JP2019114353A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作装置において、操作部を形成する操作部材を引き抜く方向の力に対して外れ難い構造を実現すること。【解決手段】第１部材と、第２部材と、第１部材に、第１回転支持機構を介して、第１方向の軸まわりに回転可能に支持され、第２部材に、第１方向に交差する第２方向の第１側で支持される中間部材とを備え、第１部材及び第２部材のいずれか一方は、操作部を形成し、第１回転支持機構は、第１部材に形成され、第２方向の第１側が自由端となる態様で第２方向に延在する第１壁部と、第１壁部に形成され、第１方向に凹む又は貫通する第１嵌合穴と、中間部材に形成され、第１側が自由端となる態様で第２方向に延在し、第２方向に視て、第１壁部よりも内側に位置する第１腕部と、第１腕部に形成され、第１壁部に向けて突出し、第１嵌合穴に嵌合する第１突出部とを含む、操作装置が開示される。【選択図】図８

Description

本開示は、操作装置に関する。

操作部材を筐体に中間部材を介して多方向に傾倒操作可能に支持する操作装置が知られている。

特開2015-216027号公報

しかしながら、上述のような従来技術では、操作装置において、操作部を形成する操作部材を引き抜く方向の力に対して外れ難い構造を実現することが難しい。稼働中等に操作部材を引き抜く方向の力が印加されると、操作部材と中間部材との間の接続部や中間部材と筐体との間の接続部に比較的大きな力がかかり、塑性変形が生じて操作部材や中間部材が外れてしまうおそれがある。

そこで、１つの側面では、本発明は、操作装置において、操作部を形成する部材を引き抜く方向の力に対して外れ難い構造を実現することを目的とする。

１つの側面では、第１部材と、
第２部材と、
前記第１部材に、第１回転支持機構を介して、第１方向の軸まわりに回転可能に支持され、前記第２部材に、前記第１方向に交差する第２方向の第１側で支持される中間部材とを備え、
前記第１部材及び前記第２部材のいずれか一方は、操作部を形成し、
前記第１回転支持機構は、
前記第１部材に形成され、前記第２方向の前記第１側が自由端となる態様で前記第２方向に延在する第１壁部と、
前記第１壁部に形成され、前記第１方向に凹む又は貫通する第１嵌合穴と、
前記中間部材に形成され、前記第１側が自由端となる態様で前記第２方向に延在し、前記第２方向に視て、前記第１壁部よりも内側に位置する第１腕部と、
前記第１腕部に形成され、前記第１壁部に向けて突出し、前記第１嵌合穴に嵌合する第１突出部とを含む、操作装置が提供される。

１つの側面では、本発明によれば、操作装置において、操作部を形成する操作部材を引き抜く方向の力に対して外れ難い構造を実現することが可能となる。

一実施例による操作装置１の斜視図である。 筐体３の単品状態の斜視図である。 図１から筐体３及び操作部材７を取り除いた状態を示す斜視図である。 ホルダ２０の単品状態の斜視図である。 ホルダ２０が取り付けられた筐体３の状態を示す斜視図である。 操作部材７の単品状態の下側からの斜視図である。 ホルダ２０が取り付けられた操作部材７の状態を下側から視た斜視図である。 第１嵌合穴を通る平面で切断した際の操作装置１の断面図である。 第２嵌合穴を通る平面で切断した際の操作装置１の断面図である。 図８のＱ１部の拡大図である。 比較例による構成の説明図である。 第１嵌合穴を通る平面で切断した際の操作装置１Ｃの断面図である。 第２嵌合穴を通る平面で切断した際の操作装置１Ｃの断面図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、一実施例による操作装置１の斜視図である。図１には、直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚが定義されている。Ｚ方向（第１方向に交差する第２方向の一例）は、正側が"上側（第１側の一例）"に対応する。また、負側が"下側（第１側とは逆側の一例）"に対応する。また、図１には、操作部材７の中心Ｏ（Ｚ方向に視たときの中心）が示されている。以下では、特に言及しない限り、「内側」とは、Ｚ方向に視て、操作部材７の中心Ｏに近い側（中心側）を指し、「外側」とは、Ｚ方向に視て、操作部材７の中心Ｏに遠い側を指す。操作部材７の中心Ｏとは、Ｚ方向に視て、例えば操作部材７の外形の図心に対応するが、必ずしも厳密である必要はない。

操作装置１の用途は任意である。操作装置１は、後述のように多方向入力装置として機能する。操作装置１は、例えば車両に実装されてもよいし、移動端末等に実装されてもよいし、リモートコントローラに実装されてもよい。

操作装置１は、筐体３（第１部材の一例）と、操作部材７（第２部材の一例）とを含む。

筐体３は、例えば樹脂等により形成される。筐体３は、後述する各種構成要素を内部に収容する。筐体３は、２つ以上の部材により形成されてもよい。

操作部材７は、例えば樹脂等により形成される。操作部材７は、ユーザにより操作される操作部を形成する。本実施例では、一例として、操作部材７は、８方向（矢印Ｄ１〜Ｄ８参照）に傾倒操作可能である。操作部材７は、上側に操作表面（ユーザの手が触れる表面）を有する。操作部材７は、下側で後述するホルダ２０に接続される。操作部材７とホルダ２０との間の接続態様は後述する。尚、本実施例では、操作部材７は、一例として、Ｚ方向に視て円形の形態であるが、他の形態であってもよい。

次に、図２以降を参照して、操作装置１の内部構造（図１では可視でない部分の構造）について説明する。図２は、筐体３の単品状態の斜視図である。図３は、図１から筐体３及び操作部材７を取り除いた状態を示す斜視図である。図４は、ホルダ２０の単品状態の斜視図である。図５は、ホルダ２０が取り付けられた筐体３の状態を示す斜視図である。図５では、筐体３の一部（空間部３ｂ）が示される。図６は、操作部材７の単品状態の下側方からの斜視図である。図７は、ホルダ２０が取り付けられた操作部材７の状態を下側方から視た斜視図である。図８は、第１嵌合穴３２を通るＸＺ平面で切断した際の操作装置１の断面図である。図９は、第２嵌合穴７２を通るＹＺ平面で切断した際の操作装置１の断面図である。

操作装置１は、更に、ホルダ２０（中間部材の一例）を含む。

ホルダ２０は、例えば樹脂等により形成される。ホルダ２０は、筐体３に、第１回転支持機構１００を介して、Ｘ方向（第１方向の一例）の軸まわりに回転可能に支持される。ホルダ２０は、Ｚ方向で操作部材７と筐体３の基部３１との間に配置される。

第１回転支持機構１００は、図５に示すように、第１壁部３０と、第１嵌合穴３２と、第１腕部２１と、第１突出部２２とを含む。

第１壁部３０、第１嵌合穴３２、第１腕部２１、及び第１突出部２２は、操作部材７の中心Ｏを通るＹＺ平面を挟んで対称に対で設けられる。図５では、一方の対に対してのみ符号が付されている。

第１壁部３０及び第１嵌合穴３２は、筐体３に形成される。具体的には、筐体３は、図２に示すように、中央部に、操作部材７の下側が収容される円環状の空間部（凹部）３ａと、空間部３ａよりも内側に円筒状の空間部（凹部）３ｂとを有する。第１壁部３０は、上側が自由端となる態様でＺ方向に延在する。本実施例では、一例として、第１壁部３０は、空間部３ｂの底部を形成する基部３１から上側に突出する態様で、Ｚ方向に延在する。即ち、第１壁部３０は、基部３１に上側に向けて立設される。基部３１は、ＸＹ平面内に延在する。第１壁部３０の上端には、第１嵌合穴３２が形成される。本実施例では、一例として、第１嵌合穴３２は、Ｘ方向に貫通する穴であるが、変形例では、Ｘ方向に凹む穴（底部を有する穴）であってもよい。尚、対の第１嵌合穴３２は、後述の対の第１突出部２２と協動して、ホルダ２０の回転軸を、操作部材７の中心Ｏを通るＸ方向に形成する。

第１腕部２１及び第１突出部２２は、ホルダ２０に形成される。具体的には、ホルダ２０は、図４に示すように、中央部に、ＸＹ平面内に延在する基部２０ａを有する。第１腕部２１は、上側が自由端となる態様でＺ方向に延在する。本実施例では、一例として、第１腕部２１は、基部２０ａから上側に突出する態様で、Ｚ方向に延在する。即ち、第１腕部２１は、基部２０ａに上側に向けて立設される。第１腕部２１は、図５及び図８に示すように、第１壁部３０よりも内側（即ち、Ｚ方向に視て操作部材７の中心Ｏに近い側）に位置する。第１腕部２１は、第１壁部３０に内側から隣接する態様で、第１壁部３０とともにＺ方向に延在する。第１腕部２１の上端には、第１突出部２２が形成される。第１突出部２２は、第１壁部３０に向けて突出する。即ち、第１突出部２２は、Ｘ方向で外側に突出する。第１突出部２２は、第１嵌合穴３２に嵌合する。第１突出部２２は、第１嵌合穴３２に回転可能に支持される。ホルダ２０は、第１突出部２２が第１嵌合穴３２内で回転することで、筐体３に対して回転する。

ホルダ２０は、更に、操作部材７に、第２回転支持機構２００を介して、Ｙ方向（第１方向及び第２方向の双方に交差する第３方向の一例）の軸まわりに回転可能に支持される。

第２回転支持機構２００は、図７に示すように、第２壁部７０と、第２嵌合穴７２と、第２腕部２４と、第２突出部２６とを含む。

第２壁部７０、第２嵌合穴７２、第２腕部２４、及び第２突出部２６は、操作部材７の中心Ｏを通るＸＺ平面を挟んで対称に対で設けられる。図７では、一方の対に対してのみ符号が付されている。

第２壁部７０及び第２嵌合穴７２は、操作部材７に形成される。具体的には、操作部材７は、図６に示すように、下側の表面に第２壁部７０を有する。第２壁部７０は、下側が自由端となる態様でＺ方向に延在する。本実施例では、一例として、第２壁部７０は、基部７４から下側に突出する態様で、Ｚ方向に延在する。即ち、第２壁部７０は、基部７４に下側に向けて立設される。基部７４は、ＸＹ平面内に延在し、操作部を形成する部位である。第２壁部７０の下端には、第２嵌合穴７２が形成される。本実施例では、一例として、第２嵌合穴７２は、Ｙ方向に貫通する穴であるが、変形例では、Ｙ方向に凹む穴（底部を有する穴）であってもよい。尚、対の第２嵌合穴７２は、後述の対の第２突出部２６と協動して、ホルダ２０の回転軸を、操作部材７の中心Ｏを通るＹ方向に形成する。

尚、第２壁部７０は、第１壁部３０とは周方向で互いにオフセットした位置（９０度回転方向にオフセットした位置）に形成される。

第２腕部２４及び第２突出部２６は、ホルダ２０に形成される。具体的には、第２腕部２４は、図４に示すように、上側が自由端となる態様でＺ方向に延在する。本実施例では、一例として、第２腕部２４は、基部２０ａから上側に突出する態様で、Ｚ方向に延在する。即ち、第２腕部２４は、基部２０ａに上側に向けて立設される。第２腕部２４は、図７及び図９に示すように、第２壁部７０よりも内側（即ち、Ｚ方向に視て操作部材７の中心Ｏに近い側）に位置する。第２腕部２４は、第２壁部７０に内側から隣接する態様で、第２壁部７０とともにＺ方向に延在する。第２腕部２４の上端には、第２突出部２６が形成される。第２突出部２６は、第２壁部７０に向けて突出する。即ち、第２突出部２６は、Ｙ方向で外側に突出する。第２突出部２６は、第２嵌合穴７２に嵌合する。第２突出部２６は、第２嵌合穴７２に回転可能に支持される。ホルダ２０は、第２突出部２６が第２嵌合穴７２内で回転することで、操作部材７に対して回転する。

尚、第２腕部２４は、第１腕部２１とは基部２０ａ以外の部位を介して連続することがないように形成される。即ち、第１腕部２１及び第２腕部２４は、操作部材７の中心Ｏまわりの周方向で互いに分離した態様で形成される。これにより、第１腕部２１及び第２腕部２４は、周方向で互いに結合している場合に比べて、弾性変形し易くなり、組み付け性が向上する。

このようにして、操作部材７は、筐体３にホルダ２０を介して多方向に傾倒操作可能に支持される。具体的には、操作部材７は、ホルダ２０に対してＹ方向の軸まわりに回転可能であり、ホルダ２０は、筐体３に対してＸ方向の軸まわりに回転可能である。そして、この２つの軸まわりの回転自由度によって、操作部材７は筐体３に対してＸ方向及びＹ方向の任意の組み合わせの方向に傾倒することが可能である。

ここで、操作装置１の動作について概説する。

操作装置１は、更に、図２に示すように、４つのスライダ８０と、基板９２上に設けられる８つのスイッチ部９０とを含む。４つのスライダ８０、及び、８つのスイッチ部９０は、Ｚ方向に視て操作部材７の中心Ｏまわりに回転対称となる態様で配置される。スライダ８０は、下端がスイッチ部９０の上部に載置され、上端が操作部材７の駆動用突起７６（図６参照）にＺ方向で当接する。スイッチ部９０は、ドーム状の反転動作可能なスイッチであり、反転動作の際にクリック感を形成する。各２つのスイッチ部９０は、１つのスライダ８０と組をなし、操作部材７に対する傾倒操作に応じたスライダ８０のＺ方向の動きに応じてオン／オフする。

次に、図１０及び図１１を参照して、本実施例の効果について説明する。

図１０は、図８のＱ１部の拡大図である。図１１は、比較例による構成の説明図である。

比較例では、図１１に示すように、ホルダ２０Ａ側に嵌合穴２２Ａが設けられ、筐体３Ａ側に、内側に突出す突出部３２Ａに設けられる。

比較例では、操作装置において、操作部材７に印加されうる筐体３から引き離す方向の力Ｆ１０（以下、「抜去力」とも称する）に対して外れ難い構造を実現することが難しい。具体的には、操作部材７に抜去力Ｆ１０が付与されると、ホルダ２０Ａの位置Ｐａに力Ｆ０が掛かる。ホルダ２０の位置Ｐａは、第２突出部２６に対応する部位である。力Ｆ０を受けると、力Ｆ０に応じた力Ｆ１がかかる位置Ｐｂを力点としてホルダ２０Ａの第１腕部２１Ａが弾性変形して外側へと傾倒する。第１腕部２１Ａが外側へと傾倒すると、第１壁部３０Ａには位置Ｐｆで力Ｆ４が作用する。この結果、位置Ｐｆで作用力を受けて第１壁部３０Ａが弾性変形して外側へと傾倒する。位置Ｐｅは、弾性変形する第１壁部３０の回転中心に対応する。

ここで、比較例では、突出部３２Ａが内側に突出する形態であるので、作用点である位置Ｐｆが突出部３２Ａの下側となる。このため、第１壁部３０Ａは、根元の位置Ｐｅから突出部３２Ａの下側の位置ＰｆまでのＺ方向の領域が弾性変形する。根元の位置Ｐｅから突出部３２Ａの下側の位置ＰｆまでのＺ方向の領域は、比較的短いため、位置Ｐｆからの作用力が第１壁部３０Ａ内の広い領域で分散されない。この結果、余った力が位置Ｐｆ近傍に集中することにより、第１壁部３０Ａ及び第１腕部２１Ａが位置Ｐｆより上端側でひしゃげ（塑性変形し）易くなる。この結果、突出部３２Ａが嵌合穴２２Ａから抜け易くなる。

これに対して、本実施例によれば、操作装置１において、抜去力Ｆ１０に対して外れ難い構造を実現できる。具体的には、操作部材７に抜去力Ｆ１０が付与されると、ホルダ２０の位置Ｐａに力Ｆ０が掛かる。ホルダ２０の位置Ｐａは、第２突出部２６に対応する部位である。力Ｆ０を受けると、ホルダ２０の第１腕部２１が弾性変形して外側へと傾倒する。第１腕部２１が外側へと傾倒すると、梃子の原理で作用力が発生する。この際、位置Ｐｂは、力Ｆ０に応じた力Ｆ１がかかる力点、位置Ｐｃは支点、位置Ｐｄは作用点である。この結果、位置Ｐｄで作用力を受けて第１壁部３０が弾性変形して外側へと傾倒する。位置Ｐｅは、弾性変形する第１壁部３０の回転中心に対応する。

ここで、本実施例では、第１突出部２２が外側に突出する形態であるので、作用点である位置Ｐｄが第１突出部２２の上側となる。このため、第１壁部３０は、根元の位置Ｐｅから先端に近い位置ＰｄまでのＺ方向の領域が弾性変形する。根元の位置Ｐｅから先端に近い位置ＰｄまでのＺ方向の領域は、比較的長いため、位置Ｐｄからの作用力が第１壁部３０内の広い領域で分散される。この結果、第１突出部２２は第１嵌合穴３２から抜け難く、抜去力Ｆ１０に対して外れ難い構造を実現できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、操作部材７とホルダ２０とは回転可能に接続されているが、一体的に接続されてもよい。即ち、操作部材７及びホルダ２０は、単一の部材により一体的に形成されてもよい。この場合、回転自由度が減るが、操作部材７及びホルダ２０と筐体３との間で、依然として上述した抜去力Ｆ１０に対して外れ難い構造を実現できる。

また、上述した実施例では、筐体３が第１部材の一例であり、操作部材７が第２部材の一例であるが、逆であってもよい。この場合、下側が第１側の一例となる。この変形例については、図１２及び図１３を参照して、より具体的に説明する。図１２は、操作部材７Ｃの第１嵌合穴３２Ｃを通るＹＺ平面で切断した際の操作装置１Ｃの断面図である。図１３は、筐体３Ｃの第２嵌合穴７２Ｃを通るＸＺ平面で切断した際の操作装置１Ｃの断面図である。ホルダ２０Ｃは、基部２０Ｃａが上側に来る態様で配置され、第１腕部２１Ｃ及び第２腕部２４Ｃは、ともに下側が自由端となる態様で上下方向に延在する。第１腕部２１Ｃの下端には、第１突出部２２Ｃが形成される。第１腕部２１Ｃは、第１壁部３０Ｃよりも内側に延在する。第１壁部３０Ｃは、操作部材７の下側表面から下側に延在する。第１壁部３０Ｃは、下側が自由端となる態様で上下方向に延在する。第１壁部３０Ｃの下端には、第１突出部２２Ｃが嵌合される第１嵌合穴３２Ｃが形成される。尚、対の第１嵌合穴３２Ｃは、対の第１突出部２２Ｃと協動して、ホルダ２０Ｃの回転軸を、操作部材７Ｃの中心Ｏを通るＹ方向に形成する。尚、本変形例では、第１回転支持機構は、第１壁部３０Ｃと、第１嵌合穴３２Ｃと、第１腕部２１Ｃと、第１突出部２２Ｃとを含む。第２腕部２４Ｃの下端には、第２突出部２６Ｃが形成される。第２腕部２４Ｃは、第２壁部７０Ｃよりも内側に延在する。第２壁部７０Ｃは、筐体３Ｃの上側表面から上側に延在する。第２壁部７０Ｃは、上側が自由端となる態様で上下方向に延在する。第２壁部７０Ｃの上端には、第２突出部２６Ｃが嵌合される第２嵌合穴７２Ｃが形成される。尚、対の第２嵌合穴７２Ｃは、対の第２突出部２６Ｃと協動して、ホルダ２０Ｃの回転軸を、操作部材７Ｃの中心Ｏを通るＸ方向に形成する。尚、本変形例では、第２回転支持機構は、第２壁部７０Ｃと、第２嵌合穴７２Ｃと、第２腕部２４Ｃと、第２突出部２６Ｃとを含む。このようにして本変形例においても、操作部材７Ｃは、筐体３Ｃにホルダ２０Ｃを介して多方向に傾倒操作可能に支持される。具体的には、操作部材７Ｃは、ホルダ２０Ｃに対してＹ方向の軸まわりに回転可能であり、ホルダ２０Ｃは、筐体３Ｃに対してＸ方向の軸まわりに回転可能である。そして、この２つの軸まわりの回転自由度によって、操作部材７Ｃは筐体３Ｃに対してＸ方向及びＹ方向の任意の組み合わせの方向に傾倒することが可能である。本変形例によっても、第１突出部２２Ｃは第１嵌合穴３２Ｃから抜け難く、抜去力に対して外れ難い構造を実現できる。

１ 操作装置
３ 筐体
３ａ 空間部
３Ａ 筐体
３ｂ 空間部
７ 操作部材
２０ ホルダ
２０ａ 基部
２１ 第１腕部
２２ 第１突出部
２４ 第２腕部
２６ 第２突出部
３０ 第１壁部
３１ 基部
３２ 第１嵌合穴
７０ 第２壁部
７２ 第２嵌合穴
７４ 基部
７６ 駆動用突起
８０ スライダ
９０ スイッチ部
９２ 基板
１００ 第１回転支持機構
２００ 第２回転支持機構

Claims (4)

1. 第１部材と、
   第２部材と、
   前記第１部材に、第１回転支持機構を介して、第１方向の軸まわりに回転可能に支持され、前記第２部材に、前記第１方向に交差する第２方向の第１側で支持される中間部材とを備え、
   前記第１部材及び前記第２部材のいずれか一方は、操作部を形成し、
   前記第１回転支持機構は、
   前記第１部材に形成され、前記第２方向の前記第１側が自由端となる態様で前記第２方向に延在する第１壁部と、
   前記第１壁部に形成され、前記第１方向に凹む又は貫通する第１嵌合穴と、
   前記中間部材に形成され、前記第１側が自由端となる態様で前記第２方向に延在し、前記第２方向に視て、前記第１壁部よりも内側に位置する第１腕部と、
   前記第１腕部に形成され、前記第１壁部に向けて突出し、前記第１嵌合穴に嵌合する第１突出部とを含む、操作装置。
2. 前記第１壁部、前記第１嵌合穴、前記第１腕部及び前記第１突出部は、前記第２方向に視て前記第２部材の中心を挟んで対で設けられる、請求項１に記載の操作装置。
3. 前記中間部材は、更に、第２回転支持機構を介して、前記第２部材に、前記第１方向及び前記第２方向の双方に交差する第３方向の軸まわりに回転可能に支持され、
   前記第２回転支持機構は、
   前記第２部材に形成され、前記第２方向で前記第１側とは逆側が自由端となる態様で前記第２方向に延在する第２壁部と、
   前記第２壁部に形成され前記第１方向に凹む又は貫通する第２嵌合穴と、
   前記中間部材に形成され、前記第１側が自由端となる態様で前記第２方向に延在し、前記第２方向に視て、前記第２壁部よりも内側に位置する第２腕部と、
   前記第２腕部に形成され、前記第２壁部に向けて突出し、前記第２嵌合穴に嵌合する第２突出部とを含む、請求項１又は２に記載の操作装置。
4. 前記第１部材は、筐体であり、前記第２部材は、操作部材である、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の操作装置。