JP5473061B2 - 多方向入力スイッチ装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、揺動部材の基部を上下部材間に複数方向に揺動自在に配置し、上部材の下面および下部材の上面であって揺動部材に設けた押圧部に押圧される位置にそれぞれスイッチ接点を配置した多方向押圧型スイッチが提案されている。このスイッチでは、周囲に4つのドームスイッチであるスイッチ接点が設置されていると共に中央にもドームスイッチであるスイッチ接点が設置されている。
近年、スイッチサイズのさらなる小型化及び薄型化が要望されているが、特許文献1に記載の技術では、多方向の入力を可能にするために複数のドームスイッチを設置するスペースが必要であるため、小型化に限界があると共に部材コストが増大してしまう問題がある。また、中央のドームスイッチを押し下げる際にレバーが傾いて周囲のドームスイッチも一緒に押してしまうおそれがあり、デバイス操作時に誤作動が発生し易いという問題があった。
また、特許文献2および3に記載の技術では、ラバートップ等のキートップに可動接点を設ける必要があると共に、キートップの下部中央部に凸部を設けて該凸部を支点にしてキートップを傾動させなければ可動接点と固定接点との接触を図ることができないため、キートップの形状が制限されて設計自由度が低いと共に凸部によってキートップが厚くなってしまう問題があった。
なお、静電容量方式を採用したタッチパッドや光学式を採用したトラックボールなどのポインティングデバイスも知られているが、得られたアナログ信号を特殊なICによって演算処理して所定の入力信号に変換する必要があり、特殊ICの採用により高コストになってしまう不都合があった。
すなわち、円環状に配置された複数の上側可動接点に対応した特定方向を、一つまたは複数選択してスイッチ操作が可能である。特に、可撓性の上基板にパターン形成された上側可動接点を採用したことにより、静電容量式や光学式に近いスムーズな操作感を得ることができる。
したがって、この多方向入力スイッチ部材では、可撓性の上基板に複数の上側可動接点をパターン形成しているので、複数のドームスイッチを円周上に個別に設置する場合に比べて小型化および低コスト化を図ることができる。また、選択された上側可動接点と下側固定接点との接触で特定方向を選択する入力操作が可能なデジタル方式であるため、特殊なICが必要な従来のアナログ方式に比べて低コストで済む。さらに、キートップ部材に可動接点を設けたり傾動させるための凸部などが不要となり、薄型化が可能であると共にキートップ部材の高い設計自由度を得ることができる。
本発明に係る多方向入力スイッチ部材およびこれを備えた多方向入力スイッチ装置によれば、可撓性の上基板に形成された上部電極部が、対応する下側固定接点の直上に円環状に配された複数の上側可動接点で構成されているので、円環状に配置された上側可動接点の一部を押圧して撓ませて直下の下側固定接点に接触させることで、これに対応した特定方向を、一つまたは複数選択して入力可能である。そして、この多方向入力スイッチ部材および多方向入力スイッチ装置では、可撓性の上基板に複数の上側可動接点をパターン形成しているので、小型化、薄型化および低コスト化を図ることができると共に、キートップ部材の高い設計自由度を得ることができる。
したがって、本発明の多方向入力スイッチ部材および多方向入力スイッチ装置を備えた携帯電話機等の電子機器では、多方向入力スイッチ部分が低コストで小型かつ薄型であると共に、誤動作も少ない良好かつ安定した多方向入力操作が可能である。
上記下部電極部2は、円環状に配列された複数の下側固定接点Xで構成され、上記上部電極部5は、対応する下側固定接点Xの直上にそれぞれ配されて円環状に配置された複数の上側可動接点Yで構成されている。
なお、上基板6および下基板3に形成される各電極および配線パターンは、いずれも銅箔等によるパターン形成やカーボン印刷等によって形成されている。
また、上記スペーサー4は、耐熱性の熱硬化型両面テープで形成されており、円環状の下部電極部2の外周側に設置される部分と内周側に設置される円環状の部分とで構成されている。
また、上記スペーサー4には、図5に示すように、対応する上基板側配線部8aの直下に配された複数のスペーサー側貫通孔4aが形成されている。
そして、スペーサー側貫通孔4a、可動接点用貫通孔7aおよび固定接点用貫通孔7b内には、Agペースト等の導電性充填材(図示略)が充填されている。
上記絶縁性基板部12Aの下面には、図7に示すように、フレキシブルプリント基板15の他端が接続されるFPC用電極部12eが形成されていると共に、FPC用電極部12eと対応する端子電極12dとを接続する複数の絶縁性基板下面配線12fがパターン形成されている。
上記ガイド枠部材14は、四角枠状の両面シートである固定シート19を介して中央スイッチ用基板12の外周部に設置されている。このガイド枠部材14には、内側に突出し、多方向入力スイッチ部材1の外縁上部に当接することで多方向入力スイッチ部材1の上方への移動を規制する内側突出部14aが形成されている。
上記支持シート17は、接着シート12B上に円形孔を覆って貼り付けられている。
この支持シート17は、ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂フィルムで形成された保護シートであって防水シートとしても機能しており、収納凹部12a内を密封状態としている。
上記上部突起部18は、硬質な樹脂で円板状に形成されている。
なお、上基板6の中央およびスペーサー4の中央には、キートップ部材13の中央凸部13Cが挿通する上基板貫通孔6aおよびスペーサー貫通孔4bが設けられている。
このように、上側可動接点YのパターンY1〜Y6と下側固定接点XのパターンX1〜X6とプッシュスイッチ11の中央接点12b及び周辺接点12cとで、全体として14のスイッチ用電極が設けられている。
したがって、この多方向入力スイッチ部材1では、可撓性の上基板6に複数の上側可動接点Yをパターン形成しているので、複数のドームスイッチを円周上に個別に設置する場合に比べて小型化および低コスト化を図ることができる。また、選択された上側可動接点Yと下側固定接点Xとの接触で特定方向を選択する入力操作が可能なデジタル方式であるため、特殊なICが必要な従来のアナログ方式に比べて低コストで済む。さらに、キートップ部材13に可動接点を設けたり傾動させるための凸部などが不要となり、薄型化が可能であると共にキートップ部材13の高い設計自由度を得ることができる。
そして、中央凸部23cは、中央貫通孔21aを挿通してプッシュスイッチ11の頭頂部に当接している。
上記キートップ部材23は、中央部23Aと外周部23Bとの境界で上層部13aと下層部13bとが分断されており、互いに独立して上下動可能になっている。
なお、第2実施形態では、多方向入力スイッチ部材21が中央スイッチ用基板22上に固定されているので、ガイド枠部材14が不要である。
Claims (5)
- プッシュスイッチが上面に設けられた中央スイッチ用基板と、前記プッシュスイッチの直上に下部電極部の中心を配して前記中央スイッチ用基板上に配された多方向入力スイッチ部材と、前記プッシュスイッチの直上に配された中央部と該中央部の外周に設けられ前記上側可動接点の直上に配された外周部とが一体に形成されたキートップ部材と、前記多方向入力スイッチ部材を上下動可能に支持するガイド枠部材と、を備え、
前記多方向入力スイッチ部材が、上面に前記下部電極部がパターン形成された下基板と、前記下部電極部の直上を除いて前記下基板上に設置された薄板状のスペーサーと、該スペーサー上に設置され下面かつ前記下部電極部の直上に上部電極部がパターン形成された可撓性の上基板と、を備え、
前記下部電極部が、円環状に配列された複数の下側固定接点で構成され、
前記上部電極部が、対応する前記下側固定接点の直上にそれぞれ配されて円環状に配置された複数の上側可動接点で構成され、
前記キートップ部材が、上層部と、弾性材料で形成された下層部との二層構造とされ、前記上層部が、前記外周部と該外周部の周囲の支持部との境界で分断されており、
前記下層部で前記支持部と前記キートップ部材とが連結されていることを特徴とする多方向入力スイッチ装置。 - プッシュスイッチが上面に設けられた中央スイッチ用基板と、
前記プッシュスイッチの直上に下部電極部の中心部を配して前記中央スイッチ用基板上に設置された多方向入力スイッチ部材と、
前記プッシュスイッチの直上に配され下方に突出した中央凸部を有する中央部と該中央部の外周に設けられ前記上側可動接点の直上に配された外周部とが互いに個別に上下動可能に設けられたキートップ部材と、を備え、
前記多方向入力スイッチ部材が、上面に前記下部電極部がパターン形成された下基板と、前記下部電極部の直上を除いて前記下基板上に設置された薄板状のスペーサーと、該スペーサー上に設置され下面かつ前記下部電極部の直上に上部電極部がパターン形成された可撓性の上基板と、を備え、
前記下部電極部が、円環状に配列された複数の下側固定接点で構成され、
前記上部電極部が、対応する前記下側固定接点の直上にそれぞれ配されて円環状に配置された複数の上側可動接点で構成され、
前記多方向入力スイッチ部材が、前記プッシュスイッチの直上かつ前記上部電極部および前記下部電極部の中心に形成された中央貫通孔を有し、
前記中央凸部が、前記中央貫通孔を挿通して前記プッシュスイッチの頭頂部に当接しており、
前記キートップ部材が、上層部と、弾性材料で形成された下層部との二層構造とされ、前記上層部が、前記外周部と該外周部の周囲の支持部との境界で分断されており、
前記下層部で前記支持部と前記キートップ部材とが連結されていることを特徴とする多方向入力スイッチ装置。 - 請求項1又は2に記載の多方向入力スイッチ装置において、
前記上基板の下面に、対応する前記上側可動接点に接続された複数の上基板側配線部がパターン形成され、
前記スペーサーに、対応する前記上基板側配線部の直下に配された複数のスペーサー側貫通孔が形成され、
前記下基板に、対応する前記スペーサー側貫通孔の直下に配された複数の可動接点用貫通孔と、対応する前記下側固定接点の直下に配された複数の固定接点用貫通孔と、が形成され、
前記スペーサー側貫通孔、前記可動接点用貫通孔および前記固定接点用貫通孔内に、導電性充填材が充填されていることを特徴とする多方向入力スイッチ装置。 - 請求項1に記載の多方向入力スイッチ装置において、
前記プッシュスイッチが、前記中央スイッチ用基板の上面に形成された収納凹部と、
前記収納凹部内の中央に設けられた中央接点及び前記収納凹部の内周縁側に設けられた周辺接点と、
前記中央接点を中央直下に配して前記周辺接点上に架設され押圧によって弾性反転して下方の前記中央接点に接触する上方凸形のドーム状金属薄板である可動接点バネと、
前記収納凹部の開口部を閉塞して前記中央スイッチ用基板上に接着された可撓性の支持シートと、
該支持シートの上面かつ前記可動接点バネの頭頂部の直上に形成された上部突起部と、を備えていることを特徴とする多方向入力スイッチ装置。 - 請求項1又は4に記載の多方向入力スイッチ装置において、
一端が前記多方向入力スイッチ部材に固定され前記上部電極部および前記下部電極部に電気的に接続されていると共に他端が前記中央スイッチ用基板に固定され前記プッシュスイッチの電極に電気的に接続されているフレキシブルプリント基板を備えていることを特徴とする多方向入力スイッチ装置。
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