(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁上面に多数の固定接点を円形配置に支持させたケーシングと、該ケーシングに対し、前記固定接点配置の円形の中心位置の上方位置を中心にして水平方向の３６０°のいずれの方向側にも傾斜できるようにユニバーサル機構を介して支持されたアクチュエータと、該アクチュエータの下面に支持され、前記固定接点の円形配置に対向させた円形リング状の可撓性導電材からなる可動接触片と、前記アクチュエータをバネによって中立位置に復帰させる中立位置復帰機構と、前記アクチュエータからケーシング外に突出させた操作レバーとを有し、前記操作レバーを操作してアクチュエータを傾斜させることにより、可動接触片の傾斜側下面が少なくとも２個以上の固定接点に接触してこれらの固定接点間を導通させるようにしてなる多方向スイッチにおいて、
中立位置復帰機構は、アクチュエータの底面に開口したガイド穴内に出入自在に嵌合され、下向きの先端面が出入方向に対して直角の平坦面となっている復帰動作駒と、該復帰動作駒を前記ガイド穴内から突出させる方向に附勢するコイルスプリングからなる復帰動作用バネとから構成され、該復帰動作用バネによって前記復帰動作駒の先端の平坦面がケーシングの底壁上面に押し当てられることによってアクチュエータを中立状態に維持させ、
前記ケーシングの低壁中央部下に押釦スイッチを備えるとともに、前記アクチュエータの中心及び復帰動作駒の中心を上下に貫通した棒状のキーステムを備え、前記復帰動作用バネを、該キーステムと前記復帰動作駒との間に介在させ、該復帰動作用バネにより前記復帰動作駒を下向きの突出方向に付勢すると同時に該キーステムを上向きの復帰位置に向けて付勢させ、
前記アクチュエータが中立位置にあるときに前記キーステムの押し下げ操作によってその下端により前記押釦スイッチの操作ボタンが動作されるようにしたことを特徴としてなる多方向スイッチ。
【請求項２】
前記ユニバーサル機構は、前記アクチェエータからその左右対称な位置に突出した一対のアクチュエータ支軸を回動自在に支持した揺動リングを有し、該揺動リングの外周に前記アクチュエータ支軸と直交する向に突出した一対の揺動リング支軸を前記ケーシングの記周壁の内面に形成された軸受溝に回動自在に支持させて構成される請求項1に記載の多方向スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一本の操作レバーによって多方向のスイッチ操作がなされる多方向スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一本の操作レバーを、その周方向の複数のポジションに傾斜させることにより、操作方向毎のスイッチ動作がなされるようにした多方向スイッチがリモートコントロール用等として開発されている。
【０００３】
また近年、例えば、小型コンピュータ装置において、ディスプレイ上のカーソルを上下左右に移動させる操作と、ディスプレイ上に表示されたメニュー上にカーソルを移動させた後、そのメニューを選択実行するための操作とを一つの操作レバーによって行わせることのできる多方向スイッチが開発されている。この従来の多方向スイッチは、図１２に示すように、ケーシング１に操作レバー２をその周方向に傾斜できると同時に、軸方向に押し込み動作できるように支持させ、ケーシング１には底部中央に操作レバー２の下端によって押圧動作される押釦スイッチからなる中央部スイッチ３を設置するとともに、ケーシング１内には操作レバー２の傾斜に応じて水平方向にスライドするアクチュエータ４を収容しておき、そのアクチュエータ４の下面の複数の可動接触片５，５……と底板６の表面に設けた固定接点７，７……によって複数の外周部スイッチを構成させ、操作レバー２を傾斜させることにより、アクチュエータ４がその傾斜方向側に移動し、移動方向側にある１対又は複数対の固定接点７，７間が可動接触片５によって導通されるようになっている（実開平５−６２９３２号公報）。
【０００４】
また、この種の従来の多方向スイッチは図１３（イ）、又は（ロ）に示すように固定接点７，７……がハウジングの各辺に沿って４方向の向きに一重もしくは二重に配置し、これらを２つのコモン端子に対し、４つの切換端子を切換接続させるようにしたものが開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の多方向スイッチは、可動接触片をスライドさせ、そのスライド側にある接点間を導通させるものであるため、１つのコモン端子、又は２つのコモン端子に接続した固定接点が各切換端子に接続した固定接点に対応させて必要にたるため、同一平面上でコモン端子の引き回しに限界が生じ、端子数が多くなればなる程端子板形状が大きくならざるを得ず、このため、小型化できないという問題があった。
【０００６】
また、アクチュエータの中立位置への復帰動作を４方向から押圧するバネによって行わせているため、部品数が多くなり、製造組立工数が多くなってコスト高となるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題にかんがみ、小型で、しかもスイッチングパターンを多くでき、また、部品数も少く、低コストにて提供できる多方向スイッチの提供を目的とたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、底壁上面に多数の固定接点を円形配置に支持させたケーシングと、該ケーシングに対し、前記固定接点配置の円形の中心位置の上方位置を中心にして水平方向の３６０°のいずれの方向側にも傾斜できるようにユニバーサル機構を介して支持されたアクチュエータと、該アクチュエータの下面に支持され、前記固定接点の円形配置に対向させた円形リング状の可撓性導電材からなる可動接触片と、前記アクチュエータをバネによって中立位置に復帰させる中立位置復帰機構と、前記アクチュエータからケーシング外に突出させた操作レバーとを有し、前記操作レバーを操作してアクチュエータを傾斜させることにより、可動接触片の傾斜側下面が少なくとも２個以上の固定接点に接触してこれらの固定接点間を導通させるようにしてなる多方向スイッチにおいて、
【０００９】
中立位置復帰機構は、アクチュエータの底面に開口したガイド穴内に出入自在に嵌合され、下向きの先端面が出入方向に対して直角の平坦面となっている復帰動作駒と、該復帰動作駒を前記ガイド穴内から突出させる方向に附勢するコイルスプリングからなる復帰動作用バネとから構成され、該復帰動作用バネによって前記復帰動作駒の先端の平坦面がケーシングの底壁上面に押し当てられることによってアクチュエータを中立状態に維持させ、
前記ケーシングの低壁中央部下に押釦スイッチを備えるとともに、前記アクチュエータの中心及び復帰動作駒の中心を上下に貫通した棒状のキーステムを備え、前記復帰動作用バネを、該キーステムと前記復帰動作駒との間に介在させ、該復帰動作用バネにより前記復帰動作駒を下向きの突出方向に付勢すると同時に該キーステムを上向きの復帰位置に向けて付勢させ、
前記アクチュエータが中立位置にあるときに前記キーステムの押し下げ操作によってその下端により前記押釦スイッチの操作ボタンが動作されるようにしたことにある。
【００１０】
また、請求項２の発明の特徴は、前記請求項1の構成に加え、前記ユニバーサル機構は、前記アクチェエータからその左右対称な位置に突出した一対のアクチュエータ支軸を回動自在に支持した揺動リングを有し、該揺動リングの外周に前記アクチュエータ支軸と直交する向に突出した一対の揺動リング支軸を前記ケーシングの記周壁の内面に形成された軸受溝に回動自在に支持させて構成させたことにある。
【００１１】
【作用】
本発明においては、操作レバーを動作させない状態ではアクチュエータは復帰動作用バネの作用によって中立位置に附勢されており、円形リング状の可動接触片は円形配置の固定接点から離れて対向されている。この状態から操作レバーをいずれかの方向に傾斜させるとアクチュエータが傾けられ、これによって可動接触片の押し下げられた側の下面が対向する固定接点に接し、更に傾斜されることにより可動接触片を挾んで２又は３の固定接点に接触し、これらの間を導通させる。このようにして操作レバーの傾斜動作方向を違えることにより互いに導通される固定接点が変化し、多種のスイッチングが得られる。
【００１２】
また、復帰動作駒をバネによって押圧することにより、その駒の先端の平坦面がケーシング底面と平行となる方向に附勢され、これによって常に中立位置側に附勢されることとなる。
更に、アクチュエータが中立位置にあるとき、キーステムを軸方向に押圧することにより押釦スイッチが動作され、カーナビゲーションやパソコンのカーソル操作をレバーの傾け操作によって行わせ、メニューの実行をキーステム押し下げによる押釦スイッチの動作によって行わせるように利用できる。
更に、中立位置復帰動作駒の押し下げと、キーステムの押し上げとが一つのコイルスプリングによってなされる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を図１〜図１１について説明する。
【００１４】
図において、１０は絶縁性のケーシングである。このケーシング１０は底壁１１と、これと一体に形成された周壁とに囲まれた上方開放のアクチュエータ収容部を有し、その内部に後述するアクチュエータ２０が収容されている。ケーシング１０の上面には上蓋２５が固定され、これによってアクチュエータ２０が抜け止めされている。
ケーシング１０の底壁１１の上面には、図９に示すように、その底壁の中央を中心にした円形配置に８個の平面が略台形の固定接点Ａ，Ｂ……Ｈがインサート成形によって一体化されて支持されている。
【００１５】
またケーシング１０の底壁１１の中央下には、押釦スイッチ収容部１２が形成されており、その中にメタルタクトスイッチからなる押釦スイッチ１３が収容され、その操作釦１４が底壁中心の貫通孔１５内に挿入されている。
【００１６】
ケーシング１０内にはアクチュエータ２０が収容されている。このアクチュエータ２０は固定接点Ａ〜Ｈの円形配置の中心上方位置を回動中心とし、水平方向の３６０°のいずれの方向側にも傾斜できるようにユニバーサル機構を介して支持されている。このユニバーサル機構は、アクチェエータ２０からその左右対称な位置に突出したアクチュエータ支軸２１，２１と、この両アクチュエータ支軸２１，２１を回動自在に支持した揺動リング２２及びこの揺動リング２２の外周の前記アクチュエータ支軸２１，２１と直交する向に突出した揺動リング支軸２３，２３及びこの揺動リング支軸２３，２３を回動自在に支持したケーシング内面、即ち前記周壁の内面に形成された軸受溝２４，２４とから構成されている。尚、各揺動リング支軸２３，２３の上側には、該揺動リング支軸と同心の円弧を持つ扇形のセグメント２２ａ、２２aが一体に成形され、これがケーシングの上蓋２５に当接して抜け止めされている。
【００１７】
アクチュエータ２０の上部には操作レバー２６が一体に突設されているとともに、下面には円形リング状をした可動接触片２７が下向に突出して支持されている。この可動接触片２７は、可撓性の導電ゴムをもって成形され、前述した固定接点Ａ〜Ｈの円形配置と対向する配置に支持されており、アクチュエータ２０が傾けられることにより固定接点に押し付けられ、可撓性のため、撓んで傾けられ側の２つもしくは３つの固定接点に接触し、これらを互いに導通させるようにしている。
【００１８】
即ち、図９に示すように操作レバー２６を通常の操作力で互いに隣り合う固定接点の中間位置側、例えばＡＢ間のＮ方向側に傾けたときには、その両側の２つの固定接点ＡＢ間が導通され、またいずれかの固定接点の中央側、例えばＧの中央のＷＳＷ側に傾けたときには中央の固定接触子Ｇとその両側のＦ，Ｈの３つが同時に導通されるようになっている。
【００１９】
アクチュエータ２０の中心位置には、中立位置復帰機構と押釦スイッチ動作機構とが組み込まれている。中立位置復帰機構は、アクチュエータ２０の底面に開口したガイド穴３０内に出入自在に嵌合された復帰動作駒３１と、これを穴３０内から突出方向に附勢するコイルスプリングからなる復帰動作用バネ３２とから構成され、駒３１は下向きの先端面が出入方向に対して直角の平坦面３３となっており、復帰動作用バネ３２によって押し出されることによる平坦面３３がケーシング１０の底壁上面と平行になろうとする作用によりアクチュエータ２０が中立位置に復帰されるようになっている。
【００２０】
一方、押釦スイッチ動作機構は、アクチュエータ２０の中心及び復帰動作駒３１の中心を上下に貫通した棒状のキーステム４０と、これを上向きに附勢する復帰動作用バネ３２とから構成されており、この復帰動作用バネ３２は前記中立位置復帰機構の復帰動作用バネを共用しており、キーステム４０と復帰動作駒３１との間に介在されている。
キーステム４０は上部外周両側に抜け止め爪４１，４１が上向きに突設され、これが操作レバー２６にあけた窓穴４２，４２内に挿入されており、抜け止め爪４１，４１が窓穴４２，４２の上縁部に当接することによって上向き方向の抜け止めがなされ、該抜け止め爪４１，４１が窓穴４２，４２内を移動できることにより、キーステム４０が復帰動作用バネ３２に抗してアクチュエータ２０内を押し下げ方向に移動できるようになっている。
そしてアクチュエータ２０が中立位置にあるとき、キーステム４０の上端を押すことによりキーステム４０がアクチュエータ２０に対して相対移動して押し下げられ、その下端にて押釦スイッチ１３の操作釦１４が動作され、キーステム４０の押し下げ力を解除することにより、前記復帰動作用バネ３２により抜け止め爪４１，４１が窓穴４２，４２の上縁部に当接する復帰位置に戻されるようになっている。
【００２１】
このように構成される多方向スイッチは、各固定接点Ａ〜Ｈをマトリックスとして使用することができ、例えば、図６，図７，図８に示す如きタイプ１〜３のスイッチ配線用マトリックスに基づいてＩＣのマトリックス回路に接続して使用する。
【００２２】
図６は固定接点ＡとＢ間を導通させる場合をスイッチング（以下ＳＷと記す）１、同じくＢとＣ間をＳＷ２、ＣとＤ間をＳＷ３、ＤとＥ間をＳＷ４、ＥとＦ間をＳＷ５、ＧとＦ間をＳＷ６、ＧとＨ間をＳＷ７、ＡとＨ間をＳＷ８とした４×４のマトリックスを構成するものであり、この場合には、図９に示すように各固定接点Ａ〜Ｈの８個をそれぞれ独立させて端子に導出するパターンとする。
【００２３】
また図７のようにＡ〜Ｇの７端子にて３×４のマトリックスを構成させる場合には、図１０に示すように対象位置の一対の固定接点Ａ，Ａを基板上で互いに導通させたパターンとする。
【００２４】
更に図８のようにＡ〜Ｆの６つの端子にて２×４のマトリックスを構成させる場合には、図１１に示すように互いに対象配置にある一対の固定接点Ａ，Ａの他、これらと直交する向きにあるＣ，Ｃの固定接点を基板外で導通させたパターンとする。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように本発明の多方向スイッチは、３６０°方向に傾けることができるアクチュエータの下面に円形リング状の可動接触子を支持させ、これと対向するケーシング底壁面上に円形配置に固定接点を設け、アクチュエータの傾け動作によって傾け方向側の複数の固定接点間が可動接触子によって導通されるようにしたことにより、円形配置の多数の接点をマトリックスとして使用できることとなり、スイッチが小型化するとともに、出力端子本数も少くなり、このスイッチを取り付けるプリント基板の配線スペースも広く取ることができることとなったものである。
【００２６】
またアクチュエータの中立位置復帰機構として、ケーシング底面に先端面が平坦な駒をバネによって押し当てる構造とすることにより、少ない部品で構成でき、製造組立てが容易になり、コスト減となる。
【００２７】
更にケーシング底部に押釦スイッチを装着し、これをアクチュエータに貫通させた押釦操作用のキーステムによって操作させるようにすることにより、簡略な構成でカーナビケーションやパソコンの多方向コントロールスイッチとすることができ、またこの場合、一本の復帰動作用バネをもってアクチュエータの復帰動作駒の押し下げと、キーステムの押し上げとに共用させることにより、部品数を少なくし、小型化がより促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の多方向スイッチの一実施例の平面図である。
【図２】  同実施例のケーシング上蓋を取り外した状態の平面図である。
【図３】  図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】  図３の動作状態を示す断面図である。
【図６】  同実施例のスイッチ配線用マトリックスのタイプ１を示す線図である。
【図７】  同実施例のスイッチ配線用マトリックスのタイプ２を示す線図である。
【図８】  同実施例のスイッチ配線用マトリックスのタイプ３を示す線図である。
【図９】  図５に示すタイプ１に対応させた固定接点のパターンを示す平面図である。
【図１０】  図６に示すタイプ２に対応させた固定接点のパターンを示す平面図である。
【図１１】  図７に示すタイプ３に対応させた固定接点のパターンを示す平面図である。
【図１２】  従来例を示す縦断面図である。
【図１３】  （イ）（ロ）は図１２の従来例に使用されている固定接触子のパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｈ  固定接点
１０  ケーシング
１１  底壁
１２  収容部
１３  押釦スイッチ
１４  操作釦
１５  貫通孔
２０  アクチュエータ
２１  アクチュエータ支軸
２２  揺動リング
２２ａ  セグメント
２３  揺動リング支軸
２４  軸受溝
２５  上蓋
２６  操作レバー
２７  可動接触片
３０  ガイド穴
３１  復帰動作駒
３２  復帰動作用バネ
３３  平坦面
４０  キーステム
４１  抜け止め爪
４２  窓穴
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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