JP6206171B2 - 多方向入力構造 - Google Patents

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Description

本発明は、多方向入力構造に係る。
入力用のキートップを有し、そのキートップの例えば上下左右の四つの周縁部位を押し込み部位として設定すると共に、各押し込み部位に対応して押し釦スイッチを配置し、押し込み部位のいずれかを押し込むことで、対応した押し釦スイッチのON/OFF動作を実行できるスイッチ装置が知られている。このようなスイッチ装置は、多方向入力装置などとも称される。また、一例が特許文献1に記載されている。
特許文献1に記載されたスイッチ装置は、キートップの表面側に上下左右方向を示す矢印が記されており、矢印が記されたいずれかの部位を押し込むと、キートップが、その裏面中央部に形成された突起を支点として傾き、押し込んだ部位に対応して配置されたスイッチをオンにすることができるようになっている。
特開平8−077886号公報
ところで、特許文献1に記載されたスイッチ装置は、キートップに記された隣接する二つの矢印の間の部位を押し込んだ場合に、二つの矢印それぞれに対応して配置された二つのスイッチが共にオンになるという、所謂スイッチの同時押しが生じる虞があった。そのため、このスイッチ装置は、必ず一つのスイッチのみをオンとする使い方に適用しにくく、スイッチの同時押しを確実に防止する工夫が望まれていた。
すなわち、本発明が解決しようとする課題は、隣接するスイッチの同時押しを確実に防止するための多方向入力構造を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
1) 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
を備え、
一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されている多方向入力構造である。
2) 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
を備え、
一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接又は前記キートップの前記一面側の部位と前記固定部材との当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されており、
前記支柱は、前記固定部材に対し前記N箇所の当接点が得られるようN個の周方向頂部を有する集合支柱又は独立したN個の分割支柱として形成されており、
前記周方向頂部又は前記分割支柱は、前記キートップの中心位置に対し、前記隣接する押し込み部位間の周方向角度における概ね中央となる位置に一つずつ位置し、
前記押し込み部位の一つが前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップは、押し込まれた前記押し込み部位に近い隣接する一対の前記周方向頂部又は一対の前記分割支柱を繋ぐ直線まわりに回動し、
前記非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップは、前記非設定押し込み部位に近い一つの前記周方向頂部又は一つの前記分割支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動することを特徴とする多方向入力構造である。
3) 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
を備え、
一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接又は前記キートップの前記一面側の部位と前記固定部材との当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されており、
前記回動が前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接で禁止される場合、その当接位置は、前記キートップにおける前記一つの押し込み部位に対し前記当接点を挟んで反対側に位置していることを特徴とする多方向入力構造である。
4) 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
を備え、
一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接又は前記キートップの前記一面側の部位と前記固定部材との当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されており、
前記キートップの他面側の面と前記パネルとの当接は、少なくとも一方に突出形成されたストッパによりなされることを特徴とする多方向入力構造である。
本発明によれば、隣接するスイッチの同時押しを確実に防止できる、という効果が得られる。
本発明の実施の形態に係る多方向入力構造の実施例であるスイッチ構造51が搭載されたカーオーディオ装置52を説明するための前面図である。 本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の実施例であるスイッチ構造51に備えられたキートップ1を説明するための前面図である。 キートップ1を説明するための後面図である。 キートップ1を説明するための断面図である。 キートップ1を説明するための斜視図である。 スイッチ構造51を構成するパネル53を説明するための概略斜視図である。 スイッチ構造51を説明するための断面図である。 スイッチ構造51の要部を説明するための部分断面図である。 スイッチ構造51の構成を説明するための断面図である。 スイッチ構造51の作用を説明するための第1の断面図である。 スイッチ構造51の作用を説明するための第2の断面図である。 スイッチ構造51の作用を説明するための第1の模式図である。 スイッチ構造51におけるキートップ1の回動を説明するための模式図である。 キートップ1の変形例1であるキートップ1Aを説明するための斜視図である。 スイッチ構造51におけるストッパSの変形例を説明するための部分断面図である。
本発明の実施の形態に係る多方向入力構造を、好ましい実施例及び変形例により図1〜図15を参照して説明する。
以下の説明において、上下前後左右の各方向を、各図に示される矢印の方向に規定している。この方向は、使用状態の姿勢における方向等とは関係がなく、理解容易のため便宜的に規定している。
(実施例)
多方向入力構造の実施例は、使用者が指で入力するためのキートップ1を備えたスイッチ構造51である。スイッチ構造51は、電子機器(例えばカーオーディオ装置)に搭載され、使用者の押し込み操作により4つのON/OFF動作をそれぞれ独立に実行するものである。
具体例として、スイッチ構造51は、図1に示されるように、1DINタイプのカーオーディオ装置52のパネル53において、パネル53に設けられた開口部53aからキートップ1が外部に露出するように配置される。
作業者が指などによってキートップ1の上下左右方向のいずれかの縁部を押し込むことで、上下左右の各方向それぞれに独立したON/OFF動作を実行させることができるようになっている。
キートップ1は、この例において、1DINタイプの横長のパネル53に対応するデザインとして横長形状とされている。パネル53は、カーオーディオ装置52の内部に備えられたシャーシ(図示せず)に固定されている。
キートップ1の詳細は、図2〜図5に示される。キートップ1は例えば樹脂で形成される。樹脂の例はPC(ポリカーボネート)である。
図2は、キートップ1の前面図であり、図3は、キートップ1の後面図であり、図4は、図3におけるS1−S1断面図であり、図5は、右後方のやや上方から見た斜視図である。
キートップ1は、前面視又は後面視において、左右方向を長手とした長丸板状に形成された底部1aと、底部1aの周縁から後方側に向け立設した周壁部1bと、を有し、後面側が開放された長丸カップ状に形成されている。
また、キートップ1の周壁部1bは、前後方向の中間位置において、径方向外方に全周で張り出したフランジ部1fを有している。以下、底部1a及び周壁部1bで形成された長丸カップ状部材を、本体部HTとも称する。
周壁部1bの後方側の端部1b1において、キートップ1の中心軸線CL1に対して上、左、下、右となる位置には、それぞれ後方側に突出する円柱状の突起1c1〜1c4(符号は図3における反時計回り順)が形成されている。この突起1c1〜1c4は、後述する押し釦スイッチ9を押し込むスイッチ押し込み部として機能する。
詳しく説明すると、突起1c1及び突起1c3は、図3において中心軸線CL1を通る上下方向線LN1上に形成され、突起1c2及び突起1c4は、中心軸線CL1を通る左右方向線LN2上に形成されている。
端部1b1の外周縁側には、後方側に突出する周縁リブ1b2が形成されている。
図4に示されるように、突起1c1〜1c4の先端面1c1a〜1c4aは、中心軸線CL1に直交する仮想平面SF1に含まれるように形成されている。
仮想平面SF1の前後方向位置(中心軸線CL1に沿った位置)は、周縁リブ1b2の先端面1b2aに対して後方側に距離Laだけ離れた位置にある。
図3に示されるように、突起1c2及び突起1c4のそれぞれ最左位置及び最右位置は、上下方向線LN1からそれぞれ距離Wbの位置にある。
突起1c1及び突起1c3のそれぞれ最上位置及び最下位置は、左右方向線LN2からそれぞれ距離Wcの位置にある。
底部1aには、中心軸線CL1の位置を囲むように四つの支柱1d1〜1d4(符号は、図3における反時計回り方向順)が立設されている。支柱1d1〜1d4のそれぞれは分割支柱とも称する。
詳しくは、図3及び図4に示されるように、支柱1d1は、上下方向線LN1から左方に距離Lb離れ、左右方向線LN2から上方に距離Lc離れた位置に形成されている。
支柱1d2は、上下方向線LN1から左方に距離Lb離れ、左右方向線LN2から下方に距離Lc離れた位置に形成されている。
支柱1d3は、上下方向線LN1から右方に距離Lb離れ、左右方向線LN2から下方に距離Lc離れた位置に形成されている。
支柱1d4は、上下方向線LN1から右方に寄りLb離れ、左右方向線LN2から上方に距離Lc離れた位置に形成されている。
図3において、支柱1d1及び支柱1d3は、中心軸線CL1を通り、左右方向線LN2に対して角度αaで右下がりとなる直線LN3上に形成されている。支柱1d2及び支柱1d4は、中心軸線CL1を通り、左右方向線LN2に対して角度αaで右上がりとなる直線LN4上に形成されている。
支柱1d1〜1d4は、強度及び成形時の樹脂流動性確保のため、底部1aから端部1b1と同じ高さとなるよう形成された連結壁1eで連結されている。連結壁1eは、概ねX字状を呈し、周壁部1b対しても複数部位で連結されている。
図4に示されるように、支柱1d1〜1d4の先端は、球面状に形成されており、最後端側となる高さ位置(前後方向位置)は、中心軸線CL1に直交する仮想平面SF2に含まれるようになっている。仮想平面SF2の高さ位置は、仮想平面SF1に対し、前方側に距離Ldだけ寄った位置にある。
一方、図2に示されるように、底部1aの前面1a1は意匠面とされており、支柱1d1〜1d4に概ね対応した位置である押し込み部位B1〜B4に、指の触感で押し込み部位を判断できるように突出マーク1a1a〜1a1dが形成されている。この押し込み部位は、周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所設定される。この例ではN=4である。
また、前面1a1における突出マーク1a1a〜1a1dの近傍には、各突起を押し込んだときに発揮されるカーオーディオ装置52としての機能を使用者が把握できるように、マークMが視認可能に表示されている。
本体部HTにおける周壁部1bの外周面1b3の複数箇所、すなわち、この例では四箇所なる接続部P1〜P4には、ヒンジ1h1〜1h4が一体的に接続して形成されている。
詳しくは、図3に示されるように、ヒンジ1h1とヒンジ1h2とは、一端側が、それぞれ周壁部1bの左上部の接続部P1と左下部の接続部P2に接続すると共に、他端側が連結部1h12により連結されて一体のヒンジ体HLを形成している。
また、ヒンジ1h3とヒンジ1h4とは、一端側が、それぞれ周壁部1bの右下部の接続部P3と右上部の接続部P4に接続すると共に、他端側が連結部1h34により連結されて一体のヒンジ体HRを形成している。
ヒンジ体LHは、本体部HTに対し、短手の上下方向よりは、長手の左方向に延びるように、また、ヒンジ体LRは、本体部HTに対し、短手の上下方向よりは、長手の右方向に延びるように形成されている。
図4にも示されるように、連結部1h12及び1h34は、ヒンジ1h1〜1h4に対して後方側に突出しており、突出する側の端部の前後方向位置は、支柱1d1〜1d4の先端位置、と同じ高さの仮想平面SF3に含まれるように設定されている。仮想平面SF3は、中心軸線CL1に直交し、仮想平面SF2と同じ前後方向位置に設定される。
次に、ヒンジ体HL,HRについて詳しく説明する。
図3及び図5において、ヒンジ体HLのヒンジ1h1は、周壁部1bの接続部P1から斜め左上方に延出する延出部1h1aと、延出部1h1aの先端から左方に概ね左右方向線LN2に平行に延在する延在部1h1bと、延在部1h1bの左方先端から弧状に折り返し延在部1h1bよりも左右方向線LN2側に延在部1h1bと概ね平行に延在する戻り延在部1h1cと、戻り延在部1h1cの右方先端に設けられ、前後方向に貫通する孔1h1dを有する固定部1h1eと、を有している。
ヒンジ1h2は、周壁部1bの接続部P2から斜め左下方に延出する延出部1h2aと、延出部1h2aの先端から屈曲して周壁部1bに沿って左上方に向け弧状に延在する延在部1h2bと、延在部1h2bの上方先端に設けられ、前後方向に貫通する孔1h2dを有する固定部1h2eと、を有している。
ヒンジ1h1の固定部1h1eは、左右方向線LN2よりも上方側に位置し、ヒンジ1h2の固定部1h2eは、概ね左右方向線LN2上に位置している。
固定部1h1eと固定部1h2eとは、連結部1h12で上下方向に概ね直状に連結されている。
ヒンジ1h3は、周壁部1bの接続部P3から斜め右下方に延出する延出部1h3aと、延出部1h3aから右方に概ね左右方向線LN2に平行に延在する延在部1h3bと、延在部1h3bの右方先端から折り返して延在部1h3bよりも左右方向線LN2側に延在部1h3bと概ね平行に延在する戻り延在部1h3cと、戻り延在部1h3cの左方先端に設けられ、前後方向に貫通する孔1h3dを有する固定部1h3eと、を有している。
ヒンジ1h4は、周壁部1bの接続部P4から斜め右上方に延出する延出部1h4aと、延出部1h4aから右方に概ね左右方向線LN2に平行に延在する延在部1h4bと、延在部1h4bの右方先端から折り返して延在部1h4bよりも左右方向LN2側に延在部1h4bと概ね平行に延在する戻り延在部1h4cと、戻り延在部1h4cの左方先端に設けられ、前後方向に貫通する孔1h4dを有する固定部1h4eと、を有している。
ヒンジ1h3の固定部1h3eとヒンジ1h4の固定部1h4eとは、上下方向線LN1及び左右方向線LN2からの距離がそれぞれ概ね等しい位置にあり、両部位は連結部1h34で上下方向に概ね直状に連結されている。
ヒンジ1h1〜1h4の形状は上述の態様に限定されるものではない。詳しくは、キートップ1を保持する相手部材(この例ではパネル53)の形状などに応じて設定される。固定部1h1e〜1h4eの位置は、本体部HTの短手方向(上下方向)の幅の内側に設定されることが望ましい。
ヒンジ1h1〜1h4は、固定部1h1e〜1h4eを除き、横断面形状が概ね前後方向に薄い扁平の長方形を呈するように形成されている。
従って、固定部1h1e〜1h4eが相手部材に固定された状態で、本体部HTは、相手部材に対し、ヒンジ1h1〜1h4の曲げ変形及び捻り変形が容易になっている。
これにより、本体部HTは、固定部材に対して、前後方向の直動,上下方向線LN1回りの回動,左右方向線LN2回りの回動,及びそれらが任意に組み合わされた揺動が可能となっている。
次に、キートップ1を保持するパネル53と、キートップ1及びパネル53を備えた多方向入力構造であるスイッチ構造51について、図6〜図8を主に参照して詳述する。
図6は、パネル53の開口部53a近傍を、後面側の左上方から見た部分斜視図である。図6では、必要な部位のみを簡略化して示してある。
図7は、スイッチ構造51を説明するための断面図である。詳しくは、スイッチ構造51として搭載されたキートップ1における図3のS1−S1位置に対応する断面図である。
図8は、スイッチ構造51を説明するための別の断面図である。詳しくは、スイッチ構造51として搭載されたキートップ1とパネル53とを含む図6のS2−S2位置での部分断面図である。
パネル53は、例えば樹脂で形成されている。パネル53には、開口部53aが、キートップ1の周壁部1bの外形形状に対し、概ね相似のやや大きい長丸形状の孔として形成されている。すなわち、開口部53aは、左右方向を長手とする長丸形状を呈する。パネル53は、キートップ1の少なくとも一部と前後方向に対向するようになっている。キートップ1における対向部位は、この例においてフランジ部1fの前面1faである。
開口部53aの周縁には、パネル53の後面53bに対して後方側に突出した枠壁部53cが形成されている。
枠壁部53cの内壁における後方側は、後方に向かうに従って開口が広がるように傾斜した内壁面53a1とされ、前方側は、前方に向かうに従って開口が広がるように傾斜した傾斜面53a2とされている。
枠壁部53cの後方側の端面53c3には、後方側に突出する突起であるストッパSが複数形成されている。
この例では、ストッパS12,S23,S34,S41の四つである。
ストッパSが形成されている位置は、図6の後方側から見て、中心軸線CL1Aに対して左上,左下,右下,及び右上となる位置であり、この反時計回り順で符号S12,S23,S34,S41を付してある。
より詳しくは、四つのストッパSは、中心軸線CL1Aまわりの180°回転対称となる位置に形成されている。
例えば、ストッパS41は、後方視において、左右方向線LN2に対し、反時計回り方向に角度αbの位置に設けられている。
角度で説明すると、図6において、ストッパS12及びストッパS34は、中心軸線CL1に直交し、左右方向線LN2に対して角度αbで右下がりとなる直線LN5上に形成されている。ストッパS23及びストッパS41は、中心軸線CL1に直交し、左右方向線LN2に対して角度αbで右上がりとなる直線LN6上に形成されている。
ここで、角度αaと角度αbは、近い角度で設定される。この例では、αa=αbの同じ角度とされている。近い角度は差が概ね15°以下であり、例えば差が10°のαa=30°,αb=40°であってもよい。
枠壁部53cに対し径方向外側には、十字状の台座5a〜5d及び各台座5a〜5dから後方に向け立設されたボス6a〜6dが形成されている。
図7に一部が示されるように、スイッチ構造51において、ヒンジ体HLの孔1h1d,1h2dがそれぞれボス6a,6bに挿通され、固定部1h1e,1h2eがそれぞれ台座5a,5bに当接し、キートップ1の前方向の位置規制がなされる。
同様に、ヒンジ体HRの孔1h3d,1h4dがそれぞれボス6c,6dに挿通され、固定部1h3e,1h4eがそれぞれ台座5c,5dに当接し、キートップ1の前方向の位置規制がなされる。
このように、ボス6a〜6dによりヒンジ体HL,HRの左右上下方向の位置が決まると、周壁部1bは、開口部53aの内法に対し所定のクリアランスを有して開口部53a内に進入した状態で保持される。
図7に示されるように、パネル53取り付けられたキートップ1に対し、後方側には、シールド板7及び基板8が配設される。シールド板7及び基板8は、カーオーディオ装置52のシャーシ(図示せず)側に固定された固定部材である。
基板8の前面8aは、パネル53に取り付けられたキートップ1の突起1c1〜1c4に対応した位置それぞれに、押し釦スイッチ9が設けられている。スイッチ構造51では、この押し釦スイッチ9として、タクトスイッチ(登録商標)が設けられている。以下、押し釦スイッチ9をタクトスイッチ9とも称する。
タクトスイッチ9は、略箱状のケース9aからスイッチ9bが前方に突出した外観を呈している。スイッチ9bが後方側に所定のストローク(例えば0.2mm)押し込まれると接点がONになり、押し込み力が解除されると、内蔵したばねの反発力により復帰するようになっている。
すなわち、スイッチ押し込み部である突起1c1〜1c4の押し込みによって、タクトスイッチ9の接点がON又はOFFするようになっている。
スイッチ構造51では、基板8は、各スイッチ9bの前端面9b1と、自然状態でのキートップ1の突起1c1〜1c4の先端面1c1a〜1c4aと、が、所定のクリアランスをもって対向又はクリアランスなしで接触するよう配設されている。
シールド板7は、高剛性の部材(例えば金属板)で形成され、その折り曲げ部7aが基板8に突き当たることなどにより、基板8に対して前方側に、所定間隔で平行に離隔するように配設されている。
シールド板7の前面7bの高さ位置は、自然状態のキートップ1における仮想平面SF3の位置とされる。
すなわち、キートップ1に外部から押し込み力が付与されていない自然状態で、キートップ1の支柱1d1〜1d4の先端及び連結部1h12,1h34は、シールド板7の前面7bに当接した状態又は微小クリアランスで当接可能な状態に対向配置されている。
これにより、キートップ1は、連結部1h12,1h34がシールド板7により後方側への移動が規制されると共に、固定部1h1e〜1h4eが台座5a〜5dにより前方側への移動が規制されることで、挟まれるように前後方向の位置が決められている。
図7は、上述のように、キートップ1に外力が付与されていない自然状態を示し、この自然状態ではいずれのタクトスイッチ9もOFFとなっている。
また、この自然状態で、図8に示されるように、各ストッパSと各フランジ部1fの前面1faとの間には、所定の隙間が、前後方向の距離DSで生じている。この距離DSについては後述する。
次に、上述したスイッチ構造51の動作について、説明する。この説明は、理解容易のため、上述の構造を模式的に表した模式図である図9〜図11を主に参照して説明する。
図9及び図10は、図3のS1−S1位置に対応した模式的断面図であり、図11は、図3のS3−S3位置に対応した模式的断面図である。
詳しくは、図9はキートップ1に外力が付与されていない自然状態を示し、図10は、キートップ1における突起1c4に対応した前面1a1の突出マーク1a1d(図2も参照)近傍を指で押し込んだ状態を示している。また、図11は、キートップ1の前面1a1における、突出マーク1a1cと突出マーク1a1dとの間の部位A(図2参照)を指で押し込んだ状態を示している。
図9に示されるように、自然状態で、キートップ1は、支柱1d1〜1d4がすべてシールド板7の前面7bに当接又はほぼ当接状態とされ、中心軸線CL1がシールド板7に直交する姿勢となっている。
図10に示されるように、突出マーク1a1d近傍を指で押し込むと、支柱1d3及び支柱1d4のシールド板7との各当接点を繋いで上下方向に延びる回動軸線CL2を中心に時計回り方向(矢印DR1参照)に回動する。
スイッチ構造51において、キートップ1の突出マーク1a1a〜1a1d近傍部位を押し込んで本体部HTを回動させた場合に、タクトスイッチ9がONになるまで、その回動が許容されるようになっている。
すなわち、少なくとも、所定ストローク(例えば0.2mm)押し込まれてスイッチ9bがONになる。このときの中心軸線CL1の回動角度はθaである。
本体部HTが回動すると、ヒンジ体HLには、本体部HTが前方に向かう弾性的な曲げ変形が主に生じ、ヒンジ体HRには、本体部HTが後方に向かう弾性的な曲げ変形が主に生じる。この弾性変形の反発力により、作業者は、押し込み操作において良好な操作感が得られる。
指を放すと、スイッチ9bの戻り力及びヒンジ体HL,HRの反発力により、キートップ1は、自然状態に復帰する。
この回動動作及び復帰動作は、押し込み部位を、突出マーク1a1b近傍として押し込んだ場合も同様である。
一方、上下方向の突出マーク1a1,1a1c近傍部位を押し込んだ場合は、ヒンジ体HL,HRの変形が、主に弾性的捻り変形になる点で異なるものの、概ね同様である。
一方、スイッチ構造51において、キートップ1の前面1a1における上下左右方向の縁部に設定された四箇所の押し込み部位の中間部位、すなわち、斜め上又は斜め下の縁部を押し込んだ場合、いずれかのタクトスイッチ9がONになる前に、キートップ1の回動が禁止され、いずれのタクトスイッチ9もONにならないようになっている。
この回動の禁止は、キートップ1とシールド板7との当接、或いは、キートップ1とパネル53との当接、により行われるようになっている。
図11には、後者のキートップ1とパネル53との当接により回動を禁止する例が示されている。
より詳しくは、キートップ1のフランジ部1fの前面1faと、パネル53の枠壁部53cに設けられたストッパSとが、いずれかのタクトスイッチ9がONになる前に当接し、キートップ1の回動を禁止するようになっている。
図11は、図2における部位A(図3における斜め右上の縁部Aaに対応)を押し込んだ場合を示す模式的断面図である。ここで、図3に示されるように、部位A(縁部Aa)と支柱1d4とを通る直線を直線LN4とする。以下の説明では、便宜的に、直線LN4が図3において中心軸線CL1に交わるものとして説明するが、交わらない位置に設定されるものであってもよい。
図3及び図11を参照して説明する。
部位Aを後方に向け押し込むと、キートップ1は、部位Aに最も近い支柱1d4とシールド板7との当接点P5を回動支点として矢印DR2の方向に回動する。このとき、部位Aと支柱1d4とを結ぶ直線LN4に直交し当接点P5を通る直線LN7よりも部位A側にある突起は、この回動によりタクトスイッチ9のスイッチ9bを押し込むことになる。図3に示される例では、該当する突起は突起1c4である。
一方、キートップ1における、直線LN7を挟んで部位Aの反対側となる部分は、回動により前方側に移動し、フランジ部1fの前面1faは、枠壁部53cに接近することになる。
枠壁部53cの端面53c3には、ストッパSが設けられている。ここでは、部位Aに対し回動支点P5を挟んで概ね正反対側に設けられたストッパS23が(図6も参照)、所定の角度だけ回動したキートップ1のフランジ部1fの前面1faに当接するようになっている。
この当接のタイミングが、突起1c4がスイッチ9をONにする前に実行されるように(換言するならば、スイッチ9がONにならないように)、各部位の寸法や位置が設定されている。
ここで、枠壁部53cの端面53c3の前後方向位置は、キートップ1の回動でストッパSよりも先にキートップ1に当接しないように、十分なクリアランスをもって設定されている。
上述のキートップ1の回動によるスイッチのON動作、及び回動を禁止してスイッチのON動作を回避する回避動作について、模式図である図12及び図13を用いてさらに詳しく説明する。
図12は、キートップ1及びストッパS23に関し、図3に対応した後方視として主要部位のみを抽出した図である。図13(a)及び図13(b)は、押し込みに伴う前後方向の移動量を示す模式図である。
図12には、キートップ1における突起1c2及び突起1c4の位置(いずれも十字付き丸印),中心軸線CL1の位置(黒丸印),支柱1d1〜1d4の先端位置(黒点印),及びストッパS23の位置(二重丸印)が示されている。
さらに、従来のスイッチ構造でスイッチの同時押しが発生し得る押し込み部位として、キートップ1の斜め右上の部位A(三角付き丸印)が示されている。
図12において、支柱1d3と支柱1d4とを繋ぐ回動軸線CL2から突起1c4までの左右方向距離を距離LA1、回動軸線CL2からストッパS23までの左右方向距離を距離LA2、部位Aと支柱1d4とを繋ぐ直線LN4方向において、回動支点P5から部位Aまでの距離を距離LA4、回動支点P5からストッパS23までの距離を距離LA5とする。ここでは、直線LN4は、便宜的に中心軸線CL1と交わる場合を説明する。必ずしも中心軸線CL1と交わらなくてもよい。
ここで、正規の押し込み部位である突起1c4に対応した位置が押し込まれ、突起1c4の押し込み量(移動量)が、自然状態から距離D1だけ後方側に移動した位置でタクトスイッチ9がONになったとする。この状態が図13(a)に示されている。
この状態において、回動軸線CL2に対し、ストッパS23に対応するフランジ部1fの前面1faの、自然状態からの前方への移動距離である距離D2は、三角形の相似関係から、
D2=(LA2xD1)/LA1
で示される。
そして、スイッチ構造51は、タクトスイッチ9がONになることを許容するので、自然状態のフランジ部1fの前面1faからストッパS23までの距離DSは、少なくとも、次の(数1)を満たすように設定される。
(数1)
DS>D2=D1×LA2/LA1
一方、部位Aが押し込まれた場合は、図13(b)に示される。
図13(b)に示されるように、部位A(右端)が距離DNだけ後方に押し込まれたときに、フランジ部1fがストッパS23に当接してキートップ1の回動が禁止されるとする。
この場合、直線LN7(図3参照)よりも部位A側にある突起1c4の、直線LN4に沿った回動支点P5からの距離は距離LA3であり、回動が禁止されるまでの自然状態からの押し込み距離は距離DTである。図13(b)では、距離LA3が距離LA4よりも短い場合を示しているが、等しい場合や長い場合もあり得る。
また、部位Aに対し回動支点P5を挟んで反対側のストッパS23に対応する前面1faの自然状態からの前方への移動距離は距離DSで示される。
距離DSは、三角形の相似関係から、次の(数2)で示される。
(数2)
DT=DS×LA3/LA5
ここで、キートップ1が、少なくとも前面1faとストッパS23とが当接するまで回動しても、タクトスイッチ9がONにならないためには、
DT<D1となっている必要があり、(数2)から、
(数3)
DT=DS×LA3/LA5<D1
である。
従って、距離DSは、次の(数4)を満たすように設定される。
(数4)
DS<D1×LA5/LA3
そして、スイッチ構造51としては、(数1)と(数2)との双方を同時に満たす必要があるので、各距離は、次の(数5)を満たしていればよい。
(数5)
D1×LA2/LA1<DS<D1×LA5/LA3
上述のように、ストッパSは、キートップ1が、タクトスイッチ9をONさせるために設定した押し込み部位(以下、設定押し込み部位とも称する)以外の部位(以下、非設定押し込み部位とも称する:例えば部位A)が押し込められた際に、タクトスイッチ9がONにならないようにキートップ1の回動を規制する部位である。
この押し込みにより、キートップ1は、回動支点P5を支点として回動する。
回動支点P5は、中心軸線CL1よりも非設定押し込み部位側にある。
より詳しくは、回動支点P5が、隣接する設定押し込み部位の間の周方向角度における中間位置(例えば概ね中央となる位置)に一つずつ設定されるように、支柱1d1〜1d4が設けられている。
また、ストッパSは、キートップ1の、非設定押し込み部位に対し回動支点P5を挟んで概ね反対側となる部位に当接して、キートップ1の回動を規制するように設けられている。
これらにより、キートップ1は、図12及び図13(b)で示される、回動支点P5からストッパSまでの距離LA5を、比較的長く設定することができるので、ストッパSとフランジ部1fとの当接位置の高さ方向(前後方向)を、高精度に設定することが容易となる。
具体的には、距離LA5は、少なくとも、回動支点P5から非設定押し込み部位(部位A)までの距離よりも長くとることができる。
そのため、設定押し込み部位が押し込まれた際の回動の許容と、非設定押し込み部位が押し込まれた際の回動の禁止と、を高精度に、確実に実行できる。
非設定押し込み部位の周方向の範囲は、適宜設定できる。ストッパSを、実施例のように突起とすれば、非設定押し込み部位は周方向において狭い角度範囲となり、設定押し込み部位の周方向角度範囲を広くできる。すなわち、いずれか一つのタクトスイッチ9がONになる押し込み範囲が広くなる。
逆に、ストッパSを、弧状に形成すれば、非設定押し込み部位は周方向において広い角度範囲となり、設定押し込み部位の周方向角度範囲を狭くできる。すなわち、いずれか一つのタクトスイッチ9がONになる押し込み範囲が狭くなる。
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形してもよい。
(変形例1)
図14に示されるように、キートップ1の分割支柱である複数(四つ)の支柱1d1〜1d4の替わりに、中心軸線CL1Aの位置に分割支柱を集合して一つにした集合支柱である支柱1Adを設け、連結壁1eを除去した変形例1のキートップ1Aとしてもよい。この支柱と連結壁以外は、キートップ1と同じ形状である。図13は、図5に対応する斜視図である。
支柱1Adは、樹脂の成形流動性を考慮して肉厚が概ね一定となるように横断面形状がH字状とされている。
このH字の周方向頂部となる四隅の端部PA1〜PA4の左右上下方向の位置及び前後方向の位置(高さ位置)が、実施例のキートップ1における支柱1d1〜1d4の位置にそれぞれ対応する。
スイッチ構造51にキートップ1Aを用いても、キートップ1を用いた場合と同様の効果が得られる。
(変形例2)
スイッチ構造51におけるストッパSは、実施例や変形例1のようにパネル53側に設けられているものに限定されず、図15に示されるように、キートップ1のフランジ部1fの前面1faに、ストッパSAとして設けられていてもよい。
図14は、図8に対応する図である。
また、ストッパSを、パネル53とフランジ部1fとの両方に設け、それぞれのストッパS同士が当接する構成にしてもよい。
(その他の変形例)
スイッチ構造51におけるストッパSを、キートップ1の、回動支点P5に対し、非設定押し込み部位A側に設け、非設定押し込み部位Aが押し込まれた際に、タクトスイッチ9がONになる前に、シールド板7の前面7bに当接してキートップ1の回動を規制するようにしてもよい。
この場合、ストッパSは、例えば、支柱1d1〜1d4よりも高さが低い柱状のストッパ柱1j4(図3参照)として、底部1aに形成される。また、非設定押し込み部位は周方向においてより狭い角度範囲となり、設定押し込み部位の周方向角度範囲をより広くできる。すなわち、いずれか一つのタクトスイッチ9がONになる押し込み範囲をより広くできる。
本体部HTに一体的に接続されたヒンジ1h1〜1h4は、その形状,本体部HTとの接続位置,及びパネル53側への固定位置などを適宜設定してよい。特に、曲げ変形の剛性及び捻り変形の剛性の値と両剛性の比率との調整設定により、本体部HTの短手方向の設定押し下げ部位(突起1c1,1c3に相当)と、長手方向の設定押し下げ部位(突起1c2,1c4に相当)と、の押し下げ力の差を少なくできる。その結果、操作感触が良好となり、複数のタクトスイッチ9へ加わる負荷が均一化される。
キートップ1は、その自然状態で、突起1c1〜1c4の先端面1c1a〜1c4aが、スイッチ9bの前端面9b1を、スイッチ9bがONにならない程度にを押し込んだ状態となるよう配設されていてもよい。
設定押し込み部位は、上下左右の四つに限定されず、三つ以上設定されていればよい。また、キートップの前面視形状は、長丸形状に限定されず、楕円形、円形、矩形、等種々の形状とされていてもよい。
キートップ1は、フランジ部1fが形成されてなくでもよい。この場合、底部1aの前面1a1に、相手部材が当接してストッパとして機能する部位が設定されていればよい。この場合のストッパとして機能する部位は、他の部位よりも突出して形成されているとよい。
上述の実施例及び各変形例は、可能な範囲で互いに自由に組み合わせることができる。
1 キートップ
1a 底部、 1a1 前面、 1a1a〜1a1d 突出マーク
1b 周壁部、 1b1 端部、 1b2 周縁リブ
1b2a 先端面、 1b3 外周面、 1c1〜1c4 突起
1c1a〜1c4a 先端面、 1d1〜1d4 支柱、 1e 連結壁
1f フランジ部、 1fa 前面、 1h1〜1h4 ヒンジ
1h12,1h34 連結部、 1h1a〜1h4a 延出部
1h1b〜1h4b 延在部
1h1c,1h3c,1h4c 戻り延在部、 1h1d〜1h4d 孔
1h1e〜1h4e 固定部、 1j4 ストッパ柱
5a〜5d 台座
6a〜6d ボス
7 シールド板、 7a 折り曲げ部、 7b 前面
8 基板、 8a 前面
9 タクトスイッチ(押し釦スイッチ)
9a ケース、 9b スイッチ、 9b1 前端面
51 スイッチ構造(多方向入力構造)
52 カーオーディオ装置
53 パネル
53a 開口部、 53a1 内壁面、 53a2 傾斜面
53b 後面、 53c 枠壁部、 53c3 端面
B1〜B4 押し込み部位
CL1,CL1A 中心軸線、 CL2 回動軸線
HL,HR ヒンジ体、 HT 本体部
La〜Ld 距離
LN1 上下方向線、 LN2 左右方向線、 LN3〜LN7 直線
M マーク
P1〜P4 接続部、 P5 回動支点
SF1〜SF3 仮想平面
S,S12,S23,S34,S41,SA ストッパ
Wb,Wc 距離
αa,αb 角度

Claims (4)

  1. 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
    前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
    前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
    前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
    前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
    前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
    を備え、
    一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
    隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されている多方向入力構造。
  2. 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
    前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
    前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
    前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
    前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
    前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
    を備え、
    一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
    隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接又は前記キートップの前記一面側の部位と前記固定部材との当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されており、
    前記支柱は、前記固定部材に対し前記N箇所の当接点が得られるようN個の周方向頂部を有する集合支柱又は独立したN個の分割支柱として形成されており、
    前記周方向頂部又は前記分割支柱は、前記キートップの中心位置に対し、前記隣接する押し込み部位間の周方向角度における概ね中央となる位置に一つずつ位置し、
    前記押し込み部位の一つが前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップは、押し込まれた前記押し込み部位に近い隣接する一対の前記周方向頂部又は一対の前記分割支柱を繋ぐ直線まわりに回動し、
    前記非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップは、前記非設定押し込み部位に近い一つの前記周方向頂部又は一つの前記分割支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動することを特徴とする多方向入力構造。
  3. 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
    前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
    前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
    前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
    前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
    前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
    を備え、
    一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
    隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接又は前記キートップの前記一面側の部位と前記固定部材との当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されており、
    前記回動が前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接で禁止される場合、その当接位置は、前記キートップにおける前記一つの押し込み部位に対し前記当接点を挟んで反対側に位置していることを特徴とする多方向入力構造。
  4. 周方向に離隔してN(Nは2以上の整数)箇所の押し込み部位が設定されたキートップと、
    前記押し込み部位のそれぞれに対応して前記キートップの一面側に設けられた押し釦スイッチと、
    前記キートップの前記一面側において前記押し釦スイッチそれぞれに対応した位置に設けられたスイッチ押し込み部と、
    前記キートップから前記一面側に突出する支柱と、
    前記支柱の先端に当接可能に対向配置された固定部材と、
    前記キートップの他面側の少なくとも一部を露出させる開口部を有するパネルと、
    を備え、
    一つの前記押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、前記一つの押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部が前記押し釦スイッチを押してON又はOFFにし、
    隣接する前記押し込み部位の間の非設定押し込み部位が前記一面側に押し込まれたときに、前記キートップが前記支柱と前記固定部材との当接点まわりに回動すると共に、少なくとも前記隣接する押し込み部位に対応した前記スイッチ押し込み部の両方が前記押し釦スイッチをON又はOFFしないように、前記キートップの前記他面側の面と前記パネルとの当接又は前記キートップの前記一面側の部位と前記固定部材との当接により前記キートップの回動を禁止するよう構成されており、
    前記キートップの他面側の面と前記パネルとの当接は、少なくとも一方に突出形成されたストッパによりなされることを特徴とする多方向入力構造。
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