説明

多方向入力装置

【課題】各種電子機器の入力操作部などに使用される多方向入力装置に関し、一つの操作軸に対しての回転操作や傾倒操作が可能で、非操作状態での操作軸のふらつき感の少ないものを提供する。
【解決手段】操作軸30が、円形孔46に回転可能に嵌合された駆動体45下面に、駆動体45とは別部材で構成したバネ受け部材60を重ねて配し、そのバネ受け部材60にコイルバネ69からの上方への付勢力が加わるものとし、非操作状態では、バネ受け部材60の外方突出部63〜66の先端上面がカバー部材70の下面に圧接状態となってバネ受け部材60が水平状態を維持し、それにより駆動体45を中立位置に保つ構成としたため、その駆動体45に中間位置を保持された操作軸30も非操作状態でふらつき感の少ないものにできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種電子機器の入力操作部などに使用される多方向入力装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、各種電子機器の多機能化が進展し、その入力操作部などに配される入力装置としても、一つの操作部位に対し、回転操作や傾倒操作、さらに押下げ操作を行うことができる構成の多方向入力装置が好まれて使用されるようになってきた。
【0003】
ここで、従来の多方向入力装置について、図面を用いて説明する。図11は従来の多方向入力装置の断面図、図12は同分解斜視図、図13は同傾倒操作状態を示す断面図である。
【0004】
同図において、1は、絶縁樹脂からなる下ケースで、内底面の中央にはプッシュ式で自己復帰型の中央スイッチ2が配設され、その周囲位置には、順次同心に、中央スイッチ2を取り囲むように所定高さで形成されたリング状リブ1A、窪み部からなる構成のバネ設置部3が設けられ、さらにその周囲位置に、エンコーダ部用の固定接点4、クリック生成用の凹凸部5が配設されている。なお、中央スイッチ2は、中央押圧部材2Aを含む構成となっており、その中央押圧部材2Aは、下方の弾性部材と上方の硬質部材が一体化されて構成されている。
【0005】
下ケース1の内底面上には、中央が筒状部6Aに形成され、その下方外周位置にフランジ部6Bを備えた回転体6が回転可能に配されている。回転体6のフランジ部6B下面には、エンコーダ部用の可動接点7と、凹凸部5に弾接する節度バネ8が同心で固着されている。
【0006】
そして、9は、筒状部6A内に挿入されると共に、その下端中央位置が、中央スイッチ2用の中央押圧部材2A上に当接して配された操作軸で、下方部分の外周位置には外側に向けて細幅で突設された四つの上下突起9Aが設けられている。そして、当該操作軸9は、それら上下突起9Aが筒状部6Aの中央孔上端に設けられた四つの上下溝6Cに対し所定の係合状態に組み合わせて配されている。その係合状態としては、操作軸9が、回転体6に対し独立して上下動及び傾倒動作が可能で、操作軸9を回転操作した際には、回転体6が共回りするようになっている。
【0007】
そして、操作軸9を垂直下方に押下げ操作した際には、操作軸9の下方への移動動作に伴って中央押圧部材2Aを介して中央スイッチ2のスイッチングがなされる構成となっている。
【0008】
また、操作軸9の下端周辺位置には、外形が、筒状部6A内径よりも小さく、リング状リブ1Aより大きい形状で形成された平板状のバネ受け部材10が固定されている。そして、上記バネ設置部3にはコイルバネ11が配され、そのコイルバネ11上にバネ受け部材10が位置しており、上記操作軸9には、上記バネ受け部材10を介して上記コイルバネ11からの上方への付勢力が加わる構成になっている。
【0009】
12は、下ケース1上に重ねて配され、その底部で回転体6の上方への位置規制をしている中ケースであり、上方が開口した内底面には、90度ピッチで四つの周辺スイッチ13が配設され、各周辺スイッチ13上には周辺ゴム部材13Aおよび押えリング部材13Bが配されている。そして中ケース12の中央孔からは、回転体6の筒状部6Aが上方に突出している。
【0010】
各周辺スイッチ13の周辺ゴム部材13A上には、駆動体15の各作動部15Aが対応して載せられている。駆動体15は、四つの作動部15Aを繋ぐ本体部分の中央に円形貫通孔15Bを備え、その円形貫通孔15Bに、操作軸9の中央円形部9Bが挿通している。また、上記駆動体15の本体部分上面は、円形貫通孔15Bを中心とし下方に向けて広がる球面形状に形成されている。
【0011】
そして、操作軸9は、中央円形部9Bと上下突起9Aが配設された位置との間が、中央円形部9Bよりも径の大きい大径部9Cに形成されており、その中央円形部9Bと大径部9Cとの境の段部上面は、コイルバネ11の付勢力の作用で駆動体15の下面に当接している。つまり、駆動体15も、バネ受け部材10や操作軸9を介してコイルバネ11の付勢力が加わる構成となっている。
【0012】
16は、中ケース12上に配されたカバー部材であり、中央に設けられた十字孔16Aに操作軸9は挿通している。そして、カバー部材16において、十字孔16Aを構成している周囲下面部分は、上記駆動体15上面の球面形状に沿う形状に形成されており、コイルバネ11の付勢力の作用で、上記駆動体15上面は、それと同形状に形成された十字孔16Aを構成する周囲下面部分に当接状態になっている。なお、十字孔16Aの十字の方向は、周辺スイッチ13の配設方向に整合されている。
【0013】
以上のように、従来の多方向入力装置は構成されており、次に動作について説明する。
【0014】
操作軸9を回転操作すると回転体6が共回りして、可動接点7および節度バネ8が、エンコーダ部用の固定接点4およびクリック生成用の凹凸部5上を弾接摺動する。これにより、回転操作信号としてなる所定のエンコーダ信号および節度感が得られる。このとき駆動体15は、回転動作などをすることはなく中立状態を保っているため、周辺スイッチ13も作動されることはない。また操作軸9はコイルバネ11の付勢力で上方に付勢されているため、中央スイッチ2も作動されない状態で維持される。
【0015】
操作軸9を垂直下方に押下げると、バネ受け部材10を介してコイルバネ11を全体的に圧縮させつつ操作軸9が下方に移動していく。これにより、操作軸9下端中央位置で中央押圧部材2Aが押下げられて上記中央スイッチ2がスイッチングされ、その後バネ受け部材10がリング状リブ1Aの上端に当接して操作軸9の下方移動が停止される。このときも駆動体15は回転動作などをすることはなく、中立位置で維持されて周辺スイッチ13が作動されることはない。そして、上記操作軸9への押下げ力を除くと、上記中央スイッチ2が自己復元して元のスイッチオフ状態に戻ると共に、中央押圧部材2Aの下方位置に配された弾性部材も元の形状に復元し、さらにそれらの力にコイルバネ11の復元力もバネ受け部材10を介して加わって操作軸9は元の位置まで押し戻される。
【0016】
操作軸9を、周辺スイッチ13が配置されている方向に向けて傾倒操作すると、操作軸9の下端中央位置が中央押圧部材2Aに当接したままで、操作軸9が十字孔16Aの内壁で案内されつつ傾倒し、またそれと同時に駆動体15も操作軸9と共にその方向に傾き、図13に示したように、下がった側の作動部15Aが対応した周辺ゴム部材13A箇所を押圧して対応した周辺スイッチ13がスイッチングされる。このとき駆動体15は、球面形状の上面が十字孔16Aの周囲下面部分に沿って回動し、バネ受け部材10も上記操作軸9の傾倒に伴ってコイルバネ11を部分的に撓めつつ操作軸9と同角度で一体に傾いていく。そして、上記スイッチング後に、操作軸9は傾倒方向に応じた十字孔16A先端側内壁に当接して停止し、バネ受け部材10における下がった側の下面箇所はリング状リブ1Aの対応した上端位置に当接もしくは近接した状態になる。なお、このとき、中央スイッチ2は作動することはなく、また回転体6の移動もしない。
【0017】
そして、その傾倒操作力を除くと、スイッチングされた周辺スイッチ13が元のスイッチオフ状態に戻ると共に、上記操作で撓んだ周辺ゴム部材13A箇所およびコイルバネ11が元の形状に復元して、駆動体15および操作軸9などは一体で元の中立位置に押し戻されるものであった。
【0018】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【特許文献1】国際公開第2007/097194号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
しかしながら、上記従来の多方向入力装置は、操作軸9の下端位置にバネ受け部材10を固定し、そのバネ受け部材10を介してコイルバネ11からの上方への付勢力を受けて操作軸9などの中立位置が保たれるものであったため、非操作状態で、操作軸9のふらつき感が感じられることもあった。
【0020】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作軸に対しての回転操作や傾倒操作が可能で、それぞれの操作に応じて所定出力が得られる多方向入力装置において、非操作状態での操作軸のふらつき感を感じ難い構成とされた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】
【0021】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【0022】
本発明は、操作軸への回転操作により回転操作信号が得られ、また上記操作軸を傾倒操作して対応するスイッチ信号が得られる多方向入力装置であって、回転用固定素子が底面に配された第1ケースと、上記第1ケース上に回転可能に配されると共に、上記回転用固定素子と係合して回転操作信号を生成する可動接点を有する回転体と、傾倒時に上記回転体とは独立して傾倒可能であるが、回転時には上記回転体が共回り可能なように上記回転体に係合された操作軸と、上記第1ケース上に重ねて配され、周辺スイッチが配設された第2ケースと、上記操作軸が円形孔に挿通されて配され、上記操作軸の傾倒時に下方に下がった側の作動部で上記周辺スイッチのうちの対応するものをスイッチングさせる駆動体と、上記駆動体の上方位置規制をなすように上記駆動体上から配されたカバー部材とを有し、さらに、上記駆動体とは別部材で構成したバネ受け部材を上記駆動体の下面に重ねて配して、そのバネ受け部材の下面に付勢用バネ部材からの上方への付勢力が加わる構成とし、非操作状態で、上記バネ受け部材の周辺側に突出形成された外方突出部の上面が上記カバー下面に圧接状態になる構成としたことを特徴とする多方向入力装置としたものである。
【0023】
当該構成であれば、操作軸の中間位置を円形孔で回転可能に嵌合する駆動体に、その下面に重ねて配したバネ受け部材を介して付勢用バネ部材の上方への付勢力が加わり、かつその付勢状態で、上記バネ受け部材の外方突出部の各上面が上記カバー下面に圧接される構成としたため、上記バネ受け部材で上記駆動体の中立状態が安定して保たれ、操作軸としても下端位置よりも上方位置で上記付勢用バネ部材の上方への付勢力の作用が得られるものにでき、非操作状態での操作軸のふらつき感の少ないものとして実現することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【0024】
以上のように本発明によれば、一つの操作軸に対しての回転操作や傾倒操作が可能で、それぞれの操作に応じて所定出力が得られる多方向入力装置において、非操作状態での操作軸のふらつき感の少ない多方向入力装置が提供できるという有利な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0026】
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による多方向入力装置の断面図、図2は同分解斜視図、図3は同第2ケースの上面図、図4は同第2ケースの下面図、図5は同駆動体の下面図、図6は同駆動体にバネ受け部材を重ね合わせた状態の下面図、図7は図3のB−B線位置での全体断面図である。なお、図1は、図3のA−A線位置での全体断面図を示したものである。
【0027】
同図において、21は、樹脂製の第1ケースで、その内底面の中央部には自己復帰式で押圧型の中央スイッチ22が配設され、リング状に形成された中間壁21Aを挟んでその周囲位置には回転用固定素子としてなるエンコーダ部用の固定接点23が所定パターンで配されている。中央スイッチ22は、ドーム状接点22Cが反転動作した際にスイッチ接点22A、22B間が電気的に接続されてスイッチオン状態になるもので、上記ドーム状接点22Cを押すための弾性を有した中央押圧部材22Dを含んで構成されている。そして、中央押圧部材22Dは、中間壁21Aの上端が中央側に向かってカシメられて抜け止めされており、組み立て時の予備工程で第1ケース21と中央スイッチ22は一体化されて取り扱い易いものとなっている。
【0028】
そして、第1ケース21の内底面上には、樹脂製の回転体25が配されている。その形状は、中央の筒状部25Aと、その下方外周部分に外側に向けて突出形成されたフランジ部25Bを備えた形状で形成されており、筒状部25Aの中央孔下端が中間壁21A外周面に回転可能に嵌め合わせられ、また、フランジ部25B外周下面が第1ケース21の内壁周囲位置に設けられた段部に載せられて支持されている。
【0029】
そのフランジ部25Bの下面には、エンコーダ部用の固定接点23上を弾接摺動する可動接点26が固着されている。また、フランジ部25Bの上面には、クリック生成用の凹凸部25Cが形成されている。
【0030】
そして、筒状部25Aの中間高さ位置から上端にかけての中央孔形状は、水平断面が正多角形で、側面視で下方に向けて広がる球面形状の内壁形状に形成されており、その中央孔内に、下方から操作軸30が挿入されている。この操作軸30は、下方部分に上記内壁形状と同じ形に設けられた多角球体部30Aを備えている。そして、操作軸30は、下端が中央押圧部材22D上に載せられ、中央スイッチ22のドーム状接点22Cや中央押圧部材22Dからの上方への若干の付勢力を受けるように配されており、それによって多角球体部30Aは上記中央孔の内壁部分に係合して操作軸30の上方への位置規制がなされている。
【0031】
35は、第1ケース21の上に重ねて配された樹脂製の第2ケースであり、その中央位置に貫通して設けられた孔部36内に上記操作軸30が挿通されている。そして、上記孔部36を構成している周囲部上面は、バネ設置部35Aとして構成されている。さらに、第2ケース35には、図3からも判るように、バネ設置部35Aと外壁との間で、孔部36の中心から等距離の内底面位置に、90度ピッチで自己復帰式の周辺スイッチ37〜40が配設されている。四つの周辺スイッチ37〜40の各々は、中央スイッチ22と同様の構成である。つまり、各ドーム状接点37C〜40Cのそれぞれの反転動作時に、図3に示すスイッチ接点37Aと37B間、38Aと38B間、39Aと39B間、40Aと40B間がそれぞれ電気的に接続されてスイッチングされるものとなっており、ドーム状接点37C〜40Cを押すための周辺押圧部材37D〜40Dを含んだ構成となっている。なお、四つの周辺押圧部材37D〜40Dは、図2に示したように、互いに連結した形態の周辺押圧部材連結体41に形成されており、組み立て性や部材の取り扱い性などの向上を図ったものとしている。そして、その周辺押圧部材連結体41は、第2ケース35の内底面に突設された爪状突起35Bを上方から熱カシメして第2ケース35内に位置決め装着されるようにしており、周辺押圧部材37D〜40Dを含む周辺スイッチ37〜40も第2ケース35に予め一体化可能な構成としている。
【0032】
さらに、第2ケース35の下面には、図4に示すように、下方小突起35Cが設けられている。そこに節度バネ42の保持孔を挿通させて位置決めして配し、下方小突起35Cを上方側にカシメて上記節度バネ42は第2ケース35下面に固定されている。節度バネ42の弾性アームの先端ダボ部は、回転体25のフランジ部25B上面に設けられたクリック生成用の凹凸部25C上に弾接している。
【0033】
ここで操作軸30について説明すると、操作軸30の形状は、上述したように下方部分に多角球体部30Aを有したものとされ、さらに、中間高さ位置が断面円形の大径部30Bで形成されたものとなっている。そして、大径部30Bと多角球体部30Aとの間の位置は、大径部30Bよりも細径形状のものに形成されており、上記大径部30Bが請求項2における突部に相当するものとなっている。
【0034】
そして、45は、駆動体であり、本体部分の中央位置には、操作軸30の大径部30Bを回転可能および上下動可能に嵌合保持する径の円形孔46が貫通して設けられ、また、その本体部分の上面は、上記円形孔46を中心として球面状に形成されている。さらに、本体部分の下面には、各周辺スイッチ37〜40を作動させるための各作動部47〜50が90度ピッチで対応して下方に向けて突設されている。
【0035】
そして、駆動体45の下面は、図5に示すように、その各作動部47〜50の配置位置を除く部分が、同一面で平坦に窪んだ平坦配置部53に形成されている。つまり平坦配置部53としては、上記円形孔46に同心の円形リング状部分、およびその円形リング状部分につながり各作動部47〜50どうしの間の位置を放射状に外に向かって直線状に伸びる直線状部から構成されたものとなっている。この平坦配置部53は、駆動体45が配置された状態で、その窪んだ底が天面としてなるものであり、その天面が平坦で同一高さになる形状設定にしている。
【0036】
一方、60は、駆動体45とは別部材で構成された平たい板状のバネ受け部材で、その形状は、中央孔を有する外形円形のリング状部62と、リング状部62から90度ピッチで放射状に外側に向かって延設された四本の外方突出部63〜66を有したものとなっており、バネ受け部材60は、図6にも示したように、駆動体45の平坦配置部53に、がたつき少なく下方から嵌め合わせられて配されている。つまりバネ受け部材60は、上面全体が同一平坦面で形成されていると共に、平坦配置部53に対応する部分が、平坦配置部53に対して略相似形に形成されて、平坦配置部53の天面にその上面が密着して配され、リング状部62の内外周位置、さらに外方突出部63〜66ごとの各側端面が、平坦配置部53を構成している駆動体45下面の壁部分で各々位置規制されて、回転方向にはガタツキ少なく、かつ駆動体45に対し独立して傾倒動作可能に嵌め合わせられている。また、上記のように嵌め合わせられた状態で、各外方突出部63〜66の先端部分は、駆動体45の本体部分よりも外側に突出している。
【0037】
そして、下面側にバネ受け部材60が重ねて配された駆動体45は、図1から判るように、各作動部47〜50を、対応した各周辺押圧部材37D〜40D上に載せて配設されている。その状態で、バネ受け部材60のリング状部62下面と第2ケース35のバネ設置部35Aとは上下に対向する位置関係になっており、バネ設置部35Aに設置されたコイルバネ69は、若干撓められた状態となってその上端部がバネ受け部材60のリング状部62下面に圧接している。また、上記操作軸30は、駆動体45とは独立して上下動作および回転動作が可能なように、その大径部30Bが円形孔46内に位置して嵌合されている。
【0038】
70は、第2ケース35の上面開口部分上を覆うように取り付けられた金属板からなるカバー部材であり、その形状は、下面が平坦な水平面に形成された周囲部70Cの中央位置に、駆動体45の上面形状と同じ曲率の球面状に盛り上がった球状部70Bが設けられたものとされ、その球状部70B上端中心位置に設けられた上端孔部70Aから操作軸30上部が上方に突出している。上端孔部70Aの形状や大きさは、操作軸30の傾倒を所望の傾倒角度に規制するものに設定して設けている。
【0039】
ここに、上記駆動体45における平坦配置部53の天面高さ位置と、カバー部材70の周囲部70Cの下面高さ位置とは、揃った同じ水平高さで位置するものにしている。その方向での断面を判り易く図示したものが、図7であり、この図7は、図3のB−B線位置での全体断面図を示したものである。
【0040】
この図7からも判るように、上記バネ受け部材60を介して上方に付勢された駆動体45は、本体部分の上面が球状部70B下面に圧接し、バネ受け部材60において駆動体45よりも外側に突出した四つの外方突出部63〜66の先端上面は、カバー部材70の周囲部70C下面に圧接状態になっている。その四つの外方突出部63〜66のカバー部材70への圧接により、バネ受け部材60は水平状態で維持され、またそのバネ受け部材60によって駆動体45も水平な中立状態に維持されている。そして、上記中立状態に維持された駆動体45によって、それに挿通保持された操作軸30も大径部30Bが規制されて中立状態が保たれている。以上のように、カバー部材70は、駆動体45の上方への位置規制を担っている。
【0041】
さらにカバー部材70は、下方に突出形成された脚部を有しており、その脚部先端が、第2ケース35および第1ケース21の底面側に曲げカシメされることにより、全ての部材が一体化されている。
【0042】
以上のように当該構成のものは、非操作状態で、コイルバネ69から直接上方への付勢力を受けるバネ受け部材60を、外方突出部63〜66の各先端上面をカバー部材70下面の水平な面に圧接させて、その水平状態を維持させ、そのバネ受け部材60で駆動体45の中立状態を保つ構成としたため、上記駆動体45自身が安定した中立状態になり、操作軸30においても上記駆動体45に挿通保持された大径部30B位置、つまり下端位置よりも上方位置で上記コイルバネ69の上方への付勢力の作用が得られるものにできるため、非操作状態での操作軸30のふらつき感の少ないものに実現することができる。
【0043】
続いて、以上のように構成された本実施の形態による多方向入力装置の動作について説明する。
【0044】
まず、操作軸30を回転操作すると、多角球体部30Aが係合した回転体25が共回りする。このとき、駆動体45は回転動作などをすることはなく、周辺スイッチ37〜40も作動されることもない。また、中央スイッチ22も作動することはない。
【0045】
そして、回転体25が共回りすることによって、可動接点26が固定接点23上を弾接摺動して回転操作信号(エンコーダ信号)が得られ、また第2ケース35下面に固定された節度バネ42の先端ダボ部は、回転動作するフランジ部25Bの凹凸部25C上を相対移動することとなり、これにより同時に回転操作感触が得られる。
【0046】
そして、上記動作に伴って得られるエンコーダ信号は、インクリメンタル式の出力信号が得られ、その信号は、第1ケース21のエンコーダ部用の固定接点23から導出された三本の端子80から得られるものとしている。
【0047】
次に、操作軸30を垂直に押下げ操作すると、操作軸30は回転体25に対して独立で下方に移動していき、それに応じて多角球体部30Aと回転体25との係合も解除されていく。そして、操作軸30の下方への移動に伴って、中央押圧部材22Dが若干撓みつつ中央押圧部材22Dを介してドーム状接点22Cに押下げ力が加わるようになる。このときも、駆動体45は移動などをすることもなく、周辺スイッチ37〜40も作動することはない。また、回転体25も、節度バネ42で下方に押さえ付けられているため、回転移動などが発生することもなく、不要なエンコーダ信号も生成されない。そして、ドーム状接点22Cに加わる押下げ力が所定の大きさを超えると、図8に示したように、ドーム状接点22Cが反転動作してスイッチ接点22A、22B間が電気的に接続した状態、つまり中央スイッチ22がスイッチオン状態となる。
【0048】
その中央スイッチ22のスイッチの切り換わり状態は、第1ケース21から導出されたスイッチ接点22A、22Bのそれぞれに繋がる二本の端子82により検出可能となっている。なお、上記中央スイッチ22用の端子82と、上述したエンコーダ部用の端子80とは対向した側面側からそれぞれ導出しておくと、スペース的に有利である。
【0049】
上記操作軸30への押下げ操作力を除くと、ドーム状接点22Cが元の上方凸状に自己復元して中央スイッチ22がオフ状態に戻り、また中央押圧部材22Dの復元力も加わって操作軸30は押し戻される。これによって、操作軸30は、再び多角球体部30Aが回転体25に係合状態になるが、このときにも、上述同様に他の構成部材の不要な動作などは発生せずに図1に示した通常状態に戻る。
【0050】
次に、操作軸30への傾倒操作状態について、図9、図10を用いて説明する。図9と図10は、同多方向入力装置の傾倒操作状態を示す断面図であり、図9は図1における断面位置で断面をとった図、図10は図7における断面位置で断面をとった図である。
【0051】
操作軸30を、周辺スイッチ37が配設された方向に向けて傾倒操作すると、操作軸30の大径部30Bを円形孔46内に保持した駆動体45も、球体状で形成された上面が、カバー部材70の球状部70B下面に沿いつつその方向に同時に傾く。
【0052】
このとき、駆動体45下面の平坦配置部53に配されたバネ受け部材60も、コイルバネ69を部分的に撓めながら同じ方向に同一角度で傾こうとするが、周辺スイッチ37〜40に対し45度振った位置関係で位置する各外方突出部63〜66の先端上面は通常状態ではカバー部材70の周囲部70C下面に圧接しているため、図10からも判るように、上記操作対象とした周辺スイッチ37に対し、その両側で挟み込む位置にある二つの外方突出部63、64はカバー部材70下面から離れ、その逆の位置にある二つの外方突出部65、66はカバー部材70下面に当接したまま突っ張るようになる。つまり、下面からコイルバネ69で上方に付勢されたバネ受け部材60は、駆動体45の傾倒に伴って傾く動作をするが、上記のように規制されることから、駆動体45の下がる方向側の平坦配置部53箇所により押されて傾倒していき、それ以外の部分は駆動体45の傾倒角度量の方が大きくなって平坦配置部53の天面とバネ受け部材60上面との間が離れていくように動作し、駆動体45の上がった側の位置で両者間の上下間隔が最も広がるようになる。なお、当該構成では、外方突出部63〜66の先端上面を周辺スイッチ37〜40間の中間角度位置でカバー部材70下面に圧接させているため、上記周辺スイッチ37を作動させる傾倒動作時において、それを挟む位置の二つの外方突出部65、66が突っ張ることで、操作軸30が自然に周辺スイッチ37側の角度方向に案内されて傾倒操作できるという作用も得ることができる。
【0053】
そして、上記駆動体45の傾倒動作により、その傾倒方向側で下がっていく作動部47が周辺押圧部材37Dに押下げ力を加えていき、図9に示したように、対応した操作対象の周辺スイッチ37をオン状態に移行させる。すなわち、周辺押圧部材37Dを介して加わる上記押下げ力がドーム状接点37Cの動作力を超えると、ドーム状接点37Cが反転動作してスイッチ接点37A、37B間がドーム状接点37Cを介して電気的に接続されたスイッチオン状態になる。
【0054】
そのスイッチ状態の検出は、図3、図4に示したように、スイッチ接点37A、37Bにそれぞれ繋がって第2ケース35から導出された端子85、86(端子86は図1も参照)から検出できる。なお、その一方の端子86は、周辺スイッチ37〜40のスイッチ接点37B〜40Bのそれぞれと繋がった共通端子として構成している。
【0055】
上記傾倒操作時に、操作軸30は、下方の多角球体部30Aで回転体25に対して独立して傾倒可能に係合しているため、良好に傾倒操作ができると共に、回転体25の不要な回転動作なども発生せず、不要なエンコーダ信号は生成されることはない。なお、操作軸30の傾倒支点としては、図9に示すように中央押圧部材22Dがドーム状接点22C上を若干移動しつつ傾倒するもの以外に、中央押圧部材22Dに当接した操作軸30中央下端部が傾倒支点部となる構成としてもよい。ただし、いずれの場合にも中央スイッチ22への押下げ力が少なからず働くようになるため、中央スイッチ22の動作力はこれも見越して設定することが好ましい。
【0056】
さらに、当該構成のものでは、操作軸30において、多角球体部30Aと大径部30Bとの間の箇所を大径部30Bよりも細径の形状とし、その大径部30B下端に段部を有するものとしている。そして、上記のように操作軸30が傾倒して所望の周辺スイッチ37がオン状態になされた際、その最下方に下がった側の上記段部箇所が、第2ケース35内底面の上面上に位置される、すなわち孔部36を構成する周囲部分の上面上に、若干の上下隙間をあけて位置されるものとして、上記操作軸30が傾倒したままで下方に移動しない構成としている。つまり、その状態では、上記段部箇所が上記周囲部上面の角部に引っ掛かることにより、上記操作軸30の下方への移動規制がなされ、所望の周辺スイッチ37の動作後に、誤って中央スイッチ22が作動される誤作動の防止を図っている。当該構成であれば、追加部材などなく操作軸30や第2ケース35の形状設定のみで、中央スイッチ22の動作力設定に幅を持たせることもでき有用である。なお、操作軸30が傾倒操作された状態での下方移動規制を行う部位としては、大径部30B下端の上記段部を用いたもの以外に、当該思想を果たす突部を操作軸30の径方向外方に突出するように別途設けて引っ掛かるようにしてもよく、その突部は、全周で突出させたものや円周の一部が部分的に突出した形状のものなどであればよい。
【0057】
そして、上記操作軸30への傾倒操作力を除くと、周辺スイッチ37のドーム状接点37Cが元の形状に復元してスイッチオフ状態に戻り、周辺押圧部材37Dの復元力も加わって作動部47を押し上げる。また、それと同時に、コイルバネ69も元の形状に復元し、その復元力がバネ受け部材60下面を介して駆動体45に加わり、それらの力を受けた駆動体45は、球状に形成された上面が球状部70B下面に沿いつつ逆方向に回動していき、再びバネ受け部材60の上面が、平坦配置部53の天面に密着すると共に、外方突出部63〜66の全ての先端上面がカバー部材70の周囲部70C下面に圧接した図1の通常状態に戻る。このときも、バネ受け部材60の二つの外方突出部65、66はカバー部材70下面に突っ張っているため、コイルバネ69からの上方への付勢力はバネ受け部材60に対して効率よく働き、上記復帰動作も良好である。なお、この復帰動作時にも、エンコーダ部や各スイッチからの不要な信号は発生しない。
【0058】
そして、他の周辺スイッチ38〜40の配置方向に向かって操作軸30をそれぞれ傾倒させた際の動作状態は、上述した内容と傾倒方向が異なるものの同様の動作となるために詳細説明は省略する。なお、周辺スイッチ38の切り換わり状態は、第2ケース35から導出されたスイッチ接点38Aと38Bに繋がる各端子88と86との間で検出でき、周辺スイッチ39の切り換わり状態は同じくスイッチ接点39Aと39Bに繋がる各端子89と86との間、周辺スイッチ40の切り換わり状態はスイッチ接点40Aと40Bに繋がる各端子90と86との間で検出できる。
【0059】
以上のように、本実施の形態による多方向入力装置は、一つの操作軸30への回転操作・押し下げ操作・傾倒操作のそれぞれに応じて所定出力が得られるものであって、駆動体45とは別部材のバネ受け部材60を駆動体45の下面に傾倒自在に重ね合わせ、かつ、そのバネ受け部材60における外方突出部63〜66の先端上面をカバー部材70下面に圧接させた構成としているため、非操作状態での操作軸30のふらつき感が少ないものに実現できる。また、外方突出部63〜66の先端上面を周辺スイッチ37〜40間の中間角度位置で圧接させているため、傾倒動作時に、操作軸30が自然に操作対象とした周辺スイッチ37〜40の配設角度方向に案内されて傾倒操作できるようになり、また、傾倒復帰動作時にもコイルバネ69からの付勢力が効率よく駆動体45などに働くものにできる。
【0060】
なお、上記構成では、インクリメンタル式のエンコーダ部を有するものを説明したが、他の方式のエンコーダ部を備えさせたものとしたり、または、回転スイッチや可変抵抗器などの他の構成の回転検出部を備えさせたものとしてもよい。
【0061】
また、周辺スイッチ37〜40の数も、四つに限定されることもなく、さらに、周辺スイッチ37〜40や中央スイッチ22の構成も上述したものに限定されることもない。またプッシュオン式以外のスイッチを用いたり、操作軸30や駆動体45の動作状態が検出できるスイッチ以外のものが配されて構成されていてもよい。
【0062】
なお、上記には、操作軸30への押し下げ操作も可能な構成のものを例として説明したが、本発明による思想は、回転操作と傾倒操作のみが可能な構成のものの場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明による多方向入力装置は、一つの操作軸に対しての回転操作や傾倒操作が可能で、それぞれの操作に応じて所定出力が得られる多方向入力装置において、非操作状態での操作軸のふらつき感の少ないものが提供できるという特徴を有し、各種電子機器の入力操作部を構成する際などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明の一実施の形態による多方向入力装置の断面図
【図2】同分解斜視図
【図3】同第2ケースの上面図
【図4】同第2ケースの下面図
【図5】同駆動体の下面図
【図6】同駆動体のバネ受け部材を重ね合わせた状態の下面図
【図7】図3のB−B線位置での全体断面図
【図8】同多方向入力装置の押し下げ操作状態を示す断面図
【図9】同多方向入力装置の傾倒操作状態を示す断面図
【図10】同多方向入力装置の傾倒操作状態を示す断面図
【図11】従来の多方向入力装置の断面図
【図12】同分解斜視図
【図13】同傾倒操作状態を示す断面図
【符号の説明】
【0065】
21 第1ケース
21A 中間壁
22 中央スイッチ
22A、22B 中央スイッチのスイッチ接点
22C 中央スイッチのドーム状接点
22D 中央押圧部材
23 エンコーダ部用の固定接点
25 回転体
25A 筒状部
25B フランジ部
25C 凹凸部
26 エンコーダ部用の可動接点
30 操作軸
30A 多角球体部
30B 大径部
35 第2ケース
35A バネ設置部
35B 爪状突起
35C 下方小突起
36 孔部
37〜40 周辺スイッチ
37A〜40A、37B〜40B 周辺スイッチのスイッチ接点
37C〜40C 周辺スイッチのドーム状接点
37D〜40D 周辺押圧部材
41 周辺押圧部材連結体
42 節度バネ
45 駆動体
46 円形孔
47〜50 作動部
53 平坦配置部
60 バネ受け部材
62 リング状部
63〜66 外方突出部
69 コイルバネ
70 カバー部材
70A 上端孔部
70B 球状部
70C 周囲部
80、82、85、86、88、89、90 端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
操作軸への回転操作により回転操作信号が得られ、また上記操作軸を傾倒操作して対応するスイッチ信号が得られる多方向入力装置であって、回転用固定素子が底面に配された第1ケースと、上記第1ケース上に回転可能に配されると共に、上記回転用固定素子と係合して回転操作信号を生成する可動接点を有する回転体と、傾倒時に上記回転体とは独立して傾倒可能であるが、回転時には上記回転体が共回り可能なように上記回転体に係合された操作軸と、上記第1ケース上に重ねて配され、周辺スイッチが配設された第2ケースと、上記操作軸が円形孔に挿通されて配され、上記操作軸の傾倒時に下方に下がった側の作動部で上記周辺スイッチのうちの対応するものをスイッチングさせる駆動体と、上記駆動体の上方位置規制をなすように上記駆動体上から配されたカバー部材とを有し、さらに、上記駆動体とは別部材で構成したバネ受け部材を上記駆動体の下面に重ねて配して、そのバネ受け部材の下面に付勢用バネ部材からの上方への付勢力が加わる構成とし、非操作状態で、上記バネ受け部材の周辺側に突出形成された外方突出部の上面が上記カバー下面に圧接状態になる構成としたことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項2】
回転体に対し操作軸は独立して上下動可能にも配され、その垂直下方への移動時に押圧される中央スイッチを第1ケースに配設したものとすると共に、上記操作軸を、中間位置に径方向外方に突出する突部を有したものとし、上記操作軸が傾倒操作されて対応した周辺スイッチのスイッチングがなされた状態で、その下がった側の上記突部が、第2ケース内底面の上面上に位置されるものとした請求項1記載の多方向入力装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2010−55914(P2010−55914A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−219160(P2008−219160)
【出願日】平成20年8月28日(2008.8.28)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】