多方向入力装置
【課題】操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減した多方向入力装置を提供すること。
【解決手段】表面側に複数の押圧部（３３ａ〜３３ｄ）が等角度間隔に配置される操作部材（３）と、操作部材（３）の裏面側に対向配置され、押圧部（３３ａ〜３３ｄ）と対応する表面側の位置にスイッチを備える基板（６）と、基板（６）の裏面側における操作部材（３）の中央に対応する位置に設けられる荷重センサ（７）と、荷重センサ（７）に対して荷重を印加できるように基板（６）の裏面側に配置されるフレーム（８）と、を備え、押圧部（３３ａ〜３３ｄ）に対する所定の押圧力により当該押圧部（３３ａ〜３３ｄ）と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、基板（６）の移動を伴って、フレーム（８）により押圧部（３３ａ〜３３ｄ）に対する押圧力に対応する荷重が荷重センサ（７）に印加されることを特徴とする。
【解決手段】表面側に複数の押圧部（３３ａ〜３３ｄ）が等角度間隔に配置される操作部材（３）と、操作部材（３）の裏面側に対向配置され、押圧部（３３ａ〜３３ｄ）と対応する表面側の位置にスイッチを備える基板（６）と、基板（６）の裏面側における操作部材（３）の中央に対応する位置に設けられる荷重センサ（７）と、荷重センサ（７）に対して荷重を印加できるように基板（６）の裏面側に配置されるフレーム（８）と、を備え、押圧部（３３ａ〜３３ｄ）に対する所定の押圧力により当該押圧部（３３ａ〜３３ｄ）と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、基板（６）の移動を伴って、フレーム（８）により押圧部（３３ａ〜３３ｄ）に対する押圧力に対応する荷重が荷重センサ（７）に印加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、携帯電子機器やゲーム機用コントローラなどにおける方向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、感圧導電ゴムにおける内部抵抗を変化させることで方向入力操作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）。この多方向入力装置においては、各一対の電極で構成される４組の接点電極が基板上に９０°間隔で形成されており、各接点電極上には感圧導電ゴムがそれぞれ配置されている。また、操作レバーが傾倒すると、傾倒方向の感圧導電ゴムが押圧されるように構成されている。感圧導電ゴムが押圧されると押圧量に応じて感圧導電ゴムの内部抵抗が減少するため、方向入力操作をアナログ的に検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７８６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来の多方向入力装置は、特性のばらつきやすい感圧導電ゴムを複数用いていることから、レバーの傾倒量が同じでも各接点電極を構成する電極間の抵抗値にばらつきが生じてしまう。このため、操作方向によって出力がばらつき、所望の荷重検出精度を得ることができないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減し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】
【０００６】
本発明の多方向入力装置は、表面側に複数の押圧部が等角度間隔に配置される操作部材と、前記操作部材の裏面側に対向配置され、前記押圧部と対応する表面側の位置にスイッチを備える基板と、前記基板の裏面側における前記操作部材の中央に対応する位置に設けられる荷重センサと、前記荷重センサに対して荷重を印加できるように前記基板の裏面側に配置される荷重印加部材と、を備え、前記押圧部に対する所定の押圧力により当該押圧部と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、前記基板の移動を伴って、前記荷重印加部材により前記押圧部に対する押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、押圧部に対する一定の押圧力により当該押圧部と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、基板の初期位置からの移動を伴って、荷重印加部材により押圧部に対する押圧力に対応する荷重が荷重センサに印加されるようになっているため、スイッチの導通状態によって操作方向を検出すると共に、荷重センサによって押圧力に対応する荷重を検出できる。そして、操作方向に依らず荷重を検出する荷重センサが共通であるため、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減できる。
【０００８】
本発明の多方向入力装置において、前記荷重センサは、前記基板の裏面に取り付けられ、前記基板は、前記押圧部に対する押圧力に応じて移動可能に前記操作部材と前記荷重印加部材との間に配置されており、前記押圧力により前記基板が初期位置から前記荷重印加部材側に移動し、前記基板と前記荷重印加部材とで前記荷重センサが挟み込まれて前記押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加されることが好ましい。この構成によれば、押圧力により基板が初期位置から荷重印加部材側に移動し、基板と荷重印加部材とで荷重センサが挟み込まれて押圧力に対応する荷重が荷重センサに印加されるようになっているため、押圧される押圧部が異なる場合でも、押圧力に応じた基板の移動量は略等しくなる。その結果、押圧される押圧部が異なる場合でも、押圧力に応じた略均一な荷重を荷重センサに印加することができるため、荷重センサによって検出される荷重（検出値）のばらつきを低減することができる。
【０００９】
本発明の多方向入力装置において、前記荷重印加部材は、前記荷重センサに対応して配置され前記荷重センサに対して荷重を印加する荷重印加部と、前記荷重印加部の外側に配置され前記基板に対して前記操作部材に向かう方向の付勢力を付与する付勢部と、を備えていることが好ましい。この構成によれば、荷重印加部材が荷重印加部と付勢部とを併せ持つため、部品点数を削減して多方向入力装置を小型化できる。
【００１０】
本発明の多方向入力装置において、前記荷重印加部は、前記荷重センサに印加される荷重に応じて変形するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、印加される荷重に応じて荷重印加部が変形するように構成されているため、荷重センサに過大な荷重が印加されて荷重センサが破損することを防止できる。これにより、多方向入力装置を長寿命化できる。
【００１１】
本発明の多方向入力装置において、前記操作部材及び前記基板を収容する筐体を具備し、前記筐体は、前記操作部材の前記押圧部を露出させる開口部が設けられたケースと、前記基板の裏面側に対向配置されると共に前記ケースに一体化されるフレームとを有し、前記フレームによって前記荷重印加部材が構成されていることが好ましい。この構成によれば、荷重印加部材が筐体の一部であるフレームで構成されるので、部品点数の増加を抑制して、多方向入力装置の小型化を図ることができると共に、ケースに対して荷重印加部材を精度良く配置することが可能となる。
【００１２】
本発明の多方向入力装置において、一端側が前記荷重印加部材に固定されたスペーサ部材を備え、前記基板は前記スペーサ部材に対して揺動可能に配置されていることが好ましい。この構成によれば、荷重印加部材に固定されたスペーサ部材を、基板が移動する際のガイドとして機能させることができるため、押圧力に応じた適切な荷重を荷重センサに印加することができる。
【００１３】
本発明の多方向入力装置において、前記スペーサ部材の他端側に、前記操作部材の中央に対応する部分において前記操作部材と対向する凹部を備え、前記操作部材と前記荷重印加部材との距離を所定以上に保つことが好ましい。この構成によれば、操作部材の中央部分と荷重印加部材との距離が所定以上に保たれているため、スペーサ部材を挟むように配置される複数のスイッチの導通状態が同時に切り替えられることがない。これにより、入力方向の検出エラーを防止できる。
【００１４】
本発明の多方向入力装置において、前記スイッチは、前記基板の表面に形成された固定接点対と当該固定接点対に対向配置される可動接点により構成されると共に、前記操作部材と前記基板との間に前記固定接点対に対応するドーム状の弾性部材を備え、前記可動接点を介して前記固定接点対が導通する際に前記弾性部材の変形により所定の触感が得られるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、ドーム状の弾性部材によって固定接点対が導通状態になる際に所定の触感が得られるように構成されているため、操作者は、固定接点対が導通状態であることを触感から判別できる。これにより、多方向入力装置の操作感を高めることができる。
【００１５】
本発明の多方向入力装置において、前記可動接点は、前記基板と前記弾性部材との間に設けられた金属板によって構成されており、前記押圧部に対する押圧力により当該押圧部に対応する前記弾性部材が変形すると、前記可動接点とこれに対応する前記固定接点対とが接触して前記固定接点対を導通させることが好ましい。この構成によれば、金属板によって固定接点対を導通させるため、導通時における固定接点対の抵抗を下げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減した多方向入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本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】本実施の形態に係る多方向入力装置の外観を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る多方向入力装置の内部構造を示す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る多方向入力装置において所定方向の入力操作が行われた状態の断面図である。
【図５】本実施の形態に係る多方向入力装置において強い押圧力で所定方向の入力操作が行われた状態の断面図である。
【図６】本実施の形態に係る多方向入力装置に対して所定方向の入力操作が行われた場合の出力特性を示す特性図である。
【図７】本実施の形態に係る多方向入力装置において操作部材の中央が押圧された状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、携帯電子機器やゲーム機用コントローラなどにおける方向入力操作（押圧入力操作）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。
【００１９】
図１は、本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。以下においては、説明の便宜上、図１に示す上方側を多方向入力装置１の上方側（表面側）とし、同図に示す下方側を多方向入力装置１の下方側（裏面側）として説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１は、上方側の筐体を構成するケース２と、操作者からの操作入力を受け付ける操作部材３と、操作部材３への入力に応じて変形するラバー部材４と、ラバー部材４の下方側に配置される可動接点板５と、ラバー部材４及び可動接点板５を支持する基板６と、基板６の裏面に取り付けられる荷重センサ７と、下方側の筐体を構成するフレーム８とを備えている。また、多方向入力装置１は、下端部においてフレーム８に固定されるスペーサ部材９を備えており、筐体内において操作部材３とフレーム８との間隔を所定距離以上に保つことができるように構成されている。
【００２１】
ケース２は、例えば、絶縁性の合成樹脂を用いて形成されている。ケース２は、概して円環形状を有する基部２１と、この基部２１の上面の内周縁部に立設された規制部２２とを有している。規制部２２は、平面視により概して十字形状を有している。規制部２２の上端部は、概して十字形状を有する開口部２３を規定している。なお、規制部２２は、多方向入力装置１が組み立てられた状態で操作部材３の一定位置以上の上方側への移動を規制する役割を果たす。
【００２２】
基部２１の外周部には、略等間隔に複数（本実施の形態では４個）の係合溝２４（２４ａ〜２４ｄ）が設けられている。これらの係合溝２４は、基部２１の外周面から上面にかけて形成されている。ケース２の下面には、基部２１の下端部より僅かに上方側の位置に係止部２５が設けられている（図１に不図示、図３参照）。係止部２５は、平坦面で構成され、詳細について後述するように、基板６の上面を係止する。なお、ケース２の下方は開放されており、基板６を配置可能となっている。また、基部２１の一部には、後述する基板６の端子形成部６２を突出させるための切り欠き部が形成されている。
【００２３】
操作部材３は、例えば、絶縁性の合成樹脂を用いて形成されている。操作部材３は、平面視により概して十字形状を有する十字操作部３１と、この十字操作部３１の下端部から外側に延出した延出部３２とを有している。十字操作部３１の外形寸法は、ケース２の開口部２３を通過可能な寸法に設けられ、多方向入力装置１が組み立てられた状態で開口部２３からその一部が露出する。延出部３２は、ケース２の開口部２３を規定する規制部２２の内壁面（天井面）と当接する寸法に設けられている。
【００２４】
十字操作部３１は、複数（本実施の形態では４個）の押圧部３３（３３ａ〜３３ｄ）と、これらの押圧部３３を連結する連結部３４とから構成される。押圧部３３ａ〜３３ｄは、略等角度間隔（９０°間隔）に配置されている。連結部３４の上面（表面）には、円形状の凹部が設けられている。これらの押圧部３３（３３ａ〜３３ｄ）及び連結部３４の上面で操作部材３の押圧領域が構成される。十字操作部３１の下面（裏面）は、概して平坦面で構成されている。十字操作部３１の下面のうち、連結部３４に対応する位置には、円形状の凹部３５が設けられている（図１に不図示、図３参照）。
【００２５】
ラバー部材４は、合成ゴムなどの弾性材料を用いて形成されている。ラバー部材４は、概して円板形状を有しており、その中央には開口部４１が設けられている。開口部４１は、概して正方形状を有すると共にそれぞれの角部に半円形状が付加された形状を有している。ラバー部材４の上面であって開口部４１の外側には、複数（本実施の形態では４個）のドーム状部４２（４２ａ〜４２ｄ）が設けられている。これらのドーム状部４２ａ〜４２ｄは、弾性部材を構成するものであり、略等角度間隔に設けられている。ドーム状部４２ａ〜４２ｄは、押圧部３３ａ〜３３ｄに対応する位置に配置されている。
【００２６】
これらのドーム状部４２ａ〜４２ｄは、上面に平面部４２１ａを有する円柱形状部４２１と、この円柱形状部４２１の下端部に連続して設けられたスカート部４２２とを有している。円柱形状部４２１の下面には、後述する可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）を押圧する突出部４２３が設けられている（図１に不図示、図３参照）。ドーム状部４２は、平面部４２１ａに下向きの力が掛かると、スカート部４２２が反転して円柱形状部４２１が下方側に移動可能に構成されている。
【００２７】
なお、本実施の形態において、ドーム状部４２ａ〜４２ｄは、ラバー部材４と一体に構成する場合について説明しているが、ドーム状部４２ａ〜４２ｄの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、ドーム状部４２ａ〜４２ｄをラバー部材４とは別部材で構成し、ラバー部材４に形成された開口部にこれらを配設しても良い。なお、この場合には、ラバー部材４の材質とドーム状部４２ａ〜４２ｄの材質は、必ずしも共通のものでなくても良い。
【００２８】
また、ラバー部材４の外周縁部には、複数（本実施の形態では３個）の位置決め片４３（４３ａ〜４３ｃ）が設けられている。これらの位置決め片４３ａ〜４３ｃは、概して円柱形状を有し、ラバー部材４の外周縁部の下面から下方側に突出して設けられている。これらの位置決め片４３ａ〜４３ｃは、基板６に対してラバー部材４及び可動接点板５を位置決めする役割を果たす。
【００２９】
可動接点板５は、導電性を有する金属板に打ち抜き加工及びプレス加工を施して形成されている。可動接点板５は、一部が欠落した概して円板形状を有しており、その中央部分を含む位置には開口部５１が設けられている。開口部５１は、角部が丸みを帯びた矩形状の開口部５１ａと、この開口部５１ａの一つの角部から可動接点板５の外周方向に延在するように設けられた開口部５１ｂとが連結された形状を有している。これにより、可動接点板５は、平面視により概してＣ字形状になっている。
【００３０】
開口部５１ａの外側には複数（本実施の形態では４個）の可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が略等角度間隔に設けられている。可動接点５２ａ〜５２ｄは、ドーム状部４２ａ〜４２ｄに対応する位置に配置されている。例えば、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）は、概して円形状の開口部５３（５３ａ〜５３ｄ）に配置された舌片で構成される。可動接点５２を構成する舌片においては、基端部が開口部５３を規定する外周縁部に接続され、先端部が基端部から僅かに上方側に延出して設けられている。舌片の先端部は、開口部５３の中央であって可動接点板５の表面よりも僅かに上方側の位置に配置され、上方側からの押圧力により下方側に移動する一方、押圧力の解除により初期位置に復帰可能に構成されている。
【００３１】
可動接点５２ａ〜５２ｄが配置される開口部５３ａ〜５３ｄは、それぞれ同一方向（図１に示す左方側）に延在する溝部５４ａ〜５４ｄと接続されている。これらの溝部５４ａ〜５４ｄには、多方向入力装置１が組み立てられた状態（基板６上に可動接点板５が配置された状態）において、基板６の上面に形成される配線パターンの一部が収容される。
【００３２】
可動接点板５の外周縁部には、複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部５５（５５ａ、５５ｂ）が形成されている。これらの切り欠き部５５ａ、５５ｂは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ、４３ｂに対応する位置に配置されている。多方向入力装置１が組み立てられた状態において、切り欠き部５５ａ、５５ｂは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ、４３ｂを収容可能な寸法に構成されている。
【００３３】
基板６は、表面（上面）に導電性の材料による接点パターン及び配線パターンが形成された絶縁性の板状部材で構成される。基板６は、概して円板形状を有する固定接点形成部６１と、この固定接点形成部６１の一部の外周縁部から側方側（図１に示す左方側）に突出して形成された概して矩形状の端子形成部６２とを含んで構成される。基板６は、概して均一な板厚を有する板状部材で構成される。固定接点形成部６１及び端子形成部６２の下面には、平面部が形成される。
【００３４】
固定接点形成部６１の中央には、複数（本実施の形態では４個）の開口部６１１（６１１ａ〜６１１ｄ）が設けられている。これらの開口部６１１は、円形状を有しており、後述するスペーサ部材９の脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）を収容可能に構成されている。開口部６１１ａ〜６１１ｄの外側には、複数組（本実施の形態では４組）の固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）が略等角度間隔に設けられている。これらの固定接点対６１２ａ〜６１２ｄは、可動接点板５の可動接点５２ａ〜５２ｄに対応する位置に配置されている。固定接点対６１２ａ〜６１２ｄは、それぞれ概して円形状を有する内側接点と、この内側接点の外側であって一部を除く全周に配置された外側接点とにより構成されている。これらの内側接点及び外側接点により接点パターンが構成される。また、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄとこれらの固定接点対６１２ａ〜６１２ｄとそれぞれ対向して配置される可動接点５２ａ〜５２ｄとによって、複数（本実施の形態では４つ）の押圧式のスイッチが構成されている。
【００３５】
固定接点対６１２ａ〜６１２ｄの内側接点は、それぞれ端子形成部６２に形成された接続端子６２１ａ〜６２１ｄに電気的に接続されている。一方、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄの全ての外側接点は、互いに電気的に接続されると共に、接続端子６２１ｅと電気的に接続されている。固定接点対６１２ａ〜６１２ｄの内側接点と接続端子６２１ａ〜６２１ｄとの間、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄ間、並びに、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄと接続端子６２１ｅとの間には、配線パターンが設けられている。これらの配線パターンにより、それぞれが電気的に接続される。基板６の裏面（下面）は、図示しないが、後述する荷重センサ７の図示しない配線パターンを介して、端子形成部６２の下面に設けられた接続端子（不図示）と電気的に接続されている。
【００３６】
基板６を構成する固定接点形成部６１の外周縁部には、複数（本実施の形態では３個）の切り欠き部６１３（６１３ａ〜６１３ｃ）が形成されている。これらの切り欠き部６１３ａ〜６１３ｃは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ〜４３ｃに対応する位置に配置されている。多方向入力装置１が組み立てられた状態において、切り欠き部６１３ａ〜６１３ｃは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ〜４３ｃを収容可能な寸法に構成されている。
【００３７】
荷重センサ７は、上下方向の荷重を検出可能な圧電素子等のセンサ素子で構成される。荷重センサ７は、概して扁平な直方体形状を有しており、その上面に平坦面が設けられている。荷重センサ７は、その上面を基板６の下面（平坦面）に対して接着等により固定される。荷重センサ７は、基板６の下面の中央部において４個の開口部６１１ａ〜６１１ｄの内側の領域に固定される。荷重センサ７の下面には、下方側に突出した突起部７１が設けられている（図１に不図示、図３参照）。荷重センサ７は、この突起部７１に印加される上下方向の荷重を検出できるように構成されている。荷重センサ７には、図示省略しているが、検出した荷重に基づく信号を出力するための複数の端子（電極）が設けられており、これらの端子は基板６のランド部に半田付けにより接続されている。
【００３８】
フレーム８は、荷重印加部材を構成するものであり、所定の弾性力が得られる金属板に打ち抜き加工及びプレス加工を施して形成されている。フレーム８は、概して円板形状を有しており、その中央に配置された円板形状部８１と、この円板形状部８１の外側に配置された複数（本実施の形態では３個）の付勢片８２（８２ａ〜８２ｃ）と、フレーム８の外周縁部から上方側に延出する複数（本実施の形態では４個）の係合片８３（８３ａ〜８３ｄ）とを含んで構成されている。
【００３９】
円板形状部８１には、複数（本実施の形態では４個）のスリット８１１（８１１ａ〜８１１ｄ）が形成されている。これらのスリット８１１ａ〜８１１ｄは、円板形状部８１の周方向に並べて配置されている。それぞれのスリット８１１は、円板形状部８１の径方向に延在する２本の直線形状部８１２ａと、これらの直線形状部８１２ａの内側の端部を接続する円弧形状部８１２ｂとから構成される。
【００４０】
これらのスリット８１１ａ〜８１１ｄの中央には、円板形状を有する荷重印加部８１３が設けられている。この荷重印加部８１３は、スリット８１１ａ〜８１１ｄを構成する円弧形状部８１２ｂの内側に配置される。なお、スリット８１１ａ〜８１１ｄを構成する直線形状部８１２ａは、荷重印加部８１３の外周縁部から円板形状部８１の径方向の中央近傍まで延在して形成されている。
【００４１】
隣接するスリット８１１の直線形状部８１２ａの間（たとえば、スリット８１１ａの直線形状部８１２ａと、スリット８１１ｂの直線形状部８１２ａとの間）には、荷重印加部８１３の外周縁部に接続される複数（本実施の形態では４本）の腕部８１４（８１４ａ〜８１４ｄ）が設けられている。すなわち、荷重印加部８１３は、円板形状部８１の外周縁部近傍に４本の腕部８１４ａ〜８１４ｄを介して連結される構成を採る。このため、荷重印加部８１は、上方側から印加される荷重に応じて僅かに下方側に撓むように構成される。
【００４２】
また、荷重印加部８１３の外側であって、それぞれのスリット８１１を構成する直線形状部８１２ａの内側の位置（言い換えると、隣接する腕部８１４ａ〜８１４ｄの間の位置）には、円形状の開口部８１５（８１５ａ〜８１５ｄ）が形成されている。これらの開口部８１５ａ〜８１５ｄは、後述するスペーサ部材９の脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）の下端部を固定する役割を果たす。
【００４３】
付勢片８２（８２ａ〜８２ｃ）は、付勢部を構成するものであり、円板形状部８１を規定する円弧状の開口部８４（８４ａ〜８４ｃ）内に設けられている。なお、円板形状部８１は、これらの開口部８４ａ〜８４ｃの間に配置される連結部８５ａ〜８５ｃで、フレーム８の外周縁部に配置された円環形状部８６と連結されている。付勢片８２ａ〜８２ｃは、それぞれ連結部８５ａ〜８５ｃの側面（端面）に接続して設けられている。付勢片８２ａ〜８２ｃの先端部は、開口部８４ａ〜８４ｃに沿って円弧状に延在すると共に、僅かに上方側に延出して設けられている。すなわち、付勢片８２ａ〜８２ｃの先端部は、フレーム８の表面よりも僅かに上方側の位置に配置され、上方側からの押圧力により下方側に移動する一方、押圧力の解除により初期位置に復帰可能に構成されている。
【００４４】
係合片８３（８３ａ〜８３ｄ）は、フレーム８（円環形状部８６）の外周縁部に略等間隔に設けられている。係合片８３ａ〜８３ｄは、ケース２の係合溝２４ａ〜２４ｄに配置されると共に、係合溝２４ａ〜２４ｄの上方側に配置される部分が内側（基部２１の上面側）に折り曲げられることで、ケース２とフレーム８とを固定する。すなわち、フレーム８はケース２の開放された下方側を塞ぐようにケース２に取り付けられて、筐体を構成するケース２とフレーム８とが一体化される。なお、図１においては、ケース２の基部２１の上面側に折り曲げられた状態の係合片８３（８３ａ〜８３ｄ）について示している。
【００４５】
スペーサ部材９は、略矩形状の平面部９１と、平面部９１の上側中央部に設けられた凸部９２と、平面部９１の角部に相当する位置において平面部９１から下方側に延びる複数（本実施の形態では４本）の脚部９３ａ〜９３ｄとを含んで構成されている。スペーサ部材９は、このような構成を有し、操作部材３とフレーム８との間隔（より具体的には、操作部材３の中央部とフレーム８との間隔）を所定距離以上に保つ支持部材として機能する。
【００４６】
凸部９２は、支持部を構成するものであり、上端部が球面形状に設けられている。脚部９３ａ〜９３ｄは、概して円柱形状を有しており、その下端部には、半球形状の突出部９４ａ〜９４ｄ（図１において、突出部９４ｃ、９４ｄは不図示）が設けられている。スペーサ部材９は、ラバー部材４に形成された開口部４１、並びに、可動接点板５の開口部５１ａを通過可能な寸法に設けられている。また、脚部９３ａ〜９３ｄは、基板６に形成された開口部６１１ａ〜６１１ｄを挿通可能な寸法に設けられている。すなわち、脚部９３ａ〜９３ｄの外周面は、開口部６１１ａ〜６１１ｄの径より僅かに小径に設けられている。さらに、突出部９４ａ〜９４ｄは、フレーム８の円板形状部８１に形成された開口部８１５ａ〜８１５ｄに係合可能な寸法に設けられている。
【００４７】
図２は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の外観を示す斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の内部構造を示す断面図である。なお、図２及び図３においては、操作部材３で押圧操作を受けていない状態（初期状態）の多方向入力装置１を示している。
【００４８】
図２に示すように、組み立て後の多方向入力装置１は、概して円盤形状を有している。ケース２及びフレーム８により構成される筐体には、上述した操作部材３、ラバー部材４、可動接点板５、基板６、荷重センサ７及びスペーサ部材９が収容されている。これらの構成部品を収容した状態でフレーム８の係合片８３ａ〜８３ｄをケース２の係合溝２４ａ〜２４ｄと係合させることで、ケース２とフレーム８とが固定されている。基板６の端子形成部６２は、ケース２の基部２１から側方側に突出している。端子形成部６２の上面に設けられた接続端子６２１ａ〜６２１ｅが露出すると共に、端子形成部６２の下面には、荷重センサ７に導通される図示しない接続端子が露出し、多方向入力装置１が搭載される機器のコネクタ等に接続される。
【００４９】
多方向入力装置１の内部においては、図３に示すように、ケース２及びフレーム８の間に形成される空間を上下に仕切る位置に基板６が配置される。基板６の下方側の空間に荷重センサ７が配設される一方、基板６の上方側の空間にラバー部材４、可動接点板５及び操作部材３が配設される。なお、操作部材３は、その上端部（十字操作部３１の上端部）がケース２の開口部２３から露出するように基板６の上方側の空間に配設されている。
【００５０】
基板６は、フレーム８に設けられた付勢片８２ａ〜８２ｃによって上向きに付勢されている。付勢片８２ａ〜８２ｃの付勢力により、基板６は、初期状態（押圧入力操作が行われていない状態）においてケース２の内壁に設けられた係止部２５に押し付けられている。係止部２５は、フレーム８の表面から一定の間隔を空けて設けられているため、初期状態において、基板６の表面とフレーム８の表面とは略平行な状態に保たれている。
【００５１】
荷重センサ７は、下面に設けられた突起部７１がフレーム８（より具体的には荷重印加部８１３）の上面と接触しないように基板６の裏面側中央に取り付けられている。つまり、初期状態において、突起部７１と荷重印加部８１３とは接触しておらず、荷重センサ７には荷重が印加されていない。
【００５２】
基板６の上面には、可動接点板５を介してラバー部材４が配置されている。ラバー部材４は、可動接点板５を挟んだ状態で基板６の上面に載置される。ラバー部材４は、位置決め片４３ａ〜４３ｃを、可動接点板５の切り欠き部５５ａ、５５ｂ、並びに、基板６の切り欠き部６１３ａ〜６１３ｃに挿通した状態で基板６の上面に載置される。このように位置決め片４３ａ〜４３ｃで位置決めした状態でラバー部材４及び可動接点板５が基板６上に配置されるので、基板６上の所望の位置に可動接点板５及びラバー部材４が配置されるように構成されている。
【００５３】
ラバー部材４のドーム状部４２（４２ａ〜４２ｄ）は、スカート部４２２の下端部が基板６の表面に接触する一方、円柱形状部４２１の下面に設けられた突出部４２３が基板６の表面から一定距離だけ離間した状態で配置される。この突出部４２３に対応する位置に可動接点板５に形成された可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が配置される。また、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）に対応する基板６上の位置に固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点が配置される。なお、固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の外側接点は、可動接点板５の開口部５３（５３ａ〜５３ｄ）を規定する部分に接触する位置に配置される。初期状態において、円柱形状部４２１の下面に設けられた突出部４２３は、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）と離間した状態である。また、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）は、固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点と離間した状態である。なお、ドーム状部４２ａ〜４２ｄの上面に設けられた平面部４２１ａは、同一平面上に配置された状態となっている。
【００５４】
操作部材３は、ドーム状部４２ａ〜４２ｄの平面部４２１ａに載置されている。すなわち、操作部材３は、ドーム状部４２ａ〜４２ｄ（より具体的には、平面部４２１ａ）によって下面を支持されている。操作部材３の十字操作部３１の下端部に設けられた延出部３２は、ケース２の開口部２３よりも側方側の位置まで延出している。操作部材３は、ケース２の規制部２２に対する延出部３２の当接により一定位置以上の上方側への移動が規制されている。
【００５５】
スペーサ部材９は、平面部９１がラバー部材４の開口部４１に収容されると共に、脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）が基板６の開口部６１１（６１１ａ〜６１１ｄ）に挿通された状態で配置される。開口部６１１（６１１ａ〜６１１ｄ）は、脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）の外周寸法よりも大径にも設けられていることから、基板６は、これらの脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）にガイドされて上下方向に移動可能に構成される。脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）の下端部に設けられた突出部９４（９４ａ〜９４ｄ）は、フレーム８の開口部８１５（８１５ａ〜８１５ｄ）に圧入により係合（固定）している。平面部９１の上面に設けられた凸部９２は、操作部材３の下面に設けられた凹部３５と離間状態で対向して配置される。初期状態において、凸部９２の上端部は、ドーム状部４２（４２ａ〜４２ｄ）の平面部４２１ａが配置される同一平面よりも下方側の位置に配置されている。
【００５６】
図３に示すように、初期状態において、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）は、固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点と離間した状態になっている。このため、接続端子６２１ａ〜６２１ｄと接続端子６２１ｅとの間はいずれも高抵抗状態（非導通状態）となっている。すなわち、可動接点５２と固定接点対６１２とで構成されるスイッチは、いずれもオフ状態（非導通状態）となっている。一方、操作者の押圧入力操作により可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が押し下げられると、対応する固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点に可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が接触して内側接点と可動接点板５とが導通する。可動接点板５は、予め外側接点と接触（導通）しているから、これによって対応する固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）が導通する。すなわち、対応するスイッチがオフ状態（非導通状態）からオン状態（導通状態）へと切り替えられる。これにより、押し下げられた可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）に対応する接続端子６２１（６２１ａ〜６２１ｄ）と、接続端子６２１ｅとの間の電気抵抗が低下する。本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、操作者の押圧入力操作によって生じる接続端子６２１ａ〜６２１ｄと接続端子６２１ｅとの間の電気抵抗（導通状態）の変化を利用することで、押圧入力操作による入力方向を検出可能に構成されている。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、可動接点５２ａ〜５２ｄ及び固定接点対６１２ａ〜６１２ｄにより、入力方向を検出する方向センサを構成している。
【００５７】
そして、方向センサが入力方向を検出している状態、すなわち、操作者の押圧入力操作により固定接点対６１２ａ〜６１２ｄのいずれかが導通している状態において、さらに高い押圧力で操作部材３が押圧されると、基板６が脚部９３ａ〜９３ｄに沿って下方に移動する。荷重センサ７は、基板６の裏面に取り付けられているため、基板６が下方に移動すると、荷重センサ７の突起部７１とフレーム８の荷重印加部８１３とが接触して荷重センサ７に荷重が印加される。荷重センサ７に印加される荷重は、押圧力に対応する大きさである。これにより、入力方向を検出している状態において、操作者の押圧入力操作における押圧力を検出できる。つまり、入力方向に加え、入力に係る押圧力の強度を検出することができる。
【００５８】
次に、本実施の形態に係る多方向入力装置１に対して押圧入力操作が行われた状態について説明する。ここでは、一例として押圧部３３ｄが押圧された状態について説明するが、他の押圧部３３が押圧される場合も同様である。
【００５９】
図４は、所定方向の入力操作が行われた状態（第１の入力状態）の断面図である。図３に示す状態において一定の押圧力で押圧部３３ｄを押圧すると、図４に示すように、操作部材３の押圧部３３ｄ側が押し下げられる。これによって、対応するドーム状部４２ｄのスカート部４２２が反転する。同時にドーム状部４２ｄの突出部４２３を介して可動接点５２ｄが押圧されて、可動接点５２ｄと固定接点対６１２ｄの内側接点とが接触する。その結果、固定接点対６１２ｄが導通状態となって入力方向が検出される。具体的には、方向センサは、固定接点対６１２ｄに対応する方向において所定値（図６のＯＤ＿１参照）を出力し、他の方向において初期値（図６のＯＤ＿０参照）を出力する。
【００６０】
また、操作部材３の押圧部３３ｄ側が押し下げられることで、ドーム状部４２ｄ及び可動接点５２ｄを介して基板６が押し下げられ、荷重センサ７（突起部７１）とフレーム８（荷重印加部８１３）とが接触する。この状態において、荷重センサ７には小さな荷重が印加されている。その結果、荷重センサ７の出力は、初期値から僅かに変化した所定値（図６のＯＬ＿１参照）となる。このため、この状態においては所定の押圧力（第１の押圧力）が検出される。なお、ドーム状部４２ｄはスカート部４２２が反転する際に所定の触感（クリック感）が得られるように構成されており、操作者は、得られる触感から多方向入力装置１が入力状態にあることを判別できようになっている。このようにドーム状部４２を構成することにより、多方向入力装置１における入力の操作感を高めることができる。
【００６１】
図５は、より強い押圧力で入力操作が行われた状態（第２の入力状態）の断面図である。図４に示す状態からさらに強い力で押圧部３３ｄを押圧すると、図５に示すように、操作部材３の押圧部３３ｄ側がさらに押し下げられる。この状態において、既にドーム状部４２ｄのスカート部４２２は反転しているため、ドーム状部４２ｄ及び可動接点５２ｄの状態は変わらない。すなわち、固定接点対６１２ｄは導通状態であり、入力方向は検出され続けている。方向センサは、固定接点対６１２ｄに対応する方向において所定値（ＯＤ＿１）を出力し、他の方向において初期値（ＯＤ＿０）を出力している。
【００６２】
一方、操作部材３の押圧部３３ｄ側は図４に示す状態からさらに押し下げられるため、これに応じて基板６はさらに押し下げられる。その結果、突起部７１は荷重印加部８１３によって強く押圧されて、荷重センサ７にはより大きな荷重が印加される。荷重センサ７に印加される荷重は第１の入力状態より大きくなり、荷重センサ７の出力は所定値（図６のＯＬ＿２参照）となる。これにより、所定の押圧力（第２の押圧力）が検出される。なお、押圧部３３ｄが押し下げられ、図３に示す初期状態から図５に示す状態に至る際に、押圧された押圧部３３ｄと操作部材３の中央部を挟んで対向する位置にある延出部３２は、ケース２の規制部２２の天井面と当接する。そして、この当接箇所を支点として操作部材３は傾き、この傾き動作に伴って基板６が傾くことにより、押圧された押圧部３３ｄ側の基板６が確実に押し下げられるものとなっている。
【００６３】
なお、荷重センサ７は、基板６とフレーム８（荷重印加部８１３）とで挟み込まれることで荷重が印加されるように構成されている。これにより、押圧される押圧部が異なる場合でも、押圧力に応じた略均一な荷重が印加されるため、荷重検出精度を高めることができる。また、荷重印加部８１３は板ばね状になっており、荷重センサ７に大きな荷重が印加されると、その荷重に応じて下方側に変形するように構成されている。これにより、荷重センサ７に印加される荷重が緩和される。
【００６４】
図６は、上述した入力操作が行われた場合の多方向入力装置１の出力特性を示す特性図である。図６は、徐々に押圧力を大きくする場合の出力特性を示す。縦軸はセンサ出力を表し、横軸は時間を表す。図６に示すように、いずれかの押圧部３３に所定（しきい値）以上の押圧力が掛かるまで固定接点対６１２は導通しない（初期状態〜第１の入力状態）。この状態において、方向センサの出力はいずれの方向においても初期値（ＯＤ＿０）であるから、入力方向は検出されない。一方、第１の入力状態の直前において、基板６は僅かに押し下げられて荷重センサ７とフレーム８とは接触する。この状態では、荷重センサ７の出力は初期値（ＯＬ＿０）と所定値（ＯＬ＿１）との間の値になる。ただし、このように入力方向が検出されない状態（初期状態〜第１の入力状態）において、荷重センサ７の出力は押圧力の検出に用いられない。
【００６５】
次に、上述の押圧部３３に所定（しきい値）の押圧力が掛かると、対応するドーム状部４２のスカート部４２２が反転して固定接点対６１２が導通する（第１の入力状態）。これにより、方向センサにおいて対応する方向の出力が所定値（ＯＤ＿１）となり、入力方向が検出される。また、この状態において、荷重センサ７の出力は所定値（ＯＬ＿１）となる。このため、方向センサの出力と荷重センサ７の出力とから、所定方向の小さな荷重が検出される。
【００６６】
その後、上述の押圧部３３にさらに大きな押圧力が掛かると、基板６はさらに下方に移動して荷重センサ７に大きな荷重が印加される（第２の入力状態）。この状態において、対応する方向センサの出力は所定値（ＯＤ＿１）である。また、荷重センサ７の出力は所定値（ＯＬ＿２）となる。このため、方向センサの出力と荷重センサ７の出力とから、所定方向の大きな荷重が検出される。
【００６７】
なお、以上の説明では便宜上、１個の押圧部３３を押圧する場合について説明したが、隣接する２個の押圧部３３（例えば、押圧部３３ａ、３３ｂ）を押圧する場合も同様である。隣接する２個の押圧部３３を押圧する場合、それら２個の押圧部３３により決定される方向（例えば、斜め方向）と、これらの押圧部３３に印加される押圧力（荷重）を検出することができる。
【００６８】
次に、操作部材３の中央（連結部３４）が押圧された場合について説明する。図７は、十字操作部３１の中央（連結部３４）が押圧された状態の断面図である。図７に示すように、十字操作部３１の中央が押圧されると、操作部材３全体が下方側（ケース２の内部側）に移動する。一定位置まで操作部材３が移動すると、操作部材３の凹部３５とスペーサ部材９の凸部９２とが接触した状態となる。この状態においては、複数のドーム状部４２のスカート部４２２は撓んでいるが、いずれも反転することはない。このため、可動接点５２は固定接点対６１２の内側接点と接触しておらず、いずれの固定接点対６１２も導通していない状態で維持される。このように、操作部材３の中央が押圧された場合でも、操作部材３（凹部３５）がスペーサ部材９（凸部９２）によって支持されるため、対角に位置する複数の固定接点対６１２が同時に導通状態になることはない。これにより、入力方向の検出エラーを防止できる。なお、対角に位置する複数の押圧部３３が押圧される場合も同様である。
【００６９】
以上のように、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、操作部材３の押圧部３３に対する一定の押圧力により、その押圧部３３と対応する固定接点対６１２が導通すると共に、フレーム８に設けられた荷重印加部８１３により押圧部３３に対する押圧力に対応する荷重が荷重センサ７に印加されるようになっているため、固定接点対６１２の導通によって操作方向を検出すると共に、荷重センサ７によって押圧力に対応する荷重を検出することが可能となる。
【００７０】
特に、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、十字操作部３１の中央部（連結部３４）に対応する位置に荷重センサ７を配置することで、１個の荷重センサ７で全入力方向の荷重を検出できる。つまり、各方向の荷重を検出する荷重センサ７を共通化できるため、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減することが可能となる。しかも、荷重センサ７を共通化することにより、アナログポートが１系統で済むため、多方向入力装置１に接続される信号処理回路の構成を簡略化することが可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、荷重印加部８１３は印加される荷重に応じて変形する（より具体的には下方側に退避する）ように構成されているため、荷重センサ７に過大な荷重が印加されることを防止できる。これにより、荷重センサ７の破損等の不具合を防止でき、多方向入力装置１を長寿命化することが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、フレーム８は、板ばね状の荷重印加部８１３と付勢片８２とを一体に備えている。このため、これらを別体で設ける場合と比較して部品点数を削減することができ、多方向入力装置１を小型化することが可能となる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、荷重印加部材を筐体であるフレーム８により構成しているので、別途、荷重印加部材を筐体内に設ける必要はなく、部品点数の増加を抑制して、多方向入力装置１の小型化を図ることができる。また、荷重印加部材は、直接、ケース２に取り付けられるので、ケース２に対する荷重印加部材の上下方向における位置精度（高さ位置精度）が高められ、個々の多方向入力装置１において、荷重印加部材の取付精度に起因する検出特性のばらつきを低減することが可能となる。
【００７４】
さらに、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、スペーサ部材９を、基板６が上下方向に移動する際のガイドとして機能させることができるため、荷重センサ７には押圧力に応じた適切な荷重が印加される。すなわち、入力方向に関わらず、基板６の移動量を押圧力に応じた量にできるため、押圧力に応じた略均一な荷重を荷重センサ７に印加することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態においては、導電性の金属板で構成される可動接点板５を用いているが、固定接点対６１２を導通可能であれば可動接点板５を用いなくとも良い。この場合、例えば、ドーム状部４２の裏面側を導電ゴムなどで形成することができる。ただし、可動接点板５は、導通時における固定接点対６１２の電気抵抗を下げることができる点において好適である。
【００７６】
また、上記実施の形態において、基板６の上面側に設けられるスイッチとして、固定接点対６１２と可動接点５２とが対向配置され、押圧部３３への押圧操作に応じて、可動接点５２が固定接点対６１２と当接することにより、固定接点対６１２が導通する押圧式のスイッチを採用した場合について説明した。しかしながら、スイッチの構成はこれに限られない。例えば、基板６の表面に複数の導電パターンを形成すると共に、操作部材３の押圧部３３への押圧操作に伴って基板６上を摺動する摺動子を操作部材３の下面側に複数設け、押圧部３３への押圧操作に応じて、摺動子が対応する導電パターンと接触あるいは離間する摺動式のスイッチであっても良い。さらに、スイッチは、操作部材への操作を行っていない初期状態において、スイッチ（接点間）がオフ状態のノーマルオープンタイプである必要はなく、初期状態ではスイッチがオン状態であり、押圧操作によってオフ状態へと切り替えられるノーマルクローズタイプのスイッチでも構わない。
【００７７】
さらに、上記実施の形態においては、基板６の下面（裏面）に荷重センサ７が取り付けられ、基板６の下面側に荷重印加部材（フレーム８）が対向配置される構成としたが、押圧部３３への押圧力に対応した荷重を荷重センサ７に印加する構成はこれに限定されない。例えば、基板６の下方側に荷重センサ７を対向させて配置する構成としても良い。すなわち、この場合には、荷重センサ７の検知部（突起部７１）が、基板６の下面側を向くように、荷重センサ７を基板６と分離した状態で設ける。そして、操作部材３の押圧部３３への押圧操作に伴って、基板６が下方側（荷重センサ側）へ移動すると、基板６の下面が荷重センサ７（突起部７１）と当接して突起部７１を押圧し、これにより、押圧部３３への押圧力に対応した荷重が荷重センサ７に印加されるように構成することも可能である。なお、このように構成した場合には、基板６の下面（裏面）が、荷重センサ７へ荷重を印加する荷重印加部材として機能する。
【００７８】
また、上記実施の形態において、４個の押圧部３３（３３ａ〜３３ｄ）が略９０°の間隔で配置された構成を採用しているが、押圧部３３の数及び配置間隔はこれに限られない。例えば、２個の押圧部３３を１８０°の間隔で、或いは、３個の押圧部３３を１２０°の間隔で配置して用いても良い。
【００７９】
また、上記実施の形態において、スペーサ部材９を基板６が移動する際のガイドとしているが、ケース２の基部２１の内壁部（内周面）で基板６の外形を上下方向に移動可能にガイドする構成でも良い。
【符号の説明】
【００８０】
１ 多方向入力装置
２ ケース
３ 操作部材
４ ラバー部材
５ 可動接点板
６ 基板
７ 荷重センサ
８ フレーム
９ スペーサ部材
２１ 基部
２２ 規制部
２３ 開口部
２４、２４ａ〜２４ｄ 係合溝
２５ 係止部
３１ 十字操作部
３２ 延出部
３３、３３ａ〜３３ｄ 押圧部
３４ 連結部
３５ 凹部
４１ 開口部
４２、４２ａ〜４２ｄ ドーム状部
４３、４３ａ〜４３ｃ 位置決め片
５１、５１ａ、５１ｂ 開口部
５２、５２ａ〜５２ｄ 可動接点
５３、５３ａ〜５３ｄ 開口部
５４ａ〜５４ｄ 溝部
５５、５５ａ、５５ｂ 切り欠き部
６１ 固定接点形成部
６２ 端子形成部
７１ 突起部
８１ 円板形状部
８２、８２ａ〜８２ｃ 付勢片
８３、８３ａ〜８３ｄ 係合片
８４、８４ａ〜８４ｃ 開口部
８５ａ〜８５ｃ 連結部
８６ 円環形状部
９１ 平面部
９２ 凸部
９３ａ〜９３ｄ 脚部
９４ａ〜９４ｄ 突出部
６１１、６１１ａ〜６１１ｄ 開口部
６１２、６１２ａ〜６１２ｄ 固定接点対
６１３、６１３ａ〜６１３ｃ 切り欠き部
６２１ａ〜６２１ｅ 接続端子
８１１、８１１ａ〜８１１ｄ スリット
８１２ａ 直線形状部
８１２ｂ 円弧形状部
８１３ 荷重印加部
８１４、８１４ａ〜８１４ｄ 腕部
８１５、８１５ａ〜８１５ｄ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電子機器やゲーム機用コントローラなどにおける方向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、感圧導電ゴムにおける内部抵抗を変化させることで方向入力操作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）。この多方向入力装置においては、各一対の電極で構成される４組の接点電極が基板上に９０°間隔で形成されており、各接点電極上には感圧導電ゴムがそれぞれ配置されている。また、操作レバーが傾倒すると、傾倒方向の感圧導電ゴムが押圧されるように構成されている。感圧導電ゴムが押圧されると押圧量に応じて感圧導電ゴムの内部抵抗が減少するため、方向入力操作をアナログ的に検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７８６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来の多方向入力装置は、特性のばらつきやすい感圧導電ゴムを複数用いていることから、レバーの傾倒量が同じでも各接点電極を構成する電極間の抵抗値にばらつきが生じてしまう。このため、操作方向によって出力がばらつき、所望の荷重検出精度を得ることができないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減し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】
【０００６】
本発明の多方向入力装置は、表面側に複数の押圧部が等角度間隔に配置される操作部材と、前記操作部材の裏面側に対向配置され、前記押圧部と対応する表面側の位置にスイッチを備える基板と、前記基板の裏面側における前記操作部材の中央に対応する位置に設けられる荷重センサと、前記荷重センサに対して荷重を印加できるように前記基板の裏面側に配置される荷重印加部材と、を備え、前記押圧部に対する所定の押圧力により当該押圧部と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、前記基板の移動を伴って、前記荷重印加部材により前記押圧部に対する押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、押圧部に対する一定の押圧力により当該押圧部と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、基板の初期位置からの移動を伴って、荷重印加部材により押圧部に対する押圧力に対応する荷重が荷重センサに印加されるようになっているため、スイッチの導通状態によって操作方向を検出すると共に、荷重センサによって押圧力に対応する荷重を検出できる。そして、操作方向に依らず荷重を検出する荷重センサが共通であるため、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減できる。
【０００８】
本発明の多方向入力装置において、前記荷重センサは、前記基板の裏面に取り付けられ、前記基板は、前記押圧部に対する押圧力に応じて移動可能に前記操作部材と前記荷重印加部材との間に配置されており、前記押圧力により前記基板が初期位置から前記荷重印加部材側に移動し、前記基板と前記荷重印加部材とで前記荷重センサが挟み込まれて前記押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加されることが好ましい。この構成によれば、押圧力により基板が初期位置から荷重印加部材側に移動し、基板と荷重印加部材とで荷重センサが挟み込まれて押圧力に対応する荷重が荷重センサに印加されるようになっているため、押圧される押圧部が異なる場合でも、押圧力に応じた基板の移動量は略等しくなる。その結果、押圧される押圧部が異なる場合でも、押圧力に応じた略均一な荷重を荷重センサに印加することができるため、荷重センサによって検出される荷重（検出値）のばらつきを低減することができる。
【０００９】
本発明の多方向入力装置において、前記荷重印加部材は、前記荷重センサに対応して配置され前記荷重センサに対して荷重を印加する荷重印加部と、前記荷重印加部の外側に配置され前記基板に対して前記操作部材に向かう方向の付勢力を付与する付勢部と、を備えていることが好ましい。この構成によれば、荷重印加部材が荷重印加部と付勢部とを併せ持つため、部品点数を削減して多方向入力装置を小型化できる。
【００１０】
本発明の多方向入力装置において、前記荷重印加部は、前記荷重センサに印加される荷重に応じて変形するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、印加される荷重に応じて荷重印加部が変形するように構成されているため、荷重センサに過大な荷重が印加されて荷重センサが破損することを防止できる。これにより、多方向入力装置を長寿命化できる。
【００１１】
本発明の多方向入力装置において、前記操作部材及び前記基板を収容する筐体を具備し、前記筐体は、前記操作部材の前記押圧部を露出させる開口部が設けられたケースと、前記基板の裏面側に対向配置されると共に前記ケースに一体化されるフレームとを有し、前記フレームによって前記荷重印加部材が構成されていることが好ましい。この構成によれば、荷重印加部材が筐体の一部であるフレームで構成されるので、部品点数の増加を抑制して、多方向入力装置の小型化を図ることができると共に、ケースに対して荷重印加部材を精度良く配置することが可能となる。
【００１２】
本発明の多方向入力装置において、一端側が前記荷重印加部材に固定されたスペーサ部材を備え、前記基板は前記スペーサ部材に対して揺動可能に配置されていることが好ましい。この構成によれば、荷重印加部材に固定されたスペーサ部材を、基板が移動する際のガイドとして機能させることができるため、押圧力に応じた適切な荷重を荷重センサに印加することができる。
【００１３】
本発明の多方向入力装置において、前記スペーサ部材の他端側に、前記操作部材の中央に対応する部分において前記操作部材と対向する凹部を備え、前記操作部材と前記荷重印加部材との距離を所定以上に保つことが好ましい。この構成によれば、操作部材の中央部分と荷重印加部材との距離が所定以上に保たれているため、スペーサ部材を挟むように配置される複数のスイッチの導通状態が同時に切り替えられることがない。これにより、入力方向の検出エラーを防止できる。
【００１４】
本発明の多方向入力装置において、前記スイッチは、前記基板の表面に形成された固定接点対と当該固定接点対に対向配置される可動接点により構成されると共に、前記操作部材と前記基板との間に前記固定接点対に対応するドーム状の弾性部材を備え、前記可動接点を介して前記固定接点対が導通する際に前記弾性部材の変形により所定の触感が得られるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、ドーム状の弾性部材によって固定接点対が導通状態になる際に所定の触感が得られるように構成されているため、操作者は、固定接点対が導通状態であることを触感から判別できる。これにより、多方向入力装置の操作感を高めることができる。
【００１５】
本発明の多方向入力装置において、前記可動接点は、前記基板と前記弾性部材との間に設けられた金属板によって構成されており、前記押圧部に対する押圧力により当該押圧部に対応する前記弾性部材が変形すると、前記可動接点とこれに対応する前記固定接点対とが接触して前記固定接点対を導通させることが好ましい。この構成によれば、金属板によって固定接点対を導通させるため、導通時における固定接点対の抵抗を下げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減した多方向入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本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】本実施の形態に係る多方向入力装置の外観を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る多方向入力装置の内部構造を示す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る多方向入力装置において所定方向の入力操作が行われた状態の断面図である。
【図５】本実施の形態に係る多方向入力装置において強い押圧力で所定方向の入力操作が行われた状態の断面図である。
【図６】本実施の形態に係る多方向入力装置に対して所定方向の入力操作が行われた場合の出力特性を示す特性図である。
【図７】本実施の形態に係る多方向入力装置において操作部材の中央が押圧された状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、携帯電子機器やゲーム機用コントローラなどにおける方向入力操作（押圧入力操作）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。
【００１９】
図１は、本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。以下においては、説明の便宜上、図１に示す上方側を多方向入力装置１の上方側（表面側）とし、同図に示す下方側を多方向入力装置１の下方側（裏面側）として説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る多方向入力装置１は、上方側の筐体を構成するケース２と、操作者からの操作入力を受け付ける操作部材３と、操作部材３への入力に応じて変形するラバー部材４と、ラバー部材４の下方側に配置される可動接点板５と、ラバー部材４及び可動接点板５を支持する基板６と、基板６の裏面に取り付けられる荷重センサ７と、下方側の筐体を構成するフレーム８とを備えている。また、多方向入力装置１は、下端部においてフレーム８に固定されるスペーサ部材９を備えており、筐体内において操作部材３とフレーム８との間隔を所定距離以上に保つことができるように構成されている。
【００２１】
ケース２は、例えば、絶縁性の合成樹脂を用いて形成されている。ケース２は、概して円環形状を有する基部２１と、この基部２１の上面の内周縁部に立設された規制部２２とを有している。規制部２２は、平面視により概して十字形状を有している。規制部２２の上端部は、概して十字形状を有する開口部２３を規定している。なお、規制部２２は、多方向入力装置１が組み立てられた状態で操作部材３の一定位置以上の上方側への移動を規制する役割を果たす。
【００２２】
基部２１の外周部には、略等間隔に複数（本実施の形態では４個）の係合溝２４（２４ａ〜２４ｄ）が設けられている。これらの係合溝２４は、基部２１の外周面から上面にかけて形成されている。ケース２の下面には、基部２１の下端部より僅かに上方側の位置に係止部２５が設けられている（図１に不図示、図３参照）。係止部２５は、平坦面で構成され、詳細について後述するように、基板６の上面を係止する。なお、ケース２の下方は開放されており、基板６を配置可能となっている。また、基部２１の一部には、後述する基板６の端子形成部６２を突出させるための切り欠き部が形成されている。
【００２３】
操作部材３は、例えば、絶縁性の合成樹脂を用いて形成されている。操作部材３は、平面視により概して十字形状を有する十字操作部３１と、この十字操作部３１の下端部から外側に延出した延出部３２とを有している。十字操作部３１の外形寸法は、ケース２の開口部２３を通過可能な寸法に設けられ、多方向入力装置１が組み立てられた状態で開口部２３からその一部が露出する。延出部３２は、ケース２の開口部２３を規定する規制部２２の内壁面（天井面）と当接する寸法に設けられている。
【００２４】
十字操作部３１は、複数（本実施の形態では４個）の押圧部３３（３３ａ〜３３ｄ）と、これらの押圧部３３を連結する連結部３４とから構成される。押圧部３３ａ〜３３ｄは、略等角度間隔（９０°間隔）に配置されている。連結部３４の上面（表面）には、円形状の凹部が設けられている。これらの押圧部３３（３３ａ〜３３ｄ）及び連結部３４の上面で操作部材３の押圧領域が構成される。十字操作部３１の下面（裏面）は、概して平坦面で構成されている。十字操作部３１の下面のうち、連結部３４に対応する位置には、円形状の凹部３５が設けられている（図１に不図示、図３参照）。
【００２５】
ラバー部材４は、合成ゴムなどの弾性材料を用いて形成されている。ラバー部材４は、概して円板形状を有しており、その中央には開口部４１が設けられている。開口部４１は、概して正方形状を有すると共にそれぞれの角部に半円形状が付加された形状を有している。ラバー部材４の上面であって開口部４１の外側には、複数（本実施の形態では４個）のドーム状部４２（４２ａ〜４２ｄ）が設けられている。これらのドーム状部４２ａ〜４２ｄは、弾性部材を構成するものであり、略等角度間隔に設けられている。ドーム状部４２ａ〜４２ｄは、押圧部３３ａ〜３３ｄに対応する位置に配置されている。
【００２６】
これらのドーム状部４２ａ〜４２ｄは、上面に平面部４２１ａを有する円柱形状部４２１と、この円柱形状部４２１の下端部に連続して設けられたスカート部４２２とを有している。円柱形状部４２１の下面には、後述する可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）を押圧する突出部４２３が設けられている（図１に不図示、図３参照）。ドーム状部４２は、平面部４２１ａに下向きの力が掛かると、スカート部４２２が反転して円柱形状部４２１が下方側に移動可能に構成されている。
【００２７】
なお、本実施の形態において、ドーム状部４２ａ〜４２ｄは、ラバー部材４と一体に構成する場合について説明しているが、ドーム状部４２ａ〜４２ｄの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、ドーム状部４２ａ〜４２ｄをラバー部材４とは別部材で構成し、ラバー部材４に形成された開口部にこれらを配設しても良い。なお、この場合には、ラバー部材４の材質とドーム状部４２ａ〜４２ｄの材質は、必ずしも共通のものでなくても良い。
【００２８】
また、ラバー部材４の外周縁部には、複数（本実施の形態では３個）の位置決め片４３（４３ａ〜４３ｃ）が設けられている。これらの位置決め片４３ａ〜４３ｃは、概して円柱形状を有し、ラバー部材４の外周縁部の下面から下方側に突出して設けられている。これらの位置決め片４３ａ〜４３ｃは、基板６に対してラバー部材４及び可動接点板５を位置決めする役割を果たす。
【００２９】
可動接点板５は、導電性を有する金属板に打ち抜き加工及びプレス加工を施して形成されている。可動接点板５は、一部が欠落した概して円板形状を有しており、その中央部分を含む位置には開口部５１が設けられている。開口部５１は、角部が丸みを帯びた矩形状の開口部５１ａと、この開口部５１ａの一つの角部から可動接点板５の外周方向に延在するように設けられた開口部５１ｂとが連結された形状を有している。これにより、可動接点板５は、平面視により概してＣ字形状になっている。
【００３０】
開口部５１ａの外側には複数（本実施の形態では４個）の可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が略等角度間隔に設けられている。可動接点５２ａ〜５２ｄは、ドーム状部４２ａ〜４２ｄに対応する位置に配置されている。例えば、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）は、概して円形状の開口部５３（５３ａ〜５３ｄ）に配置された舌片で構成される。可動接点５２を構成する舌片においては、基端部が開口部５３を規定する外周縁部に接続され、先端部が基端部から僅かに上方側に延出して設けられている。舌片の先端部は、開口部５３の中央であって可動接点板５の表面よりも僅かに上方側の位置に配置され、上方側からの押圧力により下方側に移動する一方、押圧力の解除により初期位置に復帰可能に構成されている。
【００３１】
可動接点５２ａ〜５２ｄが配置される開口部５３ａ〜５３ｄは、それぞれ同一方向（図１に示す左方側）に延在する溝部５４ａ〜５４ｄと接続されている。これらの溝部５４ａ〜５４ｄには、多方向入力装置１が組み立てられた状態（基板６上に可動接点板５が配置された状態）において、基板６の上面に形成される配線パターンの一部が収容される。
【００３２】
可動接点板５の外周縁部には、複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部５５（５５ａ、５５ｂ）が形成されている。これらの切り欠き部５５ａ、５５ｂは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ、４３ｂに対応する位置に配置されている。多方向入力装置１が組み立てられた状態において、切り欠き部５５ａ、５５ｂは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ、４３ｂを収容可能な寸法に構成されている。
【００３３】
基板６は、表面（上面）に導電性の材料による接点パターン及び配線パターンが形成された絶縁性の板状部材で構成される。基板６は、概して円板形状を有する固定接点形成部６１と、この固定接点形成部６１の一部の外周縁部から側方側（図１に示す左方側）に突出して形成された概して矩形状の端子形成部６２とを含んで構成される。基板６は、概して均一な板厚を有する板状部材で構成される。固定接点形成部６１及び端子形成部６２の下面には、平面部が形成される。
【００３４】
固定接点形成部６１の中央には、複数（本実施の形態では４個）の開口部６１１（６１１ａ〜６１１ｄ）が設けられている。これらの開口部６１１は、円形状を有しており、後述するスペーサ部材９の脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）を収容可能に構成されている。開口部６１１ａ〜６１１ｄの外側には、複数組（本実施の形態では４組）の固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）が略等角度間隔に設けられている。これらの固定接点対６１２ａ〜６１２ｄは、可動接点板５の可動接点５２ａ〜５２ｄに対応する位置に配置されている。固定接点対６１２ａ〜６１２ｄは、それぞれ概して円形状を有する内側接点と、この内側接点の外側であって一部を除く全周に配置された外側接点とにより構成されている。これらの内側接点及び外側接点により接点パターンが構成される。また、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄとこれらの固定接点対６１２ａ〜６１２ｄとそれぞれ対向して配置される可動接点５２ａ〜５２ｄとによって、複数（本実施の形態では４つ）の押圧式のスイッチが構成されている。
【００３５】
固定接点対６１２ａ〜６１２ｄの内側接点は、それぞれ端子形成部６２に形成された接続端子６２１ａ〜６２１ｄに電気的に接続されている。一方、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄの全ての外側接点は、互いに電気的に接続されると共に、接続端子６２１ｅと電気的に接続されている。固定接点対６１２ａ〜６１２ｄの内側接点と接続端子６２１ａ〜６２１ｄとの間、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄ間、並びに、固定接点対６１２ａ〜６１２ｄと接続端子６２１ｅとの間には、配線パターンが設けられている。これらの配線パターンにより、それぞれが電気的に接続される。基板６の裏面（下面）は、図示しないが、後述する荷重センサ７の図示しない配線パターンを介して、端子形成部６２の下面に設けられた接続端子（不図示）と電気的に接続されている。
【００３６】
基板６を構成する固定接点形成部６１の外周縁部には、複数（本実施の形態では３個）の切り欠き部６１３（６１３ａ〜６１３ｃ）が形成されている。これらの切り欠き部６１３ａ〜６１３ｃは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ〜４３ｃに対応する位置に配置されている。多方向入力装置１が組み立てられた状態において、切り欠き部６１３ａ〜６１３ｃは、ラバー部材４の位置決め片４３ａ〜４３ｃを収容可能な寸法に構成されている。
【００３７】
荷重センサ７は、上下方向の荷重を検出可能な圧電素子等のセンサ素子で構成される。荷重センサ７は、概して扁平な直方体形状を有しており、その上面に平坦面が設けられている。荷重センサ７は、その上面を基板６の下面（平坦面）に対して接着等により固定される。荷重センサ７は、基板６の下面の中央部において４個の開口部６１１ａ〜６１１ｄの内側の領域に固定される。荷重センサ７の下面には、下方側に突出した突起部７１が設けられている（図１に不図示、図３参照）。荷重センサ７は、この突起部７１に印加される上下方向の荷重を検出できるように構成されている。荷重センサ７には、図示省略しているが、検出した荷重に基づく信号を出力するための複数の端子（電極）が設けられており、これらの端子は基板６のランド部に半田付けにより接続されている。
【００３８】
フレーム８は、荷重印加部材を構成するものであり、所定の弾性力が得られる金属板に打ち抜き加工及びプレス加工を施して形成されている。フレーム８は、概して円板形状を有しており、その中央に配置された円板形状部８１と、この円板形状部８１の外側に配置された複数（本実施の形態では３個）の付勢片８２（８２ａ〜８２ｃ）と、フレーム８の外周縁部から上方側に延出する複数（本実施の形態では４個）の係合片８３（８３ａ〜８３ｄ）とを含んで構成されている。
【００３９】
円板形状部８１には、複数（本実施の形態では４個）のスリット８１１（８１１ａ〜８１１ｄ）が形成されている。これらのスリット８１１ａ〜８１１ｄは、円板形状部８１の周方向に並べて配置されている。それぞれのスリット８１１は、円板形状部８１の径方向に延在する２本の直線形状部８１２ａと、これらの直線形状部８１２ａの内側の端部を接続する円弧形状部８１２ｂとから構成される。
【００４０】
これらのスリット８１１ａ〜８１１ｄの中央には、円板形状を有する荷重印加部８１３が設けられている。この荷重印加部８１３は、スリット８１１ａ〜８１１ｄを構成する円弧形状部８１２ｂの内側に配置される。なお、スリット８１１ａ〜８１１ｄを構成する直線形状部８１２ａは、荷重印加部８１３の外周縁部から円板形状部８１の径方向の中央近傍まで延在して形成されている。
【００４１】
隣接するスリット８１１の直線形状部８１２ａの間（たとえば、スリット８１１ａの直線形状部８１２ａと、スリット８１１ｂの直線形状部８１２ａとの間）には、荷重印加部８１３の外周縁部に接続される複数（本実施の形態では４本）の腕部８１４（８１４ａ〜８１４ｄ）が設けられている。すなわち、荷重印加部８１３は、円板形状部８１の外周縁部近傍に４本の腕部８１４ａ〜８１４ｄを介して連結される構成を採る。このため、荷重印加部８１は、上方側から印加される荷重に応じて僅かに下方側に撓むように構成される。
【００４２】
また、荷重印加部８１３の外側であって、それぞれのスリット８１１を構成する直線形状部８１２ａの内側の位置（言い換えると、隣接する腕部８１４ａ〜８１４ｄの間の位置）には、円形状の開口部８１５（８１５ａ〜８１５ｄ）が形成されている。これらの開口部８１５ａ〜８１５ｄは、後述するスペーサ部材９の脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）の下端部を固定する役割を果たす。
【００４３】
付勢片８２（８２ａ〜８２ｃ）は、付勢部を構成するものであり、円板形状部８１を規定する円弧状の開口部８４（８４ａ〜８４ｃ）内に設けられている。なお、円板形状部８１は、これらの開口部８４ａ〜８４ｃの間に配置される連結部８５ａ〜８５ｃで、フレーム８の外周縁部に配置された円環形状部８６と連結されている。付勢片８２ａ〜８２ｃは、それぞれ連結部８５ａ〜８５ｃの側面（端面）に接続して設けられている。付勢片８２ａ〜８２ｃの先端部は、開口部８４ａ〜８４ｃに沿って円弧状に延在すると共に、僅かに上方側に延出して設けられている。すなわち、付勢片８２ａ〜８２ｃの先端部は、フレーム８の表面よりも僅かに上方側の位置に配置され、上方側からの押圧力により下方側に移動する一方、押圧力の解除により初期位置に復帰可能に構成されている。
【００４４】
係合片８３（８３ａ〜８３ｄ）は、フレーム８（円環形状部８６）の外周縁部に略等間隔に設けられている。係合片８３ａ〜８３ｄは、ケース２の係合溝２４ａ〜２４ｄに配置されると共に、係合溝２４ａ〜２４ｄの上方側に配置される部分が内側（基部２１の上面側）に折り曲げられることで、ケース２とフレーム８とを固定する。すなわち、フレーム８はケース２の開放された下方側を塞ぐようにケース２に取り付けられて、筐体を構成するケース２とフレーム８とが一体化される。なお、図１においては、ケース２の基部２１の上面側に折り曲げられた状態の係合片８３（８３ａ〜８３ｄ）について示している。
【００４５】
スペーサ部材９は、略矩形状の平面部９１と、平面部９１の上側中央部に設けられた凸部９２と、平面部９１の角部に相当する位置において平面部９１から下方側に延びる複数（本実施の形態では４本）の脚部９３ａ〜９３ｄとを含んで構成されている。スペーサ部材９は、このような構成を有し、操作部材３とフレーム８との間隔（より具体的には、操作部材３の中央部とフレーム８との間隔）を所定距離以上に保つ支持部材として機能する。
【００４６】
凸部９２は、支持部を構成するものであり、上端部が球面形状に設けられている。脚部９３ａ〜９３ｄは、概して円柱形状を有しており、その下端部には、半球形状の突出部９４ａ〜９４ｄ（図１において、突出部９４ｃ、９４ｄは不図示）が設けられている。スペーサ部材９は、ラバー部材４に形成された開口部４１、並びに、可動接点板５の開口部５１ａを通過可能な寸法に設けられている。また、脚部９３ａ〜９３ｄは、基板６に形成された開口部６１１ａ〜６１１ｄを挿通可能な寸法に設けられている。すなわち、脚部９３ａ〜９３ｄの外周面は、開口部６１１ａ〜６１１ｄの径より僅かに小径に設けられている。さらに、突出部９４ａ〜９４ｄは、フレーム８の円板形状部８１に形成された開口部８１５ａ〜８１５ｄに係合可能な寸法に設けられている。
【００４７】
図２は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の外観を示す斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る多方向入力装置１の内部構造を示す断面図である。なお、図２及び図３においては、操作部材３で押圧操作を受けていない状態（初期状態）の多方向入力装置１を示している。
【００４８】
図２に示すように、組み立て後の多方向入力装置１は、概して円盤形状を有している。ケース２及びフレーム８により構成される筐体には、上述した操作部材３、ラバー部材４、可動接点板５、基板６、荷重センサ７及びスペーサ部材９が収容されている。これらの構成部品を収容した状態でフレーム８の係合片８３ａ〜８３ｄをケース２の係合溝２４ａ〜２４ｄと係合させることで、ケース２とフレーム８とが固定されている。基板６の端子形成部６２は、ケース２の基部２１から側方側に突出している。端子形成部６２の上面に設けられた接続端子６２１ａ〜６２１ｅが露出すると共に、端子形成部６２の下面には、荷重センサ７に導通される図示しない接続端子が露出し、多方向入力装置１が搭載される機器のコネクタ等に接続される。
【００４９】
多方向入力装置１の内部においては、図３に示すように、ケース２及びフレーム８の間に形成される空間を上下に仕切る位置に基板６が配置される。基板６の下方側の空間に荷重センサ７が配設される一方、基板６の上方側の空間にラバー部材４、可動接点板５及び操作部材３が配設される。なお、操作部材３は、その上端部（十字操作部３１の上端部）がケース２の開口部２３から露出するように基板６の上方側の空間に配設されている。
【００５０】
基板６は、フレーム８に設けられた付勢片８２ａ〜８２ｃによって上向きに付勢されている。付勢片８２ａ〜８２ｃの付勢力により、基板６は、初期状態（押圧入力操作が行われていない状態）においてケース２の内壁に設けられた係止部２５に押し付けられている。係止部２５は、フレーム８の表面から一定の間隔を空けて設けられているため、初期状態において、基板６の表面とフレーム８の表面とは略平行な状態に保たれている。
【００５１】
荷重センサ７は、下面に設けられた突起部７１がフレーム８（より具体的には荷重印加部８１３）の上面と接触しないように基板６の裏面側中央に取り付けられている。つまり、初期状態において、突起部７１と荷重印加部８１３とは接触しておらず、荷重センサ７には荷重が印加されていない。
【００５２】
基板６の上面には、可動接点板５を介してラバー部材４が配置されている。ラバー部材４は、可動接点板５を挟んだ状態で基板６の上面に載置される。ラバー部材４は、位置決め片４３ａ〜４３ｃを、可動接点板５の切り欠き部５５ａ、５５ｂ、並びに、基板６の切り欠き部６１３ａ〜６１３ｃに挿通した状態で基板６の上面に載置される。このように位置決め片４３ａ〜４３ｃで位置決めした状態でラバー部材４及び可動接点板５が基板６上に配置されるので、基板６上の所望の位置に可動接点板５及びラバー部材４が配置されるように構成されている。
【００５３】
ラバー部材４のドーム状部４２（４２ａ〜４２ｄ）は、スカート部４２２の下端部が基板６の表面に接触する一方、円柱形状部４２１の下面に設けられた突出部４２３が基板６の表面から一定距離だけ離間した状態で配置される。この突出部４２３に対応する位置に可動接点板５に形成された可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が配置される。また、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）に対応する基板６上の位置に固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点が配置される。なお、固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の外側接点は、可動接点板５の開口部５３（５３ａ〜５３ｄ）を規定する部分に接触する位置に配置される。初期状態において、円柱形状部４２１の下面に設けられた突出部４２３は、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）と離間した状態である。また、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）は、固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点と離間した状態である。なお、ドーム状部４２ａ〜４２ｄの上面に設けられた平面部４２１ａは、同一平面上に配置された状態となっている。
【００５４】
操作部材３は、ドーム状部４２ａ〜４２ｄの平面部４２１ａに載置されている。すなわち、操作部材３は、ドーム状部４２ａ〜４２ｄ（より具体的には、平面部４２１ａ）によって下面を支持されている。操作部材３の十字操作部３１の下端部に設けられた延出部３２は、ケース２の開口部２３よりも側方側の位置まで延出している。操作部材３は、ケース２の規制部２２に対する延出部３２の当接により一定位置以上の上方側への移動が規制されている。
【００５５】
スペーサ部材９は、平面部９１がラバー部材４の開口部４１に収容されると共に、脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）が基板６の開口部６１１（６１１ａ〜６１１ｄ）に挿通された状態で配置される。開口部６１１（６１１ａ〜６１１ｄ）は、脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）の外周寸法よりも大径にも設けられていることから、基板６は、これらの脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）にガイドされて上下方向に移動可能に構成される。脚部９３（９３ａ〜９３ｄ）の下端部に設けられた突出部９４（９４ａ〜９４ｄ）は、フレーム８の開口部８１５（８１５ａ〜８１５ｄ）に圧入により係合（固定）している。平面部９１の上面に設けられた凸部９２は、操作部材３の下面に設けられた凹部３５と離間状態で対向して配置される。初期状態において、凸部９２の上端部は、ドーム状部４２（４２ａ〜４２ｄ）の平面部４２１ａが配置される同一平面よりも下方側の位置に配置されている。
【００５６】
図３に示すように、初期状態において、可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）は、固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点と離間した状態になっている。このため、接続端子６２１ａ〜６２１ｄと接続端子６２１ｅとの間はいずれも高抵抗状態（非導通状態）となっている。すなわち、可動接点５２と固定接点対６１２とで構成されるスイッチは、いずれもオフ状態（非導通状態）となっている。一方、操作者の押圧入力操作により可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が押し下げられると、対応する固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）の内側接点に可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）が接触して内側接点と可動接点板５とが導通する。可動接点板５は、予め外側接点と接触（導通）しているから、これによって対応する固定接点対６１２（６１２ａ〜６１２ｄ）が導通する。すなわち、対応するスイッチがオフ状態（非導通状態）からオン状態（導通状態）へと切り替えられる。これにより、押し下げられた可動接点５２（５２ａ〜５２ｄ）に対応する接続端子６２１（６２１ａ〜６２１ｄ）と、接続端子６２１ｅとの間の電気抵抗が低下する。本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、操作者の押圧入力操作によって生じる接続端子６２１ａ〜６２１ｄと接続端子６２１ｅとの間の電気抵抗（導通状態）の変化を利用することで、押圧入力操作による入力方向を検出可能に構成されている。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、可動接点５２ａ〜５２ｄ及び固定接点対６１２ａ〜６１２ｄにより、入力方向を検出する方向センサを構成している。
【００５７】
そして、方向センサが入力方向を検出している状態、すなわち、操作者の押圧入力操作により固定接点対６１２ａ〜６１２ｄのいずれかが導通している状態において、さらに高い押圧力で操作部材３が押圧されると、基板６が脚部９３ａ〜９３ｄに沿って下方に移動する。荷重センサ７は、基板６の裏面に取り付けられているため、基板６が下方に移動すると、荷重センサ７の突起部７１とフレーム８の荷重印加部８１３とが接触して荷重センサ７に荷重が印加される。荷重センサ７に印加される荷重は、押圧力に対応する大きさである。これにより、入力方向を検出している状態において、操作者の押圧入力操作における押圧力を検出できる。つまり、入力方向に加え、入力に係る押圧力の強度を検出することができる。
【００５８】
次に、本実施の形態に係る多方向入力装置１に対して押圧入力操作が行われた状態について説明する。ここでは、一例として押圧部３３ｄが押圧された状態について説明するが、他の押圧部３３が押圧される場合も同様である。
【００５９】
図４は、所定方向の入力操作が行われた状態（第１の入力状態）の断面図である。図３に示す状態において一定の押圧力で押圧部３３ｄを押圧すると、図４に示すように、操作部材３の押圧部３３ｄ側が押し下げられる。これによって、対応するドーム状部４２ｄのスカート部４２２が反転する。同時にドーム状部４２ｄの突出部４２３を介して可動接点５２ｄが押圧されて、可動接点５２ｄと固定接点対６１２ｄの内側接点とが接触する。その結果、固定接点対６１２ｄが導通状態となって入力方向が検出される。具体的には、方向センサは、固定接点対６１２ｄに対応する方向において所定値（図６のＯＤ＿１参照）を出力し、他の方向において初期値（図６のＯＤ＿０参照）を出力する。
【００６０】
また、操作部材３の押圧部３３ｄ側が押し下げられることで、ドーム状部４２ｄ及び可動接点５２ｄを介して基板６が押し下げられ、荷重センサ７（突起部７１）とフレーム８（荷重印加部８１３）とが接触する。この状態において、荷重センサ７には小さな荷重が印加されている。その結果、荷重センサ７の出力は、初期値から僅かに変化した所定値（図６のＯＬ＿１参照）となる。このため、この状態においては所定の押圧力（第１の押圧力）が検出される。なお、ドーム状部４２ｄはスカート部４２２が反転する際に所定の触感（クリック感）が得られるように構成されており、操作者は、得られる触感から多方向入力装置１が入力状態にあることを判別できようになっている。このようにドーム状部４２を構成することにより、多方向入力装置１における入力の操作感を高めることができる。
【００６１】
図５は、より強い押圧力で入力操作が行われた状態（第２の入力状態）の断面図である。図４に示す状態からさらに強い力で押圧部３３ｄを押圧すると、図５に示すように、操作部材３の押圧部３３ｄ側がさらに押し下げられる。この状態において、既にドーム状部４２ｄのスカート部４２２は反転しているため、ドーム状部４２ｄ及び可動接点５２ｄの状態は変わらない。すなわち、固定接点対６１２ｄは導通状態であり、入力方向は検出され続けている。方向センサは、固定接点対６１２ｄに対応する方向において所定値（ＯＤ＿１）を出力し、他の方向において初期値（ＯＤ＿０）を出力している。
【００６２】
一方、操作部材３の押圧部３３ｄ側は図４に示す状態からさらに押し下げられるため、これに応じて基板６はさらに押し下げられる。その結果、突起部７１は荷重印加部８１３によって強く押圧されて、荷重センサ７にはより大きな荷重が印加される。荷重センサ７に印加される荷重は第１の入力状態より大きくなり、荷重センサ７の出力は所定値（図６のＯＬ＿２参照）となる。これにより、所定の押圧力（第２の押圧力）が検出される。なお、押圧部３３ｄが押し下げられ、図３に示す初期状態から図５に示す状態に至る際に、押圧された押圧部３３ｄと操作部材３の中央部を挟んで対向する位置にある延出部３２は、ケース２の規制部２２の天井面と当接する。そして、この当接箇所を支点として操作部材３は傾き、この傾き動作に伴って基板６が傾くことにより、押圧された押圧部３３ｄ側の基板６が確実に押し下げられるものとなっている。
【００６３】
なお、荷重センサ７は、基板６とフレーム８（荷重印加部８１３）とで挟み込まれることで荷重が印加されるように構成されている。これにより、押圧される押圧部が異なる場合でも、押圧力に応じた略均一な荷重が印加されるため、荷重検出精度を高めることができる。また、荷重印加部８１３は板ばね状になっており、荷重センサ７に大きな荷重が印加されると、その荷重に応じて下方側に変形するように構成されている。これにより、荷重センサ７に印加される荷重が緩和される。
【００６４】
図６は、上述した入力操作が行われた場合の多方向入力装置１の出力特性を示す特性図である。図６は、徐々に押圧力を大きくする場合の出力特性を示す。縦軸はセンサ出力を表し、横軸は時間を表す。図６に示すように、いずれかの押圧部３３に所定（しきい値）以上の押圧力が掛かるまで固定接点対６１２は導通しない（初期状態〜第１の入力状態）。この状態において、方向センサの出力はいずれの方向においても初期値（ＯＤ＿０）であるから、入力方向は検出されない。一方、第１の入力状態の直前において、基板６は僅かに押し下げられて荷重センサ７とフレーム８とは接触する。この状態では、荷重センサ７の出力は初期値（ＯＬ＿０）と所定値（ＯＬ＿１）との間の値になる。ただし、このように入力方向が検出されない状態（初期状態〜第１の入力状態）において、荷重センサ７の出力は押圧力の検出に用いられない。
【００６５】
次に、上述の押圧部３３に所定（しきい値）の押圧力が掛かると、対応するドーム状部４２のスカート部４２２が反転して固定接点対６１２が導通する（第１の入力状態）。これにより、方向センサにおいて対応する方向の出力が所定値（ＯＤ＿１）となり、入力方向が検出される。また、この状態において、荷重センサ７の出力は所定値（ＯＬ＿１）となる。このため、方向センサの出力と荷重センサ７の出力とから、所定方向の小さな荷重が検出される。
【００６６】
その後、上述の押圧部３３にさらに大きな押圧力が掛かると、基板６はさらに下方に移動して荷重センサ７に大きな荷重が印加される（第２の入力状態）。この状態において、対応する方向センサの出力は所定値（ＯＤ＿１）である。また、荷重センサ７の出力は所定値（ＯＬ＿２）となる。このため、方向センサの出力と荷重センサ７の出力とから、所定方向の大きな荷重が検出される。
【００６７】
なお、以上の説明では便宜上、１個の押圧部３３を押圧する場合について説明したが、隣接する２個の押圧部３３（例えば、押圧部３３ａ、３３ｂ）を押圧する場合も同様である。隣接する２個の押圧部３３を押圧する場合、それら２個の押圧部３３により決定される方向（例えば、斜め方向）と、これらの押圧部３３に印加される押圧力（荷重）を検出することができる。
【００６８】
次に、操作部材３の中央（連結部３４）が押圧された場合について説明する。図７は、十字操作部３１の中央（連結部３４）が押圧された状態の断面図である。図７に示すように、十字操作部３１の中央が押圧されると、操作部材３全体が下方側（ケース２の内部側）に移動する。一定位置まで操作部材３が移動すると、操作部材３の凹部３５とスペーサ部材９の凸部９２とが接触した状態となる。この状態においては、複数のドーム状部４２のスカート部４２２は撓んでいるが、いずれも反転することはない。このため、可動接点５２は固定接点対６１２の内側接点と接触しておらず、いずれの固定接点対６１２も導通していない状態で維持される。このように、操作部材３の中央が押圧された場合でも、操作部材３（凹部３５）がスペーサ部材９（凸部９２）によって支持されるため、対角に位置する複数の固定接点対６１２が同時に導通状態になることはない。これにより、入力方向の検出エラーを防止できる。なお、対角に位置する複数の押圧部３３が押圧される場合も同様である。
【００６９】
以上のように、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、操作部材３の押圧部３３に対する一定の押圧力により、その押圧部３３と対応する固定接点対６１２が導通すると共に、フレーム８に設けられた荷重印加部８１３により押圧部３３に対する押圧力に対応する荷重が荷重センサ７に印加されるようになっているため、固定接点対６１２の導通によって操作方向を検出すると共に、荷重センサ７によって押圧力に対応する荷重を検出することが可能となる。
【００７０】
特に、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、十字操作部３１の中央部（連結部３４）に対応する位置に荷重センサ７を配置することで、１個の荷重センサ７で全入力方向の荷重を検出できる。つまり、各方向の荷重を検出する荷重センサ７を共通化できるため、操作方向による荷重検出精度のばらつきを低減することが可能となる。しかも、荷重センサ７を共通化することにより、アナログポートが１系統で済むため、多方向入力装置１に接続される信号処理回路の構成を簡略化することが可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、荷重印加部８１３は印加される荷重に応じて変形する（より具体的には下方側に退避する）ように構成されているため、荷重センサ７に過大な荷重が印加されることを防止できる。これにより、荷重センサ７の破損等の不具合を防止でき、多方向入力装置１を長寿命化することが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、フレーム８は、板ばね状の荷重印加部８１３と付勢片８２とを一体に備えている。このため、これらを別体で設ける場合と比較して部品点数を削減することができ、多方向入力装置１を小型化することが可能となる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る多方向入力装置１においては、荷重印加部材を筐体であるフレーム８により構成しているので、別途、荷重印加部材を筐体内に設ける必要はなく、部品点数の増加を抑制して、多方向入力装置１の小型化を図ることができる。また、荷重印加部材は、直接、ケース２に取り付けられるので、ケース２に対する荷重印加部材の上下方向における位置精度（高さ位置精度）が高められ、個々の多方向入力装置１において、荷重印加部材の取付精度に起因する検出特性のばらつきを低減することが可能となる。
【００７４】
さらに、本実施の形態に係る多方向入力装置１において、スペーサ部材９を、基板６が上下方向に移動する際のガイドとして機能させることができるため、荷重センサ７には押圧力に応じた適切な荷重が印加される。すなわち、入力方向に関わらず、基板６の移動量を押圧力に応じた量にできるため、押圧力に応じた略均一な荷重を荷重センサ７に印加することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態においては、導電性の金属板で構成される可動接点板５を用いているが、固定接点対６１２を導通可能であれば可動接点板５を用いなくとも良い。この場合、例えば、ドーム状部４２の裏面側を導電ゴムなどで形成することができる。ただし、可動接点板５は、導通時における固定接点対６１２の電気抵抗を下げることができる点において好適である。
【００７６】
また、上記実施の形態において、基板６の上面側に設けられるスイッチとして、固定接点対６１２と可動接点５２とが対向配置され、押圧部３３への押圧操作に応じて、可動接点５２が固定接点対６１２と当接することにより、固定接点対６１２が導通する押圧式のスイッチを採用した場合について説明した。しかしながら、スイッチの構成はこれに限られない。例えば、基板６の表面に複数の導電パターンを形成すると共に、操作部材３の押圧部３３への押圧操作に伴って基板６上を摺動する摺動子を操作部材３の下面側に複数設け、押圧部３３への押圧操作に応じて、摺動子が対応する導電パターンと接触あるいは離間する摺動式のスイッチであっても良い。さらに、スイッチは、操作部材への操作を行っていない初期状態において、スイッチ（接点間）がオフ状態のノーマルオープンタイプである必要はなく、初期状態ではスイッチがオン状態であり、押圧操作によってオフ状態へと切り替えられるノーマルクローズタイプのスイッチでも構わない。
【００７７】
さらに、上記実施の形態においては、基板６の下面（裏面）に荷重センサ７が取り付けられ、基板６の下面側に荷重印加部材（フレーム８）が対向配置される構成としたが、押圧部３３への押圧力に対応した荷重を荷重センサ７に印加する構成はこれに限定されない。例えば、基板６の下方側に荷重センサ７を対向させて配置する構成としても良い。すなわち、この場合には、荷重センサ７の検知部（突起部７１）が、基板６の下面側を向くように、荷重センサ７を基板６と分離した状態で設ける。そして、操作部材３の押圧部３３への押圧操作に伴って、基板６が下方側（荷重センサ側）へ移動すると、基板６の下面が荷重センサ７（突起部７１）と当接して突起部７１を押圧し、これにより、押圧部３３への押圧力に対応した荷重が荷重センサ７に印加されるように構成することも可能である。なお、このように構成した場合には、基板６の下面（裏面）が、荷重センサ７へ荷重を印加する荷重印加部材として機能する。
【００７８】
また、上記実施の形態において、４個の押圧部３３（３３ａ〜３３ｄ）が略９０°の間隔で配置された構成を採用しているが、押圧部３３の数及び配置間隔はこれに限られない。例えば、２個の押圧部３３を１８０°の間隔で、或いは、３個の押圧部３３を１２０°の間隔で配置して用いても良い。
【００７９】
また、上記実施の形態において、スペーサ部材９を基板６が移動する際のガイドとしているが、ケース２の基部２１の内壁部（内周面）で基板６の外形を上下方向に移動可能にガイドする構成でも良い。
【符号の説明】
【００８０】
１ 多方向入力装置
２ ケース
３ 操作部材
４ ラバー部材
５ 可動接点板
６ 基板
７ 荷重センサ
８ フレーム
９ スペーサ部材
２１ 基部
２２ 規制部
２３ 開口部
２４、２４ａ〜２４ｄ 係合溝
２５ 係止部
３１ 十字操作部
３２ 延出部
３３、３３ａ〜３３ｄ 押圧部
３４ 連結部
３５ 凹部
４１ 開口部
４２、４２ａ〜４２ｄ ドーム状部
４３、４３ａ〜４３ｃ 位置決め片
５１、５１ａ、５１ｂ 開口部
５２、５２ａ〜５２ｄ 可動接点
５３、５３ａ〜５３ｄ 開口部
５４ａ〜５４ｄ 溝部
５５、５５ａ、５５ｂ 切り欠き部
６１ 固定接点形成部
６２ 端子形成部
７１ 突起部
８１ 円板形状部
８２、８２ａ〜８２ｃ 付勢片
８３、８３ａ〜８３ｄ 係合片
８４、８４ａ〜８４ｃ 開口部
８５ａ〜８５ｃ 連結部
８６ 円環形状部
９１ 平面部
９２ 凸部
９３ａ〜９３ｄ 脚部
９４ａ〜９４ｄ 突出部
６１１、６１１ａ〜６１１ｄ 開口部
６１２、６１２ａ〜６１２ｄ 固定接点対
６１３、６１３ａ〜６１３ｃ 切り欠き部
６２１ａ〜６２１ｅ 接続端子
８１１、８１１ａ〜８１１ｄ スリット
８１２ａ 直線形状部
８１２ｂ 円弧形状部
８１３ 荷重印加部
８１４、８１４ａ〜８１４ｄ 腕部
８１５、８１５ａ〜８１５ｄ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に複数の押圧部が等角度間隔に配置される操作部材と、前記操作部材の裏面側に対向配置され、前記押圧部と対応する表面側の位置にスイッチを備える基板と、前記基板の裏面側における前記操作部材の中央に対応する位置に設けられる荷重センサと、前記荷重センサに対して荷重を印加できるように前記基板の裏面側に配置される荷重印加部材と、を備え、
前記押圧部に対する所定の押圧力により当該押圧部と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、前記基板の移動を伴って、前記荷重印加部材により前記押圧部に対する押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加されることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記荷重センサは、前記基板の裏面に取り付けられ、前記基板は、前記押圧部に対する押圧力に応じて移動可能に前記操作部材と前記荷重印加部材との間に配置されており、前記押圧力により前記基板が初期位置から前記荷重印加部材側に移動し、前記基板と前記荷重印加部材とで前記荷重センサが挟み込まれて前記押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加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】
前記荷重印加部材は、前記荷重センサに対応して配置され前記荷重センサに対して荷重を印加する荷重印加部と、前記荷重印加部の外側に配置され前記基板に対して前記操作部材に向かう方向の付勢力を付与する付勢部と、を備えてい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】
前記荷重印加部は、前記荷重センサに印加される荷重に応じて変形するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記操作部材及び前記基板を収容する筐体を具備し、前記筐体は、前記操作部材の前記押圧部を露出させる開口部が設けられたケースと、前記基板の裏面側に対向配置されると共に前記ケースに一体化されるフレームとを有し、前記フレームによって前記荷重印加部材が構成されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項６】
一端側が前記荷重印加部材に固定されたスペーサ部材を備え、前記基板は前記スペーサ部材に対して揺動可能に配置されていることを特徴とする請求項２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】
前記スペーサ部材の他端側に、前記操作部材の中央に対応する部分において前記操作部材と対向する凸部を備え、前記操作部材と前記荷重印加部材との距離を所定以上に保つ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８】
前記スイッチは、前記基板の表面に形成された固定接点対と当該固定接点対に対向配置される可動接点により構成されると共に、前記操作部材と前記基板との間に前記固定接点対に対応するドーム状の弾性部材を備え、前記可動接点を介して前記固定接点対が導通する際に前記弾性部材の変形により所定の触感が得られるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項９】
前記可動接点は、前記基板と前記弾性部材との間に設けられた金属板によって構成されており、前記押圧部に対する押圧力により当該押圧部に対応する前記弾性部材が変形すると、前記可動接点とこれに対応する前記固定接点対とが接触して前記固定接点対を導通させることを特徴とする請求項８記載の多方向入力装置。
【請求項１】
表面側に複数の押圧部が等角度間隔に配置される操作部材と、前記操作部材の裏面側に対向配置され、前記押圧部と対応する表面側の位置にスイッチを備える基板と、前記基板の裏面側における前記操作部材の中央に対応する位置に設けられる荷重センサと、前記荷重センサに対して荷重を印加できるように前記基板の裏面側に配置される荷重印加部材と、を備え、
前記押圧部に対する所定の押圧力により当該押圧部と対応するスイッチの導通状態が切り替えられると共に、前記基板の移動を伴って、前記荷重印加部材により前記押圧部に対する押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加されることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記荷重センサは、前記基板の裏面に取り付けられ、前記基板は、前記押圧部に対する押圧力に応じて移動可能に前記操作部材と前記荷重印加部材との間に配置されており、前記押圧力により前記基板が初期位置から前記荷重印加部材側に移動し、前記基板と前記荷重印加部材とで前記荷重センサが挟み込まれて前記押圧力に対応する荷重が前記荷重センサに印加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】
前記荷重印加部材は、前記荷重センサに対応して配置され前記荷重センサに対して荷重を印加する荷重印加部と、前記荷重印加部の外側に配置され前記基板に対して前記操作部材に向かう方向の付勢力を付与する付勢部と、を備えてい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】
前記荷重印加部は、前記荷重センサに印加される荷重に応じて変形するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記操作部材及び前記基板を収容する筐体を具備し、前記筐体は、前記操作部材の前記押圧部を露出させる開口部が設けられたケースと、前記基板の裏面側に対向配置されると共に前記ケースに一体化されるフレームとを有し、前記フレームによって前記荷重印加部材が構成されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項６】
一端側が前記荷重印加部材に固定されたスペーサ部材を備え、前記基板は前記スペーサ部材に対して揺動可能に配置されていることを特徴とする請求項２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】
前記スペーサ部材の他端側に、前記操作部材の中央に対応する部分において前記操作部材と対向する凸部を備え、前記操作部材と前記荷重印加部材との距離を所定以上に保つ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８】
前記スイッチは、前記基板の表面に形成された固定接点対と当該固定接点対に対向配置される可動接点により構成されると共に、前記操作部材と前記基板との間に前記固定接点対に対応するドーム状の弾性部材を備え、前記可動接点を介して前記固定接点対が導通する際に前記弾性部材の変形により所定の触感が得られるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の多方向入力装置。
【請求項９】
前記可動接点は、前記基板と前記弾性部材との間に設けられた金属板によって構成されており、前記押圧部に対する押圧力により当該押圧部に対応する前記弾性部材が変形すると、前記可動接点とこれに対応する前記固定接点対とが接触して前記固定接点対を導通させることを特徴とする請求項８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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０８８８１（Ｐ２０１３−１０８８８１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４９０８（Ｐ２０１１−２５４９０８）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【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２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]