(57)【要約】【課題】操作部材の軸部を傾動させたときに生じる摺動抵抗が傾動方向によってばらつかず、かつ小型化の促進や組立性の向上が図りやすい多方向入力装置を提供すること。【解決手段】外方へ延びる軸部２１を有する操作部材２と、軸部２１が挿通する開口１１を有して操作部材２を傾動可能に支持する筐体１と、軸部２１の傾動時に操作部材２に連動して位置を変化させる連動部材５，６と、連動部材５，６の位置変化を検出する検出手段７，８とを備えた多方向入力装置であって、軸部２１に軸線方向へ移動可能に摺接部材４を外装し、軸部２１のフランジ部２２と摺接部材４との間にコイルばね３を介設することにより、摺接部材４の摺接面４２を開口１１の周縁部の内壁に設けた受け面１２に弾接させた。これら摺接面４２と受け面１２は軸部２１の傾動中心２０を球心とする球面状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方へ延びる軸部を有する操作部材と、前記軸部が多方向へ傾動可能となるように前記操作部材を支持する支持手段と、前記軸部の傾動を検出する検出手段と、前記軸部を挿通させる開口を有して該開口の周縁が受け部となっている規制部材と、前記軸部に軸線方向へ移動可能に外装された摺接部材と、この摺接部材を前記受け部に向けて弾性付勢する弾性部材とを備えた多方向入力装置であって、
前記摺接部材の一面側の摺接部と該摺接部に当接する前記受け面との少なくとも一方が前記軸部の傾動中心を球心とする球面状に形成されていると共に、前記弾性部材が前記操作部材に保持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の記載において、前記弾性部材がコイルばねであり、このコイルばねが前記軸部に設けられたフランジ部と前記摺接部材の他面側に設けられたばね受け部との間に介設されていることを特徴とする多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材に設けられた軸部を傾動操作することにより、該軸部の傾動方向や傾動角度に応じた電気信号が取り出せるようになっている多方向入力装置に係り、特に、多方向へ傾動可能な操作部材の軸部のガタを抑制するためのガタ防止対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の多方向入力装置では、操作力が付与されて操作部材の軸部が傾動すると、操作部材に駆動される連動部材が位置を変化させ、この連動部材の位置変化が可変抵抗器やロータリエンコーダ等の検出手段によって検出されるようになっている。かかる多方向入力装置において、操作部材の軸部は筐体の開口を貫通して外方へ突出しており、この筐体の内部で一対の連動部材が操作部材と係合している。操作部材はその軸部が多方向へ傾動可能となるように支持されており、一対の連動部材は互いの軸線方向を直交させて回動可能に支持されている。また、操作部材の軸部はその傾動中心から遠ざかる向きに延びており、操作力が付与される部位は傾動中心から大きく離れていることが多いため、傾動時の軸部のガタを防止する対策が必要な場合がある。
【０００３】
このような多方向入力装置における操作部材のガタ防止対策として、操作部材の軸部に上下一対の摺接部材と圧縮コイルばねを外装し、両摺接部材を軸部の軸線方向に移動可能となすと共に、各摺接部材の摺接面を相異なる連動部材の受け面に弾接させるという構成のものが従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来例において、上側の摺接部材の摺接面は上向きに凸の湾曲面からなり、下側の摺接部材の摺接面は下向きに凸の湾曲面からなり、これら一対の摺接部材の間には圧縮コイルばねが介設されて両摺接部材を離反する向きに弾性付勢している。また、操作部材に駆動される一方の連動部材の下面側には上側の摺接部材の摺接面が弾接する受け面が設けられており、該受け面は凹状の湾曲面からなる。同様に、他方の連動部材の上面側には下側の摺接部材の摺接面が弾接する受け面が設けられており、該受け面も凹状の湾曲面からなる。これにより、操作力が付与されて操作部材の軸部が傾動したときに、その傾動方向に応じて各摺接部材をそれぞれ対応する連動部材の受け面に沿って円滑に摺動させることが可能となるため、操作部材の軸部が傾動時にガタを生じなくなって操作性が良好となる。
【０００４】
なお、上記の従来例では、互いの軸線方向を直交させて回動可能に支持された一対の連動部材の回転方向や回転角度に応じた電気信号が、それぞれ対応する可変抵抗器から出力されるため、操作部材の軸部を任意方向へ傾動させたときに、その傾動方向および傾動角度が各可変抵抗器の出力値に基づいて検出できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−９９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された上記の従来例では、操作部材の軸部に外装した上下一対の摺接部材を相異なる受け面に弾接させており、各摺接部材とその受け面との間の摺動抵抗が同じになるように設定することは困難なため、軸部の傾動方向によって摺動抵抗が異なったものになってしまうという問題があり、このことが操作感触に悪影響を及ぼす要因となっていた。また、かかる従来例では、一対の摺接部材の間に圧縮コイルばねを介設することにより、両摺接部材が上下の連動部材に向けて弾性付勢されるようになっているため、これら可動部材どうしを組み付ける作業が容易でなく、装置全体の小型化も阻害されやすいという問題があった。
【０００６】
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、操作部材の軸部を傾動させたときに生じる摺動抵抗が傾動方向によってばらつかず、かつ小型化の促進や組立性の向上が図りやすい多方向入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、外方へ延びる軸部を有する操作部材と、前記軸部が多方向へ傾動可能となるように前記操作部材を支持する支持手段と、前記軸部の傾動を検出する検出手段と、前記軸部を挿通させる開口を有して該開口の周縁が受け部となっている規制部材と、前記軸部に軸線方向へ移動可能に外装された摺接部材と、この摺接部材を前記受け部に向けて弾性付勢する弾性部材とを備えた多方向入力装置において、前記摺接部材の一面側の摺接部と該摺接部に当接する前記受け面との少なくとも一方が前記軸部の傾動中心を球心とする球面状に形成されていると共に、前記弾性部材が前記操作部材に保持されているという構成にした。
【０００８】
このように構成された多方向入力装置では、弾性部材に付勢される摺接部材がその摺接部を規制部材の受け部に弾接させており、これら摺接部と受け部の両方またはいずれか一方が操作部材の軸部の傾動中心を球心とする球面状に形成されているため、軸部がどの方向へ傾動しても摺接部材を受け部に沿って円滑に摺動させることができてガタを防止でき、摺接部と受け部との間の摺動抵抗が傾動方向によってばらつく虞もない。また、操作部材に保持された弾性部材と規制部材の受け部との間に１つの摺接部材を介在させるだけで、傾動方向に拘らず操作部材の軸部の傾動時のガタを防止できるため、装置全体の小型化が図りやすく組立性も向上する。
【０００９】
上記の構成において、弾性部材としてコイルばねを用い、このコイルばねが軸部に設けられたフランジ部と摺接部材の他面側（摺接部と逆側の面）に設けられたばね受け部との間に介設されていると、軸部の傾動時に安定した付勢力で摺接部材の摺接部を受け部に弾接させることができるため、摺接部と受け部との間に所望の摺動抵抗を生じさせることが容易となる。また、コイルばねは操作部材の軸部に簡単に外装できるため、組立性も向上させやすくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の多方向入力装置は、操作部材の軸部に外装されて弾性部材に付勢される摺接部材がその摺接部を規制部材の受け部に弾接させており、これら摺接部と受け部の両方またはいずれか一方が操作部材の軸部の傾動中心を球心とする球面状に形成されているため、軸部がどの方向へ傾動しても摺接部材を受け部に沿って円滑に摺動させることができてガタを防止でき、摺接部と受け部との間の摺動抵抗が傾動方向によってばらつく虞もない。また、この多方向入力装置は、操作部材に保持された弾性部材と規制部材の受け部との間に１つの摺接部材を介在させるだけで、傾動方向に拘らず操作部材の軸部の傾動時のガタを防止できるため、装置全体の小型化が図りやすく組立性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る多方向入力装置の上面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１２】
これらの図に示す多方向入力装置は、規制部材である箱状の筐体１と、軸部２１を有して傾動操作される操作部材２と、操作部材２の軸部２１に保持されたコイルばね３と、コイルばね３に弾性付勢されるドーム状の摺接部材４と、操作部材２に連動して位置を変化させる第１連動部材５および第２連動部材６と、第１連動部材５の位置変化を検出する第１検出手段７と、第２連動部材６の位置変化を検出する第２検出手段８とによって主に構成されている。なお、図示していないが、第１および第２検出手段７，８は外部回路と電気的に接続されている。
【００１３】
筐体１の上蓋部には開口１１が開設されており、この開口１１の周縁部の内壁は全周に亘って湾曲面が帯状に連続する受け面１２となっている。この受け面１２は、操作部材２の軸部２１の傾動中心２０を球心とする凹状球面に沿って形成されている。筐体１の相対向する一対の側壁部は第１連動部材５の回動軸５１を回動可能に軸支しており、このうち一方の側壁部には第１検出手段７が固定されている。また、筐体１の相対向する別の一対の側壁部は第２連動部材６の回動軸６１を回動可能に軸支しており、このうち一方の側壁部には第２検出手段８が固定されている。
【００１４】
操作部材２は筐体１の内部で第１連動部材５の中央円柱部５２に回動自在に取り付けられており、この中央円柱部５２の中心が軸部２１の傾動中心２０と合致している。そして、中央円柱部５２の軸線方向と回動軸５１の軸線方向とが直交しているため、第１連動部材５を介して筐体１に支持された操作部材２が多方向へ傾動操作できるようになっている。この操作部材２の軸部２１は筐体１の開口１１を挿通して外方へ突出しており、軸部２１の上端部に操作ノブ２３が固着されている。軸部２１の下端側には鍔状のフランジ部２２が突設されている。このフランジ部２２は筐体１の内部でコイルばね３を保持するためのものであり、本実施形態例では、フランジ部２２は軸部２１に一体形成されているが、軸部２１の所定位置に外嵌される別部品のフランジ部であってもよい。
【００１５】
コイルばね３は操作部材２の軸部２１に外装されてフランジ部２２上に搭載されている。このコイルばね３の上端部は摺接部材４の下面側のばね受け部４１に保持されており、摺接部材４とフランジ部２２との間にコイルばね３が圧縮状態で介設されている。
【００１６】
摺接部材４は操作部材２の軸部２１に軸線方向へ移動可能に外装されており、摺接部材４の上面は軸部２１の傾動時に受け面１２に対して摺動する摺接面４２となっている。この摺接面４２は、操作部材２の軸部２１の傾動中心２０を球心とする凸状球面に沿って形成されており、摺接面４２と受け面１２の曲率半径は同等である。摺接部材４の下面側には凹状のばね受け部４１が形成されており、このばね受け部４１にコイルばね３の付勢力が常時付与されるため、摺接部材４はコイルばね３によって上方へ弾性付勢されて摺接面４２が受け面１２に常時弾接した状態になっている。
【００１７】
第１連動部材５は両端の回動軸５１が筐体１の側壁部に回動可能に軸支されており、前述したように、筐体１の内部で第１連動部材５の中央円柱部５２が操作部材２を回動自在に支持している。この第１連動部材５は、回動軸５１の軸線と交差する向きに軸部２１が傾動したときに操作部材２に駆動されるようになっている。また、第２連動部材６は両端の回動軸６１が筐体１の別の側壁部に回動可能に軸支されており、筐体１の内部で第２連動部材６の長孔６２に操作部材２の下端部が挿通されている。この第２連動部材６は、回動軸６１の軸線と交差する向きに軸部２１が傾動したときに操作部材２に駆動されるようになっている。これら第１連動部材５と第２連動部材６は互いの軸線方向を直交させており、両者５，６の軸線は軸部２１の傾動中心２０で交差している。なお、第２連動部材６の軸線は中央円柱部５２の軸線と合致している。
【００１８】
第１検出手段７は第１連動部材５の回動軸５１の回転方向および回転角度を検出するためのものであり、第２検出手段８は第２連動部材６の回動軸６１の回転方向および回転角度を検出するためのものである。これら第１および第２検出手段７，８はロータリエンコーダからなるが、ロータリボリューム（可変抵抗器）等の他の検出素子を用いることも可能である。
【００１９】
このように構成された多方向入力装置は、操作部材２の軸部２１を任意方向へ傾動させると、その傾動方向に応じて、互いの軸線方向を直交させている第１連動部材５と第２連動部材６が操作部材２に駆動されて回転する。各連動部材５，６の回転方向と回転角度はそれぞれ第１検出手段７と第２検出手段８によって検出されるため、各検出手段７，８から出力される電気信号に基づいて、軸部２１の傾動方向および傾動角度が検出できるようになっている。
【００２０】
また、この多方向入力装置では、操作部材２の軸部２１に外装された摺接部材４がコイルばね３に弾性付勢されて摺接面４２を受け面１２に弾接させており、これら摺接面４２と受け面１２とが軸部２１の傾動中心２０を球心とする曲率半径が同等な球面に沿って形成されている。そのため、軸部２１がどの方向へ傾動しても、摺接部材４２を受け面１２に沿って円滑に摺動させることができてガタを防止できると共に、摺接面４２と受け面１２との間の摺動抵抗が傾動方向によってばらつく虞もない。
【００２１】
しかも、本実施形態例にあっては、軸部２１のフランジ部２２に保持されたコイルばね３と、筐体１の上蓋部の内壁に形成された受け面１２との間に１つの摺接部材４を介在させるだけで、傾動方向に拘らず軸部２１の傾動時のガタが防止できるように設計されているため、操作部材２のガタ防止対策の構造が極めて簡素となり、それゆえ、この多方向入力装置は小型化が図りやすい。また、操作部材２や筐体１に対してコイルばね３や摺接部材４を容易に組み付けることができるため、組立性も良好である。
【００２２】
なお、上記の第１実施形態例では、摺接部材４を受け面１２に向けて付勢する弾性部材として、フランジ部２２上に圧縮状態で組み付けたコイルばね３を用いているが、操作部材２に保持される他の弾性部材を用いることも可能である。ただし、弾性部材としてコイルばね３を用いた場合、軸部２１に簡単に外装できるため組立性が向上させやすくなり、しかも、軸部２１の傾動時に安定した付勢力で摺接部材４の摺接面４２を受け面１２に弾接させることができるため、摺接面４２と受け面１２との間に所望の摺動抵抗を生じさせることが容易となる。
【００２３】
また、上記の第１実施形態例では、摺接面４２と受け面１２がどちらも球面状に形成されているが、摺接面４２と受け面１２のいずれか一方だけを傾動中心２０を球心とする球面状に形成しておけば、他方が非球面状に形成されていても、傾動方向に拘らず軸部２１のガタと摺動抵抗のばらつきとを回避することは可能である。
【００２４】
図５は本発明の第２実施形態例に係る多方向入力装置の断面図であって、図２と対応する部分には同一符号が付してある。
【００２５】
図５に示す多方向入力装置が前述した第１実施形態例と相違する点は、摺接部材４と受け面１２の形状であって、それ以外の構成は基本的に同じである。すなわち、この第２実施形態例に係る多方向入力装置では、板状の摺接部材４を受け面１２が覆うように構成されており、軸部２１の傾動方向および傾動角度に応じて、摺接部材４の外周面で帯状湾曲面からなる摺接面４２が円椀状湾曲面からなる受け面１２の異なる領域に弾接するようになっている。ただし本実施形態例においても、摺接面４２と受け面１２は軸部２１の傾動中心２０を球心とする曲率半径が同等な球面状に形成されているため、軸部２１がどの方向へ傾動しても、摺接部材４２を受け面１２に沿って円滑に摺動させることができてガタを防止できると共に、摺接面４２と受け面１２との間の摺動抵抗が傾動方向によってばらつく虞もない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る多方向入力装置の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係る多方向入力装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  筐体（規制部材）
２  操作部材
３  コイルばね（弾性部材）
４  摺接部材
５  第１連動部材
６  第２連動部材
７  第１検出手段
８  第２検出手段
１１  開口
１２  受け面（受け部）
２０  傾動中心
２１  軸部
２２  フランジ部
４１  ばね受け部
４２  摺接面（摺動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009272093.tif 000006
【図５】
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