(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上壁を有する枠体と、前記枠体の下部を蓋閉し、固定電極部を有するプリント配線基板と、前記枠体に支持され、前記上壁に対して揺動操作する操作軸とを備え、前記操作軸に可動電極部を前記固定電極部と対向して配設し、前記固定電極部は、十字状に配置された４個の接地電極部と、該各接地電極部の間に併設された非接地電極部とを有し、前記非接地電極部は、第１、第２、第３、及び第４非接地電極部からなり、前記各接地電極部と前記第１〜第４非接地電極部とによって、前記固定電極部が略円形状に形成され、前記各接地電極部と前記第１〜第４非接地電極部とは前記可動電極部と対向し、前記操作軸を傾動操作して前記可動電極部を駆動し、前記操作軸のＸ方向の変位を、前記第１非接地電極部と前記可動電極部との間、及び前記第２非接地電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和と、前記第３非接地電極部と前記可動電極部との間、及び前記第４非接地電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和との差を演算して算出し、前記操作軸のＹ方向の変位を、前記第１非接地電極部と前記可動電極部との間、及び前記第４非接地電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和と、前記第２固定電極部と前記可動電極部との間、及び前記第３固定電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和との差を演算して算出し、このＸ方向、及びＹ方向の変位の演算から前記操作軸の傾動方向を検出するようにしたことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
前記枠体の内部には、互いに対向する前記枠体の側壁に両端部が支持されて連動部材が架設され、該連動部材は前記両端部方向に長い長溝が貫通形成され、前記操作軸は、前記長溝の貫通方向に挿通されて前記連動部材に支持され、前記操作軸が前記長溝の長手方向、及び前記長手方向と直交する方向に揺動操作可能とし、前記操作軸が前記長溝の長手方向に揺動するときは、前記操作軸のみが回動し、前記操作軸が前記長手方向と直交する方向に揺動するときは、前記操作軸によって前記連動部材が前記両端部を中心に回動するようにした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】
前記プリント配線基板の前記固定電極上には、前記可動電極部を有するスライド部材を配設し、該スライド部材は前記操作軸の揺動操作によって前記プリント配線基板面に沿って移動可能とし、前記操作軸の揺動操作によって、前記可動電極部が前記固定電極部上を該固定電極部と平行移動するようにしたことを特徴とする請求項１、又は２記載の多方向入力装置。
【請求項４】
前記スライド部材は樹脂材料からなり、前記固定電極部と対向する側に前記可動電極部を固着したことを特徴とする請求項３記載の多方向入力装置。
【請求項５】
前記スライド部材は樹脂材料からなり、外周表面に金属メッキを施して前記可動電極部を形成したことを特徴とする請求項３記載の多方向入力装置。
【請求項６】
前記固定電極部は、前記プリント配線基板の表面に導体によってパターン形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の多方向入力装置。
【請求項７】
前記可動電極部と前記固定電極部との間に絶縁フィルムが配設され、前記可動電極部が前記絶縁フィルム上を摺接するようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の多方向入力装置。
【請求項８】
前記絶縁フィルムが、前記プリント配線基板上に前記固定電極部を覆うように載置され、前記絶縁フィルムを前記プリント配線基板と前記枠体の下部とで挟み込んで取り付けたことを特徴とする請求項７記載の多方向入力装置。
【請求項９】
前記プリント配線基板は、スイッチ部を有し、該スイッチ部は、前記プリント配線基板上に形成したスイッチ回路と、該スイッチ回路上に配設したドーム状の可動接点とからなり、前記操作軸の押圧操作によって前記連動部材の一端部が前記可動接点を押圧して反転させると前記スイッチ部がＯＮ／ＯＦＦするようにした請求項１乃至８のいずれか１項記載の多方向入力装置。
【請求項１０】
前記プリント配線基板は、前記円形状の前記固定電極の外周部に複数のスリット状の溝を貫通形成したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多方向入力装置に係わり、操作軸を揺動操作することによって、可変蓄電器を操作し、操作軸の操作方向を入力することのできる多方向入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、コンピュータゲーム機のコントローラや四チャンネルのホームシアター装置やカーオーディオ装置などの前後左右に配置された四つのスピーカのバランスコントローラとして多方向入力装置が用いられている。
ここで、従来の多方向入力装置について、図面を用いて説明する。
図１０は、従来の多方向入力装置を示す縦断面図、図１１は、従来の多方向入力装置を示す横断面図である。
【０００３】
従来の多方向入力装置は、図１０、１１に示すように、ケーシング１１の上壁１１ａには、自在軸受け１２を介して操作レバー１３の支持部１３ａが支持されており、操作レバー１３は任意の方向に所定角度傾倒可能である。
【０００４】
ケーシング１１の内部には、ほぼＵ字状の第１アーム１４と、第２アーム１５とが略十字状に配設されており、第１アーム１４は、Ｙ軸方向（図５の上下方向）に沿うＹ軸の軸芯回りに回動自在で、第２アーム１５は、Ｘ軸方向（図５の左右方向）に沿うＸ軸の軸芯回りに回動自在である。即ち、第１アーム１４は、ケーシング１１の側壁１１ｂを貫通するピン１６によって一端部を回動自在に支持され、他端部をケーシング１１の側壁１１ｂの外面側に取り付けられた第１可変抵抗器１７から外方に突出してケーシング１１の側壁１１ｂを貫通する所定角度回動自在な入力軸１８に固定している。
【０００５】
また、第２アーム１５は、ケーシング１１の側壁１１ｂを貫通するピン１９によって一端部を回動自在に支持され、他端部をケーシング１１の側壁１１ｂの外面側に取り付けられた第２可変抵抗器２０から外方に突出してケーシング１１の側壁１１ｂを貫通する所定角度回動自在な入力軸２１に固定している。
【０００６】
また、第１アーム１４と第２アーム１５とには、長手方向に沿う長孔２２、２３がそれぞれ穿設されており、操作レバー１３の下端部は、長孔２２と、長孔２３との双方を貫通している。従って、操作レバー１３を任意方向に傾動（傾斜）させれば、操作レバー１３のＸ軸方向の傾動角度に応じて第１可変抵抗器１７の入力軸１８が回動し、且つ、操作レバー１３のＹ軸方向の傾動角度に応じて第２可変抵抗器２０の入力軸２１が回動する。
【０００７】
また、前記第１可変抵抗器１７と前記第２可変抵抗器２０とは、図示していないが印刷形成されたカーボン抵抗体や電極ターミナルを有する絶縁基板と、前記カーボン抵抗体上を摺動する摺動子と、前記電極ターミナルに接続された端子と、これらを収納する筐体とを有している。
【０００８】
また、ケーシング１１の側壁１１ｂの外面側には、絶縁体から成る複数個のブラケット２４を介してアンプ基板２５が取り付けられており、アンプ基板２５には、集積回路等からなる増幅回路（図示せず）等が実装されている。
【０００９】
次に、この多方向入力装置の動作について説明する。
先ず、操作レバー１３を任意の方向に傾動（傾斜）させると、第１アーム１４がピン１６を中心として回動すると同時に、第２アーム１５がピン１９を中心として回動する。ここで第１アーム１４の回動角度は、操作レバー１３のＸ軸方向の傾動角度に対応しており、第１可変抵抗器１７の入力軸１８は、第１アーム１４と一体に回動する。従って、操作レバー１３のＸ軸方向の傾動角度に応じて第１可変抵抗器１７の抵抗値が変化する。
【００１０】
同様に、第２アーム１５の回動角度は、Ｙ軸方向の傾動角度に対応しており、第２可変抵抗器２０の入力軸２１は、第２アーム１５と一体に回動する。従って、操作レバー１３のＹ軸方向の傾動角度に応じて第２可変抵抗器２０の抵抗値が変化する。
即ち、操作レバー１３の傾斜のＸ、及びＹ成分を、この第１可変抵抗器１７と第２可変抵抗器２０との各抵抗値の変化によって検出し、例えば、コンピュータゲーム機のキャラクターの動きをコントロールしたり、四チャンネルのホームシアター装置やカーオーディオ装置などの前後左右に配置された四つのスピーカのバランスをコントロールすることが出来る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の多方向入力装置では、上述の如く操作レバー１３の任意の方向への傾動によって、第１、第２可変抵抗器１７、２０の各抵抗値が変化するのだが、該第１、第２可変抵抗器１７、２０は、カーボン抵抗体や電極ターミナルを有する絶縁基板と、摺動子と、端子と、筐体とを有していることから部品点数が多く、よって組立工数が多くなり、コスト高な可変抵抗器であって、よって多方向入力装置が高価になるという問題がある。
【００１２】
本発明の多方向入力装置は、上述の問題点を解決するもので、部品点数が少なく、且つ組立性が良好で、安価な多方向入力装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段として本発明の多方向入力装置は、上壁を有する枠体と、前記枠体の下部を蓋閉し、固定電極部を有するプリント配線基板と、前記枠体に支持され、前記上壁に対して揺動操作する操作軸とを備え、前記操作軸に可動電極部を前記固定電極部と対向して配設し、前記固定電極部は、十字状に配置された４個の接地電極部と、該各接地電極部の間に併設された非接地電極部とを有し、前記非接地電極部は、第１、第２、第３、及び第４非接地電極部からなり、前記各接地電極部と前記第１〜第４非接地電極部とによって、前記固定電極部が略円形状に形成され、前記各接地電極部と前記第１〜第４非接地電極部とは前記可動電極部と対向し、前記操作軸を傾動操作して前記可動電極部を駆動し、前記操作軸のＸ方向の変位を、前記第１非接地電極部と前記可動電極部との間、及び前記第２非接地電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和と、前記第３非接地電極部と前記可動電極部との間、及び前記第４非接地電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和との差を演算して算出し、前記操作軸のＹ方向の変位を、前記第１非接地電極部と前記可動電極部との間、及び前記第４非接地電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和と、前記第２固定電極部と前記可動電極部との間、及び前記第３固定電極部と前記可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和との差を演算して算出し、このＸ方向、及びＹ方向の変位の演算から前記操作軸の傾動方向を検出するような構成とした。
【００１４】
また、前記課題を解決するための第２の手段として、前記枠体の内部には、互いに対向する前記枠体の側壁に両端部が支持されて連動部材が架設され、該連動部材は前記両端部方向に長い長溝が貫通形成され、前記操作軸は、前記長溝の貫通方向に挿通されて前記連動部材に支持され、前記操作軸が前記長溝の長手方向、及び前記長手方向と直交する方向に揺動操作可能とし、前記操作軸が前記長溝の長手方向に揺動するときは、前記操作軸のみが回動し、前記操作軸が前記長手方向と直交する方向に揺動するときは、前記操作軸によって前記連動部材が前記両端部を中心に回動するような構成とした。
【００１５】
また、前記課題を解決するための第３の手段として、前記プリント配線基板の前記固定電極上には、前記可動電極部を有するスライド部材を配設し、該スライド部材は前記操作軸の揺動操作によって前記プリント配線基板面に沿って移動可能とし、前記操作軸の揺動操作によって、前記可動電極部が前記固定電極部上を該固定電極部と平行移動するような構成とした。
【００１６】
また、前記課題を解決するための第４の手段として、前記スライド部材は樹脂材料からなり、前記固定電極部と対向する側に前記可動電極部を固着した構成とした。
【００１７】
また、前記課題を解決するための第５の手段として、前記スライド部材は樹脂材料からなり、外周表面に金属メッキを施して前記可動電極部を形成した構成とした。
【００１８】
また、前記課題を解決するための第６の手段として、前記固定電極部は、前記プリント配線基板の表面に導体によってパターン形成された構成とした。
【００２１】
また、前記課題を解決するための第７の手段として、前記可動電極部と前記固定電極部との間に絶縁フィルムが配設され、前記可動電極部が前記絶縁フィルム上を摺接するような構成とした。
【００２２】
また、前記課題を解決するための第８の手段として、前記絶縁フィルムが、前記プリント配線基板上に前記固定電極部を覆うように載置され、前記絶縁フィルムを前記プリント配線基板と前記枠体の下部とで挟み込んで取り付けた構成とした。
【００２３】
また、前記課題を解決するための第９の手段として、前記プリント配線基板は、スイッチ部を有し、該スイッチ部は、前記プリント配線基板上に形成したスイッチ回路と、該スイッチ回路上に配設したドーム状の可動接点とからなり、前記操作軸の押圧操作によって前記連動部材の一端部が前記可動接点を押圧して反転させると前記スイッチ部がＯＮ／ＯＦＦするような構成とした。
【００２６】
また、前記課題を解決するための第１０の手段として、前記プリント配線基板は、前記円形状の前記固定電極の外周部に複数のスリット状の溝を貫通形成した構成とした。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多方向入力装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示す分解斜視図であり、図２は本発明に係わるプリント配線基板の平面図であり、図３は本発明に係わるスライド部材の要部断面図であり、図４、図５は本発明に係わる静電容量値の演算について説明する図であり、図６は本発明に係わるスイッチ部の要部断面図であり、図７は本発明のその他の実施の形態に係わるスライド部材の要部断面図であり、図８は本発明のその他の実施の形態に係わるプリント配線基板の要部平面図であり、図９は本発明に係わる静電容量の変化量を説明する図である。
【００２８】
本発明の多方向入力装置は、図１に示すように、合成樹脂材料等から成り、成型加工によって形成された枠体１が配設され、この枠体１は、周囲を囲む側壁１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有し、内部が空洞で、下部が開放され、外形が略直方体に形成されている。また、枠体１の上部が上壁１ｅで蓋閉され、この上壁１ｅの中央部には、略円形状の操作孔１ｆが形成されている。
また、側壁１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの図示下部の開放端に鍔部１ｇが形成され、２つの側壁１ａ、１ｂ近傍の鍔部１ｇ上の２カ所、及び側壁１ｃ、１ｄが対向する角部近傍の鍔部１ｇ上（図示せず）の１カ所の、合計３カ所に円柱状の保持部１ｈが所定の高さで、図示上方に突出形成されている。
【００２９】
この３カ所の保持部１ｈのそれぞれには、下面側から所定の深さのネジ穴（図示せず）が形成されている。
そして、枠体１の下面である鍔部１ｇの下面が平坦状に形成されている。
【００３０】
また、側壁１ａ側の鍔部１ｇの図示左寄りには円形状の位置決め孔１ｊと、側壁１ｃ側の鍔部１ｇの図示左寄りには長円形状の位置決め孔１ｋとが貫通形成されている。
また、側壁１ａには、略中央部に丸孔１ｍが形成され、更に、側壁１ａに対向する側壁１ｃには、前記丸孔１ｍが対向する位置が略半円状でこの半円状の下方が鍔部１ｇを含んで切り抜きされた支持溝１ｎが形成されている。
前記側壁１ａの丸孔１ｍの中心と、側壁１ｃの支持溝１ｎ上部の半円の中心とを結ぶ線は、上壁１ｅと平行になるように形成されている。
【００３１】
また、枠体１の内部には、互いに対向する側壁１ａ、１ｃに両端部が支持されて連動部材２が配設されている。この連動部材２は、例えば、合成樹脂材料等から成り、成形加工で形成され、略中央部に外形が略長方形状の支持部２ａを有し、この支持部２ａは、略中央部の長手方向に長溝２ｂが図示上下方向に貫通形成されている。
また、支持部２ａは、長手方向に長溝２ｂを挟んで互いに対向して形成された一対の側壁２ｃと、短手方向に長溝２ｂを挟んで互いに対向して形成された一対の側壁２ｄとが形成されている。即ち、長溝２ｂは、側壁２ｃと側壁２ｄとに囲まれて空洞状に形成されている。
【００３２】
また、支持部２ａの長手方向の略中央部である側壁２ｃ、２ｃの中央部には、それぞれ丸孔部２ｅ、２ｅが形成され、短手方向の側壁２ｃ、２ｃからは、第１、第２アーム部２ｆ、２ｇが、支持部１ａの長手方向と平行方向にそれぞれ延出形成されている。前記第２アーム部２ｇは、所定の径寸法に形成された軸部２ｈと、この軸部２ｈの先端部から図示下方に所定寸法突出形成されたスイッチ操作部２ｊとで構成されている。
そして、連動部材２は、第１アーム部２ｆが枠体１の側壁１ａの丸孔１ｍに回転自在に軸支され、第２アーム部２ｇの軸部２ｈが枠体１の側壁１ｃの支持溝１ｎに回転自在で、且つ上下動自在に軸支されて、枠体１の内部に架設されるようになっている。
【００３３】
また、連動部材２の長溝２ｂ内に嵌合して回動操作可能な操作軸３は、合成樹脂材料から成り、成形加工により断面形状が小判形状の摘み部３ａと、摘み部３ａの図示下方に延設された外形が角柱状の筒部３ｂとが形成されている。
また、筒部３ｂには、内部が円形で空洞状の収納部（図示せず）が所定の深さで形成されて、下方が開放され、周囲が平坦な外壁で覆われて角柱状になっている。
【００３４】
前記収納部（図示せず）の内部には、摘み部３ａの同一軸心上の図示下方に延長形成された円柱状の軸部３ｃが形成され、この軸部３ｃの先端部が収納部（図示せず）より所定量だけ図示下方側に突出した状態になっている。
また、筒部３ｂの平坦な外壁の一方の対向面からそれぞれ外方に向かって突出形成された略半円状の軸支部３ｄ、３ｄが形成されている。
【００３５】
前記操作軸３の摘み部３ａは、連動部材２の長溝２ｄに挿通され、軸支部３ｄ、３ｄが、連動部材２の丸孔部２ｅ、２ｅに嵌入されている。そして、摘み部３ａに矢印Ｙ−Ｙ方向に傾動させると、操作軸３は、軸支部３ｄを支点として矢印Ｙ−Ｙ方向に回動可能になっている。
また、摘み部３ａに矢印Ｘ−Ｘ方向に傾動させると、操作軸３は、連動部材２の第１、第２アーム部２ｆ、２ｇを支点として矢印Ｘ−Ｘ方向に揺動可能になっている。
また、この操作軸３は、矢印Ｙ−Ｙ方向、及び矢印Ｘ−Ｘ方向のみならず任意の方向に傾動（揺動）可能になっている。また、操作軸３は、矢印Ｃの図示下方の押圧荷重を加えると、連動部材２が第１アーム部２ｆを支点として第２アーム部２ｇが矢印Ｃの下方に降下するようになっている。
【００３６】
また、操作軸３の収納部（図示せず）には復帰バネ４の一端部が軸部３ｃにガイドされて収納され、下端部は操作体５に弾接するようになっている。前記操作体５は、合成樹脂材料から成り、成形加工により図示下方側には、外形が円板状で、底面が平坦な基部５ａを有し、この基部５ａの中央部に図示上方に向けて突出する筒状のボス部５ｂが突出形成され、このボス部５ｂの中央には操作軸３の軸部３ｃの先端部が嵌合可能な軸孔５ｃが所定の深さで形成されている。
【００３７】
そして、操作体５は、操作軸３の軸部３ｃの先端部を軸孔５ｃに挿入すると共に、ボス部５ｂが筒部３ｂの収納部（図示せず）内に挿入されて移動可能になっている。この状態のとき、操作軸３の軸心と、操作体５の軸孔５ｃの軸心とは、一致している。
また、復帰バネ４は、巻端部の一端部側が軸部３ｃに挿入されると共に筒部３ｂ内の収納部（図示せず）に収納され、巻端部の他端部が操作体５のボス部５ｂ上面にそれぞれ弾接して、復帰バネ５の前後左右の動きが規制されるようになっている。
【００３８】
また、操作体５を保持するスライド部材６は、合成樹脂材料から成り、図３に示すように、成型加工により円筒状に形成され、外周部が円筒状の側壁６ａで覆われ、この側壁の内部に円形の保持部６ｂを有し、保持部６ｂの下方を蓋閉する底壁６ｃには下面側から所定の深さで円形の凹部６ｄが形成されている。
このようなスライド部材６は、側壁６ａに包囲された保持部６ｂに、操作体５の基部５ａが収納されて、復帰バネ４によって、基部５ａが底壁６ｃに弾接するようになっている。
【００３９】
また、スライド部材６の凹部６ｄには、プレス加工により円盤状に形成された金属板からなる可動電極部７が挿入されて、例えば接着剤等で固着されている。
また、可動電極部７はスライド部材６の下面と同一面になるようになっており、操作軸３を傾動して可動電極部７が後述する絶縁フィルム８上を摺接しても、可動電極７が絶縁フィルム８の表面を傷つけないようになっている。
【００４０】
また、図１に示す可動電極部７の下部には、矩形状でシート状の絶縁フィルム８が配設され、この絶縁フィルム８は、所定の誘電率と厚さとを有している。また、絶縁フィルム８の図示左端部の下面には、粘着テープ等に使用されている前着材が塗布された粘着部８ａが形成されている。
そして、絶縁フィルム８をプリント配線基板９に載置して、上方から枠体１を取り付けると、枠体１の解放された下部がプリント配線基板９で蓋閉されるようになっている。そのために、絶縁フィルム８は、プリント配線基板９と枠体１の下部とで挟み込まれて取り付けられるようになっている。
【００４１】
前記プリント配線基板９は、図１、図２に示すように、外形が略矩形状で所定の厚さに形成され、このプリント配線基板９に枠体１が取付可能になっている。
そして、プリント配線基板９に枠体１を取り付けたときに、枠体１の３カ所に形成された保持部１ｈのネジ穴（図示せず）と対向する３カ所の位置に、後述する取付ネジ１５が挿通可能な３個の取付孔９ａが形成されている。
また、枠体１の位置決め孔１ｊ、１ｋと対向する位置に、位置決め孔９ｂ、９ｃが貫通形成されて、枠体１をプリント配線基板９の取り付ける組立時の枠体１の位置決めをするようになっている。
【００４２】
また、各取付孔９ａに囲まれた位置には、金属材料等の導体からなり、エッチング加工等によりパターン形成された固定電極部１０が設けられている。
この固定電極部１０は、接地電極部１０ａと、この接地電極部１０ａに併設された非接地電極部１０ｂとを有し、接地電極部１０ａと非接地電極部１０ｂとは共にスライド部材６に接着した可動電極部７に対向しており、操作軸３を傾動操作して可動電極部７を駆動させることにより、固定電極部１０と可動電極部７との間の静電容量が変化するようになっている。
【００４３】
前記固定電極部１０は、例えば扇状に形成された４個の接地電極部１０ａと、各接地電極部１０ａの間に併設された非接地電極部１０ｂである、例えば４個の扇状の第１、第２、第３、及び第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとからなっている。
即ち、十字状に配置された４個の接地電極部１０ａと、この各接地電極部１０ａの間に非接地電極部１０ｂを併設し、この非接地電極部１０ｂは、第１、第２、第３、及び第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆからなり、固定電極部１０が全体で略円形状にパターン形成されている。
【００４４】
前記固定電極部１０上に載置した絶縁フィルム８の表面に、復帰バネ４の弾性力で操作体５及びスライド部材６を介して可動電極部７が弾接され、操作軸３が図示垂直状態である中立状態のときは、可動電極部７と、各接地電極部１０ａ、及び第１、第２、第３、第４非接地電極部１０ｄ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとのそれぞれの対向面積は、全て同じになるようになっている。
そして、接地電極部１０ａと非接地電極部１０ｂとからなる固定電極部１０と、可動電極部８とによって、所定の可変容量値を有する、いわゆる可変蓄電器が構成されている。
また、枠体１は、プリント配線基板９上に載置した状態で、３カ所の保持部１ｈに形成したネジ穴（図示せず）に取付ネジ１１を締め付けることにより、プリント配線基板９に取り付け可能になっている。
【００４５】
また、プリント配線基板９上には、図６に示すように、スイッチ部１２が形成されている。このスイッチ部１２は、プリント配線基板９側に図２に示すようなスイッチ回路１３を有し、このスイッチ回路１３は、固定電極部１０近傍上部に馬蹄形状の電極部１３ａと、この電極部１３ａに囲まれた内側に固定接点部１３ｂとがエッチング等により形成されている。
また、馬蹄形状の電極部１３ａ上には、図６に示すように、ドーム状に湾曲したメタルコンタクトからなる可動接点１４が配設され、この可動接点１４は、外周部が電極部１３ａに当接し、ドーム状になった中央部は固定接点１３ｂから離間している。
【００４６】
そして、可動接点１４は、絶縁フィルム８の粘着部８ａに貼付されて取り付けられている。
このようなスイッチ部１２は、可動接点１４のドーム状に湾曲した中央部上部に連動部材２のスイッチ操作部２ｊが位置するようになっており、図１に示す操作軸３を矢印Ｃの下方に押圧することにより、連動部材２のスイッチ操作部２ｊが可動接点１４のドーム状の中央部を押圧して、可動接点１４が反転するようになっている。そして、可動接点１４の反転でスイッチ回路１３がＯＮ／ＯＦされるようになっている。
【００４７】
次に、本発明の多方向入力装置の動作について説明する。
先ず、操作軸３の摘み部３ａに操作力が加わっていない無負荷のときは、図１に示すように復帰バネ４の弾性力によって、スライド部材６が操作体５を介してプリント配線基板９の表面に絶縁フィルム７を介して弾接されている。
そして、操作体５の基部５ａが水平状態になると共に、操作軸３がプリント配線基板９に対して直立（垂直）の中立状態になっている。
【００４８】
この操作軸３が中立状態にあるとき、第１、第２、第３、及び第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、及び４個の接地電極部１０ａと、可動電極部７とのそれぞれの対向面積は等しくなるように、可動電極部７が配置されている。
即ち、操作軸３が中立状態のときは、可動電極７と第１、第２、第３、及び第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとの間の、それぞれの静電容量値はほぼ等しくなるようになっている。
【００４９】
そして、中立状態の操作軸３の摘み部３ａに、連動部材２の長溝２ｄと平行な矢印Ｙ方向の操作力を加えると、操作軸３は、軸支部３ｄ、３ｄの軸心を中心に回動し矢印Ｙ方向に傾動する。
すると、スライド部材６が操作体５を介して絶縁フィルム８上をプリント配線基板９に沿って移動する。このときの操作体５は、基部５ａが斜めになり、復帰バネ４の弾性力によって、基部５ａの外周縁部側の一部がスライド部材６の底壁６ｃに弾圧される。
【００５０】
また、スライド部材６が絶縁フィルム８上を移動することにより、可動電極部７が絶縁フィルム８上を摺接移動して、可動電極部７と第１、第２、第３、第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとの間のそれぞれの静電容量値が変化する。
この状態のとき、例えば、可動電極部７と第１、第２非接地電極部１０ｃ、１０ｄとの間の静電容量値は増加し、一方、可動電極部７と第３、第４非接地電極部１０ｅ、１０ｆとの間の静電容量値は減少するように動作し、このそれぞれの静電容量値の差を演算し、これによって操作軸３の傾動の方向や傾動量（傾動角度）を検出するようになっている。
【００５１】
そして、操作軸３に加えていた矢印Ｙ方向の操作力を解除すると、斜めになった操作体５の基部５ａが、復帰バネ４の弾性力で、スライド部材６の底壁６ｃに沿って移動して底壁６ｃと平行となって、操作軸３が元の中立状態に復帰する。
また、中立状態の操作軸３に、連動部材２の長溝２ｄと直交する方向である矢印Ｘ方向に操作力を加えると、操作軸３が連動部材２の第１、第２アーム部２ｆ、２ｇを支点として揺動する。
この操作軸３を矢印Ｘ方向に傾動させることにより、前述と同様に可動電極部７がプリント配線基板９に添って平行移動して、それぞれの静電容量値が変化する。そして、この各静電容量値の差を演算し、これによって操作軸３の傾動の方向や傾動量（傾動角度）を検出するようになっている。
【００５２】
上述の如く、操作軸３のそれぞれ矢印Ｘ、Ｙ方向への傾動によって、可動電極部７が移動し、それぞれの静電容量値の変化量を検知することができるが、この操作軸３の傾動方向は、これに限定されず、任意の方向への傾動であっても、可動電極部７が移動され、それぞれの静電容量値の変化量を検知できるようになっている。
即ち、可動電極部７と第１、第２、第３、第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとの間のそれぞれの静電容量値の変化量を検出し、それぞれの静電容量値を演算（例えば、加算、及び減算）して、この演算結果から操作軸３の傾動方向と傾動量（傾動角度）等を導き出し、これによって、例えば、ディスプレー上のカーソル等を駆動するようにしている。
【００５３】
次に、可動接点１３の操作は、図１に示す中立状態の操作軸３を矢印Ｃ方向の下方に押圧する。すると、操作軸３が下方に移動し、連動部材２の第１アーム部２ｆを支点として、側壁１ｃの支持溝１ｎ内に配置された第２アーム部２ｇが図示下方側に移動する。
すると、枠体１の支持溝１ｎから外方に突出している一端部のスイッチ操作部２ｊが可動接点１４のドーム状の中央部を押圧して可動接点１４が固定接点部１３ｂに当接して、スイッチ部１２をＯＮ／ＯＦＦ操作することができる。
前記操作軸３の矢印Ｃ方向への押圧は、操作軸３が中立状態だけではなく、操作軸３を傾動させた状態でも可能になっている。
【００５４】
次ぎに、本発明の多方向入力装置の操作軸の操作による可動電極部と固定電極部との間の静電容量値の演算について詳細に説明する。
図４、図５は、本発明の多方向入力装置の静電容量値の演算についての説明図である。
【００５５】
まず、図４に示すように、操作軸３がプリント配線基板９に対して垂直の中立状態にあるときは、扇状の第１、第２、第３、第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆの中心と、円形の可動電極部７の中心とは一致している。
このことから、第１非接地電極部１０ｃと可動電極部７との間の静電容量値Ａと、第２非接地電極部１０ｄと可動電極部７との間の静電容量値Ｂと、第３非接地電極部１０ｅと可動電極部７との間の静電容量値Ｃと、及び第４非接地電極部１０ｆと可動電極部７との間の静電容量値Ｄとするならば、
例えば、Ｘ方向の変位の演算である（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）＝０で、
且つ、Ｙ方向の変位の演算である（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）＝０であって、
この各演算によって、操作軸３（図１参照）がプリント配線基板９に対して垂直で中立状態にあることが検出される。
【００５６】
次ぎに、中立状態の操作軸３を、例えば−（マイナス）Ｙ方向に傾動させ、図５に示すように可動電極部７をプリント配線基板９の固定電極部１０上を＋（プラス）Ｙ方向に移動させる。この状態のとき、それぞれの静電容量値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを検出し演算すると、
Ｘ方向の変位の演算である（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）＝０で、
且つ、Ｙ方向の変位の演算である（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）＞０であって、
この各演算によって、操作軸３がプリント配線基板９に対して−（マイナス）Ｙ方向に傾動させていることが算出される。
【００５７】
このように、各静電容量値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の演算によって、操作軸３のＸ方向の変位が算出され、（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の演算によって、操作軸３のＹ方向の変位が算出され、この各算出値から操作軸の傾動方向、及び傾動量（傾動角度）を算出できるように構成されている。
【００５８】
また、本発明の実施の形態で説明したスライド部材６は、図３に示すようなものに限定されず、図７に示すように、スライド部材３６は、底壁３６ｃの下面を平坦状に形成し、この平坦状の底壁３６ｃの下面側である外周表面、あるいは側壁３６ａを含むスライド部材３６の全ての外周表面に、例えばニッケル等からなる所定の膜厚の金属メッキ３６ｄを施し、底壁３６ｃの下面を可動電極部３７としたものでも良い。
【００５９】
また、プリント配線基板は、円形状の固定電極部１０の外周部に、図８に示すような、複数のスリット状の細長で円弧状の溝３９ａを貫通形成したようなプリント配線基板３９でも良い。このような溝３９ａを有するプリント配線基板３９は、例えば組立時にプリント配線基板３９に反りが発生しても、この反りをスリット状の溝３９ａで吸収して、固定電極部１０が形成された部分のプリント配線基板３９を平坦に保つことができる。そのために、操作軸３をＸ方向、Ｙ方向、またはこれ以外の任意の方向に傾動させても、可動電極部とそれぞれの非接地電極部との間の静電容量値の変化量を、ほぼ均等に変化させることができ、高精度に操作軸の傾動方向、あるいは傾動角度を検出することができる。図９はスリット状の溝３９ａを有するプリント配線基板３９を用て、操作軸３をＸ方向、Ｙ方向、またはこれ以外の任意の方向に傾動させた時の静電容量値の変化量を示すもので、操作軸３をどの方向に傾動させても、そのときの静電容量値の変化量がほぼ同じになって、一点鎖線で示す静電容量可変領域を円形にすることができる。
【００６０】
また、本発明の実施の形態では、枠体１の鍔部１ｇ下面を平坦状に形成したもので説明したが、枠体１の３カ所の保持部１ｈに形成したネジ穴（図示せず）周囲に、例えば０．５ｍｍの高さの突起（図示せず）が図示下方側に突出形成したものでも良い。この場合、枠体１をプリント配線基板９に取り付けたときに、３カ所のネジ穴周囲の突起（図示せず）により、枠体１の下面をプリント配線基板９から浮かせて取り付けることができる。
そのために、枠体１を成形加工するときに、ヒケ等の問題で枠体１の下面に反りが発生したとしても、この反りはプリント配線基板９から浮いた状態になるので、プリント配線基板９が反ることなく、可動電極部とそれぞれの非接地電極部との間の静電容量値を、図９に示すように、均等に変化させることができる。
【００６１】
また、本発明の実施の形態では、固定電極部１０を、第１、第２、第３、第４非接地電極部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆからなる非接地電極部１０ｂと、４個の接地電極部１０ａとによって説明したが、これに限定されず、例えば、固定電極部は、所定の形状の一個の接地電極部と一個の非接地電極部とからなるものでも良い。
【００６２】
また、本発明の実施の形態では、プリント配線基板９の固定電極部１０上に絶縁フィルム８を配設したが、固定電極部１０上に絶縁膜を印刷等で直接形成すると共に、可動接点１３を小さな面積の絶縁フィルムに貼付し、この絶縁フィルムをスイッチ回路１２上に粘着したものでも良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の多方向入力装置は、操作軸を傾動操作して可動電極部を駆動し、操作軸のＸ方向の変位を、第１非接地電極部と可動電極部との間、及び第２非接地電極部と可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和と、第３非接地電極部と可動電極部との間、及び第４非接地電極部と可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和との差を演算して算出し、操作軸のＹ方向の変位を、第１非接地電極部と可動電極部との間、及び第４非接地電極部と可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和と、第２固定電極部と可動電極部との間、及び第３固定電極部と可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の和との差を演算して算出し、このＸ方向、及びＹ方向の変位の演算から操作軸の傾動方向を検出するようにしたので、操作軸に配設した可変電極部とプリント配線基板に配設した固定電極部との対向配設が容易に出来、且つ、部品点数を少なくすることができ、安価な多方向入力装置を提供することが出来るし、可動電極部の駆動により、それぞれの非接地電極部と可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の変化量から、Ｘ方向、及びＹ方向の変位を演算して操作軸の傾動方向を検出するようにしたので、操作軸の傾動方向を高精度に検出出来る。
【００６４】
また、操作軸は、長溝の貫通方向に挿通されて連動部材に支持され、操作軸が長溝の長手方向、及び長手方向と直交する方向に揺動操作可能とし、操作軸が前記長溝の長手方向に揺動するときは、前記操作軸のみが回動し、前記操作軸が前記長手方向と直交する方向に揺動するときは、前記操作軸によって前記連動部材が前記両端部を中心に回動するようにしたので、操作軸は枠体内に架設された一個の連動部材に支持されて揺動可能になっており、操作軸の支持が簡単であり、組立が容易で、且つ安価な多方向入力装置を提供することが出来る。
【００６５】
また、スライド部材は前記操作軸の揺動操作によって前記プリント配線基板面に沿って移動可能とし、前記操作軸の揺動操作によって、前記可動電極部が前記固定電極部上を該固定電極部と平行移動するようにしたので、可動電極部と固定電極部との間の静電容量の変化が安定した変化を示し、静電容量の変化が検出し易く、よって操作性の良い多方向入力装置を提供することが出来る。
【００６６】
また、前記スライド部材は樹脂材料からなり、前記固定電極部と対向する側に前記可動電極部を固着したので、スライド部材に固定電極部を確実に固着することができる。
【００６７】
また、前記スライド部材は樹脂材料からなり、外周表面に金属メッキを施して前記可動電極部を形成したので、可動電極部がスライド部材にメッキされて一体化されているので、部品点数を削減できて安価にできる。
【００６８】
また、固定電極部は、プリント配線基板の表面に導体によってパターン形成されているので、固定電極部をプリント配線基板の配線パターンの形成と同時に形成できる。そのために、固定電極部の加工が容易であって、安価な多方向入力装置を提供することができる。
【００６９】
また、前記操作軸を傾動操作して前記可動電極部を駆動することにより、前記固定電極部と前記可動電極部との間の静電容量値を変化させるようにしたので、静電容量値の変化によって、操作軸の傾動方向、及び傾動量（傾動角度）を高精度に検出することができる多方向入力装置を提供できる。
【００７０】
また、可動電極部の駆動により、それぞれの非接地電極部と可動電極部との間のそれぞれの静電容量値の変化量から、Ｘ方向、及びＹ方向の変位の演算から操作軸の傾動方向を検出するようにしたので、操作軸の傾動方向を高精度に検出出来る。
【００７１】
また、本発明の多方向入力装置は、可動電極部と固定電極部との間に絶縁フィルムが配設され、可動電極部が絶縁フィルム上を摺接するようにしたので、絶縁フィルムを薄くすることにより、可動電極部とそれぞれの非接地電極部との間の容量値を大きくすることができ、操作軸の小さな駆動操作でも確実に検出することができる。
【００７２】
また、絶縁フィルムをプリント配線基板と枠体の下部とで挟み込んで取り付けたので、絶縁フィルムをプリント配線基板に取り付けるための特別な取付部材が不要になり、組立性の向上、及び部品点数を削減できる。
【００７３】
また、プリント配線基板は、スイッチ部を有し、該スイッチ部は、前記プリント配線基板上に形成したスイッチ回路と、該スイッチ回路上に配設したドーム状の可動接点とからなり、前記操作軸の押圧操作によって前記連動部材の一端部が前記可動接点を押圧して反転させると前記スイッチ部がＯＮ／ＯＦＦするようにしたので、可動電極部と固定電極部との間の静電容量値の変化だけでなく、スイッチ部も操作することができ、多機能な多方向入力装置を提供できる。
【００７６】
また、前記プリント配線基板は、前記円形状の前記固定電極の外周部に複数のスリット状の溝を貫通形成したので、組立時にプリント配線基板に反りが発生しても、この反りをスリット状の溝で吸収して、固定電極部が形成された部分のプリント配線基板が反ることのない、高性能な多方向入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係わるプリント配線基板の平面図である。
【図３】本発明に係わるスライド部材の要部断面図である。
【図４】本発明に係わる静電容量値の演算について説明する図である。
【図５】本発明に係わる静電容量値の演算について説明する図である。
【図６】本発明に係わるスイッチ部の要部断面図である。
【図７】本発明のその他の実施の形態に係わるスライド部材の要部断面図である。
【図８】本発明のその他の実施の形態に係わるプリント配線基板の要部平面図である。
【図９】本発明に係わる静電容量の変化量を説明する図である。
【図１０】従来の多方向入力装置を示す縦断面図である。
【図１１】従来の多方向入力装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１    枠体
１ａ〜１ｄ  側壁
１ｅ  上壁
１ｆ  操作孔
１ｇ  鍔部
１ｈ  保持部
１ｊ、１ｋ  位置決め穴
２    連動部材
２ａ  支持部
２ｂ  長溝
２ｃ、２ｄ  側壁
２ｆ  第１アーム部
２ｇ  第２アーム部
２ｊ  スイッチ操作部
３    操作軸
３ａ  摘み部
３ｂ  筒部
４  復帰バネ
５    操作体
５ａ  基部
５ｂ  ボス部
５ｃ  軸孔
６    スライド部材
６ａ  側壁
６ｂ  保持部
６ｃ  底壁
７    可動電極部
８    絶縁フィルム
８ａ  粘着部
９    プリント配線基板
１０    固定電極部
１０ａ  接地電極部
１０ｂ  非接地電極部
１０ｃ  第１非接地電極部
１０ｄ  第２非接地電極部
１０ｅ  第３非接地電極部
１０ｆ  第４非接地電極部
１１    取付ネジ
１２  スイッチ部
１３  スイッチ回路
１４  可動接点
【図１】
0003934330.tif 000002
【図２】
0003934330.tif 000003
【図３】
0003934330.tif 000004
【図４】
0003934330.tif 000005
【図５】
0003934330.tif 000006
【図６】
0003934330.tif 000007
【図７】
0003934330.tif 000008
【図８】
0003934330.tif 000009
【図９】
0003934330.tif 000010
【図１０】
0003934330.tif 000011
【図１１】
0003934330.tif 000012