JP7042333B2 - 多方向入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、多方向入力装置に関する。

多方向に操作可能な操作部材を操作することにより、弾性部材を弾性変形させ、弾性変形箇所に対応する可動接点部と、基板上の固定接点部とを接触させることによってスイッチをオンする、多方向入力装置が知られている。

特開２０１５－２１６０２７号公報

しかしながら、弾性部材を弾性変形させてスイッチをオンするのみでは、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ難い場合がある。

本開示は、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ易い多方向入力装置を提供する。

本開示の一態様による多方向入力装置は、
多方向の操作方向に操作自在な操作ノブと、
前記操作ノブが操作されることによって押圧されてオンする複数の方向設定スイッチと、
前記方向設定スイッチと操作感触の異なる感触発生部と、を有し、
前記多方向の操作方向のうちの所定の操作方向に複数の前記方向設定スイッチの少なくとも１つがオンされた後、前記感触発生部によって感触が発生される、多方向入力装置である。

本開示によれば、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ易くなる。

実施形態に係る多方向入力装置の一例の外観斜視図である。 筐体の上方の半割り体を取り外し、ラバーシートを取り外して多方向入力装置の内部を見た斜視図である。 ラバーシートの一例の斜視図である。 ラバードームスイッチの一例の縦断面図である。 図２に示す斜視図に対して図３に示すラバーシートが取り付けられた状態を示す斜視図である。 メタルドームスイッチの一例の縦断面図である。 第１カムを有する傾倒板の一例の側面図である。 図７のVIII方向矢視図である。 図８Ａに対応する図であって、傾倒板の変形例を示す図である。 傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。 第二カムの一例の正面図である。 傾倒板の下面に第１押圧部材と第２押圧部材が配設されている状態を斜め下方から見た斜視図である。 操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の、多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。 図１２に示すスライド操作の際の、傾倒板と第１押圧部材と第２押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。 方向設定スイッチと感触発生部のそれぞれのＦＳ特性の一例を示す関係グラフである。 操作ノブの変形例を所定の操作方向に傾倒操作した際の、多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。 図１５に示す傾倒操作の際の、傾倒板と第１押圧部材と第２押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。

以下、実施形態に係る多方向入力装置について添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態］
＜全体構成＞
はじめに、図１を参照して、実施形態に係る多方向入力装置の全体構成と使用例について説明する。図１は、実施形態に係る多方向入力装置の外観斜視図である。図１には、一例として、８つのスライド操作方向１０ａ乃至１０ｈにスライド操作可能であって、かつ回転可能な操作ノブ１０を示している。８つのスライド操作方向は、平面視円形の操作ノブ１０の有する回転中心１０ｊを中心に、４５度間隔に設けられた径方向である。図１において、略直方体形状の筐体２０の底面の各辺が、Ｘ１－Ｘ２方向（Ｘ方向もしくはＸ軸）とＹ１－Ｙ２方向（Ｙ方向もしくはＹ軸）にそれぞれ沿っており、Ｚ１－Ｚ２方向（Ｚ方向もしくはＺ軸）は、Ｘ軸とＹ軸にて形成される平面に直交する。尚、Ｚ軸は重力方向に平行である場合もあるが、多方向入力装置１００が設置される状況に応じて、重力方向以外の方向に平行な場合もある。スライド操作方向１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄはそれぞれ、Ｙ１方向、Ｙ２方向、Ｘ１方向、及びＸ２方向に平行である。スライド操作方向１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈはそれぞれ、Ｘ１－Ｙ１、Ｘ１－Ｙ２、Ｘ２－Ｙ２、Ｘ２－Ｙ１の各中心角に平行である。

ここで、操作ノブ１０の「操作」とは、例えばＺ軸方向に延設する操作ノブ１０をＺ軸方向に保持した状態で、Ｘ軸とＹ軸で形成されるＸＹ平面内に操作ノブ１０をスライドさせることを意味するが、図１５及び図１６に示すように、操作ノブ１０を傾倒させることも含んでいる。以下、図１乃至図１３に示す多方向入力装置１００はスライド操作される操作ノブ１０を有する装置であり、図１５及び図１６に示す多方向入力装置１００Ａは傾倒操作される操作ノブ１０Ａを有する装置である。

図１に示す多方向入力装置１００は、好適には自動車等の車両に適用されるが、航空機や鉄道、船舶等に適用されてもよいし、更には、ゲーム機のコントローラー等に適用されてもよい。多方向入力装置１００が自動車に搭載される場合、多方向入力装置１００は、運転席の側方のセンターコンソールやステアリングホイールの他、インストルメントパネル等に設置され得る。

多方向入力装置１００は、筐体２０と、筐体２０の上面から上方のＺ１方向に突設する操作ノブ１０とを有する。筐体２０は、２つの半割り体２１，２２を、接着や溶接、ボルト等にて接続することにより形成される。筐体２０は、電気的絶縁性が高く、更には機械的加工性の良好な材料から形成でき、例えば、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ：Acrylonitrile Butadiene Styrene）やポリカーボネート等の樹脂材料を射出成形することにより、あるいは、アルミ合金等をアルミダイキャスト等することにより形成される。

操作ノブ１０は、円筒状の側面において周方向に延設する多数の切り込みを有しており、操作者は操作ノブ１０の側面を把持し、操作ノブ１０の回転中心１０ｊの軸回りに、時計方向もしくは反時計方向であるＲ方向に操作ノブ１０を回転させることができる。この際、操作ノブ１０は回転ノブとなり、側面の切り込みは手指でつまんで回転させる際の滑り止めの機能を有する。

操作ノブ１０は、回転中心１０ｊを中心に回転操作自在であることに加えて、８方向にスライド操作自在となっている。このように、図示する多方向入力装置１００は、８方向にスライド操作自在な操作ノブ１０を有する装置であり、この８方向が「多方向」に含まれる。図示例の多方向入力装置１００は、操作ノブ１０が８方向にスライド操作される装置であるが、８方向未満の方向数である２方向や４方向、６方向の他、８方向を超える方向数である１０方向や１２方向等の操作方向も「多方向」に含まれ、このように８方向以外の方向数の操作方向を有する多方向入力装置であってもよい。

多方向入力装置１００の使用例を説明すると、例えば、筐体２０の上面における操作ノブ１０の上下位置や左右位置に、不図示のナビゲーションスイッチやオーディオスイッチ、ホームスイッチなどがある。操作者が所望のスイッチを選択して押圧すると、選択された内容の画像が、ステアリングホイールの前面にある液晶ディスプレイ等に表示されるようになっている。また、フロントガラスエリアにディスプレイがヘッドアップされる形態においては、このようにヘッドアップされたディスプレイに選択内容の情報が表示される。

操作者が例えばナビゲーションスイッチを選択すると、ディスプレイにナビゲーション情報が表示される。ナビゲーション情報には様々な選択スイッチが含まれており、現在地を含む地図情報表示スイッチや、目的地検索スイッチ等が含まれる。ディスプレイ上に表示されるナビゲーション情報に関する様々な選択スイッチの中から、操作者が必要とする選択スイッチを決定するに当たり、操作ノブ１０を回転させることによって決定スイッチを画面上でスクロールしてもよいが、より迅速に目的の選択スイッチに到達するべく、操作ノブ１０の有する８方向のスライド操作を利用することができる。

図１に示すように、操作者が８方向のうちの所望する所定の操作方向に操作ノブ１０をスライド操作することにより、ディスプレイ上において、スライド操作された方向に決定スイッチを迅速に移動させることが可能になる。これは、多方向入力装置１００の使用形態の一例であり、自動車においても、パワーウィンドウをはじめとして他に様々な多方向入力装置１００の使用例が存在する。更に、多方向入力装置１００が車両以外の機器に搭載される場合には、搭載機器に応じた使用例が存在する。

＜多方向入力装置の内部構成＞
次に、図２乃至図１１を参照して、実施形態に係る多方向入力装置の内部構成を説明する。ここで、図２は、筐体の上方の半割り体を取り外し、ラバーシートを取り外して多方向入力装置の内部を見た斜視図である。また、図５は、図２に示す斜視図に対して図３に示すラバーシートが取り付けられた状態を示す斜視図である。尚、説明の都度、操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する図１２を参照するものとする。

図２に示すように、操作ノブ１０の下方には、略筒状の傾倒板５０が配設されている。より具体的には、図１２に示すように、操作ノブ１０の下方の円筒部１１が傾倒板５０の円筒部５３に嵌まり込んで一体となっている。

傾倒板５０の下方には、以下で詳説するように、切頭円錐状の傾斜面から形成される第１カムが設けられており、操作ノブ１０の８方向のスライド操作方向に対応する位置において、８つの第１押圧部材６０が周方向に４５度間隔に配設されている。尚、例えばスライド操作方向が４方向の場合は、４つの第１押圧部材６０が周方向に９０度間隔に配設される。

図２には、スライド操作方向１０ｂ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｆに対応する第１押圧部材６０を矢印で示している。第１押圧部材６０は、例えば機械的に粘り強いポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料を射出成形することにより、形成される。

また、傾倒板５０の下方において、周方向に４５度間隔に並ぶ８つの第１押圧部材６０のうち、２つの第１押圧部材６０の間には、第２押圧部材７０が配設されている。図２には、操作ノブ１０のスライド操作方向１０ｃ、１０ｆに対応する第１押圧部材６０の間に、第２押圧部材７０が配設されている。この第２押圧部材７０も、第１押圧部材６０と同様に、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料を射出成形することにより、形成される。

第１押圧部材６０と第２押圧部材７０はいずれも、それぞれの長手方向がＺ軸方向に沿うように配設されている。また、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０は、それぞれの下端において広幅部を有しており、それらの下方に位置するラバードームスイッチ３０（方向設定スイッチの一例）を形成するラバードーム３１（図３参照）や図２に示すメタルドームスイッチ４０（感触発生部の一例）を確実に押圧できるようになっている。尚、図２において、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０は、多方向入力装置１００の有する筐体２０の上方の半割り体２１の内部構成により、転倒不可でかつ昇降自在に姿勢保持が図られている。図２等では、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０を、不図示の半割り体２１の内部構成によって姿勢保持が図られている状態として示している。

図２に示すように、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０の下方には、Ｘ軸とＹ軸にて形成される平面内にある、平面視矩形の配線基板８０が配設されており、この配線基板８０は、下方の半割り体２２の内部にある不図示の載置部の上に載置されている。図２において、配線基板８０の表面に形成されている配線パターンの図示は省略している。

図２に示すように、配線基板８０のうち、８つの第１押圧部材６０に対応する位置には、８つのラバードームスイッチ３０を形成する８つの第１固定接点３６が設けられており、図２においては、そのうちの４つの第１固定接点３６が明確に示されている。第１固定接点３６は、例えば銅箔等にて形成されており、銅箔の表面に金メッキによる被膜が形成されている。

ここで、図３及び図４を参照して、方向設定スイッチの一例であるラバードームスイッチについて説明する。尚、図４では、ラバーシート３７を配線基板８０と共に示している。図３に示すように、平面視矩形（正方形を含む）で基板８０の平面形状に相補的な形状のラバーシート３７は、中央に環状開口３２ａが開設され、環状開口３２ａの一部には平面視矩形の小開口３７ｂが連通している。ラバーシート３７において、環状開口３２ａの外周には、４５度間隔で８つのラバードーム３１が設けられており、ラバーシート３７におけるラバードーム３１の外周は防水シート３８にて被覆されている。

ラバードーム３１を備えたラバーシート３７は、耐候性が高く、例えばアーク放電に対する電気的絶縁性の高いシリコンゴム等の弾性材料から形成される。ラバーシート３７がシリコンゴム等の弾性材料から形成されていることにより、配線基板８０に対してラバーシート３７を適宜変形させながら、容易に取り付けることができる。

図４に示すように、方向設定スイッチの一例であるラバードームスイッチ３０は、ラバードーム３１と、ラバードーム３１のドーム内空間３４に取り付けられている第１可動接点３５と、配線基板８０上において配線基板８０の配線パターンと電気的に接続されている一対の第１固定接点３６と、を有する。図４において、第１可動接点３５と、一対の第１固定接点３６は離れており、ラバードームスイッチ３０はオフ状態にある。

ラバードーム３１はラバーシート３７に連続すると共に、図示例のように略台形状もしくは半球状に上方に膨出してドーム内空間３４を形成している。ラバードーム３１の上端には、上方に突出する第１プッシャ３２が設けられ、ラバードーム３１の下端には下方のドーム内空間３４に突出する第２プッシャ３３が設けられている。そして、第２プッシャ３３の下端に第１可動接点３５が取り付けられている。

第１可動接点３５と第１固定接点３６はいずれも、例えばリン青銅等から形成されており、リン青銅の表面に金メッキによる被膜が形成されている。第１可動接点３５と第１固定接点３６がいずれも金メッキによる被膜を有していることにより、第１可動接点３５と第１固定接点３６の耐候性が良好になり、接触抵抗が小さくなる。更に、第１可動接点３５と第１固定接点３６が接触した際に発生し得るアーク放電によって被膜が形成され、この被膜にて接触抵抗が上昇することを抑制できる。

ラバードーム３１の上方にある第１押圧部材６０が押下されて第１プッシャ３２を下方に押圧すると、ラバードーム３１は下方に弾性変形し、一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触する。このように第１固定接点３６と第１可動接点３５は、接離自在に構成されている。一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触することにより、一対の第１固定接点３６間が導通し、ラバードームスイッチ３０がオン状態となる。以下で詳説するように、ラバードームスイッチ３０のオン信号は、配線パターンを介して電気的に接続された配線基板８０に設けられている制御部９０（図１２参照）に送られる。

操作ノブ１０は、第１押圧部材６０を介して伝達される各ラバードーム３１の復帰力により、図１に示す中心１０ｊ（図１参照）に付勢されている。ラバードームスイッチ３０がオンされ、更に以下で詳説するようにメタルドームスイッチ４０がオンされた後に操作者が操作ノブ１０から手指を離すと、ラバードーム３１は第１カム５２にて押下されていた第１押圧部材６０による押圧状態から解放される。弾性材料から形成されるラバードーム３１は、押圧状態から解放されることにより弾性変形して図４に示す元の状態に自己復帰する。ラバードーム３１が自己復帰する際の復帰力により第１押圧部材６０が押し上げられ、第１押圧部材６０の押し上げによって第１カム５２が上方に押されることにより、操作ノブ１０は図１に示す中心１０ｊに戻される。

図５は、配線基板８０の表面にラバーシート３７を配設した状態を示している。８つの第１押圧部材６０の下方位置には、ラバーシート３７の有するラバードーム３１が配設され、ラバードーム３１にて形成されるラバードームスイッチ３０が配設されている。図５において、２つのラバードームスイッチ３０の間には、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ４０が配設されており、メタルドームスイッチ４０の上方に第２押圧部材７０が配設されている。ここで、図６を参照して、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ４０について説明する。

メタルドームスイッチ４０は、配線基板８０上において配線基板８０の配線パターンと電気的に接続されている一対の第２固定接点４５と、一対の第２固定接点４５を包囲するドーム状の第２可動接点４４と、第２可動接点４４を押圧するプッシャ４２と、を有する。第２固定接点４５と第２可動接点４４はケース４１のケース内空間４３に収容されており、ケース４１の天端開口を介してプッシャ４２が昇降自在に取り付けられている。プッシャ４２はその途中位置に係合フランジ４２ａを有し、この係合フランジ４２ａがケース４１の天端下面に係合して、プッシャ４２がケース４１から抜け出ることを防止している。

メタルドームスイッチ４０の上方にある第２押圧部材７０が押下されてプッシャ４２を下方に押圧すると、ドーム状の第２可動接点４４は下方に弾性変形し、一対の第２固定接点４５に接触する。このように第２固定接点４５と第２可動接点４４は、接離自在に構成されている。一対の第２固定接点４５に対して第２可動接点４４が接触することにより、一対の第２固定接点４５間が導通し、メタルドームスイッチ４０がオン状態となる。以下で詳説するように、ラバードームスイッチ３０のオン信号と同様にメタルドームスイッチ４０のオン信号も、配線パターンを介して電気的に接続された配線基板８０に設けられている制御部９０（図１２参照）に送られる。

第２固定接点４５は第１可動接点３５及び第１固定接点３６と同様、例えばリン青銅等から形成されており、リン青銅の表面に金メッキによる被膜が形成されている。また、第２可動接点４４には、ステンレス等から形成される皿バネが適用される。更に、ケース４１やプッシャ４２は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から形成される。

多方向入力装置１００では、操作者によって操作ノブ１０が所望する所定のスライド操作方向にスライド操作された際に、まず、複数のラバードームスイッチ３０のうちのスライド操作方向に対応する少なくとも１つのラバードームスイッチ３０がオンされる。ここで、「少なくとも１つのラバードームスイッチ３０がオンされる」とは、１つのラバードームスイッチ３０がオンされることの他に、２つ以上のラバードームスイッチ３０が連続的にオンされることを含んでいる。例えば、図１において、Ｘ１－Ｙ１の中心角（４５度）方向であるスライド操作方向１０ｅに操作ノブ１０が操作された場合、スライド操作方向１０ｅに対応するラバードームスイッチ３０がオンされた後に、その両サイドにあるスライド操作方向１０ａ、１０ｃに対応するそれぞれのラバードームスイッチ３０が、スライド操作方向１０ｅに続いて連続的にオンされる場合がある。この場合、スライド操作方向１０ｅ、１０ａ，１０ｃの各ラバードームスイッチ３０のオン信号が、制御部９０に対してオンされた順に送られることになる。制御部９０は、このように複数のオン信号が送られた際に、最初に送られたオン信号に対応するスライド操作方向（ここでは、スライド操作方向１０ｅ）を操作方向として判定するように構成されている。そのため、連続的に複数のラバードームスイッチ３０がオンされた場合においても、操作者の意図する操作方向が制御部９０において適切に判定されることになる。ラバードームスイッチ３０がオンされた後、今度はメタルドームスイッチ４０がオンされることにより、操作方向への入力操作が完了する。このように、多方向入力装置１００は、２段スイッチ（ダブルアクションスイッチ）を有する。ラバードームスイッチ３０がシリコンゴム等の弾性材料から形成されていることにより、ラバードームスイッチ３０は押圧時の荷重値が小さく、押圧時の荷重変化量も小さい。従って、ラバードームスイッチ３０がオンされた際に、操作者はクリック感を感じ難い。これに対して、メタルドームスイッチ４０がステンレス等の皿バネから形成されていることにより、ラバードームスイッチ３０に比べて押圧時の荷重値と荷重変化量が共に大きくなる。そのため、ラバードームスイッチ３０がオンされた際にクリック感を感じなかった操作者は、メタルドームスイッチ４０がオンされた際に明確なクリック感を感じることができる。

次に、図７乃至図１１を参照して、操作ノブ１０にて直接押圧される傾倒板の構成について説明する。ここで、図７は、第１カムを有する傾倒板の一例の側面図であり、図８Ａは、図７のVIII方向矢視図である。また、図９は、傾倒板を斜め下方から見た斜視図であり、図１０は、第二カムの一例の正面図である。更に、図１１は、傾倒板の下面に第１押圧部材と第２押圧部材が配設されている状態を斜め下方から見た斜視図である。尚、図８Ａにおいては、第１カム５２を説明し易くするために、第２カム５４の図示を省略している。

図７及び図８Ａに示すように、傾倒板５０は、中央に円筒部５３を有し、円筒部５３の上方において側方に張出す環状の鍔部５１を有する。そして、環状の鍔部５１の下面５１ａには、図７の側面視において下方に向かってテーパー状に縮径する第１カム５２を有する。より具体的には、第１カム５２は、切頭円錐状の傾斜面を有しており、切頭円錐状の切頭部を下方に向けた状態で鍔部５１の下面５１ａに配設されている。そして、図７において一点鎖線にて示すように、正面形状が環状の第１カム５２において、４５度間隔で８つの第１押圧部材６０が配設される。

ここで、図８Ｂには、図８Ａに示す第１カム５２の変形例を示している。図８Ａに示す第１カム５２は、傾倒板５０のスライド方向へのスライドに応じて、第１カム５２の有する傾斜面が第１押圧部材６０を押下する機能を有する。そこで、図８Ｂに示す第１カム５２Ａは、図８Ａに示す第１カム５２の有する環状で湾曲状の側面に代わり、切頭８角錐の８つの平坦な傾斜面を有し（切頭角錐状の傾斜面の一例）、各側面が対応する第１押圧部材６０を押下する形態である。従って、例えば９０度間隔に４つの第１押圧部材６０を有する形態では、切頭４角錐の４つの平坦な傾斜面を有する第１カムが適用される。尚、図８Ｂにおいては、第１カム５２Ａを説明し易くするために、第２カムの図示を省略している。

図９に示すように、傾倒板５０は、環状の第１カム５２の途中位置において、第２カム５４を有する。第１カム５２と第２カム５４を有する傾倒板５０は、第１押圧部材３４等と同様に、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から形成される。図９及び図１０に示すように、第２カム５４は、中心点５４ｊから８方向（多方向の一例）の各スライド操作方向に下り勾配で傾斜しながら延設する複数のカム溝５４ａ乃至５４ｈと、隣接するカム溝の間にある複数のカム山５５ａ乃至５５ｈと、を有する。例えば、カム溝５４ａ、５４ｂの間にカム山５５ａが介在する。

図１０に示すように、第２カム５４は、平面視形状が８つの花弁を有する花びら状を有しており、１つの花弁の角度θ１（隣接するカム山とカム山の間の角度）は４５度となる。

図１１に示すように、第１カム５２の下方には、４５度間隔で８つの第１押圧部材６０が配設されるが、この８つの第１押圧部材６０の配設方向（傾倒板５０の円筒部５３の中心点５３ａからの配設方向）と、第２カム５４における８つのカム溝５４ａ乃至５４ｈの延設方向は相互に対応している。

図１１に示すように、操作ノブ１０が操作されていない状態では、第２押圧部材７０は第２カム５４の中心点５４ｊに位置している。第２カム５４において中心点５４ｊはカム溝５４ａ乃至５４ｈが上方に湾曲状に傾斜して頂部で交わる交点であり、図１１に示す状態では第２押圧部材７０が第２カム５４の中心点５４ｊに嵌まり込んでいる。

図１１に示す状態から、操作者によって操作ノブ１０が８つのスライド操作方向のいずれかの方向にスライド操作されると、スライド操作方向にある第１押圧部材６０が傾斜面からなる第１カム５２によって下方に押下される。そして、第２カム５４においても、第２押圧部材７０がスライド操作方向に延設するカム溝に沿って下方に押下される。

図９乃至図１１に示すように、第２カム５４は、第１カム５２の径方向外側に対応する位置であるカム溝５４ｃ付近からカム溝５４ｈ付近に亘って延設する、係脱防止壁５６を有する。係脱防止壁５６は、第２押圧部材７０が第２カム５４において第１カム５２の径方向外側に向かって移動した際に、第２押圧部材７０が第２カム５４から係脱することを防止するための壁である。

＜多方向入力装置のスイッチ機能＞
次に、図１２乃至図１４を参照して、多方向入力装置１００のスイッチ機能について説明する。ここで、図１２は、操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。また、図１３は、図１２に示すスライド操作の際の、傾倒板と第１押圧部材と第２押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。また、図１４は、方向設定スイッチと感触発生部のそれぞれのＦＳ特性の一例を示す関係グラフである。ここで、「ＦＳ特性（ＦＳ：Force Stroke）」とは、操作者が操作時に感じる操作フィーリングを、操作ストローク（Ｓ）と操作反発力（Ｆ）の関係で示した特性のことを意味する。

図１２に示すように、操作者が、８つのスライド操作方向のうちのいずれか１つのスライド操作方向に操作ノブ１０をスライド操作することにより（図１２では、Ｘ２方向にスライド操作）、スライド操作方向に対応する位置にある第１押圧部材６０は、第１カム５２のカム面のＳ１方向へのスライドに応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ１にて押圧され、第１押圧部材６０がＺ２方向に押下される。このことにより、第１押圧部材６０の下方にあってオフ状態であるラバードームスイッチ３０は第１押圧部材６０によって押圧され、一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触することにより、一対の第１固定接点３６間が導通し、ラバードームスイッチ３０がオンされる。

配線基板８０には、制御部９０が設けられている。ラバードームスイッチ３０がオンされると、ラバードームスイッチ３０のオン信号は、不図示の配線パターンを介して制御部９０に送られる。

一方、操作ノブ１０がスライド操作された際に、第２カム５４においても、スライド操作方向に延設するカム溝に沿ってＳ２方向へ第２押圧部材７０が案内され、第２カム５４のカム溝のＳ２方向へのスライドに応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ２にて押圧され、第２押圧部材７０がＺ２方向に押下される。このことにより、第２押圧部材７０の下方にあってオフ状態であるメタルドームスイッチ４０は第２押圧部材７０によって押圧され、一対の第２固定接点４５に対して第２可動接点４４が接触することにより、一対の第２固定接点４５間が導通し、メタルドームスイッチ４０がオンされる。メタルドームスイッチ４０がオンされると、メタルドームスイッチ４０のオン信号は、不図示の配線パターンを介して制御部９０に送られる。すなわち、第１カム５２によってスライド操作方向にある第１押圧部材６０が押下された後、第２カム５４によって第２押圧部材７０が短時間のタイムラグを有して押下され、制御部９０に対して、ラバードームスイッチ３０のオン信号が送られた後、メタルドームスイッチ４０のオン信号が送られる。

図１３では、図１２に示すスライド操作の際の、傾倒板５０と第１押圧部材６０と第２押圧部材７０のみを抽出して、それぞれの動作態様を説明している。所定のスライド操作方向に傾倒板５０がスライド操作されると、スライド操作方向に対応する位置にある第１押圧部材６０が押圧力Ｐ１で不図示のラバードームスイッチを押圧する。また、このスライド操作方向に対応するカム溝５４ｂに沿って第２押圧部材７０がＳ２方向にスライドする過程で、不図示のメタルドームスイッチを押圧力Ｐ２で押圧する。

ここで、方向設定スイッチの一例であるメタルドームスイッチ３０は、シリコンゴム等の弾性材料から形成されていることから、押圧された際に弾性変形し、操作者は感触（クリック感）を感じ難い。具体的には、図１４に示すように、方向設定スイッチのＦＳ特性は、操作ストロークが延びても、操作反発力は殆ど上昇せず、極めて低い操作反発力Ｆ２でサチュレートするようなＦＳ特性を有する。

これに対して、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ４０は、ステンレス等の皿バネにて形成されていることから、図１４に示すように、操作ストロークに応じて例えば２段階の二次曲線を経て操作反発力のピーク値Ｆ１に至り、ピーク値Ｆ１を超えると同時に急激に操作反発力Ｆ３まで降下するＦＳ特性を有する。

このように、ラバードームスイッチ３０に対してメタルドームスイッチ４０は、押圧時の荷重値（ピーク値）が大きく、押圧時の荷重変化量も大きい。このようにラバードームスイッチ３０とメタルドームスイッチ４０のそれぞれのＦＳ特性は大きく相違し、操作者が感じる双方の操作感触は全く異なる。ラバードームスイッチ３０とメタルドームスイッチ４０のそれぞれのＦＳ特性に基づき、ラバードームスイッチ３０は操作者が感じる感触を発生し難く、一方でメタルドームスイッチ４０は操作者が明確に感じる感触（クリック感）を発生させるスイッチとなる。

図１２に戻り、所定のスライド操作方向にあるラバードームスイッチ３０がオンされ、ラバードームスイッチ３０のオン信号が制御部９０に送られた後、メタルドームスイッチ４０がオンされ、メタルドームスイッチ４０のオン信号が次に制御部９０に送られる。このように、所定の操作方向におけるラバードームスイッチ３０のオン信号と、メタルドームスイッチ４０のオン信号が順次制御部９０に送られると、制御部９０により、操作方向の判定と、この操作方向への入力操作の完了が実行される。そして、メタルドームスイッチ４０がオンされる際に、操作者は明確なクリック感を得ることができる。

＜多方向入力装置の変形例＞
次に、図１５及び図１６を参照して、多方向入力装置の変形例について説明する。ここで、図１５及び図１６はそれぞれ、図１２及び図１３に対応する図である。図示する多方向入力装置１００Ａは、スライド操作される代わりに、傾倒操作される操作ノブ１０Ａを有する。

操作ノブ１０Ａは、例えば８方向の傾倒操作方向を有し、図１５及び図１６に示すように、いずれか一方の方向の操作ノブ１０Ａの上端を押圧力Ｐ３にて押下すると、鉛直方向であるＺ１－Ｚ２方向に対して、角度θ２で傾斜し、新たにＺ１'－Ｚ２'方向の傾斜軸に沿う姿勢を形成するように構成されている。

操作ノブ１０Ａが角度θ２で所定方向に傾倒操作されると、傾倒操作方向に対応する位置にある第１押圧部材６０は、第１カム５２のカム面のＳ１方向への傾倒に応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ１にて押圧され、第１押圧部材６０がＺ２方向に押下される。このことにより、第１押圧部材６０の下方にあってオフ状態であるラバードームスイッチ３０は第１押圧部材６０によって押圧され、一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触することにより、一対の第１固定接点３６間が導通し、ラバードームスイッチ３０がオンされる。そして、ラバードームスイッチ３０のオン信号が制御部９０に送られる。

一方、操作ノブ１０Ａが傾倒操作された際に、第２カム５４においても、傾倒操作方向に延設するカム溝に沿ってＳ２方向へ第２押圧部材７０が案内され、第２カム５４のカム溝のＳ２方向への傾倒に応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ２にて押圧され、第２押圧部材７０がＺ２方向に押下される。このことにより、第２押圧部材７０の下方にあってオフ状態であるメタルドームスイッチ４０は第２押圧部材７０によって押圧され、一対の第２固定接点４５に対して第２可動接点４４が接触することにより、一対の第２固定接点４５間が導通し、メタルドームスイッチ４０がオンされる。そして、メタルドームスイッチ４０のオン信号が制御部９０に送られる。

多方向入力装置１００Ａにおいても、操作ノブ１０Ａが傾倒操作され、ラバードームスイッチ３０のオンに続いてメタルドームスイッチ４０がオンされる際に、操作者は明確なクリック感を得ることができる。

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。例えば、上記実施形態では、感触発生部としてメタルドームスイッチ４０を適用しているが、感触発生部が単にメタルドームのみを有し、メタルドームにより感触が発生される形態であってもよい。

本国際出願は、２０１８年４月１１日に出願した日本国特許出願第２０１８－０７５９０５号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。

１０，１０Ａ 操作ノブ
１０ａ～１０ｈ スライド操作方向
１０ｊ 回転中心（中心）
２０ 筐体
３０ 方向設定スイッチ（ラバードームスイッチ）
３１ ラバードーム
３２ 第１プッシャ
３３ 第２プッシャ
３４ ドーム内空間
３５ 第１可動接点
３６ 第１固定接点
３７ ラバーシート
３８ 防水シート
４０ 感触発生部（メタルドームスイッチ）
４１ ケース
４２ プッシャ
４３ ケース内空間
４４ 第２可動接点
４５ 第２固定接点
５０ 傾倒板
５１ 鍔部
５２、５２Ａ 第１カム
５３ 円筒部
５４ 第２カム
５４ａ～５４ｈ カム溝
５４ｊ 中心点
５５ａ～５５ｈ カム山
５６ 係脱防止壁
６０ 第１押圧部材
７０ 第２押圧部材
８０ 配線基板
９０ 制御部
１００，１００Ａ 多方向入力装置

Claims (7)

1. 多方向の操作方向に操作自在な操作ノブと、
   前記操作ノブが操作されることによって押圧されてオンする複数の方向設定スイッチと、
   前記方向設定スイッチと操作感触の異なる感触発生部と、を有し、
   前記方向設定スイッチと前記感触発生部は、前記多方向の操作方向のうちの所定の操作方向に複数の前記方向設定スイッチの少なくとも１つがオンされた後、続いて前記感触発生部によって感触が発生されるダブルアクションスイッチを形成し、
   前記操作ノブが操作されることによって押圧される傾倒板を有し、
   前記傾倒板は、切頭円錐状もしくは切頭角錐状の傾斜面から形成される第１カムを有し、
   前記第１カムにおける多方向の操作方向に対応する複数の位置に、前記方向設定スイッチを押圧する第１押圧部材が配設されている、多方向入力装置。
2. 前記傾倒板は、中心点から多方向の各操作方向に下り勾配で傾斜しながら延設する複数のカム溝から形成される第２カムを更に有し、
   前記第２カムの前記感触発生部側には、該第２カムの有するいずれか１つの前記カム溝の下り勾配に案内されて前記感触発生部を押圧する第２押圧部材が配設されている、請求項１に記載の多方向入力装置。
3. 前記方向設定スイッチがラバードームスイッチである、請求項１又は２に記載の多方向入力装置。
4. 前記感触発生部がメタルドームスイッチである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多方向入力装置。
5. 前記方向設定スイッチと前記感触発生部の下方に、制御部を有する配線基板が配設されており、
   前記配線基板には、各方向に対応した前記ラバードームスイッチの有する第１固定接点と、前記メタルドームスイッチの有する第２固定接点と、が前記制御部と電気的に接続されており、
   前記ラバードームスイッチは第１可動接点を有し、前記メタルドームスイッチは第２可動接点を有しており、
   前記第１固定接点と前記第１可動接点が接触して所定の操作方向の前記ラバードームスイッチがオンされ、次いで、前記第２固定接点と前記第２可動接点が接触して前記メタルドームスイッチがオンされた際に、前記制御部により、操作方向の判定と、該操作方向への入力操作の完了が実行される、請求項３に従属する請求項４に記載の多方向入力装置。
6. 前記方向設定スイッチよりも前記感触発生部の押圧時の荷重値が大きい、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多方向入力装置。
7. 前記方向設定スイッチよりも前記感触発生部の押圧時の荷重変化量が大きい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多方向入力装置。

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