JP3725389B2 - 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】
また、操作部材で回動部材を操作するために、操作部材の傾動を回動部材の回転運動に変換する必要があり、この変換のために、操作部材が貫通する回動部材の軸方向中間部に円弧状といった凸状の操作部が設けられる。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
【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。
【０００８】
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、装置高の抑制を含めた装置の小型化が困難である。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の多方向入力装置は、天板部に開口を有したケースと、このケース内にＸ、Ｙ方向に回動自在に軸支され、それぞれがＹ、Ｘ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ており且つ直立状態である中立位置から全周囲の任意方向に傾動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復帰させるための復帰機構と、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、操作部材の中間部には略球状の支持部が設けられており、ケースの天板部の開口縁部には、前記操作部材の支持部の上部を回動可能に支持する上方に凸の球面状の凹部が設けられており、上段の回動部材は、前記長孔を有し且つ前記操作部材の支持部の下部を回動可能に支持する下方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＹ方向に延びており且つ下面がフラット面とされた回動軸部とを有しており、下段の回動部材は、前記長孔を有し且つ上段の回動部材の操作部が嵌まり込む下方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＸ方向に延びており且つフラット面にされた下面が上段の回動部材の回動軸部の下面と同一高さとなっている回動軸部とを有しており、復帰機構は、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ当該上下一組の回動部材回動軸部の下面に面接触可能な環状の昇降スライダと、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ昇降スライダを上方に付勢するコイルスプリングとを有することを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る第１の多方向入力装置では、操作部材が軸方向一部に設けられた大径の支持部によってピンなしでケース内に支持されるので、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。しかも、回動部材の凸状の操作部を下方に突出させて、その上に操作部材の支持部を位置させるので、支持部が操作部の内側に嵌合し、操作部を設けたことによる装置高の増大が抑制される。同時に、回動部材の回動中心が、操作部材の回動中心と共にケース内の上方に位置し、その下方の空間が広がる。そして、この空間内に復帰機構を操作部の周囲に位置して配置するので、復帰機構を配置することによる装置高の増大も可及的に抑制される。よって、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００１３】
操作部材の支持部の支持形態としては、ケースの天板部と上段の回動部材の操作部との間に支持部を挟んで支持することができ、また、支持部の回動を阻害しないように支持部を上段の回動部材の操作部に連結して支持することができる。
【００１４】
また、本発明に係る第２の多方向入力装置は、ケース内にＸ、Ｙ方向に回動自在に軸支され、それぞれがＹ、Ｘ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ており且つ直立状態である中立位置から全周囲の任意方向に傾動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復帰させるための復帰機構と、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、上下一組の回動部材は、前記長孔が設けられた上方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＹ、Ｘ方向に延びる部材であり且つ上面が同一高さのフラット面とされた回動軸部とを各々有しており、復帰機構は、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ当該上下一組の回動部材回動軸部の上面に面接触可能な環状の昇降スライダと、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ昇降スライダを下方に付勢するコイルスプリングとを有しており、操作部材の下端部には、上方に凸の半球状の第１支持部と、この第１支持部の下面と連なっており且つ第１支持部より径が小さい下方に凸の半球状の第２支持部とが設けられており、第１支持部は、下段の回動部材の操作部に回動可能に嵌まり込んでおり、第２支持部は、ケースの底板部の面上に当接していることを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る第２の多方向入力装置では、操作部材が軸方向一部に設けられた大径の支持部によってピンなしでケース内に支持されるので、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。しかも、回動部材の凸状の操作部を上方に突出させて、その下に操作部材の支持部を位置させるので、支持部が操作部の内側に嵌合し、操作部を設けたことによる装置高の増大が抑制される。同時に、回動部材の回動中心が、操作部材の回動中心と共にケース内の可及的下方に位置し、その上方の空間が広がる。そして、この空間内に復帰機構を操作部の周囲に位置して配置するので、復帰機構を配置することによる装置高の増大も可及的に抑制される。よって、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００１６】
操作部材は、その下方に配置された押し下げスイッチを操作するために、軸方向に移動可能とすることができる。この場合、押し下げスイッチの全体を、ケースを固定する基板上に取付けることができる。また、押し下げスイッチを構成するスナッププレートを、ケースの下面に取付けることができる。スナッププレートをケースの下面に取付けることにより、両者の位置関係が安定し、スイッチの操作感が安定する。
【００１８】
操作部材の下方に後述する押し下げスイッチを設ける場合は、下段の回動部材の操作部とこの押し下げスイッチとの間に支持部を挟んで支持することができる。
【００１９】
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でもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図２は同多方向入力装置の縦断正面図、図３は同多方向入力装置の左側面図、図４は同多方向入力装置の右側面図、図５は同多方向入力装置の底面図である。
【００２２】
本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図５に示すように、取付け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、信号出力手段として一体的に設けられた一組のボリューム部２０Ａ，２０Ｂと備えている。
【００２３】
ボリューム部２０Ａ，２０Ｂを除いたケース１０の本体部内には、図２に詳示されるように、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昇降スライダ５０及びスプリング６０とが収容されている。また、ボリューム部２０Ａ，２０Ｂの内部には直進スライダ７０，７０がそれぞれ設けられている。
【００２４】
取付け基板上に固定されるケース１０は、金属板により箱形に形成された下ケース１０ａと、下ケース１０ａに上方から嵌合する樹脂製の上ケース１０ｂとを組み合わせた２ピース構造になっている。
【００２５】
金属製の下ケース１０ａは、ほぼ四角形の底板部１１を有している。底板部１１には、後述する下段の回動部材４０Ｂを支持するために、下方へ凸の球面状の凹部１２が中央部に位置して設けられている。底板部１１の４隅部には、取付け基板への固定のために、側方へ突出する複数の突片部１３が形成されている。
【００２６】
下ケース１０ａに嵌合する樹脂製の上ケース１０ｂは、下面が開放した角箱形の本体部１４と、本体部１４の直交する２側面に一体的に設けられた一対のスライダ収容部１５，１５とを有している。本体部１４の天板部１６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１７が設けられている。天板部１６の下面には、操作部材３０を支持するために、上方へ凸の球面状の凹部１８が、開口部１７の周囲に位置して設けられている。一対のスライダ収容部１５，１５は、本体部１４の直交する２側面に沿ったＬ字形に一体形成されている。
【００２７】
操作部材３０は、断面が円形の棒体部３１と、棒体部３１の下方に連設された球状の支持部３２と、支持部３２の更に下方に連設された棒状の操作部３３とを有している。支持部３２は、上ケース１０ｂの本体部１４の天板部下面に形成された凹部１８に回動自在に嵌合する。
【００２８】
上段の回動部材４０Ａは、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ａ，４１Ａを有し、その間に、下方へ凸のアーチからなる操作部４２Ａを有している。操作部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。操作部４２Ａの内面、即ち上面は、操作部材３０の球状の支持部３２が嵌合する下方に凸の球状の凹面とされている。操作部４２の外面、即ち下面は、下方に凸の球状の凸面とされている。
【００２９】
回動部材４０Ａを対応するボリューム部２０Ａと接続するために、回動軸部４１Ａ，４１Ａの一方の先端面には、ギヤ部４４Ａが一体的に形成されている。ギヤ部４４Ａは、上ケース１０ａの本体部１４の側方に突出し、スライダ収容部１５の上方に位置している。ギヤ部４４Ａは、ここでは円弧面を下方に向けた扇状部材であり、その円弧面には平歯車状の歯部４５Ａが形成されている。
【００３０】
回動軸部４１Ａ，４１Ａと円弧部４２Ａを連結する軸部の下面は、昇降スライダ５０が下方から弾性的に当接するフラット面４６Ａ，４６Ａである。
【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、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、下方へ凸のアーチからなる操作部４２Ｂを有している。操作部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。操作部４２Ｂの内面、即ち上面は、上段の回動部材４０Ａの操作部４２Ａが嵌合する下方に凸の球状の凹面とされている。操作部４３Ｂの外面、即ち下面は、ケース１０の底板部１１に設けられた下方に凸の球面状の凹部１２に対応する下方に凸の球状の凹面とされている。
【００３２】
回動部材４０Ｂを対応するボリューム部２０Ｂと接続するために、回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの一方の先端面には、ギヤ部４４Ｂが一体的に形成されている。ギヤ部４４Ｂは、上ケース１０ａの本体部１４の側方に突出し、スライダ収容部１５の上方に位置している。ギヤ部４４Ｂは、ここでは円弧面を下方に向けた扇状部材であり、その円弧面には平歯車状の歯部４５Ｂが形成されている。
【００３３】
回動軸部４１Ｂ，４１Ｂと操作部４２Ｂを連結する軸部の下面は、スライダ５０が下方から弾性的に当接するフラット面４６Ｂ，４６Ｂである。フラット面４６Ｂ，４６Ｂは、回動部材４０Ａのフラット面４６Ａ，４６Ａと面一である。
【００３４】
上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂは、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、ケース１０の天板部１６と上段の回動部材４０Ａの操作部４２Ａの間に支持部３２が把持されることにより、ケース１０内に回動自在に支持される。操作部材３０の操作部３３は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの長孔４３Ａ，４３Ｂに挿入される。これにより、操作部材３０は、支持部３２を中心にして周囲全方向に傾動することができ、その傾動に伴って回動部材４０Ａ，４０Ｂを回動操作する。
【００３５】
操作部材３０を中立位置に自動復帰させるための昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの下方に、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂを取り囲むように配置される。この昇降スライダ５０は、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、昇降スライダ５０とケース１０の底板部１１との間に圧縮状態で収容されたスプリング６０により上方に付勢されている。この付勢により、昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａのフラット面４６Ａ，４６Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４６Ｂ，４６Ｂに弾性的に面接触することにより、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。
【００３６】
ケース１０のスライダ収容部１５，１５には、直進スライダ７０，７０がそれぞれ収容されると共に、スライダ収容部１５，１５に跨がってＬ字状のフレキシブル基板８０が収容されている。直進スライダ７０，７０は、ケース１０の本体部１４の直角な２側面に沿って水平方向に移動可能である。各直進スライダ７０の上面には、ラックギヤ状の歯部７１が形成されており、この歯部７１には、対応する回動部材４０Ａ，４０Ｂの一端部に形成された下向きの扇状のギヤ部４４Ａ，４４Ｂが噛み合っている。
【００３７】
Ｌ字状のフレキシブル基板８０は、スライダ収容部１５，１５内に直進スライダ７０，７０の下方に位置して設けられている。フレキシブル基板８０の上面には、直進スライダ７０，７０に対応する一対の抵抗回路が印刷により形成されている。一対の抵抗回路には、直進スライダ７０，７０の各下面に取付けられた接触子が弾性的に接触してボリュームを構成している。フレキシブル基板８０の両端部は、取付け基板との接続部８１，８１としてスライダ収容部１５，１５の外に突出している。
【００３８】
次に本発明の第１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。
【００３９】
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、ボリューム部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。即ち、ボリューム部２０Ａでは、回動部材４０Ａの回動によるギヤ部４４Ａの回動に伴って直進スライダ７０が移動し、その接触子がフレキシブル基板８０上の対応する抵抗回路上を摺動することにより、操作量に応じた抵抗値が得られる。
【００４０】
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、ボリューム部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。即ち、ボリューム部２０Ｂでは、回動部材４０Ｂの回動によるギヤ部４４Ｂの回動に伴って直進スライダ７０が移動し、その接触子がフレキシブル基板８０上の対応する抵抗回路上を摺動することにより、操作量に応じた抵抗値が得られる。
【００４１】
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。
【００４２】
ここで、操作部材３０は、その軸方向の一部に設けられた球状の操作部３２によりピンなしでケース１０内に支持されるので、ピンを使用する場合と比べて操作部材３０の長さが抑制され、装置高の抑制が容易となる。
【００４３】
しかも、その球状の操作部３２は、ケース１０の天板部１６と、下方に突出した回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂとの間に支持され、上部が天板部１６の下面に設けられた凹部１８内に嵌合し、下半部が回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂ内に収容される。これにより、操作部材３０の回動中心が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動中心と共にケース１０内の可及的上方に位置し、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の下方空間が広がる。そして、この広がった下方空間内に昇降スライダ５０及びスプリング６０が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂの周囲に位置して配置されることにより、昇降スライダ５０及びスプリング６０を配置することによる装置高の増大も抑制される。
【００４４】
更に、ケース１０を構成する下ケース１０ａ及び上ケース１０ｂのうち、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂが突出する側の下ケース１０ａが薄肉の金属板により構成されている。
【００４５】
これらのため、本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置では、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００４６】
また、信号出力手段としてのボリューム部２０Ａ，２０Ｂが装置に一体化されているので、外付けのボリュームを使用する装置と比べて部品点数が少なく、低コストとなる。
【００４７】
図６は本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図である。
【００４８】
本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図５に示された第１実施形態に係る多方向入力装置と比べて、操作部材３０の支持構造が相違する。即ち、第１実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０は、その支持部３２がケース１０の天板部１６と上段の回動部材４０の操作部４２Ａとの間に回動自在に挟まれ、ケース１０の天板部１６により抜け止めされているが、第２実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０の下端部に設けられた係合部３４が上段の回動部材４０の操作部４２Ａに係合し、操作部材３０の支持部３２が回動自在な状態で上段の回動部材４０の操作部４２Ａに連結されることにより、操作部材３０の抜け止めと更に軸回りの回転止めが行われている。
【００４９】
このように、本発明に係る多方向入力装置では、操作部材３０の支持構造は特には限定されない。
【００５０】
図７は本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図８は同多方向入力装置の縦断正面図、図９は同多方向入力装置の左側面図、図１０は同多方向入力装置の右側面図、図１１は同多方向入力装置の底面図である。
【００５１】
本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置は、本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置と比べて、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂを上方に突出させて、その上方に昇降スライダ５０及びスプリング６０を収容する空間を確保した点、及びこれに関連してフレキシブル基板８０を直進スライダ７０の上方に配置した点が主に相違する。
【００５２】
即ち、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置では、ケース１０は底板部を形成する樹脂製の下ケース１０ａと、これに上方から被せられる金属製の上ケース１０ｂとからなる。直進スライダ７０，７０を収容するスライダ収容部１５，１５は、樹脂製の下ケース１０ａの側に一体的に連続して設けられている。
【００５３】
回動部材４０Ａ，４０Ｂは、両端の回動軸部の間に、上方に凸のアーチからなる操作部４２Ａ，４２Ｂを有している。昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上方に配置されており、ケース１０の天板部１６と昇降スライダ５０の間に圧縮状態で収容されたスプリング６０により下方に付勢されている。この付勢により、昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上面に形成されたフラット面４６Ａ，４６Ｂに弾性的に面接触することにより、操作部材３０及び回動部材４０Ａ，４０Ｂを中立位置に保持する。
【００５４】
操作部材３０は、軸体部３１の下方に上方に凸の半球状の第１支持部３５を有し、その下方に下方に凸の半球状の第２支持部３６を有している。第１支持部３５は、下段の回動部材４０Ｂの操作部４２Ｂ内に下方から嵌合し、当該操作部材３０の抜け止め部を兼ねている。第２支持部３６は、ケース１０の底板部１１上に支持されている。
【００５５】
ケース１０のスライダ収容部１５内には、直進スライダ７０が収容されると共に、その上方に位置してフレキシブル基板８０が収容されている。直進スライダ７０の下面には、ラックギヤ状の歯部７１が設けられている。歯部７１には、対応する回動部材４０Ａ，４０Ｂの一端部に上向きに形成された扇状のギヤ部４４Ａ，４４Ｂが噛み合っている。直進スライダ７０の上面には、接触子が取付けられている。この接触子は、フレキシブル基板８０の下面に形成された抵抗回路に弾性的に接触している。
【００５６】
他の構成は、本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置と実質同一であり、同一部分については同一番号を付与することにより詳しい説明を省略する。
【００５７】
図７〜図１１に示した第３実施形態に係る多方向入力装置では、第１実施形態に係る多方向入力装置と同様に、操作部材３０が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。
【００５８】
ここで、操作部材３０は、その軸方向の一部に設けられた半球状の第１操作部３５及び第２操作部３６によりピンなしでケース１０内に支持されるので、ピンを使用する場合と比べて操作部材３０の長さが抑制され、装置高の抑制が容易となる。
【００５９】
しかも、第１操作部３５及び第２操作部３６は、ケース１０の底板部１１と、上方に突出した回動部材４０Ｂの操作部４２Ｂとの間に支持され、大部分が回動部材４０Ｂの操作部４２Ｂ内に収容される。これにより、操作部材３０の回動中心が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動中心と共にケース１０内の可及的下方に位置し、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上方空間が広がる。そして、この広がった上方空間内に昇降スライダ５０及びスプリング６０が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂの周囲に位置して配置されることにより、昇降スライダ５０及びスプリング６０を配置することによる装置高の増大も抑制される。
【００６０】
更に、ケース１０を構成する下ケース１０ａ及び上ケース１０ｂのうち、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂが突出する側の上ケース１０ｂが薄肉の金属板により構成されている。
【００６１】
これらのため、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置でも、第１実施形態に係る多方向入力装置と同様に、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００６２】
また、信号出力手段としてのボリューム部２０Ａ，２０Ｂが装置に一体化されているので、外付けのボリュームを使用する装置と比べて部品点数が少なく、低コストとなる。
【００６３】
図１２は本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図１３は同多方向入力装置の縦断正面図、図１４は同多方向入力装置の底面図である。
【００６４】
本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置は、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置と比べ、操作部材３０で下方の押し下げスイッチを操作するようにした点、及びボリューム部２０Ａ，２０Ｂにおいてフレキシブル基板８０を直進スライダ７０の下方に配置した点が主に相違する。
【００６５】
即ち、本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０を軸方向に移動可能とするために、ケース１０の底板部１１に、操作部材３０の下方に位置して開口部１９が設けられている。また、その操作部材３０を上方に付勢するために、底板部１１の下面にはスナッププレート９０が取付けられている。スナッププレート９０は、底板部１１の下面に固定される額縁状の支持部９１と、その内側に放射状の腕部により支持された円形の作動部９２とを有している。このスナッププレート９０は、底板部１１の下面に設けられた浅い凹部内に収容されており、底板部１１に設けられた開口部１９を通して操作部材３０の第２支持部３６を上方へ弾性的に押圧することにより、取付け基板の表面に形成された接点部と共に押し下げスイッチを構成する。
【００６６】
なお、操作部材３０の第１支持部３５は、操作部材３０の軸回りの回転を防止するために、両側部を除去した形状になっている。
【００６７】
ケース１０のスライダ収容部１５，１５には直進スライダ７０，７０が収容されると共に、直進スライダ７０，７０の下方に位置してフレキシブル基板８０，８０が収容されている。直進スライダ７０，７０の各内側面には、回動部材４０Ａ，４０Ｂのギヤ部４４Ａ，４４Ｂが挿入される凹部７２が、下方に開放して設けられており、その天井面には、上向きのギヤ部４４Ａ，４４Ｂが噛み合うラックギヤ状の歯部７１が設けられている。一方、各直進スライダ７０の下面には、接触子７３が取付けられており、この接触子７３は、下方のフレキシブル基板８０の上面に形成された抵抗回路に上方から弾性的に接触する。
【００６８】
他の構成は、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置と実質同一であり、同一部分については同一番号を付与することにより詳しい説明を省略する。
【００６９】
図１２〜図１４に示した第４実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０をスナッププレート９０による付勢力に抗して軸方向に押し下げることにより、スナッププレート９０が下方に変形し、その変形部により、取付け基板の表面に形成された接点部が短絡する。これにより、押し下げスイッチの機能が得られる。また、直進スライダ７０，７０の下方にフレキシブル基板８０を配置し、かつ、その直進スライダ７０，７０に下方からギヤ部４４，４４を噛み合わせたことにより、ボリューム部２０Ａ，２０Ｂの高さが抑制される。この構造は、高さが制限されるケース１０において特に有効である。
【００７０】
このように、本発明に係る多方向入力装置では、必要に応じて押し下げスイッチが組み合わされ、押し下げスイッチが組み合わされた場合も、装置高の大幅抑制が可能である。
【００７１】
スナッププレート９０を取付け基板の側に取付けた構成に対し、第４実施形態に係る多方向入力装置では、これが多方向入力装置の側に取付けられているので、押し下げスイッチの操作感触が安定する。
【００７２】
即ち、スナッププレート９０を取付け基板の側に取付けた場合、操作部材３０とスナッププレート９０の間の位置的な精度が低下し、操作部材３０を押し下げたときの感触が安定しないが、第４実施形態に係る多方向入力装置のように、スナッププレート９０を多方向入力装置の側に取付けることにより、この感触が安定するのである。
【００７３】
これに加え、第４実施形態に係る多方向入力装置では、回動部材４０Ａ，４０Ｂのギヤ部４４Ａ，４４Ｂが下方から直進スライダ７０，７０の各歯部７１に噛み合うにもかかわらず、直進スライダ７０，７０の下方にフレキシブル基板８０が配置され、フレキシブル基板８０が取付け基板に接近することにより、両者の接続作業が簡単となる。
【００７４】
これから分かるように、フレキシブル基板８０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂが上方に突出する場合も下方に突出する場合も、直進スライダ７０，７０の下方に配置するほうが、取付け基板との接続の点から好ましい。
【００７５】
なお、信号出力手段は、いずれの実施形態でもボリューム部２０Ａ，２０Ｂとして多方向入力装置に一体化したが、外付けのボリュームやボリューム以外の光学的センサや磁気的センサなどでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００７６】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明に係る第１の多方向入力装置は、復帰機構の昇降スライダ及びコイルスプリングが上下一組の回動部材の下方に凸の操作部の回りに配置される。即ち、復帰機構を収容するための空間をケース内に別途設ける必要がないので、装置高を大幅に抑制することができる。しかも、操作部材の支持部をケースの天板部と上段の回動部材の操作部との間に配置しているので、この点でも装置高を効果的に抑制できる。
【００７７】
また、本発明に係る第２の多方向入力装置は、復帰機構の昇降スライダ及びコイルスプリングが上下一組の回動部材の上方に凸の操作部の回りに配置される。即ち、復帰機構を収容するための空間をケース内に別途設ける必要がないので、装置高を大幅に抑制することができる。
【００７８】
しかも、操作部材の下端部には、上方に凸の半球状の第１支持部と、この第１支持部の下面と連なっており且つ第１支持部より径が小さい下方に凸の半球状の第２支持部とが設けられている。第１支持部は下段の回動部材の操作部に回動可能に嵌まり込む一方、第２支持部はケースの底板部の面上に当接している。即ち、大径の第１支持部を下段の回動部材の操作部に嵌合させ、上下一組の回動部材を確実に支持できるようにする一方、小径の第２支持部をケースの底板部の面上に当接させ、操作部材の傾動によりケースの底板部との間で生じる摩擦を小さくしている。このため、操作部材の傾動操作をスムーズに行うことが可能になる。
【００７９】
操作部材の支持部を下段の回動部材の操作部とケースの底板部との間に配置することにより、装置高を特に効果的に抑制できる。
【００８０】
操作部材の下方に配置された押し下げスイッチを操作するために、操作部材を軸方向に移動可能とし、且つ、押し下げスイッチを構成するスナッププレートをケースの下面に取付けることにより、押し下げスイッチを併用する場合の操作感を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図２】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図３】同多方向入力装置の左側面図である。
【図４】同多方向入力装置の右側面図である。
【図５】同多方向入力装置の底面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図８】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図９】同多方向入力装置の左側面図である。
【図１０】同多方向入力装置の右側面図である。
【図１１】同多方向入力装置の底面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図１３】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図１４】同多方向入力装置の底面図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１０ａ 下ケース
１０ｂ 上ケース
２０Ａ，２０Ｂ ボリューム部（信号出力手段）
３０ 操作部材
３１ 軸体部
３２ 支持部
３３ 操作部
３５ 第１操作部
３６ 第２操作部
４０Ａ，４０Ｂ 回動部材
４１Ａ，４１Ｂ 回動軸部
４２Ａ，４２Ｂ 操作部
４３Ａ，４３Ｂ 長孔
４４Ａ，４４Ｂ ギヤ部
５０ 昇降スライダ
６０ スプリング
７０ 直進スライダ
８０ フレキシブル基板
９０ スナッププレート
【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】
また、操作部材で回動部材を操作するために、操作部材の傾動を回動部材の回転運動に変換する必要があり、この変換のために、操作部材が貫通する回動部材の軸方向中間部に円弧状といった凸状の操作部が設けられる。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
【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。
【０００８】
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、装置高の抑制を含めた装置の小型化が困難である。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の多方向入力装置は、天板部に開口を有したケースと、このケース内にＸ、Ｙ方向に回動自在に軸支され、それぞれがＹ、Ｘ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ており且つ直立状態である中立位置から全周囲の任意方向に傾動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復帰させるための復帰機構と、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、操作部材の中間部には略球状の支持部が設けられており、ケースの天板部の開口縁部には、前記操作部材の支持部の上部を回動可能に支持する上方に凸の球面状の凹部が設けられており、上段の回動部材は、前記長孔を有し且つ前記操作部材の支持部の下部を回動可能に支持する下方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＹ方向に延びており且つ下面がフラット面とされた回動軸部とを有しており、下段の回動部材は、前記長孔を有し且つ上段の回動部材の操作部が嵌まり込む下方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＸ方向に延びており且つフラット面にされた下面が上段の回動部材の回動軸部の下面と同一高さとなっている回動軸部とを有しており、復帰機構は、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ当該上下一組の回動部材回動軸部の下面に面接触可能な環状の昇降スライダと、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ昇降スライダを上方に付勢するコイルスプリングとを有することを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る第１の多方向入力装置では、操作部材が軸方向一部に設けられた大径の支持部によってピンなしでケース内に支持されるので、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。しかも、回動部材の凸状の操作部を下方に突出させて、その上に操作部材の支持部を位置させるので、支持部が操作部の内側に嵌合し、操作部を設けたことによる装置高の増大が抑制される。同時に、回動部材の回動中心が、操作部材の回動中心と共にケース内の上方に位置し、その下方の空間が広がる。そして、この空間内に復帰機構を操作部の周囲に位置して配置するので、復帰機構を配置することによる装置高の増大も可及的に抑制される。よって、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００１３】
操作部材の支持部の支持形態としては、ケースの天板部と上段の回動部材の操作部との間に支持部を挟んで支持することができ、また、支持部の回動を阻害しないように支持部を上段の回動部材の操作部に連結して支持することができる。
【００１４】
また、本発明に係る第２の多方向入力装置は、ケース内にＸ、Ｙ方向に回動自在に軸支され、それぞれがＹ、Ｘ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ており且つ直立状態である中立位置から全周囲の任意方向に傾動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復帰させるための復帰機構と、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、上下一組の回動部材は、前記長孔が設けられた上方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＹ、Ｘ方向に延びる部材であり且つ上面が同一高さのフラット面とされた回動軸部とを各々有しており、復帰機構は、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ当該上下一組の回動部材回動軸部の上面に面接触可能な環状の昇降スライダと、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ昇降スライダを下方に付勢するコイルスプリングとを有しており、操作部材の下端部には、上方に凸の半球状の第１支持部と、この第１支持部の下面と連なっており且つ第１支持部より径が小さい下方に凸の半球状の第２支持部とが設けられており、第１支持部は、下段の回動部材の操作部に回動可能に嵌まり込んでおり、第２支持部は、ケースの底板部の面上に当接していることを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る第２の多方向入力装置では、操作部材が軸方向一部に設けられた大径の支持部によってピンなしでケース内に支持されるので、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。しかも、回動部材の凸状の操作部を上方に突出させて、その下に操作部材の支持部を位置させるので、支持部が操作部の内側に嵌合し、操作部を設けたことによる装置高の増大が抑制される。同時に、回動部材の回動中心が、操作部材の回動中心と共にケース内の可及的下方に位置し、その上方の空間が広がる。そして、この空間内に復帰機構を操作部の周囲に位置して配置するので、復帰機構を配置することによる装置高の増大も可及的に抑制される。よって、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００１６】
操作部材は、その下方に配置された押し下げスイッチを操作するために、軸方向に移動可能とすることができる。この場合、押し下げスイッチの全体を、ケースを固定する基板上に取付けることができる。また、押し下げスイッチを構成するスナッププレートを、ケースの下面に取付けることができる。スナッププレートをケースの下面に取付けることにより、両者の位置関係が安定し、スイッチの操作感が安定する。
【００１８】
操作部材の下方に後述する押し下げスイッチを設ける場合は、下段の回動部材の操作部とこの押し下げスイッチとの間に支持部を挟んで支持することができる。
【００１９】
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でもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図２は同多方向入力装置の縦断正面図、図３は同多方向入力装置の左側面図、図４は同多方向入力装置の右側面図、図５は同多方向入力装置の底面図である。
【００２２】
本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図５に示すように、取付け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、信号出力手段として一体的に設けられた一組のボリューム部２０Ａ，２０Ｂと備えている。
【００２３】
ボリューム部２０Ａ，２０Ｂを除いたケース１０の本体部内には、図２に詳示されるように、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昇降スライダ５０及びスプリング６０とが収容されている。また、ボリューム部２０Ａ，２０Ｂの内部には直進スライダ７０，７０がそれぞれ設けられている。
【００２４】
取付け基板上に固定されるケース１０は、金属板により箱形に形成された下ケース１０ａと、下ケース１０ａに上方から嵌合する樹脂製の上ケース１０ｂとを組み合わせた２ピース構造になっている。
【００２５】
金属製の下ケース１０ａは、ほぼ四角形の底板部１１を有している。底板部１１には、後述する下段の回動部材４０Ｂを支持するために、下方へ凸の球面状の凹部１２が中央部に位置して設けられている。底板部１１の４隅部には、取付け基板への固定のために、側方へ突出する複数の突片部１３が形成されている。
【００２６】
下ケース１０ａに嵌合する樹脂製の上ケース１０ｂは、下面が開放した角箱形の本体部１４と、本体部１４の直交する２側面に一体的に設けられた一対のスライダ収容部１５，１５とを有している。本体部１４の天板部１６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１７が設けられている。天板部１６の下面には、操作部材３０を支持するために、上方へ凸の球面状の凹部１８が、開口部１７の周囲に位置して設けられている。一対のスライダ収容部１５，１５は、本体部１４の直交する２側面に沿ったＬ字形に一体形成されている。
【００２７】
操作部材３０は、断面が円形の棒体部３１と、棒体部３１の下方に連設された球状の支持部３２と、支持部３２の更に下方に連設された棒状の操作部３３とを有している。支持部３２は、上ケース１０ｂの本体部１４の天板部下面に形成された凹部１８に回動自在に嵌合する。
【００２８】
上段の回動部材４０Ａは、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ａ，４１Ａを有し、その間に、下方へ凸のアーチからなる操作部４２Ａを有している。操作部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。操作部４２Ａの内面、即ち上面は、操作部材３０の球状の支持部３２が嵌合する下方に凸の球状の凹面とされている。操作部４２の外面、即ち下面は、下方に凸の球状の凸面とされている。
【００２９】
回動部材４０Ａを対応するボリューム部２０Ａと接続するために、回動軸部４１Ａ，４１Ａの一方の先端面には、ギヤ部４４Ａが一体的に形成されている。ギヤ部４４Ａは、上ケース１０ａの本体部１４の側方に突出し、スライダ収容部１５の上方に位置している。ギヤ部４４Ａは、ここでは円弧面を下方に向けた扇状部材であり、その円弧面には平歯車状の歯部４５Ａが形成されている。
【００３０】
回動軸部４１Ａ，４１Ａと円弧部４２Ａを連結する軸部の下面は、昇降スライダ５０が下方から弾性的に当接するフラット面４６Ａ，４６Ａである。
【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、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、下方へ凸のアーチからなる操作部４２Ｂを有している。操作部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。操作部４２Ｂの内面、即ち上面は、上段の回動部材４０Ａの操作部４２Ａが嵌合する下方に凸の球状の凹面とされている。操作部４３Ｂの外面、即ち下面は、ケース１０の底板部１１に設けられた下方に凸の球面状の凹部１２に対応する下方に凸の球状の凹面とされている。
【００３２】
回動部材４０Ｂを対応するボリューム部２０Ｂと接続するために、回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの一方の先端面には、ギヤ部４４Ｂが一体的に形成されている。ギヤ部４４Ｂは、上ケース１０ａの本体部１４の側方に突出し、スライダ収容部１５の上方に位置している。ギヤ部４４Ｂは、ここでは円弧面を下方に向けた扇状部材であり、その円弧面には平歯車状の歯部４５Ｂが形成されている。
【００３３】
回動軸部４１Ｂ，４１Ｂと操作部４２Ｂを連結する軸部の下面は、スライダ５０が下方から弾性的に当接するフラット面４６Ｂ，４６Ｂである。フラット面４６Ｂ，４６Ｂは、回動部材４０Ａのフラット面４６Ａ，４６Ａと面一である。
【００３４】
上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂは、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、ケース１０の天板部１６と上段の回動部材４０Ａの操作部４２Ａの間に支持部３２が把持されることにより、ケース１０内に回動自在に支持される。操作部材３０の操作部３３は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの長孔４３Ａ，４３Ｂに挿入される。これにより、操作部材３０は、支持部３２を中心にして周囲全方向に傾動することができ、その傾動に伴って回動部材４０Ａ，４０Ｂを回動操作する。
【００３５】
操作部材３０を中立位置に自動復帰させるための昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの下方に、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂを取り囲むように配置される。この昇降スライダ５０は、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、昇降スライダ５０とケース１０の底板部１１との間に圧縮状態で収容されたスプリング６０により上方に付勢されている。この付勢により、昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａのフラット面４６Ａ，４６Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４６Ｂ，４６Ｂに弾性的に面接触することにより、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。
【００３６】
ケース１０のスライダ収容部１５，１５には、直進スライダ７０，７０がそれぞれ収容されると共に、スライダ収容部１５，１５に跨がってＬ字状のフレキシブル基板８０が収容されている。直進スライダ７０，７０は、ケース１０の本体部１４の直角な２側面に沿って水平方向に移動可能である。各直進スライダ７０の上面には、ラックギヤ状の歯部７１が形成されており、この歯部７１には、対応する回動部材４０Ａ，４０Ｂの一端部に形成された下向きの扇状のギヤ部４４Ａ，４４Ｂが噛み合っている。
【００３７】
Ｌ字状のフレキシブル基板８０は、スライダ収容部１５，１５内に直進スライダ７０，７０の下方に位置して設けられている。フレキシブル基板８０の上面には、直進スライダ７０，７０に対応する一対の抵抗回路が印刷により形成されている。一対の抵抗回路には、直進スライダ７０，７０の各下面に取付けられた接触子が弾性的に接触してボリュームを構成している。フレキシブル基板８０の両端部は、取付け基板との接続部８１，８１としてスライダ収容部１５，１５の外に突出している。
【００３８】
次に本発明の第１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。
【００３９】
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、ボリューム部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。即ち、ボリューム部２０Ａでは、回動部材４０Ａの回動によるギヤ部４４Ａの回動に伴って直進スライダ７０が移動し、その接触子がフレキシブル基板８０上の対応する抵抗回路上を摺動することにより、操作量に応じた抵抗値が得られる。
【００４０】
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、ボリューム部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。即ち、ボリューム部２０Ｂでは、回動部材４０Ｂの回動によるギヤ部４４Ｂの回動に伴って直進スライダ７０が移動し、その接触子がフレキシブル基板８０上の対応する抵抗回路上を摺動することにより、操作量に応じた抵抗値が得られる。
【００４１】
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。
【００４２】
ここで、操作部材３０は、その軸方向の一部に設けられた球状の操作部３２によりピンなしでケース１０内に支持されるので、ピンを使用する場合と比べて操作部材３０の長さが抑制され、装置高の抑制が容易となる。
【００４３】
しかも、その球状の操作部３２は、ケース１０の天板部１６と、下方に突出した回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂとの間に支持され、上部が天板部１６の下面に設けられた凹部１８内に嵌合し、下半部が回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂ内に収容される。これにより、操作部材３０の回動中心が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動中心と共にケース１０内の可及的上方に位置し、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の下方空間が広がる。そして、この広がった下方空間内に昇降スライダ５０及びスプリング６０が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂの周囲に位置して配置されることにより、昇降スライダ５０及びスプリング６０を配置することによる装置高の増大も抑制される。
【００４４】
更に、ケース１０を構成する下ケース１０ａ及び上ケース１０ｂのうち、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂが突出する側の下ケース１０ａが薄肉の金属板により構成されている。
【００４５】
これらのため、本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置では、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００４６】
また、信号出力手段としてのボリューム部２０Ａ，２０Ｂが装置に一体化されているので、外付けのボリュームを使用する装置と比べて部品点数が少なく、低コストとなる。
【００４７】
図６は本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図である。
【００４８】
本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図５に示された第１実施形態に係る多方向入力装置と比べて、操作部材３０の支持構造が相違する。即ち、第１実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０は、その支持部３２がケース１０の天板部１６と上段の回動部材４０の操作部４２Ａとの間に回動自在に挟まれ、ケース１０の天板部１６により抜け止めされているが、第２実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０の下端部に設けられた係合部３４が上段の回動部材４０の操作部４２Ａに係合し、操作部材３０の支持部３２が回動自在な状態で上段の回動部材４０の操作部４２Ａに連結されることにより、操作部材３０の抜け止めと更に軸回りの回転止めが行われている。
【００４９】
このように、本発明に係る多方向入力装置では、操作部材３０の支持構造は特には限定されない。
【００５０】
図７は本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図８は同多方向入力装置の縦断正面図、図９は同多方向入力装置の左側面図、図１０は同多方向入力装置の右側面図、図１１は同多方向入力装置の底面図である。
【００５１】
本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置は、本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置と比べて、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂを上方に突出させて、その上方に昇降スライダ５０及びスプリング６０を収容する空間を確保した点、及びこれに関連してフレキシブル基板８０を直進スライダ７０の上方に配置した点が主に相違する。
【００５２】
即ち、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置では、ケース１０は底板部を形成する樹脂製の下ケース１０ａと、これに上方から被せられる金属製の上ケース１０ｂとからなる。直進スライダ７０，７０を収容するスライダ収容部１５，１５は、樹脂製の下ケース１０ａの側に一体的に連続して設けられている。
【００５３】
回動部材４０Ａ，４０Ｂは、両端の回動軸部の間に、上方に凸のアーチからなる操作部４２Ａ，４２Ｂを有している。昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上方に配置されており、ケース１０の天板部１６と昇降スライダ５０の間に圧縮状態で収容されたスプリング６０により下方に付勢されている。この付勢により、昇降スライダ５０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上面に形成されたフラット面４６Ａ，４６Ｂに弾性的に面接触することにより、操作部材３０及び回動部材４０Ａ，４０Ｂを中立位置に保持する。
【００５４】
操作部材３０は、軸体部３１の下方に上方に凸の半球状の第１支持部３５を有し、その下方に下方に凸の半球状の第２支持部３６を有している。第１支持部３５は、下段の回動部材４０Ｂの操作部４２Ｂ内に下方から嵌合し、当該操作部材３０の抜け止め部を兼ねている。第２支持部３６は、ケース１０の底板部１１上に支持されている。
【００５５】
ケース１０のスライダ収容部１５内には、直進スライダ７０が収容されると共に、その上方に位置してフレキシブル基板８０が収容されている。直進スライダ７０の下面には、ラックギヤ状の歯部７１が設けられている。歯部７１には、対応する回動部材４０Ａ，４０Ｂの一端部に上向きに形成された扇状のギヤ部４４Ａ，４４Ｂが噛み合っている。直進スライダ７０の上面には、接触子が取付けられている。この接触子は、フレキシブル基板８０の下面に形成された抵抗回路に弾性的に接触している。
【００５６】
他の構成は、本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置と実質同一であり、同一部分については同一番号を付与することにより詳しい説明を省略する。
【００５７】
図７〜図１１に示した第３実施形態に係る多方向入力装置では、第１実施形態に係る多方向入力装置と同様に、操作部材３０が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。
【００５８】
ここで、操作部材３０は、その軸方向の一部に設けられた半球状の第１操作部３５及び第２操作部３６によりピンなしでケース１０内に支持されるので、ピンを使用する場合と比べて操作部材３０の長さが抑制され、装置高の抑制が容易となる。
【００５９】
しかも、第１操作部３５及び第２操作部３６は、ケース１０の底板部１１と、上方に突出した回動部材４０Ｂの操作部４２Ｂとの間に支持され、大部分が回動部材４０Ｂの操作部４２Ｂ内に収容される。これにより、操作部材３０の回動中心が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動中心と共にケース１０内の可及的下方に位置し、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部の上方空間が広がる。そして、この広がった上方空間内に昇降スライダ５０及びスプリング６０が、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂの周囲に位置して配置されることにより、昇降スライダ５０及びスプリング６０を配置することによる装置高の増大も抑制される。
【００６０】
更に、ケース１０を構成する下ケース１０ａ及び上ケース１０ｂのうち、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂが突出する側の上ケース１０ｂが薄肉の金属板により構成されている。
【００６１】
これらのため、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置でも、第１実施形態に係る多方向入力装置と同様に、装置高の大幅抑制が可能となる。
【００６２】
また、信号出力手段としてのボリューム部２０Ａ，２０Ｂが装置に一体化されているので、外付けのボリュームを使用する装置と比べて部品点数が少なく、低コストとなる。
【００６３】
図１２は本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図１３は同多方向入力装置の縦断正面図、図１４は同多方向入力装置の底面図である。
【００６４】
本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置は、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置と比べ、操作部材３０で下方の押し下げスイッチを操作するようにした点、及びボリューム部２０Ａ，２０Ｂにおいてフレキシブル基板８０を直進スライダ７０の下方に配置した点が主に相違する。
【００６５】
即ち、本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０を軸方向に移動可能とするために、ケース１０の底板部１１に、操作部材３０の下方に位置して開口部１９が設けられている。また、その操作部材３０を上方に付勢するために、底板部１１の下面にはスナッププレート９０が取付けられている。スナッププレート９０は、底板部１１の下面に固定される額縁状の支持部９１と、その内側に放射状の腕部により支持された円形の作動部９２とを有している。このスナッププレート９０は、底板部１１の下面に設けられた浅い凹部内に収容されており、底板部１１に設けられた開口部１９を通して操作部材３０の第２支持部３６を上方へ弾性的に押圧することにより、取付け基板の表面に形成された接点部と共に押し下げスイッチを構成する。
【００６６】
なお、操作部材３０の第１支持部３５は、操作部材３０の軸回りの回転を防止するために、両側部を除去した形状になっている。
【００６７】
ケース１０のスライダ収容部１５，１５には直進スライダ７０，７０が収容されると共に、直進スライダ７０，７０の下方に位置してフレキシブル基板８０，８０が収容されている。直進スライダ７０，７０の各内側面には、回動部材４０Ａ，４０Ｂのギヤ部４４Ａ，４４Ｂが挿入される凹部７２が、下方に開放して設けられており、その天井面には、上向きのギヤ部４４Ａ，４４Ｂが噛み合うラックギヤ状の歯部７１が設けられている。一方、各直進スライダ７０の下面には、接触子７３が取付けられており、この接触子７３は、下方のフレキシブル基板８０の上面に形成された抵抗回路に上方から弾性的に接触する。
【００６８】
他の構成は、本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置と実質同一であり、同一部分については同一番号を付与することにより詳しい説明を省略する。
【００６９】
図１２〜図１４に示した第４実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０をスナッププレート９０による付勢力に抗して軸方向に押し下げることにより、スナッププレート９０が下方に変形し、その変形部により、取付け基板の表面に形成された接点部が短絡する。これにより、押し下げスイッチの機能が得られる。また、直進スライダ７０，７０の下方にフレキシブル基板８０を配置し、かつ、その直進スライダ７０，７０に下方からギヤ部４４，４４を噛み合わせたことにより、ボリューム部２０Ａ，２０Ｂの高さが抑制される。この構造は、高さが制限されるケース１０において特に有効である。
【００７０】
このように、本発明に係る多方向入力装置では、必要に応じて押し下げスイッチが組み合わされ、押し下げスイッチが組み合わされた場合も、装置高の大幅抑制が可能である。
【００７１】
スナッププレート９０を取付け基板の側に取付けた構成に対し、第４実施形態に係る多方向入力装置では、これが多方向入力装置の側に取付けられているので、押し下げスイッチの操作感触が安定する。
【００７２】
即ち、スナッププレート９０を取付け基板の側に取付けた場合、操作部材３０とスナッププレート９０の間の位置的な精度が低下し、操作部材３０を押し下げたときの感触が安定しないが、第４実施形態に係る多方向入力装置のように、スナッププレート９０を多方向入力装置の側に取付けることにより、この感触が安定するのである。
【００７３】
これに加え、第４実施形態に係る多方向入力装置では、回動部材４０Ａ，４０Ｂのギヤ部４４Ａ，４４Ｂが下方から直進スライダ７０，７０の各歯部７１に噛み合うにもかかわらず、直進スライダ７０，７０の下方にフレキシブル基板８０が配置され、フレキシブル基板８０が取付け基板に接近することにより、両者の接続作業が簡単となる。
【００７４】
これから分かるように、フレキシブル基板８０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの操作部４２Ａ，４２Ｂが上方に突出する場合も下方に突出する場合も、直進スライダ７０，７０の下方に配置するほうが、取付け基板との接続の点から好ましい。
【００７５】
なお、信号出力手段は、いずれの実施形態でもボリューム部２０Ａ，２０Ｂとして多方向入力装置に一体化したが、外付けのボリュームやボリューム以外の光学的センサや磁気的センサなどでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００７６】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明に係る第１の多方向入力装置は、復帰機構の昇降スライダ及びコイルスプリングが上下一組の回動部材の下方に凸の操作部の回りに配置される。即ち、復帰機構を収容するための空間をケース内に別途設ける必要がないので、装置高を大幅に抑制することができる。しかも、操作部材の支持部をケースの天板部と上段の回動部材の操作部との間に配置しているので、この点でも装置高を効果的に抑制できる。
【００７７】
また、本発明に係る第２の多方向入力装置は、復帰機構の昇降スライダ及びコイルスプリングが上下一組の回動部材の上方に凸の操作部の回りに配置される。即ち、復帰機構を収容するための空間をケース内に別途設ける必要がないので、装置高を大幅に抑制することができる。
【００７８】
しかも、操作部材の下端部には、上方に凸の半球状の第１支持部と、この第１支持部の下面と連なっており且つ第１支持部より径が小さい下方に凸の半球状の第２支持部とが設けられている。第１支持部は下段の回動部材の操作部に回動可能に嵌まり込む一方、第２支持部はケースの底板部の面上に当接している。即ち、大径の第１支持部を下段の回動部材の操作部に嵌合させ、上下一組の回動部材を確実に支持できるようにする一方、小径の第２支持部をケースの底板部の面上に当接させ、操作部材の傾動によりケースの底板部との間で生じる摩擦を小さくしている。このため、操作部材の傾動操作をスムーズに行うことが可能になる。
【００７９】
操作部材の支持部を下段の回動部材の操作部とケースの底板部との間に配置することにより、装置高を特に効果的に抑制できる。
【００８０】
操作部材の下方に配置された押し下げスイッチを操作するために、操作部材を軸方向に移動可能とし、且つ、押し下げスイッチを構成するスナッププレートをケースの下面に取付けることにより、押し下げスイッチを併用する場合の操作感を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図２】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図３】同多方向入力装置の左側面図である。
【図４】同多方向入力装置の右側面図である。
【図５】同多方向入力装置の底面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置の縦断正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図８】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図９】同多方向入力装置の左側面図である。
【図１０】同多方向入力装置の右側面図である。
【図１１】同多方向入力装置の底面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図１３】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図１４】同多方向入力装置の底面図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１０ａ 下ケース
１０ｂ 上ケース
２０Ａ，２０Ｂ ボリューム部（信号出力手段）
３０ 操作部材
３１ 軸体部
３２ 支持部
３３ 操作部
３５ 第１操作部
３６ 第２操作部
４０Ａ，４０Ｂ 回動部材
４１Ａ，４１Ｂ 回動軸部
４２Ａ，４２Ｂ 操作部
４３Ａ，４３Ｂ 長孔
４４Ａ，４４Ｂ ギヤ部
５０ 昇降スライダ
６０ スプリング
７０ 直進スライダ
８０ フレキシブル基板
９０ スナッププレート
Claims (5)
- 天板部に開口を有したケースと、このケース内にＸ、Ｙ方向に回動自在に軸支され、それぞれがＹ、Ｘ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ており且つ直立状態である中立位置から全周囲の任意方向に傾動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復帰させるための復帰機構と、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、
操作部材の中間部には略球状の支持部が設けられており、
ケースの天板部の開口縁部には、前記操作部材の支持部の上部を回動可能に支持する上方に凸の球面状の凹部が設けられており、
上段の回動部材は、前記長孔を有し且つ前記操作部材の支持部の下部を回動可能に支持する下方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＹ方向に延びており且つ下面がフラット面とされた回動軸部とを有しており、
下段の回動部材は、前記長孔を有し且つ上段の回動部材の操作部が嵌まり込む下方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＸ方向に延びており且つフラット面にされた下面が上段の回動部材の回動軸部の下面と同一高さとなっている回動軸部とを有しており、
復帰機構は、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ当該上下一組の回動部材回動軸部の下面に面接触可能な環状の昇降スライダと、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ昇降スライダを上方に付勢するコイルスプリングとを有することを特徴とする多方向入力装置。 - 請求項２記載の多方向入力装置において、ケースの底板部には、下段の回動部材の操作部が摺動可能に嵌まり込む下方に凸の球面状の凹部が設けられていることを特徴とする多方向入力装置。
- ケース内にＸ、Ｙ方向に回動自在に軸支され、それぞれがＹ、Ｘ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ており且つ直立状態である中立位置から全周囲の任意方向に傾動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復帰させるための復帰機構と、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、
上下一組の回動部材は、前記長孔が設けられた上方に凸のアーチ状の操作部と、この操作部の両端からＹ、Ｘ方向に延びる部材であり且つ上面が同一高さのフラット面とされた回動軸部とを各々有しており、
復帰機構は、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ当該上下一組の回動部材回動軸部の上面に面接触可能な環状の昇降スライダと、上下一組の回動部材の操作部の回りに配置されており且つ昇降スライダを下方に付勢するコイルスプリングとを有しており、
操作部材の下端部には、上方に凸の半球状の第１支持部と、この第１支持部の下面と連なっており且つ第１支持部より径が小さい下方に凸の半球状の第２支持部とが設けられており、
第１支持部は、下段の回動部材の操作部に回動可能に嵌まり込んでおり、第２支持部は、ケースの底板部の面上に当接していることを特徴とする多方向入力装置。 - 操作部材がＺ方向に操作可能な請求項３記載の多方向入力装置において、操作部材の下方位置には押し下げスイッチが設けられており、この押し下げスイッチは、ケースの底板部に取り付けられており且つ操作部材に押下されることによりＺ方向に弾性変形可能なスナッププレートを有しており、操作部材の第２支持部は、ケースの底板部ではなく、前記スナッププレートの面上に当接していることを特徴とする多方向入力装置。
- 請求項１、２、３又は４記載の多方向入力装置において、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多方向入力装置。
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