(57)【要約】【課題】  回転体の側方に押釦スイッチや復帰バネの保持構造が不要で小型化を図ることのできる多方向入力装置を提供する。【解決手段】  基台１に回転体２を回転自在かつ回転面に沿う一方向に対しスライド自在に保持し、回転体２の回転入力とスライド入力とをなすものであって、回転体２は回転中心部の底面にカム山部２ａを有すると共に、カム山部２ａと連係するボール２１を設け、基台１は回転体２の回転中心部と対向する位置にドーム状の復帰バネ３１を備えると共に、復帰バネ３１は回転体２のスライド時にカム山部２ａに連係して移動するボール２１を復帰方向に付勢する。【選択図】  図４
2007103140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に回転体を回転自在かつ回転面に沿う一方向に対しスライド自在に保持し、上記回転体の回転入力とスライド入力とをなす多方向入力装置において、
上記回転体は回転中心部の底面にカム山部を有すると共に、該カム山部と連係するボールを設け、
上記基台は上記回転体の回転中心部と対向する位置にドーム状の復帰バネを備えると共に、該復帰バネは上記回転体のスライド時に上記カム山部に連係して移動するボールを復帰方向に付勢することを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
上記復帰バネは押釦スイッチの可動接点により構成したことを特徴とする請求項１記載の多方向入力装置。
【請求項３】
上記基台と回転体はオルダムジョイントを介して連結されることを特徴とする請求項１または２記載の多方向入力装置。
【請求項４】
上記カム山部は上記回転体の底面を円錐状に切欠いて形成されてなり、上記ボールは略上半分を上記カム山部に保持されると共に、略下半分を上記基台に取付けられたガイド部材に保持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多方向入力装置。
【請求項５】
上記基台は外周部に上記回転体の内周面と当接するストッパ部を周方向の所定範囲に有してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転操作と押圧操作とが可能な回転体を備え、これら２種類の操作入力に応じてそれぞれ電気信号を出力する多方向入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話等の電子機器に対する入力装置として、回転操作と押圧操作の両方が可能な回転体を備え、これら２種類の操作入力に応じてそれぞれ電気信号を出力する多方向入力装置が知られている。ここで押圧操作は、回転体の周面を押圧することにより、その回転面に沿ってスライドさせることによってなされる。このような多方向入力装置としては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】特許第２９２３２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の多方向入力装置においては、回転体の側方に押釦スイッチ及び押圧に対する復帰バネを配置し、スライドした回転体の動作を検出すると共に、元の位置に復帰させる。しかし、押釦スイッチや復帰バネを回転体の側方に配置していたために、押釦スイッチのためのスペースや、復帰バネの保持構造のためのスペースなどが必要となり、多方向入力装置の小型化を阻害していた。
【０００４】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、回転体の側方に押釦スイッチや復帰バネの保持構造が不要で小型化を図ることのできる多方向入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る多方向入力装置は、基台に回転体を回転自在かつ回転面に沿う一方向に対しスライド自在に保持し、上記回転体の回転入力とスライド入力とをなす多方向入力装置において、
上記回転体は回転中心部の底面にカム山部を有すると共に、該カム山部と連係するボールを設け、
上記基台は上記回転体の回転中心部と対向する位置にドーム状の復帰バネを備えると共に、該復帰バネは上記回転体のスライド時に上記カム山部に連係して移動するボールに対し復帰方向に付勢することを特徴として構成されている。
【０００６】
また、本発明に係る多方向入力装置は、上記復帰バネは押釦スイッチの可動接点により構成したことを特徴として構成されている。
【０００７】
さらに、本発明に係る多方向入力装置は、上記基台と回転体はオルダムジョイントを介して連結されることを特徴として構成されている。
【０００８】
さらにまた、本発明に係る多方向入力装置は、上記カム山部は上記回転体の底面を円錐状に切欠いて形成されてなり、上記ボールは略上半分を上記カム山部に保持されると共に、略下半分を上記基台に取付けられたガイド部材に保持されることを特徴として構成されている。
【０００９】
そして、本発明に係る多方向入力装置は、上記基台は外周部に上記回転体の内周面と当接するストッパ部を周方向の所定範囲に有してなることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る多方向入力装置によれば、回転体は回転中心部の底面にカム山部を有し、カム山部と連係するボールを設け、基台は回転体の回転中心部と対向する位置にドーム状の復帰バネを備え、復帰バネは回転体のスライド時にカム山部に連係して移動するボールに対し復帰方向に付勢することにより、回転体のスライドに対する復帰機構を回転体の内部に配置することができるので、回転体の側方に復帰バネの保持構造を配置しなくてもよく、小型化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る多方向入力装置によれば、復帰バネは押釦スイッチの可動接点で構成したことにより、押釦スイッチの復帰バネと回転体のスライドに対する復帰機構を兼用できるので、部品点数を少なくして組立てを容易にできると共に、さらなる小型化も図ることができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る多方向入力装置によれば、基台と回転体はオルダムジョイントを介して連結されることにより、回転体が回転動作とスライド動作を行うための機構を簡易に構成することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明に係る多方向入力装置によれば、カム山部は回転体の底面を円錐状に切欠いて形成され、ボールは略上半分をカム山部に保持されると共に、略下半分を基台に取付けられたガイド部材に保持されることにより、回転体のスライド動作をボールの上下動作に変換することができ、復帰バネをボールにより円滑に押圧することができる。
【００１４】
そして、本発明に係る多方向入力装置によれば、基台は外周部に回転体の内周面と当接するストッパ部を周方向の所定範囲に有してなることにより、回転体を所定の方向にのみスライドさせるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における多方向入力装置の分解斜視図を示している。本実施形態における多方向入力装置は、各種部品を納める略円形状の基台１と、その上部を覆うように設けられる略円形状の回転体２とを有している。回転体２は、基台１に対して回転及びスライド操作されるものであり、外周面には操作が行いやすいように凹凸が形成されている。また、基台１には、回転体２のスライド動作に応じてスイッチとして機能する接点部３と、回転体２の回転動作に応じて信号を出力する検出部４とが設けられている。
【００１６】
基台１は、図１に示すように同心円状に内側壁１２と外側壁１３とを有し、内側壁１２の内周面側に内側収容部１０を、内側壁１２と外側壁１３の間に外側収容部１１を、それぞれ形成している。また、基台１の底面からは、多方向入力装置を固定するための固定部１ａが２方向に突出しており、また出力を取り出すための端子部１ｂが１方向に突出している。
【００１７】
基台１の内側収容部１０には、底面にスイッチとして機能する接点部３が設けられ、そのうちドーム状の復帰バネからなる可動接点３１が露出している。また、内側収容部１０には中央部に貫通孔２０ａを有するリング状のガイド部材２０が可動接点３１の脱落を防止するように納められる。また、基台１の外側収容部１１には、カム山２２ａを外周側上面に備えたカム板２２と、カム板２２及び回転体２と連係する連係板２３と、回転体２の回転に伴ってカム板２２のカム山２２ａと係脱を繰り返す突起部２４ｂを有した弾性部材２４とが納められる。
【００１８】
カム板２２には、中央部に孔が形成されており、その周縁部の互いに対向する２個所に突起部２２ｂ、２２ｂが形成されている。また連係板２３には中央部にカム板２２よりも一回り大きい孔が形成されており、その周縁部には貫通状に４個所の連係部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが９０°毎に形成されている。カム板２２の２個所の突起部２２ｂ、２２ｂは連係板２３の互いに対向する２つの連係部２３ａ、２３ｃに係合し、残り２つの連係部２３ｂ、２３ｄは回転体２の底面に形成される突起部２ｂ、２ｂに係合する。
【００１９】
回転体２の底面には後述するように円錐状に切欠かれたカム山部２ａが形成されている。基台１の内側収容部１０に納められたガイド部材２０とカム山部２ａによって形成される空間にはボール２１が配置される。回転体２がスライド動作すると、その底面に形成されたカム山部２ａによってボール２１が押圧され、押圧されたボール２１はガイド部材２０に沿って下方に移動する。基台１の内側収容部１０の底面には上述のように復帰バネからなる可動接点３１が設けられており、下方に移動したボール２１は可動接点３１を押圧し固定接点３０の中央接点と周辺接点間を導通状態とする。その状態で可動接点３１は、ボール２１を復帰方向すなわち上方に付勢するので、回転体２のスライド動作における復帰機構を構成することができる。この構造の詳細についてはさらに後で詳述する。
【００２０】
図２には多方向入力装置の平面図を示している。この図に示すように、回転体２は基台１の上面を全面に渡って覆っており、固定部１ａと端子部１ｂがそれぞれ外方に突出している。回転体２は基台１に設けた可動スペーサ１ｃによって保持され基台１に対して回転自在であると共に、端子部１ｂの反対側から端子部１ｂ側に向かう図中の矢印Ｐの方向で、回転面に沿ってスライド自在となるようにしている。ここで、回転体２はどのような回転角度状態であってもスライド自在となるように、基台１に対してはいわゆるオルダムジョイントを介して連結されている。
【００２１】
図３には図２において回転体２を取り外した状態の平面図を示している。この図に示すように、カム板２２に形成された突起部２２ｂ、２２ｂは、連係部２３ａ、２３ｃの径方向略半分の領域と係合しており、外周面は連係板２３との間に隙間を有している。このため、連係板２３とカム板２２は回転時には共に回転し、一方で連係板２３はそのスライド時に、カム板２２に対して径方向に隙間分だけ移動することができる。また、回転体２の下面に設けられる突起部２ｂ、２ｂも同様に連係板２３の連係部２３ｂ、２３ｄと略半分だけ係合し、その外周面は連係板２３との間に隙間を有するので、回転体２と連係板２３は回転時には共に回転し、一方で回転体２はそのスライド時に、連係板２３に対してカム板２２とは９０°異なる方向に移動することができる。この組み合わせにより、回転体２の回転動作時には、連係板２３とカム板２２は共に回転し、一方で回転体２のスライド動作時には、カム板２２が基台１に対して固定された状態で回転体２のみまたは回転体２と連係板２３とがスライドする、オルダムジョイントを構成している。
【００２２】
連係板２３より外周側には、リング状の板バネからなる弾性部材２４が固定されている。弾性部材２４は、図１にも示すように互いに対向する２個所に下方に向かって突出する略Ｌ字状の固定部２４ａ、２４ａを有しており、これにより基台１に対して固定されている。また、弾性部材２４の下面には突起部２４ｂ、２４ｂが形成されており、回転体２の回転に伴ってカム板２２のカム山２２ａと係脱を繰り返し、回転操作に対するクリック感触を付与する。
【００２３】
基台１に形成された外側壁１３は、その上面が周方向の所定領域において外方に向かって延出されている。図３に示すように、周方向において２つの固定部１ａ、１ａ間であって、回転体２の押圧部分Ｐを含む領域には延出部１３ａが、周方向において固定部１ａ、１ａから端子部１ｂにかけての領域にはそれぞれ延出部１３ｂ、１３ｃが、それぞれ形成されている。このうち固定部１ａから端子部１ｂにかけての領域に形成された延出部１３ｂ、１３ｃは、回転体２の押圧部分Ｐを含む領域に形成された延出部１３ａよりもさらに外方まで延出している。回転体２の内周面は、どのような回転角度状態であっても、延出部１３ａとの間には隙間を有し、延出部１３ｂ、１３ｃとは当接する。このため、回転体２は押圧部分Ｐと端子部１ｂとを結ぶ線上の方向にのみスライドでき、それ以外の方向には延出部１３ｂ、１３ｃによりスライドできないようにしている。すなわち、延出部１３ｂ、１３ｃは回転体２のスライド動作に対するストッパ部として機能する。
【００２４】
図４には図２のＡ−Ａ断面図を、図５には図２のＢ−Ｂ断面図を、それぞれ示している。これら各図に示すように、回転体２のカム山部２ａは、回転体２の回転中心部底面に円錐状に形成される。また、ボール２１の略上半分はカム山部２ａに当接し、ボール２１の略下半分はガイド部材２０の貫通孔２０ａに保持された状態となっている。図４及び図５は、回転体２をスライド動作させる前の状態を示しており、接点部３を構成する可動接点３１はドーム状であってその下端周縁部が固定接点３０の周辺接点に当接し、中央接点とは離隔した状態となっている。そのため、周辺接点と中央接点とは非導通状態となっている。
【００２５】
接点部３は、図５に示すように基台１の底面に設けられた固定接点３０と、その上方を覆うように設けられるドーム状の可動接点３１とから構成されている。可動接点３１は上方から押圧されることにより変形し、頂部が基台１の底面に達すると固定接点３０の中央接点と接触し可動接点３１を介して中央接点と周辺接点とが導通した状態となり、そのスイッチ信号を端子部１ｂから外部機器へ出力する。また、可動接点３１は復帰バネにより構成されていることにより、変形すると復帰方向である上方に向かう弾性力を発生する。
【００２６】
また、基台１の外側収容部１１を構成する底面には、上述のように検出部４が設けられており、それと対向するカム板２２の底面側には検出部４に回転操作を検出させるためのパターン５が設けられている。このパターンと検出部４の端部に設けた摺動子とが回転体２の回転に伴って接離することにより、回転体２の回転操作を検出し、その回転パルス信号を端子部１ｂから外部機器へ出力する。
尚、回転体２の回転操作の検出は磁石とホール素子等の非接触のセンサーで行って回転パルスを検出するようにしても良い。また、回転角度に応じてオンオフを切り替えるスイッチで構成しても良く、その場合は回転角度の規制部材を設けるようにしても良い。
【００２７】
図４に示すように基台１の延出部１３ａと回転体２の内周面との間には隙間が設けられており、回転体２はＡ−Ａ断面内左右方向についてスライド自在とされている。一方、図５に示すように基台１の延出部１３ｂ、１３ｃと回転体２の内周面は当接しており、回転体２がＢ−Ｂ断面内左右方向にスライドすることはできないようにされている。
【００２８】
また、図４に示すようにオルダムジョイントを構成する連係板２３の連係部２３ｂ、２３ｄと回転体２の突起部２ａ、２ａは、上述のようにスライド方向の略半分の領域において互いに係合している。さらに、図４には弾性部材２４の突起部２４ｂが表されており、これがカム板２２のカム山２２ａと当接している。カム板２２は、オルダムジョイントを介して回転体２と連結されていることにより、回転体２が回転操作された際には回転するので、それによって弾性部材２４の突起部２４ｂはカム山２２ａと係脱を繰り返し、弾性部材２４の弾性力によってクリック感触が付与される。
【００２９】
図６には図４において回転体２をスライドさせた状態の断面図を示している。この図に示すように、回転体２は基台１に対して端子部１ｂ側にスライドし、回転体２の押圧部分の内周面は基台１の延出部１３ａ側に移動する。それに伴って回転体２の底面に形成された円錐状のカム山部２ａも移動し、その周面に当接しているボール２１は斜め下方に向かって押圧される。ここでボール２１はその略下半分をガイド部材２０によって保持されていることにより、ボール２１は鉛直下方に移動し、可動接点３１を下方に押圧する。これによって可動接点３１は変形し、頂部が基台１の底面にまで達し、固定接点３０の中央接点と周辺接点とが導通する。
【００３０】
可動接点３１は復帰バネからなることにより、スライド操作がなされた状態で可動接点３１は弾性力によりボール２１を上方に付勢している。このため回転体２の押圧を解除すると、可動接点３１は元の状態に復帰しようとしてボール２１を上方に押し上げる。それに伴って回転体２のカム山部２ａをボール２１が押圧し、回転体２を元の位置に復帰させる。このように回転体２のカム山部２ａとボール２１、ガイド部材２０及び可動接点３１によって、回転体２のスライド動作に対する復帰機構を構成している。
【００３１】
このように、回転体２のカム山部２ａとガイド部材２０によりボール２１を移動させて、復帰バネである可動接点３１を押圧するようにしたことにより、回転体２のスライド動作に対する復帰機構を回転体２の内部に設けることができるので、多方向入力装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態における多方向入力装置の分解斜視図である。
【図２】本実施形態における多方向入力装置の平面図である。
【図３】図２において回転体を取り外した状態の平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図４において回転体をスライドさせた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    基台
２    回転体
２ａ  カム山部
１２    内側壁
１３    外側壁
２０    ガイド部材
２１    ボール
２２    カム板
２３    連係板
２４    弾性部材
３０    固定接点
３１    可動接点
【図１】
2007103140.tif 000003
【図２】
2007103140.tif 000004
【図３】
2007103140.tif 000005
【図４】
2007103140.tif 000006
【図５】
2007103140.tif 000007
【図６】
2007103140.tif 000008