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1. WO2019198371 - 多方向入力装置

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明 細 書

発明の名称 多方向入力装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063  

符号の説明

0064  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8A   8B   9   10   11   12   13   14   15   16  

明 細 書

発明の名称 : 多方向入力装置

技術分野

[0001]
 本発明は、多方向入力装置に関する。

背景技術

[0002]
 多方向に操作可能な操作部材を操作することにより、弾性部材を弾性変形させ、弾性変形箇所に対応する可動接点部と、基板上の固定接点部とを接触させることによってスイッチをオンする、多方向入力装置が知られている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2015-216027号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 しかしながら、弾性部材を弾性変形させてスイッチをオンするのみでは、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ難い場合がある。
[0005]
 本開示は、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ易い多方向入力装置を提供する。

課題を解決するための手段

[0006]
 本開示の一態様による多方向入力装置は、
 多方向の操作方向に操作自在な操作ノブと、
 前記操作ノブが操作されることによって押圧されてオンする複数の方向設定スイッチと、
 前記方向設定スイッチと操作感触の異なる感触発生部と、を有し、
 前記多方向の操作方向のうちの所定の操作方向に複数の前記方向設定スイッチの少なくとも1つがオンされた後、前記感触発生部によって感触が発生される、多方向入力装置である。

発明の効果

[0007]
 本開示によれば、操作者にとって、所望する方向にスイッチがオンされたという明確な感触が得られ易くなる。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 実施形態に係る多方向入力装置の一例の外観斜視図である。
[図2] 筐体の上方の半割り体を取り外し、ラバーシートを取り外して多方向入力装置の内部を見た斜視図である。
[図3] ラバーシートの一例の斜視図である。
[図4] ラバードームスイッチの一例の縦断面図である。
[図5] 図2に示す斜視図に対して図3に示すラバーシートが取り付けられた状態を示す斜視図である。
[図6] メタルドームスイッチの一例の縦断面図である。
[図7] 第1カムを有する傾倒板の一例の側面図である。
[図8A] 図7のVIII方向矢視図である。
[図8B] 図8Aに対応する図であって、傾倒板の変形例を示す図である。
[図9] 傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。
[図10] 第二カムの一例の正面図である。
[図11] 傾倒板の下面に第1押圧部材と第2押圧部材が配設されている状態を斜め下方から見た斜視図である。
[図12] 操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の、多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。
[図13] 図12に示すスライド操作の際の、傾倒板と第1押圧部材と第2押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。
[図14] 方向設定スイッチと感触発生部のそれぞれのFS特性の一例を示す関係グラフである。
[図15] 操作ノブの変形例を所定の操作方向に傾倒操作した際の、多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。
[図16] 図15に示す傾倒操作の際の、傾倒板と第1押圧部材と第2押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 以下、実施形態に係る多方向入力装置について添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
[0010]
 [実施形態]
 <全体構成>
 はじめに、図1を参照して、実施形態に係る多方向入力装置の全体構成と使用例について説明する。図1は、実施形態に係る多方向入力装置の外観斜視図である。図1には、一例として、8つのスライド操作方向10a乃至10hにスライド操作可能であって、かつ回転可能な操作ノブ10を示している。8つのスライド操作方向は、平面視円形の操作ノブ10の有する回転中心10jを中心に、45度間隔に設けられた径方向である。図1において、略直方体形状の筐体20の底面の各辺が、X1-X2方向(X方向もしくはX軸)とY1-Y2方向(Y方向もしくはY軸)にそれぞれ沿っており、Z1-Z2方向(Z方向もしくはZ軸)は、X軸とY軸にて形成される平面に直交する。尚、Z軸は重力方向に平行である場合もあるが、多方向入力装置100が設置される状況に応じて、重力方向以外の方向に平行な場合もある。スライド操作方向10a、10b、10c、10dはそれぞれ、Y1方向、Y2方向、X1方向、及びX2方向に平行である。スライド操作方向10e、10f、10g、10hはそれぞれ、X1-Y1、X1-Y2、X2-Y2、X2-Y1の各中心角に平行である。
[0011]
 ここで、操作ノブ10の「操作」とは、例えばZ軸方向に延設する操作ノブ10をZ軸方向に保持した状態で、X軸とY軸で形成されるXY平面内に操作ノブ10をスライドさせることを意味するが、図15及び図16に示すように、操作ノブ10を傾倒させることも含んでいる。以下、図1乃至図13に示す多方向入力装置100はスライド操作される操作ノブ10を有する装置であり、図15及び図16に示す多方向入力装置100Aは傾倒操作される操作ノブ10Aを有する装置である。
[0012]
 図1に示す多方向入力装置100は、好適には自動車等の車両に適用されるが、航空機や鉄道、船舶等に適用されてもよいし、更には、ゲーム機のコントローラー等に適用されてもよい。多方向入力装置100が自動車に搭載される場合、多方向入力装置100は、運転席の側方のセンターコンソールやステアリングホイールの他、インストルメントパネル等に設置され得る。
[0013]
 多方向入力装置100は、筐体20と、筐体20の上面から上方のZ1方向に突設する操作ノブ10とを有する。筐体20は、2つの半割り体21,22を、接着や溶接、ボルト等にて接続することにより形成される。筐体20は、電気的絶縁性が高く、更には機械的加工性の良好な材料から形成でき、例えば、ABS樹脂(ABS:Acrylonitrile Butadiene Styrene)やポリカーボネート等の樹脂材料を射出成形することにより、あるいは、アルミ合金等をアルミダイキャスト等することにより形成される。
[0014]
 操作ノブ10は、円筒状の側面において周方向に延設する多数の切り込みを有しており、操作者は操作ノブ10の側面を把持し、操作ノブ10の回転中心10jの軸回りに、時計方向もしくは反時計方向であるR方向に操作ノブ10を回転させることができる。この際、操作ノブ10は回転ノブとなり、側面の切り込みは手指でつまんで回転させる際の滑り止めの機能を有する。
[0015]
 操作ノブ10は、回転中心10jを中心に回転操作自在であることに加えて、8方向にスライド操作自在となっている。このように、図示する多方向入力装置100は、8方向にスライド操作自在な操作ノブ10を有する装置であり、この8方向が「多方向」に含まれる。図示例の多方向入力装置100は、操作ノブ10が8方向にスライド操作される装置であるが、8方向未満の方向数である2方向や4方向、6方向の他、8方向を超える方向数である10方向や12方向等の操作方向も「多方向」に含まれ、このように8方向以外の方向数の操作方向を有する多方向入力装置であってもよい。
[0016]
 多方向入力装置100の使用例を説明すると、例えば、筐体20の上面における操作ノブ10の上下位置や左右位置に、不図示のナビゲーションスイッチやオーディオスイッチ、ホームスイッチなどがある。操作者が所望のスイッチを選択して押圧すると、選択された内容の画像が、ステアリングホイールの前面にある液晶ディスプレイ等に表示されるようになっている。また、フロントガラスエリアにディスプレイがヘッドアップされる形態においては、このようにヘッドアップされたディスプレイに選択内容の情報が表示される。
[0017]
 操作者が例えばナビゲーションスイッチを選択すると、ディスプレイにナビゲーション情報が表示される。ナビゲーション情報には様々な選択スイッチが含まれており、現在地を含む地図情報表示スイッチや、目的地検索スイッチ等が含まれる。ディスプレイ上に表示されるナビゲーション情報に関する様々な選択スイッチの中から、操作者が必要とする選択スイッチを決定するに当たり、操作ノブ10を回転させることによって決定スイッチを画面上でスクロールしてもよいが、より迅速に目的の選択スイッチに到達するべく、操作ノブ10の有する8方向のスライド操作を利用することができる。
[0018]
 図1に示すように、操作者が8方向のうちの所望する所定の操作方向に操作ノブ10をスライド操作することにより、ディスプレイ上において、スライド操作された方向に決定スイッチを迅速に移動させることが可能になる。これは、多方向入力装置100の使用形態の一例であり、自動車においても、パワーウィンドウをはじめとして他に様々な多方向入力装置100の使用例が存在する。更に、多方向入力装置100が車両以外の機器に搭載される場合には、搭載機器に応じた使用例が存在する。
[0019]
 <多方向入力装置の内部構成>
 次に、図2乃至図11を参照して、実施形態に係る多方向入力装置の内部構成を説明する。ここで、図2は、筐体の上方の半割り体を取り外し、ラバーシートを取り外して多方向入力装置の内部を見た斜視図である。また、図5は、図2に示す斜視図に対して図3に示すラバーシートが取り付けられた状態を示す斜視図である。尚、説明の都度、操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する図12を参照するものとする。
[0020]
 図2に示すように、操作ノブ10の下方には、略筒状の傾倒板50が配設されている。より具体的には、図12に示すように、操作ノブ10の下方の円筒部11が傾倒板50の円筒部53に嵌まり込んで一体となっている。
[0021]
 傾倒板50の下方には、以下で詳説するように、切頭円錐状の傾斜面から形成される第1カムが設けられており、操作ノブ10の8方向のスライド操作方向に対応する位置において、8つの第1押圧部材60が周方向に45度間隔に配設されている。尚、例えばスライド操作方向が4方向の場合は、4つの第1押圧部材60が周方向に90度間隔に配設される。
[0022]
 図2には、スライド操作方向10b、10c、10e、10fに対応する第1押圧部材60を矢印で示している。第1押圧部材60は、例えば機械的に粘り強いポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料を射出成形することにより、形成される。
[0023]
 また、傾倒板50の下方において、周方向に45度間隔に並ぶ8つの第1押圧部材60のうち、2つの第1押圧部材60の間には、第2押圧部材70が配設されている。図2には、操作ノブ10のスライド操作方向10c、10fに対応する第1押圧部材60の間に、第2押圧部材70が配設されている。この第2押圧部材70も、第1押圧部材60と同様に、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料を射出成形することにより、形成される。
[0024]
 第1押圧部材60と第2押圧部材70はいずれも、それぞれの長手方向がZ軸方向に沿うように配設されている。また、第1押圧部材60と第2押圧部材70は、それぞれの下端において広幅部を有しており、それらの下方に位置するラバードームスイッチ30(方向設定スイッチの一例)を形成するラバードーム31(図3参照)や図2に示すメタルドームスイッチ40(感触発生部の一例)を確実に押圧できるようになっている。尚、図2において、第1押圧部材60と第2押圧部材70は、多方向入力装置100の有する筐体20の上方の半割り体21の内部構成により、転倒不可でかつ昇降自在に姿勢保持が図られている。図2等では、第1押圧部材60と第2押圧部材70を、不図示の半割り体21の内部構成によって姿勢保持が図られている状態として示している。
[0025]
 図2に示すように、第1押圧部材60と第2押圧部材70の下方には、X軸とY軸にて形成される平面内にある、平面視矩形の配線基板80が配設されており、この配線基板80は、下方の半割り体22の内部にある不図示の載置部の上に載置されている。図2において、配線基板80の表面に形成されている配線パターンの図示は省略している。
[0026]
 図2に示すように、配線基板80のうち、8つの第1押圧部材60に対応する位置には、8つのラバードームスイッチ30を形成する8つの第1固定接点36が設けられており、図2においては、そのうちの4つの第1固定接点36が明確に示されている。第1固定接点36は、例えば銅箔等にて形成されており、銅箔の表面に金メッキによる被膜が形成されている。
[0027]
 ここで、図3及び図4を参照して、方向設定スイッチの一例であるラバードームスイッチについて説明する。尚、図4では、ラバーシート37を配線基板80と共に示している。図3に示すように、平面視矩形(正方形を含む)で基板80の平面形状に相補的な形状のラバーシート37は、中央に環状開口32aが開設され、環状開口32aの一部には平面視矩形の小開口37bが連通している。ラバーシート37において、環状開口32aの外周には、45度間隔で8つのラバードーム31が設けられており、ラバーシート37におけるラバードーム31の外周は防水シート38にて被覆されている。
[0028]
 ラバードーム31を備えたラバーシート37は、耐候性が高く、例えばアーク放電に対する電気的絶縁性の高いシリコンゴム等の弾性材料から形成される。ラバーシート37がシリコンゴム等の弾性材料から形成されていることにより、配線基板80に対してラバーシート37を適宜変形させながら、容易に取り付けることができる。
[0029]
 図4に示すように、方向設定スイッチの一例であるラバードームスイッチ30は、ラバードーム31と、ラバードーム31のドーム内空間34に取り付けられている第1可動接点35と、配線基板80上において配線基板80の配線パターンと電気的に接続されている一対の第1固定接点36と、を有する。図4において、第1可動接点35と、一対の第1固定接点36は離れており、ラバードームスイッチ30はオフ状態にある。
[0030]
 ラバードーム31はラバーシート37に連続すると共に、図示例のように略台形状もしくは半球状に上方に膨出してドーム内空間34を形成している。ラバードーム31の上端には、上方に突出する第1プッシャ32が設けられ、ラバードーム31の下端には下方のドーム内空間34に突出する第2プッシャ33が設けられている。そして、第2プッシャ33の下端に第1可動接点35が取り付けられている。
[0031]
 第1可動接点35と第1固定接点36はいずれも、例えばリン青銅等から形成されており、リン青銅の表面に金メッキによる被膜が形成されている。第1可動接点35と第1固定接点36がいずれも金メッキによる被膜を有していることにより、第1可動接点35と第1固定接点36の耐候性が良好になり、接触抵抗が小さくなる。更に、第1可動接点35と第1固定接点36が接触した際に発生し得るアーク放電によって被膜が形成され、この被膜にて接触抵抗が上昇することを抑制できる。
[0032]
 ラバードーム31の上方にある第1押圧部材60が押下されて第1プッシャ32を下方に押圧すると、ラバードーム31は下方に弾性変形し、一対の第1固定接点36に対して第1可動接点35が接触する。このように第1固定接点36と第1可動接点35は、接離自在に構成されている。一対の第1固定接点36に対して第1可動接点35が接触することにより、一対の第1固定接点36間が導通し、ラバードームスイッチ30がオン状態となる。以下で詳説するように、ラバードームスイッチ30のオン信号は、配線パターンを介して電気的に接続された配線基板80に設けられている制御部90(図12参照)に送られる。
[0033]
 操作ノブ10は、第1押圧部材60を介して伝達される各ラバードーム31の復帰力により、図1に示す中心10j(図1参照)に付勢されている。ラバードームスイッチ30がオンされ、更に以下で詳説するようにメタルドームスイッチ40がオンされた後に操作者が操作ノブ10から手指を離すと、ラバードーム31は第1カム52にて押下されていた第1押圧部材60による押圧状態から解放される。弾性材料から形成されるラバードーム31は、押圧状態から解放されることにより弾性変形して図4に示す元の状態に自己復帰する。ラバードーム31が自己復帰する際の復帰力により第1押圧部材60が押し上げられ、第1押圧部材60の押し上げによって第1カム52が上方に押されることにより、操作ノブ10は図1に示す中心10jに戻される。
[0034]
 図5は、配線基板80の表面にラバーシート37を配設した状態を示している。8つの第1押圧部材60の下方位置には、ラバーシート37の有するラバードーム31が配設され、ラバードーム31にて形成されるラバードームスイッチ30が配設されている。図5において、2つのラバードームスイッチ30の間には、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ40が配設されており、メタルドームスイッチ40の上方に第2押圧部材70が配設されている。ここで、図6を参照して、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ40について説明する。
[0035]
 メタルドームスイッチ40は、配線基板80上において配線基板80の配線パターンと電気的に接続されている一対の第2固定接点45と、一対の第2固定接点45を包囲するドーム状の第2可動接点44と、第2可動接点44を押圧するプッシャ42と、を有する。第2固定接点45と第2可動接点44はケース41のケース内空間43に収容されており、ケース41の天端開口を介してプッシャ42が昇降自在に取り付けられている。プッシャ42はその途中位置に係合フランジ42aを有し、この係合フランジ42aがケース41の天端下面に係合して、プッシャ42がケース41から抜け出ることを防止している。
[0036]
 メタルドームスイッチ40の上方にある第2押圧部材70が押下されてプッシャ42を下方に押圧すると、ドーム状の第2可動接点44は下方に弾性変形し、一対の第2固定接点45に接触する。このように第2固定接点45と第2可動接点44は、接離自在に構成されている。一対の第2固定接点45に対して第2可動接点44が接触することにより、一対の第2固定接点45間が導通し、メタルドームスイッチ40がオン状態となる。以下で詳説するように、ラバードームスイッチ30のオン信号と同様にメタルドームスイッチ40のオン信号も、配線パターンを介して電気的に接続された配線基板80に設けられている制御部90(図12参照)に送られる。
[0037]
 第2固定接点45は第1可動接点35及び第1固定接点36と同様、例えばリン青銅等から形成されており、リン青銅の表面に金メッキによる被膜が形成されている。また、第2可動接点44には、ステンレス等から形成される皿バネが適用される。更に、ケース41やプッシャ42は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から形成される。
[0038]
 多方向入力装置100では、操作者によって操作ノブ10が所望する所定のスライド操作方向にスライド操作された際に、まず、複数のラバードームスイッチ30のうちのスライド操作方向に対応する少なくとも1つのラバードームスイッチ30がオンされる。ここで、「少なくとも1つのラバードームスイッチ30がオンされる」とは、1つのラバードームスイッチ30がオンされることの他に、2つ以上のラバードームスイッチ30が連続的にオンされることを含んでいる。例えば、図1において、X1-Y1の中心角(45度)方向であるスライド操作方向10eに操作ノブ10が操作された場合、スライド操作方向10eに対応するラバードームスイッチ30がオンされた後に、その両サイドにあるスライド操作方向10a、10cに対応するそれぞれのラバードームスイッチ30が、スライド操作方向10eに続いて連続的にオンされる場合がある。この場合、スライド操作方向10e、10a,10cの各ラバードームスイッチ30のオン信号が、制御部90に対してオンされた順に送られることになる。制御部90は、このように複数のオン信号が送られた際に、最初に送られたオン信号に対応するスライド操作方向(ここでは、スライド操作方向10e)を操作方向として判定するように構成されている。そのため、連続的に複数のラバードームスイッチ30がオンされた場合においても、操作者の意図する操作方向が制御部90において適切に判定されることになる。ラバードームスイッチ30がオンされた後、今度はメタルドームスイッチ40がオンされることにより、操作方向への入力操作が完了する。このように、多方向入力装置100は、2段スイッチ(ダブルアクションスイッチ)を有する。ラバードームスイッチ30がシリコンゴム等の弾性材料から形成されていることにより、ラバードームスイッチ30は押圧時の荷重値が小さく、押圧時の荷重変化量も小さい。従って、ラバードームスイッチ30がオンされた際に、操作者はクリック感を感じ難い。これに対して、メタルドームスイッチ40がステンレス等の皿バネから形成されていることにより、ラバードームスイッチ30に比べて押圧時の荷重値と荷重変化量が共に大きくなる。そのため、ラバードームスイッチ30がオンされた際にクリック感を感じなかった操作者は、メタルドームスイッチ40がオンされた際に明確なクリック感を感じることができる。
[0039]
 次に、図7乃至図11を参照して、操作ノブ10にて直接押圧される傾倒板の構成について説明する。ここで、図7は、第1カムを有する傾倒板の一例の側面図であり、図8Aは、図7のVIII方向矢視図である。また、図9は、傾倒板を斜め下方から見た斜視図であり、図10は、第二カムの一例の正面図である。更に、図11は、傾倒板の下面に第1押圧部材と第2押圧部材が配設されている状態を斜め下方から見た斜視図である。尚、図8Aにおいては、第1カム52を説明し易くするために、第2カム54の図示を省略している。
[0040]
 図7及び図8Aに示すように、傾倒板50は、中央に円筒部53を有し、円筒部53の上方において側方に張出す環状の鍔部51を有する。そして、環状の鍔部51の下面51aには、図7の側面視において下方に向かってテーパー状に縮径する第1カム52を有する。より具体的には、第1カム52は、切頭円錐状の傾斜面を有しており、切頭円錐状の切頭部を下方に向けた状態で鍔部51の下面51aに配設されている。そして、図7において一点鎖線にて示すように、正面形状が環状の第1カム52において、45度間隔で8つの第1押圧部材60が配設される。
[0041]
 ここで、図8Bには、図8Aに示す第1カム52の変形例を示している。図8Aに示す第1カム52は、傾倒板50のスライド方向へのスライドに応じて、第1カム52の有する傾斜面が第1押圧部材60を押下する機能を有する。そこで、図8Bに示す第1カム52Aは、図8Aに示す第1カム52の有する環状で湾曲状の側面に代わり、切頭8角錐の8つの平坦な傾斜面を有し(切頭角錐状の傾斜面の一例)、各側面が対応する第1押圧部材60を押下する形態である。従って、例えば90度間隔に4つの第1押圧部材60を有する形態では、切頭4角錐の4つの平坦な傾斜面を有する第1カムが適用される。尚、図8Bにおいては、第1カム52Aを説明し易くするために、第2カムの図示を省略している。
[0042]
 図9に示すように、傾倒板50は、環状の第1カム52の途中位置において、第2カム54を有する。第1カム52と第2カム54を有する傾倒板50は、第1押圧部材34等と同様に、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料から形成される。図9及び図10に示すように、第2カム54は、中心点54jから8方向(多方向の一例)の各スライド操作方向に下り勾配で傾斜しながら延設する複数のカム溝54a乃至54hと、隣接するカム溝の間にある複数のカム山55a乃至55hと、を有する。例えば、カム溝54a、54bの間にカム山55aが介在する。
[0043]
 図10に示すように、第2カム54は、平面視形状が8つの花弁を有する花びら状を有しており、1つの花弁の角度θ1(隣接するカム山とカム山の間の角度)は45度となる。
[0044]
 図11に示すように、第1カム52の下方には、45度間隔で8つの第1押圧部材60が配設されるが、この8つの第1押圧部材60の配設方向(傾倒板50の円筒部53の中心点53aからの配設方向)と、第2カム54における8つのカム溝54a乃至54hの延設方向は相互に対応している。
[0045]
 図11に示すように、操作ノブ10が操作されていない状態では、第2押圧部材70は第2カム54の中心点54jに位置している。第2カム54において中心点54jはカム溝54a乃至54hが上方に湾曲状に傾斜して頂部で交わる交点であり、図11に示す状態では第2押圧部材70が第2カム54の中心点54jに嵌まり込んでいる。
[0046]
 図11に示す状態から、操作者によって操作ノブ10が8つのスライド操作方向のいずれかの方向にスライド操作されると、スライド操作方向にある第1押圧部材60が傾斜面からなる第1カム52によって下方に押下される。そして、第2カム54においても、第2押圧部材70がスライド操作方向に延設するカム溝に沿って下方に押下される。
[0047]
 図9乃至図11に示すように、第2カム54は、第1カム52の径方向外側に対応する位置であるカム溝54c付近からカム溝54h付近に亘って延設する、係脱防止壁56を有する。係脱防止壁56は、第2押圧部材70が第2カム54において第1カム52の径方向外側に向かって移動した際に、第2押圧部材70が第2カム54から係脱することを防止するための壁である。
[0048]
 <多方向入力装置のスイッチ機能>
 次に、図12乃至図14を参照して、多方向入力装置100のスイッチ機能について説明する。ここで、図12は、操作ノブを所定の操作方向にスライド操作した際の多方向入力装置の各構成部材の動作態様を説明する説明図である。また、図13は、図12に示すスライド操作の際の、傾倒板と第1押圧部材と第2押圧部材のそれぞれの動作態様を説明する、傾倒板を斜め下方から見た斜視図である。また、図14は、方向設定スイッチと感触発生部のそれぞれのFS特性の一例を示す関係グラフである。ここで、「FS特性(FS:Force Stroke)」とは、操作者が操作時に感じる操作フィーリングを、操作ストローク(S)と操作反発力(F)の関係で示した特性のことを意味する。
[0049]
 図12に示すように、操作者が、8つのスライド操作方向のうちのいずれか1つのスライド操作方向に操作ノブ10をスライド操作することにより(図12では、X2方向にスライド操作)、スライド操作方向に対応する位置にある第1押圧部材60は、第1カム52のカム面のS1方向へのスライドに応じて下方のZ2方向に押圧力P1にて押圧され、第1押圧部材60がZ2方向に押下される。このことにより、第1押圧部材60の下方にあってオフ状態であるラバードームスイッチ30は第1押圧部材60によって押圧され、一対の第1固定接点36に対して第1可動接点35が接触することにより、一対の第1固定接点36間が導通し、ラバードームスイッチ30がオンされる。
[0050]
 配線基板80には、制御部90が設けられている。ラバードームスイッチ30がオンされると、ラバードームスイッチ30のオン信号は、不図示の配線パターンを介して制御部90に送られる。
[0051]
 一方、操作ノブ10がスライド操作された際に、第2カム54においても、スライド操作方向に延設するカム溝に沿ってS2方向へ第2押圧部材70が案内され、第2カム54のカム溝のS2方向へのスライドに応じて下方のZ2方向に押圧力P2にて押圧され、第2押圧部材70がZ2方向に押下される。このことにより、第2押圧部材70の下方にあってオフ状態であるメタルドームスイッチ40は第2押圧部材70によって押圧され、一対の第2固定接点45に対して第2可動接点44が接触することにより、一対の第2固定接点45間が導通し、メタルドームスイッチ40がオンされる。メタルドームスイッチ40がオンされると、メタルドームスイッチ40のオン信号は、不図示の配線パターンを介して制御部90に送られる。すなわち、第1カム52によってスライド操作方向にある第1押圧部材60が押下された後、第2カム54によって第2押圧部材70が短時間のタイムラグを有して押下され、制御部90に対して、ラバードームスイッチ30のオン信号が送られた後、メタルドームスイッチ40のオン信号が送られる。
[0052]
 図13では、図12に示すスライド操作の際の、傾倒板50と第1押圧部材60と第2押圧部材70のみを抽出して、それぞれの動作態様を説明している。所定のスライド操作方向に傾倒板50がスライド操作されると、スライド操作方向に対応する位置にある第1押圧部材60が押圧力P1で不図示のラバードームスイッチを押圧する。また、このスライド操作方向に対応するカム溝54bに沿って第2押圧部材70がS2方向にスライドする過程で、不図示のメタルドームスイッチを押圧力P2で押圧する。
[0053]
 ここで、方向設定スイッチの一例であるメタルドームスイッチ30は、シリコンゴム等の弾性材料から形成されていることから、押圧された際に弾性変形し、操作者は感触(クリック感)を感じ難い。具体的には、図14に示すように、方向設定スイッチのFS特性は、操作ストロークが延びても、操作反発力は殆ど上昇せず、極めて低い操作反発力F2でサチュレートするようなFS特性を有する。
[0054]
 これに対して、感触発生部の一例であるメタルドームスイッチ40は、ステンレス等の皿バネにて形成されていることから、図14に示すように、操作ストロークに応じて例えば2段階の二次曲線を経て操作反発力のピーク値F1に至り、ピーク値F1を超えると同時に急激に操作反発力F3まで降下するFS特性を有する。
[0055]
 このように、ラバードームスイッチ30に対してメタルドームスイッチ40は、押圧時の荷重値(ピーク値)が大きく、押圧時の荷重変化量も大きい。このようにラバードームスイッチ30とメタルドームスイッチ40のそれぞれのFS特性は大きく相違し、操作者が感じる双方の操作感触は全く異なる。ラバードームスイッチ30とメタルドームスイッチ40のそれぞれのFS特性に基づき、ラバードームスイッチ30は操作者が感じる感触を発生し難く、一方でメタルドームスイッチ40は操作者が明確に感じる感触(クリック感)を発生させるスイッチとなる。
[0056]
 図12に戻り、所定のスライド操作方向にあるラバードームスイッチ30がオンされ、ラバードームスイッチ30のオン信号が制御部90に送られた後、メタルドームスイッチ40がオンされ、メタルドームスイッチ40のオン信号が次に制御部90に送られる。このように、所定の操作方向におけるラバードームスイッチ30のオン信号と、メタルドームスイッチ40のオン信号が順次制御部90に送られると、制御部90により、操作方向の判定と、この操作方向への入力操作の完了が実行される。そして、メタルドームスイッチ40がオンされる際に、操作者は明確なクリック感を得ることができる。
[0057]
 <多方向入力装置の変形例>
 次に、図15及び図16を参照して、多方向入力装置の変形例について説明する。ここで、図15及び図16はそれぞれ、図12及び図13に対応する図である。図示する多方向入力装置100Aは、スライド操作される代わりに、傾倒操作される操作ノブ10Aを有する。
[0058]
 操作ノブ10Aは、例えば8方向の傾倒操作方向を有し、図15及び図16に示すように、いずれか一方の方向の操作ノブ10Aの上端を押圧力P3にて押下すると、鉛直方向であるZ1-Z2方向に対して、角度θ2で傾斜し、新たにZ1'-Z2'方向の傾斜軸に沿う姿勢を形成するように構成されている。
[0059]
 操作ノブ10Aが角度θ2で所定方向に傾倒操作されると、傾倒操作方向に対応する位置にある第1押圧部材60は、第1カム52のカム面のS1方向への傾倒に応じて下方のZ2方向に押圧力P1にて押圧され、第1押圧部材60がZ2方向に押下される。このことにより、第1押圧部材60の下方にあってオフ状態であるラバードームスイッチ30は第1押圧部材60によって押圧され、一対の第1固定接点36に対して第1可動接点35が接触することにより、一対の第1固定接点36間が導通し、ラバードームスイッチ30がオンされる。そして、ラバードームスイッチ30のオン信号が制御部90に送られる。
[0060]
 一方、操作ノブ10Aが傾倒操作された際に、第2カム54においても、傾倒操作方向に延設するカム溝に沿ってS2方向へ第2押圧部材70が案内され、第2カム54のカム溝のS2方向への傾倒に応じて下方のZ2方向に押圧力P2にて押圧され、第2押圧部材70がZ2方向に押下される。このことにより、第2押圧部材70の下方にあってオフ状態であるメタルドームスイッチ40は第2押圧部材70によって押圧され、一対の第2固定接点45に対して第2可動接点44が接触することにより、一対の第2固定接点45間が導通し、メタルドームスイッチ40がオンされる。そして、メタルドームスイッチ40のオン信号が制御部90に送られる。
[0061]
 多方向入力装置100Aにおいても、操作ノブ10Aが傾倒操作され、ラバードームスイッチ30のオンに続いてメタルドームスイッチ40がオンされる際に、操作者は明確なクリック感を得ることができる。
[0062]
 尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。例えば、上記実施形態では、感触発生部としてメタルドームスイッチ40を適用しているが、感触発生部が単にメタルドームのみを有し、メタルドームにより感触が発生される形態であってもよい。
[0063]
 本国際出願は、2018年4月11日に出願した日本国特許出願第2018-075905号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。

符号の説明

[0064]
 10,10A    操作ノブ
 10a~10h   スライド操作方向
 10j       回転中心(中心)
 20        筐体
 30        方向設定スイッチ(ラバードームスイッチ)
 31        ラバードーム
 32        第1プッシャ
 33        第2プッシャ
 34        ドーム内空間
 35        第1可動接点
 36        第1固定接点
 37        ラバーシート
 38        防水シート
 40        感触発生部(メタルドームスイッチ)
 41        ケース
 42        プッシャ
 43        ケース内空間
 44        第2可動接点
 45        第2固定接点
 50        傾倒板
 51        鍔部
 52、52A    第1カム
 53        円筒部
 54        第2カム
 54a~54h   カム溝
 54j       中心点
 55a~55h   カム山
 56        係脱防止壁
 60        第1押圧部材
 70        第2押圧部材
 80        配線基板
 90        制御部
 100,100A  多方向入力装置

請求の範囲

[請求項1]
 多方向の操作方向に操作自在な操作ノブと、
 前記操作ノブが操作されることによって押圧されてオンする複数の方向設定スイッチと、
 前記方向設定スイッチと操作感触の異なる感触発生部と、を有し、
 前記多方向の操作方向のうちの所定の操作方向に複数の前記方向設定スイッチの少なくとも1つがオンされた後、前記感触発生部によって感触が発生される、多方向入力装置。
[請求項2]
 前記操作ノブが操作されることによって押圧される傾倒板を有し、
 前記傾倒板は、切頭円錐状もしくは切頭角錐状の傾斜面から形成される第1カムを有し、
 前記第1カムにおける多方向の操作方向に対応する複数の位置に、前記方向設定スイッチを押圧する第1押圧部材が配設されている、請求項1に記載の多方向入力装置。
[請求項3]
 前記傾倒板は、中心点から多方向の各操作方向に下り勾配で傾斜しながら延設する複数のカム溝から形成される第2カムを更に有し、
 前記第2カムの前記感触発生部側には、該第2カムの有するいずれか1つの前記カム溝の下り勾配に案内されて前記感触発生部を押圧する第2押圧部材が配設されている、請求項2に記載の多方向入力装置。
[請求項4]
 前記方向設定スイッチがラバードームスイッチである、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の多方向入力装置。
[請求項5]
 前記感触発生部がメタルドームスイッチである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の多方向入力装置。
[請求項6]
 前記方向設定スイッチと前記感触発生部の下方に、制御部を有する配線基板が配設されており、
 前記配線基板には、各方向に対応した前記ラバードームスイッチの有する第1固定接点と、前記メタルドームスイッチの有する第2固定接点と、が前記制御部と電気的に接続されており、
 前記ラバードームスイッチは第1可動接点を有し、前記メタルドームスイッチは第2可動接点を有しており、
 前記第1固定接点と前記第1可動接点が接触して所定の操作方向の前記ラバードームスイッチがオンされ、次いで、前記第2固定接点と前記第2可動接点が接触して前記メタルドームスイッチがオンされた際に、前記制御部により、操作方向の判定と、該操作方向への入力操作の完了が実行される、請求項4に従属する請求項5に記載の多方向入力装置。
[請求項7]
 前記方向設定スイッチよりも前記感触発生部の押圧時の荷重値が大きい、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の多方向入力装置。
[請求項8]
 前記方向設定スイッチよりも前記感触発生部の押圧時の荷重変化量が大きい、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の多方向入力装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8A]

[ 図 8B]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]