JP4710375B2 - Multi-directional input device - Google Patents
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Description
本発明は多方向入力装置に関するものであり、特に、直交2軸方向に摺動操作自在な操作部材を具備する多方向入力装置に関するものである。 The present invention relates to a multidirectional input device, and more particularly, to a multidirectional input device including an operation member that is slidable in two orthogonal axes.
従来、多方向入力装置は、電子機器などの入力装置として広く用いられている。此種多方向入力装置は、図5及び図6に示すように、基板13上に設けられたケース8と、該ケース8に対して互いに直交するX軸−Y軸の2軸方向に傾動操作自在に組み込まれた操作部材2と、該操作部材2の傾動変位を検出するセンサ(図示省略)と、前記操作部材2を元の位置に復帰させるための圧縮コイルばね(図示省略)とを備える(例えば、特許文献1等)。
上記従来の多方向入力装置は、操作部材2を手で傾動操作した後に、操作部材2から手を離すと、圧縮コイルばねの機械的接触付勢力により、操作部材2が元の位置に復帰する。しかし、この構成の多方向入力装置によると、操作部材2とその保持部材との間に組付け・部品精度上のクリアランスの発生が避けがたい上に、操作部材2が圧縮コイルばねの機械的接触力で摺動磨耗してがたつきが生じやすい。
In the conventional multi-directional input device, when the
このようなことから、操作部材2が元の中立位置に正確に復帰せず(復帰誤差)、操作部材2による入力制御精度に支障を来し、特に、長期使用に伴い、操作部材2と保持部材間の磨耗量が増大して、操作部材2の操作性を低下させるという問題があった。
For this reason, the
そこで、操作部材の復帰誤差をなくし、入力制御精度を高めて操作性を良くするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。 Therefore, there is a technical problem to be solved in order to eliminate the return error of the operation member, improve the input control accuracy, and improve the operability, and the present invention aims to solve the problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、ケースと、該ケースに摺動自在に組み込まれた操作部材と、該操作部材の摺動変位を検出するセンサとを備え、前記操作部材が前記ケースに対してX,Y軸の直交2軸方向へ移動操作自在に設けられて成る多方向入力装置において、前記操作部材の下部外周部に第1のマグネットを設けると共に、該第1のマグネットに対し磁気的付勢力を発生させる第2のマグネットを前記ケースの内周部に設け、該付勢力により、前記操作部材がX,Y軸の原点位置に自動復帰するように構成されている多方向入力装置を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above object, a first aspect of the present invention, and to case, an operating member incorporated in slidably the case, the sliding of the operating member A multi-directional input device including a sensor for detecting displacement, wherein the operation member is movable in two orthogonal directions of the X and Y axes with respect to the case. A first magnet is provided, and a second magnet for generating a magnetic biasing force on the first magnet is provided on the inner peripheral portion of the case, and the biasing force causes the operation member to move on the X and Y axes. Provided is a multidirectional input device configured to automatically return to an origin position.
この構成によれば、第1のマグネットと第2のマグネットとの間に生じる磁気的付勢力は、操作部材を操作前の原点位置に戻す方向に常に作用する。従って、操作部材から手指を離すと、前記付勢力により操作部材は、原点位置に確実に自動復帰する。 According to this configuration, the magnetic urging force generated between the first magnet and the second magnet always acts in a direction to return the operating member to the original position before the operation. Therefore, when the finger is released from the operating member, the operating member reliably returns to the original position by the biasing force.
請求項1記載の発明は、操作部材から手指を離すと、操作部材は磁気的付勢力により、操作前の元位置に自動復帰するので、従来構造に比べて、構造が小型化しシンプル化するだけでなく、がたつき感が殆どなく、操作性が良くなると共に、操作前の元位置に正確かつ迅速に復帰できるという優れた効果を奏する
請求項2記載の発明は、上記第1のマグネットと第2のマグネットは共に円環状に形成され、且つ、互いに同芯上に配置されている請求項1記載の多方向入力装置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, when the finger is released from the operation member, the operation member automatically returns to the original position before the operation by the magnetic biasing force, so that the structure is only reduced in size and simplified compared to the conventional structure. The invention according to
この構成によれば、円環状に形成された第1のマグネットと第2のマグネットは、互いに同芯上に配置されているので、操作部材の原点位置を中心とする多方向に摺動操作しても、操作部材から手指を離すと、操作部材は原点位置に復帰する。 According to this configuration, since the first magnet and the second magnet formed in an annular shape are arranged concentrically with each other, they can be slid in multiple directions around the origin position of the operating member. However, when the finger is released from the operation member, the operation member returns to the origin position.
請求項3記載の発明は、上記センサが無接点検出型センサである請求項1又は2記載の多方向入力装置。
The invention according to claim 3 is the multidirectional input device according to
この構成によれば、センサが無接点検出型センサであるので、操作部材の摺動変位が無接触にて検出される。 According to this configuration, since the sensor is a contactless detection type sensor, the sliding displacement of the operation member is detected without contact.
請求項4記載の発明は、上記操作部材の下端側に第3のマグネットを設けると共に、該第3のマグネットに対し上方向の磁気的付勢力を発生させる第4のマグネットを上記ケースの下底側に設け、該付勢力により前記操作部材が前記ケースの上部下面に押し付けられた状態で組み込まれている請求項1,2又は3記載の多方向入力装置を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, a third magnet is provided on the lower end side of the operation member, and a fourth magnet for generating an upward magnetic biasing force with respect to the third magnet is provided at the lower bottom of the case. The multidirectional input device according to
この構成によれば、操作部材は磁気的付勢力によりケースの上部下面に押し付けられた状態で組み込まれる。そして、操作部材を手指で押し下げると、ケースの上部下面から操作部材が下方に離れるが、操作部材から手指を離すと、操作部材は前記付勢力によりケースの上部下面に押し付けられた状態で位置固定される。 According to this configuration, the operation member is assembled while being pressed against the upper lower surface of the case by a magnetic biasing force. When the operating member is pushed down with a finger, the operating member is moved downward from the upper lower surface of the case. However, when the finger is released from the operating member, the operating member is fixed in position while being pressed against the upper lower surface of the case by the biasing force. Is done.
請求項1記載の発明は、操作部材から手指を離すと、操作部材は磁気的付勢力により、操作前の元位置に自動復帰するので、従来構造に比べて、構造がシンプル化するだけでなく、がたつき感が殆どなく、操作性が良くなると共に、操作前の元位置に正確かつ迅速に復帰できるという優れた効果を奏する
請求項2記載の発明は、操作部材が多方向に摺動操作した後に、操作部材から手指を離すと、操作部材が原点位置に確実に復帰するので、請求項1記載の効果に加えて、多方向に摺動操作するタイプの多方向入力装置に幅広く適用でき、設計の自由度及び汎用性が高くなるメリットを有する。
According to the first aspect of the present invention, when the finger is released from the operation member, the operation member automatically returns to the original position before the operation by the magnetic biasing force. The invention according to
請求項3記載の発明は、操作部材の摺動変位が無接触にて検出されるので、請求項1又は2記載の効果に加えて、接触型センサの場合に必要であった機械的な接触部材が不要となり、構造の一層の簡素化が可能となると共に、操作力が小さくなって使い勝手が向上する。
In the invention described in claim 3, since the sliding displacement of the operation member is detected without contact, in addition to the effect described in
請求項4記載の発明は、操作部材から手指を離すと、操作部材はケースの上部下面に押し付けられた状態で位置固定されるので、請求項1,2又は3記載の効果に加えて、操作部材は、非操作状態では、ケースに対して正規の高さ位置に確実に固定保持され、たとえ操作部材に不意に外力が作用しても、操作部材が位置ずれを起こすことを防止できる。 In the invention described in claim 4, when the finger is released from the operation member, the position of the operation member is fixed in a state of being pressed against the upper lower surface of the case. In a non-operating state, the member is securely fixed and held at a normal height position with respect to the case, and even if an external force is unexpectedly applied to the operating member, the operating member can be prevented from being displaced.
本発明は、ケースと、該ケースに摺動自在に組み込まれた操作部材と、該操作部材の摺動位置を検出するセンサとを備えた多方向入力装置において、前記操作部材の下端外周側に第1のマグネットを固定すると共に、該第1のマグネットとの間に反発力を発生させる第2のマグネットを前記ケースの内周側に固定し、前記反発力は、操作部材を摺動方向の原点位置に常に付勢するように構成されていることにより、簡単な構成でありながら、多方向入力装置の操作部材を原点位置に確実、正確に自動的に復帰させ
るという目的を達成した。
The present invention includes a to case, an operating member incorporated in slidably the case, the multi-directional input device including a sensor for detecting the slide position of the operating member, the lower end periphery of said operation member A first magnet is fixed to the side, and a second magnet that generates a repulsive force with the first magnet is fixed to the inner peripheral side of the case, and the repulsive force slides on the operating member. By being configured to always urge the origin position in the direction, the objective of reliably returning the operation member of the multi-directional input device to the origin position accurately and automatically is achieved, although it is a simple configuration. .
以下、本発明の一実施の形態を図1乃至図4に従って説明する。本実施例は、特に電子機器のX−Y直交2軸方向の入力ディバイス等に用いられる小型の多方向入力装置1に適用したものであるが、これに限らず操作コントローラや各種情報機器のポインティング装置などにも広範に適用しうる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is applied to a small
本実施例の多方向入力装置1は、変位検出用のセンサ14a〜14dが搭載された基板13上にケース8を設け、該ケース8に操作部材2をX−Y2軸方向に摺動変位自在に組み込んだものであって、ケース側の円環状マグネット10と操作部材側の円環状マグネット9とを同芯状に配置することにより、マグネット9,10間の反発力によってバランスがとれ、操作部材2がX−Y2軸方向の原点位置に自動復帰するようにしたことを特徴とする。
In the
図1、図2、図3及び図4はそれぞれ、本実施例による多方向入力装置1を示す断面図、正面図、斜視図及び分解斜視図である。図において、2は手指で操作される操作部材であり、操作部材2の下端側部分は、ケース8の中央孔8Aに挿入されて、移動操作に組付けられている。具体的には、操作部材2は、互いに直交するX軸−Y軸方向、即ち、基板13と平行な左右軸−前後軸方向)に摺動変位可能に設けられている。
1, 2, 3 and 4 are a sectional view, a front view, a perspective view and an exploded perspective view, respectively, showing the
なお、操作部材2の摺動方向は、X,Y2軸の原点位置を中心とする複数の放射方向、即ち、4方向、8方向(円周方向で等角度の位相)又は多方向に設定できるが、この場合、操作部材2の変位動を円滑に案内するためのガイドを設けることができる。
The sliding direction of the
操作部材2は、その中央下側に中空状の円筒部3を有し、円筒部3には縦断面逆T字型の連結シャフト4が一体に内嵌されている。この連結シャフト4の下側には大径部5が連設され、大径部5の下面側には、円板状のマグネット7が固定されている。
The
13は基板であり、基板13上には、4個の磁力センサ14a〜14dが搭載されている。そのうち、2個の磁力センサ14a、14bはX軸方向に離間して対向配置されている一方、磁力センサ14c、14dはY軸方向に離間して対向配置されている。
ここで、例えば操作部材2がX軸方向又はY軸方向に摺動操作されると、マグネット7も一体に移動変位するが、このマグネット7の移動変位は、磁力センサ14a、14b又は磁力センサ14c、14dにより電磁気的に検出される。
Here, for example, when the
更に、基板13の上には磁力センサ14a〜14dを介して、下底円筒形の下部ケース12が載置固定され、該下部ケース12は、上部ケース8の内側に密嵌して装着固定されている。この下部ケース12の下底面には、円板状のマグネット11と、これとほぼ同一の径寸法の大円環状のマグネット10とが順次載置固定され、大円環状のマグネット10は、下部ケース12の内周面側に密嵌して装着固定されている。
Further, a lower bottom cylindrical
大円環状マグネット10と小円環状マグネット9とは互いに同芯上に配置され、且つ、両者間に反発力が発生するように着磁されている。この反発力により、小円環状マグネット9には、その中心位置、即ち、操作部材2の中立位置に復帰させる磁気的付勢力が常に均等に作用する。
The large
また、上側の円板状マグネット11と下側の円板状マグネット7とは互いに平行に配置され、且つ、両者間に均等な反発力が発生するように着磁されている。この反発力により、操作部材2はケース8に対して上方へ磁気的に付勢されているが、操作部材2下端側に固定した小円環状マグネット9が、ケース8の中心孔8A周縁部下面に当接することで、操作部材2の上方位置が規制されている。
Further, the upper disk-
上記構成の多方向入力装置1において、操作者が位置入力操作を行う際は、操作部材2の上面に手指を当てて、操作部材2を前記ケース8,12に対して、例えばX軸方向又はY軸方向に摺動変位操作する。すると、操作部材2の下端側に固定された円板状マグネット7も、X軸方向又はY軸方向に一体に変位動する。このマグネット7の移動変位量は、磁力センサ14a、14b又は磁力センサ14c、14dにより電磁気的に検出される。
In the
ここで、円板状マグネット7の外周に固定された小円環状マグネット9は、下部ケース12の内周に固定した大円環状マグネット10から反発力を受けて、小円環状マグネット9の中心方向へ磁気付勢されている。そして、この付勢力は、操作部材2をX,Y直交2軸方向の中立位置、つまり、操作前の原点位置に復帰させる方向に常に働く。
Here, the small annular magnet 9 fixed to the outer periphery of the disk-shaped
従って、前記検出後に、操作者が操作部材2から手指を離すと、操作部材2は、小円環状マグネット7に働く付勢力によって、X,Y2軸方向の非操作位置に自動的に復帰する。
Therefore, after the detection, when the operator removes his / her finger from the
このように、本発明は、操作部材2の操作力を解除すれば、操作部材側小円環状マグネット9がケース側大円環状マグネット10から磁気付勢力を受けることにより、操作部材2は、操作前のX−Y軸の原点位置に確実に自動復帰する。
As described above, according to the present invention, when the operation force of the
因みに、従来構造では、操作部材が復帰する際、操作部材の下部に機械的なばね力が直接作用してがたつき感を招く要因になっていた。その点、本発明に係る操作部材2は、磁気的な力が無接触状態で作用して復帰するので、操作部材2の復帰位置精度及び動作応答性が高まり、加えて、がたつき感を起こさせることなく、操作性が著しく向上する。
Incidentally, in the conventional structure, when the operating member returns, a mechanical spring force directly acts on the lower portion of the operating member, which causes a feeling of rattling. In that respect, since the
以上の如く、本実施例によれば、第1のマグネット9と第2のマグネット10との間に生じる磁気的付勢力は、操作部材2を操作前の原点位置に戻す方向に常に作用するので、操作部材2から手指を離すと、操作部材2は原点位置に確実に復帰する。斯くして、従来に比べて多方向入力装置1の構造が簡素化し、操作前の中立位置に操作部材2を正確に復帰させることができる。
As described above, according to this embodiment, the magnetic urging force generated between the first magnet 9 and the
リング状の第1のマグネット9と第2のマグネット10が、互いに同芯上に配置されていることにより、操作部材2は、原点位置を中心とする多方向に摺動操作したあとに、操作部材2から手指を離すと、操作部材2は原点位置に円滑・迅速に復帰する。又、多方向摺動操作タイプの多方向入力装置にも幅広く適用でき、設計の自由度及び汎用性が増大する。
Since the ring-shaped first magnet 9 and the
更に、磁力センサ14a〜14dは無接点検出型センサであるので、操作部材2の摺動変位が無接触にて検出され、もって、接触型センサを用いる場合とは異なり、機械的な接触部材が不要となり、操作部材2の移動操作力が小さくなる。
Further, since the
さらにまた、操作部材2の下端側に第3のマグネット7を設け、第3のマグネット11に対し磁気的付勢力を発生させる第4のマグネット11をケース12の下底側に設けたことにより、該付勢力により操作部材2側のマグネット9をケース8の上部下面に押し付けるように構成したので、操作部材2から手指を離すと、操作部材2はケース8の上部下面に押し付けられた状態で位置規制されて固定保持される。従って、操作部材は、ケース8に対して正規の高さに確実に位置固定され、操作部材2に不意に外力が作用しても、操作部材2が位置ずれを起こす恐れがない。
Furthermore, by providing the
上記実施例では、センサとしては磁力センサを用いたが、操作部材の移動位置又は変位量を検出できるセンサであれば、例えば静電容量センサなどの他の検出手段を勿論用いることができる。 In the above embodiment, a magnetic sensor is used as the sensor, but other detection means such as a capacitance sensor can be used as long as the sensor can detect the movement position or displacement of the operation member.
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified one.
1 多方向入力装置
2 操作部材
3 円筒部
4 連結シャフト
5 大径部
7 円板状マグネット(第3のマグネット)
8 上部ケース
8A 中心孔
9 円環状マグネット(第1のマグネット)
10 円環状マグネット(第2のマグネット)
11 円板状マグネット(第4のマグネット)
12 下部ケース
13 基板
14a〜14d磁力センサ(変位センサ)
DESCRIPTION OF
8
10 Toroidal magnet (second magnet)
11 Disc-shaped magnet (fourth magnet)
12
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