JP2638395B2 - コントロールキー装置 - Google Patents

コントロールキー装置

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JP2638395B2
JP2638395B2 JP4173020A JP17302092A JP2638395B2 JP 2638395 B2 JP2638395 B2 JP 2638395B2 JP 4173020 A JP4173020 A JP 4173020A JP 17302092 A JP17302092 A JP 17302092A JP 2638395 B2 JP2638395 B2 JP 2638395B2
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安夫 高須
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コントロールキー装置
に関し、例えば、操作者の指の動きによって２方向以上
のうちから何れかの方向を指定するための方向性スイッ
チに適用されるコントロールキー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、業務用あるいは家庭用のテレビゲ
ームや、液晶表示板を利用した手持ち型電子ゲーム装置
においては、例えば表示キャラクタの移動方向（上下左
右等の４方向または８方向）を指定するためのコントロ
ールキー装置が設けられている。
【０００３】このような従来のコントロールキー装置と
しては、例えば実開平３−５０５９４号公報に記載のも
のが知られており、図９のように示される。図９におい
て、まず、パッド１１０の中心部が真っ直ぐ下方向に指
で押圧されると、パッド１１０の球状の支点部材１１３
が保持部材１２２の弾性力に抗して基板１４０に当接し
て支点を形成する。このとき、保持部材１２２に保持さ
れた何れの導電ゴム１３０ａ、１３０ｂも、それぞれ直
下の電気接点部１４１、１４２には当接しないようにな
っている。次に、パッド１１０の例えば突起部１１１ａ
が押圧されると、パッド１１０の円板１１２は支点部材
１１３が形成する支点を中心として押圧された方向に傾
く、この結果、円板１１２に押されて導電ゴム１３０ａ
が電気接点部１４１に接触し、電気接点部１４１が導通
され、図示しない所定の回路がＯＮされるようになって
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のコントロールキー装置にあっては、パッド１
１０が基板１４０に直接当接して支点を形成する構造に
なっていたため、パッド１１０に強い衝撃が加わった場
合、その衝撃が直接基板１４０に伝わり、基板上の配線
自体や配線の接合部が損傷し易くなるといった問題点が
あった。
【０００５】そこで、本発明は、パッドに強い衝撃が加
わった場合でも、その衝撃が直接基板に伝わらないよう
にして、基板上の配線自体や配線の接合部の損傷を防止
することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、中立位置から互いに交差する
方向に少なくとも傾動可能に配置された操作部と、前記
互いに交差する方向に対応して配置された２対の電気接
点部が形成された基板と、前記電気接点部のそれぞれに
対応して配置され、前記操作部の傾動動作に応答して対
応する電気接点部に接触することにより閉じるスイッチ
を構成する２対の可動電極部と、前記操作部、前記基板
及び前記可動電極部を囲うハウジング部とを有するコン
トロールキー装置であって、前記ハウジング部は前記２
対の電気接点部が形成された基板上部に位置し、前記ハ
ウジング部と一体的に形成され、前記基板表面から離間
した位置に懸架して保持される凸部を有し、前記凸部は
中央部に形成された開口部と前記開口部を取り囲んで形
成された凸球面形状部を有し、前記操作部は前記凸部上
部に配置されるキートップ部と前記キートップ部に加え
られた操作力を前記可動電極部に伝達する応力伝達部材
とを有し、前記応力伝達部材は前記開口部を通して前記
キートップ部と剛体的に接続され前記操作力に応答し前
記キートップ部の傾動とともに前記可動電極部のうち少
なくとも１つを下降させる如く構成され、前記キートッ
プ部に加えられた操作力に応答して前記操作部を中立位
置から互いに交差する方向のうちの少なくとも１方向に
傾動するように構成したことを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１の構成に加え、前記キートップ部は下
面において前記凸球面形状部に対応する凹球面形状部を
有することを特徴とする。なお、上記凹球面形状部は、
キートップ部の軸線まわりの全周に亘って存在していな
くても良い。材料削減による低コスト化を考慮すると、
凹球面形状部は、例えば２対の電気接点部に対応した４
位置だけに配置されているのが好ましい。請求項３記載
の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または請
求項２の構成に加え、前記凸部は下面において凹球面形
状部を有し、前記応力伝達部材は前記凸部に対面する部
分において前記凹球面形状部に対応する凸球面形状部を
有することを特徴とする。請求項４記載の発明は、上記
課題を解決するため、中立位置から互いに交差する方向
に少なくとも傾動可能に配置された操作部と、前記互い
に交差する方向に対応して配置された２対の電気接点部
が形成された基板と、前記電気接点部のそれぞれに対応
して配置され、前記操作部の傾動動作に応答して対応す
る電気接点部に接触することにより閉じるスイッチを構
成する２対の可動電極部と、前記操作部、前記基板及び
前記可動電極部を囲うハウジング部とを有するコントロ
ールキー装置であって、前記ハウジング部は前記２対の
電気接点部が形成された基板上部に位置し、前記ハウジ
ング部と一体的に形成され、前記基板表面から離間した
位置に懸架して保持される凹部を有し、前記凹部は中央
部に形成された開口部と前記開口部を取り囲んで形成さ
れた凹球面形状部を有し、前記操作部は前記凹部上部に
配置されるキートップ部と前記キートップ部に加えられ
た操作力を前記可動電極部に伝達する応力伝達部材とを
有し、前記応力伝達部材は前記開口部を通して前記キー
トップ部と剛体的に接続され前記操作力に応答し前記キ
ートップ部の傾動とともに前記可動電極部のうち少なく
とも１つを下降させる如く構成され、前記キートップ部
に加えられた操作力に応答して前記操作部を中立位置か
ら互いに交差する方向のうちの少なくとも１方向に傾動
するように構成したことを特徴とする。
【０００８】請求項５記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項４の構成に加え、前記キートップ部は下
面において前記凹球面形状部に対応する凸球面形状部を
有することを特徴としている。請求項６記載の発明は、
上記課題を解決するため、請求項１乃至５の構成に加
え、前記操作部は、操作力が加わっていないとき、前記
２対の可動電極部を保持する弾性部材の弾性力により中
立の位置に保持されていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】請求項１および請求項４記載の発明では、操作
者が所定の電気接点部の導通を意図して、その電気接点
部に対応する位置のキートップ部が操作者の指により押
圧されると、キートップ部と剛性的に接続された応力伝
達部材が可動電極部を下降させ、電気接点部と接触し導
通される。
【００１０】請求項２および請求項５記載の発明では、
請求項１および４の作用に加え、凸部（凹部）上面とキ
ートップ部下面が当接する部分で球面形状を有すること
により、キートップ部の押圧に対してその下面の凹
（凸）球面形状部が凸（凹）部に当接して傾動する。 請
求項３の発明では、請求項１乃至２の作用に加え、凸部
の下面を凹球面形状 とし、対面する応力伝達部材を凸球
面形状とすることにより、キートップ部の押圧解除によ
る摺動がガイドされる。請求項６記載の発明では、請求
項１乃至５の作用に加え、操作者による押圧が解除され
ると、弾性部材の弾性復元力により、キートップ部が凸
（凹）部を摺動して元の位置（中立位置）に戻り、可動
電極部は非導通状態となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１、図２は請求項１、２、３および６記載の発明に係る
コントロールキー装置の第１の実施例を示す図であり、
図１はその断面図、図２はその上面図である。まず、構
成を説明する。
【００１２】図１、図２において、コントロールキー装
置１は、配線基板２、弾性部材３、ハウジング４、操作
部５および裏ケース６から構成される。配線基板２は、
図２の円周Ｅ上に対称に配置された二対の電気接点部２
ａ、２ｂおよび２ｃ、２ｄを有している。図２に示すよ
うに、弾性部材３は配線基板２の各電気接点部２ａ〜２
ｄの直上に配置された可動電極部３ａ〜３ｄを有し、図
１の上方向からの押圧力を受けて弾性変形することによ
り、可動電極部３ａ〜３ｄをそれぞれ対応する電気接点
部２ａ〜２ｄに接触させて各電気接点部を導通させる。
ハウジング４は、配線基板２の電気接点部側の表面を被
覆し、裏ケース６は配線基板２の裏面を被覆する。
【００１３】操作部５は、ネジ５ｃにより互に連結固定
されたキートップ部５ａおよび応力伝達部材５ｂから構
成される。キートップ部５ａは、ハウジング４から露出
する操作部を構成し、応力伝達部材５ｂは、弾性部材３
に接触して弾性部材を押圧することができる。詳しく
は、応力伝達部材５ｂは、弾性部材３の各可動電極部３
ａ〜３ｄにそれぞれ接触する足部分を有し、この足部分
により図１の上方向から弾性部材３の各可動電極部３ａ
〜３ｄを押圧することができる。また、操作部５ の露出
側上面の四方、すなわち、電気接点部２ａ〜２ｄに対応
する位置に操作突起７ａ〜７ｄが形成されている。
【００１４】ハウジング４は、円周Ｅの中心線Ｌと同軸
の開口部４ｃを有するとともに、開口部４ｃの放射外方
に配線基板２側で凹になる球面状の凸部４ａを有してい
る。操作部５のキートップ部５ａおよび応力伝達部材５
ｂは、ハウジング４の開口部４ｃを通して互いに連結さ
れている。キートップ部５ａは凸部４ａの上面である凸
球面形状部４ａ-1に摺接し、応力伝達部材５ｂは凸部４
ａの下面である凹球面形状部４ａ-2に摺接している。
【００１５】次に、作用を説明する。操作者が、例えば
電気接点部２ａの導通を意図している場合、操作者は操
作部５のキートップ部５ａの上面に指をのせて、操作突
起７ａを押圧する。この押圧力により、キートップ部５
ａの下面の凹球面形状部５ａ-1が凸部４ａの上面の凸球
面形状部４ａ-1を、また、応力伝達部材５ｂの上面の凸
球面形状部５ｂ-1が凸部４ａの下面である凹球面形状部
４ａ-2をそれぞれ摺動して、操作部５は図１の左下方向
に傾き、応力伝達部材５ｂの図１の左方の足部分が弾性
部材３の可動電極部３ａ部分を押圧する。この結果、弾
性部材３が弾性変形して、可動電極部３ａにより電気接
点部２ａが導通される。
【００１６】一方、操作者の指による押圧力が除去され
ると、弾性部材３の復元力により、応力伝達部材５ｂの
図１の左方の足部分が持上げられる。この結果、キート
ップ部５ａの下面の凹球面形状部５ａ-1が凸部４ａの上
面の凸球面形状部４ａ-1を、また、応力伝達部材５ｂの
上面の凸球面形状部５ｂ-1が凸部４ａの下面である凹球
面形状部４ａ-2をそれぞれ摺動して、操作部５が元の位
置（中立位置）に戻る。上述のように本実施例では、ハ
ウジング４に開口部４ｃおよび凸部４ａを設け、操作部
５のキートップ部５ａと応力伝達部材５ｂを開口部４ｃ
を通して連結し、キートップ部５ａと応力伝達部材５ｂ
をそれぞれ凸部４ａの上面と下面の球面 形状部に摺接さ
せている。このため、操作部５を配線基板に当接させて
操作部の回動支点を作ることなく、操作者が意図する各
電気接点部を確実に導通させることができる。したがっ
て、操作部５の操作面に上方から大きな衝撃が加わった
場合でも、その衝撃が配線基板２に直接伝わるのを防止
することができ、配線基板上の配線や配線接合部の損傷
を防止することができる。
【００１７】図３、図４は請求項１、２、３および６記
載の発明に係るコントロールキー装置の第２の実施例を
示す図であり、図３はその断面図、図４はそのハウジン
グ側の表カバーの上面図である。なお、図３、図４にお
いて、図１に示される構成部材と同一名称の部材には同
じ符号を付して、その相違する特徴部分のみを説明する
ものとし、以下の実施例も同様に扱うものとする。
【００１８】図３、図４において、操作部５のキートッ
プ部５ａと応力伝達部材５ｂは、凹凸の係合により互い
に連結固定されている。ハウジング４の凸部４ａの先端
には、開口部４ｃの周面に沿って複数のスプリング部４
ｄが形成されている。ハウジング４は樹脂部材からな
り、スプリング部４ｄは、操作部５をハウジング４の開
口部４ｃの中心方向に付勢するスプリングとして機能す
る。
【００１９】本実施例では、前述の図１、図２に示され
る第１の実施例の効果に加え、スプリング部４ｄが、操
作部５の傾斜に対して操作部５を元の中立位置（図１に
示す位置）に戻す方向に付勢しているので、スプリング
部４ｄのバネ定数を適当に選択することにより、操作部
５を操作する上でのクリック感を向上することができ
る。なお、本実施例においては、操作部５はスプリング
部４ｄの付勢力により元の位置に戻るようになってい
る。
【００２０】図５〜図７は請求項１、２、３および６記
載の発明に係るコントロールキー装置の第３の実施例を
示す図であり、図５はその断面図、図６はその表カバー
の上面図、図７はその裏ケースの下面図である。図５〜
図７において、裏ケース６には、中心線Ｌと同軸の雌ネ
ジ部６ａおよび４つのスプリング部６ｂが形成されてい
る。裏ケース６は樹脂材料から構成され、各スプリング
部６ｂは、操作部５に設けられた４つの操作突起（図２
に示される操作突起７ａ〜７ｄと同等の突起）に対応す
る位置に配置され、操作部５を裏ケース６側からハウジ
ング４側に向う方向、すなわち、図５の上方向であっ
て、結果的に操作部５を元の位置に戻す方向に付勢する
スプリングとして機能する。雌ネジ部６ａには、付勢力
調節部材（調節手段）８の雄ネジ部８ａが螺合してい
る。付勢力調節部材８には、各スプリング部６ｂに当接
可能なスプリング部８ｂが形成されている。したがっ
て、付勢力調節部材８を中心線Ｌ回りに回動させること
により、スプリング部６ｂに対するスプリング部８ｂの
付勢力が調節され、結果的に、スプリング部６ｂから操
作部５に加わる付勢力が調節される。
【００２１】本実施例では、図１、図２に示される実施
例の効果に加え、スプリング部６ｂが、操作部５の傾斜
に対して操作部５を元の中立位置（図１に示す位置）に
戻す方向に付勢することになるので、スプリング部６ｂ
のバネ定数を適当に選択することにより、操作部５を操
作する上でのクリック感を向上することができる。ま
た、スプリング６ｂによる付勢力を、付勢力調節手段８
を回動させることにより調節することができるので、組
み立て後であっても、操作者の好みに応じて最適なクリ
ック感を容易に提供することができる。
【００２２】図８は、請求項４、５および６記載の発明
に係るコントロールキー装置の一実施例を示すその断面
図である。図８において、ハウジング４に形成された凹
部４ｂは、配線基板２側で凸になっており、キートップ
部５ａの下面の凸球面形状部５ａ-2が凹部４ｂの上面の
凹球面形状部４ｂ-1に、また、応力伝達部材５ｂの上面
の凹球面形状部５ｂ-2は凹部４ｂの下面の凸球面形状部
４ｂ-2に摺接している。
【００２３】本実施例は、前述の図１、図２に示される
実施例における凸部４ａの形状を上下逆転させたもので
あり、図１、図２に示される実施例と同様の作用効果を
得ることができる。なお、前述の各実施例においては、
キートップ部下面および応力伝達部材上面の形状が当接
する凸部または凹部の上面および下面の球面形状部に対
応する構成を示したが、本発明は、必ずしもこの形態に
限られるものではなく、キートップ部下面および応力伝
達部材上面は、球面形状を有していなくともよい。 ま
た、操作部５を構成するキートップ部材５ａおよび応力
伝達部材５ｂをネジによりあるいは係合により連結固定
しているが、両部材の固定手段は、これらに限られるも
のではなく、既知の他の固定手段を用いてもよいのは言
うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】請求項１および４記載の発明によれば、
操作部を配線基板に当接させることなく、操作者の指操
作により任意の電気接点部を確実に導通させることがで
きる。したがって、操作部の操作面に大きな衝撃が加わ
った場合でも、その衝撃が配線基板に直接伝わるのを防
止することができ、配線基板上の配線や配線接合部の損
傷を防止することができる。また、キートップ部の下面
に当接する凸部（凹部）を開口部を取り囲んで凸（凹）
球面形状にすることにより、キートップ部への操作力に
応答して操作部を中立位置から互いに交差する多方向に
傾動させることができる。
【００２５】請求項２記載の発明によれば、請求項１の
効果に加え、キートップ部は下面において凸球面形状部
に対応する凹球面形状としているため、操作部への衝撃
を効果的に分散吸収することができるとともに、キート
ップ部の押圧による傾動が円滑にガイドされ、円滑かつ
安定した多方向のスイッチ操作を行うことができる。請
求項３記載の発明によれば、請求項１乃至２の効果に加
え、凸部の下面において凹球面形状部を有し、対面する
応力伝達部材を凸球面形状とすることにより、キートッ
プ部の押圧解除による摺動が円滑にガイドされ、円滑か
つ安定した多方向のスイッチ操作を行うことができる。
請求項５記載の発明によれば、請求項４の効果に加え、
キートップ部は下面において凹球面形状部に対応する凸
球面形状としているため、操作部への衝撃を効 果的に分
散吸収することができるとともに、キートップ部の押圧
による傾動が円滑にガイドされ、円滑かつ安定した多方
向のスイッチ操作を行うことができる。 請求項６記載の
発明では、請求項１乃至５の効果に加え、操作者による
押圧が解除されると、弾性部材の弾性復元力により、キ
ートップ部が元の位置（中立位置）に戻るため、不必要
な導通状態を回避できるとともに、スイッチ操作時のク
リック感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、２、３および６記載の発明に係るコ
ントロールキー装置の第１の実施例を示すその断面図。
【図２】図１に示される装置の上面図。
【図３】請求項１、２、３および６記載の発明に係るコ
ントロールキー装置の第２の実施例を示すその断面図。
【図４】図３に示される表カバーの上面図。
【図５】請求項１、２、３および６記載の発明に係るコ
ントロールキー装置の第３の実施例を示すその断面図。
【図６】図５に示される表カバーの上面図。
【図７】図５に示される裏ケースの下面図。
【図８】請求項３、５および６記載の発明に係るコント
ロールキー装置の一実施例を示すその断面図。
【図９】従来のコントロールキー装置を示すその断面
図。
【符号の説明】
２ 配線基板 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 電気接点部 ３ 弾性部材 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 可動電極部 ４ ハウジング ４ａ 凸部 ４ａ-1 凸球面形状部 ４ａ-2 凹球面形状部 ４ｂ 凹部 ４ｂ-1 凹球面形状部 ４ｂ-2 凸球面形状部 ４ｃ 開口部 ４ｄ スプリング部 ５ 操作部 ５ａ キートップ部 ５ａ-1 凹球面形状部 ５ａ-2 凸球面形状部 ５ｂ 応力伝達部材 ５ｂ-1 凸球面形状部 ５ｂ-2 凹球面形状部 ６ 裏ケース ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 操作突起 ８ 付勢力調節部材（調節手段）

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】中立位置から互いに交差する方向に少なく
    とも傾動可能に配置された操作部と、前記互いに交差す
    る方向に対応して配置された２対の電気接点部が形成さ
    れた基板と、前記電気接点部のそれぞれに対応して配置
    され、前記操作部の傾動動作に応答して対応する電気接
    点部に接触することにより閉じるスイッチを構成する２
    対の可動電極部と、前記操作部、前記基板及び前記可動
    電極部を囲うハウジング部とを有するコントロールキー
    装置であって、前記ハウジング部は前記２対の電気接点
    部が形成された基板上部に位置し、前記ハウジング部と
    一体的に形成され、前記基板表面から離間した位置に懸
    架して保持される凸部を有し、前記凸部は中央部に形成
    された開口部と前記開口部を取り囲んで形成された凸球
    面形状部を有し、前記操作部は前記凸部上部に配置され
    るキートップ部と前記キートップ部に加えられた操作力
    を前記可動電極部に伝達する応力伝達部材とを有し、前
    記応力伝達部材は前記開口部を通して前記キートップ部
    と剛体的に接続され前記操作力に応答し前記キートップ
    部の傾動とともに前記可動電極部のうち少なくとも１つ
    を下降させる如く構成され、前記キートップ部に加えら
    れた操作力に応答して前記操作部を中立位置から互いに
    交差する方向のうちの少なくとも１方向に傾動するよう
    に構成したことを特徴とするコントロールキー装置。
  2. 【請求項２】前記キートップ部は下面において前記凸球
    面形状部に対応する凹球面形状部を有することを特徴と
    する請求項１記載のコントロールキー装置。
  3. 【請求項３】前記凸部は下面において凹球面形状部を有
    し、前記応力伝達部材は前記凸部に対面する部分におい
    て前記凹球面形状部に対応する凸球面形状部を有するこ
    とを特徴とする請求項１または請求項２記載のコントロ
    ールキー装置。
  4. 【請求項４】中立位置から互いに交差する方向に少なく
    とも傾動可能に配置された操作部と、前記互いに交差す
    る方向に対応して配置された２対の電気接点部が形成さ
    れた基板と、前記電気接点部のそれぞれに対応して配置
    され、前記操作部の傾動動作に応答して対応する電気接
    点部に接触することにより閉じるスイッチを構成する２
    対の可動電極部と、前記操作部、前記基板及び前記可動
    電極部を囲うハウジング部とを有するコントロールキー
    装置であって、前記ハウジング部は前記２対の電気接点
    部が形成された基板上部に位置し、前記ハウジング部と
    一体的に形成され、前記基板表面から離間した位置に懸
    架して保持される凹部を有し、前記凹部は中央部に形成
    された開口部と前記開口部を取り囲んで形成された凹球
    面形状部を有し、前記操作部は前記凹部上部に配置され
    るキートップ部と前記キートップ部に加えられた操作力
    を前記可動電極部に伝達する応力伝達部材とを有し、前
    記応力伝達部材は前記開口部を通して前記キートップ部
    と剛体的に接続され前記操作力に応答し前記キートップ
    部の傾動とともに前記可動電極部のうち少なくとも１つ
    を下降させる如く構成され、前記キートップ部に加えら
    れた操作力に応答して前記操作部を中立位置から互いに
    交差する方向のうちの少なくとも１方向に傾動するよう
    に構成したことを特徴とするコントロールキー装置。
  5. 【請求項５】前記キートップ部は下面において前記凹球
    面形状部に対応する凸球面形状部を有することを特徴と
    する請求項４記載のコントロールキー装置。
  6. 【請求項６】前記操作部は、操作力が加わっていないと
    き、前記２対の可動電極部を保持する弾性部材の弾性力
    により中立の位置に保持されていることを特徴とする請
    求項１乃至５のいずれかに記載のコントロールキー装
    置。
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