JP4978413B2 - 回転操作部品及びこれを用いた入力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に使用される回転操作部品、及びこれを用いた入力装置に関するものである。
近年、携帯電話やビデオカメラ等の各種電子機器の高機能化や小型化が進むに伴い、これらの操作に用いられる回転操作部品や入力装置にも、多様で良好な感触での操作を行えるものが求められている。
このような従来の回転操作部品及びこれを用いた入力装置について、図４〜図６を用いて説明する。
図４は従来の回転操作部品の正面断面図、図５は同分解斜視図であり、同図において、１は略円柱状で金属または絶縁樹脂製のローラで、外周が凹凸状に形成されると共に、左右両端には中心軸部１Ａが突出形成されている。
そして、２はＳ極とＮ極が所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石で、この複数のリング磁石２がローラ１の左右の中心軸部１Ａに、各々固着されている。
また、３は金属製の上カバー、４は同じく下カバーで、この上カバー３と下カバー４の間にローラ１が、左右の中心軸部１Ａを略円弧状の軸受部３Ａと４Ａに回転可能に支持されて、収納されている。
さらに、５は固定磁石で、複数の固定磁石５がローラ１両端のリング磁石２に同じ磁極を向け、所定の間隙を空けて対向配置されて、回転操作部品６が構成されている。
また、図６はこのような回転操作部品６を用いた入力装置の側面断面図であり、同図において、７は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、回転操作部品６の下方に配置されると共に、この上面にはホール素子等の複数の磁気検出素子８が実装されている。
さらに、この配線基板７上面左右の磁気検出素子８が、回転操作部品６のローラ１両端のリング磁石２と、所定の間隙を空けて対向配置されて、入力装置が構成されている。
そして、このように構成された入力装置が、例えば、液晶表示素子等の表示手段を備えた携帯電話等の電子機器（図示せず）の操作部に装着されると共に、複数の磁気検出素子８が配線パターン等を介して、機器の電子回路に電気的に接続される。
以上の構成において、機器の表示手段に氏名等の複数のメニューやカーソル（図示せず）が表示された状態で、ローラ１を左または右方向へ回転操作すると、ローラ１両端のＳ極とＮ極が交互に着磁されたリング磁石２が回転して、左右のリング磁石２の磁気が変化し、これを対向した左右の磁気検出素子８が検出して、位相差のあるパルス信号が機器の電子回路に出力される。
そして、機器の電子回路がこのパルス信号から、ローラ１の回転方向と回転角度を検出し、表示手段に表示されたメニュー上のカーソル等を上下または左右方向へ移動させて、氏名等のメニューの選択が行われる。
なお、以上のようなローラ１の回転操作時には、ローラ１両端のリング磁石２と対向配置された固定磁石５の間に、回転に伴って吸引反発力が発生し、この吸引と反発によってクリック感のある、歯切れの良い操作感触が得られるようになっている。
つまり、ローラ１両端のリング磁石２と対向配置された固定磁石５によって、クリック感のある操作感触でローラ１の回転操作が行えると共に、同じくリング磁石２と対向配置された磁気検出素子８によって、ローラ１の回転方向と回転角度が検出されるように構成されている。
ただ、回転操作の際、ローラ１は左右の中心軸部１Ａが、上カバー３と下カバー４の軸受部３Ａと４Ａに支持されて回転するため、この中心軸部１Ａと軸受部３Ａ、４Ａの間の摩擦によって、どうしてもローラ１に擦れる感じの回転摺動感が生じてしまう。
また、リング磁石２の磁気を強くするほど、磁気検出素子８が確実にローラ１の回転方向と回転角度を検出できるようにはなるが、この場合には、リング磁石２と固定磁石５の間に発生する吸引反発力も大きくなり、これによってローラ１を回転操作した際に、衝撃による回転音が生じてしまう場合もあるものであった。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−３０２６５４号公報
しかしながら、上記従来の回転操作部品及びこれを用いた入力装置においては、ローラ１を回転操作する際、擦れる感じの摺動感や衝撃による回転音が生じてしまい、良好な操作感触が得づらいという課題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、良好な感触での操作が可能な回転操作部品、及びこれを用いた入力装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
本発明の請求項１に記載の発明は、カバーの軸受部に中心軸部が回転可能に支持されたローラの、中心軸部外周に略リング状の弾性部材を設けて回転操作部品を構成したものであり、弾性部材によって回転操作時の、ローラの中心軸部の摩擦による擦れ感が少なくなると共に、リング磁石と固定磁石間の吸引反発力による衝撃が緩和され、小音化が図れるため、簡易な構成で、良好な操作感触の回転操作部品を得ることができるという作用を有する。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の回転操作部品の下方に、リング磁石に対向する磁気検出素子を設けて入力装置を構成したものであり、良好な操作感触で、多様な操作が可能な入力装置を実現することができるという作用を有する。
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、良好な操作感触の回転操作部品、及びこれを用いた入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転操作部品の正面断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円柱状でアルミニウム等の金属または絶縁樹脂製のローラで、外周が凹凸状に形成されると共に、左右両端には中心軸部１１Ａが突出形成されている。
そして、２はＳ極とＮ極が所定の角度ピッチで交互に、例えば三つずつのＳ極とＮ極が各々６０度間隔に着磁されたリング磁石で、この複数のリング磁石２がローラ１１の左右の中心軸部１１Ａに、互いに周方向に角度を５〜６度前後ずらした状態で、各々固着されている。
また、３は銅合金または鋼板等の金属製の上カバー、４は同じく下カバーで、この上カバー３と下カバー４の間にローラ１１が、左右の中心軸部１１Ａを略円弧状の軸受部３Ａと４Ａに回転可能に支持されて、収納されている。
さらに、１２は略リング状でシリコーンやウレタンゴム、エラストマー等の弾性部材で、複数の弾性部材１２がローラ１１左右の中心軸部１１Ａ外周に装着されると共に、この弾性部材１２外周が上カバー３と下カバー４左右の軸受部３Ａと４Ａに当接している。
そして、５は固定磁石で、複数の固定磁石５がローラ１１両端のリング磁石２に同じ磁極を向け、所定の間隙を空けて対向配置されて、回転操作部品１５が構成されている。
なお、ローラ１１左右のリング磁石２は、互いに周方向に角度をずらした状態で固着されているため、これらに対向した左右の固定磁石５を、この左右のバランスをとる高さ位置や形状等に設定することによって、左右の固定磁石５とリング磁石２の各々の吸引状態がつりあった状態となり、ローラ１１が安定した状態で停止している。
また、図３はこのような回転操作部品１５を用いた入力装置の側面断面図であり、同図において、７は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、回転操作部品１５の下方に配置され、この上面にはホール素子等の複数の磁気検出素子８が実装されている。
さらに、この配線基板７上面左右の磁気検出素子８が、回転操作部品１５のローラ１１両端のリング磁石２と、所定の間隙を空けて対向配置されて、入力装置が構成されている。
なお、ローラ１１両端のリング磁石２は、Ｓ極またはＮ極いずれかの同じ極を向けて、左右の磁気検出素子８に各々対向しているが、この左右のリング磁石２は、上述したように、互いに周方向に角度が５〜６度前後ずれた状態となっている。
そして、このように構成された入力装置が、例えば、液晶表示素子等の表示手段を備えた携帯電話等の電子機器（図示せず）の操作部に装着されると共に、複数の磁気検出素子８が配線パターン等を介して、機器の電子回路に電気的に接続される。
以上の構成において、機器の表示手段に氏名や地図等の複数のメニューやカーソル、ポインタ（図示せず）等が表示された状態で、ローラ１１を左または右方向へ回転操作すると、ローラ１１両端のＳ極とＮ極が交互に着磁されたリング磁石２が回転して、左右のリング磁石２の磁気が変化し、これを対向した左右の磁気検出素子８が検出するが、この時、ローラ１１両端のリング磁石２は上述したように、互いに周方向に角度をずらした状態で固着されているため、左右の磁気検出素子８からは位相差のあるパルス信号が機器の電子回路に出力される。
そして、機器の電子回路がこのパルス信号から、ローラ１１の回転方向と回転角度を検出し、表示手段に表示されたメニュー上のカーソルやポインタ等を上下または左右方向へ移動させて、氏名や地図等のメニューの選択が行われる。
なお、以上のようなローラ１１の回転操作時には、ローラ１１両端のリング磁石２と対向配置された固定磁石５の間に、回転に伴って吸引反発力が発生し、この吸引と反発によってクリック感のある、歯切れの良い操作感触が得られると共に、ローラ１１が停止した状態では、リング磁石２と固定磁石５の吸引状態がつりあって、安定した状態でローラ１１の保持が行われるようになっている。
つまり、ローラ１１両端のリング磁石２と対向配置された固定磁石５によって、停止時には安定した状態でローラ１１が保持され、操作時にはクリック感のある操作感触でローラ１１の回転操作が行えると共に、同じくリング磁石２と対向配置された磁気検出素子８によって、ローラ１１の回転方向と回転角度が検出されるように構成されている。
なお、以上の構成では、ローラ１１両端に周方向に角度をずらした状態でリング磁石２を固着し、これによって位相差のあるパルス信号を得る構成について説明したが、これに代えて、リング磁石２を左右の角度が一致した状態でローラ１１両端に固着し、このＳ極またはＮ極の同じ極に対向した左右の磁気検出素子８をずらした位置に対向配置して、位相差のあるパルス信号を得る構成としてもよい。
さらに、この時、ローラ１１両端のリング磁石２が、例えばＳ極とＮ極が各々６０度間隔で着磁されていた場合、１２０度の回転角度で１パルスの信号が出力されるため、リング磁石２に対向した左右の磁気検出素子８を、例えば３０度分ずらした位置に配置すれば、１／４分の位相差のあるパルス信号を得ることができる。
また、このようなローラ１１の回転操作時、ローラ１１は両端の中心軸部１１Ａ外周が直接、上カバー３と下カバー４左右の軸受部３Ａと４Ａに当接するのではなく、中心軸部１１Ａ外周に装着された弾性部材１２外周が、軸受部３Ａと４Ａに当接して、ローラ１１の回転操作が行われる。
つまり、中心軸部１１Ａ外周に弾性部材１２を装着することによって、中心軸部１１Ａ外周が軸受部３Ａや４Ａに直接当接する場合のような、摩擦による擦れ感等のない、滑らかで、かつ多少の粘り感のある良好な摺動感触で、ローラ１１の回転操作を行えるようになっている。
さらに、ローラ１１を回転操作した際に、リング磁石２と固定磁石５の間に発生する吸引反発力によって、中心軸部１１Ａ外周が軸受部３Ａや４Ａに直接衝突することを防ぎ、弾性部材１２によって衝撃が緩和されるため、衝撃による回転音を低減し、回転操作時の小音化を図ることが可能なように構成されている。
このように本実施の形態によれば、上カバー３と下カバー４の軸受部３Ａと４Ａに中心軸部１１Ａが回転可能に支持されたローラ１１の、中心軸部１１Ａ外周に弾性部材１２を設けることによって、ローラ１１の回転操作時の、中心軸部１１Ａの摩擦による擦れ感が少なくなると共に、リング磁石２と固定磁石５間の吸引反発力による衝撃が緩和され、小音化が図れるため、簡易な構成で、良好な操作感触の回転操作部品１５、及びこれを用いた入力装置を得ることができるものである。
本発明による回転操作部品及びこれを用いた入力装置は、簡易な構成で、良好な操作感触のものを実現できるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
本発明の一実施の形態による回転操作部品の正面断面図 同分解斜視図 同入力装置の側面断面図 従来の回転操作部品の正面断面図 同分解斜視図 同入力装置の側面断面図
符号の説明
２ リング磁石
３ 上カバー
３Ａ、４Ａ 軸受部
４ 下カバー
５ 固定磁石
７ 配線基板
８ 磁気検出素子
１１ ローラ
１１Ａ 中心軸部
１２ 弾性部材
１５ 回転操作部品

Claims (2)

  1. 両端に略円弧状の軸受部が形成されたカバーと、この軸受部に両端に突出した中心軸部が回転可能に支持された略円柱状のローラと、このローラ両端の中心軸部に固着され、Ｓ極とＮ極が所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石と、このリング磁石に対向配置された固定磁石からなり、上記ローラの中心軸部外周に略リング状の弾性部材を設けた回転操作部品。
  2. 請求項１記載の回転操作部品の下方に、リング磁石に対向する磁気検出素子を設けた入力装置。
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