JP7387909B2 - 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。 The present invention relates to a multi-directional input device.
従来より、内部に空間を有するケースと、前記ケースから一部を露出し操作者による操作を受け付ける操作部材と、前記ケース内に互いに直交する方向に配設されると共に前記操作部材に対する傾動操作に応じて回動する第1及び第2の駆動部材と、前記第1及び第2の駆動部材の回動を検出する回動検出機構とを具備する多方向入力装置がある。前記回動検出機構は、前記第1及び第2の駆動部材に連結されると共に磁石を保持するホルダと、前記ホルダに保持された前記磁石と対向配置される磁気検出素子と、前記ホルダを回転可能に収容すると共に前記磁気検出素子を所定位置に位置決めした状態で前記ケースの外側から取り付けられるカバーとを有する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a case having a space inside, an operating member partially exposed from the case to receive operation by an operator, and an operating member disposed within the case in directions perpendicular to each other and capable of tilting the operating member are provided. There is a multi-directional input device that includes first and second drive members that rotate in response to the input signal, and a rotation detection mechanism that detects rotation of the first and second drive members. The rotation detection mechanism includes a holder connected to the first and second drive members and holding a magnet, a magnetic detection element disposed facing the magnet held by the holder, and a rotation detection mechanism that rotates the holder. and a cover that can be attached from the outside of the case with the magnetic detection element positioned at a predetermined position (for example, see Patent Document 1).
ところで、操作部材を操作する際に、磁石と磁気センサとの間隔が変化すると、操作状態によって磁気センサが検出する磁界の強度が変化するため、操作量を正確に検出できない場合がある。 By the way, when the operating member is operated, if the distance between the magnet and the magnetic sensor changes, the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor changes depending on the operating state, so the amount of operation may not be accurately detected.
そこで、操作量を正確に検出できる多方向入力装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a multidirectional input device that can accurately detect the amount of operation.
本発明の実施形態の多方向入力装置は、開口部を有する筐体と、前記開口部に差し込まれる軸部を有し、前記筐体に対して傾倒する操作が可能な操作部材と、前記操作軸の下方に配置される板状部材と、前記軸部内に挿通され、下端が前記板状部材に当接する筒状の可動軸と、前記可動軸の内部に配置され、前記板状部材に当接するスペーサと、前記可動軸の内部で前記スペーサの上に配置される磁石と、前記スペーサの下方に配置される磁気センサと、前記操作部材と前記可動軸との間に設けられ、前記操作部材に対して前記可動軸を下方に付勢する第1ばねと、前記操作部材と前記磁石との間に設けられ、前記操作部材に対して前記磁石を下方に付勢する第2ばねとを含む。 A multi-directional input device according to an embodiment of the present invention includes a housing having an opening, an operating member having a shaft inserted into the opening and capable of being tilted with respect to the housing, and an operating member that can be operated by tilting with respect to the housing. a plate-like member disposed below the shaft; a cylindrical movable shaft that is inserted into the shaft portion and whose lower end abuts the plate-like member; and a movable shaft disposed inside the movable shaft and abuts the plate-like member. a spacer in contact with the movable shaft; a magnet disposed on the spacer inside the movable shaft; a magnetic sensor disposed below the spacer; and a spacer provided between the operating member and the movable shaft, the operating member a first spring that biases the movable shaft downward against the operating member; and a second spring that is provided between the operating member and the magnet and biases the magnet downward with respect to the operating member. .
操作量を正確に検出できる多方向入力装置を提供することができる。 A multidirectional input device that can accurately detect the amount of operation can be provided.
以下、本発明の多方向入力装置を適用した実施形態について説明する。 Embodiments to which the multi-directional input device of the present invention is applied will be described below.
<実施形態>
図1は、実施形態の多方向入力装置100を示す例示的な図である。図2は、多方向入力装置100を分解した状態を例示的に示す図である。図3は、図1のA-A矢視断面の一例を示す図である。図4は、図1のB-B矢視断面の一例を示す図である。<Embodiment>
FIG. 1 is an exemplary diagram showing a
以下では、XYZ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、平面視とはXY面視をいい、Z軸負方向側を下側又は下、Z軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。 In the following, the XYZ coordinate system will be defined and explained. Furthermore, in the following, for convenience of explanation, planar view refers to XY plane view, the negative side of the Z-axis is referred to as the lower side or below, and the side in the positive direction of the Z-axis is referred to as upper side or above, but this represents a universal vertical relationship. It's not a thing.
多方向入力装置100は、ケース110、フレーム120、FPC(Flexible printed circuits)125、メタルコンタクト130A、磁気センサ130B、ステム140、プレート150、アクチュエータ160A、160B、スペーサ160C、ばね160D、ばね160E、磁石170、カバー180、磁気シールド185、レバー190、キャップ195を含む。
The
多方向入力装置100は、レバー190を傾倒させる操作と、レバー190を下方向に押し込む操作とが可能な入力装置である。このような多方向入力装置100は、例えば、ゲーム機の操作部に利用することができる。
The
ケース110は、一例として樹脂製であり、本体111及びドーム部112を有する。本体111は、略直方体状で底を有しない部材である。本体111は、下側からフレーム120が取り付けられた状態で有底の部材になる。ケース110及びフレーム120は、筐体の一例であり、本体111及びフレーム120は、筐体本体の一例である。
The
ドーム部112は、本体111の上面の中央部から上方向にドーム状に突出した部分であり、頂部に開口部112Aを有する。ドーム部112の上面は、球面状の形状を有する。
The
フレーム120は、一例として金属の軟質磁性体製であり、ケース110の本体111の側面から突出した係合部111Aが嵌め込まれる開口部121と、図1に示すように本体111に取り付けられた状態で折り曲げられて本体111に係合する係合部122とを有する。フレーム120は、磁気シールド185と同様に磁気遮蔽効果を有するため、磁気センサ130Bに対する外乱磁場の影響を低減し、内蔵する磁石170の外部への磁気漏れを抑制することができる。
The
フレーム120の中央のXY平面に平行な部分の上面には、FPC125が配置される。フレーム120とケース110によって閉じられる空間内には、FPC125、メタルコンタクト130A、磁気センサ130B、ステム140、プレート150、アクチュエータ160A、アクチュエータ160Bの一部、磁石170の一部が収納される。
The FPC 125 is arranged on the upper surface of the central portion of the
フレーム120は、ケース110の本体111に下側から取り付けられ、上述のような収納空間を実現できる部材であれば、ケース110への取り付け構造は、どのようなものであってもよい。
The
FPC125は、一例としてポリイミド等の表面に配線パターンを形成した部材であり、配線部125Aを有する。FPC125には、電子部品125B、メタルコンタクト130A、磁気センサ130Bが実装される。
The FPC 125 is, for example, a member made of polyimide or the like with a wiring pattern formed on its surface, and has a
メタルコンタクト130Aは、押圧センサの一例であり、FPC125の上面の-X方向側に実装されている。メタルコンタクト130Aは、反転動作が可能な金属製のドームを有しており、ドームは上方向に凸の形状を有し、ステム140によって下方向に押圧されると反転動作によって下方向に凸の状態になり、これによってZ方向の押し込み操作が検出される。
The
磁気センサ130Bは、FPC125の上面の略中央に実装されている。磁気センサ130Bは、X方向における磁界の変化を検出するセンサと、Y方向における磁界の変化を検出するセンサとを内蔵しており、磁石170のX方向及びY方向への変位を検出する。
The
ステム140は、一例として樹脂製の部材であり、メタルコンタクト130Aを下方向に押圧するために設けられている。
The
プレート150は、一例として金属製であり、基部151、脚部152、延在部153を有する。プレート150は、板状部材の一例である。基部151は、プレート150の中央に位置し、アクチュエータ160Bが載置される。基部151の四方には、下方に延在する脚部152が設けられている。脚部152の下端がFPC125の上面に当接することにより、基部151は、脚部152の高さの分だけFPC125よりも高い位置にある。基部151の下部には、磁気センサ130Bや電子部品125Bのうちの一部のものが配置されているが、基部151が脚部152の高さの分だけFPC125よりも高い位置にあるため、アクチュエータ160Bが下方向に押圧されても、磁気センサ130B等を保護できる構成になっている。プレート150は、基部151から平面視で外側に延在する延在部153によってケース110に固定されている。
The
アクチュエータ160Aは、一例として樹脂製であり、可動部の一例である。アクチュエータ160Aは、基部161A、開口部162A、軸部163A、164A、側部165A、貫通孔166Aを有する。
The
アクチュエータ160Aは、レバー190をX軸方向に傾倒可能に保持するとともに、ケース110に対してY軸方向に傾倒可能である。X軸は第1軸の一例であり、Y軸は第2軸の一例である。X軸方向に傾倒可能とは、図3に示す矢印のようにY軸を回転軸として、X方向にレバー190を傾倒可能にすることである。Y方向に傾倒可能とは、アクチュエータ160Aが図4に示す矢印のようにX軸を回転軸として、Y方向に傾倒可能であることをいう。Y方向に傾倒可能であることは、第2軸方向に傾倒可能であることの一例である。
The
基部161Aは、アクチュエータ160Aの本体であり、ドーム状の形状を有する。基部161Aのドーム形状は、ケース110のドーム部112の下面側の球面に対応した形状である。基部161Aの頂部には開口部162Aが設けられている。開口部162Aは、図4に示すX方向の長さの方が、図3に示すY方向の長さよりも長い。
The
基部161Aの-X方向側には、軸部163Aが設けられており、+X方向側には軸部164Aが設けられている。軸部163Aは第1軸部の一例であり、軸部164Aは第2軸部の一例である。また、基部161Aの±Y方向側の側面は、XZ平面に平行な側面であり、ドーム形状を切り落としたような形状になっている。側部165Aには、貫通孔166Aが設けられている。
A
軸部163A及び164Aは、アクチュエータ160Aをケース110に対してY方向に傾倒可能にするために設けられている。軸部163A及び164Aの上側の面は、X軸を中心軸とする円筒の側面のように湾曲している。
The
軸部163Aは、図4に示すようにケース110の本体111の内側の凹部111Bに嵌め込まれている。凹部111BのY軸方向の幅は、軸部163AのY軸方向の幅に合わされている。軸部163Aは、凹部111Bによって、X軸を回転軸としてYZ平面内で回動可能なように保持されている。
The
軸部164Aは、図4に示すようにケース110の本体111の内側の凹部111Cに嵌め込まれている。軸部164Aは、図4に示すように、軸部163AよりもZ方向に長い。
The
軸部164Aの上側の面は、X軸を中心軸とする円筒の側面のように湾曲している。凹部111CのY軸方向の幅は、軸部164AのY軸方向の幅に合わされている。軸部164Aは、凹部111Cによって、X軸を回転軸としてYZ平面内で回動可能なように保持されている。
The upper surface of the
貫通孔166Aには、レバー190の軸部193が挿入され、レバー190をY軸を回転軸としてX方向に傾倒可能に保持する。X方向に傾倒可能であることは、第1軸方向に傾倒可能であることの一例である。
The
また、アクチュエータ160Aは、レバー190が下方向に押し込まれる(押圧される)と、図4において軸部163Aが斜め下方向にずれるように移動して、ステム140を下方向に押圧する。この結果、メタルコンタクト130Aが反転動作を行う。
Further, when the
アクチュエータ160Bは、可動軸の一例であり、ケース110の底部に対してレバー190を支持する部材である。アクチュエータ160Bは、円筒部161B、台座部162B、突出部163B、及び切欠部164Bを有する。
円筒部161Bは、レバー190の内側に保持されている。円筒部161Bの下側には台座部162Bが設けられている。円筒部161Bは、アクチュエータ160Bの上端から下端まで延在しており、円柱状にくり抜かれた収納部161B1及び161B2と凸部161B3とを有する。収納部161B1は円筒部161Bの円柱状にくり抜かれた内部空間のうちの凸部161B3よりも下側の空間であり、収納部161B2は円筒部161Bの円柱状にくり抜かれた内部空間のうちの凸部161B3よりも上側の空間である。凸部161B3は、円筒部161Bの円柱状にくり抜かれた内部空間の上下方向における中間よりも少し上側において、内側に向けて円環状に突出した部分である。凸部161B3は、平面視における中央に貫通孔があるため、収納部161B1及び161B2は連通している。
The
また、収納部161B1は、下端側161B11と上端側161B12とで内径が異なり、下端側161B11の内径の方が上端側161B12の内径よりも僅かに大きい。下端側161B11と上端側161B12との間には僅かな段差がある。上端側161B12の内径は、円柱状の磁石170の外径より僅かに大きく、したがって磁石170はばね160Eの伸縮方向に移動可能である。下端側161B11は磁石170を差し込みやすくするために上端側161B12よりも僅かに内径を大きくしている。
Moreover, the inner diameter of the storage portion 161B1 is different between the lower end side 161B11 and the upper end side 161B12, and the inner diameter of the lower end side 161B11 is slightly larger than the inner diameter of the upper end side 161B12. There is a slight step between the lower end side 161B11 and the upper end side 161B12. The inner diameter of the upper end side 161B12 is slightly larger than the outer diameter of the
収納部161B1にはスペーサ160Cと磁石170が収納され、収納部161B2にはばね160D及び160Eの一部が収納される。凸部161B3の中央の貫通孔にはばね160Eの下端が挿通される。
The
台座部162Bは、円筒部161Bよりも大きな直径を有する円盤状の部分であり、円筒部161Bの貫通孔に連通する貫通孔を中心部に有する。台座部162Bは、プレート150の上に配置され、プレート150の上面に当接している。
The
突出部163Bは、円筒部161Bの下端側において、±Y方向に直方体状に突出している部分である。突出部163BのX方向の幅は、円筒部161Bの幅よりも狭い。突出部163Bは、レバー190の軸部192の内部でアクチュエータ160Bが回転しないようにするために設けられている。
The protruding
切欠部164Bは、アクチュエータ160Bの円筒部161Bの下端の両側が±Y方向に切り欠かれた部分である。2つの切欠部164BのX方向の幅の中心同士を結ぶ直線は、円筒部161Bの中心軸を通り、Y軸に平行である。
The
スペーサ160Cは、基部161C、球面状の曲面である湾曲部162C、及び突出部163Cを有する。基部161Cは円筒状の部分であり、基部161Cの下側には湾曲部162Cが設けられ、基部161Cの側面には±Y方向に突出する2つの突出部163Cが設けられている。
The
湾曲部162Cは、基部161Cの下面から下方に突出しており、球状に湾曲した湾曲面を有する。湾曲部162Cの湾曲面はプレート150の基部151に当接する。湾曲部162Cの湾曲面は、基部161Cの上面の中心からの曲率半径が一定の湾曲面である。図3に曲率半径を破線の矢印で示す。基部161Cと磁石170は、円筒形状の中心軸を一致させて配置してあるため、湾曲部162Cの湾曲面は、磁石170の下面の中心からの曲率半径が一定の湾曲面である。このような湾曲面を有する湾曲部162Cを設けることにより、レバー190を様々な方向に傾倒する操作が行われたときに、磁石170とプレート150の基部151の下面側に配置される磁気センサ130Bとの間隔が一定になるようにしてある。
The
2つの突出部163CのX方向の幅の中心同士を結ぶ直線は、基部の平面視における中心を通り、Y軸に平行である。突出部163CのX方向の幅は、アクチュエータ160Bの切欠部164Bに合わせられており、切欠部164Bに嵌め込まれる。突出部163Cは、アクチュエータ160Bに対してスペーサ160CがXY平面内で回転しないようにするために設けられている。
A straight line connecting the centers of the widths of the two
ばね160Dは、第1ばねの一例であり、アクチュエータ160Bの凸部161B3とレバー190の操作部191の凹部191Aの上端面との間に設けられている。ばね160Dは、図3及び図4に示すようにレバー190の操作が行われていない中立位置にある状態で、凸部161B3と凹部191Aの上端面との間で自然長よりも収縮されており、レバー190に対してアクチュエータ160Bを下方に付勢している。ばね160Dは、レバー190を操作前の位置に復帰させるために設けられている。
The
ばね160Eは、第2ばねの一例であり、磁石170の上面と、レバー190の操作部191の凹部191Bの上端面との間に設けられている。ばね160Eの下端は、凸部161B3の中央の貫通孔を挿通した状態で磁石170の上面に当接している。ばね160Eは、図3及び図4に示すようにレバー190の操作が行われていない中立位置にある状態で、磁石170の上面と凹部191Bの上端面との間で自然長よりも収縮されており、レバー190に対して磁石170を下方に付勢している。ばね160Eは、スペーサ160C及びプレート150に対する磁石170の高さ方向の位置を一定に保つために設けられている。
The
磁石170は、棒状の永久磁石であり、一例として、上半分がS極、下半分がN極である。磁石170は、上端がアクチュエータ160Bの収納部161B1の上端側161B12に差し込まれており、下半分がアクチュエータ160Bの収納部161B1の下端側161B11の内部に差し込まれている。
The
カバー180は、カバー部材の一例であり、レバー190よりも強度が高い構成になっている。カバー180は、基部181及びドーム部182を有する。基部181は、円筒状の部分であり、Z方向に貫通する貫通孔181Aを有する。貫通孔181Aは、図2に示すように、X軸方向に短く、Y方向に長い形状を有する。
The
貫通孔181Aには、レバー190の軸部192が挿通されている。基部181の下側には、ドーム部182が設けられている。基部181は、ドーム部182の頂部に連続的に設けられている。
A
カバー180は、貫通孔181Aがレバー190の軸部192に挿通されることによって、レバー190の操作部191の下側に取り付けられている。
The
ドーム部182は、当接部の一例である。ドーム部182の上面(+Z方向側の湾曲した面)と、下面(-Z方向側の湾曲した面)とは、球面状の形状を有する。ドーム部182と、ケース110のドーム部112とは、2つの同心球の一部分に相当する形状を有する。2つの同心球とは、互いの中心が同一の2つの球である。ドーム部182と、ケース110のドーム部112とは、このような2つの中空の球体の一部分に相当する形状を有する。
The
図3及び図4のように、レバー190が中立位置にある場合には、ドーム部182と、ケース110のドーム部112との間には隙間がある。中立位置とは、レバー190がX方向及びY方向のいずれの方向にも傾倒されておらず、かつ、レバー190が下方向に押し込まれていない状態のときにある位置である。
As shown in FIGS. 3 and 4, when the
レバー190が下方向に押し込まれると、カバー180のドーム部182の下面がケース110のドーム部112の上面に当接する。カバー180はレバー190の操作部191の下面に取り付けられているため、レバー190が下方向に押し込まれると、カバー180は操作部191の下面とケース110のドーム部112の上面との間に挟まれる。このときに、レバー190がアクチュエータ160Aを下方向に押圧し、ステム140がメタルコンタクト130Aを押圧し、メタルコンタクト130Aは反転する。また、このときに、ばね160D及び160Eが収縮し、磁石170と磁気センサ130Bとの間隔は一定に保たれる。
When the
カバー180のドーム部182の下面がケース110のドーム部112の上面に当接して、カバー180が操作部191の下面とケース110のドーム部112の上面との間に挟まれることにより、メタルコンタクト130Aが反転する以上にレバー190を下方向に押し込むことはできないようになっている。このため、磁気センサ130Bや電子部品125B等の破損を抑制することができる。
The lower surface of the
また、カバー180は、レバー190よりも強度が高いため、ドーム部182の厚さを薄くできる。このようなカバー180は、一例として硬度の高い合成樹脂で作製すればよい。
Further, since the
操作部191の直径が軸部192の直径よりも大きいため、成形加工でレバー190とカバー180を一体で作製することはできず、別体で製作している。レバー190とカバー180を別体にすると、別々の材料で作製できるので、カバー180をレバー190よりも強度の高い材料で作製することにより、一体で作製する場合よりも、カバー180の強度を低下させることなく薄く作製することができる。
Since the diameter of the operating
レバー190は、操作部材の一例であり、操作部191及び軸部192を有する。操作部191は、円盤状の部材であり、軸部192よりも大きな直径を有する。操作部191の上面にはキャップ195が取り付けられる。操作部191は、内側に凹部191A及び凹部191Bを有する。凹部191Aは円筒状の軸部192の内壁192Bに連通して上側に凹んでいる部分であり、凹部191Bは凹部191Aの上端面の中央からさらに上側に凹んでいる。凹部191Aの上端面にはばね160Dの上端が当接し、凹部191Bの上端面にはばね160Eの上端が当接する。
The
軸部192は、操作部191の下面の中央から下方向に延在している円筒状の部分である。軸部192は、図3に示すように下側におけるY方向の両側から突出した突出部192Aを有する。2つの突出部192Aは、円筒状の軸部192の下側におけるY方向の両側から平面視で直方体状に突出している。突出部192AのX方向の幅は、軸部192の円筒の幅よりも狭い。突出部192AのX方向の幅の中心は、軸部192の円筒の幅の中心と一致している。突出部192Aの内壁192A1は、突出部192Aの外形形状と同様に円筒状の軸部192の内壁192BからY方向に直方体状に凹んでいる。
The
突出部192Aの内側には、アクチュエータ160Bの突出部163Bが嵌め込まれる。レバー190に対してアクチュエータ160BがXY平面内で回転しないようにするためである。アクチュエータ160Bの凸部161B3の上面にはばね160Dの下端が当接するため、レバー190の操作に伴ってアクチュエータ160Bが円筒部161Bの中心軸を中心として回転すると、ばね160Dの端部によって凸部161B3の上面が削られることを抑制するためである。また、レバー190は、図3及び図4に示す中立状態よりも下方に押し込むことが可能であるため、中立状態では突出部192Aの内壁192A1がアクチュエータ160Bの突出部163Bよりも上側まで延在するように構成されている。レバー190が押し込まれたときに、突出部192Aの内部で突出部163Bが相対的に上方向に移動可能にするためである。
The
軸部192は、図2に示すように、カバー180の貫通孔181AのY方向側に突出部192Aを位置させて、上側から貫通孔181Aに挿入される。これにより、カバー180とレバー190が固定される。
As shown in FIG. 2, the
2つの突出部192Aには、円筒状にY方向の外側に突出する軸部193がそれぞれ設けられている。また、軸部193は、アクチュエータ160Aの貫通孔166Aに挿入されており、貫通孔166AによってY軸を回転軸として回動自在に保持されている。これにより、レバー190は、アクチュエータ160Aに取り付けられ、かつ、アクチュエータ160Aに対してX方向(図3に示す矢印の方向)に傾倒可能になっている。
The two
また、磁石170は、スペーサ160Cを介してプレート150の基部151に当接しており、スペーサ160Cは磁石170の下面の中心からの曲率半径が一定の湾曲面を持つ湾曲部162Cを有するため、レバー190を下方向に押し込まずにX方向及びY方向に傾倒させた場合に、磁気センサ130Bと磁石170の間の距離を一定に保つことができるため、磁気センサ130Bで磁石170が傾倒される方向を正確に検出することができる。磁石170が傾倒する方向は、レバー190の軸部192が傾倒する方向に等しい。
Further, the
磁気センサ130Bで磁石170が傾倒される方向を正確に検出する理由は次の通りである。レバー190が中立状態のとき、磁石170の磁界はZ軸方向を向いており、X軸とY軸成分の磁界は存在しない。レバー190を傾倒させると、傾倒角度に応じてX軸成分又はY軸成分の磁界が大きくなるので、磁気センサ130Bで傾倒角度を正確に検出することができる。
The reason why the
例えば、レバー190を傾倒させたときに、レバー190の下端の揺動に伴って磁石170が持ち上がって磁石170と磁気センサ130Bとの距離が変化してしまう場合には、傾倒角度と距離の両方の変化によって、X軸成分又はY軸成分の磁界の強度が変化するので、傾倒角度を正確に検出することができない。
For example, when the
このような理由から、実施形態では、磁石170とプレート150の基部151との間にスペーサ160Cを介在させている。
For this reason, in the embodiment, a
また、磁石170と基部151との間にはスペーサ160Cが介在しており、磁石170とレバー190の間にばね160Eを設けているため、レバー190が下方に押し込まれても、磁石170と磁気センサ130Bと間隔は不変である。中立状態からレバー190を押し込んだときにも、中立状態からレバー190を傾倒させてから押し込んだときにも、磁石170と磁気センサ130Bと間隔は不変である。このため、レバー190を押し込んでも磁気センサ130Bと磁石170の間の距離を一定に保つことができ、レバー190を押し込んでも磁気センサ130Bで磁石170が傾倒される方向を正確に検出することができる。
Furthermore, since a
また、開口部162Aは、図3に示すY方向の長さの方が、図4に示すX方向の長さよりも短く、軸部192の突出部192AはY方向側に突出しているため、軸部192は、アクチュエータ160Aから上方向に抜けないようになっている。
Further, the length of the
キャップ195は、一例として、円盤状の部材であって、樹脂製である。キャップ195は、レバー190の操作部191に取り付けられている。
The
磁気シールド185は、磁石170の磁界が外部へ漏れ出すのを防ぎ、外部の電磁波等のノイズから磁気センサ130Bをシールド(遮蔽)し、操作量を正確に検出するために設けられている。また、磁気シールド185は、フレーム120を補強する役割も担っており、磁気センサ130Bや電子部品125Bの破損抑制にも役立っている。磁気シールド185は、金属の軟質磁性体製であり、フレーム120と同様に板金を折り曲げることで作製される。磁気シールド185は、開口部185A、凸部185Bを有する。開口部185Aは、アクチュエータ160Aを挿通するために設けられている。凸部185Bは、磁気シールド185の±Y方向側の下部から突出しており、フレーム120に接触させるために設けられている。磁気シールド185は、図2に示すようにケース110の下側からケース110の内部に組み込まれ、フレーム120との間の空間にある磁気センサ130Bを外部の電磁波等のノイズからシールドしている。
The
次に、図5乃至図7を用いて、多方向入力装置100を操作したときの動作について説明する。図5乃至図7は、多方向入力装置100の動作を説明する図である。図5には、レバー190を下方向に押し込まずに-X方向に傾倒させた状態をXZ断面で示す。
Next, the operation when operating the
レバー190を-X方向に傾倒させると、軸部192がケース110のドーム部112の開口部112Aに当接することによって、レバー190の動きが規制される。これは、レバー190を+X方向に傾倒させたときも同様である。
When the
また、図3から分かるように、レバー190を±Y方向に傾倒させると、軸部192がケース110のドーム部112の開口部112Aに当接することによって、レバー190の動きが規制される。また、このときに磁気センサ130Bと磁石170の間の距離は変わらず、一定に保つことができる。曲率半径が一定の湾曲部162Cをスペーサ160Cが有するからである。
Further, as can be seen from FIG. 3, when the
図6には、レバー190を下方向に押し込んだ状態を示す。図6には、XZ断面を示す。一例として、レバー190を中立位置から下方向に一定量押し込むと、ばね160D及び160Eが圧縮されてレバー190が下方向に移動するとともに、アクチュエータ160AがXZ断面で斜め下方向にずれるように移動して、ステム140を下方向に押圧する。この結果、メタルコンタクト130Aが反転動作を行う。
FIG. 6 shows a state in which the
また、このようにレバー190を一定量押し込んだときに、カバー180のドーム部182の下面がケース110のドーム部112の上面に当接することにより、レバー190を下方向に一定量以上押し込むことはできない。このため、磁気センサ130Bや電子部品125B等の破損を抑制することができる。
Further, when the
なお、このようにレバー190を下方向に押し込む操作は、レバー190を2軸方向に傾倒させたどのような状態からでも行うことができる。レバー190が傾倒していても、中立位置にある場合と同様に、レバー190を下方向に一定量押し込むと、ばね160D及び160Eが圧縮されてレバー190が下方向に移動するとともに、アクチュエータ160AがXZ断面で斜め下方向にずれるように移動して、ステム140を下方向に押圧する。この結果、メタルコンタクト130Aが反転動作を行う。また、このときに磁気センサ130Bと磁石170の間の距離は変わらず、一定に保つことができる。曲率半径が一定の湾曲部162Cをスペーサ160Cが有し、かつ、レバー190の押し込みによる変位はばね160D及び160Eによって吸収され、磁石170は変位しないからである。
Note that the operation of pushing the
以上のように、中立状態からレバー190を傾倒させても、磁気センサ130Bと磁石170の間の距離を一定に保つことができるため、磁気センサ130Bが検出する磁界の強度の変化量に基づいてレバー190を傾倒させた量を正確に検出できる。
As described above, even if the
したがって、操作量を正確に検出できる多方向入力装置100を提供することがきる。
Therefore, it is possible to provide a
また、中立状態からレバー190を傾倒させた状態でレバー190が下方に押し込まれても、磁気センサ130Bと磁石170の間の距離を一定に保つことができるため、磁気センサ130Bが検出する磁界の強度の変化量に基づいてレバー190を傾倒させた量を正確に検出できる。また、レバー190が押し込まれたことは、メタルコンタクト130Aによって検出可能である。
Furthermore, even if the
したがって、中立状態からレバー190を傾倒させた状態でレバー190が下方に押し込まれても、レバー190を傾倒する操作量を正確に検出できる多方向入力装置100を提供することがきる。
Therefore, it is possible to provide a
また、カバー180のドーム部182の下面がケース110のドーム部112の上面に当接するときには、図7に示すように、ドーム部112よりも半径が大きいドーム部182の下面182Aがドーム部112の上面112Bに当接する。このような構成により、レバー190が中立位置から下方向に押し込まれても、又は、2軸方向のいずれかの方向に傾倒された状態から下方向に押し込まれても、ドーム部112の上面に、ドーム部182の下面が当接することになる。
Furthermore, when the lower surface of the
このため、レバー190が下方向に押し込まれたときに、レバー190の操作量を一定量にすることができるとともに、操作量を安定的に規制することができる。また、レバー190が一定量以上押し込まれることを効果的に抑制することができる。
Therefore, when the
以上のように、レバー190を下方向に押し込むと、カバー180のドーム部182の下面182Aがケース110のドーム部112の上面112Bに当接することにより、メタルコンタクト130Aが反転する以上にレバー190を下方向に押し込むことはできないようになっている。このため、磁気センサ130Bや電子部品125B等の破損を抑制することができる。
As described above, when the
<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態について説明する。<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described below.
(多方向入力装置200の概要)
図8は、第2実施形態に係る多方向入力装置200の外観斜視図である。なお、以降の説明では、便宜上、図中Z軸方向を、上下方向とし、図中X軸方向および図中Y軸方向を、水平方向とする。(Overview of multi-directional input device 200)
FIG. 8 is an external perspective view of a
図8に示す多方向入力装置200は、ゲーム機等のコントローラ等に用いられる。図8に示すように、多方向入力装置200は、フレーム210とケース230とが組み合わされることにより、概ね直方体形状を有する容器状を有する。また、図8に示すように、多方向入力装置200は、フレーム210の開口部210Aから上方に向って延在する柱状の、傾倒操作可能なレバー220を有する。多方向入力装置200は、レバー220によるX軸方向(図中矢印D1,D2方向)およびY軸方向(図中矢印D3,D4方向)のみならず、これらの方向の間の全方向への傾倒操作が可能である。また、多方向入力装置200は、レバー220の傾倒操作(傾倒方向および傾倒角度)に応じた操作信号を、ケース230から下方に突出して設けられた金属端子262を介して外部へ出力することができる。また、多方向入力装置200は、レバー220による押下操作が可能であり、プッシュスイッチ234によって、当該押下操作を検出可能である。また、多方向入力装置200は、レバー220の押下操作に応じた操作信号を、プッシュスイッチ234から下方に突出して設けられた金属端子234Aを介して外部へ出力することができる。
A
(多方向入力装置200の構成)
図9は、第2実施形態に係る多方向入力装置200(フレーム210が取り外された状態)の外観斜視図である。図10は、第2実施形態に係る多方向入力装置200の分解斜視図である。図11は、第2実施形態に係る多方向入力装置200の斜視断面図である。図12は、第2実施形態に係る多方向入力装置200(フレーム210およびアクチュエータ240を取り除いた状態)の上面図である。(Configuration of multi-directional input device 200)
FIG. 9 is an external perspective view of the multidirectional input device 200 (with the
図9~図11に示すように、多方向入力装置200は、フレーム210、レバー220、ケース230、アクチュエータ240、ホルダユニット250、基板260、付勢体270、コイルばね271、および当接部材280を備える。
As shown in FIGS. 9 to 11, the
フレーム210は、下部が開口したカバー状の部材である。フレーム210は、概ね下部が開口した直方体形状を有する。フレーム210は、金属板が各種加工方法(例えば、パンチング加工、折り曲げ加工等のプレス加工)によって加工されることによって形成される。フレーム210は、水平且つ平面視において矩形状を有する平板部211と、平板部211の4辺の各々から下方に垂下して設けられた4つの垂直壁部212とを有する。平板部211は、その中央部に、平面視において円形状をなす開口部210Aが形成されている。
The
レバー220は、操作者によって傾倒操作がなされる部材である。レバー220は、レバー部221、軸部222、回転軸部223、およびフランジ部224を有する。レバー部221は、フレーム210の開口部210Aから上方に向って延在する概ね円柱状の部分であって、操作者によって傾倒操作がなされる部分である。軸部222は、フレーム210の内部においてレバー220の下端部を支持し、レバー部221の傾倒操作に伴って、回転軸部223を回転中心として回動する、概ねレバー部221よりも太い円柱状の部分である。回転軸部223は、軸部222の外周側面における下端部の近傍から、Y軸正方向およびY軸負方向の各々に突出して設けられている。回転軸部223は、アクチュエータ240によって支持されることにより、レバー220をX軸方向に傾動可能にする。フランジ部224は、軸部222の外周側面における下端部から、外側に張り出して設けられた円盤状の部分である。レバー220の軸部222の内部には、円柱状の収容部225が形成されている。収容部225は、下方が開口した空間である。収容部225には、ホルダユニット250が組み込まれる。
The
ケース230は、上部が開口した概ね薄型の直方体形状を有する部材である。ケース230は、樹脂素材が射出成型されることによって形成される。ケース230は、底板部231、4つの垂直壁部232、および4本のスライドリブ233(「ガイド部」の一例)を有する。底板部231は、平面視において矩形状を有する、水平な平板状の部分である。4つの垂直壁部232は、底板部231の4辺の各々から、上方に起立して設けられている。4本のスライドリブ233は、底板部231の4つ角の各々から、上方に延在して設けられている。4本のスライドリブ233の各々は、内側の縁部が、ケース230の中心を向いて設けられている。ケース230の一の垂直壁部232には、プッシュスイッチ234およびプッシュスイッチホルダ235が設けられる。プッシュスイッチ234は、アクチュエータ240の一の回動軸241に下側に配置される。プッシュスイッチ234は、レバー220の押下操作がなされたときに、アクチュエータ240の一の回動軸241によって押下され、スイッチオン状態となる。プッシュスイッチ234は、底面から突出して設けられた、複数の金属端子234Aを有する。プッシュスイッチ234は、複数の金属端子234Aを介して、レバー220の押下操作に応じた操作信号を、外部へ出力することができる。プッシュスイッチホルダ235は、保持部235Aによって、プッシュスイッチ234を上方から保持する。また、プッシュスイッチホルダ235は、下側から略円形状に切り欠かれた切り欠き部235Bによって、アクチュエータ240の一の回動軸241を、回動可能且つ下方に移動可能に支持する。
The
アクチュエータ240は、レバー220をX軸方向に傾動可能に支持する。また、アクチュエータ240は、ケース230およびフレーム210によってY軸方向に傾動可能に支持されることにより、レバー220とともにY軸方向に傾動可能である。アクチュエータ240は、X軸方向における両端部の各々に外側に突出して設けられた回動軸241を有しており、当該回動軸241がケース230およびフレーム210によって支持されることにより、当該回動軸241を回転中心として、Y軸方向に回動可能に設けられる。また、アクチュエータ240は、X軸方向に延在する長穴形状の開口部242を有する。開口部242には、レバー220が挿通される。また、アクチュエータ240は、Y軸方向における両端部の各々に、下方に突出して設けられた軸受部243を有する。軸受部243は、レバー220の回転軸部223を、回動可能に軸支する。
ホルダユニット250は、ホルダ251、コイルばね252、および磁石253を有する。ホルダ251は、「可動軸部材」の一例であり、上下方向を長手方向とする円筒状の部材である。ホルダ251は、レバー220の収容部225に、上下方向に移動可能に設けられる。ホルダ251の筒内部251Aには、コイルばね252および磁石253が組み込まれる(図11参照)。ホルダ251は、樹脂素材が用いられて形成される。ホルダ251の下側の一部は、収容部225から下方に突出する。ホルダ251の底部には、曲面状凸部251Bが形成されている。曲面状凸部251Bは、レバー220の回転中心を中心とする所定の半径の球の球面の一部によって形成されている。コイルばね252は、「第1の付勢部材」の一例である。ホルダ251の外周側面には、上下方向に延在するリブ251Cが形成されている。リブ251Cは、レバー220の収容部225の内周面に上下方向に延在して形成されたスリット225Aに係合することにより、ホルダ251の回転を防止する。コイルばね252は、ホルダ251の筒内部251Aにおいて、磁石253の上側に配置される。コイルばね252の上端は、レバー220の収容部225の天井面に当接する。コイルばね252の下端は、磁石253の上面に当接する。コイルばね252は、ホルダ251を下方に付勢する。磁石253は、永久磁石であり、ホルダ251の筒内部251Aの底部に配置される。磁石253は、上側の半分がS極に着磁されており、下側の半分がN極に着磁されている。なお、磁石253のN極とS極の着磁の上下構成は、これと逆であってよく、磁気センサ261の構成によって適宜変更可能である。
基板260は、各種電子部品が実装される、平板状の部材である。基板260の上面の中央には、磁気センサ261が実装されている。磁気センサ261は、磁石253による磁場の変化を検出する。例えば、磁気センサ261は、X軸方向の磁場の変化を検出する素子と、Y軸方向の磁場の変化を検出する素子と、Z軸方向の磁場の変化を検出する素子を有して構成されている。また、基板260には、複数本の金属端子262が下方に突出して設けられている。金属端子262は、磁気センサ261によって検出された、磁石253による磁場の変化を示す信号を、レバー220の傾倒操作に応じた操作信号として、外部へ向けて出力する。基板260には、例えば、PWB(Printed Wiring Board)等が用いられる。
The
付勢体270は、レバー220の下側に、上下方向に移動可能に設けられる、樹脂製の部材である。付勢体270は、ホルダ251が挿通される開口270Aを中央部に有する。付勢体270は、レバー220の傾倒に伴って、レバー220に設けられたフランジ部224によって、開口270Aの周辺部において押し下げられる。図12に示すように、本実施形態では、付勢体270は、当該付勢体270の中心から90度間隔で4方向に延在する4つ腕部270Bを有する。また、図12に示すように、付勢体270は、4つの腕部270Bの各々の先端部に、上下方向(Z軸方向)に延在するスライド溝270C(「被ガイド部」の一例)が設けられている。図12に示すように、各スライド溝270Cは、ケース230に設けられた各スライドリブ233に係合する。これにより、付勢体270の上下方向(Z軸方向)の移動は、4つ腕部270Bの各々の先端部分において、スライド溝270Cおよびスライドリブ233によってガイドされる。
The biasing
コイルばね271は、「第2の付勢部材」の一例である。コイルばね271は、付勢体270の下側に設けられ、付勢体270を上方に付勢することにより、付勢体270を介して、レバー220のフランジ部224を押し上げて、レバー220を中立状態に復帰させる。本実施形態では、多方向入力装置200は、付勢体270の4つの腕部270Bの各々の下側に、4つのコイルばね271の各々を備える。これにより、付勢体270は、4つのコイルばね271によって、4つの腕部270Bの各々が均等に付勢される。
The
当接部材280は、付勢体270の下側に設けられる、樹脂製の部材である。当接部材280は、その中央部(すなわち、ホルダ251の曲面状凸部251Bと対向する位置)に、曲面状凹部281を有する。曲面状凹部281は、概ね半球状に凹んだ形状を有する。曲面状凹部281は、ホルダ251の曲面状凸部251Bと同様に、レバー220の回転中心を中心とする所定の半径の円の円周に沿って形成されている。曲面状凹部281は、上方からホルダ251の曲面状凸部251Bが当接し、レバー220の傾倒に伴って、曲面状凸部251Bが摺動する。なお、曲面状凹部281の曲率半径は、曲面状凸部251Bの曲率半径と等しい。当接部材280は、当該当接部材280の中心に対して90度間隔で4方向に突出して設けられたホルダ部282を有する。各ホルダ部282は、上方に向かって突出した円柱状の凸部283を有しており、当該凸部283がコイルばね271の内側に下側から入り込んだ状態で、コイルばね271の下端部を支持する。コイルばね271からの下方への付勢力は、基板260の上面に作用することで、基板260をケース230に固定する。
The
(多方向入力装置200の動作)
図13は、第2実施形態に係る多方向入力装置200の動作を説明するための図である。図13は、多方向入力装置200のレバー220の傾倒操作がなされた状態を示す。図13に示すように、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の傾倒操作がなされると、レバー220とともにホルダ251が傾倒する。この際、多方向入力装置200は、ホルダ251内に設けられた磁石253による磁界の変化を、当該磁石253の下側に設けられた磁気センサ261によって検出することにより、レバー220の傾倒操作の方向および角度を高精度に検出することができる。(Operation of multi-directional input device 200)
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the
この際、ホルダ251の曲面状凸部251Bが、当接部材280の曲面状凹部281に摺動することにより、レバー220に対するホルダ251の下方への移動が規制される。ここで、ホルダ251の曲面状凸部251Bと、当接部材280の曲面状凹部281とは、いずれも、レバー220の回転中心を中心とする円の円周に沿って形成されている。また、曲面状凸部251Bおよび曲面状凹部281は、曲率半径が互いに等しい。このため、レバー220およびホルダ251の傾倒角度に依らず、レバー220に対するホルダ251の下方への突出量は一定である。
At this time, the curved
これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220およびホルダ251が傾倒した際に、磁石253と磁気センサ261との間の距離が殆ど変化しないようになっている。よって、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、磁石253による磁界の不要な変動を抑制することができ、磁気センサ261による検出精度の低下を抑制できる。
Thereby, in the
また、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、ホルダ251の曲面状凸部251Bと、当接部材280の曲面状凹部281と摺動する構成を採用しているため、ホルダ251の曲面状凸部251Bを平面に摺動させる構成と比較して、レバー220の傾倒操作が解除された際に、レバー220およびホルダ251を中立状態に復帰し易くすることができる。
Furthermore, since the
また、図13に示すように、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の傾倒操作がなされると、レバー220のフランジ部224が、付勢体270を押し下げる。この際、付勢体270は、4本の腕部270Bの各々が、4つのコイルばね271の各々によって均等に付勢されているため、4つのコイルばね271を均等に押し縮めながら、水平状態を維持したまま、下方へ移動することができる。そして、付勢体270は、4本の腕部270Bの各々が、4つのコイルばね271の各々によって均等に付勢されているため、押下操作が解除されたときに、水平状態を維持したまま、上方へ移動して、レバー220を中立状態に復帰させることができる。なお、付勢体270の上下方向への移動は、当該付勢体270に設けられた4つのスライド溝270Cと、ケース230に設けられた4つのスライドリブ233とによってガイドされるため、これによっても、付勢体270は、水平状態を維持したまま、下方へ移動することができる。
Further, as shown in FIG. 13, in the
また、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220が中立状態にあるときに、4つのコイルばね271の付勢力により、水平状態にある付勢体270を、レバー220のフランジ部224の下面に押し当てることができる。これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220が中立状態にあるときに、当該レバー220の中立状態を安定的に維持することができる。
Furthermore, when the
また、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220が中立状態のまま、レバー220の押下操作がなされた場合、レバー220によってアクチュエータ240の一の回動軸241が押し下げられ、当該一の回動軸241によって、プッシュスイッチ234が押下される。これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の押下操作がなされたことを検知することができる。
Further, in the
この際、レバー220内に設けられているホルダ251の下方への移動は、当接部材280の曲面状凹部281によって規制される。このため、レバー220の下方への移動に伴って、レバー220とホルダ251との間に設けられたコイルばね252が押し縮められることにより、ホルダ251の高さ位置が変化することなく、レバー220が下方に移動する。
At this time, the downward movement of the
これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の押下操作がなされた際に、ホルダ251内に設けられている磁石253と磁気センサ261との間の距離が変化しないようになっている。よって、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の押下操作がなされた際の、磁石253による磁界の不要な変動を抑制することができ、よって、磁気センサ261による傾倒操作の誤検出を抑制できる。
As a result, the
また、図13に示すように、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220が最大に傾斜した状態において、磁石253の最下端となる部分(底面の周縁部の一部)が、磁気センサ261の真上に位置する。すなわち、図13に示すように、磁石253の最下端となる部分を通る垂線L1が、磁気センサ261の上面と交差する。
Further, as shown in FIG. 13, in the
これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220が最大に傾斜させた場合であっても、磁石253による磁界の変化を、磁気センサ261によって高感度に検出することができる。
Thereby, in the
また、図13に示すように、第2実施形態に係る多方向入力装置200において、レバー220のフランジ部224は、レバー220において、ホルダ251の曲面状凸部251Bよりも高い位置に設けられている。これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の傾倒操作がなされた際に、フランジ部224を曲面状凸部251Bと同位置に設ける場合と比較して、フランジ部224の振れ幅を小さくすることができる。
Further, as shown in FIG. 13, in the
また、図13に示すように、第2実施形態に係る多方向入力装置200において、付勢体270は、レバー220の傾倒に伴ってフランジ部224によって押し下げられる。これにより、第2実施形態に係る多方向入力装置200は、レバー220の傾倒操作がなされた際に、付勢体270の開口270A内でレバー220とともに傾倒したホルダ251の最外側部が開口270Aの内周縁部に当接する前に、付勢体270がホルダ251の下方へ押し下げられるため、ホルダ251の最外側部251Dと開口270Aの内周縁部との当接が回避される。
Further, as shown in FIG. 13, in the
なお、第2実施形態では、腕部270B、スライド溝270C、およびスライドリブ233が設けられている「4方向」を、いずれも、X軸とY軸との間の中間方向(45度異なる方向)としてるが、これに限らない。例えば、当該「4方向」を、いずれも、X軸またはY軸と同方向としてもよい。
In addition, in the second embodiment, the "four directions" in which the
また、第2実施形態では、腕部270B、スライド溝270C、およびスライドリブ233を、「4方向」の各々に設けているが、これに限らない。例えば、腕部270B、スライド溝270C、およびスライドリブ233を、3方向の各々に設けてもよい。
Further, in the second embodiment, the
また、第2実施形態では、ケース230側の「ガイド部」をスライドリブ233とし、付勢体270側の「被ガイド部」をスライド溝270Cとしているが、これに限らない。例えば、ケース230側の「ガイド部」をスライド溝とし、付勢体270側の「被ガイド部」をスライドリブとしてもよい。
Furthermore, in the second embodiment, the "guide section" on the
また、第2実施形態では、付勢体270が4つの腕部270Bの各々にスライド溝270Cを有する構成としているが、これに限らず、4つの腕部270Bを有さずに、4つのスライド溝270Cを有する構成としてもよい。例えば、付勢体270は、平面視において矩形状を有し、4つ角部の各々に、スライド溝270Cを有する構成としてもよい)。
Further, in the second embodiment, the biasing
以上、本発明の例示的な実施形態の多方向入力装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態、用途に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能であり、一例として本発明に係る多方向入力装置はゲームコントローラに用いられてもよい。 Although the multi-directional input device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments and applications, and may depart from the scope of the claims. However, various modifications and changes are possible, and for example, the multidirectional input device according to the present invention may be used as a game controller.
本国際出願は、2020年9月9日に出願した日本国特許出願第2020-151597号、および、2021年2月24日に出願した日本国特許出願第2021-027511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。 This international application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-151597 filed on September 9, 2020 and Japanese Patent Application No. 2021-027511 filed on February 24, 2021. The entire content of the application is hereby incorporated by reference into this international application.
100 多方向入力装置
110 ケース
120 フレーム
130A メタルコンタクト
130B 磁気センサ
160A、160B アクチュエータ
160C スペーサ
162C 湾曲部
160D、160E ばね
170 磁石
180 カバー
185 磁気シールド
190 レバー
200 多方向入力装置
210 フレーム
220 レバー(操作部材)
221 レバー部
222 軸部
223 回転軸部
224 フランジ部
230 ケース
233 スライドリブ(ガイド部)
240 アクチュエータ
250 ホルダユニット
251 ホルダ(可動軸部材)
251B 曲面状凸部
252 コイルばね(第1の付勢部材)
253 磁石
260 基板
261 磁気センサ
270 付勢体
270A 開口
270B 腕部
270C スライド溝(被ガイド部)
271 コイルばね(第2の付勢部材)
280 当接部材
281 曲面状凹部100
221
251B Curved
271 Coil spring (second biasing member)
280
Claims (14)
前記開口部に差し込まれる軸部を有し、前記筐体に対して傾倒する操作が可能な操作部材と、
前記操作部材の下方に配置される板状部材と、
前記軸部内に挿通され、下端が前記板状部材に当接する筒状の可動軸と、
前記可動軸の内部に配置され、前記板状部材に当接するスペーサと、
前記可動軸の内部で前記スペーサの上に配置される磁石と、
前記スペーサの下方に配置される磁気センサと、
前記操作部材と前記可動軸との間に設けられ、前記操作部材に対して前記可動軸を下方に付勢する第1ばねと、
前記操作部材と前記磁石との間に設けられ、前記操作部材に対して前記磁石を下方に付勢する第2ばねと
を含む、多方向入力装置。a casing having an opening;
an operating member having a shaft inserted into the opening and capable of being tilted relative to the housing;
a plate-like member disposed below the operating member;
a cylindrical movable shaft that is inserted into the shaft portion and whose lower end abuts the plate-like member;
a spacer disposed inside the movable shaft and abutting the plate member;
a magnet disposed on the spacer inside the movable shaft;
a magnetic sensor disposed below the spacer;
a first spring provided between the operating member and the movable shaft and urging the movable shaft downward with respect to the operating member;
a second spring provided between the operating member and the magnet and biasing the magnet downward with respect to the operating member.
前記可動軸は、前記磁石が収納される円柱状の内部空間を有し、
前記内部空間は、上部と下部を有し、前記下部の内径は前記上部の内径よりも大きい、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の多方向入力装置。the magnet is cylindrical;
The movable shaft has a cylindrical internal space in which the magnet is housed,
The multidirectional input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal space has an upper part and a lower part, and the inner diameter of the lower part is larger than the inner diameter of the upper part.
前記操作部材が下方に押圧されると、前記第1ばね及び前記第2ばねが収縮することによって前記軸部が前記可動軸に対して下方に移動する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の多方向入力装置。The shaft portion of the operating member is movable downward with respect to the movable shaft,
5. Any one of claims 1 to 4, wherein when the operating member is pressed downward, the first spring and the second spring contract, thereby moving the shaft portion downward with respect to the movable shaft. The multi-directional input device described in .
前記軸部の内部に上下方向に移動可能に設けられ、一部が前記軸部から下方に突出し、底部に曲面状凸部を有する可動軸部材と、
前記軸部の内部に設けられ、前記可動軸部材を下方に付勢する第1の付勢部材と、
前記可動軸部材の内部に配置された磁石と、
前記可動軸部材の下方に配置された磁気センサと、
前記可動軸部材の前記曲面状凸部と対向する位置に設けられ、前記操作部材の傾倒に伴って、前記曲面状凸部が摺動する曲面状凹部を有する当接部材と、
上下方向に移動可能に設けられ、前記可動軸部材が挿通される開口を中央部に有し、前記操作部材の傾倒に伴って、前記操作部材に設けられたフランジ部によって、前記開口の周辺部において押し下げられる付勢体と、
前記付勢体を上方に付勢することにより、前記付勢体を介して、前記操作部材を中立状態に復帰させる第2の付勢部材と
を備える多方向入力装置。an operating member having a shaft portion and capable of being tilted;
a movable shaft member that is provided inside the shaft part so as to be movable in the vertical direction, a part of which protrudes downward from the shaft part, and has a curved convex part at the bottom;
a first biasing member provided inside the shaft portion and biasing the movable shaft member downward;
a magnet disposed inside the movable shaft member;
a magnetic sensor disposed below the movable shaft member;
an abutment member provided at a position facing the curved convex portion of the movable shaft member and having a curved concave portion on which the curved convex portion slides as the operating member is tilted;
It is provided to be movable in the vertical direction and has an opening in the center through which the movable shaft member is inserted, and as the operating member is tilted, a flange portion provided on the operating member moves the peripheral area of the opening. a biasing body that is pushed down at the
and a second biasing member that returns the operating member to a neutral state via the biasing body by biasing the biasing body upward.
前記付勢体は、
前記複数のガイド部の各々と係合する複数の被ガイド部を有し、上下方向の移動が、前記複数のガイド部および前記複数の被ガイド部によってガイドされる
請求項6に記載の多方向入力装置。further comprising a plurality of guide portions extending vertically outside the biasing body,
The biasing body is
The multi-directional device according to claim 6, further comprising a plurality of guided parts that engage with each of the plurality of guide parts, and vertical movement is guided by the plurality of guide parts and the plurality of guided parts. input device.
当該付勢体の中心から90度間隔を有する4方向の各々に、前記被ガイド部が設けられている
請求項7に記載の多方向入力装置。The biasing body is
The multi-directional input device according to claim 7, wherein the guided portion is provided in each of four directions spaced apart by 90 degrees from the center of the biasing body.
前記4方向の各々に延在する4つの腕部を有し、当該4つの腕部の各々の先端部に、前記被ガイド部が設けられている
請求項8記載の多方向入力装置。The biasing body is
The multi-directional input device according to claim 8, comprising four arm portions extending in each of the four directions, and the guided portion is provided at a distal end portion of each of the four arm portions.
前記4方向に設けられた4つの前記第2の付勢部材によって、均等に付勢される
請求項8または9に記載の多方向入力装置。The biasing body is
The multidirectional input device according to claim 8 or 9, wherein the multidirectional input device is equally biased by the four second biasing members provided in the four directions.
前記磁石の最下端となる部分が、前記磁気センサの真上に位置する
請求項6から10のいずれか一項に記載の多方向入力装置。When the operating member is at its maximum inclination,
The multidirectional input device according to any one of claims 6 to 10, wherein a lowermost portion of the magnet is located directly above the magnetic sensor.
前記操作部材において、前記可動軸部材の前記曲面状凸部よりも高い位置に設けられている
請求項6から11のいずれか一項に記載の多方向入力装置。The flange portion is
The multi-directional input device according to any one of claims 6 to 11, wherein the operating member is provided at a higher position than the curved convex portion of the movable shaft member.
前記操作部材の傾倒に伴って前記フランジ部によって前記可動軸部材の下方へ押し下げられることにより、前記付勢体の前記開口内で前記操作部材とともに傾倒した前記可動軸部材の最外側部と、前記付勢体の前記開口の内周縁部との当接が回避される
請求項6から12のいずれか一項に記載の多方向入力装置。The biasing body is
The outermost part of the movable shaft member is pushed down by the flange portion as the operating member is tilted, and thereby is tilted together with the operating member within the opening of the biasing body; The multidirectional input device according to any one of claims 6 to 12, wherein contact between the biasing body and the inner peripheral edge of the opening is avoided.
前記操作部材の前記押下操作を検出するプッシュスイッチをさらに備え、
前記押下操作がなされた際に、前記第1の付勢部材が押し縮められることにより、前記磁石と前記磁気センサとの距離が変化しない
請求項6から13のいずれか一項に記載の多方向入力装置。The operating member is further operable to press down;
further comprising a push switch that detects the pressing operation of the operating member,
The multidirectional magnetic sensor according to any one of claims 6 to 13, wherein the distance between the magnet and the magnetic sensor does not change because the first biasing member is compressed when the pressing operation is performed. input device.
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