回転式入力装置及び電子機器
【課題】摺動部材と駆動部との間のすべりなどによる異音の発生を抑制することのできる回転式入力装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子１３と、回転子１３に固定され、回転子の回転に連動して回転するロータ１５と、ロータ１５と接触し、このロータ１５を介して回転子１３に回転力を付与する超音波モータ１６と、回転子１３を回転自在に支持する支持台１８と、回転子１３とロータ１５とを固定する第１の接着層１４と、超音波モータ１６と支持台１８とを固定する第２の接着層１７と、を備える回転式入力装置１０において、第１の接着層１４と第２の接着層１７のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えている。
【解決手段】操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子１３と、回転子１３に固定され、回転子の回転に連動して回転するロータ１５と、ロータ１５と接触し、このロータ１５を介して回転子１３に回転力を付与する超音波モータ１６と、回転子１３を回転自在に支持する支持台１８と、回転子１３とロータ１５とを固定する第１の接着層１４と、超音波モータ１６と支持台１８とを固定する第２の接着層１７と、を備える回転式入力装置１０において、第１の接着層１４と第２の接着層１７のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式入力装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末機やＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に採用され、回転子に回転操作することによって入力操作を行う回転式入力装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
回転式入力装置は、摺動部材の備えられた回転子と、回転子に回転力を付与する駆動部と、を備えており、駆動部が駆動すると、回転子の摺動部材と駆動部表面との間の摩擦力により回転子に駆動トルク（回転力）が伝達されて回転子が回転するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１９３２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような回転式入力装置は、駆動部が駆動した際に、駆動部の振動による複数の部材の接触のため異音が発生するという問題があった。
具体的には、操作者の押下による振動子と相対運動部材との間の接触圧の急激な変化、温度変化、起動時や停止時の駆動トルクの変動、などにより、振動子と相対運動部材との間に生じるすべりによる異音、及び振動子の振動が回転子や駆動部に伝わり共振することにより発生する異音の発生を防ぎきれないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、摺動部材と駆動部との間のすべりなどによる異音の発生を抑制することのできる回転式入力装置及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層と前記第２の接着層のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転式入力装置において、
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の回転式入力装置において、
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層及び前記第２の接着層は振動吸収材料からなる基材を備え、
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成され、
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであり、
前記第２の接着層は、前記駆動部のうち前記振動子が設けられる位置と異なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明に係る電子機器は、
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の接着層と第２の接着層のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えているため、摺動部材と駆動部との間の接触圧に変化があった場合などに生じる摺動部材と駆動部との間のすべりによる振動を基材が吸収できることとなって、異音の発生を低減することができる。また、振動子の振動が回転子や超音波モータに伝わり共振することにより発生する異音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した本実施形態の回転式入力装置を備える携帯電話機の斜視図である。
【図２】本実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の回転式入力装置の外観斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】本実施形態の回転式入力装置の分解図である。
【図６】第１接着層及び第２接着層の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として、無線通信によって音声通話を行う携帯電話機を例示して説明することとする。
なお、以下の説明では、本実施形態の携帯電話機１において、回転式入力装置１０や表示画面Ｇが配置された側を前側、回転式入力装置１０や表示画面Ｇが配置された側と対向する側を後側とする。そして、表示画面Ｇが配置された側を上側、回転式入力装置１０が配置された側を下側とし、前後方向及び上下方向の双方に直交する方向を左右方向とする。
【００１４】
また、本実施形態では、回転式入力装置１０により携帯電話機１に各種の操作入力が行われる。例えば回転式入力装置１０の回転子１３を回転操作した場合、この回転操作に応じて表示画面Ｇに表示された画面が選択切替されたりスクロールされたりする。また、この回転操作による回転子１３の回転角度に応じて回転子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
ここで、「力覚」とは、単なる振動による触覚ではなく、回転子を回転させるときに指にかかる重さの感覚をいう。具体的には、回転が軽いと感じたり、重いと感じたりする感覚のことをいう。より具体的には、例えば、回転子１３を３〜６msec或いは１〜５度で、且つ０．０５Nｃｍ以上の力で回転させる場合に指にかかる感覚をいう。
【００１５】
携帯電話機１は、例えば、図１及び図２に示すように、操作者が入力操作を行うための回転式入力装置１０と、この回転式入力装置１０によって操作される携帯電話機ユニット３０と、携帯電話機１を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
【００１６】
まず、本実施形態の回転式入力装置１０について説明する。
回転式入力装置１０は、例えば、図２〜図５に示すように、操作者が手動で回転させることが可能な回転子１３と、回転子１３の後側に設けられ、回転子１３を回転自在に支持する支持台１８と、を備えており、全体が略円盤形状を成している。
【００１７】
回転子１３は、中央に開口部１３１ａを有する円形状の前面部１３１と、前面部１３１の縁部から全周に亘って後方に向かって突出する周面部１３２と、を備えており、支持台１８の前側を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の前面及び周面を成している。
前面部１３１は、操作者が回転操作を行うための操作面となっており、操作者は、前面部１３１の一点を指先で押えながら或いは周面部１３２を摘んで、回転子１３を回転させることで、携帯電話機ユニット３０に対する入力操作を行う。
回転子１３は、例えばアルミニウム等の放熱性のある材料、外部からの衝撃に対する耐性が強い材料によって形成されていてもよいし、樹脂などによって形成されていてもよい。
【００１８】
支持台１８は、ベース１８１と、このベース１８１に連結されたＰＣＢ基板１８２と、を備えており、回転子１３の後側の開口を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の後面を成している。
【００１９】
ベース１８１は、中央が開口した略ドーナツ盤状の台座部１８１１と、台座部１８１１の周縁部から外側に向かって延出する４つの延出部１８１２と、を備えている。
各延出部１８１２には、ネジ取り付け用のネジ孔１８１２ａと、ネジ孔１８１２ａよりも外側の後面に後方に向かって延出する突起１８１２ｂと、が設けられている。
ベース１８１は、例えばポリカーボネート等の材料により形成されている。
【００２０】
ＰＣＢ基板１８２は、回転子１３と略同一の外径を有する平板円環状を成しており、略中央の開口部１８２ａには、ベース１８１の台座部１８１１が嵌め込まれて取り付けられている。また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１の各延出部１８１２の後面に突設された突起１８１２ｂを取り付けるための取付孔１８２ｂが、各突起１８１２ｂに対応して４つ設けられている。そして、ベース１８１の台座部１８１１をＰＣＢ基板１８２の開口部１８２ａに取り付けるとともに、ベース１８１の各突起１８１２ｂをＰＣＢ基板１８２の各取付孔１８２ｂに嵌入させることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが一体的に連結されている。
【００２１】
また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１のネジ孔１８１２ａと重なり合う位置に、ネジ孔１８１２ａよりもやや径の大きい孔部１８２ｃが、各ネジ孔１８１２ａに対応して４つ設けられており、ＰＣＢ基板１８２の後方側からＰＣＢ基板１８２の孔部１８２ｃを介してベース１８１のネジ孔１８１２ａに、ネジ１９が螺合されることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが固定されている。
また、ＰＣＢ基板１８２の後面側には、回転子１３に対する軸方向（前後方向）圧力を検知する圧力検知手段としての４つの感圧センサ２０が配置されている。
【００２２】
さらに、回転子１３の前面部１３１の開口部１３１ａの内周面には、ベアリング１２が配設され、このベアリング１２の中央の貫通孔１２ａには、回転子１３の回転軸となるビス１１が挿通されて設けられている。そして、回転子１３の前方側から、ビス１１をベアリング１２の貫通孔１２ａに挿入し、さらに、後方に突出したビス１１の後端部を、ベース１８１が備える台座部１８１１の中央の開口１８１１ａの内周面に形成された雌ネジに螺嵌させることによって、ビス１１と支持台１８とが固定されている。これにより、支持台１８に対して回転子１３がビス１１周りに回転自在に連結されている。
【００２３】
回転子１３の前面部１３１の内面（後面）には、コードホイール１３３固着されている。コードホイール１３３は、コードホイール１３３の中心が回転子１３の中心と一致するように配置され、回転子１３の回転に連動して回転する。コードホイール１３３の後面には、光を反射させる反射面が、Ａ相、Ｂ相の２つの検出パターンで周方向に沿って所定のピッチで印刷されている。
【００２４】
コードホイール１３３の内周側には、例えば高分子ポリエチレン等の材料により形成されており、平板円環状を成したロータ（摺動部材）１５が配設されている。
ロータ１５は、ステータ１６１（後述）と回転子１３とにより挟まれる位置に配設され、ロータ１５の中心が回転子１３の中心と一致するように配置された状態で、平板円環状の第１の接着層１４によって回転子１３に固定されており、回転子１３の回転に連動して回転する。すなわち、ロータ１５の前面は、回転子１３の前面部１３１の後面に接着された第１の接着層１４の後面に接着されており、そして、ロータ１５は、その後面が、ステータ１６１の凸部と接触している。ロータ１５の後面は摩擦係数が高くなっており、その後面に接触するステータ１６１の振動により発生する進行波の向きと反対方向に回転するようになっている。
【００２５】
第１の接着層１４は、図６に示すように、薄膜状の基材１４１の両面に接着剤１４２、１４２が塗布されて構成されている。
基材１４１は、例えば、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、等を好適に用いることができる。第１の接着層１４は、このような基材１４１を備えた構成であるため、振動吸収材料として、回転子１３の起動時や停止時におけるロータ１５とステータ１６１のすべりによる振動を吸収するようになっている。すなわち、第１の接着層１４により振動が吸収されるため、起動時や停止時において発生する異音が抑制されるようになっている。
接着剤１４２は、例えば、ホットメルト接着剤、熱可塑性樹脂、エポキシ接着剤、光硬化型接着剤などの一般に使用されている低温接着剤等を用いることができる。
第１の接着層１４の厚さは、装置全体の寸法に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態においては、第１の接着層１４は、０．２５ｍｍに設定されている。
【００２６】
また、回転子１３と支持台１８との間には空間が形成され、この空間には、コードホイール１３３の回転角変位を検出するフォトインタラプタ１８３と、回転子１３に回転力を付与する駆動部としての超音波モータ１６と、回転式入力装置１０を統括制御する制御部２１と、メイン制御部４０との間で各種信号の送受信を行う入出力部２２と、等が配設されている。
【００２７】
フォトインタラプタ１８３は、ＬＥＤ等の発光素子１８３１と、フォトＩＣ等の受光素子１８３２と、から構成される反射型フォトインタラプタであり、ＰＣＢ基板１８２の前面上のコードホイール１３３に対向する位置に搭載され、制御部２１と接続している。
受光素子１８３２は、少なくとも２つの受光面を有し、互いに９０度の位相差を有するＡ相、Ｂ相の検出信号を出力するようになっている。
フォトインタラプタ１８３は、発光素子１８３１がコードホイール１３３に向けて発した光の反射光を受光素子１８３２で受光してカウントすることで、回転子１３の回転量及び回転方向を検出し、当該検出結果を制御部２１に出力する。制御部２１は、フォトインタラプタ１８３からの検出結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力し、そして、メイン制御部４０において、当該検出結果に基づいて、回転子１３の回転角度が特定される。
なお、フォトインタラプタ１８３は、コードホイール１３３と共に回転検出部を構成する。
【００２８】
超音波モータ１６は、例えば、振動子としての圧電素子１６２と、リング状のステータ（振動体）１６１と、等から構成され、制御部２１からの制御信号に従って駆動して、回転子１３を軸周りに回転させる。
【００２９】
ステータ１６１は、ベース１８１が備える台座部１８１１の前面に形成されたリング状の凹部１８１１ｂに嵌入され、平板円環状の第２の接着層１７によってベース１８１に固定されている。
ここで、第２の接着層１７は、超音波モータ１６のうち圧電素子１６２が設けられる位置よりも内側の位置に設けられているため、圧電素子１６２の振動を妨げることなく（超音波モータ１６の駆動トルクを落とすことなく）、回転子１３とロータ１５との間のすべりによる振動を吸収できるようになっている。
第２の接着層１７は、図６に示すように、薄膜状の基材１７１の両面に接着剤１７２、１７２が塗布されて構成されている。なお、第２の接着層１７の材質や厚さ等の構成については、第１の接着層１４と同様であるため、その説明を省略する。
【００３０】
ステータ１６１の前部には、周方向に沿って配設された複数の凸部が備わり、ステータ１６１の後面には、電圧（駆動信号）の印加に応じて振動エネルギーを発生させる複数の圧電素子１６２が、ステータ１６１の周方向に沿って配置されている。
また、ステータ１６１の前面には、ロータ１５が接触するように配置される。
【００３１】
圧電素子１６２は、制御部２１と接続しており、制御部２１から圧電素子１６２に所定の駆動信号に基づく駆動電圧が印加されると、圧電素子１６２の超音波振動によってステータ１６１全体が振動して進行波がロータ１５に伝達され、ロータ１５が回転する。そして、このロータ１５の回転力が回転子１３に伝達されることによって、回転子１３が回転するようになっている。さらに、圧電素子１６２に印加する駆動電圧の駆動周波数を制御することによって、圧電素子１６２の超音波振動による回転子１３の回転力の大きさや回転方向を自在に設定できるようになっている。
【００３２】
感圧センサ２０は、ＰＣＢ基板１８２の後面の上側、下側、左側及び右側の４箇所それぞれに固着され、制御部２１と接続されている。この４つの感圧センサ２０は、回転子１３の軸周りにおいて等間隔に配置されている。
各感圧センサ２０は、回転子１３が軸方向（前後方向）に押圧されたことを検知し、当該検知結果を制御部２１に出力する。
制御部２１は、感圧センサ２０からの検知結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。そして、メイン制御部４０において、当該検知結果に基づいて、回転子１３の押圧された位置が特定され、当該回転子１３の押圧された位置における押圧力が算出される。
なお、感圧センサ２０としては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
また、本実施形態では４つの感圧センサ２０を備えた構成について説明したが、感圧センサ２０の数は、４つに限ることはなく、２つ以上であれば任意である。
【００３３】
また、上述の回転子１３、コードホイール１３３、ロータ１５は、回転中心軸がそれぞれ同軸となる位置に配設されており、支持台１８に固定された回転軸としてのビス１１周りに回転されるようになっている。
【００３４】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、（何れも図示省略。）等を備えて構成されている。
制御部２１は、入出力部２２を介してメイン制御部４０と接続しており、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号を、メイン制御部４０に出力すると共に、メイン制御部４０から入力される制御信号に従って、回転式入力装置１０を構成する各部の動作を集中制御する。
【００３５】
具体的には、制御部２１は、回転検出部としてのフォトインタラプタ１８３と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、フォトインタラプタ１８３の発光素子１８３１に光を発光するよう指示し、フォトインタラプタ１８３の受光素子１８３２から入力される検出結果（検出信号）を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転子１３の回転角度が特定される。
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６２に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転子１３が軸周りに回転する。
また、制御部２１は、感圧センサ２０と接続しており、感圧センサ２０から入力される検知結果（検知信号）を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転子１３の押圧された位置と、回転子１３が押圧された際の押圧力と、が特定される。
【００３６】
入出力部２２は、メイン制御部４０と接続され、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号をメイン制御部４０に出力する一方、メイン制御部４０から入力される制御信号を制御部２１に出力する。
具体的には、入出力部２２は、フォトインタラプタ１８３から出力される回転量や回転方向に基づいて、制御部２１において検出された回転子１３の回転位置（回転角度）を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。また、入出力部２２は、ＰＣＢ基板１８２の後側に配設された４つの各感圧センサ２０から出力される検出値に基づいて、制御部２１において検出された回転子１３の回転操作における押圧力及び押圧位置を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。
なお、フォトインタラプタ１８３や各感圧センサ２０から出力される信号を、Ａ／Ｄ変換せずに、アナログ信号のまま携帯電話機ユニット３０側に送信するように構成されていても良い。
【００３７】
次に、本実施形態に係る携帯電話機ユニット３０について説明する。
携帯電話機ユニット３０は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部３１と、操作者が第三者と通話を行う通話部３２と、表示画面Ｇ上に各種画面を表示させる表示部３３と、携帯電話機１全体を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
なお、外部機器との間で無線信号による通話機能を実現するための通信部３１や通話部３２は、公知の技術を用いるため、詳しい説明は省略する。
【００３８】
表示部３３は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示画面Ｇを備えて構成され、メイン制御部４０からの指示にしたがって、表示画面Ｇに各種画面を表示させる。
表示画面Ｇに表示された各種画面は、操作者による回転子１３の回転操作に応じて切替えられる。例えば、表示画面Ｇに複数のサムネイル画面が表示されている場合、操作者により回転子１３の前面部１３１が回転操作されると、当該回転操作に応じて、表示画面Ｇに表示されたサムネイル画面が順次切り替え選択される。
【００３９】
メイン制御部４０は、メインＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３等を備えて構成され、回転式入力装置１０の制御部２１と接続されている。メイン制御部４０は、回転式入力装置１０から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット３０の各部を制御する。
【００４０】
メインＣＰＵ４０１は、携帯電話機ユニット３０および回転式入力装置１０の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ４０３に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭに展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、回転式入力装置全体の制御を行う。
【００４１】
ＲＡＭ４０２は、メインＣＰＵ４０１により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、ＣＰＵのワークエリアとして用いられる。
【００４２】
ＲＯＭ４０３は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、回転検出プログラム、力覚呈示プログラム、（何れも図示せず）等の各種処理プログラムを格納している。
【００４３】
回転検出プログラムは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転子１３の回転位置（回転角度）を検出する機能を実現させるプログラムである。具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラムを実行することにより、操作者が回転子１３に対して回転操作を行った場合に、回転子１３の回転量及び回転方向をフォトインタラプタ１８３により検出し、当該検出結果に基づいて、回転子１３の回転角度を特定する。
【００４４】
力覚呈示プログラムは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転子１３を操作する操作者に力覚を呈示する機能を実現させるプログラムである。具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラムの実行によって回転子１３の回転位置（回転角度）が検出された場合、力覚呈示プログラムを実行することにより、超音波モータ１６により回転子１３に回転力を付与して、当該回転子１３を操作する操作者に力覚を呈示する。
【００４５】
なお、本実施形態における回転式入力装置１０は、上述のフォトインタラプタ１８３、超音波モータ１６、感圧センサ２０、制御部２１、入出力部２２、メイン制御部４０によって構成されている。
【００４６】
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６２に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転子１３が軸周りに回転する。
【００４７】
次に、本実施形態の携帯電話機１及び回転式入力装置１０の作用について説明する。
まず、操作者が回転式入力装置１０の回転子１３を回転操作することで、携帯電話機１に各種の入力操作が行われ、表示部３３の表示画面Ｇに表示された画面が選択切替される。
また、回転操作による回転子１３の回転角度に応じて回転子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
このとき、操作者の回転子１３に対する押圧や、温度変化や、起動時や停止時の駆動トルク（付加される回転力）の変動、などに起因して、ロータ１５と超音波モータ１６との間の接触圧に変化が生じる。具体的には、操作者が回転子１３に対して押圧を加えた場合や、起動時や停止時の駆動トルク（付加される回転力）が変動する場合、回転子１３に加わる前後方向の力と、回転子１３の回転方向の慣性力が一定にならず、ロータ１５と超音波モータ１６との間にすべりが生じる。
本実施形態の携帯電話機１及び回転式入力装置１０は、振動吸収材料からなる基材１４１、１７１を備えた第１の接着層１４と第２の接着層１７により、上記ロータ１５と超音波モータ１６とのすべりなどに因る振動を吸収する。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、第１の接着層１４と第２の接着層１７が振動吸収材料からなる基材１４１、１７１を備えているため、ロータ１５と超音波モータ１６との間のすべりが生じた場合に当該すべりに起因した振動を吸収でき、異音の発生を低減することができる。また、圧電素子１６２の振動が回転子１３や超音波モータ１６に伝わり共振することにより発生する異音の発生を低減することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態においては、第１の接着層１４、及び第２の接着層１７の両者とも、振動吸収材料からなる基材１４１、１７１を備えた構成を例示して説明したが、第１の接着層１４、第２の接着層１７のうちどうちらか一方のみが振動吸収材料からなる基材を備えた構成であっても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、回転子１３に回転力を付与する駆動部として超音波モータ１６を例示したが、駆動部は、共振を利用する振動波モータであれば如何なる構成であっても良い。例えば、リニア型、回転型、定在波型、進行波型、等の振動波モータを用いることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として携帯電話機を例示したが、本発明の回転式入力装置は携帯電話機に限られることなく、回転式入力装置による入力操作を行うことができる限り如何なる電子機器にも適用することができる。例えば、携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の携帯型端末装置や、テレビジョン受像機等のＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等に本発明の回転式入力装置を適用しても良い。また、回転式入力装置は、電子機器に予め組み込まれていても良く、また、単体の外付け装置として電子機器に接続して使用することとしても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、回転検出部として、円環状のコードホイール１３３とフォトインタラプタ１８３とから成る光学式の回転検出部を例示したが、回転検出部は回転子１３の回転角度を検出するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、メカ式（接点式）、磁気式、電極の静電容量変化によって位置検出を行う静電式の回転検出部等を用いることができる。また、回転子１３の回転量及び回転方向に加え、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のロータリー・エンコーダを用いても良い。
【００５３】
［実施例］
本実施例においては、下記の３つのパターンにおける異音の有無を評価し、表１に示した。また、このとき、第１の接着層１４及び第２の接着層１７としては表１に示す材質を用いて形成した。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
パターンI：第１の接着層１４にのみ振動吸収材を設けた場合
パターンII：第２の接着層１７にのみ振動吸収材を設けた場合
パターンIII：第１の接着層１４及び第２の接着層１７両方に振動吸収材を設けた場合
【００５４】
【表１】
（評価）
◎：大変効果あり
○：効果あり
△：少し効果あり
×：効果なし
【００５５】
（結果）
表１の実施例より、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴムの何れかを振動吸収材料として用いた場合に効果があることがわかる。また、第１の接着層１４と、第２の接着層１７とのどちらか一方が、これらの材質からなる振動吸収材料を備えた構成であれば、異音を抑制することが可能であることがわかる。
また、表１の比較例より、スポンジのような内部に空気を含んだ材質や、硬質ゴムは適さないことがわかる。
【００５６】
従って、上記実施例の材質を振動吸収材料として用いた場合には、振動が吸収されるため、回転子１３及び支持台１８に振動が伝わらず異音が抑制される。
【符号の説明】
【００５７】
１ 携帯電話機（電子機器）
１０ 回転式入力装置
１３ 回転子
１３１ 前面部
１３１ａ 開口部
１３２ 周面部
１３３ コードホイール
１４ 第１の接着層
１４１ 基材
１４２ 接着剤
１５ ロータ（摺動部材）
１６ 超音波モータ（駆動部）
１６１ ステータ
１６２ 圧電素子
１７ 第２の接着層
１７１ 基材
１７２ 接着剤
１８ 支持台
１８３ フォトインタラプタ
２０ 感圧センサ
２１ 制御部
２２ 入出力部
３０ 携帯電話機ユニット
４０ メイン制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式入力装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末機やＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に採用され、回転子に回転操作することによって入力操作を行う回転式入力装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
回転式入力装置は、摺動部材の備えられた回転子と、回転子に回転力を付与する駆動部と、を備えており、駆動部が駆動すると、回転子の摺動部材と駆動部表面との間の摩擦力により回転子に駆動トルク（回転力）が伝達されて回転子が回転するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１９３２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような回転式入力装置は、駆動部が駆動した際に、駆動部の振動による複数の部材の接触のため異音が発生するという問題があった。
具体的には、操作者の押下による振動子と相対運動部材との間の接触圧の急激な変化、温度変化、起動時や停止時の駆動トルクの変動、などにより、振動子と相対運動部材との間に生じるすべりによる異音、及び振動子の振動が回転子や駆動部に伝わり共振することにより発生する異音の発生を防ぎきれないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、摺動部材と駆動部との間のすべりなどによる異音の発生を抑制することのできる回転式入力装置及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層と前記第２の接着層のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転式入力装置において、
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の回転式入力装置において、
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層及び前記第２の接着層は振動吸収材料からなる基材を備え、
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成され、
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであり、
前記第２の接着層は、前記駆動部のうち前記振動子が設けられる位置と異なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明に係る電子機器は、
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の接着層と第２の接着層のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えているため、摺動部材と駆動部との間の接触圧に変化があった場合などに生じる摺動部材と駆動部との間のすべりによる振動を基材が吸収できることとなって、異音の発生を低減することができる。また、振動子の振動が回転子や超音波モータに伝わり共振することにより発生する異音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した本実施形態の回転式入力装置を備える携帯電話機の斜視図である。
【図２】本実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の回転式入力装置の外観斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】本実施形態の回転式入力装置の分解図である。
【図６】第１接着層及び第２接着層の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として、無線通信によって音声通話を行う携帯電話機を例示して説明することとする。
なお、以下の説明では、本実施形態の携帯電話機１において、回転式入力装置１０や表示画面Ｇが配置された側を前側、回転式入力装置１０や表示画面Ｇが配置された側と対向する側を後側とする。そして、表示画面Ｇが配置された側を上側、回転式入力装置１０が配置された側を下側とし、前後方向及び上下方向の双方に直交する方向を左右方向とする。
【００１４】
また、本実施形態では、回転式入力装置１０により携帯電話機１に各種の操作入力が行われる。例えば回転式入力装置１０の回転子１３を回転操作した場合、この回転操作に応じて表示画面Ｇに表示された画面が選択切替されたりスクロールされたりする。また、この回転操作による回転子１３の回転角度に応じて回転子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
ここで、「力覚」とは、単なる振動による触覚ではなく、回転子を回転させるときに指にかかる重さの感覚をいう。具体的には、回転が軽いと感じたり、重いと感じたりする感覚のことをいう。より具体的には、例えば、回転子１３を３〜６msec或いは１〜５度で、且つ０．０５Nｃｍ以上の力で回転させる場合に指にかかる感覚をいう。
【００１５】
携帯電話機１は、例えば、図１及び図２に示すように、操作者が入力操作を行うための回転式入力装置１０と、この回転式入力装置１０によって操作される携帯電話機ユニット３０と、携帯電話機１を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
【００１６】
まず、本実施形態の回転式入力装置１０について説明する。
回転式入力装置１０は、例えば、図２〜図５に示すように、操作者が手動で回転させることが可能な回転子１３と、回転子１３の後側に設けられ、回転子１３を回転自在に支持する支持台１８と、を備えており、全体が略円盤形状を成している。
【００１７】
回転子１３は、中央に開口部１３１ａを有する円形状の前面部１３１と、前面部１３１の縁部から全周に亘って後方に向かって突出する周面部１３２と、を備えており、支持台１８の前側を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の前面及び周面を成している。
前面部１３１は、操作者が回転操作を行うための操作面となっており、操作者は、前面部１３１の一点を指先で押えながら或いは周面部１３２を摘んで、回転子１３を回転させることで、携帯電話機ユニット３０に対する入力操作を行う。
回転子１３は、例えばアルミニウム等の放熱性のある材料、外部からの衝撃に対する耐性が強い材料によって形成されていてもよいし、樹脂などによって形成されていてもよい。
【００１８】
支持台１８は、ベース１８１と、このベース１８１に連結されたＰＣＢ基板１８２と、を備えており、回転子１３の後側の開口を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の後面を成している。
【００１９】
ベース１８１は、中央が開口した略ドーナツ盤状の台座部１８１１と、台座部１８１１の周縁部から外側に向かって延出する４つの延出部１８１２と、を備えている。
各延出部１８１２には、ネジ取り付け用のネジ孔１８１２ａと、ネジ孔１８１２ａよりも外側の後面に後方に向かって延出する突起１８１２ｂと、が設けられている。
ベース１８１は、例えばポリカーボネート等の材料により形成されている。
【００２０】
ＰＣＢ基板１８２は、回転子１３と略同一の外径を有する平板円環状を成しており、略中央の開口部１８２ａには、ベース１８１の台座部１８１１が嵌め込まれて取り付けられている。また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１の各延出部１８１２の後面に突設された突起１８１２ｂを取り付けるための取付孔１８２ｂが、各突起１８１２ｂに対応して４つ設けられている。そして、ベース１８１の台座部１８１１をＰＣＢ基板１８２の開口部１８２ａに取り付けるとともに、ベース１８１の各突起１８１２ｂをＰＣＢ基板１８２の各取付孔１８２ｂに嵌入させることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが一体的に連結されている。
【００２１】
また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１のネジ孔１８１２ａと重なり合う位置に、ネジ孔１８１２ａよりもやや径の大きい孔部１８２ｃが、各ネジ孔１８１２ａに対応して４つ設けられており、ＰＣＢ基板１８２の後方側からＰＣＢ基板１８２の孔部１８２ｃを介してベース１８１のネジ孔１８１２ａに、ネジ１９が螺合されることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが固定されている。
また、ＰＣＢ基板１８２の後面側には、回転子１３に対する軸方向（前後方向）圧力を検知する圧力検知手段としての４つの感圧センサ２０が配置されている。
【００２２】
さらに、回転子１３の前面部１３１の開口部１３１ａの内周面には、ベアリング１２が配設され、このベアリング１２の中央の貫通孔１２ａには、回転子１３の回転軸となるビス１１が挿通されて設けられている。そして、回転子１３の前方側から、ビス１１をベアリング１２の貫通孔１２ａに挿入し、さらに、後方に突出したビス１１の後端部を、ベース１８１が備える台座部１８１１の中央の開口１８１１ａの内周面に形成された雌ネジに螺嵌させることによって、ビス１１と支持台１８とが固定されている。これにより、支持台１８に対して回転子１３がビス１１周りに回転自在に連結されている。
【００２３】
回転子１３の前面部１３１の内面（後面）には、コードホイール１３３固着されている。コードホイール１３３は、コードホイール１３３の中心が回転子１３の中心と一致するように配置され、回転子１３の回転に連動して回転する。コードホイール１３３の後面には、光を反射させる反射面が、Ａ相、Ｂ相の２つの検出パターンで周方向に沿って所定のピッチで印刷されている。
【００２４】
コードホイール１３３の内周側には、例えば高分子ポリエチレン等の材料により形成されており、平板円環状を成したロータ（摺動部材）１５が配設されている。
ロータ１５は、ステータ１６１（後述）と回転子１３とにより挟まれる位置に配設され、ロータ１５の中心が回転子１３の中心と一致するように配置された状態で、平板円環状の第１の接着層１４によって回転子１３に固定されており、回転子１３の回転に連動して回転する。すなわち、ロータ１５の前面は、回転子１３の前面部１３１の後面に接着された第１の接着層１４の後面に接着されており、そして、ロータ１５は、その後面が、ステータ１６１の凸部と接触している。ロータ１５の後面は摩擦係数が高くなっており、その後面に接触するステータ１６１の振動により発生する進行波の向きと反対方向に回転するようになっている。
【００２５】
第１の接着層１４は、図６に示すように、薄膜状の基材１４１の両面に接着剤１４２、１４２が塗布されて構成されている。
基材１４１は、例えば、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、等を好適に用いることができる。第１の接着層１４は、このような基材１４１を備えた構成であるため、振動吸収材料として、回転子１３の起動時や停止時におけるロータ１５とステータ１６１のすべりによる振動を吸収するようになっている。すなわち、第１の接着層１４により振動が吸収されるため、起動時や停止時において発生する異音が抑制されるようになっている。
接着剤１４２は、例えば、ホットメルト接着剤、熱可塑性樹脂、エポキシ接着剤、光硬化型接着剤などの一般に使用されている低温接着剤等を用いることができる。
第１の接着層１４の厚さは、装置全体の寸法に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態においては、第１の接着層１４は、０．２５ｍｍに設定されている。
【００２６】
また、回転子１３と支持台１８との間には空間が形成され、この空間には、コードホイール１３３の回転角変位を検出するフォトインタラプタ１８３と、回転子１３に回転力を付与する駆動部としての超音波モータ１６と、回転式入力装置１０を統括制御する制御部２１と、メイン制御部４０との間で各種信号の送受信を行う入出力部２２と、等が配設されている。
【００２７】
フォトインタラプタ１８３は、ＬＥＤ等の発光素子１８３１と、フォトＩＣ等の受光素子１８３２と、から構成される反射型フォトインタラプタであり、ＰＣＢ基板１８２の前面上のコードホイール１３３に対向する位置に搭載され、制御部２１と接続している。
受光素子１８３２は、少なくとも２つの受光面を有し、互いに９０度の位相差を有するＡ相、Ｂ相の検出信号を出力するようになっている。
フォトインタラプタ１８３は、発光素子１８３１がコードホイール１３３に向けて発した光の反射光を受光素子１８３２で受光してカウントすることで、回転子１３の回転量及び回転方向を検出し、当該検出結果を制御部２１に出力する。制御部２１は、フォトインタラプタ１８３からの検出結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力し、そして、メイン制御部４０において、当該検出結果に基づいて、回転子１３の回転角度が特定される。
なお、フォトインタラプタ１８３は、コードホイール１３３と共に回転検出部を構成する。
【００２８】
超音波モータ１６は、例えば、振動子としての圧電素子１６２と、リング状のステータ（振動体）１６１と、等から構成され、制御部２１からの制御信号に従って駆動して、回転子１３を軸周りに回転させる。
【００２９】
ステータ１６１は、ベース１８１が備える台座部１８１１の前面に形成されたリング状の凹部１８１１ｂに嵌入され、平板円環状の第２の接着層１７によってベース１８１に固定されている。
ここで、第２の接着層１７は、超音波モータ１６のうち圧電素子１６２が設けられる位置よりも内側の位置に設けられているため、圧電素子１６２の振動を妨げることなく（超音波モータ１６の駆動トルクを落とすことなく）、回転子１３とロータ１５との間のすべりによる振動を吸収できるようになっている。
第２の接着層１７は、図６に示すように、薄膜状の基材１７１の両面に接着剤１７２、１７２が塗布されて構成されている。なお、第２の接着層１７の材質や厚さ等の構成については、第１の接着層１４と同様であるため、その説明を省略する。
【００３０】
ステータ１６１の前部には、周方向に沿って配設された複数の凸部が備わり、ステータ１６１の後面には、電圧（駆動信号）の印加に応じて振動エネルギーを発生させる複数の圧電素子１６２が、ステータ１６１の周方向に沿って配置されている。
また、ステータ１６１の前面には、ロータ１５が接触するように配置される。
【００３１】
圧電素子１６２は、制御部２１と接続しており、制御部２１から圧電素子１６２に所定の駆動信号に基づく駆動電圧が印加されると、圧電素子１６２の超音波振動によってステータ１６１全体が振動して進行波がロータ１５に伝達され、ロータ１５が回転する。そして、このロータ１５の回転力が回転子１３に伝達されることによって、回転子１３が回転するようになっている。さらに、圧電素子１６２に印加する駆動電圧の駆動周波数を制御することによって、圧電素子１６２の超音波振動による回転子１３の回転力の大きさや回転方向を自在に設定できるようになっている。
【００３２】
感圧センサ２０は、ＰＣＢ基板１８２の後面の上側、下側、左側及び右側の４箇所それぞれに固着され、制御部２１と接続されている。この４つの感圧センサ２０は、回転子１３の軸周りにおいて等間隔に配置されている。
各感圧センサ２０は、回転子１３が軸方向（前後方向）に押圧されたことを検知し、当該検知結果を制御部２１に出力する。
制御部２１は、感圧センサ２０からの検知結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。そして、メイン制御部４０において、当該検知結果に基づいて、回転子１３の押圧された位置が特定され、当該回転子１３の押圧された位置における押圧力が算出される。
なお、感圧センサ２０としては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
また、本実施形態では４つの感圧センサ２０を備えた構成について説明したが、感圧センサ２０の数は、４つに限ることはなく、２つ以上であれば任意である。
【００３３】
また、上述の回転子１３、コードホイール１３３、ロータ１５は、回転中心軸がそれぞれ同軸となる位置に配設されており、支持台１８に固定された回転軸としてのビス１１周りに回転されるようになっている。
【００３４】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、（何れも図示省略。）等を備えて構成されている。
制御部２１は、入出力部２２を介してメイン制御部４０と接続しており、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号を、メイン制御部４０に出力すると共に、メイン制御部４０から入力される制御信号に従って、回転式入力装置１０を構成する各部の動作を集中制御する。
【００３５】
具体的には、制御部２１は、回転検出部としてのフォトインタラプタ１８３と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、フォトインタラプタ１８３の発光素子１８３１に光を発光するよう指示し、フォトインタラプタ１８３の受光素子１８３２から入力される検出結果（検出信号）を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転子１３の回転角度が特定される。
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６２に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転子１３が軸周りに回転する。
また、制御部２１は、感圧センサ２０と接続しており、感圧センサ２０から入力される検知結果（検知信号）を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転子１３の押圧された位置と、回転子１３が押圧された際の押圧力と、が特定される。
【００３６】
入出力部２２は、メイン制御部４０と接続され、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号をメイン制御部４０に出力する一方、メイン制御部４０から入力される制御信号を制御部２１に出力する。
具体的には、入出力部２２は、フォトインタラプタ１８３から出力される回転量や回転方向に基づいて、制御部２１において検出された回転子１３の回転位置（回転角度）を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。また、入出力部２２は、ＰＣＢ基板１８２の後側に配設された４つの各感圧センサ２０から出力される検出値に基づいて、制御部２１において検出された回転子１３の回転操作における押圧力及び押圧位置を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。
なお、フォトインタラプタ１８３や各感圧センサ２０から出力される信号を、Ａ／Ｄ変換せずに、アナログ信号のまま携帯電話機ユニット３０側に送信するように構成されていても良い。
【００３７】
次に、本実施形態に係る携帯電話機ユニット３０について説明する。
携帯電話機ユニット３０は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部３１と、操作者が第三者と通話を行う通話部３２と、表示画面Ｇ上に各種画面を表示させる表示部３３と、携帯電話機１全体を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
なお、外部機器との間で無線信号による通話機能を実現するための通信部３１や通話部３２は、公知の技術を用いるため、詳しい説明は省略する。
【００３８】
表示部３３は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示画面Ｇを備えて構成され、メイン制御部４０からの指示にしたがって、表示画面Ｇに各種画面を表示させる。
表示画面Ｇに表示された各種画面は、操作者による回転子１３の回転操作に応じて切替えられる。例えば、表示画面Ｇに複数のサムネイル画面が表示されている場合、操作者により回転子１３の前面部１３１が回転操作されると、当該回転操作に応じて、表示画面Ｇに表示されたサムネイル画面が順次切り替え選択される。
【００３９】
メイン制御部４０は、メインＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３等を備えて構成され、回転式入力装置１０の制御部２１と接続されている。メイン制御部４０は、回転式入力装置１０から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット３０の各部を制御する。
【００４０】
メインＣＰＵ４０１は、携帯電話機ユニット３０および回転式入力装置１０の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ４０３に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭに展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、回転式入力装置全体の制御を行う。
【００４１】
ＲＡＭ４０２は、メインＣＰＵ４０１により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、ＣＰＵのワークエリアとして用いられる。
【００４２】
ＲＯＭ４０３は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、回転検出プログラム、力覚呈示プログラム、（何れも図示せず）等の各種処理プログラムを格納している。
【００４３】
回転検出プログラムは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転子１３の回転位置（回転角度）を検出する機能を実現させるプログラムである。具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラムを実行することにより、操作者が回転子１３に対して回転操作を行った場合に、回転子１３の回転量及び回転方向をフォトインタラプタ１８３により検出し、当該検出結果に基づいて、回転子１３の回転角度を特定する。
【００４４】
力覚呈示プログラムは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転子１３を操作する操作者に力覚を呈示する機能を実現させるプログラムである。具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラムの実行によって回転子１３の回転位置（回転角度）が検出された場合、力覚呈示プログラムを実行することにより、超音波モータ１６により回転子１３に回転力を付与して、当該回転子１３を操作する操作者に力覚を呈示する。
【００４５】
なお、本実施形態における回転式入力装置１０は、上述のフォトインタラプタ１８３、超音波モータ１６、感圧センサ２０、制御部２１、入出力部２２、メイン制御部４０によって構成されている。
【００４６】
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６２に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転子１３が軸周りに回転する。
【００４７】
次に、本実施形態の携帯電話機１及び回転式入力装置１０の作用について説明する。
まず、操作者が回転式入力装置１０の回転子１３を回転操作することで、携帯電話機１に各種の入力操作が行われ、表示部３３の表示画面Ｇに表示された画面が選択切替される。
また、回転操作による回転子１３の回転角度に応じて回転子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
このとき、操作者の回転子１３に対する押圧や、温度変化や、起動時や停止時の駆動トルク（付加される回転力）の変動、などに起因して、ロータ１５と超音波モータ１６との間の接触圧に変化が生じる。具体的には、操作者が回転子１３に対して押圧を加えた場合や、起動時や停止時の駆動トルク（付加される回転力）が変動する場合、回転子１３に加わる前後方向の力と、回転子１３の回転方向の慣性力が一定にならず、ロータ１５と超音波モータ１６との間にすべりが生じる。
本実施形態の携帯電話機１及び回転式入力装置１０は、振動吸収材料からなる基材１４１、１７１を備えた第１の接着層１４と第２の接着層１７により、上記ロータ１５と超音波モータ１６とのすべりなどに因る振動を吸収する。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、第１の接着層１４と第２の接着層１７が振動吸収材料からなる基材１４１、１７１を備えているため、ロータ１５と超音波モータ１６との間のすべりが生じた場合に当該すべりに起因した振動を吸収でき、異音の発生を低減することができる。また、圧電素子１６２の振動が回転子１３や超音波モータ１６に伝わり共振することにより発生する異音の発生を低減することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態においては、第１の接着層１４、及び第２の接着層１７の両者とも、振動吸収材料からなる基材１４１、１７１を備えた構成を例示して説明したが、第１の接着層１４、第２の接着層１７のうちどうちらか一方のみが振動吸収材料からなる基材を備えた構成であっても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、回転子１３に回転力を付与する駆動部として超音波モータ１６を例示したが、駆動部は、共振を利用する振動波モータであれば如何なる構成であっても良い。例えば、リニア型、回転型、定在波型、進行波型、等の振動波モータを用いることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として携帯電話機を例示したが、本発明の回転式入力装置は携帯電話機に限られることなく、回転式入力装置による入力操作を行うことができる限り如何なる電子機器にも適用することができる。例えば、携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の携帯型端末装置や、テレビジョン受像機等のＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等に本発明の回転式入力装置を適用しても良い。また、回転式入力装置は、電子機器に予め組み込まれていても良く、また、単体の外付け装置として電子機器に接続して使用することとしても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、回転検出部として、円環状のコードホイール１３３とフォトインタラプタ１８３とから成る光学式の回転検出部を例示したが、回転検出部は回転子１３の回転角度を検出するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、メカ式（接点式）、磁気式、電極の静電容量変化によって位置検出を行う静電式の回転検出部等を用いることができる。また、回転子１３の回転量及び回転方向に加え、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のロータリー・エンコーダを用いても良い。
【００５３】
［実施例］
本実施例においては、下記の３つのパターンにおける異音の有無を評価し、表１に示した。また、このとき、第１の接着層１４及び第２の接着層１７としては表１に示す材質を用いて形成した。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
パターンI：第１の接着層１４にのみ振動吸収材を設けた場合
パターンII：第２の接着層１７にのみ振動吸収材を設けた場合
パターンIII：第１の接着層１４及び第２の接着層１７両方に振動吸収材を設けた場合
【００５４】
【表１】
（評価）
◎：大変効果あり
○：効果あり
△：少し効果あり
×：効果なし
【００５５】
（結果）
表１の実施例より、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴムの何れかを振動吸収材料として用いた場合に効果があることがわかる。また、第１の接着層１４と、第２の接着層１７とのどちらか一方が、これらの材質からなる振動吸収材料を備えた構成であれば、異音を抑制することが可能であることがわかる。
また、表１の比較例より、スポンジのような内部に空気を含んだ材質や、硬質ゴムは適さないことがわかる。
【００５６】
従って、上記実施例の材質を振動吸収材料として用いた場合には、振動が吸収されるため、回転子１３及び支持台１８に振動が伝わらず異音が抑制される。
【符号の説明】
【００５７】
１ 携帯電話機（電子機器）
１０ 回転式入力装置
１３ 回転子
１３１ 前面部
１３１ａ 開口部
１３２ 周面部
１３３ コードホイール
１４ 第１の接着層
１４１ 基材
１４２ 接着剤
１５ ロータ（摺動部材）
１６ 超音波モータ（駆動部）
１６１ ステータ
１６２ 圧電素子
１７ 第２の接着層
１７１ 基材
１７２ 接着剤
１８ 支持台
１８３ フォトインタラプタ
２０ 感圧センサ
２１ 制御部
２２ 入出力部
３０ 携帯電話機ユニット
４０ メイン制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層と前記第２の接着層のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えていることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項２】
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転式入力装置。
【請求項３】
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式入力装置。
【請求項４】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層及び前記第２の接着層は振動吸収材料からなる基材を備え、
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成され、
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであり、
前記第２の接着層は、前記駆動部のうち前記振動子が設けられる位置と異なる位置に設けられていることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層と前記第２の接着層のうち、少なくとも一方は振動吸収材料からなる基材を備えていることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項２】
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転式入力装置。
【請求項３】
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式入力装置。
【請求項４】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触し、前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記回転子を回転自在に支持する支持台と、
前記回転子と前記摺動部材とを固定する第１の接着層と、
前記駆動部と前記支持台とを固定する第２の接着層と、
を備える回転式入力装置において、
前記第１の接着層及び前記第２の接着層は振動吸収材料からなる基材を備え、
前記基材は、アクリルフォーム、不織布、ニトリルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、の何れかにより構成され、
前記駆動部は、振動子の共振を利用する振動波モータであり、
前記第２の接着層は、前記駆動部のうち前記振動子が設けられる位置と異なる位置に設けられていることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２５７８１５（Ｐ２０１０−２５７８１５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７５９９（Ｐ２００９−１０７５９９）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【出願人】（５０６４２８４６９）株式会社プロテックデザイン (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【出願人】（５０６４２８４６９）株式会社プロテックデザイン (10)
【Ｆターム（参考）】
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