JP2011175938A - 操作入力装置およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング内への浸水を防止できる操作入力装置を提供する。
【解決手段】プリント基板２０と操作リング５０との間に弾性防水材４０を配置し、前記弾性防水材４０の外周縁部に設けた肉厚部４７を、ベース１０の上面とハウジング８０の天井面とで挟持した。
【選択図】図２

Description

本発明は操作入力装置、特に、携帯電話機、ＰＤＡ，テレビ，ビデオの電子機器に組み込まれる操作入力装置に関する。

従来、操作入力装置としては、例えば、特許文献１に示すように、円板状の回転操作子１０と、回転操作子１０を回転自在に支持するケース部材１１と、回転操作子１０と対向して配置された回路基板１２と、固定接点１３及び可動接点１４からなる接点接続構造とを備え、回転操作子１０と回路基板１２との間にゴム状シート１５を備え、ゴム状シート１５には、回路基板１２に対し傾動支持部４９を介して傾動自在に支持された傾動押圧部４２とを備え、接点接続構造が回路基板１２上の傾動押圧部４２の両端部と対応する位置に間隔を置いてそれぞれ配置され、回転操作子１０を回転させ、傾動押圧部４２が回路基板１２に傾動支持部４９を介して支持されて回転操作子１０の回転方向側に傾動し、傾動押圧部４２が回転方向側に配置された可動接点１４を固定接点１３側に押圧するようにした回転式入力装置がある。

特開２００６−０３２１１８号公報

しかしながら、前述の回転式入力装置では、その図２および図４に示すように、接触式ジョグで回転動作部と基板との間で弾性部材を挟持して防水性を確保している。このため、近年、より一層高い防水性能が求められているにもかかわらず、電気回路基板の防水対策のみが行われているにすぎず、入力装置を組み付ける筐体（ハウジング）内への浸水を防止できない。
本発明は、ハウジング内への浸水を防止できる操作入力装置を提供することにある。

本発明に係る操作入力装置は、前記課題を解決すべく、天井面に操作孔を有するハウジング内に固定したベースの上面に、複数の押しボタンスイッチを配置したプリント基板を貼着一体化するとともに、前記プリント基板の上方に配置した操作リングの上面に、操作ダイヤルを回動可能に支持する一方、前記ハウジングの操作孔から前記操作ダイヤルを操作可能に露出させ、前記操作ダイヤルを回動操作することにより、前記プリント基板に実装した磁気検出センサーで、前記操作ダイヤルの回動操作に基づく磁界の変化を検出する操作入力装置であって、前記プリント基板と前記操作リングとの間に弾性防水材を配置し、前記弾性防水材の外周縁部に設けた肉厚部を、前記ベースの上面と前記ハウジングの天井面とで挟持した構成としてある。

本発明によれば、弾性防水材の肉厚部がベースの上面とハウジングの天井面とで挟持され、固定されている。このため、弾性防水材自身に取付孔を設ける必要がないとともに、ハウジング内への浸水を防止でき、高い防水性を有する操作入力装置が得られる。特に、操作ダイヤルに外力が負荷されても、ベースは撓みにくいので、防水性が破壊されることはない。

本発明の実施形態としては、前記弾性防水材の上面に環状防水リブを突設し、前記環状防水リブの内周面に操作リングの外周縁部を密着させて固定した構成としてもよい。
本実施形態によれば、２重シール構造となり、防水性がより一層向上する。

本発明の他の実施形態としては、弾性防水材の環状防水リブを断面カギ形とする一方、操作リングの上面縁部に、前記環状防水リブに係合可能な環状防水溝を形成した構成としてもよい。
本実施形態によれば、環状防水リブと操作リングとの接触面積が増大し、沿面距離が長くなるので、更に防水性が向上するとともに、前記操作リングが弾性防水材から外れるおそれがなくなる。

本発明の別の実施形態としては、前記操作入力装置うち、操作孔を有するハウジングの一部である操作カバーの裏面を、弾性防水材の外周縁部から延在した防水用シート部材で被覆するとともに、操作リングの上面縁部と前記操作カバーの天井面とで前記弾性防水材の環状防水リブを挟持した構成としてもよい。
本実施形態によれば、部品点数，組立工数が減少し、生産性が向上するとともに、より一層高い防水性を有する操作入力装置がえられる。

本発明に係る電子機器は、ハウジングの操作孔から操作ダイヤルを操作可能に組み込んだ構成としてある。
本発明によれば、高い防水性を有する電子機器が得られるという効果がある。

本発明に係る操作入力装置の第１実施形態を示す斜視図である。 図２Ａ，２Ｂは図１で示した操作入力装置のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線断面図である。 図３Ａは第１実施形態の斜視図、図３Ｂは第１実施形態の異なる角度から視た斜視図である。 図３で示した第１実施形態の分解斜視図である。 図３で示した第１実施形態の下方から視た分解斜視図である。 図６Ａは図３で図示した操作入力装置の平面図、図６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは図６ＡのＢ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図，Ｄ−Ｄ線断面図である。 図７Ａ，７Ｂは第１実施形態の弾性防水材の斜視図である。 図８Ａは図７で図示した弾性防水材の平面図、図８Ｂ，８Ｃは図８ＡのＢ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図である。 図９Ａ，９Ｂおよび図９Ｃ，９Ｄは第１実施形態に係るハウジングの斜視図、その断面斜視図、および、下方から視た斜視図およびその断面斜視図である。 本発明に係る操作入力装置の第２実施形態を示す斜視図である。 図１１Ａ，１１Ｂは図１０で示した操作入力装置のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線断面図である。 図１２Ａは図１１で図示した弾性防水材の平面図、図１２Ｂ，１２Ｃは図１２ＡのＢ−Ｂ線部分拡大断面図、Ｃ−Ｃ線部分拡大断面図である。 本発明に係る電子機器の第１実施形態を示す斜視図である。 図１４Ａ，図１４Ｂは図１３で示したＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線断面図である。 図１５Ａ，図１５Ｂ，図１５Ｃは図１３で図示した操作基板単体の平面図、図１５ＡのＢ−Ｂ線断面図、底面図である。 図１６Ａ，図１６Ｂ，図１６Ｃは図１３で図示した電子機器の弾性防水材を示す平面図、正面図、底面図である。 図１７Ａ，図１７Ｂは図１６Ａで図示したＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線拡大断面図である。

本発明に係る操作入力装置の実施形態を添付図面に従って説明する。
第１実施形態に係る操作入力装置は、図１ないし図９、特に、図４に図示するように、大略、ベース１０と、フレキシブルなプリント基板２０と、下面にドーム状可動接点からなる中央の押しボタンスイッチ３１ａおよび４個の押しボタンスイッチ３１ｂ〜３１ｅを貼り付けた樹脂製フィルムカバー３０と、弾性防水材４０と、前記弾性防水材４０に組み付けられる操作リング５０と、前記操作リング５０に摺動シート５８を介して回動可能に載置される操作ダイヤル６０と、前記操作ダイヤル６０の嵌合孔６１内に嵌め込まれる押しボタン７０と、前述の構成部品を収納するハウジング８０（図１）とからなるものである。

ベース１０は、図４および図５に示すように、略方形の金属製薄板からなり、その対角線上に一対の治具孔１１ａ，１１ｂを設けてあるとともに、その周囲に固定孔１２を設けてある。さらに、前記ベース１０は、その隅部に取付孔１３を設けてあるとともに、その一辺中央に接続孔１４を設けてある。

前記プリント基板２０は、フレキシブルな絶縁シートからなり、その中央に中央導電部２１ａを設けてあるとともに、前記中央導電部２１ａを中心として同一円周上に均等なピッチで４個の導電部２１ｂ〜２１ｅを配置してある。前記中央導電部２１ａおよび前記導電部２１ａ〜２１ｅは、略Ｃ字形状固定接点部と前記略Ｃ字固定接点部内に配置された固定接点部とからなるものである。また、前記プリント基板２０は、前記中央導電部２１ａを間にして一対の治具孔２３ａ，２３ｂを設ける一方、ホール素子からなる一対の磁気検出センサー２４ａ，２４ｂを表面実装してある。さらに、前記プリント基板２０は、その外周縁部に切り欠き部２５を形成してあるとともに、その外周縁部から接続部２６を延在してある。

樹脂製フィルムカバー３０は、前記プリント基板２０に被覆可能な平面形状を有し、接着剤を塗布した裏面のうち、前記中央導電部２１ａおよび前記導電部２１ｂ〜２１ｅに対応する位置に、偏平なドーム状反転バネからなる中央押しボタンスイッチ３１aおよび押しボタンスイッチ３１ｂ〜３１eがそれぞれ貼り付けられている。また、前記樹脂製フィルムカバー３０は、前記プリント基板２０の治具孔２３ａ，２３ｂに対応する位置に、治具孔３３ａ，３３ｂをそれぞれ設けてある。さらに、前記樹脂製フィルムカバー３０は、前記プリント基板２０に組み付けた磁気検出センサー２４，２４を被覆しないように逃げ部３４を設けてあるとともに、その外周縁部に切り欠き部３５を設けてある。

弾性防水材４０は、図７および図８に示すように、前記プリント基板２０を被覆可能な平面形状を有する弾性ゴム材からなり、前記中央導電部２１ａおよび前記導電部２１ｂ〜２１ｅに対応する位置に、操作用中央突起４１aおよび操作用突起４１ｂ〜４１eを、下方側にそれぞれ突き出してある。また、弾性防水材４０は、前記操作用中央突起４１ａを中心として同一円周上に均等のピッチで位置規制用突起４２を上方に突設してある。さらに、前記位置規制用突起４２を囲むように設けた環状浅溝４３の外周側に、前記磁気検出センサー２４に嵌合する嵌合用膨出部４４を上方に突き出してある。そして、前記弾性防水材４０は、前記嵌合用膨出部４４の外側に環状防水リブ４５を上方に突設してある一方、前記環状防水リブ４５の直下に固定用突部４６を所定のピッチで下方側に突設してある。前記環状防水リブ４５は接触面積を増大させる断面略Ｌ字形状である。また、前記弾性防水材４０は、その外周縁部に断面円形の肉厚部４７を一体成形してある。

操作リング５０は、図４に示すように、前記弾性防水材４０に載置可能な外周形状を有している。そして、前記操作リング５０は、図５に示すように、その下面内周縁部にカシメ用リング５７を係合できる環状段部５１ａを形成するとともに、前記環状段部５１ａの外周縁部に、前記操作用突起４１ｂ〜４１eに対応する位置に操作用突起５１ｂ〜５１ｅを下方側に突設してある。一方、前記操作リング５０は、図４に示すように、その上面内周縁部に、環状摺動シート５８を載置できる環状突部５２を突設してある。また、前記操作リング５０は、前記環状突部５２の周囲に、前記嵌合用膨出部４４に嵌合する一対の嵌合孔５３，５３を設けてあるとともに、クリック感用マグネット５９を位置決めできる位置決め用凹部５４を形成してある。

操作ダイヤル６０は、図４に示すように、前記操作リング５０に載置可能な同心円形状であり、その中心に後述する押しボタン７０を嵌合できる嵌合孔６１を設けてある。また、前記操作ダイヤル６０は、図５に示すように、前記嵌合孔６１の下面周辺縁部に沿ってカシメ用突条６２を所定のピッチで突設してある。さらに、前記操作ダイヤル６０は、前記カシメ用突条６２の外側に多数の摺動用リブ６３を所定のピッチで放射状に設けてあるとともに、その外側に環状溝部６４を同心円上に形成してある。前記環状溝部６４の底面には図示しない両面接着テープを介して環状マグネット６５が組み込まれる。前記環状マグネット６５は、Ｎ極およびＳ極を交互に連続的に磁化したものであり、その外周縁部に位置決め突起６５ａが設けられている。

押しボタン７０は、前記操作ダイヤル６０の嵌合孔６１に下方側から嵌合して抜け止めできる外周形状を有し、その下面中央に操作用中央突起７１を突設してある。また、前記押しボタン７０は、その外周面に切り欠き部７２を均等のピッチで形成してある。前記切り欠き部７２は前記弾性防水材４０の位置規制用突起４２に係合して回り止めされる。

ハウジング８０は、図９に図示するように、取付基板８１にカバー８２を接合一体化して偏平な空間を形成する。前記ハウジング８０は、前記カバー８２の上面中央部に設けた操作孔８３から前記操作ダイヤル６０および押しボタン７０が操作可能に露出する。また、前記取付基板８１には固定孔８４を設けてあるとともに、接続孔８５を設けてある。

次に、前述の構成部品の組立方法を説明する。
まず、図示しない治具である一対の位置決めピンにベース１０の治具孔１１ａ，１１ｂを挿通し、ついで、前記プリント基板２０の治具孔２３ａ，２３ｂを挿入して両者を貼着一体化する。そして、前記プリント基板２０の接続部２６を前記ベース１０の接続孔１４から引き出す一方、前記プリント基板２０に磁気検出センサー２４ａ，２４ｂを設置し、電気接続する。ついで、前記位置決めピンに樹脂製フィルムカバー３０の治具孔３３ａ,３３ｂを挿入し、プリント基板２０に貼着一体化する。これにより、中央導電部２１ａおよび導電部２１ｂ〜２１ｅに、ドーム状反転バネからなる中央押しボタンスイッチ３１ａおよび押しボタンスイッチ３１ｂ〜３１ｅがそれぞれ接離可能に対向する。

そして、位置決めピンを引き抜いた前記ベース１０の固定孔１２に弾性防水材４０の固定用突部４６を圧入して固定することにより、前記ベース１０と前記弾性防水材４０とで前記プリント基板２０と前記樹脂製フィルムカバー３０とが挟持される。

次に、操作リング５０の環状突部５２の上面に摺動シート５８を載置するとともに、位置決め用凹部５４にクリック感用マグネット５９を嵌合，固定する。一方、操作ダイヤル６０の環状溝部６４の底面に両面接着テープを介して環状マグネット６５を固定する。そして、前記操作ダイヤル６０の嵌合孔６１に押しボタン７０を下方側から嵌合して位置決めするとともに、前記操作リング５０を組み付け、前記操作ダイヤル６０のカシメ用突起６２をカシメ用リング５７のカシメ孔５７ａにカシメ固定する。これにより、操作リング５０，操作ダイヤル６０および押しボタン７０が一体化されるとともに、前記操作ダイヤル６０が操作リング５０に回動可能に支持される。

ついで、前記ベース１０に組み付けた弾性防水材４０の環状防水リブ４５に、操作リング５０の外周縁部を嵌合し、仮固定する。そして、ハウジング８０の取付基板８１に前記ベース１０の取付孔１３を介して固定し、接続孔１４から接続部２６を引き出すとともに、前記取付基板８１にカバー８２を接合一体化する。これにより、図２に示すように、弾性防水材４０の厚肉部４７が前記カバー８２の天井面に圧接して水，塵埃等の侵入を防止する。また、前記弾性防水材４０の環状防水リブ４５の先端部が操作リング５０の上面周辺縁部と前記カバー８２の天井面縁部とで挟持され、高い防水性を確保できる。

なお、前記操作リング５０は弾性防水材４０および押しボタン７０に付勢されているので、ガタツキが生じない。また、前記押しボタン７０は、中央押しボタンスイッチ３１ａに付勢されているので、ガタツキが生じない。

次に、前述の構成からなる操作入力装置を携帯電話機（図示せず）に適用した場合の操作方法について説明する。
操作ダイヤル６０を前記操作用リング５０の軸心を中心として回動させると、前記操作ダイヤル６０は摺動シート５８を介して操作リング５０上を回動する。そして、前記操作ダイヤル６０に取り付けた環状マグネット６５の回動に伴い、一対の磁気検出センサー２４ａ，２４ｂが磁界の変化をそれぞれ検知し、これに基づいて回動方向および回動量を検出する。

そして、その検出結果が図示しない制御回路を介してモニターの画面表示にスクロールバーの移動として反映される。ついで、所望の位置にスクロールバーが到達した場合に、押しボタン７０を押圧することにより、その操作用中央突起７１で中央押しボタンスイッチ３１ａの反転バネを反転させ、対応する中央導電部２１ａを導通させて選択指令を出力する。

また、操作ダイヤル６０の周辺部を押し下げ、操作リング５０の操作用突起５１ｂ〜５１ｅで押しボタンスイッチ３１ｂ〜３１ｅの反転バネを適宜反転させることにより、対応する導電部２１ｂ〜２１ｅをそれぞれ導通させてもよい。

本実施形態では、非接触による回転検知方式であるので、従来例に係る接触による回転検知方式よりも、円滑で良好な操作感触が得られるという利点ある。

第２実施形態は、図１０ないし図１２に図示するように、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は図１２Ｂ，１２Ｃに図示するように、弾性防水材４０の上面に断面カギ形の環状防水リブ４５を突設した点である。そして、前記弾性防水材４０に組み付けられる操作リング５０は、その上面縁部に前記環状防水リブ４５に係合する環状防水溝５０ａ（図１１）を形成してある。
本実施形態によれば、図１１Ａ，１１Ｂに図示するように、前記操作リング５０の環状防水溝５０ａに前記環状防水リブ４５を係合することにより、沿面距離が長くなり、接触面積が増大するので、より一層優れた防水性を有する操作入力装置が得られるという利点がある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。

第３実施形態は、図１３ないし図１７に図示するように、携帯電話機の筐体の操作カバー９０の裏面側に弾性防水材４０を先付けする場合である。特に、第１実施形態と異なる点は、図１６および図１７に図示するように、弾性防水材４０に、操作用突起４８ａを備えたシート部材４８を一体成形した場合である。

前記操作カバー９０は、図１５に図示するように、多数の操作孔９１，９２，９３を設けるとともに、その裏面に前記操作孔９１，９２，９３を包囲するように嵌合用環状溝９４を設けてある。

一方、前記弾性防水材４０は、図１６および図１７に図示するように、その周辺縁部に前記嵌合用環状溝９４に嵌合する環状リブ４８ｂを形成してある。
本実施形態では、筐体の操作カバー９０の裏面側に前記弾性防水材４０を取り付けることにより、信頼性の高い防水性を有する携帯電話機が得られるという利点がある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。

本発明にかかる操作入力装置は携帯電話機に限らず、他のモバイル機器やその他の電子機器に適用してもよいことは勿論である。

１０：ベース
１２：固定孔
１３：取付孔
１４：接続孔
２０：プリント基板
２３ａ，２３ｂ：治具孔
２４ａ，２４ｂ：磁気検出センサー
３０：樹脂製フィルムカバー
３１ａ：中央押しボタンスイッチ
３１ｂ〜３１ｅ：押しボタンスイッチ
３３ａ，３３ｂ：治具孔
４０：弾性防水材
４１ａ：操作用中央突起
４１ｂ〜４１ｅ：操作用突起
４２：位置規制用突起
４４：嵌合用膨出部
４５：環状防水リブ
４６：固定用突起
４７：肉厚部
４８：防水用シート部材
４８ａ：操作用突起
４８ｂ：環状リブ
５０：操作用リング
５０ａ：環状防水溝
５１ｂ〜５１ｅ：操作用突起
５９：クリック感用マグネット
６０：操作ダイヤル
６１：嵌合孔
６２：係止用突条
６３：環状溝部
６４：摺動用リブ
６５：環状マグネット
７０：押しボタン
７１：操作用中央突起
８０：ハウジング
８１：取付基板
８２：カバー
９０：操作カバー
９１，９２，９３：操作孔

Claims (5)

1. 天井面に操作孔を有するハウジング内に固定したベースの上面に、複数の押しボタンスイッチを配置したプリント基板を貼着一体化するとともに、前記プリント基板の上方に配置した操作リングの上面に、操作ダイヤルを回動可能に支持する一方、前記ハウジングの操作孔から前記操作ダイヤルを操作可能に露出させ、
   前記操作ダイヤルを回動操作することにより、前記プリント基板に実装した磁気検出センサーで、前記操作ダイヤルの回動操作に基づく磁界の変化を検出する操作入力装置であって、
   前記プリント基板と前記操作リングとの間に弾性防水材を配置し、前記弾性防水材の外周縁部に設けた肉厚部を、前記ベースの上面と前記ハウジングの天井面とで挟持したことを特徴とする操作入力装置。
2. 前記弾性防水材の上面に環状防水リブを突設し、前記環状防水リブの内周面に操作リングの外周縁部を密着させて固定したことを特徴とする請求項１に記載の操作入力装置。
3. 前記弾性防水材の環状防水リブを断面カギ形とする一方、操作リングの上面縁部に、前記環状防水リブに係合可能な環状防水溝を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の操作入力装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の操作入力装置うち、操作孔を有するハウジングの一部である操作カバーの裏面を、弾性防水材の外周縁部から延在した防水用シート部材で被覆するとともに、操作リングの上面縁部と前記操作カバーの天井面とで前記弾性防水材の環状防水リブを挟持したことを特徴とする操作入力装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の操作入力装置を、ハウジングの操作孔から操作ダイヤルを操作可能に組み込んだことを特徴とする電子機器。

Images