(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を周囲の任意方向に操作された位置から中立位置へ自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度に対応する信号を出力する一組の信号出力手段とを備えた多方向入力装置において、
前記操作部材の下部には、回動式の抜け止め部が一体的に設けられており、下段の回動部材の下面には、前記抜け止め部が上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合する下向きの凹部が設けられており、前記抜け止め部は、前記操作部材の外周面に前記方向に突出して各々設けられた一対の回動軸部又は前記操作部材の軸心と一致させて設けられた上方へ凸の半球部であることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記復帰機構は、前記操作部材及び／又は前記上下一組の回動部材を中立位置に弾性的に保持することを特徴とする請求項１に記載の多方向入力装置。
【請求項３】
前記復帰機構は、ケース内に圧縮状態で収容されたスプリングと、スプリングにより付勢されたスライダとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の多方向入力装置。
【請求項４】
前記スライダは、操作部材の下部に下向きに形成されたフラット面及び／又は上下一組の回動部材の両端軸部に下向きに形成されたフラット面に下方から弾性的に当接することを特徴とする請求項３に記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記ケースは、底板部に上向きのボス部を有し、該ボス部により操作部材の下部を周囲の任意方向に回動可能に支持することを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の多方向入力装置。
【請求項６】
前記ボス部は、その上面に下方に凸の半球状の凹部を有し、前記操作部材は、その下面に、該凹部に嵌合する下方に凸の半球状の凸部を有することを特徴とする請求項５に記載の多方向入力装置。
【請求項７】
前記ボス部は、その上面に上方に凸の半球状の凸部を有し、前記操作部材は、その下面に、該凸部に嵌合する上方に凸の半球状の凹部を有することを特徴とする請求項５に記載の多方向入力装置。
【請求項８】
前記ボス部は、前記スライダのガイドを兼ねることを特徴とする請求項５、６又は７に記載の多方向入力装置。
【請求項９】
前記操作部材を前記復帰機構により上方に付勢し、当該操作部材の下方に、当該操作部材により押圧操作されるプッシュスイッチを配置したことを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の多方向入力装置。
【請求項１０】
前記操作部材の抜け止め部が回動軸部であるときには、前記回動軸部は上方に凸の略蒲鉾形であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載の多方向入力装置。
【請求項１１】
前記操作部材は、上方に凸の略蒲鉾形からなる回動軸部の下方に円板部を有し、当該円板部の下面を、前記スライダが当接する下向きのフラット面としたことを特徴とする請求項３に記載の多方向入力装置。
【請求項１２】
前記円板部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、当該凹部の内面に、回動軸部が嵌合する凹部として一対の軸受部を設けたことを特徴とする請求項１１に記載の多方向入力装置。
【請求項１３】
前記前記操作部材の抜け止め部は、前記操作部材の下部のフラット面の両側から突出した一対の略円柱状の回動軸部であることを特徴とする請求項４に記載の多方向入力装置。
【請求項１４】
前記抜け止め部は、上方へ凸の半球部に前記操作部材の軸方向に対して直角な方向に突出する一対の回動軸部を設けた構成となっており、前記下段の回動部材の凹部は、前記半球部が嵌合した状態で前記回動軸部が嵌まり込む一対の軸受部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多方向入力装置。
【請求項１５】
前記一組の信号入力手段は、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れかであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４に記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲の任意方向に操作される操作部材の操作により各種信号の入力を行う多方向入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジョイスティックと呼ばれるこの種の多方向入力装置は、通常、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を、周囲の任意方向に操作された位置から中立位置へ自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各一端部に連結されて、各回動部材の回動角度に対応する信号を出力する一組の信号出力手段とを備えている。
【０００３】
このような多方向入力装置では、操作部材の抜け止めのために、その下部が下段の回動部材にその長孔の方向に回動自在に軸支される。この操作部材の軸支構造として、例えば実公平５−１９９２５号公報、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、操作部材の下部が下段の回動部材に、長孔の方向に直角な方向のピンによって連結されている。これにより、操作部材は、下段の回動部材の長孔の方向に回動し、上段の回動部材を回動させる。また、上段の回動部材の長孔の方向に下段の回動部材と共に回動し、下段の回動部材を回動させる。
【０００４】
一方、操作部材を、周囲の任意方向に操作された位置から中立位置へ自動復帰させる復帰機構としては、実公平５−１９９２５号公報に記載の多方向入力装置では、スプリングにより上方に付勢された押し上げ部材で上下一組の回動部材のみを中立位置に弾性的に保持する構造が採用されている。
【０００５】
また、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、この復帰機構として、操作部材の下端部に設けられた皿状の操作体を、その下方に設けられたスプリングにより上方へ弾性的に押圧することにより、操作部材のみを中立位置に弾性的に保持する構造が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の多方向入力装置には、操作部材の軸支構造及び復帰機構に関連して以下の問題がある。
【０００７】
いずれの多方向入力装置でも、操作部材の中間部がピンによって下段の回動部材に連結されているため、部品点数が多くなる。また、操作部材の全長が長くなり、装置の全高抑制を含む小型化が困難となる。
【０００８】
操作部材を中立位置に復帰させる復帰機構については、実公平５−１９９２５号公報に記載の多方向入力装置では、上下一組の回動部材は直接的に中立位置に保持されるが、操作部材は間接的にしか中立保持されない。これとは逆に、実公平７−２７６０８号公報及び特開平１０−２８３８８５号公報に記載の多方向入力装置では、操作部材は直接的に中立保持されるが、上下一組の回動部材は間接的にしか中立保持されない。このため、いずれの装置でも、操作部材及び回動部材の中立位置への復帰精度が十分とは言えない。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、部品点数が少なく、且つ装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易な多方向入力装置を提供することを第１の目的とする。本発明の第２の目的は、操作部材の中立位置への復帰精度が高い多方向入力装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明に係る多方向入力装置は、ケース内に直交する２方向に回動自在に支持され、それぞれが回動方向と直角な方向に延びる長孔を有する上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の各長孔を貫通し、周囲の任意方向に操作されることにより各回動部材を回動させる操作部材と、操作部材を周囲の任意方向に操作された位置から中立位置へ自動復帰させる復帰機構と、上下一組の回動部材の各端部に連結されて、各回動部材の回動角度に対応する信号を出力する一組の信号出力手段とを備えた多方向入力装置であって前記操作部材の下部には、回動式の抜け止め部が一体的に設けられており、下段の回動部材の下面には、前記抜け止め部が上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合する下向きの凹部が設けられており、前記抜け止め部は、前記操作部材の外周面に前記方向に突出して各々設けられた一対の回動軸部又は前記操作部材の軸心と一致させて設けられた上方へ凸の半球部であることを特徴としている。
【００１１】
即ち、本発明に係る多方向入力装置では、操作部材を抜け止めするために、その下部に球体部より小さい回動軸部及び／又は半球部からなる回動式の抜け止め部を設け、且つ、抜け止め部が嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設けて、抜け止め部の下方への突出を抑制したので、部品点数が少なく、しかも全高抑制を含めた小型化が容易である。
【００１２】
復帰機構は、操作部材、回動部材のいずれかを中立位置に弾性的に保持する構造でも、両方を中立位置に弾性的に保持する構造でもよい。両方を中立位置に弾性的に保持する構造の場合は、操作部材の中立位置への復帰精度が向上する。即ち、上記第２の目的が達成される。
【００１３】
復帰機構は、ケース内に圧縮状態で収容されたスプリングと、スプリングにより付勢されたスライダとを有する構成が好ましい。これにより、操作部材の中立位置への復帰精度が一層向上する。
【００１４】
スライダは、操作部材の下部に下向きに形成されたフラット面及び／又は上下一組の回動部材の両端軸部に下向きに形成されたフラット面に下方から弾性的に当接する構成が好ましい。この構成は、操作部材及び回動部材の両方を中立位置に弾性保持する場合に特に有利である。
【００１５】
操作部材は、ケースの底板部に設けられた上向きのボス部及び／又は復帰機構により、下方から支持される。
【００１６】
ボス部については、その上面に下方に凸の半球状の凹部を設け、該凹部に嵌合する下方に凸の半球状の凸部を、操作部材の下面に設けるのが好ましい。また、ボス部の上面に上方に凸の半球状の凸部を設け、該凸部が嵌合する上方に凸の半球状の凹部を、操作部材の下面に設けるのが好ましい。これらにより、操作部材の下部が周囲の任意方向に回動可能に確実に支持される。
【００１７】
ボス部は、前記スライダのガイドを兼ねることができる。
【００１８】
ボス部に代えて、操作部材の下方にプッシュスイッチを配置することができる。この場合、操作部を上方に付勢する機構として復帰機構を利用するのが好ましい。
【００１９】
抜け止め部は、半球部のみでも、回動軸部のみでもよい。また、半球部に回動軸部を設けた構造でもよい。小型化のためには、操作部材の軸体部の下に回動軸部、特に後述する上方に凸の略蒲鉾形のものを直接形成するのがよい。回動軸部は、操作部材の中心線回りの回転を阻止することができる。
【００２０】
回動軸部としては、軸体部の下方に一体的に設けられる上方に凸の略蒲鉾形のものが、全高抑制の点から好ましい。また、操作部材の下部から両側に突出するものでもよい。
【００２１】
スライダは、半球部の下面に当接させることができる。即ち、半球部は、その下面を、スライダが当接するフラット面として利用することができる。半球部を設けない場合は、回動軸部の下方に円板部を設け、円板部の下面をスライダが当接するフラット面とすることができる。これは、略蒲鉾形の回動軸部に適する。両側に突出する一対の回動軸部については、操作部材の下部に下向きのフラット面を設け、該フラット面の両側から略円柱形状の回動軸部を突出させることができる。
【００２２】
円板部は、下段の回動部材の下面に設けられた凹部内に収容するのが、全高抑制の点から好ましい。この場合、回動軸部が嵌合する一対の軸受部は、この凹部の内面に設けられる。
【００２３】
一組の信号入力手段については、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図２は同多方向入力装置の正面図、図３は同多方向入力装置の縦断正面図、図４は図１のＡ−Ａ線断面図、図５は同多方向入力装置に使用されている下ケースの３面図、図６は同多方向入力装置に使用されている上ケースの３面図、図７は同多方向入力装置に使用されている操作部材の４面図、図８は同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の６面図、図９は同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の６面図、図１０は同多方向入力装置に使用されているスライダの３面図である。
【００２６】
本発明の実施形態に係る多方向入力装置は、図１及び図２に示すように、基板上に載置される角箱形状のケース１０と、ケース１０の直交する２つの側面に取り付けられた信号出力手段２０Ａ，２０Ｂと備えている。信号出力手段２０Ａ，２０Ｂは、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００２７】
ケース１０内には、図３及び図４に示すように、下部を中心にして周囲の任意方向に傾動操作される棒状の操作部材３０、操作部材３０によって回動操作される上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂ、操作部材３０を中立位置に自動復帰させる復帰機構としてのスライダ５０及びスプリング６０が収容されている。
【００２８】
以下に、ケース１０、操作部材３０、回動部材４０Ａ，４０Ｂ及びスライダ５０の各構造を詳細に説明する。
【００２９】
ケース１０は、その底板部を形成する下ケース１０ａと、これに上方から被せられる上ケース１０ｂとを組み合わせた２ピース構造になっている。
【００３０】
下ケース１０ａは、図５に示すように、四角形の底板部１１を有している。底板部１１の平行な２辺部には、上ケース１０ｂとの固定のために、上方に突出する爪部１２が設けられている。底板部１１の各辺中央部には、回動部材４０Ａ，４０Ｂを支持するために、上方に突出する支持部１３が設けられている。底板部１１の中央部上面には、操作部材３０の支持部材とスライダ５０の案内部材を兼ねて、断面が円形のボス部１４が設けられており、その上端面には、下に凸の半球状の凹部１５が形成されている。
【００３１】
下ケース１０ａに被せられる上ケース１０ｂは、図６に示すように、下面が開放した角箱形のキャップであり、その天板部には、操作部材３０の上部を上方に突出させるために開口部１６が設けられている。上ケース１０ｂの各側壁部には、支持部１３が嵌合する切り込み部１８が設けられている。平行な２つの側壁部の各内面には、爪部１２が嵌合する嵌合部１７が設けられている。直交する２つの側壁部には、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂの固定のために、両側一対の爪部１９，１９が設けられている。
【００３２】
下ケース１０ａに上ケース１０ｂを被せると、下ケース１０ａの爪部１２が上ケース１０ｂの嵌合部１７に嵌合することにより、下ケース１０ａと上ケース１０ｂが固定される。また、下ケース１０ａの支持部１３が上ケース１０ｂの切り込み部１８に嵌合することにより、ケース１０の各側面には、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端軸部を支持するための円形の開口部が形成される。更に、爪部１９，１９により、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂが、ケース１０の直交する２側面に固定される。
【００３３】
操作部材３０は、図７に示すように、ストレートな棒体からなる軸体部３１を有している。軸体部３１の下方には、操作部材３０に直角な２方向に突出する回動軸部３５，３５( 抜け止め部) が設けられている。回動軸部３５，３５は、ここでは上に凸の半円形の上面をもつ蒲鉾形状である。回動軸部３５，３５の下方には、軸体部３１より大径の円板部３２が設けられている。円板部３２の中央部下面には、下方へ凸の半球状の凸部３３が設けられている。凸部３３は、ボス部１４の上端面に形成された凹部に対応する形状になっている。円板部３２の中央部を除く下面は、スライダ５０が下方から弾性的に当接する環状のフラット面３４である。なお、回動軸部３５，３５の中心線は、半球状の凸部３３の中心と交差する。
【００３４】
上段の回動部材４０Ａは、図８に示すように、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ａ，４１Ａを有し、その間に、上側へ凸のアーチからなる円弧部４２Ａを有している。円弧部４２Ａには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ａが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。円弧部４２Ａの内面は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動を阻害しないために、長孔４３Ａの方向及び長孔４３Ａに直角な方向で円弧面になっている。
【００３５】
回動軸部４１Ａ，４１Ａと円弧部４２Ａを連結する軸部の下面は、スライダ５０が下方から弾性的に当接するフラット面４４Ａ，４４Ａである。フラット面４４Ａ，４４Ａは、操作部材３０の円板部３２の下面（フラット面３４）より若干下方に位置している。回動軸部４１Ａ，４１Ａの先端面には、信号出力手段との接続のために突起４５Ａ，４５Ａが設けられている。
【００３６】
下段の回動部材４０Ｂは、上段の回動部材４０Ａの下方に直角に組み合わされる。この回動部材４０Ｂは、図９に示すように、両端部に断面が円形の回動軸部４１Ｂ，４１Ｂを有し、回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの間に、上に凸の半球部４２Ｂを有している。半球部４２Ｂには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ｂが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。半球部４２Ｂの下面には、操作部材３０の円板部３２が回動自在に嵌合する凹部４６Ｂが設けられており、その内面には、蒲鉾形の回動軸部３５，３５が嵌合する半円形の軸受部４７Ｂ，４７Ｂが、長孔４３Ｂを挟んで設けられている。
【００３７】
回動軸部４１Ｂ，４１Ｂと半球部４２Ｂを連結する軸部の下面は、スライダ５０が下方から弾性的に当接するフラット面４４Ｂ，４４Ｂである。フラット面４４Ｂ，４４Ｂは、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａと面一である。回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの先端面には、信号出力手段との接続のために突起４５Ｂ，４５Ｂが設けられている。
【００３８】
上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂは、図３及び図４に示すように、それぞれの回動中心軸を同一平面内で直交させた状態でケース１０内に組み込まれ、該ケース１０内で回動自在に支持される。また、操作部材３０は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの長孔４３Ａ，４３Ｂに挿通され、円板部３２が下段の回動部材４０Ｂの凹部４６Ｂに嵌合し、回動軸部３５，３５が凹部４６Ｂの内面に設けられた軸受部４７Ｂ，４７Ｂに嵌合し、凸部３３が下ケース１０ａのボス部１４の上端面に形成された凹部１５に嵌合した状態で、ケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂに組み合わされる。
【００３９】
これにより、操作部材３０は、ボス部１４上で凸部３３を中心にして周囲全方向に傾動し得る。また、回動軸部３５，３５を中心にして、下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作される。これにより、上段の回動部材４０Ａが下段の回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂの上面に沿って回動する。また、下段の回動部材４０Ｂの回動軸部４１Ｂ，４１Ｂを中心にして、上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作されることにより、下段の回動部材４０Ｂが上段の回動部材４０Ａの円弧部４２Ａの下面に沿って回動する。
【００４０】
操作部材３０を中立位置に自動復帰させるためのスライダ５０は、図１０に示すように、下ケース１０ａ内に昇降可能に嵌合するほぼ四角形の板状部材である。スライダ５０の中心部には、操作部材３０の凸部３３が下ケース１０ａのボス部１４と当接するための孔５１が設けられている。スライダ５０は上下ケース１０ａ，１０ｂの壁面をガイドとして昇降可能になっているが、孔５１の径を下ケース１０ａのボス部１４の径とほぼ同じにすることでボス部１４にガイドの機能を持たせることが可能になり、これによりスライダ５０はより確実に昇降される。孔５１の周囲には、操作部材３０の下部を回動自在に支持するために、凸部３３が嵌合する曲面状のテーパ部５５が設けられている。孔５１の周囲に位置してスライダ５０の上面に形成された環状のフラット面は、操作部材３０の円板部３２の下面（フラット面３４）に面接触する第１当たり面５２である。第１当たり面５２の周囲に設けられた４つのフラット面は、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂにそれぞれ面接触する第２当たり面５３である。
【００４１】
スライダ５０の下面には、スプリング６０が嵌合する円形の溝部５４が設けられている。
【００４２】
スプリング６０は、スライダ５０と下ケース１０ａの底板部１１との間に圧縮状態で収容されており、これによる上方への付勢により、スライダ５０は、第１当たり面５２を操作部材３０の円板部３２の下面（フラット面３４）に弾性的に面接触させて、操作部材３０を中立位置に直接保持する。また、第２当たり面５３を回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂに弾性的に面接触させて、回動部材４０Ａ，４０Ｂを中立位置に直接保持する。
【００４３】
次に本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の機能について説明する。
【００４４】
操作部材３０が操作されない場合、円板部３２の下面（フラット面３４）にスライダ５０の第１当たり面５２が弾性的に面接触することにより、操作部材３０は中立位置に直接的に弾性保持される。回動部材４０Ａ，４０Ｂについても、フラット面４４Ａ，４４Ａ及びフラット面４４Ｂ，４４Ｂにスライダ５０の第２当たり面５３が弾性的に面接触することにより、中立位置に直接的に弾性保持される。これらのため、操作部材３０の中立位置への復帰精度が向上する。
【００４５】
操作部材３０を下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作すると、上段の回動部材４０Ａが回動し、信号出力手段２０Ａが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。操作部材３０を上段の回動部材４０Ａの長孔４４Ａの方向に傾動操作した場合は、下段の回動部材４０Ｂが回動し、信号出力手段２０Ｂが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。これらの組み合わせにより、操作部材３０は周囲の任意方向に操作され、その操作方向及び操作量に応じた信号が、当該多方向入力装置を使用する電子機器等に入力される。
【００４６】
この操作時、操作部材３０の円板部３２の下面（フラット面３４）が傾斜する。また、回動部材４０Ａのフラット面４４Ａ，４４Ａ及び回動部材４０Ｂのフラット面４４Ｂ，４４Ｂが傾斜する。これらの傾斜により、スライダ５０は、スプリング６０による付勢力に抗して下方に押し下げられ、これにより、操作部材３０及び回動部材４０Ａ，４０Ｂの両方に復帰力を付与する。
【００４７】
ここで、操作部材３０は、その下部に回動軸部３５，３５が一体的に形成されている。このため、回動軸部としてピンを使用するものと比べて、部品点数が少なくなる。また、操作部材３０の長さ、特にケース１０内に収容される部分の長さが短くなり、装置高の抑制を含めた装置の小型化が容易となる。更に、回動軸部３５，３５が半球部を介さず直接的に設けられ、その突出量が小さいため、回動部材４０Ａ，４０Ｂが小型化され、これによる装置の小型化も可能になる。
【００４８】
操作部材３０は又、ケース１０のボス部１４と下段の回動部材４０Ｂの間で、下部が回動自在に支持されている。即ち、操作部材３０の軸支が、ケース１０及び回動部材４０Ｂの両方を利用して行われている。しかも、操作部材３０の軸支のためにその下部に設けられた回動軸部３５，３５は、その下の円板部３２と共に下段の回動部材４０Ｂ内に収容されている。これらのため、装置の小型化が一層容易となる。
【００４９】
更に、操作部材３０の下部に回動軸部３５，３５を設けたことにより、操作部材３０の上方への抜け止め及び軸回りの回転阻止が行われる。
【００５０】
図１１は本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【００５１】
本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置は、操作部材３０において、回動軸部３５，３５の代わりに上方に凸の半球部３６( 抜け止め部) を設けた点が、第１実施形態に係る多方向入力装置と相違する。半球部３６は、下方の円板部３２と一体化している。半球部３６も、回動軸部３５，３５とほぼ同様に装置の全高抑制に寄与する。
【００５２】
図１２は本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【００５３】
本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置は、操作部材３０の下面に上方に凸の半球状の凹部３３′を設け、ボス部１４の上面に、凹部３３′に嵌合する上方に凸の半球状の凸部１５′を設けた点が、第１実施形態に係る多方向入力装置と相違する。
【００５４】
図１３は本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【００５５】
本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置は、操作部材３０の下方に、ボス部１４に代えてプッシュスイッチ７０を設けた点が、第１実施形態に係る多方向入力装置と相違する。この場合は、操作部材３０は、スライダ５０によって下方から弾性的に支持される。また、スライダ５０は操作部材３０を中立位置に弾性保持する。プッシュスイッチ７０は、操作部材３０の押し下げによって操作される独立スイッチであるが、基板上のメンブレンを用いるものでもよい。
【００５６】
図１４は本発明の第５実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図１５は同多方向入力装置の正面図、図１６は同多方向入力装置の側面図、図１７は図１４のＪ−Ｊ線断面図、図１８は図１４のＫ−Ｋ線断面図、図１９は同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の４面図、図２０は同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の４面図である。
【００５７】
本発明の第５実施形態に係る多方向入力装置は、前述の多方向入力装置と比べ、操作部材３０の抜け止め部及び復帰機構の構造が主に相違する。以下にこの多方向入力装置の構成を詳細に説明する。
【００５８】
本発明の第５実施形態に係る多方向入力装置は、図１４〜図１６に示すように、基板上に載置される角箱形状のケース１０と、ケース１０の直交する２つの側面に取り付けられた信号出力手段２０Ａ，２０Ｂと備えている。信号出力手段２０Ａ，２０Ｂは、ここでは電気的センサであるボリューム（可変抵抗器）が使用されており、下方に突出する複数の端子２０Ａ′，２０Ｂ′を有している。
【００５９】
ケース１０内には、図１７及び図１８に示すように、周囲の任意方向に操作される棒状の操作部材３０と、操作部材３０によって操作される上下一組と回動部材４０Ａ，４０Ｂと、操作部材３０を中立位置に自動復帰させる復帰機構としてのスライダ５０及びスプリング６０とが収容されている。
【００６０】
以下に、ケース１０、操作部材３０、回動部材４０Ａ，４０Ｂ、スライダ５０及びスプリング６０の各構造を詳細に説明する。
【００６１】
ケース１０は、その底板部を形成する下ケース１０ａと、これに上方から被せられる上ケース１０ｂとを組み合わせた２ピース構造になっている。下ケース１０ａは、四角形の底板部１１を有している。底板部１１の上面には、スプリング６０を位置決めするために円形の凹部１１′が形成されており、凹部１１′の中心部には、上方に突出するボス部１４が形成されている。ボス部１４は、断面が円形の柱体であり、操作部材３０の支持とスライダ５０の支持を行う。ボス部１４の上端面は、下に凸の半球状の凹部１５になっている。
【００６２】
底板部１１の平行な２辺部には、上ケース１０ｂとの固定のために、上方に突出する爪部１２が設けられている。底板部１１の各辺中央部には、回動部材４０Ａ，４０Ｂを支持するために、上方に突出する支持部１３が設けられている。
【００６３】
下ケース１０ａに被せられる上ケース１０ｂは、下面が開放した角箱形のキャップであり、その天板部には、操作部材３０の上部を上方に突出させるために、円形の開口部１６が設けられている。下ケース１０ａの平行な２つの側壁部には、爪部１２が係合する切り込み状の嵌合部１７が設けられている。各側壁部には、支持部１３が嵌合する切り込み部１８が設けられている。直交する２つの側壁部には、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂの固定のために、両側一対の爪部１９，１９が設けられている。
【００６４】
下ケース１０ａに上ケース１０ｂを被せると、下ケース１０ａの爪部１２が上ケース１０ｂの嵌合部１７に係合することにより、下ケース１０ａと上ケース１０ｂが固定される。また、下ケース１０ａの支持部１３が上ケース１０ｂの切り込み部１８に嵌合することにより、回動部材４０Ａ，４０Ｂの両端支持部を形成する。爪部１９，１９により、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂとしてのボリュームが、上ケース１０ｂの直交する２側面に固定される。
【００６５】
操作部材３０は、下段の回動部材４０Ｂに回転自在に嵌合する上に凸の半球部３６と、半球部３６の上部から上方に長く突出した断面が円形の軸体部３１と、半球部３６の両側部から側方に突出した両側一対の回動軸部３５，３５とを有している。半球部３６の下面は、中央部を除いて、中心軸に直角な円形の環状なフラット面３４になっている。半球部３６の下面中央部には、下に凸の半球状をした凸部３３が設けられている。凸部３３は、下ケース１０ａのボス部１４の上端面に形成された半球状の凹部１５に嵌合する。両側一対の回動軸部３５，３５は、水平な円柱体の下部を除去した略円柱形状であり、その下面はフラット面３４に連続する平面になっている。
【００６６】
上段の回動部材４０Ａは、図１９に示すように、他の部材と異なり、金属板の折り曲げにより一体形成されている。回動部材４０Ａの一端部には回動軸部４１Ａが設けられ、他端部には信号出力手段２０Ａと接続するための接続部４８Ａが設けられている。回動軸部４１Ａと接続部４８Ａの間には、上側へ凸のアーチからなる円弧部４２Ａが設けられている。円弧部４２Ａには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ａが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。
【００６７】
下段の回動部材４０Ｂは、図２０に示すように、両端部に回動軸部４１Ｂ，４１Ｂを有し、回動軸部４１Ｂ，４１Ｂの間に上に凸の半球部４２Ｂを有している。半球部４２Ｂには、回動中心軸方向に延びる長孔４３Ｂが、操作部材３０のガイド孔として設けられている。半球部４２Ｂの下面には、操作部材３０の半球部３６が嵌合する半球状の凹部４６Ｂが設けられると共に、凹部４６Ｂを挟んで一対の軸受部４７Ｂ，４７Ｂが設けられている。軸受部４７Ｂ，４７Ｂには、操作部材３０の回動軸部３５，３５が下方から嵌合する。
【００６８】
上下一組の回動部材４０Ａ，４０Ｂは、図１７及び図１８に示すように、それぞれの回動中心軸を同一平面内で直交させた状態でケース１０内に組み込まれ、該ケース１０内で回動自在に支持される。また、操作部材３０は、軸体部３１を回動部材４０Ａ，４０Ｂの長孔４３Ａ，４３Ｂに通し、半球部３６を下段の回動部材４０Ｂの凹部４６Ｂに嵌合させ、回動軸部３５，３５を回動部材４０Ｂの軸受部４７Ｂ，４７Ｂに嵌合させた状態で、ケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂに組み合わされる。この状態で、操作部材３０の凸部３３は、下ケース１０ａのボス部１４の上端面に形成された半球状の凹部１５に嵌合する。
【００６９】
ここで、操作部材３０の回動軸部３５，３５は、回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動軸部と同一平面内にあり、下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向、即ち回動中心軸方向に直交している。また、下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向、即ち回動中心軸方向は、上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向、即ち回動中心軸方向に直交している。操作部材３０の下面に設けられた半球状の凸部３３の中心は、操作部材３０の回動中心線上に位置している。
【００７０】
従って、操作部材３０は、回動軸部３５，３５を中心にして、下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作される。これにより、上段の回動部材４０Ａが下段の回動部材４０Ｂの半球部４２Ｂの上面に沿って回動する。また、この操作部材３０は、下段の回動部材４０Ｂの回動軸部４１Ｂ，４１Ｂを中心にして、上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作されることにより、下段の回動部材４０Ｂを上段の回動部材４０Ａの円弧部４２Ａの下面に沿って回動させる。
【００７１】
操作部材３０を中立位置に自動復帰させるためのスライダ５０は、図１７及び図１８に示すように、下ケース１０ａのボス部１４に摺動可能に外嵌するリングである。このスライダ５０は、ボス部１４の外側に設けられ当該スライダ５０と下ケース１０ａの底板部１１との間に圧縮状態で収容されたコイルタイプのスプリング６０により上方に付勢されている。これにより、スライダ５０は、そのフラットな上面を、操作部材３０の下面に形成された環状なフラット面３４に弾性的に押し付け、操作部材３０を中立位置に保持する。スプリング６０は、下方に向かうに連れて巻き径が漸増するテーパタイプであり、下ケース１０ａの底板部１１の上面に形成された円形の凹部１１′により位置決めされている。
【００７２】
次に本発明の第５実施形態に係る多方向入力装置の機能について説明する。
【００７３】
操作部材３０が操作されない場合、その下面に形成された環状なフラット面３４に、スライダ５０のフラットな上面が弾性的に面接触することにより、操作部材３０は中立位置に直接的に弾性保持される。
【００７４】
操作部材３０を下段の回動部材４０Ｂの長孔４３Ｂの方向に傾動操作すると、上段の回動部材４０Ａが回動し、信号出力手段２０Ａが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。操作部材３０を上段の回動部材４０Ａの長孔４３Ａの方向に傾動操作した場合は、下段の回動部材４０Ｂが回動し、信号出力手段２０Ｂが操作されることにより、操作量に応じた信号が出力される。これらの組み合わせにより、操作部材３０は周囲の任意方向に操作され、その操作方向及び操作量に応じた信号が、当該多方向入力装置を使用する電子機器等に入力される。
【００７５】
ここで、操作部材３０は、その下部に回動軸部３５，３５が一体的に形成されている。このため、回動軸部としてピンを使用するものと比べて、部品点数が少なく、製作コストが低減される。また、操作部材の中段部を支持するものと比べて、操作部材３０の長さが抑制され、装置全高の抑制が可能となる。
【００７６】
操作部材３０は又、スプリング６０により上方に付勢されボス部１４に案内されたスライダ５０により、回動部材４０Ａ，４０Ｂを介さず直接的に中立位置に保持されるので、その機構が比較的小型である。
【００７７】
更に、操作部材３０の半球部３６及び回動軸部３５，３５が、下段の回動部材４０Ｂの凹部４６Ｂ内及び軸受部４７Ｂ，４７Ｂ内に収容され、操作部材３０の位置決めが行われるだけでなく、操作部材３０の下面に設けられた凸部３３が、下ケース１０ａのボス部１４の上端面に形成された半球状の凹部１５に嵌合することにより、操作部材３０の下方への移動が確実に阻止され、且つ、操作部材３０の回動中心位置が確実に位置決め固定される。本実施形態でも、操作部材３０の下面に凹部を設け、ボス部１４の上端面に凸部を設けることが可能である。
【００７８】
このように、下ケース１０ａのボス部１４は、スライダ５０の案内部材だけでなく、操作部材３０のストッパと中心位置決め部材を兼ねる。このため、高機能と簡単な構造が両立される。
【００７９】
また、スプリング６０は、下方に向かって巻き径が漸増するテーパタイプとされている。このため、回動部材４０Ａ，４０Ｂの下方の高さの限られた空間にコイルスプリングが収容されるにもかかわらず、十分な付勢力が確保され、これも装置全高の抑制に寄与する。
【００８０】
かくして、本発明の第５実施形態に係る多方向入力装置は、全高が低くて小型であるにもかかわらず、機能的に優れ、しかも経済性に優れる。
【００８１】
図２１は本発明の第６実施形態に係る多方向入力装置の平面図、図２２は同多方向入力装置の側面図である。
【００８２】
本発明の第６実施形態に係る多方向入力装置は、上述した第５実施形態に係る多方向入力装置と比べて、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂが相違し、他の構造は実質的に同一である。
【００８３】
第６実施形態に係る多方向入力装置に使用されている信号出力手段２０Ａ，２０Ｂは、光学的センサ（フォトセンサ）である。各信号出力手段は、ケース１０の側面に所定の隙間をあけて取り付けられた２枚の支持板２１，２２を有している。内側の支持板２１の裏側には、ほぼ扇形をしたギヤ板２３が配置されている。ギヤ板２３の基部に形成された回転軸部２３ａは、支持板２１の裏面に回動自在に取り付けられており、且つケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂの一方と接続されている。ギヤ板２３の先端部は内歯車部２３ｂである。支持板２１の表面には、受光素子としてのフォトＩＣ２４が取り付けられている。
【００８４】
支持板２１，２２の間には、同軸に一体結合された外歯車２５及びスリット円板２６が配置されている。これらは外側の支持板２２の裏面に回動自在に取り付けられており、外歯車２５はギヤ板２３の内歯車部２３ｂに噛み合っている。スリット円板２６の外周部には多数のスリットが周方向に等間隔で形成されている。外側の支持板２２の表面には、フォトＩＣ２４と組み合わされる発光素子としてのＬＥＤ２７が取り付けられている。ＬＥＤ２７は、支持板２２に設けられた開口部、及びスリット円板２６の外周部を介して、フォトＩＣ２４に対峙している。
【００８５】
ケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂが回動すると、それぞれに連結されたギヤ板２３が回動し、外歯車２５及びスリット円板２６が回転することにより、操作部材３０の操作方向及び操作量が光学的に検出される。
【００８６】
図２３は本発明の第７実施形態に係る多方向入力装置の側面図である。
【００８７】
本発明の第７実施形態に係る多方向入力装置は、上述した第５，６実施形態に係る多方向入力装置と比べて、信号出力手段２０Ａ，２０Ｂが相違し、他の構造は実質的に同一である。
【００８８】
第７実施形態に係る多方向入力装置に使用されている信号出力手段２０Ａ，２０Ｂは、磁気的センサである。各信号出力手段は、ケース１０内の回動部材４０Ａ，４０Ｂに連結された磁石２８と、磁石２８に組み合わされた一対のホール素子２９，２９とを有している。ホール素子２９，２９は、当該入力装置が搭載される基板７０の上に実装されている。回動部材４０Ａ，４０Ｂの回動に伴う磁石２８の回動によりホール素子２９，２９の出力バランスが変化する。
【００８９】
これにより、操作部材３０の操作方向及び操作量が磁気的に検出される。
【００９０】
このように、本発明に係る多方向入力装置に使用される信号出力手段は、電気的センサ、光学的センサ、磁気的センサの何れでもよく、特にその種類を限定するものではない。
【００９１】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明の請求項１に係る多方向入力装置は、操作部材の下部には、抜け止め部が一体的に設けられており、下段の回動部材の下面には、前記抜け止め部が上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に嵌合する下向きの凹部が設けられており、前記抜け止め部は、前記操作部材の外周面に前記方向に突出して各々設けられた一対の回動軸部又は前記操作部材の軸心と一致させて設けられた上方へ凸の半球部となっている。即ち、回動軸部又は半球部である抜け止め部を上段の回動部材の回動方向と同一方向に回動可能に下段の回動部材の凹部に嵌合させるだけで、操作部材の抜けを防止できるようになっているので、ピンを用いた従来例と比べて部品点数を低減することができ、その結果、低コスト化を図ることができる。しかも、前記抜け止め部は、操作部材の抜け止め部として機能するだけでなく、下段の回動部材の凹部に嵌合した状態で操作部材の回動軸として機能するようになっている。よって、操作部材の抜け止め部を下段の回動部材の凹部に嵌合させた状態で、当該下段の回動部材をケースに取り付けるだけで、操作部材を軸支することが可能になるので、組み立てが非常に容易になり、この点でも低コスト化を図ることができる。また、装置高の抑制を含めた装置の小型化を図ることができる。
【００９２】
また、本発明の請求項２に係る多方向入力装置は、操作部材を中立位置へ自動復帰させるために、操作部材及び／又は回動部材を中立位置に弾性的に保持し、操作部材及び回動部材の両方を中立位置に弾性的に保持する場合は、操作部材の中立位置への復帰精度を高めることができる。
【００９３】
また、本発明の請求項３に係る多方向入力装置は、復帰機構として、ケース内に圧縮状態で収容されたスプリングと、スプリングにより付勢されたスライダとの組み合わせを用いることにより、操作部材の中立位置への復帰精度を特に高めることができ、操作部材及び回動部材の両方を中立位置に弾性的に保持する場合にあっては、スライダを両方に跨がって当接させることにより、構造を簡略化できる。
【００９４】
また、本発明の請求項４に係る多方向入力装置は、スライダを、操作部材の下部に下向きに形成されたフラット面及び／又は上下一組の回動部材の両端軸部に下向きに形成されたフラット面に下方から弾性的に当接させることにより、簡単な構造で、操作部材の中立位置への復帰精度を特に高めることができる。
【００９５】
また、本発明の請求項５に係る多方向入力装置は、ケースの底板部に上向きのボス部を設け、該ボス部により操作部材の下部を周囲の任意方向に回動可能に支持するので、操作部材を確実に支持できる。
【００９６】
また、本発明の請求項６に係る多方向入力装置は、ボス部の上面に下方に凸の半球状の凹部を設け、操作部材の下面に、該凹部に嵌合する下方に凸の半球状の凸部を設けたので、装置高の増大を回避しつつ操作部材を確実に支持できる。
【００９７】
また、本発明の請求項７に係る多方向入力装置は、ボス部の上面に上方に凸の半球状の凸部を設け、操作部材の下面に、該凹部が嵌合する上方に凸の半球状の凹部を設けたので、装置高の増大を回避しつつ操作部材を確実に支持できる。
【００９８】
また、本発明の請求項８に係る多方向入力装置は、ボス部がスライダのガイドを兼ねることにより、小型のスライダを使用する場合もそのスライダを確実に支持できる。
【００９９】
また、本発明の請求項９に係る多方向入力装置は、操作部材を復帰機構により上方に付勢し、当該操作部材の下方に、当該操作部材により押圧操作されるプッシュスイッチを配置したことにより、機能アップを図ることができる。
【０１００】
また、本発明の請求項１０に係る多方向入力装置は、操作部材の抜け止め部として、上方に凸の略蒲鉾形からなる回動軸部を設けたので、装置高を特に効果的に抑制できる。
【０１０１】
また、本発明の請求項１１に係る多方向入力装置は、上方に凸の略蒲鉾形からなる回動軸部の下方に円板部を設け、当該円板部の下面を、前記スライダが当接する下向きのフラット面としたので、抜け止め部が略蒲鉾形であるにもかかわらず、操作部材を中立位置へ確実に自動復帰させることができる。
【０１０２】
また、本発明の請求項１２に係る多方向入力装置は、円板部が回動自在に嵌合する凹部を下段の回動部材の下面に設け、当該凹部の内面に、回動軸部が嵌合する凹部として一対の軸受部を設けたので、円板部を設けたことによる装置高の増大を回避できる。
【０１０３】
また、本発明の請求項１３に係る多方向入力装置は、操作部材の抜け止め部として、両側に突出する一対の回動軸部を設けたので、半球部を設けた場合に問題となる操作部材の軸回りの回転を防止できる。その回動軸部を、操作部材の下部、特にスライダが当接するフラット面の両側から突出させたので、回動部材が操作部材の最下端に位置し、回動軸部を設けたことによる装置高の増大を回避できる。
【０１０４】
また、本発明の請求項１４に係る多方向入力装置は、両側に突出する一対の回動軸部を、下段の回動部材の下面に設けた一対の軸受部に嵌合させるので、その回動軸部を設けたことによる装置高の増大を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図２】同多方向入力装置の正面図である。
【図３】同多方向入力装置の縦断正面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線矢示図である。
【図５】同多方向入力装置に使用されている下ケースの３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線矢示図である。
【図６】同多方向入力装置に使用されている上ケースの３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線矢示図、（ｃ）はＤ−Ｄ線矢示図である。
【図７】同多方向入力装置に使用されている操作部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は底面図である。
【図８】同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の６面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）はＥ−Ｅ線矢示図、（ｅ）はＦ−Ｆ線矢示図、（ｆ）は底面図である。
【図９】同多方向入力装置に使用されている下段の回動部材の６面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はＧ−Ｇ線矢示図、（ｅ）はＨ−Ｈ線矢示図、（ｆ）は底面図である。
【図１０】同多方向入力装置に使用されているスライダの３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＩ−Ｉ線矢示図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図１５】同多方向入力装置の正面図である。
【図１６】同多方向入力装置の側面図である。
【図１７】図１４のＪ−Ｊ線断面図である。
【図１８】図１４のＫ−Ｋ線断面図である。
【図１９】同多方向入力装置に使用されている上段の回動部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図である。
【図２０】同多方向入力装置に使用されている下段の回転部材の４面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＭ−Ｍ線断面図、（ｄ）は右側面図である。
【図２１】本発明の第６実施形態に係る多方向入力装置の平面図である。
【図２２】同多方向入力装置の側面図である。
【図２３】本発明の第７実施形態に係る多方向入力装置の側面図である。
【符号の説明】
１０  ケース
１０ａ  下ケース
１０ｂ  上ケース
１４  ボス部
１５  凹部
１５′  凸部
２０Ａ，２０Ｂ  信号出力手段
３０  操作部材
３２  円板部
３３  凸部
３３′  凹部
３４  フラット面
３５  回動軸部（抜け止め部）
３６  半球部（抜け止め部）
４０Ａ，４０Ｂ  回動部材
４１Ａ，４１Ｂ    回動軸部
４２Ａ  円弧部
４２Ｂ  半球部
４３Ａ，４３Ｂ  長孔
４４Ａ，４４Ｂ  フラット面
４５Ａ，４５Ｂ  突起
４６Ｂ  凹部
４７Ｂ  軸受部
４８Ａ  接続部
５０  スライダ
５２  第１当たり面
５３  第２当たり面
６０  スプリング
７０  プッシュスイッチ
【図１】
0003657469.tif 000002
【図２】
0003657469.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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