JP4190459B2

JP4190459B2 - 多方向入力装置

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Publication number: JP4190459B2
Application number: JP2004153454A
Authority: JP
Inventors: 茂古木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: JP2005341649A; US7593001B2; US20050259072A1

Description

本発明は、車載用電装機器やゲーム機器等に使用されるモータ、特に、モータ温度を検知して過電流を制御するための正特性サーミスタが内蔵されたモータを用いた多方向入力装置に関するものである。

モータの回転軸に固着したコード板の回転をフォトインタラプタで検出するようにしたエンコーダ付きモータ（例えば、特許文献１参照）や、直交配置した一対のモータを駆動源として操作レバーを揺動操作するようにした多方向入力装置（例えば、特許文献２参照）のように、モータは車載用電装機器やゲーム機器等の各種分野において広く使用されている。

このように各種分野で使用されるモータにおいて、従来より、有底筒状ケーシングの開口端を同形状のホルダで覆い、このホルダに正特性サーミスタを保持した小型モータが知られている（例えば、特許文献３参照）。この正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣ（positive temperature coefficient）と呼ぶ）は抵抗体を両電極間に挟んで積層した板状の素子であり、ある温度を超えると急激に内部抵抗値が増大する特性を有している。したがって、このようなＰＴＣを内蔵したモータでは、モータに過負荷が持続的にかかったりモータの回転が強制的にロックされた場合、過電流が流れてモータの内部温度が上昇すると共に、ＰＴＣの温度も上昇して内部抵抗値が急増し、それによってモータに供給される電流が急激に低下してモータの加熱を防止することができる。
実開平７−４４６０２号公報（第４−５頁、図１）実公平６−４４２９５号公報（第１−２頁、第２図）特開２００２−１０８４７１号公報（第５−７頁、図４）

ところで、前述した従来のモータは、回転軸に取り付けられた電機子を包囲する有底筒状のケーシングの開口端に同形状のホルダを被着し、このホルダにＰＴＣを保持するように構成されているため、ケーシングとホルダを一体化した筒状体によってモータの外殻が形成されることになり、このことがモータを組み込む各種製品の小型化を妨げる要因となっていた。例えば、かかるモータを前述したエンコーダ付きモータに適用した場合、回転軸に固着したコード板をホルダの端面から十分に離さないと、フォトインタラプタがホルダにぶつかってしまうため、必然的にエンコーダ付きモータ全体が軸線方向に大型化することになる。また、かかるモータを前述した多方向入力装置に適用した場合、直交配置した一対のモータを両者の交点側で十分に離さないと、両モータの後端に一体化されたホルダ同士がぶつかってしまうため、この場合も多方向入力装置が大型化することになる。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は小型化に好適な多方向入力装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の多方向入力装置は、揺動操作可能な操作レバーと、この操作レバーの揺動操作に連動して回転可能であると共に互いの回転軸を直交する一対の駆動レバーと、これら駆動レバーを回転可能に支持する基台と、前記両駆動レバーを駆動する一対のアクチュエータとを備え、前記両アクチュエータが、一端を開口し内周面に永久磁石が固着された筒状のケーシングと、このケーシングの開口端に被着されたホルダと、これらケーシングとホルダに軸支された回転軸と、この回転軸に取り付けられた電機子および整流子と、この整流子に摺接するブラシと、このブラシに接続されて前記ホルダに保持した入力端子と、前記電機子巻線に流れる電流を制御する板状の正特性サーミスタとを備え、前記正特性サーミスタを前記ケーシングの内部に対面する前記ホルダの内壁面の周縁近傍に形成した収納部に保持すると共に、このホルダの外壁面に前記収納部側をホルダ本体の最大長さとして斜め方向に延びる切欠き部を形成し、前記回転軸と同軸上にある直線が前記切欠き部を通るように構成されたモータであり、これら両モータを前記ホルダが互いに隣接するように直交配置すると共に、これら両モータの交点位置で前記両ホルダに形成された前記切欠き部同士を対向させる構成とした。

このように構成された多方向入力装置によれば、直交配置された一対のモータの交点位置で両ホルダに形成された切欠き部同士を対向させており、互いに自身のホルダの切欠き部を相手側ホルダの配置スペースとして有効利用できるため、両モータのホルダを交点位置で可及的に近付けることができ、両モータを含む多方向入力装置全体を平面的に小型化することができる。

上記の構成において、前記両モータの前記ホルダと反対側から突出する回転軸にそれぞれギヤを固着し、これらギヤを前記両駆動レバーに設けたギヤ部に噛合させることが好ましい。また、上記の構成において、前記両駆動レバーの回転をそれぞれギヤ列を介して検出する一対のロータリエンコーダと、これらロータリエンコーダの出力信号に基づいて前記両モータの駆動を制御する制御部とを備え、前記基台が少なくとも２つの側壁を略直交する方向で結合させた支持部を有し、この支持部の両側壁に前記ギヤ列と前記ロータリエンコーダのコード板を支持させることが好ましい。

本発明の多方向入力装置は、操作レバーの揺動操作に連動して回転する一対の駆動レバーの駆動源として、ケーシングの開口端に被着したホルダの内部周縁近傍の収納部に板状のＰＴＣを保持し、このホルダの外壁面に収納部側をホルダ本体の最大長さとして斜め方向に延びる切欠き部を形成したモータを２個用い、これら両モータを直交配置してその交点位置で両ホルダに形成された切欠き部同士を対向させたので、互いに自身のホルダの切欠き部が相手側ホルダの配置スペースとして有効利用され、両モータのホルダを交点位置で可及的に近付けて多方向入力装置全体を平面的に小型化することができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るモータの平面図、図２は該モータの正面図、図３は該モータの斜視図、図４は図１のIV−IV線に沿う断面図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は該モータの主要部を示す分解斜視図である。

これらの図に示すように、本実施形態例に係るモータ１は、軟鉄等の金属材料により有底中空筒状に形成されたケーシング２と、このケーシング２の開口端を覆う合成樹脂材料により成形されたホルダ３とを備えており、ホルダ３はケーシング２の開口端にかしめ等の手段を用いて固定されている。ケーシング２とホルダ３の中央部にはそれぞれ軸受４，５が固着されており、これら軸受４，５は回転軸６を回転自在に支持している。この回転軸６には電機子（コイル）７と整流子８が取り付けられており、ケーシング２の内周面には電機子７を包囲するように永久磁石９が固着されている。

ホルダ３は、ケーシング２の開口端に圧入される円板状の基部３ａと、この基部３ａの底面からケーシング２と反対方向へ延びる突出部３ｂとを有し、突出部３ｂの外壁面には切欠き面３ｃが形成され、これによって切欠き部３ｉが形成されている。この切欠き面３ｃは基部３ａの周縁から突出部３ｂの端面にかけて斜めに連続するテーパ面となっており、図３から明らかなように、回転軸６を通る直線Ｐと切欠き面３ｃのテーパ面とがなす角度θは４５度に設定されている。また、円板状の基部３ａには、ブラシ１２，１３を収納するための凹部３ｊが内側に形成されており、この凹部３ｊに連続するように一対の保持溝３ｅ，３ｆが形成されている。凹部３ｊの底面３ｋには前記軸受５が保持されており、この底面３ｋには一対の貫通孔３ｇ，３ｈが形成されると共に、突出部３ｂの端面に向かって上記直線Ｐと平行に延びる凹溝３ｄが形成されている。この凹溝３ｄはケーシング２の内部に対面するホルダ３の内壁面の周縁近傍に形成されており、ホルダ３の軸線方向の長さは凹溝３ｄの形成された部位で最大となっている。

ホルダ３の凹部３ｊ内には一対の入力端子１０，１１が配置されている。一方の入力端子１０は、前記底面３ｋの内底面上に設置される基部１０ａと、この基部１０ａの一端部に９０度折り曲げ形成されて前記保持溝３ｅ内に挿入される保持部１０ｂと、基部１０ａの他端部に９０度折り曲げ形成されて凹溝３ｄ内に延出する接触片１０ｃとを有し、この入力端子１０は前記保持溝３ｅを画成するホルダ３部分に固定されている。そして、この入力端子１０の保持部１０ｂにブラシ１２の固定端が接続され、ブラシ１２の自由端は整流子８に摺接している。さらに、ホルダ３の凹溝３ｄ内に弾性を有する端子１５が挿入されており、この端子１５の凹部３ｊ内に露出した部分に前記貫通孔３ｇ内に挿通されるリード線１６の一端部が半田付け等によって接続されている。他方の入力端子１１は、前記底面３ｋの内底面上に設置される基部１１ａと、この基部１１ａの一端部に９０度折り曲げ形成されて前記保持溝３ｆ内に挿入される保持部１１ｂとを有し、この入力端子１１は前記保持溝３ｆを画成するホルダ３部分に固定されている。そして、入力端子１１の基部１１ａに前記貫通孔３ｈ内に挿通されるリード線１７の一端部が半田付け等によって接続されると共に、入力端子１１の保持部１１ｂにブラシ１３の固定端が接続され、ブラシ１３の自由端は整流子８に摺接している。

また、ホルダ３の凹溝３ｄには過電流保護素子としてのＰＴＣ１４が収納されており、このＰＴＣ１４はその板面が上記直線Ｐと平行になるようにホルダ３に保持されている。このＰＴＣ１４は一方の接続端となる接触面が凹溝３ｄ内で一方の入力端子１０の接触片１０ｃに弾接して接続されており、他方の接続端となる接触面が凹溝３ｄ内に配置した端子１５に弾接して接続されている。そして、両リード線１６，１７の各他端がモータの給電ラインに接続され、ＰＴＣ１４はモータの給電ラインに直列接続されることとなるため、モータ温度の上昇によってＰＴＣ１４の内部抵抗値が増大し、モータに供給する電流を低下させることができる。

このように構成されたモータ１では、ケーシング２の開口端を覆うホルダ３のモータ１内部に面した内壁面の周縁近傍に回転軸６を通る直線Ｐと平行に延びる凹溝（収納部）３ｄを形成し、この凹溝３ｄ内に過電流保護素子としてのＰＴＣ１４を収納すると共に、凹溝３ｄの形成部位が軸線方向に最大長さとなるように、ホルダ３の外壁面に上記直線Ｐを横切って４５度で交差するテーパ状の切欠き面３ｃが画成されるように切欠き部３ｉを形成したので、かかるモータ１を後述するエンコーダ付きモータや多方向入力装置等の各種製品に組み込んだ際に、ホルダ３の外壁面に形成された切欠き面３ｃを部品配置スペースとして利用することにより、当該製品の小型化を促進することができる。なお、本実施形態例では切欠き面３ｃをテーパ面として切欠き部３ｉを形成したが、図２の２点鎖線３ｃａで示すように、階段状の切欠き面として切欠き部３ｉを形成しても良い。

図７は本発明の実施形態例に係るモータをエンコーダに適用した参考例を示す正面図であり、このエンコーダ付きモータ２０は、支持板２１に取り付けられたモータ１と、このモータ１の回転軸６に固着されたコード板２２と、このコード板２２の回転を検出するフォトインタラプタ２３とで構成されており、フォトインタラプタ２３は支持板２１に連結されたプリント基板２４上に実装されている。

このエンコーダ付きモータ２０に用いられるモータ１は、回転軸６の両端がケーシング２とホルダ３から突出させてある点を除くと図１〜図６に示すものと同一構造であり、前述したようにホルダ３の内部にはＰＴＣが保持されると共に、ホルダ３の外壁面にはテーパ状の切欠き面３ｃが形成されている。図示省略されているが、ケーシング２から突出する回転軸６の端部にはウォームギヤが固着されており、モータ１が回転すると、その回転力がウォームギヤからウォームホイール等の減速機構を介して適宜部位に伝達されるようになっている。一方、ホルダ３から突出する回転軸６の端部にはコード板２２が固着されており、このコード板２２は円周方向に沿って連続する多数のスリット（図示せず）を有し、検出素子であるフォトインタラプタ２３の凹部２３ａ内を回転する。このフォトインタラプタ２３の一部はホルダ３の切欠き面３ｃとコード板２２とで囲まれたスペース内に配置されており、フォトインタラプタ２３は凹部２３ａを介して対向する発光素子と受光素子（いずれも図示せず）を有している。したがって、モータ１の回転に連動してコード板２２が回転すると、フォトインタラプタ２３の発光素子と受光素子間がスリットで断続的に遮断されるため、モータ１の回転がフォトインタラプタ２３から電気信号として取り出され、その検出信号に基づいてモータ１の回転数を制御することができる。

このように構成されたエンコーダ付きモータ２０では、モータ１に付設されたホルダ３の内部に過電流保護素子としてのＰＴＣを収納すると共に、このホルダ３の外壁面にテーパ状の切欠き面３ｃを形成し、これらホルダ３の切欠き面３ｃとコード板２２との間に画成されるスペースにフォトインタラプタ２３の一部を配置し、少なくとも切欠き部３ｉ内にフォトインタラプタ２３の一部が配置されるようにしたので、コード板２２を含めたエンコーダ付きモータ２０全体の軸線方向の長さを小型化することができる。なお、スリットの代わりに磁化パターンが形成されたコード板を用い、該コード板の回転をＭＲ素子で検出することも可能であり、この場合もホルダ３の切欠き面３ｃとコード板２２との間に画成されるスペースの切欠き部３ｉにＭＲ素子を配置すれば良い。

図８は本発明の実施形態例に係る多方向入力装置の斜視図、図９は該多方向入力装置に備えられるスティックコントローラの分解斜視図、図１０は該スティックコントローラの斜視図、図１１は該スティックコントローラに備えられる動力変換機構の斜視図、図１２は該多方向入力装置の部品レイアウトを示す平面図である。

本実施形態例に係る多方向入力装置は、操作者が揺動操作する操作レバーに電気制御された力覚を付与するハプティックコントローラと称せられる力覚付与型の多方向入力装置であり、この多方向入力装置３０は、上面に透孔３１ａを有する合成樹脂製の筐体３１と、この筐体３１の内部に収納されたスティックコントローラ３２と、筐体３１の下部開口を閉塞する蓋体３３とを備えている。

スティックコントローラ３２はアルミニウム等の機械的強度の高い材料で形成されたフレーム（基台）３４を備えており、このフレーム３４には第１および第２の駆動レバー３５，３６が互いの回転軸を直交するように回転可能に支持されている。フレーム３４には第１および第２の駆動レバー３５，３６を支持する平面視四角形の支持部３４ａが一体形成されており、第１の駆動レバー３５の上部両端は支持部３４ａの相対向する２つの側壁に軸部によって軸支され、第２の駆動レバー３６の上部両端は支持部３４ａの相対向する他の２つの側壁に軸部によって軸支されている。これら第１および第２の駆動レバー３５，３６の交差部分には操作レバー３７が連結されており、この操作レバー３７は透孔３１ａを挿通して筐体３１の外部に突出している。第１および第２の駆動レバー３５，３６は操作レバー３７の揺動運動を直交する２つの回転運動に変換する動力変換機構を構成しており、操作レバー３７の中央部は第２の駆動レバー３６の中央上部にピン３８を用いて軸支され、操作レバー３７は第２の駆動レバー３６の下部に形成された長孔３６ａを挿通して第１の駆動レバー３５の下部に形成された長孔３５ａ内に挿入されている。したがって、操作レバー３７を任意方向へ揺動操作すると、その揺動方向に応じて第１および第２の駆動レバー３５，３６が回転する。

第１の駆動レバー３５の一側面には扇形のギヤ部３５ｂが一体形成されており、このギヤ部３５ｂの先端には該駆動レバー３５の回転軸を中心として円弧状に延びる歯部３５ｃが形成されている。また、第１の駆動レバー３５の他側面には検出板３９が固着されており、この検出板３９の下端に形成された遮蔽部３９ａはギヤ部３５ｂと逆方向へ突出している。同様に、第２の駆動レバー３６の一側面には扇形のギヤ部３６ｂが一体形成されており、このギヤ部３６ｂの先端には該駆動レバー３６の回転軸を中心として円弧状に延びる歯部３６ｃが形成されている。また、第２の駆動レバー３６の他側面には検出板４０が固着されており、この検出板４０の下端に形成された遮蔽部４０ａはギヤ部３６ｂと逆方向へ突出している。

前記フレーム３４には図１〜図６に示した前記モータ１と同一構造の一対のモータが搭載されており、便宜上、一方のモータを第１のモータと称して符号４１を付し、他方のモータを第２のモータと称して符号４２を付してある。前述したように、これらモータ４１，４２はホルダ３の内部にＰＴＣを保持したモータであり、ホルダ３の外壁面にはテーパ状の切欠き面３ｃが形成されている。図１２に示すように、第１および第２のモータ４１，４２は互いの回転軸６を通る直線Ｐが直交するように配置されており、両直線Ｐが交わる交点をＱとすると、第１および第２のモータ４１，４２に取り付けられたホルダ３の切欠き面３ｃ同士は交点Ｑを介して対向している。このように、それぞれのホルダ３が近接するように第１および第２のモータ４１，４２を直交配置すると共に、両ホルダ３の切欠き面３ｃを交点Ｑを挟んで対向させると、互いに自身のホルダ３の切欠き部３ｉを相手側ホルダ３の配置スペースとして有効利用できるため、第１および第２のモータ４１，４２のホルダ３同士を可及的に近付けることができ、多方向入力装置３０全体を平面的に小型化することができる。

第１のモータ４１の回転軸６は交点Ｑと反対側に突出し、第２のモータ４２の回転軸６も交点Ｑと反対側に突出している。第１のモータ４１の回転軸６にはギヤ４３が固着されており、このギヤ４３は支持部３４ａの内側で第１の駆動レバー３５に形成されたギヤ部３５ｂの歯部３５ｃに噛合している。説明の都合上、図１１中に第１のモータ４１は省略されているが、第１のモータ４１から見て回転軸６に固着されたギヤ４３と第１の駆動レバー３５に一体化されたギヤ部３５ｂは減速ギヤ列を構成しており、第１のモータ４１の回転はこの減速ギヤ列で減速されて第１の駆動レバー３５に伝達される。同様に、第２のモータ４２の回転軸６にはギヤ４４が固着されており、このギヤ４４は支持部３４ａの内側で第２の駆動レバー３６に形成されたギヤ部３６ｂの歯部３６ｃに噛合している。これらギヤ４４とギヤ部３６ｂは第２のモータ４２から見て減速ギヤ列を構成しており、第２のモータ４２の回転はこの減速ギヤ列で減速されて第２の駆動レバー３６に伝達される。

また、第１のモータ４１の回転軸６には大径はすば歯車４５が固着されており、この大径はすば歯車４５とギヤ４３は一体化されている。大径はすば歯車４５は支持部３４ａの一側壁から外方へ突出しており、この一側壁には小径はすば歯車４６と第１のコード板４７が回転可能に軸支されている。両はすば歯車４５，４６は噛合しており、小径はすば歯車４６の外側に一体化されたプーリ４８と第１のコード板４７の外側に一体化されたプーリ４９間には無端状のベルト５０が巻回されている。これらギヤ４３、大径はすば歯車４５、小径はすば歯車４６、プーリ４８、ベルト５０、プーリ４９は第１の駆動レバー３５から見て増速ギヤ列を構成しており、第１の駆動レバー３５の回転はこの増速ギヤ列で増速されて第１のコード板４７に伝達される。同様に、第２のモータ４２の回転軸６には大径はすば歯車５１が固着されており、この大径はすば歯車５１とギヤ４４は一体化されている。大径はすば歯車５１は支持部３４ａの他側壁から外方へ突出しており、この他側壁には小径はすば歯車５２と第２のコード板５３が回転可能に軸支されている。両はすば歯車５１，５２は噛合しており、小径はすば歯車５２の外側に一体化されたプーリ５４と第２のコード板５３の外側に一体化されたプーリ５５間には無端状のベルト５６が巻回されている。これらギヤ４４、大径はすば歯車５１、小径はすば歯車５２、プーリ５４、ベルト５６、プーリ５５は第２の駆動レバー３６から見て増速ギヤ列を構成しており、第２の駆動レバー３６の回転はこの増速ギヤ列で増速されて第２のコード板５３に伝達される。

前記フレーム３４の下端には回路基板５７が取り付けられており、この回路基板５７上には第１および第２のフォトインタラプタ５８，５９が実装されている。この第１のフォトインタラプタ５８と第１のコード板４７によって第１のロータリエンコーダが構成され、第２のフォトインタラプタ５９と第２のコード板５３によって第２のロータリエンコーダが構成されている。両フォトインタラプタ５８，５９はそれぞれ図示せぬ発光素子と受光素子を有し、これら発光素子と受光素子は凹部５８ａ，５９ａを介して対向している。第１および第２のコード板４７，５３の外周部には多数のスリット４７ａ，５３ａが形成されており、これらコード板４７，５３はそれぞれ対応する第１および第２のフォトインタラプタ５８，５９の凹部５８ａ，５９ａ内を回転するようになっている。また、回路基板５７上には第１および第２のフォトインタラプタ５８，５９とは別に一対のフォトインタラプタ６０，６１が実装されており、一方のフォトインタラプタ６０の凹部６０ａ内を第１の駆動レバー３５に固着された検出板３９の遮蔽部３９ａが回転し、他方のフォトインタラプタ６１の凹部６１ａ内を第２の駆動レバー３６に固着された検出板４０の遮蔽部４０ａが回転するようになっている。したがって、両検出板３９，４０の遮蔽部３９ａ，４０ａが凹部６０ａ，６１ａ内に位置しているとき、発光素子の光が遮蔽部３９ａ，４０ａで遮断されてフォトインタラプタ６０，６１からオフ信号が出力され、遮蔽部３９ａ，４０ａが凹部６０ａ，６１ａから外れた位置にあるとき、発光素子の光が受光素子で受光されてフォトインタラプタ６０，６１からオン信号が出力される。

前述した各フォトインタラプタ５８，５９，６０，６１から出力された検知信号は制御部６２に取り込まれ、制御部６２はフォトインタラプタ６０，６１の検知信号に基づいて第１および第２の駆動レバー３５，３６の絶対位置を演算すると共に、この絶対位置を基準にして第１および第２のフォトインタラプタ５８，５９の検知信号から第１および第２の駆動レバー３５，３６の回転方向と回転量、すなわち操作レバー３７の揺動方向と揺動量（揺動角度）を演算する。また、制御部６２はメモリに記憶されたデータやプログラムに基づいて制御信号を決定し、この制御信号を第１および第２のモータ４１，４２に出力する。この制御信号は操作レバー３７に付与される操作フィーリングに対応する信号であり、信号の種類としては振動の発生や作動力（抵抗力または推力）の変更等がある。なお、制御部６２の回路構成部品は回路基板５７の裏面や図示せぬ他の回路基板に実装されている。

次に、このように構成された力覚付与型の多方向入力装置３０の動作について説明する。

まず、多方向入力装置３０のシステムを起動（電源オン）させると、制御部６２はフォトインタラプタ６０，６１の検知信号を取り込んで第１および第２のモータ４１，４２に制御信号を出力し、第１および第２のモータ４１，４２は第１および第２の駆動レバー３５，３６を回転駆動して操作レバー３７を中立位置に自動復帰させる。この場合、第１および第２のモータ４１，４２はフォトインタラプタ６０，６１の出力がオフからオンに切り替わるように第１および第２の駆動レバー３５，３６を回転駆動すればよく、操作レバー３７は両フォトインタラプタ６０，６１の出力が共にオフからオンに切り替わった時点で中立位置となり、制御部６２は当該位置を操作レバー３７の基準位置（絶対位置）として記憶する。

このように操作レバー３７を中立位置に自動復帰させた状態で、操作者が筐体３１の透孔３１ａから突出している操作レバー３７を任意方向へ揺動操作すると、操作レバー３７の揺動方向に応じて第１および第２の駆動レバー３５，３６がそれぞれの回転軸を中心に回転する。例えば、操作レバー３７を図１２のＹ−Ｙ方向へ揺動操作すると第１の駆動レバー３５のみが同方向へ回転し、操作レバー３７をＸ−Ｘ方向へ揺動操作すると第２の駆動レバー３６のみが同方向へ回転し、操作レバー３７をＸ−Ｙ方向（Ｘ方向とＹ方向の間）へ揺動操作すると第１および第２の駆動レバー３５，３６が共に回転する。そして、第１の駆動レバー３５の回転がギヤ部３５ｂの歯部３５ｃからギヤ４３、大径はすば歯車４５、小径はすば歯車４６、プーリ４８、ベルト５０、プーリ４９で増速されて第１のコード板４７に伝達され、第２の駆動レバー３６の回転がギヤ部３６ｂの歯部３６ｃからギヤ４４、大径はすば歯車５１、小径はすば歯車５２、プーリ５４、ベルト５６、プーリ５５で増速されて第２のコード板５３に伝達されるため、第１および第２のロータリエンコーダの各フォトインタラプタ５８，５９から連続的なオン／オフ信号が検知信号として制御部６２に入力される。

制御部６２は第１および第２のフォトインタラプタ５８，５９の検知信号から求められる相対位置と前述したフォトインタラプタ６０，６１の検知信号から求められる絶対位置とに基づいて、第１および第２の駆動レバー３５，３６の回転方向と回転量を演算すると共に、第１および第２のモータ４１，４２に所定の制御信号を出力する。一例を挙げると、操作レバー３７が所定方向に所定量だけ揺動操作されたとき、第１および第２のモータ４１，４２の回転をギヤ４３，４４とギヤ部３５ｂ，３６ｂで減速させて第１および第２の駆動レバー３５，３６に伝達することにより、これら駆動レバー３５，３６を介して操作レバー３７にその揺動方向に抵抗する作動力が付与されると、この作動力が操作レバー３７を手動操作する操作者にクリック感として認識される。

このように構成された力覚付与型の多方向入力装置３０では、操作レバー３７に力覚を付与するための駆動源である第１および第２のモータ４１，４２にＰＴＣを内蔵したホルダ３を付設すると共に、これらホルダ３の外壁面にそれぞれテーパ状の切欠き面３ｃを形成し、第１および第２のモータ４１，４２を互いの回転軸６を通る直線Ｐが直交するように配置したとき、両ホルダ３の切欠き部３ｉが直線Ｐの交点Ｑを挟んで対向するように近接させたので、互いに自身のホルダ３の切欠き部３ｉを相手側ホルダ３の配置スペースとして有効利用できるため、第１および第２のモータ４１，４２のホルダ３同士を可及的に近付けることができ、多方向入力装置３０全体を平面的に小型化することができる。

本発明の実施形態例に係るモータの平面図である。該モータの正面図である。該モータの斜視図である。図１のIV−IV線に沿う断面図である。図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。該モータの主要部を示す分解斜視図である。該モータをエンコーダに適用した参考例を示す正面図である。本発明の実施形態例に係る多方向入力装置の斜視図である。該多方向入力装置に備えられるスティックコントローラの分解斜視図である。該スティックコントローラの斜視図である。該スティックコントローラに備えられる動力変換機構の斜視図である。該多方向入力装置の部品レイアウトを示す平面図である。

符号の説明

１モータ
２ケーシング
３ホルダ
３ａ基部
３ｂ突出部
３ｃ切欠き面
３ｄ凹溝（収納部）
３ｉ切欠き部
４，５軸受
６回転軸
７電機子
８整流子
９永久磁石
１０，１１入力端子
１２，１３ブラシ
１４ＰＴＣ（正特性サーミスタ）
２０エンコーダ付きモータ
２１支持板
２２コード板
２３フォトインタラプタ（検出素子）
２４プリント基板
３０多方向入力装置
３１筐体
３２スティックコントローラ
３４フレーム（基台）
３４ａ支持部
３５第１の駆動レバー
３６第２の駆動レバー
３５ｂ，３６ｂギヤ部
３５ｃ，３６ｃ歯部
３７操作レバー
４１第１のモータ
４２第２のモータ
４３，４４ギヤ
４７第１のコード板
５３第２のコード板
６２制御部

Claims

揺動操作可能な操作レバーと、この操作レバーの揺動操作に連動して回転可能であると共に互いの回転軸を直交する一対の駆動レバーと、これら駆動レバーを回転可能に支持する基台と、前記両駆動レバーを駆動する一対のアクチュエータとを備え、
前記両アクチュエータが、一端を開口し内周面に永久磁石が固着された筒状のケーシングと、このケーシングの開口端に被着されたホルダと、これらケーシングとホルダに軸支された回転軸と、この回転軸に取り付けられた電機子および整流子と、この整流子に摺接するブラシと、このブラシに接続されて前記ホルダに保持した入力端子と、前記電機子巻線に流れる電流を制御する板状の正特性サーミスタとを備え、前記正特性サーミスタを前記ケーシングの内部に対面する前記ホルダの内壁面の周縁近傍に形成した収納部に保持すると共に、このホルダの外壁面に前記収納部側をホルダ本体の最大長さとして斜め方向に延びる切欠き部を形成し、前記回転軸と同軸上にある直線が前記切欠き部を通るように構成されたモータであり、
これら両モータを前記ホルダが互いに隣接するように直交配置すると共に、これら両モータの交点位置で前記両ホルダに形成された前記切欠き部同士を対向させたことを特徴とする多方向入力装置。
請求項１の記載において、前記両モータの前記ホルダと反対側から突出する回転軸にそれぞれギヤを固着し、これらギヤを前記両駆動レバーに設けたギヤ部に噛合させたことを特徴とする多方向入力装置。
請求項２の記載において、前記両駆動レバーの回転をそれぞれギヤ列を介して検出する一対のロータリエンコーダと、これらロータリエンコーダの出力信号に基づいて前記両モータの駆動を制御する制御部とを備え、前記基台が少なくとも２つの側壁を略直交する方向で結合させた支持部を有し、この支持部の両側壁に前記ギヤ列と前記ロータリエンコーダのコード板を支持させたことを特徴とする多方向入力装置。