回転形パルススイッチ
【課題】回転径方向への小型化が可能な回転形パルススイッチを提供する。
【解決手段】回転中心Ｌから同一半径円上に三以上の接触部５２が形成された可動電極５と、一以上の被接触部８１ａを有する第一電極パターン・一以上の被接触部を８１ｂ有する第二電極パターン・一以上の被接触部８１ｃを有する共通電極パターン・一以上の被接触部８１ｄを有する接地電極パターンを備えた固定電極８とを備えている。可動電極５の回転途中に、第一電極パターン及び第二電極パターンの一方と共通電極パターンとが導通する第一状態と、第一電極パターン、第二電極パターン、及び共通電極パターンの何れもが互いに導通せず、かつ、少なくとも一つの接触部５２が接地電極パターンの被接触部に接触する第二状態とが発生する。被接触部８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄは、可動電極５と対向する平面上、かつ、接触部５２の回転軌跡上に互いに離間して配置されている。
【解決手段】回転中心Ｌから同一半径円上に三以上の接触部５２が形成された可動電極５と、一以上の被接触部８１ａを有する第一電極パターン・一以上の被接触部を８１ｂ有する第二電極パターン・一以上の被接触部８１ｃを有する共通電極パターン・一以上の被接触部８１ｄを有する接地電極パターンを備えた固定電極８とを備えている。可動電極５の回転途中に、第一電極パターン及び第二電極パターンの一方と共通電極パターンとが導通する第一状態と、第一電極パターン、第二電極パターン、及び共通電極パターンの何れもが互いに導通せず、かつ、少なくとも一つの接触部５２が接地電極パターンの被接触部に接触する第二状態とが発生する。被接触部８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄは、可動電極５と対向する平面上、かつ、接触部５２の回転軌跡上に互いに離間して配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触部を有する可動電極と、接触部と接触可能な被接触部を有する固定電極とを備え、可動電極を固定電極に対して回転させたときの接触部と被接触部との導通状態に基づき、可動電極の回転情報を検出する回転形パルススイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のごとく、回転中心を有し、回転中心から同一半径の位置に四つの接触部が形成された可動電極と、接触部と接触可能な複数の被接触部が、可動電極と対向する平面上、かつ、接触部の回転軌跡上に、互いに離間して配置された固定電極と、を備えた回転形パルススイッチがあった。この固定電極は、一以上の被接触部を有する第一電極パターンと、一以上の被接触部を有する第二電極パターンと、一以上の被接触部を有する共通電極パターンと、を互いに導通しない状態で備えている。また、この回転形パルススイッチは、可動電極の回転途中において、接触部が被接触部と接触することにより第一電極パターン及び第二電極パターンのうち少なくとも何れか一方と共通電極パターンとが導通する第一状態と、第一電極パターン、第二電極パターン、及び、共通電極パターンの何れもが互いに導通しない第二状態と、が発生するよう構成されている。
【０００３】
この構成によると、第一状態においては、第一電極パターンと共通電極パターンとの導通、第一電極パターンと第二電極パターンと共通電極パターンとの導通、第二電極パターンと共通電極パターンとの導通、という可動電極を介した各電極パターンの電気的導通によってパルス波が発生する。よって、このパルス波の経時変化を監視することにより、可動電極の回転方向及び回転量を検出可能である。
【０００４】
さらに、第二状態のときに、可動電極は、固定電極を外周側から取り巻くように配設された接地電極に接触する。よって、第二状態が発生している間に、可動電極に帯電した静電気は接地されて放電される。
【０００５】
即ち、特許文献１に記載の技術によると、パルス波の発生に影響を与えることなく、可動電極や固定電極に電気的に接続された各種電気部品が静電破壊することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１であると、接地電極を固定電極の周外側に配設する構成であるため、回転形パルススイッチを回転径方向に小型化し難い。
【０００８】
本発明の目的は、回転径方向への小型化が可能な回転形パルス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】
【０００９】
本発明に係る回転形パルススイッチの第一特徴構成は、回転中心を有し、当該回転中心から同一半径の位置に三以上の接触部が形成された可動電極と、前記接触部と接触可能な複数の被接触部が、前記可動電極と対向する平面上、かつ、前記接触部の回転軌跡上に、互いに離間して配置された固定電極と、を備え、前記固定電極は、一以上の前記被接触部を有する第一電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する第二電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する共通電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する接地電極パターンと、を互いに導通しない状態で備え、前記可動電極の回転途中において、前記接触部が前記被接触部と接触することにより前記第一電極パターン及び前記第二電極パターンのうち少なくとも何れか一方と前記共通電極パターンとが導通する第一状態と、前記第一電極パターン、前記第二電極パターン、及び、前記共通電極パターンの何れもが互いに導通せず、かつ、少なくとも一つの前記接触部が前記接地電極パターンの前記被接触部に接触する第二状態と、が発生するよう構成した点にある。
【００１０】
本構成であると、可動電極の回転による第一状態と第二状態との発生に基づいて、可動電極の回転情報を検出可能としつつ、回転途中において、可動電極に帯電した静電気を接地して放電することができる。さらに、第一電極パターンと第二電極パターンと共通電極パターンと接地電極パターンとの被接触部が同一円上に配置されているため、径方向に小型化可能な回転形パルススイッチとすることができる。
【００１１】
本発明に係る回転形パルススイッチの第二特徴構成は、前記可動電極が所定角度回転する毎に前記可動電極に回転抵抗を付与する抵抗部を備え、前記抵抗部が前記可動電極に前記回転抵抗を付与するときに前記第二状態が発生するよう前記接地電極パターンを配設した点にある。
【００１２】
本構成であると、所定回転ごとに可動電極に回転抵抗が付与されるため、回転操作力が除去されたとき可動電極は第二状態となって停止する。この結果、可動電極が停止したときに、可動電極に帯電した静電気は可動電極の停止時に確実に接地される。また、使用者は触覚を通じて可動電極が所定角度回転したことを体感できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】は、回転形パルススイッチの分解斜視図である。
【図２】は、回転形パルススイッチの縦断面図である。
【図３】は、回転形パルススイッチの斜視図である。
【図４】は、可動電極と固定電極とを示す平面図である。
【図５】は、可動電極を＋方向に回転させたときの接触部と各パターンとの位置関係を示す模式図である。
【図６】は、可動電極の回転によって発生したパルス波と可動電極の回転角度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を適応した回転形パルススイッチ（以下、「スイッチ」と略称する）を図面に基づいて説明する。なお、各図における上側を「上」とし、下側を「下」として説明する。ただし、この上下関係は、スイッチ使用時の上下関係を制限するものではない。
【００１５】
〔全体構成〕
スイッチは、回転操作、四方向傾動操作、及び、中心押し操作を電気的に検出可能な複合操作スイッチである。このスイッチは、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲーム機器の操作入力部や、家庭用電化製品の操作入力部等に備えられる。
【００１６】
スイッチは、図１乃至３に示すごとく、ダイヤル１と、キートップ２と、「可動電極」としての可動電極板５と、中心操作キー６と、基板８と、を備えている。キートップ２にダイヤル１を回転操作軸L回りに回転操作可能なよう支持した状態で、キートップ２を基板８に固定してある。また、ダイヤル１は、キートップ２を介して基板８に対して平面視十字の四方向に傾動操作可能である。中心操作キー６は、基板８に対して回転中心軸Ｌに沿って押し操作可能なよう、ダイヤル１と基板８とで支持してある。
【００１７】
可動電極板５はダイヤル１に固定されており、ダイヤル１を回転操作することにより基板８に対して回転中心軸L回りに回転する。即ち、回転操作軸Lが、本発明に係る「回転中心」に相当する。基板８には、「固定電極」としての回転操作用パターン８１と、四方向操作用パターン８２と、中心操作用パターン８３と、がプリントされている。
【００１８】
ダイヤル１を回転操作すると、可動電極板５と回転操作用パターン８１とが導通状態または非導通状態となって、パルス波が発生する。これにより、ダイヤル１の回転情報、例えば、ダイヤル１の回転方向及び回転量を検出できる。また、ダイヤル１を四方向の何れかの方向に傾動操作すると、四方向操作用パターン８２が後述するスナップ板１０を介して導通状態となる。これにより、ダイヤル１の傾動方向を検出できる。また、中心操作キー６を押し操作すると、中心操作用パターン８３が後述するスナップ板１０を介して導通状態となる。これにより、中心操作キー６の押し操作を検出できる。
【００１９】
なお、図示はしないが、スイッチは、各パターンにおける電気的導通と非導通とを検知して、各操作情報を検出する検出手段を備えている。また、各パターンと検出手段とは不図示のリード線を介して接続されている。ただし、検出手段については公知であるので、ここでは特に説明しない。
【００２０】
〔ダイヤルについて〕
ダイヤル１は、図１，２に示すごとく、中心に円筒形状の貫通部１１を備えたドーナツ型の樹脂製部材である。ダイヤル１には、底面を凹入した環状の凹入部１２が形成してある。貫通部１１と凹入部１２とにより、ダイヤル１には内壁部１３と外壁部１４とが形成されている。貫通部１１の内周面に段部１３ａを形成してある。段部１３ａは、後述する中心操作キー６の段部６３と協働して、中心操作キー６が貫通部１１から抜け出すことを防止するものである。内壁部１３の底面から下方に向けて、ピン形状のかしめ部１５を形成してある。かしめ部１５は、周方向に沿って等間隔に四箇所形成してある。かしめ部１５によって、可動電極板５をダイヤル１に固定する。使用者がダイヤル１を回転操作しやすいよう、ダイヤル１の上面外周に周方向に沿って等間隔毎に複数の窪みを形成してある。
【００２１】
〔キートップについて〕
キートップ２は、図１，２に示すごとく、基部２１と感触部２２と脚部２３とを備えた樹脂製の部材である。基部２１は、断面矩形状の環状に形成してある。脚部２３は、基部２１に対して９０°毎に配設され、基部２１を宙に浮かせた状態で下側から四箇所を支持している。感触部２２は、基部２１の周内に納まる位置に配設され、その下部が脚部２３を介して基部２１と連結されている。感触部２２の中心は、ダイヤル１の内壁部１３を挿入可能なよう、円筒形状に貫通してある。感触部２２の外周面２２ａには、周方向に沿って複数の凹凸を形成してある。この凹凸は、後述する感触用バネ３のバネ部３１と協働して、使用者にクリック感を与えるものである。
【００２２】
脚部２３の底面から下方に向けてピン形状のかしめ部２４を立設形成してある。四箇所のかしめ部２４を基板８に形成された取付用の孔に夫々挿入し、脚部２３の底面が基板８に接した状態で、かしめ部２４を熱かしめしてキートップ２を基板８に固定する。
【００２３】
基部２１の上面のうち、隣り合う脚部２３の周方向に沿った中間位置に受圧部２１ａを凸設してある。即ち、受圧部２１ａは四箇所存在する。また、基部２１の下面のうち、受圧部２１ａの裏側の位置に押圧部２１ｂを凸設してある。基部２１の内外周径は、受圧部２１ａがダイヤル１の外壁部１４の底面を支持できる程度に設定してある。上述したように、基部２１の断面形状が矩形状であり、かつ、脚部２３同士がある程度離間しているため、受圧部２１ａが上方から押圧されると、基部２１は脚部２３を支点として下方にたわんで変形する。キートップ２は樹脂製であるため、この変形は弾性変形であり、押圧力を除去すると基部２１は元の状態に戻る。このような構成により、ダイヤル１を四方向へ傾動操作することが可能である。
【００２４】
本実施形態では、四箇所の脚部２３は、図１に示すごとく、周方向において、９０°の均等角度ではなく、約８０°、約１００°、約８０°、約１００°の中心角をもって離間している。周方向において脚部２３を均等角度９０°の中心角をもって離間させると、部２１の曲げ応力が同一となって好適である。しかし、基板８にプリントされたパターンの配置によっては、本実施形態のように脚部２３を９０°毎に均等することができない場合がある。よって、各脚部２３の間において基部２１の曲げ応力に差異が出ないよう、基部２１の断面二次モーメントを設定する。
〔可動電極板について〕
【００２５】
可動電極板５は、図１，２に示すごとく、環状の金属製部材である。可動電極板５は、支持部５１と、支持部５１から切出された部分が支持部５１から斜め下方に向けて屈曲されてなるブラシ部５２とを有する。ブラシ部５２は、周方向に沿って９０°毎に四箇所形成してあり、回転中心軸Lから同一半径の位置にある。固定板４を介して支持部５１をダイヤル１の外壁部１４の底面に固定することによって、可動電極板５はダイヤル１に固定される。詳しく説明すると、支持部５１と固定板４とに、かしめ部１５に対応する取付用の孔を四箇所ずつ形成してある。かしめ部１５をこれらの取付用の孔に挿入し、固定板４が外壁部１４の底面に接した状態、かつ、可動電極板５が固定板４に接した状態で、かしめ部１５を熱かしめする。これにより、可動電極板５がダイヤル１に固定される。ダイヤル１が回転操作されると、ブラシ部５２は、その先端部を基板８上の回転操作用パターン８１に接触させつつ回転中心軸Ｌの周りに回転する。即ち、ブラシ部５２が、本発明に係る「接触部」に相当する。
〔中心操作キー・回転防止部材について〕
【００２６】
中心操作キー６は、図１，２に示すごとく、内部が空洞のカップ形状の樹脂製部材である。中心操作キー６の内部には、平面視十字形状断面の受圧部６１が下方に向けて立設してある。押圧部６１は十字形状の断面形状に形成してあり、軽量化等のために中心操作キー６の厚さを薄くしても、径方向の剛性が維持される。
【００２７】
中心操作キー６の外周面の下部付近において、厚みを厚くすることにより段部６３を形成してある。段部６３よりも上側部分の外径は、ダイヤル１の内壁部１３の内径よりも小さい。段部６３よりも下側部分の外径は、ダイヤル１の内壁部１３のうち段部１３ａよりも上側部分の内径よりも大きく、かつ、ダイヤル１の内壁部１３のうち段部１３ａよりも下側部分の内径よりも小さい。これにより、スイッチを組み上げたときに、中心操作キー６はダイヤル１に対して上下方向に移動可能である。また、中心操作キー６がダイヤル１に対して上方向に移動した際、段部１３ａと段部６３とが係止し、中心操作キー６が貫通部１１から抜け出すことが防止される。
【００２８】
中心操作キー６の段部６３よりも下側部分には、直径上に位置する二箇所に切欠部６２を形成してある。切欠部６２が後述する係止部７３と係合することにより、中心操作キー６は基板８に対して回転しない。
【００２９】
回転防止部材７は、図１，２に示すごとく、基部７１、受圧部７２、係止部７３、押圧部７４、脚部７５、及びかしめ部７６を備えた樹脂製の部材である。基部７１は、断面矩形状の環状に形成してある。基部７１の外径は、中心操作キー６の外径と同じ程度の大きさである。脚部７５は、基部７１に対して１８０°毎に配設され、基部７１を宙に浮かせた状態で下側から二箇所を支持している。受圧部７２は、基部７１の周内に納まる位置に配設され、その下部が二箇所の係止部７３を介して基部７１と連結されている。受圧部７２の外径は、中心操作キー６の内径よりも小さい。係止部７３は、基部７１の上面のうち、脚部７５に対して９０°の間隔を空けた位置に形成してある。即ち、各係止部７３は、周方向において脚部７５と脚部７５との中間に位置する。係止部７３の幅は、中心操作キー６の切欠部６２の幅よりも多少小さい。係止部７３に中心操作キー６の切欠部６２が嵌めこまれ、中心操作キー６が基板８に対して自由回転することが防止される。
【００３０】
かしめ部７６は、ピン形状であり、脚部７５の底面から下方に向けて三箇所立設形成してある。かしめ部７６は、一方の脚部７５に一箇所形成し、他方の脚部７５に互いに離間させて二箇所形成してある。かしめ部７６を基板８に形成された取付用の孔に夫々挿入し、脚部７５の底面が基板８に接した状態で、かしめ部７６を熱かしめして回転防止部材７を基板８に固定する。回転防止部材７は、かしめ部７６によって三点支持されているので、基板８に対して安定する。ただし、仮に、かしめ部７６が各脚部７５に対して一箇所ずつしかなくても、つまり、回転防止部材７が二点で支持されるものであっても、脚部７５が周方向に適度な長さを有し、かつ、脚部７５と基板８とが密着していれば、回転防止部材７は基板８に対して安定する。
【００３１】
受圧部７２に対して中心操作キー６が覆い被せられ、押圧部６１が受圧部７２の天端に接触する。中心操作キー６が押し操作されると、その操作力が押圧部６１を介して受圧部７２に伝達される。上述したように、基部７１の断面形状が矩形状であり、かつ、脚部７５同士が１８０°の中心角をもって離間しているため、受圧部７２が上方から押圧されると、基部７１は脚部７５を支点として下方にたわんで変形する。回転防止部材７は樹脂製であるため、この変形は弾性変形であり、押圧力を除去すると基部７１は元の状態に戻る。
【００３２】
〔基板について〕
基板８には、図１，２に示すごとく、上述したように、導電性の回転操作用パターン８１と、導電性の四方向操作用パターン８２と、導電性の中心操作用パターン８３と、がプリントされている。スイッチの組み上がり時には、基板８は可動電極板５と対向する。各パターンは、上述した不図示の検出手段に接続されている。
【００３３】
四方向操作用パターン８２及び中心操作用パターン８３は、図１に示すごとく、環状のパターンと、環中央部分のパターンとを備える公知の電極パターンである。スナップ板１０を四方向操作用パターン８２及び中心操作用パターン８３に載置し、シート状の貼付テープＴで固定してある。スナップ板１０は、図１，２に示すごとく、中央部が膨出した金属製部材である。スナップ板１０は、四方向操作用パターン８２及び中心操作用パターン８３と平面視で略同サイズであり、外周部の一部または全部が、各パターン８２，８３のうちの環状のパターンに常時接触している。スナップ板１０は、中央部付近に押圧力が作用すると弾性変形し、その頂点部分が各パターン８２，８３のうちの中央のパターンに接触する。これにより、四方向操作用パターン８２，中心操作用パターン８３がスナップ板１０を介して電気的に導通状態となる。押圧力が除去されると、スナップ板１０は元の形状に復帰し、導通状態は解除される。なお、スナップ板１０は、押圧によって頂点部分が転勤点を越えない程度の膨出高さとしてある。
【００３４】
回転操作用パターン８１は、図４に示すごとく、「被接触部」としての一以上のＡ相８１ａ、「被接触部」としての一以上のＢ相８１ｂ、「被接触部」としての一以上のＣ相８１ｃ、及び、「被接触部」としての一以上のＥ相８１ｄを備えている。Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃ、及びＥ相８１ｄは、ブラシ部５２の先端部の回転軌跡上に、互いに離間して配置されている。Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃの下流側は、上述した不図示の検出手段に接続してある。Ｅ相８１ｄは下流で接地してある。
【００３５】
Ａ相８１ａは、Ｂ相８１ｂ及びＣ相８１ｃを介することなく三つ連続して備えられ、互いに接続されている。Ｂ相８１ｂは、Ａ相８１ａ及びＣ相８１ｃを介することなく三つ連続して備えられ、互いに接続されている。Ｃ相８１ｃは、Ａ相８１ａ及びＢ相８１ｂを介することなく三つ連続して備えられ、互いに接続されている。Ｅ相８１ｄは、Ａ相８１ａ，Ｂ相８１ｂ，Ｃ相８１ｃの各相の間に備えられ、互いに接続されている。Ａ相８１ａの集合体が、本発明に係る「第一電極パターン」に相当する。Ｂ相８１ｂの集合体が、本発明に係る「第二電極パターン」に相当する。Ｃ相８１ｃの集合体が、本発明に係る「共通電極パターン」に相当する。Ｅ相８１ｄの集合体が、本発明に係る「接地電極パターン」に相当する。各相の間には僅かな隙間を備えてあり、各相同士は互いに導通しない。
【００３６】
なお、基板８の底に補強板９を沿わせることにより、基板の剛性を高めている。
【００３７】
〔スイッチの組付について〕
図１，図２に基づいて、スイッチの組付について説明する。まず、ダイヤル１に「抵抗部」としての感触用バネ３を配設する。感触用バネ３は、板バネとして機能する両端のバネ部３１と、両バネ部３１の中央付近に設けられた取付部３２とを備えている。バネ部３１の両側の先端部分は、感触部２２の凹凸形状のうちの凹形状に対応する形状に形成してある。バネ部３１の先端部分同士の離間距離は、キートップ２の感触部２２の凹部における外径よりも小さく設定してある。取付部３２を介して、感触用バネ３をダイヤル１の凹入部１２の上面に取り付ける。
【００３８】
内壁部１３を感触部２２の内部に挿入するよう、ダイヤル１をキートップ２に組み込む。このとき、感触用バネ３が感触部２２の天端に干渉しないよう、バネ部３１を両外側へ押し広げて挿入作業を行う。ダイヤル１は、外壁部１４の底面が受圧部２１ａに接触するまでキートップ２に挿入する。かしめ部１５に、固定板４と可動電極板５とを順に嵌め込んで、かしめ部１５を熱かしめする。この結果、ダイヤル１が上方に移動しても、固定板４が感触部２２の底面２２ｃに係止し、ダイヤル１はキートップ２から抜け出すことがない。ただし、内壁部１３は、ダイヤル１が下方に押し操作され得る程度に、その高さを設定してある。
【００３９】
一方、基板８にはスナップ板１０を貼付テープＴで固定してある。そして、基板８に回転防止部材７を固定し、回転防止部材７に中心操作キー６を覆い被せる。このような状態の基板８に、ダイヤル１を組み込んだ状態のキートップ２を固定する。中心操作キー６は、ダイヤル１の内壁部１３の内部に挿入されることとなり、上述した段部１３ａと段部６３とにより、中心操作キー６がダイヤル１から抜け出すことはない。スイッチの組み上がりの斜視図を図３に示す。
【００４０】
可動電極板５の先端部は、図２に示すごとく、回転操作用パターン８１に接触する。上述したように、ブラシ部５２は支持部５１から下方に折り曲げられているので、ダイヤル１と基板８とに挟持されることにより、板バネとしても機能する。即ち、ブラシ部５２がダイヤル１を上方に常時付勢し、通常の状態でダイヤル１がキートップ２に対して沈み込むことはない。
【００４１】
以上の構成により、ダイヤル１及び可動電極板５は、基板８に対して、図３に「＋」で示す半時計回りにも、「−」で示す時計回りにも回転中心軸Ｌの周りに回転可能となる。感触部２２の凹凸形状は、３０°ごとに繰り返される形状であって、かつ、感触用バネ３は凹形状に嵌り込んだ状態が最も安定するため、ダイヤル１は３０°毎に位置保持される。即ち、３０°毎にダイヤル１には回転抵抗が付与される。この結果、使用者は３０°毎にクリック感を得ることができ、回転操作量を体感できる。回転操作による回転操作用パターン８１の導通及び非導通については後述する。
【００４２】
図２に示すごとく、キートップ２の押圧部２１ｂは、スナッププレートを介した状態で四方向操作用パターン８２に対向する。感触部２２の内周面２２ｂの内径は、上方に向って若干拡径してある。一方、感触部２２の内周面２２ｂの内径は、下部ではダイヤル１の内壁部１３の外径よりも僅かに大きい程度に設定してある。これらにより、ダイヤル１は、キートップ２に対してガタつくことはないものの、ダイヤル１の上面のうち受圧部２１ａに対応する位置を押し操作することにより、四方向への傾動操作が可能である。なお、ダイヤル１を押す位置が受圧部２１ａから多少外れていても、受圧部２１ａが基部２１に対して９０°毎に均等形成され、ダイヤル１を点支持しているため、操作力は、傾動させたい方向に対応する受圧部２１ａに最も作用する。
【００４３】
ダイヤル１を四方向に傾動操作すると、その操作力は基部２１の受圧部２１ａに伝達される。そして、基部２１が下方に沈み込み、押圧部２１ｂがスナップ板１０を押圧する。スナップ板１０が四方向操作用パターン８２に接触すると、四方向操作用パターン８２の何れか一つが導通状態となり、傾動操作された方向が検出される。傾動操作力を除去すると、基部２１の弾性力により、ダイヤル１及びスナップ板１０は元の状態に復帰する。
【００４４】
図２に示すごとく、回転防止部材７の押圧部７４は、スナッププレートを介した状態で中心操作用パターン８３に対向している。中心操作キー６は、外周部をダイヤル１の内壁部１３に包持されるため、径方向へはガタつかない。中心操作キー６を回転中心軸Ｌに沿って押し操作すると、その操作力は押圧部６１を介して回転防止部材７に伝達される。そして、回転防止部材７が下方へ沈み込み、押圧部７４がスナップ板１０を押圧する。スナップ板１０が中心操作用パターン８３に接触すると、中心操作用パターン８３が導通状態となり、中心操作が検出される。
【００４５】
中心操作は、例えば、四方向操作や回転操作の後に行って、夫々の操作の確定を行うものである。即ち、中心操作キー６は「確定キー」のごとき役割をなす。
【００４６】
〔スイッチの回転操作について〕
可動電極板５と回転操作用パターン８１との位置関係に基づき、ダイヤル１を回転操作したときの回転操作用パターン８１の導通、非導通について説明する。図５において、可動電極板５と回転操作用パターン８１とは模式的に表現してある。ブラシ部５２は十字形状に表現し、Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃの少なくとも二つが導通したときは、導通した相に接するブラシ部５２を黒く塗りつぶしてある。
【００４７】
図５（ｄ）に示すごとく、Ａ相８１ａとＣ相８１ｃとが導通したときは、図６におけるＡ相８１ａが「ＯＮ」となったときのパルス波が発生する。また、図５（ｂ）に示すごとく、Ｂ相８１ｂとＣ相８１ｃとが導通したときは、図６におけるＢ相８１ｂが「ＯＮ」となったときのパルス波が発生する。さらに、図５（ｃ）に示すごとく、Ａ相８１ａとＢ相８１ｂとＣ相８１ｃとが導通したときは、図６におけるＡ相８１ａとＢ相８１ｂとの両方が「ＯＮ」となったときのパルス波が発生する。スイッチは、このような三種の導通状態を検出可能であって、これらの導通状態が、本発明に係る「第一状態」に相当する。
【００４８】
図５（ａ）に示すごとく、ブラシ部５２がＡ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃの何れもと接触しないときは、図６に示す全絶縁状態が発生する。このとき、全てのブラシ部５２は、Ｅ相８１ｄと接触している。よって、回転途中において、可動電極板５と回転操作用パターン８１との摺設により発生して可動電極板５に帯電した静電気や、外部からスイッチ内に侵入して可動電極板５に帯電した静電気は、Ｅ相８１ｄを介して接地されて放電される。この全絶縁状態が、本発明に係る「第二状態」に相当する。
【００４９】
また、可動電極板５が３６０°回転する間において、全絶縁状態が１２回発生するよう、可動電極板５及び回転操作用パターン８１は構成してある。即ち、３０°毎に全絶縁状態が発生する。さらに、感触部２２と感触用バネ３による回転抵抗が発生するタイミングが、全絶縁状態が発生するタイミングと合致するよう構成してある。よって、回転操作を確実に全絶縁状態で停止させることができ、可動電極板５に帯電した静電気は確実に接地される。
【００５０】
なお、図示はしないが、Ｅ相８１ｄの下流に抵抗を設けてある。これにより、ブラシ部５２が、Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃのうち少なくとも二つと接触しつつＥ相８１ｄにも接触した状態となっても、電流はＥ相８１ｄを介して接地されず、導通状態に応じた適正なパルス波が発生する。
【００５１】
以下に、回転情報を検出するメカニズムについて簡単に説明する。可動電極板５が、図５（ａ）から「＋」方向に（ｅ）まで回転すると、図６の０°から３０°に相当にする箇所に示されるごとく、「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「全絶縁状態」の順序のパルス波が発生する。逆に、に示すごとく、可動電極板５が、図５（ｅ）から「−」方向に（ａ）まで回転すると、図６の３０°から０°に相当する箇所に示されるごとく、「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「全絶縁状態」の順序のパルス波が発生する。このパルス波を判別することによって、可動電極板５が「＋」方向もしくは「−」方向の何れに回転したか検出できる。また、二つのパターンのパルス波の発生回数を判定することにより、可動電極板５の回転量を検出することができる。
【００５２】
図５は、可動電極板５を「＋」方向に９０°回転させたときの状態を（ａ）から（ｌ）に示すものである。（ａ）から（ｅ）において、「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」の順序のパルス波が発生し、（ｅ）の状態で可動電極板５に帯電した静電気は接地される。引き続き、（ｅ）から（ｉ）においても、「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」の順序のパルス波が発生し、（ｉ）の状態で可動電極板５に帯電した静電気は再び接地される。さらに、（ｉ）から（ｌ）においても、「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」の順序のパルス波が発生する。その後、再度（ａ）の状態となり、可動電極板５に帯電した静電気は再び接地される。
【００５３】
即ち、可動電極板５が「＋」方向に回転すると、図６に示すごとく、３０°毎に「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「全絶縁状態」が繰り返され、かつ、図５に示すごとく、可動電極板５と回転用電極パターンとの位置関係は９０°の周期で繰り返される。可動電極板５が「−」方向に回転した場合も同様に、図６に示すごとく、３０°毎に「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「全絶縁状態」が繰り返され、かつ、図５に示すごとく、可動電極板５と回転用電極パターンとの位置関係は９０°の周期で繰り返される。
【００５４】
以上、本発明の構成であると、Ｅ相８１ｄが、Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃと同じ円状に配置されているため、回転操作用パターン８１の径が大きくならず、スイッチの回転径方向への小型化を図ることができる。また、３０°回転する毎に、可動電極板５に帯電した静電気が接地されるため、回転操作速度が速く、Ｅ相８１ｄと可動電極板５の接触時間が短い場合であっても、接地回数が多く小まめに静電気がクリアされる。この結果、スイッチの回転操作検出が静電気によって阻害されることが防止される。
【００５５】
なお、可動電極板５が３６０°回転する間に発生する全絶縁状態の回数は、本実施形態の数に限られるものではない。全絶縁状態の発生回数は、ブラシの数や、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｅ相の数・配置によって簡便に変更が可能である。
相、Ｂ相、Ｃ相、Ｅ相の数・配置によって簡便に変更が可能である。
【００５６】
また、上述の実施形態においては、四方向へのダイヤル１の傾動操作が可能なようにキートップ２を構成したが、これに限定されるものではない。例えば、二方向、六方向、八方向へのダイヤル１の傾動操作が可能なようキートップ２を構成しても良い。この場合は、受圧部２１ａ及び脚部２３の数や割付、基部２１の厚み等を適宜変更すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、回転情報を検出する回転形のパルススイッチに適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
３ 感触用バネ（抵抗部）
５ 可動電極板（可動電極）
５２ ブラシ部（接触部）
８１ 回転操作用パターン（固定電極）
８１ａ Ａ相（第一電極パターン・被接触部）
８１ｂ Ｂ相（第二電極パターン・被接触部）
８１ｃ Ｃ相（共通電極パターン・被接触部）
８１ｄ Ｅ相（接地電極パターン・被接触部）
Ｌ 回転中心軸（回転中心）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触部を有する可動電極と、接触部と接触可能な被接触部を有する固定電極とを備え、可動電極を固定電極に対して回転させたときの接触部と被接触部との導通状態に基づき、可動電極の回転情報を検出する回転形パルススイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のごとく、回転中心を有し、回転中心から同一半径の位置に四つの接触部が形成された可動電極と、接触部と接触可能な複数の被接触部が、可動電極と対向する平面上、かつ、接触部の回転軌跡上に、互いに離間して配置された固定電極と、を備えた回転形パルススイッチがあった。この固定電極は、一以上の被接触部を有する第一電極パターンと、一以上の被接触部を有する第二電極パターンと、一以上の被接触部を有する共通電極パターンと、を互いに導通しない状態で備えている。また、この回転形パルススイッチは、可動電極の回転途中において、接触部が被接触部と接触することにより第一電極パターン及び第二電極パターンのうち少なくとも何れか一方と共通電極パターンとが導通する第一状態と、第一電極パターン、第二電極パターン、及び、共通電極パターンの何れもが互いに導通しない第二状態と、が発生するよう構成されている。
【０００３】
この構成によると、第一状態においては、第一電極パターンと共通電極パターンとの導通、第一電極パターンと第二電極パターンと共通電極パターンとの導通、第二電極パターンと共通電極パターンとの導通、という可動電極を介した各電極パターンの電気的導通によってパルス波が発生する。よって、このパルス波の経時変化を監視することにより、可動電極の回転方向及び回転量を検出可能である。
【０００４】
さらに、第二状態のときに、可動電極は、固定電極を外周側から取り巻くように配設された接地電極に接触する。よって、第二状態が発生している間に、可動電極に帯電した静電気は接地されて放電される。
【０００５】
即ち、特許文献１に記載の技術によると、パルス波の発生に影響を与えることなく、可動電極や固定電極に電気的に接続された各種電気部品が静電破壊することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１であると、接地電極を固定電極の周外側に配設する構成であるため、回転形パルススイッチを回転径方向に小型化し難い。
【０００８】
本発明の目的は、回転径方向への小型化が可能な回転形パルス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】
【０００９】
本発明に係る回転形パルススイッチの第一特徴構成は、回転中心を有し、当該回転中心から同一半径の位置に三以上の接触部が形成された可動電極と、前記接触部と接触可能な複数の被接触部が、前記可動電極と対向する平面上、かつ、前記接触部の回転軌跡上に、互いに離間して配置された固定電極と、を備え、前記固定電極は、一以上の前記被接触部を有する第一電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する第二電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する共通電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する接地電極パターンと、を互いに導通しない状態で備え、前記可動電極の回転途中において、前記接触部が前記被接触部と接触することにより前記第一電極パターン及び前記第二電極パターンのうち少なくとも何れか一方と前記共通電極パターンとが導通する第一状態と、前記第一電極パターン、前記第二電極パターン、及び、前記共通電極パターンの何れもが互いに導通せず、かつ、少なくとも一つの前記接触部が前記接地電極パターンの前記被接触部に接触する第二状態と、が発生するよう構成した点にある。
【００１０】
本構成であると、可動電極の回転による第一状態と第二状態との発生に基づいて、可動電極の回転情報を検出可能としつつ、回転途中において、可動電極に帯電した静電気を接地して放電することができる。さらに、第一電極パターンと第二電極パターンと共通電極パターンと接地電極パターンとの被接触部が同一円上に配置されているため、径方向に小型化可能な回転形パルススイッチとすることができる。
【００１１】
本発明に係る回転形パルススイッチの第二特徴構成は、前記可動電極が所定角度回転する毎に前記可動電極に回転抵抗を付与する抵抗部を備え、前記抵抗部が前記可動電極に前記回転抵抗を付与するときに前記第二状態が発生するよう前記接地電極パターンを配設した点にある。
【００１２】
本構成であると、所定回転ごとに可動電極に回転抵抗が付与されるため、回転操作力が除去されたとき可動電極は第二状態となって停止する。この結果、可動電極が停止したときに、可動電極に帯電した静電気は可動電極の停止時に確実に接地される。また、使用者は触覚を通じて可動電極が所定角度回転したことを体感できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】は、回転形パルススイッチの分解斜視図である。
【図２】は、回転形パルススイッチの縦断面図である。
【図３】は、回転形パルススイッチの斜視図である。
【図４】は、可動電極と固定電極とを示す平面図である。
【図５】は、可動電極を＋方向に回転させたときの接触部と各パターンとの位置関係を示す模式図である。
【図６】は、可動電極の回転によって発生したパルス波と可動電極の回転角度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を適応した回転形パルススイッチ（以下、「スイッチ」と略称する）を図面に基づいて説明する。なお、各図における上側を「上」とし、下側を「下」として説明する。ただし、この上下関係は、スイッチ使用時の上下関係を制限するものではない。
【００１５】
〔全体構成〕
スイッチは、回転操作、四方向傾動操作、及び、中心押し操作を電気的に検出可能な複合操作スイッチである。このスイッチは、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲーム機器の操作入力部や、家庭用電化製品の操作入力部等に備えられる。
【００１６】
スイッチは、図１乃至３に示すごとく、ダイヤル１と、キートップ２と、「可動電極」としての可動電極板５と、中心操作キー６と、基板８と、を備えている。キートップ２にダイヤル１を回転操作軸L回りに回転操作可能なよう支持した状態で、キートップ２を基板８に固定してある。また、ダイヤル１は、キートップ２を介して基板８に対して平面視十字の四方向に傾動操作可能である。中心操作キー６は、基板８に対して回転中心軸Ｌに沿って押し操作可能なよう、ダイヤル１と基板８とで支持してある。
【００１７】
可動電極板５はダイヤル１に固定されており、ダイヤル１を回転操作することにより基板８に対して回転中心軸L回りに回転する。即ち、回転操作軸Lが、本発明に係る「回転中心」に相当する。基板８には、「固定電極」としての回転操作用パターン８１と、四方向操作用パターン８２と、中心操作用パターン８３と、がプリントされている。
【００１８】
ダイヤル１を回転操作すると、可動電極板５と回転操作用パターン８１とが導通状態または非導通状態となって、パルス波が発生する。これにより、ダイヤル１の回転情報、例えば、ダイヤル１の回転方向及び回転量を検出できる。また、ダイヤル１を四方向の何れかの方向に傾動操作すると、四方向操作用パターン８２が後述するスナップ板１０を介して導通状態となる。これにより、ダイヤル１の傾動方向を検出できる。また、中心操作キー６を押し操作すると、中心操作用パターン８３が後述するスナップ板１０を介して導通状態となる。これにより、中心操作キー６の押し操作を検出できる。
【００１９】
なお、図示はしないが、スイッチは、各パターンにおける電気的導通と非導通とを検知して、各操作情報を検出する検出手段を備えている。また、各パターンと検出手段とは不図示のリード線を介して接続されている。ただし、検出手段については公知であるので、ここでは特に説明しない。
【００２０】
〔ダイヤルについて〕
ダイヤル１は、図１，２に示すごとく、中心に円筒形状の貫通部１１を備えたドーナツ型の樹脂製部材である。ダイヤル１には、底面を凹入した環状の凹入部１２が形成してある。貫通部１１と凹入部１２とにより、ダイヤル１には内壁部１３と外壁部１４とが形成されている。貫通部１１の内周面に段部１３ａを形成してある。段部１３ａは、後述する中心操作キー６の段部６３と協働して、中心操作キー６が貫通部１１から抜け出すことを防止するものである。内壁部１３の底面から下方に向けて、ピン形状のかしめ部１５を形成してある。かしめ部１５は、周方向に沿って等間隔に四箇所形成してある。かしめ部１５によって、可動電極板５をダイヤル１に固定する。使用者がダイヤル１を回転操作しやすいよう、ダイヤル１の上面外周に周方向に沿って等間隔毎に複数の窪みを形成してある。
【００２１】
〔キートップについて〕
キートップ２は、図１，２に示すごとく、基部２１と感触部２２と脚部２３とを備えた樹脂製の部材である。基部２１は、断面矩形状の環状に形成してある。脚部２３は、基部２１に対して９０°毎に配設され、基部２１を宙に浮かせた状態で下側から四箇所を支持している。感触部２２は、基部２１の周内に納まる位置に配設され、その下部が脚部２３を介して基部２１と連結されている。感触部２２の中心は、ダイヤル１の内壁部１３を挿入可能なよう、円筒形状に貫通してある。感触部２２の外周面２２ａには、周方向に沿って複数の凹凸を形成してある。この凹凸は、後述する感触用バネ３のバネ部３１と協働して、使用者にクリック感を与えるものである。
【００２２】
脚部２３の底面から下方に向けてピン形状のかしめ部２４を立設形成してある。四箇所のかしめ部２４を基板８に形成された取付用の孔に夫々挿入し、脚部２３の底面が基板８に接した状態で、かしめ部２４を熱かしめしてキートップ２を基板８に固定する。
【００２３】
基部２１の上面のうち、隣り合う脚部２３の周方向に沿った中間位置に受圧部２１ａを凸設してある。即ち、受圧部２１ａは四箇所存在する。また、基部２１の下面のうち、受圧部２１ａの裏側の位置に押圧部２１ｂを凸設してある。基部２１の内外周径は、受圧部２１ａがダイヤル１の外壁部１４の底面を支持できる程度に設定してある。上述したように、基部２１の断面形状が矩形状であり、かつ、脚部２３同士がある程度離間しているため、受圧部２１ａが上方から押圧されると、基部２１は脚部２３を支点として下方にたわんで変形する。キートップ２は樹脂製であるため、この変形は弾性変形であり、押圧力を除去すると基部２１は元の状態に戻る。このような構成により、ダイヤル１を四方向へ傾動操作することが可能である。
【００２４】
本実施形態では、四箇所の脚部２３は、図１に示すごとく、周方向において、９０°の均等角度ではなく、約８０°、約１００°、約８０°、約１００°の中心角をもって離間している。周方向において脚部２３を均等角度９０°の中心角をもって離間させると、部２１の曲げ応力が同一となって好適である。しかし、基板８にプリントされたパターンの配置によっては、本実施形態のように脚部２３を９０°毎に均等することができない場合がある。よって、各脚部２３の間において基部２１の曲げ応力に差異が出ないよう、基部２１の断面二次モーメントを設定する。
〔可動電極板について〕
【００２５】
可動電極板５は、図１，２に示すごとく、環状の金属製部材である。可動電極板５は、支持部５１と、支持部５１から切出された部分が支持部５１から斜め下方に向けて屈曲されてなるブラシ部５２とを有する。ブラシ部５２は、周方向に沿って９０°毎に四箇所形成してあり、回転中心軸Lから同一半径の位置にある。固定板４を介して支持部５１をダイヤル１の外壁部１４の底面に固定することによって、可動電極板５はダイヤル１に固定される。詳しく説明すると、支持部５１と固定板４とに、かしめ部１５に対応する取付用の孔を四箇所ずつ形成してある。かしめ部１５をこれらの取付用の孔に挿入し、固定板４が外壁部１４の底面に接した状態、かつ、可動電極板５が固定板４に接した状態で、かしめ部１５を熱かしめする。これにより、可動電極板５がダイヤル１に固定される。ダイヤル１が回転操作されると、ブラシ部５２は、その先端部を基板８上の回転操作用パターン８１に接触させつつ回転中心軸Ｌの周りに回転する。即ち、ブラシ部５２が、本発明に係る「接触部」に相当する。
〔中心操作キー・回転防止部材について〕
【００２６】
中心操作キー６は、図１，２に示すごとく、内部が空洞のカップ形状の樹脂製部材である。中心操作キー６の内部には、平面視十字形状断面の受圧部６１が下方に向けて立設してある。押圧部６１は十字形状の断面形状に形成してあり、軽量化等のために中心操作キー６の厚さを薄くしても、径方向の剛性が維持される。
【００２７】
中心操作キー６の外周面の下部付近において、厚みを厚くすることにより段部６３を形成してある。段部６３よりも上側部分の外径は、ダイヤル１の内壁部１３の内径よりも小さい。段部６３よりも下側部分の外径は、ダイヤル１の内壁部１３のうち段部１３ａよりも上側部分の内径よりも大きく、かつ、ダイヤル１の内壁部１３のうち段部１３ａよりも下側部分の内径よりも小さい。これにより、スイッチを組み上げたときに、中心操作キー６はダイヤル１に対して上下方向に移動可能である。また、中心操作キー６がダイヤル１に対して上方向に移動した際、段部１３ａと段部６３とが係止し、中心操作キー６が貫通部１１から抜け出すことが防止される。
【００２８】
中心操作キー６の段部６３よりも下側部分には、直径上に位置する二箇所に切欠部６２を形成してある。切欠部６２が後述する係止部７３と係合することにより、中心操作キー６は基板８に対して回転しない。
【００２９】
回転防止部材７は、図１，２に示すごとく、基部７１、受圧部７２、係止部７３、押圧部７４、脚部７５、及びかしめ部７６を備えた樹脂製の部材である。基部７１は、断面矩形状の環状に形成してある。基部７１の外径は、中心操作キー６の外径と同じ程度の大きさである。脚部７５は、基部７１に対して１８０°毎に配設され、基部７１を宙に浮かせた状態で下側から二箇所を支持している。受圧部７２は、基部７１の周内に納まる位置に配設され、その下部が二箇所の係止部７３を介して基部７１と連結されている。受圧部７２の外径は、中心操作キー６の内径よりも小さい。係止部７３は、基部７１の上面のうち、脚部７５に対して９０°の間隔を空けた位置に形成してある。即ち、各係止部７３は、周方向において脚部７５と脚部７５との中間に位置する。係止部７３の幅は、中心操作キー６の切欠部６２の幅よりも多少小さい。係止部７３に中心操作キー６の切欠部６２が嵌めこまれ、中心操作キー６が基板８に対して自由回転することが防止される。
【００３０】
かしめ部７６は、ピン形状であり、脚部７５の底面から下方に向けて三箇所立設形成してある。かしめ部７６は、一方の脚部７５に一箇所形成し、他方の脚部７５に互いに離間させて二箇所形成してある。かしめ部７６を基板８に形成された取付用の孔に夫々挿入し、脚部７５の底面が基板８に接した状態で、かしめ部７６を熱かしめして回転防止部材７を基板８に固定する。回転防止部材７は、かしめ部７６によって三点支持されているので、基板８に対して安定する。ただし、仮に、かしめ部７６が各脚部７５に対して一箇所ずつしかなくても、つまり、回転防止部材７が二点で支持されるものであっても、脚部７５が周方向に適度な長さを有し、かつ、脚部７５と基板８とが密着していれば、回転防止部材７は基板８に対して安定する。
【００３１】
受圧部７２に対して中心操作キー６が覆い被せられ、押圧部６１が受圧部７２の天端に接触する。中心操作キー６が押し操作されると、その操作力が押圧部６１を介して受圧部７２に伝達される。上述したように、基部７１の断面形状が矩形状であり、かつ、脚部７５同士が１８０°の中心角をもって離間しているため、受圧部７２が上方から押圧されると、基部７１は脚部７５を支点として下方にたわんで変形する。回転防止部材７は樹脂製であるため、この変形は弾性変形であり、押圧力を除去すると基部７１は元の状態に戻る。
【００３２】
〔基板について〕
基板８には、図１，２に示すごとく、上述したように、導電性の回転操作用パターン８１と、導電性の四方向操作用パターン８２と、導電性の中心操作用パターン８３と、がプリントされている。スイッチの組み上がり時には、基板８は可動電極板５と対向する。各パターンは、上述した不図示の検出手段に接続されている。
【００３３】
四方向操作用パターン８２及び中心操作用パターン８３は、図１に示すごとく、環状のパターンと、環中央部分のパターンとを備える公知の電極パターンである。スナップ板１０を四方向操作用パターン８２及び中心操作用パターン８３に載置し、シート状の貼付テープＴで固定してある。スナップ板１０は、図１，２に示すごとく、中央部が膨出した金属製部材である。スナップ板１０は、四方向操作用パターン８２及び中心操作用パターン８３と平面視で略同サイズであり、外周部の一部または全部が、各パターン８２，８３のうちの環状のパターンに常時接触している。スナップ板１０は、中央部付近に押圧力が作用すると弾性変形し、その頂点部分が各パターン８２，８３のうちの中央のパターンに接触する。これにより、四方向操作用パターン８２，中心操作用パターン８３がスナップ板１０を介して電気的に導通状態となる。押圧力が除去されると、スナップ板１０は元の形状に復帰し、導通状態は解除される。なお、スナップ板１０は、押圧によって頂点部分が転勤点を越えない程度の膨出高さとしてある。
【００３４】
回転操作用パターン８１は、図４に示すごとく、「被接触部」としての一以上のＡ相８１ａ、「被接触部」としての一以上のＢ相８１ｂ、「被接触部」としての一以上のＣ相８１ｃ、及び、「被接触部」としての一以上のＥ相８１ｄを備えている。Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃ、及びＥ相８１ｄは、ブラシ部５２の先端部の回転軌跡上に、互いに離間して配置されている。Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃの下流側は、上述した不図示の検出手段に接続してある。Ｅ相８１ｄは下流で接地してある。
【００３５】
Ａ相８１ａは、Ｂ相８１ｂ及びＣ相８１ｃを介することなく三つ連続して備えられ、互いに接続されている。Ｂ相８１ｂは、Ａ相８１ａ及びＣ相８１ｃを介することなく三つ連続して備えられ、互いに接続されている。Ｃ相８１ｃは、Ａ相８１ａ及びＢ相８１ｂを介することなく三つ連続して備えられ、互いに接続されている。Ｅ相８１ｄは、Ａ相８１ａ，Ｂ相８１ｂ，Ｃ相８１ｃの各相の間に備えられ、互いに接続されている。Ａ相８１ａの集合体が、本発明に係る「第一電極パターン」に相当する。Ｂ相８１ｂの集合体が、本発明に係る「第二電極パターン」に相当する。Ｃ相８１ｃの集合体が、本発明に係る「共通電極パターン」に相当する。Ｅ相８１ｄの集合体が、本発明に係る「接地電極パターン」に相当する。各相の間には僅かな隙間を備えてあり、各相同士は互いに導通しない。
【００３６】
なお、基板８の底に補強板９を沿わせることにより、基板の剛性を高めている。
【００３７】
〔スイッチの組付について〕
図１，図２に基づいて、スイッチの組付について説明する。まず、ダイヤル１に「抵抗部」としての感触用バネ３を配設する。感触用バネ３は、板バネとして機能する両端のバネ部３１と、両バネ部３１の中央付近に設けられた取付部３２とを備えている。バネ部３１の両側の先端部分は、感触部２２の凹凸形状のうちの凹形状に対応する形状に形成してある。バネ部３１の先端部分同士の離間距離は、キートップ２の感触部２２の凹部における外径よりも小さく設定してある。取付部３２を介して、感触用バネ３をダイヤル１の凹入部１２の上面に取り付ける。
【００３８】
内壁部１３を感触部２２の内部に挿入するよう、ダイヤル１をキートップ２に組み込む。このとき、感触用バネ３が感触部２２の天端に干渉しないよう、バネ部３１を両外側へ押し広げて挿入作業を行う。ダイヤル１は、外壁部１４の底面が受圧部２１ａに接触するまでキートップ２に挿入する。かしめ部１５に、固定板４と可動電極板５とを順に嵌め込んで、かしめ部１５を熱かしめする。この結果、ダイヤル１が上方に移動しても、固定板４が感触部２２の底面２２ｃに係止し、ダイヤル１はキートップ２から抜け出すことがない。ただし、内壁部１３は、ダイヤル１が下方に押し操作され得る程度に、その高さを設定してある。
【００３９】
一方、基板８にはスナップ板１０を貼付テープＴで固定してある。そして、基板８に回転防止部材７を固定し、回転防止部材７に中心操作キー６を覆い被せる。このような状態の基板８に、ダイヤル１を組み込んだ状態のキートップ２を固定する。中心操作キー６は、ダイヤル１の内壁部１３の内部に挿入されることとなり、上述した段部１３ａと段部６３とにより、中心操作キー６がダイヤル１から抜け出すことはない。スイッチの組み上がりの斜視図を図３に示す。
【００４０】
可動電極板５の先端部は、図２に示すごとく、回転操作用パターン８１に接触する。上述したように、ブラシ部５２は支持部５１から下方に折り曲げられているので、ダイヤル１と基板８とに挟持されることにより、板バネとしても機能する。即ち、ブラシ部５２がダイヤル１を上方に常時付勢し、通常の状態でダイヤル１がキートップ２に対して沈み込むことはない。
【００４１】
以上の構成により、ダイヤル１及び可動電極板５は、基板８に対して、図３に「＋」で示す半時計回りにも、「−」で示す時計回りにも回転中心軸Ｌの周りに回転可能となる。感触部２２の凹凸形状は、３０°ごとに繰り返される形状であって、かつ、感触用バネ３は凹形状に嵌り込んだ状態が最も安定するため、ダイヤル１は３０°毎に位置保持される。即ち、３０°毎にダイヤル１には回転抵抗が付与される。この結果、使用者は３０°毎にクリック感を得ることができ、回転操作量を体感できる。回転操作による回転操作用パターン８１の導通及び非導通については後述する。
【００４２】
図２に示すごとく、キートップ２の押圧部２１ｂは、スナッププレートを介した状態で四方向操作用パターン８２に対向する。感触部２２の内周面２２ｂの内径は、上方に向って若干拡径してある。一方、感触部２２の内周面２２ｂの内径は、下部ではダイヤル１の内壁部１３の外径よりも僅かに大きい程度に設定してある。これらにより、ダイヤル１は、キートップ２に対してガタつくことはないものの、ダイヤル１の上面のうち受圧部２１ａに対応する位置を押し操作することにより、四方向への傾動操作が可能である。なお、ダイヤル１を押す位置が受圧部２１ａから多少外れていても、受圧部２１ａが基部２１に対して９０°毎に均等形成され、ダイヤル１を点支持しているため、操作力は、傾動させたい方向に対応する受圧部２１ａに最も作用する。
【００４３】
ダイヤル１を四方向に傾動操作すると、その操作力は基部２１の受圧部２１ａに伝達される。そして、基部２１が下方に沈み込み、押圧部２１ｂがスナップ板１０を押圧する。スナップ板１０が四方向操作用パターン８２に接触すると、四方向操作用パターン８２の何れか一つが導通状態となり、傾動操作された方向が検出される。傾動操作力を除去すると、基部２１の弾性力により、ダイヤル１及びスナップ板１０は元の状態に復帰する。
【００４４】
図２に示すごとく、回転防止部材７の押圧部７４は、スナッププレートを介した状態で中心操作用パターン８３に対向している。中心操作キー６は、外周部をダイヤル１の内壁部１３に包持されるため、径方向へはガタつかない。中心操作キー６を回転中心軸Ｌに沿って押し操作すると、その操作力は押圧部６１を介して回転防止部材７に伝達される。そして、回転防止部材７が下方へ沈み込み、押圧部７４がスナップ板１０を押圧する。スナップ板１０が中心操作用パターン８３に接触すると、中心操作用パターン８３が導通状態となり、中心操作が検出される。
【００４５】
中心操作は、例えば、四方向操作や回転操作の後に行って、夫々の操作の確定を行うものである。即ち、中心操作キー６は「確定キー」のごとき役割をなす。
【００４６】
〔スイッチの回転操作について〕
可動電極板５と回転操作用パターン８１との位置関係に基づき、ダイヤル１を回転操作したときの回転操作用パターン８１の導通、非導通について説明する。図５において、可動電極板５と回転操作用パターン８１とは模式的に表現してある。ブラシ部５２は十字形状に表現し、Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃの少なくとも二つが導通したときは、導通した相に接するブラシ部５２を黒く塗りつぶしてある。
【００４７】
図５（ｄ）に示すごとく、Ａ相８１ａとＣ相８１ｃとが導通したときは、図６におけるＡ相８１ａが「ＯＮ」となったときのパルス波が発生する。また、図５（ｂ）に示すごとく、Ｂ相８１ｂとＣ相８１ｃとが導通したときは、図６におけるＢ相８１ｂが「ＯＮ」となったときのパルス波が発生する。さらに、図５（ｃ）に示すごとく、Ａ相８１ａとＢ相８１ｂとＣ相８１ｃとが導通したときは、図６におけるＡ相８１ａとＢ相８１ｂとの両方が「ＯＮ」となったときのパルス波が発生する。スイッチは、このような三種の導通状態を検出可能であって、これらの導通状態が、本発明に係る「第一状態」に相当する。
【００４８】
図５（ａ）に示すごとく、ブラシ部５２がＡ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃの何れもと接触しないときは、図６に示す全絶縁状態が発生する。このとき、全てのブラシ部５２は、Ｅ相８１ｄと接触している。よって、回転途中において、可動電極板５と回転操作用パターン８１との摺設により発生して可動電極板５に帯電した静電気や、外部からスイッチ内に侵入して可動電極板５に帯電した静電気は、Ｅ相８１ｄを介して接地されて放電される。この全絶縁状態が、本発明に係る「第二状態」に相当する。
【００４９】
また、可動電極板５が３６０°回転する間において、全絶縁状態が１２回発生するよう、可動電極板５及び回転操作用パターン８１は構成してある。即ち、３０°毎に全絶縁状態が発生する。さらに、感触部２２と感触用バネ３による回転抵抗が発生するタイミングが、全絶縁状態が発生するタイミングと合致するよう構成してある。よって、回転操作を確実に全絶縁状態で停止させることができ、可動電極板５に帯電した静電気は確実に接地される。
【００５０】
なお、図示はしないが、Ｅ相８１ｄの下流に抵抗を設けてある。これにより、ブラシ部５２が、Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃのうち少なくとも二つと接触しつつＥ相８１ｄにも接触した状態となっても、電流はＥ相８１ｄを介して接地されず、導通状態に応じた適正なパルス波が発生する。
【００５１】
以下に、回転情報を検出するメカニズムについて簡単に説明する。可動電極板５が、図５（ａ）から「＋」方向に（ｅ）まで回転すると、図６の０°から３０°に相当にする箇所に示されるごとく、「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「全絶縁状態」の順序のパルス波が発生する。逆に、に示すごとく、可動電極板５が、図５（ｅ）から「−」方向に（ａ）まで回転すると、図６の３０°から０°に相当する箇所に示されるごとく、「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「全絶縁状態」の順序のパルス波が発生する。このパルス波を判別することによって、可動電極板５が「＋」方向もしくは「−」方向の何れに回転したか検出できる。また、二つのパターンのパルス波の発生回数を判定することにより、可動電極板５の回転量を検出することができる。
【００５２】
図５は、可動電極板５を「＋」方向に９０°回転させたときの状態を（ａ）から（ｌ）に示すものである。（ａ）から（ｅ）において、「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」の順序のパルス波が発生し、（ｅ）の状態で可動電極板５に帯電した静電気は接地される。引き続き、（ｅ）から（ｉ）においても、「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」の順序のパルス波が発生し、（ｉ）の状態で可動電極板５に帯電した静電気は再び接地される。さらに、（ｉ）から（ｌ）においても、「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」の順序のパルス波が発生する。その後、再度（ａ）の状態となり、可動電極板５に帯電した静電気は再び接地される。
【００５３】
即ち、可動電極板５が「＋」方向に回転すると、図６に示すごとく、３０°毎に「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「全絶縁状態」が繰り返され、かつ、図５に示すごとく、可動電極板５と回転用電極パターンとの位置関係は９０°の周期で繰り返される。可動電極板５が「−」方向に回転した場合も同様に、図６に示すごとく、３０°毎に「全絶縁状態」→「Ａ相８１ａ：ＯＮ／Ｂ相８１ｂ：ＯＦＦ」→「Ａ相８１ａ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「Ａ相８１ａ：ＯＦＦ／Ｂ相８１ｂ：ＯＮ」→「全絶縁状態」が繰り返され、かつ、図５に示すごとく、可動電極板５と回転用電極パターンとの位置関係は９０°の周期で繰り返される。
【００５４】
以上、本発明の構成であると、Ｅ相８１ｄが、Ａ相８１ａ、Ｂ相８１ｂ、Ｃ相８１ｃと同じ円状に配置されているため、回転操作用パターン８１の径が大きくならず、スイッチの回転径方向への小型化を図ることができる。また、３０°回転する毎に、可動電極板５に帯電した静電気が接地されるため、回転操作速度が速く、Ｅ相８１ｄと可動電極板５の接触時間が短い場合であっても、接地回数が多く小まめに静電気がクリアされる。この結果、スイッチの回転操作検出が静電気によって阻害されることが防止される。
【００５５】
なお、可動電極板５が３６０°回転する間に発生する全絶縁状態の回数は、本実施形態の数に限られるものではない。全絶縁状態の発生回数は、ブラシの数や、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｅ相の数・配置によって簡便に変更が可能である。
相、Ｂ相、Ｃ相、Ｅ相の数・配置によって簡便に変更が可能である。
【００５６】
また、上述の実施形態においては、四方向へのダイヤル１の傾動操作が可能なようにキートップ２を構成したが、これに限定されるものではない。例えば、二方向、六方向、八方向へのダイヤル１の傾動操作が可能なようキートップ２を構成しても良い。この場合は、受圧部２１ａ及び脚部２３の数や割付、基部２１の厚み等を適宜変更すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、回転情報を検出する回転形のパルススイッチに適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
３ 感触用バネ（抵抗部）
５ 可動電極板（可動電極）
５２ ブラシ部（接触部）
８１ 回転操作用パターン（固定電極）
８１ａ Ａ相（第一電極パターン・被接触部）
８１ｂ Ｂ相（第二電極パターン・被接触部）
８１ｃ Ｃ相（共通電極パターン・被接触部）
８１ｄ Ｅ相（接地電極パターン・被接触部）
Ｌ 回転中心軸（回転中心）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心を有し、当該回転中心から同一半径の位置に三つ以上の接触部が形成された可動電極と、
前記接触部と接触可能な複数の被接触部が、前記可動電極と対向する平面上、かつ、前記接触部の回転軌跡上に、互いに離間して配置された固定電極と、を備え、
前記固定電極は、一以上の前記被接触部を有する第一電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する第二電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する共通電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する接地電極パターンと、を互いに導通しない状態で備え、
前記可動電極の回転途中において、前記接触部が前記被接触部と接触することにより前記第一電極パターン及び前記第二電極パターンのうち少なくとも何れか一方と前記共通電極パターンとが導通する第一状態と、前記第一電極パターン、前記第二電極パターン、及び、前記共通電極パターンの何れもが互いに導通せず、かつ、少なくとも一つの前記接触部が前記接地電極パターンの前記被接触部に接触する第二状態と、が発生するよう構成してある回転形パルススイッチ。
【請求項２】
前記可動電極が所定角度回転する毎に前記可動電極に回転抵抗を付与する抵抗部を備え、
前記抵抗部が前記可動電極に前記回転抵抗を付与するときに前記第二状態が発生するよう前記接地電極パターンを配設してある請求項１に記載の回転形パルススイッチ。
【請求項１】
回転中心を有し、当該回転中心から同一半径の位置に三つ以上の接触部が形成された可動電極と、
前記接触部と接触可能な複数の被接触部が、前記可動電極と対向する平面上、かつ、前記接触部の回転軌跡上に、互いに離間して配置された固定電極と、を備え、
前記固定電極は、一以上の前記被接触部を有する第一電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する第二電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する共通電極パターンと、一以上の前記被接触部を有する接地電極パターンと、を互いに導通しない状態で備え、
前記可動電極の回転途中において、前記接触部が前記被接触部と接触することにより前記第一電極パターン及び前記第二電極パターンのうち少なくとも何れか一方と前記共通電極パターンとが導通する第一状態と、前記第一電極パターン、前記第二電極パターン、及び、前記共通電極パターンの何れもが互いに導通せず、かつ、少なくとも一つの前記接触部が前記接地電極パターンの前記被接触部に接触する第二状態と、が発生するよう構成してある回転形パルススイッチ。
【請求項２】
前記可動電極が所定角度回転する毎に前記可動電極に回転抵抗を付与する抵抗部を備え、
前記抵抗部が前記可動電極に前記回転抵抗を付与するときに前記第二状態が発生するよう前記接地電極パターンを配設してある請求項１に記載の回転形パルススイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４２０１４（Ｐ２０１１−１４２０１４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１４（Ｐ２０１０−２１１４）
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
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