入力装置及び該入力装置を備えた電子機器
【課題】安定した操作性を、簡単な構成により得る。
【解決手段】支持部材４と、支持部材４に支持される弾性部材５と、弾性部材５に弾性支持されて、押込及び揺動操作可能な操作部材８とを備える。弾性部材５は、支持部材４に支持される外周環状部２４と、操作部材８を支持する内周環状部２５と、外周環状部２４と内周環状部２５を接続する弾性支持部２６とからなる。
【解決手段】支持部材４と、支持部材４に支持される弾性部材５と、弾性部材５に弾性支持されて、押込及び揺動操作可能な操作部材８とを備える。弾性部材５は、支持部材４に支持される外周環状部２４と、操作部材８を支持する内周環状部２５と、外周環状部２４と内周環状部２５を接続する弾性支持部２６とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、特に、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤー、リモコン等、種々の電子機器に採用可能な入力装置、及び、この入力装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力装置として、操作部を渦巻状のコイルスプリングによって支持することにより、曲面状の基台の表面に沿って種々の方向にスライド移動可能としたものが公知である（例えば、特許文献１ 図２９参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の入力装置では、操作部をコイルスプリングによって支持しているため、次のような問題がある。
【０００５】
すなわち、コイルスプリングの加工は１本の弾性材料からなる線材を渦巻状に変形させることにより行っているため、内径、外径、高さ、傾き（略円錐状となっているので、その円錐面の傾き）、真円度等、入力装置用として十分な寸法精度を得ることが難しい。
【０００６】
また、操作部はコイルスプリングの内周部分によって支持され、コイルスプリングは外周部分を支持されるが、コイルスプリングは渦巻状であり、両端部が存在する。このため、コイルスプリングの内周部分と外周部分を真円に形成することができず支持状態が安定しない。この結果、操作部の操作感触を一定の安定したものとすることは不可能である。
【０００７】
しかも、コイルスプリングの両端部は切断されているので、バリやカエリが発生することは避けられない。そして、操作部の操作により、このバリやカエリが他の部材に接触して損傷させる恐れがある。このため、バリやカエリを別工程により除去しなければならず、余分な労力とコストがかかってしまう。また、このようにバリやカエリを除去しても、端部が他の部材に摺接し、損傷させる可能性がなくなるわけではない。
【０００８】
そこで、本発明は、安定した操作性を、簡単な構成により得ることのできる入力装置及び該入力装置を備えた電子機器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】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
入力装置を、
支持部材と、
前記支持部材に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込方向と、押込方向に交差する方向とに操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなるようにしたものである。
【００１０】
この構成により、弾性部材は、外周環状部、内周環状部、及び、弾性支持部のみからなる簡単な構造とすることができる上、薄型化を実現できる。しかも、操作部材を内周環状部で支持し、外周環状部を支持部材で支持することができるので、支持状態を安定させることができ、操作部材の操作性を格段に向上させることが可能となる。
【００１１】
なお、前記弾性部材は、金属製板材をプレス加工したり、合成樹脂を成形加工したりするほか、電鋳や、シリコン製のウェハをエッチングすること等によって形成する等、種々の方法により形成することができ、しかも、弾性を有するものであれば、材質も問わない。
【００１２】
前記弾性部材の弾性支持部は、前記内周環状部の周囲を少なくとも１周するように形成するのが好ましい。
【００１３】
この構成により、簡単に加工できるだけでなく、限られた領域であるにも拘わらず、弾性支持部による内周環状部の支持状態を、弾性に優れたものとすることができ、操作部材の操作性を向上させることが可能となる。
【００１４】
前記支持部材は、円筒ケースからなり、
前記円筒ケースは、内周面に前記弾性部材の外周環状部を支持する支持片を備えるのが好ましい。
【００１５】
なお、支持片は、円筒ケースの内周面に、全周又は複数箇所に等分に設けるようにすればよい。
【００１６】
この構成により、円筒ケースの内周面に支持片を形成しただけで、弾性部材を正確に所望の位置に位置決めすることが可能となる。
【００１７】
前記操作部材及び前記弾性部材に一体化され、前記円筒ケース内を移動可能な円盤状のトップホルダを備えるのが好ましい。
【００１８】
この構成により、操作部材の操作範囲を、円筒ケースの内径寸法とトップホルダの外径寸法とによって決定することができ、設計を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
前記トップホルダは、前記弾性部材の内周環状部を挿通する突出部を備え、
前記円筒ケースの下端開口部を閉鎖するベースプレートと、
前記突出部に係合し、前記トップホルダと共に前記弾性部材に一体化される環状マグネットと、
前記ベースプレートに載置され、前記環状マグネットの移動位置を検出する位置検出手段を実装されたプリント基板と、を備えるのが好ましい。
【００２０】
この構成により、トップホルダを設けただけで、操作部材及び環状マグネットを弾性部材に一体化することができ、構造を簡素化することが可能となる。
【００２１】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電子機器を、
前記各構成の入力装置を備えるようにしたものである。
【００２２】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電子機器を、
電子機器本体と、
前記電子機器本体に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込及び揺動操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなり、プレス加工により形成されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、弾性部材を、外周環状部、内周環状部、及び、弾性支持部からなる簡単な構成としたので、操作部材の支持状態を安定させることができ、操作性を格段に向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００２５】
図１から図３は、本実施形態に係る入力装置１を示す。この入力装置１は、大略、ベースプレート２、プリント基板３、円筒ケース４、弾性部材５、トップホルダ６、トッププレート７、及び、操作ボタン８を備える。
【００２６】
ベースプレート２は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）を平面視略円形の板状としたものである。ベースプレート２の外周縁は対称位置２箇所に外径側に向かって延びる延設部９が形成されている。各延設部９には位置決め孔１０ａ及び取付孔１１と、位置決め孔１０ｂ及び取付孔１１がそれぞれ形成されている。取付孔１１、１１を利用してベースプレート２を、例えば、携帯電話の筐体（図示せず）にネジ止めすることが可能となっている。一方の位置決め孔１０ａは円形であるが、他方の位置決め孔１０ｂは長孔となっている。したがって、前記筐体に、これらの孔にそれぞれ対応する断面形状のピンを設ければ、確実に所望の位置に取り付けることが可能となる。また、ベースプレート２の外周縁には４箇所等分に下面側切欠部１２が形成されている。これら下面側切欠部１２は、後述する円筒ケース４を取り付ける際に利用される。さらに、ベースプレート２には、前記下面側切欠部１２のうち、対称位置の２箇所のものの近傍に第１貫通孔１３がそれぞれ形成されている。
【００２７】
プリント基板３は、平面視略円形の検出部１４と、この検出部１４から延びるリード部１５とからなるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）である。検出部１４の中央部には、ドーム状に突出したスイッチ１６が設けられている。検出部１４には、スイッチ１６の周囲４箇所等分にホール素子１７がそれぞれ実装されている。各ホール素子１７は、後述する操作ボタン８の操作に伴い、そこに一体化した環状マグネット１８が移動して磁界が変化したことを電気信号として出力する。また、プリント基板３には、前記ベースプレート２の第１貫通孔１３に対応する位置に第２貫通孔１９がそれぞれ形成されている。両貫通孔１３、１９には位置決めピン（図示せず）が挿通され、プリント基板３がベースプレート２に対して位置決めされるようになっている。一方、リード部１５には、ＩＣ（Integrated Circuit）２０が実装されている。ＩＣ２０は、前記各ホール素子１７から入力された電気信号に基づいて操作ボタン８の操作方向及び操作量を演算し、所定の制御を実行する。
【００２８】
円筒ケース４は、合成樹脂材料を略円筒状としたものである。円筒ケース４の環状上端部には４箇所等分に上方側係止爪２１がそれぞれ形成されている。また、円筒ケース４の環状下端部には、前記上方側係止爪２１に対応する位置の４箇所に下方側係止爪２２がそれぞれ形成されている。そして、２箇所の下方側係止爪２２の間は、プリント基板３のリード部１５を引き出すために、下縁部が若干上方に位置している。さらに、円筒ケース４の内周面には、前記各下方側係止爪２２の近傍に支持片２３がそれぞれ形成されている。但し、この支持片は、周方向に等分に設けるだけでなく、全周に亘って設けるようにしても構わない。
【００２９】
弾性部材５は、図４に示すように、弾性を有する金属性板材をプレス加工したもので、外周環状部２４と、内周環状部２５と、これらを結ぶ渦巻状の弾性支持部２６とからなる平坦状のものである。外周環状部２４は、前記円筒ケース４の支持片２３に支持される。弾性部材５は、プレス加工により形成することができるので、金型精度さえ高めておけば、外周環状部２４と内周環状部２５の外径寸法、真円度を非常に高精度に得ることができる。しかも、同一の金型により形成することができるので、形成される各弾性部材５の間での製品誤差が発生しにくい。また、金型精度を高めることにより、プレス加工後にバリ等が発生することもなく、後加工は不要となる。
【００３０】
トップホルダ６は、前記円筒ケース４の内径寸法よりも小径の外径寸法を有する円盤状である。トップホルダ６の中央部上面には環状に突出する保持部２７が形成され、後述する操作ボタン８を装着可能となっている。また、トップホルダ６の中央部下面には、図２に示すように、若干突出した第１突出部２８と、この第１突出部２８よりも小径で、環状マグネット１８を保持する第２突出部２９と、この第２突出部２９の中心に配置される押圧突部３０とが形成されている。押圧突部３０は、前記プリント基板３に形成したスイッチ１６を押圧してオン・オフさせる。
【００３１】
トッププレート７は、円盤状で、中央部に円形状の開口部３１が形成され、外周縁には４箇所等分で上面側切欠部３２が形成されている。各上面側切欠部３２は、前記ベースプレート２の下面側切欠部１２に対応する位置に設けられ、前記円筒ケース４の上方側係止爪２１がそれぞれ係止されるようになっている。
【００３２】
操作ボタン８は円盤状で、前記トッププレート７の開口部３１内に上下及び外径方向のいずれの方向にも移動可能に配置される。操作ボタン８の下面には、図２に示すように、前記トップホルダ６の保持部２７に嵌合一体化するための突出部３３が形成されている。
【００３３】
続いて、前記構成からなる入力装置１の製造方法について説明する。
【００３４】
プレス加工により形成したベースプレート２上にプリント基板３を載置する。このとき、ベースプレート２の第１貫通孔１３とプリント基板３の第２貫通孔１９に位置決めピン（図示せず）を挿通し、ベースプレート２に対してプリント基板３を位置決めする。そして、ベースプレート２に円筒ケース４を装着する。円筒ケース４の装着では、その下方側係止爪２２を、ベースプレート２の下面側切欠部１２に係止する（熱カシメや接着等であってもよい。）。なお、前記ベースプレート２は、取付孔１１を利用して図示しない治具等に固定しておけば、作業性よく組み付けることができる。
【００３５】
一方、予めプレス加工により弾性部材５を形成する。金型精度を高めておくことにより、後加工も不要となり、弾性部材５を１工程で形成することができる。そして、弾性部材５の上方にトップホルダ６を配置し、トップホルダ６の第１突出部２８を弾性部材５の内周環状部２５に挿通させ、下面から第２突出部２９及び押圧突部３０を突出させる。また、弾性部材５の下方側から環状マグネット１８をトップホルダ６の第２突出部２９に嵌合する。これにより、トップホルダ６と環状マグネット１８の間に弾性部材５、詳しくは内周環状部２５を挟持した状態で、これら３部材が一体化される。
【００３６】
次に、一体化された３部材（トップホルダ６、弾性部材５、及び、環状マグネット１８）を、ベースプレート２に装着した円筒ケース４内に配置する。この状態では、円筒ケース４内で、弾性部材５の外周環状部２４が支持片２３によって支持され、押圧突部３０がプリント基板３のスイッチ１６に対向する。また、トップホルダ６は、環状マグネット１８とで弾性部材５の内周環状部２５を挟持した状態で、円筒ケース４内をその内周面によって制限された範囲内で移動可能となる。
【００３７】
さらに、円筒ケース４の上方からトッププレート７を装着し、トッププレート７の開口部３１を介してトップホルダ６に操作ボタン８を取り付ける。但し、この操作ボタン８は、予めトップホルダ６に取り付けておいてもよい。また、操作ボタン８とトップホルダ６は一体物としておいてもよい。トッププレート７は、その上面側切欠部３２に円筒ケース４の上方側係止爪２１を係止することにより（熱カシメや接着等であってもよい。）取り付ける。これにより、入力装置１が完成する。
【００３８】
このようにして完成した入力装置１は、ベースプレート２を、例えば、携帯電話の筐体等に設けたピンを位置決め孔１０ａ、１０ｂに挿通して位置決めし、取付孔１１を利用して筐体等に固定して使用する。
【００３９】
次に、前記構成からなる入力装置１の動作について説明する。
【００４０】
操作ボタン８は、力を付与する前の状態では、弾性部材５によってトップホルダ６を介して弾性支持されている。弾性部材５は、前述の通り、プレス加工で形成され、内周環状部２５と外周環状部２４の真円度が高精度に形成されている。したがって、トップホルダ６を介して支持される操作ボタン８は、中心位置に正確に配置される。
【００４１】
ここで、操作ボタン８を弾性部材５の弾性支持部２６の弾性力に抗して押し込むと、トップホルダ６の下面に形成した押圧突部３０がプリント基板３上に膨出するスイッチ１６を押し下げる。これにより、スイッチ１６がオフ状態からオン状態となる。
【００４２】
また、操作ボタン８を弾性部材５の弾性支持部２６の弾性力に抗して径方向に移動させると、トップホルダ６の第２突出部２９に一体化され、内周環状部２５を挟持する環状マグネット１８が操作ボタン８の動きに合わせて移動する。これにより、変化した磁界がプリント基板３に実装したホール素子１７によって検出され、その検出信号に基づいてＩＣ２０により操作ボタン８の移動方向及び移動量が演算される。なお、操作ボタン８の操作では、トップホルダ６が円筒ケース４の内周面によって移動範囲を制限される。
【００４３】
前記入力装置１は、携帯電話に組み込んで使用することができる。例えば、操作ボタン８を径方向に移動させることにより、その動きを検出し、図示しないモニターに表示させた複数の項目のいずれかを、他と識別可能に表示（例えば、ハイライト表示）させることができる。そして、所望の項目が他と識別可能に表示されて、操作ボタン８が押し込まれれば、選択された項目を実行する。具体的には、電話帳に登録してある氏名を一覧表示させ、操作ダイヤル８の操作により、その氏名を選択して電話をかける場合等に利用できる。また、ブラウザを起動してモニターに地図を表示させ、操作ボタン８を径方向に移動させることにより、地図上に表示させるポインタを所望の位置に移動させる場合等にも利用できる。
【００４４】
なお、本発明は、前記実施形態に記載の構成に限定されることなく種々の変更が可能である。
【００４５】
例えば、前記弾性部材の弾性支持部は渦巻状としたが、放射状として複数箇所で支持するように構成したり、各弾性支持部を波形としたりすることも可能である。また、弾性支持部等の厚みや幅寸法等は一様でなくてもよく、自由に設計することが可能である（つまり、設計上の自由度が高い。）。要は、操作部材を操作して、内周環状部を押込、及び、径方向に移動できるように支持可能な構成であればよい。
【００４６】
また、前記弾性部材は、プレス加工のほか、合成樹脂材料を成形加工することにより形成したり、電鋳加工により形成したり、あるいは、シリコンウェハ等をエッチングするエッチング加工により形成したりするようにしてもよい。つまり、加工方法及び使用する材質についても、前記実施形態に記載のものに限定されるものではない。
【００４７】
また、前記入力装置１を携帯電話に組み込んで利用する場合について説明したが、他の電子機器、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤー、リモコン等に組み込むことも可能である。
【００４８】
また、前記ベースプレート２を合成樹脂材料で構成し、成形加工により円筒ケース４と一体的に形成することも可能である。
【００４９】
また、前記ベースプレート２は、携帯電話等の筐体の一部で構成することも可能である。すなわち、筐体の一部に、前記ベースプレート２にピンを設け、このピンを利用して所定位置にプリント基板３を組み付け、その後、他の部品を順次組み付けるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る入力装置の分解斜視図である。
【図２】図１の入力装置を底面側から見た状態を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示す入力装置の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は図１に示す弾性部材の斜視図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…入力装置
２…ベースプレート
３…プリント基板
４…円筒ケース（支持部材）
５…弾性部材
６…トップホルダ
７…トッププレート
８…操作ボタン（操作部材）
９…延設部
１０ａ、１０ｂ…位置決め孔
１１…取付孔
１２…下面側切欠部
１３…第１貫通孔
１４…検出部
１５…リード部
１６…スイッチ
１７…ホール素子（位置検出手段）
１８…環状マグネット
１９…第２貫通孔
２０…ＩＣ
２１…上方側係止爪
２２…下方側係止爪
２３…支持片
２４…外周環状部
２５…内周環状部
２６…弾性支持部
２７…保持部
２８…第１突出部
２９…第２突出部
３０…押圧突部
３１…開口部
３２…上面側切欠部
３３…突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、特に、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤー、リモコン等、種々の電子機器に採用可能な入力装置、及び、この入力装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力装置として、操作部を渦巻状のコイルスプリングによって支持することにより、曲面状の基台の表面に沿って種々の方向にスライド移動可能としたものが公知である（例えば、特許文献１ 図２９参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の入力装置では、操作部をコイルスプリングによって支持しているため、次のような問題がある。
【０００５】
すなわち、コイルスプリングの加工は１本の弾性材料からなる線材を渦巻状に変形させることにより行っているため、内径、外径、高さ、傾き（略円錐状となっているので、その円錐面の傾き）、真円度等、入力装置用として十分な寸法精度を得ることが難しい。
【０００６】
また、操作部はコイルスプリングの内周部分によって支持され、コイルスプリングは外周部分を支持されるが、コイルスプリングは渦巻状であり、両端部が存在する。このため、コイルスプリングの内周部分と外周部分を真円に形成することができず支持状態が安定しない。この結果、操作部の操作感触を一定の安定したものとすることは不可能である。
【０００７】
しかも、コイルスプリングの両端部は切断されているので、バリやカエリが発生することは避けられない。そして、操作部の操作により、このバリやカエリが他の部材に接触して損傷させる恐れがある。このため、バリやカエリを別工程により除去しなければならず、余分な労力とコストがかかってしまう。また、このようにバリやカエリを除去しても、端部が他の部材に摺接し、損傷させる可能性がなくなるわけではない。
【０００８】
そこで、本発明は、安定した操作性を、簡単な構成により得ることのできる入力装置及び該入力装置を備えた電子機器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】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
入力装置を、
支持部材と、
前記支持部材に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込方向と、押込方向に交差する方向とに操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなるようにしたものである。
【００１０】
この構成により、弾性部材は、外周環状部、内周環状部、及び、弾性支持部のみからなる簡単な構造とすることができる上、薄型化を実現できる。しかも、操作部材を内周環状部で支持し、外周環状部を支持部材で支持することができるので、支持状態を安定させることができ、操作部材の操作性を格段に向上させることが可能となる。
【００１１】
なお、前記弾性部材は、金属製板材をプレス加工したり、合成樹脂を成形加工したりするほか、電鋳や、シリコン製のウェハをエッチングすること等によって形成する等、種々の方法により形成することができ、しかも、弾性を有するものであれば、材質も問わない。
【００１２】
前記弾性部材の弾性支持部は、前記内周環状部の周囲を少なくとも１周するように形成するのが好ましい。
【００１３】
この構成により、簡単に加工できるだけでなく、限られた領域であるにも拘わらず、弾性支持部による内周環状部の支持状態を、弾性に優れたものとすることができ、操作部材の操作性を向上させることが可能となる。
【００１４】
前記支持部材は、円筒ケースからなり、
前記円筒ケースは、内周面に前記弾性部材の外周環状部を支持する支持片を備えるのが好ましい。
【００１５】
なお、支持片は、円筒ケースの内周面に、全周又は複数箇所に等分に設けるようにすればよい。
【００１６】
この構成により、円筒ケースの内周面に支持片を形成しただけで、弾性部材を正確に所望の位置に位置決めすることが可能となる。
【００１７】
前記操作部材及び前記弾性部材に一体化され、前記円筒ケース内を移動可能な円盤状のトップホルダを備えるのが好ましい。
【００１８】
この構成により、操作部材の操作範囲を、円筒ケースの内径寸法とトップホルダの外径寸法とによって決定することができ、設計を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
前記トップホルダは、前記弾性部材の内周環状部を挿通する突出部を備え、
前記円筒ケースの下端開口部を閉鎖するベースプレートと、
前記突出部に係合し、前記トップホルダと共に前記弾性部材に一体化される環状マグネットと、
前記ベースプレートに載置され、前記環状マグネットの移動位置を検出する位置検出手段を実装されたプリント基板と、を備えるのが好ましい。
【００２０】
この構成により、トップホルダを設けただけで、操作部材及び環状マグネットを弾性部材に一体化することができ、構造を簡素化することが可能となる。
【００２１】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電子機器を、
前記各構成の入力装置を備えるようにしたものである。
【００２２】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電子機器を、
電子機器本体と、
前記電子機器本体に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込及び揺動操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなり、プレス加工により形成されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、弾性部材を、外周環状部、内周環状部、及び、弾性支持部からなる簡単な構成としたので、操作部材の支持状態を安定させることができ、操作性を格段に向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００２５】
図１から図３は、本実施形態に係る入力装置１を示す。この入力装置１は、大略、ベースプレート２、プリント基板３、円筒ケース４、弾性部材５、トップホルダ６、トッププレート７、及び、操作ボタン８を備える。
【００２６】
ベースプレート２は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）を平面視略円形の板状としたものである。ベースプレート２の外周縁は対称位置２箇所に外径側に向かって延びる延設部９が形成されている。各延設部９には位置決め孔１０ａ及び取付孔１１と、位置決め孔１０ｂ及び取付孔１１がそれぞれ形成されている。取付孔１１、１１を利用してベースプレート２を、例えば、携帯電話の筐体（図示せず）にネジ止めすることが可能となっている。一方の位置決め孔１０ａは円形であるが、他方の位置決め孔１０ｂは長孔となっている。したがって、前記筐体に、これらの孔にそれぞれ対応する断面形状のピンを設ければ、確実に所望の位置に取り付けることが可能となる。また、ベースプレート２の外周縁には４箇所等分に下面側切欠部１２が形成されている。これら下面側切欠部１２は、後述する円筒ケース４を取り付ける際に利用される。さらに、ベースプレート２には、前記下面側切欠部１２のうち、対称位置の２箇所のものの近傍に第１貫通孔１３がそれぞれ形成されている。
【００２７】
プリント基板３は、平面視略円形の検出部１４と、この検出部１４から延びるリード部１５とからなるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）である。検出部１４の中央部には、ドーム状に突出したスイッチ１６が設けられている。検出部１４には、スイッチ１６の周囲４箇所等分にホール素子１７がそれぞれ実装されている。各ホール素子１７は、後述する操作ボタン８の操作に伴い、そこに一体化した環状マグネット１８が移動して磁界が変化したことを電気信号として出力する。また、プリント基板３には、前記ベースプレート２の第１貫通孔１３に対応する位置に第２貫通孔１９がそれぞれ形成されている。両貫通孔１３、１９には位置決めピン（図示せず）が挿通され、プリント基板３がベースプレート２に対して位置決めされるようになっている。一方、リード部１５には、ＩＣ（Integrated Circuit）２０が実装されている。ＩＣ２０は、前記各ホール素子１７から入力された電気信号に基づいて操作ボタン８の操作方向及び操作量を演算し、所定の制御を実行する。
【００２８】
円筒ケース４は、合成樹脂材料を略円筒状としたものである。円筒ケース４の環状上端部には４箇所等分に上方側係止爪２１がそれぞれ形成されている。また、円筒ケース４の環状下端部には、前記上方側係止爪２１に対応する位置の４箇所に下方側係止爪２２がそれぞれ形成されている。そして、２箇所の下方側係止爪２２の間は、プリント基板３のリード部１５を引き出すために、下縁部が若干上方に位置している。さらに、円筒ケース４の内周面には、前記各下方側係止爪２２の近傍に支持片２３がそれぞれ形成されている。但し、この支持片は、周方向に等分に設けるだけでなく、全周に亘って設けるようにしても構わない。
【００２９】
弾性部材５は、図４に示すように、弾性を有する金属性板材をプレス加工したもので、外周環状部２４と、内周環状部２５と、これらを結ぶ渦巻状の弾性支持部２６とからなる平坦状のものである。外周環状部２４は、前記円筒ケース４の支持片２３に支持される。弾性部材５は、プレス加工により形成することができるので、金型精度さえ高めておけば、外周環状部２４と内周環状部２５の外径寸法、真円度を非常に高精度に得ることができる。しかも、同一の金型により形成することができるので、形成される各弾性部材５の間での製品誤差が発生しにくい。また、金型精度を高めることにより、プレス加工後にバリ等が発生することもなく、後加工は不要となる。
【００３０】
トップホルダ６は、前記円筒ケース４の内径寸法よりも小径の外径寸法を有する円盤状である。トップホルダ６の中央部上面には環状に突出する保持部２７が形成され、後述する操作ボタン８を装着可能となっている。また、トップホルダ６の中央部下面には、図２に示すように、若干突出した第１突出部２８と、この第１突出部２８よりも小径で、環状マグネット１８を保持する第２突出部２９と、この第２突出部２９の中心に配置される押圧突部３０とが形成されている。押圧突部３０は、前記プリント基板３に形成したスイッチ１６を押圧してオン・オフさせる。
【００３１】
トッププレート７は、円盤状で、中央部に円形状の開口部３１が形成され、外周縁には４箇所等分で上面側切欠部３２が形成されている。各上面側切欠部３２は、前記ベースプレート２の下面側切欠部１２に対応する位置に設けられ、前記円筒ケース４の上方側係止爪２１がそれぞれ係止されるようになっている。
【００３２】
操作ボタン８は円盤状で、前記トッププレート７の開口部３１内に上下及び外径方向のいずれの方向にも移動可能に配置される。操作ボタン８の下面には、図２に示すように、前記トップホルダ６の保持部２７に嵌合一体化するための突出部３３が形成されている。
【００３３】
続いて、前記構成からなる入力装置１の製造方法について説明する。
【００３４】
プレス加工により形成したベースプレート２上にプリント基板３を載置する。このとき、ベースプレート２の第１貫通孔１３とプリント基板３の第２貫通孔１９に位置決めピン（図示せず）を挿通し、ベースプレート２に対してプリント基板３を位置決めする。そして、ベースプレート２に円筒ケース４を装着する。円筒ケース４の装着では、その下方側係止爪２２を、ベースプレート２の下面側切欠部１２に係止する（熱カシメや接着等であってもよい。）。なお、前記ベースプレート２は、取付孔１１を利用して図示しない治具等に固定しておけば、作業性よく組み付けることができる。
【００３５】
一方、予めプレス加工により弾性部材５を形成する。金型精度を高めておくことにより、後加工も不要となり、弾性部材５を１工程で形成することができる。そして、弾性部材５の上方にトップホルダ６を配置し、トップホルダ６の第１突出部２８を弾性部材５の内周環状部２５に挿通させ、下面から第２突出部２９及び押圧突部３０を突出させる。また、弾性部材５の下方側から環状マグネット１８をトップホルダ６の第２突出部２９に嵌合する。これにより、トップホルダ６と環状マグネット１８の間に弾性部材５、詳しくは内周環状部２５を挟持した状態で、これら３部材が一体化される。
【００３６】
次に、一体化された３部材（トップホルダ６、弾性部材５、及び、環状マグネット１８）を、ベースプレート２に装着した円筒ケース４内に配置する。この状態では、円筒ケース４内で、弾性部材５の外周環状部２４が支持片２３によって支持され、押圧突部３０がプリント基板３のスイッチ１６に対向する。また、トップホルダ６は、環状マグネット１８とで弾性部材５の内周環状部２５を挟持した状態で、円筒ケース４内をその内周面によって制限された範囲内で移動可能となる。
【００３７】
さらに、円筒ケース４の上方からトッププレート７を装着し、トッププレート７の開口部３１を介してトップホルダ６に操作ボタン８を取り付ける。但し、この操作ボタン８は、予めトップホルダ６に取り付けておいてもよい。また、操作ボタン８とトップホルダ６は一体物としておいてもよい。トッププレート７は、その上面側切欠部３２に円筒ケース４の上方側係止爪２１を係止することにより（熱カシメや接着等であってもよい。）取り付ける。これにより、入力装置１が完成する。
【００３８】
このようにして完成した入力装置１は、ベースプレート２を、例えば、携帯電話の筐体等に設けたピンを位置決め孔１０ａ、１０ｂに挿通して位置決めし、取付孔１１を利用して筐体等に固定して使用する。
【００３９】
次に、前記構成からなる入力装置１の動作について説明する。
【００４０】
操作ボタン８は、力を付与する前の状態では、弾性部材５によってトップホルダ６を介して弾性支持されている。弾性部材５は、前述の通り、プレス加工で形成され、内周環状部２５と外周環状部２４の真円度が高精度に形成されている。したがって、トップホルダ６を介して支持される操作ボタン８は、中心位置に正確に配置される。
【００４１】
ここで、操作ボタン８を弾性部材５の弾性支持部２６の弾性力に抗して押し込むと、トップホルダ６の下面に形成した押圧突部３０がプリント基板３上に膨出するスイッチ１６を押し下げる。これにより、スイッチ１６がオフ状態からオン状態となる。
【００４２】
また、操作ボタン８を弾性部材５の弾性支持部２６の弾性力に抗して径方向に移動させると、トップホルダ６の第２突出部２９に一体化され、内周環状部２５を挟持する環状マグネット１８が操作ボタン８の動きに合わせて移動する。これにより、変化した磁界がプリント基板３に実装したホール素子１７によって検出され、その検出信号に基づいてＩＣ２０により操作ボタン８の移動方向及び移動量が演算される。なお、操作ボタン８の操作では、トップホルダ６が円筒ケース４の内周面によって移動範囲を制限される。
【００４３】
前記入力装置１は、携帯電話に組み込んで使用することができる。例えば、操作ボタン８を径方向に移動させることにより、その動きを検出し、図示しないモニターに表示させた複数の項目のいずれかを、他と識別可能に表示（例えば、ハイライト表示）させることができる。そして、所望の項目が他と識別可能に表示されて、操作ボタン８が押し込まれれば、選択された項目を実行する。具体的には、電話帳に登録してある氏名を一覧表示させ、操作ダイヤル８の操作により、その氏名を選択して電話をかける場合等に利用できる。また、ブラウザを起動してモニターに地図を表示させ、操作ボタン８を径方向に移動させることにより、地図上に表示させるポインタを所望の位置に移動させる場合等にも利用できる。
【００４４】
なお、本発明は、前記実施形態に記載の構成に限定されることなく種々の変更が可能である。
【００４５】
例えば、前記弾性部材の弾性支持部は渦巻状としたが、放射状として複数箇所で支持するように構成したり、各弾性支持部を波形としたりすることも可能である。また、弾性支持部等の厚みや幅寸法等は一様でなくてもよく、自由に設計することが可能である（つまり、設計上の自由度が高い。）。要は、操作部材を操作して、内周環状部を押込、及び、径方向に移動できるように支持可能な構成であればよい。
【００４６】
また、前記弾性部材は、プレス加工のほか、合成樹脂材料を成形加工することにより形成したり、電鋳加工により形成したり、あるいは、シリコンウェハ等をエッチングするエッチング加工により形成したりするようにしてもよい。つまり、加工方法及び使用する材質についても、前記実施形態に記載のものに限定されるものではない。
【００４７】
また、前記入力装置１を携帯電話に組み込んで利用する場合について説明したが、他の電子機器、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤー、リモコン等に組み込むことも可能である。
【００４８】
また、前記ベースプレート２を合成樹脂材料で構成し、成形加工により円筒ケース４と一体的に形成することも可能である。
【００４９】
また、前記ベースプレート２は、携帯電話等の筐体の一部で構成することも可能である。すなわち、筐体の一部に、前記ベースプレート２にピンを設け、このピンを利用して所定位置にプリント基板３を組み付け、その後、他の部品を順次組み付けるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る入力装置の分解斜視図である。
【図２】図１の入力装置を底面側から見た状態を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示す入力装置の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は図１に示す弾性部材の斜視図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…入力装置
２…ベースプレート
３…プリント基板
４…円筒ケース（支持部材）
５…弾性部材
６…トップホルダ
７…トッププレート
８…操作ボタン（操作部材）
９…延設部
１０ａ、１０ｂ…位置決め孔
１１…取付孔
１２…下面側切欠部
１３…第１貫通孔
１４…検出部
１５…リード部
１６…スイッチ
１７…ホール素子（位置検出手段）
１８…環状マグネット
１９…第２貫通孔
２０…ＩＣ
２１…上方側係止爪
２２…下方側係止爪
２３…支持片
２４…外周環状部
２５…内周環状部
２６…弾性支持部
２７…保持部
２８…第１突出部
２９…第２突出部
３０…押圧突部
３１…開口部
３２…上面側切欠部
３３…突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込方向と、押込方向に交差する方向とに操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記弾性部材の弾性支持部は、前記内周環状部の周囲を少なくとも１周するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記支持部材は、円筒ケースからなり、
前記円筒ケースは、内周面に前記弾性部材の外周環状部を支持する支持片を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記操作部材及び前記弾性部材に一体化され、前記円筒ケース内を移動可能な円盤状のトップホルダを備えたことを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記トップホルダは、前記弾性部材の内周環状部を挿通する突出部を備え、
前記円筒ケースの下端開口部を閉鎖するベースプレートと、
前記突出部に係合し、前記トップホルダと共に前記弾性部材に一体化される環状マグネットと、
前記ベースプレートに載置され、前記環状マグネットの移動位置を検出する位置検出手段を実装されたプリント基板と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】
前記請求項１から５のいずれか１項に記載の入力装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
電子機器本体と、
前記電子機器本体に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込及び揺動操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなり、プレス加工により形成されることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込方向と、押込方向に交差する方向とに操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記弾性部材の弾性支持部は、前記内周環状部の周囲を少なくとも１周するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記支持部材は、円筒ケースからなり、
前記円筒ケースは、内周面に前記弾性部材の外周環状部を支持する支持片を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記操作部材及び前記弾性部材に一体化され、前記円筒ケース内を移動可能な円盤状のトップホルダを備えたことを特徴とする請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記トップホルダは、前記弾性部材の内周環状部を挿通する突出部を備え、
前記円筒ケースの下端開口部を閉鎖するベースプレートと、
前記突出部に係合し、前記トップホルダと共に前記弾性部材に一体化される環状マグネットと、
前記ベースプレートに載置され、前記環状マグネットの移動位置を検出する位置検出手段を実装されたプリント基板と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】
前記請求項１から５のいずれか１項に記載の入力装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
電子機器本体と、
前記電子機器本体に支持される弾性部材と、
前記弾性部材に弾性支持されて、押込及び揺動操作可能な操作部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記支持部材に支持される外周環状部と、
前記操作部材を支持する内周環状部と、
前記外周環状部と前記内周環状部を接続する弾性支持部と、からなり、プレス加工により形成されることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４４９２０（Ｐ２００９−２４４９２０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７１０２（Ｐ２００８−８７１０２）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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