DE60024536T2

DE60024536T2 - Mehrrichtungseingabeeinrichtung

Info

Publication number: DE60024536T2
Application number: DE60024536T
Authority: DE
Inventors: Shinzi Isikawa
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: US6291782B1; CN1282169A; KR20010049890A; EP1073080A3; DE60024536D1; KR100373065B1; TW508606B; CN1139957C; EP1073080A2; EP1073080B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine multidirektionale Eingabevorrichtung, die zur Verwendung in Mobiltelefonen und dergleichen geeignet ist.
Eine herkömmliche multidirektionale Eingabevorrichtung wird unter Bezugnahme auf die 13 bis 15 erläutert. Diese multidirektionale Eingabevorrichtung weist eine Stange 52, die an dem einen Ende eines kastenförmigen Gehäuseelements 51 aus Kunstharz-Formteilen angeordnet ist, sowie ein an der Stange 52 angebrachtes elektrisches Drehelement 53 auf, das ein elektrisches Signal in Form eines Impulssignals (Rotationsbetragsignal) erzeugt.
Ein Antriebskörper 54, der aus Kunstharz-Formteilen gebildet ist und in dem Gehäuseelement 51 untergebracht ist, ist mit einem Paar Abstützwände 54a versehen, zwischen denen ein Abstand vorhanden ist. Hülsenartige Lager 56, die in die beiden Enden eines rollenartigen Betätigungselements 55 eingepresst sind, sind an dem Paar der Abstützwände 54a drehbar angebracht, so dass das Betätigungselement 55 drehbar ist.
Die Stange 52 ist in eine nicht-kreisförmige Öffnung 56a, die im Zentrum von einem der Lager 56 ausgebildet ist, eingesetzt, so dass das elektrische Drehelement 53 durch die Rotationsbewegung der Stange 52 über die Lager 56 während der Rotationsbewegung des Betätigungselements 55 betätigbar ist, während das Antriebselement 54 in Axialrichtung beweglich ist, wobei das Gehäuseelement 51 und die Stange 52 als Führungen von diesem verwendet werden, wenn das Betätigungselement 55 in Axialrichtung bewegt wird.
Ein elektrisches Element 58 vom Schiebe-Typ, das einen variablen Widerstand und einen Schieberbereich 57 aufweist, ist direkt unterhalb des Gehäuseelements stapelartig angebracht, so dass der Schieberbereich 57 in eine Öffnung 54b des Antriebskörpers 54 eingesetzt ist.
Das elektrische Element 78 vom Schiebe-Typ detektiert positionsmäßige Information in Abhängigkeit von einer Verlagerung.
Eine erste und eine zweite Antriebsplatte 59 und 60, in deren Mitte jeweils eine rechteckige Öffnung 59a bzw. 60a ausgebildet sind, sind dazu ausgebildet, übereinander angeordnet zu werden, wobei der Schieberbereich 57 in die Öffnungen 59a und 60a eingeführt ist.
Zwischen der ersten Antriebsplatte 59 und dem Gehäuseelement 61 ist ein Abstandselement 61 angeordnet. Federn 62 und 63 sind zwischen der ersten Antriebsplatte 59 und dem Gehäuseelement 51 bzw. zwischen der zweiten Antriebsplatte 60 und dem Gehäuseelement 51 gespannt, um dadurch den Schieberbereich 57 in den Neutralzustand zu ziehen.
Als Nächstes wird eine Arbeitsweise einer solchen herkömmlichen multidirektionalen Eingabevorrichtung erläutert. Wenn das Betätigungselement 55 in Richtung des Pfeils "X1" bewegt wird, bewegt sich das Antriebselement 54 zusammen mit dem Schieberbereich 57 und der ersten Antriebsplatte 59 entgegen der Feder 62, um dadurch das elektrische Element 58 vom Schiebe-Typ zu betätigen; wenn die Betätigung des Betätigungselements 55 aus diesem Zustand aufgehoben wird, werden die erste Antriebsplatte 59, das Antriebselement 54 und das Betätigungselement 55 durch die Feder 62 in die ursprüngliche neutrale Position zurückgeführt.
Wenn das Betätigungselement 55 dann in Richtung des Pfeils "X2" bewegt wird, bewegt sich das Antriebselement 54 zusammen mit dem Schieberbereich 57 und der zweiten Antriebsplatte 60 entgegen bzw. gegenläufig zu der Feder 63, um dadurch das elektrische Element 58 vom Schiebe-Typ zu betätigen; wenn die Betätigung des Betätigungselements 55 aus diesem Zustand aufgehoben wird, werden die zweite Antriebsplatte 60, das Antriebselement 54 und das Betätigungselement 55 durch die Feder 63 in die ursprüngliche neutrale Position zurückgeführt.
Durch Betätigen des Betätigungselements 55 in einer derartigen Weise in der Axialrichtung wird positionsmäßige Information in Abhängigkeit von einer Verlagerung detektiert, um auf diese Weise eine Bildlaufgeschwindigkeit von Bildern oder dergleichen zu bestimmen.
Wenn das Betätigungselement 55 rotationsmäßig bewegt wird, wird dann das elektrische Drehelement 53 über die Lager 56 um die Stange 52 betätigt, um ein Rotationsbetragsignal zu erzeugen.
Als Ergebnis hiervon kann ein Bildlauf in Abhängigkeit von der durch die Bewegung in Axialrichtung bestimmten Geschwindigkeit vorgenommen werden.
Da bei der herkömmlichen multidirektionalen Eingabevorrichtung das ein elektrisches Signal erzeugende elektrische Element 58 vom Schiebe-Typ unterhalb von dem Gehäuseelement 51 angeordnet ist, besteht ein Problem dahingehend, dass die Dicke zunimmt, so dass sich nur schwerlich eine dünne Formgebung erzielen lässt.
Ein weiteres Problem besteht auch darin, dass die Anzahl von Teilen zunimmt, da der Antriebskörper 54, die erste und die zweite Antriebsplatte 59 und 60 sowie zwei Federn 62 und 63 zum Betätigen des elektrischen Elements 58 vom Schiebe-Typ erforderlich sind, wobei dies zu erhöhten Kosten und geringer Produktivität führt.
Ein Beispiel einer herkömmlichen Eingabevorrichtung findet sich in der JP-A-10 255 596 mit dem Titel "Multidirektionale Eingabevorrichtung".
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer multidirektionalen Eingabevorrichtung, die dünn ist und gleichzeitig kostengünstig ist und eine gesteigerte Montageeffizienz besitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine multidirektionale Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Vorzugsweise ist der Betätigungsbereich näher bei dem elektrischen Drehelement als bei dem Druckschalter angeordnet.
Vorzugsweise ist das Gehäuseelement mit einer Bodenwand versehen, an dem der Druckschalter angebracht ist.
Vorzugsweise ist ein L-förmiges bewegliches Element mit einem ersten und einem zweiten Arm derart drehbar gehalten, dass die Stange den ersten Arm mit Druck beaufschlagt, um eine Rotationsbewegung des beweglichen Elements zu veranlassen, während der Druckschalter mit dem zweiten Arm durch die Rotation des beweglichen Elements betätigt wird.
Vorzugsweise sind die Druckschalter an den beiden Enden des Betätigungselements jeweils derart angeordnet, dass die Druckschalter jeweils durch die Bewegung des Betätigungselements in Axialrichtung betätigt werden.
Vorzugsweise ist der Anschlag in dem Gehäuseelement ausgebildet.
Vorzugsweise ist ein konkaver Bereich in dem Gehäuseelement ausgebildet, um den Anschlag in diesem zu bilden, während ein konvexer Bereich an dem drehbaren Element ausgebildet ist, um den konvexen Bereich zum Anliegen an einem Teil des konkaven Bereichs zu bringen, um auf diese Weise die Rotationsbewegung des drehbaren Elements zu stoppen.
Vorzugsweise weist eine multidirektionale Eingabevorrichtung ferner ein Abstützelement auf, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist und mit dem feststehenden Kontakt versehen ist, wobei der feststehende Kontakt durch Anbringen des Abstützelements an dem Gehäuseelement an dem Gehäuseelement angebracht ist.
Vorzugsweise ist der Anschlag in dem Abstützelement ausgebildet.
Vorzugsweise ist ein konkaver Bereich in dem Abstützelement zum Bilden des Anschlags vorhanden, während ein konvexer Bereich an dem drehbaren Element vorhanden ist, so dass die Rotationsbewegung des drehbaren Elements durch Anlage des konvexen Bereichs an einem Teil des konkaven Bereichs gestoppt wird.
Vorzugsweise besitzt eine multidirektionale Eingabevorrichtung ferner eine bewegliche Kontaktplatte, die aus einer metallischen Platte gebildet ist und mit dem beweglichen Kontakt versehen ist, wobei das drehbare Element durch die bewegliche Kontaktplatte gebildet ist.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen erläutert; darin zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine multidirektionale Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der 1;
4 eine Frontansicht eines Abstützelements der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils des Abstützelements der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem angebrachten Zustand;
6 eine Frontansicht eines drehbaren Elements der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 eine von der Rückseite gesehene Ansicht des drehbaren Elements der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 eine Seitenansicht des drehbaren Elements der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Abstützelement und dem drehbaren Element der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung während der normalen Rotationsbewegung;
10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Abstützelement und dem drehbaren Element der multidirektionalen Eingabe vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung während der umgekehrten Rotationsbewegung;
11 eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil eines Druckschalters der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils eines beweglichen Elements der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im angebrachten Zustand;
13 eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils einer herkömmlichen multidirektionalen Eingabevorrichtung;
14 eine Draufsicht zur Erläuterung der Arbeitsweise eines elektrischen Elements vom Schiebe-Typ der herkömmlichen multidirektionalen Eingabevorrichtung; und
15 eine Zusammenstellungsansicht der herkömmlichen multidirektionalen Eingabevorrichtung.
Eine multidirektionale Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben. Jede der 1 bis 12 bezieht sich auf die multidirektionale Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: 1 zeigt eine Draufsicht auf diese; 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils von dieser; 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der 1; 4 zeigt eine Frontansicht eines Abstützelements; 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils des Abstützelements im angebrachten Zustand; 6 zeigt eine Frontansicht eines drehbaren Elements; 7 zeigt eine Rückansicht des drehbaren Elements; 8 zeigt eine Seitenansicht des drehbaren Elements; 9 und 10 zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Abstützelement und dem drehbaren Element; 11 zeigt eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil eines Druckschalters; und 12 zeigt eine Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils eines beweglichen Elements im angebrachten Zustand.
Die multidirektionale Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben. Ein jedes von zwei im Wesentlichen T-förmiger Gehäuseelemente 1 und 2 ist aus Kunstharz-Formteilen gebildet. Das Gehäuseelement 1, bei dem es sich um das eine der Gehäuseelemente 1 und 2 handelt, besitzt eine Bodenwand 1a, ein Paar Abstützwände 1c, die sich von der Bodenwand 1a vertikal weg erstrecken und voneinander beabstandet sind und in denen jeweils eine Öffnung 1b zum Einführen einer Stange ausgebildet ist, eine in der Bodenwand 1a ausgebildete Aussparung 1d, eine in der Bodenwand 1a ausgebildete Passöffnung 1e sowie ein Paar L-förmige Passbereiche 1f, die voneinander beabstandet sind.
Das andere Gehäuseelement 2 besitzt ebenfalls eine Bodenwand 2a, eine Abstützwand 2c, die sich vertikal von der Bodenwand 2a weg erstreckt und in der eine Öffnung 2b zum Einführen einer Stange ausgebildet ist, eine in der Bodenwand 2a ausgebildete Aussparung 2d, eine in der Bodenwand 2a ausgebildete Passöffnung 2e, ein Paar voneinander beabstandeter, L-förmiger Passbereiche 2f sowie eine Durchgangsöffnung 2g, die in der Bodenwand 2a in der Nähe der Aussparung 2d ausgebildet ist.
Ein Kopplungselement 3, das aus einer Metallplatte gebildet ist, weist einen Plattenbereich 3a und mehrere Passschenkel 3b auf, die an entgegengesetzten Enden des Plattenbereiches 3a vorgesehen sind und einander gegenüber liegend angeordnet sind. Die Passschenkel 3b des Kopplungselements 3 sind in die Passöffnungen 1e und 2e der Gehäuseelemente 1 und 2 eingeführt, so dass das Kopplungselement 3 eine einheitliche Kombination mit zwei Gehäuseelementen 1 und 2 durch Öffnen der Endbereiche der Passschenkel 3b bildet.
Ein rollenartiges Betätigungselement 4, das z.B. durch Kunstharz-Formteile gebildet ist, weist einen im Zentrum von diesem angeordneten rollenartigen Betätigungsbereich 4a sowie Stangen 4b und 4c auf, die sich von beiden Enden des Betätigungsbereichs 4a in Axialrichtung im Zentrum des Betätigungsbereichs 4a weg erstrecken.
Die nicht-kreisförmige säulenförmige Stange 4b, bei der es sich um die eine der Stangen 4b und 4c des Betätigungselements 4 handelt, ist in die Öffnung 1b der Abstützwand 1c in dem Gehäuseelement 1 eingesetzt und somit an diesem angebracht, während die andere kreisförmige säulenartige Stange 4c in die Öffnung 2b der Abstützwand 2c in dem Gehäuseelement 2 eingesetzt ist und somit an diesem angebracht ist, so dass das Betätigungselement 4 drehbar ist und auch in Axialrichtung beweglich ist.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist ein Betätigerelement 5 mit einer nichtkreisförmigen Öffnung 5a in seinem Zentrum aus einem Kunstharz-Formteil usw. mit der Formgebung eines Zahnrads gebildet. Die Stange 4b ist in die Öffnung 5a derart eingesetzt, dass das Betätigerelement 5 zwischen dem Paar der Abstützwände 1c des Gehäuseelements 1 angeordnet ist, so dass das Betätigerelement 5 sich gleichzeitig mit der Rotationsbewegung des Betätigungselements 4 drehen kann.
Ein beweglicher Kontakt 6, der durch eine Metallplatte gebildet ist und Federeigenschaften aufweist, ist L-förmig ausgebildet, wie dies in 3 gezeigt ist. Der bewegliche Kontakt ist in die Bodenwand 1a des Gehäuseelements 1 eingepresst, so dass er an diesem derart angebracht ist, dass er einem an der Bodenwand 1a angebrachten feststehenden Kontakt 7 gegenüber liegt.
Bei Rotation des Betätigerelements 5 wird in der in 3 dargestellten Weise der bewegliche Kontakt 6 mit dem feststehenden Kontakt 7 in Berührung sowie außer Berührung von diesem gebracht, und zwar durch die hin und her gehende Bewegung zwischen der in durchgezogenen Linien dargestellten Position und der in unterbrochenen Linien dargestellten Position aufgrund der konkaven und konvexen Bereiche des Betätigerelements 5, um dadurch ein elektrisches Signal zu erzeugen, bei dem es sich um ein Impulssignal handelt.
Das heißt, ein elektrisches Drehelement "K", das ein elektrisches Signal erzeugt, ist durch das Betätigerelement 5, den beweglichen Kontakt 6 und den feststehenden Kontakt 7 gebildet.
Wie in 4 gezeigt ist, weist ein aus Kunstharz-Formteilen gebildetes Abstützelement 8 einen Basisbereich 8b mit einem Aussparungsbereich 8a, eine im Wesentlichen in dem zentralen Bereich des Basisbereichs 8b ausgebildete Öffnung 8c, einen durch einen konkaven Bereich gebildeten Anschlag 8d, der in einer ausgesparten Wand des Basisbereichs 8b gebildet ist, sowie ein Paar Vor sprünge 8e und ein Paar Festhaltebereiche 8f auf, wobei diese beiden Paare unter dem Basisbereich 8b ausgebildet sind.
Ein Paar feststehende Kontakte 9a und 9b sind in das Abstützelement 8 eingebettet und liegen am Boden des Aussparungsbereichs 8a in die Öffnung 8c umgebender Weise frei.
Ein derartiges Abstützelement 8 ist in der in 5 dargestellten Weise an dem Gehäuseelement 2 angebracht, und zwar durch Festhalten der Festhaltebereiche 8f an der Bodenwand 2a, indem die beiden Vorsprünge 8e in Öffnungen (nicht gezeigt) der Bodenwand 2a in dem Gehäuseelement 2 eingesetzt sind.
Bei angebrachtem Abstützelement 8 durchsetzt ferner die Stange 4c die Öffnung 8c, während Anschlüsse der feststehenden Kontakte 9a und 9b über die Durchgangsöffnung 2g nach unten heraus ragen.
Wie in den 6 bis 8 gezeigt ist, ist ein drehbares Element 10 durch eine bewegliche Kontaktplatte gebildet, die aus einer Metallplatte mit beweglichen Kontakten 10a gebildet ist und einen zylindrischen Bereich 10c aufweist, der eine in seinem Zentrum ausgebildete kreisförmige Öffnung 10b sowie einen an dem äußeren Umfangsbereich ausgebildeten konvexen Bereich 10d aufweist. Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, ist das drehbare Element 10 in dem Aussparungsbereich 8a des Abstützelements 8 angeordnet, so dass die beweglichen Kontakte 10a mit den feststehenden Kontakten 9a und 9b in Kontakt sowie außer Kontakt von diesen gebracht werden, während der konvexe Bereich 10d innerhalb eines konkaven Bereichs des Abstützelements 8 positioniert ist, so dass er an dem Anschlag 8d in Anlage gelangen kann.
Wie in 2 gezeigt ist, wird ein solches drehbares Element 10 angebracht durch Einführen der Stange 4c in den zylindrischen Bereich 10c.
Eine Unterlegscheibe 11 in Form einer kreisförmigen Scheibe, die aus einem Kunstharzmaterial gebildet ist, ist in der in 2 dargestellten Weise durch Aufschieben derselben auf die Stange 4c angebracht. Wie ferner in 2 gezeigt ist, ist die Stange 4c in ein elastisches Element 12 eingeführt, das aus einem O-Ring aus Gummi gebildet ist, wobei das elastische Element 12 derart angebracht ist, dass es an dem zylindrischen Bereich 10c des drehbaren Elements 10 positioniert ist.
Wenn das elastische Element 12 angebracht ist, werden die beweglichen Kontakte 10a aufgrund der Elastizität des elastischen Elements 12 elastisch gegen die feststehenden Kontakte 9a und 9b gedrückt, während die Unterlegscheibe 11 elastisch gegen die Abstützwand 2c gedrückt wird; ferner ist der zylindrische Bereich 10c des drehbaren Elements 10 elastisch gegen die Stange 4c gedrückt, so dass zwischen dem drehbaren Element 10 und der Stange 4c Reibungskraft aufgebracht wird.
Wenn die Stange 4c durch Rotation des Betätigungsbereichs 4a rotationsmäßig bewegt wird, wird das drehbare Element 10 durch die Reibungskraft zwischen der Stange 4c und dem drehbaren Element 10 in der normalen Richtung oder der dazu entgegengesetzten, umgekehrten Richtung rotationsmäßig bewegt.
Bei Rotationsbewegung des drehbaren Elements 10 dreht sich dieses in der in den 9 und 10 dargestellten Weise zusammen mit der Stange 4c, bis der konvexe Bereich 10d des drehbaren Elements 10 an dem Anschlag 8d anliegt, um auf diese Weise ein Signal für die normale Rotationsrichtung oder ein Signal für die umgekehrte Rotationsrichtung durch Umschalten zwischen den feststehenden Kontakten 9a und 9b zwischen dem Zustand "EIN" und dem Zustand "AUS" mittels der beweglichen Kontakte 10a zu erzeugen. Wenn der Betätigungsbereich 4a weiter gedreht wird, wird das drehbare Element 10 durch den Anschlag 8d gestoppt und an einer weiter gehenden Rotation gehindert, so dass der Betätigungsbereich 4a durchzudrehen beginnt.
Das heißt, ein Schalter "S" zum Detektieren der Rotationsrichtung ist gebildet durch die an dem drehbaren Element 10 vorgesehenen beweglichen Kontakte 10a sowie durch die feststehenden Kontakte 9a und 9b.
Wie in den 2 und 11 gezeigt ist, ist ein Paar feststehender Kontakte 13a und 13b in die Aussparungen 1d und 2d der Gehäuseelemente 1 und 2 eingebettet, während ein kuppelförmiger beweglicher Kontakt 14 in den Gehäuseelementen untergebracht ist, wobei dieser durch eine Abdeckung 15 daran gehindert ist, sich aus dem jeweiligen Gehäuseelement heraus zu bewegen.
Wenn der bewegliche Kontakt 14 über die Abdeckung 15 mit Druck beaufschlagt wird, wird der bewegliche Kontakt 14 umgekehrt bzw. gekippt, um zwischen den feststehenden Kontakten 13a und 13b den Zustand "EIN" zu schalten, während bei Aufhebung der Druckbeaufschlagung der bewegliche Kontakt 14 in die ursprüngliche Position gekippt wird, um zwischen den feststehenden Kontakten 13a und 13b den Zustand "AUS" zu schalten.
Das heißt, in den Gehäuseelementen 1 und 2 sind ein erster bzw. ein zweiter Druckschalter "P1" und "P2" gebildet, die jeweils aus dem beweglichen Kontakt 14 und den feststehenden Kontakten 13a und 13b gebildet sind.
Dieser erste und zweite Druckschalter "P1" und "P2" sind an den beiden jeweiligen Enden des Betätigungselements 4 in Axialrichtung des Betätigungselements 4 angeordnet, wobei sie außenseitig von dem elektrischen Drehelement "K" und dem Schalter "S" angeordnet sind, d.h. in Positionen angeordnet sind, die von dem elektrischen Drehelement "K" und dem Schalter "S" beabstandet sind.
Ein L-förmiges erstes bewegliches Element 16, das aus Kunstharz-Formteilen gebildet ist, besitzt einen ersten und einen zweiten Arm 16a und 16b, eine Stange 16c, die auf der Seite eines Verbindungsbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 16a und 16b angeordnet ist, sowie einen konvexen Bereich 16d, der an der Bodenfläche des zweiten Arms 16b angeordnet ist, während ein L-förmiges zweites bewegliches Element 17, das aus Kunstharz-Formteilen gebildet ist, einen ersten und einen zweiten Arm 17a und 17b, eine Stange 17c, die auf der Seite eines Verbindungsbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 17a und 17b angeordnet ist, sowie einen konvexen Bereich 17d aufweist, der an der Bodenfläche des zweiten Arms 17b angeordnet ist.
Wie speziell in 12 zu sehen ist, sind das erste und das zweite bewegliche Element 16 und 17 drehbar angebracht, indem die Stangen 16c und 17c an dem Paar der L-förmigen Passbereiche 1f und 2f eingehakt sind, die in den Gehäuseelementen 1 bzw. 2 vorgesehen sind.
Wenn das bewegliche Element 16, bei dem es sich um eines der beweglichen Elemente 16 und 17 handelt, in einer derartigen Weise angebracht ist, liegt der erste Arm 16a der aus den Abstützwänden 1c herausragenden Stange 4b gegenüber, während der konvexe Bereich 16d des zweiten Arms 16b der Abdeckung 15 an dem beweglichen Kontakt 14 gegenüber liegt, so das der konvexe Bereich 16d durch die Federeigenschaft des beweglichen Kontakts 14 mit Druck beaufschlagt wird und dadurch der erste Arm 16a an der Stange 4b anliegt.
Wenn das andere bewegliche Element 17 angebracht ist, liegt der erste Arm 17a der aus dem Abstützelement 8 heraus ragenden Stange 4c gegenüber, während der konvexe Bereich 17d des zweiten Arms 17b der Abdeckung 15 an dem beweglichen Kontakt 14 gegenüber liegt, so dass der konvexe Bereich 17d durch die Federeigenschaft des beweglichen Kontakts 14 mit Druck beaufschlagt wird und dadurch der erste Arm 17a an der Stange 4c anliegt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der multidirektionalen Eingabevorrichtung mit einer derartigen Konstruktion erläutert. Wenn in 2 das Betätigungselement 4 in der durch den Pfeil "A1" dargestellten Axialrichtung bewegt wird, beaufschlagt die Stange 4b den ersten Arm 16a des ersten beweglichen Elements 16 mit Druck, und zwar entgegen der Federeigenschaft des beweglichen Kontakts 14 in dem ersten Druckschalter "P1".
Dadurch wird das erste bewegliche Element 16 um die Stange 16c rotationsmäßig bewegt, so dass der konvexe Bereich 16d des zweiten Arms 16b die Oberseite des beweglichen Kontakts 14 mit Druck beaufschlagt und diesen kippt; dadurch werden die feststehenden Kontakte 13a und 13b in den leitenden Zustand gebracht, und der erste Druckschalter "P1" wird eingeschaltet.
Zu diesem Zeitpunkt hält der zweite Druckschalter "P2" den AUS-Zustand aufrecht, da das zweite bewegliche Element 17 nicht mit Druck beaufschlagt wird.
Wenn dann die Bewegung des Betätigungselements 4 in Richtung des Pfeils "A1" aufgehoben wird, wird der bewegliche Kontakt 14 in die ursprüngliche Position gekippt, so dass der erste Druckschalter "P1" ausgeschaltet wird, während der zweite Arm 16b durch den Kippvorgang des beweglichen Kontakts 14 zurückgedrückt wird, so dass der erste Arm 16a die Stange 4b zurückdrückt, um dadurch das Betätigungselement 4 in die neutrale Position zurückzuführen, wie dies in 2 gezeigt ist.
Wenn das Betätigungselement 4 dann in der durch den Pfeil "A2" dargestellten Axialrichtung bewegt wird, beaufschlagt die Stange 4c den ersten Arm 17a des zweiten beweglichen Elements 17 entgegen der Federeigenschaft des beweglichen Kontakts 14 in dem zweiten Druckschalter "P2" mit Druck.
Dadurch wird das zweite bewegliche Element 17 um die Stange 17c rotationsmäßig bewegt, so dass der konvexe Bereich 17d des zweiten Arms 17b die Oberseite des beweglichen Kontakts 14 mit Druck beaufschlagt, um diesen umzukehren bzw. zu kippen; dadurch werden die feststehenden Kontakte 13a und 13b leitend geschaltet, um den zweiten Druckschalter "P2" einzuschalten.
Zu diesem Zeitpunkt hält der erste Druckschalter "P1" den AUS-Zustand aufrecht, da das erste bewegliche Element 16 nicht mit Druck beaufschlagt wird.
Wenn dann die Bewegung des Betätigungselements 4 in Richtung des Pfeils "A2" aufgehoben wird, wird der bewegliche Kontakt 14 in die ursprüngliche Position gekippt, so dass der zweite Druckschalter "P2" ausgeschaltet wird, während der zweite Arm 17b durch den Kipp- bzw. Umkehrvorgang des beweglichen Kontakts 14 zurückgedrückt wird, so dass der erste Arm 17a die Stange 4c zurückdrückt, um dadurch das Betätigungselement 4 in die neutrale Position zurückzuführen, wie dies in 2 gezeigt ist.
Bei Verwendung einer derartigen multidirektionalen Eingabevorrichtung in einem Mobiltelefon ist eine derartige Verwendung möglich, bei der bei Betätigung des ersten Druckschalters "P1" z.B. das Anzeigebild nacheinander Einzelbild für Einzelbild von unten nach oben gerollt wird, während bei Betätigung des zweiten Druckschalters "P2" das Anzeigebild nacheinander Einzelbild für Einzelbild von oben nach unten gerollt wird.
Wenn dann in 2 das Betätigungselement 4 in der normalen Richtung des Pfeils "B1" rotationsmäßig bewegt wird, dreht sich das drehbare Element 10 durch die Reibungskraft zwischen der Stange 4c und dem drehbaren Element 10 zusammen mit dem Betätigungselement, bis es an dem Anschlag 8d anstößt, wie dies in 9 gezeigt ist.
Als Ergebnis hiervon bringt der bewegliche Kontakt 10a die feststehenden Kontakte 9a und 9d in den leitenden Zustand, um diese einzuschalten, und es wird ein Rotationssignal in der normalen Richtung durch den Schalter "S" erzeugt, während bei weitergehender Rotationsbewegung des Betätigungselements 4 in Richtung des Pfeils "B1" das Betätigungselement 4 durchdreht und dabei den "EIN"-Zustand aufrechterhält.
Andererseits wird das Betätigerelement 5 über die Stange 4b durch die nachfolgende Rotation des Betätigungselements 4 rotationsmäßig bewegt, so dass der bewegliche Kontakt 6 wiederholt mit dem feststehenden Kontakt 7 in Kontakt tritt sowie sich von diesem trennt, um ein Impulssignal zu erzeugen, so dass durch das elektrische Drehelement "K" ein Rotationsbetragsignal erzeugt wird.
Wenn dann in 2 das Betätigungselement 4 in der umgekehrten Richtung des Pfeils "B2" rotationsmäßig bewegt wird, erfolgt in der vorstehend beschriebenen Weise wiederum eine Rotationsbewegung des drehbaren Elements 10 zusammen mit diesem aufgrund der Reibungskraft zwischen der Stange 4c und dem drehbaren Element 10, bis dieses an den Anschlag 8d anstößt, wie es in 10 gezeigt ist.
Als Ergebnis hiervon bringt der bewegliche Kontakt 10a die feststehenden Kontakte 9a und 9b aus dem leitenden Zustand heraus und schaltet diese "AUS" und erzeugt ein Rotationssignal in der umgekehrten Richtung durch den Schalter "S", während bei weitergehender Rotationsbewegung des Betätigungselements 4 in Richtung des Pfeils "B2" das drehbare Element 10 durchdreht und dabei der "AUS"-Zustand aufrechterhalten wird.
Andererseits wird das Betätigerelement 5 über die Stange 4b durch die nachfolgende Rotationsbewegung des Betätigungselements 4 rotationsmäßig bewegt, so dass der bewegliche Kontakt 6 wiederholt mit dem feststehenden Kontakt 7 in Kontakt tritt und von diesem getrennt wird, um ein Impulssignal zu erzeugen, so dass auf diese Weise ein Rotationsbetragsignal durch das elektrische Drehelement "K" erzeugt wird.
Bei Verwendung einer derartigen multidirektionalen Eingabevorrichtung in einem Mobiltelefon ist eine derartige Anwendung möglich, bei der bei rotationsmäßiger Bewegung des Betätigungselements 4 in der normalen Richtung des Pfeils "B1" z.B. die auf der Anzeige dargestellte Anzeige-Cursorposition nacheinander von unten nach oben verändert wird, während bei Rotationsbewegung des Betätigungselements 4 in der umgekehrten Richtung des Pfeils "B2" die auf der Anzeige dargestellte Anzeige-Cursorposition nacheinander von oben nach unten verändert wird.
Die multidirektionale Eingabevorrichtung wird in der geschilderten Weise betrieben.
Ferner ist bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel der Schalter "S" als zwei feststehende Kontakte 9a und 9b aufweisend beschrieben worden; er kann jedoch auch nicht weniger als drei feststehende Kontakte haben. Ferner sind die feststehenden Kontakte 9a und 9b als in dem Abstützelement 8 angeordnet beschrieben worden; jedoch können diese auch in einer vertikalen Wand ausgebildet sein, die in dem Gehäuseelement 2 gebildet sein kann.
Der Anschlag 8d ist als in dem Abstützelement 8 ausgebildet beschrieben worden; jedoch kann er auch in dem Gehäuseelement 2 ausgebildet sein, und bei dem Druckschalter kann es sich auch nur um einen Schalter handeln.
Bei Verwendung der L-förmigen beweglichen Elemente 16 und 17 sind Räume in den Eckbereichen von diesen für die Anordnung verschiedener Elemente verfügbar, wobei dies bei Vorrichtungen Wirkung zeigt, bei denen Miniaturisierung und eine dünne Formgebung besonders verlangt werden.
Da bei der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der Druckschalter "P1 ", der durch die Bewegung des Betätigungselements 4 in Axialrichtung betätigt wird, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, an dem Ende des Betätigungselements 4 in Axialrichtung angeordnet ist, lässt sich die Dicke reduzieren, so dass eine multidirektionale Eingabevorrichtung mit einer dünnen Formgebung geschaffen wird.
Das Betätigungselement 4 weist den Betätigungsbereich 4a, der in seiner Mitte angeordnet ist, sowie die Stangen 4b und 4c auf, die an den Enden des Betätigungsbereichs 4a angeordnet sind, und das Betätigungselement 4 ist an den Stangen 4b und 4c durch die Gehäuseelemente 1 und 2 drehbar gelagert, während der Druckschalter "P1" über die Stange 4b betätigt wird, so dass keine große Anzahl von Teilen erforderlich ist, wie dies herkömmlicherweise der Fall ist, so dass eine multidirektionale Eingabevorrichtung in kostengünstiger Weise und mit ausgezeichneter Montageeffizienz geschaffen wird.
Da der Betätigungsbereich 4a näher bei dem elektrischen Drehelement "K" als der Druckschalter "P1" angeordnet ist, wird die Stange 4b des Betätigungselements 4 zum Betätigen sowohl des elektrischen Drehelements "K" als auch des Druckschalters "P1" in Form einer kombinierten Verwendung gebraucht, so dass eine kompakte multidirektionale Eingabevorrichtung mit einer geringen Anzahl von Teilen geschaffen wird.
Ferner sind bei den Gehäuseelementen 1 und 2 die Bodenwände 1a und 2a zum Anbringen des Druckschalters "P1" an der Bodenwand 1a ausgebildet, so dass eine dünne multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen wird, bei der sich der Druckschalter "P1" in einfacher Weise anbringen lässt.
Das L-förmige bewegliche Element 16, das den ersten und den zweiten Arm 16a und 16b aufweist, ist drehbar derart gehalten, dass die Stange 4b den ersten Arm 16a mit Druck beaufschlagt, um das bewegliche Element 16 rotationsmäßig zu bewegen, und der Druckschalter "P1" wird mit dem zweiten Arm 16b durch die Rotationsbewegung des beweglichen Elements 16 betätigt, so dass eine ausgezeichnete Produktivität aufweisende multidirektionale Eingabevorrichtung mit dem Druckschalter "P1" geschaffen wird, der eine einfache Konstruktion hat und einfach zu betätigen ist.
Unter Verwendung des L-förmigen beweglichen Elements 16 steht ein Raum in dessen Eckbereich für die Anordnung verschiedener Elemente zur Verfügung, so dass sich ein Nutzen für Vorrichtungen ergibt, bei denen Miniaturisierung und eine dünne Formgebung besonders verlangt sind.
Die Druckschalter "P1" und "P2" sind an den beiden Enden des Betätigungselements 4 jeweils derart angeordnet, dass die Druckschalter "P1" und "P2" jeweils durch die Bewegung des Betätigungselements 4 in Axialrichtung betätigt werden, so dass eine dünne multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen wird, die sich in einfacher Weise betätigen lässt und ausgezeichnete Bedienbarkeit aufweist, wobei die mehreren Druckschalter "P1" und "P2" kompakt angeordnet werden können.
Der Schalter "S" zum Detektieren der Rotationsrichtung, der durch die Rotationsbewegung des Betätigungselements 4 betätigt wird, ist an dem einen Ende des Betätigungselements 4 angeordnet, während das elektrische Drehelement "K" an dem anderen Ende des Betätigungselements 4 angeordnet ist, so dass eine multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen wird, die speziell für die Verwendung bei Mobiltelefonen geeignet ist, bei denen zahlreiche Eingabeelemente unter dünnerer Ausbildung von diesen kompakt angeordnet werden können.
Bei der multidirektionalen Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Druckschalter "P1" und "P2" an den Enden des Betätigungselements 4 in Axialrichtung angeordnet, während das drehbare Element 10 des elektrischen Drehelements "K" von der Stange 4c des Betätigunselements 4 derart gehalten ist, dass es sich während der Rotationsbewegung der Stange 4c aufgrund der Reibungskraft zusammen mit der Stange 4c dreht, wobei nach der Rotationsbewegung zusammen mit diesem in einem vorbestimmten Winkel das drehbare Element 10 durch den Anschlag 8d gestoppt und an einer weitergehenden Rotationsbewegung gehindert wird, so dass die Stange 4c durchdreht und dadurch Rotationssignale in der normalen Richtung und der umgekehrten Richtung erzeugt werden, so dass die Abmessung in Richtung der Dicke reduziert werden kann, während das drehbare Element 10 durch einfaches Passen desselben auf die Stange 4c angebracht werden kann, so dass eine multidirektionale Eingabevorrichtung mit ausgezeichneter Montageeffizienz sowie zu niedrigeren Kosten geschaffen werden kann.
Auch ist das drehbare Element 10 koaxial auf der Stange 4c angebracht, so dass die Größe in Radialrichtung vermindert werden kann und dadurch eine dünne multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen werden kann.
Durch Ausbilden des Anschlags in dem Gehäuseelement 2 kann ferner eine multidirektionale Eingabevorrichtung mit einfacher Konstruktion in kostengünstiger Weise geschaffen werden.
Weiterhin ist der konkave Bereich in dem Gehäuseelement 2 ausgebildet, um den Anschlag zu bilden, während der konvexe Bereich 10d an dem drehbaren Element 10 ausgebildet ist, um die Rotationsbewegung des drehbaren Elements 10 durch die Anlage des konvexen Bereichs 10d an einem Teil des konkaven Bereichs zu stoppen, so dass eine multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen wird, die eine einfache Konstruktion hat und ausgezeichnete Produktivität aufweist, wobei ferner das drehbare Element 10 sicher gestoppt und an einer Rotationsbewegung gehindert werden kann.
Die feststehenden Kontakte 9a und 9b sind indem aus einem isolierenden Material gebildeten Abstützelement 8 vorgesehen, das an dem Gehäuseelement 2 angebracht ist, so dass das Abstützelement 8 entsprechend der Formgebung des feststehenden Kontakts in geeigneter Weise angebracht werden kann und auf diese Weise eine flexible multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen werden kann.
Weiterhin ist der Anschlag 8d an dem Abstützelement 8 ausgebildet, so dass das Abstützelement 8 und das drehbare Element 10 in einem miteinander kombinierten Zustand montiert werden können, so dass eine kostengünstige multidirektionale Eingabevorrichtung mit ausgezeichneter Produktivität geschaffen wird.
Weiterhin ist der konkave Bereich in dem Gehäuseelement 2 ausgebildet, um den Anschlag zu bilden, während der konvexe Bereich 10d an dem drehbaren Element 10 gebildet ist, um die Rotationsbewegung des drehbaren Elements 10 durch die Anlage des konvexen Bereichs 10d an einem Teil des konkaven Bereichs zu stoppen, so dass eine multidirektionale Eingabevorrichtung geschaffen wird, die eine einfache Konstruktion und ausgezeichnete Produktivität aufweist, während das drehbare Element 10 sicher gestoppt werden kann, so dass es sich nicht mehr dreht.
Da zwischen dem drehbaren Element 10 und dem Betätigungselement 4 durch das elastische Element 12 Reibungskraft aufgebracht wird, hat der Generator eine einfache Konstruktion und eine ausgezeichnete Produktivität, wobei nur wenig Raum hierfür benötigt wird, so dass sich eine klein dimensionierte multidirektionale Eingabevorrichtung schaffen lässt.
Da das drehbare Element 10 durch eine bewegliche Kontaktplatte gebildet ist, die aus einer Metallplatte mit den beweglichen Kontakten 10a hergestellt ist, lässt sich eine kostengünstige multidirektionale Eingabevorrichtung mit einer geringen Anzahl von Teilen sowie einer einfachen Konstruktion und ausgezeichneten Produktivität schaffen.
Das Betätigungselement 4 weist einen rollenartigen Betätigungsbereich 4a auf, das im Zentrum von diesem angeordnet ist, und weist ferner Stangen 4b und 4c auf, die an den beiden Enden des Betätigungsbereichs 4a angeordnet sind, so dass das elektrische Drehelement "K" an dem Ende der Stange 4b angeordnet ist, während der Schalter "S" an dem Ende der Stange 4c angeordnet ist, so dass sich eine dünne multidirektionale Eingabevorrichtung schalten lässt.

Claims

Multidirektionale Eingabevorrichtung, aufweisend: ein Gehäuseelement (1); eine Stange (4b, 4c), die in Axialrichtung beweglich ist; ein Betätigungselement (4), das an dem Gehäuseelement drehbar angebracht ist und einen rollenartigen Betätigungsbereich im Zentrum des Betätigungselements aufweist, wobei sich die Stange von beiden Enden des Betätigungselements weg erstreckt; ein elektrisches Drehelement (K), das an einem ersten Ende der Stange angeordnet ist und derart ausgebildet und betätigbar ist, dass es ein elektrisches Signal durch Rotation des Betätigungselements erzeugt; und einen Druckschalter (P1, P2); wobei der Druckschalter an einem Ende des Betätigungselements in Axialrichtung angeordnet ist, so dass der Druckschalter durch die Bewegung des Betätigungselements in der Axialrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals betätigt wird; gekennzeichnet durch: ein drehbares Element (10), das von der Stange gehalten ist und dazu ausgebildet ist, sich während der Rotationsbewegung der Stange aufgrund der Rotationsbewegung des Betätigungselements durch Reibungskraft zusammen mit der Stange rotationsmäßig zu bewegen und durch einen Anschlag (8d) in der Rotationsbewegung gestoppt zu werden, um die Stange nach der Rotationsbewegung zusammen mit diesem in einem vorbestimmten Winkel zum Durchdrehen zu bringen; einen Schalter an einem zweiten Ende der Stange, wobei der Schalter durch einen an dem drehbaren Element vorgesehenen beweglichen Kontakt sowie durch einen an dem Gehäuseelement angebrachten feststehenden Kontakt gebildet ist; ein elastisches Element (12), das auf einem zylindrischen Bereich (10c) des drehbaren Elements positioniert ist; wobei der zylindrische Bereich durch das elastische Element in Richtung auf die Stange elastisch gedrängt wird, so dass die Rotationsbewegung der Stange durch Reibungskraft auf das drehbare Element übertragen wird; und wobei, nachdem der bewegliche Kontakt den feststehenden Kontakt schaltet durch die Rotationsbewegung des drehbaren Elements in der normalen Richtung oder der umgekehrten Richtung bei Rotationsbewegung des Betätigungselements in der normalen Richtung oder der umgekehrten Richtung, das drehbare Element an dem Anschlag anstößt und dadurch der Schalter betätigt wird, so dass das drehbare Element seine Rotationsbewegung stoppt und das Betätigungselement durchzudrehen beginnt.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Druckschalter L-förmige bewegliche Elemente beinhaltet und wobei das elektrische Drehelement und der Drehschalter an den jeweiligen Enden der Stange angeordnet sind, so dass sie sich innenseitig von den L-förmigen beweglichen Elementen befinden.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anschlag an dem Gehäuseelement ausgebildet ist.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein konkaver Bereich in dem Gehäuseelement ausgebildet ist, um den Anschlag in diesem zu bilden, während ein konvexer Bereich (10d) an dem drehbaren Element ausgebildet ist, um den konvexen Bereich an einem Teil des konkaven Bereichs in Anlage zu bringen, um die Rotationsbewegung des drehbaren Elements zu stoppen.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einem Abstützelement (8), das aus einem isolierenden Material gebildet ist und mit dem feststehenden Kontakt versehen ist, wobei der feststehende Kontakt durch Anbringen des Abstützelements an dem Gehäuseelement an dem Gehäuseelement angebracht ist.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Anschlag in dem Abstützelement ausgebildet ist.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein konkaver Bereich an dem Abstützelement vorgesehen ist, um den Anschlag zu bilden, während ein konvexer Bereich an dem drehbaren Element vorgesehen ist, so dass eine Rotationsbewegung des drehbaren Elements durch Anlage des konvexen Bereichs an einem Teil des konkaven Bereichs gestoppt wird.
Multidirektionale Eingabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einer beweglichen Kontaktplatte (14), die durch eine Metallplatte gebildet ist und mit dem beweglichen Kontakt versehen ist, wobei das drehbare Element durch die bewegliche Kontaktplatte gebildet ist.