JP5098928B2 - 入力装置およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、携帯電話機、ＰＣ、ＰＤＡ、テレビ、ビデオ等の電子機器に使用される入力装置に関する。

従来、入力装置としては、例えば、多方向にスライド可能に保持された操作部材と、この操作部材の外周部に配設された導電性の複数の可動接触部と、抵抗体が設けられ、前記操作部材の範囲に配置された複数の絶縁基板とを備え、複数の前記可動接触部のそれぞれが複数の前記抵抗体に対向して配置され、前記操作部材のスライド移動に伴って前記可動接触部が移動して、前記可動接触部が前記抵抗体に対して接触面積を可変するようにしたことを特徴とする多方向入力装置がある。

そして、前記多方向入力装置では、特許文献１の図１に示すように、駆動体１０の孔１０ｄから突出する操作体１１の鍔部１１ｂが、前記駆動体１０の孔１０ｃ内に抜け止めされている。
特開２００２−６２９８５号公報

しかしながら、前述の多方向入力装置では、前記操作体１１の鍔部１１ｂを駆動体１０の孔１０ｃ内に組み込み、前記操作体１１を摺動させて操作する必要がある。このため、前記鍔部１１ｂと前記孔１０ｃとの間に、鉛直方向および水平方向の隙間が常に存在する。この結果、入力装置の薄型化や小型化に限界があるだけでなく、前記操作体１１に傾きやガタツキが生じ、外部振動等を原因とする異音が発生しやすい。

一方、前述の鉛直方向の隙間を小さくしすぎると、例えば、筐体１２に外力が負荷された際に生じる変形で、駆動体１０に前記操作体１１が押圧され、誤動作するおそれがある。また、操作体１１の傾き，ガタツキを減少させるため、駆動体１０の孔１０ｄの高さ寸法および操作体１１の鍔部１１ｂの厚さ寸法を大きくすることにより、対向する摺動面積を大きくすると、薄型化できないとともに、操作体１１の鉛直方向の摺動動作によって摩耗しやすくなり、耐久性が低下するという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、入力操作に必要なマグネットの磁力を利用して操作部材を位置規制することにより、前記操作部材の傾き，ガタツキを防止するとともに、異音の発生を防止できる薄型で小型の入力装置、および、これを用いた電子機器を提供することを課題とする。

本発明にかかる入力装置は、前記課題を解決すべく、ハウジングに設けた操作孔内で多方向にスライド移動可能に支持された操作部材と、この操作部材の周囲に配置され、かつ、前記操作部材の変位による磁気の変化を検知する少なくとも２つの磁気センサーと、からなる入力装置であって、前記操作部材が、嵌合孔内に円環状マグネットを組み込んだホルダーと、下面に磁性材からなる円板プレートを一体化した中央押しボタンとからなり、前記円環状マグネット内に前記中央押しボタンを嵌合することにより、前記円環状マグネットに前記円板プレートを分離可能に吸着させて前記中央押しボタンを位置規制する構成としてある。

本発明によれば、ホルダーの円環状マグネットに中央押しボタンの円板プレートが吸着し、前記中央押しボタンが位置規制される。このため、中央押しボタンに傾きやガタツキが生ぜず、外部振動等による異音の発生も防止できる。
また、ホルダーと中央押しボタンとの隙間、特に、鉛直方向の隙間を最小限度とすることができるので、薄型で小型の入力装置が得られる。

本発明にかかる実施形態としては、中央押しボタンと円板プレートとを、同一の磁性材で一体成形してもよい。
本実施形態によれば、部品点数，組立工数が少なくなり、生産性が向上する。

本発明にかかる他の入力装置としては、ハウジングに設けた操作孔内で多方向にスライド移動可能に支持された操作部材と、この操作部材の周囲に配置され、かつ、前記操作部材の変位による磁気の変化を検知する少なくとも２つの磁気センサーと、からなる入力装置であって、前記操作部材が、嵌合孔内に円環状マグネットを組み込んだホルダーと、下面に円板プレートを一体化した中央押しボタンとからなり、前記中央押しボタンと円板プレートとを同一のマグネット材で一体成形し、かつ、前記円環状マグネットと同一極性とするとともに、前記円環状マグネット内に前記中央押しボタンを嵌合することにより、磁気の反発力で前記操作部材を位置規制する構成としてもよい。

本発明によれば、円環状マグネットに円板プレートが反発することにより、中央押しボタンが位置規制される。このため、前記中央押しボタンに傾きやガタツキが生ぜず、外部振動等による異音の発生も防止できる。

本発明にかかる別の入力装置としては、ハウジングを構成するカバープレートの操作孔内で多方向にスライド移動可能に支持された操作部材と、この操作部材の周囲に配置され、かつ、前記操作部材の変位を磁気の変化で検知する少なくとも２つの磁気センサーと、からなる入力装置であって、前記操作部材を、中央押しボタンの外周面に別体の円環状マグネットを一体化して形成し、磁性材からなる前記カバープレートの前記操作孔から前記中央押しボタンを操作可能に露出させるとともに、前記カバープレートの内側に前記円環状マグネットを分離可能に吸着させた構成としてある。

本発明によれば、カバープレートの内側に円環状マグネットが吸着し、前記中央押しボタンが位置規制される。このため、中央押しボタンに傾きやガタツキが生ぜず、外部振動等による異音の発生も防止できる。
また、ホルダーが不要となり、部品点数，組立工数が減少し、生産性が高いとともに、カバープレートと中央押しボタンとの隙間、特に、鉛直方向の隙間を最小限度とすることができるので、薄型で小型の入力装置が得られる。

本発明に係る実施形態としては、操作部材の中央押しボタンを、円環状マグネットと同一のマグネット材で一体成形してもよい。
本実施形態よれば、部品点数，組立工数が減少し、生産性が向上する。

本発明に係る他の実施形態としては、操作部材の下方側に位置するようにハウジング内に組み付けたプリント基板のうち、中央押しボタンの直下に位置する部分に、中央押しボタンスイッチを配置しておいてもよい。
本実施形態よれば、前記中央押しボタンで複合的な操作が可能となり、使い勝手の良い入力装置が得られる。

本発明にかかる電子機器としては、前述の入力装置の操作部材を、外部から操作可能に組み付けた構成としてある。

本発明によれば、中央押しボタンに傾きやガタツキが生ぜず、外部振動等による異音も発生しない電子機器が得られる。
また、薄型で小型の入力装置を組み込むことにより、より一層薄型で小型の電子機器が得られるという効果がある。

本発明にかかる実施形態を図１ないし図１０の添付図面に従って説明する。
第１実施形態は、図１ないし図７に示すように、ベースプレート１０と、フレキシブルプリント基板２０と、ベース３０と、位置規制バネ４０と、操作部材５０と、カバープレート６０と、からなるものである。

前記ベースプレート１０は、図３および図４に示すように、平面略方形の金属製薄板からなるものであり、４隅にカシメ孔１１を設けてあるとともに、対角線上に治具孔１２を設けてある。

フレキシブルプリント基板２０は、前記ベースプレート１０に載置可能な略円形のプリント基板本体部２１からリード部２２を延在したものである。前記プリント基板本体部２１には、平面略Ｘ字形状のドームシート２３が貼着一体化され、その中央部に中央押しボタンスイッチ２４が形成されているとともに、治具孔２５が設けられている。また、前記ドームシート２３の周辺にはホール素子２６が実装されている。一方、前記リード部２２には制御用ＩＣ２７が搭載されているとともに、その自由端部に接続部２８が形成されている。

ベース３０は、図５に示すように、断面略Ｈ字形状を有し、かつ、前記ベースプレート１０を被覆可能な平面方形状を有している。そして、前記ベース３０は、その表裏面の４隅にカシメ用突起３１を突設してある一方、表裏面に形成した凹所３２ａ，３２ｂの隅部に後述する復帰バネを係合するための貫通溝３３を形成してある。さらに、前記凹所の３２ａ，３２ｂの中央部には後述する操作部材５０を嵌合するための嵌合孔３４を設けてあるとともに、前記嵌合孔３４の外周縁部に前記ホール素子２６に嵌合するための切り欠き部３５を形成してある。

復帰バネ４０は、図６に示すように、弾性帯状材を平面略Ｊ字形状に屈曲した形状を有し、一端部に突設した係合突起４１を前記ベース３０の貫通溝３３に係合して位置決めされる。

操作部材５０は、円環状マグネット５５を組み付けたホルダー５１と、円板プレート５８を組み付けた中央押しボタン５６と、で構成されている。

ホルダー５１は、前記ベース３０内に位置決めされた前記復帰バネ４０の間に配置可能な外径を有する円板形状であり、その中央に設けた嵌合孔５２の上面縁部に鍔部５３を一体成形する一方、その下面縁部に環状リブ５４を突設してある。そして、前記嵌合孔５２に円環状マグネット５５を嵌合一体してある。なお、前記円環状マグネットはＮ極、Ｓ極を内外、上下、または、前後交互のいずれかで配置してある。

中央押しボタン５６は前記円環状マグネット内に嵌合可能な外径を有する円柱形状であり、その底面に操作用突起５７を有している。そして、前記操作用突起５７には、磁性材からなる同心円状の円板プレート５８を嵌合一体化してある。このため、前記円環状マグネット５５内に中央押しボタン５６を組み込むと、前記円板プレート５８が円環状マグネット５５に分離可能に吸着一体化し、中央押しボタン５６を位置規制する。

カバープレート６０は、前記ベース３０を被覆可能な平面略方形の金属製薄板からなり、その中央に前記操作部材５０を抜け止めできる直径の操作孔６１を有するとともに、その４隅部にカシメ孔６２を設けてある。

次に、前述の構成部品からなる入力装置の組立方法について説明する。
まず、ベースプレート１０の治具孔１２に図示しない治具である一対の位置決めピンを挿入して位置決めする。そして、ホール素子２６等を実装し、かつ、裏面に接着材を塗布したフレキシブルプリント基板２０の治具孔２５を前記位置決めピンに挿入し、ベースプレート１０に貼着一体化する。

そして、前記ベースプレート１０のカシメ孔１１にベース３０のカシメ用突起３１を嵌合してカシメ固定する。ついで、前記ベース３０の貫通溝３３に復帰バネ４０の係合用突起４１を嵌合して位置決めする。さらに、ホルダー５１の嵌合孔５２に円環状マグネット５５を嵌合一体化する一方、前記中央押しボタン５６の操作用突起５７に円板プレート５８を嵌合一体化する。そして、前記円環マグネット５５内に前記中央押しボタン５６を嵌合して組み付けることにより、前記円環状マグネット５５に円板プレート５８を吸着一体化させる。

ついで、ベース３０内に対向するように位置決めした復帰バネ４０の間に、前記操作部材５０を位置決めし、その環状リブ５４をベース３０の嵌合孔３４に嵌合して組み付ける。最後に、前記ベース３０のカシメ用突起３１にカバープレート６０のカシメ孔６２を嵌合し、カシメ固定する。

次に、前述の入力装置を携帯電話機に組み付けた場合の操作方法について説明する。
まず、操作部材５０をスライド移動させ、あるいは、回動させると、これに一体な円環状マグネット５５もスライド移動し、あるいは、回動する。このため、ホール素子２６が磁力の変化を検知し、これに基づいて操作部材５０の移動量、回動方向、回動量を検出する。

そして、その検出結果が図示しない制御回路を介してモニターの画面表示されたスクロールバーの移動あるいはモニター画面表示を上下または左右に移動させる。ついで、所望の位置にスクロールバーが到達した場合に、中央押しボタン５６を押すことにより、中央押しボタンスイッチ２４内の反転バネが反転し、対応する中央導電部を導通させて選択指令を出力する。
ついで、中央押しボタン５６から操作力を解除すると、前記中央押しボタンスイッチ２４内の反転バネが復帰するとともに、操作部材５０が復帰バネ４０のバネ力で元の位置に自動復帰する。

本実施形態にかかる操作部材５０では、中央押しボタン５６に一体化した円板プレート５８が、ホルダー５１に一体化した円環状マグネット５５に分離可能に吸着一体化する。このため、入力装置を薄型化、小型化できるだけでなく、前記中央押しボタン５６に傾きやガタツキが生じず、外部振動等による異音も生じない。また、前述のような不具合も生じないことから、構成部品を高い寸法精度で製造，組み立てる必要がなくなり、生産性が向上し、歩留まりが向上するという利点がある。

第２実施形態は、図８に示すように、中央押しボタン５６と円板プレート部５８ａとを磁性材で一体成形した場合である。
本実施形態によれば、部品点数，組立工数が減少し、生産性が向上するという利点がある。

前述の第１，第２実施形態では、円板プレート部５８ａの極性を円環状マグネット５５と同一の極性とすることにより、その反発力を利用して中央押しボタン５６を位置規制し、傾き，ガタツキを防止してもよい。

第３実施形態は、図９に示すように、中央押しボタン５６に円環状マグネット５５を一体に組み付ける一方、カバープレート６０を磁性材で形成し、前記円環状マグネット５５を吸着させる場合である。
本実施形態によれば、ホルダーが不要となり、部品点数，組立工数が減少し、生産性が向上するとともに、入力装置をより一層薄型化、小型化できるという利点がある。

第４実施形態は、図１０に示すように、マグネットからなる中央押しボタン５６と円環状部５５ａとを一体成形した場合である。
本実施形態によれば、部品点数，組立工数が減少し、生産性が向上するとともに、入力装置をより一層薄型化、小型化できるという利点がある。

また、前述の第３，第４実施形態では、カバープレート６０と円環状マグネット部５５ａとを同一の極性とし、その反発力を利用して中央押しボタン５６を位置規制してもよい。

本発明では携帯電話機に適用する場合について説明したが、ＰＣ等の他の電子機器に適用してもよいことは勿論である。

図１Ａ，１Ｂおよび図１Ｃは本発明に係る入力装置の第１実施形態を示す平面図、正面図および底面図である。 図２Ａ，２Ｂは図１で図示した入力装置の部分拡大平面図および断面図である。 図１で示した入力装置の上方から視た分解斜視図である。 図１で示した入力装置の下方から視た分解斜視図である。 図５Ａ，５Ｂおよび５Ｃは図３で示したベースの斜視図、平面図および正面図である。 図６Ａ，６Ｂおよび６Ｃは図３で示した復帰バネの平面図、正面図および斜視図である。 図７Ａ，７Ｂおよび７Ｃは図１で示した入力装置を示す部分平面図、断面図、部分拡大断面図である。 図８Ａ，８Ｂおよび８Ｃは入力装置の第２実施形態を示す部分平面図、断面図、部分拡大断面図である。 図９Ａ，９Ｂおよび９Ｃは入力装置の第３実施形態を示す部分平面図、断面図、部分拡大断面図である。 図１０Ａ，１０Ｂおよび１０Ｃは入力装置の第４実施形態を示す部分平面図、断面図、部分拡大断面図である。

符号の説明

１０：ベースプレート
２０：フレキシブルプリント基板
２４：中央押しボタンスイッチ
２６：ホール素子
３０：ベース
３３：貫通溝
３４：嵌合孔
４０：復帰バネ
５０：操作部材
５１：ホルダー
５２：嵌合孔
５３：鍔部
５５：円環状マグネット
５６：中央押しボタン
５７：円板プレート
６０：カバープレート

Claims (7)

1. ハウジングに設けた操作孔内で多方向にスライド移動可能に支持された操作部材と、この操作部材の周囲に配置され、かつ、前記操作部材の変位による磁気の変化を検知する少なくとも２つの磁気センサーと、からなる入力装置であって、
   前記操作部材が、嵌合孔内に円環状マグネットを組み込んだホルダーと、下面に磁性材からなる円板プレートを一体化した中央押しボタンとからなり、前記円環状マグネット内に前記中央押しボタンを嵌合することにより、前記円環状マグネットに前記円板プレートを分離可能に吸着させて前記中央押しボタンを位置規制することを特徴とする入力装置。
2. 中央押しボタンと円板プレートとを、同一の磁性材で一体成形したことを特徴する請求項１に記載の入力装置。
3. ハウジングに設けた操作孔内で多方向にスライド移動可能に支持された操作部材と、この操作部材の周囲に配置され、かつ、前記操作部材の変位による磁気の変化を検知する少なくとも２つの磁気センサーと、からなる入力装置であって、
   前記操作部材が、嵌合孔内に円環状マグネットを組み込んだホルダーと、下面に円板プレートを一体化した中央押しボタンとからなり、前記中央押しボタンと円板プレートとを同一のマグネット材で一体成形し、かつ、前記円環状マグネットと同一極性とするとともに、前記円環状マグネット内に前記中央押しボタンを嵌合することにより、磁気の反発力で前記操作部材を位置規制することを特徴とする入力装置。
4. ハウジングを構成するカバープレートの操作孔内で多方向にスライド移動可能に支持された操作部材と、この操作部材の周囲に配置され、かつ、前記操作部材の変位を磁気の変化で検知する少なくとも２つの磁気センサーと、からなる入力装置であって、
   前記操作部材を、中央押しボタンの外周面に別体の円環状マグネットを一体化して形成し、磁性材からなる前記カバープレートの前記操作孔から前記中央押しボタンを操作可能に露出させるとともに、前記カバープレートの内側に前記円環状マグネットを分離可能に吸着させたことを特徴とする入力装置。
5. 操作部材の中央押しボタンを、円環状マグネットと同一のマグネット材で一体成形したことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
6. 操作部材の下方側に位置するようにハウジング内に組み付けたプリント基板のうち、中央押しボタンの直下に位置する部分に、中央押しボタンスイッチを配置したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の入力装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の入力装置の操作部材を、外部から操作可能に組み付けたことを特徴とする電子機器。

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