JP4937994B2

JP4937994B2 - 多方向スライド式スイッチ

Info

Publication number: JP4937994B2
Application number: JP2008329038A
Authority: JP
Inventors: 伸介谷川
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: JP2010153159A

Description

この発明は、デジタルカメラ、携帯電話、携帯用音楽再生機器、携帯用ゲーム機器等の電子機器の入力装置に用いられる多方向スライド式スイッチに関するものである。

デジタルカメラ、携帯電話、携帯用音楽再生機器、携帯用ゲーム機器等の電子機器の小型化に伴い、各種の入力操作を行うことができる小型の多方向スライド式スイッチが多用されてきている。そして、この小型化された多方向スライド式スイッチとして、いろいろなものが提案されている。

その一例としては、図８に示したような多方向スライド式スイッチ５０がある。この多方向スライド式スイッチ５０は、スライドつまみ５１と、スライドつまみ５１を取り付けるつまみ取付部５２とつまみ取付部５２の外周を囲む枠体５３とつまみ取付部５２と枠体５３間を枠体５３に対してつまみ取付部５２が同一面内を多方向にスライド自在となるように連結する可撓性を有するアーム部５４とを有してなるつまみ保持部材５５とを備え、枠体５３中に複数のスイッチ押圧部５６を設けている。一方、スライドつまみ５１にこのスライドつまみ５１がスライド移動した際にいずれかのスイッチ押圧部５６を押圧する押圧部５７を設け、スライドつまみ５１の押圧部５７によって押圧されて移動したスイッチ押圧部５６に設けた導電体５８が当接する位置にスイッチ５９を配置して構成されている。

スイッチ５９は、つまみ保持部材５５の下面側に設置したスイッチ基板６０の各スイッチ押圧部５６に対向する位置に設けられている。一方、スイッチ基板６０のつまみ取付部５２に対向する位置に、つまみ取付部５２に取り付けたスライドつまみ５１によって押圧される押釦スイッチ６１を設けている。

押釦スイッチ６１は、一対の接点パターン６１ａ，６１ｂ上に可動接点板６１ｃを取り付けて構成されている。可動接点板６１ｃは摺動シート６２をスイッチ基板６０上に貼り付けることで固定される。

スライドつまみ５１のつまみ部６３を同一平面上で直交するＸ軸又はＹ軸方向に押圧すると、つまみ部６３が上ケース６４のつまみ挿通ガイド部６５内を移動することで押圧された方向にスライド移動する。このときスライドつまみ５１に設けたスライド部６６が滑らかな表面を有する摺動シート６２上を摺動するのでそのスライド移動には抵抗が少なく、スムーズなスライド移動が行える。なお、スライド部６６は静止状態では摺動シート６２の上面には当接しないで少し浮いているが、スライドつまみ５１を移動する際にスライドつまみ５１が少し傾くと摺動シート６２の上面に当接する。そして、スライドつまみ５１が移動していく方向を向く突出部６７の先端の押圧部５７の傾斜面が、これに対向するスイッチ押圧部５７の押圧面６８に当接し、このスイッチ押圧部５６の両側の連結部６９が撓むことでスイッチ押圧部５６は前記押圧方向に直交する下方向に移動する。これによってスイッチ押圧部５６の真下に取り付けている導電体５８がこれに対向するスイッチ基板６０上の一対の接点パターン５９に同時に当接し、スイッチ７０をオンにする。つまみ部６３への押圧を解除すれば、スライドつまみ５１を移動したことで撓んでいた４本のアーム部５４の元の形状に戻ろうとする復帰力によってスライドつまみ５１はつまみ取付部５２と一体に元の位置、つまり枠体５３の中央に自動復帰し、同時に押圧部５７による押圧面６８の押圧が解除され且つ連結部６９が元の形状に戻る力によってスイッチ押圧部５６が上昇し、その導電体５８がスイッチ７０から離れ、スイッチ７０がオフする。つまりこの多方向スライド式スイッチ５０によれば、スライドつまみ５１のスライド方向に応じた出力を得ることができる。

しかしながら、スライドつまみ５１を外側にスライドさせて外周部の導電体５８とスイッチ７０を導通させた状態で、スライドつまみ５１を基板側へ押し下げることで中央に配置されている可動接点板６１ｃを基板上に設けられている一対の接点パターン６１ａ，６１ｂ上に押し付けることで、押釦スイッチをオンにした場合には、スライドつまみ５１の中心部に設けられているスイッチ押圧部７１が可動接点板６１ｃの頂点から外側に外れた位置を押圧することになる。しかも、スライドする４方向によってスイッチ押圧部７１が可動接点板６１ｃの違った位置を押圧することになる。そのため、ドーム状の可動接点板６１ｃに加わる荷重が変動することで繰り返し使用した場合に、可動接点板６１ｃの特性が変化し、操作感が変わるだけでなく押釦スイッチのオン−オフが正確に行われないことが発生するおそれがあった。

また、他の従来の多方向スライド式スイッチ２としては、図９に示したようなものがある。

この多方向スライド式スイッチ８０は、ハウジング８１と、このハウジング８１の内部に配設され、操作されていない初期位置において所定の間隔をおいて対向配置された導電体８２および抵抗体８３を具備するメンブレンスイッチ８４と、操作時において導電体８２および抵抗体８３のうちの一方を部分的に弾性変形させて導電体８２および抵抗体８３を部分的に接触させる駆動体８５とを有している。

導電体８２および抵抗体８３のうちの駆動体８５により弾性変形される一方が、金属製板ばねにより形成されており、ハウジング８１、導電体８２及び抵抗体８３のうちの少なくとも一つに、導電体８２と抵抗体８３とを初期位置において所定の間隔をおいて対向させるための間隔保持手段８６が設けられている。駆動体８５が、円筒状の基体部８７と、この基体部８７の外周面径方向外側に向かって延出された鍔部８８とを有しており、駆動体８５を、初期位置において中心に保持し、操作時において全ての径方向へ傾倒、あるいは、傾倒させつつ移動させる操作手段８９が配設されており、メンブレンスイッチ８４の少なくとも一部が、駆動体８５の外周部と対向するように配設されている。そして、操作手段８９が、押し込み操作可能に形成されており、ハウジング８１の内部に、操作手段８９の押し込み操作によりスイッチング動作が可能な第１スイッチ９０が配設されているとともに、メンブレンスイッチ８４の周囲に、操作手段８９を操作した時、駆動体８５が導電体８２と抵抗体８３とを部分的に接触させた後に続くさらなる操作によりスイッチング動作が可能な第２スイッチ９１が配設されている。

第１スイッチ９０および第２スイッチ９１の少なくとも一方が、入力操作に対する操作者への操作感のフィードバックを行うことのできるとともに、第１スイッチ９０および第２スイッチ９１の少なくとも一方が、クリック感を伴ってスイッチング動作するものである（特許文献２を参照のこと）。

このような構成からなる従来の多方向スライドスイッチ８０によれば、操作手段８９の操作体９２が、ある一方の方向、たとえば図１０の左方へ操作者の指先などにより操作されると、操作体９２とともに押圧体９３も左方へ移動する。そして、押圧体９３の左方へ移動に追従して駆動体８５も左方へ移動する。この時、駆動体８５の鍔部８８が、環状隔壁部９４の摺動面９５と下プレート９６のガイド部９７との間に配置されているので、左下方に向かって傾倒しつつ左方に移動し、移動方向の先頭側に位置する鍔部８８の外周部が導電体８２の上面に当接し、その後、導電体８２の当接部分を抵抗体８３に向かって弾性変形させ、対応する位置に配置された抵抗体８３の抵抗層が導電体８２の変形部分に接触する。

したがって、この従来の多方向スライド式スイッチ８０にあっては、この抵抗体８３の抵抗層が導電体８２の変形部分に接触した際には、図１０に示したように、駆動体８５と操作体９２が操作した方向の斜め下方へ傾くことになるため、操作体９２の移動量が大きくなるほど厚い構造となる。また、操作者はスライド操作中に取付面側に引き込まれる操作感を味わうことになる。この取付面側に引き込まれる操作感は、同一平面内を移動する通常のスライド感とは異なるため、操作者に違和感を与えるものとなっていた。

そこで、この出願人は、以上のような従来の多方向スライド式スイッチの問題点を解消すべく、この出願日前に図１１に示したような多方向スライド式スイッチ１１０を提案した（特願２００７−２９５９２６号）。

この出願人が提案した多方向スライド式スイッチ１２０は、複数の接点入力部を有し、キートップ１０１をスライド操作することにより、そのキートップ１０１とともにスライドする押し子１０２によってスライド方向の接点入力部１０３が押圧されてスライド信号が出力されるものである。

具体的には、複数の下部電極パターン１０４が円周上に配列形成されたベースフィルム１０５と、それら下部電極パターン１０４と対向する上部電極パターン１０６が形成された可撓性フィルム１０７とがスペーサ１０８を介して積層されてなる複数の接点入力を有するメンブレンスイッチ１０９を備えており、複数の下部電極パターン１０４の中央部及び外周部に互いに独立して位置する中央スペーサ１１０と外周スペーサ１１１を有している。また、メンブレンスイッチ１０９の中央部の外面には、押し子１０２のスライド操作をメンブレンスイッチ１０９の押圧操作へと変換することを目的とした片面粘着シートからなる円環状の押圧力伝達部材１１２が貼り付けられている。

一方、メンブレンスイッチ１０９の外側には、メンブレンスイッチ１０９を保護するための上部のカバープレート１１３と下部のリアプレート１１４があり、カバープレート１１３にはカバープレート１１３全体を覆う弾性を有するラバー１１５が密着されている。ラバー１１５の上面には、円環状の凸部１１６が形成されており、リアプレート１１４を介して受け台１１７に取り付けられた多方向スライド式スイッチ１２０は、ラバー１１５の上面に当接するケース１１８で挟み込まれた状態で使用されるように設計されている。この場合、ラバー１１５の円環状の凸部１１６がその弾性復元力によりシール部材として機能することとなり、外気を遮断することになる。これにより、メンブレンスイッチ１０９が埃や水滴から保護されることになり多方向スライド式スイッチ１２０の信頼性が向上するものである。

そこで、キートップ１０１を外側の方向にスライドさせると、キートップ１０１に固定されている押し子１０２もキートップ１０１とともにスライドし、押し子１０２は押圧力伝達部１１２が配置されている部分に至り、さらにスライドを続けることにより押圧力伝達部材１１２の上に乗り上げる。これにより、押圧力伝達部材１１２は押し子１０２によって押されて下方に変位し、可撓性フィルム１０７を押圧する。可撓性フィルム１０７はこの押圧により変形して下方へ変位し、これにより可撓性フィルム１０７に形成されている上部電極パターン１０６がベースフィルム１０５に形成されている下部電極パターン１０４と接触し、それらが導通されてスライド信号が出力される。キートップ１０１のスライドを解除すると、ラバー１１５の弾性復元力によりキートップは初期状態の中央位置に戻る。

この出願人が提案した多方向スライド式スイッチ１２０によれば、一つの押し子１０２で複数の接点入力部を構成するメンブレンスイッチをスライド押圧することができ、小型に構成することができるとともに、押し子１０２がメンブレンスイッチ１０９上に配置した押圧力伝達部材１１２の上に乗り上げることによってメンブレンスイッチ１０９が押圧操作されることにより、スライド操作の力を確実に押圧力へと変換でき、その点で信頼性に優れたものが提供できた。
特開２００７−３３５１９０号公報特開２００６−３１８８６０号公報

しかしながら、この出願人がこの出願日前に提案した多方向スライド式スイッチによれば、キートップをスライドさせるたびに、押し子は押圧力伝達部材の側面及び上面と擦り合うことになるため、耐久性の点から、押し子の下面の角部にはＲ面取りを施すとともに、押し子のスライド時の摩擦力を低減させるために押圧力伝達部材の上に摩擦低減用シートを貼り付けるようにしていた。

そのため、耐久性を向上させるためには、摩擦低減用シートが必要となり、その摩擦低減用シートを貼り付ける手間がかかることになっていた。また、ラバーがカバープレートの外側に配置された構造であるため、カバープレート内の気密性を保持し、かつラバーの横ずれを防止するためには、ラバーの外周部に設けられていた凸部に密着する機器本体のケースの一部が存在するような筐体設計をしなければならなかった。

この発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消しようとしてなされたもので、小型な構造であるにもかかわらず、キートップを基板と平行な同一平面内を多方向にスライドすることで、移動先の位置を検出するスライドスイッチ機能を違和感なく確実に実現できるとともに、中立位置および／またはスライド終点位置でキートップを基板に向かって垂直方向に押圧することで特定の回路のオン−オフの切替を行う押釦スイッチ機能を確実に実現できる、耐久性があり信頼性の高い多方向スライド式スイッチを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入力操作を行うためのキートップと、操作されていない初期位置において所定の間隔を置いて対向配置された導電体を備えたメンブレンスイッチと、該メンブレンスイッチを収容するハウジング部材とを有する多方向スライド式スイッチにおいて、前記の一方の導電体は弾性復元力を有する薄膜シートの内面に設けられており、前記一方のもしくは他方の導電体のいずれかの中央部に絶縁体を配置し、該絶縁体が操作時に前記一方もしくは前記他方の導電体のいずれかと接触できるようにするとともに、前記薄膜シートの外面には、前記絶縁体に対応した領域を除いた位置に前記絶縁体を囲む中心に向かって下降する斜面が形成されている環状凸部が設けられており、前記メンブレンスイッチの上部には、前記キートップの下部に設けられている操作凸部が前記環状凸部の斜面域内を外側に向かってスライドすることで前記環状凸部を介して前記薄膜シートを押し下げることができるとともに、操作されていない初期状態において前記操作凸部が前記絶縁体の真上に位置するように中央に向かう弾性復元力を有する中立支持体を備え、前記ハウジング部材の上部には開口部を有し、前記中立支持体の外周部が前記ハウジング部材の内部に支持固定され、前記中立支持体の弾性変形する可動部が前記ハウジング部材の開口部から露出していることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記中立支持体は押し下げた操作体を垂直方向の初期位置に戻すことができる弾性復元力を有しており、前記中立支持体の内側には前記操作凸部が貫通する略円環状の支持板が配置され、操作されていない初期位置において前記支持板の外面に接触することで前記操作体をその垂直方向の初期位置より外側に移動不能とする停止板を前記中立支持体の内側に設けたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記ハウジング部材の内側底面部に収容されるフレキシブル基板の表面に、中央固定電極と、該中央固定電極とは接続されていない円環状固定電極とが設けられ、中心部が上方に向かって凸状をしたドーム型の可動電極が前記円環状固定電極に装着されており、初期状態では前記可動電極は、その底面の端部が円環状固定電極に当接して導通されており、操作時において前記可動電極の中央部分を下方に押し下げることにより前記可動電極の下面の中央部分が前記中央固定電極に当接して前記円環状固定電極と導通できるようにした確定スイッチ手段が前記メンブレンスイッチの下方中央部に設けられており、前記絶縁体に対応した前記薄膜シートの中央部を押し下げることで、前記メンブレンスイッチの中央部が下方に撓んで前記可動電極の中央部を下方へ押し下げることができるようにしたことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記メンブレンスイッチの下面中央部には前記可動電極の中央部に接触する押圧凸部が設けられていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、メンブレンスイッチの一方の導電体は弾性復元力を有する薄膜シートの内面に設けられており、一方もしくは他方の導電体のいずれかの中央部に絶縁体を配置し、該絶縁体が操作時に前記一方もしくは前記他方の導電体のいずれかと接触できるようにするとともに、薄膜シートの外面には絶縁体に対応した領域を除いた位置に絶縁体を囲む中心に向かって下降する斜面が形成されている環状凸部が設けられており、メンブレンスイッチの上部には、操作凸部が環状凸部の斜面域内を外側に向かってスライドすることで環状凸部を介して薄膜シートを押し下げることができるので、メンブレンスイッチの中央部を下方へ押圧した場合には絶縁体が他方の導電体に接触することになり一方の導電体が他方の導電体に接触することがなく、絶縁体の周辺部に相当する環状凸部を下方へ押圧することにより一方の導電体が他方の導電体に接触することができる。そして、操作凸部はスライド時に環状凸部の傾斜の緩やかな斜面と接することによって起こる薄膜シートの下方への動作で一方の導電体を他方の導電体に接触させることができるから、その動きが円滑に行われる。そのため、従来のように、操作凸部が環状凸部を乗り越えることがないから、操作凸部と環状凸部との摩擦力を低減させるために環状凸部の表面に摩擦低減用シートを貼り付けるといった必要もなく、操作凸部及び環状凸部の十分な耐久性が維持され、環状凸部の厚みは対向配置された一対の導電体同士の隙間とより僅かに大きい寸法であれば確実に導電体同士を接触させることができるから、メンブレンスイッチの位置検出機能を僅かな厚みの構造体にて実現できる。

また、操作されていない初期状態において操作凸部が絶縁体の真上に位置するように中央に向かう弾性復元力を有する中立支持体を備え、ハウジング部材の上部には開口部を有し、中立支持体の外周部がハウジング部材の内部に支持固定されているので、中立支持体の横ずれがなく信頼性の高い多方向スライド式スイッチが提供できる。また、多方向スライド式スイッチ自体で気密性が得られることから、従来、カバープレート（ハウジング部材）内の気密性を保持し、かつラバー（中立支持体）の横ずれを防止するためにラバーの外周部に設けられていた凸部に密着する機器本体のケースは不要となり、機器本体の設計の自由度が増えることとなる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の構成による効果に加え、中立支持体は押し下げた操作体を垂直方向の初期位置に戻すことができる弾性復元力を有しており、中立支持体の内側には操作凸部が貫通する略円環状の支持板が配置され、操作されていない初期位置において支持板の外面に接触することで操作体をその垂直方向の初期位置より外側に移動不能とする停止板を中立支持体の内側に設けているので、操作体を水平方向にスライドすれば、環状凸部の斜面域内に位置していた操作体の操作凸部が環状凸部の斜面に沿って環状凸部の最高部に移動するが、停止板が支持板の上昇を抑えていることで操作凸部が水平方向にのみ動くようにその運動が拘束されているため、操作凸部が環状凸部を徐々に押し下げることになるから、薄膜シートに備えられたメンブレンスイッチの位置検出機能が円滑な動きで実現できる。また、支持板と停止板とで操作凸部が垂直上方に移動できず、操作凸部が水平方向にのみ動けるようになっているため、操作体を水平方向に移動することで操作凸部が環状凸部の斜面を移動し、環状凸部を徐々に押し下げて薄膜シートの内面の導電体同士を接触させることになるから、スライド操作が同一平面上のスライド動作のみでメンブレンスイッチの検出機能を円滑に実現でき、結果として操作者に違和感を与えることがない。さらに、中立支持体の外周部がハウジング部材の内側に支持固定されているので、操作体を外側にスライドさせていた力が除去されると、操作体が中立支持体の弾性復元力によって初期の中立位置（中央部）に戻る動作が従来より安定し、操作体をより速く中立位置に戻すことが可能となり、今まで以上に迅速なスライド操作が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の構成による効果に加え、ハウジング部材の内側底面部に収容されるフレキシブル基板の表面に、中央固定電極と、該中央固定電極とは接続されていない円環状固定電極とが設けられ、中心部が上方に向かって凸状をしたドーム型の可動電極が円環状固定電極に装着されており、初期状態では可動電極は、その底面の端部が円環状固定電極に当接して導通されており、操作時において可動電極の中央部分を下方に押し下げることにより可動電極の下面の中央部分が中央固定電極に当接して円環状固定電極と導通できるようにした確定スイッチ手段がメンブレンスイッチの下方中央部に設けられており、絶縁体に対応した薄膜シートの中央部を押し下げることで、メンブレンスイッチの中央部が下方に撓んで可動電極の中央部を下方へ押し下げることができるようにしたので、小型で簡単な構造でありながら操作方向検出スイッチ機能と確定スイッチ機能の両方を実現できるスイッチが提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の構成の効果に加え、メンブレンスイッチの下面中央部には可動電極の中央部に接触する押圧凸部が設けられているので、操作体をスライドさせて操作方向検出スイッチの位置検出機能を実現しながら、操作体が可動電極の中央部から外れた位置で押し下げて確定スイッチ機能を実現しようとした場合でも、メンブレンスイッチが全体が撓むことで可動接点の中央部を確実に下方へ押し下げることになるから、ドーム状の可動接点に加わる荷重が変動せず、可動接点の特性に変化を生じることがないため、操作感に違和感を生じることがなく長期間に渡って確定スイッチのオン−オフが正確に行われる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
［発明の実施の形態１］

最初に、この発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの構成について説明する。

図１は、この発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの外観を示した斜視図である。図２は、同実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの不使用時の状態を示した図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、同実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの使用時の状態を示した図１のＡ−Ａ断面図である。図４は、同発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの上方から見た分解斜視図である。図５は、同発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの下方から見た分解斜視図である。

多方向スライド式スイッチ１は、金属製の基盤プレート２とこの基盤プレート２と組み合わせられる金属製のハウジング部材Ｈとによって、その中に主要部を収容する構造を採用している。

以下、多方向スライド式スイッチ１の具体的な構成を、図面の下側の部材から順番に説明する。

基盤プレート２は、中央の円形部３から一直線上に二方向に張り出した腕部４とからなり、それぞれの腕部４には垂直方向に延びる対向した２本の鉤片５が設けられている。

基盤プレート２の上には、多方向スライド式スイッチ１の位置検出機能と確定スイッチ機能を実現するための電気回路を構成している基板ユニット６が組み込まれている。

基板ユニット６は、樹脂性フィルムに主要な電気回路が印刷されているフレキシブル基板７の一部を折り返して、下側部８を特定の回路のオン−オフを実行する確定スイッチ手段９とし、上側部１０を操作部位の位置を検出するメンブレンスイッチ１１とする二層構造を採用している。なお、図４及び図５では、作図の都合上、フレキシブル基板７の下側部８と上側部１０との接続部を切断した状態で表示している。

フレキシブル基板７の下側部８は、基盤プレート２の中に収容される主体部１２と基盤プレート２から張り出されている外部との接続部１３とを有している。主体部１２の上面の中央部には、中央固定電極１４とこの中央固定電極１４の周囲に中央固定電極１４とは接続されていない円環状固定電極１５が設けられている。中央固定電極１４の真上には、中心部が上方に向かって凸状をしたドーム型の可動電極１６が配設されている。可動電極１６は、操作されていない初期状態では、底面が下方を向いて主体部１２上に装着されており、その底面の端部が円環状固定電極１５に当接して導通されている。そして、操作時においては、可動電極１６の中央部分を下方に押し下げることにより可動電極１６の下面の中央部分が中央固定電極１４に当接できるようになっている。中央固定電極１４及び、円環状固定電極１５の上に配設された可動電極１６の位置ずれ防止のため、それら全体を絶縁フィルム１７で覆っている。

フレキシブル基板７の上側部１０の下面には、可動電極１６の頂点部に接する押圧凸部１８を有する押子１９が両面テープ２０を介して固定されている。フレキシブル基板７の上側部１０の上面には、円形の導電性材料を固着して、この円形の導電性材料の中心部２１を残した状態で中心部２１の周りに円環状の切り欠き溝２２を形成し、円環状の切り欠き溝２２から外側に導電性材料を４等分する放射状の切り欠き溝２３を形成することで４個のスライド接点部２４が設けられている。

また、フレキシブル基板７の上側部１０の上面には、４個のスライド接点部（一方の導電体）２４の周囲に円環状のスペーサ２５を配置し、その上に弾性復元力を有する薄膜シート２６が取り付けられている。薄膜シート２６の内面には、４個のスライド接点部（一方の導電体）２４の外径と同じ大きさの円形をした導電性を有する導電体（他方の導電体）２７と、この導電体２７の中心部にフレキシブル基板７の上側部１０の上面に設けられた円形の導電性材料の中心部２１と同じ大きさをした絶縁性を有する絶縁体２８が設けられている。したがって、操作されない初期位置においては、フレキシブル基板７の上側部１０の上面の４個のスライド接点部（一方の導電体）２４及び導電性材料の中心部２１と薄膜シート２６の導電体２７（他方の導電体）及び絶縁体２８とは、所定の間隔をおいて対向配置された状態にある。

なお、この発明の実施形態では、フレキシブル基板７の上側部１０の上面に円形の導電体材料の中心部２１を残した状態であるが、この中央部２１の有無は必要条件ではなく、絶縁体２８によって操作時にフレキシブル基板７の上側部１０の4個のスライド接点部２４の中心部と、薄膜シート２６の導電体２７が電気的に絶縁されていればよい。よって、この条件を満たせば絶縁体２８は絶縁体であることに限定しない。

また、フレキシブル基板７の上側部１０の中央部に所定の荷重を越える垂直下方に向かう荷重が作用した場合には、フレキシブル基板７の上側部１０の中央部が撓むこととなり、可動電極１６の頂点部を押し下げることができるようになっている。

図６は、実施の形態１に係るフレキシブル基板の上側部に薄膜シートを組み付けた状態を示した斜視図である。

薄膜シート２６の外面には、絶縁体２８に対応した領域を除いた絶縁体２８の周囲に環状凸部２９が設けられており、環状凸部２９の中心側には中心に向かって降下する斜面３０が形成されている。

以上説明した基板ユニット６の主要部材であるフレキシブル基板７の下側部８、スペーサ２５、薄膜シート２６等は、剛性のある合成樹脂製の基盤部材３１に組み付けられ、合成樹脂製の基盤部材３１の外周面に設けられている凹部３２に基盤プレート２の鉤片５を係合することで、組み立てが容易なものとしている。また、基盤部材３１の下面には２本の下部位置決めピン３３が立設されており、フレキシブル基板７の下側部８、絶縁フィルム１７等に設けられている取付孔と係合することで、それぞれの位置関係が正しく保たれるようになっている。

なお、図4および図５では、薄膜シート２６の上部に基盤部材３１を図示しているが、これは基板ユニット６の表示を明確にするためであり、実際の組立位置は基盤部材３１は確定スイッチ９と、フレキシブル基板７の上側部１０の間である。

基盤部材３１は基盤プレート２とほぼ同じ平面形状をしており、中央の円形部３４の壁面３５と腕部３６の壁面３７とが形成されており、腕部３６の壁面３７の外側には係合突起３８が設けられている。

以上のように、この発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチ１によれば、環状凸部２９の斜面３０を押圧することによりスライド接点部（一方の導電体）２４が向かい合っている他方の導電体２７に接触することができ、かつ、環状凸部２９の厚みは対向配置された一対の導電体２４，２７同士の隙間と同じ程度の僅かな寸法でよいため、メンブレンスイッチ１１の位置検出機能を僅かな厚みを有する構造体で実現できる。

なお、実施の形態１では、一方の導電体であるスライド接点部２４を４個としているが、この発明はこれに限らず、製造上可能な範囲で８個、１０個、１２個またはそれ以上にしてもよい。

次に、確定スイッチ手段９とメンブレンスイッチ１１とを実現するための入力操作部１００について説明する。

薄膜シート２６の上部には、環状凸部２９の斜面３０上を水平方向にスライドするとともに薄膜シート２６を押し下げることのできる操作凸部３９を設けた操作体４０が配置されている。

操作体４０は、操作されていない初期状態において操作凸部３９がメンブレンスイッチ１１の中央部の絶縁体２８の真上に位置するように中央に向かう弾性復元力を有する中立支持体４１を介してハウジング部材Ｈに収容されている。

中立支持体４１は、基盤プレート２とほぼ同じ平面形状をした弾性復元力を有するゴムや合成樹脂の弾性材料からなり、中央部に操作体４０が嵌合する貫通孔４２を有した可動部４３の外周部に取付フランジ４４を有している。そして、中立支持体４１の取付フランジ４４を基盤部材３１の円形部３４の壁面３５の上面に取り付けることで、操作凸部３９と薄膜シート２６との垂直方向の正しい位置関係が決まるようになっている。

中立支持体４１は、押し下げた操作体４０を垂直方向の初期位置に戻すことができる弾性復元力を有しており、中立支持体４１の可動部４３の外周部下側には、略円環状をした金属製の停止板４６が取り付けられている。

ハウジング部材Ｈの上部には開口部Ｋが設けられている。中立支持体４１の外周部の取付フランジ４４が基盤プレート２に載置されている基盤部材３１の上面とハウジング部材Ｈの天板Ｔの下面に挟み込まれた状態でハウジング部材Ｈにしっかりと支持固定されている。これにより、中立支持体４１の横ずれが生じることなく作動部４３の弾性変形が行えるため、信頼性の高い多方向スライド式スイッチ１が提供できる。また、基盤部材３１の円形部３４の壁面３５の上面の凹凸部と、中立支持体４１の外周部下面の取付フランジ４４により形成された凹凸部が、停止板４６を挟み込んで密着することで、ごみの侵入を防止する効果が得られるものとなる。

図７は、実施の形態１に係る薄膜シートの上面に操作体４０、停止板４６、支持板４５を組み付けた状態を示した斜視図である。

中立支持体４１の貫通孔４２に嵌合されている操作体４０の操作凸部３９には、操作凸部３９が貫通する貫通孔を有する円形の支持板４５が取り付けられている。そして、この支持板４５が、操作されていない初期位置において停止板４６の内面に接触することで、操作体４０を垂直方向の初期位置より外側に移動不能となるように位置決めの機能を果たしている。

この支持板は薄い金属製であることが望ましい。また、この実施例では操作体４０と支持板４５は別体とされているが、一体成形でも構わない。

中立支持体４１の貫通孔４２から突出している操作体４０の上端部には、操作者が指で操作できるキートップ４７が嵌合固定されている。

また、基盤部材３１の上面には２本の上部位置決めピン４８が立設されており、フレキシブル基板７の上側部１０、スペーサ２５、薄膜シート２６、中立支持体４１に設けられている取付孔と係合することで正しい位置関係が保てるようになっている。したがって、操作凸部３９、操作体４０、中立支持体４１、支持板４５、停止板４６、キートップ４７からなる入力操作部１００が基盤部材３１に組み付けられたら、入力操作部１００の上方からハウジング部材Ｈを被せて予めハウジング部材Ｈに設けられている係合孔４９に基盤部材３１の腕部３６の壁面３７の係合突起３８を係合させることで、多方向スライド式スイッチ１の組立を完成することができる。

次に、この発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの使用方法について説明する。

まず、キートップ４７に指を当てて操作体４０を中立支持体４１の弾性復元力に抗して基盤プレート２のある下方へ押し下げていくと、操作凸部３９が薄膜シート２６の中心部を押し下げることになり、薄膜シート２６の絶縁体２８がフレキシブル基板７の上側部１０の上面の導電性材料の中心部２１に接触するが、導電性材料の中心部２１は円環状の切り欠き溝２２によって他の接点や電極と電気的に遮断されており、また絶縁体２８で分離されているため、この状態では何らスイッチ機能は実現されない。

そこで、さらに操作体４０を基盤プレート２のある下方へ押し下げていくと、フレキシブル基板７の上側部１０の中央部が下方へ撓んでいくことになり、フレキシブル基板７の上側部１０の下面に設けた押子１９の押圧凸部１８が可動電極１６の頂点部を押し下げることができ、最終的に可動電極１６の下面の中央部分が中央固定電極１４に当接することになり、特定の回路のオン−オフを実行する確定スイッチ手段９が機能することになる。

また、キートップ４７に指を当てて操作体４０を中立支持体４１の弾性復元力に抗して水平方向にスライドしていくと、操作凸部３９が薄膜シート２６の上面に設けた環状凸部２９の中心側の斜面３０を移動して環状凸部２９の最高部に接触することになる。すると、操作体４０に設けられた支持板４５が停止板４６によって操作体４０のスライド方向に対する垂直方向外側に移動できないため、操作凸部３９のスライド動作によって環状凸部２９が押し下げられ、薄膜シート２６の内面の導電体２７とフレキシブル基板７の上側部１０の上面の４個のスライド接点部２４の一部と接触することになる（図３参照のこと）。これにより、押し下げられた薄膜シート２６の内面の導電体２７と接触したスライド接点部２４との位置関係を電気的に読み取ることで、操作部位の位置を検出するメンブレンスイッチ１１の機能が実現される。

なお、一対の導電体２４と２７が接触する位置は環状凸部２９の斜面３０の最高部（環状凸部２９の上面と斜面３０との交点）の位置に操作凸部３９の端部が乗り上げる位置が望ましいとされ、必要な仕様に応じて斜面３０の最高部の位置を変えることによってスライド量を調整することができるため、製品の厚みを変更することなくスライド量の仕様変更に応じることができる。

次に、キートップ４７を外側にスライドさせていた指をキートップ４７から外すと、キートップ４７が取り付けられている操作体４０が中立支持体４１の弾性復元力によって初期の中立位置（中央部）に戻ることになる。また、中立支持体４１の外周部の取付フランジ４４がハウジング部材Hの内部に支持固定されているので、操作体４０が中立位置に戻る動作が従来より安定し、今まで以上に迅速なスライド操作を実現できることになる。

また、キートップ４７に指を当てて操作体４０を中立支持体４１の弾性復元力に抗して水平方向にスライドして目的とする位置で操作部位の位置を検出するメンブレンスイッチ１１の機能が実現した後、その位置でキートップ４７に指を当てて操作体４０を中立支持体４１の弾性復元力に抗して基盤プレート２のある下方へ押し下げていくと、中心部から外れた位置であってもフレキシブル基板７の上側部１０の中央部にある押子１９の押圧凸部１８が可動電極１６の頂点部を確実に押し下げることができるため、可動電極１６の下面の中央部分が中央固定電極１４に当接して、特定の回路のオン−オフを実行する確定スイッチ手段９の機能も円滑に実現することができる。

また、支持板４５と停止板４６とで操作凸部３９が垂直上方に移動できないようになっているため、操作体４０を水平方向に移動することで操作凸部３９が環状凸部２９の斜面３０を移動することで環状凸部２９を徐々に押し下げて薄膜シート２６の内面の導電体２７とフレキシブル基板７の上側部１０の接点部２４を接触させることになるから、スライド操作が同一平面上のスライド動作のみでメンブレンスイッチ１１の位置検出機能を円滑に実現でき、結果として操作者に違和感を与えることがない。

操作凸部３９はスライド時に環状凸部２９の傾斜の緩やかな斜面３０と接することによって起こる薄膜シート２６の下方への動作で一方の導電体２４を他方の導電体２７に接触させることができるから、従来のように摩擦低減用シートを用いなくても耐久性を向上させることができ、かつその動きが円滑に行われる。また、操作凸部３９の端部が斜面３０の最高部に乗り上げる位置が望ましいとされ、支持板４５がその位置で中立支持体４１の取付フランジ４４の内側に当接する長さとすることで、従来のように、操作凸部３９が環状凸部２９を必要以上に乗り越えることがないから、操作凸部３９と環状凸部２９との摩擦力を低減させるために環状凸部２９の表面に摩擦低減用シートを貼り付けるといったが必要がなく、取り付け作業の手間が不要となる。

操作凸部３９及び環状凸部２９の十分な耐久性が維持され、環状凸部２９の厚みは対向配置された一対の導電体２４と２７の隙間より僅かに大きい寸法であれば確実に導電体２４と２７を接触させることができるから、メンブレンスイッチ１１の位置検出機能を僅かな厚みの構造体にて実現できる。

この発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの外観を示した斜視図である。この発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの外観を示した平面図である。同実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの不使用時の状態を示した図１ＢのＡ−Ａ断面図である。同実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの使用時の状態を示した図１ＢのＡ−Ａ断面図である。同発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの上方から見た分解斜視図である。同発明の実施の形態１に係る多方向スライド式スイッチの下方から見た分解斜視図である。同発明の実施の形態１に係るフレキシブル基板の上側部に薄膜シートを組み付けた状態を示した斜視図である。同発明の実施の形態１に係る薄膜シートの上面に操作体を組み付けた状態を示した斜視図である。従来の多方向スライド式スイッチの第一例を示した要部断面の斜視図である。従来の多方向スライド式スイッチの第二例を示した不使用時の要部断面図である。従来の多方向スライド式スイッチの第二例を示した使用時の要部断面図である。

符号の説明

１多方向スライド式スイッチ
２基盤プレート
５鉤片
６基板ユニット
７フレキスブル基板
８下側部
９確定スイッチ手段
１０上側部
１１メンブレンスイッチ
１３接続部
１４中央固定電極
１５円環状固定電極
１６可動電極
１８押圧凸部
１９押子
２１中心部
２４スライド接点（一方の導電体）
２６薄膜シート
２７他方の導電体
２８絶縁体
２９環状凸部
３０斜面
３１基盤部材
３２凹部
３３下部位置決めピン
３８係合突起
３９操作凸部
４０操作体
４１中立支持体
４４取付フランジ
４５支持板
４６停止板
４７キートップ
Ｈハウジング部材
Ｋ開口部
Ｔ天板

Claims

入力操作を行うためのキートップと、操作されていない初期位置において所定の間隔を置いて対向配置された導電体を具備するメンブレンスイッチと、該メンブレンスイッチを収容するハウジング部材とを有する多方向スライド式スイッチにおいて、
前記の一方の導電体は弾性復元力を有する薄膜シートの内面に設けられており、前記一方のもしくは他方の導電体のいずれかの中央部に絶縁体を配置し、該絶縁体が操作時に前記一方もしくは前記他方の導電体のいずれかと接触できるようにするとともに、前記薄膜シートの外面には、前記絶縁体に対応した領域を除いた位置に前記絶縁体を囲む中心に向かって下降する斜面が形成されている環状凸部が設けられており、前記メンブレンスイッチの上部には、前記キートップの下部に設けられている操作凸部が前記環状凸部の斜面域内を外側に向かってスライドすることで前記環状凸部を介して前記薄膜シートを押し下げることができるとともに、操作されていない初期状態において前記操作凸部が前記絶縁体の真上に位置するように中央に向かう弾性復元力を有する中立支持体を備え、前記ハウジング部材の上部には開口部を有し、前記中立支持体の外周部が前記ハウジング部材の内部に支持固定され、前記中立支持体の弾性変形する可動部が前記ハウジング部材の開口部から露出していることを特徴とする多方向スライド式スイッチ。
前記中立支持体は押し下げた操作体を垂直方向の初期位置に戻すことができる弾性復元力を有しており、前記中立支持体の内側には前記操作凸部が貫通する略円環状の支持板が配置され、操作されていない初期位置において前記支持板の外面に接触することで前記操作体をその垂直方向の初期位置より外側に移動不能とする停止板を前記中立支持体の内側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の多方向スライド式スイッチ。
前記ハウジング部材の内側底面部に収容されるフレキシブル基板の表面に、中央固定電極と、該中央固定電極とは接続されていない円環状固定電極とが設けられ、中心部が上方に向かって凸状をしたドーム型の可動電極が前記円環状固定電極に装着されており、初期状態では前記可動電極は、その底面の端部が円環状固定電極に当接して導通されており、操作時において前記可動電極の中央部分を下方に押し下げることにより前記可動電極の下面の中央部分が前記中央固定電極に当接して前記円環状固定電極と導通できるようにした確定スイッチ手段が前記メンブレンスイッチの下方中央部に設けられており、前記絶縁体に対応した前記薄膜シートの中央部を押し下げることで、前記メンブレンスイッチの中央部が下方に撓んで前記可動電極の中央部を下方へ押し下げることができるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の多方向スライド式スイッチ。
前記メンブレンスイッチの下面中央部には前記可動電極の中央部に接触する押圧凸部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の多方向スライド式スイッチ。