JP3988584B2 - 多方向入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーマルチメディア、ナビゲーションシステム等の車載用電子機器に使用される多方向入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーマルチメディア、ナビゲーションシステム等の車載用電子機器の機能の充実は目覚しいものであるが、これらは自動車の車室内の限定された場所に装着される電子機器であるため、その多機能化に対応した操作用の入力装置は、一つの操作用のツマミで多くの方向に入力できるものが求められている。
【０００３】
従来、この種の多方向入力装置は、特開２０００−４８６８１号公報に示されたような、操作軸の回転操作および押圧操作により入力信号を出力すると共に操作軸を任意の方向に傾倒させることができる回転・押圧操作型電子部品を使用して、操作軸の傾倒操作によっても入力信号を発生するように、車載用電子機器の配線基板上で形成されていた。
【０００４】
このような従来の多方向入力装置について、図１４〜図１８を用いて説明する。
【０００５】
図１４は従来の多方向入力装置の部分断面の正面図であり、同図において、１は車載用電子機器の配線基板、２は回転・押圧操作型電子部品、３は操作用のツマミ、４Ａ〜４Ｄは自力復帰型の押圧スイッチである。
【０００６】
ここで、回転・押圧操作型電子部品２（以下の説明において、電子部品２と表わす）は、図１５の正面断面図に示すように、操作軸５の水平断面が多角形である多角形球体部５Ａを、回転体６中央の多角形孔６Ａに共回りするが上下動可能に挿通した構成となっている。
【０００７】
そして、操作軸５を回転操作すると、回転体６を介して接点板７が回転して、これに弾接摺動する弾性接点８Ａ、８Ｂの間に回転部品部としての回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、操作軸５を押圧操作すると、その下端部に当接した駆動体１０を介してドーム形状の可動接点１１が下方に押し込まれて、固定接点１２Ａと１２Ｂの間を短絡して押圧部品部としてのスイッチ部１３が入力信号を出力すると共に、操作軸５を傾倒操作すると、回転体６の多角形孔６Ａの中で操作軸５の多角形球体部５Ａの球体中心が回転の中心となって、操作軸５が無理なく傾倒するものである。
【０００８】
また、四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄは、図１４のＰ−Ｐ線における断面図である図１６に示すように、電子部品２の操作軸５を中心とする同一半径上で、９０°間隔の四方向にそれぞれ配設され、その押釦部１４Ａ〜１４Ｄの頂部には、電子部品２の操作軸５の先端に装着されたツマミ３の大径の外周下端部３Ａが当接している。
【０００９】
そして、四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの動作ストロークは電子部品２のスイッチ部１３の動作ストロークよりも大きく設定されている。
【００１０】
このような構成の多方向入力装置のツマミ３を回転操作すると、電子部品２の操作軸５が回転体６を回転させて回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、ツマミ３を下方に押圧操作すると、図１７の部分断面の正面図に示すように、操作軸５の下端部が駆動体１０を押してスイッチ部１３が動作して入力信号を出力する。
【００１１】
なお、このツマミ３の押圧操作時に、その外周下端部３Ａが四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの押釦部１４Ａ〜１４Ｄも下方に押すが、四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの動作ストロークはスイッチ部１３の動作ストロークよりも大きいので動作しない。
【００１２】
そして、ツマミ３を所望の方向、例えば図１８の部分断面の正面図に矢印で示す左方向に傾倒操作すると、傾倒された方向の押釦部１４Ａが押し下げられて押圧スイッチ４Ａが動作し、入力信号を出力するものであった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の多方向入力装置においては、電子機器の配線基板上で多方向入力装置として形成するので構成部材間の位置ズレ等を生じ易く、また通常状態におけるツマミ３のガタツキを無くするために、その外周下端部３Ａが四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの押釦部１４Ａ〜１４Ｄ頂部に当接している必要があり、このためツマミ３の回転操作時に、外周下端部３Ａは四つの押釦部１４Ａ〜１４Ｄ頂部に擦れながら回転して、操作感触が悪いという課題があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電子機器の配線基板に装着する前に予め一つの装置として組み立てることができ、操作用のツマミのガタツキが無くて回転操作時の感触が良く、均等な操作感触で傾倒操作できて、しかも誤動作をすることが少ない多方向入力装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作部の回転操作により入力信号を出力する回転部品部と上記操作部の押圧操作により入力信号を出力する押圧部品部とを備えた回転・押圧操作型電子部品を中央に保持して、上記操作部の回転軸線と直交する第一揺動軸線上の第一支持軸を中心として揺動可能な上基板と、この上基板を囲うように配設され、上記第一支持軸用の揺動支持部を有すると共に、上記回転軸線および第一揺動軸線と直交する第二揺動軸線上の第二支持軸を中心として揺動可能に下基板に支持された枠体と、上記第一揺動軸線と第二揺動軸線の交点から等距離の上記下基板上の位置に上記上基板下面と当接するように配設された複数個の押圧スイッチを有する多方向入力装置であって、上記下基板上に上記押圧スイッチが４５°の角度間隔で八つ配され、その八つの押圧スイッチとして、動作時に節度感を発生するものと節度感を発生しないものが交互に配置され、しかもその一つおきの四つずつが等動作ストローク・等動作力のものとされ、その隣接する二つの押圧スイッチどうしの中間方向に向けて上記操作部を傾倒操作して上記上基板を上記下基板に対して傾ける時、上記押圧スイッチの隣接する二つずつが一定時間内に動作して出力する入力信号をそれぞれ異なる一つの信号として処理するスイッチング認識手段を設けた多方向入力装置としたものであり、回転・押圧操作型電子部品、上基板、枠体および押圧スイッチを下基板上に組み込んだ一つの装置として組み立てることができて、操作部に装着したツマミを回転操作および押圧操作すると、それに対応した入力信号を上記電子部品が出力すると共に、ツマミを隣接する二つの押圧スイッチどうしの中間方向に向けて傾倒操作する八方向に向けての上記傾倒操作時に均等な操作感触で対応した信号が得られるものにでき、しかもツマミのガタツキが無くて回転操作時の感触が良い多方向入力装置として実現できるという作用効果を有する。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、隣接して配設された二つずつの押圧スイッチのうち、動作時に節度感を発生するものの動作ストロークが、節度感を発生しないものの動作ストロークと同等以上の大きさであるものであり、操作部に装着したツマミを、八方向に傾倒操作する際に、傾倒方向に隣接する二つずつの押圧スイッチが確実に動作して入力信号を出力した時に、節度感を発するようにすることができるという作用効果を有する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
【００２８】
なお、従来の技術の項で説明したものと同じ構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２９】
（実施の形態１）
実施の形態１について、以下に説明する。
【００３０】
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図、図２は分解斜視図、図３は平面図である。
【００３１】
同図において、２１は回転・押圧操作型電子部品で、これを保持する２２は上基板、その外方に配設された２３は枠体、これらを回動可能に支持する２４は下基板、そして２５Ａ〜２５Ｄは自力復帰型の押圧スイッチである。
【００３２】
ここで、回転・押圧操作型電子部品２１（以下の説明において、電子部品２１と表わす）は、図４の正面断面図に示すように、操作部としての操作軸２６を回転操作すると、回転体６を介して接点板７が回転して、これに弾接摺動する弾性接点８Ａ，８Ｂの間に回転部品部としての回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、操作軸２６を押圧操作すると、その下端部に当接した駆動体１０を介してドーム形状の可動接点１１が下方に押し込まれて、固定接点１２Ａと１２Ｂの間を短絡して押圧部品部としてのスイッチ部１３が入力信号を出力することは従来の技術の場合と同様であるが、操作軸２６の多角形部２６Ａが回転体６中央の多角形孔６Ａに、共回りするが上下動自在に係合されている。
【００３３】
そして、この電子部品２１を中央に保持する上基板２２は、電子部品２１の操作軸２６の回転軸線と直交する第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上に設けられた両端の第一支持軸２７を中心として回動可能に、その外方を囲うように配設された枠体２３の揺動支持部２３Ａによって支持され、更に、この枠体２３が操作軸２６の回転軸線および第一揺動軸線Ｍ−Ｍと直交する第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上に設けられた両端の第二支持軸２８を中心として揺動可能に、下方の下基板２４に設けられた揺動支持部２４Ａによって支持されている。
【００３４】
すなわち、上基板２２と下基板２４は、互いに直交する第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上の第一支持軸２７と第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の第二支持軸２８とで、枠体２３に揺動可能に連結されて、自在継手を構成している。
【００３５】
また、下基板２４上の第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿って両軸線の交点から等距離位置には、自力復帰型で等動作ストローク・等動作力の四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設され、その押釦部２５Ｅ〜２５Ｈには、それぞれ上基板２２下面の押圧突部２２Ａ〜２２Ｄが当接しており、通常状態において、上基板２２下面と下基板２４の間を平行に保っている。
【００３６】
更に、上基板２２の下面には、第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎの交点から押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄまでの距離に等しい位置、すなわち各押圧突部２２Ａ〜２２Ｄの中間位置にも、突出部２２Ｅ〜２２Ｈが設けられており、この突出部２２Ｅ〜２２Ｈと下基板２４面の間のギャップは、押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの動作ストロークの０．８倍〜１．４倍に設定されている。
【００３７】
本実施の形態による多方向入力装置は以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００３８】
まず、図１に示す通常状態において、電子部品２１の操作部２６に装着されたツマミ２９を回転操作すると、回転部品部としての回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、ツマミ２９を押圧操作すると押圧部品部としてのスイッチ部１３が入力信号を出力することは前記の通りである。
【００３９】
次に、図５の部分断面の正面図に矢印で示すように、ツマミ２９に押圧力を加えて第二回動軸線Ｎ−Ｎ上に沿って左方向へ傾倒操作すると、操作軸２６すなわち電子部品２１と共に、これを保持する上基板２２が第一回動軸線Ｍ−Ｍ上に設けられた第一支持軸２７を中心として左方向へ回動して下基板２４に対して傾いて、第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の左側の押圧突部２２Ｄが下方へ動き、押釦部２５Ｈを押し下げて押圧スイッチ２５Ｄを動作させて入力信号を出力する。
【００４０】
そして、ツマミ２９に加える押圧力を除くと、押圧スイッチ２５Ｄの押釦部２５Ｈが自己の復帰力により押圧突部２２Ｄすなわち上基板２２を押し上げて、元の通常状態に復帰する。
【００４１】
同様に、ツマミ２９を右方向に傾倒操作すると、押圧スイッチ２５Ｂを動作させて入力信号を出力することができ、また、ツマミ２９を第一揺動軸線Ｍ−Ｍに沿って前または後方向に傾倒操作する場合には、上基板２２および枠体２３が第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上に設けられた両端の第二支持軸２８を中心として揺動して、対応する押圧スイッチ２５Ｃまたは２５Ａを動作させることができる。
【００４２】
ここで、ツマミ２９が、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設された第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向ではなく、両者の中間方向に傾倒操作された場合には、上基板２２が第一支持軸２７を中心として回動すると共に、枠体２３が第二支持軸２８を中心として揺動する自在継手としての動きによって、ツマミ２９すなわち上基板２２は両揺動軸線の中間方向に傾くが、図３に示すように、上基板２２のこの方向の下面には、両揺動軸線の交点から押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄまでの距離に等しい位置に突出部２２Ｅ〜２２Ｈが設けられている。
【００４３】
そして、例えば図３において、ツマミ２９すなわち上基板２２が突出部２２Ｅが設けられている方向に傾く場合に、この方向に最も近い位置にある押圧スイッチ２５Ａまたは２５Ｂが動作、すなわち押釦部２５Ｅまたは２５Ｆがスイッチの動作ストローク分以上に押し下げられるためには、突出部２２Ｅは押圧スイッチ２５Ａ，２５Ｂの動作ストロークの√２倍分以上の寸法だけ押し下げられなければならない。
【００４４】
しかし、前記のように、各突出部２２Ｅ〜２２Ｈと下基板２４間のギャップが押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの動作ストロークの０．８倍〜１．４倍の範囲すなわち√２倍よりも小さく設定されているので、上記の場合、押圧スイッチ２５Ａ，２５Ｂが動作するよりも先に突出部２２Ｅが下基板２４に当たってしまう。
【００４５】
このように、ツマミ２９が、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設された第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向ではなく、両者の中間方向に傾倒操作された場合には、押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄは動作しない。
【００４６】
なお、上記のようにツマミ２９を、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設された第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向に傾倒操作する場合においては、例えば図３において、押圧スイッチ２５Ｄが配設されている左方向にツマミ２９が傾倒操作される場合に、押圧スイッチ２５Ｄが動作するよりも前に、この方向に近い位置にある突出部２２Ｇ，２２Ｈが下基板２４に当たらないことが必要であるが、そのためには突出部２２Ｇ，２２Ｈと下基板２４面の間のギャップが押圧スイッチ２５Ｄの動作ストロークの１／√２倍以上でなければならない。
【００４７】
そして、前記のように、各突出部２２Ｅ〜２２Ｈと下基板２４間のギャップが押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの動作ストロークの０．８倍〜１．４倍の範囲すなわち１／√２倍よりも大きく設定されているので、上記の場合、押圧スイッチ２５Ｄが動作するよりも先に突出部２２Ｇまたは２２Ｈが下基板２４に当たってしまうことはない。
【００４８】
更に、本実施の形態による多方向入力装置において、上基板２２下面の突出部２２Ｅ〜２２Ｈを設けない場合を示すのが、図６（ａ）部分断面の正面図、（ｂ）平面図である。
【００４９】
すなわち、上基板３０の下面には、第一回動軸線Ｍ−Ｍと第二回動軸線Ｎ−Ｎに沿って、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの押釦部２５Ｅ〜２５Ｈに対応する押圧突部３０Ａ〜３０Ｄのみが設けられている。
【００５０】
このような構成としても、ツマミ２９を、第一揺動軸線Ｍ−Ｍまたは第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿って左・右方向および前・後方向に傾倒操作して押圧スイッチ２５Ｄ，２５Ｂまたは２５Ｃ，２５Ａを動作させることができる。
【００５１】
そして更に、ツマミ２９を、第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向ではなく、両者の中間方向に傾倒させると、上記の場合と同様に、ツマミ２９すなわち上基板３０は両揺動軸線の中間方向に傾く。
【００５２】
そして、例えば図６（ｂ）において、上基板３０が二つの押圧スイッチ２５Ａと２５Ｂの中間方向に傾く場合、多少の時間差はあるが二つの押圧スイッチ２５Ａ，２５Ｂが共に動作する。
【００５３】
同様にして、他の押圧スイッチ二つずつの組合わせについても、共に動作させることができる。
【００５４】
この場合、二つの押圧スイッチが一定時間内に共に動作すると、何れの単体スイッチの入力信号とも異なる他の信号として処理するスイッチング認識手段（図示せず）を設けておくと、ツマミ２９を第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿う四方向の２倍である八方向に傾倒操作して入力信号を出力することができる。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、下基板２４上に一つの装置として組み立てることができて、操作軸２６に装着した一つのツマミ２９を回転操作および押圧操作するとそれに対応した入力信号を回転・押圧操作型電子部品２１が出力すると共に、ツマミ２９を傾倒操作することにより上基板２２，３０が下基板２４に対して傾き、押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの一つまたは二つが動作して入力信号を出力し、しかもツマミ２９のガタツキが無くて回転操作時の感触が良い多方向入力装置を実現できるものである。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態２について、以下に説明する。
【００５７】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７は本発明の第２の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図であり、同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は上記の実施の形態１によるものに対し、回転・押圧操作型電子部品の構成が異なるものである。
【００５９】
すなわち、本実施の形態による多方向入力装置の上基板３２の中央に保持される回転・押圧操作型電子部品３１（以下の説明において、電子部品３１と表わす）は、中空リング形状の外ツマミ３３を回転操作すると、円筒状の外軸部３４Ａと一体に形成された回転体３４に保持された接点板３５が回転して、これに弾接摺動する弾性接点３６Ａ，３６Ｂ間に回転部品部としての回転型エンコーダ部３７の入力信号を出力し、外ツマミ３３の中央に配設された内ツマミ３８を押圧操作すると、回転型エンコーダ部３７の基体部３９の中央孔３９Ａ内に配設された押圧部品部としての押圧スイッチ部４０が入力信号を出力するように構成されている。
【００６０】
なお、内ツマミ３８は、上下動はするが回転しないように基体部３９の中央孔３９Ａに係合すると共に、上方に露出した上端面３８Ａには、この多方向入力装置の操作機能が表示されている。
【００６１】
そして、上基板３２を回動可能に支持する枠体２３、およびこの枠体２３を回動可能に支持する下基板２４の構成、更に外ツマミ３３を所定の方向に傾倒操作すると下基板２４に配設された四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの一つまたは二つを動作させることは、実施の形態１の場合と同様である。
【００６２】
こ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は、外ツマミ３３および内ツマミ３８の二つのツマミを必要とするが、回転しない内ツマミ３８の上端面３８Ａに、この多方向入力装置の操作機能を、所望の方向に見易く表示することができるものである。
【００６３】
（実施の形態３）
実施の形態３について、以下に説明する。
【００６４】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
図８は本発明の第３の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図、図９は平面図、図１０は下面図である。
【００６６】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は前記の実施の形態１によるものに対し、上基板と下基板および下基板上に配設された押圧スイッチが異なるものである。
【００６７】
すなわち、本実施の形態による多方向入力装置において、回転・押圧操作型電子部品２１（以下の説明において、電子部品２１と表わす）を中央に保持する上基板４１と下基板４２が互いに直交する第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上の第一支持軸２７と第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の第二支持軸２８とで枠体２３に揺動可能に連結されて、自在継手を構成していることは実施の形態１の場合と同様であるが、下基板４２上には、図９に示すように、第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎの交点から等距離で、第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎの両側それぞれ２２．５°の角度位置に、八つの自力復帰型の押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄが４５°の角度間隔で交互に配設されている。
【００６８】
そして、四つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄは押釦部４４Ａ〜４４Ｄへの押圧操作時に等動作ストローク・等動作力で節度感を発生して動作し、他の四つの押圧スイッチ４５Ａ〜４５Ｄは押釦部４６Ａ〜４６Ｄへの押圧操作時に等動作ストローク・等動作力で節度感を発生しないで動作するものであり、両者の動作ストロークは、節度感を発生しない押圧スイッチ４５Ａ〜４５Ｄに対して、節度感を発生する押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄの方が同等以上の大きさとなっている。
【００６９】
また、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの各押釦部４４Ａ〜４４Ｄおよび４６Ａ〜４６Ｄには、上基板４１下面に設けられた押圧突部４１Ａ〜４１Ｄおよび４１Ｅ〜４１Ｈが当接しており、通常状態において、上基板４１の下面と下基板４２の間を平行に保っている。
【００７０】
更に、上基板４１の下面中心部から下方に、電子部品２１の操作軸２６の回転軸線に沿って伸ばされた棒状体４７先端の細径軸部４７Ａが、下基板４２の下面から下方に延長されて、棒状体４７を囲うように設けられた筒状体４８下端の傾倒ガイド孔４９に挿入されている。
【００７１】
この傾倒ガイド孔４９は、図１０に示すように、細径軸部４７Ａよりも大径の中央孔４９Ａの周囲に、細径軸部４７Ａが入り込むことができる切込み４９Ｂを、操作軸２６を傾倒操作する方向に対応して設けるものであり、本実施の形態による多方向入力装置の場合、この切込み４９Ｂは、４５°の角度間隔で配設された八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの隣接するもの同士の中間方向の合計八方向に４５°の角度間隔で設けられている。
【００７２】
また、本実施の形態による多方向入力装置には、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの隣接する二つずつが一定時間内に動作して出力する入力信号をそれぞれ異なる信号として処理するスイッチング認識手段（図示せず）を備えている。
【００７３】
本実施の形態による多方向入力装置は以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００７４】
まず、電子部品２１の操作軸２６に操作されたツマミ２９を回転操作および押圧操作する場合の動作は、実施の形態１の場合と同じである。
【００７５】
次に、図８に示す通常状態において、同図に矢印で示すようにツマミ２９に押圧力を加えて、ツマミ２９を第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿って左方向へ傾倒操作すると、上基板４１が第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上の第一支持軸２７を中心として左方向へ揺動して下基板４２に対して傾いて、第二揺動軸線Ｎ−Ｎに近い左側の押圧突部４１Ａ（図示せず）および４１Ｅが下方へ動いて、押釦部４４Ａおよび４６Ａを下方へ押して押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａをほぼ同時に動作させて入力信号を出力させると、この入力信号はスイッチング認識手段によって一つの信号として処理される。
【００７６】
なお、ほぼ同時に動作する押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａのうち、押圧スイッチ４３Ａは、押圧スイッチ４５Ａに対し動作ストロークが同等以上の大きさであると共に動作時に節度感を発生するように設定されているので、ツマミ２９の傾倒操作時には、押圧スイッチ４３Ａが節度感を発生するまで押圧力を加えれば、確実に二つの押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａを動作させることができる。
【００７７】
この上基板４１の左方向への揺動時には、第一揺動軸線Ｍ−Ｍに近い押圧突部４１Ｂおよび４１Ｈ（図示せず）も下方へ動いて押圧スイッチ４３Ｂおよび４５Ｄの押釦部４４Ｂおよび４６Ｄを下方へ押すが、押圧突部４１Ｅ，４１Ａが対応する押圧スイッチ４５Ａ，４３Ａの動作ストローク分下方へ動く時に押圧突部４１Ｂ，４１Ｈが下方へ動く量は、その動作ストローク分の（Ｓｉｎ２２．５°／Ｓｉｎ６７．５°）の割合となり、約４１％であるので、上記の上基板４１の左方向への揺動時に押圧スイッチ４３Ｂおよび４５Ｄは動作しない。
【００７８】
また、この上基板４１の左方向への揺動時にその下面中心部から下方に伸ばされた棒状体４７先端の細径軸部４７Ａは、下基板４２から延長された筒状体４８下端の傾倒ガイド孔４９内において、図１０に示した中央孔４９Ａの部分から右方向へ動き、図１１に示すように、右側の切込み４９Ｂ内に入り込むことによって、ツマミ２９すなわち上基板４１が第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った左方向へ正しく傾倒するようにガイドする。
【００７９】
そして、ツマミ２９に加える押圧力を除くと、押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａの押釦部４４Ａおよび４６Ａが自己の復帰力により押圧突部４１Ａおよび４１Ｅすなわち上基板４１を押し上げて、元の通常状態に復帰し、上基板４１下方の棒状体４７先端の細径軸部４７Ａも、傾倒ガイド孔４９内の中央孔４９Ａ部分へ戻る。
【００８０】
同様に、ツマミ２９を手前方向へ傾倒操作すると、上基板４１および枠体２３が第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の第二支持軸２８を中心として手前方向へ揺動し、押圧スイッチ４３Ｄおよび４５Ｄを動作させて入力信号を出力させることができる。
【００８１】
なお、この時、上基板４１下方の棒状体４７先端の細径軸部４７Ａは、傾倒ガイド孔４９内の中央孔４９Ａ部分から向う側の切込み４９Ｂ内に入り込む。
【００８２】
更に、ツマミ２９を右後方の方向へ傾倒操作すると、上基板４１が第一支持軸２７を中心として揺動すると共に、枠体２３が第二支持軸２８を中心として揺動する自在継手としての動きによりツマミ２９は右後方へ傾き、押圧スイッチ４３Ｃおよび４５Ｂを動作させて入力信号を出力させることができる。
【００８３】
このように本実施の形態によれば、操作軸２６に装着したツマミ２９を、操作軸２６の回転軸線に対して垂直な第一揺動軸線Ｍ−Ｍまたは第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿う方向或いは両者の中間方向の八方向に、均等な操作感触で傾倒操作して節度感を伴って入力信号を出力することが可能な多方向入力装置を実現できるものである。
【００８４】
（実施の形態４）
実施の形態４について、以下に説明する。
【００８５】
なお、実施の形態３の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８６】
図１２は本発明の第４の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図であり、同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は上記の実施の形態３によるものに対し、上基板および下基板からの下方延長部に形成された傾倒方向をガイドする部分の構成が異なるものである。
【００８７】
すなわち、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄを保持する上基板５０の下面中心部から下方に、回転・押圧操作型電子部品２１の操作軸２６の回転軸線に沿って円筒部５１が伸ばされ、その下端部開口の深穴５１Ａ内にはスプリング５２により下方へ付勢された弾性ピン５３が上下動可能に保持されている。
【００８８】
一方、下基板５４の下面から下方に延長された筒状体５５の下端面には、中央の球面状凹部５６Ａの周囲に操作軸２６を傾倒操作する方向に対応して八つの切込み５６Ｂが設けられた傾倒ガイド部５６が設けられ、上記の上基板５０下部に保持された弾性ピン５３の球状先端５３Ａが弾接している。
【００８９】
そして、傾倒ガイド部５６の球面状凹部５６Ａの周囲の八つの半球面状の切込み５６Ｂは、実施の形態３による多方向入力装置の傾倒ガイド孔４９（図１０参照）と上面視類似の形状であり、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの隣接するもの同士の中間方向の合計八方向に４５°の角度間隔で設けられている。
【００９０】
そして、本実施の形態による多方向入力装置の他の部分の構成は、実施の形態３によるものと同じである。
【００９１】
以上のように構成された多方向入力装置の操作軸２６に装着されたツマミ２９を回転操作および押圧操作する場合の動作も実施の形態３すなわち実施の形態１の場合と同じである。
【００９２】
また、傾倒ガイド部５６の球面状凹部５６Ａの中央部が低くなっているので、弾性ピン５３の球状先端５３Ａは、通常状態において、球面状凹部５６Ａの中央にあるように付勢されて、上基板５０が下基板５４と平行状態を保つことを補佐している。
【００９３】
そして、図１３の部分断面の正面図に矢印で示すように、ツマミ２９の上面に押圧力を加えて、例えば左方向へ傾倒操作すると、上基板５０が左方向へ揺動して下基板５４に対して傾き、押圧スイッチ４３Ａ（図示せず）および４５Ａをほぼ同時に動作させて入力信号を出力させることも実施の形態３の場合と同様である。
【００９４】
しかし、この上基板５０の左方向への揺動時に、その下面中心部から下方へ伸ばされた円筒部５１下端の深穴５１Ａに保持された弾性ピン５３は右方向へ動き、下基板５４下方の筒状体５５下端の傾倒ガイド部５６に弾接した球状先端５３Ａは球面状凹部５６Ａの中央から右側へ動いて、スプリング５２を少し圧縮しながら右側の半球状の切込み５６Ｂ内に入り込むことによって、ツマミ２９すなわち上基板５０が第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った左方向へ正しく傾倒するようにガイドする。
【００９５】
そして、ツマミ２９に加える押圧力を除くと、押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａの自己復帰力によって上基板５０を押し上げるが、この時、弾性ピン５３もスプリング５２の弾性力により押されて、半球状の切込み５６Ｂから出て球状凹部５６Ａの中心へ戻ろうとして上基板５０の通常状体への復帰を助ける。
【００９６】
このように本実施の形態によれば、上基板５０から下方に伸ばされた円筒部５１に保持された弾性ピン５３が下基板５４下方の筒状体５５下端の傾倒ガイド部５６に弾接して、操作軸２６に装着したツマミ２９を傾倒操作する際に、所定の方向に正しく操作されるようにガイドすると共に、操作部の傾倒操作後に確実に通常状態に復帰するように補佐し、更にツマミに誤って触れても誤動作し難い多方向入力装置を実現できるものである。
【００９７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、予め一つの装置として組み立てることができ、操作用のツマミのガタツキが無くて回転操作時の感触が良く、均等な操作感触で傾倒操作できて、しかも誤動作をすることが少ない多方向入力装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同平面図
【図４】同要部である回転・押圧操作型電子部品の正面断面図
【図５】同操作軸を傾倒操作する場合の部分断面の正面図
【図６】（ａ）同要部である上基板を変えた多方向入力装置の部分断面の正面図
（ｂ）同平面図
【図７】本発明の第２の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図８】本発明の第３の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図９】同平面図
【図１０】同下面図
【図１１】同操作軸を傾倒操作する場合の下面図
【図１２】本発明の第４の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図１３】同操作軸を傾倒操作する場合の部分断面の正面図
【図１４】従来の多方向入力装置の部分断面の正面図
【図１５】同要部である回転・押圧操作型電子部品の正面断面図
【図１６】同図１４のＰ−Ｐ線における断面図
【図１７】同操作軸を押圧操作する場合の部分断面の正面図
【図１８】同操作軸を傾倒操作する場合の部分断面の正面図
【符号の説明】
６，３４ 回転体
６Ａ 多角形孔
７，３５ 接点板
８Ａ，８Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ 弾性接点
９，３７ 回転型エンコーダ部
１０ 駆動体
１１ 可動接点
１２Ａ，１２Ｂ 固定接点
１３ スイッチ部
２１，３１ 回転・押圧操作型電子部品
２２，３０，３２，４１，５０ 上基板
２２Ａ〜２２Ｄ，３０Ａ〜３０Ｄ，４１Ａ〜４１Ｈ 押圧突部
２２Ｅ〜２２Ｈ 突出部
２３ 枠体
２３Ａ，２４Ａ 揺動支持部
２４，４２，５４ 下基板
２５Ａ〜２５Ｄ，４３Ａ〜４３Ｄ，４５Ａ〜４５Ｄ 押圧スイッチ
２５Ｅ〜２５Ｈ，４４Ａ〜４４Ｄ，４６Ａ〜４６Ｄ 押釦部
２６ 操作軸
２６Ａ 多角形部
２７ 第一支持軸
２８ 第二支持軸
２９ ツマミ
３３ 外ツマミ
３４Ａ 外軸部
３８ 内ツマミ
３８Ａ 上端面
３９ 基体部
３９Ａ，４９Ａ 中央孔
４０ 押圧スイッチ部
４７ 棒状体
４７Ａ 細径軸部
４８，５５ 筒状体
４９ 傾倒ガイド孔
４９Ｂ，５６Ｂ 切込み
５１ 円筒部
５１Ａ 深穴
５２ スプリング
５３ 弾性ピン
５３Ａ 球状先端
５６ 傾倒ガイド部
５６Ａ 球面状凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーマルチメディア、ナビゲーションシステム等の車載用電子機器に使用される多方向入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーマルチメディア、ナビゲーションシステム等の車載用電子機器の機能の充実は目覚しいものであるが、これらは自動車の車室内の限定された場所に装着される電子機器であるため、その多機能化に対応した操作用の入力装置は、一つの操作用のツマミで多くの方向に入力できるものが求められている。
【０００３】
従来、この種の多方向入力装置は、特開２０００−４８６８１号公報に示されたような、操作軸の回転操作および押圧操作により入力信号を出力すると共に操作軸を任意の方向に傾倒させることができる回転・押圧操作型電子部品を使用して、操作軸の傾倒操作によっても入力信号を発生するように、車載用電子機器の配線基板上で形成されていた。
【０００４】
このような従来の多方向入力装置について、図１４〜図１８を用いて説明する。
【０００５】
図１４は従来の多方向入力装置の部分断面の正面図であり、同図において、１は車載用電子機器の配線基板、２は回転・押圧操作型電子部品、３は操作用のツマミ、４Ａ〜４Ｄは自力復帰型の押圧スイッチである。
【０００６】
ここで、回転・押圧操作型電子部品２（以下の説明において、電子部品２と表わす）は、図１５の正面断面図に示すように、操作軸５の水平断面が多角形である多角形球体部５Ａを、回転体６中央の多角形孔６Ａに共回りするが上下動可能に挿通した構成となっている。
【０００７】
そして、操作軸５を回転操作すると、回転体６を介して接点板７が回転して、これに弾接摺動する弾性接点８Ａ、８Ｂの間に回転部品部としての回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、操作軸５を押圧操作すると、その下端部に当接した駆動体１０を介してドーム形状の可動接点１１が下方に押し込まれて、固定接点１２Ａと１２Ｂの間を短絡して押圧部品部としてのスイッチ部１３が入力信号を出力すると共に、操作軸５を傾倒操作すると、回転体６の多角形孔６Ａの中で操作軸５の多角形球体部５Ａの球体中心が回転の中心となって、操作軸５が無理なく傾倒するものである。
【０００８】
また、四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄは、図１４のＰ−Ｐ線における断面図である図１６に示すように、電子部品２の操作軸５を中心とする同一半径上で、９０°間隔の四方向にそれぞれ配設され、その押釦部１４Ａ〜１４Ｄの頂部には、電子部品２の操作軸５の先端に装着されたツマミ３の大径の外周下端部３Ａが当接している。
【０００９】
そして、四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの動作ストロークは電子部品２のスイッチ部１３の動作ストロークよりも大きく設定されている。
【００１０】
このような構成の多方向入力装置のツマミ３を回転操作すると、電子部品２の操作軸５が回転体６を回転させて回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、ツマミ３を下方に押圧操作すると、図１７の部分断面の正面図に示すように、操作軸５の下端部が駆動体１０を押してスイッチ部１３が動作して入力信号を出力する。
【００１１】
なお、このツマミ３の押圧操作時に、その外周下端部３Ａが四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの押釦部１４Ａ〜１４Ｄも下方に押すが、四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの動作ストロークはスイッチ部１３の動作ストロークよりも大きいので動作しない。
【００１２】
そして、ツマミ３を所望の方向、例えば図１８の部分断面の正面図に矢印で示す左方向に傾倒操作すると、傾倒された方向の押釦部１４Ａが押し下げられて押圧スイッチ４Ａが動作し、入力信号を出力するものであった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の多方向入力装置においては、電子機器の配線基板上で多方向入力装置として形成するので構成部材間の位置ズレ等を生じ易く、また通常状態におけるツマミ３のガタツキを無くするために、その外周下端部３Ａが四つの押圧スイッチ４Ａ〜４Ｄの押釦部１４Ａ〜１４Ｄ頂部に当接している必要があり、このためツマミ３の回転操作時に、外周下端部３Ａは四つの押釦部１４Ａ〜１４Ｄ頂部に擦れながら回転して、操作感触が悪いという課題があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電子機器の配線基板に装着する前に予め一つの装置として組み立てることができ、操作用のツマミのガタツキが無くて回転操作時の感触が良く、均等な操作感触で傾倒操作できて、しかも誤動作をすることが少ない多方向入力装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作部の回転操作により入力信号を出力する回転部品部と上記操作部の押圧操作により入力信号を出力する押圧部品部とを備えた回転・押圧操作型電子部品を中央に保持して、上記操作部の回転軸線と直交する第一揺動軸線上の第一支持軸を中心として揺動可能な上基板と、この上基板を囲うように配設され、上記第一支持軸用の揺動支持部を有すると共に、上記回転軸線および第一揺動軸線と直交する第二揺動軸線上の第二支持軸を中心として揺動可能に下基板に支持された枠体と、上記第一揺動軸線と第二揺動軸線の交点から等距離の上記下基板上の位置に上記上基板下面と当接するように配設された複数個の押圧スイッチを有する多方向入力装置であって、上記下基板上に上記押圧スイッチが４５°の角度間隔で八つ配され、その八つの押圧スイッチとして、動作時に節度感を発生するものと節度感を発生しないものが交互に配置され、しかもその一つおきの四つずつが等動作ストローク・等動作力のものとされ、その隣接する二つの押圧スイッチどうしの中間方向に向けて上記操作部を傾倒操作して上記上基板を上記下基板に対して傾ける時、上記押圧スイッチの隣接する二つずつが一定時間内に動作して出力する入力信号をそれぞれ異なる一つの信号として処理するスイッチング認識手段を設けた多方向入力装置としたものであり、回転・押圧操作型電子部品、上基板、枠体および押圧スイッチを下基板上に組み込んだ一つの装置として組み立てることができて、操作部に装着したツマミを回転操作および押圧操作すると、それに対応した入力信号を上記電子部品が出力すると共に、ツマミを隣接する二つの押圧スイッチどうしの中間方向に向けて傾倒操作する八方向に向けての上記傾倒操作時に均等な操作感触で対応した信号が得られるものにでき、しかもツマミのガタツキが無くて回転操作時の感触が良い多方向入力装置として実現できるという作用効果を有する。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、隣接して配設された二つずつの押圧スイッチのうち、動作時に節度感を発生するものの動作ストロークが、節度感を発生しないものの動作ストロークと同等以上の大きさであるものであり、操作部に装着したツマミを、八方向に傾倒操作する際に、傾倒方向に隣接する二つずつの押圧スイッチが確実に動作して入力信号を出力した時に、節度感を発するようにすることができるという作用効果を有する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
【００２８】
なお、従来の技術の項で説明したものと同じ構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２９】
（実施の形態１）
実施の形態１について、以下に説明する。
【００３０】
図１は本発明の第１の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図、図２は分解斜視図、図３は平面図である。
【００３１】
同図において、２１は回転・押圧操作型電子部品で、これを保持する２２は上基板、その外方に配設された２３は枠体、これらを回動可能に支持する２４は下基板、そして２５Ａ〜２５Ｄは自力復帰型の押圧スイッチである。
【００３２】
ここで、回転・押圧操作型電子部品２１（以下の説明において、電子部品２１と表わす）は、図４の正面断面図に示すように、操作部としての操作軸２６を回転操作すると、回転体６を介して接点板７が回転して、これに弾接摺動する弾性接点８Ａ，８Ｂの間に回転部品部としての回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、操作軸２６を押圧操作すると、その下端部に当接した駆動体１０を介してドーム形状の可動接点１１が下方に押し込まれて、固定接点１２Ａと１２Ｂの間を短絡して押圧部品部としてのスイッチ部１３が入力信号を出力することは従来の技術の場合と同様であるが、操作軸２６の多角形部２６Ａが回転体６中央の多角形孔６Ａに、共回りするが上下動自在に係合されている。
【００３３】
そして、この電子部品２１を中央に保持する上基板２２は、電子部品２１の操作軸２６の回転軸線と直交する第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上に設けられた両端の第一支持軸２７を中心として回動可能に、その外方を囲うように配設された枠体２３の揺動支持部２３Ａによって支持され、更に、この枠体２３が操作軸２６の回転軸線および第一揺動軸線Ｍ−Ｍと直交する第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上に設けられた両端の第二支持軸２８を中心として揺動可能に、下方の下基板２４に設けられた揺動支持部２４Ａによって支持されている。
【００３４】
すなわち、上基板２２と下基板２４は、互いに直交する第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上の第一支持軸２７と第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の第二支持軸２８とで、枠体２３に揺動可能に連結されて、自在継手を構成している。
【００３５】
また、下基板２４上の第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿って両軸線の交点から等距離位置には、自力復帰型で等動作ストローク・等動作力の四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設され、その押釦部２５Ｅ〜２５Ｈには、それぞれ上基板２２下面の押圧突部２２Ａ〜２２Ｄが当接しており、通常状態において、上基板２２下面と下基板２４の間を平行に保っている。
【００３６】
更に、上基板２２の下面には、第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎの交点から押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄまでの距離に等しい位置、すなわち各押圧突部２２Ａ〜２２Ｄの中間位置にも、突出部２２Ｅ〜２２Ｈが設けられており、この突出部２２Ｅ〜２２Ｈと下基板２４面の間のギャップは、押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの動作ストロークの０．８倍〜１．４倍に設定されている。
【００３７】
本実施の形態による多方向入力装置は以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００３８】
まず、図１に示す通常状態において、電子部品２１の操作部２６に装着されたツマミ２９を回転操作すると、回転部品部としての回転型エンコーダ部９が入力信号を出力し、ツマミ２９を押圧操作すると押圧部品部としてのスイッチ部１３が入力信号を出力することは前記の通りである。
【００３９】
次に、図５の部分断面の正面図に矢印で示すように、ツマミ２９に押圧力を加えて第二回動軸線Ｎ−Ｎ上に沿って左方向へ傾倒操作すると、操作軸２６すなわち電子部品２１と共に、これを保持する上基板２２が第一回動軸線Ｍ−Ｍ上に設けられた第一支持軸２７を中心として左方向へ回動して下基板２４に対して傾いて、第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の左側の押圧突部２２Ｄが下方へ動き、押釦部２５Ｈを押し下げて押圧スイッチ２５Ｄを動作させて入力信号を出力する。
【００４０】
そして、ツマミ２９に加える押圧力を除くと、押圧スイッチ２５Ｄの押釦部２５Ｈが自己の復帰力により押圧突部２２Ｄすなわち上基板２２を押し上げて、元の通常状態に復帰する。
【００４１】
同様に、ツマミ２９を右方向に傾倒操作すると、押圧スイッチ２５Ｂを動作させて入力信号を出力することができ、また、ツマミ２９を第一揺動軸線Ｍ−Ｍに沿って前または後方向に傾倒操作する場合には、上基板２２および枠体２３が第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上に設けられた両端の第二支持軸２８を中心として揺動して、対応する押圧スイッチ２５Ｃまたは２５Ａを動作させることができる。
【００４２】
ここで、ツマミ２９が、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設された第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向ではなく、両者の中間方向に傾倒操作された場合には、上基板２２が第一支持軸２７を中心として回動すると共に、枠体２３が第二支持軸２８を中心として揺動する自在継手としての動きによって、ツマミ２９すなわち上基板２２は両揺動軸線の中間方向に傾くが、図３に示すように、上基板２２のこの方向の下面には、両揺動軸線の交点から押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄまでの距離に等しい位置に突出部２２Ｅ〜２２Ｈが設けられている。
【００４３】
そして、例えば図３において、ツマミ２９すなわち上基板２２が突出部２２Ｅが設けられている方向に傾く場合に、この方向に最も近い位置にある押圧スイッチ２５Ａまたは２５Ｂが動作、すなわち押釦部２５Ｅまたは２５Ｆがスイッチの動作ストローク分以上に押し下げられるためには、突出部２２Ｅは押圧スイッチ２５Ａ，２５Ｂの動作ストロークの√２倍分以上の寸法だけ押し下げられなければならない。
【００４４】
しかし、前記のように、各突出部２２Ｅ〜２２Ｈと下基板２４間のギャップが押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの動作ストロークの０．８倍〜１．４倍の範囲すなわち√２倍よりも小さく設定されているので、上記の場合、押圧スイッチ２５Ａ，２５Ｂが動作するよりも先に突出部２２Ｅが下基板２４に当たってしまう。
【００４５】
このように、ツマミ２９が、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設された第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向ではなく、両者の中間方向に傾倒操作された場合には、押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄは動作しない。
【００４６】
なお、上記のようにツマミ２９を、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄが配設された第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向に傾倒操作する場合においては、例えば図３において、押圧スイッチ２５Ｄが配設されている左方向にツマミ２９が傾倒操作される場合に、押圧スイッチ２５Ｄが動作するよりも前に、この方向に近い位置にある突出部２２Ｇ，２２Ｈが下基板２４に当たらないことが必要であるが、そのためには突出部２２Ｇ，２２Ｈと下基板２４面の間のギャップが押圧スイッチ２５Ｄの動作ストロークの１／√２倍以上でなければならない。
【００４７】
そして、前記のように、各突出部２２Ｅ〜２２Ｈと下基板２４間のギャップが押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの動作ストロークの０．８倍〜１．４倍の範囲すなわち１／√２倍よりも大きく設定されているので、上記の場合、押圧スイッチ２５Ｄが動作するよりも先に突出部２２Ｇまたは２２Ｈが下基板２４に当たってしまうことはない。
【００４８】
更に、本実施の形態による多方向入力装置において、上基板２２下面の突出部２２Ｅ〜２２Ｈを設けない場合を示すのが、図６（ａ）部分断面の正面図、（ｂ）平面図である。
【００４９】
すなわち、上基板３０の下面には、第一回動軸線Ｍ−Ｍと第二回動軸線Ｎ−Ｎに沿って、四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの押釦部２５Ｅ〜２５Ｈに対応する押圧突部３０Ａ〜３０Ｄのみが設けられている。
【００５０】
このような構成としても、ツマミ２９を、第一揺動軸線Ｍ−Ｍまたは第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿って左・右方向および前・後方向に傾倒操作して押圧スイッチ２５Ｄ，２５Ｂまたは２５Ｃ，２５Ａを動作させることができる。
【００５１】
そして更に、ツマミ２９を、第一揺動軸線Ｍ−Ｍおよび第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った方向ではなく、両者の中間方向に傾倒させると、上記の場合と同様に、ツマミ２９すなわち上基板３０は両揺動軸線の中間方向に傾く。
【００５２】
そして、例えば図６（ｂ）において、上基板３０が二つの押圧スイッチ２５Ａと２５Ｂの中間方向に傾く場合、多少の時間差はあるが二つの押圧スイッチ２５Ａ，２５Ｂが共に動作する。
【００５３】
同様にして、他の押圧スイッチ二つずつの組合わせについても、共に動作させることができる。
【００５４】
この場合、二つの押圧スイッチが一定時間内に共に動作すると、何れの単体スイッチの入力信号とも異なる他の信号として処理するスイッチング認識手段（図示せず）を設けておくと、ツマミ２９を第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿う四方向の２倍である八方向に傾倒操作して入力信号を出力することができる。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、下基板２４上に一つの装置として組み立てることができて、操作軸２６に装着した一つのツマミ２９を回転操作および押圧操作するとそれに対応した入力信号を回転・押圧操作型電子部品２１が出力すると共に、ツマミ２９を傾倒操作することにより上基板２２，３０が下基板２４に対して傾き、押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの一つまたは二つが動作して入力信号を出力し、しかもツマミ２９のガタツキが無くて回転操作時の感触が良い多方向入力装置を実現できるものである。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態２について、以下に説明する。
【００５７】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７は本発明の第２の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図であり、同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は上記の実施の形態１によるものに対し、回転・押圧操作型電子部品の構成が異なるものである。
【００５９】
すなわち、本実施の形態による多方向入力装置の上基板３２の中央に保持される回転・押圧操作型電子部品３１（以下の説明において、電子部品３１と表わす）は、中空リング形状の外ツマミ３３を回転操作すると、円筒状の外軸部３４Ａと一体に形成された回転体３４に保持された接点板３５が回転して、これに弾接摺動する弾性接点３６Ａ，３６Ｂ間に回転部品部としての回転型エンコーダ部３７の入力信号を出力し、外ツマミ３３の中央に配設された内ツマミ３８を押圧操作すると、回転型エンコーダ部３７の基体部３９の中央孔３９Ａ内に配設された押圧部品部としての押圧スイッチ部４０が入力信号を出力するように構成されている。
【００６０】
なお、内ツマミ３８は、上下動はするが回転しないように基体部３９の中央孔３９Ａに係合すると共に、上方に露出した上端面３８Ａには、この多方向入力装置の操作機能が表示されている。
【００６１】
そして、上基板３２を回動可能に支持する枠体２３、およびこの枠体２３を回動可能に支持する下基板２４の構成、更に外ツマミ３３を所定の方向に傾倒操作すると下基板２４に配設された四つの押圧スイッチ２５Ａ〜２５Ｄの一つまたは二つを動作させることは、実施の形態１の場合と同様である。
【００６２】
こ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は、外ツマミ３３および内ツマミ３８の二つのツマミを必要とするが、回転しない内ツマミ３８の上端面３８Ａに、この多方向入力装置の操作機能を、所望の方向に見易く表示することができるものである。
【００６３】
（実施の形態３）
実施の形態３について、以下に説明する。
【００６４】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
図８は本発明の第３の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図、図９は平面図、図１０は下面図である。
【００６６】
同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は前記の実施の形態１によるものに対し、上基板と下基板および下基板上に配設された押圧スイッチが異なるものである。
【００６７】
すなわち、本実施の形態による多方向入力装置において、回転・押圧操作型電子部品２１（以下の説明において、電子部品２１と表わす）を中央に保持する上基板４１と下基板４２が互いに直交する第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上の第一支持軸２７と第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の第二支持軸２８とで枠体２３に揺動可能に連結されて、自在継手を構成していることは実施の形態１の場合と同様であるが、下基板４２上には、図９に示すように、第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎの交点から等距離で、第一揺動軸線Ｍ−Ｍと第二揺動軸線Ｎ−Ｎの両側それぞれ２２．５°の角度位置に、八つの自力復帰型の押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄが４５°の角度間隔で交互に配設されている。
【００６８】
そして、四つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄは押釦部４４Ａ〜４４Ｄへの押圧操作時に等動作ストローク・等動作力で節度感を発生して動作し、他の四つの押圧スイッチ４５Ａ〜４５Ｄは押釦部４６Ａ〜４６Ｄへの押圧操作時に等動作ストローク・等動作力で節度感を発生しないで動作するものであり、両者の動作ストロークは、節度感を発生しない押圧スイッチ４５Ａ〜４５Ｄに対して、節度感を発生する押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄの方が同等以上の大きさとなっている。
【００６９】
また、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの各押釦部４４Ａ〜４４Ｄおよび４６Ａ〜４６Ｄには、上基板４１下面に設けられた押圧突部４１Ａ〜４１Ｄおよび４１Ｅ〜４１Ｈが当接しており、通常状態において、上基板４１の下面と下基板４２の間を平行に保っている。
【００７０】
更に、上基板４１の下面中心部から下方に、電子部品２１の操作軸２６の回転軸線に沿って伸ばされた棒状体４７先端の細径軸部４７Ａが、下基板４２の下面から下方に延長されて、棒状体４７を囲うように設けられた筒状体４８下端の傾倒ガイド孔４９に挿入されている。
【００７１】
この傾倒ガイド孔４９は、図１０に示すように、細径軸部４７Ａよりも大径の中央孔４９Ａの周囲に、細径軸部４７Ａが入り込むことができる切込み４９Ｂを、操作軸２６を傾倒操作する方向に対応して設けるものであり、本実施の形態による多方向入力装置の場合、この切込み４９Ｂは、４５°の角度間隔で配設された八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの隣接するもの同士の中間方向の合計八方向に４５°の角度間隔で設けられている。
【００７２】
また、本実施の形態による多方向入力装置には、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの隣接する二つずつが一定時間内に動作して出力する入力信号をそれぞれ異なる信号として処理するスイッチング認識手段（図示せず）を備えている。
【００７３】
本実施の形態による多方向入力装置は以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００７４】
まず、電子部品２１の操作軸２６に操作されたツマミ２９を回転操作および押圧操作する場合の動作は、実施の形態１の場合と同じである。
【００７５】
次に、図８に示す通常状態において、同図に矢印で示すようにツマミ２９に押圧力を加えて、ツマミ２９を第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿って左方向へ傾倒操作すると、上基板４１が第一揺動軸線Ｍ−Ｍ上の第一支持軸２７を中心として左方向へ揺動して下基板４２に対して傾いて、第二揺動軸線Ｎ−Ｎに近い左側の押圧突部４１Ａ（図示せず）および４１Ｅが下方へ動いて、押釦部４４Ａおよび４６Ａを下方へ押して押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａをほぼ同時に動作させて入力信号を出力させると、この入力信号はスイッチング認識手段によって一つの信号として処理される。
【００７６】
なお、ほぼ同時に動作する押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａのうち、押圧スイッチ４３Ａは、押圧スイッチ４５Ａに対し動作ストロークが同等以上の大きさであると共に動作時に節度感を発生するように設定されているので、ツマミ２９の傾倒操作時には、押圧スイッチ４３Ａが節度感を発生するまで押圧力を加えれば、確実に二つの押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａを動作させることができる。
【００７７】
この上基板４１の左方向への揺動時には、第一揺動軸線Ｍ−Ｍに近い押圧突部４１Ｂおよび４１Ｈ（図示せず）も下方へ動いて押圧スイッチ４３Ｂおよび４５Ｄの押釦部４４Ｂおよび４６Ｄを下方へ押すが、押圧突部４１Ｅ，４１Ａが対応する押圧スイッチ４５Ａ，４３Ａの動作ストローク分下方へ動く時に押圧突部４１Ｂ，４１Ｈが下方へ動く量は、その動作ストローク分の（Ｓｉｎ２２．５°／Ｓｉｎ６７．５°）の割合となり、約４１％であるので、上記の上基板４１の左方向への揺動時に押圧スイッチ４３Ｂおよび４５Ｄは動作しない。
【００７８】
また、この上基板４１の左方向への揺動時にその下面中心部から下方に伸ばされた棒状体４７先端の細径軸部４７Ａは、下基板４２から延長された筒状体４８下端の傾倒ガイド孔４９内において、図１０に示した中央孔４９Ａの部分から右方向へ動き、図１１に示すように、右側の切込み４９Ｂ内に入り込むことによって、ツマミ２９すなわち上基板４１が第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った左方向へ正しく傾倒するようにガイドする。
【００７９】
そして、ツマミ２９に加える押圧力を除くと、押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａの押釦部４４Ａおよび４６Ａが自己の復帰力により押圧突部４１Ａおよび４１Ｅすなわち上基板４１を押し上げて、元の通常状態に復帰し、上基板４１下方の棒状体４７先端の細径軸部４７Ａも、傾倒ガイド孔４９内の中央孔４９Ａ部分へ戻る。
【００８０】
同様に、ツマミ２９を手前方向へ傾倒操作すると、上基板４１および枠体２３が第二揺動軸線Ｎ−Ｎ上の第二支持軸２８を中心として手前方向へ揺動し、押圧スイッチ４３Ｄおよび４５Ｄを動作させて入力信号を出力させることができる。
【００８１】
なお、この時、上基板４１下方の棒状体４７先端の細径軸部４７Ａは、傾倒ガイド孔４９内の中央孔４９Ａ部分から向う側の切込み４９Ｂ内に入り込む。
【００８２】
更に、ツマミ２９を右後方の方向へ傾倒操作すると、上基板４１が第一支持軸２７を中心として揺動すると共に、枠体２３が第二支持軸２８を中心として揺動する自在継手としての動きによりツマミ２９は右後方へ傾き、押圧スイッチ４３Ｃおよび４５Ｂを動作させて入力信号を出力させることができる。
【００８３】
このように本実施の形態によれば、操作軸２６に装着したツマミ２９を、操作軸２６の回転軸線に対して垂直な第一揺動軸線Ｍ−Ｍまたは第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿う方向或いは両者の中間方向の八方向に、均等な操作感触で傾倒操作して節度感を伴って入力信号を出力することが可能な多方向入力装置を実現できるものである。
【００８４】
（実施の形態４）
実施の形態４について、以下に説明する。
【００８５】
なお、実施の形態３の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８６】
図１２は本発明の第４の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図であり、同図に示すように、本実施の形態による多方向入力装置は上記の実施の形態３によるものに対し、上基板および下基板からの下方延長部に形成された傾倒方向をガイドする部分の構成が異なるものである。
【００８７】
すなわち、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄを保持する上基板５０の下面中心部から下方に、回転・押圧操作型電子部品２１の操作軸２６の回転軸線に沿って円筒部５１が伸ばされ、その下端部開口の深穴５１Ａ内にはスプリング５２により下方へ付勢された弾性ピン５３が上下動可能に保持されている。
【００８８】
一方、下基板５４の下面から下方に延長された筒状体５５の下端面には、中央の球面状凹部５６Ａの周囲に操作軸２６を傾倒操作する方向に対応して八つの切込み５６Ｂが設けられた傾倒ガイド部５６が設けられ、上記の上基板５０下部に保持された弾性ピン５３の球状先端５３Ａが弾接している。
【００８９】
そして、傾倒ガイド部５６の球面状凹部５６Ａの周囲の八つの半球面状の切込み５６Ｂは、実施の形態３による多方向入力装置の傾倒ガイド孔４９（図１０参照）と上面視類似の形状であり、八つの押圧スイッチ４３Ａ〜４３Ｄおよび４５Ａ〜４５Ｄの隣接するもの同士の中間方向の合計八方向に４５°の角度間隔で設けられている。
【００９０】
そして、本実施の形態による多方向入力装置の他の部分の構成は、実施の形態３によるものと同じである。
【００９１】
以上のように構成された多方向入力装置の操作軸２６に装着されたツマミ２９を回転操作および押圧操作する場合の動作も実施の形態３すなわち実施の形態１の場合と同じである。
【００９２】
また、傾倒ガイド部５６の球面状凹部５６Ａの中央部が低くなっているので、弾性ピン５３の球状先端５３Ａは、通常状態において、球面状凹部５６Ａの中央にあるように付勢されて、上基板５０が下基板５４と平行状態を保つことを補佐している。
【００９３】
そして、図１３の部分断面の正面図に矢印で示すように、ツマミ２９の上面に押圧力を加えて、例えば左方向へ傾倒操作すると、上基板５０が左方向へ揺動して下基板５４に対して傾き、押圧スイッチ４３Ａ（図示せず）および４５Ａをほぼ同時に動作させて入力信号を出力させることも実施の形態３の場合と同様である。
【００９４】
しかし、この上基板５０の左方向への揺動時に、その下面中心部から下方へ伸ばされた円筒部５１下端の深穴５１Ａに保持された弾性ピン５３は右方向へ動き、下基板５４下方の筒状体５５下端の傾倒ガイド部５６に弾接した球状先端５３Ａは球面状凹部５６Ａの中央から右側へ動いて、スプリング５２を少し圧縮しながら右側の半球状の切込み５６Ｂ内に入り込むことによって、ツマミ２９すなわち上基板５０が第二揺動軸線Ｎ−Ｎに沿った左方向へ正しく傾倒するようにガイドする。
【００９５】
そして、ツマミ２９に加える押圧力を除くと、押圧スイッチ４３Ａおよび４５Ａの自己復帰力によって上基板５０を押し上げるが、この時、弾性ピン５３もスプリング５２の弾性力により押されて、半球状の切込み５６Ｂから出て球状凹部５６Ａの中心へ戻ろうとして上基板５０の通常状体への復帰を助ける。
【００９６】
このように本実施の形態によれば、上基板５０から下方に伸ばされた円筒部５１に保持された弾性ピン５３が下基板５４下方の筒状体５５下端の傾倒ガイド部５６に弾接して、操作軸２６に装着したツマミ２９を傾倒操作する際に、所定の方向に正しく操作されるようにガイドすると共に、操作部の傾倒操作後に確実に通常状態に復帰するように補佐し、更にツマミに誤って触れても誤動作し難い多方向入力装置を実現できるものである。
【００９７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、予め一つの装置として組み立てることができ、操作用のツマミのガタツキが無くて回転操作時の感触が良く、均等な操作感触で傾倒操作できて、しかも誤動作をすることが少ない多方向入力装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同平面図
【図４】同要部である回転・押圧操作型電子部品の正面断面図
【図５】同操作軸を傾倒操作する場合の部分断面の正面図
【図６】（ａ）同要部である上基板を変えた多方向入力装置の部分断面の正面図
（ｂ）同平面図
【図７】本発明の第２の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図８】本発明の第３の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図９】同平面図
【図１０】同下面図
【図１１】同操作軸を傾倒操作する場合の下面図
【図１２】本発明の第４の実施の形態による多方向入力装置の部分断面の正面図
【図１３】同操作軸を傾倒操作する場合の部分断面の正面図
【図１４】従来の多方向入力装置の部分断面の正面図
【図１５】同要部である回転・押圧操作型電子部品の正面断面図
【図１６】同図１４のＰ−Ｐ線における断面図
【図１７】同操作軸を押圧操作する場合の部分断面の正面図
【図１８】同操作軸を傾倒操作する場合の部分断面の正面図
【符号の説明】
６，３４ 回転体
６Ａ 多角形孔
７，３５ 接点板
８Ａ，８Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ 弾性接点
９，３７ 回転型エンコーダ部
１０ 駆動体
１１ 可動接点
１２Ａ，１２Ｂ 固定接点
１３ スイッチ部
２１，３１ 回転・押圧操作型電子部品
２２，３０，３２，４１，５０ 上基板
２２Ａ〜２２Ｄ，３０Ａ〜３０Ｄ，４１Ａ〜４１Ｈ 押圧突部
２２Ｅ〜２２Ｈ 突出部
２３ 枠体
２３Ａ，２４Ａ 揺動支持部
２４，４２，５４ 下基板
２５Ａ〜２５Ｄ，４３Ａ〜４３Ｄ，４５Ａ〜４５Ｄ 押圧スイッチ
２５Ｅ〜２５Ｈ，４４Ａ〜４４Ｄ，４６Ａ〜４６Ｄ 押釦部
２６ 操作軸
２６Ａ 多角形部
２７ 第一支持軸
２８ 第二支持軸
２９ ツマミ
３３ 外ツマミ
３４Ａ 外軸部
３８ 内ツマミ
３８Ａ 上端面
３９ 基体部
３９Ａ，４９Ａ 中央孔
４０ 押圧スイッチ部
４７ 棒状体
４７Ａ 細径軸部
４８，５５ 筒状体
４９ 傾倒ガイド孔
４９Ｂ，５６Ｂ 切込み
５１ 円筒部
５１Ａ 深穴
５２ スプリング
５３ 弾性ピン
５３Ａ 球状先端
５６ 傾倒ガイド部
５６Ａ 球面状凹部
Claims (2)
- 操作部の回転操作により入力信号を出力する回転部品部と上記操作部の押圧操作により入力信号を出力する押圧部品部とを備えた回転・押圧操作型電子部品を中央に保持して、上記操作部の回転軸線と直交する第一揺動軸線上の第一支持軸を中心として揺動可能な上基板と、この上基板を囲うように配設され、上記第一支持軸用の揺動支持部を有すると共に、上記回転軸線および第一揺動軸線と直交する第二揺動軸線上の第二支持軸を中心として揺動可能に下基板に支持された枠体と、上記第一揺動軸線と第二揺動軸線の交点から等距離の上記下基板上の位置に上記上基板下面と当接するように配設された複数個の押圧スイッチを有する多方向入力装置であって、上記下基板上に上記押圧スイッチが４５°の角度間隔で八つ配され、その八つの押圧スイッチとして、動作時に節度感を発生するものと節度感を発生しないものが交互に配置され、しかもその一つおきの四つずつが等動作ストローク・等動作力のものとされ、その隣接する二つの押圧スイッチどうしの中間方向に向けて上記操作部を傾倒操作して上記上基板を上記下基板に対して傾ける時、上記押圧スイッチの隣接する二つずつが一定時間内に動作して出力する入力信号をそれぞれ異なる一つの信号として処理するスイッチング認識手段を設けた多方向入力装置。
- 隣接して配設された二つずつの押圧スイッチのうち、動作時に節度感を発生するものの動作ストロークが、節度感を発生しないものの動作ストロークと同等以上の大きさである請求項１記載の多方向入力装置。
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