JP2014165157A - センタープッシュ付きスライドスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】操作感に優れ、確実なスイッチ動作が得られるセンタープッシュ付きスライドスイッチを提供する。
【解決手段】本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチＳＷは、ベース１０と、ベース上に配置された中央接点２１及び複数の周辺接点２３〜２８と、ベース１０を覆うトップケース６０と、トップケース６０から突出したノブ９０と、ノブ９０の操作により目的方向に移動可能なスライダー７０と、ベース上の下ガイド溝１２及びスライダー底面の上ガイド溝７３に嵌合するガイド８０と、スライダー７０とともに移動して周辺接点２３〜２８に接触する接点付き板ばね片５１〜５４を有する接点ブラシ５０と、中央接点２１に対向配置されたダイヤフラム３０と、ノブ９０の押下時にダイヤフラム３０の中心を押圧する突起４１によりダイヤフラム３０を中央接点２１に接触させるプレート４０とを備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、目的方向へのスライド操作とセンタープッシュ操作が可能なセンタープッシュ付きスライドスイッチに関する。

従来、この種のスイッチとしては、本出願人が先に出願したスライドスイッチが知られている（下記の特許文献１を参照）。特許文献１において、請求項４に記載された発明がセンタープッシュ付きのスライドスイッチである。このスイッチのセンタープッシュ機構は、復元ばねに付勢されたスライダーに押ボタン兼操作ノブを上下動可能に装着し、この押ボタン兼操作ノブの底面に復元ばね板を設置して、押下した押ボタン兼操作ノブをばねの弾力で元の位置に上昇復元するように構成されている。また、この機構は、押ボタン兼操作ノブとベース上の固定接点との間にダイヤフラム式の可動接点ばね円板を設置し、押ボタン兼操作ノブの押下により可動接点ばね円板の中心を凹ませて固定接点に接触させるように構成されている。

特開２００３−０５９３７４号公報

前記のスライドスイッチによると、押ボタン兼操作ノブを押下したとき、移動するノブ底面の突起が可動接点ばね円板に直接触れて可動接点ばね円板を凹ませるようになっているため、触れる箇所によっては押ボタン兼操作ノブの操作感（押した感触）が良くないという問題があった。また、押ボタン兼操作ノブが復元ばねや復元ばね板の不具合によってずれた位置に復元されてしまうと、接点同士の接触不良が起こるため、正確なスイッチ動作が得られないという問題もあった。そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、操作感が良好で、かつ、接点同士の接触不良が起こらず、確実なスイッチ動作が得られるセンタープッシュ付きスライドスイッチを提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチは、ベースと、前記ベース上の中央位置に配置された中央接点と、前記中央接点周辺の目的位置に配置された複数の周辺接点と、前記ベースを覆うトップケースと、前記トップケースから突出したノブと、前記トップケースの裏面に設けられた板ばね片により支持され、前記ノブの操作により目的方向に移動可能なスライダーと、前記ベース上に設けられた平行な下ガイド溝、及びこれと直交するように前記スライダーの底面に設けられた平行な上ガイド溝の両方に嵌合するガイドと、前記スライダーとともに移動し、移動方向にある前記周辺接点に接触する接点付き板ばね片が設けられた接点ブラシと、前記ベース上に設置され、前記中央接点に対向配置されたダイヤフラムと、前記ノブと前記ダイヤフラムの間に介在し、前記ノブの押下時に前記ダイヤフラムの中心を押圧する突起により前記ダイヤフラムを前記中央接点に接触させるプレートと、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチにおいて、前記ベース上にストッパーが設けられ、前記スライダーを前記ベース上の中央位置に付勢するように前記トップケースの板ばね片の戻りが当該ストッパーにより規制されるように構成されていると良い。

また、本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチにおいて、前記ベース上に凹溝が設けられ、前記スライダーが移動すると前記接点ブラシに一体化された凸部付き板ばね片が当該凹溝に嵌まるかまたは抜け出す際にクリック感が付与されるように構成されていても良い。

本発明によれば、ノブの底面がプレートに面接触することにより、ノブがプレートの上を滑るようにして移動するので、良好な操作感を得ることができる。また、ノブの押下時にはプレート全体を均一な力で押し下げ、プレート裏面の突起がダイヤフラムの中心を正確に押圧するので、適度なクリック感が得られるとともに、接点同士の接触不良が起こらず、確実なスイッチ動作を確保することができる。

また、ベース上にストッパーを設けることにより、板ばね片が復元する際にストッパーに衝突して必要以上の戻りが規制されるため、スライダーを正確な中央位置に復帰させることができる。

さらに、ベース上に凹溝を設けることにより、スライダーが移動すると接点ブラシに一体化された凸部付き板ばね片も移動するため、凹溝に嵌まっていた凸部が凹溝から抜け出すときや凹溝から外れていた凸部が凹溝に嵌まるときに、良好なクリックを付与することができる。

本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は内部拡大図である。 ベースと接点パターンを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 接点パターンを示す図で、（ａ）はカット前の平面図、（ｂ）は右側面図である。 ダイヤフラムを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。 プレートを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。 接点ブラシを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は変形例の平面図、（ｄ）は変形例の右側面図である。 ベース、接点パターン、ダイヤフラム、プレート及び接点ブラシを組み付けた状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ拡大断面図である。 トップケースを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。 スライダーを示す図で、（ａ）は底面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は右側面図である。 ガイドを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。 ノブを示す図で、（ａ）は背面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は右側面図である。 トップケース、スライダー、ガイド及びノブを組み付けた状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチの動作説明図で、（ａ）は無負荷時の状態を示す断面図、（ｂ）はスライド時の状態を示す断面図、（ｃ）はセンタープッシュ時の状態を示す断面図である。 本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチの回路を示す説明図で、（ａ）は出力パターン図、（ｂ）は回路構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明のセンタープッシュ付きスライドスイッチＳＷは、例えばデジタル一眼レフカメラに搭載されたオートフォーカスモードの方向キー兼決定ボタン等として好適なスイッチであって、目的方向へのスライド操作によって接点切替命令（１Ｃ，１ＡＣ，２Ｃ，２ＡＣ，…）を出力する機能と、センタープッシュ操作によって実行命令（Ｅｎｔｅｒ）を出力する機能を備えた多機能スイッチである。このスイッチＳＷは、以下に説明するベース１０、接点パターン２０、ダイヤフラム３０、プレート４０、接点ブラシ５０、トップケース６０、スライダー７０、ガイド８０、及びノブ９０を備えて構成されている。

（ベース１０）
図２に示すように、ベース１０は、絶縁性を有する樹脂材料（本実施形態ではポリアミド樹脂）からなり、表面の一点を中心点Ｐ１とし、その中心点Ｐ１から設定半径の仮想円Ｃの円周上に円形のパターンスペース１１を複数個形成し、各パターンスペース１１に固定接点を露出形成したものである。また、ベース１０上には、中心点Ｐ１を対称点としてＸ軸方向に２本の平行な下ガイド溝１２，１２が形成され、左右両側にプレートを収容する凹部１３，１３が設けられている。さらに、ベース表面の前後左右４箇所にはピン型のストッパー１４，１４，…が設けられている。

（接点パターン２０）
図３に示すように、固定接点は、導電性を有する金属板（本実施形態ではりん青銅板）を打ち抜き加工した接点パターン２０をベース１０にインサート成形したもので、インサート成形後、図３に示す点線部分をカット加工して金属板から切り離される。これにより、本実施形態ではベース１０上の中央位置に内外二重の円環形の中央接点２１，２２が配置され、その周囲に円環形の周辺接点２３，２４と半円形の周辺接点２５，２６，２７，２８が配置され、それぞれの端子（Ｐ，Ｃ，Ａ，１，２，３，４）がベース１０の外部に突出している。なお、周辺接点２３〜２８の中央にはそれぞれ絶縁部１５が設けられており、周辺接点２３の絶縁部１５は周辺接点２４の絶縁部１５よりも一回り広い面積に設定されている（図２（ａ）参照）。

（ダイヤフラム３０）
接点パターン２０を固定したベース１０上には、図４に示すダイヤフラム３０が設置される。ダイヤフラム３０は、接点パターン２０と同様な導電性を有する金属板により構成され、弾性変形する中央の可動接点部３１と、可動接点部３１を支える周縁の固定接点部３２とからなる円形ドーム状に成形されている。このダイヤフラム３０をベース１０の中央位置に設置することにより、図７に示すように固定接点部３２が外側中央接点２２に接触して端子（Ｐ）に接続されるとともに、可動接点部３１が内側中央接点２１に対向配置され、可動時に内側中央接点２１に接触して端子（Ｃ）に接続される。

（プレート４０）
ダイヤフラム３０の上には、図５に示すプレート４０が設置される。プレート４０は、適度な弾力と機械的強度に優れた鋼板（本実施形態ではステンレス鋼板）からなり、裏面の中央に突起４１を有する方形平板状の本体部４２と、本体部４２の左右両側に弓形に湾曲した一対の脚部４３，４３を備えて構成されている。このプレート４０をダイヤフラム３０の上に設置することにより、図７に示すように一対の脚部４３，４３がベース１０の凹部１３，１３に収容されてプレート４０が位置決め固定され、本体部裏面の突起４１がダイヤフラム３０の中心の可動接点部３１に当接する。

（接点ブラシ５０）
プレート４０の上には、図６に示す接点ブラシ５０が設置される。接点ブラシ５０は、導電性を有する金属板（本実施形態ではりん青銅板）からなり、取付孔を有する方形状の金属板の周囲に、可動接点として機能する４本の接点付き板ばね片５１，５２，５３，５４と、クリック機構として機能する１本の凸部付き板ばね片５５とが放射状に一体成形されている。接点付き板ばね片５１，５２，５３，５４の先端はそれぞれ半球状の接点部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａになっており、凸部付き板ばね片５５の先端も同様に半球状の凸部５５ａになっている。そして、この接点ブラシ５０をプレート４０の上に設置することにより、図７に示すように接点付き板ばね片５１〜５４の接点部５１ａ〜５４ａはベース上の絶縁部１５に接触し、凸部付き板ばね片５５の凸部５５ａはベース上に形成された円形の凹溝１６に嵌合する。なお、図６（ａ）（ｂ）の例では、接点ブラシ５０に凸部付き板ばね片５５を１本だけ一体成形したが、図６（ｃ）（ｄ）に示すように左右対称位置に予備用の凸部付き板ばね片５６をもう１本追加して一体成形しても良い。

以上が本実施形態のセンタープッシュ付きスライドスイッチＳＷにおける接点の構造であるが、次にこのスイッチにおける操作部の構造を説明する。

（トップケース６０）
図８はベース１０を覆うトップケース６０を示したものである。トップケース６０は、適度な弾力と機械的強度に優れた鋼板（本実施形態ではステンレス鋼板）からなり、中央に略円形の貫通孔６１が形成された蓋状の天板部６２と、天板部６２の前後左右の側面に形成された取付孔６３を有する取付片６４とを備えて構成されている。また、天板部６２の裏面には、スライダー７０の想定設置位置（図８（ｃ）に示す点線部分）の周囲を取り囲むように、天板部６２の側面を折り曲げてなる４本の板ばね片６５，６５，…が等間隔で一体成形されている。

（スライダー７０）
トップケース６０の裏面には、図９に示すスライダー７０が取り付けられる。スライダー７０は、絶縁性を有する樹脂材料（本実施形態ではポリアミド樹脂）からなり、円形、多角形等（本実施形態では八角形）の板状のスライダー本体７１を備え、その中央にノブ９０を装着するための鍵孔状の係止孔７２が設けられている。また、スライダー本体７１の底面には、中心点Ｐ２を対称点としてＹ軸方向（下ガイド溝１２と直交する方向）に２本の平行な上ガイド溝７３，７３が形成されている。このスライダー７０をトップケース６０の裏面に取り付けることにより、図１２に示すようにスライダー本体７１の側面が４本の板ばね片６５，６５，…の弾力で中心に向かって付勢される。

（ガイド８０）
スライダー７０の底面には、図１０に示すガイド８０が嵌め込まれる。ガイド８０は、スライダー７０と同じく絶縁性を有する樹脂材料（本実施形態ではポリアミド樹脂）からなり、ベース１０の下ガイド溝１２，１２に摺動自在に嵌合する２本の平行な下バー８１，８１と、スライダー７０の上ガイド溝７３，７３に摺動自在に嵌合する２本の平行な上バー８２，８２とを組み合わせて、図示したような方形または井形に一体成形したものである。このガイド８０をスライダー底面の上ガイド溝７３，７３に嵌め込むことにより、図１２に示すようにスライダー７０は板ばね片６５の弾力に抗して、ガイド８０の下バー８１に沿ったＸ軸方向、ガイド８０の上バー８２に沿ったＹ軸方向、及び両方向を合成した斜め方向のそれぞれの目的方向にスライド可能に支持される。

（ノブ９０）
スライダー７０の中央には、図１１に示すノブ９０が装着される。ノブ９０は、スライダー７０と同じく絶縁性を有する樹脂材料（本実施形態ではポリアミド樹脂）からなり、円柱状の操作部９１を備え、操作部９１の底面にはプレート４０を押圧する方形平板状の押圧部９２が水平に一体成形されている。また、操作部９１の側面には鍵形の係止部９３が突設されており、この係止部９３をスライダー７０の係止孔７２に嵌合することにより、図１２に示すようにノブ９０とスライダー７０が一体化され、ノブ９０の操作部９１がトップケース６０の貫通孔６１から外部に突出した状態で装着される。そして、このスライダー７０、ガイド８０及びノブ９０を組み付けたトップケース６０を図７のベース１０の上に被せ、取付孔６３にベース１０の爪１７を係止することにより、図１に示すようにベース１０とトップケース６０が一体化され、内部に接点と操作部を備えたセンタープッシュ付きスライドスイッチＳＷが完成する。

以上が本実施形態のセンタープッシュ付きスライドスイッチＳＷの構造であるが、以下このスイッチの動作について、図１、図１３及び図１４を参照しながら説明する。なお、図１３の例では、ノブ９０に装着したカバー１００をベース１０の上に被せてあるが、これによりスイッチ内部の気密性を確保することができる。

まず、スライドスイッチ機構を説明する。図１３（ａ）に示す無負荷時の状態では、図１に示すようにスライダー７０が板ばね片６５の弾力で中央位置に付勢支持されており、ベース１０の中心点Ｐ１とスライダー７０の中心点Ｐ２とが一致している。このとき、ダイヤフラム３０の固定接点部３２はベース上の外側中央接点２２に接触して端子（Ｐ）に接続されているが、その他の接点（可動接点部３１と内側中央接点２１、接点部５１ａと周辺接点２３、接点部５２ａと周辺接点２４、接点部５３ａと周辺接点２５，２６、接点部５４ａと周辺接点２７，２８）はいずれも接触しておらず、スイッチの状態は図１４に示すＯＦＦ領域である。

ここで、ノブ９０をＸ軸（−）方向（図１３（ｂ）に示す左方向）にスライド操作すると、ノブ９０に連動して、図１のスライダー７０が板ばね片６５に対抗しながらガイド８０の下バー８１に沿って移動する。このとき、スライダー７０に装着された接点ブラシ５０も移動するため、絶縁部１５に接触していた接点付き板ばね片５２，５３，５４の接点部５２ａ，５３ａ，５４ａがそれぞれ周辺接点２４，２５，２７に接触する。なお、接点付き板ばね片５１の接点部５１ａは、周辺接点２３の絶縁部１５に接触したままである。したがって、端子（Ｃ）、端子（１）及び端子（３）が導通するため、図１４に示す「１３Ｃ」のパターン信号が出力される。また、本実施形態では、スライダー７０が移動すると接点ブラシ５０に一体化された凸部付き板ばね片５５も移動するため、凹溝１６に嵌まっていた凸部５５ａが凹溝１６から抜け出し、凹溝１６の段差を乗り越える際に適度なクリック感が得られるようになっている。

続いて、ノブ９０をＸ軸（−）方向に更にスライド操作すると、それまで絶縁部１５に接触していた接点付き板ばね片５１の接点部５１ａが周辺接点２３に接触する。したがって、端子（Ｃ）、端子（１）及び端子（３）に加えて端子（Ａ）も導通するため、図１４に示す「１３ＡＣ」のパターン信号が出力される。

そして、ノブ９０を操作していた力を解除すると、スライダー７０が４本の板ばね片６５，６５，…の弾力によってベース１０の中央に押し戻され、スライダー７０に連動してノブ９０も元の中立位置に復帰する。これにより、接点付き板ばね片５１，５２，５３，５４の接点部５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａは、それぞれ周辺接点２３，２４，２５，２７との接続が絶たれ、すべて絶縁部１５に接触するため、スイッチの状態は図１４に示すＯＦＦ領域に戻る。なお、本実施形態では、板ばね片６５，６５，…が復元する際にベース１０上のストッパー１４，１４，…に衝突して必要以上の戻りが規制されるため、スライダー７０を正確な中央位置に復帰させることができる。また、スライダー７０が復帰する際に凸部付き板ばね片５５も元の位置に戻るため、凸部５５ａが凹溝１６に嵌まり、凹溝１６の段差から落ちる際に適度なクリック感が得られるようになっている。

これに対し、ノブ９０をＸ軸（＋）方向にスライド操作すると、前記と同様の作用により、接点付き板ばね片５２，５３，５４の接点部５２ａ，５３ａ，５４ａがそれぞれ周辺接点２４，２６，２８に接触する。これにより、端子（Ｃ）、端子（２）及び端子（４）が導通するため、図１４に示す「２４Ｃ」のパターン信号が出力される。また、ノブ９０をＸ軸（＋）方向に更にスライド操作すると、接点付き板ばね片５１の接点部５１ａが周辺接点２３に接触し、端子（Ａ）も導通するため、図１４に示す「２４ＡＣ」のパターン信号が出力される。さらに、ノブ９０は中心点からＸ軸方向だけでなくＹ軸（＋）（−）方向や任意角度の斜め方向にスライドさせることも可能であり、中心点から３６０°任意の方向に自由自在に操作することができる。したがって、図１４に示すように、目的方向に応じて複数種類（本実施形態では８方向×２列＝１６種類）のパターン信号を出力することができる。

次に、センタープッシュスイッチ機構を説明する。図１３（ａ）に示す無負荷時の状態では、プレート４０がダイヤフラム３０に支えられており、ノブ９０が中立位置に支持されている。このとき、ダイヤフラム３０の固定接点部３２はベース上の外側中央接点２２に接触して端子（Ｐ）に接続されているが、可動接点部３１は内側中央接点２１から離れており、接点（Ｃ）には接続されていない。したがって、図１４（ｂ）のように端子（Ｐ）と端子（Ｃ）が導通していないため、実行命令（Ｅｎｔｅｒ）信号は出力されない。

ここで、図１３（ｃ）に示すようにノブ９０を押下（センタープッシュ）すると、ノブ底面の押圧部９２がプレート４０を押し下げ、プレート裏面の突起４１がダイヤフラム３０を押圧する。これにより、ダイヤフラム３０が凹み変形し、中心の可動接点部３１がベース上の内側中央接点２１に接触して端子（Ｃ）が接続される。したがって、端子（Ｐ）と端子（Ｃ）が導通するため、実行命令（Ｅｎｔｅｒ）信号が出力される。そして、ノブ９０を押下していた力を解除すると、ダイヤフラム３０の復元によってプレート４０が押し戻され、ノブ９０が上昇して元の位置に復帰する。これにより、可動接点部３１が内側中央接点２１から離れ、端子（Ｐ）と端子（Ｃ）の接続が遮断される。

なお、本実施形態では、ノブ底面の水平な押圧部９２が平板状のプレート４０に面接触しており、ノブ９０がプレート４０の上を滑るようにして移動するので良好な操作感が得られる。また、ノブ９０を押下したときにはプレート４０全体を均一な力で垂直に押し下げるようになっており、プレート裏面の突起４１がダイヤフラム３０の中心を正確に押圧するので、適度なクリック感が得られるとともに、接点同士の接触不良が起こらず、確実なスイッチ動作が保証される。

以上説明した実施形態では、スライドスイッチ機構として１６種類のパターン信号を出力するようにしたが、接点の構造はこれに限られない。例えば、ベース１０の固定接点の形状や面積、接点付き板ばね片５１，５２，…の形状や本数などを適宜設計変更することにより、出力パターン数を増減したり、その形態を自由に変更することが可能になり、多様な用途に利用できる汎用性に優れたスイッチを提供することができる。

ＳＷ：センタープッシュ付きスライドスイッチ
１０：ベース
１１：パターンスペース
１２：ガイド溝
１３：凹部
１４：ストッパー
１５：絶縁部
１６：凹溝
１７：爪
２０：接点パターン
２１：内側中央接点（Ｃ）
２２：外側中央接点（Ｐ）
２３：周辺接点（Ａ）
２４：周辺接点（Ｃ）
２５：周辺接点（１）
２６：周辺接点（２）
２７：周辺接点（３）
２８：周辺接点（４）
３０：ダイヤフラム
３１：可動接点部
３２：固定接点部
４０：プレート
４１：突起
４２：本体部
４３：脚部
５０：接点ブラシ
５１：接点付き板ばね片
５２：接点付き板ばね片
５３：接点付き板ばね片
５４：接点付き板ばね片
５５：凸部付き板ばね片
５６：凸部付き板ばね片
６０：トップケース
６１：貫通孔
６２：天板部
６３：取付孔
６４：取付片
６５：板ばね片
７０：スライダー
７１：スライダー本体
７２：係止孔
７３：上ガイド溝
８０：ガイド
８１：下バー
８２：上バー
９０：ノブ
９１：操作部
９２：押圧部
９３：係止部
１００：カバー

Claims (3)

1. ベースと、
   前記ベース上の中央位置に配置された中央接点と、
   前記中央接点周辺の目的位置に配置された複数の周辺接点と、
   前記ベースを覆うトップケースと、
   前記トップケースから突出したノブと、
   前記トップケースの裏面に設けられた板ばね片により支持され、前記ノブの操作により目的方向に移動可能なスライダーと、
   前記ベース上に設けられた平行な下ガイド溝、及びこれと直交するように前記スライダーの底面に設けられた平行な上ガイド溝の両方に嵌合するガイドと、
   前記スライダーとともに移動し、移動方向にある前記周辺接点に接触する接点付き板ばね片が設けられた接点ブラシと、
   前記ベース上に設置され、前記中央接点に対向配置されたダイヤフラムと、
   前記ノブと前記ダイヤフラムの間に介在し、前記ノブの押下時に前記ダイヤフラムの中心を押圧する突起により前記ダイヤフラムを前記中央接点に接触させるプレートと、
   を備えたことを特徴とするセンタープッシュ付きスライドスイッチ。
2. 前記ベース上にストッパーが設けられ、前記スライダーを前記ベース上の中央位置に付勢するように前記トップケースの板ばね片の戻りが当該ストッパーにより規制されることを特徴とする請求項１に記載のセンタープッシュ付きスライドスイッチ。
3. 前記ベース上に凹溝が設けられ、前記スライダーが移動すると前記接点ブラシに一体化された凸部付き板ばね片が当該凹溝に嵌まるかまたは抜け出す際にクリック感が付与されることを特徴とする請求項１または２に記載のセンタープッシュ付きスライドスイッチ。