專利名稱：多方向輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在各種電子設(shè)備的輸入操作單元等中使用的多方向輸入裝置，特別涉及能夠操作滑動(dòng)子在水平面上滑動(dòng)并能夠提取與其操作方向相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的多方向輸入裝置。
背景技術(shù)：
一般的多方向輸入裝置具有以90°的等間隔裝載在印刷電路板上的4個(gè)按鈕開關(guān)、以及可擺動(dòng)地配置在這些按鈕開關(guān)上方的驅(qū)動(dòng)體，驅(qū)動(dòng)體在內(nèi)裝于按鈕開關(guān)中的回動(dòng)彈簧或?qū)Ｓ脧?fù)位彈簧的彈力的作用下位于中立位置。在驅(qū)動(dòng)體的上表面中央的位置上突出形成有驅(qū)動(dòng)棒，如果操作者用自己的手指等操作該驅(qū)動(dòng)棒向規(guī)定的方向傾倒，則驅(qū)動(dòng)體向該方向擺動(dòng)而使特定的按鈕開關(guān)導(dǎo)通。
以往，已知有如下的多方向輸入裝置例如在帶力反饋功能的觸覺控制器中，將操作旋鈕及對(duì)該操作旋鈕施加外力的馬達(dá)等一體地安裝在滑動(dòng)子上，操作者使操作旋鈕在水平面內(nèi)向任意方向滑移，來通過滑動(dòng)子使驅(qū)動(dòng)體擺動(dòng)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
圖9為表示該多方向輸入裝置的以往例子的剖視圖，圖10為表示該多方向輸入裝置所具備的滑動(dòng)子與驅(qū)動(dòng)體的位置關(guān)系的俯視圖。如這些圖所示，在印刷電路板1上設(shè)置有橡膠2，并且在該橡膠2的中心位置上立設(shè)有支架3。在橡膠2上一體形成有4個(gè)隆起部2a，這些隆起部2a以90°的等間隔形成在以支架3為中心的同心圓P(參照?qǐng)D10)上。在各隆起部2a的內(nèi)底面上形成有可動(dòng)觸點(diǎn)4，在印刷電路板1上形成有與各可動(dòng)觸點(diǎn)4以規(guī)定的間隔對(duì)置的固定觸點(diǎn)9。一對(duì)可動(dòng)觸點(diǎn)4和固定觸點(diǎn)9構(gòu)成1組按鈕開關(guān)S，全部4組按鈕開關(guān)S1～S4以90°的等間隔配置在支架3的周圍。即如圖10所示，在以支架3為原點(diǎn)的X-Y正交坐標(biāo)系中，按鈕開關(guān)S1和S3配置在經(jīng)由原點(diǎn)相對(duì)置的Y軸上，按鈕開關(guān)S2與S4配置在經(jīng)由原點(diǎn)相對(duì)置的X軸上。在各隆起部2a上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)體5，該驅(qū)動(dòng)體5的底面中央受支架3軸支撐。在驅(qū)動(dòng)體5的上表面中央位置立設(shè)有驅(qū)動(dòng)棒5a，該驅(qū)動(dòng)棒5a的根部(下端)為半球狀部5b。半球狀部5b的外周面與從殼體6垂下的圓錐部6a的下端相抵接，驅(qū)動(dòng)棒5a插入圓錐部6a內(nèi)部的孔6b并向上方延伸。并且，在殼體6的上方配置有滑動(dòng)子7，該滑動(dòng)子7能夠與未圖示的操作旋鈕一起沿水平方向移動(dòng)。在滑動(dòng)子7上形成有圓形的開口8，驅(qū)動(dòng)棒5a插入開口8而到達(dá)滑動(dòng)子7的上方。
在這樣構(gòu)成的多方向輸入裝置中，在沒有給操作旋鈕施加滑動(dòng)方向的外力的非操作狀態(tài)下，固定觸點(diǎn)9受從各隆起部2a向上的彈力的作用而保持在中立的姿勢(shì)，各按鈕開關(guān)S1～S4全部斷開。此時(shí)如圖10所示那樣，驅(qū)動(dòng)體5的驅(qū)動(dòng)棒5a位于開口8的中央位置，確保驅(qū)動(dòng)棒5a與開口8之間沿圓周方向的均勻?qū)挾鹊拈g隙。而當(dāng)操作者通過操作旋鈕使滑動(dòng)子7向任意的方向、例如圖10的Y軸上方向移動(dòng)時(shí)，開口8的內(nèi)周邊緣與驅(qū)動(dòng)棒5a相抵接，由此驅(qū)動(dòng)體5以支架3為支點(diǎn)向該方向擺動(dòng)(傾倒)，由于位于該方向的橡膠2的隆起部2a被壓曲，因此按鈕開關(guān)S1的可動(dòng)觸點(diǎn)4與固定觸點(diǎn)9接觸導(dǎo)通。并且，當(dāng)滑動(dòng)子7向X-Y軸的斜向45°方向、例如圖10的斜右上45°方向移動(dòng)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)體5以支架3為支點(diǎn)向該方向擺動(dòng)，因此位于該方向的2組按鈕開關(guān)S1、S2同時(shí)導(dǎo)通。因此，通過有選擇地使4組按鈕開關(guān)S1～S4單獨(dú)或者成對(duì)地動(dòng)作，能夠檢測(cè)到滑動(dòng)子7在8個(gè)方向的移動(dòng)。
但是，在上述以往的多方向輸入裝置中，難以嚴(yán)格地管理驅(qū)動(dòng)體5的驅(qū)動(dòng)棒5a與滑動(dòng)子7的開口8的相對(duì)位置，有可能因各部件的組裝誤差或尺寸誤差等而引起兩者的相對(duì)位置偏離，而像圖11所示那樣在開口8的中心相對(duì)于驅(qū)動(dòng)棒5a偏離的狀態(tài)下組裝。在這種情況下，在滑動(dòng)子7的非操作狀態(tài)下固定觸點(diǎn)9已經(jīng)有一些傾斜，當(dāng)例如使滑動(dòng)子7向該圖的斜右上45。的方向移動(dòng)時(shí)，由于位于該方向的2個(gè)隆起部2a中的一個(gè)(此時(shí)為S1)先被擠壓，因此2組按鈕開關(guān)S1、S2不是同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生不能正確地檢測(cè)方向的問題。
日本專利特開2001-109558號(hào)公報(bào)(第9頁，圖3a)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際情況，目的是提供一種能夠檢測(cè)正確的方向的多方向輸入裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的多方向輸入裝置具備具有驅(qū)動(dòng)棒的驅(qū)動(dòng)體，可擺動(dòng)地支撐該驅(qū)動(dòng)體的支架，3個(gè)以上隨上述驅(qū)動(dòng)體的擺動(dòng)而動(dòng)作的開關(guān)元件，裝載有這些開關(guān)元件的基板，可沿與該基板平行的面內(nèi)的方向移動(dòng)、并具有由上述驅(qū)動(dòng)棒插通的開口的滑動(dòng)子；上述各開關(guān)元件以大致相等的間隔配置在上述驅(qū)動(dòng)體的擺動(dòng)支點(diǎn)的周圍的圓弧上，上述開口形成為具有與這些開關(guān)元件的個(gè)數(shù)相等的邊的多邊形形狀，并且該開口的各邊設(shè)定在與連接相鄰的上述開關(guān)元件的直線大致平行、并夾著上述擺動(dòng)支點(diǎn)相對(duì)置的位置上。
在這種結(jié)構(gòu)的多方向輸入裝置中，當(dāng)使滑動(dòng)子向相鄰的2個(gè)開關(guān)元件的中間位置的方向移動(dòng)時(shí)，由于多邊形形狀的開口的一邊與連接位于該方向的開關(guān)元件的直線平行地移動(dòng)而與驅(qū)動(dòng)棒相抵接，因此即使驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)棒與滑動(dòng)子的開口的相對(duì)位置偏離，也能使2個(gè)開關(guān)元件同時(shí)導(dǎo)通。
在上述結(jié)構(gòu)中，雖然上述開關(guān)元件的個(gè)數(shù)只要是3個(gè)以上就可以，而沒有特別的限制，但優(yōu)選地在基板上裝載4個(gè)開關(guān)元件，并使開口形成為四邊形形狀。如果采用這樣的多方向輸入裝置，則能夠用4個(gè)開關(guān)元件正確地檢測(cè)8個(gè)方向的位置。此時(shí)，可以用單個(gè)的按鈕開關(guān)等來作為各開關(guān)元件，但優(yōu)選地在基板上設(shè)置4個(gè)具有隆起部的橡膠，并在該橡膠的隆起部上設(shè)置驅(qū)動(dòng)體，用這些基板上形成的固定觸點(diǎn)與隆起部的內(nèi)底面上形成的可動(dòng)觸點(diǎn)構(gòu)成開關(guān)元件。
本發(fā)明的多方向輸入裝置由于在滑動(dòng)子上形成具有與開關(guān)元件的個(gè)數(shù)相等的邊的多邊形形狀的開口，將該開口的各邊設(shè)定在與連接相鄰的2個(gè)開關(guān)元件的直線大致平行、并夾著驅(qū)動(dòng)體的擺動(dòng)支點(diǎn)相對(duì)置的位置上，因此即使在開口的中心偏離驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)棒的狀態(tài)下組裝，當(dāng)使滑動(dòng)子向相鄰的2個(gè)開關(guān)元件的中間位置的方向移動(dòng)時(shí)，也能夠使位于該方向的2個(gè)開關(guān)元件同時(shí)導(dǎo)通，能夠正確地檢測(cè)2倍于所使用的開關(guān)元件的方向。


圖1是組裝有本發(fā)明的實(shí)施方式的多方向輸入裝置的觸覺控制器的分解立體圖。
圖2是該觸覺控制器中具備的殼體和滑動(dòng)子的立體圖。
圖3是該滑動(dòng)子的俯視圖。
圖4是表示該多方向輸入裝置的主要部分的分解立體圖。
圖5是該多方向輸入裝置的剖視圖。
圖6是表示該多方向輸入裝置中具備的驅(qū)動(dòng)體與滑動(dòng)子的位置關(guān)系的俯視圖。
圖7是表示滑動(dòng)子的開口與驅(qū)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)棒的關(guān)系的動(dòng)作說明圖。
圖8是開口與驅(qū)動(dòng)棒的相對(duì)位置偏離時(shí)的動(dòng)作說明圖。
圖9是以往例的多方向輸入裝置的剖視圖。
圖10是表示該多方向輸入裝置中具備的滑動(dòng)子與驅(qū)動(dòng)體的位置關(guān)系的俯視圖。
圖11是表示該多方向輸入裝置的問題點(diǎn)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方式，圖1為組裝了本發(fā)明的實(shí)施方式例的多方向輸入裝置的觸覺控制器的分解立體圖，圖2為該觸覺控制器中具備的殼體與滑動(dòng)子的立體圖，圖3為該滑動(dòng)子的俯視圖，圖4為表示該多方向輸入裝置的主要部分的分解立體圖，圖5為該多方向輸入裝置的剖視圖，圖6為該多方向輸入裝置所具備的驅(qū)動(dòng)體和滑動(dòng)子的位置關(guān)系的俯視圖。
圖1所示的觸覺控制器主要由設(shè)置在汽車的控制盒(console box)等的內(nèi)部中的機(jī)殼10、配置在機(jī)殼10的內(nèi)部中的印刷電路板11、裝載在印刷電路板11上的橡膠12、裝載在橡膠12上的驅(qū)動(dòng)體13、可滑動(dòng)地保持在機(jī)殼10上的滑動(dòng)子14、固定在滑動(dòng)子14上的馬達(dá)15、通過中間部件16連接在馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)軸上的操作旋鈕17構(gòu)成。操作旋鈕17露出到控制盒等的面板的外部。機(jī)殼10由殼體18和蓋19構(gòu)成，殼體18和蓋19用合成樹脂成型。如圖2所示，在殼體18的內(nèi)部形成有隔板18a，蓋19夾著印刷電路板11由螺栓緊固在該隔板18a的下面。并且，隔板18a的上面裝載著滑動(dòng)子14，該滑動(dòng)子14能夠沿與印刷電路板11及隔板18a平行的平面內(nèi)的方向移動(dòng)。在滑動(dòng)子14上立設(shè)有圓筒部14a，如圖3所示，在該圓筒部14a的內(nèi)部中形成有俯視呈正方形的開口20。
如圖4和圖5所示，在印刷電路板11上卡接固定有支架21，并設(shè)置有具有4個(gè)隆起部12a的橡膠12。橡膠12的中央固定在支架21上，各隆起部12a以90°的等間隔形成在以支架21為中心的同心圓P(參照?qǐng)D6)上。各隆起部12a的內(nèi)底面上形成有可動(dòng)觸點(diǎn)22，在印刷電路板11上形成有與各可動(dòng)觸點(diǎn)22以規(guī)定的間隔對(duì)置的固定觸點(diǎn)23。由一對(duì)可動(dòng)觸點(diǎn)22與固定觸點(diǎn)23構(gòu)成1組按鈕開關(guān)S，全部4組按鈕開關(guān)S1～S4以90°的等間隔配置在支架21的周圍。在橡膠12的各隆起部12a上設(shè)有驅(qū)動(dòng)體13，該驅(qū)動(dòng)體13的底面中央受支架21軸支撐。在驅(qū)動(dòng)體13的上表面的中央立設(shè)有驅(qū)動(dòng)棒13a，該驅(qū)動(dòng)棒13a的根部(下端)為半球狀部13b。該半球狀部13b的外周面與從殼體18上垂下的圓錐部18c的下端相抵接，驅(qū)動(dòng)體13由支架21和圓錐部18c夾持著。并且，驅(qū)動(dòng)棒13a插入圓錐部18c內(nèi)部的孔18b并向上方延伸，其上端部到達(dá)上述滑動(dòng)子14的開口20內(nèi)。
如圖6所示，如果以配置了各按鈕開關(guān)S1～S4的同心圓P的中心C為原點(diǎn)設(shè)定X-Y正交坐標(biāo)，則按鈕開關(guān)S1與S3配置在夾著原點(diǎn)C相對(duì)置的Y軸上，按鈕開關(guān)S2與S4配置在夾著原點(diǎn)C相對(duì)置的X軸上。并且，滑動(dòng)子14上形成的正方形的開口20的各個(gè)角位于X-Y軸上，插入該開口20內(nèi)的驅(qū)動(dòng)體13的驅(qū)動(dòng)棒13a配置在原點(diǎn)位置上。即設(shè)定為，開口20的相對(duì)置的2條邊與連接相鄰的按鈕開關(guān)S1、S2(或者按鈕開關(guān)S3、S4)之間的連線Q1平行，開口20的剩余的2條邊與連接相鄰的按鈕開關(guān)S1、S4(或者按鈕開關(guān)S2、S3)之間的連線Q2平行。另外，在此狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)體13的擺動(dòng)支點(diǎn)T位于與原點(diǎn)C一致的位置。
在這種結(jié)構(gòu)的多方向輸入裝置中，當(dāng)處于沒有給操作旋鈕17施加滑動(dòng)方向的外力的非操作狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)體13受從橡膠12的各隆起部12a向上的彈力的作用而保持在中立姿勢(shì)，各按鈕開關(guān)S1～S4全部斷開。如圖7(a)所示，在該非操作時(shí)，驅(qū)動(dòng)棒13a位于正方形開口20的中央位置，在驅(qū)動(dòng)棒13a與開口20的各邊之間確保長度為L1的間隙。當(dāng)操作者在該非操作狀態(tài)下通過操作旋鈕17使滑動(dòng)子14向與X-Y軸平行的4個(gè)方向中的某個(gè)方向、例如圖6的Y軸的上方向移動(dòng)時(shí)，如圖7(b)所示，開口20的圖示下側(cè)的2邊同時(shí)與驅(qū)動(dòng)棒13a相抵接并擠壓驅(qū)動(dòng)棒13a，因此驅(qū)動(dòng)體13以支架21為支點(diǎn)向該方向擺動(dòng)(傾倒)，使位于該方向的橡膠12的隆起部12a被壓曲，按鈕開關(guān)S1的可動(dòng)觸點(diǎn)22與相對(duì)的固定觸點(diǎn)23接觸并導(dǎo)通。當(dāng)使滑動(dòng)子14向與X-Y軸平行的其他的3個(gè)方向移動(dòng)時(shí)也一樣，使各按鈕開關(guān)S1～S4單獨(dú)導(dǎo)通，由此能夠檢測(cè)滑動(dòng)子14沿與X-Y軸平行的4個(gè)方向的移動(dòng)。并且，當(dāng)使滑動(dòng)子14向相對(duì)于X-Y軸傾斜45°的方向、例如圖6的斜右上45°的方向移動(dòng)時(shí)，如圖7(c)所示，由于開口20的圖示左下側(cè)的邊與驅(qū)動(dòng)棒13a相抵接并擠壓該驅(qū)動(dòng)棒13a，驅(qū)動(dòng)體13以支架21為支點(diǎn)相該方向擺動(dòng)，使位于該方向的2個(gè)隆起部12a被壓曲，與這些隆起部12a相對(duì)應(yīng)的2組按鈕開關(guān)S1、S2同時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)使滑動(dòng)子14向與X-Y軸成45°交叉的其他3個(gè)方向移動(dòng)時(shí)也同樣，通過這樣使各按鈕開關(guān)S1～S4的2組同時(shí)導(dǎo)通，能夠檢測(cè)滑動(dòng)子14向與X-Y軸成45°交叉的4個(gè)方向的移動(dòng)。因此，加上上述與X-Y軸平行的4個(gè)方向的檢測(cè)，共計(jì)能夠檢測(cè)滑動(dòng)子14的8個(gè)方向的移動(dòng)。
這里，當(dāng)使滑動(dòng)子14向與X-Y軸平行的方向移動(dòng)而使1組按鈕開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，如圖7(b)所示，到開口20的相鄰的2邊與驅(qū)動(dòng)棒13a相抵接時(shí)滑動(dòng)子14的移動(dòng)距離L2為上述間隙長L1的約1.4倍(L2=L1×2)]]>從驅(qū)動(dòng)體13的擺動(dòng)支點(diǎn)T到各按鈕開關(guān)S1～S4的作用點(diǎn)之間的長度與上述同心圓P的半徑相等。而當(dāng)使滑動(dòng)子14向與X-Y軸成45°交叉的斜向移動(dòng)而使2組按鈕開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，如圖7(c)所示，雖然到開口20的1邊與驅(qū)動(dòng)棒13a相抵接時(shí)滑動(dòng)子14的移動(dòng)距離縮短至L1，但由于從驅(qū)動(dòng)體13的擺動(dòng)支點(diǎn)T到上述直線Q1、Q2的垂線的長度縮短至同心圓P的半徑的 因此從驅(qū)動(dòng)棒13a開始移動(dòng)到2組按鈕開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的滑動(dòng)子14的移動(dòng)量增加。因此，使按鈕開關(guān)導(dǎo)通所需的滑動(dòng)子14的行程量在1組按鈕開關(guān)單獨(dú)導(dǎo)通動(dòng)作時(shí)與2組按鈕開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通時(shí)大致相等，能夠消除行程量因滑動(dòng)子14的移動(dòng)方向不同而不同這一操作上的不便。
并且，在上述結(jié)構(gòu)的多方向輸入裝置中，有時(shí)會(huì)因包括滑動(dòng)子14或殼體18的各部件的尺寸誤差或組裝誤差而引起驅(qū)動(dòng)棒13a與開口20的相對(duì)位置的偏差，有時(shí)會(huì)像圖8(a)所示那樣例如在驅(qū)動(dòng)棒13a偏離開口20的中心(原點(diǎn)C)向一邊偏移的狀態(tài)下組裝。在這種情況下，在滑動(dòng)子14的非操作狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)體13已有一些傾斜，但由于像圖8(b)所示那樣，當(dāng)使滑動(dòng)子14向與X-Y軸成45°交叉的斜向移動(dòng)時(shí)，向與該移動(dòng)方向垂直的方向延伸的開口20的一邊與驅(qū)動(dòng)棒13a相抵接而使驅(qū)動(dòng)體13擺動(dòng)，因此位于該移動(dòng)方向的2組按鈕開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通。所以，當(dāng)使滑動(dòng)子14向與X-Y軸成45°交叉的斜向移動(dòng)時(shí)，能夠防止一個(gè)按鈕開關(guān)先導(dǎo)通這樣的檢測(cè)不良，能夠用4組按鈕開關(guān)S1～S4正確地檢測(cè)滑動(dòng)子14的8個(gè)方向的移動(dòng)。
另外，雖然在上述實(shí)施方式中就本發(fā)明的多方向輸入裝置用于車載用觸覺控制器中的情況進(jìn)行了說明，但當(dāng)然也可以用于其他的電子設(shè)備(例如游戲機(jī))。
權(quán)利要求
1.一種多方向輸入裝置，其特征在于，具備具有驅(qū)動(dòng)棒的驅(qū)動(dòng)體，可擺動(dòng)地支撐該驅(qū)動(dòng)體的支架，3個(gè)以上隨上述驅(qū)動(dòng)體的擺動(dòng)而動(dòng)作的開關(guān)元件，裝載有這些開關(guān)元件的基板，可沿與該基板平行的面內(nèi)的方向移動(dòng)、并具有由上述驅(qū)動(dòng)棒插入的開口的滑動(dòng)子；上述各開關(guān)元件以大致相等的間隔配置在上述驅(qū)動(dòng)體的擺動(dòng)支點(diǎn)的周圍的圓弧上，上述開口形成為具有與這些開關(guān)元件的個(gè)數(shù)相等的邊的多邊形形狀，并且該開口的各邊設(shè)定在與連接相鄰的上述開關(guān)元件的直線大致平行、并夾著上述擺動(dòng)支點(diǎn)相對(duì)置的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的多方向輸入裝置，其特征在于，在上述基板上裝載有4個(gè)開關(guān)元件，并且上述開口形成為四邊形形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的多方向輸入裝置，其特征在于，在上述基板上設(shè)有4個(gè)具有隆起部的橡膠，并且在該橡膠的各隆起部上設(shè)有上述驅(qū)動(dòng)體；上述開關(guān)元件由形成在上述基板上的固定觸點(diǎn)和形成在上述隆起部的內(nèi)底面上的可動(dòng)觸點(diǎn)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多方向輸入裝置，能夠檢測(cè)滑動(dòng)子的正確方向。將驅(qū)動(dòng)體(13)設(shè)置在以90°的等間隔配置在同心圓(P)上的4組按鈕開關(guān)(S1～S4)上，將該驅(qū)動(dòng)體(13)可擺動(dòng)地軸支撐在支架(21)上，并且將從驅(qū)動(dòng)體(13)上突出的驅(qū)動(dòng)棒(13a)插入滑動(dòng)子(14)上形成的正方形開口(20)內(nèi)，將該開口(20)的各邊設(shè)定為與連接相鄰的2組按鈕開關(guān)的直線(Q1、Q2)平行。
文檔編號(hào)H01H25/00GK1658351SQ200510009088
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者熊坂義昭, 前田卓矢 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社