JP6399909B2 - 多方向スイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、押下操作及びスライド操作可能な多方向スイッチに関する。
携帯電話、ポータブルステレオ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、車載オーディオ等のデバイスに搭載されるスイッチとして、多方向スイッチが知られている。
特許文献1には、各コンタクトを有するベースと、回転部を有するプッシャーと、プッシュ可能且つスライド可能なスライダーとから成る多方向スイッチが記載されている。当該多方向スイッチは、スライダーがスライドされると、スライダーがプッシャーに取り付けられている回転部をねじることによりコンタクトが押圧されて反転し、スライド用回路が短絡される構成を有している。
特開2000−285765号公報
しかしながら、プッシャーに取り付けられている回転部をスライダーによって無理矢理ねじる構成では、コンタクトを押圧するためのスライド操作に要する力が大きくなり、部材の耐久性能が劣ってしまう。
そこで、本発明は、上述した問題点を解消することを可能とした多方向スイッチを提供することを目的とする。
また、本発明は、軽い力で、スライド操作によるスイッチ素子のオンオフ動作ができる多方向スイッチを提供することを目的とする。
本発明に係る多方向スイッチは、押下可能及びスライド可能に支持され、第1押圧部及び第2押圧部を有する操作体と、揺動軸を支点として揺動可能に支持され、第3押圧部を有するプランジャと、操作体が押下された場合に、第1押圧部によってオンオフ動作される押下スイッチ素子と、操作体がスライドし、プランジャが第2押圧部によって揺動された場合に、第3押圧部によってオンオフ動作される揺動スイッチ素子と、を有することを特徴とする。
本発明に係る多方向スイッチでは、揺動に対抗してプランジャに付勢力を付与する弾性部材を更に有することが好ましい。
本発明に係る多方向スイッチでは、プランジャは、第1押圧部を貫通させる貫通孔を更に有することが好ましい。
本発明に係る多方向スイッチでは、プランジャは、第2押圧部によって押圧される傾斜面を更に有することが好ましい。
本発明に係る多方向スイッチでは、操作体をスライド可能に支持するフレームを更に有することが好ましい。
本発明に係る多方向スイッチでは、フレームは、プランジャの揺動軸を保持する凹部を有することが好ましい。
本発明に係る多方向スイッチでは、フレームは、操作体を上下動させるための溝部を有することが好ましい。
本発明に係る多方向スイッチでは、操作体は、操作釦、操作釦を上下可能に保持する保持部を有し、操作釦が押下された場合に、第1押圧部が押下スイッチ素子のオンオフ動作を行うことが好ましい。
本発明によれば、軽い力で、スライド操作によるスイッチ素子のオンオフ動作ができる多方向スイッチを提供することが可能となる。
(a)は本発明に係る多方向スイッチ1の斜視図であり、(b)は多方向スイッチ1の分解斜視図である。 (a)は操作体30の上面斜視図であり、(b)は操作体30の下面斜視図である。 (a)はプランジャ40の上面斜視図であり、(b)はプランジャ40の下面斜視図であり、(c)はプランジャ40の(a)に示す方向40Dから観た図である。 (a)は弾性部材50の斜視図であり、(b)は弾性部材50の平面図であり、(c)は弾性部材50の(a)に示す方向50Dから観た図である。 (a)はフレーム60の上面斜視図であり、(b)はフレーム60の下面斜視図である。 (a)は基板70の斜視図であり、(b)は基板70の平面図である。 配線パターンを説明するための図である。 多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。 押下操作時の多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。 方向S2へのスライド操作時の多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。 方向S3へのスライド操作時の多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。 本発明に係る他の多方向スイッチ2の分解斜視図である。 押下操作時の多方向スイッチ2の図12に示すBB’線に沿った断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る多方向スイッチについて詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図1(a)は本発明に係る多方向スイッチ1の斜視図であり、図1(b)は多方向スイッチ1の分解斜視図である。
多方向スイッチ1は、上から順にカバー20が嵌め込まれたフレーム60が基板70の上面に接着されてなる組立体の内部に、操作体30と、プランジャ40と、弾性部材50とが収容されて形成されている。多方向スイッチ1の上面においては、カバー20の貫通孔から操作体30の操作部31が覗いている。
図2(a)は操作体30の上面斜視図であり、図2(b)は操作体30の下面斜視図である。
操作体30は、ウィング32a、32b、32c、32dを有し平面視略X字形状をした基部32の上面略中央に凹部31Rを有する操作部31が設けられ、基部32の下面略中央に第1押圧部34が設けられた構成を有している。ウィング32aには突起部33aが、ウィング32bには突起部33bが、ウィング32cには突起部33cが、ウィング32dには突起部33dが、それぞれ設けられている。ウィング32aとウィング32cとの間のくびれ部分には第2押圧部35Aが、ウィング32bとウィング32dとの間のくびれ部分には第2押圧部35Bが、それぞれ設けられている。
図3(a)はプランジャ40の上面斜視図であり、図3(b)はプランジャ40の下面斜視図であり、図3(c)はプランジャ40の図3(a)に示す方向40Dから観た図である。
プランジャ40は、中央に貫通孔43が設けられた平面視略十字の形状をしている。プランジャ40の上面には、長手方向において貫通孔43を挟むようにして、傾斜面42Aを有する突起41Aと、傾斜面42Bを有する突起41Bとが設けられている。更にプランジャ40の上面において、短手方向における端部にリブ46a、46bが設けられている。
リブ46aには隆起部47aが、リブ46bには隆起部47bがそれぞれ設けられている。プランジャ40の裏面には、突起41Aの反対側に第3押圧部44Aが、突起41Bの反対側に第3押圧部44Bがそれぞれ設けられている。第3押圧部44Aの脇には段差を隔てて面45Aが、第3押圧部44Bの脇には段差を隔てて面45Bが、それぞれ設けられている。
図4(a)は弾性部材50の斜視図であり、図4(b)は弾性部材50の平面図であり、図4(c)は弾性部材50の図4(a)に示す方向50Dから観た図である。
弾性部材50は、対向して配置され同一の平面視凸形状を有する平坦な基部51a、51bの両端部から、同一の平面視略コの字形状を有する弾性変位部53A、53Bが対称的に延伸している。基部51aのうち弾性部材50の外側に突出した部分をリブ52aとし、基部51bのうち弾性部材50の外側に突出した部分をリブ52bとする。
基部51a、51bと変位部53Aとは角度θ1をなし、又、基部51a、51bと変位部53Bとはθ1と同一の角度である角度θ2をなしている。変位部53Aのうち弾性部材50の長手方向端部には、エッジが湾曲し基部51a、51bと略平行な面54Aが形成されており、変位部53Bのうち弾性部材50の長手方向端部には、エッジが湾曲し基部51a、51bと略平行な面54Bが形成されている。
図5(a)はフレーム60の上面斜視図であり、図5(b)はフレーム60の下面斜視図である。
フレーム60は、中央に略方形の貫通孔65が設けられており、平面視略方形の外周を有している。フレーム60の長手方向の一辺の上面には溝部61a、61bが、他方の辺の上面には溝部61c、61dがそれぞれ設けられている。フレーム60の上面のうち、溝部61a及び溝部61bに挟まれた部分を面64a、溝部61c及び溝部61dに挟まれた部分を面64bとする。フレーム60の上面のうち、フレーム60に沿って溝部61a及び溝部61cに挟まれた部分を面64c、フレーム60に沿って溝部61b及び溝部61dに挟まれた部分を面64dとする。
面64aの下部には凹部62aが、面64bの下部には凹部62bがそれぞれ設けられている。凹部62aを形成する面のうちフレーム60の上面側には面63aが配置され、凹部62bを形成する面のうちフレーム60の上面側には面63bが配置されている。
図6(a)は基板70の斜視図であり、図6(b)は基板70の平面図である。
基板70は、側面に凹部72A、72B、72C、72D、72E、72F(図7参照)が設けられた略方形の基材71上に各部材が載置されて成る。基材71上には、押下スイッチ素子80A、揺動スイッチ素子80B及び80Cと、スペーサ部材74と、保護シート75とが載置される。スペーサ部材74は、基材71上の押下スイッチ素子80A、揺動スイッチ素子80B及び揺動スイッチ素子80Cの周囲に一律の厚みで配置され、保護シート75がスペーサ部材74及び各スイッチ素子80A、80B、80Cを覆っている(図8(a)参照)。
図6(b)では、点線で押下スイッチ素子80A、揺動スイッチ素子80B及び揺動スイッチ素子80Cの位置が示されている。押下スイッチ素子80Aは基板70の略中央に配置され、更に、基板70の長手方向に沿って押下スイッチ素子80Aを挟むように揺動スイッチ素子80B及び揺動スイッチ素子80Cが配置される。押下スイッチ素子80Aは、中央固定接点81Aと、周辺固定接点82Aと、縁を周辺固定接点82Aに当接させて中央固定接点81Aには触れずに中央固定接点81Aを覆うタクトバネ83Aとから成る(図8(a)参照)。
揺動スイッチ素子80Bは、中央固定接点81Bと、周辺固定接点82Bと、縁を周辺固定接点82Bに当接させて中央固定接点81Cには触れずに中央固定接点81Bを覆うタクトバネ83Bとから成る(図8(a)参照)。揺動スイッチ素子80Cは、中央固定接点81Cと、周辺固定接点82Cと、縁を周辺固定接点82Cに当接させて中央固定接点81Cには触れずに中央固定接点81Cを覆うタクトバネ83Cとから成る(図8(a)参照)。
図7は、配線パターンを説明するための図である。
具体的には、図7に示す図は、基板70のうち、保護シート75と、スペーサ部材74と、タクトバネ83A、83B、83Cとが除かれたものの平面図である。中央固定接点81Aは、スルーホール84A及び基材71の下面に設けられた配線パターン86Aを介して、電極88Aと電気的に導通している。周辺固定接点82Aは、スルーホール85A及び基材71の下面に設けられた配線パターン87Aを介して、電極89Aと電気的に導通している。
中央固定接点81Bは、スルーホール84B及び基材71の下面に設けられた配線パターン86Bを介して、電極88Bと電気的に導通している。周辺固定接点82Bは、スルーホール85B及び基材71の下面に設けられた配線パターン87Bを介して、電極89Bと電気的に導通している。
中央固定接点81Cは、スルーホール84C及び基材71の下面に設けられた配線パターン86Cを介して、電極88Cと電気的に導通している。周辺固定接点82Cは、スルーホール85C及び基材71の下面に設けられた配線パターン87Cを介して、電極89Cと電気的に導通している。
図8は多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。
操作体30は、第1押圧部34を保護シート75に当接させ、突起部33a、33b、33c、33dをカバー20の裏面に当接させた状態で、基部32を基板70と略平行にして、多方向スイッチ1の長手方向略中央且つ短手方向略中央に配置されている。操作体30の当該位置を操作体初期位置とする。
プランジャ40は弾性部材50上に載置され、プランジャ40の面45Aには弾性部材50の面54Aが、プランジャ40の面45Bには弾性部材50の面54Bがそれぞれ当接している。プランジャ40の貫通孔43は操作体30の第1押圧部34を貫通させている。プランジャ40のリブ46a及び弾性部材50のリブ52aは、フレーム60の凹部62a及び保護シート75に一部を囲まれ、プランジャ40のリブ46b及び弾性部材50のリブ52bは、フレーム60の凹部62b及び保護シート75に一部を囲まれている。
弾性部材50の基部51a及び基部51bはそれぞれ下面を保護シート75に当接させている。プランジャ40のリブ46aは、隆起部47aをフレーム60の面63aに当接させ、プランジャ40のリブ46bは、隆起部47bをフレーム60の面63bに当接させている。
このとき、変位部53Aは基部51a及び基部51bに対して弾性的に変位して角度θ1(図4(c)参照)を増加させており、同様に、変位部53Bは基部51a及び基部51bに対して弾性的に変位して角度θ2(図4(c)参照)を増加させている。したがって、隆起部47aは面63aに、隆起部47bは面63bにそれぞれ圧接されており、凹部62a及び凹部62bは後述の揺動軸を保持している。
また、変位部53Aと変位部53Bとは、基部51a及び基部51bについて対称的であるので、プランジャ40は弾性部材50によって、基板70と略平行な状態に付勢されている。以上説明したプランジャ40の位置をプランジャ初期位置とする。
プランジャ40自体は変形せず、また、弾性部材50は弾性力の高い素材の形状を加工するだけで成形することができる。したがって、プランジャ40及び弾性部材50という簡易な構成を有する部材のみによって、スライド操作によってスイッチ素子を駆動する機構を実現することが可能となる。
操作体30の第1押圧部34は、押下スイッチ素子80Aの上方に配置されている。また、プランジャ40の第3押圧部44Aは、空隙及び保護シート75を介して揺動スイッチ素子80Bの上方に配置され、プランジャ40の第3押圧部44Bは、空隙及び保護シート75を介して揺動スイッチ素子80Cの上方に配置されている。
図9は押下操作時の多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。
操作部31を押圧して操作体30を方向P1へ押下げると、操作体30は、突起部33a、33b、33c、33dをカバー20の裏面から離間させ、第1押圧部34に当接した保護シート75を介してタクトバネ83Aを押下げる。やがてタクトバネ83Aが反転して中央固定接点81Aに当接すると、中央固定接点81Aと周辺固定接点82Aとが導通し、押下スイッチ素子80Aがオンになる。
このとき、ウィング32aは溝部61aに、ウィング32bは溝部61bに、ウィング32cは溝部61cに、ウィング32dは溝部61dにそれぞれ没入するため、操作体30を更にスライド操作することが妨げられる。したがって、押下操作時に誤って操作体30を更にスライド操作してしまうことが防止される。
押下操作を止めると、タクトバネ83Aが弾性力により反転を解消して中央固定接点81Aと離間することにより、中央固定接点81Aと周辺固定接点82Aとの導通が解消し、押下スイッチ素子80Aはオフとなる。
図10は方向S2へのスライド操作時の多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。
操作部31を押圧して操作体30を方向S2へスライドすると、操作体30の第2押圧部35Aがプランジャ40の傾斜面42Aに当接する。更にスライドすると、傾斜面42Aが第2押圧部35Aによって押圧され、プランジャ40は、隆起部47a及び隆起部47bを通る揺動軸を支点として方向R2へ揺動し、第3押圧部44Aが保護シート75に当接する。このように、多方向スイッチ1においては、プランジャ40は、操作体30が揺動軸から遠ざかりながらスライドすることにより揺動するため、スライド操作の動作が軽くなる。
更に方向R2へ揺動すると、第3押圧部44Aが保護シート75を介してタクトバネ83Bを押下げ、やがてタクトバネ83Bが反転して中央固定接点81Bに当接すると、中央固定接点81Bと周辺固定接点82Bとが導通し、揺動スイッチ素子80Bがオンになる。方向S2へのスライド操作時においては、弾性部材50の変位部53Aは基部51a及び基部51bに対して更に弾性的に変位し、角度θ1(図4(c)参照)を更に増加させる。
多方向スイッチ1の方向S2へのスライド操作時においては、操作体30を押下げようとすると、ウィング32aの下面及びウィング32cの下面が面64cに当接し、ウィング32bの下面が面64aに当接し、ウィング32dの下面が面64bに当接する。したがって、多方向スイッチ1の方向S2へのスライド操作時においては、操作体30を押下げることができず、誤って操作体30を更に押下操作してしまうことが防止される。
スライド操作を止めると、角度θ1は角度θ2よりも大きくなっているために面54Aが面45Aを押す力は面54Bが面45Bを押す力よりも大きく、その結果、弾性部材50がプランジャ40を上記揺動軸の周りに方向R2と逆の方向へ揺動させる。やがて第3押圧部44Aが保護シート75から離れ、タクトバネ83Bは弾性力により反転を解消して中央固定接点81Bと離間し、中央固定接点81Bと周辺固定接点82Bとの導通が解消され、揺動スイッチ素子80Bはオフとなる。一方、プランジャ40は、角度θ1と角度θ2とが等しくなると揺動が止まり、プランジャ初期位置に復帰する。
操作体30は、プランジャ40が方向R2と逆の方向へ揺動するのに伴って第2押圧部35Aが傾斜面42Aに押されることで、方向S2と逆の方向にスライドする。やがてプランジャ40がプランジャ初期位置に復帰してプランジャ40の揺動が止まると、傾斜面42Aが第2押圧部35Aを押さなくなるため、操作体30のスライドも止まる。したがって、操作体30には、上述の操作体初期位置から、プランジャ初期位置にあるプランジャ40の傾斜面42Aに第2押圧部35Aを当接させた位置まで、遊びが設けられている。しかしながら、プランジャ40がプランジャ初期位置に復帰しても操作体30が操作体初期位置に復帰するように、弾性部材によって操作体30を付勢してもよい。
図11は方向S3へのスライド操作時の多方向スイッチ1の図1(a)に示すAA’線に沿った断面図である。
操作部31を押圧して操作体30を方向S3へスライドすると、操作体30の第2押圧部35Bがプランジャ40の傾斜面42Bに当接する。更にスライドすると、傾斜面42Bが第2押圧部35Bによって押圧され、プランジャ40は、隆起部47a及び隆起部47bを通る揺動軸を支点として方向R3へ揺動し、第3押圧部44Bが保護シート75に当接する。このように、多方向スイッチ1においては、プランジャ40は、操作体30が揺動軸から遠ざかりながらスライドすることにより揺動するため、スライド操作の動作が軽くなる。
更に方向R3へ揺動すると、第3押圧部44Bが保護シート75を介してタクトバネ83Cを押下げ、やがてタクトバネ83Cが反転して中央固定接点81Cに当接すると、中央固定接点81Cと周辺固定接点82Cとが導通し、揺動スイッチ素子80Cがオンになる。方向S3へのスライド操作時においては、弾性部材50の変位部53Bは基部51a及び基部51bに対して更に弾性的に変位し、角度θ2(図4(c)参照)を更に増加させる。
多方向スイッチ1の方向S3へのスライド操作時においては、操作体30を押下げようとすると、ウィング32bの下面及びウィング32dの下面が面64d当接し、ウィング32aの下面が面64aに当接し、ウィング32cの下面が面64bに当接する。したがって、多方向スイッチ1の方向S3へのスライド操作時においては、操作体30を押下げることができず、誤って操作体30を更に押下操作してしまうことが防止される。
スライド操作を止めると、角度θ2は角度θ1よりも大きくなっているために面54Bが面45Bを押す力は面54Aが面45Aを押す力よりも大きく、その結果、弾性部材50がプランジャ40を上記揺動軸の周りに方向R3と逆の方向へ揺動させる。やがて第3押圧部44Bが保護シート75から離れ、タクトバネ83Cは弾性力により反転を解消して中央固定接点81Cと離間し、中央固定接点81Cと周辺固定接点82Cとの導通が解消され、揺動スイッチ素子80Cはオフとなる。一方、プランジャ40は、角度θ1と角度θ2とが等しくなると揺動が止まり、プランジャ初期位置に復帰する。
操作体30は、プランジャ40が方向R3と逆の方向へ揺動するのに伴って第2押圧部35Bが傾斜面42Bに押されることで、方向S3と逆の方向にスライドする。やがてプランジャ40がプランジャ初期位置に復帰してプランジャ40の揺動が止まると、傾斜面42Bが第2押圧部35Bを押さなくなるため、操作体30のスライドも止まる。したがって、操作体30には、上述の操作体初期位置から、プランジャ初期位置にあるプランジャ40の傾斜面42Bに第2押圧部35Bを当接させた位置まで、遊びが設けられている。しかしながら、プランジャ40がプランジャ初期位置に復帰しても操作体30が操作体初期位置に復帰するように、弾性部材によって操作体30を付勢してもよい。
図12は本発明に係る他の多方向スイッチ2の分解斜視図であり、図13は押下操作時の多方向スイッチ2の図12に示すBB’線に沿った断面図である。
多方向スイッチ2においては、操作体230は操作釦230A及び保持部230Bから成り、その他の構成は多方向スイッチ1と同様である。操作釦230Aに設けられた突起231を真下に押圧すると、操作釦230Aが基板260に向かって押下され、押下スイッチ素子280Aがオンオフ動作する。一方、突起231を水平に押圧すると、操作釦230Aと保持部230Bが一体となってスライドし、保持部230Bがプランジャ240を揺動させることにより、揺動スイッチ素子280B又は揺動スイッチ素子280Cがオンオフ動作する。
多方向スイッチ1における操作体30では、押下操作時にウィング32a、32b、32c、32dがフレームの溝部61a、61b、61c、61dに没入するため、当該没入によって生じる操作体30とフレーム60間の摩擦が大きい。そこで、多方向スイッチ2における操作部231においては、押下操作時に操作釦230Aのみが押下げられる構成を有している。したがって、フレーム260には、操作釦230Aのエッジ230Aa及び230Abが没入する為の溝部260a及び260bのみを設けるだけでよい。以上より、多方向スイッチ2においては、押下操作による部材間の摩擦を軽減することが可能となる。
1、2 多方向スイッチ
20、220 カバー
30、230 操作体
40、240 プランジャ
50、250 弾性部材
60、260 フレーム
70、270 基板
80A、80B、80C、280A、280B、280C スイッチ素子

Claims (8)

  1. 押下可能及びスライド可能に支持され、第1押圧部及び第2押圧部を有する操作体と、
    一対の第3押圧部を有し、前記一対の第3押圧部の間に位置する揺動軸を支点として揺動可能に支持されるプランジャと、
    前記操作体が押下された場合に、前記第1押圧部によってオンオフ動作される押下スイッチ素子と、
    前記操作体がスライドし、前記プランジャが前記第2押圧部によって揺動された場合に、前記一対の第3押圧部の何れかによってオンオフ動作される揺動スイッチ素子と、
    を有することを特徴とする多方向スイッチ。
  2. 揺動に対抗して前記プランジャに付勢力を付与する弾性部材を更に有する、請求項1に記載の多方向スイッチ。
  3. 前記プランジャは、前記第1押圧部を貫通させる貫通孔を更に有する、請求項1又は2に記載の多方向スイッチ。
  4. 前記プランジャは、前記第2押圧部によって押圧される傾斜面を更に有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の多方向スイッチ。
  5. 前記操作体をスライド可能に支持するフレームを更に有する、請求項1〜4の何れか一項に記載の多方向スイッチ。
  6. 前記フレームは、前記プランジャの揺動軸を保持する凹部を有する、請求項5に記載の多方向スイッチ。
  7. 前記フレームは、前記操作体を上下動させるための溝部を有する、請求項5又は6に記載の多方向スイッチ。
  8. 前記操作体は、操作釦、前記操作釦を上下可能に保持する保持部を有し、
    前記操作釦が押下された場合に、前記第1押圧部が前記押下スイッチ素子のオンオフ動作を行う、請求項1〜6の何れか一項に記載の多方向スイッチ。
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