CN101273428B - 操作输入装置及使用其的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄型、且能有效地利用磁场检测元件的高灵敏度特性的操作输入装置，其包括：基体(10)；印刷电路板(20)，其将按钮开关(21～25)及霍尔元件(29、29b)安装于上面并叠置于基体(10)上进行一体化；操作件(50)，其将按压突起(59a～59b)一体化在金属环(51)上，且在印刷电路板(20)上可上下动作地支承于基体(10)；操作转动盘(70)，其将交互配置有N极与S极的环状磁铁(65)安装于下面并以可自由转动的方式地安装在所述操作件(50)的上面。而且，通过转动操作转动盘(70)，由霍尔元件(29、29a)来检测环状磁铁(65)的磁通量的变化以检测转动方向，通过按压操作转动盘(70)，由操作件(50)的按压突起(59a～59b)来操作按钮开关(22～25)。

Description

操作输入装置及使用其的电子设备
技术领域
本发明涉及一种可适用于手机及便携式音乐播放装置的操作输入装置。
背景技术
目前，作为使用于手机的操作输入装置，具有例如由如下构件构成的结构：基体；在上面安装多个按钮开关及磁场检测元件并叠置于所述基体上而一体化的印刷电路板；载置于所述印刷电路板上的操作板；将交互配置有N极及S极的环状磁铁安装在下面并以可自由转动的方式地安装于所述操作板上的圆盘式操作转动盘。而且，所述操作输入装置通过转动所述操作转动盘，由所述磁场检测元件检测所述环状磁铁的磁通量的变化并检测转动方向，另一方面，通过按压所述操作转动盘对所述按钮开关进行操作(参照专利文献1)。
专利文献1：(日本)特开2003-280799号公报
但是，为了使所述操作输入装置进一步薄型化，若使组成零部件相互接近，则会使绝缘性降低、容易产生静电短路。
另外，为了使所述操作输入装置进一步薄型化，例如，若将一体地保持现有例的图3所示的弧状片144、144的环形保持部146做成薄壁，则存在由于反复施加于突起150的按压力，而导致所述保持部146容易产生疲劳破坏的问题。
另外，由概略图示的图2B可知，所述操作输入装置，其将转动检测用磁性体152穿过安装于基体120上的霍尔IC136a的斜上方。本来，从磁灵敏度的角度来看，优选按照转动检测用磁性体152穿过所述霍尔IC136a的正上方的形式来配置。但是，若进行这样的配置，将会使所述操作输入装置整体的高度尺寸变大，从而存在不能使用于以薄型化为目标的手机等的问题。
发明内容
本发明是鉴于所述问题而提出的，其课题在于，提供一种薄型、且能有效地使用磁场检测元件的灵敏度特性的操作输入装置。
为了解决所述问题，本发明提供一种操作输入装置，其包括：印刷电路板，其在上面安装有多个按钮开关及转动检测装置；操作件，其将金属制薄板部分与树脂材料部分一体化，并且具有按压突起，在所述印刷电路板上以可上下移动的方式被支承；圆盘式操作转动盘，其以可自由转动的方式地安装于所述操作件的上面，通过转动所述圆盘式操作转动盘，由所述转动检测装置检测转动方向，另一方面，通过按压所述圆盘式操作转动盘，由所述操作件的按压突起操作所述按钮开关。
在本发明中，由于所述操作件是将金属制薄板部分与树脂材料部分一体化而形成，因此，可得到与现有例相比进一步薄型化、刚性优良且不易损坏、而且滑动性也优良、旋转操作性良好的操作输入装置。
作为本发明的实施方式，也可以将所述金属制薄板部分与树脂材料部分一体成形。
根据本实施方式，通过将金属制薄板部分与树脂部分一体成形，在所述的效果的基础上，还得到生产性高的操作输入装置。
另外，作为本发明的其他的操作输入装置，其包括：印刷电路板，其在上面安装有多个按钮开关及磁场检测元件；操作件，其在所述印刷电路板上以可上下移动的方式被支承；圆盘式操作转动盘，其将交互配置有N极及S极的环状磁铁安装于下面，并以可自由转动的方式地安装在所述操作件的上面，使所述磁场检测元件的下方侧落入设置于所述印刷电路板的嵌入孔，并且，通过转动所述圆盘式操作转动盘，由所述磁场检测元件来检测所述环状磁铁的磁通量的变化以检测转动方向，另一方面，通过按压所述圆盘式操作转动盘，经由所述操作件操作所述按钮开关。
根据本发明，由于磁场检测元件的下方侧落入印刷电路板的嵌合孔而被安装，因此，从印刷电路板的上面突出的所述磁场检测元件的高度尺寸变小，从而可得到高度尺寸小的薄型的操作输入装置。
作为本发明的实施方式，也可以将从磁场检测元件的两侧侧面向侧方突出的端子卡止于印刷电路板的嵌合孔的上面开口边缘部而进行电连接。
根据本实施方式，由于可将磁场检测元件落入印刷电路板的嵌合孔而进行安装，因而定位变得容易，可得到组装作业容易的操作输入装置。
作为本发明其他的实施方式，也可以将环状磁铁配置于磁场检测元件的上方。
根据本实施方式，由于将环状磁铁配置于落入到嵌合孔的磁场检测元件的上方，因而可得到能够有效地使用磁场检测元件的磁特性的薄型的输入操作装置。
作为本发明的其他的实施方式，也可以由绝缘性树脂片覆盖安装有按钮开关及磁场检测元件的印刷电路板的表背面。
根据本实施方式，因为由绝缘性树脂片覆盖所述按钮开关及磁场检测元件，因此，即使实现装置的薄型化，也能得到难以产生静电短路、绝缘性高的操作输入装置。
本发明提供一种电子设备，其安装有所述操作输入装置，并以能从外部进行操作的方式使圆盘式操作转动盘露出。
根据本发明，具有可得到薄型、且能有效地使用磁场检测元件的磁特性的电子设备的效果。
附图说明
图1A及图1B是安装本发明的操作输入装置的手机的立体图及主要部分立体图；
图2A及图2B、图2C是图1所示的操作输入装置的立体图及局部剖面图；
图3是从图2所示的操作输入装置的上方看到的分解立体图；
图4是从图2所示的操作输入装置的下方看到的分解立体图；
图5是图2所示的操作输入装置的局部放大剖面图。
附图标记说明
1：手机
2：操作输入装置
10：金属基体
11a、11b：定位突起
12a、12b：卡具孔
13a、13b：嵌合孔
14a、14b：弹性卡合支承部
20：印刷电路板
20c：树脂薄膜罩
21～25：按钮开关
26a、26b：定位孔
27a、27b：卡具孔
28a、28b：嵌合孔
29a、29b：霍尔元件
29c：端子
30：按钮
31：防脱落用环状凸缘
32：按压用突起
33a、33b：导向用切口
40：固定环
41：定位孔
42：铆接孔
50：操作件
51：金属环
52：延伸部
52a：方形孔
53：膨胀部
52b、53b：弹性爪部
58：台座部
59a～59b：按压用突起
60：滑动片
65：环状磁铁
70：操作转动盘
71：操作孔
72：防滑用突起
73：环状凸缘
74：环状槽
75：定位突起
76：铆接突起
77：下面开口边缘部
具体实施方式
下面，根据附图1～图5对本发明的的操作输入装置的实施方式进行说明。
如图1所示，本发明的操作输入装置能通过安装于手机1内的印刷电路板5的操作输入装置2移动监视器3的移动条(未图示)，并经由后述的按钮30等发出选择指令。另外，4是安装于所述印刷电路板5上的按钮开关，6是数字键，7是话筒，8是扬声器。
如图3及图4所示，所述操作装置2包括：金属基体10、由挠性的树脂薄膜构成的印刷电路板20、按钮30、固定环40、操作件50、滑动片60、环状磁铁65、操作转动盘70。
如图3及图4所示，所述金属基体10平面呈大致圆形，在其中央部切起一对定位突起11a、11b。为了防止误安装，所述定位突起11a、11b的宽度尺寸不同。另外，所述金属基体10在其外侧边缘部附近，分别在相对的位置设置有卡具孔12a、12b及嵌合孔13a、13b。而且，所述金属基体10在其外周缘部，以使所述定位突起11a、11b在其之间并相对的形式分别切起两对弹性卡合支承部14a、14a、14b、14b。而且，使分别具有安装孔15a、15b、15c、15d的舌片16a、16b、16c、16d从所述弹性卡合支承部14a、14b之间向侧方分别延伸。
由挠性树脂薄膜构成的印刷电路板20具有与所述金属基体大致相同的平面形状，而且，由在背面涂敷粘接材料并被剥离纸覆盖的大致圆形的基板主体20a、和自所述基板主体20a延伸的导出部(リ一ド部)20b形成。所述基板主体20a，将扁平状的中央按钮开关21配置于其中央，而且，在使所述中央按钮开关21在其之间并相对的位置配置有四个扁平状按钮开关22～25。另外，基板主体20a在使所述中央按钮开关21在其之间并相对的位置分别设置有定位孔26a、26b。而且，在与所述金属基体10的卡具孔12a、12b及嵌合孔13a、13b相对应的位置分别设置有卡具孔27a、27b及嵌合孔28a、28b。于是，将使端子29c从相对的两侧侧面向侧方分别延伸的霍尔元件29a、29b分别嵌入到所述印刷电路板20的嵌合孔28a、28b中而进行电连接。由于所述霍尔元件29a、29b以分别落入嵌合孔28a、28b的形式而被安装，因而，所述霍尔元件29a、29b不会从所述印刷电路板20的上面较高地突出(图2B、图2C、图5)。因此，其具有如下的优点，即、与现有例相比，能得到薄型的操作输入装置2。
另外，安装有所述按钮开关21～25及所述霍尔元件29a、29b的印刷电路板20，除定位孔26a、26b及卡具孔27a、27b之外，其表背面整体被树脂薄膜罩20c(图5)覆盖，绝缘性提高。但是，为了便于说明，在图1～图4中，未图示所述树脂薄膜罩20c。
按钮30具有可插入到后述的操作转动盘70的操作孔71中的外廓形状，在其外周下端边缘部一体成形有防脱落用环状凸缘31。另外，所述按钮30在其底面中央突设有按压用突起32(图4)，同时，在所述环状凸缘31的外周面形成有滑动卡合于所述金属基体10的定位突起11a、11b的导向用切口33a、33b(图4)。
固定环40是用于使操作转动盘70在操作件50上以可自由转动的方式并防止脱落的部件，即、通过将定位孔41分别嵌入设置于后述的操作转动盘70的下面的定位突起75(图4)，将所述操作转动盘70的铆接突起76铆接固定于铆接孔42，使操作转动盘70在操作件50上以可自由转动的方式并防止脱落。
操作件50是在平面呈大致圆形的金属环51上一体成形大致环状的树脂制台座部58而成的部件。所述金属环51延伸在其相对的外周缘部具备方形孔52a的延伸部52，并且形成有具备长孔53a的膨胀部53。而且，在所述延伸部52及所述膨胀部53的外周缘部分别突设有弹性爪部52b、53b。另外，在所述金属环51的背面的与所述按钮开关22～25相对应的位置，自所述台座部58突设有树脂制的按压用突起59a～59d。所述台座部58的内径小于所述固定环40的外径而形成。另外，金属环51的内径大干所述固定环40的外径而形成。如图2B所示，台座部58的内周面与后述的操作转动盘70的下面开口边缘部77的外周面接触，在操作转动盘70旋转时滑动，而由于台座部58为树脂制，因而滑动性优良。另外，所述方形孔52a是为了使霍尔元件29a、29b的磁通易于穿过而设置的贯通孔。
这样，由于将金属部分与树脂部分做成一体而构成操作件50，由此，即使是薄型化，也能够通过金属部分确保刚性，而且，还可通过树脂部分确保滑动性。即，对于操作件50，可兼得作为旋转体保持部件的刚性和滑动性两者。
另外，作为将金属环51与台座部58一体化的方法，既可以是一体成形，也可以是粘接及嵌入等方法。
另外，如图4所示，按压用突起59a～59d的外侧相当于金属环51相邻的延伸部52和膨胀部53之间，并无金属部分伸出。这是由于，在通过按下操作转动盘70而使操作件50倾斜时，防止伸出部分接触而导致按压用突起59a～59d不能按压按钮开关22～25。
而按压用突起59a～59d也可以是与台座部58一体成形的树脂制，也可以是与台座部58不同的材质即树脂以外的材质。按压用突起59a～59d既可以设置于如上所述那样的台座部58的一方，也可以设置于金属环51的一方。
滑动片60是可覆盖所述操作件50的台座部58上面的同心圆形状，由具有规定的摩擦系数的树脂形成。
环状磁铁65是将N极及S极交互配置的部件，嵌合、固定于后述的操作转动盘70的环状槽74中。特别是根据本实施方式，即使将环状磁铁65安装于操作转动盘70的环状槽74中，也可以以使其不接触到所述操作件50的形式来设置。因此，与所述环状磁铁65一体转动的操作转动盘70经由滑动片60在所述操作件50的台座部58上滑动。其结果是具有以下优点，即得到在两者之间作用的摩擦阻力小、能圆滑地进行操作的薄型的操作输入装置2。
操作转动盘70在其中心设置有嵌合按钮30的操作孔71，在其上面周边以放射状、按均等的间距设置有防滑用突起72，而且，在外周缘部设置有防脱落用环状凸缘73。该防脱落用环状凸缘73用于防止安装在手机等电子设备从框体脱落。另外，如图4所示，操作转动盘70在其下面同心圆状地设置有用于嵌合、固定所述环状磁铁65的环状槽74。而且，在所述操作孔71的下面开口边缘部77上同心圆状地突设有用于对所述固定环40进行定位的定位突起75以及用于进行铆接固定的铆接用突起76。另外，操作转动盘70不一定必须是圆形，只要可转动，例如也可以是正八边形。
下面，对所述构成部件的组装工序进行说明。
首先，将所述金属基体10的卡具孔12a、12b分别插入未图示的卡具的一对定位销并进行定位。另一方面，将按钮开关21～25及霍尔元件29a、29b安装于印刷电路板20的规定位置，接着，将所述印刷电路板20内的表背面，除定位孔26a、26b及卡具孔27a、27b之外用树脂薄膜罩20c覆盖。然后，将所述印刷电路板20的卡具孔27a、27b及定位孔26a、26b分别插入所述定位销及定位突起11a、11b并进行定位，使所述印刷电路板20粘接在所述金属基体10上形成为一体。
另一方面，在操作转动盘70的环状槽70的底面上，将环状磁铁65嵌合于其外周基部并进行粘接固定，同时，在其余的底面粘贴滑动片60而形成为一体。而且，通过所述操作转动盘70的环状槽74的底面与操作件50的台座部58夹持滑动片60的形式而进行嵌合。接着，将固定环40的定位孔41嵌入到所述操作转动盘70的定位突起75进行定位，使所述固定环40的铆接孔42中插入所述铆接突起76进行铆接。由此，将操作件50及滑动片60夹持于操作转动盘70与固定环40之间，而且，经由滑动片60使操作转动盘70以可自由转动的方式地支承于所述操作件50上。
接着，将按钮30定位于所述印刷电路板20的按钮开关21的上方，而且，将所述按钮30的导向用切口33a、33b分别滑动卡合于所述基体10的定位突起11a、11b。于是，使所述按钮30与操作转动盘70的嵌合孔71嵌合并防止脱落，而且，将所述操作件50的弹性爪部52b、53b分别卡合于所述金属基体10的弹性卡合支承部14a、14b，由此完成组装作业。
根据本实施方式，可以以不转动的形式将操作件50固定于基体10上。而且，通过按下操作转动盘70，使操作件50的按压用突起59a～59d分别按下按钮开关22～25，分担按下操作功能。另一方面，通过以可自由转动的方式地安装于操作件50的上面的操作转动盘70的转动，来分担转动操作功能。
另外，根据本实施方式，由于操作件50的弹性爪部52b、53b卡合于基体20的弹性卡合支承部14a、14b，因此，可防止水平方向的晃动。另外，由于利用按钮开关22～25的弹簧力对所述操作件50向上方施力，因而不产生在上下方向的晃动。另外，其优点在于，利用与所述滑动片60之间产生的摩擦力，可抑制因惯性而使操作转动盘70的过量转动，从而不易产生误操作。
下面，来说明安装有由所述结构构成的操作输入装置2的手机1的操作方法。
当通过转动安装于手机1的操作转动盘70，使环状磁铁65与其一起转动时，一对霍尔元件29a、29b分别检测磁场的变化，据此来检测转动方向及转动量。
而且，该检测结果作为移动条(未图示)的移动，经由未图示的控制电路反映在监视器3的画面显示中。接着，在操作杆到达所期望的位置的情况下，若按压按钮30，则按压用突起32操作中央按钮开关21，输出选择指令。
另外，也可以通过按下操作转动盘70的周边部、例如图2C所示、按压用突起59b，使位于所述按压用突起59b的正下方的按钮开关23的反转弹簧发生反转而导通。
另外，也可以通过将弹性垫片配置于印刷电路板20的上面与操作件的下面之间，并将操作件50向上方侧施力，由此，防止晃动。
产业上利用的可能性
本发明的操作输入装置不限于手机，当然，也可以应用于其它的移动设备及其它的电子设备。

Claims (7)

1.一种操作输入装置，其特征在于，
包括：基体，其外周缘部切起弹性卡合支承部；印刷电路板，其叠置于所述基体上而一体化，并在上面安装有多个按钮开关及转动检测装置；操作件，其在金属制薄板部分的外周缘部，具有方形孔的一对延伸部相对延伸且具有弹性爪部，而且，具有长孔的一对膨胀部相对形成且具有弹性爪部，另一方面，通过使与树脂材料部分一体化的所述金属制薄板部分的弹性爪部卡合于所述基体的弹性卡合支承部，并且以通过突设于所述树脂材料部分的按压突起可按下所述按钮开关的方式，使所述操作件在所述印刷电路板上以可上下移动的方式被支承；圆盘式操作转动盘，其以可自由转动的方式地安装于所述操作件的上面，
通过转动所述圆盘式操作转动盘，由所述转动检测装置检测转动方向，另一方面，通过按压所述圆盘式操作转动盘，由所述操作件的按压突起操作所述按钮开关。
2.如权利要求1所述的操作输入装置，其特征在于，将所述金属制薄板部分与树脂材料部分一体成形。
3.一种操作输入装置，其特征在于，
包括：基体，其外周缘部切起弹性卡合支承部；印刷电路板，其叠置于所述基体上而一体化，并在上面安装有多个按钮开关及磁场检测元件；操作件，其在金属制薄板部分的外周缘部，具有方形孔的一对延伸部相对延伸且具有弹性爪部，而且，具有长孔的一对膨胀部相对形成且具有弹性爪部，另一方面，通过使与树脂材料部分一体化的所述金属制薄板部分的弹性爪部卡合于所述基体的弹性卡合支承部，并且以通过突设于所述树脂材料部分的按压突起可按下所述按钮开关的方式，使所述操作件在所述印刷电路板上以可上下移动的方式被支承；圆盘式操作转动盘，其将交互配置有N极及S极的环状磁铁安装于下面，并以可自由转动的方式地安装在所述操作件的上面，
使所述磁场检测元件的下方侧落入设置于所述印刷电路板的嵌入孔，并且，通过转动所述圆盘式操作转动盘，由所述磁场检测元件来检测所述环状磁铁的磁通量的变化以检测转动方向，另一方面，通过按压所述圆盘式操作转动盘，经由所述操作件操作所述按钮开关。
4.如权利要求3所述的操作输入装置，其特征在于，将从磁场检测元件的两侧侧面向侧方突出的端子卡止于印刷电路板的嵌合孔的上面开口边缘部而进行电连接。
5.如权利要求3或4所述的操作输入装置，其特征在于，将环状磁铁配置于磁场检测元件的上方。
6.如权利要求3或4所述的操作输入装置，其特征在于，由绝缘性树脂片覆盖安装有按钮开关及磁场检测元件的印刷电路板的表背面。
7.一种电子设备，其特征在于，安装有权利要求1～4中任一项所述的操作输入装置，并以能从外部进行操作的方式使圆盘式操作转动盘露出。
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