(57)【要約】【課題】  多方向入力装置において、任意のスイッチ上の点を該当するスイッチがＯＮ状態になるストローク以上に押下しても、隣接する操作意図の無いスイッチがＯＮ状態になるまで押し込まれて誤入力となることを防止する。【解決手段】  電子基板に円周状に配置された複数のスイッチを、前記スイッチを覆うように配置された一つのキートップ部材にて押下操作を行う多方向入力装置であって、前記キートップの操作面の裏側の前記スイッチに対応する位置に前記スイッチを押し込む凸状の軸部を有しており、前記スイッチと前記軸部との間には弾性を有するキーパッドを挟み、前記キートップが押下操作された時にキートップ裏接触部と前記キーパッドのキーパッド上接触部及び中心釦の保持部とが接触することで、該キートップの押し込み量を規制するストッパーとして、前記軸部を囲むように少なくとも３点配置することを特徴とした。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子基板に円周状に配置された複数のスイッチを、前記スイッチを覆うように配置された一つのキートップ部材にて押下操作を行う多方向入力装置であって、前記キートップの操作面の裏側の前記スイッチに対応する位置には、該キートップが押下された時に前記スイッチを押し込む凸状の軸部を有しており、前記スイッチと前記軸部との間には弾性を有するキーパッドを挟み、前記キートップが押下操作された時にキートップ裏接触部と前記キーパッドのキーパッド上接触部及び中心釦の保持部とが接触することで、該キートップの押し込み量を規制するストッパーとして、前記軸部を囲むように少なくとも３点配置することを特徴とする電子機器の多方向入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多方向入力装置であって、前記ストッパーにより前記キートップの押下操作が規制されるまでの、該キートップの押し込み量は、前記複数のスイッチの中から任意のスイッチに対応する前記キートップの入力点を押下して、該スイッチがＯＮ状態になる押し込み量を超え、なおかつ隣接するスイッチがＯＮ状態になる押し込み量を超えず、さらに前記複数のスイッチの中から隣接する２つのスイッチの中間の前記キートップの入力点を押下して、該２つのスイッチがＯＮ状態になっても前記ストッパーは接触しないことを特徴とする電子機器の多方向入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の多方向入力装置であって、前記各軸部に対応する前記複数のストッパーのうち少なくとも２点が前記キートップの中心と、該軸部を結ぶ直線を対称軸として線対称位置に配置されていることを特徴とする電子機器の多方向入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の多方向入力装置であって、前記各軸部に対応する前記複数のストッパーのうち少なくとも１点が前記キートップの中心と、該軸部を結ぶ直線に直交する方向の稜線部にて接触することを特徴とする電子機器の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に搭載される入力装置の構造に関し、特に単一のキートップにより複数の方向に配置されたスイッチの入力を行う多方向入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器のパラメータ選択やカーソル移動等の操作では、使用者の入力装置として上下左右の４方向に配置された押し釦式のスイッチを、スイッチを覆う単一のキートップ部材の操作で入力出来るようにした多方向入力装置が多く用いられてきた。このような、多方向入力装置の構造は、電子機器の筐体内の電子基板上に上下左右の十字４方向位置に押し釦式のスイッチが配置される。そして電子基板に対し揺動可能に固定されたキートップ部材が十字４方向のうち何れか一方側へ揺動することで、キートップ部材により基板上のスイッチが押されてＯＮ状態に入力されるように形成されている。
【０００３】
さらに基板上の４つのスイッチで十字４方向の入力操作を行うだけでなく、４つのスイッチのうち隣り合う２つのスイッチが同時に押された場合には、各スイッチの入力方向が合成された斜め方向の入力操作として受け付ける８方向の入力装置も提供されている。
【０００４】
例えば、特許文献１で開示されている多方向入力装置は十字４方向に配置された４つの押し釦式のスイッチを持つ基板と、４つのスイッチを覆うキートップから成り立っている。使用者がキートップの十字方向を押し、スイッチ単体が押されれば、その方向の入力となるが、隣り合う２つのスイッチの中間位置でキートップを押す、斜め押しをした場合は２つのスイッチが同時にＯＮ状態となり、斜め方向の入力操作として受け付ける。
【０００５】
ただし、この斜め押し操作は、押し方によっては２つのスイッチにかかる力に偏りが生じ、２つのスイッチを均等に押すことができず、片方のスイッチがＯＮ状態まで押されても、他方のスイッチはＯＮ状態まで押し込まれていないといった問題が起こりうる。
【０００６】
この対策として、特許文献１の多方向入力装置は、キートップと押しスイッチの間に弾性を持つゴムシート状のキーパッドを挟む構成とし、キートップを斜め押しした時に押した側と反対側がキーパッドの弾性を受けて持ち上がる。筐体外装と持ち上がった側のキートップに設けられた２点の突起とが接触することでキートップの姿勢が安定し、２つのスイッチに均等に荷重をかかることで、ともに安定してＯＮ状態にすることができる構成が提案されている。
【０００７】
ただし、キートップと基板の間に弾性を持つ部材を挟む構成では、キートップの任意の方向を押下して、該当方向のスイッチがＯＮ状態になるまで押し込んだ後も、弾性部材を押し潰してさらにキートップを押下することが可能である。このように必要以上にキートップを押下させた場合には、キートップ全体が沈み込むことによって、十字方向の操作時であっても、任意方向と隣接するスイッチもＯＮ状態となり、操作者の意図とは異なる方向の入力となる問題が起こる。
【０００８】
この対策としては特許文献２で開示されている多方向入力装置の構成が応用できる。特許文献２で開示されている多方向入力装置は、キートップ部材とその下に十字方向に配置されたスイッチで構成されているが、スイッチ部にはラバー製の部材であるラバースイッチが用いられている。  この構成においてはスイッチ自体が弾性を有するため、そのままでは操作者が単一のスイッチを押そうとしてキートップを押下した場合に、必要以上のストロークで押し込むと、複数のスイッチがＯＮ状態にすることが可能である。そしてこの対策としてキートップ部材を押下した時に十字方向に配置されたスイッチの中央部で、弾性を持たない内部構造物とキートップ部材が接触して、必要以上の押し込みを規制するストッパー部を持つ構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２７２４８５
【特許文献２】特開２００２−２１５２９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記、特許文献１のようにキートップと基板上の押し釦式のスイッチの間に弾性を持つキーパッドを挟む構成は、斜め押しで２つのスイッチにかかる荷重を均等にするのを助ける働きの他、消音、防滴、耐静電気にも効果を発揮する非常に有効な構成である。
【００１１】
しかしながら、キートップとスイッチの間に弾性を持つキーパッドを挟む構成では、十字方向に配置された任意のスイッチ上を押下して、そのスイッチがＯＮ状態になった後もキーパッドを押しつぶして、さらに深く押し込むことが出来る。この時、キートップは押下点側と反対側の端部を支点として傾くため、押下位置と反対側の端部に挟まれた中間部もその位置に応じて沈み込む。そこで、この中間部に配置されたスイッチがＯＮ状態になるまでキートップが押下されると、複数のスイッチが同時にＯＮした状態となり、操作を行っている電子機器はユーザーが想定している方向とは異なる方向の入力が行われていると誤判断することとなる。
【００１２】
この対策として特許文献２の構成を用いてキートップの押下量を規制するストッパーを設ける方法がある。しかし、各スイッチに対して１点のストッパーを設けるだけでは操作者の指の置き方と力を加える方向によっては、ストッパー部を支点として操作者の考えている操作方向とは異なる方向にキートップが傾くため対策として不十分な部分があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、任意のスイッチ上の点を該当するスイッチがＯＮ状態になるストローク以上に押下しても、隣接する操作意図の無いスイッチがＯＮ状態になるまで押し込まれて誤入力となることを防止した多方向入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の多方向入力装置は、電子基板に円周状に配置された複数のスイッチを、前記スイッチを覆うように配置された一つのキートップ部材にて押下操作を行う多方向入力装置であって、前記キートップの操作面の裏側の前記スイッチに対応する位置には、該キートップが押下された時に前記スイッチを押し込む凸状の軸部を有しており、前記スイッチと前記軸部との間には弾性を有するキーパッドを挟み、前記キートップが押下操作された時にキートップ裏接触部と前記キーパッドのキーパッド上接触部及び中心釦の保持部とが接触することで、該キートップの押し込み量を規制するストッパーとして、前記軸部を囲むように少なくとも３点配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、任意のスイッチ上の点を該当するスイッチがＯＮ状態になるストローク以上に押下しても、隣接する操作意図の無いスイッチがＯＮ状態になるまで押し込まれて誤入力となることを防止した多方向入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態にかかわる電子機器の外装ユニットの外観図
【図２】本発明の実施形態にかかわる外装ユニットの分解斜視図
【図３】本発明の実施形態にかかわる多方向入力装置ユニットの分解斜視図
【図４】本発明の実施形態にかかわる多方向入力装置ユニット操作状態の部分断面図
【図５】本発明の実施形態にかかわる多方向入力装置ユニットのストッパー機構詳細図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる多方向入力装置が実装された電子機器の外装ユニット１の部分図である。ベースとなる外装部材１１には開口部があり、回転式操作部材でドーナツ状の回転ダイヤル２が開口部から露出している。また、回転ダイヤル２の内周には多方向入力装置のキートップであるキートップ部材３１が配置されている。さらにキートップ部材３１の中心には開口部があり、その中には中心釦４１が配置されている。
【００１８】
図２は外装ユニット１を外装部材１１と多方向入力装置ユニット３に分解した斜視図である。回転ダイヤル２は外装部材１１を間に挟んだ状態でダイヤル保持板金２１にダイヤル固定ネジ２２により固定されることで、回転ダイヤル２は外装部材１１に対して回転自在に取り付けられる。また、ダイヤル保持板金２１の外側には入力装置保持板金１２が配置され、入力装置保持板金固定ネジ１３によって外装部材１１に取り付けられる。
【００１９】
多方向入力装置ユニット３は回転ダイヤル２の中心に開いたダイヤル開口部２３に嵌るように配置される。そして外装ユニット１の内面側に露出した部分が入力装置保持板金１２上の入力装置位置決め穴１５によって位置決めされ、入力装置固定ネジ１４によって入力装置保持板金１２に固定される。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）は多方向入力装置ユニット３の分解斜視図である。図３（ａ）が操作面側を上にした分解斜視図、図３（ｂ）が操作面側を下に向けた分解斜視図である。図３を用いて多方向入力装置ユニット３の構成を部品の組み順に基づいて説明する。
【００２１】
多方向入力装置ユニット３は略円柱状のスイッチベース３２をベース部品としており、天面側はユニットの他の部品が配置されるスイッチベース基本面３２３、底面側は入力装置保持板金１２との取り付け面になっている。前述のようにスイッチベース３２の底面に設けられた入力装置位置決めダボ３２１が入力装置位置決め穴１５に位置決めされ、スイッチベースネジ穴３２２に多方向入力装置固定ネジ１４が留まることで、入力装置保持板金１２に固定される。
【００２２】
またスイッチベース３２の中心部には貫通穴のフレキ引出し穴３２４が開いており、その穴を覆うように平面状のベース板金３３がスイッチベース基本面３２３の上に配置される。さらにベース板金３３上には複数のスイッチ３４３が円周状に実装された電子基板であるスイッチ実装フレキ３４が配置される。スイッチ実装フレキ３４には電子機器筐体上で上下左右方向の位置及びその中心位置に来るように５つのスイッチ３４３が配置されている。また、スイッチ実装フレキ３４からは先端に電気的な接続に用いるフレキコネクタ３４１を備えたフレキ引出し部３４２が出ている。そして、フレキ引出し部３４２はベース板金３３に設けられたベース板金切欠き部３３１で折り返され、フレキ引出し穴３２４を通って外装ユニット１の内側に引き出される。フレキコネクタ３４１は電子機器本体との電気的接続に用いられる。
【００２３】
スイッチ実装フレキ３４の上には略平板上の略一定の厚みを持ったゴムシートである、キーパッド３５が配置される。弾性シート部材であるキーパッド３５のスイッチ３４３に対向する位置は、スイッチ３４３を逃げるようにキーパッド凹部３５１が設けられており、その反対側はキーパッド凸部３５２が設けられている。
【００２４】
次に中心釦ホルダ４２と中心釦４１がキーパッド３５の上、多方向入力装置ユニット３の中央部に配置される。保持部となる中心釦ホルダ４２はホルダ返し爪４２１がベース板金３３に係合することで保持され、中心釦４１は中心釦ホルダ４２とキートップの背面から突出した中心釦軸４１１とで嵌合しており、軸方向で進退可能なように保持されている。使用者が中心釦４１を押し込むと中心釦軸４１１によりスイッチ実装フレキ３４の中央に実装されたスイッチ３４３が押され、中心釦４１のＯＮ操作となる。
【００２５】
最後にキートップ部材３１が組まれる。キートップ部材３１の外周部には外観面とは反対側に向かって４本のキートップ返し爪３１１が出ている。キートップ返し爪３１１はスイッチベース３２の４か所に切り欠かれた爪係合部３２５と係合し、キートップ部材３１が外観側に抜けないように保持される。キートップ返し爪３１１とスイッチベース３２の係合部は電子機器上で上下左右に並んだスイッチ３４３の中間である斜め方向に位置する。
【００２６】
キートップ部材３１には操作面の裏側にスイッチベース３２と組んだ状態でスイッチ３４３と対応する位置で、凸状の軸部であるキートップ軸３１２を有している。また、キートップの外観側外周付近には電子機器上の上下左右及びその中間の斜め方向を合わせた８方向位置に、入力点である押し位置目印３１３が配置されている。
【００２７】
ユーザーは任意の押し位置目印３１３を押すことで多方向釦を操作することが出来る。すなわち、上下左右の任意の押し位置を押した場合は対応するキートップ軸３１２がスイッチ３４３を押し込み、任意の斜め方向を押した場合はその方向を挟む２つのキートップ軸３１２が対応する２つのスイッチ３４３を押し込んで各方向釦のＯＮ操作となる。
【００２８】
これまでに述べたベース板金３３、スイッチ実装フレキ３４、キーパッド３５はスイッチベース上のスイッチ部品位置決めダボ３２６によって位置決めされ、スイッチベース基本面３２３とキートップ軸３１２、中心釦ホルダ４２により挟まれることで保持される。
【００２９】
次に図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いてユーザーが多方向入力装置ユニット３のキートップ部材３１を押圧操作した時の多方向入力装置ユニット３の状態を説明する。
【００３０】
図４（ａ）はキートップの押し操作が行われていない状態の部分断面図で真横から見た状態の図である。本図では、電子機器上での右方向にあたる部分が図での右位置になっている。前述の通り、キートップ部材３１はキートップ返し爪３１１の係合によってスイッチベース３２に保持されており、キートップ部材３１の中心と押し位置目印３１３とを結んだ直線状にキートップ軸３１２とそれに対応するスイッチ３４３が配置されている。キートップ軸３１２は多方向入力装置ユニット３の厚み方向で軸先端がキーパッド３５と微小量干渉するようになっている。これにより、キーパッド３５からの反力を受けてキートップ部材３１は外観側に押し付けられ、ガタつきを抑えて各方向を押した時に安定して押下操作できる構成になっている。
【００３１】
図４（ｂ）は右方向の押し位置目印３１３を押してスイッチ３４３がＯＮ状態になった図である。この時、押し込み側とは反対側のキートップ返し爪３１１とスイッチベースの係合部（左上位置及び左下位置）を支点として傾き、右方向位置のキートップ軸３１２が押し下がって、右側のスイッチがＯＮ状態になるまでスイッチとキーパッドを押しつぶす。ただし、本図を含めてキーパッド３５及びスイッチ３４３は潰れていない状態で書かれてある。
【００３２】
また、支点となる左上位置及び左下位置の係位置から右方向位置キートップ軸３１２の中心位置、押し位置目印３１３の投影距離をそれぞれｌ０、ｌ１とし、キートップ軸３１２の押し込み量をｈ０、押し位置目印３１３の押し込み量をｈ１とすると、
ｈ１＝ｈ０＊ｌ１／ｌ０・・・（１）
の関係が成り立っている。
【００３３】
同時に、上方向もしくは下方向位置のキートップ軸３１２の投影距離をｌ２、押し込み量をｈ２とすると、
ｈ２＝ｈ０＊ｌ２／ｌ０・・・（２）
の関係がなりたっている。上もしくは下方向位置のスイッチ３４３もｈ２分だけ押し込まれることになるが、ｈ２＜ｈ０であるため、該当位置のスイッチ３４３はＯＮ状態にはならない。
【００３４】
図４（ｃ）は右上方向位置の押し位置目印３１３を押下して、隣接する上方向位置と右方向位置の２つのスイッチ３４３がＯＮ状態になった部分断面図である。押し込み側と反対側の左下方向位置のキートップ返し爪３１１とスイッチベースの係合部を支点としてキートップ部材が傾く。さらに右方向位置と上方向位置のキートップ軸３１２が押し下げられて、右方向位置及び上方向位置のスイッチがＯＮ状態になるまでスイッチとキーパッドを押しつぶす。
【００３５】
支点となる左下方向位置の係合部から上方向位置及び右方向位置のキートップ軸の位置、右上方向位置の押し位置目印の投影距離をそれぞれｌ３、ｌ４とした時、キートップ軸の押し込み量は（ｂ）と同じくｈ０なので、右上方向位置の押し込み量をｈ３とすると、
ｈ３＝ｈ０＊ｌ４／ｌ３・・・（３）
が成り立つ。ここでｌ４＞ｌ１、ｌ３＜ｌ０であるので、ｈ３＞ｈ１である。つまり斜め方向をＯＮ入力させるには十字方向をＯＮ状態に入力させるよりも深く押下する必要がある。
【００３６】
図４（ｄ）は（ｂ）の状態からさらに右方向位置の押し位置目印３１３を押下し、後述するストッパーに突き当りそれ以上押し込めなくなった状態である。
【００３７】
押し位置目印３１３の押し込み量をｈ５とすると、押し込み方向の軸の変位量のｈ４とは
ｈ５＝ｈ４＊ｌ１／ｌ０・・・（４）
が成り立っている。
【００３８】
上もしくは下方向位置のキートップ軸３１２の変位量ｈ６は
ｈ６＝ｈ４＊ｌ２／ｌ０・・・（５）
である。
【００３９】
ｈ６＜ｈ０となるようにストッパーの働く位置が設定されているため、この状態で上もしくは下方向位置のスイッチ３４３がＯＮ状態になることは無い。
【００４０】
また、ストッパーが存在しなかった場合に上もしくは下方向位置のキートップ軸３１２の変位量がｈ０に達する時の押し位置目印３１３の押し込み量をｈ７（不図示）とすると、押し込み量ｈ５がｈ７とｈ３の中間位置に来るようにストッパー位置を設定する。そのようにするのが部品の成型時の設計値からの微小量のズレを考慮した場合に望ましい。
【００４１】
次に図５を用いてストッパーの構成について説明する。図５は多方向入力装置ユニット３からキートップ部材３１を分解した斜視図で操作面側を上にした図５（ａ）と、操作面側を下にした図５（ｂ）である。
【００４２】
キートップ部材３１の裏面の上下左右各方向には、外周に沿って凸形状の突起部３１４が２点ずつ設けられている。突起部３１４はキートップ中心を通って各方向に伸びる直線を対称軸として、線対称位置に配置されている。突起部３１４は後述するキートップ裏接触点３１５と共に、キートップ裏接触部として作用する。
【００４３】
突起部３１４はキートップ部材３１が該当方向位置のスイッチ３４３がＯＮするストロークを超えて押下された時に、対向位置にあるキーパッド３５のキーパッド上接触点３５３と接触してストッパーとして働く。キーパッド上接触点３５３はキーパッド上接触部として作用する。
【００４４】
また、中心釦ホルダ４２は上下左右各方向に張り出した形状をしており、張り出した部分の端部は張出方向と直交する方向の稜線を有している。この、ホルダ稜線部４２２はキートップ部材３１が該当方向のスイッチ３４３がＯＮ状態になるストロークを超えて押下された時に、キートップ部材３１の裏面上で対向位置にあるキートップ裏接触点３１５と接触して釦押し込み方向のストッパーとして働く。
【００４５】
前記の３点配置されたストッパーはキートップ部材３１のキートップ軸３１２よりも外周側の２点と、内周側の１点に位置しており、なおかつ外周側の２点は接触点が弾性を持つキーパッド３５上である。そのため、ストッパーが働く時には、３つのストッパーの接触点の高さの相互差が吸収され、安定して３点のストッパーが同時に接触する構成になっている。
【００４６】
以上の構成により、キートップ部材３１を強く押し込んだ状態で指が他方向に傾いて、意図しない方向に力が加わってもストッパーによって規制されるため、意図しない方向のスイッチ３４３がＯＮ状態になるまで押しこまれることのない構成となっている。
【符号の説明】
【００４７】
１  外装ユニット
１１  外装部材
１２  入力装置保持板金
１３  入力装置保持板金固定ネジ
１４  入力装置固定ネジ
１５  入力装置位置決め穴
２  回転ダイヤル
２１  ダイヤル保持板金
２２  ダイヤル固定ネジ
２３  ダイヤル開口部
３  多方向入力装置ユニット
３１  多方向キートップ
３１１  キートップ返し爪
３１２  キートップ軸
３１３  押し位置目印
３１４  突起部
３１５  キートップ裏接触点
３２  スイッチベース
３２１  入力装置位置決めダボ
３２２  スイッチベースネジ穴
３２３  スイッチベース基本面
３２４  フレキ引出し穴
３２５  爪係合部
３２６  スイッチ部品位置決めダボ
３３  ベース板金
３３１  ベース板金切欠き部
３４  スイッチ実装フレキ
３４１  フレキコネクタ
３４２  フレキ引出し部
３４３  押し釦素子
３５  キーパッド
３５１  キーパッド凹部
３５２  キーパッド凸部
３５３  キーパッド上接触点
４１  中心釦
４１１  中心釦軸
４２  中心釦ホルダ
４２１  ホルダ返し爪
４２２  ホルダ稜線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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