特許 7624544 操作機構及び操作入力デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-22

(45)【発行日】2025-01-30

(54)【発明の名称】操作機構及び操作入力デバイス

(51)【国際特許分類】

   A63F 13/24 20140101AFI20250123BHJP

   G06F 3/02 20060101ALI20250123BHJP

   A63F 13/285 20140101ALI20250123BHJP

   G05G 1/02 20060101ALI20250123BHJP

   G05G 5/05 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

A63F13/24

G06F3/02 B

A63F13/285

G05G1/02 B

G05G5/05

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2024093352

(22)【出願日】2024-06-07

【審査請求日】2024-06-07

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522071603

【氏名又は名称】エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100128347

【弁理士】

【氏名又は名称】西内 盛二

(72)【発明者】

【氏名】色摩 和雄

【審査官】安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－０２０３４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－１７３１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２３２９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３１８１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０３５５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２８６８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９５６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２３／１２７６６２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６３Ｆ １３／００－１３／９８

Ａ６３Ｆ ９／２４

Ｇ０６Ｆ ３／０２

Ｇ０５Ｇ １／０２

Ｇ０５Ｇ ５／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作機構であって、前記操作機構は、ケースと、可動操作部材と、支持部材と、磁石と、磁性部材と、第２駆動部材とを含み、
前記ケースは、収容空間を有し、
前記可動操作部材は、前記収容空間内に収容され、且つ前記可動操作部材の少なくとも一部が前記ケースの外に挿通され、
前記支持部材は、前記可動操作部材を支持することに用いられ、且つ前記可動操作部材は前記支持部材の周りを移動し、
前記磁石は、前記可動操作部材に接続され、
前記磁性部材は、前記磁石に対して磁気吸引力を有し、前記磁性部材と前記磁石とは、磁気吸引作用により前記可動操作部材を初期位置に復帰させる及び／又は保持し、
前記第２駆動部材は、前記可動操作部材の底部又は側部に設けられ、前記第２駆動部材は、前記可動操作部材に向かう方向又は前記可動操作部材から離れる方向に移動し、且つ可動方向に回動する前記可動操作部材と干渉することを特徴とする操作機構。

【請求項2】

前記磁性部材の取り付け位置は、前記可動操作部材が初期位置にある時の前記磁石の所在する位置に対応することを特徴とする請求項１に記載の操作機構。

【請求項3】

前記磁性部材は、前記磁石と間隔を隔てて設置されることを特徴とする請求項２に記載の操作機構。

【請求項4】

前記操作機構は、回路基板と、前記回路基板に接続される第１駆動部材とをさらに含み、前記第１駆動部材は、前記磁性部材と前記磁石との間に設置され、前記第１駆動部材は、前記可動操作部材の位置を調整することに用いられることを特徴とする請求項１に記載の操作機構。

【請求項5】

前記操作機構は、接続部材と当接部材とをさらに含み、前記接続部材の第１端は、前記支持部材に接続され、前記磁石は、前記接続部材の前記支持部材から離れた一端に取り付けられ、前記当接部材は、前記接続部材の第１端に接続され、前記当接部材は、前記可動操作部材に当接することに用いられ、
前記磁性部材と前記磁石との磁気吸引作用により、前記接続部材は、前記支持部材の周りを移動し、且つ前記接続部材により前記当接部材を移動させて前記当接部材自体を回転させることにより、前記可動操作部材を初期位置に復帰させる及び／又は保持することを特徴とする請求項１に記載の操作機構。

【請求項6】

前記操作機構は、回路基板と、前記回路基板に接続される第１駆動部材とをさらに含み、前記第１駆動部材は、前記磁性部材と前記磁石との間に設置され、前記第１駆動部材は、前記可動操作部材の位置を調整することに用いられることを特徴とする請求項４に記載の操作機構。

【請求項7】

前記磁性部材は磁鉄片であり、前記磁鉄片は、前記第１駆動部材又は前記ケースの内壁に取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の操作機構。

【請求項8】

前記第１駆動部材は、前記磁石の両側にそれぞれ設置される第１コイル及び第２コイルを含み、前記第１コイル、前記第２コイルは、いずれも前記回路基板に電気的に接続され、２つの前記磁性部材は、前記第１コイルの前記磁石から離れる側、及び前記第２コイルの前記磁石から離れる側にそれぞれ設置されることを特徴とする請求項６に記載の操作機構。

【請求項9】

前記第１コイル及び第２コイルは、通電後に前記磁石との間に磁気吸引作用を有し、前記第１コイル及び第２コイルは、前記磁石と相互作用してストッパー及び／又は振動モータとして使用されることを特徴とする請求項８に記載の操作機構。

【請求項10】

前記操作機構は、位置検出素子をさらに含み、前記位置検出素子は、前記回路基板に接続され、前記位置検出素子は、前記可動操作部材の変位情報を検出することに用いられ、前記回路基板は、前記変位情報を制御信号に変換して出力することに用いられることを特徴とする請求項６に記載の操作機構。

【請求項11】

前記可動操作部材は、前記ケース内に位置する移動部と、前記ケースの外に挿通される押圧部とを含み、前記移動部には取付部が設けられ、前記磁石は、前記取付部内に嵌設されることを特徴とする請求項１に記載の操作機構。

【請求項12】

前記第２駆動部材は、駆動モータ及び接触部を含み、前記接触部は、前記駆動モータの駆動作用により、可動操作部材と干渉することができ、前記接触部の接触面は、球面又は面取り弧面であることを特徴とする請求項１に記載の操作機構。

【請求項13】

前記支持部材は、支持軸であり、前記ケースは、第１シェル及び第２シェルを含み、前記第１シェルには、第１固定部が設けられ、前記第２シェルには、第２固定部が設けられ、前記可動操作部材には、軸孔が設けられ、
前記支持軸は、前記可動操作部材の軸孔に挿通され、且つ前記支持軸の両端がそれぞれ前記第１固定部内と前記第２固定部内とに取り付けられて固定され、
前記可動操作部材は、前記支軸の周りを移動することを特徴とする請求項１に記載の操作機構。

【請求項14】

操作入力デバイスであって、前記操作入力デバイスは、請求項１～１３のいずれか１項に記載の操作機構を含むことを特徴とする操作入力デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作機構の技術分野に関し、特に、操作機構及び操作入力デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

電子技術の発展に伴い電子製品は、益々人々に注目されている。例えば、携帯型ゲーム機や据え置き型ゲーム機、車載装置または工業用操作設備、携帯型マルチメディア娯楽設備などの電子製品は、通常、操作機構を用いてユーザーの操作指令を入力する必要があり、操作機構上での任意の操作量が全部スムーズにシステムにフィードバックされるように、ユーザーが期待している。

【0003】

現在、従来の操作機構では、圧縮バネやトーションバネ等の物理的なバネを用いて操作量を中立位置に保持し、固定及び支持の機能を実現することが多かった。しかし、物理バネは、操作機構の落下衝撃や、ユーザーの繰り返し入力による往復運動や振動によって破損するお恐れがある。現在、寿命試験、耐落下衝撃試験などを通常に採用して物理バネに対して構造安定性試験を行い、その使用安定性を確保する。

【0004】

また、振動、落下衝撃に強いバネを作製するためには、バネ径や材質等の様々なパラメーターともに厳しい設計が必要であり、更に組み付け時のバネの曲がり、折れ、損傷等による寿命短縮も考慮する必要がある。物理バネは、設計上の難易度が高いだけでなく、電子製品完成後の信頼性を確保する難易度も高い。

【0005】

また、従来の操作機構であっても、システムに入力するためのポテンショメーターや他の抵抗読み取り装置の正常な抵抗値を特定することは困難であり、ユーザーが繰り返し入力することにより摩耗してドリフト現象、すなわち、ユーザーの意図しない入力値やサーボ制御をシステムに入力してしまうドリフト現象や、入力に対して反応しない故障等が市場で問題になることもしばしば有り、この場合はポテンショメーターの単体の交換が難しくコントローラーそのものの交換や、コントローラーの部分アセンブリ交換などの対応が必要である懸念もあった。

【0006】

さらに、操作機構の可動部を収容空間に対して任意の位置、例えば操作量が一番低い位置に保持する物理バネの支持部も物理的なバネによる押圧が常に強くかかって摩擦、摩耗していることも有り、これらが摩耗によって形状変化することで任意の位置である例えば操作量が一番低い位置に保持できなくなる事も懸念されるため、精密作業においていわゆる不感帯領域を設け、その位置の感度を無くすなどの処置を行わなければならなかった。

【0007】

したがって、以上の課題を解決できる新たな操作機構を提供することが必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の実施例に係る操作機構及び操作入力デバイスによれば、当該操作機構は、耐振動、耐落下衝撃性を備え、且つ操作機構の信頼性が組立の影響を受けにくく、ユーザー入力に対して高い耐久性を有することができる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１態様では、本発明の実施例は操作機構を提供し、前記操作機構は、ケースと、可動操作部材と、支持部材と、磁石と、磁性部材とを含み、
前記ケースは、収容空間を有し、
前記可動操作部材は、前記収容空間内に収容され、且つ前記可動操作部材の少なくとも一部が前記ケースの外に挿通され、
前記支持部材は、前記可動操作部材を支持することに用いられ、且つ前記可動操作部材は前記支持部材の周りを移動し、
前記磁石は、前記可動操作部材に接続され、
前記磁性部材は、前記磁石に対して磁気吸引力を有し、前記磁性部材と前記磁石とは、磁気吸引作用により前記可動操作部材を初期位置に復帰させる及び／又は保持する。

【0010】

いくつかの実施形態では、前記磁性部材の取り付け位置は、前記可動操作部材が初期位置にある時の前記磁石の所在する位置に対応する。

【0011】

いくつかの実施形態では、前記磁性部材は、前記磁石と間隔を隔てて設置される。

【0012】

前記操作機構は、接続部材と当接部材とをさらに含み、前記接続部材の第１端は、前記支持部材に接続され、前記磁石は、前記接続部材の前記支持部材から離れた一端に取り付けられ、前記当接部材は、前記接続部材の第１端に接続され、前記当接部材は、前記可動操作部材に当接することに用いられ、
前記磁性部材と前記磁石との磁気吸引作用により、前記接続部材は、前記支持部材の周りを移動し、且つ前記当接部材を移動させて前記可動操作部材を初期位置に復帰される及び／又は保持する。

【0013】

いくつかの実施形態では、前記操作機構は、回路基板と、前記回路基板に接続される第１駆動部材とをさらに含み、前記第１駆動部材は、前記磁性部材と前記磁石との間に設置され、前記第１駆動部材は、前記可動操作部材の位置を調整することに用いられる。

【0014】

いくつかの実施形態では、前記磁性部材は磁鉄片であり、前記磁鉄片は、前記第１駆動部材又は前記ケースの内壁に取り付けられる。

【0015】

いくつかの実施形態では、前記第１駆動部材は、前記磁石の両側にそれぞれ設置される第１コイル及び第２コイルを含み、前記第１コイル、前記第２コイルは、いずれも前記回路基板に電気的に接続され、２つの前記磁性部材は、前記第１コイルの前記磁石から離れる側、及び前記第２コイルの前記磁石から離れる側にそれぞれ設置される。

【0016】

いくつかの実施形態では、前記第１コイル及び第２コイルは、通電後に前記磁石との間に磁気吸引作用を有し、前記第１コイル及び第２コイルは、前記磁石と相互作用してストッパー及び／又は振動モータとして使用される。

【0017】

いくつかの実施形態では、前記操作機構は、位置検出素子をさらに含み、前記位置検出素子は、前記回路基板に接続され、前記位置検出素子は、前記可動操作部材の変位情報を検出することに用いられ、前記回路基板は、前記変位情報を制御信号に変換して出力することに用いられる。

【0018】

いくつかの実施形態では、前記可動操作部材は、前記ケース内に位置する移動部と、前記ケースの外に挿通される押圧部とを含み、前記移動部には取付部が設けられ、前記磁石は前記取付部内に嵌設される。

【0019】

いくつかの実施形態では、前記操作機構は、前記可動操作部材の底部又は側部に設けられる第２駆動部材をさらに含み、前記第２駆動部材は、前記可動操作部材に向かう方向又は前記可動操作部材から離れる方向に移動し、且つ可動方向に回動する前記可動操作部材と干渉する。

【0020】

いくつかの実施形態では、前記第２駆動部材は、駆動モータ及び接触部を含み、前記接触部は、前記駆動モータの駆動作用により、可動操作部材と干渉することができ、前記接触部の接触面は、球面又は面取り弧面である。

【0021】

いくつかの実施形態において、前記支持部材は、支持軸であり、前記ケースは第１シェル及び第２シェルを含み、前記第１シェルには、第１固定部が設けられ、前記第２シェルには、第２固定部が設けられ、前記可動操作部材には、軸孔が設けられ、
前記支持軸は、前記可動操作部材の軸孔に挿通され、且つ前記支持軸の両端がそれぞれ前記第１固定部内と前記第２固定部内とに取り付けられて固定され、
前記可動操作部材は、前記支軸の周りを移動する。

【0022】

第２態様では、本出願は操作入力デバイスを提供し、前記操作入力デバイスは、第１態様に記載の操作機構を含む。

【発明の効果】

【0023】

従来技術と比較して、本出願は少なくとも以下の技術効果を有する。
本出願に係る操作機構において、可動操作部材を制御するための磁性部材は、物理的なバネではなく、磁気吸引力を用いる磁性部材であり、可動操作部材に接続された磁石の間に磁気吸引力を発生させることにより、可動操作部材を初期位置に復帰させる及び／又は保持することができる。物理バネを採用して可動操作部材の力フィードバックを実現することに比べて、磁性部材と磁石との磁気吸引合わせは、両者の間が互いに干渉し、摩擦が減少し、落下衝撃を受けた場合でも、可動操作部材が可動ストロークにおける任意の位置に移動した場合、磁性部材の磁気吸引作用で初期位置に自動的に復帰することができ、このような構造設計は、操作機構の耐久性、耐衝撃落下性能及び耐摩耗などの能力を大幅に向上させ、操作機構の耐用寿命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1a】本出願の実施例１に係る操作機構の斜視図である。

【図1b】本出願の実施例１に係る操作機構の正面図である。

【図1c】本出願の実施例１に係る操作機構の側面図である。

【図2】本出願の実施例１に係る操作機構の分解構造模式図である。

【図3】本出願の実施例２に係る操作機構の模式図である。

【図4】本出願の実施例３に係る操作機構の模式図である。

【図5】本出願の実施例４に係る操作機構の模式図である。

【図6】本出願の実施例５に係る操作機構の模式図である。

【図7a】本出願の実施例６に係る操作機構の模式図である。

【図7b】本出願の実施例６に係る操作機構の別の模式図である。

【図7c】本出願の実施例６に係る操作機構の別の模式図である。

【図8】本出願に係る操作入力デバイスの構造模式図である。

【図9】本出願に係る操作入力デバイスの別の構造模式図である。

【図10】本出願による操作入力デバイスの別の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本出願の実施例における技術案をより明確に説明するために、以下、以下に実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は、本発明のいくつかの実施例だけであり、当業者にとって、創造的労働をしない前提で、更にこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。

【0026】

本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下に図面及び実施形態を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。ここで記述される具体的な実施例が単に本発明を解釈するためのものであり、本発明を限定するためのものではないことは、理解されるべきである。

【0027】

明確な規定及び限定が別途存在しない限り、用語「複数」とは、２つ以上を指し、用語「複数種」とは、２種類以上を指し、用語「接続」、「固定」等は、何れも広義的に理解されるべきであり、例えば、「接続」は、固定接続、取り外し可能な接続、一体的な接続又は電気的な接続であってもよく、直接接続又は中間媒介を介した間接接続であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本発明における具体的な意味を理解できる。

【0028】

本明細書の記述において、注意すべきことは、本発明の実施例に記載された「上」、「下」等の方位言葉は、図面に示された角度で記述され、本発明の実施例に対する限定として理解されるべきではない。また、コンテキストにおいて、更に注意すべきことは、１つの素子が他の素子の「上」又は「下」に接続されることを言及する場合に、それは、他の素子の「上」又は「下」に直接接続され得るだけでなく、中間素子を介して他の素子の「上」又は「下」に間接的に接続されてもよい。

【0029】

図１ａは、本出願の実施例１に係る操作機構の構造模式図であり、図１ｂ及び図１ｃは、それぞれ本出願の実施例１に係る操作機構の正面図、側面図であり、図２は、本出願の実施例１に係る操作機構の分解構造模式図である。本実施例は、ケース１と、可動操作部材２と、支持部材３と、磁石４と、磁性部材５とを含む操作機構１００が開示されている。

【0030】

ケース１は、収容空間を有し、前記可動操作部材２は、前記収容空間内に収容され、且つ少なくとも一部が前記ケース１の外に挿通され、支持部材３は、前記可動操作部材２を支持することに用いられ、且つ前記可動操作部材２は前記支持部材３の周りを移動し、磁石４は、前記可動操作部材２に接続され、磁性部材５は、前記磁石４に対して磁気吸引力を有し、前記磁性部材５と前記磁石４は、磁気吸引作用により前記可動操作部材２を初期位置に復帰させる及び／又は保持する。

【0031】

本出願に係る操作機構では、可動操作部材２を制御するための磁性部材５が物理的なバネではなく、磁気吸引力を用いる磁性部材５であり、磁性部材５と可動操作部材２に接続された磁石４との間に磁気吸引力を発生させることにより、可動操作部材２を初期位置に復帰させる及び／又は保持することができる。物理バネを採用して可動操作部材の力フィードバックを実現することに比べて、磁性部材５と磁石４との磁気吸引合わせにより、両者の間に互いに干渉し、摩擦することが減少し、落下衝撃を受けた場合でも、可動操作部材２が可動ストロークにおける任意の位置に移動した場合、磁性部材５の磁気吸引作用で初期位置に自動的に復帰することができ、このような構造設計によれば、操作機構の耐久性、耐衝撃落下性能及び耐摩耗などの能力を大幅に向上させ、操作機構の耐用寿命を向上させることができる。

【0032】

現在、一般的に、電気アクチュエータを用いてユーザーの入力を操作入力デバイスにフィードバックし、例えば、ユーザーがゲーム機をプレイする場合である。本出願は、磁石４と磁性部材５との相互作用により、ユーザーの操作機構１００に対する入力の力を力フィードバックすることができ、制御プログラムにおいてルールを設定することもでき、ユーザーの入力量（押下の力強さ）に基づいて力フィードバックの程度を調整し、さらに、磁石４と磁性部材５を利用して電気アクチュエータを置き換え、力フィードバックを実現し、全体構造の耐久性を向上させる。

【0033】

図２に示すように、操作機構１００は、収容空間を有するケース１を含む。ケース１は、第１シェル１１及び第２シェル１２を含み、前記第１シェル１１と第２シェル１２とが係合してケース１を形成し、ケース１の内部の収容空間は、磁石４を収容して可動操作部材２等の構造に合わせることができる構造設計である。

【0034】

具体的には、第１シェル１１に第１固定部１１１が設けられ、前記第２シェル１２に第２固定部１２１が設けられ、前記支持部材３の両端がそれぞれ前記第１固定部１１１と前記第２固定部１２１内に取り付けられて固定される。第１固定部１１１、第２固定部１２１は、軸孔、円溝、ピン孔などであってもよく、支持部材３は、第１固定部１１１、第２固定部１２１内で回動することができる。

【0035】

いくつかの実施形態では、支持部材３は、支持軸又は支持球であってもよく、支持部材３は、可動操作部材２を支持することができる他の構造であってもよく、可動操作部材２が支持部材３の周りを回転し移動できることを確保すればよく、ここでは限定しない。

【0036】

支持部材３は、可動操作部材２を支持することに用いられ、可動操作部材２は支持部材３の周りを回転し移動する。本実施例は支持軸を例とし、支持軸の両端はそれぞれ第１固定部１１１、第２固定部１２１内に挿入され、第１固定部１１１、第２固定部１２１は円柱溝又は円孔であり、可動操作部材２に軸孔２１が設けられる。支持軸は回動可能であり、可動操作部材２を支持軸の周りに回動させる。

【0037】

次に、図２を参照すると、可動操作部材２は、ケース１内に位置する移動部２２と、ケース１の外に挿通される押圧部２３とを含む。ここで、本出願は、移動部２２の延在の長さ、形状に制限がなく、移動部２２が押圧部２３による力を受けた後、移動部２２は磁石４を支持部材３の周りに回動させてモーメントを発生させ、この場合、反力のモーメント、振動力又はストッパーとする時の反力の向上に有利である。

【0038】

移動部２２は矩形枠状構造を呈し、移動部２２に取付部２２１が設けられ、磁石４が取付部２２１内に嵌設されることにより、磁石４と可動操作部材２とが取り外し可能に接続される。取付部２２１は、取付孔又は取付溝であってもよく、具体的な形態はここで限定されない。理解できるように、磁石４が破損しても、迅速な交換が可能である。他の実施形態では、磁石４はケース１の収容空間１内に取り付けられてもよく、磁石４は可動操作部材２との接続を保持し、可動操作部材２と同期して回動すればよい。磁石４の形状は、四角形、環状、円柱などであってもよく、ここで限定されない。

【0039】

ユーザーの操作を容易にするために、可動操作部材２のケース１外に挿通される部分は押圧部２３であり、押圧部２３はユーザーの指の形状に合わせる凹溝又は凹領域であってもよく、これにより、ユーザーは可動操作部材２を迅速に押圧することができる。

【0040】

本出願では、磁石４の磁力強度を高めるために、２つの矩形の磁石４が可動操作部材２の取付部２２１内に嵌設される。ユーザーが可動操作部材２の押圧部２３を押圧すると、可動操作部材２が支持部材３の周りを移動して初期位置から回動し、且つ磁石４を移動させる。

【0041】

いくつかの実施形態では、磁性部材５の取り付け位置は、可動操作部材２が初期位置にある時の磁石４の所在する位置に対応する。本出願における初期位置とは、可動操作部材２がユーザーによって押圧されていない時の位置であり、無負荷の位置として解釈してもよい。

【0042】

いくつかの実施形態では、磁性部材５と可動操作部材２における磁石４とが間隔を隔てて設置されることにより、摩擦、摩耗をよりよく減少させることができ、磁性部材５の耐用寿命が長くなり、必要な取り付けスペースも小さくなり、操作機構の構造コンパクト性を向上させることができる。実行可能な形態では、磁性部材５はケース１の内壁に取り付けられ、磁性部材５は磁鉄片であってもよく、２つの磁鉄片はそれぞれ第１シェル１１、第２シェル１２の内壁に取り付けられ、磁性部材５は可動操作部材２における磁石４と間隔を隔てて設置され、磁性部材５と磁石４とは磁力吸引を行う。

【0043】

磁性部材５が可動操作部材２の初期位置付近に設置されているため、可動操作部材２が他の位置まで回動した後、磁性部材５と磁石４との磁気吸引作用によって可動操作部材２を主動的に復帰させることができ、磁性部材５は非物理的、磁性バネの効果を有し、位置検出の摩耗によるドリフト現象、振動及び落下衝撃による破損を減少させることができる。

【0044】

使用時、ユーザーが可動操作部材２の押圧部２３を押圧すると、押圧力の作用により、可動操作部材２は支持部材３に沿って回転し移動し、ユーザーが押圧力を解除すると、可動操作部材２は磁性部材５の磁気吸引力で、可動操作部材２を初期位置に復帰させる。実際の応用において、磁性部材５の取付角度、形状、磁石４との距離等を調整することにより、磁性部材５の磁気吸引力を変化させ、磁性部材５は磁鉄片であり、且つ磁石４と間隔を隔てて設置され、摩耗を受けにくく、操作機構１００が落下又は振動等しても、磁性部材５が破損しにくく、構造信頼性が大幅に向上する。

【0045】

いくつかの実施形態では、前記操作機構１００は、第１駆動部材６及び回路基板７をさらに含み、第１駆動部材６が電気的に磁界を発生させることを実現するために、第１駆動部材６と回路基板７とが電気的に接続される。前記第１駆動部材６は、前記磁性部材５と前記磁石４との間に設置され、前記可動操作部材２の位置を調整することに用いられる。

【0046】

実行可能な形態では、前記第１駆動部材６は前記収容空間１０内に設けられ、第１駆動部材６はコイルであり、コイルが通電されると磁界を発生し、前記磁石４と前記第１駆動部材６は電気的に発生した磁界により磁気吸引作用を行い、且つ前記可動操作部材２の位置を調整する。

【0047】

図２に示すように、第１シェル１１には第１収容部１１２が設けられ、第２シェル１２には第２収容部１２２が設けられ、それに対応して、第１駆動部材６は第１コイル６１と第２コイル６２を含み、第１コイル６１は第１収容部１１２内に取り付けられ、第２コイル６２は第２収容部１２２内に取り付けられる。第１コイル６１、第２コイル６２はそれぞれ磁石４の両側に位置することで、磁石との磁気吸引力を強化し、可動操作部材２の移動を制御することができる。この場合、磁性部材５は、前記第１駆動部材６に取り付け、且つ第１駆動部材６の磁石４から離れる側に位置することができる。

【0048】

本出願において、回路基板７は給電デバイス（図示せず）に接続され、回路基板７はフレキシブル回路基板であり、優れた耐折り曲げ性能を有し、ケース内の空間に応じてその取り付け位置を調整することができる。具体的には、回路基板７は、第１電気接続部７１及び２つの第２電気接続部７２を含み、第１電気接続部７１はケース１の外部まで延びて給電デバイスに接続され、２つの第２電気接続部７２は、それぞれ第１コイル６１及び第２コイル６２の磁石４から離れる側に当接する。第１コイル６１、第２コイル６２が回路基板７の入力電流を取得した後、第１駆動部材６は磁石４に磁力を発生することができ、コイルに発生する磁力の大きさはボイスコイルモータに印加される電流に比例し、これにより、入力電流の大きさを制御することで、コイルに発生する磁力の大きさを制御することができ、コイルに発生する磁力は磁石と相互作用し、さらに反力を可動操作部材２に提供し、可動操作部材２を押下位置から初期位置に回復させ、又は可動操作部材２の回動位置を調整又は制御し、ユーザーの使用感を向上させる。

【0049】

いくつかの実施形態では、操作機構１００は、回路基板７に電気的に接続され、可動操作部材２の変位情報を検出するための位置検出素子８をさらに含み、回路基板７は、変位情報を制御信号に変換して外部デバイスに出力することにも用いられる。具体的な実施形態において、位置検出素子８は、収容空間内に取り付けられ、且つ位置検出素子８は、検出された磁石４の磁場強度（ホール効果）に基づいて、磁石４の所在する位置を判断し、即ち、可動操作部材２が可動ストローク中に所在する任意の位置を判断する。

【0050】

使用時に、ユーザーが可動操作部材２における押圧部２３を押圧し、可動操作部材２が支持部材３の周りを回動し、前記位置検出素子８によって磁石４の変位をリアルタイムに検出し、磁石４の所在する任意の位置の閾値を外部デバイスに入力し、入力量によって可動操作部材２の変位を綿密に監視する。

【0051】

可動操作部材２の移動量を制御するために、位置検出素子８により可動操作部材２のリアルタイム位置を検出し、第１駆動部材６が磁石４と磁気的に吸着し、可動操作部材２が可動領域の範囲内の任意の位置で移動を停止するように可動操作部材２を制御する。このとき、第１駆動部材６をストッパーとして使用し、第１駆動部材６の反力によって可動操作部材２を任意の位置で停止させるように可動操作部材２における磁石４を制御することができる。

【0052】

他の実施形態では、操作機構１００内にメカニカルストッパーを取り付けて、可動操作部材の任意の位置での停止移動を実現することができ、すなわちコイルを使用しなくてもよい。あるいは、操作機構が力フィードバックを実現するように、電動ドライバ（例えばモーター）とコイルとを併用してもよい。

【0053】

また、第１駆動部材６と磁石４とが相互作用して振動モータとしても機能し、クリック音を発生させ、例えば可動操作部材２の可動領域の範囲内で第１駆動部材６に電流を印加するなどして振動感を発生させ、可動操作部材２内の磁石４に振動感がフィードバックされ、さらに押圧部２３に伝達され、ユーザーは振動感や振動音を受けることができる。

【0054】

本出願では、位置検出素子８は、非接触で可動操作部材２の位置検出を行い、従来に採用されたポテンショメータ等の検出素子と比較して、本出願の位置検出素子８は、可動操作部材２と摩擦や摩耗を生じることがないため、ドリフト現象を引き起こすことがなく、正確に検出するとともに、構造的な破壊を引き起こすことがなく、操作機構１００の構造信頼性が向上する。

【0055】

本出願は、位置検出素子８を用いて可動操作部材２の位置を検出し、制御センターにフィードバックし、第１駆動部材６が発生する磁界によって可動操作部材２を任意の位置で停止するように制御し、可動操作部材の押下量を電動で制御することを実現し、メカニカルストッパーによって手動入力制御を実現することに比べて、電動制御の使用利便性が大幅に向上する。

【0056】

図３は本出願の実施例２に係る操作機構の部分構造斜視図であり、図３に示すように、操作機構１００は、可動操作部材２が可動領域の範囲内で移動又は停止を制御するように、可動操作部材２の底部に設置される第２駆動部材９をさらに含む。理解できるように、第２駆動部材９は、実施例１の態様における第１駆動部材６を置き換えてもよく、第１駆動部材６と協働して可動操作部材２の移動を制御してもよい。

【0057】

図３に示すように、第２駆動部材９は、可動操作部材２の底部に設置され、可動操作部材２に向かう方向又は可動操作部材２から離れる方向（第１方向９０）に移動でき、可動方向２０に回動する可動操作部材２と干渉する。具体的には、第２駆動部材９は、駆動モータ９１と接触部９２とを含み、接触部９２は、駆動モータ９１によって第１方向９０に移動し、且つ可動方向２０に移動する可動操作部材２と干渉する。理解できるように、可動操作部材２が第２駆動部材９に当接する場合、第２駆動部材９は、実施例１に係る技術案における第１駆動部材６の代わりに、力フィードバックと停止の機能を実現する。他の実施形態では、第２駆動部材９と第１駆動部材６とが協働して、異なる運動経路、より複雑な運動方向に対する制御を実現することもでき、両者が協働して使用される場合、力フィードバック作用と停止作用が明確に向上される。

【0058】

図４は本出願の実施例３に係る操作機構の部分構造模式図であり、図４に示すように、操作機構１００は、第２駆動部材９及び第１駆動部材６を含み、第１駆動部材６はコイルであり、磁石４に対して磁力を発生させ、さらに反力を可動操作部材２に提供し、可動操作部材２を任意の停止位置から初期位置に回復させ、又は可動操作部材２の停止位置を調整又は制御することができる。第２駆動部材９は、第１方向９０に沿って移動可能であり、可動操作部材２は、可動方向２０に沿って回動可能であり、第１方向９０に沿って移動する第２駆動部材９と当接する。第２駆動部材９は、可動操作部材２を上下方向に振動させてユーザーに振動感触を与える振動モータとして機能することができる。本実施形態における第１方向９０は、上下方向において可動操作部材２に向かう方向又は可動操作部材２から離れる方向である。

【0059】

図５は本出願の実施例４に係る操作機構の模式図であり、図５に示すように、操作機構１００は、前記可動操作部材３の側部に設置される第２駆動部材９を含み、第２駆動部材９は、駆動モータ９１及び接触部９２を含み、接触部９２は可動操作部材２に向かう方向又は可動操作部材２から離れる方向（第２方向９３）に沿って移動し、可動方向に回動する可動操作部材２と干渉する。具体的には、第２方向９３に移動する接触部９２は、可動操作部材２の移動部と当接する。可動操作部材２の押圧部２３が押圧力を受ける場合、可動部２２は支持体３を中心に回動し、フルストローク停止位置２０２まで可動方向２０に回動可能となる。第２駆動部材９の接触部９２が第２方向９３に移動して移動部２２と干渉する場合、移動部２２は、可動範囲内の任意の位置２０３に停止することができ、この場合、第２駆動部材９は、ストッパーとして機能することができる。

【0060】

図６は本出願の実施例５に係る操作機構の模式図であり、図６に示すように、操作機構１００は第２駆動部材９を含み、第１駆動部材６（コイル）が設けられていない。本実施例では、第２駆動部材９は、ケース１の収容空間内に設けられ、可動操作部材２の移動部２２の一側に位置する。第２駆動部材９の接触部９２は、駆動モータ９１によって第２方向９３に移動し、可動方向２０に移動する可動操作部材２の移動部２２に干渉する。第２駆動部材９は振動モータとして機能し、可動操作部材２を横方向に振動させ、ユーザーに振動の触感を提供することができる。ここで、第２方向９３は、可動操作部材２に向かう方向又は可動操作部材２から離れる方向であり、且つ移動部２２に対して垂直又は略垂直な方向である。

【0061】

本実施例では、接触部９２の接触面を球面又は面取り弧面としてもよく、例えば４５度の角度に切断することで、接触部９２と可動操作部材２との衝突力を減少させ、摩耗を減少させることができる。第２駆動部材９による横方向の干渉は、横方向の反力を発生させることができ、可動操作部材２を横方向に振動させ、横方向振動モータの効果を奏する。

【0062】

図７ａは、本出願の実施例６に係る操作機構の模式図であり、図７ｂは、本出願の実施例６に係る操作機構の別の模式図であり、図７ｃは、本出願の実施例６に係る操作機構の別の模式図であり、図７ａ～図７ｃに示すように、前記操作機構１００は、接続部材１０１と当接部材１０２とをさらに含み、接続部材１０１の第１端１０１ａは、支持部材３に接続され、磁石４は、接続部材１０１の支持部材３から離れた一端に取り付けられ、当接部材１０２は、接続部材１０１の第１端１０１ａに接続され、当接部材１０２は、可動操作部材２に当接することに用いられる。

【0063】

上記技術案において、磁石４は、接続部材１０１に取り付けられ、且つ当接部材１０２を介して磁石４と磁性部材５との磁気吸引力は可動操作部材２に伝達され、可動操作部材２の復帰又は力フィードバックを実現することに寄与する。物理バネを用いて可動操作部材の力フィードバックを実現することに比べて、磁性部材５と磁石４との磁気吸引合わせは、両者の間が互いに干渉し、摩擦が減少し、落下衝撃を受けた場合でも、可動操作部材２が可動ストロークにおける任意の位置に移動した場合、磁性部材５の磁気吸引作用で初期位置に自動的に復帰することができる。

【0064】

いくつかの実施形態では、接続部材１０１はリンクであり、リンクの第１端１０１ａには、軸孔及び接続部１０３が設けられ、支持部材３が接続部材１０１の軸孔を貫通することにより、接続部材１０１が支持部材３の周りを回動することができる。ケース１の内壁には、回動軸１０４がさらに設けられ、当接部材１０２は、回動軸１０４に外嵌され、且つ当接部材１０２は、接続部材１０１の接続部１０３に接続され、接続部材１０１が支持部材３の周りを第３方向１０５に沿って移動する場合、接続部材１０１は、当接部材１０２を回動軸１０４の周りを第３方向の逆方向に沿って移動させる。

【0065】

いくつかの実施形態では、図７ｂに示すように、第１駆動部材６はコイルであってもよく、コイルが通電されていない場合、ユーザは手動で可動操作部材２を押して可動範囲内で任意に移動させてもよい。

【0066】

いくつかの実施形態では、第１駆動部材６はコイルであってもよく、図７ｃに示すように、コイルが通電された後に発生する磁力と磁石４とは互いに磁気吸引作用を果たし、磁気吸引作用により、接続部材１０１は支持部材３の周りを第３方向１０５に沿って移動し、且つ当接部材１０２を介して反力を可動操作部材２の移動部２２に提供し、可動操作部材２を押下位置から初期位置に復帰させ、又は可動操作部材２の移動位置を調整又は制御する。

【0067】

上記複数の実施形態では、耐振動、耐落下衝撃性を備え、且つ操作機構の信頼性が組立の影響を受けにくく、ユーザー入力に対して高い耐久性を有することができる操作機構が、従来の可変触感コントローラの操作機構よりも、全体的な構造が簡単、コンパクト及び軽量化である。

【0068】

図８は本出願に係る操作入力デバイスの構造模式図であり、図９は本出願に係る操作入力デバイスの別の構造模式図であり、図１０は本出願に係る操作入力デバイスの別の構造模式図であり、図８～図１０に示すように、本出願は、操作入力デバイス２００をさらに提供し、該操作入力デバイス２００は、上記いずれか１項の操作機構１００を含み、該操作入力デバイス２００はユーザーが操作しやすいようにゲームハンドルであってもよい。操作機構１００は、図５に示すゲームハンドルコントローラや携帯情報機器にも用いることができ、図１０に示すように、操作機構１００は、他の産業機器の操作入力デバイス２００に搭載することができ、産業機器は加工機器、測定機器等であってもよく、操作機構１００の適用は、操作入力デバイス２００の操作性、耐久性を向上させることができる。

【0069】

上記したのは、本発明の好ましい具体的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲は、これに限定されず、当業者が本発明に開示された技術的範囲内において容易に想到できる変更又は置換は、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲を基準とすべきである。

【符号の説明】

【0070】

１００ 操作機構
１ ケース
１１ 第１シェル
１１１ 第１固定部
１１２ 第１収容部
１２ 第２シェル
１２１ 第２固定部
１２２ 第２収容部
２ 可動操作部材
２０ 可動方向
２０１ 初期位置
２０２ フルストローク停止位置
２０３ 任意停止位置
２１ 軸孔
２２ 移動部
２２１ 取付部
２３押圧部
３ 支持部材
４ 磁石
５ 磁性部材
６ 第１駆動部材
６１ 第１コイル
６２ 第２コイル
７ 回路基板
７１ 第１電気接続部
７２ 第２電気接続部
８ 位置検出素子
９ 第２駆動部材
９０ 第１方向
９１ 駆動モータ
９２ 接触部
９３ 第２方向
１０１ 接続部材
１０２ 当接部材
１０３ 接続部
１０４ 回動軸
１０５ 第３方向
２００ 操作入力デバイス

【要約】

【課題】本発明は操作機構及び操作入力デバイスを提供する。
【解決手段】
操作機構は、収容空間を有するケースと、収容空間内に収容され、且つ少なくとも一部がケースの外に挿通される可動操作部材と、支持部材の周りを移動する可動操作部材を支持することに用いられる支持部材と、可動操作部材に接続される磁石と、磁石に対して磁気吸引力を有し、磁性部材と磁石との磁気吸引作用により可動操作部材を初期位置に復帰及び／又は保持する磁性部材とを含む。本出願の実施例に係る操作機構及び操作入力デバイスによれば、操作機構は、耐振動、耐落下衝撃性を備え、且つ操作機構の信頼性が組立の影響を受けにくく、ユーザー入力に対して高い耐久性を有することができる。
【選択図】図２

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8】

【図9】

【図10】