多方向入力装置
【課題】操作体に対する取り付け強度を向上して操作つまみを外れ難くし、操作体のスライド位置を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止すること。
【解決手段】開口部を有するハウジングと、このハウジングの外部に設けられた操作つまみ１０と、開口部より大きい寸法を有しハウジング内に配置される鍔状部５１を有し、操作つまみ１０と一体的にスライド移動可能な操作体５と、永久磁石８と磁気センサとを有し操作体５のスライド位置を検出する検出手段とを具備した多方向入力装置１において、操作つまみ１０は、操作体５に形成された貫通孔５４に装置内部側から挿通されたネジ７によりネジ止めされ、永久磁石８は、鍔状部５１における装置内部側の位置に保持されることを特徴とする。
【解決手段】開口部を有するハウジングと、このハウジングの外部に設けられた操作つまみ１０と、開口部より大きい寸法を有しハウジング内に配置される鍔状部５１を有し、操作つまみ１０と一体的にスライド移動可能な操作体５と、永久磁石８と磁気センサとを有し操作体５のスライド位置を検出する検出手段とを具備した多方向入力装置１において、操作つまみ１０は、操作体５に形成された貫通孔５４に装置内部側から挿通されたネジ７によりネジ止めされ、永久磁石８は、鍔状部５１における装置内部側の位置に保持されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多方向入力装置に関し、特に、携帯電話装置やゲーム機用コントローラなどにおける方位入力操作に好適な多方向入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジング内にスライド移動可能に収納され、大径部を有する操作体と、この操作体の大径部からハウジングの外部に突出させた筒状部の先端部に取り付けられる操作つまみと、この筒状部内における操作つまみの内側に配置される永久磁石と、この永久磁石に対向配置される磁気センサとを備え、永久磁石の位置を磁気センサで検出することにより、操作体のスライド位置を検出する多方向入力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−４７３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来の多方向入力装置においては、ハウジングの外部において操作体に操作つまみが固定されることから、操作つまみに対して強い力が加わると、操作つまみが操作体から外れる事態が発生し得る。この場合、上述した多方向入力装置においては、操作体から永久磁石も脱落する事態も発生し得る。
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、操作体に対する取り付け強度を向上して操作つまみを外れ難くし、操作体のスライド動作を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止することができる多方向入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の多方向入力装置は、開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの外部に設けられた操作つまみと、前記開口部より大きい寸法を有し前記ハウジング内に配置される鍔状部を有し、前記操作つまみと一体的にスライド移動可能な操作体と、永久磁石と磁気センサとを有し前記操作体のスライド動作を検出する検出手段とを具備した多方向入力装置であって、前記操作つまみは、前記操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めされ、前記永久磁石は、前記鍔状部における装置内部側の位置に保持されることを特徴とする。
【０００６】
上記多方向入力装置によれば、操作つまみを操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めしているので、ハウジングの外部において操作体に操作つまみを固定する場合と比べてその取り付け強度を向上することができ、操作つまみを外れ難くすることが可能となる。また、永久磁石を鍔状部における装置内部側の位置に保持しているので、操作体のスライド動作を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止することが可能となる。
【０００７】
上記多方向入力装置において、前記ネジは、磁性材料で構成されると共に前記永久磁石と対向配置され、前記永久磁石は、前記ネジとの間で作用する磁力によって前記操作体に保持されることが好ましい。この場合には、永久磁石をネジとの間で作用する磁力によって操作体に保持することができるので、永久磁石を固定するために接着剤等を使用する必要がなく、組立作業性を向上することが可能となる。また、ネジを磁性材料で構成していることから、ネジにヨークとしての役割を果たさせることができ、検出手段における検出精度を向上することが可能となる。
【０００８】
また、上記多方向入力装置において、前記永久磁石は、前記操作体に設けられた保持面により前記ネジから一定の隙間を挟んで保持されることが好ましい。この場合には、操作体に設けられた保持面によりネジから一定の隙間を挟んで保持することから、ネジに接触させて永久磁石における水平度を確保する場合に比べてより精度良くその水平度を確保することが可能となる。
【０００９】
上記多方向入力装置においては、前記操作体の回転を規制する規制部材を更に具備し、前記操作体には、前記操作つまみに設けられた非円形状の係合部を回転不能に保持する被係合部が設けられることが好ましい。この場合には、操作体の被係合部により操作つまみが回転不能に保持されると共に、規制部材により操作体の回転が規制されることから、操作体を介して操作つまみが回転するのを規制でき、操作性に優れた多方向入力装置を提供することが可能となる。
【００１０】
上記多方向入力装置において、前記規制部材には、前記ハウジング及び操作体に形成された治具挿入孔に対応する貫通部が少なくとも２つ形成されることが好ましい。この場合には、ハウジング及び操作体に形成された治具挿入孔に挿入された治具により規制部材を位置決めすることができるので、規制部材を備える場合においても、その組立作業性を損なうことはない。
【００１１】
上記多方向入力装置において、前記操作体は、前記鍔状部よりも小径に設けられ、内部に前記永久磁石を保持する小径部を有し、前記小径部の外周側に前記操作体を初期位置に復帰させる環状のコイルばねを配置することが好ましい。この場合には、内部に永久磁石を保持する小径部を有し、その外周側に環状のコイルばねを配置していることから、コイルばねが配置される部分を永久磁石が保持される操作体の小径部とオーバーラップさせることができるので、多方向入力装置における厚み方向の寸法を小型化することが可能となる。
【００１２】
上記多方向入力装置においては、前記コイルばねを非磁性材料で形成することが好ましい。この場合には、コイルばねが非磁性材料で形成されることから、コイルばねが永久磁石による磁界に影響を及ぼすのを防止できるので、高い精度で操作体のスライド動作を検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、操作つまみを操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めしているので、ハウジングの外部において操作体に操作つまみを固定する場合と比べてその取り付け強度を向上することができ、操作つまみを外れ難くすることが可能となる。また、永久磁石を鍔状部における装置内部側の位置に保持しているので、操作体のスライド動作を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一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。本実施の形態に係る多方向入力装置は、例えば、携帯電話装置やゲーム機用コントローラなどにおける方位入力操作に用いられるものである。なお、本実施の形態に係る多方向入力装置の用途については、これらに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００１５】
図１及び図２は、それぞれ本発明の一実施の形態に係る多方向入力装置１の分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の平面図である。図４は、図３に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。図５は、図３に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。なお、図１においては、多方向入力装置１を図４に示す下方側から見た分解斜視図を示し、図２においては、多方向入力装置１を図４に示す上方側から見た分解斜視図を示している。以下においては、説明の便宜上、図１及び図２の右方側を多方向入力装置１の上方側と呼び、同図の左方側を多方向入力装置１の下方側と呼ぶものとする。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１は、ハウジングを構成する上部ケース２及び下部ケース３を備え、これらを組み合わせて内部に形成される空洞部に各種の構成部材を収納して構成される。上部ケース２及び下部ケース３は、重ね合わせた状態において、多方向入力装置１の下方側に配置される取付部材４と上部ケース２とがスナップ結合することにより一体化されている。
【００１７】
上部ケース２及び下部ケース３は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成される。上部ケース２は、下方側に開口した箱形状を有し、その上面部２１の中央に円形状を有する開口部２２が形成されている。また、上部ケース２は、平坦な板状の壁部からなる上面部２１の４辺から下方側に延伸する側壁部２３を有している。これらの側壁部２３のうち、対向する一対の側壁部２３ａの内壁は平面部を構成し、互いに平行に配置されている。開口部２２の外周側には、後述する治具１３が挿入される複数の治具挿入孔２４が形成されている。
【００１８】
下部ケース３は、上方側に開口した箱形状を有し、その底面部３１の中央に円形状の突出部３２が設けられている。この突出部３２は、下部ケース３の平坦な板状の壁部からなる底面部３１を盛り上げて形成されており、この底面部３１の背面側には概して長円形状の凹部３３が設けられている。この突出部３２の上面には、後述する操作体５の小径部５３が載置される平面部３２ａが形成されている。これらの上部ケース２及び下部ケース３が組み合わされて、概して偏平な方形状のハウジングが形成されるものとなっている。
【００１９】
ハウジング内に形成される空洞部には、操作体５、規制部材６、ネジ７、永久磁石（以下、単に「磁石」という）８及びコイルばね９が収納される。操作体５は、ネジ７によりその上方側に固定される操作つまみ１０を上部ケース２の開口部２２から上方側に突出させるような状態で収納されている。規制部材６は、後述する操作体５の凹部５５に配置される。磁石８は、後述する操作体５の小径部５３の内部に保持される。コイルばね９は、操作体５の小径部５３及び下部ケース３の突出部３２の外周側に配置される。以下、各構成部材の構成について説明する。
【００２０】
操作体５は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成され、概して円盤形状を有している。操作体５は、円盤形状を有する鍔状部５１と、この鍔状部５１の上面中央に立設され、後述する操作つまみ１０の係合部である係合片１０２の非円形状をした外形と係合する穴５２ａが形成された被係合部としての筒状部５２と、鍔状部５１の下面中央部にその外周部よりも小径に設けられ、下方側に開口した小径部５３とを有している。この小径部５３の内側には、円盤形状の空間が設けられ、後述するように磁石８が配置される。なお、鍔状部５１の中央には、多方向入力装置１の上下方向に貫通孔５４が形成され、この貫通孔５４は、筒状部５２及び小径部５３に対応する位置で鍔状部５１を貫通している。また、鍔状部５１の上面には、多方向入力装置１の図２における左右方向に沿って帯状に、規制部材６が配置される凹部５５が形成されている。さらに、鍔状部５１の外周近傍には、多方向入力装置１の上下方向に、後述する治具１３が挿入される複数の治具挿入孔５６が形成されている。
【００２１】
なお、上部ケース２の開口部２２から上方側に突出する筒状部５２の一部には、開口部２２からの埃等の浸入を防止するための遮蔽部材１１が取り付けられる。遮蔽部材１１は、例えば、ポリカーボネート樹脂で形成され、中央に円形の開口部が形成された円形状を有するシート材として構成されている。遮蔽部材１１は、中央開口部の径が筒状部５２の外径と略同一に設けられる一方、その外径が上部ケース２の開口部２２よりも大きい径に設けられている。遮蔽部材１１の一部にはスリット１１１が形成されており、このスリット１１１を介して遮蔽部材１１が筒状部５２に取り付けられるものとなっている。
【００２２】
規制部材６は、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料で形成され、概して多方向入力装置１の左右方向に延伸する長尺形状を有している。規制部材６は、操作体５の鍔状部５１に形成された凹部５５と略同一の幅（正確には、僅かに狭い幅）を有する板状部６１と、この板状部６１の長手方向である左右方向の両端部から下方側に折り曲げ形成される一対の規制片６２とを有している。これらの規制片６２は、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に対向するように平行に配置される。これらの規制片６２の外面間の長さは、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面間の長さと略同一（正確には、僅かに短い寸法）に設けられている。板状部６１の中央には、左右方向に長い長孔６３が形成されている。この長孔６３は、操作体５の筒状部５２が貫通可能な寸法に設けられ、その側方側端部には、後述する治具１３が挿入される貫通部としての切り欠き部６４が形成されている。なお、規制部材６は、非磁性体で構成されていれば、必ずしも金属材料で構成される必要はなく、例えば、絶縁性の樹脂材料で形成しても良い。
【００２３】
操作つまみ１０は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成され、概して円盤形状を有している。操作つまみ１０の下面には、矩形状を有する突出部１０１が形成されると共に、その突出部１０１の中央に八角柱形状などの非円形状を有する係合部としての係合片１０２が設けられている。この係合片１０２は、筒状部５２の穴５２ａ内に挿入され、操作つまみ１０に加えられたスライド操作などを操作体５に伝達するものとなっている。この係合片１０２の中央には、後述するネジ７の軸部７２が挿入される穴部１０２ａが形成されている。この穴部１０２ａには、この軸部７２の外周に設けられたネジ山に対応するネジ溝が形成されている。
【００２４】
ネジ７は、例えば、フェライト等の磁性金属材料で形成され、ヘッド部７１と、軸部７２とを有して構成されている。本多方向入力装置１においては、ヘッド部７１を下方側に配置する一方、装置内部側から軸部７２を操作体５の貫通孔５４に挿通させ、筒状部５２内に挿入された操作つまみ１０の係合片１０２に固定する。これにより、操作体５と操作つまみ１０とが一体化されるものとなっている。
【００２５】
磁石８は、円盤形状を有しており、操作体５の小径部５３内に収容可能な寸法に設けられている。磁石８は、操作体５に固定されたネジ７との間で作用する磁力により操作体５に保持されている。この場合において、磁石８は、鍔状部５１の下面に設けられた保持面５１ａにより保持され、ネジ７との間に僅かな寸法の隙間を挟んで対向配置されるものとなっている。なお、操作体５における磁石８の保持状態については後述する。
【００２６】
コイルばね９は、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料で形成されている。コイルばね９は、図示せぬフック状の両端を連結することで環状を有しており、無負荷状態におけるその内径は、下部ケース３の突出部３２及び操作体５の小径部５３の外径より僅かに小さい寸法に設けられている。このコイルばね９は、詳細について後述するように、操作体５がスライド移動した場合に操作体５を初期位置に復帰させる弾性力を、操作体５の小径部５３に付与するものである。
【００２７】
取付部材４の上面には、操作体５のスライド移動を検出する検出手段の一部を構成する後述の磁気センサ１２２が実装される回路基板１２が固定される。この回路基板１２は、磁気センサ１２２が下部ケース３の凹部３３に対応する位置に配置されるように取付部材４に固定されている。なお、回路基板１２において、磁気センサ１２２は、その構成部材の腐食や検出精度の劣化を防止するために、例えば、絶縁性の樹脂材料等による封止部１２１により封止されている。下部ケース３の凹部３３は、この封止部１２１を収容するものとなっている。なお、回路基板１２上には、図示はしていないが、磁気センサ１２２を構成する磁気検出素子からの信号を外部出力する出力端子に接続される複数のリード線が設けられている。なお、この回路基板１２に実装される磁気センサ１２２については後述する。
【００２８】
このような構成を有する多方向入力装置１を組み立てると、図３に示すように、操作体５に固定された操作つまみ１０が上部ケース２の上方側に突出すると共に、操作体５の筒状部５２の一部に取り付けられた遮蔽部材１１が上部ケース２に載置された状態とされる。このように、上部ケース２の開口部２２よりも大きい外径を有する遮蔽部材１１が上部ケース２に載置されることから、開口部２２を介して多方向入力装置１の内部に埃等が浸入するのを防止できるものとなっている。
【００２９】
多方向入力装置１の内部においては、図４及び図５に示すように、下部ケース３の突出部３２の平面部３２ａの上方に、磁石８を収容した状態の操作体５の小径部５３が載置されている。コイルばね９は、上下に対向状態にあるこれらの突出部３２及び小径部５３の外周を囲むように、僅かに伸びた状態で下部ケース３の底面部３１上に配置されている。このように磁石８を保持する小径部５３の外周側にコイルばね９を配置していることから、コイルばね９が配置される部分を小径部５３とオーバーラップさせることができるので、多方向入力装置１における厚み方向の寸法を小型化することが可能となっている。
【００３０】
操作体５は、鍔状部５１をハウジング内に収納させて、この鍔状部５１が下部ケース３の底面部３１と離間して対向する状態で配置され、鍔状部５１の下面でコイルばね９の頂部を規制するものとなっている。また、操作体５は、筒状部５２を上部ケース２の開口部２２を介して装置外部に突出させている。そして、筒状部５２の穴５２ａに操作つまみ１０の係合片１０２が挿入された状態において、装置内部側からネジ７によりネジ止めされることで、操作つまみ１０と操作体５とが一体化されている。この場合、係合片１０２が筒状部５２に挿入されていることから、操作つまみ１０に与えられる操作力は、そのまま操作体５に対して伝達されることとなる。規制部材６は、鍔状部５１の凹部５５に収容された状態で配置され、その規制片６２が上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に僅かなクリアランスをもって対向配置されている。
【００３１】
操作体５に固定されたネジ７のヘッド部７１は、小径部５３内に収容されている磁石８と対向する。磁石８は、このネジ７との間に発生する磁力により装置上方側に吸引された状態となっており、操作体５に保持されている。このように、磁石８をネジ７との間で作用する磁力によって操作体５に保持することにより、磁石８を固定するために接着剤等を使用する必要がなく、組立作業性を向上することが可能となっている。また、ネジ７を磁性金属材料で構成していることから、ネジ７にヨークとしての役割（所謂、バックヨークとしての役割）を果たさせることができ、磁気センサ１２２における検出精度を向上することが可能となる。
【００３２】
このように保持される磁石８の位置決めは、鍔状部５１の小径部５３の内側に配置される保持面５１ａにより行われ、磁石８は、ネジ７のヘッド部７１と僅かな隙間を挟んで対向配置されている。このように保持面５１ａによりネジ７から一定の隙間を挟んで磁石８を保持するようにしたことから、ネジ７に接触させて磁石８における水平度を確保する場合に比べてより精度良くその水平度を確保することが可能となっている。
【００３３】
また、回路基板１２において、磁気センサ１２２を封止する封止部１２１は、下部ケース３の凹部３３に収容されている。この凹部３３は、突出部３２の裏面側に形成されていることから、初期位置に操作体５が配置されている状態において、小径部５３内に収容された磁石８と、磁気センサ１２２とが対向して配置されるものとなっている。磁気センサ１２２は、このように配置される磁石８から発生する磁界を検出し、磁石８（操作体５）のスライド位置を検出するように構成されている。
【００３４】
ここで、本実施の形態に係る多方向入力装置１が有する回路基板１２に実装される磁気センサ１２２の概略構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る多方向入力装置１が有する回路基板１２に実装される磁気センサ１２２の平面図である。図７は、本実施の形態に係る多方向入力装置１が有する回路基板１２に実装される磁気センサ１２２と磁石８との位置関係を示す図である。なお、図７においては、図６に示す左方側から回路基板１２及び磁石８を示している。
【００３５】
本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、操作体５の小径部５３に収容される磁石８と、回路基板１２に実装された磁気センサ１２２とで操作体５のスライド位置を検出する。この場合において、磁気センサ１２２は、基本的な構成として、反強磁性層、ピン層、中間層及びフリー層を回路基板１２上に積層して形成され、巨大磁気抵抗効果を利用した複数（本実施の形態では４つ）のＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子１２２ａと、これらのＧＭＲ素子１２２ａからの出力信号を増幅すると共に、増幅後の出力信号に基づいて磁石８（操作体５）のスライド位置を算出する制御回路１２２ｂとを有している。
【００３６】
磁気センサ１２２においては、小径部５３に収容される磁石８からの磁束をＧＭＲ素子１２２ａに作用させて、その電気抵抗値の変化を磁束の向きにより生じさせる。例えば、磁石８が磁気センサ１２２側にＮ極、操作体５側にＳ極が着磁されている場合、磁石８からの磁束は、概して図７に示す矢印のように発生する（なお、図７に示す紙面手前側及び奥側にも同様に発生する）。磁気センサ１２２においては、４つのＧＭＲ素子１２２ａでブリッジ回路を構成し、一対のＧＭＲ素子１２２ａにおける電気抵抗値の変化に応じた出力信号と、他の一対のＧＭＲ素子１２２ａにおける電気抵抗値の変化に応じた出力信号との差異に基づいて、磁石８（操作体５）のスライド位置を算出するものとなっている。
【００３７】
なお、この磁気センサ１２２が備えるＧＭＲ素子１２２ａが巨大磁気抵抗効果を発揮するためには、例えば、反強磁性層がα−Ｆｅ２Ｏ３層、ピン層がＮｉＦｅ層、中間層がＣｕ層、フリー層がＮｉＦｅ層から形成されることが好ましいが、これらのものに限定されるものではなく、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。また、磁気センサ１２２が備えるＧＭＲ素子１２２ａは、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。
【００３８】
ここで、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際の作業について説明する。図８及び図９は、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際の作業について説明するための斜視図である。図８及び図９に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際には、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料の棒状体で構成される複数の治具１３を用いる。これらの治具１３は、操作体５の治具挿入孔５６及び上部ケース２の治具挿入孔２４に挿入されることで、操作体５を上部ケース２に回転不能に固定するものとなっている。
【００３９】
本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、このように上部ケース２に操作体５を固定した状態で、その筒状部５２に操作つまみ１０の係合片１０２を挿入する。そして、操作体５の下面側から貫通孔５４にネジ７の軸部７２を挿通させ、操作つまみ１０を操作体５にネジ止めする（図９参照）。このように操作体５の回転を規制した状態で操作つまみ１０をネジ止めするようにしたことから、ネジ止め作業に応じて操作体５が連れ回りするような事態を防止でき、組立作業性を向上することが可能となっている。
【００４０】
また、このように操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、規制部材６の位置決めも行う。すなわち、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、上部ケース２と操作体５との間に規制部材６を配置すると共に、その切り欠き部６４に治具１３を挿入した状態で操作体５に対する操作つまみ１０の組付けを行う（図９参照）。このように操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際に用いる治具１３を用いて規制部材６の位置決めも行うようにしたことから、より組立作業性を向上することが可能となっている。
【００４１】
なお、治具１３を用いて位置決めする際、規制部材６においては、図１０に示すように、板状部６１が操作体５の凹部５５に収容される。上述したように、規制部材６の板状部６１の幅は、凹部５５の幅と略同一に設けられていることから、板状部６１は、凹部５５に入り込んだ状態とされる。一方、規制部材６の規制片６２は、図９に示すように、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に対向配置されている。このため、操作体５に回転力が与えられた場合、凹部５５の側壁部５５ａと板状部６１の端面６１ａとが係合すると共に（図１０参照）、規制片６２が側壁部２３ａの内壁面に接触することで、操作体５の回転を規制するものとなっている。また、操作つまみ１０の非円形状をなした係合片１０２が、操作体５の筒状部５２に形成された穴５２ａに係合していることから、操作つまみ１０に与えられた回転力は、そのまま操作体５に伝達され、この規制部材６により規制されることとなる。すなわち、操作体５を介して操作つまみ１０が回転するのを規制でき、操作性に優れた多方向入力装置１を提供するものとなっている。
【００４２】
また、規制部材６は、板状部６１が凹部５５に収容される一方、その規制片６２が上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に対向配置されることから、側壁部２３ａによって、図１０に示すＸ方向へのスライド移動が規制される一方、同図に示すＹ方向への移動が許容されるものとなっている。操作体５（操作つまみ１０）の図１０に示すＸ方向へのスライド移動の際、鍔状部５１の中央部を挟んで対向する位置に形成される、凹部５５の側壁部５５ａは、板状部６１の端面６１ａにより案内される。なお、操作体５の図１０に示すＹ方向へのスライド移動の際には、凹部５５の側壁部５５ａが、板状部６１の端面６１ａと係合し、操作体５と規制部材６とが一体的にスライド移動することとなる。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る多方向入力装置１における操作体５がスライド移動した場合の動作について説明する。図１１は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の初期状態における平面図である。図１２は、図１１に示す状態から操作体５を同図に示すＸ方向にスライド移動した場合の平面図である。図１３は、図１２に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。図１４は、図１１に示す状態から操作体５を同図に示すＹ方向にスライド移動した場合の平面図である。図１５は、図１４に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。なお、図１１〜図１５においては、説明の便宜上、上部ケース２及び遮蔽部材１１を取り除いている。また、図１２及び図１４においては、操作体５が末端の位置までスライド移動した場合について示している。
【００４４】
初期状態においては、図１１に示すように、規制部材６がハウジング（下部ケース３）の略中央に配置されている。多方向入力装置１の内部においては、各構成部材が図４及び図５に示す状態とされている。すなわち、磁石８を保持した操作体５の小径部５３は、下部ケース３の突出部３２の上方に対向した状態で配置されており、これらの小径部５３及び突出部３２の外周側にコイルばね９が配置されている。この場合、小径部５３は、コイルばね９による弾性力により突出部３２の中央位置（初期位置）に配置された状態となっている。
【００４５】
図１１に示す状態から同図に示すＸ方向に操作つまみ１０を介して操作体５をスライド移動する際、図１２に示すように、操作体５は、規制部材６の板状部６１の端面６１ａに沿って、鍔状部５１の凹部５５の側壁部５５ａが案内される。この場合、規制部材６は、移動しないでハウジングの略中央の位置に維持されている。多方向入力装置１の内部においては、図１３に示すコイルばね９の右方側端部が突出部３２の右方側端部に係止されると共に、その上部（頂部）が鍔状部５１により規制された状態において、コイルばね９の左方側端部が小径部５３の左方側端部でＸ方向に押し広げられている。そして、図１３に示す状態から、操作つまみ１０に対するスライド操作が解除されると、コイルばね９の弾性力により、小径部５３が押し戻される。これにより、小径部５３は、図４に示す初期位置に復帰するものとなっている。
【００４６】
一方、図１１に示す状態から同図に示すＹ方向に操作つまみ１０（操作体５）をスライド移動する際、図１４に示すように、操作体５は、操作体５の鍔状部５１の凹部５５の側壁部５５ａが規制部材６の板状部６１の端面６１ａと係合し、規制部材６と一緒に移動する。この場合、規制部材６は、規制片６２で上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に沿ってスライド移動する。多方向入力装置１の内部においては、図１５に示すコイルばね９の左方側端部が突出部３２の左方側端部に係止されると共に、その上部（頂部）が鍔状部５１により規制された状態において、コイルばね９の右方側端部が小径部５３の右方側端部でＹ方向に押し広げられている。そして、図１５に示す状態から、操作つまみ１０に対するスライド操作が解除されると、コイルばね９の弾性力により、小径部５３が押し戻される。これにより、小径部５３は、図５に示す初期位置に復帰するものとなっている。
【００４７】
なお、図１１に示す状態から同図に示すＸ方向とＹ方向との中間方向（例えば、図１１に示す左下方側４５°の方向）に操作体５をスライド移動させる場合には、操作体５は、図１３及び図１５で説明した動作が組み合わされて動作する。すなわち、図１１に示すＸ方向へのスライド移動は、規制部材６の板状部６１の端面６１ａと、操作体５の凹部５５の側壁部５５ａとにより案内され、同図に示すＹ方向へのスライド移動は、規制部材６の規制片６２と、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面とにより案内される。多方向入力装置１の内部においては、操作体５のスライド方向と反対側に配置されるコイルばね９の端部が下部ケース３の突出部３２により係止されると共に、その上方側から鍔状部５１により規制された状態において、コイルばね９のスライド方向側端部が小径部５３のスライド方向側端部でＸ方向とＹ方向との中間方向に押し広げられている。そして、初期位置に復帰する際も同様に、操作つまみ１０に対するスライド操作が解除されると、コイルばね９の弾性力により、小径部５３が押し戻される。これにより、小径部５３は、図４に示す初期位置に復帰するものとなっている。
【００４８】
このように本多方向入力装置１においては、操作体５のスライド移動に伴って小径部５３により押し広げられたコイルばね９の上部（操作体５側の頂部）を、操作体５の鍔状部５１で規制するようにしているので、コイルばね９の操作体５側への移動を制限してコイルばね９が所望の位置から脱落する事態を防止でき、コイルばね９により確実に操作体５を初期位置に復帰させることが可能となっている。
【００４９】
本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、このように操作体５に対してスライド操作が行われた方向にスライド移動する際、並びに、スライド移動先の位置から初期位置に復帰する際、回路基板１２に実装された磁気センサ１２２によって、小径部５３内に保持された磁石８からの磁束の向きを検出し、操作体５（磁石８）のスライド位置を検出する。これにより、操作つまみ１０に対して行われたスライド操作に応じて、適切に操作体５のスライド位置を検出することが可能となる。
【００５０】
このように本多方向入力装置１においては、非接触の態様で操作体５のスライド位置を検出する検出手段を構成しているので、検出手段としての接点の摩耗等による不具合を回避して検出手段の長寿命化を実現することが可能となっている。また、本多方向入力装置１においては、規制部材６及びコイルばね９を非磁性材料で形成することにより、これらの部材が磁石８からの磁界に影響を及ぼすのを防止しているので、高い精度で操作体５のスライド位置を検出することが可能となっている。
【００５１】
このように本実施の形態に係る多方向入力装置１によれば、操作つまみ１０を操作体５に形成された貫通孔５４に装置内部側から挿通されたネジ７によりネジ止めするようにしたので、ハウジングの外部において操作体５に操作つまみ１０を固定する場合と比べてその取り付け強度を向上することができ、操作つまみ１０を外れ難くすることが可能となる。また、磁石８を鍔状部５１における装置内部側の位置に保持するようにしたので、磁石８が脱落する事態を防止することが可能となる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、部材の配置や数などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５３】
例えば、上記実施の形態においては、操作体５のスライド動作を検出する磁気センサは、ＧＭＲ素子を用いるものであるが、ＧＭＲ素子に代えて、ホール素子により磁気センサを構成しても良い。また、上記実施の形態においては、操作体５の鍔状部５１の上面に凹部５５を設け、規制部材６の板状部６１を収容すると共に、板状部６１の端面６１ａで凹部５５の側壁部５５ａを案内する場合について示しているが、操作体５及び規制部材６の構成についてこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。すなわち、上述したのと同様の要領で操作体５を案内できれば、どのような構成を採っても良い。例えば、鍔状部５１に凹部５５を設けるのではなく、複数の突出片を設け、その一部を規制部材６により案内するようにしても良い。反対に板状部６１に複数の突出片を設け、その一部で鍔状部５１を案内するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る多方向入力装置の分解斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。
【図５】図３に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。
【図６】上記実施の形態に係る多方向入力装置が有する回路基板に実装される磁気センサの平面図である。
【図７】上記実施の形態に係る多方向入力装置が有する回路基板に実装される磁気センサと磁石との位置関係を示す図である。
【図８】上記実施の形態に係る多方向入力装置において、操作体に操作つまみを組み付ける際の作業について説明するための斜視図である。
【図９】上記実施の形態に係る多方向入力装置において、操作体に操作つまみを組み付ける際の作業について説明するための斜視図である。
【図１０】上記実施の形態に係る多方向入力装置における操作体と規制部材との位置関係について説明するための斜視図である。
【図１１】上記実施の形態に係る多方向入力装置の初期状態における平面図である。
【図１２】図１１に示す状態から操作体をＸ方向にスライド移動した場合の平面図である。
【図１３】図１２に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。
【図１４】図１１に示す状態から操作体をＹ方向にスライド移動した場合の平面図である。
【図１５】図１４に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 多方向入力装置
２ 上部ケース
２１ 上面部
２２ 開口部
２３、２３ａ 側壁部
２４ 治具挿入孔
３ 下部ケース
３１ 底面部
３２ 突出部
３２ａ 平面部
３３ 凹部
４ 取付部材
５ 操作体
５１ 鍔状部
５１ａ 保持面
５２ 筒状部（被係合部）
５２ａ 穴
５３ 小径部
５４ 貫通孔
５５ 凹部
５５ａ 側壁部
５６ 治具挿入孔
６ 規制部材
６１ 板状部
６１ａ 端面
６２ 規制片
６３ 長孔
６４ 切り欠き部（貫通部）
７ ネジ
７１ ヘッド部
７２軸部
８ 磁石（永久磁石）
９ コイルばね
１０ 操作つまみ
１０１ 突出部
１０２ 係合片（係合部）
１０２ａ 穴部
１１ 遮蔽部材
１１１ スリット
１２ 回路基板
１２１ 封止部
１２２ 磁気センサ
１２２ａ ＧＭＲ素子
１２２ｂ 制御回路
１３ 治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多方向入力装置に関し、特に、携帯電話装置やゲーム機用コントローラなどにおける方位入力操作に好適な多方向入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジング内にスライド移動可能に収納され、大径部を有する操作体と、この操作体の大径部からハウジングの外部に突出させた筒状部の先端部に取り付けられる操作つまみと、この筒状部内における操作つまみの内側に配置される永久磁石と、この永久磁石に対向配置される磁気センサとを備え、永久磁石の位置を磁気センサで検出することにより、操作体のスライド位置を検出する多方向入力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−４７３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来の多方向入力装置においては、ハウジングの外部において操作体に操作つまみが固定されることから、操作つまみに対して強い力が加わると、操作つまみが操作体から外れる事態が発生し得る。この場合、上述した多方向入力装置においては、操作体から永久磁石も脱落する事態も発生し得る。
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、操作体に対する取り付け強度を向上して操作つまみを外れ難くし、操作体のスライド動作を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止することができる多方向入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の多方向入力装置は、開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの外部に設けられた操作つまみと、前記開口部より大きい寸法を有し前記ハウジング内に配置される鍔状部を有し、前記操作つまみと一体的にスライド移動可能な操作体と、永久磁石と磁気センサとを有し前記操作体のスライド動作を検出する検出手段とを具備した多方向入力装置であって、前記操作つまみは、前記操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めされ、前記永久磁石は、前記鍔状部における装置内部側の位置に保持されることを特徴とする。
【０００６】
上記多方向入力装置によれば、操作つまみを操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めしているので、ハウジングの外部において操作体に操作つまみを固定する場合と比べてその取り付け強度を向上することができ、操作つまみを外れ難くすることが可能となる。また、永久磁石を鍔状部における装置内部側の位置に保持しているので、操作体のスライド動作を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止することが可能となる。
【０００７】
上記多方向入力装置において、前記ネジは、磁性材料で構成されると共に前記永久磁石と対向配置され、前記永久磁石は、前記ネジとの間で作用する磁力によって前記操作体に保持されることが好ましい。この場合には、永久磁石をネジとの間で作用する磁力によって操作体に保持することができるので、永久磁石を固定するために接着剤等を使用する必要がなく、組立作業性を向上することが可能となる。また、ネジを磁性材料で構成していることから、ネジにヨークとしての役割を果たさせることができ、検出手段における検出精度を向上することが可能となる。
【０００８】
また、上記多方向入力装置において、前記永久磁石は、前記操作体に設けられた保持面により前記ネジから一定の隙間を挟んで保持されることが好ましい。この場合には、操作体に設けられた保持面によりネジから一定の隙間を挟んで保持することから、ネジに接触させて永久磁石における水平度を確保する場合に比べてより精度良くその水平度を確保することが可能となる。
【０００９】
上記多方向入力装置においては、前記操作体の回転を規制する規制部材を更に具備し、前記操作体には、前記操作つまみに設けられた非円形状の係合部を回転不能に保持する被係合部が設けられることが好ましい。この場合には、操作体の被係合部により操作つまみが回転不能に保持されると共に、規制部材により操作体の回転が規制されることから、操作体を介して操作つまみが回転するのを規制でき、操作性に優れた多方向入力装置を提供することが可能となる。
【００１０】
上記多方向入力装置において、前記規制部材には、前記ハウジング及び操作体に形成された治具挿入孔に対応する貫通部が少なくとも２つ形成されることが好ましい。この場合には、ハウジング及び操作体に形成された治具挿入孔に挿入された治具により規制部材を位置決めすることができるので、規制部材を備える場合においても、その組立作業性を損なうことはない。
【００１１】
上記多方向入力装置において、前記操作体は、前記鍔状部よりも小径に設けられ、内部に前記永久磁石を保持する小径部を有し、前記小径部の外周側に前記操作体を初期位置に復帰させる環状のコイルばねを配置することが好ましい。この場合には、内部に永久磁石を保持する小径部を有し、その外周側に環状のコイルばねを配置していることから、コイルばねが配置される部分を永久磁石が保持される操作体の小径部とオーバーラップさせることができるので、多方向入力装置における厚み方向の寸法を小型化することが可能となる。
【００１２】
上記多方向入力装置においては、前記コイルばねを非磁性材料で形成することが好ましい。この場合には、コイルばねが非磁性材料で形成されることから、コイルばねが永久磁石による磁界に影響を及ぼすのを防止できるので、高い精度で操作体のスライド動作を検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、操作つまみを操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めしているので、ハウジングの外部において操作体に操作つまみを固定する場合と比べてその取り付け強度を向上することができ、操作つまみを外れ難くすることが可能となる。また、永久磁石を鍔状部における装置内部側の位置に保持しているので、操作体のスライド動作を検出するための永久磁石が脱落する事態を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一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。本実施の形態に係る多方向入力装置は、例えば、携帯電話装置やゲーム機用コントローラなどにおける方位入力操作に用いられるものである。なお、本実施の形態に係る多方向入力装置の用途については、これらに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００１５】
図１及び図２は、それぞれ本発明の一実施の形態に係る多方向入力装置１の分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の平面図である。図４は、図３に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。図５は、図３に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。なお、図１においては、多方向入力装置１を図４に示す下方側から見た分解斜視図を示し、図２においては、多方向入力装置１を図４に示す上方側から見た分解斜視図を示している。以下においては、説明の便宜上、図１及び図２の右方側を多方向入力装置１の上方側と呼び、同図の左方側を多方向入力装置１の下方側と呼ぶものとする。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１は、ハウジングを構成する上部ケース２及び下部ケース３を備え、これらを組み合わせて内部に形成される空洞部に各種の構成部材を収納して構成される。上部ケース２及び下部ケース３は、重ね合わせた状態において、多方向入力装置１の下方側に配置される取付部材４と上部ケース２とがスナップ結合することにより一体化されている。
【００１７】
上部ケース２及び下部ケース３は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成される。上部ケース２は、下方側に開口した箱形状を有し、その上面部２１の中央に円形状を有する開口部２２が形成されている。また、上部ケース２は、平坦な板状の壁部からなる上面部２１の４辺から下方側に延伸する側壁部２３を有している。これらの側壁部２３のうち、対向する一対の側壁部２３ａの内壁は平面部を構成し、互いに平行に配置されている。開口部２２の外周側には、後述する治具１３が挿入される複数の治具挿入孔２４が形成されている。
【００１８】
下部ケース３は、上方側に開口した箱形状を有し、その底面部３１の中央に円形状の突出部３２が設けられている。この突出部３２は、下部ケース３の平坦な板状の壁部からなる底面部３１を盛り上げて形成されており、この底面部３１の背面側には概して長円形状の凹部３３が設けられている。この突出部３２の上面には、後述する操作体５の小径部５３が載置される平面部３２ａが形成されている。これらの上部ケース２及び下部ケース３が組み合わされて、概して偏平な方形状のハウジングが形成されるものとなっている。
【００１９】
ハウジング内に形成される空洞部には、操作体５、規制部材６、ネジ７、永久磁石（以下、単に「磁石」という）８及びコイルばね９が収納される。操作体５は、ネジ７によりその上方側に固定される操作つまみ１０を上部ケース２の開口部２２から上方側に突出させるような状態で収納されている。規制部材６は、後述する操作体５の凹部５５に配置される。磁石８は、後述する操作体５の小径部５３の内部に保持される。コイルばね９は、操作体５の小径部５３及び下部ケース３の突出部３２の外周側に配置される。以下、各構成部材の構成について説明する。
【００２０】
操作体５は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成され、概して円盤形状を有している。操作体５は、円盤形状を有する鍔状部５１と、この鍔状部５１の上面中央に立設され、後述する操作つまみ１０の係合部である係合片１０２の非円形状をした外形と係合する穴５２ａが形成された被係合部としての筒状部５２と、鍔状部５１の下面中央部にその外周部よりも小径に設けられ、下方側に開口した小径部５３とを有している。この小径部５３の内側には、円盤形状の空間が設けられ、後述するように磁石８が配置される。なお、鍔状部５１の中央には、多方向入力装置１の上下方向に貫通孔５４が形成され、この貫通孔５４は、筒状部５２及び小径部５３に対応する位置で鍔状部５１を貫通している。また、鍔状部５１の上面には、多方向入力装置１の図２における左右方向に沿って帯状に、規制部材６が配置される凹部５５が形成されている。さらに、鍔状部５１の外周近傍には、多方向入力装置１の上下方向に、後述する治具１３が挿入される複数の治具挿入孔５６が形成されている。
【００２１】
なお、上部ケース２の開口部２２から上方側に突出する筒状部５２の一部には、開口部２２からの埃等の浸入を防止するための遮蔽部材１１が取り付けられる。遮蔽部材１１は、例えば、ポリカーボネート樹脂で形成され、中央に円形の開口部が形成された円形状を有するシート材として構成されている。遮蔽部材１１は、中央開口部の径が筒状部５２の外径と略同一に設けられる一方、その外径が上部ケース２の開口部２２よりも大きい径に設けられている。遮蔽部材１１の一部にはスリット１１１が形成されており、このスリット１１１を介して遮蔽部材１１が筒状部５２に取り付けられるものとなっている。
【００２２】
規制部材６は、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料で形成され、概して多方向入力装置１の左右方向に延伸する長尺形状を有している。規制部材６は、操作体５の鍔状部５１に形成された凹部５５と略同一の幅（正確には、僅かに狭い幅）を有する板状部６１と、この板状部６１の長手方向である左右方向の両端部から下方側に折り曲げ形成される一対の規制片６２とを有している。これらの規制片６２は、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に対向するように平行に配置される。これらの規制片６２の外面間の長さは、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面間の長さと略同一（正確には、僅かに短い寸法）に設けられている。板状部６１の中央には、左右方向に長い長孔６３が形成されている。この長孔６３は、操作体５の筒状部５２が貫通可能な寸法に設けられ、その側方側端部には、後述する治具１３が挿入される貫通部としての切り欠き部６４が形成されている。なお、規制部材６は、非磁性体で構成されていれば、必ずしも金属材料で構成される必要はなく、例えば、絶縁性の樹脂材料で形成しても良い。
【００２３】
操作つまみ１０は、例えば、絶縁性の樹脂材料を成形して形成され、概して円盤形状を有している。操作つまみ１０の下面には、矩形状を有する突出部１０１が形成されると共に、その突出部１０１の中央に八角柱形状などの非円形状を有する係合部としての係合片１０２が設けられている。この係合片１０２は、筒状部５２の穴５２ａ内に挿入され、操作つまみ１０に加えられたスライド操作などを操作体５に伝達するものとなっている。この係合片１０２の中央には、後述するネジ７の軸部７２が挿入される穴部１０２ａが形成されている。この穴部１０２ａには、この軸部７２の外周に設けられたネジ山に対応するネジ溝が形成されている。
【００２４】
ネジ７は、例えば、フェライト等の磁性金属材料で形成され、ヘッド部７１と、軸部７２とを有して構成されている。本多方向入力装置１においては、ヘッド部７１を下方側に配置する一方、装置内部側から軸部７２を操作体５の貫通孔５４に挿通させ、筒状部５２内に挿入された操作つまみ１０の係合片１０２に固定する。これにより、操作体５と操作つまみ１０とが一体化されるものとなっている。
【００２５】
磁石８は、円盤形状を有しており、操作体５の小径部５３内に収容可能な寸法に設けられている。磁石８は、操作体５に固定されたネジ７との間で作用する磁力により操作体５に保持されている。この場合において、磁石８は、鍔状部５１の下面に設けられた保持面５１ａにより保持され、ネジ７との間に僅かな寸法の隙間を挟んで対向配置されるものとなっている。なお、操作体５における磁石８の保持状態については後述する。
【００２６】
コイルばね９は、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料で形成されている。コイルばね９は、図示せぬフック状の両端を連結することで環状を有しており、無負荷状態におけるその内径は、下部ケース３の突出部３２及び操作体５の小径部５３の外径より僅かに小さい寸法に設けられている。このコイルばね９は、詳細について後述するように、操作体５がスライド移動した場合に操作体５を初期位置に復帰させる弾性力を、操作体５の小径部５３に付与するものである。
【００２７】
取付部材４の上面には、操作体５のスライド移動を検出する検出手段の一部を構成する後述の磁気センサ１２２が実装される回路基板１２が固定される。この回路基板１２は、磁気センサ１２２が下部ケース３の凹部３３に対応する位置に配置されるように取付部材４に固定されている。なお、回路基板１２において、磁気センサ１２２は、その構成部材の腐食や検出精度の劣化を防止するために、例えば、絶縁性の樹脂材料等による封止部１２１により封止されている。下部ケース３の凹部３３は、この封止部１２１を収容するものとなっている。なお、回路基板１２上には、図示はしていないが、磁気センサ１２２を構成する磁気検出素子からの信号を外部出力する出力端子に接続される複数のリード線が設けられている。なお、この回路基板１２に実装される磁気センサ１２２については後述する。
【００２８】
このような構成を有する多方向入力装置１を組み立てると、図３に示すように、操作体５に固定された操作つまみ１０が上部ケース２の上方側に突出すると共に、操作体５の筒状部５２の一部に取り付けられた遮蔽部材１１が上部ケース２に載置された状態とされる。このように、上部ケース２の開口部２２よりも大きい外径を有する遮蔽部材１１が上部ケース２に載置されることから、開口部２２を介して多方向入力装置１の内部に埃等が浸入するのを防止できるものとなっている。
【００２９】
多方向入力装置１の内部においては、図４及び図５に示すように、下部ケース３の突出部３２の平面部３２ａの上方に、磁石８を収容した状態の操作体５の小径部５３が載置されている。コイルばね９は、上下に対向状態にあるこれらの突出部３２及び小径部５３の外周を囲むように、僅かに伸びた状態で下部ケース３の底面部３１上に配置されている。このように磁石８を保持する小径部５３の外周側にコイルばね９を配置していることから、コイルばね９が配置される部分を小径部５３とオーバーラップさせることができるので、多方向入力装置１における厚み方向の寸法を小型化することが可能となっている。
【００３０】
操作体５は、鍔状部５１をハウジング内に収納させて、この鍔状部５１が下部ケース３の底面部３１と離間して対向する状態で配置され、鍔状部５１の下面でコイルばね９の頂部を規制するものとなっている。また、操作体５は、筒状部５２を上部ケース２の開口部２２を介して装置外部に突出させている。そして、筒状部５２の穴５２ａに操作つまみ１０の係合片１０２が挿入された状態において、装置内部側からネジ７によりネジ止めされることで、操作つまみ１０と操作体５とが一体化されている。この場合、係合片１０２が筒状部５２に挿入されていることから、操作つまみ１０に与えられる操作力は、そのまま操作体５に対して伝達されることとなる。規制部材６は、鍔状部５１の凹部５５に収容された状態で配置され、その規制片６２が上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に僅かなクリアランスをもって対向配置されている。
【００３１】
操作体５に固定されたネジ７のヘッド部７１は、小径部５３内に収容されている磁石８と対向する。磁石８は、このネジ７との間に発生する磁力により装置上方側に吸引された状態となっており、操作体５に保持されている。このように、磁石８をネジ７との間で作用する磁力によって操作体５に保持することにより、磁石８を固定するために接着剤等を使用する必要がなく、組立作業性を向上することが可能となっている。また、ネジ７を磁性金属材料で構成していることから、ネジ７にヨークとしての役割（所謂、バックヨークとしての役割）を果たさせることができ、磁気センサ１２２における検出精度を向上することが可能となる。
【００３２】
このように保持される磁石８の位置決めは、鍔状部５１の小径部５３の内側に配置される保持面５１ａにより行われ、磁石８は、ネジ７のヘッド部７１と僅かな隙間を挟んで対向配置されている。このように保持面５１ａによりネジ７から一定の隙間を挟んで磁石８を保持するようにしたことから、ネジ７に接触させて磁石８における水平度を確保する場合に比べてより精度良くその水平度を確保することが可能となっている。
【００３３】
また、回路基板１２において、磁気センサ１２２を封止する封止部１２１は、下部ケース３の凹部３３に収容されている。この凹部３３は、突出部３２の裏面側に形成されていることから、初期位置に操作体５が配置されている状態において、小径部５３内に収容された磁石８と、磁気センサ１２２とが対向して配置されるものとなっている。磁気センサ１２２は、このように配置される磁石８から発生する磁界を検出し、磁石８（操作体５）のスライド位置を検出するように構成されている。
【００３４】
ここで、本実施の形態に係る多方向入力装置１が有する回路基板１２に実装される磁気センサ１２２の概略構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る多方向入力装置１が有する回路基板１２に実装される磁気センサ１２２の平面図である。図７は、本実施の形態に係る多方向入力装置１が有する回路基板１２に実装される磁気センサ１２２と磁石８との位置関係を示す図である。なお、図７においては、図６に示す左方側から回路基板１２及び磁石８を示している。
【００３５】
本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、操作体５の小径部５３に収容される磁石８と、回路基板１２に実装された磁気センサ１２２とで操作体５のスライド位置を検出する。この場合において、磁気センサ１２２は、基本的な構成として、反強磁性層、ピン層、中間層及びフリー層を回路基板１２上に積層して形成され、巨大磁気抵抗効果を利用した複数（本実施の形態では４つ）のＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子１２２ａと、これらのＧＭＲ素子１２２ａからの出力信号を増幅すると共に、増幅後の出力信号に基づいて磁石８（操作体５）のスライド位置を算出する制御回路１２２ｂとを有している。
【００３６】
磁気センサ１２２においては、小径部５３に収容される磁石８からの磁束をＧＭＲ素子１２２ａに作用させて、その電気抵抗値の変化を磁束の向きにより生じさせる。例えば、磁石８が磁気センサ１２２側にＮ極、操作体５側にＳ極が着磁されている場合、磁石８からの磁束は、概して図７に示す矢印のように発生する（なお、図７に示す紙面手前側及び奥側にも同様に発生する）。磁気センサ１２２においては、４つのＧＭＲ素子１２２ａでブリッジ回路を構成し、一対のＧＭＲ素子１２２ａにおける電気抵抗値の変化に応じた出力信号と、他の一対のＧＭＲ素子１２２ａにおける電気抵抗値の変化に応じた出力信号との差異に基づいて、磁石８（操作体５）のスライド位置を算出するものとなっている。
【００３７】
なお、この磁気センサ１２２が備えるＧＭＲ素子１２２ａが巨大磁気抵抗効果を発揮するためには、例えば、反強磁性層がα−Ｆｅ２Ｏ３層、ピン層がＮｉＦｅ層、中間層がＣｕ層、フリー層がＮｉＦｅ層から形成されることが好ましいが、これらのものに限定されるものではなく、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。また、磁気センサ１２２が備えるＧＭＲ素子１２２ａは、磁気抵抗効果を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。
【００３８】
ここで、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際の作業について説明する。図８及び図９は、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際の作業について説明するための斜視図である。図８及び図９に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際には、例えば、ステンレス等の非磁性金属材料の棒状体で構成される複数の治具１３を用いる。これらの治具１３は、操作体５の治具挿入孔５６及び上部ケース２の治具挿入孔２４に挿入されることで、操作体５を上部ケース２に回転不能に固定するものとなっている。
【００３９】
本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、このように上部ケース２に操作体５を固定した状態で、その筒状部５２に操作つまみ１０の係合片１０２を挿入する。そして、操作体５の下面側から貫通孔５４にネジ７の軸部７２を挿通させ、操作つまみ１０を操作体５にネジ止めする（図９参照）。このように操作体５の回転を規制した状態で操作つまみ１０をネジ止めするようにしたことから、ネジ止め作業に応じて操作体５が連れ回りするような事態を防止でき、組立作業性を向上することが可能となっている。
【００４０】
また、このように操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、規制部材６の位置決めも行う。すなわち、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、上部ケース２と操作体５との間に規制部材６を配置すると共に、その切り欠き部６４に治具１３を挿入した状態で操作体５に対する操作つまみ１０の組付けを行う（図９参照）。このように操作体５に操作つまみ１０を組み付ける際に用いる治具１３を用いて規制部材６の位置決めも行うようにしたことから、より組立作業性を向上することが可能となっている。
【００４１】
なお、治具１３を用いて位置決めする際、規制部材６においては、図１０に示すように、板状部６１が操作体５の凹部５５に収容される。上述したように、規制部材６の板状部６１の幅は、凹部５５の幅と略同一に設けられていることから、板状部６１は、凹部５５に入り込んだ状態とされる。一方、規制部材６の規制片６２は、図９に示すように、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に対向配置されている。このため、操作体５に回転力が与えられた場合、凹部５５の側壁部５５ａと板状部６１の端面６１ａとが係合すると共に（図１０参照）、規制片６２が側壁部２３ａの内壁面に接触することで、操作体５の回転を規制するものとなっている。また、操作つまみ１０の非円形状をなした係合片１０２が、操作体５の筒状部５２に形成された穴５２ａに係合していることから、操作つまみ１０に与えられた回転力は、そのまま操作体５に伝達され、この規制部材６により規制されることとなる。すなわち、操作体５を介して操作つまみ１０が回転するのを規制でき、操作性に優れた多方向入力装置１を提供するものとなっている。
【００４２】
また、規制部材６は、板状部６１が凹部５５に収容される一方、その規制片６２が上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に対向配置されることから、側壁部２３ａによって、図１０に示すＸ方向へのスライド移動が規制される一方、同図に示すＹ方向への移動が許容されるものとなっている。操作体５（操作つまみ１０）の図１０に示すＸ方向へのスライド移動の際、鍔状部５１の中央部を挟んで対向する位置に形成される、凹部５５の側壁部５５ａは、板状部６１の端面６１ａにより案内される。なお、操作体５の図１０に示すＹ方向へのスライド移動の際には、凹部５５の側壁部５５ａが、板状部６１の端面６１ａと係合し、操作体５と規制部材６とが一体的にスライド移動することとなる。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る多方向入力装置１における操作体５がスライド移動した場合の動作について説明する。図１１は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の初期状態における平面図である。図１２は、図１１に示す状態から操作体５を同図に示すＸ方向にスライド移動した場合の平面図である。図１３は、図１２に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。図１４は、図１１に示す状態から操作体５を同図に示すＹ方向にスライド移動した場合の平面図である。図１５は、図１４に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。なお、図１１〜図１５においては、説明の便宜上、上部ケース２及び遮蔽部材１１を取り除いている。また、図１２及び図１４においては、操作体５が末端の位置までスライド移動した場合について示している。
【００４４】
初期状態においては、図１１に示すように、規制部材６がハウジング（下部ケース３）の略中央に配置されている。多方向入力装置１の内部においては、各構成部材が図４及び図５に示す状態とされている。すなわち、磁石８を保持した操作体５の小径部５３は、下部ケース３の突出部３２の上方に対向した状態で配置されており、これらの小径部５３及び突出部３２の外周側にコイルばね９が配置されている。この場合、小径部５３は、コイルばね９による弾性力により突出部３２の中央位置（初期位置）に配置された状態となっている。
【００４５】
図１１に示す状態から同図に示すＸ方向に操作つまみ１０を介して操作体５をスライド移動する際、図１２に示すように、操作体５は、規制部材６の板状部６１の端面６１ａに沿って、鍔状部５１の凹部５５の側壁部５５ａが案内される。この場合、規制部材６は、移動しないでハウジングの略中央の位置に維持されている。多方向入力装置１の内部においては、図１３に示すコイルばね９の右方側端部が突出部３２の右方側端部に係止されると共に、その上部（頂部）が鍔状部５１により規制された状態において、コイルばね９の左方側端部が小径部５３の左方側端部でＸ方向に押し広げられている。そして、図１３に示す状態から、操作つまみ１０に対するスライド操作が解除されると、コイルばね９の弾性力により、小径部５３が押し戻される。これにより、小径部５３は、図４に示す初期位置に復帰するものとなっている。
【００４６】
一方、図１１に示す状態から同図に示すＹ方向に操作つまみ１０（操作体５）をスライド移動する際、図１４に示すように、操作体５は、操作体５の鍔状部５１の凹部５５の側壁部５５ａが規制部材６の板状部６１の端面６１ａと係合し、規制部材６と一緒に移動する。この場合、規制部材６は、規制片６２で上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面に沿ってスライド移動する。多方向入力装置１の内部においては、図１５に示すコイルばね９の左方側端部が突出部３２の左方側端部に係止されると共に、その上部（頂部）が鍔状部５１により規制された状態において、コイルばね９の右方側端部が小径部５３の右方側端部でＹ方向に押し広げられている。そして、図１５に示す状態から、操作つまみ１０に対するスライド操作が解除されると、コイルばね９の弾性力により、小径部５３が押し戻される。これにより、小径部５３は、図５に示す初期位置に復帰するものとなっている。
【００４７】
なお、図１１に示す状態から同図に示すＸ方向とＹ方向との中間方向（例えば、図１１に示す左下方側４５°の方向）に操作体５をスライド移動させる場合には、操作体５は、図１３及び図１５で説明した動作が組み合わされて動作する。すなわち、図１１に示すＸ方向へのスライド移動は、規制部材６の板状部６１の端面６１ａと、操作体５の凹部５５の側壁部５５ａとにより案内され、同図に示すＹ方向へのスライド移動は、規制部材６の規制片６２と、上部ケース２の側壁部２３ａの内壁面とにより案内される。多方向入力装置１の内部においては、操作体５のスライド方向と反対側に配置されるコイルばね９の端部が下部ケース３の突出部３２により係止されると共に、その上方側から鍔状部５１により規制された状態において、コイルばね９のスライド方向側端部が小径部５３のスライド方向側端部でＸ方向とＹ方向との中間方向に押し広げられている。そして、初期位置に復帰する際も同様に、操作つまみ１０に対するスライド操作が解除されると、コイルばね９の弾性力により、小径部５３が押し戻される。これにより、小径部５３は、図４に示す初期位置に復帰するものとなっている。
【００４８】
このように本多方向入力装置１においては、操作体５のスライド移動に伴って小径部５３により押し広げられたコイルばね９の上部（操作体５側の頂部）を、操作体５の鍔状部５１で規制するようにしているので、コイルばね９の操作体５側への移動を制限してコイルばね９が所望の位置から脱落する事態を防止でき、コイルばね９により確実に操作体５を初期位置に復帰させることが可能となっている。
【００４９】
本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、このように操作体５に対してスライド操作が行われた方向にスライド移動する際、並びに、スライド移動先の位置から初期位置に復帰する際、回路基板１２に実装された磁気センサ１２２によって、小径部５３内に保持された磁石８からの磁束の向きを検出し、操作体５（磁石８）のスライド位置を検出する。これにより、操作つまみ１０に対して行われたスライド操作に応じて、適切に操作体５のスライド位置を検出することが可能となる。
【００５０】
このように本多方向入力装置１においては、非接触の態様で操作体５のスライド位置を検出する検出手段を構成しているので、検出手段としての接点の摩耗等による不具合を回避して検出手段の長寿命化を実現することが可能となっている。また、本多方向入力装置１においては、規制部材６及びコイルばね９を非磁性材料で形成することにより、これらの部材が磁石８からの磁界に影響を及ぼすのを防止しているので、高い精度で操作体５のスライド位置を検出することが可能となっている。
【００５１】
このように本実施の形態に係る多方向入力装置１によれば、操作つまみ１０を操作体５に形成された貫通孔５４に装置内部側から挿通されたネジ７によりネジ止めするようにしたので、ハウジングの外部において操作体５に操作つまみ１０を固定する場合と比べてその取り付け強度を向上することができ、操作つまみ１０を外れ難くすることが可能となる。また、磁石８を鍔状部５１における装置内部側の位置に保持するようにしたので、磁石８が脱落する事態を防止することが可能となる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、部材の配置や数などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５３】
例えば、上記実施の形態においては、操作体５のスライド動作を検出する磁気センサは、ＧＭＲ素子を用いるものであるが、ＧＭＲ素子に代えて、ホール素子により磁気センサを構成しても良い。また、上記実施の形態においては、操作体５の鍔状部５１の上面に凹部５５を設け、規制部材６の板状部６１を収容すると共に、板状部６１の端面６１ａで凹部５５の側壁部５５ａを案内する場合について示しているが、操作体５及び規制部材６の構成についてこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。すなわち、上述したのと同様の要領で操作体５を案内できれば、どのような構成を採っても良い。例えば、鍔状部５１に凹部５５を設けるのではなく、複数の突出片を設け、その一部を規制部材６により案内するようにしても良い。反対に板状部６１に複数の突出片を設け、その一部で鍔状部５１を案内するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る多方向入力装置の分解斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。
【図５】図３に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。
【図６】上記実施の形態に係る多方向入力装置が有する回路基板に実装される磁気センサの平面図である。
【図７】上記実施の形態に係る多方向入力装置が有する回路基板に実装される磁気センサと磁石との位置関係を示す図である。
【図８】上記実施の形態に係る多方向入力装置において、操作体に操作つまみを組み付ける際の作業について説明するための斜視図である。
【図９】上記実施の形態に係る多方向入力装置において、操作体に操作つまみを組み付ける際の作業について説明するための斜視図である。
【図１０】上記実施の形態に係る多方向入力装置における操作体と規制部材との位置関係について説明するための斜視図である。
【図１１】上記実施の形態に係る多方向入力装置の初期状態における平面図である。
【図１２】図１１に示す状態から操作体をＸ方向にスライド移動した場合の平面図である。
【図１３】図１２に示す一点鎖線Ａにおける断面図である。
【図１４】図１１に示す状態から操作体をＹ方向にスライド移動した場合の平面図である。
【図１５】図１４に示す一点鎖線Ｂにおける断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 多方向入力装置
２ 上部ケース
２１ 上面部
２２ 開口部
２３、２３ａ 側壁部
２４ 治具挿入孔
３ 下部ケース
３１ 底面部
３２ 突出部
３２ａ 平面部
３３ 凹部
４ 取付部材
５ 操作体
５１ 鍔状部
５１ａ 保持面
５２ 筒状部（被係合部）
５２ａ 穴
５３ 小径部
５４ 貫通孔
５５ 凹部
５５ａ 側壁部
５６ 治具挿入孔
６ 規制部材
６１ 板状部
６１ａ 端面
６２ 規制片
６３ 長孔
６４ 切り欠き部（貫通部）
７ ネジ
７１ ヘッド部
７２軸部
８ 磁石（永久磁石）
９ コイルばね
１０ 操作つまみ
１０１ 突出部
１０２ 係合片（係合部）
１０２ａ 穴部
１１ 遮蔽部材
１１１ スリット
１２ 回路基板
１２１ 封止部
１２２ 磁気センサ
１２２ａ ＧＭＲ素子
１２２ｂ 制御回路
１３ 治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの外部に設けられた操作つまみと、前記開口部より大きい寸法を有し前記ハウジング内に配置される鍔状部を有し、前記操作つまみと一体的にスライド移動可能な操作体と、永久磁石と磁気センサとを有し前記操作体のスライド動作を検出する検出手段とを具備した多方向入力装置であって、
前記操作つまみは、前記操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めされ、前記永久磁石は、前記鍔状部における装置内部側の位置に保持されることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記ネジは、磁性材料で構成されると共に前記永久磁石と対向配置され、前記永久磁石は、前記ネジとの間で作用する磁力によって前記操作体に保持されることを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項３】
前記永久磁石は、前記操作体に設けられた保持面により前記ネジから一定の隙間を挟んで保持されることを特徴とする請求項２記載の多方向入力装置。
【請求項４】
前記操作体の回転を規制する規制部材を更に具備し、前記操作体には、前記操作つまみに設けられた非円形状の係合部を回転不能に保持する被係合部が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記規制部材には、前記ハウジング及び操作体に形成された治具挿入孔に対応する貫通部が少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項４記載の多方向入力装置。
【請求項６】
前記操作体は、前記鍔状部よりも小径に設けられ、内部に前記永久磁石を保持する小径部を有し、前記小径部の外周側に前記操作体を初期位置に復帰させる環状のコイルばねを配置したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項７】
前記コイルばねを非磁性材料で形成したことを特徴とする請求項６記載の多方向入力装置。
【請求項１】
開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの外部に設けられた操作つまみと、前記開口部より大きい寸法を有し前記ハウジング内に配置される鍔状部を有し、前記操作つまみと一体的にスライド移動可能な操作体と、永久磁石と磁気センサとを有し前記操作体のスライド動作を検出する検出手段とを具備した多方向入力装置であって、
前記操作つまみは、前記操作体に形成された貫通孔に装置内部側から挿通されたネジによりネジ止めされ、前記永久磁石は、前記鍔状部における装置内部側の位置に保持されることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記ネジは、磁性材料で構成されると共に前記永久磁石と対向配置され、前記永久磁石は、前記ネジとの間で作用する磁力によって前記操作体に保持されることを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項３】
前記永久磁石は、前記操作体に設けられた保持面により前記ネジから一定の隙間を挟んで保持されることを特徴とする請求項２記載の多方向入力装置。
【請求項４】
前記操作体の回転を規制する規制部材を更に具備し、前記操作体には、前記操作つまみに設けられた非円形状の係合部を回転不能に保持する被係合部が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記規制部材には、前記ハウジング及び操作体に形成された治具挿入孔に対応する貫通部が少なくとも２つ形成されることを特徴とする請求項４記載の多方向入力装置。
【請求項６】
前記操作体は、前記鍔状部よりも小径に設けられ、内部に前記永久磁石を保持する小径部を有し、前記小径部の外周側に前記操作体を初期位置に復帰させる環状のコイルばねを配置したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項７】
前記コイルばねを非磁性材料で形成したことを特徴とする請求項６記載の多方向入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１５３１９９（Ｐ２０１０−１５３１９９Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２９８５０（Ｐ２００８−３２９８５０）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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