JP5394315B2 - 多方向入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、多方向入力装置に関し、特に、携帯電話装置やゲーム機用コントローラ等における方位入力操作に好適な多方向入力装置に関する。

従来、操作体のスライド操作により、多方向の方位入力可能な多方向入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この多方向入力装置は、上面に開口部が形成されたハウジングを有し、操作体の操作部を開口部からハウジング外に突出させた状態で、ハウジング内に操作体の鍔状の可動部を配置して構成される。ハウジングの開口部の周囲には、鍔状の可動部に向かって、ハウジング内に突出した環状凸部が形成され、この環状凸部及び鍔状の可動部の外周面には環状の弾性部材が装着されている。

また、ハウジングの底部には、操作体の可動部のスライド方向やスライド量を検出する検出部が設けられている。そして、操作部を操作すると、弾性部材の収縮力に抗して可動部がハウジング内をスライドされ、弾性部材が環状凸部と可動部とにより内側から押し広げられる。この状態から、操作部の操作を解除すると、弾性部材の復帰力により操作体が元の位置に戻される。このように、多方向入力装置は、操作体のスライド移動により方位入力を可能とすると共に、弾性部材の復帰力により操作体を自動復帰させるように構成されている。

特開２００６−１４６９７３号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の多方向入力装置では、多方向入力装置の落下による衝撃や操作部の引っ張り等によってハウジングが変形されると、環状の弾性部材が環状凸部及び可動部の外周面から外れて、可動部の板面とハウジングとの間に挟み込まれるおそれがあった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、ハウジングの変形によって環状の弾性部材が可動部の板面とハウジングとの間に挟み込まれることがない多方向入力装置を提供することを目的とする。

本発明の多方向入力装置は、開口部を介して外部に連なる空洞部を有し、前記空洞部内に突出する突出部が設けられたハウジングと、前記開口部から露出する操作部及び前記突出部に対向するように前記空洞部内を平面方向にスライド移動する可動部が設けられた操作体と、前記操作体のスライド移動を検出する検出手段と、前記突出部及び前記可動部の外周側を囲うように配設され、前記突出部に対して前記可動部を初期位置に復帰させる環状の弾性部材と、前記突出部及び前記可動部と前記弾性部材との間に配設され、前記弾性部材の少なくとも内周側を収容可能な凹部を有する複数の保持体とを備え、前記複数の保持体は、前記凹部に前記弾性部材を保持した状態で、前記可動部のスライド移動に伴ってスライド移動可能なことを特徴とする。

この構成によれば、環状の弾性部材の内周側が複数の保持体の凹部に保持されるため、多方向入力装置の落下等によってハウジングが変形しても、弾性部材が複数の保持体から外れて可動部とハウジングとの間に挟み込まれるような不具合を防止することができる。また、操作体のスライド移動に伴って、複数の保持体が弾性部材を保持した状態でスライド移動可能なため、操作体の操作中に弾性部材が保持体から外れるのを防止することができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記操作体は、前記可動部の外周面よりも外方に延び、前記複数の保持体の前記平面方向に直交する上下方向の動きを規制する鍔状部を有することを特徴とする。

この構成によれば、複数の保持体の上下方向の動きが規制されるので、保持体による弾性部材の保持をより確実なものとすることができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記鍔状部は、前記操作体のスライド移動範囲内においては、前記上下方向で前記複数の保持体のそれぞれの少なくとも一部と重なるように延在することを特徴とする。

この構成によれば、鍔状部と複数の保持体のそれぞれとが、少なくとも一部で重なっていればよいので、鍔状部を小さく形成することができる。よって、ハウジングを大きくすることなく、操作体の操作量を大きくとることができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記突出部は、前記ハウジングの底面部から前記ハウジング内に突出され、前記可動部は、前記鍔状部よりも前記底面部側に突出されたことを特徴とする。

この構成によれば、操作体の非操作状態において、ハウジングの上面部に形成された開口部の少なくとも一部を鍔状部で覆うことができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記ハウジングと一体的に、前記複数の保持体のスライド移動をそれぞれ所定領域内に規制する複数の規制部を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、複数の保持体のスライド移動がそれぞれ所定領域に規制されるため、スライド移動される複数の保持体同士の接近による偏りを防止して、弾性部材を良好に保持することができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記規制部は、前記ハウジングの底面部に形成された穴部であり、前記保持体は、前記穴部に挿入される突部を有することを特徴とする。

この構成によれば、突部と穴部という簡単な構成で、保持体のスライド移動を規制することができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記複数の保持体の前記凹部は、前記弾性部材に沿って円弧状に延在することを特徴とする。

この構成によれば、弾性部材を安定して保持することができると共に、保持体や弾性部材の移動を円滑なものとすることができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記複数の保持体の前記凹部は、前記弾性部材の最内周部と当接する溝形状をなすことを特徴とする。

この構成によれば、保持体の凹部に弾性部材の最内周部が当接されるため、弾性部材をより安定して保持することができる。また、弾性部材は、非操作時における最内周部の径方向の位置決め精度が高められるため、操作体の可動部に作用するプリテンションのバラツキを小さくして、操作体を動かし始めるのに必要な作動力を安定させることができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記複数の保持体は、３つ以上であることを特徴とする。

この構成によれば、操作体のスライド移動方向に関わらず、良好な操作性を保つことができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記操作体と共に移動する磁性部材と、前記磁性部材による磁界を検出する磁気センサとで前記検出手段を構成し、前記可動部内に前記磁性部材を保持したことを特徴とする。

この構成によれば、非接触の態様で操作体のスライド移動を検出する検出手段を構成できるので、接点の摩耗等による不具合を回避して長寿命化を実現することができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記弾性部材を非磁性材料で形成し、前記磁気センサを、前記ハウジングにおける前記突出部を形成する裏面側の凹部に配置したことを特徴とする。

この構成によれば、弾性部材を非磁性材料で形成したことから、弾性部材が磁性部材の磁界に影響を及ぼすのを防止できるので、高い精度で操作体のスライド動作を検出することが可能となる。また、突出部の形成によって設けられる空間を利用して磁気センサが配置されるため、装置全体を薄型化することが可能となる。また、操作体等が配置される空洞部内と凹部内とが突出部で仕切られるため、凹部内の磁気センサ側に摩耗粉等の異物が入り込むのを防ぐことができる。

また本発明は、上記多方向入力装置において、前記可動部は、前記鍔状部と別部材で形成され、前記磁性部材を収納する収納部を有し、前記操作体のスライド移動に伴って前記突出部の突出端面に摺接することを特徴とする。

この構成によれば、可動部と鍔状部とを別部材で形成し、可動部の収納部に磁性部材を収納することから、磁性部材の取付作業を容易化することができる。また、可動部が突出部の突出端面に摺接することから、磁性部材と磁気センサとの距離を精度良く定めることができ、操作体のスライド動作を高い精度で検出することができる。

本発明によれば、環状の弾性部材の内周側が複数の保持体の凹部に保持されるので、多方向入力装置の落下等によってハウジングが変形しても、弾性部材が複数の保持体から外れて可動部とハウジングとの間に挟み込まれるような不具合を防止することができる。

本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、多方向入力装置の斜視図である。 本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、多方向入力装置の上面側から見た分解斜視図である。 本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、多方向入力装置の下面側から見た分解斜視図である。 本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、多方向入力装置の断面図である。 本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、多方向入力装置を側方から見た場合の動作説明図である。 本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、多方向入力装置を上方から見た場合の動作説明図である。 本発明に係る多方向入力装置の実施の形態を示す図であり、保持体とコイルばねとの保持構成の説明図である。 本発明に係る多方向入力装置の保持体の保持面の変形例を示す図である。 本発明に係る多方向入力装置の保持体の変形例を示す図である。 本発明に係る多方向入力装置の可動部の変形例を示す図である。 本発明に係る多方向入力装置の規制部の変形例を示す図である。 本発明に係る多方向入力装置の操作体の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る多方向入力装置は、例えば、携帯電話装置やゲーム機用コントローラ等における方位入力操作に用いられるものである。なお、本実施の形態に係る多方向入力装置の用途については、これらに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図１から図３を参照して、多方向入力装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の上面側から見た分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の下面側から見た分解斜視図である。

図１から図３に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１は、摘み部または図示しない摘みの取付部として機能する操作部４１の操作により多方向入力を可能とするものであり、上部ケース２及び下部ケース３からなるハウジングの空洞部内に各種構成部品を収納して構成される。上部ケース２及び下部ケース３は、重ね合わせられた状態で、下部ケース３の下方から取付部材４を上部ケース２にスナップ結合させることにより一体化されている。

上部ケース２は、絶縁性の樹脂材料等で下面を開口した扁平箱状に形成されている。上部ケース２の上面部１５の中央には、操作部４１を外部に突出させる円形状の開口部１６が形成されている。下部ケース３は、絶縁性の樹脂材料等で上面を開口した扁平箱状に形成されている。上部ケース２の上面部１５と空洞部を介して対向配置される下部ケース３の底面部２１の中央には、空洞部内に突出する円柱状の突出部２２が設けられている。また、突出部２２の裏面側には、後述する磁気センサ１１が収容される凹部２３が形成されている。

このように構成されたハウジング内の空洞部には、目隠し部材６、操作体７、複数（本実施の形態では４つ）の保持体８及び弾性部材としてのコイルばね９が収容される。目隠し部材６は、中央に開口部２９を設けた環状シートであり、上部ケース２と操作体７との間に配置される。操作体７は、操作部４１を目隠し部材６の開口部２９及び上部ケース２の開口部１６を介してハウジング外に突出させた状態で収納される。また、操作体７は、操作部４１を有する操作本体部３１の下側に、操作本体部３１の回転を規制する規制部材３２と、磁石３３を保持した可動部３４とを取り付けて構成されている。

複数の保持体８は、操作体７の可動部３４及び下部ケース３の突出部２２の周囲に配置される。この場合、可動部３４及び突出部２２は、その外形形状が略同一系の平面視円形状をなして円柱状（円筒状）に突出されており、非操作状態において外周面が連続するように面一となっている。複数の保持体８は、この外周面を四方から囲うようにして配置されている。所定の長さのコイルばね９の両端部を連結することにより形成した環状のコイルばね９は、複数の保持体８を可動部３４及び突出部２２の外周面に押し付けるように複数の保持体８に装着される。また、下部ケース３の下面には、取付部材４を介して磁気センサ１１を有するフレキシブル基板１２が取り付けられている。以下、空洞部に配置される各構成部材の構成について説明する。

操作本体部３１は、絶縁性の樹脂材料等により形成され、円板状の操作部４１と、ハウジング内の空洞部に配置される上面視略矩形板状の鍔状部４２と、操作部４１の中央部分と鍔状部４２の中央部分とを連ねるくびれ部４３とを有している。操作部４１は、上部ケース２及び目隠し部材６の開口部１６、２９を介して外部側に挿通可能な寸法、すなわち、開口部１６、２９よりも小径に形成されている。鍔状部４２の下面中央部分には、略円形の凹部４４が形成されると共に、この略円形の凹部４４を鍔状部４２の一辺に沿う一方向に横切るように帯状の凹部４５が形成されている。この略円形の凹部４４と帯状の凹部４５には、可動部３４及び規制部材３２が取り付けられる。より具体的には、帯状の凹部４５に後述する規制部材３２の長尺部４８が配置された状態で、略円形の凹部４４に可動部３４の円弧状をなした周壁部が圧入されることで、操作本体３１に可動部３４が嵌合して取り付けられる。

操作本体部３１のくびれ部４３には、ハウジング内を遮蔽する目隠し部材６が取り付けられる。目隠し部材６は、例えば、ポリカーボネイト樹脂等で形成された環状シートである。目隠し部材６の開口部２９は、操作部４１よりも大径に形成されている。また、目隠し部材６の外形は、鍔状部４２よりも大きく形成されており、操作体７のスライド移動時に、上部ケース２の上面部１５と鍔状部４２との間の隙間を埋めるように形成されている。この目隠し部材６と鍔状部４２により、開口部１６からハウジング内に異物が入るのが抑制されている。なお、操作体７の非操作状態においては、開口部１６は鍔状部４２によって覆われている。

規制部材３２は、ハウジングに対する操作体７の回転を規制するものであり、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料で形成されている。規制部材３２は、長尺部４８と、この長尺部４８の長手方向の両端部から下方に折り曲げて形成された一対の規制片４９とを有している。長尺部４８は、鍔状部４２に形成された帯状の凹部４５よりも僅かに幅狭に形成され、凹部４５に対してスライド可能に配置される。そして、規制部材３２は、鍔状部４２と可動部３４との間に挟み込まれることで、操作本体部３１に取り付けられる。この場合、長尺部４８の長手方向の両端部は、鍔状部４２から側方に突出され、一対の規制片４９を鍔状部４２の外側に位置されている。なお、規制部材３２は、非磁性材料で形成されていれば良く、例えば、絶縁性の樹脂材料で形成されてもよい。

可動部３４は、絶縁性の樹脂材料等により、内側に磁性部材としての磁石３３を収容した有底円筒状に形成されている。可動部３４の周壁部には、上端面から下方に切り欠かれた一対の切欠部５１が形成されている。この切欠部５１の幅寸法は、規制部材３２の長尺部４８の幅寸法よりも僅かに大きく形成され、規制部材３２の長尺部４８を挿通可能としている。切欠部５１の深さ寸法は、長尺部４８の板厚よりも僅かに大きなものとなっている。

磁石３３は、円板状に形成されており、可動部３４の内側に嵌合されている。このように、磁石３３は、操作本体部３１と別体に形成された可動部３４内に収納され、可動部３４を介して操作本体部３１に取り付けられる。よって、操作体７に対する磁石３３の取り付け作業を容易化することが可能となる。なお、磁石３３は、磁性部材であれば、どのようなものであってもよい。

このように構成された操作体７は、上部ケース２の対向する一対の側壁部１７に、一対の規制片４９を沿わせるようにしてハウジング内に配置される。この場合、一対の規制片４９の外面間隔は、一対の側壁部１７の内壁面の対向間隔と略同一に形成されている。したがって、操作体７は、回転力が与えられた場合に、一対の規制片４９が上部ケース２の側壁部１７の内壁面に当接されて回転が規制される。

また、操作体７は、規制部材３２により一方向（Ｘ軸方向）及びこれに直交する他方向（Ｙ軸方向）にガイドされる（図６参照）。すなわち、操作体７は、一方向に延在する長尺部４８と鍔状部４２の下面に形成された帯状の凹部４５とにより一方向にガイドされ、一対の規制片４９の外面と上部ケース２の側壁部１７の内壁面とにより他方向にガイドされる。このように、規制部材３２は、操作体７の回転を規制しつつ、操作体７の平面方向のスライド移動を可能としている。

コイルばね９は、操作体７を初期位置に復帰させる弾性部材として機能するものであり、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料で形成されている。コイルばね９は、操作体７の非操作状態において、複数の保持体８に僅かに押し広げられた状態で装着されている。したがって、コイルばね９は、操作体７の操作時に、内側への収縮力によって可動部３４を初期位置に向けて付勢する。なお、操作体７の初期位置とは、可動部３４及び突出部２２の外周面が面一となる位置である。

複数の保持体８は、コイルばね９を保持するものであり、例えば、絶縁性の樹脂材料等で形成されている。各保持体８は、円弧状に延在しており、突出部２２の周囲に配置されている。各保持体８の内周面は、突出部２２及び可動部３４の外周面と同一の曲率で、突出部２２及び可動部３４の外周面と面接触可能に形成されている。各保持体８の外周面は、凹部を構成するＵ字溝状の保持面５３が形成されており、この保持面５３に環状のコイルばね９の内周側が保持されている。ここで、各保持体８の保持面５３は、図６（ａ）に示す操作体７の非操作状態（初期状態）における円環状をなしたコイルばね９の内周部に沿って円弧状に延びている。

また、各保持体８の下面には、下部ケース３に形成された案内孔２４に挿入される突部５４が形成されている。この案内孔２４は、突出部２２と下部ケース３の四隅とを結ぶ対角線上に配置され、各保持体８を直線的にスライド移動させる。このように、複数の保持体８が下部ケース３の対角線上を直線的に移動するため、コイルばね９がスライド移動する複数の保持体８間で円滑に押し広げられ、コイルばね９が各保持体８に良好に保持される。なお、案内孔２４は、下部ケース３の底面部２１に形成された穴部からなる規制部を構成している。本実施の形態においては、案内孔２４は貫通孔で形成しているば、有底の穴部であってもよい。

このように構成された複数の保持体８は、コイルばね９の内周側を保持した状態で、突出部２２及び可動部３４の周囲に配置される。換言すれば、複数の保持体８は、突出部２２および可動部３４とコイルばね９との間に配設されたものとなっている。このとき、各保持体８の保持面５３は、コイルばね９の内周側を覆っており、コイルばね９の上下方向のズレを規制している。一方、コイルばね９は、その収縮力により各保持体８を突出部２２及び可動部３４の外周面側に押し付けている。この構成により、コイルばね９の上下方向のズレが規制されると共に、各保持体８の保持面５３とコイルばね９とが強く当接され、コイルばね９の各保持体８からの抜け外れが抑制される。

さらに、各保持体８は、突出部２２に対して可動部３４を初期位置に位置決めする位置決め部材として機能する。例えば、操作体７が一方向に操作された場合、コイルばね９の一方向側が一部の保持体８により押し広げられ、コイルばね９の他方向側が残りの保持体８により係止される。そして、操作体７の操作が解除されると、コイルばね９の収縮力（復帰力）により一部の保持体８を介して可動部３４が突出部２２に対して初期位置に復帰される。このとき、各保持体８の内周面は、可動部３４を初期位置に位置決めする位置決め面として機能し、可動部３４を突出部２２上で互いに対向するように位置決めする。

ハウジングの下面には、取付部材４を介して磁気センサ１１を有するフレキシブル基板１２が配置される。フレキシブル基板１２は、磁気センサ１１及び図示しない検出回路が設けられた基板本体５６と、基板本体５６から側方に延出された複数のリード線が設けられた出力配線部５７とを有している。基板本体５６は、上面視矩形状に形成され、下部ケース３の背面に形成された矩形状の位置決め部２５に位置決め状態で配置される。このとき、基板本体５６に設けられた磁気センサ１１が下部ケース３の凹部２３内に配置され、出力配線部５７がハウジングの側方に突出される。

磁気センサ１１は、例えば、複数のＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）素子でブリッジ回路を形成したＧＭＲセンサであり、操作体７の可動部３４内に設けられた磁石３３と共に検出手段を構成するものである。ここで、ＧＭＲ素子は、基本的な構成として、反強磁性層、ピン層、中間層及びフリー層をフレキシブル基板１２上に積層して形成されている。

磁気センサ１１は、可動部３４内の磁石３３からの磁束をＧＭＲ素子に作用させて、磁束の向きによって電気抵抗値を変化させる。そして、電気抵抗値の変化に応じた出力信号に基づいて操作体７のスライド位置が検出される。なお、この磁気センサ１１が備えるＧＭＲ素子が巨大磁気抵抗効果を発揮するためには、例えば、反強磁性層がα−Ｆｅ_２Ｏ_３層、ピン層がＮｉＦｅ層、中間層がＣｕ層、フリー層がＮｉＦｅ層から形成されることが好ましいが、これらのものに限定されるものではなく、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。また、磁気センサ１１が備えるＧＭＲ素子は、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。

取付部材４は、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料の金属板を折り曲げて形成され、矩形状の平板部６１と、平板部６１の四隅に設けられた係合片６２とを有している。各係合片６２は、上部ケース２の四隅に形成された被係合部１８に係合され、上部ケース２と平板部６１との間に下部ケース３及びフレキシブル基板１２を挟み込むように固定する。平板部６１の中央部分には、フレキシブル基板１２を下部ケース３に向けて押し付ける一対の押圧片６３が形成されている。一対の押圧片６３は、平板部６１から僅かに上方に切り起こされた片持バネであり、フレキシブル基板１２を背面側から上方に付勢する。この構成により、フレキシブル基板１２（磁気センサ１１）の上下方向における位置ズレが抑制される。

次に、図４を参照して、多方向入力装置の組み付け状態について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の断面図である。

図４に示すように、下部ケース３の突出部２２及び操作体７の可動部３４は、コイルばね９の収縮力によって複数の保持体８を介して位置合わせされている。この場合、複数の保持体８及びコイルばね９は、鍔状部４２と底面部２１との間に配置され、上下方向の移動が規制されている。この構成により、コイルばね９の保持をより確実なものとすることが可能となっている。また、操作体７は、可動部３４の下面３４ａ及び突出部２２の上面２２ａ（突出端面）を面接触させて、平面方向に移動可能に構成されている。この可動部３４の下面３４ａ及び突出部２２の上面２２ａのそれぞれには、合せ面から僅かに窪んだ凹部２６、４６が形成されている。凹部２６、４６は、可動部３４と突出部２２との摺接によって発生した摩耗粉を溜めることで、摩耗粉に起因した操作体７の不安定なスライド移動を防止する。

また、可動部３４と突出部２２との合せ面には、摺動性を向上させるためのグリス等の潤滑剤が塗布されている。これにより、可動部３４と突出部２２との摺接による摩耗粉の発生が抑制されている。突出部２２の裏面側の凹部２３には、可動部３４内の磁石３３の磁界を検出する磁気センサ１１が配置されている。このように、磁気センサ１１が収納される凹部２３が、下部ケース３の下面側に形成されるため、摩耗粉や潤滑剤の侵入が防止され、磁気センサ１１に摩耗粉や潤滑剤が付着されることがなく、磁気センサ１１の検出精度が悪化することがない。

磁石３３及び磁気センサ１１は、可動部３４の下面３４ａと突出部２２の上面２２ａとの接触により、一定の間隔を空けて対向配置されている。また、上記したように、フレキシブル基板１２が取付部材４の一対の押圧片６３によって下部ケース３の下面に押し付けられ、磁気センサ１１の上下方向の位置ズレが抑制されている。これらの構成により、可動部３４内の磁石３３と凹部２３内の磁気センサ１１との対向間隔が一定に維持され、磁気センサ１１による操作体７のスライド移動の検出精度が向上されている。

このように組み付けられた多方向入力装置１の各構成部品は、磁石３３を除いて非磁性材料でされているため、各構成部品が磁石３３の磁界に影響を及ぼすことが防止される。これにより、磁気センサ１１による操作体７のスライド移動の検出精度がさらに向上される。

次に、図５及び図６を参照して、多方向入力装置の動作について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置を側方から見た場合の動作説明図である。図６は、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置を上方から見た場合の動作説明図である。なお、図５は、図４とは直交する方向で切断した場合の断面図で示す動作説明図である。また、図６においては、説明の便宜上、上部ケースや目隠し部材を省略すると共に、可動部を含む操作体については破線で示している。また、図６においては、コイルばねを輪郭で示す等して全体的に簡略化した説明図としている。

側方から見た多方向入力装置１の動作について説明する。図５（ａ）に示すように、操作体７の非操作状態においては、操作体７がハウジングの略中央の初期位置に位置されている。この場合、下部ケース３の突出部２２及び操作体７の可動部３４は、コイルばね９の収縮力によって複数の保持体８を介して位置合わせされている。この非操作状態から操作体７が一方向側（図示左方向）に操作されると、コイルばね９の収縮力に抗して可動部３４が一方向にスライド移動（平面移動）される。可動部３４のスライド移動により、コイルばね９が他方向側（図示右方向）に位置する保持体８によって係止されると共に、一方向側に位置する保持体８のスライド移動によって押し広げられる。

図５（ｂ）に示すように、操作体７がさらに一方向側に操作されると、操作体７のくびれ部４３が上部ケース２の開口部１６の開口縁部に当接される。この操作体７の最大操作時には、上部ケース２の開口部１６と鍔状部４２との隙間が、目隠し部材６によって遮蔽され、ハウジング内への異物の侵入が防止される。このため、鍔状部４２だけで目隠しする構成と比較して、鍔状部４２を小さく形成して操作体７の操作量を大きくすることができる。これにより、多方向入力装置１を小型化しても操作体７の十分な操作量を確保することが可能となる。

操作体７の操作が解除されると、コイルばね９の収縮力により一方向側の保持体８によって可動部３４が他方向側に押し戻される。そして、一方向側の保持体８の内周面と他方向側の保持体８の内周面とによって、可動部３４が突出部２２に対して上下方向で互いに対向するように位置決めされ、操作体７が初期位置に復帰される。

次に、上方から見た多方向入力装置１の動作について説明する。図６（ａ）に示すように、操作体７の非操作状態においては、操作体７（可動部３４）が下部ケース３の略中央の初期位置に位置されている。この場合、コイルばね９の収縮力によって、四方に位置する複数の保持体８ａ−８ｄの内周面が下部ケース３の突出部２２及び操作体７の可動部３４の外周面に押し付けられ、突出部２２と可動部３４とが位置合わせされている。また、複数の保持体８ａ−８ｄは、操作体７の鍔状部４２に覆われており、上下方向の移動が規制されている。

図６（ｂ）に示すように、操作体７が初期位置からＸ軸方向に操作される場合、操作体７は、規制部材３２の長尺部４８と鍔状部４２に形成された凹部４５とをガイドとしてＸ軸方向に移動される。操作体７が操作されると、コイルばね９の収縮力に抗して可動部３４がＸ軸方向にスライド移動され、保持体８ａ、８ｂが可動部３４によって下部ケース３の角部に向けて押し込まれる。コイルばね９は、保持体８ｃ、８ｄによって略半部が係止されると共に、保持体８ａ、８ｂのスライド移動によって残りの略半部がＸ軸方向に押し広げられる。よって、コイルばね９は、上面視円形状からＸ軸方向が長径となる上面視略楕円形状（小判形状）に変形される。ここで、コイルばね９は、所定長さのコイルばね９の両端を連結して環状としたものであるため、コイルばね９がＸ軸方向に押し広げられた場合でも、コイルばね９全体が延びるものである。したがって、保持体８ｃ、８ｄによって係止された部分のコイルばね９も延びている。これは、いずれの方向に操作体７を操作した場合でも同様である。

この場合、鍔状部４２は、保持体８ａ−８ｄのそれぞれと少なくとも一部で重なっており、保持体８ａ‐８ｄの上下動を規制して、保持体８によるコイルばね９の保持をより確実なものとしている。そして、操作体７の操作が解除されると、コイルばね９の収縮力により可動部３４が保持体８ａ、８ｂを介して押し戻される。これにより、操作体７は、図６（ａ）に示す初期位置に自動的に復帰される。

図６（ｃ）に示すように、操作体７が初期位置からＹ軸方向に操作される場合、操作体７は、規制部材３２の一対の規制片４９と上部ケース２の側壁部１７とをガイドとして規制部材３２と一体的にＹ軸方向に移動される。操作体７が操作されると、コイルばね９の収縮力に抗して可動部３４がＹ軸方向にスライド移動され、保持体８ａ、８ｄが可動部３４によって下部ケース３の角部に向けて押し込まれる。コイルばね９は、保持体８ｂ、８ｃによって略半部が係止されると共に、保持体８ａ、８ｄのスライド移動によって残りの略半部がＹ軸方向に押し広げられる。よって、コイルばね９は、上面視円形状からＹ軸方向が長径となる上面視略楕円形状（小判形状）に変形される。

この場合、鍔状部４２は、保持体８ａ−８ｄのそれぞれと少なくとも一部で重なっており、保持体８ａ‐８ｄの上下動を規制して、保持体８によるコイルばね９の保持をより確実なものとしている。そして、操作体７の操作が解除されると、コイルばね９の収縮力により可動部３４が保持体８ａ、８ｄを介して押し戻される。これにより、操作体７は、図６（ａ）に示す初期位置に自動的に復帰される。

図６（ｄ）に示すように、操作体７が初期位置から下部ケース３の角部に向かう斜め方向に操作される場合、操作体７は、長尺部４８と鍔状部４２の凹部４５とをＸ軸方向のガイドとし、一対の規制片４９と上部ケース２の側壁部１７とをＹ軸方向のガイドとして斜め方向に移動される。操作体７が操作されると、コイルばね９の収縮力に抗して可動部３４が斜め方向にスライド移動され、可動部３４によって保持体８ｂ、８ｄが下部ケース３の角部に向けて僅かに押し退けられ、保持体８ａが下部ケース３の角部に向けて押し込まれる。

コイルばね９は、保持体８ｃによって係止されると共に、保持体８ａ、８ｂ、８ｄによって押し広げられる。このとき、保持体８ｂ、８ｄのスライド量は僅かであり、保持体８ａのスライド量は保持体８ｂ、８ｄのスライド量よりも大きくなっている。よって、コイルばね９は、上面視円形状から斜め方向が長径となる上面視略楕円形状に変形される。

この場合、鍔状部４２は、保持体８ａ−８ｄのそれぞれと少なくとも一部で重なっており、保持体８ａ‐８ｄの上下動を規制して、保持体８によるコイルばね９の保持をより確実なものとしている。そして、操作体７の操作が解除されると、コイルばね９の収縮力により可動部３４が保持体８ａ、８ｂ、８ｄを介して押し戻される。これにより、操作体７は、図６（ａ）に示す初期位置に自動的に復帰される。

このように、操作体７が操作されると、複数の保持体８ａ‐８ｄは案内孔２４に案内されて下部ケース３の四隅に向けてスライド移動される。したがって、スライド移動する保持体８同士が接近して偏ってしまうことがなく、コイルばね９が各保持体８に良好に保持される。また、鍔状部４２が、保持体８ａ‐８ｄのそれぞれと少なくとも一部で重なることで、保持体８ａ‐８ｄの上下方向の移動を規制することができるため、鍔状部４２を小さく形成して操作体７の操作量を大きくとることができる。これにより、多方向入力装置１を小型化しても操作体７の十分な操作量を確保することが可能となる。

次に、図７を参照して、保持体とコイルばねとの保持構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る保持体とコイルばねとの保持構成の説明図である。

図７（ａ）に示すように、コイルばね９は、断面視において、保持体８の保持面５３に内周側の略半部を覆うように保持されている。このとき、保持体８の保持面５３には、コイルばね９の収縮力が作用する一方、コイルばね９には保持面５３から矢印に示すように半径方向内側に向けて反力が作用している。すなわち、コイルばね９には、自身の収縮力の反力のうち上下方向の分力が、コイルばね９を保持面５３に留める方向に作用する。したがって、コイルばね９が複数の保持体８に良好に保持されるため、多方向入力装置の落下等によってハウジングが変形しても、コイルばね９が複数の保持体８から外れて可動部３４と下部ケース３との間に挟み込まれることがない。

また、図７（ｂ）に示すように、コイルばね９が押し広げられた場合においては、コイルばね９の収縮力が大きくなることから、コイルばね９に作用する反力も大きくなる。したがって、コイルばね９には、反力の上下方向の分力が、保持面５３に留める方向に強く作用する。このように、複数の保持体８がコイルばね９を保持した状態でスライド移動可能なため、操作体７の操作中にコイルばね９が保持面５３から外れるのを防止することが可能となる。

また、保持体８の保持面５３は、コイルばね９の最内周部に当接されるため、コイルばね９をより安定して保持することができる。さらに、コイルばね９は、保持体８の保持面５３との当接位置が径方向（例えば、図７（ａ）の左右方向）に位置ズレしにくいものとなり、非操作時における最内周部の径が精度良く定められるため、操作体７の可動部３４に作用するコイルばね９によるプリテンションのバラツキを小さくして、操作体７を動かし始めるのみ必要な作動力を安定させることができる。なお、最内周部とは、下部ケース３の底面部２１に平行な水平面上において、環状のコイルばね９の最も内側に位置する部分をいう。

なお、保持体８の凹部を形成する保持面５３は、上記したＵ字溝状に限定されるものではない。保持体８の保持面５３は、コイルばね９の内周側を収容可能に形成されていればよく、図８（ａ）に示すように角溝状に形成されてもよい。この保持体８の凹部を角溝状に形成した場合でも、Ｕ字溝状に形成した場合と同様に、凹部の内側面で構成される保持面とコイルばね９の最内周部とが当接するため、コイルばね９のプリテンションのバラツキを小さくすることが可能である。また、保持体８の凹部は、図８（ｂ）に示すようにＶ字溝状に形成されていてもよい。

また、保持体８は、上記したようにコイルばね９の内周側を保持するものに限定されるものではない。保持体８は、コイルばね９の少なくとも内周側を収容可能に形成されていればよく、コイルばね９の内周側及び外周側の一部を収容可能、あるいはコイルばね９を全周に亘って収容可能に形成されていてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る多方向入力装置１によれば、コイルばね９の内周側が複数の保持体８の保持面５３に保持されるため、多方向入力装置１の落下等によってハウジングが変形しても、コイルばね９が保持体８から外れて可動部３４とハウジングとの間に挟み込まれるような不具合を防止すること可能となる。また、操作体７の操作に伴って、複数の保持体８がコイルばね９を保持した状態でスライド移動可能なため、操作体７の操作中にコイルばね９が保持体８から外れるのを防止することが可能となる。

なお、上記した実施の形態においては、４つの保持体がコイルばねを保持する構成としたが、この構成に限定されるものではない。コイルばねは、少なくとも２つ以上の保持体により保持される構成であればよい。例えば、図９（ａ）に示すように、コイルばね９は、２つの保持体８により保持されてもよい。この場合、Ｘ軸方向の操作時には、一方の保持体８がスライド移動してコイルばね９が押し広げられ、Ｙ軸方向の操作時には、図９（ｂ）に示すように、両方の保持体８が押し退けられてコイルばね９が押し広げられる。また、図９（ｃ）に示すように３つの保持体８により保持されてもよい。このような構成であっても、上記した実施の形態と同様な効果を得ることが可能である。さらに、保持体の数は５つ以上であってもよい。

また、上記した実施の形態においては、可動部が平面視円形状の外周面を有する構成としたが、この構成に限定されるものではない。可動部の外周面は、複数の保持体を押し出し可能であればよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、可動部３４の外周面は、平面視矩形状に形成されてもよいし、図１０（ｂ）に示すように、平面視三角形状に形成されてもよい。なお、可動部３４の外形形状は、下部ケースの突出部２２の外形形状と必ずしも同一形状である必要はなく、非操作状態（初期状態）において、複数の保持体８を位置決めでき、操作時に所定の保持体８をスライド移動できれば、その形状は限定されない。さらに、可動部３４を複数の凸部によって形成することも可能である。

また、上記した実施の形態においては、規制部としての案内孔が、保持体の突部を一方向にガイドする構成としたが、この構成に限定されるものではない。規制部は、保持体のスライド移動を所定領域内に規制する構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、図１１に示すように、規制部は、保持体８の突部５４を遊嵌する穴部６７で構成され、保持体８を所定領域内で遊動可能とする構成としてもよい。このような構成であっても、スライド移動する保持体８同士の接近による偏りを防止して、コイルばね９を円滑に押し広げることが可能となる。また、上記実施の形態においては、ハウジングを構成する下部ケース３に規制部としての穴部（案内孔）を形成したものであるが、ハウジングとは別部材に規制部を設けて、この別部材をハウジングに一体化した構成でもよい。

また、上記した実施の形態においては、操作体は、操作本体部（鍔状部）と磁石を収納した可動部とを別部材で構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、操作体７は、操作本体部３１と可動部３４とを一体に形成してもよい。この場合、鍔状部４２の下方から円環状に可動部３４が突出され、可動部３４の内側に磁石３３が配置される。また、鍔状部４２と操作部４１とが別体に形成されており、金属磁性材料で形成されたネジ部４７で、可動部３４の内側から固定される。そして、可動部３４の内側に配置された磁石３３がネジ部４７を吸着することで、磁石３３が可動部３４で保持される。このように構成された操作体であっても、本実施の形態と同様な効果を得ることが可能となっている。

また、上記した実施の形態においては、複数の保持体に鍔状部が直接当接して、保持体の上下動を規制するように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、規制部材の長尺部が配設される配設される鍔状部の凹部の隙間に、保持体が引っ掛かりにくくするために、環状をしたシート状のスペーサを鍔状部と長尺部の下側に設け、このスペーサを介して保持体の上下動が鍔状部に規制されるものでもよい。

また、上記した実施の形態では、操作体に鍔状部が設けられたものであるが、この構成に限定されるものではない。すなわち、鍔状部を有さない操作体を採用する場合には、空洞部を介して対向配置される上部ケースの上面部と下部ケースの底面部とによって、複数の保持体の上下方向の動きを規制するように構成する。なお、この場合には、鍔状部の下側に設けた規制部材も省略する。

また、上記した実施の形態においては、下部ケースの突出部が、磁気センサが配置される凹部をハウジングの空洞部から仕切るように形成されているが、この構成に限定されるものではない。突出部は、磁気センサが配置される凹部とハウジングの空洞部とを連通する連通孔が形成されていてもよい。また、下部ケースの突出部は、１つの突出部で構成したものに限られず、平面視で磁気センサを囲むように下部ケースに立設した複数の柱状をなした突出部であってもよい。

また、上記した実施の形態においては、検出手段は、磁石と磁気センサによって非接触式としたが、この構成に限定されるものではない。検出手段は、操作体のスライド移動を検出可能な構成であればよく、例えば、可変抵抗器等の接触式でもよい。

また、上記した実施の形態においては、可動部の下面と突出部の上面とが面接触される構成としたが、この構成に限定されるものではない。可動部の下面は、突出部の上面に接触して、可動部内の磁石と突出部の背面側の磁気センサとの対向間隔を一定とする構成でれば、どのような接触構成でもよい。

また、上記した実施の形態においては、磁気センサと磁石により検出手段を構成したがこの構成に限定されるものではない。検出手段は、操作体のスライド移動を検出する可能な構成であればよく、例えば、光学的に検出してもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上説明したように、本発明は、ハウジングの変形によって環状の弾性部材が可動部の板面とハウジングとの間に挟み込まれるのを防止できるという効果を有し、特に、携帯電話装置やゲーム機用コントローラ等における方位入力操作に好適な多方向入力装置に有用である。

１ 多方向入力装置
２ 上部ケース（ハウジング）
３ 下部ケース（ハウジング）
４ 取付部材
６ 目隠し部材
７ 操作体
８ 保持体
９ コイルばね（弾性部材）
１１ 磁気センサ（検出手段）
１６ 開口部
２１ 底面部
２２ 突出部
２３ 凹部
２４ 案内孔（穴部、規制部）
３１ 操作本体部
３２ 規制部材
３３ 磁石（検出手段、磁性部材）
３４ 可動部
４１ 操作部
４２ 鍔状部
５３ 保持面
５４ 突部
６７ 穴部（規制部）

Claims (12)

1. 開口部を介して外部に連なる空洞部を有し、前記空洞部内に突出する突出部が設けられたハウジングと、
   前記開口部から露出する操作部及び前記突出部に対向するように前記空洞部内を平面方向にスライド移動する可動部が設けられた操作体と、
   前記操作体のスライド移動を検出する検出手段と、
   前記突出部及び前記可動部の外周側を囲うように配設され、前記突出部に対して前記可動部を初期位置に復帰させる環状の弾性部材と、
   前記突出部及び前記可動部と前記弾性部材との間に配設され、前記弾性部材の少なくとも内周側を収容可能な凹部を有する複数の保持体とを備え、
   前記複数の保持体は、前記凹部に前記弾性部材を保持した状態で、前記可動部のスライド移動に伴ってスライド移動可能なことを特徴とする多方向入力装置。
2. 前記操作体は、前記可動部の外周面よりも外方に延び、前記複数の保持体の前記平面方向に直交する上下方向の動きを規制する鍔状部を有することを特徴とする請求項１に記載の多方向入力装置。
3. 前記鍔状部は、前記操作体のスライド移動範囲内においては、前記上下方向で前記複数の保持体のそれぞれの少なくとも一部と重なるように延在することを特徴とする請求項２に記載の多方向入力装置。
4. 前記突出部は、前記ハウジングの底面部から前記ハウジング内に突出され、
   前記可動部は、前記鍔状部よりも前記底面部側に突出されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の多方向入力装置。
5. 前記ハウジングと一体的に、前記複数の保持体のスライド移動をそれぞれ所定領域内に規制する複数の規制部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の多方向入力装置。
6. 前記規制部は、前記ハウジングの底面部に形成された穴部であり、
   前記保持体は、前記穴部に挿入される突部を有することを特徴とする請求項５に記載の多方向入力装置。
7. 前記複数の保持体の前記凹部は、前記弾性部材に沿って円弧状に延在することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の多方向入力装置。
8. 前記複数の保持体の前記凹部は、前記弾性部材の最内周部と当接する溝形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の多方向入力装置。
9. 前記複数の保持体は、３つ以上であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の多方向入力装置。
10. 前記操作体と共に移動する磁性部材と、前記磁性部材による磁界を検出する磁気センサとで前記検出手段を構成し、前記可動部内に前記磁性部材を保持したことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の多方向入力装置。
11. 前記弾性部材を非磁性材料で形成し、前記磁気センサを、前記ハウジングにおける前記突出部を形成する裏面側の凹部に配置したことを特徴とする請求項１０に記載の多方向入力装置。
12. 前記可動部は、前記鍔状部と別部材で形成され、前記磁性部材を収納する収納部を有し、前記操作体のスライド移動に伴って前記突出部の突出端面に摺接することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の多方向入力装置。

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