JP5675900B2 - ジョイスティック装置 - Google Patents

Description

本発明は、ジョイスティック装置に関する。

従来のジョイスティック装置（例えば、特許文献１参照）は、操作レバーと２個の可変抵抗器より構成される。即ち、２個の可変抵抗器により横方向及び縦方向の位置の変化をそれぞれ検知する。操作レバーが横方向或いは縦方向へ傾斜して移動すると、可変抵抗器に接続されるメータが変動し、可変抵抗器の出力値が変わる。操作レバーがどの角度に移動しても、対応している唯一の抵抗値を出力することができる。前記２個の可変抵抗器の出力値により、前記操作レバーの位置を制御することで方向を制御する目的を達成することができる。

台湾特許出願公開第Ｉ２７９８２２号明細書

しかしながら、前述した従来のジョイスティック装置は、方向制御の目的を達成することができるが、実際の操作では可変抵抗器と操作レバーのメータとが互いに接触し、操作レバーが傾斜して移動する際に操作レバーのメータが移動する。更に操作レバーと可変抵抗器との間で摩擦が生じ、可変抵抗器の表層が摩耗され、可変抵抗器の出力値に影響を与える。よって、可変抵抗器の出力信号の精確性及び安定性が低下する。更に、従来のジョイスティック装置は、部材の数が多くかつ複雑であり、製造工程が煩雑であり製造工程の効率を低下する。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものである。本発明は、方向を精確に検知および制御可能であり、回路基板に直接に形成されているジョイスティック装置を提供することを目的とする。

本発明のジョイスティック装置は、ケース、操作レバー、回路基板セット、導電素子、弾性ワッシャ、および制御用回路基板を備える。ケースは、内部に収納空間を有し、頂面に第一開口部が形成されている。操作レバーは、ケースの収納空間内に設けられており、長手方向の中央から短手方向に突出しているバンプが設けられており、長手方向の一端が第一開口部に貫通されている。回路基板セットは、ケースの収納空間内に設けられており、操作レバーのバンプの周方向に位置し、操作レバーのバンプを周方向に囲む少なくとも１つの回路基板から構成されており、回路基板にバンプの表面に対応する導電部が設置されている。導電素子は、ケースの収納空間内に設けられており、弾性台座、および、弾性台座に設けられている複数の結合部を有し、結合部が回路基板に挿設されている。弾性ワッシャは、操作レバーの長手方向の他端を収容する貫通孔が形成されている。制御用回路基板は、回路基板に電気的に接続されている。導電素子は、弾性台座と操作レバーのバンプとの間、および、導電素子と回路基板の導電体との間に所定間隔が形成されるよう設けられている。

本発明に係るジョイスティック装置は、導電素子が回路基板の導電部に直接的に電気的に接触されており、操作レバーが一方向に傾斜して変移する毎に一方向のトリガ制御信号を精確に発信し、方向を精確に検知および制御し、長期間の使用でも消耗しにくい。また、ケース、操作レバー、及び回路基板セットは予定制御回路基板に直接的に装設されており、所定の制御用回路基板（予定制御回路基板）上で本発明のジョイスティック装置を直接に成形することができ、製造工程を簡略化し製造工程全体を効率化することができる。

本発明は、製造工程を簡略化し、製造工程全体の効率を高めることができる。

本発明の第１実施形態によるジョイスティック装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるジョイスティック装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるジョイスティック装置の断面図である。 本発明の第２実施形態によるジョイスティック装置の分解斜視図である。 本発明の第２実施形態によるジョイスティック装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態によるジョイスティック装置の断面図である。 本発明の第３実施形態によるジョイスティック装置の分解斜視図である。 本発明の第３実施形態によるジョイスティック装置の斜視図である。 本発明の第３実施形態によるジョイスティック装置の断面図である。 本発明の第４実施形態によるジョイスティック装置の分解斜視図である。 本発明の第４実施形態によるジョイスティック装置の斜視図である。 本発明の第４実施形態によるジョイスティック装置の側面図である。 本発明の第４実施形態によるジョイスティック装置の断面図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態によるジョイスティック装置について説明する。
本発明の第１実施形態によるジョイスティック装置の構成を図１から図３に示す。本実施形態に係るジョイスティック装置は、ケース１、操作レバー２、回路基板セット３及び少なくとも一つの導電素子４を備える。

ケース１は、収納空間１０が内設され、頂面に第一開口部１１が設けられ、底面に開口部が形成されている。ケース１の頂面の第一開口部１１に対向する周囲には複数の第二開口部１２が設けられている。ケース１の側壁の下縁には少なくとも４つの固定部１３が延設されている。固定部１３はフック形状を呈する。

操作レバー２は、ケース１の収納空間１０に設置されている。操作レバー２の長手方向の中央には、短手方向に突出していつバンプ２１が設けられている。操作レバー２のバンプ２１の上方（操作レバー２の長手方向の一端）はケース１の第一開口部１１内に貫設されている。本実施形態では、バンプ２１は、４面が台形であり、短手方向の断面面積が長手方向の一端から他端に向かって大きくなる。

回路基板セット３は、ケース１の収納空間１０に内設され、操作レバー２のバンプ２１の周囲に位置している。回路基板セット３は、複数の回路基板３１を有する。回路基板３１は、操作レバー２のバンプ２１を周方向に囲む。回路基板３１のバンプ２１に対応（対向）する表面には導電部３１１が設けられている。導電部３１１はカーボン膜プリント方式により回路基板３１に成形されている。回路基板３１は、底部に少なくとも１つの信号伝送部３１２が延設され、頂部に少なくとも１つの位置決め部３１３が凸設されている。信号伝送部３１２と導電部３１１とは電気的に接続されている。回路基板３１には複数の結合孔３１４が設けられている。

少なくとも１つの導電素子４は、ケース１の収納空間１０内に設置されており、操作レバー２のバンプ２１と回路基板３１の導電部３１１との間に位置している。導電素子４は、操作レバー２のバンプ２１の近傍に設置されている。導電素子４と回路基板３１の導電部３１１との間には所定間隔が形成されている。このほか、導電素子４は導電プラスチックペレットである。本実施形態では、導電素子４は、弾性台座４１に結合され、弾性台座４１には複数の結合部４１１が凸設されている。複数の結合部４１１は、回路基板３１に設けられている複数の結合孔３１４に対応して挿設されている。これにより、回路基板３１に設置されている導電部３１１の表面に弾性台座４１を結合させ、弾性台座４１と操作レバー２のバンプ２１との間に所定間隔を有するよう導電素子４が設置される。導電素子４と回路基板３１の導電部３１１との間に所定間隔が形成されており、操作レバー２のバンプ２１の各側面は導電素子４に対応している。

なお、本実施形態ではさらに弾性ワッシャ５を備える。弾性ワッシャ５には貫通孔５１が設けられている。操作レバー２の長手方向の他端は貫通孔５１に収容されている。

本実施形態のジョイスティック装置は、所定の制御用回路基板６上に直接に組み立てられている。即ち、ケース１、操作レバー２、回路基板セット３、及び弾性ワッシャ５は制御用回路基板６上に直接に組み立てられ、制御用回路基板６は第一装設孔６１、複数の第二装設孔６２、及び複数の第三装設孔６３を有する。第一装設孔６１には弾性ワッシャ５が装設され、弾性ワッシャ５には操作レバー２が挿設されている。第二装設孔６２には回路基板３１の信号伝送部３１２が挿設されており、回路基板３１の信号伝送部３１２は制御用回路基板６に電気的に接続されている。回路基板３１の導電部３１１は、信号伝送部３１２を経由して制御用回路基板６に電気的に接続されている。回路基板３１の位置決め部３１３はケース１の頂部の第二開口部１２に結合されている。第三装設孔６３にはケース１の固定部１３が挿設されている。ケース１は、制御用回路基板６に固定されていると共に操作レバー２、回路基板セット３、導電素子４、及び弾性ワッシャ５を覆う。本実施形態のジョイスティック装置は、制御用の回路基板６上（図２に図示するように）に直接に組み立てて成形されている。これにより製造工程を簡略化することができ、製造工程全体の効率を高めることができる。

操作レバー２が一方向に傾斜して変移すると、操作レバー２のバンプ２１が弾性台座４１を推し、何れか１つの導電素子４が連動し何れか１つの回路基板３１の導電部３１１に電気的に接続する。よって、一方向へのトリガ制御信号が発信する。一方向のトリガ制御信号は、回路基板３１の信号伝送部３１２を経由して制御用回路基板６まで伝送される。これにより、本実施形態のジョイスティック装置は、導電素子４が回路基板３１の導電部３１１に直接に電気的に接続し、操作レバー２が一方向に傾斜して変移する毎に、一方向のトリガ制御信号を精確に発信し、精確に方向を検知および制御することができ、長期間の精確性を維持することができる。

（第２実施形態）
次は、本発明の第２実施形態によるジョイスティック装置について説明する。
本発明の第２実施形態のジョイスティック装置の構成を図４から図６に示す。導電素子４は、操作レバー２のバンプ２１に結合されている。導電素子４は回路基板３１の導電部３１１との間に所定間隔を有する。これにより、導電素子４と回路基板３１の導電部３１１とを直接に電気的に接触させることができる。操作レバー２が一方向に傾斜して変移すると、バンプ２１に位置されている導電素子４が回路基板３１の導電部３１１に電気的に接続し一方向のトリガ制御信号を精確に発信する。よって、精確に方向を検知および制御することができ、長期間の精確性を維持することができる。

（第３実施形態）
次は、本発明の第３実施形態によるジョイスティック装置について説明する。
本発明の第３実施形態のジョイスティック装置の構成を図７から図９に示す。回路基板セット３は、第一回路基板３２及び第二回路基板３３を有する。第一回路基板３２と第二回路基板３３とは上下方向に対応するよう設置されている。第一回路基板３２には第一収納孔３２１が設けられ、第一収納孔３２１の内壁には少なくとも４つの第一導電体３２２が設置されている。各第一導電体３２２は方向の感知点であり、第一回路基板３２には少なくとも４つの第一信号伝送部３２３が延伸されている。各第一信号伝送部３２３は一方向の第一導電体３２２に電気的に接続されている。第二回路基板３３には第二収納孔３３１が設けられ、第二収納孔３３１の内壁には少なくとも４つの第二導電体３３２が設置されている。各第二導電体３３２は方向の感知点であり、第二回路基板３３には少なくとも４つの第二信号伝送部３３３が延伸されている。各第二信号伝送部３３３は一方向の第二導電体３３２に電気的に接続されている。また第一収納孔３２１と第二収納孔３３１とは互いに対応している。第一導電体３２２と第二導電体３３２とは対応している。このほか、導電素子４は操作レバー２のバンプ２１の外壁を囲むようバンプ２１に結合されている。操作レバー２のバンプ２１及び導電素子４は第一収納孔３２１及び第二収納孔３３１の中に位置している。導電素子４と第一導電体３２２および第二導電体３３２との間に所定間隔を有する。制御用の回路基板６は複数の第四装設孔６４を更に有する。これにより第二回路基板３３の第二信号伝送部３３３は、制御用回路基板６の第二装設孔６２に挿設され、第二装設孔６２に電気的に接続されている。第一回路基板３２の第一信号伝送部３２３は、制御用回路基板６の第四装設孔６４に挿設され、第四装設孔６４に電気的に接続されている。

このように、導電素子４を第一回路基板３２の第一導電体３２２及び第二回路基板３３の第二導電体３３２に直接に電気的に接続させ、操作レバー２が一方向に傾斜して変移する毎に、バンプ２１に位置している導電素子４は、第一回路基板３２の第一導電体３２２及び第二回路基板３３の第二導電体３３２に同時に電気的に接続し、一方向のトリガ制御信号を精確に発信し、精確に方向を検知および制御することができ、長期間の精確性を維持することができる。

（第４実施形態）
最後は、本発明の第４実施形態によるジョイスティック装置について説明する。
本発明の第４実施形態のジョイスティック装置の構成を図１０から図１３に示す。ケース１の側壁には収納空間１０に連通されている第一凹部１４が設けられている。回路基板セット３は、固定用フレーム３４、第三回路基板３５、及び信号伝送用ケーブル３６を有する。固定用フレーム３４は、ケース１の収納空間１０に内設されており、中空部３４１及び中空部３４１に連通されている第二凹部３４２が設けられている。中空部３４１は操作レバー２のバンプ２１の外壁に対応する位置に位置する。第二凹部３４２はケース１の第一凹部１４に対応している。固定用フレーム３４は、外壁に複数の位置決め側板３４３が凸設されている。第三回路基板３５は、可撓性の回路基板であり、固定用フレーム３４の中空部３４１の内壁に周設されている。第三回路基板３５の内壁には第三導電体３５１が設けられている。第三導電体３５１は、方向の感知点であり、第三導電体３５１に電気的に接続されている第三信号伝送部３５２が延伸されている。第三信号伝送部３５２は、複数の金属接続端子を有する。第三信号伝送部３５２は、固定用フレーム３４の第二凹部３４２及びケース１の第一凹部１４にこの順で穿設されており、外部に露出されている。第三回路基板３５は、可撓性の回路基板であり、可撓性の絶縁薄片が固定用フレーム３４の中空部３４１の表面に対向し、適当な位置に第三導電体３５１（導電材料）が塗布されている。第三導電体３５１でレイアウトされた導電回路が第三信号伝送部３５２に収束され、可撓性の絶縁薄片が円筒状に巻かれて固定用フレーム３４に固定されている。信号伝送用ケーブル３６の一端には第一接続端３６１が設けられ、他端には第二接続端３６２が設けられている。第一接続端３６１は第三信号伝送部３５２の複数の金属接続端子に電気的に接続されており、第二接続端３６２は制御用の回路基板６に電気的に接続されている。

また、回路基板セット３は、固定用フレーム３４の位置決め側板３４３によりケース１の内壁に挟装されている（図１３に示すように）。回路基板セット３はケース１の収納空間１０に堅固に設置されている。導電素子４は操作レバー２のバンプ２１の外壁を囲むようバンプ２１に結合されている。操作レバー２のバンプ２１及び導電素子４は、固定用フレーム３４の中空部３４１の中に対応する位置に位置している。導電素子４と第三導電体３５１との間には所定間隔が形成されている。

第三回路基板３５の第三導電体３５１に導電素子４を電気的に接触させ、即ち、操作レバー２が一方向に傾斜して変移する毎に、バンプ２１に位置している導電素子４を、第三回路基板３５の一方向の第三導電体３５１に電気的に接触させると、一方向のトリガ制御信号が精確に発信する。この際、トリガ制御信号は、第三信号伝送部３５２及び信号伝送用ケーブル３６を経由して制御用回路基板６まで伝送される。よって、精確に方向を検知および制御することができ、長期間の精確性を維持することができる。

上述したように、本実施形態のジョイスティック装置は、回路基板３１の導電部３１１に導電素子４を直接に電気的に接触させ、方向検知および制御の精確性を図り、長期間の精確性を維持する。これ以外に、ケース１、操作レバー２、及び回路基板セット３は、所定の制御用回路基板６に直接に組み立てられ、ジョイスティック装置も所定の制御用回路基板６に直接に成形されることになる。よって、製造工程を簡略化することができ、製造工程全体の効率を高めることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・ケース、
１０・・・収納空間、
１１・・・第一開口部、
１２・・・第二開口部、
１３・・・固定部、
１４・・・第一凹部、
２・・・操作レバー、
２１・・・バンプ、
３・・・回路基板セット、
３１・・・回路基板、
３１１・・・導電部、
３１２・・・信号伝送部、
３１３・・・位置決め部、
３１４・・・結合孔、
３２・・・第一回路基板、
３２１・・・第一収納孔、
３２２・・・第一導電体、
３２３・・・第一信号伝送部、
３３・・・第二回路基板、
３３１・・・第二収納孔、
３３２・・・第二導電体、
３３３・・・第二信号伝送部、
３４・・・固定用フレーム、
３４１・・・中空部、
３４２・・・第二凹部、
３４３・・・位置決め側板、
３５・・・第三回路基板、
３５１・・・第三導電体、
３５２・・・第三信号伝送部、
３６・・・信号伝送用ケーブル、
３６１・・・第一接続端、
３６２・・・第二接続端、
４・・・導電素子、
４１・・・弾性台座、
４１１・・・結合部、
５・・・弾性ワッシャ、
５１・・・貫通孔、
６・・・制御用回路基板、
６１・・・第一装設孔、
６２・・・第二装設孔、
６３・・・第三装設孔、
６４・・・第四装設孔。

Claims (10)

1. 内部に収納空間を有し、頂面に第一開口部が形成されているケースと、
   前記ケースの前記収納空間内に設けられており、長手方向の中央から短手方向に突出しているバンプが設けられており、長手方向の一端が前記第一開口部に貫通されている操作レバーと、
   前記ケースの前記収納空間内に設けられており、前記操作レバーの前記バンプの周方向に位置し、前記操作レバーの前記バンプを周方向に囲む少なくとも１つの回路基板から構成されており、前記回路基板に前記バンプの表面に対応する導電部が設置されている回路基板セットと、
   前記ケースの前記収納空間内に設けられており、弾性台座、および、前記弾性台座に設けられている複数の結合部を有し、前記結合部が前記回路基板に挿設されている少なくとも１つの導電素子と、
   前記操作レバーの長手方向の他端を収容する貫通孔が形成されている弾性ワッシャと、
   前記回路基板に電気的に接続されている制御用回路基板と、を備え、
   前記導電素子は、前記弾性台座と前記操作レバーのバンプとの間、および、前記導電素子と前記回路基板の前記導電体との間に所定間隔が形成されるよう設けられており、
   前記制御用回路基板は、第一装設孔、複数の第二装設孔、及び複数の第三装設孔を有し、
   前記ケースは、側壁の下縁に少なくとも４つの固定部が設けられており、前記固定部が前記第三装設孔に対応しかつ前記第三装設孔に挿設可能であり、
   前記回路基板は、底部に少なくとも１つの信号伝送部が設けられており、前記信号伝送部が前記第二装設孔に対応しかつ前記第二装設孔に挿設可能であり、
   前記信号伝送部と前記制御用回路基板とは電気的に接続されており、
   前記弾性ワッシャは前記第一装設孔に挿設されていることを特徴とするジョイスティック装置。
2. 前記バンプは、４つの側面を有し、前記側面が台形であり、前記短手方向の断面面積が前記長手方向の一端から他端に向かって大きくなり、前記側面が前記導電素子に対応していることを特徴とする請求項１に記載のジョイスティック装置。
3. 前記ケースは、頂面の前記第一開口部の周囲に複数の第二開口部が形成されており、
   前記回路基板は、頂部に少なくとも１つの位置決め部が凸設されており、
   前記位置決め部は前記第二開口部に結合されていることを特徴とする請求項１に記載のジョイスティック装置。
4. 前記導電素子は、前記操作レバーの前記バンプに結合されており、
   前記導電素子と前記回路基板の前記導電部との間に所定間隔が形成されていることを特徴とする請求項１または３に記載のジョイスティック装置。
5. 前記回路基板セットは、第一収納孔が形成されている第一回路基板、及び、第二収納孔が形成されている第二回路基板を有し、
   前記第一回路基板と前記第二回路基板とは上下方向に対応しており、
   前記第一収納孔は、内周の側壁に少なくとも４つの第一導電体が設置されており、
   前記第二収納孔は、内周の側壁に少なくとも４つの第二導電体が設置されており、
   前記第一収納孔は前記第二収納孔に対応しており、
   前記第一導電体は前記第二導電体に対応しており、
   前記導電素子は、前記操作レバーの前記バンプの外壁を覆うよう設けられており、
   前記導電素子は、前記第一収納孔及び前記第二収納孔の中に位置し、
   前記導電素子は、前記第一導電体及び前記第二導電体と所定間隔を有することを特徴とする請求項１または３に記載のジョイスティック装置。
6. 内部に収納空間を有し、頂面に第一開口部が形成されているケースと、
   前記ケースの前記収納空間内に設けられており、長手方向の中央から短手方向に突出しているバンプが設けられており、長手方向の一端が前記第一開口部に貫通されている操作レバーと、
   前記ケースの前記収納空間内に設けられており、前記操作レバーの前記バンプの周方向に位置し、前記操作レバーの前記バンプを周方向に囲む少なくとも１つの回路基板から構成されており、前記回路基板に前記バンプの表面に対応する導電部が設置されている回路基板セットと、
   前記ケースの前記収納空間内に設けられており、弾性台座、および、前記弾性台座に設けられている複数の結合部を有し、前記結合部が前記回路基板に挿設されている少なくとも１つの導電素子と、
   前記操作レバーの長手方向の他端を収容する貫通孔が形成されている弾性ワッシャと、
   前記回路基板に電気的に接続されている制御用回路基板と、を備え、
   前記導電素子は、前記弾性台座と前記操作レバーのバンプとの間、および、前記導電素子と前記回路基板の前記導電体との間に所定間隔が形成されるよう設けられており、
   前記回路基板セットは、
   中空部及び前記中空部と連通している第二凹部が形成されており、前記中空部に前記操作レバーの前記バンプが収容されている固定用フレームと、
   前記固定用フレームの前記中空部の内壁に周設されており、内壁に第三導電体が設置されており、前記第三導電体に電気的に接続されている第三信号伝送部が延出されており、
   前記第三信号伝送部が前記ケースの外部に露出されている第三回路基板と、
   一端が前記第三信号伝送部に電気的に接続されている信号伝送用ケーブルとを有することを特徴とするジョイスティック装置。
7. 前記信号伝送用ケーブルは、前記第三信号伝送部に電気的に接続されている第一接続端、および、前記制御用回路基板に電気的に接続されている第二接続端を有することを特徴とする請求項６に記載のジョイスティック装置。
8. 前記固定用フレームは、外壁に複数の位置決め側板が凸設されており、前記位置決め側板が前記ケースの内壁に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のジョイスティック装置。
9. 前記第三回路基板は、前記固定用フレームの前記第三導電体に対向し、前記第三導電体でレイアウトされた導電回路が前記第三信号伝送部に収束され、前記固定用フレームに固定されていることを特徴とする請求項６に記載のジョイスティック装置。
10. 前記第三回路基板は、可撓性の回路基板であり、円筒状であり、前記固定用フレームに固定されていることを特徴とする請求項９に記載のジョイスティック装置。

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