WO2013100012A1

WO2013100012A1 - 多方向スイッチおよび操作入力装置

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Publication number: WO2013100012A1
Application number: PCT/JP2012/083791
Authority: WO
Inventors: 雅春加賀美; 繁典稲本; 憲一古河
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2014-06-28
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Abstract

　第１の筐体（１４）と第２の筐体（１３）との間に摺動空間（３５）を区画形成する。スライダ（１８）は、少なくとも一部が摺動空間（３５）内に配置され、操作力に応じて摺動空間（３５）内を二次元的に摺動可能とされる。第１の筐体（１４）とスライダ（１８）は、これらの間に点対称形状の収容空間（３０）を区画形成する。円形状の外縁部を有する弾性部材（１７）は、収容空間（３０）内に配置される。スライダ（１８）に操作力が加えられない状態において、弾性部材（１７）の外縁部は収容空間（３０）の内周面に当接する。スライダ（１８）が摺動空間（３５）内を摺動することにより、収容空間（３０）の内周面の一部により弾性部材（１７）が圧縮される。

Description

多方向スイッチおよび操作入力装置

　本発明は、操作力に応じて二次元的に移動するスライダを備えた多方向スイッチ、およびこれを備える操作入力装置に関する。

　この種のスイッチとして、操作力が解除されたときにスライダを初期位置に復帰させるための手段として環状の弾性部材を用いたものが知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。

日本国特許出願公開２００３－８４９１６号公報日本国特許第３８１４２７９号公報

　特許文献１に記載の構成においては、スライダが二次元的な摺動を可能とされている摺動空間の内周壁に沿って、環状弾性部材としてのＯリングが配置されている。操作力の向きに摺動されたスライダが進行方向の先にあるＯリングを押し潰し、操作力の解除とともにＯリングの弾性復元力によってスライダが初期位置に押し戻される構成とされている。スライダの外周部は常時Ｏリングと接している必要があるため、スライダの可動距離すなわちユーザに許容される操作量（ストローク）は、Ｏリングの押潰し可能量のみとなる。操作量を大きくするためにＯリングの厚みを増すと、弾性変形に大きな力を要することとなり、操作性が悪くなってしまう。

　特許文献２に記載の構成においては、スライダの外周面に沿って環状弾性部材としての環状コイルばねが配置されている。操作力の向きに摺動されたスライダが環状コイルばねを進行方向に伸長し、操作力の解除とともに環状コイルばねの弾性復元力によってスライダが初期位置に押し戻される構成とされている。進行方向に伸長された環状コイルばねが摺動空間の内周壁に当接するまでスライダを摺動させることが可能であるが、環状コイルばねの厚み分だけストロークが制限されることになる。

　また特許文献２に記載の構成においては、上側筐体と下側筐体により区画形成される摺動空間内にスライダを配置する際に、上側筐体に設けた孔から挿入した治具に環状コイルばねを仮保持させておく必要があり、組立て作業性の向上を妨げている。

　よって本発明は、多方向スイッチの操作量（ストローク）すなわちスライダの可動距離を極力大きくすることができるとともに、操作性および組立作業性の向上が可能な技術を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するための本発明の第１の態様は、多方向スイッチであって、
　第１の筐体と、
　前記第１の筐体との間に摺動空間を区画形成する第２の筐体と、
　少なくとも一部が前記摺動空間内に配置され、操作力に応じて前記摺動空間内を二次元的に摺動可能とされたスライダと、
　円形状の外縁部を有する弾性部材とを備え、
　前記第１の筐体と前記スライダは、これらの間に点対称形状の収容空間を区画形成しており、
　前記弾性部材は前記収容空間内に配置されており、
　前記スライダに操作力が加えられない状態において、前記弾性部材の前記外縁部は前記収容空間の内周面に当接し、
　前記スライダが前記摺動空間内を摺動することにより、前記収容空間の内周面の一部により前記弾性部材が圧縮される。

　このような構成によれば、摺動可能領域に操作量を抑制するものがないため、摺動可能領域の大きさを最大限操作量として活用することができる。すなわち多方向スイッチのストロークを大きくすることができる。一方、操作量を大きくする代わりにスライダの幅寸法を大きくとることが可能となるため、操作時におけるスライダのガタつきを低減することができ、操作性の向上に寄与する。

　前記弾性部材の例としては、環状のコイルばねが挙げられる。この場合、圧縮に伴い発生する応力を環状コイルばね全体に分散させることができる。よって最大応力値が低くなり、疲労破壊しにくい構造とすることができる。さらに弾性部材として使用可能な変形量を大きくとることができるため、操作量の延長にも寄与する。

　前記環状コイルばねの前記収容空間内に配置されていない状態での中心径が、前記スライダの摺動方向における前記収容空間の幅寸法よりも小さい構成の場合、第１の筐体とスライダによって挟まれる環状コイルばねを、容易に収容空間内に滑り込ませることができる。第１の筐体上に載置した弾性部材にスライダを押し付ける作業のみで環状コイルばねの収容空間への配置が完了するため、作業性を大幅に向上させることができる。この作用は、環状の弾性部材であれば同様にして得られる。

　前記弾性部材は、前記収容空間内に配置されていない状態で第１の幅寸法を有し、前記収容空間は、前記スライダの摺動方向について前記第１の幅寸法よりも小さい第２の幅寸法を有し、前記収容空間は、前記第１の筐体に形成された第１の凹部と前記スライダに形成された第２の凹部により区画形成され、前記第１の凹部と前記第２の凹部の開口縁を形成する角部はそれぞれ直角である構成としてもよい。

　この場合、収容空間に収納されることにより圧縮される弾性部材が、スライダの摺動時において各凹部の開口縁を乗り越えて外に出てしまうことを防止し、スライダに対して安定した弾性復元力を付与することができる。

　前記スライダの位置に応じた信号を出力する信号出力部を備えることにより、上記の多方向スイッチを操作入力装置として機能させることができる。

　上記の課題を解決するための本発明の第２の態様は、多方向スイッチであって、
　点対称形状の開口を有する筐体と、
　少なくとも一部が前記筐体内に配置され、操作力に応じて二次元的に摺動可能とされた第１のスライダと、
　前記筐体外に配置され、前記第１のスライダとともに前記開口を含む前記筐体の一部を挟持する第２のスライダと、
　円形状の外縁部を有する弾性部材とを備え、
　前記第１のスライダと前記第２のスライダは、これらの間に点対称形状の収容空間を区画形成しており、
　前記弾性部材は前記収容空間内に配置されており、
　前記第１のスライダに操作力が加えられない状態において、前記弾性部材の前記外縁部は前記収容空間の内周面および前記開口の内周縁に当接し、
　前記第１のスライダが摺動することにより、前記収容空間の内周面の一部および前記開口の内周縁により前記弾性部材が圧縮される。

　このような構成によれば、摺動可能領域に操作量を抑制するものがないため、摺動可能領域の大きさを最大限操作量として活用することができる。すなわち多方向スイッチのストロークを大きくすることができる。一方、操作量を大きくする代わりに第１のスライダの幅寸法を大きくとることが可能となるため、操作時における第１のスライダのガタつきを低減することができ、操作性の向上に寄与する。

　前記環状コイルばねの前記収容空間内に配置されていない状態での中心径が、前記第１のスライダの摺動方向における前記収容空間の幅寸法よりも小さい構成の場合、筐体と第２のスライダによって挟まれる環状コイルばねを容易に収容空間内に滑り込ませることができる。筐体の開口上に載置した環状コイルばねに第２のスライダを押し付ける作業のみで弾性部材の収容空間への配置が完了するため、作業性を大幅に向上させることができる。この作用は、環状の弾性部材であれば同様にして得られる。

　前記弾性部材は、前記収容空間内に配置されていない状態で第１の幅寸法を有し、前記収容空間は、前記第１のスライダの摺動方向について前記第１の幅寸法よりも小さい第２の幅寸法を有し、前記収容空間は、前記第１のスライダに形成された第１の凹部と前記第２のスライダに形成された第２の凹部により区画形成され、前記第２の凹部の開口縁と前記筐体の開口の縁を形成する角部はそれぞれ直角である構成としてもよい。

　この場合、収容空間に収納されることにより圧縮される弾性部材が、第１のスライダの摺動時において各凹部の開口縁を乗り越えて外に出てしまうことを防止し、第１のスライダに対して安定した弾性復元力を付与することができる。

　少なくとも前記第１のスライダに操作力が加えられていない状態において、前記筐体の前記開口は前記第２のスライダにより覆われている構成の場合、埃等が開口から内部に進入することを極力防止することができる。

　前記第１のスライダの位置に応じた信号を出力する信号出力部を備えることにより、上記の多方向スイッチを操作入力装置として機能させることができる。

　本発明によれば、多方向スイッチのストロークを最大限大きくすることができるとともに、操作性および組立作業性の向上が可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る多方向スイッチの外観を示す斜視図である。図１の多方向スイッチの内部構成を示す分解斜視図である。図１の多方向スイッチにおける環状コイルばねの装着の仕方を説明する縦断面図である。図１の線ＩＶ－ＩＶに沿う縦断面図であり、多方向スイッチの動作を説明するものである。図１の多方向スイッチの操作性を説明するための図である。本発明の第２の実施形態に係る多方向スイッチの外観を示す斜視図である。図６の多方向スイッチの内部構成を示す分解斜視図である。図６の多方向スイッチにおける環状コイルばねの装着の仕方を説明する縦断面図である。図６の線ＩＸ－ＩＸに沿う縦断面図であり、多方向スイッチの動作を説明するものである。図６の多方向スイッチの操作性を説明するための図である。

　添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また以降の説明における「上下」「左右」「前後」に係る表現は、図面を参照する説明において便宜上用いるに過ぎず、製品の使用時における方向を限定する意図ではない。

　図１は本発明の第１の実施形態に係る多方向スイッチ１１の外観を示す斜視図である。多方向スイッチ１１は、上ケース１２と、中ケース１３と、下ケース１４とが積層されて直方体形状の本体を形成している。

　上ケース１２の上面１２ａには円形の開口１２ｂが形成されており、当該開口１２ｂより操作部１５が上方に延在している。操作部１５は、ユーザによる操作力が直接的あるいは間接的に入力される部分である。

　上ケース１２の左側面１２ｃには矩形の開口１２ｄが形成されており、当該開口１２ｄよりコネクタ部１６が側方に延在している。コネクタ部１６には、図示しない外部接続用の端子が設けられている。

　次に、図２から図４を参照して多方向スイッチ１１の内部構成について説明する。図２に示すように、多方向スイッチ１１は、環状コイルばね１７、スライダ１８、回路基板２０、第１スライド端子２１、第２スライド端子２２、および保持部材２３をさらに備えている。

　図２および図３の（ａ）に示すように、下ケース１４の上面１４ａには平面視円形かつ有底の凹部１４ｂが形成されている。

　環状コイルばね１７は、圧縮コイルばねの両端を連結することにより環状の外観を呈し、円形状の外縁部を有するように形成されている。

　スライダ１８は、円板状の本体１８ａを有する。本体１８ａの上面１８ｂから上述の操作部１５が延在している。すなわち操作部１５はスライダ１８の一部を構成している。上面１８ｂの外周部は上方に突出して上周壁１８ｃを形成している。本体１８ａの下面１８ｄの外周部は下方に突出して下周壁１８ｅを形成している。下周壁１８ｅにより下面１８ｄの側には平面視円形かつ有底の凹部１８ｆが区画形成されている。

　図３の（ｂ）に示すように、本発明の第１の筐体としての下ケース１４の上面１４ａ上にスライダ１８が載置されることにより、凹部１４ｂおよび凹部１８ｆによって、下ケース１４とスライダ１８の間に収容空間３０が区画形成される。本発明の弾性部材としての環状コイルばね１７は、この収容空間３０内に配置される。

　なお図３の（ａ）に示すように、環状コイルばね１７は、収容空間３０に配置されていない状態において外径Ｄ１を有している。一方、図３の（ｂ）に示すように、収容空間３０は、環状コイルばね１７の外径Ｄ１よりも小さな外径Ｄ２を有している。外径Ｄ２は、平面視円形の収容空間３０における直径を意味する。換言すると、後述するスライダ１８の摺動方向における収容空間３０の幅寸法を意味する。

　また環状コイルばね１７は、収容空間３０に配置されていない状態において中心径Ｄ３を有している。中心径Ｄ３は、環状コイルばね１７の中心を通り、ばねが環状に旋回している部分の旋回中心同士を結ぶ線分の長さを意味する。

　また本発明の第１の凹部としての凹部１４ｂの開口縁を形成する角部１４ｃは直角とされている。さらに本発明の第２の凹部としての凹部１８ｆの開口縁を形成する角部１８ｇも直角とされている。

　環状コイルばね１７を収容空間３０内に配置するには、まず図３の（ａ）に示すように、環状コイルばね１７を凹部１４ｂ上に載置する。この状態の環状コイルばね１７の外径Ｄ１は、収容空間３０の外径Ｄ２すなわち凹部１４ｂの外径よりも大きいため、環状コイルばね１７は凹部１４ｂの角部１４ｃを覆うように配置される。

　次いで環状コイルばね１７を上方からスライダ１８で押さえつける。この状態の環状コイルばね１７の外径Ｄ１は、収容空間３０の外径Ｄ２すなわち凹部１８ｆの外径よりも大きいため、凹部１８ｆの角部１８ｇが環状コイルばね１７の上部に当接する。

　スライダ１８が押し下げられることにより、環状コイルばね１７は凹部１８ｆの角部１８ｇおよび凹部１４ｂの角部１４ｃに挟まれつつ内方に圧縮され、凹部１４ｂと凹部１８ｆにより区画形成される収容空間３０内に配置される。

　環状コイルばね１７の中心径Ｄ３は、収容空間３０の外径Ｄ２よりも小さいため、角部１４ｃと角部１８ｃによって挟まれる環状コイルばね１７を容易に収容空間３０内に滑り込ませることができる。下ケース１４の上面１４ａ上に載置した環状コイルばね１７にスライダ１８を押し付ける作業のみで環状コイルばね１７の収容空間３０への配置が完了するため、作業性を大幅に向上させることができる。

　図２に示すように、中ケース１３の上面１３ａには平面視円形の開口１３ｂが形成されている。図４の（ａ）に示すように、中ケース１３の下端面１３ｃが下ケース１４の上面１４ａ上に配置されることによって、本発明の第２の筐体としての中ケース１３は、下ケース１４との間に摺動空間３５を区画形成する。

　スライダ１８は操作部１５の一部を除いて摺動空間３５内に配置され、操作部１５に加えられる操作力に応じて摺動空間３５内を二次元的に摺動可能とされている。操作部１５の一部は開口１３ｂを通じて中ケース１３の外側に突出する。

　図２に示すように、回路基板２０には挿通孔２０ａが形成されている。回路基板２０の一部はコネクタ部１６とされており、回路基板２０の上面２０ａには、コネクタ部１６に設けられた外部接続端子と電気的に接続される回路が実装されている。図４の（ａ）に示すように、回路基板２０は中ケース１３の上面１３ａ上に配置される。操作部１５の一部は挿通孔２０ａを通じて回路基板２０の上方に突出する。

　図２および図４の（ａ）に示すように、第１スライド端子２１は、回路基板２０の上方において多方向スイッチ１１の左右方向Ｘ１に延在するように配置される長尺状の部材である。第１スライド端子２１には、その長手方向に延在する挿通溝２１ａが形成されている。また第１スライド端子２１の長手方向における一端部の下面には導電性の接触子２１ｂが設けられている。

　図２に示すように、第２スライド端子２２は、第１スライド端子２１の上方において多方向スイッチ１１の前後方向Ｘ２に延在するように配置される長尺状の部材である。第２スライド端子２２には、その長手方向に延在する挿通溝２２ａが形成されている。また第２スライド端子２２の長手方向における一端部の下面には導電性の接触子２２ｂが設けられている。

　保持部材２３は、第２スライド端子２２の上方において多方向スイッチ１１の左右方向Ｘ１に延在するように配置される長尺状の部材である。固定部材２３には、その長手方向に延在する挿通溝２３ａが形成されている。保持部材２３が上ケース１２内に収容された状態（図１参照）において、挿通溝２３ａの内縁は操作部１５の上端に形成された平坦部１５ａに対向するように配置され、操作部１５の軸周りに生ずる動きを規制する。

　図４の（ａ）に示す多方向スイッチ１１の組立て状態において、第１スライド端子２１は、多方向スイッチ１１の前後方向Ｘ２に移動可能となるように上ケース１２内に支持される。また第２スライド端子２２は、多方向スイッチ１１の左右方向Ｘ１に移動可能となるように上ケース１２内に支持される。操作部１５は第１スライド端子２１の挿通溝２１ａ、第２スライド端子２２の挿通溝２２ａ、および保持部材２３の挿通溝２３ａを通じて上方に延在し、上ケース１２の開口１２ｂから上方に突出する。

　操作部材１５が多方向スイッチ１１の前後方向Ｘ２に操作されることにより、操作部材１５は第１スライド端子２１に形成された挿通溝２１ａの内縁に当接し、第１スライド端子２１を多方向スイッチ１１の前後方向Ｘ２に移動させる。第１スライド端子２１の接触子２１ｂは、回路基板２０の上面２０ｂに形成された図示しない導電パターン上を摺動し、その位置に応じた信号がコネクタ部１６から出力される。

　操作部材１５が多方向スイッチ１１の左右方向Ｘ１に操作されることにより、操作部材１５は第２スライド端子２２に形成された挿通溝２２ａの内縁に当接し、第２スライド端子２２を多方向スイッチ１１の左右方向Ｘ１に移動させる。第２スライド端子２２の接触子２２ｂは、回路基板２０の上面２０ｂに形成された図示しない導電パターン上を摺動し、その位置に応じた信号がコネクタ部１６から出力される。

　すなわち回路基板２０、第１スライド端子２１、および第２スライド端子２２は、操作部１５に加えられた操作力により摺動空間３５内を二次元的に摺動するスライダ１８の位置に応じた信号を出力する信号出力部４０として機能する。このとき本実施形態に係る多方向スイッチ１１は、操作部１５に入力された操作に応じた信号を出力する操作入力装置として機能する。

　次に図４および図５を参照しつつ、本実施形態に係る多方向スイッチ１１の動作について説明する。

　図４の（ａ）に示すように、操作部１５すなわちスライダ１８に操作力が加えられていない状態においては、圧縮されて収容空間３０内に配置されている環状コイルばね１７の外縁部は、収容空間３０の内周面３０ａに当接している。

　図４の（ｂ）に示すように、操作部１５に右向きの操作力が加えられると、スライダ１８は摺動空間３５内を右方向に摺動する。操作部１５は、第２スライド端子２２の挿通溝２２ａに当接して第２スライド端子２２を右方向に移動させる。第２スライド端子２２に設けられた接触子２２ｂは、回路基板２０上に形成された図示しない導電パターン上を摺動し、多方向スイッチ１１の左右方向におけるスライダ１８の位置に応じた信号がコネクタ部１６から出力される。

　このとき収容空間３０内に配置された環状コイルばね１７は、収容空間３０の内周面の一部すなわちスライダ１８の凹部１８ｆの内周面左側部分１８ｈと、下ケース１４の凹部１４ｂの内周面右側部分１４ｄとによって圧縮される。

　操作部１５に加えた操作力を解除すると、環状コイルばね１７は弾性復元力により元の形状に戻ろうとし、凹部１８ｆの内周面左側部分１８ｈを左方向へ押し戻す。この結果、スライダ１８は摺動空間３５内を左方向に摺動し、図４の（ａ）に示す初期状態に復帰する。

　同様にして操作部１５に前向きの操作力が加えられると、スライダ１８は摺動空間３５内を前方向に摺動する。操作部１５は、第１スライド端子２１の挿通溝２１ａに当接して第１スライド端子２１を前方向に移動させる。第１スライド端子２１に設けられた接触子２１ｂは、回路基板２０上に形成された図示しない導電パターン上を摺動し、多方向スイッチ１１の前後方向におけるスライダ１８の位置に応じた信号がコネクタ部１６から出力される。

　このとき収容空間３０内に配置された環状コイルばね１７は、収容空間３０の内周面の一部すなわちスライダ１８の凹部１８ｆの内周面後側部分と、下ケース１４の凹部１４ｂの内周面前側部分とによって圧縮される。

　操作部１５に加えた操作力を解除すると、環状コイルばね１７は弾性復元力により元の形状に戻ろうとし、凹部１８ｆの内周面後側部分を後方向へ押し戻す。この結果、スライダ１８は摺動空間３５内を後方向に摺動し、図４の（ａ）に示す初期状態に復帰する。

　操作部１５に加えた操作力の向きが斜め方向である場合は、スライダ１８は摺動空間３５内を当該斜め方向に摺動する。操作部１５は、当該操作力の前後方向および左右方向の分力に応じた量だけ第１スライド端子２１および第２スライド端子２２をそれぞれ移動させ、スライダ１８の位置に応じた信号がコネクタ部１６から出力される。

　このとき収容空間３０内に配置された環状コイルばね１７は、スライダ１８の凹部１８ｆの内周面における操作方向後側部分と、下ケース１４の凹部１４ｂの内周面における操作方向前側部分とによって圧縮される。

　操作部１５に加えた操作力を解除すると、環状コイルばね１７は弾性復元力により元の形状に戻ろうとし、凹部１８ｆの内周面における操作方向後側部分を操作方向と逆向きに押し戻す。この結果、スライダ１８は摺動空間３５内を操作方向と逆向きに摺動し、図４の（ａ）に示す初期状態に復帰する。

　本実施形態においては、下ケース１４の凹部１４ｂの開口縁を形成する角部１４ｃおよびスライダ１８の凹部１８ｆの開口縁を形成する角部１８ｇは直角とされているため、収容空間３０に収納されることにより圧縮される環状コイルばね１７が、スライダ１８の摺動時に各凹部の開口縁を乗り越えて外に出てしまうことが防止され、スライダ１８に対して安定した弾性復元力を付与することができる。

　本実施形態の構成によれば、弾性部材としての環状コイルばね１７がスライダ１８の外周面と摺動空間３５の内面３５ａとの間に配置されていないため、スライダ１８の外周面と摺動空間３５の内面３５ａが当接するまでスライダ１８の可動距離を延ばすことができる。すなわち操作部１５の操作量（ストローク）を可能な限り大きくすることができる。上ケース１２に形成された開口１２ｂの寸法は、このようにして定まる操作部１５のストロークに応じて定めればよい。

　また弾性部材として操作部１５の操作により全体が圧縮される環状コイルばね１７を用いているため、発生する応力を環状コイルばね１７全体に分散させることができる。よって最大応力値が低くなり、疲労破壊しにくい構造とすることができる。さらに弾性部材として使用可能な変形量を大きくとることができるため、操作部１５のストローク延長にも寄与する。

　また弾性部材がスライダの外周面と摺動空間の内面との間に設けられている構成と比較すると、操作量（ストローク）を同一とした場合に、弾性部材の寸法分だけスライダ１８の外径を大きくし、スライダ１８の外周面と摺動空間３５の内面３５ａの距離を短くすることができる。このことは操作部１５の操作性を高めることに寄与する。その理由について以下説明する。

　スライダ１８を摺動空間３５内で円滑に摺動させるため、スライダ１８の上周壁１８ｃと中ケース１３の下面１３ｄ（摺動空間３５の天井面）との間には僅かな隙間が設けられている。

　図５の（ａ）はこのような隙間を有する構成においてスライダに操作力を加えた場合に生ずるガタつきを説明するための図である。隙間の寸法をｈ、スライダが上下の筐体に当接する箇所間の長さ（スライダの保持長）をＬとした場合、ガタつき量θはtan^－１（ｈ／Ｌ）で表すことができる。すなわちＬが長いほどガタつき量を小さくすることができる。

　本実施形態の構成によれば、ストロークを延ばすことによって、またはスライダ１８の外径を大きくすることによって、操作部１５の操作時においてスライダ１８の外周面を摺動空間３５の内面３５ａに可能な限り接近させることができる。そのため図５の（ｂ）に示すように、スライダ１８の上周壁１８ｃおよび下周壁１８ｅが中ケース１３および下ケース１４に当接する箇所間の長さ、すなわちスライダ１８の保持長Ｌを可能な限り大きくすることができる。

　したがって操作部１５の操作時におけるスライダ１８の摺動空間３５内におけるガタつきを可能な限り小さくすることができる。このことは多方向スイッチ１１の操作性が向上することを意味する。

　図６は本発明の第２の実施形態に係る多方向スイッチ５１の外観を示す斜視図である。多方向スイッチ５１は、上ケース５２と、中ケース５３と、下ケース５４とが積層されて直方体形状の本体を形成している。

　上ケース５２の天板５２ａには上スライダ５９が配置されており、上スライダ５９の上面５９ａより操作部５５が上方に延在している。操作部５５は、ユーザによる操作力が直接的あるいは間接的に入力される部分である。

　中ケース５３の左側面５３ｃには矩形の開口５３ｄが形成されており、当該開口５３ｄよりコネクタ部５６が側方に延在している。コネクタ部５６には、図示しない外部接続用の端子が設けられている。

　次に、図７から図９を参照して多方向スイッチ５１の内部構成について説明する。図７に示すように、多方向スイッチ５１は、環状コイルばね５７、下スライダ５８、回路基板６０、第１スライド端子６１、第２スライド端子６２、および保持部材６３をさらに備えている。

　図７および図８の（ａ）に示すように、上スライダ５９は、円板状の本体５９ａを有する。本体５９ａの下面５９ｅの外周部は下方に突出して周壁５９ｆを形成している。周壁５９ｆにより、下面５９ｅの側には平面視円形かつ有底の凹部５９ｂが区画形成されている。

　環状コイルばね５７は、圧縮コイルばねの両端を連結することにより環状の外観を呈し、円形状の外縁部を有するように形成されている。

　下スライダ５８は、円板状の本体５８ａを有する。本体５８ａの上面５８ｂから嵌合軸５８ｉが上方に延在している。嵌合軸５８ｉは操作部５５に形成された嵌合孔５５ａに嵌入される。上面５８ｂの外周部は上方に突出して周壁５８ｃを形成している。周壁５８ｃにより上面５８ｂの側には平面視円形かつ有底の凹部５８ｆが区画形成されている。本体５８ａの下面５８ｄの中央部より操作軸５８ｅが下方に延在している。

　図８の（ｂ）に示すように、本発明の第１のスライダとしての下スライダ５８と本発明の第２のスライダとしての上スライダ５９が、本発明の筐体としての上ケース５２における開口５２ｂを含む部分を挟持するように配置されることにより、凹部５９ｂおよび凹部５８ｆによって、上スライダ５９と下スライダ５８の間に収容空間７０が区画形成される。また上ケース５２の開口５２ｂの内周縁も収容空間７０の一部を構成する。本発明の弾性部材としての環状コイルばね５７は、この収容空間７０内に配置される。

　なお図８の（ａ）に示すように、環状コイルばね５７は、収容空間７０に配置されていない状態において外径Ｄ４を有している。一方、図８の（ｂ）に示すように、収容空間７０は、環状コイルばね５７の外径Ｄ４よりも小さな外径Ｄ５を有している。外径Ｄ５は、平面視円形の収容空間７０における直径を意味する。換言すると、後述する下スライダ５８の摺動方向における収容空間７０の幅寸法を意味する。

　また環状コイルばね５７は、収容空間７０に配置されていない状態において中心径Ｄ６を有している。中心径Ｄ６は、環状コイルばね５７の中心を通り、ばねが環状に旋回している部分の旋回中心同士を結ぶ線分の長さを意味する。

　また本発明の第１の凹部としての凹部５９ｂの開口縁を形成する角部５９ｇは直角とされている。また上ケース５２の開口５２ｂの縁を形成する角部５２ｃも直角とされている。さらに本発明の第２の凹部としての凹部５８ｆの開口縁を形成する角部５８ｇも直角とされている。

　環状コイルばね５７を収容空間７０内に配置するには、まず図８の（ａ）に示すように、環状コイルばね５７を上ケース５２の開口５２ｂ上に載置する。この状態の環状コイルばね５７の外径Ｄ４は、収容空間７０の外径Ｄ５すなわち開口５２ｂの外径よりも大きいため、環状コイルばね５７は開口５２ｂの角部５２ｃを覆うように配置される。

　次いで環状コイルばね５７を上方から上スライダ５９で押さえつける。この状態の環状コイルばね５７の外径Ｄ４は、収容空間７０の外径Ｄ５すなわち凹部５９ｂの外径よりも大きいため、凹部５９ｂの角部５９ｇが環状コイルばね５７の上部に当接する。

　上スライダ５９が押し下げられることにより、環状コイルばね５７は凹部５９ｂの角部５９ｇおよび開口５２ｂの角部５２ｃに挟まれつつ内方に圧縮され、凹部５９ｂと凹部５８ｆにより区画形成される収容空間７０内に配置される。

　環状コイルばね５７の中心径Ｄ６は、収容空間７０の外径Ｄ５よりも小さいため、角部５２ｃと角部５９ｇによって挟まれる環状コイルばね５７を容易に収容空間７０内に滑り込ませることができる。上ケース５２の天板５２ａ上に載置した環状コイルばね５７に上スライダ５９を押し付ける作業のみで環状コイルばね５７の収容空間７０への配置が完了するため、作業性を大幅に向上させることができる。

　図７に示すように、中ケース５３の上面５３ａには平面視円形の開口５３ｂが形成されている。図９の（ａ）に示すように、上ケース５２の下端面５２ｄが中ケース５３の上面５３ａ上に配置されることによって、中ケース５３は、上ケース５２との間に摺動空間７５を区画形成する。

　下スライダ５８は嵌合軸５８ｉの一部を除いて摺動空間７５内に配置され、操作部５５に加えられる操作力に応じて摺動空間７５内を二次元的に摺動可能とされている。操作軸５８ｅの一部は開口５３ｂを通じて中ケース５３の下側に突出する。

　図７および図９の（ａ）に示すように、回路基板６０は下ケース５４の上面５４ａ上に配置される。回路基板６０の一部はコネクタ部５６とされており、回路基板６０の上面６０ａには、コネクタ部５６に設けられた外部接続端子と電気的に接続される回路が実装されている。

　図７および図９の（ａ）に示すように、第１スライド端子６１は、回路基板６０の上方において多方向スイッチ５１の左右方向Ｘ３に延在するように配置される長尺状の部材である。第１スライド端子６１には、その長手方向に延在する挿通溝６１ａが形成されている。また第１スライド端子６１の長手方向における一端部の下面には導電性の接触子６１ｂが設けられている。

　図７に示すように、第２スライド端子６２は、第１スライド端子６１の上方において多方向スイッチ５１の前後方向Ｘ４に延在するように配置される長尺状の部材である。第２スライド端子６２には、その長手方向に延在する挿通溝６２ａが形成されている。また第２スライド端子６２の長手方向における一端部の下面には導電性の接触子６２ｂが設けられている。

　保持部材６３は、第２スライド端子６２の上方において多方向スイッチ５１の左右方向Ｘ３に延在するように配置される長尺状の部材である。固定部材６３には、その長手方向に延在する挿通溝６３ａが形成されている。保持部材２３が中ケース５３内に収容された状態において、挿通溝６３ａの内縁は操作軸５８ｅに形成された図示しない平坦部に対向するように配置され、操作軸５８ｅの軸周りに生ずる動きを規制する。

　図９の（ａ）に示す多方向スイッチ５１の組立て状態において、第１スライド端子６１は、多方向スイッチ５１の前後方向Ｘ４に移動可能となるように中ケース５３内に支持される。また第２スライド端子６２は、多方向スイッチ５１の左右方向Ｘ３に移動可能となるように中ケース５３内に支持される。操作軸５８ｅは、第１スライド端子６１の挿通溝６１ａ、第２スライド端子６２の挿通溝６２ａ、および保持部材６３の挿通溝６３ａを通じて下方に延在し、回路基板６０の上面６０ａに対向する。

　操作部材５５が多方向スイッチ５１の前後方向Ｘ４に操作されることにより、操作軸５８ｅは第１スライド端子６１に形成された挿通溝６１ａの内縁に当接し、第１スライド端子６１を多方向スイッチ５１の前後方向Ｘ４に移動させる。第１スライド端子６１の接触子６１ｂは、回路基板６０の上面６０ａに形成された図示しない導電パターン上を摺動し、その位置に応じた信号がコネクタ部５６から出力される。

　操作部材５５が多方向スイッチ５１の左右方向Ｘ３に操作されることにより、操作軸５８ｅは第２スライド端子６２に形成された挿通溝６２ａの内縁に当接し、第２スライド端子６２を多方向スイッチ５１の左右方向Ｘ３に移動させる。第２スライド端子６２の接触子６２ｂは、回路基板６０の上面６０ａに形成された図示しない導電パターン上を摺動し、その位置に応じた信号がコネクタ部５６から出力される。

　すなわち回路基板６０、第１スライド端子６１、および第２スライド端子６２は、操作部５５に加えられた操作力により摺動空間７５内を二次元的に摺動する下スライダ５８の位置に応じた信号を出力する信号出力部８０として機能する。このとき本実施形態に係る多方向スイッチ５１は、操作部５５に入力された操作に応じた信号を出力する操作入力装置として機能する。

　次に図９および図１０を参照しつつ、本実施形態に係る多方向スイッチ５１の動作について説明する。

　図９の（ａ）に示すように、操作部５５すなわち下スライダ５８に操作力が加えられていない状態においては、圧縮されて収容空間７０内に配置されている環状コイルばね５７の外縁部は、収容空間７０の内周面７０ａおよび開口５２ｂの内周縁に当接している。

　図９の（ｂ）に示すように、操作部５５に右向きの操作力が加えられると、下スライダ５８は摺動空間７５内を右方向に摺動する。操作軸５８ｅは、第２スライド端子６２の挿通溝６２ａに当接して第２スライド端子６２を右方向に移動させる。第２スライド端子６２に設けられた接触子６２ｂは、回路基板６０上に形成された図示しない導電パターン上を摺動し、多方向スイッチ５１の左右方向における下スライダ５８の位置に応じた信号がコネクタ部５６から出力される。

　このとき収容空間７０内に配置された環状コイルばね５７は、収容空間７０の内周面の一部すなわち下スライダ５８の凹部５８ｆの内周面左側部分５８ｈと、上スライダ５９の凹部５９ｂの内周面左側部分５９ｄと、上ケース５２の開口５２ｂの内周縁右側部分５２ｅとによって圧縮される。

　操作部５５に加えた操作力を解除すると、環状コイルばね５７は弾性復元力により元の形状に戻ろうとし、凹部５８ｆの内周面左側部分５８ｈおよび凹部５９ｂの内周面左側部分５９ｄを左方向へ押し戻す。この結果、下スライダ５８は摺動空間７５内を左方向に摺動し、図９の（ａ）に示す初期状態に復帰する。

　同様にして操作部５５に前向きの操作力が加えられると、下スライダ５８は摺動空間７５内を前方向に摺動する。操作軸５８ｅは、第２スライド端子６２の挿通溝６２ａに当接して第２スライド端子６２を前方向に移動させる。第２スライド端子６２に設けられた接触子６２ｂは、回路基板６０上に形成された図示しない導電パターン上を摺動し、多方向スイッチ５１の前後方向における下スライダ５８の位置に応じた信号がコネクタ部５６から出力される。

　このとき収容空間７０内に配置された環状コイルばね５７は、収容空間７０の内周面の一部すなわち下スライダ５８の凹部５８ｆの内周面後側部分と、上スライダ５９の凹部５９ｂの内周面後側部分と、上ケース５２の開口５２ｂの内周縁前側部分とによって圧縮される。

　操作部５５に加えた操作力を解除すると、環状コイルばね５７は弾性復元力により元の形状に戻ろうとし、凹部５８ｆの内周面後側部分および凹部５９ｂの内周面後側部分を後方向へ押し戻す。この結果、下スライダ５８は摺動空間７５内を後方向に摺動し、図９の（ａ）に示す初期状態に復帰する。

　操作部５５に加えた操作力の向きが斜め方向である場合は、スライダ５８は摺動空間７５内を当該斜め方向に摺動する。操作軸５８ｅは、当該操作力の前後方向および左右方向の分力に応じた量だけ第１スライド端子６１および第２スライド端子６２をそれぞれ移動させ、下スライダ５８の位置に応じた信号がコネクタ部５６から出力される。

　このとき収容空間７０内に配置された環状コイルばね５７は、下スライダ５８の凹部１８ｆの内周面における操作方向後側部分と、上スライダ５９の凹部５９ｂの内周面における操作方向後側部分と、上ケース５２の開口５２ｂの内周縁における操作方向前側部分とによって圧縮される。

　操作部５５に加えた操作力を解除すると、環状コイルばね５７は弾性復元力により元の形状に戻ろうとし、凹部５８ｆの内周面における操作方向後側部分および凹部５９ｂの内周面における操作方向後側部分を操作方向と逆向きに押し戻す。この結果、下スライダ５８は摺動空間７５内を操作方向と逆向きに摺動し、図９の（ａ）に示す初期状態に復帰する。

　本実施形態においては、上スライダ５９の凹部５９ｂの開口縁を形成する角部５９ｇ、上ケース５２の開口５２ｂの縁を形成する角部５２ｃおよび下スライダ５８の凹部５８ｆの開口縁を形成する角部５８ｇは直角とされている。したがって収容空間７０に収納されることにより圧縮される環状コイルばね５７が、上スライダ５９および下スライダ５８の摺動時に各凹部の開口縁を乗り越えて外に出てしまうことが防止され、上スライダ５９および下スライダ５８に対して安定した弾性復元力を付与することができる。

　本実施形態の構成によれば、弾性部材としての環状コイルばね５７が下スライダ５８の外周面と摺動空間７５の内面７５ａとの間に配置されていないため、下スライダ５８の外周面と摺動空間７５の内面７５ａが当接するまで下スライダ５８の可動距離を延ばすことができる。すなわち操作部５５の操作量（ストローク）を可能な限り大きくすることができる。上ケース５２に形成された開口５２ｂの寸法は、このようにして定まる操作部５５のストロークに応じて定めればよい。

　また弾性部材として操作部５５の操作により全体が圧縮される環状コイルばね５７を用いているため、発生する応力を環状コイルばね５７全体に分散させることができる。よって最大応力値が低くなり、疲労破壊しにくい構造とすることができる。さらに弾性部材として使用可能な変形量を大きくとることができるため、操作部５５のストローク延長にも寄与する。

　また弾性部材がスライダの外周面と摺動空間の内面との間に設けられている構成と比較すると、操作量（ストローク）を同一とした場合に、弾性部材の寸法分だけ下スライダ５８の外径を大きくし、下スライダ５８の外周面と摺動空間７５の内面７５ａの距離を短くすることができる。このことは操作部５５の操作性を高めることに寄与する。その理由について以下説明する。

　下スライダ５８を摺動空間７５内で円滑に摺動させるため、下スライダ５８の下面５８ｄと中ケース５３の上面５３ａ（摺動空間７５の底面）との間には僅かな隙間が設けられている。

　本実施形態の構成によれば、ストロークを延ばすことによって、または下スライダ５８の外径を大きくすることによって、操作部５５の操作時において下スライダ５８の外周面を摺動空間７５の内面７５ａに可能な限り接近させることができる。そのため図１０に示すように、下スライダ５８の周壁５８ｃおよび下面５８ｄが上ケース５２および中ケース５３に当接する箇所間の長さ、すなわち下スライダ５８の保持長Ｌを可能な限り大きくすることができる。

　したがって、図５の（ａ）を参照して説明したように、操作部５５の操作時における下スライダ５８の摺動空間７５内におけるガタつきを可能な限り小さくすることができる。このことは多方向スイッチ５１の操作性が向上することを意味する。

　また本実施形態の構成によれば、少なくとも操作部５５すなわち下スライダ５８に操作力が加えられていない状態において、上ケース５２の開口５２ｂは上スライダ５９により覆われている。このため埃等が開口５２ｂから本体内部に進入することを極力防止することができる。また本実施形態の構成によれば、信号出力部８０を摺動空間７５の下方に配置することができるため、信号出力部８０が備える電気回路部品を埃等の侵入からより確実に保護することができる。

　上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

　第１の実施形態に係る多方向スイッチ１１において、弾性部材は必ずしも環状コイルばね１７であることを要しない。円形状の外縁部を有していれば、ゴムやエラストマ等からなるＯリングや円板状部材を採用することができる。第２の実施形態に係る多方向スイッチ５１における環状コイルばね５７についても同様である。

　第１の実施形態に係る多方向スイッチ１１において、収容空間３０を区画形成する下ケース１４の凹部１４ｂとスライダ１８の凹部１８ｆは、必ずしも平面視円形状であることを要しない。収容空間３０が平面視点対称な形状をしていれば、各凹部を多角形状とすることも可能である。また各凹部内に環状コイルばね１７を収容可能な枠体を設け、当該枠体が平面視点対称な形状をしていれば、各凹部自体の形状は任意である。

　第２の実施形態に係る多方向スイッチ５１において、収容空間７０を区画形成する上スライダ５９の凹部５９ｂ、下スライダ５８の凹部５８ｆ、および上ケース５２の開口５２ｂは、必ずしも平面視円形状であることを要しない。収容空間７０が平面視点対称な形状をしていれば、各凹部および開口５２ｂを多角形状とすることも可能である。また各凹部内に環状コイルばね５７を収容可能な枠体を設け、当該枠体が平面視点対称な形状をしていれば、各凹部自体の形状は任意である。

　第２の実施形態に係る多方向スイッチ５１において、収容空間７０は必ずしも上スライダ５９の凹部５９ｂと下スライダ５８の凹部５８ｆによって区画形成されることを要しない。開口５２ｂを含むように上スライダ５９と下スライダ５８の間に収容空間を区画形成することができれば、いずれか一方が凹部を有する構成を採用することができる。

　本出願は、２０１１年１２月２８日に提出された日本国特許出願２０１１－２８９８１３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

　第１の筐体と、
　前記第１の筐体との間に摺動空間を区画形成する第２の筐体と、
　少なくとも一部が前記摺動空間内に配置され、操作力に応じて前記摺動空間内を二次元的に摺動可能とされたスライダと、
　円形状の外縁部を有する弾性部材とを備え、
　前記第１の筐体と前記スライダは、これらの間に点対称形状の収容空間を区画形成しており、
　前記弾性部材は前記収容空間内に配置されており、
　前記スライダに操作力が加えられない状態において、前記弾性部材の前記外縁部は前記収容空間の内周面に当接し、
　前記スライダが前記摺動空間内を摺動することにより、前記収容空間の内周面の一部により前記弾性部材が圧縮される、多方向スイッチ。
　前記弾性部材は、環状のコイルばねである、請求項１に記載の多方向スイッチ。
　前記環状コイルばねの前記収容空間内に配置されていない状態での中心径は、前記スライダの摺動方向における前記収容空間の幅寸法よりも小さい、請求項２に記載の多方向スイッチ。
　前記弾性部材は、前記収容空間内に配置されていない状態で第１の幅寸法を有し、
　前記収容空間は、前記スライダの摺動方向について前記第１の幅寸法よりも小さい第２の幅寸法を有し、
　前記収容空間は、前記第１の筐体に形成された第１の凹部と前記スライダに形成された第２の凹部により区画形成され、
　前記第１の凹部と前記第２の凹部の開口縁を形成する角部はそれぞれ直角である、請求項１から３のいずれか一項に記載の多方向スイッチ。
　請求項１から４のいずれか一項に記載の多方向スイッチと、
　前記スライダの位置に応じた信号を出力する信号出力部を備える、操作入力装置。
　点対称形状の開口を有する筐体と、
　少なくとも一部が前記筐体内に配置され、操作力に応じて二次元的に摺動可能とされた第１のスライダと、
　前記筐体外に配置され、前記第１のスライダとともに前記開口を含む前記筐体の一部を挟持する第２のスライダと、
　円形状の外縁部を有する弾性部材とを備え、
　前記第１のスライダと前記第２のスライダは、これらの間に点対称形状の収容空間を区画形成しており、
　前記弾性部材は前記収容空間内に配置されており、
　前記第１のスライダに操作力が加えられない状態において、前記弾性部材の前記外縁部は前記収容空間の内周面および前記開口の内周縁に当接し、
　前記第１のスライダが摺動することにより、前記収容空間の内周面の一部および前記開口の内周縁により前記弾性部材が圧縮される、多方向スイッチ。
　前記弾性部材は、環状のコイルばねである、請求項６に記載の多方向スイッチ。
　前記環状コイルばねの前記収容空間内に配置されていない状態での中心径は、前記第１のスライダの摺動方向における前記収容空間の幅寸法よりも小さい、請求項７に記載の多方向スイッチ。
　前記弾性部材は、前記収容空間内に配置されていない状態で第１の幅寸法を有し、
　前記収容空間は、前記第１のスライダの摺動方向について前記第１の幅寸法よりも小さい第２の幅寸法を有し、
　前記収容空間は、前記第１のスライダに形成された第１の凹部と前記第２のスライダに形成された第２の凹部により区画形成され、
　前記第２の凹部の開口縁と前記筐体の開口の縁を形成する角部はそれぞれ直角である、請求項６から８のいずれか一項に記載の多方向スイッチ。
　少なくとも前記第１のスライダに操作力が加えられていない状態において、前記筐体の前記開口は前記第２のスライダにより覆われている、請求項６から９のいずれか一項に記載の多方向スイッチ。
　請求項６から１０のいずれか一項に記載の多方向スイッチと、
　前記第１のスライダの位置に応じた信号を出力する信号出力部を備える、操作入力装置。