(57)【要約】【課題】入力装置およびその入力装置用操作体の製造方法に関し、誤検出がなく、検出レベルの安定したものを提供することを目的とする。【解決手段】球形の操作体２１内に埋設された磁性体２２は、中核部２３から略円柱状の複数の突起部２４が操作体２１の表面に向けて所定間隔で放射状に突出し、その表面に所定厚みで絶縁樹脂製の被膜３１が形成されて、被膜３１先端で第２の仮想球体を構成している。磁性体２２の突起部２４先端の被膜３１が圧縮変形した状態で磁性体２２の位置を固定して、磁性体２２をインサート成形して形成した球形の操作体２１を用いて入力装置を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部から所定間隔で放射状に突出した複数の突起部を有する磁性体をインサート成形により埋設した球形で絶縁樹脂製の操作体と、その操作体の回転を検出する複数の磁気センサが配設された磁気検出ユニットとを備えた入力装置であって、上記磁性体は上記複数の突起部の少なくとも先端に所定厚みの被膜が設けられ、インサート成形後に上記被膜が上記操作体の表面に露出状態になされていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の入力装置に用いる操作体の製造方法であって、中心部から放射状に突出した複数の突起部の先端が仮想球体を構成する磁性体の上記複数の突起部の少なくとも先端に所定厚みの絶縁樹脂製の被膜を形成する工程と、その被膜が形成された上記磁性体を樹脂成形用金型内に収めて上記被膜の厚み寸法内で上記被膜を圧縮変形させて上記磁性体を位置決めして型閉めする工程と、上記樹脂成形用金型内に絶縁樹脂を充填して球形の操作体を形成する工程とからなる入力装置用操作体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の入力操作部に用いられる入力装置およびその入力装置用操作体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡに代表される各種電子機器の小型化、多機能化に伴ってその入力操作部に用いられる入力装置も小型で操作性と感度の良いものが求められている。
【０００３】
このような従来の入力装置について、図６〜図８を用いて説明する。
【０００４】
図６は従来の入力装置の断面図、図７は同分解斜視図であり、同図において、１は球形で絶縁樹脂からなる操作体、２は操作体１内に埋設された磁性体で、中核部３から略円柱状の複数の突起部４が操作体１の表面に向けて所定間隔で放射状に突出している。
【０００５】
５は下方開口で上面に中央孔を有した金属薄板製の上ケース、６は上方開口で金属薄板製の下ケースで、上ケース５と下ケース６で構成される空間内に操作体１が回転可能に収納されると共に、操作体１上部が上ケース５の中央孔から突出している。
【０００６】
７は円形孔を有した略板状のカバー、８は中孔を有し、角部に固定突起８Ａを突出した枠状の保持体で、カバー７を介して、操作体１を収納した上ケース５と下ケース６の上方に突出した固定突起８Ａが潰しカシメされて一体に固着している。
【０００７】
そして、９はフレキシブル基板で、操作体１下方位置に略円筒状の磁石１０が載置され、その磁石１０の内周に磁場を検出する磁気検出ユニット１１が実装されている。この磁気検出ユニット１１は、等間隔に配置された複数の磁気センサ１２および図示しない増幅手段を絶縁樹脂で覆って一体に樹脂モールドされている。また、この磁気検出ユニット１１位置を囲むように略Ｃ字状の切欠部９Ａがフレキシブル基板９に形成されている。
【０００８】
１３は略矩形の平板部の端部から上方へ突出した複数の固定用脚部１３Ａを備えた固定金具で、固定用脚部１３Ａが保持体８に固定され、平板部上面に載置されたフレキシブル基板９に設けられた略Ｃ字状の切欠部９Ａと方向を合わせて、磁気検出ユニット１１位置に対応する周囲に略Ｃ字状の切欠部１３Ｂが形成され、切欠部１３Ｂで形成された舌片状の中央部分が上方に曲げられて、フレキシブル基板９を介して磁気検出ユニット１１上面を下ケース６下面に弾接させている。
【０００９】
そして、１４はフレキシブル基板９上面に実装されたマイコン等の制御手段で、図示しない配線パターンを通じて磁気検出ユニット１１に繋がって入力装置が構成されている。
【００１０】
そして、このように構成された入力装置は、携帯電話やＰＤＡ等の電子機器の図示しない操作部に操作体１上部を突出させて装着されると共に、制御手段１４が図示しないコネクタやリード線等を介して電子機器の図示しない電子回路に接続される。
【００１１】
以上のように電子機器の操作部に装着された状態において、操作体１上部を指で前後左右方向へ回転操作すると、操作体１内に埋設された磁性体２も回転し、磁性体２の突起部４が磁気検出ユニット１１の磁気センサ１２に近づく。
【００１２】
ここで、磁石１０の磁場は、磁石１０に最も近い突起部４から中核部３、そして磁気センサ１２に最も近い突起部４を介して磁気センサ１２に向かうように生じており、その磁場を磁気センサ１２が検出する。
【００１３】
磁気センサ１２は、突起部４が最も近くに来たときに磁場を最大で検出し、離れていくほど、検出する磁場は小さくなっていくため、操作体１の回転により磁気センサ１２から出力される電気信号が変化する。そして、操作体１には複数の突起部４が所定間隔で突出し、また磁気検出ユニット１１には複数の磁気センサ１２が所定の等間隔で配置されていることにより生じる複数の電気信号が、制御手段１４を介して電子回路へ出力され、電子回路が操作体１の回転方向と回転角度を検出し、電子機器の所定の処理がなされるものである。
【００１４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２１７９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら上記従来の入力装置において、操作体１は、複数の突起部４を備えた磁性体２を絶縁樹脂でインサート成形して埋設して形成しているが、この操作体１を製造する場合、図８に示すように樹脂成形用金型５０の球形のキャビティ５１内に磁性体２を収納したのち、溶融した絶縁樹脂を射出成形して操作体１を形成するが、磁性体２が自重や樹脂射出圧等の影響によりキャビティ５１の中心に保持されにくく、キャビティ５１の中心に対して磁性体２の中心がずれて成形されやすい。つまり、操作体１の中心に対して磁性体２の突起部４先端で形成される仮想球体の中心がずれやすい。
【００１７】
そこで、球形のキャビティ５１寸法と磁性体２の突起部４先端で構成される仮想球体の寸法差を少なくする方法があるが、生産性等を踏まえるとその方法にも限界があった。
【００１８】
そして、操作体１の中心と磁性体２の突起部４先端で構成される仮想球体の中心ずれが大きいと、操作体１の回転方向や回転角度によって、磁気検出ユニット１１の磁気センサ１２に近付いてから離れていく磁性体２の突起部４と磁気センサ１２との間隔に差が生じるため、磁気センサ１２が検出する磁場の大きさがばらつき、磁気センサ１２の検出レベルが安定せず、誤検出の要因になるという課題があった。
【００１９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤検出がなく、検出レベルの安定した入力装置およびその入力装置用操作体の製造方法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】
【００２０】
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。
【００２１】
本発明の請求項１に記載の発明は、中心部から所定間隔で放射状に突出した複数の突起部を有する磁性体をインサート成形により埋設した球形で絶縁樹脂製の操作体と、その操作体の回転を検出する複数の磁気センサが配設された磁気検出ユニットとを備えた入力装置であって、上記磁性体は上記複数の突起部の少なくとも先端に所定厚みの被膜が設けられ、インサート成形後に上記被膜が上記操作体の表面に露出状態になされていることを特徴とする入力装置としたものであり、複数の突起部の被膜が表面に露出した状態で磁性体が操作体に埋設されているので、操作体の中心に対して、磁性体の複数の突起部先端で構成される仮想球体の中心のずれが抑えられた操作体が組み込まれており、誤検出がなく、検出レベルの安定した入力装置を提供することができるという作用を有する。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の入力装置に用いる操作体の製造方法であって、中心部から放射状に突出した複数の突起部の先端が仮想球体を構成する磁性体の上記複数の突起部の少なくとも先端に所定厚みの絶縁樹脂製の被膜を形成する工程と、その被膜が形成された上記磁性体を樹脂成形用金型内に収めて上記被膜の厚み寸法内で上記被膜を圧縮変形させて上記磁性体を位置決めして型閉めする工程と、上記樹脂成形用金型内に絶縁樹脂を充填して球形の操作体を形成する工程とからなる入力装置用操作体の製造方法としたものであり、磁性体を収めた樹脂成形用金型を型閉めした状態で、被膜の厚み寸法内で磁性体が位置決めされているので、操作体の中心と磁性体の突起部先端で構成される仮想球体の中心ずれが抑えられた入力装置用操作体の製造方法を提供できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、誤検出がなく、検出レベルの安定した入力装置およびその入力装置用操作体の製造方法を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態による入力装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同操作体の断面図
【図４】同被膜を設けた磁性体の断面図
【図５】樹脂成形用金型内に図４の磁性体を収め型閉めした状態の断面図
【図６】従来の入力装置の断面図
【図７】同分解斜視図
【図８】樹脂成形用金型内に磁性体を収め型閉めした状態の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２６】
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００２７】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による入力装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、２１は球形の操作体、２２は操作体２１内に埋設された磁性体である。磁性体２２の形状は、中核部２３から略円柱状の複数の突起部２４が操作体２１の表面に向けて所定間隔で放射状に突出している。操作体２１は、金属薄板製の上ケース５および下ケース６で構成される空間内に回転可能に収納されており、その上部は上ケース５の中央孔から突出している。
【００２８】
そして、枠状の保持体８の角部に設けられた固定突起８Ａが、円形孔を有した略板状のカバー７を介して、操作体２１を収納した上ケース５および下ケース６の上方に突出し、潰しカシメされてそれらを一体に固定している。
【００２９】
また、操作体２１下方のフレキシブル基板９上面には、中空で略円筒状の磁石１０が載置されており、磁石１０中空部分のフレキシブル基板９上面には、等間隔に配置された複数の磁気センサ１２および図示しない増幅手段を絶縁樹脂で覆って一体に樹脂モールドされた磁気検出ユニット１１が実装され、この磁気検出ユニット１１位置を囲むように略Ｃ字状の切欠部９Ａがフレキシブル基板９に形成されている。
【００３０】
そして、下方からフレキシブル基板９を介して固定金具１３が複数の固定用脚部１３Ａで保持体８を固定しており、固定金具１３はフレキシブル基板９の切欠部９Ａと方向を合わせて平板部に略Ｃ字状の切欠部１３Ｂが形成され、切欠部１３Ｂで形成された舌片状の中央部分が上方に曲げられて、磁気検出ユニット１１上面を下ケース６下面に弾接させている。
【００３１】
そして、保持体８と固定金具１３との間から側方に引き出されたフレキシブル基板９にマイコン等の制御手段１４が実装され、この制御手段１４は図示しない配線パターンを介して磁気検出ユニット１１と接続されて入力装置が構成されている。
【００３２】
なお、制御手段１４は、図示しないがコネクタやリード線等を介して電子機器の電子回路に接続されている。
【００３３】
以上は、従来のものと同じ構成であるが、本実施の形態の入力装置は、操作体２１の構成が異なっている。
【００３４】
図３は操作体２１の断面図であり、この図に示すように、パーマロイや鉄、ニッケル鉄の合金等からなる磁性体２２は、中核部２３から突起部２４を放射状に突出し、その表面に所定厚みで絶縁樹脂製の被膜３１が形成されている。この被膜３１の厚みは、３０μｍ〜６０μｍで設けられており、この被膜３１付きの磁性体２２がインサート成形で埋設されて操作体２１が形成されている。
【００３５】
ここで、この操作体２１の製造方法について図４〜図５を用いて説明する。
【００３６】
まず、図４は磁性体２２の断面図であり、磁性体２２は、中核部２３から放射状に突出した複数の突起部２４を有しており、この複数の突起部２４の先端で第１の仮想球体が構成されている。この磁性体２２に、パラキシレン樹脂を化学蒸着して上記厚みの範囲内で均一な被膜３１をその表面に形成する。したがって、被膜３１が設けられた磁性体２２においても、被膜３１を含んで突起部２４の先端で第２の仮想球体が構成されており、第２の仮想球体は第１の仮想球体より被膜３１の厚み寸法だけ大きな半径になっている。
【００３７】
本実施の形態では、被膜３１を設けていない磁性体２２の複数の突起部２４先端で構成される第１の仮想球体の直径は、Ｓφ＝５．３０ｍｍであり、被膜３１の厚みは４０μｍで均一に設けているので、第２の仮想球体の直径は、Ｓφ＝５．３８ｍｍである。また、この被膜３１は磁性体２２の表面全面に設けられているが、少なくとも突起部２４の各先端部に同じ膜厚で設けられていれば良い。
【００３８】
次に、図５に示すように、樹脂成形用金型５０の球形のキャビティ５１内に被膜３１が設けられた磁性体２２を収納して、型閉めする。
【００３９】
球形のキャビティ５１の直径は、第１の仮想球体の直径より大きく第２の仮想球体の直径より小さい寸法に設定している。本実施の形態では、Ｓφ＝５．３６ｍｍに設定されており、被膜３１が設けられた磁性体２２を収納して、型閉めした際に、磁性体２２の突起部２４先端の被膜３１が圧縮変形した状態で磁性体２２の位置が固定される。ここで、突起部２４の被膜３１先端で構成される第２の仮想球体が、球形のキャビティ５１内面全周でバランスよく圧縮変形されて位置決めされるため、キャビティ５１の中心に対する磁性体２２の突起部２４先端で構成される第２の仮想球体の中心がずれないように規制される。なお、被膜３１は塑性変形した状態となるのが好ましい。
【００４０】
このように磁性体２２が位置決めされた状態で、溶融したＡＢＳやポリカーボネート、ウレタン等の絶縁樹脂を射出成形して操作体２１が形成される。
【００４１】
つまり、磁性体２２を埋設した操作体２１の中心と磁性体２２の突起部２４先端で構成される第２の仮想球体の中心ずれが抑えられた操作体２１を形成することができる。
【００４２】
ここで、磁性体２２をインサート成形した直後の操作体２１の表面には、磁性体２２の突起部２４先端の被膜３１が露出した状態となっている。
【００４３】
なお、被膜３１と操作体２１との熱収縮率の差等によって、操作体２１表面と被膜３１表面とに僅かな段差が生じる場合、またインサート成形時のゲート処理部分で生じる凹凸は、インサート成形後に操作体２１表面を研磨処理して表面を滑らかにするとよい。さらに、この入力装置の操作体２１は、指等で回転させて操作するように用いられるので指との接触感触が良いウレタン樹脂等や汚れが付着しにくいようにフッ素樹脂等で研磨処理後の表面にコーティング処理を施すとよい。また、意匠性を考慮して色付きの塗料による塗膜を形成するなどしてもよい。
【００４４】
以上のような工程を経て形成した操作体２１を用いて構成した入力装置において、その動作は従来のものと同様であるため説明を省略するが、上述のように、放射状に突出した複数の突起部２４を有し、所定厚みの被膜３１を設けた磁性体２２をインサート成形して埋設した操作体２１において、球形の操作体２１の中心と磁性体２２の突起部２４先端で構成される仮想球体の中心ずれが抑えられているため、操作体２１の回転方向および回転角度に応じて磁気検出ユニット１１の磁気センサ１２が検出する磁場の検出レベルが安定したものとなり、誤検出が生じることがない。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、操作体２１の中心と磁性体２２の突起部２４先端で構成される仮想球体の中心ずれが抑えられているため、操作体２１の回転方向および回転角度に応じて複数の磁気センサ１２が検出する磁場にばらつきが抑えられて、誤検出がなく、検出レベルが安定した入力装置を提供することができる。
【００４６】
また、磁性体２２の少なくとも突起部２４先端に所定厚みの被膜３１を設ける工程を設け、次にその磁性体２２の被膜３１を圧縮変形させて位置決めした状態でインサート成形して操作体２１を形成する工程としたので、操作体２１の中心と磁性体２２の突起部２４先端で構成される仮想球体の中心ずれを抑えた入力装置用操作体の製造方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明による入力装置およびその入力装置用操作体の製造方法は、誤検出がなく、検出レベルの安定したものにでき、主に各種電子機器の入力操作部等に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
５  上ケース
６  下ケース
７  カバー
８  保持体
８Ａ  固定突起
９  フレキシブル基板
９Ａ，１３Ｂ  切欠部
１０  磁石
１１  磁気検出ユニット
１２  磁気センサ
１３  固定金具
１３Ａ  固定用脚部
１４  制御手段
２１  操作体
２２  磁性体
２３  中核部
２４  突起部
３１  被膜
５０  樹脂成形用金型
５１  キャビティ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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