WO2001020629A1 - Dispositif d'entree multidirectionnel - Google Patents

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WO2001020629A1
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substrate
case
switch
rotating
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PCT/JP2000/005360
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Masahiko Nakamura
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Hosiden Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a multidirectional input device that inputs various signals by operating an operation member that is operated in an arbitrary surrounding direction.
  • This type of multi-directional input device is usually supported on a case that is fixed on a board, and is rotatably supported in two directions perpendicular to the case, each in a direction perpendicular to the direction of rotation.
  • a pair of upper and lower rotating members having an elongated hole extending therethrough, and an operating member that penetrates each of the elongated holes of the upper and lower rotating members and rotates each of the rotating members by being operated in an arbitrary surrounding direction.
  • a spring that is housed in a compressed state in the case and elastically holds the operation member in a neutral position, and a rotation angle of each rotation member that is connected to one end of a pair of upper and lower rotation members.
  • a set of signal output means for outputting a signal corresponding to the signal.
  • a set of signal output means an electric sensor, a magnetic sensor, an optical sensor, or the like represented by a volume is used, and the volume is mainly used in terms of cost and the like.
  • a multi-directional input device using a volume as a set of signal output means is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1988/1986, 6-43939. It is described in 63 bulletin, Jitsuhei 7-276680, etc.
  • Some of the multi-directional input devices of this type are configured such that an operation member can be moved up and down, and a press switch is operated by a press operation of the multi-directional input device.
  • An input device is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-283885: A multidirectional input device with a push switch described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-28885
  • the push switch consists of a pressing member provided below the operating member, and a switch body located on the bottom plate of the case and located below the pressing member. r which has a configuration to operate the sweep rate pitch body by a downward movement of the pressing member with
  • the press switch In a multidirectional input device, the press switch is contained in a case including the switch body. Therefore, at the mounting stage of the multi-directional input device, it is necessary to perform a soldering operation for connecting a switch body in the device to a printed circuit on a substrate.
  • a normal push switch is used as the push switch. Since it is composed of six parts, a snap plate and a cover, and is expensive, it has been a factor that increases the production cost of the multidirectional input device.
  • volume used as a set of signal output means also has the following problem.
  • the present invention has been made in view of such circumstances. It is a first object of the present invention to provide a multi-directional input device which can be mounted without a need to solder the switch to a substrate even though the switch has a push switch.
  • a second object of the present invention is to provide a multi-directional input device having a small number of components constituting a push switch:
  • a third object of the present invention is to provide a multidirectional input device which has a small number of components and does not require soldering between the signal output means and the substrate.
  • the multidirectional input device includes a case fixed on a substrate, and an upper and lower side having a long hole rotatably supported in two directions orthogonal to the case and extending in a direction perpendicular to the rotation direction.
  • a set of rotating members and a pair of upper and lower rotating members penetrate through the elongated holes, and can be operated in any direction around them to rotate each rotating member and to be able to press down.
  • the push switch is located below the key top, which is provided below the operation member so as to be able to ascend and descend through the bottom plate of the case. It is composed of a combination with a switch body that is mounted on the substrate and operated by lowering the keytop with the pressing operation of the working member
  • the switch body may include a fixed contact formed on the substrate, and an elastically deformable dome-shaped movable contact piece fixed on the fixed contact.
  • the number of parts constituting the switch body on the board is significantly reduced.
  • the movable contact piece is fixed on the fixed contact by attaching a resin sheet to the substrate from above the movable contact piece. This facilitates the assembly of the switch body on the board:
  • the signal output means includes a gear portion provided at each end of a pair of upper and lower rotating members, and is located below each gear portion and at two sides of the case.
  • a linear slide capable of moving along each side surface and the substrate is mounted, a tooth portion is provided on an upper surface of the linear slider, and a tooth portion is provided on the upper surface of the linear slider.
  • the contact is slidably contacted with the contact, and a contact that forms a volume together with the resistance circuit is attached.
  • the gear portion provided at one end of the rotating member rotates with the rotation of the rotating member by operating the operation member.
  • the contact slides on a resistor circuit formed on the surface of the substrate, and a function as a volume is obtained.
  • the housing part that houses the linear slider may be attached to the case, but it is better to integrally form it on the side of the case. However, it is preferable in terms of reducing the number of parts.
  • a fan-shaped member having an arc surface facing downward and a tooth portion formed on the arc surface is preferable from the viewpoint of miniaturization, and is preferably provided integrally with an end of the rotating member. It is preferable from the viewpoint of reducing the number of parts.
  • the basic structure of the multi-directional input device is not limited to a specific structure.
  • a holding mechanism for elastically holding the operation member at the neutral position is A structure in which the operating member is directly held at the neutral position by the spring, or a structure in which a pair of upper and lower rotating members are held at the neutral position by the spring and the operating member is inquiringly held at the neutral position may be used.
  • a structure that holds both directly in the neutral position may be used:
  • the spring may be located either above or below a pair of upper and lower pivot members.
  • a slide type integrated with a volley adopted in the multidirectional input device according to claim 4 of the present invention is preferable in terms of reduction in the number of parts and simplification of assembly. It goes without saying that a resistance type using a variable resistance unit of the above may be used, and a magnetic type or an optical type may be used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a multi-directional input device according to an embodiment of the present invention:
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrow AA in FIG.
  • Fig. 4 is a diagram showing a line C-C in Fig. 1-Fig. 5 is a bottom view of the multidirectional input device.
  • Fig. 6 is a pattern diagram of a resistor circuit combined with the multidirectional input device:
  • the multi-directional human power device includes a case 10 fixed on a substrate 100 (see FIG. 6).
  • One side is provided with a pair of volume units 20 A and 20 B as signal output means-a case 10 excluding the volume units 2 OA and 20 B.
  • the key top 70 constitutes a press switch together with the switch main body 110 on the substrate 100.
  • Linear sliders 80, 80 are provided inside the volume units 20A, 20B, respectively.
  • the square box-shaped case 10 fixed on the substrate 100 is a two-piece structure that combines a lower case 10a that forms the bottom plate and an upper case 10b that can be shown from above. It has become
  • the upper case 10b has a rectangular box-shaped main body 15 with an open lower surface, which is attached to the lower case 10a, and a slider housing 1 provided integrally on two orthogonal sides of the main body 15.
  • An opening 17 is provided in a ceiling portion of the main body 15 having an opening 17 for projecting an upper portion of the operation member 30 upward, and a lower case 10 a
  • a plurality of openings into which the claws 12 are fitted are provided around the openings 17.
  • Each side wall of the main body 15 is provided with a cutout portion into which the support portion 13 of the lower case 10a is fitted from below:
  • the claws 12 of the lower case 10a are fixed by fitting into the opening of the main body 15 of the case 1Ob.
  • the support portion 13 of the lower case 10a is fitted into the cut portion of the main body 15 of the upper case 10b, each of the side surfaces of the main body 15 has a rotating member 4OA, 4A.
  • the operating member 30 in which a circular opening for supporting both end portions of B is formed includes a rod 31 having a circular cross section and a rod 3 having a circular cross section.
  • the rotating shaft portion 32 has a semicircular shape having a semicircular shape with an upwardly convex cross section, and protrudes in two directions perpendicular to the operating member 30.
  • the axis of the rotating portion 32 intersects the center of the downwardly convex hemispherical convex portion 34-the upper rotating member 40A has a circular cross section at both ends. Portions 41A, 41A, and between them an arc portion 42A composed of an upwardly convex arch.
  • the arc portion 42A has a long hole 4 extending in the direction of the rotation center axis.
  • gear ⁇ Provided as a guide hole for the operation member 30-A gear part 44 A is formed physically on one end face of the rotating shaft parts 41 A, 41 A.
  • the gear portion 44 A projects to the side of the main body portion 15 and is located above the peripheral portion 18 of one of the slider housing portions 16.
  • the gear portion 44 ⁇ is a fan-shaped member with the arc surface facing downward, and a spur gear-shaped tooth portion 45 A is formed on the arc surface:
  • the lower rotating member 40B is combined at right angles below the upper rotating member 40A.
  • This rotating member 40B has a rotating shaft portion 4IB, 4 having a circular cross section at both ends. It has an IB and has an upwardly convex hemispherical portion 42B between the rotating portions 41B, 1B.
  • the hemispherical portion 42B is provided with a long hole 43B extending in the direction of the rotation center ⁇ as a guide hole for the operation member 30:
  • the lower surface of the hemispherical portion 4 2 B, the operating member 3 0 circles ⁇ 3 3 recess recesses 4 6 B to be fitted provided 4 6 B, the operating member 3 0 is the rotating member 4 0
  • a pair of concave receiving portions 47B, 47B are provided across the elongated hole 43B:
  • a gear portion 44B is formed on one end surface of the rotating ⁇ portions 4IB, 1B.-
  • the gear portion 44B projects to the side of the main body portion 15, The gear portion 44 B is located above the other slider accommodating portion 16.
  • the gear portion 44 B is a fan-shaped member having an arc surface facing downward, and has a spur gear tooth portion 45 B on the arc surface. Are formed.
  • the elevating slider 50 for elastically holding the operating member 30 at the neutral position is an annular body that is fitted into the main body 15 of the case 10 so as to be able to elevate and lower. It is arranged below the rotating members 40A and 40B, and is moved upward by a spring 60 housed in a compressed state between the lifting slider 50 and the bottom plate 11 of the case 10. Energized:
  • the lifting slider 50 is moved to the flat lower surface of the circular portion 33 of the operation member 30 and the flat surfaces formed on the lower surfaces of both ends of the rotating members 4OA and 40B.
  • the operating member 30 and the rotating members 40A, 40B are directly held in the neutral position by elastically making surface contact with the tongue:
  • the key top 70 pressed by the operating member 30 penetrates the bottom plate 11 into the cylindrical guide 14 formed in the center of the bottom plate 11 of the case 10. As a result, the lower end of the key top 70 comes into contact with the switch body 110 on the board 100 from above, and the switch body 110 The upper operation member 30 is elastically pressed upward through the tap 70.
  • the switch body which constitutes a depressing switch together with the key top 70]] is a fixed contact 111 formed by printing on a substrate 100, as shown in FIG.
  • a dome-shaped movable contact piece 112 fixed on the contact point 111 is provided.
  • the fixed contact 1 1 1 comprises an annular first contact portion 1 1 1 a and a second contact portion 1 1 1 b formed inside thereof.
  • the movable contact 1 1 2 is a conductive thin plate. Is fixed on the annular first contact portion 11a by pasting the resin sheet 113 onto the substrate 100 from above the movable contact piece.
  • the rectilinear slider ⁇ 0 accommodated in the slider accommodating portion 16 of the case 10 is movable in the horizontal direction along the side surface of the main body 15, and is a side edge of the bottom portion 11 of the lower case 10 a.
  • linear slider 8 0 made coming off downward by the Department, Sly through Sri Tsu Bok shaped opening 1 8 provided on the upper surface of Suraigu housing portion 1 6
  • a convex portion 81 protruding upward from the housing portion 16 is provided.
  • a rack gear-shaped tooth portion 82 is formed in the moving direction of the rectilinear slider 80:
  • the tooth portion 82 is formed by a corresponding rotating member 4OA, 40B.
  • the fan-shaped gears 44A and 44B formed at one end are engaged with the teeth 45A and 45B of the gears.
  • a contact 90 is attached to the lower surface of the rectilinear slider 80.
  • the contact 90 faces the surface of the substrate 100 through the lower surface opening of the slider accommodating portion 16 and elastically contacts the resistance circuit 120 (see FIG. 6) formed on the surface.
  • 120 is formed on the surface of the substrate 100, located below each of the volume portions 20A and 20B.
  • Each resistance circuit 120 has a carbon resistor 121 and a conductor 122 arranged in series with a gap.
  • the function of the multidirectional input device will be described .
  • the operating member 30 is tilted in the direction of the lower rotating member 40B in the direction of the elongated hole 43B, the upper rotating device is rotated.
  • the moving member 40 ⁇ ⁇ is rotated, and the volume part 20 ⁇ ⁇ ⁇ is actuated to obtain a resistance value according to the operation amount. That is, in the volume part 20 ⁇ , the rotation of the rotating member 40 A is performed.
  • the linear slider 80 moves with the rotation of the gear unit 44A due to the movement, and the contact 90 slides on the corresponding resistance circuit 120, so that the resistance value according to the operation amount is increased. can get.
  • the operation member 30 is operated in any direction around the device, and a signal corresponding to the operation direction and the operation amount is transmitted to an electronic device or the like using the multidirectional input device. Is input to
  • the pressing switch provided below the operating member 30 is activated: That is, the pressing operation of the operating member 30 causes the key top 70 to be pressed.
  • the switch body 110 on the board 100 is pushed down, and the dome-shaped movable contact piece 1 12 deforms downward and contacts the second contact point 1 1 lb of the fixed contact 1 1 1 As a result, conduction between the first contact portion 111a and the second contact portion 111b is established.
  • the press switch is composed of a key top 70 in the case 10 and a switch main body 110 provided on the substrate 100. That is, only the key switch 70 of the press switch is provided in the case 10, and the switch body 110 is provided on the substrate 100 below the case 10- With this configuration, when the multidirectional input device is mounted on the board 100, the work of soldering the press switch to the board 100 becomes unnecessary.
  • the switch body 110 is composed of three parts: fixed contact] 11, movable contact piece 12, and resin sheet 113, and the number of parts (several points) constituting the conventional push-down switch ) Significantly lower compared to
  • volume sections 2 OA and 20 B are provided with slider housing sections 16 and 16 provided in two orthogonal sections of the case 10 and the rotating members 40 ⁇ and 40 B, respectively.
  • Fan-shaped gear portions 44 A, 44 B provided at one end, linear sliders 80, 80 stored in slider housings 16, 16, and linear sliders 80, 80. It consists of the contacts 90, 90 attached to the lower part.
  • the slider housings 16, 16 and the gears 44A, 44B It is integrated with the existing components of the multi-directional input device. For this reason, the components for constituting the volume units 20 A and 20 B are two components: a linear slider 80 and a contact 90:
  • the volume sections 2 OA and 20 B as signal output means are connected between the resistance circuits 12 0 and 12 0 on the board 100 at the time of mounting, similarly to the press switch.
  • No need to attach that is, the multi-directional input device does not require any soldering operation during mounting: therefore, the assembly of electronic equipment using the multi-directional input device is not required. The cost is greatly reduced.
  • the push switch is provided with a key top provided below the operation member so as to be vertically movable through the bottom plate of the case, and a key top.
  • the switch is mounted on the board, and it is mounted on the board, and the switch is operated by the lowering of the key top with the pressing operation of the operating member. No soldering work is required. Therefore, it is possible to reduce the cost of assembling the equipment using the multidirectional input device and the cost of manufacturing the multidirectional input device.
  • Another multidirectional input device of the present invention includes a switch main body and a fixed switch formed on a substrate. The combination of the contact point and the dome-shaped movable contact piece fixed on the fixed contact makes it possible to greatly reduce the number of parts that make up the switch body. The production cost of equipment using the device can be reduced.
  • Another multidirectional input device of the present invention is configured such that the movable contact piece is fixed on the fixed contact by attaching a resin sheet to the substrate from above the movable contact piece.
  • the number of manufacturing steps can be reduced, and from this point as well, the manufacturing cost of equipment using the multidirectional input device can be reduced.
  • Another multi-directional input device includes a pair of upper and lower rotating members in a case fixed on a substrate as signal output means for outputting a signal corresponding to a rotating angle of the rotating member.
  • a gear is provided at one end of the case, and a linear slider which is located below each gear and is movable on each of the two sides of the case and along the side and the substrate is mounted on the upper surface of the linear slider.
  • a contact that slidably contacts a resistance circuit formed on the surface of the substrate and that forms a volume together with the resistance circuit on the lower surface of the rectilinear slider.
  • the present invention can be used as an input device such as a personal computer and a game device.

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Description

明細書 多方向入力装置
「技術分野」
本発明は、 周囲の任意方向に操作される操作部材の操作により各種信号の入力 を行う多方向入力装置に関する。
「背景技術」
ジョイスティ ックと呼ばれるこの種の多方向入力装置は、 通常、 基板上に固定 されるケースと、 ケース内に直交する 2方向に回動自在に支持され、 それぞれが 回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、 上下一組の 回動部材の各長孔を貫通し、 周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材 を回動させる操作部材と、 ケース内に圧縮状態で収容されて、 操作部材を中立位 置に弾性的に保持するスプリ ングと、 上下一組の回動部材の各一端部に連結され て、 各回動部材の回動角度に対応する信号を出力する一組の信号出力手段とを備 えている。
一組の信号出力手段と しては、 ボリ ユ ームに代表される電気的センサ、 磁気的 センサ、 光学的センサなどが使用される力く、 主にコス 卜等の点からボリ ュ一ムが 比較的多く使用されている: 一組の信号出力手段としてボリ ユ ームを使用した多 方向入力装置は、 特開昭 6 1 1 9 8 2 8 6号公報、 実公平 6 - 4 3 9 6 3号公 報、 実公平 7 - 2 7 6 0 8号公報等に記載されている。
また、 この種の多方向入力装置のなかの一部のものは、 操作部材を昇降可能に 構成し、 その押下操作によって押下スィ ッチを操作する構成となっている この 押下スィ ツチ付き多方向入力装置は、 例えば特開平 1 0 - 2 8 3 8 8 5号公報に 記載されている： 特開平 1 0 2 8 3 8 8 5号公報に記載された押下スィ ッチ付 き多方向入力装置では、 その押下スィ ッチは、 操作部材の下方に設けられた押圧 部材と、 押圧部材の下方位置してケースの底板部上に設けられスィ ッチ本体とか らなり、 操作部材の押下操作に伴う押圧部材の下降によってスィ ッチ本体を操作 する構成になっている r
しかしながら、 特開平 1 0 — 2 8 3 8 8 5号公報に記載された押下スィ ッチ付 き多方向入力装置では、 その押下スィ ッチは、 スィ ッチ本体を含めケース内に収 容されている。 このため、 多方向入力装置の実装段階で、 装置内のスィ ッチ本体 を基板上の印刷回路と接続するための半田付け作業が必要となる。
また、 一般の押下スィ ツチ付き多方向入力装置では、 その押下スィ ツチと して 通常の押下スィ ツチュニッ 卜が使用されている- 通常の押下スィ ッチュニッ 卜は フレーム、 ボディ、 端子、 キー 卜 ップ、 スナッププレー ト及びカバーの 6部品か らなり、 高価であるため、 多方向入力装置の製作コス トを押し上げる要因になつ ていた。
更に、 一組の信号出力手段と して使用されるボリ ュームについても、 次のよう な問題がある。
即ち、 ボリ ュームは、 他の信号出力手段に比べると安価とは言え、 数点 （通常 5点程度） の部品を必要とするので、 多方向入力装置中に占めるコス トの割合は 依然高い- しかも、 多方向入力装置を取付ける基板との間に半田付けが必要であ り、 多方向入力装置を使用する機器の製作コス 卜を高める- 本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、 押下スィ ツチ付きである にもかかわらず、 そのスィ ツチを基板に半田付けする必要がない実装が容 ¾な多 方向入力装置を提供することを第 1 の目的とする。
本発明の第 2の目的は、 更に、 押下スィ ッチを構成する部品の点数が少ない多 方向入力装置を提供することにある:：
本発明の第 3の目的は、 信号出力手段についても、 部品点数が少なく 、 且つ基 板との間の半田付けを必要と しない多方向入力装置を提供することにある 「発明の開示」
本発明の多方向入力装置は、 基板上に固定されるケースと、 ケース内に直交す る 2方向に回動自在に支持され、 それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔 を有する上下一組の回動部材と、 上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、 周囲の 任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させると共に、 押下操作が可 能とされた操作部材と、 操作部材及び 又は回動部材を中立位置に弾性的に保持 する保持機構と、 各回動部材の回動角度に対応する信号を出力する一組の信号出 力手段と、 操作部材の押下操作によりスィ ツチングされる押下スィ ツチとを備え た多方向入力装置であり、 前記押下スィ ッチは、 操作部材の下方にケースの底板 部を貫通して昇降自在に設けられたキー ト ップと、 キー ト ツプの下方に位置して 前記基板上に実装され 作部材の押下操作に伴うキー ト ップの下降により操作 されるスィ ツチ本体との組み合わせにより構成されている
このような多方向入力装置では、 操作部材がケースの底扳部を貫通し、 操作部 材の押下操作に伴うキー ト ップの下降によって、 基板上のスイ ツチ本体が操作さ れる c このため、 多方向入力装置の実装段階で、 スィ ッチを基板に半田付けする 作業が不要になる。
本発明の別の多方向入力装置では、 前記スィ ッチ本体は、 前記基板上に形成さ れた固定接点と、 固定接点の上に固定された弾性変形が可能な ドーム型の可動接 片との組み合わせからなる- これにより、 基板上のスィ ッチ本体を構成する部品 の点数が大幅に低減する。
本発明の別の多方向入力装置では、 前記可動接片は、 当該可動接片の上から樹 脂シー トを基板に貼り付けることにより、 固定接点上に固定される。 これにより 、 基板上でのスィ ツチ本体の組立が容易となる：
本発明の別の多方向入力装置では、 前記信号出力手段は、 上下一組の回動部材 の各一端部にギヤ部を設けると共に、 各ギヤ部の下方に位置してケースの 2側而 に各側面及び前記基板に沿って移動し得る直進スラィ グを取付け、 直進スライダ の上面に前記ギヤ部に嚙み合う歯部を設け、 直進スライダの下面に、 前記基板の 表面に形成された抵抗回路に摺動可能に接触して、 抵抗回路と共にボリ ムを 構成する接触子を取付けた構成とされる。
この構成によれば、 操作部材の操作による回動部材の回動に伴って、 回動部材 の一端部に設けられたギヤ部が回転する。 その回転に伴う直進スライダの移動に より、 基板の表面に形成された抵抗体回路上を接触子が摺動し、 ボリ ュームと し ての機能が得られる。
抵抗回路を基板側に設けたことにより、 信号出力手段についても、 部品点数が 低減し、 基板との間の半田付けも不要になる- 特に、 直進スライダを収容する収 容部はケースに一体的に設けることができる = ギヤ部についても、 回動部材にー 体的に設けることができる- これらを多方向入力装置に一体化することにより、 ボリ ュームを構成する部品は、 直進スライダと接触子の 2点にまで低減する- 直進スライダを収容する収容部は、 ケースに対して别付けでもよいが、 ケース の側面に一体的に形成した方が、 部品点数の低減の点から好ま しい。
ギヤ部と しては、 円弧面を下方に向け、 その円弧面に歯部が形成された扇状部 材が小型化の点から好ま しい また、 回動部材の端部に一体的に設けるのが、 部 品点数の低減の点から好ま しい- なお、 多方向入力装置の基本構造については、 その具体的な構造を問わない： 例えば、 操作部材を中立位置に弾性的に保持する保持機構は、 操作部材をスプリ ングにより直接中立位置に保持する構造でも、 上下一組の回動部材をスプリ ング により中立位置に保持して、 操作部材を問接的に中立位置に保持する構造でもよ く 、 両方を直接的に中立位置に保持する構造でもよい：： スプリ ングについては上 下一組の回動部材の上方又は下方の何れに配置されてもい
信号出力手段については、 本発明の請求項 4 に係る多方向入力装置で採用され たスライ ドタイプのボリーム一体形式のものが、 部品点数の低減、 組み付けの簡 略化の点から好ま しいが、 通常の可変抵抗ュニッ トを用いた抵抗式のものを使用 しても良く 、 その他、 磁気式、 光学式のものを用いても良いことは言うまでもな い -
「図面の簡単な説明」
図 1 は本発明の実施形態に係る多方向入力装置の平而図である:：
図 2は図 1 の A - A線矢示図である。
図 3は図〗 の B B線矢示図である =
図 4 は図 1 の C — C線矢示図である - 図 5 は同多方向入力装置の底面図である。
図 6は同多方向入力装置に組み合わされる抵抗回路のパターン図である： 図 7 は図 2中の D部拡大図である =
「符号の説明」
1 0 ケース
1 0 a 下ケース
1 0 b 上ケース 1 6 スライダ収容部
2 O A , 2 O B ボリ ューム部 （信号出力手段）
3 0 操作部材
4 0 A , 4 0 B 回動部材
4 1 A , 4 1 B 回動蚰部
4 2 A 円弧部
4 2 B 半球部
4 3 A， 4 3 B 長孔
4 4 A , 4 4 B ギヤ部
4 5 A , 4 5 B 歯部
5 0 昇降スラィダ
6 0 スプリ ング
7 0 押下スィ ッチを構成するキー ト ップ
8 0 直進スライダ
8 2 歯部
9 0 接触子
1 0 0 基板
1 1 0 押下スィ ッチのスィ ッチ本体
1 1 1 固定接点
1 1 2 可動接片
1 2 0 抵抗回路
「発明を実施するための最良の形態」
以下、 本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 本発明の実施形態に係る 多方向人力装置は、 図 1 に示すように、 基板 1 0 0 (図 6参照） の上に固定され るケース 1 0を備えており、 ケース 1 0の直交する 2つの側面部には、 信号出力 手段と して一組のボリ ューム部 2 0 A， 2 0 Bがー体的に設けられている- ボリ ューム部 2 O A , 2 0 Bを除いたケース 1 0 の本体部内には、 図 2及び図 3に示すように、 下部を中心にして周囲の任意方向に傾動操作される棒状の操作 部材 3 0 と、 操作部材 3 0によって回動操作される上下一組の回動部材 4 0 A , 4 0 B と、 操作部材 3 0を中立位置に弾性的に保持するための昇降スライダ 5 0 及びスプリ ング 6 0 と、 操作部材 3 0 によつて押下操作されるキー ト ップ 7 0 と が収容されている =
キー ト ップ 7 0 は、 基板 1 0 0上のスィ ッチ本体 1 1 0 と共に押下スィ ッチを 構成する。 また、 ボリ ューム部 2 0 A， 2 0 Bの内部には直進スライダ 8 0 、 8 0がそれぞれ設けられている。
基板 1 0 0上に固定される角箱形状のケース 1 0 は、 その底板部を形成する下 ケース 1 0 a と、 これに上方から披せられる上ケース 1 0 b とを組み合わせた 2 ピース構造になっている
下ケース 1 0 aは、 ほぼ四角形の底板部 1 1を有している = 底板部 1 1 の 4隅 部には、 上ケース 1 0 b との固定のために、 上方に突出する爪部 1 2が設けられ ている- 底板部 1 1 の各辺中央部には、 回動部材 4 0 A , 4 0 Bを支持するため に、 上方に突出する支持部 1 3が設けられている。 底板部 1 1 の中央部には、 キ — ト ップ 7 0を上下方向に案内するために円筒形状のガイ ド部 1 4が設けられて いる
上ケース 1 0 bは、 下ケース 1 0 aに彼せられる下面が開放した角箱形の本体 部 1 5 と、 本体部 1 5 の直交する 2側面に一体的に設けられたスライダ収容部 1 6 , 1 6 とを有してい る 本体部 1 5の天扳部分には、 操作部材 3 0 の上部を上 方に突出させるために開口部 1 7が設けられると共に、 下ケース 1 0 aの爪部 1 2が嵌合する複数の開口部が、 開口部 1 7の周囲に位置して設けられている。 本 体部 1 5の各側壁部には、 下ケース 1 0 aの支持部 1 3が下方から嵌合する切り 込み部が設けられている：
直進スライダ 8 0， 8 0をそれぞれ収容するスライダ収容部 1 6 , 1 6 は、 図 1 、 図 2、 図 4及び図 5 に示すよ όに、 本体部 1 5 の下部側面から側方に張り出 した直方体状の箱であり、 その下面は全面的に開口している = 各スライダ収容部 1 6の上面には、 本体部 1 5の側面に沿ったス リ ッ 卜状の開口部 1 8が設けられ ている。
下ケース 1 0 aに上ケース 1 0 bを被せると、 下ケース 1 0 aの爪部 1 2が上 ケース 1 O bの本体部 1 5 の開口部に嵌合することにより、 下ケース 1 0 a と上 ケース 1 0 bが固定される。 また、 下ケース 1 0 aの支持部 1 3が上ケース 1 0 bの本体部 1 5の切り込み部に嵌合することにより、 本体部 1 5の各側面には、 回動部材 4 O A , 4 0 Bの両端轴部を支持するための円形の開口部が形成される 操作部材 3 0は、 図 2及び図 3 に示すように、 断面が円形の棒体部 3 1 と、 棒 体部 3 1 の下方に連設された回動軸部 3 2 と、 回動铀部 3 2の更に下方に連設さ れた大径の円板部 3 3 と、 円板部 3 3の下面中央部に設けられた下に凸の半球状 の凸部 3 4 とを有している。 回動軸部 3 2 は、 断面が上に凸の半円形をした蒲鋅 形で、 当該操作部材 3 0 に直角な 2方向に突出している。 回動轴部 3 2 の軸心は 、 下方に凸の半球状の凸部 3 4の中心と交差している- 上段の回動部材 4 0 Aは、 両端部に断面が円形の回動铀部 4 1 A , 4 1 Aを有 し、 その間に、 上側へ凸のアーチからなる円弧部 4 2 Aを有している 円弧部 4 2 Aには、 回動中心軸方向に延びる長孔 4 3 Aカ^ 操作部材 3 0 のガイ ド孔と し て設けられている- 回動軸部 4 1 A , 4 1 Aの一方の先端面には、 ギヤ部 4 4 A がー体的に形成されている:.. ギヤ部 4 4 Aは、 本体部 1 5の側方に突出し、 一方 のスライダ収容部 1 6の閗ロ部 1 8の上方に位置している。 ギヤ部 4 4 Λは、 こ こでは円弧面を下方に向けた扇状部材であり、 その円弧面には平歯車状の歯部 4 5 Aが形成されている：
下段の回動部材 4 0 Bは、 上段の回動部材 4 0 Aの下方に直角に組み合わされ る この回動部材 4 0 Bは、 両端部に断面が円形の回動軸部 4 I B , 4 I Bを有 し、 回動轴部 4 1 B , 1 Bの間に、 上に凸の半球部 4 2 Bを有している。 半球 部 4 2 Bには、 回動中心轴方向に延びる長孔 4 3 Bカ^ 操作部材 3 0のガイ ド孔 として設けられている：
半球部 4 2 Bの下面には、 操作部材 3 0の円扳部 3 3が嵌合する凹部 4 6 Bが 設けられている = 凹部 4 6 Bは、 操作部材 3 0が回動部材 4 0 Bの長孔 4 3 Bの 方向に操作されたときの円扳部 3 3の回動を保証する = 凹部 4 6 Bの内面には、 操作部材 3 0の回動軸部 3 2が嵌合する一対の凹状の轴受部 4 7 B , 4 7 Bが、 長孔 4 3 Bを挟んで設けられている：： 回動轴部 4 I B , 1 Bの一方の先端面には、 ギヤ部 4 4 Bがー体的に形成さ れている- ギヤ部 4 4 Bは、 本体部 1 5の側方に突出し、 他方のスライダ収容部 1 6の上方に位置している- このギヤ部 4 4 Bは、 円弧面を下方に向けた扇状部 材であり、 その円弧面には平歯車状の歯部 4 5 Bが形成されている。
操作部材 3 0を中立位置に弾性的に保持するための昇降スライダ 5 0は、 ケー ス 1 0の本体部 1 5内に昇降可能に嵌合する環状体である- この昇降スライダ 5 0 は、 回動部材 4 0 A , 4 0 Bの下方に配置されており、 昇降スライダ 5 0 とケ ース 1 0の底板部 1 1 との間に圧縮状態で収容されたスプリ ング 6 0により上方 に付勢される：
この付勢により、 昇降スライダ 5 0 は、 操作部材 3 0 の円扳部 3 3のフラ ッ 卜 な下面、 及び回動部材 4 O A , 4 0 Bの両端轴部の下面に形成されたフラ ッ 卜而 に弾性的に面接触することにより、 操作部材 3 0及び回動部材 4 0 A， 4 0 Bを 中立位置に直接保持する：
操作部材 3 0 によつて押下操作されるキー ト ップ 7 0は、 ケース 1 0の底板部 1 1 の中央部に形成された円筒形状のガイ ド部 1 4 に、 底板部 1 1 を貫通して挿 入されている： これにより、 キー ト ップ 7 0の下端部が基板 1 0 0上のスィ ッチ 本体 1 1 0 に上方から当接し、 スイ ツチ本体 1 1 0 はこのキー ト ップ 7 0を介し て上方の操作部材 3 0を上方へ弾性的に押 Εしている。
キー ト ップ 7 0 と共に押下スイ ッチを構成するスィ ッチ本体 ] 】 0 は、 図 7 に 示すように、 基板 1 0 0 の上に印刷により形成された固定接点 1 1 1 と、 固定接 点 1 1 1の上に固定された ドーム形状の可動接片 1 1 2 とを有する。 固定接点 1 1 1 は、 環状の第 1接点部 1 1 1 a と、 その内側に形成された第 2接点部 1 1 1 b とからなっている： 可動接片 1 1 2 は導電性の薄板からなり、 当該可動接片の 上から樹脂シー ト 1 1 3を基板 1 0 0 に貼り付けるこ とにより、 環状の第 1接点 部 1 1 1 a上に固定されている
ケース 1 0 のスライダ収容部 1 6 に収容された直進スライダ δ 0 は、 本体部 1 5の側面に沿った水平方向に移動可能であり、 下ケース 1 0 aの底扳部 1 1 の側 縁部によって下方への抜け止めがなされている = 直進スライダ 8 0の上部には、 スライグ収容部 1 6の上面に設けられたスリ ッ 卜状の開口部 1 8を通ってスライ ダ収容部 1 6 の上方に突出する凸部 8 1が設けられている。 凸部 8 1 の上面には 、 直進スライダ 8 0の移動方向にラックギヤ状の歯部 8 2が形成されている： こ の歯部 8 2は、 対応する回動部材 4 O A , 4 0 Bの一端部に形成された扇状のギ ャ部 4 4 A， 4 4 Bの歯部 4 5 A , 4 5 Bに嚙み合う。
直進スライダ 8 0の下面には、 図 5に示すように、 接触子 9 0が取付けられて いる。 接触子 9 0 は、 スライダ収容部 1 6 の下面開口部を通して基板 1 0 0 の表 面に臨み、 その表面に形成された抵抗回路 1 2 0 (図 6参照） に弾性的に接触す 抵抗回路 1 2 0 は、 図 6 に示すように、 ボリ ューム部 2 0 A , 2 0 Bの各下方 に位置して、 基板 1 0 0の表面に形成されている。 それぞれの抵抗回路 1 2 0 は 、 隙間をあけて直列的に配置されたカーボン抵抗体 1 2 1 と導体部 1 2 2を有し ている。 接触子 9 0 は、 カーボン抵抗体 1 2 1 と導体部 1 2 2 に各接触するよう に直列的に設けられた一対の接触部 9 1 . 9 1 を有し、 カーボン抵抗体 1 2 1 と 導体部 1 2 2の問を導通させることにより、 ボリ ユームを構成する =
次に、 本発明の実施形態に係る多方向入力装置の機能について説明する.: 操作部材 3 0を下段の回勁部材 4 0 Bの長孔 4 3 Bの方向に傾動操作すると、 上段の回動部材 4 0 Λが回動し、 これによるボリ ューム部 2 0 Λの作動により、 操作量に応じた抵抗値が得られる 即ち、 ボリ ューム部 2 0 Λでは、 回動部材 4 0 Aの回動によるギヤ部 4 4 Aの回動に伴って直進スラィダ 8 0が移動し、 接触 子 9 0が対応する抵抗回路 1 2 0上を摺動するこ とにより、 操作量に応じた抵抗 値が得られる。
操作部材 3 0を上段の回動部材 4 0 Aの長孔 4 4 Aの方向に傾動操作した場合 は、 下段の回動部材 4 0 Bが回動し、 これによるボリ ユ ーム部 2 0 Bの作動によ り、 操作量に応じた抵抗値が得られる。 即ち、 ボリ ューム部 2 0 Bでは、 回動部 材 4 0 Bの回動によるギヤ部 4 4 Bの回動に伴って直進スライダ 8 0が移動し、 接触子 9 0が対応する抵抗回路 1 2 0上を摺動するこ とにより、 操作量に応じた 抵抗値が得られる。
これらの組み合わせにより、 操作部材 3 0 は周囲の任意方向に操作され、 その 操作方向及び操作量に応じた信号が、 当該多方向入力装置を使用する電子機器等 に入力される。
操作部材 3 0を軸方向に押し下げた場合は、 操作部材 3 0の下方に設けられた 押下スィ ッチが作動する： 即ち、 操作部材 3 0 の押下操作により、 キー ト ップ 7 0を介して基板 1 0 0上のスィ ッチ本体 1 1 0が押し下げられ、 ドーム形状の可 動接片 1 1 2が下方に変形して固定接点 1 1 1 の第 2接点部 1 1 l bに接触する ことにより、 第 1接点部 1 1 1 a と第 2接点部 1 1 1 bの間が導通する。
ここで、 押下スィ ッチは、 ケース 1 0内のキー ト ップ 7 0 と、 基板 1 0 0上に 設けられたスィ ッチ本体 1 1 0 とからなる。 即ち、 押下スィ ッチのキー ト ップ 7 0のみをケース 1 0内に設け、 スィ ッチ本体 1 1 0をケース 1 0の下の基板 1 0 0上に設けた構成になっている- この構成のため、 当該多方向入力装置を基板 1 0 0上に実装する場合に、 押下スィ ッチを基板 1 0 0 に半田付けする作業が不要 になる。
しかも、 スィ ッチ本体 1 1 0 は固定接点 ] 1 1 、 可動接片】 1 2及び樹脂シー ト 1 1 3の 3部品からなり、 従来の押下スィ ツチュニッ 卜を構成する部品の点数 (数点） と比べて大幅に少ないため、 安価となる
また、 ボリ ューム部 2 O A , 2 0 Bは、 ケース 1 0 の直交する 2つの则而部に 設けられたスラ イダ収容部 1 6 , 1 6 と、 回動部材 4 0 Λ , 4 0 Bの一端部に設 けられた扇形状のギヤ部 4 4 A , 4 4 Bと、 スライダ収容部 1 6 , 1 6内に収容 された直進スライダ 8 0 , 8 0 と、 直進スライダ 8 0 ， 8 0 の下而に取付けられ た接触子 9 0 , 9 0 とで構成されている..， これらの構成部品のうち、 スライダ収 容部 1 6 , 1 6及びギヤ部 4 4 A , 4 4 Bは、 当該多方向入力装置の既存構成部 品と一体化されている。 このため、 ボリ ューム部 2 0 A , 2 0 Bをそれぞれ構成 するための部品は、 直進スライダ 8 0 と接触子 9 0の 2部品となる：
従って、 押下スィ ッチだけでなく 、 信号出力手段においても部品点数が大幅に 減少し、 コス ト低減が図られる
また、 その信号出力手段と してのボリ ューム部 2 O A , 2 0 Bは、 押下スイ ツ チと同様、 実装に際して基板 1 0 0上の抵抗回路 1 2 0 , 1 2 0 との間を半田付 けする必要がない = 即ち、 当該多方向入力装置は、 実装の際に半田付けの操作を 一切必要と しない： 従って、 当該多方向入力装置を使用する電子機器等の組立コ ス 卜が大幅に低減される。
以上に説明した通り、 本発明の多方向入力装置は、 押下スィ ッチを、 操作部材 の下方にケースの底板部を貫通して昇降自在に設けられたキー ト ップと、 キー ト ップの下方に位置して基板上に実装され、 操作部材の押下操作に伴うキー 卜 ップ の下降により操作されるスィ ッチ本体との組み合わせにより構成したので、 実装 時に押下スィ ッチを基板に半田付けする作業が不要である。 従って、 当該多方向 入力装置を使用する機器の組立コス 卜を低減でき、 その製作コス トを低減できる 本発明の別の多方向入力装置は、 スィ ッチ本体を、 基板上に形成された固定接 点と、 固定接点の上に固定された ドーム型の可動接片との組み合わせと したので 、 スィ ッチ本体を構成する部品の点数を大幅に低減でき、 この点からも、 当該多 方向入力装置を使用する機器の製作コス 卜を低減できる。
本発明の別の多方向入力装置は、 可動接片の上から樹脂シー 卜を基板に貼り付 けることにより、 可動接片を固定接点上に固定する構成と したので、 スィ ッチ本 体の製作工数を低減でき、 この点からも、 当該多方向入力装置を使用する機器の 製作コス 卜を低減できる。
本発明の別の多方向入力装置は、 回動部材の回動角度に対応する信^を出力す る信号出力手段と して、 基板上に固定されるケース内の上下一組の回動部材の各 一端部にギヤ部を設けると共に、 各ギヤ部の下方に位置してケースの 2側面に各 側面及び前記基板に沿って移動し得る直進スラィダを取付け、 直進スラィダの上 面に前記ギヤ部に嚙み合う歯部を設け、 直進スライダの下面に、 前記基板の表而 に形成された抵抗回路に摺動可能に接触して、 抵抗回路と共にボリ ユ ームを構成 する接触子を取付けたことにより、 信号出力手段を当該装置に一体化したので、 信号出力手段の部品点数を大幅に減らすことができ、 当該装置の製作コス 卜をよ り一層低減できる。 更に、 その信号出力手段も基板との の半田付けが不要であ るので、 当該装置を使用する機器の組立コス 卜をより一層低減できる = 「産業上の利用可能性」
本発明はパソコンゃゲーム装置等の入力機器として利用が可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 基板上に固定されるケースと、 ケース内に直交する 2方向に回動自在に支 持され、 それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動 部材と、 上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、 周囲の任意方向に操作されるこ とにより各回動部材を回動させると共に、 押下操作が可能とされた操作部材と、 操作部材及び /又は回動部材を中立位置に弾性的に保持する保持機構と、 各回動 部材の回動角度に対応する信号を出力する一組の信号出力手段と、 操作部材の押 下操作によりスィ ッチングされる押下スィ ツチとを備えた多方向入力装置におい て、
前記押下スィ 'ソチは、 操作部材の下方にケースの底板部を貫通して昇降自在に 設けられたキー ト ップと、 キー ト ップの下方に位置して前記基板上に実装され、 操作部材の押下操作に伴うキー 卜 ップの下降により操作されるスィ ツチ本体との 組み合わせにより構成されることを特徴とする多方向入力装置。
2 . 前記スィ ッチ本体は、 前記基板上に形成された固定接点と、 固定接点の上 に固定された弾性変形が可能な ドーム型の可動接片との組み合わせからなること を特徴とする請求項 1 に記載の多方向入力装置。
3 . 前記可動接片は、 当該可動接片の上から樹脂シー トを基板に貼り付けるこ とにより、 固定接点上に固定されることを特徴とする請求項 2 に記載の多方向入 力装置 =
4 . 前記信号出力手段は、 上下一組の回動部材の各一端部にギヤ部を設けると 共に、 各ギヤ部の下方に位置してケースの 2側面に各側面及び前記基板に沿って 移動し得る直進スライダを取付け、 直進スライダの上面に前記ギヤ部に嚙み合う 歯部を設け、 直進スライダの下面に、 前記基板の表面に形成された抵抗回路に摺 動可能に接触して、 抵抗回路と共にボリ ユームを構成する接触子を取付けた構成 である請求項 1 、 2又は 3 に記載の多方向人力装置。
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