JP5584567B2 - 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など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、圧電素子から発生する電圧を利用し、操作部材に対する方位入力操作を受け付ける入力装置（座標入力装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この入力装置においては、圧電素子を操作部材であるピンスティックと基板とを介して上下のプレートで挟持する。そして、ピンスティックに対する押圧操作に応じて、圧電素子の加圧箇所及び減圧箇所から電圧を発生させ、その出力に基づいて方位入力操作を判別している。

特開平９−２３７１５２号公報、図１

しかしながら、上述したような従来の入力装置において、圧電素子は、硬度の高い圧電セラミックスから構成されることから、操作部材の傾倒角度を大きく取ることが困難である結果、良好な操作感触を得ることができないという問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、圧電素子を荷重センサに用いた場合においても、良好な操作感触を付与することができる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、複数の荷重センサと、この荷重センサを押圧駆動する駆動部材とを備え、前記駆動部材は、基部とこの基部に連結部を介して連結された複数の弾性変形可能な弾性腕部とを有し、前記連結部側における前記弾性腕部に対向して前記荷重センサがそれぞれ配設されると共に、この荷重センサの配設位置よりも先端側の前記弾性腕部を被押圧部とした多方向入力装置において、前記弾性腕部が、前記基部の外周側に当該基部を囲むように設けられ、前記駆動部材上に、複数の第２の弾性腕部を有する押圧部材が配設され、前記第２の弾性腕部が前記駆動部材の前記被押圧部を押圧することを特徴とする。

上記多方向入力装置によれば、荷重センサの配設位置よりも先端側の弾性腕部を被押圧部としたことから、弾性腕部が撓む範囲を確保することができ、駆動部材の上方に配設される操作部材の揺動や傾倒の角度を従来のものより大きくできるので、圧電素子を荷重センサに用いた場合においても、良好な操作感触を付与することが可能となる。

上記多方向入力装置ではまた、弾性腕部を長く形成することができるので、弾性腕部が撓む範囲を大きくでき、更に良好な操作感触を付与することが可能となる。また、弾性腕部が基部を囲むように設けられるので、多方向入力装置における幅方向の寸法の小型化の要請に対応することが可能となる。
さらに、２つの弾性腕部が重ねられ、これらの２つの弾性腕部でばね荷重を特定できるので、多方向入力装置におけるばね荷重を調節し易くすることができ、設計の自由度を確保することが可能となる。

上記多方向入力装置において、前記基部は、環状に形成されることが好ましい。この場合には、基部自体における変形をある程度許容することができるので、基部が内側に貫通孔を有さない平板状に形成される場合に比べて連結部近傍に応力が集中する事態を回避でき、駆動部材の破損等の不具合を防止することが可能となる。

上記多方向入力装置において、前記押圧部材は、内側に第２の基部を有すると共に、この第２の基部から前記第２の弾性腕部が外側に延設され、前記第２の弾性腕部の先端側に設けられた押圧部が前記被押圧部に対向しており、前記押圧部と前記被押圧部のいずれか一方に他方側へ突出する突部が設けられることが好ましい。この場合には、第２の弾性腕部の押圧部と、駆動部材の被押圧部のいずれか一方に設けられた突部によって確実に被押圧部を押圧することが可能となる。

上記多方向入力装置においては、前記弾性腕部の先端側と対向する受け部が設けられ、前記被押圧部が前記連結部と前記受け部の対向する前記弾性腕部との間に設けられることが好ましい。この場合には、弾性腕部が押圧された状態において、被押圧部を連結部及び受け部の２箇所で支持することができるので、多方向入力装置におけるばね荷重を大きくすることが可能となる。

上記多方向入力装置においては、前記弾性腕部の先端側と対向する受け部が設けられた支持部材を備え、前記支持部材には、前記被押圧部と間隔を存して対向配置される前記受け部よりも低い高さのストッパ部が設けられることが好ましい。この場合には、被押圧部に過度に大きい荷重が加えられても、弾性腕部はストッパ部と当接してそれ以上の移動が規制されるので、荷重センサが破損する事態を確実に防止することができる。

上記多方向入力装置において、前記駆動部材は、金属板で構成されることが好ましい。この場合には、荷重センサが金属板を介して押圧駆動されることから、荷重センサの検知部に突起が設けられた構成であっても、金属板により確実に当該突起を押圧駆動することが可能となる。

あるいは本発明の多方向入力装置は、複数の荷重センサと、この荷重センサを押圧駆動する駆動部材とを備え、前記駆動部材は、基部とこの基部に連結部を介して連結された複数の弾性変形可能な弾性腕部とを有し、前記連結部側における前記弾性腕部に対向して前記荷重センサがそれぞれ配設されると共に、この荷重センサの配設位置よりも先端側の前記弾性腕部を被押圧部とした多方向入力装置において、前記弾性腕部が、前記基部の外周側に当該基部を囲むように設けられ、前記弾性腕部における前記連結部との連結部分が、前記荷重センサ側から離れる方向に折り曲げ形成されることを特徴とする。この場合には、弾性腕部の支点（起点）を明確に定めることができ、弾性腕部が撓む範囲がばらつくのを抑制することが可能となる。

上記多方向入力装置においては、前記弾性腕部で折り曲げ形成された部分に孔部が形成されることが好ましい。この場合には、弾性腕部の折り曲げ形成された部分の面積を小さくできるので、弾性腕部をより撓み易くすることが可能となる。

あるいは本発明の多方向入力装置は、複数の荷重センサと、この荷重センサを押圧駆動する駆動部材とを備え、前記駆動部材は、基部とこの基部に連結部を介して連結された複数の弾性変形可能な弾性腕部とを有し、前記連結部側における前記弾性腕部に対向して前記荷重センサがそれぞれ配設されると共に、この荷重センサの配設位置よりも先端側の前記弾性腕部を被押圧部とした多方向入力装置において、前記弾性腕部と前記荷重センサとの間に、前記駆動部材よりも剛性の高い金属板が設けられ、前記弾性腕部が前記金属板を介して前記荷重センサを押圧駆動することを特徴とする。この場合には、荷重センサが金属板を介して押圧駆動されることから、荷重センサの検知部に突起が設けられた構成であっても、金属板により確実に当該突起を押圧駆動することが可能となる。また、荷重センサの検知部による駆動部材（弾性腕部）の塑性変形を、剛性の高い金属板により防止することが可能となる。

上記多方向入力装置において、前記弾性腕部は、内側に設けられた前記基部から外側に延出しており、隣接する前記弾性腕部の間には、前記金属板を保持する弾性変形可能な複数の保持腕部が設けられ、この保持腕部は前記駆動部材と一体に設けられた外側の支持板部から前記基部側へ延びるように形成されることが好ましい。この場合には、金属板を複数の保持腕部によって保持することができると共に、被押圧部に対する押圧操作時に金属板を変位させることが可能となる。

本発明によれば、荷重センサの配設位置よりも先端側の弾性腕部を被押圧部としたことから、弾性腕部を撓ませることができ、駆動部材の上方に配設される操作部材の揺動や傾倒の角度を従来のものより大きくできるので、良好な操作感触を付与することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る多方向入力装置の分解斜視図である。 実施の形態１に係る多方向入力装置を組み立てる過程の斜視図である。 実施の形態１に係る多方向入力装置を組み立てる過程の斜視図である。 実施の形態１に係る多方向入力装置の全体斜視図である。 実施の形態１に係る多方向入力装置の上面図である。 実施の形態１に係る多方向入力装置の側面図である。 本発明の実施の形態２に係る多方向入力装置の分解斜視図である。 実施の形態２に係る多方向入力装置の分解斜視図である。 実施の形態２に係る多方向入力装置を組み立てる過程の斜視図である。 実施の形態２に係る多方向入力装置を組み立てる過程の上面図である。 実施の形態２に係る多方向入力装置の上面図である。 実施の形態２に係る多方向入力装置の側面図である。 本発明の実施の形態３に係る多方向入力装置の分解斜視図である。 実施の形態３に係る多方向入力装置を組み立てる過程の斜視図である。 実施の形態３に係る多方向入力装置を組み立てる過程の斜視図である。 実施の形態３に係る多方向入力装置の全体斜視図である。 実施の形態３に係る多方向入力装置の上面図である。 実施の形態３に係る多方向入力装置の側面図である。

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など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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る多方向入力装置１の分解斜視図である。以下においては、説明の便宜上、図１に示す上方側を「多方向入力装置１の上方側」と呼び、図１に示す下方側を「多方向入力装置１の下方側」と呼ぶものとする。また、図１に示す左下方側を「多方向入力装置１の前方側」と呼び、図１に示す右上方側を「多方向入力装置１の後方側」と呼ぶものとする。図２以降の図面においても同様とする。

図１に示すように、実施の形態１に係る多方向入力装置１は、複数（本実施の形態では４つ）の荷重センサ２１ａ〜２１ｄが実装される基板２と、基板２の上方側に配置される支持部材３、駆動部材４及び押圧部材５と、基板２の下方側に配置される固定部材６とを含んで構成されている。また、基板２上に重ねられた支持部材３、駆動部材４及び押圧部材５の中央には、プッシュスイッチ用の可動部材７が配置され、後述する基板２上の固定接点（中央固定接点２６ａ、外側固定接点２６ｂ）及び可動接点８上に載置される。

基板２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂で構成される。基板２は、複数の荷重センサ２１ａ〜２１ｄが配置される概して正方形状のセンサ配置部２２と、センサ配置部２２の後方側の一辺の一部から後方側に延出して設けられ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２３や図示しないコネクタが接続される複数の端子２４が配置される端子配置部２５とを有する。

複数の荷重センサ２１ａ〜２１ｄは、センサ配置部２２の四隅部近傍において、略等角度間隔で設けられている。これらの荷重センサ２１ａ〜２１ｄの中央には、円形状の中央固定接点２６ａが設けられている。この中央固定接点２６ａの周囲には、円環形状の外側固定接点２６ｂが設けられている。基板２上には、これらの複数の荷重センサ２１ａ〜２１ｄとＡＳＩＣ２３との間、ＡＳＩＣ２３や外側固定接点２６ｂと端子２４との間に接続されたリード線２７が設けられている。なお、基板２は、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）で構成することも可能である。

荷重センサ２１ａ〜２１ｄは、樹脂材料からなる保護部材２８ａ〜２８ｄで保護された圧電素子を備えて構成されている。荷重センサ２１ａ〜２１ｄは、押圧操作に伴う荷重を内部の圧電素子に適切に伝えるセラミック製の突起部２９ａ〜２９ｄを備えている。これらの突起部２９ａ〜２９ｄは、保護部材２８ａ〜２８ｄの上面から露出するように設けられている。荷重センサ２１ａ〜２１ｄ内に配置される圧電素子の出力端子は、リード線２７を介してＡＳＩＣ２３に接続されている。ＡＳＩＣ２３は、これらの圧電素子から到来する電圧信号に基づいて押圧操作に伴う荷重及び荷重が加えられた位置（方向）を算出する。なお、ＡＳＩＣ２３は、樹脂材料からなる保護部材２３ａにより覆われている。

基板２の中央固定接点２６ａ及び外側固定接点２６ｂの上方には、可動接点８が配置される。可動接点８は、例えば、弾性変形可能な導電性の金属板材で構成されている。可動接点８は、外形が円形状を有し、その中央部分が上方側に膨出した形状を有している。可動接点８は、その外周縁部が外側固定接点２６ｂに載置され、その中央部分が中央固定接点２６ａと対向した状態で基板２上に配置される。可動接点８は、下面に粘着面を有する円形状のシール９により基板２に貼り付けられる。この場合、可動接点８は、その上面がシール９の粘着面に貼り付けられた状態で保持され、非押圧操作状態でその中央部分が中央固定接点２６ａと対向した状態となっている。

可動部材７は、可動接点８を保持したシール９の上方に配置される。可動部材７は、例えば、絶縁性の樹脂材料で成型され、円柱形状を有する円柱部７１と、この円柱部７１の下端部に設けられたストッパ部７２とを有している。ストッパ部７２は、非押圧操作状態において、可動接点８の復帰力により上方側に付勢された可動部材７を所定位置に配置するためのものである。ストッパ部７２は、支持部材３の一部と当接することにより、可動部材７を所定位置に配置する寸法に形成されている。

支持部材３は、例えば、絶縁性の樹脂材料で成型され、概して矩形状の基部３１と、この基部３１の側面から延出する４本の腕部３２〜３５とを有する。基部３１の上面には、矩形状の第１突出部３１ａが設けられている。さらに、この第１突出部３１ａの上面には、矩形状の第２突出部３１ｂが設けられている。なお、第１突出部３１ａの各辺と、第２突出部３１ｂの各辺とは４５度の角度を有している。これらの第１突出部３１ａ、第２突出部３１ｂ及び基部３１の中央には、円形状の貫通孔３１ｃが形成されている。貫通孔３１ｃは、可動部材７の円柱部７１が貫通可能であり、ストッパ部７２が当接可能な寸法に設けられている。

腕部３２〜３５は、それぞれ基部３１の側面から外側に延出する第１腕部３２ａ〜３５ａと、これらの第１腕部３２ａ〜３５ａの先端側から上面視にて反時計回り方向に９０度折れ曲がった第２腕部３２ｂ〜３５ｂとを有している。これらの第１腕部３２ａ〜３５ａ、並びに、第２腕部３２ｂ〜３５ｂは、それぞれ共通の構成を有する。以下においては、腕部３３の第１腕部３３ａ及び第２腕部３３ｂを用いて、これらの構成について説明するものとする。

第１腕部３３ａは、その基端部近傍で基部３１と同一の高さを有する第１平面部３３ｃと、この第１平面部３３ｃよりも低い位置に配置された第２平面部３３ｄとを有している。第２腕部３３ｂは、第２平面部３３ｄの一方の側面から第１腕部３３ａと直交する方向に延出して設けられている。第２平面部３３ｄの第２腕部３３ｂ側の上面には、押圧操作状態において、後述する駆動部材４の弾性腕部４３ａ〜４３ｄの先端を受ける受け部３３ｅが設けられている。一方、受け部３３ｅと反対側の第２平面部３３ｄの側端部の上面には、ストッパ部３３ｆが設けられている。受け部３３ｅ及びストッパ部３３ｆは、共に第１平面部３３ｃ又は第２平面部３３ｄと平行な平坦面を有している。受け部３３ｅは、ストッパ部３３ｆよりも広幅の平坦面を有している。また、受け部３３ｅの平坦面は、第１平面部３３ｃよりも低い位置に延在し、ストッパ部３３ｆの平坦面は、受け部３３ｅの平坦面よりも低い位置に延在している。

第２腕部３３ｂは、その上端部に後述する押圧部材５の被固定部５２ａ〜５２ｄを支持する支持面３３ｇが設けられている。この支持面３３ｇは、基部３１に設けられた第１突出部３１ａと同一の高さの位置に延在している。なお、腕部３２、３４、３５においても、腕部３３の第１腕部３３ａ、第２腕部３３ｂと同様の構成を有する第１腕部（３２ａ、３４ａ、３５ａ）第２腕部（３２ｂ、３４ｂ、３５ｂ）を備えるが、図１においては、適宜図示を省略している。

駆動部材４は、例えば、押圧部材５よりも高い剛性を有する金属板材で構成される。駆動部材４は、上述した複数の荷重センサ２１ａ〜２１ｄを押圧駆動するものである。駆動部材４は、環状を有する基部４１と、この基部４１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の連結部４２ａ〜４２ｄと、これらの連結部４２ａ〜４２ｄを介して基部４１に連結された弾性変形可能な弾性腕部４３ａ〜４３ｄとを有している。基部４１は、概して八角形状を有し、その中央に矩形状の開口部４１ａが形成されている。開口部４１ａは、支持部材３の第１突出部３１ａと略同一形状に設けられている。連結部４２ａ〜４２ｄは、基部４１を構成する八角形状の対向する辺の外周の一部からそれぞれ延出して設けられている。弾性腕部４３ａ〜４３ｄは、それぞれ連結部４２ａ〜４２ｄの先端部に設けられ、基部４１の外周を囲むように設けられている。弾性腕部４３ａ〜４３ｄの先端部近傍には、僅かに外側に突出する部分を含む位置に被押圧部４３ｅが設けられている（図１に示す点線の内側部分）。

押圧部材５は、例えば、ステンレス等のばね性を有する金属板材で構成される。押圧部材５は、環状を有する基部５１と、この基部５１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の被固定部５２ａ〜５２ｄと、同じく基部５１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の弾性腕部５３ａ〜５３ｄとを有している。なお、基部５１は、第２の基部を構成し、弾性腕部５３ａ〜５３ｄは、第２の弾性腕部を構成する。基部５１は、概して正方形状を有し、その中央に矩形状の開口部５１ａが形成されている。開口部５１ａは、支持部材３の第２突出部３１ｂと略同一形状に設けられている。

被固定部５２ａ〜５２ｄは、基部５１の四隅部の外周から外側に向けて延出して設けられている。これらの被固定部５２ａ〜５２ｄは、後述する固定部材６の固定片６２ａ〜６２ｄによる固定を受ける部分である。これらの被固定部５２ａ〜５２ｄは、共通の構成を有する。以下においては、被固定部５２ｂを用いて、これらの構成について説明するものとする。被固定部５２ｂは、概して矩形状を有する上面部５２ｅと、この上面部５２ｅの一部から垂下して設けられた被固定片５２ｆとを有している。被固定片５２ｆ及び上面部５２ｅの一部には、矩形状の開口部５２ｇが形成されている。なお、被固定部５２ａ、５２ｃ、５２ｄにおいても、被固定部５２ｂと同様の構成を有するが、図１においては、適宜図示を省略している。

弾性腕部５３ａ〜５３ｄは、基部５１の各辺の外周から外側に向けて延出して設けられている。これらの弾性腕部５３ａ〜５３ｄは、共通の構成を有する。以下においては、説明の便宜上、弾性腕部５３ｂを用いて、これらの構成について説明するものとする。弾性腕部５３ｂは、その自由端部が僅かに上方側に延出するように折り曲げ形成されている（図６参照）。弾性腕部５３ｂの基端部には、開口部５３ｅが形成されている。この開口部５３ｅは、弾性腕部５３ｂを変形し易くするために形成されている。また、弾性腕部５３ｂの先端部には、操作者からの押圧操作に応じて駆動部材４の弾性腕部４３ｂの被押圧部４３ｅを押圧する押圧部５３ｆが設けられている。この押圧部５３ｆの下面には、下方側に突出する突部５３ｇが設けられている（図６参照）。この突部５３ｇは、弾性腕部５３ｂに加えられた押圧操作を確実に駆動部材４に伝達するために設けられている。なお、弾性腕部５３ａ、５３ｃ、５３ｄにおいても、弾性腕部５３ｂと同様の構成を有するが、図１においては、適宜図示を省略している。

固定部材６は、例えば、金属板材に折り曲げ加工を施して形成される。固定部材６は、概して矩形状の平面部６１と、この平面部６１の四隅部近傍の外周に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の固定片６２ａ〜６２ｄとを有している。これらの固定片６２ａ〜６２ｄは、平面部６１から略垂直に上方側に折り曲げて形成されている。固定片６２ａ〜６２ｄは、それぞれ開口部６２ｅを有すると共に、その上端部にて下方側に向けて延出する係止片６２ｆを有している。これらの係止片６２ｆは、押圧部材５の被固定片５２ｆの開口部５２ｇに入り込み、押圧部材５を固定する部分である。なお、固定部材６の少なくとも平面部６１には、基板２に形成されたリード線２７同士の短絡を防ぐために、絶縁性のコーティングがその表面に施されている。

次に、実施の形態１に係る多方向入力装置１を組み立てる工程について説明する。図２及び図３は、それぞれ実施の形態１に係る多方向入力装置１を組み立てる過程の斜視図である。なお、図２及び図３においては、説明の便宜上、固定部材６を基板２の下面に配置した状態を示すが、固定部材６を取り付ける工程については、押圧部材５まで基板２上に配置した後に行うようにしても構わない。

上記構成を有する多方向入力装置１を組み立てる場合には、基板２上の中央固定接点２６ａ及び外側固定接点２６ｂ上に、シール９に貼り付けられた可動接点８が配置されると共に、シール９の上面に可動部材７が載置される。そして、図２に示すように、可動部材７の円柱部７１が貫通孔３１ｃを貫通するように支持部材３が基板２上に配置される。この場合、支持部材３は、腕部３２〜３５の間に荷重センサ２１ａ〜２１ｄを収容するように基板２に配置される。例えば、荷重センサ２１ｂは、腕部３２の第２腕部３２ｂの側面と、腕部３３の第１腕部３３ａの側面との間に配置され、荷重センサ２１ｃは、腕部３３の第２腕部３３ｂの側面と、腕部３４の第１腕部３４ａの側面との間に配置される。

そして、図２に示す状態の支持部材３上に駆動部材４が取り付けられる。駆動部材４は、図３に示すように、開口部４１ａで支持部材３の第１突出部３１ａを収容するように配置される。開口部４１ａと第１突出部３１ａとが略同一の形状を有することから、支持部材３の所定位置に確実に駆動部材４を位置決めできるものとなっている。この場合、駆動部材４は、連結部４２ａ〜４２ｄが、支持部材３の腕部３２〜３５における第１平面部３２ｃ〜３５ｃ上に載置され、弾性腕部４３ａ〜４３ｄが、荷重センサ２１ａ〜２１ｄや、支持部材３の隣接する腕部３２〜３５に対向するように配置される。例えば、連結部４２ａが腕部３２の第１平面部３２ｃに載置され、弾性腕部４３ａが荷重センサ２１ｂや腕部３３に対向するように配置される。弾性腕部４３ａ〜４３ｄは、先端部が腕部３２〜３５の受け部３２ｅ〜３５ｅに対向配置され、被押圧部４３ｅが腕部３２〜３５のストッパ部３２ｆ〜３５ｆに対向配置される。また、弾性腕部４３ａ〜４３ｄは、その連結部４２ａ〜４２ｄ寄りの一部が荷重センサ２１ａ〜２１ｄに対向配置されている。すなわち、荷重センサ２１ａ〜２１ｄの配設位置よりも先端側に配置される弾性腕部４３ａ〜４３ｄの一部を被押圧部４３ｅとしている。

さらに、図３に示す状態の支持部材３上に押圧部材５が取り付けられる。図４及び図５は、それぞれ実施の形態１に係る多方向入力装置１の全体斜視図及び上面図である。押圧部材５は、図４及び図５に示すように、開口部５１ａで支持部材３の第２突出部３１ｂを収容するように配置される。開口部５１ａと第２突出部３１ｂとが略同一の形状を有することから、支持部材３の所定位置に確実に押圧部材５を位置決めできるものとなっている。この場合、押圧部材５の弾性腕部５３ａ〜５３ｄは、その押圧部５３ｆが、駆動部材４の弾性腕部４３ａ〜４３ｄの被押圧部４３ｅに対向して配置される。この状態で固定部材６の固定片６２ａ〜６２ｄの係止片６２ｆが被固定部５２ａ〜５２ｄの開口部５２ｇに係合することによって、押圧部材５が固定部材６に固定される。

可動部材７の円柱部７１は、非押圧操作状態において、その上端部の一部が支持部材３の第２突出部３１ｂから突出するように配置される。なお、可動部材７は、可動接点８の弾性復帰力により上方側に付勢された状態となっている。押圧部材５の弾性腕部５３ａ〜５３ｄは、この可動部材７の周囲において、直交する方向に延在するように配置される。多方向入力装置１においては、このように組み立てられた状態で図示しない操作部材が被せられ、可動部材７で押圧操作を受け付けると共に、押圧部材５で押圧操作（方位入力操作）を受け付け可能に構成されている。

図６は、実施の形態１に係る多方向入力装置１の側面図である。なお、図６においては、図５に示す下方側から見た多方向入力装置１の側面を示している。図６に示すように、押圧部材５は、被固定部５２ａ〜５２ｄが、支持部材３の第２腕部３２ｂ〜３５ｂの支持面３２ｇ〜３５ｇ上に支持された状態となっている（図６では被固定部５２ａのみ示している）。また、押圧部材５の弾性腕部５３ａ〜５３ｄは、その下面に設けられた突部５３ｇが、駆動部材４の弾性腕部４３ａ〜４３ｄの被押圧部４３ｅの上面に接触した状態となっている。図６に示す被押圧操作状態において、弾性腕部４３ａ〜４３ｄは、荷重センサ２１ａ〜２１ｄの突起部２９ａ〜２９ｄから僅かに離間した状態となっている。

次に、実施の形態１に係る多方向入力装置１で押圧操作を受け付ける場合の動作について図４〜図６を参照しながら説明する。まず、多方向入力装置１において、可動部材７で押圧操作を受け付ける場合について説明する。可動部材７で押圧操作を受け付けると、可動部材７が可動接点８の弾性復帰力に抗して下方側に移動する。そして、一定位置よりも下方側に押し下げられると、可動接点８が反転し、その下面が中央固定接点２６ａに接触する。これにより、中央固定接点２６ａと外側固定接点２６ｂとが導通状態となり、リード線２７を介してプッシュスイッチのオン状態を示す電圧信号が端子２４に出力される。一方、可動部材７に対する押圧操作が解除されると、可動接点８の弾性復帰力により可動部材７が押し上げられ、中央固定接点２６ａと外側固定接点２６ｂとが非導通状態となり、プッシュスイッチのオン状態を示す電圧信号の出力が停止される（すなわち、オフ状態とされる）。

多方向入力装置１において、押圧部材５で押圧操作を受け付ける場合について説明する。ここでは、弾性腕部５３ａで押圧操作を受け付ける場合（すなわち、多方向入力装置１の前方側への押圧操作を受け付ける場合）の動作について説明するものとする。

弾性腕部５３ａで押圧操作を受け付ける場合、弾性腕部５３ａ自体の弾性復帰力に抗して弾性腕部５３ａが下方側に移動する。弾性腕部５３ａが押し下げられると、その下面の突部５３ｇが、駆動部材４の弾性腕部４３ａの被押圧部４３ｅを押し下げる。これにより、弾性腕部４３ａは、基端部分（連結部４２ａとの連結部分）を支点として先端部分が下方側に撓む。そして、一定位置以上に押し下げられると、基端部分寄りの位置に配置された一部が突起部２９ｂに当接し、この突起部２９ｂを介して荷重センサ２１ｂに対して荷重が加わる。荷重センサ２１ｂに加わった荷重は、圧電素子により電圧信号に変換され、リード線２７を介してＡＳＩＣ２３に出力される。ＡＳＩＣ２３において、この電圧信号から押圧操作に伴う荷重及び荷重が加えられた位置が算出され、これに応じた電圧信号が端子２４に出力される。一方、弾性腕部５３ａに対する押圧操作が解除されると、弾性復帰力により弾性腕部５３ａが初期位置に戻り、弾性腕部４３ａも初期位置に復帰する。これにより、荷重センサ２１ｂからＡＳＩＣ２３に対する電圧信号の出力が停止する。

この場合において、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、荷重センサ２１ｂの配設位置よりも先端側の弾性腕部４３ａの一部を被押圧部４３ｅとしていることから、弾性腕部４３ａが撓む範囲を確保することができ、駆動部材４の上方に配設される操作部材の揺動や傾倒の角度を従来のものより大きくできるので、圧電素子を荷重センサ２１ｂに用いた場合においても、良好な操作感触を付与することができる。また、被押圧部４３ｅに加えられた荷重が直接、荷重センサ２１ｂに加わる事態を回避できるので、従来に比して荷重センサ２１ｂを破損し難くすることができる。

特に、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、駆動部材４において、弾性腕部４３ａ〜４３ｄを、基部４１の外周側に当該基部４１を囲むように設けていることから、弾性腕部４３ａ〜４３ｄを長く形成することができるので、弾性腕部４３ａ〜４３ｄが撓む範囲を大きくでき、更に良好な操作感触を付与することができる。また、弾性腕部４３ａ〜４３ｄが基部４１を囲むように設けられるので、多方向入力装置１における幅方向の寸法の小型化の要請に対応することも可能である。

また、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、駆動部材４において、基部４１を環状に設けていることから、基部４１自体における変形をある程度許容することができるので、基部４１が平板状に形成される場合に比べて連結部４２ａ〜４２ｄ近傍に応力が集中する事態を回避でき、駆動部材４の破損等の不具合を防止することができる。

さらに、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、駆動部材４上に、複数の弾性腕部５３ａ〜５３ｄを有する押圧部材５を配設し、これらの弾性腕部５３ａ〜５３ｄによって駆動部材４の被押圧部４３ｅを押圧させている。これにより、２つの弾性腕部（弾性腕部４３ａ〜４３ｄ、弾性腕部５３ａ〜５３ｄ）が重ねられ、これらの２つの弾性腕部でばね荷重を特定できるので、多方向入力装置１におけるばね荷重を調節し易くすることができ、設計の自由度を確保することができる。

特に、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、押圧部材５の弾性腕部５３ａ〜５３ｄの先端側に設けた押圧部５３ｆを被押圧部４３ｅに対向させると共に、押圧部５３ｆに突部５３ｇを設けていることから、確実に被押圧部４３ｅを押圧することができる。なお、ここでは、押圧部５３ｆに突部５３ｇを設ける場合について説明しているが、同等の機能を有する突部を被押圧部４３ｅに設けるようにしてもよい。この場合にも、被押圧部４３ｅを確実に荷重センサ２１ａ〜２１ｄ側に移動させることが可能である。

また、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、弾性腕部５３ａに対する押圧操作に応じて駆動部材４の弾性腕部４３ａが下方側に移動する際、弾性腕部４３ａの先端は、支持部材３の腕部３３の受け部３３ｅに当接する。このため、弾性腕部４３ａ（被押圧部４３ｅ）は、連結部４２ａ及び受け部３３ｅの２箇所で支持された状態とされることから、弾性腕部４３ａによるばね荷重を大きくすることができる。

さらに、実施の形態１に係る多方向入力装置１において、弾性腕部５３ａに対して過度に大きい荷重が加えられた場合には、駆動部材４の弾性腕部４３ａの被押圧部４３ｅが、支持部材３の腕部３３のストッパ部３３ｆに当接する。このため、弾性腕部４３ａが所定位置以上に下方側に移動するのを規制することができるので、荷重センサ２１ｂが破損する事態を確実に防止することができる。

さらに、実施の形態１に係る多方向入力装置１においては、駆動部材４を鋼板等の金属板材で構成していることから、金属板材である駆動部材４を介して荷重センサ２１ａ〜２１ｄを押圧駆動することできるので、荷重センサ２１ａ〜２１ｄの検知部に突起部２９ａ〜２９ｄが設けられた構成であっても、確実に当該突起部２９ａ〜２９ｄを押圧駆動することができる。また、駆動部材４は、押圧部材５よりも剛性の高い金属板材で構成されていることから、荷重センサ２１ａ〜２１ｄの突起部２９ａ〜２９ｄによる弾性腕部４３ａ〜４３ｄの塑性変形を生じにくくして、良好な検出特性を保つことができる。

なお、ここでは、弾性腕部５３ａのみで押圧操作を受け付ける場合について説明しているが、弾性腕部５３ａ、５３ｂで押圧操作を受け付ける場合（すなわち、多方向入力装置１の斜め前方側への押圧操作を受け付ける場合）においても、同様の効果を得ることが可能である。

（実施の形態２）
図７及び図８は、本発明の実施の形態２に係る多方向入力装置１１の分解斜視図である。以下においては、説明の便宜上、図７及び図８に示す上方側を「多方向入力装置１１の上方側」と呼び、図７及び図８に示す下方側を「多方向入力装置１１の下方側」と呼ぶものとする。また、図７に示す左下方側を「多方向入力装置１１の前方側」と呼び、図７に示す右上方側を「多方向入力装置１１の後方側」と呼ぶものとする。なお、図７の分解斜視図においては、多方向入力装置１１を上方側から示しており、図８の分解斜視図においては、多方向入力装置１１を下方側から示している。図９以降の図面においても同様とする。

図７及び図８に示すように、実施の形態２に係る多方向入力装置１１は、複数（本実施の形態では４つ）の荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄが実装される基板１２と、基板１２の上方側に配置される駆動部材１３とを含んで構成されている。なお、図７及び図８においては、説明の便宜上、駆動部材１３を押圧する操作部材１４（中央操作部材１４ａ、周辺操作部材１４ｂ）と、この操作部材１４と駆動部材１３との間に介在されるラバー部材１５とを示している。

基板１２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂で構成され、正方形状に設けられている。基板１２の中央には、複数の荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄが、基板１２の四隅部に対応する位置に略等角度間隔で設けられている。これらの荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄの中央には、円形状の中央固定接点１２２ａが設けられている。この中央固定接点１２２ａの周囲には、一部が途切れた概して円環形状の外側固定接点１２２ｂが設けられている。また、基板１２上には、これらの複数の荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄと複数の端子１２３との間、中央固定接点１２２ａ、外側固定接点１２２ｂと２つの端子１２３との間に接続されたリード線１２４が設けられている。さらに、荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄの近傍には、複数（本実施の形態では４つ）の貫通孔１２５が設けられている。これらの貫通孔１２５には、後述する駆動部材１３の接地片１３４が貫通される。

荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄは、例えば、台座ガラス上にシリコンチップが配置されると共に、その内部に圧電素子が配設されている。圧電素子の上方には、金属製の接触子１２１ｅが設けられている。これらの接触子１２１ｅは、後述する駆動部材１３の弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄからの押圧力を圧電素子に伝達する役割を果たすものである。

基板１２の中央固定接点１２２ａ及び外側固定接点１２２ｂの上方には、可動接点１６が配置される。可動接点１６は、例えば、弾性変形可能な導電性の金属板材で構成されている。可動接点１６は、外形が円形状を有し、その中央部分が上方側に膨出した形状を有している。可動接点１６は、その外周縁部が外側固定接点１２２ｂに載置され、その中央部分が中央固定接点１２２ａと対向した状態で基板１２上に配置される。可動接点１６は、下面に粘着面を有する円形状のシール１７により基板１２に貼り付けられる。この場合、可動接点１６は、その上面がシール１７の粘着面に貼り付けられた状態で保持され、非押圧操作状態でその中央部分が中央固定接点１２２ａと対向した状態となっている。

駆動部材１３は、例えば、ステンレス等のばね性を有する金属板材で構成される。駆動部材１３は、環状を有する基部１３１と、この基部１３１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の連結部１３２ａ〜１３２ｄと、これらの連結部１３２ａ〜１３２ｄを介して基部１３１に連結された弾性変形可能な弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄとを有している。基部１３１の中央には、円形状の開口部１３１ａが形成されている。連結部１３２ａ〜１３２ｄは、基部１３１の外周の一部からそれぞれ延出して設けられている。これらの連結部１３２ａ〜１３２ｄの先端には、下方側に垂下して設けられた接地片１３４が設けられている。これらの接地片１３４は、基板１２の貫通孔１２５を介して基板１２の下面に設けられた図示省略した接地用パターンに半田付けされ、駆動部材１３の帯電を防止する役割を果たすものである。

弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄは、それぞれ連結部１３２ａ〜１３２ｄの先端部に設けられ、基部１３１の外周を囲むように設けられている。弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄは、連結部１３２ａ〜１３２ｄとの連結部分において上方側（荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄ側から離間する方向）に折り曲げられており、連結部１３２ａ〜１３２ｄよりも高い位置に延在するように設けられている。また、連結部１３２ａ〜１３２ｄとの連結部分には、孔部１３３ｅが形成されている。弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄの先端は、僅かに内側に屈曲した形状を有し、この屈曲部分で被押圧部１３３ｆが構成されている。これらの被押圧部１３３ｆは、後述する周辺操作部材１４ｂの突出部１４３ｃを介して押圧を受ける。

ラバー部材１５は、例えば、ゴム等の弾性部材で形成される。ラバー部材１５は、概して正方形状の平板形状部１５１と、この平板形状部１５１の中央で上方側に膨出形成されたドーム形状部１５２とを有する。平板形状部１５１は、基板１２の外形よりも僅かに小さい寸法に形成されている。ドーム形状部１５２は、平坦面を構成する上面部１５２ａを有している。上面部１５２ａの周縁部近傍には、９０度間隔で複数（本実施の形態では４つ）の円形状の開口部１５２ｂが形成されている。上面部１５２ａの中央には、上面部１５２ａから独立して変形可能に構成された円形状の可動部１５２ｃが設けられている。可動部１５２ｃの中央には、貫通孔１５２ｄが形成されている。ドーム形状部１５２は、周辺操作部材１４ｂに対する押圧操作に応じて変形可能に構成され、可動部１５２ｃは、中央操作部材１４ａに対する押圧操作に応じて変形可能に構成されている。

操作部材１４を構成する中央操作部材１４ａ、周辺操作部材１４ｂは、例えば、絶縁性の樹脂材料で成型されている。中央操作部材１４ａは、概して円盤形状を有する円盤形状部１４１と、この円盤形状部１４１の下面中央から下方側に延出する軸部１４２とを有している。軸部１４２は、ラバー部材１５の貫通孔１５２ｄを貫通可能な寸法に設けられている。周辺操作部材１４ｂは、概して円環形状を有する円環形状部１４３を有する。円環形状部１４３の中央開口部１４３ａは、中央操作部材１４ａの円盤形状部１４１を収容可能な寸法に設けられている。円環形状部１４３の下面１４３ｂは、平坦面で構成されている。下面１４３ｂには、９０度間隔で複数（本実施の形態では４つ）の半球形状の突出部１４３ｃが設けられている。これらの突出部１４３ｃは、ラバー部材１５の開口部１５２ｂを通過可能な寸法に設けられている。

次に、実施の形態２に係る多方向入力装置１１を組み立てる工程について説明する。図９及び図１０は、それぞれ実施の形態２に係る多方向入力装置１１を組み立てる過程の斜視図及び上面図である。上記構成を有する多方向入力装置１１を組み立てる場合には、基板１２上の中央固定接点１２２ａ及び外側固定接点１２２ｂ上に、シール１７に貼り付けられた可動接点１６が配置される。そして、図９及び図１０に示すように、複数の接地片１３４がそれぞれ貫通孔１２５を貫通するように駆動部材１３が基板１２に取り付けられる。

駆動部材１３は、基部１３１に形成された開口部１３１ａが、基板１２上に貼り付けられたシール１７と対向するように配置される。弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄは、荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄの上方側を通過して、それぞれの被押圧部１３３ｆが上面視にて隣接する連結部１３２ａ〜１３２ｄの近傍の位置に配置された状態となっている。例えば、弾性腕部１３３ｂの被押圧部１３３ｆは、隣接する連結部１３２ａの近傍の位置に配置されている（図１０参照）。荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄは、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄにおける連結部１３２ａ〜１３２ｄとの連結部分の近傍の下方側の位置に対向配置されている。すなわち、荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄの配設位置よりも先端側に配置される弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄの一部を被押圧部１３３ｆとしている。

そして、図９及び図１０に示す状態の駆動部材１３を覆うようにラバー部材１５が被せられると共に、ラバー部材１５の上方に操作部材１４が取り付けられる。この場合、操作部材１４を構成する中央操作部材１４ａは、軸部１４２がラバー部材１５の貫通孔１５２ｄを貫通するように取り付けられ、周辺操作部材１４ｂは、突出部１４３ｃがラバー部材１５の開口部１５２ｂを通過するように取り付けられる。

図１１は、実施の形態２に係る多方向入力装置１１の上面図である。なお、図１１においては、説明の便宜上、操作部材１４（中央操作部材１４ａ、周辺操作部材１４ｂ）を取り除いた状態について示している。図１１に示すように、ラバー部材１５が被せられた状態において、開口部１５２ｂには、駆動部材１３の弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄの被押圧部１３３ｆが対向して配置されている。すなわち、ラバー部材１５に操作部材１４を取り付けた状態においては、周辺操作部材１４ｂの突出部１４３ｃが被押圧部１３３ｆを押圧可能に構成されている。また、貫通孔１５２ｄには、駆動部材１３の開口部１３１ａを介して、シール１７が対向して配置されている。すなわち、ラバー部材１５に操作部材１４を取り付けた状態においては、中央操作部材１４ａの軸部１４２の下端部がシール１７（可動接点１６）を押圧可能に構成されている。

図１２は、実施の形態２に係る多方向入力装置１１の側面図である。なお、図１２においては、図１０に示す下方側から見た多方向入力装置１１の側面を示している。また、図１２においては、被押圧操作状態（初期状態）の多方向入力装置１１について示している。図１２に示すように、駆動部材１３の弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄは、被押圧操作状態において、荷重センサ１２１ａ〜１２１ｄに設けられた接触子１２１ｅに接触した状態となっている。これにより、押圧操作に伴って弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄに加わる荷重が、接触子１２１ｅを介して圧電素子に伝達されるように構成されている。

次に、実施の形態２に係る多方向入力装置１１で押圧操作を受け付ける場合の動作について図９〜図１２を参照しながら説明する。まず、多方向入力装置１１において、中央操作部材１４ａを介して押圧操作を受け付ける場合について説明する。中央操作部材１４ａで押圧操作を受け付けると、軸部１４２が可動接点１６の弾性復帰力に抗して下方側に移動する。そして、一定位置よりも下方側に押し下げられると、可動接点１６が反転し、その下面が中央固定接点１２２ａに接触する。これにより、中央固定接点１２２ａと外側固定接点１２２ｂとが導通状態となり、リード線１２４を介してプッシュスイッチのオン状態を示す信号が端子１２３に出力される。一方、可動接点１６に対する押圧操作が解除されると、可動接点１６の弾性復帰力により中央操作部材１４ａが押し上げられ、中央固定接点１２２ａと外側固定接点１２２ｂとが非導通状態となり、プッシュスイッチのオン状態を示す信号の出力が停止される（すなわち、オフ状態とされる）。

多方向入力装置１１において、周辺操作部材１４ｂで押圧操作を受け付ける場合について説明する。ここでは、周辺操作部材１４ｂを介して駆動部材１３の弾性腕部１３３ｂで押圧操作を受け付ける場合（すなわち、多方向入力装置１１の前方側への押圧操作を受け付ける場合）の動作について説明するものとする。

弾性腕部１３３ｂで押圧操作を受け付ける場合、周辺操作部材１４ｂの突出部１４３ｃにより弾性腕部１３３ｂの被押圧部１３３ｆが押し下げられる。被押圧部１３３ｆが押し下げられると、連結部１３２ｂとの基端部分（弾性腕部１３３ｂとの連結部分）を支点として弾性腕部１３３ｂの先端部が下方側に撓む。そして、一定位置以上に押し下げられると、基端部分寄りの位置に配置された一部が接触子１２１ｅを押圧し、この接触子１２１ｅを介して荷重センサ１２１ｂに対して荷重が加わる。荷重センサ１２１ｂに加わった荷重は、圧電素子により電圧信号に変換され、リード線１２４を介して端子１２３に出力される。一方、弾性腕部１３３ｂに対する押圧操作が解除されると、弾性復帰力により弾性腕部１３３ｂが初期位置に復帰する。これにより、荷重センサ１２１ｂから端子１２３に対する電圧信号の出力が停止する。

この場合において、実施の形態２に係る多方向入力装置１１においては、荷重センサ１２１ｂの配設位置よりも先端側の弾性腕部１３３ａの一部を被押圧部１３３ｆとしていることから、実施の形態１に係る多方向入力装置１と同様に、弾性腕部１３３ａが撓む範囲を確保することができ、駆動部材１３の上方に配設される操作部材１４の揺動や傾倒の角度を従来のものより大きくできるので、圧電素子を荷重センサ１２１ｂに用いた場合においても、良好な操作感触を付与することができる。また、被押圧部１３３ｆに加えられた荷重が直接、荷重センサ１２１ｂに加わる事態を回避できるので、従来に比して荷重センサ１２１ｂを破損し難くすることができる。

特に、実施の形態２に係る多方向入力装置１１においては、駆動部材１３において、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄを、基部１３１の外周側に当該基部１３１を囲むように設けていることから、実施の形態１に係る多方向入力装置１と同様に、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄを長く形成することができるので、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄが撓む範囲を大きくでき、更に良好な操作感触を付与することができる。また、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄが基部１３１を囲むように設けられるので、多方向入力装置１１における幅方向の寸法の小型化の要請に対応することも可能である。

また、実施の形態２に係る多方向入力装置１１においては、駆動部材１３において、基部１３１を環状に設けていることから、基部１３１自体における変形をある程度許容することができるので、基部１３１が内側に開口部（貫通孔）を有さない平板状に形成される場合に比べて連結部１３２ａ〜１３２ｄ近傍に応力が集中する事態を回避でき、駆動部材１３の破損等の不具合を防止することができる。

さらに、実施の形態２に係る多方向入力装置１１においては、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄに折り曲げ部を設けていることから、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄの変形の支点（起点）を明確に定めることができるので、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄが撓む範囲がばらつくのを抑制することができる。

特に、実施の形態２に係る多方向入力装置１１においては、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄにおける連結部１３２ａ〜１３２ｄとの連結部分に孔部１３３ｅを形成していることから、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄの折り曲げ形成された部分の面積を小さくできるので、弾性腕部１３３ａ〜１３３ｄをより撓み易くすることができる。

なお、ここでは、弾性腕部１３３ｂのみで押圧操作を受け付ける場合について説明しているが、弾性腕部１３３ａ、１３３ｂで押圧操作を受け付ける場合（すなわち、多方向入力装置１１の斜め前方側への押圧操作を受け付ける場合）においても、同様の効果を得ることが可能である。

（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係る多方向入力装置１１１の分解斜視図である。以下においては、説明の便宜上、図１３に示す上方側を「多方向入力装置１１１の上方側」と呼び、図１３に示す下方側を「多方向入力装置１１１の下方側」と呼ぶものとする。また、図１３に示す左下方側を「多方向入力装置１１１の前方側」と呼び、図１３に示す右上方側を「多方向入力装置１１１の後方側」と呼ぶものとする。図１４以降の図面においても同様とする。

図１３に示すように、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１は、複数（本実施の形態では４つ）の荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄが実装される基板１１２と、基板１１２の上方側に配置される支持部材１１３、金属板１１４及び駆動部材１１５と、基板１１２の下方側に配置される固定部材１１６とを含んで構成されている。また、基板１１２上に重ねられた支持部材１１３、金属板１１４及び駆動部材１１５の中央には、プッシュスイッチ用の可動部材１１７が配置され、後述する基板１１２上の固定接点（中央固定接点１１２５ａ、外側固定接点１１２５ｂ）及び可動接点１１８上に載置される。

基板１１２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂で構成される。基板１１２は、複数の荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄが配置されるセンサ配置部１１２２と、センサ配置部１１２２の後方側の一辺の一部から後方側に延出して設けられ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１１２３や図示しない複数の端子が配置される端子配置部１１２４とを有する。センサ配置部１１２２は、概して矩形状に設けられると共に、多方向入力装置１１１の前後方向及び前後方向に直交する方向に突出する突出部１１２２ａ〜１１２２ｄとを有している。端子配置部１１２４は、センサ配置部１１２２の突出部１１２２ｄから延出して設けられている。

複数の荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄは、センサ配置部１１２２の突出部１１２２ａ〜１１２２ｄ上に略等角度間隔で設けられている。これらの荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄの中央には、円形状の中央固定接点１１２５ａが設けられている。この中央固定接点１１２５ａの周囲には、円環形状の外側固定接点１１２５ｂが設けられている。なお、基板１１２上には、これらの複数の荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄとＡＳＩＣ１１２３との間、ＡＳＩＣ１１２３や中央固定接点１１２５ａと端子との間に接続された図示しないリード線が設けられている。また、荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄの間には、複数（本実施の形態では４つ）の挿通孔１１２６が設けられている。これらの挿通孔１１２６には、後述する固定部材１１６の係合片１１６１ａや、支持部材１１３の下面に設けられた図示しない係合片が挿通される。なお、基板１１２は、フレキシブル基板（ＦＰＣ）で構成することも可能である。

荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄは、圧電素子を備えて構成されている。荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄは、押圧操作に伴う荷重を内部の圧電素子に適切に伝えるセラミック製の突起部１１２１ｅを備えている。荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄ内に配置される圧電素子の出力端子は、基板１１２上のリード線を介してＡＳＩＣ１１２３に接続されている。ＡＳＩＣ１１２３は、これらの圧電素子から到来する電圧信号に基づいて押圧操作に伴う荷重及び荷重が加えられた位置（方向）を算出する。

基板１１２の中央固定接点１１２５ａ及び外側固定接点１１２５ｂの上方には、可動接点１１８が配置される。可動接点１１８は、例えば、弾性変形可能な導電性の金属板材で構成されている。可動接点１１８は、外形が円形状を有し、その中央部分が上方側に膨出した形状を有している。可動接点１１８は、その外周縁部が外側固定接点１１２５ｂに載置され、その中央部分が中央固定接点１１２５ａと対向した状態で基板１１２上に配置される。可動接点１１８は、下面に粘着面を有する円形状のシール１１９により基板１１２に貼り付けられる。この場合、可動接点１１８は、その上面がシール１１９の粘着面に貼り付けられた状態で保持され、非押圧操作状態でその中央部分が中央固定接点１１２５ａと対向した状態となっている。

可動部材１１７は、可動接点１１８を保持したシール１１９の上方に配置される。可動部材１１７は、例えば、絶縁性の樹脂材料で成型され、円柱形状を有する円柱部１１７１と、この円柱部１１７１の下端部に設けられたストッパ部１１７２とを有している。ストッパ部１１７２は、非押圧操作状態において、可動接点１１８の復帰力により上方側に付勢された可動部材１１７を所定位置に配置するためのものである。ストッパ部１１７２は、支持部材１１３の一部と当接することにより、可動部材１１７を所定位置に配置する寸法に形成されている。

支持部材１１３は、例えば、絶縁性の樹脂材料で成型され、概して矩形状の基部１１３１と、この基部１１３１の側面から突出する複数（本実施の形態では４つ）の突出部１１３２ａ〜１１３２ｄとを有する。基部１１３１の上面には、概して矩形状の第１突出部１１３１ａが設けられている。さらに、この第１突出部１１３１ａの上面には、概して円環形状の第２突出部１１３１ｂが設けられている。なお、第２突出部１１３１ｂの周面には、外側に突出する突出部が設けられている。これらの突出部は、第１突出部１１３１ａの四隅部に向かって突出している。これらの第１突出部１１３１ａ、第２突出部１１３１ｂ及び基部１１３１の中央には、円形状の貫通孔１１３１ｃが形成されている。貫通孔１１３１ｃは、可動部材１１７の円柱部１１７１が貫通可能であり、ストッパ部１１７２が当接可能な寸法に設けられている。

突出部１１３２ａ〜１１３２ｄの中央には、それぞれ矩形状の開口部１１３３ａ〜１１３３ｄが形成されている。これらの開口部１１３３ａ〜１１３３ｄは、荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄが貫通可能な寸法に設けられている。また、各開口部１１３３ａ〜１１３３ｄの側方側には、上方側に突出するそれぞれ一対の突出片１１３４ａ〜１１３４ｄが設けられている（図１３では１１３４ｃのみ符号を付与）。これらの突出片１１３４ａ〜１１３４ｄは、金属板１１４の位置決めを行うと共に、駆動部材１１５の下面を支持するために設けられている。また、突出部１１３２ａ〜１１３２ｄの外縁部には、上方側に僅かに突出したストッパ部１１３５ａ〜１１３５ｄが設けられている。これらのストッパ部１１３５ａ〜１１３５ｄは、後述する駆動部材１１５の弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄの所定位置以上の下方側への移動を規制するものである。

金属板１１４は、駆動部材１１５よりも高い剛性の金属板材で構成される。金属板１１４は、環状を有する基部１１４１と、この基部１１４１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の突出片１１４２ａ〜１１４２ｄとを有している。基部１１４１は、中央に矩形状の開口部１１４１ａが形成されている。開口部１１４１ａは、支持部材１１３の第１突出部１１３１ａと略同一形状に設けられている。突出部１１４２ａ〜１１４２ｄは、基部１１４１の外周から外側に向けて延出して設けられている。なお、これらの突出部１１４２ａ〜１１４２ｄの幅は、支持部材１１３におけるそれぞれ一対の突出片１１３４ａ〜１１３４ｄ間の長さよりも僅かに小さい寸法に設けられている。

駆動部材１１５は、例えば、ステンレス等のばね性を有する金属板材で構成される。駆動部材１１５は、環状を有する基部１１５１と、この基部１１５１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄと、同じく基部１１５１の外周の一部に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄとを有している。基部１１５１は、その中央に概して円形状の開口部１１５１ａが形成されている。開口部１１５１ａは、支持部材１１３の第２突出部１１３１ｂと略同一形状に設けられている。

支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄは、概して正方形状を有し、角部近傍に円形状の開口部１１５２ｅが形成されている。この開口部１１５２ｅは、後述する固定部材１１６の固定片１１６２ｅによる固定を受ける部分である。支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄには、中央部から基部１１５１に向けて延出する弾性変形可能な保持腕部１１５２ｆが設けられている。これらの保持腕部１１５２ｆは、支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄよりも僅かに上方側に延出して設けられている。保持腕部１１５２ｆは、金属板１１４の基部１１４１を所定位置に保持する役割を果たすものである。

弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄは、先端部の上面にて上方側に突出した突部１１５３ｅが設けられている。これらの突部１１５３ｅは、図示しない操作部材による被押圧部を構成する。また、弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄの中央近傍には、下方側に突出する突部１１５３ｆが設けられている。これらの突部１１５３ｆは、金属板１１４を介して荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄを押圧駆動する部分である。

固定部材１１６は、例えば、表面が絶縁性の金属板材に折り曲げ加工を施して形成される。固定部材１１６は、概して矩形状の平面部１１６１と、この平面部１１６１の四隅部近傍の外周に設けられた複数（本実施の形態では４つ）の固定部１１６２ａ〜１１６２ｄとを有している。これらの固定部１１６２ａ〜１１６２ｄの上面には、円筒形状の固定片１１６２ｅが設けられている。これらの固定片１１６２ｅは、駆動部材１１５の支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄの開口部１１５２ｅにかしめ等により固定される部分である。平面部１１６１における対角線上の所定位置には、円筒形状を有する一対の係合片１１６１ａが設けられている。これらの係合片１１６１ａは、基板１１２に形成された挿通孔１１２６に挿入され、基板１１２に対する固定部材１１６の位置決めに利用される。

次に、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１を組み立てる工程について説明する。図１４及び図１５は、それぞれ実施の形態３に係る多方向入力装置１１１を組み立てる過程の斜視図である。なお、図１４及び図１５においては、説明の便宜上、固定部材１１６を基板１１２の下面に配置した状態を示すが、固定部材１１６を取り付ける工程については、駆動部材１１５まで基板１１２上に配置した後に行うようにしても構わない。

上記構成を有する多方向入力装置１１１を組み立てる場合には、基板１１２上の中央固定接点１１２５ａ及び外側固定接点１１２５ｂ上に、シール１１９に貼り付けられた可動接点１１８が配置されると共に、シール１１９の上面に可動部材１１７が載置される。そして、図１４に示すように、可動部材１１７の円柱部１１７１が貫通孔１１３１ｃを貫通するように支持部材１１３が基板１１２上に配置される。この場合、支持部材１１３は、基板１１２のセンサ配置部１１２２に重ねられ、開口部１１３３ａ〜１１３３ｄに荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄを収容するように基板１１２に配置される。なお、固定部材１１６の固定部１１６２ａ〜１１６２ｄは、支持部材１１３にて、それぞれ隣接する突出部１１３２ａ〜１１３２ｄの間から露出した状態となる。

そして、図１４に示す状態の支持部材１１３上に金属板１１４が取り付けられる。金属板１１４は、図１５に示すように、開口部１１４１ａで支持部材１１３の第１突出部１１３１ａを収容するように配置される。開口部１１４１ａと第１突出部１１３１ａとが略同一の形状を有することから、支持部材１１３の所定位置に確実に金蔵板１１４を位置決めできるものとなっている。この場合、金属板１１４は、突出片１１４２ａ〜１１４２ｄが、それぞれ支持部材１１３の一対の突出片１１３４ａ〜１１３４ｄの間に配置される。これらの突出片１１４２ａ〜１１４２ｄの下面は、荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄの突起部１１２１ｅに載置された状態となっている。

さらに、図１５に示す状態の支持部材１１３上に駆動部材１１５が取り付けられる。図１６及び図１７は、それぞれ実施の形態３に係る多方向入力装置１１１の全体斜視図及び上面図である。駆動部材１１５は、図１６及び図１７に示すように、開口部１１５１ａで支持部材１１３の第２突出部１１３１ｂを収容するように配置される。開口部１１５１ａと第２突出部１１３１ｂとが略同一の形状を有することから、支持部材１１３の所定位置に確実に駆動部材１１５を位置決めできるものとなっている。この場合、駆動部材１１５の弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄは、その突部１１５３ｆが金属板１１４の突出片１１４２ａ〜１１４２ｄに対向して配置される。また、被押圧部として機能する突部１１５３ｅは、支持部材１１３の突出部１１３２ａ〜１１３２ｄの外縁部に設けられたストッパ部１１３５ａ〜１１３５ｄに対応する位置に配置される。すなわち、荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄの配設位置よりも先端側に配置される弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄの一部で被押圧部が構成されている。

駆動部材１１５の支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄは、固定部材１１６の固定部１１６２ａ〜１１６２ｄ上に載置される。そして、固定部１１６２ａ〜１１６２ｄ上の固定片１１６２ｅが開口部１１５２ｅにかしめ等されることによって、駆動部材１１５が固定部材１１６に固定される。この場合、支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄに設けられた保持腕部１１５２ｆは、その先端部で金属板１１４の基部１１４１を保持（付勢）した状態となっている。

可動部材１１７の円柱部１１７１は、その上端部の一部が非押圧操作状態において、支持部材１１３の第２突出部１１３１ｂから突出するように配置される。なお、可動部材１１７は、可動接点１１８の弾性復帰力により上方側に付勢された状態となっている。駆動部材１１５の弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄは、この可動部材１１７の周囲において、直交する方向に延在するように配置される。多方向入力装置１１１においては、このように組み立てられた状態で図示しない操作部材が被せられ、可動部材１１７で押圧操作を受け付けると共に、駆動部材１１５で押圧操作（方位入力操作）を受け付け可能に構成されている。

図１８は、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１の側面図である。なお、図１８においては、図１７に示す下方側から見た多方向入力装置１１１の側面を示している。図１８に示すように、駆動部材１１５は、支持部材１１３の突出片１１３４ａ〜１１３４ｄ上に支持された状態となっている（図１８では突出片１１３４ｂのみ示している）。また、駆動部材１１５の弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄは、図１８に示す被押圧操作状態において、その下面に設けられた突部１１５３ｆが、金属板１１４の突出片１１４２ａ〜１１４２ｄの上面から僅かに離間した状態となっている。

次に、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１で押圧操作を受け付ける場合の動作について図１６〜図１８を参照しながら説明する。まず、多方向入力装置１１１において、可動部材１１７で押圧操作を受け付ける場合について説明する。可動部材１１７で押圧操作を受け付けると、可動部材１１７が可動接点１１８の弾性復帰力に抗して下方側に移動する。そして、一定位置よりも下方側に押し下げられると、可動接点１１８が反転し、その下面が中央固定接点１１２５ａに接触する。これにより、中央固定接点１１２５ａと外側固定接点１１２５ｂとが導通状態となり、リード線を介してプッシュスイッチのオン状態を示す電圧信号が端子に出力される。一方、可動部材１１７に対する押圧操作が解除されると、可動接点１１８の弾性復帰力により可動部材１１７が押し上げられ、中央固定接点１１２５ａと外側固定接点１１２５ｂとが非導通状態となり、プッシュスイッチのオン状態を示す電圧信号の出力が停止される（すなわち、オフ状態とされる）。

多方向入力装置１１１において、駆動部材１１５で押圧操作を受け付ける場合について説明する。ここでは、弾性腕部１１５３ｂで押圧操作を受け付ける場合（すなわち、多方向入力装置１１１の前方側への押圧操作を受け付ける場合）の動作について説明するものとする。

弾性腕部１１５３ｂで押圧操作を受け付ける場合、弾性腕部１１５３ｂ自体の弾性復帰力に抗して弾性腕部１１５３ｂが下方側に移動する。弾性腕部１１５３ｂが押し下げられると、その下面の突部１１５３ｆが、金属板１１４の突出片１１４２ｂを押し下げる。これにより、突出片１１４２ｂは、基端部分（基部１１４１との連結部分）を支点として先端部分が下方側に撓む。そして、一定位置以上に押し下げられると、突出片１１４２ｂの下面が突起部１１２１ｅに当接し、この突起部１１２１ｅを介して荷重センサ１１２１ｂに対して荷重が加わる。荷重センサ１１２１ｂに加わった荷重は、圧電素子により電圧信号に変換され、リード線を介してＡＳＩＣ１１２３に出力される。ＡＳＩＣ１１２３において、この電圧信号から押圧操作に伴う荷重及び荷重が加えられた位置が算出され、これに応じた電圧信号が端子に出力される。一方、弾性腕部１１５３ｂに対する押圧操作が解除されると、弾性復帰力により弾性腕部１１５３ｂが初期位置に戻り、突出片１１４２ｂも初期位置に復帰する。これにより、荷重センサ１１２１ｂからＡＳＩＣ１１２３に対する電圧信号の出力が停止する。

この場合において、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１においては、荷重センサ１１２１ｂの配設位置よりも先端側の弾性腕部１１５３ｂの一部に被押圧部として機能する突部１１５３ｅを設けていることから、実施の形態１に係る多方向入力装置１と同様に、弾性腕部１１５３ｂが撓む範囲を確保することができ、駆動部材１１５の上方に配設される操作部材の揺動や傾倒の角度を従来のものより大きくできるので、圧電素子を荷重センサ１１２１ｂに用いた場合においても、良好な操作感触を付与することができる。また、被押圧部に加えられた荷重が直接、荷重センサ１１２１ｂに加わる事態を回避できるので、従来に比して荷重センサ１１２１ｂを破損し難くすることができる。

特に、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１においては、駆動部材１１５の弾性腕部１１５３ａ〜１１５３ｄによって金属板１１４を介して荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄを押圧駆動することから、荷重センサ１１２１ａ〜１１２１ｄの検知部に突起部１１２１ｅが設けられた構成であっても、確実に当該突起部１１２１ｅを押圧駆動することができる。

また、実施の形態３に係る多方向入力装置１１１においては、駆動部材１１５において、支持板部１１５２ａ〜１１５２ｄに基部１１５１側に延出し、金属板１１４を保持する保持腕部１１５２ｆを設けていることから、金属板１１４を安定して保持することができると共に、駆動部材１１５に対する押圧操作時に金属板１１４を変位させることができる。

なお、ここでは、弾性腕部１１５３ｂで押圧操作を受け付ける場合について説明しているが、弾性腕部１１５３ａ、１１５３ｂで押圧操作を受け付ける場合（すなわち、多方向入力装置１１１の斜め前方側への押圧操作を受け付ける場合）においても、同様の効果を得ることが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

１、１１、１１１ 多方向入力装置
２、１２、１１２ 基板
２１ａ〜２１ｄ、１２１ａ〜１２１ｄ、１１２１ａ〜１１２１ｄ 荷重センサ
２６ａ、１２２ａ、１１２５ａ 中央固定接点
２６ｂ、１２２ｂ、１１２５ｂ 外側固定接点
２９ａ〜２９ｄ 突起部
３、１１３ 支持部材
３１、１１３１ 基部
３１ａ、１１３１ａ 第１突出部
３１ｂ、１１３１ｂ 第２突出部
３１ｃ、１１３１ｃ 貫通孔
３２〜３５ 腕部
３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ 第１腕部
３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ 第２腕部
３２ｅ、３３ｅ、３４ｅ、３５ｅ 受け部
３２ｆ、３３ｆ、３４ｆ、３５ｆ ストッパ部
４ 駆動部材
４１ 基部
４２ａ〜４２ｄ 連結部
４３ａ〜４３ｄ 弾性腕部
４３ｅ 被押圧部
５ 押圧部材
５１ 基部
５２ａ〜５２ｄ 被固定部
５３ａ〜５３ｄ 弾性腕部
５３ｆ 押圧部
５３ｇ 突部
６、１１６ 固定部材
７、１１７ 可動部材
８、１６、１１８ 可動接点
９、１７、１１９ シール
１３ 駆動部材
１３１ 基部
１３２ａ〜１３２ｄ 連結部
１３３ａ〜１３３ｄ 弾性腕部
１３３ｅ 孔部
１３３ｆ 被押圧部
１３４ 接地片
１４ 操作部材
１５ ラバー部材
１１４ 金属板
１１４１ 基部
１１４２ａ〜１１４２ｄ 突出片
１１５ 駆動部材
１１５１ 基部
１１５２ａ〜１１５２ｄ 支持板部
１１５２ｆ 保持腕部
１１５３ａ〜１１５３ｄ 弾性腕部
１１５３ｅ 突部（被押圧部）
１１５３ｆ 突部

Claims (10)

1. 複数の荷重センサと、この荷重センサを押圧駆動する駆動部材とを備え、前記駆動部材は、基部とこの基部に連結部を介して連結された複数の弾性変形可能な弾性腕部とを有し、前記連結部側における前記弾性腕部に対向して前記荷重センサがそれぞれ配設されると共に、この荷重センサの配設位置よりも先端側の前記弾性腕部を被押圧部とした多方向入力装置において、
   前記弾性腕部が、前記基部の外周側に当該基部を囲むように設けられ、前記駆動部材上に、複数の第２の弾性腕部を有する押圧部材が配設され、前記第２の弾性腕部が前記駆動部材の前記被押圧部を押圧することを特徴とする多方向入力装置。
2. 前記基部は、環状に形成されることを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
3. 前記押圧部材は、内側に第２の基部を有すると共に、この第２の基部から前記第２の弾性腕部が外側に延設され、前記第２の弾性腕部の先端側に設けられた押圧部が前記被押圧部に対向しており、前記押圧部と前記被押圧部のいずれか一方に他方側へ突出する突部が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の多方向入力装置。
4. 前記弾性腕部の先端側と対向する受け部が設けられ、前記被押圧部が前記連結部と前記受け部の対向する前記弾性腕部との間に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多方向入力装置。
5. 前記弾性腕部の先端側と対向する受け部が設けられた支持部材を備え、前記支持部材には、前記被押圧部と間隔を存して対向配置される前記受け部よりも低い高さのストッパ部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多方向入力装置。
6. 前記駆動部材は、金属板で構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の多方向入力装置。
7. 複数の荷重センサと、この荷重センサを押圧駆動する駆動部材とを備え、前記駆動部材は、基部とこの基部に連結部を介して連結された複数の弾性変形可能な弾性腕部とを有し、前記連結部側における前記弾性腕部に対向して前記荷重センサがそれぞれ配設されると共に、この荷重センサの配設位置よりも先端側の前記弾性腕部を被押圧部とした多方向入力装置において、
   前記弾性腕部が、前記基部の外周側に当該基部を囲むように設けられ、前記弾性腕部における前記連結部との連結部分が、前記荷重センサ側から離れる方向に折り曲げ形成されることを特徴とする多方向入力装置。
8. 前記弾性腕部で折り曲げ形成された部分に孔部が形成されることを特徴とする請求項７記載の多方向入力装置。
9. 複数の荷重センサと、この荷重センサを押圧駆動する駆動部材とを備え、前記駆動部材は、基部とこの基部に連結部を介して連結された複数の弾性変形可能な弾性腕部とを有し、前記連結部側における前記弾性腕部に対向して前記荷重センサがそれぞれ配設されると共に、この荷重センサの配設位置よりも先端側の前記弾性腕部を被押圧部とした多方向入力装置において、
   前記弾性腕部と前記荷重センサとの間に、前記駆動部材よりも剛性の高い金属板が設けられ、前記弾性腕部が前記金属板を介して前記荷重センサを押圧駆動することを特徴とする多方向入力装置。
10. 前記弾性腕部は、内側に設けられた前記基部から外側に延出しており、隣接する前記弾性腕部の間には、前記金属板を保持する弾性変形可能な複数の保持腕部が設けられ、この保持腕部は前記駆動部材と一体に設けられた外側の支持板部から前記基部側へ延びるように形成されることを特徴とする請求項９記載の多方向入力装置。

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