JP3183866B2 - 多方向入力スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作杆を傾倒する
と傾倒方向に応じた電気信号を出力する多方向入力スイ
ッチに係り、特に、操作杆のプッシュ操作により別の電
気信号を出力することのできる多方向入力スイッチに関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の多方向入力スイッチの従来技術
としては、例えば特開昭５４−１２１８５２号公報に記
載されているように、操作杆を多方向に傾倒可能な状態
に保持するハウジングの内部に複数のスイッチ素子を配
設するとともに、該ハウジングの外部に操作杆を中立位
置に復帰させる半球状の弾性部材を配設し、該弾性部材
の弾発力に抗して操作杆を任意方向へ傾倒操作すると、
その傾倒方向に位置するスイッチ素子が選択的に押圧さ
れて電気信号を出力するように構成したものが一般的で
あった。また、上記公報に開示されている従来の提案で
は、操作杆の中央に軸部材を摺動自在に挿通して該軸部
材の下方にもスイッチ素子を配置することにより、傾倒
操作のみならずプッシュ操作によっても所定の電気信号
を出力するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の多方向入力スイッチでは、ハウジング内に複数
のスイッチ素子を組み込まねばならないので部品点数が
多く、小型化が容易でないという不具合があった。ま
た、ハウジングの外部に配設した半球状の弾性部材に操
作杆を貫通させ、この弾性部材によって操作杆を傾倒方
向の中立位置に復帰させているため、小型化が容易でな
いという不具合があり、また、操作杆の内部に軸部材を
摺動自在に配置した２重管構造を採用し、この軸部材を
押圧することで操作杆の下方に配置したスイッチ素子を
プッシュ操作するようになっているため構造が複雑とな
り、この点からも小型化が容易でないという不具合があ
った。

【０００４】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みて
なされたもので、その目的は、部品点数が少なく小型化
が容易な多方向入力スイッチを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングの
内底面中央部に操作杆の押圧により動作するタクトスイ
ッチを配置するとともに、操作杆の傾倒動作に伴い、タ
クトスイッチの周囲に露出して配置した複数の固定接点
とそれらに対応する可動接点とを接離させるようにした
多方向入力スイッチにあって、操作杆に挿入した半球状
鍔部を可動体の円筒部内に配置し、この円筒部の外側に
配置した復帰ばねによって可動体を付勢することによ
り、半球状鍔部を開口部の球状内壁面に圧接させること
とする。このように構成すると、操作杆の傾倒動作に伴
って電気信号を出力させ、ハウジングの内部に収納した
半球状鍔部と可動体および復帰ばねによって操作杆を傾
倒方向の中立位置に復帰させることができ、また、操作
杆自体のプッシュ操作によってタクトスイッチを動作さ
せることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の多方向入力スイッチで
は、操作杆と、この操作杆を貫通させる開口部を有し該
操作杆を多方向に傾倒可能な状態に保持するハウジング
と、該ハウジングの内底面中央部に配置されたタクトス
イッチと、前記ハウジングの前記タクトスイッチの周囲
に露出して配置された複数の固定接点と、これら固定接
点に接離可能な可動接点とを備え、上記操作杆の傾倒動
作に伴い上記固定接点と上記可動接点が接触して傾倒方
向に応じた電気信号を出力するとともに、上記操作杆の
軸線方向への押圧により上記タクトスイッチから他の電
気信号を出力するようにした多方向入力スイッチであっ
て、上記操作杆に挿入されて該操作杆と一体的に傾倒す
る半球状鍔部と、この半球状鍔部を内包する円筒部およ
び該円筒部の上端から外側へ張り出す当接部を有する可
動体と、上記ハウジング内に収納されて上記可動体の上
記当接部に弾接する復帰ばねとを具備し、上記復帰ばね
の弾発力を上記可動体を介して上記半球状鍔部に伝達す
ることにより、該半球状鍔部が上記開口部の球状内壁面
に圧接されるように構成した。

【０００７】このように構成すると、スイッチ素子を組
み込まなくとも操作杆の傾倒操作で所望のスイッチング
を行わせることができるので、部品点数が少なく小型化
が容易である。そして、半球状鍔部と可動体および復帰
ばねによって操作杆を傾倒方向の中立位置に復帰させる
ことができるとともに、これら半球状鍔部と可動体およ
び復帰ばねの３部材をハウジング内の限られた空間にコ
ンパントに収納することができるため、多方向入力スイ
ッチの小型化を実現することができる。また、半球状鍔
部に対して操作杆はその軸線方向に移動可能で、操作杆
自体のプッシュ操作によってタクトスイッチを動作させ
ることができ、この点からも多方向入力スイッチの小型
化を実現することができる。

【０００８】また、上記の構成において、半球状鍔部と
可動体との間に緩衝用ゴムを介設すると、緩衝用ゴムに
よって半球状鍔部を保護することができるとともに、操
作杆の傾倒操作に連動して半球状鍔部と可動体が移動し
た際、両者の衝突音を緩衝用ゴムによって低減すること
ができる。

【０００９】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本発明による多方向入力スイッチの第１の実施例
を示す断面図、図２は該多方向入力スイッチの平面図、
図３は該多方向入力スイッチの分解斜視図、図４は図１
の多方向入力スイッチに備えられる下側固定接点の平面
図、図５は図１の多方向入力スイッチに備えられる蓋体
を下面側から見た斜視図、図６は図１の多方向入力スイ
ッチに備えられる可動体の平面図、図７は該可動体の断
面図、図８は図１の多方向入力スイッチに備えられる操
作杆の傾倒操作時の状態を示す断面図、図９は該操作杆
のプッシュ操作時の状態を示す断面図である。

【００１０】図１に示す本実施例の多方向入力スイッチ
は、主として操作杆１と、該操作杆１を多方向に傾倒可
能な状態に保持するハウジング２と、このハウジング２
内に設けられ、操作杆１の駆動に応じて傾動する可動体
３と、この可動体３を図１の上方に付勢する復帰ばね４
と、ハウジング２の底部に設けられ、操作杆１の下端が
係合可能なガイド部材５などとから構成されている。

【００１１】操作杆１は、図３に示すように、中間部の
断面形状が円形の操作軸６と、貫通孔７ａを有して操作
軸６の周囲に遊嵌されている半球状鍔部７とによって構
成されており、貫通孔７ａに同形状の操作軸６を挿通し
た状態で該操作軸６の突起６ａが半球状鍔部７に係合し
ている。操作軸６の下端には、該操作軸６の下端より小
径の円柱状の押圧部６ｂが軸方向に沿って下方へ突出
し、この押圧部６ｂの下端を、該操作軸６の揺動中心Ｃ
を中心とした球面状に形成してある。

【００１２】ハウジング２は、基板８上に載置され、八
角形状の筒状部９ａを有する筺体９と、操作軸６を貫通
させるための開口部１０ａを有して筺体９を蓋閉する蓋
体１０と、これらの筺体９および蓋体１０を一体化する
導電性の成形金属板１１とによって構成されており、こ
の成形金属板１１は、蓋体１０上に載置され、下面側へ
突出する複数の湾曲部１２ａを有する環状部１２と、こ
の環状部１２の外周より所定間隔をおいて下方へ突出す
る４本の脚部１３とからなり、該脚部１３の中間の係合
孔１３ａを筒状部９ａの外壁面の係合突起９ｂに係止さ
せることにより、該筺体９に蓋体１０を一体化するよう
になっている。また、上記脚部１３の先端部１３ｂが基
板８に挿通され、該先端部１３ｂにより接続端子が形成
される。図５に示すように、上記蓋体１０の開口部１０
ａの周囲の内壁面１０ｂは、半球状鍔部７に摺接するた
めの球面になっているので、図２に示す如く、ハウジン
グ２に組み込まれた操作杆１は、復帰ばね４等を介して
多方向に傾倒可能な状態で該ハウジング２に保持されて
いる。

【００１３】上記筺体９の内底面には、操作軸６の下方
に設けた中央固定接点２０と、該中央固定接点２０の周
囲に設けた共通固定接点２１と、この共通固定接点２１
の外側で操作軸６の円周方向に沿って所定の間隔をおい
て複数配設した下側固定接点２２とが、互いに離れた位
置に露出させてある。この下側固定接点２２は、４個に
分割した状態で筺体９と一体成形されており、それぞれ
の分割部分より一対の接続端子部２２ａが突出して、該
接続端子部２２ａが筒状部９ａを挿通して外側下方へ延
設されている。

【００１４】そして、ハウジング２内には、共通固定接
点２１上に載置したドーム形状の可動接点２３が中央固
定接点２０と接離自在に対向させてあり、可動接点２３
と操作軸６の押圧部６ｂとの間には緩衝用ゴム板２４を
設け、かつ可動接点２３の外側に載置したガイド部材５
が筺体９の内底面の係合突起９ｃに係止させることで位
置決め固定してある。上記ガイド部材５は、操作杆１の
中立位置での該操作杆１の押圧部６ｂの挿入を許容する
透孔５ａ、および操作杆１の傾動位置での押圧部６ｂの
挿入を阻止する受面５ｂを有し、この受面５ｂを、操作
軸６の揺動中心Ｃを中心とした球面状に形成してある。

【００１５】また、ハウジング２内に設けられた可動体
３は、黄銅材などの導電材からなり、図１に示すよう
に、下側固定接点２２上に位置する円筒部３１と、この
円筒部３１の内側に設けられ、半球状鍔部７の下部が係
合する係合孔３２ａを有する係合部３２と、外周が略八
角形状に形成され、円筒部３１の上端より外側へ張出し
た鍔状の当接部３３とから一体的に構成され、上記係合
部３２上には円環状の緩衝用ゴム板３４が載置され、こ
の緩衝用ゴム板３４の上面に半球状鍔部７の段部７ｂが
当接する。

【００１６】上記蓋体１０は、図５に示すように、操作
軸６の円周方向に沿って交互に配置した一体形接点群３
５および分離形接点群３６と、これらの一体形接点群３
５および分離形接点群３６と一体的に成形され、上記開
口部１０ａおよび内壁面１０ｂを有する樹脂材３７とか
らなり、上記一体形接点群３５および分離形接点群３６
により、上側固定接点３８を構成している。上記接点群
３５，３６は下面側が露出しており、該下面に可動体３
の当接部３３が当接するよう上記復帰ばね４により付勢
されている。また一体形接点群３５は、図４に示すよう
に、４つの接点部が十字形に配置され、該４つの接点部
のそれぞれより接続端子部３５ａが外側へ突出し、該接
続端子部３５ａは下方へ折曲げられ基板８を貫通する。
上記樹脂材３７には、成形金属板１１の湾曲部１２ａを
受け入れる孔３７ａが設けられ、この孔３７ａ内で上記
湾曲部１２ａの下面が分離形接点群３６に当接すること
によって、この分離形接点群３６が互いに電気的に接続
されている。

【００１７】次に、このようの構成された他方向入力ス
イッチの動作について説明する。

【００１８】図１に示す非操作時の状態からオペレータ
が操作杆１の操作軸６を把持し、復帰ばね４の弾発力に
抗して操作軸６を所望の方向、例えば揺動中心Ｃを中心
として図１の時計方向に傾倒させると、この操作軸６と
一体的に傾く半球状鍔部７がゴム板３４を介して可動体
３の係合部３２を同図１の時計方向に押し込むので、図
８に示すように、当接部３３の傾倒方向と反対側（図８
の左側）に位置する端部が上側固定接点の一体形接点群
３５と線接触する状態で、該当接部３３の端部を支点と
して可動体３が傾動し、円筒部３１の傾倒方向（図８の
右側）に位置する端部が下側固定接点２２の１つと線接
触する。その結果、導電性の可動体３を介して上側固定
接点の一体形接点群３５と下側固定接点２２の１つとが
導通されて、所定の電気信号が出力される。

【００１９】そして、かかる傾倒状態の操作杆１から手
を離すと、復帰ばね４の弾発力により、傾いていた可動
体３の下降している側が蓋体１０により位置規制される
高さまで押し上げられるので、接触状態にあった可動体
３と下側固定接点２２とが離間して非導通状態になると
ともに、この可動体３が半球状鍔部７の下降している側
を押し上げて該鍔部７を図１に示す中立位置まで戻すの
で、それに伴って操作軸６も中立位置に復帰する。

【００２０】また、図１に示す非操作時の状態からオペ
レータが操作杆１の操作軸６を真下へ押し込むと、図９
に示すように、この操作軸６の突起６ａに係合する半球
状鍔部７は下降せず、操作軸６だけが復帰ばね４に抗し
て下降する。そして、オペレータの押し込む力は、ゴム
板２４を介してドーム状の可動接点２３に加えられるの
で、この可動接点２３の中央部が反転して中央固定接点
２０に接触した時点で、可動接点２３と共通固定接点２
１とが導通して所定の電気信号が出力される。なお、こ
うしてプッシュ操作した操作杆１から手を離すと、可動
接点２３が自身の弾性により中央固定接点２０から離間
し、両接点２３，２０は再び非導通状態となる。

【００２１】このように上記第１の実施例は、操作杆１
の傾倒方向に応じた電気信号やプッシュ操作に応じた電
気信号を出力させることができ、傾倒状態あるいはプッ
シュ状態の操作杆１から手を離せば自動的に初期状態に
復帰させることもできるので、従来品のように複数のス
イッチ素子を組み込まなくとも、傾倒操作やプッシュ操
作で所望のスイッチングを行なわせることができ、多方
向入力スイッチの部品点数が大幅に削減できるとともに
小型化も容易になっている。また、上記実施例は、操作
杆１の中立位置では該押圧部６ｂの透孔５ａへの挿入が
許容されるが、操作杆１を傾倒した状態では操作軸６の
押圧部６ｂの挿入がガイド部材５の受面５ｂで阻止され
ることから、操作杆１のプッシュ操作が該操作杆１の中
立位置でのみ可能となり、操作者の意に反してプッシュ
操作を行なうことを防止できる。しかも、上記操作軸６
の押圧部６ｂの下端を、該操作軸６の揺動中心Ｃを中心
とした球面状に形成するとともに、上記ガイド部材５の
受面５ｂを、上記操作軸６の揺動中心Ｃを中心とした球
面状に形成し、操作軸６の下端とガイド部材５の受面５
ｂとの接触が円滑であることから、操作杆１のプッシュ
操作時に滑らかな操作感覚を得ることができる。

【００２２】さらに、傾倒操作時に可動体３が傾倒方向
とは逆側の外周部を支点として傾くので、操作杆１に加
える傾倒操作力がさほど大きくなくとも該可動体３には
大きなモーメントが発生し、そのため、下側固定接点２
２に対して必要な接点圧を容易に確保することができ、
傾倒操作時の操作性や信頼性が向上するという利点があ
る。また、上記可動体３の当接部３３の外周が略八角形
状であるので、該当接部３３の外周が上側固定接点３８
に線接触した状態で上記可動体３が転倒することにな
り、上記当接部３３の外周の各辺に対して垂直方向に操
作杆１の転倒方向を規制することができる。さらにま
た、上記実施例は、操作軸６と可動接点２３との間に緩
衝用ゴム板２４を介在させたことから、可動接点２３を
保護でき、同様に、可動体３と半球状鍔部７との間に緩
衝用ゴム板３４を介在させたことから、半球状鍔部７を
保護できるという利点がある。

【００２３】図１０は本発明による多方向入力スイッチ
の第２の実施例を示す断面図、図１１は該多方向入力ス
イッチの平面図、図１２は該多方向入力スイッチの分解
斜視図で、図１〜図９に対応する部材および部位には同
一符号を付してある。

【００２４】図１０に示す多方向入力スイッチは、上記
第１の実施例と比べて、筺体４１の内底面に操作杆１の
円周方向に沿って配置した下側固定接点４２を８個に分
割し、上記筺体４１を蓋閉する蓋体４３に一体成形され
下側固定接点４２と対向する上側固定接点４４を２個に
分割してある。そして、上記下側固定接点４２を操作杆
１の円周方向に沿って所定の間隔をおいて配置するとと
もに、２個の上側固定接点４４を互いに対向する状態で
操作杆１の円周方向に沿って配置してあり、該上側固定
接点４４を基板８の図示省略したパターンを介して互い
に電気的に接続してある。また、上記蓋体４３の上部に
は三角形状の孔４３ａが設けられ、この孔４３ａを通し
て上側固定接点４４が露出しており、該孔４３ａを多方
向入力スイッチを基板８に実装する際の実装方向を認識
する指針として機能させている。

【００２５】この第２の実施例でも、復帰ばね４の弾発
力に抗して操作軸６を揺動中心Ｃを中心として図１０の
反時計方向へ傾倒させると、当接部３３の傾倒方向と反
対側（図１０の左側）に位置する端部が上側固定接点４
４の一方と線接触する状態で、該当接部３３の端部を支
点として可動体３が傾動し、図１０の二点鎖線で示すよ
うに、円筒部３１の傾倒方向に位置する端部が下側固定
接点４２の１つと線接触する。その結果、導電性の可動
体３を介して上側固定接点４４と下側固定接点４２の１
つとが導通され、所定の電気信号が出力される。したが
って、上記第１の実施例と同様に、複数のスイッチ素子
を組み込まなくとも、傾倒操作で所望のスイッチングを
行なわせることができる。さらに、この第２の実施例で
は、上記第１の実施例のように成形金属板１１を要せず
に済み、したがって、部品点数をより削減できて構造が
簡単である。

【００２６】なお、この第２の実施例の特に説明しない
部分の構成やプッシュ操作時の動作は、上記第１の実施
例と同様である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２８】操作杆と、この操作杆を貫通させる開口部
を有し該操作杆を多方向に傾倒可能な状態に保持するハ
ウジングと、該ハウジングの内底面中央部に配置された
タクトスイッチと、前記ハウジングの前記タクトスイッ
チの周囲に露出して配置された複数の固定接点と、これ
ら固定接点に接離可能な可動接点とを備え、上記操作杆
の傾倒動作に伴い上記固定接点と上記可動接点が接触し
て傾倒方向に応じた電気信号を出力するとともに、上記
操作杆の軸線方向への押圧により上記タクトスイッチか
ら他の電気信号を出力するようにした多方向入力スイッ
チであって、上記操作杆に挿入されて該操作杆と一体的
に傾倒する半球状鍔部と、この半球状鍔部を内包する円
筒部および該円筒部の上端から外側へ張り出す当接部を
有する可動体と、上記ハウジング内に収納されて上記可
動体の上記当接部に弾接する復帰ばねとを具備し、上記
復帰ばねの弾発力を上記可動体を介して上記半球状鍔部
に伝達することにより、該半球状鍔部が上記開口部の球
状内壁面に圧接されるように構成すると、スイッチ素子
を組み込まなくとも操作杆の傾倒操作で所望のスイッチ
ングを行わせることができるので、部品点数が削減でき
て小型化が容易となる。そして、半球状鍔部と可動体お
よび復帰ばねによって操作杆を傾倒方向の中立位置に復
帰させることができるとともに、これら半球状鍔部と可
動体および復帰ばねの３部材をハウジング内の限られた
空間にコンパントに収納することができるため、多方向
入力スイッチの小型化を実現することができる。また、
半球状鍔部に対して操作杆はその軸線方向に移動可能
で、操作杆自体のプッシュ操作によってタクトスイッチ
を動作させることができ、この点からも多方向入力スイ
ッチの小型化を実現することができる。

【００２９】また、上記の構成において、半球状鍔部と
可動体との間に緩衝用ゴムを介設すると、緩衝用ゴムに
よって半球状鍔部を保護することができるとともに、操
作杆の傾倒操作に連動して半球状鍔部と可動体が移動し
た際、両者の衝突音を緩衝用ゴムによって低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多方向入力スイッチの第１の実施
例を示す断面図である。

【図２】該多方向入力スイッチの平面図である。

【図３】該多方向入力スイッチの分解斜視図である。

【図４】図１の多方向入力スイッチに備えられる下側固
定接点の平面図である。

【図５】図１の多方向入力スイッチに備えられる蓋体を
下面側から見た斜視図である。

【図６】図１の多方向入力スイッチに備えられる可動体
の平面図である。

【図７】図６に示す可動体の断面図である。

【図８】図１の多方向入力スイッチに備えられる操作杆
の傾倒操作時の状態を示す断面図である。

【図９】該操作杆のプッシュ操作時の状態を示す断面図
である。

【図１０】本発明による多方向入力スイッチの第２の実
施例を示す断面図である。

【図１１】該多方向入力スイッチの平面図である。

【図１２】該多方向入力スイッチの分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 操作杆 ２ ハウジング ３ 可動体 ４ 復帰ばね ６ 操作軸 ６ａ 突起 ７ 半球状鍔部 ７ａ 貫通孔 ７ｂ 段部 ９ 筐体 １０ 蓋体 １０ａ 開口部 １０ｂ 内壁面 ２０ 中央固定接点 ２１ 共通固定接点 ２２ 下側固定接点 ３１ 円筒部 ３２ 係合部 ３２ａ 係合孔 ３３ 当接部 ３４ 緩衝用ゴム板 ３５ 一体形接点群 ３６ 分離形接点群 ３８ 上側固定接点 ４１ 筺体 ４２ 下側固定接点 ４３ 蓋体 ４４ 上側固定接点

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 25/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作杆と、この操作杆を貫通させる開口
   部を有し該操作杆を多方向に傾倒可能な状態に保持する
   ハウジングと、該ハウジングの内底面中央部に配置され
   たタクトスイッチと、前記ハウジングの前記タクトスイ
   ッチの周囲に露出して配置された複数の固定接点と、こ
   れら固定接点に接離可能な可動接点とを備え、上記操作
   杆の傾倒動作に伴い上記固定接点と上記可動接点が接触
   して傾倒方向に応じた電気信号を出力するとともに、上
   記操作杆の軸線方向への押圧により上記タクトスイッチ
   から他の電気信号を出力するようにした多方向入力スイ
   ッチであって、 上記操作杆に挿入されて該操作杆と一体的に傾倒する半
   球状鍔部と、この半球状鍔部を内包する円筒部および該
   円筒部の上端から外側へ張り出す当接部を有する可動体
   と、上記ハウジング内に収納されて上記可動体の上記当
   接部に弾接する復帰ばねとを具備し、上記復帰ばねの弾
   発力を上記可動体を介して上記半球状鍔部に伝達するこ
   とにより、該半球状鍔部が上記開口部の球状内壁面に圧
   接されるように構成したことを特徴とする多方向入力ス
   イッチ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、上記半球状鍔
   部と上記可動体との間に緩衝用ゴムを介設したことを特
   徴とする多方向入力スイッチ。