专利名称：方向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种方向控制装置，且特别是有关于一种可自动复位的方向控制装置。
背景技术：
随着计算机科技的进步，计算机的操作系统(operation system)可以得到大容量 内存以及高效能处理器的支持，进而跳脱早期简单的文字接口及指令集，朝向更复杂的图 像化人机接口发展。操作系统中的应用程序，也随着操作系统环境的成熟，大幅强化了功能 性。现今的个人计算机，不仅止于早期纯文字处理或简单的程序撰写等功能，更发展为整合 声光音效的多媒体中心，可用来处理商务文书、简报制作、进行立体模型建构、影音剪辑或 者美工设计等等以往需要大型主机才能进行的复杂工作。图像化的人机接口大大提升了计算机操作的便利性以及直觉性，且对应地增加了 计算机的亲和度，使得人人都能够轻易地操作计算机。然而随着图像化接口的发展，计算机 的输入装置也愈趋多元化，例如键盘、鼠标或者游戏杆等。举例来说，当使用者操作游戏杆时，需要施力将游戏杆朝向特定方向摆动，以控制 屏幕上光标或者画面的移动方向。当使用者停止施力于游戏杆后，游戏杆会通过其中弹簧 的弹性力作用，归位至未受力摆动前的中央位置。然而，经过长久的使用之后，弹簧容易发 生弹性疲乏的现象，导致游戏杆归位不正确，造成使用上的困扰，同时更降低了游戏杆的耐 用性。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种方向控制装置，以解决弹簧弹性疲乏导致游 戏杆归位不正的问题。本发明一方面是提出一种方向控制装置，包括一主板、一第一铁磁件、多个微动开 关以及一方向控制件。第一铁磁件及微动开关均设置于主板上，且微动开关围绕第一铁磁 件。方向控制件设置于第一铁磁件上，并且包括一键帽、一第二铁磁件及多个凸柱。第二铁 磁件设置于键帽内，用以经由磁吸力与第一铁磁件相互吸引。第二铁磁件具有一弧面凸出 于键帽，借以接触于第一铁磁件。凸柱设置于键帽，并且分别对应接触微动开关。当键帽 受按压使这些凸柱其中的至少一按压对应的微动开关时，受按压的微动开关输出一方向信 号。依据发明一实施例，第一铁磁件为一永久磁铁，且为圆板状或正多边形板状，第二 铁磁件为一钢珠球。依据本发明另一实施例，第一铁磁件及第二铁磁件分别为一永久磁铁。依据本发明又一实施例，方向控制装置还包括一上盖，设置于主板上，且遮盖第一 铁磁件、这些微动开关及部分的方向控制件。上盖具有一穿孔，部分的键帽由穿孔穿出上 盖，以受外力拨动。
依据本发明再一实施例，方向控制装置还包括一固定座，设置于主板上，并且具有 一容置槽。第一铁磁件设置于容置槽内。依据本发明另一实施例，这些凸柱的数目相等于这些微动开关的数目。依据本发明又一实施例，当方向控制件受外力拨动时，对应于该方向的至少一个 凸柱，按压对应于方向的至少一个微动开关。依据本发明再一实施例，方向控制装置还包括一处理单元，电性连接于这些微动 开关，用以依据方向信号输出一控制信号。本发明的另一方面是提出另一种方向控制装置，包括一主板、一第一铁磁件、多个 微动开关及一方向控制件。第一铁磁件设置于主板上，并且具有一上弧面。微动开关设置于 主板上，且围绕第一铁磁件。方向控制件设置于第一铁磁件上，并且包括一键帽、一第二铁 磁件及多个凸柱。第二铁磁件设置于键帽内，用以经由磁吸力与第一铁磁件相互吸引。第 二铁磁件具有一平面露出于键帽，借以接触于上弧面。凸柱设置于键帽，并且分别对应接触 微动开关。当键帽受按压使这些凸柱其中的至少一按压对应的微动开关时，受按压的微动 开关输出一方向信号。依据本发明的一实施例，第二铁磁件为一永久磁铁，且为圆板状或正多边形板状。依照本发明的方向控制装置，利用具有对称磁力线的铁磁件，使得键帽未受到外 力拨动时，会自动回到中心位置。其具有结构简单的优点，可降低制造成本。此外，利用磁力 进行键帽复位的方式，可以避免传统弹性件弹性疲乏导致键帽无法回到中央位置的问题。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下图IA绘示依照本发明一实施例的方向控制装置的爆炸图；图IB绘示依照本发明一实施例的方向控制装置的立体图；图2A及2B分别绘示具有正多边形板状的第一铁磁件的示意图；图3A绘示依照本发明一实施例的方向控制装置的剖面图；图3B绘示图3A的方向控制件受外力拨动时的剖面图；图4绘示依照本发明另一实施例的方向控制装置的剖面图。主要组件符号说明
100:方向控制装置351a:下表面110:主板352 第二铁磁件120 微动开关352a 弧面130:固定座352s:中心轴线130a:容置槽353 凸柱140 第一铁磁件380 处理单元150:方向控制件400:方向控制装置151 键帽410 主板152 第二铁磁件420 微动开关153:凸柱440:第一铁磁件
170 上盖440a 上弧面170a:穿孔440s 中心轴线240:第一铁磁件450:方向控制件240，第一铁磁件451 键帽300:方向控制装置451a:下表面310 主板452 第二铁磁件320:微动开关452s:中心磁轴线 340:第一铁磁件453:凸柱 340s:中心磁轴线F:外力350:方向控制件θ 夹角351 键帽
具体实施例方式请同时参照图IA及1Β，图IA绘示依照本发明一实施例的方向控制装置的爆炸图， 图IB绘示依照本发明一实施例的方向控制装置的立体图。方向控制装置100主要包括一 主板110、一第一铁磁件140及一方向控制件150。第一铁磁件140设置于主板110上。此 夕卜，主板110上还设置有多个微动开关120，这些微动开关120是围绕第一铁磁件140。在 一实施方式中，第一铁磁件140为圆板状的一永久磁铁，使得第一铁磁件140具有对称的磁 力线，并且具有一中心磁轴线位于第一铁磁件140的中央位置。方向控制件150设置于第 一铁磁件140上，并且包括一键帽151、一第二铁磁件152及多个凸柱153。本实施例的第一铁磁件140并不以圆形平板状为限，在另一实施方式中，第一铁 磁件140亦可为正多边形板状。请参照图2Α及2Β，其分别绘示具有正多边形板状之第一铁 磁件的示意图。如第2Α图所示，第一铁磁件240为正八边形板状的永久磁铁，其具有对称 的磁力线，并且具有中心磁轴线位于第一铁磁件240的中央位置。另外，如图2Β所示，第一 铁磁件240’为正六边形板状的永久磁铁，其具有对称的磁力线，并同样具有中心磁轴线位 于中央位置。因此，依照本发明一实施例的第一铁磁件140、240、240’，可以是圆板状、正八 边形板状、正六边形板状，或其它具有对称图形的平板状。凡是具有对称图形的平板状永久 磁铁，均可应用于本实施例中。另一方面，如图IA所示，本实施例的方向控制装置100还包括一上盖170。上盖 170设置于主板110上，并且遮盖第一铁磁件140、这些微动开关120及部分的方向控制件 150。上盖170具有一穿孔170a，部分的键帽151由穿孔170a穿出上盖170，如图IB所示。 暴露于上盖170外的键帽151，可受到使用者施以外力拨动。此外，方向控制装置100还包括一固定座130，其是设置在主板110上。固定座130 具有对应于第一铁磁件140形状的一容置槽130a，用以容置第一铁磁件140。固定座130 可与微动开关120同时利用表面粘着技术设置于主板110上，以将第一铁磁件140固定在 主板110上。请参照图3A，其绘示依照本发明一实施例的方向控制装置的剖面图。方向控制装 置300包括主板310、第一铁磁件340以及方向控制件350。主板310上设置有多个微动开 关320，其围绕第一铁磁件340配置。方向控制件350设置于第一铁磁件340上，并且包括一键帽351、一第二铁磁件352及多个凸柱353。 第二铁磁件352设置于键帽351内，并且具有一弧面352a凸出于键帽351的一 下表面351a。弧面352a为一球体的部分外表面。第二铁磁件352受到两铁磁件340、352 间的磁吸力作用，由弧面352a接触于第一铁磁件340。凸柱353设置于键帽351的下表面 351a。本实施例中，凸柱353的数目相等于微动开关320的数目，并且分别对应位于这些微 动开关320上方，用以分别按压微动开关320。受按压的微动开关320输出一方向信号。关 于方向信号的输出方式将描述于后。本实施例中，第一铁磁件340为圆板状的永久磁铁，第二铁磁件352为一钢珠球。 第二铁磁件352及键帽351可利用嵌注成型(insert molding)的方式制作，让键帽351包 覆部分的第二铁磁件352，使部分的第二铁磁件352凸出于下表面351a。第一铁磁件340 具有对称的磁力线以及中心磁轴线340s。当方向控制件350经由弧面352a接触于第一铁 磁件340，且当方向控制件350未受外力F拨动时，弧面352a的一中心轴线352s及中心磁 轴线340s相重叠。如图3A所示，此时方向控制件350位于一中央位置，且此时凸柱353并 未按压任何的微动开关320。在另一实施例中，第一铁磁件340及第二铁磁件352分别为一 永久磁铁，且两铁磁件340、352相互接触之处具有相异的磁极性。接下来请参照图3B，其绘示图3A的方向控制件受外力拨动时的剖面图。当方向控 制件350受一方向的外力F拨动时，键帽351沿该方向偏摆，弧面352a的中心轴线352s发 生偏移。如此使中心轴线352s及第一铁磁件340的中心磁轴线340s之间，具有一非为平 角的夹角Θ。如图3B所示，对应该方向的凸柱353(图3B中左侧的凸柱353)，按压对应该 方向的微动开关320(图3B中左侧的微动开关320)。本实施例中，凸柱353的数目相等于微动开关320的数目，因此一个凸柱353用以 对应按压一个微动开关320。然而，实际应用上，方向控制装置300可根据产品需求，改变凸 柱353或微动开关320的数目。当方向控制件350受外力F拨动时，可由多个凸柱353按 压同一微动开关320，或者由一个凸柱353按压多个微动开关320。本实施例的方向控制装置100还包括一处理单元380，电性连接于这些微动开关 320。在一实施例中，处理单元380设置于主板310上，用以接收这些微动开关320输出的 方向信号。实际应用上，当微动开关320受到凸柱353的按压后，输出方向信号。处理单元 380用以接收此方向信号，并根据此方向信号输出一控制信号。如图3B所示，当对应于外 力F方向的微动开关320受到凸柱353按压后，其输出方向信号至处理单元380。处理单元 380根据方向信号输出对应外力F方向的控制信号。方向控制装置100用以连接至一计算机系统(未显示于图中)。当使用者施力拨 动键帽351，使得对应施力方向的凸柱353按压对应施力方向的微动开关320时，受按压的 微动开关320输出方向信号至处理单元380。处理单元380根据此方向信号，输出对应的控 制信号至计算机系统，进而控制计算机系统的光标或是画面的移动。当外力F停止施力于键帽351时，第二铁磁件352受到第一铁磁件340的对称磁 力线作用，进行复位的动作。方向控制件350经由弧面352a偏摆回前述的中央位置(如图 3A所示的状态)，借以进行方向控制件350的自动复位动作。如图3A所示，本实施例的方向控制装置300中，第一铁磁件340为圆板状的永久 磁铁，第二铁磁件352为钢珠球。方向控制件350是以第二铁磁件352的弧面352a接触于第一铁磁件340，使得第二铁磁件352在未受外力拨动时，可通过第一铁磁件340的对称磁 力线作用，自动回到中央位置。然 而，在不同的实施例中，方向控制装置中亦可采用具有弧面的第一铁磁件。请参 照图4，其绘示依照本发明另一实施例的方向控制装置的剖面图。方向控制装置400主要包 括主板410、第一铁磁件440及方向控制件450。第一铁磁件440设置于主板410上，且具 有一上弧面440a。上弧面440a为一球体的部分外表面。主板410上设置有多个微动开关 420，其围绕第一铁磁件440。方向控制件450设置于第一铁磁件440上，并且包括键帽451、第二铁磁件452及 多个凸柱453。第二铁磁件452设置于键帽451内，并具有一平面露出于键帽451的一下 表面451a。该第二铁磁件452受到两铁磁件440、452间的磁吸力作用，由平面接触于上弧 面440a。这些凸柱453设置于下表面451a，并且分别对应位于这些微动开关420上方，用 以分别按压这些微动开关420，进而输出控制信号。当方向控制件450未受外力拨动时，上 弧面440a的中心轴线440s及第二铁磁件452的中心磁轴线452s相重叠。第二铁磁件452为圆板状或正多边形板状的永久磁铁，使得第二铁磁件452具有 对称的磁力线，以及中心磁轴线452s。中心磁轴线452s位于第二铁磁件452的中央位置。 当方向控制件450未受外力拨动时，上弧面440a的中心轴线440s及第二铁磁件452的中 心磁轴线452s相重叠。如图4所示，方向控制件450位于中央位置，且凸柱453并未按压 任何的微动开关420。当方向控制件450受外力拨动时，上弧面440a的中心轴线440s发生偏移，并且与 第二铁磁件452的中心磁轴线452s之间，具有非为平角的夹角。当外力停止施力于键帽 451时，第一铁磁件440受到第二铁磁件452的对称磁力线作用，进行复位的动作。方向控 制件450沿第一铁磁件440的上弧面440a摆动回中央位置，借以进行方向控制件450的自 动复位动作。由上述依照本发明的实施例可知，利用圆形或正多边形平板状的永久磁铁，使得 方向控制件受力拨动之后，可以经由永久磁铁的对称磁力线作用，沿弧面移动回到中央位 置。如此可进行自动复位的动作。通过磁力来进行复位的方式，可以避免传统弹性组件弹 性疲乏无法正常复位的缺点。另外，通过两铁磁组件来进行复位的方式，可以降低机构的复 杂度，借以降低组件损坏的机会，进一步提升方向控制装置的耐用性。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术 的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当视权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种方向控制装置，其特征在于，包括 一主板；一第一铁磁件，设置于该主板上；多个微动开关，设置于该主板上，且围绕该第一铁磁件；以及 一方向控制件，设置于该第一铁磁件上，包括 一键帽；一第二铁磁件，设置于该键帽内，用以经由磁吸力与该第一铁磁件相互吸引，该第二铁 磁件具有一弧面凸出于该键帽，借以接触于该第一铁磁件；及多个凸柱，设置于该键帽，并且分别对应接触该些微动开关，当该键帽受按压使该些凸 柱其中的至少一按压对应的该微动开关时，受按压的该微动开关输出一方向信号。
2.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于，该第一铁磁件为一永久磁铁，且 为圆板状或正多边形板状，该第二铁磁件为一钢珠球。
3.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于，该第一铁磁件及该第二铁磁件 分别为一永久磁铁。
4.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于，还包括一上盖，设置于该主板上，且遮盖该第一铁磁件、该些微动开关及部分的该方向控制件；其中，该上盖具有一穿孔，部分的该键帽由该穿孔穿出该上盖，以受外力拨动。
5.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于，还包括一固定座，设置于该主板上，并且具有一容置槽，该第一铁磁件设置于该容置槽内。
6.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于，该些凸柱的数目相等于该些微 动开关的数目。
7.根据权利要求1所述的方向控制装置，其特征在于，当该方向控制件受该方向的外 力拨动时，对应于该方向的至少一个该凸柱，按压对应于该方向的至少一个该微动开关。
8.根据权利要求7所述的方向控制装置，其特征在于，还包括一处理单元，电性连接于该些微动开关，用以依据该方向信号输出一控制信号。
9.一种方向控制装置，其特征在于，包括 一主板；一第一铁磁件，设置于该主板上，且具有一上弧面； 多个微动开关，设置于该主板上，且围绕该第一铁磁件；以及 一方向控制件，设置于该第一铁磁件上，包括 一键帽；一第二铁磁件，设置于该键帽内，用以经由磁吸力与该第一铁磁件相互吸引，该第二铁 磁件具有一平面露出于该键帽，借以接触于该上弧面；及多个凸柱，设置于该键帽，并且分别对应接触该些微动开关，当该键帽受按压使该些凸 柱其中的至少一按压对应的该微动开关时，受按压的微动开关输出一方向信号。
10.根据权利要求9所述的方向控制装置，其特征在于，该第二铁磁件为一永久磁铁， 且为圆板状或正多边形板状。
全文摘要
本发明涉及一种方向控制装置，至少包括一第一铁磁件及一方向控制件。第一铁磁件设置于一主板上。方向控制件中的一第二铁磁件经由一弧面接触于第一铁磁件，并经由磁吸力与第一铁磁件相互吸引。多个凸柱设置于方向控制件的键帽下表面，用以分别按压多个微动开关，进而输出一方向控制信号。
文档编号H01H25/00GK102044371SQ20091020419
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者林益周 申请人:英业达股份有限公司