多方向操作スイッチ
【課題】主に各種電子機器の操作に使用される多方向操作スイッチに関し、容易に多様な操作の可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】プッシュスイッチ３などのスイッチを備えた多方向操作スイッチで、配線基板２１に設けた電極２２の上方に感圧体２４を、感圧体２４の上面に検知ピン２６を配置し、操作体２８で検知ピン２６を押圧して、検知ピン２６の押圧度合いにより感圧体２４と電極２２の接触抵抗を変化させることによって、接続された電子機器が多方向操作スイッチの接触抵抗の変化を反映した制御を行うことができるため、操作体２８の傾倒方向、傾倒時間だけでなく、傾倒角度も反映させた容易で多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【解決手段】プッシュスイッチ３などのスイッチを備えた多方向操作スイッチで、配線基板２１に設けた電極２２の上方に感圧体２４を、感圧体２４の上面に検知ピン２６を配置し、操作体２８で検知ピン２６を押圧して、検知ピン２６の押圧度合いにより感圧体２４と電極２２の接触抵抗を変化させることによって、接続された電子機器が多方向操作スイッチの接触抵抗の変化を反映した制御を行うことができるため、操作体２８の傾倒方向、傾倒時間だけでなく、傾倒角度も反映させた容易で多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられる多方向操作スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションシステムやオーディオシステムなどの車両に搭載された電子機器やあるいは携帯電話等の携帯用の電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、これらの操作に用いられる多方向操作スイッチには、高速に操作が可能でかつ使いやすいものが求められている。
【０００３】
このような従来の多方向操作スイッチについて、図１３から図１５を用いて説明する。
【０００４】
なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表わしている。
【０００５】
図１３は従来の多方向操作スイッチの分解斜視図、図１４は同断面図であり、同図において、１は上面に配線パターンが形成された配線基板、２は略方形の電極である。
【０００６】
また、３は押圧可能なプッシュスイッチで、プッシュスイッチ３は電極２上にハンダ付けなどで固定され、配線基板１上面に配置されている。
【０００７】
また、４は樹脂製のピン、５は下面開口の樹脂製のケースで、ケース５の上面に孔５Ａが左右に配置されると共に、ケース５の上面の前端、後端の側壁５Ｂに内側に突出した軸部５Ｃが設けられている。
【０００８】
そして、配線基板１に固定されたプッシュスイッチ３の上面にピン４を載置して、ケース５左右の孔５Ａからピン４の上端を突出させるよう、上方からケース５で覆っている。
【０００９】
また、６は樹脂製の操作体で、略アーチ状の胴部６Ａの左右端に押圧腕部６Ｂを、胴部６Ａの前後端の側壁には、コの字状に凹んだ軸受部６Ｃを備えると共に、胴部６Ａの上面に断面が略Ｔ字状の操作部６Ｄが形成されている。
【００１０】
そして、この操作体６をケース５の上方から軸部５Ｃを軸受部６Ｃに挿入し、押圧腕部６Ｂの底面がピン４の上方に位置するよう組み合わせ、多方向操作スイッチ１０が構成されている。
【００１１】
また、このように構成された多方向操作スイッチ１０が、例えば自動車のステアリングなどに、操作部６Ｄを樹脂製の上面カバー１１の楕円形の孔１１Ａから露出させるよう上面カバー１１で覆い、例えば車両のオーディオシステムやカーナビゲーションシステムなどにケーブル（図示せず）などで接続され配置される。
【００１２】
そして、例えばオーディオシステムを使って聞きたい曲を選択したい場合に図１５の断面図で示すように、操作者は操作部６Ｄを傾倒操作する。
【００１３】
ここで、操作部６Ｄを右方向へ傾倒させると、右側の押圧腕部６Ｂによりピン４が押圧されプッシュスイッチ３が押圧される。
【００１４】
また、プッシュスイッチ３が押圧されたことをオーディオシステムが検出し、操作者の前面のディスプレイなどに表示された曲を示す複数のアイコン（図示せず）のうち、現在選択されているアイコンより右側のアイコンが選択されるように移動する。そして、操作者は聞きたい曲のアイコンに選択が移動するまで、操作部６Ｄを傾倒操作するものであった。
【００１５】
つまり、操作体６を左右いずれかに傾倒操作した際に、傾倒方向の押圧腕部６Ｂがピン４を介してプッシュスイッチ３が押圧されるため、操作者は操作部６Ｄの傾倒方向で各種電子機器に所望の処理を行わせていた。
【００１６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−１２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、近年、電子機器の高機能化や多様化が進む中、例えばオーディオシステムでは記録容量の大きなハードディスクが内蔵され、大量の楽曲等のうちから所望の楽曲を選択する必要が生じてきている。
【００１９】
このような場合、上記従来の多方向操作スイッチにおいては、傾倒方向だけで各種電子機器を制御していたため、聞きたい曲のアイコンに選択が移動するまで待つには時間がかかったり、さらに傾倒している傾倒時間を検出して、傾倒時間が長い場合に早く移動させることも考えられるが、その場合、移動が早すぎて所望のアイコンで選択を停止させることができなかったり、複雑な操作ができないという課題があった。
【００２０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、容易に多様な操作が可能な多方向操作スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００２２】
本発明の請求項１記載の発明は、押圧操作などが可能なスイッチを備えた多方向操作スイッチで、配線基板に設けた電極の上方に感圧体を、感圧体の上面に検知ピンを配置し、操作体の傾倒操作で検知ピンを押圧して、検知ピンの押圧度合いにより感圧体と電極の接触抵抗を変化させることによって、接続された電子機器が多方向操作スイッチの接触抵抗の変化を反映した制御を行うことができるため、操作体の傾倒方向、傾倒時間だけでなく、傾倒角度も反映させた容易で多様な操作の可能な多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、スイッチと操作体との間に弾性体をさらに備え、操作体は弾性体を介してスイッチを押圧し、弾性体の弾性復帰力をスイッチの復帰力より大きくしているため、スイッチが押圧されてＯＮの状態で、感圧体を押圧するためのストロークを容易に調整可能な多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体に傾倒角度に応じて揺動する操作体に設けられた揺動部を備え、揺動部で検知ピンを押圧するもので、揺動部の検知ピンに接触する面に窪みを設けているため、操作体の傾倒角度に対して検知ピンが下方へ移動する距離を、窪みの形状を変化することで制御することができ、操作体の傾倒角度に対する接触抵抗の変化を所望のものにする多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、配線基板には少なくとも四つのスイッチが配置され、感圧体は一つで、スイッチのいずれかが押圧された後、さらに操作体を傾倒操作すると感圧体の押圧力が増加するもので、四方向以上の方向に対応した多方向操作スイッチにおいても、感圧体は一つで対応できるため、簡易な構成で、より多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、容易に多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図
【図２】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図
【図３】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの要部断面図
【図４】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの使用状況を示す配置図
【図５】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す断面図
【図６】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す要部断面図
【図７】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチを用いた電子機器の表示を示す画面図
【図８】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図
【図９】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの要部断面図
【図１０】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの要部の斜視図
【図１１】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す要部断面図
【図１２】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す要部断面図
【図１３】従来の多方向操作スイッチの分解斜視図
【図１４】同多方向操作スイッチの断面図
【図１５】同多方向操作スイッチの動作状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
【００２９】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００３０】
また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は本発明の第一の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図、図２は同断面図であり、同図において、２１は上面に配線パターンが形成された配線基板、２２は略方形の電極で、配線基板２１の上面の左右に電極２２がそれぞれ四つずつ設けられる。
【００３２】
また、配線基板２１の上面の略中央に半円形の電極２３Ａ、２３Ｂが、所定の間隔を空けて、設けられている。
【００３３】
また、押圧可能な自動復帰型のプッシュスイッチ３が、電極２２上にハンダ付けなどで固定され、配線基板２１上面に配置されている。なお、プッシュスイッチ３は特許請求の範囲に記載したスイッチの一例である。
【００３４】
そして、２４は感圧体で、電極２３Ａと電極２３Ｂの上面に所定の間隔を設けて配置され、これらの電極２３Ａと電極２３Ｂと感圧体２４から感圧スイッチ２５が構成されている。
【００３５】
また、２６は、ポリアセタールやナイロンなどの樹脂製の検知ピンで、下面が平坦な略円柱形状の押圧部２６Ａと、その上面に設けられた略円柱状の柱部２６Ｂと、上端が丸くなった突端部２６Ｃから構成される。
【００３６】
さらに、２７はシリコーンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、またはエチレンプロピレンジエンゴムなどの弾性材料で形成された下面開放で箱型の弾性体で、上面の略中央に十字状の孔２７Ａを備えている。
【００３７】
そして、プッシュスイッチ３や感圧体２４が配置された配線基板２１の感圧体２４の上面に検知ピン２６が配置され、さらに上方から弾性体２７を被せて収納されている。
【００３８】
また、従来の多方向操作スイッチと同様に、４はポリアセタールなどの樹脂製のピン、５は下面開口のアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂などの樹脂製のケースで、ケース５の上面の左右に孔５Ａが、ケース５の前端、後端に側壁５Ｂが、側壁５Ｂの内側に円形に突出した軸部５Ｃが設けられ、前後の側壁５Ｂの間には角孔５Ｄが設けられている。
【００３９】
そして、弾性体２７の上面で、左右のプッシュスイッチ３の上方となる位置にピン４を載置し、ケース５の左右の孔５Ａからピン４の上端を突出させるよう、上方からケース５で覆うものとしている。
【００４０】
また、２８はポリカーボネートなどの樹脂製の操作体で、略アーチ状の胴部２８Ａの左右端に押圧腕部２８Ｂを、胴部２８Ａの前後端の側壁には、コの字状に凹んだ軸受部２８Ｃを備えると共に、胴部２８Ａの上面に断面が略Ｔ字状の操作部２８Ｄが形成されると共に、操作部２８Ｄの下方の延長胴部２８Ａの下面から棒状の揺動部２８Ｅが延出している。
【００４１】
そして、この操作体２８をケース５の上方から、軸受部２８Ｃに軸部５Ｃを挿入し、押圧腕部２８Ｂの底面をピン４の上方に位置させ、揺動部２８Ｅを角孔５Ｄから挿入して揺動部２８Ｅの下端が検知ピン２６の上端に接するよう組み合わせ、多方向操作スイッチ３０が構成されている。
【００４２】
さらに、図３の要部断面図を用いて、揺動部２８Ｅと検知ピン２６と感圧スイッチ２５について詳細に説明する。
【００４３】
ここで、感圧スイッチ２５を構成する感圧体２４は合成樹脂内にカーボン粉を分散したシート抵抗値０．５ｋΩ／□〜３０ｋΩ／□の低抵抗体層３１Ａをフィルム（図示せず）の下面に印刷形成し、さらに細かな凹凸が下面全面に形成されたシート抵抗値５０ｋΩ／□〜５ＭΩ／□の高抵抗体層３１Ｂを印刷形成し、そして、所定の位置に孔を空けた絶縁フィルムなどのスペーサ３２を貼り付けて構成されている。
【００４４】
そして、スペーサ３２の孔が電極２３Ａおよび電極２３Ｂの上方に位置するように、感圧体２４を電極２３Ａおよび電極２３Ｂの上方に所定の間隔を設けて配置することで、高抵抗体層３１Ｂと電極２３Ａ、２３Ｂが接離可能なものとなっている。
【００４５】
これにより、感圧体２４に対する押圧力を増加させるほど電極２３Ａ、２３Ｂに対する高抵抗体層３１Ｂの接触面積が大きくなり、電極２３Ａ、２３Ｂとの間で高抵抗体層３１Ｂを介した接触抵抗が小さくなる感圧スイッチ２５が形成されている。
【００４６】
さらに、感圧体２４の上面に、検知ピン２６が平坦な押圧部２６Ａ下面で、感圧体２４の上面を押圧可能なように配置されている。また、突端部２６Ｃで揺動部２８Ｅと接している。
【００４７】
そして、揺動部２８Ｅ下端が突端部２６Ｃと接する位置には、揺動部２８Ｅに緩やかな窪み２８Ｆが二箇所設けられており、揺動部２８Ｅが揺動した際に、突端部２６Ｃが窪み２８Ｆ内をスライド移動するよう構成されている。
【００４８】
このように構成された多方向操作スイッチ３０が、操作部２８Ｄを樹脂製の上面カバー１１の楕円形の孔１１Ａから露出させて、図４の配置図で示すように自動車のステアリング４１などに配置され、例えば車両のオーディオシステムやカーナビゲーションシステムなどの電子機器に用いる車両前方の中央位置のディスプレイ４２や、ステアリング４１前方の表示パネル４３にケーブル（図示せず）などで接続される。
【００４９】
そして、操作者はディスプレイ４２や表示パネル４３の表示を見ながら、多方向操作スイッチ３０の操作体２８の操作部２８Ｄを傾倒操作して、電子機器に所望の処理を行わせる。
【００５０】
このときの、多方向操作スイッチ３０の動作について、図５の断面図および図６の要部断面図を用いて説明する。
【００５１】
ここで、例えば図５（ａ）のように、操作体２８の操作部２８Ｄに指を当てて右方向へ傾倒操作すると、操作体２８は軸部５Ｃを軸として右方向へ傾倒する。
【００５２】
ここで、押圧腕部２８Ｂの底面がピン４を上方から押圧し、ピン４の底面が弾性体２７を介してプッシュスイッチ３を押圧して、プッシュスイッチ３をＯＮの状態にする。
【００５３】
このとき、弾性体２７を圧縮変形させるのに必要な力よりプッシュスイッチ３の復帰力が小さくなるよう、弾性体２７の材料やプッシュスイッチ３を選定しているため、プッシュスイッチ３はＯＮの状態で維持される。
【００５４】
また、プッシュスイッチ３が節度感を生じさせ、操作者は操作部２８Ｄを介して、その節度感を感じとることにより、プッシュスイッチ３がＯＮになった時点を操作者が認識することができる。
【００５５】
また、操作体２８の傾倒により揺動部２８Ｅが左方向へ揺動し、図６（ａ）で示すように、揺動部２８Ｅ下端の窪み２８Ｆ内を突端部２６Ｃの上端がスライドする。
【００５６】
ここで、窪み２８Ｆがあることによって、検知ピン２６の下方への移動が若干抑制されるため、感圧体２４の上面は若干へこむものの押圧部２６Ａが感圧体２４の上面を押す押圧力は抑制されている。
【００５７】
この時、電極２３Ａおよび電極２３Ｂと高抵抗体層３１Ｂは緩やかに接触しており、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗は図３の状態と比べ若干小さくなるものの、後述する図６（ｂ）の状態より比較的大きなものとなっている。
【００５８】
つまり、操作者が、操作部２８Ｄを押し込んで傾倒させると、まず、プッシュスイッチ３がＯＮの状態になり節度感を感じる位置で、電極２３Ａおよび電極２３Ｂと高抵抗体層３１Ｂは緩やかに接触しており、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗は図３の状態と比べ若干小さくなっている。
【００５９】
そして、操作者が図５（ａ）の状態から操作部２８Ｄをさらに右側に押し込んで傾倒させ、図５（ｂ）の状態にすると、押圧腕部２８Ｂの底面がピン４を介して、弾性体２７上を押圧する。
【００６０】
ここで、プッシュスイッチ３は既に押されてＯＮの状態にあるので、プッシュスイッチ３の上面は下がることがなく、プッシュスイッチ３の上面とピン４の底面の間の弾性体２７が圧縮される。
【００６１】
ここで軸部５Ｃを中心にさらに、操作体２８が傾倒しているため、揺動部２８Ｅが揺動し、図６（ｂ）で示すように窪み２８Ｆ内を突端部２６Ｃがスライド移動する。
【００６２】
なお、突端部２６Ｃの上端は、図６（ａ）のように窪み２８Ｆ内の一番窪んだ位置から、図６（ｂ）のように窪み２８Ｆ内をスライドして揺動部２８Ｅ下端の最も突出した位置に移動しており、揺動部２８Ｅの揺動する角度、つまり操作部２８Ｄの傾倒角度に対して、緩急をつけた検知ピン２６の押圧を可能なものとしている。
【００６３】
ここで、検知ピン２６が下方に移動し、高抵抗体層３１Ｂの下面の凹凸が電極２３Ａ、２３Ｂに押しつけられ、検知ピン２６が下方に移動するほど高抵抗体層３１Ｂと電極２３Ａ、２３Ｂの接触面積が増加し、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗が減少するものとなっている。
【００６４】
つまり、プッシュスイッチ３がＯＮの状態で、さらに操作体２８を傾倒させると、検知ピン２６が操作体２８により押圧され、検知ピン２６を介して感圧体２４の上面が押圧されるため、検知ピン２６の押圧度合いにより感圧体２４と電極２３Ａ、２３Ｂの間の接触抵抗、ひいては電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗が変化するものとなっている。
【００６５】
また、揺動部２８Ｅ下端に窪み２８Ｆを備えることにより、操作体２８の傾倒角度に対して検知ピン２６が下方へ移動する距離を、窪み２８Ｆの形状を変化することで制御することができ、操作体２８の傾倒角度に対する電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗の変化を所望のものにすることができる。
【００６６】
なお、操作体２８の操作部２８Ｄへの操作力を解除すると、プッシュスイッチ３の復帰力と、弾性体２７の弾性復帰力により図２の断面図に示す中立状態へ復帰する。
【００６７】
ここで、プッシュスイッチ３の復帰力より弾性体２７の弾性復帰力が大きいので、プッシュスイッチ３がＯＮを維持した状態で弾性体２７が圧縮状態から復帰し、それから、プッシュスイッチ３が復帰してＯＦＦの状態になる。
【００６８】
なお、上述の説明は、操作部２８Ｄを右に傾倒させた場合について説明したが、左に傾倒させた場合においても、多方向操作スイッチ３０の動作は同様である。
【００６９】
このような操作部２８Ｄの操作は、例えば図７の画面図で示すような、オーディオシステムの選曲操作で行われるもので、このシステムにおいて、ディスプレイ４２には円弧形状の回転ホイール５１上に音符の記号が記載された複数の円形のアイコン５２が表示され、アイコン５２のうち若干大きく表示されたアイコン５２Ａが現在選択されている曲を示している。
【００７０】
さらに、タイトル表示部５３にアイコン５２Ａに対応した曲名や歌手名が表示されている。
【００７１】
ここで、操作部２８Ｄを右に傾倒させて、プッシュスイッチ３がＯＮすると、回転ホイール５１が右に回転し、選択されたアイコンがアイコン５２Ａの左のアイコン５２に順次移動する。
【００７２】
この回転ホイール５１の回転速度、つまり選択されたアイコン５２が隣のアイコン５２に移動する速度は、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗が小さいほど速くなるよう、オーディオシステムのマイコンなど（図示せず）がディスプレイ４２の表示を制御している。
【００７３】
なお、操作部２８Ｄを左に傾倒させた場合は、回転ホイール５１が左に回転し、選択されたアイコン５２が右のアイコン５２に順次移動し、傾倒角度によりアイコン５２の選択の移動速度を変化させることができる。
【００７４】
つまり、操作体２８の傾倒角度によりアイコン５２の選択の移動速度を変化させることができるため、所望のアイコン５２が遠い場合には速く移動させるために傾倒角度を大きくし、所望のアイコン５２に近づくと傾倒角度を弱くしたり強くしたりしながら、選択の移動速度を遅くあるいは速くするという、操作者の要望に応じた多様な操作が可能な多方向操作スイッチ３０を得ることができる。
【００７５】
なお、上述の説明では、低抵抗体層３１Ａと高抵抗体層３１Ｂを重ねて、感圧体２４を形成した構成について説明したが、シリコーンゴム等の基材内にカーボン等の導電粒子を分散した感圧導電層を用い、これを電極２３Ａと電極２３Ｂの上に載置した構成としても、本発明の実施は可能である。また、感圧体２４は押圧力の増加に伴い、増加あるいは減少の一定の方向で、電極２３Ａと電極２３Ｂ間の接触抵抗が変化するものであれば良い。
【００７６】
また、スイッチとしてプッシュスイッチ３を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、例えば操作体２８でスライドスイッチを押圧してスライド操作させるものとして構成しても、本発明の実施は可能である。
【００７７】
このように本実施の形態によれば、プッシュスイッチ３などのスイッチを備えた多方向操作スイッチで、配線基板２１に設けた電極２２の上方に感圧体２４を、感圧体２４の上面に検知ピン２６を配置し、操作体２８で検知ピン２６を押圧して、検知ピン２６の押圧度合いにより感圧体２４と電極２２の接触抵抗を変化させることによって、接続された電子機器が多方向操作スイッチの接触抵抗の変化を反映した制御を行うことができるため、操作体２８の傾倒方向、傾倒時間だけでなく、傾倒角度も反映させた容易で多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【００７８】
また、スイッチと操作体２８との間に弾性体２７をさらに備え、操作体２８は弾性体２７を介してスイッチを押圧し、弾性体２７の弾性復帰力をスイッチの復帰力より大きくしているため、スイッチが押圧されてＯＮの状態で、感圧体２４を押圧するためのストロークを容易に調整可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【００７９】
さらに、操作体２８に操作部２８Ｄの傾倒角度に応じて揺動する揺動部２８Ｅを備え、揺動部２８Ｅで検知ピン２６を押圧するもので、揺動部２８Ｅの検知ピン２６に接触する面に窪み２８Ｆを設けているため、操作体２８の傾倒角度に対して検知ピン２６が下方へ移動する距離を、窪み２８Ｆの形状を変化することで制御することができ、操作体２８の傾倒角度に対する接触抵抗の変化を所望のものにした多方向操作スイッチを実現し、多様な電子機器に対し窪み２８Ｆの形状を変化するだけで柔軟に対応することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
図８は本発明の第二の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図、図９は同要部断面図、図１０は要部の斜視図である。
【００８１】
本実施の形態は実施の形態１に対し、操作体７８が前後左右に傾倒可能に構成されている点、操作体７８を下方に押圧操作すると、プッシュスイッチ６３Ｅが押圧されＯＮになる点が主として異なる。
【００８２】
ここで、同図において、６１は上面に配線パターンが形成された配線基板で、配線基板６１の上面には、前後左右にプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄが、プッシュスイッチ６３Ａとプッシュスイッチ６３Ｂの間にプッシュスイッチ６３Ｅが配置されている。また、プッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄで囲むように感圧スイッチ６５が配置されている。なお、プッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄは特許請求の範囲に記載のスイッチの一例である。
【００８３】
ここで、感圧スイッチ６５は、実施の形態１の図３を用いて上述したように、配線基板６５上面に形成された電極（図示せず）と、その上方の感圧体（図示せず）により構成されるもので、感圧スイッチ６５の上面に加えた押圧力により感圧体が押圧され、電極間の接触抵抗が小さくなるよう構成されている。
【００８４】
そして、６７は弾性体で、弾性体６７は感圧スイッチ６５の上面に重ねて配置されている。なお、弾性体６７の材料としては、シリコーンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、またはエチレンプロピレンジエンゴムなどの弾性材料が適している。
【００８５】
さらに、６８は略円筒状でその一方向が突出した支持体、６９は棒状の傾動体、７０はドーム状の底面の前後左右方向が突出した可動体である。ここで、支持体６８の突出部６８Ａの上面には略半円状の凹み部６８Ｂが設けられ、傾動体６９には一端に設けられた円筒状の支点部６９Ａが凹み部６８Ｂに嵌め込まれ支持体６８上で傾動体６９が傾動可能に構成されている。
【００８６】
また、傾動体６９の支点部６９Ａに対し逆側の端部は、プッシュスイッチ６３Ｅ上方に配置され、傾動体６９の傾動によりプッシュスイッチ６３Ｅが押圧されるよう構成されている。
【００８７】
また、可動体７０はその上面に穴部７０Ａが、下面に四個の下方向に突出した押圧部７０Ｂが設けられると共に、前後左右に突出した板状の傾動部７０Ｃが備えられている。そして、可動体７０は傾動体６９を挟むように支持体６８に組み合わされており、可動体７０が支持体６８上で前後左右に傾動すると、傾動方向の傾動部７０Ｃがプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄを押圧し、傾動方向の押圧部７０Ｂが弾性体６７を介して感圧スイッチ６５を押圧するよう構成されている。
【００８８】
なお、支持体６８、傾動体６９、可動体７０の材料としては、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂、ポリアセタール、ナイロン、ポリカーボネートなどの樹脂が好適である。
【００８９】
そして、７１は下側ケース、７２は上側ケースで、下側ケース７１と上側ケース７２の間に、配線基板６１上に弾性体６７、支持体６８、傾動体６９、可動体７０が組合わされて配置され、上側ケース７２に設けられた孔部７２Ａから可動体７０の上面を露出させている。
【００９０】
さらに、７８は湾曲した板状の上面カバー、７９はピン状の操作体で、上側ケース７２上方から上面カバー７８で覆われると共に、操作体７９は可動体７０の穴部７０Ａに、その下端が挿入されて、多方向操作スイッチ８０が構成されている。
【００９１】
なお、下側ケース７１、上側ケース７２、上面カバー７８、操作体７９の材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂、ポリアセタール、ナイロン、ポリカーボネートなどの樹脂が好適である。
【００９２】
つまり、操作体７９を傾倒操作すると、四つのプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄのうち傾倒方向に対応したものが押圧されＯＮになるよう構成されると共に、感圧スイッチ６５も押圧されるよう構成されている。
【００９３】
また、操作体７９を下方向に押圧操作すると、傾動体６９が傾動しプッシュスイッチ６３Ｅを押圧し、プッシュスイッチ６３ＥがＯＮするよう構成されている。
【００９４】
次に、図１１および図１２の要部断面図を用いて、操作者が操作体７９を傾倒操作、押圧操作した際の動作について説明する。
【００９５】
図１１は、操作体７９を右方向に傾倒操作したときの要部断面図で、操作体７９が接続された可動体７０も右方向に回転し、傾動部７０Ｃによりプッシュスイッチ６３Ｂが押圧され、プッシュスイッチ６３ＢがＯＮする。この時、押圧部７０Ｂは弾性体６７の上面を押圧しているが、押圧力は僅かである。そして、操作者が操作体７９をさらに右方向に傾倒操作すると、傾倒角度の増加に対応して、押圧部７０Ｂの押圧力が増し、それと共に感圧スイッチ６５の感圧体の押圧力も増加し、感圧スイッチ６５が検知するものとなっている。
【００９６】
なお、前後左右の四方向に操作体７９を傾倒操作した場合は、操作体７９の傾倒方向が変化し、それぞれの傾倒方向に対応したプッシュスイッチ６３Ａ〜６３ＤがＯＮする。また、前後左右の中間位置の斜め方向に操作体７９を傾倒操作した場合は、プッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄのうち傾倒操作方向を挟む二つがＯＮするため、多方向操作スイッチ８０は計八方向の操作が可能である。
【００９７】
また、図１２は、操作体７９を下方向に押圧操作したときの要部断面図で、操作体７９が接続された可動体７０も下方向に移動し、可動体７０に押圧された傾動体６９が傾動し、プッシュスイッチ６３Ｅが押圧され、プッシュスイッチ６３ＥがＯＮする。
【００９８】
このような操作体７９の操作は、例えば、カーナビゲーションシステムの地図の表示画面上で、目的地を設定するためのポインタを移動させる場合に行われる。その場合、カーナビゲーションシステムのマイコンは、多方向操作スイッチ８０のプッシュスイッチ６３Ａ〜６３ＤがＯＮしたこと、および感圧スイッチ６５の押圧力を検出する。
【００９９】
そして、カーナビゲーションシステムのマイコンは、地図の表示画面上でポインタを、操作体７９が操作された方向に、また操作体７９の傾倒角度に応じた速さで移動して表示する。そして、操作体７９を下方向に押圧すると、プッシュスイッチ６３ＥがＯＮして目的地の確定などを行うものである。
【０１００】
このように本実施の形態によれば、配線基板６１には例えばプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄの少なくとも四つのスイッチが配置され、感圧体は感圧スイッチ６５を構成する一つで、スイッチのいずれかが押圧された後、さらに操作体７９を傾倒操作すると感圧体の押圧力が増加するもので、四方向以上の方向に対応した多方向操作スイッチ８０においても、感圧体は一つで対応できるため、簡易な構成で、より多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明による多方向操作スイッチは、容易に多様な操作の可能なものを実現することができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
３、６３Ａ〜６３Ｅ プッシュスイッチ
４ ピン
５ ケース
５Ａ 孔
５Ｂ 側壁
５Ｃ 軸部
５Ｄ 角孔
１１、７８ 上面カバー
１１Ａ 孔
２１、６１ 配線基板
２２、２３Ａ、２３Ｂ 電極
２４ 感圧体
２５、６５ 感圧スイッチ
２６ 検知ピン
２６Ａ 押圧部
２６Ｂ 柱部
２６Ｃ 突端部
２７、６７ 弾性体
２７Ａ 孔
２８、７９ 操作体
２８Ａ 胴部
２８Ｂ 押圧腕部
２８Ｃ 軸受部
２８Ｄ 操作部
２８Ｅ 揺動部
２８Ｆ 窪み
３０、８０ 多方向操作スイッチ
４１ ステアリング
４２ ディスプレイ
４３ 表示パネル
５１ 回転ホイール
５２、５２Ａ アイコン
５３ タイトル表示部
６８ 支持体
６８Ａ 突出部
６８Ｂ 凹み部
６９ 傾動体
６９Ａ 支点部
７０ 可動体
７０Ａ 穴部
７０Ｂ 押圧部
７０Ｃ 傾動部
７１ 下側ケース
７２ 上側ケース
７２Ａ 孔部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられる多方向操作スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションシステムやオーディオシステムなどの車両に搭載された電子機器やあるいは携帯電話等の携帯用の電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、これらの操作に用いられる多方向操作スイッチには、高速に操作が可能でかつ使いやすいものが求められている。
【０００３】
このような従来の多方向操作スイッチについて、図１３から図１５を用いて説明する。
【０００４】
なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表わしている。
【０００５】
図１３は従来の多方向操作スイッチの分解斜視図、図１４は同断面図であり、同図において、１は上面に配線パターンが形成された配線基板、２は略方形の電極である。
【０００６】
また、３は押圧可能なプッシュスイッチで、プッシュスイッチ３は電極２上にハンダ付けなどで固定され、配線基板１上面に配置されている。
【０００７】
また、４は樹脂製のピン、５は下面開口の樹脂製のケースで、ケース５の上面に孔５Ａが左右に配置されると共に、ケース５の上面の前端、後端の側壁５Ｂに内側に突出した軸部５Ｃが設けられている。
【０００８】
そして、配線基板１に固定されたプッシュスイッチ３の上面にピン４を載置して、ケース５左右の孔５Ａからピン４の上端を突出させるよう、上方からケース５で覆っている。
【０００９】
また、６は樹脂製の操作体で、略アーチ状の胴部６Ａの左右端に押圧腕部６Ｂを、胴部６Ａの前後端の側壁には、コの字状に凹んだ軸受部６Ｃを備えると共に、胴部６Ａの上面に断面が略Ｔ字状の操作部６Ｄが形成されている。
【００１０】
そして、この操作体６をケース５の上方から軸部５Ｃを軸受部６Ｃに挿入し、押圧腕部６Ｂの底面がピン４の上方に位置するよう組み合わせ、多方向操作スイッチ１０が構成されている。
【００１１】
また、このように構成された多方向操作スイッチ１０が、例えば自動車のステアリングなどに、操作部６Ｄを樹脂製の上面カバー１１の楕円形の孔１１Ａから露出させるよう上面カバー１１で覆い、例えば車両のオーディオシステムやカーナビゲーションシステムなどにケーブル（図示せず）などで接続され配置される。
【００１２】
そして、例えばオーディオシステムを使って聞きたい曲を選択したい場合に図１５の断面図で示すように、操作者は操作部６Ｄを傾倒操作する。
【００１３】
ここで、操作部６Ｄを右方向へ傾倒させると、右側の押圧腕部６Ｂによりピン４が押圧されプッシュスイッチ３が押圧される。
【００１４】
また、プッシュスイッチ３が押圧されたことをオーディオシステムが検出し、操作者の前面のディスプレイなどに表示された曲を示す複数のアイコン（図示せず）のうち、現在選択されているアイコンより右側のアイコンが選択されるように移動する。そして、操作者は聞きたい曲のアイコンに選択が移動するまで、操作部６Ｄを傾倒操作するものであった。
【００１５】
つまり、操作体６を左右いずれかに傾倒操作した際に、傾倒方向の押圧腕部６Ｂがピン４を介してプッシュスイッチ３が押圧されるため、操作者は操作部６Ｄの傾倒方向で各種電子機器に所望の処理を行わせていた。
【００１６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−１２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、近年、電子機器の高機能化や多様化が進む中、例えばオーディオシステムでは記録容量の大きなハードディスクが内蔵され、大量の楽曲等のうちから所望の楽曲を選択する必要が生じてきている。
【００１９】
このような場合、上記従来の多方向操作スイッチにおいては、傾倒方向だけで各種電子機器を制御していたため、聞きたい曲のアイコンに選択が移動するまで待つには時間がかかったり、さらに傾倒している傾倒時間を検出して、傾倒時間が長い場合に早く移動させることも考えられるが、その場合、移動が早すぎて所望のアイコンで選択を停止させることができなかったり、複雑な操作ができないという課題があった。
【００２０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、容易に多様な操作が可能な多方向操作スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００２２】
本発明の請求項１記載の発明は、押圧操作などが可能なスイッチを備えた多方向操作スイッチで、配線基板に設けた電極の上方に感圧体を、感圧体の上面に検知ピンを配置し、操作体の傾倒操作で検知ピンを押圧して、検知ピンの押圧度合いにより感圧体と電極の接触抵抗を変化させることによって、接続された電子機器が多方向操作スイッチの接触抵抗の変化を反映した制御を行うことができるため、操作体の傾倒方向、傾倒時間だけでなく、傾倒角度も反映させた容易で多様な操作の可能な多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、スイッチと操作体との間に弾性体をさらに備え、操作体は弾性体を介してスイッチを押圧し、弾性体の弾性復帰力をスイッチの復帰力より大きくしているため、スイッチが押圧されてＯＮの状態で、感圧体を押圧するためのストロークを容易に調整可能な多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体に傾倒角度に応じて揺動する操作体に設けられた揺動部を備え、揺動部で検知ピンを押圧するもので、揺動部の検知ピンに接触する面に窪みを設けているため、操作体の傾倒角度に対して検知ピンが下方へ移動する距離を、窪みの形状を変化することで制御することができ、操作体の傾倒角度に対する接触抵抗の変化を所望のものにする多方向操作スイッチを得ることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、配線基板には少なくとも四つのスイッチが配置され、感圧体は一つで、スイッチのいずれかが押圧された後、さらに操作体を傾倒操作すると感圧体の押圧力が増加するもので、四方向以上の方向に対応した多方向操作スイッチにおいても、感圧体は一つで対応できるため、簡易な構成で、より多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、容易に多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図
【図２】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの断面図
【図３】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの要部断面図
【図４】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの使用状況を示す配置図
【図５】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す断面図
【図６】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す要部断面図
【図７】同第一の実施の形態による多方向操作スイッチを用いた電子機器の表示を示す画面図
【図８】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図
【図９】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの要部断面図
【図１０】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの要部の斜視図
【図１１】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す要部断面図
【図１２】同第二の実施の形態による多方向操作スイッチの動作状態を示す要部断面図
【図１３】従来の多方向操作スイッチの分解斜視図
【図１４】同多方向操作スイッチの断面図
【図１５】同多方向操作スイッチの動作状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
【００２９】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００３０】
また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は本発明の第一の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図、図２は同断面図であり、同図において、２１は上面に配線パターンが形成された配線基板、２２は略方形の電極で、配線基板２１の上面の左右に電極２２がそれぞれ四つずつ設けられる。
【００３２】
また、配線基板２１の上面の略中央に半円形の電極２３Ａ、２３Ｂが、所定の間隔を空けて、設けられている。
【００３３】
また、押圧可能な自動復帰型のプッシュスイッチ３が、電極２２上にハンダ付けなどで固定され、配線基板２１上面に配置されている。なお、プッシュスイッチ３は特許請求の範囲に記載したスイッチの一例である。
【００３４】
そして、２４は感圧体で、電極２３Ａと電極２３Ｂの上面に所定の間隔を設けて配置され、これらの電極２３Ａと電極２３Ｂと感圧体２４から感圧スイッチ２５が構成されている。
【００３５】
また、２６は、ポリアセタールやナイロンなどの樹脂製の検知ピンで、下面が平坦な略円柱形状の押圧部２６Ａと、その上面に設けられた略円柱状の柱部２６Ｂと、上端が丸くなった突端部２６Ｃから構成される。
【００３６】
さらに、２７はシリコーンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、またはエチレンプロピレンジエンゴムなどの弾性材料で形成された下面開放で箱型の弾性体で、上面の略中央に十字状の孔２７Ａを備えている。
【００３７】
そして、プッシュスイッチ３や感圧体２４が配置された配線基板２１の感圧体２４の上面に検知ピン２６が配置され、さらに上方から弾性体２７を被せて収納されている。
【００３８】
また、従来の多方向操作スイッチと同様に、４はポリアセタールなどの樹脂製のピン、５は下面開口のアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂などの樹脂製のケースで、ケース５の上面の左右に孔５Ａが、ケース５の前端、後端に側壁５Ｂが、側壁５Ｂの内側に円形に突出した軸部５Ｃが設けられ、前後の側壁５Ｂの間には角孔５Ｄが設けられている。
【００３９】
そして、弾性体２７の上面で、左右のプッシュスイッチ３の上方となる位置にピン４を載置し、ケース５の左右の孔５Ａからピン４の上端を突出させるよう、上方からケース５で覆うものとしている。
【００４０】
また、２８はポリカーボネートなどの樹脂製の操作体で、略アーチ状の胴部２８Ａの左右端に押圧腕部２８Ｂを、胴部２８Ａの前後端の側壁には、コの字状に凹んだ軸受部２８Ｃを備えると共に、胴部２８Ａの上面に断面が略Ｔ字状の操作部２８Ｄが形成されると共に、操作部２８Ｄの下方の延長胴部２８Ａの下面から棒状の揺動部２８Ｅが延出している。
【００４１】
そして、この操作体２８をケース５の上方から、軸受部２８Ｃに軸部５Ｃを挿入し、押圧腕部２８Ｂの底面をピン４の上方に位置させ、揺動部２８Ｅを角孔５Ｄから挿入して揺動部２８Ｅの下端が検知ピン２６の上端に接するよう組み合わせ、多方向操作スイッチ３０が構成されている。
【００４２】
さらに、図３の要部断面図を用いて、揺動部２８Ｅと検知ピン２６と感圧スイッチ２５について詳細に説明する。
【００４３】
ここで、感圧スイッチ２５を構成する感圧体２４は合成樹脂内にカーボン粉を分散したシート抵抗値０．５ｋΩ／□〜３０ｋΩ／□の低抵抗体層３１Ａをフィルム（図示せず）の下面に印刷形成し、さらに細かな凹凸が下面全面に形成されたシート抵抗値５０ｋΩ／□〜５ＭΩ／□の高抵抗体層３１Ｂを印刷形成し、そして、所定の位置に孔を空けた絶縁フィルムなどのスペーサ３２を貼り付けて構成されている。
【００４４】
そして、スペーサ３２の孔が電極２３Ａおよび電極２３Ｂの上方に位置するように、感圧体２４を電極２３Ａおよび電極２３Ｂの上方に所定の間隔を設けて配置することで、高抵抗体層３１Ｂと電極２３Ａ、２３Ｂが接離可能なものとなっている。
【００４５】
これにより、感圧体２４に対する押圧力を増加させるほど電極２３Ａ、２３Ｂに対する高抵抗体層３１Ｂの接触面積が大きくなり、電極２３Ａ、２３Ｂとの間で高抵抗体層３１Ｂを介した接触抵抗が小さくなる感圧スイッチ２５が形成されている。
【００４６】
さらに、感圧体２４の上面に、検知ピン２６が平坦な押圧部２６Ａ下面で、感圧体２４の上面を押圧可能なように配置されている。また、突端部２６Ｃで揺動部２８Ｅと接している。
【００４７】
そして、揺動部２８Ｅ下端が突端部２６Ｃと接する位置には、揺動部２８Ｅに緩やかな窪み２８Ｆが二箇所設けられており、揺動部２８Ｅが揺動した際に、突端部２６Ｃが窪み２８Ｆ内をスライド移動するよう構成されている。
【００４８】
このように構成された多方向操作スイッチ３０が、操作部２８Ｄを樹脂製の上面カバー１１の楕円形の孔１１Ａから露出させて、図４の配置図で示すように自動車のステアリング４１などに配置され、例えば車両のオーディオシステムやカーナビゲーションシステムなどの電子機器に用いる車両前方の中央位置のディスプレイ４２や、ステアリング４１前方の表示パネル４３にケーブル（図示せず）などで接続される。
【００４９】
そして、操作者はディスプレイ４２や表示パネル４３の表示を見ながら、多方向操作スイッチ３０の操作体２８の操作部２８Ｄを傾倒操作して、電子機器に所望の処理を行わせる。
【００５０】
このときの、多方向操作スイッチ３０の動作について、図５の断面図および図６の要部断面図を用いて説明する。
【００５１】
ここで、例えば図５（ａ）のように、操作体２８の操作部２８Ｄに指を当てて右方向へ傾倒操作すると、操作体２８は軸部５Ｃを軸として右方向へ傾倒する。
【００５２】
ここで、押圧腕部２８Ｂの底面がピン４を上方から押圧し、ピン４の底面が弾性体２７を介してプッシュスイッチ３を押圧して、プッシュスイッチ３をＯＮの状態にする。
【００５３】
このとき、弾性体２７を圧縮変形させるのに必要な力よりプッシュスイッチ３の復帰力が小さくなるよう、弾性体２７の材料やプッシュスイッチ３を選定しているため、プッシュスイッチ３はＯＮの状態で維持される。
【００５４】
また、プッシュスイッチ３が節度感を生じさせ、操作者は操作部２８Ｄを介して、その節度感を感じとることにより、プッシュスイッチ３がＯＮになった時点を操作者が認識することができる。
【００５５】
また、操作体２８の傾倒により揺動部２８Ｅが左方向へ揺動し、図６（ａ）で示すように、揺動部２８Ｅ下端の窪み２８Ｆ内を突端部２６Ｃの上端がスライドする。
【００５６】
ここで、窪み２８Ｆがあることによって、検知ピン２６の下方への移動が若干抑制されるため、感圧体２４の上面は若干へこむものの押圧部２６Ａが感圧体２４の上面を押す押圧力は抑制されている。
【００５７】
この時、電極２３Ａおよび電極２３Ｂと高抵抗体層３１Ｂは緩やかに接触しており、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗は図３の状態と比べ若干小さくなるものの、後述する図６（ｂ）の状態より比較的大きなものとなっている。
【００５８】
つまり、操作者が、操作部２８Ｄを押し込んで傾倒させると、まず、プッシュスイッチ３がＯＮの状態になり節度感を感じる位置で、電極２３Ａおよび電極２３Ｂと高抵抗体層３１Ｂは緩やかに接触しており、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗は図３の状態と比べ若干小さくなっている。
【００５９】
そして、操作者が図５（ａ）の状態から操作部２８Ｄをさらに右側に押し込んで傾倒させ、図５（ｂ）の状態にすると、押圧腕部２８Ｂの底面がピン４を介して、弾性体２７上を押圧する。
【００６０】
ここで、プッシュスイッチ３は既に押されてＯＮの状態にあるので、プッシュスイッチ３の上面は下がることがなく、プッシュスイッチ３の上面とピン４の底面の間の弾性体２７が圧縮される。
【００６１】
ここで軸部５Ｃを中心にさらに、操作体２８が傾倒しているため、揺動部２８Ｅが揺動し、図６（ｂ）で示すように窪み２８Ｆ内を突端部２６Ｃがスライド移動する。
【００６２】
なお、突端部２６Ｃの上端は、図６（ａ）のように窪み２８Ｆ内の一番窪んだ位置から、図６（ｂ）のように窪み２８Ｆ内をスライドして揺動部２８Ｅ下端の最も突出した位置に移動しており、揺動部２８Ｅの揺動する角度、つまり操作部２８Ｄの傾倒角度に対して、緩急をつけた検知ピン２６の押圧を可能なものとしている。
【００６３】
ここで、検知ピン２６が下方に移動し、高抵抗体層３１Ｂの下面の凹凸が電極２３Ａ、２３Ｂに押しつけられ、検知ピン２６が下方に移動するほど高抵抗体層３１Ｂと電極２３Ａ、２３Ｂの接触面積が増加し、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗が減少するものとなっている。
【００６４】
つまり、プッシュスイッチ３がＯＮの状態で、さらに操作体２８を傾倒させると、検知ピン２６が操作体２８により押圧され、検知ピン２６を介して感圧体２４の上面が押圧されるため、検知ピン２６の押圧度合いにより感圧体２４と電極２３Ａ、２３Ｂの間の接触抵抗、ひいては電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗が変化するものとなっている。
【００６５】
また、揺動部２８Ｅ下端に窪み２８Ｆを備えることにより、操作体２８の傾倒角度に対して検知ピン２６が下方へ移動する距離を、窪み２８Ｆの形状を変化することで制御することができ、操作体２８の傾倒角度に対する電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗の変化を所望のものにすることができる。
【００６６】
なお、操作体２８の操作部２８Ｄへの操作力を解除すると、プッシュスイッチ３の復帰力と、弾性体２７の弾性復帰力により図２の断面図に示す中立状態へ復帰する。
【００６７】
ここで、プッシュスイッチ３の復帰力より弾性体２７の弾性復帰力が大きいので、プッシュスイッチ３がＯＮを維持した状態で弾性体２７が圧縮状態から復帰し、それから、プッシュスイッチ３が復帰してＯＦＦの状態になる。
【００６８】
なお、上述の説明は、操作部２８Ｄを右に傾倒させた場合について説明したが、左に傾倒させた場合においても、多方向操作スイッチ３０の動作は同様である。
【００６９】
このような操作部２８Ｄの操作は、例えば図７の画面図で示すような、オーディオシステムの選曲操作で行われるもので、このシステムにおいて、ディスプレイ４２には円弧形状の回転ホイール５１上に音符の記号が記載された複数の円形のアイコン５２が表示され、アイコン５２のうち若干大きく表示されたアイコン５２Ａが現在選択されている曲を示している。
【００７０】
さらに、タイトル表示部５３にアイコン５２Ａに対応した曲名や歌手名が表示されている。
【００７１】
ここで、操作部２８Ｄを右に傾倒させて、プッシュスイッチ３がＯＮすると、回転ホイール５１が右に回転し、選択されたアイコンがアイコン５２Ａの左のアイコン５２に順次移動する。
【００７２】
この回転ホイール５１の回転速度、つまり選択されたアイコン５２が隣のアイコン５２に移動する速度は、電極２３Ａと電極２３Ｂの間の接触抵抗が小さいほど速くなるよう、オーディオシステムのマイコンなど（図示せず）がディスプレイ４２の表示を制御している。
【００７３】
なお、操作部２８Ｄを左に傾倒させた場合は、回転ホイール５１が左に回転し、選択されたアイコン５２が右のアイコン５２に順次移動し、傾倒角度によりアイコン５２の選択の移動速度を変化させることができる。
【００７４】
つまり、操作体２８の傾倒角度によりアイコン５２の選択の移動速度を変化させることができるため、所望のアイコン５２が遠い場合には速く移動させるために傾倒角度を大きくし、所望のアイコン５２に近づくと傾倒角度を弱くしたり強くしたりしながら、選択の移動速度を遅くあるいは速くするという、操作者の要望に応じた多様な操作が可能な多方向操作スイッチ３０を得ることができる。
【００７５】
なお、上述の説明では、低抵抗体層３１Ａと高抵抗体層３１Ｂを重ねて、感圧体２４を形成した構成について説明したが、シリコーンゴム等の基材内にカーボン等の導電粒子を分散した感圧導電層を用い、これを電極２３Ａと電極２３Ｂの上に載置した構成としても、本発明の実施は可能である。また、感圧体２４は押圧力の増加に伴い、増加あるいは減少の一定の方向で、電極２３Ａと電極２３Ｂ間の接触抵抗が変化するものであれば良い。
【００７６】
また、スイッチとしてプッシュスイッチ３を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、例えば操作体２８でスライドスイッチを押圧してスライド操作させるものとして構成しても、本発明の実施は可能である。
【００７７】
このように本実施の形態によれば、プッシュスイッチ３などのスイッチを備えた多方向操作スイッチで、配線基板２１に設けた電極２２の上方に感圧体２４を、感圧体２４の上面に検知ピン２６を配置し、操作体２８で検知ピン２６を押圧して、検知ピン２６の押圧度合いにより感圧体２４と電極２２の接触抵抗を変化させることによって、接続された電子機器が多方向操作スイッチの接触抵抗の変化を反映した制御を行うことができるため、操作体２８の傾倒方向、傾倒時間だけでなく、傾倒角度も反映させた容易で多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【００７８】
また、スイッチと操作体２８との間に弾性体２７をさらに備え、操作体２８は弾性体２７を介してスイッチを押圧し、弾性体２７の弾性復帰力をスイッチの復帰力より大きくしているため、スイッチが押圧されてＯＮの状態で、感圧体２４を押圧するためのストロークを容易に調整可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【００７９】
さらに、操作体２８に操作部２８Ｄの傾倒角度に応じて揺動する揺動部２８Ｅを備え、揺動部２８Ｅで検知ピン２６を押圧するもので、揺動部２８Ｅの検知ピン２６に接触する面に窪み２８Ｆを設けているため、操作体２８の傾倒角度に対して検知ピン２６が下方へ移動する距離を、窪み２８Ｆの形状を変化することで制御することができ、操作体２８の傾倒角度に対する接触抵抗の変化を所望のものにした多方向操作スイッチを実現し、多様な電子機器に対し窪み２８Ｆの形状を変化するだけで柔軟に対応することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
図８は本発明の第二の実施の形態による多方向操作スイッチの分解斜視図、図９は同要部断面図、図１０は要部の斜視図である。
【００８１】
本実施の形態は実施の形態１に対し、操作体７８が前後左右に傾倒可能に構成されている点、操作体７８を下方に押圧操作すると、プッシュスイッチ６３Ｅが押圧されＯＮになる点が主として異なる。
【００８２】
ここで、同図において、６１は上面に配線パターンが形成された配線基板で、配線基板６１の上面には、前後左右にプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄが、プッシュスイッチ６３Ａとプッシュスイッチ６３Ｂの間にプッシュスイッチ６３Ｅが配置されている。また、プッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄで囲むように感圧スイッチ６５が配置されている。なお、プッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄは特許請求の範囲に記載のスイッチの一例である。
【００８３】
ここで、感圧スイッチ６５は、実施の形態１の図３を用いて上述したように、配線基板６５上面に形成された電極（図示せず）と、その上方の感圧体（図示せず）により構成されるもので、感圧スイッチ６５の上面に加えた押圧力により感圧体が押圧され、電極間の接触抵抗が小さくなるよう構成されている。
【００８４】
そして、６７は弾性体で、弾性体６７は感圧スイッチ６５の上面に重ねて配置されている。なお、弾性体６７の材料としては、シリコーンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、またはエチレンプロピレンジエンゴムなどの弾性材料が適している。
【００８５】
さらに、６８は略円筒状でその一方向が突出した支持体、６９は棒状の傾動体、７０はドーム状の底面の前後左右方向が突出した可動体である。ここで、支持体６８の突出部６８Ａの上面には略半円状の凹み部６８Ｂが設けられ、傾動体６９には一端に設けられた円筒状の支点部６９Ａが凹み部６８Ｂに嵌め込まれ支持体６８上で傾動体６９が傾動可能に構成されている。
【００８６】
また、傾動体６９の支点部６９Ａに対し逆側の端部は、プッシュスイッチ６３Ｅ上方に配置され、傾動体６９の傾動によりプッシュスイッチ６３Ｅが押圧されるよう構成されている。
【００８７】
また、可動体７０はその上面に穴部７０Ａが、下面に四個の下方向に突出した押圧部７０Ｂが設けられると共に、前後左右に突出した板状の傾動部７０Ｃが備えられている。そして、可動体７０は傾動体６９を挟むように支持体６８に組み合わされており、可動体７０が支持体６８上で前後左右に傾動すると、傾動方向の傾動部７０Ｃがプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄを押圧し、傾動方向の押圧部７０Ｂが弾性体６７を介して感圧スイッチ６５を押圧するよう構成されている。
【００８８】
なお、支持体６８、傾動体６９、可動体７０の材料としては、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂、ポリアセタール、ナイロン、ポリカーボネートなどの樹脂が好適である。
【００８９】
そして、７１は下側ケース、７２は上側ケースで、下側ケース７１と上側ケース７２の間に、配線基板６１上に弾性体６７、支持体６８、傾動体６９、可動体７０が組合わされて配置され、上側ケース７２に設けられた孔部７２Ａから可動体７０の上面を露出させている。
【００９０】
さらに、７８は湾曲した板状の上面カバー、７９はピン状の操作体で、上側ケース７２上方から上面カバー７８で覆われると共に、操作体７９は可動体７０の穴部７０Ａに、その下端が挿入されて、多方向操作スイッチ８０が構成されている。
【００９１】
なお、下側ケース７１、上側ケース７２、上面カバー７８、操作体７９の材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂、ポリアセタール、ナイロン、ポリカーボネートなどの樹脂が好適である。
【００９２】
つまり、操作体７９を傾倒操作すると、四つのプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄのうち傾倒方向に対応したものが押圧されＯＮになるよう構成されると共に、感圧スイッチ６５も押圧されるよう構成されている。
【００９３】
また、操作体７９を下方向に押圧操作すると、傾動体６９が傾動しプッシュスイッチ６３Ｅを押圧し、プッシュスイッチ６３ＥがＯＮするよう構成されている。
【００９４】
次に、図１１および図１２の要部断面図を用いて、操作者が操作体７９を傾倒操作、押圧操作した際の動作について説明する。
【００９５】
図１１は、操作体７９を右方向に傾倒操作したときの要部断面図で、操作体７９が接続された可動体７０も右方向に回転し、傾動部７０Ｃによりプッシュスイッチ６３Ｂが押圧され、プッシュスイッチ６３ＢがＯＮする。この時、押圧部７０Ｂは弾性体６７の上面を押圧しているが、押圧力は僅かである。そして、操作者が操作体７９をさらに右方向に傾倒操作すると、傾倒角度の増加に対応して、押圧部７０Ｂの押圧力が増し、それと共に感圧スイッチ６５の感圧体の押圧力も増加し、感圧スイッチ６５が検知するものとなっている。
【００９６】
なお、前後左右の四方向に操作体７９を傾倒操作した場合は、操作体７９の傾倒方向が変化し、それぞれの傾倒方向に対応したプッシュスイッチ６３Ａ〜６３ＤがＯＮする。また、前後左右の中間位置の斜め方向に操作体７９を傾倒操作した場合は、プッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄのうち傾倒操作方向を挟む二つがＯＮするため、多方向操作スイッチ８０は計八方向の操作が可能である。
【００９７】
また、図１２は、操作体７９を下方向に押圧操作したときの要部断面図で、操作体７９が接続された可動体７０も下方向に移動し、可動体７０に押圧された傾動体６９が傾動し、プッシュスイッチ６３Ｅが押圧され、プッシュスイッチ６３ＥがＯＮする。
【００９８】
このような操作体７９の操作は、例えば、カーナビゲーションシステムの地図の表示画面上で、目的地を設定するためのポインタを移動させる場合に行われる。その場合、カーナビゲーションシステムのマイコンは、多方向操作スイッチ８０のプッシュスイッチ６３Ａ〜６３ＤがＯＮしたこと、および感圧スイッチ６５の押圧力を検出する。
【００９９】
そして、カーナビゲーションシステムのマイコンは、地図の表示画面上でポインタを、操作体７９が操作された方向に、また操作体７９の傾倒角度に応じた速さで移動して表示する。そして、操作体７９を下方向に押圧すると、プッシュスイッチ６３ＥがＯＮして目的地の確定などを行うものである。
【０１００】
このように本実施の形態によれば、配線基板６１には例えばプッシュスイッチ６３Ａ〜６３Ｄの少なくとも四つのスイッチが配置され、感圧体は感圧スイッチ６５を構成する一つで、スイッチのいずれかが押圧された後、さらに操作体７９を傾倒操作すると感圧体の押圧力が増加するもので、四方向以上の方向に対応した多方向操作スイッチ８０においても、感圧体は一つで対応できるため、簡易な構成で、より多様な操作の可能な多方向操作スイッチを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明による多方向操作スイッチは、容易に多様な操作の可能なものを実現することができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
３、６３Ａ〜６３Ｅ プッシュスイッチ
４ ピン
５ ケース
５Ａ 孔
５Ｂ 側壁
５Ｃ 軸部
５Ｄ 角孔
１１、７８ 上面カバー
１１Ａ 孔
２１、６１ 配線基板
２２、２３Ａ、２３Ｂ 電極
２４ 感圧体
２５、６５ 感圧スイッチ
２６ 検知ピン
２６Ａ 押圧部
２６Ｂ 柱部
２６Ｃ 突端部
２７、６７ 弾性体
２７Ａ 孔
２８、７９ 操作体
２８Ａ 胴部
２８Ｂ 押圧腕部
２８Ｃ 軸受部
２８Ｄ 操作部
２８Ｅ 揺動部
２８Ｆ 窪み
３０、８０ 多方向操作スイッチ
４１ ステアリング
４２ ディスプレイ
４３ 表示パネル
５１ 回転ホイール
５２、５２Ａ アイコン
５３ タイトル表示部
６８ 支持体
６８Ａ 突出部
６８Ｂ 凹み部
６９ 傾動体
６９Ａ 支点部
７０ 可動体
７０Ａ 穴部
７０Ｂ 押圧部
７０Ｃ 傾動部
７１ 下側ケース
７２ 上側ケース
７２Ａ 孔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチと、電極が配置された配線基板と、前記電極の上方に配置された感圧体と、前記感圧体の上面に配置された検知ピンと、傾倒操作されることにより前記検知ピンおよび前記スイッチを押圧する操作体とを備え、前記検知ピンの押圧度合いにより前記感圧体と前記電極の接触抵抗が変化する多方向操作スイッチ。
【請求項２】
前記スイッチと前記操作体との間に弾性体をさらに備え、前記操作体は前記弾性体を介して前記スイッチを押圧するもので、前記弾性体の弾性復帰力は前記スイッチの復帰力より大きい請求項１記載の多方向操作スイッチ。
【請求項３】
前記操作体は、傾倒角度に応じて揺動する揺動部を備え、前記揺動部で前記検知ピンを押圧するもので、前記揺動部の前記検知ピンに接触する面に窪みが設けられた請求項１記載の多方向操作スイッチ。
【請求項４】
前記配線基板には少なくとも四つのスイッチが配置され、感圧体は一つで、スイッチのいずれかが押圧された後、さらに操作体を傾倒操作すると感圧体の押圧力が増加する請求項１記載の多方向操作スイッチ。
【請求項１】
スイッチと、電極が配置された配線基板と、前記電極の上方に配置された感圧体と、前記感圧体の上面に配置された検知ピンと、傾倒操作されることにより前記検知ピンおよび前記スイッチを押圧する操作体とを備え、前記検知ピンの押圧度合いにより前記感圧体と前記電極の接触抵抗が変化する多方向操作スイッチ。
【請求項２】
前記スイッチと前記操作体との間に弾性体をさらに備え、前記操作体は前記弾性体を介して前記スイッチを押圧するもので、前記弾性体の弾性復帰力は前記スイッチの復帰力より大きい請求項１記載の多方向操作スイッチ。
【請求項３】
前記操作体は、傾倒角度に応じて揺動する揺動部を備え、前記揺動部で前記検知ピンを押圧するもので、前記揺動部の前記検知ピンに接触する面に窪みが設けられた請求項１記載の多方向操作スイッチ。
【請求項４】
前記配線基板には少なくとも四つのスイッチが配置され、感圧体は一つで、スイッチのいずれかが押圧された後、さらに操作体を傾倒操作すると感圧体の押圧力が増加する請求項１記載の多方向操作スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１８９０１（Ｐ２０１２−１８９０１Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４６８４（Ｐ２０１０−２５４６８４）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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