JP3710653B2 - 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、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。
【０００２】
【従来の技術】
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、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、ケース内に圧縮状態で収容されて、操作部材を中立位置に自動復帰させるスプリングと、上下一組の回動部材の各一端部に連結されて、各回動部材の回動角度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。
【０００３】
このような多方向入力装置では、操作部材の下部を下段の回動部材にその長孔の方向に回動自在に軸支する必要がある。この操作部材の軸支構造として、例えば実公平５−１９９２５号公報、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、操作部材の下部が下段の回動部材に、長孔の方向に直角な方向のピンによって連結されている。これにより、操作部材は、下段の回動部材の長孔の方向に回動し、上段の回動部材を回動させる。また、上段の回動部材の長孔の方向に下段の回動部材と共に回動し、下段の回動部材を回動させる。
【０００４】
一方、操作部材を中立位置に自動復帰させる構造としては、実公平５−１９９２５号公報に記載の多方向入力装置では、スプリングにより上方に付勢された押し上げ部材で上下一組の回動部材を中立位置に弾性的に保持する構造が採用されている。
【０００５】
また、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、この操作部材の自動復帰構造として、操作部材の下端部に設けられた皿状の操作体を、その下方に設けられたスプリングにより上方へ弾性的に押圧する構造が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の多方向入力装置には、操作部材の軸支構造及び自動復帰構造に関連して以下の問題がある。
【０００７】
いずれの多方向入力装置でも、操作部材の中間部がピンによって下段の回動部材に連結されているため、操作部材の全長が長くなり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が困難である。
【０００８】
操作部材を中立位置に自動復帰させる構造については、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、操作部材の下方にスプリングが直列的に配置され、その下方にスプリングを収容するための大きな空間が必要となることにより、装置高の抑制を含めた装置の小型化が困難である。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易な多方向入力装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔と連通する下向きの凹部が設けられており、前記操作部材の下端部には、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部が設けられており、この抜け止め部は前記半球部の凹部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合するようになっており、前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔を挟んで両側に位置する下向きの凹状の一対の軸受部が設けられており、前記操作部材の下端部には、当該操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部が設けられており、この回動軸部は前記半球部の軸受部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合するようになっており、前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔と連通する下向きの凹部及びこの凹部を挟んで両側に位置する下向きの凹状の一対の軸受部が設けられており、前記操作部材の下端部には、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部と、該抜け止め部から操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部とが設けられており、前記抜け止め部は前記半球部の凹部に、前記回動軸部は当該半球部の軸受部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に各々嵌合するようになっており、前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１３】
即ち、これらの多方向入力装置では、操作部材の下部に抜け止め部及び／又は回動軸部が設けられ、且つ該下部がケースの底板と下段の回動部材の間で回動可能に支持されるので、ピンを使用する場合と比べて操作部材の長さが抑制され、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易となる。また、操作部材を中立位置に自動復帰させるために、上下一組の回動部材が中立位置に保持されるので、操作部材の下方にスプリング収容のための大きな空間が不要となり、これによっても小型化が容易となる。回動軸部は、ピンなしでも、操作部材の軸回りの回転を阻止できる。
【００１４】
スライダは、上下一組の回動部材の上下いずれに設けてもよいが、小型化の点からは回動部材の両端軸部の上方に設けるのが好ましい。上下一組の回動部材の下方に設けられた場合、そのスライダは下方のスプリングにより上方に付勢され、回動部材の両端軸部に下向きに形成されたフラット面に下方から弾性的に当接する。上方に設けられた場合、そのスライダは上方のスプリングにより下方に付勢され、回動部材の両端軸部に上向きに形成されたフラット面に上方から弾性的に当接する。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る多方向入力装置では、操作部材の抜け止め部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造として、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせが採用されている。この構造は、小型化の点から好ましい。
【００１６】
本発明の請求項５に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置であって、前記操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持し、該下部に、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部を設けると共に、該抜け止め部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであり、前記復帰機構は、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部の下面に形成されたフラット面に対向配置された環状のスライダと、ケースの底板とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１７】
本発明の請求項６に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置であって、前記操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持し、該下部に、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部と、該抜け止め部から操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部とを設け、前記抜け止め部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、下段の回動部材の長孔を挟む下面に、一対の回動軸部が回動可能に嵌合する凹状の軸受部を設け、操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであり、前記復帰機構は、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部の下面に形成されたフラット面に対向配置された環状のスライダと、ケースの底板とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１８】
一組の信号入力手段については、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢示図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢示図、図４は同多方向入力装置に使用されている下ケースの４面図、図５は同多方向入力装置に使用されている操作部材の３面図、図６は同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の４面図、図７は同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の４面図、図８は同多方向入力装置に使用されているスライダの３面図である。
【００２１】
本発明の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、基板上に載置される角箱形状のケース１０と、ケース１０の直交する２つの側面に取り付けられた信号出力手段２０Ａ，２０Ｂと備えている。信号出力手段２０Ａ，２０Ｂは、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００２２】
ケース１０内には、下部を中心にして周囲の任意方向に傾動操作される棒状の操作部材３０と、操作部材３０によって回動操作される上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂと、操作部材３０を中立位置に自動復帰させるためのスライダ５０及びスプリング６０とが収容されている。
【００２３】
以下に、ケース１０、操作部材３０、回動部材４０Ａ，４０Ｂ、スライダ５０の各構造を詳細に説明する。
【００２４】
ケース１０は、その底板部を形成する下ケース１０ａと、これに上方から被せられる上ケース１０ｂとを組み合わせた２ピース構造になっている。
【００２５】
下ケース１０ａは、図５に示すように、ほぼ四角形の底板部１１を有している。底板部１１の４隅部には、上ケース１０ｂとの固定のために、上方に突出する爪部１２が設けられている。底板部１１の各辺中央部には、回動部材４０Ａ，４０Ｂを支持するために、上方に突出する支持部１３が設けられている。底板部１１の中央部は厚肉となっており、その厚肉部の上面には、操作部材３０の下部が嵌合する下に凸の球面状の凹部１４が形成されている。
【００２６】
下ケース１０ａに被せられる上ケース１０ｂは、下面が開放した角箱形のキャップであり、その天板部には、操作部材３０の上部を上方に突出させるために開口部１６が設けられている。上ケース１０ｂの各側壁部には、支持部１３が嵌合する切り込み部１８が設けられている。直交する２つの側壁部には、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂの固定のために、両側一対の爪部１９，１９が設けられている。
【００２７】
下ケース１０ａに上ケース１０ｂを被せると、下ケース１０ａの爪部１２が上ケース１０ｂの側壁部内面に設けられた嵌合部に嵌合することにより、下ケース１０ａと上ケース１０ｂが固定される。また、下ケース１０ａの支持部１３が上ケース１０ｂの切り込み部１８に嵌合することにより、ケース１０の各側面には、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部を支持するための円形の開口部が形成される。更に、爪部１９，１９により、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂが、ケース１０の直交する２側面に固定される。
【００２８】
操作部材３０は、図５に示すように、断面が円形の棒体部３１と、棒体部３１の下方に連設された抜け止め部としての球体部３２とを有している。球体部３２は、その抜け止めのために、後述する下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの幅より大径である。球体部３２には、当該操作部材３０に直角な一対の回動軸部３３，３３が一体的に設けられている。回動軸部３３，３３は、断面がほぼ半円形の蒲鉾形で、上面を湾曲面としている。回動軸部３３，３３の軸心は同一線上にあり、且つ球体部３２の中心と交差している。球体部３２の下部は、ケース１０の凹部１４に嵌合する下方に凸の半球状の凸部３４である。
【００２９】
上段の回動部材４０Ａは、図６に示すように、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ａ，４１Ａを有し、その間に、上側へ凸のアーチからなる円弧部４２Ａを有している。円弧部４２Ａには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ａが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。円弧部４２Ａの内面は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動を阻害しないために、長孔４３Ａの方向及び長孔４３Ａに直角な方向で円弧面になっている。
【００３０】
回動軸部４１Ａ，４１Ａと円弧部４２Ａを連結する軸部の上面は、スライダ５０が上方から弾性的に当接するフラット面４４Ａ，４４Ａである。回動軸部４１Ａ，４１Ａの先端面には、信号出力手段との接続のために突起４５Ａ，４５Ａが設けられている。
【００３１】
下段の回動部材４０Ｂは、上段の回動部材４０Ａの下方に直角に組み合わされる。この回動部材４０Ｂは、図７に示すように、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ｂ，４１Ｂを有し、回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの間に、上に凸の半球部４２Ｂを有している。半球部４２Ｂには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ｂが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。
【００３２】
半球部４２Ｂの下面には、操作部材３０の球体部３２の下端部を除いた大部分が回動自在に嵌合する上方に凸の半球状の凹部４６Ｂが設けられており、長孔４３Ｂはこの凹部４６Ｂと連通している。半球部４２Ｂの下面には又、操作部材３０の回動軸部３３，３３が嵌合する凹状の軸受部４７Ｂ，４７Ｂが設けられている。軸受部４７Ｂ，４７Ｂは凹部４６Ｂの両側に位置し、凹部４６Ｂに連続している。
【００３３】
回動軸部４１Ｂ，４１Ｂと半球部４２Ｂを連結する軸部の上面は、スライダ５０が上方から弾性的に当接するフラット面４４Ｂ，４４Ｂである。フラット面４４Ｂ，４４Ｂは、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａと面一である。回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの先端面には、信号出力手段との接続のために突起４５Ｂ，４５Ｂが設けられている。
【００３４】
上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂは、図２及び図３に示すように、それぞれの回動中心軸を同一平面内で直交させた状態でケース１０内に組み込まれ、該ケース１０内で回動自在に支持される。また、操作部材３０は、軸体部３１が回動部材４０Ａ，４０Ｂの長孔４３Ａ，４３Ｂに挿通され、球体部３２の上部が回動部材４０Ｂの凹部４６Ｂに嵌合し、回動軸部３３，３３が軸受部４７Ｂ，４７Ｂに嵌合し、球体部３２の下部（凸部３４）がケース１０の凹部１４に嵌合した状態で、ケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂに組み合わされる。
【００３５】
これにより、操作部材３０は、ケース１０の底板中央部上で球体部３２を中心にして周囲全方向に傾動し得る。また、回動軸部３３，３３を中心にして、下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作される。これにより、上段の回動部材４０Ａが下段の回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂの上面に沿って回動する。また、下段の回動部材４０Ｂの回転軸部４１Ｂ，４１Ｂを中心にして、上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作されることにより、下段の回動部材４０Ｂが上段の回動部材４０Ａの円弧部４２Ａの下面に沿って回動する。
【００３６】
操作部材３０を中立位置に自動復帰させるための環状のスライダ５０は、図２及び図３に示すように、回動部材４０Ａ，４０Ｂの上方に、回動部材４０Ａの円弧部４２Ａ及び回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂを取り囲むように配置される。このスライダ５０は、図８に示すように、ケース１０内に昇降可能に嵌合する、外周面がほぼ四角形の環体であり、周方向の複数位置には下方に突出する脚状の支持部５１が設けられている。複数の支持部５１は、スライダ５０の傾斜防止のために、ケース１０の内面に当接する。
【００３７】
スライダ５０の下面は、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂにそれぞれ面接触するフラットな当たり面５２である。スライダ５０の上面には、スプリング６０が嵌合する円形の溝部５３が設けられている。
【００３８】
スプリング６０は、スライダ５０とケース１０の天板部との間に圧縮状態で収容されており、これによる下方への付勢により、スライダ５０は、当たり面５２を回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂに弾性的に面接触させて、回動部材４０Ａ，４０Ｂを中立位置に弾性保持し、これにより操作部材３０を中立位置に弾性保持する。
【００３９】
次に、本発明の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。
【００４０】
操作部材３０を下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作すると、上段の回動部材４０Ａが回動し、信号出力手段２０Ａが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。操作部材３０を上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作した場合は、下段の回動部材４０Ｂが回動し、信号出力手段２０Ｂが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。これらの組み合わせにより、操作部材３０は周囲の任意方向に操作され、その操作方向及び操作量に応じた信号が、当該多方向入力装置を使用する電子機器等に入力される。
【００４１】
この操作時、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂが操作角度及び操作量に応じて傾斜する。この傾斜により、スライダ５０がスプリング６０による付勢力に抗して押し上げられ、回動部材４０Ａ，４０Ｂに中立位置への復帰力が付与される。
【００４２】
ここで、操作部材３０は、その下部に抜け止め部として球体部３２が一体的に形成されると共に回動軸部３３，３３が一体的に形成されている。このため、回動軸部としてピンを使用するものと比べて、操作部材３０の長さ、特にケース１０内に収容される部分の長さが短くなり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易となる。
【００４３】
操作部材３０は又、ケース１０の底板部１１と下段の回動部材４０Ｂの間で、下部の球体部３２が回動自在に支持されている。即ち、操作部材３０の軸支が、ケース１０及び回動部材４０Ｂの両方を利用して行われている。しかも、球体部３２の大部分は回動軸部３３，３３と共に下段の回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂ内に収容されている。これらのため、装置高の抑制を含めた装置の小型化が一層容易となる。
【００４４】
また、回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂは、構造的に高強度であるため、強度を確保しつつ小型化が可能であり、これも装置の小型化に寄与する。
【００４５】
更に、操作部材３０の中立保持のため、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部をスライダ５０で押圧するので、スライダ５０を付勢するスプリング６０を操作部材３０の下方に直列的に設ける必要がなく、この点からも装置高の抑制を含めた装置の小型化が図られる。特に、本実施形態のように、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上方にスライダ５０を配置した場合は、回動部材４０Ａの円弧部４２Ａ及び回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂの外周側の空間を、スライダ５０及びスプリング６０の収容空間として利用でき、その利用効率が高い。
【００４６】
更に又、操作部材３０の下部に回動軸部３３，３３を設けたことにより、操作部材３０の軸回りの回転が阻止される。
【００４７】
図９は本発明の他の実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図、図１０は同多方向入力装置の縦断側面図である。
【００４８】
本実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図８に示された前述の多方向入力装置と比べて、スライダ５０の配置位置が相違する。即ち、本実施形態に係る多方向入力装置では、スライダ５０は回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の下方に配置されている。これに伴って、スプリング６０はケース１０の底板部１１とスライダ５０の間に圧縮状態で収容されており、スライダ５０の当たり面５２はその上面に形成され、回動部材４０Ａ，４０Ｂのフラット面４４Ａ，４４Ｂは両端軸部の下面に形成されている。他の構造は前述の多方向入力装置と実質同一であるので、同一部分については同一番号を付して説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る多方向入力装置でも、下から上に向かって巻き径が増大するテーパタイプのスプリング６０を使用することにより、前述の多方向入力装置とほぼ同様に、装置高の抑制を含めた装置の小型化が可能となる。
【００５０】
なお、これらの実施形態では、操作部材３０の下部をケース１０の底板上に回動自在に支持するために、操作部材３０の側に下方に凸の半球状の凸部３４を設け、ケース１０の底板の側に、凸部３４が嵌合する半球状の凹部１４を設けているが、操作部材３０の側に凹部を設け、ケース１０の底板の側に凸部を設けることも可能である。
【００５１】
また、操作部材３０の回動軸部３３，３３を省略することができ、或いは球状の抜け止め部を省略し、操作部材３０に直接回動軸部３３，３３を形成することができる。この場合、回動軸部３３，３３は抜け止め部としても機能する。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明の請求項１、２、３に係る多方向入力装置は、操作部材の下部に抜け止め部及び／又は回動軸部を一体的に設け、該下部をケースの底板と下段の回動部材の間で回動可能に支持し、その支持に既存部材を利用するので、ピンを使用する場合と比べて操作部材の長さを抑制できる。また、操作部材を中立位置に自動復帰させるためのコイルスプリング及びスライダが、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置されていることから、復帰機構を収容する空間をケース内で効率的に確保できる。これらにより装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易である。
【００５４】
また、本発明の請求項４に係る多方向入力装置は、相互嵌合する半球状の凸部と凹部の組み合わせにより操作部材の下部をケースの底板上に支持する構造としたので、小型化を阻害することなく操作部材をケースの側で確実に支持することができる。
【００５５】
また、本発明の請求項５、６、７に係る多方向入力装置は、操作部材の下部に抜け止め部及び／又は回動軸部を一体的に設け、該下部をケースの底板と下段の回動部材の間で回動可能に支持し、その支持に既存部材を利用するので、ピンを使用する場合と比べて操作部材の長さを抑制できる。また、操作部材を中立位置に自動復帰させるためのコイルスプリング及びスライダが、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置されていることから、復帰機構を収容する空間をケース内で効率的に確保できる。これらにより装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢示図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢示図である。
【図４】同多方向入力装置に使用されている下ケースの４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線矢示図、（ｃ）は正面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線矢示図である。
【図５】同多方向入力装置に使用されている操作部材の３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図６】同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線矢示図、（ｃ）はＦ−Ｆ線矢示図、（ｄ）は側面図である。
【図７】同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ線矢示図、（ｃ）はＨ−Ｈ線矢示図、（ｄ）は側面図である。
【図８】同多方向入力装置に使用されているスライダの３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩ−Ｉ線矢示図、（ｃ）は側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図である。
【図１０】同多方向入力装置の縦断側面図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１０ａ 下ケース
１０ｂ 上ケース
１４ 凹部
２０Ａ，２０Ｂ 信号出力手段
３０ 操作部材
３１ 軸体部
３２ 球体部（抜け止め部）
３３ 回動軸部
３４ 凸部
４０Ａ，４０Ｂ 回動部材
４１Ａ，４１Ｂ 回動軸部
４２Ａ 円弧部
４２Ｂ 半球部
４３Ａ，４３Ｂ 長孔
４４Ａ，４４Ｂ フラット面
４５Ａ，４５Ｂ 突起
４６Ｂ 凹部
４７Ｂ 軸受部
５０ スライダ
５２ 当たり面
６０ スプリング
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、ケース内に圧縮状態で収容されて、操作部材を中立位置に自動復帰させるスプリングと、上下一組の回動部材の各一端部に連結されて、各回動部材の回動角度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。
【０００３】
このような多方向入力装置では、操作部材の下部を下段の回動部材にその長孔の方向に回動自在に軸支する必要がある。この操作部材の軸支構造として、例えば実公平５−１９９２５号公報、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、操作部材の下部が下段の回動部材に、長孔の方向に直角な方向のピンによって連結されている。これにより、操作部材は、下段の回動部材の長孔の方向に回動し、上段の回動部材を回動させる。また、上段の回動部材の長孔の方向に下段の回動部材と共に回動し、下段の回動部材を回動させる。
【０００４】
一方、操作部材を中立位置に自動復帰させる構造としては、実公平５−１９９２５号公報に記載の多方向入力装置では、スプリングにより上方に付勢された押し上げ部材で上下一組の回動部材を中立位置に弾性的に保持する構造が採用されている。
【０００５】
また、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、この操作部材の自動復帰構造として、操作部材の下端部に設けられた皿状の操作体を、その下方に設けられたスプリングにより上方へ弾性的に押圧する構造が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の多方向入力装置には、操作部材の軸支構造及び自動復帰構造に関連して以下の問題がある。
【０００７】
いずれの多方向入力装置でも、操作部材の中間部がピンによって下段の回動部材に連結されているため、操作部材の全長が長くなり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が困難である。
【０００８】
操作部材を中立位置に自動復帰させる構造については、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、操作部材の下方にスプリングが直列的に配置され、その下方にスプリングを収容するための大きな空間が必要となることにより、装置高の抑制を含めた装置の小型化が困難である。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易な多方向入力装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔と連通する下向きの凹部が設けられており、前記操作部材の下端部には、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部が設けられており、この抜け止め部は前記半球部の凹部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合するようになっており、前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔を挟んで両側に位置する下向きの凹状の一対の軸受部が設けられており、前記操作部材の下端部には、当該操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部が設けられており、この回動軸部は前記半球部の軸受部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合するようになっており、前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔と連通する下向きの凹部及びこの凹部を挟んで両側に位置する下向きの凹状の一対の軸受部が設けられており、前記操作部材の下端部には、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部と、該抜け止め部から操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部とが設けられており、前記抜け止め部は前記半球部の凹部に、前記回動軸部は当該半球部の軸受部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に各々嵌合するようになっており、前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１３】
即ち、これらの多方向入力装置では、操作部材の下部に抜け止め部及び／又は回動軸部が設けられ、且つ該下部がケースの底板と下段の回動部材の間で回動可能に支持されるので、ピンを使用する場合と比べて操作部材の長さが抑制され、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易となる。また、操作部材を中立位置に自動復帰させるために、上下一組の回動部材が中立位置に保持されるので、操作部材の下方にスプリング収容のための大きな空間が不要となり、これによっても小型化が容易となる。回動軸部は、ピンなしでも、操作部材の軸回りの回転を阻止できる。
【００１４】
スライダは、上下一組の回動部材の上下いずれに設けてもよいが、小型化の点からは回動部材の両端軸部の上方に設けるのが好ましい。上下一組の回動部材の下方に設けられた場合、そのスライダは下方のスプリングにより上方に付勢され、回動部材の両端軸部に下向きに形成されたフラット面に下方から弾性的に当接する。上方に設けられた場合、そのスライダは上方のスプリングにより下方に付勢され、回動部材の両端軸部に上向きに形成されたフラット面に上方から弾性的に当接する。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る多方向入力装置では、操作部材の抜け止め部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造として、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせが採用されている。この構造は、小型化の点から好ましい。
【００１６】
本発明の請求項５に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置であって、前記操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持し、該下部に、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部を設けると共に、該抜け止め部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであり、前記復帰機構は、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部の下面に形成されたフラット面に対向配置された環状のスライダと、ケースの底板とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１７】
本発明の請求項６に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置であって、前記操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持し、該下部に、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部と、該抜け止め部から操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部とを設け、前記抜け止め部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、下段の回動部材の長孔を挟む下面に、一対の回動軸部が回動可能に嵌合する凹状の軸受部を設け、操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであり、前記復帰機構は、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部の下面に形成されたフラット面に対向配置された環状のスライダと、ケースの底板とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっている。
【００１８】
一組の信号入力手段については、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢示図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢示図、図４は同多方向入力装置に使用されている下ケースの４面図、図５は同多方向入力装置に使用されている操作部材の３面図、図６は同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の４面図、図７は同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の４面図、図８は同多方向入力装置に使用されているスライダの３面図である。
【００２１】
本発明の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、基板上に載置される角箱形状のケース１０と、ケース１０の直交する２つの側面に取り付けられた信号出力手段２０Ａ，２０Ｂと備えている。信号出力手段２０Ａ，２０Ｂは、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００２２】
ケース１０内には、下部を中心にして周囲の任意方向に傾動操作される棒状の操作部材３０と、操作部材３０によって回動操作される上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂと、操作部材３０を中立位置に自動復帰させるためのスライダ５０及びスプリング６０とが収容されている。
【００２３】
以下に、ケース１０、操作部材３０、回動部材４０Ａ，４０Ｂ、スライダ５０の各構造を詳細に説明する。
【００２４】
ケース１０は、その底板部を形成する下ケース１０ａと、これに上方から被せられる上ケース１０ｂとを組み合わせた２ピース構造になっている。
【００２５】
下ケース１０ａは、図５に示すように、ほぼ四角形の底板部１１を有している。底板部１１の４隅部には、上ケース１０ｂとの固定のために、上方に突出する爪部１２が設けられている。底板部１１の各辺中央部には、回動部材４０Ａ，４０Ｂを支持するために、上方に突出する支持部１３が設けられている。底板部１１の中央部は厚肉となっており、その厚肉部の上面には、操作部材３０の下部が嵌合する下に凸の球面状の凹部１４が形成されている。
【００２６】
下ケース１０ａに被せられる上ケース１０ｂは、下面が開放した角箱形のキャップであり、その天板部には、操作部材３０の上部を上方に突出させるために開口部１６が設けられている。上ケース１０ｂの各側壁部には、支持部１３が嵌合する切り込み部１８が設けられている。直交する２つの側壁部には、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂの固定のために、両側一対の爪部１９，１９が設けられている。
【００２７】
下ケース１０ａに上ケース１０ｂを被せると、下ケース１０ａの爪部１２が上ケース１０ｂの側壁部内面に設けられた嵌合部に嵌合することにより、下ケース１０ａと上ケース１０ｂが固定される。また、下ケース１０ａの支持部１３が上ケース１０ｂの切り込み部１８に嵌合することにより、ケース１０の各側面には、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部を支持するための円形の開口部が形成される。更に、爪部１９，１９により、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂが、ケース１０の直交する２側面に固定される。
【００２８】
操作部材３０は、図５に示すように、断面が円形の棒体部３１と、棒体部３１の下方に連設された抜け止め部としての球体部３２とを有している。球体部３２は、その抜け止めのために、後述する下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの幅より大径である。球体部３２には、当該操作部材３０に直角な一対の回動軸部３３，３３が一体的に設けられている。回動軸部３３，３３は、断面がほぼ半円形の蒲鉾形で、上面を湾曲面としている。回動軸部３３，３３の軸心は同一線上にあり、且つ球体部３２の中心と交差している。球体部３２の下部は、ケース１０の凹部１４に嵌合する下方に凸の半球状の凸部３４である。
【００２９】
上段の回動部材４０Ａは、図６に示すように、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ａ，４１Ａを有し、その間に、上側へ凸のアーチからなる円弧部４２Ａを有している。円弧部４２Ａには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ａが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。円弧部４２Ａの内面は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動を阻害しないために、長孔４３Ａの方向及び長孔４３Ａに直角な方向で円弧面になっている。
【００３０】
回動軸部４１Ａ，４１Ａと円弧部４２Ａを連結する軸部の上面は、スライダ５０が上方から弾性的に当接するフラット面４４Ａ，４４Ａである。回動軸部４１Ａ，４１Ａの先端面には、信号出力手段との接続のために突起４５Ａ，４５Ａが設けられている。
【００３１】
下段の回動部材４０Ｂは、上段の回動部材４０Ａの下方に直角に組み合わされる。この回動部材４０Ｂは、図７に示すように、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ｂ，４１Ｂを有し、回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの間に、上に凸の半球部４２Ｂを有している。半球部４２Ｂには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ｂが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。
【００３２】
半球部４２Ｂの下面には、操作部材３０の球体部３２の下端部を除いた大部分が回動自在に嵌合する上方に凸の半球状の凹部４６Ｂが設けられており、長孔４３Ｂはこの凹部４６Ｂと連通している。半球部４２Ｂの下面には又、操作部材３０の回動軸部３３，３３が嵌合する凹状の軸受部４７Ｂ，４７Ｂが設けられている。軸受部４７Ｂ，４７Ｂは凹部４６Ｂの両側に位置し、凹部４６Ｂに連続している。
【００３３】
回動軸部４１Ｂ，４１Ｂと半球部４２Ｂを連結する軸部の上面は、スライダ５０が上方から弾性的に当接するフラット面４４Ｂ，４４Ｂである。フラット面４４Ｂ，４４Ｂは、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａと面一である。回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの先端面には、信号出力手段との接続のために突起４５Ｂ，４５Ｂが設けられている。
【００３４】
上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂは、図２及び図３に示すように、それぞれの回動中心軸を同一平面内で直交させた状態でケース１０内に組み込まれ、該ケース１０内で回動自在に支持される。また、操作部材３０は、軸体部３１が回動部材４０Ａ，４０Ｂの長孔４３Ａ，４３Ｂに挿通され、球体部３２の上部が回動部材４０Ｂの凹部４６Ｂに嵌合し、回動軸部３３，３３が軸受部４７Ｂ，４７Ｂに嵌合し、球体部３２の下部（凸部３４）がケース１０の凹部１４に嵌合した状態で、ケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂに組み合わされる。
【００３５】
これにより、操作部材３０は、ケース１０の底板中央部上で球体部３２を中心にして周囲全方向に傾動し得る。また、回動軸部３３，３３を中心にして、下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作される。これにより、上段の回動部材４０Ａが下段の回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂの上面に沿って回動する。また、下段の回動部材４０Ｂの回転軸部４１Ｂ，４１Ｂを中心にして、上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作されることにより、下段の回動部材４０Ｂが上段の回動部材４０Ａの円弧部４２Ａの下面に沿って回動する。
【００３６】
操作部材３０を中立位置に自動復帰させるための環状のスライダ５０は、図２及び図３に示すように、回動部材４０Ａ，４０Ｂの上方に、回動部材４０Ａの円弧部４２Ａ及び回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂを取り囲むように配置される。このスライダ５０は、図８に示すように、ケース１０内に昇降可能に嵌合する、外周面がほぼ四角形の環体であり、周方向の複数位置には下方に突出する脚状の支持部５１が設けられている。複数の支持部５１は、スライダ５０の傾斜防止のために、ケース１０の内面に当接する。
【００３７】
スライダ５０の下面は、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂにそれぞれ面接触するフラットな当たり面５２である。スライダ５０の上面には、スプリング６０が嵌合する円形の溝部５３が設けられている。
【００３８】
スプリング６０は、スライダ５０とケース１０の天板部との間に圧縮状態で収容されており、これによる下方への付勢により、スライダ５０は、当たり面５２を回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂに弾性的に面接触させて、回動部材４０Ａ，４０Ｂを中立位置に弾性保持し、これにより操作部材３０を中立位置に弾性保持する。
【００３９】
次に、本発明の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。
【００４０】
操作部材３０を下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作すると、上段の回動部材４０Ａが回動し、信号出力手段２０Ａが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。操作部材３０を上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作した場合は、下段の回動部材４０Ｂが回動し、信号出力手段２０Ｂが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。これらの組み合わせにより、操作部材３０は周囲の任意方向に操作され、その操作方向及び操作量に応じた信号が、当該多方向入力装置を使用する電子機器等に入力される。
【００４１】
この操作時、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂが操作角度及び操作量に応じて傾斜する。この傾斜により、スライダ５０がスプリング６０による付勢力に抗して押し上げられ、回動部材４０Ａ，４０Ｂに中立位置への復帰力が付与される。
【００４２】
ここで、操作部材３０は、その下部に抜け止め部として球体部３２が一体的に形成されると共に回動軸部３３，３３が一体的に形成されている。このため、回動軸部としてピンを使用するものと比べて、操作部材３０の長さ、特にケース１０内に収容される部分の長さが短くなり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易となる。
【００４３】
操作部材３０は又、ケース１０の底板部１１と下段の回動部材４０Ｂの間で、下部の球体部３２が回動自在に支持されている。即ち、操作部材３０の軸支が、ケース１０及び回動部材４０Ｂの両方を利用して行われている。しかも、球体部３２の大部分は回動軸部３３，３３と共に下段の回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂ内に収容されている。これらのため、装置高の抑制を含めた装置の小型化が一層容易となる。
【００４４】
また、回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂは、構造的に高強度であるため、強度を確保しつつ小型化が可能であり、これも装置の小型化に寄与する。
【００４５】
更に、操作部材３０の中立保持のため、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部をスライダ５０で押圧するので、スライダ５０を付勢するスプリング６０を操作部材３０の下方に直列的に設ける必要がなく、この点からも装置高の抑制を含めた装置の小型化が図られる。特に、本実施形態のように、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上方にスライダ５０を配置した場合は、回動部材４０Ａの円弧部４２Ａ及び回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂの外周側の空間を、スライダ５０及びスプリング６０の収容空間として利用でき、その利用効率が高い。
【００４６】
更に又、操作部材３０の下部に回動軸部３３，３３を設けたことにより、操作部材３０の軸回りの回転が阻止される。
【００４７】
図９は本発明の他の実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図、図１０は同多方向入力装置の縦断側面図である。
【００４８】
本実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図８に示された前述の多方向入力装置と比べて、スライダ５０の配置位置が相違する。即ち、本実施形態に係る多方向入力装置では、スライダ５０は回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の下方に配置されている。これに伴って、スプリング６０はケース１０の底板部１１とスライダ５０の間に圧縮状態で収容されており、スライダ５０の当たり面５２はその上面に形成され、回動部材４０Ａ，４０Ｂのフラット面４４Ａ，４４Ｂは両端軸部の下面に形成されている。他の構造は前述の多方向入力装置と実質同一であるので、同一部分については同一番号を付して説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る多方向入力装置でも、下から上に向かって巻き径が増大するテーパタイプのスプリング６０を使用することにより、前述の多方向入力装置とほぼ同様に、装置高の抑制を含めた装置の小型化が可能となる。
【００５０】
なお、これらの実施形態では、操作部材３０の下部をケース１０の底板上に回動自在に支持するために、操作部材３０の側に下方に凸の半球状の凸部３４を設け、ケース１０の底板の側に、凸部３４が嵌合する半球状の凹部１４を設けているが、操作部材３０の側に凹部を設け、ケース１０の底板の側に凸部を設けることも可能である。
【００５１】
また、操作部材３０の回動軸部３３，３３を省略することができ、或いは球状の抜け止め部を省略し、操作部材３０に直接回動軸部３３，３３を形成することができる。この場合、回動軸部３３，３３は抜け止め部としても機能する。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明の請求項１、２、３に係る多方向入力装置は、操作部材の下部に抜け止め部及び／又は回動軸部を一体的に設け、該下部をケースの底板と下段の回動部材の間で回動可能に支持し、その支持に既存部材を利用するので、ピンを使用する場合と比べて操作部材の長さを抑制できる。また、操作部材を中立位置に自動復帰させるためのコイルスプリング及びスライダが、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置されていることから、復帰機構を収容する空間をケース内で効率的に確保できる。これらにより装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易である。
【００５４】
また、本発明の請求項４に係る多方向入力装置は、相互嵌合する半球状の凸部と凹部の組み合わせにより操作部材の下部をケースの底板上に支持する構造としたので、小型化を阻害することなく操作部材をケースの側で確実に支持することができる。
【００５５】
また、本発明の請求項５、６、７に係る多方向入力装置は、操作部材の下部に抜け止め部及び／又は回動軸部を一体的に設け、該下部をケースの底板と下段の回動部材の間で回動可能に支持し、その支持に既存部材を利用するので、ピンを使用する場合と比べて操作部材の長さを抑制できる。また、操作部材を中立位置に自動復帰させるためのコイルスプリング及びスライダが、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置されていることから、復帰機構を収容する空間をケース内で効率的に確保できる。これらにより装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢示図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢示図である。
【図４】同多方向入力装置に使用されている下ケースの４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線矢示図、（ｃ）は正面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線矢示図である。
【図５】同多方向入力装置に使用されている操作部材の３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図６】同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線矢示図、（ｃ）はＦ−Ｆ線矢示図、（ｄ）は側面図である。
【図７】同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ線矢示図、（ｃ）はＨ−Ｈ線矢示図、（ｄ）は側面図である。
【図８】同多方向入力装置に使用されているスライダの３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩ−Ｉ線矢示図、（ｃ）は側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図である。
【図１０】同多方向入力装置の縦断側面図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１０ａ 下ケース
１０ｂ 上ケース
１４ 凹部
２０Ａ，２０Ｂ 信号出力手段
３０ 操作部材
３１ 軸体部
３２ 球体部（抜け止め部）
３３ 回動軸部
３４ 凸部
４０Ａ，４０Ｂ 回動部材
４１Ａ，４１Ｂ 回動軸部
４２Ａ 円弧部
４２Ｂ 半球部
４３Ａ，４３Ｂ 長孔
４４Ａ，４４Ｂ フラット面
４５Ａ，４５Ｂ 突起
４６Ｂ 凹部
４７Ｂ 軸受部
５０ スライダ
５２ 当たり面
６０ スプリング
Claims (7)
- ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、
上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔と連通する下向きの凹部が設けられており、
前記操作部材の下端部には、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部が設けられており、この抜け止め部は前記半球部の凹部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合するようになっており、
前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっていることを特徴とする多方向入力装置。 - ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、
上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔を挟んで両側に位置する下向きの凹状の一対の軸受部が設けられており、
前記操作部材の下端部には、当該操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部が設けられており、この回動軸部は前記半球部の軸受部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合するようになっており、
前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっていることを特徴とする多方向入力装置。 - ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、
上段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記長孔が設けられた上側へ凸のアーチからなる円弧部とを有し、下段の回動部材は、ケースに回転可能に軸支されており且つ上面がフラット面にされた両端軸部と、この両端軸部の間に設けられており且つ前記円弧部の下側に嵌まり込む半球部とを有しており、この半球部は、上面に前記長孔が、下面に当該長孔と連通する下向きの凹部及びこの凹部を挟んで両側に位置する下向きの凹状の一対の軸受部が設けられており、
前記操作部材の下端部には、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部と、該抜け止め部から操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部とが設けられており、前記抜け止め部は前記半球部の凹部に、前記回動軸部は当該半球部の軸受部に上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に各々嵌合するようになっており、
前記復帰機構は、上段の回動部材の円弧部及び下段の回動部材の半球部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部のフラット面上に置かれた環状のスライダと、ケースの上面とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっていることを特徴とする多方向入力装置。 - 操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の多方向入力装置。
- ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、
前記操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持し、該下部に、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部を設けると共に、該抜け止め部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、
操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであり、
前記復帰機構は、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部の下面に形成されたフラット面に対向配置された環状のスライダと、ケースの底板とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっていることを特徴とする多方向入力装置。 - ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を中立位置に自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度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た多方向入力装置において、前記操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持し、該下部に、上半部が上方に凸の半球形状とされた抜け止め部と、該抜け止め部から操作部材に直角な２方向に突出する一対の回動軸部とを設け、前記抜け止め部が 回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、下段の回動部材の長孔を挟む下面に、一対の回動軸部が回動可能に嵌合する凹状の軸受部を設け、
操作部材の下部をケースの底板上に周囲の任意方向に回動可能に支持する構造が、操作部材の下端面に設けられた下方へ凸の半球状の凸部と、該凸部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた下方へ凸の半球状の凹部との組み合わせ、又は操作部材の下端面に設けられた上方へ凸の半球状の凹部と、該凹部が嵌合するように、ケースの底板中央部に設けられた上方へ凸の半球状の凸部との組み合わせであり、
前記復帰機構は、操作部材の凸部及び当該凸部が嵌合したケースの凹部、又は操作部材の凹部及び当該凹部に嵌合したケースの凸部を囲うように配置され且つ当該回動部材の両端軸部の下面に形成されたフラット面に対向配置された環状のスライダと、ケースの底板とスライダとの間に圧縮状態で保持されたコイルスプリングとを有し、このコイルスプリングにより付勢されたスライダが、回動部材のフラット面に弾性的に当接することにより、回動部材を中立位置に保持する構成となっていることを特徴とする多方向入力装置。 - 前記一組の信号入力手段は、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れかであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の多方向入力装置。
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