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公開番号2023170968
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-01
出願番号2022083103
出願日2022-05-20
発明の名称多方向入力装置
出願人ホシデン株式会社
代理人個人
主分類H01H 25/04 20060101AFI20231124BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】操作部材の傾倒操作の検出精度を向上することができる多方向入力装置を提供する。
【解決手段】多方向入力装置は、ケース101、102から突出した傾倒操作可能な操作部材104と、操作部材を傾倒操作前の初期状態に復帰させる圧縮コイルバネ107と、操作部材に対し、突出方向に沿った方向へのみ相対移動可能とし、傾倒方向へのみ連動する磁石保持部106と、磁石保持部に配置した磁石109と、磁石に相対する位置に配置し、磁石の動きを検出する磁気センサ110A、110Bとを備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
ケースと、
前記ケースから突出した傾倒操作可能な操作部材と、
前記操作部材を傾倒操作前の初期状態に復帰させる弾性部材と、
前記操作部材に対し、突出方向に沿った方向へのみ相対移動可能とし、傾倒方向へのみ連動する磁石保持部と、
前記磁石保持部に配置した磁石と、
前記磁石に相対する位置に配置し、前記磁石の動きを検出する磁気センサとを備え、
前記磁石保持部は、前記磁石の両端に配置した一対の円盤部と、前記磁石と同軸上に位置し、前記操作部材の突出方向の一方の前記円盤部から前記操作部材の突出方向へ突出したピンとを備えたことを特徴とする多方向入力装置。
続きを表示(約 2,300 文字)【請求項2】
前記磁石保持部は、前記操作部材の突出方向とは反対側の一方の前記円盤部における前記磁石側とは反対側の一表面に球台形状の当接面を有し、
前記当接面は、球台の小径側端面からなる平坦面と、球台の側面からなる湾曲面とを含み、
前記平坦面が前記ケースの底板部に当接した状態で前記磁石保持部と共に前記操作部材を前記底板部上に直立状態で支持し、
前記湾曲面が前記底板部に当接した状態で前記磁石保持部と共に前記操作部材を前記底板部上に傾倒状態で支持するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の多方向入力装置。
【請求項3】
前記弾性部材は、前記操作部材と前記磁石保持部との間に配置した圧縮コイルバネであり、前記操作部材を突出方向に付勢しながら前記当接面を前記底板部に押し付けるように構成したことを特徴とする請求項2に記載の多方向入力装置。
【請求項4】
前記操作部材を挿入した貫通孔を有する回動部材を備え、
前記回動部材は、第1軸部を有し、
前記第1軸部は、前記回動部材の外周面から相反する2方に向けて突設した状態で前記回動部材の中心線と直交した1本の直線に対して同軸上に設け、
前記回動部材は、前記第1軸部の軸回りで回動可能に前記ケースに収容し、
前記操作部材は、第2軸部を有し、
前記第2軸部は、前記操作部材の外周面から相反する2方に向けて突設した状態で前記操作部材の中心線と直交すると共に、前記第1軸部とも直交した1本の直線に対して同軸上に設け、
前記操作部材は、前記回動部材に対し前記第2軸部の軸回りで回動可能に支持した状態で前記ケースから突出して周囲の任意の方向へ傾倒操作可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の多方向入力装置。
【請求項5】
前記ケースに上下方向に移動可能に収容したプッシャと、前記プッシャを上方へ付勢するスナップ式の接点部材とを有し、前記操作部材の押下を検出できる押下スイッチを備え、
前記回動部材は、前記操作部材の押下に伴い下動可能に前記ケースに収容し、
前記押下スイッチは、前記操作部材の押下に伴い下動する前記回動部材により前記プッシャを前記接点部材の付勢力に抗して下動させ、前記プッシャにより前記接点部材を押すように構成したことを特徴とする請求項4に記載の多方向入力装置。
【請求項6】
前記磁気センサは、前記磁石の側方に配置し、
前記磁石保持部は、磁性体で形成した2つの同じ円盤状部品を備え、前記円盤状部品を前記円盤部とし、前記円盤部の両表面に球台形状の当接面を有し、
前記当接面は、球台の小径側端面からなる平坦面と、球台の側面からなる湾曲面とを含み、
前記操作部材の突出方向とは反対側の一方の前記円盤部における前記磁石側とは反対側の一表面に有する前記当接面の前記平坦面と前記湾曲面のうち、前記平坦面が前記ケースの底板部に当接した状態で前記磁石保持部と共に前記操作部材を前記底板部上に直立状態で支持し、前記湾曲面が前記底板部に当接した状態で前記磁石保持部と共に前記操作部材を前記底板部上に傾倒状態で支持するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の多方向入力装置。
【請求項7】
前記磁気センサは、前記磁石の側方に配置し、
前記磁石保持部は、断面形状がC形の側壁部と前記側壁部の両端開口を閉じる一対の円盤状の端壁部とを非磁性体で一体に形成し、前記磁石を側方から挿入可能な側窓を有する円筒状部品を備え、前記円筒状部品の前記端壁部を前記円盤部とし、前記円盤部の外表面に球台形状の当接面を有し、
前記当接面は、球台の小径側端面からなる平坦面と、球台の側面からなる湾曲面とを含み、
前記操作部材の突出方向とは反対側の一方の前記円盤部における前記磁石側とは反対側の外表面に有する前記当接面の前記平坦面と前記湾曲面のうち、前記平坦面が前記ケースの底板部に当接した状態で前記磁石保持部と共に前記操作部材を前記底板部上に直立状態で支持し、前記湾曲面が前記底板部に当接した状態で前記磁石保持部と共に前記操作部材を前記底板部上に傾倒状態で支持するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の多方向入力装置。
【請求項8】
前記磁気センサは、前記磁石の側方に配置し、互いに直交した3軸方向の磁気成分を検出できる磁気センサである請求項1に記載の多方向入力装置。
【請求項9】
前記磁気センサは、前記磁石の軸線に対して点対称な位置となる前記磁石の側方の2位置に配置し、それぞれが、前記磁石に相対し、互いに直交した3軸方向の磁気成分を検出できる磁気センサであり、
両方の前記磁気センサの出力値に基づき、前記磁石の傾倒角度を算出する磁石傾倒角度演算部を備え、
前記磁石傾倒角度演算部は、一方の前記磁気センサの出力値に基づいて算出した磁束密度ベクトルの角度と他方の磁気センサの出力値に基づいて算出した磁束密度ベクトルの角度を平均化することを特徴とする請求項1に記載の多方向入力装置。
【請求項10】
前記磁気センサは、前記磁石の側方に配置し、互いに直交した3軸方向の磁気成分を検出できる磁気センサであり、
前記第1軸部の突出方向と直交する方向に前記磁気センサを配置したことを特徴とする請求項4又は5に記載の多方向入力装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、多方向入力装置に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来、傾倒操作可能な操作部材と、操作部材を傾倒操作前の初期状態に復帰させる弾性部材と、操作部材の下端部に埋設された磁石と、操作部材の下方に設けられ、操作部材の傾倒操作に応じて変位する磁石の磁界の強さを検出する複数の磁電変換素子とを備えた多方向入力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2020-107178号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の多方向入力装置では、操作部材が弾性部材に抗して下動すると、磁石も下動することで磁界が変化し、操作部材の傾倒操作の検出に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【0005】
本発明は、操作部材の傾倒操作の検出精度を向上することが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】
【0006】
本発明に係る多方向入力装置は、ケースと、前記ケースから突出した傾倒操作可能な操作部材と、前記操作部材を傾倒操作前の初期状態に復帰させる弾性部材と、前記操作部材に対し、突出方向に沿った方向へのみ相対移動可能とし、傾倒方向へのみ連動する磁石保持部と、前記磁石保持部に配置した磁石と、前記磁石に相対する位置に配置し、前記磁石の動きを検出する磁気センサとを備える。前記磁石保持部は、前記磁石の両端に配置した一対の円盤部と、前記磁石と同軸上に位置し、前記操作部材の突出方向の一方の前記円盤部から前記操作部材の突出方向へ突出したピンとを備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本発明の一実施形態に係る多方向入力装置を操作部材に操作力が印加されていない初期状態で示す斜視図である。
図1の多方向入力装置の分解状態の正面斜視図である。
図1の多方向入力装置の上カバーを透明化した状態での正面斜視図である。
図1の多方向入力装置の上カバーを透明化した状態での背面斜視図である。
図1のA-A断面図である。
操作部材がYZ平面方向に傾倒操作された状態での図1のA-A断面図である。
図1のB-B断面図である。
操作部材がXZ平面方向に傾倒操作された状態での図1のB-B断面図である。
磁石保持部の斜視図である。
磁石保持部の分解状態の斜視図である。
円盤状部品を示す図であり、(A)は平面図、(B)は片側断面正面図である。
磁石と第1磁気センサ及び第2磁気センサの位置関係を示す正面図である。
図12の平面図である。
図12の左側面図である。
第1磁気センサと第2磁気センサの出力信号の処理ブロック図である。
操作部材のX軸方向傾倒量検出の解析結果を示す図である。
操作部材のY軸方向の傾倒量検出の解析結果を示す図である。
全方位傾倒時のX-Y座標出力値の解析結果を示す図である。
磁石保持部の第1変形例を示す図5に相当する断面図である。
磁石保持部の第1変形例を示す図7に相当する断面図である。
磁石保持部の第1変形例を示す斜視図である。
磁石保持部の第1変形例を示す分解状態の斜視図である。
円筒状部品を示す図であり、(A)は片側断面平面図、(B)は片側断面正面図である。
磁石保持部の第2変形例を示す図5に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の一実施形態に係る多方向入力装置(以下、単に多方向入力装置という。)を図面に基づいて説明する。
【0009】
図1に、多方向入力装置と、直交した3軸(X軸、Y軸、Z軸)により形成される3次元空間との関係を示してある。多方向入力装置の左右方向をX軸方向とし、X軸と直交した多方向入力装置の前後方向をY軸方向とし、X軸及びY軸とにそれぞれ直交した多方向入力装置の上下方向をZ軸方向とする。
【0010】
多方向入力装置の右側へ向かう方向をX軸の正方向(+X軸方向)とし、多方向入力装置の前方へ向かう方向をY軸の正方向(+Y軸方向)とし、多方向入力装置の上方へ向かう方向をZ軸の正方向(+Z軸方向)とする。
(【0011】以降は省略されています)

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