JP2019160457A - Switch and multidirectional input device with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるスイッチ及びこれを備えた多方向入力装置に関するものである。 The present invention relates to a switch mainly used for operation of various electronic devices and a multidirectional input device including the switch.
従来、特許文献1に記載のスイッチ及びこれを備えた特許文献1に記載の多方向入力装置が知られている。特許文献1に記載のスイッチは、スナッププレート(メタルドーム)を基板上に設置し、基板上に形成されたスイッチ回路をオン/オフするものである。
Conventionally, a switch described in
特許文献1に記載の多方向入力装置は、ケースと、ケースの内部から外部に突出する傾倒及び押し込み可能な操作部材と、第1回動軸を有して操作部材の傾倒操作に応じて第1回動軸回りに回動するようにケースの内部に保持された第1可動部材と、第1回動軸の軸方向と直交する方向に延在する第2回動軸を有して操作部材の傾倒操作に応じて第2回動軸回りに回動するようにケースの内部に保持された第2可動部材と、第1回動部材の回動動作を検出するスライド型第1可変抵抗器と、第2回動部材の回動動作を検出するスライド型第2可変抵抗器と、操作部材の原点復帰を行うための復帰部材とをさらに備え、操作部材の押し込み操作によってスイッチが駆動されるものである。
The multi-directional input device described in
ところで、各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、これらの操作に用いられるスイッチや多方向入力装置には、良好なフィーリング特性(クリック感触)、低コスト及び省スペースで多様な操作の行えるものが求められている。 By the way, as various electronic devices become highly functional and diversified, switches and multi-directional input devices used for these operations have various feeling characteristics (click feeling), low cost and space saving. What can be operated is required.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、良好なフィーリング特性(クリック感触)、低コスト及び省スペースで、多様な操作の可能なスイッチ及びこれを備えた多方向入力装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a switch capable of various operations with good feeling characteristics (click feeling), low cost and space saving, and a multidirectional input device including the same. The purpose is to provide.
1.下面にメタルドームが貼り付けされたメタルドームシートと、上面に中央固定接点及びこれを囲む外側固定接点が形成された基板とを備え、前記基板の上面に前記メタルドームシートが貼り付けされ、前記メタルドームが前記中央固定接点の上を跨いだ状態で前記外側固定接点の上面に載置固定されたスイッチであって、前記中央固定接点の上面に感圧導電インキの印刷層が形成されたスイッチ。 1. A metal dome sheet having a metal dome attached to the lower surface and a substrate having a central fixed contact and an outer fixed contact surrounding the metal dome sheet formed on the upper surface; the metal dome sheet being attached to the upper surface of the substrate; A switch in which a metal dome is placed and fixed on the upper surface of the outer fixed contact with the metal fixed dome straddling the central fixed contact, and a switch having a pressure sensitive conductive ink printing layer formed on the upper surface of the central fixed contact .
1.に記載のスイッチによれば、メタルドームの中央部が押圧され、所定の押圧力が加わると、メタルドームの中央部がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、中央固定接点の上面に形成された感圧導電インキの印刷層に接触して、中央固定接点と外側固定接点の間が、メタルドームを介して電気的に接続されたオン状態となる。 1. When the center of the metal dome is pressed and a predetermined pressing force is applied, the center of the metal dome is elastically reversed downward with a click feeling and formed on the upper surface of the center fixed contact. In contact with the printed layer of the pressure-sensitive conductive ink, the center fixed contact and the outer fixed contact are electrically connected via the metal dome.
そして、この後、さらに押圧力を加えると、中央固定接点の上面に形成された感圧導電インキの印刷層のメタルドームに対する接触面積が増えるため、中央固定接点と外側固定接点の間の抵抗値が小さくなる。 After this, if further pressing force is applied, the contact area of the pressure-sensitive conductive ink printed layer formed on the upper surface of the central fixed contact with the metal dome increases, so that the resistance value between the central fixed contact and the outer fixed contact is increased. Becomes smaller.
また、メタルドームの押圧が解除されると、メタルドームの中央部が弾性反転し、押圧される前の元の状態に戻り、中央固定接点の上面に形成された感圧導電インキの印刷層から離れて、中央固定接点と外側固定接点の間が電気的に切断されたオフ状態となる。 In addition, when the metal dome is released, the central portion of the metal dome is elastically reversed, returning to the original state before being pressed, from the pressure sensitive conductive ink printing layer formed on the upper surface of the central fixed contact. In the separated state, the center fixed contact and the outer fixed contact are electrically disconnected.
このように、中央固定接点の上面に感圧導電インキの印刷層を形成するだけで、デジタル出力に加え、アナログ出力が可能なスイッチを最低限のコストアップで実現可能となる。また、追加のスペースも必要なく、フィーリング特性(クリック感触)の劣化を招くこともない。 In this way, a switch capable of analog output in addition to digital output can be realized at a minimum cost by simply forming a pressure sensitive conductive ink printing layer on the upper surface of the central fixed contact. Further, no additional space is required, and the feeling characteristics (click feeling) are not deteriorated.
2.ケースと、前記ケースの内部から外部に突出する傾倒及び押し込み可能な操作部材と、第1回動軸を有して前記操作部材の傾倒操作に応じて前記第1回動軸回りに回動するように前記ケースの内部に保持された第1可動部材と、前記第1回動軸の軸方向と直交する方向に延在する第2回動軸を有して前記操作部材の傾倒操作に応じて前記第2回動軸回りに回動するように前記ケースの内部に保持された第2可動部材と、前記第1回動部材の回動動作を検出する第1可変抵抗器と、前記第2回動部材の回動動作を検出する第2可変抵抗器と、前記操作部材の原点復帰を行うための復帰部材と、1.に記載のスイッチとを備え、前記操作部材の押し込み操作によって前記スイッチが駆動される多方向入力装置。 2. A case, a tiltable and pushable operation member that protrudes from the inside of the case to the outside, and a first rotation shaft that rotates about the first rotation shaft according to the tilting operation of the operation member. The first movable member held inside the case and the second rotation shaft extending in the direction orthogonal to the axial direction of the first rotation shaft are provided to respond to the tilting operation of the operation member. A second movable member held inside the case so as to rotate about the second rotation axis, a first variable resistor for detecting a rotation operation of the first rotation member, and the first 2. a second variable resistor for detecting the turning motion of the turning member; a return member for returning the operating member to the origin; And a switch for driving the switch by a pressing operation of the operation member.
2.に記載の多方向入力装置によれば、第1可変抵抗器からのアナログ出力に基づく第2回動軸の軸方向(例えば、x軸方向)の座標入力及び第2可変抵抗器からのアナログ出力に基づく第1回動軸の軸方向(例えば、y軸方向)の座標入力に加え、これらx軸とy軸を含む一平面に直交する軸の軸方向(例えば、z軸方向)の座標入力を、操作部材の押し込み操作によるスイッチからのアナログ出力に基づいて行うことができ、3次元空間を操作可能な多方向入力装置を最低限のコストアップで実現可能となる。また、追加のスペースも必要なく、フィーリング特性(クリック感触)の劣化を招くこともない。 2. According to the multidirectional input device described in the above, the coordinate input in the axial direction (for example, the x-axis direction) of the second rotation shaft based on the analog output from the first variable resistor and the analog output from the second variable resistor In addition to the coordinate input in the axial direction (for example, the y-axis direction) of the first rotation axis based on the above, the coordinate input in the axial direction (for example, the z-axis direction) of the axis orthogonal to one plane including these x-axis and y-axis Can be performed based on the analog output from the switch by the pushing operation of the operation member, and a multidirectional input device capable of operating the three-dimensional space can be realized with a minimum cost increase. Further, no additional space is required, and the feeling characteristics (click feeling) are not deteriorated.
以上のように本発明によれば、良好なフィーリング特性(クリック感触)、低コスト及び省スペースで、多様な操作の可能なスイッチ及びこれを備えた多方向入力装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a switch that can be operated in various ways with good feeling characteristics (click feeling), low cost and space saving, and a multidirectional input device including the switch.
以下、本発明の実施形態に係るスイッチ及びこれを備えた多方向入力装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a switch according to an embodiment of the present invention and a multidirectional input device including the switch will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係るスイッチの断面図(構成をわかりやすく厚さ方向の寸法を拡大して表示)、図2は図1のスイッチの上面図、図3は図2のカバーシートを透明化した状態の上面図、図4はレジストからなる保護膜及び図3のメタルドームを透明化した状態の上面図で、同図において、100はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリイミド等の可撓性を有するフィルム状のシート基材の下面に図示しない粘着層が形成された片面粘着シートからなる上面視小判形のカバーシート、101はドーム状金属板からなる上面視小判形の可動接点であるメタルドームで、カバーシート100の下面中央部にメタルドーム101の上面が貼り付けされて、下面にメタルドーム101が貼り付けされたメタルドームシート102が形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a switch according to an embodiment of the present invention (the structure is easy to understand and enlarged in the thickness direction), FIG. 2 is a top view of the switch of FIG. 1, and FIG. 3 is a cover sheet of FIG. 4 is a top view in a state where the protective film made of resist and the metal dome in FIG. 3 are made transparent. In FIG. 4, 100 is a flexible material such as polyethylene terephthalate, polycarbonate or polyimide. A cover sheet having a top view in the form of a single-sided adhesive sheet having an adhesive layer (not shown) formed on the lower surface of a film-like sheet base material having a metal, 101 is a metal that is a movable contact in a top view in the form of a dome-shaped metal plate A
また、103はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等の可撓性を有するフィルム状、あるいは紙フェノールやガラス入りエポキシ等の可撓性を有しない板状の基板で、上面には中央固定接点104及びこれを所定の隙間を設けて囲む外側固定接点105が形成されている。
中央固定接点104は、上面視円形をなし、基板103の上面に銀ペーストをスクリーン印刷することで形成された印刷層である銀接点104aと、その上に感圧導電インキをスクリーン印刷することで形成された印刷層である感圧接点104bとからなり、上面に感圧接点104bが形成される。
The center fixed
外側固定接点105は、上面視馬蹄状をなし、基板103の上面に銀ペーストをスクリーン印刷することで形成された印刷層である銀接点105aと、その上にカーボンペーストをスクリーン印刷することで形成された印刷層であるカーボン接点105aとからなり、上面にカーボン接点105aが形成される。
The outer fixed
そして、基板103の上面にメタルドームシート102が貼り付けされ、メタルドーム101が中央固定接点104を跨いだ状態で外側固定接点105の上に載置固定され、メタルドーム101の両端部が外側固定接点と接触し、メタルドーム101の中央部が中央固定接点104と所定の隙間を設けて離反対向した状態となっている。
Then, a
また、92は図示しない操作部材の押し込み操作による操作力をメタルドーム101の中央部に伝達するための絶縁樹脂製の駆動部材であるプッシャで、この下面中央部に下向き凸状の押圧部92aが設けられ、この押圧部92aがメタルドームシート102の上面中央部に当接した状態で、プッシャ92がメタルドームシート102の上方に上下動可能に配置されて、スイッチ106が構成される。なお、使用者がプッシャ92を直接押し込み操作する場合は、駆動部材がなく、プッシャ92が操作部材となる。
そして、このように構成されたスイッチ106は、電子機器の操作部に装着されると共に、中央固定接点104の銀接点105aに一体に形成された配線パターン及び外側固定接点の銀接点105aに一体に形成された配線パターンがマイコン等から構成された図示しない電子回路や電源に接続される。
The
以上の構成において、操作部材が押し込み操作され、プッシャ92が下動して、押圧部92aを介してメタルドーム101の中央部が押圧され、所定の押圧力が加わると、メタルドーム101の中央部がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、感圧接点104bに接触して、中央固定接点104と外側固定接点105の間が、メタルドーム101を介して電気的に接続したオン状態となる。
In the above configuration, when the operating member is pushed in, the
そして、この後、さらに押圧力を加えると、感圧接点104bのメタルドーム101に対する接触面積が増えるため、中央固定接点104と外側固定接点との間の抵抗値が小さくなる。
Then, when further pressing force is applied thereafter, the contact area of the pressure-
つまり、図5のスイッチ106の抵抗−荷重特性に示すように、操作部材が押し込み操作され、メタルドーム101が弾性反転すると、操作荷重がP1からP2に変化し、この直後にメタルドーム101が感圧接点104bに接触する。
That is, as shown in the resistance-load characteristic of the
そして、この時、電子回路が電気的接離、すなわちデジタルON−OFFを検出する閾値抵抗を、例えばR1に設定しておけば、この閾値抵抗R1以下の抵抗値で、電子回路が中央固定接点104と外側固定接点105の間の電気的接続、すなわちデジタルONを検出する。
At this time, if the threshold resistance for detecting electrical contact / separation, that is, digital ON-OFF, is set to R1, for example, the electronic circuit is connected to the central fixed contact with a resistance value equal to or less than the threshold resistance R1. An electrical connection between 104 and the outer fixed
なお、この時、電子回路がデジタルON−OFFを検出するための閾値抵抗を、使用者が予めソフトで設定可能とし、例えば閾値抵抗R1よりも低い閾値抵抗R2に設定しておけば、電子回路がデジタルON−OFFを検出する操作荷重をP2からそれよりも大きいP3に調整することができる。 At this time, if the threshold resistance for the electronic circuit to detect digital ON-OFF can be set by the user in advance by software, for example, if the threshold resistance R2 is set lower than the threshold resistance R1, the electronic circuit Can adjust the operation load for detecting digital ON-OFF from P2 to P3 larger than P2.
つまり、電子回路がデジタルON−OFFを検出するための閾値抵抗を使用者がソフトで設定可能とし、使用者の好みの操作荷重Pで電子回路がデジタルON−OFFを検出可能としてある。 That is, the user can set a threshold resistance for the electronic circuit to detect digital ON-OFF by software, and the electronic circuit can detect digital ON-OFF with the operation load P of the user's preference.
そして、この後、さらに押圧力を加えると、操作荷重Pが増加すると共に、中央固定接点104と外側固定接点との間の抵抗値が小さくなるため、この抵抗値の変化を電子回路が検出する。
Then, when a further pressing force is applied thereafter, the operation load P increases and the resistance value between the central fixed
また、操作部材の押し込み操作が解除され、メタルドーム101の押圧が解除されると、メタルドーム101の中央部が弾性反転し、押圧される前の元の状態に戻り、これに伴いプッシャ92も上動し、下動する前の元の位置に戻り、メタルドーム101の中央部が感圧接点104bから離れて、中央固定接点104と外側固定接点105との間が電気的に切断される。
When the pushing operation of the operation member is released and the
なお、この時には、中央固定接点104と外側固定接点との間の抵抗値が使用者によって予め設定された閾値抵抗Rを超えた時点で、電子回路が中央固定接点104と外側固定接点105との間の電気的切断、すなわちデジタルOFFを検出する。
At this time, when the resistance value between the central fixed
このように、本実施形態によれば、下面にメタルドーム101が貼り付けされたメタルドームシート102と、上面に中央固定接点104及びこれを囲む外側固定接点105が形成された基板103とを備え、基板103の上面にメタルドームシート102が貼り付けされ、メタルドーム101が中央固定接点104の上を跨いだ状態で外側固定接点105の上面に載置固定されたスイッチであって、中央固定接点104の上面に感圧導電インキの印刷層である感圧接点104bが形成されたスイッチ106を構成しており、中央固定接点104の上面に感圧導電インキの印刷層である感圧接点104bを形成するだけで、デジタル出力に加え、アナログ出力が可能なスイッチ106を最低限のコストアップで実現可能となる。また、追加のスペースも必要なく、フィーリング特性(クリック感触)の劣化を招くこともない。このため、良好なフィーリング特性(クリック感触)、低コスト及び省スペースで、多様な操作の可能なスイッチ106を提供することができる。
Thus, according to this embodiment, the
図6は本発明の実施形態に係る多方向入力装置1の前方斜視図、図7は図6のA−A矢視断面図、図8は図6のB−B矢視断面図、図9は図6のケース2を透明化した状態の一部断面上面図、図10は図6のケース2を透明化した状態の前方斜視図である。本実施形態に係る多方向入力装置1については、図6に示すY軸方向を前後方向、X軸方向を左右方向、Z軸方向を上下方向として説明する。
6 is a front perspective view of the
本実施形態に係る多方向入力装置1は、ゲーム機用コントローラ等の各種電子機器に使用され得るものである。図6〜図10に示すように、多方向入力装置1は、ケース2と、操作部材3と、第1回動部材4と、第2回動部材5と、第1可変抵抗器6と、第2可変抵抗器7と、復帰部材8と、図1〜図6に示したスイッチ106とを備えている。
The
ケース2は、第1回動部材4、第2回動部材5、第1可変抵抗器6、第2可変抵抗器7、復帰部材8、スイッチ106を収容可能なものである。本実施形態において、ケース2は、板金製の下ケース11と、絶縁樹脂製の上ケース12とを有し、下ケース11と上ケース12とが組み合わされることにより角箱形状を呈するように形成されている。
The
下ケース11は、底板部14と側壁部15とを備えている。底板部14は、矩形状に形成されている。側壁部15は、底板部14の各側縁から立設されている。
The
上ケース12は、天板部21と天板部21の周囲を囲む側壁部22とを備え、下方に開口する角箱形のキャップ状に形成されている。上ケース12は、下ケース11の底板部14を被覆するように配置されるとともに、下ケース11の側壁部15内に嵌め込まれて保持され得るようなっている。
The
そして、ケース2は、基板103を底板部14の上面に載置した下ケース11に対し上ケース12を上方から被せ、基板103の外周縁部を上ケース12の側壁部22の下端面で下ケース11の底板部14に押し付けた状態で、上ケース12を下ケース11に組み合わせる際に、上ケース12の側壁部22の下端面から下向きに突出した複数の位置決めピンを基板103及び下ケース11の底板部14に設けられた位置決め孔に挿入させつつ、下ケース11の左右の側壁部15側の係合孔に上ケース12側の係合爪を係合させ、基板103を上ケース12と下ケース11の間に挟んだ状態で上ケース12を下ケース11に被着した後に、下ケース11の側壁部15の展開状態の係合爪を内側に折り曲げ加工して上ケース12の天板部21の係合凹部に係合させることにより、基板103を上ケース12と下ケース11の間に挟んだ状態で下ケース11と上ケース12とを固定できるようになっている。
In the
また、上ケース12は、挿通孔30を天板部21の中央部に備えており、この挿通孔30に操作部材3を挿通できるように構成されている。挿通孔30は、当該挿通孔30に挿通された操作部材3の動作を阻害しないような所定の直径を有する丸孔からなり、上下方向に開口するように形成されるとともに、弾性カバーにより被覆されている。
Further, the
図11は操作部材3、第1回動部材4、第2回動部材5を組み合わせた状態を示す後方斜視図である。図12は操作部材3の前面図、図13は操作部材3の右側面図、図14は操作部材3の下面図である。
FIG. 11 is a rear perspective view showing a state in which the
操作部材3は、ケース2の内部から外部に突出され、その突出状態で傾倒可能に構成されている。図11〜図14にも示すように、操作部材3は、ケース2の内部に挿入された軸部31と、軸部31の挿入端部(下端部)に連結された支点部32を有している。本実施形態において、操作部材3は、絶縁樹脂製のものであり、頭部33をさらに有している。
The
軸部31は、上ケース12に対して相対移動可能に配置されている。詳しくは、軸部31は、挿通孔30よりも小さい直径を有する丸棒状に形成されている。そして、軸部31は、長手方向を上下方向として、挿通孔30の中心位置(初期基準位置)とその径方向外側の所定位置との間で変位可能なように、挿通孔30に挿通されている。
The
軸部31は、また、平坦面(鉛直面)から構成された左係合面34と、平坦面(鉛直面)から構成された右係合面35とを有している。左係合面34は、軸部31の左側下部が切り欠かれることにより左方に面するように形成されている。右係合面35は、軸部31の右側下部が切り欠かれることにより右方に面するように形成されている。
The
支点部32は、操作部材3の傾倒時にその傾倒動作の支点となる部分であり、軸部31よりも大きな前後幅を有している。支点部32の外面は、前方へ凸となる円弧状の曲面から構成された前膨出面36と、後方へ凸となる円弧状の曲面から構成された後膨出面37とを含み、側面視で下方へ凸となる半球状を呈するように形成されている。
The
支点部32の外面は、また、平坦面(鉛直面)から構成された左係合面38と、平坦面(鉛直面)から構成された右係合面39とを有している。左係合面38は、軸部31の左係合面34と略同一平面上に位置するように連続的に形成されている。右係合面39は、軸部31の右係合面35と同一平面上に位置するように連続的に形成されている。
The outer surface of the
図15は第1回動部材4の前面図、図16は第1回動部材4の後面図、図17は第1回動部材4の右側面図、図18は第1回動部材4の上面図である。
15 is a front view of the first rotating
図15〜図18にも示すように、第1回動部材4は、軸方向を前後方向とする第1回動軸41を有し、操作部材3の傾倒動作に応じて第1回動軸41回りに回動するようにケース2の内部に保持されている。また、第1回動部材4は、第1回動軸41と一体回動可能に連結された凹状の嵌合部42を有している。
As shown also in FIGS. 15 to 18, the first rotating
嵌合部42は、操作部材3の支点部32を下方から嵌合可能なものであり、当該嵌合部42の内側に、第1回動部材4に対する支点部32の第2回動軸62の軸方向回りの回動を許容する前後のガイド面45,46と、支点部32と第2回動軸62の軸方向に係合可能に形成された左右の係合面48,49とを含んでいる。
The
本実施形態において、第1回動部材4は、絶縁樹脂製のものであり、下ケース11の底板部14の上方に配置されている。第1回動軸41は、その軸方向を前後方向として配置されており、前軸部41A及び後軸部41Bから構成されている。前軸部41A及び後軸部41Bは、それぞれ、丸棒状に形成されている。
In the present embodiment, the first rotating
前軸部41A及び後軸部41Bは、各々の軸方向を水平方向として嵌合部42を前後から挟むように同軸上に配置されており、上ケース12に対して回動自在に設けられている。そして、前軸部41A及び後軸部41Bは、それぞれの軸方向一端部で嵌合部42と一体回動可能に連結されている。
The
嵌合部42は、下方へ凸となる中空半球状体で構成されており、上方に開口する嵌合穴44を備えている。嵌合穴44は、操作部材3の支点部32における前後の膨出面36,37、及び、左右の係合面38,39に沿った形状を有する内面を有し、支点部32を略隙間なく嵌め込むことができるように形成されている。
The
すなわち、嵌合穴44の内面は、前方へ凹となる円弧状の曲面から構成された前ガイド面45と、後方へ凹となる円弧状の曲面から構成された後ガイド面46とを含み、側面視で下方へ凹となる半球状を呈するように形成されている。
That is, the inner surface of the
嵌合穴44の内面は、また、平坦面(鉛直面)から構成された左係合面48と、平坦面(鉛直面)から構成された右係合面49とを含んでいる。左係合面48は、支点部32の左係合面38と係合可能に形成されている。右係合面49は、支点部32の右係合面39と係合可能に形成されている。
The inner surface of the
さらに、第1回動部材4は、左係合部51と右係合部52とを有している。左係合部51及び右係合部52は、それぞれ嵌合部42から上方へ突出するように設けられ、支点部32が嵌合穴44に嵌め込まれて嵌合部42に嵌合されたとき、操作部材3を左右から挟むことができるように構成されている。
Further, the first rotating
詳しくは、左係合部51は、嵌合部42の左側上面に立設されており、平坦面(鉛直面)から構成された左係合面53を備えている。左係合面53は、左係合部51において右方に面するように配置されており、嵌合部42における左係合面48と同一平面上に位置するように連続的に形成されている。
Specifically, the
右係合部52は、嵌合部42の右側上面に立設されており、平坦面(鉛直面)から構成された右係合面54を備えている。右係合面54は、右係合部52において左方に面するように配置されており、嵌合部42における右係合面49と同一平面上に位置するように連続的に形成されている。
The
ここで、左係合部51及び右係合部52は、嵌合部42から同一の高さ位置(上下位置)まで上方へ突出されている。そして、左右の係合部51,52の各突出端部(左右の係合面53,54の各上端部)が、第1回動部材4と第2回動部材5とが組み合わされた際に第2回動部材5の上端部と同程度の高さ位置となるように設けられている。
Here, the
また、第1回動部材4は、前支持部56と後支持部57とを有している。前支持部56及び後支持部57は、それぞれ、平坦面(水平面)から構成された下面を備え、その下面が互いに同一の高さ位置であって前軸部41A及び後軸部41Bに対して同一の高さ位置又は下方に位置するように嵌合部42の前後両側に配置されている。
The first
詳しくは、前支持部56は、嵌合部42の上部から前軸部41Aに沿って前方へ突出するように設けられて、前軸部41Aの左右両側に配置されている。後支持部56は、嵌合部42の上部から後軸部41Bに沿って後方へ突出するように設けられて、後軸部41Bの左右両側に配置されている。
Specifically, the
また、第1回動部材4は、第1延出部58を有している。第1延出部58は、後軸部41Bの軸方向他端部(後端部)から下方へ延出するように設けられている。第1延出部58は、後面視で扇形状に形成され、その円弧部分に相当する下端部が基板103と接触しないように後軸部41Bと一体回動可能に固定されている。
The first
第1延出部58の下端部には、第1操作用突起59が備えられている。第1操作用突起59は、後軸部41B(第1回動部材4)の回動運動を直線運動に変換するためのものであり、第1延出部58が後軸部41Bと一体回動するとき、左右方向に変位し得る。第1操作用突起59は、第1延出部58の円弧部分に沿う円弧状に形成されている。
A
図19は第2回動部材5の前面図、図20は第2回動部材5の左側面図、図21は第2回動部材5の右側面図、図22は第2回動部材5の下面図である。
19 is a front view of the second rotating
図19〜図22にも示すように、第2回動部材5は、第1回動軸41と直交する方向に延在する第2回動軸62を有し、操作部材3の傾倒動作に応じて第2回動軸62回りに回動するようにケース2の内部に保持されている。第2回動部材5は、第2回動軸62と一体回動可能に連結された係合部63を有している。
As shown in FIGS. 19 to 22, the second rotating
係合部63は、第2回動軸62の軸方向に延びる長孔64を含み、操作部材3の支点部32を第1回動部材4の嵌合部42と協働して上下から挟むように、軸部31を長孔64にその長手方向に移動可能に通しつつ支点部32を上方から被覆するように設けられ、また、操作部材3の軸部31と第1回動軸41の軸方向に係合可能に構成されている。
The engaging
本実施形態において、第2回動部材5は、絶縁樹脂製のものであり、第1回動部材4に上方から組み合されている。第2回動軸62は、その軸方向を左右方向として配置されており、左軸部62A及び右軸部62Bから構成されている。左軸部62A及び右軸部62Bは、それぞれ、丸棒状に形成されている。
In the present embodiment, the second rotating
左軸部62A及び右軸部62Bは、各々の軸方向を水平方向として係合部63を左右から挟むように同軸上に配置されており、上ケース12に対して回動自在に設けられている。そして、左軸部62A及び右軸部62B(第2回動軸62)は、それぞれの軸方向一端部で係合部63と一体回動可能に連結されている。
The
ここで、左軸部62A及び右軸部62Bは、第1回動部材4の第1回動軸41、即ち前軸部41A及び後軸部41Bと同一平面上に配置され、前軸部41A及び後軸部41Bとは独立して回動できるように設けられている。
Here, the
係合部63は、軸部31の一部及び第1回動部材4の左右の係合部51,52等を収容可能なものであり、上方へ凸となる中空半球状体で構成されている。そして、長孔64が、係合部63の上部において、頂部付近を通過するように左右方向に延設されるとともに、上下方向に開口するように設けられている。
The engaging
長孔64の長手幅(左右幅)は、軸部31及びこれを左右から挟む第1回動部材4の左右の係合部51,52を通過させ且つ左右方向への移動を許容すべく、これらの左右幅を足し合わせたものよりも大きく設定されている。一方、長孔64の短手方向幅(前後幅)は、軸部31の前後幅と同程度に設定されている。
The longitudinal width (left-right width) of the
こうして、係合部63においては、長孔64の内面のうちの前面65及び後面66が、それぞれ、軸部31が長孔64に通されたときに当該軸部31と前後方向に係合する係合面として機能するとともに、長孔64の長手方向(左右方向)に移動する軸部31を案内するガイド面として機能するようになっている。
Thus, in the engaging
また、係合部63は、前切欠部67と後切欠部68とを有している。前切欠部67は、第1回動部材4と第2回動部材5とが組み合わされた場合に係合部63が第1回動部材4(前軸部41A及び前支持部56)と干渉しないように、係合部63の前部下側が切り欠かれることにより、下向きに開口する凹状に形成されている。
Further, the engaging
後切欠部68は、第1回動部材4と第2回動部材5とが組み合わされた場合に係合部63が第1回動部材4(後軸部41B及び後支持部57)と干渉しないように、係合部63の前部下側が切り欠かれることにより、下向きに開口する凹状に形成されている。こうして、第2回動軸62が、第1回動軸41と同一平面上に配置可能とされている。
In the
そのうえ、本実施形態において、係合部63は、操作部材3に組み合されたとき、前切欠部67の底面側でその下方に位置する操作部材3の支点部32の前上部に上方から当たるとともに、後切欠部68の底面側でその下方に位置する支点部32の後上部に上方から当たって、支点部32を上方から押さえることができるようになっている。
In addition, in this embodiment, when the engaging
本実施形態において、係合部63は、前凹部69と後凹部70とを有している。前凹部69は、支点部32の前膨出面36上に設けられた前凸部71と係合可能なように、前切欠部67の底面に形成されている。後凹部69は、支点部32の後膨出面37上に設けられた後凸部72に係合可能なように、後切欠部68の底面に形成されている。
In the present embodiment, the engaging
そのため、係合部63が嵌合部42に嵌合された支点部32を上方から被覆する際、前凹部69が支点部32の前凸部71に引っ掛けられるとともに、後凹部70が支点部32の後凸部72に引っ掛けられる。したがって、係合部63により支点部32を係止保持して、操作部材3の上方への移動を規制し、操作部材3の抜けを防止できる。
Therefore, when the engaging
なお、前凹部69及び後凹部70は、それぞれ前凸部71及び後凸部72に対応するように上方へ凹となる円弧状の曲面から構成された内面を有し、前凸部71及び後凸部72に引っ掛けられた後、操作部材3の左右方向への傾倒操作に伴い回動する支点部32をガイドし得るようになっている。
The front
また、第2回動部材5は、左支持部73と右支持部74とを有している。左支持部73及び右支持部74は、それぞれ、平坦面(水平面)から構成された下面を有し、その下面が互いに同一の高さ位置であって左軸部62A及び右軸部62Bに対して同一の高さ位置又は下方に位置するように係合部63の左右両側に配置されている。
The second
詳しくは、左支持部73は、係合部63の下部から左軸部62Aに沿って左方へ突出するように設けられて、左軸部62Aの前後両側に配置されている。右支持部74は、係合部63の下部から右軸部62Bに沿って左方へ突出するように設けられて、右軸部62Bの前後両側に配置されている。
Specifically, the
ここで、左支持部73及び右支持部74は、第1回動部材4と第2回動部材5とが組み合わされたとき、各々の下面が第1回動部材4における前支持部56及び後支持部57の各々の下面と同一平面上に位置するように設けられている。
Here, when the first rotating
さらに、第2回動部材5は、左第2延出部75と右第2延出部76とを有している。左第2延出部75は、左軸部62Aの軸方向他端部(左端部)から下方へ延設されている。左第2延出部75は、側面視で扇形状に形成され、その円弧部分に相当する下端部が基板103と接触しないように左軸部62Aと一体回動可能に固定されている。
Further, the second rotating
左第2延出部75の下端部には、第2操作用突起77が備えられている。第2操作用突起77は、左軸部62A(第2回動部材5)の回動運動を直線運動に変換するためのものであり、左第2延出部75が左軸部62Aと一体回動するとき、前後方向に変位し得る。第2操作用突起77は、左第2延出部75の円弧部分に沿う円弧状に形成されている。
A
したがって、多方向入力装置1においては、操作部材3、第1回動部材4、第2回動部材5をケース2の内部で組み合わせた場合に、操作部材3を任意の方向に支点部32を支点として傾倒操作したとき、操作部材3の傾倒動作に応じて第1回動部材4及び第2回動部材5を互いに独立して回動させることが可能となる。
Therefore, in the
例えば、操作部材3を第2回動軸62の軸方向(左又は右方向)に傾倒操作した場合、操作部材3の支点部32の左又は右の係合面38,39と第1回動部材4の嵌合部42の左又は右の係合面48,49を係合させ、ここでは更に軸部31の左又は右の係合面34,35と左係合部51の左係合面53又は右係合部52の右係合面54とを係合させることができる。
For example, when the
したがって、操作部材3が初期基準位置(中立位置)から傾倒したとき、この操作部材3に連動するように第1回動部材4を第1回動軸41回りに回動させることができる。この場合、操作部材3は、軸部31を長孔64に沿ってその長手方向(左又は右方向)に移動させるので、第2回動部材5は回動しない。
Therefore, when the operating
また、操作部材3を第1回動軸41の軸方向(前又は後方向)に傾倒操作した場合、長孔64を通る操作部材3の軸部31と第2回動部材5の係合部63の前面65又は後面66とを係合させることができる。
Further, when the
したがって、操作部材3が初期基準位置から傾倒したとき、この操作部材3に連動するように第2回動部材5を第2回動軸62回りに回動させることができる。この場合、操作部材3は、前後の後膨出面36,37を用いて支点部32を前後のガイド面45,46に沿って嵌合部42と相対回動させることになるので、第1回動部材4は回動しない。
Therefore, when the operating
また、多方向入力装置1において、第1可変抵抗器6は、第1回動部材4の回動動作を検出可能に構成されている。本実施形態において、第1可変抵抗器6は、操作部材3の左右方向の傾倒量を検知するために第1回動部材4の回動動作を検出するものであり、直進式の第1スライダ81と、基板103の上面に形成された第1抵抗回路82(図4参照)と、第1抵抗回路82上を摺動接触する第1接触子83(図2参照)とからスライド型に構成されている。
In the
第1スライダ81は、操作部材3の左右方向の傾倒操作に基づく第1回動部材4の回動に伴って基板103上を第1回動軸41と直交する方向(左右方向)に直進運動するように構成されている。第1スライダ81は、基板103上に左右方向にスライド移動自在に設けられ、第1回動部材4の後方に配置されている。
The
第1スライダ81には、下方に開口する第1係合凹部81aが設けられている。そして、第1スライダ81は、第1操作用突起59と左右方向に係合するように当該第1操作用突起59を第1係合凹部81aに上下方向に移動可能に収容し、第1操作用突起59の左右方向の変位により左右方向にスライド移動するようになっている。
The
第1接触子83は、第1スライダ81のスライド移動に伴い第1抵抗回路82上を摺動するように、第1スライダ81における基板103と対向する対向面(下面)に取り付けられている。
The
第2可変抵抗器7は、第2回動部材5の回動動作を検出可能に構成されている。本実施形態において、第2可変抵抗器7は、操作部材3の前後方向の傾倒量を検知するために第2回動部材5の回動動作を検出するものであり、本実施形態においては、直進式の第2スライダ85と、基板103の上面に形成された第2抵抗回路86(図4参照)と、第1抵抗回路82上を摺動接触する第2接触子87(図2参照)とからスライド型に構成されている。
The second
第2スライダ85は、操作部材3の前後方向の傾倒操作に基づく第2回動部材5の回動に伴って基板103上を第2回動軸62と直交する方向(前後方向)に直進運動するように構成されている。第2スライダ85は、基板103上に前後方向にスライド移動自在に設けられ、第2回動部材5の左方に配置されている。
The
第2スライダ85には、下方に開口する第2係合凹部85aが設けられている。そして、第2スライダ85は、第2操作用突起77と前後方向に係合するように当該第2操作用突起77を第2係合凹部87に上下方向に移動可能に収容し、第2操作用突起77の前後方向の変位により前後方向にスライド移動するようになっている。
The
第2接触子87は、第2スライダ85のスライド移動に伴い第2抵抗回路86上を摺動するように、第2スライダ85における基板103と対向する対向面(下面)に取り付けられている。
The
復帰部材8は、操作部材3の原点復帰を行うためのものである。本実施形態において、復帰部材8は、第1回動部材4及び第2回動部材5を初期基準位置(中立位置)に弾性保持することにより、操作部材3の傾倒操作及び押し込み操作の後に原点復帰を可能にするものであり、リング88とスプリング89を有している。
The
リング88は、第1回動部材4における前後の支持部56,57の下面と、第2回動部材5における左右の支持部73,74の下面とに面接触可能な平坦面から構成された上面を備えている。リング88は、その面接触が行われるように、第1回動部材4の嵌合部42に下方から外嵌されている。
The
スプリング89は、リング88と下ケース11の底板部14との間に圧縮状態で介装され、リング88を介して第1回動部材4及び第2回動部材5を上方に付勢するようになっている。これにより、本実施形態においては、操作部材3の押し込み操作が可能となっている。
The
以上のような構成により、多方向入力装置1においては、前述のとおり、操作部材3を傾倒操作すれば、その傾倒動作に応じて第1回動部材4及び第2回動部材5を互いに独立して回動させ得る。よって、第1可変抵抗器6及び第2可変抵抗器7により第1回動部材4及び第2回動部材5の回動動作をそれぞれ検出して、操作部材3の傾倒量を検知できる。
With the configuration as described above, in the
また、本実施形態において、図7,図9,図10に示すように、多方向入力装置1は、前述のとおり、スイッチ106を備えている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 7, 9, and 10, the
プッシャ92は、第1回動部材4の回動に応じて上下方向に移動可能なようにケース2に収容され、第1回動部材4の前方に配置されている。また、プッシャ92は、上向きに開口する凹部95を有し、この凹部95でこれに後方から挿入された前軸部41Aの軸方向他端部と当接可能に構成されている。プッシャ92は、操作部材3が押し込みされずに第1回動部材4が初期基準位置にあるとき、前軸部41Aと当接しない状態に保たれる。
The
ここで、前軸部41Aは、プッシャ92と当接可能な下側部分に、前面視で下方へ凸となるように上側部分より緩やかに湾曲する曲面から構成された当接面96を備え、操作部材3の押し込みに伴い第1回動部材4が下動すると、当接面96で凹部95の底面中央部に当接面96に沿う曲面から構成された受け面97と当接するように第1延出部58と共に下動し、さらにその状態のままで下動し得るようになっている。
Here, the
また、メタルドームシート102が、プッシャ92の下動により押圧部92aでメタルドーム101の中央部が押圧されるように、プッシャ92の下方に配置されて、スイッチ106が構成される。
Further, the
これにより、操作部材3が復帰部材8による付勢力に抗して押し込み操作されると、その押し込み操作に伴い第1回動部材4、即ち第1回動軸41(前軸部41A)及び第1延出部58が押されて下動する。そして、その下動に伴い、まず、前軸部41Aの当接面96がプッシャ92の受け面97に当たると共に、第1延出部58の下端部が基板103の上面に当たる。
As a result, when the operating
この状態で、操作部材3の押し込み操作が更に進行すると、第1回動部材4が、プッシャ92の受け面97と当接した状態にある前軸部41Aの当接面96を下動させるように、第1延出部58の下端部付近を支点して若干回動する。したがって、この前軸部41Aが、復帰部材8による付勢力に抗してプッシャ92を下方へ押して下動させる。
In this state, when the push-in operation of the
その結果、プッシャ92によりメタルドーム101の中央部を押圧可能となり、これにより前述したとおり、スイッチ106は、デジタル出力に加え、アナログ出力を行うことができる。
As a result, the central portion of the
そして、以上のように構成された多方向入力装置1は、ゲーム機用コントローラ等の各種電子機器の操作部に装着されると共に、第1可変抵抗器6の第1抵抗回路82、第2可変抵器7の第2抵抗回路86、スイッチ106の中央固定接点104の銀接点105aに一体に形成された配線パターン及び外側固定接点の銀接点105aに一体に形成された配線パターンがマイコン等から構成された図示しない電子回路や電源に接続される。
The
このように、本実施形態によれば、ケース2と、ケース2の内部から外部に突出する傾倒及び押し込み可能な操作部材3と、第1回動軸41を有して操作部材3の傾倒操作に応じて第1回動軸41回りに回動するようにケース2の内部に保持された第1可動部材4と、第1回動軸41の軸方向と直交する方向に延在する第2回動軸62を有して操作部材3の傾倒操作に応じて第2回動軸62回りに回動するようにケース2の内部に保持された第2可動部材5と、第1回動部材4の回動動作を検出する第1可変抵抗器6と、第2回動部材5の回動動作を検出する第2可変抵抗器7と、操作部材3の原点復帰を行うための復帰部材8と、スイッチ106とを備え、操作部材3の押し込み操作によってスイッチ106が駆動される多方向入力装置を構成しており、第1可変抵抗器6からのアナログ出力に基づく第2回動軸62の軸方向(x軸方向)の座標入力及び第2可変抵抗器7からのアナログ出力に基づく第1回動軸41の軸方向(y軸方向)の座標入力に加え、これらx軸とy軸を含む一平面に直交する軸の軸方向(z軸方向)の座標入力を、操作部材3の押し込み操作によるスイッチ106からのアナログ出力に基づいて行うことができ、3次元空間を操作可能な多方向入力装置1を、最低限のコストアップで実現可能となる。また、追加のスペースも必要なく、フィーリング特性(クリック感触)の劣化を招くこともない。このため、良好なフィーリング特性(クリック感触)、低コスト及び省スペースで、多様な操作の可能な多方向入力装置1を提供することができる。
Thus, according to the present embodiment, the tilting operation of the
1 多方向入力装置
2 ケース
3 操作部材
4 第1回動部材
5 第2回動部材
6 第1可変抵抗器
7 第2可変抵抗器
8 復帰部材
41 第1回動軸
62 第2回動軸
101 タルドーム
102 メタルドームシート
103 基板
104 中央固定接点
104b 感圧接点
105 外側固定接点
106 スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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JPWO2021187280A1 (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | ||
US11829181B2 (en) | 2020-06-03 | 2023-11-28 | Alps Alpine Co., Ltd. | Operation device comprising lever |
-
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