JP2010015934A - 入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示の視認性が良く、高級感のある入力装置を提供する。
【解決手段】周辺固定接点とロータリエンコーダ用接点を有するプリント配線板32と、周辺可動接点42aと、実装固定部33aと複数の腕部33cを介して連結された軸受部33bを有するハウジング33と、環状操作面34aと環状凹部34bと筒状軸部34cを有し、軸部34cが軸受部33bに軸支され、周壁部34gが周辺可動接点42a上に位置された回転体34と、固定部37aと複数の脚部37bを介して連結された操作板部37cを有し、操作板部37cが凹部34bに位置され、固定部37aがプリント配線板32上に固定された操作部材37と、摺動子36aを有する接点部材36とよりなる。操作面34a及び操作板部37cのいずれの押圧操作によっても回転体34が傾倒し、周辺可動接点42aが押圧操作される。操作板部37cには表示51が形成されている。
【選択図】図3

Description

この発明は多方向操作スイッチとロータリエンコーダとが一体化されてなる入力装置に関する。
この種の入力装置は例えば携帯電話機やデジタルカメラ、携帯情報端末などの機器の入力部に使用されている。特許文献1にはこのような入力装置の一構成が記載されており、ロータリエンコーダを回転操作する回転体(エンコーダジョグ)が回転動作に加え、傾倒動作も可能とされ、この回転体を傾倒させることにより傾倒側のスイッチ(周辺スイッチ)を押圧操作することができる構成となっている。
このような回転体を有する入力装置において、誤操作を防止し、操作を容易とすべく、操作内容や機能等を示す文字、記号、図形、絵柄等を表示することが考えられるが、回転体にそのような表示を設けると、回転体の回転と共に表示も回転し、傾いたり、逆さになったりしてしまうため、表示が見にくくなり、また例えば4方向に配置した4つの周辺スイッチに対応させて表示を設ける場合には回転体の回転により表示が所定の位置からずれてしまうことになる。
一方、表示を回転体に設けるのではなく、入力装置が取り付けられる機器の筐体側に設けるようにすれば、表示の回転やずれは発生しないが、この場合には筐体側に表示を設けるためのスペースを確保する必要が生じる。
これに対し、特許文献2には表示を有し、その表示が操作にかかわらず、常に一定位置に位置するように構成された入力装置(多機能操作装置)が記載されている。図9はこの特許文献2に記載されている入力装置の構成を示したものであり、図中、11はボリュームスイッチを示し、12はボリュームスイッチ11を操作するための回転体(ノブ)を示す。
この入力装置はオーディオ機器に使用されるものとなっており、ボリュームスイッチ11は固定側であるオーディオ機器本体13に固定される操作装置本体14と、この操作装置本体14から突出された操作軸15を有している。操作軸15には回転体12が取り付けられており、軸心を中心として回転可能とされ、また軸方向に沿って往復移動可能とされている。
即ち、回転体12を回して操作軸15を回転させることにより、ボリュームの調整を行うことができ、回転体12を押すことにより、その他の操作動作(ON/OFF切り替え等)を行うことができるものとなっている。
回転体12の一部には透視部16が設けられ、この回転体12と操作装置本体14との間に、表示部として表示板17が設けられている。表示板17はオーディオ機器本体13に固定されており、回転体12を回転させても表示板17は回転せず、表示板17の表面17aには回転体12の操作内容を示す表示が設けられている。
表示板17の表示は回転体12の透視部16を透して見ることができ、よってこの例では表示板17の表示を見ながら回転体12の操作を行うことができ、また回転体12を回しても表示板17の表示の位置は一定なので(動かないので)表示が見やすく、誤操作を防止することができるものとなっている。
特開2007−66635号公報 特開2004−146090号公報
上述した特許文献2に記載されているような構成を採用すれば、回転体12の回転操作にかかわらず、表示を常に一定位置に位置させることができる。しかしながら、表示は回転体12の操作面ではなく、回転体12下に距離を隔てて位置する表示板17に設けられており、回転体12の透視部16を透して見る構成となっているため、視認性は決して良いとは言えないものとなっていた。
また、特許文献2には回転体が回転動作に加え、傾倒動作する入力装置において、図9と同様に表示板を設けた構成が記載されているが、回転体が傾倒操作されても表示は動かず、表示が動かないがゆえに、言い換えれば固定体に表示を設けている点でデザイン的に高級感がないといった欠点があった。
この発明の目的はこのような問題に鑑み、回転操作及び傾倒操作される入力装置において、操作面に表示を設けることにより、視認性を向上させ、かつデザイン的にも高級感のある入力装置を提供することにある。
請求項1の発明によれば、多方向操作スイッチとロータリエンコーダとが一体化されてなる入力装置は、円周上に配列形成された複数の周辺固定接点と、その円周の内側にその円周に沿って環状に配列形成された複数のロータリエンコーダ用接点とを有するプリント配線板と、前記各周辺固定接点上に配置された周辺可動接点と、前記プリント配線板上に実装され、前記複数の周辺固定接点を囲む環状とされた実装固定部と、その実装固定部内に位置し、前記実装固定部と複数の腕部を介して連結された環状の軸受部とを有するハウジングと、環状をなす操作面と、その操作面の内側に設けられた環状の凹部と、その凹部の内周に操作面と反対側に突設された筒状の軸部とを有し、その軸部が前記軸受部に軸支され、操作面外周の周壁部が周辺可動接点上に位置された回転体と、固定部と、その固定部上に位置し、前記固定部と複数の脚部を介して連結された操作板部とを有し、前記操作板部が前記凹部に位置され、固定部が前記軸部内を通って前記プリント配線板上に搭載固定された操作部材と、前記軸部の先端に固定されて前記軸部を前記軸受部から抜け止めすると共に、前記ロータリエンコーダ用接点と摺接する摺動子を有する接点部材とよりなり、前記操作部材は前記脚部が弾性変形することによって傾倒動作可能とされ、その傾倒により前記操作板部が前記凹部を押す構造とされ、前記回転体は前記腕部が弾性変形することによって前記軸受部と共に傾倒動作可能とされ、前記操作面の押圧操作及び前記操作板部の押圧操作のいずれによっても前記回転体が傾倒し、その傾倒によって傾倒側の前記周辺可動接点が押圧操作される構造とされ、前記操作板部に表示が形成されているものとされる。
請求項2の発明では請求項1の発明において、前記軸受部の外周に周辺可動接点を押圧する突起が形成され、その突起は前記周壁部と周辺可動接点との間に挟まれているものとされる。
請求項3の発明では請求項2の発明において、前記実装固定部に、その内周面上に突出されて下面が前記プリント配線板と対接する複数の突出部が形成され、それら突出部の上面は前記周壁部と前記突起の当接面より下に位置される。
請求項4の発明では請求項1の発明において、前記操作部材の中央に開口が形成されて、その開口にボタンが配置され、そのボタンによって押圧操作される中央スイッチが前記プリント配線板上に設けられているものとされる。
この発明によれば、表示は操作面に形成されるが、回転体の回転操作にかかわらず一定位置に位置されるため、表示の視認性が良く、かつ表示が形成されている操作部材が傾倒操作された際には表示が形成されている操作面も傾倒するため、デザイン的にも高級感のある入力装置を提供することができる。
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1及び2はこの発明による入力装置の一実施例の外観を示したものであり、図3はその断面構造を示したものである。また、図4及び5は一部省略して内部構造を示したものであり、図6及び7は各部に分解してそれぞれ上方及び下方より見た状態を示したものである。まず、図6及び7を参照して各部の構成について説明する。
この例では入力装置は金属プレート31と、所定のパターンが形成され、かつその上面にスイッチが構成されたフレキシブルプリント配線板32と、ハウジング33と、回転体34と、抜け止め部材35と、接点部材36と、操作部材37と、ボタン38とによって構成されている。
金属プレート31は方形状をなし、その4隅にはこの入力装置の取り付け固定用の一対の穴31a及び位置決め用の穴31b,31cが形成されている。また、各部の組み立てに使用する穴31d〜31fが形成されている。
フレキシブルプリント配線板32は略円形部32aと、その略円形部32aから導出されたケーブル部32bとよりなる。略円形部32aの中央には中央スイッチ41が構成され、この中央スイッチ41を囲む円周上には周辺スイッチ42が構成されている。周辺スイッチ42はこの例では90°間隔で4つ配列されている。これら周辺スイッチ42が配列されている円周と中央スイッチ41との間にはロータリエンコーダ用接点43が円周に沿って環状に配列形成されている。図6中、点々を付した電極43aは例えばa相電極を示し、斜線を施した電極43bはb相電極を示す。また、43cはグランド電極を示す。
中央スイッチ41はこの例ではフレキシブルプリント配線板32に形成された中央固定接点と、その上に配置されたドーム状をなす中央可動接点41a(図3参照)とよりなり、この中央可動接点41aがクリック反転することによってON/OFF動作するものとされる。同様に、周辺スイッチ42はフレキシブルプリント配線板32に形成された周辺固定接点と、その上に配置されたドーム状をなす周辺可動接点42a(図3参照)とよりなり、周辺可動接点42aがクリック反転することによってON/OFF動作するものとされる。なお、中央可動接点41a上には円形のカバーシート44が被され、一方4つの周辺可動接点42a上にはリング状をなすカバーシート45が被され、これらカバーシート44,45によって中央可動接点41a及び周辺可動接点42aはそれぞれ所定の位置に位置決め固定されている。
フレキシブルプリント配線板32及びカバーシート44,45にはそれらを貫通してハウジング33取り付け用の4つの穴46、操作部材37取り付け用の2つの穴47及び操作部材37位置決め用の穴48が形成されており、上述した金属プレート31に形成されている穴31d〜31fはこれら穴46〜48とそれぞれ位置・大きさが一致されている。
ハウジング33は環状をなし、4つの周辺スイッチ42を囲む大きさの実装固定部33aと、その実装固定部33a内の中央に位置する環状の軸受部33bと、それら実装固定部33aと軸受部33bとを連結する腕部33cとを有している。腕部33cは周方向に延伸されて形成されており、この例では等角間隔で4つ設けられている。
なお、実装固定部33aにはその下面側において内周面上に突出する板状の突出部33dが4つ形成され、さらにその突出部33dに続いて実装固定部33aよりやや高さが高い連結部33eがそれぞれ形成されており、これら連結部33eの上部側に各腕部33cの一端側がそれぞれ連結されている。一方、各腕部33cの他端側は軸受部33bの外周面に突出された突出部33fの先端にそれぞれ連結されている。4つの突出部33fの先端下面側にはそれぞれ突起33gがさらに突出形成されている。
軸受部33b及び4つの腕部33cは厚さが小とされて実装固定部33aの下面より上方に浮いて位置されており、軸受部33bはいわゆるフローティング構造をなすものとされている。4つの突起33gはその上面が実装固定部33aの突出部33dの上面より上に位置され、下面は実装固定部33aの下面より上に位置されている。また、各突出部33dの下面にはボス33hが形成されており、軸受部33bの下面には幅狭の突条33iが2本同心円をなして形成されている。
回転体34は環状をなす操作面34aと、その操作面34aの内側に設けられた環状の凹部34bと、その凹部34bの内周に操作面34aと反対側に突設された筒状の軸部34cとを有する。軸部34cは大径部34dと小径部34eとよりなり、先端側の小径部34eの先端面にはボス34fが3つ形成されている。操作面34aの外周には周壁部34gが形成されており、周壁部34gの外周下端側にはさらにフランジ部34hが形成されている。なお、操作面34aには放射状に多数の微小凸部34iが形成されている。
抜け止め部材35はドーナツ板状をなし、回転体34のボス34fが挿通される3つの穴35aが形成されている。
接点部材36はリング形状とされ、その周方向3箇所には摺動子36aが切り起こされて形成されている。また、抜け止め部材35と同様、回転体のボス34fが挿通される3つの穴36bが形成されている。
操作部材37は固定部37aと、その固定部37a上に位置し、固定部37aと脚部37bを介して連結された操作板部37cとを有する。図8はこの操作部材37の詳細を示したものである。
固定部37aは互いに180°をなす位置が切り欠かれた円筒部37dと、その円筒部37d上に位置する円板部37eとよりなり、円筒部37dの下面には一対の組み立て用のボス37fが突出形成され、さらに小径の位置決め用のボス37gが突出形成されている。円板部37eには円筒部37dの切り欠き37hが形成されている径方向に長手方向が一致されて矩形状の穴37iが形成され、その穴37iの中央にはふくらみが形成されて円形の穴37jが構成されている。また、円板部37e上には穴37jを囲むように一対の円弧状をなす凸部37kが形成されている。
脚部37bは円板部37eの周縁上に突設された連結部37mの上部側に一端が連結され、周方向に延伸されて形成されており、この例では互いに対向するように2つ設けられている。各脚部37bの他端側は操作板部37cの下面に突設された一対の連結部37nにそれぞれ連結されている。
操作板部37cは円形状をなし、その中央には開口37pが形成されている。操作板部37cの上面は操作面37qとされ、この操作面37qに表示51が形成されている。表示51はこの例では4つの周辺スイッチ42に対応して設けられ、各周辺スイッチ42の機能を示すものとされており、この例では刻印状に形成されている。なお、操作板部37cの下面には放射状に4つの突起37rが90°間隔で形成されており、それらのうち、2つは上述した一対の連結部37nと位置が一致されている。
ボタン38は押圧操作面を構成する円板状部38aと、その下面中央に突出形成された円柱状の押圧突起38bと、その押圧突起38bを挟むように下面に突出形成された一対の係止片38cとを有する。一対の係止片38cの下端には互いに外向きに係止爪38dが形成されている。
ハウジング33、回転体34、操作部材37及びボタン38は樹脂製とされ、抜け止め部材35は例えばステンレス板によって形成される。接点部材36は例えばリン青銅板を加工することによって形成され、その表面にはAuメッキが施されている。金属プレート31は例えばステンレス製とされる。なお、抜け止め部材35は樹脂製としてもよい。
各部の組み立ては以下のようにして行われる。
中央スイッチ41及び周辺スイッチ42が形成されたフレキシブルプリント配線板32の略円形部32aを金属プレート31上に搭載して固定する。この時、金属プレート31の各穴31d〜31fと、フレキシブルプリント配線板32側の各穴46〜48の位置が一致される。
ハウジング33の軸受部33bに上方から回転体34の軸部34cの先端側の小径部34eを挿入し、軸受部33bの下側から抜け止め部材35及び接点部材36を回転体34に取り付ける。この取り付けは抜け止め部材35及び接点部材36の各3つの穴35a,36bに回転体34のボス34fを挿入し、ボス34fの先端を熱カシメすることによって行われ、これにより回転体34は抜け止め部材35によって抜け止めされて軸受部33bに回転自在に軸支され、接点部材36は回転体34と一体に回転するものとなる。
次に、回転体34、抜け止め部材35及び接点部材36が取り付けられたハウジング33をフレキシブルプリント配線板32上に実装する。ハウジング33の取り付けは4つのボス33hをそれぞれ穴46,31dに順次、挿入し、ボス33hの先端を熱カシメすることによって行われる。
次に、操作部材37を取り付ける。操作部材37の取り付けは固定部37aを回転体34の軸部34c内に通し、フレキシブルプリント配線板32上に搭載固定することによって行われる。この際、位置決め用のボス37gが穴48,31fに挿入され、組み立て用の2つのボス37fが穴47,31eに挿入され、それらボス37fの先端が熱カシメされる。なお、操作板部37cは回転体34の凹部34bに収容されて位置される。
次に、ボタン38を取り付ける。ボタン38の取り付けは押圧突起38bを操作部材37の穴37jに挿通し、一対の係止片38cの先端を穴37iに挿入することによって行われ、ボタン38は一対の係止片38cの先端の係止爪38dが操作部材37の円板部37eの下面に係止されて操作部材37に取り付けられる。ボタン38の円柱状部38aは操作部材37の開口37pに位置され、その天面(押圧操作面)は操作部材37の操作面37qより突出される。
各周辺スイッチ42の周辺可動接点42a上には図3に示したようにハウジング33の突起33gが当接して位置し、突起33gの上面には回転体34の周壁部34gが当接して突起33gは周壁部34gと周辺可動接点42aとの間に挟まれた状態となる。同様に、中央スイッチ41の中央可動接点41a上にはボタン38の押圧突起38bが当接して位置する。接点部材36の3つの摺動子36aは、その先端がロータリエンコーダ用接点43と接触され、これら摺動子36aとロータリエンコーダ用接点43とでロータリエンコーダが構成される。
上記のような構成とされた入力装置では回転体34の操作面34aの一部が押し込まれた場合、ハウジング33の腕部33cが弾性変形し、軸受部33bが傾くことで回転体34の傾倒動作が可能とされている。そして、回転体34の傾倒により傾倒側の突起33gが回転体34の周壁部34gによって押され、この突起33gによって対応する周辺スイッチ42の周辺可動接点42aが押圧操作されて、押圧操作された周辺スイッチ42がONとなる。
操作面34aへの押圧力を解除すると、周辺可動接点42aの復元力と腕部33cの弾性復元力によって回転体34は元の位置に復帰し、周辺スイッチ42はOFFとなる。
回転体34が回転操作されると、回転体34と共に接点部材36が回転し、その摺動子36aがロータリエンコーダ用接点43と摺接してロータリエンコーダ用接点43上を移動する。この移動を電気的に検出することによって回転体34の回転が検出される。
一方、ボタン38が押し込まれると、押圧突起38bによって中央スイッチ41の中央可動接点41aが押圧操作されて中央スイッチ41がONとなる。押圧が解除されると、中央可動接点41aの復元力によってボタン38の押圧操作面は元の位置に復帰し、中央スイッチ41はOFFとなる。
上述したように、この例ではハウジング33の腕部33cが弾性変形し、軸受部33bが傾くことで、回転体34の傾倒操作が可能とされているため、軸受部33bに軸支される回転体34の軸部34c(小径部34e)と軸受部33bとの間には余裕(隙間)は必要ではなく、よってガタなく回転体34の軸部34cを軸支することができる。
また、回転体34はこのように軸支されると共に、押し下げられない状態では腕部33cの弾性力により水平に保持され、かつ突起33gが周辺可動接点42a上に当接して配置されているため、回転操作時においてガタつくことはなく、またわずかな力で傾くといったことは発生せず、よって安定に回転操作することができるものとなっている。
なお、回転体34に例えば過大な荷重が付加されて回転体34が押し込まれても、この例では回転体34のフランジ部34hがハウジング33の実装固定部33aに形成されている突出部33dに突き当たるため、それ以上の変位が阻止され、よって接点部材36や周辺可動接点42a等に過大なストレスが加わるのを防止することができる。
一方、この例では表示51が形成されている操作部材37も脚部37bが弾性変形することによって傾倒動作可能とされている。操作部材37は操作面37qの一部が押し込まれると傾倒し、その傾倒により操作板部37cの下面に形成されている突起37rが回転体34の凹部34bを押す。回転体34はこの突起37rの押圧により傾倒し、これにより傾倒側の周辺可動接点42aが押圧操作される。
つまり、この例では回転体34の操作面34aの押圧操作及び操作部材37の操作板部37cの操作面37qの押圧操作のいずれによっても回転体34が傾倒し、その傾倒によって傾倒側の周辺可動接点42aが押圧され、周辺スイッチ42が操作されるものとなっている。
表示51は操作部材37の操作面37qに設けられているため、視認性が良く、かつ回転体34の回転操作にかかわらず、一定の位置に位置される。なお、操作部材37を傾倒操作した際には表示51が形成されている操作面37qも傾倒するため、デザイン的にも高級感のあるものとなる。
図3中、61はこの入力装置がデジタルカメラ等の機器に取り付けられる場合の機器の筐体を示したものであり、回転体34は筐体61に設けられている穴62を介して外部に突出される。このような実装において、回転体34のフランジ部34hの外径を筐体61の穴62の径より大きくしておけば、例えば回転体34の傾倒操作時に過大な荷重が付加されたとしても、反対側のフランジ部34hが筐体61の内面に突き当たることによって、回転体34の傾倒操作側と反対側の過大な浮き上がりが阻止されるため、例えば腕部33cに大きなストレスが加わるといった状況を回避することができる。
上述した例では入力装置は操作部材37の開口37pにボタン38が配置され、そのボタン38によって操作される中央スイッチ41を具備するものとなっているが、用途に応じてボタン38、中央スイッチ41のない構成とすることもできる。また、接点部材36とは別に抜け止め部材35を具備するものとなっているが、抜け止め部材35をなしとし、接点部材36が回転体34の軸部34cの先端に固定されて軸部34cを軸受部33bから抜け止めするものとしてもよい。
さらに、各種接点、スイッチが形成されるプリント配線板として、フレキシブルプリント配線板32を使用し、金属プレート31によってそれを搭載支持する構成を採用しているが、このような構成に替え、リジッドなプリント配線板を使用してもよい。
さらに、ハウジング33に周辺可動接点42aを押圧する突起33gが一体形成されているが、例えば周辺可動接点42a上に突起33gと同等の機能を有する小ブロック(小片)を搭載固定するようにしてもよく、この場合はハウジング33の突起33gは不要となる。なお、周辺スイッチ42及び中央スイッチ41は上述した実施例ではプリント配線板に形成された固定接点と、その固定接点上に配置されたドーム状可動接点とよりなるものとしているが、押圧(押し込み)操作されるものであれば他の形態のスイッチであってもよい。
なお、表示51は上述した例では各周辺スイッチ42の機能を示すものとしているが、これに限らず、例えば操作内容等を示すものであってもよい。
この発明による入力装置の一実施例を示す図、Aは正面図、Bは側面図、Cは背面図。 図1に示した入力装置の斜視図。 図1に示した入力装置の断面図。 図1に示した入力装置の一部省略した斜視図。 図1に示した入力装置の一部省略した斜視図。 図1に示した入力装置を分解して上方から見た斜視図。 図1に示した入力装置を分解して下方から見た斜視図。 操作部材の詳細を示す図。 入力装置の従来構成例を示す図、Aは正面図、Bは断面図。

Claims (4)

  1. 多方向操作スイッチとロータリエンコーダとが一体化されてなる入力装置であって、
    円周上に配列形成された複数の周辺固定接点と、その円周の内側にその円周に沿って環状に配列形成された複数のロータリエンコーダ用接点とを有するプリント配線板と、
    前記各周辺固定接点上に配置された周辺可動接点と、
    前記プリント配線板上に実装され、前記複数の周辺固定接点を囲む環状とされた実装固定部と、その実装固定部内に位置し、前記実装固定部と複数の腕部を介して連結された環状の軸受部とを有するハウジングと、
    環状をなす操作面と、その操作面の内側に設けられた環状の凹部と、その凹部の内周に操作面と反対側に突設された筒状の軸部とを有し、その軸部が前記軸受部に軸支され、操作面外周の周壁部が前記周辺可動接点上に位置された回転体と、
    固定部と、その固定部上に位置し、前記固定部と複数の脚部を介して連結された操作板部とを有し、前記操作板部が前記凹部に位置され、固定部が前記軸部内を通って前記プリント配線板上に搭載固定された操作部材と、
    前記軸部の先端に固定されて前記軸部を前記軸受部から抜け止めすると共に、前記ロータリエンコーダ用接点と摺接する摺動子を有する接点部材とよりなり、
    前記操作部材は前記脚部が弾性変形することによって傾倒動作可能とされ、その傾倒により前記操作板部が前記凹部を押す構造とされ、
    前記回転体は前記腕部が弾性変形することによって前記軸受部と共に傾倒動作可能とされ、
    前記操作面の押圧操作及び前記操作板部の押圧操作のいずれによっても前記回転体が傾倒し、その傾倒によって傾倒側の前記周辺可動接点が押圧操作される構造とされ、
    前記操作板部に表示が形成されていることを特徴とする入力装置。
  2. 請求項1記載の入力装置において、
    前記軸受部の外周に前記周辺可動接点を押圧する突起が形成され、その突起は前記周壁部と前記周辺可動接点との間に挟まれていることを特徴とする入力装置。
  3. 請求項2記載の入力装置において、
    前記実装固定部に、その内周面上に突出されて下面が前記プリント配線板と対接する複数の突出部が形成され、
    それら突出部の上面は前記周壁部と前記突起の当接面より下に位置されていることを特徴とする入力装置。
  4. 請求項1記載の入力装置において、
    前記操作部材の中央に開口が形成されて、その開口にボタンが配置され、
    そのボタンによって押圧操作される中央スイッチが前記プリント配線板上に設けられていることを特徴とする入力装置。
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