JP2011129460A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作子の回転と傾動及びプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を少ない部品点数で行わしめ得て、構造の簡素化を図る得るようにする。
【解決手段】磁石１３と第１の磁性体９とで、第１の操作子３の回転の操作に対する感触の付与と、第１の操作子３の傾動の操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめ得、磁石１３と第２の磁性体１９とで、第２の操作子４のプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめ得るようにした。すなわち、第１の操作子３の回転操作に対する感触の付与と、第１の操作子３の傾動の操作に対する感触の付与並びに復帰、及び第２の操作子４のプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を、共通の磁石１３と第１の磁性体９及び第２の磁性体１９という少ない部品点数で行わしめ得るものであり、もって構造の簡素化を図り得るようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作子の回転と傾動及びプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰をさせる構造を改良した入力装置に関する。

従来より、この種の入力装置として、マルチファンクションスイッチが存在する。このマルチファンクションスイッチにおいては、複数の操作子が具えられ、この操作子の回転と傾動及びプッシュの操作によって、そのそれぞれに応じた信号の入力がなされるようになっている。そして、その各操作時には操作した感触を付与する構造が各操作についてそれぞれ設けられ、又、各操作後には操作子並びにそれに連動した部品を操作前の位置に復帰させる構造が各操作についてそれぞれ設けられている。すなわち、操作子の回転と傾動及びプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰をさせる構造が、操作子の回転用と傾動用及びプッシュ用でそれぞれに設けられている。

特開２００６−２９４２７１号公報

上記従来のものにおいては、操作子の回転と傾動及びプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰をさせる構造が、操作子の回転用と傾動用及びプッシュ用でそれぞれに設けられていることにより、部品点数が多く、構造が複雑となっていた。
なお、上記特許文献１には、操作子が傾動操作されるもので、該操作子の傾動操作に対する感触の付与並びに復帰を一組の磁石によって行わしめる構造が記載されているが、しかし、それは操作子の傾動操作にのみ対するものであり、他の操作も記載されていなければ、それらの操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめる構造も記載されておらず、操作子の回転と傾動及びプッシュの操作に対する要望が満たされない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、操作子の回転と傾動及びプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を少ない部品点数で行わしめ得て、構造の簡素化を図ることのできる入力装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、基台と、この基台に固定され、複数の突部を円形に配列して有する第１の磁性体と、この第１の磁性体の前記突部と対向するリング状の磁石と、この磁石を保持して、前記基台と平行な方向に回転可能に設けられると共に、前記第１の磁性体の突部の外縁部を支点としての傾動可能に設けられたリング状の第１の操作子と、この第１の操作子の内部に挿入されて、前記基台にこれと交差する方向に移動可能に設けられた第２の操作子と、この第２の操作子に固定されて、前記磁石の内部に前記基台と交差する方向に移動可能に位置された第２の磁性体と、前記第１の操作子の回転に応動してそれを検出する第１の検出手段と、前記第１の操作子の傾動に応動してそれを検出する第２の検出手段と、前記第２の操作子の移動に応動してそれを検出する第２の検出手段と、を具備して成ることを特徴とする（請求項１の発明）。

上記手段によれば、磁石と第１の磁性体とで、第１の操作子の回転の操作に対する感触の付与と、第１の操作子の傾動の操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめ得、磁石と第２の磁性体とで、第２の操作子のプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめることができる。すなわち、第１の操作子の回転の操作に対する感触の付与と、第１の操作子の傾動の操作に対する感触の付与並びに復帰、及び第２の操作子のプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を、共通の磁石と第１の磁性体及び第２の磁性体という少ない部品点数で行わしめ得るものであり、もって構造の簡素化を図ることができる。

本発明の一実施例を示す全体の縦断面図 全体の外観斜視図 全体の分解斜視図 第１の磁性体と磁石部分の斜視図 第１の磁性体と磁石部分の回転操作時における変化を表した平面図その１（ａ）、その２（ｂ）、及びその３（ｃ） 磁石と第１及び第２の磁気センサ部分の平面図 第１及び第２の磁気センサの出力信号の経時変化図その１ 第１及び第２の磁気センサの出力信号の経時変化図その２ 第１の操作子部分の傾動操作時における変化を表した縦断面図その１（ａ）及びその２（ｂ） 図９のX−X線に沿う断面図 図１０のXI−XI線に沿う断面図 第２の操作子部分のプッシュ操作時における変化を表した縦断面図その１（ａ）及びその２（ｂ）

以下、本発明の一実施例（一実施形態）につき、図面を参照して説明する。
まず、図２には、入力装置の外観を示しており、基台１にカバー２を結合し、カバー２の中央部に第１の操作子３を設け、第１の操作子３の中央部に更に第２の操作子４を設けている。

基台１は、詳細には図１及び図３に示すように、浅底の方形容器状を成すもので、その四隅部にはそれぞれ厚みのある基板取付部５を有している。この基台１の基板取付部５には、回路基板６を載置して図示しないねじ等により取付け固定しており、回路基板６にはあらかじめ必要な配線パターン（図示せず）を設けると共に、ホールＩＣ等から成る第１及び第２の磁気センサ７，８を初めとする必要な電子部品（磁気センサ７，８以外は図示せず）を実装している。

又、回路基板６の中央部には、第１の磁性体９を取付け固定しており、ひいてはこの第１の磁性体９を、回路基板６を介して前記基台１に固定している。この第１の磁性体９は、リング状を成すもので、金属製にて、回路基板６側（図３及び図１で下側）が円形に連続する基部９ａとなっており、回路基板６側とは反対の側（図３及び図１で上側）には、複数の切欠部１０を均等間隔置きに形成することで、複数の突部１１を円形に配列して有する形態となっている。なお、この突部１１の各外面は基部９ａの外面と同じ曲率の曲面となっている。

第１の磁性体９の更に回路基板６側とは反対の側（反回路基板６側）には、前記第１の操作子３を配置している。この第１の操作子３は、第１の磁性体９より外径が充分に大きなリング状を成すもので、第１の磁性体９と対応する中央部の裏側に凹部１２を有し（図１参照）、この凹部１２に磁石１３を嵌め込んで固定している。従って、磁石１３は、第１の磁性体９と対応しており、且つ第１の操作子３に保持されている。

又、磁石１３は、第１の磁性体９よりやゝ径大なリング状を成すもので、周方向にＮ極とＳ極とを交互に着磁した永久磁石であり、この磁石１３を第１の磁性体９の前記突部１１の反回路基板６側の面に対向当接させて、第１の操作子３を第１の磁性体９の反回路基板６側に、回路基板６（基台１）と平行な方向に回転可能且つ傾動可能に配置している。なお、第１の磁性体９の突部１１に当接した磁石１３は、第１の磁性体９を磁気吸引し、該第１の磁性体９の反回路基板６側に第１の操作子３を安定位置させている。

又、第１の操作子３の回路基板６側の外周部にはフランジ１４を形成しており、このフランジ１４の回路基板６側の面に第１の導電性ゴム１５を取付けている。この第１の導電性ゴム１５は、外径及び内径がフランジ１４と同等のリング状を成すもので、この第１の導電性ゴム１５に対し、前記回路基板６の配線パターンは、常時は該第１の導電性ゴム１５から離間し、該第１の導電性ゴム１５の接触で導通される部分（図示せず）を有している。

更に、第１の操作子３の外周部の中間部には、反回路基板６側に臨む段部１６を形成していて、この段部１６に三角歯状の凸部１７を全周にわたり多数形成している。そのほか、第１の操作子３の反回路基板６側の面には、使用者が指を掛けるのに適する円形で浅底の凹部１８を全周にわたり複数形成している。

第１の操作子３の内径と、前記磁石１３の内径、及び前記第１の磁性体９の内径は、ほぼ同等であり、これらの内部に、前記第２の操作子４と、第２の磁性体１９、接合部材２０、及び第２の導電性ゴム２１の積層結合体を軸方向、すなわち、基台１に接近及び離間する方向であって、要するに基台１と交差、特には直交する方向に移動可能に挿入配置している。

このうち、第２の操作子４は第１の操作子３の内部に位置する小円盤状のものであり、第２の磁性体１９は磁石１３の内部に位置する同じく小円盤状のもので、第２の操作子４に結合固定されている。又、接合部材２０は第１の磁性体９の前記突部１１の内部から基部９ａの内部に位置する同じく小円盤状のもので、第２の磁性体１９に結合固定されており、第２の導電性ゴム２１は第１の磁性体９の前記基部９ａの内部に位置する同じく小円盤状のもので、接合部材２０に結合固定されている。

ここで、磁石１３は第２の磁性体１９を磁気吸引しており、それによって、第２の操作子４が第１の操作子３の反回路基板６側の面よりやゝ突出し、第２の導電性ゴム２１が回路基板６より若干離間する図１に示す状態を保つようにしている。なお、回路基板６の前記配線パターンは、常時は第２の導電性ゴム２１から離間し、該第２の導電性ゴム２１の接触で導通される部分（これも図示せず）を有している。

そして、前記カバー２は第１の操作子３を囲繞するものであり、第１の操作子３の周囲部分に環状部２ａを有していて、この環状部２ａの回路基板６側の端面部に第１の操作子３の前記凸部１７と対応する三角谷状の凹部２２を多数形成している。

次に、上記構成の入力装置の作用を述べる。
まず、回転操作は、使用者が第１の操作子３を回転させることでなされる。図４及び図５（ａ）は第１の操作子３を回転させる前の状態を示しており、磁石１３の磁極（Ｎ極、Ｓ極）と第１の磁性体９の突部１１はともに複数あるが、その第１の磁性体９の突部１１に及ぶ磁石１３の磁極による磁気吸引力が均衡する関係位置で第１の操作子３が停止されている。

この状態から、第１の操作子３を回転させるには、第１の操作子３の凹部１８の一つ又は幾つかに指を掛けて該第１の操作子３を、上記第１の磁性体９の突部１１に対する磁石１３の磁気吸引力に抗して、図５（ａ）及び図５（ｂ）に矢印で示す、時計回りとは反対の方向（反時計回り）又は時計回りに回す。すると、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、第１の磁性体９の突部１１に対する磁石１３の磁極の関係位置が変わり、その変わったところで第１の磁性体９の突部１１に及ぶ磁石１３の磁極による磁気吸引力が均衡する位置に磁石１３が引き込まれることにより、第１の操作子３の回転の操作に対する感触が付与され、そして、その位置で第１の操作子３が停止される。

又、図６は磁石１３の磁極に対する磁気センサ７，８の関係位置を示しており、磁気センサ７，８は上記第１の操作子３の回転による磁石１３の磁界変化の位相が約９０°ずれた位置に配置している。具体的には、この場合、第１の磁気センサ７が磁石１３のＳ極の中間部に対応するときに、第２の磁気センサ８が磁石１３のＮ極とＳ極の境界部分に対応する位置関係としている。

この状態から、第１の操作子３が回転されれば、磁気センサ７，８はともに磁石１３のＮ極、Ｓ極を交互に観測して図７及び図８に示すようにＨｉｇｈ（Ｈ）又はＬｏｗ（Ｌ）の信号を交互に繰り返し発するが、それら磁気センサ７，８の位置が上述のようにずれていることで、磁気センサ７，８のうちの一方の検出信号の立ち上がりを基準に、他方の検出信号を見れば、それはＨ又はＬであり、そのＨ又はＬのいずれかであるかで第１の操作子３の回転方向を検出することができる。

図７の例では、第１の操作子３が矢印で示す時計回りに回転しており、このとき、図７に示すように、第１の磁気センサ７が観測した検出信号のＬからＨへの立ち上がりを基準に、第２の磁気センサ８の検出信号を見れば、それはＬであり、それによって第１の操作子３が時計回りに回転していることが検出される。
これに対して、第１の操作子３が反時計回りに回転すると、このとき、図８に示すように、第１の磁気センサ７が観測した検出信号のＬからＨへの立ち上がりを基準に、第２の磁気センサ８の検出信号を見れば、それはＨであり、それによって第１の操作子３が反時計回りに回転していることが検出される。

そして、それら磁気センサ７，８の一方または両方の信号のパルスの数を数えることで第１の操作子３の回転量を検出することができるものであり、かくして、磁気センサ７，８は、第１の操作子３の回転に応動してそれを検出する第１の検出手段として機能する。

次いで、傾動操作は、使用者が第１の操作子３の端部を押し下げることでなされる。図９（ａ）は第１の操作子３を傾動させる前の状態を示しており、磁石１３が第１の磁性体９の突部１１に当接して第１の磁性体９を磁気吸引し、第１の操作子３を安定位置させている。又、このとき、第１の操作子３の凸部１７は、図１０に代表して示すように、全周においてカバー２の凹部２２から離間している。

この状態から、第１の操作子３を傾動させるには、第１の操作子３の凹部１８の一つ又は幾つかに指を掛けて該第１の操作子３の端部を、上記第１の磁性体９の突部１１に対する磁石１３の磁気吸引力に抗して、図９（ａ）に矢印で示すように押し下げる。すると、図９（ｂ）に示すように、磁石１３が第１の磁性体９の突部１１の外縁部を支点として傾動し、磁石１３の押し下げた端部近くから反対側の端部が第１の磁性体９の突部１１から離間して、第１の磁性体９の突部１１に及ぶ磁石１３の磁気吸引力が弱まることにより、第１の操作子３の傾動の操作に対する感触が付与される。

又、このときには、第１の操作子３の押し下げ側とは反対側の端部がカバー２に衝接して第１の操作子３の傾動量を規制し、同時に、図１１に示すように、その押し下げ側とは反対側の端部における凸部１７がカバー２の凹部２２に係合し、第１の操作子３の回転を制する。従って、それら第１の操作子３の凸部１７とカバー２の凹部２２は、第１の操作子３を傾動させたときに係合して該第１の操作子３の回転を制する係合部として機能する。
なお、この場合、磁石１３と第１の磁性体９はともに外形が円形で点対称形であるため、第１の操作子３の外周部中の何処の端部を押し下げても、同様の変化がもたらされる。

又、第１の操作子３の傾動に伴い、第１の導電性ゴム１５も傾動して、その傾動先の部分で回路基板６における配線パターンの対応部分に接触し、それを導通させる。かくして、第１の操作子３の傾動を検出できるものであり、従って、第１の導電性ゴム１５と回路基板６における配線パターンは、第１の操作子３の傾動に応動してそれを検出する第２の検出手段として機能する。

そして、第１の操作子３の傾動操作（端部の押し込み操作）を解除すれば、第１の磁性体９の突部１１に対する磁石１３の磁気吸引力により、第１の操作子３は操作前の位置に復帰される。

プッシュ操作は、使用者が第２の操作子４を押し込むことでなされる。図１２（ａ）は第２の操作子４を押し込む前の状態を示しており、磁石１３が第２の磁性体１９を磁気吸引していることにより、前述のように、第２の操作子４が第１の操作子３の反回路基板６側の面よりやゝ突出している。

この状態から、第２の操作子４を上記第２の磁性体１９に対する磁石１３の磁気吸引力に抗して、図１２（ａ）に矢印で示すように押し込むと、図１２（ｂ）に示すように、第２の磁性体１９が磁石１３から回路基板６側（基台１側）にずれ、第２の磁性体１９に及ぶ磁石１３の磁気吸引力が弱まることにより、第２の操作子４の押し込み（プッシュ）の操作に対する感触が付与される。

又、第２の操作子４の押し込みに伴い、第２の導電性ゴム２１も回路基板６側に移動して、回路基板６における配線パターンの対応部分に接触し、それを導通させる。かくして、第２の操作子４の押し込み（プッシュ）を検出できるものであり、従って、第２の導電性ゴム２１と回路基板６における配線パターンは、第２の操作子４の押し込みに応動してそれを検出する第３の検出手段として機能する。
そして、第２の操作子４の押し込み操作を解除すれば、第２の磁性体１９に対する磁石１３の磁気吸引力により、第２の操作子４は操作前の位置に復帰される。

このように上記構成の入力装置によれば、磁石１３と第１の磁性体９とで、第１の操作子３の回転の操作に対する感触の付与と、第１の操作子３の傾動の操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめ得、磁石１３と第２の磁性体１９とで、第２の操作子４のプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を行わしめることができる。すなわち、第１の操作子３の回転の操作に対する感触の付与と、第１の操作子３の傾動の操作に対する感触の付与並びに復帰、及び第２の操作子４のプッシュの操作に対する感触の付与並びに復帰を、共通の磁石１３と第１の磁性体９及び第２の磁性体１９という少ない部品点数で行わしめ得るものであり、もって構造の簡素化を達成することができる。

なお、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、特に前記第１ないし第３の検出手段のそれぞれ具体的構成その他の点につき、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

図面中、１は基台、２はカバー、３は第１の操作子、４は第２の操作子、６は回路基板（第２の検出手段、第３の検出手段）、７は第１の磁気センサ（第１の検出手段）、８は第２の磁気センサ（第１の検出手段）、９は第１の磁性体、１１は突部、１３は磁石、１５は第１の導電性ゴム（第２の検出手段）、１７は凸部（係合部）、１９は第２の磁性体、２１は第２の導電性ゴム（第３の検出手段）、２２は凹部（係合部）を示す。

Claims (2)

1. 基台と、
   この基台に固定され、複数の突部を円形に配列して有する第１の磁性体と、
   この第１の磁性体の前記突部と対向するリング状の磁石と、
   この磁石を保持して、前記基台と平行な方向に回転可能に設けられると共に、前記第１の磁性体の突部の外縁部を支点としての傾動可能に設けられたリング状の第１の操作子と、
   この第１の操作子の内部に挿入されて、前記基台にこれと交差する方向に移動可能に設けられた第２の操作子と、
   この第２の操作子に固定されて、前記磁石の内部に前記基台と交差する方向に移動可能に位置された第２の磁性体と、
   前記第１の操作子の回転に応動してそれを検出する第１の検出手段と、
   前記第１の操作子の傾動に応動してそれを検出する第２の検出手段と、
   前記第２の操作子の移動に応動してそれを検出する第３の検出手段と、
   を具備して成ることを特徴とする入力装置。
2. 基台に第２の操作子を囲繞するカバーが結合され、このカバーと第１の操作子とに、第１の操作子を傾動させたときに係合して該第１の操作子の回転を制する係合部を形成したことを特徴とする請求項１記載の入力装置。

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