JP4806316B2 - ２段動作スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、２段動作スイッチ装置に関し、特にメタルドームスイッチを利用した２段動作スイッチ装置に関する。

従来の２段動作スイッチ装置としては、揺動可能な操作ノブと、駆動部を介して操作ノブに押圧駆動される作動板と、作動板の両端部及び中間部を支持するプッシュスイッチを備え、作動板は中間部と２個の延出部が夫々弾性部で連結され、各延出部から中間部側へ突出する押圧力伝達部が形成されているものが知られている（特許文献１参照。）。

特開２００４−１４６０６９号公報

しかし、上記従来技術では、操作ノブ、駆動部及び作動板が別体で構成され、作動板は中間部と２個の延出部が夫々弾性部で連結され更に押圧力伝達部を必要とする等、構造が複雑で、分品数も多いので、組み立て煩雑であるという問題点や、コストがかかるという問題点を有していた。又、同一平面上の一直線上又はくの字上に３個のプッシュスイッチを設けているので、装置の全体寸法が長くなるといった問題点を有していた。

そこで、本発明は分品点数が少なく、構造が簡単で、組立が容易であって、コストの削減が可能な２段動作スイッチ装置を提供することを目的とする。又、装置の全体寸法を短くして２段動作スイッチ装置のコンパクト化を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、メタルドームスイッチの位置の差によって生じるスイッチレバー操作時のモーメントの差を利用する２段動作スイッチ装置であり、ケース部に揺動可能に支持されたスイッチレバーに、１対以上のスイッチ押圧部を設け、前記ケース部に設けた基板上に、前記各スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設し、スイッチ押圧部が押圧する２個のメタルドームスイッチの位置の差に起因するモーメントの差を利用して２段階の動作を行うことを特徴とする。又、ケース部に揺動可能に支持されたスイッチレバーに、１対以上のスイッチ押圧部を設け、前記スイッチレバーに設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、スイッチレバー長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とする。このような本発明によれば、極めて簡単な構造で２段動作スイッチを実現することが出来る。

又、スイッチレバー両側から突出する保持軸を、ケース部に設けた保持穴に遊嵌して、スイッチレバーをケース部に揺動可能に支持し、該スイッチレバーに１対以上のスイッチ押圧部を設け、スイッチレバーに設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、スイッチレバー長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、前記対となる２個のスイッチ押圧部の一方を前記スイッチレバーの上面側に、他の一方を前記スイッチレバーの下面側に配置し、前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とし、更に、前記スイッチレバーに２対のスイッチ押下部を設け、夫々のスイッチ押圧部を他の対の一方のスイッチ押圧部と、前記スイッチレバーを介して対向する位置に配置する構成としてもよい。

又、筒状のケース部に挿入されて揺動可能に支持されたスイッチレバーに、複数対のスイッチ押圧部を設け、前記スイッチレバーに設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、前記スイッチレバーの長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、前記対となる２個のスイッチ押圧部をスイッチレバーから夫々反対方向に突出させて設け、前記ケース部の内面に設けた基板上に、複数対のメタルドームスイッチを前記スイッチ押圧部に夫々対向させて配列して設けことを特徴とする。このような構成によれば、スイッチレバーを平面状に動かすことにより、複数対の２段動作スイッチを容易に実現することが出来る。

又、操作部と揺動部を備えたスイッチレバーを、操作部両側から突出する保持軸をケース部に設けた保持穴に挿入して、ケース部に揺動可能に支持し、前記ケース部に揺動可能に設置された前記操作部に、前記スイッチレバーに作用する力点となる回動軸で前記揺動部を回動自在に軸支し、前記揺動部に１対以上のスイッチ押圧部を設け、スイッチレバーの揺動部に設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、揺動部の同一面側にスイッチレバー長手方向に沿って、揺動部を操作部に軸支する回動軸の軸線を跨いで、該軸線から異なる距離に配置して設け、前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とし、更に前記スイッチレバーに２対のスイッチ押圧部を、１対は前記揺動部の上面側、他の１対は前記揺動部の下面側に設け、夫々のスイッチ押圧部を他の対の一方のスイッチ押圧部と前記揺動部を介して対向する位置に配置する構成としてもよい。

又、スイッチレバー両側から突出する保持軸をケース部に設けた保持穴に遊嵌して、スイッチレバーをケース部に揺動可能に支持し、該スイッチレバーの上下面側の何れか一面側に１個のスイッチ押圧部、他の面側に２個のスイッチ押圧部を設け、何れか一面側に設けられた１個のスイッチ押圧部は、他の面側に設けられた２個のスイッチ押圧部夫々と対をなし、前記スイッチレバーに設けた３個のスイッチ押圧部を、スイッチレバー長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とする。

更に、上記２段動作スイッチ装置において、前記スイッチレバーの先端にスイッチ押圧部を設け、該スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを設ける構成とすることが出来る。このような構成によれば、２段動作スイッチに加え、スイッチレバーを押し込む操作でＯＮとなるスイッチ機能も付加することが出来る。

又、前記メタルドームスイッチは１枚のフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）に取り付けられていることが好ましい。基板としてＦＰＣを用いることにより、メタルドームスイッチを配線部を含めて１枚のＦＰＣにまとめることが出来、設置が容易であると共に部品数を削減できる。又、回路基板と一体でスイッチ部を作製することも可能となる。又、複数のスイッチの検出を容易に実現することが出来る。

又、メタルドームスイッチを設けた基板又は前記スイッチレバーにストッパを設け、スイッチ押圧部をばねで構成し、メタルドームスイッチに一定以上の圧力が加わらないように構成することが好ましい。

又、前記対となる２個のスイッチ押圧部に夫々対向する対となる２個のメタルドームスイッチのうち、前記力点から遠い距離に配置されたスイッチ押圧部に対向するメタルドームスイッチの押圧力を、前記力点から近い距離に配置されたスイッチ押圧部に対向するメタルドームスイッチの押圧力より小さくして構成することが出来る。

更に、前記スイッチレバーに設けられたスイッチ押圧部及び該スイッチ押圧部に対向して基板上に設けられたメタルドームスイッチに替えて、該スイッチ押圧部の位置に基板上に設けたメタルドームスイッチを、該メタルドームスイッチの位置にスイッチ押圧部を設けた構成とすることが出来る。

以上のような本発明によれば、分品点数が少なく、構造が簡単で、組立が容易であって、コストの削減が可能となった。又、装置の全体寸法を短くしてコンパクト化を図ることが可能となった。

以下本発明の実施の形態を図に従って説明する。本発明は、ケース部に揺動可能に支持されたスイッチレバー２に、１対以上のスイッチ押圧部を設け、前記ケース部に設けた基板上に、前記各スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設し、スイッチ押圧部が押圧する２個のメタルドームスイッチの位置の差に起因するモーメントの差を利用して２段階の動作を行う構成とする２段動作スイッチ装置であり、図１に示す実施形態において、２段動作スイッチ装置１は、スイッチレバー２を図示しない２段動作スイッチ装置１の枠体としてのケース部に、スイッチレバー２の両側から突出する保持軸２１をケース部に設けた保持穴１１に挿入して揺動可能に支持している。スイッチレバー２の操作端部（図１における左端部）はケース部から突出し、操作者は該操作端部を操作してスイッチのＯＮ、ＯＦＦを行う。保持穴１１はスイッチレバー２がレバーの長手方向に抜け落ちるのを防止し、又、スイッチレバー２が回動方向に移動できるように保持軸２１を遊嵌するため、スイッチレバー２が適度な上下動を行えるように上下方向に長い長円形に形成している。又、ケース部内の上下面には支持部６１，６２が設けられて夫々基板５１，５２を支持している。

スイッチレバー２には突起状の４個のスイッチ押圧部３１，３２，３３，３４を設け、２個のスイッチ押圧部３１，３４及び押圧部３２，３３を夫々対とし、対となる２個をスイッチレバー２の反対側に位置させ、対となる２個のうち一方のスイッチ押圧部３１，３２をスイッチレバー２の上面側に、他の一方のスイッチ押圧部３３，３４をスイッチレバー２の下面側に配置している。又、対となる２個のスイッチ押圧部３１，３４及びスイッチ押圧部３２，３３は、スイッチレバー２の長手方向に沿ってスイッチレバー２に作用する力点９から夫々異なる距離に配置し、即ちスイッチ押圧部３１，３３をスイッチ押圧部３２，３４より力点９に近い位置に配置している。更に、夫々のスイッチ押圧部３１，３２，３３，３４を他の対の一方のスイッチ押圧部と、スイッチレバー２を介して対向する位置に配置している。即ち力点９から等しい距離に配置し、具体的にはスイッチ押圧部３１，３２はスイッチ押圧部３３，３４の真上に配置している。この実施形態においては、スイッチレバー２に作用する力点９はスイッチ押圧部３１，３２，３３，３４を上下させるために力を加える部分であり、スイッチレバー２の操作端部即ちスイッチレバー２のケース部から突出した端部（図１における左端部）に位置する。

スイッチ押圧部３１，３２，３３，３４に対向させて、メタルドームスイッチ４１，４２を基板５１上に、メタルドームスイッチ４３，４４を基板５２上に設け、基板５１，５２は夫々ケース部に設けた支持部６１，６２に支持されている。メタルドームスイッチ４１，４２，４３，４４は柔軟性を有する薄膜状の固定用シート４で基板に固定されている。スイッチ押圧部とメタルドームスイッチは夫々対応するように同数づつ設けている。尚、対となるメタルドームスイッチは、対となるスイッチ押圧部３１，３４及び押圧部３２，３３に対応するメタルドームスイッチ４１，４４及び４２，４３である。本発明において、対となるメタルドームスイッチとは１個の２段階スイッチを構成するメタルドームスイッチであり、対となるスイッチ押圧部とは、対となるメタルドームスイッチに対応するスイッチ押圧部である。保持軸２１はスイッチ押圧部３１，３２間に設けているが、この位置に限定されず、スイッチ押圧部３１から操作端部の間やスイッチ押圧部３２から先端間に設けてもよい。

図２は、本発明の上記実施の形態の原理を示したものであり、Ｆ０はスイッチレバー２の操作、Ｆ１、Ｆ２はメタルドームスイッチ４３、４２により、夫々スイッチレバー２に加えられる力である。モーメントのつりあいから、Ｆ１及びＦ２をＦ０で表すと、
Ｆ１＝Ｆ０×（１＋ｒ１／ｒ２） （ａ）
Ｆ２＝Ｆ０×ｒ１／ｒ２ （ｂ）
であり、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９に近いメタルドームスイッチ４３（４１）が、遠いメタルドームスイッチ４２（４４）より大きな力（反作用）を受ける。従って、スイッチレバー２の押下乃至は引き上げ時にスイッチレバー２の操作端部即ち力点９に近いメタルドームスイッチ４３（４１）が、遠いメタルドームスイッチ４２（４４）より先にＯＮとなる。

次に、本実施の形態の動作を図３に従って説明する。スイッチ押圧部３１，３２，３３，３４の何れもがメタルドームスイッチ４１，４２，４３，４４を押圧していない初期状態（図３（ａ））から、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９が押下されると、操作端部に近い下面側のメタルドームスイッチ４３が固定用シート４を介してスイッチ押圧部３３に押されてＯＮとなる（図３（ｂ））。更にスイッチレバー２を押下すると、スイッチ押圧部３３とメタルドームスイッチ４３の接点部を支点としてスイッチレバー２が動き、保持軸２１が保持穴１１内を上方へ移動し、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９から遠い上面側のスイッチ押圧部３２がメタルドームスイッチ４２を押圧して、メタルドームスイッチ４２がＯＮとなる（図３（ｃ））。

逆に、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９を引き上げた場合には、操作端部に近い上面側のメタルドームスイッチ４１がスイッチ押圧部３１に押されてＯＮとなり、更にスイッチレバー２を引き上げると、スイッチ押圧部３１とメタルドームスイッチ４１の接点部を支点としてスイッチレバー２が動き、軸２１が保持穴１１内を下方へ移動し、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９から遠い下面側のスイッチ押圧部３４がメタルドームスイッチ４４を押圧して、メタルドームスイッチ４４がＯＮとなる。スイッチレバー２を押下乃至は引き上げる力がなくなれば、スイッチ押圧部はメタルドームスイッチの反発力に押圧され、スイッチレバー２は初期状態（図３（ａ））に戻る。以上のように、この実施形態では、２方向のスイッチレバー２の操作により、２個の２段動作スイッチが実現されている。

図４に示す実施の形態では、上記の実施の形態の応用例として、１対のスイッチ押圧部３３，３２をスイッチレバー２に設けると共に、対向する位置に１対のメタルドームスイッチ４３，４２を設けて、スイッチレバー２を押下する場合にのみスイッチとして機能する片側動作の構成としている。又、図示はしないが、図４に示す片側動作の構成を、スイッチ押圧部及びメタルドームスイッチを上下逆に設置して、即ち、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９から近い下面側のスイッチ押圧部３３とスイッチレバー２の操作端部即ち力点９から遠い上面側のスイッチ押圧部３２に替えて、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９から近い上面側のスイッチ押圧部３１とスイッチレバー２の操作部、即ち力点９から遠い下面側のスイッチ押圧部３４を設けると共に、スイッチ押圧部３１，３４に対向するメタルドームスイッチ４１，４４を設けて、スイッチレバー２を押し上げる場合にのみスイッチとして機能する構成とすることも出来る。この実施形態では、１方向のスイッチレバー２の操作により、１個の２段動作スイッチが実現されている。

又、図１及び４に示す実施の形態における、メタルドームスイッチ４１，４２，４３，４４の配置箇所にスイッチ押圧部３１，３２，３３，３４を、スイッチ押圧部３１，３２，３３，３４の配置箇所にメタルドームスイッチ４１，４２，４３，４４を配置してもよく、この場合、スイッチレバー２に基板５１，５２を設ける。

更に、保持軸２１を保持する保持穴１１を、スイッチレバー２が長手方向に移動可能なようにスイッチレバー２の長手方向も保持軸２１の径以上の長さを有する円形等に形成し、スイッチレバー２の先端にスイッチ押圧部を設けると共に、該スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを設け、或いはスイッチレバー２の先端にメタルドームスイッチを設けると共に、該メタルドームスイッチに対向させてスイッチ押圧部を設けることにより、スイッチレバー２を押し込む操作で一のスイッチをＯＮとする構成とすることが出来る。

図５に示す実施の形態では、図１に示す上記の実施の形態の応用例であり、スイッチレバー２の上部の操作端部を平面的に動かすことにより、４方向で４個の２段スイッチを構成したものである。図５（ａ）は側面図、（ｂ）はケース部１０を除いた斜視図である。この実施形態において、２段動作スイッチ装置１は、上部が開口する四角柱状の筒状のケース部１０にスイッチレバー２を挿入して揺動可能に設置している。ケース部１０の底部にはスイッチレバー２を貫通させる挿通孔１２を穿孔し、スイッチレバー２の下部には他の部分より細く、挿通孔１２の深さより長い段部２２を形成し、段部２２以外の部分は挿通孔１２を挿通出来ない形状として、段部２２を挿通孔１２内に位置させて、スイッチレバー２がケース部１０から抜けることを防止している。

スイッチレバー２の外側面周上には、放射状に突出する２個のスイッチ押圧部３６，３７をスイッチレバー２の長手方向に沿って、スイッチレバー２に作用する力点９から夫々異なる位置に配置して、形式上は１対であるが、実質上複数対、当該実施形態においては４対を構成するスイッチ押圧部を設け、ケース部１０の内面の夫々の側面に２個のメタルドームスイッチ４１，４２、４３，４４、４６，４７及び４８，４９を、スイッチ押圧部３６，３７に対向させてスイッチレバー２の長手方向に沿って配列して設けている。対となるメタルドームスイッチはメタルドームスイッチ４１，４４、４２，４３、４６，４９、４８，４７である。この実施形態では、４方向のスイッチレバー２の操作により、４個の２段動作スイッチが実現されている。総てのメタルドームスイッチは図示しない固定用シートで基板に固定されている。

更に、ケース部１０から突出したスイッチレバー２の先端にスイッチ押圧部３５を設けると共に、該スイッチ押圧部３５に対向させてメタルドームスイッチ４５を設け、スイッチレバー２を押し込む操作、例えば下方に押す操作で一のスイッチをＯＮとする構成とすることが出来る。この実施形態では、５方向のスイッチレバー２の操作により、４個の２段動作スイッチ及び１個の一段スイッチが実現されている。

又、スイッチ押圧部はメタルドームスイッチ４１，４４、４２，４３、４６，４９、４８，４７に夫々対応する独立の８個の突起で構成してもよく、この場合対となる２個のスイッチ押圧部はスイッチレバー２の反対側に設ける。又、この図５に示す実施の形態においても、スイッチレバー２にスイッチ押圧部に替えてメタルドームスイッチを設けると共に、ケース部１０の内面及び外部にメタルドームスイッチに替えてスイッチ押圧部を設ける構成としてもよい。即ちメタルドームスイッチ４１乃至４９の配置箇所にスイッチ押圧部３１乃至３９を、スイッチ押圧部３１乃至３９の配置箇所にメタルドームスイッチ４１乃至４９を配置し、スイッチレバー２に４対のメタルドームスイッチを設けると共に、ケース部１０に４対のスイッチ押圧部を設けてもよく、この場合、スイッチレバー２に基板を設ける。

尚、４個の２段スイッチに限定されず、適宜３対以上のメタルドームスイッチ及びスイッチ押圧部を設けて、３方向で操作する３個以上の２段スイッチを設ける構成とすることが出来、ケース部１０も２段スイッチを設ける数に対応した面を有する三角柱以上の柱状に限定されず、円柱状の筒体等を用いることも出来る。但し、２段スイッチを３個以上の奇数で設ける場合には、１対のメタルドームスイッチのうち、下方に位置する、即ち力点９から遠いメタルドームスイッチは、スイッチレバー２を対称軸とし、上方に位置する、即ち力点９から近いメタルドームスイッチと対称に配置することに注意が必要である。

又、メタルドームスイッチは基板上に取り付けられているが、基板として、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）７を用いることが好ましい。図６では、ケース部１０の内面に基板としてのＦＰＣ７を設置し、ケース部１０の内面にメタルドームスイッチを設けた構成を図示したが、スイッチレバー２にメタルドームスイッチを形成する場合には、ＦＰＣ７をスイッチレバー２に設ければよい。特に、図６に示すように、１枚のＦＰＣ７で基板を構成することにより３個以上のスイッチ信号の検出を容易にすることができ、又、スイッチ信号出力のための端子部７１を１個設ければよく、部品数の削減に資することが出来る。

図８に示す実施の形態では、２段動作スイッチ装置１は、スイッチレバー２を操作部２７と揺動部２８で構成し、操作部２７の先端両側から突出する保持軸２１を図示しないケース部に設けた保持穴に挿入して、ケース部に揺動可能に支持し、揺動可能に設置された操作部２７に揺動部２８を回動軸２９で軸支して回動可能に軸支して構成している。平板体の操作部２７には設置凹部２７１を設け、該設置凹部２７１内に平板体の揺動部２８を設置している。対となる２個のメタルドームスイッチ４０１，４０２及び４０３，４０４は夫々揺動部２８の上面側又は下面側に、対毎に同一面側にスイッチレバー２の長手方向に沿って設置している。又、対となる２個のメタルドームスイッチ４０１，４０２及び４０３，４０４は、揺動部２８を操作部２７に軸支する回動軸２９の軸線４０を跨いで、該軸線４０から異なる距離に配置し、換言すれば、回動軸２９は、メタルドームスイッチ４０１と４０２又は４０３と４０４の中間よりもメタルドームスイッチ４０１及び４０３寄りに設けている。又、夫々のメタルドームスイッチは他の対の一方のメタルドームスイッチと揺動部２８を介して対向する位置に配置されている。メタルドームスイッチ４０１，４０２，４０３，４０４は柔軟性を有する薄膜状の固定用シート４で基板に固定されている。揺動部２８からはスイッチ用の配線７２が引出されている。この実施形態においては、力点９はスイッチレバーに作用する点、即ちメタルドームスイッチ４０１，４０２及び４０３，４０４を上下させるために力を加える部分であり、軸線４０上に位置する。

又、メタルドームスイッチ４０１，４０２及び４０３，４０４に対向させて、ケース部内の上下面の支持部６１上にスイッチ押圧部３０１，３０２を、支持部６２上にスイッチ押圧部３０３，３０４を設けている。

図１０は、本発明の上記実施の形態の原理を示したものであり、メタルドームスイッチ４０３，４０４の位置がＡ点、Ｂ点、軸２９がＣ点に相当する。又、
ｒａ＜ｒｂ （ａ）
となるよう機構設計されているので、
Ｃ点に下向きの力を加えると、力のつりあいから、
ＦＡ＋ＦＢ＝ＦＣ （ｂ）
Ｃ点を中心としたモーメントのつりあいから、
ＦＡ×ｒａ＝ＦＢ×ｒｂ （ｃ）
よって、
ＦＡ＝ＦＣ×ｒｂ／（ｒａ＋ｒｂ） （ｄ）
ＦＢ＝ＦＣ×ｒａ／（ｒａ＋ｒｂ） （ｅ）
（ａ）よりＦＡ、即ちＡ点にかかる力の方が大きくなり、メタルドームスイッチ４０４より先にメタルドームスイッチ４０３がＯＮとなる。Ｃ点に上向きの力を加えると、メタルドームスイッチ４０２より先にメタルドームスイッチ４０１がＯＮとなる。

次に、本実施の形態の動作を図１１に従って説明する。スイッチ押圧部３０１，３０２，３０３，３０４の何れもがメタルドームスイッチ４０１，４０２，４０３，４０４を押圧していない初期状態（図１１（ａ））から、スイッチレバー２の操作端部（図１１の左端部）が押下されると、スイッチレバー２は保持軸２１を中心に回動し、これに伴い、揺動部２８の回動軸２９が押下され、回動軸２９に近い下面側のメタルドームスイッチ４０３に回動軸２９から遠いメタルドームスイッチ４０４よりも大きな力がかかり、先ず回動軸２９に近い下面側のメタルドームスイッチ４０３が固定用シート４を介してスイッチ押圧部３０３に押されてＯＮとなる（図３（ｂ））。更にスイッチレバー２を押下すると、スイッチ押圧部３０３とメタルドームスイッチ４０３の接点部を支点として、揺動部２８を回動させながら回動軸２９が下降し、メタルドームスイッチ４０４が固定用シート４を介してスイッチ押圧部３０４に押されてＯＮとなる（図３（ｃ））。

逆に、スイッチレバー２を引き上げた場合には、先ず回動軸２９に近い上面側のメタルドームスイッチ４０１がスイッチ押圧部３０１に押されてＯＮとなり、更にスイッチレバー２を引き上げると、スイッチ押圧部３０１とメタルドームスイッチ４０１の接点部を支点として、揺動部２８を回動させながら回動軸２９が上昇し、メタルドームスイッチ４０２がスイッチ押圧部３０２に押されてＯＮとなる。スイッチレバー２を押下乃至は引き上げる力がなくなれば、スイッチ押圧部がメタルドームスイッチの反発力に押圧され、スイッチレバー２は初期状態（図１１（ａ））に戻る。

図１２に示す実施形態は、図８の実施形態の応用例としてスイッチ押圧部及びメタルドームスイッチの設置位置の変更を行ったものであり、揺動部２８の上面側に対となる２個のスイッチ押圧部３１，３２、下面側に対となる２個のスイッチ押圧部３３，３４を設け、ケース部内の上下面の支持部６１上に設けた基板５１上にメタルドームスイッチ４１，４２を、支持部６２上に設けた基板５２上にメタルドームスイッチスイッチ４３，４４を設けている。

又、図１３に示す実施形態は、図８の実施形態の応用例として操作部２７に変更をくわえたもので、操作部２７を短くして、揺動部２８を操作部２７の先端から側方へ突出させ、保持軸２１をスイッチレバー２の先端両側ではなく、揺動部２８の回動軸２９とスイッチレバー２の操作端部（図１３では左端部）の間に設けたものである。このような構成により、スイッチレバー２の長手方向の寸法を抑えることが出来、装置のコンパクト化を図ることが出来る。この実施形態では、２方向のスイッチレバー２の操作により、２個の２段動作スイッチが実現されている。

上記実施の形態では、揺動部２８の上面側及び下面側に夫々１対２個のメタルドームスイッチ又はスイッチ押圧部を設けているが、揺動部２８の上面側又は下面側にのみ、１対２個のメタルドームスイッチ又はスイッチ押圧部を設け、操作方向を上又は下のみの一方向とした１個の２段階スイッチとすることも出来る。

又、メタルドームスイッチは基板上に柔軟性を有する薄膜状の固定用シート４を用いて取り付けられているが、基板として、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）７を用いることが好ましい。図１４では、１枚のＦＰＣ７を曲折部７０で曲折して、揺動部２８の上面側及び下面側に設置し、配線７２が引出されている。図１４（ａ）は曲折部７０を側端に設け、（ｂ）は同幅の長尺状のＦＰＣを曲折部７０で折り返して構成した実施例を示す。図１４では、スイッチレバー２にＦＰＣ７、メタルドームスイッチ４０１，４０２，４０３，４０４を設けた構成を図示したが、ケース部にメタルドームスイッチ４０１，４０２，４０３，４０４を設ける場合にも同様に、基板５１，５２としてＦＰＣ７を設ければよい。このような構成とすることで、メタルドームスイッチを配線部も含めて１枚のＦＰＣにまとめることが出来、部品数を削減することができ、又、回路基板と一体でスイッチ部を作製することも可能となる。

更に、保持軸２１を保持する図示しない保持穴を、スイッチレバー２が長手方向に移動可能なようにスイッチレバー２の長手方向に長い長円形に形成し、スイッチレバー２の先端にスイッチ押圧部を設けると共に、該スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを設け、或いはスイッチレバー２の先端にメタルドームスイッチを設けると共に、該メタルドームスイッチに対向させてスイッチ押圧部を設けることにより、スイッチレバー２を押し込む操作で一のスイッチをＯＮとする構成とすることが出来る。この実施形態では、３方向のスイッチレバー２の操作により、２個の２段動作スイッチ及び１個の一段スイッチが実現されている。

図１５に示す実施の形態では、２段動作スイッチ装置１は、スイッチレバー２を図示しないケース部に、スイッチレバー２両側から突出する軸２１をケース部に設けた保持穴１１に挿入して揺動可能に支持している。保持穴１１はスイッチレバー２がレバーの長手方向に抜け落ちるのを防止し、又、スイッチレバー２が回動方向に移動できるように保持軸２１を遊嵌するため、スイッチレバー２が適度な上下動を行えるように上下方向に長い長円形に形成している。ケース部内の上下面には支持部６１，６２が設けられて夫々基板５１，５２を支持している。

スイッチレバー２には突起状の３個のスイッチ押圧部３１，３３，３４をスイッチレバー２の上面側に１個、下面側に２個を設け、該３個のスイッチ押圧部３１，３３，３４をスイッチレバー２の長手方向に沿って夫々スイッチレバー２に作用する力点９から異なる距離に配置して設けている。何れか一面側に設けられた１個のスイッチ押圧部、即ち上面側に設けられたスイッチ押圧部３１は、他の面側に設けられた２個のスイッチ押圧部、即ち下面側に設けられたスイッチ押圧部３３，３４夫々と対となり、３個のスイッチ押圧部３１，３３，３４で２対のスイッチ押圧部を構成している。

又、対となる２個のスイッチ押圧部３１，３３及びスイッチ押圧部３１，３４は、夫々スイッチレバー２に作用する力点９から異なる距離に配置し、即ち力点９から近い順にスイッチ押圧部３３，３１，３４の順に配置している。この実施形態においては、スイッチレバー２に作用する力点９はスイッチ押圧部３３，３１，３４を上下させるために力を加える部分であり、スイッチレバー２の操作部即ちスイッチレバー２のケース部から突出した操作端部（図１における左端部）に位置する。

ケース部内ではスイッチ押圧部３１，３３，３４に対向させて、メタルドームスイッチ４１を基板５１上に、メタルドームスイッチ４３，４４を基板５２上に固定用シート４を用いて設置し、基板５１，５２は夫々支持部６１，６２に支持されている。

図１６は、本発明の上記実施の形態の原理を示したものであり、Ｆ０はスイッチレバー２の操作、Ｆ１、Ｆ２はメタルドームスイッチ４３、４１により、夫々スイッチレバー２に加えられる力である。モーメントのつりあいから、Ｆ１及びＦ２をＦ０で表すと、
Ｆ１＝Ｆ０×（１＋ｒ１／ｒ２） （ａ）
Ｆ２＝Ｆ０×ｒ１／ｒ２ （ｂ）
であり、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９に近いメタルドームスイッチ４３が、遠いメタルドームスイッチ４１より大きな力（反作用）を受ける。従って、２個のメタルドームスイッチ４１，４３でスイッチレバー２の動きを支える場合、同じ押圧力のメタルドームであれば、スイッチレバー２の押下時にスイッチレバー２の操作端部即ち力点９に近いメタルドームスイッチ４３がメタルドームスイッチ４１より先にＯＮとなり、引き上げ時にはメタルドームスイッチ４１がメタルドームスイッチ４４より先にＯＮとなる。

次に、３個のメタルドームスイッチ４１，４３，４４の押圧力が等しい場合の本実施の形態の動作を図１７，１８に従って説明する。図１７はスイッチレバー２を押下する場合の動作であり、スイッチ押圧部３１，３３，３４の何れもがメタルドームスイッチ４１，４３，４４を押圧していない初期状態（図１７（ａ））から、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９が押下されると、操作端部に近い下面側のメタルドームスイッチ４３がスイッチ押圧部３３に押されてＯＮとなる（図１７（ｂ））。更にスイッチレバー２を押下すると、スイッチ押圧部３３とメタルドームスイッチ４３の接点部を支点としてスイッチレバー２が動き、保持軸２１が保持穴１１内を上方へ移動し、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９から遠い上面側のスイッチ押圧部３１がメタルドームスイッチ４１を押圧して、メタルドームスイッチ４１がＯＮとなる（図１７（ｃ））。

逆に、スイッチレバー２の操作部即ち力点９を引き上げた場合には、図１８に示すように、保持軸２１が保持穴１１内を上方へ移動し、操作端部に近い上面側のメタルドームスイッチ４１がスイッチ押圧部３１に押されてＯＮとなり（図１８（ｂ））、更にスイッチレバー２を引き上げると、スイッチ押圧部３１とメタルドームスイッチ４１の接点部を支点としてスイッチレバー２が動き、スイッチレバー２の操作端部、即ち力点９から遠い下面側のスイッチ押圧部３４がメタルドームスイッチ４４を押圧して、メタルドームスイッチ４４がＯＮとなる（図１８（ｃ））。スイッチレバー２を押下乃至は引き上げる力がなくなれば、スイッチ押圧部はメタルドームスイッチの反発力に押圧され、スイッチレバー２は初期状態（図１８（ａ））に戻る。

尚、スイッチレバー２を押下した場合と引き上げた場合とで、１段目としてＯＮとなるスイッチが異なるが、通常、この様なスイッチ入力は、直接大きな電流を流すのではなく、何らかのデジタル回路で処理するので、問題とはならない。

次に下側奥のメタルドームスイッチ４４の押圧力が他のメタルドームスイッチ４１，４３よりも小さい場合の本実施の形態の動作を図１９に従って説明する。図１７及び１８に示される上記の実施形態では各メタルドームスイッチ４１，４３，４４のＯＮの順が問題となる場合には、下側奥のメタルドームスイッチ４４の押圧力を他の２個のメタルドームスイッチ４１，４３の押圧力よりも小さくすることにより、一段目としてＯＮとなるメタルドームスイッチを下側のメタルドームスイッチ４３又は４４とすることが出来る。

このときのメタルドームスイッチ４４の押圧力は、図１６より、下記（ｃ）式を満たす必要がある。但し、式（ｃ）は機構の抵抗を考慮していないため、実施の際には調整が必要である。
Ｆ２＜Ｆ０×ｒ１／ｒ２ （ｃ）
又、Ｆ０は、メタルドームスイッチ４１の押圧Ｆ１を、Ｆ１＝Ｆ０×（１＋ｒ１／ｒ２）と表した時の値である。

スイッチ押圧部３１，３３，３４の何れもがメタルドームスイッチ４１，４３，４４を押圧していない初期状態（図１９（ａ））から、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９が押し上げられると、押圧力が一番小さい、操作部から遠い下面側のメタルドームスイッチ４４がスイッチ押圧部３４に押されてＯＮとなる（図１９（ｂ））。更にスイッチレバー２を押し上げると、スイッチ押圧部３４とメタルドームスイッチ４４の接点部を支点としてスイッチレバー２が動き、保持軸２１が保持穴１１内を上方へ移動し、スイッチレバー２の操作端部即ち力点９から近い上面側のスイッチ押圧部３１がメタルドームスイッチ４１を押圧して、メタルドームスイッチ４１がＯＮとなる（図３（ｃ））。このような実施形態では、２方向のスイッチレバー２の操作により、２個の２段動作スイッチが実現されている。

又、図１５乃至１９を用いて説明した上記実施の形態に変更を加え、スイッチレバー２に基板５１，５２を設け、メタルドームスイッチ４１，４３，４４の配置箇所にスイッチ押圧部３１，３３，３４を、スイッチ押圧部３１，３３，３４の配置箇所にメタルドームスイッチ４１，４３，４４を配置してもよい。

又、基板として、メタルドームスイッチ４１，４３，４４を設置した１枚のフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）７を用いることが好ましい。

更に、保持軸２１を保持する図示しない保持穴を、スイッチレバー２が長手方向に移動可能なようにスイッチレバー２の長手方向も保持軸２１の径以上の長さを有する円形等に形成し、スイッチレバー２の先端にスイッチ押圧部を設けると共に、該スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを設け、或いはスイッチレバー２の先端にメタルドームスイッチを設けると共に、該メタルドームスイッチに対向させてスイッチ押圧部を設けることにより、スイッチレバー２を押し込む操作で一のスイッチをＯＮとする構成とすることが出来る。この実施形態では、３方向のスイッチレバー２の操作により、２個の２段動作スイッチ及び１個の一段スイッチが実現されている。

又、図７に示すように、メタルドームスイッチ４３１を設けた基板５２（５１）、又はスイッチレバー２にストッパ１９を設けると共に、スイッチ押圧部としてばねで構成した押圧ばね３３１を用いることが好ましい。ストッパ１９は、スイッチレバー２の遥動を制限するものであり、このような構成により、メタルドームスイッチ４３１は押圧ばね３３１によって押し下げられるが、一定位置でスイッチレバー２がストッパ１９の上部に当接するので、その位置でのばね圧を超えてメタルドームスイッチ４３１に一定以上の圧力が加わらない。

上記に本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態の構成部分を適宜組合わせて構成する等、特許請求の範囲に記載の範囲において、適宜構成することが出来る。

以上のような２段階スイッチ装置は自動車のウィンドウの上下操作用のスイッチや自動車のバックミラーの方向調整用スイッチ等に好適に用いることが出来る。又、いわゆるジョイスティックのようなＸ−Ｙ平面状の操作を行う入力装置としても好適に用いることが出来る。

本発明第一の実施形態の縦断面図。 本発明第一の実施形態の原理を示す図。 本発明第一の実施形態の動作の一例を示す図。 本発明第二の実施形態の縦断面図。 本発明第三の実施形態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部斜視図。 ＦＰＣを用いた本発明第三の実施形態の基板部分斜視図。 ストッパを用いた本発明一実施例部分図。 本発明第四の実施形態の縦断面図。 本発明第四の実施形態のスイッチレバー上面図。 本発明第四の実施形態の原理を示す図。 本発明第四の実施形態の動作の一例を示す図。 本発明第五の実施形態の縦断面図。 本発明第六の実施形態の縦断面図。 ＦＰＣを用いた本発明第四又は六の実施形態の基板部分斜視図。 本発明第七の実施形態の縦断面図。 本発明第七の実施形態の原理を示す図。 本発明第七の実施形態の動作の第一例を示す図。 本発明第七の実施形態の動作の第二例を示す図。 本発明第七の実施形態の動作の第三例を示す図。

符号の説明

１ ２段動作スイッチ装置１
１０ ケース部
１１ 保持穴
２ スイッチレバー
２１ 保持軸
２２ 段部
２７ 操作部
２７１ 設置凹部
２８ 遥動部
２９ 回動軸
３１ スイッチ押圧部
３２ スイッチ押圧部
３３ スイッチ押圧部
３４ スイッチ押圧部
４１ メタルドームスイッチ
４２ メタルドームスイッチ
４３ メタルドームスイッチ
４４ メタルドームスイッチ
５１ 基板
５２ 基板
６１ 支持部
６２ 支持部
７ フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）
９ 力点

Claims (12)

1. スイッチレバー両側から突出する保持軸を、ケース部に設けた保持穴に遊嵌して、スイッチレバーをケース部に揺動可能に支持し、
   該スイッチレバーに１対以上のスイッチ押圧部を設け、
   スイッチレバーに設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、スイッチレバー長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、
   前記対となる２個のスイッチ押圧部の一方を前記スイッチレバーの上面側に、他の一方を前記スイッチレバーの下面側に配置し、
   前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とする２段動作スイッチ装置。
2. 前記スイッチレバーに２対のスイッチ押下部を設け、夫々のスイッチ押圧部を他の対の一方のスイッチ押圧部と、前記スイッチレバーを介して対向する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の２段動作スイッチ装置。
3. 筒状のケース部に挿入されて揺動可能に支持されたスイッチレバーに、複数対のスイッチ押圧部を設け、
   前記スイッチレバーに設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、前記スイッチレバーの長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、
   前記対となる２個のスイッチ押圧部をスイッチレバーから夫々反対方向に突出させて設け、
   前記ケース部の内面に設けた基板上に、複数対のメタルドームスイッチを前記スイッチ押圧部に夫々対向させて配列して設けたことを特徴とする２段動作スイッチ装置。
4. 筒状のケース部に挿入されて揺動可能に支持されたスイッチレバーに、放射状に突出する２個のスイッチ押圧部を、前記スイッチレバーの長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、
   前記ケース部の内面に設けた基板上に、３対以上のメタルドームスイッチを、対となる２個のメタルドームスイッチを前記２個のスイッチ押圧部に夫々対向させ、前記対となる２個のメタルドームスイッチの一方と他方を前記内面の夫々対向する面に配置したことを特徴とする２段動作スイッチ装置。
5. 操作部と揺動部を備えたスイッチレバーを、操作部両側から突出する保持軸をケース部に設けた保持穴に挿入して、ケース部に揺動可能に支持し、
   前記ケース部に揺動可能に設置された前記操作部に、前記スイッチレバーに作用する力点となる回動軸で前記揺動部を回動自在に軸支し、
   前記揺動部に１対以上のスイッチ押圧部を設け、
   スイッチレバーの揺動部に設けた対となる２個のスイッチ押圧部を、揺動部の同一面側にスイッチレバー長手方向に沿って、揺動部を操作部に軸支する回動軸の軸線を跨いで、該軸線から異なる距離に配置して設け、
   前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とする２段動作スイッチ。
6. 前記スイッチレバーに２対のスイッチ押圧部を、１対は前記揺動部の上面側、他の１対は前記揺動部の下面側に設け、夫々のスイッチ押圧部を他の対の一方のスイッチ押圧部と前記揺動部を介して対向する位置に配置したことを特徴とする請求項５に記載の２段動作スイッチ装置。
7. スイッチレバー両側から突出する保持軸をケース部に設けた保持穴に遊嵌して、スイッチレバーをケース部に揺動可能に支持し、
   該スイッチレバーの上下面側の何れか一面側に１個のスイッチ押圧部、他の面側に２個のスイッチ押圧部を設け、
   何れか一面側に設けられた１個のスイッチ押圧部は、他の面側に設けられた２個のスイッチ押圧部夫々と対をなし、
   前記スイッチレバーに設けた３個のスイッチ押圧部を、スイッチレバー長手方向に沿って前記スイッチレバーに作用する力点から夫々異なる距離に配置し、
   前記ケース部に設けた基板上に、前記スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを配設したことを特徴とする２段動作スイッチ装置。
8. 前記スイッチレバーの先端にスイッチ押圧部を設け、該スイッチ押圧部に対向させてメタルドームスイッチを設けたことを特徴とする請求項１から７のうち何れか１項に記載の２段動作スイッチ装置。
9. 前記メタルドームスイッチは１枚のフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）に取り付けられていることを特徴とする請求項１から８のうち何れか１項に記載の２段動作スイッチ装置。
10. メタルドームスイッチを設けた基板又は前記スイッチレバーにストッパを設け、
    スイッチ押圧部をばねで構成し、
    メタルドームスイッチに一定以上の圧力が加わらないようにしたことを特徴とする請求項１から９のうち何れか１項に記載の２段動作スイッチ装置。
11. 前記対となる２個のスイッチ押圧部に夫々対向する対となる２個のメタルドームスイッチのうち、前記力点から遠い距離に配置されたスイッチ押圧部に対向するメタルドームスイッチの押圧力を、前記力点から近い距離に配置されたスイッチ押圧部に対向するメタルドームスイッチの押圧力より小さくしたことを特徴とする請求項１から１０のうち何れか１項に記載の２段動作スイッチ装置。
12. 前記スイッチレバーに設けられたスイッチ押圧部及び該スイッチ押圧部に対向して基板上に設けられたメタルドームスイッチに替えて、
    該スイッチ押圧部の位置に基板上に設けたメタルドームスイッチを、該メタルドームスイッチの位置にスイッチ押圧部を設けたことを特徴とする請求項１から１１のうち何れか１項に記載の２段動作スイッチ装置。

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