JP2007149397A - Multiple direction input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周囲の任意方向に操作される操作部材の操作により各種信号の入力を行う多方向入力装置に関する。 The present invention relates to a multidirectional input device that inputs various signals by operating an operation member that is operated in an arbitrary surrounding direction.
ジョイスティックと呼ばれるこの種の多方向入力装置は、通常、特定点を中心にして周囲全方向へ傾倒操作されるスティック状の操作部材と、直角な2方向へ動作可能に組み合わされ、操作部材の傾倒操作に伴って操作の方向に対応する方向へ運動する1組の動作変換部材と、操作部材を中立位置に弾性的に保持するスプリングと、1組の動作変換部材の各運動量に対応する信号を出力する一組の信号出力手段とを備えている。 This type of multi-directional input device called a joystick is usually combined with a stick-like operation member that is tilted in all directions around a specific point, and operably tilted in two directions. A set of motion conversion members that move in a direction corresponding to the direction of the operation according to the operation, a spring that elastically holds the operation member in a neutral position, and a signal corresponding to each momentum of the set of motion conversion members. A set of signal output means for outputting.
スプリングは、操作部材の下側に圧縮状態で収容されており、カップ状或いは円盤状等の押圧補助部材を介して上側の操作部材を弾性的に押圧することにより、この操作部材を中立位置に弾性保持する。 The spring is housed in a compressed state on the lower side of the operating member, and the upper operating member is elastically pressed via a pressing auxiliary member such as a cup shape or a disk shape to bring the operating member into a neutral position. Hold elastic.
1組の動作変換部材としては、直角な2方向へ移動可能な1組のスライダーや、直角な2方向へ回動する1組の回動部材が使用される。また一組の信号出力手段としては、ボリュームに代表される電気的センサ、磁気的センサ、光学的センサなどが使用されるが、主にコスト等の点からボリュームが比較的多く使用されている。 As a set of motion converting members, a set of sliders that can move in two directions perpendicular to each other and a set of rotating members that rotate in two directions perpendicular to each other are used. Moreover, as a set of signal output means, an electric sensor represented by a volume, a magnetic sensor, an optical sensor, or the like is used, but a volume is relatively used mainly from the viewpoint of cost.
このような多方向入力装置では、操作部材の平坦な下面に押圧補助部材の平坦な上面が弾性的に当接することにより、操作部材が中立位置に弾性保持される。操作部材を中立位置から傾倒操作すると、操作部材が押圧補助部材の平坦な上面に対して傾き、操作部材の外周縁部が下側の押圧補助部材の平坦な上面に部分的に接触し、押圧補助部材が下側へ押し下げられる。このとき、操作部材の操作荷重はスプリングの縮み量に対応するが、操作部材の操作量とスプリングの縮み量が対応しないため、操作部材の操作荷重は操作部材の操作量に対応しないという問題がある。 In such a multidirectional input device, the operation member is elastically held in the neutral position by elastically contacting the flat upper surface of the pressing assist member with the flat lower surface of the operation member. When the operating member is tilted from the neutral position, the operating member is tilted with respect to the flat upper surface of the pressing assist member, and the outer peripheral edge of the operating member partially contacts the flat upper surface of the lower pressing assist member to press The auxiliary member is pushed down. At this time, the operation load of the operation member corresponds to the amount of contraction of the spring, but since the operation amount of the operation member does not correspond to the amount of contraction of the spring, the operation load of the operation member does not correspond to the operation amount of the operation member. is there.
この問題を図16により説明すると、操作部材1は大径円盤状の台座部2を下端部に有しており、図示されないスプリングにより上方へ付勢された下側の円盤状或いはリング状の押圧補助部材3により前記台座部2が上方へ押圧されることにより、中立位置に弾性保持される。押圧保持力に抗して操作部材1を傾倒操作すると、台座部2が傾き、台座部2の外周縁部で下側の押圧補助部材3が下方へ押圧される。操作力を除去すると、押圧補助部材3による押圧により、操作部材1は元の中立状態に自動復帰する。
This problem will be described with reference to FIG. 16. The operation member 1 has a large-diameter disk-shaped pedestal 2 at its lower end, and is pressed downward by a disk or ring that is biased upward by a spring (not shown). When the pedestal 2 is pressed upward by the
操作部材1の操作量として、操作部材1の傾倒に伴う水平方向の操作ストロークSを規定し、操作部材の傾倒中心点Oから、操作部材1と押圧補助部材3との接触点までの水平方向距離をLとすると、操作当初(操作ストロークSが小さいとき)はこの水平方向距離Lが大きく、操作ストロークSの僅かな増大で押圧補助部材3は下方へ大きく移動する。すなわちスプリングが大きく縮む。操作ストロークSが更に増大すると、その増大につれて水平方向距離Lが小さくなり、操作ストロークSを増大させても押圧補助部材3の下方への移動量は小さくなる。なお、水平方向とは、初期位置にある操作部材1の中心線に直角な方向である。
As the operation amount of the operation member 1, a horizontal operation stroke S associated with the tilt of the operation member 1 is defined, and the horizontal direction from the tilt center point O of the operation member to the contact point between the operation member 1 and the pressing
このように、操作ストロークSの増大に伴って水平方向距離Lが変化(減少)する結果、操作荷重(操作に要する荷重)は、図17に示すように、操作開始当初に最大値を示し、その後、操作ストロークSの増大に伴って減少する傾向を示す。操作開始当初に到達する安定荷重(スプリングが所期の特性を発揮し始める荷重)は初期荷重と呼ばれ、従来は初期荷重が最大荷重となる。 As described above, as a result of the change (decrease) in the horizontal distance L with the increase in the operation stroke S, the operation load (the load required for the operation) shows a maximum value at the beginning of the operation, as shown in FIG. Thereafter, a tendency to decrease as the operation stroke S increases is shown. The stable load reached at the beginning of the operation (the load at which the spring begins to exhibit the desired characteristics) is called the initial load, and conventionally the initial load is the maximum load.
操作部材の操作量と操作荷重との関係が図17のような場合、操作感はデジタル的となり、それはそれで重宝される場合もあるが、場合によっては、操作量の増大に比例して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感が要求されることもある。このような要求に対しては、従来の多方向入力装置は応えることができず、使用感が自然でないという問題があった。 When the relationship between the operation amount of the operation member and the operation load is as shown in FIG. 17, the operation feeling becomes digital, which may be useful in some cases, but in some cases, the operation load is proportional to the increase in the operation amount. In some cases, an analog operation feeling that increases the number of times is required. Conventional multi-directional input devices cannot meet such demands, and there is a problem that the feeling of use is not natural.
なお、操作部材の初期動作をスムーズにするために、操作部材の下端部に形成された大径の台座部の外周部下面を、操作部材の中心線に直角な水平面に対して湾曲乃至は傾斜させて、初期荷重を低減する技術は、特許文献1,2に記載されている。しかし、この技術は、単に初期荷重を低減させるだけのものであり、操作量に比例して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感まで実現するものではない。 In order to make the initial operation of the operation member smooth, the lower surface of the outer periphery of the large-diameter pedestal formed at the lower end of the operation member is curved or inclined with respect to a horizontal plane perpendicular to the center line of the operation member. The technique for reducing the initial load is described in Patent Documents 1 and 2. However, this technique merely reduces the initial load, and does not realize an analog operation feeling in which the operation load increases in proportion to the operation amount.
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、操作量の増大に対応して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感を簡単な構成で実現できる多方向入力装置を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of such circumstances, and provides a multidirectional input device capable of realizing an analog operation feeling that increases an operation load corresponding to an increase in an operation amount with a simple configuration. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明に係る多方向入力装置は、特定点を中心にして周囲全方向へ傾倒操作される操作部材と、操作部材の操作方向及び操作量を電気信号に変換するために直角な2方向へ動作可能に組み合わされており、操作部材の傾倒操作に伴って運動する1組の動作変換部材と、操作部材を中立位置に弾性的に保持するために操作部材を下側から弾性的に押圧するスプリングと、操作部材とスプリングとの間に介在して操作部材の下面に圧接する押圧補助部材とを備えており、操作部材を傾倒操作したときに操作量の増大に伴って操作荷重が増大するように、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を操作部材の中心線に直角な水平面に対して曲面に形成したものであり、より好ましくは、操作部材の傾倒中心点から操作部材とその下側の押圧補助部材との接触点までの水平方向距離が操作部材の操作量に関係なく一定となるように、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を前記水平面に対して曲面に形成する。 In order to achieve the above object, a multidirectional input device according to the present invention converts an operation member tilted in all directions around a specific point, and converts an operation direction and an operation amount of the operation member into an electrical signal. Therefore, a pair of motion converting members that are movable in two directions perpendicular to each other and moving in accordance with the tilting operation of the operating member, and the operating member in order to elastically hold the operating member in the neutral position. A spring that elastically presses from the side, and a pressing auxiliary member that is interposed between the operating member and the spring and press-contacts the lower surface of the operating member, thereby increasing the amount of operation when the operating member is tilted. Accordingly, at least one of the contact surfaces of the operating member and the pressing assisting member is formed in a curved surface with respect to a horizontal plane perpendicular to the center line of the operating member so that the operating load increases accordingly, more preferably Tilt center point At least one of the contact surfaces of the operation member and the pressure assisting member is the horizontal surface so that the horizontal distance to the contact point between the operation member and the lower pressure assisting member is constant regardless of the operation amount of the operation member. Is formed into a curved surface.
また、1組の動作変換部材が、操作部材の操作中心を通る線を中心にして直角な2方向へ回動する回動部材であって、操作部材と共に下側から前記スプリングにより前記押圧補助部材を介して弾性的に押圧されている場合は、操作部材を傾倒操作したときに操作量の増大に伴って操作力が増大するように、1組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を前記水平面に対して曲面に形成するのが好ましく、一組の動作変換部材の回動中心線から動作変換部材とその下側の押圧補助部材との接触点までの水平方向距離が動作変換部材の回動量に関係なく一定となるように、一組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を前記水平面に対して曲面に形成するのがより好ましい。 The pair of motion converting members is a rotating member that rotates in two directions perpendicular to each other about a line passing through the operation center of the operation member, and the pressing auxiliary member is moved together with the operation member from the lower side by the spring. When the operation member is tilted, the contact force between the pair of motion conversion members and the pressure assisting member is increased so that the operation force increases as the operation amount increases. It is preferable that at least one of them is formed with a curved surface with respect to the horizontal plane, and the horizontal distance from the rotation center line of the pair of motion converting members to the contact point between the motion converting member and the lower pressing auxiliary member operates. More preferably, at least one of the contact surfaces of the pair of motion converting member and the pressing assisting member is formed in a curved surface with respect to the horizontal plane so as to be constant regardless of the rotation amount of the converting member.
操作部材の下面が操作部材の中心線に直角な水平面に平行な平坦面の場合、操作部材の傾倒中心点から、操作部材と押圧補助部材との接触点までの水平方向距離L(前記水平面に平行な方向における離間距離)が、操作部材の傾倒操作に伴って減少する。このため、操作部材の操作量が増大するにしたがってスプリングの押し込み量が少なくなり、操作荷重が減少する。これに対し、操作部材の下面を前記水平面に対して湾曲させる、より具体的には、操作部材の下面が外周側に向かって下側の押圧補助部材から徐々に離れる方向へ湾曲させることにより、操作部材の操作量の増大に伴う水平方向距離Lの減少を抑制でき、その距離Lを一定に維持することもでき、これにより操作量の増大に対応して操作荷重を増大させることが可能となる。特に、操作部材の操作量の変化に関係なく水平方向距離Lが一定となる曲面形状にすれば、操作量に比例する操作荷重を得ることができる。 When the lower surface of the operation member is a flat surface parallel to a horizontal plane perpendicular to the center line of the operation member, a horizontal distance L from the tilt center point of the operation member to the contact point between the operation member and the pressing auxiliary member (in the horizontal plane) The separation distance in the parallel direction) decreases with the tilting operation of the operating member. For this reason, as the operation amount of the operation member increases, the pushing amount of the spring decreases, and the operation load decreases. On the other hand, by curving the lower surface of the operation member with respect to the horizontal plane, more specifically, by curving the lower surface of the operation member toward the outer peripheral side in a direction gradually away from the lower pressing auxiliary member, The decrease in the horizontal distance L accompanying the increase in the operation amount of the operation member can be suppressed, and the distance L can be kept constant, thereby increasing the operation load corresponding to the increase in the operation amount. Become. In particular, an operation load proportional to the operation amount can be obtained by using a curved surface shape in which the horizontal distance L is constant regardless of a change in the operation amount of the operation member.
操作部材の下面の代わりに押圧補助部材の上面を曲面に形成することもでき、両方を曲面に形成することもできる。 Instead of the lower surface of the operating member, the upper surface of the pressing assist member can be formed into a curved surface, or both can be formed into a curved surface.
1組の動作変換部材が、操作部材の操作中心を通る線を中心にして直角な2方向へ回動する回動部材であって、操作部材と共に下側から前記スプリングにより前記押圧補助部材を介して弾性的に押圧されている場合は、1組の動作変換部材についても操作部材と同様に接触面の少なくとも一方を曲面にすれば、より効果を高めることができる。 A set of motion converting members is a rotating member that rotates in two directions perpendicular to each other about a line passing through the operation center of the operation member, and together with the operation member, the spring is interposed from the lower side via the pressing auxiliary member. In the case of being elastically pressed, the effect can be further enhanced if at least one of the contact surfaces is curved as in the case of the operation member.
本発明に係る多方向入力装置は、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方、更には必要に応じて1組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を操作部材の中心線に直角な水平面に対して曲面に形成するという簡単な手法により、操作量の増大に対応して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感を実現でき、アナログ的な操作感が要求される用途に対して高い商品価値を付与できる。 The multidirectional input device according to the present invention has at least one of the contact surfaces of the operation member and the pressure assisting member, and further, if necessary, at least one of the contact surfaces of the pair of motion converting member and the pressure assisting member as the center of the operation member. With a simple method of forming a curved surface with respect to a horizontal plane perpendicular to the line, an analog operation feeling that increases the operation load in response to an increase in the operation amount can be realized, and an analog operation feeling is required. A high commercial value can be given to the use.
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態を示す多方向入力装置の外観図、図2は同多方向入力装置の縦断側面図で、操作部材が中立状態の場合を示し、図3は同多方向入力装置の縦断側面図で、操作部材が傾斜状態の場合を示す。 FIG. 1 is an external view of a multidirectional input device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal side view of the multidirectional input device, showing a case where an operation member is in a neutral state, and FIG. It is a vertical side view of the apparatus, and shows a case where the operation member is in an inclined state.
図4は同多方向入力装置に使用されている上ケースの斜視図、図5は同多方向入力装置に使用されている下ケースの斜視図、図6は同多方向入力装置に使用されている上段の動作変換部材の上からの斜視図、図7は同多方向入力装置に使用されている上段の動作変換部材の下からの斜視図、図8は同多方向入力装置に使用されている下段の動作変換部材の上からの斜視図、図9は同多方向入力装置に使用されている下段の動作変換部材の下からの斜視図、図10は多方向入力装置に使用されている操作部材の斜視図、図11は同多方向入力装置に使用されている押圧補助部材の上からの斜視図、図12は同多方向入力装置に使用されている押圧補助部材の下からの斜視図、図13は同多方向入力装置に使用されている押下スイッチの斜視図である。 4 is a perspective view of an upper case used in the multidirectional input device, FIG. 5 is a perspective view of a lower case used in the multidirectional input device, and FIG. 6 is used in the multidirectional input device. 7 is a perspective view from above of the upper motion conversion member, FIG. 7 is a perspective view from below of the upper motion conversion member used in the multidirectional input device, and FIG. 8 is used in the multidirectional input device. FIG. 9 is a perspective view from below of the lower motion conversion member used in the multidirectional input device, and FIG. 10 is used in the multidirectional input device. FIG. 11 is a perspective view from above of a pressing assisting member used in the multidirectional input device, and FIG. 12 is a perspective view from below of the pressing assisting member used in the multidirectional input device. Fig. 13 is a perspective view of a push switch used in the multidirectional input device. That.
また、図14は同多方向入力装置において操作部材を操作したときの各部材の動作を示す模式図、図15は同多方向入力装置における操作量と操作荷重の関係を示すグラフである。 FIG. 14 is a schematic diagram showing the operation of each member when the operation member is operated in the multidirectional input device, and FIG. 15 is a graph showing the relationship between the operation amount and the operation load in the multidirectional input device.
本実施形態に係る多方向入力装置は、図1〜図3に示すように、上ケース10と下ケース20とにより構成されたボディ、ボディから上方へ突出し、周囲全方向へ傾倒操作可能に支持されたシャフト状の操作部材30と、ボディ内に上下2段に組み込まれ、操作部材30の傾倒操作に伴って直角な2方向へ回動する1組の回動式の動作変換部材40A,40Bと、操作部材30を中立位置に保持するためにその下側に位置してボディ内に組み込まれたスプリング50と、操作部材30とスプリング50との間に介在して、操作部材30を動作変換部材40A,40Bと共に上方へ押圧する押圧補助部材60と、動作変換部材40A,40Bの動作を電気信号に変換するためにボディの直角な2側面に取付けられたボリューム70A,70Bと、操作部材30の下側に位置してボディ内に組み込まれた押下スイッチ80とを備えている。
The multidirectional input device according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, is a body constituted by an
ボディを構成する上ケース10は、図4に示すように、底面が開放した角箱形状であり、天板部には操作部材30を突出させるために円形の開口部11が設けられている。開口部11は操作部材30の傾倒操作を阻害しない内径に設定されている。天板部の裏面は、動作変換部材40A,40Bの2方向の回転動作を阻害しないように設計されている。
As shown in FIG. 4, the
上ケース10の対向する2つの側板部には、動作変換部材40Aの両端部が嵌合する切り込み12Aがそれぞれ設けられており、他の2つの側板部には、動作変換部材40Bの両端部が嵌合する切り込み12Bがそれぞれ設けられている。また、上ケース10の直交する2つの側板部には、ボリューム70A,70Bを保持するために一対の保持部13A,13Bが凸設されている。
The two opposite side plate portions of the
下ケース20は、図5に示すように、上ケース10の底面開口部を塞ぐ四角形の底板部21と、底板部21の対角に位置する2つのコーナー部から上方へ突出した固定部22,22と、底板21の対向する2つの側縁部から上方へ突出した支持部23A,24Aと、底板21の他の2つの側縁部から上方へ突出した支持部23B,24Bとを有している。固定部22,22は、上ケース10を下ケース20に組み合わせた状態で上ケース10の貫通孔14,14に挿入されて、上ケース10をしたケース20に連結固定する。この状態で、支持部23A,24Aは上ケース10の切り込み12A,12Aに挿入されて、動作変換部材40Aの両端部を回転自在に支持する軸受部を構成する。また、支持部23B,24Bは上ケース10の切り込み12B,12Bに挿入されて、動作変換部材40Bの両端部を回転自在に支持する軸受部を構成する。
As shown in FIG. 5, the
底板部21の上面には、スプリング50及び押下スイッチ80を収容するために円形の凹部25が設けられており、凹部25内には、これらを位置決めするための4つの凸部26が設けられている。4つの凸部26は外側にスプリング50を位置決め保持し、内側に押下スイッチ80を位置決め保持する。
A circular
操作部材30は、図10に示すように、丸棒状の本体部31と、その下端部に設けられた蒲鉾形状の支持部32と、支持部32の更に下側に設けられた円盤状の台座部33とを有しており、支持部32の両端には軸部34,34が設けられている。
As shown in FIG. 10, the
台座部33の円形の下面には、押下スイッチ80を操作するために、球状の凸部35が中心部に位置して設けられている。凸部35の外側は、下側の押圧補助部材60との接触面である。接触面の内周部は環状の平面部36であり、外周部は平面部36から離れるに連れて上方へ湾曲した、いわゆる下に凸の環状の曲面部37である。曲面部37は、操作部材30が傾倒操作されたときに、操作部材30の傾倒中心点から、下側の押圧補助部材60との接触点までの水平方向距離Lが変わらないようにするための重要構成であり、これについては後で詳しく説明する。
On the circular lower surface of the
上段の動作変換部材40Aは、図6及び図7に示すように、ドーム状(半球状)の本体部41Aと、本体部41Aの両側部分に一体的に設けられたY軸方向の水平な軸部42A,42Aとを有している。本体部41Aは、軸部42A,42Aを中心にしてX軸方向で回動し、その回動を許容するためにX軸方向の端部は円弧状に除去されている。本体部41Aには、操作部材30が貫通する貫通孔43Aが設けられている。貫通孔43Aは、操作部材30のX軸方向の操作に動作変換部材40Aが同期し、操作部材30のY軸方向の操作を動作変換部材40Aが阻害しないように、Y軸方向の長孔とされている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the upper motion conversion member 40 </ b> A includes a dome-shaped (hemispherical) main body portion 41 </ b> A and a horizontal axis in the Y-axis direction integrally provided on both side portions of the main body portion 41 </ b> A. 42A and 42A. The
本体部41Aの両側部下面は、下側の押圧補助部材60との接触面であり、その接触面の、動作変換部材40Aの回動方向両端部(X軸方向両端部)を除く部分は平面部44Aであり、回動方向両端部(X軸方向両端部)は平面部44Aから離れるに連れて上方へ湾曲する曲面部45A,45Aである。
The lower surfaces of both side portions of the
下段の動作変換部材40Bは、動作変換部材40Aのドーム状の本体部41A内に嵌合するドーム状(半球状)の本体部41Bと、本体部41Bの両側に一体的に設けられた蒲鉾形状の支持部42B,42Bと、支持部42B,42Bの更に外側に一体的に設けられたX軸方向の水平な軸部43B,43Bとを有している。本体部41Bは水平な軸部43B,43Bを中心にしてY軸方向で回動し、その回動中心線は上段の動作変換部材40A回動中心線と直角に交差し、その交点は操作部材30の傾倒中心点でもある。
The lower-stage
本体部41Bには、操作部材30が貫通する貫通孔44Bが設けられている。貫通孔44Bは、操作部材30のY軸方向の操作に動作変換部材40Bが同期し、操作部材30のX軸方向の操作を動作変換部材40Bが阻害しないように、X軸方向の長孔とされている。
The
本体部41Bの内面には、操作部材30の蒲鉾形状の支持部32が嵌合する蒲鉾状の第1凹部45が、貫通孔43Bと交差して設けられており、第1凹部45の両端側には、軸部34,34が嵌合する半円形の第2凹部46,46が設けられている。そして、これらの凹部により、操作部材30は動作変換部材40B内でX軸方向に傾倒自在に支持されることになり、操作部材30のX軸方向の傾倒中心線は、動作変換部材40AのX軸方向の回動中心線に一致する。また、動作変換部材40BのY軸方向の回動により、操作部材30は動作変換部材40Aと共にY軸方向に回動可能に支持されることになり、これにより操作部材30はX軸方向及びY軸方向に回動可能となる。
On the inner surface of the
このように、操作部材30は動作変換部材40AのX軸方向の回動及び動作変換部材40BのY軸方向の回動の組合せにより、周囲全方向に傾倒可能に支持される。
In this manner, the
支持部42B,42Bの各下面は、下側の押圧補助部材60との接触面であり、その接触面の、動作変換部材40Bの回動方向両端部(Y軸方向両端部)を除く部分は平面部48Bであり、回動方向両端部(Y軸方向両端部)は平面部48Bから離れるに連れて上方へ湾曲した曲面部49B,49Bである。
Each lower surface of the
円盤状の押圧補助部材60は、図11及び図12に示すように、中心部に開口部61を有するリングである。開口部61は、操作部材30の球状の凸部35を下方へ突出させるための逃げ孔である。押圧補助部材60の上面、特に開口部61を取り囲む内周部上面は、操作部材30の台座部33の下面、特に凸部35の外側の接触面(平面部36及び曲面部37)が当接する環状の受け面62であり、水平な平坦面である。受け面62の外側は外周側に向かって下降する傾斜面65である。
As shown in FIGS. 11 and 12, the disk-shaped pressing
押圧補助部材60の外周部には、4つの受け部63が周方向に等間隔で設けられている。4つの受け部63のうち、対向する2つは、動作変換部材40Aの本体部41Aの両側部が上方から当接するA部材支持部であり、残り2つの受け部63は、動作変換部材40Bの支持部42B,42Bが上方から当接するB部材支持部である。いずれの受け部63の上面も平坦な水平支承面である。
Four receiving
4つの受け部63は又、下ケース20の4つの支持部23A,24A,23B,24Bに摺接するガイド部であり、各受け部63から外側へ突出する小さな凸部64が下ケース20の4つの支持部23A,24A,23B,24Bの各内壁面に設けられた縦溝に嵌合することにより、支持部23A,24A,23B,24Bと共同して押圧補助部材60を昇降自在に水平支持する。
The four receiving
押圧補助部材60の下面、特に開口部61の周囲は、下側の押下スイッチ80との干渉を回避するめに台錐形状に窪んでおり、外周部下面には、スプリング50の位置決めのために、スプリング60の上端部が嵌合する環状の溝部66が設けられている。
The lower surface of the pressing
押下スイッチ80は、図13に示すように、角形の本体部81と、その上面にカバー82により固定されたキートップ83とを有している。本体部81は、下ケース20の4つの凸部26の内側に位置決め保持され、この状態で複数のリード84を、下ケース20の底板部21に設けられた複数の開口部29から下ケース20の下側へ突出させる。
As shown in FIG. 13, the
次に、本実施形態に係る多方向入力装置の機能について説明する。 Next, functions of the multidirectional input device according to the present embodiment will be described.
前述したとおり、操作部材30は、スプリング50により上方へ付勢された押圧補助部材60により上方へ押圧されている。また、上下の動作変換部材40A,40Bも、操作部材30と共に、スプリング50により上方へ付勢された押圧補助部材60により上方へ押圧されている。
As described above, the
詳しく説明すると、操作部材30が外力を受けない状態では、図2に示すように、押圧補助部材60の環状の平坦な受け面62が、操作部材30の台座部33の下面、特に凸部35の外側の環状の平面部36に弾性的に面接触している。また、押圧補助部材60の対向する2つの受け部63,63の平坦な上面が、動作変換部材40Aの両側部の各下面、特に曲面部45A,45Aに挟まれた平面部44Aに弾性的に面接触しており、他の2つの受け部63,63の平坦な上面が、動作変換部材40Bの支持部42B,42Bの各下面、特に曲面部49B,49Bに挟まれた平面部48Bに弾性的に面接触している。
More specifically, in a state where the operating
これにより、操作部材30及び上下の動作変換部材40A,40Bは、中立位置に弾性保持されている。この状態で、操作部材30は上段の動作変換部材40Aと共にX軸方向に傾動可能であり、下段の動作変換部材40Bと共にY軸方向に傾動可能であり、これら2方向の傾倒動作の組合せにより、操作部材30は周囲全方向へ傾倒操作が可能である。また、動作変換部材40AのY軸方向の回動中心線と動作変換部材40BのX軸方向の回動中心線は直交し、その交点が操作部材30の傾倒中心点となることは前述したとおりである。
Thus, the
操作部材30をX軸方向へ傾倒操作すると、これに伴って上段の動作変換部材40Aが回動する。操作部材30の傾倒により、図3及び図14に示すように、操作部材30の台座部33の下面、特に平面部36の外側の曲面部37が、押圧補助部材60の環状の平坦な受け面62に接触し、スプリング50による付勢力に抗して押圧補助部材60が押し下げられる。
When the
ここで、操作部材30の曲面部37は、操作部材30の傾倒中心点Oから、操作部材30と押圧補助部材60の接触点までの水平方向距離Lが、操作部材30の操作ストロークSに関係なく一定となるように設計されている。換言すれば、曲面部37のために、押圧補助部材60の受け面62における操作部材30の接触位置(中心からの距離)は、操作部材30の操作ストロークSに関係なく一定である。その結果、図15(a)(b)に示すように、操作部材30の操作荷重Fは、操作部材30の操作ストロークSに比例して増大する。より正確には、初期荷重後の領域で、操作荷重Fは操作ストロークSに比例したものになる。
Here, in the
なぜなら、操作部材30の操作荷重をF、操作部材30における荷重作用点から傾倒中心点Oまでの距離をl、押圧保持部材60による押圧力をf、操作部材30の傾倒中心点Oから押圧力の作用点までの距離(操作部材30の傾倒中心点Oから、操作部材30と押圧補助部材60の接触点までの距離)をLとすると、数式1が成立し、kをスプリング50のバネ定数、xを縮み量とすると、f=k・xであるから数式2が成立する。ここでLが一定であると、数式3が成立し、操作部材30の操作荷重Fはスプリング50の縮み量xに比例することから、操作部材30の操作ストロークSに比例する。
This is because the operating load of the operating
なお、操作部材30の操作ストロークSは、その傾動角度θが小さい領域では、tanθ≒θ(rad)が成立する。このため、操作ストロークSはθ(rad)に対応する。通常、操作部材30の傾動角度θは最大で20度程度であるため、操作ストロークS≒傾動角度θ(rad)が成立する。
The operation stroke S of the
また、操作部材30の傾倒操作とは別に、操作部材30のX軸方向の傾倒操作により、上段の動作変換部材40Aが回動する結果、動作変換部材40Aの両側部の各下面、特に傾倒操作側の曲面部45Aが、押圧補助部材60の2つの受け部63,63の平坦な上面に接触し、スプリング50による付勢力に抗して押圧補助部材60が押し下げられる。しかし、動作変換部材40Aの両側部の、押圧補助部材60の2つの受け部63,63に対する接触は、操作部材30が中立状態のとき及び操作量が少ない時期に限定され、操作部材30の操作量が大きくなり、押圧補助部材60の下降量が増大すると、動作変換部材40Aの両側部(平面部44A及び曲面部45A,45A)は押圧補助部材60の2つの受け部63,63から離れる。
In addition to the tilting operation of the operating
つまり、動作変換部材40Aの両側部と押圧補助部材60の2つの受け部63,63との接触は、ここでは操作部材30の初期位置近傍における安定性、保持荷重を高めるために機能しており、操作量と操作荷重の関係には直接には関与していない。
That is, the contact between the both side portions of the
操作部材30をY軸方向へ傾倒操作した場合は、これに伴って下段の動作変換部材40Bが回動する。操作部材30の傾倒により、操作部材30の台座部33の下面、特に平面部36の外側の曲面部37が、押圧補助部材60の環状の平坦な受け面62に接触し、スプリング50による付勢力に抗して押圧補助部材60が押し下げられる。
When the
ここで、操作部材30の曲面部37は、操作部材30の傾倒中心点Oから、操作部材30と押圧補助部材60の接触点までの水平方向距離Lが、操作部材30の操作ストロークSに関係なく一定となるように設計されている。換言すれば、曲面部37のために、押圧補助部材60の受け面62における操作部材30の接触位置(中心からの距離)は、操作部材30の操作ストロークSに関係なく一定である。その結果、操作部材30の操作荷重Fは操作ストロークSに比例して増大する。
Here, in the
また、操作部材30のY軸方向の傾倒操作により、下段の動作変換部材40Bが回動する結果、動作変換部材40Bの支持部42B,42Bの各下面、特に傾倒操作側の曲面部49Bが、動作変換部材60の他の2つの受け部63,63の平坦な上面に接触し、スプリング50による付勢力に抗して押圧補助部材60が押し下げられるが、これは操作部材30が中立状態のとき及び操作量が少ない時期に限定され、操作部材30の操作量が大きくなり、押圧補助部材60の下降量が増大すると、動作変換部材40Bの両側部(平面部48B及び曲面部49B,49B)は押圧補助部材60の2つの受け部63,63から離れる。つまり、動作変換部材40Bの支持部42B,42Bの各下面も、操作部材30の初期位置近傍における安定性、保持荷重を高めるために機能しており、操作量と操作荷重の関係には直接には関与していない。
Further, as a result of the lower
操作部材30に付加されている操作荷重を除去すれば、操作部材30は中立位置(原点位置)に自動復帰する。復帰時の操作荷重は、傾倒時の操作荷重に比べて若干小さくなる。
When the operation load applied to the
操作部材30を垂直方向に押下操作すれば、スプリング50による付勢力に抗して押圧部材30が押圧補助部材60と共に下降し、押下スイッチ80が操作される。
If the operating
このように、本実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材30の曲面部37の形状設計により、操作部材30の傾倒中心点Oから、操作部材30と押圧補助部材60の接触点までの水平方向距離Lが、操作部材30の操作ストロークSに関係なく一定になるようにされており、これにより操作荷重Fは操作ストロークSに比例する。そして、操作部材30の曲面部37の形状を変えれば、初期荷重の大きさを変えることができる。また、図15(a)(b)に示すように、スプリング50の特性を変えれば、荷重曲線の比例定数を変えることができる。
As described above, in the multidirectional input device according to the present embodiment, from the tilt center point O of the
上記実施形態では、操作部材40を中立位置に弾性保持するために、操作部材40及び動作変換部材40A,40Bの両方をスプリング50により押圧し、操作部材40の設計で荷重曲線を操作しているが、両方で荷重曲線を操作することもできる。その場合は、例えば動作変換部材40Aの両側部(平面部44A及び曲面部45A,45A)及び動作変換部材40Bの両側部(平面部48B及び曲面部49B,49B)を利用する。或いはこれが当接する押圧補助部材60の受け部63,63・・の上面形状を利用する。
In the above embodiment, in order to elastically hold the operation member 40 in the neutral position, both the operation member 40 and the
上記実施形態では又、動作変換部材40A,40Bは回動式であるが、スライド式の場合は操作部材30においてのみ水平方向距離Fを一定に維持するようにすればよい。
In the above-described embodiment, the
10 上ケース
20 下ケース
30 操作部材
33 台座部
36 平面部
37 曲面部
40A,40B 動作変換部材
43A,44B 貫通孔(長孔)
44A,48B 平面部
45A,49B 曲面部
50 スプリング
60 押圧補助部材
62 受け面
63 受け部
70A,70B ボリューム
80 押下スイッチ
DESCRIPTION OF
44A, 48B
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102543336A (en) * | 2012-02-15 | 2012-07-04 | 广东小天才科技有限公司 | Shock absorption device of rocker potentiometer and application of shock absorption device to electronic equipment |
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- 2005-11-24 JP JP2005339328A patent/JP2007149397A/en active Pending
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