CN102543547B - 多方向输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在通过环状弹性部件的复位力使操作部复位的装置中能够实现薄型化的多方向输入装置。本发明的多方向输入装置具备:形成开口部(23)的外壳;移动部件(12),设有通过开口部(23)向外部突出的操作部(2)并具有在外壳内在平面方向上滑移的活动部(41);检测机构,检测移动部件(12)的滑移;以及盘簧(13),围住活动部(41)地被支承在外壳内,并使活动部(41)复位到初始位置。而且,检测机构包括导电图案、以及设有随着活动部(41)的滑移在导电图案上滑动的滑动件(65)的滑块(16)、(17),并将滑块(16)、(17)配设在盘簧内侧。
Description
技术领域
本发明涉及一种多方向输入装置,尤其是涉及在手机装置和游戏机控制器等的方位输入操作上适用的多方向输入装置。
背景技术
目前公知的是能够通过操作体的滑动操作进行多方向方位输入的多方向输入装置(例如,参照专利文献1)。该多方向输入装置具有,形成了上下2个空洞部的双层结构外壳。在操作体的操作部从形成在外壳上表面的开口部向外部突出的状态下,在上侧的空洞部配置操作体的凸缘状活动部。而且,为了使操作体作为环状弹性部件自动复位,在活动部的外周安装了被组装于上侧空洞部内的环状盘簧。
在下侧空洞部内设有,检测操作体的操作方向以及操作量的检测机构。当操作操作体时,活动部抵抗环状盘簧的收缩力在外壳内滑动,并通过活动部使环状盘簧从内侧张开。在这种状态下解除对操作体的操作时,通过环状盘簧的复位力使操作体回到原来位置。如上所述,多方向输入装置具有通过操作体的滑动输入操作方向以及操作量而且通过环状盘簧的复位力使操作体自动复位的结构。
专利文献1(日本):特开2005-310670号公报
近几年随着电子设备的小型化,出现了多方向输入装置的薄型化要求。但是,在上述专利文献1所述的多方向输入装置中,因为外壳形成了具有上下2个空洞部的双层结构,所以很难满足薄型化要求。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而提出的,其目的在于,提供一种在通过环状弹性部件的复位力使操作体复位的装置中能够实现薄型化的多方向输入装置。
本发明的多方向输入装置,其特征在于,具备:外壳,形成有开口部;移动部件,通过上述开口部露出一部分并具有在上述外壳内在平面方向上滑移的活动部;检测机构,检测上述移动部件的滑移;以及环状弹性部件,在上述外壳内被支承为围住上述活动部并使上述活动部复位到初始位置,而且,上述检测机构包括与上述移动部件相对置地设置的导电图案以及设有随着上述活动部的滑移而在上述导电图案上滑动的滑动件的滑块,并且上述滑块被配设在上述环状弹性部件的内侧。
根据上述结构,因为将设有滑动件的滑块配设在环状弹性部件的内侧,因此滑块的厚度尺寸在环状弹性部件的内侧空间被吸收。从而,不需要在外壳内设有与存放环状弹性部件的空间不同的其他滑块存放空间,而能够实现多方向输入装置的薄型化。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述导电图案俯视时被设在上述环状弹性部件的内侧。
根据上述结构,因为导电图案俯视时被配设在环状弹性部件的内侧,所以能够将设有在导电图案滑动的滑动件的滑块顺利地配设在环状弹性部件的内侧。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,具备被设定为相对于上述外壳固定并从内周侧支承上述环状弹性部件的支承部件,上述导电图案具有第1导电图案以及第2导电图案,上述滑块具有与上述第1导电图案相对应的第1滑块以及与上述第2导电图案相对应的第2滑块,在上述支承部件上形成能够使上述第1滑块以及上述第2滑块滑移地保持的贯穿部,上述移动部件与上述第1滑块以及上述第2滑块卡合,使上述第1滑块以及上述第2滑块沿着上述贯穿部驱动。
根据上述结构,因为卡合了移动部件和第1滑块以及第2滑块,所以能够向第1滑块以及第2滑块可靠地传达移动部件的滑动动作,能够沿着贯穿部圆滑地驱动第1滑块以及第2滑块。而且,当移动部件向一个方向移动时,通过支承部件卡止环状弹性部件的另一个方向侧,因此能够以简单结构通过环状弹性部件的收缩力使移动部件复位到初始位置。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述移动部件在上述活动部的与上述第1滑块以及上述第2滑块相对置的对置面上具有向互相正交的2个方向延伸的第1槽部以及第2槽部,上述第1滑块具有往上述第1槽部插入的突出部,上述第2滑块具有往上述第2槽部插入的突出部,而且通过在上述第1槽部以及上述第2槽部内分别使上述第1滑块的突出部以及上述第2滑块的突出部插入,使上述移动部件和上述第1滑块以及上述第2滑块各自可相对移动地卡合。
根据上述结构,就能够可靠地卡合移动部件和第1滑块以及第2滑块。而且,因为槽部向互相正交的2个方向延伸,所以通过使移动部件向第1槽部的延伸方向滑动,能够只驱动通过第2槽部卡合的第2滑块,并且通过使移动部件向第2槽部的延伸方向滑动,能够只驱动通过第1槽部卡合的第1滑块。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述第1槽部以及上述第2槽部在上述移动部件上分别平行延伸而形成有2个,而且在上述第1滑块以及上述第2滑块上分别设有2个上述突出部。
根据上述结构,因为第1滑块以及第2滑块分别与移动部件在2处卡合,所以能够控制第1滑块以及第2滑块在滑移时的摇晃并沿着贯穿部圆滑地驱动。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述第1导电图案以及上述第2导电图案在分别与沿互相正交的2个方向延伸的上述第1槽部以及上述第2槽部交叉的方向并列延伸。
根据上述结构,能够在确保移动部件滑移规定量的情况下缩短第1导电图案以及第2导电图案的延伸长度。因此,能够提高外壳内的空间利用率,从而能够实现多方向输入装置的小型化。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述第1导电图案以及上述第2导电图案沿着上述第1槽部和上述第2槽部之间的中间角度的方向延伸。
根据上述结构,能够进一步提高外壳内的空间利用率,从而能够实现多方向输入装置的小型化。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,具备了限制上述移动部件的平面方向上旋转移动的限制部件。
根据上述结构,因为移动部件在平面方向上的旋转移动受到了限制,所以提高了多方向输入装置的操作性。而且,因为移动部件的旋转移动受到了限制,所以限制了移动部件的旋转动作通过卡合部分被传达到滑块,因此能够防止滑块在导电图案上的位置错位。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,在上述外壳的形成了上述开口部的顶板上设有往上述外壳内突出的突堤部,而且上述限制部件被配置在上述顶板和上述移动部件之间,限制上述环状弹性部件向上述顶板侧移动,而且上述突堤部在上述顶板上形成于如下位置上,该位置是在上述移动部件处在初始位置的状态下该突堤部经由上述限制部件与上述环状弹性部件相对的位置。
根据上述结构,通过形成在外壳的突堤部,通过限制部件可靠地控制环状弹性部件向顶板侧移动(向上移动),而不会发生环状弹性部件从支承部件脱落。从而,环状弹性部件的收缩力适当地作用到移动部件上,因此不会使多方向输入装置的操作性恶化。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述检测机构具有分别设有上述滑动件的3个以上的上述滑块,而且上述3个以上的滑块从内周侧支承上述环状弹性部件并形成在上述移动部件处于初始位置的状态下可存放上述活动部的凹状部,对应上述3个以上的滑块设有3个以上的述导电图案,上述移动部件通过从上述凹状部的内侧将上述活动部推向上述滑块来驱动上述滑块。
根据上述结构,通过将被存放于凹状部内的活动部推向滑块,能够向滑块传达移动部件的滑动动作。而且,通过移动部件向一个方向移动来驱动滑块时,通过剩余滑块来卡止环状弹性部件的另一个方向侧,从而能够以简单的结构通过环状弹性部件的收缩力使移动部件恢复初始位置。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述外壳具有形成了上述开口部的顶板,而且上述3个以上滑块在支承上述环状弹性部件内周侧的支承面设置了限制上述环状弹性部件向上述顶板侧移动的限制部。
根据上述结构,通过设在支承面上的限制部,使环状弹性部件向顶板侧的移动(向上移动)受到限制,从而能够防止环状弹性部件从滑块脱落。因此,环状弹性部件的收缩力将适当地作用到移动部件上,所以不会使多方向输入装置的操作性恶化。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述外壳设有分别引导上述3个以上的滑块滑移的槽部,而且上述3个以上的滑块分别具有插入上述槽部内的突出部。
根据上述结构,通过滑块的突出部在外壳的槽部穿通,能够圆滑地沿着槽部引导滑块的移动。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,上述3个以上的滑块是4个滑块,而且上述滑动件将接触上述导电图案的接点部设在靠近上述环状弹性部件中心的位置上。
根据上述结构,通过4个滑块能够良好地进行移动部件向4个方向的滑移。而且,因为将滑动件的接点部设在靠近环状弹性部件中心的位置上,所以与将接点部设在靠近环状弹性部件外侧的位置上的结构相比,能够相近配置与各滑块对应的4个导电图案。
而且,本发明之上述多方向输入装置的特征在于,具备限制上述移动部件在平面方向的旋转移动的限制部件。
根据上述结构,因为使移动部件在平面方向的旋转移动受到了限制,所以能够提高多方向输入装置的操作性。
根据本发明,通过将检测机构的滑块配置在环状弹性部件的内侧,在用环状弹性部件的复位力使移动部件复位的装置中,能够实现多方向输入装置的薄型化。
附图说明
图1为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是多方向输入装置的立体图。
图2为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是从多方向输入装置的上面侧俯视的分解立体图。
图3为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是从多方向输入装置的下面侧仰视的分解立体图。
图4为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是检测结构外围的分解立体图。
图5为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是挠性基板导电图案的说明图。
图6为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是移动部件和第1、第2滑块之间连接结构的说明图。
图7为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是剖视多方向输入装置时的动作说明图。
图8为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第1实施方式的图,是俯视多方向输入装置时的动作说明图。
图9为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第2实施方式的图,是多方向输入装置的立体图。
图10为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第2实施方式的图,是从多方向输入装置的上面侧俯视的分解立体图。
图11为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第2实施方式的图,是从多方向输入装置的下面侧仰视的分解立体图。
图12为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第2实施方式的图,是挠性基板导电图案的说明图。
图13为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第2实施方式的图,是剖视多方向输入装置时的动作说明图。
图14为,表示本发明所涉及多方向输入装置的第2实施方式的图,是俯视多方向输入装置时的动作说明图。
图中标记
1、81多方向输入装置,2、108操作部,3、82盖体(外壳),4、83外壳本体(外壳),11、86限制部件,12、87移动部件,13、89盘簧(环状弹性部件),14支承壳体(支承部件),15、84挠性基板,16第1滑块,17第2滑块,23、92开口部,24突堤部,41、109活动部,46第1槽部,47第2槽部,52长孔(贯穿部),61卡合销(突出部),62、111支架,63、112滑动片,65、116滑动件,71、121电阻体图案(导电图案),72、122集电体图案(导电图案),73、123布线图案(导电图案),74、124电极,85安装板(外壳),88滑块,105槽部,113保持面(限制部),114凹状部,115突出部
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的第1实施方式。本实施方式所涉及到的多方向输入装置例如被用于手机装置和游戏机控制器等的方位输入操作。另外,关于本实施方式所涉及到的多方向输入装置的用途,并不受限于上述情况,而是能够做出适当变更。
参照图1至图4来说明多方向输入装置的整体结构。图1为本发明的第1实施方式所涉及到的多方向输入装置的立体图。图2为,从本发明的第1实施方式所涉及到的多方向输入装置的上面侧俯视的分解立体图。图3为,从本发明的第1实施方式所涉及到的多方向输入装置的下面侧仰视的分解立体图。图4为,本发明的第1实施方式所涉及到的检测结构外围的分解立体图。而且,在下面的说明中,沿着外壳的相对置的2个边的方向设为X轴方向,沿着剩余2个边的方向设为Y轴方向。
如图1至图3所示,本实施方式所涉及到的多方向输入装置1通过操作具有凸耳部功能的操作部2能够进行多向输入,并且在由盖体3以及外壳本体4来形成的外壳内收纳各种结构零部件而构成。操作部2为了可接受用户的滑动操作而露出于外壳外,而且为了可传达滑动操作而连接到外壳内的各种结构零部件。
盖体3以不锈钢等金属板材形成使下表面开口的扁平盒形状,并具有俯视时为矩形形状的顶板部21以及从顶板部21的四个边向下方弯曲的侧板部22。在顶板部21的中央形成连通外壳内外的圆形状开口部23。在顶板部21上的开口部23周围设有向外壳内侧突出的环状突堤部24。在盖体3四个角落的一对侧板部22以及顶板部21上形成用于与外壳本体4结合的卡止孔25。
外壳本体4形成使上表面开口的扁平盒形状,并在由液晶聚合物等树脂材料形成的框状部31镶嵌成形由不锈钢等金属板材形成的底板部32。在框状部31的外侧面设置卡止部33来对应盖体3的卡止孔25。通过用卡止部33来卡止卡止孔25,外壳本体4以及盖体3被按扣结合而成为一体。框状部31的内周面在俯视时的形状为圆形状,并且通过外壳本体4和盖体3的结合,形成俯视时为圆形状的扁平空间。
在具有上述结构的外壳内扁平空间安装了限制部件11、移动部件12、盘簧13以及支承壳体14。限制部件11为在中央形成了长孔28的金属板,并且被配置在盖体3和移动部件12之间。活动部件12使用于安装操作部2的安装部43通过限制部件11的长孔28以及盖体3的开口部23向外壳外突出。而且,移动部件12在限制部件11的下方被配置为使圆板状活动部41能够向平面方向(沿着顶板部21板面的方向)滑动动作。支承壳体14形成了一对长孔52,并且被固定安装在外壳本体4的底板部32。
在支承壳体14的内侧配置了形成导电图案的挠性基板15,在各导电图案上配置了沿着一对长孔52进行滑动动作的第1、第2滑块16、17。而且,活动部41以及支承壳体14的外周形状俯视时成为大致相同的圆形形状,并且在非操作状态下,外周面共面。作为环状弹性部件的环状盘簧13是连接规定长度的盘簧两端的钩(附图中没有显示)等而形成的,并且内周直径比活动部41以及支承壳体14的外周直径还要小。盘簧13张开安装到活动部41以及支承壳体14的外周面。另外,在图2等中,简化盘簧13以环状予以表示。下面将说明被配置在外壳内扁平空间的各结构部件结构。
限制部件11由不锈钢等金属板材料来构成,并具有向与外壳相对置的2个边延伸的矩形状平板部26以及从平板部26向外壳的剩余2个边延伸的半圆状按压部27。在限制部件11的中央形成向平板部26的延伸方向(X轴方向)延伸的长孔28。长孔28将移动部件12的后述阶梯部42向延伸方向引导,而且还限制移动部件12相对于限制部件11的旋转动作。平板部26长度方向的两端沿着框状部31的外侧面向下弯曲,并构成将限制部件11向与长孔28的延伸方向正交的方向(Y轴方向)引导的一对导向片29。一对导向片29限制限制部件11相对于外壳本体4的旋转动作。从而,通过限制部件11限制移动部件12相对于外壳本体4进行旋转动作。
按压部27位于被安装于活动部41以及支承壳体14的外周面上的盘簧13之上方,限制盘簧13向上移动(向上方侧移动)即向顶板部21侧移动。按压部27的上表面抵接于被设在外壳的顶板部21上的突堤部24,防止限制部件11相对于移动部件12进行浮动。因此,能够用突堤部24通过按压部27可靠地限制盘簧13向上移动,从而在移动部件12进行滑移动作时不会使盘簧13从支承壳体14脱落。而且,通过用突堤部24在顶板部21和限制部件11之间设有间隙,即使假如润滑油进入间隙,也不会发生顶板部21和平板部26的粘接性(贴紧性)降低而给操作性带来影响的情况。
移动部件12由聚甲醛等树脂材料来构成,并具有外形构成圆形状的板状(在本实施方式中为圆板状)活动部41、从活动部41的上表面仅突出一点点的长条状的阶梯部42以及从阶梯部42的上表面向上方突出的安装部43。安装部43插通限制部件11的长孔28以及盖体3的开口部23,并通过开口部23向外部突出而露出。在安装部43的突出端侧,在中央的铆接销44的四方设有定位部45。在被安装于安装部43上的操作部2对应铆接销44形成了销孔37,而对应定位部45形成了定位孔38。因为定位部45插通定位孔38,而插通销孔37的铆接销44被铆接,所以操作部2以被定位的状态被固定在移动部件12上。另外,在图2中,铆接销44以铆接之后的形状来作出了表示。在本实施方式中,将被设在移动部件12上的操作部2用与移动部件12不同的部件来构成,但是当操作部2小于开口部23时,以与移动部件12相同的部件构成被设在移动部件12上的操作部也可以。
在操作部2的上表面形成了俯视时为圆形状的凹状部39。在凹状部39,通过双面胶6粘贴了圆板状的盖7。用该盖7来遮盖移动部件12和操作部2之间的安装部分,从而能够使用户看起来操作部2和移动部件12成为一体。
阶梯部42形成为其宽度尺寸适合限制部件11的长孔28的宽度尺寸,形成为其长度尺寸比限制部件11的长孔28的长度尺寸短。因此,通过阶梯部42进入长孔28内,限制移动部件12相对于限制部件11的旋转动作。而且,如上所述,沿着框状部31的外侧面设置限制部件11的一对导向片29。因此,移动部件12在旋转力被施加的情况下,一对导向片29抵接框状部31的外侧面,使旋转动作受到限制。通过长孔28和阶梯部42引导移动部件12能够向X轴方向移动,并且通过一对导向片29和框状部31的外侧面引导移动部件12能够向Y轴方向移动。如上所述,用限制部件11限制移动部件12的旋转动作,同时使移动部件12向平面方向(沿着XY平面的任意方向)滑移。
在活动部41的下表面并列设有一对L字状槽部,该槽部由向X轴方向延伸的第1槽部46以及向Y轴方向延伸的第2槽部47来构成。被设在第1滑块16上的一对卡合销61插入一对第1槽部46。被设在第2滑块17上的一对卡合销61插入一对第2槽部47。通过在第1、第2槽部46、47插入由第1、第2滑块16、17的凸起构成的卡合销61,移动部件12与第1、第2滑块16、17卡合。另外,第1、第2槽部46、47贯穿形成也可以。
如上所述,盘簧13连接具有规定长度的盘簧的两端而形成为环状,并且张开一点点被安装到活动部41以及支承壳体14的外周面。而且,在剖视时,盘簧13以向平面方向(沿着XY平面的方向)可弹性变形的状态被夹设在外壳的内底面即底板部32和限制部件11(按压部27)之间(参照图7)。此时,在外壳内滑动的活动部41从内侧支承盘簧13的上部侧(上半部),被固定在外壳上的支承壳体14从内侧支承盘簧13的下部侧(下半部)。在这种状态下,当活动部41滑动使盘簧13的一个方向侧张开时,盘簧13的另一个方向侧被支承壳体14卡止。从而,盘簧13的收缩力对活动部41起作用,使移动部件12(活动部41)复位到初始位置。另外,所谓“初始位置”是指,活动部41以及支承壳体14的外周面形成一个平面使双方上下重叠的位置。
如图4(a)、(b)所示,作为支承部件的支承壳体14以聚对苯二甲酸丁二醇酯等树脂材料形成开放了下表面的筒状。在支承壳体14的上面部51平行形成一对长孔52,该长孔52由引导第1、第2滑块16、17的驱动的贯穿部构成。在上面部51的四方形成定位孔53,该定位孔53决定支承壳体14对外壳本体4底板部32的位置。而且,在上面部51的背面中央设有突出部54,该突出部54与定位孔53一起决定支承壳体14对底板部32的位置。
在由聚甲醛等树脂材料形成的支架62上压入由磷青铜等导电金属材料形成的滑动片63,构成第1、第2滑块16、17。滑动片63形成俯视时为大致矩形状的形状,并具有将沿着滑动方向的2个边弯曲成L字状而形成的一对卡合片64。而且,滑动片63具有一对滑动件65,该滑动件65具有从与滑动方向正交的一个边折回到背面侧的悬臂弹簧形状。通过对支架62从上方压入,安装滑动片63。在支架62上形成一对插通孔66,在该一对插通孔66中插通被安装于支架62上表面上的滑动片63的一对滑动件65。一对滑动件65通过一对插通孔66从支架62的下表面侧露出。在支架62的滑动方向的前方以及后方设有卡合销61,该卡合销61插通被形成在活动部41背面上的第1、第2槽部46、47。
第1、第2滑块16、17被配置在支承壳体14的一对长孔52内。在支承壳体14中,沿着各长孔52长度方向的边缘部分55的背面侧仅凹陷一点点而形成阶梯状。通过一对卡合片64与支承壳体14的边缘部分55卡合,第1、第2滑块16、17可滑动地被支承壳体14保持。在这种情况下,通过被设在支架62四个角落上的导向部67抵接于支承壳体14的绝缘部55,在限制滑动片63和支承壳体14的边缘部分55之间接触的状态下,引导第1、第2滑块16、17的驱动。另外,采用第1、第2滑块16、17的卡合销61、卡合片64以及导向部67分别被设在支架62上的结构也可以,采用被设在滑动片63的结构也可以。
在挠性基板15上设有2组由电阻体图案71以及集电体图案72成为一个组的导电图案。电阻体图案71以及集电体图案72与支承壳体14的一对长孔52相对应(相对置)而形成。第1、第2滑块16、17一边使一侧的滑动件65在电阻体图案71上滑动并且使另一侧的滑动件65在集电体图案72上滑动,同时沿着一对长孔52被驱动。因此,集电体图案72以及电阻体图案71通过第1、第2滑块16、17的滑动片63被导通。
挠性基板15通过双面胶8被粘贴在外壳本体4的底板部32。在这种情况下,在挠性基板15以及双面胶8上分别对应支承壳体14的定位孔53形成定位孔56、57,并形成使支承壳体14的突出部54插通的插通孔58、59。
回到图2,在外壳本体4的底板部32,对应支承壳体14、挠性基板15以及双面胶8的定位孔53、56、57,切立了定位片34。而且,在外壳本体4的底板部32形成使支承壳体14的突出部54插通的插通孔35。根据上述结构,支承壳体14以及挠性基板15对底板部32以定位状态被固定。即,比形成了设有电阻体图案71以及集电体图案72的挠性基板15的圆形状的基部、支承壳体14以及双面胶8还小。而且,通过从挠性基板15的上述基部向外周侧露出的部分的双面胶8,支承壳体14的外周壁(端面)被粘贴在底板部32,使支承壳体14和外壳本体4成为一体。通过该支承壳体14以及挠性基板15的定位片34的定位,长孔52、电阻体图案71以及集电体图案72的各延伸方向与构成矩形状(略正方形形状)的外壳的对角线平行。
在该多方向输入装置1中,在盘簧13的内侧空间配置支承壳体14、第1、第2滑块16、17以及挠性基板15。从而,使盘簧13的内侧空间吸收支承壳体14、第1、第2滑块16、17以及挠性基板15的厚度尺寸(参照图7)。因此,将外壳形成为扁平盒形状,从而能够实现多方向输入装置1的薄型化。
将参照图5说明被设在挠性基板上的导电图案。图5为本发明的第1实施方式所涉及到的挠性基板上的导电图案的说明图。
如图5所示,在挠性基板15之上形成电阻体图案71a和71b、集电体图案72a和72b以及布线图案73a至73d。电阻体图案71a、71b由被印刷在挠性基板15之上的碳素层形成。电阻体图案71a、71b两端的电极74a、74b,由在被印刷在挠性基板15之上的银层之上再印刷碳素层而形成。集电体图案72a、72b,由在被印刷到挠性基板15之上的银层之上再印刷保护用碳素层而形成。由电阻体图案71a、71b以及集电体图案72a、72b构成的2组导电图案与外壳的1个对角线相平行地配置。
在电阻体图案71a、71b的两端(电极74)以及集电体图案72的一端分别与布线图案73a-73d连接。各布线图案73a-73d与集电体图案72a、72b同样,具有银层和保护用碳素层的双层结构。各布线图案73a-73d从挠性基板15的略圆形状基部延伸到带状连接部分75的前端部76。连接部分75的前端部76具有作为与手机等电子设备连接的连接端子的功能。各布线图案73a-73d为了防止带电部分露出以及进行保护,除了前端侧之外,被绝缘性保护层覆盖。另外,使连接部分75穿过被设在外壳本体4的底板部32上的狭缝,被引出到外壳本体4的外部(底板部32的背面侧)(参照图7)。
在电阻体图案71a、71b的一端连接了电源电压Vdd的输入用布线图案73a。在电阻体图案71a、71b的另一端连接了用于接地的布线图案73c。在集电体图案72a的一端连接用于信号输出的布线图案73d。在集电体图案72b的一端连接用于信号输出的布线图案73b。电阻体图案71a以及集电体图案72a通过第1滑块16的滑动片63导通。电阻体图案71b以及集电体图案72b通过第2滑块17的滑动片63导通。此时,可根据第1、第2滑块16、17的滑动位置使电阻体图案71的电阻值改变。
第1、第2滑块16、17根据移动部件12在XY平面上的滑动动作而驱动。集电体图案72a输出与移动部件12的滑动动作的Y轴方向成分相应的信号。集电体图案72b输出与移动部件12的滑动动作的X轴方向成分相对的信号。而且,通过合成处理与移动部件12的滑动动作的Y轴方向成分以及X轴方向成分相对的信号,检测移动部件12的滑动方向以及滑动量。
将参照图6说明移动部件和第1、第2滑块之间的连接结构。图6为本发明之第1实施方式所涉及到的移动部件和第1、第2滑块之间连接结构的说明图。另外,在图6中为了便于说明,省略了盖体以及限制部件,而且用虚线来表示移动部件。
如图6(a)所示,在环状盘簧13的内侧配置支承壳体14以及移动部件12的活动部41。在活动部41的背面并列形成由第1槽部46以及第2槽部47构成的一对L字状槽部。第1滑块16的一对卡合销61插通向X轴方向延伸的一对第1槽部46,第2滑块17的一对卡合销61插通向Y轴方向延伸的一对第2槽部47。第1、第2滑块16、17被配置于支承壳体14的一对长孔52,并可沿着长孔52驱动地被保持。在第1、第2滑块16、17的下方,对应支承壳体14的一对长孔52形成电阻体图案71以及集电体图案72。即,通过支承壳体14(长孔52),以与移动部件12的活动部41相对置的状态,配设电阻体图案71以及集电体图案72。
在这种状态下,通过活动部41向平面方向滑移,使第1、第2滑块16、17沿着一对长孔52倾斜驱动。此时,通过由一对卡合销61分别插通第1、第2槽部46、47,使第1、第2滑块16、17与活动部41在2个部分卡合。从而,控制了第1、第2滑块16、17在驱动时的颤动,使第1、第2滑块16、17在电阻体图案71以及集电体图案72上被圆滑地驱动。而且,电阻体图案71以及集电体图案72向相对于第1、第2槽部46、47的延伸方向以略45度交叉的方向延伸。即,构成导电图案的电阻体图案71以及集电体图案72沿着在俯视时为第1槽部46的延伸方向和第2槽部47的延伸方向之间的中间角度的方向延伸。
因此,能够使电阻体图案71以及集电体图案72的延伸长度成为最短。具体地为,如图6(b)所示,导电图案和槽部之间的交叉角度为45度的情况和为30度的情况相比,使活动部41向Y轴方向只滑动L1所需的导电图案的延伸长度,在交叉角度为45度(L3)时短于交叉角度为30度(L2)时。因此,能够在环状盘簧13的内侧有效地配置电阻体图案71以及集电体图案72,并且最能提高外壳内的空间使用率。因为能够提高外壳内的空间使用率,所以能够实现多方向输入装置1的小型化。
而且,因为在移动部件12向X轴方向以及Y轴方向移动时驱动第1、第2滑块16、17中的任意一个,所以容易处理信号。另外,在本实施方式中,采用了长孔52、电阻体图案71、集电体图案72与第1、第2槽部46、47的延伸方向以45度交叉的结构,但是并不受限于该结构。
例如,如图6(c)所示,采用电阻体图案71以及集电体图案72与第1、第2槽部46、47的延伸方向正交的结构也可以。在该结构中,在环状盘簧13的内侧将电阻体图案71以及集电体图案72配置成L字状。为了将电阻体图案71以及集电体图案72配置在环状盘簧13的内侧,必须加大盘簧13内周直径的尺寸。因此,与图6(a)的结构相比,外壳内的空间使用率降低,所以很难实现多方向输入装置1的小型化。
而且,如图6(d)所示,采用电阻体图案71以及集电体图案72与第1、第2槽部46、47的延伸方向以略45度以外的角度倾斜交叉的结构,也可以。在该结构中,因为如图6(b)所示的交叉角度关系,与交叉角度为45度的情况相比,必须加长电阻体图案71以及集电体图案72的延伸长度。因此,与图6(a)的结构相比,降低外壳内的空间使用率,所以很难实现多方向输入装置1的小型化。在这种情况下,可以采用以交叉角度成为大致45度的方式使第1、第2槽部46、47相对于X轴方向以及Y轴方向倾斜的结构,但是当移动部件12向X轴方向以及Y轴方向移动时,第1、第2滑块16、17两者都驱动,所以信号处理变复杂。
将参照图7以及图8说明多方向输入装置的动作。图7为将本发明之第1实施方式所涉及到的多方向输入装置垂直切断之后剖视时的动作说明图。图8为俯视本发明之第1实施方式所涉及到的多方向输入装置时的动作说明图。另外,在图8中,为了便于说明,省略盖体、限制部件,并且用虚线表示移动部件。
下面将说明剖视时的多方向输入装置1的动作。如图7(a)所示,在操作部2的非操作状态下,移动部件12位于外壳略中央的初始位置。在这种情况下,移动部件12的活动部41通过盘簧13的收缩力而处在相对于支承壳体14的初始位置上。在这种非操作状态下,通过被设在盖体3顶板部21上的突堤部24,将限制部件11推向移动部件12的活动部41。而且,突堤部24隔着限制部件11的按压部27与盘簧13相对置,并且可靠地防止在非操作状态下盘簧13向上移动。
而且,如图7(b)所示,当从该非操作状态开始向一个方向侧(图示右方向)操作操作部2时,活动部41抵抗盘簧13的收缩力向一个方向滑移(平面移动)。通过活动部41的滑移,盘簧13被位于另一个方向侧(图示左方向)的支承壳体14卡止,而且通过位于一个方向侧的活动部41的滑移而张开。此时,用顶板部21的突堤部24以及限制部件11的按压部27,限制位于盘簧13另一个方向上的部分(另一端侧)的向上的移动,从而使其不从支承壳体14脱落。因此,不会如图7(c)所示的不具备按压部27的限制部件11那样使盘簧13从支承壳体14脱落而与限制部件11的端面抵接。从而,能够使盘簧13的收缩力适当地对移动部件12起作用,从而能够提高操作部2的操作性。
当解除对操作部2的操作时,通过盘簧13的收缩力,相对于一个方向侧的支承壳体14将活动部41向另一个方向侧拉回。而且,通过盘簧13的收缩力,使活动部41的外周面处在与支承壳体14的外周面成为一个平面的位置上,移动部件12复位到初始位置。
接着,将说明俯视时的多方向输入装置1的动作。如图8(a)所示,在操作部2的非操作状态下,移动部件12的活动部41位于外壳本体4的略中央的初始位置。在这种情况下,通过盘簧13的收缩力,将活动部41的位置定在与支承壳体14相重叠的位置。第1滑块16的一对卡合销61位于一对第1槽部46的X轴方向的中间,第2滑块17的一对卡合销61位于一对第2槽部47的Y轴方向的中间。而且,第1、第2滑块16、17位于支承壳体14一对长孔52的延伸方向中间。
如图8(b)所示,当向X轴方向(图示左方向)操作操作部2时,活动部41抵抗盘簧13的收缩力从初始位置向X轴方向滑动。因为第1槽部46向X轴方向延伸,所以活动部41向X轴方向的滑动动作不会通过卡合销61传达到第1滑块16。因此,活动部41向X轴方向移动时,第1滑块16不会被驱动。
另一方面,因为第2槽部47向Y轴方向延伸,所以活动部41向X轴方向的滑动动作,通过第2槽部47和卡合销61之间的抵接,传达到第2滑块17。通过滑动动作的传达,沿着长孔52向倾斜方向(图示左下方向)驱动第2滑块17。如上所述,当移动部件12向X轴方向移动时,只有对应第2滑块17的电阻体图案71的电阻值可变。
此时,盘簧13在略一半部分被支承壳体14支承的状态下,通过活动部41的滑动动作向滑动方向即X轴方向张开。因此,盘簧13从俯视时为圆形的形状变形成X轴方向形成长轴的俯视时为略椭圆形的形状(江户时代的金币形状)。在这里,在变形盘簧13中,不仅移动部件12被滑动操作的一侧,包括被支承壳体14支承的部分在内的整体延伸而弹性变形。而且,当解除对移动部件12的操作时,活动部41被盘簧13的收缩力推回。通过上述方式,移动部件12自动复位到图8(a)所示的初始位置。
如图8(c)所示,当向Y轴方向(图示上侧方向)操作操作部2时,活动部41抵抗盘簧13的收缩力从初始位置向Y轴方向滑动。因为第2槽部47向Y轴方向延伸,所以活动部41向Y轴方向的滑动动作不会通过卡合销61传达到第2滑块17。因此,在活动部41向Y轴方向移动时,第2滑块17不会驱动。
另一方面,因为第1槽部46向X轴方向延伸,所以活动部41向Y轴方向的滑动动作通过第1槽部46和卡合销61的抵接传达到第1滑块16。通过滑动动作的传达,沿着长孔52向倾斜方向(图示右上方向)驱动第1滑块16。如上所述,在移动部件12向Y轴方向移动时,只有对应第1滑块16的电阻体图案71的电阻值可变。
此时,盘簧13在略一半部分被支承壳体14支承的状态下,通过活动部41的滑动动作向滑动方向即Y轴方向张开。因此,盘簧13从俯视时为圆形的形状被变形成Y轴方向成为长轴的俯视时为略椭圆形的形状(江户时代的金币形状)。而且,当解除对移动部件12的操作时,活动部41被盘簧13的收缩力推回。通过上述方式,移动部件12自动复位到图8(a)所示的初始位置。
如图8(d)所示,当向倾斜方向(图示左上方向)操作操作部2时,活动部41抵抗盘簧13的收缩力从初始位置向倾斜方向滑动。因为第1槽部46向X轴方向延伸,所以活动部41向倾斜方向的滑动动作通过第1槽部47和卡合销61的抵接,传达到第1滑块16。通过滑动动作的传达,沿着长孔52向倾斜方向(图示右上方向)驱动第1滑块16。
而且,因为第2槽部47向Y轴方向延伸,所以活动部41向倾斜方向的滑动动作通过第2槽部47和卡合销61的抵接,传达到第2滑块17。通过滑动动作的传达,将沿着长孔52向倾斜方向(图示左下方向)驱动第2滑块17。如上所述,当移动部件12向倾斜方向移动时,对应第1、第2滑块16、17的电阻体图案71的电阻值可变。
此时,盘簧13以略一半部分被支承壳体14支承的状态下,通过活动部41的滑动动作向滑动方向即倾斜方向张开。因此,盘簧13从俯视时为圆形的形状将变形成倾斜方向成为长轴的俯视时为大致椭圆形的形状(硬币形状)。而且,当解除对移动部件12的操作时,活动部41被盘簧13的收缩力推回。通过上述方式,移动部件12自动复位到图8(a)所示的初始位置。
在该移动部件12的滑动动作中,移动部件12的旋转动作被限制部件11限制。因此,在对移动部件12施加旋转力时,移动部件12的旋转动作被限制部件11限制,所以不会给第1、第2滑块16、17传达旋转力。因为旋转力不会被传达到第1、第2滑块16、17,所以能够控制第1、第2滑块16、17在电阻体图案71上以及集电体72上错位。从而,因为移动部件12的滑动动作准确地被转换成第1、第2滑块16、17的驱动量,所以能够防止多方向输入装置1的检测精度降低。
如上所述,根据本实施方式所涉及到的多方向输入装置1,因为设有滑动件65的第1、第2滑块16、17被配设在盘簧13的内侧,所以以盘簧13的内侧空间吸收滑块16、17的厚度尺寸。同样,因为形成了电阻体图案71以及集电体图案72的挠性基板15被配置在环状盘簧13的内侧,所以挠性基板15的厚度尺寸在盘簧13的内侧空间被吸收。因此,没有必要在外壳内除了存放盘簧13的空间以外再安排第1、第2滑块16、17以及挠性基板15的存放空间,从而能够实现多方向输入装置1的薄型化。而且,通过采用简单的结构,能够实现可变电阻式检测机构的小型化。
其次将说明本发明的第2实施方式。参照图9至图11说明多方向输入装置的整体结构。图9为本发明之第2实施方式所涉及到的多方向输入装置的立体图。图10为从上面侧俯视本发明之第2实施方式所涉及到的多方向输入装置时的分解立体图。图11为从下面侧仰视本发明之第2实施方式所涉及到的多方向输入装置时的分解立体图。而且,在下面进行说明时,沿着外壳的相对置的2个边的方向定为X轴,沿着剩余2个边的方向定为Y轴方向。
如图9至图11所示,本实施方式所涉及到的多方向输入装置81能够通过操作也作为凸耳部发挥作用的操作部来进行多向输入,并且在由盖体82以及外壳本体83等构成的外壳内收纳各种结构零部件来构成。外壳通过在外壳本体83的上表面上固定盖体82来形成一体。而且,外壳本体83通过夹着挠性基板84与安装板85从下表面侧按扣结合,从而与挠性基板84成为一体。另外,安装板85也与盖体82以及外壳本体83一起构成多方向输入装置81的外壳。
盖体82由不锈钢等金属板材来形成。盖体82的顶板部91形成俯视时为矩形的形状,在中央形成使外壳内外连通的圆形状开口部92。在顶板部91的相对置的2个边设有,沿着外壳本体83的外侧面弯曲的侧板部93。在顶板部91的相对置的剩余2个边上设有,用于与外壳本体83结合的结合板部94。在结合板部94上长度方向的两端部形成用于铆接的销孔95。
外壳本体83以聚乙烯对苯二甲酯等树脂材料来形成使上表面开口的扁平盒形状。在外壳本体83上表面的四个角落形成了插通盖体82的销孔95的铆接销101。通过铆接在销孔95中插通的铆接销101,使外壳本体83和盖体82成为一体。另外,在图10中,铆接销101以铆接后的形状予以表示。在外壳本体83的底面部103形成十字孔102,该十字孔102使挠性基板84在扁平空间内露出。在位于外壳本体83的四方的各外侧面,在其长度方向的两端部设有用于与安装板85结合的卡止部104。另外,在外壳本体83的相对置的2个面的外侧面两端部设有阶梯部,并在该阶梯部之上形成卡止部104。外壳本体83的内周面具有俯视时为圆形的形状,并通过与盖体82结合,形成俯视时为圆形形状的扁平空间。
在具有上述结构的外壳内的扁平空间安装限制部件86、移动部件87、多个(在本实施方式中为4个)滑块88以及盘簧89。限制部件86为在中央形成了长孔97的金属板,并被配置在盖体82和移动部件87之间。移动部件87通过限制部件86的长孔97以及盖体82的开口部92,使与该移动部件87形成为一体的操作部108向外壳外突出。而且,移动部件87将在限制部件86的下方形成圆形状的板状活动部109配置为能够向平面方向(沿着顶板部91板面的方向)滑动。在本实施方式中,向外壳外突出的操作部108具有能够接受用户滑动操作的结构。但是,通过压入等将独立的凸耳部(附图中没有显示)安装于操作部108,使用户滑动操作该凸耳部,也可以。
多个滑块88被配置在移动部件87的活动部109周围。在这种情况下,通过将俯视时为圆形形状的部件以扇形状分割成4个部分来形成多个滑块88,并且通过组合来形成了存放活动部109的凹状部114(参照图14)。连接具有规定长度的盘簧的两端的钩(附图中没有显示)等而形成环状弹性部件即环状盘簧89,并且其内周径小于多个滑块88成为一体的圆形部件的外周径。盘簧89仅张开一点点被安装于多个滑块88的外周面。另外,在图10等中,简化盘簧89以环状来予以表示。而且,在外壳本体83的下表面通过安装板85安装了形成有导电图案的挠性基板84。下面将说明被配置在扁平空间内的各结构部件的结构。
限制部件86以不锈钢等金属板材料来形成俯视时为矩形的形状。在限制部件86的中央形成了向平板部96的延伸方向(X轴方向)延伸的长孔97。长孔97将移动部件87的后述阶梯部107向延伸方向引导,而且限制活动部件87对限制部件86的旋转动作。平板部96的长度方向的两端沿着外壳本体83的外侧面向下弯曲形成一对导向片98,该导向片98向与长孔97的延伸方向正交的方向(Y轴方向)引导限制部件86。一对导向片98限制限制部件86对外壳本体83的旋转动作。通过上述方式,通过限制部件86来限制移动部件87对外壳本体83的旋转动作。
移动部件87由聚甲醛等树脂材料来形成,并具有圆板状活动部109、从活动部109的上表面仅突出一点点的长条状阶梯部107以及从阶梯部107的上表面向上方突出的圆柱状操作部108。操作部108插通限制部件86的长孔97以及盖体82的开口部92,并通过开口部92向外部突出而露出。阶梯部107形成为其宽度尺寸适合限制部件86的长孔97的宽度尺寸,并形成为其长度尺寸比限制部件86的长孔97的长度尺寸短。从而,通过阶梯部107进入长孔97内,限制移动部件87对限制部件86的旋转动作。而且,如上所述,沿着外壳本体83的外侧面设置限制部件86的一对导向片98。
因此,在施加了旋转力的情况下,一对导向片98与外壳本体83的外侧面抵接,限制移动部件87的旋转动作。通过长孔97和阶梯部107,引导移动部件87可向X轴方向移动;通过一对导向片98和外壳本体83的外侧面,引导移动部件87可向Y轴方向移动。如上所述,移动部件87被限制部件86限制旋转动作的同时,向平面方向(沿着XY平面的任意方向)滑移。
如上所述,连接弹簧的两端形成为环状的盘簧89,并张开盘簧89之后安装到多个滑块88的外周面上。此时,多个滑块88被盘簧89的收缩力按压而形成为一体,将凹状部114内的活动部109位置规定在初始位置上。在这种状态下,当向一个方向侧操作活动部109时,盘簧89的一个方向侧被一部分滑块88撑开,盘簧89的另一个方向侧被其他滑块88支承。从而,通过盘簧89的收缩力对活动部109起作用,使移动部件87(活动部109)复位到初始位置。另外,所谓的“初始位置”是指,多个滑块88形成一体而被存放于凹状部114内的位置。
在由聚甲醛等树脂材料来形成的支架(保持部)111下表面,通过铆接或压入由磷青铜等导电金属材料来形成的滑动片112来构成多个滑块88。支架111形成俯视时为扇形的形状,并且径向内侧凹陷形成。通过该凹陷部使多个滑块88成为一体,从而形成了存放活动部109并具有俯视时为略矩形形状的凹状部114(参照图14)。在支架111的外周面形成支承面113,该支承面113在剖视时从厚度方向的中间部分朝向上方弯曲而伸出到径向外侧。沿着圆周方向形成保持面113,并使该保持面113成为支承环状盘簧89内周侧的支承面。
在这种情况下,保持面113覆盖盘簧89的内周侧上部,并设有限制盘簧89朝上(顶板部91侧)移动的限制部。另一方面,盘簧89通过其收缩力对各支架111的保持面113强有力地推压。因此,限制盘簧89从各支架111的保持面113脱落。在支架111的下表面设有轨道状的一对突出部115,该一对突出部115被引导为能够在被形成于外壳本体83的底面部103的一对槽部105上移动。
该一对槽部105沿着被形成于底面部10上的十字孔102向4方延伸。通过轨道状的一对突起部115被一对槽部105引导,使各滑块88从外壳的中央附近朝向外侧直线驱动。而且,一对槽部105限制各滑块88在外壳内的驱动范围,将移动部件87的滑动动作控制在规定范围内。另外,贯穿底面部103形成槽部105也可以,用有底的空穴部形成槽部105也可以。而且,不把轨道状的一对突起部115设在支架111上而设在滑动片112上,也可以。
滑动片112形成俯视时为矩形的形状并具有悬臂弹簧状的一对滑动件116,该滑动件116从靠近外壳外侧的一端向外壳中央折回到背面侧。一对滑动件116接触从底面部103的十字孔102露出的挠性基板84之上的导电图案。具有上述结构的多个滑块88通过与被配置在凹状部114内的活动部109抵接,在导电图案之上驱动。
在挠性基板84上设有4组由电阻体图案121以及集电体图案122成为一组的导电图案。对应(对置)于外壳本体83的十字孔102,如从外壳的内侧向外侧延伸到四方地配置电阻体图案121以及集电体图案122。即,通过十字孔102以及滑块88与移动部件87的活动部109相对置地配置电阻体图案121以及集电体图案122。各滑块88一边使一侧的滑动件116在电阻体图案121上滑动并使另一侧的滑动件116在集电体图案122上滑动,一边沿着十字孔102驱动。因此,集电体图案122以及电阻体图案121通过各滑块88的滑动片122被导通。
此时,因为一对滑动件116的前端侧的接点部位于靠近盘簧89中央的位置,所以与接点部被设在靠近盘簧89外侧的结构相比,能够将对应各滑块88的导电图案相接近配设。而且,挠性基板84通过在外壳本体83的十字孔102的外缘上形成的按压部106,被按压于安装板85。因为按压部106的背面侧按照挠性基板84的表面形状而凹陷进去,所以相对于外壳本体83和安装板85,决定挠性基板84的大致十字形状基部的位置。
安装板85由不锈钢等金属板材料来形成。安装板85的底板部117形成俯视时为矩形的形状,并具有从四个边沿着外壳本体83的外侧面弯曲的侧板部118。而且,在底板部117上设有使挠性基板84的后述连接部分125插通的狭缝,该挠性基板84的大致十字形状的基部由外壳本体83和安装板85夹住。在各侧板部118的长度方向的两端部形成被外壳本体83的卡止部104卡止的卡止孔119。外壳本体83以及安装板85通过卡止部104对卡止孔119的卡止按扣结合而成为一体。另外,限制部件86的导向片98以及盖体82的侧板部93被配设在设有外壳本体83的阶梯部的外侧面和安装板85的底板部118之间(参照图13)。
在该多方向输入装置81,在盘簧89的内侧空间配置了具有滑动片112的多个滑块88。因此,在盘簧89的内侧空间吸收多个滑块88的厚度尺寸(参照图13)。从而,将外壳形成为扁平盒形状,从而能够实现多方向输入装置81的薄型化。
参照图12说明被设在挠性基板上的导电图案。图12为,本发明之第2实施方式所涉及到的挠性基板上的导电图案说明图。
如图12所示,在挠性基板84之上形成电阻体图案121a-121d、集电体图案122a-122d以及布线图案123a-123g。电阻体图案121a-121d由被印刷在挠性基板84之上的碳素层形成。电阻体图案121a-121d两端的电极124a-124d在被印刷在挠性基板84之上的银层上面再印刷碳素层而形成的。集电体图案122a-122d在被印刷在挠性基板84之上的银层上再印刷保护用碳素层而形成的。在挠性基板84之上向十字方向延伸而配置由电阻体图案121a-121d以及集电体图案122a-122d构成的4组导电图案。
在电阻体图案121a-121d的两端(电极124)以及集电体图案122的一端分别连接布线图案123a-123g。各布线图案123a-123g与集电体图案122a-122d同样,形成银层和保护用碳素层的双层结构。而且,各布线图案123a-123g从挠性基板84的略十字状基部延伸到带状连接部分125的前端侧。连接部分125的前端侧具有作为与手机等电子设备连接的连接端子的功能。各布线图案123a-123g为了防止带电部露出以及进行保护,除了前端侧以外,被绝缘性的保护层覆盖。另外,连接部分125穿过被设在安装板85的底板部117上的狭缝,被引出到安装板85的外部(底板部117的背面侧)(参照图13)。
在电阻体图案121a-121d的一端,有用于输入电源电压Vdd的布线图案123c连接。在电阻体图案121a、121b的另一端,有接地用布线图案123a连接。在电阻体图案121c、121d的另一端,有接地用布线图案123e连接。在集电体图案122a的一端,有用于输出信号的布线图案123b连接。在集电体图案122b的一端,有用于输出信号的布线图案123g连接。在集电体图案122c的一端,有用于输出信号的布线图案123f连接。在集电体图案122d的一端,有用于输出信号的布线图案123d连接。
由电阻体图案121a-121d以及集电体图案122a-122d构成的4组导电图案分别通过滑块88的滑动片112被导通。此时,电阻体图案121a-121d的电阻值根据各滑块88的滑动位置发生变化。各滑块88根据移动部件87在XY平面上的滑动动作驱动。集电体图案122a、122c输出与移动部件87滑动动作的Y轴方向成分相应的信号。集电体图案122b、122d输出与移动部件87滑动动作的X轴方向成分相应的信号。而且,通过合成处理与移动部件87滑动动作的Y轴方向成分以及X轴方向成分相应的信号,检测出移动部件87的滑动方向以及滑动量。
参照图13以及图14来说明多方向输入装置的动作。图13为将本发明之第2实施方式所涉及到的多方向输入装置用垂直面来切断之后进行剖视时的动作说明图。图14为俯视本发明之第2实施方式所涉及到的多方向输入装置时的动作说明图。另外,在图14中,为了便于说明,省略盖体、限制部件,并用虚线来表示移动部件。
下面将说明剖视时的多方向输入装置81的动作。如图13(a)所示,在操作部108的非操作状态下,移动部件87位于外壳略中央的初始位置上。在这种情况下,移动部件87的活动部109被盘簧89的收缩力通过多个滑块88对准了初始位置。而且,在剖视时,盘簧89的下端部被外壳的内底面即底面部103支承,并且在盘簧89内周侧的上部侧被滑块88的保持面113保持。如图13(b)所示,当从该非操作状态下向一个方向侧(图示左方向)操作操作部108时,活动部109抵抗盘簧89的收缩力向一个方向滑移(平面移动)。通过活动部109的滑移,盘簧89被位于另一个方向侧(图示右方向)的滑块88卡止,而且被位于一个方向侧的滑块88的驱动(滑移)张开。另外在这里,在位于另一个方向侧(图示右侧)的滑块88上设有的一对突出部115抵接于相对应的槽部105的端面,并限制该滑块88向一个方向侧移动。
此时,盘簧89的位于另一个方向侧的部分(另一端侧)通过滑块88的保持面113使向上移动即向顶板部91侧的移动受到限制,从而不会从滑块88脱落。从而,能够将盘簧89的收缩力适当地作用到移动部件87上,从而能够提高操作部的操作性。当解除对操作部的操作时,活动部109被盘簧89的收缩力通过一个方向侧的滑块88被向另一个方向侧拉回。而且,多个滑块88通过盘簧89的收缩力成为一体而形成凹状部114,并使移动部件87复位到凹状部114内的初始位置。
其次,说明俯视时的多方向输入装置81动作。如图14(a)所示,在操作部108的非操作状态下,移动部件87的活动部109位于外壳本体83略中央的初始位置。在这种情况下,通过盘簧89的收缩力,多个滑块88在外壳本体83的中央形成圆形状部件而成为一体。而且,活动部109被存放于因多个滑块88成为一体而形成的俯视时为略矩形状的凹状部114内。
如图14(b)所示,当向X轴方向(图示右方向)操作操作部108(移动部件87)时,活动部109抵抗盘簧89的收缩力从初始位置向X轴方向滑动。滑块88a被活动部109从凹状部114的内侧抵接,并向外壳本体83的侧壁部被压入。通过活动部109的抵接,沿着一对槽部105向X轴方向(图示右方向)驱动滑块88a。如上所述,在移动部件87向X轴方向(图示右方向)移动时,只有与滑块88a相对应的电阻体图案121的电阻值发生变化。
此时,盘簧89在略一半部分被滑块88b-88d支承的状态下,通过滑块88a的驱动向驱动方向即X轴方向张开。因此,盘簧89从俯视时为圆形的形状变形成X轴方向成为长轴的俯视时为大致椭圆形的形状(江户时代金币的形状)。而且,当解除对移动部件87的操作时,活动部109被盘簧89的收缩力通过滑块88a被推回。通过上述方式,移动部件87自动复位到图14(a)所示的初始位置。在这里,盘簧89不仅是移动部件87被滑动操作的滑块88a侧,而且还包括被滑块88b-88d支承的部分在内,其整体伸长而弹性变形。
如图14(c)所示,当向Y轴方向(图示上方向)操作操作部108时,活动部109抵抗盘簧89的收缩力从初始位置向Y轴方向滑动。滑块88d通过活动部109从凹状部114的内侧抵接,并向外壳本体83的侧壁部被压入。通过活动部109的抵接,将沿着一对槽部105向Y轴方向(图所示的上方)驱动滑块88d。如上所述,在移动部件87向Y轴方向(图示上方向)移动时,只有与滑块88d相对应的电阻体图案121的电阻值发生变化。
此时,盘簧89在其略一半部分被滑块88a-88c支承的状态下,通过滑块88d的驱动向驱动方向即Y轴方向张开。因此,盘簧89从俯视时为圆形的形状被变形成Y轴方向为长轴的俯视时为大致椭圆形的形状(江户时代金币形状)。而且,当解除移动部件87的操作时,活动部109被盘簧89的收缩力通过滑块88d被推回。通过上述方式,移动部件87自动复位到图14(a)所示的初始位置。
如图14(d)所示,当向倾斜方向(图示右上方向)操作操作部108时,活动部109抵抗盘簧89的收缩力从初始位置向倾斜方向滑动。滑块88a、88d被活动部109从凹状部114的内侧抵接,并分别向外壳本体83的侧壁部被压入。通过活动部109的抵接,将沿着一对槽部105向X轴方向(图示右方)驱动滑块88a。通过活动部109的抵接,将沿着一对槽部105向Y轴方向(图所示的上方)驱动滑块88d。如上所述,在移动部件87向倾斜方向(图示右上方向)移动时,与滑块88a、88d相对应的电阻体图案121的电阻值发生变化。
此时,盘簧89在其略一半部分被滑块88b、88c支承的状态下,通过滑块88a向X轴方向驱动以及滑块88d向Y轴方向驱动,按照滑块88a以及滑块88d的移动方向被张开。因此,盘簧89的略一半部分从俯视时为圆形的形状变形成半椭圆形的形状(江户时代金币的形状)。而且,当解除对移动部件87的操作时,活动部109被盘簧89的收缩力通过滑块88a、88d被推回。通过上述方式,移动部件87自动复位到图14(a)所示的初始位置。
如上所述,根据本实施方式所涉及到的多方向输入装置81,因为设有滑动件116的多个滑块88被配设在盘簧89的内侧,所以滑块88的厚度尺寸在盘簧89的内侧空间被吸收。因此,没有必要在外壳内安排与存放盘簧89的空间不同的另外用于存放多个滑块88的空间,从而能够实现多方向输入装置81的薄型化。而且,因为在俯视时为环状的盘簧89的内侧内配置电阻体图案121以及集电体图案122,所以滑动件116也被配设在盘簧89的内侧,从而能够用简单的结构实现可变电阻式检测机构的小型化。
另外,在上述各实施方式中,盖体的开口部并不受限于圆形形状,例如具有椭圆形形状也可以。而且,在限制部件上形成了长孔,但是向延伸方向横切长孔来设置栈桥部将长孔分割成2个部分也可以。在这种情况下,按照被分割的长孔,将从移动部件突出的安装部等分割成2个部分。
而且,在上述各实施方式中,通过由电阻体图案以及集电体图案来构成的导电图案来构成了可变电阻式检测机构,但是并不受限于该结构。检测机构作为导电图案采用用于获得A相信号的第1导电图案、用于获得B相信号的第2导电图案以及共用图案来进行编码器检测,具有这种结构也可以。在这种情况下,在各滑块上对应第1、第2导电图案以及共用图案设有3个滑动接点。
而且,在上述第1实施方式中,采用了在盘簧的内侧空间吸收滑块以及挠性基板厚度尺寸的结构,但是采用至少使滑块的厚度尺寸被吸收在盘簧内侧空间的结构也可以。即使采用这样的结构,也能够充分地实现多方向输入装置的薄型化。而且,在上述第1实施方式中,采用了用双面胶在外壳本体粘贴从内周侧支承环状盘簧的支承壳体(支承部件)而成为一体的结构,但是并不受限于该结构。支承壳体还可以与外壳本体由一个部件来一体形成。在这种情况下,例如,在由形成外壳本体的金属板材料来形成的底板部的中央部设置开口部。然后,通过镶嵌成形,将该底板部埋设在由树脂材料形成的中央部的支承部件和外周侧的框状部上。在这里,支承部件相当于上述第1实施方式所涉及到的支承壳体,并且形成了由可滑移地保持滑块的长孔构成的贯穿部。而且,在该外壳本体(底板部)的背面侧安装,形成了从支承部件的贯穿部露出的电阻体图案以及集电体图案的刚性基板或者挠性基板等绝缘基板。作为绝缘基板的安装机构,例如可采用如下结构,即另行设置支承绝缘基板的安装部件,并在外壳本体上按扣固定该安装部件的机构等。而且,在绝缘基板设置多个孔,并在该孔使向外壳本体的下方突出的铆接用突起插通,使铆接用突起的前端铆接变形,从而安装绝缘基板,也可以。另外,外壳本体连底板部也包括在内,用与支承部件以及框状部同样的树脂材料来作为一个成形部件来构成,也可以。
而且,在上述第1实施方式中,采用了活动部以及支承壳体的外周形状具有俯视时为同一圆形形状的结构,但是并不受限于该结构。活动部以及支承壳体只要是能够从内侧支承盘簧,具有何种外周形状都可以。
而且,在上述第1实施方式中,采用了在支承壳体形成一对长孔的结构,但是并不受限于该结构。支承壳体只要是能够引导第1、第2滑块的驱动,形成何种形状的孔都可以。
而且,在上述第1实施方式中,采用了通过在活动部的槽部插入滑块的卡合销使移动部件和滑块卡合的结构,但是并不受限于该结构。只要卡合能够使移动部件的滑动动作传达到滑块,怎么卡合都可以。而且,并不受限于移动部件和滑块在2处卡合的结构,在1处卡合也可以。
而且,在上述第1实施方式中,采用了第1、第2槽部以L字形状连接的结构,但是并不受限于该结构。只要配置得第1、第2槽部能够正交就可以,例如采用相互分开配置的结构也可以。另外,并不受限于第1、第2槽部完全正交配置的结构,在不给检测精度带来影响的范围内交叉配置也可以。
而且,在上述第2实施方式中,滑块的个数并不限定于4个,3个也可以,5个以上也可以。而且,滑块的形状只要能够从内侧保持盘簧就可以,并不受限于将圆形状部件平等分割的扇形形状。而且,由多个滑块形成的凹状部并不受限于俯视时为略矩形的形状,例如,八角形状等俯视时为多角形的形状也可以。而且,被存放于由多个滑块形成的凹状部内的活动部并不受限于俯视时为圆形的形状,例如相对于具有略矩形形状的凹状部,边的角度约倾斜45度的俯视时为矩形的形状或八角形状等俯视时为多角形的形状也可以。
而且,在上述第2实施方式中,采用了通过滑块的轨道状突出部插通外壳本体的槽部,在外壳本体上引导滑块的结构,但是并不受限于该结构。只要采用引导滑块可相对于外壳本体向一个方向驱动的结构,例如,采用在滑块的槽部使外壳本体的轨道状突出部插通的结构也可以。
而且,在上述第2实施方式中,采用了通过多个滑块的保持面限制盘簧向上移动的结构,但是并不受限于该结构。在第2实施方式中也与第1实施方式相同,采用在限制部件设置按压部来限制盘簧向上移动的结构也可以。
而且,这次公开的实施方式在所有方面均属于举例,并不限定于该实施方式。本发明的适用范围并不仅通过上述实施方式予以表示,而是通过专利请求书予以表示,而且企图包括与专利请求书的请求项同等的意思以及其范围内的所有变更。
如上述说明,本发明具有能够实现在通过环状弹性部件的复位力使操作体复位的装置的薄型化的效果,尤其是在手机装置和游戏机控制器等的方位输入操作上适用的多方向输入装置上有用。
Claims (14)
1.一种多方向输入装置,
具备:外壳,形成有开口部;
移动部件,通过上述开口部露出一部分并具有在上述外壳内在平面方向上滑移的活动部;
检测机构,检测上述移动部件的滑移;
以及环状弹性部件,在上述外壳内被支承为围住上述活动部,使上述活动部复位到初始位置,而且,
上述检测机构包括:与上述移动部件相对置地设置的导电图案、以及设有随着上述活动部的滑移而在上述导电图案上滑动的滑动件的滑块,并且在上述环状弹性部件的内侧配设上述滑块,
其特征在于,
具备支承部件,该支承部件相对于上述外壳固定设置并从内周侧支承上述环状弹性部件,
上述导电图案具有第1导电图案以及第2导电图案,
上述滑块具有对应上述第1导电图案的第1滑块以及对应上述第2导电图案的第2滑块,
在上述支承部件上形成能够滑移地保持上述第1滑块以及上述第2滑块的贯穿部,
上述移动部件与上述第1滑块以及上述第2滑块卡合,并沿着上述贯穿部驱动上述第1滑块以及上述第2滑块。
2.根据权利要求1所述的多方向输入装置,其特征在于,上述导电图案在俯视时被设在上述环状弹性部件的内侧。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的多方向输入装置,其特征在于,
上述移动部件在上述活动部的与上述第1滑块以及上述第2滑块相对置的对置面上具有向互相正交的2个方向延伸的第1槽部以及第2槽部,
上述第1滑块具有插入上述第1槽部的突出部,上述第2滑块具有插入上述第2槽部的突出部,
通过上述第1滑块的突出部以及上述第2滑块的突出部分别插入上述第1槽部以及上述第2槽部,使上述移动部件与上述第1滑块以及上述第2滑块能够分别相对移动地卡合。
4.根据权利要求3所述的多方向输入装置,其特征在于,
在上述移动部件上使上述第1槽部以及上述第2槽部分别平行延伸地形成有2个,
在上述第1滑块以及上述第2滑块上分别设有2个上述突出部。
5.根据权利要求3所述的多方向输入装置,其特征在于,
上述第1导电图案以及上述第2导电图案在分别与沿互相正交的2个方向延伸的上述第1槽部以及上述第2槽部交叉的方向上并列延伸。
6.根据权利要求5所述的多方向输入装置,其特征在于,
上述第1导电图案以及上述第2导电图案沿着上述第1槽部和上述第2槽部之间的中间角度的方向延伸。
7.根据权利要求1或者权利要求2所述的多方向输入装置,其特征在于,
具备限制上述移动部件在平面方向上旋转移动的限制部件。
8.根据权利要求7所述的多方向输入装置,其特征在于,
在上述外壳的形成了上述开口部的顶板上设有向上述外壳内突出的突堤部,
上述限制部件被配置在上述顶板和上述移动部件之间,并限制上述环状弹性部件向上述顶板侧的移动,
上述突堤部在上述顶板上被形成于如下位置上,该位置是在上述移动部件处于初始位置的状态下该突堤部经由上述限制部件与上述环状弹性部件相对置的位置。
9.一种多方向输入装置,
具备:外壳,形成有开口部;
移动部件,通过上述开口部露出一部分并具有在上述外壳内在平面方向上滑移的活动部;
检测机构,检测上述移动部件的滑移;
以及环状弹性部件,在上述外壳内被支承为围住上述活动部,使上述活动部复位到初始位置,而且,
上述检测机构包括:与上述移动部件相对置地设置的导电图案、以及设有随着上述活动部的滑移而在上述导电图案上滑动的滑动件的滑块,并且在上述环状弹性部件的内侧配设上述滑块,
其特征在于,
上述检测机构具有分别设有上述滑动件的3个以上的上述滑块,
上述3个以上的滑块从内周侧支承上述环状弹性部件,并形成在上述移动部件处于初始位置的状态下能够存放上述活动部的凹状部,
对应上述3个以上的滑块,设有3个以上的上述导电图案,
上述移动部件通过将上述活动部从上述凹状部的内侧推压向上述滑块,驱动上述滑块。
10.根据权利要求9所述的多方向输入装置,其特征在于,上述导电图案在俯视时被设在上述环状弹性部件的内侧。
11.根据权利要求9或者权利要求10所述的多方向输入装置,其特征在于,
上述外壳具有形成有上述开口部的顶板,
上述3个以上的滑块在支承上述环状弹性部件的内周侧的支承面上设有限制上述环状弹性部件向上述顶板侧移动的限制部。
12.根据权利要求9或者权利要求10所述的多方向输入装置,其特征在于,
在上述外壳上设有分别引导上述3个以上的滑块滑移的槽部,
上述3个以上的滑块分别具有插入上述槽部的突出部。
13.根据权利要求12所述的多方向输入装置,其特征在于,
上述3个以上的滑块为4个滑块,
上述滑动件将接触上述导电图案的接点部设在靠近上述环状弹性部件的中央的位置上。
14.根据权利要求9或者权利要求10所述的多方向输入装置,其特征在于,
具备限制上述移动部件在平面方向上旋转移动的限制部件。
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