(57)【要約】【課題】操作体が大型化されて自重が大きくなっても、その操作性を犠牲にすることなくがたつきを確実に防止することが可能な多方向入力装置を提供すること。【解決手段】開口孔１ａを有するハウジング１と、このハウジング１内に収納される駆動部４と開口孔１ａから上方へ突出する第１の操作軸５および第１の操作軸５の先端部に取り付けられた操作つまみ６とを有する操作体３と、操作体３に形成されたガイド孔３ａに上下動自在に保持される第２の操作軸７と、ハウジング１の上面と操作つまみ６との間に装着されると共に、この操作つまみ６を上方に弾性付勢して駆動部４の上面をハウジング１内の天井面に押圧するコイルスプリング９とを備え、操作つまみ６の任意位置を押圧して第１の操作軸５を傾倒することにより、駆動部４が該方向に対応する複数のプッシュスイッチＳ２を選択的にオン動作し、第２の操作軸７の上端に取り付けたプッシュつまみ８を下方へ押圧することにより、第２の操作軸の下端部７ａがプッシュスイッチＳ１をオン動作するように構成した。【選択図】　　　図１
2004055392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に開口部を有し、かつ内底面の中央およびその周囲にそれぞれ昇降検出素子および複数の傾倒検出素子が設けられたハウジングと、上下に貫通するガイド孔を有すると共に、前記ハウジング内に収納される駆動部と前記開口部から突出する第１の操作軸および該第１の操作軸の先端部に設けられた操作つまみとを有する操作体と、前記ガイド孔に上下動可能に保持され、下端部が前記ハウジング内に位置すると共に上端部が前記第１の操作軸から突出する第２の操作軸と、前記ハウジングの上面と前記操作つまみとの間に装着されると共に、該操作つまみを上方に弾性付勢して前記駆動部の上面を該ハウジング内の天井面に押圧する弾性復帰部材とを備え、
前記操作つまみの所定方向への押圧操作で前記第１の操作軸を傾倒することにより、前記駆動部で該方向に対応した前記傾倒検出素子を作動させ、前記第２の操作軸の上端部を下方へ押圧操作することにより、該操作軸の下端部で前記昇降検出素子を作動させ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、前記ハウジングの内部に案内部を形成し、前記駆動部に該案内部と係合して前記操作体の軸周りの回転を規制する規制部を形成したことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記弾性復帰部材としてコイルスプリングを用いたことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記ハウジングの上面と前記操作つまみの下面に前記コイルスプリングの両端部を係止する溝部をそれぞれ形成したことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの記載において、前記昇降検出素子および前記傾倒検出素子として下方向へ所定ストロークだけ押圧操作することにより作動するプッシュスイッチを用い、該昇降検出素子の作動ストロークを該傾倒検出素子の作動ストロークよりも長く設定したことを特徴とする多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の入力操作部等に使用される多方向入力装置に係り、特に、傾倒操作およびプッシュ操作という異なる入力動作を可能にした多方向入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種の多方向入力装置の一例として、上面に開口部を有し、かつ内底面の中央およびその周囲にそれぞれ昇降検出用のプッシュスイッチおよび複数の傾倒検出用のプッシュスイッチが設けられたハウジングと、上下に貫通するガイド孔を有すると共に、ハウジング内に収納される駆動部と該駆動部に連結されハウジングの開口部から突出する第１の操作軸とからなる操作体と、この操作体のガイド孔に上下動可能に嵌合保持され下端部が昇降検出用のプッシュスイッチに当接し上端部が第１の操作軸から突出する第２の操作軸と、ハウジング内に設けられ、駆動部とハウジング内底面との間に装着されたコイルスプリングとで概略構成されたものが知られている。前記コイルスプリングは駆動部を上方に弾性付勢して駆動部の上面をハウジング内の天井面に押圧しており、このスプリングによって操作体のがたつきを防止している。
【０００３】
このように構成された多方向入力装置では、駆動部に連結された操作軸を所定方向に傾倒操作すると、その方向に対応する傾倒検出用のプッシュスイッチが選択的に押圧されてオンとなり、また、第２の操作軸を下方へ押圧操作すると、下端部により昇降検出用のプッシュスイッチが押圧されてオンとなり、傾倒操作のみならず押圧操作によっても入力動作を行うことができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来の多方向入力装置では、ハウジングの内部に操作体の駆動部を収納し、この駆動部とハウジング内底面との間に傾倒検出および昇降検出用のプッシュスイッチが配設される構造となっているので、コイルスプリングを収納するための高さスペースはハウジングの内部空間によって制限されてしまい、このように限られたスペース内にバネ力の強いコイルスプリングを収納することは実質的に困難であった。このような構造において、操作体の自重がそれ程大きくなければ特に問題とならないが、例えば、車載用の多方向入力装置として利用する場合のように、操作性の向上を目的として操作軸を長く設定した場合、操作体全体の自重が増加してコイルスプリングのバネ力で支えきれなくなるため、非操作状態の操作体にがたつきが発生してしまうという問題がある。なお、仮に上述したコイルスプリングの線径を太くするなどの設計変更によりバネ力を強くできたとしても、単位変位量当たりのバネ力が増大するため、操作体のがたつきを防止することはできても操作力が過度に大きくなり、操作体の操作性が悪くなるという別の問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、操作体が大型化されて自重が大きくなっても、その操作性を犠牲にすることなくがたつきを確実に防止することが可能な多方向入力装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による多方向入力装置では、上面に開口部を有し、かつ内底面の中央およびその周囲にそれぞれ昇降検出素子および複数の傾倒検出素子が設けられたハウジングと、上下に貫通するガイド孔を有すると共に、前記ハウジング内に収納される駆動部と前記開口部から突出する第１の操作軸および該第１の操作軸の先端部に設けられた操作つまみとを有する操作体と、前記ガイド孔に上下動可能に保持され、下端部が前記ハウジング内に位置すると共に上端部が前記第１の操作軸から突出する第２の操作軸と、前記ハウジングの上面と前記操作つまみとの間に装着されると共に、該操作つまみを上方に弾性付勢して前記駆動部の上面を該ハウジング内の天井面に押圧する弾性復帰部材とを備え、前記操作つまみの所定方向への押圧操作で前記第１の操作軸を傾倒することにより、前記駆動部で該方向に対応した前記傾倒検出素子を作動させ、前記第２の操作軸の上端部を下方へ押圧操作することにより、該操作軸の下端部で前記昇降検出素子を作動させるように構成した。
【０００７】
このように構成された多方向入力装置によれば、弾性復帰部材をハウジングの上面と操作つまみとの間に配設することにより、弾性復帰部材を収納するための高さスペースに自由度を確保できるので、このスペース内に弾性力の強い弾性復帰部材を収納することが可能となる。それ故、例えば、車載用の多方向入力装置として利用する場合のように、操作性を向上させるために操作軸を長く設定した場合、操作体が大型化して自重が増加しても操作体を安定的に支えることができ、非操作状態における操作体のがたつきを確実に防止できる。また、操作体の自重に応じて、その操作力が最適な値となるように弾性復帰部材の設計自由度を確保できるので、操作体の操作性に優れた多方向入力装置を実現できる。
【０００８】
また、上記の構成において、前記ハウジングの内部に案内部を形成し、前記駆動部に該案内部と係合して前記操作体の軸周りの回転を規制する規制部を形成することが好ましく、このよう構成を採用すると、操作体の所定方向以外への傾倒が規制されるので、操作つまみの操作時に誤動作がなく安定性に優れた多方向入力装置を実現できる。
【０００９】
また、上記の構成において、前記弾性復帰部材としてコイルスプリングを用いることが好ましく、このような構成を採用すると、操作つまみの上方への弾性付勢構造を簡単な構成で実現することができ、操作体のがたつきを確実に防止できる多方向入力装置を低コストで実現できる。
【００１０】
また、上記の構成において、前記ハウジングの上面と前記操作つまみの下面に前記コイルスプリングの両端部を係止する溝部をそれぞれ形成することが好ましく、このような構成を採用すると、操作体の操作中にコイルスプリングが外れてしまうことを確実に防止できるので、傾倒操作時に誤動作がなく安定性に優れた多方向入力装置を実現できる。
【００１１】
また、上記の構成において、前記昇降検出素子および前記傾倒検出素子として下方向へ所定ストロークだけ押圧操作することにより作動するプッシュスイッチを用い、該昇降検出素子の作動ストロークを該傾倒検出素子の作動ストロークよりも長く設定することが好ましく、このような構成を採用すると、操作体を所定方向へ傾倒操作することにより駆動体で該方向に対応した傾倒検出素子を押圧し作動させるときに、この操作体と共に傾倒する第２の操作軸の下端部が下方に変位して昇降検出素子を若干押圧しても、昇降検出素子が作動してしまうことを確実に防止できるので、誤動作がなく安定性に優れた多方向入力装置を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係る多方向入力装置を組み込んだ複合操作型電気部品の断面図、図２は該複合操作型電気部品の分解斜視図、図３は該多方向入力装置備えられるハウジングの断面図、図４は該多方向入力装置の動作説明図である。
【００１３】
これらの図に示す複合操作型電気部品は、内側の多方向入力装置と外側のロータリエンコーダとを組み合わせて構成されており、多方向入力装置とロータリエンコーダはそれぞれ独立して操作可能となっている。
【００１４】
まず内側の多方向入力装置について説明すると、この多方向入力装置は、合成樹脂製のハウジング１と、プリント基板２と、第１の操作軸５等を有する操作体３と、第２の操作軸７と、コイルスプリング９等から主として構成されている。これら各部材について詳述すると、ハウジング１の上面中央部には開口孔１ａが形成されており、この開口孔１ａ側の内側壁には９０度の等間隔を保って４つの案内溝１ｂが形成されている（図３参照）。また、ハウジング１の上面には円環状のバネ係止溝１ｃが開口孔１ａを囲むように形成されている。プリント基板２はハウジング１の下側の開口部を閉塞するように取り付けられており、これらハウジング１とプリント基板２との間に画成される収納室の内底面には、その中央部に位置する昇降検出用のプッシュスイッチＳ１（昇降検出素子）と、このプッシュスイッチＳ１の周囲でかつ各案内溝１ｂの方向に位置する４つの傾倒検出用のプッシュスイッチＳ２（傾倒検出素子）が実装されている。これらプッシュスイッチＳ１，Ｓ２はいずれも、アクチュエータとしての押釦を下方向へ所定ストロークだけ押圧操作することによりオンする構成になっており、その内部には押釦を初期状態に復帰させる復帰バネが収納されている。ただし、昇降検出用のプッシュスイッチＳ１の作動ストロークは傾倒検出用のプッシュスイッチＳ２よりも長く設定されている。
【００１５】
操作体３は、ハウジング１の内部に収納される駆動部４と、この駆動部４に連結され開口孔１ａから突出する第１の操作軸５と、この第１の操作軸５の先端の外周部に圧入された操作つまみ６とから構成されている。駆動部４と第１の操作軸５には上下方向に貫通するガイド孔３ａが穿設されており、操作つまみ６の下面には円環状のバネ係止溝６ａが形成されている。また、駆動部４の外周面には９０度の等間隔を保って４つの凸部４ａが形成されており、駆動部４の内底面中央には凹部４ｂが形成されている。このように構成された操作体３は、駆動部４がハウジング１内に変位可能に収納されると共に、第１の操作軸５が開口孔１ａを通って上方に突出するように配設されることにより、ハウジング１に傾倒自在に保持されている。
【００１６】
コイルスプリング９の両端部はハウジング１のバネ係止溝１ｃと操作つまみ６のバネ係止溝６ａとによって係止されており、このコイルスプリング９の弾発力によって操作つまみ６は上方へ弾性付勢されている。また、このようにコイルスプリング９が操作つまみ６を上方へ弾性付勢することにより、駆動部４の上面がハウジング１内の天井面に押圧され、非操作状態における操作体３のがたつきが防止されている。かかる非操作状態において、駆動部４の下面はプッシュスイッチＳ１，Ｓ２の上面から所定のすきまを有して保持されており、同時に、駆動部４の各凸部４ａはハウジング１の内側壁の各案内溝１ｂにそれぞれ挿入されて操作体３の周方向の回り止めがなされている。
【００１７】
第２の操作軸７は操作体３のガイド孔３ａに嵌合した状態で上下動自在に保持されており、その下端部７ａが駆動部４の凹部４ｂ内に収納されることで抜け止めされている。この下端部７ａは半球状に形成されてプッシュスイッチＳ１の押釦に当接しており、第２の操作軸７はこのプッシュスイッチＳ１内に収納された復帰バネによって上方へ弾性付勢されている。また、第２の操作軸７の上端部は第１の操作軸５から突出しており、その先端にプッシュつまみ８が取り付けられている。
【００１８】
このように構成された多方向入力装置において、図１は操作つまみ６とプッシュつまみ８が共に操作されていない非操作状態を示しており、この場合、操作体３の駆動部４はプッシュスイッチＳ２のいずれも押圧しておらず、各プッシュスイッチＳ２は全てオフになっている。また、第２の操作軸７の下端部７ａはプッシュスイッチＳ１の復帰力により上方位置に保持されており、このプッシュスイッチＳ１もオフになっている。
【００１９】
このような非操作状態において、操作つまみ６の任意位置、例えば図４の矢印で示す右側位置を押圧操作すると、第１の操作軸５が図１に示す中立位置から案内溝１ｂに沿って傾倒する。その結果、操作体３が傾倒方向と反対側に位置する駆動部４の上面を支点として右方へ傾き、この駆動部４の下面が傾倒方向に対応するプッシュスイッチＳ２を押圧するため、該スイッチＳ２がオン動作される。また、操作つまみ６に加えていた上記押圧力を除去すると、コイルスプリング９の付勢力によって操作体３が中立位置に押し戻されると共に、駆動部４の下面がオン動作したプッシュスイッチＳ２から離脱し、このスイッチＳ２は図１の状態に復帰してオフになる。同様に、操作つまみ６の押圧位置を前後左右と変えることにより、その方向に応じたプッシュスイッチＳ２がオン動作され、これらプッシュスイッチＳ２から外部にオン／オフの切り換え信号を出力することができる。なお、操作体３を所定方向へ傾倒操作した時に第２の操作軸７も一緒に傾倒するが、前述したように昇降検出用のプッシュスイッチＳ１の作動ストロークが傾倒検出用のプッシュスイッチＳ２の作動ストロークよりも長く設定してあるので、第２の操作軸７の下端部７ａによってプッシュスイッチＳ１の押釦が若干押圧されるだけで、このプッシュスイッチＳ１はオン動作しない。
【００２０】
一方、図１の矢印で示すように非操作状態からプッシュつまみ８を下方に押圧すると、第２の操作軸７が操作体３のガイド孔３ａに沿って下方に移動し、その下端部７ａがプッシュスイッチＳ１を押圧することにより、該スイッチＳ１がオン動作される。この場合、第２の操作軸７の下方への移動量は前述した操作体３の傾倒操作時に比べて十分に大きいため、作動ストロークの長いプッシュスイッチＳ１でも確実にオン動作される。また、プッシュつまみ８に加えていた上記押圧力を除去すると、プッシュスイッチＳ１に内蔵された復帰バネによって第２の操作軸７が上方へ押し戻されると共に、このプッシュスイッチＳ１は図１の状態に復帰してオフになる。このように第２の操作軸７のプッシュ操作によっても、プッシュスイッチＳ１から外部にオン／オフの切り換え外部に信号を出力することができるようになっている。
【００２１】
次に、外側のロータリエンコーダについて説明すると、このロータリエンコーダは、前述した多方向入力装置のハウジング１を包囲するように配置された中空状の外部ケース１０を具備しており、この外部ケース１０は前記プリント基板２上に取り付けられている。外部ケース１０には円筒状のガイド突堤１０ａが突設されており、このガイド突堤防１０ａの外周面にはリング状の操作部材１１が回転自在に保持されている。操作部材１１の外側上方に円筒状の連結部材１２を介して回転つまみ１３が取り付けられており、この回転つまみ１３の凹部１３ａ内に多方向入力装置の操作つまみ６が位置している。図２に示すように、連結部材１２の内周壁には位置決め突起１２ａが９０度の等間隔を保って突出形成されており、この連結部材１２は回転つまみ１３にネジ１４によって固定されている。また、操作部材１１の外周壁にはスナップ脚１１ａと係止溝１１ｂとが４５度の間隔を保って交互に形成されており、連結部材１２の位置決め突起１２ａを操作部材１１の係止溝１１ｂに挿入して押し込むと、スナップ脚１１ａの上端の爪部が連結部材１２の内壁面上端に係止され、連結部材１２と操作部材１１とが周方向に位置決めされた状態でスナップ止めされるようになっている。
【００２２】
なお、操作部材１１の下部は外部ケース１０の内部に挿入されており、図示省略されているが、この操作部材１１の下部に摺動子片が取り付けられると共に、この摺動子片に摺接する複数のスイッチパターンがプリント基板２上に形成されている。これにより、回転つまみ１３を操作して操作部材１１を正逆いずれかの方向へ回転させると、摺動子片がスイッチパターン上を摺動して操作部材１１の回転量に応じたパルス信号を出力することができるようになっている。これとは反対に、操作部材１１の下部に複数のスイッチパターンを有するコード板を取り付けると共に、プリント基板２上に各スイッチパターン摺接する摺動子片を設けても良い。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態例に係る多方向入力装置によれば、ハウジング１の上面と操作つまみ６との間にコイルスプリング９を配設し、このコイルスプリング９によって駆動部４の上面がハウジング１内の天井面に押圧されるように操作体３を上方に弾性付勢することにより、非操作時における操作体３のがたつきを防止することができるため、ハウジング１の上方の広い高さスペースを利用してバネ力の強いコイルスプリング９を収納することができる。それ故、例えば、車載用の多方向入力装置として利用する場合のように、操作性の向上を目的として第１の操作軸５を含めた操作体３の全長を長く設定した場合でも、自重が増加した操作体３を安定的に支えることができ、非操作状態における操作体３のがたつきを確実に防止できる。また、操作体３の自重に応じて、その操作力が最適な値となるようにコイルスプリングのバネ力を設計できるので、操作体３の操作性を高めることができる。
【００２４】
なお、上記した実施形態例では、ロータリエンコーダの内側に多方向入力装置を組み込んだ複合操作型電気部品について説明したが、外側のロータリエンコーダの代わりにロータリスイッチ等の他の回転操作型電気部品を配設することも可能である。また、これらロータリエンコーダやロータリスイッチ等の外側電気部品を省略し、多方向入力装置のみを単独で使用しても良いことはいうまでもないことである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２６】
ハウジングの上面と操作つまみとの間に弾性復帰部材を配設し、この弾性復帰部材によって駆動部の上面をハウジング内の天井面に押圧するようにしたので、弾性復帰部材を収納するための高さスペースに自由度を確保でき、このスペース内に弾性力の強い弾性復帰部材を収納することが可能となる。それ故、例えば、車載用の多方向入力装置として利用する場合のように、操作性を向上させるために操作軸を長く設定した場合、操作体が大型化して自重が増加しても操作体を安定的に支えることができ、非操作状態における操作体のがたつきを確実に防止できる。また、操作体の自重に応じて、その操作力が最適な値となるように弾性復帰部材の設計自由度を確保できるので、操作体の操作性に優れた多方向入力装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る多方向入力装置を組み込んだ複合操作型電気部品の断面図である。
【図２】該複合操作型電気部品の分解斜視図である。
【図３】該多方向入力装置に備えられるハウジングの断面図である。
【図４】該多方向入力装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１　ハウジング
１ａ　開口孔（開口部）
１ｂ　案内溝（案内部）
１ｃ，６ａ　バネ係止溝（溝部）
２　プリント基板
３　操作体
３ａ　ガイド孔
４　駆動部
４ａ　凸部（規制部）
５　第１の操作軸
６　操作つまみ
７　第２の操作軸
７ａ　下端部
８　プッシュつまみ
９　コイルスプリング（弾性復帰部材）
Ｓ１　プッシュスイッチ（昇降検出素子）
Ｓ２　プッシュスイッチ（傾倒検出素子）
【図１】
2004055392.tif 000003
【図２】
2004055392.tif 000004
【図３】
2004055392.tif 000005
【図４】
2004055392.tif 000006