JP2009176711A - 複合操作型入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部回路との導通の信頼性が高めやすく良好なスライド操作が可能な複合操作型入力装置を提供すること。
【解決手段】ハウジング１内に可動基板１０が基板面に沿ってスライド移動可能に収納され、この可動基板１０の天面側に回転検出手段が配設されて底面側にスライド検出手段が配設された複合操作型入力装置において、端子２１群およびリードパターン２２を有してハウジング１に一体化された固定基板３と、両端部が可動基板１０と固定基板３に電気的かつ機械的に接続された導電性のコイルばね１３とを備え、可動基板１０上には操作体１８を有する回転型電気部品１１を実装する。そして、スライド検出手段をリードパターン２２の一部（固定接点２２ａ，２２ｂ）と導通させると共に、回転検出手段を可動基板１０のランド部１０ａやコイルばね１３を介してリードパターン２２の他部（ランド部２２ｃ）と導通させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、操作体が可動基板に対して回転可能であると共に、該操作体が可動基板と一体的に回転軸線と交差する方向へスライド移動可能であって、少なくとも回転操作とスライド操作という異なる操作が行える複合操作型入力装置に関する。

この種の複合操作型入力装置は、操作体を直立姿勢で回転可能に支持している可動基板が、その基板面に沿ってスライド移動できるようにハウジング内に組み込まれており、操作体を回転させたときには回転操作情報を検出でき、同じ操作体を可動基板と一体的にスライド移動させたときにはスライド操作情報を検出できるようになっている。そのため、共通の操作体で多様な操作を行うことが可能となり、車載用機器の入力装置などで要望される小型化や操作性が容易に実現できる。

このような複合操作型入力装置の従来例としては、一面に接点パターンが設けられて他面に一対のレバースイッチが実装された可動基板（配線基板）を、その基板面に沿ってスライド移動可能にハウジング内に収納すると共に、接点パターンに摺接する摺動子を有して可動基板上で回転可能な操作体をハウジングの外方へ突出させ、かつ可動基板の基板面に沿って互いに直交する方向へスライド移動可能な一対のスライダをハウジング内に収納して、各スライダに各レバースイッチの作動部を係合させるという構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の複合操作型入力装置では、操作体を回転操作すると、その摺動子が可動基板の接点パターンに対して摺動するため、操作体の回転操作情報を検出できるようになっている。また、操作体をスライド操作すると、可動基板が操作体と一体的にスライド移動するため、その移動方向に応じて所定のレバースイッチの作動部が対応するスライダに駆動され、よって操作体のスライド操作情報を検出できるようになっている。
特開２００３−３０８７５９号公報

ところで、前述した従来の複合操作型入力装置では、回転操作時の検出信号とスライド操作時の検出信号を可動基板（配線基板）から取り出すという構成にしてあるため、この可動基板の端子部を外部回路と電気的に接続しておかねばならない。しかしながら、可動基板に対して電気的かつ機械的に接続した信号ケーブルをハウジングの孔部を介して外部へ引き出しても、この信号ケーブルにはスライド操作力が作用して可動基板のスライド移動に追動してしまうため、信号ケーブルが周辺の部材と干渉して擦れたり引っ掛かったりする虞がある。そして、こうした信号ケーブルの擦れが繰り返されると導通不良に至る危険性があり、また、信号ケーブルが周辺の部材に引っ掛かると、可動基板のスライド移動が阻害されるため円滑なスライド操作が困難となる。

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あり、その目的は、外部回路との導通の信頼性が高めやすく良好なスライド操作が可能な複合操作型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、本発明は、可動基板の一面に操作体が立設姿勢で回転可能に支持されていると共に、前記可動基板がハウジング内で前記操作体の回転軸線と交差する方向へスライド移動可能に支持されており、前記操作体を前記可動基板に対して回転させたときの操作情報が該可動基板の一面側で回転検出手段によって検出され、かつ前記操作体を前記可動基板と一体的にスライド移動させたときの操作情報が該可動基板の他面側でスライド検出手段によって検出されるようになっている複合操作型入力装置において、外部回路接続用の端子群および該端子群から導出されたリードパターンが設けられ、前記ハウジングに一体化されて前記可動基板の他面側に略平行に設置された固定基板と、一端部が前記可動基板に電気的かつ機械的に接続されて他端部が前記固定基板に電気的かつ機械的に接続された変形可能な導電部材とを備え、前記スライド検出手段を前記リードパターンの一部と導通させると共に、前記回転検出手段を前記導電部材を介して前記リードパターンの他部と導通させるという構成にした。

このように構成された複合操作型入力装置は、可動基板の一面側に回転検出手段を配設して他面側（固定基板側）にスライド検出手段を配設すればよいため、平面的な大きさを抑制した小型化が図りやすい。そして、この複合操作型入力装置は、変形可能な導電部材を可動基板のスライド移動に無理なく追随させることが容易であると共に、ハウジングに一体化されている固定基板の端子群を外部回路と接続すればよいため、スライド操作に支障を及ぼす信号ケーブルを省略でき、外部回路との導通の信頼性も高めやすい。

上記の構成において、導電部材が導電性のコイルばねからなり、このコイルばねのうち固定基板と可動基板との間に存する部分が、該可動基板のスライド移動に追随して弾性変形する変形部となっていることが好ましく、こうすることによって、可動基板のスライド移動を阻害することなくコイルばねの変形部を弾性変形させることができるため、可動基板を良好にスライド移動させやすくなると共に、可動基板のスライド移動時にコイルばねが弾性変形しても切断しにくいため、導通接続の信頼性も一層高まる。

この場合において、操作体の非操作時にコイルばねの少なくとも変形部が無負荷状態になっていると、コイルばねの長寿命化が図れるため好ましい。また、可動基板に、内周面に導体層を有するスルーホールと、このスルーホールの両開口端の周縁にそれぞれ延在するランド部とを設けて、コイルばねの一端部をスルーホールに挿通して両ランド部に半田付けしておけば、コイルばねと可動基板との接続強度が高まると共に、スライド操作時にコイルばねが可動基板のエッジ部に当接しなくなるため、該コイルばねの表面が傷付く虞がなくなる。あるいは、可動基板が絶縁性樹脂基板に金属配線板を埋設して構成されると共に、この金属配線板に形成した筒状部を絶縁性樹脂基板から露出させ、コイルばねの一端部を筒状部に挿通して該筒状部と電気的かつ機械的に接続しておけば、印刷工程が不要なインサート成形加工によって可動基板を比較的容易に形成することができる。その際、可動基板の金属配線板とコイルばねとが同一種類の金属材料で形成されていると共に、コイルばねの一端部と筒状部とが溶接によって接続されていると、コイルばねと可動基板を半田付けによって導通させる場合に比べて作業性が良好になると共に、半田がコイルばねの内部に流れ込んで弾性に支障をきたすこともなくなる。

また、上記の構成において、固定基板が、端子群およびリードパターンを形成している導電性金属板の一部を絶縁性樹脂基板に埋設して構成されており、該リードパターンの一部分（他部）を、固定基板の可動基板側の一面とは反対側の他面に露出させて、該露出部分にコイルばねの他端部を電気的かつ機械的に接続しておけば、印刷工程が不要なインサート成形加工によって固定基板を比較的容易に形成できると共に、固定基板の一面でコイルばねを接続するという構成に比べてスライド操作時にコイルばねが弾性変形しやすくなって負荷を低減できる。この場合において、固定基板に設けられたリードパターンの露出部分とコイルばねの他端部との導通手段として半田付けやかしめ等を用いることも可能であるが、コイルばねと固定基板の導電性金属板とが同一種類の金属材料で形成されていると共に、コイルばねの他端部とリードパターンの露出部分とが溶接によって接続されていると、コイルばねと固定基板を導通する作業性が良好になると共に、半田がコイルばねの内部に流れ込んで弾性に支障をきたすこともなくなる。また、コイルばねの他端部が残余の部分よりも巻径が大きな大径部となっており、ハウジングの一部で固定基板の他面に対向して配置される部材が該大径部を押圧して圧縮させることによって、この大径部がリードパターンの前記露出部分に圧接されるように構成しておけば、固定基板とコイルばねとの接続に半田付けや溶接等を行う必要がなくなるため、組立作業性の向上が図れる。ただし、コイルばねの一端部と他端部の巻径が同等であってもよく、この場合はコイルばねの両端部を区別する必要がなくなるため、コイルばねの組み込み作業が容易に行える。

また、上記の構成において、操作体および回転検出手段をユニット化してなる回転型電気部品を可動基板の一面に実装し、この可動基板に設けられた配線導体を介して回転検出手段とコイルばねとを導通させておけば、回転型電気部品を差し替えるだけで種々の仕様変更に容易に対応できると共に、可動基板が容易に形成できるため好ましい。この場合において、片面に操作体を外方へ突出させる開口を有して他面に摺動突起を有すると共に可動基板を保持・固定した摺動ケースと、この摺動ケースを摺動突起を介して摺動可能に支持すると共にハウジングに一体化された支持部材とを備え、操作体のスライド操作時に摺動ケースが支持部材に対して摺動するように構成してあると、スライド移動する全ての部材、つまり回転型電気部品と可動基板および摺動ケースとを１つのユニット品として取り扱うことができるため生産管理が容易となり、かつ支持部材に対する該ユニット品の摺動抵抗を摺動突起によって抑制することができる。なお、回転型電気部品が、操作体を回転軸線方向へ押圧操作することによって動作するプッシュスイッチを内蔵していれば、さらに多機能な複合操作型入力装置となる。また、回転型電気部品が、その周縁部に複数の端子部を備えると共に、これら端子部に対応した複数のコイルばねが、操作体の回転軸線を挟んで対向する位置に分散して配設されていれば、固定基板と可動基板との間に作用するコイルばねの弾性力（反力）がバランスよく分散されるため、操作体のスライド操作時に可動基板に傾きが生じにくくなる。

本発明の複合操作型入力装置によれば、可動基板の一面側に回転検出手段を配設して他面側（固定基板側）にスライド検出手段を配設すればよいため、平面的な大きさを抑制した小型化が図りやすい。そして、この複合操作型入力装置は、変形可能な導電部材を可動基板のスライド移動に無理なく追随させることが容易であると共に、ハウジングに一体化されている固定基板の端子群を外部回路と接続すればよいため、スライド操作に支障を及ぼす信号ケーブルを省略でき、外部回路との導通の信頼性も高めやすくなる。

特に、導電部材が導電性のコイルばねからなり、このコイルばねのうち固定基板と可動基板との間に存する部分が、該可動基板のスライド移動に追随して弾性変形する変形部となっている場合には、可動基板のスライド移動を阻害することなくコイルばねの変形部を弾性変形させることができるため、可動基板を良好にスライド移動させやすくなると共に、可動基板のスライド移動時にコイルばねが弾性変形しても切断しにくいため、導通接続の信頼性も一層高まる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る複合操作型入力装置の外観斜視図、図２は該入力装置の外観平面図、図３は該入力装置を一方向から見た外観側面図、図４は該入力装置を他方向から見た外観側面図、図５は該入力装置の外観底面図、図６は該入力装置の各構成部品を斜め上方から見た外観を示す分解斜視図、図７は該入力装置の各構成部品を斜め下方から見た外観を示す分解斜視図、図８は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図９は図８のＥ部拡大図、図１０は図８のＦ部拡大図、図１１は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図１２は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１３は図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図１４は該入力装置で用いられた可動ユニットの外観斜視図である。また、図１５は該入力装置の可動ユニットおよび第１および第２のスライダの位置変化を示す動作説明図で、同図（ａ）はＸ方向へスライド操作した状態、同図（ｂ）は非操作時の状態、同図（ｃ）はＹ方向へスライド操作した状態を示している。また、図１６は図１２と同じ切断面に沿う断面図で該入力装置のスライド操作時の状態を示す動作説明図、図１７は図１３と同じ切断面に沿う断面図で該入力装置のスライド操作時の状態を示す動作説明図である。なお、図１５では、固定基板やカバー部材を取り除いて支持部材や可動ユニットの摺動ケースを底面側から見た状態を示しており、可動基板やコイルばね等は図示省略されている。

これらの図に示す複合操作型入力装置は、底部が開放端となっているハウジング１と、ハウジング１の底部を蓋閉するように固定された支持部材２と、支持部材２の底部を蓋閉するように固定された固定基板３と、固定基板３を載置してハウジング１に固定されたカバー部材４と、摺動子５を有して固定基板３上でＸ方向（図１参照）へスライド移動可能な第１のスライダ６と、摺動子７を有して固定基板３上でＹ方向（図１参照）へスライド移動可能な第２のスライダ８と、ハウジング１に被着されて支持部材２と固定基板３およびカバー部材４を抱持するようにかしめ固定された取付板９と、ハウジング１内に収納されてＸ，Ｙ方向へスライド移動可能な可動基板１０と、可動基板１０上に実装された回転型電気部品１１と、ハウジング１内で可動基板１０を保持・固定している摺動ケース１２と、両端部が固定基板３と可動基板１０に半田付けされた導電性のコイルばね１３と、ハウジング１の天板部と摺動ケース１２との間に介設された駆動ピン１４および復帰ばね１５と、摺動ケース１２上に搭載されてハウジング１内でＸ方向へスライド移動可能なガイドスライダ１６とによって主に構成されている。なお、本実施形態例では、コイルばね１３を６個使用して駆動ピン１４および復帰ばね１５を２個ずつ使用しているが、これらの使用個数は適宜選択可能である。

ハウジング１は樹脂成形品であり、その天板部には環状突堤１ａに囲繞された円形の中央開口１ｂと、環状突堤１ａを介して対向する一対の位置決めボス１ｃとが形成されている。ハウジング１の天板部の裏面側には環状突堤１ａの周囲の略等間隔な４箇所に、略円椀形状の凹所であるカム面１ｄと、略十字形状の凹溝であるストッパ溝１ｅとが交互に形成されている。また、ハウジング１の外壁下端部には略等間隔な４箇所に、支持部材２に係合させるための係合凸部１ｆと係合凹部１ｇとが交互に形成されている。

取付板９は１枚の金属板からフォーミングされており、その天板部には環状突堤１ａに外嵌される円形の開口９ａと、位置決めボス１ｃが挿入される一対の位置決め孔９ｂとが形成されている。取付板９の天板部の周縁からは、相対向する一対の側板部９ｃと４片の取付片９ｄが延設されて垂下している。この側板部９ｃには、支持部材２に係合させるための一対の係合孔９ｅや、内向きに折曲されて固定基板３およびカバー部材４に圧着される複数のかしめ片９ｆが形成されている。なお、取付片９ｄは、この複合操作型入力装置を図示せぬ母基板に取り付けるためのものである。

支持部材２は樹脂成形品であり、その中央部に矩形開口２ａを有し、矩形開口２ａの周縁に沿って枠状突堤２ｂが形成されている。また、枠状突堤２ｂの外側には矩形開口２ａを挟むように楕円形の一対の逃げ孔２ｃが形成されており、これら逃げ孔２ｃを貫通して複数個のコイルばね１３が配置されるようになっている。支持部材２の外壁部には略等間隔な４箇所に、係合フック２ｄと凹陥部２ｅとが交互に形成されており、ハウジング１の係合凸部１ｆを凹陥部２ｅに嵌入させて係合凹部１ｇに係合フック２ｄを嵌入させると共に、取付板９の係合孔９ｅに係合フック２ｄを嵌入させることによって、支持部材２はハウジング１と一体化される。また、支持部材２の裏面側には、枠状突堤２ｂを介して対向する一対の位置決め筒部２ｆが突設されている。

固定基板３はインサート成形加工によって形成されたものであり、端子２１群およびこれら端子２１群とそれぞれ一体につながった複数のリードパターン２２を形成している導電性金属板２０の一部を絶縁性樹脂基板１９に埋設して構成されている。固定基板３の一面である天面には、所定のリードパターン２２の露出部である第１の固定接点２２ａおよび第２の固定接点２２ｂと、絶縁性樹脂基板１９の突起部である一対の位置決めボス１９ａとが配設されている。これら位置決めボス１９ａは支持部材２の位置決め筒部２ｆ内に嵌合して挿入されるため、固定基板３上に支持部材２を高い位置精度で載置することができる。固定基板３の他面となる底面には、複数（例えば６本）のリードパターン２２の露出部である複数（例えば６個）のランド部２２ｃと、絶縁性樹脂基板１９の突起部である一対の位置決めボス１９ｂとが配設されており、これら位置決めボス１９ｂは後述するカバー部材４の位置決め孔４ａ内に挿入される。ランド部２２ｃは絶縁性樹脂基板１９の貫通孔１９ｃの下部開口端の周縁に延在しており、各コイルばね１３の他端部である下端部が貫通孔１９ｃに挿通されて固定基板３の底面側でリードパターン２２の露出部分であるランド部２２ｃに半田付けされる。なお、図１０に示すように、貫通孔１９ｃの上部開口端の周縁は曲面状等をなした下窄まりなテーパ面となっている。また、当然のことではあるが、第１の固定接点２２ａおよび第２の固定接点２２ｂは、それぞれ対応するリードパターン２２と一体に同じ金属板により形成されていることから、スライド検出手段を構成するこれら固定接点２２ａ，２２ｂは対応するリードパターンの一部とつながって導通している。同様に、複数のランド部２２ｃは、対応するリードパターン２２とそれぞれ一体に形成されており、後述する回転型電気部品１１の各端子部２６とコイルばね１３を介してそれぞれ導通されるものである。

カバー部材４は樹脂成形品であり、固定基板３の位置決めボス１９ｂが挿入される一対の位置決め孔４ａと、取付板９のかしめ片９ｆがかしめつけられる複数の凹段部４ｂとが形成されている。そのため、カバー部材４は固定基板３を高い位置精度で載置することができると共に、取付板９によってハウジング１と支持部材２および固定基板３を一体化することができる。カバー部材４には固定基板３の複数のランド部２２ｃと対向する一対の凹溝４ｃが形成されており、この凹溝４ｃによってコイルばね１３の下端部との干渉を回避している。また、カバー部材４の底面の中央部には、前記母基板に嵌入される取付突起４ｄが突設されている。なお、ハウジング１と支持部材２と固定基板３およびカバー部材４の外形は、平面視形状が略同等である。

第１のスライダ６と第２のスライダ８にはそれぞれＹ方向とＸ方向に延びる長孔６ａ，８ａが形成されており、これら長孔６ａ，８ａに摺動ケース１２の後述する駆動突起２８ａが摺動可能に挿入される。各スライダ６，８の底面の一側部にはそれぞれ可動接点である摺動子５，７をかしめ固定するかしめ突起６ｂ，８ｂが形成されている。また、各スライダ６，８の天面にはそれぞれ支持部材２の枠状突堤２ｂに摺接するガイドレール６ｃ，８ｃが形成されている。そのため、枠状突堤２ｂの対向する内側面に一対のガイドレール６ｃが案内されて第１のスライダ６はＸ方向へ円滑にスライド移動可能であり、同様に、枠状突堤２ｂの他の対向する内側面に一対のガイドレール８ｃが案内されて第２のスライダ８はＹ方向へ円滑にスライド移動可能である。つまり、第１および第２のスライダ６，８は、互いに直交する方向へスライド移動可能な機構を構成している。そして、摺動ケース１２がスライド移動すると駆動突起２８ａが第１のスライダ６や第２のスライダ８を駆動するため、摺動ケース１２のスライド移動方向に応じて第１のスライダ６または第２のスライダ８がＸ方向またはＹ方向へスライド移動し、それに伴って摺動子５または摺動子７が第１の固定接点２２ａまたは第２の固定接点２２ｂに対して摺動するようになっている。なお、本実施形態例では、駆動突起２８ａによって駆動されるスライダ６，８と、各スライダ６，８に設けられた可動接点としての各摺動子５，７と、各摺動子５，７が摺動してそれぞれ接離する各固定接点２２ａ，２２ｂとによって、スライド検出手段が構成されている。

可動基板１０は、ランド部１０ａ，１０ｂや配線パターン１０ｃやスルーホール１０ｄ等が形成されたスルーホール両面プリント基板である。可動基板１０の中央部とその近傍には、回転型電気部品１１の後述する筐体部２３の取付突起２３ａが嵌入される形状の異なる一対の取付孔１０ｅが形成されている。可動基板１０の両面に形成された各ランド部１０ａは、内周面に導体層を有するスルーホール１０ｄの上部開口端と下部開口端の周縁にそれぞれ延在しており、各コイルばね１３の一端部である上端部がスルーホール１０ｄに挿通されて可動基板１０の天面側と底面側のランド部１０ａに半田付けされる（図９参照）。なお、図９および図１０において、コイルばね１３を半田付けして取り付けた際の半田をドット（点々）で表している。可動基板１０の一面である天面に形成された複数のランド部１０ｂには、回転型電気部品１１の複数の端子部２６が半田付けされる。対応するランド部１０ａ，１０ｂどうしは可動基板１０の他面（底面）に形成された配線導体である配線パターン１０ｃを介して導通されている。この可動基板１０は、後述する可動ユニット３０の構成要素として摺動ケース１２に保持・固定され、Ｘ，Ｙ方向へのスライド移動が可能な状態でハウジング１内に収納される。なお、このスライド移動方向は可動基板１０の基板面に沿う方向であり、可動ユニット３０の構成要素である操作体１８の回転軸線と本実施形態例では、直交状態で交差する方向でもある。

回転型電気部品１１は、操作体１８と、操作体１８を回転可能かつ昇降可能に保持する筐体部２３と、筐体部２３に内蔵された回転検出手段であるロータリエンコーダ部２４およびプッシュスイッチ部２５と、インサート成形加工によって筐体部２３と一体に形成された複数の端子部２６とを備えて構成されるユニット品である。操作体１８は中央開口１ｂや開口９ａを貫通してハウジング１の上方へ突出しており、この操作体１８と筐体部２３の上端部を除いて回転型電気部品１１はハウジング１内に収納されている。そして、各端子部２６を対応するランド部１０ｂに半田付けすることによって、回転型電気部品１１が可動基板１０上に実装されて、操作体１８は可動基板１０に対して直立姿勢をした立設姿勢で回転可能かつ押下可能に支持される。なお、各端子部２６は回転型電気部品１１の周縁部に略対称に配設されているため、回転型電気部品１１を介して可動基板１０に作用する操作力がバランスよく分散されて、操作時に可動基板１０に傾きが生じにくくなっている。また、筐体部２３の底面には形状の異なる一対の取付突起２３ａが突設されており、これら取付突起２３ａは可動基板１０の取付孔１０ｅや後述する下ケース２８の取付孔２８ｄに挿入される。

摺動ケース１２は樹脂成形品である上ケース２７および下ケース２８を箱形に組み合わせて構成される。上ケース２７には、操作体１８を上方へ突出させる開口２７ａと、下ケース２８の起立部２８ｃにスナップ結合される一対の係止部２７ｂとが形成されている。また、上ケース２７の四隅には、ハウジング１のストッパ溝１ｅに摺動可能に挿入される先端が球面状のガイドボス２７ｃと、駆動ピン１４および復帰ばね１５が配置される円柱状の凹所２７ｄとが交互に形成されている。一方、下ケース２８には、底面の中央部から下方へ突出して第１および第２のスライダ６，８の長孔６ａ，８ａに挿入される駆動突起２８ａと、底面の四隅で半球状に膨出する摺動突起２８ｂと、上ケース２７の係止部２７ｂにスナップ結合される一対の起立部２８ｃと、回転型電気部品１１の筐体部２３の取付突起２３ａが嵌入される形状の異なる一対の取付孔２８ｄと、コイルばね１３との干渉を回避するための一対の切欠き部２８ｅとが形成されている。そして、回転型電気部品１１を実装した可動基板１０を下ケース２８上に搭載した後、開口２７ａに操作体１８を貫通させた上ケース２７を可動基板１０上に搭載して下ケース２８とスナップ結合させることにより、可動基板１０が上ケース２７と下ケース２８との間に挟持されて、可動基板１０および回転型電気部品１１を摺動ケース１２で保持してユニット化した可動ユニット３０（図１４参照）が得られる。摺動ケース１２が底面の四隅の摺動突起２８ｂを介して支持部材２上に摺動可能に搭載されるため、この可動ユニット３０は摺動抵抗が小さく、ハウジング１に対して円滑にＸ，Ｙ方向へスライド移動させることができる。ここで、摺動突起２８ｂは下ケース２８に設けたもので説明したが、摺動ケース１２を構成する上ケース２７側の四隅にこの摺動突起２８ｂを設けてもよい。なお、ハウジング１内において摺動ケース１２上には後述するガイドスライダ１６が搭載されて、可動ユニット３０のスライド移動を案内するようになっている。また、略十字形状の凹溝であるストッパ溝１ｅにガイドボス２７ｃが摺動可能に挿入されているため、可動ユニット３０がＸ方向やＹ方向へ所定量スライド移動すると、ガイドボス２７ｃがストッパ溝１ｅの奥壁に当接して、さらなるスライド移動が規制されるようになっている。また、ストッパ溝１ｅとガイドボス２７ｃとによって、可動基板１０を含む可動ユニット３０のスライド移動方向がＸ方向とＹ方向に制限されており、この４方向以外のスライド移動ができないものとなっている。

導電部材であるコイルばね１３は弾性を有するリン青銅の線材にニッケル下地層の銀メッキを施したものである。このコイルばね１３は、一端部である上端部が可動基板１０のスルーホール１０ｄに挿通されてランド部１０ａに半田付けされ、他端部である下端部が固定基板３の貫通孔１９ｃに挿通されてランド部２２ｃに半田付けされる。そのため、回転型電気部品１１のロータリエンコーダ部２４やプッシュスイッチ部２５で検出された信号が、ランド部１０ａおよびコイルばね１３を介して固定基板３のランド部２２ｃへ送出されて端子２１から外部回路へ取り出せるようになっている。このコイルばね１３は両端部を含めて巻径がほぼ一定であり、コイルばね１３のうち固定基板３と可動基板１０との間に存する部分が、可動基板１０のスライド移動に追随して弾性変形する変形部１３ａとなっている。また、図８に示すように、このコイルばね１３は操作体１８の非操作時に無負荷状態となっており、直立姿勢で可動基板１０と固定基板３との間を電気的および機械的に接続している。なお、本実施形態例では、可動基板１０の一側部と他側部にコイルばね１３を３本ずつ、線対称な位置関係で取り付けている。すなわち、回転型電気部品１１の各端子部２６にそれぞれ対応した複数のコイルばね１３が、操作体１８の回転軸線を挟んで対向する位置に分散状態で配設されたものとなっている。これにより、操作体１８のスライド操作時に、固定基板３と可動基板１０との間に作用するコイルばね１３の弾性力（反力）がバランスよく分散されるため、操作時に可動基板１０を固定基板３に対して平行移動できて、可動基板１０に傾きが生じにくいものとすることができる。

駆動ピン１４は復帰ばね１５によって上方へ弾性付勢されているため、この駆動ピン１４の球面状の先端面はハウジング１のカム面１ｄに弾接している。したがって、図１２に示すように、操作体１８の非操作時には、駆動ピン１４の先端部がカム面１ｄの最奥部に入り込んで安定的に保持されており、よって可動ユニット３０はガタのない状態で所定位置に保持されている。また、操作体１８のスライド操作によって可動ユニット３０がスライド移動したときには、図１６に示すように、復帰ばね１５を圧縮させながら駆動ピン１４の先端部がカム面１ｄの最奥部から外れるため、このスライド操作力が取り除かれると復帰ばね１５の弾発力で駆動ピン１４の先端部がカム面１ｄの最奥部まで押し戻され、よって可動ユニット３０は図１２に示す元の位置へ自動復帰するようになっている。

ガイドスライダ１６は平面視略長方形状をした樹脂成形品であり、ハウジング１の中央開口１ｂと対向する長孔１６ａが形成されている。このガイドスライダ１６は摺動ケース１２上に摺動可能に搭載され、長孔１６ａに回転型電気部品１１の筐体部２３がＹ方向へのみスライド移動可能な状態で挿通される。また、ガイドスライダ１６の長手方向における両端部は、それぞれ固定基板３側である下方側に曲がったＬ字状の曲げ部１６ｂとなっており、これら一対の曲げ部１６ｂには、外方へ突出した突起１６ｃが形成されている。そして、一対の曲げ部１６ｂに設けられた各突起１６ｃがハウジング１の対向する平行な一対の内壁面にそれぞれ案内されて、ガイドスライダ１６はＸ方向へ円滑にスライド移動できるようになっている。したがって、可動ユニット３０がＸ方向へスライド移動するときには、ガイドスライダ１６も一体的にスライド移動して、操作体１８のガタが抑制される。また、可動ユニット３０がＹ方向へスライド移動するときには、摺動ケース１２がガイドスライダ１６に対して摺動するが、長孔１６ａの互いに平行に延びる内壁面によって筐体部２３の移動が案内されるため、操作体１８のガタが抑制される。

次に、このように構成された複合操作型入力装置の動作について説明する。まず、スライド操作時の動作について説明すると、操作体１８の非操作時には、図１５（ｂ）に示すように、下ケース２８の駆動突起２８ａが支持部材２の矩形開口２ａの中央部を貫通して各長孔６ａ，８ａに挿入されており、よって第１のスライダ６はＸ方向の中央に位置し第２のスライダ８はＹ方向の中央に位置している。この状態で操作体１８がＸ方向へスライド操作されると、駆動突起２８ａが長孔６ａの一側部を同方向へ押し込むため、図１５（ａ）に示すように、第１のスライダ６が可動ユニット３０に追動してＸ方向へスライド移動する。そのため、固定基板３上の第１の固定接点２２ａに対する摺動子５の接触位置（接触状態）が変化して接点切換え信号が検出され、その検出信号を所定の端子２１から取り出すことができる。ただし、駆動突起２８ａは長孔８ａに沿ってＸ方向へ移動するため、第２のスライダ８の位置は変化せず、よって摺動子７と第２の固定接点２２ｂの相対位置は変化しない。

同様に、図１５（ｂ）に示す状態で操作体１８がＹ方向へスライド操作されたときには、駆動突起２８ａが長孔８ａの一側部を同方向へ押し込むため、図１５（ｃ）に示すように、第２のスライダ８が可動ユニット３０に追動してＹ方向へスライド移動し、それに伴い第２の固定接点２２ｂに対する摺動子７の接触位置（接触状態）が変化して接点切換え信号が検出され、その検出信号を所定の端子２１から取り出すことができる。このとき、駆動突起２８ａは長孔６ａに沿ってＹ方向へ移動するため、第１のスライダ６の位置は変化しない。

また、こうして可動ユニット３０がＸ方向またはＹ方向へスライド移動すると、上下両端部が可動基板１０と固定基板３に半田付けされている各コイルばね１３にもスライド操作力が作用するが、図１７に示すように、各コイルばね１３は両基板３，１０間の変形部１３ａが弾性変形するため、上下両端部（半田付け部）にはさほど負荷が掛からず、よって各コイルばね１３を可動基板１０のスライド移動に無理なく追動させることができる。

なお、可動ユニット３０がＸ方向またはＹ方向へスライド移動すると、前述したように復帰ばね１５を圧縮させながら駆動ピン１４の先端部がカム面１ｄの最奥部から外れるため（図１６参照）、スライド操作力が取り除かれると、復帰ばね１５の弾発力で駆動ピン１４の先端部がカム面１ｄの最奥部まで押し戻されて、可動ユニット３０は元の位置へ自動復帰する。

次に、回転操作時の動作について説明する。操作体１８を有する回転型電気部品１１は可動基板１０上に実装されており、操作体１８を回転操作すると、その回転量や回転方向が回転型電気部品１１に内蔵されているロータリエンコーダ部２４によって検出される。この検出信号は回転型電気部品１１の所定の端子部２６を介して可動基板１０の対応するランド部１０ａへ送出されるため、このランド部１０ａに半田付けされている導電性のコイルばね１３を介して、回転操作時の検出信号を固定基板３の所定の端子２１から取り出すことができる。

次に、押下操作時の動作について説明すると、操作体１８の押下操作は回転型電気部品１１に内蔵されているプッシュスイッチ部２５によって検出される。この検出信号は回転型電気部品１１の所定の端子部２６を介して可動基板１０の対応するランド部１０ａへ送出されるため、このランド部１０ａに半田付けされている導電性のコイルばね１３を介して、押下操作時の検出信号を固定基板３の所定の端子２１から取り出すことができる。

以上説明したように本実施形態例に係る複合操作型入力装置は、回転操作時や押下操作時には可動基板１０上に実装されている回転型電気部品１１によって回転操作情報や押下操作情報が検出され、その検出信号が導電性のコイルばね１３を介して固定基板３の端子２１から取り出せるようになっており、かつ、スライド操作時には回転型電気部品１１および可動基板１０が一体的にスライド移動して第１および第２のスライダ６，８の位置を変化させることによりスライド操作情報が検出され、その検出信号が固定基板３の別の端子２１から取り出せるようになっている。このように可動基板１０の天面側に回転検出手段や押下検出手段を配設して底面側にスライド検出手段を配設するという構成にしてあると、複合操作型入力装置の平面的な大きさを抑制した小型化が図りやすい。

また、この複合操作型入力装置は、可動基板１０のスライド移動に金属線材からなる導電性のコイルばね１３を無理なく追随させることができると共に、ハウジング１に一体化されている固定基板３の端子２１群をプリント配線基板等の母基板側の外部回路に接続することができるため、スライド操作に支障を及ぼす信号ケーブルを省略でき、外部回路との導通の信頼性も高めやすい。しかも、各コイルばね１３は操作体１８の非操作時には無負荷状態であって、スライド操作時に変形部１３ａが弾性変形するように組み込まれているため、負荷の少ない状態で各コイルばね１３を使用することができ、その長寿命化が図りやすくなっている。なお、コイルばね１３は両端部を含めて巻径がほぼ一定なので、両端部を区別することなく組み込み作業が容易に行えるという利点もある。

また、本実施形態例に係る複合操作型入力装置では、各コイルばね１３の上端部をスルーホール１０ｄに挿通して可動基板１０の天面側と底面側のランド部１０ａに半田付けしているので、各コイルばね１３と可動基板１０との接続強度が高まっていると共に、スライド操作時にコイルばね１３が可動基板１０のエッジ部に当接する虞がなく、それゆえコイルばね１３の表面のメッキ層が可動基板１０に当接して傷付く危険性がほとんどない。しかも、この複合操作型入力装置は、各コイルばね１３の下端部を貫通孔１９ｃに挿通して固定基板３の底面側でランド部２２ｃに半田付けしているので、変形部１３ａを長く設定できてスライド操作時にコイルばね１３が弾性変形しやすく、それゆえ負荷のさらなる低減を期待できる。なお、図１０に示すように、貫通孔１９ｃの上部開口端の周縁は下窄まりなテーパ面となっているため、スライド操作時にコイルばね１３が固定基板３のエッジ部に当接して傷付く危険性は少ない。

また、本実施形態例に係る複合操作型入力装置では、回転操作と押下操作とが行える回転型電気部品１１を可動基板１０上に実装して摺動ケース１２で保持することによって、可動ユニット３０を構成しているため、スライド移動するほとんど全ての部材をユニット品として取り扱うことができて生産管理が容易となる。しかも、この複合操作型入力装置は、回転型電気部品１１を差し替えるだけで種々の仕様変更に容易に対応できるという利点もある。例えば、回転型電気部品１１として、抵抗値の変化で回転操作情報を検出する可変抵抗器を内蔵したものを用いたり、プッシュスイッチを省略した構成のものを用いてもよい。

なお、上記の第１実施形態例では、スライド操作時に可動基板１０等が、略十字形状のストッパ溝１ｅとガイドボス２７ｃとによって、４方向へスライド移動可能な構成になっているが、例えばガイドボス２７ｃを省略して、さらに多方向へスライド移動できる構成にすることも可能である。また、上記の第１実施形態例では、可動基板１０および固定基板３に電気的かつ機械的に接続される変形可能な導電部材として導電性のコイルばね１３を用いているが、導電ゴム等で代用することも可能である。

図１８は本発明の第２実施形態例に係る複合操作型入力装置の要部断面図、図１９は図１８に示すコイルばねの外観斜視図であって、図１〜図１７と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

図１８に要部を示す複合操作型入力装置は、導電性のコイルばね１３の形状が図１９に示すように巻径が均一でなく、その下端部が残余の部分よりも巻径が大きな大径部１３ｂとなっており、この大径部１３ｂがカバー部材４に押圧されて固定基板３のランド部２２ｃに圧接されている点が前述した第１実施形態例と異なっている。すなわち、この大径部１３ｂは、固定基板３のランド部２２ｃとカバー部材４との間で圧縮されているため、自身の弾発力でランド部２２ｃに圧接している。それゆえ、固定基板３とコイルばね１３との接続に半田付けや溶接等を行う必要がなくなって、組立作業性が向上する。なお、図１８に示すように、コイルばね１３の上端部は前記第１実施形態例と同様に可動基板１０の天面側と底面側のランド部に半田付けされている。

図２０は本発明の第３実施形態例に係る複合操作型入力装置の要部断面図であって、図１〜図１７と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

図２０に要部を示す複合操作型入力装置は、可動基板３１がスルーホール両面プリント基板ではなく、筒状部３２ａを有する金属配線板３２を絶縁性樹脂基板３３に埋設して構成されたインサート成形基板であり、この筒状部３２ａにコイルばね１３の一端部を挿通して両者１３，３２ａをレーザ溶接した点が前述した第１実施形態例と大きく異なっている。金属配線板３２は、回転型電気部品１１とコイルばね１３とを導通させる配線導体として機能するものであり、その大部分は絶縁性樹脂基板３３の内部に埋設されているが、回転型電気部品１１の端子部２６が半田付けされるランド部（図示省略）や筒状部３２ａは絶縁性樹脂基板３３の上面から露出している。また、金属配線板３２はコイルばね１３と同一種類の金属材料、すなわち、リン青銅を母材とする弾性金属板にニッケル下地層の銀メッキを施したものからなり、筒状部３２ａはこの弾性金属板にバーリング加工を施すことによって円筒形状に形成されている。そして、コイルばね１３の上端部を筒状部３２ａに挿通させ、この状態でコイルばね１３と筒状部３２ａの接触部位にレーザ光を照射することにより、コイルばね１３と筒状部３２ａとが溶融・凝固して接合される。

このように構成された可動基板３１を使用した場合、高価なスルーホール両面プリント基板が不要となるため、その分、装置全体のコストを抑制することができる。また、レーザ溶接は半田付けに比べて作業性が良好であり、半田がコイルばね１３の内部に流れ込んで弾性に支障をきたすこともなくなる。さらに、筒状部３２ａを有する金属配線板３２とコイルばね１３とが同一種類の金属材料で形成されているため、コイルばね１３と筒状部３２ａの接触部位をレーザ溶接によって簡単かつ確実に接合することができる。なお、コイルばね１３と筒状部３２ａとをレーザ溶接で接合する代わりに、アーク溶接やスポット溶接等の他の溶接によって接合することも可能である。また、筒状部３２ａは断面円形状をなした円筒形状のものである必要はなく、一部が切り欠かれた断面Ｃ字形状のものや断面多角形状あるいは、その他の形状のものでも構わない。

また、この第３実施形態例に係る複合操作型入力装置では、可動基板３１として金属配線板３２を絶縁性樹脂基板３３に埋設したインサート成形基板が使用されているため、前記第１実施形態例で用いられていた下ケース２８の機能を可動基板３１の絶縁性樹脂基板３３に負担させることができ、その場合は下ケース２８の駆動突起２８ａや摺動突起２８ｂを絶縁性樹脂基板３３に形成すればよい。

なお、上記した第１および第３実施形態例においては、コイルばね１３の他端部を固定基板３に設けたリードパターン２２の露出部分であるランド部２２ｃに半田付けするものであるが、半田付けに代えて溶接により両者を接続してもよい。すなわち、上記第３実施形態例の可動基板３１と同様に、固定基板３にインサート成形加工によって埋設された導電性金属板２０をコイルばね１３と同一種類の例えばリン青銅を母材とした金属材料で形成する。そして、この導電性金属板２０からなるリードパターン２２が絶縁性樹脂基板１９から露出する露出部分に、例えば円筒状の円筒部からなる貫通部を設け、この貫通部にコイルばね１３の他端部を挿通させ、この状態でコイルばね１３と貫通部との接触部位にレーザ光等を照射することにより両者を溶接により接続することも可能である。また、コイルばね１３と固定基板３や可動基板３，３１との接続を半田付けや溶接以外の適宜手段、例えば圧入やかしめ等によって行うことも可能である。

また、上記した各実施形態例では、スライド検出手段として、一対のスライダ６，８に設けられた可動接点としての各摺動子５，７と、各摺動子５，７が接離する各固定接点２２ａ，２２ｂとを用いているが、これら摺動子５，７や固定接点２２ａ，２２ｂに代えて、固定基板３に実装された一対の個別の切換えスイッチやＧＭＲセンサを用いた磁気式（非接触式）の検出手段等を用いることも可能である。

本発明の第１実施形態例に係る複合操作型入力装置の外観斜視図である。 該入力装置の外観平面図である。 該入力装置を一方向から見た外観側面図である。 該入力装置を他方向から見た外観側面図である。 該入力装置の外観底面図である。 該入力装置の各構成部品を斜め上方から見た外観を示す分解斜視図である。 該入力装置の各構成部品を斜め下方から見た外観を示す分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図８のＥ部拡大図である。 図８のＦ部拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 該入力装置で用いられた可動ユニットの外観斜視図である。 該入力装置の可動ユニットおよび第１および第２のスライダの位置変化を示す動作説明図である。 図１２と同じ切断面に沿う断面図で該入力装置のスライド操作時の状態を示す動作説明図である。 図１３と同じ切断面に沿う断面図で該入力装置のスライド操作時の状態を示す動作説明図である。 本発明の第２実施形態例に係る複合操作型入力装置の要部断面図である。 図１８に示すコイルばねの外観斜視図である。 本発明の第３実施形態例に係る複合操作型入力装置の要部断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
１ａ 環状突堤
１ｄ カム面
２ 支持部材
３ 固定基板
４ カバー部材
５，７ 摺動子（スライド検出手段）
６，８ スライダ（スライド検出手段）
９ 取付板
１０ 可動基板
１０ａ，１０ｂ ランド部
１０ｃ 配線パターン
１０ｄ スルーホール
１１ 回転型電気部品
１２ 摺動ケース
１３ コイルばね（導電部材）
１３ａ 変形部
１３ｂ 大径部
１４ 駆動ピン
１５ 復帰ばね
１６ ガイドスライダ
１８ 操作体
１９ 絶縁性樹脂基板
１９ｃ 貫通孔
２０ 導電性金属板
２１ 端子
２２ リードパターン
２２ａ，２２ｂ 固定接点（スライド検出手段）
２２ｃ ランド部（露出部分）
２４ ロータリエンコーダ部（回転検出手段）
２５ プッシュスイッチ部
２７ 上ケース（摺動ケース）
２７ａ 開口
２８ 下ケース（摺動ケース）
２８ａ 駆動突起
２８ｂ 摺動突起
３０ 可動ユニット
３１ 可動基板
３２ 金属配線板
３２ａ 筒状部
３３ 絶縁性樹脂基板

Claims (15)

1. 可動基板の一面に操作体が立設姿勢で回転可能に支持されていると共に、前記可動基板がハウジング内で前記操作体の回転軸線と交差する方向へスライド移動可能に支持されており、前記操作体を前記可動基板に対して回転させたときの操作情報が該可動基板の一面側で回転検出手段によって検出され、かつ前記操作体を前記可動基板と一体的にスライド移動させたときの操作情報が該可動基板の他面側でスライド検出手段によって検出されるようになっている複合操作型入力装置であって、
   外部回路接続用の端子群および該端子群から導出されたリードパターンが設けられ、前記ハウジングに一体化されて前記可動基板の他面側に略平行に設置された固定基板と、一端部が前記可動基板に電気的かつ機械的に接続されて他端部が前記固定基板に電気的かつ機械的に接続された変形可能な導電部材とを備え、前記スライド検出手段を前記リードパターンの一部と導通させると共に、前記回転検出手段を前記導電部材を介して前記リードパターンの他部と導通させたことを特徴とする複合操作型入力装置。
2. 請求項１の記載において、前記導電部材が導電性のコイルばねからなり、このコイルばねのうち前記固定基板と前記可動基板との間に存する部分が、該可動基板のスライド移動に追随して弾性変形する変形部となっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
3. 請求項２の記載において、前記操作体の非操作時に前記コイルばねの少なくとも前記変形部が無負荷状態となっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
4. 請求項２または３の記載において、前記可動基板に、内周面に導体層を有するスルーホールと、このスルーホールの両開口端の周縁にそれぞれ延在するランド部とを設け、前記コイルばねの一端部を前記スルーホールに挿通して前記両ランド部に半田付けしたことを特徴とする複合操作型入力装置。
5. 請求項２または３の記載において、前記可動基板が絶縁性樹脂基板に金属配線板を埋設して構成されると共に、前記金属配線板に形成した筒状部を前記絶縁性樹脂基板から露出させ、前記コイルばねの一端部を前記筒状部に挿通して該筒状部と電気的かつ機械的に接続したことを特徴とする複合操作型入力装置。
6. 請求項５の記載において、前記可動基板の前記金属配線板と前記コイルばねとが同一種類の金属材料で形成されていると共に、前記コイルばねの一端部と前記筒状部とが溶接によって接続されていることを特徴とする複合操作型入力装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１項の記載において、前記固定基板が、前記端子群および前記リードパターンを形成している導電性金属板の一部を絶縁性樹脂基板に埋設して構成されており、前記リードパターンの前記他部を、前記固定基板の前記可動基板側の一面とは反対側の他面に露出させて、該露出部分に前記コイルばねの他端部を電気的かつ機械的に接続したことを特徴とする複合操作型入力装置。
8. 請求項７の記載において、前記コイルばねと前記固定基板の前記導電性金属板とが同一種類の金属材料で形成されていると共に、前記コイルばねの他端部と前記リードパターンの前記露出部分とが溶接によって接続されていることを特徴とする複合操作型入力装置。
9. 請求項７の記載において、前記コイルばねの他端部は残余の部分よりも巻径が大きな大径部となっており、前記ハウジングの一部で前記固定基板の他面に対向して配置される部材が前記大径部を押圧して圧縮させることによって、この大径部が前記リードパターンの前記露出部分に圧接されていることを特徴とする複合操作型入力装置。
10. 請求項２〜８のいずれか１項の記載において、前記コイルばねの一端部と他端部の巻径が同等であることを特徴とする複合操作型入力装置。
11. 請求項２〜１０のいずれか１項の記載において、前記操作体および前記回転検出手段をユニット化してなる回転型電気部品を前記可動基板の一面に実装し、この可動基板に設けられた配線導体を介して前記回転検出手段と前記コイルばねとを導通させたことを特徴とする複合操作型入力装置。
12. 請求項１１の記載において、片面に前記操作体を外方へ突出させる開口を有し他面に摺動突起を有すると共に前記可動基板を保持・固定した摺動ケースと、この摺動ケースを前記摺動突起を介して摺動可能に支持すると共に前記ハウジングに一体化された支持部材とを備え、前記操作体のスライド操作時に前記摺動ケースが前記支持部材に対して摺動するように構成したことを特徴とする複合操作型入力装置。
13. 請求項１１または１２の記載において、前記回転型電気部品が、前記操作体を回転軸線方向へ押圧操作することによって動作するプッシュスイッチを内蔵していることを特徴とする複合操作型入力装置。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１項の記載において、前記回転型電気部品が、その周縁部に複数の端子部を備えると共に、これら端子部に対応した複数の前記コイルばねが、前記操作体の回転軸線を挟んで対向する位置に分散して配設されていることを特徴とする複合操作型入力装置。
15. 請求項１〜６のいずれか１項の記載において、前記固定基板が、前記端子群および前記リードパターンを形成している導電性金属板の一部を絶縁性樹脂基板に埋設して構成されており、前記リードパターンの一部を固定接点として前記固定基板の一面に露出させていると共に、前記スライド検出手段に前記固定接点と接離する可動接点を設け、この可動接点が前記操作体および前記可動基板と一体的にスライド移動するように構成したことを特徴とする複合操作型入力装置。

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