JP4456311B2 - ジンバルが取り付けられる多機能ボタン - Google Patents

Description

【０００１】
［開示の背景］
［発明の属する技術分野］
本発明は一般的に、押しボタン式セレクタスイッチに関する。より詳細には、本発明は、ジンバルが取り付けられるセレクタスイッチに係り、このセレクタスイッチは、セレクタスイッチの下にある複数のスイッチを選択的に作動させる。
【０００２】
［背景技術の説明］
多機能ボタンのように、部材を手動で動かすことによりスイッチクロージャを選択的に作動させる組立体は、幅広く使用されるようになってきており、コンピュータインタフェース、ジョイスティック、自動車ミラー制御器等のような装置に一般的に使用される。多機能ボタンの１つの応用が、テレビジョン及びそれに関連した周辺機器（即ち、コントロールボックス、遠隔制御器、ビデオプレーヤなど）といった通信装置に使用される。これらの多機能ボタンによって、ユーザは、メニュプロンプトに対し迅速及び効率のよい方法でレスポンスを選択することが可能となり、これは、最小のユーザインタフェースで可能となる。
【０００３】
しかし、多機能ボタンは、念入りで細部まで行き届いた設計を必要とし、それは、多機能ボタンのアクチュエータが適当な接触子又はスイッチを閉成するために必要である。一般的に、動作を可能にする装置、又は、蝶番は、アクチュエータが幾らか並進運動することを可能にしてしまうので、アクチュエータがスイッチに当たらないか、又は、スイッチに、或いは、他の周辺構造に「ハングアップ」する、即ち、くっついてしまう。更に、幾つかの多機能ボタンは、「柔らかい」又ははっきりしない感触を有するので、ユーザが選択の際に躊躇し選択がきちんとされたかどうかを確認するには、ディスプレイに頼ってしまうことになる。
【０００４】
従って、従来技術の多機能ボタンにおいて、ボタンに接続されるスイッチに対し、良好な位置的な正確さが得られる多機能ボタンが必要である。
【０００５】
更に、このような多機能ボタンは、「はっきりとした」触覚的な反応があるべきであり、それによって、ユーザは自信を持って、且つ、迅速にメニュスクリーンを検索することが可能となり、或いは、装置又はシステムとインタラクトすることが可能となる。
【０００６】
［発明の概要］
従来技術における不利点は、本発明のジンバルが取り付けられる多機能ボタンによって解決される。具体的には、本発明の多機能ボタンは、ボスと複数の突起アクチュエータを有するセレクタボタンを含む。セレクタボタンは、プレートに配置されるジンバルに接続される。ジンバルは、セレクタボタンを、ボスに対し固定の向きで受容且つ固定する複数のフィンガを有する。印刷回路基板がプレートから所定の距離に配置される。印刷回路基板は、複数の突起アクチュエータと対応するよう並べられる複数のスイッチを有する。セレクタボタンは、１つのアクチュエータが対応するスイッチを選択的に作動させるよう付勢されるか、或いは、アクチュエータの隣接する一対が対応するスイッチの隣接する一対を選択的に作動させるよう付勢されてもよい。
【０００７】
［発明の詳細な説明］
本発明の思想は、添付図面を参照し、以下の詳細な説明をともに考慮することによって容易に理解することが可能である。
【０００８】
理解を容易にするために、全図に共通する同一の要素を指示するよう同一の参照番号を使用する。
【０００９】
図１は具体的に、多機能ボタン組立体１００を示し、組立体１００は、ジンバルプレート１０４に接続されるセレクタボタン１０２を有し、ジンバルプレート１０４は印刷回路基板１０６から所定の距離に配置される。
【００１０】
セレクタボタン１０２は、可塑性プラスチック（例えば、ポリカーボネート）から加工されることが好適である。セレクタボタン１０２は、セレクタボタン１０２の中心から突出するボス１４２を有する。セレクタボタン１０２は、第１のアクチュエータ１０８、第２のアクチュエータ１１０、第３のアクチュエータ１１２、及び、第４のアクチュエータ１１４を有し、これらはセレクタボタン１０２から突出する。アクチュエータ１０８乃至１１４は、ボス１４２の周りにポーラアレイ状に等距離で置かれる。セレクタボタン１０２は更に、セレクタボタンの周囲に置かれる複数の固定タブ１１６を有する。固定タブ１１６は、セレクタボタン１０２が或る構造体のパネルを通り突き出る際に、多機能ボタン組立体１００にセレクタボタン１０２を固定するよう機能する。上記の構造体内に、多機能ボタンが設置される（パネルと構造は図示せず）。
【００１１】
ジンバルプレート１０４は、可塑性プラスチック又はエラストマーから加工されることが好適である。製造材料、及び、以下に説明される特定の部材の断面積は、作動中及び満足のゆく耐用年数の間に「はっきりとした」触覚的な反応を与えるよう好適に選択される。尚、ポリカーボネートから加工されるジンバルプレート１０４が、良好な耐用年数を示す一方で、多機能ボタン組立体１００の作動中に「はっきりとした」触覚的な反応を与えることが分かっている。ジンバルプレート１０４は、複数の第１のスタンドオフ１２４、複数の第２のスタンドオフ１２６、及び、抜け止め手段１１７を有する。第１のスタンドオフ１２４はジンバルプレート１０４から突出し、印刷回路基板１０６をジンバルプレート１０４から所定の距離に維持する。第２のスタンドオフ１２６は、印刷回路基板１０６をジンバルプレート１０４から所定の距離に維持することを補助する。第２のスタンドオフ１２６のそれぞれは更に、印刷回路基板１０６の対応する孔１４６に係合するピン１２８を有し、それにより、係合する際に、印刷回路基板１０６をジンバルプレート１０４に対し位置付ける。当然のことながら、ピン１２８及び対応する孔１４６は、従来技術において既知である他の種類の位置付け構造によって容易に取って代わられることが可能である。
【００１２】
抜け止め手段１１７は、複数のラッチ１１８（例えば、４つのラッチ）を含むことが好適である。複数のラッチ１１８のそれぞれは、弾性部材１２０を有し、弾性部材１２０は、ラッチ１１８の留め具１２２をジンバルプレート１０４に接続する。弾性部材１２０によって、留め具１２２が印刷回路基板１０６と係合し（即ち、パチンと嵌り）、印刷回路基板１０６を第１のスタンドオフ１２４及び第２のスタンドオフ１２６のそれぞれに対し固定することが可能となる。抜け止め手段１１７は、更に、ポスト及びネジ、ヒート・ステーキング、音波溶接、押しコネクタ、リベット等を含んでもよい。当業者は更に、ジンバルプレート１０４は、印刷回路基板１０６に対し所定の位置で固定されることのみが必要であることを理解するものとする。従って、印刷回路基板１０６をジンバルプレート１０４に固定する必要なく、このような配置を維持する内部に多機能ボタン組立体１００が設置される装置を含む他の構造を使用することが可能である。
【００１３】
ジンバル１３０は、ジンバルプレート１０４の中心に配置される。ジンバル１３０を最もよく理解するために、図１及び図２を同時に参照されたい。
【００１４】
ジンバル１３０は、第１の横部材１３２、第２の横部材１３４、外側リング１３６、及び、内側リング１３８を含む。外側リング１３６は、中心線１５６に沿って、内側リング１３８と同軸に合わされる。第１の横部材１３２は、外側リング１３６をジンバルプレート１０４に、２つの対向する位置において接続する。第２の横部材１３４は、外側リング１３６を内側リング１３８に、これもまた２つの対向する位置において接続する。第１の横部材１３２は、第２の横部材１３４に対し、直交方向に配置されることが好適である。第２の横部材１３４、外側リング１３８、及び内側リング１３６は、外側リング１３６と内側リング１３８との間に複数の通路１５８を画成するよう構成される。通路１５８はそれぞれ、アクチュエータ１０８乃至１１４を収容し、セレクタボタン１０２が以下に説明されるような方法でジンバル１３０に接続される際に、アクチュエータがジンバルプレート１０４を通ることを可能にする。当業者は、本発明の思想を用いることにより、アクチュエータ（１０８、１１０、１１２、１１４）がジンバルプレート１０４を通ることを可能にし、本発明の範囲内である多数のジンバル１３０の変形を想到することが可能であることを理解するものとする。
【００１５】
第１の横部材１３２は、第１の回転軸２０２を画成する。ジンバルプレート１０４の断面幾何学形状及び材料を適当に選択することによって、第１の横部材１３２が第１の回転軸２０２に沿って曲がる（即ち、ねじれる）ことを可能にし、それにより、外側リング１３６が矢印２０４によって示されるように回転可能となる。第２の横部材１３４は、第２の回転軸２０６を画成する。尚、第２の横部材１３４、従って、第２の回転軸２０６も、外側リング１３６によって決められる平面にある。ジンバルプレート１０４の断面幾何学形状及び材料を適当に選択することによって、第２の横部材１３４が第２の回転軸２０６に沿って曲がる（即ち、ねじれる）ことを可能にする。このようにして、内側リング１３８は、外側リング１３６に対し矢印２０８によって示されるように回転可能となる。
【００１６】
第１の回転軸２０２及び第２の回転軸２０６についての組み合わされた回転により、内側リング１３８は、第１の回転軸２０２、第２の回転軸２０６、及び中心線１５６の交点によって決められるピボット点２１０について、ジンバルプレート１０４に対しピボット動作が可能となる。従って、内側リング１３８の、ジンバルプレート１０４に対する並進運動は略阻止される。
【００１７】
内側リング１３８は、内径２１２の周りにポーラアレイ状に配置される複数の突出フィンガ１４０を有する。ボス１４２は内径２１２を通り、フルート１４４が複数の突出フィンガ１４０の間に合わされ、セレクタボタン１０２をジンバルプレート１０４に対し方向付ける。ボス１４２と突出フィンガ１４０は、締まりばめとなるよう構成され、それにより、セレクタボタン１０２をジンバル１３０内に固定する。
【００１８】
印刷回路基板１０６は具体的に、複数のスイッチ（即ち、マイクロスイッチ１４８乃至１５４）を含む。これらのスイッチは、図１に示す印刷回路基板１０６の外皮切断図に示され、又、図３に示すように印刷回路基板１０６上に取り付けられる。マイクロスイッチの好適な数は４であるが、当業者は、セレクタボタン１０２及びジンバル１３０の一部を変更して、追加の（又はより少ない）マイクロスイッチを収容可能とすることが可能であることを理解するものとする。マイクロスイッチ１４８乃至１５４は、中心線１５６に対しポーラアレイ状に配置される。ピン１２８及び位置決め孔１４６によって、マイクロスイッチ１４８乃至１５４が、セレクタボタン１０２の対応するアクチュエータ１０８乃至１１４と一直線に並ぶような状態となるような配置に印刷回路基板１０６を維持する。
【００１９】
図３Ａを参照するに、ジンバル１３０の第２の実施例は、第１の横部材１３２、第２の横部材１３４、外側リング３０２、及び内側リング１３８を有する。外側リング３０２は、中心線１５６に沿って内側リング１３８と同軸に合わされる。第１の横部材１３２は、外側リング３０２をジンバルプレート１０４に、２つの対向する位置において接続する。第２の横部材１３４は、外側リング３０２を内側リング１３８に、これもまた２つの対向する位置において接続する。第１の横部材１３２は、第２の横部材１３４に対し直交方向に配置されることが好適である。第１の横部材１３２と外側リング３０２は、外側リング３０２とジンバルプレート１０４との間に通路１５８を画成するよう構成される。通路１５８によって、セレクタボタン１０２がジンバル１３０に接続される際に、アクチュエータ１０８乃至１１４がジンバルプレート１０４を通ることを可能にする。
【００２０】
図３Ｂを参照するに、セレクタボタンの第２の実施例１０４は、セレクタボタン１０４の周囲にポーラアレイ状に等距離で配置される複数のアクチュエータ（１０８、１１０、１１２、及び、１１４）を含む。各アクチュエータ（１０８、１１０、１１２、及び、１１４）は、外側に曲げられたパッド３２２をセレクタボタン１０４に接続するスタンチョン３２０を有する。パッド３２２は、中心線１５６に対し略垂直である接触面３２４を有する。接触面３２４は、以下に説明されるように下にあるマイクロスイッチに接触するよう選択的に付勢されることが可能である。
【００２１】
図４及び５を参照しながら、多機能ボタン組立体１００の動作を説明する。具体的には、多機能ボタン組立体１００は、ユーザが、印刷回路基板１０６上の所望のスイッチを選択的に作動させることを可能にする。このような選択的な作動方法は、例えば、所望の結果が得られるようメニュオプションの選択を検索するといった様々なユーザインタラクション、又は、ユーザインタフェースの応用において広く使用することが可能である。例えば、セレクタボタン１０２は、付勢力４００によって、即ち、所望の選択付近のセレクタボタンの一部を押下することによって、操作することが可能である。
【００２２】
セレクタボタン１０２は、付勢力４００の応答して、ピボット点２１０について回転し（これは、矢印４０２によって示される）、それにより、アクチュエータ１０８が印刷回路基板１０６に取り付けられるマイクロスイッチ１５０を押下する（即ち、作動させる）。付勢力４００を取り除くと、横部材（図１及び図２に示される横部材１３２及び１３４）の弾性によって、セレクタボタン１０２が、矢印５０２によって示されるように付勢されていない位置に戻り、それにより、マイクロスイッチ１５０の作動を止める。セレクタボタン１０２は、所望のマイクロスイッチの上方にあるセレクタボタン１０２の一部に対し付勢力４００を付加することによって任意の単一のマイクロスイッチを作動させることが可能である。或いは、マイクロスイッチの任意の隣接対（即ち、１４８及び１５０、１５０及び１５２、１５２及び１５４、１５４及び１４８）を、その所望のマイクロスイッチの間のセレクタボタン１０２の一部に付勢力４００を付加することによって作動されることが可能である。
【００２３】
本発明の思想を組込む実施例を詳細に説明したが、当業者は、本発明の目的から逸脱することなくこれらの思想を依然として組込む他の多くの変更される実施例を容易に想到することが可能であることを理解するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の多機能ボタンを示す等角分解図である。
【図２】 本発明の多機能ボタンのジンバルの実施例を詳細に示す図である。
【図３Ａ】 本発明の多機能ボタンのジンバルの第２の実施例を詳細に示す図である。
【図３Ｂ】 本発明のセレクタボタンの第２の実施例を詳細に示す図である。
【図４】 付勢力に反応する図２のジンバルを示す図である。
【図５】 図４にて付加される付勢力を取り除くことによって付勢されていない位置に戻される図４のジンバルを示す図である。

Claims (17)

1. 複数のスイッチを作動させる装置であって、
   ボス及び複数の突出アクチュエータを有するセレクタボタンと、
   上記ボスを受容する複数のフィンガを有するジンバルが配置されるプレートと、
   上記プレートから所定の距離に配置され、上記複数の突出アクチュエータと一直線に合わされる複数のスイッチが取り付けられる印刷回路基板とを含み、
   上記セレクタボタンは、上記複数の突出アクチュエータのうちの少なくとも１つのアクチュエータが上記複数のスイッチの少なくとも１つのスイッチを選択的に作動させるよう付勢され、且つ、
   上記セレクタボタンの上記複数の突出アクチュエータは、上記プレート上に位置付けられるピボット点の回りを回転する、
   装置。
2. 上記プレートは更に、
   上記印刷回路基板を、上記プレートから所定の距離に維持する複数のスタンドオフを含む請求項１記載の装置。
3. 上記プレートは更に、
   複数の突出ピンを含み、
   上記複数の突出ピンのそれぞれは、上記印刷回路基板の対応する孔と係合する請求項１記載の装置。
4. 上記プレートは更に、
   上記印刷回路基板を、上記プレートから所定の距離に固定する抜け止め手段を含む請求項１記載の装置。
5. 上記抜け止め手段は更に、複数のラッチを含み、
   上記複数のラッチのそれぞれは、上記印刷回路基板と係合する留め具を有する請求項４記載の装置。
6. 上記ジンバルは更に、
   上記プレートに接続される第１の横部材と、
   上記第１の横部材に接続される外側リングと、
   上記外側リングと同軸に合わされる内側リングと、
   上記外側リング及び上記内側リングに接続される第２の横部材とを含み、
   上記内側リングは、複数のフィンガを有し、
   上記セレクタボタンの上記ボスは、上記フィンガによって上記ジンバルに固定される請求項１記載の装置。
7. 上記第２の横部材は、上記第１の横部材に対し直交となるよう配置される請求項６記載の装置。
8. 複数のスイッチを作動させる装置であって、
   ボス及び複数の突出アクチュエータを有するセレクタボタンと、
   上記ボスを受容する複数のフィンガを有するジンバルが配置されるプレートと、
   上記プレートから所定の距離に配置され、上記複数の突出アクチュエータと一直線に合わされる複数のスイッチが取り付けられる印刷回路基板とを含み、
   上記セレクタボタンは、上記複数の突出アクチュエータのうちの少なくとも１つのアクチュエータが上記複数のスイッチの少なくとも１つのスイッチを選択的に作動させるよう付勢され、
   上記ジンバルは更に、
   上記プレートに接続される第１の横部材と、
   上記第１の横部材に接続される外側リングと、
   上記外側リングと同軸に合わされる内側リングと、
   上記外側リング及び上記内側リングに接続される第２の横部材とを含み、
   上記内側リングは、複数のフィンガを有し、
   上記セレクタボタンの上記ボスは、上記フィンガによって上記ジンバルに固定され、
   上記第２の横部材、上記外側リング、及び、上記内側リングは、上記プレート内に複数の通路を画成し、
   上記複数の通路のそれぞれは、各アクチュエータを収容する、
   装置。
9. 複数のスイッチを作動させる装置であって、
   ボス及び複数の突出アクチュエータを有するセレクタボタンと、
   上記ボスを受容する複数のフィンガを有するジンバルが配置されるプレートと、
   上記プレートから所定の距離に配置され、上記複数の突出アクチュエータと一直線に合わされる複数のスイッチが取り付けられる印刷回路基板とを含み、
   上記セレクタボタンは、上記複数の突出アクチュエータのうちの少なくとも１つのアクチュエータが上記複数のスイッチの少なくとも１つのスイッチを選択的に作動させるよう付勢され、
   上記ジンバルは更に、
   上記プレートに接続される第１の横部材と、
   上記第１の横部材に接続される外側リングと、
   上記外側リングと同軸に合わされる内側リングと、
   上記外側リング及び上記内側リングに接続される第２の横部材とを含み、
   上記内側リングは、複数のフィンガを有し、
   上記セレクタボタンの上記ボスは、上記フィンガによって上記ジンバルに固定され、
   上記第１の横部材、上記外側リング、及び上記プレートは、上記プレート内に複数の通路を画成し、
   上記複数の通路のそれぞれは、各アクチュエータを収容する、
   装置。
10. 上記セレクタボタンは更に、
    複数のフルートを含み、
    上記複数のフルートは、突出する上記複数のフィンガの間に合わされ、上記セレクタボタンを上記プレートに対し方向付ける請求項５記載の装置。
11. 上記セレクタボタンは、上記複数のスイッチのうちの１つのスイッチを選択的に作動させるか、又は、上記複数のスイッチのうちの隣接する一対のスイッチを選択的に作動させる請求項１記載の装置。
12. 上記プレートは、ポリカーボネートである請求項１記載の装置。
13. 複数のスイッチを作動させる装置であって、
    複数のフルートを有するボス及び複数の突出アクチュエータを有するセレクタボタンと、
    上記ボスを受容する複数のフィンガを有するジンバル、複数のスタンドオフ、及び、複数のピンを含むプレートと、
    上記プレートの上記複数のスタンドオフに接して配置される印刷回路基板とを含み、
    上記ボスの上記フルートは、上記複数のフィンガと合わされ、それにより、上記セレクタボタンを上記プレートに対し方向付け、
    上記印刷回路基板は、上記プレートに対し上記印刷回路基板を位置付ける、上記複数のピンと係合する複数の孔を有し、
    上記印刷回路基板は、上記複数の突出アクチュエータと一直線に合わされる複数のスイッチを有し、
    上記セレクタボタンは、上記複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つのアクチュエータが上記複数のスイッチのうちの少なくとも１つを選択的に作動させるよう付勢され、且つ、
    上記セレクタボタンの上記複数の突出アクチュエータは、上記プレート上に位置付けられるピボット点の回りを回転する、
    装置。
14. 上記セレクタボタンは、上記複数のスイッチのうちの１つのスイッチを選択的に作動させるか、又は、上記複数のスイッチのうちの隣接する一対のスイッチを選択的に作動させる請求項１３記載の装置。
15. 上記ジンバルは更に、
    上記プレートに接続される第１の横部材と、
    上記第１の横部材に接続される外側リングと、
    上記外側リングと同軸に合わされる内側リングと、
    上記外側リング及び上記内側リングに接続される第２の横部材とを含み、
    上記内側リングは、複数のフィンガを有し、
    上記セレクタボタンの上記ボスは、上記フィンガによって上記ジンバルに固定され、
    上記第１の横部材は、上記第２の横部材に対し直交方向に配置される請求項１４記載の装置。
16. 上記プレートは、ポリカーボネートである請求項１５記載の装置。
17. 上記複数のスイッチは４つである請求項１６記載の装置。

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