JP2010157474A

JP2010157474A - 操作入力装置

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Publication number: JP2010157474A
Application number: JP2009000295A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Arihara; 武有原; Katsumi Edo; 勝美江戸
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-01-05
Publication date: 2010-07-15
Also published as: KR101085291B1; KR20100081266A

Abstract

【課題】部品点数，組立工数が少ないとともに、動作特性にバラツキがない小型の操作入力装置を提供する。
【解決手段】プリント基板１０の上方で支持した操作ダイヤル４０を回動操作することにより、前記プリント基板１０に実装した磁気検出センサー１９で前記操作ダイヤル４０の回動操作に基づく磁界の変化を検出する操作入力装置である。特に、前記操作ダイヤル４０の所定の位置を着磁し、複数の着磁マグネット部４４，４５を形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は操作入力装置、特に、携帯電話機、ＰＤＡ，テレビ，ビデオの電子機器に組み込まれる操作入力装置に関する。

従来、操作入力装置としては、例えば、ホイールの下側に固定されて前記ホイールと同時に回転する多極着磁リング型マグネットと、前記マグネットの回転を検出する検出素子と、前記検出素子が装着される印刷回路基板と、前記印刷回路基板が固定されるベースと、前記ベースに固定されて前記ホイールを回転できるように支持するホルダーと、からなる情報入力装置がある（特許文献１参照）。

特開２００８−２７４４３号公報

しかしながら、前述の情報入力装置では、ホイールの下側に多極着磁リング型マグネットを固定してあるので、部品点数，組立工数が多く、生産性が低いとともに、組立精度のバラツキによって動作特性にバラツキが生じやすい。
また、ホイールの下側に多極着磁リング型マグネットを固定するため、直径方向および厚さ方向のいずれの方向においても装置の小型化に限界があるという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数，組立工数が少ないとともに、動作特性にバラツキがない小型の操作入力装置を提供することを課題とする。

本発明にかかる操作入力装置は、前記課題を解決すべく、プリント基板の上方で支持した操作ダイヤルを回動操作することにより、前記プリント基板に実装した磁気検出センサーで、前記操作ダイヤルの回動操作に基づく磁界の変化を検出する操作入力装置であって、前記操作ダイヤルの少なくとも一部を着磁し、複数の着磁マグネット部を形成した構成としてある。

本発明によれば、操作ダイヤルを着磁して着磁マグネット部を形成してある。このため、従来例に係るリング型マグネットが不要となるので、部品点数，組立工数が少なくなり、生産性が高くなるとともに、操作ダイヤルに組立精度のバラツキが生じず、動作特性にバラツキが生じない。
また、別体のリング型マグネットを固定する必要がないので、直径方向および厚さ方向のいずれの方向においても、装置を小型化できる。

本発明にかかる実施形態としては、操作ダイヤルを軸心方向に着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に連続するように形成してもよい。
本実施形態によれば、前記操作ダイヤルの下方側に磁気検出センサーを配置することにより、磁気感度が良くなるので、大きな磁力を生ずるように着磁する必要がなく、高感度の磁気検出センサーを必要としない。

本発明にかかる他の実施形態としては、操作ダイヤルを軸心方向に着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に不連続となるように形成しておいてもよい。
着磁マグネット部を連続的に形成する必要がないので、着磁作業が簡単になる。

本発明にかかる別の実施形態としては、操作ダイヤルの外周縁部だけを着磁しておいてもよく、また、操作ダイヤルの内周縁部だけを着磁しておいてもよい。
本実施形態によれば、磁束領域を最小限度に抑えることにより、外部に対する悪影響、例えば、磁気カードに影響を与えるおそれがない。

本発明にかかる異なる実施形態としては、前記操作ダイヤルを直径方向に着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に連続するように形成してもよい。
本実施形態としては、磁束が横方向に長くなるので、操作ダイヤルの外側に磁気検出センサーを配置でき、より一層薄型の操作入力装置が得られる。

本発明にかかる新たな実施形態としては、操作ダイヤルの着磁を直径方向に着磁し、かつ、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に不連続となるように形成してもよい。
本実施形態によれば、着磁マグネット部を連続的に形成する必要がないので、着磁作業が簡単になる。

本発明に係る他の実施形態としては、環状の操作ダイヤルの下方側に配置され、かつ、プリント基板に固定された環状ホルダーの少なくとも一部を着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に形成してもよい。
また、環状の操作ダイヤルの内側に配置され、かつ、プリント基板に固定されたリング状固定具の少なくとも一部を着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に形成してもよい。
本実施形態によれば、操作ダイヤルと環状ホルダーとの間、または、操作ダイヤルとリング状固定具との間に生じる反発力，吸引力により、回動操作時にクリック感が得られる。

本発明に係る別の実施形態としては、リング状固定具の内周面を同一の磁極に着磁する一方、前記リング状固定具の内側に嵌合される押しボタンの外周面を同一の磁極に着磁してもよい。
本実施形態によれば、リング状固定具と押しボタンとが磁力で相互に吸引または反発し合うことにより、高い部品精度を必要とせずに、押しボタンをリング状固定具にガタツキなく組み立てることができるという効果がある。

図１Ａ，１Ｂは本発明に係る操作入力装置の実施形態を異なる角度から見た斜視図である。図１Ａで示した操作入力装置の分解斜視図である。図１Ｂで示した操作入力装置の分解斜視図である。図４Ａは図２で図示した操作ダイヤルの着磁領域を示す斜視図、図４Ｂは図１Ａで示し実施形態の部分断面図である。図５Ａ，５Ｂは異なる着磁領域を有する操作ダイヤルの変形例を示す斜視図である。図６は異なる着磁領域を有する操作ダイヤルの他の変形例を示す斜視図である。図２で示したリング状固定具および押しボタンをそれぞれ着磁した応用例を示す斜視図である。図８Ａは図１で示した操作入力装置の底面図、図８Ｂは図８ＡのＢ−Ｂ線断面図である。図９Ａは図１で示した操作入力装置の底面図、図９Ｂは図９ＡのＢ−Ｂ線断面図である。

本発明に係る操作入力装置の実施形態を図１ないし図９の添付図面に従って説明する。
本実施形態に係る操作入力装置は、図２および図３に示すように、硬質のプリント基板１０と、下面にドーム状可動接点からなる中央の押しボタンスイッチ２１ａおよび４個の押しボタンスイッチ２１ｂ〜２１ｅを貼り付けた樹脂製フィルムカバー２０と、前記プリント基板１０にカシメ固定される環状ホルダー３０と、前記環状ホルダー３０に摺動シート３９を介して回動可能に載置される操作ダイヤル４０と、前記操作ダイヤル４０の嵌合孔４１内に嵌め込まれ、前記プリント基板１０にカシメ固定されるリング状固定具５０と、前記リング状固定具５０に係合固定される押しボタン６０と、からなるものである。

前記プリント基板１０は、その外周縁部に接続部１０ａを有する一方、その中央に導電部１１ａを設けてあるとともに、前記導電部１１ａを中心として同一円周上に均等のピッチで導電部１１ｂ〜１１ｅを配置してある。前記導電部１１ａ〜１１ｅは、環状固定接点部と前記環状固定接点部内に配置された固定接点部とからなるものである。また、前記プリント基板１０は、前記導電部１１ａを間にして一対のカシメ孔１２，１２が形成されているとともに、前記カシメ孔１２の外側に治具孔１３，１３をそれぞれ設けてある。さらに、前記カシメ孔１２，１２と直交する方向に、前記導電部１１ａを間にして一対のカシメ孔１４，１４が設けられているとともに、その外側に磁気検出センサー１９を嵌合して収納する収納孔１５，１５を設けてある。前記磁気検出センサー１９は、プリント基板１０の厚さ寸法を有効活用するため、前記収納孔１５にひっくり返した状態で収納され、前記プリント基板１０に接続される。なお、プリント基板１０は、金属薄板からなるベースにフレキシブルなプリント基板を貼着一体化したものであってもよい。

樹脂製フィルムカバー２０は、前記プリント基板１０に被覆可能な平面形状を有し、接着剤を塗布した裏面のうち、前記導電部１１ａ〜１１ｅと対応する位置に、偏平なドーム状反転バネからなる押しボタンスイッチ２１ａ〜２１ｅがそれぞれ貼り付けられている（図３）。また、前記樹脂製フィルムカバー２０は、前記プリント基板１０のカシメ孔１２，１４および治具孔１３に対応する位置に、カシメ孔２２，２４および治具孔２３をそれぞれ設けてある。さらに、前記プリント基板１０に組み付けた磁気検出センサー１９を被覆しないように逃げ部２５を設けてある。なお、前記樹脂製フィルムカバー２０は、押圧時の空気抵抗を小さくするため、前記押しボタンスイッチ２１ａ〜２１ｅに連通する通気部２６を形成してある。

環状ホルダー３０は、図２に示すように、前記押しボタンスイッチ２１ｂ〜２１ｅ上に載置可能な外周形状を有している。そして、前記環状ホルダー３０は、その下面に、前記押しボタンスイッチ２１ｂ〜２１ｅを押圧可能な操作用突起３１を突設するとともに、前記カシメ孔１２に対応する位置にカシメ用突起３２を突設してある（図３）。なお、環状ホルダー３０は、後述する操作ダイヤル４０の回動操作を円滑に行うために環状の摺動シート３９を載置可能となっている。

操作ダイヤル４０は、図２および図３に示すように、前記プリント基板１０を被覆可能な同心円形状であり、その中心に後述するリング状固定具５０および押しボタン６０を嵌合できる嵌合孔４１を設けてある。また、前記操作ダイヤル４０は、前記嵌合孔４１の下面内周縁部に沿って環状リブ４２を設けてあるとともに、その外側に環状溝部４３を形成してある。

特に、前記操作ダイヤル４０は、図４に示すように、射出成形用磁性材からなるものであり、軸心方向に着磁マグネット部４４，４５を異なる磁極で交互に連続するように磁化したものである。このため、前記操作ダイヤル１０の上面がＮ極であれば、その下面はＳ極となり、上面がＳ極であれば、下面がＮ極となる。また、前記操作ダイヤル４０の着磁は、Ｎ極およびＳ極を交互に連続的に配置する場合に限らず、図５Ａに示すように、所定の間隔をあけて着磁マグネット部４４，４５を軸心方向に異なる磁極で交互に不連続に着磁してもよい。さらに、磁化領域を外周縁部から内周縁部までとする必要はなく、外周縁部だけを着磁してもよく（図５Ｂ）、内周縁部だけを磁化してもよい（図示せず）。さらに、図６に示すように、操作ダイヤル４０の直径方向にＮ極およびＳ極を交互に連続するように着磁マグネット部４６，４７を配置してもよく、または、不連続に配置してもよい（図示せず）。

リング状固定具５０は、前記操作ダイヤル４０の嵌合孔４１に嵌合可能な外径寸法を有し、その嵌合孔５１の内側面から位置決め用突起５２を内方に突設するとともに、その内側面に沿って環状段部５３を突設してある。そして、リング状固定具５０は、その下面に突設したカシメ用突起５４，５４を前記プリント基板１０のカシメ孔１４，１４にそれぞれカシメ固定し、その外周縁部を前記操作ダイヤル４０の環状リブ４２に係合し、抜け止めする。

押しボタン６０は、前記リング状固定具５０に嵌合可能な外周形状を有し、その下面中央に操作用突起６１を突設してある。そして、前記押しボタン６０は、その下面外周縁部に突設した弾性爪部６２を、前記リング状固定具５０の環状段部５３に係合することにより、抜け止めされる。

なお、図７に示すように、リング状固定具５０の内側全周面をＮ極とし、その外側全周面をＳ極とする一方、前記押しボタン６０の外周部をＮ極とし、その中心部をＳ極とする磁化を行ってもよい。そして、前記リング状固定具５０に押しボタン６０を組み合わせると、接合部分でＮ極同士が相互に反発し合うので、高い部品精度を必要とせずに、押しボタン６０をリング状固定具５０にガタツキなく組み立てることができる。なお、前記リング状固定具５０と前記押しボタン６０とが相互に吸引し合うように着磁しても、高い部品精度を必要とせずに、ガタツキなく組み立てられるという同一の効果が得られる。

また、前記リング状固定具５０に着磁マグネット部を異なる磁極で交互に軸心方向、あるいは、直径方向に形成しておけば、前記操作ダイヤル４０の着磁マグネット部との間に生ずる吸引力，反発力により、操作時にクリック感が得られるという利点がある。

次に、前述の構成部品の組立方法を説明する。
まず、図示しない治具である一対の位置決めピンに前記プリント基板１０の治具孔１３，１３を挿入して位置決めする。そして、前記プリント基板１０の収納孔１５に磁気検出センサー１９をそれぞれ嵌合して収納し、電気接続する。ついで、前記位置決めピンに樹脂製フィルムカバー２０の治具孔２３，２３を挿入し、プリント基板１０に貼着一体化することにより、導電部１１ａ〜１１ｅにドーム状反転バネからなる押しボタンスイッチ２１ａ〜２１ｅをそれぞれ位置決めする。

そして、前記プリント基板１０のカシメ孔１２に環状ホルダー３０のカシメ用突起３２をカシメて固定するとともに、摺動シート３９を載置して位置決めする。ついで、前記環状ホルダー３０に操作ダイヤル４０の環状溝部４３を回動可能に嵌合する。そして、リング状固定具５０の外周縁部を前記操作ダイヤル４０の環状リブ４２に係合し、プリント基板１０のカシメ孔１４に前記リング状固定具５０のカシメ用突起５４をカシメ固定する。これにより、前記操作ダイヤル４０が抜け止めされるとともに、操作用突起３１が押しボタンスイッチ２１ｂ（〜２１ｅ）を押圧可能にそれぞれ当接する。なお、前記環状ホルダー３０は押しボタンスイッチ２１ｂ〜２１ｅに付勢されているので、ガタツキは生じない。

最後に、前記リング状固定具５０の内周縁部に設けた環状段部５３に押しボタン６０の弾性爪部６２を弾性係合することにより、操作用突起６１が押しボタンスイッチ２１ａに押圧可能に当接する。

次に、前述の構成からなる操作入力装置を携帯電話機（図示せず）に適用した場合の操作方法について説明する。
操作ダイヤル４０を前記環状ホルダー３０の軸心を中心として回動させると、前記操作ダイヤル４０は摺動シート３９を介して環状ホルダー３０上を回動する。そして、磁化された前記操作ダイヤル４０の回動に伴い、一対の磁気検出センサー１９，１９が磁界の変化をそれぞれ検知し、これに基づいて回動方向および回動量を検出する。
そして、その検出結果が図示しない制御回路を介してモニターの画面表示にスクロールバーの移動として反映される。ついで、所望の位置にスクロールバーが到達した場合に、押しボタン６０を押すことにより、押しボタンスイッチ２１ａの反転バネが反転し、対応する導電部１１ａを導通させて選択指令を出力する。
また、操作ダイヤル４０の周辺部を押し下げ、環状ホルダー３０の押圧用突起３１で押しボタンスイッチ２１ｂ〜２１ｅの反転バネを適宜反転させることにより、対応する導電部１１ｂ〜１１ｅを導通させてもよい。

本発明にかかる操作入力装置は携帯電話機に限らず、他のモバイル機器やその他の電子機器に適用してもよいことは勿論である。

１０：プリント基板
１１ａ〜１１ｅ：導電部
１２，１４：カシメ孔
１９：磁気検出センサー
２０：樹脂製フィルムカバー
２１ａ〜２１ｅ：押しボタンスイッチ
２２，２４：カシメ孔
３０：環状ホルダー
３１：操作用突起
３２：カシメ用突起
３９：摺動シート
４０：操作ダイヤル
４１：嵌合孔
４２：環状リブ
４３：環状溝
４４，４５，４６，４７：着磁マグネット部
５０：リング状固定具
５１：嵌合孔
５２：位置決め用突起
５３：環状段部
５４：カシメ用突起
６０：押しボタン
６１：操作用突起
６２：弾性爪部

Claims

プリント基板の上方で支持した操作ダイヤルを回動操作することにより、前記プリント基板に実装した磁気検出センサーで、前記操作ダイヤルの回動操作に基づく磁界の変化を検出する操作入力装置であって、
前記操作ダイヤルの少なくとも一部を着磁し、複数の着磁マグネット部を形成したことを特徴する操作入力装置。
操作ダイヤルを軸心方向に着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に連続するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
操作ダイヤルを軸心方向に着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に不連続となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
操作ダイヤルの外周縁部だけを着磁したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれ１項に記載の操作入力装置。
操作ダイヤルの内周縁部だけを着磁したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれ１項に記載の操作入力装置。
前記操作ダイヤルを直径方向に着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に連続するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
操作ダイヤルの着磁を直径方向に着磁し、かつ、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に不連続となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
環状の操作ダイヤルの下方側に配置され、かつ、プリント基板に固定された環状ホルダーの少なくとも一部を着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に形成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の操作入力装置。
環状の操作ダイヤルの内側に配置され、かつ、プリント基板に固定されたリング状固定具の少なくとも一部を着磁し、複数の着磁マグネット部を異なる磁極で交互に形成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の操作入力装置。
リング状固定具の内周面を同一の磁極に着磁する一方、前記リング状固定具の内側に嵌合される押しボタンの外周面を同一の磁極に着磁したことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の操作入力装置。