JP2007027059A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転操作部材を軸支する有底箱形部材を小型かつ十分な機械的強度に成形できて金型構造も複雑化せず、さらに該有底箱形部材の防水対策についても配慮して信頼性を高めた入力装置を提供すること。
【解決手段】 有底箱形の収納支持部８を有する合成樹脂製のホルダ７と、上端部を露出させた状態で収納支持部８内に収納された回転操作部材１と、回転操作部材１に一体化されて収納支持部８の側壁８ｃに回動可能に支持された回動軸２と、回転操作部材１の回転を検出する回転検出手段（コード板４およびフォトセンサ６）とを備えた入力装置において、収納支持部８の側壁８ｃの内側に回動軸２を保持する軸受部８ｅを突設すると共に、収納支持部８の底板部８ｂには軸受部８ｅの下方に型抜き孔８ｆを穿設し、この型抜き孔８ｆを水抜き用の孔として機能させた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、有底箱形の保持部材に収納保持された回転操作部材の上端部を手指等で手動操作することにより、その回転量や回転方向が検出できるようになっている小型の入力装置に係り、特に車載用として好適な入力装置に関する。

従来より、有底箱形の保持部材によって円板状の回転操作部材を回動可能に収納保持し、該保持部材の開口端から上方へ露出する該回転操作部材の上端部を操作者が手指にて回転操作すると、内蔵されている光学式等のセンサによって回転量や回転方向が検出できるように構成された入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の入力装置を車載用等に適用する場合、良好な操作性を確保するために回転操作部材には相応の厚みや外径が必要となるが、取付スペースの制約が大きいため該回転操作部材を収納保持する保持部材には小型化が要望される。しかるに、この保持部材にはまた、操作力が付与される回転操作部材を安定的に軸支することのできる機械的強度も要望されるため、該保持部材は肉厚を抑えつつ所要の機械的強度が確保できるような設計になっていなければならない。

すなわち、図９の模式図（ａ）に示すように、回転操作部材２０の回動軸２１の両端部が回動可能に挿入されている保持部材２２の側壁２２ａの肉厚を厚く設計した場合、回転操作部材２０を軸支するうえで必要な機械的強度は確保できるものの、回転操作部材２０を収納保持する保持部材２２が大型化して入力装置全体のスペースファクタが悪化してしまう。これに対して、図９の模式図（ｂ）に示すように、保持部材２２の側壁２２ａの肉厚は薄くしておき、この側壁２２ａの内側に回動軸２１を保持する軸受部２２ｂを突設する設計にした場合には、保持部材２２の小型化を図りつつ所要の機械的強度が確保できるため、車載用等に好適な入力装置が得られる。
特開２０００−８２３６３号公報（第３頁、図１）

前述したように、図９（ｂ）に示す如き構成の入力装置は、回転操作部材２０を回動可能に軸支する保持部材２２の小型化を図りつつ所要の機械的強度を確保できるため車載用等に好適であるが、有底箱形の保持部材２２の内部空間に軸受部２２ｂが突設されているため、この保持部材２２を合成樹脂で成形するためには複雑な構造の金型が必要となる。したがって、図９（ｂ）に示す如き構成を採用した場合、金型費を含めた入力装置の製造コストが上昇してしまうという問題を生じる。また、かかる構成の入力装置では、防水対策について特に考慮されていないが、例えば車室内においては飲み物や雨水等が意図せずに保持部材２２内へ入り込んで貯留してしまう可能性がある。

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、回転操作部材を軸支する有底箱形部材を小型かつ十分な機械的強度に成形できて金型構造も複雑化せず、さらに該有底箱形部材の防水対策についても配慮して信頼性を高めた入力装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明では、上方を開口端となし下方を底板部となした有底箱形の収納支持部を有する合成樹脂製のホルダと、上端部を露出させた状態で前記収納支持部内に収納されて該収納支持部に回動可能に軸支された回転操作部材と、この回転操作部材の回転を検出する回転検出手段とを備えた入力装置において、前記収納支持部の側壁の内側に前記回転操作部材の回動軸を保持する軸受部が突設されていると共に、前記収納支持部の底板部には前記軸受部の下方であって前記側壁に沿った位置に型抜き孔が穿設されている構成とした。

このように構成された入力装置は、ホルダの収納支持部内に側壁から軸受部が突出しているが、収納支持部の底板部には軸受部の下方に型抜き孔が穿設されており、この型抜き孔は軸受部の下部形状を規定する下型の抜き孔として形成できるので、有底箱形で軸受部を内設した収納支持部が金型構造を複雑化することなく容易に成形できる。したがって、回転操作部材を軸支する収納支持部の側壁の肉厚を薄くして小型化を図っても、軸受部によって所要の機械的強度を確保することが可能となり、かつ、こうして軸受部を内設しても型抜き孔があるため、製造コストが不所望に上昇する虞はない。また、この型抜き孔は水抜き用の孔として機能させることができるため、飲み物や雨水等が収納支持部内へ入り込んでも貯留する虞がなくなって高信頼性が維持しやすい。

上記の構成において、回転操作部材には収納支持部内で軸受部と対向する箇所であって回転操作部材の側面より内方にへこんだ位置に当接凹部が設けられており、この当接凹部内に軸受部の先端部を没入させていることが好ましく、これにより、軸受部が突設されている収納支持部内において、その側壁と回転操作部材との間に過大なクリアランスを確保する必要がなくなるため、小型化が一層促進しやすくなる。

また、上記の構成において、ホルダを動作可能（揺動可能および／または押下可能）に支持するケースと、ホルダの動作（揺動および／または押下）を検出する動作検出手段（揺動検出手段および／または押下検出手段）と、一方の面にケースと動作検出手段とが実装された配線基板とを備え、この配線基板の一部を切り欠いて逃げ部となし、この逃げ部内に型抜き孔を臨出させて一方の面よりも下方に位置させる構成にしてもよい。このような構成にすると、回転操作部材に対する回転操作だけでなく、他の操作（揺動操作および／または押下操作）を行えるという多機能な入力装置が得られる。また、この入力装置は、配線基板の逃げ部内に型抜き孔が臨出させてあるため、収納支持部内へ入り込んだ飲み物や雨水等が型抜き孔から排出されても配線基板上に飛散する虞がなくて高信頼性が維持しやすい。

本発明の入力装置は、ホルダの収納支持部の底板部に軸受部と高さ方向に対向する型抜き孔が穿設されており、この型抜き孔は軸受部の下部形状を規定する下型の抜き孔として形成できるので、有底箱形で軸受部を内設した収納支持部が金型構造を複雑化することなく容易に成形できる。したがって、この入力装置は、回転操作部材を軸支する収納支持部の側壁の肉厚を薄くして小型化を図っても軸受部によって所要の機械的強度を確保することが可能となり、かつ、こうして軸受部を内設しても型抜き孔があるため製造コストが不所望に上昇する虞はなく、しかも、飲み物や雨水等が収納支持部内へ入り込んでも型抜き孔から排出されるため高信頼性が維持しやすい等、顕著な効果を奏する。

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は本実施形態例に係る入力装置を表面側から見た分解斜視図、図２は該入力装置を背面側から見た分解斜視図、図３は該入力装置の外観を示す斜視図、図４は図３からケースを省略して示す斜視図、図５は図３の背面側から見た該入力装置の斜視図、図６は該入力装置における回転操作部材の軸支構造を示す断面図、図７は該入力装置における揺動軸部の係合構造を示す断面図、図８は該入力装置における揺動操作時の動作説明図である。

これらの図に示す入力装置は、円筒状の操作部１ａを有する回転操作部材１と、この回転操作部材１の中央係合孔１ｂに挿通されて一体化された回動軸２と、この回動軸２の一端部（溝付き頭部２ａ）に係脱するクリック突起３ａを設けた板ばね３と、回動軸２の他端部（小径部２ｂ）に取り付けられたコード板４と、小基板５上に実装された回転検出用のフォトセンサ６と、上方を開口端８ａとなし下方を底板部８ｂとなした有底箱形の収納支持部８や鍔状の操作片９や一対の揺動軸部１０等を有するホルダ７と、このホルダ７を押下可能かつ揺動可能に支持するケース１１と、両揺動軸部１０の先端面に弾接する一対の板ばね１２と、ホルダ７のシーソー駆動部７ａによって駆動されるシーソー部材１３と、弾性復帰手段である一対のコイルばね１４および一対のプランジャ１５と、配線基板１６の一方の面に実装された押下検出用のフォトセンサ１７および揺動検出用の一対のタクトスイッチ１８とによって主に構成されている。

回転操作部材１はホルダ７の収納支持部８内に収納され、回動軸２が収納支持部８に軸支されているため、回転操作部材１の上端部が収納支持部８の開口端８ａに露出して回転操作できるようになっている。ホルダ７の収納支持部８は、回転操作部材１の下端部に沿って湾曲している底板部８ｂの周縁に沿う４面に側壁８ｃ，８ｄを立設し、かつ回動軸２の小径部２ｂが挿通される側壁８ｃの内側に機械的強度を高めるために軸受部８ｅを突設した形状に成形されており、軸受部８ｅを含む該側壁８ｃとこれに対向する別の側壁８ｃとによって回動軸２が回動可能に支持されている。また、収納支持部８の底板部８ｂには軸受部８ｅと高さ方向に対向する位置、すなわち軸受部８ｅの下方であって側壁８ｃの内側に沿った位置に型抜き孔８ｆが穿設されており、これら軸受部８ｅと型抜き孔８ｆは平面的にオーバーラップしている。ホルダ７の操作片９は収納支持部８の上端側と連続して開口端８ａを包囲するように延設されており、この操作片９が押下操作されると収納支持部８および回転操作部材１が一体的に押下され、操作片９が揺動操作されると収納支持部８および回転操作部材１が一体的に揺動するようになっている。ホルダ７の両揺動軸部１０は回動軸２の軸線方向と略平行な一対の側壁８ｄの外側に突設されており、一方の揺動軸部１０の基端の下方にシーソー駆動部７ａが突設されていると共に、他方の揺動軸部１０の基端の下方に遮光片７ｂが突設されている。この揺動軸部１０はＤカット形状に加工された略円柱状に形成されており、揺動軸部１０のプランジャ１５に付勢される下面が略平坦面となっている。また、揺動軸部１０の突出方向の先端面には、凹状の揺動中心部１０ａや環状溝１０ｂ等からなるカム溝が形成されている。このほか、ホルダ７には一対の側壁８ｃの外側に、板ばね３を取り付けるためのばね受け部７ｃと、小基板５を取り付けるためのスナップ爪７ｄが形成されている。

なお、入力装置の組立時に回転操作部材１を収納支持部８内に組み入れた後、回動軸２を一方の側壁８ｃの外側から挿通して小径部２ｂにコード板４を取り付ける。これにより、回転操作部材１と回動軸２とが一体化されると共に、コード板４が回動軸２の抜け止め部材として機能し、このコード板４の下端部はフォトセンサ６内を通過するように配置される。また、図６に示すように、収納支持部８の各側壁８ｃと回転操作部材１との間に両者の接触を回避するための微少クリアランスＣが確保されているが、軸受部８ｅの突出量を寸法２Ｃよりも僅かに小さな値に設定しているため、回転操作部材１を収納支持部８内へ組み入れる作業は円滑に行える。しかも、回転操作部材１の一側部で軸受部８ｅと対向する箇所には、操作部１ａの側面１ｄより内方にへこんだ位置に当接凹部１ｃが設けてあり、収納支持部８内で中央係合孔１ｂに回動軸２を挿通していくと、軸受部８ｅの先端部が当接凹部１ｃ内へ没入して回転操作部材１が軸線方向にセンタリングされるようになっているので、回転操作部材１と各側壁８ｃとの間隔が同等になってクリアランスＣを小さな値に設定しやすくなっている。

ケース１１は収納支持部８の各側壁８ｄの外側に配置される一対の支持壁１１ａを橋絡した枠状に成形されており、このケース１１は上部開口１１ｂと下部開口１１ｃとを有している。各支持壁１１ａには、揺動軸部１０が配置される窓孔１１ｄと、板ばね１２の両端部が収納保持されるばね保持部１１ｅと、コイルばね１４およびプランジャ１５が収納保持される円筒部１１ｆとが形成されている。また、支持壁１１ａの上部には窓孔１１ｄの一部を画成している半円形状の受け面１１ｇが設けられており、この受け面１１ｇは揺動軸部１０が摺接するように該揺動軸部１０の円筒面と略合致する形状に形成されている。また、図１と図２に示すように、ケース１１の内壁部の複数箇所には、ホルダ７を位置決めして不所望方向への移動を規制するためのガイド溝１１ｈが設けられている。このケース１１にホルダ７を取り付ける際には、ガイド溝１１ｈで位置合わせしながら上部開口１１ｂ側から収納支持部８を挿入していき、一対の揺動軸部１０を対応する窓孔１１ｄ内にスナップインさせればよい。

板ばね１２はケース１１のばね保持部１１ｅに収納保持される両端部の間に舌片状の中央弾接部１２ａを有し、この中央弾接部１２ａが揺動軸部１０の先端面に弾接している。図７に示すように、中央弾接部１２ａには揺動軸部１０側へ突出する係合突起１２ｂが形成されており、通常はこの係合突起１２ｂが凹状の揺動中心部１０ａと係合しているが、押下操作時に揺動軸部１０が下降すると、係合突起１２ｂが揺動中心部１０ａから離脱してクリック感が生起される。また、ケース１１の一方の支持壁１１ａの内側にシーソー部材１３が揺動可能に組み込まれており、その被押圧突起１３ａがホルダ７のシーソー駆動部７ａに押し込まれると、シーソー部材１３が揺動支点部１３ｂを中心に回転するようになっている。

コイルばね１４はケース１１の円筒部１１ｆ内に圧縮状態で収納保持されており、このコイルばね１４と揺動軸部１０との間にプランジャ１５が介在しているため、揺動軸部１０の略平坦な下面にプランジャ１５が常時弾接し、その付勢力によって揺動軸部１０の上端側の円筒面がケース１１の受け面１１ｇに弾接している。すなわち、ホルダ７の両揺動軸部１０は、プランジャ１５と受け面１１ｇとに挟み込まれて径方向に弾性支持されていると共に、その先端面に板ばね１２の中央弾接部１２ａを弾接させているため軸線方向にも弾性支持されており、かかる支持構造によってホルダ７はケース１１に押下可能かつ揺動可能に支持されている。なお、押下操作時には揺動軸部１０が下降してプランジャ１５が押し下げられ、揺動操作時にも揺動軸部１０の略平坦な下面によってプランジャ１５が若干押し下げられるので、これら押下操作や揺動操作はコイルばね１４の弾性反発力に抗して行われる。

ホルダ７を押下可能かつ揺動可能に支持しているケース１１は配線基板１６上に実装されており、シーソー部材１３が一対のタクトスイッチ１８上に配置されると共に、ホルダ７の遮光片７ｂがフォトセンサ１７上に配置されるようになっている。この配線基板１６には切欠き状の逃げ部１６ａが形成されており、この逃げ部１６ａ内に収納支持部８の底板部８ｂの一部が配置されることにより、底板部８ｂに穿設されている型抜き孔８ｆが逃げ部１６ａ内に臨出し、配線基板１６の一方の面の下方に位置するようになっている。

次に、以上の如く構成された入力装置の動作について説明すると、この入力装置は回転操作と押下操作と揺動操作とが選択的に行えるようになっている。すなわち、回転操作部材１に一体化された回動軸２が収納支持部８に軸支され、その小径部２ｂにコード板４が取り付けられているので、収納支持部８の開口端８ａに露出している回転操作部材１の上端部を操作者の手指で回転操作すると、コード板４が一体的に回転してフォトセンサ６から回転情報（回転量や回転方向）を検出することができる。このとき、回動軸２は溝付き頭部２ａを板ばね３のクリック突起３ａに係脱させながら回転するので、操作者の手指に伝わるクリック感によって回転量を把握することが可能となる。

また、この入力装置は、ケース１１がホルダ７を押下可能かつ揺動可能に支持しているので、例えば回転操作部材１あるいは操作片９をコイルばね１４の弾性反発力に抗して操作者の手指で押し下げると、回転操作部材１とホルダ７が一体的に下降して遮光片７ｂがフォトセンサ１７内の光路を遮り、これにより押下操作を検出することができる。このとき、揺動軸部１０の先端面に弾接している板ばね１２の係合突起１２ｂがホルダ７の下降に伴って揺動中心部１０ａから離脱するので、操作者の手指には明瞭なクリック感が感得される。また、回転操作部材１あるいは操作片９をコイルばね１４の弾性反発力に抗して操作者の手指で揺動操作した場合には、揺動中心部１０ａを支点として回転操作部材１とホルダ７が一体的に回転するため、図８（ｂ）に示すように、ホルダ７のシーソー駆動部７ａが一方の被押圧突起１３ａを押し込んでシーソー部材１３を回転させ、それに伴って一方のタクトスイッチ１８がシーソー部材１３に押圧駆動されてクリック感を生起する。つまり、揺動方向に応じて異なるタクトスイッチ１８が押圧駆動されるため、揺動操作を検出することができる。なお、押下操作力や揺動操作力が除去されると、コイルばね１４の弾性反発力によってプランジャ１５が揺動軸部１０の下面を上方へ押し戻すため、回転操作部材１とホルダ７は初期状態に自動復帰する。

このように本実施形態例に係る入力装置は、ホルダ７の収納支持部８内に側壁８ｃから軸受部８ｅが突出しているが、収納支持部８の底板部８ｂには軸受部８ｅと高さ方向に対向する型抜き孔８ｆが穿設されており、この型抜き孔８ｆは軸受部８ｅの下部形状を規定する下型の抜き孔として形成できるので、有底箱形で軸受部８ｅを内設した収納支持部８が金型構造を複雑化することなく容易に成形できる。したがって、回転操作部材１を軸支する収納支持部８の側壁８ｃ，８ｄの肉厚を薄くして小型化を図っても、軸受部８ｅによって所要の機械的強度を確保することが可能となり、かつ、こうして軸受部８ｅを内設しても型抜き孔８ｆがあるため製造コストが不所望に上昇する虞はない。また、この型抜き孔８ｆは水抜き用の孔として機能させることができるため、飲み物や雨水等が収納支持部８内へ入り込んでも貯留する虞がなくなって高信頼性が維持しやすい。しかも、この型抜き孔８ｆは配線基板１６の逃げ部１６ａ内に臨出させてあるため、収納支持部８内へ入り込んだ飲み物や雨水等が型抜き孔８ｆから排出されても配線基板１６上に飛散する虞はない。

本発明の実施形態例に係る入力装置を表面側から見た分解斜視図である。 該入力装置を背面側から見た分解斜視図である。 該入力装置の外観を示す斜視図である。 図３からケースを省略して示す斜視図である。 図３の背面側から見た該入力装置の斜視図である。 該入力装置における回転操作部材の軸支構造を示す断面図である。 該入力装置における揺動軸部の係合構造を示す断面図である。 該入力装置における揺動操作時の動作説明図である。 従来技術の問題点を模式的にを示す説明図である。

符号の説明

１ 回転操作部材
１ｃ 当接凹部
２ 回動軸
３ 板ばね
４ コード板
６ フォトセンサ（回転検出用）
７ ホルダ
７ａ シーソー駆動部
７ｂ 遮光片
８ 収納支持部
８ａ 開口端
８ｂ 底板部
８ｃ，８ｄ 側壁
８ｅ 軸受部
８ｆ 型抜き孔
９ 操作片
１０ 揺動軸部
１０ａ 揺動中心部
１１ ケース
１２ 板ばね
１２ｂ 係合突起
１３ シーソー部材
１４ コイルばね
１５ プランジャ
１６ 配線基板
１６ａ 逃げ部
１７ フォトセンサ（押下検出用）
１８ タクトスイッチ（揺動検出用）

Claims (3)

1. 上方を開口端となし下方を底板部となした有底箱形の収納支持部を有する合成樹脂製のホルダと、上端部を露出させた状態で前記収納支持部内に収納されて該収納支持部に回動可能に軸支された回転操作部材と、この回転操作部材の回転を検出する回転検出手段とを備えた入力装置であって、
   前記収納支持部の側壁の内側に前記回転操作部材の回動軸を保持する軸受部が突設されていると共に、前記収納支持部の底板部には前記軸受部の下方であって前記側壁に沿った位置に型抜き孔が穿設されていることを特徴とする入力装置。
2. 請求項１の記載において、前記回転操作部材には前記収納支持部内で前記軸受部と対向する箇所であって前記回転操作部材の側面より内方にへこんだ位置に当接凹部が設けられており、この当接凹部内に前記軸受部の先端部を没入させていることを特徴とする入力装置。
3. 請求項１または２の記載において、前記ホルダを動作可能に支持するケースと、前記ホルダの動作を検出する動作検出手段と、一方の面に前記ケースと前記動作検出手段とが実装された配線基板とを備え、前記配線基板の一部を切り欠いて逃げ部となし、この逃げ部内に前記型抜き孔を臨出させて前記一方の面よりも下方に位置させたことを特徴とする入力装置。
   

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