への接触時の押圧に応じて弾性変形するものに限定されず、変形困難な金属等から構成されるものでも良い。また、接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108は、櫛歯状の電極から構成しなくても良い。例えば、複数の半円形状、あるいは当該半円形状を半分にした複数の扇形状の電極を非接触状態にして、接点電極群を構成しても良い。
The contacts are not limited to those that are elastically deformed in response to pressing when contacting the
さらに、各接点用弾性体41,42,43,44,45,46,47,48と接点電極群101,102,103,104,105,106,107,108との接触位置が回転操作板70の周方向に沿うように移動している間、CPUは、回転操作が行われているものと判断して、メモリに格納されている回転音のデータを読み出し、発音する処理を行うこともできる。この発音は、連続ではなく、所定角度単位で行うようにするのが、より好ましい。かかる発音の処理動作は、CPUがメモリ内のコンピュータプログラムを読み出しながら、行うことができる。また、回転操作時に回転音を発音させ、かつ操作者の指に回転動作の感触を与えるために、回転操作板70の外周の一部若しくは全周に凹凸部分を形成し、枠体90の内面側に板バネ等の突出部分を設け、回転操作板70を回転操作した際に、上記凹凸部分が上記突出部分に連続して接触するようにすることもできる。逆に、上記凹凸部分を枠体90の内面側に設け、上記突出部分を回転操作板70の外周に設けても良い。
Further, the contact position between each contact
本発明は、電子機器、特に小型の電子機器に利用することができる。 The present invention can be used for electronic devices, particularly small electronic devices.
1 音楽再生装置(電子機器)
2 多方向スイッチ部材
20 PCB(印刷回路基板)
30 弾性押圧部材(揺動部材)
41,42,43,44,45,46,47,48 接点用弾性体(接点)
50 中央キー
60 多方向操作板
70 回転操作板
80 摩擦低減部材
101,102,103,104,105,106,107,108 接点電極群
1 Music playback device (electronic equipment)
2
30 Elastic pressing member (oscillating member)
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 Contact elastic body (contact)
50
Claims (4)
上記回転操作板の裏方向に配置される部材であって、上記回転操作板からの押圧を受けて、その面内の複数方向において表裏方向に揺動可能な揺動部材と、
上記揺動部材の裏方向に配置され、上記揺動部材に設けられる接点の接触によって導通可能になる接点電極群を有する印刷回路基板と、
を備えることを特徴とする多方向スイッチ部材。 A rotary operation plate capable of rotating in the plane;
A member disposed in the reverse direction of the rotary operation plate, and a swinging member capable of swinging in the front and back directions in a plurality of directions within the surface upon receiving a pressure from the rotary operation plate;
A printed circuit board having a contact electrode group disposed in the back direction of the swing member and capable of conducting by contact of a contact provided on the swing member;
A multidirectional switch member comprising:
前記回転操作板の穴に、前記印刷回路基板の方向に押圧可能な中央キーを、さらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多方向スイッチ部材。 The rotary operation plate is annular,
The multidirectional switch member according to claim 1, further comprising a central key that can be pressed in a direction of the printed circuit board in the hole of the rotary operation plate.
上記回転操作板の裏方向に配置される部材であって、上記回転操作板からの押圧を受けて、その面内の複数方向において表裏方向に揺動可能な揺動部材と、
上記揺動部材の裏方向に配置されると共に、上記揺動部材に設けられる接点の接触によって導通可能になる接点電極群を有する印刷回路基板と、
を備える多方向スイッチ部材を有する電子機器。 A rotary operation plate capable of rotating in the plane;
A member disposed in the reverse direction of the rotary operation plate, and a swinging member capable of swinging in the front and back directions in a plurality of directions within the surface upon receiving a pressure from the rotary operation plate;
A printed circuit board having a contact electrode group disposed in the back direction of the swing member and capable of conducting by contact of a contact provided on the swing member;
An electronic apparatus having a multidirectional switch member.
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