JPH07307124A - スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電子機器の多方向入力操作部に使用され
るスイッチに関するものであり、節度を有する薄形で低
コストのスイッチを提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 操作軸１が、箱形ケース２天面の軸受部２ａ
により、傾倒及び上下動可能に嵌合保持され、箱形ケー
ス２の底面には、絶縁フレキシブル基板上の可動接点１
６及び、これと対向する固定接点部１５から成るスイッ
チ接点３を配し、その可動接点部１６の裏面側中央部に
ダイアフラム状節度ばね６を固着し、操作軸１の下方先
端突起部７にダイアフラム状節度ばね６が当接して、操
作軸１のフランジ部５を箱形ケース２天面に押し付ける
ようにして薄形で部品点数の少ない低コストのスイッチ
を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にオーディオ機器、
ビデオ機器等の各種電子機器の入力操作部等に使用され
るスイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図１３により説明する。

【０００３】同図において、３１は金属棒等から成る操
作軸で、絶縁樹脂製ケース３２に構成された軸受部３２
ａによって傾倒及び上下動が可能なように嵌合保持され
ると共に、下方よりコイルバネ３８等によって軸受部３
２ａに押し付けられており、その中央非円形部３１ａは
移動体３６の中央非円形孔３６ａに挿入されている。

【０００４】そして、移動体３６の下面には一対の刷子
４０がカシメ等によって取りつけられており、金属カバ
ー３３をケース３２に組み合わせることにより、移動体
３６が所定の間隔でコイルバネ３９等の弾性力の釣り合
いによって、ケース３２中央に水平移動可能に保持さ
れ、ケース３２にインサート成形等により一体で構成さ
れた平面接点３５（３５ａ〜３５ｃ）に刷子４０が所定
の圧力で弾接している。

【０００５】又、操作軸３１の下方中央部にはスイッチ
動作用の突起部３１ｂが構成され、その真下の位置には
プッシュスイッチ３４が配され、取付金具４１をカシメ
等によりケース３２に固定することによって取りつけら
れている。

【０００６】次に、動作について説明すると、操作軸３
１及び移動体３６が中央位置にある時、刷子４０の一方
の接点部４０ａは金属接点３５ａに弾接しているが、他
方の接点部４０ｂは金属接点３５ｂ，３５ｃの中間位置
にあり、操作軸３１の上方先端部３１ｃに装着されたつ
まみ４２に横方向から力を加えると、操作軸３１の傾倒
に伴い、コイルバネ３９を押し縮めながら移動体３６が
傾倒方向に平行移動し、その下面に取りつけられた刷子
４０がケース３２の平面接点上を摺動し、やがて金属接
点３５ｂ又は３５ｃと短絡することによってスイッチ機
能を構成し、金属接点３５ａ，３５ｂ又は３５ｃから出
た一対の出力端子３７ａ，３７ｂ，３７ｃによってスイ
ッチ出力信号を外部に伝達する。そして、操作力を除く
と、押し縮められたコイルバネ３９の復元力によって移
動体３６が中央位置に復帰し、操作軸３１も垂直位置に
復帰し、又刷子４０の接点部４０ｂが金属接点３５ｂ又
は３５ｃから外れてスイッチが開く。但し、これらのス
イッチ動作に対して節度感はない。

【０００７】次に、つまみ４２に上方から押し力を加え
て操作軸３１を下方向に動かすとその下方先端突起部３
１ｂがプッシュスイッチ３４の押圧操作部３４ａを押
し、プッシュスイッチ３４を動作させるものである。

【０００８】次に、図１４により他の従来技術について
説明する。同図において、５１は成形樹脂等から成る操
作軸で、成形樹脂製ケース５２に構成された軸受部５２
ａによって傾倒及び上下動が可能なように嵌合保持され
ると共に、下方よりコイルバネ６０等によって軸受部５
２ａに押し付けられており、その下方には可動接点動作
用突起部５５，５７が構成されている。

【０００９】そして、所定の間隔をあけて対向した下方
の固定基板５４にはスイッチパターン５９が構成され、
その上には、可動接点５６が粘着テープ５８等により固
定されている。

【００１０】また、固定基板５４の下面にはケース５２
を覆う金属カバー５３が配され、その上端爪部５３ａ，
５３ｂを折り曲げることにより、固定基板５４と共に固
定されている。

【００１１】次に、このスイッチの動作について説明す
ると、操作軸５１の上方先端部５１ａに装着されたつま
み６２に横方向から力を加えると、操作軸５１はその平
面板部５５の外周のエッヂ部５５ｄを支点にして回転運
動を行い、やがて支点５５ｄと反対側の突起５５ａが可
動接点５６を押し、節度を出すと同時にスイッチパター
ン５９ａ，５９ｂを短絡させる。

【００１２】次につまみ６２に上方から押し力を加えて
操作軸５１を下方向に動かすとその下方先端中央突起部
５７がその真下の可動接点５６を押し、節度を出すと同
時にスイッチパターン５９ａ，５９ｂを短絡させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスイッチでは、図１３の従来技術の場合のように操
作軸の復帰機構として複雑な構成の移動体が必要であっ
たり、操作軸のガタツキを低減するためにコイルバネを
必要とするなど、部品点数が多く、構造が複雑なため、
高価で、製品高さが高くなる等の課題を有していたり、
図１４の従来技術の場合は、各接点ごとに可動接点を必
要とするため部品点数が多く、工数が増し、高価で製品
が大きくなり、また、節度を明確に出そうとすると操作
部以外の可動接点と押圧用突起とが干渉しないよう間隔
を大きく取る必要があるため、製品高さが高くなる等の
課題があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記、従来の課題を解決
するために本発明は、操作軸の傾倒方向のスイッチとセ
ンタースイッチの総てのスイッチ動作時の節度を、中央
の押圧用突起が中央に配された一個のダイアフラム状節
度ばねを押すことによって発生させ、スイッチ機能は、
外周部及び中央部の押圧用突起が絶縁フレキシブル基板
に印刷などにより構成した対向接点を押すことによって
動作させる構造としたものである。

【００１５】

【作用】上記構成によって、大幅に部品点数、工数を削
減でき、薄形化が図れると共に、安価なスイッチを提供
することができるものである。

【００１６】

【実施例】本発明のスイッチの一実施例を図１〜図４に
より説明する。

【００１７】同図において、１は成形樹脂等から成る操
作軸で、箱形ケース２に構成された軸受部２ａによって
傾倒及び上下動が可能なように嵌合保持されると共に、
この箱形ケース２の底面には絶縁フレキシブル基板１８
と絶縁固定基板２６から成るスイッチ基板３が設けられ
ている。また、箱形ケース２底面には複数の突起１３が
設けられ、プリント回路板（図示せず）への実装時の位
置突起となっている。

【００１８】このスイッチ基板３は絶縁固定基板２６上
の中心接点２９及びこれからほぼ等距離で等角度位置に
配された複数個の外側接点２５とこれら各接点に対して
所定のギャップを隔てて対向するように絶縁フレキシブ
ル基板１８上に可動接点１６が導伝体を印刷等の方法に
よって形成されると共に、絶縁固定基板２６に設けられ
た延長部１７には、このスイッチの固定接点２５，２９
を外部に接続する細巾のリード用導体２７が形成されて
いる。又、絶縁フレキシブル基板１８上の可動接点１６
は固定接点２５，２９と所定の間隔を保つように、スペ
ーサ１４が所定の厚みの絶縁インクを印刷することなど
によって形成されている。そして、絶縁フレキシブル基
板１８の可動接点１６の裏面中央部にはダイアフラム状
節度ばね６が粘着テープ８等により、固着されており、
操作軸１の下方先端突起部７に当接して、操作軸１を箱
形ケース２の軸受部２ａに押し付けている。

【００１９】次に、このスイッチの動作について説明す
ると、操作軸１の上方先端部１ａに装着されたつまみ１
２に横方向の力を加えて傾倒させると、操作軸１はその
フランジ部５の外周のエッヂ部５ｃを支点にして回転運
動を行い、図４に示すように操作軸１の下方中央先端突
起部７がダイアフラム状節度ばね６を押し、節度を出す
と同時に支点５ｃと反対側の突起２４ａが、その下方の
スイッチ基板３の可動接点１６側の面を押し下げ、可動
接点１６が外側接点２５（２５ａ，２５ｂ）間を短絡さ
せる。

【００２０】次に、つまみ１２に加えていた操作力を除
くと、中央のダイアフラム状節度ばね６の復元力によっ
て操作軸１が押し上げられスイッチ回路が開く。この動
作が外周の総てのスイッチ接点について同様に行われ
る。

【００２１】また、つまみ１２に上方から押し力を加え
て操作軸１を下方向に動かすとその下方先端突起部７が
ダイアフラム状節度ばね６を押し、ダイアフラム状節度
ばね６が反転して節度を出すと同時に、その真下のスイ
ッチ基板３の可動接点１６側の面を押し下げ、可動接点
１６が中心接点２９（２９ａ，２９ｂ）間を短絡させ、
つまみ１２に加えていた操作力を除くと、外周のスイッ
チ動作と同様に中央のダイアフラム状節度ばね６の復元
力によって操作軸１が押し上げられスイッチ回路が開
く。

【００２２】このように、上記実施例によれば、構成が
非常に簡易であり、一個のダイアフラム状節度ばねによ
って総てのスイッチの節度を機能させることによって、
部品点数を削減できると共に、図１４の従来技術のよう
に明確な節度を得るために操作したいスイッチ接点部以
外の突起とダイアフラムの干渉を考える必要がないので
フランジ部の傾きを大きく取る必要がなく小形・薄形化
を実現できると同時に原価面でも大変有利である。

【００２３】次に、操作軸１の傾倒方向を限定し、フラ
ンジ部外周の押圧突起が所定のスイッチを動作させるよ
うにした第二の実施例を図５に示す。

【００２４】同図に示すごとく操作軸フランジ部５の外
周がスイッチ基板３の外側接点数に等しい辺数の多角形
で、その外形を箱形ケース上部底面内側の同じ多角形状
の凹み２３で遊嵌合保持することによって操作軸１のフ
ランジ部５の回転角度を限定することができ、その下方
外周部に形成された押圧突起部２４（２４ａ〜２４ｄ）
の位置も限定され、その下方に配されたスイッチ基板３
の外周接点を確実に押すことができ、スイッチ誤動作を
防ぐことができる。

【００２５】次に、スイッチ操作時に節度があったにも
かかわらず、スイッチがオンしないという誤動作を考慮
した第三の実施例を側断面図である図６により説明す
る。

【００２６】同図に示すごとく、押圧突起部２４（２４
ａ〜２４ｄ）と操作軸１のフランジ部５との結合部２０
または操作軸１の押圧突起部２４自体を対向接点の動作
力よりも大きな力でたわむ弾性体とし、回転運動時に可
動接点１６と外側接点２５とを短絡させた後にダイアフ
ラム状節度ばね６が反転して節度が出る構造としたもの
である。

【００２７】ここで、操作軸１の上方先端部１ａに装着
されたつまみ１２を傾倒させると、操作軸１はそのフラ
ンジ部５の外周のエッヂ部５ｃを支点にして回転運動を
行い、まず支点５ｃと反対側の突起２４ａがその下方の
スイッチ基板３の可動接点１６側の面を押し下げ、可動
接点１６が外側接点２５間を短絡させる。この時、操作
軸１の下方中央先端突起部７は、その真下のダイアフラ
ム状節度ばね６を反転させておらず、節度はまだ出てい
ない。そして、さらにつまみ１２を傾倒させると押圧突
起部２４ａと操作軸１本体間の弾性体である結合部２０
がたわみ、操作軸１の下方中央先端突起部７がさらに押
し下げられ、やがてその真下のダイアフラム状節度ばね
６を反転させ節度を出す。そして操作力を除くと中央の
ダイアフラム状節度ばね６の復元力によって操作軸１が
押し上げられ回路が開く。この動作が外周の総てのスイ
ッチについて同様に行われる。また、つまみ１２に押し
力を加えて操作軸１を上下方向に動かした場合の動作は
図１の実施例と同じである。

【００２８】これによって、ダイアフラム状節度ばね６
の節度が出たときには既にスイッチはオンの状態である
ので、スイッチ操作時の誤動作を防ぐことができるもの
である。

【００２９】次に、中央に配されたダイアフラム状節度
ばね６に必要以上の大きな力が作用し、ダイアフラム状
節度ばね６が破損、変形することを防止した実施例を図
７の一体フレキシブル基板製のスイッチ基板と、図８の
金属カバーの斜視図で示す。なお、全体構成は図１と同
じであるので説明は省略する。

【００３０】図７に示すごとく、可動接点１６と共に固
定接点２５，２９も絶縁フレキシブル基板上に一体印刷
したものを折り曲げて形成したスイッチ基板３の下面を
弾力性の有る薄板の金属カバー４で覆い、これに例えば
図８に示すような切り溝２１を設けて対向接点及び、ダ
イアフラム状節度ばね６の動作力よりも大きな力でたわ
む弾性舌状部２２を構成する。

【００３１】ここで、つまみ１２を傾倒及び上下方向に
動作させると操作軸１の下方の中央先端突起部７によ
り、その真下に配されたダイアフラム状節度ばね６が押
され、やがて反転して節度を出す。そして、さらにつま
み１２に大きな力が作用したときには、スイッチ基板３
の下面に配された金属薄板よりなる金属カバー４の弾性
舌状部２２がたわみ、ダイアフラム状節度ばね６、及び
その下面の対向接点に必要以上の力が作用するのを防ぐ
ものである。

【００３２】次に、操作軸１を傾倒させる時にその傾倒
方向を限定して、複数のスイッチが同時にオンしにくい
ようにした他の実施例を図９に示す。なお、全体構成は
図１と同じであるので説明は省略する。

【００３３】同図に示すごとく、操作軸１を傾倒させる
ときに、例えば同図に示すごとく箱形ケース２の軸受部
２ａの上下左右の四方向に案内溝２ｂを設けておけば、
操作軸１は４５度方向に傾けようとしてもガイド面２ｃ
によって構成される壁によって傾倒を妨げられ、操作軸
１の傾倒方向は上下左右の四方向に限定されるので、操
作軸１の下方に配されたフランジ部５の傾く方向が限定
され、その外周に構成された押圧突起部２４が押す可動
接点１６の位置が明確になる。これにより、操作時の誤
操作が防止でき、操作性を向上させるものである。

【００３４】次に、前記各実施例のスイッチ等において
操作軸の傾倒方向や、その度合いによって複数個の対向
接点が極めて短時間内に一度オンする場合があり、この
ときの出力として複数個のスイッチ信号の中から一つを
選択したり、又は、どの単体のスイッチ信号とも異なる
新たなスイッチ信号として処理する判別手段を考慮した
実施例を図１０に示す。

【００３５】同図によると、７０はスイッチ基板３によ
って構成される複数個のスイッチ機能を有するスイッチ
ブロックであり、複数のスイッチが一定時間内に一度に
オンした場合、その信号は判別ブロック７４内に構成さ
れた入力認識手段７１において入力された信号情報の認
識が行われ、オンした時期を判定し、その情報は出力判
断手段７２で最も早い信号を選択したり、又は、入力さ
れたどの信号とも異なる新たな信号として処理する判断
を行う。そして、その結果を出力手段７３により出力す
る。これにより、出力判断手段において信号が一つに選
択されるときには、スイッチの誤動作を防止でき、安定
かつ確実な出力信号が得られ、又、出力判断手段におい
て信号が異なる新たな信号として処理されるときには、
同じスイッチで出力信号数を増やすことができる。

【００３６】次に、操作軸１の回転方向の位置を規制す
ることにより、スイッチ基板３を押す位置精度を向上さ
せ、つまみ１２の回転方向の遊びが低減することによっ
て製品の品位を高めるように考慮した第七の実施例を図
１１，１２に示す、なお、全体構成は図１と同じである
ので説明は省略する。同図によると、操作軸１のフラン
ジ部５に円柱状などの突起８０を設け、この突起８０を
箱形ケース２の軸受部２ａに設けたガイド溝８１ａに挿
入することにより操作軸１の回転方向の位置を規制す
る。ここで箱形ケース２の軸受部２ａに設けたガイド溝
８１ａは、操作軸１が平衡状態からエッヂ部５ｃを支点
にした傾倒状態に到るまでの突起８０の外形の軌跡に沿
う形状とし、操作軸１が平衡状態の時には操作軸１に設
けた突起８０と箱形ケース２の軸受部２ａに設けたガイ
ド溝８１ａとのクリアランスを極小とすることができ、
回転方向の位置精度を向上させる。また操作軸１に大き
な回転トルクが作用し、操作軸１が下方に押し下げら
れ、前記の突起８０がガイド溝８１ａのクリアランスの
広い領域に入ったとしても、クリアランスの広がりは徐
々に連続的なものであるから操作軸１の回転方向の振れ
角は広がっても品位としては劣化した感じを受けにく
い。更にこの突起８０とガイド溝８１ａとの挿入関係
は、操作軸１が４５度方向へ傾倒動作を行うときにも動
作の妨げとならず八方向の動作を行うことが可能であ
る。

【００３７】なお、前記突起８０を箱形ケース軸受部２
ａ側に設け、前記ガイド溝８１ａを操作軸フランジ部５
側に設けた場合においても同様の効果が得られることは
言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、操作軸の復帰機構と、スイッチの操作節度を、中央
に配された一個のダイアフラム状節度ばねによって機能
させると共に、スイッチ機能は、絶縁フレキシブル基板
に印刷などにより対向接点を一体形成したスイッチ基板
を用いる構成によって、 （１）簡易構成により、部品点数が少なく、組立工数が
削減でき、コスト面で有利である。

【００３９】（２）絶縁フレキシブル基板などから成る
スイッチ基板によって接点を構成し、総てのスイッチの
節度を一個の節度ばねで機能させることによって小形・
薄形にできる。 等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチの一実施例の側断面図

【図２】同要部であるスイッチ基板の部分側断面図

【図３】同要部である絶縁固定基板の斜視図

【図４】同動作を示す側断面図

【図５】同他の実施例である第二の実施例の要部である
操作軸と箱形ケースとの組合せを示す斜視図

【図６】同第三の実施例の側断面図

【図７】同第四の実施例の要部であるスイッチ基板の斜
視図

【図８】同要部である金属カバーの斜視図

【図９】（ａ）同第五の実施例の要部である操作軸と箱
形ケースの関係を示す上面図 （ｂ）同拡大断面図

【図１０】同第六の実施例の出力信号処理を示すブロッ
ク回路図

【図１１】同第七の実施例の要部である操作軸と箱形ケ
ースの関係を示す部分拡大断面図

【図１２】同上面図

【図１３】従来のスイッチの側断面図

【図１４】同他の従来技術の側断面図

【符号の説明】

１ 操作軸 ２ 箱形ケース ２ａ 軸受部 ２ｂ 案内溝 ３ スイッチ基板 ４ 金属カバー ５ フランジ部 ６ ダイアフラム状節度ばね １６ 可動接点 １８ 絶縁フレキシブル基板 ２０ 結合部 ２２ 弾性舌状部 ２３ 凹み ２４ 押圧突起部 ２５ 外側接点 ２９ 中心接点 ７０ スイッチブロック ７４ 判別ブロック

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁フレキシブル基板上の中心接点及び
   これからほぼ等距離で等角度の位置に配された複数個の
   外側接点と各接点に対して所定のギャップを隔てて対向
   するように絶縁基板上に配された固定接点から成るスイ
   ッチ基板と、 上記中心接点の裏面に固着されたダイアフラム状節度ば
   ねと、 上記スイッチ基板を下底面として可動接点裏面側に空隙
   を有するように配された箱形ケースと、 下端が節度ばねの中心に垂直に接した棒状で、上方延長
   部が箱形ケースの上部底面を貫通して外方に突出して操
   作部を形成すると共に、箱形ケース上部底面内側に接す
   るように広がったフランジ部の先端下面に、各外側接点
   に対応した押圧突起部を有しており、箱形ケースの上部
   底面中央孔に上下動及び傾倒可能に保持された操作軸か
   ら成るスイッチ。
2. 【請求項２】 操作軸のフランジ部の外周がスイッチ基
   板の外側接点数に等しい辺数の多角形で、その外形を箱
   形ケース上部底面内側の凹みで遊嵌合保持すると共に、
   各辺が中心接点を挟んで対峙する外側接点と中心接点を
   結ぶ直線に対して垂直である請求項１記載のスイッチ。
3. 【請求項３】 操作軸の押圧突部根元が可動接点の動作
   力よりも大きな力でたわむ弾性体である請求項１記載の
   スイッチ。
4. 【請求項４】 固定接点を絶縁フレキシブル基板上に形
   成すると共に、外側を弾力性を有する金属薄板よりなる
   箱形ケースで覆い、この金属薄板を切り込んで形成した
   弾性舌状部を各固定接点の外側に設けた請求項１記載の
   スイッチ。
5. 【請求項５】 ケース軸受部に操作軸の傾倒方向に案内
   溝を設けた請求項１記載のスイッチ。
6. 【請求項６】 一定時間内に二つ以上のスイッチが入っ
   たときに、最も早く入ったスイッチを選択して出力する
   アルゴリズムの判別手段を有する請求項１記載のスイッ
   チ。
7. 【請求項７】 一定時間内に二つ以上のスイッチが入っ
   たときに、どの単体のスイッチ信号とも異なる新たな信
   号として出力するアルゴリズムの判別手段を有する請求
   項１記載のスイッチ。
8. 【請求項８】 操作軸のフランジ部に円柱状の突起を設
   け、この突起が前記箱形ケース軸受部に設けられたガイ
   ド溝に挿入されている請求項１記載のスイッチ。
9. 【請求項９】 ガイド溝の形状が操作軸が傾倒動作を行
   ったときに前記突起が描く略軌跡に沿う形状である請求
   項８記載のスイッチ。