JP2001350581A

JP2001350581A - 入力装置

Info

Publication number: JP2001350581A
Application number: JP2000168974A
Authority: JP
Inventors: Masataka Maehara; 正孝前原
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】組立容易で基板の専有面積を小さくすることが
でき、小型化可能である。【解決手段】絶縁ケース９にターミナル６が一体成形に
より固定されている。また、ターミナル６の一部が絶縁
ケース９の内底面に露出して接点部１０となっている。
接点部１０と導電ゴム部材８がシート状の誘電体３を介
在して対向して、絶縁ケース９内に配置されている。導
電ゴム部材８の上には、キーステム４とシャフト５が一
体になって載置されている。シャフト５を傾動すると、
導電ゴム部材８と誘電体３と接点部１０が圧接し、その
圧接による電気容量の変化を検出することによって傾動
方向に応じた方向へカーソルを移動することができる。
スイッチ１をユニット化できるため、組立性が良く、ま
た基板に対する専有面積が小さくなって小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力装置に関する
ものであり、さらに詳しくは、静電容量方式により傾動
方向に応じて所定の制御を行う入力装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の入力装置１００は、図４、図５に
示すように、基板１０１、ＦＰＣ１０２、導電ゴム１０
３からなっている。基板１０１の一方の面には複数の高
電位接点パターン１０７が均等間隔にて環状に印刷形成
されており、高電位接点パターン１０７によって囲まれ
た内部には中央接点パターン１０８が印刷形成されてい
る。また、高電位接点パターン１０７の外周には環状に
繋がったアースパターン１０６が印刷形成されている。
高電位接点パターン１０７、中央接点パターン１０８及
びアースパターン１０６の各々にはスルーホール１０９
が形成されて裏側の面（図４中下側の面）のパターン
（図示省略）に各々が電気的に接続されている。裏側の
面のパターンにはＦＰＣ１０２が半田付けにより接続さ
れている。また、高電位接点パターン１０７と中央接点
パターン１０８の上にはレジスト１０５が印刷形成され
ている。このレジスト１０５は誘電体として機能するも
のである。また、レジスト１０５の上には導電ゴム部材
１０３が載置される。

【０００３】入力装置１００の組立は、まず１枚の大き
な板状の絶縁基材に４つの高電位接点パターン１０７、
１つの中央接点パターン１０８、１つのアースパターン
１０６及びその他の必要なパターンを１組として複数組
を印刷形成し、同時にスルーホール１０９も形成する。
次に、複数組の高電位接点パターン１０７及び中央接点
パターン１０８の上にレジスト１０５を印刷形成した後
に、基材を１枚ずつ切り取って図５の大きさの基板１０
１にする。次に、基板１０１の裏側の面のパターンにＦ
ＰＣを半田付けする。そして、基板１０１と導電ゴム部
材１０３を合わせて、機器のフレーム１０４にねじ（図
示省略）で一緒に固定して完成する。

【０００４】このような入力装置１００は、導電ゴム部
材１０３を押して所望の方向へ傾動させると、導電ゴム
部材１０３が高電位接点パターン１０７にレジスト１０
５を介在して圧接し、この圧接による電気容量の変化を
電圧に変換してその変動量によって傾動方向を定めるこ
とができる。これによって、例えばカーソルを傾動方向
に応じた方向へ移動させることができる。一方、導電ゴ
ム部材１０３を下方（図４中下方向）へ押圧すると、導
電ゴム部材１０３がレジスト１０５を介在して中央接点
パターン１０８に圧接し、この圧接による電気容量の変
化を電圧に変換してその変動量によって押圧されたこと
を検知して所望の制御を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の入
力装置１００は、機器のフレーム１０４に取り付ける前
は基板１０１と導電ゴム部材１０３がばらばらの状態で
あるため、組立が面倒であり、作業性が悪いという問題
があった。これに対して、入力装置１００をユニット化
することも考えられるが、その場合にはレジスト１０５
を形成する際に一つ一つの基板１０１にレジスト１０５
を印刷形成することになり、作業性が悪く、製品として
の量産には向かないものであった。さらに、高電位接点
パターン１０７及び中央接点パターン１０８からの出力
は、基板１０１に印刷形成したパターンを通じてＦＰＣ
１０２に出力するため、ＦＰＣ１０２の一端を機器内の
メイン基板等に半田付けされている別体のコネクタ（図
示省略）に接続する必要があった。したがって、機器内
で入力装置１００を接続する場合には必ずコネクタが必
要であるため部品点数が増え、さらに基板専有面積が大
きくなって小型化を妨げ、またＦＰＣをコネクタへ接続
する作業が必要であるため作業性が悪いとともに、機器
内でＦＰＣの引き回しのスペースが必要であるという問
題があった。

【０００６】本発明の目的は、作業性が良く、部品点数
が減少して基板専有面積が小さくなって機器全体を小型
化できる入力装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、略箱型の絶縁
ケースと、前記絶縁ケースの内底面に露出する接点部を
有するとともに、前記絶縁ケースに一体成形により固定
されるアースターミナル及び高電位ターミナルと、前記
接点部を覆うシート状の誘電体と、前記接点部上に、前
記誘電体を介在して前記接点部と対向して配置する導電
ゴム部材と、前記絶縁ケースを覆うカバーと、前記カバ
ーから突出する操作摘みを有する前記絶縁ケースに傾動
自在に保持される操作部材とを有し、前記高電位ターミ
ナルと前記誘電体と前記導電ゴム部材が圧接するととも
に、前記導電ゴム部材と前記アースターミナルが接続し
て、傾動方向に応じた所定の制御を行うことを特徴とす
る。

【０００８】操作部材を所望の方向へ傾動すると操作部
材が導電ゴム部材を押圧し、押圧された導電ゴム部材が
さらに誘電体を押圧し、さらに誘電体が接点部を押圧し
て導電ゴム部材と誘電体と接点部が圧接する。この圧接
による電気容量の変化を電圧に変換してその変動量によ
って傾動方向を定め、その傾動方向に対応する方向へカ
ーソル等の移動を行う。傾動方向への押圧をやめると、
導電ゴム部材の復帰力によって操作部材が初期状態に復
帰し、導電ゴム部材による誘電体及び接点部への押圧も
解除されてカーソル等の移動も停止する。

【０００９】更に、前記絶縁ケースには、前記絶縁ケー
ス内底面に露出する中央接点を有する中央ターミナル及
び前記絶縁ケース内底面に露出する周辺接点を有する周
辺ターミナルを一体成形により固定し、前記周辺接点と
は常時接続するとともに前記中央接点上に前記中央接点
とは間隔を設けて対向する上方凸形状の金属板を有し、
前記操作部材の押圧によって前記金属板が反転して前記
周辺接点と前記中央接点が導通することを特徴とする。

【００１０】操作部材を下方へ押圧すると操作部材が金
属板を押圧し、金属板が反転することによって金属板が
中央接点に接続し、中央接点と周辺接点間が接続する。
操作部材の押圧をやめると、操作部材は金属板の復帰力
によって初期状態に復帰し、金属板と中央接点の接続が
解除されて、中央接点と周辺接点間の接続が解除され
る。

【００１１】更に、前記操作部材は、前記導電ゴム部材
を押圧する第一の操作部材と、前記金属板を押圧する第
二の操作部材からなることを特徴とする。

【００１２】第二の操作部材を下方へ押圧する第二の操
作部材のみが下方へ移動して金属板を押圧する。一方、
第二の操作部材を傾動すると第二の操作部材に押圧され
て第一の操作部材が傾動方向へ押圧され、第一の操作部
材が導電ゴム部材を押圧する。

【００１３】更に、前記誘電体は、ポリエチレンテレフ
タレートから形成されることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して詳細に説明する。図１乃至図３は、本発明の実
施の形態を示したものである。入力装置１は、絶縁ケー
ス９、カバー２、誘電体３、キーステム４、シャフト
５、ターミナル６、金属板７、導電ゴム部材８からな
る。

【００１５】絶縁ケース９は、全体略箱型であり、内底
面には後述する金属板７の直径と略等しい内径の環状の
ガイド壁２６が形成されている。ガイド壁２６は金属板
７の位置決めになっている。絶縁ケース９には複数のタ
ーミナル６が一体成形により固定されている。ターミナ
ル６は全部で９つあり、各々のターミナル６の一部が絶
縁ケース９の内底面に露出して接点部１０を形成してい
る。接点部１０は、図３に示す状態で露出している。す
なわち、接点部１０は、高電位接点部２０、中央接点部
２１、周辺接点部２２及びアース接点部２３からなって
おり、各々は電気的に絶縁されているとともに、その一
端は絶縁ケース９より外部へ導出されて端子部２４にな
っている。中央接点部２１と周辺接点部２２は、ガイド
壁２６の内部に露出している。高電位接点部２０は、高
電位ターミナル６０の一部であり、均等の間隔を空けて
環状に４つ露出している。高電位接点部２０間の間隔
は、後述する連結部２５の幅よりも広い幅になるように
形成されている。中央接点部２１は、中央ターミナル６
１の一部であり、高電位接点部２０によって囲まれた内
部の略中央に環状に露出している。また、中央ターミナ
ル６１は、中央接点部２１と一体の連結部２５を有し、
連結部２５は絶縁ケース９の内底面に露出する。連結部
２５は、２つの高電位接点部２０の間に露出している。
なお、本実施の形態では連結部２５を露出させている
が、必要に応じて絶縁ケース９の内部に埋設するか、若
しくは中央接点部２１にスルーホールを形成して絶縁ケ
ース９の中央接点部２１が形成されている面と反対側の
面（図２中下側の面）に導出させても良い。この場合に
は、高電位接点部２０間の間隔を狭く形成することがで
きる。ただし、連結部２５を絶縁ケース９の内部に埋設
した場合には絶縁ケース９の底面側の肉厚が大きくなっ
てしまい、一方スルーホールを形成して反対側の面へ導
出した場合にはスルーホールを形成する工程等が必要に
なるため、本実施の形態のように絶縁ケース９の内底面
に露出させた方が薄型化及び製造コストの点より優れて
いる。アース接点部２３は、アースターミナル６２の一
部であり、高電位接点部２０の外側に中央接点部２１に
対して点対象の位置に２箇所露出している。なお、周辺
接点部２２は、周辺ターミナル６３の一部である。

【００１６】カバー２には、後述するシャフト５が貫通
する大きさの貫通孔３０が形成されている。貫通孔３０
の縁部は、後述するキーステム４が滑らかに動くことが
できるように、緩やかにカーブしたガイド部３１が形成
されている。

【００１７】誘電体３は、薄いシート状であり、例えば
ポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」と記
す。）によって形成する。なお、誘電体３はＰＥＴに限
らず、誘電率が高いものであれば何で形成しても良い。
誘電体３としては、薄くて誘電率が高いものが適してい
る。また、誘電体３は、高電位接点部２０を覆う形状に
形成されている。すなわち、中央接点部２１と周辺接点
部２２は覆わないように、中央は円形に切り取られてい
る。また、誘電体３は、アース接点部２３を覆わない形
状になっている。

【００１８】操作部材であるシャフト５とキーステム４
は、嵌合により一体になっている。第一の操作部材であ
るキーステム４は全体略円盤状であり、中心に後述する
シャフト５が貫通するシャフト５の直径と略同一の内径
の貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０の下側に
は、広がった抜け止め凹部４２が形成されている。ま
た、キーステム４の底面の外周側は、後述する導電ゴム
部材８を押圧する押圧部４１になっている。また、キー
ステム４の側面は、ガイド部３１にガイドされる球状側
面４３になっている。

【００１９】第二の操作部材であるシャフト５には、上
側にカバー２から突出する操作摘み５０が形成されてお
り、下部に幅広な抜け止め突部５１が形成されている。
抜け止め突部５１は、抜け止め凹部４２と嵌合して、シ
ャフト５が上方へ抜けるのを防止している。また、抜け
止め突部５１と抜け止め凹部４２が嵌合しているため、
シャフト５を傾動した際にはキーステム４がそれに追従
して動く。ただし、シャフト５を下方へ押圧した際に
は、シャフト５は単独で下方へ移動することができる。
この時に、貫通孔４０は、シャフト５の上下動のガイド
として機能する。なお、本実施の形態では、シャフト５
とキーステム４を別部材としたが、一体に形成しても良
い。

【００２０】金属板７は、金属板材をドーム状に形成し
たものであり、上に凸となる形状になっている。したが
って、シャフト５を押圧しない状態では、金属板５と中
央接点２１は間隔を設けて対向している。金属板７は、
上から押圧すると反転し、押圧を止めると復帰するよう
になっている。

【００２１】導電ゴム部材８は、導電性の材料から形成
されており、絶縁ケース９の内部に収納できる大きさに
形成されている。また、導電ゴム部材８の略中心には円
状の孔６０が形成されている。孔６０は、中央接点部２
１と周辺接点部２２が露出するような大きさに形成され
ている。したがって、導電ゴム部材８を絶縁ケース９に
収納した際には、導電ゴム部材８は高電位接点部２０及
びアース接点部２３とは誘電体３を介在して対向するよ
うに配置される。また、アース接点部２３は誘電体３で
覆われていないため、アース接点部２３とは接続された
状態となる。

【００２２】次に、入力装置１の組立方法について説明
する。最初に、絶縁ケース９にターミナル６を一体成形
により固定する。次に、ガイド壁２６内に金属板７を収
納する。次に、誘電体３を絶縁ケース９内に収納する。
なお、誘電体３は絶縁ケース９の内壁によって位置決め
される。次に、導電ゴム部材８を絶縁ケース９に収納す
る。次に、シャフト５をキーステム４の貫通孔４０に下
方より挿入した後、シャフト５とキーステム４を一体に
して絶縁ケース９内に収納する。次に、カバー２の貫通
孔３０に操作部５０を挿入しながらカバー２を絶縁ケー
ス９の上から被せて固定して組立は完了する。なお、ス
イッチ１はユニット化されるため、このまま機器内の基
板（図示省略）にターミナル６を半田付けして固定すれ
ば良い。

【００２３】次に、入力装置１の動作について説明す
る。最初に、シャフト５を傾動した時の動作について説
明する。シャフト５を図１中上下左右の方向へ傾動させ
ると、これに追従してキーステム４が同一方向に傾動す
る。キーステム４の傾動によって押圧部４１が導電ゴム
部材８を押圧し、導電ゴム部材８が誘電体３を押圧し、
誘電体３が高電位接点部２０の何れか１つを押圧するこ
とによって、導電ゴム部材８、誘電体３及び高電位接点
部２０が圧接する。そして、この圧接による電気容量の
変化を電圧に変換してその変動量によって傾動方向を定
めることができる。これによって、例えばカーソルを傾
動方向に応じた方向へ移動させることができる。一方、
シャフト５を図１中斜め方向に傾動させると、導電ゴム
部材８、誘電体３及び高電位接点部２０が圧接するとこ
ろまでは前記と同じであるが、導電ゴム部材８は２つの
高電位接点部２０に圧接する。このため、２つの高電位
接点部２０における圧接による電気容量の変化を電圧に
変換してその変動量によって傾動方向を定めることがで
きる。これによって、例えばカーソルを傾動方向に応じ
た方向へ移動させることができる。この時に図１におい
て４５度、１３５度、２２５度及び３１５度の方向に傾
動する場合には、２つの高電位接点部２０の押圧面積は
ほほ同一面積になるため、２つの高電位接点部２０にお
ける電気容量の変化は同じになり、それによってカーソ
ルを各々４５度、１３５度、２２５度及び３１５度の方
向に移動させることができる。一方、上記角度以外の角
度へ傾動する場合には、２つの高電位接点部２０の押圧
面積が異なるため、その面積によって電気容量の変化は
異なり、それによって上記角度以外の方向にカーソルを
移動させることができる。

【００２４】このような入力装置１によれば、従来のレ
ジストをシート状の誘電体３とし、ターミナル６を絶縁
ケース９に一体成形したことによって、入力装置１をユ
ニット化できるため、入力装置１の基板への取付及び機
器への取付が容易であり、機器全体として製造容易にな
る。さらに、ターミナル６を機器内の基板に半田付けす
るだけで入力装置１を接続できるため、コネクタが不要
になって、部品点数を減少させることができ、また基板
専有面積を減少させることができる。また、誘電体３に
よって、金属板７が抜け落ちないように若しくは浮き上
がってガイド壁２６から飛び出さないように押さえるこ
とができるため、組立容易であるとともに、金属板７の
脱落による不良品の発生を防ぐことができる。また、下
方への押圧スイッチの機能も併せ持っているため、多機
能化できる。また、入力装置１をユニット化したため、
各部品間の組立のばらつきを少なくすることができ、２
つの高電位接点部２０間の間隔を広げることができ、し
たがって、高電位接点部２０の間より連結部２５を引き
出すことができる。また、下方への押圧スイッチとして
金属板７を用いたため、導電ゴム部材８による押圧操作
とは大きく異なる操作感触が得られる。また、下方への
押圧はキーステム４とは別部材のシャフト５により行う
ため、下方への押圧操作によって誤って導電ゴム部材８
が押圧されることがなく、誤動作を防止できる。また、
導電ゴム部材８は、常時アース接点部に接続しているた
め、導電ゴム部材８に静電気等が帯電してもアース接点
部よりアース側へ逃がすことができるため、ＩＣ等の電
子部品の静電気による破壊を防止できる。

【００２５】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で種々の変形が考えられ
る。例えば、本発明は、高電位接点部２０として４つの
接点部を形成したが、必ずしも４つ形成する必要はな
く、３つ、５つ等必要に応じた数にできる。また、本発
明は、アース接点部２３を高電位接点部２０の外側に形
成したが、必ずしも高電位接点部２０の外側に形成する
必要はなく、高電位接点部２０と同一円周上に形成して
も良い。また、本発明は、操作部材としてシャフト５と
キーステム４とに分けたが、必ずしもシャフト５とキー
ステム４に分ける必要はなく、一体に形成しても良い。
また、本発明は、誘電体３と高電位接点部２０を押圧す
る部材として導電ゴム部材８を使用したが、必ずしもゴ
ム部材で形成する必要はなく、金属で形成しても良い。
また、本発明は、下方への押圧により作動するスイッチ
手段を設けたが、このスイッチ手段は省略することもで
きる。また、本発明は、高電位接点部２０の間隔を全て
均等の間隔にしたが、必ずしも全て均等の間隔にする必
要はなく、異なる間隔にしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の入力装置
は、組立容易であり、また基板専有面積を小さくするこ
とができるため小型化に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る入力装置１の平面図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】本発明に係る入力装置１の絶縁ケース９の内底
面に形成されたパターン形状を示した図

【図４】従来の入力装置１００の側面図

【図５】従来の入力装置１００の基板１０１を示した図

【符号の説明】

１入力装置２カバー３誘電体４キーステム５シャフト６ターミナル７金属板８導電ゴム部材９絶縁ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略箱型の絶縁ケースと、前記絶縁ケース
の内底面に露出する接点部を有するとともに、前記絶縁
ケースに一体成形により固定されるアースターミナル及
び高電位ターミナルと、前記接点部を覆うシート状の誘
電体と、前記接点部上に、前記誘電体を介在して前記接
点部と対向して配置する導電ゴム部材と、前記絶縁ケー
スを覆うカバーと、前記カバーから突出する操作摘みを
有する前記絶縁ケースに傾動自在に保持される操作部材
とを有し、前記高電位ターミナルと前記誘電体と前記導
電ゴム部材が圧接するとともに、前記導電ゴム部材と前
記アースターミナルが接続して、傾動方向に応じた所定
の制御を行うことを特徴とする入力装置。
【請求項２】前記絶縁ケースには、前記絶縁ケース内
底面に露出する中央接点を有する中央ターミナル及び前
記絶縁ケース内底面に露出する周辺接点を有する周辺タ
ーミナルを一体成形により固定し、前記周辺接点とは常
時接続するとともに前記中央接点上に前記中央接点とは
間隔を設けて対向する上方凸形状の金属板を有し、前記
操作部材の押圧によって前記金属板が反転して前記周辺
接点と前記中央接点が導通することを特徴とする請求項
１記載の入力装置。
【請求項３】複数の前記高電位ターミナルの高電位接
点部は、均等間隔にて互いに絶縁状態で環状に前記絶縁
ケース内底面に露出し、前記中央ターミナルは、前記中
央接点部より前記高電位接点部間を通って外部へ導出す
る連結部を有し、前記連結部は前記ケース内底面に露出
することを特徴とする請求項２記載の入力装置。
【請求項４】前記操作部材は、前記導電ゴム部材を押
圧する第一の操作部材と、前記金属板を押圧する第二の
操作部材からなることを特徴とする請求項２または３記
載の入力装置。
【請求項５】前記誘電体は、ポリエチレンテレフタレ
ートから形成されることを特徴とする請求項１，２，３
または４記載の入力装置。