专利名称：多方向输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多方向输入装置，特别是涉及与对操作构件向周围任 意方向的操作相对应地进行各种信号输入的多方向输入装置。
背景技术：
现有，已知一种多方向输入装置，具备能够向周围任意方向操作的操 作轴，与相对于该操作轴的操作方向及操作量相对应地进行信号输出。作 为这种多方向输入装置，例如是利用磁性传感器检测相对于操作轴的操作 方向及操作量，并进行信号输出，该磁性传感器由与转动构件连结的磁铁 和与该磁铁组合的一对霍尔元件构成，该转动构件与相对于操作轴的操作 相对应地转动(例如，参照专利文献l)。
专利文献l:特开2001—5545号公报、图23
不过，上述现有的多方向输入装置中，必须将霍尔元件安装在搭载装 置主体的基板上的规定位置。特别是该多向输出装置中，伴随着转动构件 的转动而产生磁铁的旋转，基于随着磁铁的旋转而变化的霍尔元件的输出 平衡，检测相对于操作轴的操作方向及操作量，为此要求高的位置精度。 因而，存在将这些霍尔元件安装在基板上之际作业性差的问题。
发明内容
本发明即是鉴于有关问题点而产生的，其目的在于提供一种确保构成 磁性传感器的磁铁和磁性检测元件的位置精度、且往装置主体中装入磁性 传感器之际作业性优异的多方向输入装置。
本发明的多方向输入装置，其特征在于，包括壳体，其内部具有空 间；操作构件，其从所述壳体露出一部分并承受操作者的操作；第一及第 二驱动构件，其沿相互正交方向配置在所述壳体内、同时对应于对所述-操 作构件的偏斜操作而转动；和转动检测机构，其检测所述第一及第二驱动构件的转动，所述转动检测机构具有与所述第一及第二驱动构件连结、 同时保持磁铁的支座；与保持在所述支座上的所述磁铁对置配置的磁性检 测元件；以收容所述支座使其能够旋转、同时将所述磁性检测元件定位于
规定位置的状态从所述壳体的外侧进行安装的罩。
根据上述多方向输入装置，以能够旋转地收容与第一及第二驱动构件 连结、保持磁铁的支座，同时将磁性检测元件定位于规定位置的状态，从 壳体的外侧安装罩。因而，只要安装罩就能够将第一及第二驱动构件和转 动检测机构连结，同时能够将磁铁和磁性检测元件配置在期望的位置，因 此，能够提供一种确保构成磁性传感器的磁铁和磁性检测元件的位置精 度、且往装置主体中装入磁性传感器之际作业性优异的多方向输入装置。
上述多方向输入装置中，优选是所述罩具有插入所述壳体上形成的开 口部中的卡扣片。这种情况下，只要将卡扣片插入壳体的开口部中，罩就 与壳体卡扣，由此将转动检测机构本身安装在壳体上，因此可简化往装置 主体中装入磁性传感器之际的作业。
另外，上述多方向输入装置中，优选是所述罩具有插入片，所述插入 片插入在安装了所述磁性检测元件的基板上形成的孔中。这种情况下，只 要将插入片插入安装有磁性检测元件的基板的孔中，就能够确定罩上的磁 性检测元件的位置。另一方面，通过收容保持磁铁的支座，由此确定罩上 的磁性检测元件的位置，因此能够将磁铁和磁性检测元件配置在期望的位 置。
还有，上述多方向输入装置中，在所述壳体和所述转动检测机构之间， 配置有用于将所述支座复位到初始位置的弹性构件。这种情况下，利用弹 性构件能够将支座复位到初始位置，因此能够将与之连结的第一及第二驱 动构件复位到初始位置，能够随之将操作构件复位到初始位置。通过将这 种弹性构件配置在壳体和转动检测机构之间，由此能够简化壳体内的构 成，将操作构件复位到初始位置。
例如，上述多方向输入装置中，所述磁性检测元件由GMR元件构成。 由于像这样由GMR元件构成磁性检测元件，从而以高于例如磁性检测元件 采用霍尔元件时的分辨率检测相对于操作构件的操作量。 '
发明效果根据本发明，只要安装罩就能够将第一及第二驱动构件和转动检测机 构连结，同时能够将磁铁和磁性检测元件配置在期望的位置，因此，能够 提供一种确保构成磁性传感器的磁铁和磁性检测元件的位置精度、且往装 置主体中装入磁性传感器之际作业性优异的多方向输入装置。
图1是本发明一实施方式的多方向输入装置的分解立体图。
图2是上述实施方式的多方向输入装置具有的转动检测机构的放大图。
图3是组装有上述实施方式的多方向输入装置的状态的立体图。 图4是从图3所示的多方向输入装置拆除上侧壳体时的立体图。 图5是上述实施方式的多方向输入装置中、附加了将操作轴复位到初 始位置的功能时的转动检测机构的放大图。
图中，l一多方向输入装置，2 —壳体，21 —下侧壳体，22 —上侧壳体， 3 —操作轴，302 —轴部，303 —轴支承部，4一第一驱动构件，401 —缝隙 孔，402 —突起部，403 —连结片，5 —第二驱动构件，501 —支承部，502 一侧壁，503 —长槽，504 —卡合部，505_臂部，506 —连结片，6a、 6b — 转动检测机构，601—磁铁，602 —支座，603 —罩，603d —插入片，603e 一卡扣片，604—基板，605—GMR元件，606—端子，607 —施力构件，7 一开关元件。
具体实施例方式
下面，关于本发明的一实施方式，参照附图进行详细说明。 图1是本发明一实施方式的多方向输入装置的分解立体图。图2是本 实施方式的多方向输入装置具有的转动检测机构的放大图。图3是组装有 本实施方式的多方向输入装置的状态的立体图。还有，图3中，为了便于 说明，关于从图1的装置主体里侧看时的立体图进行了表示。
如图1所示，本实施方式的多方向输入装置1的构成是在箱状壳体2 内具备沿该图所示的上下方向延伸的作为操作构件的操作轴3、与相对 于操作轴3的偏斜操作相对应地转动的第一驱动构件(以下，称为"第一
驱动构件")4及第二驱动构件(以下，称为"第二驱动构件")5、检测第
一驱动构件4及第二驱动构件5的转动的转动检测机构6a及6b和检测相 对于操作轴3的按下操作的开关元件7，能够进行与相对于操作轴3的偏 斜操作及按下操作对应的信号输出。
壳体2如图1所示，由下侧壳体21和上侧壳体22构成，下侧壳体21 构成装置主体的底面部，上侧壳体22从上侧覆盖在安装有装置主体的规 定构成部件的状态的下侧壳体21上。在这种下侧壳体21和上侧壳体22 的内部形成一定的空间。在该空间内收纳本多方向输入装置1的规定构成 部件。
下侧壳体21具有底面部211和开关收容部212，底面部211固定有轴 收容部210，轴收容部210收容操作轴3的下端部，开关收容部212从该 底面部211的一边向装置主体的侧方侧突出形成、并收容开关元件7。在 底面部211的形成开关收容部212的一边以外的3边上，竖立设有支承部 213a 213c，支承后述第一驱动构件4及第二驱动构件5的突起部402等。
在轴收容部210的上端部形成收容后述操作轴3的半球状凸部304的 凹部214。另外，在轴收容部210中安装有对操作轴3向图1所示上方侧 施力的大径及小径的弹簧215a及215b。大径的弹簧215a安装在轴收容部 210的周围，小径的弹簧215b安装在凹部214的周围。在开关收容部212 中形成与开关元件7形状对应的凹部212a。在凹部212a的角部形成后述 幵关元件7的端子702所贯通的孔部212b。
上侧壳体22具有向图1所示下方侧开口的形状，由形成有圆形状开 口部220的上面部221和形成有向该图所示下方侧开口的缺口部222的侧 面部223构成。还有，缺口部222接纳第一驱动构件4及第二驱动构件5、 以及转动检测机构6a、 6b的一部分。在侧面部223下端部的角部形成有 用于将上侧壳体22固定在下侧壳体21上的固定片224。将这些固定片224 向下侧壳体21的下面侧弯折，从而将上侧壳体22固定在下侧壳体21上。
操作轴3由例如合成树脂材料等构成，具有筒体部301、从筒体部30 向图l所示上方侧延伸的轴部302、从筒体部301向该图所示侧方侧突出 形成的轴支承部303、从筒体部301向该图所示下方侧突出的凸部304。 详细如后述构成，轴支承部303由第二驱动构件5轴支承，从而使操作轴
63能够向图1所示箭头A—B方向及C一D方向偏斜(摆动)。
第一驱动构件4由例如磷青铜板等构成。第一驱动构件4经由冲压加 工等朝向图1所示上方侧弯曲形成拱形状，沿着其拱形状部分的纵向冲裁 形成缝隙孔401。另外，第一驱动构件4的纵向的两端部向图l所示下方 侧弯折，从该弯折的面朝向装置主体的侧方侧突出形成突起部402。
缝隙孔401设定为与操作轴3的轴部302的直径大致相同的宽度，贯 通插有该轴部302。突起部402下面具有圆弧形状，收容在下侧壳体21 的支承部213b及213c中。还有，在图1所示的装置主体里侧的突起部402 上设有连结第一驱动构件4和转动检测机构6a的连结片403。
第二驱动构件5相对于第一驱动构件4正交地配置在第一驱动构件4 的下方侧。第二驱动构件5由例如合成树脂材料构成，在大致中央部具有 外形大致矩形的支承部501。支承部501周围由4个侧壁502包围，在被 这些侧壁502包围的内侧贯通形成有沿着与第一驱动构件4的缝隙孔401 的纵向正交的方向延伸的大致矩形状的长槽503。
在沿着长槽503的延伸方向延伸(在缝隙孔401的纵向上对置)的一 对侧壁502上贯通、或以规定深度呈凹状形成有能够卡合操作轴3的轴支 承部303的卡合部504。从不具有卡合部504的剩下的一对侧壁502设有 朝向装置主体的侧方侧水平延伸的一对臂部505。臂部505下面具有圆弧 形状，被收容在下侧壳体212的支承部213a中，同时放置在后述开关元 件7的按钮部701上。还有，在图1所示装置主体的里侧的臂部505上设 有连结第二驱动构件5和转动检测机构6b的连结片506(图1中没有图示， 参照图4)。
转动检测机构6a及6b如图l及图3所示，被安装在壳体2上的正交 的侧面部223上。本实施方式中，通过将转动检测机构6a及6b具有的多 个突出片插入在侧面部223上形成的多个孔中，同时将转动检测机构6a 及6b具有的-一对卡扣片插入在侧面部223上形成的一对缝隙部中，从而 将转动检测机构6a及6b安装在壳体2的侧面部223。以下，关于转动检 测机构6a的构成利用图2进行说明。还有，转动检测机构6b除了与第二 驱动构件5连结这点以外，具有与转动检测机构6a同样的构成，从而省 略其说明。如图2所示，转动检测机构6a的构成是包括具有大致圆环形状的
磁铁60K内部保持该磁铁601的支座602、收容该支座602使其能够旋 转的罩603、安装在该罩603上的基板604、安装在基板604的规定位置 上的作为磁性检测元件的GMR元件(巨磁阻效应元件)605和用于将转 动检测机构6a的检测结果向外部输出的端子606。
磁铁601其中央部形成矩形的开口部601a。另外，其侧方侧的端部设 置成直线状用来限制磁铁601的独立旋转。磁铁601中，在与安装于基板 604上的GMR元件605对置配置的表面上着磁N极和S极。
支座602设置成大致圆形状，在磁铁601侧的面的中央部分形成收容 磁铁601的凹部(图示略)。例如，磁铁601通过被压入该凹部中，从而 以GMR元件605侧的面露出的状态保持在支座602上。在支座602的中 央部分形成卡合第一驱动构件4的连结部403的卡合部602a。通过在卡合 部602a中卡合连结片403 (连结片506)，由此连结第一驱动构件4 (第二 驱动构件5)和转动检测机构6a (6b)。并且，形成的构成是随着第一驱 动构件4的转动，支座602旋转，磁铁601也与支座602 —起旋转。
罩603设置成大致矩形状，在支座602侧的面的中央部分形成收容部 603a，收容部603a收容保持磁铁601的状态的支座602并使其能够旋转。 在收容部603a的中央部分形成圆形状的开口部603b。另外，在罩603的 角部附近设有朝向图2所示左方侧、插入在上侧壳体22的侧面部223上 形成的孔中的多个突出片603c。另一方面，在罩603的角部附近设有朝向 图2所示右方侧、插入在基板604上形成的孔中的多个插入片603d。
另外，在收容部603a侧方侧的位置设有朝向图2所示左方侧延伸的 一对卡扣片603e。在卡扣片603e的两肋形成向图2所示右方侧延伸的缺 口 603f，卡扣片603e的构成是能够在一定范围内摆动。另外，在卡扣片 603e的前端形成锥形面603g，在该锥形面603g的终端部形成钩部603h。 基于这种构成，卡扣片603e挠曲地插入在壳体2的侧面部223上形成的 缝隙部中之后，复位到初始位置，钩部603h与缝隙部附近的周缘部卡合。 从而，罩603被固定在上侧壳体22的侧面部223上。
基板604设置成与罩603对应的大致矩形状，在其中央部安装有GMR 元件605。 GMR元件605安装在隔着罩603的开口部603b与磁铁601对置的基板604上的位置。特别是以磁铁601的中心位置和GMR元件605 一致的方式安装在基板604上的位置。另外，在基板604的角部附近，在 与罩603的插入片603d对应的位置形成多个孔604a。另外，在基板604 的下端部形成安装端子606的孔604b。
本实施方式中，由保持在支座602上的磁铁601和与该磁铁601组合 的GMR元件605构成磁性传感器。该磁性传感器中，对GMR元件605 作用由磁铁601产生的外部磁场。并且，根据由磁铁601产生的外部磁场 的方向而产生GMR元件605的电阻值的变化，根据该GMR元件605的 输出信号检测GMR元件605和磁铁601的相对移动量。与本实施方式的 多方向输入装置1连接的控制装置根据由该磁性传感器检测的上述相对移 动量可检测第一驱动构件4的转动角度。
感应磁性并输出输出信号的GMR元件605其基本构成是将交换偏磁 层(反强磁性层)、固定层(钉扎磁性层)、非磁性层及自由层(自由磁性 层)层叠形成在晶片(没有图示)上，作为一种磁阻效应元件的利用了巨 磁阻效应的GMR (Giant Magnet Resistance)元件而构成。
还有，为了使GMR元件605发挥巨磁阻效应(GMR)，优选是例如 交换偏磁层由a —Fe203层、固定层由NiFe层、非磁性层由Cu层、自由 层由NiFe层形成，不过并不限定于此，只要发挥磁阻效应，可以是任意 物质。另外，GMR元件605只要发挥磁阻效应即可，并不限定于上述层 叠结构。
开关元件7如图1所示，设置成方形状，在其上面设置按钮部701， 同时设有从其下面部向下方侧伸出的多个端子702。按钮部701与相对于 操作轴3的按下操作相对应地能够在一定范围内沿上下方向移动。另外， 端子702经由开关收容部212的孔部212b插入没有图示的基板中。
若组装具有这种构成的多方向输入装置1，则如图3所示，在将操作 轴3的轴部302的上端部还有第一驱动构件4上方侧的一部分从壳体2的 开口部220中露出的状态下，各构成部件被收纳在壳体2内。另外，在上 侧壳体22的正交的侧面部223上安装转动检测机构6a及6b。还有，在安 装这些转动检测机构6a及6b之际，如上所述，在将保持磁铁601的支座 602收容在罩603中的状态下，该罩603具有的突出片603c及卡扣片603e被插入在侧面部223上形成的孔及缝隙部中。并且，卡扣部603e的钩部 603f与缝隙部的周缘卡合，由此转动检测机构6a及6b被固定在侧面部223上。
图4是从图3所示的本多方向输入装置1拆除上侧壳体22时的立体 图。如图4所示，在上侧壳体22的内部，在第一驱动构件4的下方正交 配置第二驱动构件5。第一驱动构件4的突起部402的下面由下侧壳体21 的支承部213c支承，另一方面，第二驱动构件5的臂部505的下面由下 侧壳体21的支承部213a支承。并且，在这些突起部402及臂部505上设 置的连结片403及连结片506，分别与转动检测机构6a及6b具有的支座 602的卡合部602a卡合。
具有这种构成的本多方向输入装置1中，相对于操作轴3的A—B方 向的偏斜操作被转换成第二驱动构件5的图4所示X—Y方向的旋转运动。 另一方面，相对于操作轴3的C一D方向的偏斜操作被转换成第一驱动构 件4的该图所示M—N方向的旋转运动。并且，利用转动检测机构6a及 6b，根据与这种旋转运动相对应的磁铁601的旋转，检测第一驱动构件4 及第二驱动构件5的转动量，向没有图示的控制装置进行与之对应的信号 输出。
另外，若进行相对于操作轴3的按下操作，则经由轴支承部303按下 第二驱动构件5。随之，利用第二驱动构件5的臂部505按下开关元件7 的按钮部701。并且，利用这种开关元件7检测这种按下操作，向没有图 示的控制装置进行与之对应的信号输出。
如此，根据本实施方式的多方向输入装置l，以能够旋转地收容与第 一驱动构件4及第二驱动构件5连结、同时保持磁铁601的支座602，同时将 GMR元件605定位于规定位置的状态，从壳体2的外侧安装罩603。因而， 只要相对于壳体2安装罩603就能够将第一驱动构件4及第二驱动构件5和 转动检测机构6a及6b连结，同时能够将磁铁601和GMR元件605配置在期望 的位置。其结果是，能够提供一种确保构成磁性传感器的磁铁601和GMR 元件605的位置精度、且往装置主体中装入磁性传感器之际作业性优异的 多方向输入装置l。
特别是，本实施方式的多方向输入装置l中，在罩603上设有插入在壳体2上形成的缝隙部中的一对卡扣片603e。从而，只要将一对卡扣片603e 插入壳体2的缝隙部中，罩603就与壳体2卡扣，由此将转动检测机构6a及 6b本身安装在壳体2上，因此可简化往装置主体中装入磁性传感器之际的 作业。
另外，本实施方式的多方向输入装置l中，在罩603上设有插入片603d， 插入片603d插入在安装了GMR元件605的基板604上形成的孔604a中。从 而，只要将插入片603d插入基板604的孔604a中，就能够确定罩603上的 GMR元件605的位置。另一方面，通过收容保持磁铁601的支座602，由此 确定罩603上的GMR元件605的位置，因此能够将磁铁601和GMR元件605 配置在期望的位置。
再有，本实施方式的多方向输入装置l中，作为磁性检测元件采用 GMR元件605。由于像这样作为磁性检测元件采用GMR元件605，从而能 够以高于例如磁性检测元件采用霍尔元件时的分辨率检测相对于操作轴3 的操作量。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，可进行各种变更实施。上述 实施方式中，关于附示的大小和形状等，并不限定于此，在发挥本发 明效果的范围内可适宜变更。此外，只要不脱离本发明目的的范围，能够 适宜变更进行实施。
例如，上述实施方式中，只对转动检测机构6a及6b具有检测第一驱 动构件4及第二驱动构件5的转动的功能的情况进行了表示，不过，关于 转动检测机构6a及6b的构成并不限定于此，可适宜变更。例如，除了检 测第一驱动构件4及第二驱动构件5的转动的功能以外，还可以附加将操 作轴3复位到初始位置的功能。
图5是上述实施方式的多方向输入装置1中、附加了将操作轴3复位 到初始位置的功能时的转动检测机构6a (6b)的放大图。附加将操作轴3 复位到初始位置的功能时，如图5所示，例如考虑在比支座602靠壳体2 侧的位置，配置作为弹性构件的施力构件607，使其进行施力以使支座602 返回初始位置。这种情况下，对应于对支座602赋予的施力，与支座602 连结的第一驱动构件4 (第二驱动构件5)返回初始位置。从而，与第一 驱动构件4 (第二驱动构件5)连结的操作轴3复位到初始位置。施力构件607由例如磷青铜等弹性材料形成。具有设置成与罩603对 应的大致矩形状的平板部607a，在该平板部607a的中央部形成圆形状的 开口部607b。并且，在该开口部607b的周围形成具有半圆弧形状的一对 板簧部607c、 607d。板簧部607c向图5所示的下方开口，另一方面，板 簧部607d向该图所示的上方开口，同时用其两端部和平板部607a连结。
在板簧部607c的中央部形成向支座602侧形成为凸形状的突起部 607e。另一方面，在支座602的图5所示的上端部，设有收容突起部607e 的收容部602b。收容部602b设置在第一驱动构件4 (第二驱动构件5)没 有转动的状态下收容突起部607e的位置。另外，在施力构件607的角部 附近，在与罩603的突出片603c对应的位置形成多个孔607f。
在具备这种施力构件607的情况下，若对应于操作轴3的偏斜动作， 第一驱动构件4 (第二驱动构件5)转动，对应于第一驱动构件4 (第二驱 动构件5)的转动，支座602旋转，则突起部607e对应于支座602的旋转 而移动。此时，对支座602赋予要使支座602向初始位置返回的板簧607c 的施力。因而，若操作轴3从偏斜动作中解放，则随着支座602向初始位 置返回，第一驱动构件4 (第二驱动构件5)向初始位置返回。从而，与 第一驱动构件4 (第二驱动构件5)连结的操作轴3复位到初始位置。
当像这样转动检测机构6a (6b)附加了将操作轴3复位到初始位置的 功能时，利用施力构件607能够将支座602复位到初始位置，因此能够将与 之连结的第一驱动构件4 (第二驱动构件5)复位到初始位置，能够随之将 操作轴3复位到初始位置。通过将这种施力构件607配置在壳体2和转动检 测机构6a (6b)之间，由此能够简化壳体2内的构成，将操作轴3复位到初 始位置。
权利要求
1.一种多方向输入装置，其特征在于，包括壳体，其内部具有空间；操作构件，其从所述壳体露出一部分并承受操作者的操作；第一及第二驱动构件，其沿相互正交方向配置在所述壳体内，并且对应于对所述操作构件的偏斜操作而转动；和转动检测机构，其检测所述第一及第二驱动构件的转动，所述转动检测机构具有与所述第一及第二驱动构件连结并且保持磁铁的支座；与保持在所述支座上的所述磁铁对置配置的磁性检测元件；罩，其以收容所述支座使其能够旋转、并且将所述磁性检测元件定位于规定位置的状态从所述壳体的外侧进行安装。
2. 根据权利要求l所述的多方向输入装置，其特征在于， 所述罩具有插入所述壳体上形成的开口部中的卡扣片。
3. 根据权利要求l所述的多方向输入装置，其特征在于， 所述罩具有插入片，所述插入片插入在安装有所述磁性检测元件的基板上形成的孔中。
4. 根据权利要求l所述的多方向输入装置，其特征在于， 在所述壳体和所述转动检测机构之间，配置有用于将所述支座复位到初始位置的弹性构件。
5. 根据权利要求l所述的多方向输入装置，其特征在于， 由GMR元件构成所述磁性检测元件。
全文摘要
一种多方向输入装置(1)，包括壳体(2)；从壳体(2)露出一部分、承受操作者的操作的操作轴(3)；沿相互正交方向配置在壳体(2)内、对应于对操作轴(3)的偏斜操作而转动的第一及第二驱动构件(4、5)；检测第一及第二驱动构件(4、5)的转动的转动检测机构(6)，转动检测机构(6)包括与第一及第二驱动构件(4、5)连结、同时保持磁铁(601)的支座(602)；与保持在支座(602)上的磁铁(601)对置配置的GMR元件(605)；以收容支座(602)使其能够旋转、同时将GMR元件定位于规定位置的状态从壳体(2)外侧进行安装的罩(603)。确保构成磁性传感器的磁铁和磁性检测元件的位置精度且提高往装置主体装入磁性传感器时的作业性。
文档编号G05G9/047GK101315569SQ20081009996
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月29日 优先权日2007年6月1日
发明者内田亮介 申请人:阿尔卑斯电气株式会社