(57)【要約】【課題】  操作性に優れ、特に大型のキートップを有し、薄型化が要求される操作スイッチに適した構成を提供する。【解決手段】  基板２０と、ハウジング３０と、ハウジング３０の開口３２から外部に臨むキートップ５０と、キートップ５０の押下により反転するスナッププレート６１と、基板２０上に設けられ、スナッププレート６１の反転によって閉成される接点と、キートップ５０と一体形成されたヒンジ４０とを備える。ヒンジ４０は基板板面とほぼ平行な面内において互いに平行に延伸されて一端が固定端とされた一対の延伸部４１と、それら延伸部４１の他端側に延伸方向に配列されて延伸方向と直角に互いに内向きに突出され、キートップ５０を挟むようにキートップ５０の外周部の中心を挟んで対向する位置に連結された複数対の連結部４３とよりなる。キートップ５０は押し場所によらず、水平姿勢を保って下降する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
その基板によって開放面が蓋され、基板と対向する面に開口が形成されたハウジングと、
上記開口から外部に臨み、開口の周縁によって抜け止めされて上記ハウジングに収容されたキートップと、
そのキートップと上記基板との間に配され、キートップの押下により反転動作するドーム状スナッププレートと、
上記基板上に設けられ、上記スナッププレートの反転によって閉成される接点と、
上記キートップと一体形成されて上記ハウジングに収容されたヒンジとを備え、
上記ヒンジは上記基板板面とほぼ平行な面内において互いに平行に延伸されて一端が固定端とされた一対の延伸部と、それら延伸部の他端側に延伸方向に配列されて延伸方向と直角に互いに内向きに突出され、上記キートップを挟むようにキートップの外周部の中心を挟んで対向する位置に連結された複数対の連結部とよりなることを特徴とする操作スイッチ。
【請求項２】
請求項１記載の操作スイッチにおいて、
上記一対の延伸部の上記一端は互いに連結されていることを特徴とする操作スイッチ。
【請求項３】
請求項１記載の操作スイッチにおいて、
上記スナッププレートと接点とが直交２軸の中心から等距離位置に各４つ設けられ、それら４つのスナッププレートの位置と対応して４つのボスが上記キートップの上記基板と対向する面に突設されて、４方向スイッチとされていることを特徴とする操作スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はヒンジがキートップと一体形成されてそのヒンジによってキートップが支持され、キートップの押下操作により動作する操作スイッチに関し、特に大型（大径）のキートップを有し、かつ全体として薄型に構成される操作スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８はこの種のキートップがヒンジに支持されてなる構造のスイッチの従来例として、特許文献１に記載されている構成を示したものであり、図８Ａは複数のキートップが一体成形された状態を示し、図８Ｂはそのキートップが組み込まれたスイッチ（押しボタンスイッチ）の構造を示す。
この例では図８Ａに示したように複数のキートップ１１がフレーム１２に沿って配列されて一体形成され、各キートップ１１はフレーム１２から突出された一対のヒンジ１３によってその配列方向両側部が支持されている。ヒンジ１３は長辺部１３ａと短辺部１３ｂとよりなるＬ字形をなすものとされ、短辺部１３ｂの先端がキートップ１１に結合されている。
【０００３】
スイッチは図８Ｂに示したようにプリント基板１４上にメンブレンスイッチ１５が配され、その上にドーム状をなすスナッププレート１６が設置され、その上にキートップ１１が位置されて構成され、キートップ１１はフロントカバー１７に設けられた透孔１７ａから外部に突出されている。図８Ｂ中、１８はスペーサを示す。
このスイッチではキートップ１１を押下操作すると、ヒンジ１３がたわんでキートップ１１が下降し、キートップ１１の下面に突出形成されている突起１１ａによってスナッププレート１６が押されて反転し、このスナッププレート１６の反転によってメンブレンスイッチ１５が押されて内部の接点が閉成されるものとなっている。
【特許文献１】特開平４−３１５７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような構成とされたスイッチでは一対のヒンジ１３のキートップ１１との連結部分はそれぞれ１本の短辺部１３ｂとされ、つまり同軸上に位置する２本の短辺部１３ｂによってキートップ１１は支持された構造となっているため、例えば図８Ｂ中に矢印１９で示したようにキートップ１１の端が押されると、キートップ１１が水平姿勢を保って下降せず、２本の短辺部１３ｂがなす軸回りに回転して傾くといった状況が生じやすいものとなっていた。
このような状況はキートップが小さい小型のスイッチでは顕著には発生しないものの、キートップの径が大きくなり、つまり大型サイズのキートップにおいては顕著に発生する。さらに、例えばスイッチ全体として薄型化が要求されるような場合にはドーム状をなすスナッププレートを大きくすることはできないため、小さなスナッププレート上に大径のキートップがスナッププレート押圧用の突起を介して位置することになり、よってさらに傾きやすいものとなり、加えてキートップ押下のストロークが小さいため、そのようなキートップの傾きの発生によってスナッププレートを良好に押圧反転させることができないといった不具合や操作感の悪化を招くものとなっていた。
【０００５】
この発明の目的はこのような問題に鑑み、キートップが押下によって水平姿勢を保って、つまり初期状態（非操作状態）と平行状態を保って下降するようにし、よって例えば大型サイズのキートップを有し、かつ全体として薄型に構成することが要求されるような場合であっても操作性に優れた操作スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、操作スイッチは基板と、その基板によって開放面が蓋され、基板と対向する面に開口が形成されたハウジングと、上記開口から外部に臨み、開口の周縁によって抜け止めされてハウジングに収容されたキートップと、そのキートップと基板との間に配され、キートップの押下により反転動作するドーム状スナッププレートと、基板上に設けられ、スナッププレートの反転によって閉成される接点と、キートップと一体形成されてハウジングに収容されたヒンジとを備え、ヒンジは基板板面とほぼ平行な面内において互いに平行に延伸されて一端が固定端とされた一対の延伸部と、それら延伸部の他端側に延伸方向に配列されて延伸方向と直角に互いに内向きに突出され、キートップを挟むようにキートップの外周部の中心を挟んで対向する位置に連結された複数対の連結部とよりなるものとされる。
【０００７】
請求項２の発明では請求項１の発明において、一対の延伸部の上記一端は互いに連結されているものとされる。
請求項３の発明では請求項１の発明において、スナッププレートと接点とが直交２軸の中心から等距離位置に各４つ設けられ、それら４つのスナッププレートの位置と対応して４つのボスがキートップの基板と対向する面に突設されて、４方向スイッチとされる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、キートップは端が押されても回転して傾くといったことが抑制され、押し場所によらず、常に初期状態と平行状態（水平姿勢）を保って下降するものとなっている。従って、押し場所によって操作感が変わるといったことも発生せず、安定して動作するものとなっており、操作性に優れた操作スイッチを得ることができ、特に大型サイズのキートップを有し、全体として薄型に構成することが要求されるような場合に好適な操作スイッチを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による操作スイッチの一実施例の構成を示したものであり、この例では操作スイッチは基板２０とハウジング３０とヒンジ４０が一体形成されたキートップ５０とスナッププレート６１と固定シート６２とによって構成されている。なお、図１Ｂ中、６３はビスを示す。
図２乃至４はそれぞれハウジング３０、ヒンジ４０が一体形成されたキートップ５０及び基板２０の構成を示したものであり、まず、これら図２乃至４を参照して各部の構成を説明する。
【００１０】
ハウジング３０は図２に示したように底面が開放された極めて薄型の箱状をなすものとされ、その上面に位置する方形の上面板３１には円形の開口３２が形成されている。上面板３１の内側面（下面）にはその４隅にビス６３の締結用の穴（下穴）３３ａが形成された円柱状の凸部３３がそれぞれ突出形成されており、さらに基板２０の位置決め用のボス３４とヒンジ４０の位置決め用のボス３５とが形成されている。ボス３４は図２Ｃに示したようにほぼ対角線上に２本設けられ、ボス３５は上面板３１の一辺に沿って３本設けられている。ハウジング３０は樹脂製とされる。
ヒンジ４０が一体形成されたキートップ５０は図３に示したような構造とされる。キートップ５０は円形の天面（操作面）を有するものとされ、その周壁部の下端にはフランジ５１がわずかに突出して形成されている。キートップ５０の下面には円形の凹部５２が形成されており、この凹部５２内に径方向に１本のリブ５３が設けられ、このリブ５３上にスナッププレート６１押圧用のボス５４がキートップ５０の中心に位置して設けられている。なお、周壁部の下端面において、図３Ｃ中、ハッチングを付した部分はそれぞれテーパ面５５とされ、これらテーパ面５５はリブ５３の延伸方向、それぞれ中心から外側に向ってフランジ５１が肉薄となるように形成されている。
【００１１】
ヒンジ４０は互いに平行に延伸された一対の延伸部４１と、それら延伸部４１の一端側を連結する固定部４２と、延伸部４１の他端側にそれぞれ設けられた連結部４３とよりなる。連結部４３はこの例では延伸部４１の延伸方向に配列されて各延伸部４１に２本設けられ、それら各２本の連結部４３は延伸部４１の延伸方向と直角に互いに内向きに突出するように形成されている。
延伸部４１の長さは連結部４３の長さに対して十分長く設定され、連結部４３は図３に示したように短いスパンとされる。これら各２本（２対）の連結部４３はキートップ５０を挟むように、その先端がキートップ５０のフランジ５１の外周部に連結されており、この２対の連結部４３が連結されている位置はキートップ５０の中心を挟んで互いに対向する位置とされている。
【００１２】
ヒンジ４０は図３Ｂに示したように肉薄とされており、このヒンジ４０とキートップ５０は樹脂成形により一体形成される。なお、ヒンジ４０の固定部４２には円柱状の凸部４４が３つ配列されて形成されており、これら凸部４４にはハウジング３０のボス３５と対応して位置決め穴４５がそれぞれ貫通形成されている。
基板２０は詳細図示を省略しているが、この例では表面に一対の接点パターンが形成されているものとされる。基板２０は図４に示したように方形板状とされてその４つの角部にハウジング３０の穴３３ａと対応して穴２１がそれぞれ貫通形成されており、さらにハウジング３０のボス３４と対応して２つの位置決め穴２２が貫通形成されている。
上記のような構成を有する基板２０の接点パターン上にはドーム状をなすスナッププレート６１が設置され、その上に図１Ｂに示したように固定シート６２が被されて、この固定シート６２によりスナッププレート６１が基板２０に位置決めされる。一方、キートップ５０と一体形成されたヒンジ４０はその固定部４２の３つの位置決め穴４５がハウジング３０のボス３５に係合されてハウジング３０に取り付けられ、このハウジング３０と基板２０とが組み立て一体化される。基板２０とハウジング３０との固定はそれらにそれぞれ形成されている穴２１，３３ａにビス６３を挿入して締め付けることによって行われる。
【００１３】
このようにして組み立てられた操作スイッチはハウジング３０の開放面（底面）が基板２０によって蓋され、ヒンジ４０はその一対の延伸部４１が基板２０の板面とほぼ平行な面内に位置されてハウジング３０内に収容される。キートップ５０はハウジング３０の開口３２に位置して外部に臨み、そのフランジ５１が開口３２の周縁によって抜け止めされてハウジング３０に収容される。スナッププレート６１はキートップ５０と基板２０との間に介在され、キートップ５０の下面に突出されているボス５４がスナッププレート６１の中央上に位置される。
【００１４】
上記のような構成とされた操作スイッチではキートップ５０を押下操作すると、ヒンジ４０がたわんでキートップ５０が下降し、キートップ５０のボス５４によってスナッププレート６１が押されて反転動作し、反転したスナッププレート６１によって基板２０上の一対の接点パターンが導通され、つまり接点が閉成されるものとなっている。そして、このキートップ５０の押下操作において、例えばキートップ５０の端が押されてもこの例ではキートップ５０が傾くことなく、初期状態と平行状態を保って下降するものとなっている。以下、この点について説明する。
【００１５】
この例ではヒンジ４０のキートップ５０との連結部分はキートップ５０を挟んで両側に位置された各２本の連結部４３となっており、よってキートップ５０の端が押されてもこのように設けられた連結部４３によってキートップ５０の回転（傾き）を抑え、初期状態と平行な姿勢（水平姿勢）を保とうとする復元力が働くものとなっている。図５（２）Ａはこの様子を示したものであり、図中、Ｐはキートップ５０に対する押圧力を示し、Ｐ’は復元力を示す。これに対し、図５（１）はキートップ５０が両側各１本の連結部４３’で支持された構造（従来構造）を示したものであり、この場合は図５（２）Ａのような復元力Ｐ’は発生せず、キートップ５０は傾いてしまう。
【００１６】
一方、図５（２）Ｂは図５（２）Ａに対し、直交方向から見た構成を模式的に示したものであり、この場合、キートップ５０の端が図に示したように押されると、キートップ５０の両側に位置するヒンジ４０の延伸部４１によって図５（２）Ａの場合と同様にキートップ５０の水平姿勢を保とうとする復元力Ｐ''が働く。なお、延伸部４１は操作荷重への影響を少なくすべく、連結部４３の長さに対して十分長く設定され、これによりＰ''＜Ｐ’となるが、Ｌ’＞Ｌであるため、４方向の復元力が確保できる。
このように、この例によれば復元力Ｐ’，Ｐ''が働くことにより、キートップ５０の端が押されてもキートップ５０は傾かず、キートップ５０は押し場所によらず、常に水平姿勢を保って安定して動くものとなっている。従って、押し場所によって操作感が変わるといったことも発生せず、優れた操作性を得ることができ、例えば直径１５ｍｍ以上といった大型サイズのキートップを有し、かつ全体として薄型化が要求されるような場合であっても操作性に優れた操作スイッチを実現することができる。
【００１７】
なお、キートップ５０はヒンジ４０によって支持され、位置決め固定された構造となっているため、キートップ５０のガタツキを低減することができ、またこの例ではキートップ５０の下面にテーパ面５５が設けられているため、その分キートップ５０の端が押された時のストロークをかせぐことができるものとなっている。
上述した実施例ではヒンジ４０のキートップ５０との連結部分は両側各２本（二対）の連結部４３によって構成されているが、連結部４３の本数はこれに限定されるものではなく、例えば両側各３本設けるといったことも可能である。また、ヒンジ４０はその一対の延伸部４１の一端側（固定側）が固定部４２によって連結されているが、このような固定部４２をなしとしてもよい。この場合は一対の延伸部４１の各一端がそれぞれハウジング３０に固定される。さらに、上述した実施例では基板２０はその表面に接点パターンが形成されたものとしているが、これに替え、例えば基板上にメンブレンスイッチが配置された構成であってもよい。
【００１８】
図６及び７はこの発明の他の実施例として操作スイッチを４方向スイッチとした例を示したものであり、図６はそのキートップ５０’の構成を示し、図７は全体構成を示す。
キートップ５０’は図３に示したキートップ５０に対し、その下面の凹部５２内にリブ５６がリブ５３と直交してもう１本設けられたものとされ、これら直交２軸を構成するリブ５３，５６上の中心から等距離位置に４つのボス５７が設けられている。なお、中心に位置するボス５８はこの例では先端が半球面状をなすものとされる。
基板２０上にはキートップ５０’の４つのボス５７の位置と対応してそれぞれ対をなす接点パターンが形成され、これら接点パターン上にそれぞれスナッププレート６１が図７に示したように固定シート６２によって位置決め固定されて設置される。なお、図７では接点パターンの図示は省略している。
キートップ５０’の４つのボス５７はそれぞれ対応するスナッププレート６１上に位置され、この例ではキートップ５０’を押下操作することにより、その操作位置に対応したスナッププレート６１が反転して接点パターンが導通されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ａはこの発明による操作スイッチの一実施例を示す平面図、Ｂはその拡大断面図。
【図２】Ａは図１におけるハウジングの平面図、Ｂはその断面図、Ｃはその底面図。
【図３】Ａは図１におけるヒンジ付きキートップの平面図、Ｂはその正面図、Ｃはその底面図。
【図４】図１における基板の平面図。
【図５】キートップに働く復元力を説明するための図。
【図６】Ａはこの発明による操作スイッチの他の実施例に用いるキートップの正面図、Ｂはその底面図。
【図７】Ａはこの発明による操作スイッチの他の実施例を示す平面図、Ｂはその拡大断面図。
【図８】操作スイッチの従来構成例を説明するための図。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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