(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のスイッチ接点を有する回路基板と、該回路基板上の複数個のスイッチ接点に対応する各位置に配設されるドーム型金属バネと、操作腕を有し該操作腕の中央部に形成される中央突起部と前記操作腕の先端部近傍に形成される先端突起部を有し中央部近傍に肩部が形成された十字形メインプランジャと、上面に前記十字形メインプランジャの先端突起部と接する接触端部とその反対側に端部を有し前記先端突起部と異なる位置の下面側に突起部が形成された金属プランジャと、前記十字形メインプランジャが挿嵌される開口部と前記十字形メインプランジャの肩部を押さえる押さえ部と前記金属プランジャの端部が当接する当接部が形成されたモールド枠と、とより形成される多方向スイッチであって、
前記複数個のスイッチ接点は前記十字形メインプランジャの中央突起部と対向する位置と前記金属プランジャの突起部に対向する位置に設けられていて、且つ各スイッチ接点には前記ドーム型金属バネが配設されており、前記中央突起部は前記ドーム型金属バネに対向して配置されると共に、前記先端突起部は前記金属プランジャの接触端部に接していて、且つ前記金属プランジャの突起部は、前記モールド枠の当接部と当接する前記端部と前記十字形メインプランジャの先端突起部と接する前記接触端部との間に形成されており、前記先端突起部の下方への作用力は前記金属プランジャの端部を支点として前記接触端部を押し下げ、前記金属プランジャの突起部が前記ドーム型金属バネに作用し前記回路基板上の突起部対向スイッチ接点に接触するよう構成されたことを特徴とする多方向スイッチ。
【請求項２】
前記複数個のドーム型金属バネを装着するための装着孔部が形成されたベースシートを更に有し、該ベースシートは前記回路基板上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多方向スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、ビデオカメラ、車載オーデオ、ボータブルステレオ等の操作用の多方向スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多方向スイッチは複数のスイッチ接点を備えていて、操作部に加わる力の作用点や力の作用方向によって、所望のスイッチ接点を選択して動作するように構成し、何通りかの異なる信号を出力するものである。このような多方向スイッチの従来技術として、図４に基づいてその概要を説明する。
【０００３】
図４（ａ）は、多方向スイッチの平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図４において、多方向スイッチ１１の構成は、モールド枠１２と、該モールド枠１２の上面側を覆う蓋部材１３と、モールド枠１２の下面側にリードフレーム１４をインサート成形された固定接点部１５と可動接点部１６を４方向箇所に各々設けたスイッチの回路を構成する回路基板１７とによりケース本体１８を構成し、該ケース本体１８内にドーム型金属バネ１９を４箇所に搭載する。このドーム型金属バネ１９に対応する位置に下面に突起部２０ａを有する押しボタン２０を配置する構造であって、前記押しボタン２０を押圧する位置に対応して、図４では、４個のスイッチのいずれか１つを選択的に動作させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した多方向スイッチは、４個のドーム型金属バネを配置しスイッチは４方向の操作性を構築できるが、スイッチ中心部を押圧させることでドーム型金属バネを配置しても製品化が困難である。これはドーム型金属バネはストロークが短いため押しボタンの略中心部を押圧すると４方向のドーム型金属バネも同時に押圧されると言う構造上の問題が有る。また、仮にストロークの異なるドーム型金属バネを配置してもバネサイズが大きくなりコンパクトな製品が出来ない等の課題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、同一形状同一ストロークのドーム型金属バネを使用し、操作方向を増大した小型な多方向スイッチを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における多方向スイッチは、複数個のスイッチ接点を有する回路基板と、該回路基板上の複数個のスイッチ接点に対応する各位置に配設されるドーム型金属バネと、操作腕を有し該操作腕の中央部に形成される中央突起部と前記操作腕の先端部近傍に形成される先端突起部を有し中央部近傍に肩部が形成された十字形メインプランジャと、上面に前記十字形メインプランジャの先端突起部と接する接触端部とその反対側に端部を有し前記先端突起部と異なる位置の下面側に突起部が形成された金属プランジャと、前記十字形メインプランジャが挿嵌される開口部と前記十字形メインプランジャの肩部を押さえる押さえ部と前記金属プランジャの端部が当接する当接部が形成されたモールド枠と、とより形成される多方向スイッチであって、前記複数個のスイッチ接点は前記十字形メインプランジャの中央突起部と対向する位置と前記金属プランジャの突起部に対向する位置に設けられていて、且つ各スイッチ接点には前記ドーム型金属バネが配設されており、前記中央突起部は前記ドーム型金属バネに対向して配置されると共に、前記先端突起部は前記金属プランジャの接触端部に接していて、且つ前記金属プランジャの突起部は、前記モールド枠の当接部と当接する前記端部と前記十字形メインプランジャの先端突起部と接する前記接触端部との間に形成されており、前記先端突起部の下方への作用力は前記金属プランジャの端部を支点として前記接触端部を押し下げ、前記金属プランジャの突起部が前記ドーム型金属バネに作用し前記回路基板上の突起部対向スイッチ接点に接触するよう構成されたことを特徴とするものである。
また、前記金属プランジャの突起部は、前記モールド枠の当接部と当接する前記端部と前記十字形メインプランジャの先端突起部と接する前記接触端部との間にあって、これら当接面の反対側に形成されていることを特徴とするものであり、更に前記複数個のドーム型金属バネを装着するための装着孔部が形成されたベースシートを有し、該ベースシートは前記回路基板上に配置されていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における多方向スイッチについて説明する。図１は、本発明の実施の形態における多方向スイッチに係わり、図１（ａ）、は多方向スイッチの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【０００８】
図１において、符号１は多方向スイッチで、その構成は、複数個のスイッチ接点を有するガラスエポキシ材等よりなる回路基板２の上面に、ポリイミド材等よりなるモールド枠３、ポリイミド材等よりなるベースシート４を積層した構造で、前記モールド枠３には後述する十字形メインプランジャが挿嵌する十字形状の開口部３ａが設けられている。符号５は十字形メインプランジャでポリイミド材等よりなり、直交する４本の操作腕を有しその下面側で中央部及び操作腕の先端部近傍にそれぞれ突起部５ａ（中央部）及び５ｂ（先端部）が形成されている。前記十字形メインプランジャ５の中央近傍の肩部５ｃをモールド枠３の押さえ部３ｂが押さえているので、十字形メインプランジャ５はモールド枠３の開口部３ａから抜け出ることはない。
【０００９】
前記ベースシート４にはバネ装着孔部４ａが配設され、そのバネ装着孔部４ａに湾曲部を有するステンレス材等よりなるドーム型金属バネ６が位置決めされ前記回路基板２上に載置されている。前記ドーム型金属バネ６の配設個数は、本実施の形態においては、多方向スイッチ１の中央部と十字形メインプランジャ５の先端部に隣接した４箇所の計５箇である。ここで、図１（ｂ）示すように、非操作状態において、スイッチ中央に配設したドーム型金属バネ６のドーム頂点と十字形メインプランジャ５の中央下面の突起部５ａとは接触しているが、周辺４個のドーム型金属バネ６においては、十字形メインプランジャ５との間にステンレス材等よりなる金属プランジャ７が介在しているので、図１（ｃ）に示すように、十字形メインプランジャ５の先端部下面に形成した突起部５ｂが金属プランジャ７に接し、金属プランジャ７の下面に形成した突起部７ａがドーム型金属バネ６のドーム頂点に接している。
【００１０】
以上述べた構成によりその作用について説明する。図２は、図１の多方向スイッチの十字形メインプランジャの略中央部を押圧した場合の動作時の状態を示し、図２（ａ）は、多方向スイッチの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１１】
先ず、図２（ｂ）において、十字形メインプランジャ５の略中央部に作用力Ｆで矢印方向に押圧すると、十字形メインプランジャ５は略平行に動いて中央下面の突起部５ａが中央に配設したドーム型金属バネ６のドーム頂点を押し下げ、湾曲形状が反転して回路基板２上に形成した回路パターン（図示せず）に接触してスイッチが閉じる。
【００１２】
上記したように十字形メインプランジャ５が押し下げられた時、４本の操作腕の先端部下面に形成した突起部５ｂが金属プランジャ７の端部を押し下げるが、図２（ｃ）に示すように、金属プランジャ７の端部（図では右端）がモールド体３の下面側に当接し支点となって反時計方向に回動し、金属プランジャ７の下面に形成した突起部７ａがドーム型金属バネ６のドーム頂点を下方に押すが、前記支点からのレバー比によって、金属プランジャ７の突起部７ａの動きは十字形メインプランジャ５の操作腕の先端の動きよりも縮小される。このため図２（ｂ）のように中央のドーム型金属バネ６が回路基板２に接触しても、周辺に配置されたドーム型金属バネ６は、図２（ｃ）のように多少変形するものの回路基板２に接触するには至らない。従って、十字形メインプランジャ５の略中央部を押圧した場合、多方向スイッチ１の中央のドーム型金属バネ６だけが動作して回路を閉じることになる。
【００１３】
次に、図３は、図１の多方向スイッチの十字形メインプランジャの１本の操作腕の略端部を押圧した場合の動作時の状態を示し、図３（ａ）、は多方向スイッチの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１４】
先ず、図３において、十字形メインプランジャ５の１本の操作腕の略端部に作用力Ｆで矢印方向に押圧すると、図３（ｂ）のように、操作腕の先端部は変位して傾斜し、先端部下面の突起部５ｂが金属プランジャ７の端部を押し下げる。この時、図３（ｃ）のように、金属プランジャ７の下面の突起部７ａがドーム型金属バネ６のドーム頂点を押し下げ湾曲形状が反転し、回路基板２上に形成した回路パターンに接触してこの部分のスイッチが閉じる。この時、図３（ｂ）に示すように、十字形メインプランジャ５の操作腕の先端部が下がっても中央部の突起部５ａはあまり動かず、回路基板２の中央部のドーム型金属バネ６の変形は僅かであって回路基板２には接触しない。従って、十字形メインプランジャ５の操作腕の先端部を押圧した場合にはその押圧した部分のスイッチだけが動作するものである。
【００１５】
上記したように、本実施の形態では、同一形状同一ストロークのドーム型金属バネを、スイッチ回路を有するスイッチ体の４方向及び中央部の計５箇所に配置して十字形メインプランジャと金属プランジャのダブル機構のプランジャ方式により、スイッチ中心と４方向部の押圧は各々独立して押圧できるため５点接点の機能を持つ多方向スイッチが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による多方向スイッチは、従来の安価なドーム型金属バネを使用して５点の多方向スイッチが実現できた。このためドーム型金属バネ特有の高感触性の良いスイッチができる。また、スイッチ構造が簡単になるため製造コストが安価になり、製品の薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる多方向スイッチの非動作時の状態を示し、図１（ａ）は多方向スイッチの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】図１の多方向スイッチの十字形メインプランジャの略中央部を押圧した場合の動作時の状態を示し、図２（ａ）は、多方向スイッチの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】図１の多方向スイッチの十字形メインプランジャの１本の操作腕の略端部を押圧した場合の動作時の状態を示し、図３（ａ）、は多方向スイッチの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図４（ａ）は従来技術の多方向スイッチの平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１  多方向スイッチ
２  回路基板
３  モールド体
３ａ  開口部
３ｂ  押さえ部
４  ベースシート
４ａ  バネ装着孔部
５  十字形メインプランジャ
５ａ  突起部（中央部）
５ｂ  突起部（操作腕の先端下面）
５ｃ  肩部
６  ドーム型金属バネ
７  金属プランジャ
７ａ  突起部（金属プランジャ下面）
Ｆ  作用力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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