WO2021140754A1 - 多方向入力装置 - Google Patents

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WO2021140754A1
WO2021140754A1 PCT/JP2020/043048 JP2020043048W WO2021140754A1 WO 2021140754 A1 WO2021140754 A1 WO 2021140754A1 JP 2020043048 W JP2020043048 W JP 2020043048W WO 2021140754 A1 WO2021140754 A1 WO 2021140754A1
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lever
housing
dome
directional input
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French (fr)
Inventor
伸之 二宮
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アルプスアルパイン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a multi-directional input device.
  • a construction machine provided with a lever member, a spool push flange provided at the lower end of the lever member, and a pilot valve provided on the upper surface of the spool flange with a plurality of spools pushed according to the tilt of the spool push flange.
  • the operation lever structure there is an operation lever structure of a construction machine characterized in that the outer diameter of the spool push flange is formed to be larger than the outer diameter of the upper surface of the spool flange of the pilot valve (for example, a patent). Reference 1).
  • the operation of pushing the lever member in the axial direction is not possible.
  • the operation amount of the pushing operation of the lever member can be regulated in order to suppress damage to parts and the like existing in the pushing direction.
  • the multi-directional input device includes a housing having an opening, an operation unit provided outside the housing for operation, and extending from the operation unit to the opening.
  • An operation member having a shaft portion to be inserted and capable of tilting with respect to the housing and pushing into the housing, and an operation of covering the periphery of the shaft and pushing into the operating member. When done, it includes a cover member that comes into contact with the housing.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram showing the multi-directional input device 100 of the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the multi-directional input device 100 is disassembled.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross section taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a cross section taken along the line BB of FIG.
  • the plan view refers to the XY plane view
  • the negative Z-axis side is referred to as the lower side or the lower side
  • the positive Z-axis side is referred to as the upper side or the upper side, but represents a universal vertical relationship. It's not a thing.
  • the multi-directional input device 100 includes a case 110, a frame 120, an FPC (Flexible printed circuits) 125, a metal contact 130A, a magnetic sensor 130B, a stem 140, a plate 150, an actuator 160A, 160B, a spring 160C, a magnet 170, a cover 180, and a lever. 190, including cap 195.
  • FPC Flexible printed circuits
  • the multi-directional input device 100 is an input device capable of tilting the lever 190 and pushing the lever 190 downward. Such a multi-directional input device 100 can be used, for example, as an operation unit of a game machine.
  • the case 110 is made of resin as an example, and has a main body 111 and a dome portion 112.
  • the main body 111 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape and having no bottom.
  • the main body 111 becomes a bottomed member with the frame 120 attached from below.
  • the case 110 and the frame 120 are examples of the housing, and the main body 111 and the frame 120 are examples of the housing main body.
  • the dome portion 112 is a portion that protrudes upward from the central portion of the upper surface of the main body 111 in a dome shape, and has an opening 112A at the top.
  • the upper surface of the dome portion 112 has a spherical shape.
  • the frame 120 is made of metal as an example, and is bent in a state of being attached to the main body 111 as shown in FIG. 1 and an opening 121 into which an engaging portion 111A protruding from the side surface of the main body 111 of the case 110 is fitted. It has an engaging portion 122 that engages with the main body 111.
  • the FPC 125 is arranged on the upper surface of the portion parallel to the XY plane in the center of the frame 120.
  • the FPC 125, the metal contact 130A, the magnetic sensor 130B, the stem 140, the plate 150, the actuator 160A, a part of the actuator 160B, and a part of the magnet 170 are housed in the space closed by the frame 120 and the case 110.
  • the frame 120 may be attached to the main body 111 of the case 110 from below, and the attachment structure to the case 110 may be any as long as it is a member capable of realizing the storage space as described above.
  • the FPC 125 is, for example, a member having a wiring pattern formed on the surface of polyimide or the like, and has a wiring portion 125A.
  • An electronic component 125B, a metal contact 130A, and a magnetic sensor 130B are mounted on the FPC 125.
  • the metal contact 130A is mounted on the -X direction side of the upper surface of the FPC125.
  • the metal contact 130A has a metal dome capable of reversing operation, and the dome has an upwardly convex shape, and when pressed downward by the stem 140, the metal contact 130A is downwardly convex due to the reversing operation.
  • the state is set, and the pushing operation in the Z direction is detected by this.
  • the magnetic sensor 130B is mounted substantially in the center of the upper surface of the FPC 125.
  • the magnetic sensor 130B has a built-in sensor that detects a change in the magnetic field in the X direction and a sensor that detects a change in the magnetic field in the Y direction, and detects the displacement of the magnet 170 in the X direction and the Y direction.
  • the stem 140 is a resin member as an example, and is provided to press the metal contact 130A downward.
  • the plate 150 is made of metal as an example, and has a base portion 151, a leg portion 152, and an extending portion 153.
  • the base 151 is located in the center of the plate 150 on which the actuator 160B is mounted. Legs 152 that extend as much as possible are provided on all sides of the base 151. Since the lower end of the leg portion 152 abuts on the upper surface of the FPC 125, the base portion 151 is located higher than the FPC 125 by the height of the leg portion 152.
  • a part of the magnetic sensor 130B and the electronic component 125B is arranged in the lower part of the base portion 151 so that the magnetic sensor 130B and the like can be protected even if the actuator 160B is pressed downward.
  • the plate 150 is fixed to the case 110 by an extending portion 153 extending outward in a plan view from the base 151.
  • the actuator 160A is made of resin as an example, and is an example of a movable part.
  • the actuator 160A has a base portion 161A, an opening portion 162A, a shaft portion 163A, 164A, a side portion 165A, and a through hole 166A.
  • the actuator 160A holds the lever 190 so as to be tiltable in the X-axis direction, and is also tiltable in the Y-axis direction with respect to the case 110.
  • the X-axis is an example of the first axis
  • the Y-axis is an example of the second axis.
  • the fact that the lever 190 can be tilted in the X-axis direction means that the lever 190 can be tilted in the X-direction with the Y-axis as the rotation axis as shown by the arrow shown in FIG.
  • the fact that the actuator 160A can be tilted in the Y direction means that the actuator 160A can be tilted in the Y direction with the X axis as the rotation axis as shown by the arrow shown in FIG.
  • the base portion 161A is the main body of the actuator 160A and has a dome-shaped shape.
  • the dome shape of the base portion 161A is a shape corresponding to the spherical surface on the lower surface side of the dome portion 112 of the case 110.
  • An opening 162A is provided at the top of the base 161A.
  • the length of the opening 162A in the X direction shown in FIG. 4 is longer than the length in the Y direction shown in FIG.
  • a shaft portion 163A is provided on the ⁇ X direction side of the base portion 161A, and a shaft portion 164A is provided on the + X direction side. Further, the side surface of the base portion 161A on the ⁇ Y direction side is a side surface parallel to the XZ plane, and has a shape like a dome shape cut off. The side portion 165A is provided with a through hole 166A.
  • the shaft portions 163A and 164A are provided so that the actuator 160A can be tilted in the Y direction with respect to the case 110.
  • the upper surfaces of the shaft portions 163A and 164A are curved like the side surfaces of a cylinder centered on the X axis.
  • the shaft portion 163A is fitted in the recess 111B inside the main body 111 of the case 110.
  • the width of the recess 111B in the Y-axis direction is matched with the width of the shaft portion 163A in the Y-axis direction.
  • the shaft portion 163A is held by the recess 111B so as to be rotatable in the YZ plane with the X axis as the rotation axis.
  • the shaft portion 164A is fitted in the recess 111C inside the main body 111 of the case 110. As shown in FIG. 4, the shaft portion 164A is longer in the Z direction than the shaft portion 163A.
  • the upper surface of the shaft portion 164A is curved like the side surface of a cylinder centered on the X axis.
  • the width of the recess 111C in the Y-axis direction is matched with the width of the shaft portion 164A in the Y-axis direction.
  • the shaft portion 164A is held by the recess 111C so as to be rotatable in the YZ plane with the X axis as the rotation axis.
  • the shaft portion 193 of the lever 190 is inserted into the through hole 166A, and the lever 190 is held so as to be tiltable in the X direction with the Y axis as the rotation axis.
  • the actuator 160B is a member that supports the lever 190 with respect to the bottom of the case 110.
  • the actuator 160B has a cylindrical portion 161B and a pedestal portion 162B.
  • the cylindrical portion 161B has a through hole through which the magnet 170 can be inserted, and is fixed to the inside of the lever 190.
  • a pedestal portion 162B is provided below the cylindrical portion 161B.
  • the pedestal portion 162B is a disk-shaped portion having a diameter larger than that of the cylindrical portion 161B, and has a through hole communicating with the through hole of the cylindrical portion 161B in the central portion.
  • the pedestal portion 162B is arranged on the plate 150 and is in contact with the upper surface of the plate 150.
  • the spring 160C is provided between the lever 190 and the actuator B with the magnet 170 inserted inside. Specifically, it is provided inside the lever 190 on the upper side of the actuator 160B. The spring 160C urges the lever 190 upward with respect to the actuator 160B.
  • the magnet 170 is a rod-shaped permanent magnet, and as an example, the upper half is the S pole and the lower half is the N pole.
  • the upper end of the magnet 170 is inserted into and fixed to the operating portion 191 of the lever 190, and the lower half is inserted into the through hole of the actuator 160B.
  • a spring 160C is inserted between the upper end inserted into the lever 190 and the section inserted into the through hole of the actuator 160B.
  • the cover 180 is an example of a cover member, and has a structure higher in strength than the lever 190.
  • the cover 180 has a base portion 181 and a dome portion 182.
  • the base portion 181 is a cylindrical portion and has a through hole 181A penetrating in the Z direction. As shown in FIG. 2, the through hole 181A has a shape short in the X-axis direction and long in the Y direction.
  • the shaft portion 192 of the lever 190 is inserted through the through hole 181A.
  • a dome portion 182 is provided below the base portion 181.
  • the base portion 181 is continuously provided on the top of the dome portion 182.
  • the base portion 181 has a convex portion 181B that is fitted into a concave portion 194 (see FIG. 4) provided on the upper side of the shaft portion 192 of the lever 190 in the ⁇ X direction.
  • the convex portion 181B is a portion of the through hole 181A on the X-direction side that protrudes inward. Since there is a convex portion 181B, the through hole 181A has a shape short in the X-axis direction and long in the Y direction.
  • the cover 180 is attached to the lower side of the operating portion 191 of the lever 190 by fitting the convex portion 181B of the base portion 181 into the concave portion 194 of the shaft portion 192 of the lever 190.
  • the dome portion 182 is an example of a contact portion.
  • the upper surface (curved surface on the + Z direction side) and the lower surface (curved surface on the ⁇ Z direction side) of the dome portion 182 have a spherical shape.
  • the dome portion 182 and the dome portion 112 of the case 110 have a shape corresponding to a part of two concentric spheres.
  • Two concentric spheres are two spheres that have the same center.
  • the dome portion 182 and the dome portion 112 of the case 110 have a shape corresponding to a part of such two hollow spheres.
  • the neutral position is a position when the lever 190 is not tilted in either the X direction or the Y direction and the lever 190 is not pushed downward.
  • the lower surface of the dome portion 182 of the cover 180 abuts on the upper surface of the dome portion 112 of the case 110, and the cover 180 is sandwiched between the lower surface of the operation portion 191 and the upper surface of the dome portion 112 of the case 110 to form a metal contact.
  • the lever 190 cannot be pushed downward more than the 130A is reversed. Therefore, damage to the magnetic sensor 130B, the electronic component 125B, and the like can be suppressed.
  • cover 180 since the cover 180 has higher strength than the lever 190, the thickness of the dome portion 182 can be reduced.
  • a cover 180 may be made of a synthetic resin having high hardness.
  • the lever 190 and the cover 180 cannot be integrally manufactured by molding, and are manufactured separately. If the lever 190 and the cover 180 are made separately, they can be made of different materials. Therefore, by making the cover 180 made of a material having a higher strength than the lever 190, the strength of the cover 180 is lowered as compared with the case where the cover 180 is made integrally. It can be made thin without causing it.
  • the lever 190 is an example of an operating member, and has an operating portion 191 and a shaft portion 192.
  • the operation unit 191 is a disk-shaped member and has a diameter larger than that of the shaft unit 192.
  • a cap 195 is attached to the upper surface of the operation unit 191.
  • the shaft portion 192 is a cylindrical portion extending downward from the center of the lower surface of the operation portion 191. As shown in FIG. 3, the shaft portion 192 has protruding portions 192A protruding from both sides in the Y direction on the lower side. The protruding portion 192A is provided with a shaft portion 193 that protrudes in the Y direction in a cylindrical shape. Further, as shown in FIG. 4, recesses 194 are provided on both sides of the upper side of the shaft portion 192 in the X direction.
  • the shaft portion 192 is inserted into the through hole 181A from above by locating the protruding portion 192A on the Y direction side of the through hole 181A of the cover 180.
  • the convex portion 181B is fitted into the concave portion 194, and the cover 180 and the lever 190 are fixed.
  • the shaft portion 193 is inserted into the through hole 166A of the actuator 160A, and is rotatably held by the through hole 166A with the Y axis as the rotation axis.
  • the lever 190 is attached to the actuator 160A and can be tilted in the X direction (the direction of the arrow shown in FIG. 3) with respect to the actuator 160A.
  • the distance between the magnetic sensor 130B and the magnet 170 does not change when the lever 190 is tilted in the X and Y directions without being pushed downward, so that the magnet is magnetic.
  • the sensor 130B can accurately detect the direction in which the magnet 170 is tilted.
  • the direction in which the magnet 170 is tilted is equal to the direction in which the shaft portion 192 of the lever 190 is tilted.
  • the reason why the magnetic sensor 130B accurately detects the direction in which the magnet 170 is tilted is as follows.
  • the magnetic field of the magnet 170 is oriented in the Z-axis direction, and there is no magnetic field of the X-axis and Y-axis components.
  • the magnetic field of the X-axis component or the Y-axis component increases according to the tilt angle, so that the tilt angle can be accurately detected by the magnetic sensor 130B.
  • the tilt angle cannot be detected accurately.
  • the magnet 170 is attached to the lever 190.
  • the length of the opening 162A in the Y direction shown in FIG. 3 is shorter than the length in the X direction shown in FIG. 4, and the protruding portion 192A of the shaft portion 192 protrudes in the Y direction, so that the shaft The portion 192 is prevented from coming out of the actuator 160A in the upward direction.
  • the cap 195 is, for example, a disk-shaped member and is made of resin.
  • the cap 195 is attached to the operating portion 191 of the lever 190.
  • FIGS. 5 to 7 are views for explaining the operation of the multi-directional input device 100.
  • FIG. 5 shows a state in which the lever 190 is tilted in the ⁇ X direction without being pushed downward in an XZ cross section.
  • FIG. 6 shows a state in which the lever 190 is pushed downward.
  • FIG. 6 shows an XZ cross section.
  • the spring 160C is compressed and the lever 190 moves downward, and the actuator 160A moves diagonally downward in the XZ cross section. Press the stem 140 downward. As a result, the metal contact 130A reverses.
  • the operation of pushing the lever 190 downward in this way can be performed from any state in which the lever 190 is tilted in the biaxial direction. Even if the lever 190 is tilted, when the lever 190 is pushed downward by a certain amount as in the case of the neutral position, the spring 160C is compressed, the lever 190 moves downward, and the actuator 160A has an XZ cross section. Moves so as to shift diagonally downward with, and presses the stem 140 downward. As a result, the metal contact 130A reverses.
  • the lower surface of the dome portion 182 of the cover 180 abuts on the upper surface of the dome portion 112 of the case 110, as shown in FIG. 7, the lower surface 182A of the dome portion 182 having a radius larger than that of the dome portion 112 is the dome portion 112. It abuts on the upper surface 112B.
  • the operating amount of the lever 190 can be made constant and the operating amount can be stably regulated. Further, it is possible to effectively prevent the lever 190 from being pushed in by a certain amount or more.
  • FIGS. 8 and 9 are views showing a multi-directional input device 100M of a modified example of the embodiment.
  • FIG. 8 shows a cross section in a state where the pushing operation is not performed
  • FIG. 9 shows a cross section in a state where the pushing operation is performed.
  • a convex portion 191A projecting downward is provided in the central portion of the lower surface of the operation unit 191, and the concave portion 194 of the lever 190 is in the Z direction with respect to the concave portion 194 of the lever 190 of the multi-directional input device 100. It is formed long downward.
  • the length of the concave portion 194 in the Z direction is longer than the length of the convex portion 181B in the Z direction, and the position of the lower end of the concave portion 194 is low.
  • a concave portion 181C corresponding to the convex portion 191A is provided in the central portion of the upper surface of the cover 180.
  • the spring 160C contracts, the convex portion 181B is located at the upper end of the concave portion 194, and the lower surface of the convex portion 191A is the concave portion 181C.
  • the lever 190 presses the cover 180 downward in contact with the upper surface. In other words, in this state, the cover 180 is sandwiched between the dome portion 112 of the case 110 and the lever 190.
  • the shapes of the convex portion 181B and the concave portion 194 of FIGS. 8 and 9 are not limited to this, and there is a gap between the lower surface of the convex portion 191A and the upper surface of the concave portion 181C, and the pushing operation is performed.
  • the shape of the convex portion 181B and the concave portion 194 may be as shown in FIG. 6 as long as the gap is reduced and the convex portion 181B and the concave portion 194 act in the same manner by contacting each other.
  • the multi-directional input device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments and uses, and deviates from the scope of claims. Various modifications and changes can be made without the above, and as an example, the multi-directional input device according to the present invention may be used for a game controller.
  • Multi-directional input device 110 Case 120 Frame 130A Metal contact 130B Magnetic sensor 160A, 160B Actuator 180 Cover 190 Lever

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Abstract

押し込み操作による部品の破損を抑制できる多方向入力装置を提供する。　多方向入力装置は、開口部を有する筐体と、前記筐体の外部に設けられて操作が行われる操作部と、前記操作部から延在して前記開口部に差し込まれる軸部とを有し、前記筐体に対して傾倒する操作と、前記筐体に押し込む操作とが可能な操作部材と、前記軸部の周囲を覆い、前記操作部材に前記押し込む操作が行われると前記筐体に当接するカバー部材とを含む。

Description

多方向入力装置
　本発明は、多方向入力装置に関する。
　従来より、レバー部材と、このレバー部材の下端に備えられたスプール押しフランジと、このスプール押しフランジの傾動に応じて押される複数のスプールをスプールフランジ上面に備えるパイロットバルブとを備えた建設機械の操作レバー構造において、前記スプール押しフランジの外径を、前記パイロットバルブのスプールフランジ上面の外径に比して大径に形成したことを特徴とする建設機械の操作レバー構造がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２－２８５５８０号公報
　ところで、従来の操作レバー構造では、レバー部材を軸方向に押し込む操作はできない。このような操作が可能な場合には、押し込み方向に存在する部品等の破損を抑制するために、レバー部材の押し込み操作の操作量を規制できることが好ましい。
　そこで、押し込み操作による部品の破損を抑制できる多方向入力装置を提供することを目的とする。
　本発明の実施の形態の多方向入力装置は、開口部を有する筐体と、前記筐体の外部に設けられて操作が行われる操作部と、前記操作部から延在して前記開口部に差し込まれる軸部とを有し、前記筐体に対して傾倒する操作と、前記筐体に押し込む操作とが可能な操作部材と、前記軸部の周囲を覆い、前記操作部材に前記押し込む操作が行われると前記筐体に当接するカバー部材とを含む。
　押し込み操作による部品の破損を抑制できる多方向入力装置を提供することができる。
実施の形態の多方向入力装置１００を示す例示的な図である。 多方向入力装置１００を分解した状態を例示的に示す図である。 図１のＡ－Ａ矢視断面の一例を示す図である。 図１のＢ－Ｂ矢視断面の一例を示す図である。 多方向入力装置１００の動作を説明する図である。 多方向入力装置１００の動作を説明する図である。 多方向入力装置１００の動作を説明する図である。 実施の形態の変形例の多方向入力装置１００Ｍを示す図である。 実施の形態の変形例の多方向入力装置１００Ｍを示す図である。
　以下、本発明の多方向入力装置を適用した実施の形態について説明する。
　＜実施の形態＞
　図１は、実施の形態の多方向入力装置１００を示す例示的な図である。図２は、多方向入力装置１００を分解した状態を例示的に示す図である。図３は、図１のＡ－Ａ矢視断面の一例を示す図である。図４は、図１のＢ－Ｂ矢視断面の一例を示す図である。
　以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、平面視とはＸＹ面視をいい、Ｚ軸負方向側を下側又は下、Ｚ軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。
　多方向入力装置１００は、ケース１１０、フレーム１２０、ＦＰＣ(Flexible printed circuits)１２５、メタルコンタクト１３０Ａ、磁気センサ１３０Ｂ、ステム１４０、プレート１５０、アクチュエータ１６０Ａ、１６０Ｂ、バネ１６０Ｃ、磁石１７０、カバー１８０、レバー１９０、キャップ１９５を含む。
　多方向入力装置１００は、レバー１９０を傾倒させる操作と、レバー１９０を下方向に押し込む操作とが可能な入力装置である。このような多方向入力装置１００は、例えば、ゲーム機の操作部に利用することができる。
　ケース１１０は、一例として樹脂製であり、本体１１１及びドーム部１１２を有する。本体１１１は、略直方体状で底を有しない部材である。本体１１１は、下側からフレーム１２０が取り付けられた状態で有底の部材になる。ケース１１０及びフレーム１２０は、筐体の一例であり、本体１１１及びフレーム１２０は、筐体本体の一例である。
　ドーム部１１２は、本体１１１の上面の中央部から上方向にドーム状に突出した部分であり、頂部に開口部１１２Ａを有する。ドーム部１１２の上面は、球面状の形状を有する。
　フレーム１２０は、一例として金属製であり、ケース１１０の本体１１１の側面から突出した係合部１１１Ａが嵌め込まれる開口部１２１と、図１に示すように本体１１１に取り付けられた状態で折り曲げられて本体１１１に係合する係合部１２２とを有する。
　フレーム１２０の中央のＸＹ平面に平行な部分の上面には、ＦＰＣ１２５が配置される。フレーム１２０とケース１１０によって閉じられる空間内には、ＦＰＣ１２５、メタルコンタクト１３０Ａ、磁気センサ１３０Ｂ、ステム１４０、プレート１５０、アクチュエータ１６０Ａ、アクチュエータ１６０Ｂの一部、磁石１７０の一部が収納される。
　フレーム１２０は、ケース１１０の本体１１１に下側から取り付けられ、上述のような収納空間を実現できる部材であれば、ケース１１０への取り付け構造は、どのようなものであってもよい。
　ＦＰＣ１２５は、一例としてポリイミド等の表面に配線パターンを形成した部材であり、配線部１２５Ａを有する。ＦＰＣ１２５には、電子部品１２５Ｂ、メタルコンタクト１３０Ａ、磁気センサ１３０Ｂが実装される。
　メタルコンタクト１３０Ａは、ＦＰＣ１２５の上面の－Ｘ方向側に実装されている。メタルコンタクト１３０Ａは、反転動作が可能な金属製のドームを有しており、ドームは上方向に凸の形状を有し、ステム１４０によって下方向に押圧されると反転動作によって下方向に凸の状態になり、これによってＺ方向の押し込み操作が検出される。
　磁気センサ１３０Ｂは、ＦＰＣ１２５の上面の略中央に実装されている。磁気センサ１３０Ｂは、Ｘ方向における磁界の変化を検出するセンサと、Ｙ方向における磁界の変化を検出するセンサとを内蔵しており、磁石１７０のＸ方向及びＹ方向への変位を検出する。
　ステム１４０は、一例として樹脂製の部材であり、メタルコンタクト１３０Ａを下方向に押圧するために設けられている。
　プレート１５０は、一例として金属製であり、基部１５１、脚部１５２、延在部１５３を有する。基部１５１は、プレート１５０の中央に位置し、アクチュエータ１６０Ｂが載置される。基部１５１の四方には、可能に延在する脚部１５２が設けられている。脚部１５２の下端がＦＰＣ１２５の上面に当接することにより、基部１５１は、脚部１５２の高さの分だけＦＰＣ１２５よりも高い位置にある。基部１５１の下部には、磁気センサ１３０Ｂや電子部品１２５Ｂのうちの一部のものが配置され、アクチュエータ１６０Ｂが下方向に押圧されても、磁気センサ１３０Ｂ等を保護できる構成になっている。プレート１５０は、基部１５１から平面視で外側に延在する延在部１５３によってケース１１０に固定されている。
　アクチュエータ１６０Ａは、一例として樹脂製であり、可動部の一例である。アクチュエータ１６０Ａは、基部１６１Ａ、開口部１６２Ａ、軸部１６３Ａ、１６４Ａ、側部１６５Ａ、貫通孔１６６Ａを有する。
　アクチュエータ１６０Ａは、レバー１９０をＸ軸方向に傾倒可能に保持するとともに、ケース１１０に対してＹ軸方向に傾倒可能である。Ｘ軸は第１軸の一例であり、Ｙ軸は第２軸の一例である。Ｘ軸方向に傾倒可能とは、図３に示す矢印のようにＹ軸を回転軸として、Ｘ方向にレバー１９０を傾倒可能にすることである。Ｙ方向に傾倒可能とは、アクチュエータ１６０Ａが図４に示す矢印のようにＸ軸を回転軸として、Ｙ方向に傾倒可能であることをいう。
　基部１６１Ａは、アクチュエータ１６０Ａの本体であり、ドーム状の形状を有する。基部１６１Ａのドーム形状は、ケース１１０のドーム部１１２の下面側の球面に対応した形状である。基部１６１Ａの頂部には開口部１６２Ａが設けられている。開口部１６２Ａは、図４に示すＸ方向の長さの方が、図３に示すＹ方向の長さよりも長い。
　基部１６１Ａの－Ｘ方向側には、軸部１６３Ａが設けられており、＋Ｘ方向側には軸部１６４Ａが設けられている。また、基部１６１Ａの±Ｙ方向側の側面は、ＸＺ平面に平行な側面であり、ドーム形状を切り落としたような形状になっている。側部１６５Ａには、貫通孔１６６Ａが設けられている。
　軸部１６３Ａ及び１６４Ａは、アクチュエータ１６０Ａをケース１１０に対してＹ方向に傾倒可能にするために設けられている。軸部１６３Ａ及び１６４Ａの上側の面は、Ｘ軸を中心軸とする円筒の側面のように湾曲している。
　軸部１６３Ａは、図４に示すようにケース１１０の本体１１１の内側の凹部１１１Ｂに嵌め込まれている。凹部１１１ＢのＹ軸方向の幅は、軸部１６３ＡのＹ軸方向の幅に合わされている。軸部１６３Ａは、凹部１１１Ｂによって、Ｘ軸を回転軸としてＹＺ平面内で回動可能なように保持されている。
　軸部１６４Ａは、図４に示すようにケース１１０の本体１１１の内側の凹部１１１Ｃに嵌め込まれている。軸部１６４Ａは、図４に示すように、軸部１６３ＡよりもＺ方向に長い。
　軸部１６４Ａの上側の面は、Ｘ軸を中心軸とする円筒の側面のように湾曲している。凹部１１１ＣのＹ軸方向の幅は、軸部１６４ＡのＹ軸方向の幅に合わされている。軸部１６４Ａは、凹部１１１Ｃによって、Ｘ軸を回転軸としてＹＺ平面内で回動可能なように保持されている。
　貫通孔１６６Ａには、レバー１９０の軸部１９３が挿入され、レバー１９０をＹ軸を回転軸としてＸ方向に傾倒可能に保持する。
　また、アクチュエータ１６０Ａは、レバー１９０が下方向に押し込まれる（押圧される）と、図４において軸部１６３Ａが斜め下方向にずれるように移動して、ステム１４０を下方向に押圧する。この結果、メタルコンタクト１３０Ａが反転動作を行う。
　アクチュエータ１６０Ｂはケース１１０の底部に対してレバー１９０を支持する部材である。アクチュエータ１６０Ｂは、円筒部１６１Ｂと台座部１６２Ｂとを有する。円筒部１６１Ｂは、磁石１７０を挿通可能な貫通孔を内部に有し、レバー１９０の内側に固定されている。円筒部１６１Ｂの下側には台座部１６２Ｂが設けられている。
　台座部１６２Ｂは、円筒部１６１Ｂよりも大きな直径を有する円盤状の部分であり、円筒部１６１Ｂの貫通孔に連通する貫通孔を中心部に有する。台座部１６２Ｂは、プレート１５０の上に配置され、プレート１５０の上面に当接している。
　バネ１６０Ｃは、内部に磁石１７０を挿通した状態で、レバー１９０とアクチュエータＢとの間に設けられる。詳細には、レバー１９０の内部でアクチュエータ１６０Ｂの上側に設けられる。バネ１６０Ｃは、アクチュエータ１６０Ｂに対してレバー１９０を上方向に付勢している。
　磁石１７０は、棒状の永久磁石であり、一例として、上半分がＳ極、下半分がＮ極である。磁石１７０は、上端がレバー１９０の操作部１９１に差し込まれて固定されており、下半分がアクチュエータ１６０Ｂの貫通孔の内部に差し込まれている。レバー１９０に差し込まれる上端と、アクチュエータ１６０Ｂの貫通孔の内部に差し込まれている区間との間は、バネ１６０Ｃに挿通されている。
　カバー１８０は、カバー部材の一例であり、レバー１９０よりも強度が高い構成になっている。カバー１８０は、基部１８１及びドーム部１８２を有する。基部１８１は、円筒状の部分であり、Ｚ方向に貫通する貫通孔１８１Ａを有する。貫通孔１８１Ａは、図２に示すように、Ｘ軸方向に短く、Ｙ方向に長い形状を有する。
　貫通孔１８１Ａには、レバー１９０の軸部１９２が挿通されている。基部１８１の下側には、ドーム部１８２が設けられている。基部１８１は、ドーム部１８２の頂部に連続的に設けられている。
　基部１８１は、レバー１９０の軸部１９２の上側の±Ｘ方向側に設けられた凹部１９４（図４参照）に嵌め込まれる凸部１８１Ｂを有する。凸部１８１Ｂは、貫通孔１８１ＡのＸ方向側で、内側に突出している部分である。凸部１８１Ｂがあるため、貫通孔１８１Ａは、Ｘ軸方向に短く、Ｙ方向に長い形状になっている。
　カバー１８０は、基部１８１の凸部１８１Ｂがレバー１９０の軸部１９２の凹部１９４に嵌め込まれることによって、レバー１９０の操作部１９１の下側に取り付けられている。
　ドーム部１８２は、当接部の一例である。ドーム部１８２の上面（＋Ｚ方向側の湾曲した面）と、下面（－Ｚ方向側の湾曲した面）とは、球面状の形状を有する。ドーム部１８２と、ケース１１０のドーム部１１２とは、２つの同心球の一部分に相当する形状を有する。２つの同心球とは、互いの中心が同一の２つの球である。ドーム部１８２と、ケース１１０のドーム部１１２とは、このような２つの中空の球体の一部分に相当する形状を有する。
　図３及び図４のように、レバー１９０が中立位置にある場合には、ドーム部１８２と、ケース１１０のドーム部１１２との間には隙間がある。中立位置とは、レバー１９０がＸ方向及びＹ方向のいずれの方向にも傾倒されておらず、かつ、レバー１９０が下方向に押し込まれていない状態のときにある位置である。
　レバー１９０が下方向に押し込まれると、カバー１８０のドーム部１８２の下面がケース１１０のドーム部１１２の上面に当接する。カバー１８０はレバー１９０の操作部１９１の下面に取り付けられているため、レバー１９０が下方向に押し込まれると、カバー１８０は操作部１９１の下面とケース１１０のドーム部１１２の上面との間に挟まれる。このときに、レバー１９０がアクチュエータ１６０Ａを下方向に押圧し、ステム１４０がメタルコンタクト１３０Ａを押圧し、メタルコンタクト１３０Ａは反転する。また、このときに、バネ１６０Ｃが収縮し、アクチュエータ１６０Ｂはプレート１５０の上面に当接した状態に保持される。
　カバー１８０のドーム部１８２の下面がケース１１０のドーム部１１２の上面に当接して、カバー１８０が操作部１９１の下面とケース１１０のドーム部１１２の上面との間に挟まれることにより、メタルコンタクト１３０Ａが反転する以上にレバー１９０を下方向に押し込むことはできないようになっている。このため、磁気センサ１３０Ｂや電子部品１２５Ｂ等の破損を抑制することができる。
　また、カバー１８０は、レバー１９０よりも強度が高いため、ドーム部１８２の厚さを薄くできる。このようなカバー１８０は、一例として硬度の高い合成樹脂で作製すればよい。
　操作部１９１の直径が軸部１９２の直径よりも大きいため、成形加工でレバー１９０とカバー１８０を一体で作製することはできず、別体で製作している。レバー１９０とカバー１８０を別体にすると、別々の材料で作製できるので、カバー１８０をレバー１９０よりも強度の高い材料で作製することにより、一体で作製する場合よりも、カバー１８０の強度を低下させることなく薄く作製することができる。
　レバー１９０は、操作部材の一例であり、操作部１９１及び軸部１９２を有する。操作部１９１は、円盤状の部材であり、軸部１９２よりも大きな直径を有する。操作部１９１の上面にはキャップ１９５が取り付けられる。
　軸部１９２は、操作部１９１の下面の中央から下方向に延在している円筒状の部分である。軸部１９２は、図３に示すように下側におけるＹ方向の両側から突出した突出部１９２Ａを有する。突出部１９２Ａには、円筒状にＹ方向に突出する軸部１９３が設けられている。また、図４に示すように軸部１９２の上側のＸ方向の両側には、凹部１９４が設けられている。
　軸部１９２は、図２に示すように、カバー１８０の貫通孔１８１ＡのＹ方向側に突出部１９２Ａを位置させて、上側から貫通孔１８１Ａに挿入される。これにより、凸部１８１Ｂが凹部１９４に嵌め込まれ、カバー１８０とレバー１９０が固定される。
　また、軸部１９３は、アクチュエータ１６０Ａの貫通孔１６６Ａに挿入されており、貫通孔１６６ＡによってＹ軸を回転軸として回動自在に保持されている。これにより、レバー１９０は、アクチュエータ１６０Ａに取り付けられ、かつ、アクチュエータ１６０Ａに対してＸ方向（図３に示す矢印の方向）に傾倒可能になっている。
　また、磁石１７０をレバー１９０に取り付けているため、レバー１９０を下方向に押し込まずにＸ方向及びＹ方向に傾倒させた場合に、磁気センサ１３０Ｂと磁石１７０の間の距離が変化しないため、磁気センサ１３０Ｂで磁石１７０が傾倒される方向を正確に検出することができる。磁石１７０が傾倒する方向は、レバー１９０の軸部１９２が傾倒する方向に等しい。
　磁気センサ１３０Ｂで磁石１７０が傾倒される方向を正確に検出する理由は次の通りである。レバー１９０が中立状態のとき、磁石１７０の磁界はＺ軸方向を向いており、Ｘ軸とＹ軸成分の磁界は存在しない。レバー１９０を傾倒させると、傾倒角度に応じてＸ軸成分又はＹ軸成分の磁界が大きくなるので、磁気センサ１３０Ｂで傾倒角度を正確に検出することができる。
　例えば、レバー１９０を傾倒させたときに磁石１７０と磁気センサ１３０Ｂとの距離が変化する場合には、傾倒角度と距離の両方の変化によって、Ｘ軸成分又はＹ軸成分の磁界の強度が変化するので、傾倒角度を正確に検出することができない。
　このような理由から、実施の形態では、磁石１７０をレバー１９０に取り付けている。
　また、開口部１６２Ａは、図３に示すＹ方向の長さの方が、図４に示すＸ方向の長さよりも短く、軸部１９２の突出部１９２ＡはＹ方向側に突出しているため、軸部１９２は、アクチュエータ１６０Ａから上方向に抜けないようになっている。
　キャップ１９５は、一例として、円盤状の部材であって、樹脂製である。キャップ１９５は、レバー１９０の操作部１９１に取り付けられている。
　次に、図５乃至図７を用いて、多方向入力装置１００を操作したときの動作について説明する。図５乃至図７は、多方向入力装置１００の動作を説明する図である。図５には、レバー１９０を下方向に押し込まずに－Ｘ方向に傾倒させた状態をＸＺ断面で示す。
　レバー１９０を－Ｘ方向に傾倒させると、軸部１９２がケース１１０のドーム部１１２の開口部１１２Ａに当接することによって、レバー１９０の動きが規制される。これは、レバー１９０を＋Ｘ方向に傾倒させたときも同様である。
　また、図３から分かるように、レバー１９０を±Ｙ方向に傾倒させると、軸部１９２がケース１１０のドーム部１１２の開口部１１２Ａに当接することによって、レバー１９０の動きが規制される。
　図６には、レバー１９０を下方向に押し込んだ状態を示す。図６には、ＸＺ断面を示す。一例として、レバー１９０を中立位置から下方向に一定量押し込むと、バネ１６０Ｃが圧縮されてレバー１９０が下方向に移動するとともに、アクチュエータ１６０ＡがＸＺ断面で斜め下方向にずれるように移動して、ステム１４０を下方向に押圧する。この結果、メタルコンタクト１３０Ａが反転動作を行う。
　また、このようにレバー１９０を一定量押し込んだときに、カバー１８０のドーム部１８２の下面がケース１１０のドーム部１１２の上面に当接することにより、レバー１９０を下方向に一定量以上押し込むことはできない。このため、磁気センサ１３０Ｂや電子部品１２５Ｂ等の破損を抑制することができる。
　なお、このようにレバー１９０を下方向に押し込む操作は、レバー１９０を２軸方向に傾倒させたどのような状態からでも行うことができる。レバー１９０が傾倒していても、中立位置にある場合と同様に、レバー１９０を下方向に一定量押し込むと、バネ１６０Ｃが圧縮されてレバー１９０が下方向に移動するとともに、アクチュエータ１６０ＡがＸＺ断面で斜め下方向にずれるように移動して、ステム１４０を下方向に押圧する。この結果、メタルコンタクト１３０Ａが反転動作を行う。
　また、カバー１８０のドーム部１８２の下面がケース１１０のドーム部１１２の上面に当接するときには、図７に示すように、ドーム部１１２よりも半径が大きいドーム部１８２の下面１８２Ａがドーム部１１２の上面１１２Ｂに当接する。このような構成により、レバー１９０が中立位置から下方向に押し込まれても、又は、２軸方向のいずれかの方向に傾倒された状態から下方向に押し込まれても、ドーム１１２の上面に、ドーム部１８２の下面が当接することになる。
　このため、レバー１９０が下方向に押し込まれたときに、レバー１９０の操作量を一定量にすることができるとともに、操作量を安定的に規制することができる。また、レバー１９０が一定量以上押し込まれることを効果的に抑制することができる。
　以上のように、レバー１９０を下方向に押し込むと、カバー１８０のドーム部１８２の下面１８２Ａがケース１１０のドーム部１１２の上面１１２Ｂに当接することにより、メタルコンタクト１３０Ａが反転する以上にレバー１９０を下方向に押し込むことはできないようになっている。このため、磁気センサ１３０Ｂや電子部品１２５Ｂ等の破損を抑制することができる。
　したがって、押し込み操作による部品の破損を抑制できる多方向入力装置１００を提供することができる。
　なお、以上では、レバー１９０に磁石１７０を取り付けて、レバー１９０の傾倒を磁気センサ１３０Ｂで検出する形態について説明したが、レバー１９０が傾倒したときにレバー１９０の下端等がＦＰＣ１２５上の抵抗器に接触する位置が変化することによる抵抗値の変化を利用する、抵抗式のセンサを利用してもよい。
　また、多方向入力装置１００の代わりに、図８及び図９に示す多方向入力装置１００Ｍのような構成であってもよい。図８及び図９は、実施の形態の変形例の多方向入力装置１００Ｍを示す図である。図８には押し込み操作が行われていない状態の断面を示し、図９には押し込み操作が行われている状態の断面を示す。
　多方向入力装置１００Ｍでは、操作部１９１の下面の中央部に下向きに突出する凸部１９１Ａが設けられ、レバー１９０の凹部１９４が、多方向入力装置１００のレバー１９０の凹部１９４よりもＺ方向の下方に長く形成されている。多方向入力装置１００Ｍでは、凹部１９４のＺ方向の長さが凸部１８１ＢのＺ方向の長さよりも長く、凹部１９４の下端の位置が低い。また、カバー１８０の上面の中央部には、凸部１９１Ａに対応した凹部１８１Ｃが設けられている。
　このような構成により、押し込み操作が行われていない状態では、図８に示すように、アクチュエータ１６０Ｂに対してバネ１６０Ｃによってレバー１９０が上方向に付勢されており、凸部１８１Ｂは、凹部１９４の下端に位置しており、凸部１９１Ａの下面と凹部１８１Ｃの上面との間には隙間がある。
　また、押し込み操作が行われている状態では、図９に示すように、バネ１６０Ｃが収縮して、凸部１８１Ｂは、凹部１９４の上端に位置しており、凸部１９１Ａの下面が凹部１８１Ｃの上面に当接し、レバー１９０がカバー１８０を下方向に押圧している。換言すれば、この状態では、カバー１８０は、ケース１１０のドーム部１１２と、レバー１９０との間に挟まれている。
　このような構成の多方向入力装置１００Ｍにおいても、レバー１９０を下方向に押し込むと、カバー１８０のドーム部１８２の下面１８２Ａがケース１１０のドーム部１１２の上面１１２Ｂに当接するとともに、凸部１９１Ａの下面が凹部１８１Ｃの上面に当接することにより、メタルコンタクト１３０Ａが反転する以上にレバー１９０を下方向に押し込むことはできないようになっている。このため、磁気センサ１３０Ｂや電子部品１２５Ｂ等の破損を抑制することができる。
　したがって、押し込み操作による部品の破損を抑制できる多方向入力装置１００Ｍを提供することができる。なお、本構成において図８及び図９の凸部１８１Ｂ及び凹部１９４の形状はこれに限定されるものではなく、凸部１９１Ａの下面と凹部１８１Ｃの上面との間に隙間があり、押し込み操作によってこの隙間が減ぜられて互いに当接することによって同様に作用する構成であれば、凸部１８１Ｂ及び凹部１９４の形状は図６に示したような形状であってもよい。
　以上、本発明の例示的な実施の形態の多方向入力装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態、用途に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能であり、一例として本発明に係る多方向入力装置はゲームコントローラに用いられてもよい。
　尚、本国際出願は、２０２０年１月１０日に出願した日本国特許出願２０２０－００２７４２号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。
　１００　多方向入力装置
　１１０　ケース
　１２０　フレーム
　１３０Ａ　メタルコンタクト
　１３０Ｂ　磁気センサ
　１６０Ａ、１６０Ｂ　アクチュエータ
　１８０　カバー
　１９０　レバー

Claims (10)

  1. 　開口部を有する筐体と、
    　前記筐体の外部に設けられて操作が行われる操作部と、前記操作部から延在して前記開口部に差し込まれる軸部とを有し、前記筐体に対して傾倒する操作と、前記筐体に押し込む操作とが可能な操作部材と、
    　前記軸部の周囲を覆い、前記操作部材に前記押し込む操作が行われると前記筐体に当接するカバー部材と
    　を含む、多方向入力装置。
  2. 　前記操作部材に前記傾倒する操作が行われると、前記軸部は前記開口部の縁に当接する、請求項１記載の多方向入力装置。
  3. 　前記カバー部材は、前記操作部材よりも強度が高い、請求項１又は２記載の多方向入力装置。
  4. 　前記カバー部材は、
    　前記操作部の下側に取り付けられる筒状の基部と、
    　前記操作部から離れる方向に前記基部から延在し、前記操作部材を前記押し込む操作が行われると、前記筐体に当接する当接部と
    　を有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の多方向入力装置。
  5. 　前記筐体は、
    　筐体本体と、
    　前記筐体本体の表面から突出し、頂部に前記開口部を有するドーム部と
    　を有し、
    　前記当接部は、前記ドーム部を介して前記軸部を覆い、前記ドーム部に対応したドーム形状を有する、請求項４記載の多方向入力装置。
  6. 　前記操作部材に操作が行われていない状態では、前記当接部と前記ドーム部との間には隙間があり、
    　前記当接部及び前記ドーム部は、２つの同心球の一部分に相当する形状を有し、
    　前記当接部及び前記ドーム部は、前記操作部材を前記押し込む操作が行われないときには接触せず、前記押し込む操作が行われると接触する、請求項５記載の多方向入力装置。
  7. 　前記カバー部材は、前記操作部材に固定される、請求項１乃至６のいずれか一項記載の多方向入力装置。
  8. 　前記筐体の底部に対して前記操作部材を支持する支持部と、
    　前記支持部と前記操作部材との間に設けられ、前記支持部に対して前記操作部材を前記押し込み操作の方向とは反対方向に付勢するバネと
    　をさらに含み、
    　前記カバー部材は、前記軸部に沿って前記バネの伸縮方向に移動可能であり、
    　前記操作部材に前記押し込む操作が行われていない状態では、前記操作部と前記カバー部材との間には隙間があり、
    　前記操作部材に前記押し込む操作が行われている状態では、前記操作部と前記カバー部材とは当接する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の多方向入力装置。
  9. 　前記軸部を第１軸方向に傾倒可能に保持するとともに、前記筐体に対して第２軸方向に傾倒可能な可動部をさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項記載の多方向入力装置。
  10. 　前記操作部は、平面視で前記軸部よりも大きい、請求項１乃至９のいずれか一項記載の多方向入力装置。
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