WO2019198371A1 - 多方向入力装置 - Google Patents

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WO2019198371A1
WO2019198371A1 PCT/JP2019/007838 JP2019007838W WO2019198371A1 WO 2019198371 A1 WO2019198371 A1 WO 2019198371A1 JP 2019007838 W JP2019007838 W JP 2019007838W WO 2019198371 A1 WO2019198371 A1 WO 2019198371A1
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WO
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input device
cam
dome switch
switch
multidirectional input
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Application number
PCT/JP2019/007838
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English (en)
French (fr)
Inventor
慎也 浦山
敏雄 今井
幸生 田口
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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Publication date
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    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
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    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
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    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
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    • H01H25/06—Operating part movable both angularly and rectilinearly, the rectilinear movement being along the axis of angular movement
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/50—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts with indexing or locating means, e.g. indexing by ball and spring

Definitions

  • the present invention relates to a multidirectional input device.
  • the elastic member By operating an operation member that can be operated in multiple directions, the elastic member is elastically deformed, and the switch is turned on by bringing the movable contact portion corresponding to the elastic deformation portion into contact with the fixed contact portion on the substrate.
  • Direction input devices are known.
  • This disclosure provides a multidirectional input device that allows an operator to easily obtain a clear feel that a switch is turned on in a desired direction.
  • a multidirectional input device is provided.
  • An operation knob that can be operated in multiple directions, A plurality of direction setting switches that are pressed and turned on when the operation knob is operated; The direction setting switch and a touch generating part having a different operation feel, The multi-directional input device in which a touch is generated by the touch generation unit after at least one of the plurality of direction setting switches is turned on in a predetermined operation direction among the multi-directional operation directions.
  • the operator can easily obtain a clear feel that the switch is turned on in a desired direction.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an example of a multidirectional input device according to an embodiment. It is the perspective view which removed the upper half of the housing
  • FIG. 1 is an external perspective view of a multidirectional input device according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows an operation knob 10 that can be slid and rotated in eight slide operation directions 10a to 10h as an example.
  • the eight slide operation directions are radial directions provided at intervals of 45 degrees around the rotation center 10j of the circular operation knob 10 in plan view.
  • FIG. 1 shows an operation knob 10 that can be slid and rotated in eight slide operation directions 10a to 10h as an example.
  • the eight slide operation directions are radial directions provided at intervals of 45 degrees around the rotation center 10j of the circular operation knob 10 in plan view.
  • each side of the bottom surface of the substantially rectangular parallelepiped casing 20 is along the X1-X2 direction (X direction or X axis) and the Y1-Y2 direction (Y direction or Y axis), respectively, and Z1-Z2
  • the direction (Z direction or Z axis) is orthogonal to a plane formed by the X axis and the Y axis.
  • the Z axis may be parallel to the gravity direction, but may be parallel to a direction other than the gravity direction depending on the situation where the multidirectional input device 100 is installed.
  • the slide operation directions 10a, 10b, 10c, and 10d are parallel to the Y1, Y2, X1, and X2 directions, respectively.
  • the slide operation directions 10e, 10f, 10g, and 10h are parallel to the central angles of X1-Y1, X1-Y2, X2-Y2, and X2-Y1, respectively.
  • operation of the operation knob 10 refers to, for example, the operation knob 10 in the XY plane formed by the X axis and the Y axis in a state where the operation knob 10 extending in the Z axis direction is held in the Z axis direction. This means that the operation knob 10 is tilted as shown in FIGS. 15 and 16.
  • the multidirectional input device 100 shown in FIGS. 1 to 13 is a device having an operation knob 10 that is slid, and the multidirectional input device 100A shown in FIGS. 15 and 16 has an operation knob 10A that is tilted. Device.
  • the multidirectional input device 100 shown in FIG. 1 is preferably applied to a vehicle such as an automobile, but may be applied to an aircraft, a railroad, a ship, or the like, and further applied to a controller of a game machine. Also good.
  • the multidirectional input device 100 can be installed on an instrument panel or the like in addition to a center console and a steering wheel on the side of the driver's seat.
  • the multi-directional input device 100 includes a housing 20 and an operation knob 10 that protrudes from the upper surface of the housing 20 in the upward Z1 direction.
  • the housing 20 is formed by connecting the two halves 21 and 22 by bonding, welding, bolts, or the like.
  • the housing 20 can be formed of a material having high electrical insulation and further good mechanical workability. For example, by molding a resin material such as ABS resin (ABS: Acrylonitrile Butadiene Styrene) or polycarbonate, Alternatively, it is formed by aluminum die casting or the like of an aluminum alloy or the like.
  • the operation knob 10 has a large number of cuts extending in the circumferential direction on the cylindrical side surface, and the operator holds the side surface of the operation knob 10, and rotates around the axis of the rotation center 10 j of the operation knob 10.
  • the operation knob 10 can be rotated in the direction R or the R direction which is counterclockwise. At this time, the operation knob 10 serves as a rotation knob, and the side cut has a function of preventing slipping when it is pinched with fingers.
  • the operation knob 10 is slidable in eight directions in addition to being rotatable about the rotation center 10j.
  • the illustrated multidirectional input device 100 is a device having the operation knob 10 that is slidable in eight directions, and these eight directions are included in “multidirectional”.
  • the multi-directional input device 100 in the illustrated example is a device in which the operation knob 10 is slid in eight directions.
  • the number of directions is less than eight directions, other than two directions, four directions, and six directions, and directions exceeding eight directions.
  • Operation directions such as 10 directions and 12 directions, which are numbers, are also included in the “multi-direction”, and thus a multi-directional input device having the number of operation directions other than eight directions may be used.
  • the multidirectional input device 100 there are a navigation switch, an audio switch, a home switch, and the like that are not shown in the vertical and horizontal positions of the operation knob 10 on the upper surface of the housing 20.
  • a navigation switch an audio switch, a home switch, and the like that are not shown in the vertical and horizontal positions of the operation knob 10 on the upper surface of the housing 20.
  • an image of the selected content is displayed on a liquid crystal display or the like on the front surface of the steering wheel.
  • the information on the selection content is displayed on the display that is headed up in this way.
  • navigation information is displayed on the display.
  • the navigation information includes various selection switches, including a map information display switch including the current location, a destination search switch, and the like.
  • the determination switch may be scrolled on the screen by rotating the operation knob 10. In order to reach the target selection switch more quickly, the eight-direction sliding operation of the operation knob 10 can be used.
  • the decision switch can be quickly moved in the slide operation direction on the display. Is possible.
  • This is an example of a usage pattern of the multidirectional input device 100 and there are various usage examples of the multidirectional input device 100 including a power window in an automobile.
  • the multidirectional input device 100 is mounted on a device other than the vehicle, there are examples of use corresponding to the mounted device.
  • FIG. 2 is a perspective view of the inside of the multidirectional input device with the upper half of the housing removed and the rubber sheet removed.
  • 5 is a perspective view showing a state in which the rubber sheet shown in FIG. 3 is attached to the perspective view shown in FIG.
  • FIG. 12 for explaining the operation mode of each component of the multidirectional input device when the operation knob is slid in a predetermined operation direction.
  • a substantially cylindrical tilt plate 50 is disposed below the operation knob 10. More specifically, as shown in FIG. 12, the cylindrical portion 11 below the operation knob 10 is fitted into the cylindrical portion 53 of the tilting plate 50 to be integrated.
  • a first cam formed from a truncated cone-shaped inclined surface is provided below the tilting plate 50, and at positions corresponding to the eight sliding operation directions of the operation knob 10.
  • Eight first pressing members 60 are arranged at intervals of 45 degrees in the circumferential direction. For example, when the slide operation direction is four directions, the four first pressing members 60 are arranged at intervals of 90 degrees in the circumferential direction.
  • the first pressing member 60 corresponding to the slide operation directions 10b, 10c, 10e, and 10f is indicated by arrows.
  • the first pressing member 60 is formed, for example, by injection molding a resin material such as mechanically tenacity polyethylene or polypropylene.
  • a second pressing member 70 is disposed between the two first pressing members 60 among the eight first pressing members 60 arranged at intervals of 45 degrees in the circumferential direction below the tilting plate 50. .
  • the second pressing member 70 is disposed between the first pressing members 60 corresponding to the slide operation directions 10 c and 10 f of the operation knob 10.
  • the second pressing member 70 is also formed by injection molding a resin material such as polyethylene or polypropylene.
  • the first pressing member 60 and the second pressing member 70 are both disposed such that their longitudinal directions are along the Z-axis direction. Moreover, the 1st press member 60 and the 2nd press member 70 have a wide part in each lower end, and the rubber dome 31 which forms the rubber dome switch 30 (an example of a direction setting switch) located in the lower part of them. (Refer to FIG. 3) and the metal dome switch 40 (an example of a touch generating portion) shown in FIG. 2 can be surely pressed.
  • the first pressing member 60 and the second pressing member 70 are held in their postures so that they cannot fall over and can be raised and lowered by the internal configuration of the half body 21 above the housing 20 of the multidirectional input device 100. Is planned.
  • the 1st press member 60 and the 2nd press member 70 are shown as the state by which attitude
  • the wiring board 80 is mounted on a mounting portion (not shown) in the lower half 22. In FIG. 2, illustration of the wiring pattern formed on the surface of the wiring board 80 is omitted.
  • first fixed contacts 36 that form eight rubber dome switches 30 are provided at positions corresponding to the eight first pressing members 60 in the wiring board 80.
  • the first fixed contact 36 is formed of, for example, a copper foil or the like, and a film made of gold plating is formed on the surface of the copper foil.
  • the rubber sheet 37 is shown together with the wiring board 80.
  • the rubber sheet 37 having a rectangular shape (including a square) in a plan view and having a shape complementary to the planar shape of the substrate 80 has an annular opening 32a at the center and a flat surface in a part of the annular opening 32a.
  • a small opening 37b having a rectangular shape is in communication.
  • eight rubber domes 31 are provided on the outer periphery of the annular opening 32 a at intervals of 45 degrees, and the outer periphery of the rubber dome 31 in the rubber sheet 37 is covered with a waterproof sheet 38.
  • the rubber sheet 37 provided with the rubber dome 31 is formed of an elastic material such as silicon rubber having high weather resistance and high electrical insulation against arc discharge, for example. Since the rubber sheet 37 is formed of an elastic material such as silicon rubber, the rubber sheet 37 can be easily attached to the wiring board 80 while being appropriately deformed.
  • the rubber dome switch 30 which is an example of the direction setting switch includes a rubber dome 31, a first movable contact 35 attached to the inner dome space 34 of the rubber dome 31, and a wiring board 80. And a pair of first fixed contacts that are electrically connected to the wiring pattern of the wiring board 80.
  • the first movable contact 35 and the pair of first fixed contacts 36 are separated from each other, and the rubber dome switch 30 is in an OFF state.
  • the rubber dome 31 is continuous with the rubber sheet 37 and bulges upward in a substantially trapezoidal shape or hemispherical shape as shown in the figure to form an in-dome space 34.
  • a first pusher 32 protruding upward is provided at the upper end of the rubber dome 31, and a second pusher 33 protruding into the lower dome space 34 is provided at the lower end of the rubber dome 31.
  • a first movable contact 35 is attached to the lower end of the second pusher 33.
  • the first movable contact 35 and the first fixed contact 36 are both made of, for example, phosphor bronze, and a coating made of gold plating is formed on the surface of the phosphor bronze. Since both the first movable contact 35 and the first fixed contact 36 have a gold plating film, the weather resistance of the first movable contact 35 and the first fixed contact 36 is improved, and the contact resistance is reduced. Furthermore, a coating film is formed by arc discharge that may occur when the first movable contact 35 and the first fixed contact 36 come into contact with each other, and an increase in contact resistance can be suppressed by this coating film.
  • the rubber dome 31 When the first pressing member 60 located above the rubber dome 31 is pressed and the first pusher 32 is pressed downward, the rubber dome 31 is elastically deformed downward, and the first movable contact with respect to the pair of first fixed contacts 36. 35 contacts.
  • the 1st fixed contact 36 and the 1st movable contact 35 are comprised so that contact / separation is possible.
  • the first movable contact 35 comes into contact with the pair of first fixed contacts 36, the pair of first fixed contacts 36 is electrically connected, and the rubber dome switch 30 is turned on. As will be described in detail below, the ON signal of the rubber dome switch 30 is sent to the control unit 90 (see FIG. 12) provided on the wiring board 80 electrically connected via the wiring pattern.
  • the operation knob 10 is urged to the center 10j (see FIG. 1) shown in FIG. 1 by the restoring force of each rubber dome 31 transmitted through the first pressing member 60.
  • the rubber dome switch 30 When the rubber dome switch 30 is turned on and the operator releases the finger from the operation knob 10 after the metal dome switch 40 is turned on as will be described in detail below, the rubber dome 31 is pressed by the first cam 52.
  • the first pressing member 60 is released from the pressed state.
  • the rubber dome 31 formed of an elastic material is elastically deformed by being released from the pressed state and self-returns to the original state shown in FIG.
  • the first pressing member 60 is pushed up by the restoring force when the rubber dome 31 is self-returned, and the first cam 52 is pushed upward by the pushing up of the first pressing member 60, so that the operation knob 10 has the center shown in FIG. Return to 10j.
  • FIG. 5 shows a state in which the rubber sheet 37 is disposed on the surface of the wiring board 80.
  • a rubber dome 31 included in the rubber sheet 37 is disposed below the eight first pressing members 60, and a rubber dome switch 30 formed by the rubber dome 31 is disposed.
  • a metal dome switch 40 which is an example of a touch generating unit, is disposed between two rubber dome switches 30, and a second pressing member 70 is disposed above the metal dome switch 40. Yes.
  • the metal dome switch 40 which is an example of the touch generation
  • the metal dome switch 40 includes a pair of second fixed contacts 45 electrically connected to the wiring pattern of the wiring board 80 on the wiring board 80, and a dome-shaped second movable that surrounds the pair of second fixed contacts 45.
  • a contact 44 and a pusher 42 that presses the second movable contact 44 are provided.
  • the second fixed contact 45 and the second movable contact 44 are accommodated in a case inner space 43 of the case 41, and a pusher 42 is attached to the case 41 through the top end opening so as to be movable up and down.
  • the pusher 42 has an engagement flange 42 a in the middle of the pusher 42, and the engagement flange 42 a engages with the lower surface of the top end of the case 41 to prevent the pusher 42 from coming out of the case 41.
  • the dome-shaped second movable contact 44 is elastically deformed downward and contacts the pair of second fixed contacts 45. .
  • the 2nd fixed contact 45 and the 2nd movable contact 44 are comprised so that contact / separation is possible.
  • the second movable contact 44 comes into contact with the pair of second fixed contacts 45, the pair of second fixed contacts 45 are brought into conduction, and the metal dome switch 40 is turned on.
  • the ON signal of the metal dome switch 40 as well as the ON signal of the rubber dome switch 30 is supplied to the control unit 90 (see FIG. 5) provided on the wiring board 80 electrically connected via the wiring pattern. 12).
  • the second fixed contact 45 is made of, for example, phosphor bronze or the like, and a film made of gold plating is formed on the surface of the phosphor bronze.
  • a disc spring formed of stainless steel or the like is applied to the second movable contact 44.
  • the case 41 and the pusher 42 are formed from a resin material such as polyethylene or polypropylene.
  • the operation knob 10 when the operation knob 10 is slid in a predetermined slide operation direction desired by the operator, first, at least one rubber corresponding to the slide operation direction among the plurality of rubber dome switches 30.
  • the dome switch 30 is turned on.
  • “at least one rubber dome switch 30 is turned on” means that two or more rubber dome switches 30 are continuously turned on in addition to one rubber dome switch 30 being turned on. Is included. For example, in FIG.
  • the multidirectional input device 100 has a two-stage switch (double action switch). Since the rubber dome switch 30 is formed of an elastic material such as silicon rubber, the rubber dome switch 30 has a small load value when pressed and a small load change amount when pressed. Therefore, when the rubber dome switch 30 is turned on, the operator does not feel a click feeling.
  • the metal dome switch 40 is formed of a disc spring such as stainless steel, both the load value and the load change amount at the time of pressing are larger than those of the rubber dome switch 30. Therefore, an operator who does not feel a click feeling when the rubber dome switch 30 is turned on can feel a clear click feeling when the metal dome switch 40 is turned on.
  • FIG. 7 is a side view of an example of a tilting plate having a first cam
  • FIG. 8A is a view taken in the direction of arrow VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of the tilting plate as viewed obliquely from below
  • FIG. 10 is a front view of an example of the second cam.
  • FIG. 11 is a perspective view of the state in which the first pressing member and the second pressing member are disposed on the lower surface of the tilting plate as viewed obliquely from below.
  • the second cam 54 is not shown for easy explanation of the first cam 52.
  • the tilting plate 50 has a cylindrical portion 53 at the center, and has an annular flange portion 51 that protrudes laterally above the cylindrical portion 53.
  • the lower surface 51a of the annular flange portion 51 has a first cam 52 that decreases in a taper shape downward in a side view of FIG. More specifically, the first cam 52 has a truncated cone-shaped inclined surface, and is disposed on the lower surface 51a of the flange 51 with the truncated cone-shaped truncated head facing downward. ing.
  • eight first pressing members 60 are arranged at intervals of 45 degrees.
  • FIG. 8B shows a modification of the first cam 52 shown in FIG. 8A.
  • the first cam 52 shown in FIG. 8A has a function that the inclined surface of the first cam 52 presses the first pressing member 60 in accordance with the sliding of the tilting plate 50 in the sliding direction. Therefore, the first cam 52A shown in FIG. 8B has eight flat inclined surfaces of truncated octagonal pyramids (in the form of truncated pyramid shapes) instead of the annular and curved side surface of the first cam 52 shown in FIG. 8A. This is an example in which the first pressing member 60 corresponding to each side surface is pressed down.
  • a first cam having four flat inclined surfaces of truncated quadrangular pyramids is applied.
  • the second cam is not shown for easy explanation of the first cam 52A.
  • the tilting plate 50 has a second cam 54 in the middle of the annular first cam 52.
  • the tilt plate 50 having the first cam 52 and the second cam 54 is formed of a resin material such as polyethylene or polypropylene, like the first pressing member 34.
  • the second cam 54 has a plurality of cam grooves 54a to 54h extending from the center point 54j while being inclined downwardly in each of the eight slide operation directions (an example of multiple directions). And a plurality of cam peaks 55a to 55h between adjacent cam grooves. For example, the cam crest 55a is interposed between the cam grooves 54a and 54b.
  • the second cam 54 has a petal shape with a petal shape having eight petals in a plan view, and an angle ⁇ 1 of one petal (an angle between adjacent cam peaks and cam peaks) is 45 degrees.
  • first pressing members 60 are disposed below the first cam 52 at intervals of 45 degrees. However, the eight first pressing members 60 are disposed in directions (tilting plates 50). The direction in which the eight cam grooves 54a to 54h extend in the second cam 54 and the extending direction of the second cam 54 correspond to each other.
  • the second pressing member 70 is located at the center point 54j of the second cam 54.
  • the center point 54j is an intersection where the cam grooves 54a to 54h are inclined upwardly and intersect at the top, and in the state shown in FIG. 11, the second pressing member 70 is the center point 54j of the second cam 54. Is stuck in.
  • the first pressing member 60 in the slide operation direction has the first cam 52 formed of an inclined surface. Is pressed downward. And also in the 2nd cam 54, the 2nd press member 70 is pushed down along the cam groove extended in a slide operation direction.
  • the second cam 54 extends from the vicinity of the cam groove 54 c corresponding to the radially outer side of the first cam 52 to the vicinity of the cam groove 54 h. 56.
  • the engagement / disengagement prevention wall 56 prevents the second pressing member 70 from being engaged / disengaged from the second cam 54 when the second pressing member 70 moves toward the radially outer side of the first cam 52 in the second cam 54. It is a wall to prevent.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an operation mode of each component of the multidirectional input device when the operation knob is slid in a predetermined operation direction.
  • FIG. 13 is a perspective view of the tilting plate viewed from obliquely below, explaining the operation modes of the tilting plate, the first pressing member, and the second pressing member during the sliding operation shown in FIG.
  • FIG. 14 is a relationship graph showing an example of the FS characteristics of the direction setting switch and the touch generation unit.
  • the “FS characteristic (FS: Force Stroke)” means a characteristic that indicates an operation feeling that the operator feels at the time of operation in relation to an operation stroke (S) and an operation repulsive force (F). .
  • the slide operation is performed.
  • the first pressing member 60 at a position corresponding to the direction is pressed by the pressing force P1 in the lower Z2 direction according to the sliding of the cam surface of the first cam 52 in the S1 direction, and the first pressing member 60 is Z2 Pressed in the direction.
  • the rubber dome switch 30 that is below the first pressing member 60 and is in the OFF state is pressed by the first pressing member 60, and the first movable contact 35 contacts the pair of first fixed contacts 36.
  • the pair of first fixed contacts 36 are electrically connected, and the rubber dome switch 30 is turned on.
  • a control unit 90 is provided on the wiring board 80.
  • the rubber dome switch 30 When the rubber dome switch 30 is turned on, an on signal of the rubber dome switch 30 is sent to the control unit 90 via a wiring pattern (not shown).
  • the second pressing member 70 is guided in the S2 direction along the cam groove extending in the slide operation direction.
  • the second pressing member 70 is pressed in the Z2 direction by being pressed by the pressing force P2 in the lower Z2 direction according to the sliding of the groove in the S2 direction.
  • the metal dome switch 40 that is below the second pressing member 70 and is in the OFF state is pressed by the second pressing member 70, and the second movable contact 44 contacts the pair of second fixed contacts 45.
  • the pair of second fixed contacts 45 are electrically connected, and the metal dome switch 40 is turned on.
  • an on signal of the metal dome switch 40 is sent to the control unit 90 via a wiring pattern (not shown). That is, after the first pressing member 60 in the sliding operation direction is pressed by the first cam 52, the second pressing member 70 is pressed by the second cam 54 with a short time lag, and the control unit 90 is After the ON signal of the rubber dome switch 30 is sent, the ON signal of the metal dome switch 40 is sent.
  • the metal dome switch 30 which is an example of the direction setting switch is formed of an elastic material such as silicon rubber, the metal dome switch 30 is elastically deformed when pressed and it is difficult for the operator to feel a touch (click feeling). .
  • the FS characteristic of the direction setting switch is such that the operation repulsive force hardly increases even when the operation stroke is extended, and saturates with an extremely low operation repulsive force F2.
  • the metal dome switch 40 which is an example of the touch generating portion, is formed of a disc spring such as stainless steel, and therefore, as shown in FIG. It has an FS characteristic that reaches the peak value F1 of the operation repulsive force through the curve, and drops rapidly to the operation repulsive force F3 as soon as the peak value F1 is exceeded.
  • the metal dome switch 40 has a large load value (peak value) when pressed and a large load change amount when pressed compared to the rubber dome switch 30.
  • the FS characteristics of the rubber dome switch 30 and the metal dome switch 40 are greatly different from each other, and both the operation feelings felt by the operator are completely different. Based on the FS characteristics of each of the rubber dome switch 30 and the metal dome switch 40, the rubber dome switch 30 is less likely to generate a feel felt by the operator, while the metal dome switch 40 feels clearly felt by the operator (click feeling). It becomes a switch to generate.
  • the metal dome switch 40 is turned on, and the metal dome switch 40 is turned on.
  • the ON signal is then sent to the control unit 90.
  • the control unit 90 determines the operation direction and moves to this operation direction. The completion of the input operation is executed.
  • the metal dome switch 40 is turned on, the operator can obtain a clear click feeling.
  • FIGS. 15 and 16 correspond to FIGS. 12 and 13, respectively.
  • the illustrated multidirectional input device 100A includes an operation knob 10A that is tilted instead of being slid.
  • the operation knob 10A has, for example, eight tilting operation directions, and as shown in FIGS. 15 and 16, when the upper end of the operation knob 10A in one direction is pressed with the pressing force P3, the operation knob 10A is in the vertical direction. It is configured to incline at an angle ⁇ 2 with respect to the Z1-Z2 direction and newly form a posture along the inclination axis in the Z1′-Z2 ′ direction.
  • the operation knob 10A When the operation knob 10A is tilted in a predetermined direction at an angle ⁇ 2, the first pressing member 60 at a position corresponding to the tilt operation direction is moved downward according to the tilt of the cam surface of the first cam 52 in the S1 direction.
  • the first pressing member 60 is pressed in the Z2 direction by being pressed with the pressing force P1 in the Z2 direction.
  • the rubber dome switch 30 that is below the first pressing member 60 and is in the OFF state is pressed by the first pressing member 60, and the first movable contact 35 contacts the pair of first fixed contacts 36.
  • the pair of first fixed contacts 36 are electrically connected, and the rubber dome switch 30 is turned on. Then, an ON signal of the rubber dome switch 30 is sent to the control unit 90.
  • the second pressing member 70 is guided in the S2 direction along the cam groove extending in the tilting operation direction.
  • the groove is pressed in the lower Z2 direction by the pressing force P2, and the second pressing member 70 is pressed in the Z2 direction.
  • the metal dome switch 40 that is below the second pressing member 70 and is in the OFF state is pressed by the second pressing member 70, and the second movable contact 44 contacts the pair of second fixed contacts 45.
  • the pair of second fixed contacts 45 are electrically connected, and the metal dome switch 40 is turned on. Then, an ON signal of the metal dome switch 40 is sent to the control unit 90.
  • the operator can obtain a clear click feeling.
  • the metal dome switch 40 is applied as the touch generation unit.
  • the touch generation unit may include only the metal dome and the touch may be generated by the metal dome.

Abstract

操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られるようにする。　多方向の操作方向に操作自在な操作ノブと、前記操作ノブが操作されることによって押圧されてオンする複数の方向設定スイッチと、前記方向設定スイッチと操作感触の異なる感触発生部と、を有し、前記多方向の操作方向のうちの所定の操作方向に複数の前記方向設定スイッチの少なくとも１つがオンされた後、前記感触発生部によって感触が発生される、多方向入力装置が開示される。

Description

多方向入力装置
　本発明は、多方向入力装置に関する。
　多方向に操作可能な操作部材を操作することにより、弾性部材を弾性変形させ、弾性変形箇所に対応する可動接点部と、基板上の固定接点部とを接触させることによってスイッチをオンする、多方向入力装置が知られている。
特開２０１５－２１６０２７号公報
　しかしながら、弾性部材を弾性変形させてスイッチをオンするのみでは、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ難い場合がある。
　本開示は、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ易い多方向入力装置を提供する。
　本開示の一態様による多方向入力装置は、
　多方向の操作方向に操作自在な操作ノブと、
　前記操作ノブが操作されることによって押圧されてオンする複数の方向設定スイッチと、
　前記方向設定スイッチと操作感触の異なる感触発生部と、を有し、
　前記多方向の操作方向のうちの所定の操作方向に複数の前記方向設定スイッチの少なくとも１つがオンされた後、前記感触発生部によって感触が発生される、多方向入力装置である。
　本開示によれば、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ易くなる。
実施形態に係る多方向入力装置の一例の外観斜視図である。 筐体の上方の半割り体を取り外し、ラバーシートを取り外して多方向入力装置の内部を見た斜視図である。 ラバーシートの一例の斜視図である。 ラバードームスイッチの一例の縦断面図である。 図２に示す斜視図に対して図３に示すラバーシートが取り付けられた状態を示す斜視図である。 メタルドームスイッチの一例の縦断面図である。 第１カムを有する傾倒板の一例の側面図である。 図７のVIII方向矢視図である。 図８Ａに対応する図であって、傾倒板の変形例を示す図である。 傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。 第二カムの一例の正面図である。 傾倒板の下面に第１押圧部材と第２押圧部材が配設されている状態を斜め下方から見た斜視図である。 操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の、多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。 図１２に示すスライド操作の際の、傾倒板と第１押圧部材と第２押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。 方向設定スイッチと感触発生部のそれぞれのＦＳ特性の一例を示す関係グラフである。 操作ノブの変形例を所定の操作方向に傾倒操作した際の、多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。 図１５に示す傾倒操作の際の、傾倒板と第１押圧部材と第２押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。
　以下、実施形態に係る多方向入力装置について添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
　［実施形態］
　＜全体構成＞
　はじめに、図１を参照して、実施形態に係る多方向入力装置の全体構成と使用例について説明する。図１は、実施形態に係る多方向入力装置の外観斜視図である。図１には、一例として、８つのスライド操作方向１０ａ乃至１０ｈにスライド操作可能であって、かつ回転可能な操作ノブ１０を示している。８つのスライド操作方向は、平面視円形の操作ノブ１０の有する回転中心１０ｊを中心に、４５度間隔に設けられた径方向である。図１において、略直方体形状の筐体２０の底面の各辺が、Ｘ１－Ｘ２方向（Ｘ方向もしくはＸ軸）とＹ１－Ｙ２方向（Ｙ方向もしくはＹ軸）にそれぞれ沿っており、Ｚ１－Ｚ２方向（Ｚ方向もしくはＺ軸）は、Ｘ軸とＹ軸にて形成される平面に直交する。尚、Ｚ軸は重力方向に平行である場合もあるが、多方向入力装置１００が設置される状況に応じて、重力方向以外の方向に平行な場合もある。スライド操作方向１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄはそれぞれ、Ｙ１方向、Ｙ２方向、Ｘ１方向、及びＸ２方向に平行である。スライド操作方向１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈはそれぞれ、Ｘ１－Ｙ１、Ｘ１－Ｙ２、Ｘ２－Ｙ２、Ｘ２－Ｙ１の各中心角に平行である。
　ここで、操作ノブ１０の「操作」とは、例えばＺ軸方向に延設する操作ノブ１０をＺ軸方向に保持した状態で、Ｘ軸とＹ軸で形成されるＸＹ平面内に操作ノブ１０をスライドさせることを意味するが、図１５及び図１６に示すように、操作ノブ１０を傾倒させることも含んでいる。以下、図１乃至図１３に示す多方向入力装置１００はスライド操作される操作ノブ１０を有する装置であり、図１５及び図１６に示す多方向入力装置１００Ａは傾倒操作される操作ノブ１０Ａを有する装置である。
　図１に示す多方向入力装置１００は、好適には自動車等の車両に適用されるが、航空機や鉄道、船舶等に適用されてもよいし、更には、ゲーム機のコントローラー等に適用されてもよい。多方向入力装置１００が自動車に搭載される場合、多方向入力装置１００は、運転席の側方のセンターコンソールやステアリングホイールの他、インストルメントパネル等に設置され得る。
　多方向入力装置１００は、筐体２０と、筐体２０の上面から上方のＺ１方向に突設する操作ノブ１０とを有する。筐体２０は、２つの半割り体２１，２２を、接着や溶接、ボルト等にて接続することにより形成される。筐体２０は、電気的絶縁性が高く、更には機械的加工性の良好な材料から形成でき、例えば、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ：Acrylonitrile Butadiene Styrene）やポリカーボネート等の樹脂材料を射出成形することにより、あるいは、アルミ合金等をアルミダイキャスト等することにより形成される。
　操作ノブ１０は、円筒状の側面において周方向に延設する多数の切り込みを有しており、操作者は操作ノブ１０の側面を把持し、操作ノブ１０の回転中心１０ｊの軸回りに、時計方向もしくは反時計方向であるＲ方向に操作ノブ１０を回転させることができる。この際、操作ノブ１０は回転ノブとなり、側面の切り込みは手指でつまんで回転させる際の滑り止めの機能を有する。
　操作ノブ１０は、回転中心１０ｊを中心に回転操作自在であることに加えて、８方向にスライド操作自在となっている。このように、図示する多方向入力装置１００は、８方向にスライド操作自在な操作ノブ１０を有する装置であり、この８方向が「多方向」に含まれる。図示例の多方向入力装置１００は、操作ノブ１０が８方向にスライド操作される装置であるが、８方向未満の方向数である２方向や４方向、６方向の他、８方向を超える方向数である１０方向や１２方向等の操作方向も「多方向」に含まれ、このように８方向以外の方向数の操作方向を有する多方向入力装置であってもよい。
　多方向入力装置１００の使用例を説明すると、例えば、筐体２０の上面における操作ノブ１０の上下位置や左右位置に、不図示のナビゲーションスイッチやオーディオスイッチ、ホームスイッチなどがある。操作者が所望のスイッチを選択して押圧すると、選択された内容の画像が、ステアリングホイールの前面にある液晶ディスプレイ等に表示されるようになっている。また、フロントガラスエリアにディスプレイがヘッドアップされる形態においては、このようにヘッドアップされたディスプレイに選択内容の情報が表示される。
　操作者が例えばナビゲーションスイッチを選択すると、ディスプレイにナビゲーション情報が表示される。ナビゲーション情報には様々な選択スイッチが含まれており、現在地を含む地図情報表示スイッチや、目的地検索スイッチ等が含まれる。ディスプレイ上に表示されるナビゲーション情報に関する様々な選択スイッチの中から、操作者が必要とする選択スイッチを決定するに当たり、操作ノブ１０を回転させることによって決定スイッチを画面上でスクロールしてもよいが、より迅速に目的の選択スイッチに到達するべく、操作ノブ１０の有する８方向のスライド操作を利用することができる。
　図１に示すように、操作者が８方向のうちの所望する所定の操作方向に操作ノブ１０をスライド操作することにより、ディスプレイ上において、スライド操作された方向に決定スイッチを迅速に移動させることが可能になる。これは、多方向入力装置１００の使用形態の一例であり、自動車においても、パワーウィンドウをはじめとして他に様々な多方向入力装置１００の使用例が存在する。更に、多方向入力装置１００が車両以外の機器に搭載される場合には、搭載機器に応じた使用例が存在する。
　＜多方向入力装置の内部構成＞
　次に、図２乃至図１１を参照して、実施形態に係る多方向入力装置の内部構成を説明する。ここで、図２は、筐体の上方の半割り体を取り外し、ラバーシートを取り外して多方向入力装置の内部を見た斜視図である。また、図５は、図２に示す斜視図に対して図３に示すラバーシートが取り付けられた状態を示す斜視図である。尚、説明の都度、操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する図１２を参照するものとする。
　図２に示すように、操作ノブ１０の下方には、略筒状の傾倒板５０が配設されている。より具体的には、図１２に示すように、操作ノブ１０の下方の円筒部１１が傾倒板５０の円筒部５３に嵌まり込んで一体となっている。
　傾倒板５０の下方には、以下で詳説するように、切頭円錐状の傾斜面から形成される第１カムが設けられており、操作ノブ１０の８方向のスライド操作方向に対応する位置において、８つの第１押圧部材６０が周方向に４５度間隔に配設されている。尚、例えばスライド操作方向が４方向の場合は、４つの第１押圧部材６０が周方向に９０度間隔に配設される。
　図２には、スライド操作方向１０ｂ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｆに対応する第１押圧部材６０を矢印で示している。第１押圧部材６０は、例えば機械的に粘り強いポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料を射出成形することにより、形成される。
　また、傾倒板５０の下方において、周方向に４５度間隔に並ぶ８つの第１押圧部材６０のうち、２つの第１押圧部材６０の間には、第２押圧部材７０が配設されている。図２には、操作ノブ１０のスライド操作方向１０ｃ、１０ｆに対応する第１押圧部材６０の間に、第２押圧部材７０が配設されている。この第２押圧部材７０も、第１押圧部材６０と同様に、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料を射出成形することにより、形成される。
　第１押圧部材６０と第２押圧部材７０はいずれも、それぞれの長手方向がＺ軸方向に沿うように配設されている。また、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０は、それぞれの下端において広幅部を有しており、それらの下方に位置するラバードームスイッチ３０（方向設定スイッチの一例）を形成するラバードーム３１（図３参照）や図２に示すメタルドームスイッチ４０（感触発生部の一例）を確実に押圧できるようになっている。尚、図２において、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０は、多方向入力装置１００の有する筐体２０の上方の半割り体２１の内部構成により、転倒不可でかつ昇降自在に姿勢保持が図られている。図２等では、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０を、不図示の半割り体２１の内部構成によって姿勢保持が図られている状態として示している。
　図２に示すように、第１押圧部材６０と第２押圧部材７０の下方には、Ｘ軸とＹ軸にて形成される平面内にある、平面視矩形の配線基板８０が配設されており、この配線基板８０は、下方の半割り体２２の内部にある不図示の載置部の上に載置されている。図２において、配線基板８０の表面に形成されている配線パターンの図示は省略している。
　図２に示すように、配線基板８０のうち、８つの第１押圧部材６０に対応する位置には、８つのラバードームスイッチ３０を形成する８つの第１固定接点３６が設けられており、図２においては、そのうちの４つの第１固定接点３６が明確に示されている。第１固定接点３６は、例えば銅箔等にて形成されており、銅箔の表面に金メッキによる被膜が形成されている。
　ここで、図３及び図４を参照して、方向設定スイッチの一例であるラバードームスイッチについて説明する。尚、図４では、ラバーシート３７を配線基板８０と共に示している。図３に示すように、平面視矩形（正方形を含む）で基板８０の平面形状に相補的な形状のラバーシート３７は、中央に環状開口３２ａが開設され、環状開口３２ａの一部には平面視矩形の小開口３７ｂが連通している。ラバーシート３７において、環状開口３２ａの外周には、４５度間隔で８つのラバードーム３１が設けられており、ラバーシート３７におけるラバードーム３１の外周は防水シート３８にて被覆されている。
　ラバードーム３１を備えたラバーシート３７は、耐候性が高く、例えばアーク放電に対する電気的絶縁性の高いシリコンゴム等の弾性材料から形成される。ラバーシート３７がシリコンゴム等の弾性材料から形成されていることにより、配線基板８０に対してラバーシート３７を適宜変形させながら、容易に取り付けることができる。
　図４に示すように、方向設定スイッチの一例であるラバードームスイッチ３０は、ラバードーム３１と、ラバードーム３１のドーム内空間３４に取り付けられている第１可動接点３５と、配線基板８０上において配線基板８０の配線パターンと電気的に接続されている一対の第１固定接点３６と、を有する。図４において、第１可動接点３５と、一対の第１固定接点３６は離れており、ラバードームスイッチ３０はオフ状態にある。
　ラバードーム３１はラバーシート３７に連続すると共に、図示例のように略台形状もしくは半球状に上方に膨出してドーム内空間３４を形成している。ラバードーム３１の上端には、上方に突出する第１プッシャ３２が設けられ、ラバードーム３１の下端には下方のドーム内空間３４に突出する第２プッシャ３３が設けられている。そして、第２プッシャ３３の下端に第１可動接点３５が取り付けられている。
　第１可動接点３５と第１固定接点３６はいずれも、例えばリン青銅等から形成されており、リン青銅の表面に金メッキによる被膜が形成されている。第１可動接点３５と第１固定接点３６がいずれも金メッキによる被膜を有していることにより、第１可動接点３５と第１固定接点３６の耐候性が良好になり、接触抵抗が小さくなる。更に、第１可動接点３５と第１固定接点３６が接触した際に発生し得るアーク放電によって被膜が形成され、この被膜にて接触抵抗が上昇することを抑制できる。
　ラバードーム３１の上方にある第１押圧部材６０が押下されて第１プッシャ３２を下方に押圧すると、ラバードーム３１は下方に弾性変形し、一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触する。このように第１固定接点３６と第１可動接点３５は、接離自在に構成されている。一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触することにより、一対の第１固定接点３６間が導通し、ラバードームスイッチ３０がオン状態となる。以下で詳説するように、ラバードームスイッチ３０のオン信号は、配線パターンを介して電気的に接続された配線基板８０に設けられている制御部９０（図１２参照）に送られる。
　操作ノブ１０は、第１押圧部材６０を介して伝達される各ラバードーム３１の復帰力により、図１に示す中心１０ｊ（図１参照）に付勢されている。ラバードームスイッチ３０がオンされ、更に以下で詳説するようにメタルドームスイッチ４０がオンされた後に操作者が操作ノブ１０から手指を離すと、ラバードーム３１は第１カム５２にて押下されていた第１押圧部材６０による押圧状態から解放される。弾性材料から形成されるラバードーム３１は、押圧状態から解放されることにより弾性変形して図４に示す元の状態に自己復帰する。ラバードーム３１が自己復帰する際の復帰力により第１押圧部材６０が押し上げられ、第１押圧部材６０の押し上げによって第１カム５２が上方に押されることにより、操作ノブ１０は図１に示す中心１０ｊに戻される。
　図５は、配線基板８０の表面にラバーシート３７を配設した状態を示している。８つの第１押圧部材６０の下方位置には、ラバーシート３７の有するラバードーム３１が配設され、ラバードーム３１にて形成されるラバードームスイッチ３０が配設されている。図５において、２つのラバードームスイッチ３０の間には、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ４０が配設されており、メタルドームスイッチ４０の上方に第２押圧部材７０が配設されている。ここで、図６を参照して、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ４０について説明する。
　メタルドームスイッチ４０は、配線基板８０上において配線基板８０の配線パターンと電気的に接続されている一対の第２固定接点４５と、一対の第２固定接点４５を包囲するドーム状の第２可動接点４４と、第２可動接点４４を押圧するプッシャ４２と、を有する。第２固定接点４５と第２可動接点４４はケース４１のケース内空間４３に収容されており、ケース４１の天端開口を介してプッシャ４２が昇降自在に取り付けられている。プッシャ４２はその途中位置に係合フランジ４２ａを有し、この係合フランジ４２ａがケース４１の天端下面に係合して、プッシャ４２がケース４１から抜け出ることを防止している。
　メタルドームスイッチ４０の上方にある第２押圧部材７０が押下されてプッシャ４２を下方に押圧すると、ドーム状の第２可動接点４４は下方に弾性変形し、一対の第２固定接点４５に接触する。このように第２固定接点４５と第２可動接点４４は、接離自在に構成されている。一対の第２固定接点４５に対して第２可動接点４４が接触することにより、一対の第２固定接点４５間が導通し、メタルドームスイッチ４０がオン状態となる。以下で詳説するように、ラバードームスイッチ３０のオン信号と同様にメタルドームスイッチ４０のオン信号も、配線パターンを介して電気的に接続された配線基板８０に設けられている制御部９０（図１２参照）に送られる。
　第２固定接点４５は第１可動接点３５及び第１固定接点３６と同様、例えばリン青銅等から形成されており、リン青銅の表面に金メッキによる被膜が形成されている。また、第２可動接点４４には、ステンレス等から形成される皿バネが適用される。更に、ケース４１やプッシャ４２は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から形成される。
　多方向入力装置１００では、操作者によって操作ノブ１０が所望する所定のスライド操作方向にスライド操作された際に、まず、複数のラバードームスイッチ３０のうちのスライド操作方向に対応する少なくとも１つのラバードームスイッチ３０がオンされる。ここで、「少なくとも１つのラバードームスイッチ３０がオンされる」とは、１つのラバードームスイッチ３０がオンされることの他に、２つ以上のラバードームスイッチ３０が連続的にオンされることを含んでいる。例えば、図１において、Ｘ１－Ｙ１の中心角（４５度）方向であるスライド操作方向１０ｅに操作ノブ１０が操作された場合、スライド操作方向１０ｅに対応するラバードームスイッチ３０がオンされた後に、その両サイドにあるスライド操作方向１０ａ、１０ｃに対応するそれぞれのラバードームスイッチ３０が、スライド操作方向１０ｅに続いて連続的にオンされる場合がある。この場合、スライド操作方向１０ｅ、１０ａ，１０ｃの各ラバードームスイッチ３０のオン信号が、制御部９０に対してオンされた順に送られることになる。制御部９０は、このように複数のオン信号が送られた際に、最初に送られたオン信号に対応するスライド操作方向（ここでは、スライド操作方向１０ｅ）を操作方向として判定するように構成されている。そのため、連続的に複数のラバードームスイッチ３０がオンされた場合においても、操作者の意図する操作方向が制御部９０において適切に判定されることになる。ラバードームスイッチ３０がオンされた後、今度はメタルドームスイッチ４０がオンされることにより、操作方向への入力操作が完了する。このように、多方向入力装置１００は、２段スイッチ（ダブルアクションスイッチ）を有する。ラバードームスイッチ３０がシリコンゴム等の弾性材料から形成されていることにより、ラバードームスイッチ３０は押圧時の荷重値が小さく、押圧時の荷重変化量も小さい。従って、ラバードームスイッチ３０がオンされた際に、操作者はクリック感を感じ難い。これに対して、メタルドームスイッチ４０がステンレス等の皿バネから形成されていることにより、ラバードームスイッチ３０に比べて押圧時の荷重値と荷重変化量が共に大きくなる。そのため、ラバードームスイッチ３０がオンされた際にクリック感を感じなかった操作者は、メタルドームスイッチ４０がオンされた際に明確なクリック感を感じることができる。
　次に、図７乃至図１１を参照して、操作ノブ１０にて直接押圧される傾倒板の構成について説明する。ここで、図７は、第１カムを有する傾倒板の一例の側面図であり、図８Ａは、図７のVIII方向矢視図である。また、図９は、傾倒板を斜め下方から見た斜視図であり、図１０は、第二カムの一例の正面図である。更に、図１１は、傾倒板の下面に第１押圧部材と第２押圧部材が配設されている状態を斜め下方から見た斜視図である。尚、図８Ａにおいては、第１カム５２を説明し易くするために、第２カム５４の図示を省略している。
　図７及び図８Ａに示すように、傾倒板５０は、中央に円筒部５３を有し、円筒部５３の上方において側方に張出す環状の鍔部５１を有する。そして、環状の鍔部５１の下面５１ａには、図７の側面視において下方に向かってテーパー状に縮径する第１カム５２を有する。より具体的には、第１カム５２は、切頭円錐状の傾斜面を有しており、切頭円錐状の切頭部を下方に向けた状態で鍔部５１の下面５１ａに配設されている。そして、図７において一点鎖線にて示すように、正面形状が環状の第１カム５２において、４５度間隔で８つの第１押圧部材６０が配設される。
　ここで、図８Ｂには、図８Ａに示す第１カム５２の変形例を示している。図８Ａに示す第１カム５２は、傾倒板５０のスライド方向へのスライドに応じて、第１カム５２の有する傾斜面が第１押圧部材６０を押下する機能を有する。そこで、図８Ｂに示す第１カム５２Ａは、図８Ａに示す第１カム５２の有する環状で湾曲状の側面に代わり、切頭８角錐の８つの平坦な傾斜面を有し（切頭角錐状の傾斜面の一例）、各側面が対応する第１押圧部材６０を押下する形態である。従って、例えば９０度間隔に４つの第１押圧部材６０を有する形態では、切頭４角錐の４つの平坦な傾斜面を有する第１カムが適用される。尚、図８Ｂにおいては、第１カム５２Ａを説明し易くするために、第２カムの図示を省略している。
　図９に示すように、傾倒板５０は、環状の第１カム５２の途中位置において、第２カム５４を有する。第１カム５２と第２カム５４を有する傾倒板５０は、第１押圧部材３４等と同様に、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から形成される。図９及び図１０に示すように、第２カム５４は、中心点５４ｊから８方向（多方向の一例）の各スライド操作方向に下り勾配で傾斜しながら延設する複数のカム溝５４ａ乃至５４ｈと、隣接するカム溝の間にある複数のカム山５５ａ乃至５５ｈと、を有する。例えば、カム溝５４ａ、５４ｂの間にカム山５５ａが介在する。
　図１０に示すように、第２カム５４は、平面視形状が８つの花弁を有する花びら状を有しており、１つの花弁の角度θ１（隣接するカム山とカム山の間の角度）は４５度となる。
　図１１に示すように、第１カム５２の下方には、４５度間隔で８つの第１押圧部材６０が配設されるが、この８つの第１押圧部材６０の配設方向（傾倒板５０の円筒部５３の中心点５３ａからの配設方向）と、第２カム５４における８つのカム溝５４ａ乃至５４ｈの延設方向は相互に対応している。
　図１１に示すように、操作ノブ１０が操作されていない状態では、第２押圧部材７０は第２カム５４の中心点５４ｊに位置している。第２カム５４において中心点５４ｊはカム溝５４ａ乃至５４ｈが上方に湾曲状に傾斜して頂部で交わる交点であり、図１１に示す状態では第２押圧部材７０が第２カム５４の中心点５４ｊに嵌まり込んでいる。
　図１１に示す状態から、操作者によって操作ノブ１０が８つのスライド操作方向のいずれかの方向にスライド操作されると、スライド操作方向にある第１押圧部材６０が傾斜面からなる第１カム５２によって下方に押下される。そして、第２カム５４においても、第２押圧部材７０がスライド操作方向に延設するカム溝に沿って下方に押下される。
　図９乃至図１１に示すように、第２カム５４は、第１カム５２の径方向外側に対応する位置であるカム溝５４ｃ付近からカム溝５４ｈ付近に亘って延設する、係脱防止壁５６を有する。係脱防止壁５６は、第２押圧部材７０が第２カム５４において第１カム５２の径方向外側に向かって移動した際に、第２押圧部材７０が第２カム５４から係脱することを防止するための壁である。
　＜多方向入力装置のスイッチ機能＞
　次に、図１２乃至図１４を参照して、多方向入力装置１００のスイッチ機能について説明する。ここで、図１２は、操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。また、図１３は、図１２に示すスライド操作の際の、傾倒板と第１押圧部材と第２押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。また、図１４は、方向設定スイッチと感触発生部のそれぞれのＦＳ特性の一例を示す関係グラフである。ここで、「ＦＳ特性（ＦＳ：Force Stroke）」とは、操作者が操作時に感じる操作フィーリングを、操作ストローク（Ｓ）と操作反発力（Ｆ）の関係で示した特性のことを意味する。
　図１２に示すように、操作者が、８つのスライド操作方向のうちのいずれか１つのスライド操作方向に操作ノブ１０をスライド操作することにより（図１２では、Ｘ２方向にスライド操作）、スライド操作方向に対応する位置にある第１押圧部材６０は、第１カム５２のカム面のＳ１方向へのスライドに応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ１にて押圧され、第１押圧部材６０がＺ２方向に押下される。このことにより、第１押圧部材６０の下方にあってオフ状態であるラバードームスイッチ３０は第１押圧部材６０によって押圧され、一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触することにより、一対の第１固定接点３６間が導通し、ラバードームスイッチ３０がオンされる。
　配線基板８０には、制御部９０が設けられている。ラバードームスイッチ３０がオンされると、ラバードームスイッチ３０のオン信号は、不図示の配線パターンを介して制御部９０に送られる。
　一方、操作ノブ１０がスライド操作された際に、第２カム５４においても、スライド操作方向に延設するカム溝に沿ってＳ２方向へ第２押圧部材７０が案内され、第２カム５４のカム溝のＳ２方向へのスライドに応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ２にて押圧され、第２押圧部材７０がＺ２方向に押下される。このことにより、第２押圧部材７０の下方にあってオフ状態であるメタルドームスイッチ４０は第２押圧部材７０によって押圧され、一対の第２固定接点４５に対して第２可動接点４４が接触することにより、一対の第２固定接点４５間が導通し、メタルドームスイッチ４０がオンされる。メタルドームスイッチ４０がオンされると、メタルドームスイッチ４０のオン信号は、不図示の配線パターンを介して制御部９０に送られる。すなわち、第１カム５２によってスライド操作方向にある第１押圧部材６０が押下された後、第２カム５４によって第２押圧部材７０が短時間のタイムラグを有して押下され、制御部９０に対して、ラバードームスイッチ３０のオン信号が送られた後、メタルドームスイッチ４０のオン信号が送られる。
　図１３では、図１２に示すスライド操作の際の、傾倒板５０と第１押圧部材６０と第２押圧部材７０のみを抽出して、それぞれの動作態様を説明している。所定のスライド操作方向に傾倒板５０がスライド操作されると、スライド操作方向に対応する位置にある第１押圧部材６０が押圧力Ｐ１で不図示のラバードームスイッチを押圧する。また、このスライド操作方向に対応するカム溝５４ｂに沿って第２押圧部材７０がＳ２方向にスライドする過程で、不図示のメタルドームスイッチを押圧力Ｐ２で押圧する。
　ここで、方向設定スイッチの一例であるメタルドームスイッチ３０は、シリコンゴム等の弾性材料から形成されていることから、押圧された際に弾性変形し、操作者は感触（クリック感）を感じ難い。具体的には、図１４に示すように、方向設定スイッチのＦＳ特性は、操作ストロークが延びても、操作反発力は殆ど上昇せず、極めて低い操作反発力Ｆ２でサチュレートするようなＦＳ特性を有する。
　これに対して、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ４０は、ステンレス等の皿バネにて形成されていることから、図１４に示すように、操作ストロークに応じて例えば２段階の二次曲線を経て操作反発力のピーク値Ｆ１に至り、ピーク値Ｆ１を超えると同時に急激に操作反発力Ｆ３まで降下するＦＳ特性を有する。
　このように、ラバードームスイッチ３０に対してメタルドームスイッチ４０は、押圧時の荷重値（ピーク値）が大きく、押圧時の荷重変化量も大きい。このようにラバードームスイッチ３０とメタルドームスイッチ４０のそれぞれのＦＳ特性は大きく相違し、操作者が感じる双方の操作感触は全く異なる。ラバードームスイッチ３０とメタルドームスイッチ４０のそれぞれのＦＳ特性に基づき、ラバードームスイッチ３０は操作者が感じる感触を発生し難く、一方でメタルドームスイッチ４０は操作者が明確に感じる感触（クリック感）を発生させるスイッチとなる。
　図１２に戻り、所定のスライド操作方向にあるラバードームスイッチ３０がオンされ、ラバードームスイッチ３０のオン信号が制御部９０に送られた後、メタルドームスイッチ４０がオンされ、メタルドームスイッチ４０のオン信号が次に制御部９０に送られる。このように、所定の操作方向におけるラバードームスイッチ３０のオン信号と、メタルドームスイッチ４０のオン信号が順次制御部９０に送られると、制御部９０により、操作方向の判定と、この操作方向への入力操作の完了が実行される。そして、メタルドームスイッチ４０がオンされる際に、操作者は明確なクリック感を得ることができる。
　＜多方向入力装置の変形例＞
　次に、図１５及び図１６を参照して、多方向入力装置の変形例について説明する。ここで、図１５及び図１６はそれぞれ、図１２及び図１３に対応する図である。図示する多方向入力装置１００Ａは、スライド操作される代わりに、傾倒操作される操作ノブ１０Ａを有する。
　操作ノブ１０Ａは、例えば８方向の傾倒操作方向を有し、図１５及び図１６に示すように、いずれか一方の方向の操作ノブ１０Ａの上端を押圧力Ｐ３にて押下すると、鉛直方向であるＺ１－Ｚ２方向に対して、角度θ２で傾斜し、新たにＺ１'－Ｚ２'方向の傾斜軸に沿う姿勢を形成するように構成されている。
　操作ノブ１０Ａが角度θ２で所定方向に傾倒操作されると、傾倒操作方向に対応する位置にある第１押圧部材６０は、第１カム５２のカム面のＳ１方向への傾倒に応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ１にて押圧され、第１押圧部材６０がＺ２方向に押下される。このことにより、第１押圧部材６０の下方にあってオフ状態であるラバードームスイッチ３０は第１押圧部材６０によって押圧され、一対の第１固定接点３６に対して第１可動接点３５が接触することにより、一対の第１固定接点３６間が導通し、ラバードームスイッチ３０がオンされる。そして、ラバードームスイッチ３０のオン信号が制御部９０に送られる。
　一方、操作ノブ１０Ａが傾倒操作された際に、第２カム５４においても、傾倒操作方向に延設するカム溝に沿ってＳ２方向へ第２押圧部材７０が案内され、第２カム５４のカム溝のＳ２方向への傾倒に応じて下方のＺ２方向に押圧力Ｐ２にて押圧され、第２押圧部材７０がＺ２方向に押下される。このことにより、第２押圧部材７０の下方にあってオフ状態であるメタルドームスイッチ４０は第２押圧部材７０によって押圧され、一対の第２固定接点４５に対して第２可動接点４４が接触することにより、一対の第２固定接点４５間が導通し、メタルドームスイッチ４０がオンされる。そして、メタルドームスイッチ４０のオン信号が制御部９０に送られる。
　多方向入力装置１００Ａにおいても、操作ノブ１０Ａが傾倒操作され、ラバードームスイッチ３０のオンに続いてメタルドームスイッチ４０がオンされる際に、操作者は明確なクリック感を得ることができる。
　尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。例えば、上記実施形態では、感触発生部としてメタルドームスイッチ４０を適用しているが、感触発生部が単にメタルドームのみを有し、メタルドームにより感触が発生される形態であってもよい。
　本国際出願は、２０１８年４月１１日に出願した日本国特許出願第２０１８－０７５９０５号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
　１０，１０Ａ　　　　操作ノブ
　１０ａ～１０ｈ　　　スライド操作方向
　１０ｊ　　　　　　　回転中心（中心）
　２０　　　　　　　　筐体
　３０　　　　　　　　方向設定スイッチ（ラバードームスイッチ）
　３１　　　　　　　　ラバードーム
　３２　　　　　　　　第１プッシャ
　３３　　　　　　　　第２プッシャ
　３４　　　　　　　　ドーム内空間
　３５　　　　　　　　第１可動接点
　３６　　　　　　　　第１固定接点
　３７　　　　　　　　ラバーシート
　３８　　　　　　　　防水シート
　４０　　　　　　　　感触発生部（メタルドームスイッチ）
　４１　　　　　　　　ケース
　４２　　　　　　　　プッシャ
　４３　　　　　　　　ケース内空間
　４４　　　　　　　　第２可動接点
　４５　　　　　　　　第２固定接点
　５０　　　　　　　　傾倒板
　５１　　　　　　　　鍔部
　５２、５２Ａ　　　　第１カム
　５３　　　　　　　　円筒部
　５４　　　　　　　　第２カム
　５４ａ～５４ｈ　　　カム溝
　５４ｊ　　　　　　　中心点
　５５ａ～５５ｈ　　　カム山
　５６　　　　　　　　係脱防止壁
　６０　　　　　　　　第１押圧部材
　７０　　　　　　　　第２押圧部材
　８０　　　　　　　　配線基板
　９０　　　　　　　　制御部
　１００，１００Ａ　　多方向入力装置

Claims (8)

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