WO2023203886A1 - 操作装置 - Google Patents

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WO2023203886A1
WO2023203886A1 PCT/JP2023/007412 JP2023007412W WO2023203886A1 WO 2023203886 A1 WO2023203886 A1 WO 2023203886A1 JP 2023007412 W JP2023007412 W JP 2023007412W WO 2023203886 A1 WO2023203886 A1 WO 2023203886A1
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WO
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stopper
contact
operating member
operating
biasing
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PCT/JP2023/007412
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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
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G25/00—Other details or appurtenances of control mechanisms, e.g. supporting intermediate members elastically
    • 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
    • G05G5/04—Stops for limiting movement of members, e.g. adjustable stop
    • 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
    • H01H25/06—Operating part movable both angularly and rectilinearly, the rectilinear movement being along the axis of angular movement

Definitions

  • the present invention relates to an operating device that performs input by tilting an operating member in a desired direction.
  • Patent Document 1 discloses a push switch and a multidirectional input device that provide a good click feeling during a push operation and have good operability.
  • This push switch has a key top that is movable in the vertical direction on a case fixed on a circuit board, and a roughly inverted concave cross-sectional shape that is elastically deformable and comes into contact with the key top that moves downward.
  • Patent Document 2 discloses a rotation input device with excellent operability.
  • the reset mechanism of this rotational input device includes a spring housing positioned at the bottom of the housing cavity, the spring housing includes a primary spring and a secondary spring inside the primary spring, and the diameter of the secondary spring is smaller than the diameter of the primary spring.
  • a slide block is provided on the spring housing, and the slide block is configured to be able to reciprocate in the vertical direction by receiving the housing stopper.
  • Some operating devices can perform a push operation to push in the operating member as well as a tilting operation of the operating member. For this reason, the design is such that the tilting and pushing movements of the operating member do not interfere with the internal components of the operating device, and the design is designed to prevent excessive deformation of the interlocking member that pivotally supports the operating member when the operating member is pushed. It is necessary to provide a stopper.
  • the present invention has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present invention to provide an operating device that can reliably regulate the pushing operation while ensuring the range of the tilting operation of the operating member.
  • 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 a first end that is 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 housing has a receiving bottom that receives the other end of the biasing member, the receiving bottom has a stopper that projects in the biasing direction of the biasing member, and the bottom has a through hole through which the stopper can be inserted.
  • the stopper when a predetermined external force that compresses the biasing member is applied to the operating member, the stopper protrudes from the through hole and comes into contact with one end of the operating member in the extending direction. Become. This prevents the operating member from sinking excessively and suppresses malfunction of the device.
  • the protrusion height of the stopper is set such that when a predetermined external force that compresses the biasing member is applied to the operating member, the stopper protrudes from the through hole and comes into contact with the first end.
  • configuration is preferred. With this configuration, the stopper does not protrude from the through hole when a predetermined external force is not applied to the operating member, and interference between the stopper and the operating member is avoided when the operating member is tilted.
  • the stopper protrudes from the through hole, and the pushing operation of the operating member is restricted at the position where the first end and the stopper come into contact.
  • the first end portion may have a bottom contact portion that contacts the bottom portion, and a stopper contact portion that does not contact the bottom portion but can contact the stopper. This facilitates the design to avoid interference between the first end and the stopper during the tilting operation of the operating member.
  • the bottom contact portion may be located around the stopper contact portion and protrude further toward the bottom side in the extending direction than the stopper contact portion.
  • the first end portion may have a counterbore portion provided around the stopper contact portion. This stably prevents the portion of the first end portion other than the stopper contact portion from coming into contact with the stopper.
  • the bottom portion may be configured such that the periphery of the through hole is raised higher than other portions. Therefore, when the operating member is tilted, the contact between the bottom contact portion and the bottom can be stably maintained.
  • an operating device that can reliably regulate the pushing operation while ensuring the range of the tilting operation of the operating member.
  • 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. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the operating member is pushed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the operating member is further pushed in;
  • 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 includes a cylindrical portion 21 disposed inside the housing 10 and a shaft portion 22 extending from the inside of the housing 10 to the outside of the hole 10h in one direction (extending direction D). and has.
  • 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.
  • a stopper 152 that protrudes in the biasing direction of the biasing member 51 is provided at the center of the receiving bottom 151.
  • a through hole 451h is provided in the center of the bottom 451 of the return member 45, through which the stopper 152 protruding from the receiving bottom 151 can be inserted.
  • 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 around the first rotation axis AX1 and around the second rotation axis AX2 in a direction different from both. 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 Y direction (cross-sectional views in the XZ plane).
  • the upper limit position of the return member 45 is a position where a plurality of engaging portions 453 provided on the outer peripheral side of the receiving portion 452 abut against the housing 10 .
  • 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, and a stopper contact portion 252 that does not contact the bottom 451 but can contact the stopper 152.
  • the bottom contact portion 251 is located around the stopper contact portion 252 and protrudes from the stopper contact portion 252 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 stopper contact portion 252 may or may not protrude toward the bottom portion 451 in the Z direction.
  • a counterbore portion 253 is provided around the stopper contact portion 252 .
  • the bottom portion 451 which the bottom contact portion 251 abuts, has a portion around the through hole 451h that is more raised than 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 through hole 451h side. Since the area around the through hole 451h of the bottom part 451 is raised more than other parts, the return member 45 overcomes the biasing force of the biasing member 51 and is pushed down due to the contact between this raised part and the bottom contact part 251. become. By pushing down the return member 45, the biasing member 51 is compressed.
  • the stopper 152 that projects upward from the receiving bottom 151 does not interfere with the operating member 20. That is, during the tilting operation and return operation of the operating member 20, the stopper contact portion 252 does not come into contact with the stopper 152 and does not affect the operation of the operating member 20. Furthermore, since the bottom contact portion 251 protrudes further toward the bottom portion 451 than the stopper contact portion 252, non-contact between the stopper contact portion 252 and the bottom portion 451 can be stably realized during the tilting operation of the operating member 20.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a state in which the operating member is pushed.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a state in which the operating member is further pushed in. 5 and 6 show cross-sectional views taken in the Y direction (cross-sectional views in the XZ plane).
  • FIG. 5 when the operating member 20 is pushed, the return member 45 is pushed down by the pushing force. That is, the bottom contact portion 251 of the operating member 20 presses the bottom portion 451 of the return member 45, and the return member 45 moves downward. The downward movement of the return member 45 compresses the biasing member 51.
  • the first interlocking member 30 fitted with the operating member 20 also moves downward.
  • the first interlocking member 30 moves so as to push down the arm portion 33 using the first shaft support 31 side as a fulcrum.
  • 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.
  • the stopper contact portion 252 approaches the stopper 152, and the stopper 152 is inserted into the through hole 451h of the bottom portion 451.
  • the stopper contact portion 252 and the stopper 152 do not come into contact with each other due to an external force caused by a normal push operation.
  • the compressed biasing member 51 expands and pushes up the return member 45.
  • the operating member 20 moves upward, and in conjunction with this, the arm portion 33 of the first interlocking member 30 also moves upward.
  • the arm portion 33 is raised, contact between the contact sheet 82 and the contact pattern 81 is released, and the displacement detection portion 80 becomes non-conductive. Thereby, release of the push operation of the operating member 20 can be detected.
  • the first interlocking member 30 moves to the central portion using the arm portion 33 and the first shaft support 31 as fulcrums. is deformed so as to bend downward in response to the pressing force from the operating member 20.
  • the stopper contact portion 252 of the first end 25 of the operating member 20 and the stopper 152 come into contact with each other, and further pushing movement of the operating member 20 is restricted. This suppresses plastic deformation of the first interlocking member 30 and malfunctions of other members.
  • the protrusion height of the stopper 152 is set so that when a predetermined external force that compresses the biasing member 51 is applied to the operating member 20, the stopper 152 protrudes from the through hole 451h and comes into contact with the first end 25. Set it. As a result, the stopper 152 does not protrude from the through hole 451h when a predetermined external force is not applied to the operating member 20, and interference between the stopper 152 and the operating member 20 is avoided when the operating member 20 is tilted. .
  • the counterbore portion 253 is provided around the stopper contact portion 252
  • the portion of the first end portion 25 other than the stopper contact portion 252 can be stably prevented from coming into contact with the stopper 152. Due to the configuration in which the return member 45 is pushed down when the operating member 20 is pushed down, and the stopper 152 protrudes from the through hole 451h, the stopper 152 becomes the operating member when the operating member 20 is tilted in a state where no predetermined external force is applied.
  • the configuration is such that it does not interfere with the operation of 20. Further, by setting the protrusion length of the stopper contact portion 252, the timing of contact between the stopper contact portion 252 and the stopper 152 when a predetermined external force is applied can be easily set.
  • the first interlocking member 30 Since the pushing movement of the operating member 20 is limited by the contact between the stopper contact portion 252 and the stopper 152, for example, even if an excessive external force is applied to the operating member 20, the first interlocking member 30 will not be able to be plastically deformed. Force can be prevented from being applied to the first interlocking member 30.
  • the operating device 1 it is possible to reliably restrict the pushing operation while ensuring the range of the tilting operation of the operating member 20.
  • 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.
  • First Rotation detection part 61 ...Electric resistance type sensor 62, 72...Brush 63, 73...Holder 70...Second rotation detection part 71...Electric resistance type sensor 80...Displacement detection part 81...Contact pattern 82...Contact sheet 90...Circuit Substrate 151...Reception bottom part 152...Stopper 251...Bottom contact part 252...Stopper contact part 253...Spot facing part 301, 401...Claw part 451...Bottom part 451h...Through hole 452...Reception part 453...Engagement part AX1...First time Moving axis AX2...Second rotation axis AX3...Neutral axis D...Extending direction

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第１回動軸周りに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である第１端部と接する底部と、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、筐体は、付勢部材の他端を受容する受容底部を有し、受容底部は付勢部材の付勢方向に突出するストッパを有し、底部はストッパが挿通可能な貫通孔を有するため、操作部材の傾倒動作の範囲を確保しつつ、プッシュ動作の確実な規制を行うことができる。

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、押下操作のクリック感を良くし、操作性の良い押下スイッチおよび多方向入力装置が開示される。この押下スイッチは、基板上に固定されたケースに上下方向に移動自在に設けられたキートップと、下方向に移動したキートップに当接される弾性変形可能な断面視略逆凹字型の可動接片と、基板上の可動接片の端部の下側に設けられる一方の固定電極と、基板上の弾性変形した可動接片の中央部と接触し得る位置に設けられる他方の固定電極と、可動接片の端部と一方の固定電極とを電気的に接続するスペーサとを具備する。
　また、特許文献２には、操作性に優れた回転入力装置が開示される。この回転入力装置のリセット機構は、ハウジングキャビティ底面に位置決めするスプリングハウジングを含み、スプリングハウジングは、一次スプリングと、一次スプリング内部の二次スプリングを含み、二次スプリングの口径は一次スプリングの口径より小さく、スプリングハウジング上でスライドブロックが設けられていて、スライドブロックはハウジングストッパを受けることで垂直方向に往復運動することができる構成となっている。
特開２００４－１０３２５３号公報 中国実用新案第２０３６７４０５５号明細書
　操作装置には、操作部材の傾倒動作とともに操作部材を押し込むプッシュ動作を行うことができるものもある。このため、操作部材の傾倒動作やプッシュ動作が操作装置内部の部材に干渉しないように設計するとともに、操作部材をプッシュ動作した際、操作部材を軸支する連動部材の過度な変形を抑制するためストッパを設けることが必要である。
　本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、操作部材の傾倒動作の範囲を確保しつつ、プッシュ動作の確実な規制を行う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である第１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、筐体は、付勢部材の他端を受容する受容底部を有し、受容底部は付勢部材の付勢方向に突出するストッパを有し、底部はストッパが挿通可能な貫通孔を有す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、操作部材に付勢部材を圧縮させる所定の外力が付与されたときに、ストッパが貫通孔から突出して操作部材の延在方向の一方の端部と接触することになる。これにより、操作部材の過度の沈み込みが防止され、装置の機能不良が抑制される。
　上記操作装置において、操作部材に付勢部材を圧縮させる所定の外力が付与されたときに、ストッパが貫通孔から突出して第１端部と接触するように、ストッパの突出高さは設定される構成が好ましい。このような構成によれば、操作部材に所定の外力が付与されていないときはストッパが貫通孔から突出せず、操作部材を傾倒動作させた際にストッパと操作部材との干渉が避けられる。一方、操作部材に所定の外力が付与されたときはストッパが貫通孔から突出して、第１端部とストッパとが接触する位置で操作部材の押し込み動作が制限される。
　上記操作装置において、第１端部は、底部に接触する底部接触部と、底部に接触しないがストッパと接触可能なストッパ接触部と、を有する構成であってもよい。これにより、操作部材の傾倒動作において第１端部とストッパとの干渉回避の設計が容易となる。
　上記操作装置において、底部接触部は、ストッパ接触部の周囲に位置し、ストッパ接触部よりも延在方向の底部側に突出する構成であってもよい。これにより、操作部材の傾倒動作においてストッパ接触部の底部との非接触が安定的に実現される。
　上記操作装置において、第１端部は、ストッパ接触部の周囲に設けられた座繰り部を有する構成であってもよい。これにより、第１端部におけるストッパ接触部以外の部分がストッパに接触することが安定的に回避される。
　上記操作装置において、底部は、貫通孔の周囲が他の部分より盛り上がっている構成であってもよい。これにより、操作部材が傾倒したときに、底部接触部と底部との接触維持が安定的に実現される。
　本発明によれば、操作部材の傾倒動作の範囲を確保しつつ、プッシュ動作の確実な規制を行う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。 操作部材をプッシュ動作した状態を示す断面図である。 操作部材をさらに押し込んだ状態を示す断面図である。
　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の外側へと延出し、一方向（延出方向Ｄ）に延在する軸体部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。
　受容底部１５１の中央部分には付勢部材５１の付勢方向に突出するストッパ１５２が設けられる。復帰部材４５の底部４５１の中央部分には貫通孔４５１ｈが設けられ、受容底部１５１から突出するストッパ１５２が挿通可能となっている。
　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周りの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、Ｙ方向にみた断面図（ＸＺ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最も上の位置に配置される。復帰部材４５の上限位置は、受容部４５２の外周側に設けられた複数の係合部４５３が筐体１０と当接した位置である。
　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と、底部４５１に接触しないがストッパ１５２と接触可能なストッパ接触部２５２とを有する。底部接触部２５１はストッパ接触部２５２の周囲に位置し、ストッパ接触部２５２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。
　ストッパ接触部２５２はＺ方向の底部４５１側に突出していてもよいし、突出していなくてもよい。ストッパ接触部２５２はＺ方向の底部４５１側に突出している場合には、ストッパ接触部２５２の周囲に座繰り部２５３が設けられる。
　底部接触部２５１が当接する底部４５１は、貫通孔４５１ｈの周囲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との当接位置が貫通孔４５１ｈ側に移動する。底部４５１の貫通孔４５１ｈ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との当接位置が貫通孔４５１ｈ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、受容底部１５１から上方に突出するストッパ１５２は操作部材２０と干渉しない。すなわち、操作部材２０の傾倒動作および復帰動作ではストッパ接触部２５２はストッパ１５２と接触せず、操作部材２０の動作に影響を与えない。また、底部接触部２５１がストッパ接触部２５２よりも底部４５１側に突出していることで、操作部材２０の傾倒動作においてストッパ接触部２５２の底部４５１との非接触が安定的に実現される。
（プッシュ動作）
　図５は、操作部材をプッシュ動作した状態を示す断面図である。
　図６は、操作部材をさらに押し込んだ状態を示す断面図である。
　図５および図６では、Ｙ方向にみた断面図（ＸＺ平面での断面図）が示される。
　図５に示すように、操作部材２０をプッシュ動作すると、その押圧力によって復帰部材４５が押し下げられる。すなわち、操作部材２０の底部接触部２５１が復帰部材４５の底部４５１を押圧し、復帰部材４５が下側へ移動する。復帰部材４５の下側への移動によって付勢部材５１が圧縮される。
　また、このプッシュ動作によって操作部材２０に与えられた押圧力により、操作部材２０と嵌合している第１連動部材３０も下側へ移動する。第１連動部材３０は、第１軸支部３１側を支点としてアーム部３３を下方に押し下げるように動く。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。
　プッシュ動作によって操作部材２０が押し込まれ、復帰部材４５が押し下げられた場合、ストッパ接触部２５２はストッパ１５２に近づき、またストッパ１５２は底部４５１の貫通孔４５１ｈに挿通されることになる。しかし、通常のプッシュ動作による外力では、ストッパ接触部２５２とストッパ１５２とは当接しない。
　操作部材２０のプッシュ動作を解除すると、圧縮された付勢部材５１が伸びて復帰部材４５を押し上げる。復帰部材４５の押し上げによって操作部材２０が上に上がり、これに連動して第１連動部材３０のアーム部３３も上に移動する。アーム部３３が上がるとコンタクトシート８２とコンタクトパターン８１との接触が解除され、変位検知部８０が非導通状態となる。これにより、操作部材２０のプッシュ動作の解除を検知することができる。
　図６に示すように、操作部材２０を押し込む方向に所定の外力（例えば、過度な外力）が加えられた場合、第１連動部材３０はアーム部３３および第１軸支部３１を支点として中央部分が操作部材２０からの押圧力を受けて下方に撓むように変形する。第１連動部材３０がある程度変形すると、操作部材２０の第１端部２５のストッパ接触部２５２とストッパ１５２とが当接し、操作部材２０のそれ以上の押し込み動作が制限される。これにより、第１連動部材３０の塑性変形や他の部材の機能不良が抑制される。
　すなわち、操作部材２０に付勢部材５１を圧縮させる所定の外力が付与されたときに、ストッパ１５２が貫通孔４５１ｈから突出して第１端部２５と接触するように、ストッパ１５２の突出高さを設定しておく。これにより、操作部材２０に所定の外力が付与されていないときはストッパ１５２が貫通孔４５１ｈから突出せず、操作部材２０を傾倒動作させた際にストッパ１５２と操作部材２０との干渉が避けられる。一方、操作部材２０に所定の外力が付与されたときはストッパ１５２が貫通孔４５１ｈから突出して、第１端部２５とストッパ１５２とが接触する位置で操作部材２０の押し込み動作が制限されることになる。
　本実施形態では、ストッパ接触部２５２の周囲に座繰り部２５３が設けられていることから、操作部材２０に所定の外力が加えられた際、第１端部２５におけるストッパ接触部２５２以外の部分がストッパ１５２に接触することを安定的に回避できる。操作部材２０の押し込みで復帰部材４５が押し下げられ、これにより貫通孔４５１ｈからストッパ１５２が突出する構成により、所定の外力が加えられていない状態での操作部材２０の傾倒動作ではストッパ１５２が操作部材２０の動作と干渉しない構成となる。また、ストッパ接触部２５２の突出長さを設定することで、所定の外力が加えられた際のストッパ接触部２５２とストッパ１５２との当接タイミングを容易に設定することができる。
　ストッパ接触部２５２とストッパ１５２との当接によって操作部材２０の押し込み動作が制限されることで、例えば過度な外力が操作部材２０に加わった場合でも、第１連動部材３０が塑性変形するほどの力が第１連動部材３０に加わることを防止することができる。
　このように、本実施形態に係る操作装置１によれば、操作部材２０の傾倒動作の範囲を確保しつつ、プッシュ動作の確実な規制を行うことが可能となる。
　なお、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
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
５１…付勢部材
６０…第１回動検知部
６１…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
７１…電気抵抗式センサ
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
１５１…受容底部
１５２…ストッパ
２５１…底部接触部
２５２…ストッパ接触部
２５３…座繰り部
３０１，４０１…爪部
４５１…底部
４５１ｈ…貫通孔
４５２…受容部
４５３…係合部
ＡＸ１…第１回動軸
ＡＸ２…第２回動軸
ＡＸ３…中立軸
Ｄ…延出方向

Claims (6)

  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である第１端部と接する底部と、
    　　当該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、
    　前記筐体は、前記付勢部材の他端を受容する受容底部を有し、
    　前記受容底部は前記付勢部材の付勢方向に突出するストッパを有し、
    　前記底部は前記ストッパが挿通可能な貫通孔を有することを特徴とする操作装置。
  2. 　前記操作部材に前記付勢部材を圧縮させる所定の外力が付与されたときに、前記ストッパが前記貫通孔から突出して前記第１端部と接触するように、前記ストッパの突出高さは設定される、請求項１に記載の操作装置。
  3. 　前記第１端部は、
    　　前記底部に接触する底部接触部と、
    　　前記底部に接触しないが前記ストッパと接触可能なストッパ接触部と、
    を有する、請求項１に記載の操作装置。
  4. 　前記底部接触部は、前記ストッパ接触部の周囲に位置し、前記ストッパ接触部よりも前記延在方向の前記底部側に突出する、請求項３に記載の操作装置。
  5. 　前記第１端部は、前記ストッパ接触部の周囲に設けられた座繰り部を有する、請求項３に記載の操作装置。
  6. 　前記底部は、前記貫通孔の周囲が他の部分より盛り上がっている、請求項１に記載の操作装置。
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