WO2023203885A1 - 操作装置 - Google Patents

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WO2023203885A1
WO2023203885A1 PCT/JP2023/007411 JP2023007411W WO2023203885A1 WO 2023203885 A1 WO2023203885 A1 WO 2023203885A1 JP 2023007411 W JP2023007411 W JP 2023007411W WO 2023203885 A1 WO2023203885 A1 WO 2023203885A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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operating
return
housing
engagement
biasing
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/007411
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
史崇 清野
真稔 大野
徹 西岡
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプスアルパイン株式会社 filed Critical アルプスアルパイン株式会社
Publication of WO2023203885A1 publication Critical patent/WO2023203885A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/05—Means for returning or tending to return controlling members to an inoperative or neutral position, e.g. by providing return springs or resilient end-stops
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick

Definitions

  • the present invention relates to an operating device that performs input by tilting an operating member in a desired direction.
  • Patent Document 1 describes an operating device that performs input by tilting an operating member such as an operating lever, which includes a first interlocking member that is rotatable and has a long groove, and a first interlocking member that is arranged in a direction orthogonal to the first interlocking member.
  • a second interlocking member which is provided, is rotatable and has a long groove; a frame body in which the first interlocking member and the second interlocking member are installed; and the frame is inserted into the long groove of the first interlocking member; an operating shaft that is pivotably supported by the second interlocking member and tiltable about the pivot portion as a fulcrum; and an operating shaft that is driven via the first and second interlocking members by operation of the operating shaft.
  • a multi-directional input device comprising a plurality of electrical components, the operating shaft being formed of a plate material and having a substantially rectangular cross-section.
  • a dish-shaped return member that is larger than the operating body is disposed below the operating body.
  • a lower frame body having a cylindrical retaining wall for vertically movably retaining the return member is provided.
  • a return spring is compressed and disposed between the return member and the lower frame body, and elastically urges the return member upward.
  • Patent Document 2 discloses a composite switch that is multifunctional, has good operability, and can be miniaturized.
  • This composite switch includes a multi-directional switch means that sends a predetermined control signal according to the tilting direction and tilt angle when the operating section is tilted, and stops the control signal when the operating section returns to the initial position;
  • the pushbutton switch means is disposed around the operating section on the locus of movement of the operating section when the operating section is tilted, and is opened and closed by pressing and releasing the pressing when the operating section is tilted.
  • the operating device may be provided with a return member that returns a tilted operating member to a neutral position, as shown in Patent Document 1, for example.
  • a return force is applied to the operating member from the biasing member via the return member.
  • the biasing member is pressed by the return member, and when the operating member is released from tilting, the biasing force of the biasing member is applied to the operating member via the return member.
  • the return member slides in one direction relative to the housing by tilting and releasing the tilt of the operating member.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an operating device that can stabilize the sliding movement of the return member and suppress variations in the return of the operating member to the neutral position. With the goal.
  • One aspect of the present invention includes a housing, a shaft portion extending in one direction, and an operation capable of a tilting operation of rotating around a first rotation axis intersecting the extending direction of the shaft portion.
  • a first interlocking member that is rotatably supported by the casing around the first rotational axis and that rotates in conjunction with the tilting operation of the operating member; a return member that applies a return force to the operating member to return it to its position; a biasing member that applies a return force to the operating member via the return member; and a first rotation detection unit that detects rotation of the first interlocking member.
  • the return member includes a bottom portion that is in contact with one end of the operating member in the extending direction, and a receiving portion that is provided around the bottom portion and receives one end of the biasing member.
  • the engaging portion when the biasing member applies a return force to the operating member, the engaging portion is elastically engaged with the casing. Due to this elastic engagement, the tilting recovery force applied to the return member is alleviated, and accurate return of the operating member to the neutral position is realized.
  • At least one of the engagement receiving part that engages with the engagement part in the housing and the engagement part may have a surface inclined with respect to the biasing direction of the biasing member.
  • the housing may have an elastically deformable portion so that the engaging portion elastically engages with the housing
  • the return member may have an elastically deformable portion so that the engaging portion is configured to elastically engage with the housing.
  • the portion may be configured to elastically engage the housing.
  • the elastic deformation section has a strip member extending along the biasing direction of the biasing member, the engagement section is provided on the outer circumferential side of the strip member, and the engagement section is attached to the housing.
  • the piece-like member When engaged, the piece-like member may be bent and the engaging portion may be moved toward the inner circumferential side of the return member.
  • the engagement portion moves toward the inner circumferential side of the return member due to the engagement pressing force caused by the deflection of the piece-like member, thereby achieving reliable elastic engagement between the engagement portion and the casing.
  • a plurality of engaging portions are provided on the same circumference centered on the center of the bottom, and when elastic engagement occurs.
  • the bottom portion may be configured to receive force in one direction along the circumference due to movement of the plurality of engaging portions.
  • three or more engaging portions are provided. In this way, by providing three or more engaging parts, the engagement pressing forces of the plurality of engaging parts are generated in at least three directions, and offset in the in-plane direction of the bottom of the return member is suppressed. .
  • the operating member and the first interlocking member are in contact with each other, and the urging force of the urging member transmitted from the operating member to the first interlocking member causes the first shaft support of the first interlocking member to move toward the housing. It may also be configured to be pressed against the body. This makes it difficult for play to occur in the movement of the operating member and the first interlocking member.
  • the first interlocking member may be elastically bent by the urging force of the urging member. As described above, since the first interlocking member is elastically bent, the entire urging force of the urging member is suppressed from being applied to the return member, and the elastic engagement of the engaging portion with the casing is suppressed. The increase in resistance load is suppressed.
  • the operating device has a second pivot supported by the casing so as to be rotatable about a second pivot axis that intersects with the first pivot axis, and rotates in conjunction with the tilting operation of the operating member.
  • the configuration may further include a second interlocking member and a second rotation detection section that detects rotation of the second interlocking member.
  • an operating device that can stabilize the sliding movement of the return member and suppress variations in the return of the operating member to the neutral position.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an operating device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the operating device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the operating member is in a neutral position.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the operating member is tilted.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a return member.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an engagement relationship between a return member and a first interlocking member.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the engagement relationship between the return member and the first interlocking member.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating engagement between an engaging portion and a housing.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating engagement between an engaging portion and a housing.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a layout of a plurality of engaging portions. It is a sectional view explaining load absorption by a 1st interlocking member.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an operating device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the operating device according to this embodiment.
  • the operating device 1 according to the present embodiment is a device that receives input by tilting the operating member 20 with respect to the housing 10.
  • the first rotational axis AX1 is parallel to the X-axis
  • the second rotational axis AX2 is parallel to the Y-axis
  • the operating member It is assumed that the axis at the neutral position of No. 20 (neutral axis AX3) is parallel to the Z axis.
  • the side on which the operating member 20 in the neutral position extends will be referred to as the upper side in the Z-axis direction (upper, upward), and the opposite side will be referred to as the lower side in the Z-axis direction (lower, downward).
  • the operating device 1 includes a housing 10, an operating member 20, a first interlocking member 30, a second interlocking member 40, a biasing member 51, a first rotation detection section 60, and a second rotation detection section 70.
  • the housing 10 is provided in a substantially box shape with an opening at the bottom.
  • a hole 10h in which the operating member 20 is placed is provided in the upper center of the housing 10.
  • a bottom plate member 15 is provided as a part of the housing 10 in the lower opening of the housing 10 .
  • Non-limiting examples of the constituent material of the housing 10 include resin-based materials such as polyester such as polybutylene terephthalate and polyamide, and metal-based materials such as iron-based materials, aluminum-based materials, and copper-based materials.
  • the bottom plate member 15 may be made of the same material as the material of the housing 10, or may be made of a different material.
  • a specific example of the case where the constituent materials of the two are different is a case where the housing 10 is made of a resin-based material and the bottom plate member 15 is made of a metal-based material.
  • the operating member 20 has a cylindrical portion 21 disposed inside the casing 10 and a shaft portion 22 extending outward from the inside of the casing 10 through a hole 10h.
  • the extending direction D of the shaft portion 22 is parallel to the Z-axis.
  • the extending direction D of the shaft portion 22 is non-parallel to the Z-axis.
  • the operating member 20 can be tilted relative to the housing 10 around the first rotation axis AX1 and around the second rotation axis AX2, respectively.
  • the first interlocking member 30 has a first shaft support 31 that is rotatably supported by the casing 10 around a first rotation axis AX1, and is configured to rotate in conjunction with the tilting operation of the operating member 20. provided.
  • the first interlocking member 30 is provided in a frame shape having a hole 30h in the center.
  • the operating member 20 is inserted into the central hole 30h of the first interlocking member 30.
  • a fitting protrusion 23 protrudes from the cylindrical portion 21 of the operating member 20, and the fitting protrusion 23 is slidably fitted into a fitting hole 30a provided in the first interlocking member 30.
  • Non-limiting examples of the constituent material of the first interlocking member 30 include resin-based materials such as polyacetal, polyester, and polyamide.
  • the second interlocking member 40 has a second shaft support 41 that is rotatably supported by the housing 10 around a second rotation axis AX2, and is configured to rotate in conjunction with the tilting operation of the operating member 20. provided.
  • the second interlocking member 40 has an arch portion 42 curved in an arch shape.
  • a hole 42h is provided in the center of the arch portion 42 of the second interlocking member 40.
  • the shaft portion 22 of the operating member 20 is inserted into the central hole 42h of the arch portion 42 of the second interlocking member 40.
  • the shaft portion 22 of the operation member 20 is provided with a convex portion 22a, and when the operation member 20 is inserted into the hole 42h of the arch portion 42, the convex portion 22a comes into contact with the arch portion 42, and the shaft portion 22 is slidably fitted into the hole 42h.
  • the second interlocking member 40 is arranged to straddle the first interlocking member 30 in the Y-axis direction.
  • the second interlocking member 40 straddles the first interlocking member 30 and the shaft portion 22 of the operating member 20 is inserted into the hole 30h of the first interlocking member 30 and the hole 42h of the second interlocking member 40, these are connected to the housing. It is incorporated inside 10.
  • the constituent material of the second interlocking member 40 include resin-based materials such as polyacetal, polyester, and polyamide.
  • the biasing member 51 biases the operating member 20 to press the first shaft support 31 of the first interlocking member 30 against the housing 10, and also applies a return force to the operating member 20 to return the operating member 20 to the neutral position.
  • the biasing member 51 is, for example, a coil spring.
  • the biasing member 51 biases the operating member 20 via the return member 45.
  • the return member 45 is arranged below the operating member 20 (on the bottom plate member 15 side than the first interlocking member 30), and is pushed downward by the tilting of the operating member 20.
  • the biasing member 51 is installed between the return member 45 and the receiving bottom portion 151 that abuts the bottom plate member 15 .
  • the return member 45 includes a bottom portion 451 that is in contact with the first end portion 25 that is one end (lower end portion) in the extending direction of the operating member 20, and one end of the biasing member 51 that is provided around the bottom portion 451. It has a receiving part 452 that receives the. That is, one end (upper end) of the biasing member 51 is received in the receiving part 452, and the other end (lower end) is received in the receiving bottom part 151. As a result, the biasing member 51 biases the operating member 20 upward via the return member 45.
  • a plurality of engaging portions 453 are provided on the outer circumferential side of the receiving portion 452.
  • the engaging portion 453 engages with the housing 10. This serves as a guide when the return member 45 slides vertically relative to the housing 10.
  • the plurality of engaging portions 453 are configured to elastically engage with the housing 10. The engagement between the engaging portion 453 and the housing 10 will be described later.
  • the first rotation detection section 60 detects the rotation of the first interlocking member 30, and the second rotation detection section 70 detects the rotation of the second interlocking member 40.
  • the first rotation detection unit 60 includes, for example, an electrical resistance sensor 61 and a brush 62.
  • the second rotation detection section 70 includes, for example, an electrical resistance sensor 71 and a brush 72.
  • the electrical resistance type sensors 61 and 71 are formed on a circuit board 90 such as a flexible printed circuit board.
  • the brushes 62 and 72 are attached to holders 63 and 73, respectively, and the brushes 62 and 72 are provided so as to be slidable on the electrical resistance sensors 61 and 71 together with the holders 63 and 73.
  • the holder 63 to which the brush 62 is attached can be slid by the swinging of the claw portion 301 provided on the first interlocking member 30.
  • the claw portion 301 swings as the first interlocking member 30 rotates around the first rotation axis AX1, and the holder 63 slides on the electrical resistance sensor 61 due to the swing. Since the electrical resistance value changes depending on the position of the brush 62 on the electrical resistance type sensor 61, the rotation of the first interlocking member 30 around the first rotation axis AX1 can be detected based on the electrical resistance value.
  • the holder 73 to which the brush 72 is attached can be slid by the swinging of the claw portion 401 provided on the second interlocking member 40.
  • the claw portion 401 swings as the second interlocking member 40 rotates around the second rotation axis AX2, and the holder 73 slides on the electrical resistance sensor 71 due to the swing. Since the electrical resistance value changes depending on the position of the brush 72 on the electrical resistance sensor 71, the rotation of the second interlocking member 40 around the second rotation axis AX2 can be detected based on the electrical resistance value.
  • a displacement detection section 80 is attached on the circuit board 90.
  • the displacement detection unit 80 includes, for example, a contact pattern 81 formed on a circuit board 90 and a contact sheet 82 disposed on the contact pattern 81.
  • the displacement detection unit 80 detects displacement of the operating member 20 in a direction different from both around the first rotation axis AX1 and around the second rotation axis AX2. In this embodiment, displacement along the extending direction of the operating member 20 is detected.
  • the first interlocking member 30 is provided with an arm portion 33 that extends above the displacement detection portion 80 from the side opposite to the side where the first shaft support 31 is provided.
  • this pushing operation is also referred to as a "pushing operation"
  • the fulcrum is placed on the first shaft support 31 side. position, and the arm portion 33 of the first interlocking member 30 is pushed toward the displacement detection portion 80 by the pressing force.
  • This displacement of the arm portion 33 presses the contact sheet 82, and the contact between the contact sheet 82 and the contact pattern 81 causes the displacement detection portion 80 to become conductive. Thereby, the push operation of the operating member 20 can be detected.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a state in which the operating member is in a neutral position.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a state in which the operating member is tilted. 3 and 4 show cross-sectional views taken in the X direction (cross-sectional views along the YZ plane). As shown in FIG. 3, when the operating member 20 is in the neutral position, the return member 45 is placed in a pushed up position under the urging force of the urging member 51.
  • the first end 25 of the operating member 20 has a bottom contact portion 251 that contacts the bottom 451 of the return member 45.
  • the bottom contact portion 251 protrudes from the center portion of the first end portion 25 toward the bottom portion 451 in the Z direction.
  • the bottom contact portion 251 is provided in a cylindrical shape with the axis of the operating member 20 as the center.
  • the center portion of the bottom portion 451 that the bottom contact portion 251 comes into contact with is more raised than the other portions.
  • the bottom contact portion 251 is in contact with the lowest position of the bottom portion 451 in the Z direction.
  • the biasing force by the biasing member 51 is applied to the operating member 20 via the return member 45.
  • This biasing force causes the bottom contact portion 251 to come into contact with the bottom portion 451 so as to be drawn to the lowest position in the Z direction.
  • a force for returning to the neutral position is applied to the operating member 20.
  • the contact position of the bottom contact portion 251 on the tilted side with the bottom portion 451 moves toward the center. Since the periphery of the central portion of the bottom portion 451 is more raised than other portions, the return member 45 overcomes the urging force of the urging member 51 and is pushed down due to the contact between this raised portion and the bottom contact portion 251. Become. By pushing down the return member 45, the biasing member 51 is compressed.
  • the return member 45 moves in the vertical direction with respect to the housing 10.
  • the vertical movement of the return member 45 is guided by the positional relationship between the housing 10 and the engaging portion 453.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the return member.
  • the return member 45 receives the operating member 20 on the upper side of the bottom portion 451 and receives the biasing member 51 on the lower side of the receiving portion 452.
  • the outer shape of the return member 45 when viewed in the Z direction is approximately square, and engaging portions 453 are provided at each of the four corners.
  • Elastic deformation parts 47 are provided at the four corners of the return member 45.
  • the elastic deformation part has a piece-like member 471 extending in the Z direction, and an engaging part 453 is provided on the outer peripheral side of the piece-like member.
  • the elastic engagement with the housing 10 by the four engaging portions 453 makes it easier to maintain balance when the return member 45 moves up and down.
  • four engaging parts 453 shown in FIG. 5 are provided in the return member 45, three or more engaging parts 453 may be provided.
  • the engagement pressing forces of the plurality of engaging portions 453 are generated in at least three directions (directions along a plane perpendicular to the extending direction), and the return member Offset of the bottom portion 451 of 45 in the in-plane direction is suppressed. Thereby, the operating member 20 can be accurately returned to the neutral position.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the engagement relationship between the return member and the first interlocking member.
  • FIG. 7 is a sectional view showing the engagement relationship between the return member and the first interlocking member.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view (a cross-sectional view along the YZ plane) in the X direction in FIG. 6 .
  • the operating member 20 is inserted into the central hole 30h of the first interlocking member 30.
  • the fitting protrusion 23 of the operating member 20 is slidably fitted into the fitting hole 30a of the first interlocking member 30, so that the operating member 20 is rotated around the second rotation axis AX2 with respect to the first interlocking member 30. It becomes possible to perform tilting operation.
  • the first interlocking member 30 is rotatably supported on the housing 10 around a first rotation axis AX1. Accordingly, when the operating member 20 is tilted around the first rotation axis AX1, the first interlocking member 30 rotates together with the operation member 20 around the first rotation axis AX1.
  • a portion of the lower central portion of the first interlocking member 30 is disposed inside the bottom portion 451 of the return member 45.
  • the lower portion 35 of the fitting hole 30a of the first interlocking member 30 that fits into the fitting protrusion 23 of the operating member 20 is arranged inside the bottom portion 451 of the return member 45.
  • the upper surface of the bottom portion 451 is recessed from the outer circumferential side to the inner circumferential side, and the lower portion 35 is arranged in the recess of the bottom portion 451.
  • FIGS. 8 and 9 are schematic diagrams illustrating the engagement between the engaging portion and the casing.
  • FIG. 8 shows the positional relationship between the engaging portion 453 and the housing 10 when the return member 45 is pushed down (an enlarged schematic diagram of section B shown in FIG. 4).
  • the engaging portion 453 is provided on the outer peripheral side of the receiving portion 452 of the return member 45, and is configured to elastically engage with the housing 10.
  • An elastic deformation portion 47 that can be elastically deformed toward the inner circumference of the return member 45 is provided at a corner of the return member 45 .
  • the elastically deformable portion 47 includes a strip member 471 formed in a substantially U-shape, for example, and an engaging portion 453 is provided on the outer circumferential side of the strip member 471 .
  • the housing 10 is provided with an engagement receiving part 101 that engages with the engagement part 453. At least one of the engaging portion 453 and the engaging receiving portion 101 has a surface inclined with respect to the urging direction (Z direction) of the urging member 51. In this embodiment, both the engaging portion 453 and the engaging receiving portion 101 are provided with inclined surfaces S1 and S2. The inclined surfaces S1 and S2 are inclined upward toward the inner circumferential side of the return member 45.
  • FIG. 9 shows the positional relationship between the engaging portion 453 and the casing 10 when the return member 45 is pushed up by the urging force of the urging member 51 (an enlarged schematic diagram of section A shown in FIG. 3).
  • the engagement portion 453 and the engagement receiving portion 101 come into contact with each other, and the engagement portion 453 slides along the inclined surface S2 (see arrow a2 in the figure).
  • the joint portion 453 moves toward the inner circumferential side of the return member 45 (see arrow a3 in the figure).
  • the strip member 471 of the elastically deformable portion 47 is bent to generate an engagement pressing force, and the engagement portion 453 and the housing 10 are elastically engaged. Due to such elastic engagement between the engaging portion 453 and the housing 10, the tilting recovery force applied to the return member 45 is alleviated, and accurate return of the operating member 20 to the neutral position is realized.
  • the operating member 20 when the operating member 20 deviates from the neutral position and is pushing the return member 45, the operating member 20 is not pushing the center of the return member 45, but the operating member 20 moves in response to the inclination of the operating member 20.
  • the bottom contact portion 251 of is pushing the off-center portion of the return member 45. Therefore, the return member 45 not only moves downward when pushed in along the biasing direction, but also moves downward relative to the biasing direction, based on the position when the operating member 20 is in the neutral position (initial position). It is displaced so that it is tilted. Therefore, the degree of compression of the biasing member 51 varies.
  • the biasing force includes not only an upward force along the biasing direction but also a tilting recovery force for restoring the returning member 45 from its tilted state.
  • This tilting recovery force contributes to returning the operation member 20 to the neutral position, but its direction and magnitude vary depending on the position of the operation member 20 when the force pushing the return member 45 is released. This may prevent the member 45 from accurately returning to the neutral position.
  • the tilting angle of the operating member 20 when the tilting angle of the operating member 20 is large and the degree of non-uniform compression of the biasing member 51 via the return member 45 is large, the biasing force of the biasing member 51 will vary widely, and the tilting recovery force will be reduced. There is a concern that the operating member 20 may become stronger and move the operating member 20 beyond the neutral position.
  • a structure is provided that appropriately alleviates the influence of the tilting recovery force applied to the return member 45 when the force of the operating member 20 pushing the return member 45 is released.
  • a structure is provided that appropriately alleviates the influence of the tilting recovery force applied to the return member 45 when the force of the operating member 20 pushing the return member 45 is released.
  • a sliding structure is configured by the retaining wall of the lower frame and the return member.
  • the holding wall of the lower frame restricts the displacement of the return member from tilting with respect to the biasing direction. That is, in the multidirectional input device disclosed in Patent Document 1, the degree of tilting of the return member is suppressed by the sliding structure, thereby suppressing the tilting recovery force from becoming excessive.
  • the tilting angle of the operating member 20 increases, the force with which the holding wall of the lower frame body supports the tilting of the return member 45 increases. This inevitably causes strong local contact between the retaining wall of the lower frame and the return member. If the degree of this contact is too strong, the return member will bite the retaining wall, making it impossible for the sliding structure to operate normally.
  • the sliding structure like the multi-directional input device disclosed in Patent Document 1 is not provided, and the return member 45 is allowed to tilt, thereby preventing the occurrence of the above-mentioned failure.
  • the engaging portion 453 is elastically engaged with the housing 10 when the biasing member 51 applies a return force to the operating member 20. Due to this elastic engagement, a part of the biasing force of the biasing member 51 is used to elastically deform the contact portion between the engaging portion 453 and the housing 10, so that the biasing force from the biasing member 51 is transferred to the return member 45. The transmitted force is attenuated. As a result, the tilting recovery force applied to the return member 45 is also alleviated, and accurate return of the operating member 20 to the neutral position is realized.
  • the elastic engagement between the engaging portion 453 and the housing 10 also has the function of absorbing manufacturing variations in the operating device 1. Since the operation member 20 is composed of a plurality of movable members (operation member 20, return member 45, first interlocking member 30, etc.), there may be variations in the manufacturing stage of each movable member or in the assembly stage of the plurality of movable members. There is unavoidable variation.
  • the positional relationship in the urging direction (vertical direction) between the engaging portion 453 of the operating member 20 and the engaging receiving portion 101 that engages with the engaging portion 453 of the housing 10 may vary from individual to individual. Each is slightly different. Therefore, by bringing the engaging portion 453 and the engaging receiving portion 101 into elastic contact, a width is provided at the position in the biasing direction (vertical direction) when the engaging portion 453 and the engaging receiving portion 101 are engaged. It becomes possible to have As a result, the engagement between the engagement portion 453 and the engagement receiving portion 101 is stabilized, and variations in engagement between individual operating devices 1 are alleviated. In particular, when the operating device 1 has four or more engaging parts 453, the engagement state between the engaging parts 453 and the engaging receiving part 101 will inevitably vary, so such an engagement relaxation mechanism is not possible. One thing is especially effective.
  • FIG. 10 is a plan view showing an example of the layout of a plurality of engaging parts.
  • a plurality of engagement portions 453 are provided on the outer circumferential side of the receiving portion 452 in the return member 45, it is preferable to adopt a layout that suppresses variations in engagement pressing force due to the plurality of engagement portions 453.
  • a plurality of engaging portions 453 are provided on the same circumference (dotted chain line circle in the figure) centered on the center of the bottom portion 451, and elastic
  • the bottom portion 451 is configured to receive force in one direction along the circumference (see arrow a4 in the figure) due to movement of the plurality of engaging portions 453.
  • engaging parts 453-1 to 453-4 are provided at each of the four corners of the return member 45, the engaging parts 453-1 will move in the direction of arrow Y2 when engaged with the housing 10. It is provided to move in the direction shown.
  • An engaging portion 453-3 provided at a diagonal position to the engaging portion 453-1 is provided so as to move in the direction shown by arrow Y1 (opposite direction to arrow Y2) when engaged with the housing 10. It will be done.
  • the engaging portion 453-1 and the engaging portion 453-2 adjacent in the Y direction are provided so as to move in the direction shown by the arrow X1 when engaged with the housing 10.
  • the engaging portion 453-4 adjacent to the engaging portion 453-1 in the X direction (provided diagonally to the engaging portion 453-2) moves in the direction shown by the arrow X2 when engaged with the housing 10. (the direction opposite to the arrow X1).
  • the adjacent engaging parts 453 are provided to move in directions different from each other by 90 degrees, and the return member is moved by the engagement pressing force generated by the movement of the four engaging parts 453-1 to 453-4 as a whole.
  • the bottom portion 451 of 45 receives force in one direction along the circumference (counterclockwise in the example shown in FIG. 10). As a result, variations in engagement pressing force due to the plurality of engagement portions 453-1 to 453-4 are gradually eliminated, and offset of the bottom portion 451 in the in-plane direction is suppressed.
  • the biasing force biases the return member 45.
  • This tilt recovery force causes variations in the pressing force (engaging pressing force) on the casing 10 when each of the plurality of engaging portions 453 engages with the casing 10. If variations in the engagement pressing force of the plurality of engagement portions 453 cause an offset in the in-plane direction of the bottom portion 451 of the return member 45, the neutral position of the operating member 20 will shift. This causes a measurement error in the tilting operation in the operating device 1.
  • the engagement pressing force when the plurality of engagement parts 453 are elastically engaged is a force that rotates the bottom part 451 in the in-plane direction as a whole (for example, a force in the direction indicated by arrow a4 in the figure). ), variations in engagement pressing force due to the plurality of engagement portions 453 are gradually eliminated. By eliminating variations in the engagement pressing force, offset in the in-plane direction of the bottom portion 451 of the return member 45 is suppressed, and the operating member 20 can be accurately returned to the neutral position.
  • FIG. 11 is a sectional view illustrating load absorption by the first interlocking member.
  • the biasing member 51 compressed by the tilting of the operating member 20 tries to return to the state before compression when the force for maintaining the tilting of the operating member 20 is released. Generates a biasing force.
  • This biasing force is first applied to the return member 45 and transmitted to the operating member 20 that contacts the bottom portion 451 of the return member 45.
  • the biasing force is transmitted from the operating member 20 to the first interlocking member 30, and the first shaft support 31 of the first interlocking member 30 Press the housing 10 at .
  • the first shaft support 31 is a stopper that stops the movement of the member based on the urging force. Due to the configuration in which the first shaft support 31 is pressed against the housing 10 by the biasing force, play in the movement of the operating member 20 and the first interlocking member 30 is less likely to occur.
  • the return member 45 has the engaging portion 453, and the urging member 51 is biased by the elastic engagement between the engaging portion 453 and the housing 10. Power will be partially attenuated. The degree of this attenuation needs to be appropriately controlled.
  • the urging force of the urging member 51 is also partially attenuated by the contact resistance at the contact portion between the return member 45 and the operating member 20 and the contact resistance at the contact portion between the operating member 20 and the first interlocking member 30. Therefore, in order for the first shaft support 31 of the first interlocking member 30 to appropriately press the housing 10, the biasing force must remain even after being attenuated by the above-mentioned elastic engagement and these frictional resistances. Must be. Expressing this in a formula is as follows. Biasing force of biasing member 51 > damping due to elastic engagement of engaging portion 453 + frictional resistance of each part (1)
  • the first interlocking member 30 when the first interlocking member 30 contacts the housing 10, the first interlocking member 30 have some degree of elasticity.
  • the biasing force of the biasing member 51 when the biasing force of the biasing member 51 is applied to the first interlocking member 30 via the return member 45 and the operating member 20, when the first interlocking member 30 is pressed toward the housing 10 (upper side), as shown in FIG. 11, the first interlocking member 30 is elastically deformed.
  • the degree of deformation of the first interlocking member 30 is emphasized.
  • the operating device 1 According to the operating device 1 according to the present embodiment, it is possible to stabilize the sliding movement of the return member 45 and suppress variations in the return of the operating member 20 to the neutral position.
  • the return member 45 is provided with the elastic deformation portion 47, but the housing 10 may be provided with an elastic deformation portion (not shown).
  • the engaging portion 453 elastically engages with the housing 10 in the same manner as described above.
  • the elastic engagement between the engaging portion 453 and the housing 10 may be configured other than the elastic deforming portion 47.
  • a configuration may be adopted in which a member made of an elastic material is provided at the engagement position between the engagement portion 453 and the housing 10.
  • the present invention is not limited to these examples.
  • the first rotation detection section 60 and the second rotation detection section 70 may be of a type other than an electric resistance change type (for example, a magnetic change type), and the displacement detection part 80 may also be of a type other than contact detection (for example, a magnetic change type). (optical detection type, capacitive detection type) may be used.
  • the operating member 20 can be tilted around the first rotation axis AX1 and around the second rotation axis AX2
  • only around the first rotation axis AX1 (or around the second rotation axis AX2) is possible. (only around AX2) may be configured to allow tilting operation.
  • the gist of the present invention also includes those in which a person skilled in the art appropriately adds, deletes, or changes the design of each of the above-mentioned embodiments, or appropriately combines the features of the configuration examples of each embodiment. As long as it has the following, it is included within the scope of the present invention.

Abstract

本発明の一態様は、筐体と、一方向に延在する軸体部を有し当該軸体部の延在方向に交差する第１回動軸周りに回動する傾倒動作が可能な操作部材と、第１回動軸周りに回動可能に筐体に支持される第１軸支部を有し、操作部材の傾倒操作に連動して回動する第１連動部材と、操作部材を中立位置に復帰させる復帰力を操作部材に付与する復帰部材と、復帰部材を介して操作部材に復帰力を付与する付勢部材と、第１連動部材の回動を検知する第１回動検知部と、を備える操作装置であり、復帰部材は、操作部材における延在方向の一方の端部と接する底部と、当該底部の周囲に設けられ付勢部材の一端を受容する受容部と、を備え、付勢部材は、操作部材に復帰力を付与するとともに、受容部の外周側に複数設けられた係合部を筐体に弾性的に係合させるため、復帰部材の摺動動作を安定化させて操作部材の中立位置への復帰のばらつきを抑制することができる。

Description

操作装置
　本発明は、操作部材を所望の方向に傾倒することで入力を行う操作装置に関するものである。
　操作レバー等の操作部材を傾倒することで入力を行う操作装置として、特許文献１には、回動可能で長溝を有する第１の連動部材と、該第１の連動部材と直交する方向に配設され、回動が可能で長溝を有する第２の連動部材と、前記第１連動部材と第２連動部材とを内部に架設する枠体と、前記第１の連動部材の長溝に挿通され、前記第２の連動部材に揺動可能に軸支されると共に、該軸支部分を支点として傾動可能な操作軸と、該操作軸の操作により前記第１と第２の連動部材を介して駆動される複数の電気部品とを備え、前記操作軸を板材で形成しその断面形状を略矩形に形成したことを特徴とする多方向入力装置が開示される。この多方向入力装置では、前記操作体の下部には該操作体より大きめに形成された皿状の復帰部材が配設されている。また、前記復帰部材を垂直移動可能に保持する円筒状の保持壁を有する下部枠体が配設されている。前記帰部材と前記下部枠体との間に復帰バネが圧縮して配設されて、前記復帰部材を上方に弾性付勢している。
　また、特許文献２には、多機能で操作性が良く小型化が可能な複合スイッチが開示される。この複合スイッチは、操作部の傾動により傾動方向および傾動角度に応じた所定の制御信号を送出し、操作部の初期位置への復帰により制御信号を停止する多方向スイッチ手段と、多方向スイッチ手段の周囲であって操作部を傾動した際の操作部の移動軌跡上に配置され、操作部の傾動による押圧および押圧解除により開閉する押しボタンスイッチ手段とを備えた構成となっている。
特開平１１－０５３９９５号公報 特開２０００－１２３６９０号公報
　操作装置には、例えば特許文献１に示されるように、傾倒した操作部材を中立位置に復帰させる復帰部材が設けられる場合がある。操作部材にはこの復帰部材を介して付勢部材から復帰力が付与されている。操作部材を傾倒した際には復帰部材によって付勢部材が押圧され、操作部材の傾倒を解除した際には付勢部材の付勢力が復帰部材を介して操作部材に付与される。復帰部材は操作部材の傾倒および傾倒の解除によって筐体に対して一方向に摺動動作する。
　この復帰部材の摺動動作にがたつきが生じていると操作部材を中立位置に復帰させる際に復帰部材の姿勢が崩れやすくなり、復帰部材の摺動動作の妨げとなる。また、復帰部材の摺動動作が不安定になると、操作部材の中立位置への復帰にばらつきが発生しやすくなる。
　本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、復帰部材の摺動動作を安定化させて、操作部材の中立位置への復帰のばらつきを抑制することができる操作装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、筐体と、一方向に延在する軸体部を有し当該軸体部の延在方向に交差する第１回動軸周りに回動する傾倒動作が可能な操作部材と、第１回動軸周りに回動可能に筐体に支持される第１軸支部を有し、操作部材の傾倒操作に連動して回動する第１連動部材と、操作部材を中立位置に復帰させる復帰力を操作部材に付与する復帰部材と、復帰部材を介して操作部材に復帰力を付与する付勢部材と、第１連動部材の回動を検知する第１回動検知部と、を備え、復帰部材は、操作部材における延在方向の一方の端部と接する底部と、当該底部の周囲に設けられ付勢部材の一端を受容する受容部と、を備え、付勢部材は、操作部材に復帰力を付与するとともに、受容部の外周側に複数設けられた係合部を筐体に弾性的に係合させることを特徴とする操作装置である。
　このような構成によれば、付勢部材が操作部材に復帰力を付与するときに、係合部を筐体と弾性的に係合させる。この弾性的な係合により、復帰部材に加えられた傾倒回復力が緩和され、操作部材の中立位置への正確な復帰が実現される。
　上記操作装置において、筐体において係合部と係合する係合受部と、係合部との少なくとも一方は、付勢部材の付勢方向に対して傾いた面を有する構成であってもよい。これにより、係合部が筐体に弾性的に係合したときに、係合部と係合受部との接触位置が係合圧力に応じて付勢方向に変位するため、付勢方向に対して斜めになった復帰部材は、付勢方向に沿った方向に戻りやすくなる。
　上記操作装置において、筐体が弾性変形部を有することにより、係合部は筐体に弾性的に係合する構成であってもよいし、復帰部材が弾性変形部を有することにより、係合部は筐体に弾性的に係合する構成であってもよい。これにより、弾性変形部によって係合部と筐体との確実な弾性的係合が実現する。
　上記操作装置において、弾性変形部は、付勢部材の付勢方向に沿って延在する片状部材を有し、係合部は片状部材の外周側に設けられ、係合部が筐体に係合すると、片状部材が撓んで係合部が復帰部材の内周側に移動する構成であってもよい。これにより、片状部材の撓みによる係合押圧力によって係合部が復帰部材の内周側に移動し、係合部と筐体との確実な弾性的係合が実現する。
　上記操作装置において、操作部材が中立位置にあるときの延在方向にみたとき、底部の中央を中心とした同一円周上に複数の係合部が設けられ、弾性的な係合が生じる際、複数の係合部の移動によって底部が円周に沿った一方向に力を受ける構成であってもよい。これにより、複数の係合部が弾性的な係合する際の係合押圧力が、全体として、底部を面内方向に回転させるような力となるように作用し、複数の係合部による係合押圧力のばらつきが徐々に解消され、底部の面内方向のオフセットが抑制される。
　上記操作装置において、係合部は３つ以上設けられていることが好ましい。このように、係合部が３つ以上設けられることで、複数の係合部の係合押圧力の方向が少なくとも３方向に発生し、復帰部材の底部の面内方向のオフセットが抑制される。
　上記操作装置において、操作部材と第１連動部材とは接触しており、操作部材から第１連動部材へと伝達された付勢部材の付勢力により、第１連動部材の第１軸支部は筐体に押圧される構成であってもよい。これにより、操作部材や第１連動部材の動きに遊びが生じにくくなる。
　上記操作装置において、付勢部材の付勢力により、第１連動部材は弾性的に撓んでいる構成であってもよい。このように、第１連動部材が弾性的に撓んでいることにより、付勢部材の付勢力が全て復帰部材に印加されることが抑制され、係合部の筐体との弾性的な係合における抵抗荷重の増加が抑制される。
　上記操作装置において、第１回動軸に交差する第２回動軸周りに回動可能に筐体に支持される第２軸支部を有し、操作部材の傾倒操作に連動して回動する第２連動部材と、第２連動部材の回動を検知する第２回動検知部と、をさらに備える構成であってもよい。
　本発明によれば、復帰部材の摺動動作を安定化させて、操作部材の中立位置への復帰のばらつきを抑制することができる操作装置を提供することが可能となる。
本実施形態に係る操作装置を例示する斜視図である。 本実施形態に係る操作装置の構成を例示する分解斜視図である。 操作部材が中立位置にある状態を示す断面図である。 操作部材が傾倒している状態を示す断面図である。 復帰部材を例示する斜視図である。 復帰部材と第１連動部材との係合関係を示す斜視図である。 復帰部材と第１連動部材との係合関係を示す断面図である。 係合部と筐体との係合について説明する模式図である。 係合部と筐体との係合について説明する模式図である。 複数の係合部のレイアウトの例を示す平面図である。 第１連動部材による荷重吸収について説明する断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
（操作装置の構成）
　図１は、本実施形態に係る操作装置を例示する斜視図である。
　図２は、本実施形態に係る操作装置の構成を例示する分解斜視図である。
　本実施形態に係る操作装置１は、筐体１０に対して操作部材２０を傾倒動作させることで入力を受け付ける装置である。
　本実施形態の説明において、操作部材２０の傾倒動作における回動軸のうち、第１回動軸ＡＸ１はＸ軸と平行であり、第２回動軸ＡＸ２はＹ軸と平行であり、操作部材２０の中立位置における軸（中立軸ＡＸ３）をＺ軸と平行であるとする。また、Ｚ軸方向において、中立位置にある操作部材２０が延出する側をＺ軸方向上側（上、上向き）、その反対側をＺ軸方向下側（下、下向き）ということにする。
　操作装置１は、筐体１０、操作部材２０、第１連動部材３０、第２連動部材４０、付勢部材５１、第１回動検知部６０および第２回動検知部７０を備える。筐体１０は、下部に開口を有する略箱型に設けられる。筐体１０の上部中央には操作部材２０を配置する孔１０ｈが設けられる。筐体１０の下部の開口部分には、筐体１０の一部として底板部材１５が設けられている。筐体１０の構成材料の限定されない例として、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミドといった樹脂系材料や、鉄系材料、アルミニウム系材料、銅系材料などの金属系材料が挙げられる。底板部材１５は筐体１０の構成材料と等しい材料で構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。両者の構成材料が異なる場合の具体例として、筐体１０は樹脂系材料からなり、底板部材１５が金属系材料からなる場合が挙げられる。
　操作部材２０は、筐体１０の内部に配置される筒部２１と、筐体１０の内側から孔１０ｈを外側に延出する軸体部２２とを有する。操作部材２０が中立位置にある場合、軸体部２２の延出方向ＤはＺ軸と平行である。一方、操作部材２０が傾倒している場合、軸体部２２の延出方向ＤはＺ軸と非平行である。また、操作部材２０は、筐体１０に対して第１回動軸ＡＸ１周りおよび第２回動軸ＡＸ２周りのそれぞれに傾倒動作可能となっている。
　第１連動部材３０は、第１回動軸ＡＸ１周りに回動可能に筐体１０に支持される第１軸支部３１を有し、操作部材２０の傾倒操作に連動して回動するように設けられる。第１連動部材３０は、中央に孔３０ｈを有する枠型に設けられる。操作部材２０は第１連動部材３０の中央の孔３０ｈに挿通される。操作部材２０の筒部２１には嵌合突起部２３が突出しており、この嵌合突起部２３が第１連動部材３０に設けられた嵌合孔３０ａと摺動可能に嵌合している。第１連動部材３０の構成材料の限定されない例として、ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミドなどの樹脂系材料が挙げられる。
　第２連動部材４０は、第２回動軸ＡＸ２周りに回動可能に筐体１０に支持される第２軸支部４１を有し、操作部材２０の傾倒操作に連動して回動するように設けられる。第２連動部材４０はアーチ状に湾曲したアーチ部４２を有する。第２連動部材４０のアーチ部４２の中央には孔４２ｈが設けられる。操作部材２０の軸体部２２は第２連動部材４０のアーチ部４２の中央の孔４２ｈに挿通される。操作部材２０の軸体部２２には凸部分２２ａが設けられており、操作部材２０がアーチ部４２の孔４２ｈに挿通された状態で凸部分２２ａがアーチ部４２に当接し、軸体部２２が孔４２ｈに摺動可能に嵌合するようになっている。
　また、第２連動部材４０は、第１連動部材３０をＹ軸方向に跨ぐように配置される。第２連動部材４０が第１連動部材３０を跨ぎ、第１連動部材３０の孔３０ｈおよび第２連動部材４０の孔４２ｈに操作部材２０の軸体部２２が挿通した状態で、これらが筐体１０の内部に組み込まれる。第２連動部材４０の構成材料の限定されない例として、ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミドなどの樹脂系材料が挙げられる。
　付勢部材５１は、操作部材２０を付勢して第１連動部材３０の第１軸支部３１を筐体１０に押圧するとともに、操作部材２０を中立位置に復帰させる復帰力を操作部材２０に付与する。付勢部材５１は例えばコイルバネである。付勢部材５１は、復帰部材４５を介して操作部材２０を付勢する。
　復帰部材４５は操作部材２０の下方（第１連動部材３０よりも底板部材１５側）に配置され、操作部材２０の傾倒によって下方に押される。付勢部材５１は、復帰部材４５と底板部材１５に当接する受容底部１５１との間に組み込まれる。
　復帰部材４５は、操作部材２０における延在方向の一方の端部（下側の端部）である第１端部２５と接する底部４５１と、底部４５１の周囲に設けられ付勢部材５１の一端を受容する受容部４５２とを有する。すなわち、付勢部材５１の一端（上側の端部）は受容部４５２に受容され、他端（下側の端部）は受容底部１５１に受容される。これにより、付勢部材５１が復帰部材４５を介して操作部材２０を上方に付勢する。
　また、受容部４５２の外周側には複数の係合部４５３が設けられる。係合部４５３は筐体１０と係合する。これにより、復帰部材４５が筐体１０に対して上下方向に摺動する際のガイドの役目を果たす。本実施形態では、複数の係合部４５３が筐体１０に弾性的に係合するよう構成される。係合部４５３と筐体１０との係合については後述する。
　第１回動検知部６０は第１連動部材３０の回動を検知し、第２回動検知部７０は第２連動部材４０の回動を検知する。第１回動検知部６０は、例えば電気抵抗式センサ６１およびブラシ６２を有する。また、第２回動検知部７０は、例えば電気抵抗式センサ７１およびブラシ７２を有する。電気抵抗式センサ６１、７１はフレキシブルプリント基板等の回路基板９０に形成される。ブラシ６２、７２はそれぞれホルダ６３、７３に取り付けられており、ホルダ６３、７３とともにブラシ６２、７２が電気抵抗式センサ６１、７１の上を摺動可能に設けられる。
　ブラシ６２が取り付けられたホルダ６３は、第１連動部材３０に設けられた爪部３０１の揺動によってスライド可能となっている。これにより、第１連動部材３０の第１回動軸ＡＸ１周りの回動によって爪部３０１が揺動し、その揺動によってホルダ６３が電気抵抗式センサ６１の上でスライドすることになる。電気抵抗式センサ６１上のブラシ６２の位置によって電気抵抗値が変化することから、電気抵抗値によって第１連動部材３０の第１回動軸ＡＸ１周りの回動を検知することができる。
　また、ブラシ７２が取り付けられたホルダ７３は、第２連動部材４０に設けられた爪部４０１の揺動によってスライド可能となっている。これにより、第２連動部材４０の第２回動軸ＡＸ２周りの回動によって爪部４０１が揺動し、その揺動によってホルダ７３が電気抵抗式センサ７１の上でスライドすることになる。電気抵抗式センサ７１上のブラシ７２の位置によって電気抵抗値が変化することから、電気抵抗値によって第２連動部材４０の第２回動軸ＡＸ２周りの回動を検知することができる。
　回路基板９０上に変位検知部８０が取り付けられる。変位検知部８０は、例えば回路基板９０に形成されたコンタクトパターン８１と、コンタクトパターン８１の上に配置されるコンタクトシート８２とを有する。変位検知部８０は、操作部材２０の第１回動軸ＡＸ１周りおよび第２回動軸ＡＸ２周りいずれとも異なる方向の変位を検知する。本実施形態では、操作部材２０の延在方向に沿った変位を検知する。
　第１連動部材３０には、第１軸支部３１が設けられた側とは反対側から変位検知部８０の上方に延出するアーム部３３が設けられる。例えば、操作部材２０が筐体１０から延出する向きとは反対向きに操作部材２０を押し込む（以下、この押し込む動作を「プッシュ動作」ともいう。）と、第１軸支部３１側に支点が位置して、その押圧力によって第１連動部材３０のアーム部３３が変位検知部８０側に押される。このアーム部３３の変位によってコンタクトシート８２が押圧され、コンタクトシート８２とコンタクトパターン８１との接触によって変位検知部８０が導通状態となる。これにより、操作部材２０のプッシュ動作を検知することができる。
（傾倒動作および復帰動作）
　図３は、操作部材が中立位置にある状態を示す断面図である。
　図４は、操作部材が傾倒している状態を示す断面図である。
　図３および図４では、Ｘ方向にみた断面図（ＹＺ平面での断面図）が示される。
　図３に示すように、操作部材２０が中立位置にある場合、復帰部材４５は付勢部材５１による付勢力を受けて押し上げられた位置に配置される。
　操作部材２０の第１端部２５は、復帰部材４５の底部４５１と接触する底部接触部２５１を有する。底部接触部２５１は、第１端部２５の中央部分よりもＺ方向の底部４５１側に突出している。底部接触部２５１は操作部材２０の軸を中心として円筒状に設けられる。
　底部接触部２５１が当接する底部４５１は、中央部分が他の部分よりも盛り上がっている。操作部材２０が中立位置にある場合、底部接触部２５１は底部４５１のＺ方向の最も低い位置に当接している。そして、付勢部材５１による付勢力が復帰部材４５を介して操作部材２０に付与される。この付勢力によって底部接触部２５１が底部４５１のＺ方向の最も低い位置に呼び込まれるように当接する。これにより、中立位置への復帰力が操作部材２０に付与されることになる。
　図４に示すように、操作部材２０を傾倒すると、傾倒した側の底部接触部２５１の底部４５１との当接位置が中央側に移動する。底部４５１の中央部分の周囲は他の部分よりも盛り上がっているため、この盛り上がった部分と底部接触部２５１との当接によって復帰部材４５が付勢部材５１の付勢力に打ち勝って押し下げられることになる。復帰部材４５が押し下げられることによって付勢部材５１が圧縮される。
　操作部材２０への傾倒動作を解除すると、圧縮されていた付勢部材５１が延び、復帰部材４５が押し上げられる。これにより、底部接触部２５１の底部４５１との当接位置が中央部分の周囲の盛り上がった部分からその外側の低い位置へ移動する。そして、底部接触部２５１の当接位置が底部４５１のＺ方向の最も低い位置まで移動する力が復帰力となり、操作部材２０が中立位置へ復帰することになる。
　このような操作部材２０の傾倒動作および復帰動作において、復帰部材４５は筐体１０に対して上下方向に移動することになる。復帰部材４５の上下方向の移動は、筐体１０と係合部４５３との位置関係によってガイドされる。
　図５は、復帰部材を例示する斜視図である。
　復帰部材４５は、底部４５１の上側で操作部材２０を受けるとともに、受容部４５２の下側で付勢部材５１を受ける形となる。復帰部材４５のＺ方向にみた外形は略正方形となっており、４つの隅部のそれぞれに係合部４５３が設けられる。
　復帰部材４５の４つの隅部には弾性変形部４７が設けられる。弾性変形部は、Ｚ方向に延在する片状部材４７１を有し、片状部材の外周側に係合部４５３が設けられる。これにより、係合部４５３が筐体１０に係合すると、片状部材が撓んで係合部４５３が復帰部材４５の内周側に移動し、係合部４５３と筐体１０との弾性的な係合が行われる。
　４つの係合部４５３による筐体１０との弾性的な係合によって、復帰部材４５が上下動作する際のバランスを保持しやすくなる。なお、図５に示す係合部４５３は復帰部材４５に４つ設けられているが、３つ以上設けられていればよい。係合部４５３が３つ以上設けられることで、複数の係合部４５３の係合押圧力の方向（延在方向と直交する面内に沿った方向）が少なくとも３方向に発生し、復帰部材４５の底部４５１の面内方向のオフセットが抑制される。これにより、操作部材２０を中立位置に正確に復帰させることができる。
　図６は、復帰部材と第１連動部材との係合関係を示す斜視図である。
　図７は、復帰部材と第１連動部材との係合関係を示す断面図である。図７では、図６におけるＸ方向にみた断面図（ＹＺ平面での断面図）が示される。
　第１連動部材３０の中央の孔３０ｈには操作部材２０が挿通される。操作部材２０の嵌合突起部２３が第１連動部材３０の嵌合孔３０ａと摺動可能に嵌合することで、操作部材２０は第１連動部材３０に対して第２回動軸ＡＸ２周りに傾倒動作可能となる。第１連動部材３０は筐体１０に対して第１回動軸ＡＸ１周りに回動可能に軸支される。これにより、操作部材２０を第１回動軸ＡＸ１周りに傾倒すると、操作部材２０とともに第１連動部材３０が第１回動軸ＡＸ１周りに回動することになる。
　第１連動部材３０の中央部分下側の一部は、復帰部材４５の底部４５１の内側に配置される。本実施形態では、第１連動部材３０における操作部材２０の嵌合突起部２３と嵌合する嵌合孔３０ａの下側部分３５が、復帰部材４５の底部４５１の内側に配置される。底部４５１の上面は外周側から内周側にかけて凹む形状に設けられており、底部４５１の凹みの中に下側部分３５が配置されるようになっている。
　このような構成によって、例えば操作部材２０の軸周りに捩りの力が加わった場合（図中矢印ａ１参照）、嵌合突起部２３が嵌合孔３０ａから外れようとする力が働き、この力によって第１連動部材３０の孔３０ｈが拡げられることになる。この際、嵌合孔３０ａの下側部分３５が底部４５１によって囲まれていることで、下側部分３５の外側へ移動が制限され、孔３０ｈの拡がりが抑制される。これにより、操作部材２０に捩りの力が加わっても、嵌合突起部２３が嵌合孔３０ａから外れてしまうことを防止することができる。
（係合部と筐体との係合）
　図８および図９は、係合部と筐体との係合について説明する模式図である。
　図８には、復帰部材４５が押し下げられたときの係合部４５３と筐体１０との位置関係が示される（図４に示すＢ部の拡大模式図）。先に説明したように、係合部４５３は復帰部材４５の受容部４５２の外周側に設けられており、筐体１０と弾性的に係合するよう構成される。復帰部材４５の隅部には復帰部材４５の内周側に向けて弾性変形可能な弾性変形部４７が設けられる。弾性変形部４７は例えば略Ｕ字型に形成された片状部材４７１を有し、この片状部材４７１の外周側に係合部４５３が設けられる。
　筐体１０には、係合部４５３と係合する係合受部１０１が設けられる。係合部４５３と係合受部１０１との少なくとも一方は、付勢部材５１の付勢方向（Ｚ方向）に対して傾いた面を有している。本実施形態では、係合部４５３と係合受部１０１との双方に傾いた面Ｓ１、Ｓ２が設けられる。傾いた面Ｓ１、Ｓ２は、復帰部材４５の内周側に進むに従い上側となる傾斜になっている。
　図８に示すように、復帰部材４５が押し下げられている状態では、係合部４５３と係合受部１０１とは係合せず、弾性変形部４７の弾性変形は生じていない。このため、復帰部材４５が押し下げられるとき、および押し下げられた復帰部材４５が上側に移動して係合部４５３と係合受部１０１とが係合する前までは、係合部４５３と係合受部１０１との間で係合押圧力がかからず、復帰部材４５の上下動作に大きな抵抗を与えずに済む。
　図９には、復帰部材４５が付勢部材５１の付勢力によって押し上げられたときの係合部４５３と筐体１０との位置関係が示される（図３に示すＡ部の拡大模式図）。復帰部材４５が押し上げられることで係合部４５３と係合受部１０１とが当接し、係合部４５３が傾いた面Ｓ２に沿って摺動し（図中矢印ａ２参照）、その結果、係合部４５３が復帰部材４５の内周側に移動する（図中矢印ａ３参照）。これにより、弾性変形部４７の片状部材４７１が撓んで係合押圧力が発生し、係合部４５３と筐体１０との弾性的な係合が行われる。このような係合部４５３と筐体１０との弾性的な係合により、復帰部材４５に加えられた傾倒回復力が緩和され、操作部材２０の中立位置への正確な復帰が実現される。
　ここで、操作部材２０が中立位置から外れて復帰部材４５を押しているときは、操作部材２０は復帰部材４５の中心を押しているのではなく、操作部材２０の傾きに対応して、操作部材２０の底部接触部２５１が復帰部材４５の中心からずれた部分を押している。このため、復帰部材４５は、操作部材２０が中立位置にあるときの位置（当初位置）を基準とすると、付勢方向に沿って押し込まれた下向きに移動するだけでなく、付勢方向に対して傾くように変位する。このため、付勢部材５１の圧縮の程度にばらつきが生じる。
　この状態から操作部材２０が復帰部材４５を押す力が解除されると、付勢部材５１の弾性回復力（付勢力）には付勢部材５１の圧縮の程度のばらつきがそのまま反映される。それゆえ、付勢力には、付勢方向に沿った上向きの力だけでなく、復帰部材４５が傾斜した状態を回復させるための傾倒回復力が加わっている。この傾倒回復力は、操作部材２０を中立位置に戻すことに寄与するが、その向きや大きさは、復帰部材４５を押す力が解除されたときの操作部材２０の位置により変動するため、復帰部材４５を中立位置に正確に戻すことの妨げとなりうる。特に、操作部材２０の傾倒角度が大きく、復帰部材４５を介する付勢部材５１の不均一圧縮の程度が大きい場合には、付勢部材５１の付勢力のばらつきが大きくなるため、傾倒回復力が強くなり、操作部材２０を中立位置を越えた位置に移動させることが懸念される。
　このような不具合の発生を防ぐためには、操作部材２０が復帰部材４５を押す力が解除されたときに、復帰部材４５に加えられた傾倒回復力の影響を適切に緩和する構造を有していることが好ましい。
　この点に関し、特許文献１に開示される多方向入力装置では、下部枠体の保持壁と復帰部材とにより摺動構造が構成されている。このような摺動構造の場合には、下部枠体の保持壁において、復帰部材が付勢方向に対して傾く変位が規制されている。すなわち、特許文献１に開示される多方向入力装置では、復帰部材の傾倒の程度を摺動構造で抑えて、傾倒回復力が過大になることを抑制している。しかしながら、このような構成では、操作部材２０の傾倒角度が大きくなると、復帰部材４５の傾倒を下部枠体の保持壁で支える力が大きくなる。これにより、下部枠体の保持壁と復帰部材との局所的な強い接触が不可避的に発生する。この接触の程度が過度に強い場合には、復帰部材が保持壁に噛んでしまい、摺動構造が正常に動作できなくなってしまう。
　そこで、本実施形態に係る操作装置１では、特許文献１に開示される多方向入力装置のような摺動構造を設けず、復帰部材４５の傾倒を許容することにより上記のような故障発生の可能性を排除する一方、付勢部材５１が操作部材２０に復帰力を付与するときに、係合部４５３を筐体１０と弾性的に係合させる。この弾性的な係合により、付勢部材５１の付勢力の一部が、係合部４５３と筐体１０との接触部の弾性変形に使用されるため、付勢部材５１から復帰部材４５に伝わる力が減衰される。これにより、復帰部材４５に加えられる傾倒回復力も緩和され、操作部材２０の中立位置への正確な復帰が実現される。
　また、係合部４５３と筐体１０との弾性的係合は、操作装置１の製造上のばらつきを吸収する機能も有する。操作部材２０は、複数の可動部材（操作部材２０、復帰部材４５、第１連動部材３０など）から構成されるため、各可動部材の製造段階でのばらつきや、複数の可動部材の組立段階でのばらつきが不可避的に存在する。
　これらのばらつきに起因して、操作部材２０において、係合部４５３と筐体１０において係合部４５３と係合する係合受部１０１との付勢方向（上下方向）の位置関係が、個体ごとに若干異なる。そこで、係合部４５３と係合受部１０１とを弾性的に接触させることにより、係合部４５３と係合受部１０１とが係合したときの付勢方向（上下方向）の位置に幅を持たせることが可能となる。これにより、係合部４５３と係合受部１０１との係合は安定化して、操作装置１における個体ごとの係合ばらつきが緩和される。特に、操作装置１が４つ以上の係合部４５３を有する場合には、係合部４５３と係合受部１０１との係合状態は不可避的にばらつくため、このような係合緩和機構があることが特に有効となる。
　図１０は、複数の係合部のレイアウトの例を示す平面図である。
　復帰部材４５における受容部４５２の外周側に複数の係合部４５３が設けられる場合、複数の係合部４５３による係合押圧力のばらつきが抑制されるレイアウトにすることが好ましい。例えば、操作部材２０が中立位置にあるときのＺ方向にみたとき、底部４５１の中央を中心とした同一円周上（図中一点鎖線の円）に複数の係合部４５３が設けられ、弾性的な係合が生じる際、複数の係合部４５３の移動によって底部４５１が円周に沿った一方向（図中矢印ａ４参照）に力を受ける構成となっている。
　一例として、復帰部材４５の４つの隅部のそれぞれに係合部４５３－１～４５３－４が設けられている場合、係合部４５３－１は筐体１０と係合した際に矢印Ｙ２に示す方向に移動するよう設けられる。係合部４５３－１と対角の位置に設けられた係合部４５３－３は筐体１０と係合した際に矢印Ｙ１に示す方向（矢印Ｙ２とは反対の方向）に移動するよう設けられる。係合部４５３－１とＹ方向に隣り合う係合部４５３－２は筐体１０と係合した際に矢印Ｘ１に示す方向に移動するように設けられる。係合部４５３－１とＸ方向に隣り合う（係合部４５３－２と対角の位置に設けられた）係合部４５３－４は筐体１０と係合した際に矢印Ｘ２に示す方向（矢印Ｘ１とは反対の方向）に移動するように設けられる。
　つまり、隣り合う係合部４５３は互いに９０度異なる方向に移動するように設けられ、４つの係合部４５３－１～４５３－４の全体として移動することによって生じる係合押圧力によって、復帰部材４５の底部４５１が円周に沿った一方向（図１０に示す例では反時計回り）に力を受ける構成となる。これにより、複数の係合部４５３－１～４５３－４による係合押圧力のばらつきが徐々に解消され、底部４５１の面内方向のオフセットが抑制される。
　すなわち、傾倒した操作部材２０に押されて付勢方向に対して斜めになった復帰部材４５に対して付勢部材５１から付勢力が付与されると、付勢力には復帰部材４５を付勢方向に沿った位置に戻す向きの力（傾倒回復力）が含まれる。この傾倒回復力により、複数の係合部４５３のそれぞれが筐体１０に係合する際の筐体１０への押圧力（係合押圧力）にはばらつきが生じる。複数の係合部４５３の係合押圧力のばらつきが復帰部材４５の底部４５１の面内方向のオフセットをもたらすと、操作部材２０の中立位置が移動してしまう。これは、操作装置１において傾倒操作の計測誤差の原因となる。そこで、複数の係合部４５３が弾性的な係合する際の係合押圧力が、全体として、底部４５１を面内方向に回転させるような力（例えば、図中矢印ａ４に示す方向の力）となるようにすることで、複数の係合部４５３による係合押圧力のばらつきが徐々に解消されることになる。係合押圧力のばらつきの解消によって復帰部材４５の底部４５１の面内方向のオフセットが抑制され、操作部材２０を中立位置に正確に復帰させることができる。
　図１１は、第１連動部材による荷重吸収について説明する断面図である。
　本実施形態に係る操作装置１において、操作部材２０が傾倒することにより圧縮された付勢部材５１は、操作部材２０の傾倒を維持する力が解除されると、圧縮前の状態に戻ろうとして付勢力を発生させる。この付勢力は、まず復帰部材４５へと印加され、復帰部材４５の底部４５１に接触する操作部材２０に伝達される。操作装置１において、操作部材２０と第１連動部材３０とは接触しているため、付勢力は操作部材２０から第１連動部材３０へと伝達され、第１連動部材３０の第１軸支部３１において筐体１０を押圧する。すなわち、操作装置１において、第１軸支部３１は、付勢力に基づく部材の移動を停止させるストッパーである。付勢力によって第１軸支部３１が筐体１０に押圧される構成により、操作部材２０や第１連動部材３０の動きに遊びが生じにくくなる。
　ここで、本実施形態に係る操作装置１は、前述のように、復帰部材４５が係合部４５３を有し、係合部４５３と筐体１０との弾性係合により付勢部材５１の付勢力が一部減衰される。この減衰の程度は、適切に制御されていることが必要である。付勢部材５１の付勢力は、復帰部材４５と操作部材２０との接触部の接触抵抗、操作部材２０と第１連動部材３０との接触部の接触抵抗によっても一部減衰する。このため、第１連動部材３０の第１軸支部３１が筐体１０を適切に押圧するためには、上記の弾性係合とこれらの摩擦抵抗とによる減衰を受けても付勢力が残留しなければならない。これを式で表すと次のようになる。
　　付勢部材５１の付勢力＞係合部４５３の弾性係合による減衰＋各部の摩擦抵抗　　（１）
　この関係式を維持できない場合には、操作部材２０が中立位置に復帰する際の復帰力が適切に発生せず、操作部材２０の中立位置への復帰が行われなくなる。特に、操作部材２０の傾倒角度が小さい場合には、復帰部材４５の押し込み深さが浅く、付勢部材５１の付勢力が小さい。このため、係合部４５３の弾性係合によって付勢力が減衰すると、上記式（１）を満たすことができなくなることが懸念される。
　そこで、本実施形態に係る操作装置１では、係合部４５３の弾性係合による減衰の程度を過度に高めずに、第１連動部材３０が筐体１０に当接する際に第１連動部材３０にある程度の弾性を持たせておく。これにより、付勢部材５１の付勢力が復帰部材４５および操作部材２０を介して第１連動部材３０に加わると、第１連動部材３０が筐体１０側（上側）に押圧される際、図１１に示されるように、第１連動部材３０が弾性変形することになる。なお、図１１では、第１連動部材３０の変形の程度を強調してある。
　このように第１連動部材３０が弾性変形すると、付勢部材５１の付勢力の一部がこの弾性変形として蓄積される。その結果、付勢部材５１の付勢力の一部が、復帰部材４５の係合部４５３における弾性係合において弾性変形として減衰するだけでなく、第１連動部材３０の弾性変形にも分散して減衰される。すなわち、全ての付勢力が復帰部材４５に印加されることが防止され、復帰部材４５の負担が緩和される。これにより、係合部４５３が筐体１０と弾性的に係合する際の抵抗荷重の増加が抑制され、操作部材２０の中立位置への復帰力が安定的に確保される。
　このように、本実施形態に係る操作装置１によれば、復帰部材４５の摺動動作を安定化させて、操作部材２０の中立位置への復帰のばらつきを抑制することが可能となる。
　なお、本実施形態では復帰部材４５に弾性変形部４７が設けられているが、筐体１０に弾性変形部（図示せず）が設けられていてもよい。これにより、上記と同様に係合部４５３が筐体１０に弾性的に係合することになる。また、係合部４５３と筐体１０との弾性的な係合は、弾性変形部４７以外の構成であってもよい。例えば、係合部４５３と筐体１０との係合位置に弾性材料を有する部材が設けられる構成であってもよい。
　上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、第１回動検知部６０および第２回動検知部７０は電気抵抗変化式以外の方式（例えば、磁気変化式）であってもよく、変位検知部８０も接触検知以外の方式（例えば光学検知式、容量検知式）であってもよい。また、操作部材２０として、第１回動軸ＡＸ１周りおよび第２回動軸ＡＸ２周りのそれぞれに傾倒動作可能な例を説明したが、第１回動軸ＡＸ１周りのみ（または第２回動軸ＡＸ２周りのみ）傾倒動作可能な構成であってもよい。また、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
１…操作装置
１０…筐体
１０ｈ…孔
１５…底板部材
２０…操作部材
２１…筒部
２２…軸体部
２２ａ…凸部分
２３…嵌合突起部
２５…第１端部
３０…第１連動部材
３０ａ…嵌合孔
３０ｈ…孔
３１…第１軸支部
３３…アーム部
３５…下側部分
４０…第２連動部材
４１…第２軸支部
４２…アーチ部
４２ｈ…孔
４５…復帰部材
４７…弾性変形部
５１…付勢部材
６０…第１回動検知部
６１、７１…電気抵抗式センサ
６２，７２…ブラシ
６３、７３…ホルダ
７０…第２回動検知部
８０…変位検知部
８１…コンタクトパターン
８２…コンタクトシート
９０…回路基板
１０１…係合受部
１５１…受容底部
２５１…底部接触部
３０１，４０１…爪部
４５１…底部
４５２…受容部
４５３…係合部
４５３－１～４５３－４…係合部
４７１…片状部材
ＡＸ１…第１回動軸
ＡＸ２…第２回動軸
ＡＸ３…中立軸
Ｄ…延出方向
Ｓ１，Ｓ２…傾いた面
Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４…矢印

Claims (10)

  1. 　筐体と、
    　一方向に延在する軸体部を有し当該軸体部の延在方向に交差する第１回動軸周りに回動する傾倒動作が可能な操作部材と、
    　前記第１回動軸周りに回動可能に前記筐体に支持される第１軸支部を有し、前記操作部材の傾倒操作に連動して回動する第１連動部材と、
    　前記操作部材を中立位置に復帰させる復帰力を前記操作部材に付与する復帰部材と、
    　前記復帰部材を介して前記操作部材に前記復帰力を付与する付勢部材と、
    　前記第１連動部材の回動を検知する第１回動検知部と、
    を備え、
    　前記復帰部材は、
    　　前記操作部材における前記延在方向の一方の端部と接する底部と、
    　　前記底部の周囲に設けられ前記付勢部材の一端を受容する受容部と、
    を備え、
    　前記付勢部材は、前記操作部材に前記復帰力を付与するとともに、前記受容部の外周側に複数設けられた係合部を前記筐体に弾性的に係合させることを特徴とする操作装置。
  2. 　前記筐体において前記係合部と係合する係合受部と、前記係合部との少なくとも一方は、前記付勢部材の付勢方向に対して傾いた面を有する、請求項１に記載の操作装置。
  3. 　前記筐体が弾性変形部を有することにより、前記係合部は前記筐体に弾性的に係合する、請求項１に記載の操作装置。
  4. 　前記復帰部材が弾性変形部を有することにより、前記係合部は前記筐体に弾性的に係合する、請求項１に記載の操作装置。
  5. 　前記弾性変形部は、前記付勢部材の付勢方向に沿って延在する片状部材を有し、
    　前記係合部は前記片状部材の外周側に設けられ、
    　前記係合部が前記筐体に係合すると、前記片状部材が撓んで前記係合部が前記復帰部材の内周側に移動する、請求項４に記載の操作装置。
  6. 　前記操作部材が前記中立位置にあるときの前記延在方向にみたとき、前記底部の中央を中心とした同一円周上に複数の前記係合部が設けられ、
    　前記弾性的な係合が生じる際、前記複数の係合部の移動によって前記底部が前記円周に沿った一方向に力を受ける、請求項５に記載の操作装置。
  7. 　前記係合部は３つ以上設けられている、請求項６に記載の操作装置。
  8. 　前記操作部材と前記第１連動部材とは接触しており、
    　前記操作部材から前記第１連動部材へと伝達された前記付勢部材の付勢力により、前記第１連動部材の前記第１軸支部は前記筐体に押圧される、請求項１に記載の操作装置。
  9. 　前記付勢部材の付勢力により、前記第１連動部材は弾性的に撓んでいる、請求項８に記載の操作装置。
  10. 　前記第１回動軸に交差する第２回動軸周りに回動可能に前記筐体に支持される第２軸支部を有し、前記操作部材の傾倒操作に連動して回動する第２連動部材と、
    　前記第２連動部材の回動を検知する第２回動検知部と、
    　をさらに備える、請求項１に記載の操作装置。
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