JP6438174B2 - Piezoresistive multidirectional input device - Google Patents
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Description
本発明は、多方向入力装置分野に関し、特に、ピエゾ抵抗式多方向入力装置に関する。 The present invention relates to the field of multidirectional input devices, and more particularly to a piezoresistive multidirectional input device.
生活水準の向上に伴い、人々の趣味は多彩となりつつある。娯楽、知識の啓発、感情的知能の育成、レジャー活動機能を一体化した電子ゲーム機はますます大衆に親しまれてきている。ゲームジョイスティックスイッチは電子ゲーム機の重要な構成部品として、人々が電子ゲームを体験するための重要な部品となっている。 With the improvement of living standards, people's hobbies are becoming diverse. Electronic game machines that combine entertainment, knowledge development, emotional intelligence development, and leisure activity functions are increasingly popular with the public. The game joystick switch is an important component for an electronic game machine, and is an important component for people to experience an electronic game.
中国公開公報第１８７７５０９号には、ジョイスティック及びスイッチが開示されている。このジョイスティック及びスイッチ弾性片は、１つのベース台、カバー、スティック、ジンバルモジュール、複数の可撓性薄膜またはモジュール及びスイッチ弾性片からなる。前記カバーは、１つの頂部及び底部を有する。前記カバーは、複数のピン及び突出部を有する。複数の前記突出部は、前記底部から延在して形成される。前記カバーは、前記ベース台の上方に装着される。前記スティックは、１つの開口部により前記カバーを貫通することができる。前記カバーは、複数の壁部を有する。複数の開口溝は、複数の前記壁部内に形成される。一対の半円形のキャビティは、前記カバー内に設置される。複数の前記半円形のキャビティは、１つの内面を有する。複数の前記可撓性薄膜は、複数の前記半円形のキャビティの内面に装着される。 China Publication No. 1877509 discloses a joystick and a switch. The joystick and the switch elastic piece are composed of a single base, a cover, a stick, a gimbal module, a plurality of flexible thin films or modules, and a switch elastic piece. The cover has a top and a bottom. The cover has a plurality of pins and protrusions. The plurality of protrusions are formed extending from the bottom. The cover is mounted above the base table. The stick can penetrate the cover through one opening. The cover has a plurality of wall portions. A plurality of opening grooves are formed in the plurality of wall portions. A pair of semicircular cavities are installed in the cover. The plurality of semicircular cavities have one inner surface. The plurality of flexible thin films are attached to the inner surfaces of the plurality of semicircular cavities.
前記ジョイスティックスイッチでは、抵抗器を装着した可撓性薄膜をスティックで間接的に制御することで、前記スティックの位置を指示するための１つの電気信号を生成する。複数のヨークが移動すると、コンタクタの指部が前記可撓性薄膜の抵抗トラック及び前記導体トラックにおいて移動して端子の電圧を変動させる。しかしながら、この発明のスティックの構造が複雑であるため、ジョイスティックスイッチは組立てが面倒であり、手間がかかり、コストが高いほか、端子電圧値の変更を実現するために相対的移動が必要であり、操作感度が低下するようになる。科学技術の発展に伴い、構造が簡素で小型な多方向入力装置が要望されている。 In the joystick switch, the flexible thin film equipped with the resistor is indirectly controlled with the stick, thereby generating one electric signal for indicating the position of the stick. When the plurality of yokes move, the finger part of the contactor moves in the resistance track and the conductor track of the flexible thin film to change the terminal voltage. However, since the structure of the stick of the present invention is complicated, the joystick switch is troublesome to assemble, takes time, is expensive, and requires relative movement in order to change the terminal voltage value. Operation sensitivity is reduced. With the development of science and technology, a multi-directional input device having a simple structure and a small size is demanded.
上記問題を解決するために、本発明は、操作が容易で使用が円滑になり、指圧の感触に優れ、構造が簡単かつ取付けが容易なピエゾ抵抗式多方向入力装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a piezoresistive multi-directional input device that is easy to operate, smooth to use, excellent in finger pressure feel, simple in structure, and easy to install.
本発明が採用する技術方案は以下の通りである。すなわち、ピエゾ抵抗式多方向入力装置は、ベース台、上蓋、ジョイスティックモジュール、復帰モジュール、電気モジュール及び端子モジュールを含む。前記上蓋の上面には、開口が設けられる。前記上蓋は、ベース台の上方に被せられて中央室を形成する。前記ジョイスティックモジュールは、前記中央室内に取り付けられ、ジョイスティック、上揺動アーム及び下揺動アームを含む。前記上揺動アーム及び下揺動アームは、上下に交差して配置される。前記上揺動アームはアーチ状に形成され、中央が上に凸になって形成される第１凸部と、第１凸部の両側の第１軸端及び第２軸端と、第１凸部の中央に設けられる第１貫通孔とを含む。前記下揺動アームは、中央が上に凸になって形成される第２凸部と、第２凸部の両側の第３軸端及び第４軸端と、第２凸部の中央に設けられる第２貫通孔とを含む。前記上揺動アーム及び下揺動アームには、偏心輪がそれぞれ設置される。前記ジョイスティックは、上端部及び下端部を含む。前記下端部は、下揺動アームにリベットで締結されて前記下揺動アームの第２貫通孔から突出するとともに、上揺動アームの第１貫通孔を貫通し、上蓋を貫通する開口まで延在する。前記ジョイスティックは、上揺動アーム及び下揺動アームの偏心輪を揺動させる。前記復帰モジュールは、ジョイスティックモジュールの下方に取り付けられ、押圧されたジョイスティックモジュールを元の位置に復帰させる。前記電気モジュールは、抵抗値の変化を制御し、ジョイスティックモジュールを移動させる信号を電気信号に変換し、ピエゾ抵抗、切入スイッチ及び導電弾性片を含む。切入スイッチは、スイッチコア及び導電弾性片を含む。前記端子モジュールは、電気信号の出力に用いられ、ピエゾ抵抗端子及びスイッチ端子を含む。前記ピエゾ抵抗端子は、ピエゾ抵抗の外側に取り付けられる。前記スイッチ端子は、スイッチコアの外側に取り付けられる。ジョイスティックが押圧された場合、上揺動アームまたは下揺動アームの偏心輪は前記スイッチコアを押圧して前記導電弾性片と前記スイッチ端子とを接離させる。 The technical solutions adopted by the present invention are as follows. That is, the piezoresistive multidirectional input device includes a base base, an upper lid, a joystick module, a return module, an electrical module, and a terminal module. An opening is provided on the upper surface of the upper lid. The upper lid is placed over the base table to form a central chamber. The joystick module is mounted in the central chamber and includes a joystick, an upper swing arm, and a lower swing arm. The upper swing arm and the lower swing arm are arranged so as to intersect vertically. The upper swinging arm is formed in an arch shape, a first convex part formed with a center projecting upward, a first axial end and a second axial end on both sides of the first convex part, and a first convex And a first through hole provided in the center of the part. The lower swing arm is provided at the center of the second convex part, the second convex part formed with the center projecting upward, the third and fourth axial ends on both sides of the second convex part, and the second convex part. Second through-holes. Eccentric rings are respectively installed on the upper swing arm and the lower swing arm. The joystick includes an upper end and a lower end. The lower end portion is fastened with a rivet to the lower swing arm and protrudes from the second through hole of the lower swing arm, and extends through the first through hole of the upper swing arm to an opening that passes through the upper lid. Exists. The joystick swings the eccentric wheels of the upper swing arm and the lower swing arm. The return module is attached below the joystick module and returns the pressed joystick module to its original position. The electrical module controls a change in resistance value, converts a signal for moving the joystick module into an electrical signal, and includes a piezoresistor, a cut-in switch, and a conductive elastic piece. The cut-off switch includes a switch core and a conductive elastic piece. The terminal module is used for outputting an electric signal and includes a piezoresistive terminal and a switch terminal. The piezoresistive terminal is attached to the outside of the piezoresistor. The switch terminal is attached to the outside of the switch core. When the joystick is pressed, the eccentric wheel of the upper swing arm or the lower swing arm presses the switch core to bring the conductive elastic piece into contact with the switch terminal.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記上揺動アーム及び下揺動アームは、十字状に配置される。 As a further improvement to the above technical solution, the upper swing arm and the lower swing arm are arranged in a cross shape.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記ピエゾ抵抗は薄膜型抵抗である。 As a further improvement over the above technical scheme, the piezoresistor is a thin film resistor.
上記技術方案に対するさらなる改良として、ジョイスティックモジュールは、揺動アーム台を含む。前記揺動アーム台上には、前記上揺動アームの第２軸端及び前記下揺動アームの第４軸端に対応する揺動アーム台収容溝が設置される。前記ベース台上には、前記上揺動アームの第１軸端及び前記下揺動アームの第３軸端に対応するベース台収容溝が設置される。前記揺動アーム台とベース台とは交互に配置され、その間に前記ジョイスティック、復帰モジュールの第１室が形成される。前記揺動アーム台、ベース台には、偏心輪に適する複数の第２室がそれぞれ設置される。前記第２室には、前記導電弾性片が内蔵される。前記ジョイスティックの端部は、逆円錐台形状に形成される。 As a further improvement to the above technical scheme, the joystick module includes a swing arm base. On the swing arm base, a swing arm base accommodation groove corresponding to the second shaft end of the upper swing arm and the fourth shaft end of the lower swing arm is installed. On the base table, a base table receiving groove corresponding to the first shaft end of the upper swing arm and the third shaft end of the lower swing arm is installed. The swing arm base and the base base are alternately arranged, and the first chamber of the joystick and the return module is formed therebetween. A plurality of second chambers suitable for eccentric wheels are respectively installed on the swing arm base and the base base. The conductive elastic piece is incorporated in the second chamber. The end of the joystick is formed in an inverted truncated cone shape.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記ベース台上には、上揺動アームの第１軸端、第２軸端及び前記下揺動アームの第３軸端、第４軸端に対応する第２ベース台収容溝が設置される。前記ベース台において、中央に下揺動アームの下端部に適する第１ベース台収容室が設置されるほか、上揺動アーム及び下揺動アームの偏心輪に適する第２ベース台収容室がさらに設置される。前記第１ベース台収容室には、前記スイッチコア及び導電弾性片が内蔵される。前記下揺動アームの下端部は、球状に形成される。前記下揺動アームは、復帰モジュールに接触する。前記第２ベース台収容室には、弾性部材が内蔵される。前記第２ベース台収容室の下方は、ピエゾ抵抗に接触する。 As a further improvement to the above technical solution, on the base table, a second shaft corresponding to a first shaft end and a second shaft end of the upper swing arm and a third shaft end and a fourth shaft end of the lower swing arm are provided. A base stand receiving groove is installed. In the base stand, a first base stand accommodation chamber suitable for the lower end portion of the lower swing arm is installed at the center, and a second base stand accommodation chamber suitable for the eccentric wheel of the upper swing arm and the lower swing arm is further provided. Installed. The switch core and the conductive elastic piece are built in the first base stand accommodating chamber. A lower end portion of the lower swing arm is formed in a spherical shape. The lower swing arm contacts the return module. An elastic member is built in the second base stand accommodating chamber. The lower part of the second base stand accommodating chamber is in contact with the piezoresistor.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記ベース台上には、スイッチ端子が設けられる。前記ベース台の下方には、下底板が設けられる。前記下底板上には、ピエゾ抵抗端子が設置される。前記下底板は、ベース台に係止または螺着されたり、リベットで連結されたり、ピンで締結されたりする。 As a further improvement to the above technical scheme, a switch terminal is provided on the base table. A lower bottom plate is provided below the base table. A piezoresistive terminal is installed on the lower bottom plate. The lower bottom plate is locked or screwed to the base table, connected with rivets, or fastened with pins.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記偏心輪はカムブロックであり、上揺動アーム、下揺動アームと一体的に成形される。 As a further improvement to the above technical solution, the eccentric wheel is a cam block and is formed integrally with the upper swing arm and the lower swing arm.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記復帰モジュールは、復帰リング及びばねを含む。 As a further improvement to the above technical solution, the return module includes a return ring and a spring.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記弾性部材は、板ばねである。前記偏心輪とピエゾ抵抗との間には、板ばねが設置される。 As a further improvement to the above technical solution, the elastic member is a leaf spring. A leaf spring is installed between the eccentric wheel and the piezoresistor.
上記技術方案に対するさらなる改良として、前記弾性部材は、作動片とばねとの組み合わせである。 As a further improvement to the above technical scheme, the elastic member is a combination of an operating piece and a spring.
本発明は以下の顕著な効果を奏する。
１．揺動アームの偏心輪により圧力を導電弾性片に伝達し、偏心輪の軸方向の高さの変化によって導電弾性片の変形が異なるため、ピエゾ抵抗の表面が受ける圧力が異なってピエゾ抵抗から出力される抵抗値が異なり、その結果、多方向のジョイスティック操作及び多彩なカーソル輝度表示を実現してユーザエクスペリエンスを向上させる。
２．上揺動アーム、下揺動アームに適合する揺動アーム台またはベース台構造を設置することで、ジョイスティックの構造を簡単にし、組立てを容易にするほか、指圧の感触に優れる。
３．端部が球状に形成される下揺動アームを設置することで、ジョイスティックの構造をより簡素化する。
The present invention has the following remarkable effects.
1. Pressure is transmitted to the conductive elastic piece by the eccentric ring of the swing arm, and the deformation of the conductive elastic piece differs depending on the axial height change of the eccentric ring, so the pressure applied to the surface of the piezoresistor differs and output from the piezoresistor As a result, a multi-directional joystick operation and a variety of cursor brightness display are realized to improve the user experience.
2. By installing a swing arm base or base base structure that fits the upper and lower swing arms, the joystick structure is simplified and easy to assemble.
3. The structure of the joystick is further simplified by installing a lower swing arm having a spherical end.
以下、本発明について、図面を参照しながら詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１実施例）
図１〜図６は、それぞれ、本発明の第１実施例の斜視図、分解図、分解斜視図及び断面図である。ピエゾ抵抗式多方向入力装置は、ベース台１、上蓋２、ジョイスティックモジュール３、復帰モジュール４、電気モジュール５及び端子モジュール６を含む。上蓋２の上面には、開口が設けられる。上蓋２は、ベース台１の上方に被せられて中央室を形成する。ジョイスティックモジュール３は、前記中央室内に取り付けられ、ジョイスティック３１、上揺動アーム３２及び下揺動アーム３３を含む。上揺動アーム３１及び下揺動アーム３２は、上下に交差して配置される。上揺動アーム３２はアーチ状に形成され、中央が上に凸になって形成される第１凸部３２１と、第１凸部３２１の両側の第１軸端３２２及び第２軸端３２３と、第１凸部３２１の中央に設けられる第１貫通孔３２４とを含む。前記下揺動アーム３３は、中央が上に凸になって形成される第２凸部３３１と、第２凸部３３１の両側の第３軸端３３２及び第４軸端３３３と、第２凸部３３１の中央に設けられる第２貫通孔３３４とを含む。上揺動アーム３２及び下揺動アーム３３には、偏心輪３０がそれぞれ設置される。ジョイスティック３１は、上端部３１１及び下端部３１２を含む。下端部３１２は、下揺動アーム３３にリベットで締結されて下揺動アーム３３の第２貫通孔３３４から突出するとともに、上揺動アーム３２の第１貫通孔３２４を貫通し、上蓋２を貫通する開口まで延在する。ジョイスティック３１は、上揺動アーム３２及び下揺動アーム３３の偏心輪３０を揺動させる。
(First embodiment)
1 to 6 are a perspective view, an exploded view, an exploded perspective view and a cross-sectional view, respectively, of the first embodiment of the present invention. The piezoresistive multidirectional input device includes a base base 1, an upper lid 2, a joystick module 3, a return module 4, an electric module 5, and a terminal module 6. An opening is provided on the upper surface of the upper lid 2. The upper lid 2 is placed over the base table 1 to form a central chamber. The joystick module 3 is mounted in the central chamber and includes a joystick 31, an upper swing arm 32, and a lower swing arm 33. The upper swing arm 31 and the lower swing arm 32 are arranged so as to intersect vertically. The upper swing arm 32 is formed in an arch shape, and a first convex portion 321 formed so that the center is convex upward, a first shaft end 322 and a second shaft end 323 on both sides of the first convex portion 321, and And a first through hole 324 provided at the center of the first convex portion 321. The lower swing arm 33 includes a second convex portion 331 formed with the center projecting upward, a third shaft end 332 and a fourth shaft end 333 on both sides of the second convex portion 331, and a second convex portion. 2nd through-hole 334 provided in the center of the part 331. An eccentric wheel 30 is installed on each of the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33. The joystick 31 includes an upper end portion 311 and a lower end portion 312. The lower end 312 is fastened to the lower swing arm 33 with a rivet and protrudes from the second through hole 334 of the lower swing arm 33, and passes through the first through hole 324 of the upper swing arm 32, and the upper lid 2 is It extends to the opening that penetrates. The joystick 31 swings the eccentric wheel 30 of the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33.
復帰モジュール４は、ジョイスティックモジュール３の下方に取り付けられ、押圧されたジョイスティックモジュール３を元の位置に復帰させる。 The return module 4 is attached below the joystick module 3 and returns the pressed joystick module 3 to its original position.
電気モジュール５は、ジョイスティックモジュール３に電気的に接続するように制御され、ジョイスティックモジュール３を押圧する信号を電気信号に変換し、ピエゾ抵抗５１、スイッチコア５２及び導電弾性片５３を含む。偏心輪３０は、弾性部材によってピエゾ抵抗５１、スイッチコア５２及び導電弾性片５３に接触する。 The electrical module 5 is controlled to be electrically connected to the joystick module 3, converts a signal for pressing the joystick module 3 into an electrical signal, and includes a piezoresistor 51, a switch core 52, and a conductive elastic piece 53. The eccentric ring 30 is in contact with the piezoresistor 51, the switch core 52, and the conductive elastic piece 53 by an elastic member.
端子モジュール６は、電気信号の出力に用いられ、ピエゾ抵抗端子６１及びスイッチ端子６２を含む。ピエゾ抵抗端子６１は、ピエゾ抵抗５１の外側に取り付けられる。ピエゾ抵抗５１は、ジョイスティックモジュール３によってスイッチコア５２、導電弾性片５３に接触してピエゾ抵抗端子６１に電気的に接続される。スイッチ端子６２は、スイッチコア５２の外側に取り付けられる。 The terminal module 6 is used for outputting an electrical signal and includes a piezoresistive terminal 61 and a switch terminal 62. The piezoresistive terminal 61 is attached to the outside of the piezoresistor 51. The piezoresistor 51 contacts the switch core 52 and the conductive elastic piece 53 by the joystick module 3 and is electrically connected to the piezoresistor terminal 61. The switch terminal 62 is attached to the outside of the switch core 52.
本実施形態では、図４に示すように、上揺動アーム３２及び下揺動アーム３３は、十字状に配置される。こうすることで、ジョイスティックをＸ軸、Ｙ軸方向に柔軟に揺動させることを実現する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33 are arranged in a cross shape. In this way, it is possible to flexibly swing the joystick in the X-axis and Y-axis directions.
本実施形態では、ピエゾ抵抗５１は薄膜型抵抗であり、ジョイスティックスイッチをより小型軽量にすることを実現する。 In the present embodiment, the piezoresistor 51 is a thin film resistor, and the joystick switch is made smaller and lighter.
第１実施形態では、ジョイスティックモジュール３は、揺動アーム台３４を含む。揺動アーム台３４上には、上揺動アーム３２の第２軸端３２３及び下揺動アーム３３の第４軸端３３３に対応する揺動アーム台収容溝３４１が設置される。ベース台１上には、前記上揺動アーム３２の第１軸端３２２及び下揺動アーム３３の第３軸端３３２に対応する第１ベース台収容溝１１が設置される。揺動アーム台３４とベース台１とは交互に配置され、その間にジョイスティック３１、復帰モジュール４の第１室３５が形成される。揺動アーム台３４及びベース台１には、偏心輪３０に適する第２室３６がそれぞれ設置される。第２室３６には、前記スイッチコア５２及び導電弾性片５３が内蔵される。ジョイスティック３１の端部は、逆円錐台形状に形成され、１つのロック効果を発揮する。ユーザはジョイスティック３１を操作する場合、上揺動アーム３２、下揺動アーム３３からジョイスティック３１が抜き出ることがない（図３に示す）。 In the first embodiment, the joystick module 3 includes a swing arm base 34. On the swing arm base 34, a swing arm base accommodation groove 341 corresponding to the second shaft end 323 of the upper swing arm 32 and the fourth shaft end 333 of the lower swing arm 33 is installed. On the base table 1, a first base table receiving groove 11 corresponding to the first shaft end 322 of the upper swing arm 32 and the third shaft end 332 of the lower swing arm 33 is installed. The swing arm base 34 and the base base 1 are alternately arranged, and the joystick 31 and the first chamber 35 of the return module 4 are formed therebetween. The swing arm base 34 and the base base 1 are respectively provided with second chambers 36 suitable for the eccentric wheel 30. The second chamber 36 incorporates the switch core 52 and the conductive elastic piece 53. The end of the joystick 31 is formed in an inverted truncated cone shape and exhibits one locking effect. When the user operates the joystick 31, the joystick 31 is not pulled out from the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33 (shown in FIG. 3).
動作過程は以下の通りである。図１〜図４に示すように、ユーザがジョイスティック３１を押圧すると、ジョイスティック３１により押圧力をスイッチコア５２に伝達して導電弾性片５３を変形させ、スイッチ端子６２で回路を導通状態にし、ジョイスティック３１を操作して上揺動アーム３２、下揺動アーム３３の偏心輪３０を回動させる場合、偏心輪３０の各位置点が弾性部材と接触する高さによって、ピエゾ抵抗５１に加える圧力が異なり、これにより、ピエゾ抵抗５１の異なる抵抗値を実現する。詳細には、弾性部材は、板ばねであってもよいし、作動片とばねとの組み合わせであってもよい。図３に示すように、偏心輪３０が板ばね７の上面７１へ当たることで、偏心輪３０からピエゾ抵抗５１に直接的に加える圧力を緩和することができ、保護効果を発揮する。本実施形態では、第１ピエゾ抵抗５１には、ベース台にリベットで締結されることで第１ピエゾ抵抗５１とピエゾ抵抗端子との電気的接続を実現するための第１ピエゾ抵抗位置決め孔５１１が設けられる。また、第２ピエゾ抵抗５２には、ベース台にリベットで締結されることで第２ピエゾ抵抗５２とピエゾ抵抗端子との電気的接続を実現するための第２ピエゾ抵抗位置決め孔５２１が設けられる。 The operation process is as follows. As shown in FIGS. 1 to 4, when the user presses the joystick 31, the pressing force is transmitted to the switch core 52 by the joystick 31 to deform the conductive elastic piece 53, and the circuit is made conductive by the switch terminal 62. When the eccentric wheel 30 of the upper rocking arm 32 and the lower rocking arm 33 is rotated by operating 31, the pressure applied to the piezoresistor 51 depends on the height at which each position point of the eccentric wheel 30 contacts the elastic member. Unlike this, different resistance values of the piezoresistor 51 are realized. Specifically, the elastic member may be a leaf spring or a combination of an operating piece and a spring. As shown in FIG. 3, when the eccentric ring 30 hits the upper surface 71 of the leaf spring 7, the pressure applied directly from the eccentric ring 30 to the piezoresistor 51 can be relaxed, and a protective effect is exhibited. In the present embodiment, the first piezoresistor 51 is provided with a first piezoresistor positioning hole 511 for realizing electrical connection between the first piezoresistor 51 and the piezoresistor terminal by being fastened to the base with a rivet. Provided. In addition, the second piezoresistor 52 is provided with a second piezoresistor positioning hole 521 for realizing electrical connection between the second piezoresistor 52 and the piezoresistor terminal by being fastened to the base with rivets.
図５に示すように、ユーザによってジョイスティック３１を揺動させると、上揺動アームの偏心輪３２０、下揺動アームの偏心輪３３０は、左へ回動する場合、板ばね７が受ける圧力が小さくてピエゾ抵抗の抵抗値が大きくなり、一方、右へ回動する場合、板ばね７が受ける圧力が大きくてピエゾ抵抗の抵抗値が小さくなる。ｄは、上／下揺動アームの軸心と偏心輪の軸心３０１との距離であり、ジョイスティック３１の揺動によって変化する。 As shown in FIG. 5, when the joystick 31 is swung by the user, when the eccentric ring 320 of the upper swing arm and the eccentric ring 330 of the lower swing arm rotate to the left, the pressure received by the leaf spring 7 is reduced. When it is small, the resistance value of the piezoresistor becomes large. On the other hand, when the piezoresistor is turned to the right, the pressure applied to the leaf spring 7 is large and the resistance value of the piezoresistor becomes small. d is the distance between the axis center of the upper / lower swing arm and the axis 301 of the eccentric wheel, and changes as the joystick 31 swings.
第２実施形態では、図７〜図１７に示すように、ベース台１上には、上揺動アーム３２の第１軸端３２２、第２軸端３２３、及び下揺動アーム３３の第３軸端３３２、第４軸端３３３に対応する第２ベース台収容溝１２が設置される。また、ベース台１において、中央に下揺動アームの下端部に適する第１ベース台収容室１３が設置されるほか、上揺動アーム３２及び下揺動アーム３３の偏心輪３０に適する第２ベース台収容室１４がさらに設置される。第１ベース台収容室１３には、前記スイッチコア５２、導電弾性片５３が内蔵される。下揺動アーム３３の下端部は、球状に形成される。下揺動アーム３３は、復帰モジュール４に接触する。第２ベース台収容室１４には、弾性部材が内蔵される。なお、第２ベース台収容室１４の下方は、ピエゾ抵抗５１に接触する。 In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 to 17, the first shaft end 322 of the upper swing arm 32, the second shaft end 323, and the third of the lower swing arm 33 are provided on the base base 1. The 2nd base stand accommodation groove 12 corresponding to axis end 332 and 4th axis end 333 is installed. Further, in the base stand 1, a first base stand accommodation chamber 13 suitable for the lower end portion of the lower swing arm is installed at the center, and a second suitable for the eccentric wheel 30 of the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33. A base stand accommodating chamber 14 is further installed. In the first base stand housing chamber 13, the switch core 52 and the conductive elastic piece 53 are built. A lower end portion of the lower swing arm 33 is formed in a spherical shape. The lower swing arm 33 contacts the return module 4. An elastic member is built in the second base stand accommodating chamber 14. In addition, the lower part of the 2nd base stand storage chamber 14 contacts the piezoresistor 51.
本実施形態では、ベース台１上には、スイッチ端子６２が設けられる。ベース台１の下方には、下底板６３が設けられる。下底板６３上には、ピエゾ抵抗端子６１が設置される。下底板６３は、ベース台１に係止または螺着されたり、リベットで連結されたり、ピンで締結されたりする。 In the present embodiment, a switch terminal 62 is provided on the base table 1. A lower bottom plate 63 is provided below the base table 1. On the lower bottom plate 63, the piezoresistive terminal 61 is installed. The lower bottom plate 63 is locked or screwed to the base 1, connected with rivets, or fastened with pins.
本実施形態では、偏心輪３０はカムブロックであり、上揺動アーム３２、下揺動アーム３３と一体的に成形され、これにより、従来技術で設置されるクランク機構を簡素化する。 In the present embodiment, the eccentric wheel 30 is a cam block and is formed integrally with the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33, thereby simplifying the crank mechanism installed in the prior art.
本実施形態では、復帰モジュール４は、復帰リング４１及びばね４２を含む。 In the present embodiment, the return module 4 includes a return ring 41 and a spring 42.
本実施形態では、偏心輪３０とピエゾ抵抗５１との間には、板ばねが設置される。 In the present embodiment, a leaf spring is installed between the eccentric wheel 30 and the piezoresistor 51.
本実施形態では、偏心輪３０とピエゾ抵抗５１との間には、作動片及びばね４２が上から下へ順次に設置される。
上記実施形態では、製品要求を満足すれば、切入スイッチの制御が選択可能である。
In the present embodiment, the operating piece and the spring 42 are sequentially installed from the top to the bottom between the eccentric wheel 30 and the piezoresistor 51.
In the above embodiment, the control of the cut-off switch can be selected if the product requirement is satisfied.
動作過程は以下の通りである。図５〜１７に示すように、ユーザがジョイスティック３１を押圧すると、下端部が球状に形成された下揺動アーム３３により、押圧力をベース台１の中央の第１ベース台収容室１３内におけるスイッチコア５２に伝達して導電弾性片５３を変形させ、スイッチ端子６２で回路を導通状態にし、ジョイスティック３１を操作して上揺動アーム３２、下揺動アーム３３の偏心輪３０を回動させる場合、偏心輪３０の各位置点がベース台１に設置される第２ベース台収容室１４内における弾性部材と接触する高さによって、ピエゾ抵抗５１に加える圧力が異なり、これにより、ピエゾ抵抗５１の異なる抵抗値を実現し、下底板６３上に設置されるピエゾ抵抗端子６１によって出力し、多彩なカーソル輝度表示を実現する。詳細には、弾性部材は、板ばねであってもよいし、作動片とばねとの組み合わせであってもよく、偏心輪３０からピエゾ抵抗５１に直接的に加える圧力を緩和することができ、保護効果を発揮する。ユーザによってジョイスティック３１を揺動させると、上揺動アームの偏心輪３２０、下揺動アームの偏心輪３３０は、左へ回動する場合、板ばね７が受ける圧力が小さくてピエゾ抵抗の抵抗値が大きくなり、一方、右へ回動する場合、板ばね７が受ける圧力が大きくてピエゾ抵抗の抵抗値が小さくなる。
以上より、今回開示された実施例は本発明の複数の実施形態を表すものに過ぎず、詳しく説明されたが、制限的なものではないと考えられるべきである。当業者であれば、本発明の精神から逸脱しない範囲で各種の変更や改良を行うことは、本発明の保護を求める範囲に属するものであることを理解されたい。したがって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に従う。
The operation process is as follows. As shown in FIGS. 5 to 17, when the user presses the joystick 31, the pressing force is applied in the first base stand accommodating chamber 13 at the center of the base stand 1 by the lower swing arm 33 having a spherical lower end. The conductive elastic piece 53 is deformed by being transmitted to the switch core 52, the circuit is made conductive by the switch terminal 62, and the joystick 31 is operated to rotate the eccentric wheels 30 of the upper swing arm 32 and the lower swing arm 33. In this case, the pressure applied to the piezoresistor 51 differs depending on the height at which each position point of the eccentric ring 30 comes into contact with the elastic member in the second base pedestal storage chamber 14 installed on the base pedestal 1. Are output by a piezoresistive terminal 61 installed on the lower bottom plate 63, and various cursor luminance displays are realized. Specifically, the elastic member may be a leaf spring, or a combination of an operating piece and a spring, and can relieve pressure applied directly from the eccentric ring 30 to the piezoresistor 51, Demonstrate the protective effect. When the joystick 31 is swung by the user, when the eccentric wheel 320 of the upper rocking arm and the eccentric wheel 330 of the lower rocking arm rotate to the left, the pressure received by the leaf spring 7 is small and the resistance value of the piezo resistance On the other hand, when rotating to the right, the pressure received by the leaf spring 7 is large and the resistance value of the piezoresistor is small.
From the above, the examples disclosed this time represent only a plurality of embodiments of the present invention and have been described in detail, but should not be considered as limiting. It should be understood by those skilled in the art that various changes and modifications within the scope of the present invention are within the scope of the protection of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention shall be subject to the protection scope of the claims.
１ ベース台
１１ 第１ベース台収容溝
１２ 第２ベース台収容溝
１３ 第１ベース台収容室
１４ 第１ベース台収容室
２ 上蓋
３ ジョイスティックモジュール
３０ 偏心輪
３０１ 偏心輪の軸心
３１ ジョイスティック
３１１ 上端部
３１２ 下端部
３２ 上揺動アーム
３２０ 上揺動アームの軸心
３２１ 第１凸部
３２２ 第１軸端
３２３ 第２軸端
３２４ 第１貫通孔
３３ 下揺動アーム
３３０ 下揺動アームの軸心
３３１ 第２凸部
３３２ 第３軸端
３３３ 第４軸端
３３４ 第２貫通孔
３４ 揺動アーム台
３４１ 第１揺動アーム台収容溝
３５ リベット
４１ 復帰リング
４２ ばね
５ 電気モジュール
５１ 第１ピエゾ抵抗
５１１ 第１ピエゾ抵抗位置決め孔
５２ 第２ピエゾ抵抗
５２１ 第２ピエゾ抵抗位置決め孔
５３ スイッチコア
５４ 導電弾性片
６ 端子モジュール
６１ ピエゾ抵抗端子
６２ スイッチ端子
６３ 下底板
７ 板ばね
７１ 板ばねの上面
ｄ 上／下揺動アームの軸心と偏心輪の軸心との距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base stand 11 1st base stand accommodation groove 12 2nd base stand accommodation groove 13 1st base stand accommodation chamber 14 1st base stand accommodation chamber 2 Upper cover 3 Joystick module 30 Eccentric ring 301 Axis of eccentric ring 31 Joystick 311 Upper end part 312 Lower end portion 32 Upper swing arm 320 Upper swing arm shaft center 321 First convex portion 322 First shaft end 323 Second shaft end 324 First through hole 33 Lower swing arm 330 Lower swing arm shaft center 331 Second convex portion 332 Third shaft end 333 Fourth shaft end 334 Second through-hole 34 Swing arm base 341 First swing arm base receiving groove 35 Rivet 41 Return ring 42 Spring 5 Electric module 51 First piezoresistor 511 First 1 piezoresistive positioning hole 52 2nd piezoresistive 521 2nd piezoresistive positioning hole 53 switch core 54 conductive elasticity 6 the distance between the terminal module 61 piezoresistive terminal 62 switch terminal 63 under the bottom plate 7 the plate spring 71 the axis of the axis and eccentric to the upper surface d on / lower swing arm of the leaf spring
Claims (10)
ベース台、上蓋、ジョイスティックモジュール、復帰モジュール、電気モジュール及び端子モジュールを含み、
前記上蓋の上面には、開口が設けられ、
前記上蓋は、ベース台の上方に被せられて中央室を形成し、
前記ジョイスティックモジュールは、前記中央室内に取り付けられ、ジョイスティック、上揺動アーム及び下揺動アームを含み、
前記上揺動アーム及び下揺動アームは、上下に交差して配置され、
前記上揺動アームはアーチ状に形成され、中央が上に凸になって形成される第１凸部と、第１凸部の両側の第１軸端及び第２軸端と、第１凸部の中央に設けられる第１貫通孔とを含み、
前記下揺動アームは、中央が上に凸になって形成される第２凸部と、第２凸部の両側の第３軸端及び第４軸端と、第２凸部の中央に設けられる第２貫通孔とを含み、
前記上揺動アーム及び下揺動アームには、偏心輪がそれぞれ設置され、
前記ジョイスティックは、上端部及び下端部を含み、
前記下端部は、下揺動アームにリベットで締結されて前記下揺動アームの第２貫通孔から突出するとともに、上揺動アームの第１貫通孔を貫通し、上蓋を貫通する開口まで延在し、
前記ジョイスティックは、上揺動アーム及び下揺動アームの偏心輪を揺動させ、
前記復帰モジュールは、ジョイスティックモジュールの下方に取り付けられ、押圧されたジョイスティックモジュールを元の位置に復帰させ、
前記電気モジュールは、抵抗値の変化を制御し、ジョイスティックモジュールを移動させる信号を電気信号に変換し、ピエゾ抵抗、切入スイッチ及び導電弾性片を含み、
切入スイッチは、スイッチコア及び導電弾性片を含み、
前記端子モジュールは、電気信号の出力に用いられ、ピエゾ抵抗端子及びスイッチ端子を含み、
前記ピエゾ抵抗端子は、ピエゾ抵抗の外側に取り付けられ、
前記スイッチ端子は、スイッチコアの外側に取り付けられ、
ジョイスティックが押圧された場合、上揺動アームまたは下揺動アームの偏心輪は前記スイッチコアを押圧して前記導電弾性片と前記スイッチ端子とを接離させることを特徴とするピエゾ抵抗式多方向入力装置。 A piezoresistive multidirectional input device,
Includes base, top lid, joystick module, return module, electrical module and terminal module,
An opening is provided on the upper surface of the upper lid,
The upper lid is placed over the base table to form a central chamber,
The joystick module is mounted in the central chamber and includes a joystick, an upper swing arm and a lower swing arm,
The upper swing arm and the lower swing arm are arranged so as to intersect vertically.
The upper swinging arm is formed in an arch shape, a first convex part formed with a center projecting upward, a first axial end and a second axial end on both sides of the first convex part, and a first convex A first through hole provided in the center of the part,
The lower swing arm is provided at the center of the second convex part, the second convex part formed with the center projecting upward, the third and fourth axial ends on both sides of the second convex part, and the second convex part. A second through hole formed,
Each of the upper swing arm and the lower swing arm is provided with an eccentric ring,
The joystick includes an upper end and a lower end,
The lower end portion is fastened with a rivet to the lower swing arm and protrudes from the second through hole of the lower swing arm, and extends through the first through hole of the upper swing arm to an opening that passes through the upper lid. Exist,
The joystick swings the eccentric wheel of the upper swing arm and the lower swing arm,
The return module is attached below the joystick module and returns the pressed joystick module to its original position.
The electrical module controls a change in resistance value, converts a signal for moving the joystick module into an electrical signal, and includes a piezoresistor, a cut-in switch, and a conductive elastic piece,
The incision switch includes a switch core and a conductive elastic piece,
The terminal module is used for outputting an electrical signal, and includes a piezoresistive terminal and a switch terminal,
The piezoresistive terminal is attached to the outside of the piezoresistor,
The switch terminal is attached to the outside of the switch core,
When the joystick is pressed, the eccentric wheel of the upper swing arm or the lower swing arm presses the switch core to bring the conductive elastic piece and the switch terminal into contact with and away from each other. Input device.
前記揺動アーム台上には、前記上揺動アームの第２軸端及び前記下揺動アームの第４軸端に対応する揺動アーム台収容溝が設置され、
前記ベース台上には、前記上揺動アームの第１軸端及び前記下揺動アームの第３軸端に対応するベース台収容溝が設置され、
前記揺動アーム台とベース台とは交互に配置され、その間に前記ジョイスティック、復帰モジュールの第１室が形成され、
前記揺動アーム台、ベース台には、偏心輪に適する複数の第２室がそれぞれ設置され、
前記第２室には、前記スイッチコア、導電弾性片が内蔵され、
前記ジョイスティックの端部は、逆円錐台形状に形成されることを特徴とする請求項３に記載のピエゾ抵抗式多方向入力装置。 The joystick module includes a swing arm base,
On the swing arm base, swing arm base accommodation grooves corresponding to the second shaft end of the upper swing arm and the fourth shaft end of the lower swing arm are installed,
On the base table, a base table receiving groove corresponding to the first shaft end of the upper swing arm and the third shaft end of the lower swing arm is installed,
The swing arm base and the base base are alternately arranged, and the joystick and the first chamber of the return module are formed between them,
A plurality of second chambers suitable for eccentric wheels are respectively installed on the swing arm base and the base base,
In the second chamber, the switch core and the conductive elastic piece are built-in,
The piezoresistive multidirectional input device according to claim 3, wherein an end of the joystick is formed in an inverted truncated cone shape.
前記ベース台において、中央に下揺動アームの下端部に適する第１ベース台収容室が設置されるほか、上揺動アーム及び下揺動アームの偏心輪に適する第２ベース台収容室がさらに設置され、
前記第１ベース台収容室には、前記スイッチコア及び導電弾性片が内蔵され、
前記下揺動アームの下端部は、球状に形成され、
前記下揺動アームは、復帰モジュールに接触し、
前記第２ベース台収容室には、弾性部材が内蔵され、
前記第２ベース台収容室の下方は、ピエゾ抵抗に接触することを特徴とする請求項３に記載のピエゾ抵抗式多方向入力装置。 On the base table, second base table receiving grooves corresponding to the first shaft end and the second shaft end of the upper swing arm and the third shaft end and the fourth shaft end of the lower swing arm are installed.
In the base stand, a first base stand accommodation chamber suitable for the lower end portion of the lower swing arm is installed at the center, and a second base stand accommodation chamber suitable for the eccentric wheel of the upper swing arm and the lower swing arm is further provided. Installed,
In the first base stand housing chamber, the switch core and the conductive elastic piece are built-in,
The lower end of the lower swing arm is formed in a spherical shape,
The lower swing arm contacts the return module;
An elastic member is built in the second base stand accommodating chamber,
The piezoresistive multidirectional input device according to claim 3, wherein a lower portion of the second base stand accommodating chamber is in contact with a piezoresistor.
前記ベース台の下方には、下底板が設けられ、
前記下底板上には、ピエゾ抵抗端子が設置され、
前記下底板は、ベース台に係止または螺着されたり、リベットで連結されたり、ピンで締結されたりすることを特徴とする請求項５に記載のピエゾ抵抗式多方向入力装置。 A switch terminal is provided on the base table,
A lower bottom plate is provided below the base table,
On the lower bottom plate, a piezoresistive terminal is installed,
6. The piezoresistive multi-directional input device according to claim 5, wherein the lower bottom plate is locked or screwed to a base base, connected with a rivet, or fastened with a pin.
前記偏心輪とピエゾ抵抗との間には、板ばねが設置されることを特徴とする請求項５に記載のピエゾ抵抗式多方向入力装置。 The elastic member is a leaf spring;
6. The piezoresistive multidirectional input device according to claim 5, wherein a leaf spring is installed between the eccentric ring and the piezoresistor.
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