JP4637301B2

JP4637301B2 - 多方向入力装置

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Publication number: JP4637301B2
Application number: JP2005228756A
Authority: JP
Inventors: 淳一櫻井
Original assignee: Niles Co Ltd
Current assignee: Niles Co Ltd
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-08-05
Also published as: JP2007048482A

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７は、従来の多方向入力装置を示す主要断面図である。図７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、中央の非回転部及び該非回転部に相対回転自在に設けられた操作部からなりケースに対し非回転部及び操作部全体の平行移動操作及び押し込み操作と操作部の回転操作が可能なノブと、前記ケースに対し回転規制を受けながら前記ノブを全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部の回転操作が可能に支持する平行動作部とを備え、前記平行動作部は、第１，第２のスライダを備え、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、前記ノブの非回転部は、前記第２のスライダに押し込み操作可能且つ回転方向に係合し、前記全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部の回転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。

発明の多方向入力装置は、中央の非回転部及び該非回転部に相対回転自在に設けられた操作部からなりケースに対し非回転部及び操作部全体の平行移動操作及び押し込み操作と操作部の回転操作が可能なノブと、前記ケースに対し回転規制を受けながら前記ノブを全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部の回転操作が可能に支持する平行動作部とを備え、前記平行動作部は、第１，第２のスライダを備え、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、前記ノブの非回転部は、前記第２のスライダに押し込み操作可能且つ回転方向に係合し、前記全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部の回転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、平行動作部により実現した。

［多方向スイッチの構造］
図１〜図６は、本発明の実施例１を示し、図１は、多方向スイッチの斜視図、図２は、多方向スイッチのノブ及び上ケースを取り外した状態の斜視図、図３は、多方向スイッチの平面図、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、図５は、図１のＶ−Ｖ線矢視断面図、図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。なお、以下の説明において、ノブの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６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、ノブ３が、ケース５から突出し、ケース５内部に平行動作部７、ロータ９等を備えている。

前記ノブ３は、中央の非回転部１１及び該非回転部１１に相対回転自在に設けられた操作部１３からなり、ケース５に対し全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部１３の回転操作が可能に設けられている。

前記非回転部１１は、例えば透光性の材料で中空に形成され、中空部１５上方の天板１７に操作方法や操作方向等を指示する文字や図形を形成している。非回転部１１の外周には、係合用のフランジ１９が設けられている。

前記操作部１３は、握り部２１が、例えば掌で握れる程度の大きさに形成され、内部に結合筒部２３が設けられ、下部に回転係合部２５が設けられている。結合筒部２３に非回転部１１が相対回転可能に嵌合し、非回転部１１及び操作部１３間にストッパ２７が差し込まれている。ストッパ２７は、操作部１３の内周に圧入又は接着などにより固定され、ストッパ２７及び結合筒部２３間に非回転部１１のフランジ１９が狭持されている。

従って、ノブ３は、非回転部１１及び操作部１３全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部１３の回転操作が可能に設けられ何れかの操作で対応した検知部を動作させる構成となっている。

前記ケース５は、下ケース２９及び上ケース３１からなり、平面視で矩形に形成されている。下ケース２９は、車両側に取り付けられる上ケース３１にビス止めなどにより着脱可能に結合固定されている。

前記下ケース２９には、レバー・ガイド３２（図５，図６）、一対の位置決め支持部３３（図２，図４）、突部３４（図２，図６）が設けられている。レバー・ガイド３２には、一対のテーパー孔３６，３８が逆向きに設けられている。突部３４は、後述する位置決め係合部と共にノブ周方向４カ所で平行動作部７の第２のスライダ４１の傾きを規制する。上ケース３１には、中央に筒部３５が設けられ、内面に一対の第１のスライド・レール３７が設けられている。

前記平行動作部７は、前記ケース５に対し回転規制を受けながら前記ノブ３を全体の平行移動操作及び押し込み操作可能に支持するもので、第１，第２のスライダ３９，４１を備えている。

前記第１のスライダ３９は、外周形状が矩形に形成され、内周形状が円形に形成されている。第１のスライダ３９の一側面には、第１のスライド溝４３が設けられ、同他側面には、第２のスライド・レール４５が設けられている。第１のスライド溝４３は、前記上ケース３１の第１のスライド・レール３７に嵌合し、第１のスライダ３９が、ケース５の上ケース３１に対して一方向へ移動可能に設けられている。

前記第２のスライダ４１には、外周部一側面に第２のスライド溝４７が設けられている。第２のスライド溝４７は、前記第１のスライダ３９の第２のスライド・レール４５に嵌合し、第２のスライダ４１が、第１のスライダ３９に前記一方向に直行する方向へ移動可能に設けらている。

前記第１，第２のスライド・レール３７，４５及び第１，第２のスライド溝４３，４７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４１には、中央部にガイド筒５１が設けられ、前記ノブ３の非回転部１１が挿入され、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、ガイド筒５１に形成されたノブ回転軸方向のスリットに非回転部１１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のスライダ４１に対するノブ３の抜け止めが行われる。

前記ガイド筒５１には、ロッド支持部５３が設けられ、ロッド支持部５３の内周は、貫通孔５５となっている。ロッド支持部５３には、９０°配置の４本のプッシュ・ロッド５７が支持されている。プッシュ・ロッド５７には、フランジ５８が設けられ、ロッド支持部５３に係合する。プッシュ・ロッド５７の先端５９は、半球状に滑らかに形成され、前記ノブ３の非回転部１１に当接している。

前記第２のスライダ４１には、ガイド筒５１の外周側にねじ止め部６１（図４）及び回転節度支持部６３（図６）が設けられている。

前記第２のスライダ４１には、基板６５がビス６７により固定されている。ビス６７は、前記ねじ止め部６１において締結されている。

前記基板６５の一側面には、押し込み操作に対応するラバー・コンタクト６９が検知部として設けられている。ラバー・コンタクト６９は、例えば９０°配置で周方向４箇所に設けら、前記プッシュ・ロッド５７のフランジ５８側に当接している。ラバー・コンタクト６９は、プッシュ・ロッド５７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る。

前記基板６５には、前記貫通孔５５に対向して照明具としてＬＥＤ７１が設けられている。基板６５の他側面には、一側に平行移動操作に対応するラバー・コンタクト７３（図５，図６）が検知部として設けられている。ラバー・コンタクト７３は、円周上に４箇所に配置されている。基板６５には、さらに回転操作に対応するフォト・センサ７５が検知部として設けられている。フォト・センサ７５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３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６５を設けた構成となっている。

なお、第２のスライダ４１に、操作部１３の下部近傍に位置する他の基板を追加し、この基板にフォト・センサ等、回転検出用のセンサを設けることで操作部１３の回転を直接検出し、ロータ９を省略することもできる。

前記基板６５の他側面の一側に、球面ホルダー７７（図５，図６）が前記ビス６７により共締めされている。球面ホルダー７７には、球面凹部７９及びテーパー孔８１が設けられている。球面ホルダー７７には、レバー８３が支持されている。レバー８３は、前記レバー・ガイド３２のテーパー孔３６，３８にも挿入されている。レバー８３には、円盤部８５、球面部８７が設けられている。球面部８７の凸側は、前記球面ホルダー７７の球面凹部７９に球面支持され、円盤部８５は、前記ラバー・コンタクト７３に対向している。レバー８３の球面部８７の凹側には、ピン８９の先端球面９１が嵌合している。ピン９１は、前記基板６５に加締めなどにより固定されている。

前記第２のスライダ４１と前記位置決め支持部３３との間には、位置決め係合部９３が設けられている。位置決め係合部９３は、下ケース２９に対する第２のスライダ４１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となっている。

前記位置決め係合部９３は、図４のように、コイル・スプリング９５により付勢されたピン９７及びピン９７が係合する節度山９９により構成されている。コイル・スプリング９５により付勢されたピン９７は、ケース５及び第２のスライダ４１の一方であるケース５の下ケース２９に設けられた収容穴１０１にそれぞれ収容され、節度山９９は、同他方である第２のスライダ４１に設けられ、各ピン９７が節度山９９に弾接している。なお、コイル・スプリング９５及びピン９７を第２のスライダ４１に設け、節度山９９を下ケース２９に設けることもできる。

前記節度山９９は、中央の球面状の位置決め山１０３と該位置決め山１０３周囲の球面状の復帰山１０５の２段形状に形成されている。

前記ロータ９は、前記上ケース３１及び第２のスライダ４１間に挟み込まれ、回転自在に支持されている。ロータ９には、一側に回転受部１０７が設けられ、他側周囲に回転検知用のクシ歯状部１０９が設けられている。前記ノブ３の操作部１３は、前記回転受部１０７に対しノブ回転軸方向に相対移動可能に回転係合している。ロータ９及び第２のスライダ４１の回転節度支持部６３間に、回転節度係合部１１１が設けられている。

前記回転節度係合部１１１は、図６のように、第２のスライダ４１に対しロータ９に回転節度を与えるものである。回転節度係合部１１１は、コイル・スプリング１１３により付勢されたボール１１５及びボール１１５が係合する節度山１１７により構成されている。コイル・スプリング１１３により付勢されたボール１１５は、ロータ９及び第２のスライダ４１の一方である第２のスライダ４１の前記回転節度支持部６３に形成された収容穴１１９にそれぞれ収容され、節度山１１７は、同他方であるロータ９に周方向連続して形成され、各ボール１１５が節度山１１７に弾接している。なお、コイル・スプリング１１３及びボール１１５をロータ９に設け、節度山１１７を第２のスライダ４１に設けることもできる。

［平行移動操作］
前記ノブ３の握り部２１を掌で握り、図３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、ノブ３の非回転部１１及び操作部１３が一体に平行移動し、ガイド筒５１を介して第２のスライダ４１に操作力が伝達される。この操作力は、第２のスライダ４１から第１のスライダ３９、上ケース３１へと順次伝達され、第１のスライダ３９が第１のスライドレール３７及び第１のスライド溝４３によりガイドされて一方向へスライドすると共に第２のスライダ４１が第２のスライドレール４５及び第２のスライド溝４７により第１のスライダ３９に対して直交する方向へスライドする。これら両スライド動作の供働により、第２のスライダ４１が上ケース３１に対しＡ〜Ｈの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３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、ロータ９及び第２のスライダ４１間の回転節度係合部１１１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のスライダ４１及び基板６５が、例えば図５の状態へ移動する。

前記第２のスライダ４１及び基板６５の移動によりレバー８３の球面部８７がピン８９の先端球面９１に対して回転し、レバー８３が基板６５の移動方向へ倒れる。レバー８３の倒れは、レバー・ガイド３２のテーパー孔３６，３８によりガイドされる。

前記レバー８３の倒れにより円盤部８５がラバー・コンタクト７３を潰し、接点を動作させることができる。

前記レバー８３がラバー・コンタクト７３の方向へ倒れたときは、その方向のラバー・コンタクト７３の接点がＯＮとなる。レバー８３が２つのラバー・コンタクト７３の中間方向に倒れたときは、２つのラバー・コンタクト７３が同時にＯＮとなる。従って、４個のラバー・コンタクト７３により８方向の操作を検知することができる。

なお、ラバー・コンタクト７３による検知に代え、パーソナル・コンピュータのマウスに用いられる光学式センサを基板６５又は下ケース２９等に設け、両者の相対移動を検知することで、前記８方向の操作を検知することもできる。

前記第２のスライダ４１が図５のように移動したときは、コイル・スプリング９５で付勢されているピン９７が位置決め山１０３から外れて復帰山１０５へ相対的に移動する。この移動時にノブ３に反力を与えて操作節度感を出すことができる。

前記移動によりピン９７がコイル・スプリング９５の付勢力に抗して収容穴１０１内方向へ押し込められる。従って、ノブ３の操作力がなくなればピン９７がコイル・スプリング９５の付勢力により収容穴１０１外方向へ突出し、ピン９７の先端が復帰山１０５から位置決め山１０３へ復帰して位置決められる。従って、第２のスライダ４１が平行移動操作前の中立位置へ確実に移動し、ノブ３が操作前の元位置へ自動復帰する。

［回転操作］
前記ノブ３の握り部２１を握り操作部１３回転操作すると、操作部１３が非回転部１１の回りに相対回転し、回転係合部２５から回転受部１０７を介しロータ９へ回転が伝達される。この回転伝達によりロータ９が回転し、クシ歯状部１０９がフォト・センサ７５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７５が検知する。

前記ノブ３の回転操作に際しては、ロータ９が第２のスライダ４１に対して相対回転するから、コイル・スプリング１１３により付勢されたボール１１５が節度山１１７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３を押し込み操作すると、非回転部１１及び操作部１３が共に押し込み方向に移動し、非回転部１１がガイド筒５１に対して押し込まれる。ノブ３の押し込め力は、非回転部１１の端面からプッシュ・ロッド５７に伝達され、ラバー・コンタクト６９が潰される。これによりラバー・コンタクト６９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。

操作者がノブ３から手を離すと、ラバー・コンタクト６９の押圧力が除去され、ラバー・コンタクト６９の弾性復帰力によりノブ３が押し上げられ、復帰する。なお、ノブ３の復帰のためのリターン・スプリングを別に設けることもできる。ラバー・コンタクト６９に節度感を持たせて操作者にノブ押し込み操作時の節度感を与えることもできる。

［照明］
前記ＬＥＤ７１を発光させると、前記第２のスライダ４１の貫通孔５５及びノブ３の中空部１５を光が通り、天板１７まで直接届く。この光により天板１７を明光表示させることができる。
［実施例の効果］
ノブ３の平行移動操作、回転操作、押し込み操作を持ち替えることなく行うことができる。

ノブ３の非回転部１１は、操作部１３の回転操作に係わらず停止しているため、ノブ３の天板１７に表示した操作方法や操作方向等を指示する文字や図形を容易に確認することができる。

ノブ３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６９，７３、フォト・センサ７５を単一の基板６５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。

前記ケース５及び平行動作部７に対して相対回転可能に設けられ前記ノブ３の操作部１３がノブ回転軸方向に相対移動可能且つ回転係合するロータ９を設けたため、基板６上に設けたフォト・センサ７５によりノブ３の回転を無理なく確実に検出することができ、基板６の単一化を容易に実現することができる。

多方向スイッチの斜視図である（実施例１）。多方向スイッチのノブ及び上ケースを取り外した状態の斜視図である（実施例１）。多方向スイッチの平面図である（実施例１）。図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である（実施例１）。図１のＶ−Ｖ線矢視断面図である（実施例１）。図１のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である（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ノブ
５ケース
７平行動作部
９ロータ
１１非回転部
１３操作部
１５中空部（光路）
３９第１のスライダ
４１第２のスライダ
５５貫通孔（光路）
６５基板
６９，７３ラバー・コンタクト（検知部）
７１ＬＥＤ（照明具）
７５フォト・センサ（検知部）
９３位置決め係合部
９５，１１３コイル・スプリング
９７ピン
９９，１１７節度山
１１１回転節度係合部
１１５ボール

Claims

中央の非回転部及び該非回転部に相対回転自在に設けられた操作部からなりケースに対し非回転部及び操作部全体の平行移動操作及び押し込み操作と操作部の回転操作が可能なノブと、
前記ケースに対し回転規制を受けながら前記ノブを全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部の回転操作が可能に支持する平行動作部とを備え、
前記平行動作部は、第１，第２のスライダを備え、
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、
前記ノブの非回転部は、前記第２のスライダに押し込み操作可能且つ回転方向に係合し、
前記全体の平行移動操作及び押し込み操作、操作部の回転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。
請求項１記載の多方向入力装置であって、
前記各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。
請求項２記載の多方向入力装置であって、
前記ケース及び平行動作部に対して相対回転可能に設けられ前記ノブの操作部がノブ回転軸方向に相対移動可能且つ回転係合するロータを
備えたことを特徴とする多方向入力装置。
請求項２又は３記載の多方向入力装置であって、
前記基板は、前記ノブの平行移動操作と一体に動作可能に設けられ、
前記基板に、照明具を設け、
前記ノブの非回転部に表示部を設け、
前記照明具から前記表示部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。
請求項２〜４の何れかに記載の多方向入力装置であって、
前記基板は、前記平行動作部に設けられた
ことを特徴とする多方向入力装置。
請求項１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、弾性力に抗して係脱しケースに対する第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。
請求項６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。
請求項１、６又は７の何れかに記載の多方向入力装置であって、
前記ロータ及び第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。
請求項８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。