操作装置的制作方法

1.本发明涉及操作装置。


背景技术：

2.近年来，在游戏机的控制器等中，使用有能够通过使操纵杆(joystick)等杆倾倒从而输入操作信息的操作装置。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2001
‑
22462号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.然而，在使用游戏机的控制器等进行游戏的情况下，频繁进行使杆倾倒的操作。因此，需求即使长时间使用，也能够准确地输入操作信息的可靠性较高的操作装置。
8.用于解决课题的手段
9.根据本实施方式的一观点，其特征在于，具有：外壳，设有贯通孔；杆，经由所述外壳的贯通孔而插通于所述外壳内，且能够进行倾倒操作；第一促动器，通过使所述杆向第一方向倾倒而转动；第一滑动部，与所述第一促动器的驱动传递部连接；以及第一电阻层，设于基板的表面，所述第一滑动部的可动电极与所述第一电阻层接触，所述第一滑动部通过所述第一促动器的转动，在设于所述外壳的内侧的槽部的内部向所述第一方向移动，所述第一滑动部被向所述槽部的侧面施力。
10.发明效果
11.根据本技术的操作装置，即使在长时间使用的情况下，也能够准确地输入操作信息，能够获得较高的可靠性。
附图说明
12.图1是第一实施方式中的操作装置的立体图
13.图2是第一实施方式中的操作装置的分解立体图
14.图3是第一实施方式中的操作装置的内部构造的立体图
15.图4是第一实施方式中的操作装置的剖面图(1)
16.图5是第一实施方式中的操作装置的剖面图(2)
17.图6是第一实施方式中的操作装置的基板的俯视图
18.图7是第一实施方式中的操作装置的第一滑动部的立体图(1)
19.图8是第一实施方式中的操作装置的第一滑动部的立体图(2)
20.图9是第一实施方式中的操作装置的第二滑动部的立体图(1)
21.图10是第一实施方式中的操作装置的第二滑动部的立体图(2)
22.图11是第一实施方式中的操作装置的第一滑动部的动作的说明图(1)
23.图12是第一实施方式中的操作装置的第一滑动部的动作的说明图(2)
24.图13是第一实施方式中的操作装置的第二滑动部的动作的说明图(1)
25.图14是第一实施方式中的操作装置的第二滑动部的动作的说明图(2)
26.图15是第一实施方式中的操作装置的罩的说明图
27.图16是第一实施方式中的操作装置的说明图(1)
28.图17是第一实施方式中的操作装置的说明图(2)
29.图18是第二实施方式中的操作装置的内部构造的立体图
30.图19是第二实施方式中的操作装置的第一滑动部的立体图
31.图20是第二实施方式中的操作装置的第二滑动部的立体图
32.图21是第二实施方式中的操作装置的说明图(1)
33.图22是第二实施方式中的操作装置的说明图(2)
具体实施方式
34.以下对于实施方式进行说明。另外，对于相同的部件等标注相同的附图标记并省略说明。另外，在本技术中，x1
‑
x2方向、y1
‑
y2方向、z1
‑
z2方向为彼此正交的方向。此外，将包含x1
‑
x2方向以及y1
‑
y2方向的面记载为xy面，将包含y1
‑
y2方向以及z1
‑
z2方向的面记载为yz面，将包含z1
‑
z2方向以及x1
‑
x2方向的面记载为zx面。
35.〔第一实施方式〕
36.首先，对游戏机的控制器等使用的操作装置进行说明。该操作装置也被称作操纵杆等，通过使杆倾倒，从而输入操作方向的信息。具体而言，设有与杆连动地移动的可动电极，当使该杆倾倒后，则该可动电极与设于基板的电阻层接触而移动。对可动电极以及与可动电极接触的电阻层施加有电压，通过可动电极与电阻层相接地移动，在电阻层中，电流流动的区域的长度发生变化，因此电阻值发生变化。通过检测这种电阻值的变化，能够输入操作方向的信息。为了输入二维方向上的操作信息，可动电极以及电阻层分别与x方向以及y方向对应地设置两个。
37.另外，可动电极由具有导电性的金属材料形成，电阻层由具有规定的电阻率的材料、例如碳(c)形成。因此，在游戏等中长时间地频繁进行使杆倾倒的操作的情况下，与可动电极接触的电阻层由于可动电极的移动而被刮削，其刮削碎屑堆积于成为可动电极的移动时的轨迹的部分的两侧。可动电极在电阻层中移动时的轨迹如果始终相同则不存在问题，但在可动电极的遵循轨迹从通常遵循的轨迹偏离的情况下，存在可动电极爬上(日文：乗
り
上
げる
)堆积于电阻层的刮削碎屑之上的情况。在该情况下，由于接触电阻变得极其高或电流不再流通，因此不能再准确地输入杆的操作方向上的信息。
38.因此，需求即使在长时间使用的情况下，可动电极的移动的轨迹也始终遵循在相同的轨迹上，并能够准确地输入杆的操作方向上的信息的较高的可靠性的操作装置。
39.(操作装置)
40.接下来，基于图1～图5对第一实施方式中的操作装置进行说明。本实施方式中的操作装置通过进行使杆倾倒的操作，能够以较高的可靠性准确地输入杆倾倒的操作方向上的信息，并能够用作家庭用游戏机、无人驾驶飞机等控制器。另外，图1是本实施方式中的操
作装置的立体图，图2是分解立体图，图3是去除罩体后的状态的内部的立体图，图4是与yz面平行的剖面图，图5是与zx面平行的剖面图。
41.本实施方式中的操作装置具有罩体10、第一促动器20、第二促动器30、杆40、螺旋弹簧50、第三促动器60、基板70、框体80、第一滑动部120、第二滑动部130、按压部件140等。
42.罩体10在中央部分具有贯通孔11，杆40的操作部41从该贯通孔11伸出到罩体10之外。
43.第一促动器20在y1
‑
y2方向上较长得形成，在中央部分设有贯通孔21，贯通孔21的x1方向以及x2方向的两侧成为与杆40接触的接触部22。此外，第一促动器20在y1侧形成有轴部23、在y2侧形成有轴部24，在轴部23的附近形成有沿z2方向延伸的驱动传递部25，在驱动传递部25的z2侧的端部形成有u字状的开口部26。
44.第二促动器30在x1
‑
x2方向上较长得形成，在中央部分设有贯通孔31，贯通孔31的y1方向以及y2方向的两侧成为接触部32。此外，第二促动器30在x1侧形成有轴部33、在x2侧形成有轴部34，在轴部34的附近形成有沿z2方向延伸的驱动传递部35，在驱动传递部35的z2侧的端部形成有u状的开口部36。此外，在y1侧以及y2侧形成有大致圆形的贯通孔37。
45.杆40在z1
‑
z2方向上较长得形成，具有z1侧的操作部41、以及驱动传递部42，在驱动传递部42的y1侧以及y2侧设有凸部43。
46.第三促动器60在z1
‑
z2方向上较长得形成，具有z1侧的轴部61以及z2侧的大致圆形的底部62。
47.基板70是长方形的印刷基板，与xy面平行地设置。也如图6中所示，基板70在z1侧的面形成有x1
‑
x2方向为长度方向的第一电阻层71、以及y1
‑
y2方向为长度方向的第二电阻层72，在x1侧设有开关73。第一电阻层71以及第二电阻层72由碳形成。
48.此外，在y2侧的端部设有电极端子74，能够经由电极端子74向第一电阻层71、第二电阻层72施加电压，从而能够向开关73供电。在基板70的中央稍微靠x2侧设有贯通孔75，如图2等所示，设于框体80的圆形状的底面部81露出。
49.也如图7以及图8所示，第一滑动部120在x1
‑
x2方向上较长得形成，在成为内侧的y2侧的中央部分设有突起部121。此外，在成为第一滑动部120的外侧的y1侧设有与zx面大致平行地形成的接触侧面122，在z1侧的上表面123中，以成为外侧的y1侧与成为内侧的y2侧相比变高的方式倾斜。为了减小与后述的罩体10的侧面16b之间的接触面积，减少摩擦，接触侧面122设于x1侧的端部与x2侧的端部这两处。在接触侧面122为一个的情况下，存在第一滑动部120在移动时相对于x1
‑
x2方向倾斜的情况，因此为了使第一滑动部120遵循相同的轨迹移动，优选的是接触侧面122设于x1侧的端部与x2侧的端部这两处。此外，在第一滑动部120的z2侧设有也被称作电刷(brush)的可动电极125。可动电极125例如由磷青铜形成。
50.也如图9以及图10所示，第二滑动部130在y1
‑
y2方向上较长得形成，在成为内侧的x1侧的中央部分设有突起部131。此外，在成为第二滑动部130的外侧的x2侧设有与yz面大致平行地形成的接触侧面132，z1侧的上表面133以成为外侧的x2侧与成为内侧的x1侧相比变高的方式倾斜。为了减小与后述的罩体10的侧面17b之间的接触面积，减少摩擦，接触侧面132设于y1侧的端部与y2侧的端部这两处。在接触侧面132为一个的情况下，存在第二滑动部130在移动时相对于y1
‑
y2方向倾斜的情况，因此为了使第二滑动部130遵循相同的轨
迹移动，优选的是接触侧面132设于y1侧的端部与y2侧的端部这两处。此外，在第二滑动部130的z2侧设有也被称作电刷的可动电极135。可动电极135例如由磷青铜形成。
51.在本实施方式中，由于基板70与xy面平行，因此第一滑动部120的上表面123以及第二滑动部130的上表面133相对于基板70的面倾斜。
52.按压部件140具有z1侧的接触部141、以及z2侧的按下部142。
53.本实施方式中的操作装置在框体80的z1侧的面设置有基板70，在基板70的贯通孔75中露出的框体80的底面部81之上设置有第三促动器60的底部62。在第三促动器60的轴部61中放入有螺旋弹簧50，而且从上放入有杆40的驱动传递部42一侧。如图4以及图5所示，在杆40的内部设有开口部44，以使第三促动器60的轴部61被从驱动传递部42侧放入。
54.第二促动器30已覆盖杆40的驱动传递部42的方式安装，在第二促动器30的贯通孔31中以操作部41向外伸出的方式放入杆40。此外，设于杆40的驱动传递部42的y1侧以及y2侧的凸部43进入第二促动器30的贯通孔37内，在使杆40向x1侧以及x2侧倾倒时，杆40能够以凸部43为轴转动。
55.第一促动器20以覆盖第二促动器30的方式安装，在第一促动器20的贯通孔21中，以操作部41向外伸出的方式放入有杆40。
56.以覆盖基板70、第一滑动部120、第二滑动部130、按压部件140、第一促动器20、第二促动器30、第三促动器60、以及杆40的驱动传递部42的方式盖上罩体10，杆40的操作部41从罩体10的贯通孔11露出。
57.在本实施方式中，通过罩体10与框体80形成操作装置的外壳。具体而言，对于罩体10与框体80，设于罩体10的z1侧的四角的连接面10a被设于框体80的四角的钩(hook)82按压，从而使罩体10相对于框体80不能在z1方向上移动地固定。
58.通过盖上罩体10，第一促动器20以及第二促动器30以能够转动的状态卡定。
59.具体而言，如图4所示，第一促动器20通过罩体10的内侧的卡定部12使y1侧的轴部23被卡定，通过卡定部13使y2侧的轴部24被卡定。如此，在通过卡定部12以及卡定部13使轴部23以及轴部24被卡定的状态下，第一促动器20能够以沿着y1
‑
y2方向的旋转轴为中心转动。
60.此外，如图5所示，第二促动器30通过罩体10的内侧的卡定部14使x1侧的轴部33被卡定，通过卡定部15使x2侧的轴部34被卡定。如此，在通过卡定部14以及卡定部15使轴部33以及轴部34被卡定的状态下，第二促动器30能够以沿着x1
‑
x2方向的旋转轴为中心转动。
61.此外，若将杆40向z2方向按压，则第二促动器30与杆40一同向z2方向移动。具体而言，以第二促动器30的轴部34作为支点，轴部33向z2方向摆动并与按压部件140的接触部141接触，从而向z2方向侧按压移动按压部件140。如此，通过使按压部件140向z2方向侧移动，从而按压部件140的按下部142按压开关73，能够将开关73开启。
62.在该状态下，螺旋弹簧50在z1
‑
z2方向上压缩，产生沿z1
‑
z2方向延伸的回复力。由此，若将杆40向z2方向按压的力消失，则通过在螺旋弹簧50产生的回复力，杆40被推向z1方向，能够返回原本的状态。
63.(第一滑动部120、第二滑动部130)
64.接下来，基于图11以及图12对第一促动器20与第一滑动部120的关系进行说明。图11以及图12是从不同的方向观察第一促动器20以及第一滑动部120的立体图。
65.在本实施方式中，在第一促动器20的驱动传递部25的z2侧的端部的开口部26内，放入有第一滑动部120的突起部121。在杆40从图3等所示的状态向x1方向侧或者x2方向侧倾倒的情况下，放入第一促动器20的贯通孔21内的杆40的一部分与第一促动器20的接触部22接触，第一促动器20以轴部23、24为轴转动，从而驱动传递部25移动。第一滑动部120的突起部121进入驱动传递部25的z2侧的端部的开口部26，使第一滑动部120伴随驱动传递部25的移动而沿x1
‑
x2方向移动。在第一滑动部120的z2侧设有可动电极125，可动电极125与第一电阻层71接触。通过第一滑动部120沿x1
‑
x2方向移动，从而与可动电极125接触的第一电阻层71的位置发生变化，电阻值发生变化。
66.接下来，基于图13以及图14对第二促动器30与第二滑动部130的关系进行说明。图13以及图14是从不同的方向观察第二促动器30以及第二滑动部130的立体图。
67.在本实施方式中，在第二促动器30的驱动传递部35的z2侧的端部的开口部36内，放入有第二滑动部130的突起部131。在杆40从图3等所示的状态向y1方向侧或者y2方向侧倾倒的情况下，进入第二促动器30的贯通孔31内的杆40的一部分与第二促动器30的接触部32接触，第二促动器30以轴部33、34为轴转动，从而驱动传递部35移动。第二滑动部130的突起部131进入驱动传递部35的z2侧的端部的开口部36，使第二滑动部130伴随驱动传递部35的移动而沿y1
‑
y2方向移动。在第二滑动部130的z2侧设有可动电极135，可动电极135与第二电阻层72接触。通过第二滑动部130沿y1
‑
y2方向移动，从而与可动电极135接触的第二电阻层72的位置发生变化，电阻值发生变化。
68.在上述中说明了使杆40向x1
‑
x2方向以及y1
‑
y2方向倾倒的情况，但本实施方式中的操作装置也能够同时向x1
‑
x2方向与y1
‑
y2方向之间的方向倾倒，能够向360
°
的方向倾倒。
69.另外，在杆40向x1方向侧或者x2方向侧倾倒的状态下，第三促动器60也倾倒，第三促动器60的z2侧的底部62被向框体80的底面部81按压，螺旋弹簧50压缩，在螺旋弹簧50的延伸方向上产生回复力。因此，若使杆40向x1方向侧或者x2方向侧倾倒的力消失，则通过在螺旋弹簧50产生的回复力，使杆40从倾倒状态返回原本的状态。
70.此外，在杆40向y1方向侧或者y2方向侧倾倒的状态下，第三促动器60也倾倒，第三促动器60的z2侧的底部62被向框体80的底面部81按压，螺旋弹簧50压缩，在螺旋弹簧50的延伸方向上产生回复力。因此，若将杆40向y1方向侧或者y2方向侧倾倒的力消失，则通过在螺旋弹簧50产生的回复力，使杆40从倾倒的状态返回原本的状态。
71.此外，在本实施方式中，如图15所示，在罩体10的内侧设有沿着第一滑动部120的移动方向即x1
‑
x2方向的槽部16，槽部16的z1侧的顶面16a相对于xy面倾斜，成为外侧的y1侧的侧面16b与zx面平行地形成。此外，设有沿着第二滑动部130的移动方向即y1
‑
y2方向的槽部17，槽部17的z1侧的顶面17a相对于xy面倾斜，成为外侧的x2侧的侧面17b与yz面平行地形成。由于基板70与xy面平行，因此槽部16的顶面16a以及槽部17的顶面17a相对于基板70的面倾斜。
72.在本实施方式中，如图16所示，第一滑动部120的一部分进入罩体10的内侧的槽部16内。安装于第一滑动部120的z2侧的可动电极125由磷青铜等金属材料形成并具有弹性。因此，在安装有罩体10的状态下，可动电极125在z1
‑
z2方向上压缩，产生沿z1
‑
z2方向延伸的回复力。通过在该可动电极125产生的回复力，第一滑动部120被整体向z1侧按压，第一滑
动部120的上表面123以y1侧与y2侧相比变高的方式倾斜，罩体10的内侧的槽部16的顶面16a以y1侧与y2侧相比变深的方式倾斜。由此，当施加将第一滑动部120向z1方向按压的力时，通过第一滑动部120的上表面123的倾斜、以及罩体10的槽部16的顶面16a的倾斜，使第一滑动部120被向y1侧按压，第一滑动部120的接触侧面122与槽部16的y1侧的侧面16b接触。由此，即使第一滑动部120由于杆40的操作而在槽部16内移动，也能够保持第一滑动部120的接触侧面122、与槽部16的侧面16b接触的状态，在第一滑动部120沿x1
‑
x2方向移动时，第一滑动部120的可动电极125遵循第一电阻层71上的相同的轨迹。由此，即使在长时间使用的情况下，也能够输入准确的操作方向上的信息。
73.此外，如图17所示，第二滑动部130的一部分进入罩体10的内侧的槽部17内。安装于第二滑动部130的z2侧的可动电极135由磷青铜等金属材料形成并具有弹性。因此，在安装有罩体10的状态下，可动电极135在z1
‑
z2方向上压缩，产生沿z1
‑
z2方向延伸的回复力。通过在该可动电极135产生的回复力，第二滑动部130被整体向z1侧按压，第二滑动部130的上表面133以x2侧与x1侧相比变高的方式倾斜，罩体10的内侧的槽部17的顶面17a以x2侧与x1侧相比变深的方式倾斜。由此，当施加将第二滑动部130向z1方向按压的力时，通过第二滑动部130的上表面133的倾斜、以及罩体10的槽部17的顶面17a的倾斜，使第二滑动部130被向x2侧按压，第二滑动部130的接触侧面132与槽部17的x2侧的侧面17b接触。由此，即使第二滑动部130由于杆40的操作而在槽部17内移动，也能够保持第二滑动部130的接触侧面132、与槽部17的侧面17b接触的状态，在第二滑动部130沿y1
‑
y2方向移动时，第二滑动部130的可动电极135遵循第二电阻层72上的相同的轨迹。由此，即使在长时间使用的情况下，也能够输入准确的操作方向上的信息。
74.另外，在向z2方向按下杆40的情况下，伴随上述的轴部33的摆动，驱动传递部35也摆动。此时，驱动传递部35的u字状的开口部36相对于第二滑动部130的突起部131移动。此时，若不将第二滑动部130的上表面133、罩体10的槽部17的顶面17a设为倾斜，则在第二促动器30的驱动传递部35的开口部36相对于第二滑动部130的突起部131移动时，存在彼此接触，第二滑动部130向x1
‑
x2方向移动的情况。然而，在本实施方式中，第二滑动部130的上表面133、罩体10的槽部17的顶面17a倾斜，作用有第二滑动部130的接触侧面132与槽部17的y1侧的侧面17b接触那样的力，因此第二滑动部130不向x1
‑
x2方向移动，第二滑动部130在y1
‑
y2方向上遵循相同的轨迹移动。
75.〔第二实施方式〕
76.接下来，对第二实施方式进行说明。如图18至图20所示，本实施方式的构造为在第一滑动部220的侧面222设有向y1侧凸出的突起部224，在第二滑动部230的侧面232设有向x2侧凸出的突起部234。设于第一滑动部220的侧面222的突起部224在一个侧面222中以沿x1
‑
x2方向延伸的方式设置两个，设于第二滑动部230的侧面232的突起部234在一个侧面232中以沿y1
‑
y2方向延伸的方式设置两个。
77.如图19所示，第一滑动部220的侧面222设于x1侧与x2侧这两处，在各个侧面222中，一方的突起部224为z1侧，另一方的突起部224为z2侧，两个突起部224的延伸方向平行地形成。在突起部224为一个的情况下，存在第一滑动部220相对于zx面倾斜的情况，因此为了使可动电极125遵循相同的轨迹，优选的是在第一滑动部220的侧面222设置两个突起部224。
78.此外，如图20所示，第二滑动部230的侧面232设于y1侧与y2侧这两处，在各个侧面232中，一方的突起部234为z1侧，另一方的突起部234为z2侧，两个突起部234的延伸方向平行地形成。在突起部234为一个的情况下，存在第二滑动部230相对于yz面倾斜的情况，因此为了使可动电极135遵循相同的轨迹，优选的是在第二滑动部230的侧面232设置两个突起部234。
79.在本实施方式中，如图21所示，通过在第一滑动部220设置突起部224，第一滑动部220与罩体10的内侧在第一滑动部220中在突起部224以及罩体10的内侧的槽部16的侧面16b接触。由此，能够减少第一滑动部220与罩体10接触的面积。如此，通过减小第一滑动部220与槽部16的侧面16b接触的面积，在第一滑动部220与罩体10的内侧的槽部16的侧面16b之间产生的摩擦减少，因此第一滑动部220在x1
‑
x2方向上的移动变得顺畅。
80.此外，如图22所示，通过在第二滑动部230设置突起部234，第二滑动部230与罩体10的内侧在第二滑动部230中在突起部234与罩体10的内侧的槽部17的侧面17b接触。由此，能够减少第二滑动部230与罩体10接触的面积。如此，通过减小第二滑动部230与槽部17的侧面17b接触的面积，在第二滑动部230与罩体10的内侧的槽部17的侧面17b之间产生的摩擦减少，因此第二滑动部230在y1
‑
y2方向上的移动变得顺畅。
81.另外，上述以外的内容与第一实施方式相同。
82.以上，详细叙述了实施方式，但不限于特定的实施方式，在权利要求书所记载的范围内，能够进行各种变形以及变更。作为一例，在本说明书中，槽部由图16的附图标记16、以及图17的附图标记17所示那样的大致u字形状表示，但不限于该形状，在能够实现本技术发明的范围内，槽部意为包含将滑动部维持在规定位置且能够实现滑动部的移动(滑动)那样的任意的引导构造。
83.另外，本国际申请主张基于2019年2月28日提出申请的日本专利申请第2019
‑
036282号的优先权，其申请的全部内容引用于本国际申请中。
84.附图标记说明
85.10 罩体
86.11 贯通孔
87.12、13、14、15 卡定部
88.16 槽部
89.16a 顶面
90.16b 侧面
91.17 槽部
92.17a 顶面
93.17b 侧面
94.20 第一促动器
95.21 贯通孔
96.22 接触部
97.23、24 轴部
98.25 驱动传递部
99.26 开口部
100.30 第二促动器
101.31 贯通孔
102.32 接触部
103.33、34 轴部
104.35 驱动传递部
105.36 开口部
106.37 贯通孔
107.40 杆
108.41 操作部
109.42 驱动传递部
110.43 凸部
111.50 螺旋弹簧
112.60 第三促动器
113.61 轴部
114.62 底部
115.70 基板
116.71 第一电阻层
117.72 第二电阻层
118.73 开关
119.74 电极端子
120.75 贯通孔
121.80 框体
122.81 底面部
123.82 钩
124.120 第一滑动部
125.121 突起部
126.122 接触侧面
127.123 上表面
128.125 可动电极
129.130 第二滑动部
130.131 突起部
131.132 接触侧面
132.133 上表面
133.135 可动电极
134.140 按压部件
135.141 接触部
136.142 按下部