KR20090004471A - 복합 조작형 입력장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 무리한 조작에 의한 접점 불량을 저감한 복합 조작형 입력장치를 제공한다.
(구성) 복합 조작형 입력장치는 조작부재(100)를 경도(傾倒) 동작, 회전 동작 및 누름 동작 가능하게 지지하는 조작부재 지지부(300)와, 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a∼400d) 및 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)와, 환상 회전체(800)와, 회전 동작 검출용 센서(900) 등을 갖고 있다. 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a∼400d) 및 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)에 대해서는, 고정 접점(410a∼410e)에 대응하는 가동 접점이 일체로 된 스냅 플레이트(420a∼420e)와, 선단이 스냅 플레이트(420a∼420e)의 최상부에 접촉한 축방향에 탄성 신축 가능한 키 톱(430a∼430e)을 갖고, 키 톱(430a∼430e)의 탄성력이 스냅 플레이트(420a∼420e)에 비해서 크게 설정되어 있다.
복합 조작형 입력장치

Description

복합 조작형 입력장치{COMPOUND OPERATION INPUT DEVICE}
본 발명은, 각종 게임기, 자동차용 카 네비게이션, 자동차용 오디오, 자동차용 에어콘 및 자동차용 미러 조정 등의 입력 기기로서 이용가능하며, 조작 레버의 경도 동작, 회전 동작 및 푸시 동작에 따른 신호를 출력하는 복합 조작형 입력장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 장치는 다기능 스위치로 불리고 있고, 종래예로서 푸시 스위치를 이용하여 경도 동작 및 푸시 동작을 검출하도록 한 것(특허문헌 1 등)이나, 푸시 스위치 및 로터리 스위치를 이용하여 경도 동작 및 회전 동작을 검출하도록 한 것(특허문헌 2 등)이 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2001-351478호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허공개 평 11-67016호 공보
이와 같이 다기능 스위치에 있어서 푸시 스위치를 많이 사용하는 것은 조작시에 클릭감이 간단하게 얻어지기 때문이다.
그러나, 상기 종례예에 의한 경우, 무리한 조작에 의해 푸시 스위치의 스냅 플레이트(snap plate)에 고하중이 가해지면 접점 부분이 불량으로 된다는 결점이 있다. 또한 회전 손잡이의 두부에 문자 등을 넣는다고 하는 요청이 있지만, 회전 동작을 시키면 회전 손잡이의 두부도 함께 회전하기 때문에 문자 등을 넣을 수 없다고 하는 결점도 있다.
본 발명은 상기한 배경 하에서 창작된 것으로, 그 주된 목적으로 하는 바는 무리한 조작에 의한 접점 불량을 저감한 복합 조작형 입력장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 복합 조작형 입력장치는, 케이스와, 누름 동작, 경도 동작 및 회전 동작시키는 부재로서 누름 동작용의 푸시 버튼 및 회전 동작용의 회전 손잡이를 갖는 조작부재와, 조작부재를 상기 동작 가능하게 지지하는 조작 지지부와, 조작 지지부 및 조작부재의 적어도 한쪽의 후단측에 접촉 가능하게 배치된 경도 동작 검출용 및 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 적어도 한쪽을 구비하고, 상기 푸시 스위치는 고정 접점에 대응하는 가동 접점과 일체 또는 별체로 된 스냅 플레이트와, 선단이 스냅 플레이트의 최상부에 접촉한 축방향으로 탄성 신축 가능한 키 톱(key top)을 갖고, 키 톱의 탄성력이 스냅 플레이트에 비해서 크게 설정되어 있다.
본 발명에 의하면, 복합 조작형 입력장치는 상기 푸시 스위치에 탄성 신축 가능한 키 톱을 구비하고, 키 톱의 탄성력이 스냅 플레이트에 비해서 크게 설정되어 있다. 따라서, 조작부재를 통해서 키 톱에 하중이 작용하는 만큼, 스냅 플레이 트에는 일정 이상의 하중이 작용하지 않는다. 또한 키 톱의 탄성력을 스냅 플레이트에 비해서 크고 스냅 플레이트가 고장나는 하중보다 작게 설정했을 때에는, 무리한 조작을 해도 접점 불량이 억지된다. 또한 푸시 버튼과 회전 손잡이가 별체로 되어 있기 때문에, 회전 손잡이를 조작하는 한은 푸시 버튼을 ON하거나 하는 오조작이 일어나지 않는다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 상기 키 톱은 선단측 본체부와 기단측 본체부 사이에 스프링이 개재된 구성의 것을 사용하면 좋다.
상기 푸시 스위치가 경동 조작 검출용일 경우, 조작부재를 경도시킬 때의 스트로크를 길게 할 수 있고, 유저에게 조작하게 하면 클릭감 뿐만 아니라 움직였다고 하는 실감이 얻어지고, 이 면에서 조작감이 양호해진다고 하는 별도의 메리트가 있다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 케이스의 조작면측의 조작부재 삽입구멍의 주위에 동일한 피치 간격으로 복수개 설치되고 또한 조작부재의 축상부의 외면에 직접적 또는 간접적으로 접촉해서 바이어싱 포오스를 주는 조작부재 복귀용 탄성체를 더 구비하면 좋다.
본 발명에 의하면, 경도된 조작부재를 복귀시키기 위한 경도 동작 복귀용 탄성체의 바이어싱 포오스가 키 톱의 탄성력에 대하여 대략 직각이기 때문에, 누름 동작의 하중과는 별도로 경도 동작의 하중을 설정할 수 있고, 밸런스가 잡힌 하중 설정을 할 수 있다고 하는 별도의 메리트가 있다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 조작부재는 상기 푸시 버튼 및 회전 손잡이 외에 내축을 구비하면 좋다. 내축에 대해서는 케이스의 조작부재 삽입구멍에 통과시켜진 축상부와, 축상부의 후단측에 축심 맞추기 해서 설치되고 또한 하단면이 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 키 톱의 선단면에 접촉하는 반구상 지지부를 갖고 있다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 주위에 배치되어 있고 또한 선단측이 조작부재의 반구상 지지부의 저면에 접촉해서 축방향으로 바이어싱하는 흔들림 방지용 스프링을 더 구비하면 좋다.
본 발명에 의하면, 내축의 덜컹거림이 방지되어 이 면에서 조작감이 양호해지는 별도의 메리트가 있다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 조작 지지부는 케이스 내의 조작부재 삽입구멍의 대향위치에 설치된 고정부와, 고정부에 얹어서 지지된 외축을 구비하면 좋다. 고정부에 대해서는 내경측에서 내축을 경도 동작 가능하게 축지지하고, 외경측에서 외축을 회전 가능 또한 내축과 축심을 맞춰서 경도 동작 가능하게 축지지하는 반구 쉘상(shell-shaped)의 베어링부와, 그 최상부에는 내축의 축상부를 통과시키기 위한 개구부를 갖고 있다. 외축에 대해서는, 고정부의 베어링부의 선단측이 들어간 상태에서 회전 가능 또한 경도 동작 가능하게 축지지되는 반구 쉘상의 외측 베어링부와, 내축의 축상부를 삽입시키기 위한 중공축이며 외측 베어링부에 연통해서 설치된 원통부와, 외측 베어링부의 기단측의 개구 주위에 경도 동작 검출용 푸시 스위치를 압박 가능하게 설치된 압박부를 갖고, 외축의 원통부에서 나온 내축의 축상부의 선단에 푸시 버튼이 접속되고, 외축의 원통부의 선단부에 회전 손 잡이가 접속되어 있다.
본 발명에 의하면, 내축과 외축의 축심을 맞춤으로써 경도 동작해도 내축과 외축의 위치 관계를 손상하지 않고 서로 간섭 없이 경도할 수 있지만, 조작 지지부의 고정부의 베어링부의 내경측에서 내축의 축중심 내기, 베어링부의 외경측에서 외축의 축중심 내기를 하고 있기 때문에, 조립에 의한 축심 어긋남이 적어 정밀도 좋게 조립을 행할 수 있는 외에, 금형가공도 용이하게 된다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 내축의 반구상 지지부의 외면에는 한쌍의 홈을 축심을 기준으로 한 대칭위치에 축방향을 따라 각각 형성하고, 조작 지지부의 고정부의 베어링부의 내면에는 조작부재의 반구상 지지부의 한쌍의 홈이 들어가는 한쌍의 보스를 조작부재의 반구상 지지부의 경도 동작 중심에 일치한 높이 위치에 있고, 내축의 경도 동작을 가능하게 함과 아울러 회전 동작하지 않도록 형성하면 된다.
본 발명에 의하면, 회전 손잡이를 회전시켜도 이것에 따라 푸시 버튼이 돌지 않기 때문에 푸시 버튼의 두부에 문자 등을 넣는 것이 가능하게 되고, 이 면에서 사용 편리성이 한층 양호해진다.
상기한 복합 조작형 입력장치에 있어서, 외축의 외측 주위에 회전가능하게 설치된 환상 회전체와, 환상 회전체의 회전을 검출하는 회전 동작 검출용 센서를 더 구비하면 좋다. 그리고, 외축의 압박부의 외면에는 한쌍의 보스를 축심을 기준으로 한 대칭위치에 각각 형성하고, 환상 회전체의 내측에는 외축의 압박부의 외면의 한쌍의 보스가 들어가는 축방향을 따라 한쌍의 홈을 형성한다.
본 발명에 의하면, 회전 동작 검출용 센서를 이용하여 회전 동작을 검출하기 때문에 접점 마모 등이 없고, 수명을 길게 할 수 있다고 하는 별도의 메리트가 있다.
또한 외축의 압박부의 외면에 형성한 한쌍의 보스와, 환상 회전체의 내측에 형성한 한쌍의 홈부에 의하여 외축과 환상 회전체가 연결되기 때문에, 외축과 환상 회전체 사이에 특별한 연결 기구가 불필요하고, 이 면에서 저비용화를 꾀하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조해서 설명한다. 도 1은 복합 조작형 입력장치의 종단면도, 도 2는 동 장치의 케이스의 분해 사시도, 도 3은 동 장치의 각종 종단면도, 도 4는 동 장치의 하부 케이스를 내면측에서 본 사시도, 도 5는 동 장치의 하부 케이스, 흔들림 방지 스프링, 조작부재의 내축 및 조작 지지부의 고정부 등을 나타내는 분해 사시도, 도 6은 동 장치의 조작 지지부의 고정부, 조작부재의 내축 및 프린트 기판 등을 나타내는 분해 사시도, 도 7은 동 장치의 조작 지지부의 고정부, 조작 지지부의 외축, 조작부재의 내축 및 환상 회전체를 나타내는 분해 사시도, 도 8은 동 장치의 경도 동작 검출용 푸시 스위치의 키 톱을 도시한 도면, 도 9는 동 키 톱의 부품 사시도, 도 10은 동 장치의 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 키 톱을 도시한 도면, 도 11은 동 키 톱의 부품 사시도, 도 12는 동 장치의 조작부재의 내축을 나타내는 사시도, 도 13은 동 장치의 조작 지지부의 고정부의 사시도, 도 14는 동 장치의 조작 지지부의 외축의 사시도, 도 15는 동 장치의 환상 회전체를 이면측에서 본 분해 사시도, 도 16은 동 장치의 상부 케이스를 표면측에서 본 사시도, 도 17은 동 장치의 분해 사시도이다.
여기에 게재하는 복합 조작형 입력장치는, 도 1 등에 나타낸 바와 같이 조작부재(100)의 경도 동작, 회전 동작 및 누름 동작에 따른 신호를 출력하는 장치이며, 케이스(200)와, 조작부재(100)를 상기 동작 가능하게 지지하는 조작 지지부(300)와, 조작 지지부(300) 및 조작부재(100)의 후단측에 접촉 가능하게 배치된 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a, 400b, 400c, 400d) 및 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)와, 조작 지지부(300)의 외측 주위에 회전 가능하게 형성된 환상 회전체(800)와, 환상 회전체(800)의 회전을 검출하는 회전 동작 검출용 센서(900)와, 흔들림 방지용 스프링(500)과, 조작부재 복귀용 탄성체(600a, 600b, 600c, 600d) 등을 갖고 있다.
특히, 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a, 400b, 400c, 400d) 및 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)에 대해서는, 고정 접점(410a, 410b, 410c, 410d, 410e)에 대응하는 가동 접점이 일체로 된 스냅 플레이트(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)와, 선단이 스냅 플레이트(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)의 최상부에 접촉한 축방향으로 탄성 신축 가능한 키 톱(430a, 430b, 430c, 430d, 430e)을 갖고, 키 톱(430a, 430b, 430c, 430d, 430e)의 탄성력이 스냅 플레이트(420a, 420b, 420c, 420d, 420e)에 비해서 크고 동 플레이트가 고장나는 하중보다는 작게 설정되어 있다.
이하, 동 장치의 각 부를 상세하게 설명한다.
조작부재(100)는 축상체인 내축(110)과, 내축(110)의 선단측에 설치된 원반상의 조작 손잡이(120)를 갖는 수지 성형품이다.
내축(110)은, 도 2 및 도 12에 나타낸 바와 같이 케이스(200)의 조작부재 삽입구멍(221)에 통과시켜지는 축상부(111)와, 축상부(111)의 후단측에 축심 맞추기해서 설치되고 또한 하단면이 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)의 키 톱(430e)의 선단면에 접촉하는 반구상 지지부(112)를 갖고 있다.
반구상 지지부(112)의 외면에는 한쌍의 홈(1122)이 축심을 기준으로 한 대칭위치에 축방향을 따라 각각 형성되어 있다.
조작 손잡이(120)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 표면의 중앙부분에 배치된 푸시 버튼(122)과, 푸시 버튼(122)을 둘러싸는 형상으로 형성된 회전 손잡이(121)를 갖고 있다. 회전 손잡이(121)의 표면 중앙부에는 푸시 버튼(122)을 수용하기 위한 오목부(1211)가 형성되어 있고, 회전 손잡이(121)의 이면측 중앙부에는 후술하는 외축(320)의 원통부(322) 및 내축(110)의 축상부(111)를 통과시키기 위한 관통구멍(1212)이 형성되어 있다.
푸시 버튼(122)에 대해서는 내축(110)의 축상부(111) 선단에 접속되어 있는 한편, 회전 손잡이(121)에 대해서는 외축(320)의 원통부(322) 선단에 접속되어 있다.
푸시 버튼(122)은 밀어 내리기 가능하며 단독으로 누름 동작용의 조작부재로서 사용된다. 회전 손잡이(121)는 회전 가능하며 단독으로 회전 동작용의 조작부재로서 사용된다. 푸시 버튼(122) 및 회전 손잡이(121)를 갖는 조작 손잡이(120)의 전체에 대해서는 경도 가능하며, 푸시 버튼(122)과 회전 손잡이(121)의 쌍방에서 경도 동작용의 조작부재로서 사용된다.
케이스(200)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 하부 케이스(210)와 상부 케이스(220)를 갖고 있고, 어느 것이나 단면 대략 오목형을 한 수지 성형품이다. 상부 케이스(220)의 중앙부에는 조작부재 삽입구멍(221)이 형성되어 있고, 하측의 내면에는 홈(224)이 둘레 방향을 따라 형성되어 있다. 도 2 및 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 홈(224)의 저면 상에는 스프링/스틸 볼 삽입구멍(222)이 합계 2개소에 형성되어 있다.
하부 케이스(210)의 내저면 상에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 원통형상체(211a∼211e)가 형성되어 있다.
원통형상체(211e)에 대해서는 상부 케이스(220)의 조작부재 삽입구멍(221)의 중심과 대응한 위치에 형성되고, 그 내저면에는 고정 접점(410e)이 인서트 성형되어 있고, 스냅 플레이트(420e), 키 톱(430e)이 이 순서로 삽입되어 있다.
원통형상체(211a∼211d)에 대해서는 원통형상체(211e)를 중심으로 해서 그 주위에 90°피치 간격으로 배치되어 있다. 원통형상체(211e)와 완전히 마찬가지로, 이들 내저면에는 고정 접점(410a∼410d)이 인서트 성형되어 있고, 스냅 플레이트(420a∼420d), 키 톱(430a∼430d)이 이 순서로 삽입되어 있다.
또한, 하부 케이스(210)의 측면부에는 고정 접점(410a∼410e), 스냅 플레이트(420a∼420e)에 전기적으로 접속된 접점 출력용의 단자(212) 등이 인서트 성형되어 있다.
경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a)는 상기 고정 접점(410a)과, 고정 접점(410a)에 대응하는 가동 접점과 일체로 된 원형의 만곡 박판 금속판인 스냅 플레이트(420a)와, 후단이 스냅 플레이트(420a)에 접촉된 축방향으로 탄성 신축 가능한 키 톱(430a)을 갖고 있다.
키 톱(430a)은, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 선단측 본체부(431a)와 기단측 본체부(432a) 사이에 스프링(433a)이 개재된 구성으로 되어 있다. 선단측 본체부(431a) 및 기단측 본체부(432a)는 어느 것이나 한쪽이 개방된 원통상의 수지 성형품이며, 선단측 본체부(431a)의 내부에 기단측 본체부(432a)가 들어가 있다. 이 상태에서 스프링(433a)이 축방향으로 신축 가능하게 되어 있다.
스프링(433a)은 선단측 본체부(431a) 및 기단측 본체부(432a)의 내부에 수용되어 있다. 스프링(433a)의 탄성력은 상기한 바와 같이 스냅 플레이트(420a)에 비해서 크고 동 플레이트가 고장나는 하중보다는 작게 설정되어 있다.
경도 동작 검출용 푸시 스위치(400b∼400d)에 대해서는 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a)와 동일 구조이다. 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)에 대해서도 마찬가지이지만, 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이 선단측 본체부(431e)의 외주면에 단차(4331e)가 형성되어 있다. 단차(4331e)는 누름 조작시에 하부 케이스(210)의 원통형상체(211e)에 접촉하여 밀어넣기 방지 스토퍼로서의 역할을 하도록 되어 있다.
흔들림 방지용 스프링(500)은, 도 5 에 나타낸 바와 같이 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)의 주위에 배치되어 있다. 흔들림 방지용 스프링(500)은 선단측 이 조작부재(100)의 내축(110)의 반구상 지지부(112)의 저면(1121)(도 12(b) 참조)에 접촉해서 축방향으로 바이어싱하도록 되어 있다.
조작 지지부(300)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 케이스(200)의 조작부재 삽입구멍(221)의 대향위치에 설치된 고정부(310)와, 고정부(310)에 얹어서 지지된 외축(320)을 구비하고 있다.
고정부(310)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 하부 케이스(210)의 내측면에 부착된 대략 원반상의 수지 성형품이며, 환상의 축받이대(311)와, 축받이대(311)의 중앙부에 설치되어 있고, 내경측(내면)에서 내축(110)을 경도 동작 가능하게 축지지하고, 외경측(외면)에서 외축(320)을 회전 가능 또한 경도 동작 가능하게 축지지하는 반구 쉘상의 베어링부(312)와, 베어링부(312)의 최상부에는 내축(110)을 통과시키기 위한 개구부(313)를 갖고 있다. 또 반구 쉘상의 베어링부(312)는 내축(110)의 경도 동작 중심과 외축(320)의 경도 동작 중심이 모두 P점(도 1 및 도 3(b) 참조)에서 일치하도록 축지지하고 있다.
축받이대(311)에는 키 톱(430a∼430d)에 대응한 위치에 구멍(3111)이 각각 형성되어 있다. 즉 축받이대(311)는 원통형상체(211a∼211d) 상을 덮어 숨기는 형태로 하부 케이스(210)에 부착되지만, 도 6에 나타낸 바와 같이 구멍(3111)을 통해서 키 톱(430a∼430d)의 두부가 노출된다. 축받이대(311)의 표면 상의 합계 4개의 구멍(3111)의 주위에는, 대략 링형상을 한 프린트 기판(700)을 두기 위한 지지대(3112)가 환상으로 형성되어 있고, 지지대(3112)와 합계 4개의 구멍(3111) 사이에는 돌기(3113)가 환상으로 형성되어 있다.
베어링부(312)의 내면에는, 도 13에 나타낸 바와 같이 내축(110)의 반구상 지지부(112)에 형성한 한쌍의 홈(1122)이 들어가는 한쌍의 보스(3121)가 형성되어 있다. 한쌍의 보스(3121)는 내축(110)의 경도 동작 중심 P(도 1 및 도 3(b) 참조)에 일치한 높이 위치에 형성되어 있고, 내축(110)의 경도 동작을 방해하지 않고, 또한 내축(110)이 회전 동작하지 않게 되어 있다.
외축(320)은, 도 7에 나타나 있는 바와 같이 고정부(310)의 베어링부(312)의 외경측이 들어간 상태에서 회전 가능 또한 경도 동작 가능하게 베어링부(312)에 축지지되는 반구 쉘상의 외측 베어링부(321)와, 내축(110)의 축상부(111)를 삽입시키기 위한 중공축이며 외측 베어링부(321)에 연통해서 형성된 원통부(322)와, 외측 베어링부(321)의 기단측의 개구 주위에 경도 동작 검출용 푸시 스위치(420a∼420d)의 키 톱(430a∼430d)의 두부를 압박 가능하게 형성된 압박부(323)를 갖고 있다.
압박부(323)의 외면에는, 도 14에 나타낸 바와 같이 한쌍의 보스(3231)가 축심을 기준으로 한 대칭위치에 각각 형성되어 있다.
환상 회전체(800)는 외축(320)의 대경 부분에 비교해서 큰 내경을 갖은 환상체이며, 도 15에 나타나 있는 바와 같이 수지 성형품인 본체(810)와, 본체(810)의 이면측에 부착되는 자석(820)을 갖고 있다. 자석(820)은 복수의 자극이 둘레 방향으로 일정 피치 간격으로 배열된 구조로 되어 있다. 본체(810)의 표면측에는, 도 7 에 나타낸 바와 같이 회전 멈춤쇠용 요철(813)이 둘레 방향으로 일정 피치 간격으로 형성되어 있다.
환상 회전체(800)의 본체(810)의 하방의 내측에는 리브(812)가 둘레방향을 따라 형성되어 있다. 본체(810)의 상방의 내측에는 외축(320)의 한쌍의 보스(3231)가 들어가는 한쌍의 홈(811)이 축방향을 따라 형성되어 있다. 한쌍의 보스(3231)는 외축(320)의 경도 동작 중심 P에 일치한 높이 위치에 형성되어 있다.
결국, 베어링부(312)에 형성된 한쌍의 보스(3121)와, 외축(320)에 형성된 한쌍의 보스(3231)는 외축(320)의 경도 동작 중심이며 또한 내축(110)의 경도 동작 중심이기도 하는 P와 일치하는 높이 위치에 있다. 또 외축(320)에 형성된 한쌍의 보스(3231)는 축심 P를 기준으로 한 대칭위치에 있기 때문에, 양측의 보스(3231)를 연결하는 보스 축선도 또한 축심 P를 통과한다. 즉 경도 동작한 경우에도 보스 축선은 축심 P를 벗어나는 일은 없다. 이 것이 어느 방향으로도 걸리지 않고 경도 동작을 가능하게 한다.
환상 회전체(800)의 리브(812)가 도 5에 나타내어진 고정부(310)의 돌기(3113)의 내측에 삽입되고, 축받이대(311) 상에 놓여진 프린트 기판(700)의 면 상에 접촉하고 있다. 또한 본체(810)가 도 1에 나타낸 바와 같이 상부 케이스(220)의 홈(224)에 삽입된다. 이와 같이 환상 회전체(800)가 축받이대(311)와 상부 케이스(220)에 끼워진 상태에서 축지지되고, 조작부재(100)의 회전 손잡이(121)에 외축(320)을 통해서 회전 가능하게 연결되어 있다.
도 2 및 도 3(a)에 나타내는 스프링/스틸 볼 삽입구멍(222)에는 회전 멈춤쇠용의 스프링(830) 및 스틸 볼(840)이 삽입되고, 스틸 볼(840)이 환상 회전체(800)의 회전 멈춤쇠용 요철(813)에 바이어싱해서 접촉 가능하게 되어 있다. 또, 회전 멈춤쇠용의 스프링(830) 및 스틸 볼(840)의 개수나 위치 관계 등에 대해서는, 적용 대상에 따라서 적당하게 설계 변경하면 된다.
회전 동작 검출용 센서(900)는, 도 6에 나타낸 바와 같이 프린트 기판(700)의 상면에 실장된 합계 2개의 홀소자이며, 환상 회전체(800)의 자석(820)의 자계를 검출해서 환상 회전체(800)의 상대적인 회전 각도나 회전 방향을 2상의 디지털 신호로서 출력하게 되어 있다. 이렇게 환상 회전체(800)의 회전을 비접촉식 각도 센서에 의해 검출하고 있지만, 접촉식 각도 센서를 이용하여도 개의치 않는다.
프린트 기판(700)에는 회전 동작 검출용 센서(900) 이외에 중계 단자(710) 및 출력 단자(710) 등이 설치되어 있다. 중계 단자(710) 및 출력 단자(710)는 케이스(200) 밖에 위치하고 있고, 중계 단자(710)에는 하부 케이스(210)로부터 인출된 접점 출력용의 단자(212)의 선단부가 납땜되는 한편, 출력 단자(710)에는 리드선이나 커넥터 등이 전기 접속되게 되어 있다.
조작부재 복귀용 탄성체(600a, 600b, 600c, 600d)는, 도 16에 나타낸 바와 같이 상부 케이스(220)의 조작면측의 조작부재 삽입구멍(221)의 주위에 90°피치 간격으로 형성된 복귀용 탄성체 부착구멍(223)에 각각 수용되어 있고, 스프링(610a, 610b, 610c, 610d)과, 스프링(610a, 610b, 610c, 610d)의 선단부에 부착된 슬라이더(620a, 620b, 620c, 620d)를 갖고 있다. 슬라이더(620a, 620b, 620c, 620d)의 선단부는 조작 지지부(300)의 원통부(322)의 외면에 접촉해서 바이어싱 포오스를 부여하고 있다.
또한, 하부 케이스(210)에 형성한 원통형상체(211a∼211d)와 상부 케이스(220)에 형성한 복귀용 탄성체 부착구멍(223)은 어느 것이나 90도 피치 간격으로 배치되어 있다. 또한 상부 케이스(220)의 조작면에는 금속제의 환상의 천판(230)이 부착되어 있고, 이에 따라 조작부재 복귀용 탄성체(600a∼600d)를 포함해서 복귀용 탄성체 부착구멍(223)이 덮여지게 되어 있다.
이하, 이렇게 구성된 복합 조작형 입력장치의 동작 등에 대하여 설명한다.
조작부재(100)의 조작 손잡이(120)(회전 손잡이(121) 및 푸시 버튼(122))를 센터로부터 전체 방향으로 쓰러뜨리는 것이 가능하다. 예를 들면 조작부재(100)를 센터로부터 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a)의 방향(방향각도 0°)으로 쓰러뜨린다고 하면, 조작 지지부(300)의 외축(320)이 그 방향으로 경사진다.
이것에 따라, 조작 지지부(300)의 압박부(323)가 키 톱(430a)의 두부를 압박하면 스냅 플레이트(420a)가 휘어 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a)가 온으로 되고, 그 접점 출력이 출력 단자(710)를 통해서 출력된다.
또한 조작부재(100)를 쓰러뜨리면 외축(320)의 외면이 상부 케이스(220)의 조작부재 삽입구멍(221)의 가장자리에 접촉한다. 이렇게 조작부재 삽입구멍(221)의 가장자리가 스토퍼의 역활을 하기 때문에 스냅 플레이트(420a)에 스프링 하중 이상의 힘이 작용하지 않게 되어 있다.
조작부재(100)를 센터로부터 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400b, 400c, 400d)의 방향(방향각도 90°, 180°, 270°)으로 각각 쓰러뜨렸을 때도 상기와 완전히 같다. 즉 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400b, 400c, 400d)가 각각 온으로 되고, 이들의 접점 출력이 출력 단자(710)를 통해서 출력된다. 또한 조작부재(100)를 쓰러뜨렸을 때는, 조작부재 삽입구멍(221)의 가장자리가 스토퍼의 역활을 하고, 스 냅 플레이트(420b, 420c, 420d)에 스프링 하중 이상의 힘이 각각 작용하지 않도록 되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, (a) 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a∼400d)의 키 톱(430a∼430d)이 신축 가능한 점, (b) 스냅 플레이트(420a∼420d)가 온되고나서도 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a∼400d)를 더욱 밀어넣을 수 있도록 한 점에서, 조작부재(100)를 경도시킬 때의 스트로크가 길게 되어 있다(최대 경도 각도 약 8°). 따라서, 유저에게 조작하게 하면, 경도 조작시에 단지 클릭감 뿐만 아니라 움직였다고 하는 실감을 얻을 수 있다. 또한, 스냅 플레이트(420a∼420d)의 탄성력을 약하게 설정하면 클릭감 없이 하는 것도 가능하다.
또한 상기 (b)에 의해, 예를 들면 조작부재(100)를 센터로부터 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a)와 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400b) 사이의 방향(방향각도 45°)으로 쓰러뜨리면, 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a, 400b)가 모두 온으로 된다. 이것은 조작부재(100)를 다른 방향(방향각도 135°, 225°, 315°)으로 쓰러뜨렸을 때도 완전히 같다. 즉 8방향 검출이 가능하게 되어 있다. 또한, 고정부(310)에 돌기 또는 볼록부를 형성함으로써 4방향 검출로 한정하는 것도 가능하다.
이렇게 조작부재(100)를 센터(초기 복귀 위치)로부터 쓰러뜨리면, 그 후는 조작부재 복귀용 탄성체(600a∼600d) 등의 탄성력에 의해 센터에 자동적으로 복귀된다. 조작부재(100) 중 가장 지름이 작은 축상부(111)의 바로 가까운 위치(실제로는 원통부(322)의 외면)에 조작부재 복귀용 탄성체(600a∼600d)의 바이어싱 포오스 가 작용하고 있기 때문에, 회전 손잡이(121)를 회전 조작할 때의 회전 토크에의 바이어싱 포오스에 의한 영향은 작다. 따라서, 유저에게 조작하게 하면, 회전 손잡이(121)의 회전 조작시에 무겁다고 하는 감각이 없어진다.
조작 손잡이(120) 중 회전 손잡이(121)를 밀어 내리는 것은 불가하다. 누름 가능한 것은 푸시 버튼(122)뿐이다.
푸시 버튼(122)이 누름 조작되면 조작부재(100)의 내축(110)만이 하방으로 이동한다. 내축(110)의 반구상 지지부(112)의 저면(1121)이 키 톱(430e)의 두부를 압박하면, 스냅 플레이트(420e)가 휨과 아울러 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)가 온으로 되고, 그 접점 출력이 출력 단자(710)를 통해서 출력된다.
또한 누름 동작 검출용 푸시 스위치(400e)가 온으로 되고, 푸시 버튼(122)이 더욱 눌려지면 키 톱(430e)이 수축하고, 푸시 버튼(122)이 더욱 눌려지면 키 톱(430e)의 단차(4331e)가 하부 케이스(210)의 원통형상체(211e)의 상면에 접촉한다. 즉, 단차(4331e)가 스토퍼의 역활을 하여 스냅 플레이트(420e)에 스프링 하중이상의 힘이 작용하지 않게 되어 있다. 따라서, 무리한 조작을 해도 접점 불량이 적어진다.
회전 손잡이(121)를 회전시키면, 이것에 따라 조작 지지부(300)의 외축(320)이 그 방향으로 회전하고, 이것에 따라 환상 회전체(800)가 회전하고, 회전 동작 검출용 센서(900)의 신호출력이 출력 단자(710)를 통해서 출력된다. 경도 조작 없이 회전 조작만 되었을 때는, 외축(320)의 압박부(323)는 키 톱(430a∼430d)에는 접촉하지 않고 회전하기 때문에 조작감이 떨어지는 일 없이 회전 조작을 할 수 있 다.
경도 조작과 회전 조작을 동시에 하였을 때는 외축(320)이 이것에 따라 경사짐과 아울러 회전하고, 그 결과, 경도 동작 검출용 푸시 스위치(400a∼400d)의 접점 출력 및 회전 동작 검출용 센서(900)의 신호출력이 출력 단자(710)를 통해서 출력된다.
회전 손잡이(121)를 회전시켜도 이것에 따라 푸시 버튼(122)이 돌지 않기 때문에, 푸시 버튼(122)의 두부에 문자 등을 넣는 것이 가능하게 되고, 이 면에서 매우 사용 편리성이 양호해진다. 또한 푸시 버튼(122)은 회전 손잡이(121)와 별체이기 때문에 회전 손잡이(121)를 조작하는 한은 푸시 버튼(122)을 ON하거나 하는 오조작은 일어나지 않는다.
또한, 조작 손잡이(120)를 개장(retrofit)하는 것도 가능하다. 즉 유저에 있어서, 동 장치를 셋트품(각종 게임기 등)의 케이스나 메인 기판의 이면측으로부터 장착하고, 조작 손잡이를 그 표면측으로부터 부착하도록 한다. 이 경우, 도장, 색, 문자 등이 다른 여러가지 종류의 조작 손잡이의 설치가 용이해진다.
외축(320)의 한쌍의 보스(3231)와, 환상 회전체(800)의 한쌍의 홈부(811)에 의해 외축(320)과 환상 회전체(800)가 연결되는 구성으로 되어 있으므로, 특별한 연결 기구가 불필요하다. 따라서, 동 장치의 저비용화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 복합 조작형 입력장치는, 전체 형상이나 신호출력 등의 형태/방법이 상기 실시형태에 한정되지 않는 것은 당연하다. 조작 지지부에 관 해서는, 조작부재를 경도 동작, 회전 동작 및 누름 동작 가능하게 지지하는 구성인 한 특별히 문제되지 않고, 조작부재에 따라 적당하게 설계 변경하면 된다. 경도 동작 검출용/누름 동작 검출용 푸시 스위치에 관해서는, 스냅 플레이트를 가동 접점과는 별체로 해도 좋고, 키 톱에 대해서도 스냅 플레이트의 최상부에 접촉해서 축방향으로 탄성 신축 가능한 한, 특별히 문제되지 않는다. 회전 동작 검출용 센서 에 대해서도 종류는 문제되지 않고 광학식 센서를 이용해도 좋다.
도 1은 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 도면으로서, 복합 조작형 입력장치의 종단면도이다.
도 2는 동 장치의 케이스의 분해 사시도이다.
도 3은 동 장치의 조작 손잡이를 분리한 상태를 나타내는 종단면도로서, (a)는 조작부재가 센터 위치에 있는 상태, (b)는 조작부재를 쓰러뜨린 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 동 장치의 하부 케이스를 내면측에서 본 사시도이며, 키 톱 등을 아울러 도시한 도면이다.
도 5는 동 장치의 하부 케이스, 흔들림 방지 스프링, 조작부재의 내축 및 조작 지지부의 고정부 등을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 동 장치의 조작 지지부의 고정부, 조작부재의 내축 및 프린트 기판 등을 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 동 장치의 조작 지지부의 고정부, 조작 지지부의 외축, 조작부재의 내축 및 환상 회전체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 동 장치의 경도 동작 검출용 푸시 스위치의 키 톱을 도시한 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 종단면도이다.
도 9는 동 장치의 동 키 톱의 부품 사시도로서, (a)는 선단측 본체부를 표면측에서 본 도면, (b)는 마찬가지로 이면측에서 본 도면, (c)는 기단측 본체부를 표면측에서 본 도면, (d)는 마찬가지로 이면측에서 본 도면이다.
도 10은 동 장치의 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 키 톱을 도시한 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 종단면도이다.
도 11은 동 장치의 동 키 톱의 부품 사시도로서, (a)는 선단측 본체부를 표면측에서 본 도면, (b)는 마찬가지로 이면측에서 본 도면, (c)는 기단측 본체부를 표면측에서 본 도면, (d)는 마찬가지로 이면측에서 본 도면이다.
도 12는 동 장치의 조작부재의 내축을 나타내는 사시도로서, (a)는 표면측에서 본 도면, (b)는 마찬가지로 이면측에서 본 도면이다.
도 13은 동 장치의 조작 지지부의 고정부의 사시도로서, (a)는 이면측에서 본 도면, (b)는 마찬가지로 이면측에서 본 부분 확대도이다.
도 14는 동 장치의 조작 지지부의 외축의 사시도로서, (a)는 표면측에서 본 도면, (b)는 마찬가지로 이면측에서 본 도면이다.
도 15는 동 장치의 환상 회전체를 이면측에서 본 분해 사시도이다.
도 16은 동 장치의 상부 케이스를 표면측에서 본 사시도로서, 조작부재 복귀용 탄성체를 아울러 도시한 도면이다.
도 17은 동 장치의 분해 사시도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 조작부재 110 : 내축
111 : 축상부 112 : 반구상 지지부
1122 : 홈 121 : 회전 손잡이
122 : 푸시 버튼 200 : 케이스
300 : 조작 지지부 310 : 고정부
311 : 축받이대 312 : 베어링부
3121 : 보스 313 : 개구부
320 : 외축 321 : 외측 베어링부
322 : 원통부 323 : 압박부
3231 : 보스
400a∼400d : 경도 동작 검출용 푸시 스위치
400e : 누름 동작 검출용 푸시 스위치
500 : 흔들림 방지용 스프링 600a∼600d : 조작부재 복귀용 탄성체
700 : 프린트 기판 800 : 환상 회전체
811 : 홈 900 : 회전 동작 검출용 센서

Claims (8)

  1. 케이스와,
    누름 동작, 경도 동작 및 회전 동작시키는 부재로서 누름 동작용의 푸시 버튼 및 회전 동작용의 회전 손잡이를 갖는 조작부재와,
    상기 조작부재를 상기 동작 가능하게 지지하는 조작 지지부와,
    상기 조작 지지부 및 상기 조작부재 중 한쪽 이상의 후단측에 접촉 가능하게 배치된 경도 동작 검출용 및 누름 동작 검출용 푸시 스위치 중 한쪽 이상을 구비하고;
    상기 푸시 스위치는,
    고정 접점에 대응하는 가동 접점과 일체 또는 별체로 된 스냅 플레이트와,
    일단이 상기 스냅 플레이트의 최상부에 접촉한 축방향으로 탄성 신축 가능한 키 톱을 갖고;
    상기 키 톱의 탄성력이 상기 스냅 플레이트에 비해서 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 키 톱은 선단측 본체부와 기단측 본체부 사이에 스프링이 개재된 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스의 조작면측의 조작부재 삽입구멍의 주위에 동일한 피치 간격으로 복수개 설치되고 또한 상기 조작부재의 축상부의 외면에 직접적 또는 간접적으로 접촉해서 바이어싱 포오스를 부여하는 조작부재 복귀용 탄성체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작부재는 상기 푸시 버튼 및 회전 손잡이 외에 내축을 구비하고 있고;
    상기 내축은,
    상기 케이스의 상기 조작부재 삽입구멍에 통과시켜진 축상부와,
    상기 축상부의 후단측에 축심 맞추기 해서 설치되고 또한 끝면이 상기 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 상기 키 톱의 타단면에 접촉하는 반구상 지지부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 누름 동작 검출용 푸시 스위치의 주위에 배치되어 있고 또한 선단측이 상기 조작부재의 반구상 지지부의 상기 끝면에 접촉해서 축방향으로 바이어싱하는 흔들림 방지용 스프링을 더 갖는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 조작 지지부는,
    상기 케이스 내의 상기 조작부재 삽입구멍의 대향 위치에 설치된 고정부와,
    상기 고정부에 얹어서 지지된 외축을 구비하고 있고;
    상기 고정부는,
    내경측에서 내축을 경도 동작 가능하게 축지지하고, 외경측에서 외축을 회전 가능하게 또한 내축과 축심을 맞춰서 경도 동작 가능하게 축지지하는 반구 쉘상의 베어링부와,
    그 최상부에는 상기 내축의 축상부를 통과시키기 위한 개구부를 갖는 한편;
    상기 외축은,
    상기 고정부의 상기 베어링부의 선단측이 들어간 상태에서 회전 가능하고 또한 경도 동작 가능하게 축지지되는 반구 쉘상의 외측 베어링부와,
    상기 내축의 축상부를 삽입시키기 위한 중공축이며 상기 외측 베어링부에 연통해서 설치된 원통부와,
    상기 외측 베어링부의 기단측의 개구 주위에 경도 동작 검출용 푸시 스위치를 압박 가능하게 설치된 압박부를 갖고 있고;
    상기 외축의 상기 원통부에서 나온 상기 내축의 축상부 선단에 푸시 버튼이 접속되고, 상기 외축의 원통부의 선단부에 상기 회전 손잡이가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내축의 반구상 지지부의 외면에는 한쌍의 홈이 축심을 기준으로 한 대칭위치에 축방향을 따라서 각각 형성되고;
    상기 조작 지지부의 상기 고정부의 베어링부 내면에는 상기 조작부재의 반구상 지지부의 한쌍의 홈이 들어가는 한쌍의 보스가 상기 조작부재의 반구상 지지부의 경도 동작 중심에 일치한 높이 위치에 있으며, 상기 내축의 경도 동작을 가능하게 함과 아울러 회전 동작하지 않도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 외축의 외측 주위에 회전 가능하게 설치된 환상 회전체; 및
    상기 환상 회전체의 회전을 검출하는 회전 동작 검출용 센서를 구비하고:
    상기 외축의 압박부의 외면에는 한쌍의 보스가 축심을 기준으로 한 대칭위치에 각각 형성되고, 상기 환상 회전체의 내측에는 상기 외축의 압박부 외면의 한쌍의 보스가 들어가는 축방향을 따라 한쌍의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 조작형 입력장치.
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