JP3698586B2 - 多方向入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多方向入力装置に係わり、操作軸を操作することにより、複数の電気部品を同時に操作することができる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１４〜図１５に示すように、周囲が側板で覆われ下方側が開放された箱状の枠体３０内部に、アーチ状に湾曲形成した第１連動部材３１が配設されている。この第１連動部材３１は、両端部に取付部３１ａがそれぞれ形成され、この両端部の取付部３１ａが枠体３０の側板に形成された孔３０ａ、３０ｃに挿入され、第１連動部材３１が枠体３０内に回動可能に架設されている。
前記取付部３１ａの端面には孔３４が設けられ、この孔３４には、回転型の電気部品である可変抵抗器３２の回転軸３３が係合するようになっている。また、湾曲形成されたアーチ状の部分には、長手方向にスリット孔３５が設けられている。
【０００３】
前記第１連動部材３１の下方側には、第１連動部材３１と直交する方向に第２連動部材４０が配設されている。この第２連動部材４０はダイカスト等の金属材料から成り、中央部に球体４１を有し、この球体４１から左右の水平方向に延出するアーム部４２、４２を有し、各アーム部４２の先端部には、それぞれ円形の取付部４２ａが突出形成され、この取付部４２ａが枠体３０の孔３０ｂ、３０ｄに挿入されて、第２連動部材４０が枠体３０内に回動可能に架設されている。
前記それぞれの取付部４２ａの端面には、孔４３が設けられ、この孔４３に前記可変抵抗器３２の回転軸３３が圧入されて係合するようになっている。
また、球体４１の中央部には、上下方向に長溝４５が貫通形成されている。前記第１と第２の連動部材３１、４０は、スリット孔３５と長溝４５とが直交するように配設されている。
【０００４】
前記第２連動部材４０の長溝４５には、操作軸３６が挿通されている。この操作軸３６は金属等から成り、中央部分に小判形状の支持部３８が形成され、この支持部３８には、上下に棒状の支柱が一体形成されて突出している。
そして、下方側に突出する操作軸３６の端部３６ａ寄りには、操作軸３６に一体形成された円盤状のバネ受け４７が設けられている。
前記操作軸３６の支持部３８には、小孔３９が形成され、この孔３９と、第２連動部材４０の側部に形成された孔４４とを位置合わせし、位置合わせされたそれぞれの孔３９、４４に金属棒等から成る丸ピン４６を挿入、または圧入し、両端部カシメることによって、操作軸３６が第２連動部材４０に傾倒可能に取り付けられている。
【０００５】
また、操作軸３６の支持部３８から上方に延びる操作軸３６は、第１連動部材３１の長溝３５に挿通され、この操作軸３６を第１連動部材３１のスリット孔３５に沿う等の方向に傾倒させることによって、第２連動部材４０が取付部４２ａ、４２ａを支軸として回動可能になっている。また、スリット孔３５に挿通されて上方に延びる操作軸３６の上端には、ツマミ５５が固着されて取り付けられている。
前記操作軸３６の下方の端部３６ａには、樹脂材料等から成る外形が皿状の作動部材３７が取り付けられている。この作動部材３７の中央部には、ボス部３７ａが突出形成され、このボス部３７ａに貫通形成された孔５０に操作軸３６の端部３６ａが挿入されて、作動部材３７が上下動可能になっている。
前記枠体３０の下方の開放部分には、底板４９が取付られて、開放された枠体３０の下部を蓋閉すると共に、この底板４９に作動部材３７の底部が弾接するようになっている。
【０００６】
前記第１連動部材３１は、丸ピン４６を支点として、操作軸３６を第２連動部材４０の長溝４５に沿って傾倒させることによって、取付部３１ａ、３１ａを支軸として回動可能になっている。また、第２連動部材４０は、操作軸３６を第１連動部材３１のスリット孔３５に沿う等の方向に傾倒させることによって、取付部４２ａ、４２ａを支軸として回動可能になっている。
このような枠体３０内に架設された第１、第２の連動部材３１、４０の、それぞれの孔３４、４３には、枠体３０の側板に係止されている可変抵抗器３２、３２の回転軸３３が圧入されて、第１、第２の連動部材３１、４０と可変抵抗器３２、３２とが一体的に動作するようになっている。
【０００７】
前記操作軸３６のバネ受け部４７と作動部材３７の内底面との間には、略円錐形状の復帰バネ４８が張架され、この復帰バネ４８の弾性力で作動部材３７を底板４９に弾接することにより、操作軸３６を直立の中立状態にすることができるようになっている。
【０００８】
次に従来の多方向入力装置の動作について説明すると、まず、図１５に示すように、未作動持の操作軸３６は、上端が枠体３０の上部側板の孔５６から上方に突出して、作動部材３７は復帰バネ４８によって、水平状態になって底板４９に弾接して、操作軸３６は直立の中立状態になっている。
この状態から図１６に示すように、操作軸３６を、第２連動部材４０の長溝４５に沿って、例えば時計回り方向の右方向に傾倒させることによって、第１連動部材３１が回動し、この回動で可変抵抗器３２を操作して抵抗値を変化させることができる。
前記作動部材３７は、操作軸３６の傾倒動作によって、図１６に示すように傾斜し、この傾斜した作動部材３７の周縁の一部が底板４９の底面を摺接移動する。これに伴って作動部材３７が円形のバネ受け部４７方向に移動して、復帰バネ４８を圧縮して撓ませる。
【０００９】
そして、前記操作軸３６に加えていた操作力を解除すると、復帰バネ４８の弾性力によって傾斜していた作動部材３７が、底板４９の底面に沿って摺接移動し、作動部材３７は暫次下部底板４９の底面に対して水平方向に移動し、操作軸３６は、図１５に示しす直立の中立状態に自動復帰するようになっている。
また、第２連動部材４０のアーム部４２に係合されている可変抵抗器３２を操作するには、操作軸３６を第１連動部材３１のスリット孔３５に沿って傾倒させて、第２連動部材４０を回動させることで、可変抵抗器３２を操作して抵抗値を変化させることができる。
【００１０】
そして、このような操作軸３６の傾倒動作時、操作軸３６は、第１連動部材３１のスリット孔３５の端部、或いは第２連動部材４０の長孔４５の端部にぶつかって、操作軸３６の傾倒動作のストッパーを構成するようになっている。
また、操作軸３６は、傾倒動作を行った図１６の状態で、丸ピン４６を中心として、丸ピン４６の回りを円運動を行うことできるようになっている。
そして、操作軸３６の円柱の端部３６ａが作動部材３７の丸型の孔５０に嵌入した構成となっており、操作軸３６を円運動させると、作動部材３７の底部は、復帰バネ４８によって底板４９に弾圧されて、作動部材３７の底部と底板４９との間に摩擦が生じ、この摩擦力が端部３６ａと孔５０の摩擦力よりも大きいため、作動部材３７の底部が底板４９との間でスリップ動作を生じながら、作動部材３７も円運動することとなる。
【００１１】
【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は、操作軸３６の円柱の端部３６ａが作動部材３７の丸型の孔５０に嵌入した構成であるため、操作軸３６を傾倒した状態で円運動させると、復帰バネ４８の弾圧によって作動部材３７の底部と底板４９との間に摩擦が生じ、このため、作動部材３７の底部が底板４９との間でスリップ動作を生じながら移動して、このスリップ動作が操作軸３６に伝達される、或いは作動部材３７が削れてしまい形状が変わるため、操作感触が悪いという問題がある。
【００１２】
【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の解決手段として、枠体と、互いに直交した状態で前記枠体に回転可能に取り付けられた第１と第２の連動部材と、該第１と第２の連動部材に対して垂直方向に配置された状態で、前記第１、或いは第２の連動部材に保持され、前記第１と第２の連動部材を回転する傾倒動作可能な操作軸と、前記操作軸の軸方向に対して直交した状態で配設された底板と、前記操作軸に保持されて、前記操作軸の軸方向に移動可能な作動部材と、前記作動部材の底部を前記底板上に弾圧する付勢部材と、前記操作軸の傾倒動作により前記第１、或いは第２の連動部材を介してそれぞれ操作される電気部品とを備え、前記操作軸と前記作動部材とをスプライン結合した構成とした。
【００１３】
また、第２の解決手段として、前記操作軸には、前記付勢部材を収納する筒部が設けられ、該筒部の内壁と前記作動部材の外壁との間で、スプライン結合させた構成とした。
【００１４】
また、第３の解決手段として、前記操作軸には、軸方向に延びる複数個の突起を設け、該突起を、前記作動部材に設けた凹条部に嵌合してスプライン結合させた構成とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の多方向入力装置の１実施の形態について、図１〜図１３を基に説明すると、図１は本発明の多方向入力装置の分解斜視図、図２〜図４は本発明に係わる第２連動部材を説明する図、図５〜図７は本発明に係わる操作軸を説明する図、図、図８は本発明に係わる要部の縦断面図、図９は図８の９−９線における縦断面図、図１０は図８の１０−１０線における要部の断面図、図１１は図８の１１−１１線における要部の断面図、図１１，図１３はは本発明の多方向入力装置の動作を説明する図である。
【００１６】
まず本発明の多方向入力装置は、図１に示すように、鉄板等から成る枠体１が配設され、この枠体１は、プレス等で図示下方に折り曲げられた側板１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有し、内部が空洞で下部が開放され、外形が略直方体に形成されている。また、枠体１の上部が上板１ｅで蓋閉され、この上板１ｅの中央部には操作孔１ｆが形成されている。
前記側板１ｂ以外の３つの側板１ａ、１ｃ、１ｄには、それぞれ丸孔１ｇが形成され、更に側板１ａ、１ｃには後述する回転型の電気部品である可変抵抗器３を取り付けるための複数の角穴（図示せず）が設けられている。また、側板１ａが対向する側の側板１ｂには、側板１ａの丸孔１ｇが対向する位置に略半円形状の支持部１ｈが形成され、この支持部１ｈの図示左右に側板１ｂから外方に略直角に折り曲げられた部品押さえ脚１ｊ、１ｊが形成されている。
【００１７】
また、相対向する側板１ｃ、１ｄのそれぞれの下部には、図示しないプリント基板等に本発明の多方向入力装置を取り付けるための、複数の取付端子１ｋが下方側に延出形成されている。
また、側板１ａ、１ｂの下方には、後述する底板８を取り付けるための舌片１ｍ、１ｍがそれぞれ形成されている。
【００１８】
前記枠体１の空洞内部には、リン青銅板等から成る第１連動部材２が配設されている。そして、この第１連動部材２は、プレス等でアーチ状に上方側に湾曲形成され、このアーチ状部分の長手方向にスリット孔２ａが打ち抜き形成されている。
また、前記第１連動部材２の両端部が下方側に折り曲げられ、この折り曲げられた図示左側の一端部にはパイプ状の支持部２ｂが絞り加工等で突出形成され、この支持部２ｂが側板１ｄの丸孔１ｇに挿入されて回転可能に支持されるようになっている。
【００１９】
前記第１連動部材２の図示右側の他端部は、略Ｕ字状に折り曲げられて部品操作部２ｃが形成され、この部品操作部２ｃは、枠体１の側板１ｃに形成された丸孔（図示せず）に挿入され、この丸孔から外方に突出し、後述する可変抵抗器３の摺動子受３ｄの横溝と係合するようになっている。
前記第１の連動部材２は、枠体１の側板１ｃ、１ｄのそれぞれの丸孔に橋渡しされ、アーチ状に形成された部分が枠体１内部に回動可能に架設されている。
また、前記枠体１の側板１ａと、この側板１ａに隣接する側板１ｃに設けられた図示しない複数の角孔には電気部品である、例えば可変抵抗器３、３がスナップ係合等で取り付けられている。
【００２０】
回転型の電気部品である前記可変抵抗器３は、図８に示すように、ケース３ａの内部にインサート成型等で一体形成された基板３ｂが配設され、摺動子片３ｃを取り付けた摺動子受け３ｄが基板３ｂに回転自在にスナップ係合等で取り付けられ、摺動子受け３ｄの回転中心には、縦溝と横溝とを組み合わせた係合溝を有する操作部３ｅが形成されている。
そして、前記枠体１の側板１ｃの丸孔（図示せず）から外方に突出している第１連動部材２の略Ｕ字状の部品操作部２ｃが、側板１ｃに取り付けられている可変抵抗器３の操作部３ｅに係合し、前記第１連動部材２が回動することによって、可変抵抗器３の摺動子受け３ｄが回転して、可変抵抗器３の抵抗値が変化するようになっている。
【００２１】
前記第１連動部材２のスリット孔２ａには、操作軸４の摘み部４ａが挿通され、摘み部４ａ、および根元部４ｂがスリット孔２ａに沿って移動可能になっている。 このような操作軸４は合成樹脂等から成り、図５〜図７に示すように、小判形状に形成された摘み部４ａの根元部４ｂが円形に形成されている。この円形の根元部４ｂの図示下方には筒部４ｃが一体形成されている。
この筒部４ｃは、下方が開放されて周囲が外壁で覆われ、内部に後述する略円形の復帰バネからなる付勢部材７を収納するための収納部４ｄが形成されている。このような操作軸４は、図５に示す筒部４ｃの外壁の一部に対向状態で平坦部４ｅ、４ｅが形成され、この平坦部４ｅ、４ｅに、所定の径寸法と高さ寸法で小判形状の軸部４ｆ、４ｆが軸方向に対して直交する方向に凸状に突出形成されている。
前記軸部４ｆの下面には、軸部４ｆの先端部から操作軸４の中心部に向かうに従って、漸次上方に傾斜した傾斜部４ｊが設けられている。
この軸部４ｆの上面である円弧状部には、凹部からなるグリス溜部４ｋが設けられている。
前記収納部４ｄの内部には、摘み部４ａと同一軸心上に軸支部４ｇが図示下方に延長して一体形成され、この軸支部４ｇの下方側の先端部４ｈがバネ性のある筒部４ｃより所定量だけ下方側に突出した状態になっている。
前記筒部４ｃの内壁には、特に、図１１に示すように、収納部４ｄ内に突出して、軸方向に延びる複数個の突起４ｍが設けられている。
また、筒部４ｃの外壁には、軸部４ｆの下側において、ストッパーを構成するための突部４ｎが設けられている。
前記操作軸４は、軸部４ｆを第２連動部材５に軸支することによって、矢印Ａ−Ａ方向、および矢印Ｂ−Ｂ方向に傾倒可能になっている。
【００２２】
前記第２連動部材５は合成樹脂材料から成り、第１連動部材２の下方側に、第１連動部材２と直交する方向に配設されている。
この第２連動部材５は、特に、図２〜図４に示すように、略中心部に操作軸４を挿通する中心孔５ｃを設けて構成された外形が略矩形の支持部５ａが形成され、この支持部５ａは周囲が横長と縦長の側壁５ｂに囲まれ、この側壁５ｂに囲まれた内側に略矩形の中心孔５ｃが貫通形成されている。
前記支持部５ａの横長の側壁５ｂ、５ｂの所定位置には、操作軸４の軸部４ｆ、４ｆが係合可能な丸形の孔５ｄ、５ｄが貫通、あるいは所定の深さで凹状に形成されている。また、丸形の孔５ｄの内面の下方は、軸部４ｆの傾斜部４ｊに沿ったテーパー状部に形成されている。
前記側壁５ｂの内面には、特に、図１０に示すように、丸形の孔５ｄの下方近傍に位置し、突部４ｎを受け入れるための凹部からなるストッパー部５ｅが設けられている。
そして、操作軸４の軸部４ｆが丸形の孔５ｄにスナップ止めされて、操作軸４が第２連動部材５に保持されると共に、突部４ｎが凹部内に位置して、ストッパー部５ｅと衝合してストッパーを構成している。
また、この組立後、側壁５ｂの内壁が操作軸４の外周部である平坦部４ｅに当接すると共に、小判形状の軸部４ｆの上下が丸形の孔５ｄの内面において当接した状態となっている。
【００２３】
前記支持部５ａからは、図３に示すように、左右の水平方向に第１と第２のアーム部５ｆ、５ｇが、それぞれ延出形成されている。そして、一方側に延出する第１アーム部５ｆには、所定の径寸法の支持部５ｈが形成され、この支持部５ｈから所定の幅寸法の板状の部品操作部５ｊが突出形成されている。
また、他方側に延出する第２アーム部５ｇには、所定の径寸法の支持部５ｋが形成され、この支持部５ｋから上面が平坦状に形成され下面が半円状に形成された部品操作部５ｍが延出形成されている。
【００２４】
前記第２連動部材５は、第１アームム部５ｆの支持部５ｈが、枠体１の側板１ａの丸孔１ｇに挿入されて回転可能に支持され、第２アーム部５ｇの支持部５ｋが、側板１ｂの半円状の支持部１ｈに位置して支持されて、第２連動部材５は、回動可能で、一端部である部品操作部５ｍが上下動可能に枠体１内部に架設されるようになっている。
そして、第１アーム部５ｆの部品操作部５ｊが、側板１ａに取り付けられた可変抵抗器３の操作部３ｅの縦溝と係合し、第２アーム部５ｇの部品操作部５ｍは、後述する底板８に取り付けられた電気部品、例えば押し釦スイッチ９等のステム部９ａ上に位置するようになっている。
【００２５】
前記枠体１の内部に位置する操作軸４の下方の先端部４ｈには、操作軸４の軸方向に移動可能な作動部材６が配設されている。
この作動部材６は、樹脂材料から成り、下方側に外形が円形で底面が皿状に湾曲形成された基部６ａを有し、この基部６ａの中央部には、上方に向けて突出する筒状のボス部６ｂが形成され、このボス部６ｂの中央に軸孔６ｃが貫通形成されている。
前記作動部材６のボス部６ｂには、操作軸４の突起４ｍとスプライン結合するための複数個の凹条部６ｄが設けられると共に、基部６ａの下面中央部には凹部６ｅが、また、基部６ａの下面外周部には円弧状面部６ｆが設けられている。
前記作動部材６は、操作軸４の軸支部４ｇが軸孔６ｃに挿入されると共に、ボス部６ｂが筒部４ｃの収納部４ｄに移動可能に嵌合するようになっている。
この時、作動部材６の凹条部６ｄには、操作軸４の突起４ｍがスプライン結合し、作動部材６が操作軸４と共回りするようになっている。
【００２６】
前記操作軸４の筒部４ｃの収納部４ｄ内には、所定の弾性力を有するコイルバネから成る付勢部材７が配設されている。この付勢部材７は、上下の巻端部が、収納部４ｄ内の天井面と、作動部材６のボス部６ｃ上面とにそれぞれ弾接するようになっている。この付勢部材７は、軸支部４ｇに挿入されると共に、摘み部４ａ側の一端部は、筒部４ｃの内壁にガイドされ、他端部はボス部６ｂの外壁にガイドされ、付勢部材の前後左右の動きが規制されるようになっている。
【００２７】
前記作動部材６の下部には、枠体１の下部を蓋閉する底板８が配設されている。この底板８は、樹脂材料からなり外形が略矩形に形成され、周囲に側壁８ａが部分的に形成され、この側壁８ａの内部に平坦状の内底面８ｂが形成されている。
前記内底面８ｂ上には、外周部から中央部に行くに従って、漸次盛り上がったテーパー部を有する円錐状で皿状の突部８ｅを設けている。
この内底面８ｂに、付勢部材７により作動部材６の底部が弾接されるようになっている。また、底板８の一方側の側壁８ａからは、例えば押し釦スイッチ９等から成る電気部品を取り付けるための部品取付部８ｃが突出形成されている。この部品取付部８ｃが形成された側壁８ａと隣り合う側壁８ａには、枠体１の側板１ｃ、１ｄの下方側の端部を位置決めするための複数のガイド部８ｄが突出形成されている。
【００２８】
前記部品取付部８ｃに取り付けられる押し釦スイッチ９は、内部のスイッチ回路（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦすることができるステム部９ａと、内部のスイッチ回路を密閉するケース９ｂと、このケース９ｂの側面から下方に延びる複数の取付端子９ｃとが形成されている。このような押し釦スイッチ９は、底板８の部品取付部８ｃに取付端子９ｃがスナップ係合等で仮止めすることができるようになっている。
【００２９】
前述したような本発明の多方向入力装置の組立は、まず、枠体１の開放された下部側からアーチ状の第１連動部材２を挿入し、側壁１ｃの丸孔（図示せず）に部品操作部２ｃを挿入すると共に、側板１ｄの丸孔１ｇに支持部２ｂを挿入して、第１連動部材２を枠体１内部に架設する。
次に、操作軸４の筒部４ｃを第２連動部材５の中心孔５ｃ内に位置させると共に、凸状の小判形状の軸部４ｆを側壁５ｂ上に位置させる。
この状態で、操作軸４を図示しない治具等で中心孔５ｃに押圧すると、側壁５ｂが弾性変形して外方に押し広げられ、凸状の軸部４ｆが側壁５ｂに形成されている凹状の丸形の孔５ｄにスナップ係合される。そして、操作軸４が第２連動部材５に軸支される。
次に、軸部４ｆの小判形状の両側の直線部と、丸形の孔５ｄとで形成された隙間であるグリス溜部１０（図１０参照））にグリスを注入して、操作軸４と第２連動部材５との摺動部におけるキシミ等の不具合が発生しないようにしていると共に、操作軸４のグリス溜部４ｋにもグリスが回り、該グリス溜部４ｋにも充填されて、キシミ等の不具合を防止している。
【００３０】
次に、前記第２連動部材５に軸支した操作軸４の摘み部４ａを第１連動部材２のスリット孔２ａに挿通させると共に、摘み部４ａを枠体１の操作孔１ｆから外方に突出させ、円形の根元部４ｂをスリット孔２ａに位置させる。
そして、第２連動部材５の第１アーム部５ｆの支持部５ｈを枠体１の側板１ａの丸孔１ｇに挿入して、先端部の部品操作部５ｊを側板１ａから外側に突出させる、第２アーム部５ｇの支持部５ｋを枠体１の側板１ｂの支持部１ｈに位置させる。
【００３１】
次に、第１と第２の連動部材２、５を内部に架設した枠体１を逆さにし、開放された下部を上向きする。そして、逆さになった操作軸４の筒部４ｃの収納部４ｄ内に付勢部材７を挿入して収納する。
次に、作動部材６の軸孔６ｃを操作軸４の軸支部４ｇに挿入すると、作動部材６のボス部６ｂが操作軸４の筒部４ｃ内でスプライン結合されると共に、移動可能に嵌合して、作動部材６のボス部６ｂが付勢部材７に弾接する。
前記逆さにした枠体１に、部品取付部８ｃに押し釦スイッチ９を仮止めした底板８を逆さにして載置する。すると、ガイド部８ｄ、８ｄに側板１ｃの端部が案内されて底板８が枠体１に位置決めされると共に、押し釦スイッチ９のケース９ｂの上面に、側板１ｂの部品押さえ脚１ｊ、１ｊが位置して、押し釦スイッチ９が底板８に固定される。
【００３２】
そして、枠体１の側板１ａ、１ｂに形成している複数の舌片１ｍをカシメると、底板８が枠体１に一体化されて固定され、底板８の内底面８ｂに作動部材６の底部が弾接して、操作軸４が図８、図９、図１２に示すように、直立の中立状態になる。
次に、側板１ａの丸孔１ｇから外方に突出する、第２連動部材５の部品操作部５ｊに、可変抵抗器３の操作部３ｅを係合させ、側板１ａに形成されている複数の角穴（図示せず）に可変抵抗器３をスナップ係合して、側板１ａに可変抵抗器３を係止する。
また、側板１ｃから外方に突出する第１連動部材２の部品操作部２ｃに、前述と同様に可変抵抗器３の操作部３ｅを係合させ、側板１ｃに可変抵抗器３を係止して本発明の多方向入力装置の組立が終了する。
前記組立作業では、第１と第２の連動部材２、５を枠体１に取り付けた後に、可変抵抗器３から成る電気部品を枠体１に取り付ける工程で説明したが、第１と第２の連動部材２、５を取り付ける前の、単品の枠体１に可変抵抗器３を取り付けることも可能である。
【００３３】
次に本発明の多方向入力装置の動作を説明すると、まず、操作軸４の摘み部４ａに操作力が加わってない無負荷のときは、図８、図１２に示すように、付勢部材７の弾性力により、作動部材６が底板８の内底面８ｂに弾接されて、基部６ａの皿状の底面が水平状態になると共に、操作軸４が直立の中立状態になっている。
また、この中立状態において、底板８の突部８ｅは、作動部材６の凹部６ｅ内に位置した状態となっている。
この中立状態の操作軸４を第１連動部材２のスリット孔２ａに沿って、図８、図１２に示す矢印Ｂ−Ｂ方向に傾倒させると、第２連動部材５が第１と第２のアーム部５ｆ、５ｇのそれぞれの支持部５ｈ、５ｋを支点として回動し、作動部材６は図１３に示すように、基部６ａの底面が底板８の内底面８ｂ上を摺接移動し、基部６ａの底面の外周部の円弧状面部６ｆが底板８の突部８ｅのテーパー部に当接しながら作動部材６が傾斜する。
【００３４】
そして、作動部材６は付勢部材７の弾性力に抗してボス部６ｂが操作軸４の筒部４ｃの収納部４ｄ内に押し込まれる。
この時、図１２に示すように中立状態においては、操作軸４と第２連動部材５の結合構造において、両者間には、操作軸４の軸方向と直交する方向で、操作軸４の左右両側に遊びであるクリアランスＫ１、Ｋ２が存在する。
そして、操作軸４を傾倒動作した時、倒れた側にあるクリアランスＫ１が無くなると共に、反対側にあるクリアランスＫ２が大きくなる。
この状態で傾倒動作を続けると、作動部材６の円弧状面部６ｆは、突部８ｅのテーパー部に乗り上げながら、且つ、作動部材６の動きを規制させながら摺動動作する。
このため、作動部材６が所定の角度傾斜しても、円弧状面部６ｆが図１３の矢印Ｄ方向に底板８上でスリップすることが無く、従って、クリアランスＫ２の状態が維持された状態で傾倒動作を行うことができる。
前記第２連動部材５を回動させると、第１アーム部５ｆの部品操作部５ｊが係合している可変抵抗器３の摺動子受け３ｄが回転して抵抗値が変化する。
また、操作軸４を矢印Ｂ方向に傾倒した時、操作軸４は、第１連動部材２のスリット孔２ａの端部にぶつかって、傾倒動作がストップするようになっている。
そして、側板１ａに取り付けられている可変抵抗器３の操作が終了後、操作軸４に加えていた操作力を解除すると、付勢部材７の弾性力によって、作動部材６が自動的に水平状態に戻り、操作軸４が直立の中立状態に自動復帰する。
【００３５】
また、操作軸４を第２連動部材５の中心孔５ｃに沿って、図９に示す矢印Ａ−Ａ方向に傾倒させると、第１連動部材２が支持部２ｂと部品操作部２ｃを支点として回動する。
この第１連動部材２が回動すると、側板１ｃに取り付けられて部品操作部２ｃが係合している可変抵抗器３の摺動子受け３ｄが回転して、可変抵抗器３の抵抗値が変化する。このときの作動部材６の動作は、前述した操作軸４を矢印Ｂ−Ｂ方向に傾倒させたときと同じなので説明は省略する。
そして、操作軸４を矢印Ａ方向に傾倒した時、突部４ｎが凹部内を移動してストッパー部５ｅに衝合して、ストッパーを構成している。
また、操作軸４は、３６０度の全範囲で傾倒動作を行うことができると共に、操作軸４は、傾倒動作を行った状態で、図１で示す矢印Ｅ方向に傾動位置を変えて回転することができるようになっている。
そして、その際、操作軸４にスプライン結合された作動部材６が共回りし、作動部材６の基部６ａの底部は、付勢部材７の弾圧による底部と底板８との間に摩擦があっても、底板８上でスリップすることなく、転がるように回転する。
【００３６】
次に、可変抵抗器３以外の電気部品である押し釦スイッチ９の操作を説明する。まず、操作軸４を下方側の矢印Ｃ方向に押圧する。すると、第２連動部材５は、丸形の孔５ｄに押圧加重が加わって、第１アーム部５ｆの支持部５ｈを支点として、第２アーム部５ｇが下方側に移動する。
すると、側板１ｂの支持部１ｈから外方に出っ張っている第２アーム部５ｇの部品操作部５ｍが上下動して、押し釦スイッチ９のステム部９ａを押圧し、押し釦スイッチ９のＯＮ／ＯＦＦ操作をすることができる。
前記操作軸４の矢印Ｃ方向への押圧は、操作軸４が中立状態のときだけでなく、操作軸４を傾倒させて、可変抵抗器３の抵抗値を操作しているときでも可能である。
【００３７】
なお、本発明の実施の形態の説明では、操作軸４側の軸部４ｆを小判形状の凸状に形成し、第２連動部材５の丸形の孔５ｄを形成した物で説明したが、軸部４ｆを凹状に、丸形の孔５ｄを凸状に形成したものでもよい。
また、操作軸４、第２連動部材５の両方を、それぞれ弾性変形可能な樹脂材料等で形成した物で説明したが、操作軸４、または第２連動部材５のいずれか一方を弾性変形可能な樹脂材料等で形成し、他方をダイカスト等の金属材料で形成した物でもかまわない。
【００３８】
また、複数の電気部品を、可変抵抗器３と押し釦スイッチ９とで説明したが、その他の回転操作が可能なエンコーダ等の電気部品、あるいはプッシュ操作が可能な電気部品であればかまわない。
また、操作軸４の筒部４ｃは、下方が開放されて周囲が外壁に覆われた物で説明したが、軸部４ｆが形成されている部分の外壁以外の外壁が開放された物でもよい。この場合は、軸部４ｆが更に弾性変形しやすくなり、スナップ係合の作業性がよくなる。
【００３９】
また、底板８の突部８ｅは、円錐状のもので説明したが、突部８ｅは、操作軸４が第２連動部材５に軸支された方向において、少なくともテーパー部を設けた構成でもよく、これによって、軸支方向に存在するクリアランスＫ１，Ｋ２による傾倒動作時のクリック感触を防止できる。
また、スプライン結合は、作動部材６の軸孔６ｃの内壁と、操作軸４の軸支部４ｇの外壁との間に設けてもよい。
また、グリス溜部４ｋ等は、操作軸４と第１，或いは第２連動部材２，５との摺動部に設けて、キシミ等を防止してもよい。
また、操作軸４の突部４ｎを受け入れる凹部からなるストッパー部５ｅは、第２連動部材５の適宜箇所に選定して設けてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の多方向入力装置は、操作軸４と作動部材６とをスプライン結合したため、操作軸４を傾倒した状態で矢印Ｅ方向に傾動位置を変えて操作軸４を回転すると、作動部材６は、付勢部材７の弾圧による底部と底板８との間に摩擦があっても、操作軸４にスプライン結合された作動部材６が共回りし、作動部材６が底板８上でスリップすることなく、転がるように回転し、従って、操作軸４の操作感触が従来に比して良好な多方向入力装置を提供できる。
【００４１】
また、第２の解決手段として、操作軸４には、付勢部材７を収納する筒部４ｃが設けられ、該筒部４ｃの内壁と作動部材６の外壁との間で、スプライン結合させたため、スプライン結合を行わしめる径を大きくでき、スプライン結合における遊びを少なくできて、ガタを小さくできると共に、作動部材６の転がりの良好な多方向入力装置を提供できる。
【００４２】
また、操作軸４には、軸方向に延びる複数個の突起４ｍを設け、該突起４ｍを、作動部材６に設けた凹条部６ｄに嵌合してスプライン結合させたため、スプライン結合の強度を強くできると共に、作動部材６の軸方向の移動の安定した多方向入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の多方向入力装置に係わる第２連動部材の上面図である。
【図３】本発明の多方向入力装置に係わる第２連動部材の正面図である。
【図４】本発明の多方向入力装置に係わる第２連動部材の側面図である。
【図５】本発明の多方向入力装置に係わる操作軸の上面図である。
【図６】本発明の多方向入力装置に係わる操作軸の正面図である。
【図７】図５の７−７線における断面図である。
【図８】本発明の多方向入力装置の要部の縦断面図である。
【図９】図８の９−９線における断面図である。
【図１０】図８の１０−１０線における要部の断面図である。
【図１１】図８の１１−１１線における要部の断面図である。。
【図１２】本発明の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【図１４】従来の多方向入力装置の分解斜視図である。
【図１５】従来の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【図１６】従来の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 枠体
１ａ〜１ｄ 側板
１ｅ 上板
１ｆ 操作孔
１ｇ 丸孔
１ｈ 支持部
１ｋ 取付端子
１ｍ 舌片
２ 第１連動部材
２ａ スリット孔
２ｂ 支持部
２ｃ 部品操作部
３ 可変抵抗器
３ａ ケース
３ｂ 基板
３ｄ 摺動子受け
３ｅ 操作部
４ 操作軸
４ａ 摘み部
４ｃ 筒部
４ｄ 収納部
４ｅ 平坦部
４ｆ 軸部
４ｇ 軸支部
４ｈ 先端部
４ｊ 傾斜部
４ｋ グリス溜部
４ｍ 突起
４ｎ 突部
５ 第２連動部材
５ａ 支持部
５ｂ 側壁
５ｃ 中心孔
５ｄ 丸形の孔
５ｅ ストッパー部
５ｆ 第１アーム部
５ｇ 第２アーム部
５ｈ 支持部
５ｊ 部品操作部
５ｍ 部品操作部
６ 作動部材
６ａ 基部
６ｂ ボス部
６ｃ 軸孔
６ｄ 凹条部
６ｅ 凹部
６ｆ 円弧状面部
７ 付勢部材
８ 底板
８ａ 側板
８ｂ 内底面
８ｃ 部品取付部
８ｄ ガイド部
８ｅ 突部
９ 押し釦スイッチ
９ａ ステム部
１０ グリス溜部
【発明の属する技術分野】
本発明は多方向入力装置に係わり、操作軸を操作することにより、複数の電気部品を同時に操作することができる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１４〜図１５に示すように、周囲が側板で覆われ下方側が開放された箱状の枠体３０内部に、アーチ状に湾曲形成した第１連動部材３１が配設されている。この第１連動部材３１は、両端部に取付部３１ａがそれぞれ形成され、この両端部の取付部３１ａが枠体３０の側板に形成された孔３０ａ、３０ｃに挿入され、第１連動部材３１が枠体３０内に回動可能に架設されている。
前記取付部３１ａの端面には孔３４が設けられ、この孔３４には、回転型の電気部品である可変抵抗器３２の回転軸３３が係合するようになっている。また、湾曲形成されたアーチ状の部分には、長手方向にスリット孔３５が設けられている。
【０００３】
前記第１連動部材３１の下方側には、第１連動部材３１と直交する方向に第２連動部材４０が配設されている。この第２連動部材４０はダイカスト等の金属材料から成り、中央部に球体４１を有し、この球体４１から左右の水平方向に延出するアーム部４２、４２を有し、各アーム部４２の先端部には、それぞれ円形の取付部４２ａが突出形成され、この取付部４２ａが枠体３０の孔３０ｂ、３０ｄに挿入されて、第２連動部材４０が枠体３０内に回動可能に架設されている。
前記それぞれの取付部４２ａの端面には、孔４３が設けられ、この孔４３に前記可変抵抗器３２の回転軸３３が圧入されて係合するようになっている。
また、球体４１の中央部には、上下方向に長溝４５が貫通形成されている。前記第１と第２の連動部材３１、４０は、スリット孔３５と長溝４５とが直交するように配設されている。
【０００４】
前記第２連動部材４０の長溝４５には、操作軸３６が挿通されている。この操作軸３６は金属等から成り、中央部分に小判形状の支持部３８が形成され、この支持部３８には、上下に棒状の支柱が一体形成されて突出している。
そして、下方側に突出する操作軸３６の端部３６ａ寄りには、操作軸３６に一体形成された円盤状のバネ受け４７が設けられている。
前記操作軸３６の支持部３８には、小孔３９が形成され、この孔３９と、第２連動部材４０の側部に形成された孔４４とを位置合わせし、位置合わせされたそれぞれの孔３９、４４に金属棒等から成る丸ピン４６を挿入、または圧入し、両端部カシメることによって、操作軸３６が第２連動部材４０に傾倒可能に取り付けられている。
【０００５】
また、操作軸３６の支持部３８から上方に延びる操作軸３６は、第１連動部材３１の長溝３５に挿通され、この操作軸３６を第１連動部材３１のスリット孔３５に沿う等の方向に傾倒させることによって、第２連動部材４０が取付部４２ａ、４２ａを支軸として回動可能になっている。また、スリット孔３５に挿通されて上方に延びる操作軸３６の上端には、ツマミ５５が固着されて取り付けられている。
前記操作軸３６の下方の端部３６ａには、樹脂材料等から成る外形が皿状の作動部材３７が取り付けられている。この作動部材３７の中央部には、ボス部３７ａが突出形成され、このボス部３７ａに貫通形成された孔５０に操作軸３６の端部３６ａが挿入されて、作動部材３７が上下動可能になっている。
前記枠体３０の下方の開放部分には、底板４９が取付られて、開放された枠体３０の下部を蓋閉すると共に、この底板４９に作動部材３７の底部が弾接するようになっている。
【０００６】
前記第１連動部材３１は、丸ピン４６を支点として、操作軸３６を第２連動部材４０の長溝４５に沿って傾倒させることによって、取付部３１ａ、３１ａを支軸として回動可能になっている。また、第２連動部材４０は、操作軸３６を第１連動部材３１のスリット孔３５に沿う等の方向に傾倒させることによって、取付部４２ａ、４２ａを支軸として回動可能になっている。
このような枠体３０内に架設された第１、第２の連動部材３１、４０の、それぞれの孔３４、４３には、枠体３０の側板に係止されている可変抵抗器３２、３２の回転軸３３が圧入されて、第１、第２の連動部材３１、４０と可変抵抗器３２、３２とが一体的に動作するようになっている。
【０００７】
前記操作軸３６のバネ受け部４７と作動部材３７の内底面との間には、略円錐形状の復帰バネ４８が張架され、この復帰バネ４８の弾性力で作動部材３７を底板４９に弾接することにより、操作軸３６を直立の中立状態にすることができるようになっている。
【０００８】
次に従来の多方向入力装置の動作について説明すると、まず、図１５に示すように、未作動持の操作軸３６は、上端が枠体３０の上部側板の孔５６から上方に突出して、作動部材３７は復帰バネ４８によって、水平状態になって底板４９に弾接して、操作軸３６は直立の中立状態になっている。
この状態から図１６に示すように、操作軸３６を、第２連動部材４０の長溝４５に沿って、例えば時計回り方向の右方向に傾倒させることによって、第１連動部材３１が回動し、この回動で可変抵抗器３２を操作して抵抗値を変化させることができる。
前記作動部材３７は、操作軸３６の傾倒動作によって、図１６に示すように傾斜し、この傾斜した作動部材３７の周縁の一部が底板４９の底面を摺接移動する。これに伴って作動部材３７が円形のバネ受け部４７方向に移動して、復帰バネ４８を圧縮して撓ませる。
【０００９】
そして、前記操作軸３６に加えていた操作力を解除すると、復帰バネ４８の弾性力によって傾斜していた作動部材３７が、底板４９の底面に沿って摺接移動し、作動部材３７は暫次下部底板４９の底面に対して水平方向に移動し、操作軸３６は、図１５に示しす直立の中立状態に自動復帰するようになっている。
また、第２連動部材４０のアーム部４２に係合されている可変抵抗器３２を操作するには、操作軸３６を第１連動部材３１のスリット孔３５に沿って傾倒させて、第２連動部材４０を回動させることで、可変抵抗器３２を操作して抵抗値を変化させることができる。
【００１０】
そして、このような操作軸３６の傾倒動作時、操作軸３６は、第１連動部材３１のスリット孔３５の端部、或いは第２連動部材４０の長孔４５の端部にぶつかって、操作軸３６の傾倒動作のストッパーを構成するようになっている。
また、操作軸３６は、傾倒動作を行った図１６の状態で、丸ピン４６を中心として、丸ピン４６の回りを円運動を行うことできるようになっている。
そして、操作軸３６の円柱の端部３６ａが作動部材３７の丸型の孔５０に嵌入した構成となっており、操作軸３６を円運動させると、作動部材３７の底部は、復帰バネ４８によって底板４９に弾圧されて、作動部材３７の底部と底板４９との間に摩擦が生じ、この摩擦力が端部３６ａと孔５０の摩擦力よりも大きいため、作動部材３７の底部が底板４９との間でスリップ動作を生じながら、作動部材３７も円運動することとなる。
【００１１】
【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は、操作軸３６の円柱の端部３６ａが作動部材３７の丸型の孔５０に嵌入した構成であるため、操作軸３６を傾倒した状態で円運動させると、復帰バネ４８の弾圧によって作動部材３７の底部と底板４９との間に摩擦が生じ、このため、作動部材３７の底部が底板４９との間でスリップ動作を生じながら移動して、このスリップ動作が操作軸３６に伝達される、或いは作動部材３７が削れてしまい形状が変わるため、操作感触が悪いという問題がある。
【００１２】
【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の解決手段として、枠体と、互いに直交した状態で前記枠体に回転可能に取り付けられた第１と第２の連動部材と、該第１と第２の連動部材に対して垂直方向に配置された状態で、前記第１、或いは第２の連動部材に保持され、前記第１と第２の連動部材を回転する傾倒動作可能な操作軸と、前記操作軸の軸方向に対して直交した状態で配設された底板と、前記操作軸に保持されて、前記操作軸の軸方向に移動可能な作動部材と、前記作動部材の底部を前記底板上に弾圧する付勢部材と、前記操作軸の傾倒動作により前記第１、或いは第２の連動部材を介してそれぞれ操作される電気部品とを備え、前記操作軸と前記作動部材とをスプライン結合した構成とした。
【００１３】
また、第２の解決手段として、前記操作軸には、前記付勢部材を収納する筒部が設けられ、該筒部の内壁と前記作動部材の外壁との間で、スプライン結合させた構成とした。
【００１４】
また、第３の解決手段として、前記操作軸には、軸方向に延びる複数個の突起を設け、該突起を、前記作動部材に設けた凹条部に嵌合してスプライン結合させた構成とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の多方向入力装置の１実施の形態について、図１〜図１３を基に説明すると、図１は本発明の多方向入力装置の分解斜視図、図２〜図４は本発明に係わる第２連動部材を説明する図、図５〜図７は本発明に係わる操作軸を説明する図、図、図８は本発明に係わる要部の縦断面図、図９は図８の９−９線における縦断面図、図１０は図８の１０−１０線における要部の断面図、図１１は図８の１１−１１線における要部の断面図、図１１，図１３はは本発明の多方向入力装置の動作を説明する図である。
【００１６】
まず本発明の多方向入力装置は、図１に示すように、鉄板等から成る枠体１が配設され、この枠体１は、プレス等で図示下方に折り曲げられた側板１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有し、内部が空洞で下部が開放され、外形が略直方体に形成されている。また、枠体１の上部が上板１ｅで蓋閉され、この上板１ｅの中央部には操作孔１ｆが形成されている。
前記側板１ｂ以外の３つの側板１ａ、１ｃ、１ｄには、それぞれ丸孔１ｇが形成され、更に側板１ａ、１ｃには後述する回転型の電気部品である可変抵抗器３を取り付けるための複数の角穴（図示せず）が設けられている。また、側板１ａが対向する側の側板１ｂには、側板１ａの丸孔１ｇが対向する位置に略半円形状の支持部１ｈが形成され、この支持部１ｈの図示左右に側板１ｂから外方に略直角に折り曲げられた部品押さえ脚１ｊ、１ｊが形成されている。
【００１７】
また、相対向する側板１ｃ、１ｄのそれぞれの下部には、図示しないプリント基板等に本発明の多方向入力装置を取り付けるための、複数の取付端子１ｋが下方側に延出形成されている。
また、側板１ａ、１ｂの下方には、後述する底板８を取り付けるための舌片１ｍ、１ｍがそれぞれ形成されている。
【００１８】
前記枠体１の空洞内部には、リン青銅板等から成る第１連動部材２が配設されている。そして、この第１連動部材２は、プレス等でアーチ状に上方側に湾曲形成され、このアーチ状部分の長手方向にスリット孔２ａが打ち抜き形成されている。
また、前記第１連動部材２の両端部が下方側に折り曲げられ、この折り曲げられた図示左側の一端部にはパイプ状の支持部２ｂが絞り加工等で突出形成され、この支持部２ｂが側板１ｄの丸孔１ｇに挿入されて回転可能に支持されるようになっている。
【００１９】
前記第１連動部材２の図示右側の他端部は、略Ｕ字状に折り曲げられて部品操作部２ｃが形成され、この部品操作部２ｃは、枠体１の側板１ｃに形成された丸孔（図示せず）に挿入され、この丸孔から外方に突出し、後述する可変抵抗器３の摺動子受３ｄの横溝と係合するようになっている。
前記第１の連動部材２は、枠体１の側板１ｃ、１ｄのそれぞれの丸孔に橋渡しされ、アーチ状に形成された部分が枠体１内部に回動可能に架設されている。
また、前記枠体１の側板１ａと、この側板１ａに隣接する側板１ｃに設けられた図示しない複数の角孔には電気部品である、例えば可変抵抗器３、３がスナップ係合等で取り付けられている。
【００２０】
回転型の電気部品である前記可変抵抗器３は、図８に示すように、ケース３ａの内部にインサート成型等で一体形成された基板３ｂが配設され、摺動子片３ｃを取り付けた摺動子受け３ｄが基板３ｂに回転自在にスナップ係合等で取り付けられ、摺動子受け３ｄの回転中心には、縦溝と横溝とを組み合わせた係合溝を有する操作部３ｅが形成されている。
そして、前記枠体１の側板１ｃの丸孔（図示せず）から外方に突出している第１連動部材２の略Ｕ字状の部品操作部２ｃが、側板１ｃに取り付けられている可変抵抗器３の操作部３ｅに係合し、前記第１連動部材２が回動することによって、可変抵抗器３の摺動子受け３ｄが回転して、可変抵抗器３の抵抗値が変化するようになっている。
【００２１】
前記第１連動部材２のスリット孔２ａには、操作軸４の摘み部４ａが挿通され、摘み部４ａ、および根元部４ｂがスリット孔２ａに沿って移動可能になっている。 このような操作軸４は合成樹脂等から成り、図５〜図７に示すように、小判形状に形成された摘み部４ａの根元部４ｂが円形に形成されている。この円形の根元部４ｂの図示下方には筒部４ｃが一体形成されている。
この筒部４ｃは、下方が開放されて周囲が外壁で覆われ、内部に後述する略円形の復帰バネからなる付勢部材７を収納するための収納部４ｄが形成されている。このような操作軸４は、図５に示す筒部４ｃの外壁の一部に対向状態で平坦部４ｅ、４ｅが形成され、この平坦部４ｅ、４ｅに、所定の径寸法と高さ寸法で小判形状の軸部４ｆ、４ｆが軸方向に対して直交する方向に凸状に突出形成されている。
前記軸部４ｆの下面には、軸部４ｆの先端部から操作軸４の中心部に向かうに従って、漸次上方に傾斜した傾斜部４ｊが設けられている。
この軸部４ｆの上面である円弧状部には、凹部からなるグリス溜部４ｋが設けられている。
前記収納部４ｄの内部には、摘み部４ａと同一軸心上に軸支部４ｇが図示下方に延長して一体形成され、この軸支部４ｇの下方側の先端部４ｈがバネ性のある筒部４ｃより所定量だけ下方側に突出した状態になっている。
前記筒部４ｃの内壁には、特に、図１１に示すように、収納部４ｄ内に突出して、軸方向に延びる複数個の突起４ｍが設けられている。
また、筒部４ｃの外壁には、軸部４ｆの下側において、ストッパーを構成するための突部４ｎが設けられている。
前記操作軸４は、軸部４ｆを第２連動部材５に軸支することによって、矢印Ａ−Ａ方向、および矢印Ｂ−Ｂ方向に傾倒可能になっている。
【００２２】
前記第２連動部材５は合成樹脂材料から成り、第１連動部材２の下方側に、第１連動部材２と直交する方向に配設されている。
この第２連動部材５は、特に、図２〜図４に示すように、略中心部に操作軸４を挿通する中心孔５ｃを設けて構成された外形が略矩形の支持部５ａが形成され、この支持部５ａは周囲が横長と縦長の側壁５ｂに囲まれ、この側壁５ｂに囲まれた内側に略矩形の中心孔５ｃが貫通形成されている。
前記支持部５ａの横長の側壁５ｂ、５ｂの所定位置には、操作軸４の軸部４ｆ、４ｆが係合可能な丸形の孔５ｄ、５ｄが貫通、あるいは所定の深さで凹状に形成されている。また、丸形の孔５ｄの内面の下方は、軸部４ｆの傾斜部４ｊに沿ったテーパー状部に形成されている。
前記側壁５ｂの内面には、特に、図１０に示すように、丸形の孔５ｄの下方近傍に位置し、突部４ｎを受け入れるための凹部からなるストッパー部５ｅが設けられている。
そして、操作軸４の軸部４ｆが丸形の孔５ｄにスナップ止めされて、操作軸４が第２連動部材５に保持されると共に、突部４ｎが凹部内に位置して、ストッパー部５ｅと衝合してストッパーを構成している。
また、この組立後、側壁５ｂの内壁が操作軸４の外周部である平坦部４ｅに当接すると共に、小判形状の軸部４ｆの上下が丸形の孔５ｄの内面において当接した状態となっている。
【００２３】
前記支持部５ａからは、図３に示すように、左右の水平方向に第１と第２のアーム部５ｆ、５ｇが、それぞれ延出形成されている。そして、一方側に延出する第１アーム部５ｆには、所定の径寸法の支持部５ｈが形成され、この支持部５ｈから所定の幅寸法の板状の部品操作部５ｊが突出形成されている。
また、他方側に延出する第２アーム部５ｇには、所定の径寸法の支持部５ｋが形成され、この支持部５ｋから上面が平坦状に形成され下面が半円状に形成された部品操作部５ｍが延出形成されている。
【００２４】
前記第２連動部材５は、第１アームム部５ｆの支持部５ｈが、枠体１の側板１ａの丸孔１ｇに挿入されて回転可能に支持され、第２アーム部５ｇの支持部５ｋが、側板１ｂの半円状の支持部１ｈに位置して支持されて、第２連動部材５は、回動可能で、一端部である部品操作部５ｍが上下動可能に枠体１内部に架設されるようになっている。
そして、第１アーム部５ｆの部品操作部５ｊが、側板１ａに取り付けられた可変抵抗器３の操作部３ｅの縦溝と係合し、第２アーム部５ｇの部品操作部５ｍは、後述する底板８に取り付けられた電気部品、例えば押し釦スイッチ９等のステム部９ａ上に位置するようになっている。
【００２５】
前記枠体１の内部に位置する操作軸４の下方の先端部４ｈには、操作軸４の軸方向に移動可能な作動部材６が配設されている。
この作動部材６は、樹脂材料から成り、下方側に外形が円形で底面が皿状に湾曲形成された基部６ａを有し、この基部６ａの中央部には、上方に向けて突出する筒状のボス部６ｂが形成され、このボス部６ｂの中央に軸孔６ｃが貫通形成されている。
前記作動部材６のボス部６ｂには、操作軸４の突起４ｍとスプライン結合するための複数個の凹条部６ｄが設けられると共に、基部６ａの下面中央部には凹部６ｅが、また、基部６ａの下面外周部には円弧状面部６ｆが設けられている。
前記作動部材６は、操作軸４の軸支部４ｇが軸孔６ｃに挿入されると共に、ボス部６ｂが筒部４ｃの収納部４ｄに移動可能に嵌合するようになっている。
この時、作動部材６の凹条部６ｄには、操作軸４の突起４ｍがスプライン結合し、作動部材６が操作軸４と共回りするようになっている。
【００２６】
前記操作軸４の筒部４ｃの収納部４ｄ内には、所定の弾性力を有するコイルバネから成る付勢部材７が配設されている。この付勢部材７は、上下の巻端部が、収納部４ｄ内の天井面と、作動部材６のボス部６ｃ上面とにそれぞれ弾接するようになっている。この付勢部材７は、軸支部４ｇに挿入されると共に、摘み部４ａ側の一端部は、筒部４ｃの内壁にガイドされ、他端部はボス部６ｂの外壁にガイドされ、付勢部材の前後左右の動きが規制されるようになっている。
【００２７】
前記作動部材６の下部には、枠体１の下部を蓋閉する底板８が配設されている。この底板８は、樹脂材料からなり外形が略矩形に形成され、周囲に側壁８ａが部分的に形成され、この側壁８ａの内部に平坦状の内底面８ｂが形成されている。
前記内底面８ｂ上には、外周部から中央部に行くに従って、漸次盛り上がったテーパー部を有する円錐状で皿状の突部８ｅを設けている。
この内底面８ｂに、付勢部材７により作動部材６の底部が弾接されるようになっている。また、底板８の一方側の側壁８ａからは、例えば押し釦スイッチ９等から成る電気部品を取り付けるための部品取付部８ｃが突出形成されている。この部品取付部８ｃが形成された側壁８ａと隣り合う側壁８ａには、枠体１の側板１ｃ、１ｄの下方側の端部を位置決めするための複数のガイド部８ｄが突出形成されている。
【００２８】
前記部品取付部８ｃに取り付けられる押し釦スイッチ９は、内部のスイッチ回路（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦすることができるステム部９ａと、内部のスイッチ回路を密閉するケース９ｂと、このケース９ｂの側面から下方に延びる複数の取付端子９ｃとが形成されている。このような押し釦スイッチ９は、底板８の部品取付部８ｃに取付端子９ｃがスナップ係合等で仮止めすることができるようになっている。
【００２９】
前述したような本発明の多方向入力装置の組立は、まず、枠体１の開放された下部側からアーチ状の第１連動部材２を挿入し、側壁１ｃの丸孔（図示せず）に部品操作部２ｃを挿入すると共に、側板１ｄの丸孔１ｇに支持部２ｂを挿入して、第１連動部材２を枠体１内部に架設する。
次に、操作軸４の筒部４ｃを第２連動部材５の中心孔５ｃ内に位置させると共に、凸状の小判形状の軸部４ｆを側壁５ｂ上に位置させる。
この状態で、操作軸４を図示しない治具等で中心孔５ｃに押圧すると、側壁５ｂが弾性変形して外方に押し広げられ、凸状の軸部４ｆが側壁５ｂに形成されている凹状の丸形の孔５ｄにスナップ係合される。そして、操作軸４が第２連動部材５に軸支される。
次に、軸部４ｆの小判形状の両側の直線部と、丸形の孔５ｄとで形成された隙間であるグリス溜部１０（図１０参照））にグリスを注入して、操作軸４と第２連動部材５との摺動部におけるキシミ等の不具合が発生しないようにしていると共に、操作軸４のグリス溜部４ｋにもグリスが回り、該グリス溜部４ｋにも充填されて、キシミ等の不具合を防止している。
【００３０】
次に、前記第２連動部材５に軸支した操作軸４の摘み部４ａを第１連動部材２のスリット孔２ａに挿通させると共に、摘み部４ａを枠体１の操作孔１ｆから外方に突出させ、円形の根元部４ｂをスリット孔２ａに位置させる。
そして、第２連動部材５の第１アーム部５ｆの支持部５ｈを枠体１の側板１ａの丸孔１ｇに挿入して、先端部の部品操作部５ｊを側板１ａから外側に突出させる、第２アーム部５ｇの支持部５ｋを枠体１の側板１ｂの支持部１ｈに位置させる。
【００３１】
次に、第１と第２の連動部材２、５を内部に架設した枠体１を逆さにし、開放された下部を上向きする。そして、逆さになった操作軸４の筒部４ｃの収納部４ｄ内に付勢部材７を挿入して収納する。
次に、作動部材６の軸孔６ｃを操作軸４の軸支部４ｇに挿入すると、作動部材６のボス部６ｂが操作軸４の筒部４ｃ内でスプライン結合されると共に、移動可能に嵌合して、作動部材６のボス部６ｂが付勢部材７に弾接する。
前記逆さにした枠体１に、部品取付部８ｃに押し釦スイッチ９を仮止めした底板８を逆さにして載置する。すると、ガイド部８ｄ、８ｄに側板１ｃの端部が案内されて底板８が枠体１に位置決めされると共に、押し釦スイッチ９のケース９ｂの上面に、側板１ｂの部品押さえ脚１ｊ、１ｊが位置して、押し釦スイッチ９が底板８に固定される。
【００３２】
そして、枠体１の側板１ａ、１ｂに形成している複数の舌片１ｍをカシメると、底板８が枠体１に一体化されて固定され、底板８の内底面８ｂに作動部材６の底部が弾接して、操作軸４が図８、図９、図１２に示すように、直立の中立状態になる。
次に、側板１ａの丸孔１ｇから外方に突出する、第２連動部材５の部品操作部５ｊに、可変抵抗器３の操作部３ｅを係合させ、側板１ａに形成されている複数の角穴（図示せず）に可変抵抗器３をスナップ係合して、側板１ａに可変抵抗器３を係止する。
また、側板１ｃから外方に突出する第１連動部材２の部品操作部２ｃに、前述と同様に可変抵抗器３の操作部３ｅを係合させ、側板１ｃに可変抵抗器３を係止して本発明の多方向入力装置の組立が終了する。
前記組立作業では、第１と第２の連動部材２、５を枠体１に取り付けた後に、可変抵抗器３から成る電気部品を枠体１に取り付ける工程で説明したが、第１と第２の連動部材２、５を取り付ける前の、単品の枠体１に可変抵抗器３を取り付けることも可能である。
【００３３】
次に本発明の多方向入力装置の動作を説明すると、まず、操作軸４の摘み部４ａに操作力が加わってない無負荷のときは、図８、図１２に示すように、付勢部材７の弾性力により、作動部材６が底板８の内底面８ｂに弾接されて、基部６ａの皿状の底面が水平状態になると共に、操作軸４が直立の中立状態になっている。
また、この中立状態において、底板８の突部８ｅは、作動部材６の凹部６ｅ内に位置した状態となっている。
この中立状態の操作軸４を第１連動部材２のスリット孔２ａに沿って、図８、図１２に示す矢印Ｂ−Ｂ方向に傾倒させると、第２連動部材５が第１と第２のアーム部５ｆ、５ｇのそれぞれの支持部５ｈ、５ｋを支点として回動し、作動部材６は図１３に示すように、基部６ａの底面が底板８の内底面８ｂ上を摺接移動し、基部６ａの底面の外周部の円弧状面部６ｆが底板８の突部８ｅのテーパー部に当接しながら作動部材６が傾斜する。
【００３４】
そして、作動部材６は付勢部材７の弾性力に抗してボス部６ｂが操作軸４の筒部４ｃの収納部４ｄ内に押し込まれる。
この時、図１２に示すように中立状態においては、操作軸４と第２連動部材５の結合構造において、両者間には、操作軸４の軸方向と直交する方向で、操作軸４の左右両側に遊びであるクリアランスＫ１、Ｋ２が存在する。
そして、操作軸４を傾倒動作した時、倒れた側にあるクリアランスＫ１が無くなると共に、反対側にあるクリアランスＫ２が大きくなる。
この状態で傾倒動作を続けると、作動部材６の円弧状面部６ｆは、突部８ｅのテーパー部に乗り上げながら、且つ、作動部材６の動きを規制させながら摺動動作する。
このため、作動部材６が所定の角度傾斜しても、円弧状面部６ｆが図１３の矢印Ｄ方向に底板８上でスリップすることが無く、従って、クリアランスＫ２の状態が維持された状態で傾倒動作を行うことができる。
前記第２連動部材５を回動させると、第１アーム部５ｆの部品操作部５ｊが係合している可変抵抗器３の摺動子受け３ｄが回転して抵抗値が変化する。
また、操作軸４を矢印Ｂ方向に傾倒した時、操作軸４は、第１連動部材２のスリット孔２ａの端部にぶつかって、傾倒動作がストップするようになっている。
そして、側板１ａに取り付けられている可変抵抗器３の操作が終了後、操作軸４に加えていた操作力を解除すると、付勢部材７の弾性力によって、作動部材６が自動的に水平状態に戻り、操作軸４が直立の中立状態に自動復帰する。
【００３５】
また、操作軸４を第２連動部材５の中心孔５ｃに沿って、図９に示す矢印Ａ−Ａ方向に傾倒させると、第１連動部材２が支持部２ｂと部品操作部２ｃを支点として回動する。
この第１連動部材２が回動すると、側板１ｃに取り付けられて部品操作部２ｃが係合している可変抵抗器３の摺動子受け３ｄが回転して、可変抵抗器３の抵抗値が変化する。このときの作動部材６の動作は、前述した操作軸４を矢印Ｂ−Ｂ方向に傾倒させたときと同じなので説明は省略する。
そして、操作軸４を矢印Ａ方向に傾倒した時、突部４ｎが凹部内を移動してストッパー部５ｅに衝合して、ストッパーを構成している。
また、操作軸４は、３６０度の全範囲で傾倒動作を行うことができると共に、操作軸４は、傾倒動作を行った状態で、図１で示す矢印Ｅ方向に傾動位置を変えて回転することができるようになっている。
そして、その際、操作軸４にスプライン結合された作動部材６が共回りし、作動部材６の基部６ａの底部は、付勢部材７の弾圧による底部と底板８との間に摩擦があっても、底板８上でスリップすることなく、転がるように回転する。
【００３６】
次に、可変抵抗器３以外の電気部品である押し釦スイッチ９の操作を説明する。まず、操作軸４を下方側の矢印Ｃ方向に押圧する。すると、第２連動部材５は、丸形の孔５ｄに押圧加重が加わって、第１アーム部５ｆの支持部５ｈを支点として、第２アーム部５ｇが下方側に移動する。
すると、側板１ｂの支持部１ｈから外方に出っ張っている第２アーム部５ｇの部品操作部５ｍが上下動して、押し釦スイッチ９のステム部９ａを押圧し、押し釦スイッチ９のＯＮ／ＯＦＦ操作をすることができる。
前記操作軸４の矢印Ｃ方向への押圧は、操作軸４が中立状態のときだけでなく、操作軸４を傾倒させて、可変抵抗器３の抵抗値を操作しているときでも可能である。
【００３７】
なお、本発明の実施の形態の説明では、操作軸４側の軸部４ｆを小判形状の凸状に形成し、第２連動部材５の丸形の孔５ｄを形成した物で説明したが、軸部４ｆを凹状に、丸形の孔５ｄを凸状に形成したものでもよい。
また、操作軸４、第２連動部材５の両方を、それぞれ弾性変形可能な樹脂材料等で形成した物で説明したが、操作軸４、または第２連動部材５のいずれか一方を弾性変形可能な樹脂材料等で形成し、他方をダイカスト等の金属材料で形成した物でもかまわない。
【００３８】
また、複数の電気部品を、可変抵抗器３と押し釦スイッチ９とで説明したが、その他の回転操作が可能なエンコーダ等の電気部品、あるいはプッシュ操作が可能な電気部品であればかまわない。
また、操作軸４の筒部４ｃは、下方が開放されて周囲が外壁に覆われた物で説明したが、軸部４ｆが形成されている部分の外壁以外の外壁が開放された物でもよい。この場合は、軸部４ｆが更に弾性変形しやすくなり、スナップ係合の作業性がよくなる。
【００３９】
また、底板８の突部８ｅは、円錐状のもので説明したが、突部８ｅは、操作軸４が第２連動部材５に軸支された方向において、少なくともテーパー部を設けた構成でもよく、これによって、軸支方向に存在するクリアランスＫ１，Ｋ２による傾倒動作時のクリック感触を防止できる。
また、スプライン結合は、作動部材６の軸孔６ｃの内壁と、操作軸４の軸支部４ｇの外壁との間に設けてもよい。
また、グリス溜部４ｋ等は、操作軸４と第１，或いは第２連動部材２，５との摺動部に設けて、キシミ等を防止してもよい。
また、操作軸４の突部４ｎを受け入れる凹部からなるストッパー部５ｅは、第２連動部材５の適宜箇所に選定して設けてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の多方向入力装置は、操作軸４と作動部材６とをスプライン結合したため、操作軸４を傾倒した状態で矢印Ｅ方向に傾動位置を変えて操作軸４を回転すると、作動部材６は、付勢部材７の弾圧による底部と底板８との間に摩擦があっても、操作軸４にスプライン結合された作動部材６が共回りし、作動部材６が底板８上でスリップすることなく、転がるように回転し、従って、操作軸４の操作感触が従来に比して良好な多方向入力装置を提供できる。
【００４１】
また、第２の解決手段として、操作軸４には、付勢部材７を収納する筒部４ｃが設けられ、該筒部４ｃの内壁と作動部材６の外壁との間で、スプライン結合させたため、スプライン結合を行わしめる径を大きくでき、スプライン結合における遊びを少なくできて、ガタを小さくできると共に、作動部材６の転がりの良好な多方向入力装置を提供できる。
【００４２】
また、操作軸４には、軸方向に延びる複数個の突起４ｍを設け、該突起４ｍを、作動部材６に設けた凹条部６ｄに嵌合してスプライン結合させたため、スプライン結合の強度を強くできると共に、作動部材６の軸方向の移動の安定した多方向入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の多方向入力装置に係わる第２連動部材の上面図である。
【図３】本発明の多方向入力装置に係わる第２連動部材の正面図である。
【図４】本発明の多方向入力装置に係わる第２連動部材の側面図である。
【図５】本発明の多方向入力装置に係わる操作軸の上面図である。
【図６】本発明の多方向入力装置に係わる操作軸の正面図である。
【図７】図５の７−７線における断面図である。
【図８】本発明の多方向入力装置の要部の縦断面図である。
【図９】図８の９−９線における断面図である。
【図１０】図８の１０−１０線における要部の断面図である。
【図１１】図８の１１−１１線における要部の断面図である。。
【図１２】本発明の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【図１４】従来の多方向入力装置の分解斜視図である。
【図１５】従来の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【図１６】従来の多方向入力装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 枠体
１ａ〜１ｄ 側板
１ｅ 上板
１ｆ 操作孔
１ｇ 丸孔
１ｈ 支持部
１ｋ 取付端子
１ｍ 舌片
２ 第１連動部材
２ａ スリット孔
２ｂ 支持部
２ｃ 部品操作部
３ 可変抵抗器
３ａ ケース
３ｂ 基板
３ｄ 摺動子受け
３ｅ 操作部
４ 操作軸
４ａ 摘み部
４ｃ 筒部
４ｄ 収納部
４ｅ 平坦部
４ｆ 軸部
４ｇ 軸支部
４ｈ 先端部
４ｊ 傾斜部
４ｋ グリス溜部
４ｍ 突起
４ｎ 突部
５ 第２連動部材
５ａ 支持部
５ｂ 側壁
５ｃ 中心孔
５ｄ 丸形の孔
５ｅ ストッパー部
５ｆ 第１アーム部
５ｇ 第２アーム部
５ｈ 支持部
５ｊ 部品操作部
５ｍ 部品操作部
６ 作動部材
６ａ 基部
６ｂ ボス部
６ｃ 軸孔
６ｄ 凹条部
６ｅ 凹部
６ｆ 円弧状面部
７ 付勢部材
８ 底板
８ａ 側板
８ｂ 内底面
８ｃ 部品取付部
８ｄ ガイド部
８ｅ 突部
９ 押し釦スイッチ
９ａ ステム部
１０ グリス溜部
Claims (3)
- 枠体と、互いに直交した状態で前記枠体に回転可能に取り付けられた第１と第２の連動部材と、該第１と第２の連動部材に対して垂直方向に配置された状態で、前記第１、或いは第２の連動部材に保持され、前記第１と第２の連動部材を回転する傾倒動作可能な操作軸と、前記操作軸の軸方向に対して直交した状態で配設された底板と、前記操作軸に保持されて、前記操作軸の軸方向に移動可能な作動部材と、前記作動部材の底部を前記底板上に弾圧する付勢部材と、前記操作軸の傾倒動作により前記第１、或いは第２の連動部材を介してそれぞれ操作される電気部品とを備え、前記操作軸と前記作動部材とをスプライン結合したことを特徴とする多方向入力装置。
- 前記操作軸には、前記付勢部材を収納する筒部が設けられ、該筒部の内壁と前記作動部材の外壁との間で、スプライン結合させたことを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
- 前記操作軸には、軸方向に延びる複数個の突起を設け、該突起を、前記作動部材に設けた凹条部に嵌合してスプライン結合させたことを特徴とする請求項２記載の多方向入力装置。
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