(57)【要約】【課題】操作量の増大に対応して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感を簡単な構成で実現する。【解決手段】特定点を中心にして周囲全方向へ傾倒操作される操作部材３０を、押圧補助部材６０を介してスプリング５０により押圧し、中立位置に弾性保持する。操作部材３０の傾倒中心点Ｏから、操作部材３０とその下側の押圧補助部材６０との接触点までの水平方向距離Ｆが、操作部材３０の操作ストロークＳに関係なく一定となるように、操作部材３０と押圧補助部材６０の接触面を、操作部材３０の中心線に直角な水平面に対して湾曲した曲面部３７とする。【選択図】図１
2007149397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定点を中心にして周囲全方向へ傾倒操作される操作部材と、操作部材の操作方向及び操作量を電気信号に変換するために直角な２方向へ動作可能に組み合わされており、操作部材の傾倒操作に伴って運動する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ために操作部材を下側から弾性的に押圧するスプリングと、操作部材とスプリングとの間に介在して操作部材の下面に圧接する押圧補助部材とを備えており、操作部材を傾倒操作したときに操作量の増大に伴って操作荷重が増大するように、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方が操作部材の中心線に直角な水平面に対して曲面に形成されていることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多方向入力装置において、操作部材の傾倒中心点から操作部材とその下側の押圧補助部材との接触点までの水平方向距離が操作部材の操作量に関係なく一定となるように、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方が前記水平面に対して曲面に形成されている多方向入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の多方向入力装置において、１組の動作変換部材は、操作部材の操作中心を通る線を中心にして直角な２方向へ回動する回動部材であって、操作部材と共に下側から前記スプリングにより前記押圧補助部材を介して弾性的に押圧されている多方向入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の多方向入力装置において、操作部材を傾倒操作したときに操作量の増大に伴って操作力が増大するように、１組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方が前記水平面に対して曲面に形成されている多方向入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の多方向入力装置において、一組の動作変換部材の回動中心線から動作変換部材とその下側の押圧補助部材との接触点までの水平方向距離が動作変換部材の回動量に関係なく一定となるように、一組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方が前記水平面に対して曲面に形成されている多方向入力装置。
【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、特定点を中心にして周囲全方向へ傾倒操作される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の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】
スプリングは、操作部材の下側に圧縮状態で収容されており、カップ状或いは円盤状等の押圧補助部材を介して上側の操作部材を弾性的に押圧することにより、この操作部材を中立位置に弾性保持する。
【０００４】
１組の動作変換部材としては、直角な２方向へ移動可能な１組のスライダーや、直角な２方向へ回動する１組の回動部材が使用される。また一組の信号出力手段としては、ボリューム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が比較的多く使用されている。
【０００５】
このような多方向入力装置では、操作部材の平坦な下面に押圧補助部材の平坦な上面が弾性的に当接することにより、操作部材が中立位置に弾性保持される。操作部材を中立位置から傾倒操作すると、操作部材が押圧補助部材の平坦な上面に対して傾き、操作部材の外周縁部が下側の押圧補助部材の平坦な上面に部分的に接触し、押圧補助部材が下側へ押し下げられる。このとき、操作部材の操作荷重はスプリングの縮み量に対応するが、操作部材の操作量とスプリングの縮み量が対応しないため、操作部材の操作荷重は操作部材の操作量に対応しないという問題がある。
【０００６】
この問題を図１６により説明すると、操作部材１は大径円盤状の台座部２を下端部に有しており、図示されないスプリングにより上方へ付勢された下側の円盤状或いはリング状の押圧補助部材３により前記台座部２が上方へ押圧されることにより、中立位置に弾性保持される。押圧保持力に抗して操作部材１を傾倒操作すると、台座部２が傾き、台座部２の外周縁部で下側の押圧補助部材３が下方へ押圧される。操作力を除去すると、押圧補助部材３による押圧により、操作部材１は元の中立状態に自動復帰する。
【０００７】
操作部材１の操作量として、操作部材１の傾倒に伴う水平方向の操作ストロークＳを規定し、操作部材の傾倒中心点Ｏから、操作部材１と押圧補助部材３との接触点までの水平方向距離をＬとすると、操作当初（操作ストロークＳが小さいとき）はこの水平方向距離Ｌが大きく、操作ストロークＳの僅かな増大で押圧補助部材３は下方へ大きく移動する。すなわちスプリングが大きく縮む。操作ストロークＳが更に増大すると、その増大につれて水平方向距離Ｌが小さくなり、操作ストロークＳを増大させても押圧補助部材３の下方への移動量は小さくなる。なお、水平方向とは、初期位置にある操作部材１の中心線に直角な方向である。
【０００８】
このように、操作ストロークＳの増大に伴って水平方向距離Ｌが変化（減少）する結果、操作荷重（操作に要する荷重）は、図１７に示すように、操作開始当初に最大値を示し、その後、操作ストロークＳの増大に伴って減少する傾向を示す。操作開始当初に到達する安定荷重（スプリングが所期の特性を発揮し始める荷重）は初期荷重と呼ばれ、従来は初期荷重が最大荷重となる。
【０００９】
操作部材の操作量と操作荷重との関係が図１７のような場合、操作感はデジタル的となり、それはそれで重宝される場合もあるが、場合によっては、操作量の増大に比例して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感が要求されることもある。このような要求に対しては、従来の多方向入力装置は応えることができず、使用感が自然でないという問題があった。
【００１０】
なお、操作部材の初期動作をスムーズにするために、操作部材の下端部に形成された大径の台座部の外周部下面を、操作部材の中心線に直角な水平面に対して湾曲乃至は傾斜させて、初期荷重を低減する技術は、特許文献１，２に記載されている。しかし、この技術は、単に初期荷重を低減させるだけのものであり、操作量に比例して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感まで実現するものではない。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−５３９９５号公報
【特許文献２】特開平１１−３２９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、操作量の増大に対応して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感を簡単な構成で実現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】
【００１３】
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、特定点を中心にして周囲全方向へ傾倒操作される操作部材と、操作部材の操作方向及び操作量を電気信号に変換するために直角な２方向へ動作可能に組み合わされており、操作部材の傾倒操作に伴って運動する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ために操作部材を下側から弾性的に押圧するスプリングと、操作部材とスプリングとの間に介在して操作部材の下面に圧接する押圧補助部材とを備えており、操作部材を傾倒操作したときに操作量の増大に伴って操作荷重が増大するように、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を操作部材の中心線に直角な水平面に対して曲面に形成したものであり、より好ましくは、操作部材の傾倒中心点から操作部材とその下側の押圧補助部材との接触点までの水平方向距離が操作部材の操作量に関係なく一定となるように、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を前記水平面に対して曲面に形成する。
【００１４】
また、１組の動作変換部材が、操作部材の操作中心を通る線を中心にして直角な２方向へ回動する回動部材であって、操作部材と共に下側から前記スプリングにより前記押圧補助部材を介して弾性的に押圧されている場合は、操作部材を傾倒操作したときに操作量の増大に伴って操作力が増大するように、１組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を前記水平面に対して曲面に形成するのが好ましく、一組の動作変換部材の回動中心線から動作変換部材とその下側の押圧補助部材との接触点までの水平方向距離が動作変換部材の回動量に関係なく一定となるように、一組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を前記水平面に対して曲面に形成するのがより好ましい。
【００１５】
操作部材の下面が操作部材の中心線に直角な水平面に平行な平坦面の場合、操作部材の傾倒中心点から、操作部材と押圧補助部材との接触点までの水平方向距離Ｌ（前記水平面に平行な方向における離間距離）が、操作部材の傾倒操作に伴って減少する。このため、操作部材の操作量が増大するにしたがってスプリングの押し込み量が少なくなり、操作荷重が減少する。これに対し、操作部材の下面を前記水平面に対して湾曲させる、より具体的には、操作部材の下面が外周側に向かって下側の押圧補助部材から徐々に離れる方向へ湾曲させることにより、操作部材の操作量の増大に伴う水平方向距離Ｌの減少を抑制でき、その距離Ｌを一定に維持することもでき、これにより操作量の増大に対応して操作荷重を増大させることが可能となる。特に、操作部材の操作量の変化に関係なく水平方向距離Ｌが一定となる曲面形状にすれば、操作量に比例する操作荷重を得ることができる。
【００１６】
操作部材の下面の代わりに押圧補助部材の上面を曲面に形成することもでき、両方を曲面に形成することもできる。
【００１７】
１組の動作変換部材が、操作部材の操作中心を通る線を中心にして直角な２方向へ回動する回動部材であって、操作部材と共に下側から前記スプリングにより前記押圧補助部材を介して弾性的に押圧されている場合は、１組の動作変換部材についても操作部材と同様に接触面の少なくとも一方を曲面にすれば、より効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る多方向入力装置は、操作部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方、更には必要に応じて１組の動作変換部材と押圧補助部材の接触面の少なくとも一方を操作部材の中心線に直角な水平面に対して曲面に形成するという簡単な手法により、操作量の増大に対応して操作荷重が増大するようなアナログ的な操作感を実現でき、アナログ的な操作感が要求される用途に対して高い商品価値を付与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態を示す多方向入力装置の外観図、図２は同多方向入力装置の縦断側面図で、操作部材が中立状態の場合を示し、図３は同多方向入力装置の縦断側面図で、操作部材が傾斜状態の場合を示す。
【００２１】
図４は同多方向入力装置に使用されている上ケースの斜視図、図５は同多方向入力装置に使用されている下ケースの斜視図、図６は同多方向入力装置に使用されている上段の動作変換部材の上からの斜視図、図７は同多方向入力装置に使用されている上段の動作変換部材の下からの斜視図、図８は同多方向入力装置に使用されている下段の動作変換部材の上からの斜視図、図９は同多方向入力装置に使用されている下段の動作変換部材の下からの斜視図、図１０は多方向入力装置に使用されている操作部材の斜視図、図１１は同多方向入力装置に使用されている押圧補助部材の上からの斜視図、図１２は同多方向入力装置に使用されている押圧補助部材の下からの斜視図、図１３は同多方向入力装置に使用されている押下スイッチの斜視図である。
【００２２】
また、図１４は同多方向入力装置において操作部材を操作したときの各部材の動作を示す模式図、図１５は同多方向入力装置における操作量と操作荷重の関係を示すグラフである。
【００２３】
本実施形態に係る多方向入力装置は、図１〜図３に示すように、上ケース１０と下ケース２０とにより構成されたボディ、ボディから上方へ突出し、周囲全方向へ傾倒操作可能に支持されたシャフト状の操作部材３０と、ボディ内に上下２段に組み込まれ、操作部材３０の傾倒操作に伴って直角な２方向へ回動する１組の回動式の動作変換部材４０Ａ，４０Ｂと、操作部材３０を中立位置に保持するためにその下側に位置してボディ内に組み込まれたスプリング５０と、操作部材３０とスプリング５０との間に介在して、操作部材３０を動作変換部材４０Ａ，４０Ｂと共に上方へ押圧する押圧補助部材６０と、動作変換部材４０Ａ，４０Ｂの動作を電気信号に変換するためにボディの直角な２側面に取付けられたボリューム７０Ａ，７０Ｂと、操作部材３０の下側に位置してボディ内に組み込まれた押下スイッチ８０とを備えている。
【００２４】
ボディを構成する上ケース１０は、図４に示すように、底面が開放した角箱形状であり、天板部には操作部材３０を突出させるために円形の開口部１１が設けられている。開口部１１は操作部材３０の傾倒操作を阻害しない内径に設定されている。天板部の裏面は、動作変換部材４０Ａ，４０Ｂの２方向の回転動作を阻害しないように設計されている。
【００２５】
上ケース１０の対向する２つの側板部には、動作変換部材４０Ａの両端部が嵌合する切り込み１２Ａがそれぞれ設けられており、他の２つの側板部には、動作変換部材４０Ｂの両端部が嵌合する切り込み１２Ｂがそれぞれ設けられている。また、上ケース１０の直交する２つの側板部には、ボリューム７０Ａ，７０Ｂを保持するために一対の保持部１３Ａ，１３Ｂが凸設されている。
【００２６】
下ケース２０は、図５に示すように、上ケース１０の底面開口部を塞ぐ四角形の底板部２１と、底板部２１の対角に位置する２つのコーナー部から上方へ突出した固定部２２，２２と、底板２１の対向する２つの側縁部から上方へ突出した支持部２３Ａ，２４Ａと、底板２１の他の２つの側縁部から上方へ突出した支持部２３Ｂ，２４Ｂとを有している。固定部２２，２２は、上ケース１０を下ケース２０に組み合わせた状態で上ケース１０の貫通孔１４，１４に挿入されて、上ケース１０をしたケース２０に連結固定する。この状態で、支持部２３Ａ，２４Ａは上ケース１０の切り込み１２Ａ，１２Ａに挿入されて、動作変換部材４０Ａの両端部を回転自在に支持する軸受部を構成する。また、支持部２３Ｂ，２４Ｂは上ケース１０の切り込み１２Ｂ，１２Ｂに挿入されて、動作変換部材４０Ｂの両端部を回転自在に支持する軸受部を構成する。
【００２７】
底板部２１の上面には、スプリング５０及び押下スイッチ８０を収容するために円形の凹部２５が設けられており、凹部２５内には、これらを位置決めするための４つの凸部２６が設けられている。４つの凸部２６は外側にスプリング５０を位置決め保持し、内側に押下スイッチ８０を位置決め保持する。
【００２８】
操作部材３０は、図１０に示すように、丸棒状の本体部３１と、その下端部に設けられた蒲鉾形状の支持部３２と、支持部３２の更に下側に設けられた円盤状の台座部３３とを有しており、支持部３２の両端には軸部３４，３４が設けられている。
【００２９】
台座部３３の円形の下面には、押下スイッチ８０を操作するために、球状の凸部３５が中心部に位置して設けられている。凸部３５の外側は、下側の押圧補助部材６０との接触面である。接触面の内周部は環状の平面部３６であり、外周部は平面部３６から離れるに連れて上方へ湾曲した、いわゆる下に凸の環状の曲面部３７である。曲面部３７は、操作部材３０が傾倒操作されたときに、操作部材３０の傾倒中心点から、下側の押圧補助部材６０との接触点までの水平方向距離Ｌが変わらないようにするための重要構成であり、これについては後で詳しく説明する。
【００３０】
上段の動作変換部材４０Ａは、図６及び図７に示すように、ドーム状（半球状）の本体部４１Ａと、本体部４１Ａの両側部分に一体的に設けられたＹ軸方向の水平な軸部４２Ａ，４２Ａとを有している。本体部４１Ａは、軸部４２Ａ，４２Ａを中心にしてＸ軸方向で回動し、その回動を許容するためにＸ軸方向の端部は円弧状に除去されている。本体部４１Ａには、操作部材３０が貫通する貫通孔４３Ａが設けられている。貫通孔４３Ａは、操作部材３０のＸ軸方向の操作に動作変換部材４０Ａが同期し、操作部材３０のＹ軸方向の操作を動作変換部材４０Ａが阻害しないように、Ｙ軸方向の長孔とされている。
【００３１】
本体部４１Ａの両側部下面は、下側の押圧補助部材６０との接触面であり、その接触面の、動作変換部材４０Ａの回動方向両端部（Ｘ軸方向両端部）を除く部分は平面部４４Ａであり、回動方向両端部（Ｘ軸方向両端部）は平面部４４Ａから離れるに連れて上方へ湾曲する曲面部４５Ａ，４５Ａである。
【００３２】
下段の動作変換部材４０Ｂは、動作変換部材４０Ａのドーム状の本体部４１Ａ内に嵌合するドーム状（半球状）の本体部４１Ｂと、本体部４１Ｂの両側に一体的に設けられた蒲鉾形状の支持部４２Ｂ，４２Ｂと、支持部４２Ｂ，４２Ｂの更に外側に一体的に設けられたＸ軸方向の水平な軸部４３Ｂ，４３Ｂとを有している。本体部４１Ｂは水平な軸部４３Ｂ，４３Ｂを中心にしてＹ軸方向で回動し、その回動中心線は上段の動作変換部材４０Ａ回動中心線と直角に交差し、その交点は操作部材３０の傾倒中心点でもある。
【００３３】
本体部４１Ｂには、操作部材３０が貫通する貫通孔４４Ｂが設けられている。貫通孔４４Ｂは、操作部材３０のＹ軸方向の操作に動作変換部材４０Ｂが同期し、操作部材３０のＸ軸方向の操作を動作変換部材４０Ｂが阻害しないように、Ｘ軸方向の長孔とされている。
【００３４】
本体部４１Ｂの内面には、操作部材３０の蒲鉾形状の支持部３２が嵌合する蒲鉾状の第１凹部４５が、貫通孔４３Ｂと交差して設けられており、第１凹部４５の両端側には、軸部３４，３４が嵌合する半円形の第２凹部４６，４６が設けられている。そして、これらの凹部により、操作部材３０は動作変換部材４０Ｂ内でＸ軸方向に傾倒自在に支持されることになり、操作部材３０のＸ軸方向の傾倒中心線は、動作変換部材４０ＡのＸ軸方向の回動中心線に一致する。また、動作変換部材４０ＢのＹ軸方向の回動により、操作部材３０は動作変換部材４０Ａと共にＹ軸方向に回動可能に支持されることになり、これにより操作部材３０はＸ軸方向及びＹ軸方向に回動可能となる。
【００３５】
このように、操作部材３０は動作変換部材４０ＡのＸ軸方向の回動及び動作変換部材４０ＢのＹ軸方向の回動の組合せにより、周囲全方向に傾倒可能に支持される。
【００３６】
支持部４２Ｂ，４２Ｂの各下面は、下側の押圧補助部材６０との接触面であり、その接触面の、動作変換部材４０Ｂの回動方向両端部（Ｙ軸方向両端部）を除く部分は平面部４８Ｂであり、回動方向両端部（Ｙ軸方向両端部）は平面部４８Ｂから離れるに連れて上方へ湾曲した曲面部４９Ｂ，４９Ｂである。
【００３７】
円盤状の押圧補助部材６０は、図１１及び図１２に示すように、中心部に開口部６１を有するリングである。開口部６１は、操作部材３０の球状の凸部３５を下方へ突出させるための逃げ孔である。押圧補助部材６０の上面、特に開口部６１を取り囲む内周部上面は、操作部材３０の台座部３３の下面、特に凸部３５の外側の接触面（平面部３６及び曲面部３７）が当接する環状の受け面６２であり、水平な平坦面である。受け面６２の外側は外周側に向かって下降する傾斜面６５である。
【００３８】
押圧補助部材６０の外周部には、４つの受け部６３が周方向に等間隔で設けられている。４つの受け部６３のうち、対向する２つは、動作変換部材４０Ａの本体部４１Ａの両側部が上方から当接するＡ部材支持部であり、残り２つの受け部６３は、動作変換部材４０Ｂの支持部４２Ｂ，４２Ｂが上方から当接するＢ部材支持部である。いずれの受け部６３の上面も平坦な水平支承面である。
【００３９】
４つの受け部６３は又、下ケース２０の４つの支持部２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，２４Ｂに摺接するガイド部であり、各受け部６３から外側へ突出する小さな凸部６４が下ケース２０の４つの支持部２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，２４Ｂの各内壁面に設けられた縦溝に嵌合することにより、支持部２３Ａ，２４Ａ，２３Ｂ，２４Ｂと共同して押圧補助部材６０を昇降自在に水平支持する。
【００４０】
押圧補助部材６０の下面、特に開口部６１の周囲は、下側の押下スイッチ８０との干渉を回避するめに台錐形状に窪んでおり、外周部下面には、スプリング５０の位置決めのために、スプリング６０の上端部が嵌合する環状の溝部６６が設けられている。
【００４１】
押下スイッチ８０は、図１３に示すように、角形の本体部８１と、その上面にカバー８２により固定されたキートップ８３とを有している。本体部８１は、下ケース２０の４つの凸部２６の内側に位置決め保持され、この状態で複数のリード８４を、下ケース２０の底板部２１に設けられた複数の開口部２９から下ケース２０の下側へ突出させる。
【００４２】
次に、本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。
【００４３】
前述したとおり、操作部材３０は、スプリング５０により上方へ付勢された押圧補助部材６０により上方へ押圧されている。また、上下の動作変換部材４０Ａ，４０Ｂも、操作部材３０と共に、スプリング５０により上方へ付勢された押圧補助部材６０により上方へ押圧されている。
【００４４】
詳しく説明すると、操作部材３０が外力を受けない状態では、図２に示すように、押圧補助部材６０の環状の平坦な受け面６２が、操作部材３０の台座部３３の下面、特に凸部３５の外側の環状の平面部３６に弾性的に面接触している。また、押圧補助部材６０の対向する２つの受け部６３，６３の平坦な上面が、動作変換部材４０Ａの両側部の各下面、特に曲面部４５Ａ，４５Ａに挟まれた平面部４４Ａに弾性的に面接触しており、他の２つの受け部６３，６３の平坦な上面が、動作変換部材４０Ｂの支持部４２Ｂ，４２Ｂの各下面、特に曲面部４９Ｂ，４９Ｂに挟まれた平面部４８Ｂに弾性的に面接触している。
【００４５】
これにより、操作部材３０及び上下の動作変換部材４０Ａ，４０Ｂは、中立位置に弾性保持されている。この状態で、操作部材３０は上段の動作変換部材４０Ａと共にＸ軸方向に傾動可能であり、下段の動作変換部材４０Ｂと共にＹ軸方向に傾動可能であり、これら２方向の傾倒動作の組合せにより、操作部材３０は周囲全方向へ傾倒操作が可能である。また、動作変換部材４０ＡのＹ軸方向の回動中心線と動作変換部材４０ＢのＸ軸方向の回動中心線は直交し、その交点が操作部材３０の傾倒中心点となることは前述したとおりである。
【００４６】
操作部材３０をＸ軸方向へ傾倒操作すると、これに伴って上段の動作変換部材４０Ａが回動する。操作部材３０の傾倒により、図３及び図１４に示すように、操作部材３０の台座部３３の下面、特に平面部３６の外側の曲面部３７が、押圧補助部材６０の環状の平坦な受け面６２に接触し、スプリング５０による付勢力に抗して押圧補助部材６０が押し下げられる。
【００４７】
ここで、操作部材３０の曲面部３７は、操作部材３０の傾倒中心点Ｏから、操作部材３０と押圧補助部材６０の接触点までの水平方向距離Ｌが、操作部材３０の操作ストロークＳに関係なく一定となるように設計されている。換言すれば、曲面部３７のために、押圧補助部材６０の受け面６２における操作部材３０の接触位置（中心からの距離）は、操作部材３０の操作ストロークＳに関係なく一定である。その結果、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、操作部材３０の操作荷重Ｆは、操作部材３０の操作ストロークＳに比例して増大する。より正確には、初期荷重後の領域で、操作荷重Ｆは操作ストロークＳに比例したものになる。
【００４８】
なぜなら、操作部材３０の操作荷重をＦ、操作部材３０における荷重作用点から傾倒中心点Ｏまでの距離をｌ、押圧保持部材６０による押圧力をｆ、操作部材３０の傾倒中心点Ｏから押圧力の作用点までの距離（操作部材３０の傾倒中心点Ｏから、操作部材３０と押圧補助部材６０の接触点までの距離）をＬとすると、数式１が成立し、ｋをスプリング５０のバネ定数、ｘを縮み量とすると、ｆ＝ｋ・ｘであるから数式２が成立する。ここでＬが一定であると、数式３が成立し、操作部材３０の操作荷重Ｆはスプリング５０の縮み量ｘに比例することから、操作部材３０の操作ストロークＳに比例する。
【００４９】
【数１】
2007149397.tif 000003
【００５０】
【数２】
2007149397.tif 000004
【００５１】
【数３】
2007149397.tif 000005
【００５２】
なお、操作部材３０の操作ストロークＳは、その傾動角度θが小さい領域では、ｔａｎθ≒θ（ｒａｄ）が成立する。このため、操作ストロークＳはθ（ｒａｄ）に対応する。通常、操作部材３０の傾動角度θは最大で２０度程度であるため、操作ストロークＳ≒傾動角度θ（ｒａｄ）が成立する。
【００５３】
また、操作部材３０の傾倒操作とは別に、操作部材３０のＸ軸方向の傾倒操作により、上段の動作変換部材４０Ａが回動する結果、動作変換部材４０Ａの両側部の各下面、特に傾倒操作側の曲面部４５Ａが、押圧補助部材６０の２つの受け部６３，６３の平坦な上面に接触し、スプリング５０による付勢力に抗して押圧補助部材６０が押し下げられる。しかし、動作変換部材４０Ａの両側部の、押圧補助部材６０の２つの受け部６３，６３に対する接触は、操作部材３０が中立状態のとき及び操作量が少ない時期に限定され、操作部材３０の操作量が大きくなり、押圧補助部材６０の下降量が増大すると、動作変換部材４０Ａの両側部（平面部４４Ａ及び曲面部４５Ａ，４５Ａ）は押圧補助部材６０の２つの受け部６３，６３から離れる。
【００５４】
つまり、動作変換部材４０Ａの両側部と押圧補助部材６０の２つの受け部６３，６３との接触は、ここでは操作部材３０の初期位置近傍における安定性、保持荷重を高めるために機能しており、操作量と操作荷重の関係には直接には関与していない。
【００５５】
操作部材３０をＹ軸方向へ傾倒操作した場合は、これに伴って下段の動作変換部材４０Ｂが回動する。操作部材３０の傾倒により、操作部材３０の台座部３３の下面、特に平面部３６の外側の曲面部３７が、押圧補助部材６０の環状の平坦な受け面６２に接触し、スプリング５０による付勢力に抗して押圧補助部材６０が押し下げられる。
【００５６】
ここで、操作部材３０の曲面部３７は、操作部材３０の傾倒中心点Ｏから、操作部材３０と押圧補助部材６０の接触点までの水平方向距離Ｌが、操作部材３０の操作ストロークＳに関係なく一定となるように設計されている。換言すれば、曲面部３７のために、押圧補助部材６０の受け面６２における操作部材３０の接触位置（中心からの距離）は、操作部材３０の操作ストロークＳに関係なく一定である。その結果、操作部材３０の操作荷重Ｆは操作ストロークＳに比例して増大する。
【００５７】
また、操作部材３０のＹ軸方向の傾倒操作により、下段の動作変換部材４０Ｂが回動する結果、動作変換部材４０Ｂの支持部４２Ｂ，４２Ｂの各下面、特に傾倒操作側の曲面部４９Ｂが、動作変換部材６０の他の２つの受け部６３，６３の平坦な上面に接触し、スプリング５０による付勢力に抗して押圧補助部材６０が押し下げられるが、これは操作部材３０が中立状態のとき及び操作量が少ない時期に限定され、操作部材３０の操作量が大きくなり、押圧補助部材６０の下降量が増大すると、動作変換部材４０Ｂの両側部（平面部４８Ｂ及び曲面部４９Ｂ，４９Ｂ）は押圧補助部材６０の２つの受け部６３，６３から離れる。つまり、動作変換部材４０Ｂの支持部４２Ｂ，４２Ｂの各下面も、操作部材３０の初期位置近傍における安定性、保持荷重を高めるために機能しており、操作量と操作荷重の関係には直接には関与していない。
【００５８】
操作部材３０に付加されている操作荷重を除去すれば、操作部材３０は中立位置（原点位置）に自動復帰する。復帰時の操作荷重は、傾倒時の操作荷重に比べて若干小さくなる。
【００５９】
操作部材３０を垂直方向に押下操作すれば、スプリング５０による付勢力に抗して押圧部材３０が押圧補助部材６０と共に下降し、押下スイッチ８０が操作される。
【００６０】
このように、本実施形態に係る多方向入力装置では、操作部材３０の曲面部３７の形状設計により、操作部材３０の傾倒中心点Ｏから、操作部材３０と押圧補助部材６０の接触点までの水平方向距離Ｌが、操作部材３０の操作ストロークＳに関係なく一定になるようにされており、これにより操作荷重Ｆは操作ストロークＳに比例する。そして、操作部材３０の曲面部３７の形状を変えれば、初期荷重の大きさを変えることができる。また、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、スプリング５０の特性を変えれば、荷重曲線の比例定数を変えることができる。
【００６１】
上記実施形態では、操作部材４０を中立位置に弾性保持するために、操作部材４０及び動作変換部材４０Ａ，４０Ｂの両方をスプリング５０により押圧し、操作部材４０の設計で荷重曲線を操作しているが、両方で荷重曲線を操作することもできる。その場合は、例えば動作変換部材４０Ａの両側部（平面部４４Ａ及び曲面部４５Ａ，４５Ａ）及び動作変換部材４０Ｂの両側部（平面部４８Ｂ及び曲面部４９Ｂ，４９Ｂ）を利用する。或いはこれが当接する押圧補助部材６０の受け部６３，６３・・の上面形状を利用する。
【００６２】
上記実施形態では又、動作変換部材４０Ａ，４０Ｂは回動式であるが、スライド式の場合は操作部材３０においてのみ水平方向距離Ｆを一定に維持するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態を示す多方向入力装置の外観図である。
【図２】同多方向入力装置の縦断側面図で、操作部材が中立状態の場合を示す。
【図３】同多方向入力装置の縦断側面図で、操作部材が傾斜状態の場合を示す。
【図４】同多方向入力装置に使用されている上ケースの斜視図である。
【図５】同多方向入力装置に使用されている下ケースの斜視図である。
【図６】同多方向入力装置に使用されている上段の動作変換部材の上からの斜視図である。
【図７】同多方向入力装置に使用されている上段の動作変換部材の下からの斜視図である。
【図８】同多方向入力装置に使用されている下段の動作変換部材の上からの斜視図である。
【図９】同多方向入力装置に使用されている下段の動作変換部材の下からの斜視図である。
【図１０】多方向入力装置に使用されている操作部材の斜視図である。
【図１１】同多方向入力装置に使用されている押圧補助部材の上からの斜視図である。
【図１２】同多方向入力装置に使用されている押圧補助部材の下からの斜視図である。
【図１３】同多方向入力装置に使用されている押下スイッチの斜視図である。
【図１４】同多方向入力装置において操作部材を操作したときの各部材の動作を示す模式図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は同多方向入力装置における操作角度と操作荷重の関係を示すグラフである。
【図１６】操作部材と押圧補助部材との位置関係を示す模式図である。
【図１７】従来の多方向入力装置における操作角度と操作荷重の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１０  上ケース
２０  下ケース
３０  操作部材
３３  台座部
３６  平面部
３７  曲面部
４０Ａ，４０Ｂ  動作変換部材
４３Ａ，４４Ｂ  貫通孔（長孔）
４４Ａ，４８Ｂ  平面部
４５Ａ，４９Ｂ  曲面部
５０  スプリング
６０  押圧補助部材
６２  受け面
６３  受け部
７０Ａ，７０Ｂ  ボリューム
８０  押下スイッチ
【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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【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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