JP4681783B2 - ボタン組立体 - 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、押しボタン組立体に関する。より詳細には、本発明は、少なくとも１つの荷重部材を有するプレートを含む押しボタン組立体に係り、上記荷重部材は、組立体をまとめている複数の掛けがねが外れることを阻止するよう組立体に荷重を掛ける。
【０００２】
［背景技術］
多機能ボタン組立体のように、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。多機能ボタン組立体の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、美ビデオプレーヤ等）といった通信装置に使用される。これらの装置に組込まれる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】
多機能ボタン組立体は典型的に、３つの基本要素を含み、即ち、ユーザとインタフェースするボタン又はジョイスティック式アクチュエータと、アクチュエータを付勢されていない位置に戻す動作を可能にする手段と、マイクロスイッチ等を含む印刷回路基板を含む。このような組立体において共通する問題は、アクチュエータとマイクロスイッチ間の位置合わせの正確さである。動作を可能にする手段が望ましくなく並進運動することによって、アクチュエータが対応するスイッチを外し、或いは、スイッチに又は他の周辺構造に「ハングアップ」する、即ち、くっついてしまう場合がある。更に、印刷回路基板を多機能ボタン組立体に固定するために一般的に使用されるステーキング、ヒート・ステーキング、プレス、音波溶接等の方法は、アクチュエータをマイクロスイッチと一直線に並べる為の位置決め装置の作用を無効にするか、又は、組立体がアクチュエータからの所定の距離において印刷回路基板を保持することを阻止してしまう力（及び熱）を与えてしまう。これらの位置合わせにおける欠点は、多機能ボタン組立体に突発的な故障をもたらしてしまう。ネジ又はリベットといった位置決め装置の作用を無効にする傾向のない他の種類の組立て方法は、追加の構成要素を必要とし、従って、完成するにはより多くの行程が必要となってしまう。
【０００４】
従って、印刷回路基板を関連のアクチュエータに対し良好な位置的精度で保持する多機能ボタン組立体が必要である。更に、このような多機能ボタン組立体は、最小数の構成要素を有するべきであり、それにより、多機能ボタン組立体の製造効率を向上し、且つ、材料費が減少する。
【０００５】
［発明の概要］
従来技術に関連する不利点は、本発明のボタン組立体によって解決される。ボタン組立体は、筐体、プレート、少なくとも１つのボタン、及び、プレートから所定の距離で配置される印刷回路基板を含む。筐体は、筐体と印刷回路基板との間でプレートを固定する抜け止め手段を有する。プレートは少なくとも１つの荷重手段を有し、荷重手段は、筐体に接して、抜け止め手段が印刷回路基板と係合した状態を維持する力を発生する。少なくとも１つのボタンは、プレートに接続され、部分的に筐体から突出し、印刷回路基板に取付けられる少なくとも１つのスイッチを選択的に付勢することが可能である。
【０００６】
［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。
【０００７】
理解を容易にするために、全図面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。
【０００８】
図１は、スイッチ組立体１００を示し、スイッチ組立体１００は、筐体１０２、プレート１０６、少なくとも１つのボタン１０３、及び、印刷回路基板１０８を含む。プレート１０６は、筐体１０２と印刷回路基板１０８との間に配置される。筐体１０２は複数の抜け止め手段１１９を有し、抜け止め手段１１９は印刷回路基板１０８に係合し、スイッチ組立体１００をまとめる。
【０００９】
図２及び図３に筐体１０２をより詳細に示す。筐体１０２をよく理解するために、図１、図２、及び図３を同時に参照されたい。
【００１０】
筐体１０２は、可塑性プラスチック材料から加工されることが好適である。筐体１０２は、第２の面１１２に斜めにつながる第１の面１１０を有する。抜け止め手段１１９、タブ１２４、ピン１２６、及び、一対の組立体ガイド２００は、第２の面１１０から突出する。抜け止め手段１１９は、複数の掛けがね１２０（例えば、４つ）であることが好適である。各掛けがね１２０は、柔軟性部材２０８と留め具２１０を含む。掛けがね１２０は、図示されるように、第２の面１１２の略中心にある開口部１１８の周りに矩形アレイ状に配置される。例えば、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、リベット等といった他の抜け止め手段１１９を選択的に使用してもよい。当業者は更に、筐体１０２は、プレート１０６及び印刷回路基板１０８に対し所定の位置で保持されることのみが必要があることを理解するものとする。従って、この配置を維持するために他の構造を用いてもよい。
【００１１】
開口部１１８、タブ１２４、及び、ピン１２６は、筐体１０２の中心線３００に沿って配置される。開口部１１８は、タブ１２４とピン１２６との間に配置される。軸方向の中心線１７４は、開口部１１８の中心を通り、中心線３００と交差する。タブ１２４は、第１の面１１０及び第２の面１１２に接続される。タブ１２４及びピン１２６は、プレート１０６を筐体１０２に対し位置決めするよう使用される。従って、当業者は、タブ１２４及びピン１２６に関し、同一の位置的関係を与える別の幾何学的形状及び位置を考えることが可能であろう。
【００１２】
組立体の掛けがね１１４は、筐体１０２から、中心線３００に沿って、第１の面１１２とは反対側に延在する。組立体の掛けがね１１４は、柔軟性部材１１５及び留め具１１６を含む。
【００１３】
２つの組立体ガイド２００のそれぞれは、中心線３００に対し正反対の２つの位置に配置され、アライメント面２０２とガイド面４０２を、筐体１０２の第２の面１１２に接続するスタンチョン２０１を含む。アライメント面２０２の向きは、中心線３００と略平行である想像線３０２を画成する。ガイド面４０２は、矢印３０４によって示されるように想像線３０２に対し鋭角をなすよう方向付けられる。アライメント面２０２とガイド面４０２は、第２の面１１２に対し鋭角にあるリップ２０４を共有し、これは矢印２０６によって示される。リップ２０４は、組立体ガイド２００の外側に配置される。
【００１４】
組立体の掛けがね１１４及び組立体ガイド２００によって、ボタン組立体１００が例えば、テレビジョン、テレビジョン遠隔装置、ケーブルコントロールボックス等といったエンクロージャ（図示せず）内に容易に取付けられることを可能にする。組立体の掛けがね１１４の留め具１１６は、エンクロージャの表面に係合し、それにより、ボタン組立体１００をその第１の表面１１０がエンクロージャの外面と同一平面となるよう固定する。組立体ガイド２００は、ガイド表面４０２を用いて、ボタン組立体１００をエンクロージャに対し略合わせ、その後、アライメント面２０２は、リップ２０４とともに、エンクロージャ内の係合面と接し、ボタン組立体１００をエンクロージャに対し有利な位置に配置させる。
【００１５】
１つの実施例では、図５に詳細されるようなセレクタボタン１０４は、少なくとも１つのボタン１０３を含む。セレクタボタン１０４をよく理解するために、図１及び図５を同時に参照されたい。尚、好適な実施例では、多機能セレクタとして機能するセレクタボタン１０４（即ち、１つ以上のスイッチを選択的に作動させることが可能であるボタン）を使用するが、以下に説明する第２の実施例におけるボタンのような単一作動ボタンを代わりに用いてもよい。
【００１６】
セレクタボタン１０４は、可塑性プラスチック又はエラストマー（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１０４は、第１の側面１２２及び第２の側面５１０を有する。複数のアクチュエータ（１６２、１６４、１６６、及び１６８）が、セレクタボタン１０４の円周にポーラアレイ状に第２の面５１０上に等距離に配置される。各アクチュエータは、外側に曲げられたパッド５０６をセレクタボタン１０４に接続するスタンチョン５０４を有する。パッド５０６は、接触面５０８を有し、これは、中心線１７４に対し略垂直である。
【００１７】
突起部１２８が、セレクタボタン１０４の第２の側面５１０の中心に配置される。突起部１２８は、突起部１２８の周囲に沿って軸方向に配置される複数のひだ５０２を有する。
【００１８】
図６及び図７に、プレート１０６をより詳細に示す。プレート１０６をよく理解するために図１、図６、及び図７を同時に参照されたい。
【００１９】
プレート１０６は、第１の縁６０４及び第２の縁６０６において接する第１の側面６０２及び第２の側面７０２を有する。プレート１０６は、可塑性エラストマー又はプラスチックから加工されることが好適である。材料、及び、以下に説明する特定の部材の断面積は、作動中に所望の感覚を与え、満足のゆく耐用年数を与えるよう選択されるべきである。発明者は、ポリカーボネートから加工されるプレート１０６が、「はっきりとした」感触をボタン組立体１００の作動中に与え、その一方で良好な耐用年数を示すことを見つけた。
【００２０】
プレート１０６は、複数の第１のスタンドオフ７０４、複数の第２のスタンドオフ７０６、及び、少なくとも１つの荷重部材６０８を有する。第１のスタンドオフ７０４は、プレート１０６から突出し、それにより、印刷回路基板１０８をプレート１０６から所定の距離に維持する。第２のスタンドオフ７０６は印刷回路基板１０８をプレート１０６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７０６のそれぞれは、印刷回路基板１０８の対応する孔１４０に係合するピン７０８を有し、それにより、印刷回路基板１０８をプレート１０６に対し位置決めする。ピン７０８及び対応する孔１４０は、公知の技術において一般的に知られている他の種類の位置決め構造によって位置決めされる又は取って代わられてもよい。
【００２１】
第２の縁６０６から第１のタブ７１６及び第２のタブ７１８が外側に出ている。中心線７１０に沿って中心が合わされるスロット７２０は、第１のタブ７１６及び第２のタブ７１８によって画成される。軸方向の中心線１７４と交差する中心線７１０は、更にジンバル組立体１３０と、プレート１０６内に開けられる孔７２６を通過する。スロット７２０と孔７２６はそれぞれ、筐体１０２のタブ１２４及びピン１２６に係合し、それにより、プレート１０６を筐体１０２に対し位置決めする。これらの位置決め手段（即ち、タブ１２４、及び、ピン１２６）は、同様の結果を達成する他の種類の位置決め手段によって取って代わられてもよい。
【００２２】
少なくとも１つの荷重部材６０８は、接触部材６１２をプレート１０６に接続する柔軟性アーム６１０を含む。接触部材６１２は第１の側面６０２の上方に延在する。接触部材６１２の高さ及び柔軟性アーム６１０の断面幾何学形状は、以下に説明するように組立てられる際にプレート１０６に少なくとも最小の荷重を与えるよう選択される。好適な実施例では、２つの荷重部材６０８が、ジンバル組立体１３０について左右対称に（即ち、両側にひとつずつ）配置される。
【００２３】
ジンバル組立体１３０はプレート１０６の中心に配置される。図１及び図８を同時に参照するに、ジンバル１３０は、第１の横部材８３２、第２の横部材８３４、外側リング８３６、及び内側リング８３８を有する。外側リング８３６は、中心線１７４に沿って、内側リング８３８と同軸に合わされる。第１の横部材８３２は外側リング８３６をプレート１０６に、２つの対向する位置において接続する。第２の横部材８３４は、外側リング８３６を内側リング８３８に、これも２つの対向する位置において接続する。第１の横部材８３２は、第２の横部材８３４に対し直交方向で配置されることが好適である。第１の横部材８３２及び外側リング８３６は、外側リング８３６とプレート１０６との間に複数の通路８４０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１０４が以下に説明するような方法でジンバル１３０に接続されると、アクチュエータ１６２乃至１６８がプレート１０６を通ることが可能となる。当業者は、アクチュエータ（１６２、１６４、１６６、及び１６８）がプレート１０６を通ることを可能にし、本発明の範囲内に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。
【００２４】
第１の横部材８３２は、第１の回転軸８０２を画成する。第１の横部材８３２の断面積、及び、プレート１０６の材料を適当に選択することによって、第１の横部材８３２が第１の回転軸８０２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８３６が矢印８０４によって示されるように回転可能となる。第２の横部材８３４も同様に第２の回転軸８０６を画成する。尚、第２の横部材８３４、従って、第２の回転軸８０６も、外側リング８３６によって決められる平面にある。プレート１０６の断面積及び材料を適当に選択することによって、第２の横部材８３４が第２の回転軸８０６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、内側リング８３８が矢印８０８によって示されるように、外側リング８３６と関連し回転可能となる。第１の回転軸８０２及び第２の回転軸８０６についての組み合わされた回転により、内側リング８３８はプレート１０６に対し、第１の回転軸８０２、第２の回転軸８０６、及び中心線１７４の交点によって決められるビポット点８４２についてのピボット動作が可能となる。従って、内側リング８３８の、プレート１０６に対する並進運動は略阻止される。
【００２５】
内側リング８３８は、内径８４６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８４４を有する。突起部１２８は内径８４６を通り、ひだ５０２が複数の突出フィンガ８４４の間で合わされ、セレクタボタン１０４をプレート１０６に対し方向付ける。突起部１２８及び突出フィンガ８４４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１０４をジンバル組立体１３０内に固定する。
【００２６】
再び図１を参照するに、印刷回路基板１０８は少なくとも１つのスイッチを含む。この少なくとも１つのスイッチは、複数のマイクロスイッチ（即ち、４つのマイクロスイッチ１３２乃至１３８）を含むことが好適である。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１０４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１３２乃至１３８は、中心線１７４についてポーラアレイ状に配置される。複数の位置決め孔１４０がピン７０８と係合し、それにより、マイクロスイッチ１４８乃至１５４がセレクタボタン１０４の対応するアクチュエータ１６２乃至１６８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１０８を維持する。
【００２７】
印刷回路基板１０８は、第１の縁１４２及び反対側の第２の縁１６０を有する。第１の縁１４２は、第１の突出タブ１４４、第２の突出タブ１４６、及び第３の突出タブ１４８を有する。第１のノッチ１５２が、第１の突出タブ１４６と第２の突出タブ１４８との間に画成され、第２のノッチ１５０が、第２の突出タブ１４８と第３の突出タブ１４８との間に画成される。第２の縁１６０は突出した中心領域１５８を有し、これは、第３のノッチ１５６と第４のノッチ１５４を分離する。ノッチ１５０、１５２、１５６、及び１５８は、筐体１７６の掛けがね１２０が係合し、想像線１７６によって示されるように組立てられる際に、印刷回路基板１０８を固定するよう位置決めされる。
【００２８】
ボタン組立体１００は、最初に、セレクタボタン１０４をプレート１０６のジンバル組立体１３０に接続することによって組立てられる。プレート１０６は、筐体１０２内に入れられ、それにより、セレクタボタン１０４が、筐体１０２のアパーチャ１１８から部分的に出、タブ１２４及びピン１２６がプレート１０６の対応するスロット７２０及び孔７２６に係合する。次に、ピン７０８を（想像線１７２に沿って）孔１４０とそれぞれ係合するよう合わせ、筐体１０２から突出する掛けがね１２０の留め具２１０を、印刷回路基板１０８のそれぞれのノッチ（１５０乃至１５６）にはめ込むことによって（４つあるうちの１つの例を想像線１７６によって示す）、印刷回路基板１０８がプレート１０６の付近に配置される。第１のスタンドオフ７０４及び第２のスタンドオフ７０６によって、印刷回路基板１０４をプレート１０６から所定の距離に維持する。荷重部材６０８の接触部材６１２は、筐体１０２の第２の面１１２に接し、それにより、柔軟性アーム６１０が曲がり、それにより、掛けがね１２０の留め具２１０が印刷回路基板１０８に係合した状態を維持する力を与え、それにより、望ましくない部品の動作及び外れる可能性が阻止される。
【００２９】
図９及び図１０を参照し、ボタン組立体１００の動作を理解することが可能である。ボタン組立体１００は、ユーザが、印刷回路基板１０８上の所望する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、所望の結果を得られるようメニュオプションの選択を検索することを可能にする。例えば、セレクタボタン１０４は、付勢力９００によって、即ち、セレクタボタン１０４の選択される領域を押下することによって操作される。セレクタボタン１０４は、矢印９０２によって示されるように、付勢力９００に応じてピボット点８４２について回転し、それにより、アクチュエータ１６８が、印刷回路基板１０８に取付けられるマイクロスイッチ１３６を押下する、即ち、作動させる。付勢力９００を取り除くと、横部材（図８に示す横部材８３２、８３４）の弾性によって、セレクタボタン１０４は、矢印１００２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１３６の作動を止める。セレクタボタン１０４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１０４の一部に付勢力９００を与えることによって、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、１３２と１３４、１３４と１３６、１３６と１３８、１３８と１３２）を、その所望のマイクロスイッチ間のセレクタボタン１０４の一部に付勢力９００を与えることによって作動させることが可能である。
【００３０】
ボタン組立体１００の第２の実施例を図１１及び１２に示す。具体的には、第２の実施例は、筐体１０２、プレート１０６、セレクタボタン１０４、及び、印刷回路基板１０８を含む。プレート１０６は、筐体１０２と印刷回路基板１０８との間に配置される。筐体１０２は複数の抜け止め手段１１９を有し、これらは、印刷回路基板１０８と係合し、スイッチ組立体１００をまとめる。第２の実施例の、第１の実施例とは異なる点は、セレクタボタン１０４を取り囲む複数の（例えば、４つの）ボタン１１０４である。ボタン１１０４は、対応する開口１１０２を通り筐体１０２から出る。ボタン１１０４は、印刷回路基板１０８上の対応するマイクロスイッチ１１０６を作動させる（想像線１１０８によって示す）。
【００３１】
各ボタン１１０４は、二重片持ちヒンジ１２０２によってプレート１０６に接続される。ヒンジ１２０２は、Ｕ字型の部材１２０４を含み、この部材はヒンジ１２０２をプレート１０６に接続する端１２０６及び１２０８を有する。ヒンジ中心１２１０は片持ち部材１２１２に接続され、片持ち部材１２１２はボタン中心１２０４に接続される。ボタン中心１２１４は、ボタン１１０４に付勢力が与えられると、それぞれのマイクロスイッチを作動させる内側フランジ１２１６を有する。更に、各ボタン１１０４は荷重部材６０８を含み、これは、円周フランジ１１０５として具体化されている。周縁フランジ１１０５は、筐体１０２の第２の面１１２に接し、それにより、ヒンジ１２０２が撓み、掛けがね１２０が印刷回路基板１０８に係合した状態が維持される力が発生される。
【００３２】
ボタン１２１４のもう１つの実施例は、底面１２２０を有する中空体１２１８を含む。通路１２２２は底面１２２０の中心に通される。ナブ１２２６を有する半透明のプラグ１２２４が中空体１２１８に挿入され、それにより、ナブ１２２６が通路１２２２にはまる。このようにして、印刷回路基板１０８上のＬＥＤ又は同様の装置（図示せず）は、プラグ１２２４に光を当て、それにより、ユーザは明るくなったナブ１２２６を見ることが可能となる。
【００３３】
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形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】 本発明のボタン組立体を示す等角分解図である。
【図２】 図１のボタン組立体の筐体を示す立面図である。
【図３】 図１のボタン組立体の筐体を示す平面図である。
【図４】 図２におけるボタン組立体の組立てガイドの線４−４についての立面図である。
【図５】 図１のボタン組立体のセレクタボタンを示す斜視図である。
【図６】 図１のボタン組立体のプレートの第１の側面を示す斜視図である。
【図７】 図６のプレートの第２の側面を示す斜視図である。
【図８】 図７のプレートのジンバル組立体を示す詳細図である。
【図９】 セレクタボタンに付勢力が与えられた図１のボタン組立体を示す断面図である。
【図１０】 付勢力が取り除かれた部１のボタン組立体を示す断面図である。
【図１１】 ボタン組立体の第２の実施例を示す等角分解図である。
【図１２】 図１１のボタン組立体のプレートを示す分解図である。

Claims (10)

1. 少なくとも１つのスイッチを作動させる装置であって、
   当該装置は、
   抜け止め手段を有する筐体と、
   上記筐体の付近に配置され、上記筐体と接触する少なくとも１つの荷重手段を有するプレートであって、前記荷重手段は前記筐体と接する接触部材及び該接触部材を当該プレートに結合させる柔軟性アームを有するプレートと、
   上記プレートに接続し、上記筐体から部分的に突出する少なくとも１つのボタンと、
   上記プレートから所定の距離で配置され、上記抜け止め手段によって上記筐体に接続され、上記少なくとも１つのボタンによって付勢される少なくとも１つのマイクロスイッチを有する印刷回路基板とを含み、
   上記抜け止め手段は複数の掛けがねを有し、かつ
   上記複数の掛けがねの各々は上記印刷回路基板を留める留め具を有する、
   装置。
2. 上記少なくとも１つのボタンは更に、
   複数のアクチュエータを有するセレクタボタンを含む請求項１記載の装置。
3. 上記印刷回路基板は更に、
   上記セレクタボタンによって選択的に作動される４つのマイクロスイッチを含む請求項２記載の装置。
4. 上記抜け止め手段は更に、
   複数の掛けがねを含み、
   上記複数の掛けがねのそれぞれは、上記印刷回路基板と掛合する留め具を有する請求項１記載の装置。
5. 前記ボタンは、上記マイクロスイッチのうちの１つのマイクロスイッチを選択的に作動させるか、又は、上記マイクロスイッチのうちの隣接する一対のマイクロスイッチを選択的に作動させる請求項１記載の装置。
6. 上記プレートは、ポリカーボネートからなる請求項１記載の措置。
7. 上記少なくとも１つのボタンは更に、複数のボタンによって取り囲まれるセレクタボタンを有する請求項１記載の装置。
8. 上記複数のボタンは４つのボタンである請求項７記載の装置。
9. 上記複数のボタンは、上記プレートに、二重片持ちヒンジによって接続される請求項７記載の装置。
10. 上記プレートは更に、
    上記印刷回路基板の対応する孔にそれぞれ係合する複数のピンと、
    上記筐体から突出するタブと係合するスロットを画成する第１のタブ及び第２のタブとを含む請求項１記載の装置。

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