JP4566088B2 - 操作部材の原点復帰機構及びこれを用いた多方向入力装置 - Google Patents

操作部材の原点復帰機構及びこれを用いた多方向入力装置 Download PDF

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Description

本発明は、所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作された操作部材を原点位置に自動復帰させる操作部材の原点復帰機構及びこれを用いた多方向入力装置に関する。
この種の多方向入力装置としては、ケース本体の天板部の開口から一端部が操作可能に突出しており且つ前記操作に応じて前記開口の中心位置である原点位置からＸ−Ｙ方向に向けて移動可能な操作部材と、この操作部材の他端部が挿入されるＹ、Ｘ方向に延びる第１、第２の長孔を有し且つ操作部材の移動に応じてＸ、Ｙ方向に移動可能な第１、第２の移動体と、この第１、第２の移動体の移動に応じて第１、第２の信号を出力する第１、第２の信号出力手段と、移動操作された操作部材を原点位置に復帰させるための原点復帰機構とを備えたものがある。
前記原点復帰機構は、第１、第２の移動体の後端部に設けられた第１、第２の収容部にＸ、Ｙ方向に沿って収容される第１、第２のコイルスプリングと、ケース本体の第１、第２のコイルスプリングの両端部に当接可能な位置にＸ、Ｙ方向に沿って間隔を開けて配置された突起状の第１、第２の一対の制止部とを有した構成となっている( 特許文献１参照)
即ち、操作部材が移動操作され、第１、第２の移動体がＸ、Ｙ方向に移動すると、第１、第２のコイルスプリングが第１、第２の収容部の長さ方向の一方の壁面と、第１、第２の他方の制止部との間で圧縮される。その後、前記操作部材が開放されると、第１、第２のコイルスプリングの付勢力により第１、第２の移動体がＹ、Ｘ方向に復帰移動し、これにより操作部材が原点位置に復帰するようになっている。
特開２００１−２５５９９５号公報
ところが、前記原点復帰機構は、第１、第２のコイルスプリングにより第１、第２の移動体を移動方向と反対方向に付勢して操作部材を原点位置に復帰させるだけであるから、その付勢力に起因して、操作部材が原点位置を越えてしまう場合があった。
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、原点復帰動作の際の操作部材の原点越えを抑制して、操作部材の原点復帰精度を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の操作部材の原点復帰機構は、所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作することが可能な操作部材を、当該操作部材を挟んで互いに対向する方向から均等な付勢力により付勢し合い、これにより前記操作部材を原点位置で保持するようになっている操作部材の原点復帰機構であって、前記操作部材の軸線と交差するように配置されたベース部と、このベース部の面上に先端部同士が前記操作部材を挟んで対向するように配置されており且つ当該先端部が原点位置に向けて移動可能に連結された複数の可動部材を有するリンク機構と、複数の可動部材の先端部を原点位置に向けて移動させるための付勢手段とを具備しており、前記リンク機構は、前記ベース部の面上の前記操作部材の軸回りに回転自在に設けられたリング状の回転体と、後端部が回転体に回動可能に連結されており且つ前記ベース部の面上の前記回転体の内側の前記操作部材の軸回りに当該回転体の回転に応じて回転可能に軸支された前記複数の可動部材とを有し、前記付勢手段は、前記回転体を所定の周方向に向けて付勢しており、この付勢手段の付勢力により、前記可動部材の先端部の幅方向の一端面が原点位置に位置した前記操作部材の外面の異なる部位に各々当接するようになっており、前記付勢手段の複数の可動部材を通じて作用する複数の付勢力が、全ての可動部材の先端が原点位置に位置した前記操作部材に当接することにより、当該操作部材に対して均等に作用して付勢し合うようになっている。
前記ベース部には、操作部材が通される円形の孔部が設けられている。前記リンク機構の可動部材の先端部の一端面には円弧状の切欠き部が設けられており、この切欠き部は、前記操作部材が最大移動可能位置に移動したときに、前記ベース部の孔部の縁部と平面視同一円弧状となるようになっている。
本発明の多方向入力装置は、天板部に開口を有したケース本体と、このケース本体の開口の中心位置である前記原点位置からＸ−Ｙ方向に向けて移動操作可能な操作部材と、この操作部材の移動に応じてＸ、Ｙ方向に移動可能な第１、第２の移動体と、この第１、第２の移動体の移動に応じて信号を出力する第１、第２の信号出力手段と、操作部材を原点位置に復帰させる上記操作部材の原点復帰機構とを備えていることを特徴としている。
前記付勢手段は弾性部材である。回転体には付勢手段に付勢される凸部を設けることができる。この場合、ベース部には回転体の凸部が挿入され且つ付勢手段を収容する第１の収容部が設けられており、ケース本体のベース部対向部位には、第１の収容部との間で付勢手段を収容する第２の収容部が設けられている。
前記リンク機構の回転体及び可動部材はベース部とケース本体の間に回転可能に保持されることが好ましい。
本発明の操作部材の原点復帰機構による場合、操作部材を挟んで互いに対向する方向から均等な付勢力により付勢し合い、これにより前記操作部材を原点位置で保持するようになっている。このため、操作部材を操作移動方向側の付勢力に抗して原点位置から離れる方向に向けて移動操作すると、当該操作移動方向側の付勢力が増加する一方、非操作移動方向側の付勢力が減少する。そして、前記操作部材が開放されると、前記操作移動方向側の付勢力により復帰方向に向けて付勢され、原点位置に向けて押し戻される。当該操作部材が原点位置に復帰すると、前記操作移動方向側の付勢力と前記非操作移動方向側の付勢力とが均等になり、当該操作部材が原点位置で保持される。よって、従来例の如く操作部材が原点位置を越えて移動することがなく、操作部材の復帰動作の高精度化を図ることができる。
また、前記操作部材の原点復帰機構が、ベース部の面上に先端部同士が前記操作部材を挟んで対向するように配置されており且つ当該先端部が原点位置に向けて移動可能に連結された複数の可動部材を有するリンク機構と、複数の可動部材の先端部を原点位置に向けて移動させるための付勢手段とを具備しているので、前記操作部材が所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作されると、当該操作部材により前記複数の可動部材のうち操作方向に位置した一部の可動部材の先端部が前記付勢手段の付勢力に抗して押され、原点位置から離れる方向に移動すると共に、残りの可動部材の先端部が同様に移動する。その後、前記操作部材が開放されると、前記付勢手段の付勢力により一部の可動部材の先端部が当該操作部材を原点位置に押し戻すと共に、残りの可動部材の先端部が原点位置に向けて移動する。そして、前記操作部材が原点位置に位置すると、全ての可動部材の先端部が当該操作部材に当接する。このとき、前記付勢手段の複数の可動部材を通じて作用する複数の付勢力が、前記操作部材に対して均等に作用し、付勢し合うので、当該操作部材が原点位置で保持される。このように前記一部の可動部材の復帰動作と、前記残りの可動部材の復帰動作とが連動するようになっているので、全ての可動部材の先端部が同時に操作部材に当接するタイミングを図り易くなっている。このため、操作部材の復帰動作の高精度化し易いというメリットを奏する。
前記リンク機構は、回転体に複数の可動部材の後端部が連結されており、当該回転体の回転に応じて複数の可動部材が回転し、当該複数の可動部材の先端部の幅方向の一端面が操作部材の外面の異なる部位に当接可能となっている。このように回転体を用いると、付勢手段の数を減らすことができる。従って、部品点数を減少させることが可能になり、その結果、低コスト化を図ることができる。
前記リンク機構の可動部材の先端部の操作部材当接部位に円弧状の切欠き部が設けられており、この切欠き部は、操作部材が最大移動可能位置に移動したときに、ベース部の孔部の縁部と平面視同一円弧状となるようになっている場合、前記操作部材が最大移動可能位置に位置したときに、前記回転体及び当接した一部の可動部材を通じて当該操作部材に掛かる付勢手段の付勢力による負荷が全操作方向について均等になる。その結果、前記操作部材の回転操作が滑らかになり、操作感が向上する。
本発明の多方向入力装置による場合、上記操作部材の原点復帰機構と同様の効果を奏する。
弾性部材である付勢手段がベース部の第１の収容部とケース本体の第２の収容部との間で収容されるようになっていると、組み立ての過程で付勢手段が脱落等することなくなるので、組み立てが容易になる。その結果、低コスト化を図ることができ、当該多方向入力装置を量産し易くなる。
また、回転体及びリンク機構の可動部材をベース部とケース本体の間で回転可能に保持するようにすると、この点でも組み立てが容易になる。しかも、ケース本体とベース部との間の高さ方向の空間に余分な空間が生じない。よって、装置高を低減する上でメリットがある。
以下、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置について説明する。
まず、本発明の第１の実施の形態に係る多方向入力装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る多方向入力装置の概略的斜視図であって、( ａ) がケース本体の上ケースを取り付けた状態の図、( ｂ）がケース本体の上ケースを取り外した状態の図、図２は同装置のＡ−Ａ断面図、図３は同装置のケース本体の上ケースを取り外した状態の概略的平面図、図４は同装置のケース本体の下ケースの概略的斜視図、図５は同装置の原点復帰機構のベース部の概略的斜視図、図６は同装置の原点復帰機構のリンク機構の回転体の概略的斜視図、図７は同装置の原点復帰機構のリンク機構の可動部材の概略的平面図、図８は同装置のケース本体の上ケースを取り外した状態の概略的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示右下方向に操作移動した状態の図、( ｃ）が操作部材が原点位置から図示右下方向の最大移動可能位置に操作移動した状態の図、図９は同装置の第１の移動体を示す図であって、( ａ) が概略的平面図、( ｂ）が概略的正面図、( ｃ）が概略的底面図、図１０は同装置の第２の移動体を示す図であって、( ａ) が概略的平面図、( ｂ）が概略的正面図、( ｃ）が概略的底面図、図１１は同装置の内蔵基板を示す図であって、( ａ) が概略的平面図、( ｂ）が概略的底面図である。
図１及び図２に示す多方向入力装置は、天板部１１１に開口１１１ａを有したケース本体１００と、このケース本体１００の開口１１１ａの中心位置である原点位置ＣからＸ−Ｙ方向に向けて移動操作可能な操作部材２００と、この操作部材２００の移動に応じてケース本体１００内をＸ、Ｙ方向に移動可能な第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂと、この第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂの移動に応じて信号を出力する第１、第２の信号出力手段４００ａ、４００ｂと、操作部材２００を当該操作部材２００を挟んで互いに対向する方向から均等な付勢力により付勢し合い、これにより操作部材２００を原点位置Ｃで保持する原点復帰機構５００とを備えている。以下、各部を詳しく説明する。
操作部材２００は、図２に示すように、樹脂製の成形品であって、棒状の操作部材本体２１０と、この操作部材本体２１０の中央部に当該操作部材本体２１０と直交するように一体的に設けられた円盤部２２０とを有している。
ケース本体１００は、上ケース１１０と、上ケース１１０との間に原点復帰機構５００のベース部５１０を挟んだ状態で当該上ケース１１０と組み合わされる下ケース１２０と、上ケース１１０、下ケース１２０及び原点復帰機構５００のベース部５１０を一体的に取り付けるための取付部材１３０とを有した構成となっている。
上ケース１１０は、図２に示すように、中央部に円形の開口１１１ａを有する円板状の天板部１１１と、この天板部１１１の外周縁部から下方に向けて立設されたリング状の側壁部１１２と、天板部１１１から下方に向けて凸設された円柱状の４つの突起部１１３( 図示２つ) とを有した樹脂成形品である。側壁部１１２は原点復帰機構５００のベース部５１０の上面の縁部に載置される。この側壁部１１２の外壁には、取付部材１３０の３つの係止爪１３１が係止される３つの係止部１１２ａが設けられている( 図１( ａ）及び図２参照) 。突起部１１３は、原点復帰機構５００のベース部５１０の嵌合孔５１６に嵌合する。
下ケース１２０は、図２及び図４に示すように、互いに対向する頂部がカットされた略円形の板状体であって、中央部に厚み方向に貫通する円形の挿入孔１２１が設けられている。この挿入孔１２１は、操作部材２００の操作部材本体２１０が通される孔であって、その中心が上ケース１１０の開口１１１ａの中心を通る鉛直線上に位置するようになっている。
この下ケース１２０の上面には、中心が上ケース１１０の開口１１１ａの中心を通る鉛直線上に位置する円形の上側凹部１２２が挿入孔１２１と連続するように設けられている。この上側凹部１２２は、原点復帰機構５００のベース部５１０の下側凹部５１５と共に操作部材２００の円盤部２２０をＸ−Ｙ方向に移動可能に収容する。
また、下ケース１２０の上面には、挿入孔１２１を挟んで対向する一対の収容溝１２３( 即ち、第２の収容部) が設けられている。この収容溝１２３は２段構造を有し且つ円弧状に湾曲している。この収容溝１２３の上段部１２３ａには原点復帰機構５００の付勢手段５３０が収容される。上段部１２３ａ及び下段部１２３ｂには回転体５２１の凸部５２１ｄが挿入される。更に、下ケース１２０の上面の四隅には、図４に示すように、原点復帰機構５００のベース部５１０の４つの突起部５１７が嵌合する４つの嵌合孔１２４が設けられている。
一方、下ケース１２０の下面には、図２に示すように、第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂを収容するための矩形状の第１の下側凹部１２５と、この第１の下側凹部１２５の下方に連続する後述する内蔵基板６００を収容するための矩形状の第２の下側凹部１２６とが設けられている。
第１の下側凹部１２５の天面には、第１の移動体３００ａをＸ方向に移動自在にガイドするための凸脈である一対の第１のガイド部１２５ａと、第２の移動体３００ｂをＹ方向に移動自在にガイドするための凸脈であり且つ第１のガイド部１２５ａと直角に配置された図示しない一対の第２のガイド部とが設けられている。
第２の下側凹部１２６は、内蔵基板６００が嵌まり込む第１の下側凹部１２５よりも若干幅広な凹部であって、図示しない一端部が当該内蔵基板６００の突出部６１０をケース本体１００外に突出させるために開放されている。
取付部材１３０は、図１及び図２に示すように、円盤状の板体１３２と、この板体１３２から垂直に立設された４つの係止爪１３１とを有する。板体１３２は、下ケース１２０の第２の下側凹部１２６を塞ぐように当該下ケース１２０の下面に設置される。内蔵基板６００は、下ケース１２０の第２の下側凹部１２６と取付部材１３０の板体１３２との間で保持される。
４つの係止爪１３１のうち図示されない１つの係止爪１３１は、他の３つの係止爪１３１より高さ寸法が小さくなっている。３つの係止爪１３１は、上ケース１１０、原点復帰機構５００のベース部５１０及び下ケース１２０が組み合わされた状態で当該上ケース１１０の係止部１１２ａに係止される。１つの係止爪１３１は、上ケース１１０、原点復帰機構５００のベース部５１０及び下ケース１２０が組み合わされた状態で当該下ケース１２０の図示されない係止部に係止される。
原点復帰機構５００は、図２及び図３に示すように、操作部材２００の操作部材本体２１０の軸線と交差するようにＸ−Ｙ方向に向けて配置されたベース部５１０と、このベース部５１０の上面に設けられたリンク機構５２０と、リンク機構５２０の回転体５２１を所定の周方向であるα方向に向けて付勢する一対の付勢手段５３０( 力付与手段) とを有している。
ベース部５１０は、図２、図３及び図５に示すように、上ケース１１０と下ケース１２０との間に挟まれる略円形の板状であって、その中央部に操作部材２００の操作部材本体２１０が通される孔部５１１が設けられている。この孔部５１１は、中心が上ケース１１０の開口１１１ａの中心を通る鉛直線上に位置する孔であって、当該開口１１１ａと共に操作部材２００の所定以上のＸ−Ｙ方向の移動を規制している。即ち、孔部５１１内が操作部材２００のＸ−Ｙ方向の移動可能範囲となる。
このベース部５１０の上面には、図３及び図５に示すように、孔部５１１の回りに４つの円柱状の支点部５１２が９０°ピッチ間隔で設けられている。この支点部５１２にはリンク機構５２０の可動部材５２２を回転可能に取り付けられる。
この４つの支点部５１２のうち互いに対向する２つの支点部５１２には、可動部材５２２を各々支持する２つの支持台５１３が一体的に設けられている。この支持台５１３は、支持した２つの可動部材５２２と、ベース部５１０の上面上に支持された残りの２つの可動部材５２２との取り付け位置の高さを変えるためのものである。このように可動部材５２２との取り付け位置の高さを変えることにより、４つの可動部材５２２をベース部５１０の上面の操作部材２００の操作部材本体２１０の軸心回りに９０°ピッチ間隔で隙間なく配置することが可能になる。
このベース部５１０の支持台５１３の両端部には、図２及び図５に示すように、上ケース１１０の突起部１１３が嵌合する嵌合孔５１６が各々設けられている。
また、ベース部５１０の上面の支持台５１３の外側部位には、下ケース１２０の一対の収容溝１２３と共に一対の付勢手段５３０を収容する一対の収容孔５１４( 即ち、第１の収容部) が設けられている。この収容孔５１４は、回転体５２１に沿うように円弧状に湾曲している。また、収容孔５１４の下側の縁部は、図２に示すように、上方から下方にかけて幅広となる円弧状のテーパ面となっている。即ち、収容孔５１４の上側の縁部の間が付勢手段５３０の幅寸法よりも小さくなっており、回転体５２１の凸部５２１ｄを挿入可能としつつ、当該付勢手段５３０の上方への抜けを防止している。
一方、ベース部５１０の下面には、図２に示すように、下ケース１２０の上側凹部１２２と共に操作部材２００の円盤部２２０を収容する円形の下側凹部５１５が設けられている。この下側凹部５１５の中心は上ケース１１０の開口１１１ａの中心を通る鉛直線上に位置している。また、下側凹部５１５の高さ寸法は、下ケース１２０の上側凹部１２２の高さ寸法と併せて操作部材２００の円盤部２２０の厚み寸法よりも若干大きくなっている。即ち、ベース部５１０の下側凹部５１５及び下ケース１２０の上側凹部１２２により、操作部材２００がＺ方向に移動しないように規制している。
また、ベース部５１０の下面には、図５に示すように、下ケース１２０の４つの嵌合孔１２４に嵌合される円柱状の４つの突起部５１７( 図示１つ) が所定間隔を空けて設けられている。
リンク機構５２０は、ベース部５１０の上面の操作部材本体２１０の軸回りに回転自在に設けられた回転体５２１( 分散化部材) と、ベース部５１０の面上の回転体５２１の内側の操作体本体２１０の軸回りに設けられた４つの可動部材５２２とを有する。
回転体５２１は、図２、図３及び図６に示すように、リング状の部材であって、互いに対向する一対の上向きの凹部５２１ａと、互いに対向する一対の下向きの凹部５２１ｂとが設けられている。即ち、上向きの凹部５２１ａと、下向きの凹部５２１ｂとが９０°ピッチ間隔で交互に設けられている。この上向きの凹部５２１ａ及び下向きの凹部５２１ｂには、可動部材５２２の後端部を回動可能に連結するための円柱状の軸部５２１ｃが各々設けられている。
また、回転体５２１には、互いに対向する一対の凸部５２１ｄが下方に向けて設けられている。この凸部５２１ｄは、ベース部５１０の収容孔５１４及び下ケース１２０の収容溝１２３に挿入される。これにより、回転体５２１がベース部５１０の上面に回転自在に取り付けられる。
可動部材５２２は、図３及び図７に示すように、操作部材２００の操作移動を回転体５２１の回転に変換するための板状の片部材であって、付勢手段５３０よりも剛性の高い素材で構成されている。これにより、付勢手段５３０の付勢力を操作部材２００に正確に伝達できるようにしている。
可動部材５２２の中間部にはベース部５１０の支点部５１２が挿入される長穴５２２ａが設けられている。このように長穴５２２ａにベース部５１０の軸部を挿入することにより、２つの可動部材５２２がベース部５１０の支持台５１３上に回転可能に取り付けられ、残りの２つの可動部材５２２がベース部５１０の上面に回転可能に取り付けられる。これにより、４つの可動部材５２２がベース部５１０の上面の操作部材２００の操作部材本体２１０の軸心回りに９０°ピッチ間隔で配置される。
この可動部材５２２の後端部には、回転体５２１の軸部５２１ｃが挿入される円形の連結孔５２２ｂが設けられている。これにより、可動部材５２２の後端部が回転体５２１に回動可能連結され、可動部材５２２の回転に応じて回転体５２１が回転する。
一方、可動部材５２２の先端部は、内側部位( 幅方向の一端面) が原点位置Ｃに位置した操作部材２００の操作部材本体２１０に当接する当接部位となっており、円弧状の切欠き部５２２ｃが設けられている。即ち、４つの可動部材５２２が原点位置Ｃの操作部材２００の操作部材本体２１０の外面の異なる部位に当接し、当該操作部材２００を原点位置Ｃで保持する。
切欠き部５２２ｃは、操作部材２００が最大移動可能位置に移動したとき( 図８( ｃ) 参照) に、ベース部５１０の孔部５１１の縁部と平面視同一円弧状となるようになっている。これにより、操作部材２００が最大移動可能位置に位置したときに、回転体５２１及び当接した一部の可動部材５２２を通じて操作部材２００の操作部材本体２１０に掛かる付勢手段５３０の付勢力による負荷が全操作方向について略均等になる。その結果、操作部材２００の回転操作が滑らかになり、操作感が向上する。
一対の付勢手段５３０は、図３に示すように、下ケース１２０の収容溝１２３とベース部５１０の収容孔５１４との間に収容されるコイルスプリングである。この一対の付勢手段５３０は、収容された状態で回転体５２１の一対の凸部５２１ｄをα方向に付勢する。即ち、一対の付勢手段５３０の付勢力は、回転体５２１及び４つの可動部材５２２を通じて４つに分割され、原点位置Ｃに位置した操作部材２００に均等に作用するようになっている。
第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂは、図２及び図３に示すように、下ケース１２０の第１の下側凹部１２５内に互いに直交するように配置される。第１の移動体３００ａは、図２及び図９に示すように、移動方向( Ｘ方向) と直角な方向に延びる板部３１０ａと、この板部３１０ａの長さ方向の両端部に設けられたスライダ部３２１ａ、３２２ａとを有している。
スライダ部３２１ａの上面には、下ケース１２０の第１の下側凹部１２５の一方の第１のガイド部１２５ａにスライド可能に嵌まり込む凹状の溝部３３１ａが設けられている。同様に、スライダ部３２２ａの上面にも、下ケース１２０第１の下側凹部１２５の他方の第１のガイド部１２５ａにスライド可能に嵌まり込む凹状の溝部３３２ａが設けられている。また、スライダ部３２１ａの下面には、第１の信号出力手段４００ａの第１の接触子４２０ａを収容する収容部３４１ａが設けられている。
板部３１０ａには、Ｘ方向と直交する方向に延びる長孔３１１ａが設けられている。この長孔３１１ａには、操作部材２００の操作部材本体２１０が挿入される。即ち、操作部材本体２１０に長孔３１１ａの幅方向の端面が押されることにより、スライダ部３２１ａ、３２２ａの溝部３３１ａ、３３２ａが下ケース１２０第１の下側凹部１２５の一対の第１のガイド部１２５ａにガイドされ、第１の移動体３００ａが内蔵基板６００の面上に沿ってＸ方向に移動する。
第２の移動体３００ｂは、図１０に示すように、第２の移動体３００ｂの板部３１０ｂが第１の移動体３００ａの板部３１０ａと直交配置可能にするためにスライダ部３２１ｂ、３２２ｂの下端部に配設されている以外、第１の移動体３００ａとほぼ同様の構成となっている。よって、重複する部分についての説明は省略する。
第１、第２の信号出力手段４００ａ、４００ｂは、図２及び図１１に示すように、内蔵基板６００の面上に設けられた第１、第２の抵抗回路４１０ａ、４１０ｂと、この第１、第２の抵抗回路４１０ａ、４１０ｂと摺接する第１、第２の接触子４２０ａ、４２０ｂとを有している。第１、第２の接触子４２０ａ、４２０ｂは、第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂのスライダ部３２１ａ、３２１ｂの収容部３４１ａ、３４１ｂに収容され、当該第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂの移動により第１、第２の抵抗回路４１０ａ、４１０ｂと摺接するようになっている。即ち、前記摺接による抵抗値の変化が出力信号として内蔵基板６００を通じて外部に出力されるようになっている。
内蔵基板６００は、図１１に示すように、矩形状のプリント基板であって、第１、第２の信号出力手段４００ａ、４００ｂの第１、第２の抵抗回路４１０ａ、４１０ｂが形成されている。この内蔵基板６００の一端部には、ケース本体１００外に突出する突出部６１０が設けられている。この突出部６１０は外部接続用として用いられる。
以下、このような多方向入力装置の使用方法を説明すると共に、各部の動作について説明する。まず、原点位置Ｃに位置した操作部材２００( 図８( ａ) 参照) を図示右斜め下方に移動操作する。
すると、移動方向に位置した一部の可動部材５２２( ここでは、図示右上方の可動部材５２２) の先端部の切欠き部５２２ｃが操作部材２００の操作部材本体２１０により回転体５２１を通じた付勢手段５３０の付勢力に抗して押され、これにより当該一部の可動部材５２２が回転する。この回転により、図８( ｂ) に示すように、当該一部の可動部材５２２の後端部が回動し、回転体５２１がα方向と反対方向に回転する。回転体５２１が回転すると、残りの可動部材５２２の後端部が回動し、これにより当該残りの可動部材５２２が回転する。また、回転体５２１の回転により付勢手段５３０が圧縮される。このとき、一対の付勢手段５３０の回転体５２１及び４つの可動部材５２２を通じて４つに分割された付勢力が操作部材２００に対して不均一に作用する。実際には、一部の可動部材５２２を通じた１つの付勢力のみが操作部材２００に対して作用する。
操作部材２００が前記操作移動すると、その移動に伴って第１の移動体３００ａが、Ｘ方向に移動し、第１の接触子４２０ａが第１の抵抗回路４１０ａ上を摺動する。これと共に、第２の移動体３００ｂが、Ｙ方向に移動し、第２の接触子４２０ｂが第２の抵抗回路４１０ｂ上を摺動する。すると、第１の移動体３００ａの移動量に応じて可変した抵抗値が第１の信号出力手段４００ａの第１の出力信号として出力され、当該多方向入力装置が使用される電子機器に入力される。これと共に、第２の移動体３００ｂの移動量に応じて可変した抵抗値が第２の信号出力手段４００ｂの第２の出力信号として出力され、前記電子機器に入力される。
前記電子機器は、第１の出力信号から操作部材２００のＸ方向への移動及び移動量を検出する一方、第２の出力信号から操作部材２００のＹ方向への移動及び移動量を検出し、この組み合わせにより操作部材２００が図示右斜め下方に操作されたと判断する。
その後、操作部材２００が開放されると、圧縮された付勢手段５３０の付勢力により回転体５２１がα方向に回転する。これにより全ての可動部材５２２が回転し、可動部材５２２の先端部が原点位置Ｃに向けて移動する。この過程で、一部の可動部材５２２の先端部の切欠き部５２２ｃが操作部材本体２１０を原点位置Ｃへと押し戻す。操作部材本体２１０が原点位置Ｃに復帰すると、４つの可動部材５２２が当該操作部材本体２１０の外面の異なる部位に各々当接し、当該可動部材５２２により当該操作部材本体２１０が挟まれる。このとき、一対の付勢手段５３０の回転体５２１及び４つの可動部材５２２を通じて４つに分割された付勢力が、操作部材２００に対して均等に作用し、付勢し合う。これにより操作部材２００が原点位置Ｃで制止される。
なお、操作部材２００をＸ方向に移動操作した場合には、第１の移動体３００ａのみが移動し、第１の信号出力手段４００ａから第１の出力信号が出力される。操作部材２００をＹ方向に移動操作した場合には、第２の移動体３００ｂのみが移動し、第２の信号出力手段４００ｂから第２の出力信号が出力される。これらの場合、操作部材２００の操作部材本体２１０に押される及び当該操作部材本体２１０を押し戻す一部の可動部材５２２が異なる以外、上述の通りである。操作部材２００をその他の方向に移動操作した場合も同様である。
このような多方向入力装置による場合、操作部材２００の操作部材本体２１０が原点位置Ｃに復帰すると、４つの可動部材５２２により挟まれ、制止される。このため、従来例の如く操作部材が原点位置Ｃを越えて移動することがなく、操作部材２００の復帰動作の高精度化を図ることができる。しかも、可動部材５２２の切欠き部５２２ｃが、操作部材２００が最大移動可能位置に移動したときに、ベース部５１０の孔部５１１の縁部と平面視同一円弧状となるようになっている。このため、操作部材２００が最大移動可能位置に位置したときに、操作部材２００の操作部材本体２１０に掛かる負荷が全操作方向について略均等になる。その結果、操作部材２００の回転操作が滑らかになり、操作感が向上する。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る多方向入力装置について図面を参照しながら説明する。図１２は本発明の第２の実施の形態に係る多方向入力装置の原点復帰機構の模式的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示斜め上方向に操作移動した状態の図、図１３は同装置の原点復帰機構の設計変更例を示す概略的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示斜め上方向に操作移動した状態の図である。
図１２に示す多方向入力装置は、原点復帰機構７００の構成が異なる以外、実施例１の多方向入力装置と同様の構成となっている。従って、以下、その相違点について詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、原点復帰機構の符号については７００を付し、それ以外の構成部材の符号については実施例１と同じものを使用する。
原点復帰機構７００は、操作部材２００の軸線と交差するように配置されたベース部７１０と、このベース部７１０の面上に操作部材２００を挟んで対向するように設けられており且つ当該操作部材２００に向けて移動自在にされた一対の可動部材７２０と、この可動部材７２０を原点位置Ｃに向けて付勢する一対の付勢手段７３０( 力付与手段) とを備えている。
ベース部７１０は、ベース部５１０と同様の上ケース１１０と下ケース１２０との間に挟まれる略円形の板状体であって、その中央部に操作部材２００の操作部材本体２１０が通される孔部７１１が設けられている。
このベース部７１０の上面の孔部７１１の回りには、支点部５１２、支持台５１３及び収容孔５１４の代わりに、一対の可動部材７２０を操作部材２００に向けて移動可能にガイドする凹字状の一対のガイド部７１２が設けられている。一方のガイド部７１２と他方のガイド部７１２とは、可動部材７２０を保持する高さ位置が異なっている。即ち、一方の可動部材７２０と他方の可動部材７２０とは一端部が上下に重なるようになっている。
一対の可動部材７２０は、一端部に三角形の切欠き部７２１が設けられた矩形状の板状体である。
一対の付勢手段７３０は、一対のガイド部７１２と一対の可動部材７２０との間に設けられたコイルスプリングである。
以下、このような構成の多方向入力装置の使用方法を説明すると共に、各部の動作について説明する。まず、原点位置Ｃに位置した操作部材２００( 図１２( ａ) 参照) を図示斜め上方) に移動操作する。
すると、移動方向側の一方の可動部材７２０の切欠き部７２１が操作部材２００に一方の付勢手段７３０の付勢力に抗して押される。これにより当該一方の可動部材７２０が原点位置Ｃから離れる方向に移動すると共に、他方の可動部材７２０が他方の付勢手段７３０の付勢力により同方向に移動する。このとき、一方の付勢手段７３０が一方の可動部材７２０と一方のガイド部７１２との間で圧縮され、他方の付勢手段７３０が伸びる。これにより、一方の付勢手段７３０の付勢力が他方の付勢手段７３０の付勢力よりも大きくなる。即ち、両者の付勢力が不均等になる。
操作部材２００が前記操作移動すると、その移動に伴って、第１の移動体３００ａが、Ｘ方向に移動し、第１の接触子４２０ａが第１の抵抗回路４１０ａ上を摺動する。これと共に、第２の移動体３００ｂが、Ｙ方向に移動し、第２の接触子４２０ｂが第２の抵抗回路４１０ｂ上を摺動する。すると、第１の移動体３００ａの移動量に応じて可変した抵抗値が第１の信号出力手段４００ａの第１の出力信号として出力され、当該多方向入力装置が使用される電子機器に入力される。これと共に、第２の移動体３００ｂの移動量に応じて可変した抵抗値が第２の信号出力手段４００ｂの第２の出力信号として出力され、前記電子機器に入力される。
前記電子機器は、第１の出力信号から操作部材２００のＸ方向への移動及び移動量を検出する一方、第２の出力信号から操作部材２００のＹ方向への移動及び移動量を検出し、この組み合わせにより操作部材２００が図示右斜め下方に操作されたと判断する。
その後、操作部材２００が開放されると、一方の付勢手段７３０の付勢力により一方の可動部材７２０が原点位置Ｃに向けて移動する。すると、一方の可動部材７２０の切欠き部７２１により操作部材２００の操作部材本体２１０が押され、他方の可動部材７２０と共に他方の付勢手段７３０の付勢力に抗して原点位置Ｃに向けて移動する。操作部材２００が原点位置Ｃに位置すると、一方の付勢手段７３０の付勢力と他方の付勢手段７３０の付勢力とが均等になり、付勢し合う。これにより、一方の可動部材７２０の切欠き部７２１と他方の可動部材７２０の切欠き部７２１とに操作部材２００が挟まれ、原点位置Ｃで制止される。
なお、操作部材２００をＸ方向に移動操作した場合には、上記と同様に、一方の可動部材７２０が原点位置Ｃから離れる方向に移動し、他方の可動部材７２０が同方向に移動する。このとき、第１の移動体３００ａのみが移動し、第１の信号出力手段４００ａから第１の出力信号が出力される。操作部材２００をＹ方向に移動操作した場合には、一対の可動部材７２０の双方が原点位置Ｃから離れる方向に移動する。このとき、第２の移動体３００ｂのみが移動し、第２の信号出力手段４００ｂから第２の出力信号が出力される。この場合、操作部材２００が開放されると、一対の可動部材７２０の双方に操作部材２００が押し戻される。その他のＸーＹ方向に移動操作した場合、操作部材２００の操作部材本体２１０に押される及び当該操作部材本体２１０を押し戻す一部の可動部材７２０が異なる以外、上述の通りである。
このような多方向入力装置による場合、操作部材２００の操作部材本体２１０が原点位置Ｃに復帰すると、一対の可動部材７２０により挟まれ、制止される。このため、従来例の如く操作部材が原点位置Ｃを越えて移動することがなく、操作部材２００の復帰動作の高精度化を図ることができる。
実施例１及び２の多方向入力装置については、操作部材を所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作することが可能な入力装置であって、前記操作部材を当該操作部材を挟んで均等な付勢力により付勢し合い、これにより前記操作部材を原点位置で保持するようになっている原点復帰機構、又は操作部材を所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作可能な入力装置であって、前記操作部材に力を付与する力付与手段を備え、（１）前記操作部材が原点以外の所定点に位置する場合は、前記操作部材に作用する合力がゼロ以外で向きが原点方向となり、（２）前記操作部材が原点に位置する場合は、前記合力がゼロとなるように、前記力付与手段による力が前記操作部材に付与される操作部材の原点復帰機構を備える限り、どのように設計変更してもかまわない。
原点復帰機構５００のリンク機構５２０については、先端部同士が操作部材を挟んで対向するように配置されており且つ当該先端部が原点位置に向けて移動可能に連結された複数の可動部材を有する限りどのような構成であっても良い。
可動部材５２２については、４つであるとして説明したが、少なくとも２つ有していれば良い。例えば、３つの可動部材５２２を１２０°ピッチ間隔で配置し、３方向からの略同じ力の合力により操作部材２００を付勢し合い、原点位置Ｃで保持するようにしても良い。また、可動部材５２２は、付勢手段５３０の付勢力を操作部材２００に対して均等に伝え得るように、同形状で且つ９０°ピッチ間隔等の所定間隔を空けて配置されていることが望ましいが、これに限定されるものではない。但し、可動部材５２２の形状やピッチ間隔が異なる場合には、付勢手段５３０の可動部材５２２を通じて作用する複数の付勢力が、原点位置Ｃの操作部材２００対して均等に作用するように各可動部材５２２の形状や配置を設定する必要がある。
ベース部５１０については、リンク機構５２０を設けることができる限りどのような形状のものを用いてもかまわない。また、ベース部５１０は、上ケース１１０と下ケース１２０との間に挟まれるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ベース部５１０を下ケース１２０の下面に取り付け、ベース部５１０と下ケース１２０との間に、回転体５２１、可動部材５２２及び付勢手段５３０を設けるようにすることができる。この場合、第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂ、第１、第２の信号出力手段４００ａ、４００ｂ及び内蔵基板６００は上ケース１１０と下ケース１２０との間に設ける。なお、この場合、ベース部５１０に孔部５１１を設けなくても良い。
また、ベース部５１０はケース本体１００と一体的に設けることも可能である。例えば、上ケース１１０の天板部１１１又は下ケース１２０の上面に回転体５２１、可動部材５２２及び付勢手段５３０を取り付けるようにすれば良い。
回転体５２１については、リング状の部材であるとしたが、付勢手段５３０の付勢力を可動部材に伝え、当該可動部材の先端部が操作部材に向けて移動させることができる限りどのようなものを用いても良い。例えば、中央部に操作部材２００が挿入される挿入口を有した多角形の板状体とすることができる。
付勢手段５３０については、回転体５２１が回転に応じて圧縮され、これにより回転体５２１をα方向に付勢するコイルスプリングであるとしたが、回転体５２１をα方向に付勢し得るものであれば、どのようなものを用いても良い。例えば、回転体５２１が回転することにより圧縮される又は引っ張られるその他のスプリングやゴム等の弾性体、互いに反発し合う磁石等を使用することが可能である。付勢手段５３０は同一のものを用いる必要はない。また、付勢手段５３０は少なくとも一つあれば良い。
また、付勢手段５３０は、下ケース１２０の収容溝１２３とベース部５１０の収容孔５１４との間に収容されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ベース部５１０の収容孔５１４のみで収容するようにしても良いし、回転体５２１に凹部を設けて収容するようにしても良い。回転体５２１に凹部を設ける場合には、ベース部５１０に前記凹部に挿入される凸部を設け、付勢手段５３０を前記凹部の一端面と前記凸部との間に配置する。前記凸部は上ケース１１０等に設けることも可能である。
原点復帰機構７００については、ベース部の面上に操作部材を挟んで対向するように設けられており且つ原点位置に向けて移動自在にされた複数の可動部材と、この可動部材を原点位置に向けて付勢する複数の付勢手段とを有する限りどのようなものであっても良い。
ベース部７１０については、可動部材７２０及び付勢手段７３０を設けることができる限りどのような形状のものを用いてもかまわない。また、ベース部７１０は、上ケース１１０と下ケース１２０との間に挟まれるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ベース部７１０を下ケース１２０の下面に取り付け、ベース部７１０と下ケース１２０との間に、可動部材７２０及び付勢手段７３０を設けるようにすることができる。この場合、第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂ、第１、第２の信号出力手段４００ａ、４００ｂ及び内蔵基板６００は上ケース１１０と下ケース１２０との間に設ける。なお、この場合、ベース部７１０に孔部７１１を設けなくても良い。
また、ベース部７１０はケース本体１００と一体的に設けることも可能である。例えば、上ケース１１０の天板部１１１又は下ケース１２０の上面に可動部材７２０及び付勢手段７３０を取り付けるようにすれば良い。
可動部材７２０については、操作部材２００に当接可能である限りどのような形状のものを用いても良い。即ち、全ての可動部材７２０が同形状である必要はない。この場合、可動部材７２０の形状に応じて付勢手段７３０の付勢力を適宜選択し、可動部材７２０を通じて原点位置Ｃに位置する操作部材２００に作用する複数の付勢手段７３０の付勢力を均等にしなければならない。
また、可動部材７２０は、２つであるとしたが、それ以上であっても良い。例えば、図１３に示すように、ベース部７１０に４つの可動部材７２０を原点位置Ｃに向けて移動可能に設けることができる。この場合も４つの可動部材７２０が互いに当接しないように隣り合う可動部材７２０の設置位置の高さを変えることがことが好ましい。
付勢手段７３０については、コイルスプリングであるとしたが、可動部材７２０を原点位置Ｃに向けて付勢し得るものであれば、どのようなものを用いても良い。例えば、その他のスプリングやゴム等の弾性体、互いに反発し合う磁石等を使用することが可能である。また、付勢手段７３０は、上述の通り、同一のものを用いる必要はない。
次に、本発明の第３の実施の形態に係る多方向入力装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の第３の実施の形態に係る多方向入力装置の原点復帰機構の概略的平面図である。
図１４に示す多方向入力装置は、原点復帰機構８００の構成が異なる以外、実施例１の多方向入力装置と同様の構成となっている。従って、以下、その相違点について詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、原点復帰機構の符号については８００を付し、それ以外の構成部材の符号については実施例１と同じものを使用する。
原点復帰機構８００は、操作部材２００の軸線と交差するように配置されたベース部８１０と、このベース部８１０の面上の操作部材２００の軸回りに回転自在に設けられた回転体８２１( リンク) と、ベース部８１０の面上の回転体８２１の内側の操作部材２００の軸回りに当該回転体８２１の回転に応じて回転可能に軸支された４つの可動部材８２２と、この回転体８２１を所定の周方向であるα方向に向けて回転させる一対の動作力付与手段８３０とを有している。
ベース部８１０はベース部５１０と同じである。また、回転体８２１は回転体５２１と同じである。可動部材８２２は可動部材５２２と同じであるが、操作部材２００が操作移動したときに、移動方向側に位置した可動部材８２２が第１の可動部材として機能し、前記可動部材８２２に対向する別の可動部材８２２が第２の可動部材として機能する。
動作力付与手段８３０は互いに反発する第１、第２の磁石８３１、８３２である。第１の磁石８３１はベース部８１０の収容孔８１４に取り付けられる。第２の磁石８３２は回転体８２１の凸部８２１ｄに取り付けられる。この回転体８２１の凸部８２１ｄがベース部８１０の収容孔８１４に挿入されると、第１、第２の磁石８３１、８３２が互いに対向する。即ち、第１、第２の磁石８３１、８３２の反発力( 即ち、動作力) により、回転体８２１をα方向に向けて回転させる。この一対の動作力付与手段８３０は、回転体８２１を回転させることにより、双方が第１、第２の動作力付与手段又は第１、第２の力付与手段として機能する( 即ち、共通化されている。) 。
以下、このような構成の多方向入力装置の使用方法を説明すると共に、各部の動作について説明する。まず、原点位置Ｃに位置した操作部材２００( 図８を借りて参照) を図示斜め上方) に移動操作する。
すると、移動方向に位置した一部の可動部材８２２( ここでは、図示右上方の可動部材８２２) の先端部の切欠き部８２２ｃが操作部材２００により回転体８２１を通じた一対の動作力付与手段８３０の反発力に抗して押され、これにより当該一部の可動部材８２２が回転する。この回転により、図８( ｂ) に示すように、当該一部の可動部材８２２の後端部が回動し、回転体８２１がα方向と反対方向に回転する。回転体８２１が回転すると、残りの可動部材８２２の後端部が回動し、これにより当該残りの可動部材８２２が回転する。また、回転体８２１の回転により一対の動作力付与手段８３０の第１、第２の磁石８３１、８３２が近づき、反発力が増加する。
このとき、第１の移動体３００ａが、Ｘ方向に移動し、第１の接触子４２０ａが第１の抵抗回路４１０ａ上を摺動する。これと共に、第２の移動体３００ｂが、Ｙ方向に移動し、第２の接触子４２０ｂが第２の抵抗回路４１０ｂ上を摺動する。すると、第１の移動体３００ａの移動量に応じて可変した抵抗値が第１の信号出力手段４００ａの第１の出力信号として出力され、当該多方向入力装置が使用される電子機器に入力される。これと共に、第２の移動体３００ｂの移動量に応じて可変した抵抗値が第２の信号出力手段４００ｂの第２の出力信号として出力され、前記電子機器に入力される。
前記電子機器は、第１の出力信号から操作部材２００のＸ方向への移動及び移動量を検出する一方、第２の出力信号から操作部材２００のＹ方向への移動及び移動量を検出し、この組み合わせにより操作部材２００が図示右斜め下方に操作されたと判断する。
その後、操作部材２００が開放されると、動作力付与手段８３０の反発力により回転体８２１がα方向に回転する。これにより全ての可動部材８２２が回転し、可動部材８２２の先端部が原点位置Ｃに向けて移動する。この過程で、一部の可動部材８２２の先端部の切欠き部８２２ｃが操作部材２００を原点位置Ｃへと押し戻す。操作部材２００が原点位置Ｃに復帰すると、４つの可動部材８２２が当該操作部材２００の外面の異なる部位に各々当接し、当該可動部材８２２により当該操作部材２００が挟まれる。このとき、一対の動作力付与手段８３０の動作力( 反発力) は、回転体８２１及び４つの可動部材８２２を通じて４つに分割され、操作部材２００に対して均等に作用し、付勢し合う。これにより操作部材２００が原点位置Ｃで制止される。
なお、操作部材２００をＸ方向に移動操作した場合には、第１の移動体３００ａのみが移動し、第１の信号出力手段４００ａから第１の出力信号が出力される。操作部材２００をＹ方向に移動操作した場合には、第２の移動体３００ｂのみが移動し、第２の信号出力手段４００ｂから第２の出力信号が出力される。これらの場合、操作部材２００の操作部材本体２１０に押される及び当該操作部材本体２１０を押し戻す一部の可動部材８２２が異なる以外、上述の通りである。操作部材２００をその他の方向に移動操作した場合も同様である。
このような多方向入力装置による場合、操作部材２００が原点位置Ｃに復帰すると、４つの可動部材８２２により挟まれ、制止される。このため、従来例の如く操作部材が原点位置Ｃを越えて移動することがなく、操作部材２００の復帰動作の高精度化を図ることができる。しかも、可動部材８２２の切欠き部８２２ｃが、操作部材２００が最大移動可能位置に移動したときに、ベース部８１０の孔部８１１の縁部と平面視同一円弧状となるようになっている。このため、操作部材２００が最大移動可能位置に位置したときに、操作部材２００の操作部材本体２１０に掛かる負荷が全操作方向について略均等になる。その結果、操作部材２００の回転操作が滑らかになり、操作感が向上する。
次に、本発明の第４の実施の形態に係る多方向入力装置について図面を参照しながら説明する。図１５は本発明の第４の実施の形態に係る多方向入力装置の原点復帰機構の模式的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示斜め上方向に操作移動した状態の図である。
図１５に示す多方向入力装置は、原点復帰機構９００の構成が異なる以外、実施例２の多方向入力装置と同様の構成となっている。従って、以下、その相違点について詳しく説明し、重複する部分については説明を省略する。なお、原点復帰機構の符号については９００を付し、それ以外の構成部材の符号については実施例１と同じものを使用する。
原点復帰機構９００は、操作部材２００の軸線と交差するように配置されたベース部９１０と、このベース部９１０の面上に操作部材２００を挟んで対向するように設けられており且つ原点位置Ｃに向けて移動自在にされた一対の可動部材９２０と、この一対の可動部材９２０を原点位置Ｃに向けて付勢する一対の動作力付与手段９３０とを備えている。
ベース部９１０はベース部７１０と同じである。可動部材９２０も可動部材７２０と同じであるが、操作部材２００が操作移動したときに、操作移動方向側に位置した一方の可動部材９２０が第１の可動部材として機能し、他方の可動部材９２０が第２の可動部材として機能する。
動作力付与手段９３０は互いに反発する第１、第２の磁石９３１、９３２である。第１の磁石９３１は可動部材９２０に取り付けられる。一方、第２の磁石９３２はベース部９１０のガイド部９１２に磁石９３１と対向するように取り付けられる。即ち、第１、第２の磁石９３１、９３２の反発力により、可動部材９２０を原点位置Ｃに向けて移動させる。この一対の動作力付与手段９３０は、操作部材２００が操作移動したときに、操作移動方向側に位置した一方の動作力付与手段９３０が第１の動作力付与手段又は第１の力付与手段として機能し、他方の動作力付与手段９３０が第２の動作力付与手段又は第２の力付与手段として機能する( 即ち、共通化されている。) 。
以下、このような構成の多方向入力装置の使用方法を説明すると共に、各部の動作について説明する。まず、原点位置Ｃに位置した操作部材２００( 図１５( ａ) 参照) を図示斜め上方) に移動操作する。
すると、移動方向側の一方の可動部材９２０の切欠き部９２１が操作部材２００に一方の動作力付与手段９３０の反発力に抗して押される。これにより当該一方の可動部材９２０が操作部材２００と共に原点位置Ｃから離れる方向に移動する。一方、他方の可動部材９２０が他方の動作力付与手段９３０の反発力により同方向に移動する。なお、図１５( ｂ) に示すように、一方の動作力付与手段９３０の第１、第２の磁石９３１、９３２が近づき、反発力が増加する。一方、他方の動作力付与手段９３０の第１、第２の磁石９３１、９３２が離れ、反発力が減少する。
このとき、第１の移動体３００ａが、Ｘ方向に移動し、第１の接触子４２０ａが第１の抵抗回路４１０ａ上を摺動する。これと共に、第２の移動体３００ｂが、Ｙ方向に移動し、第２の接触子４２０ｂが第２の抵抗回路４１０ｂ上を摺動する。すると、第１の移動体３００ａの移動量に応じて可変した抵抗値が第１の信号出力手段４００ａの第１の出力信号として出力され、当該多方向入力装置が使用される電子機器に入力される。これと共に、第２の移動体３００ｂの移動量に応じて可変した抵抗値が第２の信号出力手段４００ｂの第２の出力信号として出力され、前記電子機器に入力される。
前記電子機器は、第１の出力信号から操作部材２００のＸ方向への移動及び移動量を検出する一方、第２の出力信号から操作部材２００のＹ方向への移動及び移動量を検出し、この組み合わせにより操作部材２００が図示右斜め下方に操作されたと判断する。
その後、操作部材２００が開放されると、一方の動作力付与手段９３０の反発力により一方の可動部材９２０が原点位置Ｃに向けて移動する。すると、一方の可動部材９２０の切欠き部９２１により操作部材２００が押され、他方の可動部材９２０と共に他方の動作力付与手段９３０の反発力に抗して原点位置Ｃに向けて移動する。操作部材２００が原点位置Ｃに位置すると、一方の動作力付与手段９３０の反発力と他方の動作力付与手段９３０の反発力とが均等になり、付勢し合う。これにより、一方の可動部材９２０の切欠き部９２１と他方の可動部材９２０の切欠き部９２１とに操作部材２００が挟まれ、原点位置Ｃで制止される。
なお、操作部材２００をＸ方向に移動操作した場合には、上記と同様に、一方の可動部材９２０が原点位置Ｃから離れる方向に移動し、他方の可動部材９２０が同方向に移動する。このとき、第１の移動体３００ａのみが移動し、第１の信号出力手段４００ａから第１の出力信号が出力される。操作部材２００をＹ方向に移動操作した場合には、一対の可動部材９２０の双方が原点位置Ｃから離れる方向に移動する。このとき、第２の移動体３００ｂのみが移動し、第２の信号出力手段４００ｂから第２の出力信号が出力される。この場合、操作部材２００が開放されると、一対の可動部材９２０の双方に操作部材２００が押し戻される。( この場合、一対の可動部材９２０の双方が第１、第２の可動部材として機能し、一対の動作力付与手段９３０が第１、第２の動作力付与手段として機能する) 。その他のＸーＹ方向に移動操作した場合、操作部材２００に押される及び当該操作部材２００を押し戻す一部の可動部材９２０が異なる以外、上述の通りである。
このような多方向入力装置による場合、操作部材２００の操作部材本体２１０が原点位置Ｃに復帰すると、一対の可動部材９２０により挟まれ、制止される。このため、従来例の如く操作部材が原点位置Ｃを越えて移動することがなく、操作部材２００の復帰動作の高精度化を図ることができる。
実施例３及び４の多方向入力装置については、操作部材を所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作することが可能な入力装置であって、操作移動した前記操作部材に対して原点位置に向けた復帰方向への動作力を付与する第１の動作力付与手段と、前記第１の動作力付与手段の動作力により原点位置に復帰移動した前記操作部材に対して反復帰方向への動作力を付与する第２の動作力付与手段とを有する原点復帰機構、又は操作部材を所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作可能な入力装置であって、前記移動操作によって原点以外に位置する前記操作部材に対して原点に復帰させる力を付与する第１の力付与手段と、前記第１の力付与手段の力により原点に復帰移動した前記操作部材の原点越えを抑制する力を付与する第２の力付与手段を備えた原点復帰機構を具備する限り、どのような設計変更を行ってもかまわない。
動作力付与手段８３０、９３０( 力付与手段) については、第１、第２の磁石８３１、８３２、９３１、９３２であるとしたが、操作部材に対して動作力を付与し得るものである限りどのようなものを用いてもかまわない。例えば、第１、第２実施例の如くスプリング等の弾性体を用いることも可能である。
また、動作力付与手段８３０、９３０は、回転体８２１及び可動部材８２２、可動部材９２０を通じて操作部材２００に動作力を付与するとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、動作力付与手段の第１の磁石を操作部材に取り付ける一方、第２の磁石を前記操作部材の操作移動方向側に前記第１の磁石と対向するように配置する等しても良い。
更に、動作力付与手段８３０、９３０は、第１、第２の動作力付与手段又は第１、第２の力付与手段の双方の機能を果たすとして説明したが、原点位置に復帰移動した前記操作部材に対して反復帰方向への動作力を付与する操作部材制止専用の第２の動作力付与手段又は第２の力付与手段を設けるようにしても良い。可動部材を通じて第２の動作力付与手段又は第２の力付与手段の動作力を付与する場合には、当該可動部材が操作部材制止専用の第２の可動部材となる。
ベース部８１０、９１０については、ベース部５１０、７１０と同様に設計変更可能である。
可動部材８２２、９２０については、可動部材５２２、７２０と同様に設計変更可能である。また、可動部材８２２、９２０は、動作力付与手段８３０、９３０( 力付与手段) として弾性体が用いられる場合には、当該弾性体よりも剛性の高い素材で構成する。このように可動部材を弾性体よりも剛性の高い素材で構成すると、動作力付与手段８３０、９３０( 力付与手段) の力を操作部材に正確に伝達することが可能になる。よって、操作部材の復帰精度を向上させる上でメリットがある。
リンクは回転体８２１であるとしたが、可動部材８２２が連動するように連結することができるリンクであれば、どのようなものを用いても良い。
なお、上記実施例において、ケース本体１００は、上ケース１１０と、下ケース１２０と、取付部材１３０とを有するとしたが、ケースとしての機能を果たし得る限りどのような形状のものを用いても良い。
また、操作部材２００は操作可能である限りどのような形状のものを用いても良い。また、円盤部２２０を設けるか否かは任意である。
第１、第２の信号出力手段４００ａ、４００ｂは、操作部材２００の移動に応じて信号を出力することができるものであればどのようなものを持ちても良い。例えば、操作部材２００の下端部に金属板を取り付け、ケースの底面の原点位置Ｃの鉛直線上に磁石を設け、この磁石の周縁部に複数の電磁変換素子を設け、前記金属板の通過による磁場の変化を、前記電磁変換素子により信号に変換して、この信号を元に操作部材の移動を検出するようにしても良い。この場合、第１、第２の移動体３００ａ、３００ｂは不要になる。
なお、上記入力装置は多方向入力装置であるとして説明したが、操作部材を所定の原点位置から少なくとも離れる一方向に向けて移動する様々な入力装置に適応可能であることはいう迄もない。この場合、移動体及び信号出力手段は少なくとも一つ有していれば良い。
原点位置Ｃについては、ケース１００の開口１１１ａの中心部であるとしたが、任意に設定可能である。例えば、入力装置の中心位置等とすることもできる。
本発明の第１の実施の形態に係る多方向入力装置の概略的斜視図であって、( ａ) がケース本体の上ケースを取り付けた状態の図、( ｂ）がケース本体の上ケースを取り外した状態の図である。 同装置のＡ−Ａ断面図である。 同装置のケース本体の上ケースを取り外した状態の概略的平面図である。 同装置のケース本体の下ケースの概略的斜視図である。 同装置の原点復帰機構のベース部の概略的斜視図である。 同装置の原点復帰機構のリンク機構の回転体の概略的斜視図である。 同装置の原点復帰機構のリンク機構の可動部材の概略的平面図である。 同装置のケース本体の上ケースを取り外した状態の概略的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示右下方向に操作移動した状態の図、( ｃ）が操作部材が原点位置から図示右下方向の最大移動可能位置に操作移動した状態の図である。 同装置の第１の移動体を示す図であって、( ａ) が概略的平面図、( ｂ）が概略的正面図、( ｃ）が概略的底面図である。 同装置の第２の移動体を示す図であって、( ａ) が概略的平面図、( ｂ）が概略的正面図、( ｃ）が概略的底面図である。 同装置の内蔵基板を示す図であって、( ａ) が概略的平面図、( ｂ）が概略的底面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る多方向入力装置の原点復帰機構の模式的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示斜め上方向に操作移動した状態の図である。 同装置の原点復帰機構の設計変更例を示す概略的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示斜め上方向に操作移動した状態の図である。 本発明の第３の実施の形態に係る多方向入力装置の原点復帰機構の概略的平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る多方向入力装置の原点復帰機構の模式的平面図であって、( ａ) が操作部材が原点位置に位置した状態の図、( ｂ）が操作部材が原点位置から図示斜め上方向に操作移動した状態の図である。
符号の説明
１００ ケース本体
１１０ 上ケース
１１１ 天板部
１１１ａ 開口
１２０ 下ケース
２００ 操作部材
２１０ 操作部材本体
２２０ 円盤部
３００ａ 第１の移動体
３００ｂ 第２の移動体
４００ａ 第１の信号出力手段
４００ｂ 第２の信号出力手段
５００ 原点復帰機構
５１０ ベース部
５２０ リンク機構
５２１ 回転体( 分散化部材)
５２２ 可動部材
５２２ｃ 切欠き部
５３０ 付勢手段( 力付与手段)
７００ 原点復帰機構
７１０ ベース部
７２０ 可動部材
７３０ 付勢手段
８００ 原点復帰機構
８１０ ベース部
８２１ 回転体( リンク)
８２２ 可動部材( 第１、第２の可動部材)
８３０ 動作力付与手段( 第１、第２の動作力付与手段又は第１、第２の力付与手段)
８３１ 第１の磁石
８３２ 第２の磁石
９００ 原点復帰機構
９１０ ベース部
９２０ 可動部材( 第１、第２の可動部材)
９３０ 動作力付与手段( 第１、第２の動作力付与手段又は第１、第２の力付与手段)
９３１ 第１の磁石
９３２ 第２の磁石

Claims (5)

  1. 所定の原点位置から離れる方向に向けて移動操作することが可能な操作部材を、当該操作部材を挟んで互いに対向する方向から均等な付勢力により付勢し合い、これにより前記操作部材を原点位置で保持するようになっている操作部材の原点復帰機構であって、
    前記操作部材の軸線と交差するように配置されたベース部と、
    このベース部の面上に先端部同士が前記操作部材を挟んで対向するように配置されており且つ当該先端部が原点位置に向けて移動可能に連結された複数の可動部材を有するリンク機構と、
    複数の可動部材の先端部を原点位置に向けて移動させるための付勢手段とを具備しており、
    前記リンク機構は、前記ベース部の面上の前記操作部材の軸回りに回転自在に設けられたリング状の回転体と、
    後端部が回転体に回動可能に連結されており且つ前記ベース部の面上の前記回転体の内側の前記操作部材の軸回りに当該回転体の回転に応じて回転可能に軸支された前記複数の可動部材とを有し、
    前記付勢手段は、前記回転体を所定の周方向に向けて付勢しており、
    この付勢手段の付勢力により、前記可動部材の先端部の幅方向の一端面が原点位置に位置した前記操作部材の外面の異なる部位に各々当接するようになっており、
    前記付勢手段の複数の可動部材を通じて作用する複数の付勢力が、全ての可動部材の先端が原点位置に位置した前記操作部材に当接することにより、当該操作部材に対して均等に作用して付勢し合うようになっていることを特徴とする操作部材の原点復帰機構。
  2. 請求項１記載の操作部材の原点復帰機構において、
    前記ベース部には、前記操作部材が通される円形の孔部が設けられており、
    前記リンク機構の可動部材の先端部の一端面には円弧状の切欠き部が設けられており、
    この切欠き部は、前記操作部材が最大移動可能位置に移動したときに、前記ベース部の孔部の縁部と平面視同一円弧状となるようになっていることを特徴とする操作部材の原点復帰機構。
  3. 天板部に開口を有したケース本体と、
    このケース本体の開口の中心位置である前記原点位置からＸ−Ｙ方向に向けて移動操作可能な操作部材と、
    この操作部材の移動に応じてＸ、Ｙ方向に移動可能な第１、第２の移動体と、
    この第１、第２の移動体の移動に応じて信号を出力する第１、第２の信号出力手段と、
    操作部材を原点位置に復帰させる請求項１又は２記載の操作部材の原点復帰機構とを備えたことを特徴とする多方向入力装置。
  4. 請求項３記載の多方向入力装置において、
    付勢手段は弾性部材であり、回転体には付勢手段に付勢される凸部が設けられており、
    ベース部には回転体の凸部が挿入され且つ付勢手段を収容する第１の収容部が設けられており、
    ケース本体のベース部対向部位には、第１の収容部との間で付勢手段を収容する第２の収容部が設けられていることを特徴とすることを特徴とする多方向入力装置。
  5. 請求項４記載の多方向入力装置において、
    リンク機構の回転体及び可動部材はベース部とケース本体の間に回転可能に保持されることを特徴とする多方向入力装置。
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