JPH11339602A - 多方向入力装置 - Google Patents
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- JPH11339602A JPH11339602A JP10144375A JP14437598A JPH11339602A JP H11339602 A JPH11339602 A JP H11339602A JP 10144375 A JP10144375 A JP 10144375A JP 14437598 A JP14437598 A JP 14437598A JP H11339602 A JPH11339602 A JP H11339602A
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- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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Abstract
方向入力装置を提供する。 【解決手段】 傾倒可能に保持された操作レバー14
と、操作レバー14の傾倒により傾き、かつ回転不能に
設けられたフランジ部材(上側の可動接点板11)と、
フランジ部材に対して固定状態にある支持部材(蓋体
7)と、第1の固定接点を有し、操作レバー14の第1
の傾倒方向によるフランジ部材の接離でオン/オフする
第1のスイッチと、第2の固定接点を有し、操作レバー
14の第2の傾倒方向によるフランジ部材の接離でオン
/オフする第2のスイッチを備え、前記操作レバー14
は、フランジ部材の端部を支持部材に当接してその端部
を支点として傾倒し、その操作レバー14の傾倒で第1
のスイッチと第2のスイッチが同時にオン/オフすると
き、傾いたフランジ部材と支持部材が線接触または2点
接触するように構成した。
Description
の傾倒方向に応じてスイッチを動作させることのできる
多方向入力装置に関する。
開示されているように、上面を開口したハウジングと、
ハウジングの開口端に設置された蓋体と、ハウジングの
内側に収納されたスイッチ素子と、スイッチ素子を動作
する操作レバーとで概略構成された多方向入力装置が提
案されている。
に設けられた1つの中央固定接点と複数の周縁固定接点
およびコモン接点と、ハウジングの内底面に載置された
可動接点板で構成され、可動接点板はコモン接点と常時
接触し、中央固定接点および各周縁固定接点から離れて
いる。
に保持され、その上部は蓋体から外部へ突出している。
操作レバーに鍔部が設けられ、鍔部には蓋体の下面に対
向する複数の支点部と、各支点部の外側に位置する弾性
部とが形成されている。
位置にある時、可動接点板は中央固定接点および各周縁
固定接点と離れており、スイッチオフの状態が得られ
る。操作レバーを任意方向に傾倒すると、操作レバーは
傾倒方向と反対側に位置する支点部を回動支点として傾
倒するため、傾倒方向に位置する弾性部が可動接点板の
周縁を押圧すると共に、操作レバーの下端が可動接点板
の中央を押圧する。これにより、傾倒方向に位置する周
縁固定接点と中央固定接点が可動接点板を介して導通さ
れるため、スイッチオンの状態が得られる。従って、操
作レバーを任意方向へ傾倒させて可動接点板が周縁固定
接点に接触した時点で、仮に可動接点板が中央固定接点
に接触していなくても、弾性部がさらに撓むことによ
り、可動接点板を中央固定接点に接触させることができ
る。
ーに形成した弾性部により可動接点板を周縁固定接点に
接触させるため、周縁固定接点に対する可動接点板の接
触圧を高めることができず、導通不良が発生するという
問題がある。また、ハウジングの内底面に1つの中央固
定接点とそれを囲む複数の周縁固定接点を設ける必要が
あり、各固定接点を設置スペースによりハウジングが大
きくなり、小型化の妨げとなる。
特願平9−178324号の明細書と図面に記載されて
いる多方向入力装置を提案した。図17はこの多方向入
力装置の断面図、図18はその多方向入力装置に用いら
れる駆動体と上側の可動接点板の上面図、図19はその
多方向入力装置に用いられる蓋体の底面図である。
形成するハウジング101および蓋体102と、前記収
納空間100の内部に傾倒自在に保持されて蓋体102
から突出した操作レバー103と、ハウジング101に
設けられた下側の固定接点104と、この下側の固定接
点104に対向する下側の可動接点板105と、蓋体1
02に周方向に所定間隔おいて配設された上側の固定接
点106a〜106h群(図19参照)と、これら上側
の固定接点106a〜106h群に対向するように設け
られた外形がほぼ円形の上側の可動接点板107と、こ
の上側の可動接点板107を前記上側の固定接点106
群に圧接するコイルばね108を備えている。
107を支持する駆動体、110はハウジング101と
蓋体102を連結する連結部材、111はコモン接点で
ある。
倒時に、下側の可動接点板105が下側の固定接点10
4に接触すると共に、上側の可動接点板107が上側の
固定接点106群の1または2つを傾倒支点として残り
の上側の固定接点106群から離れるように構成されて
いる。同図の斜線は、上側の固定接点106−上側の可
動接点板107−コイルばね108−コモン接点111
−下側の可動接点板105−下側の固定接点104の導
通状態を示している。
板105と下側の固定接点104間の離接動作と、上側
の可動接点板107と上側の固定接点106a〜106
h群間の離接動作が共に確実であるため、導通不良を解
消することができる。また、下側の固定接点104と上
側の固定接点106a〜106h群を別々の部材に振り
分けるから、多方向入力装置の小型化が図れるなどの特
長を有している。
操作レバー103の各方向の傾倒に対応するため、図1
9に示すように蓋体102の外周部に上側の固定接点1
06a〜106hが8個設置されているが、部品点数を
削減するため、斜め方向に配置されている固定接点10
6b,106d,106f,106hを省略することが
考えられる。そして例えば図19に矢印で示すように操
作レバー103を斜め方向に傾倒した際、固定接点10
6fが無いため、可動接点板107を両側の固定接点1
06eと固定接点106gに同時に接触させ、この2つ
のスイッチが同時にオンすると、操作レバー103が矢
印方向に傾倒したと判断するように構成すればよい。
すように可動接点板107の外形がほぼ円形であること
から、操作レバー103の傾倒で可動接点板107が図
17のように傾いたとき、可動接点板107の端部は蓋
体102の下面に対して1点接触となる。そのため、操
作レバー103が確実に両方のスイッチを同時にオンす
る領域は非常に狭く、スイッチがオンしない不感帯領域
ができ、斜め方向の検出の精度が出難いという難点があ
る。
方向の検出精度が高く、信頼性の高い多方向入力装置を
提供することにある。
め、本発明は、傾倒可能で回転不能に保持された操作レ
バーと、その操作レバーの傾倒により傾き、かつ回転不
能に設けられたフランジ部材(例えば上側の可動接点板
など)と、そのフランジ部材に対して固定状態にある支
持部材(例えば周方向に各固定接点を保持した蓋体な
ど)と、第1の固定接点を有し、前記操作レバーの第1
の傾倒方向によるフランジ部材の接離でオン/オフする
第1のスイッチ(例えば第1の固定接点と上側の可動接
点板で構成)と、第2の固定接点を有し、前記操作レバ
ーの第2の傾倒方向によるフランジ部材の接離でオン/
オフする第2のスイッチ(例えば第2の固定接点と上側
の可動接点板で構成)を備え、前記操作レバーは、フラ
ンジ部材の端部を支持部材に当接してその端部を支点と
して傾倒し、その操作レバーの傾倒で第1のスイッチと
第2のスイッチが同時にオン/オフするとき、傾いたフ
ランジ部材と支持部材が線接触または2点接触するよう
に構成したことを特徴とするものである。
ーの傾倒で第1のスイッチと第2のスイッチが同時にオ
ン/オフするとき、傾いたフランジ部材と支持部材が線
接触または2点接触するように構成すれば、傾倒途中で
操作レバーの操作軸が安定する方向に自然に強制され、
その結果、第1のスイッチと第2のスイッチが同時にオ
ン/オフでき、従って斜め方向の検出精度が高く、信頼
性の高い多方向入力装置を提供することができる。
明する。図1は第1の実施の形態に係る多方向入力装置
の非操作状態での断面図、図2は多方向入力装置のハウ
ジングの上面図、図3は上側の可動接点板の上面図、図
4は上側の固定接点を取り付けた蓋体の底面図、図5は
多方向入力装置の傾倒動作を示す断面図、図6は多方向
入力装置のプッシュ動作を示す断面図、図7は本実施の
形態に係る多方向入力装置の動作原理を説明するための
図、図8は操作レバーの傾倒方向と接触位置の関係を示
す図である。
た平面形状が八角形をしており、図2に示すようにハウ
ジング1の内底面に、中央に位置する下側の固定接点2
と周辺部に位置する2つのコモン接点3が配設され、下
側の固定接点2と各コモン接点3はそれぞれ端子2a,
3aとしてハウジング1の外部に突出している。図中の
斜線と破線は、下側の固定接点2と固定端子2aならび
にコモン接点3とコモン端子3aとの接続を示してい
る。
が設けられ、下側の固定接点2を中心とする同一の円弧
上に配列されている。図2に示すようにハウジング1の
各辺の外側壁にガイド孔1bが形成され、ハウジング1
の内側壁の開口端側に90度の間隔で4つの切欠き部1
cが形成されている。
可動接点板4が設けられ、突起1aで位置規制されてい
る。下側の可動接点板4はコモン接点3と常時接触し、
下側の固定接点2から離れ、下側の固定接点2と下側の
可動接点板4により常開スイッチS1が構成されてい
る。突起1aの内側に弾性を有する押圧部材5が位置決
めされ、下側の可動接点板4の上面中央部と対向してい
る。
縁体)製の蓋体7で覆われ、ハウジング1と蓋体7で収
納空間8が形成されている。蓋体7の下面に上側の固定
接点10がアウトサートされ、複数の取付脚を有する連
結部材9の上端部を蓋体7の上に被せ、取付脚をハウジ
ング1の外側壁に沿って下方へ延ばし下端部を内側へ折
り曲げることにより、ハウジング1と蓋体7が連結され
る。
7aが形成され、それの周囲に上側の固定接点10が周
方向に90度間隔で4個配設され、各固定接点10のほ
ぼ中央部に下方へ若干突出した突部10bが形成されて
いる。蓋体7に上側の固定接点10をアウトサートする
際に固定接点10の露出面が成形条件等がばらついて一
部樹脂で覆われたとしても樹脂部から固定接点10を突
出させるために突部10bが形成され、この突部10b
により上側の可動接点板11との接触が確実になる。上
側の固定接点10はそれぞれ端子10aとして下方へ延
び、各端子10aはハウジング1のガイド孔1b(図
1、図2参照)に挿通される。
が配置されて、それとハウジング1の内底面の間に導電
性のコイルばね12が介在され、コイルばね12はハウ
ジング1の周壁と突起1aの間で位置決めされている。
コイルばね12の下端はコモン接点3とコモン端子3a
とを接続している導電部3b(図2の円弧状の斜線部
分)に接し、コモン接点3と上側の可動接点板11はコ
イルばね12を介して常時導通している。上側の可動接
点板11はコイルばね12の付勢力で蓋体7の下面に配
置された各上側の固定接点10に圧接され、上側の固定
接点10群と上側の可動接点板11で4個の常閉スイッ
チS2が構成されている。
体13にアウトサートされ、駆動体13の上部は蓋体7
の貫通孔7aと嵌合している。図3に示すように上側の
可動接点板11は外周部に90度の間隔を保って4つの
突部11aと、各突部11aを結ぶ直線状に延びた4つ
の端縁11bを有しほぼ菱形をしており、図中の斜線部
分が金属で構成され導電部となっている。各突部11a
の上面は先端に行くに従って若干薄くなるようにテーパ
ーを有し、ハウジング1の内壁面に形成された切欠き部
1cに挿入され(図1参照)て周方向の回り止めがなさ
ている。
を設けることにより、上側の可動接点板11が傾いたと
きに、突部11aが邪魔にならずに、後述のように可動
接点板11の直接状に延びた端部が蓋体7の下面と線接
触することになる。従ってテーパーは逃げるために形成
され、各突部11aは回り止めの機能のみを有してい
る。
13aが設けられ、そこに金属製の操作レバー14の基
端部が挿入されている。操作レバー14は中心孔13a
に対して軸線方向へ移動可能であるが、中心孔13aの
小判形部分とスプライン結合することにより、周方向へ
の回転は規制されている。操作レバー14の上部は蓋体
7の外部へ突出し、下端は弾性を有する押圧部材5に当
接している。
て説明する。操作レバー14が図1に示す中立位置にあ
る場合、下側の可動接点板4が下側の固定接点2から離
れているため常開スイッチS1はオフ、上側の可動接点
板11が上側の固定接点10群の全てに接触しているた
め4個の常閉スイッチS2はオンになっている。
例えば図5に示す方向へ傾倒すると、上側の可動接点板
11は傾倒方向の反対側に位置する上側の固定接点10
を支点として傾き、それ以外の上側の固定接点10から
離れるため、支点となる上側の固定接点10に対応する
常閉スイッチS2のオン状態を維持し、他の常閉スイッ
チS2はオフとなる。
ー14の下端が押圧部材5を介して下側の可動接点板4
を押圧し、下側の可動接点板4が下側の固定接点2に接
触した時点で、常開スイッチS1がオフからオンへ切り
換わる。常開スイッチS1のオン後も上側の可動接点板
11の突部11aが切欠き部1cの底部に当接するまで
(図5の状態)、操作レバー14はさらに傾倒操作を続
けることができ、その間のオーバーストローク分は押圧
部材5の圧縮変形で吸収される。
と、上側の可動接点板11はコイルばね12の付勢力で
元の状態に復帰するため、操作レバー14は図1の中立
位置に戻り、4個の常閉スイッチS2の全ては再びオン
となる。また、押圧部材5および下側の可動接点板4も
弾性により復帰し、下側の可動接点板4が下側の固定接
点2から離れ、常開スイッチS1も再びオフとなる。操
作レバー14を図5とは別方向へ傾倒した場合も同様で
ある。
込むと図6のように、操作レバー14は駆動体13の中
心孔13aに案内されて真下へ移動し、押圧部材5を介
して下側の可動接点板4を押圧する。上側の可動接点板
11と駆動体13は移動しないため、4個の常閉スイッ
チS2の全てはオン状態を維持し、下側の可動接点板4
が下側の固定接点2に接触した時点で、常開スイッチS
1がオフからオンへ切り換わる。操作レバー14に対す
る押圧力を取り除くと、押圧部材片5と下側の可動接点
板4は自信の弾性により復帰し、下側の可動接点板4が
下側の固定接点2から離れ、常開スイッチS1は再びオ
フとなる。
接点10群の端子10aを例えばマイコンに接続すれ
ば、端子2aと各端子10a間のオン/オフ信号に基づ
いて、マイコンが操作レバー14の傾倒方向と操作レバ
ー14のプッシュ動作を検出することができる。すなわ
ち、操作レバー14が中立位置にある場合、前述したよ
うに4個の常閉スイッチS2は全てオンであるが、常開
スイッチS1はオフであるため、マイコンは端子2aと
各端子10a間からオフ信号を取り込み、操作レバー1
4が非操作状態にあると判断する。
合(図5参照)、常開スイッチS1と4個の常閉スイッ
チS2の1つがオンになるため、端子2aとオン状態の
端子10aとの間に、下側の固定接点2−下側の可動接
点板4−コモン接点3−コイルばね12−上側の可動接
点板11−上側の固定接点10という導通路が形成さ
れ、マイコンはこのオン信号に基づいて、操作レバー1
4がオン状態にある上側の固定接点10の反対方向へ傾
倒されたことを判断する。
合(図6参照)、4個の常閉スイッチS2の全てがオン
のまま、常開スイッチS1がオンとなるため、マイコン
は端子2aと各端子10aの全てからオン信号を取り込
み、操作レバー14がプッシュ動作されたことを判断す
る。
端子2aとコモン接点3の端子3aおよび上側の固定接
点10群の端子10aをマイコンに接続することも可能
である。この場合、マイコンは常開スイッチS1のオン
/オフ状態を監視し、端子2aと端子3a間がオフであ
ると、操作レバー14が非操作状態にあると判断する。
信号を取り込むと、このオン信号をトリガとして常閉ス
イッチS2のオン/オフ状態を監視し、端子3aと4個
の端子10aが全てオンであると、操作レバー14がプ
ッシュ動作されたものと判断し、端子3aと特定の端子
10a間からオン信号が出力されると、このオン信号に
基づいて操作レバー14の傾倒方向を確定する。
接点板11を使用した場合の動作原理図である。図5に
示すようにX方向に指先で摘みZを介して操作レバー1
4を少し傾けると、上側の可動接点板11はA点を支点
として傾く。この際、操作レバー14の傾動中心Oを基
準とし、傾く方向(X方向)と支点(A点)方向が一直
線上揃っていないので、不安定な状態となる。従って、
指先で押すことのみで、この方向に更に傾けることは難
しく(操作軸が安定せず)、更に傾けると支点が安定す
るように、すなわちA−C線上で上側の可動接点板11
の端部(端縁)が蓋体7と線接触するように、傾き方向
が自然に強制され、常閉スイッチS1がオンとなる位置
においては結局、A点とC点の2点で上側の固定接点1
0と上側の可動接点板11がほぼ同時に接触する。すな
わち、特許請求の範囲で述べている第1のスイッチと第
2のスイッチが同時にオン/オフする。
方向に傾けても操作軸がその方向では安定せず、上側の
可動接点板11の端部が蓋体7と線接触する45度方向
に強制され、結局、A点とC点の2点で上側の固定接点
10と上側の可動接点板11がほぼ同時に接触する。
の傾倒により可動接点板11の端縁と蓋体7の面との接
触する位置を示す図である。図中の小文字のa〜hは操
作レバー14の傾倒方向、大文字のA〜Hはそれに対応
した接触位置を示している。すなわち、a,c,e,g
の範囲の方向に操作レバー14を傾倒した場合、A,
C,E,Gの点で接触する。b,d,f,hの範囲の方
向に操作レバー14を傾倒した場合、B,D,F,Hの
線上で接触する。
装置の断面図、図10はその多方向入力装置に用いる上
側の固定接点を保持した蓋体の底面図である。この例の
場合、図10に示すように円形の上側の可動接点板11
が用いられ、蓋体7の外周部に90度間隔で保持された
上側の固定接点10の突部10bは蓋体7の下面より十
分に突出している。
0度方向に傾けても操作軸がその方向では安定せず、上
側の可動接点板11の面が傾倒方向と対応する2つの突
部10bに支持される45度方向に強制され、結局、上
側の可動接点板11が2つの上側の固定接点10とほぼ
同時に接触する。
10bが僅かに突出するようにして、突部10bを頂点
とする菱形状の絶縁突部を設けて、操作レバー14を例
えば60度方向に傾けた際に、可動接点板11の板面が
絶縁突部の稜線に線接触するようにしてもよい。
力装置の断面図、図12はその多方向入力装置に用いる
上側の可動接点板の平面図である。この例の場合、上側
の可動接点板11の上面外周部付近に90度間隔で4つ
の突起15が形成され、4つの上側の固定接点10と対
向するように上側の可動接点板11が配置されている。
0度方向に傾けても操作軸がその方向では安定せず、上
側の可動接点板11の傾倒方向と対応する2つの突起1
5が上側の固定接点10と接触する45度方向に強制さ
れ、結局、上側の固定接点10と上側の可動接点板11
が2点同時接触する。
力装置用いる上側の可動接点板の平面図である。この例
の場合、上側の可動接点板11の上面外周部付近に90
度間隔で2つずつの突起15が形成され、対になった上
側の可動接点板11が各上側の固定接点10と対向する
ように配置される。この例では丸い突起15を用いた
が、細長い突条の突起15でも構わない。
力装置用いる上側の可動接点板の平面図である。この例
の場合、平面形状が八角形の上側の可動接点板11が用
いられ、それの1つおきの端縁11b,11d,11
f,11hが蓋体7に90度間隔で保持された上側の固
定接点10と線接触するように、残りの端縁が11c,
11e,11g,11iが蓋体7と線接触するようにな
っている。
力装置用いる上側の可動接点板と蓋体の重なり合いを示
す底面図である。この例の場合、平面形状が四角形の蓋
体7と平面形状が四角形の上側の可動接点板11が用い
られ、両者は図に示すように45度ずれて重なり合った
状態になってる。蓋体7の各角部にそれぞれ上側の固定
接点10が保持されている。上側の可動接点板11が傾
斜したとき、蓋体7と上側の可動接点板11が線接触す
るようになっている。
力装置用いる上側の可動接点板の平面図である。この例
の場合、平面形状が菱形で、かつ各端縁が内側に向けて
若干湾曲しており、各角部にそれぞれ突起15が設けら
れている。上側の可動接点板11が傾斜したとき、蓋体
7と上側の可動接点板11が2点接触するようになって
いる。なお、突起15は必ずしも必要ではない。
の可動接点板11の回り止め用突部11aの図示を省略
している。
に適用した場合について説明し、常開スイッチS1と常
閉スイッチS2を有する多方向入力装置について説明し
たが、ハウジングの底部に4つのタクトスイッチを配置
し、操作軸を設けたフランジで直接そのタクトスイッチ
を押圧するタンプのものに適用しても構わない。
倒で第1のスイッチと第2のスイッチが同時にオン/オ
フするとき、傾いたフランジ部材と支持部材が線接触ま
たは2点接触するように構成すれば、傾倒途中で操作レ
バーの操作軸が安定する方向に自然に強制され、その結
果、第1のスイッチと第2のスイッチが同時にオン/オ
フでき、従って斜め方向の検出精度が高く、信頼性の高
い多方向入力装置を提供することができる。
作状態での断面図である。
図である。
の上面図である。
保持した蓋体の底面図である。
ある。
図である。
を説明するための図である。
方向と接触位置の関係を示す図である。
作状態での断面図である。
を保持した蓋体の底面図である。
操作状態での断面図である。
板の上面図である。
いる上側の可動接点板の上面図である。
いる上側の可動接点板の上面図である。
いる上側の可動接点板と蓋体との重なり状態を示す底面
図である。
いる上側の可動接点板の平面図である。
す断面図である。
板の平面図である。
を保持した蓋体の底面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 傾倒可能で回転不能に保持された操作レ
バーと、 その操作レバーの傾倒により傾き、かつ回転不能に設け
られたフランジ部材と、 そのフランジ部材に対して固定状態にある支持部材と、 第1の固定接点を有し、前記操作レバーの第1の傾倒方
向によるフランジ部材の接離でオン/オフする第1のス
イッチと、 第2の固定接点を有し、前記操作レバーの第2の傾倒方
向によるフランジ部材の接離でオン/オフする第2のス
イッチを備え、 前記操作レバーは、フランジ部材の端部を支持部材に当
接してその端部を支点として傾倒し、 その操作レバーの傾倒で第1のスイッチと第2のスイッ
チが同時にオン/オフするとき、傾いたフランジ部材と
支持部材が線接触または2点接触するように構成したこ
とを特徴とする多方向入力装置。 - 【請求項2】 請求項1の記載において、前記フランジ
部材が直線状の端部を有していることを特徴とする多方
向入力装置。 - 【請求項3】 請求項1の記載において、前記フランジ
部材の平面形状がほぼ菱形をしており、そのフランジ部
材の頂点に対応する位置に前記スイッチが設けられてい
ることを特徴とする多方向入力装置。 - 【請求項4】 請求項1の記載において、前記フランジ
部材がほぼ菱形の可動接点板を有し、前記支持部材が電
気絶縁体からなり前記可動接点板の頂点に対応する位置
にそれぞれ固定接点が保持され、可動接点板と各固定接
点により前記スイッチが構成されていることを特徴とす
る多方向入力装置。 - 【請求項5】 請求項1の記載において、前記フランジ
部材の支持部材と対向する側、または前記支持部材のフ
ランジ部材と対向する側に2点接触のための突部が設け
られていることを特徴とする多方向入力装置。 - 【請求項6】 請求項1の記載において、前記フランジ
部材を支持部材側に付するための弾性部材が設けられて
いることを特徴とする多方向入力装置。
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