WO2023062887A1

WO2023062887A1 - 入力装置

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Publication number: WO2023062887A1
Application number: PCT/JP2022/025702
Authority: WO
Inventors: 幸夫橋本; 竜也市川
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2023-04-20

Abstract

入力装置（１０）は、Ｙ軸方向（第一方向）に傾倒自在な軸部（３０）と、軸部（３０）が貫通されており、当該軸部（３０）に連動して傾倒する押圧部（４０）と、押圧部（４０）に対して隙間をあけて配置された基板（６０）と、基板（６０）に設けられた感圧センサ（６４）と、一端部が押圧部（４０）に係合し、他端部が感圧センサ（６４）に係合するように、押圧部（４０）と感圧センサ（６４）の間に配置された第一弾性部材（７０）とを備え、押圧部（４０）は、軸部（３０）が傾倒すると第一弾性部材（７０）を圧縮する。

Description

入力装置

　本開示は、入力装置に関する。

　従来、ジョイスティックなどの入力装置においては、操作スティックの傾きを検出するために、回転型可変抵抗器が搭載されている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１９／２２９７８３号

　ここで、回転型可変抵抗器は、抵抗体上を摺動子が摺動することで抵抗値が変化し、この変化した抵抗値に基づいて操作スティックの傾きが検出されるようになっている。ところで、摺動子が抵抗体上を摺動すると、その摩擦により抵抗体が摩耗して粉塵が発生する場合がある。この粉塵が摺動子に付着すると抵抗値の変動が不安定となり、長期的に正確な検出性能を発揮できないおそれがあった。

　そこで、本開示の目的は、長期的に正確な検出性能を発揮できる入力装置を提供することである。

　本開示の一態様に係る入力装置は、第一方向に傾倒自在な軸部と、前記軸部が貫通されており、当該軸部に連動して傾倒する押圧部と、前記押圧部に対して隙間をあけて配置された基板と、前記基板に設けられた感圧センサと、一端部が前記押圧部に係合し、他端部が前記感圧センサに係合するように、前記押圧部と前記感圧センサの間に配置された第一弾性部材とを備え、前記押圧部は、前記軸部が傾倒すると前記第一弾性部材を圧縮する。

　本開示の一態様によれば、長期的に正確な検出性能を発揮可能な入力装置を提供することができる。

図１は、実施の形態に係る入力装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る入力装置の分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る入力装置の断面図である。図４は、実施の形態に係る入力装置の断面図である。図５は、実施の形態に係る底蓋部周辺の部材を分解した分解斜視図である。図６は、実施の形態に係る第一部材を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係る第一部材を示す下面図である。図８は、実施の形態に係るリンク部材を示す斜視図である。図９は、実施の形態に係る入力装置において、軸部がＸ軸マイナス方向へ傾倒した状態を示す断面図である。図１０は、図９の場合に各感圧センサに作用する圧力を示す模式図である。図１１は、実施の形態に係る入力装置において、軸部がＹ軸マイナス方向へ傾倒した状態を示す断面図である。図１２は、図１１の場合に各感圧センサに作用する圧力を示す模式図である。図１３は、実施の形態に係る入力装置において、軸部がＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに傾いて傾倒された際の、各感圧センサに作用する圧力を示す模式図である。

　これによれば、軸部が傾倒するとそれに連動して押圧部が第一弾性部材を圧縮するので、第一弾性部材の他端部が感圧センサを押圧することになる。感圧センサは、付与される圧力に応じて静電容量が変化する。このように、静電容量の変化量を検出することで、軸部における第一方向の傾きを認識することが可能である。第一弾性部材は、感圧センサに対して接触し圧力を変動させるものの、摺動しない。つまり、摺動を起因とした粉塵も発生しないために、長期的に安定した検出性能を発揮することができる。

　また、入力装置は、前記軸部の一部と、前記押圧部と、前記基板と、前記感圧センサと、前記第一弾性部材とを収容するケースを備え、前記押圧部は、第一部材と、前記第一部材及び前記基板の間に配置された第二部材とを有し、前記第一部材は、前記第一弾性部材の前記一端部が係合する係合部を有し、前記第二部材は、前記第一部材を支持しており、前記ケースは、前記第二部材における前記基板から離れる方向への移動を規制する爪部を有してもよい。

　これによれば、押圧部の一部である第二部材が、ケースの爪部によって基板から離れる方向への移動が規制されているので、軸部の傾倒に追従して第二部材が動作したとしても、第二部材の抜けが爪部により規制されることになる。これにより、軸部及び押圧部を長期に渡って安定して動作させることが可能となる。

　また、入力装置は、前記第二部材に対し、前記基板から離れる方向への力を付与する第二弾性部材を有してもよい。

　これによれば、第二弾性部材が、第二部材に対して基板から離れる方向への力を付与しているので、当該付勢力により押圧部が基準位置に常に復帰しようとする。押圧部が基準位置に復帰しようとすれば、当該押圧部に連動する軸部も基準位置に復帰しようとする。つまり、軸部が操作されない場合には、軸部を傾倒させずに起立した状態とすることができる。

　また、前記押圧部は、前記軸部とともに前記第一部材を前記第一方向に傾倒させる第一回転軸を有するリンク部材を有し、前記ケースには、前記第一回転軸を回転自在に支持する第一軸受部が形成されていてもよい。

　これによれば、リンク部材の第一回転軸が、ケースの第一軸受部により回転自在に支持されているので、第一部材及び軸部がリンク部材を介して、第一方向に回転するようにケースに支持されることになる。このため、第一部材及び軸部を安定して第一方向に傾倒させることが可能となる。

　また、軸部は、前記第一方向に直交する第二方向に傾倒自在であり、前記感圧センサは、前記軸部における前記第一方向への傾倒を検出し、かつ前記軸部における前記第二方向への傾倒を検出するため、複数設けられていてもよい。

　これによれば、第二方向にも傾倒自在な軸部に対応して、感圧センサが複数設けられているので、複数の感圧センサの静電容量の変化を検出すれば第一方向の軸部の傾き及び第二方向の軸部の傾きを認識することが可能である。

　また、前記第一部材には、前記軸部とともに第二方向に傾倒するための第二回転軸が形成されており、前記リンク部材には、前記第二回転軸を回転自在に支持する第二軸受部が形成されてもよい。

　これによれば、第一部材の第二回転軸が、リンク部材の第二軸受部により回転自在に支持されているので、第一部材及び軸部がリンク部材を介して、第一方向及び第二方向に回転するようにケースに支持されることになる。このため、第一部材及び軸部を安定して第一方向及び第二方向に傾倒させることが可能となる。

　また、複数の前記感圧センサは、前記基板の平面視で、前記第一回転軸及び前記第二回転軸に重ならない位置に配置されていてもよい。

　これによれば、複数の感圧センサが、基板の平面視で、第一回転軸及び第二回転軸に重ならない位置に配置されているので、第一回転軸及び第二回転軸がない場所に複数の感圧センサが配置されることになる。したがって、複数の感圧センサ、第一回転軸及び第二回転軸をコンパクトに収容することができ、入力装置の小型化を図ることができる。

　また、前記基板は、当該基板の平面視で、傾倒していない前記軸部に重なる位置にスイッチが設けられており、前記軸部を前記基板に近づけると前記スイッチが押圧されてもよい。

　これによれば、軸部を基板に近づけると基板上のスイッチが押圧されるので、一つの軸部で、感圧センサ以外の入力を行うことができる。

　また、前記軸部において、前記スイッチに近い方の端部は先細り形状に形成されていてもよい。

　これによれば、軸部において、スイッチに近い方の端部が先細り形状に形成されているので、スイッチに対する圧力を高めることができる。したがって、スイッチをより確実に押圧操作することが可能である。

　（実施の形態）
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）に係る入力装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

　以下の説明及び図面中において、水平面内において基板の一辺の長手方向をＸ軸方向、当該一辺に直交する他の一辺の長手方向をＹ軸方向と定義する。また、傾倒していない状態での軸部の軸方向や、第一部材及び第二部材の並び方向をＺ軸方向と定義する。Ｘ軸方向は、第二方向の一例であり、Ｙ軸方向は第一方向の一例である。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

　以下の説明において、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。単にＸ軸方向という場合は、Ｘ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が平行であるとは、当該２つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

　［入力装置の構成］
　まず、実施の形態に係る入力装置１０の概要について説明する。図１は、実施の形態に係る入力装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る入力装置１０の分解斜視図である。図３及び図４は、実施の形態に係る入力装置１０の断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線を含む切断面を見た断面図であり、図４は、図１におけるＩＶ－ＩＶ線を含む切断面を見た断面図である。

　図１～図４に示すように、実施の形態に係る入力装置１０は、ケース２０と、軸部３０と、押圧部４０と、基板６０と、複数の第一弾性部材７０と、第二弾性部材８０とを有している。

　ケース２０は、直方体状のケースであり、上面視（Ｚ軸方向視）における一対の縁辺がＸ軸方向に沿うとともに、他の一対の縁辺がＹ軸方向に沿うように配置されている。ケース２０は、軸部３０の一部、押圧部４０、基板６０、複数の第一弾性部材７０及び第二弾性部材８０などを収容している。

　具体的には、ケース２０は、ケース本体２１と、底蓋部２２とを有している。ケース本体２１は、下方が開放された直方体状に形成されている。ケース本体２１の天板には、平面視長円状の開口部２１１が形成されており、この開口部２１１から軸部３０の先端部が外方に向けて突出している。図３に示すように、ケース本体２１の内方には、天板から一対の支持柱２１２が垂れ下がっている。具体的には、一対の支持柱２１２は、開口部２１１をＸ軸方向で挟む位置に配置されており、その下端部に、後述するリンク部材４３を回転自在に支持するための第一軸受部２１３が形成されている。各第一軸受部２１３は、Ｘ軸方向に延びる円柱状の穴部である。

　底蓋部２２は、ケース本体２１の下方を閉塞する部材である。図５は、実施の形態に係る底蓋部２２周辺の部材を分解した分解斜視図である。

　図５に示すように、底蓋部２２は、平面視矩形状に形成されており、その外周縁に、ケース本体２１に係止される複数の係止片２２１が設けられている。底蓋部２２の上面には、複数（本実施の形態では４つ）の爪部２２２が立設している。４つの爪部２２２のうち、Ｘ軸方向で対向する一対の爪部２２２を第一爪部２２２ａと称し、Ｙ軸方向で対向する一対の爪部２２２を第二爪部２２２ｂと称す。

　一対の第一爪部２２２ａは、底蓋部２２のＸ軸方向で対向する一対の縁辺近傍の、Ｙ軸方向の中央部に配置されている。各第一爪部２２２ａは、Ｚ軸方向に延びた角柱状に形成されており、その先端部に他方の第一爪部２２２ａに向けて突出した突起２２３ａが形成されている。

　一対の第二爪部２２２ｂは、底蓋部２２のＹ軸方向で対向する一対の縁辺近傍の、Ｘ軸方向の中央部に配置されている。各第二爪部２２２ｂは、Ｚ軸方向に延びた角柱状に形成されており、その先端部に他方の第二爪部２２２ｂに向けて突出した突起２２３ｂが形成されている。

　底蓋部２２上には、平面視矩形状の基板６０が載置されている。基板６０は、平面視（Ｚ軸方向視）における一対の縁辺がＸ軸方向に沿うとともに、他の一対の縁辺がＹ軸方向に沿うように配置されている。基板６０には、各爪部２２２が貫通している。基板６０のＹ軸マイナス方向の端部には、外部の電子機器に接続される配線部６２が設けられており、この配線部６２がケース２０から突出している。

　基板６０には、平面視中央部にスイッチ６３が配置されている。スイッチ６３は、押しボタン式のスイッチであってもよいし、感圧式のスイッチであってもよい。平面視において基板６０の各角部には、感圧センサ６４が配置されている。つまり、基板６０には複数（本実施の形態では４つ）の感圧センサ６４が設けられている。感圧センサ６４は、圧力に応じて静電容量が変化する静電容量型の感圧センサである。各感圧センサ６４の上方には、ゴムなどの弾性体から形成された押圧体６５が設置されている。各押圧体６５には、その上面に係合突起６５１が形成されており、各係合突起６５１に対して各第一弾性部材７０の下端部が係合している。各押圧体６５は、各第一弾性部材７０が圧縮されると、その反発力によって下方へ押されるので、当該反発力を各感圧センサ６４に伝達できるようになっている。

　また、基板６０の上方には、各押圧体６５と各感圧センサ６４とを位置決めする位置決め部６６が配置されている。位置決め部６６は、平面視矩形状の板体である。位置決め部６６は、その中央部に、スイッチ６３を露出させる平面視矩形状の第一開口６６１が形成されている。平面視において位置決め部６６の各角部には、平面視矩形状の第二開口６６２が形成されている。各第二開口６６２内には各押圧体６５が嵌合されることで、各押圧体６５と各感圧センサ６４とが位置決めされる。

　また、位置決め部６６には、各爪部２２２に対応する位置に貫通孔６６３が形成されている。各貫通孔６６３を各爪部２２２が貫通することで、底蓋部２２と位置決め部６６とが位置決めされ、固定される。位置決め部６６の上面には、第一開口６６１を囲む平面視円形状の溝部６６６が形成されている。

　図２～図４に示すように、軸部３０は、Ｚ軸方向に長尺な棒体である。軸部３０は、全体として一様な形状に形成された本体部３１と、本体部３１の下端部に連続し、当該本体部３１よりも全周にわたって幅広に形成された基端部３２とを有している。本体部３１は、軸方向視で長円状に形成されており、基端部３２は軸方向視で円形状に形成されている。軸部３０の本体部３１の先端部がケース２０から突出し、基端部３２がケース２０内に収容されている。

　軸部３０は、基端部３２がスイッチ６３に対向するように、ケース２０内に配置されている。つまり、Ｚ軸方向に対して傾倒していない軸部３０は、基板６０の平面視（Ｚ軸方向視）でスイッチ６３に重なる位置に配置されている。軸部３０の基端部３２は、スイッチ６３に近い方の端部であり、その形状が先細り形状に形成されている。本実施の形態では、軸部３０の基端部３２は、その端面がスイッチ６３に向けて凸となる凸曲面状に形成されている。このため、軸部３０が傾倒されたとしても、基端部３２の端面がスイッチ６３上を滑らかに摺動することができる。なお、基端部３２は、先細り形状であれば如何様でもよいが、その他の形状としては例えばテーパ状、尖鋭状などが挙げられる。

　押圧部４０は、軸部３０が貫通されており、当該軸部３０に連動して傾倒する部位である。具体的には、押圧部４０は、第一部材４１と、第二部材４２と、リンク部材４３と、を備えている。

　図６は、実施の形態に係る第一部材４１を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係る第一部材４１を示す下面図である。図６及び図７に示すように、第一部材４１は、筒部４１１と、筒部４１１を支持する支持台４１４とを有している。

　筒部４１１は、Ｚ軸方向視において第一部材４１の中央部に配置されており、Ｚ軸方向に延びる筒状部である。筒部４１１の内部には、軸部３０の本体部３１が貫通して配置される（図３及び図４参照）。筒部４１１の内部形状は、軸部３０の本体部３１がスライド自在に嵌合できるように、本体部３１の外形に対応した形状となっている。具体的には、上述したように軸部３０の本体部３１は軸方向視で長円状であるので、筒部４１１の内部形状も軸方向視で長円状となっている。筒部４１１に軸部３０の本体部３１が嵌合すると、当該軸部３０の軸方向を中心とした回転が規制されるものの、軸方向へのスライドは許容される。また、軸部３０の基端部３２は、筒部４１１の下端面に当接し、筒部４１１からの軸部３０の抜けが防止されている。

　筒部４１１の外周部には、当該筒部４１１をＹ軸方向で挟む位置に一対の第二回転軸４１２が設けられている（第一回転軸については後述。）。各第二回転軸４１２は、Ｙ軸方向に延びており、その先端部が球面状に形成されている。

　支持台４１４は、各第二回転軸４１２よりも上方かつ筒部４１１をＸ軸方向で挟む位置で、当該筒部４１１に連結されている。具体的には、支持台４１４は、筒部４１１に連結されたドーム部４１５と、ドーム部４１５の外周に連続する平坦部４１６とを有している。なお、支持台４１４には、筒部４１１をＸ軸方向に挟む位置であって、当該平坦部４１６の外縁からドーム部４１５にわたってＸ軸方向に延びる一対の第一切欠４１７が形成されている。このため、平坦部４１６は、各第一切欠４１７により分断された形状となっている。各第一切欠４１７内には、ケース本体２１の各支持柱２１２が収容され、ドーム部４１５及び平坦部４１６を貫通している（図３参照）。各第一切欠部４１７により第一部材４１と各支持柱２１２との干渉が抑制されている。

　ドーム部４１５は、上方に向けて凸となるドーム状に形成されている。Ｚ軸方向視においてドーム部４１５の中央部が筒部４１１に連結されている。ドーム部４１５には、筒部４１１をＹ軸方向に挟む位置であって、当該筒部４１１からＹ軸方向に延びる一対の露出口４１８が形成されている。各露出口４１８はＺ軸方向に貫通されており、各第二回転軸４１２をＺ軸プラス方向で露出させている。

　平坦部４１６は、ドーム部４１５においてＺ軸方向の中間部から外方に向けて平坦状に連続している。つまり、平坦部４１６は、ドーム部４１５の下端部よりも上方に配置されている。平坦部４１６は、筒部４１１をＹ軸方向に挟む位置であって、当該平坦部４１６の外縁からＹ軸方向に延びる一対の第二切欠４１９が形成されている。各第二切欠４１９内には、各第二爪部２２２ｂの上端部が収容される。各第二切欠部４１９により第一部材４１と各第二爪部２２ｂとの干渉が抑制されている。

　また、平坦部４１６の下面において各角部には、係合突起４２０が形成されており、各係合突起４２０に対して各第一弾性部材７０の上端部が係合される（図３及び図４参照）。係合突起４２０は、本開示に係る係合部の一例である。

　図２に示すように、第二部材４２は、平板状の部材であり、円環状に形成された円環部４２１と、複数の突出片４２２とを有してる。円環部４２１の下面には、円形状の溝部４２３が形成されている（図３及び図４参照）。複数の突出片４２２は、円環部４２１の外周円から外方に向けて突出した部位であり、円環部４２１の周方向に均等に４つ並べられている。４つの突出片４２２のうち、一対の突出片４２２はＸ軸方向に並んでおり、他の一対の突出片４２２はＹ軸方向に並んでいる。各突出片４２２の先端部には、切欠４２４が形成されている。Ｘ軸方向で並ぶ一対の突出片４２２の切欠４２４内には、一対の第一爪部２２２ａが収容され、Ｙ軸方向で並ぶ一対の突出片４２２の切欠４２４内には、一対の第二爪部２２２ｂが収容される。

　図８は、実施の形態に係るリンク部材４３を示す斜視図である。図８に示すように、リンク部材４３は、リンク本体４３１と、一対の第一回転軸４３２とを有している。リンク本体４３１は、Ｚ軸方向に貫通した、Ｙ軸方向に長尺な長円筒状に形成されている。

　リンク本体４３１の内部において、Ｙ軸方向で対向する部位には、第一部材４１の各第二回転軸４１２を回転自在に支持する一対の第二軸受部４３３が形成されている。各第二軸受部４３３は、円柱状の開口部である。一対の第二軸受部４３３のうち、Ｙ軸プラス方向の第二軸受部４３３は、Ｙ軸方向に貫通しているものの、Ｙ軸マイナス方向の第二軸受部４３３はＹ軸マイナス方向の端部が閉塞されている。この構成は、各第二回転軸４１２と、各第二軸受部４３３とを容易に組み付け可能とするためである。

　図４では、各第二回転軸４１２と、各第二軸受部４３３とが組み立てられた状態が図示されている。この組立前においては、まず作業者は、Ｙ軸プラス方向の第二軸受部４３３に対して、第一部材４１の一方の第二回転軸４１２を斜め上または斜め下から挿入する。このとき、作業者は、一方の第二回転軸４１２の先端部がＹ軸プラス方向の第二軸受部４３３を突き抜けるように、第一部材４１をＹ軸プラス方向に寄せる。これにより、第一部材４１の他方の第二回転軸４１２がリンク本体４３１内に進入できるようになるので、作業者は第一部材４１の姿勢をＸＹ平面に平行とする。その後、作業者は、他方の第二回転軸４１２がＹ軸マイナス方向の第二軸受部４３３に挿入されるように、第一部材４１を移動させる。これにより、第一部材４１の各第二回転軸４１２が、各第二軸受部４３３内に嵌合することになる。嵌合後においては、各第二回転軸４１２の球面状の先端部が、各第二軸受部４３３の内周面を摺動可能となる、つまり、各第二軸受部４３３は、各第二回転軸４１２を回転自在に支持している。このため、リンク部材４３に対して第一部材４１がスムーズに回転可能な状態となる。

　図８に示すように、リンク本体４３１の外周部には、当該リンク本体４３１をＸ軸方向で挟む位置に一対の第一回転軸４３２が設けられている。各第一回転軸４３２は、Ｘ軸方向に延びており、その先端部が球面状に形成されている。

　図３では、各第一回転軸４３２と、各第一軸受部２１３とが組み立てられた状態が図示されている。この組立前においては、まず作業者は、ケース本体２１の一対の支持柱２１２のうち、一方の支持柱２１２を撓ませて、当該支持柱２１２の第一軸受部２１３内に、リンク部材４３の一方の第一回転軸４３２を斜め下から挿入する。また、作業者は、他方の支持柱２１２を撓ませつつ、リンク部材４３の姿勢を調整することで、当該支持柱２１２の第一軸受部２１３内にリンク部材４３の他方の第一回転軸４３２を挿入する。このとき、各支持柱２１２は弾性復帰することで元の形状に戻る。この状態では、リンク部材４３の各第一回転軸４３２が、各第一軸受部２１３内に嵌合することになる。嵌合後においては、各第一回転軸４３２の球面状の先端部が、各第一軸受部２１３の内周面を摺動可能となる、つまり、各第一軸受部２１３は、各第一回転軸４３２を回転自在に支持している。このため、ケース本体２１に対してリンク部材４３がスムーズに回転可能な状態となる。

　図２～図４に示すように、複数の第一弾性部材７０は、例えば圧縮コイルバネであり、一端部が押圧部４０に係合し、他端部が感圧センサ６４に係合するように、押圧部４０と感圧センサ６４との間に配置されいている。具体的には、各第一弾性部材７０は、一端部（上端部）が第一部材４１の各係合突起４２０に対して係合しており、他端部（下端部）が各押圧体６５の係合突起６５１に対して係合している。第一弾性部材７０が第一部材４１により押圧され、圧縮されると、その反発力によって押圧体６５が下方へ押され、各感圧センサ６４に圧力が作用するようになっている。

　ここで、図２に示すように、各感圧センサ６４、各押圧体６５及び各第一弾性部材７０は、Ｚ軸方向視において基板６０の各角部に対応した位置に配置されている。これに対し、リンク部材４３の各第一回転軸４３２は、基板６０のＹ軸方向中央部でＸ軸方向に沿って配置されている。また、第一部材４１の各第二回転軸４１２は、基板６０のＸ軸方向中央部でＹ軸方向に沿って配置されている。つまり、各感圧センサ６４、各押圧体６５及び各第一弾性部材７０は、基板６０の平面視で、各第一回転軸４３２及び各第二回転軸４１２に重ならない位置に配置されている。このため、各感圧センサ６４、各押圧体６５、各第一弾性部材７０、各第一回転軸４３２及び各第二回転軸４１２がケース２０内でコンパクトに収容されている。

　第二弾性部材８０は、第二部材４２に対して基板６０から離れる方向への力（付勢力）を付与する弾性部材である。具体的には第二弾性部材８０は圧縮コイルばね、より詳細には円錐コイルばねである。第二弾性部材８０は、一端部（上端部）が他端部（下端部）よりも大径となっている。第二弾性部材８０は、一端部が第二部材４２の溝部４２３に係合しており、他端部が位置決め部６６の溝部６６６に係合している。つまり、溝部４２３の直径は、第二弾性部材８０の一端部の直径に対応した大きさになっており、溝部６６６の直径は、第二弾性部材８０の他端部の直径に対応した大きさになっている。このように、溝部６６６の直径を、溝部４２３よりも小さくすることができるので、基板６０上における第二弾性部材８０の設置領域をコンパクトにすることが可能である。

　［入力装置の動作］
　次に、入力装置１０の動作について説明する。まず、軸部３０に対する操作が行われていない状態について説明する。図３及び図４は、軸部３０に対する操作が行われていない状態、つまり、軸部３０がＺ軸方向に対して傾倒していない状態を示している。この状態では、入力装置１０の各部は基準位置で静止している。具体的には、図３及び図４に示すように、第二部材４２は、基板６０から離れる方向への付勢力を第二弾性部材８０から受けることで、各爪部２２２の突起２２３ａ、２２３ｂに当接しており、これ以上の上昇が規制されている。この状態では、第二部材４２は、ＸＹ平面に平行な姿勢を維持したまま、第一部材４１を支持している。具体的には、第二部材４２の上面には、第一部材４１のドーム部４１５の下端部が連続的に当接しており、第一部材４１もＸＹ平面に平行な姿勢を維持している。この状態では、第一部材４１の各係合突起４２０は、基板６０からの距離が一定となっていて、各第一弾性部材７０が圧縮されていない。このため、各感圧センサ６４に作用する反発力も概ねゼロである。

　一方、第二部材４２の上面には、リンク部材４３の下面の少なくとも一部が当接しており、当該リンク部材４３の回転が規制されている。このため、リンク部材４３においても概ねＸＹ平面に平行な姿勢を維持している。これらのことから、第二弾性部材８０の付勢力を起因として、第一部材４１に支持された軸部３０がＺ軸方向に対して傾倒していない状態が維持されることになる。

　図９は、実施の形態に係る入力装置１０において、軸部３０がＸ軸マイナス方向へ傾倒した状態を示す断面図である。具体的には、図９は、図３に対応する図である。図９に示すように、ユーザが軸部３０をＸ軸マイナス方向に傾倒させると、各第二回転軸４１２を中心にして第一部材４１も連動して回転する。これにより、４つの第一弾性部材７０のうち、Ｘ軸マイナス方向の２つの第一弾性部材７０は圧縮され、Ｘ軸プラス方向の２つの第一弾性部材７０は圧縮されない。４つの感圧センサ６４のうち、Ｘ軸マイナス方向の２つの感圧センサ６４には同程度の圧力が作用し、Ｘ軸プラス方向の２つの感圧センサ６４には圧力が作用しない。図１０は、図９の場合に各感圧センサ６４に作用する圧力を示す模式図である。図１０中の矢印Ｙ１は、軸部３０の傾倒した向きを示している。各感圧センサ６４内に示す数値は、当該感圧センサ６４に作用する圧力を示している。

　図１１は、実施の形態に係る入力装置１０において、軸部３０がＹ軸マイナス方向へ傾倒した状態を示す断面図である。具体的には、図１１は、図４に対応する図である。図１１に示すように、ユーザが軸部３０をＹ軸マイナス方向に傾倒させると、各第一回転軸４３２を中心にして、リンク部材４３及び第一部材４１も連動して回転する。これにより、４つの第一弾性部材７０のうち、Ｙ軸マイナス方向の２つの第一弾性部材７０は圧縮され、Ｙ軸プラス方向の２つの第一弾性部材７０は圧縮されない。４つの感圧センサ６４のうち、Ｙ軸マイナス方向の２つの感圧センサ６４には同程度の圧力が作用し、Ｙ軸プラス方向の２つの感圧センサ６４には圧力が作用しない。図１２は、図１１の場合に各感圧センサ６４に作用する圧力を示す模式図である。図１２は、図１０に対応する図である。図１２中の矢印Ｙ２は、軸部３０の傾倒した向きを示している。各感圧センサ６４内に示す数値は、当該感圧センサ６４に作用する圧力を示している。

　上記においては、軸部３０がＸ軸方向へのみ傾倒する場合と、Ｙ軸方向へのみ傾倒する場合とを例示した。しかしながら、リンク部材４３がケース本体２１に対して回転可能であるともに、第一部材４１がリンク部材４３に対して回転可能であるので、リンク部材４３及び第一部材４１の協働により、軸部３０をＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して傾く向きに傾倒させることも可能である。

　図１３は、実施の形態に係る入力装置１０において、軸部３０がＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに傾いて傾倒された際の、各感圧センサ６４に作用する圧力を示す模式図である。図１３は、図１０に対応する図である。図１３中の矢印Ｙ３は、軸部３０の傾倒した向きを示している。各感圧センサ６４内に示す数値は、当該感圧センサ６４に作用する圧力を示している。

　各感圧センサ６４では、図１０、図１２及び図１３に示した圧力に応じて静電容量が変化しているので、各感圧センサ６４の出力値が配線部６２を介して外部の電子機器に出力される。当該電子機器は、各感圧センサ６４の出力値を解析することで、軸部３０の傾きの方向及び傾斜角度を認識することが可能である。なお、入力装置１０は、各感圧センサ６４の出力値に基づいて軸部３０の傾きの方向及び傾斜角度を検出する検出部を有していてもよい。この場合、検出部が検出した検出結果は、配線部６２を介して外部の電子機器に出力されることになる。

　軸部３０が傾倒している場合には、第二部材４２は、第一部材４１を支持しながら第一部材４１に連動して回転し、第二弾性部材８０を圧縮している。その後、軸部３０への操作が解除されると、第二弾性部材８０の復元力により、第二部材４２及び第一部材４１も基準位置に復帰し、軸部３０が傾倒していない状態に戻る。

　なお、軸部３０が傾倒していない状態であったり、軸部３０がいずれの向きに傾倒した状態であったりしても、軸部３０の基端部３２の端面は、スイッチ６３に当接している。軸部３０は、第一部材４１の筒部４１１によって軸方向へのスライドが許容されている。このため、ユーザが軸部３０をＺ軸マイナス方向へと押し込む操作を行うと、軸部３０がＺ軸マイナス方向へと移動し、スイッチ６３を押圧することになる。このスイッチ６３からの出力信号は、配線部６２を介して外部の電子機器に出力される。

　［効果等］
　以上のように、本実施の形態に係る入力装置１０は、Ｙ軸方向（第一方向）に傾倒自在な軸部３０と、軸部３０が貫通されており、当該軸部３０に連動して傾倒する押圧部４０と、押圧部４０に対して隙間をあけて配置された基板６０と、基板６０に設けられた感圧センサ６４と、一端部が押圧部４０に係合し、他端部が感圧センサ６４に係合するように、押圧部４０と感圧センサ６４の間に配置された第一弾性部材７０とを備え、押圧部４０は、軸部３０が傾倒すると第一弾性部材７０を圧縮する。

　これによれば、軸部３０が傾倒するとそれに連動して押圧部４０が第一弾性部材７０を圧縮するので、第一弾性部材７０の他端部が感圧センサ６４を押圧することになる。感圧センサ６４は、付与される圧力に応じて静電容量が変化する。このように、静電容量の変化量を検出することで、軸部３０におけるＸ軸方向の傾きを認識することが可能である。第一弾性部材７０は、感圧センサ６４に対して接触し圧力を変動させるものの、摺動しない。つまり、摺動を起因とした粉塵も発生しないために、長期的に正確な検出性能を発揮することができる。

　入力装置１０は、軸部３０の一部と、押圧部４０と、基板６０と、感圧センサ６４と、第一弾性部材７０とを収容するケース２０を備え、押圧部４０は、第一部材４１と、第一部材４１及び基板６０の間に配置された第二部材４２とを有し、第一部材４１は、第一弾性部材７０の一端部が係合する係合突起４２０（係合部）を有し、第二部材４２は、第一部材４１を支持しており、ケース２０は、第二部材４２における基板６０から離れる方向への移動を規制する爪部２２２を有する。

　これによれば、押圧部４０の一部である第二部材４２が、ケース２０の爪部２２２によって基板６０から離れる方向への移動が規制されているので、軸部３０の傾倒に追従して第二部材４２が動作したとしても、第二部材４２の抜けが爪部２２２により規制されることになる。これにより、軸部３０及び押圧部４０を長期に渡って安定して動作させることが可能となる。

　入力装置１０は、第二部材４２に対し、基板６０から離れる方向への力を付与する第二弾性部材８０を有する。

　これによれば、第二弾性部材８０が、第二部材４２に対して基板６０から離れる方向への力を付与しているので、当該付勢力により押圧部４０が基準位置に常に復帰しようとする。押圧部４０が基準位置に復帰しようとすれば、当該押圧部４０に連動する軸部３０も基準位置に復帰しようとする。つまり、軸部３０が操作されない場合には、軸部３０を傾倒させずに起立した状態とすることができる。

　押圧部４０は、軸部３０とともに第一部材４１をＹ軸方向に傾倒させる第一回転軸４３２を有するリンク部材４３を有し、ケース２０には、第一回転軸４３２を回転自在に支持する第一軸受部２１３が形成されている。

　これによれば、リンク部材４３の第一回転軸４３２が、ケース２０の第一軸受部２１３により回転自在に支持されているので、第一部材４１及び軸部３０がリンク部材４３を介して、Ｙ軸方向に回転するようにケース２０に支持されることになる。このため、第一部材４１及び軸部３０を安定してＹ軸方向に傾倒させることが可能となる。

　軸部３０は、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向（第二方向）に傾倒自在であり、感圧センサ６４は、軸部３０におけるＹ軸方向への傾倒を検出し、かつ軸部３０におけるＸ軸方向への傾倒を検出するため、複数設けられている。

　これによれば、Ｘ軸方向にも傾倒自在な軸部３０に対応して、感圧センサ６４が複数設けられているので、複数の感圧センサ６４の静電容量の変化を検出すればＹ軸方向の軸部３０の傾き及びＸ軸方向の軸部３０の傾きを認識することが可能である。

　第一部材４１には、軸部３０とともにＸ軸方向に傾倒するための第二回転軸４１２が形成されており、リンク部材４３には、第二回転軸４１２を回転自在に支持する第二軸受部４３３が形成されている。

　これによれば、第一部材４１の第二回転軸４１２が、リンク部材４３の第二軸受部４３３により回転自在に支持されているので、第一部材４１及び軸部３０がリンク部材４３を介して、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に回転するようにケース２０に支持されることになる。このため、第一部材４１及び軸部３０を安定してＹ軸方向及びＸ軸方向に傾倒させることが可能となる。

　複数の感圧センサ６４は、基板６０の平面視で、第一回転軸４３２及び第二回転軸４１２に重ならない位置に配置されている。

　これによれば、複数の感圧センサ６４が、基板６０の平面視で、第一回転軸４３２及び第二回転軸４１２に重ならない位置に配置されているので、第一回転軸４３２及び第二回転軸４１２がない場所に複数の感圧センサ６４が配置されることになる。したがって、複数の感圧センサ６４、第一回転軸４３２及び第二回転軸４１２をコンパクトに収容することができ、入力装置１０の小型化を図ることができる。

　基板６０は、当該基板６０の平面視で、傾倒していない軸部３０に重なる位置にスイッチ６３が設けられており、軸部３０を基板６０に近づけるとスイッチ６３が押圧される。

　これによれば、軸部３０を基板６０に近づけると基板６０上のスイッチ６３が押圧されるので、一つの軸部３０で、感圧センサ６４以外の入力を行うことができる。

　軸部３０において、スイッチ６３に近い方の端部（基端部３２）は先細り形状に形成されている。

　これによれば、軸部３０の基端部３２が先細り形状に形成されているので、スイッチ６３に対する圧力を高めることができる。したがって、スイッチ６３をより確実に押圧操作することが可能である。

　［その他］
　以上、本実施の形態に係る入力装置１０について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

　上記実施の形態では、軸部３０がＸ軸方向及びＹ軸方向に傾倒自在な入力装置１０を例示した。しかしながら軸部は一つの方向のみに傾倒自在であってもよい。この場合、一つの方向への軸部の傾倒を検出できればよいので、感圧センサを少なくとも１つだけ設ければよい。さらに、軸部を一つの方向のみへ傾倒させればよいので、回転軸及び軸受部も当該方向に対応したものだけを設ければよい。

　上記実施の形態では、第一弾性部材７０及び第二弾性部材８０が圧縮コイルバネである場合を例示した。しかしながら、第一弾性部材及び第二弾性部材は、圧縮コイルばね以外の弾性体であってもよい。例えば、その他の弾性体としては板バネ、ゴム等が挙げられる。

　上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

　本開示は、例えばジョイスティックなどの入力装置に有用である。

１０　入力装置
２０　ケース
２１　ケース本体
２２　底蓋部
３０　軸部
３１　本体部
３２　基端部
４０　押圧部
４１　第一部材
４２　第二部材
４３　リンク部材
６０　基板
６２　配線部
６３　スイッチ
６４　感圧センサ
６５　押圧体
６６　位置決め部
７０　第一弾性部材
８０　第二弾性部材
２１１　開口部
２１２　支持柱
２１３　第一軸受部
２２１　係止片
２２２　爪部
２２２ａ　第一爪部
２２２ｂ　第二爪部
２２３ａ、２２３ｂ　突起
４１１　筒部
４１２　第二回転軸
４１４　支持台
４１５　ドーム部
４１６　平坦部
４１７　第一切欠
４１８　露出口
４１９　第二切欠
４２０　係合突起（係合部）
４２１　円環部
４２２　突出片
４２３、６６６　溝部
４２４　切欠
４３１　リンク本体
４３２　第一回転軸
４３３　第二軸受部
６５１　係合突起
６６１　第一開口
６６２　第二開口
６６３　貫通孔
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３　矢印

Claims

　第一方向に傾倒自在な軸部と、
　前記軸部が貫通されており、当該軸部に連動して傾倒する押圧部と、
　前記押圧部に対して隙間をあけて配置された基板と、
　前記基板に設けられた感圧センサと、
　一端部が前記押圧部に係合し、他端部が前記感圧センサに係合するように、前記押圧部と前記感圧センサの間に配置された第一弾性部材とを備え、
　前記押圧部は、前記軸部が傾倒すると前記第一弾性部材を圧縮する
　入力装置。
　前記軸部の一部と、前記押圧部と、前記基板と、前記感圧センサと、前記第一弾性部材とを収容するケースを備え、
　前記押圧部は、第一部材と、前記第一部材及び前記基板の間に配置された第二部材とを有し、
　前記第一部材は、前記第一弾性部材の前記一端部が係合する係合部を有し、
　前記第二部材は、前記第一部材を支持しており、
　前記ケースは、前記第二部材における前記基板から離れる方向への移動を規制する爪部を有する
　請求項１に記載の入力装置。
　前記第二部材に対し、前記基板から離れる方向への力を付与する第二弾性部材を有する
　請求項２に記載の入力装置。
　前記押圧部は、前記軸部とともに前記第一部材を前記第一方向に傾倒させる第一回転軸を有するリンク部材を有し、
　前記ケースには、前記第一回転軸を回転自在に支持する第一軸受部が形成されている
　請求項２または３に記載の入力装置。
　前記軸部は、前記第一方向に直交する第二方向に傾倒自在であり、
　前記感圧センサは、前記軸部における前記第一方向への傾倒を検出し、かつ前記軸部における前記第二方向への傾倒を検出するため、複数設けられている
　請求項４に記載の入力装置。
　前記第一部材には、前記軸部とともに第二方向に傾倒するための第二回転軸が形成されており、
　前記リンク部材には、前記第二回転軸を回転自在に支持する第二軸受部が形成されている
　請求項５に記載の入力装置。
　複数の前記感圧センサは、前記基板の平面視で、前記第一回転軸及び前記第二回転軸に重ならない位置に配置されている
　請求項６に記載の入力装置。
　前記基板は、当該基板の平面視で、傾倒していない前記軸部に重なる位置にスイッチが設けられており、
　前記軸部を前記基板に近づけると前記スイッチが押圧される
　請求項１または２に記載の入力装置。
　前記軸部において、前記スイッチに近い方の端部は先細り形状に形成されている
　請求項８に記載の入力装置。