JP2007066636A - 複合操作型スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される周辺スイッチとを有した多方向操作型スイッチ及びロータリエンコーダとを一体化してなる小形化の複合操作型スイッチを提供する。
【解決手段】中央スイッチと該スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、キートップ６及びエンコーダジョグ７を囲む円周上に、キートップ６及びエンコーダジョグ７とは独立した状態で回転可能に配置され、回転されるとロータリエンコーダ５を一緒に回転させてエンコーダスイッチを切り換え操作するシャトル８を設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、複合操作型スイッチに関し、特に、例えば情報端末機等の機器の入力部に使用され、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチとロータリエンコーダとを一体化してなる複合操作型スイッチに関するものである。

従来、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置された周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと回転スイッチ要素とを組み合わせてなる、複合操作型スイッチは知られている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１に記載の複合操作型スイッチは、傾倒押し込み操作部材を、上下左右の、４方向の中のいずれか一方向に傾動操作すると、その傾動方向に応じて動作する４つの周辺スイッチと、該傾倒押し込み操作部材を押し込むと動作する中央スイッチと、該傾倒押し込み操作部材を回転させると、その回転に応じた信号を出力する回転スイッチとを備えた構造になっている。そして、回転スイッチはレバー型スイッチング機構を用い、また周辺スイッチ及び中央スイッチとは別体化されている。
特開２００１−２４３８５４号公報。

特許文献１記載における複合操作型スイッチの回転スイッチは、周辺スイッチ及び中央スイッチと一体化されていない。すなわち、周辺スイッチ及び中央スイッチは、各々別個に製造されて、組立時の段階で互いに連動する関係にして、機器などに組み込まれる構造になっている。したがって、スイッチ部品としては２つに分かれているので、取り扱い及び組み込み作業が面倒であるという問題点があった。

また、特許文献１に記載の複合操作型スイッチでは、ロータリエンコーダの回転操作は、ケースの凹部内に配置されている回転操作部材を、操作者が直接、指等で触れて操作する構造になっているので、回転操作部材の操作する部分が小さいと操作がしづらい。そのため、回転操作部材の高さ寸法を大きくしたり、あるいは指等で触れて操作する保持領域を大きく確保したりする必要が生じ、スイッチ装置全体が大形化しているという問題点もあった。

そこで、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される周辺スイッチとを有した多方向操作型スイッチ及びロータリエンコーダとを一体化してなる、小形化された複合操作型スイッチを提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、中央スイッチと該スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、ベースと、該ベース上に配置され、前記中央スイッチを形成する中央スイッチ要素と、該中央スイッチ要素の外側周囲に設けられた前記周辺スイッチを形成する複数の周辺スイッチ要素と前記エンコーダスイッチを形成するエンコーダスイッチ要素とを配設してなるフレキシブルプリント配線板と、前記中央スイッチ要素に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に回転不能で、かつ、上下方向に移動可能に設けられ、該上下方向の移動により前記中央スイッチ要素を押下し、前記中央スイッチの切り換えを行うキートップと、前記周辺スイッチと対向して、前記キートップを囲む円周上に傾倒可能に配置され、傾倒されると該傾倒側の前記周辺スイッチを切り換え操作するエンコーダジョグと、前記キートップを囲む円周上に回転可能に配置され、回転されると前記ロータリエンコーダを一緒に回転させて前記エンコーダスイッチを切り換え操作するシャトルとを備えた複合操作型スイッチを提供する。

この構成によれば、中央スイッチ及び周辺スイッチを操作するキートップ及びロータリエンコーダの外側に、これらキートップ及びロータリエンコーダとは別に、ロータリエンコーダを操作するためのシャトルを設けているので、シャトルにおける形状の自由度が上がる。そして、このシャトルにおける形状の自由度は、スイッチ装置全体の高さ寸法を大きくすることなく、多方向操作型スイッチ及びロータリエンコーダを一体化してなる複合操作型スイッチの小型化を能にする。

請求項２記載の発明は、請求項１において、上記シャトルと上記ベース側との間に、外部からの上記シャトルに対する回転力が取り除かれたときに、前記シャトルと上記ロータリエンコーダとを中立位置に戻す戻しバネを設けている複合操作型スイッチを提供する。

この構成によれば、シャトルを回転操作している手等を離すと、シャトル及びロータリエンコーダは、戻しバネの力で自動的に中立位置に戻される。

請求項１記載の発明は、シャトル形状に自由度が持たされるので、スイッチ装置全体の高さ寸法を大きくすることなく、多方向操作型スイッチとロータリエンコーダとを一体化してなる小型の複合操作型スイッチが得られる。

請求項２記載の発明は、シャトルを回転操作している手等を離すと、シャトル及びエンコーダは、戻しバネの力で自動的に中立位置に戻されるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、操作性が向上するとともに、戻し忘れ等を無くすことができ、操作の信頼性も向上する。

以下、本発明の複合操作型スイッチについて、好適な実施例をあげて説明する。本発明は、中央スイッチと該中央スイッチを囲む円周上に配置される周辺スイッチとを有した多方向操作型スイッチ及びロータリエンコーダとを一体化してなる、小形化された複合操作型スイッチを提供するという目的を達成するために、中央スイッチと該スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、ベースと、該ベース上に配置され、前記中央スイッチを形成する中央スイッチ要素と、該中央スイッチ要素の外側周囲に設けられた前記周辺スイッチを形成する複数の周辺スイッチ要素と前記エンコーダスイッチを形成するエンコーダスイッチ要素とを配設してなるフレキシブルプリント配線板と、前記中央スイッチ要素に対応して前記フレキシブルプリント配線板上に回転不能で、かつ、上下方向に移動可能に設けられ、該上下方向の移動により前記中央スイッチ要素を押下し、前記中央スイッチの切り換えを行うキートップと、前記周辺スイッチと対向して、前記キートップを囲む円周上に傾倒可能に配置され、傾倒されると該傾倒側の前記周辺スイッチを切り換え操作するエンコーダジョグと、前記キートップを囲む円周上に回転可能に配置され、回転されると前記ロータリエンコーダを一緒に回転させて前記エンコーダスイッチを切り換え操作するシャトルとを備えるようにして実現した。

図１は本発明の一実施例に係る複合操作型スイッチの側面図であり、図２はその複合操作型スイッチの外観を示した斜視図、図３はその複合操作型スイッチの一部の部品を取り外して示す斜視図、図４はその複合操作型スイッチを分解して上方より見た斜視図、図５はその複合操作型スイッチを分解して下方より見た斜視図である。

図１〜図５において、複合操作型スイッチ１は、ベース２と、このベース２上に配置したフレキシブルプリント配線板３と、ベース２上に固定してなるハウジング４と、該ハウジング４及びベース２との間に回転可能に取り付けられたロータリエンコーダ５と、該ロータリエンコーダ５の中央に位置して、ハウジング４上に上下方向移動可能に取り付けられたキートップ６と、ハウジング４に傾動自在に取り付けられたエンコーダジョグ７と、ロータリエンコーダ５に一体回転可能に連結結合されたシャトル８等により構成されている。

ベース２は、合成樹脂性の材料で形成されており、その板面には、ハウジング４との結合時に使用される複数の取付孔９，９…を設けている。

フレキシブルプリント配線板３は、ベース２上に搭載配置される円形部３ａと、その円形部３ａから外側に延びるケーブル部３ｂとよりなる。図３及び図４に示すように、円形部３ａの中央には、スイッチ要素としての中央固定接点１０が形成されており、その中央固定接点１０を囲む外側円周上には、４個のスイッチ要素としての周辺固定接点１１，１１…が９０°間隔で形成されている。さらに、周辺固定接点１１，１１を囲む外側円周上には、スイッチ要素としての円弧形エンコーダ用固定接点１２が形成されている。また、円形部３ａには、ベース２の取付孔９，９…に対応して、位置決め孔１３，１３…を設けている。

中央固定接点１０及び４個の周辺固定接点１１，１１…は、何れも同心状に形成された中心円形電極と環状電極とよりなる。エンコーダ用固定接点１２は、同芯状に配列された複数の電極よりなる。なお、これら中央固定接点１０及び４個の周辺固定接点１１，１１…と、エンコーダ用固定接点１２から引き出されている引き出し線の詳細図示は各々省略している。

中央固定接点１０上には、クリック反転する反転接点を構成しているドーム状をしたスイッチ要素としての中央可動接点１４(以下、「ドーム状中央可動接点１４」という)が対向配置されていて、該中央固定接点１０と中央可動接点１４とで中央スイッチが形成されている。周辺固定接点１１，１１…上には、同じくクリック反転する反転接点を構成しているドーム状をしたスイッチ要素としての周辺可動接点１５，１５…（以下、「ドーム状周辺可動接点１５，１５…」という）がそれぞれ対向配置されていて、該中央固定接点１１とドーム状周辺可動接点１５，１５とで、４個の周辺スイッチが形成されている。

ドーム状中央可動接点１４を押圧するキートップ６は、合成樹脂性の材料で短円柱状に形成されており、周面には鍔状のストッパー１６を設け、下面中心部には、図５に示すように、下向きに突出した中央押圧突起１７が形成されている。

ハウジング４は、合成樹脂性の材料で作られ、中央には、キートップ６の中央押圧突起１７を通すためのキートップ取付孔１８が、上下方向に貫通して設けられている。また、ハウジング４には、キートップ取付孔１８を中心とし、かつ、周辺固定接点１１，１１…に対応して、４つの貫通孔１９，１９…が上下方向に貫通して設けられているとともに、該貫通孔１９，１９…の外側の位置に隣接して、４つのエンコーダジョグ取付孔２０，２０…が上下方向に貫通して設けられている。

また、ハウジング４の下面側には、ハウジング４とベース２とを固定するときに使用される位置決めピン２１，２１…が、フレキシブルプリント配線板３の位置決め孔１３，１３…及びベース２の取付孔９，９…にそれぞれ対応させて、下方に突出して形成されている。さらに、ハウジング４の下面側には、戻しバネ２２，２２を取り付けるための２つのバネ取付ピン２３，２３が、下方に突出して設けられている。

ロータリエンコーダ５は、合成樹脂性の材料で円環状に作られおり、外周面には、４つの係止部２４，２４が９０°間隔で形成されている。ロータリエンコーダ５の下面には、図５に示すように、エンコーダ用摺動接点２５が取り付けられている。このエンコーダ用摺動接点２５は、フレキシブルプリント配線板３上のエンコーダ用固定接点１２と共にエンコーダスイッチを構成するものである。

ロータリエンコーダ５の上部内周面には、ハウジング４の２つのバネ取付ピン２３，２３にそれぞれ取り付けられた、２つの戻しバネ２２，２２が係合される、２つの切欠部２６，２６が設けられている。なお、ハウジング４とロータリエンコーダ５との間に配設される戻しバネ２２，２２は、ロータリエンコーダ５を回転させないとき、該ロータリエンコーダ５を中立位置に保持しておくためのものである。

エンコーダジョグ７は、合成樹脂性の材料で、キートップ６の外径よりも大きく、かつ、キートップ６のストッパー１６の外径よりも小さい内径で作られている開口孔３０を中央に有して、概略環状をしたキャップとして形成されている。また、エンコーダジョグ７の下面側には、４つの周辺スイッチ押下ピン２７，２７…が、ケーシング４の貫通孔１９，１９…にそれぞれ対応して形成されているとともに、４つの係止片２８，２８…が、ケーシング４のエンコーダジョグ取付孔２０，２０…に対応して形成されている。係止片２８，２８…の先端部には、係止爪２８ａがそれぞれ設けられている。周辺スイッチ押下ピン２７，２７…は、周辺スイッチを押下するためのもので、係止片２８，２８…は、エンコーダジョグ７をハウジング４に取り付けるためのものである。

シャトル８は、合成樹脂性の材料で、エンコーダジョグ７の外径よりも大きい内径で作られている開口孔３１を中央に有した概略環状体として形成されている。また、シャトル８の下面内周縁には、４つの係止片２９，２９…が下方に向かって、ロータリエンコーダ５の４つの係止部２４，２４…に対応して形成されており、各係止片２９，２９…の先端部には、係止爪２９ａが各々設けられている。そして、このシャトル８は、エンコーダジョグ７を中央の開口孔３０内に配置させるとともに、係止片２９，２９…の係止爪２９ａをロータリエンコーダ５の係止部２４，２４…にそれぞれ係合させて、ロータリエンコーダ５に対して一体回転可能に取り付けられる。

次に、組立手順の一例を説明する。先ず、ベース２上にフレキシブルプリント配線板３を配置し、さらに該フレキシブルプリント配線板３上に、ドーム状中央可動接点１４及びドーム状周辺可動接点１５，１５…をそれぞれ配置する。

次いで、ロータリエンコーダ５と、戻しバネ２２を取り付けたハウジング４をフレキシブルプリント配線板３上に載せる。そして、ハウジング４の位置決めピン２１，２１…をフレキシブルプリント配線板３の位置決め孔１３に通して、さらにベース２の取付孔９，９…に挿入させ、この位置決めピン２１，２１…とベース２との間を接着またはカシメにより固定する。これにより、ベース２とフレキシブルプリント配線板３とエンコーダ５とハウジング４とが一体化され、ロータリエンコーダ５は、ハウジング４及びベース２に対して回転可能に取り付けられる。

続いて、中央押圧突起１７をキートップ取付孔１８に挿入させて、該キートップ６をハウジング４上にセットする。次いで、周辺スイッチ押下ピン２７，２７…を貫通孔１９，１９…に挿入するとともに、係止片２８，２８…をエンコーダジョグ取付孔２０，２０…に挿入させて、エンコーダジョグ７をハウジング４上に取り付ける。また、係止片２８，２８…をエンコーダジョグ取付孔２０，２０…に挿入させると、係止爪２８ａ，２８ａ…がハウジング４の下面側でハウジング４に抜け止め係合され、エンコーダジョグ７が傾倒可能な状態で、キートップ６及びエンコーダジョグ７がハウジング４に取り付けられる。

その後、シャトル８をロータリエンコーダ５に取り付けると、組立が完了する。図１及び図２は、その組立後の状態を示す。

次に、動作を説明する。この複合操作型スイッチ１では、ハウジング４及びベース２との間に、ロータリエンコーダ５が回転可能に取り付けられ、ロータリエンコーダ５にはシャトル８が一体回転可能に連結結合されている。いま、使用者がシャトル８に操作力を与えて回転させると、ハウジング４とロータリエンコーダ５の間に配設された戻しバネ２２の力に抗して、シャトル８と一体にロータリエンコーダ５が回転操作される。

このロータリエンコーダ５の回転操作により、エンコーダスイッチが操作される。即ち、ロータリエンコーダ５の回転動作に伴い、ロータリエンコーダ５の下面に設けたエンコーダ用摺動接点２５が、フレキシブルプリント配線板３側のエンコーダ用固定接点１２上を円周方向に移動変位し、この変位量に応じたエンコーダ信号（回転量又は移動位置の信号）が発せられる。そして、ロータリエンコーダ５に対する回転操作力を解くと、戻しバネ２２の反力で、シャトル８及びロータリエンコーダ５が中立位置まで自動的に戻される。

エンコーダジョグ７上に、上下左右の方向を向いて形成されている、三角マーク３２ａ〜３２ｄの中の何れか１つに押圧力を加えて、該エンコーダジョグ７を一方向に傾倒させると、傾倒側の周辺スイッチ押下部２７が、これと対応しているドーム状周辺可動接点１５を反転させ、この箇所の周辺スイッチを切り換える。また、押圧力を解くと、ドーム状周辺可動接点１５の戻り力で初期位置に戻される。

また、キートップ６を押下すると、中央押圧突起１７がドーム状中央可動接点１４を押し、該ドーム状中央可動接点１４を反転させて中央スイッチを切り換える。また、押圧力を解くと、ドーム状中央可動接点１４の戻り力で初期位置に戻される。

したがって、この実施例の構造による複合操作型スイッチ１によれば、多方向操作スイッチ(周辺スイッチ及び中央スイッチ)とロータリエンコーダ５のスイッチとが一体化されて一つのスイッチ部品として構成されているので、取り扱い及び組み込み作業が簡単になる。また、部品の一部を各部で共用することができるので、従来のスイッチに比べて部品点数の低減が図れ、低コスト化が可能になるとともに、小型化も可能になる。

さらに、中央スイッチ及び周辺スイッチを操作するキートップ６及びロータリエンコーダ５の外側に、これらキートップ６及びロータリエンコーダ５とは別に、ロータリエンコーダ５を操作するためのシャトル８を設けているので、シャトル８における形状の自由度が上がる。この自由度は、スイッチ装置全体の高さ寸法を大きくせずに形成するのを可能とし、これにより、多方向操作型スイッチ及びロータリエンコーダを一体化してなる、小形化された複合操作型スイッチの構造が可能になる。

また、シャトル８に対する外部からの回転力が取り除かれたとき、シャトル８とロータリエンコーダ５を中立位置に戻す戻しバネ２２を、シャトル８側のロータリエンコーダ５とベース２のハウジング４側との間に設けているので、シャトル８を回転操作している手等を離すと、シャトル８及びロータリエンコーダは、戻しバネ２２の反力で自動的に中立位置に戻される。これにより、操作性が向上するとともに、戻し忘れ等が無くなり、操作の信頼性も向上する。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施例に係る複合操作型スイッチの側面図。 同上複合操作型スイッチの外観を示した斜視図。 同上複合操作型スイッチの一部の部品を取り外して示す斜視図。 同上複合操作型スイッチを分解して上方より見た斜視図。 同上複合操作型スイッチを分解して下方より見た斜視図。

符号の説明

１ 複合操作型スイッチ
２ ベース
３ フレキシブルプリント配線板
４ ハウジング
５ ロータリエンコーダ
６ キートップ
７ エンコーダジョグ
８ シャトル
１０ 中央固定接点
１１ 周辺固定接点
１２ エンコーダ用固定接点
１４ ドーム状中央可動接点
１５ ドーム状周辺可動接点
１７ 中央押圧突起
２２ 戻しバネ
２５ エンコーダ用摺動接点
２２ 戻しバネ
２５ エンコーダ用摺動接点

Claims (2)

1. 中央スイッチと該スイッチを囲む円周上に配置される複数の周辺スイッチとでなる多方向操作型スイッチと、前記スイッチを囲む円周上にエンコーダスイッチを配設してなるロータリエンコーダとを一体化した複合操作型スイッチであって、
   ベースと、
   該ベース上に配置され、前記中央スイッチを形成する中央スイッチ要素と、該中央スイッチ要素の外側周囲に設けられた前記周辺スイッチを形成する複数の周辺スイッチ要素と前記エンコーダスイッチを形成するエンコーダスイッチ要素とを配設してなるフレキシブルプリント配線板と、
   前記中央スイッチ要素に対応して前記フレキシブルプリント配線基板上に回転不能で、かつ、上下方向に移動可能に設けられ、該上下方向の移動により前記中央スイッチ要素を押下し、前記中央スイッチの切り換えを行うキートップと、
   前記周辺スイッチと対向して、前記キートップを囲む円周上に傾倒可能に配置され、傾倒されると該傾倒側の前記周辺スイッチを切り換え操作するエンコーダジョグ、
   前記キートップを囲む円周上に回転可能に配置され、回転されると前記ロータリエンコーダを一緒に回転させて前記エンコーダスイッチを切り換え操作するシャトル、
   とを備えたことを特徴とする複合操作型スイッチ。
2. 上記シャトルと上記ベース側との間に、外部からの上記シャトルに対する回転力が取り除かれたときに、前記シャトルと上記ロータリエンコーダとを中立位置に戻す戻しバネを設けていることを特徴とする請求項１記載の複合操作型スイッチ。
   

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