JP4061626B2 - 回転入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に携帯電話機等の携帯電子機器やオーディオ機器を操作するために用いられる回転式入力装置に関する。

従来、テレビやビデオデッキ等のオーディオ機器を遠隔操作するためのリモコンには、その操作性を高めるため、ジョグダイヤルやジョグシャトルと呼ばれる回転式入力装置が採用され、また近年では、このような回転式入力装置が携帯電話機等の携帯電子機器の操作系にも広く採用されている。

このような回転式入力装置は、円板状の回転操作子と、回転操作子を回転自在に支持するケース部材と、回転操作子と対向して配置された回路基板とを備え、回路基板上に配置された固定接点に対し、回転操作子の基板側面に導電性材からなるブラシを備え、回転操作子を回転させることによりブラシが回路基板上を摺動しながら各固定接点に接触し、導通するようになっている（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照）。
特開２００１−１１８４６９号公報 特許第３０４９０７２号公報

しかし、上述の如き従来の技術では、水滴や汚れが回転操作子とカバー部材との間よりカバー部材内部に侵入して回路基板に付着し、誤作動や故障等の原因となるという問題があった。

また、上述の如き回転式入力装置では、回路基板上の接点と金属部材からなるブラシとが回転しながら接触するため摩耗が激しく耐久性が低いという問題もある。

そこで本発明は、上述の従来技術の問題を鑑み、水滴や汚れ等から好適に回路基板を保護し、耐久性に優れた回転式入力装置の提供を目的とする。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、下面にその周方向に間隔を置いて複数の操作突片を有する円板状の回転操作子と、該回転操作子を回転自在に支持するケース部材と、前記回転操作子の下面と対向して配置された回路基板と、該回路基板上に配置された固定接点及び該固定接点と互いに対向する可動接点からなる接点接続構造とを備え、前記回転操作子を回転させることにより前記固定接点と可動接点とが接続されるようにしてなる回転式入力装置において、

前記回転操作子と前記回路基板との間に絶縁材からなるゴム状シートを備え、
該ゴム状シートには、ゴム状のシート本体と、該シート本体に弾性を有するテーパ筒状の弾性支持部を介して支持された傾動押圧部とを備え、
該傾動押圧部は、前記弾性支持部を介してシート本体に支持されるとともに、基板側に一体に突出した傾動支持部を介して前記回路基板に対し傾動自在に支持された傾動部と、該傾動部の上面に一体化され、前記操作突片と互いに係合する、前記傾動部と別体に形成された被操作係合部とを備え、
前記接点接続構造が前記回路基板上の前記傾動部の両端部と対応する位置に間隔を置いてそれぞれ配置され、
前記回転操作子は、前記ケース部材に揺動自在に支持された揺動ケースを介して該ケース部材に支持させるとともに、前記回路基板の、前記回転操作子の下面側周縁部と対向する位置に複数の押圧式スイッチを備えるとともに、前記シート本体の前記押圧スイッチに対応する位置に弾性押圧部を備え、

前記回転操作子を回転させ、前記操作突片を前記被操作係合部と係合させることにより、前記傾動部が前記回路基板に前記傾動支持部を介して支持されて回転操作子の回転方向側に傾動し、該傾動部が回転方向側に配置された可動接点を固定接点側に押圧されるとともに、前記回転操作子の表面側の前記押圧式スイッチに対応する部分を押圧することにより前記揺動ケースを介して前記シート本体の前記弾性押圧部が押圧されて前記押圧式スイッチが接続されるようにしたことにある。

請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加え、接点接続構造は、基板に並べて配置された一対の固定接点と、傾動部の基板側両端部に支持された可動接点とを備え、傾動部を回転方向側に傾動させることにより前記可動接点が両固定接点間に架け渡されて接触することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１の請求項の構成に加え、固定接点及び可動接点は、カーボン材をもって形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３のいずれか１の請求項の構成に加え、被操作係合部は、上面中央より突出し、操作突片と互いに係合する係合突片を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２又は３のいずれか１の請求項の構成に加え、被操作係合部は、上面中央に形成された係止凹部と、該係止凹部の両縁部よりそれぞれ外側下向きに傾斜した傾斜部とを備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１の請求項の構成に加え、ゴム状シートは、テーパ筒状の復帰用弾性部を介して支持されたキートップ部を有するキーボード用シート部と一体されたことを特徴とする。

本発明に係る回転式入力装置は、端面又は周面に周方向に間隔を置いて複数の操作突片を有する円板状の回転操作子と、該回転操作子を回転自在に支持するケース部材と、前記回転操作子と対向して配置された回路基板と、該回路基板上に配置された固定接点及び該固定接点と互いに対向する可動接点からなる接点接続構造とを備え、前記回転操作子を回転させることにより前記固定接点と可動接点とが接続されるようにしてなる回転式入力装置において、
前記回転操作子と前記回路基板との間に絶縁材からなるゴム状シートを備えたことによって、ケース部材の隙間から内部に侵入した水滴や汚れ等から回路基板を保護し、誤作動や故障を好適に防止することができる。

該ゴム状シートには、ゴム状のシート本体と、該シート本体に弾性を有するテーパ筒状の弾性支持部を介して支持された傾動押圧部とを備え、該傾動押圧部は、前記弾性支持部を介してシート本体に支持されるとともに、基板側に一体に突出した傾動支持部を介して前記回路基板に対し傾動自在に支持された傾動部と、該傾動部と一体化され、前記操作突片と互いに係合する被操作係合部とを備え、前記接点接続構造が前記回路基板上の前記傾動部の両端部と対応する位置に間隔を置いてそれぞれ配置され、前記回転操作子を回転させ、前記操作突片を前記被操作係合部と係合させることにより、前記傾動部が前記回路基板に前記傾動支持部を介して支持されて回転操作子の回転方向側に傾動し、該傾動部が回転方向側に配置された可動接点を固定接点側に押圧するようにしたことによって、回転操作子と回路基板との間にゴム状シートを備えても好適に操作を行うことができ、しかも傾動した際に好適なクリック感を得ることができる。

接点接続構造は、基板に並べて配置された一対の固定接点と、傾動部の基板側両端部に支持された可動接点とを備え、傾動部を回転方向側に傾動させることにより前記可動接点が両固定接点間に架け渡されて接触することにより、両接点間を好適に接触させることができるとともに、摺動しないので摩耗がし難く耐久性にも優れる。

固定接点及び可動接点は、カーボン材をもって形成されたことによって、耐久性が向上する。

被操作係合部は、上面中央より突出し、操作突片と互いに係合する係合突片を備えたことにより、好適に操作突片と係合し、確実に操作することができる。

被操作係合部は、上面中央に形成された係止凹部と、該係止凹部の両縁部よりそれぞれ外側下向きに傾斜した傾斜部とを備えたことにより、好適に操作突片と係合し、確実に操作することができる。

被操作係合部は、傾動部と別体に形成されたことによって、用途に応じて適した被操作係合部の形状を選択することができる。

ケース部材に揺動自在に支持された揺動ケースを介して回転操作子を前記ケース部材に支持させるとともに、回路基板の前記回転操作子の下面側周縁部と対向する位置に複数の押圧式スイッチを備え、前記回転操作子の表面側を押圧することにより前記揺動ケースを介して前記押圧式スイッチを接続させるようにしたことにより、多方向入力機能と回転式入力機能とを併せ持つことにより高い操作性を得ることができる。

ゴム状シートは、テーパ筒状の復帰用弾性部を介して支持されたキートップ部を有するキーボード用シート部と一体化されたことにより、コストを低減することができる。

次に、本発明に係る回転式入力装置について説明する。

図１〜図４は回転式入力装置の一例を示している。

この回転式入力装置は、円板状の回転操作子１０と、回転操作子１０を回転自在に支持するケース部材１１と、回転操作子１０と対向して配置された回路基板１２と、回路基板１２上に配置された固定接点１３，１３及び固定接点１３と互いに対向した可動接点１４からなる接点接続構造とを備え、回転操作子１０を回転させることにより、固定接点１３と可動接点１４とが接続されるようになっている。

また、回転式入力装置には、回転操作子１０と回路基板１２との間に絶縁材からなるゴム状シート１５を備え、回路基板１２を水滴や汚れ等より保護するようになっている。

回転操作子１０は、図５に示すように、下面中央部に一体に突出した筒部１６を有する円板状に形成され、ケース部材１１に対し、筒部１６に着脱可能な抜け止め部材１７によって抜け止めされている。

この回転操作子１０の下面（基板側面）には、周方向に間隔を置いて複数の操作突片１８，１８…が放射状に突設され、この操作突片１８を使用して可動接点１４と固定接点１３とが接続され、その数により、回転操作子１０を１回転させた際の入力数が決定される。

また、この回転操作子１０の中央部には、表面に筒部１６内に配置される押圧式キースイッチ１９のキートップが露出するキー露出孔２０が形成されている。

抜け止め部材１７は、図６に示すように、リング状の軸部２１と、軸部２１の基板側端面より突出し、筒部１６に形成された取付孔２２と互いに嵌合する取付ピン２３，２３…と、軸部２１の外側縁より外向きに突出したフランジ２４とを一体に備えている。

軸部２１は、ケース部材１１に形成された軸受孔２５に枢支され、これにより回転操作子１０がケース部材１１に対し回転自在に支持されている。

フランジ２４は、外周となだらかに連続した凹部２４ａ，２４ａ…を備えて形成され、軸受孔２５の下面側に配置されて回転操作子１０をケース部材１１に対し抜け止めさせている。

ケース部材１１は、その表面部に回転操作子１０が嵌め込まれる取付用凹部３０を有するケース本体１１ａと、ケース本体１１ａに固定される押さえ部１１ｂとを備え、取付用凹部３０の下面側に重ねられたゴム状シート１５及び回路基板１２をケース本体１１ａ内に収容し、それを押さえ部１１ｂにて保持している。尚、ケース部材の形態は、図に示す実施例の形態に限定されず、本発明に係る回転入力装置を適用する機器（例えば、リモコンや携帯電話機等）に適応する形状となっている。

取付用凹部３０の外周部には、リング状の揺動ケース３１が揺動自在に嵌め込まれ、揺動ケース３１の上縁部により回転操作子１０の外周縁を支持するようになっており、回転操作子１０は、揺動ケース３１を介してケース部材１１に揺動自在に支持されるようになっている。

揺動ケース３１は、所定の個所に支持突部３２が下面側面より一体に突出され、この支持突部３２が取付用凹部３０底面に形成された挿通孔３３を通して底版の下面側に突出するようになっている。

取付用凹部３０の底面部中央には、表面側周縁より立ち上げた周壁部により囲まれた軸受孔２５が形成され、回転操作子１０がこの軸受孔２５に枢支される。

また、取付用凹部３０の底面部には、回転操作子１０の下面と対向する位置に、後述する傾動押圧部４２が表側（回転操作子１０側）に突出する突出窓３４が形成され、揺動ケース３１と対向する位置に、支持突部３２が通される挿通孔３３，３３…が形成されている。

取付用凹部３０の底版下面側には、抜け止め部材１７のフランジ２４を覆うホルダー３５が備えられている。

ホルダー３５は、フランジ２４を覆うホルダー本体３６と、摺動子３７が摺動自在に支持された摺動支持部３８とを備えて一体に形成されている。

摺動子３７は、コイルスプリング３９によってホルダー本体３６内に付勢され、円形状に形成した摺動子３７の先端部がスプリング３９の力でフランジ２４の凹部２４ｂに嵌り込み、それによってフランジ２４は常に所定の角度で止まるようになっている。即ち、回転操作子１０は、所定の角度で止まるようになっている。

ゴム状シート１５は、図８に示すように、ゴム状のシート本体４０と、弾性支持部４１を介して支持された傾動押圧部４２とを備えて形成され、位置を合わせて取付用凹部３０の下面側より重ねることによって、傾動押圧部４２の一部が回転操作子１０側に突出し、回転操作子１０と係合するようになっている。

シート本体４０の周縁には、ケース部材１１の立ち上げ壁部４３の外側に嵌り込む周壁部４４が一体に立ち上げられている。

また、シート本体４０には、揺動ケース３１の支持突部３２の位置及び押圧式キースイッチ１９の位置に合わせて、回転操作子１０側に突出した円柱状の弾性押圧部４５，４５…が形成され、揺動ケース３１及び押圧式キースイッチ１９は、弾性押圧部４５の弾性により表面側に付勢されている。

この弾性押圧部４５のシート下面側は、円形の凹部の中央に接触部４６が一体に形成され、回路基板１２上に配置された押圧式スイッチの中心部を接触部４６により好適に押圧することができるようになっている。

傾動押圧部４２は、シート本体４０の回転操作子１０と対向する位置に配置され、長手方向が半径方向と直角を成す方向に向けられている。

この傾動押圧部４２は、シート本体４０に弾性支持部４１を介して支持された傾動部４７と、回転操作子１０の操作突片１８と互いに係合する被操作係合部４８とを備えている。

傾動部４７は、テーパ筒状の弾性支持部４１を介してシート本体４０に支持され、中央下向き（基板側）に突出した傾動支持部４９を一体に備えている。

この傾動部４７は、回路基板１２に対して傾動支持部４９を介して支持され、傾動支持部４９の先端部を基点として傾動するようになっている。

また、傾動部４７の両端部下側（基板側）には、それぞれカーボン材等の導電性材料をもって可動接点１４が形成されている。

被操作係合部４８は、傾動部４７の形状に合わせて合成樹脂材をもって直方体状に形成され、その上面中央部に回転操作子１０の操作突片１８と互いに係合する係合突片５０が一体に形成されている。

また、被操作係合部４８の両端部には、突出窓３４の周縁と互いに嵌りあう段部５１，５１が形成されている。

この被操作係合部４８の下面を傾動部４７の上面に重ね合わせ貼着することによって、傾動部４７と被操作係合部４８とが一体化され、回転操作子１０を回転させて操作突片１８を係合突片５０と互いに係合させることによって、傾動部４７を傾動させることができるようになっている。

回路基板１２は、図９に示すように、所定の位置に押圧式スイッチ５２，５２…が配置され、回転操作子１０の操作板部１６の表面を押すと、回転操作子１０が揺動し、揺動した方向の支持突部３２がゴム状シート１５の弾性押圧部４５を介して押圧式スイッチ５２を押圧してスイッチが接続されるようになっており、また、押圧式キースイッチ１９のキートップを押圧すると、ゴム状シート１５の弾性押圧部４５を介して押圧式スイッチ５２を押圧してスイッチが接続されるようになっている。

また、回路基板１２には、傾動押圧部４２の端部、即ち可動接点１４の位置に合わせて、一対の固定接点１３，１３からなる二組の接点群を備えている。

この固定接点１３，１３は、互いにコ字型に形成されて互いに噛み合わせるように配置されている。

尚、固定接点１３及び可動接点１４にカーボン材を使用した場合、金属接点に比べて長寿命化を実現することができ、金属製接点を使用した場合には、摩耗し易く入力寿命が５〜１０万回転程度であるのに対し、カーボン材を使用した場合には、１００万〜１０００万回の接触に対する耐久性を有し、１００万〜１０００万／（操作突片の数）分の回転に対する耐久性を有する。

この回転式入力装置は、回転操作子１０を回転させると、図１０（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、中立位置にある傾動押圧部４２の被操作係合部４８、即ち係合突片５０に回転板下面の操作突片１８が互いに係合し、更に回転させると被操作係合部４８を操作突片１８が押し、被操作係合部４８と一体化された傾動部４７が傾動支持部の先端部を支点として回転方向側に傾動させる。

それにより、傾動部４７の端部基板側面の可動接点１４が回路基板１２上の一対の固定接点１３間に架け渡されて接触し通電する。

そして、更に回転操作子１０を回転させると、図１０（ｂ）〜図１０（ｃ）に示すように、操作突片１８が被操作係合部４８の係合突片５０を乗り越え、傾動押圧部４２は、弾性支持部４１の弾性により中立位置に復帰する。

尚、上述の実施例では、ゴム状シート１５を単独で使用する例について説明したが、ゴム状シート１５は、図１１に示すように、キーボードスイッチを構成するキーボード用シート部５５と一体に形成するようにしてもよい。

また、被操作係合部６０は、上述の実施例に記載したものの他、図１２に示すように、上面中央に形成された係止凹部６１と、係止凹部６１の両縁部よりそれぞれ外側下向きに傾斜した傾斜部６２，６２とを備えたものを使用してもよく、この場合、回転操作子１０を回転させると、操作突片１８が傾斜部６２に係合し、傾動部４７を回転方向側に傾動させ、更に回転させると操作突片１８が係止凹部６１に嵌り込んで一旦中立位置に復帰し、更に回転させると操作突片１８が係止凹部６１の縁部に係合し、再度回転方向側に傾動部４７を傾動させた後、操作突片１８が被操作係合部６０より離れて傾動凹圧部４２が中立位置に復帰する。

また、被操作係合部は、係合部と一体に形成してもよい。

上述の実施例では、回転操作子１０が回路基板１２と平行配置にある例について説明したが、図１３に示すように、回転操作子１０が回路基板１２に対し直交配置としてもよい。その際、操作突片１８は、回転操作子１０の外周面に間隔を置いて形成する。

また、上述の実施例では、多方向入力装置を併用した例について説明したが回転入力装置単独で使用するようにしてもよい。

本発明に係る回転式入力装置は、テレビ、ビデオデッキ等のオーディオ機器及びその遠隔操作装置（リモコン）、携帯電話機やその他の携帯電子機器、その他あらゆる装置の操作系に適用することができる。

本発明に係る回転式入力装置の一例を示す平面図である。 同上の回転式入力装置の断面図である。 同上のＡ−Ａ線矢視図である。 同上の分解斜視図である。 同上の回転操作子を示す斜視図である。 （ａ）は同上の抜け止め部材を示す平面図、（ｂ）は同底面図、（ｃ）は同断面図である。 同上のケース部材に回転操作子を組み込んだ状態を示す底面図である。 （ａ）は図１中のゴム状シートを示す平面図、（ｂ）は同底面図である、（ｃ）は同Ｂ−Ｂ線矢視図である。 図１中の回路基板を示す平面図である。 同上の回転式入力装置の動作状態を説明するための断面図である。 同上のゴム状シートの他の一例を示す斜視図である。 同上の傾動押圧部の他の一例を示す断面図である。 本発明に係る回転式入力装置の他の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 回転操作子
１１ ケース部材
１２ 回路基板
１３ 固定接点
１４ 可動接点
１５ ゴム状シート
１６ 筒部
１７ 抜け止め部材
１８ 操作突片
１９ 押圧式キースイッチ
２０ キー露出孔
２１ 軸部
２２ 取付孔
２３ 取付突片
２４ フランジ
２４ａ 凹部
２５ 軸受孔
２５ａ 周壁部
３０ 取付用凹部
３１ 揺動ケース
３２ 支持突部
３３ 挿通孔
３４ 突出窓
３５ ホルダー
３６ ホルダー本体
３７ 摺動子
３８ 摺動支持部
３９ コイルスプリング
４０ シート本体
４１ 弾性支持部
４２ 傾動押圧部
４３ 立ち上げ壁部
４４ 周壁部
４５ 弾性押圧部
４６ 接触部
４７ 傾動部
４８ 被操作係合部
４９ 傾動支持部
５０ 係合突片
５１ 段部
５２ 押圧式スイッチ
５５ キーボード用シート部
６０ 被操作係合部
６１ 係止凹部
６２ 傾斜部

Claims (6)

1. 下面にその周方向に間隔を置いて複数の操作突片を有する円板状の回転操作子と、該回転操作子を回転自在に支持するケース部材と、前記回転操作子の下面と対向して配置された回路基板と、該回路基板上に配置された固定接点及び該固定接点と互いに対向する可動接点からなる接点接続構造とを備え、前記回転操作子を回転させることにより前記固定接点と可動接点とが接続されるようにしてなる回転式入力装置において、
   前記回転操作子と前記回路基板との間に絶縁材からなるゴム状シートを備え、
   該ゴム状シートには、ゴム状のシート本体と、該シート本体に弾性を有するテーパ筒状の弾性支持部を介して支持された傾動押圧部とを備え、
   該傾動押圧部は、前記弾性支持部を介してシート本体に支持されるとともに、基板側に一体に突出した傾動支持部を介して前記回路基板に対し傾動自在に支持された傾動部と、該傾動部の上面に一体化され、前記操作突片と互いに係合する、前記傾動部と別体に形成された被操作係合部とを備え、
   前記接点接続構造が前記回路基板上の前記傾動部の両端部と対応する位置に間隔を置いてそれぞれ配置され、
   前記回転操作子は、前記ケース部材に揺動自在に支持された揺動ケースを介して該ケース部材に支持させるとともに、前記回路基板の、前記回転操作子の下面側周縁部と対向する位置に複数の押圧式スイッチを備えるとともに、前記シート本体の前記押圧スイッチに対応する位置に弾性押圧部を備え、
   前記回転操作子を回転させ、前記操作突片を前記被操作係合部と係合させることにより、前記傾動部が前記回路基板に前記傾動支持部を介して支持されて回転操作子の回転方向側に傾動し、該傾動部が回転方向側に配置された可動接点を固定接点側に押圧されるとともに、前記回転操作子の表面側の前記押圧式スイッチに対応する部分を押圧することにより前記揺動ケースを介して前記シート本体の前記弾性押圧部が押圧されて前記押圧式スイッチが接続されるようにしたことを特徴としてなる回転式入力装置。
2. 接点接続構造は、基板に並べて配置された一対の固定接点と、傾動部の基板側両端部に支持された可動接点とを備え、傾動部を回転方向側に傾動させることにより前記可動接点が両固定接点間に架け渡されて接触する請求項１に記載の回転式入力装置。
3. 固定接点及び可動接点は、カーボン材をもって形成された請求項１又は２のいずれか１に記載の回転式入力装置。
4. 被操作係合部は、上面中央より突出し、操作突片と互いに係合する係合突片を備えた請求項１、２又は３のいずれか１に記載の回転式入力装置。
5. 被操作係合部は、上面中央に形成された係止凹部と、該係止凹部の両縁部よりそれぞれ外側下向きに傾斜した傾斜部とを備えた請求項１、２又は３のいずれか１に記載の回転式入力装置。
6. ゴム状シートは、テーパ筒状の復帰用弾性部を介して支持されたキートップ部を有するキーボード用シート部と一体されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか1に記載の回転式入力装置。

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