JP3814959B2 - 多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置 - Google Patents
多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯電話、ページャ等の移動体通信機器や、各種リモコン、オーディオ機器、ゲーム機器、カーナビゲーションシステム、電子カメラ等の各種電子機器の入力操作部等に使用され、操作軸の傾倒およびプッシュ操作により駆動する多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の多方向操作スイッチを図２２〜図２５により説明する。
【０００３】
図２２は従来の多方向操作スイッチを示す正面断面図であり、図２２において、１は樹脂製の箱形のケースで、その上面の開口部が金属板などからなるカバー２で覆われており、このケース１の底面部には、図２３の一部切欠き分解斜視図に示すように、中央固定接点３（３Ａ，３Ｂ）とこれから左右前後方向の等距離に配設された四つの周辺固定接点４〜７がインサート成形により固定され、それぞれ外部接続用の端子１４と１５〜１８に接続されており、また中央固定接点３の外側固定接点３Ａ上にはドーム状可動接点８が載せられると共に、周辺固定接点４〜７の上部にはダボ１Ａにより固定された共通可動接点体９の弾性接片１０〜１３が各々配置され、接点１９を介して外部接続用の端子１９Ａに接続されている。
【０００４】
そして、ケース１の側壁部の内周に沿うように配設された圧縮コイルばね２０により、上方へ押し上げるように付勢された支持体２１の四角形の上端部２１Ａがカバー２の下面に弾接されると共に、その中央の窪み部２１Ｂには半球状の回転体２２が抱持されている。
【０００５】
この回転体２２は、その下端部外周のフランジ部２２Ａが支持体２１の中央の窪み部２１Ｂの底面上に載り、その上部球面部２２Ｂがカバー２の中央の球面の円形孔２Ａに嵌まるように当接し、その非円形の中央垂直孔２２Ｃには棒状の金属材料製の操作軸２３が上下動可能に嵌合保持されている。
【０００６】
そして、この操作軸２３は下端部２３Ａが回転体２２より下方へ突出してケース１底面部中央のドーム状可動接点８に当接し、ケース１の上方へ突出した先端部２３Ｂには操作用のつまみ２４が装着されている。
【０００７】
また、支持体２１の外周部下面には、共通可動接点体９の各弾性接片１０〜１３に各々対応した押圧部２５Ａ〜２５Ｄが設けられている。
【０００８】
次に、このように構成された従来の多方向操作スイッチの動作について説明すると、まず、操作軸２３が垂直中立位置にあり、その下端部２３Ａが中央のドーム状可動接点８を押さない図２２の状態では、本多方向操作スイッチのいずれの接点間もオフとなっている。
【０００９】
そして、図２４の正面断面図に矢印で示すように、操作軸２３の上方の先端部２３Ｂに装着されたつまみ２４の図中左上面を下方に押すと、操作軸２３が傾くと共に回転体２２がカバー２の球面の円形孔２Ａに当接しながら左方向に回転し、これに伴って回転体２２下面のフランジ部２２Ａの端部が支持体２１の窪み部２１Ｂの底面を下方に押すことにより、押された面と反対側の四角形の辺の上端部２１Ａを支点として支持体２１が左に傾き、押圧部２５Ａに対応した弾性接片１０を下方に押して周辺固定接点４に接触させ、共通可動接点体９と周辺固定接点４の間をオンさせて、外部導出用の端子１９Ａ，１５を通して外部へ信号を発生する。
【００１０】
この時、支持体２１の外周の上端部２１Ａの図中左側部分が圧縮コイルばね２０を下方へ押し縮めながらカバー２の下面から離れ、この後、つまみ２４に加えていた押し力を除くと、圧縮コイルばね２０の復元力によって支持体２１および回転体２２が元の図２２の中立位置へ押し戻されると共に、弾性接片１０も弾性復元力によって周辺固定接点４から離れて元の図２２の状態まで復帰し、スイッチ接点はオフ状態に戻る。
【００１１】
同様にして、操作軸２３に装着されたつまみ２４の上面を押す位置を右・前・後と変えることにより、その方向に対応した外部導出用の端子１６〜１８を通して外部へ信号を出すことができる。
【００１２】
また、図２５の正面断面図に矢印で示すように、つまみ２４中央上面、すなわち操作軸２３に上方から垂直に押し力を加えて操作軸２３を押し下げると、その下端部２３Ａでケース１底面部のドーム状可動接点８が押されて反転動作し、節度を発生すると共に、中央固定接点３（３Ａ，３Ｂ）間をオンさせて端子１４を通して外部に信号を出すことができ、押し力を除くとドーム状可動接点８の復元力によって操作軸２３が押し上げられ、元の図２２の状態に復帰するように構成されたものであった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、各種電子機器の小型化が要求される中において上記従来の多方向操作スイッチでは外径、厚みが大きく、また構成部品が多いためコストが高いという課題があった。
【００１４】
また、操作軸２３を斜めに傾けてスイッチングを行う時にクリック感がなく、スイッチが入ったことを感覚的に判らないという課題もあった。
【００１５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、スイッチの構成部品が少なくて、大きさも小さく低コストでありながら、操作軸を斜めに傾けてスイッチングを行う時にも、クリック感を伴って確実にスイッチングを行うことができる多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の多方向操作スイッチは、樹脂製の箱形ケース底面に設けられた外側固定接点上に、中央に孔を設けたドーム状可動接点の外縁下端部を載せ、ドーム状可動接点中心位置下方の中心固定接点および外側固定接点よりも内側で中心固定接点から等距離等角度の位置に配された複数個の内側固定接点に対応した導電性の中心押圧部および押圧用段部となった内側押圧部を有する操作体の軸部を傾倒操作およびプッシュ操作することにより、外側固定接点と各内側固定接点の間、および外側固定接点と中心固定接点との間でスイッチングが行えるようにしたものである。
【００１７】
この本発明により、スイッチの構成部品が少なく、外径、厚みが小さく、低コストで、操作体を斜めに傾けてスイッチングを行うときにもクリック感がある多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、中央に孔を設けた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、ドーム状可動接点外縁下端部が載った外側固定接点およびドーム状可動接点の中心位置に配されたドーム状可動接点中央の孔よりも小さい中心固定接点ならびに外側固定接点よりも内側で中心固定接点から等距離等角度の位置に配された中心固定接点よりも低い複数個の内側固定接点を底面に有する樹脂製の箱形ケースと、箱形ケース上面の開口部を覆い中央に貫通孔を有するカバーと、カバー中央の貫通孔から上方に突出した軸部とその下端に一体に形成されたフランジ部を備え、このフランジ部の外周が上記ケースの内壁に回転はしないが傾倒および上下動可能に係合支持され上面が上記カバーの裏面に接すると共に、上記ドーム状可動接点の上面に押し上げられたフランジ部の下面に、上記箱形ケース底面の複数個の内側固定接点に対応する位置が押圧用段部となり、中央にドーム状可動接点の孔よりも大きい窪みを有する多角形または円形のリング状の内側押圧部が一体に形成され、さらに上記窪み内に内側押圧部とほぼ同じ高さの導電体からなる中心押圧部を配した操作体からなる構成の多方向操作スイッチとしたものであり、簡単な構成でスイッチの構成部品が少なく、外径、厚みが小さく低コストで、操作体の軸部を斜めに傾けて内側固定接点との間でスイッチングを行う時にもクリック感があると共に、中心固定接点にはドーム状可動接点が接触せず、操作体の軸部を垂直下方に押し下げるとドーム状可動接点が反転して節度を生じると同時にフランジ部下面の導電体を介して中心固定接点と接触してスイッチングが行われることにより、確実で安定したスイッチングを行うことができる多方向操作スイッチを提供できるという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、中央に孔を設けた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、ドーム状可動接点外縁下端部が載った外側固定接点およびドーム状可動接点中央の孔よりも小さい径で外側固定接点より高く突出した中央支承部ならびに外側固定接点よりも内側で中央支承部から等距離等角度の位置に配された複数個の内側固定接点を底面に有する樹脂製の箱形ケースと、箱形ケース上面の開口部を覆い中央に貫通孔を有するカバーと、カバー中央の貫通孔から上方に突出した軸部とその下端に一体に形成されたフランジ部を備え、このフランジ部の外周が上記ケースの内壁に回転はしないが傾倒および上下動可能に係合支持され上面が上記カバーの裏面に接すると共に、上記ドーム状可動接点の上面に押し上げられたフランジ部の下面に、上記箱形ケース底面の複数個の内側固定接点に対応する位置が押圧用段部となった多角形または円形の内側押圧部が一体に形成され、その中央に上記箱形ケース底面の中央支承部の先端が係合する窪みを配した操作体からなる構成の多方向操作スイッチとしたものであり、簡単な構造で、操作体の軸部を斜めに傾けて内側固定接点との間でスイッチングを行う時にも、ドーム状可動接点が部分反転動作をすると共に、中央支承部の先端と内側押圧部の中央の窪みが係合することにより軸部の横方向へのズレがないので、明確なクリック感を伴って、確実で安定したスイッチングを行うことができる多方向スイッチを安価に提供できるという作用を有する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体のフランジ部下面の中心押圧部を、弾性を有する導電体で形成した構成のものであり、操作体の軸部を垂直下方に押し下げる時、操作体に強い衝撃が加わった場合に、弾性を有する導電体によって衝撃を緩和して接点部を保護することができるという作用を有する。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体のフランジ部下面の内側押圧部および中心押圧部を一体の導電体で形成した構成のものであり、操作体のフランジ部の下面がシンプルな構成となるため、多方向操作スイッチの小形化に対して有利であるという作用を有する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、操作体のフランジ部下面の内側押圧部を、弾性体で形成した構成のものであり、操作体の軸部に垂直または斜めに大きな力や衝撃力が加わった場合にも接点部に損傷を与えることを防止することができるという作用を有する。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、箱形ケース底面の外側固定接点とドーム状可動接点の間に、ドーム状可動接点の反転動作力よりも少し小さい反発力を有する導電性の弾性体を配してドーム状可動接点を少し浮かせるようにした構成のものであり、中立状態における内側固定接点とドーム状可動接点の間の絶縁距離を大きくすることができると共に、操作体の軸部を斜めに傾けて操作体のフランジ部下面の内側押圧部がドーム状可動接点を押し下げてスイッチングを行う時に、弾性体を縮める分だけ操作体の軸部を傾ける角度を大きくすることができるため、確実で安定したスイッチングを行うことができるという作用を有する。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、カバー裏面と操作体のフランジ部上面との間に弾性体を配した構成としたものであり、操作体の軸部を斜めに傾けてスイッチングを行う時、操作体の軸部を傾ける角度を大きくすることができると共に、操作体に大きな力や衝撃力が加わった場合に弾性体が撓むことにより接点部に損傷を受けることを防止できると共に、操作体等の成形寸法のバラツキを吸収でき軸部のガタツキを少なくすることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、ドーム状可動接点を、外周部は円錐台形状でその内側の中央部は上方に僅かに膨らんだ略球面形状で両者の境目を滑らかに曲線で連結した形状に、弾性金属薄板を絞り加工して形成した構成のものであり、ドーム状可動接点を形成する金型の製作が容易であると共に、ドーム状可動接点の反転動作力および弾性復元力を円錐台形状部分の高さおよび傾斜角度によって容易に管理できるため、多方向操作スイッチの操作力等の操作フィーリングに対する要望に対応し易いという作用を有する。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項８記載の発明において、ドーム状可動接点の外周の円錐台形状部の斜面と底面のなす角度が２５°〜３５°、ドーム状可動接点全体の高さに対する円錐台形状部の高さが７０％〜９５％で、ドーム状可動接点の外径に対する操作体の内側押圧部の径の比率が４０％〜６０％である構成としたものであり、操作体の軸部を斜めに傾けて操作する場合および垂直に押し下げて操作する場合のいずれにおいても、ドーム状可動接点の反転動作時のクリック感が特に明確であるため、確実で快適なスイッチングを行うことができるという作用を有する。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、操作体の軸部がカバーより突出している部分の長さよりも深く、軸部の上端面から下方に操作つまみ結合用の孔を設けた構成としたものであり、操作体の軸部のカバーから突出している部分の外周に操作つまみの円筒脚部を被せる一般の構成に比べて、操作体の軸部と操作つまみの脚部の有効嵌合長さを長くとることができるため、操作つまみを傾けて操作する場合等の結合部分のガタツキを小さくできるという作用を有する。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の発明において、操作体の軸部の上端面から下方に設けた孔の壁面に凹部または凸部を設け、この孔に挿入結合される操作つまみの脚部外周に、この凹部または凸部に係合する凸部または凹部を設けた構成としたものであり、操作つまみを傾けて操作する場合等に操作つまみの脚部が操作体の軸部の孔から抜けることを防止することができるという作用を有する。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１記載の発明において、操作体の軸部の上端面から下方に設けた孔およびこれに挿入結合される操作つまみの脚部の外形を、共に上端部が大径で下端部が小径とした構成のものであり、操作体の軸部の肉厚および操作つまみの脚部の外径を、操作つまみを傾けて操作する際に大きな力が加わる部分を大きく、小さな力しか加わらない部分を小さくすることにより、操作体の軸部の外径を大きくしないで、操作つまみを傾けて操作する場合の耐力を大きくすることができるという作用を有する。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１または２記載の多方向操作スイッチと、この多方向操作スイッチの操作体の軸部を隣接する任意の二つの内側固定接点の中間方向に傾けると二つの内側固定接点が両方オンすると共に、一定時間内に二つ以上の内側固定接点がオンした時にどの単体のスイッチ信号とも異なる他の信号として処理するための時間測定手段を用いたスイッチング認識手段からなる構成の多方向操作装置としたものであり、操作体を斜めに傾ける時に内側固定接点の数の二倍の方向を検知して信号を出力することができる多方向操作装置を実現できるという作用を有する。
【００３１】
請求項１４〜１８に記載の発明は、請求項１記載の多方向操作スイッチを各種装置に装着した構成とすることにより、多様な操作の集中と簡便化、さらに小形薄型軽量化が同時に達成できるという作用を有する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図２（ａ）は同分解斜視図であり、同図において３１は樹脂製の箱形ケースで、その上面の開口部が金属板等からなるカバー３２で覆われていることは従来の技術の場合と同様である。
【００３３】
そして、図３の箱形ケースの平面図に示すように、樹脂製の箱形ケース３１の底面部には、中央に孔３８Ａのあいた弾性金属薄板製のドーム状可動接点３８の外縁下端部が載った左右前後の四つの外側固定接点３３と、ドーム状可動接点３８の中心位置下方に配された中心固定接点４８および、これから左右前後の外側固定接点３３とのほぼ中間の等距離で等角度の位置に配設された四つの内側固定接点３４〜３７がインサート成形等によって固定されており、これらの固定接点３３および３４〜３７，４８は各々に対応した外部導出用の端子４３および４４〜４７，４９を有している。
【００３４】
なお、中心固定接点４８はドーム状可動接点３８の中央の孔３８Ａよりも小さく、そして内側固定接点３４〜３７よりも高く設定されている。
【００３５】
また、外側固定接点３３および外部導出用の端子４３は四組示しているが、これは一組でもよいものである。
【００３６】
そして、ドーム状可動接点３８は、図４（ａ）の外観斜視図および同図（ｂ）の正面断面図に示すように、弾性金属薄板を中央に孔３８Ａのあいた円形ドーム状に絞り加工したものであり、その形状は、外周部３８Ｂが円錐台形状でその内側の中央部３８Ｃが上方に僅かに膨らんだ略球面形状となっており、両者の境目は滑らかな曲線で結ばれている。
【００３７】
また、４０は軸部４０Ｂとその下端に一体で形成された四角形状のフランジ部４０Ａからなる操作体で、軸部４０Ｂが上記カバー３２中央の貫通孔３２Ａから上方に突出し、フランジ部４０Ａが箱形ケース３１の内壁の４箇所の角部３１Ａにより回転はできないが傾倒および上下動可能に係合支持されている。
【００３８】
この操作体４０のフランジ部４０Ａの下面には、図２（ｂ）の操作体の下面図に示すように、箱形ケース３１底面の内側固定接点３４〜３７の中心位置に外周の段部が位置するように円形リング状に形成された内側押圧部４１が設けられ、この円形リング状の内側押圧部４１の中央の窪みにはドーム状可動接点３８の中央の孔３８Ａよりも大きい中心押圧部としての導電体５０が円形リング状の内側押圧部４１と同一高さまたは少し突出するように配置されている。
【００３９】
そして、箱形ケース３１の中心と一致するように箱形ケース３１内壁の円形部により位置決めされると共に、箱形ケース３１底面の外側固定接点３３上に載せられたドーム状可動接点３８の上面部によって操作体４０のフランジ部４０Ａの下面が押し上げられ、その上面がカバー３２の裏面に押しつけられて垂直中立位置を保っている。
【００４０】
そして操作体４０の上方の軸部４０Ｂの上端面から、軸部４０Ｂがカバー３２から突出している部分の長さよりも深く、フランジ部４０Ａの部分まであけられた孔４０Ｃに操作つまみ４２の脚部４２Ａが挿入結合されている。
【００４１】
次に、このように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチの動作について説明する。
【００４２】
まず、操作体４０が垂直中立位置にあり、その下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押さない図１の状態では、本多方向操作スイッチのいずれの接点間もオフの状態となっている。
【００４３】
そして、図５に矢印で示すように、操作体４０の上方の軸部４０Ｂに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はカバー３２の裏面に当接したフランジ部４０Ａ上面の図中右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の内側押圧部４１の外周の段部がドーム状可動接点３８を押して部分反転させ、節度を生じると同時に、対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触させて外側固定接点３３と内側固定接点３４の間をオンさせ、その信号を外部導出用の端子４３，４４を通して外部へ発生する。
【００４４】
この時、中央に孔３８Ａのあいたドーム状可動接点３８の中央部分が箱形ケース３１の底面側に反転しても、中心固定接点４８はドーム状可動接点３８中央の孔３８Ａよりも小さいためにドーム状可動接点３８に触れることはなく、さらに、内側押圧部４１の円形リング中央に配された導電体５０も、円形リング状の内側押圧部４１の外周の段部を支点に中心固定接点４８から離れるように持ち上げられているため、中心固定接点４８に接触することはない。
【００４５】
この後、操作つまみ４２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点３８の弾性復元力によって操作体４０はフランジ部４０Ａ下面の内側押圧部４１が押し上げられて垂直中立位置に戻り、ドーム状可動接点３８が内側固定接点３４から離れてスイッチ接点もオフ状態に戻る。
【００４６】
同様にして、操作つまみ４２を押す位置を右・前・後と変えることにより、それぞれの方向に応じた外部導出用の端子４５，４６，４７を通して外部に信号を出すことができる。
【００４７】
この操作つまみ４２、すなわち操作体４０を傾けて操作する時に、操作体４０のフランジ部４０Ａと箱形ケース３１内壁とは四角形の四箇所の角部３１Ａで嵌合しているために操作体４０、すなわち操作つまみ４２が回転せず、希望のスイッチ接点間を容易に確実にオンさせることができるものである。
【００４８】
また、この操作つまみ４２の上面端部を下方に押して操作体４０を傾けて操作する際に、操作体４０の軸部４０Ｂの孔４０Ｃと操作つまみ４２の脚部４２Ａの結合部の間には横方向に揺れる力が働くが、孔４０Ｃと脚部４２Ａは長い寸法の嵌合によって結合されているので、そのガタツキは小さいものである。
【００４９】
次に、図６の正面断面図に矢印で示すように操作体４０の軸部４０Ｂに装着された操作つまみ４２の中央上面、すなわち操作体４０の軸部４０Ｂに上方から垂直下方に押し力を加えて押し下げると、操作体４０のフランジ部４０Ａ下面に配された内側押圧部４１および中心押圧部としての導電体５０がドーム状可動接点３８を押し、反転させて節度を生じると同時に操作体４０の下面中央の導電体５０を介してドーム状可動接点３８と中心固定接点４８が接触して外側固定接点３３と中心固定接点４８の間がオンし、その信号を中心固定接点４８に対応した外部導出用の端子４９を通して外部に発生することができ、押し力を除くと、ドーム状可動接点３８の復元力により操作体４０が押し上げられて垂直中立位置の状態に戻る。
【００５０】
以上のように、本実施の形態による多方向操作スイッチは、一個のドーム状可動接点３８の下方に複数個の内側固定接点３４〜３７と中心固定接点４８を設けて、操作体４０の軸部４０Ｂを傾ける各々の方向と垂直に押す方向に対応したスイッチングを行うようにしたため、その構成部品が少なく、外径、厚みを小さくできると共に、コスト面でも有利であり、また傾倒操作時にも操作体４０下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押し下げて部分反転させることにより明確なクリック感を生じさせることができるものである。
【００５１】
ここで、クリック感を伴った操作フィーリングを図式化して表わす場合、一般に図７のドーム状可動接点を押し下げる操作ストロークに対する操作力の変化を示す特性図のように表わされ、同図においてドーム状可動接点の反転動作力Ａと反発戻り力Ｂの比Ｂ／Ａ＝４０％〜６０％の時が、通常好ましい操作フィーリングであるとされている。
【００５２】
そして、本実施の形態による多方向操作スイッチにおいて、その条件を満たすようにドーム状可動接点３８の形状について検討した内容を図８を用いて説明する。
【００５３】
本実施の形態による多方向操作スイッチは、箱形ケース３１の底面の外側固定接点３３および内側固定接点３４〜３７、中心固定接点４８の配列状態から考えて、特に小形化したものにおいて、上記各固定接点間の電気的絶縁距離を確実に確保するためには、内側固定接点３４〜３７を外側固定接点３３と中心固定接点４８のほぼ中間の位置に配することが望ましいと考えられるため、ドーム状可動接点３８の外径Ｄと内側押圧部４１の径ｄの比率ｄ／Ｄ＝５０％を前提条件として、内側押圧部４１の段部でドーム状可動接点３８を押し下げて動作させる場合について、ドーム状可動接点３８の底面と外周の円錐台形状部分の斜面部がなす角度θおよびドーム状可動接点３８の全体の高さＨと円錐台形状部分の高さｈの比ｈ／Ｈを様々に変えながら、操作フィーリングが最適となるドーム状可動接点３８の形状を検討した（ドーム状可動接点３８の各部分の略号は図８（ｂ）の部分断面図を参照）。
【００５４】
図８（ａ）の検討結果を示すグラフから判るように、ドーム状可動接点３８の操作フィーリングが好ましいと一般にいわれる反転動作力Ａと反発戻り力Ｂの比Ｂ／Ａ＝４０％〜６０％を示す◎印の範囲は、θ＝２５°〜３５°，ｈ／Ｈ＝７０％〜９５％の範囲であった。
【００５５】
なお、上記検討結果はｄ／Ｄ＝５０％に固定した場合の結果であるが、これに加えて、ｄ／Ｄの値を４０％〜６０％の範囲で変動させた場合についても検討したが、殆ど同じ結果であったことを付記しておく。
【００５６】
この結果により、上記範囲内の形状としたドーム状可動接点３８を本多方向操作スイッチ内に装着することによって、操作つまみ４２、すなわち操作体４０を傾けて操作する場合、および押し下げて操作する場合の両方の操作時に良好で明確なクリック感触が得られることになり、良好な操作性を実現することができるものである。
【００５７】
なお、上記の説明において、操作体４０のフランジ部４０Ａ下面に設けた内側押圧部４１の形状は、箱形ケース３１底面の内側固定接点３４に対応する方向に角を設けた多角形のリング状にしてもよく、また段部に若干のアール等がついても、さらに内側押圧部４１全体を導電体としてもよいことは勿論である。
【００５８】
また、中心押圧部となる導電体５０を弾性を有する材料により形成すると、その弾力性により接点部を保護することができ、さらに、中心押圧部と内側押圧部４１を一体の導電体で形成すると、フランジ部４０Ａ下面がシンプルな構造にできるため、小形化に対して有利となることも言うまでもない。
【００５９】
次に、本実施の形態による多方向操作スイッチを使用した多方向操作装置について説明する。
【００６０】
本発明の多方向操作スイッチは、内側固定接点を配した方向に操作体４０の軸部４０Ｂを傾倒させることによって４方向のスイッチングができることは上記に説明したとおりであるが、操作体４０の軸部４０Ｂを隣接する二つの内側固定接点の中間方向に傾けた場合には、操作体４０はカバー３２の裏面に当接したフランジ部４０Ａ上面の傾ける方向とは反対側の頂点部を支点として傾き、操作体４０を傾けた方向の両側の内側固定接点が両方ともオンした状態となるものであり、この時に隣接する二つのスイッチ接点のオンするタイミングがずれた場合、外部導出用の端子に接続されたマイクロコンピュータ（図示せず）に構成されるスイッチング認識手段を用いることにより、二組のスイッチ接点のスイッチオン時のタイミングの差を測定し、ある特定の時間差内であれば同時オンと判定する時間測定手段（図示せず）を設け、個別のスイッチ接点をオンしたときとは異なる他の信号として処理することにより、内側固定接点数の二倍の数の信号を処理でき、本実施の形態の多方向操作スイッチを用いた場合には８方向の検出ができる多方向操作装置を提供することができるものである。
【００６１】
（実施の形態２）
図９は本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図１０は同分解斜視図であり、同図に示すように、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、操作体４０のフランジ部４０Ａ上面とカバー３２の裏面の間にシート状のゴム等からなる弾性体５１を挿入した構成としたものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００６２】
この弾性体５１を操作体４０のフランジ部４０Ａとカバー３２の裏面の間に配設することによって、箱形ケース３１、カバー３２、操作体４０およびドーム状可動接点３８の加工時や組合わせ時に、多少の寸法変動やバラツキが生じても、弾性体５１の撓む範囲内であれば、操作体４０にガタツキを生じさせないようにすることができる。
【００６３】
また、図１１に矢印で示すように、操作体４０のつまみ装着用の孔４０Ｃに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はフランジ部４０Ａ上面の右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押して部分反転させ、節度を生じると同時に対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４とドーム状可動接点３８が接触し、外側固定接点３３と内側固定接点３４の間をオンさせ、外部導出用の端子４３，４４を通して外部へ信号を発生することができることは実施の形態１の場合と同じであるが、この時に、弾性体５１は頂点部４０Ｄに局部的に押され、他の部分よりも大きく圧縮変形して操作体４０の軸部４０Ｂの傾倒角度を大きくできると共に、操作体４０の軸部４０Ｂに傾倒時の衝撃力や異常な力が加わった場合にはさらに圧縮変形してその力を吸収し、スイッチ接点部を保護できるものである。
【００６４】
（実施の形態３）
図１２は本発明の第３の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、箱形ケース３１底面の内側固定接点３４〜３７に対応した操作体４０下面の円形リング状の内側押圧部４１をゴム等の弾性体５２で構成したものであり、操作体４０下面に設けたリング状の凹部４０Ｅに弾性体５２を圧入装着したものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００６５】
なお、この弾性体５２は箱形ケース３１底面の外側固定接点３３上に載ったドーム状可動接点３８に当接しているが、その圧縮変形力はドーム状可動接点３８の反転動作力よりも大きく設定されている。
【００６６】
従って、図１３に矢印で示すように操作体４０のつまみ装着用の孔４０Ｃに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はフランジ部４０Ａ上面の右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の押圧用の弾性体５２がドーム状可動接点３８を押して部分反転させて節度を生じると同時に対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触してスイッチをオンさせることができることは実施の形態１の場合と同様であるが、この時に、操作つまみ４２の左上面に大きな力が加わると弾性体５２が圧縮変形してその力を吸収することができると共に、操作体４０の軸部４０Ｂがカバー３２中央の貫通孔３２Ａの周囲に設けられた貫通孔壁部３２Ｂに当たって、操作体４０が更に傾くことを防ぐこともできる。
【００６７】
また、操作つまみ４２中央上面、すなわち操作体４０に下方への大きな力の衝撃力が加わった時にも、弾性体５２が圧縮変形してその力を吸収し、ドーム状可動接点３８に必要以上の大きな力が加わることを防ぎ、その損傷を防止できるものである。
【００６８】
（実施の形態４）
図１４は本発明の第４の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、ドーム状可動接点３８と箱形ケース３１の外側固定接点３３との間に、図１５の斜視図に示すドーム状可動接点３８の反転動作力よりも少し小さい反発力を有する導電性弾性体５３を配してドーム状可動接点３８を少し浮かせた構成としたものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００６９】
このように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチは、図１６に示すように操作体４０のつまみ装着用の孔４０Ｃに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はフランジ部４０Ａ上面の右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押すことは、実施の形態１の多方向操作スイッチの場合と同様であるが、この時、ドーム状可動接点３８と箱形ケース３１の外側固定接点３３との間に配された導電性弾性体５３が押し縮められることによって、操作体４０の内側押圧部４１によって押されたドーム状可動接点３８は、操作体４０のフランジ部４０Ａの左側が実施の形態１の場合よりも大きく傾いた状態で部分反転し、節度を生じると同時に箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触してスイッチがオンし、外部導出用の端子（図示せず）を通して外部へ信号を発生する。
【００７０】
この後、操作つまみ４２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点３８および導電性弾性体５３の復元力によって操作体４０は下面の内側押圧部４１が押し上げられて垂直中立状態に戻り、ドーム状可動接点３８が内側固定接点３４から離れてスイッチがオフ状態に戻る。
【００７１】
同様にして、操作つまみ４２を押す位置を右・前・後と変えることにより、それぞれの方向に応じた導出用の端子（図示せず）を通して外部に信号を出すことができることは実施の形態１の多方向操作スイッチの場合と同様である。
【００７２】
以上のように、本実施の形態による多方向操作スイッチは中立状態における内側固定接点３４〜３７とドーム状可動接点３８とが容易に接触しないように絶縁距離を大きくすることができるので、スイッチの誤動作を防ぐことができると共に操作体４０を傾ける角度を大きくでき、確実で安定したスイチッングを行うことができるものである。
【００７３】
（実施の形態５）
図１７は本発明の第５の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、操作体４０の上方のつまみ装着用の孔４０Ｃに挿入結合された操作つまみ４２の脚部４２Ａの外周部に凸状の係止爪４２Ｂを設け、孔４０Ｃの内側壁面にこの係止爪４２Ｂが係合する係合凹部４０Ｆを設けた構成としたものであり、その他の構成は実施の形態１と同様のものである。
【００７４】
このような構成とすることにより、本多方向操作スイッチの操作中に操作つまみ４２の脚部４２Ａが操作体４０の孔４０Ｃから抜けないように確実に固定保持することができるものである。
【００７５】
（実施の形態６）
図１８は本発明の第６の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、操作体４０のつまみ挿入用の孔４０Ｃと操作つまみ４２の脚部４２Ａとの嵌合部の構成が異なり、孔４０Ｃの上端部が大径部４０Ｇであり下端部が小径部４０Ｈとなり、これに対応する脚部４２Ａの上端部が大径部４２Ｃで下端部が小径部４２Ｄとなり、上端部、下端部それぞれ圧入嵌合して装着された構成としたものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００７６】
この大径部上端から小径部下端までの長さは、上記実施の形態１の場合と同様に軸部４０Ｂのカバーより突出している長さより長いため、操作体４０と操作つまみ４２の有効嵌合長さは変わらずガタツキを少なくすることができると共に、操作つまみ４２を傾けて操作する際に大きな力のかかる操作体４０の軸部４０Ｂの下端部および操作つまみ４２の脚部４２Ａ上端の大径部４２Ｃの肉厚を大きくしながらそれぞれ力のかからない操作体４０の軸部４０Ｂの上端部および操作つまみ４２の脚部４２Ａ下端の小径部４２Ｄの肉厚を小さくすることにより、操作体４０の軸部４０Ｂの外径を大きくしないで、操作つまみ４２を傾けて操作する場合の耐力を大きくすることができるものである。
【００７７】
（実施の形態７）
図１９は本発明の第７の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図２０（ａ）は同分解斜視図、同図（ｂ）は操作体の下面図であり、本実施の形態の多方向操作スイッチは、実施の形態１の多方向操作スイッチに対して、箱形ケース３１底面中央の中心固定接点４８および操作体４０の中心押圧部となる導電体５０に代えて、箱形ケース６０底面中央にはドーム状可動接点３８中央の孔３８Ａから上方に突出する中央支承部６０Ａを、操作体６１のフランジ部６１Ａ下面中央には上記中央支承部６０Ａに係合する支持用凹部６１Ｂを設けたものであり、その他の部分は実施の形態１と同じ構成であるため詳細な説明は省略するが、このような構成とすることにより、操作体６１を傾けた場合のみのスイチッング機能を備えたものとなっている。
【００７８】
このように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチの操作つまみ４２の図中左上面を図２１の矢印に示すように下方に押すと、操作体６１がフランジ部６１Ａの右側の頂点部６１Ｃを支点として傾いて、フランジ部６１Ａ下面の内側押圧部６１Ｄがドーム状可動接点３８を押して部分反転させスイッチングできることは実施の形態１に記載した動作と同じであるが、この時、箱形ケース６０底面中央の中央支承部６０Ａが操作体６１のフランジ部６１Ａ下面の支持用凹部６１Ｂと係合することにより、操作体６１と箱形ケース６０との位置関係が横方向にズレることなく正確な位置に保つことができ、これにより明確なクリック感を伴って確実で安定したスイッチングを行うことができる。
【００７９】
なお、上記実施の形態では、箱形ケース６０に中央支承部６０Ａを、操作体６１のフランジ部６１Ａ下面に支持用凹部６１Ｂを設けているが、この逆の構成としてもよいことは言うまでもない。
【００８０】
（実施の形態８）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１４、同１６に記載の内容について移動体通信機器を一つの例として説明するもので、例えば、携帯電話やページャ等の移動体通信機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することにより液晶画面等のディスプレイ上に表示されたカーソル移動やメニュー、文字等のスクロールや検索を行い、軸部をプッシュ操作することによりメニューの確定を行い（請求項１４の内容、以下請求項番号のみ括弧内に記述する）、さらにプッシュ操作することにより発信することができる（請求項１６）。
【００８１】
（実施の形態９）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１６〜１８に記載の内容について各種のリモコンやオーディオ機器を一つの例として説明するもので、リモコンやオーディオ機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部のプッシュ操作を繰り返すことにより電源のＯＮ，ＯＦＦや再生、停止を順次切り替えることができ（請求項１６）、軸部を前後方向に傾倒する操作と左右に傾倒する操作に、選局や選曲、音量のアップダウン、早送り巻き戻し等の命令を適宜組み合せて割付けておき、軸部の傾倒操作をすることによって予め割付けられた命令を実行することができる（請求項１７）。
【００８２】
また、軸部をプッシュ操作することにより、割付ける命令を切り替えることもできる（請求項１８）。
【００８３】
（実施の形態１０）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１５に記載の内容についてゲーム機器やカーナビゲーション機器を一つの例として説明するもので、ゲーム機器やカーナビゲーション機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することによってディスプレイ上のキャラクターや地図を軸部の傾倒方法に応じて移動させ、軸部をプッシュ操作することにより地図倍率の切り替えやキャラクターをジャンプさせる等、予め決められた命令を実行させることができる（請求項１５）。
【００８４】
（実施の形態１１）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１６，１７に記載の内容について電子カメラを一つの例として説明するもので、電子カメラに本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することによりシャッター速度や絞り値等の設定を行った上で軸部をプッシュ操作することにより上記設定した内容を確定することや（請求項１７）、軸部を傾倒操作することによってファインダー内での焦点対象位置を設定した上で軸部をプッシュ操作することによってピント合せをし、一定時間内に再度プッシュ操作をすることによってシャッターを切るという動作をさせることができるものである（請求項１６）。
【００８５】
（実施の形態１２）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１４に記載の内容についてコンピュータ機器を一つの例として説明するもので、コンピュータ機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することによりディスプレイ上のカーソル移動やメニュー選択をし、プッシュ操作することによりメニューの確定、実行をさせることができるものである（請求項１４）。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、多方向操作スイッチの構成部品を少なくしてスイッチの外径および厚みを小さくすることができ、さらにツマミを含めた高さも低く抑えることができ、低コストであると共に、操作体を斜めに傾けてスイッチングを行う時にクリック感があり、そのスイッチ動作も確実で安定した多方向スイッチを提供することができるという有利な効果が得られる。
【００８７】
また、本発明の多方向操作スイッチを使用した多方向操作装置においては、多様な操作の集中と簡便化と、さらに小形薄型軽量化が同時に達成できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図２】（ａ）同分解斜視図
（ｂ）同要部である操作体の下面図
【図３】同箱形ケースの平面図
【図４】（ａ）同ドーム状可動接点の外観斜視図
（ｂ）同正面断面図
【図５】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図６】同操作体をプッシュ操作する場合の正面断面図
【図７】同ドーム状可動接点の操作ストロークに対する操作力の変化を示す一般的な特性図
【図８】（ａ）同ドーム状可動接点の好ましい操作フィーリングを満たす形状についての検討結果を示す分布図
（ｂ）同ドーム状可動接点および内側押圧部の部分断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１０】同分解斜視図
【図１１】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図１２】本発明の第３の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１３】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図１４】本発明の第４の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１５】同主要部品である導電性の弾性体の斜視図
【図１６】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図１７】本発明の第５の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１８】本発明の第６の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１９】本発明の第７の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図２０】（ａ）同分解斜視図
（ｂ）同要部である操作体の下面図
【図２１】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図２２】従来の多方向操作スイッチの正面断面図
【図２３】同ケースの一部切欠き分解斜視図
【図２４】同操作軸を傾倒する場合の正面断面図
【図２５】同操作軸をプッシュ操作する場合の正面断面図
【符号の説明】
３１，６０ 箱形ケース
３１Ａ 角部
３２ カバー
３２Ａ 貫通孔
３２Ｂ 貫通孔壁部
３３ 外側固定接点
３４〜３７ 内側固定接点
３８ ドーム状可動接点
３８Ａ 孔
３８Ｂ 外周部
３８Ｃ 中央部
４０，６１ 操作体
４０Ａ，６１Ａ フランジ部
４０Ｂ 軸部
４０Ｃ 孔
４０Ｄ，６１Ｃ 頂点部
４０Ｅ 凹部
４０Ｆ 係合凹部
４０Ｇ 大径部
４０Ｈ 小径部
４１，６１Ｄ 内側押圧部
４２ 操作つまみ
４２Ａ 脚部
４２Ｂ 係止爪
４２Ｃ 大径部
４２Ｄ 小径部
４３〜４７，４９ 端子
４８ 中心固定接点
５０ 導電体
５１，５２ 弾性体
５３ 導電性弾性体
６０Ａ 中央支承部
６１Ｂ 支持用凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯電話、ページャ等の移動体通信機器や、各種リモコン、オーディオ機器、ゲーム機器、カーナビゲーションシステム、電子カメラ等の各種電子機器の入力操作部等に使用され、操作軸の傾倒およびプッシュ操作により駆動する多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の多方向操作スイッチを図２２〜図２５により説明する。
【０００３】
図２２は従来の多方向操作スイッチを示す正面断面図であり、図２２において、１は樹脂製の箱形のケースで、その上面の開口部が金属板などからなるカバー２で覆われており、このケース１の底面部には、図２３の一部切欠き分解斜視図に示すように、中央固定接点３（３Ａ，３Ｂ）とこれから左右前後方向の等距離に配設された四つの周辺固定接点４〜７がインサート成形により固定され、それぞれ外部接続用の端子１４と１５〜１８に接続されており、また中央固定接点３の外側固定接点３Ａ上にはドーム状可動接点８が載せられると共に、周辺固定接点４〜７の上部にはダボ１Ａにより固定された共通可動接点体９の弾性接片１０〜１３が各々配置され、接点１９を介して外部接続用の端子１９Ａに接続されている。
【０００４】
そして、ケース１の側壁部の内周に沿うように配設された圧縮コイルばね２０により、上方へ押し上げるように付勢された支持体２１の四角形の上端部２１Ａがカバー２の下面に弾接されると共に、その中央の窪み部２１Ｂには半球状の回転体２２が抱持されている。
【０００５】
この回転体２２は、その下端部外周のフランジ部２２Ａが支持体２１の中央の窪み部２１Ｂの底面上に載り、その上部球面部２２Ｂがカバー２の中央の球面の円形孔２Ａに嵌まるように当接し、その非円形の中央垂直孔２２Ｃには棒状の金属材料製の操作軸２３が上下動可能に嵌合保持されている。
【０００６】
そして、この操作軸２３は下端部２３Ａが回転体２２より下方へ突出してケース１底面部中央のドーム状可動接点８に当接し、ケース１の上方へ突出した先端部２３Ｂには操作用のつまみ２４が装着されている。
【０００７】
また、支持体２１の外周部下面には、共通可動接点体９の各弾性接片１０〜１３に各々対応した押圧部２５Ａ〜２５Ｄが設けられている。
【０００８】
次に、このように構成された従来の多方向操作スイッチの動作について説明すると、まず、操作軸２３が垂直中立位置にあり、その下端部２３Ａが中央のドーム状可動接点８を押さない図２２の状態では、本多方向操作スイッチのいずれの接点間もオフとなっている。
【０００９】
そして、図２４の正面断面図に矢印で示すように、操作軸２３の上方の先端部２３Ｂに装着されたつまみ２４の図中左上面を下方に押すと、操作軸２３が傾くと共に回転体２２がカバー２の球面の円形孔２Ａに当接しながら左方向に回転し、これに伴って回転体２２下面のフランジ部２２Ａの端部が支持体２１の窪み部２１Ｂの底面を下方に押すことにより、押された面と反対側の四角形の辺の上端部２１Ａを支点として支持体２１が左に傾き、押圧部２５Ａに対応した弾性接片１０を下方に押して周辺固定接点４に接触させ、共通可動接点体９と周辺固定接点４の間をオンさせて、外部導出用の端子１９Ａ，１５を通して外部へ信号を発生する。
【００１０】
この時、支持体２１の外周の上端部２１Ａの図中左側部分が圧縮コイルばね２０を下方へ押し縮めながらカバー２の下面から離れ、この後、つまみ２４に加えていた押し力を除くと、圧縮コイルばね２０の復元力によって支持体２１および回転体２２が元の図２２の中立位置へ押し戻されると共に、弾性接片１０も弾性復元力によって周辺固定接点４から離れて元の図２２の状態まで復帰し、スイッチ接点はオフ状態に戻る。
【００１１】
同様にして、操作軸２３に装着されたつまみ２４の上面を押す位置を右・前・後と変えることにより、その方向に対応した外部導出用の端子１６〜１８を通して外部へ信号を出すことができる。
【００１２】
また、図２５の正面断面図に矢印で示すように、つまみ２４中央上面、すなわち操作軸２３に上方から垂直に押し力を加えて操作軸２３を押し下げると、その下端部２３Ａでケース１底面部のドーム状可動接点８が押されて反転動作し、節度を発生すると共に、中央固定接点３（３Ａ，３Ｂ）間をオンさせて端子１４を通して外部に信号を出すことができ、押し力を除くとドーム状可動接点８の復元力によって操作軸２３が押し上げられ、元の図２２の状態に復帰するように構成されたものであった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、各種電子機器の小型化が要求される中において上記従来の多方向操作スイッチでは外径、厚みが大きく、また構成部品が多いためコストが高いという課題があった。
【００１４】
また、操作軸２３を斜めに傾けてスイッチングを行う時にクリック感がなく、スイッチが入ったことを感覚的に判らないという課題もあった。
【００１５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、スイッチの構成部品が少なくて、大きさも小さく低コストでありながら、操作軸を斜めに傾けてスイッチングを行う時にも、クリック感を伴って確実にスイッチングを行うことができる多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の多方向操作スイッチは、樹脂製の箱形ケース底面に設けられた外側固定接点上に、中央に孔を設けたドーム状可動接点の外縁下端部を載せ、ドーム状可動接点中心位置下方の中心固定接点および外側固定接点よりも内側で中心固定接点から等距離等角度の位置に配された複数個の内側固定接点に対応した導電性の中心押圧部および押圧用段部となった内側押圧部を有する操作体の軸部を傾倒操作およびプッシュ操作することにより、外側固定接点と各内側固定接点の間、および外側固定接点と中心固定接点との間でスイッチングが行えるようにしたものである。
【００１７】
この本発明により、スイッチの構成部品が少なく、外径、厚みが小さく、低コストで、操作体を斜めに傾けてスイッチングを行うときにもクリック感がある多方向操作スイッチおよびこれを用いた多方向操作装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、中央に孔を設けた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、ドーム状可動接点外縁下端部が載った外側固定接点およびドーム状可動接点の中心位置に配されたドーム状可動接点中央の孔よりも小さい中心固定接点ならびに外側固定接点よりも内側で中心固定接点から等距離等角度の位置に配された中心固定接点よりも低い複数個の内側固定接点を底面に有する樹脂製の箱形ケースと、箱形ケース上面の開口部を覆い中央に貫通孔を有するカバーと、カバー中央の貫通孔から上方に突出した軸部とその下端に一体に形成されたフランジ部を備え、このフランジ部の外周が上記ケースの内壁に回転はしないが傾倒および上下動可能に係合支持され上面が上記カバーの裏面に接すると共に、上記ドーム状可動接点の上面に押し上げられたフランジ部の下面に、上記箱形ケース底面の複数個の内側固定接点に対応する位置が押圧用段部となり、中央にドーム状可動接点の孔よりも大きい窪みを有する多角形または円形のリング状の内側押圧部が一体に形成され、さらに上記窪み内に内側押圧部とほぼ同じ高さの導電体からなる中心押圧部を配した操作体からなる構成の多方向操作スイッチとしたものであり、簡単な構成でスイッチの構成部品が少なく、外径、厚みが小さく低コストで、操作体の軸部を斜めに傾けて内側固定接点との間でスイッチングを行う時にもクリック感があると共に、中心固定接点にはドーム状可動接点が接触せず、操作体の軸部を垂直下方に押し下げるとドーム状可動接点が反転して節度を生じると同時にフランジ部下面の導電体を介して中心固定接点と接触してスイッチングが行われることにより、確実で安定したスイッチングを行うことができる多方向操作スイッチを提供できるという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、中央に孔を設けた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、ドーム状可動接点外縁下端部が載った外側固定接点およびドーム状可動接点中央の孔よりも小さい径で外側固定接点より高く突出した中央支承部ならびに外側固定接点よりも内側で中央支承部から等距離等角度の位置に配された複数個の内側固定接点を底面に有する樹脂製の箱形ケースと、箱形ケース上面の開口部を覆い中央に貫通孔を有するカバーと、カバー中央の貫通孔から上方に突出した軸部とその下端に一体に形成されたフランジ部を備え、このフランジ部の外周が上記ケースの内壁に回転はしないが傾倒および上下動可能に係合支持され上面が上記カバーの裏面に接すると共に、上記ドーム状可動接点の上面に押し上げられたフランジ部の下面に、上記箱形ケース底面の複数個の内側固定接点に対応する位置が押圧用段部となった多角形または円形の内側押圧部が一体に形成され、その中央に上記箱形ケース底面の中央支承部の先端が係合する窪みを配した操作体からなる構成の多方向操作スイッチとしたものであり、簡単な構造で、操作体の軸部を斜めに傾けて内側固定接点との間でスイッチングを行う時にも、ドーム状可動接点が部分反転動作をすると共に、中央支承部の先端と内側押圧部の中央の窪みが係合することにより軸部の横方向へのズレがないので、明確なクリック感を伴って、確実で安定したスイッチングを行うことができる多方向スイッチを安価に提供できるという作用を有する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体のフランジ部下面の中心押圧部を、弾性を有する導電体で形成した構成のものであり、操作体の軸部を垂直下方に押し下げる時、操作体に強い衝撃が加わった場合に、弾性を有する導電体によって衝撃を緩和して接点部を保護することができるという作用を有する。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体のフランジ部下面の内側押圧部および中心押圧部を一体の導電体で形成した構成のものであり、操作体のフランジ部の下面がシンプルな構成となるため、多方向操作スイッチの小形化に対して有利であるという作用を有する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、操作体のフランジ部下面の内側押圧部を、弾性体で形成した構成のものであり、操作体の軸部に垂直または斜めに大きな力や衝撃力が加わった場合にも接点部に損傷を与えることを防止することができるという作用を有する。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、箱形ケース底面の外側固定接点とドーム状可動接点の間に、ドーム状可動接点の反転動作力よりも少し小さい反発力を有する導電性の弾性体を配してドーム状可動接点を少し浮かせるようにした構成のものであり、中立状態における内側固定接点とドーム状可動接点の間の絶縁距離を大きくすることができると共に、操作体の軸部を斜めに傾けて操作体のフランジ部下面の内側押圧部がドーム状可動接点を押し下げてスイッチングを行う時に、弾性体を縮める分だけ操作体の軸部を傾ける角度を大きくすることができるため、確実で安定したスイッチングを行うことができるという作用を有する。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、カバー裏面と操作体のフランジ部上面との間に弾性体を配した構成としたものであり、操作体の軸部を斜めに傾けてスイッチングを行う時、操作体の軸部を傾ける角度を大きくすることができると共に、操作体に大きな力や衝撃力が加わった場合に弾性体が撓むことにより接点部に損傷を受けることを防止できると共に、操作体等の成形寸法のバラツキを吸収でき軸部のガタツキを少なくすることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、ドーム状可動接点を、外周部は円錐台形状でその内側の中央部は上方に僅かに膨らんだ略球面形状で両者の境目を滑らかに曲線で連結した形状に、弾性金属薄板を絞り加工して形成した構成のものであり、ドーム状可動接点を形成する金型の製作が容易であると共に、ドーム状可動接点の反転動作力および弾性復元力を円錐台形状部分の高さおよび傾斜角度によって容易に管理できるため、多方向操作スイッチの操作力等の操作フィーリングに対する要望に対応し易いという作用を有する。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項８記載の発明において、ドーム状可動接点の外周の円錐台形状部の斜面と底面のなす角度が２５°〜３５°、ドーム状可動接点全体の高さに対する円錐台形状部の高さが７０％〜９５％で、ドーム状可動接点の外径に対する操作体の内側押圧部の径の比率が４０％〜６０％である構成としたものであり、操作体の軸部を斜めに傾けて操作する場合および垂直に押し下げて操作する場合のいずれにおいても、ドーム状可動接点の反転動作時のクリック感が特に明確であるため、確実で快適なスイッチングを行うことができるという作用を有する。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、操作体の軸部がカバーより突出している部分の長さよりも深く、軸部の上端面から下方に操作つまみ結合用の孔を設けた構成としたものであり、操作体の軸部のカバーから突出している部分の外周に操作つまみの円筒脚部を被せる一般の構成に比べて、操作体の軸部と操作つまみの脚部の有効嵌合長さを長くとることができるため、操作つまみを傾けて操作する場合等の結合部分のガタツキを小さくできるという作用を有する。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の発明において、操作体の軸部の上端面から下方に設けた孔の壁面に凹部または凸部を設け、この孔に挿入結合される操作つまみの脚部外周に、この凹部または凸部に係合する凸部または凹部を設けた構成としたものであり、操作つまみを傾けて操作する場合等に操作つまみの脚部が操作体の軸部の孔から抜けることを防止することができるという作用を有する。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１記載の発明において、操作体の軸部の上端面から下方に設けた孔およびこれに挿入結合される操作つまみの脚部の外形を、共に上端部が大径で下端部が小径とした構成のものであり、操作体の軸部の肉厚および操作つまみの脚部の外径を、操作つまみを傾けて操作する際に大きな力が加わる部分を大きく、小さな力しか加わらない部分を小さくすることにより、操作体の軸部の外径を大きくしないで、操作つまみを傾けて操作する場合の耐力を大きくすることができるという作用を有する。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１または２記載の多方向操作スイッチと、この多方向操作スイッチの操作体の軸部を隣接する任意の二つの内側固定接点の中間方向に傾けると二つの内側固定接点が両方オンすると共に、一定時間内に二つ以上の内側固定接点がオンした時にどの単体のスイッチ信号とも異なる他の信号として処理するための時間測定手段を用いたスイッチング認識手段からなる構成の多方向操作装置としたものであり、操作体を斜めに傾ける時に内側固定接点の数の二倍の方向を検知して信号を出力することができる多方向操作装置を実現できるという作用を有する。
【００３１】
請求項１４〜１８に記載の発明は、請求項１記載の多方向操作スイッチを各種装置に装着した構成とすることにより、多様な操作の集中と簡便化、さらに小形薄型軽量化が同時に達成できるという作用を有する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図２（ａ）は同分解斜視図であり、同図において３１は樹脂製の箱形ケースで、その上面の開口部が金属板等からなるカバー３２で覆われていることは従来の技術の場合と同様である。
【００３３】
そして、図３の箱形ケースの平面図に示すように、樹脂製の箱形ケース３１の底面部には、中央に孔３８Ａのあいた弾性金属薄板製のドーム状可動接点３８の外縁下端部が載った左右前後の四つの外側固定接点３３と、ドーム状可動接点３８の中心位置下方に配された中心固定接点４８および、これから左右前後の外側固定接点３３とのほぼ中間の等距離で等角度の位置に配設された四つの内側固定接点３４〜３７がインサート成形等によって固定されており、これらの固定接点３３および３４〜３７，４８は各々に対応した外部導出用の端子４３および４４〜４７，４９を有している。
【００３４】
なお、中心固定接点４８はドーム状可動接点３８の中央の孔３８Ａよりも小さく、そして内側固定接点３４〜３７よりも高く設定されている。
【００３５】
また、外側固定接点３３および外部導出用の端子４３は四組示しているが、これは一組でもよいものである。
【００３６】
そして、ドーム状可動接点３８は、図４（ａ）の外観斜視図および同図（ｂ）の正面断面図に示すように、弾性金属薄板を中央に孔３８Ａのあいた円形ドーム状に絞り加工したものであり、その形状は、外周部３８Ｂが円錐台形状でその内側の中央部３８Ｃが上方に僅かに膨らんだ略球面形状となっており、両者の境目は滑らかな曲線で結ばれている。
【００３７】
また、４０は軸部４０Ｂとその下端に一体で形成された四角形状のフランジ部４０Ａからなる操作体で、軸部４０Ｂが上記カバー３２中央の貫通孔３２Ａから上方に突出し、フランジ部４０Ａが箱形ケース３１の内壁の４箇所の角部３１Ａにより回転はできないが傾倒および上下動可能に係合支持されている。
【００３８】
この操作体４０のフランジ部４０Ａの下面には、図２（ｂ）の操作体の下面図に示すように、箱形ケース３１底面の内側固定接点３４〜３７の中心位置に外周の段部が位置するように円形リング状に形成された内側押圧部４１が設けられ、この円形リング状の内側押圧部４１の中央の窪みにはドーム状可動接点３８の中央の孔３８Ａよりも大きい中心押圧部としての導電体５０が円形リング状の内側押圧部４１と同一高さまたは少し突出するように配置されている。
【００３９】
そして、箱形ケース３１の中心と一致するように箱形ケース３１内壁の円形部により位置決めされると共に、箱形ケース３１底面の外側固定接点３３上に載せられたドーム状可動接点３８の上面部によって操作体４０のフランジ部４０Ａの下面が押し上げられ、その上面がカバー３２の裏面に押しつけられて垂直中立位置を保っている。
【００４０】
そして操作体４０の上方の軸部４０Ｂの上端面から、軸部４０Ｂがカバー３２から突出している部分の長さよりも深く、フランジ部４０Ａの部分まであけられた孔４０Ｃに操作つまみ４２の脚部４２Ａが挿入結合されている。
【００４１】
次に、このように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチの動作について説明する。
【００４２】
まず、操作体４０が垂直中立位置にあり、その下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押さない図１の状態では、本多方向操作スイッチのいずれの接点間もオフの状態となっている。
【００４３】
そして、図５に矢印で示すように、操作体４０の上方の軸部４０Ｂに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はカバー３２の裏面に当接したフランジ部４０Ａ上面の図中右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の内側押圧部４１の外周の段部がドーム状可動接点３８を押して部分反転させ、節度を生じると同時に、対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触させて外側固定接点３３と内側固定接点３４の間をオンさせ、その信号を外部導出用の端子４３，４４を通して外部へ発生する。
【００４４】
この時、中央に孔３８Ａのあいたドーム状可動接点３８の中央部分が箱形ケース３１の底面側に反転しても、中心固定接点４８はドーム状可動接点３８中央の孔３８Ａよりも小さいためにドーム状可動接点３８に触れることはなく、さらに、内側押圧部４１の円形リング中央に配された導電体５０も、円形リング状の内側押圧部４１の外周の段部を支点に中心固定接点４８から離れるように持ち上げられているため、中心固定接点４８に接触することはない。
【００４５】
この後、操作つまみ４２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点３８の弾性復元力によって操作体４０はフランジ部４０Ａ下面の内側押圧部４１が押し上げられて垂直中立位置に戻り、ドーム状可動接点３８が内側固定接点３４から離れてスイッチ接点もオフ状態に戻る。
【００４６】
同様にして、操作つまみ４２を押す位置を右・前・後と変えることにより、それぞれの方向に応じた外部導出用の端子４５，４６，４７を通して外部に信号を出すことができる。
【００４７】
この操作つまみ４２、すなわち操作体４０を傾けて操作する時に、操作体４０のフランジ部４０Ａと箱形ケース３１内壁とは四角形の四箇所の角部３１Ａで嵌合しているために操作体４０、すなわち操作つまみ４２が回転せず、希望のスイッチ接点間を容易に確実にオンさせることができるものである。
【００４８】
また、この操作つまみ４２の上面端部を下方に押して操作体４０を傾けて操作する際に、操作体４０の軸部４０Ｂの孔４０Ｃと操作つまみ４２の脚部４２Ａの結合部の間には横方向に揺れる力が働くが、孔４０Ｃと脚部４２Ａは長い寸法の嵌合によって結合されているので、そのガタツキは小さいものである。
【００４９】
次に、図６の正面断面図に矢印で示すように操作体４０の軸部４０Ｂに装着された操作つまみ４２の中央上面、すなわち操作体４０の軸部４０Ｂに上方から垂直下方に押し力を加えて押し下げると、操作体４０のフランジ部４０Ａ下面に配された内側押圧部４１および中心押圧部としての導電体５０がドーム状可動接点３８を押し、反転させて節度を生じると同時に操作体４０の下面中央の導電体５０を介してドーム状可動接点３８と中心固定接点４８が接触して外側固定接点３３と中心固定接点４８の間がオンし、その信号を中心固定接点４８に対応した外部導出用の端子４９を通して外部に発生することができ、押し力を除くと、ドーム状可動接点３８の復元力により操作体４０が押し上げられて垂直中立位置の状態に戻る。
【００５０】
以上のように、本実施の形態による多方向操作スイッチは、一個のドーム状可動接点３８の下方に複数個の内側固定接点３４〜３７と中心固定接点４８を設けて、操作体４０の軸部４０Ｂを傾ける各々の方向と垂直に押す方向に対応したスイッチングを行うようにしたため、その構成部品が少なく、外径、厚みを小さくできると共に、コスト面でも有利であり、また傾倒操作時にも操作体４０下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押し下げて部分反転させることにより明確なクリック感を生じさせることができるものである。
【００５１】
ここで、クリック感を伴った操作フィーリングを図式化して表わす場合、一般に図７のドーム状可動接点を押し下げる操作ストロークに対する操作力の変化を示す特性図のように表わされ、同図においてドーム状可動接点の反転動作力Ａと反発戻り力Ｂの比Ｂ／Ａ＝４０％〜６０％の時が、通常好ましい操作フィーリングであるとされている。
【００５２】
そして、本実施の形態による多方向操作スイッチにおいて、その条件を満たすようにドーム状可動接点３８の形状について検討した内容を図８を用いて説明する。
【００５３】
本実施の形態による多方向操作スイッチは、箱形ケース３１の底面の外側固定接点３３および内側固定接点３４〜３７、中心固定接点４８の配列状態から考えて、特に小形化したものにおいて、上記各固定接点間の電気的絶縁距離を確実に確保するためには、内側固定接点３４〜３７を外側固定接点３３と中心固定接点４８のほぼ中間の位置に配することが望ましいと考えられるため、ドーム状可動接点３８の外径Ｄと内側押圧部４１の径ｄの比率ｄ／Ｄ＝５０％を前提条件として、内側押圧部４１の段部でドーム状可動接点３８を押し下げて動作させる場合について、ドーム状可動接点３８の底面と外周の円錐台形状部分の斜面部がなす角度θおよびドーム状可動接点３８の全体の高さＨと円錐台形状部分の高さｈの比ｈ／Ｈを様々に変えながら、操作フィーリングが最適となるドーム状可動接点３８の形状を検討した（ドーム状可動接点３８の各部分の略号は図８（ｂ）の部分断面図を参照）。
【００５４】
図８（ａ）の検討結果を示すグラフから判るように、ドーム状可動接点３８の操作フィーリングが好ましいと一般にいわれる反転動作力Ａと反発戻り力Ｂの比Ｂ／Ａ＝４０％〜６０％を示す◎印の範囲は、θ＝２５°〜３５°，ｈ／Ｈ＝７０％〜９５％の範囲であった。
【００５５】
なお、上記検討結果はｄ／Ｄ＝５０％に固定した場合の結果であるが、これに加えて、ｄ／Ｄの値を４０％〜６０％の範囲で変動させた場合についても検討したが、殆ど同じ結果であったことを付記しておく。
【００５６】
この結果により、上記範囲内の形状としたドーム状可動接点３８を本多方向操作スイッチ内に装着することによって、操作つまみ４２、すなわち操作体４０を傾けて操作する場合、および押し下げて操作する場合の両方の操作時に良好で明確なクリック感触が得られることになり、良好な操作性を実現することができるものである。
【００５７】
なお、上記の説明において、操作体４０のフランジ部４０Ａ下面に設けた内側押圧部４１の形状は、箱形ケース３１底面の内側固定接点３４に対応する方向に角を設けた多角形のリング状にしてもよく、また段部に若干のアール等がついても、さらに内側押圧部４１全体を導電体としてもよいことは勿論である。
【００５８】
また、中心押圧部となる導電体５０を弾性を有する材料により形成すると、その弾力性により接点部を保護することができ、さらに、中心押圧部と内側押圧部４１を一体の導電体で形成すると、フランジ部４０Ａ下面がシンプルな構造にできるため、小形化に対して有利となることも言うまでもない。
【００５９】
次に、本実施の形態による多方向操作スイッチを使用した多方向操作装置について説明する。
【００６０】
本発明の多方向操作スイッチは、内側固定接点を配した方向に操作体４０の軸部４０Ｂを傾倒させることによって４方向のスイッチングができることは上記に説明したとおりであるが、操作体４０の軸部４０Ｂを隣接する二つの内側固定接点の中間方向に傾けた場合には、操作体４０はカバー３２の裏面に当接したフランジ部４０Ａ上面の傾ける方向とは反対側の頂点部を支点として傾き、操作体４０を傾けた方向の両側の内側固定接点が両方ともオンした状態となるものであり、この時に隣接する二つのスイッチ接点のオンするタイミングがずれた場合、外部導出用の端子に接続されたマイクロコンピュータ（図示せず）に構成されるスイッチング認識手段を用いることにより、二組のスイッチ接点のスイッチオン時のタイミングの差を測定し、ある特定の時間差内であれば同時オンと判定する時間測定手段（図示せず）を設け、個別のスイッチ接点をオンしたときとは異なる他の信号として処理することにより、内側固定接点数の二倍の数の信号を処理でき、本実施の形態の多方向操作スイッチを用いた場合には８方向の検出ができる多方向操作装置を提供することができるものである。
【００６１】
（実施の形態２）
図９は本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図１０は同分解斜視図であり、同図に示すように、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、操作体４０のフランジ部４０Ａ上面とカバー３２の裏面の間にシート状のゴム等からなる弾性体５１を挿入した構成としたものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００６２】
この弾性体５１を操作体４０のフランジ部４０Ａとカバー３２の裏面の間に配設することによって、箱形ケース３１、カバー３２、操作体４０およびドーム状可動接点３８の加工時や組合わせ時に、多少の寸法変動やバラツキが生じても、弾性体５１の撓む範囲内であれば、操作体４０にガタツキを生じさせないようにすることができる。
【００６３】
また、図１１に矢印で示すように、操作体４０のつまみ装着用の孔４０Ｃに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はフランジ部４０Ａ上面の右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押して部分反転させ、節度を生じると同時に対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４とドーム状可動接点３８が接触し、外側固定接点３３と内側固定接点３４の間をオンさせ、外部導出用の端子４３，４４を通して外部へ信号を発生することができることは実施の形態１の場合と同じであるが、この時に、弾性体５１は頂点部４０Ｄに局部的に押され、他の部分よりも大きく圧縮変形して操作体４０の軸部４０Ｂの傾倒角度を大きくできると共に、操作体４０の軸部４０Ｂに傾倒時の衝撃力や異常な力が加わった場合にはさらに圧縮変形してその力を吸収し、スイッチ接点部を保護できるものである。
【００６４】
（実施の形態３）
図１２は本発明の第３の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、箱形ケース３１底面の内側固定接点３４〜３７に対応した操作体４０下面の円形リング状の内側押圧部４１をゴム等の弾性体５２で構成したものであり、操作体４０下面に設けたリング状の凹部４０Ｅに弾性体５２を圧入装着したものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００６５】
なお、この弾性体５２は箱形ケース３１底面の外側固定接点３３上に載ったドーム状可動接点３８に当接しているが、その圧縮変形力はドーム状可動接点３８の反転動作力よりも大きく設定されている。
【００６６】
従って、図１３に矢印で示すように操作体４０のつまみ装着用の孔４０Ｃに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はフランジ部４０Ａ上面の右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の押圧用の弾性体５２がドーム状可動接点３８を押して部分反転させて節度を生じると同時に対応する箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触してスイッチをオンさせることができることは実施の形態１の場合と同様であるが、この時に、操作つまみ４２の左上面に大きな力が加わると弾性体５２が圧縮変形してその力を吸収することができると共に、操作体４０の軸部４０Ｂがカバー３２中央の貫通孔３２Ａの周囲に設けられた貫通孔壁部３２Ｂに当たって、操作体４０が更に傾くことを防ぐこともできる。
【００６７】
また、操作つまみ４２中央上面、すなわち操作体４０に下方への大きな力の衝撃力が加わった時にも、弾性体５２が圧縮変形してその力を吸収し、ドーム状可動接点３８に必要以上の大きな力が加わることを防ぎ、その損傷を防止できるものである。
【００６８】
（実施の形態４）
図１４は本発明の第４の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、ドーム状可動接点３８と箱形ケース３１の外側固定接点３３との間に、図１５の斜視図に示すドーム状可動接点３８の反転動作力よりも少し小さい反発力を有する導電性弾性体５３を配してドーム状可動接点３８を少し浮かせた構成としたものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００６９】
このように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチは、図１６に示すように操作体４０のつまみ装着用の孔４０Ｃに装着された操作つまみ４２の図中左上面を下方に押すと、操作体４０はフランジ部４０Ａ上面の右側の頂点部４０Ｄを支点として傾き、下面の内側押圧部４１がドーム状可動接点３８を押すことは、実施の形態１の多方向操作スイッチの場合と同様であるが、この時、ドーム状可動接点３８と箱形ケース３１の外側固定接点３３との間に配された導電性弾性体５３が押し縮められることによって、操作体４０の内側押圧部４１によって押されたドーム状可動接点３８は、操作体４０のフランジ部４０Ａの左側が実施の形態１の場合よりも大きく傾いた状態で部分反転し、節度を生じると同時に箱形ケース３１底面左側の内側固定接点３４と接触してスイッチがオンし、外部導出用の端子（図示せず）を通して外部へ信号を発生する。
【００７０】
この後、操作つまみ４２に加えていた押し力を除くと、ドーム状可動接点３８および導電性弾性体５３の復元力によって操作体４０は下面の内側押圧部４１が押し上げられて垂直中立状態に戻り、ドーム状可動接点３８が内側固定接点３４から離れてスイッチがオフ状態に戻る。
【００７１】
同様にして、操作つまみ４２を押す位置を右・前・後と変えることにより、それぞれの方向に応じた導出用の端子（図示せず）を通して外部に信号を出すことができることは実施の形態１の多方向操作スイッチの場合と同様である。
【００７２】
以上のように、本実施の形態による多方向操作スイッチは中立状態における内側固定接点３４〜３７とドーム状可動接点３８とが容易に接触しないように絶縁距離を大きくすることができるので、スイッチの誤動作を防ぐことができると共に操作体４０を傾ける角度を大きくでき、確実で安定したスイチッングを行うことができるものである。
【００７３】
（実施の形態５）
図１７は本発明の第５の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、操作体４０の上方のつまみ装着用の孔４０Ｃに挿入結合された操作つまみ４２の脚部４２Ａの外周部に凸状の係止爪４２Ｂを設け、孔４０Ｃの内側壁面にこの係止爪４２Ｂが係合する係合凹部４０Ｆを設けた構成としたものであり、その他の構成は実施の形態１と同様のものである。
【００７４】
このような構成とすることにより、本多方向操作スイッチの操作中に操作つまみ４２の脚部４２Ａが操作体４０の孔４０Ｃから抜けないように確実に固定保持することができるものである。
【００７５】
（実施の形態６）
図１８は本発明の第６の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図であり、本実施の形態による多方向操作スイッチは、上記実施の形態１による多方向操作スイッチに対して、操作体４０のつまみ挿入用の孔４０Ｃと操作つまみ４２の脚部４２Ａとの嵌合部の構成が異なり、孔４０Ｃの上端部が大径部４０Ｇであり下端部が小径部４０Ｈとなり、これに対応する脚部４２Ａの上端部が大径部４２Ｃで下端部が小径部４２Ｄとなり、上端部、下端部それぞれ圧入嵌合して装着された構成としたものであり、その他の構成については実施の形態１と同様のものである。
【００７６】
この大径部上端から小径部下端までの長さは、上記実施の形態１の場合と同様に軸部４０Ｂのカバーより突出している長さより長いため、操作体４０と操作つまみ４２の有効嵌合長さは変わらずガタツキを少なくすることができると共に、操作つまみ４２を傾けて操作する際に大きな力のかかる操作体４０の軸部４０Ｂの下端部および操作つまみ４２の脚部４２Ａ上端の大径部４２Ｃの肉厚を大きくしながらそれぞれ力のかからない操作体４０の軸部４０Ｂの上端部および操作つまみ４２の脚部４２Ａ下端の小径部４２Ｄの肉厚を小さくすることにより、操作体４０の軸部４０Ｂの外径を大きくしないで、操作つまみ４２を傾けて操作する場合の耐力を大きくすることができるものである。
【００７７】
（実施の形態７）
図１９は本発明の第７の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図、図２０（ａ）は同分解斜視図、同図（ｂ）は操作体の下面図であり、本実施の形態の多方向操作スイッチは、実施の形態１の多方向操作スイッチに対して、箱形ケース３１底面中央の中心固定接点４８および操作体４０の中心押圧部となる導電体５０に代えて、箱形ケース６０底面中央にはドーム状可動接点３８中央の孔３８Ａから上方に突出する中央支承部６０Ａを、操作体６１のフランジ部６１Ａ下面中央には上記中央支承部６０Ａに係合する支持用凹部６１Ｂを設けたものであり、その他の部分は実施の形態１と同じ構成であるため詳細な説明は省略するが、このような構成とすることにより、操作体６１を傾けた場合のみのスイチッング機能を備えたものとなっている。
【００７８】
このように構成された本実施の形態による多方向操作スイッチの操作つまみ４２の図中左上面を図２１の矢印に示すように下方に押すと、操作体６１がフランジ部６１Ａの右側の頂点部６１Ｃを支点として傾いて、フランジ部６１Ａ下面の内側押圧部６１Ｄがドーム状可動接点３８を押して部分反転させスイッチングできることは実施の形態１に記載した動作と同じであるが、この時、箱形ケース６０底面中央の中央支承部６０Ａが操作体６１のフランジ部６１Ａ下面の支持用凹部６１Ｂと係合することにより、操作体６１と箱形ケース６０との位置関係が横方向にズレることなく正確な位置に保つことができ、これにより明確なクリック感を伴って確実で安定したスイッチングを行うことができる。
【００７９】
なお、上記実施の形態では、箱形ケース６０に中央支承部６０Ａを、操作体６１のフランジ部６１Ａ下面に支持用凹部６１Ｂを設けているが、この逆の構成としてもよいことは言うまでもない。
【００８０】
（実施の形態８）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１４、同１６に記載の内容について移動体通信機器を一つの例として説明するもので、例えば、携帯電話やページャ等の移動体通信機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することにより液晶画面等のディスプレイ上に表示されたカーソル移動やメニュー、文字等のスクロールや検索を行い、軸部をプッシュ操作することによりメニューの確定を行い（請求項１４の内容、以下請求項番号のみ括弧内に記述する）、さらにプッシュ操作することにより発信することができる（請求項１６）。
【００８１】
（実施の形態９）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１６〜１８に記載の内容について各種のリモコンやオーディオ機器を一つの例として説明するもので、リモコンやオーディオ機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部のプッシュ操作を繰り返すことにより電源のＯＮ，ＯＦＦや再生、停止を順次切り替えることができ（請求項１６）、軸部を前後方向に傾倒する操作と左右に傾倒する操作に、選局や選曲、音量のアップダウン、早送り巻き戻し等の命令を適宜組み合せて割付けておき、軸部の傾倒操作をすることによって予め割付けられた命令を実行することができる（請求項１７）。
【００８２】
また、軸部をプッシュ操作することにより、割付ける命令を切り替えることもできる（請求項１８）。
【００８３】
（実施の形態１０）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１５に記載の内容についてゲーム機器やカーナビゲーション機器を一つの例として説明するもので、ゲーム機器やカーナビゲーション機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することによってディスプレイ上のキャラクターや地図を軸部の傾倒方法に応じて移動させ、軸部をプッシュ操作することにより地図倍率の切り替えやキャラクターをジャンプさせる等、予め決められた命令を実行させることができる（請求項１５）。
【００８４】
（実施の形態１１）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１６，１７に記載の内容について電子カメラを一つの例として説明するもので、電子カメラに本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することによりシャッター速度や絞り値等の設定を行った上で軸部をプッシュ操作することにより上記設定した内容を確定することや（請求項１７）、軸部を傾倒操作することによってファインダー内での焦点対象位置を設定した上で軸部をプッシュ操作することによってピント合せをし、一定時間内に再度プッシュ操作をすることによってシャッターを切るという動作をさせることができるものである（請求項１６）。
【００８５】
（実施の形態１２）
本実施の形態は、本発明による多方向操作スイッチを用いた多方向操作装置に関するものであり、請求項１４に記載の内容についてコンピュータ機器を一つの例として説明するもので、コンピュータ機器に本発明による多方向操作スイッチを装着したものにおいては、軸部を傾倒操作することによりディスプレイ上のカーソル移動やメニュー選択をし、プッシュ操作することによりメニューの確定、実行をさせることができるものである（請求項１４）。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、多方向操作スイッチの構成部品を少なくしてスイッチの外径および厚みを小さくすることができ、さらにツマミを含めた高さも低く抑えることができ、低コストであると共に、操作体を斜めに傾けてスイッチングを行う時にクリック感があり、そのスイッチ動作も確実で安定した多方向スイッチを提供することができるという有利な効果が得られる。
【００８７】
また、本発明の多方向操作スイッチを使用した多方向操作装置においては、多様な操作の集中と簡便化と、さらに小形薄型軽量化が同時に達成できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図２】（ａ）同分解斜視図
（ｂ）同要部である操作体の下面図
【図３】同箱形ケースの平面図
【図４】（ａ）同ドーム状可動接点の外観斜視図
（ｂ）同正面断面図
【図５】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図６】同操作体をプッシュ操作する場合の正面断面図
【図７】同ドーム状可動接点の操作ストロークに対する操作力の変化を示す一般的な特性図
【図８】（ａ）同ドーム状可動接点の好ましい操作フィーリングを満たす形状についての検討結果を示す分布図
（ｂ）同ドーム状可動接点および内側押圧部の部分断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１０】同分解斜視図
【図１１】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図１２】本発明の第３の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１３】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図１４】本発明の第４の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１５】同主要部品である導電性の弾性体の斜視図
【図１６】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図１７】本発明の第５の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１８】本発明の第６の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図１９】本発明の第７の実施の形態による多方向操作スイッチの正面断面図
【図２０】（ａ）同分解斜視図
（ｂ）同要部である操作体の下面図
【図２１】同操作体を傾倒する場合の正面断面図
【図２２】従来の多方向操作スイッチの正面断面図
【図２３】同ケースの一部切欠き分解斜視図
【図２４】同操作軸を傾倒する場合の正面断面図
【図２５】同操作軸をプッシュ操作する場合の正面断面図
【符号の説明】
３１，６０ 箱形ケース
３１Ａ 角部
３２ カバー
３２Ａ 貫通孔
３２Ｂ 貫通孔壁部
３３ 外側固定接点
３４〜３７ 内側固定接点
３８ ドーム状可動接点
３８Ａ 孔
３８Ｂ 外周部
３８Ｃ 中央部
４０，６１ 操作体
４０Ａ，６１Ａ フランジ部
４０Ｂ 軸部
４０Ｃ 孔
４０Ｄ，６１Ｃ 頂点部
４０Ｅ 凹部
４０Ｆ 係合凹部
４０Ｇ 大径部
４０Ｈ 小径部
４１，６１Ｄ 内側押圧部
４２ 操作つまみ
４２Ａ 脚部
４２Ｂ 係止爪
４２Ｃ 大径部
４２Ｄ 小径部
４３〜４７，４９ 端子
４８ 中心固定接点
５０ 導電体
５１，５２ 弾性体
５３ 導電性弾性体
６０Ａ 中央支承部
６１Ｂ 支持用凹部
Claims (18)
- 中央に孔を設けた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、ドーム状可動接点外縁下端部が載った外側固定接点およびドーム状可動接点の中心位置に配されたドーム状可動接点中央の孔よりも小さい中心固定接点ならびに外側固定接点よりも内側で中心固定接点から等距離等角度の位置に配された中心固定接点よりも低い複数個の内側固定接点を底面に有する樹脂製の箱形ケースと、箱形ケース上面の開口部を覆い中央に貫通孔を有するカバーと、カバー中央の貫通孔から上方に突出した軸部とその下端に一体に形成されたフランジ部を備え、このフランジ部の外周が上記ケースの内壁に回転はしないが傾倒および上下動可能に係合支持され上面が上記カバーの裏面に接すると共に、上記ドーム状可動接点の上面に押し上げられたフランジ部の下面に、上記箱形ケース底面の複数個の内側固定接点に対応する位置が押圧用段部となり、中央にドーム状可動接点の孔よりも大きい窪みを有する多角形または円形のリング状の内側押圧部が一体に形成され、さらに上記窪み内に内側押圧部とほぼ同じ高さの導電体からなる中心押圧部を配した操作体からなる多方向操作スイッチ。
- 中央に孔を設けた弾性金属薄板製のドーム状可動接点と、ドーム状可動接点外縁下端部が載った外側固定接点およびドーム状可動接点中央の孔よりも小さい径で外側固定接点より高く突出した中央支承部ならびに外側固定接点よりも内側で中央支承部から等距離等角度の位置に配された複数個の内側固定接点を底面に有する樹脂製の箱形ケースと、箱形ケース上面の開口部を覆い中央に貫通孔を有するカバーと、カバー中央の貫通孔から上方に突出した軸部とその下端に一体に形成されたフランジ部を備え、このフランジ部の外周が上記ケースの内壁に回転はしないが傾倒および上下動可能に係合支持され上面が上記カバーの裏面に接すると共に、上記ドーム状可動接点の上面に押し上げられたフランジ部の下面に、上記箱形ケース底面の複数個の内側固定接点に対応する位置が押圧用段部となった多角形または円形の内側押圧部が一体に形成され、その中央に上記箱形ケース底面の中央支承部の先端が係合する窪みを配した操作体からなる多方向操作スイッチ。
- 操作体のフランジ部下面の中心押圧部を、弾性を有する導電体で形成した請求項１記載の多方向操作スイッチ。
- 操作体のフランジ部下面の内側押圧部および中心押圧部を一体の導電体で形成した請求項１記載の多方向操作スイッチ。
- 操作体のフランジ部下面の内側押圧部を、弾性体で形成した請求項１または２記載の多方向操作スイッチ。
- 箱形ケース底面の外側固定接点とドーム状可動接点の間に、ドーム状可動接点の反転動作力よりも少し小さい反発力を有する導電性の弾性体を配してドーム状可動接点を少し浮かせるようにした請求項１または２記載の多方向操作スイッチ。
- カバー裏面と操作体のフランジ部上面との間に弾性体を配した請求項１または２記載の多方向操作スイッチ。
- ドーム状可動接点を、外周部は円錐台形状でその内側の中央部は上方に僅かに膨らんだ略球面形状で両者の境目を滑らかに曲線で連結した形状に、弾性金属薄板を絞り加工して形成した請求項１または２記載の多方向操作スイッチ。
- ドーム状可動接点の外周の円錐台形状部の斜面と底面のなす角度が２５°〜３５°、ドーム状可動接点全体の高さに対する円錐台形状部の高さが７０％〜９５％で、ドーム状可動接点の外径に対する操作体の内側押圧部の径の比率が４０％〜６０％である請求項８記載の多方向操作スイッチ。
- 操作体の軸部がカバーより突出している部分の長さよりも深く、軸部の上端面から下方に操作つまみ結合用の孔を設けた請求項１または２記載の多方向操作スイッチ。
- 操作体の軸部の上端面から下方に設けた孔の壁面に凹部または凸部を設け、この孔に挿入結合される操作つまみの脚部外周に、この凹部または凸部に係合する凸部または凹部を設けた請求項１０記載の多方向操作スイッチ。
- 操作体の軸部の上端面から下方に設けた孔およびこれに挿入結合される操作つまみの脚部の外形を、共に上端部が大径で下端部が小径とした請求項１０または１１記載の多方向操作スイッチ。
- 請求項１または２記載の多方向操作スイッチと、この多方向操作スイッチの操作体の軸部を隣接する任意の二つの内側固定接点の中間方向に傾けると二つの内側固定接点が両方オンすると共に、一定時間内に二つ以上の内側固定接点がオンした時にどの単体のスイッチ信号とも異なる他の信号として処理するための時間測定手段を用いたスイッチング認識手段からなる多方向操作装置。
- 請求項１記載の多方向操作スイッチを備え、この多方向操作スイッチの操作体の軸部を傾倒して一つまたは隣接する二つの内側固定接点がオンした信号を検知して複数の表示項目の中から任意の項目を選択し、次に、軸部を垂直に押し下げることにより中心固定接点がオンした信号を検知して上記選択した項目を確定するようにした多方向操作装置。
- 請求項１記載の多方向操作スイッチを備え、この多方向操作スイッチの操作体の軸部を傾倒して一つまたは隣接する二つの内側固定接点がオンした信号を検知して複数のベクトル方向信号の予め割付けられたベクトル方向信号を選択し、表示されている対象物をベクトル方向に移動し、次に、軸部を垂直に押し下げることにより中心固定接点がオンした信号を検知して上記移動した対象物に対して予め割付けられた命令を実行するようにした多方向操作装置。
- 一定時間内に軸部を垂直に複数回連続して押し下げることにより中心固定接点が連続してオンした信号を検知し、この信号により予め決められた複数の命令信号を順次実行するようにした請求項１４または１５記載の多方向操作装置。
- 軸部を中心に対して互いに反対の方向へ傾倒することにより、予め傾倒するそれぞれの方向に応じて割付けられた機能のアップ、ダウン調整をそれぞれ処理実行するようにした請求項１４または１５記載の多方向操作装置。
- 軸部を垂直に押し下げることにより中心固定接点がオンした信号を検知し、この信号により軸部を傾倒するそれぞれの方向に応じて割付けられた命令を予め決められた順に切り替えるようにした請求項１４，１５または１７記載の多方向操作装置。
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