JP3687036B2 - 複合スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば情報端末機等の機器の入力操作部に使用される、多方向スイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて一個の部品とした複合スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の複合スイッチは従来においては一般に別個に製造された多方向スイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて構成するといったことが行われており、例えば全体として環状をなすロータリエンコーダを基板に取り付け、その環状内に多方向スイッチを配置して取り付けるといった構成が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような別個に製造された多方向スイッチとロータリエンコーダとを使用して複合スイッチを構成するといった方法はコストアップとなり、その点で安価な複合スイッチが望まれていた。
この発明の目的はこの問題に鑑み、コストダウンを図ることができ、かつ薄型化を図ることができる複合スイッチを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、多方向スイッチとロータリエンコーダとが一体化されてなる複合スイッチは、
ベースと、
そのベース上に配置され、中央固定接点と、その中央固定接点を囲む円周上に配置された複数の周辺固定接点と、それら周辺固定接点を囲む円周上に配列されたエンコーダ用接点とを有するフレキシブルプリント配線板と、
中央固定接点上に対向配置され、中央固定接点と共に中央スイッチを形成するドーム状中央可動接点と、
各周辺固定接点上にそれぞれ対向配置され、対向する周辺固定接点と共に周辺スイッチを形成するドーム状周辺可動接点と、
環状部と、その環状部の内周縁から中心に向かって突出した複数の支持突部とを有し、上記環状部がエンコーダ用接点の配列がなす円周の内側に位置され、上記各支持突部が各周辺可動接点間に位置されてフレキシブルプリント配線板上に搭載固定されたハウジングと、
中央板部と、その中央板部の周辺から突出された複数の脚部と、上記中央板部の中央下面からフレキシブルプリント配線板に向かって突出形成された支点部とを有し、上記中央板部がハウジングの上面中央に位置されて上記脚部がそれぞれ上記支持突部に固定されたフレームと、
上記環状部内に位置してフレームの上方に配置され、下面に上記各支持突部間の空間に位置して各周辺可動接点に対向した周辺押圧突起が設けられているキートップと、
上記中央板部を挟んでキートップの下面と対向する基部と、その基部の周辺から突出され、かつキートップに向かって曲げられてキートップにそれぞれ固定された複数の取り付け部と、上記基部の上面中央に形成された上記支点部に対して回動可能に係合する係合部と、上記基部の下面中央に上記中央可動接点と対向して形成された中央押圧突起とを有するプッシャと、
キートップを囲む環状とされて、下面がエンコーダ用接点と対向され、内周側の円周上に凹凸が順次配列形成された操作リングと、
その操作リングの上記下面に取り付けられてエンコーダ用接点と摺接する接点と、
キートップを囲む環状とされて上記凹凸と摺接する凸部を有し、操作リングの上記凹凸形成面を挟んでハウジングに固定されて、操作リングを回転自在に保持するプレートとよりなり、
フレームの中央板部の上面とキートップの下面との間に空隙が形成されているものとされる。
【０００５】
請求項２の発明では請求項１の発明において、フレキシブルプリント配線板に照光用の発光ダイオードが実装されているものとされる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による複合スイッチの一実施例が筺体に収容されてなる複合スイッチ装置を示したものであり、図２はそれを筺体１０と複合スイッチ２０とに分解した状態を示したものである。筺体１０はこの例では直方体状とされているが、これに限らず、任意の形状を採用することができる。
図３は複合スイッチ２０のトップフェイスを外した状態を示したものであり、２１は多方向スイッチの意匠部であるトップフェイスを示し、２２はロータリエンコーダの意匠部であるトップフェイスを示す。これらトップフェイス２１，２２は例えば顧客のニーズに合わせてデザインを変えることができる。なお、多方向スイッチはこの例では中央スイッチ付きの４方向スイッチとされている。３０は複合スイッチユニット部を示す。トップフェイス２１及び２２は接着もしくはカシメ等で複合スイッチユニット部３０に固定される。
【０００７】
図４は複合スイッチユニット部３０を各部に分解して示したものであり、構成部品を説明すると、３１はロータリエンコーダの回転時にクリック感を出すプレート、３２はロータリエンコーダの操作リング、３３はロータリエンコーダの接点、３４は４方向スイッチのキートップ、３５は部品固定用のハウジング、３６はハウジング３５に固定されているフレーム、３７は４方向スイッチの中央スイッチのプッシャ、３８は可動接点固定用の接着シート、３９はドーム状中央可動接点、４０はドーム状周辺可動接点、４１はフレキシブルプリント配線板、４２はベースとなる。なお、図５はキートップ３４、フレーム３６が取り付けられたハウジング３５及びプッシャ３７を斜め下から見て拡大して示したものである。
【０００８】
以下、各部の構成について説明する。
ベース４２は円板状とされ、その板面には２つの穴４２１が形成され、さらに周縁にスリット状の穴４２２が形成されている。円板の外周から４方に突出された突出部４２３にそれぞれ設けられている穴４２４は筺体１０への取り付け時に使用される。
フレキシブルプリント配線板４１はベース４２上に搭載配置される円形部４１１と、その円形部４１１から導出されたケーブル部４１２とよりなり、円形部４１１の中央には中央固定接点４１３が形成され、その中央固定接点４１３を囲む円周上には４個の周辺固定接点４１４が９０゜間隔で形成されている。
【０００９】
中央固定接点４１３及び４個の周辺固定接点４１４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る。なお、これら中央固定接点４１３及び周辺固定接点４１４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。円形部４１１にはさらに４個の周辺固定接点４１４を囲む円周上にエンコーダ用接点４１５〜４１７が配列形成されている。ここで、例えば接点４１５はＡ相、４１６はコモン、４１７はＢ相となる。なお、円形部４１１にはベース４２の穴４２１と対応する位置に２つの穴４１８が形成されており、またこの例では図４に示したように照光用の発光ダイオード（ＬＥＤ）４３が２個実装されている。
【００１０】
ドーム状中央可動接点３９と４個のドーム状周辺可動接点４０は何れもクリック反転する反転接点を構成している。中央固定接点４１３とドーム状中央可動接点３９により中央スイッチが形成され、周辺固定接点４１４とドーム状周辺可動接点４０により４個の周辺スイッチが構成される。
接着シート３８は下面が粘着面とされ、ドーム状中央可動接点３９及び４個のドーム状周辺可動接点４０をフレキシブルプリント配線板４１に形成されている中央固定接点４１３及び４個の周辺固定接点４１４の環状電極を覆うように位置決めして固定するものである。なお、３８１はベース４２の穴４２１と対応する穴を示し、３８２は発光ダイオード４３の実装位置に対応する穴を示す。
【００１１】
ドーム状中央可動接点３９を押圧するプッシャ３７は金属板からプレス加工で形成され、板状基部３７１から十字を形成するように半径方向に延長されたアーム部３７２を有し、そのアーム部３７２の先端が基部３７１の板面から直角に立ち上がるよう屈曲されて取り付け部３７３が形成されている。中心部にはプレス加工により下向きに突出した中央押圧突起３７４が形成されている。
ハウジング３５は環状部３５１と、その環状部３５１の内周縁から９０゜間隔で中心に向かって突出形成された４つの支持突部３５２とを有しており、各支持突部３５２の先端には貫通スリット３５３が形成されている。環状部３５１の下面側にはベース４２の穴４２１と対応する位置に２つのボス３５４が形成されており、一方環状部３５１の上面側にも２つのボス３５５が形成されている。
【００１２】
フレーム３６は金属板からプレス加工により形成され、中央板部３６１と、中央板部３６１の周辺の各角部に突出形成された４本の脚部３６２とからなる。中央板部３６１の中心部には下向きにプレス加工して球面状の支点部３６３が突出形成されている。
フレーム３６の４本の脚部３６２はハウジング３５の支持突部３５２に形成されている貫通スリット３５３に図５に示したように挿通固定されている。
キートップ３４は円板状とされ、その下面側には図５に示したように円形の凹部３４１が形成されると共に、この凹部３４１に外周側から中心に向かって突出する４つの突部３４２が９０゜間隔で形成されている。各突部３４２の先端にはキートップ３４を厚さ方向に貫通する貫通スリット３４３が形成されており、また各突部３４２の位置と対応して外周側の下面には周辺押圧突起３４４が突出形成されている。
【００１３】
接点３３は接触用の３本の足３３１〜３３３を具備するものとされる。なお、３３４は操作リング３２への取り付け用に使用される穴を示す。
操作リング３２はキートップ３４を囲む環状とされ、その内周側の上面には凹凸が円周上に順次配列形成されて凹凸面３２１が形成されている。
プレート３１は金属板よりなり、キートップ３４を囲む環状とされて、その外周部に凸部３１１が２箇所形成されている。なお、３１２はハウジング３５に突設されているボス３５５と対応する穴を示す。
【００１４】
次に、これら各部の組み立てについて説明する。
ベース４２上に発光ダイオード４３が２個実装されているフレキシブルプリント配線板４１の円形部４１１を搭載固定する。この際、フレキシブルプリント配線板４１のケーブル部４１２は穴４２２を介して外部に導出される。
フレキシブルプリント配線板４１に形成されている中央固定接点４１３及び周辺固定接点４１４に対してドーム状中央可動接点３９及びドーム状周辺可動接点４０を対向配置して位置決めし、それらの上から接着シート３８をフレキシブルプリント配線板４１に貼り付けて固定する。
【００１５】
図４及び５に既に示しているように、フレーム３６の４本の脚部３６２をそれぞれハウジング３５の支持突部３５２の貫通スリット３５３に挿通し、その先端を折り曲げてハウジング３５にフレーム３６を固定する。
キートップ３４の下面とプッシャ３７との間に、ハウジング３５に取り付けられたフレーム３６の中央板部３６１を介在させ、キートップ３４に形成されている貫通スリット３４３にプッシャ３７の取り付け部３７３をそれぞれ挿通して、その先端を折り曲げ、キートップ３４にプッシャ３７を固定する。
【００１６】
これにより、キートップ３４、フレーム３６及びプッシャ３７の３者が連結され、キートップ３４はハウジング３５の環状部３５１内に位置される。フレーム３６の中央板部３６１はキートップ３４の下面の凹部３４１内にキートップ３４に対し相対的に回動可能に保持され、つまりフレーム３６の中央板部３６１の上面とキートップ３４の下面との間には所要の空隙が形成されている。
接点３３をカシメ等で操作リング３２の下面に取り付け、この操作リング３２をハウジング３５とプレート３１とで挟み込むことによってハウジング３５に取り付ける。この取り付けはプレート３１の穴３１２にハウジング３５のボス３５５を嵌合し、熱カシメ等で固定することにより行われ、これによりプレート３１の凸部３１１が操作リング３２の凹凸面３２１と当接すると共に、プレート３１とハウジング３５とによって操作リング３２が回転自在に保持される。
【００１７】
次に、上記のように各部品が取り付けられたハウジング３５をベース４２に固定する。この固定はハウジング３５の下面に形成されている２つのボス３５４を順次、接着シート３８の３８１、フレキシブルプリント配線板４１の穴４１８及びベース４２の穴４２１に挿入し、その先端をカシメ等で固定することにより行われ、これにより複合スイッチユニット部３０が完成する。なお、ハウジング３５の環状部３５１はエンコーダ用接点４１５〜４１７の配列がなす円周の内側に位置して搭載固定される。
【００１８】
そして、この複合スイッチユニット部３０のキートップ３４上にトップフェイス２１を取り付け、操作リング３２上にトップフェイス２２を取り付けることにより複合スイッチ２０が完成する。
図７Ａ，Ｂは図６におけるＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線における複合スイッチ２０の断面構造を示したものであり、図７Ａに示したようにキートップ３４と一体化されたプッシャ３７の中央押圧突起３７４はドーム状中央可動接点３９上に位置して接着シート３８と当接し、この中央押圧突起３７４の裏面側の凹んだ係合部３７５とフレーム３６の支点部３６３とが当接して支点部３６３に対して係合部３７５が回動可能に係合した状態となる。
【００１９】
一方、キートップ３４に形成されている各周辺押圧突起３４４は対応するドーム状周辺可動接点４０上に位置され、また図には示していないが、操作リング３２の下面に取り付けられた接点３３は各足３３１〜３３３が対応するエンコーダ用接点４１５〜４１７の位置する円周上に位置して、それらエンコーダ用接点４１５〜４１７と摺接するものとなる。
図８はキートップ３４（トップフェイス２１）を押圧操作した時の各状態を示したものであり、図８Ａは左端を押下した時、図８Ｂは右端を押下した時、図８Ｃは中央を押下した時を示す。
【００２０】
図８Ａに示したように左端を押下すると、キートップ３４はフレーム３６の支点部３６３を中心に回動し、その左端の周辺押圧突起３４４によりドーム状周辺可動接点４０が押圧反転され、周辺スイッチがＯＮとなる。この時、ドーム状中央可動接点３９に対しては大きな圧力はかからない。
一方、図８Ｃに示したように中央を押下すると、フレーム３６はハウジング３５を介してベース４２に対し固定されているので、プッシャ３７はフレーム３６から離れて中央押圧突起３７４がドーム状中央可動接点３９を押圧反転するものとなる。
【００２１】
ロータリエンコーダの操作は、操作リング３２（トップフェイス２２）を回転操作することにより行われる。
この際、プレート３１に２箇所形成された凸部３１１が操作リング３２の凹凸面３２１上を相対的に摺動することにより操作感触を発生させている。
接点３３の３本の足３３１〜３３３はエンコーダ用接点４１５〜４１７と摺接し、回転することにより、コモンとＡ相、Ｂ相が交互に接触することによってロータリエンコーダの出力が得られるものとなる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば多方向スイッチとロータリエンコーダとが一体化されたものとなっており、従来行われている別個に製造した多方向スイッチとロータリエンコーダとを組み合わせて複合スイッチを構成するといった方法に比し、コストダウンを図ることができる。
また、薄型に構成できる多方向スイッチのキートップを囲むようにロータリエンコーダの操作リングを配置し、かつフレキシブルプリント配線板を用いるといった構成を採用したことにより、全体として極めて薄型の複合スイッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による複合スイッチの一実施例が筺体に収容されてなる複合スイッチ装置を示す斜視図。
【図２】図１を筺体と複合スイッチに分解して示した斜視図。
【図３】図２における複合スイッチをトップフェイスと複合スイッチユニット部に分解して示した斜視図。
【図４】図３における複合スイッチユニット部を各部に分解して示した斜視図。
【図５】図４におけるキートップ、フレームが取り付けられたハウジング及びプッシャの斜め下から見た拡大斜視図。
【図６】図２における複合スイッチの平面図。
【図７】Ａは図６におけるＡ−Ａ拡大断面図、Ｂは図６におけるＢ−Ｂ拡大断面図。
【図８】中央スイッチ付き多方向（４方向）スイッチの動作を説明するための図。

Claims (2)

1. 多方向スイッチとロータリエンコーダとが一体化されてなる複合スイッチであって、
   ベースと、
   そのベース上に配置され、中央固定接点と、その中央固定接点を囲む円周上に配置された複数の周辺固定接点と、それら周辺固定接点を囲む円周上に配列されたエンコーダ用接点とを有するフレキシブルプリント配線板と、
   上記中央固定接点上に対向配置され、中央固定接点と共に中央スイッチを形成するドーム状中央可動接点と、
   上記各周辺固定接点上にそれぞれ対向配置され、対向する周辺固定接点と共に周辺スイッチを形成するドーム状周辺可動接点と、
   環状部と、その環状部の内周縁から中心に向かって突出した複数の支持突部とを有し、上記環状部が上記エンコーダ用接点の配列がなす円周の内側に位置され、上記各支持突部が上記各周辺可動接点間に位置されて上記フレキシブルプリント配線板上に搭載固定されたハウジングと、
   中央板部と、その中央板部の周辺から突出された複数の脚部と、上記中央板部の中央下面から上記フレキシブルプリント配線板に向かって突出形成された支点部とを有し、上記中央板部が上記ハウジングの上面中央に位置されて上記脚部がそれぞれ上記支持突部に固定されたフレームと、
   上記環状部内に位置して上記フレームの上方に配置され、下面に上記各支持突部間の空間に位置して上記各周辺可動接点に対向した周辺押圧突起が設けられているキートップと、
   上記中央板部を挟んで上記キートップの下面と対向する基部と、その基部の周辺から突出され、かつ上記キートップに向かって曲げられて上記キートップにそれぞれ固定された複数の取り付け部と、上記基部の上面中央に形成された上記支点部に対して回動可能に係合する係合部と、上記基部の下面中央に上記中央可動接点と対向して形成された中央押圧突起とを有するプッシャと、
   上記キートップを囲む環状とされて、下面が上記エンコーダ用接点と対向され、内周側の円周上に凹凸が順次配列形成された操作リングと、
   その操作リングの上記下面に取り付けられて上記エンコーダ用接点と摺接する接点と、
   上記キートップを囲む環状とされて上記凹凸と摺接する凸部を有し、上記操作リングの上記凹凸形成面を挟んで上記ハウジングに固定されて、上記操作リングを回転自在に保持するプレートとよりなり、
   上記フレームの中央板部の上面と上記キートップの下面との間に空隙が形成されていることを特徴とする複合スイッチ。
2. 請求項１記載の複合スイッチにおいて、
   上記フレキシブルプリント配線板に照光用の発光ダイオードが実装されていることを特徴とする複合スイッチ。

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