JP2010003424A - 多方向入力装置 - Google Patents

Abstract

【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、一つの操作つまみに対しての回転操作・押し下げ操作・傾倒操作が可能で、信号の導出が簡単にできて組み立て工数なども少なく構成できるものを提供する。
【解決手段】操作軸３２に対し、回転・押し下げ・傾倒操作が可能な構成とされた回転操作型エンコーダ３１と、その周囲に複数の押圧型スイッチ４１とを、配線基板２１上に半田付け装着して、上方から押圧体５１を配し、さらにその上方から押圧体５１の回転規制などを行う機能を有する上ケース６１を配して配線基板２１に結合させ、操作つまみ７１を、回転操作と押し下げ操作時には上記操作軸３２のみが連動し、傾倒操作時にはそれらに加えて押圧体５１が連動可能となるように装着したものとした。
【選択図】図１

Description

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。

近年、各種電子機器の多機能化が進展し、その機器を使用するために配される入力操作部としても、一つの操作つまみを回転操作またはプッシュ操作してそれぞれの入力操作ができ、さらに、その一つの操作つまみを傾倒操作してその傾倒方向への入力操作が可能とされた多方向入力装置が用いられることが多くなってきた。

ここで、従来の多方向入力装置の事例について、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は同上面図である。

同図において、１はプッシュオンスイッチ付きの回転操作型エンコーダで、そのケース部材とカバー部材により構成された空間内にインクリメンタル式のエンコーダ素子部およびスイッチ素子部を内蔵しており、上記カバー部材の中央位置から上方に突出した操作軸２を回転操作すると、上記エンコーダ素子部から位相差をもつ２相のパルス信号が端子を通じて得られると共に、上記操作軸２を押し下げるとスイッチ素子部が作動して所定の端子間が導通状態に移行するようになっている。

上記回転操作型エンコーダ１は、上面視で正六角形の形状に形成された上基板５上に半田付け装着されている。そして、上基板５は、その周囲を取り囲む枠体７の第１揺動軸線Ｍ−Ｍを中心に揺動可能なように、一対の第１支持軸９で支持されている。

また、上記枠体７は、下基板１１の上記第１揺動軸線Ｍ−Ｍと直交する位置関係の位置に突出形成された揺動支持部１１Ａに一対の第２支持軸１３で第２揺動軸線Ｎ−Ｎを中心に揺動可能なように支持されている。

そして、上記下基板１１上には、上記操作軸２の位置を中心としてそこから等距離の位置に押圧型スイッチ１５Ａ〜１５Ｄが９０°ピッチで配置されており、各スイッチの操作ボタンに対し上基板５の下面に突出形成された押圧用突部５Ａ〜５Ｄが各々当接している。また、上基板５下面の押圧用突部５Ａ〜５Ｄどうしの間の位置にも、それぞれ下方に突出した規制用突部５Ｅ〜５Ｈが設けられている。

従来の多方向入力装置は以上のように構成され、その使用時には、回転操作型エンコーダ１の操作軸２に一つの操作つまみ１７が装着されて搭載状態とされる。続いて、その搭載状態での動作について説明する。

操作つまみ１７を回転操作すると、回転操作型エンコーダ１の操作軸２が回転してエンコーダ素子部が作動され、これによりインクリメンタル式のエンコーダ出力が得られる。また、操作つまみ１７を垂直下方に押し下げ操作すると、操作つまみ１７を介して操作軸２が下方に移動してスイッチ素子部が作動する。

そして、操作つまみ１７を各押圧型スイッチ１５Ａ〜１５Ｄが配置されている方向に傾倒操作すると、上基板５がその方向に揺動する。例えば、図１１に矢印で示すように、操作つまみ１７を押圧型スイッチ１５Ａの配置方向に向けて傾倒操作すると、上基板５は押圧用突部５Ａ側が下がるように揺動していき、下方に下がっていく押圧用突部５Ａで押圧型スイッチ１５Ａの操作ボタンが押し込まれて押圧型スイッチ１５Ａの状態が切り換わると共に、押圧用突部５Ａに隣接して設けられた規制用突部５Ｅ、５Ｈが下基板１１上に当接して上基板５の傾倒が停止する。そして、その傾倒操作力を除くと、押圧型スイッチ１５Ａが元の状態に自己復帰し、その復帰力で押圧用突部５Ａが押し戻されて図１１の上基板５が水平状態で位置する非操作状態に戻るものであった。

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。
特開２００４−０８７２９０号公報

しかしながら、上記従来の多方向入力装置は、操作つまみ１７への傾倒操作で揺動動作が可能とされた上基板５上に回転操作型エンコーダ１を半田付け装着したものとし、またその揺動動作に伴って作動される各押圧型スイッチ１５Ａ〜１５Ｄを下基板１１上に半田付け装着したものとし、その後、両者を組み合わせなければならず、組み立て工数が多くなるという課題があった。また、上基板５からの回転操作型エンコーダ１の引き出し部分を、例えばＦＰＣを用いて導出しなければならないので、ＦＰＣがからまないような配置状態で使用しなければならないという課題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、一つの操作つまみに対しての回転操作・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多方向入力装置において、信号の導出が簡単にできて自身の配置規制なども生じず、また組み立て工数なども少なく構成できる多方向入力装置を提供することを目的とする。

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。

本発明は、配線基板に半田付け装着され、傾倒動作も可能な操作軸への回転に応じて回転操作信号が得られると共に、上記操作軸の下方への押し下げ操作でスイッチ信号が得られる構成とされたスイッチ付きの回転操作型電子部品と、上記配線基板上において上記回転操作型電子部品の周囲位置に半田付け装着された複数の自己復帰型の押圧型スイッチと、略半球状の球体部の上部位置に筒状部が一体形成されると共に、上記筒状部内の孔部分を含んで上下に貫通する中央貫通孔を有し、さらに上記球体部から上記各押圧型スイッチに対応して延設された押圧部を有した形状で、上記中央貫通孔に上記操作軸を挿通させると共に、上記各押圧部が対応する上記各押圧型スイッチの操作ボタン上に載せられて配された押圧体と、上記押圧体の回転動作は規制するが傾倒動作は可能なように上記押圧体上から配され、上記球体部の外側面に対して下面の一部が少なくとも当接状態にされた固定部材と、結合用下方突部が、上記押圧体の中央貫通孔内で上記操作軸に対して共回り可能かつ押し下げ可能に結合されると共に、その結合用下方突部の周囲に設けられた下方壁部が上記筒状部の外周面側に位置するように配された操作つまみとを備えた多方向入力装置としたものである。

当該構成であれば、単体の回転操作型電子部品や押圧型スイッチを配線基板上に装着したものであるため、各信号の取り出しは配線基板の導電パターンで形成でき、また、その配線基板上に、押圧体や操作つまみなどの各部材を、順次、上方から組み合わせて多方向入力装置として構成できることから、信号の導出が簡単にできて自身の配置規制なども生じず、組み立て工数なども少なく構成できる多方向入力装置が得られるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、一つの操作つまみに対しての回転操作・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多方向入力装置において、信号の導出が簡単にできて自身の配置規制なども生じず、また組み立て工数なども少なく構成できる多方向入力装置が得られるという有利な効果を得ることができる。

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。

（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は同外観斜視図、図３は同分解斜視図、図４は同要部である配線基板の上面図、図５は同要部である押圧体を斜め上方からみた斜視図、図６は同要部である押圧体を斜め下方からみた斜視図、図７は同要部である上ケースを斜め上方からみた斜視図、図８は同要部である上ケースを斜め下方からみた斜視図、図９は同多方向入力装置の押し下げ操作状態を示す断面図、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る。

同図において、２１は、配線基板で、請求項における回転操作型電子部品としてなる回転操作型エンコーダ３１が中央位置に半田付け装着され、また、その周囲位置には、図４にも示したように、回転操作型エンコーダ３１を中心に、四つの自己復帰型の押圧型スイッチ４１（４１Ａ〜４１Ｄ）が、９０°ピッチでそれぞれ半田付け装着されている。なお、押圧型スイッチ４１は、上方からの操作ボタンへの押し下げ操作でスイッチＯＮ状態となる同じ単体完成品を用いている。そして、回転操作型エンコーダ３１の各端子および押圧型スイッチ４１の各端子に繋がったそれぞれの導電パターンは、配線基板２１の一つの側端部側に引き回されて整列配置されており、その箇所には一つのコネクタ２５が配され、そのコネクタ２５に相手側コネクタ２７を嵌合させるのみで各信号の導出が可能な構成となっている。

そして、上記回転操作型エンコーダ３１としては、上方に突出した操作軸３２を回転操作するとエンコーダ信号が得られ、また操作軸３２の中立位置で垂直下方に押し下げ操作するとスイッチ信号が得られる電子部品形態として完成されたスイッチ付きの回転操作型エンコーダ単体品を用いている。そして、当該回転操作型エンコーダ３１は、操作軸３２の傾倒動作も可能な構成となっており、まず当該回転操作型エンコーダ３１について説明する。

図１や図３に示す３３は、内底面中央に自己復帰式で押圧型の中央スイッチ部３４が構成されている樹脂製の第１ケースであり、その第１ケース３３上に、エンコーダ部３５用の固定接点を有する第２ケース３６が重ねて配されている。そして、エンコーダ部３５用の可動接点は、第２ケース３６上に回転可能に配された回転体３７のフランジ部３７Ａ下面に固定されている。なお、エンコーダ部３５としては、インクリメンタル式のものを構成している。

そして、回転体３７は中央に上下に貫通した保持用貫通孔３７Ｂを有し、その中に上記操作軸３２が下方から挿入されている。

操作軸３２は、図１から判るように、略棒状の下方部分が、側面視では下方になるにつれて大きくなる球面状でその水平断面が正多角形の多角球体形状に形成されており、上記保持用貫通孔３７Ｂの下方部分も同じ形状の内壁形状で形成されている。そして、保持用貫通孔３７Ｂ内に挿入されている操作軸３２の下端は、中央スイッチ部３４の押圧伝達部材上に載せられて当接している。その配置状態で、操作軸３２は押圧伝達部材を介して中央スイッチ部３４のドーム状可動接点からの上方への付勢力を受けており、その付勢力で、共に多角球体形状に形成されている操作軸３２下方部分と保持用貫通孔３７Ｂの内壁部分どうしは係合状態になっている。当該構成部位を設けていることによって、操作軸３２の回転時には回転体３７が共回りし、また回転体３７とは独立に操作軸３２が垂直下方に押し下げ可能なものとなっている。さらに、上記操作軸３２の回転体３７への保持構成であれば、操作軸３２は傾倒可能な構成ともなり、一方、上記保持用貫通孔３７Ｂの上方部分の孔径は、多角球体部分を構成する内壁においてすぼまった位置の径のままで上方に伸びた一般のものよりも大径の形状のものとなっており、これらによって、操作軸３２は、保持用貫通孔３７Ｂの上方部分の内壁部分に当接するまでの傾倒動作が可能なものとなっている。なお、保持用貫通孔３７Ｂの上方部分の形状は、少なくとも各押圧型スイッチ４１の配置位置に対応する方向側が逃がされた形状に形成され、その配置方向側に操作軸３２の必要となる傾倒角度量が得られるものであればよい。

３８は、第２ケース３６上に配されている軸受部材で、回転体３７の上部部分を筒部内壁で回転可能に保持し、その筒部中央に設けられた軸受孔部３８Ａ内に操作軸３２を挿通させている。そして、軸受部材３８上から配された金属カバー３９のカシメ用脚部が第１ケース３３の底面に抱きカシメされて、全体が一体に結合されている。なお、軸受部材３８の軸受孔部３８Ａの径としても、回転体３７の保持用貫通孔３７Ｂの上方部分と同様に、操作軸３２の傾倒動作を阻害しない大径のものとなっている。

そして、第１ケース３３からは中央スイッチ部３４からの端子が下方に曲げ形成されて延出され、第２ケース３６からはエンコーダ部３５からの端子が下方に曲げ形成されて延出され、上述したように各端子のそれぞれは配線基板２１の対応する導電パターンに半田付けされている。なお、金属カバー３９の取り付け用脚部なども、配線基板２１に機械的に取り付けられて取り付け強度が確保されている。

上記構成の回転操作型エンコーダ３１の動作は、操作軸３２を回転させると、操作軸３２と回転体３７が共回りしてフランジ部３７Ａ下面の可動接点が第２ケース３６内底面のエンコーダ部３５用の固定接点上を摺接して、対応する第２ケース３６の各端子からインクリメンタル式のエンコーダ信号が得られる。なお、このとき同時にクリック感触も得られるように、軸受部材３８には節度ばね４０が固定されており、上記回転体３７の回転時には、節度ばね４０のダボ部がフランジ部３７Ａ上面に形成された凹凸部上を弾接して同時にクリック感触が得られる構成としている。このクリック生成手段を設けておくと、後述する押し下げ操作や傾倒操作時に回転体３７の不用意な回転も防止できて好ましい。

また、操作軸３２の中立状態で操作軸３２を垂直下方に押し下げると、操作軸３２と回転体３７との係合状態が解除されつつ操作軸３２のみが全体的に下方に移動し、その下端で押圧伝達部材を介して中央スイッチ部３４のドーム状可動接点に押し下げ力を加えていき、その力が所定の力を超えると、図９にも示すように、ドーム状可動接点が節度感を伴って反転動作する。これによって、第１ケース３３内底面に構成された中央スイッチ部３４用の固定接点間がドーム状可動接点を介して電気的に接続され、第１ケース３３から導出された各端子間が導通したスイッチＯＮ状態となる。そして、操作軸３２への押し下げ力を除くと、上記ドーム状可動接点が元の上方凸型のドーム形状に自己復元して、操作軸３２が押圧伝達部材を介して元の位置に押し戻されて回転体３７と再び係合すると共に、上記固定接点間が電気的に独立したスイッチＯＦＦ状態に戻る。

そして、操作軸３２に対し傾倒させる力を加えると、操作軸３２は、図１０にも示すように、下方部分の回転体３７との係合部分が保持用貫通孔３７Ｂの保持部分内で回動しつつ押圧伝達部材上に載せられた下端位置を中心として傾く。このときに中央スイッチ部３４に若干の操作力が加わることも考慮されるが、当該傾倒動作の際には、中央スイッチ部３４が作動しないように、上記ドーム状可動接点の動作力を設定している。なお、上記操作軸３２は、その下端形状を、中央位置が最下方となる大きい径での球面状のものとして、それを押圧伝達部材の平坦な上面位置に載せるものとすれば、傾倒動作状態が滑らかなものにできる。

当該構成とされた回転操作型エンコーダ３１は、上述したように押圧型スイッチ４１と共に配線基板２１に半田付け装着されている。

そして、それらの上方には樹脂製の押圧体５１が配されている。押圧体５１の形状は、図１や図５、図６に示すように、略半球状の球体部５２の上部位置に外周面が上面視円形に設定された筒状部５３が一体形成されていると共に、その筒状部５３の孔部分を含んで上下に貫通した中央貫通孔５５が設けられ、さらに、球体部５２の下方位置から上記各押圧型スイッチ４１毎に対応させて側方に延設された四つの押圧部５４（５４Ａ〜５４Ｄ）を有した形状になっている。この押圧体５１は、回転操作型エンコーダ３１の操作軸３２を中央貫通孔５５内に挿通させ、各押圧型スイッチ４１の操作ボタン上に各押圧部５４が載せられて配されている。

さらに、その上方から、上部がすぼまった筒状に形成された樹脂製の上ケース６１が配され、上ケース６１はねじ６５によって配線基板２１に結合されている。なお、この上ケース６１が請求項の固定部材に相当するものである。

上ケース６１と配線基板２１とで構成される空間内に、回転操作型エンコーダ３１や各押圧型スイッチ４１、押圧体５１の球体部５２より下方部分は収納されている。一方、回転操作型エンコーダ３１の操作軸３２と押圧体５１の筒状部５３は、上ケース６１の天面孔部６１Ｂから上方に突出している。

上ケース６１は、押圧体５１の球体部５２外側面に対応する中間高さ位置の内壁が、下方側が広がる傾斜面部分６１Ａに形成されており、その傾斜面部分６１Ａに球体部５２外側面は当接している。つまり、両者の当接状態としては、同じ高さ位置での円形リング状で当接し、また、その当接状態で、各押圧部５４が、各押圧型スイッチ４１の操作ボタンから上方への付勢力を受けて、その付勢力で押圧体５１の中立位置が保たれる構成となっている。また、上ケース６１の各押圧部５４に対応する内壁箇所は、側方に向けて突出した形状に形成され、その突出形成された箇所の左右の内側面６１Ｃ（図８参照）によって、各押圧部５４が位置規制されて押圧体５１の不用意な回転を規制する構成となっている。なお、上ケース６１としては、押圧体５１に対して当接する上記傾斜面部分６１Ａが定まった高さ位置に位置し、また押圧体５１の回転規制が行えるものであればよい。そして、上記二つの機能を得るには、上ケース６１は固定状態とする必要があるが、配線基板２１以外に固定されてあってもよく、また、上記の個々の機能毎に別部材で行う構成などにしてもよい。なお、配線基板２１に固定する場合には、配線基板２１を介して下方から上ケース６１をねじ６５で累合すると簡易に構成できて好ましいが、上ケースに弾性爪を設けてスナップ結合のものなどとしてもよい。また、上ケース６１に接続用部位６３を設けておき、図２に示すように、ねじ６７によって機器内での位置決め装着が可能な構成にしておくと、機器への搭載も簡単に行えるものにできる。

７１は、外形が略円形に形成された操作つまみであり、中央下面に結合用下方突部７２が設けられると共に、結合用下方突部７２の周囲に下方壁部７３が設けられている。

そして、結合用下方突部７２は、押圧体５１の筒状部５３内に挿入されて操作軸３２に結合されている。その状態で、結合用下方突部７２の外周と筒状部５３の内壁の間に所定隙間をもつようにしている。一方、下方壁部７３の内壁は、筒状部５３の外周面に対し回転方向並びに上下方向に移動可能な当接状態となっている。つまり、結合用下方突部７２と下方壁部７３との間の溝内に押圧体５１の筒状部５３が位置するように操作つまみ７１は配されており、その筒状部５３の上端位置から上記溝の底までの間隔は、回転操作型エンコーダ３１の中央スイッチ部３４の動作ストロークよりも大きい間隔があいている。

また、下方壁部７３の下端は、上ケース６１の天面孔部６１Ｂ内に位置しており、後述する操作つまみ７１への傾倒操作状態で、下方壁部７３の外側面部分と上ケース６１の天面孔部６１Ｂ内壁とが当接しないように、上記上ケース６１の天面孔部６１Ｂ形状も設定されている。

以上のように、当該多方向入力装置は構成されている。当該構成のものであれば、一つの配線基板２１に、各々単体で電子部品の完成品としてなる回転操作型エンコーダ３１と押圧型スイッチ４１とを半田付け装着し、続いて、押圧体５１・上ケース６１を載せ、その後、上ケース６１の天面孔部６１Ｂから突出した筒状部５３内に位置する操作軸３２に、結合用下方突部７２を上方側から結合させて操作つまみ７１を配することによって組み立てることができる。すなわち、各部品を順次積み上げていくようにして構成できるため、組み立て易くその工数も少なくて済む。なお、上ケース６１を配線基板２１に固定させたものとする場合も、図１に示したもののように、上下方向での作業で結合される構成にするとよい。そして、上ケース６１を配線基板２１に固定させたものは、完成されたモジュール形態品となるため、取り扱い性にも優れるものにできて好ましい。

続いて、当該多方向入力装置の動作について説明する。

まず、操作つまみ７１を回転操作すると、結合用下方突部７２に結合されている回転操作型エンコーダ３１の操作軸３２が一体に回転する。このとき、押圧体５１は、筒状部５３の外周面に下方壁部７３の内壁が当接しているのみで、しかも上ケース６１での回転規制を受けているため共回りすることはなく、操作つまみ７１は、下方壁部７３の内壁が筒状部５３の外周面に当接状態で摺接しつつ滑らかに回転する。なお、押圧体５１は、各押圧型スイッチ４１による上方への付勢力を受けているため、下方などへの不用意な移動もしない。

そして、操作軸３２の回転動作により、回転体３７が共回りして回転操作型エンコーダ３１のエンコーダ部３５が作動され、エンコーダ部３５用の端子が半田付けされた各導電パターンおよびコネクタ２５を介して、その信号が得られる。なお、操作軸３２は、上述したように中央スイッチ部３４のドーム状可動接点から上方への付勢力を受けており、このために上記回転操作時に不用意に下方に移動することはない。

次に、操作つまみ７１を垂直下方に押し下げ操作すると、結合用下方突部７２に結合されている操作軸３２が一体で下方に移動する。このときも、押圧体５１は、上ケース６１での回転規制や各押圧型スイッチ４１による上方への付勢力を受けているため、不用意な回転や移動をすることはなく、操作つまみ７１は、操作軸３２と一体で、その下方壁部７３の内壁が筒状部５３の外周面に対して上下方向に摺接しながら移動する。

そして、操作軸３２の下方への移動に伴い、操作軸３２と回転体３７との係合が解除されつつ押圧伝達部材を介して中央スイッチ部３４のドーム状可動接点に押し下げ力が加わり、その力でドーム状可動接点が反転動作して図９に示すスイッチＯＮ状態となる。なお、このとき回転体３７と操作軸３２との係合状態は解除されるが、クリック感触を生成するための節度ばね４０はフランジ部３７Ａに弾接しているため、回転体３７は移動などせずエンコーダ部３５から不用意なエンコーダ信号は発生しない。そして、同図からも判るように、上記スイッチＯＮ状態で、操作つまみ７１の結合用下方突部７２と下方壁部７３との間の溝底面に対して押圧体５１の筒状部５３上端が当接せず、また上記下方壁部７３の下端が押圧体５１に当接しないようにして、スイッチ状態が安定して移行されるものとしている。

そして、上記操作つまみ７１への押し下げ力を除くと、中央スイッチ部３４のドーム状可動接点が元の上方凸型形状に自己復元し、スイッチＯＦＦ状態に戻ると共に、押圧伝達部材を介して操作軸３２およびそれに結合された操作つまみ７１を上方の元の位置に押し戻す。これによって、操作軸３２は回転体３７と再び係合状態となる。この復帰動作時にも、回転体３７や押圧体５１は上述したように規制状態が維持されているため不用意な移動などはしない。

以上のように、操作つまみ７１への押し下げ操作時には、回転操作型エンコーダ３１の中央スイッチ部３４のみがスイッチＯＮ状態となり、その導通信号は、エンコーダ信号と同様に、中央スイッチ部３４用の端子が半田付けされた各導電パターンおよびコネクタ２５を介して得ることができる。

次に、操作つまみ７１に対し、左位置に配された押圧型スイッチ４１Ａ側に傾倒させた際の動作状態を説明する。

操作つまみ７１に左側に傾倒させる操作力を加えると、それに一体化された操作軸３２が左側に傾倒していく。このとき、操作軸３２は、回転体３７の保持用貫通孔３７Ｂの保持部分内で下方の係合している部分が回動して傾倒状態になる。それと同時に、筒状部５３が操作つまみ７１の下方壁部７３内周に当接している押圧体５１も、同じ方向に押されることとなり、押圧体５１は、球体部５２外側面が、上ケース６１の傾斜面部分６１Ａに沿いつつ同一方向に回動していく。

押圧体５１が左側に回動するにつれて、左位置に押圧部５４Ａが下方側に移動していき、それに伴って上記押圧型スイッチ４１Ａの操作ボタンに押し下げ力が加わる。その力が、上記押圧型スイッチ４１Ａの動作力より大きくなると、その操作ボタンが押し込まれて、押圧型スイッチ４１Ａが節度感を伴ってスイッチＯＮ状態に移行した図１０に示す傾倒操作状態になり、押圧型スイッチ４１Ａの端子が半田付けされた各導電パターンおよびコネクタ２５を介してその導通状態が検出できる。なお、上記左側に向けての傾倒操作時に、他の押圧部５４Ｂ〜５４Ｄも若干移動するが、他の押圧型スイッチ４１Ｂ〜４１Ｄのスイッチ状態は変わらずに維持されるようにしている。また、操作軸３２も傾倒状態になるが、操作軸３２の傾倒状態で中央スイッチ部３４も作動されず、さらに回転体３７の不用意な移動などもしない。

なお、当該構成のものは、上述したように、押圧体５１を上ケース６１で回転規制した構成としている。ここに、当該構成のものであれば、上記傾倒操作時においても押圧体５１の不用意な回転移動などが防止され、その規制部位としてなる内側面６１Ｃで押圧部５４が案内されるようにもなるため、傾倒操作もスムーズに行えるものとなる。

そして、上記操作つまみ７１を左側に傾倒させる操作力を除くと、押圧型スイッチ４１Ａの操作ボタンが自己復帰し、押圧型スイッチ４１ＡがスイッチＯＦＦ状態に戻ると共に、押圧部５４Ａを押し戻す。さらにその力に操作軸３２に加わる中央スイッチ部３４のドーム状可動接点からの付勢力なども加わり、押圧体５１は右側に回動して、図１に示した押圧体５１や操作軸３２が中立位置の非操作状態に戻る。その復帰動作時にも、押圧体５１は、球体部５２外側面が上ケース６１の傾斜面部分６１Ａに沿いつつ、また操作軸３２は回転体３７の保持用貫通孔３７Ｂの保持部分に沿ってそれぞれ回動するため、復帰動作も安定している。

なお、操作つまみ７１を他の押圧型スイッチ４１Ｂ〜４１Ｄのそれぞれの配置方向側に傾倒操作した動作状態も同様で、押圧体５１などがその方向に傾き、対応する押圧型スイッチ４１Ｂ〜４１ＤのいずれかのみがスイッチＯＮ状態に移行し、上記操作力を除くと元の図１に示す中立状態に戻る。なお、各押圧型スイッチ４１の内、隣り合う二つの中間角度方向に操作つまみ７１を傾倒操作して、上記二つをスイッチングさせて使うようにしてもよい。また、押圧体５１の筒状部５３の上面視形状を、９０°ピッチで側方への突出部を持つ形状とし、操作軸３２などからなる軸部分をその突出部内に案内させて操作方向を限定させる構成などとしてもよい。

以上のように、当該多方向入力装置は、一つの操作つまみ７１に対しての回転操作・押し下げ操作・傾倒操作が可能で、それぞれの操作に応じて得られる各信号を一つのコネクタ２５を介して得ることができ、従来のもののように引き出し用のＦＰＣなどが不要にでき、それによる自身の配置規制なども生じないものとして実現できる。さらに、回転操作型エンコーダ３１と押圧型スイッチ４１とを配線基板２１上に半田付け装着した後、押圧体５１などを順次、積み上げて組み合わせていくもののため、組み立て工数なども少なくて済む。また、配線基板２１に上ケース６１を固定したものとすると、モジュール品として取り扱い性に優れたものにできる。

なお、上記に説明した構成以外に、機器側の配線基板に当該多方向入力装置を、直接、構成してもよい。つまり、機器側の配線基板に、上述同様に回転操作型エンコーダ３１と押圧型スイッチ４１の配置箇所ならびに引出し用の導電パターンを形成しておき、そこに、回転操作型エンコーダ３１・押圧型スイッチ４１を上述同様に配して半田付け装着し、その後、押圧体５１や操作つまみ７１を上方から組み合わせていくものとしてもよい。なお、この場合には、上ケース６１を用いて押圧体５１の回転規制などを行ってもよいが、それらを筐体や操作パネルなどで行うようにしてもよい。

そして、上記には回転操作型エンコーダ３１を用いたものを事例として説明したが、そのエンコーダ部３５や中央スイッチ部３４などの詳細構成は、上述したもの以外であってもよく、またエンコーダ部３５の代わりに可変抵抗器やロータリースイッチが作動される回転操作型電子部品を用いた構成などとされていてもよい。また、押圧型スイッチ４１としても、プッシュオンタイプのものに限定されず、その配置個数や配置ピッチも四つで９０°間隔以外であってもよい。さらには、押圧体５１の復帰動作を補助するばね体などを追加した構成などとしてもよい。また、各信号を導出するための構成も、コネクタ２５を用いる以外の構成であってもよい。

本発明による多方向入力装置は、信号の導出が簡単にできて自身の配置規制なども生じず、また組み立て工数なども少なく構成できるものが得られ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。

本発明の一実施の形態による多方向入力装置の断面図 同外観斜視図 同分解斜視図 同要部である配線基板の上面図 同要部である押圧体を斜め上方からみた斜視図 同要部である押圧体を斜め下方からみた斜視図 同要部である上ケースを斜め上方からみた斜視図 同要部である上ケースを斜め下方からみた斜視図 同多方向入力装置の押し下げ操作状態を示す断面図 同多方向入力装置の傾倒操作状態を示す断面図 従来の多方向入力装置の断面図 同分解斜視図 同上面図

符号の説明

２１ 配線基板
２５ コネクタ
２７ 相手側コネクタ
３１ 回転操作型エンコーダ（回転操作型電子部品）
３２ 操作軸
３３ 第１ケース
３４ 中央スイッチ部
３５ エンコーダ部
３６ 第２ケース
３７ 回転体
３７Ａ フランジ部
３７Ｂ 保持用貫通孔
３８ 軸受部材
３８Ａ 軸受孔部
３９ 金属カバー
４０ 節度ばね
４１、４１Ａ〜４１Ｄ 押圧型スイッチ
５１ 押圧体
５２ 球体部
５３ 筒状部
５４、５４Ａ〜５４Ｄ 押圧部
５５ 中央貫通孔
６１ 上ケース
６１Ａ 傾斜面部分
６１Ｂ 天面孔部
６１Ｃ 内側面
６３ 接続用部位
６５、６７ ねじ
７１ 操作つまみ
７２ 結合用下方突部
７３ 下方壁部

Claims (2)

1. 配線基板に半田付け装着され、傾倒動作も可能な操作軸への回転に応じて回転操作信号が得られると共に、上記操作軸の下方への押し下げ操作でスイッチ信号が得られる構成とされたスイッチ付きの回転操作型電子部品と、上記配線基板上において上記回転操作型電子部品の周囲位置に半田付け装着された複数の自己復帰型の押圧型スイッチと、略半球状の球体部の上部位置に筒状部が一体形成されると共に、上記筒状部内の孔部分を含んで上下に貫通する中央貫通孔を有し、さらに上記球体部から上記各押圧型スイッチに対応して延設された押圧部を有した形状で、上記中央貫通孔に上記操作軸を挿通させると共に、上記各押圧部が対応する上記各押圧型スイッチの操作ボタン上に載せられて配された押圧体と、上記押圧体の回転動作は規制するが傾倒動作は可能なように上記押圧体上から配され、上記球体部の外側面に対して下面の一部が少なくとも当接状態にされた固定部材と、結合用下方突部が、上記押圧体の中央貫通孔内で上記操作軸に対して共回り可能かつ押し下げ可能に結合されると共に、その結合用下方突部の周囲に設けられた下方壁部が上記筒状部の外周面側に位置するように配された操作つまみとを備えた多方向入力装置。
2. スイッチ付きの回転操作型電子部品として、操作軸の下方部分およびそこを保持する回転体における保持用貫通孔の保持部分が、水平断面が正多角形で側面が球面の多角球体形状のものにそれぞれ形成され、上記両者が係合保持されることによって上記操作軸の回転動作に応じて上記回転体が共回りし、また上記操作軸が単体で下方への移動が可能な構成とされ、さらに、上記回転体の保持用貫通孔の上部形状として、上面視で、少なくとも各押圧型スイッチの配置位置に対応する方向側が逃がされた形状に形成されたものを用いた請求項１記載の多方向入力装置。

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