特許 6444145 多方向スイッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6444145

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】多方向スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 25/06 20060101AFI20181217BHJP

【ＦＩ】

   H01H25/06 A

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-235794(P2014-235794)

(22)【出願日】2014年11月20日

(65)【公開番号】特開2016-100169(P2016-100169A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2017年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000131430

【氏名又は名称】シチズン電子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100170380

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 裕也

(72)【発明者】

【氏名】磯田 寛人

(72)【発明者】

【氏名】三浦 充紀

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 毅

(72)【発明者】

【氏名】天野 惣一郎

【審査官】 鈴木 重幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２２８１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３５１４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ２５／００−２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性部材と、
前記弾性部材によって押下可能且つ揺動可能に支持され、上部中央部に上方に隆起した揺動軸が形成され、且つ、下部中央部及び下部端部のそれぞれに第１押圧部及び第２押圧部が取り付けられた操作体と、
前記操作体が押下された場合に、前記第１押圧部によってオンオフ動作される押下スイッチ素子と、
前記操作体が前記揺動軸の周りに揺動された場合に、前記第２押圧部によってオンオフ動作される揺動スイッチ素子と、を有し、
前記操作体が押下されて前記第１押圧部が前記押下スイッチ素子のオンオフ動作を行う場合に、同時に前記第２押圧部が前記揺動スイッチ素子のオンオフ動作をしない様に、前記第２押圧部の下端が、前記第１押圧部の下端より高い位置に取り付けられている、
ことを特徴とする多方向スイッチ。

【請求項2】

前記弾性部材は、平面を有する基部と、前記基部から延伸した２つの腕部とを有し、
前記２つの腕部は、前記基部を挟んで左右対称に配置されている、請求項１に記載の多方向スイッチ。

【請求項3】

前記弾性部材を下方から支持し、前記押下スイッチ素子及び前記揺動スイッチ素子が配置された基板と、
前記揺動軸に上側より当接する保護部材と、
前記基板と前記保護部材とが固定されたケース部材と、
を更に有する、請求項１又は２に記載の多方向スイッチ。

【請求項4】

前記弾性部材を下方から支持する基板を更に有し、
前記弾性部材は、前記２つの腕部で前記操作体を支持し、前記基部の位置で前記操作体の停止位置を前記基板に対して略平行に保持する、請求項２に記載の多方向スイッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多方向スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話、ポータブルステレオ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、車載オーディオ等のデバイスに搭載されるスイッチとして、多方向スイッチが知られている。

【0003】

特許文献１には、ケース中に、タクトバネと接点バネとを重ねて隔膜で覆い、その上にプランジャを配置した構成を有する多方向スイッチが記載されている。プランジャを押下する操作を行うと、タクトバネが押圧されて、タクトバネと導通している第１固定接点と、中央部に配置された第２固定接点が導通して中央のスイッチがオンする。また、プランジャを傾ける操作を行うと、接点バネが押圧されて、タクトバネと導通している第１固定接点と、第１固定接点の外周に設けられた第３固定接点が導通して外周のスイッチがオンする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２４３３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、タクトバネと接点バネとを重ねた構成では、両バネがそれぞれ対応するスイッチに同時に作用し易い為、中央のスイッチをオンした時に誤って外周のスイッチまでオンしてしまう同時操作を防止する機構を設けることは容易ではなかった。

【0006】

そこで、本発明は、上述した問題点を解消することを可能とした多方向スイッチを提供することを目的とする。

【0007】

また、本発明は、中央のスイッチを操作した時に左右のスイッチが操作されるのを防止できる多方向スイッチを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る多方向スイッチは、弾性部材と、弾性部材によって押下可能且つ揺動可能に支持され、下部に第１押圧部及び第２押圧部が取り付けられた操作体と、操作体が押下された場合に、第１押圧部によってオンオフ動作される押下スイッチ素子と、操作体が揺動された場合に、第２押圧部によってオンオフ動作される揺動スイッチ素子と、を有し、操作体が押下されて第１押圧部が押下スイッチ素子のオンオフ動作を行う場合に、同時に第２押圧部が揺動スイッチ素子のオンオフ動作をしない様に、第２押圧部の下端が、第１押圧部の下端より高い位置に取り付けられていることを特徴とする。

【0009】

上記の多方向スイッチでは、弾性部材は、平面を有する基部と、基部から延伸した２つの腕部とを有し、２つの腕部は、基部を挟んで左右対称に配置されていることが好ましい。

【0010】

上記の多方向スイッチでは、弾性部材の基部を支持し、押下スイッチ素子及び揺動スイッチ素子が配置された基板と、操作体の上部に配置された揺動軸に上側より当接する保護部材と、基板と保護部材とが固定されたケース部材と、を更に有することが好ましい。

【0011】

上記の多方向スイッチでは、弾性部材は、２つの腕部で操作体を支持し、基部の位置で操作体の停止位置を基板に対して略平行に保持することが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、中央のスイッチを操作した時に左右のスイッチが操作されるのを防止できる多方向スイッチを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る多方向スイッチ１の平面図である。

【図2】多方向スイッチ１の分解斜視図である。

【図3】（ａ）は弾性部材５０の斜視図であり、（ｂ）は弾性部材５０の（ａ）に示す方向５０Ｄから観た図である。

【図4】ドーム状バネ付基板６０の平面図である。

【図5】配線パターンを説明するための図である。

【図6】（ａ）は多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【図7】（ａ）は操作部４２Ａの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は操作部４２Ａの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【図8】（ａ）は操作部４２Ｂの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は操作部４２Ｂの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【図9】（ａ）は操作部４２Ｃの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は操作部４２Ｃの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る多方向スイッチについて詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0015】

図１は本発明に係る多方向スイッチ１の平面図であり、図２は多方向スイッチ１の分解斜視図である。

【0016】

多方向スイッチ１は、略直方体の形状を有しており、上面においてはカバー２０の貫通孔２１Ａから操作部４２Ａが、貫通孔２１Ｂから操作部４２Ｂが、貫通孔２１Ｃから操作部４２Ｃが、それぞれ覗いている。カバー２０の貫通孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆにフレーム３０のダボ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆが挿入され、枠３１の上面がカバー２０の下面に接着されることにより、カバー２０がフレーム３０に装着される。

【0017】

フレーム３０の枠３１の下面は、ドーム状バネ付基板６０の上面に接着される。カバー２０とフレーム３０とドーム状バネ付基板６０との組立体内部の空間には、弾性部材５０及び弾性部材５０上に載置された操作体４０が収容される。

【0018】

操作体４０は、扁平な略方形の基部４１の上面に、操作部４２Ａと操作部４２Ｂと操作部４２Ｃとが配置された構成を有している。更に、操作部４２Ａの裏面側には第１押圧部としての押圧部４４Ａが、操作部４２Ｂの裏面側には第２押圧部としての押圧部４４Ｂが、操作部４２Ｃの裏面側には他の第２押圧部としての押圧部４４Ｃがそれぞれ設けられている。また、操作部４２Ａの操作体４０の短手方向に沿った両脇には隆起した揺動軸４３ａ、４３ｂが設けられている。

【0019】

図３（ａ）は弾性部材５０の斜視図であり、図３（ｂ）は弾性部材５０の図３（ａ）に示す方向５０Ｄから観た図である。

【0020】

弾性部材５０は、対向して配置され同一の平面視方形状を有する基部５１ａ、５１ｂから、同一の平面視略コの字形状を有する腕部５２Ａ、５２Ｂが延伸している。基部５１ａ、５１ｂは基部６０に当接する平面を有している。基部５１ａ、５１ｂと腕部５２Ａとは角度θ１をもって連接しており、又、基部５１ａ、５１ｂと腕部５２Ｂとはθ１と同一の角度である角度θ２をもって連接している。

【0021】

腕部５２Ａのうち弾性部材５０の長手方向端部には、基部５１ａ、５１ｂと略平行な面５３Ａが形成されており、腕部５２Ｂのうち弾性部材５０の長手方向端部には、基部５１ａ、５１ｂと略平行な面５３Ｂが形成されている。

【0022】

図４はドーム状バネ付基板６０の平面図である。

【0023】

ドーム状バネ付基板６０は、平面視略方形の基板本体６１と、押下スイッチ素子としてのスイッチ素子７０Ａと、揺動スイッチ素子としてのスイッチ素子７０Ｂと、他の揺動スイッチ素子としてのスイッチ素子７０Ｃとを備える。ドーム状バネ付基板６０の上面には更に、スイッチ素子７０Ａ、７０Ｂ及び７０Ｃを保護するため、不図示のフィルムがこれらスイッチ素子を覆った状態で貼り付けられている。基板本体６１の外周に設けられた凹部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆそれぞれに、基板本体６１の上下両面に連なる導電性の電極７８Ｂ、７８Ａ、７８Ｃ、７９Ｂ、７９Ａ、７９Ｃが順次形成されている。

【0024】

スイッチ素子７０Ａは基板本体６１の上面略中央に配置され、更に、基板本体６１上面の長手方向に沿ってスイッチ素子７０Ａを挟むようにスイッチ素子７０Ｂ及びスイッチ素子７０Ｃが配置されている。

【0025】

スイッチ素子７０Ａは、導電性の中央固定接点７１Ａと、導電性の周辺固定接点７２Ａと、縁を周辺固定接点７２Ａに当接させて中央固定接点７１Ａには触れずに中央固定接点７１Ａを覆う導電性のタクトバネ７３Ａとから成る（図６（ａ）参照）。

【0026】

スイッチ素子７０Ｂは、導電性の中央固定接点７１Ｂと、導電性の周辺固定接点７２Ｂと、縁を周辺固定接点７２Ｂに当接させて中央固定接点７１Ｂには触れずに中央固定接点７１Ｂを覆う導電性のタクトバネ７３Ｂとから成る（図６（ａ）参照）。

【0027】

スイッチ素子７０Ｃは、導電性の中央固定接点７１Ｃと、導電性の周辺固定接点７２Ｃと、縁を周辺固定接点７２Ｃに当接させて中央固定接点７１Ｃには触れずに中央固定接点７１Ｃを覆う導電性のタクトバネ７３Ｃとから成る（図６（ａ）参照）。

【0028】

図５は、配線パターンを説明するための図である。

【0029】

中央固定接点７１Ａは、スルーホール７４Ａ及び基板本体６１の下面に設けられた配線パターン７６Ａを介して、電極７８Ａと電気的に導通している。周辺固定接点７２Ａは、スルーホール７５Ａ及び基板本体６１の下面に設けられた配線パターン７７Ａを介して、電極７９Ａと電気的に導通している。

【0030】

中央固定接点７１Ｂは、スルーホール７４Ｂ及び基板本体６１の下面に設けられた配線パターン７６Ｂを介して、電極７８Ｂと電気的に導通している。周辺固定接点７２Ｂは、スルーホール７５Ｂ及び基板本体６１の下面に設けられた配線パターン７７Ｂを介して、電極７９Ｂと電気的に導通している。

【0031】

中央固定接点７１Ｃは、スルーホール７４Ｃ及び基板本体６１の下面に設けられた配線パターン７６Ｃを介して、電極７８Ｃと電気的に導通している。周辺固定接点７２Ｃは、スルーホール７５Ｃ及び基板本体６１の下面に設けられた配線パターン７７Ｃを介して、電極７９Ｃと電気的に導通している。

【0032】

図６（ａ）は多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、図６（ｂ）は多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【0033】

操作部４２Ａの下方には押圧部４４Ａが配置され、押圧部４４Ａの下方にはスイッチ素子７０Ａが配置されている。押圧部４４Ａはタクトバネ７３Ａに当接している。また、操作部４２Ｂの下方には押圧部４４Ｂが配置され、押圧部４４Ｂの下方には空隙を隔ててスイッチ素子７０Ｂが配置されている。また、操作部４２Ｃの下方には押圧部４４Ｃが配置され、押圧部４４Ｃの下方には空隙を隔ててスイッチ素子７０Ｃが配置されている。

【0034】

図６（ａ）に示す様に、押圧部４４Ｂの下端及び押圧部４４Ｃの下端は、押圧部４４Ａの下端よりＤだけ高い位置に取り付けられている。

【0035】

ドーム状バネ付基板６０は、弾性部材５０の基部５１ａ及び基部５１ｂの平面に当接することにより、これらを支持している。また、弾性部材５０は、面５４Ａ及び面５４Ｂを操作体４０の裏面に当接させて、後述の様に押下可能且つ揺動可能に支持している。カバー２０は、操作体４０の上部に配置された揺動軸４３ａ、４３ｂに上側より当接する保護部材として機能している。

【0036】

このとき、腕部５２Ａは基部５１ａ及び基部５１ｂに対して弾性的に変位して角度θ１（図３（ｂ）参照）を増加させており、同様に、腕部５２Ｂは基部５１ａ及び基部５１ｂに対して弾性的に変位して角度θ２（図３（ｂ）参照）を増加させている。

【0037】

そのため、操作体４０は弾性部材５０によって、揺動軸４３ａ及び揺動軸４３ｂをカバー２０の下面に当接させた状態でカバー２０に押さえつけられている。また、腕部５２Ａと腕部５２Ｂは基部５１ａ、５１ｂについて対称的であり、基部５１ａ、５１ｂはドーム状バネ付基板６０に当接させた平面を有するので、弾性部材５０は、基部５１ａ及び基部５１ｂの位置で操作体４０の停止位置をドーム状バネ付基板６０に対して略平行に保持している。以上説明した操作体４０の位置を操作体初期位置とし、弾性部材５０の位置を弾性部材初期位置とする。

【0038】

図７（ａ）は操作部４２Ａの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、図７（ｂ）は操作部４２Ａの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【0039】

操作部４２Ａを押圧すると、操作体４０は方向Ｐ１へ押下げられ、揺動軸４３ａ及び揺動軸４３ｂがカバー２０の裏面から離間し、押圧部４４Ａに当接したタクトバネ７３Ａが押下げられる。やがてタクトバネ７３Ａが反転して中央固定接点７１Ａに当接すると、中央固定接点７１Ａと周辺固定接点７２Ａとが導通し、スイッチ素子７０Ａがオンになる。

【0040】

上述の通り、操作部４４Ａが操作された時に押圧部４４Ｂ又は４４Ｃがスイッチ素子７０Ｂ又は７０Ｃをオンオフ動作しないように、押圧部４４Ｂの下端及び押圧部４４Ｃの下端は、押圧部４４Ａの下端より高い位置に取り付けられている。よって、スイッチ素子７０Ｂは、操作体４０が方向Ｐ１へ押下された場合に押圧部４４Ｂよりもドーム状バネ付基板６０の近くに配置されるため、押圧部４４Ｂはタクトバネ７３Ｂを押下げることができない。同様に、スイッチ素子７０Ｃは、操作体４０が方向Ｐ１へ押下された場合に押圧部４４Ｃよりもドーム状バネ付基板６０の近くに配置されるため、押圧部４４Ｃはタクトバネ７３Ｃを押下げることができない。以上より、スイッチ素子７０Ａの動作と同時に、スイッチ素子７０Ｂ又はスイッチ素子７０Ｃが動作することが防止される。

【0041】

操作部４２Ａの押圧時は、弾性部材５０の腕部５２Ａは基部５１ａ及び基部５１ｂに対して更に弾性的に変位し、角度θ１（図３（ｂ）参照）を更に増加させる。同様に、操作部４２Ａの押圧時には、弾性部材５０の腕部５２Ｂは基部５１ａ及び基部５１ｂに対して更に弾性的に変位し、角度θ２（図３（ｂ）参照）を更に増加させる。

【0042】

操作部４２Ａの押圧を止めると、腕部５２Ａは弾性力によって基部５１ａ及び５１ｂに対する角度θ１を減少させながら起き上がり、腕部５２Ｂは弾性力によって基部５１ａ及び５１ｂに対する角度θ２を減少させながら起き上がる。それに伴って、操作体４０は腕部５２Ａ及び５２Ｂによって方向Ｐ１とは逆の方向に持ち上げられる。すなわち、弾性部材５０は操作体４０を方向Ｐ１への押下に対抗して付勢している。

【0043】

やがて、操作体４０は揺動軸４３ａ及び揺動軸４３ｂをカバー２０の裏面に当接させて、操作体初期位置に復帰する。このとき、押圧部４４Ａがタクトバネ７３Ａから離れ、タクトバネ７３Ａが弾性力により反転を解消して中央固定接点７１Ａと離間することにより、中央固定接点７１Ａと周辺固定接点７２Ａとの導通が解消し、スイッチ素子７０Ａはオフとなる。

【0044】

図８（ａ）は操作部４２Ｂの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、図８（ｂ）は操作部４２Ｂの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【0045】

操作部４２Ｂを押圧すると、操作体４０は、揺動軸４３ａのカバー２０との当接部分及び揺動軸４３ｂのカバー２０との当接部分を通る揺動軸ＳＡの周りを方向Ｒ２に揺動する。やがて押圧部４４Ｂがタクトバネ７３Ｂに当接し、そのままタクトバネ７３Ｂを押下げる。やがてタクトバネ７３Ｂが反転して中央固定接点７１Ｂに当接すると、中央固定接点７１Ｂと周辺固定接点７２Ｂとが導通し、スイッチ素子７０Ｂがオンになる。

【0046】

操作部４２Ｂの押圧時は、弾性部材５０の腕部５２Ａは基部５１ａ及び基部５１ｂに対して更に弾性的に変位し、角度θ１（図３（ｂ）参照）を更に増加させる。

【0047】

操作部４２Ｂの押圧を止めると、腕部５２Ａは弾性力によって基部５１ａ及び５１ｂに対する角度θ１を減少させながら起き上がる。それに伴って、操作体４０はＳＡの周りを方向Ｒ２とは逆の方向に揺動する。すなわち、弾性部材５０は操作体４０を方向Ｒ２への揺動に対抗して付勢している。やがて角度θ１と角度θ２とが等しくなると、腕部５２Ａが操作体４０を押す力と腕部５２Ｂが操作体４０を押す力とが等しくなり、揺動が止まる。こうして、操作体４０は操作体初期位置に復帰する。

【0048】

一方、押圧部４４Ｂがタクトバネ７３Ｂから離れ、タクトバネ７３Ｂが弾性力により反転を解消して中央固定接点７１Ｂと離間することにより、中央固定接点７１Ｂと周辺固定接点７２Ｂとの導通が解消し、スイッチ素子７０Ｂはオフとなる。

【0049】

図９（ａ）は操作部４２Ｃの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＡＡ’線に沿った断面図であり、図９（ｂ）は操作部４２Ｃの操作時の多方向スイッチ１の図１（ａ）に示すＢＢ’線に沿った断面図である。

【0050】

操作部４２Ｃを押圧すると、操作体４０は、揺動軸ＳＡの周りを方向Ｒ３に揺動する。やがて押圧部４４Ｃがタクトバネ７３Ｃに当接し、そのままタクトバネ７３Ｃを押下げる。やがてタクトバネ７３Ｃが反転して中央固定接点７１Ｃに当接すると、中央固定接点７１Ｃと周辺固定接点７２Ｃとが導通し、スイッチ素子７０Ｃがオンになる。

【0051】

操作部４２Ｃの押圧時は、弾性部材５０の腕部５２Ｂは基部５１ａ及び基部５１ｂに対して更に弾性的に変位し、角度θ２（図３（ｂ）参照）を更に増加させる。

【0052】

操作部４２Ｃの押圧を止めると、腕部５２Ｂは弾性力によって基部５１ａ及び５１ｂに対する角度θ２を減少させながら起き上がる。それに伴って、操作体４０はＳＡの周りを方向Ｒ３とは逆の方向に揺動する。すなわち、弾性部材５０は操作体４０を方向Ｒ３への揺動に対抗して付勢している。やがて角度θ２と角度θ１とが等しくなると、腕部５２Ｂが操作体４０を押す力と腕部５２Ａが操作体４０を押す力とが等しくなり、揺動が止まる。こうして、操作体４０は操作体初期位置に復帰する。

【0053】

一方、押圧部４４Ｃがタクトバネ７３Ｃから離れ、タクトバネ７３Ｃが弾性力により反転を解消して中央固定接点７１Ｃと離間することにより、中央固定接点７１Ｃと周辺固定接点７２Ｃとの導通が解消し、スイッチ素子７０Ｃはオフとなる。

【符号の説明】

【0054】

１ 多方向スイッチ
２０ カバー
３０ フレーム
４０ 操作体
５０ 弾性部材
６０ ドーム状バネ付基板
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ スイッチ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】