JP5241130B2 - スイッチ機構およびスイッチ機構を有する電子機器 - Google Patents

Description

本発明はスイッチ機構、特に多方向操作スイッチ機構に関するものである。

電子機器に装着するスイッチの操作時にかかる過剰な力からスイッチ本体および基板を保護すると共に、操作感触を向上するスイッチ機構が知られている。

図７は従来のスイッチ機構を説明する図である。図７において、筐体１に保持されたユーザー釦２と、前記ユーザー釦２とスイッチ本体３のシャフト４とを結合する連結部材５およびバネ部材６を具備してスイッチ機構を構成する。スイッチ本体３は筐体１に固定された基板７のランドパターン８に半田付けされて基板７に固着される。ユーザー釦２の動作ストロークＬ１ とシャフト４の適正な動作ストロークＬ２ との差はバネ部材６によって吸収する。従って動作のための力の過剰分はスイッチ本体３、基板７およびランドパターン８に伝達されず、これらを保護すると共に操作感触の向上が図れる構成となっている。（特許文献１参照）
また、本体から突出している１つの操作部のキートップを、多方向へ傾斜操作を行うことで操作を行う多方向スィッチ機構が採用されているものがある。特に、１方向への押し込み動作と、４方向に傾斜操作させて動作させる５方向操作スイッチでは、操作部の押し込み動作で押し込み式のスイッチとして作動し、操作部を中心方向から放射方向へ傾斜させることで４方向のいずれかのスイッチとして動作する。すなわち、操作部を上側へと倒したとき上側のキーとして作動し、下側、右側、左側へ倒したときそれぞれ、下、右、左のキーとして作動する。（特許文献２参照）
特開平９−３５５７７号公報 特開２００３−１００１８２号公報

多方向操作スイッチ機構においても、過大な荷重が加えられると、スイッチ本体や、プリント基板が破壊、損傷する虞がある。しかしながら、図７に示す従来例のまま多方向操作スイッチ機構に適用すると、多方向操作スイッチ機構が大型化してしまうという問題があった。

本発明は、多方向入力の可能なスイッチ機構を大型化することなく、過剰な力からスイッチ本体および基板を保護することを目的とする。

本発明のスイッチ機構は、少なくとも押し込み方向と傾斜方向に操作可能な操作部材と、軸部を有し前記操作部材の操作に対応して信号を出力するスイッチと、前記操作部材と前記スイッチの前記軸部との間に介在する弾性部材と、前記操作部材を押し込み方向に操作した際に前記操作部材と当接することで前記操作部材の押し込み方向の変位を制限するストッパー部材とを備え、前記弾性部材は前記スイッチが信号を出力するために必要な力よりも大きい弾性力に設定され、前記操作部材と前記ストッパー部材とが当接する部分は前記スイッチが信号を出力する傾斜方向以外の位置に設定されるとともに、前記スイッチが信号を出力する傾斜方向に前記操作部材を操作される際には、前記操作部材と前記ストッパー部材が当接しないことを特徴とする。

多方向入力の可能なスイッチ機構を大型化することなく、過剰な力からスイッチ本体および基板を保護することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は、本発明の実施形態である多方向操作スイッチ機構を説明する図である。図６は本発明の実施形態である多方向操作スイッチ機構を搭載した電子機器としてのビデオカメラを説明する図である。

図１は本実施形態の多方向操作スイッチの斜視図である。図２は図１の多方向操作スイッチを操作面側から見た図である。図３は図２のＡ−Ａ線の断面図である。

１０１はビデオカメラの使用者が操作可能な操作部材である。３０１はスイッチ本体である。３０２はスイッチ本体３０１の電気信号を伝達する回路を有したプリント基板である。３０３は操作部材１０１とスイッチ本体３０１の間に介在された弾性部材である。３０４はスイッチ本体３０１の上部に設けたストッパー部材である。

スイッチ本体３０１は、中央部分での押し込み動作と、上、下、左、右の４方向に傾斜動作が可能な５方向の信号を出力できるスイッチである。

図４は本発明の実施形態に関わる多方向操作スイッチ本体の要部の断面図である。スイッチ本体３０１は、箱型ケース３０１ａ、軸部３０１ｄを備えている。図４に示すように、スイッチ本体３０１の内部には、それぞれの操作方向に対応する位置に複数組配置した可動切片６０２ｂ、固定接点６０２ｃ、６０２ｄが配置され、軸部３０１ｄには複数の可動切片６０２ｂを押圧する凸部が形成されている。

スイッチ本体３０１は、軸部３０１ｄを動作させることで、軸部３０１ｄ裏面の凸部がそれぞれの操作方向に対応する可動切片６０２ｂを押圧し、それぞれの操作方向についてＯＮとなる。さらに、スイッチ本体３０１は、軸部３０１ｄをＬ３ａ押し込むことで、押し込み方向でＯＮ状態となる。また、軸部３０１ｄをそれぞれの方向にθ３傾斜させることで、４方向それぞれの方向でＯＮ状態となる。

操作部材１０１は、キートップ１０１ａと、キートップの径より大きいフランジ１０１ｂと、操作部材１０１の底面に設けられた凸部１０１ｃと、開口部１０１ｄを有している。操作部材１０１の開口部１０１ｄには、スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄが後述する弾性部材３０３を介して挿入されている。図２に示すように、操作部材１０１の底面に設けられた凸部１０１ｃは、スイッチ本体３０１が信号を出力する傾斜方向である上下左右の方向から４５度位相の異なる方向に形成されている。さらに、凸部１０１ｃは、スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄを挿入する開口部１０１ｄの近傍に形成されている。これらにより、操作部材１０１の傾斜方向への変位によって生じる、操作部材１０１の押し込み方向への移動量を小さくすることが出来る。

弾性部材３０３は、操作スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄに装着され、弾性部材３０３が装着されたスイッチ本体３０１の軸部３０１ｄが、操作部材１０１の開口部１０１ｄに挿入される。これにより、操作部材１０１をスイッチ本体３０１に対してガタ無く取り付けることが可能となる。また、操作部材１０１の開口部１０１ｄ側に弾性部材３０３を装着し、スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄを挿入する構成にしても同様の効果が得られる。

さらに、弾性部材３０３をスイッチ本体３０１の軸部３０１ｄもしくは、操作部材１０１と一体にて形成しても構わない。また、弾性部材３０３の弾性力を、スイッチ本体３０１のドーム状可動切片６０２ｂが初期位置に戻ろうとする力より大きく設定している。したがって、スイッチ本体３０１がＯＮ信号を出力するために必要な力では弾性部材３０３の変形量が極めて小さくなるため、スイッチ本体３０１の操作感が失われることがない。本実施形態では弾性部材３０３として、クッション材を用いているが、エラストマーや、コイルバネ等を用いても構わない。

図６に示すビデオカメラの筐体には、操作部材１０１のキートップ１０１ａの径よりも大きく、フランジ１０１ｂの径よりも小さい開口孔を有した前面カバー１０２が固定されており、操作部材１０１がビデオカメラ本体から抜け落ちない構成となっている。また、操作部材１０１のキートップ１０１ａは、前面カバー１０２から突出した状態で、ストッパー部材３０４とＬ３ｂの間隙を設けてスイッチ本体３０１に取り付けられている。

ストッパー部材３０４は、スイッチ本体３０１上部に少なくともその一部が位置しており、フレーム部材４００に固定されている。ストッパー部材３０４の中央には、スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄが挿入される孔が設けられており、この孔の周辺に、操作部材１０１の底面に設けられた凸部１０１ｃと当接する台座部３０４ａが設けられている。台座部３０４ａが設けることで、操作部材１０１の傾斜方向に操作した際に生じる、押し込み方向への移動量を小さくすることが出来る。

ここで、ストッパー部材３０４に操作部材１０１の傾斜による操作方向を避けた方向で、操作部材１０１の底面と当接する凸部を設けるようにしても構わない。さらに、ストッパー部材３０４は、フレーム部材４００と一体に成型しても構わない。

次にこのように構成された多方向操作スイッチ機構の動作を説明する。

図３において、特に図３（ａ）は、キートップ１０１ａを操作前の状態を表している。図３（ｂ）は、キートップ１０１ａを押し込み方向に操作して、押し込み方向でＯＮとなる状態を表している。図３（ｃ）は、図３（ｂ）から、さらにスイッチ操作荷重を上回る過度の押し込み方向への荷重を加えた状態を示している。なお、図３のそれぞれの形態で、共通する部材や部位に関しては符号を付していない。

図３において、キートップ１０１ａに押し下げ操作荷重Ｆｙを加えて押し込むと、キートップ１０１ａが図３（ａ）に示す位置からスイッチ本体３０１側へと変位する。図３（ａ）からキートップ１０１ａをＬ３ａ押し下げ動作させた図３（ｂ）に示す位置でスイッチ本体３０１がＯＮ状態となる。

スイッチ本体３０１は、スイッチ操作動作の確実性確保のために、設計的余裕Ｌ３ｘを加味した位置にストッパー部材３０４を配置している。すなわちＬ３ｂ＝Ｌ３ａ＋Ｌ３ｘと設定している。図３（ｂ）の位置からキートップ１０１ａにさらに押し下げ動作荷重を加えると、弾性部材３０３がＬ３ｘ圧縮され、図３（ｃ）の位置で、ストッパー部材３０４の台座部３０４ａと、操作部材１０１の底面に設けられた凸部１０１ｃが当接する。したがって、キートップ１０１ａを過大な力で押し下げたとしても、操作部材１０１の変位は制限されることとなる。これにより、操作部材１０１を押し込む方向の過大な荷重が与えられても、スイッチ本体３０１とプリント基板３０２に力が加わることはなく、スイッチ本体３０１やプリント基板３０２の破壊、損傷を防止することができる。

また、本実施形態の多方向操作スイッチは、上下左右の４方向に傾斜操作を行う場合には、キートップ１０１ａを横から押すことで、スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄを所望の方向に傾斜させている。図５及び図３（ｄ）は本実施形態の多方向操作スイッチ機構の傾斜方向のＯＮ状態を表しており、特に図５は多方向操作スイッチを正面から見た図である。また、図３（ｅ）は、図３（ｄ）の位置からさらに、スイッチ操作荷重を上回る傾斜方向への過大な荷重を操作部材１０１に加えた状態を示している。

操作部材１０１の底面に設けられた凸部１０１ｃと、ストッパー部材３０４の台座部３０４ａによる当接は、傾斜操作方向（上下左右方向）を避けた方向でスイッチ本体３０１の軸部３０１ｄの傾斜中心に近い部分に設定してある。したがって、傾斜操作時における、押し込み方向への移動量が小さくなる。これにより、多方向スイッチをθ３だけ傾斜させる前にストッパー部材３０４と操作部材１０１が当接せず、スイッチ本体３０１を動作させることが可能となる。すなわち、ストッパー部材３０４が、操作部材１０１の倒し方向への動作を妨げることがなく、スイッチ本体３０１の軸部３０１ｄをθ３傾斜させることが可能となる。

ここで、さらにキートップ１０１ａに傾斜方向の荷重を加えた場合、弾性部材３０３が圧縮され、図３（ｅ）に示す位置で、前面カバー１０２と操作部材１０１が当接し、操作部材１０１がこれ以上動かない状態となる。これにより、操作部材１０１を傾斜させる方向の過大な荷重を与えられたとしても、スイッチ本体３０１とプリント基板３０２に力が加わることはなく、スイッチ本体３０１やプリント基板３０２の破壊、損傷を防止することができる。

本発明の実施形態である多方向操作スイッチの斜視図。 本発明の実施形態である多方向操作スイッチを操作面側から見た図。 本発明の実施形態である多方向操作スイッチの断面図。 スイッチ本体３０１の要部の断面図。 傾斜操作時の多方向操作スイッチを操作面側から見た図。 本実施形態の多方向操作スイッチを搭載したビデオカメラを説明する図。 従来のスイッチ機構を説明する図。

Claims (5)

1. 少なくとも押し込み方向と傾斜方向に操作可能な操作部材と、
   軸部を有し前記操作部材の操作に対応して信号を出力するスイッチと、
   前記操作部材と前記スイッチの前記軸部との間に介在する弾性部材と、
   前記操作部材を押し込み方向に操作した際に前記操作部材と当接することで前記操作部材の押し込み方向の変位を制限するストッパー部材とを備え、
   前記弾性部材は前記スイッチが信号を出力するために必要な力よりも大きい弾性力に設定され、
   前記操作部材と前記ストッパー部材とが当接する部分は前記スイッチが信号を出力する傾斜方向以外の位置に設定されるとともに、
   前記スイッチが信号を出力する傾斜方向に前記操作部材を操作される際には、前記操作部材と前記ストッパー部材が当接しないことを特徴とするスイッチ機構。
2. 前記ストッパー部材の前記操作部材と当接する部分は、前記操作部材と前記スイッチとの間に位置することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
3. 前記操作部材には、前記ストッパー部材とが当接する部分に凸部が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ機構。
4. 前記操作部材を傾斜方向に操作した際に前記操作部材と当接することで前記操作部材の傾斜方向の変位を制限するカバー部材を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスイッチ機構。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスイッチ機構を有する電子機器。

Images