(57)【要約】【目的】  伸縮式の操作部材を採用して薄型化と操作性の両立を図る。伸長状態及び縮小状態へのロック操作を容易にする。そのロック状態からの不用意な解除を回避する。【構成】  操作部材40を、筒状の本体41内にシャフト44が軸方向及び周方向へ移動可能に組み合わされた伸縮式とする。シャフト44の下端部外面に凸部44aを設ける。凸部44aが嵌合してシャフト44を軸方向へ案内するガイド溝46を本体41の内面に設ける。ガイド溝46は、シャフト44が本体41から進出した状態及びシャフト44が本体41内に退入した状態で、凸部44aが同一方向へ回転して嵌合する１組の同一の周方向へ延びる周溝状の鍵部47を両端部に有する。シャフト44は捻じりスプリング45により軸方向だけでなく、凸部44aが１組の鍵部47に嵌合する方向へ付勢される。このためシャフト44の進出位置及び退入位置では、自動的に凸部44aが鍵部47に嵌合し、シャフト44がロックされる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の任意方向に傾倒操作される操作部材の傾倒操作により各種信号の入力を行う多方向入力装置において、前記操作部材が筒状の本体内にシャフトを軸方向及び周方向へ移動可能に組み合わせた伸縮式であり、前記本体の内面又は前記シャフトの外面のいずれか一方に凸部が設けられると共に、前記凸部が嵌合してシャフトを軸方向へ案内するガイド溝が他方に設けられており、前記ガイド溝は、シャフトが本体から進出した状態及びシャフトが本体内に退入した状態で前記凸部が同一方向へ回転して嵌合する１組の同一方向へ延びる周溝状の鍵部を両端部に有しており、前記シャフトは捻じりスプリングにより軸方向及び前記凸部が１組の鍵部に嵌合する方向へ付勢されていることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記本体は、内面に凹部が設けられた筒状のアウター部材と、アウター部材の凹部内に部分的に挿入されて当該本体の内面に前記ガイド溝を形成するインナー部材と有する組み合わせ構造である請求項１に記載の多方向入力装置。
【請求項３】
前記インナー部材は、前記本体を傾倒可能に支持するための基部を兼ねる請求項２に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、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。
【背景技術】
【０００２】
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、周囲の全方向へ傾倒操作可能に支持されたスティック状の操作部材と、直角な２方向へ動作可能に組み合わされ、操作部材の傾倒操作に伴って操作方向に対応する方向へ運動する１組の動作変換部材と、操作部材を中立位置に弾性的に保持するスプリングと、１組の動作変換部材の各運動量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】
一組の信号出力手段としては、ボリューム抵抗やスイッチ機構に代表される電気的センサ、磁気的センサ、光学的センサなどが使用されるが、主にコスト等の点からボリューム抵抗やスイッチ機構が比較的多く使用されている。
【０００４】
このような多方向入力装置では、使用する機器の小型化に伴い、小型化とりわけ薄型化が要求されている。薄型化を実現するためには、１組の動作変換部材としてスライダーを使用するのが有効である。即ち、直角な２方向へ移動可能を１組のスライダーを２段に組み合わせ、交差部を貫通する操作部材により、１組のスライダーを直接操作する形式である。この形式によると、直角な２方向へ回動する１組の回動部材を介してスライダーを操作する形式よりも、薄型化を含めた小型化が推進される。このようなスライダー直接操作形式の多方向入力装置は例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５２５６９号公報
【０００６】
しかしながら、多方向入力装置の薄型化を追求すれば、必然的に操作部材は短くなり、操作しずらいものになる。この問題を解決する一つの提案が、特許文献２に記載されている。
【０００７】
【特許文献２】特開平４−２７７８１６号公報
【０００８】
特許文献２では、操作部材が筒状アウターレバーと、これに昇降可能に挿入された操作キャップ付きの棒状のインナーレバーとからなり、使用時はアウターレバーからインナーレバーを引き出して操作キャップの位置を高くし、使用しないときはインナーレバーをアウターレバー内に押し込んで操作キャップの位置を低くする。これにより収納時は操作キャップを周囲のキートップと同じ高さにでき、使用時は操作キャップを周囲のキートップより高くして操作性を良好にできる。
【０００９】
この伸縮式の操作部材では、インナーレバーの昇降のために、インナーレバーの外面に凸部が設けられると共に、凸部が嵌合する軸方向の溝がアウターレバーの内面に設けられており、軸方向の溝の両端部には、インナーレバーを進出位置及び退入位置にロックするために、凸部が周方向に回転して嵌合する周溝状の係止部が逆方向に形成されている。また、インナーレバーがスプリングにより進出方向に付勢されている。
【００１０】
特許文献２に記載された伸縮式の操作部材では、その伸縮により、薄型化と操作性を両立できる。しかし、伸長状態及び縮小状態にロックするために、インナーレバーを周方向へ意図的に回転させて、凸部を周溝状の係止部へ嵌合させる必要があり、この点においてロックのための操作性が良好とは言えない。その一方では、振動などでインナーレバーが不用意に回転するおそれがあり、その回転の結果としてロックが不用意に解除される危険性がある。ロックしずらい上に、そのロック状態がが不用意に解除される危険性があるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、伸縮式の操作部材を採用して薄型化と操作性の両立を図り、しかも伸長状態及び縮小状態へのロック操作が容易で、なおかつそのロック状態からの不用意な解除を回避できる多方向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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る多方向入力装置は、周囲の任意方向に傾倒操作される操作部材の傾倒操作により各種信号の入力を行う多方向入力装置において、前記操作部材が筒状の本体内にシャフトを軸方向及び周方向へ移動可能に組み合わせた伸縮式であり、前記本体の内面又は前記シャフトの外面のいずれか一方に凸部が設けられると共に、前記凸部が嵌合してシャフトを軸方向へ案内するガイド溝が他方に設けられており、前記ガイド溝は、シャフトが本体から進出した状態及びシャフトが本体内に退入した状態で前記凸部が同一方向へ回転して嵌合する１組の同一方向へ延びる周溝状の鍵部を両端部に有しており、前記シャフトは捻じりスプリングにより軸方向及び前記凸部が１組の鍵部に嵌合する方向へ付勢されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る多方向入力装置においては、筒状の本体内に挿入されたシャフトが、ガイド溝に沿った凸部の移動により、軸方向に案内されて進出・退入する。シャフトが本体内から進出した位置及び本体内に退入した位置では、ガイド溝の両端部に設けられた同一方向の周溝状の鍵部に凸部が嵌合することにより、シャフトが各位置にロックされる。このとき、シャフトは捻じりスプリングにより軸方向だけでなく、１組の鍵部の方向（同一方向）に付勢されている。このため、進出位置及び退入位置では、この付勢力により自動的に凸部が鍵部に嵌合し、シャフトがロックされる。即ち、ロックのためのシャフトの回転操作を必要としない。また、各位置では、付勢力に抗してシャフトを意図的に回転させないと凸部が鍵部から離脱せず、ロック状態が解除されない。このため、不用意な解除が回避される。
【００１４】
操作部材の本体は、内面に凹部が設けられた筒状のアウター部材と、アウター部材の凹部内に部分的に挿入されて当該本体の内面に前記ガイド溝を形成するインナー部材と有する組み合わせ構造が好ましい。この構造により、本体内へのシャフトの組み込み作業が容易となる。
【００１５】
ここにおけるインナー部材は、前記本体を傾倒可能に支持するための基部を兼ねる構成が、部材点数の低減などの点から好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る多方向入力装置は、操作部材を筒状の本体内にシャフトが軸方向及び周方向へ移動可能に組み合わされた伸縮式としたので、薄型化と操作性の両立を図ることができる。シャフトを進出位置及び退入位置にロックするためにガイド溝の両端部に設ける両鍵部を同一方向へ形成し、且つそのシャフトを捻じりスプリングにより軸方向だけでなく両鍵部の方向へ付勢したので、ロックのためのシャフトの回転操作を必要とせず、ロック操作が容易である。しかも、ロック位置では、捻じりスプリングによる付勢力に抗してシャフトを意図的に回転させないと、ロック状態が解除されないので、不用意な解除を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図、図２は同多方向入力装置の分解斜視図、図３は操作部材の本体を構成するアウター部材の５面図、図４は同本体を構成するインナー部材の３面図、図５は同本体に組み合わされるシャフトの３面図である。
【００１８】
本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、樹脂からなる四角形のボディ１０と、ボディ１０内に２段に組み込まれたスライダー形式の動作変換部材２０Ａ，２０Ｂと、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂを中立位置に弾性保持するために、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂと共にボディ１０内に収容されるスプリング３０Ａ，３０Ｂと、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂの交差部を貫通してボディ１０内に組み込まれた操作部材４０と、ボディ１０の上面開口部を覆うカバー５０とを備えている。
【００１９】
ボディ１０は、上面が開口した浅底の偏平な角箱状の本体１１と、本体１１の中央部底面に接合される下カバー１２とを有している。本体１１は、底面中央部に四角形の突出部１３を有しており、突出部１３には、操作部材４０が貫通する円形の貫通孔１４が設けられている。操作部材４０の周囲全方向への傾倒操作を可能にするめに、下カバー１２の中心部には下に凸の球面状の受け部１５が設けられており、突出部１３における貫通孔１４の内周面には上に凸の球面状の押さえ部１６が設けられている。
【００２０】
ボディ１０の本体１１の底板部上面には、スプリング３０Ａ，３０Ｂを収容する丸溝状の収容部１７Ａ，１７Ｂが、直交する２辺に沿って形成されると共に、基板６０がインサート成形されている。基板６０は、収容部１７Ａ，１７Ｂの近傍を除いて表面がボディ１０の底板上面に露出しており、基板表面の回路から延出した複数の端子部６１がボディ１０の側面に露出している。
【００２１】
スライダー形式の動作変換部材２０Ａ，２０Ｂは、ボディ１０内に直角に交差して２段に収容されており、直角な２方向にスライド可能である。下段の動作変換部材２０Ａは、例えばＸ方向にスライド可能であり、Ｙ方向に延びる角形の長孔２１Ａを有している。動作変換部材２０Ａの一側部下面には、前記収容部１７Ａと共同してスプリング３０Ａを収容する丸溝状の収容部２２Ａが設けられている。また他側部下面には、基板６０の表面に形成されたＸ方向の抵抗回路に摺接するブラシ２３Ａが取付けられている。
【００２２】
下段の動作変換部材２０Ａは、ボディ１０内を例えばＹ方向に移動可能であり、Ｘ方向に延びる角形の長孔２１Ｂを有している。動作変換部材２０Ｂの一側部下面には、前記収容部１７Ｂと共同してスプリング３０Ｂを収容する丸溝状の収容部２２Ｂが設けられている。また他側部下面には、基板６０の表面に形成されたＹ方向の抵抗回路に摺接するブラシ２３Ｂが取付けられている。
【００２３】
操作部材４０は、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂの交差部でそれぞれの長孔２１Ａ，２１Ｂを貫通し、ボディ１０の上方へ突出する棒体である。この操作部材４０は、円筒状の本体４１と、本体４１内に軸方向及び周方向に移動自在に挿入されたシャフト４４とを組み合わせた伸縮式であり、シャフト４４を軸方向及び周方向へ付勢するために、本体４１内からシャフト４４内にかけて組み込まれた捻じりスプリング４５を装備している。
【００２４】
操作部材４０の本体４１は、ボディ１０の上方に若干突出している。この本体４１は、円筒形状のアウター部材４２と、その中に下方から挿入されるインナー部材４３とからなる。アウター部材４２は、図３に示すように、上に凸の半球状のドーム部４２ａを下部外面に有し、中段部外面に長孔２１Ａ，２１Ｂの交差部を貫通する正方形状の角枠部４２ｂを有する。ドーム部４２ａからは回転防止用の凸部４２ｃが突出している。角枠部４２ｂの各外面は、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂに対して傾斜したときにも略直角に当接するように蒲鉾形に形成されている。
【００２５】
アウター部材４２の内周面には、一対の凹部４２ｄ，４２ｄが中心線を挟んで対称的に設けられている。各凹部４２ｄは、アウター部材４２の内面に沿って湾曲しており、下方に開放している。各凹部４２ｄの深さは全高にわたって同じであり、横幅（周長）は上端部を除き同じである。上端部の横幅（周長）は、一方の周縁部が張り出すことにより他の部分より狭くなっている。
【００２６】
アウター部材４２に下方から挿入されるインナー部材４３は、図４に示すように、円形の底板部４３ａと、その上面に突設された一対の周壁部４３ｂ，４３ｂとを有する。底板部４３ａの中心部上面には、捻じりスプリング４５を位置決めするための凸部４３ｃが設けられており、その中心部下面には、ボディ１０の球面状の受け部１５に嵌合する半球状の凸部４３ｄが設けられている。また、底板部４３ａの外周面には、回転防止用の突起４３ｅ，４３ｅが設けられている。
【００２７】
インナー部材４３の周壁部４３ｂ，４３ｂは、中心線を挟んで対称的に設けられており、アウター部材４２の凹部４２ｄ，４２ｄに下方から挿入されるように、それぞれが中心線に対して同心状に湾曲している。各周壁部４３ｂは、全高にわたり同じ厚みであり、より具体的には対応する各凹部４２ｄの深さと同じである。各周壁部４３ｂの横幅（周長）は、下端部を除き同じである。下端部の横幅（周長）は、他方の周縁部を切り込むことにより他の部分より狭くなっている。
【００２８】
そして、アウター部材４２の内側に下方からインナー部材４３を差し込むことにより、インナー部材４３の底板部４３ａはアウター部材４２の下端部内に嵌合する。また周壁部４３ｂ，４３ｂはアウター部材４２の凹部４２ｄ，４２ｄに挿入される。各周壁部４３ｂが対応する凹部４２ｄに挿入されることにより、本体４１の内面には中心軸に沿った垂直なガイド溝４６が形成されると共に、ガイド溝４６の上下両端部から同一の周方向へ延出する周溝状の鍵部４７，４７が形成される（図１参照）。
【００２９】
上下の鍵部４７，４７の方向は、一対のガイド溝４６，４６で同じであり、図では上方から見て時計回りの方向とされている。各ガイド溝４６の形成のために、周壁部４３ｂ，４３ｂの下端部を除く部分の横幅（周長）は、凹部４２ｄ，４２ｄの上端部の横幅（周長）より大きく、上端部を除く部分の横幅（周長）より小さく設定されている。
【００３０】
シャフト４４は、本体４１内に挿入される小径の円筒部材であり、内側に捻じりスプリング４５を収容する。このシャフト４４は、図５に示すように、本体４１のガイド溝４６及び鍵部４７，４７に嵌合する凸部４４ａ，４４ａを下端部外面に有している。シャフト４４の中段部分には、捻じりスプリング４５を下方へ押圧するためのストッパー４４ｂが設けられており、下端部を除く部分には、捻じりスプリング４５の回転を阻止するためにその端部が係合する垂直なスリット４４ｃが設けられている。
【００３１】
捻じりスプリング４５は、操作部材４０の本体４１内からシャフト４４内にかけて圧縮状態及び捻じり状態で収容されており、これにより、シャフト４４を本体４１に対して進出方向及び鍵部４７，４７の方向（ここでは上方から見て時計回り）へ付勢する。
【００３２】
カバー５０は樹脂からなる他の部材と異なり、金属板からなり、ボディ１０に上方から被さってその上面開口部を閉じる。カバー５０の天板部には、操作部材４０を上方へ突出させるための円形の開口部５１が設けられている。天板部の各辺から下方に延出する４つの側壁部には、ボディ１０の側壁部に設けられた爪部１９が係合する四角形の開口部５２が設けられている。
【００３３】
次に、本実施形態に係る多方向入力装置の組立方法及び機能について説明する。
【００３４】
組立では、まずボディ１０の本体１１内にスライダー形式の動作変換部材２０Ａ，２０Ｂをスプリング３０Ａ，３０Ｂと共に収容し、カバー５０を装着する。次に、本体１０の内側に下方から操作部材４０の本体４１、特にそのアウター部材４２を挿入する。その次に、アウター部材４２の内側に下方からシャフト４４を挿入し、更に、捻じりスプリング４５及びインナー部材４３を挿入する。最後に、ボディ１０の本体１１に下カバー１２を溶着により固着する。
【００３５】
こうして組立を終えた多方向入力装置では、インナー部材４３の凸部４３ｄが下カバー１２の受け部１５に嵌合し、アウター部材４２のドーム部４２ａが本体１１の押さえ部１６に嵌合する。これらにより、操作部材４０は周囲全方向へ傾倒可能に支持される。この傾倒のために、受け部１５の周囲は、外周側へ向かって下方へ傾斜する傾斜面になっており、押さえ部１６の上側に連続する貫通孔１４の内周面は、上方に向かって外側へ広がる傾斜面になっている。
【００３６】
当該多方向入力装置の使用時で、操作部材４０が傾倒操作されないとき、即ち外力を受けないときは、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂがスプリング３０Ａ，３０Ｂによって中立位置に保持されるされる。これにより、操作部材４０は垂直姿勢に保持される。
【００３７】
使用時、操作部材４０のシャフト４４は、傾倒操作に備えて本体４１から突出した状態にある。より詳しくは、シャフト４４は捻じりスプリング４５により進出位置にロックされている。即ち、捻じりスプリング４５による軸方向及び周方向の付勢力により、シャフト４４の凸部４４ａ，４４ａが本体４１のガイド溝４６，４６の上端部まで押し上げられ、且つ上側の鍵部４７，４７に押し込まれている。
【００３８】
操作部材４０を傾倒操作するとき、操作部材４０のシャフト４４が本体４１から進出し、操作部材４０が長くなっているので、その操作が容易である。操作部材４０の傾倒操作に伴って、動作変換部材２０Ａ，２０Ｂが操作方向及び操作量に対応してスライドし、基板６０の表面に形成されたＸ方向及びＹ方向の抵抗回路上をブラシ２３Ａ，２３Ｂが摺動する。これにより、操作部材４０の操作方向及び操作量に対応した電気信号が出力され、使用機器に入力される。
【００３９】
このとき、操作部材４０のシャフト４４は、凸部４４ａ，４４ａが上側の鍵部４７，４７に押し込まれる方向に付勢されている。このため、不用意に凸部４４ａ，４４ａが上側の鍵部４７，４７から外れない。従って、シャフト４４が本体４１から進出した状態にロックされ、操作部材４０が不用意に縮小しない。
【００４０】
操作部材４０を操作しないときは、操作部材４０の本体４１内にシャフト４４を押し込んでおく。これには先ず、捻じりスプリング４５によるの周方向の付勢力に抗して、凸部４４ａ，４４ａが上側の鍵部４７，４７から抜け出る方向にシャフト４４を回転させる。次いで、捻じりスプリング４５による軸方向の付勢力に抗して、シャフト４４を下方へ押し込む。凸部４４ａ，４４ａが垂直なガイド溝４６，４６を上から下へ下降する。凸部４４ａ，４４ａがガイド溝４６，４６の下端部に到達すると、捻じりスプリング４５による周方向の付勢力により、凸部４４ａ，４４ａが下側の鍵部４７，４７に自然と押し込まれる。
【００４１】
この押し込みにより、シャフト４４が本体４１内に退入した状態に自動的にロックされ、操作部材４０が不用意に伸長しない。この状態でも、本体４１はカバー５０の上方に若干突出している。また、シャフト４４の操作のために、その上端部が本体４１の上方に若干突出している。これらのために、操作部材４０が縮んだ状態でも、これを操作することが可能である。
【００４２】
操作部材４０を縮んだ状態から操作に適した伸長状態へ移行させるには、捻じりスプリング４５による周方向の付勢力に抗して、凸部４４ａ，４４ａが下側の鍵部４７，４７から抜け出る方向にシャフト４４を回転させる。凸部４４ａ，４４ａが下側の鍵部４７，４７から抜け出ると、後は捻じりスプリング４５による軸方向の付勢力により、シャフト４４が自然と上昇する。即ち、凸部４４ａ，４４ａが垂直なガイド溝４６，４６を下から上へ上昇する。そして凸部４４ａ，４４ａがガイド溝４６の上端部に到達すると、捻じりスプリング４５による周方向の付勢力により、凸部４４ａ，４４ａが上側の鍵部４７，４７に自然と押し込まれる。
【００４３】
かくして、シャフト４４が本体４１から進出した状態に自動ロックされ、操作部材４０が不用意に縮小しない。即ち、操作部材４０を縮んだ状態から操作に適した伸長状態へ移行させるには、凸部４４ａ，４４ａが下側の鍵部４７，４７から抜け出る方向にシャフト４４を回転させるだけでよいのである。
【００４４】
こうして、操作部材４０は簡単に伸縮操作され、しかも、伸長状態及び縮小状態の何れの状態にも自動ロックされ、不用意な伸縮動作が回避される。伸縮操作のなかでは、伸長操作が特に容易である。当該多方向入力装置は動作変換部材２０Ａ，２０Ｂとしてスライダーを採用したため薄型であり、操作部材４０の伸縮により、薄型であるにもかかわらず粗砕性に優れる。
【００４５】
なお上記実施形態では、本体４１の内面にガイド溝及び鍵部を設け、これに嵌合する凸部をシャフト４４の外面に設けたが、本体４１の内面に凸部を設け、これが嵌合するガイド溝及び鍵部をシャフト４４の外面に設けることも可能である。
【００４６】
また、シャフト４４は進出方向に付勢したが、退入方向に付勢することも可能である。この場合は操作部材４０の縮小操作が特に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る多方向入力装置の縦断面図である。
【図２】同多方向入力装置の分解斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は操作部材の本体を構成するアウター部材の５面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は立面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）はＢ−Ｂ線矢示図、Ａ−Ａ線矢示図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は同本体を構成するインナー部材の３面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は立面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線矢示図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は同本体に組み合わされるシャフトの３面図で、ある。本発明の一実施形態に係る多方向入力装置の主要部の構造を破断して示す斜視図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は立面図、（ｃ）はＤ−Ｄ線矢示図である。ぐ。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ボディ
１１  本体
１２  下カバー
２０Ａ，２０Ｂ  動作変換部材
３０Ａ，３０Ｂ  スプリング
４０  操作部材
４１  本体
４２  アウター部材
４２ｄ  凹部
４３  インナー部材
４３ｂ  周壁部
４４  シャフト
４４ａ  凸部
４５  捻じりスプリング
４６  ガイド溝
４７  鍵部
５０  カバー
６０  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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