(57)【要約】【課題】  操作体の操作限界位置を明確にして、操作体の過度な押し過ぎによる部品の劣化を抑えることができる入力装置を提供する。【解決手段】  操作体２が押圧操作されると、その押圧力の変化に応じて検出手段６での出力が変動させられる。操作体２が操作限界位置まで操作されたときに、突起部２ｅが弾性押圧部材３ｂを介してスイッチ７の反転板７ｂを押圧してクリック感触を発生させるとともにスイッチ出力をオフからオンに切り替える。出力の変動が限界に達したときまたはその直前に操作体の操作限界位置となるように設定されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作体と、この操作体の押圧操作によって弾性変形させられる弾性押圧部材と、前記弾性押圧部材により押圧されその押圧力の変化によって出力が変動する検出手段とが設けられ、前記検出手段がベース上に設置されている入力装置において、
前記操作体の下面には突起部が設けられ、前記操作体が押圧操作されていないときに前記突起部と前記弾性押圧部材とが離れており、前記操作体が押圧操作されて前記弾性押圧部材から前記検出手段に所定量の押圧力が作用したときに、前記突起部が弾性押圧部材を介して前記ベースに突き当たり、前記操作体の押圧操作の限界位置となることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記操作体の押圧操作量が大きくなるにしたがって、検出手段の出力が徐々に変動し、前記検出手段の出力の変動が生じなくなる出力限界に至ったときまたは前記出力限界に至る前に、前記突起部が弾性押圧部材を介して前記ベースに突き当たる請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記弾性押圧部材は断面が凹形状で、その上縁部が前記操作体により押圧され、前記弾性押圧部材の下部頂部が前記検出手段に対向し、前記突起部は前記下部頂部に対向する位置に設けられている請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記検出手段は、軟質なシート間に抵抗体が設けられているものである請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
【請求項５】
前記ベースと前記検出手段との間に、前記突起部で押されたときにクリック感触を発生させる操作感触発生手段が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の記載の入力装置。
【請求項６】
前記ベースと前記検出手段との間に、前記突起部で押されたときにクリック感触を発生させ且つその出力が切り替るスイッチが設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記検出手段は、複数箇所設けられて、それぞれの検出手段に前記弾性押圧部材が設けられ、前記操作体には、それぞれの弾性押圧部材に対向する前記突起部が複数箇所に設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作体の押圧力が弾性押圧部材を介して検出手段に与えられる入力装置に係り、特に操作体の操作時の操作限界位置を明確にできる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ゲーム機器用の入力装置に関する発明が開示されている。この入力装置は、スティック形状の操作体が傾斜動作自在に支持されている。前記入力装置には、Ｘ軸上及びＹ軸上に４つの抵抗体を有するシート基板が設けられており、前記各抵抗体を覆うようにしてそれぞれ弾性押圧部材が設けられている。弾性押圧部材には、抵抗体が前記抵抗体と対向して設けられており、前記操作体が傾斜操作されて前記弾性押圧部材が弾性変形させられたときに対向する抵抗体どうしが接触して出力がアナログ的に得られるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−３４８５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１に示す入力装置では、前記操作体が操作されると弾性押圧部材が撓み変形して抵抗体と抵抗体との接触面積が変化することでアナログ的な出力が得られるようになっているが、このとき抵抗体が設けられた弾性押圧部材の全体が弾性材料で形成されているため、前記操作体の操作力を大きくしていったときに、操作体の押し切り位置（操作限界位置）が明確にならない問題があった。この操作限界位置が不明確になることで、良好な操作感触が得られず、また操作者が操作体を過度に倒し過ぎてしまい、弾性押圧部材などの部品の劣化し易くなる。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、操作体の押し切り位置を明確にして装置の劣化などを防止できる入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、操作体と、この操作体の押圧操作によって弾性変形させられる弾性押圧部材と、前記弾性押圧部材により押圧されその押圧力の変化によって出力が変動する検出手段とが設けられ、前記検出手段がベース上に設置されている入力装置において、
前記操作体の下面には突起部が設けられ、前記操作体が押圧操作されていないときに前記突起部と前記弾性押圧部材とが離れており、前記操作体が押圧操作されて前記弾性押圧部材から前記検出手段に所定量の押圧力が作用したときに、前記突起部が弾性押圧部材を介して前記ベースに突き当たり、前記操作体の押圧操作の限界位置となることを特徴とするものである。
【０００６】
この入力装置は、操作体を所定量押圧すると、前記突起部が弾性押圧部材を介してベースに突き当たる。このとき、操作者は操作体の操作限界位置を認識できる。よって、それ以上無理に操作体を押圧操作することがなく、操作体を損傷させたり、弾性押圧部材や検出手段を劣化させるのを防止できる。
【０００７】
本発明では、前記操作体の押圧操作量が大きくなるにしたがって、検出手段の出力が徐々に変動し、前記検出手段の出力の変動が生じなくなる出力限界に至ったときまたは前記出力限界に至る前に、前記突起部が弾性押圧部材を介して前記ベースに突き当たるものが好ましい。
【０００８】
前記構成では、操作体を押圧操作し検出手段の出力を徐々に変動させるときに、この検出手段の出力の変動が限界に達したとき、または限界に達する前に、操作体の操作限界位置となる。よって、操作体の操作限界位置に達する前に、出力変動が完了することがなく、押圧操作範囲内で常に出力を変動させることが可能になる。
【０００９】
例えば、本発明は、前記弾性押圧部材は断面が凹形状で、その上縁部が前記操作体により押圧され、前記弾性押圧部材の下部頂部が前記検出手段に対向し、前記突起部は前記下部頂部に対向する位置に設けられているものである。
【００１０】
前記突起部を弾性押圧部材の下部頂部に当てることにより、操作体の押圧操作の際に弾性押圧部材がバランス良く変形できるようになる。
例えば、前記検出手段は、軟質なシート間に抵抗体が設けられているものである。
【００１１】
また、本発明は、前記ベースと前記検出手段との間に、前記突起部で押されたときにクリック感触を発生させる操作感触発生手段が設けられている。
【００１２】
前記クリック感触を発生させることで操作体が操作限界位置に至ったことを操作者が容易に認識でき、それ以上無理に操作体を押圧することが生じにくくなる。
【００１３】
あるいは、本発明は、前記ベースと前記検出手段との間に、前記突起部で押されたときにクリック感触を発生させ且つその出力が切り替るスイッチが設けられているものとして構成できる。
【００１４】
この構成では、操作体が操作限界位置に至ったことをクリック感触で認識でき、また前記検出手段のアナログ出力と、前記スイッチの状態変化によるディジタル出力とを共に得ることができるようになる。
【００１５】
また、本発明は、前記検出手段は、複数箇所設けられて、それぞれの検出手段に前記弾性押圧部材が設けられ、前記操作体には、それぞれの弾性押圧部材に対向する前記突起部が複数箇所に設けられているものとして構成できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、操作体の押し切り位置を明確にすることができるので、操作性を向上させることができ、操作体の押し過ぎによる部品の劣化に伴う製品寿命の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態の入力装置を示す分解斜視図、図２は組立後の平面図、図３は図２の３−３線の切断断面図、図４乃至図６は入力装置の一連の動作を示す断面図である。
【００１８】
この入力装置１は合成樹脂などで形成された操作体２を有している。この操作体２は、図２に示すように、Ｘ軸方向とＹ軸方向の４方向に延びる操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２を有している。
【００１９】
図１と図３に示すように、前記操作体２の下面の中央には支持突起２ａが突出形成されている。前記操作体２の操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２の各下面２ｆには穴２ｄがそれぞれ形成され、さらに各穴２ｄの近傍に突起部２ｅがそれぞれ突出形成されている。各突起部２ｅは、前記操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ１の下面のほぼ中央部分に位置している。
【００２０】
前記操作体２の操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２の下側には弾性押圧部材３ｂがそれぞれ設けられている。弾性押圧部材３ｂは、図３に示すようにその断面形状が凹形状で、それ自体が圧縮変形可能な合成ゴムやシリコーンゴムなどの材料で形成されている。なお、各弾性押圧部材３ｂには弾性変形可能なリブ３ｄがそれぞれ一体に形成されて、前記弾性押圧部材部３ｂ及びリブ３ｄが同じ材料の弾性部材３で一体に形成されている。前記リブ３ｄにより弾性押圧部材３ｂの傾き動作が抑制されている。
【００２１】
前記弾性部材３の中心には、Ｚ方向に貫通する挿入穴３ａが形成されており、この挿入穴３ａに前記操作体２の支持突起２ａが上側から挿入されている。前記挿入穴３ａでは、開口部分の径がその挿入側の径よりも小さく形成され、前記支持突起２ａでは先端側の径が基部側の径よりも大きく形成されている。そのため、前記支持突起２ａが前記挿入穴３ａに挿入されたときに、前操作体２が前記弾性部材３から抜け難くなっている。
【００２２】
図３に示すように、前記弾性押圧部材３ｂの上縁部３ｃが前記操作体２と当接している。すなわち、各弾性押圧部材３ｂの上縁部３ｃは平坦形状で、前記操作部２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２の下面２ｆの平坦な面に接するようになっており、操作体２が押圧されたときには、上縁部３ｃのみが前記操作体２によって押圧される。
【００２３】
本実施の形態では、前記弾性押圧部材３ｂは薄肉に形成されており、図３に示すように前記操作体２が操作されていない状態では、弾性押圧部材３ｂと突起部２ｅとが離れた状態にある。
【００２４】
前記弾性部材３の下面にはシート基板４が設けられている。このシート基板４には、前記弾性押圧部材３ｂの下部頂部３ｂ１に対向する位置に検出手段６が設けられ、前記突起部２ｅが前記下部頂部３ｂ１に対向している。
【００２５】
前記検出手段６は図４に示すように、共に軟質な下部シート４ａと上部シート４ｂとが穴４ｍ１を有する離間シート４ｍを介して積層され、下部シート４ａと上部シート４ｂとの対向面にそれぞれ抵抗体が設けられている。前記各シート４ａ，４ｂ，４ｍはいずれも可撓性と絶縁性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂材料で形成されている。前記下部シート４ａの抵抗体は抵抗素子６ａで、前記上部シート４ｂの抵抗体は低抵抗体６ｂであり、前記抵抗素子６ａと前記低抵抗体６ｂとが接離可能に支持されている。前記抵抗素子６ａは、前記低抵抗体６ｂよりも比抵抗が十分に大きい抵抗材料で形成されている。
【００２６】
なお、前記離間シート４ｍに代えて、下部シート４ａ及び上部シート４ｂの双方または一方に絶縁性を有する樹脂膜を形成して、上下シート４ｂ，４ａの間隔が確保されるようにしてもよい。
【００２７】
前記抵抗素子６ａはカーボン膜などで、前記低抵抗体６ｂは前記抵抗素子６ａよりも電気抵抗の低い膜であり、例えば銀、金、銅などの金属膜である。そして前記抵抗素子６ａの両側には、銀や銅などで形成された電極膜６ａ１，６ａ２が接続されている。なお、前記抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂは共に矩形状に形成されているものでもよく、あるいはいずれも円形状に形成されているものでもよく、または抵抗素子６ａが矩形状で低抵抗体６ｂが円形状であってもよい。
【００２８】
なお、検出手段６の構成としては上記の構成に限定されるものではなく、例えば、３枚のシートを重ねたものではなく１枚のシートでその上に抵抗素子（抵抗体）が形成されたもので、この抵抗素子に低抵抗の導電性部材を形成した弾性押圧部材を対向させたものでもよい。
【００２９】
前記シート基板４は、金属や合成樹脂などの剛性の高い部材で形成された硬質なベース５上に設置される。このベース５には、前記突起部２ｅと対向する位置にそれぞれクリック感触を発生させるスイッチ７が設けられている。
【００３０】
このスイッチ７は、前記ベース５と前記シート基板４の検出手段６との間に設けられ、ＰＥＴなどの合成樹脂製のシート７ａ上に、金属製のドーム状の反転板７ｂが設けられ、反転板７ｂの周縁部７ｂ１が前記シート７ａに固定されている。また前記シート７ａの表面には前記反転板７ｂの内側の中心に対向する位置に導電パターン７ｃが形成され、前記反転板７ｂの前記周縁部７ｂ１に別の導電パターン７ｄが接続されている。
【００３１】
本発明の入力装置１の組立工程では、図１に示すように、操作体２が筐体１０の開口部１０ａに裏面１０ｂ側から挿入されるが、このとき操作体２に形成された各フランジ２ｂが開口部１０ａで係止されて、前記操作体２が筐体１０の外側に抜け出ることがない。また筐体１０内では前記ベース５が支持部材１１によって支持されて、操作体２は図３に示すように操作体２の一部が外側に突出した状態で支持される。また各弾性押圧部材３ｂの上縁部３ｃには上向きに凸部３ｔが突出して形成されており、これら凸部３ｔが前記各穴２ｄ内に挿入されて、操作体２と前記弾性部材３との間で回り止め効果が発揮されている。
【００３２】
次に、前記入力装置１の動作について説明する。なお、以下の説明では操作部２ｘ１が操作された場合について説明するが、その他の操作部２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２についても同様に動作するものである。
【００３３】
図４は、前記操作体２が操作されていない初期状態を示している。この初期状態では、操作体２に形成された突起部２ｅが前記弾性押圧部材３ｂの凹部から最も離れた位置にある。操作体２の操作部２ｘ１が押圧操作されると、操作体２の支持突起２ａを支点として、操作部２ｘ１が下向きに操作部２ｘ２が上向きとなるように傾けられる。すなわち、弾性押圧部材３ｂの上縁部３ｃは、図４に示すように操作部２ｘ１の下面２ｆから押圧力Ｆ１を受けて、弾性押圧部材３ｂが弾性変形させられる。このとき弾性押圧部材３ｂは、シート基板４の検出手段６に対する弾性押圧部材３ｂの接触面積が増加するように変形させられる。したがって検出手段６では、前記低抵抗体６ｂと前記抵抗素子６ａとの接触面積が徐々に大きくなるように変化させられて出力がリニアに変化させられる。
【００３４】
前記検出手段６では、操作部２ｘ１の押圧操作量が大きくなるにしたがって、抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとの接触面積の増大に応じて出力が変動するが、この接触面積の増大により、前記電極膜６ａ１と電極膜６ａ２との間の電気抵抗値が低下していく。すなわち、操作部２ｘ１の押圧力または押圧ストロークが強くなるにしたがって、電極膜６ａ１と電極膜６ａ２との間の電圧値がアナログ的に変化するものとなる。
【００３５】
図５は、操作体２の操作限界位置の直前の状態を示すものであり、この状態では、突起部２ｅが弾性押圧部材３ｂの下部頂部３ｂ１に軽く接触しているだけで、スイッチ７の出力はオフのままである。またこの状態では、操作限界位置ではないため、検出手段６からの出力の変動は完了していない。
【００３６】
そして、操作部２ｘ１が図５に示す状態からさらに押圧操作されると、図６に示す操作限界位置に至る。この操作限界位置は、前記検出手段６によって最大または最小の出力が得られる出力限界位置または出力限界位置の直前の状態である。なお本実施の形態での出力限界の位置は、抵抗素子６ａと低抵抗体６ｂとの接触面積が最大になる状態、すなわち電極膜６ａ１と電極膜６ａ２との間の電気抵抗値が最小になる状態である。
【００３７】
このように前記弾性押圧部材３ｂと突起部２ｅとの位置関係としては、操作体２が操作限界位置に至ったときに、検出手段６では出力限界位置またはその直前となるように設定されている。これにより操作体２が操作限界位置に達する前に、検出手段６での出力の変動が完了することがなく、押圧操作範囲内で常に出力を変動させることができる。
【００３８】
出力限界位置に至ったときまたはその直前で、突起部２ｅが弾性押圧部材３ｂの下部頂部３ｂ１を押圧する。これにより、弾性押圧部材３ｂによりシート基板４が押圧されて、スイッチ７に設けられた反転板７ｂの中心部が凹状に変形させられてクリック感触が発生させられる。また、クリック感触と同時に、導電パターン７ｄと接続された反転板７ｂが、その反転動作によって導電パターン７ｃと接触して、前記スイッチ７での出力がオフからオンに切り替えられる。
【００３９】
このように出力限界位置またはその直前で操作者にクリック感触を与えることにより、操作者は操作限界位置であると認識してそれ以上操作体を押圧操作しようとしなくなる。その結果、操作体２を損傷させたり、弾性押圧部材３ｂや検出手段６を劣化させるのを防止できる。
【００４０】
本実施の形態のようにクリック感触を発生させるスイッチ７を設けると、検出手段６側ではアナログ的な出力が得られ、スイッチ７側ではオンとオフのデジタル的な出力が得られるようになる。これにより例えば、前記入力装置１をゲーム用のコントローラとして使用した場合に、ゲームの種類に応じてアナログ入力モードとデジタル入力モードとを切り換えて使用することができるようになり、操作可能なゲームの種類を増やすことができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態ではクリック感触とオンオフ式のスイッチとを一体に設けたものについて説明したが、出力のオンオフの切り替えスイッチを無くして前記反転板７ｂのみで形成された操作感触発生手段を設けたものでもよい。これによっても、操作者に操作体２の操作限界位置を認識させることが可能である。
【００４２】
図７は、本発明の第２の実施の形態の入力装置を示す断面図である。
この入力装置２０は、前記入力装置１から前記スイッチ７の構成を取り除いたものであり、その他の構成については入力装置１と同様であり、同一の符号を示してその説明を省略する。
【００４３】
この入力装置２０では、検出手段６を有するシート基板４が金属や合成樹脂などの剛性の高い材料で形成された硬質なベース５上に直接に設けられているものである。この入力装置２０では、例えば操作体２の操作部２ｘ１が押圧操作されると、その押圧力の変化に応じて検出手段６での出力がアナログ的に変化させられ、出力限界位置に至ったときまたはその直前で、突起部２ｅが弾性押圧部材３ｂを介してベース５に突き当たる。これにより、操作者は操作体２の操作限界位置を認識できる。
【００４４】
また、操作体の形状については４方向に操作部が設けられたものに限らず、２方向や３方向に操作部が設けられたものでもよく、単一の操作部が設けられた単なる押ボタン式のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態の入力装置の一例を示す分解斜視図、
【図２】入力装置を操作面側から見たときの平面図、
【図３】図２の３−３線での切断断面図、
【図４】初期状態の入力装置を示す断面図、
【図５】操作限界位置の直前の状態の入力装置を示す断面図、
【図６】操作限界位置の入力装置を示す断面図、
【図７】本発明の第２の実施の形態の入力装置を示す断面図、
【符号の説明】
【００４６】
Ｓ  移動空間
１，２０  入力装置
２  操作体
２ｘ１，２ｘ２，２ｙ１，２ｙ２  操作部
２ａ  支持突起
２ｅ  突起部
３ｂ  弾性押圧部材
３ｂ１  下部頂部
３ｃ  上縁部
４  シート基板
５  ベース
６  検出手段
６ａ  抵抗素子
６ｂ  低抵抗体
７  スイッチ
７ｂ  反転板（操作感触発生手段）
７ｃ，７ｄ  導電パターン
１０  筐体
１０ａ  開口部
【図１】
2005166277.tif 000003
【図２】
2005166277.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005166277.tif 000008
【図７】
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