JP4617217B2 - 多方向入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、平行移動操作、回転操作、押し込み操作を可能にした自動車の多方向入力装置に関する。

図９は、従来の多方向入力装置を示す主要断面図である。図９のように、従来の多方向入力装置は、ケース２０１に傾動兼押動操作ツマミ２０３が傾動操作、押動操作可能に取り付けられ、回動ツマミ２０４が回動操作可能に取り付けられ、各操作により対応する接点等の動作を行なわせるものである。

前記傾動兼押動操作ツマミ２０３の傾動操作により、傾動部材２０５が傾動して接点が動作する。前記回動ツマミ２０４の回動操作により、回転体２０７が連動回転して回転検出が行われる。前記傾動兼押動ツマミ２０３の押動操作により、押動部材２０９が軸方向に押し込まれて接点が動作する。

しかし、従来の構造では、傾動操作ツマミ２０３の傾動操作、押動操作から回動ツマミ２０４の回動操作へ移るときは、ツマミ２０３，２０４を持ち替える必要があった。

特開２００５−１２２２９４号公報 特開２００５−１２２２８９号公報 特開２００５−１２２２９０号公報

解決しようとする問題点は、傾動操作、押動操作から回動操作へ移るときは、ツマミを持ち替える必要があったという点である。

本発明は、平行移動操作、回転操作、押し込み操作を持ち替えずに行うことを可能とするため、ケースに対し平行移動操作、回転操作、押し込み操作可能に設けられたノブと、前記ケースに回転可能に設けられた第１のロータと、前記第１のロータに対しノブ回転軸方向に対面隣接し前記ケースに回転可能且つノブ回転半径方向へ移動可能に設けられ前記ノブがノブ回転軸方向に押し込み操作可能且つ回転係合する第２のロータと、前記第１，第２のロータ間に設けられ両端末部が前記第１，第２のロータに各別に結合され前記第１のロータに対し第２のロータの前記ノブ回転半径方向への移動を許容すると共に第１，第２のロータ間の回転伝達を行う弾性部材とを備え、前記第２のロータは、第１，第２のスライダを介して前記ケースに対しノブ回転半径方向へ移動可能且つ回転可能であり、前記第１のスライダは、前記ケースに対して一方向へ移動可能に設けられると共に前記第２のスライダは、前記第１のスライダに前記一方向に直行する方向へ移動可能に設けられ、前記平行移動操作、回転操作、押し込み操作の何れかで対応した検知部を動作させることを特徴とする。

本発明の多方向入力装置は、ケースに対し平行移動操作、回転操作、押し込み操作可能に設けられたノブと、前記ケースに回転可能に設けられた第１のロータと、前記第１のロータに対しノブ回転軸方向に対面隣接し前記ケースに回転可能且つノブ回転半径方向へ移動可能に設けられ前記ノブがノブ回転軸方向に押し込み操作可能且つ回転係合する第２のロータと、前記第１，第２のロータ間に設けられ両端末部が前記第１，第２のロータに各別に結合され前記第１のロータに対し第２のロータの前記ノブ回転半径方向への移動を許容すると共に第１，第２のロータ間の回転伝達を行う弾性部材とを備え、前記第２のロータは、第１，第２のスライダを介して前記ケースに対しノブ回転半径方向へ移動可能且つ回転可能であり、前記第１のスライダは、前記ケースに対して一方向へ移動可能に設けられると共に前記第２のスライダは、前記第１のスライダに前記一方向に直行する方向へ移動可能に設けられ、前記平行移動操作、回転操作、押し込み操作の何れかで対応した検知部を動作させるため、ノブを持ち替えることなく平行移動操作、回転操作、押し込み操作を行うことができる。

平行移動操作、回転操作、押し込み操作を持ち替えることなく行うことを可能にするという目的を、２個のロータ及び弾性部材により実現した。

［多方向スイッチの構造］
図１〜図８は、本発明の実施例１を示し、図１は、多方向スイッチの平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図、図４は、図１のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、図５は、ノブ，上ケース，及び下ケースを取り外した状態の斜視図、図６は、回転節度係合部の要部断面図、図７は、位置決め係合部の要部断面図、図８は、平行移動操作を示し図２に対応した断面図である。
なお、以下の説明において、ノブ９のノブ回転軸方向をノブ回転軸方向、同回転半径方向をノブ回転半径方向、同回転周方向をノブ周方向とする。

図１〜図４のように、本発明実施例の多方向入力装置である多方向スイッチ１は、ケース３に、第１のロータ５、第２のロータ７、ノブ９等を備え、ノブ９を平行移動操作、回転操作、押し込み操作可能とし何れかの操作で対応した検知部を動作させるものである。

前記ケース３は、下ケース１１及び上ケース１３からなり、平面視で矩形に形成されている。下ケース１１の上部に上ケース１３の下部が嵌合し、スナップ・フィット等により着脱自在に結合固定されている。下ケース１１には、内部に基板位置決め用の段部１５が設けられている。下ケース１１の天板１７には、ロータ支持孔１８が設けられ、ロータ支持孔１８の外周に周方向４カ所のロッド支持部１９が設けられている。ロッド支持部１９には、プッシュ・ロッド２０が支持されている。プッシュ・ロッド２０には、フランジ２１が設けられ、ロッド支持部１９に係合する。プッシュ・ロッド２０の先端２２は、半球状に滑らかに形成されている。上ケース１３には、筒部２３が設けられている。

前記第１のロータ５は、ケース３に回転可能に設けられている。すなわち、第１のロータ５は、ドーナツ状に形成され、下ケース１１のロータ支持孔１８に回転自在に支持されている。第１のロータ５には、一側中央にスプリング嵌合部２４が設けられ、スプリング嵌合部２４に隣接してスプリング止め孔２６（図４）が設けられている。第１のロータ５の一側周囲には、フランジ２５が設けられ、他側周囲に回転検知用のクシ歯状部２７が設けられている。フランジ２５は、下ケース１１の天板１７に係合している。

前記第１のロータ５には、中央部に貫通孔２９が設けられ、貫通孔２９にプッシュ部材としてプッシュ・プレート３１がノブ回転軸方向へ可動支持されている。
貫通孔２９は、段付き状に形成され、プッシュ・プレート３１は、フランジ３３を備えると共に貫通孔３５を有する中空状に形成され、第１のロータ５の貫通孔２９と同高さに形成されている。この貫通孔２９にプッシュ・プレート３１が嵌合している。

前記プッシュ・プレート３１には、押し込み操作に対応するラバー・コンタクト３７が検知部として当接している。ラバー・コンタクト３７は、プッシュ・プレート３１から押圧力を受けると弾性的に撓んで接点が動作するものであり、基板３９に例えば１２０°配置で周方向３箇所に設けられている。

前記基板３９は、下ケース１１の段部１５に嵌め込まれ、下ケース１１に取り付けたストッパ４０により位置決められている。

前記基板３９には、前記貫通孔３５に対向して照明具としてＬＥＤ４１が設けられている。基板３９には、前記ラバー・コンタクト３７の外周側に平行移動操作に対応するラバー・コンタクト４３が検知部として設けられている。ラバー・コンタクト４３は、ノブ周方向４箇所に配置され、前記プッシュ・ロッド２０のフランジ２１側に当接している。基板３９には、さらに回転操作に対応するフォト・センサ４５が検知部として設けられている。フォト・センサ４５は、他の回転検知センサに代えることもできる。

従って、ノブ９の平行移動操作、回転操作、押し込み操作により各別に動作する検知部を備えた単一の基板３９を設けた構成となっている。

前記第２のロータ７は、前記第１のロータ５にノブ回転軸方向に対面隣接し前記ケース３に回転可能且つノブ回転半径方向へ移動可能に設けられている。第１のロータ５に対し第２のロータ７のノブ回転半径方向への移動を許容すると共に第１，第２のロータ５，７間の回転伝達を行わせる弾性部材としてコイル・スプリング４６が設けられている。コイル・スプリング４６は、その一端部が前記第１のロータ５のスプリング嵌合部２４に嵌合し、スプリングの軸方向に突設された端末部４８（図４）が、第１のロータ５のスプリング止め孔２６に嵌め込まれている。

前記第２のロータ７は、一側の外周部４７の外径が若干細く形成され、前記コイル・スプリング４６に対して隙間を持っている。第２のロータ７の他側面には、支持筒４９が設けられている。第２のロータ７の中央部には、貫通孔５１が設けられ、貫通孔５１に隣接し前記支持筒４９内周に渡り結合孔５３が設けられている。第２のロータ７には、スプリング嵌合部５４が設けられ、スプリング嵌合部５４に隣接して一対のストッパ５６が突設されている。前記コイル・スプリング４６の他端部がスプリング嵌合部５４に嵌合し、スプリングの径方向外側へ突設された端末部５８がストッパ５６間に挿入されて位置決められている。従って、コイル・スプリング４６の前記１のロータ５への結合と共に、コイル・スプリング４６は、両端が第１，第２のロータ５，７に各別に結合されている。第２のロータ７には、ノブ周方向に等間隔で例えば４カ所の回転節度支持部６０（図２，図３，図５）が突設されている。

前記第２のロータ７及び上ケース１３間には、第１，第２のスライダ５５，５７及び前記回転節度支持部６０において設けられた後述する回転節度係合部９９が設けられ、第２のロータ７は、ケース３の上ケース１３に対しノブ回転半径方向へ移動可能且つ回転可能となっている。第１のスライダ５５は、ケース３の上ケース１３に対して一方向へ移動可能であると共に第２のスライダ５７は、第１のスライダ５５に前記一方向に直行する方向へ移動可能に設けられている。

前記第１のスライダ５５は、図５のように一対のスライド・アーム５９及びリング部６１を備え、スライド・アーム５９及びリング部６１がブリッジ部６３により結合され、平面視でＨ状に形成されている。スライド・アーム５９が図２のように上ケース１３の側壁６５内面にガイドされ、一方向へ移動可能となっている。第１のスライダ５５には、図５のようにブリッジ部６３からスライド・アーム５９にかけてスライド溝６７が設けられている。

前記第２のスライダ５７は、中央部に嵌合孔６９が設けられ、リング状に形成されている。第２のスライダ５７は、嵌合孔６９において前記第２のロータ７の支持筒４９に相対回転可能に嵌合している。第２のスライダ５７に、第１のスライダ５５のスライド溝６７にスライド嵌合する突条部７１が設けられている。スライド溝６７及び突条部７１間に、グリス溜まりや含油プラスチックを嵌め込む
スペースを設けることもできる。

前記第２のスライダ５７には、ノブ周方向複数箇所、例えば４カ所に位置決め支持部７２が突設されている。位置決め支持部７２には、傾斜面７４が設けられ、前記プッシュ・ロッド２０の先端２２に当接している。なお、傾斜面７４に代えて第２のロータ７に同機能のテーパー面を設けることもできる。位置決め支持部７２において、ケース３の上ケース１３及び第２のスライダ５７間に、後述する位置決め係合部８５が設けられている。位置決め係合部８５は、上ケース１３に対する第２のスライダ５７のノブ回転半径方向への移動を許容する。

前記ノブ９は、前記第２のロータ７にノブ回転軸方向に押し込み操作可能且つ回転係合するように取り付けられている。ノブ９は、握り部７３が、例えば掌で握れる程度の大きさに形成されている。ノブ９は、円錐部７５、胴部７７、先端部７９を備え、横断面円形、縦断面逆三角形状の中空部８１がノブ回転軸方向に貫通形成されている。

前記胴部７７には、スプリング収容溝８２が周回状に形成され、リターン・スプリング８４が胴部７７及び第２のロータ７間に介設されている。前記先端部７９の外径は、前記プッシュ・プレート３１の貫通孔３５よりも大きく、前記第１のロータ５の貫通孔２９よりもわずかに小さく形成されている。先端部７９の端面８０は、プッシュ・プレート３１に当接する。

前記円錐部７５の端部には、透光性材料で形成された銘板８３が取り付けられ、表示部を構成している。ノブ９の中空部８１及び前記プッシュ・プレート３１の貫通孔３５は、前記ＬＥＤ４１から銘板８３まで貫通する光路を構成している。ＬＥＤ４１の照明により銘板８３の明光表示を行わせる。

前記ノブ９は、第２のロータ７の支持筒４９に挿入され、第２のロータ７に対して押し込み操作可能に回転係合している。この係合は、例えば、支持筒４９に形成されたノブ回転軸方向のスリットにノブ９の胴部７９に形成された突起が係合することで行うことができる。スリットに対する突起の係合は、スナップフィットなどとなっており、第２のロータ７に対するノブ９の抜け止めが行われる。

前記回転節度係合部９９は、図２，図６のように、前記第２のロータ７及び第２のスライダ５７間に設けられて第２のスライダ５７に対し第２のロータ７に回転節度を与えるものである。回転節度係合部９９は、第２のロータ７及び第２のスライダ５７の一方である第２のロータ７に設けられコイル・スプリング１０１により付勢されたボール１０３及び同他方である第２のスライダ５７に設けられ前記ボール１０３が係合する節度山１０５により構成されている。なお、コイル・スプリング１０１及びボール１０３を第２のスライダ５７に設け、節度山１０５を第２のロータ７に設けることもできる。
前記コイル・スプリング１０１及びボール１０３は、第２のロータ７の周方向複数箇所の前記回転節度支持部６０に形成された収容穴１０７にそれぞれ収容され、各ボール１０３が第２のスライダ５７に周方向連続して形成された節度山１０５に弾接している。

前記ケース３及び第２のスライダ５７間の位置決め係合部８５は、図３，図７のようになっている。位置決め係合部８５は、弾性力に抗して係脱可能であり、ケース３及び第２のスライダ５７の一方である第２のスライダ５７に設けられコイル・スプリング８７により付勢されたボール８９及び同他方であるケース３の上ケース１３に設けられ前記ボール８９が係合する節度山９１により構成されている。なお、コイル・スプリング８７及びボール８９を上ケース１３に設け、節度山９１を第２のスライダ５７に設けることもできる。

前記コイル・スプリング８７及びボール８９は、第２のスライダ５７の周方向複数箇所の位置決め支持部７２に形成された収容穴９３にそれぞれ収容され、各ボール８９が上ケース１３に形成された節度山９１に弾接している。

前記節度山９１は、図７のように、中央の位置決め山９５と該位置決め山９５周囲の復帰山９７の２段形状に形成されている。

［平行移動操作］
前記ノブ９の握り部７３を掌で握り、図１のＡ〜Ｈの８方向の何れかへ平行移動操作することができる。この操作により、結合孔５３を介して第２のロータ７に操作力が伝達される。この操作力は、第２のロータ７から第２のスライダ５７、第１のスライダ５５へと順次伝達され、第１のスライダ５５が上ケース１３の側壁６５にガイドされてスライドすると共に第２のスライダ５７がスライド溝６７及び突条部７１により第１のスライダ５５に対してスライドする。これら両スライド動作の供働により、第２のロータ７が上ケース１３に対しノブ回転半径方向へ移動するときに回転が規制され、この回転規制によりノブ９をＡ〜Ｈの方向を含めてノブ回転半径方向へ平行移動操作のみ行わせることができる。また、第２のロータ７及び第２のスライダ５７間の回転節度係合部９９を有効に機能させることができる。

前記平行移動操作により、前記第２のロータ７が、例えば図２の状態から図８の状態へ移動する。この移動は、コイル・スプリング４６が第１，第２のロータ５，７間でスプリングの径方向へ撓むことにより許容される。

前記第２のロータ７の移動により第２のスライダ５７の傾斜面７４がプッシュ・ロッド２０を押し下げ、ラバー・コンタクト４３を潰し、接点を動作させることができる。このとき、ノブ９が回転しても第２のスライダ５７は回転しないため、回転に関わらず平行移動操作により接点動作を行わせることができる。

前記プッシュ・ロッド２０は、９０°ピッチで設けられているため、プッシュ・ロッド２０の方向にノブ９を操作したときは、その方向のラバー・コンタクト４３の接点がＯＮとなる。ノブ９を２つのプッシュ・ロッド２０の中間方向に操作したときは、２つのプッシュ・ロッド２０が同時にＯＮとなる。従って、４個のラバー・コンタクト４３により８方向の操作を検知することができる。

前記ノブ９を平行移動操作したときは、ノブ９の先端部７９の端面８０が第１のロータ５上に掛かり、ノブ９の押し込み操作を阻止する。

前記第２のロータ７が図８のように移動したときは、コイルス・プリング８７で付勢されているボール８９が位置決め山９５から外れて復帰山９７へ図７の一点鎖線図示と同様に相対的に移動する。ボール８９が位置決め山９５から外れて復帰山９７へ移動するとノブ９に反力を与えて操作節度感を出すことができる。

このボール８９の移動によりボール８９がコイル・スプリング８７の付勢力に抗して収容穴９３内方向へ押し込められる。従って、ノブ９の操作力がなくなればボール８９がコイル・スプリング８７の付勢力により収容穴９３から突出し、復帰山９７から位置決め山９５へ復帰して位置決められる。同時にプッシュ・ロッド２０により潰されていたラバー・コンタクト４３も弾性復帰し、プッシュ・ロッド２０を介して傾斜面７４に復帰力を与える。従って、第２のロータ７が平行移動操作前の中立位置へ確実に移動し、ノブ９が操作前の元位置へ自動復帰する。

［回転操作］
前記ノブ９の握り部７３を握り、回転操作すると、胴部７７から第２のロータ７の支持筒４９へ回転力が伝達され、第２のロータ７が軸周りに回転する。第２のロータ７からは、コイル・スプリング４６を介して第１のロータ５へ回転が伝達される。この第１のロータ５の回転により、クシ歯部２７がフォト・センサ４５に対して相対的に回転移動する。この回転移動をフォト・センサ４５が検知する。

前記ノブ９の回転操作に際しては、第２のロータ７が第２のスライダ５７に対して相対回転するから、コイル・スプリング１０１により付勢されたボール１０３が節度山１０５を乗り越えることで節度感を得ることができる。

［押し込み操作］
前記ノブ９を押し込み操作すると、胴部７７が支持筒４９に対して押し込まれ、軸方向に移動する。ノブ９の押し込め力は、先端部７９の端面８０からプッシュ・プレート３１に伝達され、ラバー・コンタクト３７が潰される。これによりラバー・コンタクト３７が動作してその接点がＯＮとなり、押し込み操作を検知することができる。

この押し込み操作中は、ノブ９の先端部７９が第１のロータ５の貫通孔２９内に嵌入するからノブ９の平行移動操作は不能となる。

操作者がノブ９から手を離すと、ラバー・コンタクト３７の押圧力が除去され、リターン・スプリング８４及びラバー・コンタクト３７の弾性復帰力によりノブ９が押し上げられ、復帰する。なお、ノブ９の復帰のためのリターン・スプリング８４は、省略することもできる。
［照明］
前記ＬＥＤ４１を発光させると、前記プッシュ・プレート３１の貫通孔３５及びノブ９の中空部８１を光が通り、銘板８３まで直接届く。この光により銘板８３を明光表示させることができる。
［実施例の効果］
ノブ９を持ち替えることなく平行移動操作、回転操作、押し込み操作することができる。

ノブ９を傾動操作させることなく平行移動操作することができる。このため、傾動操作を擬似的に平行移動に近づける構造とする必要がなく、全体的により小型化を図ることができる。

前記ノブ９の平行移動操作、回転操作、押し込み操作により各別に動作する検知部としてラバー・コンタクト３７，４３、フォト・センサ４５を単一の基板３９に設けたため、部品点数が少なく、組み付け部品管理を容易にすることができ、また、全体的によりコンパクトに形成することができる。

多方向スイッチの平面図である（実施例１）。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である（実施例１）。 ＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である（実施例１）。 図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である（実施例１）。 ノブ，上ケース，及び下ケースを取り外した状態の斜視図である（実施例１）。 回転節度係合部の要部断面図である（実施例１）。 位置決め係合部の要部断面図である（実施例１）。 平行移動操作を示し図２に対応した断面図である（実施例１）。 多方向スイッチの主要断面図である（従来例）。

符号の説明

１ 多方向スイッチ（多方向入力装置）
３ ケース
５ 第１のロータ
７ 第２のロータ
９ ノブ
２０ プッシュ・ロッド
３７，４３ ラバー・コンタクト（検知部）
３９ 基板
４１ 照明具
３５ 貫通孔（光路）
４５ フォト・センサ（検知部）
４８，５８ 端末部
４６ コイル・スプリング（弾性部材）
５５ 第１のスライダ
５７ 第２のスライダ
７４ 傾斜面
８１ 中空部（光路）
８３ 銘板（表示部）
８５ 位置決め係合部
８７，１０１ コイル・スプリング
８９，１０３ ボール
９１，１０５ 節度山
９９ 回転節度係合部

Claims (10)

1. ケースに対し平行移動操作、回転操作、押し込み操作可能に設けられたノブと、
   前記ケースに回転可能に設けられた第１のロータと、
   前記第１のロータに対しノブ回転軸方向に対面隣接し前記ケースに回転可能且つノブ回転半径方向へ移動可能に設けられ前記ノブがノブ回転軸方向に押し込み操作可能且つ回転係合する第２のロータと、
   前記第１，第２のロータ間に設けられ両端末部が前記第１，第２のロータに各別に結合され前記第１のロータに対し第２のロータの前記ノブ回転半径方向への移動を許容すると共に第１，第２のロータ間の回転伝達を行う弾性部材とを備え、
   前記第２のロータは、第１，第２のスライダを介して前記ケースに対しノブ回転半径方向へ移動可能且つ回転可能であり、
   前記第１のスライダは、前記ケースに対して一方向へ移動可能に設けられると共に前記第２のスライダは、前記第１のスライダに前記一方向に直行する方向へ移動可能に設けられ、
   前記平行移動操作、回転操作、押し込み操作の何れかで対応した検知部を動作させる
   ことを特徴とする多方向入力装置。
2. 請求項１記載の多方向入力装置であって、
   前記弾性部材は、コイル・スプリングである
   ことを特徴とする多方向入力装置。
3. 請求項１記載の多方向入力装置であって、
   前記第２のスライダ側に、傾斜面を設け、
   前記ケースに、前記第２のスライダがノブ回転半径方向へ移動したとき前記傾斜面に当接して軸方向移動し対応した検知部を動作させる周方向複数のプッシュ・ロッドを設けた
   ことを特徴とする多方向入力装置。
4. 請求項３記載の多方向入力装置であって、
   前記ケース及び第２のスライダ間に、ケースに対する第２のスライダのノブ回転半径方向への移動を許容すると共に弾性力に抗して係脱可能な位置決め係合部を設けた
   ことを特徴とする多方向入力装置。
5. 請求項４記載の多方向入力装置であって、
   前記位置決め係合部は、前記ケース及び第２のスライダの一方に設けられコイル・スプリングにより付勢されたボール及び同他方に設けられ前記ボールが係合する節度山である
   ことを特徴とする多方向入力装置。
6. 請求項３〜５の何れかに記載の多方向入力装置であって、
   前記第２のロータ及び第２のスライダ間に、第２のスライダに対して第２のロータに回転節度を与える回転節度係合部を設けた
   ことを特徴とする多方向入力装置。
7. 請求項６記載の多方向入力装置であって、
   前記回転節度係合部は、前記第２のロータ及び第２のスライダの一方に設けられコイル・スプリングにより付勢されたボール及び同他方に設けられ前記ボールが係合する節度山である
   ことを特徴とする多方向入力装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の多方向入力装置であって、
   前記第１のロータに、前記ノブが中立位置にあるときノブの先端部が対向して嵌入可能であると共にノブがノブ回転半径方向へ移動したときノブの先端部が外れて嵌入不能となる貫通孔を設け、
   前記貫通孔に、前記ノブの先端部に押し込められて対応する検知部を動作させるプッシュ部材を設けた
   ことを特徴とする多方向入力装置。
9. 請求項１〜８の何れかに記載の多方向入力装置であって、
   前記ノブの平行移動操作、回転操作、押し込み操作により各別に動作する検知部を備えた単一の基板を設けた
   ことを特徴とする多方向入力装置。
10. 請求項９記載の多方向入力装置であって、
    前記基板に、照明具を設け、
    前記ノブの天部に表示部を設け、
    前記照明具から前記表示まで貫通する光路を設け、
    前記照明具の照明により前記表示部の明光表示を行う
    ことを特徴とする多方向入力装置。

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