JP2019204574A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は薄型にしやすい入力装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、環状に形成された凹部を有する固定部と、凹部内を回転する回転体を有する。凹部は、回転体と向かい合う底部と、底部から第１の方向に延びる内壁部と、底部から第１の方向に延び内壁部と向かい合う外壁部とを有する。外壁部は、底部から第１の方向に延びて内壁部と向かい合う第１外壁部位と、第１外壁部位と繋がり第１外壁部位よりも第１の方向に位置する第２外壁部位とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力に用いられる入力装置に関する。

従来の入力装置として、たとえば特許文献１が知られている。従来の入力装置は、固定部と、回転体とを有する。固定部は、環状に形成された凹部を有する。凹部は、回転体と向かい合う底部と、底部から上方に延びる外壁部と、外壁部よりも回転体の回転中心に近い位置に形成され底部から上方に延びる内壁部とを有する。

ここで、内壁部は、外壁部と向かい合う第１の内壁部位と、第１の内壁部位よりも上方に位置し外壁部と向かい合わない第２の内壁部位とを有する。つまり、内壁部は、内壁部と外壁部との底部からの高さを比較すると、内壁部の底部からの高さは外壁部の底部からの高さよりも高い。

特開２０１６−５１５０１号公報

このような従来の入力装置は、内壁部の高さが外壁部の高さよりも高いため、内壁部の高さが高くなればなるほど、入力装置の高さも高くなる。言い換えると、従来の入力装置の高さは、内壁部の高さに支配されやすい。そのため、従来の入力装置は、薄型にしにくかった。そこで本発明は、薄型にしやすい入力装置の提供を目的する。

本発明は、環状に形成された凹部を有する固定部と、凹部内を回転する回転体を有する。凹部は、回転体と向かい合う底部と、底部から第１の方向に延びる内壁部と、底部から第１の方向に延び内壁部と向かい合う外壁部とを有する。

そして、外壁部は、底部から第１の方向に延びて内壁部と向かい合う第１外壁部位と、第１外壁部位と繋がり第１外壁部位よりも第１の方向に位置する第２外壁部位とを含む。

本発明は、底部から内壁部までの高さが、底部から外壁部までの高さよりも低くなるように構成している。そのため、本発明は、薄型にしやすい入力装置を提供できる。

入力装置の斜視図 入力装置の展開斜視図 入力装置の断面図 入力装置の上面図 表示装置の模式断面図

以下、図１−図４を参照して、入力装置１００について説明する。図１は、入力装置の斜視図である。図２は、入力装置の展開斜視図である。図３は、入力装置の断面図である
。図４は、入力装置の上面図である。なお、図３には、図１および図２において図示を省略したノブが描かれている。

（入力装置１００の概要）
入力装置１００は、固定部１０と回転体２０とを有する。固定部１０は、環状に形成された凹部１１を有する。回転体２０は、固定部１０に対して、回転可能に保持されている。そして、回転体２０は、凹部１１内を回転する。

凹部１１は、底部１２と、内壁部１３、外壁部１４とを有する。底部１２は、回転体２０と向かい合う。内壁部１３は、底部１２から第１の方向に延びる。

外壁部１４は、底部１２から第１の方向に延びる。また、外壁部１４は、第１外壁部位１４ａと、第２外壁部位１４ｂとを有する。第１外壁部位１４ａは、底部１２から第１の方向に延びており、また、内壁部１３と向かい合う。また、第２外壁部位１４ｂは、第１外壁部位１４ａよりも第１の方向に位置しており、また、第１外壁部位１４ａと繋がる。

つまり、外壁部１４の底部１２からの高さは、内壁部１３の底部１２からの高さよりも高い。そのため、入力装置１００の高さは、内壁部１３の高さよりも外壁部１４の高さによって支配されやすくなる。よって、入力装置１００は、薄型にしやすい。

（入力装置１００の詳細）
説明を平易にするために、以降、「第１の方向」を「上方」とし、また、「上方」に反対の方向を「下方」として、入力装置１００を詳細に説明する。

入力装置１００は、固定部１０と、回転体２０と、配線部３０と、ノブ４０とを有する。固定部１０は、ケース１５と、カバー１６と、クリックバネ１７と、端子部１８を有する。

ケース１５は、樹脂と金属とをインサート成型により一体にして形成される。ケース１５は、環状に形成されており、上方に開口する凹部１１を有する。凹部１１内には、回転体２０が配置される。つまり、ケース１５は、回転体２０を収容する。なお、ここで、ケース１５は、回転体２０の少なくとも一部を収容していればよく、全体を収容する必要はない。

凹部１１は、底部１２と、内壁部１３と、外壁部１４とを有する。底部１２は、回転体２０の下方に位置し、回転体２０と向かい合う。また、インサートされた金属の一部は、エンコーダパターン１２ａとして底部１２で露出する。

内壁部１３は、底部１２から上方へと延びる。外壁部１４は、底部１２から上方へと延びる。また、外壁部１４は、内壁部１３と向かい合う第１外壁部位１４ａと、第１外壁部位１４ａよりも上方に位置する第２外壁部位１４ｂとを有する。ここで、第１外壁部位１４ａと第２外壁部位１４ｂとは、一体であり繋がっている。言い換えれば、外壁部１４の底部１２からの高さは、内壁部１３の底部１２からの高さよりも高い。

カバー１６は、環状の金属部材である。カバー１６は、脚部１６ａと、本体面１６ｂと、屈曲部１６ｃとを有する。脚部１６ａと本体面１６ｂとは、一体に形成されている。脚部１６ａは、本体面１６ｂから下方に延びている。脚部１６ａは、ケース１５に取りつけられている。脚部１６ａとケース１５との取りつけ方法として、たとえば、ケース１５の外側面と脚部１６ａとを向かい合わせて配置しケース１５の下面でケース１５に向かって曲げられることによるカシメ固定や、ケース１５への脚部１６ａの圧入などが挙げられる
。

本体面１６ｂは、環状であり、底部１２と回転体２０を挟んで向かい合う位置に配置される。そして、本体面１６ｂは、底部１２の外壁部１４に近い領域を覆っている。言い換えれば、本体面１６ｂは、底部１２の内壁部１３に近い領域とは向かい合っていない。そのため、本体面１６ｂの内縁と内壁部１３との間には間隙が形成される。

屈曲部１６ｃは、根本部１６ｄと、中間部１６ｅと、先端部１６ｆと、切欠部１６ｇとを有する。根本部１６ｄは、本体面１６ｂと繋がる。根本部１６ｄは、本体面１６ｂとおおよそ同一平面に位置し、外壁部１４と向かい合う。中間部１６ｅは、根本部１６ｄから下方に向かって屈曲する。そして、中間部１６ｅは、ケース１５の外側面と向かい合う。中間部１６ｅとケース１５の外側壁との間には、間隙が形成されている。先端部１６ｆは、中間部１６ｅと繋がる。そして、先端部１６ｆは、中間部１６ｅからケース１５の外側面から離れる方向に向かって屈曲する。切欠部１６ｇは、根本部１６ｄと本体面１６ｂとの間を外縁から内縁に向かって切り欠かれて形成される。

クリックバネ１７は、本体面１６ｂの下面に保持される。クリックバネ１７は、下方に突出する突起１７Ａを有する。クリックバネ１７は、突起１７Ａと回転体２０（凹凸部２３）の回転によって上下に移動する。これにより、クリックバネ１７は、クリック感を発生する。

端子部１８は、第１の端子１８ａと、第２の端子１８ｂと、第３の端子１８ｃと、一対のガイド１８ｄを有する。第１の端子１８ａと第２の端子１８ｂと第３の端子１８ｃは、ケース１５から突出して導出される。第１の端子１８ａと第２の端子１８ｂとは、エンコーダパターン１２ａを介して電気的に接続する。また、第１の端子１８ａと第３の端子１８ｃとは、エンコーダパターン１２ａを介して電気的に接続する。そして、たとえば、第２の端子１８ｂはＡ信号を出力し、また、第３の端子１８ｃはＢ信号を出力する。

一対のガイド１８ｄは、ケース１５の外側面から突出する。一対のガイド１８ｄは、第１の端子１８ａと第２の端子１８ｂと第３の端子１８ｃとの両側に設けられている。つまり、一対のガイド１８ｄの一方は、第２の端子１８ｂよりも第１の端子１８ａから第２の端子１８ｂへと向かう方向に位置する。また、一対のガイド１８ｄの一方は、第１の端子１８ａよりも第２の端子１８ｂから第１の端子１８ａへと向かう方向に位置する。また、ガイド１８ｄの下端は、ケース１５の外側面の下端よりも上方に位置している。

回転体２０は、本体部２１と、ブラシ２２と、凹凸部２３とを有する。本体部２１と凹凸部２３とは、樹脂で一体に構成されている。また、ブラシ２２は、たとえば、金属や導電性高分子などの導電性材料によって構成されている。

本体部２１は、第１部位２１ａと、第２部位２１ｂとを有する。第１部位２１ａと第２部位２１ｂとは、一体に形成されている。第１部位２１ａは、内壁部１３と第１外壁部位１４ａとの間の領域に配置される。第２部位２１ｂは、第１部位２１ａよりも上方に位置する。

第２部位２１ｂは、本体面１６ｂと内壁部１３との間の位置を通り、本体面１６ｂよりも上方へと延びる。また、第２部位２１ｂは、内壁部１３よりも上方に重なって位置する。さらに、第２部位２１ｂは、内壁部１３よりも回転体２０の回転中心に向かって突出する突出部位２１ｃを有する。

ブラシ２２は、第１部位２１ａの下面に取り付けられる。ブラシ２２は、弾性を有して
おり、ケース１５にカバー１６が取り付けられることにより下方に付勢される。そして、ブラシ２２は、本体部２１の回転に伴って、本体部２１とともに回転する。このとき、ブラシ２２は、エンコーダパターン１２ａとの接触と離間とを繰り返す。そして、ブラシ２２は、エンコーダパターン１２ａとの接離によって、第１の端子１８ａと第２の端子１８ｂとを導通および遮断する。また、ブラシ２２は、エンコーダパターン１２ａとの接離によって、第１の端子１８ａと第３の端子１８ｃとを導通および遮断する。

凹凸部２３は、第１部位２１ａよりも上方に配置される。凹凸部２３は、ケース１５の凹部１１に沿って、凹部位と凸部位とが環状に配置されている。そして、凹凸部２３の少なくとも凸部分は、突起１７Ａと接触し、クリックバネ１７を上方に移動させるまた、凹凸部２３の凹部分は、上方に移動したクリックバネ１７を下方に移動させる。つまり、凹凸部２３は、本体部２１の回転とともに回転し、突起１７Ａを上下に移動させることによりクリックバネ１７でクリック感を発生させる。

配線部３０は、第１配線端子部３１と、第２配線端子部３２と、固定部位３３とを有する。配線部３０は、たとえば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）や回路基板などの配線基板である。

第１配線端子部３１は、端子部１８と電気的に接続する。第１配線端子部３１は、第１の端子１８ａと対応する位置に設けられた第１貫通孔３１ａと、第２の端子１８ｂと対応する位置に設けられた第２貫通孔３１ｂと、第３の端子１８ｃと対応する位置に設けられた第３貫通孔３１ｃとを有する。

第１貫通孔３１ａの外縁には、第１の端子１８ａを第１貫通孔３１ａに挿入してはんだ付けを行うことにより第１の端子１８ａと電気的に接続される導電性材料が設けられている。第２貫通孔３１ｂの外縁には、第２の端子１８ｂを第２貫通孔３１ｂに挿入してはんだ付けを行うことにより第２の端子１８ｂと電気的に接続される導電性材料が設けられている。第３貫通孔３１ｃの外縁には、第３の端子１８ｃを第３貫通孔３１ｃに挿入してはんだ付けを行うことにより第３の端子１８ｃと電気的に接続される導電性材料が設けられている。

第２配線端子部３２は、第１配線端子部３１と電気的に接続する。つまり、第２配線端子部３２は、第１配線端子部３１を介して出力されるエンコーダ信号（Ａ信号、Ｂ信号）の取り出し用の端子である。第２配線端子部３２は、たとえば、ＭＣＵ（μコントロールユニット）と電気的に接続される。

固定部位３３は、第１配線端子部３１よりも上方に位置している。また、中間部１６ｅまたは先端部１６ｆの少なくともいずれかひとつと向かい合う。そして、固定部位３３の中間部１６ｅまたは先端部１６ｆと向かい合う位置には、金属層が設けられている。そして、固定部位３３は、中間部１６ｅまたは先端部１６ｆの少なくともいずれかひとつと半田付けされる。これにより、配線部３０と固定部１０との機械的強度を向上できる。

固定部位３３の金属層は、たとえば、フレキシブル基板の絶縁層を剥がすことで露出された銅箔である。なお、固定部位３３の金属層は、配線基板の上面に錫、鉄、銅、ニッケルおよびそれらを含有する合金等を塗布や積層することにより形成されていてもよい。

ここで、固定部位３３の金属層と、貫通孔（３１ａ、３１ｂ、３３ｃ）の外縁に設けられた導電性材料とは、電気的に絶縁されている。つまり、固定部位３３の金属層は、第２配線端子部３２と絶縁されている。なお、貫通孔（３１ａ、３１ｂ、３３ｃ）の外縁に設けられた導電性材料のうちのひとつと固定部位３３の金属層とは電気的に接続していても
よい。

ノブ４０は、回転体２０とともに回転する。ノブ４０は、樹脂材料や、金属材料を環状に形成した成形品である。ノブ４０は、接続部位４１と、溝部４２とを有する。接続部位４１は、接続部位４１は、溝部４２内に設けられている。そして、接続部位４１は、突出部位２１ｃと係合する。なお、ノブ４０は、第２部位２１ｂの上面や第２部位２１ｂの側面で回転体２０と機械的に結合していても良い。この場合、ノブ４０と回転体２０とは、ピンとピンを挿入する孔によって結合しても良く、接着剤で結合しても良い。

溝部４２は、下方に開口しており、環状に形成されている。そして、ケース１５は、溝部４２内に収容される。溝部４２は、第１溝部壁４２ａと、第２溝部壁４２ｂと、第３溝部壁４２ｃとを有する。第１溝部壁４２ａは、外壁部１４と向かい合う。第２溝部壁４２ｂは、内壁部１３と向かい合う。第３溝部壁４２ｃは、第１溝部壁４２ａと第２溝部壁４２ｂとを繋ぎ、本体面１６ｂと向かい合う。また、第３溝部壁４２ｃからは、接続部位４１が下方へと延びている。

ここで、第１溝部壁４２ａと外壁部１４の外側壁との間、第２溝部壁４２ｂと内壁部１３の外側壁との間、第３溝部壁４２ｃと本体面１６ｂとの間には、それぞれ間隙が形成されている。言い換えると、ノブ４０は、少なくとも突出部位２１ｃで回転体２０と接触するが、固定部１０との間には間隙を有しており接触していない。

（入力装置１００の効果）
入力装置１００は、凹部１１の内壁部１３の高さが外壁部１４の高さよりも低い。そのため、入力装置１００の高さは、外壁部１４の高さによって支配される。よって、入力装置１００は、薄型にしやすい。

回転体２０は、内壁部１３よりも上方に位置する第２部位２１ｂを有することにより、内壁部１３の高さを外壁部１４に比べて低くしたとしても、回転軸のがたつきを抑制できる。そのため、入力装置１００は、薄型にしやすい。

第２部位２１ｂは、内壁部１３よりも回転体２０の回転中心に向かって突出する突出部位２１ｃを有する。これにより、入力装置１００は、ノブ４０と突出部位２１ｃとを係合させることができる。そのため、入力装置１００は、内壁部１３を低くしたとしてもノブ４０を取り付けやすく、薄型にしやすい。

入力装置１００は、固定部１０を覆う溝部４２を有するノブ４０を有する。そのため、入力装置１００は意匠性を向上できる。また、溝部４２は、第１溝部壁４２ａと第１外壁部位１４ａとの間に間隙を設けている。そのため、入力装置１００は、薄型にしたとしても、第１溝部壁４２ａと第１外壁部位１４ａとの接触による回転感触の悪化を抑制できる。よって、入力装置１００は、薄型にしやすい。

同様に、入力装置１００は、第２溝部壁４２ｂと内壁部１３との間、第３溝部壁と固定部１０（本体面１６ｂ）との間、第１溝部壁４２ａと第２外壁部位１４ｂとの間のそれぞれに、間隙を設けている。そのため、入力装置１００は、薄型にしたとしても、各部位同士の接触による回転感触の悪化を抑制できる。よって、入力装置１００は、薄型にしやすい。

入力装置１００は、屈曲部１６ｃとケース１５の外側面との間に間隙を設けている。そして、入力装置１００は、この間隙に配線部３０（配線基板）を挿入することにより、屈曲部１６ｃとケース１５の外側面とで配線部３０を挟み込むことができる。よって、入力
装置１００は、端子部１８と配線部３０とを容易に電気的に接続できる。

また、屈曲部１６ｃは、本体面１６ｂと繋がる根本部１６ｄを有し、本体面１６ｂと根本部１６ｄとの間には切欠き部１６ｇが形成されている。これにより、屈曲部１６ｃの弾性が向上し、容易に配線部３０を挿入できる。

さらに、屈曲部１６ｃは、根本部１６ｄから下方に屈曲する中間部１６ｅと、中間部１６ｅと繋がる先端部１６ｆを有する。ここで、中間部１６ｅは、ケース１５の外側壁と向かい合う位置にある。また、先端部１６ｆは、中間部１６ｅよりも下方に位置し、ケース１５の外側面から離れる方向に屈曲している。つまり、先端部１６ｆとケース１５の外側面との間の距離は、中間部１６ｅとケース１５の外側面との間の距離よりも広い。そのため、入力装置１００は、中間部１６ｅや先端部１６ｆとケース１５の外側面との間に容易に配線部３０を挿入できる。

また、端子部１８は、一対のガイド１８ｄを有する。一対のガイド１８ｄの一方は、第２の端子１８ｂの近くに位置する。また、他方のガイド１８ｄは、第１の端子１８ａの近くに位置する。入力装置１００は、一対のガイド１８ｄを用いて配線部３０の位置決めをすることができるため、容易に配線部３０と端子部１８とを電気的に接続できる。

また、配線部３０は、端子部１８と電気的に接続する第１配線端子部３１を有する。そして、配線部３０は、第１配線端子部３１よりも上方に位置し、先端部１６ｆまたは中間部１６ｅの少なくともいずれか一方と半田付けされて、屈曲部１６ｃと機械的に接続される固定部位を有する。これにより、入力装置１００は、配線部３０をより確実に取り付けることができる。

（入力装置１００を用いた表示装置２００）
図１−図４にくわえて、さらに図５を参照して入力装置１００を用いた表示装置２００を説明する。図５は、表示装置の模式断面図である。表示装置２００は、筐体２１０と、表示部２２０と、入力装置１００を有する。表示装置２００は、たとえば、カーナビゲーションシステムや、パーソナルコンピュータなどである。

表示部２２０は、筐体２１０内に設けられる。表示部２２０は、パネル２２１と、ディスプレイ２２２と、コントロールユニット２２３とを有する。パネル２２１は、筐体２１０の開口部に取り付けられている。パネル２２１は、たとえば、タッチセンサや、カバーレンズや、カバーガラスなどである。また、パネル２２１は、ディスプレイ２２２と一体に構成されていてもよい。

ディスプレイ２２２は、パネル２２１の下方に配置されている。コントロールユニット２２３は、ディスプレイ２２２および入力装置１００と電気的に繋がっている。なお、コントロールユニット２２３は、ディスプレイ２２２と一体であってもよい。

入力装置１００は、少なくとも一部がパネル２２１の上方に配置される。言い換えると、入力装置１００は、パネル２２１と重なる位置に配置される。また、入力装置１００は、ケース１５と回転体２０の本体部２１とノブ４０とが環状であるため、入力装置１００の下方に位置するディスプレイ２２２の表示内容が環内に表示される。

入力装置１００の配線部３０は、パネル２２１と筐体２１０との間の位置を通って、コントロールユニット２２３と電気的に接続する。また、ノブ４０は、配線部３０が通るパネル２２１と筐体２１０との間の位置を覆うように構成されている。言い換えれば、配線部３０は、ノブ４０の外縁より内側で下方へと延びている。このように構成することによ
り、表示装置２００は、配線部３０による意匠性の低下を抑制できる。

また、このような表示装置２００は、たとえば自動車のコックピットに設けて利用すると、運転中にも確実な入力を行うことができる。

本発明は、薄型にしやすい入力装置を提供できるという効果を有し、各種電子機器等に用いると有用である。

１０ 固定部
１１ 凹部
１２ 底部
１２ａ エンコーダパターン
１３ 内壁部
１４ 外壁部
１５ ケース
１６ カバー
１６ａ 脚部
１６ｂ 本体面
１６ｃ 屈曲部
１６ｄ 根本部
１６ｅ 中間部
１６ｆ 先端部
１７ クリックバネ
１７Ａ 突起
１８ 端子部
１８ａ 第１の端子
１８ｂ 第２の端子
１８ｃ 第３の端子
１８ｄ ガイド
１４ａ 第１外壁部位
１４ｂ 第２外壁部位
２０ 回転体
２１ 本体部
２１ａ 第１部位
２１ｂ 第２部位
２１ｃ 突出部位
２２ ブラシ
２３ 凹凸部
３０ 配線部
３１ 第１配線端子部
３１ａ 第１貫通孔
３１ｂ 第２貫通孔
３１ｃ 第３貫通孔
３２ 第２配線端子部
３３ 固定部位
４０ ノブ
４１ 接続部位
４２ 溝部
４２ａ 第１溝部壁
４２ｂ 第２溝部壁
４２ｃ 第３溝部壁
１００ 入力装置
２００ 表示装置
２１０ 筐体
２２０ 表示部
２２１ パネル
２２２ ディスプレイ
２２３ コントロールユニット

Claims (8)

1. 環状に形成された凹部を有する固定部と、
   前記凹部内を回転する回転体と、
   を備え、
   前記凹部は、
   前記回転体と向かい合う底部と、
   前記底部から第１の方向に延びる内壁部と、
   前記底部から第１の方向に延びて前記内壁部と向かい合う第１外壁部位と、前記第１外壁部位と繋がり前記第１外壁部位よりも前記第１の方向に位置する第２外壁部位とを含む外壁部と、
   を有する、
   入力装置。
2. 前記回転体は、
   前記内壁部と前記第１外壁部位との間の領域に配置された第１部位と、
   前記第１部位よりも前記第１の方向に位置し、前記第１の方向軸において前記内壁部と重なる第２部位と、
   を有する、
   請求項１記載の入力装置。
3. 前記第２部位は、前記内壁部よりも前記回転体の回転中心に向かって突出する突出部位を含む、請求項２記載の入力装置。
4. 前記突出部位で前記回転体と機械的に接続する接続部位を有し、前記回転体とともに回転するノブをさらに備える、
   請求項３記載の入力装置。
5. 前記ノブは、前記固定部を覆う溝部を有し、
   前記溝部は、
   前記外壁部と向かい合う第１溝部壁と、
   前記内壁部と向かい合う第２溝部壁と、
   前記第１溝部壁と前記第２溝部壁とを繋ぐ第３溝部壁と、
   を含み、
   前記第３溝部壁と前記固定部との間には、間隙が設けられている、
   請求項４記載の入力装置。
6. 前記ノブは、前記外壁部と向かい合う第１溝部壁を含み、前記固定部を覆う溝部を有し、前記第１溝部壁と前記第１外壁部位との間には、間隙が設けられている、
   請求項４記載の入力装置。
7. 前記ノブは、前記外壁部と向かい合う第１溝部壁を含み、前記固定部を覆う溝部を有し、前記第１溝部壁と前記第２外壁部位との間には、間隙が設けられている、
   請求項４記載の入力装置。
8. 前記底部には、エンコーダパターンが形成されており、
   前記第１部位は、前記回転体の回転によって前記エンコーダパターンと電気的に接離するブラシを含む、
   請求項１記載の入力装置。