(57)【要約】【課題】薄型で、磁界検出素子の高い感度特性を有効に活用できる操作入力装置を提供することにある。【解決手段】ベース１０と、上面に押しボタンスイッチ２１〜２５およびホール素子２９，２９ｂを実装し、ベース１０に積み重ねて一体化したプリント基板２０と、金属リング５１に押圧突起５９ａ〜５９ｄを一体化し、かつ、プリント基板２０上で上下動可能にベース１０に支持された操作具５０と、Ｎ極およびＳ極を交互に配置した環状マグネット６５を下面に組み付け、操作具５０の上面に回動自在に組み付けられた操作ダイヤル７０と、からなる。そして、操作ダイヤル７０を回動することにより、環状マグネット６５の磁束の変化をホール素子２９ａ，２９ｂで検知して回動方向を検出する。さらに、操作ダイヤル７０を押圧することにより、操作具５０の押圧突起５９ａ〜５９ｄで押しボタンスイッチ２２〜２５を操作する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に複数個の押しボタンスイッチおよび回転検出手段を実装したプリント基板と、金属製薄板部分と樹脂材部分とを一体化するとともに、押圧突起を有して前記プリント基板上で上下動可能に支持された操作具と、前記操作具の上面に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、からなり、
前記円盤型操作ダイヤルを回動することにより、前記回転検出手段で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、前記操作具の押圧突起で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。
【請求項２】
前記金属製薄板部分と樹脂材部分とを一体成形したことを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
【請求項３】
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たプリント基板と、前記プリント基板上で上下動可能に支持された操作具と、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、前記操作具の上面に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、からなり、
前記プリント基板に設けられた嵌合孔に、前記磁界検出素子の下方側を落とし込むとともに、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、前記操作具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。
【請求項４】
磁界検出素子の両側側面から側方に突出した端子を、プリント基板の嵌合孔の上面開口縁部に係止して電気接続したことを特徴とする請求項３に記載の操作入力装置。
【請求項５】
磁界検出素子の上方に環状マグネットを配置したことを特徴する請求項３または４に記載の操作入力装置。
【請求項６】
押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装したプリント基板の表裏面を絶縁性樹脂シートで被覆したことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の操作入力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開２００３−２８０７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記操作入力装置をより一層薄型化すべく、構成部品を相互に接近させると、絶縁特性が低下し、静電短絡が生じやすい。
【０００４】
また、前記操作入力装置をより一層薄型化すべく、例えば、従来例の図３に示した弧状片１４４，１４４を一体的に保持する環状の保持部１４６を薄肉にすると、突起１５０に繰り返し加わる押し下げ力により、前記保持部１４６が疲労破壊しやすいという問題点がある。
【０００５】
さらに、前記操作入力装置は、概略的に図示した図２Ｂから明らかなように、ベース１２０に取り付けたホールＩＣ１３６ａの斜め上方を回転検出用磁性体１５２が通過している。本来、磁気感度の見地よりすれば、前記ホールＩＣ１３６ａの真上を回転検出用磁性体１５２が通過するように配置することが好ましい。しかし、そのような配置にすると、前記操作入力装置全体の高さ寸法が大きくなり、薄型化を目指す携帯電話機等に使用できないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑み、薄型で、磁界検出素子の感度特性を有効活用できる操作入力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる操作入力装置は、前記課題を解決すべく、上面に複数個の押しボタンスイッチおよび回転検出手段を実装したプリント基板と、金属製薄板部分と樹脂材部分とを一体化するとともに、押圧突起を有して前記プリント基板上で上下動可能に支持された操作具と、前記操作具の上面に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、からなり、前記円盤型操作ダイヤルを回動することにより、前記回転検出手段で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、前記操作具の押圧突起で前記押しボタンスイッチを操作する構成としてある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、前記操作具が金属製薄板部分と樹脂材部分とが一体化して形成されているので、従来例よりも薄型化できるとともに、剛性に優れて破損しにくく、摺動性にも優れ、回転操作性の良好な操作入力装置が得られる。
【０００９】
本発明にかかる実施形態としては、前記金属製薄板部分と樹脂材部分とを一体成形してもよい。
本実施形態によれば、金属製薄板部分と樹脂材部分とを一体成形することにより、前述の効果に加え、生産性の高い操作入力装置が得られる。
【００１０】
また、本発明にかかる他の操作入力装置としては、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たプリント基板と、前記プリント基板上で上下動可能に支持された操作具と、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、前記操作具の上面に回動自在に組み付けられた円盤型操作ダイヤルと、からなり、前記プリント基板に設けられた嵌合孔に、前記磁界検出素子の下方側を落とし込むとともに、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、前記操作具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。
【００１１】
本発明によれば、磁界検出素子の下方側がプリント基板の嵌合孔に落とし込んで実装されるので、プリント基板の上面から突出する前記磁界検出素子の高さ寸法が小さくなり、高さ寸法の小さい薄型の操作入力装置が得られる。
【００１２】
本発明にかかる実施形態としては、磁界検出素子の両側側面から側方に突出した端子を、プリント基板の嵌合孔の上面開口縁部に係止して電気接続してもよい。
本実施形態によれば、プリント基板の嵌合孔に磁界検出素子を落とし込んで実装できるので、位置決めが容易となり、組立作業が容易な操作入力装置が得られる。
【００１３】
本発明にかかる他の実施形態としては、磁界検出素子の上方に環状マグネットを配置しておいてもよい。
本実施形態によれば、嵌合孔に落とし込んだ磁界検出素子の上方に環状マグネットを配置するので、磁界検出素子の磁気特性を有効活用できる薄型の操作入力装置が得られる。
【００１４】
本発明にかかる別の実施形態としては、押しボタンスイッチおよび磁界検出素子を実装したプリント基板の表裏面を絶縁性樹脂シートで被覆しておいてもよい。
本実施形態によれば、前記押しボタンスイッチおよび磁界検出素子が絶縁性樹脂シートで被覆されるので、装置の薄型化を図っても、静電短絡が生じにくく、絶縁性の高い操作入力装置が得られる。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明によれば、薄型で、磁界検出素子の磁気特性を有効活用できる電子機器が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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５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、図１に示すように、携帯電話機１内のプリント基板５に実装した操作入力装置２でモニター３のスクロールバー（図示せず）をスクロールし、後述する押しボタン３０等を介して選択指示を出すことができる。なお、４は前記プリント基板５に実装された押しボタンスイッチ、６はテンキー、７はマイク、８はスピーカーである。
【００１８】
前記操作入力装置２は、図３および図４に示すように、金属ベース１０と、フレキシブルな樹脂フィルムからなるプリント基板２０と、押しボタン３０と、固定リング４０と、操作具５０と、摺動シート６０、環状マグネット６５と、操作ダイヤル７０と、からなるものである。
【００１９】
前記金属ベース１０は、図３および図４に示すように、平面略円形であり、その中央部に一対の位置決め突起１１ａ，１１ｂを切り起こしてある。前記位置決め突起１１ａ，１１ｂは誤装着を防止すべく、巾寸法が異なっている。また、前記金属ベース１０は、その外側縁部近傍に治具孔１２ａ，１２ｂおよび嵌合孔１３ａ，１３ｂをそれぞれ対向する位置に設けてある。さらに、前記金属ベース１０は、その外周縁部に、前記位置決め突起１１ａ，１１ｂを間にして対向するように２対の弾性係合受け部１４ａ，１４ａ，１４ｂ，１４ｂをそれぞれ切り起こしてある。そして、前記弾性係合受け部１４ａ，１４ｂの間から取り付け孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄをそれぞれ有する舌片１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを側方にそれぞれ延在してある。
【００２０】
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、前記金属ベース１０と略同一の平面形状を有し、かつ、裏面に接着材を塗布して剥離紙に被覆された略円形の基板本体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。前記基板本体２０ａは、その中央に扁平な中央押しボタンスイッチ２１を配置してあるとともに、前記中央押しボタンスイッチ２１を間にして対向する位置に４個の扁平な押しボタンスイッチ２２〜２５を配置してある。また、基板本体２０ａは、前記中央押しボタンスイッチ２１を間にして対向する位置に位置決め孔２６ａ，２６ｂをそれぞれ設けてある。さらに、前記金属ベース１０の治具孔１２ａ，１２ｂおよび嵌合孔１３ａ，１３ｂに対応する位置に、治具孔２７ａ，２７ｂおよび嵌合孔２８ａ，２８ｂをそれぞれ設けてある。そして、対向する両側側面から端子２９ｃを側方にそれぞれ延在するホール素子２９ａ，２９ｂを、前記プリント基板２０の嵌合孔２８ａ，２８ｂにそれぞれ嵌合し、電気接続する。前記ホール素子２９ａ，２９ｂは嵌合孔２８ａ，２８ｂにそれぞれ落とし込むように実装されているので、前記ホール素子２９ａ，２９ｂが前記プリント基板２０の上面から高く突き出ることがない（図２Ｂ，図２Ｃ，図５）。このため、従来例よりも薄型の操作入力装置２が得られるという利点がある。
【００２１】
なお、前記押しボタンスイッチ２１〜２５および前記ホール素子２９ａ，２９ｂを実装したプリト基板２０は、位置決め孔２６ａ，２６ｂおよび治具孔２７ａ，２７ｂを除き、その表裏面全体が樹脂フィルムカバー２０ｃ（図５）で被覆され、絶縁性を高めてある。ただし、説明の便宜上、図１ないし図４には前記樹脂フィルムカバー２０ｃは図示されていない。
【００２２】
押しボタン３０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３１を一体成形してある。また、前記押しボタン３０は、その底面中央に押圧用突起３２（図４）を突設してあるとともに、前記環状リブ３１の外周面に、前記金属ベース１０の位置決め突起１１ａ，１１ｂにスライド係合するガイド用スリット３３ａ，３３ｂ（図４）を形成してある。
【００２３】
固定リング４０は、位置決め孔４１を後述する操作ダイヤル７０の下面に設けた位置決め突部７５（図４）にそれぞれ嵌合し、カシメ孔４２に前記操作ダイヤル７０のカシメ用突起７６をカシメ固定することにより、操作具５０に操作ダイヤル７０を回動自在に抜け止めするためのものである。
【００２４】
操作具５０は、平面略円形の金属リング５１に略環状の樹脂製台座部５８を一体成形したものである。前記金属リング５１は、その対向する外周縁部に方形孔５２ａを備えた延在部５２を延在するとともに、長孔５３ａを備えた膨出部５３を形成してある。そして、前記延在部５２および前記膨出部５３の外周縁部には弾性爪部５２ｂ，５３ｂがそれぞれ突設している。また、前記金属リング５１の裏面のうち、前記押しボタンスイッチ２２〜２５と対応する位置に、前記台座部５８から樹脂製の押圧用突起５９ａ〜５９ｄが突設している。前記台座部５８の内径は前記固定リング４０の外径よりも小さく形成してある。さらに、金属リング５１の内径は前記固定リング４０の外径よりも大きく形成してある。図２Ｂに示すように、台座部５８の内周面は、後述する操作ダイヤル７０の下面開口縁部７７の外周面と接し、操作ダイヤル７０の回転時に摺動することになるが、台座部５８が樹脂製であるため摺動性に優れている。なお、前記方形孔５２ａは、ホール素子２９ａ，２９ｂの磁束の通過を容易にするために設けられている貫通孔である。
【００２５】
このように、操作具５０を金属部分と樹脂部分とを一体化に構成することで、薄型化しても金属部分で剛性が確保できるとともに、樹脂部分で摺動性が確保できる。すなわち、操作具５０において、回転体保持部品としての剛性と摺動性とを両立できる。
なお、金属リング５１と台座部５８との一体化の方法としては、一体成形でもよいし、接着や嵌め込みなどの方法でもよい。
【００２６】
また、図４に示すように、押圧用突起５９ａ〜５９ｄの外側は、金属リング５１の隣り合う延在部５２と膨出部５３との間に相当し、金属部分の張り出しが無い。これは、操作ダイヤル７０の押し下げにより、操作具５０が傾いた際に、張り出しが接触して押圧用突起５９ａ〜５９ｄが押しボタンスイッチ２２〜２５を押せなくなることを防ぐためである。
なお、押圧用突起５９ａ〜５９ｄは台座部５８と一体に成形した樹脂製であってもよいし、台座部５８とは別の材質すなわち樹脂以外の材質であってもよい。押圧用突起５９ａ〜５９ｄは上述のように台座部５８の方に設けてもよいし、金属リング５１の方に設けてもよい。
【００２７】
摺動シート６０は、前記操作具５０の台座部５８の上面を被覆可能な同心円形状であり、所定の摩擦係数を有する樹脂材で形成されている。
【００２８】
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７４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７４に組み込まれても、前記操作具５０に接触しないように設計されている。このため、前記環状マグネット６５と一体に回動する操作ダイヤル７０は摺動シート６０を介して前記操作具５０の台座部５８上を摺動する。この結果、両者の間に作用する摩擦抵抗は小さく、円滑に操作できる薄型の操作入力装置２を得られるという利点がある。
【００２９】
操作ダイヤル７０は、その中心に押しボタン３０を嵌合する操作孔７１を設け、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とともに、外周縁部に抜け止め用環状リブ７３を設けてある。この抜け止め用環状リブ７３は、携帯電話機等の実装する電子機器の筐体からの抜け止めに使用される。また、図４に示すように、操作ダイヤル７０は、その下面に前記環状マグネット６５を嵌合，固定するための環状溝７４を同心円状に設けてある。さらに、前記操作孔７１の下面開口縁部７７に、前記固定リング４０を位置決めするための位置決め突部７５、および、カシメ固定するためのカシメ用突起７６を同心円状に突設してある。なお、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。
【００３０】
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１２ａ，１２ｂをそれぞれ挿入して位置決めする。一方、押しボタンスイッチ２１〜２５およびホール素子２９ａ，２９ｂをプリント基板２０の所定の位置に実装し、ついで、前記プリント基板２０の表裏面を、位置決め孔２６ａ，２６ｂおよび治具孔２７ａ，２７ｂを除き、樹脂フィルムカバー２０ｃで被覆する。そして、前記位置決めピンおよび位置決め突起１１ａ，１１ｂに前記プリント基板２０の治具孔２７ａ，２７ｂおよび位置決め孔２６ａ，２６ｂをそれぞれ挿入して位置決めし、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。
【００３１】
一方、操作ダイヤル７０の環状溝７４の底面のうち、その外周基部に環状マグネット６５を嵌合して接着固定するとともに、残る底面に摺動シート６０を貼り付けて一体化する。そして、前記操作ダイヤル７０の環状溝７４の底面と操作具５０の台座部５８とで摺動シート６０を挟持するように嵌合する。ついで、前記操作ダイヤル７０の位置決め突部７５に固定リング４０の位置決め孔４１を嵌合して位置決めし、前記カシメ用突起７６に前記固定リング４０のカシメ孔４２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４０との間に操作具５０および摺動シート６０が挟持されるとともに、前記操作具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。
【００３２】
ついで、前記プリント基板２０の押しボタンスイッチ２１の上方に押しボタン３０を位置決めするとともに、前記押しボタン３０のガイド用スリット３３ａ，３３ｂを前記ベース１０の位置決め突起１１ａ，１１ｂにそれぞれスライド係合する。そして、前記押しボタン３０に操作ダイヤル７０の嵌合孔７１を嵌合して抜け止めするとともに、前記金属ベース１０の弾性係合受け部１４ａ，１４ｂに、前記操作具５０の弾性爪部５２ｂ，５３ｂをそれぞれ係合することにより、組立作業が完了する。
【００３３】
本実施形態によれば、操作具５０はベース１０に回動しないように固定されている。そして、操作ダイヤル７０を押し下げることにより、操作具５０の押圧用突起５９ａ〜５９ｄが押しボタンスイッチ２２〜２５をそれぞれ押し下げ、押下操作機能を分担する。一方、操作具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。
【００３４】
また、本実施形態によれば、ベース１０の弾性係合受け部１４ａ，１４ｂに操作具５０の弾性爪部５２ｂ，５３ｂ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、前記操作具５０は押しボタンスイッチ２２〜２５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、前記摺動シート６０との間に生じる摩擦力により、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。
【００３５】
次に、前述の構成からなる操作入力装置２を組み込んだ携帯電話機１の操作方法について説明する。
携帯電話機１に組み込んだ操作ダイヤル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、一対のホール素子２９ａ，２９ｂ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３の画面表示にスクロールバー（図示せず）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３０を押すと、押圧用突起３２が中央押しボタンスイッチ２１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２Ｃに示すように、押圧用突起５９ｂを押し下げることにより、前記押圧用突起５９ｂの直下に位置する押しボタンスイッチ２３の反転バネを反転させて導通させてもよい。
【００３６】
なお、プリント基板２０の上面と操作具５０の下面との間に弾性パッドを配置し、操作具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。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは本発明にかかる操作入力装置を組み付けた携帯電話機の斜視図および要部斜視図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂ，２Ｃは、図１で示した操作入力装置の斜視図および部分断面図である。
【図３】図２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４】図２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５】図２で示した操作入力装置の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：携帯電話機
２：操作入力装置
１０：金属ベース
１１ａ，１１ｂ：位置決め突起
１２ａ，１２ｂ：治具孔
１３ａ，１３ｂ：嵌合孔
１４ａ，１４ｂ：弾性係合受け部
【００４０】
２０：プリント基板
２０ｃ：樹脂フィルムカバー
２１〜２５：押しボタンスイッチ
２６ａ，２６ｂ：位置決め孔
２７ａ，２７ｂ：治具孔
２８ａ，２８ｂ：嵌合孔
２９ａ，２９ｂ：ホール素子
２９ｃ：端子
【００４１】
３０：押しボタン
３１：抜け止め用環状リブ
３２：押圧用突起
３３ａ，３３ｂ：ガイド用スリット
【００４２】
４０：固定リング
４１：位置決め孔
４２：カシメ孔
【００４３】
５０：操作具
５１：金属リング
５２：延在部
５２ａ：方形孔
５３：膨出部
５２ｂ，５３ｂ：弾性爪部
５８：台座部
５９ａ〜５９ｄ：押圧用突起
【００４４】
６０：摺動シート
６５：環状マグネット
【００４５】
７０：操作ダイヤル
７１：操作孔
７２：滑り止め用突起
７３：環状リブ
７４：環状溝
７５：位置決め突部
７６：カシメ用突起
７７：下面開口縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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