JP2011119177A - 複合操作型入力装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 操作体のガタつきを抑制することができる複合操作型入力装置を提供する。
【構成】 この複合操作型入力装置は、円筒状の軸部１２０を有するダイヤル１００と、軸部１２０に外嵌した円筒体であって、ダイヤル１００を軸部１２０を中心に周方向に回転自在に軸支すると共に、ダイヤル１００を軸部１２０を支点として傾動可能に軸支する軸受け部２１０と、ダイヤル１００の回転を検出する回転検出手段７００と、ダイヤル１００の傾動を検出する傾動検出手段８００とを備えている。軸受け部２１０の内周面には、所定状態におけるダイヤル１００の軸部１２０の外周面に対して平行であり且つ径がダイヤル１００の軸部１２０の外径よりも若干大きい摺接面２１１ａ１と、この摺接面２１１ａ１のダイヤル１００側に位置し且つ軸受け部２１０の断面積がダイヤル１００に向けて漸次低減するテーパ面２１１ａ２とが設けられている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、少なくとも回転操作及び所定の原点位置から傾動操作が可能な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としては、周方向に回転操作及び所定状態から傾動操作可能なリング状の操作体と、この操作体の円筒状の軸部が嵌合するリング状の軸受け部と、この軸受け部の外周面に間隔を空けて設けられており且つ弾性変形可能な複数のアームと、このアームに各々設けられた脚部と、脚部の下側に各々配置された複数の周辺スイッチとを備えている（特許文献１及び２参照）。

特開２００９−４２０９号公報 特開２００９−２６７３２号公報

前記複合操作型入力装置は、前記操作体の傾動に伴って前記軸受け部が傾動し、前記アームが弾性変形するようになっている。このため、回転操作される際に掛かる荷重により前記操作体及び軸受け部が傾動したり、外部からの振動等により前記操作体及び軸受け部が傾動したりすることによって、前記操作体がガタつくことがあった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、操作体のガタつきを抑制することができる複合操作型入力装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の複合操作型入力装置は、円筒状又は円柱状の軸部を有する第１操作体と、前記軸部に外嵌した円筒体であって、前記第１操作体を前記軸部を中心に周方向に回転自在に軸支すると共に、前記第１操作体を前記軸部を支点として所定状態から傾動可能に軸支する軸受け部と、前記第１操作体の回転を検出する回転検出手段と、前記第１操作体の傾動を検出する傾動検出手段とを備えている。前記軸受け部の内周面には、所定状態における前記第１操作体の軸部の外周面に対して平行であり且つ径が前記第１操作体の軸部の外径よりも若干大きい摺接面と、この摺接面の第１操作体側に位置し且つ前記軸受け部の断面積が前記第１操作体に向けて漸次低減するテーパ面とが設けられている。

このような複合操作型入力装置による場合、前記軸受け部の内周面には、所定状態における前記第１操作体の軸部の外周面に対して平行であり且つ径が前記第１操作体の軸部の外径よりも若干大きい摺接面が設けられている。よって、前記第１操作体の回転時に該第１操作体の軸部が前記摺接面に摺接するため、前記第１操作体の回転時のガタつきを抑制することができる。また、前記軸受け部の摺接面が所定状態における前記第１操作体の軸部の外周面に対して平行に配置されているため、外部からの振動等が前記第１操作体に加わったとしても、前記第１操作体の軸部が前記摺接面に当接することにより、前記第１操作体のガタつきが抑制される。しかも、前記軸受け部の内周面の摺接面の第１操作体側には、前記軸受け部の断面積が前記第１操作体に向けて漸次低減するテーパ面が設けられているため、前記第１の操作体の傾動時に、前記軸部と前記軸受け部との干渉を避けることができる。

前記第１操作体は、前記軸部の下端部に設けられた外側に凸のリング状のフランジを更に有する構成とすることが可能である。前記フランジは、前記第１操作体が所定状態であるとき、前記軸受け部の下面に当接又は間隔を空けて対向配置されている。前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジにおける前記傾動の方向と反対側の部分が前記軸受け部の下面に当接し、前記第１操作体の傾動の支点として機能するようになっている。

従来例の複合操作型入力装置は、操作体と共に軸受け部が傾動する（すなわち、操作体の傾動の支点がない。）ため、操作体の傾動ストロークが定まらないが、本発明の前述の様態では、前記軸部のフランジの一部が前記軸受け部の下面に当接して前記第１操作体の傾動の支点として機能するため、前記第１操作体の傾動ストロークを安定させることができる。

前記軸受け部が断面視略凸字状であって、その内周面に段差部が設けられている場合、前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジにおける前記傾動の方向と反対側の部分が、前記軸受け部の下面ではなく、該軸受け部の段差部に当接するようにすると良い。

若しくは、前記第１操作体は、前記軸部の下端部に設けられた外側に凸の複数のフランジを更に有する構成とすることも可能である。前記フランジは、前記第１操作体が所定状態であるとき、前記軸受け部の下面に当接又は間隔を空けて対向配置されている。前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジのうち前記傾動方向と反対側に位置するフランジが、前記軸受け部の下面に当接し、前記第１操作体の傾動の支点として機能するようになっている。

従来例の複合操作型入力装置は、操作体と共に軸受け部が傾動する（すなわち、操作体の傾動の支点がない。）ため、操作体の傾動ストロークが定まらないが、本発明の前述の様態では、前記軸部のフランジのうち前記傾動方向と反対側に位置するフランジが前記軸受け部の下面に当接して前記第１操作体の傾動の支点として機能するため、前記第１操作体の傾動ストロークを安定させることができる。

前記軸受け部は断面視略凸字状であって、その内周面に段差部が設けられている場合、前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジのうち前記傾動方向と反対側に位置するフランジが、前記軸受け部の下面ではなく、該軸受け部の段差部に当接するようにすると良い。

前記複合操作型入力装置は前記第１操作体の軸受け部外周面に対向する部分に設けられた感触子を更に備えた構成とすることが可能である。前記軸受け部の外周面は、前記第１操作体の回転に応じて前記感触子が振幅移動する凸凹面となっている。この場合、前記軸受け部の外周面が凸凹面となっているので、前記第１操作体に凸凹面を設けることにより生じる該第１操作体の偏肉を防ぐことができ、前記第１操作体の形状を簡素化することができる。よって、本複合操作型入力装置の外観をなす前記第１操作体に偏肉を起因とするヒケ等が発生するのを防止することもできる。

前記複合操作型入力装置は前記軸受け部が固定された固定部材を更に有した構成とすることが可能である。

前記複合操作型入力装置は前記軸受け部の外周面の下側部の周りに間隔を空けて配置されており且つ傾動した前記第１操作体により押下される複数の押下部と、前記第１操作体の軸受け部外周面の上側部に対向する部分に設けられた感触子を更に備えた構成とすることが可能である。前記傾動検出手段は、前記押下部の下側に配置されており且つ前記第１操作体の傾動時に前記押下部により各々押下される複数の周辺スイッチを有している。前記軸受け部の外周面の上側部は、前記第１操作体の回転に応じて前記感触子が振幅移動する凸凹面となっている。この場合も、前記軸受け部の外周面の上側部が凸凹面となっているので、前記第１操作体に凸凹面を設けることにより生じる該第１操作体の偏肉を防ぐことができる。しかも、前記周辺スイッチを押下するための前記押下部が前記軸受け部の外周面の下側部の周りに配置されている一方、前記第１操作体の回転に操作感を発生させるための前記感触子が前記第１操作体の軸受け部外周面の上側部に対向する部分に設けられているため、両者が干渉するのを防ぐことができる。

前記複合操作型入力装置は、前記周辺スイッチが設けられた基板と、前記前記軸受け部の外周面の下側部に間隔を空けて配設されており且つ前記基板に取り付けられた複数の脚部と、前記脚部間に懸架され且つ前記押下部が各々設けられた略円弧状の複数のアームとを更に備えた構成とすることが可能である。前記押下部が押下されることにより、前記アームが弾性変形するようになっている。すなわち、傾動した第１操作体に前記押下部が押下され、前記アーム部が弾性変形する一方、該押下部により周辺スイッチが押下されるようになっている。

或いは、前記複合操作型入力装置は前記軸受け部の外周面の下側部の周りに間隔を空けて設けられた弾性変形可能な複数のアームと、前記アームに各々設けられており且つ傾動した前記第１操作体により押下される複数の押下部と、前記第１操作体の軸受け部外周面の上側部に対向する部分に設けられた感触子を更に備えた構成とすることが可能である。前記傾動検出手段は 前記押下部の下側に配置されており且つ前記第１操作体の傾動時に前記押下部により各々押下される複数の周辺スイッチを有している。前記軸受け部の外周面の上側部は、前記第１操作体の回転に応じて前記感触子が振幅移動する凸凹面となっている。この場合も、前記軸受け部の外周面の上側部が凸凹面となっているので、前記第１操作体に凸凹面を設けることにより生じる該第１操作体の偏肉を防ぐことができる。しかも、前記アーム及び前記押下部が前記軸受け部の外周面の下側部の周りに配置されている一方、前記第１操作体の回転に操作感を発生させるための前記感触子が前記第１操作体の軸受け部外周面の上側部に対向する部分に設けられているため、両者が干渉するのを防ぐことができる。

前記第１操作体は、内側部に前記軸部が設けられた天板部と、この天板部の外側に設けられた外壁部とを更に有する構成とすることが可能である。前記外壁部が前記押下部上に載置されていることが好ましい。この場合、前記第１操作体の外壁部が前記押下部に下方から当接されると共に、該第１操作体の軸部のフランジが前記軸受け部の下面又は段差部により上方から当接されている。このため、前記第１操作体の回転時のガタつき及び外部からの振動等による前記第１操作体のガタつきを更に抑制することができる。

前記第１操作体が環状である場合、前記複合操作型入力装置は、前記第１操作体内に軸方向に沿って移動自在に配置された第２操作体と、前記第２の操作体の移動を検出する移動検出手段とを更に備えた構成とすることが可能である。

本発明の実施の形態に係る複合操作型入力装置の概略図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。 前記入力装置のダイヤル、押下ボタン及び感触板を取り外した状態の概略図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。 前記入力装置の図１（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。 前記入力装置の図１（ａ）中のＢ−Ｂ断面図である。 前記入力装置の概略的分解斜視図である。 前記入力装置のキートップの概略図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図である。 （ａ）が前記入力装置の図１（ａ）中のＡ−Ａ断面図であって、ダイヤルが傾動した状態を示す図、（ｂ）が前記入力装置の図１（ａ）中のＢ−Ｂ断面図であって、ダイヤルが傾動した状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る複合操作型入力装置について図１乃至図７を参照しつつ説明する。ここに掲げる複合操作型入力装置は、ダイヤル１００（第１操作体）の所定の周方向に回転操作入力、ダイヤル１００の後述する所定状態から周囲の四方向に傾動操作入力、及び押下ボタン４００の後述する初期状態からの押下操作入力が可能な入力装置である。この入力装置は、ダイヤル１００と、キートップ２００と、感触子３００と、押下ボタン４００と、基板５００（固定部材）と、補強板６００と、回転検出手段７００と、傾動検出手段８００と、押下移動検出手段９００とを備えている。以下、各部の動作について説明する。

ダイヤル１００は、図１、図３、図４及び図５に示すように、所定の周方向に回転操作及び所定状態から周囲の任意方向に傾倒操作可能なリング状の樹脂製の成形品である。このダイヤル１００は、天板部１１０と、軸部１２０と、外壁部１３０と、固定板１４０とを有している。天板部１１０は断面視略台形状の部位であって、その中央部に円形の孔部１１１が開設されている。この天板部１１０の下面の孔部１１１の周縁部には円筒状の軸部１２０が立設されている。この軸部１２０は孔部１１１に連通しており且つ該孔部１１１よりも外径が大きい孔部１２１を有している。また、軸部１２０の下端部にはリング状の金属板である固定板１４０が熱かしめ等により取り付けられている。この固定板１４０の内径は軸部１２０の孔部１２１の内径と略同じであり、固定板１４０の外径は軸部１２０の外径よりも大きくなっている。このため、固定板１４０の外周縁部が軸部１２０から外側に突出している。この固定板１４０が特許請求の範囲におけるフランジに相当する。また、天板部１１０の下面の外周縁部には、軸部１２０よりも背が低い円筒状の外壁部１３０が立設されている。天板部１１０の下面の軸部１２０と外壁部１３０との間には、感触子３００及びキートップ２００の軸受け部２１０の上段部２１１を収容するためのリング状の収容空間が区画されている。

感触子３００は、図２及び図５に示すように、金属板がプレス成形された板バネである。この感触子３００は、断面視下向き略Ｌ字状の取付部３１０と、この取付部３１０の下端部両端に設けられた一対のバネ部３２０とを有している。取付部３１０は天板部１１０の下面の軸部１２０と外壁部１３０との間（すなわち、前記収容空間の天井面）に、図４に示すように、熱かしめ等により取り付けられている。両バネ部３２０は、前記収容空間に沿って円弧状に延びる板体であって、その先端部が互いに近づく方向に向けて円弧状に折り曲げられている。バネ部３２０の先端部の頂部の間の寸法は、キートップ２００の後述する凸凹面２１１ｂの凸部の外径よりも小さくなっている。すなわち、バネ部３２０の先端部の頂部が、図２に示すように、キートップ２００の凸凹面２１１ｂに弾性的に接触している。ダイヤル１００が回転すると、バネ部３２０がキートップ２００の凸凹面２１１ｂ上を振幅移動し、これによりダイヤル１００の回転操作に操作感を付与するようになっている。

キートップ２００は、図１乃至図６に示すように、樹脂製の成形品である。このキートップ２００は、軸受け部２１０と、４つの脚部２２０と、４つのアーム２３０と、４つの押下部２４０とを有している。軸受け部２１０は、図３及び図４に示すように、基板５００上に設置された断面形状が略凸字状の円筒体であって、ダイヤル１００の回転及び傾動により弾性変形しない剛性を有している。前記剛性については、ダイヤル１００の回転及び傾動時に軸受け部２１０にかかる負荷を考慮して軸受け部２１０が弾性変形しないように該軸受け部２１０の素材や厚み寸法を適宜選択設定すれば良い。本実施の形態では、軸受け部２１０はダイヤル１００の回転及び傾動時の負荷によって弾性変形しない程度の厚みを有している。この軸受け部２１０は、上段部２１１と、下段部２１２とを有している。上段部２１１には小径孔２１１ａが、下段部２１２には小径孔２１１ａに連通する大径孔２１２ａが設けられている。上段部２１１の小径孔２１１ａには、ダイヤル１００の後述する軸部１２０が内嵌されている。小径孔２１１ａの内周面の下端部には、垂直面である摺接面２１１ａ１が設けられている。この摺接面２１１ａ１の径は、ダイヤル１００を軸部１２０の外径よりも若干大きくなっている。この摺接面２１１ａ１が、ダイヤル１００が後述する所定状態であるとき、ダイヤル１００の軸部１２０に対して若干の隙間を有して略平行に対向配置され、該軸部１２０を回転自在に軸支している。このようにして軸受け部２１０がダイヤル１００を周方向に回転自在に軸支している。また、小径孔２１１の内周面の摺接面２１１ａ１よりも上側部分には、上段部２１１の断面形状が上方（すなわち、ダイヤル１００側）に向けて漸次低減するテーパ面２１１ａ２が設けられている。このテーパ面２１１ａ２により、ダイヤル１００が所定状態から周囲の任意方向に傾動したときに、軸部１２０と軸受け部２１０の上段部２１１との干渉を避けている。また、軸受け部２１０の上段部２１１の外周面は凸凹面２１１ｂが設けられている。

一方、下段部２１２の大径孔２１２ａの底面（すなわち、小径孔２１１ａの下側の周縁部）は段差部２１２ａ１となっている。この大径孔２１２ａの径は、ダイヤル１００の後述する固定板１４０の外径よりも大きくなっている。大径孔２１２ａ内にダイヤル１００の固定板１４０が収容され、該固定板１４０の外周縁部が段差部２１２ａ１に当接している。図７に示すようにダイヤル１００が所定状態から傾動すると、ダイヤル１００の固定板１４０の傾動方向と反対側の部分が段差部２１２ａ１の前記傾動方向と反対側の部分に当接して該ダイヤル１００の傾動の支点として機能するようになっている。また、下段部２１２の外周面には、図６に示すように、略Ｌ字状の脚部２２０が間隔を空けて配設されている。

各脚部２２０は、図１及び図６に示すように、梁部２２１と、取付部２２２とを有している。梁部２２１は、軸受け部２１０の下段部２１２の外周面から略水平に延設された板体である。取付部２２２は梁部２２１の先端部から垂下された略円柱体である。この取付部２２２が基板５００及び補強板６００の孔を貫通し、該補強板６００に熱かしめ等により取り付けられている。これにより、キートップ２００が補強板６００を介して基板５００上に固着されている。なお、基板５００は円形の周知のフレキシブルプリント基板である。補強板６００は円形の金属板である。この補強板６００が基板５００の下面に取り付けられ、該基板５００を補強している。

各アーム２３０は、図２及び図６に示すように、脚部２２０の梁部２２１の先端部間に懸架された弾性変形可能な円弧状の板体である。各押下部２４０はアーム２３０の上下面に突設された突起である。この押下部２４０は、ダイヤル１００の後述する外壁部１３０の下側であり且つダイヤル１００の四つの傾動操作入力方向に対応した位置に配置され、外壁部１３０を下方から支持している。すなわち、押下部２４０がダイヤル１００の前記傾動操作入力方向において該ダイヤル１００の外壁部１３０を下方から支持すると共に、軸受け部２１０の段差部２１２ａ１がダイヤル１００の固定板１４０に上方から当接することにより、ダイヤル１００の軸部１２０をキートップ２００の軸受け部２１０の摺接面２１１ａ１に対して略平行な状態で維持している。上述の通り、ダイヤル１００が固定板１４０の一部を支点として傾動すると、傾動方向側の押下部２４０がダイヤル１００の外壁部１３０に押下され、該押下部２４０に対応するアーム２３０が弾性変形するようになっている。

押下ボタン４００は、図３乃至図５に示すように、ボタン本体４１０と、回転止め部４２０とを有している。ボタン本体４１０は樹脂製の略円形のカップ体である。ボタン本体４１０の外径は、ダイヤル１００の天板部１１０の孔部１１１の径よりも若干小さくなっている。すなわち、ボタン本体４１０がダイヤル１００の孔部１１１に上下動自在に収容されている。ボタン本体４１０の下端部には、外側に凸のリング状の抜け止め部４１１が設けられている。抜け止め部４１１の外径は、ダイヤル１００の孔部１１１の径よりも大きく、該ダイヤル１００の軸部１２０の孔部１２１よりも小さくなっている。すなわち、抜け止め部４１１は、ダイヤル１００の孔部１２１内に上下動自在に収容され且つ孔部１２１の底面（すなわち、孔部１１１の下側の周縁部）に当接可能となっている。抜け止め部４１１が孔部１２１の底面することにより、ボタン本体４１０の上方への抜けを防止している。また、抜け止め部４１１には、１８０°ピッチ間隔で略矩形状の切欠き部４１１ａが設けられている。また、ボタン本体４１０の孔部の底面には、図３及び図４に示すように、十字凸部４１２が設けられている。

回転止め部４２０は樹脂製の成形品である。この回転止め部４２０は、ベース部４２１と、一対の脚部４２２と、補助脚部４２３と、支持部４２４と、一対の懸架部４２５とを有している。ベース部４２１は、外径が抜け止め部４１１と略同じリング状の板状体である。このベース部４２１の下面には、１８０°ピッチ間隔で円柱状の脚部４２２が凸設されている。また、ベース部４２１の下面の一方の脚部４２２の近傍には円柱状の補助脚部４２３が設けられている。脚部４２２及び補助脚部４２３が基板５００及び補強板６００の取り付け孔を上下動自在に貫通している。支持部４２４は、ボタン本体４１０の孔部の内径よりも外径が小さい円柱体である。この支持部４２４がボタン本体４１０の孔部に収容され、該ボタン本体４１０の十字凸部４１２に当接している。ボタン本体４１０が初期状態からの押下移動すると、十字凸部４１２が支持部４２４を押圧し、回転止め部４２０を下方に押し下げるようになっている。また、支持部４２４の下面中心部には円柱状の突起４２４ａが突設されている。この突起４２４ａが回転止め部４２０の押下移動に応じて押下移動検出手段９００を押下する部位となっている。ベース部４２１と支持部４２４との間には懸架部４２５が懸架されている。懸架部４２５は脚部４２２と１８０°位置ズレして配置されている。懸架部４２５がボタン本体４１０の切欠き部４１１ａに挿入され、該ボタン本体４１０の周方向の回転を防止している。

押下移動検出手段９００は、図３乃至図５に示すように、押下ボタン４００の突起４２４ａに押下される押下スイッチ９１０と、固定テープ９２０とを有している。押下スイッチ９１０は、可動接点９１１と、固定接点９１２ａ、９１２ｂとを有している。固定接点９１２ａは、基板５００上の中心部に設けられた円形の導体である。固定接点９１２ｂは、基板５００上の固定接点９１２ａ周りに設けられた楕円形状の導体である。可動接点９１１は、断面円弧状の金属プレートである。この可動接点９１１は、外周縁部が固定接点９１２ｂ上に設置され、頂部が固定接点９１２ａ上に配置されている。固定テープ９２０は、可動接点９１１に被せられ且つ基板５００上に固着されている。固定テープ９２０の頂部には、押下ボタン４００の突起４２４ａが載置されている。すなわち、可動接点９１１が固定テープ９２０を介して押下ボタン４００を支持することにより、該押下ボタン４００を初期状態で保持している。換言すると、可動接点９１１により押下ボタン４００が支持された状態が押下ボタン４００の初期状態となる。押下ボタン４００が押下移動すると、固定テープ９２０及び可動接点９１１の頂部が突起４２４ａに押下され、固定接点９１２ａに接触する。これにより、固定接点９１２ａ、９１２ｂが導通し、押下ボタン４００の押下移動を示す信号を出力するようになっている。

回転検出手段７００は、図３乃至図５に示すように、ブラシ７１０と、複数種類の固定接点７２０とを有している。固定接点７２０は、基板５００上の固定接点９１２ｂの周りに間隔を空けて環状に配設されている。ブラシ７１０は、固定部７１１と、４つの接触アーム７１２とを有している。固定部７１１は、内径が固定板１４０の内径と略同じであり、外径が固定板１４０の外径よりも小さいリング状の板体である。固定部７１１は、固定板１４０と共に、ダイヤル１００の軸部１２０の下端部に熱かしめ等により取り付けられている。接触アーム７１２は、固定部７１１の外周縁部の一部を切り下げて形成されている。この接触アーム７１２の先端部が基板５００上を摺動し、固定接点７２０に選択的に接触することにより、ダイヤル１００の回転角を示す信号が出力されるようになっている。

傾動検出手段８００は、図３乃至図５に示すように、ダイヤル１００の四方向の傾動操作入力に応じてキートップ２００の押下部２４０により押下される４つの周辺スイッチ８１０と、リング状の固定テープ８２０とを有している。各周辺スイッチ８１０は、可動接点８１１と、固定接点８１２ａ、８１２ｂとを有している。固定接点８１２ａは、基板５００上の固定接点７２０の周りにキートップ２００の押下部２４０と同ピッチ間隔で配設された円形の導体である。固定接点８１２ｂは、基板５００上の固定接点８１２ａ周りに各々設けられた楕円形状の導体である。可動接点８１１は、断面円弧状の金属プレートである。この可動接点８１１は、外周縁部が固定接点８１２ｂ上に設置され、頂部が固定接点８１２ａ上に各々配置されている。固定テープ８２０は、可動接点８１１に各々被せられ且つ基板５００上に固着されている。固定テープ８２０の可動接点８１１上に押下部２４０が載置されている。４つの可動接点８１１が固定テープ８２０を介して４つの押下部２４０を各々支持することにより、該押下部２４０に支持されたダイヤル１００を基板５００に対して略平行な状態で支持している。この状態が上述したダイヤル１００の所定状態となっている。ダイヤル１００が所定状態から四方向のうちの何れか一方向に傾動すると、固定テープ８２０及び可動接点８１１の頂部が押下部２４０に押下され、固定接点８１２ａに接触する。これにより、固定接点８１２ａ、８１２ｂが導通し、ダイヤル１００の四方向のうちの何れか一方向の傾動を示す信号を出力するようになっている。

以下、上述した構成の複合操作型入力装置の組み立て手順について詳しく説明する。まず、固定接点７２０、８１２ａ、８１２ｂ、９１２ａ、９１２ｂが面上に印刷された基板５００、及び補強板６００を用意する。そして、基板５００に補強板６００を固着させる。その後、固定接点８１２ｂ上に可動接点８１１の外周縁部を各々設置し、全可動接点８１１を固定テープ８２０で基板５００上に固定する。同様に、固定接点９１２ｂ上に可動接点９１１を設置し、該可動接点９１１を固定テープ９２０で基板５００上に固定する。

その後、感触子３００をダイヤル１００の上記収容空間に挿入し、感触子３００の取付部３１０を前記収容空間の天井面に熱かしめ等により取り付ける。その後、感触子３００の一対のバネ部３２０を互いに離れる方向に弾性変形させた状態で、ダイヤル１００の軸部１２０をキートップ２００の軸受け部２１０の上段部２１１の小径孔２１１ａに上方から挿入すると共に、軸受け部２１０の上段部２１１をダイヤル１００の上記収容空間に挿入する。その後、バネ部３２０を解放すると、該バネ部３２０が復元して上段部２１１の凸凹面２１１ｂ上に配置される。その後、ダイヤル１００の軸部１２０の下段部に固定板１４０及び回転検出手段７００のブラシ７１０の固定部７１１を熱かしめ等により取り付ける。これにより、固定板１４０の外周縁部がキートップ２００の段差部２１２ａ１に当接する。この状態で、軸受け部２１０の上段部２１１の小径孔２１１ａの摺接面２１１ａ１がダイヤル１００の軸部１２０に対して若干の隙間を有して略平行に対向配置される。このようにしてダイヤル１００及びキートップ２００がユニット化される。以下、これをユニットと称する。

その一方で、押下ボタン４００の回転止め部４２０の脚部４２２及び補助脚部４２３を基板５００及び補強板６００の孔に各々挿入する。このとき、回転止め部４２０の突起４２４ａが固定テープ９２０及び可動接点９１１の頂部上に設置される。その後、押下ボタン４００のボタン本体４１０を回転止め部４２０の支持部４２４に被せる。これにより、ボタン本体４１０の十字凸部４１２が回転止め部４２０の支持部４２４上に載置される。

その後、前記ユニットのキートップ２００の脚部２２０の取付部２２２を基板５００及び補強板６００の取り付け孔に各々挿入し、キートップ２００の軸受け部２１０の下段部２１２を基板５００上に設置する。このとき、前記ユニットのダイヤル１００の軸部１２０の孔部１２１及び天板部１１０の孔部１１１に、基板５００上の押下ボタン４００のボタン本体４１０及び回転止め部４２０が挿入される。具体的には、ボタン本体４１０の上端部が天板部１１０の孔部１１１内に収容され、ボタン本体４１０の抜け止め部４１１及び回転止め部４２０の支持部４２４及び懸架部４２５が軸部１２０の孔部１２１内に収容される。これと共に、キートップ２００の押下部２４０が傾動検出手段８００の固定テープ８２０の可動接点８１１上に各々設置され、ブラシ７１０の接触アーム７１２の先端部が基板５００上に当接する。その後、キートップ２００の取付部２２２を補強板６００に熱かしめ等により取り付ける。

以下、上述したように組み立てられた複合操作型入力装置の使用方法及び各部の動作について説明する。ダイヤル１００が周方向に回転操作されると、ダイヤル１００の軸部１２０がキートップ２００の軸受け部２１０の摺接面２１１ａ１に摺接しつつ回転する。このため、ダイヤル１００が殆どガタつくことなく、軸部１２０を中心として周方向に回転する。このとき、ダイヤル１００の回転に応じて感触子３００の一対のバネ部３２０がキートップ２００の軸受け部２１０の凸凹面２１１ｂ上を振幅移動し、該ダイヤル１００の回転操作に操作感を付与する。これと共に、ダイヤル１００の軸部１２０の下端部に取り付けられたブラシ７１０の接触アーム７１２が、基板５００上を摺動し、該基板５００上の固定接点７２０に選択的に接触する。これにより、ダイヤル１００の回転角に応じた信号が出力される。

ダイヤル１００が上記所定状態から四方向のうち一方向に傾動操作されると、図７（ａ）に示すように、ダイヤル１００の固定板１４０の傾動方向と反対側の部分がキートップ２００の軸受け部２１０の段差部２１２ａ１の前記傾動方向と反対側の部分に当接してダイヤル１００の前記傾動の支点として機能し、ダイヤル１００の軸部１２０がキートップ２００の軸受け部２１０に対して傾く。このとき、軸受け部２１０の上段部２１１の小径孔２１１ａの摺接面２１１ａ１の上側にテーパ面２１１ａ２が設けられているため、軸部１２０と軸受け部２１０の上段部２１１との干渉が回避される。これと共に、ダイヤル１００の外壁部１３０の前記傾動方向側の部分が、前記傾動方向側に位置するキートップ２００の押下部２４０を押下し、該押下部２４０が設けられたアーム２３０を弾性変形させる。すると、押下部２４０が前記傾動方向側に位置する周辺スイッチ８１０を押下する。これにより、周辺スイッチ８１０の可動接点８１１が弾性変形し、該可動接点８１１の頂部が固定接点８１２ａに接触する。これにより、ダイヤル１００の前記傾動方向の傾動を示す信号が出力される。その後、ダイヤル１００が解放されると、可動接点８１１及びアーム２３０が復元し、前記傾動方向側の押下部２４０及びダイヤル１００の外壁部１３０の前記傾動方向側の部分を押し上げる。これにより、ダイヤル１００が前記所定状態に復帰する。

ダイヤル１００が上記所定状態から四方向のうち前記傾動方向と直交する一方向に傾動操作された場合であっても、図７（ｂ）に示すように、前記傾動方向と同様に各部が動作する。よって、詳しい説明は省略する。

押下ボタン４００のボタン本体４１０が前記初期状態から下方に押下操作されると、ボタン本体４１０の十字凸部４１２が回転止め部４２０の支持部４２４を押し下げる。これにより、支持部４２４の突起４２４ａが押下移動検出手段９００の可動接点９１１を押下する。これにより、可動接点９１１が弾性変形し、該可動接点９１１の頂部が固定接点９１２ａに接触する。これにより、押下ボタン４００の押下移動を示す信号が出力される。その後、押下ボタン４００が解放されると、可動接点９１１が復元し、回転止め部４２０及びボタン本体４１０を押し上げる。これにより、押下ボタン４００が前記初期状態に復帰する。

このような複合操作型入力装置による場合、軸受け部２１０の上段部２１１の小径孔２１１ａの内周面の下端部には、所定状態におけるダイヤル１００の軸部１２０の外周面に対して略平行であり且つ径が軸部１２０の外径よりも若干大きい摺接面２１１ａ１が形成されている。よって、ダイヤル１００の回転時に、ダイヤル１００の軸部１２０が軸受け部２１０の摺接面２１１ａ１に摺接することにより、ダイヤル１００の回転時のガタつきを抑制することができる。また、外部からの振動等がダイヤル１００に加わったとしても、ダイヤル１００の軸部１２０が摺接面２１１ａ１に当接することにより、該ダイヤル１００のガタつきを抑制することができる。また、軸受け部２１０は、ダイヤル１００の回転及び傾動により弾性変形しない剛性を有しているため、ダイヤル１００の前述のガタつきを好適に抑制することができる。更に、ダイヤル１００の軸部１２０の固定板１４０の外周縁部がキートップ２００の軸受け部２１０の段差部２１２ａ１に上方から支持される一方、ダイヤル１００の外壁部１３０がキートップ２００の押下部２４０に下方から各々支持されている。この構成によっても、ダイヤル１００の回転操作時のガタつき及び外部からの振動等によるダイヤル１００のガタつきを抑制することができる。

また、ダイヤル１００の傾動操作時に、ダイヤル１００の固定板１４０の傾動操作方向の反対側の部分が軸受け部２１０の段差部２１２ａ１の傾動操作方向の反対側の部分に当接して該ダイヤル１００の傾動の支点と機能するようになっている。このため、ダイヤル１００の傾動ストロークを安定させることができる。しかも、軸受け部２１０の上段部２１１の小径孔２１１ａの摺接面２１１ａ１の上側部分には、上段部２１１の断面形状が上方に向けて漸次低減するテーパ面２１１ａ２が設けられているため、ダイヤル１００の傾動操作時に該ダイヤル１００の軸部１２０と軸受け部２１０の上段部２１１との干渉を避けることができる。また、キートップ２００の軸受け部２１０の上段部２１１の外周面に凸凹面２１１ｂが形成されていることから、ダイヤル１００側に凸凹面を設けることにより生じるダイヤル１００の偏肉を防ぐことができ、ダイヤル１００の形状を簡素化することができる。よって、本複合操作型入力装置の外観をなすダイヤル１００に偏肉を起因とするヒケ等が発生するのを防止することもできる。しかも、軸受け部２１０の下段部２１２の周囲に脚部２２０、アーム２３０及び押下部２４０が設けられていることから、脚部２２０、アーム２３０及び押下部２４０と、凸凹面２１１ｂ及び感触子３００との干渉を避けることができる。

なお、上述した複合操作型入力装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の範囲において任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく述べる。

上記実施の形態では、ダイヤル１００の軸部１２０は円筒状であるとしたが、円柱状であっても良い。この場合には、押下ボタン４００及び押下移動検出手段９００を省略すれば良い。また、上記実施の形態では、軸部１２０の下端部に固定板１４０が取り付けられているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、軸部１２０の下端部に外側に凸のフランジを突設するようにしても良い。また、軸部１２０の下端部の傾動方向と反対側の部分が軸受け部２１０の摺接面２１１ａ１に当接してダイヤル１００の傾動の支点として機能するようになっている場合には、固定板１４０又はフランジを設けなくても良い。また、上記実施の形態では、固定板１４０は、軸受け部２１０の段差部２１２ａ１に当接するとしたが、軸受け部２１０の下面に当接させることも可能である。この点は前記フランジも同様である。この場合、軸受け部２１０は単なる円筒体とすることができる。

また、上記実施の形態では、軸受け部２１０の下段部２１２の外周面には脚部２２０が設けられ、該脚部２２０が補強板６００を介して基板５００に取り付けられているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、脚部２２０を基板５００に直接取り付けるようにしても良し、脚部２２０を本複合操作型入力装置が搭載される電子機器の筐体等（固定部材）に取り付けるようにしても良い。また、脚部２２０の代わりに、軸受け部２１０の下面に突起を設け、該突起を補強板６００、基板５００又は前記筐体等の孔に嵌合させる要因しても良いし、軸受け部２１０に係止爪を設け、該係止爪を補強板６００、基板５００又は前記筐体等の孔や凹部に係止させるようにしても良い。すなわち、軸受け部２１０を固定する対象は任意に選択設定することができる。

上述した基板５００は、フレキシブルプリント基板を用いるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、基板５００として硬質基板を用いることが可能である。また、基板５００の形状は、円形だけに限定されることなく、四角形等とすることが可能である。補強板６００の形状についても同様であり、四角形等とすることが可能である。

また、上記実施の形態では、ダイヤル１００は、四方向に傾動操作入力可能であるとしたが、少なくとも二方向に傾動操作入力方向可能であれば良く、傾動操作入力方向は適宜選択設定することが可能である。押下部２４０及び周辺スイッチ８１０の数や位置については、ダイヤル１００の傾動操作入力方向に応じて適宜設定すれば良い。押下部２４０の形状は、アーム２３０の上下面に設けられた突起であるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、押下部２４０は、軸受け部２１０の周囲にダイヤル１００の傾動操作入力方向に応じて配置された別体の円柱体又は角柱体とすることが可能である。この場合、アーム２３０は不要である。また、押下部２４０は、ダイヤル１００の外壁部１３０の下端部に突設されていても良い。更に、押下部２４０はアーム２３０に下方に向けてのみ突設された突起とすることも可能である。この場合、押下部２４０の上面とアーム２３０の上面とがフラットになる。また、上記実施の形態では、押下部２４０は、ダイヤル１００の外壁部１３０を支持しているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、単にダイヤル１００の外壁部１３０の下側に押下部２４０が間隔を空けて配置された構成とすることも可能であるし、押下部２４０がダイヤル１００の他の部分によって押下されるように配置することも可能である。この場合、ダイヤル１００を所定状態で保持するコイルスプリング等の付勢手段を設けるようにすれば良い。また、上記実施の形態では、アーム２３０は、脚部２２０の先端部に懸架されているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、アーム２３０が軸受け部２１０の下段部２１２の外周面から延設された構成とすることが可能である。

上述した傾動検出手段８００の周辺スイッチ８１０は、可動接点８１１及び固定接点８１２ａ、８１２ｂを有する構成であるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、周辺スイッチ８１０としては、ダイヤル１００の傾動を磁気的又は光学的に無接触で検出する周知の近接スイッチを用いることができる。前記近接スイッチとしては、ダイヤル１００に取り付けられた磁石の傾動に応じて磁界の変化を検出する磁気センサやフォトインタラプタ等の光学センサを用いることが可能である。同様に、押下移動検出手段９００の押下スイッチ９１０としても前記近接センサを用いることが可能である。また、可動接点８１１を押下部２４０の下面に設け、押下部２４０の押下移動に応じて可動接点８１１が固定接点８１２ａ、８１２ｂに接触する構成とすることも可能である。同様に、押下スイッチ９１０も可動接点９１１を押下部２４０の下面に設けることが可能である。周辺スイッチ８１０と押下スイッチ９１０とは同一の構成である必要はなく、各々が前述した構成を適宜選択設定するようにすれば良い。なお、固定テープを用いるか否かは任意に選択することができる。

上記実施の形態では、回転検出手段７００は、ブラシ７１０と、複数種類の固定接点７２０とを有する構成であるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、前記回転検出手段としては、可変抵抗器、磁気センサや光学センサ等を用いることが可能である。前記可変抵抗器は、ブラシ７１０及びこのブラシ７１０の接触アーム７１２が摺動する抵抗パターンを有し、ダイヤル１００回転及び回転量を検出することができる。前記磁気センサは、ダイヤル１００に取り付けられた磁石の回転移動に応じた磁界の変化を検出し、ダイヤル１００の回転や回転量を検出することができる。前記光学センサとしては、ダイヤル１００と共に回転する回転板に受光素子から光を照射し、回転板に設けられたスリットを介して受光素子で受光し、ダイヤル１００の回転や回転量を検出する透過型のフォトインタラプタや、ダイヤル１００と共に回転する反射板に光を照射し、該反射板により反射された光を受光素子で受光することにより、ダイヤル１００の回転や回転量を検出する反射型のフォトインタラプタ等を用いることが可能である。

なお、上記実施の形態では、複合操作型入力装置の各部を構成する素材、形状、寸法及び配置等はその一例を説明したものであって、同様の機能を実現し得る限り任意に設計変更することが可能である。

１００・・・ダイヤル（第１操作体）
１１０・・天板部
１２０・・軸部
１３０・・外壁部
１４０・・固定板（フランジ）
２００・・・キートップ
２１０・・軸受け部
２１１・上段部
２１１ａ１・摺接面
２１１ａ２・テーパ面
２１２・下段部
２１２ａ１・段差部
２２０・・脚部
２３０・・アーム
２４０・・押下部
３００・・・感触子
４００・・・押下ボタン
５００・・・基板（固定部材）
６００・・・補強板
７００・・・回転検出手段
８００・・・傾動検出手段
８１０・・周辺スイッチ
９００・・・押下移動検出手段

Claims (12)

1. 円筒状又は円柱状の軸部を有する第１操作体と、
   前記軸部に外嵌した円筒体であって、前記第１操作体を前記軸部を中心に周方向に回転自在に軸支すると共に、前記第１操作体を前記軸部を支点として所定状態から傾動可能に軸支する軸受け部と、
   前記第１操作体の回転を検出する回転検出手段と、
   前記第１操作体の傾動を検出する傾動検出手段とを備えており、
   前記軸受け部の内周面には、所定状態における前記第１操作体の軸部の外周面に対して平行であり且つ径が前記第１操作体の軸部の外径よりも若干大きい摺接面と、
   この摺接面の第１操作体側に位置し且つ前記軸受け部の断面積が前記第１操作体に向けて漸次低減するテーパ面とが設けられていることを特徴とする複合操作型入力装置。
2. 請求項１記載の複合操作型入力装置において、
   前記第１操作体は、前記軸部の下端部に設けられた外側に凸のリング状のフランジを更に有しており、
   前記フランジは、前記第１操作体が所定状態であるとき、前記軸受け部の下面に当接しており、
   前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジにおける前記傾動の方向と反対側の部分が前記軸受け部の下面に当接し、前記第１操作体の傾動の支点として機能するように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記載の複合操作型入力装置において、
   前記軸受け部は断面視略凸字状であって、その内周面に段差部が設けられており、
   前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジにおける前記傾動の方向と反対側の部分が、前記軸受け部の下面ではなく、該軸受け部の段差部に当接するように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１記載の複合操作型入力装置において、
   前記第１操作体は、前記軸部の下端部に設けられた外側に凸の複数のフランジを更に有しており、
   前記フランジは、前記第１操作体が所定状態であるとき、前記軸受け部の下面に当接しており、
   前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジのうち前記傾動方向と反対側に位置するフランジが、前記軸受け部の下面に当接し、前記第１操作体の傾動の支点として機能するようになっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
5. 請求項４記載の複合操作型入力装置において、
   前記軸受け部は断面視略凸字状であって、その内周面に段差部が設けられており、
   前記第１操作体が傾動する際に、前記フランジのうち前記傾動方向と反対側に位置するフランジが、前記軸受け部の下面ではなく、該軸受け部の段差部に当接するようになっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一つに記載の複合操作型入力装置において、
   前記第１操作体の軸受け部外周面に対向する部分に設けられた感触子を更に備えており、
   前記軸受け部の外周面は、前記第１操作体の回転に応じて前記感触子が振幅移動する凸凹面となっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一つに記載の複合操作型入力装置において、
   前記軸受け部が固定された固定部材を更に有していることを特徴とする複合操作型入力装置。
8. 請求項２乃至５の何れか一つに記載の複合操作型入力装置において、
   前記軸受け部の外周面の下側部の周りに間隔を空けて配置されており且つ傾動した前記第１操作体により押下される複数の押下部と、
   前記第１操作体の軸受け部外周面の上側部に対向する部分に設けられた感触子を更に備えており、
   前記傾動検出手段は、前記押下部の下側に配置されており且つ前記第１操作体の傾動時に前記押下部により各々押下される複数の周辺スイッチを有しており、
   前記軸受け部の外周面の上側部は、前記第１操作体の回転に応じて前記感触子が振幅移動する凸凹面となっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
9. 請求項８記載の複合操作型入力装置において、
   前記周辺スイッチが設けられた基板と、
   前記前記軸受け部の外周面の下側部に間隔を空けて配設されており且つ前記基板に取り付けられた複数の脚部と、
   前記脚部間に懸架され且つ前記押下部が各々設けられた略円弧状の複数のアームとを更に備えており、
   前記押下部が押下されることにより、前記アームが弾性変形するようになっ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乃至５の何れか一つに記載の複合操作型入力装置において、
    前記軸受け部の外周面の下側部の周りに間隔を空けて設けられた弾性変形可能な複数のアームと、
    前記アームに各々設けられており且つ傾動した前記第１操作体により押下される複数の押下部と、
    前記第１操作体の軸受け部外周面の上側部に対向する部分に設けられた感触子を更に備えており、
    前記傾動検出手段は 前記押下部の下側に配置されており且つ前記第１操作体の傾動時に前記押下部により各々押下される複数の周辺スイッチを有しており、
    前記軸受け部の外周面の上側部は、前記第１操作体の回転に応じて前記感触子が振幅移動する凸凹面となっていることを特徴とする複合操作型入力装置。
11. 請求項８、９又は１０に記載の複合操作型入力装置において、
    前記第１操作体は、内側部に前記軸部が設けられた天板部と、この天板部の外側に設けられた外壁部とを更に有しており、
    前記外壁部が前記押下部上に載置されていることを特徴とする複合操作型入力装置。
12. 前記第１操作体が環状である場合の請求項１乃至１１の何れか一つに記載の複合操作型入力装置において、
    前記第１操作体内に軸方向に沿って移動自在に配置された第２操作体と、
    前記第２の操作体の移動を検出する移動検出手段とを更に備えていることを特徴とする複合操作型入力装置。

Images