JP2004111346A - Multidirectional input device - Google Patents
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Abstract
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13に示すように、箱形のフレーム21の空洞内部に設けられた支点(図示せず)に一端部が支持され、この支点を中心としてフレーム21から上方に突出する他端部側を傾動操作可能な円柱状の操作軸22が配設されている。
また、ケース21内には略半円弧状の第1、第2の回動部材23、24が回動可能に支持されている。この第1、第2の回動部材23、24は、互いに直交して上下に交差した状態でフレーム21内部に架設されている。
前記2つの回動部材23、24には、それぞれ長手方向に沿って貫通形成されたスリット状の長穴23a、24aが形成され、上方に位置する第1の回動部材23の長穴23aに操作軸22が挿通され、下方に位置する第2の回動部材24の長穴24a内部に操作軸22の一部が軸支され、この軸支部分を支点として操作軸2が、第2の回動部材24の長穴24aに沿って傾動可能になっている。
【0003】
また、フレーム21の外周側の側板25、25には可変抵抗器26、27が取り付けられており、この可変抵抗器26、27の回転軸(図示せず)は、第1、第2の回動部材23、24の互いに隣り合う一端部側に連結されている。
そして、操作軸22を傾動操作して、第1、第2の回動部材23、24が回動することにより、可変抵抗器26、27が回転して抵抗値が可変するようになっている。
前記2個の可変抵抗器26、27の抵抗値の変化量によって、操作軸22の傾倒角度、および傾倒方向を検出可能になっている。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−053015号公報
特開2000−040605号公報
特開2001−176707号公報
【0005】
【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では、部品点数の多い可変抵抗器26、27を取り付けていたのでコストアップになっていた。
また、可変抵抗器26、27を側板25に取り付ける作業が複雑となり、組立効率が悪いという問題があった。
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、部品点数が少なくて組立作業性の良い低コストの多方向入力装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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、回動可能で長溝を有する第1の回動部材と、この第1の回動部材と直交する方向に配設された回動が可能で長溝を有する第2の回動部材と、前記第1、第2の回動部材を回動可能に架設するフレームと、前記第1、第2の回動部材のそれぞれの長溝に挿通されると共に、傾倒操作により前記第1、第2の回動部材を回動操作可能な操作軸とを備え、
前記第1、第2の回動部材の前記フレームに架設する両端部の少なくとも互いに隣り合う一方側には、前記第1、第2の回動部材の回動に連動して回転可能な回転板をそれぞれ形成し、前記回転板の回転角度および回転方向を検出可能な回転検出部材を、前記それぞれの回転板の外周面に弾接させて配設したことを特徴とする。
【0007】
また、前記課題を解決するするための第2の手段として、前記回転板の前記外周面は、回転中心からの寸法が異なるカム面からなり、前記操作軸の前記傾倒操作により前記第1、第2の回動部材を介して前記回転板が回転すると、前記回転検出部材に弾接する前記カム面の位置が変化するように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3の手段として、前記回転板の前記カム面は、扇状に形成された中央部から左右対称に形成され、前記回転中心から前記カム面までの前記寸法は、前記中央部から左右端部に行くに従って、徐々に大きく形成されていることを特徴とする。
【0009】
また、前記課題を解決するするための第4の手段として、前記回転検出部材は、互いに対向する一方と他方のFPC(フレキシブルプリント基板)を有し、前記一方のFPCの対向面には、所定形状の抵抗体パターンを形成し、前記他方のFPCには、前記抵抗体パターンと対向する位置に導電パターンを形成したことを特徴とする。
【0010】
また、前記課題を解決するするための第5の手段として、前記操作軸が直立状態の中立位置にあるときは、前記カム面の前記中央部が前記回転検出部材に弾接して、前記導電パターンの中央部と前記抵抗体パターンの中央部とが当接するようにしたことを特徴とする。
【0011】
また、前記課題を解決するするための第6の手段として、前記一方と他方のFPCは、1枚のFPCを折り返して互いに対向させて形成し、互いに対向する面に前記抵抗体パターンと前記導電パターンとを形成したことを特徴とする。
【0012】
また、前記課題を解決するするための第7の手段として、前記1枚のFPCの折り返し部分にスリット溝を形成したことを特徴とする。
【0013】
また、前記課題を解決するするための第8の手段として、前記回転検出部材は、前記一方と他方のFPCの間に開口部を有するスペーサ部材を配設し、前記開口部内に互いに対向させて前記抵抗体パターンと前記導電パターンとを位置させたことを特徴とする。
【0014】
また、前記課題を解決するするための第9の手段として、前記回転検出部材は、弾性変形可能な弾性部材上に載置したことを特徴とする。
【0015】
また、前記課題を解決するするための第10の手段として、前記弾性部材は板バネからなることを特徴とする。
【0016】
また、前記課題を解決するための第11の手段として、前記スペーサ部材は、所定厚さのレジスト層からなることを特徴とする。
【0017】
また、前記課題を解決するための第12の手段として、前記回転板は、前記第1、第2の回動部材に一体形成されていることを特徴とする。
【0018】
また、前記課題を解決するための第13の手段として、前記第1、第2の回動部材は、それぞれの両端部に回転軸が形成され、この回転軸が前記フレームに形成した軸受け部に支持されて回転自在となっており、前記軸受け部は、前記フレーム側に形成して前記回転軸の上部側を支持可能なU字溝と、前記フレームの前記空洞部の下方を遮蔽する遮蔽板の一部を突出形成して前記回転軸の下部側を支持可能な支持突起部とからなることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の多方向入力装置の第1の実施の形態を図1〜8に基づいて説明し、第2の実施の形態を図9〜図11に基づいて説明する。
まず、図1は本発明に関する多方向入力装置の斜視図であり、図2は本発明に係わるFPCの平面図であり、図3は本発明に係わる一方の回転検出部材を説明する要部拡大図であり、図4は本発明に係わるスペーサの平面図であり、図5は本発明に係わる板バネの平面図であり、図6は本発明に係わる一方の回転検出部材の構成を説明する要部断面であり、図7、8は本発明に係わる回転検出部材の動作を説明する要部断面図であり、図9は本発明の第2の実施の形態の多方向入力装置の斜視図であり、図10は本発明に係わる回動部材の斜視図であり、図11は図9の分解斜視図であり、図12は第2の実施所の形態に係わる回転検出部材の要部断面図である。
【0020】
本発明の多方向入力装置は、従来の技術で説明したものと同じ部品を部分的に用いているので、従来の技術と同じものについては、同じ番号を付して説明する。
まず、本発明の多方向入力装置は、図1に示すように、内部に空洞部が形成された樹脂材料等からなる箱形のフレーム1が配設されている。このフレーム1は、空洞部上方に天板1aが配設されており、この天板1aは、円形状の開口部1bが形成されて空洞部の上方が開放されている。
また、フレーム1の外周部は側壁1cで囲まれており、互いに隣り合う側壁1c、1cの外周部の下部側で隅部からは、所定厚さの鍔部1d、1dが外方に向けて突出形成されており、この鍔部1d、1dに挟まれた部分に、幅寸法Aの開放部1eが形成されている。また、フレーム1内部の空洞部は、下方が遮蔽板(図示せず)で遮蔽されている。
【0021】
前記フレーム1の開口部1bには、金属等からなる例えば円柱状の操作軸22の一端部側が上方に突出して配設されている。前記操作軸22は、他端部側がフレーム1内部の空洞部の下方を遮蔽する遮蔽板に形成した支持部に支持されて、開口部1bから上方に突出する一端部側が傾動可能になっている。
また、フレーム1の空洞部内には、略半円弧状の第1、第2の回動部材23、24が支持されている。この第1、第2の回動部材23、24は、互いに直交して上下に交差しており、それぞれ両端部に形成した回転軸23b、24bが側壁1c、1cに形成した丸穴状の軸受け部(図示せず)に橋渡しされて架設されている。
【0022】
前記第1、第2の回動部材23、24には、それぞれ長手方向に沿って貫通形成されたスリット状の長穴23a、24aが互いに直交する方向に形成されている。そして、上方に位置する第1の回動部材23の長穴23aに操作軸22が挿通され、下方に位置する第2回動部材24の長穴24a内部に操作軸22の一部が軸支され、この軸支部分を支点として操作軸22が、第2の回動部材24の長穴24aに沿って矢印B方向に傾動可能になっている。
【0023】
前記操作軸22を矢印B方向に傾動操作することにより、この傾動に連動して第1の回動部材23が回動し、回転軸23bが回転するようになっている。
また、操作軸22は、第1の回動部材23の長穴23aに沿って、矢印C方向に傾動操作することにより、この傾動に連動して第2の回動部材24が回動して、回転軸24bが回転するようになっている。
【0024】
また、互いに隣り合う側壁1c、1cに支持された回転軸23b、24bは、側壁1cから外方に突出しており、この突出部分には、軸止穴2aが圧入、または接着剤等により回転板2が軸止されている。そして、第1、第2の回動部材23、24の回動に連動して回転板2が回転可能になっている。
この回転板2は、図7に示すように、外周面の形状が扇状をなし、回転中心である回転軸23b、24bからの寸法が異なる円弧状のカム面2bが形成されている。このカム面2bは、扇状の外周面の中央部(中心線D)から左右対称に形成されている。そして、回転中心である回転軸23bからカム面2bまでの寸法は、中心線Dの中央部から左右端部2c、2dに行くに従って、徐々に大きく形成されている。
【0025】
また、第1の回動板23に軸止された回転板2のカム面2bには、一方の回転検出部材3が弾接し、第2の回動板24に軸止された回転板2のカム面2bには、他方の回転検出部材4が弾接して、それぞれの回転板2の回転角度および回転方向を検出可能になっている。
前記一方と他方の回転検出部材3、4は、図2に示すような、1枚のFPC(フレキシブルプリント基板)5に形成されており、このFPC5は、図2に示すように、上端部に複数のコネクタ部5aが形成され、下方側にフレーム1の側壁1c、1c部分が挿通可能な開口部5bが形成されている。
また、FPC5は、コネクタ部5aから下方の開口部5b側にかけて、パターン状の導電体5cが引き回し形成されている。
【0026】
そして、一方の回転検出部材3は、開口部5bの下部側に位置する内側辺近傍のFPC5に形成され、他方の回転検出部材4は、一方の回転検出部材3と直交する方向で隣り合う図示右側のFPC5に形成されている。
前記一方の回転検出部3は、図3に示すように、開口部5bの下部側に位置する内側辺近傍に抵抗体形成部5dが形成され、この抵抗体形成部5dには、黒く塗りつぶしたカーボンパターン6aと、このカーボンパター6aに隣接して平行に形成した銀とカーボンを混合して形成した導体パターン6bとからなる抵抗体パターン6が印刷等で形成されている。
【0027】
また、抵抗体パターン6を形成した抵抗体形成部5dの図示下方側には、所定の幅寸法と長さ寸法のスリット溝5eが形成され、このスリット溝5eを挟んで矩形状の導電体形成部5gが形成されている。
この導電体形成部5gは、スリット溝5eを構成する一対の幅狭状の連結部5f、5fに連結されて、折り返し線Eから抵抗体形成部5d側に折り返し可能になっている。
前記導電体形成部5gには、銀パターン等からなる幅広の導電パターン7が形成されており、導電体形成部5gを折り返し線Eから抵抗体パターン6上に重ねるように折り返すことにより、導電パターン7が抵抗体パターン6に接触可能になっている。
前記導電パターン7が抵抗体パターン6に接触することにより、カーボンパターン6aと導体パターン6bとが導電パターン7を介して導通可能になっている。
【0028】
即ち、一方の回転検出部材3は、互いに対向する一方と他方のFPCである抵抗体形成部5dと導電体形成部5gとを有し、一方のFPCである抵抗体形成部5dの対向面には、所定形状の抵抗体パターン6を形成し、他方のFPCである導電体形成部5gには、折り返し線Eから折り返した状態で、抵抗体パターン6と対向する位置に導電パターン7を形成している。
このような一方の回転出検出部材3を形成したFPC5をフレーム1の鍔部1dに取り付けるために、抵抗体パターン6の外側の抵抗体形成部5dに一対の取付穴5hを形成している。
そして、フレーム1の鍔部1dに形成した取付突起(図示せず)に取付穴5hを嵌合させることにより、FPC5がフレーム1に位置決めされて取り付けられるようになっている。
【0029】
また、FPC5には、図2に示す一方の回転検出部材3と直交する方向に隣り合う部分に、他方の回転検出部材4が形成されいるが、この他方の回転検出部材4の構成は一方の回転検出部材3と同じなので、それぞれの部材の説明は、一方の回転検出部材3と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
まず、他方の回転検出部材4は、抵抗体パターン6を形成した抵抗体形成部5dと、この抵抗体形成部5dにスリット溝5eを介して一対の連結部5f、5fに連結された導電体形成部5gが開口部5b内にはみ出して形成されている。
前記他方の回転検出部材4の導電体形成部5gには、導電パターン7が形成され、一方の回転検出部材3と同様に、導電体形成部5gを折り返し線Eから折り返して、抵抗体パターン6上に重ねることにより、導電パターン7が抵抗体パターン6に接触可能になっている。
【0030】
前述したような、一方と他方の回転検出部材3、4は、図6に示すように、連結部5fから折り返した抵抗体形成部5dと導電体形成部5gとの間に、互いに対向する抵抗体パターン6と導電パターン7とを所定のギャップで離間させるためのスペーサ部材8が配設されている。
このスペーサ部材8は、例えば樹脂フィルム材料等からなり、図4に示すように、外形が矩形状に形成され、内側に矩形状の開口部8aが形成されている。
この開口部8aの図示左右の外側には、一対の取付穴8bが形成されて、フレーム1の鍔部1dに形成した取付突起(図示せず)に嵌合させることにより取付可能になっている。
そして、FPC5の抵抗体形成部5dと導電体形成部5gとを折り返した間に、スペーサ部材8を挟むと、開口部8a内に抵抗体パターン6と導電パターン7とが、所定のギャップを有して互いに対向して位置するようになっている。
【0031】
また、図1に示すフレーム1のそれぞれの鍔部1d上には、開放部1eを跨いで、弾性部材であるステンレス板等からなる板バネ9が橋渡しされて配設されている。
前記板バネ9は、図5に示すように、略L字状に形成されて、基部9aから図示左方向に延びる第1腕部9bと、基部9aから図示上方に延びる第2腕部9cとが設けられている。
また、基部9aには、フレーム1の鍔部1dに形成した取付突起(図示せず)に嵌合可能な位置決め穴9dが形成され、第2腕部9cの先端部には位置決め溝9eが形成されている。
【0032】
そして、フレーム1の鍔部1d上に橋渡しされて配設された板バネ9は、第1腕部9b上に一方の回転検出部材3が、第2腕部9c上に他方の回転部材4がそれぞれ載置されるようになっている。
前記板バネ9に載置した一方と他方の回転検出部材3、4は、板バネ9の弾性力でそれぞれ回転板2のカム面2bの中央部(中心線D)に弾接するようになっている。そして、操作軸22は、傾倒操作しない初期状態において、板バネ9およびフレーム1の空洞部内のコイルバネ(図示せず)により、直立状態の中立位置に自動復帰可能になっている。
【0033】
このような本発明の第1の実施に形態の多方向入力装置の操作を、一方の回転検出部材3側で説明すると、まず、操作軸22が直立状態の中立位置にある初期状態においては、図7に示すように、回転板2のカム面2bの中央部(中心線D)が他方のFPCである導電体形成部5g上に弾接している。
そのために、カム面2bの弾接部分である導電体形成部5gが下方に撓んで、導電パターン7の中央部が抵抗体パターン6の中央部に当接している。
【0034】
このような初期状態から、操作軸22を矢印B方向に傾倒操作すると、第1の回動部材23が回動して、回転軸23bに軸止した回転板2が回転する。
このような回転板2を、図8に示すように、矢印Fの反時計回り方向に回転させると、導電体形成部5gに弾接するカム面2bの位置が図示左方向に移動する。
このことにより、導電パターン7と抵抗体パターン6との当接位置も図示左側に移動して、抵抗体パターン6の抵抗値が変化する。
この抵抗値の変化によって、一方の回転検出部材3によって回転板2の回転角度および回転方向を検出するようになっている。
前記一方の回転検出部材3が回転板2の回転角度および回転方向を検出することにより、操作軸22の矢印B方向の傾倒角度、および傾倒方向をIC等からなる制御部(図示せず)が検出して、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。
【0035】
また、他方の回転検出部材4を操作するには、操作軸22を矢印C方向に傾倒操作すると、操作軸22は第1の回動部材23の長穴23aに沿って傾倒して、第2の回動部材24が回動する。この第2の回動部材24の回動で、第2の回動部材24の回転軸24bに軸止した回転板2が回転する。
そして、他方の回転検出部材4の抵抗値変化で操作軸22の矢印C方向の傾倒角度および傾倒方向を検出可能になっている。
【0036】
このような本発明の第1の実施の形態の多方向入力装置の操作軸22の操作は、矢印B、Cの直交する方向だけでなく、任意の方向に傾動操作可能とおり、この場合は、第1、第2の開土部材23、24の両方が回動して、それぞれの回転板2、2が回転する。
そして、一方と他方の回転検出部材3、4の抵抗値変化によって、任意の方向に傾倒操作した操作軸22の傾倒角度および傾倒方向を検出可能になっている。
また、本発明の第1の実施の形態の説明では、一方と他方の回転検出部材3、4を載置する弾性部材を板バネ9で説明したが、弾性部材は板バネ9に限定されず、ゴム等でも良い。
【0037】
また、回転板2のカム面2bは、扇状の外周面の中央部(中心線D)から左右対称に形成したもので説明したが、左右対称でなくても良い。
即ち、回転板2の外周面は、回転中心からの寸法が異なるカム面からなり、操作軸22の傾倒操作により第1、第2の回動部材23、24を介して回転板2が回転すると、一方および他方の回転検出部材3、4に弾接するカム面2bの位置が変化するようにしたものでも良い。
【0038】
また、本発明の第2の実施の形態の多方向入力装置を図9〜図11に基づいて説明すると、フレーム11は、内部に形成した空洞部の上方に天板11aが形成されており、この天板11aの略中央部には、円形状の開口部11bが形成されて空洞部の上方が開放されている。
また、フレーム11の外周部は側壁11cで囲まれており、互いに隣り合う側壁11c、11cには、後述する第1、第2の回動部材33、34を回転自在に支持可能なU字溝11d、11dが所定深さで形成されている。
【0039】
また、フレーム11は、空洞部の下方を遮蔽する遮蔽板13を有し、この遮蔽板13は、図11に示すように、フレーム11の側板11cに形成したU字溝11d、11dが位置する部分に支持突起部13a、13aが突出形成されている。 この支持突起13a、13aは、先端がU字状に形成されて、第1、第2の回動部材33、34の回転軸34a、33aを支持可能になっている。
そして、第1、第2の回動部材33、34の回転軸34a、33aを支持突起13a、13aに位置させた状態で、フレーム11を遮蔽板13に載置すると、U字溝11dの天井部と支持突起13aの先端とで、それぞれの回転軸33a、34aの軸受けが形成されるようになっている。
【0040】
また、第2の回動部材34は、金属からなり、図10に示すように、ダイカスト加工等により、手前側の第1回転軸34aと奥側の第2回転軸34bとが形成され、第1回転軸34aには、略扇状の回転板34cが一体形成されている。
この回転板34cのカム面34dは、第1の実施の形態の回転板2のカム面2bと同じに形成され、このカム面34dと板バネ9との間にFPC5に形成した他方の回転検出部材4(図示せず)が配設されて、回転板34cの回転角度および回転方向を検出可能になっている。
【0041】
また、第1の回動部材33は、図9に示すように、回転板33cが一体形成され、この回転板33cのカム面33dは、第2の回動軸34の回転板34cのカム面34dと同じに形成され、カム面33dと板バネ9との間にFPC5に形成した一方の回転検出部材3(図示せず)が配設されて、回転板33cの回転角度および回転方向を検出可能になっている。
【0042】
また、第2の実施の形態においては、第1の実施の形態で説明したスペーサ部材8がレジスト層18からなるものでも良い。即ち、スペーサ部材8は、図2に示すように、所定形状の導電体5c、抵抗体パターン6、導電パターン7をエッチング等で形成時に、それぞれのパターン上に残っているレジスト層を用いるものである。前記レジスト層18は、図12に示すように、導電パターン7および抵抗体パターン6を露出するための開口部18aがエッチング等により形成され、この開口部18aによって導電パターン7と抵抗体パターン6とが接触して導通可能になっている。
このように、スペーサ部材8をレジスト層18で兼ねることにより、FPC5にスペーサ8を一体形成することができ、部品点数を削減することができる。
【0043】
このような第2の実施の形態の多方向入力装置は、第1、第2の回動部材33、34に回転板33c、34cを一体形成しているので、第1の実施の形態の回転板2が別体のものより強度アップさせることができると共に、圧入または接着等の組立工数を削減できる。
また、遮蔽板13の支持突起部13aとフレーム11のU字溝11dとで軸受けを形成することにより、遮蔽板13の上からフレーム11をかぶせるだけで、第1、第2の回動部材33、34を軸支することができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明の多方向入力装置は、回転板の回転角度および回転方向を検出可能な回転検出部材を、それぞれの回転板の外周面に弾接させて配設したので、回転検出部材が回転板の回転角度および回転方向を検出することにより、操作軸の傾倒角度および傾倒方向を検出することができ、部品点数が少なくてコストダウン可能な多方向入力装置を提供できる。
【0045】
また、回転板の外周面は、回転中心からの寸法が異なるカム面からなり、操作軸の傾倒操作により第1、第2の回動部材を介して回転板が回転すると、回転検出部材に弾接するカム面の位置が変化するようにしたので、回転検出部材に形成した抵抗体パターンの抵抗値が変化して、操作軸の傾倒角度および傾倒方向を検出でき、部品点数が少なくて組立性に優れた多方向入力装置を提供できる。
【0046】
また、回転板のカム面は、扇状に形成された中央部から左右対称に形成され、回転中心からカム面までの寸法は、中央部から左右端部に行くに従って、徐々に大きく形成されているので、操作軸の傾倒角度および傾倒方向を高精度に検出することができる。また、左右対称の回転板は製造が容易である。
【0047】
また、互いに対向する一方のFPCの対向面には、所定形状の抵抗体パターンを形成し、他方のFPCには、抵抗体パターンと対向する位置に導電パターンを形成したので、抵抗体パターンの抵抗値を確実に変化させることができる。
【0048】
また、操作軸が直立状態の中立位置にあるときは、カム面の中央部が回転検出部材に弾接して、導電パターンの中央部と抵抗体パターンの中央部とが当接するようにしたので、操作軸が中立位置にあるときの導電パターンと抵抗体パターンとの当接位置のバラツキを小さくすることができる高精度の多方向入力装置を提供できる。
【0049】
また、一方と他方のFPCは、1枚のFPCを折り返して互いに対向させて形成し、互いに対向する面に抵抗体パターンと導電パターンとを形成したので、部品点数を削減してコストダウンが可能である。
【0050】
また、1枚のFPCの折り返し部分にスリット溝を形成したので、折り返し位置にバラツキが発生せず、組立が容易である。
【0051】
また、回転検出部材は、一方と他方のFPCの間に開口部を有するスペーサ部材を配設し、開口部内に互いに対向させて抵抗体パターンと導電パターンとを位置させので、回転板のカム面が弾接部分だけの抵抗体パターンと導電パターンとを導通させることができ、抵抗値のバラツキを小さくして、高精度な回転検出が可能となる。
【0052】
また、回転検出部材は、弾性変形可能な弾性部材上に載置したので、抵抗体パターンと導電パターンとを確実に導通させることができる。
【0053】
また、弾性部材は板バネからなるので、プレス等で打ち抜き形成することができ、板バネの製造が容易である。
【0054】
また、スペーサ部材は、所定厚さのレジスト層からなるので、導電パターンおよび抵抗体パターンを形成するときのレジスト層をスペーサ部材とすることができ、スペーサ部材をFPCに一体化することができる。
そのために、部品点数を削減してコストダウンすることができる。
【0055】
また、回転板は、第1、第2の回動部材に一体形成されているので、部品点数を削減できる。
【0056】
また、軸受け部は、フレーム側に形成して回転軸の上部側を支持可能なU字溝と、フレームの空洞部の下方を遮蔽する遮蔽板の一部を突出形成して回転軸の下部側を支持可能な支持突起部とからなるので、第1、第2の回動部材の組立が容易となる。
【0057】
また、支持突起部は、回転軸が接する部分をU字状に形成したので、回転軸をガタなく確実に支持することができる。
【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斜視図である。
【図2】本発明に係わるFPCの平面図である。
【図3】本発明に係わる一方の回転検出部材を説明する要部拡大図である。
【図4】本発明に係わるスペーサの平面図である。
【図5】本発明に係わる板バネの平面図である。
【図6】本発明に係わる一方の回転検出部材の構成を説明する要部断面である。
【図7】本発明に係わる回転検出部材の動作を説明する要部断面図である。
【図8】本発明に係わる回転検出部材の動作を説明する要部断面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態の多方向入力装置の斜視図である。
【図10】愛2の実施の形態に係わる回動部材の斜視図である。
【図11】図9の分解斜視図である。
【図12】第2の実施所の形態に係わる回転検出部材の要部断面図である。
【図13】従来の多方向入力装置の斜視図。
【符号の説明】
1 フレーム
1d 鍔部
1e 開放部
2 回転板
2b カム面
3 一方の回転検出部材
4 他方の回転検出部材
5 FPC
5d 抵抗体形成部
5e スリット溝
5f 連結部
5g 導電体形成部
6 抵抗体パターン
6a カーボンパターン
6b 導体パターン
7 導電パターン
8 スペーサ部材
9 板バネ
21 フレーム
22 操作軸
23 第1の回動部材
24 第2の回動部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multidirectional input device capable of detecting a tilt direction and a tilt amount of an operation axis with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 13, one end of a conventional multidirectional input device is supported at a fulcrum (not shown) provided inside a cavity of a box-
In the
The two rotating
[0003]
When the
The tilt angle and the tilt direction of the
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-053015
JP 2000-040605 A
JP 2001-176707 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional multidirectional input device as described above, the cost increases because the
In addition, there is a problem that the work of attaching the
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a low-cost multidirectional input device having a small number of components and good assembling workability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a first means for solving the above-mentioned problem, a multidirectional input device of the present invention comprises a first rotatable member having a long groove which is rotatable, and a first rotatable member arranged in a direction orthogonal to the first rotatable member. A second rotatable member having a long groove, which is rotatable, a frame for rotatably mounting the first and second rotatable members, and a second rotatable member having the first and second rotatable members. An operation shaft that is inserted into each of the long grooves and that can rotate the first and second rotating members by tilting operation;
A rotating plate rotatable in association with the rotation of the first and second rotating members is provided on at least one side of both ends of the first and second rotating members that are bridged on the frame. And a rotation detecting member capable of detecting a rotation angle and a rotation direction of the rotating plate is disposed in elastic contact with an outer peripheral surface of each rotating plate.
[0007]
Further, as a second means for solving the above-described problem, the outer peripheral surface of the rotating plate is formed of cam surfaces having different dimensions from a center of rotation, and the first and the second are rotated by the tilting operation of the operation shaft. When the rotating plate is rotated via the second rotating member, the position of the cam surface elastically contacting the rotation detecting member is changed.
[0008]
Further, as a third means for solving the above problem, the cam surface of the rotating plate is formed symmetrically from a central portion formed in a fan shape, and the dimension from the rotation center to the cam surface is formed. Is characterized in that it is formed so as to gradually increase from the center to the left and right ends.
[0009]
As a fourth means for solving the above-mentioned problem, the rotation detecting member has one and the other FPC (flexible printed circuit board) facing each other, and a predetermined surface is provided on the facing surface of the one FPC. A resistor pattern having a shape is formed, and a conductive pattern is formed on the other FPC at a position facing the resistor pattern.
[0010]
Further, as a fifth means for solving the above problem, when the operation shaft is at a neutral position in an upright state, the central portion of the cam surface elastically contacts the rotation detecting member, and the conductive pattern is formed. And a central portion of the resistor pattern is brought into contact.
[0011]
As a sixth means for solving the above problem, the one and the other FPCs are formed by folding one FPC so as to be opposed to each other, and the resistor pattern and the conductive pattern are formed on surfaces facing each other. And a pattern.
[0012]
Further, as a seventh means for solving the above-mentioned problem, a slit groove is formed in a folded portion of the one FPC.
[0013]
Further, as an eighth means for solving the above-mentioned problem, the rotation detecting member is provided with a spacer member having an opening between the one and the other FPCs, and opposed to each other in the opening. The invention is characterized in that the resistor pattern and the conductive pattern are located.
[0014]
As a ninth means for solving the above-mentioned problem, the rotation detecting member is mounted on an elastic member which can be elastically deformed.
[0015]
Further, as a tenth means for solving the above-mentioned problem, the elastic member comprises a leaf spring.
[0016]
According to an eleventh aspect of the present invention, the spacer member is formed of a resist layer having a predetermined thickness.
[0017]
As a twelfth means for solving the above-mentioned problems, the rotating plate is formed integrally with the first and second rotating members.
[0018]
As a thirteenth means for solving the above-mentioned problems, the first and second rotating members have rotating shafts formed at both ends thereof, and the rotating shafts are mounted on bearing portions formed on the frame. The bearing portion is supported and rotatable, the bearing portion is formed on the frame side, and a U-shaped groove capable of supporting the upper side of the rotating shaft, and a shielding plate for shielding a lower portion of the hollow portion of the frame. And a supporting protrusion capable of supporting a lower side of the rotating shaft by protruding a part of the rotating shaft.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the multidirectional input device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8, and a second embodiment will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 1 is a perspective view of a multi-directional input device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of an FPC according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged main part illustrating one rotation detecting member according to the present invention. FIG. 4 is a plan view of a spacer according to the present invention, FIG. 5 is a plan view of a leaf spring according to the present invention, and FIG. 6 illustrates a configuration of one rotation detecting member according to the present invention. FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views of main parts for explaining the operation of a rotation detecting member according to the present invention, and FIG. 9 is a perspective view of a multidirectional input device according to a second embodiment of the present invention. 10 is a perspective view of a rotating member according to the present invention, FIG. 11 is an exploded perspective view of FIG. 9, and FIG. 12 is a sectional view of a main part of a rotation detecting member according to the second embodiment. FIG.
[0020]
Since the multidirectional input device of the present invention partially uses the same parts as those described in the related art, the same components as those in the related art will be described with the same numbers.
First, as shown in FIG. 1, the multidirectional input device of the present invention is provided with a box-shaped frame 1 made of a resin material or the like having a cavity formed therein. In the frame 1, a top plate 1a is provided above the hollow portion. The top plate 1a has a circular opening 1b formed therein, and the upper portion of the hollow portion is open.
Further, the outer peripheral portion of the frame 1 is surrounded by a side wall 1c, and flanges 1d, 1d of a predetermined thickness are directed outward from the corners below the outer peripheral portions of the adjacent side walls 1c, 1c. An opening 1e having a width A is formed at a portion sandwiched between the flanges 1d and 1d. The lower part of the cavity inside the frame 1 is shielded by a shield plate (not shown).
[0021]
In the opening 1b of the frame 1, for example, one end of a
In the hollow portion of the frame 1, first and second
[0022]
In the first and second
[0023]
By tilting the
The operating
[0024]
The rotating
As shown in FIG. 7, the rotating plate 2 has an arc-shaped
[0025]
One of the
The one and the other
The
[0026]
One
As shown in FIG. 3, the one
[0027]
A
The
A wide
When the
[0028]
That is, one
In order to attach the
The
[0029]
The
First, the other rotation detecting member 4 includes a
A
[0030]
As described above, the one and the other
The
A pair of mounting
Then, when the
[0031]
Further, on each flange 1d of the frame 1 shown in FIG. 1, a
As shown in FIG. 5, the
The
[0032]
The
The one and the other
[0033]
The operation of the multidirectional input device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to one of the
For this reason, the
[0034]
When the operating
When such a rotating plate 2 is rotated in the counterclockwise direction indicated by the arrow F as shown in FIG. 8, the position of the
As a result, the contact position between the
The rotation angle and the rotation direction of the rotary plate 2 are detected by one of the
When the one
[0035]
In order to operate the other rotation detecting member 4, when the
The tilt angle and the tilt direction of the
[0036]
The operation of the
The tilt angle and the tilt direction of the
Further, in the description of the first embodiment of the present invention, the elastic member on which the one and the other
[0037]
Further, the
That is, the outer peripheral surface of the rotating plate 2 is formed of cam surfaces having different dimensions from the center of rotation, and when the rotating plate 2 rotates via the first and second
[0038]
The multidirectional input device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11. The frame 11 has a
Further, the outer peripheral portion of the frame 11 is surrounded by a side wall 11c, and the adjacent side walls 11c, 11c have U-shaped grooves capable of rotatably supporting first and second
[0039]
Further, the frame 11 has a shielding
When the frame 11 is placed on the shielding
[0040]
The second rotating
The
[0041]
As shown in FIG. 9, the first rotating
[0042]
Further, in the second embodiment, the
As described above, by using the
[0043]
In such a multidirectional input device of the second embodiment, since the
In addition, by forming a bearing with the
[0044]
【The invention's effect】
In the multidirectional input device of the present invention, the rotation detecting members capable of detecting the rotation angle and the rotation direction of the rotating plate are arranged in elastic contact with the outer peripheral surfaces of the respective rotating plates. By detecting the rotation angle and the rotation direction, it is possible to detect the tilt angle and the tilt direction of the operation shaft, and it is possible to provide a multidirectional input device with a reduced number of components and a reduced cost.
[0045]
Further, the outer peripheral surface of the rotating plate is formed of cam surfaces having different dimensions from the center of rotation, and when the rotating plate rotates via the first and second rotating members due to the tilting operation of the operation shaft, the rotation detecting member is resilient. Since the position of the cam surface that is in contact is changed, the resistance value of the resistor pattern formed on the rotation detection member changes, and the tilt angle and tilt direction of the operation shaft can be detected. An excellent multidirectional input device can be provided.
[0046]
Further, the cam surface of the rotating plate is formed symmetrically from the central portion formed in a fan shape, and the dimension from the rotation center to the cam surface is gradually increased from the central portion to the left and right end portions. Therefore, the tilt angle and the tilt direction of the operation axis can be detected with high accuracy. In addition, a symmetric rotating plate is easy to manufacture.
[0047]
Also, a resistor pattern having a predetermined shape is formed on the facing surface of one of the FPCs facing each other, and a conductive pattern is formed on the other FPC at a position facing the resistor pattern. The value can be reliably changed.
[0048]
Also, when the operating shaft is at the neutral position in the upright state, the center of the cam surface elastically contacts the rotation detecting member, so that the center of the conductive pattern and the center of the resistor pattern are in contact with each other. It is possible to provide a high-precision multidirectional input device capable of reducing variation in the contact position between the conductive pattern and the resistor pattern when the operation axis is at the neutral position.
[0049]
In addition, one and the other FPCs are formed by folding one FPC so as to face each other, and the resistor pattern and the conductive pattern are formed on the surfaces facing each other, so that the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. It is.
[0050]
In addition, since the slit groove is formed in the folded portion of one FPC, there is no variation in the folded position, and the assembly is easy.
[0051]
Further, the rotation detecting member is provided with a spacer member having an opening between one and the other FPCs, and the resistor pattern and the conductive pattern are positioned in the opening so as to face each other, so that the cam surface of the rotating plate is provided. Can conduct the resistor pattern and the conductive pattern only at the elastic contact portion, reduce the variation of the resistance value, and enable high-precision rotation detection.
[0052]
Further, since the rotation detecting member is mounted on the elastic member which can be elastically deformed, it is possible to reliably conduct the resistor pattern and the conductive pattern.
[0053]
Further, since the elastic member is made of a leaf spring, it can be formed by stamping with a press or the like, and the production of the leaf spring is easy.
[0054]
Further, since the spacer member is formed of a resist layer having a predetermined thickness, the resist layer for forming the conductive pattern and the resistor pattern can be used as the spacer member, and the spacer member can be integrated with the FPC.
Therefore, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
[0055]
Further, since the rotating plate is formed integrally with the first and second rotating members, the number of components can be reduced.
[0056]
In addition, the bearing portion is formed on the frame side and is capable of supporting the upper side of the rotating shaft, and a part of a shielding plate that shields a lower portion of the hollow portion of the frame is formed so as to protrude therefrom. , The first and second rotating members can be easily assembled.
[0057]
In addition, since the supporting protrusion is formed in a U-shape at the portion where the rotating shaft contacts, the rotating shaft can be reliably supported without play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a multidirectional input device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an FPC according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part for explaining one rotation detecting member according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a spacer according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part illustrating a configuration of one rotation detection member according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of an essential part for explaining the operation of the rotation detecting member according to the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of an essential part for explaining the operation of the rotation detecting member according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of a multidirectional input device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view of a rotating member according to the embodiment of love 2;
FIG. 11 is an exploded perspective view of FIG. 9;
FIG. 12 is a sectional view of a main part of a rotation detecting member according to the second embodiment.
FIG. 13 is a perspective view of a conventional multidirectional input device.
[Explanation of symbols]
One frame
1d collar
1e Open part
2 rotating plate
2b Cam surface
3 One rotation detection member
4 The other rotation detection member
5 FPC
5d resistor formation part
5e slit groove
5f connection
5g conductor formation part
6 Resistor pattern
6a Carbon pattern
6b Conductor pattern
7 Conductive pattern
8 Spacer member
9 leaf spring
21 frames
22 Operation axis
23 First rotating member
24 Second rotating member
Claims (14)
前記第1、第2の回動部材の前記フレームに架設する両端部の少なくとも互いに隣り合う一方側には、前記第1、第2の回動部材の回動に連動して回転可能な回転板をそれぞれ形成し、前記回転板の回転角度および回転方向を検出可能な回転検出部材を、前記それぞれの回転板の外周面に弾接させて配設したことを特徴とする多方向入力装置。A first rotatable member having a long groove that is rotatable, a second rotatable member having a long groove that is rotatable and disposed in a direction orthogonal to the first rotatable member, A frame having a hollow portion in which a second rotating member is rotatably mounted, and the first and second rotating members are inserted through long grooves of the first and second rotating members, and the first and second rotating members are tilted. An operating shaft capable of rotating the rotating member,
A rotating plate rotatable in association with the rotation of the first and second rotating members is provided on at least one side of both ends of the first and second rotating members that are bridged on the frame. And a rotation detecting member capable of detecting a rotation angle and a rotation direction of the rotary plate is disposed in elastic contact with an outer peripheral surface of each of the rotary plates.
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