多方向スイッチ
【課題】操作ロッドを傾動操作した場合にも、操作ロッドに作用する付勢力を適正にする多方向スイッチを構成する。
【解決手段】操作ロッド２０の内端位置の係合体２４と、ケース１０の底壁部１３Ｂとの間に、付勢軸芯Ｑに沿って移動自在な受圧部材２６、受圧部材２６を係合体２４の方向に付勢する圧縮コイルバネ４８を備えた。係合体２４の外周の係合片２４Ａに係合して一体回転するロータ５６の筒状部５６Ａの内面には受圧部材２６に接当することで傾動を規制する複数の突出片６０を備えた。
【解決手段】操作ロッド２０の内端位置の係合体２４と、ケース１０の底壁部１３Ｂとの間に、付勢軸芯Ｑに沿って移動自在な受圧部材２６、受圧部材２６を係合体２４の方向に付勢する圧縮コイルバネ４８を備えた。係合体２４の外周の係合片２４Ａに係合して一体回転するロータ５６の筒状部５６Ａの内面には受圧部材２６に接当することで傾動を規制する複数の突出片６０を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースに支持した操作ロッドの傾動操作を電気的に検出する傾動検出部と、この操作ロッドのロッド軸芯に沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部と、この操作ロッドの回転操作を電気的に検出する回転検出部とを備えている多方向スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成された多方向スイッチとして特許文献１に記載されるものが存在する。この特許文献１では、操作ロッドの中間に作動体が外嵌され、操作ロッドが傾動操作された場合には、作動体に形成した４つの押圧操作部の何れかが対応する位置のバネ板材を押圧して弾性変形させ、このバネ板材が対応する電極に接触することで、この傾動操作を電気的に検出するように傾動検出部が構成されている。
【０００３】
また、特許文献１では、操作ロッドの下端位置に接当部が突出形成され、操作ロッドがロッド軸芯の方向に押込み操作された際に、接当部がバネ板材を押圧して弾性変形させ、このバネ板材が対応する電極に接触することで、この押し込み操作を電気的に検出するように押込み検出部が構成されている。特に、接当部を取り囲む位置にリング状のバネ受け部材を備え、このバネ受け部材とケースの底壁との間に圧縮コイル型の戻しバネを備えている。
【０００４】
更に、特許文献１では、操作ロッドの下部にギヤ状に形成された複数の係合片に係合する筒状部と、この筒状部の下端部に一体形成された鍔状部とで成るロータを備えている。このロータは操作ロッドと一体回転するものであり、操作ロッドの回転操作時には鍔状部の下面の摺接部と、ケースの底面に形成された複数の電極との接触によって回転量を電気的に検出するように回転検出部が構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７‐２２７００６号公報 （段落番号〔００２０〕〜〔００５４〕、図３〜図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示される多方向スイッチの戻しバネは、操作ロッドがロッド軸芯の方向に沿って押し込み操作された場合に、この操作ロッドを戻す方向に付勢力を作用させる機能するものであるが、操作ロッドが傾動操作された場合には、この操作ロッドを中立姿勢の復元させる力を作用させる機能も有している。
【０００７】
この特許文献１に示される多方向スイッチにおいて、戻しバネから操作ロッドに作用する付勢力を考えると、操作ロッドを傾動操作した場合には、特許文献１の図６に示されるように、戻しバネにおける直径方向での一方の部位が圧縮されると同時に、これとは逆側の部位が伸張する形態となる。
【０００８】
このように戻しバネが偏った加重によって不均一に圧縮された場合には、戻しバネの軸芯（コイルが描く円の中心を結ぶ仮想直線）から外れた方向に付勢力が作用するため操作ロッドに対して中立方向に作用する付勢力が低下していた。
【０００９】
つまり、操作ロッドを傾動操作した場合には、戻しバネのうち圧縮された部位に付勢力が発生するものであるが、バネ受け部材が戻しバネの軸芯に対して傾斜するため付勢力はバネ受け部材の傾斜面に沿う方向に作用することになり、操作ロッドに作用する復元力が低下していたのである。
【００１０】
特に、操作ロッドの傾動操作に伴い、前述したように戻しバネの付勢力がバネ受け部材の傾斜面に沿う方向に作用する場合には、この付勢力が戻しバネ自身を移動させる方向に作用する結果、操作ロッドの傾動操作の途中でケースの底面とバネ受け部材との間で戻しバネが変位し、操作ロッドに作用する付勢力の方向が変化して操作感が悪化するものとなり改善の余地があった。
【００１１】
本発明の目的は、操作ロッドを傾動操作した場合にも、操作ロッドに対して適正に付勢力を作用させる多方向スイッチを合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、ケースに支持した操作ロッドの傾動操作を電気的に検出する傾動検出部と、この操作ロッドのロッド軸芯に沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部と、この操作ロッドの回転操作を電気的に検出する回転検出部とを備えている多方向スイッチであって、
傾動操作方向で中立姿勢にある前記操作ロッドのロッド軸芯と同軸芯となる付勢軸芯に沿って前記操作ロッドに付勢力を作用させる付勢部材を備え、前記操作ロッドのうちケース内の内端部に対して前記付勢部材からの付勢力によって接当する受圧部材を備えると共に、この受圧部材は操作ロッドの傾動操作時における傾動限界が設定されている点にある。
【００１３】
この構成によると、操作ロッドが傾動操作され、操作ロッドの内端の外周部の一方の部位が付勢部材を圧縮する方向に変位し、操作ロッドの内端の外周部の他方の部位が付勢部材を伸張する方向に変位した場合でも、受圧部材の傾動限界が設定されているので、受圧部材のうち、付勢部材が伸張する位置に対応する部位が操作ロッドの方向に大きく変位する現象を阻止して、この受圧部材の姿勢を付勢軸芯に直交する姿勢に近い姿勢に維持できる。このように受圧部材の傾動限界が設定されているので操作ロッドを傾動操作した場合には、押圧側において受圧部材と操作ロッドが接触するものの他方が離間するため、この接触する部位から付勢部材の付勢力だけを操作ロッドに作用させ、操作ロッドの復元力を高めるものとなる。その結果、操作ロッドを傾動操作した場合にも、操作ロッドに対して付勢力を適正に作用させる多方向スイッチが構成された。
【００１４】
本発明では、前記受圧部材に接当することにより前記傾動限界を設定する突出片を備えても良い。これによると、受圧部材に接当する突出片を備えると云う簡単な構造により受圧部材の傾動限界を設定できる。
【００１５】
本発明では、前記回転検出部が、前記操作ロッドとともに回転するロータと、このロータの回転位置を検出する複数の電極とを備えて構成され、前記ロータが、前記操作ロッドの内端部の外周に係合して一体的に回転可能な筒状部を備えて構成され、前記付勢部材と受圧部材とが前記筒状部の内部に配置され、前記突出片が、前記筒状部の内面に形成されても良い。これによると、突出片を備えるための部材を特別に形成しなくともロータの筒状部を利用することで部品点数を増大させることなく受圧部材の傾動限界を設定できる。
【００１６】
本発明では、前記押込み検出部が、前記操作ロッドの押込み方向への操作に起因する押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを備えて構成され、前記付勢部材が圧縮コイルバネで構成されると共に、この圧縮コイルバネが前記バネ板材を取り囲む位置に配置されても良い。これによると、操作ロッドをロッド軸芯に沿って押込み操作した場合には、バネ板材と電極との接触によって押し込み操作を検出できる。また、操作ロッドを傾動操作した場合には、この傾動に伴って受圧部材が変位し圧縮コイルバネが圧縮されるため、この圧縮コイルバネから受圧部材に作用する付勢力を操作ロッドを中立姿勢に復帰させる方向に作用させることも可能となる。
【００１７】
本発明では、前記傾動検出部が、前記操作ロッドと一体的に傾動する作動体と、この作動体からの押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを前記操作ロッドを取り囲む位置に配置して構成しても良い。これによると、操作ロッドを傾動操作した場合には、対応するバネ板材と電極とが接触することにより、この傾動操作の方向を電気的に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１〜図４に示すように、ケース１０に対して上下方向に向かう姿勢の操作ロッド２０を備えると共に、この操作ロッド２０の傾動操作を電気的に検出する傾動検出部Ａと、この操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙに沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部Ｂと、この操作ロッド２０の回転操作を電気的に検出する回転検出部Ｃとを備えて多方向スイッチが構成されている。
【００１９】
この多方向スイッチは、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲーム機器のコントローラや、家庭電化製品のリモートコントローラ等に備えられるものである。尚、この多方向スイッチでは使用時において上下方向は無関係であるが、本実施形態では図３の上側を上方と称し、下側を下方と称している。
【００２０】
多方向スイッチは、非操作状態にある場合には前記操作ロッド２０が中立姿勢Ｎを維持する。傾動検出部Ａは中立姿勢Ｎを基準にして十字の方向（４方向）への傾動操作を検出する。操作ロッド２０の軸芯を前記ロッド軸芯Ｙと称し、前記押込み検出部Ｂはロッド軸芯Ｙに沿う方向への押込み操作を電気的に検出する。前記回転検出部Ｃは、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙ周りでの回転操作量を電気的に検出する。
【００２１】
この多方向スイッチでは傾動検出部Ａとして操作ロッド２０を十字方向の何れかに操作した際の４方向への操作を検出するように構成しているが、傾動検出部Ａが例えば２方向のように４方向未満の方向への傾動を検出するものであって良く、また、８方向等、５方向以上の方向への傾動を検出するものであっても良い。
【００２２】
ケース１０は、何れも絶縁性の樹脂材料で成るトップカバー１１と上部ケース１２と下部ケース１３とを連結して構成されている。これらトップカバー１１と上部ケース１２と下部ケース１３とは、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに沿う方向視（平面視）の断面形状が正８角形となるように型成形されている。
【００２３】
トップカバー１１には操作ロッド２０が上下方向に貫通する貫通孔１１Ａが形成されている。このトップカバー１１の下面側には操作ロッド２０の傾動中心Ｐから等距離となる凹状の案内面１１Ｇが形成されている。更に、このトップカバー１１の外周部には４つの連結片１４が下方に向けて一体的に突設形成され、この連結片１４の先端に孔状となる係合連結部１４Ａが形成されている。
【００２４】
貫通孔１１Ａは平面視で傾動方向に沿う十字状の案内溝１１ＡＧを有した構造であり、この案内溝１１ＡＧの内面には前記傾動中心Ｐの方向に向かう傾斜面が形成されている。
【００２５】
上部ケース１２は、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに沿う姿勢の筒状の側壁部１２Ａと、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに対して直交する姿勢の中間壁部１２Ｂとが一体形成されている。また、中間壁部１２Ｂの中央位置には開口１２Ｈが形成され、側壁部１２Ａの外面には凸状となる８つの係合片１２Ｔが周方向で等間隔に形成されている。
【００２６】
図１０に示すように、この上部ケース１２の中間壁部１２Ｂの上面側には前記操作ロッド２０を挟んで十字方向に対応する４箇所の検出位置に導体で成るセンター電極３１が形成され、このセンター電極３１を取り囲む位置に導体で成るリング電極３２が形成されている。
【００２７】
この上部ケース１２の中間壁部１２Ｂには４つの前記センター電極３１と個別に導通する独立した傾動検出回路と、４つの前記リング電極３２と導通するコモン回路とがインサートの技術によって形成されている。また、この上部ケース１２には、傾動検出回路に導通する４つの傾動検出リード３３が下方に向けて突出形成され、コモン回路と導通する単一のコモンリード３４が下方に向けて突出形成されている。
【００２８】
下部ケース１３は、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに沿う姿勢の筒状の側壁部１３Ａと、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに対して直交する姿勢の底壁部１３Ｂとが一体形成されている。また、底壁部１３Ｂの上面中央には前記押込み検出部Ｂが配置される環状のリブ状となる規制部１３Ｃと、この外周位置に環状のリブ状となるバネ受け部１３Ｄとが同心円状に突出形成されている。
【００２９】
この下部ケース１３の側壁部１３Ａには上方に向けて４つの連結片１５が一体的に突出形成され、この連結片１５の先端に孔状となる係合連結部１５Ａが形成されている。
【００３０】
図７に示すように、下部ケース１３の底壁部１３Ｂのうち、規制部１３Ｃに取り囲まれる部位の中央位置には導体で成るセンター電極４１が形成され、このセンター電極４１を取り囲む位置には導体で成るリング電極４２が形成されている。この下部ケース１３の底壁部１３Ｂにはセンター電極４１に導通する押し操作検出回路と、リング電極４２に導通するリング回路とがインサートの技術によって形成されている。更に、押し操作検出回路に導通する押し操作検出リード４３が下方に向けて突出形成され、前記リング回路に導通するリングリード４４が下方に向けて突出形成されている。
【００３１】
この下部ケース１３の底壁部１３Ｂのうち、前記バネ受け部１３Ｄの外周部分には導体で成るリング状の共通電極５１と、導体で成る複数のカウント電極５２を配置しており、このカウント電極５２を取り囲む位置にはクリック用の多数の凹凸部５３が形成されている。
【００３２】
また、共通電極５１は下部ケース１３の底壁部１３Ｂの内部にインサートの技術によって形成された回路を介して共通リード５４に導通し、カウント電極５２はインサートの技術によって形成された回路を介してカウントリード５５に導通している。この共通リード５４とカウントリード５５とは下方に向けて突出形成されている。また、この下部ケース１３の外面下部には４つの傾動検出リード３３と、１つのコモンリード３４とが挿通する孔部を形成したリードホルダ部１３Ｈが形成されている。
【００３３】
〔操作ロッド〕
前記操作ロッド２０は銅合金などの比較的剛性が高い素材が用いられると共に、ケース１０から上方に突出する上端部２１にはノブ等が取付けられるＤカット部２１Ａが形成されている。この上端部２１の下側に小径部２１Ｂと、中間部２２とが形成され、この中間部２２より下側でケース１０の内部に位置する部位には大径部２３が形成されている。
【００３４】
小径部２１Ｂはトップカバー１１の案内溝１１ＡＧに入り込む直径に設定され、大径部２３から下方に突出する部位には回転力を出力するギヤ状となる複数の係合片２４Ａを有する係合体２４が連結され、この係合体２４の下端には接当部２５が突出形成されている。尚、接当部２５は図３に示す傾動中心Ｐを中心として下方に突出する半球面状に成形されている。
【００３５】
バネ受け部１３Ｄには付勢部材としての圧縮コイルバネ４８を備え、この圧縮コイルバネ４８と、操作ロッド２０の内端部に位置する係合体２４との間には樹脂製の受圧部材２６が配置されている。この受圧部材２６は、その中央位置に接当部２５が挿通する孔部２６Ａが形成されている。この受圧部材２６は、後述するロータ５６の筒状部５６Ａの内面に形成された複数の突出片６０に接当することで傾動限界が決まる。
【００３６】
特に、この圧縮コイルバネ４８の付勢軸芯Ｑ（コイルが描く円の中心を結ぶ仮想直線）は、中立姿勢Ｎにある操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙと同軸芯上に配置される。これにより、受圧部材２６は付勢軸芯Ｑに沿って移動自在となり、複数の突出片６０に接当することにより傾動限界が決まる。
【００３７】
〔傾動検出部〕
前記傾動検出部Ａは、前述したように上部ケース１２の中間壁部１２Ｂの４箇所に形成されたセンター電極３１と、リング電極３２と、これらを覆う位置に配置される導体で成るドーム状のバネ板材３５と、この４つのバネ板材３５の上面に接する緩衝体３６Ａを一体形成したゴムリング３６と、このゴムリング３６の上面に密着配置されたリング状のバネ材で成るバネリング３７と、操作ロッド２０の傾動時に緩衝体３６Ａを介してバネ板材３５に押圧力を作用させる作動体３８とを備えている。
【００３８】
前記バネ板材３５は、銅合金や鉄合金等の導体で成る円盤状の素材が用いられ、その中央部が上方に膨出するドーム状に成形されている。このバネ板材３５は押圧力が作用しない状況では周囲が前記リング電極３２に接触しており、中央部がセンター電極３１から離間している。
【００３９】
このバネ板材３５の中央部に上方から押圧力が作用した場合には弾性変形によりバネ板材３５の中央部がセンター電極３１に接触することにより、このセンター電極３１とリング電極３２とが導通状態に達する。尚、図面には検出位置に単一のバネ板材３５を配置した構造を示しているが、このバネ板材３５を複数枚重ねて用いても良い。
【００４０】
前記ゴムリング３６は、シリコンゴム等の柔軟で絶縁性の材料が用いられ、このゴムリング３６の４箇所の表裏両面に突出する形態で前記緩衝体３６Ａが一体的に形成されている。尚、バネリング３７には前記緩衝体３６Ａが貫通する孔部３７Ａが形成されている。これと同様に、ゴムリング３６とバネリング３７とには嵌合孔３６Ｓ、３７Ｓが形成され、中間壁部１２Ｂに突設された嵌合片１２Ｓを嵌合孔３６Ｓ、３７Ｓに嵌合させることにより、ゴムリング３６とバネリング３７とが適正な位置に支持される。
【００４１】
作動体３８は、絶縁性の樹脂材料を型成形することにより、中央に孔部３８Ａが形成され、中央の上面には前記トップカバー１１の下面側に形成された前記案内面１１Ｇに摺接する凸状の摺接面３８Ｇが形成され、外周部分には下方に向けて４つの押圧操作部３８Ｂが突出形成されている。
【００４２】
孔部３８Ａの内周面には操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙと平行姿勢となる複数の溝部Ｔが形成され、この孔部３８Ａに前記操作ロッド２０を挿通している。この操作ロッド２０の中間部２２を操作ロッド２０に外嵌した状態では、孔部３８Ａの内面の突出した部位だけが操作ロッド２０に接触するため、操作ロッド２０との接触面積を小さくして前記ロッド軸芯Ｙ周りでの相対回転と、ロッド軸芯Ｙ方向での相対的なスライド移動とを軽快に行える。また、前記摺接面３８Ｇは前記操作ロッド２０の傾動中心Ｐから等距離となる滑らかな球面の一部に形成され、円滑で安定した傾動を現出する。
【００４３】
この作動体３８の上面の外周近くには４つの凹部３８Ｓが形成され、この凹部３８Ｓを前記トップカバー１１の下面側に突出形成した位置決め片（図示せず）に嵌合させることにより、この作動体３８の押圧操作部３８Ｂと前記検出位置との相対的な位置関係が適正に維持される。
【００４４】
〔押込み検出部〕
前記押込み検出部Ｂは、下部ケース１３の底壁部１３Ｂに形成されたセンター電極４１と、リング電極４２と、これらを覆う位置に配置されるドーム状のバネ板材４５と、このバネ板材４５の上部に配置される第１接当部材４６と、これに嵌合連結する第２接当部材４７とを備えている。
【００４５】
前記バネ板材４５は、傾動検出部のものと同様に、銅合金や鉄合金等の導体で成る円盤状の素材が用いられ、その中央部が上方に膨出するようにドーム状に成形されている。このバネ板材４５は押圧力が作用しない状況では周囲が前記リング電極４２に接触しており、中央部がセンター電極４１から離間している。
【００４６】
このバネ板材４５に上方から押圧力が作用した場合には弾性変形によりバネ板材４５の中央部がセンター電極４１に接触することにより、センター電極４１とリング電極４２とが導通状態に達する。尚、図面には単一のバネ板材４５を配置した構造を示しているが、このバネ板材４５を複数重ねて用いても良い。
【００４７】
下側の前記第１接当部材４６はシリコンゴム等の比較的柔軟で絶縁性を有する樹脂材料で形成され、上側の前記第２接当部材４７は絶縁性で比較的硬質な樹脂材料を用い、この第１接当部材４６と第２接当部材４７とは嵌合連結している。下側の第１接当部材４６は前記規制部１３Ｃの内面に案内させる形態で上下方向に作動自在であり、上側の第２接当部材４７の上面には操作ロッド２０の下端の接当部２５の形状に沿う凹状面を上面に形成することにより、前記操作ロッド２０が多少傾斜した状態でも、この接当部２５からの圧力を第１接当部材４６を介してバネ板材４５に伝えるように機能する。
【００４８】
リブ状の規制部１３Ｃは、操作ロッド２０を押込み操作した際に、この操作ロッド２０からの押圧力によって前記押込み検出部Ｂが検出状態に達した後に、受圧部材２６に接当するように、下部ケース１３の底壁部１３Ｂからの突出量が設定されている。
【００４９】
〔回転検出部〕
前記回転検出部Ｃは、操作ロッド２０の内端位置に形成された係合体２４のギヤ状に形成された複数の係合片２４Ａから回転力が伝えられるロータ５６と、図８、図９に示すように、このロータ５６の下面に形成した接触子５７と、このロータ５６の下面に形成したクリックバネ５８とを備えている。
【００５０】
このロータ５６は、絶縁性の樹脂材料を型成形することにより、中央部に筒状部５６Ａを形成し、この筒状部５６Ａの下端側に鍔状部５６Ｂを形成している。筒状部５６Ａの上端に前記係合片２４Ａが嵌り込む溝状の係合部５６Ｃを形成している。この係合部５６Ｃは前記操作ロッド２０の傾動に伴うギヤ状の係合体２４の傾動を許すように構成されている。
【００５１】
図３〜図６及び図８〜図１０に示すように、筒状部５６Ａの上部には周方向に４つの係合部５６Ｃが形成されている。夫々の係合部５６Ｃの周方向での中間部位置に、この筒状部５６Ａの内部に突出する形態で突出片６０が形成されている。
【００５２】
また、このロータ５６の筒状部５６Ａの外径を前記上部ケース１２に形成した開口１２Ｈに入り込む値に設定し、この筒状部５６Ａの下端部の内径を前記下部ケース１３のバネ受け部１３Ｄの外径より僅かに大きい値に設定している。これにより、この多方向スイッチを組み立てた状態では、このロータ５６の筒状部５６Ａの外面が上部ケース１２に形成した開口１２Ｈの内面に軽く接触すると同時に、この筒状部５６Ａの下端部の内面が下部ケース１３のバネ受け部１３Ｄに軽く接触することになり、このロータ５６の回転時には開口１２Ｈの内面と、バネ受け部１３Ｄの外面とにガイドされる形態で安定した回転が実現する。
【００５３】
このロータ５６の鍔状部５６Ｂの下面側には前記下方に向けて突出するリブが形成され、このリブの下端と、この鍔状部５６Ｂの上面との距離を、下部ケース１３に形成される空間の上下方向の寸法より僅かに小さい値に設定されている。これにより、この多方向スイッチを組み立てた状態では、このロータ５６の鍔状部５６Ｂの上面が上部ケース１２の中間壁部１２Ｂの下面に軽く接触することになり、ロータ５６の一層の安定回転を現出する。
【００５４】
前記接触子５７は、銅合金等の導体をリング状に成形し、その内周側に前記共通電極５１に常時接触する主摺接部５７Ａを形成し、また、その外周側には、円周方向での特定位置において前記カウント電極５２に摺接可能な副摺接部５７Ｂを形成した構造を有している。このような構造であるため、ロータ５６の回転時には接触子５７の外周側の副摺接部５７Ｂがカウント電極５２に接触したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが導通状態に達し、副摺接部５７Ｂがカウント電極５２から離間したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが絶縁状態になる。
【００５５】
前記クリックバネ５８は柔軟に弾性変形する金属材料をリング状に成形し、その周方向での２箇所を下方に突出させた突出部５８Ａを備えた構造を有し、ロータ５６の回転時には突出部５８Ａが前記下部ケース１３の底壁部１３Ｂに形成されたクリック用の凹凸部５３に係脱してクリック感を作り出す。
【００５６】
〔検出形態〕
前記４つの傾動検出リード３３と、１つのコモンリード３４との何れか一方の電圧を印加する状態において、中立姿勢Ｎを基準にして操作ロッド２０を何れかの方向に傾動操作した場合には、図５に示すように、この傾動に伴って作動体３８が傾動し、対応する方向に位置するバネ板材３５に対して緩衝体３６Ａを介して作動体３８の押圧操作部３８Ｂからの押圧力が作用することにより、バネ板材３５が弾性変形してセンター電極３１とリング電極３２とが導通状態に達し、この傾動操作を対応する傾動検出リード３３の電圧信号の変化として取り出せる。
【００５７】
このように操作ロッド２０を傾動操作した場合には、この操作ロッド２０に支持された作動体３８の摺接面３８Ｇがトップカバー１１の下面側に形成された案内面１１Ｇに沿って移動することにより、傾動中心Ｐを中心にする形態で操作ロッド２０を傾動させる。そして、傾動操作に伴って傾動方向に対応するバネ板材３５が弾性変形する際にクリック感を作り出し、傾動操作が検出された状況に達したことを操作する者に認識させ得るものにしている。また、傾動操作時には、緩衝体３６Ａを介して作動体３８の押圧操作部３８Ｂからの押圧力が作用するため、強い押圧力が作用する状況であっても、緩衝体３６Ａが圧縮変形することにより、強い力がバネ板材３５に作用して破損する不都合を回避できるものにしている。そして、この傾動操作の後に操作ロッド２０の傾動操作を解除した際には、バネリング３７と圧縮コイルバネ４８とからの付勢力によって操作ロッド２０が中立姿勢Ｎに復元する。
【００５８】
特に、操作ロッド２０を傾動操作した場合には、係合体２４の底面の外周部分の一部が受圧部材２６の外周部分に接当し、この受圧部材２６を傾斜させる力を作用させることになる。しかしながら、受圧部材２６は突出片６０によって傾動が規制されると共に、上方への移動が規制されているので、係合体２４が接当する部位と逆側の部位が持ち上がる現象を突出片６０が阻止し、図５に示すように、受圧部材２６を大きく傾斜させず、殆ど水平姿勢に維持する。これにより、圧縮コイルバネ４８から操作ロッド２０に対して偏った方向に付勢力が作用する現象を回避できるものにしている。更に、操作ロッド２０を傾動操作した場合には、押圧側において受圧部材２６と操作ロッド２０の下端の係合体２４の底面が接触するものの、この係合体２４の底面の他方が離間するものとなるため、接触する部位からの圧縮コイルバネ４８からの付勢力のみを操作ロッド２０を復元方向に作動させ復元力を高めるものとなる。
【００５９】
また、前記押し操作検出リード４３と、リングリード４４との何れか一方の電圧を印加する状態において、操作ロッド２０を押込み操作した場合には、図６に示すように、操作ロッド２０がロッド軸芯Ｙに沿って移動する。そして、この移動に伴いバネ板材４５に対して第１接当部材４６と第２接当部材４７とを介して操作ロッド２０からの押し操作力が作用し、バネ板材４５が弾性変形してセンター電極４１とリング電極４２とが導通状態に達し、この押し操作を押し操作検出リード４３の電圧信号として取り出せる。
【００６０】
このように操作ロッド２０を押し操作した際には、前記バネ板材４５が弾性変形する際にクリック感を作り出し、押し操作が検出された状況に達したことを操作する者に認識させ得るものにしている。また、操作ロッド２０を押込み操作した際には、バネ板材４５が弾性変形してセンター電極４１とリング電極４２とが導通状態に達した直後に、リブ状の規制部１３Ｃに対して操作ロッド２０の受圧部材２６が接当する。そして、前記第１接当部材４６が柔軟に弾性変形するため、操作ロッド２０が強い力で押込み操作された場合でも、過大な力をセンター電極４１やリング電極４２、あるいは、バネ板材４５に作用させて破損させる不都合を回避できるものにしている。
【００６１】
操作ロッド２０を押し操作する際には操作ロッド２０が中立姿勢Ｎにあることが理想であるが、この操作ロッド２０が多少傾動した状態での押し操作も可能である。特に、操作ロッド２０が大きく傾動した状態で、押し操作した場合には、操作ロッド２０の下端の受圧部材２６のうち、傾動によって最も下方に突出した部位が規制部１３Ｃに接当することにより、この操作ロッド２０を中立姿勢Ｎに向かう方向への力を作用させ、操作ロッド２０を中立姿勢Ｎに近づけた状態での押し操作を実現するものにしている。
【００６２】
更に、共通電極５１と、カウント電極５２との何れか一方に電圧を印加する状態において、操作ロッド２０を回転操作した場合には、ロータ５６の回転に伴い接触子５７の外周側の副摺接部５７Ｂがカウント電極５２に接触したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが導通状態に達し、この副摺接部５７Ｂがカウント電極５２から離間したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが絶縁状態になる結果、前記カウントリード５５の電圧が逆方向に変化する。このように電圧が変化する毎に、この多方向スイッチの外部の基板等において電圧信号の変化をカウント（計数）することにより、初期回転姿勢を基準にして操作ロッド２０の回転量を把握できる（インクリメンタル型のロータリエンコーダとして機能する）。
【００６３】
また、操作ロッド２０を回転操作した際には、前記クリックバネ５８の突出部５８Ａが凹凸部５３に係脱することになり、この回転が行われていることを操作ロッド２０に作用するクリック感で把握できる。
【００６４】
〔実施形態の作用・効果〕
このように本発明によると、操作ロッド２０の傾動操作を傾動検出部Ａで電気的に検出し、この操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙに沿う方向への押込み操作を押込み検出部Ｂで電気的に検出し、操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙ周りでの回転操作を回転検出部Ｃで電気的に検出する。
【００６５】
そして、操作ロッド２０が非操作状態にある場合には、傾動検出部Ａを構成するバネ板材３５、ゴムリング３６からの中立姿勢Ｎ方向への付勢力、及び、圧縮コイルバネ４８からの付勢力により、この操作ロッド２０が中立姿勢Ｎに維持される。この中立姿勢Ｎから操作ロッド２０を傾動操作した場合には、操作ロッド２０の内端の係合体２４の外周部から受圧部材２６を介して圧縮コイルバネ４８の外周（コイルの外周）に対して圧力が作用することになる。
【００６６】
このように偏った力が圧縮コイルバネ４８に作用する状況では、圧力が作用した位置を基準にして付勢軸芯Ｑを挟んで対向する外周（コイルの外周）が伸張する方向に変形する方向に現象に繋がる。しかしながら、このように伸張する部位に対応する受圧部材２６の持ち上がりを突出片６０が規制することにより、受圧部材２６が殆ど水平姿勢（付勢軸芯Ｑに直交する姿勢）に維持されるので、操作ロッド２０の復元力が低下する不都合や、操作ロッド２０の操作の途中において操作感が悪化する不都合を回避できるものにしている。
【００６７】
〔別実施形態〕
【００６８】
本発明は上記した実施形態以外に、例えば、受圧部材２６の外周部の複数箇所に外方に突出する規制片を形成し、ロータ５６の筒状部には、規制片が入り込むよう縦方向に沿う複数のスリット、あるいは、溝を形成し、このスリットや溝の上端位置に規制片を接当させることで、付勢部材（圧縮コイルバネ４８）から作用する付勢力による傾動限界を設定するように構成しても良い。
【００６９】
このように構成したものでは、操作ロッド２０が傾動操作された場合のように、係合体２４の底面の外周部分の一部が受圧部材２６の外周部分に接当し、この受圧部材２６を傾斜させる力を作用させる状況でも、受圧部材２６は規制片がスリットや溝の上端に接当することで上方への移動が規制されるので、係合体２４が接当する部位と逆側の部位が持ち上がる現象を規制片がスリットや溝の上端に接当することで阻止する。その結果、受圧部材２６を大きく傾斜させず、殆ど水平姿勢に維持し、圧縮コイルバネ４８から操作ロッド２０に対して偏った方向に付勢力が作用する現象を回避できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】多方向スイッチの斜視図
【図２】多方向スイッチの底面図
【図３】多方向スイッチの縦断側面図
【図４】多方向スイッチの分解斜視図
【図５】傾動操作状態の多方向スイッチの縦断側面図
【図６】押込み操作状態の多方向スイッチの縦断側面図
【図７】下部ケースの底壁部の電極配置を示す平面図
【図８】ロータの底面図
【図９】ロータの斜視図
【図１０】上部ケースの中間壁部の電極配置を示す平面図
【符号の説明】
【００７１】
１０ ケース
２０ 操作ロッド
２６ 受圧部材
３１、３２ 電極（センター電極、リング電極）
３５ バネ板材
３８ 作動体
４８ 付勢部材・圧縮コイルバネ
４１、４２ 電極（センター電極、リング電極）
４５ バネ板材
５２ 電極（カウント電極）
５６ ロータ
５６Ａ 筒状部
６０ 突出片
Ａ 傾動検出部
Ｂ 押込み検出部
Ｃ 回転検出部
Ｎ 中立姿勢
Ｙ ロッド軸芯
Ｑ 付勢軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースに支持した操作ロッドの傾動操作を電気的に検出する傾動検出部と、この操作ロッドのロッド軸芯に沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部と、この操作ロッドの回転操作を電気的に検出する回転検出部とを備えている多方向スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成された多方向スイッチとして特許文献１に記載されるものが存在する。この特許文献１では、操作ロッドの中間に作動体が外嵌され、操作ロッドが傾動操作された場合には、作動体に形成した４つの押圧操作部の何れかが対応する位置のバネ板材を押圧して弾性変形させ、このバネ板材が対応する電極に接触することで、この傾動操作を電気的に検出するように傾動検出部が構成されている。
【０００３】
また、特許文献１では、操作ロッドの下端位置に接当部が突出形成され、操作ロッドがロッド軸芯の方向に押込み操作された際に、接当部がバネ板材を押圧して弾性変形させ、このバネ板材が対応する電極に接触することで、この押し込み操作を電気的に検出するように押込み検出部が構成されている。特に、接当部を取り囲む位置にリング状のバネ受け部材を備え、このバネ受け部材とケースの底壁との間に圧縮コイル型の戻しバネを備えている。
【０００４】
更に、特許文献１では、操作ロッドの下部にギヤ状に形成された複数の係合片に係合する筒状部と、この筒状部の下端部に一体形成された鍔状部とで成るロータを備えている。このロータは操作ロッドと一体回転するものであり、操作ロッドの回転操作時には鍔状部の下面の摺接部と、ケースの底面に形成された複数の電極との接触によって回転量を電気的に検出するように回転検出部が構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７‐２２７００６号公報 （段落番号〔００２０〕〜〔００５４〕、図３〜図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示される多方向スイッチの戻しバネは、操作ロッドがロッド軸芯の方向に沿って押し込み操作された場合に、この操作ロッドを戻す方向に付勢力を作用させる機能するものであるが、操作ロッドが傾動操作された場合には、この操作ロッドを中立姿勢の復元させる力を作用させる機能も有している。
【０００７】
この特許文献１に示される多方向スイッチにおいて、戻しバネから操作ロッドに作用する付勢力を考えると、操作ロッドを傾動操作した場合には、特許文献１の図６に示されるように、戻しバネにおける直径方向での一方の部位が圧縮されると同時に、これとは逆側の部位が伸張する形態となる。
【０００８】
このように戻しバネが偏った加重によって不均一に圧縮された場合には、戻しバネの軸芯（コイルが描く円の中心を結ぶ仮想直線）から外れた方向に付勢力が作用するため操作ロッドに対して中立方向に作用する付勢力が低下していた。
【０００９】
つまり、操作ロッドを傾動操作した場合には、戻しバネのうち圧縮された部位に付勢力が発生するものであるが、バネ受け部材が戻しバネの軸芯に対して傾斜するため付勢力はバネ受け部材の傾斜面に沿う方向に作用することになり、操作ロッドに作用する復元力が低下していたのである。
【００１０】
特に、操作ロッドの傾動操作に伴い、前述したように戻しバネの付勢力がバネ受け部材の傾斜面に沿う方向に作用する場合には、この付勢力が戻しバネ自身を移動させる方向に作用する結果、操作ロッドの傾動操作の途中でケースの底面とバネ受け部材との間で戻しバネが変位し、操作ロッドに作用する付勢力の方向が変化して操作感が悪化するものとなり改善の余地があった。
【００１１】
本発明の目的は、操作ロッドを傾動操作した場合にも、操作ロッドに対して適正に付勢力を作用させる多方向スイッチを合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、ケースに支持した操作ロッドの傾動操作を電気的に検出する傾動検出部と、この操作ロッドのロッド軸芯に沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部と、この操作ロッドの回転操作を電気的に検出する回転検出部とを備えている多方向スイッチであって、
傾動操作方向で中立姿勢にある前記操作ロッドのロッド軸芯と同軸芯となる付勢軸芯に沿って前記操作ロッドに付勢力を作用させる付勢部材を備え、前記操作ロッドのうちケース内の内端部に対して前記付勢部材からの付勢力によって接当する受圧部材を備えると共に、この受圧部材は操作ロッドの傾動操作時における傾動限界が設定されている点にある。
【００１３】
この構成によると、操作ロッドが傾動操作され、操作ロッドの内端の外周部の一方の部位が付勢部材を圧縮する方向に変位し、操作ロッドの内端の外周部の他方の部位が付勢部材を伸張する方向に変位した場合でも、受圧部材の傾動限界が設定されているので、受圧部材のうち、付勢部材が伸張する位置に対応する部位が操作ロッドの方向に大きく変位する現象を阻止して、この受圧部材の姿勢を付勢軸芯に直交する姿勢に近い姿勢に維持できる。このように受圧部材の傾動限界が設定されているので操作ロッドを傾動操作した場合には、押圧側において受圧部材と操作ロッドが接触するものの他方が離間するため、この接触する部位から付勢部材の付勢力だけを操作ロッドに作用させ、操作ロッドの復元力を高めるものとなる。その結果、操作ロッドを傾動操作した場合にも、操作ロッドに対して付勢力を適正に作用させる多方向スイッチが構成された。
【００１４】
本発明では、前記受圧部材に接当することにより前記傾動限界を設定する突出片を備えても良い。これによると、受圧部材に接当する突出片を備えると云う簡単な構造により受圧部材の傾動限界を設定できる。
【００１５】
本発明では、前記回転検出部が、前記操作ロッドとともに回転するロータと、このロータの回転位置を検出する複数の電極とを備えて構成され、前記ロータが、前記操作ロッドの内端部の外周に係合して一体的に回転可能な筒状部を備えて構成され、前記付勢部材と受圧部材とが前記筒状部の内部に配置され、前記突出片が、前記筒状部の内面に形成されても良い。これによると、突出片を備えるための部材を特別に形成しなくともロータの筒状部を利用することで部品点数を増大させることなく受圧部材の傾動限界を設定できる。
【００１６】
本発明では、前記押込み検出部が、前記操作ロッドの押込み方向への操作に起因する押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを備えて構成され、前記付勢部材が圧縮コイルバネで構成されると共に、この圧縮コイルバネが前記バネ板材を取り囲む位置に配置されても良い。これによると、操作ロッドをロッド軸芯に沿って押込み操作した場合には、バネ板材と電極との接触によって押し込み操作を検出できる。また、操作ロッドを傾動操作した場合には、この傾動に伴って受圧部材が変位し圧縮コイルバネが圧縮されるため、この圧縮コイルバネから受圧部材に作用する付勢力を操作ロッドを中立姿勢に復帰させる方向に作用させることも可能となる。
【００１７】
本発明では、前記傾動検出部が、前記操作ロッドと一体的に傾動する作動体と、この作動体からの押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを前記操作ロッドを取り囲む位置に配置して構成しても良い。これによると、操作ロッドを傾動操作した場合には、対応するバネ板材と電極とが接触することにより、この傾動操作の方向を電気的に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１〜図４に示すように、ケース１０に対して上下方向に向かう姿勢の操作ロッド２０を備えると共に、この操作ロッド２０の傾動操作を電気的に検出する傾動検出部Ａと、この操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙに沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部Ｂと、この操作ロッド２０の回転操作を電気的に検出する回転検出部Ｃとを備えて多方向スイッチが構成されている。
【００１９】
この多方向スイッチは、携帯電話機、ＰＤＡ、ゲーム機器のコントローラや、家庭電化製品のリモートコントローラ等に備えられるものである。尚、この多方向スイッチでは使用時において上下方向は無関係であるが、本実施形態では図３の上側を上方と称し、下側を下方と称している。
【００２０】
多方向スイッチは、非操作状態にある場合には前記操作ロッド２０が中立姿勢Ｎを維持する。傾動検出部Ａは中立姿勢Ｎを基準にして十字の方向（４方向）への傾動操作を検出する。操作ロッド２０の軸芯を前記ロッド軸芯Ｙと称し、前記押込み検出部Ｂはロッド軸芯Ｙに沿う方向への押込み操作を電気的に検出する。前記回転検出部Ｃは、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙ周りでの回転操作量を電気的に検出する。
【００２１】
この多方向スイッチでは傾動検出部Ａとして操作ロッド２０を十字方向の何れかに操作した際の４方向への操作を検出するように構成しているが、傾動検出部Ａが例えば２方向のように４方向未満の方向への傾動を検出するものであって良く、また、８方向等、５方向以上の方向への傾動を検出するものであっても良い。
【００２２】
ケース１０は、何れも絶縁性の樹脂材料で成るトップカバー１１と上部ケース１２と下部ケース１３とを連結して構成されている。これらトップカバー１１と上部ケース１２と下部ケース１３とは、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに沿う方向視（平面視）の断面形状が正８角形となるように型成形されている。
【００２３】
トップカバー１１には操作ロッド２０が上下方向に貫通する貫通孔１１Ａが形成されている。このトップカバー１１の下面側には操作ロッド２０の傾動中心Ｐから等距離となる凹状の案内面１１Ｇが形成されている。更に、このトップカバー１１の外周部には４つの連結片１４が下方に向けて一体的に突設形成され、この連結片１４の先端に孔状となる係合連結部１４Ａが形成されている。
【００２４】
貫通孔１１Ａは平面視で傾動方向に沿う十字状の案内溝１１ＡＧを有した構造であり、この案内溝１１ＡＧの内面には前記傾動中心Ｐの方向に向かう傾斜面が形成されている。
【００２５】
上部ケース１２は、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに沿う姿勢の筒状の側壁部１２Ａと、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに対して直交する姿勢の中間壁部１２Ｂとが一体形成されている。また、中間壁部１２Ｂの中央位置には開口１２Ｈが形成され、側壁部１２Ａの外面には凸状となる８つの係合片１２Ｔが周方向で等間隔に形成されている。
【００２６】
図１０に示すように、この上部ケース１２の中間壁部１２Ｂの上面側には前記操作ロッド２０を挟んで十字方向に対応する４箇所の検出位置に導体で成るセンター電極３１が形成され、このセンター電極３１を取り囲む位置に導体で成るリング電極３２が形成されている。
【００２７】
この上部ケース１２の中間壁部１２Ｂには４つの前記センター電極３１と個別に導通する独立した傾動検出回路と、４つの前記リング電極３２と導通するコモン回路とがインサートの技術によって形成されている。また、この上部ケース１２には、傾動検出回路に導通する４つの傾動検出リード３３が下方に向けて突出形成され、コモン回路と導通する単一のコモンリード３４が下方に向けて突出形成されている。
【００２８】
下部ケース１３は、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに沿う姿勢の筒状の側壁部１３Ａと、中立姿勢Ｎのロッド軸芯Ｙに対して直交する姿勢の底壁部１３Ｂとが一体形成されている。また、底壁部１３Ｂの上面中央には前記押込み検出部Ｂが配置される環状のリブ状となる規制部１３Ｃと、この外周位置に環状のリブ状となるバネ受け部１３Ｄとが同心円状に突出形成されている。
【００２９】
この下部ケース１３の側壁部１３Ａには上方に向けて４つの連結片１５が一体的に突出形成され、この連結片１５の先端に孔状となる係合連結部１５Ａが形成されている。
【００３０】
図７に示すように、下部ケース１３の底壁部１３Ｂのうち、規制部１３Ｃに取り囲まれる部位の中央位置には導体で成るセンター電極４１が形成され、このセンター電極４１を取り囲む位置には導体で成るリング電極４２が形成されている。この下部ケース１３の底壁部１３Ｂにはセンター電極４１に導通する押し操作検出回路と、リング電極４２に導通するリング回路とがインサートの技術によって形成されている。更に、押し操作検出回路に導通する押し操作検出リード４３が下方に向けて突出形成され、前記リング回路に導通するリングリード４４が下方に向けて突出形成されている。
【００３１】
この下部ケース１３の底壁部１３Ｂのうち、前記バネ受け部１３Ｄの外周部分には導体で成るリング状の共通電極５１と、導体で成る複数のカウント電極５２を配置しており、このカウント電極５２を取り囲む位置にはクリック用の多数の凹凸部５３が形成されている。
【００３２】
また、共通電極５１は下部ケース１３の底壁部１３Ｂの内部にインサートの技術によって形成された回路を介して共通リード５４に導通し、カウント電極５２はインサートの技術によって形成された回路を介してカウントリード５５に導通している。この共通リード５４とカウントリード５５とは下方に向けて突出形成されている。また、この下部ケース１３の外面下部には４つの傾動検出リード３３と、１つのコモンリード３４とが挿通する孔部を形成したリードホルダ部１３Ｈが形成されている。
【００３３】
〔操作ロッド〕
前記操作ロッド２０は銅合金などの比較的剛性が高い素材が用いられると共に、ケース１０から上方に突出する上端部２１にはノブ等が取付けられるＤカット部２１Ａが形成されている。この上端部２１の下側に小径部２１Ｂと、中間部２２とが形成され、この中間部２２より下側でケース１０の内部に位置する部位には大径部２３が形成されている。
【００３４】
小径部２１Ｂはトップカバー１１の案内溝１１ＡＧに入り込む直径に設定され、大径部２３から下方に突出する部位には回転力を出力するギヤ状となる複数の係合片２４Ａを有する係合体２４が連結され、この係合体２４の下端には接当部２５が突出形成されている。尚、接当部２５は図３に示す傾動中心Ｐを中心として下方に突出する半球面状に成形されている。
【００３５】
バネ受け部１３Ｄには付勢部材としての圧縮コイルバネ４８を備え、この圧縮コイルバネ４８と、操作ロッド２０の内端部に位置する係合体２４との間には樹脂製の受圧部材２６が配置されている。この受圧部材２６は、その中央位置に接当部２５が挿通する孔部２６Ａが形成されている。この受圧部材２６は、後述するロータ５６の筒状部５６Ａの内面に形成された複数の突出片６０に接当することで傾動限界が決まる。
【００３６】
特に、この圧縮コイルバネ４８の付勢軸芯Ｑ（コイルが描く円の中心を結ぶ仮想直線）は、中立姿勢Ｎにある操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙと同軸芯上に配置される。これにより、受圧部材２６は付勢軸芯Ｑに沿って移動自在となり、複数の突出片６０に接当することにより傾動限界が決まる。
【００３７】
〔傾動検出部〕
前記傾動検出部Ａは、前述したように上部ケース１２の中間壁部１２Ｂの４箇所に形成されたセンター電極３１と、リング電極３２と、これらを覆う位置に配置される導体で成るドーム状のバネ板材３５と、この４つのバネ板材３５の上面に接する緩衝体３６Ａを一体形成したゴムリング３６と、このゴムリング３６の上面に密着配置されたリング状のバネ材で成るバネリング３７と、操作ロッド２０の傾動時に緩衝体３６Ａを介してバネ板材３５に押圧力を作用させる作動体３８とを備えている。
【００３８】
前記バネ板材３５は、銅合金や鉄合金等の導体で成る円盤状の素材が用いられ、その中央部が上方に膨出するドーム状に成形されている。このバネ板材３５は押圧力が作用しない状況では周囲が前記リング電極３２に接触しており、中央部がセンター電極３１から離間している。
【００３９】
このバネ板材３５の中央部に上方から押圧力が作用した場合には弾性変形によりバネ板材３５の中央部がセンター電極３１に接触することにより、このセンター電極３１とリング電極３２とが導通状態に達する。尚、図面には検出位置に単一のバネ板材３５を配置した構造を示しているが、このバネ板材３５を複数枚重ねて用いても良い。
【００４０】
前記ゴムリング３６は、シリコンゴム等の柔軟で絶縁性の材料が用いられ、このゴムリング３６の４箇所の表裏両面に突出する形態で前記緩衝体３６Ａが一体的に形成されている。尚、バネリング３７には前記緩衝体３６Ａが貫通する孔部３７Ａが形成されている。これと同様に、ゴムリング３６とバネリング３７とには嵌合孔３６Ｓ、３７Ｓが形成され、中間壁部１２Ｂに突設された嵌合片１２Ｓを嵌合孔３６Ｓ、３７Ｓに嵌合させることにより、ゴムリング３６とバネリング３７とが適正な位置に支持される。
【００４１】
作動体３８は、絶縁性の樹脂材料を型成形することにより、中央に孔部３８Ａが形成され、中央の上面には前記トップカバー１１の下面側に形成された前記案内面１１Ｇに摺接する凸状の摺接面３８Ｇが形成され、外周部分には下方に向けて４つの押圧操作部３８Ｂが突出形成されている。
【００４２】
孔部３８Ａの内周面には操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙと平行姿勢となる複数の溝部Ｔが形成され、この孔部３８Ａに前記操作ロッド２０を挿通している。この操作ロッド２０の中間部２２を操作ロッド２０に外嵌した状態では、孔部３８Ａの内面の突出した部位だけが操作ロッド２０に接触するため、操作ロッド２０との接触面積を小さくして前記ロッド軸芯Ｙ周りでの相対回転と、ロッド軸芯Ｙ方向での相対的なスライド移動とを軽快に行える。また、前記摺接面３８Ｇは前記操作ロッド２０の傾動中心Ｐから等距離となる滑らかな球面の一部に形成され、円滑で安定した傾動を現出する。
【００４３】
この作動体３８の上面の外周近くには４つの凹部３８Ｓが形成され、この凹部３８Ｓを前記トップカバー１１の下面側に突出形成した位置決め片（図示せず）に嵌合させることにより、この作動体３８の押圧操作部３８Ｂと前記検出位置との相対的な位置関係が適正に維持される。
【００４４】
〔押込み検出部〕
前記押込み検出部Ｂは、下部ケース１３の底壁部１３Ｂに形成されたセンター電極４１と、リング電極４２と、これらを覆う位置に配置されるドーム状のバネ板材４５と、このバネ板材４５の上部に配置される第１接当部材４６と、これに嵌合連結する第２接当部材４７とを備えている。
【００４５】
前記バネ板材４５は、傾動検出部のものと同様に、銅合金や鉄合金等の導体で成る円盤状の素材が用いられ、その中央部が上方に膨出するようにドーム状に成形されている。このバネ板材４５は押圧力が作用しない状況では周囲が前記リング電極４２に接触しており、中央部がセンター電極４１から離間している。
【００４６】
このバネ板材４５に上方から押圧力が作用した場合には弾性変形によりバネ板材４５の中央部がセンター電極４１に接触することにより、センター電極４１とリング電極４２とが導通状態に達する。尚、図面には単一のバネ板材４５を配置した構造を示しているが、このバネ板材４５を複数重ねて用いても良い。
【００４７】
下側の前記第１接当部材４６はシリコンゴム等の比較的柔軟で絶縁性を有する樹脂材料で形成され、上側の前記第２接当部材４７は絶縁性で比較的硬質な樹脂材料を用い、この第１接当部材４６と第２接当部材４７とは嵌合連結している。下側の第１接当部材４６は前記規制部１３Ｃの内面に案内させる形態で上下方向に作動自在であり、上側の第２接当部材４７の上面には操作ロッド２０の下端の接当部２５の形状に沿う凹状面を上面に形成することにより、前記操作ロッド２０が多少傾斜した状態でも、この接当部２５からの圧力を第１接当部材４６を介してバネ板材４５に伝えるように機能する。
【００４８】
リブ状の規制部１３Ｃは、操作ロッド２０を押込み操作した際に、この操作ロッド２０からの押圧力によって前記押込み検出部Ｂが検出状態に達した後に、受圧部材２６に接当するように、下部ケース１３の底壁部１３Ｂからの突出量が設定されている。
【００４９】
〔回転検出部〕
前記回転検出部Ｃは、操作ロッド２０の内端位置に形成された係合体２４のギヤ状に形成された複数の係合片２４Ａから回転力が伝えられるロータ５６と、図８、図９に示すように、このロータ５６の下面に形成した接触子５７と、このロータ５６の下面に形成したクリックバネ５８とを備えている。
【００５０】
このロータ５６は、絶縁性の樹脂材料を型成形することにより、中央部に筒状部５６Ａを形成し、この筒状部５６Ａの下端側に鍔状部５６Ｂを形成している。筒状部５６Ａの上端に前記係合片２４Ａが嵌り込む溝状の係合部５６Ｃを形成している。この係合部５６Ｃは前記操作ロッド２０の傾動に伴うギヤ状の係合体２４の傾動を許すように構成されている。
【００５１】
図３〜図６及び図８〜図１０に示すように、筒状部５６Ａの上部には周方向に４つの係合部５６Ｃが形成されている。夫々の係合部５６Ｃの周方向での中間部位置に、この筒状部５６Ａの内部に突出する形態で突出片６０が形成されている。
【００５２】
また、このロータ５６の筒状部５６Ａの外径を前記上部ケース１２に形成した開口１２Ｈに入り込む値に設定し、この筒状部５６Ａの下端部の内径を前記下部ケース１３のバネ受け部１３Ｄの外径より僅かに大きい値に設定している。これにより、この多方向スイッチを組み立てた状態では、このロータ５６の筒状部５６Ａの外面が上部ケース１２に形成した開口１２Ｈの内面に軽く接触すると同時に、この筒状部５６Ａの下端部の内面が下部ケース１３のバネ受け部１３Ｄに軽く接触することになり、このロータ５６の回転時には開口１２Ｈの内面と、バネ受け部１３Ｄの外面とにガイドされる形態で安定した回転が実現する。
【００５３】
このロータ５６の鍔状部５６Ｂの下面側には前記下方に向けて突出するリブが形成され、このリブの下端と、この鍔状部５６Ｂの上面との距離を、下部ケース１３に形成される空間の上下方向の寸法より僅かに小さい値に設定されている。これにより、この多方向スイッチを組み立てた状態では、このロータ５６の鍔状部５６Ｂの上面が上部ケース１２の中間壁部１２Ｂの下面に軽く接触することになり、ロータ５６の一層の安定回転を現出する。
【００５４】
前記接触子５７は、銅合金等の導体をリング状に成形し、その内周側に前記共通電極５１に常時接触する主摺接部５７Ａを形成し、また、その外周側には、円周方向での特定位置において前記カウント電極５２に摺接可能な副摺接部５７Ｂを形成した構造を有している。このような構造であるため、ロータ５６の回転時には接触子５７の外周側の副摺接部５７Ｂがカウント電極５２に接触したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが導通状態に達し、副摺接部５７Ｂがカウント電極５２から離間したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが絶縁状態になる。
【００５５】
前記クリックバネ５８は柔軟に弾性変形する金属材料をリング状に成形し、その周方向での２箇所を下方に突出させた突出部５８Ａを備えた構造を有し、ロータ５６の回転時には突出部５８Ａが前記下部ケース１３の底壁部１３Ｂに形成されたクリック用の凹凸部５３に係脱してクリック感を作り出す。
【００５６】
〔検出形態〕
前記４つの傾動検出リード３３と、１つのコモンリード３４との何れか一方の電圧を印加する状態において、中立姿勢Ｎを基準にして操作ロッド２０を何れかの方向に傾動操作した場合には、図５に示すように、この傾動に伴って作動体３８が傾動し、対応する方向に位置するバネ板材３５に対して緩衝体３６Ａを介して作動体３８の押圧操作部３８Ｂからの押圧力が作用することにより、バネ板材３５が弾性変形してセンター電極３１とリング電極３２とが導通状態に達し、この傾動操作を対応する傾動検出リード３３の電圧信号の変化として取り出せる。
【００５７】
このように操作ロッド２０を傾動操作した場合には、この操作ロッド２０に支持された作動体３８の摺接面３８Ｇがトップカバー１１の下面側に形成された案内面１１Ｇに沿って移動することにより、傾動中心Ｐを中心にする形態で操作ロッド２０を傾動させる。そして、傾動操作に伴って傾動方向に対応するバネ板材３５が弾性変形する際にクリック感を作り出し、傾動操作が検出された状況に達したことを操作する者に認識させ得るものにしている。また、傾動操作時には、緩衝体３６Ａを介して作動体３８の押圧操作部３８Ｂからの押圧力が作用するため、強い押圧力が作用する状況であっても、緩衝体３６Ａが圧縮変形することにより、強い力がバネ板材３５に作用して破損する不都合を回避できるものにしている。そして、この傾動操作の後に操作ロッド２０の傾動操作を解除した際には、バネリング３７と圧縮コイルバネ４８とからの付勢力によって操作ロッド２０が中立姿勢Ｎに復元する。
【００５８】
特に、操作ロッド２０を傾動操作した場合には、係合体２４の底面の外周部分の一部が受圧部材２６の外周部分に接当し、この受圧部材２６を傾斜させる力を作用させることになる。しかしながら、受圧部材２６は突出片６０によって傾動が規制されると共に、上方への移動が規制されているので、係合体２４が接当する部位と逆側の部位が持ち上がる現象を突出片６０が阻止し、図５に示すように、受圧部材２６を大きく傾斜させず、殆ど水平姿勢に維持する。これにより、圧縮コイルバネ４８から操作ロッド２０に対して偏った方向に付勢力が作用する現象を回避できるものにしている。更に、操作ロッド２０を傾動操作した場合には、押圧側において受圧部材２６と操作ロッド２０の下端の係合体２４の底面が接触するものの、この係合体２４の底面の他方が離間するものとなるため、接触する部位からの圧縮コイルバネ４８からの付勢力のみを操作ロッド２０を復元方向に作動させ復元力を高めるものとなる。
【００５９】
また、前記押し操作検出リード４３と、リングリード４４との何れか一方の電圧を印加する状態において、操作ロッド２０を押込み操作した場合には、図６に示すように、操作ロッド２０がロッド軸芯Ｙに沿って移動する。そして、この移動に伴いバネ板材４５に対して第１接当部材４６と第２接当部材４７とを介して操作ロッド２０からの押し操作力が作用し、バネ板材４５が弾性変形してセンター電極４１とリング電極４２とが導通状態に達し、この押し操作を押し操作検出リード４３の電圧信号として取り出せる。
【００６０】
このように操作ロッド２０を押し操作した際には、前記バネ板材４５が弾性変形する際にクリック感を作り出し、押し操作が検出された状況に達したことを操作する者に認識させ得るものにしている。また、操作ロッド２０を押込み操作した際には、バネ板材４５が弾性変形してセンター電極４１とリング電極４２とが導通状態に達した直後に、リブ状の規制部１３Ｃに対して操作ロッド２０の受圧部材２６が接当する。そして、前記第１接当部材４６が柔軟に弾性変形するため、操作ロッド２０が強い力で押込み操作された場合でも、過大な力をセンター電極４１やリング電極４２、あるいは、バネ板材４５に作用させて破損させる不都合を回避できるものにしている。
【００６１】
操作ロッド２０を押し操作する際には操作ロッド２０が中立姿勢Ｎにあることが理想であるが、この操作ロッド２０が多少傾動した状態での押し操作も可能である。特に、操作ロッド２０が大きく傾動した状態で、押し操作した場合には、操作ロッド２０の下端の受圧部材２６のうち、傾動によって最も下方に突出した部位が規制部１３Ｃに接当することにより、この操作ロッド２０を中立姿勢Ｎに向かう方向への力を作用させ、操作ロッド２０を中立姿勢Ｎに近づけた状態での押し操作を実現するものにしている。
【００６２】
更に、共通電極５１と、カウント電極５２との何れか一方に電圧を印加する状態において、操作ロッド２０を回転操作した場合には、ロータ５６の回転に伴い接触子５７の外周側の副摺接部５７Ｂがカウント電極５２に接触したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが導通状態に達し、この副摺接部５７Ｂがカウント電極５２から離間したタイミングでカウント電極５２と共通電極５１とが絶縁状態になる結果、前記カウントリード５５の電圧が逆方向に変化する。このように電圧が変化する毎に、この多方向スイッチの外部の基板等において電圧信号の変化をカウント（計数）することにより、初期回転姿勢を基準にして操作ロッド２０の回転量を把握できる（インクリメンタル型のロータリエンコーダとして機能する）。
【００６３】
また、操作ロッド２０を回転操作した際には、前記クリックバネ５８の突出部５８Ａが凹凸部５３に係脱することになり、この回転が行われていることを操作ロッド２０に作用するクリック感で把握できる。
【００６４】
〔実施形態の作用・効果〕
このように本発明によると、操作ロッド２０の傾動操作を傾動検出部Ａで電気的に検出し、この操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙに沿う方向への押込み操作を押込み検出部Ｂで電気的に検出し、操作ロッド２０のロッド軸芯Ｙ周りでの回転操作を回転検出部Ｃで電気的に検出する。
【００６５】
そして、操作ロッド２０が非操作状態にある場合には、傾動検出部Ａを構成するバネ板材３５、ゴムリング３６からの中立姿勢Ｎ方向への付勢力、及び、圧縮コイルバネ４８からの付勢力により、この操作ロッド２０が中立姿勢Ｎに維持される。この中立姿勢Ｎから操作ロッド２０を傾動操作した場合には、操作ロッド２０の内端の係合体２４の外周部から受圧部材２６を介して圧縮コイルバネ４８の外周（コイルの外周）に対して圧力が作用することになる。
【００６６】
このように偏った力が圧縮コイルバネ４８に作用する状況では、圧力が作用した位置を基準にして付勢軸芯Ｑを挟んで対向する外周（コイルの外周）が伸張する方向に変形する方向に現象に繋がる。しかしながら、このように伸張する部位に対応する受圧部材２６の持ち上がりを突出片６０が規制することにより、受圧部材２６が殆ど水平姿勢（付勢軸芯Ｑに直交する姿勢）に維持されるので、操作ロッド２０の復元力が低下する不都合や、操作ロッド２０の操作の途中において操作感が悪化する不都合を回避できるものにしている。
【００６７】
〔別実施形態〕
【００６８】
本発明は上記した実施形態以外に、例えば、受圧部材２６の外周部の複数箇所に外方に突出する規制片を形成し、ロータ５６の筒状部には、規制片が入り込むよう縦方向に沿う複数のスリット、あるいは、溝を形成し、このスリットや溝の上端位置に規制片を接当させることで、付勢部材（圧縮コイルバネ４８）から作用する付勢力による傾動限界を設定するように構成しても良い。
【００６９】
このように構成したものでは、操作ロッド２０が傾動操作された場合のように、係合体２４の底面の外周部分の一部が受圧部材２６の外周部分に接当し、この受圧部材２６を傾斜させる力を作用させる状況でも、受圧部材２６は規制片がスリットや溝の上端に接当することで上方への移動が規制されるので、係合体２４が接当する部位と逆側の部位が持ち上がる現象を規制片がスリットや溝の上端に接当することで阻止する。その結果、受圧部材２６を大きく傾斜させず、殆ど水平姿勢に維持し、圧縮コイルバネ４８から操作ロッド２０に対して偏った方向に付勢力が作用する現象を回避できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】多方向スイッチの斜視図
【図２】多方向スイッチの底面図
【図３】多方向スイッチの縦断側面図
【図４】多方向スイッチの分解斜視図
【図５】傾動操作状態の多方向スイッチの縦断側面図
【図６】押込み操作状態の多方向スイッチの縦断側面図
【図７】下部ケースの底壁部の電極配置を示す平面図
【図８】ロータの底面図
【図９】ロータの斜視図
【図１０】上部ケースの中間壁部の電極配置を示す平面図
【符号の説明】
【００７１】
１０ ケース
２０ 操作ロッド
２６ 受圧部材
３１、３２ 電極（センター電極、リング電極）
３５ バネ板材
３８ 作動体
４８ 付勢部材・圧縮コイルバネ
４１、４２ 電極（センター電極、リング電極）
４５ バネ板材
５２ 電極（カウント電極）
５６ ロータ
５６Ａ 筒状部
６０ 突出片
Ａ 傾動検出部
Ｂ 押込み検出部
Ｃ 回転検出部
Ｎ 中立姿勢
Ｙ ロッド軸芯
Ｑ 付勢軸芯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースに支持した操作ロッドの傾動操作を電気的に検出する傾動検出部と、この操作ロッドのロッド軸芯に沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部と、この操作ロッドの回転操作を電気的に検出する回転検出部とを備えている多方向スイッチであって、
傾動操作方向で中立姿勢にある前記操作ロッドのロッド軸芯と同軸芯となる付勢軸芯に沿って前記操作ロッドに付勢力を作用させる付勢部材を備え、前記操作ロッドのうちケース内の内端部に対して前記付勢部材からの付勢力によって接当する受圧部材を備えると共に、この受圧部材は操作ロッドの傾動操作時における傾動限界が設定されている多方向スイッチ。
【請求項２】
前記受圧部材に接当することにより前記傾動限界を設定する突出片を備えている請求項１記載の多方向スイッチ。
【請求項３】
前記回転検出部が、前記操作ロッドとともに回転するロータと、このロータの回転位置を検出する複数の電極とを備えて構成され、前記ロータが、前記操作ロッドの内端部の外周に係合して一体的に回転可能な筒状部を備えて構成され、前記付勢部材と受圧部材とが前記筒状部の内部に配置され、前記突出片が、前記筒状部の内面に形成されている請求項２記載の多方向スイッチ。
【請求項４】
前記押込み検出部が、前記操作ロッドの押込み方向への操作に起因する押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを備えて構成され、前記付勢部材が圧縮コイルバネで構成されると共に、この圧縮コイルバネが前記バネ板材を取り囲む位置に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の多方向スイッチ。
【請求項５】
前記傾動検出部が、前記操作ロッドと一体的に傾動する作動体と、この作動体からの押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを前記操作ロッドを取り囲む位置に配置して構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の多方向スイッチ。
【請求項１】
ケースに支持した操作ロッドの傾動操作を電気的に検出する傾動検出部と、この操作ロッドのロッド軸芯に沿う方向への押込み操作を電気的に検出する押込み検出部と、この操作ロッドの回転操作を電気的に検出する回転検出部とを備えている多方向スイッチであって、
傾動操作方向で中立姿勢にある前記操作ロッドのロッド軸芯と同軸芯となる付勢軸芯に沿って前記操作ロッドに付勢力を作用させる付勢部材を備え、前記操作ロッドのうちケース内の内端部に対して前記付勢部材からの付勢力によって接当する受圧部材を備えると共に、この受圧部材は操作ロッドの傾動操作時における傾動限界が設定されている多方向スイッチ。
【請求項２】
前記受圧部材に接当することにより前記傾動限界を設定する突出片を備えている請求項１記載の多方向スイッチ。
【請求項３】
前記回転検出部が、前記操作ロッドとともに回転するロータと、このロータの回転位置を検出する複数の電極とを備えて構成され、前記ロータが、前記操作ロッドの内端部の外周に係合して一体的に回転可能な筒状部を備えて構成され、前記付勢部材と受圧部材とが前記筒状部の内部に配置され、前記突出片が、前記筒状部の内面に形成されている請求項２記載の多方向スイッチ。
【請求項４】
前記押込み検出部が、前記操作ロッドの押込み方向への操作に起因する押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを備えて構成され、前記付勢部材が圧縮コイルバネで構成されると共に、この圧縮コイルバネが前記バネ板材を取り囲む位置に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の多方向スイッチ。
【請求項５】
前記傾動検出部が、前記操作ロッドと一体的に傾動する作動体と、この作動体からの押圧力の作用で弾性変形する導体で成るバネ板材と、このバネ板材の弾性変形時にバネ板材との接触によって導通状態に達する一対の電極とを前記操作ロッドを取り囲む位置に配置して構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の多方向スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１７６４３２（Ｐ２００９−１７６４３２Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０７０６（Ｐ２００８−１０７０６）
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【Ｆターム（参考）】
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