(57)【要約】【課題】構造が簡易であって、吸着力が強く、且つ、十字方向への操作をガイドすることが可能な多方向入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】平面視で矩形状に形成された平面部と、この平面部の略中央に配置された上方に突出する操作軸部と、を有する可動部材と、上方側に前記可動部材を支持する支持面と、この支持面の平面視における端部に、上方に向かって形成された、前記平面部を取り囲むと共に前記平面部の側面に空隙を介して対向する壁部と、を有する固定部材と、を有し、前記可動部材は、平面視で矩形状の前記平面部の各辺に向かって動作可能に支持されており、前記平面部の各辺にはそれぞれ直線状の４つの第１の磁石が配置され、前記壁部には前記空隙を介して前記各第１の磁石と対向する直線状の４つの第２の磁石がそれぞれ配置されていることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で矩形状に形成された平面部と、この平面部の略中央に配置された上方に突出する操作軸部と、を有する可動部材と、上方側に前記可動部材を支持する支持面と、この支持面の平面視における端部に、上方に向かって形成された、前記平面部を取り囲むと共に前記平面部の側面に空隙を介して対向する壁部と、を有する固定部材と、を有し、前記可動部材は、平面視で矩形状の前記平面部の各辺に向かって動作可能に支持されており、前記平面部の各辺にはそれぞれ直線状の４つの第１の磁石が配置され、前記壁部には前記空隙を介して前記各第１の磁石と対向する直線状の４つの第２の磁石がそれぞれ配置されていることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記可動部材の下面であって且つ、前記操作軸部の直下の位置には半球状の可動支持凹部が形成され、前記支持面には、前記可動支持凹部と対向する位置に前記可動支持凹部と同一の曲率を有する半球状の固定支持凹部が形成され、前記可動支持凹部と前記固定支持凹部との間には支持球が配置され、この支持球を介して前記可動部材が前記固定部材に対して傾動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項３】
前記４つの第１の磁石または前記４つの第２の磁石のうち一方は、他方と比較して短く、且つ、前記平面部または前記壁部の各辺の中央に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾倒型操作の多方向入力装置に関し、特に、中立位置に自動復帰できる傾倒型の多方向入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操作部に対する操作者の操作に応じて傾倒動作を行う傾倒型操作入力装置があった。この傾倒型操作入力装置には、操作者の操作が終了した際に操作部が中立位置に自動復帰する中立位置復帰機構を有するものが数多く提案されている。
【０００３】
従来技術の入力装置として、磁石の磁力を利用して中立位置に自動復帰を行なう多方向入力装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
図４に示すように、特許文献１の多方向入力装置１００では、周囲の任意方向へ操作可能な操作部材２００のセンター復帰手段として磁石３００を用いている。この磁石３００は、軸方向に沿って、上部磁石３０１と下部磁石３０２とが２段に配置されて形成されている。具体的には、上部磁石３０１及び下部磁石３０２はリング状に形成することで操作部材２００がその内側を挿通可能としている。上部磁石３０１と下部磁石３０２はそれぞれ同心に、且つ、相互に均等な吸着力が発生するように操作部材の軸方向に沿って２段に配置されている。ここで、上部磁石３０１はケース４００側に固定された保持部材４０１に保持され、下部磁石３０２が操作部材２００に保持されている。このように保持部材４０１と操作部材２００とに、二つのリング状の磁石を同心に、且つ、均等な磁気吸着力が発生するように配置することで、操作部材２００を中立位置に自動復帰させるセンター復帰手段を備えた多方向入力装置１００が存在していた。
【０００５】
この特許文献１の多方向入力装置では、操作部材２００を中立位置から離れる方向に操作すると、その操作に伴って下部磁石３０２が移動する。この移動に伴って上部磁石３０１と下部磁石３０２との間にはそれぞれが引き合う磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が操作部材２００を中立位置へ引き戻そうとする。このため、操作が解除されると操作部材２００は中立位置へ自動復帰する。すなわち、高いセンター復帰精度を維持できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９４２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の構造は、下部磁石３０２は操作部材２００の下側、つまり保持部材４０１から離れる方向に配置されている。つまり、下部磁石３０２は、操作部材２００本体を介して上部磁石３０１と吸着する構造となっていることから、磁石同士の距離が離れているため吸着力が弱い、という問題点がある。また、磁石同士が直接又は間接的に接触しないようにするため、ストッパ（保持部材４０１が兼ねている）を設ける必要もあるため、構造が複雑となる。
また、磁石の形状がリング状であるため、いずれの方向に傾倒操作を行ったとしても同一の操作感触が発生するものであった。たとえば、十字方向への操作と斜め方向への操作とに操作感触の違いは発生しないものである。そのため、操作者がどちらに操作を行っているかは認識し難く、たとえば十字方向のみに動作をさせるためには別途ガイド部材を配置する必要があることから、構造が複雑となるものであった。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決するものであって、構造が簡易であって、吸着力が強く、且つ、十字方向への操作をガイドすることが可能な多方向入力装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、請求項１記載の多方向入力装置は、平面視で矩形状に形成された平面部と、この平面部の略中央に配置された上方に突出する操作軸部と、を有する可動部材と、上方側に前記可動部材を支持する支持面と、この支持面の平面視における端部に、上方に向かって形成された、前記平面部を取り囲むと共に前記平面部の側面に空隙を介して対向する壁部と、を有する固定部材と、を有し、前記可動部材は、平面視で矩形状の前記平面部の各辺に向かって動作可能に支持されており、前記平面部の各辺にはそれぞれ直線状の４つの第１の磁石が配置され、前記壁部には前記空隙を介して前記各第１の磁石と対向する直線状の４つの第２の磁石がそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の多方向入力装置は、前記可動部材の下面であって且つ、前記操作軸部の直下の位置には半球状の可動支持凹部が形成され、前記支持面には、前記可動支持凹部と対向する位置に前記可動支持凹部と同一の曲率を有する半球状の固定支持凹部が形成され、前記可動支持凹部と前記固定支持凹部との間には支持球が配置され、この支持球を介して前記可動部材が前記固定部材に対して傾動可能に支持されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の多方向入力装置は、前記４つの第１の磁石または前記４つの第２の磁石のうち一方は、他方と比較して短く、且つ、前記平面部または前記壁部の各辺の中央に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、可動部材に配置された４つの第１の磁石と固定部材に配置された４つの第２の磁石とが平面視で対向して配置されていることから、第１の磁石と第２の磁石と、の間に別部材を介することなく対向できるため、大きな磁気吸引力を発生させることができる。また、ストッパ部材が必要でないため構造が簡易となる。更に、４つの第１の磁石および４つの第２の磁石がそれぞれ矩形を成すと共に、第１の磁石および第２の磁石間がそれぞれ吸着力を発生するように配置されている。そのため、十字方向の動作（平面視における平面部の各辺に沿っての動作）においては、操作方向に対して平面視で直交して配置された二つの磁石が吸着状態から引き離されるためクリック感触を発生すると共に、操作方向に対して平面視で並行に配置された二つの磁石は吸着状態を維持したまま動作することから、十字方向への移動のガイドの役割を果たす。また、斜め方向に動作しようとした場合には、それぞれの磁石の吸着力で十字方向側に引き寄せることができるという効果を有する。
【００１３】
請求項２の発明によれば、可動部材と固定部材のそれぞれには、操作軸部の直下の位置に可動支持凹部と固定支持凹部が形成され、この可動支持凹部と固定支持凹部との間に支持球が配置され、この支持球を介して前記可動部材が前記固定部材に対して傾動可能に支持されている。このような構成とすることで、前記可動部材が傾倒操作された際には、前記支持球を傾動中心として傾動動作がなされる。前記可動部材の傾動動作中に操作者による操作力が解放された際には、第１の磁石と第２の磁石との間に発生する磁気吸引力によって、可動部材を中立位置に復帰させることが可能である。このように、可動部材と固定部材との間に支持球を介するという簡易な構造のみで可動部材を傾動動作可能に支持できると共に、操作が解放された際には可動部材を確実に中立位置に復帰することが可能である。
【００１４】
請求項３の発明によれば、４つの第２の磁石または４つの第１の磁石の一方が、他方よりも短く、且つ平面部または前部の各辺の中央に配置されている。このような構成とすることで、４つの第１の磁石と４つの第２の磁石との間に発生する磁気吸引力が平面視における十字方向により強く発生することから、斜め方向に傾倒操作された際にも、十字方向の何れかへ操作力の偏りが発生した時点で、可動部材を十字方向に向かってより確実に導くことが可能となる。
【００１５】
以上により、本発明によれば、構造が簡易であって、磁気吸引力が強く、且つ、十字方向への操作をガイドすることが可能な多方向入力装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】本発明に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【図３】本発明に係る多方向入力装置の動作説明図である。
【図４】従来の多方向入力装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の構成について図１から図２を用いて説明する。
【００１８】
本実施形態にかかわる多方向入力装置１は、操作部材１０（可動部材）と、下ケース２０（固定部材）及び上ケース３０を重ねて固定し、操作部材１０を傾倒操作自在に支持するケース部材４０と、操作部材１０と下ケース２０とに取り付けられた、操作部材１０を中立位置に復帰させる復帰手段５０と、より構成されている。ここで、多方向入力装置１は図示しない基板、及び、該基板上に配置された操作検出手段を有しており、操作部材１０の傾倒操作の有無、及び方向を検出するものである。
【００１９】
操作部材１０は樹脂材料にて形成され、略矩形状の平板部１１と、平板部１１の中央から上方に突出して形成された柱状部１２と、この柱状部１２の先端に取り付けられる図示しない把持部と、平板部１１の中央下側に形成された円形の凹部１３と、を有している。この円形の凹部１３の中央には半球状の支持凹部１４（可動支持凹部）が形成されている。また、平板部１１は柱状部１２を取り囲むように、上方に突出して形成された環状部１５を有している。
【００２０】
平板部１１を矩形状に成す４つの辺にはそれぞれ保持部１６が設けられており、各保持部１６には、直線状の第１の磁石１７がそれぞれ保持されている。各保持部１６は平板部１１の各辺の中央から対称に配置され、第１の磁石１７は、各辺の側方から露出して配置されている。ここで、第１の磁石１７は操作部材１０にインサート成形されることで保持されていてもよいし、第１の磁石１７及び平板部１１を貫通する孔を設けて螺子止めを行うなど、保持手法は問わない。また、環状部１５近傍には４つの係合孔１８を有しており、後述する下ケースにはこの係合孔１８を介して支持されている。
【００２１】
ケース部材４０を構成する下ケース２０は樹脂材料にて形成され、略矩形状の底板部２１と、底板部２１の各辺から底板部２１を取り囲むように上方に向かって延設された壁部２２と、を有している。壁部２２は更に、底板部２１側に隣接すると共に壁部２２よりも低く形成された段部２３を有している。
【００２２】
また、底板部２１の中心部には、上方に突出した支持部２４が形成されている。この支持部２４は、操作部材１０の円形の凹部１３よりも直径が小さい円柱状であって、支持部２４の頂部中央には半球状の支持凹部２５（固定支持凹部）を有している。この支持凹部２５の曲率は支持凹部１４のそれと同一である。また更に、下ケース２０はその角部近傍に下部固定部２６が形成されている。
【００２３】
段部２３は、底板部２１を取り囲むように、底板部２１の略矩形状の各辺に沿って形成されている。この段部２３には第１の磁石１７よりも短い４つの直線状の第２の磁石２７が、矩形状に配置されるように保持されている。ここで、第２の磁石２７は下ケース２０にインサート成形されることで保持されていてもよいし、第２の磁石２７及び段部２３にそれぞれ孔を設けて螺子止めを行うなど、保持手法は問わない。また、第１の磁石１７及び第２の磁石２７は、それぞれヨークを介して保持されていてもよい。この場合、第１の磁石１７と第２の磁石２７との間に発生する磁気吸引力を高めることが可能となる。
【００２４】
操作部材１０は、支持凹部１４と支持凹部２５とが対向した状態で、且つ、支持凹部１４と支持凹部２５との間には、支持凹部１４及び支持凹部２５と同一の曲率を有する支持球２８を介して下ケース２０に収容される。その際、支持部２４は凹部１３に対して遊嵌される。
【００２５】
また、支持凹部１４及び支持凹部２５の深さは、支持球２８の半径よりも浅く形成されており、且つ、円柱状の支持部２４の断面が円形の凹部１３の直径よりも小さいことから、操作部材１０の凹部１４と、底板部２１の支持部２４との間には空隙を有している。このことから、操作部材１０は支持球２８を支点として、凹部１４と支持部２４との間に形成された空隙の範囲において傾倒操作が可能となる。
【００２６】
操作部材１０が下ケース２０に収容されると、矩形状に配置された第１の磁石１７と、その外側を取り囲むように矩形状に配置された第２の磁石２７と、が空間を介してそれぞれ対向するように位置する。このとき、各第１の磁石１７と各第２の磁石２７とは、相互に磁気吸引力を発生させる向きに固定されている。
【００２７】
そのため、操作部材１０は各第１の磁石１７と各第２の磁石２７との間に発生する磁気吸引力によって非操作時においては中立位置に保たれる。ここに示すように、復帰手段５０は第１の磁石１７と第２の磁石２７とからなる。
【００２８】
また、下ケース２０は支持部２４の周囲に上方に突出して形成された、係合孔１８に対して挿入される係合突部２９を有する。下ケース２０と操作部材１０とは、この係合孔１８及び係合突部２９を介して、操作部材１０が傾倒可能に連結される。
【００２９】
下ケース２０と共にケース部材４０を構成する上ケース３０は、下ケース２０と同じ略矩形の平面形状であり、中央には円形の貫通孔３１が形成されている。また、上ケース３０の角部近傍にはそれぞれ上部固定部３２が形成されており、この上部固定部３２と下ケース２０の下部固定部２６とを共に挿通する固定部材３３を介して、上ケース３０と下ケース２０とが組み合わされて固定されている。
【００３０】
この際、操作部材１０の柱状部１２が貫通孔３１を挿通して上方に突出する。また更に、貫通孔３１の直径は操作部材１０の環状部１５の直径よりも僅かに大きく形成されている。そのため、操作部材１０を傾倒操作した際に、環状部１５は貫通孔３１の内側で動作するため、上ケース３０に対して接触することはない。
【００３１】
次に、本実施形態に係る多方向入力装置１の動作について図２及び図３を用いて説明する。
【００３２】
図２に示すように、操作部材１０が傾倒操作されないとき、第１の磁石１７と第２の磁石２７との間に働く磁気吸引力により、操作部材１０は中立位置を保つ。ここで、矩形状に配置された各第１の磁石１７と第２の磁石との間に働く磁気吸引力は全周において均等に作用している。このため、操作部材１０の中立位置に向かう復帰力が均等に発生する。
【００３３】
従って、操作部材１０が傾倒操作された後に操作力が解除されると、操作部材１０は、第１の磁石１７と第２の磁石２７との間に働く磁気吸引力によって、中立位置に自動復帰する。
【００３４】
その際、本構成においては第１の磁石１７と第２の磁石２７とは空隙を介して対向されるため、別部材を介して対向するよりも第１の磁石１７と第２の磁石２７との間の距離を小さくできることから、相互に発生する磁気吸引力が大きい。そのため、強い復帰力で操作部材１０を中立位置に自動復帰させることが可能となる。
【００３５】
第１の磁石１７及び第２の磁石２７がそれぞれ矩形状に配置され、且つ、各第１の磁石１７と、各第１の磁石１７に空間を介して対向する位置に配置された各第２の磁石２７との間には磁気吸引力が発生している。そのため、図３に示すように、操作部材１０が第１の磁石１７いずれかの方向に、磁気吸引力を超える力で傾倒操作された際には、傾倒操作の方向に応じた第１の磁石１７と、これと対向する第２の磁石２７に対して離間する。このとき、第１の磁石１７と第２の磁石１７とが磁気吸引力に抗して離間する際に操作者にクリック感触を与える。
【００３６】
このとき、操作部材１０は支持球２８を傾動中心として、操作部材１０の支持凹部１４が、支持球２８の表面に沿って摺動することで傾倒操作される。
【００３７】
第１の磁石１７及び第２の磁石２７が成す矩形の各辺に向かって行う傾倒操作を、平面視において上下左右の４つの方向からなる十字方向の操作とした場合を例として詳述する。図３に示すとおり、右方向に向かって操作部材１０を操作した際には、支持球２８を支点として操作部材１０が傾倒し、右方向に配置された第１の磁石１７が、これと対向する第２の磁石２７に対して沈み込みながら離間する。それとは逆に、左方向に配置された第１の磁石１７は、これと対向する第２の磁石２７に対して持ち上がりながら離間する。このように、左右方向に位置する第１の磁石１７が同時に離間することから、操作者に対して強いクリック感触を与えることができる。
【００３８】
このとき、上下方向に配置された第１の磁石１７は、第２の磁石２７と対向した状態を保ちながら回転動作を行う。すなわち、上下方向に位置する第１の磁石１７と第２の磁石２７との間に働く磁気吸引力が、操作部材１０の傾倒操作時に回転軸として機能しながら、左右方向に位置する第１の磁石１７が離間する方向に動作する。このように、操作部材１０に対して十字方向のいずれかの方向に傾倒操作を行った際には、一対の第１の磁石１７が第２の磁石２７から離間し、残る一対の第１の磁石１７は第２の磁石２７と対向した状態で回転するため、操作部材１０に対して十字方向に沿った傾倒操作を確実に行うことが可能となる。
【００３９】
次に、十字方向の間に存在する斜め方向に対する操作について述べる。いずれかの斜め方向に向かって操作部材１０を傾倒操作すると、すべての第１の磁石１７がすべての第２の磁石２７から離間しようとする。そのため、十字方向に対する操作と比較して必要となる操作力も大きくなることから、斜め方向に対する操作は操作し難いものとなる。
【００４０】
また、大きな操作力を加えることで斜め方向に対する傾倒操作を行おうとした場合、完全な斜め方向である４５度方向へ操作を行えば、磁気吸引力のバランスが均一となるため、斜め方向への動作ができる。しかし、本実施の形態によれば斜め方向、特に４５度方向への限定操作を可能とするガイドは存在していない。そのため、十字方向のうちのいずれかに対して操作方向が偏った際には磁気吸引力のバランスが崩れ、偏った方向に配置された第１の磁石１７が対応する第２の磁石２７に対して吸着しようとする。すなわち、第１の磁石１７と第２の磁石２７との間に発生する磁気吸引力のみによって、斜め方向への操作を、十字方向への操作に導くことができる。
【００４１】
また、第２の磁石１７の長さが第１の磁石２７に対して短く、且つ、壁部２２の各辺の中央に配置されることで、磁気吸引力が発生する十字方向近傍に限定することができる。このようにすることで、より確実に、斜め方向への操作を十字方向への操作として導くことが可能となる。また、上記実施例においては第２の磁石１７が第１の磁石２７に対して短い構成としているが、もちろん第２の磁石１７よりも第１の磁石２７が短い場合であっても良い。
【００４２】
上記実施例では、復帰手段５０として第１の磁石１７と第２の磁石２７として説明したが、相互に引き合う磁気吸引力が発生すれば良く、双方共に永久磁石であってもよいし、いずれか一方は鉄などの磁性体でも構わない。
【００４３】
また、本実施の形態においては支持球２８を介して下ケース２０に対して操作部材１０を傾倒自在に支持する構成としているが、別の支持構造を用いても良い。ただし、支持球２８を用いたものが、操作部材１０を簡易な構造で傾倒自在に支持できるため、好適である。
【００４４】
また、本発明の精神を逸脱しない限りにおいて、種々の改変を成すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【符号の説明】
【００４５】
１      多方向入力装置
１０    操作部材（可動部材）
１１    平板部
１２    柱状部
１３    凹部
１４    支持凹部
１５    環状部
１６    保持部
１７    第１の磁石
１８    係合孔
２０    下ケース（固定部材）
２１    底板部
２２    壁部
２３    段部
２４    支持部
２５    支持凹部
２６    下部固定部
２７    第２の磁石
２８    支持球
２９    係合突部
３０    上ケース
３１    貫通孔
３２    上部固定部
３３    固定部材
４０    ケース部材
５０    復帰手段
【図１】
2015008083.tif 000003
【図２】
2015008083.tif 000004
【図３】
2015008083.tif 000005
【図４】
2015008083.tif 000006