複合スイッチ
【課題】各種電子機器の入力操作部に搭載される複合スイッチに関し、多段出力の内の一つがスイッチ信号以外の信号が得られ、十字キーなどの構成も可能なものを提供する。
【解決手段】スイッチ素子２１およびその周囲を取り囲むように配された内周配線部１３Ａおよび外周配線部１３Ｂを備えた配線基板１１上に、円筒状の感圧導電ゴム３１を上記両者の配線部１３Ａ、１３Ｂに当接させて配し、さらにその上方から弾性押圧部材４１および操作釦４５を配した構成とし、操作釦４５への押し下げ操作で、まずスイッチ素子２１がＯＮ状態に移行し、更なる操作で、弾性押圧部材４１の周囲押圧部４１Ａで感圧導電ゴム３１が圧縮されて上記スイッチ素子２１からの信号に続いて上記感圧導電ゴム３１の圧縮による出力が連続的に得られるようにした。
【解決手段】スイッチ素子２１およびその周囲を取り囲むように配された内周配線部１３Ａおよび外周配線部１３Ｂを備えた配線基板１１上に、円筒状の感圧導電ゴム３１を上記両者の配線部１３Ａ、１３Ｂに当接させて配し、さらにその上方から弾性押圧部材４１および操作釦４５を配した構成とし、操作釦４５への押し下げ操作で、まずスイッチ素子２１がＯＮ状態に移行し、更なる操作で、弾性押圧部材４１の周囲押圧部４１Ａで感圧導電ゴム３１が圧縮されて上記スイッチ素子２１からの信号に続いて上記感圧導電ゴム３１の圧縮による出力が連続的に得られるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の入力操作部に搭載される複合スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器の入力操作部に搭載される入力操作用の電子部品としては、様々な操作形態のものが用いられるようになっており、一つの操作釦への所定操作で各種の入力操作ができるものが好まれている。
【０００３】
例えば、携帯電話においては、その各種の操作をするためにテンキー以外に十字キーを備えさせたものが多く普及しており、その十字キーの構成としては、一つの操作釦の下方に、五つの単体スイッチを並べて配したものや多方向スイッチを配して構成したものが多い。
【０００４】
ここで、携帯電話においては、各種サービスが充実してきていると共に、インターネットブラウザの閲覧が頻繁に行われ、ディスプレイ上のカーソルを自在に移動させる必要性なども生じている。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２００２−２７８６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来に用いていた十字キーの構成のものでは、操作時にスイッチ信号しか得られず、例えば長押し時の使用状態なども含めて用いられていたが、機器メーカ側からの要望としては、複数の出力が連続的に得られ、その出力としても単なるスイッチ信号以外の出力を含み、しかも十字キーにも構成できる新たなものへの開発要望が高まっていた。
【０００７】
ここで、十字キーを構成する際には、通常では、筐体の前後左右側に応じて周囲位置の単体スイッチが配置されており、その隣り合う周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度位置に残ってしまう領域は活用し難く、上記要望においては、その領域を含む投影面積内で上記出力仕様としてなるものが前提となっていた。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作釦への操作で複数の信号が連続して得られ、その中の一つがスイッチ信号以外の信号であり、かつ十字キーを構成する際にも周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成できる複合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】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作釦と、その下方に配され上記操作釦への押し下げ操作で状態遷移がなされるスイッチ素子と、そのスイッチ素子における状態遷移タイミングよりも若干前後して上記操作釦への継続される押し下げ操作に伴って圧縮されるように上記スイッチ素子の周囲位置に配され、その圧縮状態に応じた出力が得られる感圧導電ゴムとを備え、上記操作釦への継続する押し下げ操作に応じて上記スイッチ素子からの出力および上記感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られる複合スイッチとしたものである。
【００１１】
これによれば、一つの操作釦に対する操作に基づき複数の出力信号が連続的に得られ、しかもその中の一つがスイッチ信号以外の感圧導電ゴムの圧縮による出力が得られるものとして実現できるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、スイッチ素子が、円形ドーム状の可動接点と、その可動接点により接続される複数の固定接点から構成され、感圧導電ゴムとして、上記スイッチ素子の周囲を囲う外形円筒状のものを用いたものであり、部品点数も少なくて簡素かつコンパクトな構成のものとして実現することができるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、四つのスイッチ素子が十字状の端部位置に配され、そのスイッチ素子どうしの間の角度位置に感圧導電ゴムがそれぞれ配されたものとすると共に、傾倒動作可能に保持されている一つの操作釦で上記各スイッチ素子が個別に押圧可能に構成され、上記操作釦への傾倒操作で上記所定のスイッチ素子の状態遷移がなされ、その後の上記操作釦への継続する傾倒操作で、上記所定のスイッチ素子の両隣に配された感圧導電ゴムが圧縮される構成とされたものであり、従来の十字キーにおける周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含んだ投影面積内で収まる形態で多段出力が得られるものとして実現することができ、さらにその感圧導電ゴムの圧縮量によって変化する二段目の出力によりカーソル移動速度などを変移させることなども可能なものにできるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、操作釦への操作で複数の信号が連続して得られ、その中の一つがスイッチ信号以外の信号であり、かつ十字キーを構成する際にも周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成できる複合スイッチを提供することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態による複合スイッチの正面断面図、図２は同外観斜視図、図３は同分解斜視図である。
【００１７】
同図において、１１は、配線基板であり、その上面には中央固定接点１２Ａおよび外側固定接点１２Ｂが形成されている。
【００１８】
その外側固定接点１２Ｂ上に、弾性金属薄板製の上方凸型で円形ドーム状に形成された可動接点１５の外周下端が載せられてスイッチ素子２１が構成されている。この可動接点１５は、上方から押し下げると中央部分が節度感を伴って反転動作し、その力を除くと自身の弾性復元力によって元の上方凸型の形状に自己復元する自己復帰型のものを用いている。
【００１９】
さらに、そのスイッチ素子２１の外周にあたる配線基板１１上の位置には、そのスイッチ素子２１外周を囲むように、内周配線部１３Ａおよび外周配線部１３Ｂが、互いに独立した同心の円形リング状で形成され、それぞれ外方に引き出されている。なお、各配線部１３Ａおよび１３Ｂは、両者とも完全に繋がった円形リングでも、その一部が切断状態に形成された略リング状であってもよいが、両者からの引き出し部分は互いに絶縁状態で引き出されている。また、詳細な図示などは省略するが、配線基板１１のテール部を除く領域には、下面側に剛体からなる板状体が貼り合わせるなどして一体化されている。
【００２０】
そして、３１は、外形が円筒状に形成され、その下端面が上記内周配線部１３Ａおよび外周配線部１３Ｂのいずれにも当接させた状態に配された感圧導電ゴムである。この感圧導電ゴム３１としては、中央貫通孔が伸びる上下方向に圧縮させると抵抗値が下がるものを用いている。
【００２１】
３５は、下面に粘着層を有する絶縁フィルムである。その下面の粘着層の形成領域としては、少なくとも、上記可動接点１５の上面位置に応じた箇所ならびに配線基板１１上への貼り合わせ部位に相当する箇所に粘着層が形成されたものを用いている。そして、この絶縁フィルム３５が、下面の粘着層で配線基板１１上に貼り付けられることにより、上記可動接点１５および感圧導電ゴム３１は上記配置状態に位置決めされている。当該構成とすれば、スイッチ素子２１自身の接触部や感圧導電ゴム３１の各配線部１３Ａ、１３Ｂとの接触部分を保護できて防塵防水性等に優れるものにでき好ましい。なお、絶縁フィルム３５を用いることなく可動接点１５や感圧導電ゴム３１を配線基板１１に固着させてもよく、その場合には、絶縁フィルム３５をなくした構成としてもよい。なお、スイッチ素子２１の構成も上記に説明したものに限定されることもない。
【００２２】
そして、絶縁フィルム３５の上には、円筒部４１Ｃの上方開口部が天面４１Ｄで覆われた形状に形成された弾性押圧部材４１が配されている。
【００２３】
この弾性押圧部材４１は、天面４１Ｄに、下方に向けて突出形成された周囲押圧部４１Ａと中央押圧部４１Ｂを備えている。周囲押圧部４１Ａは、円形リング状で形成されている。なお、この弾性押圧部材４１はシリコンゴムなどのゴム材で構成されている。
【００２４】
上記弾性押圧部材４１は、スイッチ素子２１や感圧導電ゴム３１を下方開口部分内に収容するようにして配され、その円筒部４１Ｃの下端面が、感圧導電ゴム３１の周囲位置にあたる絶縁フィルム３５上に載せられている。その状態で、上記円形リング状の周囲押圧部４１Ａは、絶縁フィルム３５を介して感圧導電ゴム３１の上面位置に所定間隔Ａをあけて対峙しており、中央押圧部４１Ｂは絶縁フィルム３５を介して可動接点１５上に当接している。なお、弾性押圧部材４１の円筒部４１Ｃの下端面を絶縁フィルム３５上に載せている当該構成であれば、絶縁フィルム３５の粘着状態を補助する作用も得られる。
【００２５】
そして、上記弾性押圧部材４１上には、樹脂などから形成された剛体製の操作釦４５が配されている。この操作釦４５は、底面が平坦面で構成された略円板状で、外周に突出するフランジ部４５Ａおよび上面中央位置に円形で上方に突出形成された操作部４５Ｂを有した形状のものとなっている。
【００２６】
そして、４７は金属カバーであり、その上面中央部に貫通孔４７Ａを有し、その貫通孔４７Ａ周囲から段部を介して一段下がった周囲部に下方に曲げ下ろされた側壁部を備えている。この金属カバー４７は、上記操作釦４５の操作部４５Ｂを貫通孔４７Ａから上方に突出させるようにして上方側から組み込まれており、その組み合わせ状態で、フランジ部４５Ａは段部内に収容されている。また、金属カバー４７の側壁部下端には脚部が設けられており、その脚部が配線基板１１の下面にカシメられることによって、配線基板１１、弾性押圧部材４１、操作釦４５は結合されている。なお、操作釦４５は、上述したようにフランジ部４５Ａが金属カバー４７に設けられた段部内に位置され、かつ操作部４５Ｂ周囲が貫通孔４７Ａの内周端で規制されることによって上方への抜け止めおよび側方などへの位置規制がなされている。
【００２７】
以上のように当該複合スイッチは構成され、次に、その動作を説明する。
【００２８】
まず、操作釦４５の操作部４５Ｂに押し下げ力を加えると、操作釦４５を介して弾性押圧部材４１の天面４１Ｄに下方への押し下げ力が加わり、弾性押圧部材４１の円筒部４１Ｃに一体形成されている天面４１Ｄが下がっていく。それにより、中央押圧部４１Ｂが絶縁フィルム３５を介して可動接点１５に押し下げ力を加えていく。そして、その力が所定の大きさを超えると、図４の断面図に示したように、可動接点１５が節度を伴って反転動作して可動接点１５の中央下面が中央固定接点１２Ａに接触し、可動接点１５を介して外側と中央固定接点１２Ｂと１２Ａとの間が電気的に接続したスイッチＯＮ状態に移行して一段目の出力が得られるようになる。この状態では、上記周囲押圧部４１Ａは、感圧導電ゴム３１には押圧力を加えないように上記所定間隔Ａは設定されている。
【００２９】
そして、続いて、操作部４５Ｂに押し下げ力を加えていくと、中央押圧部４１Ｂが潰れるなどして更に弾性押圧部材４１の天面４１Ｄの位置が下がり、上記周囲押圧部４１Ａで感圧導電ゴム３１が押圧されて圧縮されるようになる。これにより、内周配線部１３Ａと外周配線部１３Ｂとの抵抗が指数関数的に下がり、その押圧操作状態に応じて導通状態に近くなっていく二段目の出力が内周および外周配線部１３Ａおよび１３Ｂ間から得られる。なお、その圧縮量に応じた出力状態は、用いる感圧導電ゴム３１により異なるため、必要に応じて感圧導電ゴム３１を選択することが重要である。
【００３０】
ここで、図５に、上記操作釦４５の押し下げ操作時での動作ストロークを横軸にとって、スイッチ素子２１の荷重を実線で、また感圧導電ゴム３１の抵抗値を点線でまとめて示す。
【００３１】
同図に示したように、当該構成のものであれば、スイッチ素子２１がＯＮ状態となり、それに続いて感圧導電ゴム３１の抵抗値が指数関数的に下がり、上記スイッチ信号に連続して感圧導電ゴム３１から押し下げ力に応じた値が得られるものにできる。
【００３２】
そして、上記操作部４５Ｂへの押し下げ力を解除すると、圧縮された感圧導電ゴム３１が元の厚みに戻ると共に可動接点１５も元の形状に自己復元して周囲押圧部４１Ａや中央押圧部４１Ｂを押し上げてスイッチＯＦＦ状態に戻り、さらに弾性押圧部材４１の元の形状に戻る復元力も加わって操作釦４５が元の位置に押し戻される。
【００３３】
このように当該複合スイッチは、押し下げ操作すると、節度を伴ってスイッチ素子２１の状態移行ができ、その状態からのさらなる押し下げ操作で、上記スイッチ状態を維持しつつ、その操作状態に応じた感圧導電ゴム３１からの出力が連続して得られるものとして実現することができ、特に当該構成のものであれば、部品点数も少なくて簡素かつコンパクトなものにできる。
【００３４】
（実施の形態２）
当該実施の形態による複合スイッチは、実施の形態１によるものの思想を十字キーに転用した事例を説明するものである。
【００３５】
図６は本発明の第２の実施の形態による複合スイッチの分解斜視図、図７は同上面図、図８は図７のＸ−Ｘ線における断面図、図９は図７のＹ−Ｙ線における断面図である。
【００３６】
なお、上記実施の形態１と同様構成の部分には同一符号を付して、詳細の説明は省略する。
【００３７】
同図において、５１は、機器側の配線基板であり、その上面に四つのスイッチ素子用の固定接点５２Ａ〜５２Ｄが十字状の端部位置に配され、その中央に一つのスイッチ素子用の固定接点５２Ｅが配されている。なお、各固定接点５２Ａ〜５２Ｅは、上記実施の形態１によるものと同様に、それぞれ電気的に独立した一対のもので構成されている。
【００３８】
そして、上記各固定接点５２Ａ〜５２Ｅに対応する五つの各可動接点１５は、一枚ものの第１の絶縁フィルム５５下面の粘着層により保持され、各々対応する固定接点５２Ａ〜５２Ｅに対し、実施の形態１に説明したと同様に組み合わせられて独立した単体の五つのスイッチ素子として構成されている。
【００３９】
その配置位置としては、中央位置に中央スイッチ素子６５が配され、それを中心とした十字が構成されるように、周囲スイッチ素子６１〜６４は中央スイッチ素子６５から等距離で機器筐体の前後左右方向に応じた位置に９０度間隔で配されている。なお、その周囲スイッチ素子６１〜６４は、以下では、説明を判り易くするために必要に応じて前側スイッチ素子６１と、後ろ側スイッチ素子６２、左側スイッチ素子６３、右側スイッチ素子６４とも記載している。
【００４０】
そして、周囲スイッチ素子６１〜６４において互いに隣り合うものの中間角度位置にあたる第１の絶縁フィルム５５の各位置には小孔５５Ａが設けられている。つまり、上面視では、各スイッチ素子６１〜６５と小孔５５Ａは、三行三列のマトリクスを構成するようにしてそれぞれが配置されている。その四つの小孔５５Ａに応じた配線基板５１上のそれぞれの位置には、感圧導電ゴム用の配線部５３Ａ〜５３Ｄが設けられている。各配線部５３Ａ〜５３Ｄのそれぞれは、独立した２つの導電部から構成されている。
【００４１】
ここで、当該実施の形態によるものは、感圧導電ゴムの配設数量およびそれらの配置位置などが前述したものとは異なっている。すなわち、図６にも示したように、当該構成によるものは、独立状態で個々に円板状に形成された四つの感圧導電ゴム７５〜７８を用いたものとすると共に、その感圧導電ゴム７５〜７８の配置位置としても上記第１の絶縁フィルム５５上に配したものとしている。
【００４２】
そして、各感圧導電ゴム７５〜７８としては、小孔５５Ａよりも外形が大きくて可動接点１５とほぼ同じ径のものを用い、その感圧導電ゴム７５〜７８のそれぞれで各小孔５５Ａが塞がれるように感圧導電ゴム７５〜７８が上記第１の絶縁フィルム５５上に配されている。
【００４３】
その感圧導電ゴム７５〜７８は、更に上方から配された第２の絶縁フィルム８０で上方が覆われて位置決めされている。つまり、第２の絶縁フィルム８０には、感圧導電ゴム７５〜７８それぞれの周囲位置にあたる下面部分に粘着層が形成されており、上記粘着層により第２の絶縁フィルム８０が上記第１の絶縁フィルム５５上に貼り付けられることによって、感圧導電ゴム７５〜７８は、第１および第２の絶縁フィルム５５および８０で挟持状態とされて位置決めされている。なお、第２の絶縁フィルム８０においては、各スイッチ素子６１〜６５の操作フィーリングを低下させないようにするため、各スイッチ素子６１〜６５の配置位置に応じた位置に貫通する孔部が設けられている。
【００４４】
そして、８５は、弾性押圧部材としてなる薄板状のゴムシートであり、その下面には、各スイッチ素子６１〜６５を押圧するための第１押圧部８５Ａ〜８５Ｅ、さらに感圧導電ゴム７５〜７８を押圧するための第２押圧部８５Ｆ〜８５Ｉを一体で備えている。
【００４５】
ゴムシート８５は、図示しない機器の筐体などで保持されて水平状態で配され、操作されていない通常状態では、第１押圧部８５Ａ〜８５Ｅ（８５Ｂは図には表れず。）は、対応する各スイッチ素子６１〜６５上に当接状態で位置し、第２押圧部８５Ｆ〜８５Ｉ（８５Ｈと８５Ｉは図には表れず。）は、対応する感圧導電ゴム７５〜７８上を覆っている第２の絶縁フィルム８０上との間が所定間隔Ｂをあけた対峙状態となっている。
【００４６】
そして、ゴムシート８５上には操作釦９０が載せられている。
【００４７】
この操作釦９０は、周囲釦部９０Ａと、その周囲釦部９０Ａの上下に貫通した中央孔内に独立して上下動可能に組み合わされた中央釦部９０Ｂとから構成されている。周囲釦部９０Ａは周囲スイッチ素子６１〜６４に対応して配され、中央釦部９０Ｂは中央スイッチ素子６５に対応して配されている。
【００４８】
中央釦部９０Ｂは、外周のフランジ部が、周囲釦部９０Ａの中央孔底部位置に設けられた凹部内に収容されて配され、そのフランジ部上面が上記凹部天面に係合することにより上方への抜け止めがなされている。なお、中央釦部９０Ｂにおいては、その下端が中央スイッチ素子６５に直接当接した構成とされていてもよい。
【００４９】
周囲釦部９０Ａは、詳細な図示は省略するが機器の筐体下面などに外周のフランジ部上面が当接した係合状態で配されている。その係合箇所による係合によって、周囲釦部９０Ａは、上方への向け止めがなされ、かつ傾倒動作も可能となっている。その周囲釦部９０Ａの外形は、周囲スイッチ素子６１〜６４と感圧導電ゴム７５〜７８とで構成される上面視で正方形のリングに対応されて、それよりも広幅の正方形リング形状のものとして形成されている。なお、ゴムシート８５上に載せられる下面は平坦面で構成されている。
【００５０】
以上のように、当該複合スイッチは構成されており、次にその動作について説明する。
【００５１】
まず、図９に示した状態から操作釦９０の中央釦部９０Ｂを押し下げ操作すると、中央釦部９０Ｂのみが独立して下方に移動して、これによりゴムシート８５の中央箇所が部分的に下方に押し下げられて第１押圧部８５Ｅが第１の絶縁フィルム５５を介して中央スイッチ素子６５に押圧力を加えていく。そして、その力が所定の大きさを超えると、中央スイッチ素子６５の可動接点１５が節度感を伴って反転動作して、上記可動接点１５の中央部下面が一対の固定接点５２Ｅに接触して両者間を導通させてスイッチＯＮ状態となり、上記中央釦部９０Ｂへの力を解除すると上記可動接点１５が元の形状に自己復帰するなどして押圧前のスイッチＯＦＦ状態に戻る。なお、この中央スイッチ素子６５の作動信号で、決定や確定機能が作動する構成などにすれば好ましい。上記操作時には、他のスイッチ素子６１〜６４や感圧導電ゴム７５〜７８には操作力は加わらず、それらから出力はされない。
【００５２】
次に、操作釦９０の周囲釦部９０Ａに対し、その正方形のリングを構成する辺部分を押し下げる動作状態について、前方の辺部分を押圧した状態を例として説明する。
【００５３】
図８に示した通常状態から周囲釦部９０Ａの前方の辺部分が下がるように周囲釦部９０Ａに押し下げ力を加えると、周囲釦部９０Ａは、その対辺となる後方の辺部分に設けられた外周のフランジ部が筐体と係合しているため、その係合箇所を支点として前方の辺部分が下がる傾倒動作する。これによって、下方に下がった前方の辺部分に配されている第１押圧部８５Ａで、対応する前側スイッチ素子６１が押圧され、その力が所定の大きさを超えると、図１０に示したように、前側スイッチ素子６１の可動接点１５が反転動作してスイッチＯＮ状態となり、一段目の出力が得られる。
【００５４】
このとき左側および右側の辺部分も前方側が低くなる傾斜状態となって、それらの辺に設けられた第１押圧部８５Ｃ、８５Ｄおよび中央位置の第１押圧部８５Ｅも対応する左側スイッチ素子６３、右側スイッチ素子６４および中央スイッチ素子６５に若干の押し下げ力を加えるが、その力の大きさは上記各スイッチ素子６３、６４および６５の可動接点１５を反転動作させる力までにはいたらず、上記各スイッチ素子６３〜６５は共にＯＦＦ状態が維持される。
【００５５】
また、上記操作により周囲釦部９０Ａが傾倒して前方の辺部分が下がると、前方側の第１押圧部８５Ａの両隣に形成された第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇも同時に下方に移動するが、前側スイッチ素子６１のスイッチＯＮ状態となった時点では、上記第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇは、図１０にも示しているように、各々対応する感圧導電ゴム７５、７６上を覆う第２の絶縁フィルム８０上に当接もしくは若干の間隙のあく状態となるように、上記所定隙間Ｂを設定している。
【００５６】
そして、上記図１０に示した状態からさらに周囲釦部９０Ａの前方の辺部分が下がるように周囲釦部９０Ａに押し下げ力を加えると、周囲釦部９０Ａがさらなる傾倒動作をして、前側スイッチ素子６１のスイッチＯＮ状態を維持したままで第１押圧部８５Ａが潰れつつ、第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇは、各々対応する感圧導電ゴム７５、７６に対して上方から押圧力を加えるようになる。なお、当該動作においては、前側スイッチ素子６１を作動させている第１押圧部８５Ａなどがゴムシート（弾性押圧部材）８５からなるものであるため、上記周囲釦部９０Ａのさらなる傾倒動作で前側スイッチ素子６１が不用意に損傷することなども防止できる。
【００５７】
そして、上記動作に伴って上方から第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇに応じた箇所が押圧される感圧導電ゴム７５、７６は、図１１に示したように、その下面がそれぞれ第１の絶縁フィルム５５の小孔５５Ａを介して配線基板５１上に設けられた感圧導電ゴム用の対応する配線部５３Ａ、５３Ｂに接触して圧縮されるようになり、その圧縮状態に応じた所定出力が得られるようになる。この出力が二段目の出力である。なお、このときにも、上記の左側スイッチ素子６３、右側スイッチ素子６４、中央スイッチ素子６５などは、ＯＦＦ状態を維持しており、また感圧導電ゴム７７、７８からの出力もされない。
【００５８】
なお、当該動作時における個々の感圧導電ゴム７５、７６から得られる出力状態は上述した実施の形態１によるものと同様であるため、詳細説明は省略するが、当該構成のものであれば二つの感圧導電ゴム７５、７６からの値が得られるようになる。そして、上記二つの感圧導電ゴム７５、７６からの値を個々に得た後、いずれを選択するかはマイクロコンピュータなどを用いて決定させてもよいが、その仕様では引き出し箇所が多くなる。その改善を図るためには、感圧導電ゴム７５〜７８に応じて個々に一対毎で配された配線部の一方側どうしを予め接続した構成としておき、最も低い出力のみが得られる構成とする等とすれば好ましい。
【００５９】
そして、上記操作力を除くと、感圧導電ゴム７５、７６や前側スイッチ素子６１の可動接点１５などが元の形状に復元して、感圧導電ゴム７５、７６の抵抗値が元に戻ると共に前側スイッチ素子６１がスイッチＯＦＦ状態に戻り、さらにゴムシート８５の元の形状に復元する復元力なども加わり、それらの力によって、周囲釦部９０Ａなどは操作前の水平状態に戻る。
【００６０】
なお、上記の周囲釦部９０Ａへの傾倒動作状態は、他の辺部分に対して行った場合にも同様の動作となるのでその詳細説明は省略するが、いずれの辺部分を下がる方向に向けて押し下げ操作しても、その辺に対応して設けたスイッチ素子がスイッチＯＮ状態に移行し、それに引き続いて、同様にその辺に対応して設けられた感圧導電ゴムからの出力が連続的に得られるものとなる。
【００６１】
このように、当該複合スイッチは、従来の十字キーと同様の操作状態で、従来と同じスイッチ信号が得られる上、更なる操作で連続的にスイッチ信号とは形態が異なる感圧導電ゴムからの出力が得られ、その感圧導電ゴムから得られる出力は、図５に示したように、操作状態に応じて推移する形態の値のものであるため、さまざまな用途に適用可能である。
【００６２】
例えば、当該複合スイッチは、機器の表示部に表示されているカーソルやポインタの上下左右方向への移動時に用いると好ましい。この場合には、周囲スイッチ素子６１〜６４からのスイッチ信号を用いて希望する移動方向の決定をさせ、その後の更なる押し下げ操作で得られる感圧導電ゴム７５〜７８からの二段目の出力でカーソル移動速度を制御するものなどとすればよい。当該仕様のものであれば、上記の更なる操作の操作力を変えれば感圧導電ゴムからの出力状態も追従して変化するもののため、操作状態に合わせて速度の微調整なども可能なものに構成することができる。また、当該構成であれば、スイッチ信号が得られる際に節度感触が得られるため、続けての操作状態の始まりが触覚的にも判り易く、これによっても操作性に優れたものに実現できる。
【００６３】
さらに、当該複合スイッチを、双方向のみの操作状態で用いることもでき、その場合には例えば音量や音質、バランス制御などの用途に適用して用いることもできる。
【００６４】
なお、当該複合スイッチの用途は、上記に説明した用途のみに限定されることはない。
【００６５】
そして、当該複合スイッチは、投影面積的にも、周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成されているために、従来の十字キーの置き換え用としても有用で、従来のものよりも出力数が増え、かつその中の一つの信号は単なるスイッチ信号でない分、さらなる機能割り当てや従来では実現し得なかった機能を割り当てることなども可能となり、機器の使い勝手の向上にも寄与することができる。
【００６６】
そして、上述した各実施の形態によるいずれの複合スイッチも、スイッチ信号が得られた後に感圧導電ゴムの圧縮に応じた出力が得られるものとして説明したが、上記所定間隔ＡやＢの寸法を調整等して、スイッチ信号が得られる直前から二つ目の信号が得られる仕様のもの等としても、スイッチ素子からの信号および感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られるものにできる。また、上記には何れも配線基板を用いて構成したものを説明したが、その代わりに樹脂ケースを用いたものなどとしてあってもよい。
【００６７】
さらには、上記に説明したもの以外の構成であってもよく、例えば、図１２および図１３に示すように、操作釦９５の一端が回動可能にケース９６に保持され、その支点部とは逆の他端位置に感圧導電ゴム９７が配され、また、その中間位置にスイッチ素子９８が配されたものとし、操作釦９５への押し下げ操作で、操作釦９５を上記支点部を中心として回動させ、操作釦９５下方に重ねて介在させたシリコンゴムなどからなる弾性押圧部材９９でスイッチ素子９８が作動され、更なる押圧操作で操作釦９５の先端で感圧導電ゴム９７が押圧されるものなどとしてもよい。
【００６８】
なお、本発明は、上述した構成のものに限られず、それ以外であっても、操作釦への操作でスイッチ素子からの信号および感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られる構成とされたものは本発明の範疇に入る。
【００６９】
なお、感圧導電ゴムの出力は、微小な圧縮状態でも変移する。そして、これを考慮し、操作釦などを復帰方向側に押し戻すバネ材を介在させておき、操作力を除いた際、そのバネ材の復帰力により感圧導電ゴムの圧縮状態が迅速に解除される構成とするとさらに好ましく、本発明は、そのような構成のものまでを含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明による複合スイッチは、操作釦への操作で複数の信号が連続して得られ、その中の一つがスイッチ信号以外の信号であり、かつ十字キーを構成する際にも周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成できるものに実現できるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部を構成する際等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による複合スイッチの正面断面図
【図２】同外観斜視図
【図３】同分解斜視図
【図４】同動作状態を示す断面図
【図５】同動作時におけるスイッチ素子の荷重と感圧導電ゴムの抵抗値を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態による複合スイッチの分解斜視図
【図７】同上面図
【図８】図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図９】図７のＹ−Ｙ線における断面図
【図１０】同動作状態時での図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図１１】同動作状態時での図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図１２】同他の構成事例を示す断面図
【図１３】同分解斜視図
【符号の説明】
【００７２】
１１、５１ 配線基板
１２Ａ 中央固定接点
１２Ｂ 外側固定接点
１３Ａ 内周配線部
１３Ｂ 外周配線部
１５ 可動接点
２１、９８ スイッチ素子
３１、７５〜７８、９７ 感圧導電ゴム
３５ 絶縁フィルム
４１、９９ 弾性押圧部材
４１Ａ 周囲押圧部
４１Ｂ 中央押圧部
４１Ｃ 円筒部
４１Ｄ 天面
４５、９０、９５ 操作釦
４５Ａ フランジ部
４５Ｂ 操作部
４７ 金属カバー
４７Ａ 貫通孔
５２Ａ〜５２Ｅ 固定接点
５３Ａ〜５３Ｄ 配線部
５５ 第１の絶縁フィルム
５５Ａ 小孔
６１〜６４ 周囲スイッチ素子
６５ 中央スイッチ素子
８０ 第２の絶縁フィルム
８５ ゴムシート（弾性押圧部材）
８５Ａ〜８５Ｅ 第１押圧部
８５Ｆ〜８５Ｉ 第２押圧部
９０Ａ 周囲釦部
９０Ｂ 中央釦部
９６ ケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の入力操作部に搭載される複合スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器の入力操作部に搭載される入力操作用の電子部品としては、様々な操作形態のものが用いられるようになっており、一つの操作釦への所定操作で各種の入力操作ができるものが好まれている。
【０００３】
例えば、携帯電話においては、その各種の操作をするためにテンキー以外に十字キーを備えさせたものが多く普及しており、その十字キーの構成としては、一つの操作釦の下方に、五つの単体スイッチを並べて配したものや多方向スイッチを配して構成したものが多い。
【０００４】
ここで、携帯電話においては、各種サービスが充実してきていると共に、インターネットブラウザの閲覧が頻繁に行われ、ディスプレイ上のカーソルを自在に移動させる必要性なども生じている。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２００２−２７８６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来に用いていた十字キーの構成のものでは、操作時にスイッチ信号しか得られず、例えば長押し時の使用状態なども含めて用いられていたが、機器メーカ側からの要望としては、複数の出力が連続的に得られ、その出力としても単なるスイッチ信号以外の出力を含み、しかも十字キーにも構成できる新たなものへの開発要望が高まっていた。
【０００７】
ここで、十字キーを構成する際には、通常では、筐体の前後左右側に応じて周囲位置の単体スイッチが配置されており、その隣り合う周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度位置に残ってしまう領域は活用し難く、上記要望においては、その領域を含む投影面積内で上記出力仕様としてなるものが前提となっていた。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作釦への操作で複数の信号が連続して得られ、その中の一つがスイッチ信号以外の信号であり、かつ十字キーを構成する際にも周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成できる複合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】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作釦と、その下方に配され上記操作釦への押し下げ操作で状態遷移がなされるスイッチ素子と、そのスイッチ素子における状態遷移タイミングよりも若干前後して上記操作釦への継続される押し下げ操作に伴って圧縮されるように上記スイッチ素子の周囲位置に配され、その圧縮状態に応じた出力が得られる感圧導電ゴムとを備え、上記操作釦への継続する押し下げ操作に応じて上記スイッチ素子からの出力および上記感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られる複合スイッチとしたものである。
【００１１】
これによれば、一つの操作釦に対する操作に基づき複数の出力信号が連続的に得られ、しかもその中の一つがスイッチ信号以外の感圧導電ゴムの圧縮による出力が得られるものとして実現できるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、スイッチ素子が、円形ドーム状の可動接点と、その可動接点により接続される複数の固定接点から構成され、感圧導電ゴムとして、上記スイッチ素子の周囲を囲う外形円筒状のものを用いたものであり、部品点数も少なくて簡素かつコンパクトな構成のものとして実現することができるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、四つのスイッチ素子が十字状の端部位置に配され、そのスイッチ素子どうしの間の角度位置に感圧導電ゴムがそれぞれ配されたものとすると共に、傾倒動作可能に保持されている一つの操作釦で上記各スイッチ素子が個別に押圧可能に構成され、上記操作釦への傾倒操作で上記所定のスイッチ素子の状態遷移がなされ、その後の上記操作釦への継続する傾倒操作で、上記所定のスイッチ素子の両隣に配された感圧導電ゴムが圧縮される構成とされたものであり、従来の十字キーにおける周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含んだ投影面積内で収まる形態で多段出力が得られるものとして実現することができ、さらにその感圧導電ゴムの圧縮量によって変化する二段目の出力によりカーソル移動速度などを変移させることなども可能なものにできるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、操作釦への操作で複数の信号が連続して得られ、その中の一つがスイッチ信号以外の信号であり、かつ十字キーを構成する際にも周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成できる複合スイッチを提供することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態による複合スイッチの正面断面図、図２は同外観斜視図、図３は同分解斜視図である。
【００１７】
同図において、１１は、配線基板であり、その上面には中央固定接点１２Ａおよび外側固定接点１２Ｂが形成されている。
【００１８】
その外側固定接点１２Ｂ上に、弾性金属薄板製の上方凸型で円形ドーム状に形成された可動接点１５の外周下端が載せられてスイッチ素子２１が構成されている。この可動接点１５は、上方から押し下げると中央部分が節度感を伴って反転動作し、その力を除くと自身の弾性復元力によって元の上方凸型の形状に自己復元する自己復帰型のものを用いている。
【００１９】
さらに、そのスイッチ素子２１の外周にあたる配線基板１１上の位置には、そのスイッチ素子２１外周を囲むように、内周配線部１３Ａおよび外周配線部１３Ｂが、互いに独立した同心の円形リング状で形成され、それぞれ外方に引き出されている。なお、各配線部１３Ａおよび１３Ｂは、両者とも完全に繋がった円形リングでも、その一部が切断状態に形成された略リング状であってもよいが、両者からの引き出し部分は互いに絶縁状態で引き出されている。また、詳細な図示などは省略するが、配線基板１１のテール部を除く領域には、下面側に剛体からなる板状体が貼り合わせるなどして一体化されている。
【００２０】
そして、３１は、外形が円筒状に形成され、その下端面が上記内周配線部１３Ａおよび外周配線部１３Ｂのいずれにも当接させた状態に配された感圧導電ゴムである。この感圧導電ゴム３１としては、中央貫通孔が伸びる上下方向に圧縮させると抵抗値が下がるものを用いている。
【００２１】
３５は、下面に粘着層を有する絶縁フィルムである。その下面の粘着層の形成領域としては、少なくとも、上記可動接点１５の上面位置に応じた箇所ならびに配線基板１１上への貼り合わせ部位に相当する箇所に粘着層が形成されたものを用いている。そして、この絶縁フィルム３５が、下面の粘着層で配線基板１１上に貼り付けられることにより、上記可動接点１５および感圧導電ゴム３１は上記配置状態に位置決めされている。当該構成とすれば、スイッチ素子２１自身の接触部や感圧導電ゴム３１の各配線部１３Ａ、１３Ｂとの接触部分を保護できて防塵防水性等に優れるものにでき好ましい。なお、絶縁フィルム３５を用いることなく可動接点１５や感圧導電ゴム３１を配線基板１１に固着させてもよく、その場合には、絶縁フィルム３５をなくした構成としてもよい。なお、スイッチ素子２１の構成も上記に説明したものに限定されることもない。
【００２２】
そして、絶縁フィルム３５の上には、円筒部４１Ｃの上方開口部が天面４１Ｄで覆われた形状に形成された弾性押圧部材４１が配されている。
【００２３】
この弾性押圧部材４１は、天面４１Ｄに、下方に向けて突出形成された周囲押圧部４１Ａと中央押圧部４１Ｂを備えている。周囲押圧部４１Ａは、円形リング状で形成されている。なお、この弾性押圧部材４１はシリコンゴムなどのゴム材で構成されている。
【００２４】
上記弾性押圧部材４１は、スイッチ素子２１や感圧導電ゴム３１を下方開口部分内に収容するようにして配され、その円筒部４１Ｃの下端面が、感圧導電ゴム３１の周囲位置にあたる絶縁フィルム３５上に載せられている。その状態で、上記円形リング状の周囲押圧部４１Ａは、絶縁フィルム３５を介して感圧導電ゴム３１の上面位置に所定間隔Ａをあけて対峙しており、中央押圧部４１Ｂは絶縁フィルム３５を介して可動接点１５上に当接している。なお、弾性押圧部材４１の円筒部４１Ｃの下端面を絶縁フィルム３５上に載せている当該構成であれば、絶縁フィルム３５の粘着状態を補助する作用も得られる。
【００２５】
そして、上記弾性押圧部材４１上には、樹脂などから形成された剛体製の操作釦４５が配されている。この操作釦４５は、底面が平坦面で構成された略円板状で、外周に突出するフランジ部４５Ａおよび上面中央位置に円形で上方に突出形成された操作部４５Ｂを有した形状のものとなっている。
【００２６】
そして、４７は金属カバーであり、その上面中央部に貫通孔４７Ａを有し、その貫通孔４７Ａ周囲から段部を介して一段下がった周囲部に下方に曲げ下ろされた側壁部を備えている。この金属カバー４７は、上記操作釦４５の操作部４５Ｂを貫通孔４７Ａから上方に突出させるようにして上方側から組み込まれており、その組み合わせ状態で、フランジ部４５Ａは段部内に収容されている。また、金属カバー４７の側壁部下端には脚部が設けられており、その脚部が配線基板１１の下面にカシメられることによって、配線基板１１、弾性押圧部材４１、操作釦４５は結合されている。なお、操作釦４５は、上述したようにフランジ部４５Ａが金属カバー４７に設けられた段部内に位置され、かつ操作部４５Ｂ周囲が貫通孔４７Ａの内周端で規制されることによって上方への抜け止めおよび側方などへの位置規制がなされている。
【００２７】
以上のように当該複合スイッチは構成され、次に、その動作を説明する。
【００２８】
まず、操作釦４５の操作部４５Ｂに押し下げ力を加えると、操作釦４５を介して弾性押圧部材４１の天面４１Ｄに下方への押し下げ力が加わり、弾性押圧部材４１の円筒部４１Ｃに一体形成されている天面４１Ｄが下がっていく。それにより、中央押圧部４１Ｂが絶縁フィルム３５を介して可動接点１５に押し下げ力を加えていく。そして、その力が所定の大きさを超えると、図４の断面図に示したように、可動接点１５が節度を伴って反転動作して可動接点１５の中央下面が中央固定接点１２Ａに接触し、可動接点１５を介して外側と中央固定接点１２Ｂと１２Ａとの間が電気的に接続したスイッチＯＮ状態に移行して一段目の出力が得られるようになる。この状態では、上記周囲押圧部４１Ａは、感圧導電ゴム３１には押圧力を加えないように上記所定間隔Ａは設定されている。
【００２９】
そして、続いて、操作部４５Ｂに押し下げ力を加えていくと、中央押圧部４１Ｂが潰れるなどして更に弾性押圧部材４１の天面４１Ｄの位置が下がり、上記周囲押圧部４１Ａで感圧導電ゴム３１が押圧されて圧縮されるようになる。これにより、内周配線部１３Ａと外周配線部１３Ｂとの抵抗が指数関数的に下がり、その押圧操作状態に応じて導通状態に近くなっていく二段目の出力が内周および外周配線部１３Ａおよび１３Ｂ間から得られる。なお、その圧縮量に応じた出力状態は、用いる感圧導電ゴム３１により異なるため、必要に応じて感圧導電ゴム３１を選択することが重要である。
【００３０】
ここで、図５に、上記操作釦４５の押し下げ操作時での動作ストロークを横軸にとって、スイッチ素子２１の荷重を実線で、また感圧導電ゴム３１の抵抗値を点線でまとめて示す。
【００３１】
同図に示したように、当該構成のものであれば、スイッチ素子２１がＯＮ状態となり、それに続いて感圧導電ゴム３１の抵抗値が指数関数的に下がり、上記スイッチ信号に連続して感圧導電ゴム３１から押し下げ力に応じた値が得られるものにできる。
【００３２】
そして、上記操作部４５Ｂへの押し下げ力を解除すると、圧縮された感圧導電ゴム３１が元の厚みに戻ると共に可動接点１５も元の形状に自己復元して周囲押圧部４１Ａや中央押圧部４１Ｂを押し上げてスイッチＯＦＦ状態に戻り、さらに弾性押圧部材４１の元の形状に戻る復元力も加わって操作釦４５が元の位置に押し戻される。
【００３３】
このように当該複合スイッチは、押し下げ操作すると、節度を伴ってスイッチ素子２１の状態移行ができ、その状態からのさらなる押し下げ操作で、上記スイッチ状態を維持しつつ、その操作状態に応じた感圧導電ゴム３１からの出力が連続して得られるものとして実現することができ、特に当該構成のものであれば、部品点数も少なくて簡素かつコンパクトなものにできる。
【００３４】
（実施の形態２）
当該実施の形態による複合スイッチは、実施の形態１によるものの思想を十字キーに転用した事例を説明するものである。
【００３５】
図６は本発明の第２の実施の形態による複合スイッチの分解斜視図、図７は同上面図、図８は図７のＸ−Ｘ線における断面図、図９は図７のＹ−Ｙ線における断面図である。
【００３６】
なお、上記実施の形態１と同様構成の部分には同一符号を付して、詳細の説明は省略する。
【００３７】
同図において、５１は、機器側の配線基板であり、その上面に四つのスイッチ素子用の固定接点５２Ａ〜５２Ｄが十字状の端部位置に配され、その中央に一つのスイッチ素子用の固定接点５２Ｅが配されている。なお、各固定接点５２Ａ〜５２Ｅは、上記実施の形態１によるものと同様に、それぞれ電気的に独立した一対のもので構成されている。
【００３８】
そして、上記各固定接点５２Ａ〜５２Ｅに対応する五つの各可動接点１５は、一枚ものの第１の絶縁フィルム５５下面の粘着層により保持され、各々対応する固定接点５２Ａ〜５２Ｅに対し、実施の形態１に説明したと同様に組み合わせられて独立した単体の五つのスイッチ素子として構成されている。
【００３９】
その配置位置としては、中央位置に中央スイッチ素子６５が配され、それを中心とした十字が構成されるように、周囲スイッチ素子６１〜６４は中央スイッチ素子６５から等距離で機器筐体の前後左右方向に応じた位置に９０度間隔で配されている。なお、その周囲スイッチ素子６１〜６４は、以下では、説明を判り易くするために必要に応じて前側スイッチ素子６１と、後ろ側スイッチ素子６２、左側スイッチ素子６３、右側スイッチ素子６４とも記載している。
【００４０】
そして、周囲スイッチ素子６１〜６４において互いに隣り合うものの中間角度位置にあたる第１の絶縁フィルム５５の各位置には小孔５５Ａが設けられている。つまり、上面視では、各スイッチ素子６１〜６５と小孔５５Ａは、三行三列のマトリクスを構成するようにしてそれぞれが配置されている。その四つの小孔５５Ａに応じた配線基板５１上のそれぞれの位置には、感圧導電ゴム用の配線部５３Ａ〜５３Ｄが設けられている。各配線部５３Ａ〜５３Ｄのそれぞれは、独立した２つの導電部から構成されている。
【００４１】
ここで、当該実施の形態によるものは、感圧導電ゴムの配設数量およびそれらの配置位置などが前述したものとは異なっている。すなわち、図６にも示したように、当該構成によるものは、独立状態で個々に円板状に形成された四つの感圧導電ゴム７５〜７８を用いたものとすると共に、その感圧導電ゴム７５〜７８の配置位置としても上記第１の絶縁フィルム５５上に配したものとしている。
【００４２】
そして、各感圧導電ゴム７５〜７８としては、小孔５５Ａよりも外形が大きくて可動接点１５とほぼ同じ径のものを用い、その感圧導電ゴム７５〜７８のそれぞれで各小孔５５Ａが塞がれるように感圧導電ゴム７５〜７８が上記第１の絶縁フィルム５５上に配されている。
【００４３】
その感圧導電ゴム７５〜７８は、更に上方から配された第２の絶縁フィルム８０で上方が覆われて位置決めされている。つまり、第２の絶縁フィルム８０には、感圧導電ゴム７５〜７８それぞれの周囲位置にあたる下面部分に粘着層が形成されており、上記粘着層により第２の絶縁フィルム８０が上記第１の絶縁フィルム５５上に貼り付けられることによって、感圧導電ゴム７５〜７８は、第１および第２の絶縁フィルム５５および８０で挟持状態とされて位置決めされている。なお、第２の絶縁フィルム８０においては、各スイッチ素子６１〜６５の操作フィーリングを低下させないようにするため、各スイッチ素子６１〜６５の配置位置に応じた位置に貫通する孔部が設けられている。
【００４４】
そして、８５は、弾性押圧部材としてなる薄板状のゴムシートであり、その下面には、各スイッチ素子６１〜６５を押圧するための第１押圧部８５Ａ〜８５Ｅ、さらに感圧導電ゴム７５〜７８を押圧するための第２押圧部８５Ｆ〜８５Ｉを一体で備えている。
【００４５】
ゴムシート８５は、図示しない機器の筐体などで保持されて水平状態で配され、操作されていない通常状態では、第１押圧部８５Ａ〜８５Ｅ（８５Ｂは図には表れず。）は、対応する各スイッチ素子６１〜６５上に当接状態で位置し、第２押圧部８５Ｆ〜８５Ｉ（８５Ｈと８５Ｉは図には表れず。）は、対応する感圧導電ゴム７５〜７８上を覆っている第２の絶縁フィルム８０上との間が所定間隔Ｂをあけた対峙状態となっている。
【００４６】
そして、ゴムシート８５上には操作釦９０が載せられている。
【００４７】
この操作釦９０は、周囲釦部９０Ａと、その周囲釦部９０Ａの上下に貫通した中央孔内に独立して上下動可能に組み合わされた中央釦部９０Ｂとから構成されている。周囲釦部９０Ａは周囲スイッチ素子６１〜６４に対応して配され、中央釦部９０Ｂは中央スイッチ素子６５に対応して配されている。
【００４８】
中央釦部９０Ｂは、外周のフランジ部が、周囲釦部９０Ａの中央孔底部位置に設けられた凹部内に収容されて配され、そのフランジ部上面が上記凹部天面に係合することにより上方への抜け止めがなされている。なお、中央釦部９０Ｂにおいては、その下端が中央スイッチ素子６５に直接当接した構成とされていてもよい。
【００４９】
周囲釦部９０Ａは、詳細な図示は省略するが機器の筐体下面などに外周のフランジ部上面が当接した係合状態で配されている。その係合箇所による係合によって、周囲釦部９０Ａは、上方への向け止めがなされ、かつ傾倒動作も可能となっている。その周囲釦部９０Ａの外形は、周囲スイッチ素子６１〜６４と感圧導電ゴム７５〜７８とで構成される上面視で正方形のリングに対応されて、それよりも広幅の正方形リング形状のものとして形成されている。なお、ゴムシート８５上に載せられる下面は平坦面で構成されている。
【００５０】
以上のように、当該複合スイッチは構成されており、次にその動作について説明する。
【００５１】
まず、図９に示した状態から操作釦９０の中央釦部９０Ｂを押し下げ操作すると、中央釦部９０Ｂのみが独立して下方に移動して、これによりゴムシート８５の中央箇所が部分的に下方に押し下げられて第１押圧部８５Ｅが第１の絶縁フィルム５５を介して中央スイッチ素子６５に押圧力を加えていく。そして、その力が所定の大きさを超えると、中央スイッチ素子６５の可動接点１５が節度感を伴って反転動作して、上記可動接点１５の中央部下面が一対の固定接点５２Ｅに接触して両者間を導通させてスイッチＯＮ状態となり、上記中央釦部９０Ｂへの力を解除すると上記可動接点１５が元の形状に自己復帰するなどして押圧前のスイッチＯＦＦ状態に戻る。なお、この中央スイッチ素子６５の作動信号で、決定や確定機能が作動する構成などにすれば好ましい。上記操作時には、他のスイッチ素子６１〜６４や感圧導電ゴム７５〜７８には操作力は加わらず、それらから出力はされない。
【００５２】
次に、操作釦９０の周囲釦部９０Ａに対し、その正方形のリングを構成する辺部分を押し下げる動作状態について、前方の辺部分を押圧した状態を例として説明する。
【００５３】
図８に示した通常状態から周囲釦部９０Ａの前方の辺部分が下がるように周囲釦部９０Ａに押し下げ力を加えると、周囲釦部９０Ａは、その対辺となる後方の辺部分に設けられた外周のフランジ部が筐体と係合しているため、その係合箇所を支点として前方の辺部分が下がる傾倒動作する。これによって、下方に下がった前方の辺部分に配されている第１押圧部８５Ａで、対応する前側スイッチ素子６１が押圧され、その力が所定の大きさを超えると、図１０に示したように、前側スイッチ素子６１の可動接点１５が反転動作してスイッチＯＮ状態となり、一段目の出力が得られる。
【００５４】
このとき左側および右側の辺部分も前方側が低くなる傾斜状態となって、それらの辺に設けられた第１押圧部８５Ｃ、８５Ｄおよび中央位置の第１押圧部８５Ｅも対応する左側スイッチ素子６３、右側スイッチ素子６４および中央スイッチ素子６５に若干の押し下げ力を加えるが、その力の大きさは上記各スイッチ素子６３、６４および６５の可動接点１５を反転動作させる力までにはいたらず、上記各スイッチ素子６３〜６５は共にＯＦＦ状態が維持される。
【００５５】
また、上記操作により周囲釦部９０Ａが傾倒して前方の辺部分が下がると、前方側の第１押圧部８５Ａの両隣に形成された第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇも同時に下方に移動するが、前側スイッチ素子６１のスイッチＯＮ状態となった時点では、上記第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇは、図１０にも示しているように、各々対応する感圧導電ゴム７５、７６上を覆う第２の絶縁フィルム８０上に当接もしくは若干の間隙のあく状態となるように、上記所定隙間Ｂを設定している。
【００５６】
そして、上記図１０に示した状態からさらに周囲釦部９０Ａの前方の辺部分が下がるように周囲釦部９０Ａに押し下げ力を加えると、周囲釦部９０Ａがさらなる傾倒動作をして、前側スイッチ素子６１のスイッチＯＮ状態を維持したままで第１押圧部８５Ａが潰れつつ、第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇは、各々対応する感圧導電ゴム７５、７６に対して上方から押圧力を加えるようになる。なお、当該動作においては、前側スイッチ素子６１を作動させている第１押圧部８５Ａなどがゴムシート（弾性押圧部材）８５からなるものであるため、上記周囲釦部９０Ａのさらなる傾倒動作で前側スイッチ素子６１が不用意に損傷することなども防止できる。
【００５７】
そして、上記動作に伴って上方から第２押圧部８５Ｆ、８５Ｇに応じた箇所が押圧される感圧導電ゴム７５、７６は、図１１に示したように、その下面がそれぞれ第１の絶縁フィルム５５の小孔５５Ａを介して配線基板５１上に設けられた感圧導電ゴム用の対応する配線部５３Ａ、５３Ｂに接触して圧縮されるようになり、その圧縮状態に応じた所定出力が得られるようになる。この出力が二段目の出力である。なお、このときにも、上記の左側スイッチ素子６３、右側スイッチ素子６４、中央スイッチ素子６５などは、ＯＦＦ状態を維持しており、また感圧導電ゴム７７、７８からの出力もされない。
【００５８】
なお、当該動作時における個々の感圧導電ゴム７５、７６から得られる出力状態は上述した実施の形態１によるものと同様であるため、詳細説明は省略するが、当該構成のものであれば二つの感圧導電ゴム７５、７６からの値が得られるようになる。そして、上記二つの感圧導電ゴム７５、７６からの値を個々に得た後、いずれを選択するかはマイクロコンピュータなどを用いて決定させてもよいが、その仕様では引き出し箇所が多くなる。その改善を図るためには、感圧導電ゴム７５〜７８に応じて個々に一対毎で配された配線部の一方側どうしを予め接続した構成としておき、最も低い出力のみが得られる構成とする等とすれば好ましい。
【００５９】
そして、上記操作力を除くと、感圧導電ゴム７５、７６や前側スイッチ素子６１の可動接点１５などが元の形状に復元して、感圧導電ゴム７５、７６の抵抗値が元に戻ると共に前側スイッチ素子６１がスイッチＯＦＦ状態に戻り、さらにゴムシート８５の元の形状に復元する復元力なども加わり、それらの力によって、周囲釦部９０Ａなどは操作前の水平状態に戻る。
【００６０】
なお、上記の周囲釦部９０Ａへの傾倒動作状態は、他の辺部分に対して行った場合にも同様の動作となるのでその詳細説明は省略するが、いずれの辺部分を下がる方向に向けて押し下げ操作しても、その辺に対応して設けたスイッチ素子がスイッチＯＮ状態に移行し、それに引き続いて、同様にその辺に対応して設けられた感圧導電ゴムからの出力が連続的に得られるものとなる。
【００６１】
このように、当該複合スイッチは、従来の十字キーと同様の操作状態で、従来と同じスイッチ信号が得られる上、更なる操作で連続的にスイッチ信号とは形態が異なる感圧導電ゴムからの出力が得られ、その感圧導電ゴムから得られる出力は、図５に示したように、操作状態に応じて推移する形態の値のものであるため、さまざまな用途に適用可能である。
【００６２】
例えば、当該複合スイッチは、機器の表示部に表示されているカーソルやポインタの上下左右方向への移動時に用いると好ましい。この場合には、周囲スイッチ素子６１〜６４からのスイッチ信号を用いて希望する移動方向の決定をさせ、その後の更なる押し下げ操作で得られる感圧導電ゴム７５〜７８からの二段目の出力でカーソル移動速度を制御するものなどとすればよい。当該仕様のものであれば、上記の更なる操作の操作力を変えれば感圧導電ゴムからの出力状態も追従して変化するもののため、操作状態に合わせて速度の微調整なども可能なものに構成することができる。また、当該構成であれば、スイッチ信号が得られる際に節度感触が得られるため、続けての操作状態の始まりが触覚的にも判り易く、これによっても操作性に優れたものに実現できる。
【００６３】
さらに、当該複合スイッチを、双方向のみの操作状態で用いることもでき、その場合には例えば音量や音質、バランス制御などの用途に適用して用いることもできる。
【００６４】
なお、当該複合スイッチの用途は、上記に説明した用途のみに限定されることはない。
【００６５】
そして、当該複合スイッチは、投影面積的にも、周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成されているために、従来の十字キーの置き換え用としても有用で、従来のものよりも出力数が増え、かつその中の一つの信号は単なるスイッチ信号でない分、さらなる機能割り当てや従来では実現し得なかった機能を割り当てることなども可能となり、機器の使い勝手の向上にも寄与することができる。
【００６６】
そして、上述した各実施の形態によるいずれの複合スイッチも、スイッチ信号が得られた後に感圧導電ゴムの圧縮に応じた出力が得られるものとして説明したが、上記所定間隔ＡやＢの寸法を調整等して、スイッチ信号が得られる直前から二つ目の信号が得られる仕様のもの等としても、スイッチ素子からの信号および感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られるものにできる。また、上記には何れも配線基板を用いて構成したものを説明したが、その代わりに樹脂ケースを用いたものなどとしてあってもよい。
【００６７】
さらには、上記に説明したもの以外の構成であってもよく、例えば、図１２および図１３に示すように、操作釦９５の一端が回動可能にケース９６に保持され、その支点部とは逆の他端位置に感圧導電ゴム９７が配され、また、その中間位置にスイッチ素子９８が配されたものとし、操作釦９５への押し下げ操作で、操作釦９５を上記支点部を中心として回動させ、操作釦９５下方に重ねて介在させたシリコンゴムなどからなる弾性押圧部材９９でスイッチ素子９８が作動され、更なる押圧操作で操作釦９５の先端で感圧導電ゴム９７が押圧されるものなどとしてもよい。
【００６８】
なお、本発明は、上述した構成のものに限られず、それ以外であっても、操作釦への操作でスイッチ素子からの信号および感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られる構成とされたものは本発明の範疇に入る。
【００６９】
なお、感圧導電ゴムの出力は、微小な圧縮状態でも変移する。そして、これを考慮し、操作釦などを復帰方向側に押し戻すバネ材を介在させておき、操作力を除いた際、そのバネ材の復帰力により感圧導電ゴムの圧縮状態が迅速に解除される構成とするとさらに好ましく、本発明は、そのような構成のものまでを含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明による複合スイッチは、操作釦への操作で複数の信号が連続して得られ、その中の一つがスイッチ信号以外の信号であり、かつ十字キーを構成する際にも周囲位置どうしの単体スイッチ間の角度領域を含む投影面積内に納まる形態で構成できるものに実現できるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部を構成する際等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による複合スイッチの正面断面図
【図２】同外観斜視図
【図３】同分解斜視図
【図４】同動作状態を示す断面図
【図５】同動作時におけるスイッチ素子の荷重と感圧導電ゴムの抵抗値を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態による複合スイッチの分解斜視図
【図７】同上面図
【図８】図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図９】図７のＹ−Ｙ線における断面図
【図１０】同動作状態時での図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図１１】同動作状態時での図７のＸ−Ｘ線における断面図
【図１２】同他の構成事例を示す断面図
【図１３】同分解斜視図
【符号の説明】
【００７２】
１１、５１ 配線基板
１２Ａ 中央固定接点
１２Ｂ 外側固定接点
１３Ａ 内周配線部
１３Ｂ 外周配線部
１５ 可動接点
２１、９８ スイッチ素子
３１、７５〜７８、９７ 感圧導電ゴム
３５ 絶縁フィルム
４１、９９ 弾性押圧部材
４１Ａ 周囲押圧部
４１Ｂ 中央押圧部
４１Ｃ 円筒部
４１Ｄ 天面
４５、９０、９５ 操作釦
４５Ａ フランジ部
４５Ｂ 操作部
４７ 金属カバー
４７Ａ 貫通孔
５２Ａ〜５２Ｅ 固定接点
５３Ａ〜５３Ｄ 配線部
５５ 第１の絶縁フィルム
５５Ａ 小孔
６１〜６４ 周囲スイッチ素子
６５ 中央スイッチ素子
８０ 第２の絶縁フィルム
８５ ゴムシート（弾性押圧部材）
８５Ａ〜８５Ｅ 第１押圧部
８５Ｆ〜８５Ｉ 第２押圧部
９０Ａ 周囲釦部
９０Ｂ 中央釦部
９６ ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作釦と、その下方に配され上記操作釦への押し下げ操作で状態遷移がなされるスイッチ素子と、そのスイッチ素子における状態遷移タイミングよりも若干前後して上記操作釦への継続される押し下げ操作に伴って圧縮されるように上記スイッチ素子の周囲位置に配され、その圧縮状態に応じた出力が得られる感圧導電ゴムとを備え、上記操作釦への継続する押し下げ操作に応じて上記スイッチ素子からの出力および上記感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られる複合スイッチ。
【請求項２】
スイッチ素子が、円形ドーム状の可動接点と、その可動接点により接続される複数の固定接点から構成され、感圧導電ゴムとして、上記スイッチ素子の周囲を囲う外形円筒状のものを用いた請求項１記載の複合スイッチ。
【請求項３】
四つのスイッチ素子が十字状の端部位置に配され、そのスイッチ素子どうしの間の角度位置に感圧導電ゴムがそれぞれ配されたものとすると共に、傾倒動作可能に保持されている一つの操作釦で上記各スイッチ素子が個別に押圧可能に構成され、上記操作釦への傾倒操作で上記所定のスイッチ素子の状態遷移がなされ、その後の上記操作釦への継続する傾倒操作で、上記所定のスイッチ素子の両隣に配された感圧導電ゴムが圧縮される構成とされた請求項１記載の複合スイッチ。
【請求項１】
操作釦と、その下方に配され上記操作釦への押し下げ操作で状態遷移がなされるスイッチ素子と、そのスイッチ素子における状態遷移タイミングよりも若干前後して上記操作釦への継続される押し下げ操作に伴って圧縮されるように上記スイッチ素子の周囲位置に配され、その圧縮状態に応じた出力が得られる感圧導電ゴムとを備え、上記操作釦への継続する押し下げ操作に応じて上記スイッチ素子からの出力および上記感圧導電ゴムの圧縮による出力が連続的に得られる複合スイッチ。
【請求項２】
スイッチ素子が、円形ドーム状の可動接点と、その可動接点により接続される複数の固定接点から構成され、感圧導電ゴムとして、上記スイッチ素子の周囲を囲う外形円筒状のものを用いた請求項１記載の複合スイッチ。
【請求項３】
四つのスイッチ素子が十字状の端部位置に配され、そのスイッチ素子どうしの間の角度位置に感圧導電ゴムがそれぞれ配されたものとすると共に、傾倒動作可能に保持されている一つの操作釦で上記各スイッチ素子が個別に押圧可能に構成され、上記操作釦への傾倒操作で上記所定のスイッチ素子の状態遷移がなされ、その後の上記操作釦への継続する傾倒操作で、上記所定のスイッチ素子の両隣に配された感圧導電ゴムが圧縮される構成とされた請求項１記載の複合スイッチ。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１５９５１２（Ｐ２００８−１５９５１２Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４９１７５（Ｐ２００６−３４９１７５）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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