JP3721251B2 - 多方向スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースより突出する操作レバーを所定方向に傾倒することによって、ケース内の複数個のスイッチ素子を選択的にオンさせる多方向スイッチに係わり、特に、車など振動の加わる箇所に搭載されて用いられるのに好適な多方向スイッチに関する。
【従来の技術】
【０００２】
この種の従来の多方向スイッチについては、実開平１ー１１１４３３号公報に記載されているものがある。この構成は、板バネの可撓弾性力を利用してスイッチングをする多方向スイッチであって、以下、図６〜図８を用いて説明する。
図６は、従来の多方向スイッチを示す平面図、図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図、図８は、従来の多方向スイッチを示す分解斜視図である。
【０００３】
図６〜図８に示すように、金属板を箱形に折り曲げ形成したケース１１の天板部には、９０度の等間隔で４つの切り欠き１２ａを有する開口１２が穿設されており、各切り欠き１２ａは、天板部における各辺の中央に向けて延出している。ケース１１の天板部上面には、合成樹脂製のカバー部材１３が載置されており、該カバー部材１３には、環状の膨出壁１４が設けられ、膨出壁１４の周縁には前記切り欠き１２ａに対応して４つの切り欠き１３ａが等間隔（例えば９０度）で穿設されている。また、膨出壁１４には、四隅に規制部１４ａを有する透孔１５が形成されている。中央に開口１７を有する板バネ１６には、四隅に押圧部１６ａが折り曲げ形成されると共に、取付孔１６ｂが穿設されている。この板バネ１６は、ケース１１の天板部下面に配置され、カバー部材１３の四隅に垂設した各突起１３ｂをケース１１の天板部に穿設した孔１１ａを挿通して取付孔１６ｂにかしめ付けることにより、カバー部材１３と板バネ１６とは、ケース１１の天板部上下両面にそれぞれ固着されている。
【０００４】
また、プリント基板１８の中心には、円錐状の支持部材１９がかしめ固定されており、さらに支持部材１９の周囲には、４個のプッシュスイッチ２０が、９０度の等間隔で搭載されている。プリント基板１８は、ケース１１の側壁の脚片１１ｂにより、ケース１１の下部に固着されている。
また、操作レバー２１の上部にはつまみ２１ａが、その基部には四角柱状の規制壁２１ｂが、さらにその下方には半球状部２１ｃが形成されている。この半球状部２１ｃの周面には４本の横断面が矩形の駆動部２２が周方向に等間隔をもって放射状に突設されると共に、その下方位置において、同じく４本のばね受部２３が駆動部２２に対して４５度ずれた状態で９０度の等間隔をもって放射状に突設されている。
【０００５】
操作レバー２１の底面には円錐状の凹部２１ｄが形成されており、凹部２１ｄの中心が前記支持部材１９と係合することにより、操作レバー２１は支持部材１９に揺動可能に支承されている。この状態において、つまみ２１ａは膨出部１４の透孔１５を挿通して外部に突出しており、規制壁２１ｂは透孔１５内に位置し、その四隅が微小間隔（クリアランス）を存して各規制部１４ａと対向している（図６参照）。また、各駆動部２２は、それぞれプッシュスイッチ２０の操作部２０ａの上方に位置し、さらに各ばね受部２３の上面には、板バネ１６の押圧部１６ａがそれぞれ弾接しており、これら押圧部１６ａのばね力によって操作レバー２１は中立（起立）状態に保たれる。この中立状態では、駆動部２２は、切り欠き１２ａ内に、所定のクリアランスを存して対向している。
【０００６】
次に、前述の如く構成された多方向スイッチの動作について説明する。
操作レバー２１のつまみ２１ａを４本の駆動部２２のうちの任意の方向に傾倒すると、操作レバー２１は支持部材１９を支点として、例えば図７の矢印Ｂ方向に回動する。これにより傾倒された側の駆動部２２がその下方のプッシュスイッチ２０の操作部２０ａを押圧し、４個のプッシュスイッチ２０のうちのひとつがオン状態となる。このとき操作レバー２１の駆動部２２のうち、矢印Ｂ方向と直交する方向に配置された駆動部２２は、操作レバー２１の中心軸と直交する方向に回動される。この駆動部２２が回動するには、駆動部２２が矩形であることから、切り欠き１２ａとの間で必然的に所定のクリアランスが設けられていなければ成らない。
【０００７】
ここで、つまみ２１ａに対する上記押圧力を除去すると、操作レバー２１は先に撓められた押圧部１６ａの復元力によって図７の中立状態に戻る。この場合、各ばね受部２３には各押圧部１６ａの均一なばね力が作用するため、操作レバー２１は中立状態が維持される。また、この中立状態において、各駆動部２２は切り欠き１２ａ内に位置し、これによって操作レバー２１の周方向の回動が防止されている。
【０００８】
操作レバー２１は、上記方向以外にも図６の紙面の上・下並びに左方向の合計４方向に傾倒することができ、この傾倒方向を選択することにより、４個のプッシュスイッチ２０のうちのひとつをオンさせることができる。ただし、操作レバー２１を上記４方向以外に押圧すると、規制壁２１ｂの各コーナ（角部）が傾倒された方向に位置する規制部１４ａのひとつと衝突し、操作レバー２１の揺動が規制されるため、ふたつのプッシュスイッチ２０が同時にオンされることはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような構成の多方向スイッチでは、中立位置において操作レバー２１の規制壁２１ｂは、カバー部材１３に配置された膨出部１４の規制部１４ａとは係合していないので、中立位置でのつまみ２１ａの軸線を軸とした回転方向の規制は、もっぱら操作レバー２１の駆動部２２の側面が、ケース１１の切り欠き１２ａの側壁で規制されることで行われている。ところが、操作レバー２１を傾動させたときには、四つある駆動部２２の内、ふたつは切り欠き１２ａの中で回転することになるが、断面が矩形の駆動部２２が切り欠き１２ａの中で引っかかることなく回転するように構成するためには、駆動部２２の幅寸法と切り欠き１２ａの幅寸法とは、十分なクリアランスを取る必要がある。このように構成すると、中立位置におけるつまみ２１ａの回転方向の規制が十分に行えず、操作者がつまみ２１ａを摘んだときに、つまみ２１ａが回転方向にカタカタと動き得るので、操作者に不安定な感触を与える。
【００１０】
また、つまみ２１ａを操作して、操作レバー２１を傾動させるときには、操作レバー２１の規制壁２１ｂが、カバー部材１３に配置された膨出部１４の規制部１４ａと係合していない状態から、操作レバー２１を操作して規制壁２１ｂを規制部１４ａに係合させ、更に規制壁２１ｂを規制部１４ａに沿って移動させることになるが、前述の如くつまみ２１ａとケース１１とは、つまみ２１ａの軸線を軸とした回転方向にガタが大きく、従って、つまみ２１ａと一体の規制壁２１ｂと、ケース１１に取り付けられているカバー部材１３に設けられた規制部１４ａとの間にも当然ガタが大きくならざるを得ず、操作レバー２１の傾動の初期に、規制壁２１ｂが、規制部１４ａの端部に衝突し易く、操作感を著しく阻害するという問題があった。
本発明は上記の問題点に解決を与えるもので、その目的は、操作感の良好な多方向スイッチを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、多方向スイッチは、基板上に搭載された複数個のスイッチ素子と、該各スイッチ素子の上方に配置され、該各スイッチ素子を選択的に駆動する操作レバーと半球状の基部とを有する操作部材と、該操作部材の基部を覆うカバー部を有するケースと、半円状の上端部を有し前記操作レバーの下方に位置し該操作レバーを支持する支持部を有する保持部材とを備え、前記基部の外周面に、前記操作レバーの中心軸に直交する平面上となる４個の円柱状又は半円柱状の突部を略等間隔で形成し、前記ケースのカバー部の内壁に４個のガイド溝を形成し、該ガイド溝に前記突部をそれぞれ挿入し、前記操作レバーの操作によって、前記基部は前記支持部の半円状の上端部を回動し、又前記カバーの内周面に摺接されながら移動させ、一方の対向する一対の前記突部が一方の一対の前記ガイド溝に沿うように摺動して、前記スイッチ素子を選択的にオンさせ、他方の一対の前記突部は他方の一対の前記ガイド溝が軸受けとなり、該ガイド溝内にて回動するようにしたことである。
【００１２】
また、本発明では、基板と操作部材との間に保持部材を配置し、保持部材に保持された押圧部材を操作部材とスイッチ素子との間に介在させ、突部を円弧面が上方を向くように半円形状に形成し突部の下面を押圧部材に当接させて、操作レバーの操作によって操作部材が押圧部材を介してスイッチ素子を選択的にオンさせたことである。
また、本発明では、突部の下面に操作レバーの中心軸に向かって傾斜する傾斜部を設けたことである。
また、本発明では、スイッチ素子がゴムスイッチからなり、ゴムの弾性力により、操作部材を復帰させたことである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態の多方向スイッチについて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の多方向スイッチを示す分解斜視図、図２は、本発明の実施の形態の多方向スイッチを示す断面図、図３は、本発明の実施の形態の多方向スイッチの操作部材を示す側面図、図４は、本発明の実施の形態の多方向スイッチのケースを示す断面図である。
【００１４】
図１、図２に示すように、絶縁基板からなるプリント基板１には、図示していないが、印刷配線パターンによって形成された一対の固定接点が放射状に等間隔（例えば９０度）で４組設けられている。
ゴムなどの弾性材料から成るスイッチ素子としてのプッシュスイッチ２は、上方に突出する押圧部２ａと、該押圧部２ａに連設された保持部２ｂとを備え、押圧部２ａの内部には可動接点２ｃが配設されている。このプッシュスイッチ２の可動接点２ｃは、前記プリント基板１上に４個配置された固定接点上に対向する位置に配置されている。これらプッシュスイッチ２は、上面から突出する押圧部２ａを押圧することによって、内部に設けられた可動接点２ｃがクリック感を伴って、例えばプリント基板上に形成された固定接点に接触し、前記押圧力を除去すると、可動接点が自身の復元力によって固定接点から離間する公知のものであって、ゴムスイッチと称されている。
【００１５】
成形材料から成る押圧部材としてのスライダ３は、下端部に円板状の鍔部３ａと、鍔部３ａの中央部から上方に延びる円柱状の棒状部３ｂとから構成されている。また、このスライダ３は、４個配置されている。
【００１６】
成形材料からなる保持部材としてのホルダ４は、中心部に横断面が十字状の支持部４ａと、該支持部４ａから放射状に所定の等間隔（例えば９０度）に横方向に延びる橋絡部４ｂと、該橋絡部４ｂの各先端部にそれぞれ設けられた４個の筒部４ｃとを備えている。また該筒部４ｃの外周部は、四方を囲む側壁４ｄによって連結されており、筒部４ｃの下端の側方には凸部４ｅがそれぞれ外方に突出配置されている。また、支持部４ａの上端部は、半円状に形成されており、且つ筒部４ｃの上端部から上方に突出し、支持部４ａの下端部は、筒部４ｃの下端部から下方に突出している。
【００１７】
図３に示すように、成形材料からなる操作部材５は、略半球状の基部５ａと、該基部５ａから上方に突出された円柱状の操作レバー５ｂと、基部５ａの下端部の近傍に所定の等間隔（例えば９０度）に放射状に外方に突出された略半円柱状であって、略半円柱状の円弧面が上方に向いて設けられた例えば４個の突部５ｃとを備えている。また、該突部５ｃの中心軸は、前記操作レバー５ｂの中心軸と直交する方向で、且つ、前記半球状の基部５ａの中心を横切る平面上に配置されている。なお、基部５ａの下端部の端面から突部５ｃの下面にかけて、操作レバー５ｂの中心軸に向かって傾斜する傾斜部５ｆとなっている。
また、基部５ａの略半球状の内部空間の内壁には、対向配置された前記突部５ｃの間を結ぶように十字状にクロスして設けられた壁５ｄが形成され、更に、十字状の壁５ｄの中央部分には、凹部５ｅが設けられている。
なお、前記突部５ｃは、略半円柱状のもので説明したが、円柱状であっても良い。
【００１８】
図４に示すように、成形材料からなるケース６は、平板状のベース部６ａと、該ベース部６ａから上方に突出する略ドーム状のカバー部６ｂとから構成され、該カバー部６ｂの上端部には、円形状の孔６ｃが形成されている。また、カバー部６ｂは、円弧状の上壁部６ｆと略筒状の側壁部６ｇとから成り、該上壁部６ｆの内壁の下方には、等間隔（例えば９０度）に設けられた４個のガイド溝６ｄが上下（経線）方向に途中まで延びて形成され、また、側壁部６ｇの内壁であって、ガイド溝６ｄの下方にそれぞれ連設される横断面が略円弧状の凹部６ｅが外壁を膨らますように形成されている。ガイド溝６ｄの横幅寸法は、前記操作部材５の突部５ｃの直径寸法とほぼ等しく形成され、略半円柱状の突部５ｃの回動時の軸受けを兼ねた構成となっている。
【００１９】
次に、上述の如き構成の多方向スイッチの組立について説明する。
まず、ケース６を逆さまにして、ベース部６ａを上にし、カバー部６ｂの孔６ｃを下にして、所定の組立治具（図示せず）に保持する。そして、ケース６のカバー部６ｂによって形成された内部の空間部に操作部材５を挿通するとともに、前記孔６ｃの中央部に操作部材５の操作レバー５ｂを挿通して、操作レバー５ｂを孔６ｃから外方（下方）に突出させる。このとき操作部材５の突起５ｃは、ケース６のガイド溝６ｄにほぼクリアランス（ガタ）のない状態で係合・保持される。
【００２０】
次に、前記空間部にホルダ４を支持部４ａの半円上の先端部を下に向けて挿入・配置する。このときケース６の凹部６ｅにホルダ４の筒部４ｃがそれぞれ挿入されるとともに、ホルダ４の支持部４ａの先端部が、操作部材５の基部５ａの下面に設けられた凹部５ｅの中央部分に当接される。この状態の時、ホルダ４の凸部４ｅの上端部は、ケース６のベース部６ａの下面側に当接されている。
【００２１】
次に、ホルダ４の筒部４ｃにスライダ３の棒状部３ｂを筒部４ｃの下端面側から挿通して、スライダ３の鍔部３ａの上面が筒部４ｃの下端面に当接される。この状態の時、棒状部３ｂの先端部は操作部材５の突起５ｃの下端部とそれぞれ当接している。
次に、プリント基板１上に設けられたプッシュスイッチ２の押圧部２ａを下方に向けた状態で、スライダ３の鍔部３ａの下面に当接するように配置する。
次に、プリント基板１に設けられた孔（図示せず）とケース６のベース部６ａに設けられたネジ孔（図示せず）とが対向された状態で、ネジ（図示せず）によってケース６とプリント基板１とが固定される。この状態で組み立てられた多方向スイッチの上下を戻すと、ケース６とプリント基板１との固定によって、ホルダ４の支持部４ａの下端は、プリント基板１上に配置され、支持部４ａの上端に操作部材５の操作レバー５ｂの下端が当接され、そして操作レバー５ｂがケース６の孔６ｃから上方に突出配置される。
【００２２】
なお、ホルダ４及びスライダ３を用いた理由は、操作部材５からプッシュスイッチ２までの間隔を所定の寸法に確保するためのもので、例えば、この多方向スイッチを他のスイッチと組み合わせてユニットスイッチとして用いるときホルダ４とスライダ３の寸法を調整して他のスイッチの高さ寸法と容易に高さ寸法を合わせることができる。
【００２３】
次に、本発明の多方向スイッチの動作について説明する。
図５に示すように、操作部材５の操作レバー５ｂを、例えば左側の方向（矢印Ａ方向）に押圧力を加えて傾倒すると、操作レバー５ｂは、ホルダ４の支持部４ａの半円状の上端部を、左側の方向に回動する。この操作レバー５ｂの回動は、図面の紙面の左右方向に延びて設けられた一対の突部５ｃが、ガイド溝６ｄの内部を溝に沿って、左方向の突部５ｃは下方に摺動し、右方向の突部５ｃは上方に摺動する。このとき、操作部材５の基部５ａの外周面は、ケース６のカバー部６ｂの内周面に、摺接されながら移動する。そして、この突部５ｃのガイド溝６ｄ内の上下方向への摺動は、突部５ｃの直径寸法が、ガイド溝６ｄの溝幅寸法とほぼ同一であることから、ガタ付き無く行うことができる。一方、操作部材５の図面の紙面を貫く方向に延びて設けられた一方の一対の突部５ｃが、ケース６のガイド溝６ｄに挿通した状態で回動し、突部５ｃが半円柱状であることからガイド溝６ｄが突部５ｃの回転時の軸受けとして機能する。
【００２４】
これにより傾倒された左側の操作部材５の突部５ｃはスライダ３の棒状部３ｂの上端部を下方に押し下げ、この押し下げによってスライダ３の鍔部３ａが、プッシュスイッチ２の押圧部２ａを下方に押し下げ、対応するプッシュスイッチ２が確実にオンされる。なお、突部５ｃの傾斜部５ｆによる棒状部３ｂの上端部の押し下げは、安定して行われる。
前記操作レバー５ｂへの押圧力を除去すると、プッシュスイッチ２の保持部２ｂの復元力によって、操作レバー５ｂは中立位置に復帰するように動作する。
また、この操作レバー５ｂが中立位置にある時、ガイド溝６ｄ内に係合されている突部５ｃは、ガイド溝６ｄ内にクリアランス無く係止されていることから周方向への回動はなく、安定したスイッチング操作を行うことが出来る。
【００２５】
操作レバー５ｂは、前記方向以外にも図５の紙面の前・後方向並びに右方向の合計４方向に傾倒することができ、この傾倒方向を選択することにより、４個のプッシュスイッチ２の中のひとつをオンさせることができる。ただし、操作レバー５ｂを前記４方向以外の方向に傾倒すると、各突起５ｃの外周面がガイド溝６ｄの内壁と当接し、操作レバー５ｂの傾倒が規制される。このことから、操作レバー５ｂの傾倒方向は、操作部材５の突部５ｃが、ケース６のカバー部６ｂの内壁に設けられたガイド溝６ｄに案内されることにより、各プッシュスイッチ２が位置する４方向のみに規制されているため、誤って２つのプッシュスイッチ２が同時にオンされることはない。
【００２６】
さらに、４個のプッシュスイッチ２の保持部２ｂの弾発力によってスライダ３は上方に押し上げられ、スライダ３の上端部は、操作部材５の突部５ｃの外周面に安定して当接されている。
このことから、本発明の実施の形態の多方向スイッチに振動が加えられても、この振動によって、上述の各構成部材が個別に振動することはないことから、振動音が生じるという問題は解消出来る。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の多方向スイッチは、前記基部の外周面に、前記操作レバーの中心軸に直交する平面上となる４個の円柱状又は半円柱状の突部を略等間隔で形成し、前記ケースのカバー部の内壁に４個のガイド溝を形成し、該ガイド溝に前記突部をそれぞれ挿入し、前記操作レバーの操作によって一方の対向する一対の前記突部が一方の一対の前記ガイド溝に沿うように摺動して、前記スイッチ素子を選択的にオンさせ、他方の一対の前記突部は他方の一対の前記ガイド溝が軸受けとなり、該ガイド溝内にて回動するようにしたことであるから、中立位置においても、又傾動時においても、前記突部とガイド溝とのクリアランスは、ほとんど変わらず、且つ少ないクリアランスでよいことから、中立位置において操作レバーのガタは、極小に押さえられ、また、操作レバーの傾動開始時も引っかかり感の無いスムーズな動作を実現することが出来、極めて良好な操作感を得ることが出来るという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明の多方向スイッチは、基板と操作部材との間に保持部材を配置し、保持部材に保持された押圧部材を操作部材とスイッチ素子との間に介在させたことによって、保持部材と押圧部材との寸法の調整で、操作部材からスイッチ素子までの間隔を所定の寸法に容易に設定することが出来るという効果を奏する。
【００２９】
また、本発明の多方向スイッチは、スイッチ素子はゴムスイッチからなり、ゴムの弾性力により操作部材を復帰させたことから、各ゴムスイッチの弾性力によって操作部材５が上方に付勢されているので、従来の多方向スイッチの板バネなど別部材を用いることなく、操作レバー５ｂは中立位置にガタ付きなく、安定して保持されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の多方向スイッチを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の多方向スイッチを示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の多方向スイッチの操作部材を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態の多方向スイッチのケースを示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の多方向スイッチの動作を説明するための説明図である。
【図６】従来の多方向スイッチを示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】従来の多方向スイッチを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２ プッシュスイッチ（スイッチ素子）
３ スライダ（押圧部材）
３ｂ 棒状部
４ ホルダ（保持部材）
４ａ 支持部
４ｃ 筒部
５ 操作部材
５ａ 基部
５ｂ 操作レバー
５ｃ 突部
６ ケース
６ｂ カバー部
６ｃ 孔
６ｄ ガイド溝（軸受け）
６ｅ 凹部

Claims (4)

1. 基板上に搭載された複数個のスイッチ素子と、該各スイッチ素子の上方に配置され、該各スイッチ素子を選択的に駆動する操作レバーと半球状の基部とを有する操作部材と、該操作部材の基部を覆うカバー部を有するケースと、半円状の上端部を有し前記操作レバーの下方に位置し該操作レバーを支持する支持部を有する保持部材とを備え、前記基部の外周面に、前記操作レバーの中心軸に直交する平面上となる４個の円柱状又は半円柱状の突部を略等間隔で形成し、前記ケースのカバー部の内壁に４個のガイド溝を形成し、該ガイド溝に前記突部をそれぞれ挿入し、前記操作レバーの操作によって、前記基部は前記支持部の半円状の上端部を回動し、又前記カバーの内周面に摺接されながら移動させ、一方の対向する一対の前記突部が一方の一対の前記ガイド溝に沿うように摺動して、前記スイッチ素子を選択的にオンさせ、他方の一対の前記突部は他方の一対の前記ガイド溝が軸受けとなり、該ガイド溝内にて回動するようにしたことを特徴とする多方向スイッチ。
2. 前記基板と前記操作部材との間に前記保持部材を配置し、前記保持部材に保持された押圧部材を前記操作部材と前記スイッチ素子との間に介在させ、前記突部を円弧面が上方を向くように半円形状に形成し該突部の下面を前記押圧部材に当接させて、前記操作レバーの操作によって前記操作部材が前記押圧部材を介して前記スイッチ素子を選択的にオンさせたことを特徴とする請求項１記載の多方向スイッチ。
3. 前記突部の下面に前記操作レバーの中心軸に向かって傾斜する傾斜部を設けたことを特徴とする請求項２記載の多方向スイッチ。
4. 前記スイッチ素子がゴムスイッチからなり、ゴムの弾性力により、操作部材を復帰させたことを特徴とする請求項１又は２記載の多方向スイッチ。

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