JP3181285U - 磁気式入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半田耐熱性の優れた磁気式入力装置を提供する。
【解決手段】磁気式入力装置20は、開口部を有するケース1と、開口部から突出する操作部2bを有すると共に往復移動が可能にケース1に収納された移動部材2と、移動部材2に保持された磁石3と、磁石3からの磁界の変化を検出する磁気センサ4と、磁気センサ4が実装されると共にケース1に収納された配線基板5と、ケース1と一体化された蓋部材6と、蓋部材6から突出する複数の端子7と、を備え、複数の端子7はそれぞれ、一部が蓋部材6に埋設されていると共に蓋部材6からケースの内側に延出する延出部7cを有し、配線基板5は、延出部7cのそれぞれに対応する接続部5aを有し、延出部7cはそれぞれ、対応する接続部5aと機械的に固着されることによって電気的に接続されていることを特徴とする。
【選択図】図5
【解決手段】磁気式入力装置20は、開口部を有するケース1と、開口部から突出する操作部2bを有すると共に往復移動が可能にケース1に収納された移動部材2と、移動部材2に保持された磁石3と、磁石3からの磁界の変化を検出する磁気センサ4と、磁気センサ4が実装されると共にケース1に収納された配線基板5と、ケース1と一体化された蓋部材6と、蓋部材6から突出する複数の端子7と、を備え、複数の端子7はそれぞれ、一部が蓋部材6に埋設されていると共に蓋部材6からケースの内側に延出する延出部7cを有し、配線基板5は、延出部7cのそれぞれに対応する接続部5aを有し、延出部7cはそれぞれ、対応する接続部5aと機械的に固着されることによって電気的に接続されていることを特徴とする。
【選択図】図5
Description
本考案は、磁気式入力装置に関し、特に、半田耐熱性の優れた磁気式入力装置に関する。
近年、車両用スイッチ等のように長寿命であることが要求される入力装置には、磁気の変化を利用して回路のオン・オフの切換え等の入力操作を行う磁気式入力装置が使用されるようになってきている。このような磁気式入力装置としては、例えば特許文献1に示すものが提案されている。
図16に示すように、特許文献1に係る従来の磁気式入力装置130(車両用スイッチ)は、上面開口で略箱型のケース121と、このケース121内に収納された作動体122と、作動体122を上下動可能に保持するホルダ123と、作動体122を上方へ付勢するばね127と、作動体122に装着された磁石103と、ケース121を上方から覆うカバー128と、を備えている。作動体122の上端はカバー128の上面中央の中空筒部から上方へ突出し、外部からの押圧操作を受けている。
磁気式入力装置130は、さらに、磁石103の磁気を検出する検出手段106と、回路のオン・オフの切換えを行うスイッチング手段107と、スイッチング手段107を制御する制御手段108と、これらの回路を構成する電子部品が実装された配線基板124と、略L字状に折曲された金属製の端子125と、を備えている。端子125の中間部には、合成樹脂製の基台部125Aがインサート成形等の方法によって形成されている。基台部125Aは、配線基板124にねじ止めされている。そして、配線基板124は、ホルダ123に取り付けられている。端子125の上端は、配線基板124の配線パターンに半田付けによって接続されている。端子125の下端は、ケース121の底面から下方へ突出しており、外部回路と接続されるようになっている。
ホルダ123と作動体122と配線基板124との間には、第1の嵌合保持部123Aや第2の嵌合保持部122Aや位置決めピン123B等のような複数の位置決め手段が形成されている。これらの位置決め手段によって、作動体122に装着された磁石103と配線基板124に半田付けされた検出手段106とが位置ずれの少ない状態で対向配置されるようになっている。
外部からの押圧操作によって作動体122の上端が押圧されると、作動体122が下方に移動する。そして、作動体122に装着された磁石103も下方に移動して検出手段106に対する位置が変化する。その結果、検出手段106が磁石103から検出する磁界の強度が変化する。そして、検出手段106が検出する磁界の強度変化に基いて、制御手段108がスイッチング手段107を閉状態としたり開状態としたりする。磁気式入力装置130は、このようにして回路のオン・オフの切換えを行っている。
また、磁気式入力装置130では、端子125の上端と配線基板124の配線パターンとは半田付けによって接続されている。そのため、端子125と外部回路の端子とを半田付けによって接続しようとした場合、端子125と外部回路の端子とを半田付けするときの熱で端子125の上端と配線基板124の配線パターンとの半田付けが外れて電気的な接続が損なわれてしまう可能性があり、半田耐熱性において懸念があった。
本考案は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、半田耐熱性の優れた磁気式入力装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の磁気式入力装置は、開口部を有するケースと、前記開口部から突出する操作部を有すると共に往復移動が可能に前記ケースに収納された移動部材と、前記移動部材に保持された磁石と、前記磁石からの磁界の変化を検出する磁気センサと、前記磁気センサが実装されると共に前記ケースに収納された配線基板と、前記ケースと一体化された蓋部材と、前記蓋部材から突出する複数の端子と、を備え、前記複数の端子はそれぞれ、一部が前記蓋部材に埋設されていると共に前記蓋部材から前記ケースの内側に延出する延出部を有し、前記配線基板は、前記延出部のそれぞれに対応する接続部を有し、前記延出部はそれぞれ、対応する前記接続部と機械的に固着されることによって電気的に接続されていることを特徴とする。
請求項2に記載の磁気式入力装置は、前記複数の端子はそれぞれ屈曲部を有し、前記屈曲部が前記蓋部材に埋設されていることを特徴とする。
請求項3に記載の磁気式入力装置は、前記複数の端子のうち、少なくとも1つの端子の前記延出部の長さは、他の端子の前記延出部の長さよりも長くなっており、前記少なくとも1つの端子の前記延出部の先端部が、対応する前記接続部と機械的に固着されていることを特徴とする。
請求項4に記載の磁気式入力装置は、前記配線基板の前記接続部には貫通孔が形成され、前記延出部には前記貫通孔に挿入可能な突出部が形成され、前記突出部が前記貫通孔に挿入された状態で前記突出部の先端が押しつぶされることによって、前記延出部が前記接続部と固着されていることを特徴とする。
請求項5に記載の磁気式入力装置は、前記蓋部材は、板状部材からなり、前記蓋部材に前記配線基板が立設されていることを特徴とする。
請求項6に記載の磁気式入力装置は、前記ケースの前記開口部と前記移動部材の前記操作部とのすき間を覆う弾性部材を備え、前記ケースは、開放された底部を有する箱状部材からなり、前記蓋部材は、前記開放された底部を塞ぐように前記ケースと接合されていることを特徴とする。
請求項1に記載の磁気式入力装置では、複数の端子はそれぞれ、一部が蓋部材に埋設されていると共に蓋部材からケースの内側に延出する延出部を有し、配線基板は、延出部のそれぞれに対応する接続部を有し、延出部はそれぞれ、対応する接続部と機械的に固着されることによって電気的に接続されている。そのため、延出部がそれぞれ対応する接続部と半田付けで固着された場合と比較して、端子を外部回路と半田付けするときの熱が加わっても延出部と接続部との固着が外れにくくなる。そして、電気的な接続も損なわれにくくなる。その結果、請求項1に記載の磁気式入力装置は、半田耐熱性の優れた磁気式入力装置となる。
請求項2に記載の磁気式入力装置では、複数の端子はそれぞれ屈曲部を有し、屈曲部が蓋部材に埋設されている。そのため、外部からの引っ張りに対する端子の強度が増す。その結果、外部から端子が引っ張られても、延出部と接続部との固着部分に機械的な負荷がかかりにくく、延出部と接続部との固着が安定する。
請求項3に記載の磁気式入力装置では、複数の端子のうち、少なくとも1つの端子の延出部の長さは、他の端子の延出部の長さよりも長くなっており、その少なくとも1つの端子の延出部の先端部が、対応する接続部と機械的に固着されている。そのため、長さの異なる複数の延出部によって蓋部材からの距離が異なる複数の位置で配線基板を保持することができるので、蓋部材からの距離が同じ複数の位置で配線基板を保持する場合と比較して配線基板の傾きが生じにくい。
請求項4に記載の磁気式入力装置では、配線基板の接続部には貫通孔が形成され、延出部には貫通孔に挿入可能な突出部が形成され、突出部が貫通孔に挿入された状態で突出部の先端が押しつぶされることによって、延出部が接続部と固着されている。そのため、簡単な部品構成で延出部を接続部と固着することができる。
請求項5に記載の磁気式入力装置では、蓋部材は、板状部材からなり、蓋部材に配線基板が立設されている。そのため、蓋部材が端子の延出部と配線基板の接続部とを覆うことがないので、端子の延出部を配線基板の接続部と固着するときの作業が容易になる。
請求項6に記載の磁気式入力装置では、ケースの開口部と移動部材の操作部とのすき間を覆う弾性部材を備え、ケースは、開放された底部を有する箱状部材からなり、蓋部材は、開放された底部を塞ぐようにケースと接合されている。また、複数の端子はそれぞれ、一部が蓋部材に埋設されている。そのため、ケースの開口部からの水の浸入や、ケースと蓋部材とのすき間からの水の浸入や、端子と蓋部材とのすき間からの水の浸入を防ぐことができ、防水性が向上する。
したがって、本考案によれば、半田耐熱性の優れた磁気式入力装置を提供することができる。
[第1実施形態]
以下、本考案の第1実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下、本考案の第1実施形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本実施形態に係る磁気式入力装置20の構成ついて、図1ないし図8を用いて説明する。図1は、本考案の第1実施形態に係る磁気式入力装置20の斜視図である。図2は、図1に示す磁気式入力装置20の分解斜視図である。図3は、図1に示す磁気式入力装置20の正面図である。図4は、図3に示す磁気式入力装置20の断面A−Aを示す断面図である。図5は、図3に示す磁気式入力装置20の断面B−Bを示す断面図である。図6は、図2に示す端子7の拡大斜視図である。図6(a)は後方から見た斜視図であり、図6(b)は前方から見た斜視図である。図7は、図2に示す端子7と配線基板5との固着構造を模式的に示す説明図である。図7(a)は、固着前であり、図7(b)は、固着後である。図8は、図2に示す端子7と配線基板5との組み立て構造を示す斜視図である。図8(a)は後方から見た斜視図であり、図8(b)は前方から見た斜視図である。
図1及び図2に示すように、磁気式入力装置20は、ケース1と、移動部材2と、磁石3と、磁気センサ4と、配線基板5と、蓋部材6と、3つの端子7と、防水カバー(弾性部材)8と、電子部品9と、ばね10と、を備えている。
ケース1は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の合成樹脂でできている。図2に示すように、ケース1は、略直方体の箱状の外形をしている。そして、ケース1は、上方(Z1方向)に上面を有している。ケース1の上面には、略円形の開口部1aが形成されている。ケース1の上面の開口部1aの周囲には、防水カバー(弾性部材)8を装着するための円形の装着用溝部1cが形成されている。図4及び図5に示すように、ケース1の内部には略直方体形状の空間が形成され、ケース1の下方(Z2方向)は開放された底部1bとなっている。ケース1の内側面には、上下方向(Z1−Z2方向)に延びる案内用溝部1dが形成されている。
移動部材2は、POM(ポリアセタール)等の合成樹脂でできている。図2に示すように、移動部材2は、略直方体の外形の部材を2つ左右方向(Y1−Y2方向)に並べたような形状の本体部2aと、本体部2aから上方(Z1方向)に突出する略円柱形の操作部2bと、を有している。組み立て時に、本体部2aは、ケース1に収納される。そして、操作部2bは、ケース1の開口部1aから上方(Z1方向)に突出する。本体部2aの2つの略直方体形状の部分のうち、右側(Y2側)の部分は、磁石3を保持するための保持部2cとなっている。保持部2cの前方(X1方向)の側面には、磁石3を収納するための窪みが形成されている。操作部2bの上部付近の外周には、防水カバー(弾性部材)8を装着するための円形の装着用溝部2dが形成されている。
図4及び図5に示すように、本体部2aの側面には、ケース1の案内用溝部1dに対応して上下方向(Z1−Z2方向)に延びる案内用凸部2eが形成されている。案内用溝部1dに案内用凸部2eが係合することで、移動部材2は上下方向(Z1−Z2方向)に案内される。
磁石3は、磁界を発生させるための部材である。磁石3としては、例えばフェライト磁石やネオジム磁石のような磁石が使用される。図2に示すように、磁石3は、移動部材2の保持部2cに形成された窪みに収納される。尚、このとき、磁石3は、S極とN極とが前後方向(X1−X2方向)に並ぶように収納される。
磁気センサ4は、磁石3からの磁界の変化を検出するための部材である。磁気センサ4は、例えば磁気抵抗効果素子や巨大磁気抵抗効果素子のような素子を内蔵し、磁界の向きや強度の変化を検出している。
配線基板5としては、例えばガラスエポキシ等の絶縁樹脂でできた基板が使用される。図2に示すように、配線基板5は、前後方向(X1−X2方向)に板面を有している。配線基板5の前方(X1方向)の板面には、磁気センサ4と電子部品9とが半田付け等の方法によって実装される。
電子部品9としては、例えばIC(Integrated Circuit)のような半導体集積回路やノイズ除去のためのコンデンサ等が配線基板5に実装される。電子部品9と磁気センサ4とは、配線基板5に実装されて回路を構成する。そして、配線基板5に構成された回路は、磁気センサ4が検出した磁界の向きや強度の変化を例えば電圧の変化や電流の変化のような電気信号に変換する。尚、前述した回路の一部を磁気センサ4が内蔵していても構わない。
配線基板5には、さらに、3つの端子7のそれぞれに対応する3つの接続部5aが形成されている。図2に示すように、3つの接続部5aのうち、2つの接続部5aは、配線基板5の下部(Z2側)付近に、配線基板5の左端(Y1側)から右(Y2側)方向に向けて並んで配置されている。3つの接続部5aのうち、他の1つの接続部5aは、配線基板5の右端(Y2側)の上部(Z1側)付近に配置されている。
図7に示すように、接続部5aは、配線基板5に形成された貫通孔5bと、貫通孔5bの内周面と貫通孔5bの周囲の板面とに形成された接続用電極5cと、で構成されている。接続部5aのそれぞれは、配線基板5上に構成される回路と電気的に接続される。
蓋部材6は、ケース1の開放された底部1bを塞ぐための部材である。蓋部材6は、例えばPBT等の合成樹脂製の板状部材でできている。図2及び図3に示すように、蓋部材6は上方(Z1方向)に上面を、下方(Z2方向)に底面を有している。蓋部材6の上面の外周付近には、ケース1と嵌合するための嵌合用凸部6aが形成されている。蓋部材6の底面には、端子7を保持するための保持用凸部6bが形成されている。保持用凸部6bは、蓋部材6の底面に左右方向(Y1−Y2方向)に並んで3つ形成されている。そして、3つの保持用凸部6bのそれぞれから端子7が下方(Z2方向)に突出している。
組み立て時に、蓋部材6は、ケース1の下方(Z2方向)から取り付けられ、ケース1の内側面と蓋部材6の嵌合用凸部6aとの嵌合によって一体化される。そして、ケース1の底部1bと蓋部材6の嵌合用凸部6aとのすき間は、例えばレーザ溶着のような方法で、塞がれる。このようにして、ケース1の開放された底部1bは、すき間無く塞がれる。このとき、図8に示すように、配線基板5は、蓋部材6の上面の中央付近に立設されるように配置されてケース1に収納される。
端子7は、配線基板5上の回路と図示しない外部回路とを接続するための部材である。端子7は、例えばりん青銅のような材質の金属でできている。図6(a)及び図6(b)に示すように、端子7は、上下方向(Z1−Z2方向)に延びる外部接続部7aと、外部接続部7aの上方(Z1方向)の端部から前方(X1方向)に延びる埋設部7bと、埋設部7bの前方(X1方向)の端部から上方(Z1方向)に延びる延出部7cと、からなっている。外部接続部7aと埋設部7bとの接続部分は、ほぼ垂直に屈曲する第1屈曲部7dとなっている。埋設部7bと延出部7cとの接続部分は、ほぼ垂直に屈曲する第2屈曲部7eとなっている。
尚、前述した3つの接続部5aの位置に対応して、3つの端子7のうち、左側(Y1側)と中央の2つの端子7は延出部7cが短く、右側(Y2側)の1つの端子7は延出部7cが長くなっている。
3つの端子7の延出部7cの先端部には、それぞれ後方(X2方向)に向かって突出する略円柱形状の固着用突出部7fが形成されている。図7(a)及び図7(b)に示すように、固着用突出部7fは、配線基板5に形成された接続部5aの貫通孔5bに挿入可能であり、固着用突出部7fの先端は、挿入時に貫通孔5bの後方(X2方向)側に突出するようになっている。そして、固着用突出部7fが前後方向(X1−X2方向)から圧力Pを受けると、固着用突出部7fの先端が押しつぶされるようになっている。
このような端子7は、金属板をプレス加工することによって得られる。そして、例えばインサート成型のような方法で、蓋部材6と一体的に形成される。このとき、図5に示すように、埋設部7bと第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとは、蓋部材6に埋設される。外部接続部7aは、蓋部材6の保持用凸部6bから下方(Z2方向)に突出する。延出部7cは、蓋部材6の上面から上方(Z1方向)に延出する。
図7及び図8に示すように、組み立て時に、3つの端子7のそれぞれの延出部7cに形成された固着用突出部7fが、配線基板5の接続部5aに形成された貫通孔5bに挿入された状態で、固着用突出部7fの先端が押しつぶされる。このようにして、端子7の延出部7cが配線基板5の接続部5aとそれぞれ機械的に固着され、そして電気的に接続される。
このようにして、端子7は、蓋部材6と一体的に形成されることによって蓋部材6に保持される。そして、配線基板5は、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとの固着によって蓋部材6の上面に保持される。このとき、3つの端子7のうち、左側(Y1側)と中央の2つは延出部7cが短く、右側(Y2側)の1つは延出部7cが長くなっている。そして、それぞれの延出部7cの先端部が、配線基板5の高さの異なる複数の位置で対応する接続部5aと固着される。その結果、長さの異なる複数の延出部7cの先端部に、高さの異なる複数の位置に配置された接続部5aが固着されて、配線基板5が保持されることになる。
移動部材2と蓋部材6との間には、ばね10が配置される。ばね10は、移動部材2を上方(Z1方向)に付勢するための部材である。ばね10としては、例えばりん青銅のような金属でできたコイル状のばねが使用される。
防水カバー(弾性部材)8は、ケース1の開口部1aと移動部材2の操作部2bとのすき間を覆い、水の侵入を防止するための部材である。防水カバー(弾性部材)8は、例えばゴムのような材質の膜でできている。図2に示すように、防水カバー(弾性部材)8は、外径の異なる2つの中空の円柱を、外径の大きい方を下側(Z2側)にして上下方向(Z1−Z2方向)に重ねたような形状をしている。そして、防水カバー(弾性部材)8の上端部には、円形の開口部であるカバー開口部8aが形成されている。防水カバー(弾性部材)8の下端部は外周部を除いて開放されており、その外周部は円形のカバー底部8bとなっている。防水カバー(弾性部材)8のカバー開口部8aの直径は、操作部2bの装着用溝部2dの直径とほぼ等しく、操作部2bの装着用溝部2dをすき間無く締め付けるようになっている。防水カバー(弾性部材)8のカバー底部8bの直径は、ケース1の装着用溝部1cの直径とほぼ等しく、ケース1の装着用溝部1cにすき間無く嵌め込まれるようになっている。
組み立て時に、防水カバー(弾性部材)8は、ケース1と移動部材2との上方(Z1方向)から被せられる。そして、防水カバー(弾性部材)8のカバー開口部8aから操作部2bの上端部(Z1側)が上方(Z1方向)に突出し、操作部2bの装着用溝部2dをカバー開口部8aが締め付けるように装着される。防水カバー(弾性部材)8のカバー底部8bは、ケース1の装着用溝部1cに嵌め込まれる。防水カバー(弾性部材)8は、このようにして、ケース1の開口部1aと移動部材2の操作部2bとのすき間を覆うように装着される。防水カバー(弾性部材)8の弾性は適度に調整されていて上下方向(Z1−Z2方向)に伸縮が可能であり、移動部材2の上下方向への移動を妨げない。
次に、本実施形態に係る磁気式入力装置20の動作原理について、図9を用いて説明する。図9は、図1に示す磁気式入力装置20の動作原理を模式的に示す説明図である。図9(a)は、初期状態を示す図であり、図9(b)は、操作時を示す図である。
図9(a)に示すように、初期状態では、移動部材2に保持された磁石3と配線基板5に実装された磁気センサ4とはほぼ対向する位置に配置されている。このとき、磁石3と磁気センサ4とは配線基板5を挟んでいても構わない。図9(b)に示すように、操作時には、移動部材2の操作部2bが外部から押圧力Fを受けて下方(Z2方向)に押し下げられる。そして、磁石3が移動部材2と共に下方に移動する。その結果、磁気センサ4が磁石3から受ける磁界の向きや強度が変化する。押圧力Fが解除されると、移動部材2の下部に取り付けられたばね10によって磁石3が移動部材2と共に上方(Z1方向)に押し戻される。
前述した動作に伴う磁界の向きや強度の変化を磁気センサ4が検出する。そして、配線基板5上に構成される回路が、磁気センサ4が検出した磁界の向きや強度の変化を例えば電圧変化や電流変化のような電気信号に変換する。このような電気信号は、端子7を通して図示しない外部回路に出力される。尚、外部回路では、このような電気信号を利用して、例えば回路のオン・オフの切換えを行ったり、機能の切換えを行ったりすることができる。
次に、本実施形態に係る磁気式入力装置20の効果について説明する。
本実施形態に係る磁気式入力装置20では、3つの端子7はそれぞれ、一部が蓋部材6に埋設されていると共に蓋部材6の上面から上方に延出する延出部7cを有し、配線基板5は、3つの端子のそれぞれに対応する接続部5aを有し、延出部7cはそれぞれ、対応する接続部5aと機械的に固着されることによって電気的に接続されている。
このとき、例えば、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとが半田付けによって接続されている場合、端子7を外部回路と半田付けしようとしたときに、延出部7cと接続部5aとの接続部分の半田が熱で溶けて接続が外れる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとは機械的に固着されている。そのため、端子7を外部回路と半田付けするときの熱が加わっても、延出部7cと接続部5aとの固着が外れにくく、電気的な接続も損なわれにくい。その結果、本実施形態に係る磁気式入力装置20は、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとが半田付けで固着された場合と比較して半田耐熱性の優れた磁気式入力装置となる。
尚、本実施形態に示す以外の方法によって、端子7の延出部7cを接続部5aと機械的に固着した場合でも、同様の効果を期待できる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置20では、3つの端子7はそれぞれ第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとを有し、埋設部7bと第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとが蓋部材6に埋設されている。そのため、外部からの引っ張りに対する端子7の強度が増す。その結果、外部から端子7が引っ張られても、延出部7cと接続部5aとの固着部分に機械的な負荷がかかりにくく、延出部7cと接続部5aとの固着が安定する。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置20では、3つの端子7のうち、左側(Y1側)と中央の2つの端子7の延出部7cは短く、右側(Y2側)の1つの端子7の延出部7cは長くなっている。そして、それぞれの延出部7cの先端部が、配線基板5の高さの異なる複数の位置で対応する接続部5aと固着される。その結果、長さの異なる複数の延出部7cの先端部に、高さの異なる複数の位置に配置された接続部5aが固着されて、配線基板5が保持されることになる。
このとき、例えば、3つの端子7の延出部7cの高さがどれも短く、全ての延出部7cの先端部が配線基板5の下部(Z2側)付近で配線基板5を保持していた場合、配線基板5の上部(Z1側)付近で前後(X1−X2)方向に向けて力を加えると配線基板5は傾き易くなる。しかしながら、本実施形態に係る磁気式入力装置20では、長さの異なる複数の延出部7cの先端部に、高さの異なる複数の位置に配置された接続部5aが固着されて、配線基板5が保持されるので、配線基板5の上部(Z1側)付近に前後(X1−X2)方向に向けて力を加えても、配線基板5の傾きが生じにくい。
尚、例えば、左側(Y1側)と中央の2つの端子7の延出部7cの先端部以外の部分が配線基板5と固着されている場合でも、右側(Y2側)の1つの端子7の延出部7cが他の延出部7cよりも長く、その先端部が配線基板5と固着されていれば、同様の効果を期待できる。また、例えば、3つの端子7のうち、左側(Y1側)の端子7の延出部7cが他の2つ端子7の延出部7cよりも長い場合でも、同様の効果を期待できる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置20では、配線基板5の接続部5aには貫通孔5bが形成され、延出部7cには貫通孔5bに挿入可能な固着用突出部7fが形成され、固着用突出部7fが貫通孔5bに挿入された状態で固着用突出部7fの先端が押しつぶされることによって、延出部7cが接続部5aと固着されている。そのため、ねじのような部品が不要であり、簡単な部品構成で延出部7cを接続部5aと固着することができる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置20では、蓋部材6は、板状部材からなり、蓋部材6に配線基板5が立設されている。そのため、蓋部材6が端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとを覆うことがないので、端子7の延出部7cを配線基板5の接続部5aと固着するときの作業が容易になる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置20では、ケース1の開口部1aと移動部材2の操作部2bとのすき間を覆う防水カバー(弾性部材)8を備え、ケース1は、開放された底部1bを有する略直方体の箱状部材からなり、蓋部材6は、ケース1の開放された底部1bを塞ぐようにケース1と接合されている。また、3つの端子7はそれぞれ、埋設部7bと第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとが蓋部材6に埋設されている。そのため、ケース1の開口部1aからの水の浸入や、ケース1と蓋部材6とのすき間からの水の浸入や、端子7と蓋部材6とのすき間からの水の浸入を防ぐことができ、防水性が向上する。
[第2実施形態]
以下、本考案の第2実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、第1実施形態と共通する部分については、同じ符号をつけて説明する。
以下、本考案の第2実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、第1実施形態と共通する部分については、同じ符号をつけて説明する。
まず、本実施形態に係る磁気式入力装置30の構成ついて、図10ないし図14を用いて説明する。図10は、本考案の第2実施形態に係る磁気式入力装置30の斜視図である。図11は、図10に示す磁気式入力装置30の分解斜視図である。図12は、図10に示す磁気式入力装置30の正面図である。図13は、図12に示す磁気式入力装置30の断面C−Cを示す断面図である。図14は、図12に示す磁気式入力装置30の断面D−Dを示す断面図である。図15は、図11に示す端子7と配線基板5との固着構造を模式的に示す説明図である。図15(a)は、固着前であり、図15(b)は、固着後である。
図10及び図11に示すように、磁気式入力装置30は、ケース1と、移動部材2と、磁石3と、磁気センサ4と、配線基板5と、蓋部材6と、2つの端子7と、防水カバー(弾性部材)8と、電子部品9と、ばね10と、を備えている。尚、本実施形態では、磁気式入力装置30は、さらに、保持部材11と、磁気シールド板12と、を備えている。
ケース1は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の合成樹脂でできている。図11に示すように、ケース1は、略直方体の箱状の外形をしている。そして、ケース1は、上方(Z1方向)に上面を有している。ケース1の上面には、略円形の開口部1aが形成されている。ケース1の上面の開口部1aの周囲には、防水カバー(弾性部材)8を装着するための円形の装着用溝部1cが形成されている。図13及び図14に示すように、ケース1の内部には略直方体形状の空間が形成され、ケース1の下方(Z2方向)は開放された底部1bとなっている。ケース1の内側面には、上下方向(Z1−Z2方向)に延びる案内用溝部1dが形成されている。
移動部材2は、POM(ポリアセタール)等の合成樹脂でできている。図11に示すように、移動部材2は、略直方体の外形の部材を2つ左右方向(Y1−Y2方向)に並べたような形状の本体部2aと、本体部2aから上方(Z1方向)に突出する略円柱形の操作部2bと、を有している。本体部2aの2つの略直方体形状の部分のうち、左側(Y1側)の部分は、磁石3を保持するための保持部2cとなっている。保持部2cの前方(X1方向)の側面には、磁石3を収納するための貫通孔が形成されている。
図13及び図14に示すように、本体部2aの側面には、ケース1の案内用溝部1dに対応して上下方向(Z1−Z2方向)に延びる案内用凸部2eが形成されている。案内用溝部1dに案内用凸部2eが係合することで、移動部材2は上下方向(Z1−Z2方向)に案内される。
磁石3は、磁界を発生させるための部材である。磁石3としては、例えばフェライト磁石やネオジム磁石のような磁石が使用される。図11に示すように、磁石3は、移動部材2の保持部2cに形成された貫通孔に収納される。尚、このとき、磁石3は、S極とN極とが前後方向(X1−X2方向)に並ぶように収納される。
磁気センサ4は、磁石3からの磁界の変化を検出するための部材である。磁気センサ4は、例えば磁気抵抗効果素子や巨大磁気抵抗効果素子のような素子を内蔵し、磁界の向きや強度の変化を検出している。
配線基板5としては、例えばガラスエポキシ等の絶縁樹脂でできた基板が使用される。図11に示すように、配線基板5は、前後方向(X1−X2方向)に板面を有している。配線基板5の後方の(X2方向)の板面には、磁気センサ4と電子部品9とが半田付け等の方法によって実装される。
電子部品9としては、例えばIC(Integrated Circuit)のような半導体集積回路やノイズ除去のためのコンデンサ等が配線基板5に実装される。電子部品9と磁気センサ4とは、配線基板5に実装されて回路を構成する。そして、配線基板5に構成された回路は、磁気センサ4が検出した磁界の向きや強度の変化を例えば電流の変化のような電気信号に変換する。尚、前述した回路の一部を磁気センサ4が内蔵していても構わない。
配線基板5には、さらに、2つの端子7のそれぞれに対応する2つの接続部5aが形成されている。図11に示すように、2つの接続部5aのうちの1つは、配線基板5の左端(Y2側)の下部(Z2側)付近に配置されている。2つの接続部5aのうちの他の1つは、配線基板5の右端(Y2側)の上部(Z1側)付近に配置されている。
図15に示すように、接続部5aは、配線基板5に形成された貫通孔5bと、貫通孔5bの内周面と貫通孔5bの周囲の板面とに形成された接続用電極5cと、で構成されている。接続部5aのそれぞれは、配線基板5上に構成される回路と電気的に接続される。
蓋部材6は、ケース1の開放された底部1bを塞ぐための部材である。蓋部材6は、例えばPBT等の合成樹脂製の板状部材でできている。図11及び図12に示すように、蓋部材6は上方(Z1方向)に上面を、下方(Z2方向)に底面を有している。蓋部材6の上面の外周付近には、ケース1と嵌合するための嵌合用凸部6aが形成されている。蓋部材6の底面には、端子7を保持するための保持用凸部6bが形成されている。保持用凸部6bは、蓋部材6の底面に左右方向(Y1−Y2方向)に並んで2つ形成されている。そして、2つの保持用凸部6bのそれぞれから端子7が下方(Z2方向)に突出している。
組み立て時に、蓋部材6は、ケース1の下方(Z2方向)から取り付けられ、ケース1の内側面と蓋部材6の嵌合用凸部6aとの嵌合によって一体化される。そして、ケース1の底部1bと蓋部材6の嵌合用凸部6aとのすき間は、例えばレーザ溶着のような方法で、塞がれる。このようにして、ケース1の開放された底部1bは、すき間無く塞がれる。このとき、配線基板5は、蓋部材6の上面の中央付近に立設されるように配置されてケース1に収納される。
端子7は、配線基板5上の回路と図示しない外部回路とを接続するための部材である。端子7は、例えばりん青銅のような材質の金属でできている。端子7は、上下方向(Z1−Z2方向)に延びる外部接続部7aと、外部接続部7aの上方(Z1方向)の端部から前方(X1方向)に延びる埋設部7bと、埋設部7bの前方(X1方向)の端部から上方(Z1方向)に延びる延出部7cと、からなっている。外部接続部7aと埋設部7bとの接続部分は、ほぼ垂直に屈曲する第1屈曲部7dとなっている。埋設部7bと延出部7cとの接続部分は、ほぼ垂直に屈曲する第2屈曲部7eとなっている。
尚、図11に示すように、2つの端子7のうち、右側(Y2側)の端子7の延出部7cの長さは、左側(Y1側)の端子7の延出部7cの長さよりも長くなっている。
2つの端子7の延出部7cの先端部には、それぞれ後方(X2方向)に向かって突出する略円柱形状の固着用突出部7fが形成されている。固着用突出部7fは、配線基板5に形成された接続部5aの貫通孔5bに挿入可能であり、固着用突出部7fの先端は、挿入時に貫通孔5bの後方(X2方向)側に突出するようになっている。そして、固着用突出部7fが前後方向(X1−X2方向)から圧力Pを受けると、固着用突出部7fの先端が押しつぶされるようになっている。
このような端子7は、金属板をプレス加工することによって得られる。そして、例えばインサート成型のような方法で、蓋部材6と一体的に形成される。埋設部7bと第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとは、蓋部材6に埋設される。外部接続部7aは、蓋部材6の保持用凸部6bから下方(Z2方向)に突出する。延出部7cは、蓋部材6の上面から上方(Z1方向)に延出する。
そして、組み立て時に、2つの端子7のそれぞれの延出部7cに形成された固着用突出部7fが、配線基板5の接続部5aに形成された貫通孔5bに挿入された状態で、固着用突出部7fの先端が押しつぶされる。このようにして、端子7の延出部7cが配線基板5の接続部5aとそれぞれ機械的に固着され、そして電気的に接続される。
移動部材2と蓋部材6との間には、ばね10が配置される。ばね10は、移動部材2を上方(Z1方向)に付勢するための部材である。ばね10としては、例えばりん青銅のような金属でできたコイル状のばねが使用される。
防水カバー(弾性部材)8は、ケース1の開口部1aと移動部材2の操作部2bとのすき間を覆い、水の侵入を防止するための部材である。防水カバー(弾性部材)8は、例えばゴムのような材質の膜でできている。図11に示すように、防水カバー(弾性部材)8は、外径の異なる2つの中空の円柱を、外径の大きい方を下側(Z2側)にして上下方向(Z1−Z2方向)に重ねたような形状をしている。そして、防水カバー(弾性部材)8の上端部には、円形の開口部であるカバー開口部8aが形成されている。防水カバー(弾性部材)8の下端部は外周部を除いて開放されており、その外周部は円形のカバー底部8bとなっている。防水カバー(弾性部材)8のカバー開口部8aの直径は、操作部2bの装着用溝部2dの直径とほぼ等しく、操作部2bの装着用溝部2dをすき間無く締め付けるようになっている。防水カバー(弾性部材)8のカバー底部8bの直径は、ケース1の装着用溝部1cの直径とほぼ等しく、ケース1の装着用溝部1cにすき間無く嵌め込まれるようになっている。
組み立て時に、防水カバー(弾性部材)8は、ケース1と移動部材2との上方(Z1方向)から被せられる。そして、防水カバー(弾性部材)8のカバー開口部8aから操作部2bの上端部(Z1側)が上方(Z1方向)に突出し、操作部2bの装着用溝部2dをカバー開口部8aが締め付けるように装着される。防水カバー(弾性部材)8のカバー底部8bは、ケース1の装着用溝部1cに嵌め込まれる。防水カバー(弾性部材)8は、このようにして、ケース1の開口部1aと移動部材2の操作部2bとのすき間を覆うように装着される。防水カバー(弾性部材)8の弾性は適度に調整されていて上下方向(Z1−Z2方向)に伸縮が可能であり、移動部材2の上下方向への移動を妨げない。
保持部材11は、端子7の延出部7cと共に配線基板5を保持するための部材である。保持部材11は、第1実施形態の中央の端子7の延出部7cと同じ材質と形状とを有し、蓋部材6の上面から上方に延出している。保持部材11は、配線基板5の保持用貫通孔5dと機械的に固着される。配線基板5の保持を強化するために、例えばこのような保持部材11があっても構わない。但し、保持部材11は、端子7とは異なり、蓋部材6の底面からは突出しておらず、外部回路とも接続されない。
磁気シールド板12は、外部からの磁界を抑制するための部材である。磁気シールド板12としては、例えば鉄板のような磁気シールド効果を有する金属板が使用される。磁気シールド板12は、略長方体の板状部材の両端部分を同一方向に折り曲げて、U字状に形成されている。磁気シールド板12は、配線基板の前方(X1方向)と左右方向(Y1−Y2方向)とを覆うように、移動部材2や配線基板5と共にケース1に収納される。このような磁気シールド板12を備えることによって、図示しない外部の電子機器が発生する磁界からの磁気センサ4への影響を抑制することができる。
磁気式入力装置30の動作原理は、第1実施形態に係る磁気式入力装置20の動作原理と同じであるので説明を省略する。
本実施形態では、磁気式入力装置30の動作に伴う磁界の向きや強度の変化を磁気センサ4が検出している。そして、配線基板5に構成された回路は、磁気センサ4が検出した磁界の向きや強度の変化に対応して、端子7によって接続される外部回路を流れる電流を変化させている。外部回路では、このような電流の変化を利用して、例えば回路のオン・オフの切換え操作を行ったり、機能の切換えを行ったりすることができる。また、電流が変化しても常に一定値以上の電流が流れるように設定しておけば、回路が断線した状態との識別が可能となり、断線検知のような機能も付加できる。
次に、本実施形態に係る磁気式入力装置30の効果について説明する。
本実施形態に係る磁気式入力装置30では、2つの端子7はそれぞれ、一部が蓋部材6に埋設されていると共に蓋部材6の上面から上方に延出する延出部7cを有し、配線基板5は、2つの端子のそれぞれに対応する接続部5aを有し、延出部7cはそれぞれ、対応する接続部5aと機械的に固着されることによって電気的に接続されている。
このとき、例えば、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとが半田付けによって接続されている場合、端子7を外部回路と半田付けしようとしたときに、延出部7cと接続部5aとの接続部分の半田が熱で溶けて接続が外れる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとは機械的に固着されている。そのため、端子7を外部回路と半田付けするときの熱が加わっても、延出部7cと接続部5aとの固着が外れにくく、電気的な接続も損なわれにくい。その結果、本実施形態に係る磁気式入力装置30は、端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとが半田付けで固着された場合と比較して半田耐熱性の優れた磁気式入力装置となる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置30では、2つの端子7はそれぞれ第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとを有し、埋設部7bと第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとが蓋部材6に埋設されている。そのため、外部からの引っ張りに対する端子7の強度が増す。その結果、外部から端子7が引っ張られても、延出部7cと接続部5aとの固着部分に機械的な負荷がかかりにくく、延出部7cと接続部5aとの固着が安定する。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置30では、2つの端子7のうち、左側(Y1側)の端子7の延出部7cは短く、右側(Y2側)の端子7の延出部7cは長くなっている。そして、それぞれの延出部7cの先端部が、配線基板5の高さの異なる複数の位置で対応する接続部5aと固着される。その結果、長さの異なる複数の延出部7cの先端部に、高さの異なる複数の位置に配置された接続部5aが固着されて、配線基板5が保持されることになる。
このとき、例えば、2つの端子7の延出部7cの高さがどちらも短く、2つの延出部7cの先端部が配線基板5の下部(Z2側)付近で配線基板5を保持していた場合、配線基板5の上部(Z1側)付近で前後(X1−X2)方向に向けて力を加えると配線基板5は傾き易くなる。しかしながら、本実施形態に係る磁気式入力装置30では、長さの異なる2つの延出部7cの先端部に、高さの異なる2つの位置に配置された接続部5aが固着されて、配線基板5が保持されるので、配線基板5の上部(Z1側)付近に前後(X1−X2)方向に向けて力を加えても、配線基板5の傾きが生じにくい。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置30では、配線基板5の接続部5aには貫通孔5bが形成され、延出部7cには貫通孔5bに挿入可能な固着用突出部7fが形成され、固着用突出部7fが貫通孔5bに挿入された状態で固着用突出部7fの先端が押しつぶされることによって、延出部7cが接続部5aと固着されている。そのため、ねじのような部品が不要であり、簡単な部品構成で延出部7cを接続部5aと固着することができる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置30では、蓋部材6は、板状部材からなり、蓋部材6に配線基板5が立設されている。そのため、蓋部材6が端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとを覆うことがないので、端子7の延出部7cを配線基板5の接続部5aと固着するときの作業が容易になる。
また、本実施形態に係る磁気式入力装置30では、ケース1の開口部1aと移動部材2の操作部2bとのすき間を覆う防水カバー(弾性部材)8を備え、ケース1は、開放された底部1bを有する略直方体の箱状部材からなり、蓋部材6は、ケース1の開放された底部1bを塞ぐようにケース1と接合されている。また、2つの端子7はそれぞれ、埋設部7bと第1屈曲部7dと第2屈曲部7eとが蓋部材6に埋設されている。そのため、ケース1の開口部1aからの水の浸入や、ケース1と蓋部材6とのすき間からの水の浸入や、端子7と蓋部材6とのすき間からの水の浸入を防ぐことができ、防水性が向上する。
以上、本考案の第1実施形態と第2実施形態とについて説明してきたが、本考案は上記の実施形態に限定されず、本考案の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。
第1実施形態及び第2実施形態において、例えばケース1の外形は略直方体ではなく、例えば略円柱状であっても構わない。また、例えばケース1の開口部1aがケース1の側面に形成され、移動部材2の操作部2bが開口部1aから側方に突出していても構わない。
第1実施形態及び第2実施形態において、例えば磁石3はS極とN極とが前後方向(X1−X2方向)ではなく、左右方向(Y1−Y2方向)や斜め方向に並んで配置されていても構わない。
第1実施形態及び第2実施形態において、例えば磁気センサ4は、磁気抵抗効果素子や巨大磁気抵抗効果素子を複数内蔵していても構わない。また、例えば磁気センサ4は、磁気抵抗効果素子や巨大磁気抵抗効果素子ではなく、ホール素子のような素子を内蔵していても構わない。
第1実施形態及び第2実施形態において、例えば配線基板5には磁気センサ4のみが実装され、電子部品9は外部回路側に実装されていても構わない。
第1実施形態及び第2実施形態において、例えば端子7の数は4つ以上であっても構わない。また、端子7は、第2屈曲部7eが無く、蓋部材6の前面から前方に突出していても構わない。
第1実施形態及び第2実施形態において、例えば端子7の延出部7cと配線基板5の接続部5aとは、強嵌合のような方法で固着されていても構わない。
第1実施形態において、例えば乾燥した条件で磁気式入力装置20を使用するのであれば、防水カバー(弾性部材)8は無くても構わない。また、第2実施形態においても、乾燥した条件で磁気式入力装置30を使用するのであれば、防水カバー(弾性部材)8は無くても構わない。
1 ケース
1a 開口部
1b 底部
1c 装着用溝部
1d 案内用溝部
1e 位置決め用凸部
2 移動部材
2a 本体部
2b 操作部
2c 保持部
2d 装着用溝部
2e 案内用凸部
3 磁石
4 磁気センサ
5 配線基板
5a 接続部
5b 貫通孔
5c 接続用電極
5d 保持用貫通孔
6 蓋部材
6a 嵌合用凸部
6b 保持用凸部
7 端子
7a 外部接続部
7b 埋設部
7c 延出部
7d 第1屈曲部
7e 第2屈曲部
7f 固着用突出部
8 防水カバー(弾性部材)
8a カバー開口部
8b カバー底部
9 電子部品
10 ばね
11 保持部材
12 磁気シールド板
20 30 磁気式入力装置
1a 開口部
1b 底部
1c 装着用溝部
1d 案内用溝部
1e 位置決め用凸部
2 移動部材
2a 本体部
2b 操作部
2c 保持部
2d 装着用溝部
2e 案内用凸部
3 磁石
4 磁気センサ
5 配線基板
5a 接続部
5b 貫通孔
5c 接続用電極
5d 保持用貫通孔
6 蓋部材
6a 嵌合用凸部
6b 保持用凸部
7 端子
7a 外部接続部
7b 埋設部
7c 延出部
7d 第1屈曲部
7e 第2屈曲部
7f 固着用突出部
8 防水カバー(弾性部材)
8a カバー開口部
8b カバー底部
9 電子部品
10 ばね
11 保持部材
12 磁気シールド板
20 30 磁気式入力装置
Claims (6)
- 開口部を有するケースと、前記開口部から突出する操作部を有すると共に往復移動が可能に前記ケースに収納された移動部材と、前記移動部材に保持された磁石と、前記磁石からの磁界の変化を検出する磁気センサと、前記磁気センサが実装されると共に前記ケースに収納された配線基板と、前記ケースと一体化された蓋部材と、前記蓋部材から突出する複数の端子と、を備え、
前記複数の端子はそれぞれ、一部が前記蓋部材に埋設されていると共に前記蓋部材から前記ケースの内側に延出する延出部を有し、
前記配線基板は、前記延出部のそれぞれに対応する接続部を有し、
前記延出部はそれぞれ、対応する前記接続部と機械的に固着されることによって電気的に接続されていることを特徴とする磁気式入力装置。 - 前記複数の端子はそれぞれ屈曲部を有し、前記屈曲部が前記蓋部材に埋設されていることを特徴とする、
請求項1に記載の磁気式入力装置。 - 前記複数の端子のうち、少なくとも1つの端子の前記延出部の長さは、他の端子の前記延出部の長さよりも長くなっており、
前記少なくとも1つの端子の前記延出部の先端部が、対応する前記接続部と機械的に固着されていることを特徴とする、
請求項1または請求項2に記載の磁気式入力装置。 - 前記配線基板の前記接続部には貫通孔が形成され、
前記延出部には前記貫通孔に挿入可能な突出部が形成され、
前記突出部が前記貫通孔に挿入された状態で前記突出部の先端が押しつぶされることによって、前記延出部が前記接続部と固着されていることを特徴とする、
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の磁気式入力装置。 - 前記蓋部材は、板状部材からなり、
前記蓋部材に前記配線基板が立設されていることを特徴とする、
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の磁気式入力装置。 - 前記ケースの前記開口部と前記移動部材の前記操作部とのすき間を覆う弾性部材を備え、
前記ケースは、開放された底部を有する箱状部材からなり、
前記蓋部材は、前記開放された底部を塞ぐように前記ケースと接合されていることを特徴とする、
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の磁気式入力装置。
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