JP4998171B2

JP4998171B2 - 回転操作型入力装置

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Publication number: JP4998171B2
Application number: JP2007244831A
Authority: JP
Inventors: 芳夫中; 保山本; 巧西本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: US8184023B2; US20090079595A1; CN101394176B; JP2009076344A; CN101394176A

Description

本発明は、各種電子機器に搭載され、電子化された各種データの検索や各種入力操作を行うための入力操作部を構成する回転操作型入力装置に関するものである。

近年、各種電子機器の画面上に表示された各種項目の選択・確定操作を行うための回転操作型入力装置においても、電子機器の小型化、高密度化の進展に伴い薄型化が要望されると共に、低価格化への要望が高まっている。

このような従来の回転操作型入力装置について、図７および図８を用いて説明する。

図７は従来の回転操作型入力装置の断面図、図８は同分解斜視図であり、同図において、１は、円形中央孔１Ａを有する円形リング形状の円盤状で形成された樹脂製の操作体であり、その下面には、円形リング状に加工形成されたケイ素鋼板または磁性ステンレスなどからなる磁性板２が、またその磁性板２の下方には円形のリング状磁石３がそれぞれ同心で重ねて固定されている。

このリング状磁石３は、円周方向に所定角度でＮ極とＳ極が交互に着磁されたものとなっている。つまり、図８に示したリング状磁石３において、ハッチング箇所が所定角度範囲で着磁されたＮ極、それ以外の箇所がそれと同じ角度範囲で着磁されたＳ極を示している。

そして、４は、中央に円形の貫通孔４Ａを有する円形リング状に形成された樹脂製の基台で、貫通孔４Ａ周囲が上方に突出した内筒部４Ｂで形成されていると共に、その内筒部４Ｂから外周側に間隔を空けて同心で上方に突出形成されたリング状支持部４Ｃを備えている。

そして、操作体１は、図７に示すように、下面に円形リング状で突設された規制用突起１Ｂの内周面が、基台４の内筒部４Ｂの外周面に回転可能に係合されると共に、操作体１の外周下面部分が、基台４のリング状支持部４Ｃ上に支持されている。このとき、上記操作体１の下面に一体化されている上記リング状磁石３は、基台４の内筒部４Ｂとリング状支持部４Ｃとの間で構成されるリング状の空間内に位置している。なお、上記基台４の内筒部４Ｂとリング状支持部４Ｃとの間で構成されるリング状となった空間部分の底面位置には、所定角度範囲で逃がし孔４Ｄが設けられている（図８参照）。

５は、上記基台４の内筒部４Ｂとリング状支持部４Ｃとの間に構成されるリング状の底面部分に固定された操作感触発生用の固定磁石である。この固定磁石５は、上記底面部分に一つのみが固定され、固定磁石５上面と上記リング状磁石３下面とが、上下方向で所定間隔を保って近接する対向状態になるように配されている。

そして、１０は配線基板で、上記基台４の逃がし孔４Ｄに対応した位置にはＭＲ素子やホール素子などの磁界の強さの変化が検出できる検出素子１１が配され、また基台４の中央に設けられた貫通孔４Ａ内に対応する位置には押圧型スイッチ１３が配されている。

また、１２は上記検出素子１１や押圧型スイッチ１３上を含んで上記配線基板１０上を覆うように配された絶縁シートであり、その上方から操作体１を回転可能に係合させた基台４が載せられている。絶縁シート１２は、電子機器の筐体などからなる固定用部材２０の下方に突出形成された脚部２０Ａ下端で配線基板１０上にたるみなく押さえ込まれていると共に、その脚部２０Ａに設けられた内側段部２０Ｂで基台４の外縁部が押さえ込まれて基台４は位置決めされている。

そして、内側段部２０Ｂのさらなる内側上方位置には、水平方向に突出形成された上壁部２０Ｃが設けられており、操作体１の周縁部分がその下方に位置するように組み込まれることにより、操作体１は上方への抜け防止がなされている。なお、その上壁部２０Ｃの内側位置にあたる操作体１の上面中央位置には操作補助用の小突起１Ｃが設けられている。

次に、上記押圧型スイッチ１３の構成について説明すると、当該押圧型スイッチ１３は、円形ドーム状の可動接点１４が、その外周下端を配線基板１０上に設けられた図示しない外側固定接点上に載せられて、その上方を覆うようにして配された粘着テープ１７で配線基板１０に位置決め固定されている。そして、非操作状態では、可動接点１４の中央部下面は、配線基板１０上に設けられた図示しない中央固定接点に所定間隔を空けて対峙している。粘着テープ１７上は上述したように絶縁シート１２で覆われ、その上に載せられた基台４の貫通孔４Ａ内には、可動接点１４を押圧するための操作ボタン１８が上下動可能に配されている。

操作ボタン１８は、外周側に向かって突設された鍔部１８Ａを有し、非操作状態では、その鍔部１８Ａ上面が操作体１の円形中央孔１Ａを構成する内縁下面に当接して上方への抜け止めがされていると共に、操作ボタン１８の上端面は円形中央孔１Ａから上方に突出している。

従来の回転操作型入力装置は以上のように構成され、その動作は、円形リング状の操作体１の上面に対し、指などで水平面上での正逆回転方向に回転操作すると、操作体１は、基台４の内筒部４Ｂの外周面に沿いつつ、またリング状支持部４Ｃ上で支持されつつ水平に回転して、これにより操作体１に一体化されたリング状磁石３も共回りする。

そして、このリング状磁石３の回転移動に伴って磁界の分布状態が変動し、それが検出素子１１で検出されて所定の出力が得られ、上記検出素子１１からの出力によって操作体１の回転方向や回転量の判別がされる。また、それと同時に、基台４に固定された操作感触発生用の一つの固定磁石５が、リング状磁石３と吸引反発を繰り返すこととなり、この吸引反発力がクリック感触として感じられるようになる。

また、操作体１中央に配された操作ボタン１８を押下すると、絶縁シート１２および粘着テープ１７を介して可動接点１４の中央位置が操作ボタン１８の下面凸部で押圧される。その押圧力が所定の力を超えると、可動接点１４は上方凸状のドーム状部分が弾性反転して中央部下面が中央固定接点と接触し、これによって外側固定接点と中央固定接点とが導通したスイッチオン状態となる。

そして、操作ボタン１８への押下力を除くと、可動接点１４の自己復帰力によりドーム状部分が元の上方に膨らんだ状態に戻り、可動接点１４が中央固定接点から離間した図７に示した状態に戻るものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−２８１９７２号公報

しかしながら、上記従来の回転操作型入力装置は、リング状磁石３と固定磁石５とを対向させて配したものであったため、絶縁シート１２上に載せられる部位、すなわち基台４に操作体１が組み合わされて構成される機構構成部としては、少なくともリング状磁石３と固定磁石５とが所定のクリアランスを有して上下方向で積み重なる上下寸法が必要となり、当該構成では薄型化の要望に対応し難く、かつ複数個の磁石を用いる分、高価なものになるという課題があった。

そして、クリック感触を発生させるための固定磁石５に対しリング状磁石３を吸引反発させる構成であるため、その吸引反発力により明確なクリック感触が得られる利点を有する反面、操作体１が、基台４のリング状支持部４Ｃと固定用部材２０の上壁部２０Ｃとの間で上下動作をしてしまい、操作体１がリング状支持部４Ｃや上壁部２０Ｃへの衝突を繰り返し、その衝突による異音が発生するという課題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、機構構成部における薄型化が実現できて、安価な構成のものにできる回転操作型入力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、円形リング形状を含む円盤状の操作体と、上記操作体の下面に固定された磁性体製の第一誘導板と、上記操作体の回転中心に合わせて同心円上で上記操作体下面に配されるよう上記第一誘導板の第一平面部にそれぞれ配設された複数個の可動磁石と、上記操作体を下方から回転自在に支持する基台と、上記基台の下方位置または側方位置に配されて上記操作体の回転操作に伴う上記可動磁石からの磁界変化を非接触で検出する検出素子と、上記個々の可動磁石のそれぞれに対面可能なように上記可動磁石の配設角度位置と対応されて複数の第二平面部が上記基台に固定された磁性体製の板材から形成された第二誘導板とを備え、上記操作体の回転に応じて、上記複数個の可動磁石が上記第二誘導板の各第二平面部に同時に対面および離間する構成とした回転操作型入力装置であって、上記第一誘導板の第一平面部に下方曲げ部を設けると共に、上記第二誘導板の第二平面部に上記下方曲げ部に近接して対向配置状態となる上方曲げ部を設けて、上記可動磁石が上記第二平面部に対面状態となった際、両者が対向配置関係になって、上記可動磁石からの磁束が、上記第一誘導板の第一平面部とその下方曲げ部、および上記第二誘導板の第二平面部とその上方曲げ部を介して閉ループ状態で導かれて吸引状態となることを特徴とする回転操作型入力装置としたものである。

当該構成であれば、従来のもののように固定側の磁石を使う代わりに、磁性体製の板材からなる第二誘導板を用いて構成するもののため、基台や操作体・可動磁石などから構成される機構構成部の薄型化が容易に実現できて安価な回転操作型入力装置が提供できるという作用を有する。また、操作体の回転に応じて、複数個の可動磁石が第二誘導板の各第二平面部に同時に対面および離間する構成であるため、吸引状態と解除状態との差も大きく、それがクリック感触として感じられるものにできる上、操作体は全周に亘って均等に吸引状態または解除状態になるため、操作体の回転操作時における不用意な操作体の上下動作も少なく異音の発生も抑えられるという作用も有する。

さらには、上記可動磁石からの磁束が上記第一および第二誘導板を介して閉ループ状態で導かれる構成とすると、より大きい吸引力での吸引状態にでき、吸引状態となっていない解除状態との差がさらに大きくて明確なクリック感触が感じられるものにできるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、固定側の磁石を配さずとも回転操作時にクリック感触を得ることができる薄型で安価に構成できる回転操作型入力装置を得ることができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。

なお、従来の技術の項で説明した部分と同じ構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転操作型入力装置の断面図、図２は同分解斜視図、図３は同要部である第一誘導板の下面側からみた斜視図、図４は同要部である第二誘導板単体での上面側からみた斜視図である。なお、図１は、図２のＸ−Ｘ線における断面図である。

同図において、３１は、円形中央孔３１Ａを有する円形リング形状の円盤状で形成された樹脂製の操作体であり、その下面には、ケイ素鋼板または磁性ステンレス鋼板などの磁性体の板材からなる略円形リング状の第一誘導板３２が、中心位置を合わせて同心に重ねて固定されている。

この第一誘導板３２には、図３にも示したように、第一平面部３２Ａの水平な平坦面で形成された下面側に本体部が位置するようにアウトサート成形されて形成された略直方体の可動磁石３３が、第一誘導板３２つまり操作体３１と同心の円周上の位置に、等角度ピッチで八個配されている。それぞれの可動磁石３３は、同形状で個々に独立して第一平面部３２Ａに固定され、それぞれの下方側がＮ極またはＳ極の同一極で着磁されている。なお、各可動磁石３３は、周方向側においては、一つの可動磁石３３の円周方向側の幅寸法と同程度の間隔を空けてそれぞれ配され、その可動磁石３３どうし間の位置には第一平面部３２Ａ下面が表出している。

なお、可動磁石３３としては、上記第一誘導板３２に個々の可動磁石３３をアウトサート成形して一体化させる以外に、個々の磁石どうしの間を樹脂などで連結一体化したリング形状の構成として、それを第一誘導板３２の下面側に固定する等としてよく、さらには、一部分が開口した上面視Ｃ形リング状のものなどであってもよい。

そして、上記第一誘導板３２の第一平面部３２Ａは、上記可動磁石３３の径方向寸法より広いリング幅に形成されており、その各可動磁石３３の外周側にあたる径方向の外周端位置には、上記可動磁石３３の円周方向側の幅寸法と略同一寸法で径方向に沿って外側に突出する八つの突片部３２Ｂを有し、さらにその各突片部３２Ｂの先端が下方にＬ字状で折り曲げられた下方曲げ部３２Ｃに形成されている。

そして、可動磁石３３の上面位置、第一誘導板３２の第一平面部３２Ａおよび突片部３２Ｂの上面位置は略同一高さ位置に設定されており、その各上面部分は全て操作体３１下面に固定されている。なお、第一誘導板３２と可動磁石３３との一体化状態を安定化させるには、例えば図１にも示したように、第一誘導板３２の内周端側に傾斜部３２Ｄを設けておき、可動磁石３３の食いつきが高まるようにすればよい。

３４は、中央に円形の貫通孔３４Ａを有した円形リング状に形成された樹脂製の基台であり、その貫通孔３４Ａを形成する内周端位置には上方に突出した内筒部３４Ｂが設けられていると共に、外周端位置にも同様に上方に突出した外筒部３４Ｃが設けられている。

そして、上記操作体３１は、円形中央孔３１Ａを構成する内周位置に、下方に突出形成された円形リング状の規制用突起３１Ｂを有しており、その規制用突起３１Ｂの内周面が、基台３４の内筒部３４Ｂの貫通孔３４Ａ側となる壁面に回転可能に係合保持されて組み合わされ、また上記操作体３１の下面外周は、上記基台３４の外筒部３４Ｃ上で支持されている。上記のように操作体３１が基台３４に組み合わされた状態で、操作体３１下面に固定された第一誘導板３２は、基台３４の内筒部３４Ｂと外筒部３４Ｃとの間の円形リング状に形成される底面位置に対向配置状態となり、その円形リング状の底面位置には、磁性体製の板材からなる第二誘導板３５がインサート成形により固定されている。

この第二誘導板３５は、図４に示したように、中央リング部３５Ａと、その中央リング部３５Ａから、八個の可動磁石３３の配置角度に対応して、可動磁石３３の円周方向側の幅寸法と略同一寸法の平坦な矩形状で径方向の外方に向かって放射状に形成された八つの第二平面部３５Ｂと、各第二平面部３５Ｂの外周側先端のそれぞれがＬ字状に上方に折り曲げられて形成された上方曲げ部３５Ｃとからなり、それらはケイ素鋼板または磁性ステンレス鋼板などの一枚の磁性体製の板材を打ち抜き・曲げ加工を施すことにより一体形成されている。

そして、第二誘導板３５は、中央リング部３５Ａが基台３４の内筒部３４Ｂに埋設固定され、水平方向に伸びる各第二平面部３５Ｂの下面側は、基台３４の内筒部３４Ｂと外筒部３４Ｃとの間の底面位置に固定されている。さらに、上方曲げ部３５Ｃの外側面は、外筒部３４Ｃの内周面に固定されている。そして、各第二平面部３５Ｂの上面は、内筒部３４Ｂと外筒部３４Ｃとの間の底面位置においてそれぞれ上方に露出しており、また各上方曲げ部３５Ｃの内側面やその内側面側の上端角部や近傍の上端面も露出している。

そして、上記第二誘導板３５の第二平面部３５Ｂ上面に対し、操作体３１と一体化された可動磁石３３の下面は、図１に示したように、上下方向で所定のクリアランスを維持した対向配置状態になっている。また、第一誘導板３２に設けられた下方曲げ部３２Ｃは、第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃに対して回転中心側である内側に位置する設定としており、下方曲げ部３２Ｃの外側面と上方曲げ部３５Ｃの内側面との相互の間は極めて小さな空隙を有した対向配置関係になるようにしている。なお、第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃと第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃとの空隙を設ける箇所は、上記の箇所に限られることはなく、第一および第二誘導板３２および３５の形状を適宜設定して内周側に配置される等としてもよい。

以上に説明した操作体３１から基台３４までの各部材によって回転操作用の機構構成部が構成されている。ここに、当該構成のものは、上述したように、使用する磁石としては八個の単体構成の可動磁石３３のみであると共に、従来の固定磁石の代わりに第二誘導板３５を基台３４に固定した構成としている。このため、従来のものよりも使用する磁石の数や量が少ない分、安価に構成することができ、また第二誘導板３５を用いていることから、従来のものよりも薄型構成のものとして容易に実現できる。

そして、この回転操作用の機構構成部は、従来同様に基板構成部上に位置決めして配されて使用状態とされる。続いて、基板構成部について説明する。

基板構成部は、図２にも示したように、配線基板４０と、その上面に実装されたＭＲ素子、ホール素子などの磁界の強さの変化を検出できる二つの検出素子１１と、従来と同一構成の押圧型スイッチ１３と、その押圧型スイッチ１３を中心としてその周囲位置に９０度間隔で配設された四つの押圧型の周辺スイッチ５０とから構成されている。そして、それらの上方位置を覆うように、弾性を有する絶縁性ゴムからなるゴム製シート５５が配されている。なお、押圧型スイッチ１３は従来と全く同一構成のものである。そして、押圧型スイッチ１３上にあたるゴム製シート５５の下面位置には小径円柱状の押圧用凸部５６が突出形成されており、その押圧用凸部５６下端が、弾性金属薄板からドーム形状に形成された可動接点１４の中央位置に合わせて、その可動接点１４を位置決め固定している粘着テープ１７上に当接している。また、各周辺スイッチ５０も、押圧型スイッチ１３と同一構成のものであるが、中央位置の押圧型スイッチ１３と説明上で区分けする必要があるため、名称や符号を周辺スイッチ５０と表記している。そして、これらの周辺スイッチ５０においても、同様に、それぞれに対応してゴム製シート５５の下面に突出形成された小径円柱状の各押圧用凸部５７で作動可能な構成となっている。

そして、上記機構構成部は、可動磁石３３と検出素子１１が、ゴム製シート５５や基台３４を介して上下方向で対向配置関係となり、かつ押圧型スイッチ１３が基台３４の中央に設けられた貫通孔３４Ａ内の下方位置に配されるように、ゴム製シート５５上に載せられて回転操作型入力装置に構成されている。

なお、基台３４中央の貫通孔３４Ａ内には、操作ボタン４５が配され、その平坦面で形成された下端面はゴム製シート５５上に当接載置されている。この操作ボタン４５は、下端外周に突設された円形の鍔部４５Ａの外側面が基台３４の内筒部３４Ｂの内周壁で規制されつつ上下動可能となっており、操作されていない通常状態では、上記鍔部４５Ａの上面が、操作体３１の円形中央孔３１Ａを囲んで下方に向けて形成された規制用突起３１Ｂの下端に当接して上方への抜け止めがなされ、その状態で操作ボタン４５の上端は操作体３１の円形中央孔３１Ａから上方に表出している。

なお、ゴム製シート５５上に基台３４の底面を当接載置して配されている当該構成の機構構成部は、各周辺スイッチ５０の配置位置に応じた操作体３１上からの押圧操作で全体的にその方向に傾倒動作して、ゴム製シート５５を部分的に撓ませつつ、対応する押圧用凸部５７で当該位置に応じた周辺スイッチ５０を個々に作動できる構成ともなっている。

そして、上記機構構成部の操作体３１は、電子機器の筐体などにて構成された固定用部材６０の上壁部により位置規制されている。つまり、操作体３１の周辺フランジ部３１Ｄの上方に、水平方向に突出した固定用部材６０の上壁部が所定間隔を空けて位置するように組み込まれ、これによって操作体３１は上方への抜け防止がなされている。なお、その上壁部の内側位置にあたる操作体３１上面に設けられた小突起３１Ｃは固定用部材６０上面より若干上方に突出している。ここに機構構成部の全体の位置決めやゴム製シート５５の固定などを従来同様に固定用部材６０で行ってもよい。

本実施の形態による回転操作型入力装置は、以上のように構成され、次にその動作について説明する。

まず、操作体３１の小突起３１Ｃが設けられた上面に対し、指などにより水平面上で正逆方向に回転操作すると、操作体３１は、基台３４の内筒部３４Ｂの内周壁および外筒部３４Ｃの上端面で規制されつつ水平回転し、これに固定されている第一誘導板３２や各可動磁石３３も同時に共回りする。なお、その操作時には、操作体３１上に設けた小突起３１Ｃに指を引っ掛けて回転操作をすることができるため、指が滑り難くて操作し易く、しかも、その回転操作は指を離さずに連続して行うことができる。

そして、上記八個の可動磁石３３が回転方向に移動していくことにより磁界の強さの変化が発生し、それを配線基板４０に実装された二つの検出素子１１で検出して所定出力が得られる。それらの出力が、位相差を持つパルス出力で得られる配置とすれば、回転量と回転方向が検出できる、いわゆる回転型エンコーダとして機能するものにできる。

ここで、本発明による当該構成のものは、固定磁石を用いていない構成ではあるものの、上記の回転操作時において同時に従来の磁石どうしでの吸引反発力によるものと同程度の操作感触が得られるものとなっており、次にその内容について説明する。

当該構成のものは、第二誘導板３５の第二平面部３５Ｂを、可動磁石３３の円周方向側の幅寸法と同程度の幅に設定して、八個の可動磁石３３の配置位置と対応する等角度の８ヶ所に、その各上面が各可動磁石３３に対面可能すなわち面対向可能なように基台３４に露出させて固定した構成であるため、各可動磁石３３が、樹脂面に対面している状態から同一タイミングで各第二平面部３５Ｂに対面していくようにでき、またそれと同時に第一誘導板３２の各下方曲げ部３２Ｃが、基台３４に配された第二誘導板３５の各上方曲げ部３５Ｃに近づくようになる。すなわち、各可動磁石３３が、基台３４底面の樹脂面に対面している状態から回転操作されると、各可動磁石３３が各第二平面部３５Ｂに対面していくと同時に第一誘導板３２の各下方曲げ部３２Ｃが第二誘導板３５の各上方曲げ部３５Ｃに近づいていき、それにつれて図５の要部拡大断面図に矢印で示したように、可動磁石３３からの磁束が、第二誘導板３５の第二平面部３５Ｂからその上方曲げ部３５Ｃ、そして第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃ、突片部３２Ｂ、第一平面部３２Ａを介して可動磁石３３に戻る経路、つまり可動磁石３３を中心とした閉ループ状態で導かれるようになって、これにより吸引力が強まり、その大きく発生するようになる吸引力の作用で回転操作力が軽くなる。なお、上記吸引力が最も大きく働く角度位置は、可動磁石３３の下面全面が第二誘導板３５の第二平面部３５Ｂに対面すると共に、第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃの外側面と第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃの内側面とが径方向で最も近接して大きく重なる対向配置状態となる位置関係のときである。

続いて、その第二誘導板３５の各第二平面部３５Ｂに各可動磁石３３が対面している上記状態から回転操作されると、各可動磁石３３が基台３４底面の樹脂面に遠のくようになり、その際には、上記吸引力の作用により回転操作力が重くなり、各可動磁石３３が樹脂面に対面した際に、上記吸引力が最も小さい解除状態となる。

当該構成によるものは、上記動作が繰り返されて、回転操作時の操作感触が得られるものであり、円周上に八個の可動磁石３３を等角度ピッチで配設したものとしているので、操作体３１の一回転中で、その可動磁石３３の配置状態に応じた４５度間隔で回転操作力が重く感じられる箇所が八回発生する。さらに、可動磁石３３などを等角度の４５度ピッチで設けて同一タイミングで吸引状態および解除状態となる仕様にしているため、単独のものより八倍の吸引解除状態の感触の差が得られる上、操作体３１は、反発力を受けることなく全周に亘って均等に吸引状態または解除状態になる構成であるため、操作体３１の回転操作時に不用意に操作体３１が上下動作することも少なくなり、異音の発生も抑えられたものにできる。なお、各可動磁石３３を単体のものとして周方向で互いの間に間隔を有する配設状態とし、それに対応するように基台３４底面においても周方向で樹脂面と第二平面部３５Ｂが交互に位置するものとした当該構成であれば、上記解除状態となる角度位置を設けることが容易にでき好ましい。

以上のように、本実施の形態によるものは、可動磁石３３の回転移動に伴う磁界の強さの変動に応じた所定の出力が検出素子１１から得られると共に、複数個の可動磁石３３を同時に吸引状態または解除状態に移行させ、しかもその吸引角度位置では、可動磁石３３からの磁束を、可動磁石３３・第一誘導板３２・第二誘導板３５によって閉ループ状態で導いて吸引力を大きく発生させ、それを基に回転感触が生成されるものとしているため、基台３４側に固定磁石を設けずとも、磁性体製の板材からなる第二誘導板３５を固定したものであっても明確なクリック感触が得られる薄型のものとして実現することができる。さらに、使用する磁石としても、可動磁石３３のみという単体構成の個別磁石を用いた構成であるため、可動側の磁石自身としても従来のリング状のものより量的に少ない使用量で済み、固定磁石を必要としないことにそれも加わって材料費が低減できて安価に構成できる。

なお、上記回転操作をしていない非操作状態においては、操作体３１は、上述した吸引力が最大となる、可動磁石３３の下面全面が第二誘導板３５の第二平面部３５Ｂに対面し、第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃの外側面と第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃの内側面とが径方向で対向配置関係となる角度位置で確実に停止状態が維持され、不用意に回転することもない。

なお、可動磁石３３の材料、着磁条件、可動磁石３３と第二誘導板３５の第二平面部３５Ｂとの対面距離、第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃと第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃとの空隙の距離、および両部材の材質、形状によって吸引力の強さを変え、回転感触を適宜設定することも可能である。また、吸引力を向上させるには、上述したように第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃと第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃを設ける等して、可動磁石３３からの磁束が閉ループ状態で導かれる構成とすることが重要であるが、それらの曲げ部を設けずとも吸引力が十分確保できる場合には、それらを設けない構成としてもよい。

さらには、上記の事例では可動磁石３３のＮ極・Ｓ極を上下位置に向けて配したものを説明したが、例えば、操作体３１の径方向に沿ってＮ極・Ｓ極が配されたもの等としたり、第一誘導板３２の下方曲げ部３２Ｃと第二誘導板３５の上方曲げ部３５Ｃの設定位置を上述した外周側の位置以外に設定したものとしてもよい。また可動磁石３３からの磁界変化を検出するための検出素子１１も、機構構成部の下方位置の他、例えば機構構成部内の位置や所定間隔をあけた外方位置に横に並べて配した状態とすることも可能である。

続いて、押圧型スイッチ１３の押圧操作時の動作について簡単に説明する。

操作体３１の円形中央孔３１Ａから表出する操作ボタン４５の上端を指などで押し下げると、操作ボタン４５は、鍔部４５Ａの外側面が基台３４の内筒部３４Ｂの内周壁で規制されつつ下方に移動し、これによりゴム製シート５５の当該箇所が部分的に下方に撓みつつ可動接点１４の中央部が押圧用凸部５６で粘着テープ１７を介して押圧される。その押し下げ力が所定の大きさを超えると、図６に示すように、可動接点１４の中央部が節度を伴って反転動作してスイッチオン状態となり、上記操作ボタン４５に対する押圧操作力を除くと、可動接点１４は自らの弾性復帰力で節度を伴って元の形状に復元し、上記可動接点１４の復帰力にゴム製シート５５の復元力なども加わって操作ボタン４５は元の位置まで押し上げられて図１に示したスイッチオフ状態に戻る。

一方、周辺スイッチ５０に対しては、上記にも説明したように、各周辺スイッチ５０に応じた操作体３１上の位置を押圧して機構構成部を全体的にその方向に傾倒動作させて、ゴム製シート５５の対応する押圧用凸部５７により当該位置に配された周辺スイッチ５０を個々に作動させ、その押圧力が除かれると周辺スイッチ５０の復帰力にゴム製シート５５の復元力なども加わって元の図１に示す状態に戻る。

以上のように、本発明による回転操作型入力装置は、操作体３１の回転操作状態を非接触で検出することができ、非操作時には操作体３１の確実な停止状態が維持される薄型構成のものに実現することができる。さらに、複数個の可動磁石３３が同時に対応する第二平面部３５Ｂに対面および離間する仕様とし、その対面時には可動磁石３３からの磁束が閉ループ状態で導かれる形状の第一誘導板３２、第二誘導板３５を用いたことにより、固定側に磁石を用いずとも、回転操作時に操作力の強弱が大きく発生するものにでき、感触劣化の少ない良好な回転操作感触が長期に亘って維持される安価なものに実現することができる。

なお、上記に説明した回転操作型入力装置を例えば携帯電話機に搭載すると、筐体から表出した操作体３１の上面部分を回転操作してそれにより得られる検出素子１１からの第一信号で携帯電話機の表示部内に表示された電話番号簿などのリスト内から希望する電話番号が選択でき、押圧型スイッチ１３への押圧操作で得られる押圧型スイッチ１３からの第二信号で上記選択した電話番号の決定・確定や発信等がなされるようにすることができる。さらには、周辺スイッチ５０から得られる第三信号で、上記電話番号簿から他のメニューに切り替わり、同時に上記第一信号および第二信号もそのメニュー内に応じた割り当て信号に切り替わる設定などにすることもできる。以上に説明した使い方は、一つの事例であり、上記第一信号〜第三信号は適宜必要な機能に割り当てて様々な機能を作動可能なように構成すればよい。なお、当該回転操作型入力装置においては、特にその機構構成部自体の厚みが薄く構成でき、押圧型スイッチ１３や周辺スイッチ５０を含んでも従来よりも薄型構成にでき、しかも操作範囲に相当する投影面積が小さくコンパクトなものであるため、機器の薄型化や小型化にも寄与できる。

なお、押圧型スイッチ１３や周辺スイッチ５０は、上記に説明した構成以外のもの、例えば電子部品として完成された単体スイッチを配したもの等としてもよい。また、例えば押圧型スイッチ１３としては、二段動作タイプのスイッチや十字キーなどを配してもよい。さらには、押圧型スイッチ１３のみ、周辺スイッチ５０のみを配したものとしたり、または両者ともに配していない構成としてもよい。

また、押圧型スイッチ１３と周辺スイッチ５０を、個々の粘着テープ１７を用いて構成する代わりに、一枚の大きい粘着テープでそれぞれ対応する五つの可動接点１４を配線基板４０に位置決め固定して構成したもの等であってもよい。

本発明による回転操作型入力装置は、薄型で安価なものに実現できるという効果を有し、各種電子機器の電子化された各種データの検索や各種入力操作を行う入力操作部を構成する際等に有用である。

本発明の一実施の形態による回転操作型入力装置の断面図同分解斜視図同要部である第一誘導板の下面側からみた斜視図同要部である第二誘導板単体での上面側からみた斜視図同可動磁石からの磁束が閉ループ状態で導かれる状態を示す要部拡大断面図同操作体の中央位置に配された押圧型スイッチの動作状態を説明する断面図従来の回転操作型入力装置の断面図同分解斜視図

符号の説明

１１検出素子
１３押圧型スイッチ
１４可動接点
１７粘着テープ
３１操作体
３１Ａ円形中央孔
３１Ｂ規制用突起
３１Ｃ小突起
３１Ｄ周辺フランジ部
３２第一誘導板
３２Ａ第一平面部
３２Ｂ突片部
３２Ｃ下方曲げ部
３２Ｄ傾斜部
３３可動磁石
３４基台
３４Ａ貫通孔
３４Ｂ内筒部
３４Ｃ外筒部
３５第二誘導板
３５Ａ中央リング部
３５Ｂ第二平面部
３５Ｃ上方曲げ部
４０配線基板
４５操作ボタン
４５Ａ鍔部
５０周辺スイッチ
５５ゴム製シート
５６、５７押圧用凸部
６０固定用部材

Claims

円形リング形状を含む円盤状の操作体と、上記操作体の下面に固定された磁性体製の第一誘導板と、上記操作体の回転中心に合わせて同心円上で上記操作体下面に配されるよう上記第一誘導板の第一平面部にそれぞれ配設された複数個の可動磁石と、上記操作体を下方から回転自在に支持する基台と、上記基台の下方位置または側方位置に配されて上記操作体の回転操作に伴う上記可動磁石からの磁界変化を非接触で検出する検出素子と、上記個々の可動磁石のそれぞれに対面可能なように上記可動磁石の配設角度位置と対応されて複数の第二平面部が上記基台に固定された磁性体製の板材から形成された第二誘導板とを備え、上記操作体の回転に応じて、上記複数個の可動磁石が上記第二誘導板の各第二平面部に同時に対面および離間する構成とした回転操作型入力装置であって、上記第一誘導板の第一平面部に下方曲げ部を設けると共に、上記第二誘導板の第二平面部に上記下方曲げ部に近接して対向配置状態となる上方曲げ部を設けて、上記可動磁石が上記第二平面部に対面状態となった際、両者が対向配置関係になって、上記可動磁石からの磁束が、上記第一誘導板の第一平面部とその下方曲げ部、および上記第二誘導板の第二平面部とその上方曲げ部を介して閉ループ状態で導かれて吸引状態となることを特徴とする回転操作型入力装置。