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JP4100409B2 - 操作入力装置およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

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JP4100409B2 JP2005106126A JP2005106126A JP4100409B2 JP 4100409 B2 JP4100409 B2 JP 4100409B2 JP 2005106126 A JP2005106126 A JP 2005106126A JP 2005106126 A JP2005106126 A JP 2005106126A JP 4100409 B2 JP4100409 B2 JP 4100409B2
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Description

本発明は、携帯電話機や携帯用音楽プレーヤーに適用できる操作入力装置に関する。
従来、携帯電話機等に使用される操作入力装置としては、例えば、ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、前記プリント基板上に載置された操作板と、N極およびS極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板上に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、からなるものがある。そして、前記操作入力装置は、前記操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記操作ダイヤルを押圧することにより、前記押しボタンスイッチを操作していた(特許文献1参照)。
特開2003−280799号公報
しかしながら、前記情報入力装置は、概略的に図示した図19から明かなように、ベース120に取り付けた保持環164を介して回転体(操作ダイヤル)154の周辺縁部を保持している。そして、前記回転体(操作ダイヤル)154に回動操作および押し下げ操作を行うことにより、図示しない押しボタンスイッチを駆動する。この場合、前記回転体154の周辺縁部を押し下げる際に、前記回転体154の上面周辺縁部が前記保持環164に当接すると、操作感触が悪くなるので、若干のギャップG1を設けてある。しかし、前記ギャップG1を設けることにより、上下方向にガタツキが生じる。このため、前記回転体154を上方に弾性部材で付勢することも考えられるが、そのような構成にすると、保持環164と回転体の上面周辺縁部とが接触することになり、前記回転体154を回動操作する際に摩擦が生じ、円滑な回動操作が得られないという問題点がある。
本発明にかかる操作入力装置は、前記問題点に鑑み、操作ダイヤルの上下方向のガタツキを無くし、円滑な回動操作を確保して操作感触の良い操作入力装置を提供することを課題とする。
本発明にかかる操作入力装置は、前記課題を解決すべく、ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、前記プリント基板上で上下動可能に外周縁部を前記ベースに支持された操作板と、N極およびS極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板の上面中央に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、前記操作板と前記円盤型操作ダイヤルとの間に配置した摺動シートと、からなり、前記操作板を下方側に付勢するように前記摺動シートの外周縁部を前記ベースに係止,支持し、前記円盤型操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記円盤型操作ダイヤルを押圧することにより、前記摺動シートおよび前記操作板を介して前記押しボタンスイッチを操作する構成としてある。
本発明では、ベースに上下動可能に支持された操作板に押し下げ操作機能を、前記操作板の上面に回動自在に組み付けた操作ダイヤルに回動操作機能を分担させている。このため、上下方向のガタツキを解消できるとともに、円滑な回動操作が可能となり、操作感触の良い操作入力装置が得られる。
特に、本発明によれば、摺動シートが操作板を下方に付勢するので、前記操作板の上下方向のガタツキをより一層確実に防止でき、操作感触が向上する。
また、本発明によれば、ベースに支持されたフレキシブルな摺動シートを介して操作板を支持し、前記摺動シートおよび前記操作板に押し下げ操作機能を、前記操作板の上面に回動自在に組み付けた操作ダイヤルに回動操作機能を分担させている。このため、上下方向のガタツキを解消できるとともに、円滑な回動操作が可能となり、操作感触の良い操作入力装置が得られる。
本発明にかかる実施形態としては、ベースから切り起こした弾性腕部で、操作板の下面を押し上げて付勢してもよい。
本実施形態によれば、操作板が上方に押し上げられているので、押しボタンスイッチに余計な負荷が作用せず、誤動作を防止できる。また、別部材からなる弾性腕部で操作板を押し上げる必要がないので、部品点数,組立工数が少なく、生産性の高い操作入力装置が得られる。
本発明にかかる他の実施形態としては、押しボタンスイッチと操作板との間に弾性パッドを配置しておいてもよい。
本実施形態によれば、圧縮された前記弾性パッドが前記操作板を上方に付勢し、上下方向のガタツキを防止できる。また、前記弾性パッドが組立誤差を吸収するので、高い組立精度を必要とせず、製造が容易になる。
本発明にかかる電子機器は、前述の操作入力装置を、外部から操作できるように円盤型操作ダイヤルを露出させて取り付けた構成としてある。
本発明によれば、上下方向のガタツキがなく、円滑な回動操作が可能な電子機器が得られるという効果がある。
本発明にかかる操作入力装置の実施形態を図1ないし図18の添付図面に従って説明する。
本実施形態にかかる操作入力装置は携帯電話機に適用した場合であり、図1に示すように、携帯電話機1に設けたモニター2内のスクロールバー(図示せず)を操作入力装置3でスクロールし、後述する押しボタン40等を介して選択指示を出すことができる。なお、4はテンキー、5はマイク、6はスピーカーである。
前記操作入力装置3は、図4および図6に示すように、フレキシブルなプリント基板20を貼着一体化した金属ベース10と、下面に中央押しボタンスイッチ29aおよび4個の押しボタンスイッチ29b〜29eを予め貼り付けた樹脂製フィルムカバー30と、前記中央押しボタンスイッチ29aを操作する押しボタン40と、前記金属ベース10に支持される操作板50と、前記操作板50の上面に載置される摺動シート60と、下面に環状マグネット65を嵌合,固定し、かつ、固定リング45をカシメ固定して前記操作板50に回動自在に取り付けられる操作ダイヤル70と、からなるものである。
前記金属ベース10は、図4に示すように、平面略方形であり、その中央部に一対の位置決め突起11,11を切り起こしてあるとともに、その外側に治具孔12,12をそれぞれ設けてある。また、前記金属ベース10は、各辺の縁部中央に弾性係合受け部13をそれぞれ切り起こしてある。
フレキシブルな樹脂フィルムからなるプリント基板20は、裏面に接着材を塗布して剥離紙に被覆された略方形の基板本体20aと、前記基板本体20aから延在するリード部20bとから形成されている。そして、前記基板本体20aは、その中央に同心円状の導電部21aを設けてあるとともに、前記導電部21aを中心として同心円状の導電部21b,21c,21d,21eを十文字状に配置してある。また、前記プリント基板20は、前記金属ベース10の位置決め突起11および治具孔12と対応する位置に、位置決め孔22および治具孔23をそれぞれ設けてある。さらに、前記基板本体20aは、その隅部に動作状態を知らせるLED24をそれぞれ実装してあるとともに、前記導電部21aを間にして対向するように一対のホール素子25a,25bを実装してある。
なお、前記導電部21a〜21eは同心円状だけでなく、例えば、平面視略C字形の一方の導電部の中央に、他方の導電部を配置して引き出すようにしたものであってもよい。
樹脂製フィルムカバー30は、前記基板本体20aに実装可能な平面形状を有し、接着材を塗布した裏面のうち、前記導電部21a〜21eと対応する位置に、貼り付け部31a〜31eを設けてある。前記貼り付け部31a〜31eには、押しボタンスイッチ29a〜29eを形成する扁平なドーム状反転バネがそれぞれ貼り付けられている。さらに、前記樹脂製フィルムカバー30は、前記金属ベース10の位置決め突起11および治具孔12と対応する位置に、位置決め孔32および治具孔33をそれぞれ設けてある。
押しボタン40は、後述する操作ダイヤル70の操作孔71に挿入可能な外周形状を有し、その外周下端縁部に抜け止め用環状リブ41を一体成形してある。また、前記押しボタン40は、その底面中央に押圧用突起42(図6)を突設けてあるとともに、前記環状リブ41の外周面に、前記金属ベース10の位置決め突起11に係合するガイド用スリット43を形成してある。
固定リング45は、後述する操作ダイヤル70の下面にカシメ固定することにより、操作板50に操作ダイヤル70を回動自在に組み付けるためのものである。
操作板50は、前記金属ベース10を被覆可能な平面略方形の樹脂成形品であり、その中心に嵌合孔51を設けてあるとともに、前記嵌合孔51の下面周辺縁部に環状段部52を形成してある(図6)。また、前記操作板50は、前記樹脂製フィルムカバー30の取り付け部31b〜31eと対応する位置に押圧用突起53b〜53eをそれぞれ突設してある。さらに、前記操作板50は、前記ホール素子25a,25bと対応する位置に方形孔54を設けてあるとともに、各辺の縁部中央に弾性爪部55を側方に突設してある。なお、前記方形孔54は、磁束の通過を容易にするために設けられている。
摺動シート60は、前記操作板50の上面を被覆可能な同心円形状であり、その外周縁部に前記金属ベース10の弾性係合受け部13に係合する弾性舌片61を設けてある。
環状マグネット65はN極およびS極を交互に配置したものであり、後述する操作ダイヤル70の環状溝75に嵌合,固定される。特に、本実施形態によれば、環状マグネット65が操作ダイヤル70の環状溝75に埋設され、前記摺動シート60に直接接触しない。このため、操作ダイヤル70に作用する摩擦抵抗が小さく、円滑に操作できる薄型の操作入力装置3を得られるという利点がある。
操作ダイヤル70は、その中心に押しボタン40を嵌合する操作孔71を設けてあるとともに、その上面周辺に滑り止め用突起72を放射状に均等のピッチで設けてある。また、図6に示すように、操作ダイヤル70は、前記操作孔71の下面周辺縁部に、前記固定リング45をカシメ固定するための環状突部73を同心円状に設けてあるとともに、前記環状突部73の下面にカシメ用突起74を突設してある。さらに、前記環状突部73の外側には前記環状マグネット65を嵌合,固定するための環状溝75を同心円状に設けてある。なお、円盤型操作ダイヤル70は、必ずしも円形である必要はなく、回動可能であれば、例えば、正八角形であってもよい。
次に、前述の構成部品の組立工程について説明する。
まず、図示しない治具の一対の位置決めピンに前記金属ベース10の治具孔12を挿入して位置決めする。ついで、ホール素子25a,25bおよびLED24を所定の位置に実装したプリント基板20の治具孔23および位置決め孔22を、前記治具の一対のピンおよび前記金属ベース10の位置決め突起11にそれぞれ挿入し、前記金属ベース10に前記プリント基板20を貼着一体化する。さらに、樹脂製フィルムカバー30の貼り付け部31a〜31eに押しボタンスイッチ29a〜29eとなるドーム状反転バネをそれぞれ貼着一体化する。そして、前記樹脂製フィルムカバー30の治具孔33および位置決め孔32を、前記治具の一対の位置決めピンおよび前記金属ベース10の位置決め突起11にそれぞれ挿入することにより、前記樹脂フィルム30を前記プリント基板20に貼着一体化し、前記樹脂フィルム30に貼り付けた反転バネからなる押しボタンスイッチ29a〜29eが形成される。
一方、操作ダイヤル70の環状溝75に環状マグネット65を嵌合して接着固定する。そして、前記操作板50の上面に摺動シート60を位置決めし、嵌合孔51に操作ダイヤル70の環状突部73を嵌合する。そして、突出する前記操作ダイヤル70の環状突部73に固定金具45を位置決めし、前記環状突部73のカシメ用突起74に前記固定金具45のカシメ孔46を挿入してカシメる。これによって、操作ダイヤル70と固定リング45との間に操作板50および摺動シート60が挟持されるとともに、前記操作板50に摺動シート60を介して操作ダイヤル70が回動自在に支持される。
そして、図3に示すように、前記プリント基板20の押しボタンスイッチ29aの上方に押しボタン40を位置決めする。そして、前記押しボタン40に操作ダイヤル70の嵌合孔71を嵌合するとともに、前記前記金属ベース10の弾性係合受け部13に、前記操作板50の弾性爪部55および摺動シート60の弾性舌片61を係合することにより、組立作業が完了する。ただし、摺動シート60の弾性舌片61は下方側に少し折り曲げられた状態で弾性係合受け部13に係合し、付勢力を生じている。
本実施形態によれば、操作板50はベース10に回動しないように固定され、操作ダイヤル70の押し下げにより、押しボタンスイッチ29a〜29eを押し下げる押下操作機能を分担する。一方、操作板50の上面に回動自在に組み付けられた操作ダイヤル70が回動することにより、回動操作機能を分担する。
したがって、本実施形態によれば、ベース10の弾性係合受け部13に操作板50の弾性爪部55を係合してあるので、水平方向のガタツキを防止できる。
また、前記操作板50は押しボタンスイッチのバネ力で上方に付勢されているので、上下方向におけるガタツキが生じない。
さらに、摺動シート60の弾性舌片61が前記弾性係合受け部13に係合することにより、前記操作板50を下方側に付勢し、前記操作板50の上下方向のガタツキをより一層確実に防止できる。また、前記摺動シート60は前記操作ダイヤル70を上方にも付勢する。このため、操作ダイヤル70が慣性力で回り過ぎることを抑制でき、誤操作が生じにくいという利点がある。
なお、前記操作板50と操作ダイヤル70との間に配置した摺動シート60の弾性舌片61だけを、前記ベース10の弾性係合受け部13に係合することにより、操作板50および操作ダイヤル70を支持してもよい。
次に、前述の構成からなる操作入力装置3の操作方法について説明する。
操作ダイヤル70を回動することにより、これと一体に環状マグネット65が回動すると、一対のホールIC25a,25bが磁界の変化をそれぞれ検知し、これに基づいて回動方向および回動量を検出する。
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2の画面表示にスクロールバーの移動として反映される。ついで、所望の位置にスクロールバーが到達した場合に、押しボタン40を押すことにより、押圧用突起42で中央押しボタンスイッチ29aを操作し、選択指令を出力する。
また、操作ダイヤル70の周辺部、例えば、図8に示すように、押圧用突起53eを押し下げることにより、前記押圧用突起53eの直下に位置する押しボタンスイッチ29eの反転バネを反転させて導通させてもよい。
第2実施形態は、図9ないし図13に示すように、金属ベース10の周辺縁部から切り起こした弾性腕部14で操作板50を上方に付勢することにより、上下方向のガタツキを防止する場合である。同一部分には同一番号を附して説明を省略する。
本実施形態によれば、操作板50が上方に押し上げられているので、押しボタンスイッチ29a〜29eに余計な負荷が作用せず、誤動作を防止できる。また、別体の弾性腕部を必要としないので、部品点数,組立工数が少なく、生産性の高い操作入力装置が得られる。
第3実施形態は、図14ないし図17に示すように、各押しボタンスイッチ21a〜21e上に樹脂製フィルムカバー30を介して弾性パッド34をそれぞれ載置した場合である。なお、第1実施形態と同一部分には同一番号を附して説明を省略する。ただし、説明の便宜上、図14および図15において樹脂製フィルムカバー30は図示されていない。
本実施形態によれば、前記弾性パッド34を載置して操作板50を上方に押し上げることにより、上下方向のガタツキを防止できる。特に、多数の部品を組み付けることによって生じる集積誤差を前記弾性パッド34が吸収できるので、高い組立精度を必要とせず、製造が容易な操作入力装置が得られる。
なお、図18は前述の原理を示したものであり、図中の操作板50を付勢している弾性体が、前述の各実施形態では、摺動シート60、弾性腕部14、弾性パッド34に相当する。
また、弾性パッドは、プリント基板20の上面と操作板50の下面との間に配置し、操作板50を上方側に付勢することにより、ガタツキを防止してもよい。
本発明にかかる操作入力装置は携帯電話機に限らず、他のモバイル機器やそ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は本発明にかかる操作入力装置の第1実施形態を組み込んだ携帯電話機の正面図、図1Bは前記操作入力装置の拡大正面図である。 図2A,2Bは図1で示した操作入力装置を上下方向からそれぞれ視た斜視図である。 図2Aで示した操作入力装置の一部を分解して上方から視た分解斜視図である。 図2Aで示した操作入力装置の上方から視た分解斜視図である。 図2Bで示した操作入力装置の一部を分解して下方から視た分解斜視図である。 図2Bで示した操作入力装置の下方から視た分解斜視図である。 図7A,7Bおよび7Cは図1で示した操作入力装置の正面図、図7AのB−B線断面図およびC−C線断面図である。 図8A,8Bおよび8Cは図1で示した操作入力装置の正面図、図8AのB−B線断面図およびC−C線断面図である。
図9A,9Bは本発明にかかる操作入力装置の第2実施形態を上下方向からそれぞれ視た斜視図である。 図10A,10Bは図9A,9Bで示した斜視図の断面図である。 図9Aで示した操作入力装置の上方から視た分解斜視図である。 図9Bで示した操作入力装置の下方から視た分解斜視図である。 図13A,13Bおよび13Cは図9で示した操作入力装置の正面図、図13AのB−B線断面図およびC−C線断面図である。
図14A,14Bは本発明にかかる操作入力装置の第3実施形態を上下方向からそれぞれ視た斜視図である。 図15A,15Bは図14A,14Bで示した斜視図の断面図である。 図14Aで示した操作入力装置の上方から視た分解斜視図である。 図14Bで示した操作入力装置の下方から視た分解斜視図である。 本発明にかかる操作入力装置の動作原理を示す概略断面図である。 従来例にかかる操作入力装置の動作原理を示す概略断面図である。
符号の説明
3:操作入力装置
10:金属ベース
11:位置決め突起
12:治具孔
13:弾性係合受け部
14:弾性腕部
20:プリント基板
21a〜21a:導電部
22:位置決め孔
23:治具孔
24:LED
25a,25b:ホール素子
29a〜29e:押しボタンスイッチ
30:樹脂製フィルムカバー
31a〜31e:貼り付け部
32:位置決め孔
33:治具孔
40:押しボタン
41:抜け止め用環状リブ
42:押圧用突起
43:ガイド用スリット
50:操作板
51:嵌合孔
52:環状段部
53b〜53e:押圧用突起
54:方形孔
55:弾性爪部
60:摺動シート
61:弾性舌片
65:環状マグネット
70:操作ダイヤル
71:操作孔
72:滑り止め用突起
73:環状突部
74:カシメ用突起
75:環状溝

Claims (4)

  1. ベースと、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装し、前記ベースに積み重ねて一体化したプリント基板と、前記プリント基板上で上下動可能に外周縁部を前記ベースに支持された操作板と、N極およびS極を交互に配置した環状マグネットを下面に組み付け、前記操作板の上面中央に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、前記操作板と前記円盤型操作ダイヤルとの間に配置した摺動シートと、からなり、
    前記操作板を下方側に付勢するように前記摺動シートの外周縁部を前記ベースに係止,支持し、前記円盤型操作ダイヤルを回動することにより、前記環状マグネットの磁束の変化を前記磁界検出素子で検知して回動方向を検出する一方、前記円盤型操作ダイヤルを押圧することにより、前記摺動シートおよび前記操作板を介して前記押しボタンスイッチを操作することを特徴とする操作入力装置。
  2. ベースから切り起こした弾性腕部で、操作板の下面を押し上げて上方に付勢したことを特徴とする請求項1に記載の操作入力装置。
  3. 押しボタンスイッチと操作板との間に弾性パッドを配置したことを特徴とする請求項1または2に記載の操作入力装置。
  4. 請求項1ないしのいずれか1項に記載の操作入力装置を、外部から操作できるように円盤型操作ダイヤルを露出させて取り付けたことを特徴とする電子機器。
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