JP2004062714A - 多方向入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、繰り返し操作軸を傾倒さしても、操作軸に傾倒荷重を加えてないときは、操作軸をバラツキなく中立位置に自動復帰させることができる高精度の多方向入力装置を提供すること。
【解決手段】本発明の多方向入力装置は、下空洞部３ｂ内に配設され両端部の軸部４ｅを下ケース３に架設して回動可能な第１の回動部材４と、この第１の回動部材４と直交する方向に下空洞部３ｂ内に配設されて両端部の軸部５ｄが下ケース３に架設して回動可能な第２の回動部材５とを備え、
第１、第２の回動部材４、５は、操作軸６の傾倒操作により回動操作可能とされ、それぞれの軸部４ｅ、５ｄ近傍には、コイルバネ８が弾圧可能なバネ弾圧面４ｄ、５ｃを形成し、このバネ弾圧面４ｄ、５ｃは、スリット溝４ｆ、５ｅと平行方向に凹状に凹み形成して、第１、第２のバネ受け部４ｃ、５ｂの断面を略半月状に形成した。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作軸の傾倒方向及び傾倒量を高精度に検出可能な多方向入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多方向入力装置は図１１に示すように、ケース２１の空洞部２１ａには、傾倒操作可能な操作軸２２と、互いに直交する第１、第２の回動部材２３、２４が配設されている。
前記操作軸２２は、空洞部２１ａ内に先端部２２ａが位置し、空洞部２１ａから上方に延長されて上端部に円形状のつまみ部２２ｂが形成されている。
そして、第１の回動部材２３は、空洞部２１ａの中央部に外形が略球状の基部２３ａと、この基部２３ａから紙面と直交する方向の前後方向に延びるバネ受け部２３ｂと、このバネ受け部２３ｂの端部に軸部（図示せず）とを形成し、この軸部がケース２１に軸支されて、軸部を支点として回動可能になっている。
前記基部２３ａには、紙面と直交する方向の前後方向にスリット溝（図示せず）が形成され、このスリット溝内に操作軸２２が軸支されている。そして、操作軸２２は、スリット溝に沿って傾動可能になっている。
また、バネ受け部２３ｂは断面がＤ字状にカットされて、上部に平坦状のバネ受け面２３ｃが形成されている。
【０００３】
また、第２の回動部材２４は、円弧状に湾曲形成されたクランク部２４ａと、このクランク２４ａの両端部から図示左右に延びるバネ受け部２４ｂ、２４ｂと、このそれぞれのバネ受け部２４ｂの端部に軸部２４ｃ、２４ｃとを形成し、この軸部２４ｃ、２４ｃがケース２１に軸支されてされて第１の回動部材２３と直交する方向に回動可能になっている。
前記バネ受け部２４ｂは、断面が第１回動部材２３のバネ受け部２３ｂと同形状のＤ字状に形成されて、上部に平坦状のバネ受け面２４ｅが形成されている。また、円弧状のクランク部２４ａには、スリット溝（図示せず）が図示左右方向に形成され、このスリット溝内には、第１の回動部材のスリット溝内に軸支された操作軸２２の先端部２２ａが挿通されて下方側に突出している。
【０００４】
また、第１、第２の回動部材２３、２４のそれぞれのバネ受け面２３ｃ、２４ｅ上には、金属板等の硬質材料からなるバネホルダー２５が載置されている。
このバネホルダー２５は、空洞部２１ａ内部に配設しているコイルバネ２６によって、それぞれのバネ受け面２３ｃ、２４ｅを弾圧している。
また、ケース２１の外面には、可変抵抗器等の電気部品（図示せず）が取り付けられており、例えば第２の回動部材２４の一方の軸部２４ｃは、ケース２１から外側に突出していて、この突出部分が電気部品に連結されて、操作軸２２を傾倒操作して第２の回動部材２４が回動することにより、電気部品を操作可能になっている。
また、第１の回動部材２３の軸部（図示せず）にも電気部品が連結されており、操作軸２２の傾倒操作で第１の回動部材２３が回動して電気部品が操作可能になっている。
【０００５】
このような従来の多方向入力装置の操作軸２２は、傾倒荷重を加えない初期状態にいては、図１１に示すように平坦状のバネ受け面２３ｃが、バネホルダー２５を介してコイルバネ２６に弾圧されている。
そのために、操作軸２２は、中立位置である直立状態になっており、この中立位置にある操作軸２２に、図１２に示すように、矢印Ａの傾倒荷重を加えて操作軸２２を傾倒操作すると、Ｄ字状のバネ受け部２３ｂのコーナ部が、コイルバネ２６の弾性力に抗してバネホルダー２５を上方に押し上げると共に、第１の回動部材２３が回動してケース２１外部の電気部品を操作するようになっている。
そして、操作軸２２に加えていた矢印Ａの傾倒荷重を解除すると、操作軸２２は、コイルバネ２６の弾性力で、図１１に示すように、中立位置である直立状態に自動復帰するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したような従来の多方向入力装置においては、操作軸２２を繰り返し傾倒操作すると、平坦状のバネ受け面２３ｃ、２４ｅのコーナ部が摩耗して、図１３に示すように、バネ受け面２３ｃが山形状に変形するおそれがあった。このように、バネ受け面２３ｃが山形状に変形すると、傾倒荷重を解除した時の操作軸２２を、確実に中立位置に自動復帰させることができなくなる。そのために、電気部品を確実に操作できなくなり、操作軸２２の傾倒方向および傾倒量を高精度に検出できなくなるおそれがあった。
本発明は前述したような問題点に鑑みてなされたもので、繰り返し操作軸を傾倒さしても、操作軸に傾倒荷重を加えてないときは、操作軸をバラツキなく中立位置に自動復帰させて高精度な入力が可能な多方向入力装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するするための第１の手段として本発明の多方向入力装置は、内部に空洞部を有するケースと、前記空洞部内に配設され両端部を前記ケースに架設して回動可能な第１の回動部材と、この第１の回動部材と直交する方向に前記空洞部内に配設して両端部をケースに架設して回動可能な第２の回動部材と、前記第１、第２の回動部材に互いに直交する方向に形成したスリット溝と、このそれぞれのスリット溝に挿通されると共に前記第１の回動部材に軸支されて傾倒操作可能な操作軸とを備え、
前記第１、第２の回動部材は、前記操作軸の前記傾倒操作により回動操作可能とされ、それぞれの前記両端部近傍にはコイルバネが弾圧可能なバネ弾圧面を形成し、このバネ弾圧面を前記スリット溝と平行方向に凹状に凹み形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、前記課題を解決するするための第２の手段として、前記バネ弾圧面と前記コイルバネとの間にバネホルダーを配設したことを特徴とする。
【０００９】
また、前記課題を解決するするための第３の手段として、前記バネ押圧面は、断面形状を円弧状に前記凹み形成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の多方向入力装置の１実施の形態を図１〜１０に基づいて説明する。図１は本発明に関する多方向入力装置の分解斜視図であり、図２は本発明に係わる操作軸の図面であり、図３は本発明に係わる第１の回動部材の図面であり、図４は図３の４−４断面図であり、図５は本発明に係わる第２の回動部材の図面であり、図６は図５の６−６断面であり、図７、図８は本発明の多方向入力装置の操作を説明する概略図であり、図９、図１０本発明のその他の実施の形態の操作を説明する概略図である。
【００１１】
まず、本発明の多方向入力装置Ｔは、樹脂材料等からなり外形が略立方体形状のケース１を有し、このケース１は、図１に示すように、上部に配設した上ケース２と、下部に配設した下ケース３とからなっている。
前記上ケース２は、略矩形状の上板２ａに円形状の肉盛り部２ｂが形成され、この肉盛り部２ｂの中央部に上部が四角錐状に広がった開口部２ｃが貫通形成されている。
また、上板２ａの下面側には、四方が上側壁２ｄで覆われて下方が開放された、図７に示すような、上空洞部２ｅが形成されている。それぞれの上側壁２ｄの下端部中央には、浅く形成された円弧状の軸支部２ｆが形成されている。
また、上ケース２ａの下面の４隅からは、先端部が鈎状に形成された４本のスナップ脚２ｇが下方に向けて立設されている。
【００１２】
また、下ケース３は、図１に示すように、四方が下側壁３ａで囲まれて上方が開放された下空洞部３ｂが形成されている。それぞれの下側壁３ａの上端部中央には、円弧状の溝からなる軸受け部３ｃが形成されている。
また、下ケース３の互いに対向する図示手前側と奥側の下側壁３ａの外面には、上ケース２のスナップ脚２ｇがスナップ係合可能な係合溝３ｄが所定深さと幅寸法で形成されている。
また、下ケース３の下空洞部３ｂは、下部が図７に示すように、底壁３ｅで遮蔽されている。また、下空洞部３ｂには、第１、第２の回動部材４、５が、互いに直交する方向に十字状に組み合わされて配設されている。
【００１３】
前記第１の回動部材４は、図３Ｂに示すように、横長状に形成されて、中央部に略球状の基部４ａが形成され、この基部４ａから図示左右に延びてクランク部４ｂ、４ｂが形成されている。このクランク部４ｂ、４ｂは、図３Ａに示すような略半円形状に形成されている。
また、図３Ｂに示すクランク部４ｂ、４ｂの外側端面からは、バネ受け部４ｃ、４ｃが延長形成されており、このバネ受け部４ｃ、４ｃは、断面形状が半月状に形成されている。
また、バネ受け部４ｃ、４ｃの半月状の上面は、後述するバネホルダー７を介してコイルバネ８が弾圧可能なバネ弾圧面４ｄが形成されている。このバネ弾圧面４ｄは、図４に示すように、後述するスリット溝４ｆと平行方向に中央部が凹状（円弧状）に凹み形成されている。
また、バネ受け部４ｃ、４ｃの端面からは、円柱状の軸部４ｅ、４ｅが突出形成されている。
【００１４】
この軸部４ｅは、下ケース３の軸受け部３ｃに支持可能になっており、軸受け部３ｃに支持した第１の回動部材４が、軸部４ｅを支点として下空洞部３ｂ内で回動可能になっている。
また、第１の回動部材４は、図３Ｂに示すように、基部４ａとクランク部４ｂに跨ってスリット状のスリット溝４ｆが貫通形成されている。
また、基部４ａには、スリット溝４ｆと直交する方向に軸支穴４ｇが貫通形成されている。
【００１５】
また、下ケース３の下空洞部３ｂ内には、第１の回動部材４と直交する方向に上下に十字状に交差する第２の回動部材５が配設されている。
この第２の回動部材５は、図５Ｂに示すように、上面視が横長状に形成されて、中央部に上面視が略矩形状のクランク部５ａが形成されている。
このクランク部５ａは、側面視の形状が図５Ｃに示すように、円弧状に形成され、この円弧状の内側に第１の回動部材４の略球状の基部４ａが位置するようになっている。
また、クランク部５ａの左右両端部からは、バネ受け部５ｂ、５ｂが延長形成されている。このバネ受け部５ｂは、図６に示すように、断面形状が第１の回動部材４のバネ受け部４ｃと同形状の半月状に形成されて、後述するスリット溝５ｅと平行方向に凹状（円弧状）に凹み形成されたバネ弾圧面５ｃが形成されている。
【００１６】
また、バネ受け部５ｂ、５ｂの端面からは、円柱状の軸部５ｄ、５ｄが突出形成されている。
この軸部５ｄは、第１の回動部材４の軸部４ｅ、４ｅを軸支する下ケース３の下側壁３ａと隣り合う下側壁３ａの軸受け部３ｃに支持可能になっており、軸受け部３ｃに支持した第２の回動部材５は、軸部５ｄ、５ｄを支点として下空洞部３ｂ内で回動可能になっている。
また、第２の回動部材４は、図５Ｂ、Ｃに示すように、中央部の円弧状のクランク部５ａに所定の幅寸法のスリット溝５ｅが貫通形成されている。
このような第１、第２の回動部材４、５は、十字状に交差させた状態で、両端部のそれぞれの軸部４ｅ、５ｄが、下ケース３のそれぞれの軸受け部３ｃに橋渡しされて架設されている。
【００１７】
また、第１、第２の回動部材４、５のそれぞれのスリット溝４ｆ、５ｅには、操作軸６が挿通されている。この操作軸６は、図２に示すよう、上端部に円盤状のつまみ部６ａが形成され、このつまみ部６ａ下方に延びる略円錐状の連結部６ｂが形成されている。また、連結部６ｂの下部には、外形が円形状の基部６ｃが形成され、この基部６ｃは、厚さが第１の回動部材４のスリット溝４ｆに挿通可能な寸法に形成されている。
【００１８】
そして、図６Ｂに示すように、平坦状の基部６ｃの両側面からは、円柱状の係支部６ｄ、６ｄが外向きに突出形成されて、その端面は、下方よりも上方側の突出量が多い傾斜状になっている。
前記それぞれの係支部６ｄ、６ｄは、第１の回動部材４の基部４ａに形成した軸支穴４ｇに係支可能になっており、軸支穴４ｇに係支部６ｄ、６ｄを係支した操作軸６は、係支部６ｄを支点としてつまみ部６ａが矢印Ｄ方向に傾倒操作可能になっている。即ち、操作軸６は、スリット溝４ｆに沿って傾倒可能になっている。
また、軸支穴４ｇに係支した操作軸６のつまみ部６ａを矢印Ｅ方向に傾動操作すると、第１の回動部材４は、下ケース３の軸受け部３ｃに軸支した軸部４ｅ、４ｅを支点として回動可能になっている。
【００１９】
また、第１、第２の回動部材４、５の凹状に凹み形成された、それぞれのバネ弾圧面４ｄ、５ｃには、図１に示すような、リング状のバネホルダー７が載置されている。このバネホルダー７は、リング状のバネ受け部７ａの内周側にバネ受け部７ａから立設して円形状の支持壁７ｂが形成され、この支持壁７ｂで後述するコイルバネ８を支持している。
そして、それぞれのバネ弾圧面４ｄ、５ｃ上にバネホルダー７を載置すると、支持壁７ｂの内側の開口部７ｃ内に、第１の回動部材４の基部４ａおよびクランク部４ｂが位置するようになっている。
【００２０】
また、バネホルダー７上には、支持壁７ｂの径寸法より内径寸法を大きく形成したコイルバネ８が配設されている。そして、上方から上ケース２をかぶせると、コイルバネ８は、上端部が上ケース２の上空洞部２ｅの天井面に押圧されることにより、下端部がバネホルダー７のバネ受け部７ａを弾圧するようになっている。
このコイルバネ８が、バネホルダー７を介して、それぞれのバネ弾圧面４ｄ、５ｃを弾圧することにより、第１、第２の回動部材４、５を介して操作軸６が直立状態の中立位置になるようになっている。
【００２１】
このような構成の本発明の多方向入力装置の組立は、まず、図１に示すように、下ケース３の下空洞部３ｂ内に、第２の回動部材５を図示左右方向に位置させて、それぞれの軸部５ｄ、５ｄを下側壁３ａの軸受け部３ｃ、３ｃに嵌合させる。
その後、第２の回動部材５と直交する方向に第１の回動部材４を位置させた状態で、基部４ａをリンク部５ａ内に収納すると共に、それぞれの軸部４ｅ、４ｅを軸受け部３ｃに嵌合させる。
このようにそれぞれの軸部４ｅ、５ｂを、それぞれの軸受け部３ｃに嵌合させて支持した第１、第２の回動部材４、５は、それぞれの軸部４ｅ、５ｄを支点として互いに直交する方向に回動自在になっている。
【００２２】
次に、第１、第２の回動部材４、５のそれぞれのバネ弾圧面４ｄ、５ｃ上にバネホルダー７を載置する。そして、バネホルダー７のバネ受け部７ａ上にコイルバネ８を載置する。そして、コイルバネ８上から上ケース２をかぶせ、コイルバネ８の弾性力に抗して上ケース２を下方に押し下げて、それぞれのスナップ脚２ｇを係合溝３ｄにスナップ係合させる。
すると、バネホルダー７を介してそれぞれのバネ弾圧面４ｄ、５ｃがコイルバネ８に弾圧されて、第１、第２の回動部材４、５のそれぞれのクランク部４ｂ、５ａが直立状態となる。
【００２３】
この状態で、上ケース２の開口部２ｃから操作軸６の先端部６ｅを挿入して、操作軸６の先端部６ｅと基部６ｃとを、第１の回動部材４のスリット溝４ｆに押し込む。すると、基部６ｃから外向きに突出する係支部６ｄ、６ｄによってスリット溝４ｆが広がり、係支部６ｄ、６ｄが第１の回動部材４の軸支穴４ｇに嵌合すると共に、先端部６ｅが第２の回動部材５のスリット溝５ｅに支持される。
このときの操作軸６は、係止部６ｄを支点として第１の回動部材４のスリット溝４ｆに沿って傾動可能に支持される。
【００２４】
そして、それぞれのクランク部４ｂ、５ａが直立状態の第１、第２の回動部材４、５のスリット溝４ｆ、５ｅに支持されることにより、操作軸６は図７に示すように、中立位置となって直立状態になるようになっている。
このような中立位置にある操作軸６を第１の回動部材４のスリット溝４ｆに沿って矢印Ｄ方向に傾動操作すると、第２の回動部材５が軸部５ｄを支点として回動するようになっている。
また、操作軸６を矢印Ｅ方向に傾倒操作すると、第１の回動部材４が軸部４ｅを支点として回動するようになっている。
【００２５】
このような組み立てられた本発明の多方向入力装置の操作は、図７に示す中立位置から、操作軸６を例えば矢印Ｅの左右方向に傾倒操作して、例えば図８に示すように右方向に傾倒させると、操作軸６の先端部６ｅが第２の回動部材５のスリット溝５ｅに沿って移動すると共に、第１の回動部材４が図８において時計回り方向に回動して、バネ受け部４ｃが所定角度回転する。
このバネ受け部４ｃが回転すると、図８に示す凹み形成されたバネ弾圧面４ｄの左側端部によってバネホルダー７の図示左側が上方に押し上げられる。
前記バネ受け部４ｃの回転に伴って軸部４ｅも回転して、軸部４ｅに連結されて下ケース３の外部に配設した電気部品（図示せず）が操作され、操作軸６の傾倒方向、および傾倒量を検出することができる。
【００２６】
この操作軸６の傾倒方向および傾倒量を検出することにより、例えばゲーム機等のディスプレー上の画像等を所望の位置に入力可能になっている。
また、操作軸６に加えていた傾倒荷重を解除すると、コイルバネの弾性力で、バネホルダー７を介してバネ弾圧面４ｄが弾圧されているので、第１の回動部材４が直立状態に戻り、このことによって操作軸６は初期状態の中立位置に自動復帰する。
【００２７】
また、操作軸６を矢印Ｄの前後方向に傾倒操作すると、操作軸６は第１の回動部材４のスリット溝４ｆに沿って前後方向に傾倒し、操作軸６の先端部６ｅが第２の回動部材５を前後方向に回動させる。
このことにより、第２の回動部材５の軸部５ｄに連結している電気部品を操作して、操作軸６の傾倒方向および傾倒量を検出可能になっている。
このような本発明の多方向入力装置は、第１、第２の回動部材４、５のバネ弾圧面４ｄ、５ｃを凹状に凹み形成しているので、バネ弾圧面４ｄ、５ｃの左右端部が摩耗したとしても、バネ受け部４ｃ、５ｂが従来のような山形に変形しない。　そのために、操作軸６を中立位置にバラツキなく自動復帰させることができる。
【００２８】
このような本発明の変形例を図９、図１０で説明すると、第１、第２の回動部材４、５のバネ弾圧面４ｄ、５ｃを下向きに形成し、この下向きのバネ弾圧面４ｄ、５ｃにコイルバネ８を下側から弾圧するようにしたものでも良い。
このような変形例のものも、バネ断接面４ｄ、５ｃが摩耗したとしても、操作軸６を中立位置にバラツキなく自動復帰させることができる。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態の説明では、コイルバネ８は、バネホルダー７を介してバネ弾圧面４ｄ、５ｃを弾圧するように説明したが、コイルバネ８が直接バネ弾圧面４ｄ、５ｃを弾圧するようにしたものでも良い。
即ち、第１、第２の回動部材４、５のそれぞれの両端部近傍である軸部４ｅ、５ｄ近傍には、コイルバネ８が弾圧可能なバネ弾圧面４ｄ、５ｃを設けたものであれば良い。
また、バネ弾圧面４ｄ、５ｃを円弧状に凹み形成したもので説明したが、角形に凹み形成したものでも良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の多方向入力装置は、操作軸の傾倒操作により第１、第２の回動部材が回動操作可能とされ、それぞれの両端部近傍にはコイルバネが弾圧可能なバネ弾圧面を形成し、このバネ弾圧面は、スリット溝と平行方向に凹状に凹み形成しているので、第１、第２の回動部材の繰り返しの回動で、バネ弾圧面の左右端部が摩耗したとしても、バラツキなく操作軸を中立位置に自動復帰させることができる高品質の多方向入力装置を提供できる。
【００３１】
また、バネ弾圧面とコイルバネとの間にバネホルダーを配設したので、第１、第２の回動部材のそれぞれのバネ受け面を、バネホルダーが均等に弾圧することができ、傾倒操作しないときの操作軸を、バラツキなく直立状態の中立位置で支持することができる。
【００３２】
また、バネ押圧面は、断面形状が円弧状に凹み形成されているので、第１、第２の回動部材の製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】本発明に係わる操作軸の図面である。
【図３】本発明に係わる第１の回動部材の図面である。
【図４】図３の４−４断面図である。
【図５】本発明に係わる第２の回動部材の図面である。
【図６】図５の６−６断面である。
【図７】本発明の多方向入力装置の動作を説明する概略図である。
【図８】本発明の多方向入力装置の動作を説明する概略図である。
【図９】本発明のその他の実施の形態の動作を説明する概略図である。
【図１０】本発明のその他の実施の形態の操作を説明する概略図である。
【図１１】従来の多方向入力装置の動作を説明する概略図である。
【図１２】従来の多方向入力装置の動作を説明する概略図である。
【図１３】従来の多方向入力装置の課題を説明する概略図である。
【符号の説明】
１　ケース
２　上ケース
２ａ　上板
２ｃ　開口部
２ｄ　上側壁
２ｅ　上空洞部
２ｇ　スナップ脚
３　下ケース
３ａ　下側壁
３ｂ　下空洞部
３ｃ　軸受け部
４　第１の回動部材
４ａ　基部
４ｂ　クランク部
４ｃ　バネ受け部
４ｄ　バネ弾圧面
４ｅ　軸部
４ｆ　スリット溝
４ｇ　軸支穴
５　第２の回動部材
５ａ　クランク部
５ｂ　バネ受け部
５ｃ　バネ弾圧面
５ｄ　軸部
５ｅ　スリット溝
６　操作軸
６ａ　つまみ部
６ｃ　基部
６ｄ　係支部
６ｅ　先端部
７　バネホルダー
８　コイルバネ

Claims (3)

1. 内部に空洞部を有するケースと、前記空洞部内に配設され両端部を前記ケースに架設して回動可能な第１の回動部材と、この第１の回動部材と直交する方向に前記空洞部内に配設して両端部をケースに架設して回動可能な第２の回動部材と、前記第１、第２の回動部材に互いに直交する方向に形成したスリット溝と、このそれぞれのスリット溝に挿通されると共に前記第１の回動部材に軸支されて傾倒操作可能な操作軸とを備え、
   前記第１、第２の回動部材は、前記操作軸の前記傾倒操作により回動操作可能とされ、それぞれの前記両端部近傍にはコイルバネが弾圧可能なバネ弾圧面を形成し、このバネ弾圧面を前記スリット溝と平行方向に凹状に凹み形成したことを特徴とする多方向入力装置。
2. 前記バネ弾圧面と前記コイルバネとの間にバネホルダーを配設したことを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
3. 前記バネ押圧面は、断面形状を円弧状に前記凹み形成したことを特徴とする請求項１、または２記載の多方向入力装置。

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