專利名稱：操作輸入裝置以及使用該裝置的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠適用于手機或便攜式音樂播放器的操作輸入裝置、特 別是薄型的操作輸入裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為在手機等中使用的操作輸入裝置，例如圖12所示，具有 基座110;印刷基板120,其在上面安裝有多個按鈕開關(guān)及磁場檢測元件， 并且重疊在所述基座IIO上而一體化；操作板150，其載置于所述印刷基板 120上；圓盤型操作刻度盤170，其在下面組裝有交替地配置N極以及S極 而構(gòu)成的環(huán)形磁鐵165,并且轉(zhuǎn)動自如地組裝在所述操作板150上。所述操 作輸入裝置通過轉(zhuǎn)動所述操作刻度盤170而利用所述磁場檢測元件檢測所 述環(huán)形》茲4失165的》茲通的變化來4全測轉(zhuǎn)動方向，另一方面，通過:J安壓所述 操作刻度盤170而對所述按鈕開關(guān)進行操作(參照專利文獻1 )。專利文獻1:(日本)特開2006 - 285743號公報但是，所述操作輸入裝置在從所述基座110的外周緣部截出的一對彈性 卡合承受部113、 113上分別卡止而安裝有自所述操作板150延伸的彈性爪 部155、 155。因此，在將所述搡作輸入裝置安裝在手機等殼體上時，所述 彈性卡合承受部113容易勾掛，對組裝造成阻礙，不易進行組裝。另外，所述操作輸入裝置150整體為樹脂成型件，在反復(fù)施加的按下 力的影響下容易疲勞破壞。因此，即使為了將所述操作輸入裝置薄型化而 要將操作板薄壁化時，薄壁化是有限的。另外，由于所述操作板的薄壁化是有限的，故可轉(zhuǎn)動地支承在操作板 上面的操作刻度盤的環(huán)狀磁鐵與安裝于印刷基板上面的磁場檢測元件的距 離變大。因此，所述磁場檢測元件對所述環(huán)狀磁鐵的靈敏度低，故需要使 用磁力強的環(huán)狀磁鐵、即截面積大的環(huán)狀磁鐵。結(jié)果，所述操作輸入裝置 整體的高度尺寸變大，不能夠進行薄型化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題點而研發(fā)的，其目的在于提供一種組裝性優(yōu)良、 薄型且磁靈敏度特性高的操作輸入裝置。本發(fā)明的操作輸入裝置包括基座；印刷基板，其在上面安裝有多個 按鈕開關(guān)以及磁場檢測元件，并且一體化貼合在所述基座的上面；操作件， 其將環(huán)狀板簧以及臺座部一體化，通過將從所述環(huán)狀板簧的外周緣部向下 方側(cè)延伸的安裝部固定在所述基座的上面外周緣部，將在所述臺座部的下 面突出設(shè)置的按壓用突起可操作地壓接在所述印刷基板的按鈕開關(guān)上；操 作刻度盤，其在下面組裝有交替地配置N極及S極而構(gòu)成的環(huán)形磁鐵，并 且轉(zhuǎn)動自如地組裝在所述臺座部的上面，通過轉(zhuǎn)動所述操作刻度盤，由所述磁場檢測元件檢測所述環(huán)狀磁鐵的磁通變化而檢測轉(zhuǎn)動方向，另一方面， 通過按壓所述操作刻度盤，利用在所述操作件的臺座部下面突出設(shè)置的按 壓用突起操作所述按鈕開關(guān)。在本發(fā)明中，將自所述環(huán)狀板簧的外周緣部向下方側(cè)延伸的安裝部固 定在基座的上面外周緣部。因此，無需如以往例那樣在基座上截出彈性卡 合承受部，在向手機等的殼體組裝時無需避讓所述彈性卡合承受部。結(jié)果， 能夠減小殼體中的設(shè)置空間，得到組裝性優(yōu)良的薄型操作輸入裝置。作為本發(fā)明的 一方面，可以在所述金屬制環(huán)狀板簧上一體成形樹脂制 臺座部。根據(jù)本方面，由于環(huán)狀板簧使用強度優(yōu)良的金屬材料，故不易破損， 耐用性提高，并且能夠比以往例更加薄型化。另外，由于能夠?qū)⒉僮骷?體薄型化，故能夠?qū)⒖赊D(zhuǎn)動地支承在所述操作件上面的操作刻度盤的環(huán)狀 磁鐵配置在安裝于印刷基板上面的磁場檢測元件的附近。因此，可提高所 述磁場檢測元件的靈敏度，可使用薄型的環(huán)形磁通，故能夠?qū)⒉僮鬏斎胙b 置整體進一步薄型化。作為本發(fā)明的又一方面，可以使所述操作件的臺座部的外徑尺寸小于 所述環(huán)形磁鐵的內(nèi)徑尺寸，并且在所述環(huán)形磁鐵的內(nèi)側(cè)配置有所述操作件 的臺座部。根據(jù)本方面，由于操作刻度盤的環(huán)形磁鐵和操作件的臺座部不重合， 故能夠得到更加薄型的操作輸入裝置。作為本發(fā)明的再一方面，可以在設(shè)于操作刻度盤中央的操作孔夾著對向彎折彎起的環(huán)形彈簧而配置按鈕，以能夠?qū)Π惭b于印刷基板上的按鈕開 關(guān)進行操作。根據(jù)本方面，由于通過環(huán)形彈簧總是對配置于操作刻度盤中央的按鈕 施力，故無晃動，能夠得到具有良好的操作觸感的搡作輸入裝置。本發(fā)明的電子設(shè)備，以能夠在外部操作的方式使操作刻度盤露出而組 裝上述的操作輸入裝置。根據(jù)本發(fā)明，具有可得到薄型且有效活用磁場檢測元件的磁特性的電 子設(shè)備。


圖l(A)、 (B)是本發(fā)明的操作輸入裝置的上方立體圓及下方立體圖。圖2是圖i (a)所示的n-n線剖面圖。 圖3是圖i (A)所示的m-in線剖面圖。圖4是圖1 (A)所示的操作輸入裝置的分解立體圖。 圖5是圖4所示的構(gòu)成部件的分解立體圖。 圖6是圖4所示的構(gòu)成部件的分解立體圖。 圖7是圖4所示的構(gòu)成部件的分解立體圖。圖8 (A)、 (B)是圖7所示的構(gòu)成部件的局部放大立體圖及局部放大 分解立體圖。圖9是圖1 (B)所示的操作輸入裝置的分解立體圖。 圖10是圖9所示的構(gòu)成部件的分解立體圖。 圖11是圖9所示的構(gòu)成部件的分解立體圖。 圖12是現(xiàn)有例的操作輸入裝置的剖面圖。 附圖標記說明1:操作輸入裝置；10:金屬基座；lla、 lib:定位突起；12a、 12b: 卡具孔；13:定位孔；14:切口部；20:印刷基板；20a:基板主體；21: 中央固定觸點部；22~25:固定觸點部；26a、 26b:貫通孔；27a、 27b:卡 具孔；28a、 28b:切口部；29a、 29b:霍爾元件(沐一/k素子)；30:絕緣 片；31-35:可動觸點；36a、 36b:貫通孔；37a、 37b:卡具孔；38a、 38b: 切口部；39:襯墊；40:按鈕；41:防脫用環(huán)狀肋；42a、 42b:導(dǎo)向用槽； 43:環(huán)形彈簧；50:固定環(huán)；51:鉚接孔；60:操作件；61:環(huán)狀板簧；62:安裝部；62a:定位孔；63: —體成形用延伸部；65:樹脂制臺座部； 66:切口部；67a-67d:按壓用突起；68:環(huán)形臺階部；70:滑動片；75: 環(huán)狀磁鐵；80:操作刻度盤；81:操作孔；82:防脫用環(huán)狀肋；83:環(huán)狀 突部；84:鉚接用突起；85:環(huán)狀槽；86:環(huán)狀槽；87:定位用切口部具體實施方式
基于圖1 ~圖11說明本發(fā)明的操作輸入裝置的實施方式。本實施方式的操作輸入裝置1的厚度尺寸約為2mm,例如在對手機的 屏幕內(nèi)的移動桿進行移動并選擇指示時使用。如圖4~圖8所示，所述操作輸入裝置1包括金屬基座10;印刷基 板20,其由撓性樹脂膜構(gòu)成，被絕緣片30覆蓋；按鈕40;固定環(huán)50;操 作件60;滑動片70;環(huán)狀磁鐵75;操作刻度盤80。如圖5所示，所述金屬基座IO為平面大致圓形，在其中央部截出一對 定位突起lla、 llb。為了防止誤安裝，所述定位突起lla、 llb的寬度尺寸 不同。另外，所述金屬基座IO在其外周緣部附近分別設(shè)有卡具孔12a、 12b 以及定位孔13。所述卡具孔12a、 12b分別為圓形以及方形。另外，為了在 由顧客安裝時提高金屬基座IO與手機等的殼體的組裝精度，因此，所述金 屬基座IO在其外周緣部設(shè)有定位用切口部14。如圖5所示，印刷基板20由大致圓形的基板主體20a和自所述基板主 體20a延伸的導(dǎo)引部20b形成，所述基板主體20a由與所述金屬基座10大 致相同的平面形狀的撓性樹脂膜構(gòu)成，在背面涂敷粘接材料并覆蓋剝離紙。 所述基板主體20a在其中央配置有同心圓狀的中央固定觸點部21,并且在 所述中央固定觸點部21周圍以相同的間距配置有同心圓狀的固定觸點部 22-25。另外，所迷基板主體20a在隔著所述中央固定觸點部21相對的位 置上分別設(shè)有貫通孔26a、 26b。另外，在與所述金屬基座10的卡具孔12a、 12b、定位孔13以及切口部14對應(yīng)的位置上，分別設(shè)有卡具孔27a、 27b、 切口部28a以及切口部28b。并且，所述基板主體20a在隔著所述貫通孔26a、 26b相對的位置上電連接有霍爾元件29a、 29b。如圖5以及圖10所示，絕緣片30具有可覆蓋所述基板主體20a的平 面形狀，在其背面中與所述固定觸點部21 ~ 25對應(yīng)的位置上分別 一體化粘 接由拱頂狀的導(dǎo)電性翻轉(zhuǎn)彈簧構(gòu)成的薄型可動觸點31-35。另外，所述絕緣片30在與所述印刷基板20的貫通孔26a、 26b以及卡具孔27a、 27b對應(yīng) 的位置上分別設(shè)有貫通孔36a、 36b以及卡具孔37a、 37b。另外，所述絕緣 片30在其外周緣部中與所述印刷基板20的切口部28a、 28b對應(yīng)的位置上 設(shè)有切口部38a、 38b。并且，如圖10所示，所述絕緣片30在其背面、在 可動觸點31的周圍即可動觸點32與可動觸點33之間以及可動觸點34與 可動觸點35之間，形成淺淺的空氣排出槽，故而一體化貼合襯里片30a。 另外，在所述絕緣片30上面中與所述可動觸點31的中央對應(yīng)的位置配置 有襯墊39。另外，根據(jù)需要，所述印刷基板20可以將其除了定位孔以及卡具孔之 外的整個表面由絕緣性樹脂膜覆蓋。如圖6所示，按鈕40具有可插入后述的操作刻度盤80的操作孔81中 的外周形狀，在其外周下端緣部一體成形有防脫用環(huán)狀肋41。另外，在所 述環(huán)狀肋41的外周面形成有與所述金屬基座10的定位突起lla、 llb滑動 卡合的導(dǎo)向用槽42a、 42b(圖9)。另外，所述按鈕40將環(huán)形彈簧43卡合 在所述環(huán)狀肋41上。所述環(huán)形彈簧43對向彎折而彎起，以能夠?qū)λ霭?4丑40向下方側(cè)施力。如圖7所示，固定環(huán)50分別將鉚接孔51嵌合在后述的操作刻度盤80 的鉚接用突起84 (圖11)上并鉚接固定，由此，轉(zhuǎn)動自如地將操作刻度盤80固定在#:作件60上。如圖8所示，操作件60在平面大致圓形的環(huán)狀板簧61上一體成形有 環(huán)形的樹脂制臺座部65。所述環(huán)狀板簧61在其相對的外周緣部延伸形成平 面大致〕形的安裝部62并且在其相對的內(nèi)周緣部形成有向上方側(cè)彎曲的一 體成形用延伸部63，所述安裝部62具有定位孔62a且向斜下方側(cè)彎曲。另 一方面，所述臺座部65的外徑尺寸及內(nèi)徑尺寸是能夠可轉(zhuǎn)動地嵌合在后述 的操作刻度盤80的嵌合槽85的尺寸。另外，所述臺座部65在其外周緣部 以規(guī)定的間距形成切口部66。所述切口部66是不妨礙后述的操作刻度盤 80的按下搡作用的切口 (圖3)。另外，如圖ll所示，所述臺座部65在其 下面外周緣部中與所述可動觸點32~35對應(yīng)的位置上突出設(shè)有按壓用突起 67a ~ 67d，并且在其下面內(nèi)周緣部形成有用于防止所述固定環(huán)50脫落的環(huán) 狀臺階部68。并且，如圖2所示，在#:作刻度盤80旋轉(zhuǎn)時，臺座部65的 內(nèi)周面在后述的操作刻度盤80的環(huán)狀突部83的外周面上直接滑動，但由于臺座部65為樹脂制造，故摩擦系數(shù)小且滑動性優(yōu)良。這樣，由于將金屬制部件和樹脂制部件一體化而構(gòu)成操作件60,故即使薄型化也能夠由金屬部件來確保剛性，并且可由樹脂部分確?；瑒有?。即，通過操作件60能夠?qū)崿F(xiàn)作為旋轉(zhuǎn)體保持部件的剛性和滑動性。另外，作為將環(huán)狀板簧61和臺座部65 —體化的方法，既可以是一體 成形的方法、也可以是粘接或嵌入等方法。另外，按壓用突起67a-67d可 以與臺座部65 —體成形由樹脂制造，也可以是與臺座部65不同的材質(zhì)即 樹脂以外的材質(zhì)。按壓用突起67a 67d不僅如上所述地設(shè)置在臺座部65 上，可以直接設(shè)置在環(huán)狀板簧61上。如圖7所示，滑動片70為可覆蓋所述操作件60的臺座部65上面的環(huán) 狀，由具有規(guī)定摩擦系數(shù)的樹脂材料構(gòu)成。環(huán)狀磁鐵75將N極及S極交替配置而構(gòu)成，如圖ll所示，嵌合并固 定在后述的操作刻度盤80的環(huán)形槽86上。特別是，根據(jù)本實施方式，如 圖2及圖3所示，即使將環(huán)狀磁鐵75安裝在操作刻度盤80上，環(huán)狀磁鐵 75也不與所述操作件60的臺座部65重合。因此，能夠?qū)⒉僮鬏斎胙b置進 一步薄型化。另外，與所述環(huán)形磁鐵75 —體轉(zhuǎn)動的操作刻度盤80經(jīng)由滑 動片70而滑動。因此，具有能夠得到作用于二者之間的摩擦阻力小、可順 暢地進行操作的薄型操作輸入裝置的優(yōu)點。如圖7及圖11所示，操作刻度盤80具有中心嵌合按鈕40的操作孔81， 在其外周緣部設(shè)有防脫用環(huán)狀肋82。該防脫用環(huán)狀肋82例如可利用于防止 自手機等的殼體脫落的狀況。另外，如圖11所示，搡作刻度盤80在所述 操作孔81的下面開口緣部附近突出設(shè)置用于固定所述固定環(huán)50的環(huán)狀突 部83，并且，在所述環(huán)狀突部83的內(nèi)周面?zhèn)刃纬捎蟹烂撚铆h(huán)狀臺階部83a。 另外，所述環(huán)狀突部83在其下面以相等的間距突出設(shè)有用于鉚接固定固定 環(huán)50的鉚接用突起84。在所述環(huán)形突部83的外側(cè)同心圓狀地設(shè)有用于嵌 合所述滑動片70的環(huán)狀槽85、和用于嵌合并固定所述環(huán)狀磁鐵75的環(huán)狀 槽86。在所述環(huán)形槽86的外周面設(shè)有用于嵌合所述環(huán)形磁鐵75的突起76 的切口部87。另外，操作刻度盤80無需一定為圓形，只要能夠轉(zhuǎn)動，例如 也可以為正/\邊形。接著，對所述構(gòu)成部件的組裝工序進行說明。首先，將所述金屬基座10的卡具孔12a、 12b分別插入并定位在未圖示的卡具即一對定位銷上。另一方面，在印刷基板20的基板主體20a的規(guī) 定位置安裝霍爾元件29a、 29b。接著，將所述印刷基板20的貫通孔26a、 26b、卡具孔27a、 27b分別插入到定位突起lla、 llb、定位銷上并一體化 貼合在所述金屬基座10上。并且，在規(guī)定位置將可動觸點31 ~35、襯里片 30a以及襯墊39與絕緣片30—體化貼合。然后，將所述絕緣片30的貫通 孔36a、 36b、卡具孔37a、 37b分別插入到定位突起lla、 llb、定位銷上并 一體化貼合在所述印刷基板20上。另一方面，將環(huán)形磁鐵75嵌合并連接固定在操作刻度盤80的環(huán)形槽 86上，并且將滑動片70安裝在環(huán)形槽85上。由所述操作刻度盤80的環(huán)形 槽85的底面和操作件60的臺座部65夾持所述滑動片70而進行組裝。然 后，通過將固定環(huán)50的鉚接孔51嵌合并鉚接在所述操作刻度盤80的鉚接 用突起84上，能夠?qū)⒐潭ōh(huán)50卡合在臺座部65的環(huán)狀臺階部68。由此， 由操作刻度盤80和固定環(huán)50夾持操作件60以及滑動片70。因此，操作刻 度盤80經(jīng)由滑動片70轉(zhuǎn)動自如地支承在所述操作件60上。如圖4所示，將按鈕40定位在所述印刷基板20的可動觸點31的上方， 并且將所述按鈕40的導(dǎo)向用槽42a、 42b分別滑動卡合在所述基座10的定 位突起lla、 llb上。通過將基座10的定位孔13和操作件60的定位孔62a 經(jīng)由未圖示的新的定位銷定位，從而將所述按鈕40嵌合在操作刻度盤80 的操作孔81上，經(jīng)由環(huán)形彈簧43而防止脫落。另外，通過將所述操作件 60的安裝部62固定在所述金屬基座10的露出的外周緣部而完成組裝操作。 另外，作為固定方法，除了焊接之外，還例舉粘接、鉚接或彎折等方法。根據(jù)本實施方式，操作件60不轉(zhuǎn)動地固定在金屬基座10上。并且， 若按下操作刻度盤80的任意位置，操作件60的按壓用突起67a ~ 67d分別 按下可動觸點32 -35,能夠進行按下操作。另一方面，通過使轉(zhuǎn)動自如地 安裝在操作件60上面的操作刻度盤80轉(zhuǎn)動，可進行轉(zhuǎn)動操作。另外，根據(jù)本實施方式，所述操作件60壓接在可動觸點32~35上而 向上方施力，在所述搡作件60上不產(chǎn)生晃動。另外，利用在所述滑動片60 與操作刻度盤80之間產(chǎn)生的摩擦力，能夠抑制搡作刻度盤80的慣性力引 起的過度旋轉(zhuǎn)，具有不易產(chǎn)生誤操作的優(yōu)點。接著，作為操作方法的一例，對組裝有由所述構(gòu)成組成的操作輸入裝 置的手機(未圖示)的操作方法進行說明。通過轉(zhuǎn)動組裝在手機中的操作刻度盤80，若環(huán)狀磁鐵75與其一體地轉(zhuǎn) 動，則一對霍爾元件29a、 29b分別檢測磁場變化并基于此檢測轉(zhuǎn)動方向以 及轉(zhuǎn)動量。并且，其檢測結(jié)果作為移動桿的移動而反映在手機屏幕的顯示 畫面中。在移動桿到達所希望的位置時，按下按鈕40，則可動觸點31翻轉(zhuǎn)而與 中央固定觸點部21接觸，輸出選擇指令。另外，例如圖2所示，通過按下操作刻度盤80的周邊部、按壓用突起 67d的上方，使位于所述按壓用突起67d正下方的可動觸點35翻轉(zhuǎn)而使與 固定觸點部25導(dǎo)通。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的操作輸入裝置不限于利用在手機上，顯然也可以適用于其他 移動設(shè)備或其他電子設(shè)備上。
權(quán)利要求
1.一種操作輸入裝置，其特征在于，包括基座；印刷基板，其在上面安裝有多個按鈕開關(guān)以及磁場檢測元件，并且一體化貼合在所述基座的上面；操作件，其將環(huán)狀板簧以及臺座部一體化，通過將從所述環(huán)狀板簧的外周緣部向下方側(cè)延伸的安裝部固定在所述基座的上面外周緣部，將在所述臺座部的下面突出設(shè)置的按壓用突起可操作地壓接在所述印刷基板的按鈕開關(guān)上；操作刻度盤，其在下面組裝有交替地配置N極及S極而構(gòu)成的環(huán)形磁鐵，并且轉(zhuǎn)動自如地組裝在所述臺座部的上面，通過轉(zhuǎn)動所述操作刻度盤，由所述磁場檢測元件檢測所述環(huán)狀磁鐵的磁通變化而檢測轉(zhuǎn)動方向，另一方面，通過按壓所述操作刻度盤，利用在所述操作件的臺座部下面突出設(shè)置的按壓用突起操作所述按鈕開關(guān)。
2. 如權(quán)利要求1所述的操作輸入裝置，其特征在于，在所述金屬制環(huán) 狀板簧上一體成形有樹脂制臺座部。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的操作輸入裝置，其特征在于，使所述操作 件的臺座部的外徑尺寸小于所述環(huán)形磁鐵的內(nèi)徑尺寸，在所述環(huán)形磁鐵的 內(nèi)側(cè)配置有所述操作件的臺座部。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的操作輸入裝置，其特征在于，以能夠?qū)Π?裝在印刷基板上的按鈕開關(guān)進行操作的方式，在設(shè)于操作刻度盤中央的操作孔中夾著對向彎折而彎起的環(huán)形彈簧而配置有按鈕。
5. —種電子設(shè)備，其特征在于，以能夠在外部進行操作的方式，使操 作刻度盤露出而安裝有權(quán)利要求1或2所述的操作輸入裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄型且磁靈敏度特性高的操作輸入裝置以及使用該裝置的電子設(shè)備。本發(fā)明的操作輸入裝置包括基座(10)；印刷基板(20)，其在上面安裝有多個按鈕開關(guān)以及磁場檢測元件，并且一體化貼合在所述基座(10)的上面；操作件(60)，其將環(huán)狀板簧(61)以及臺座部(65)一體化，通過將從所述環(huán)狀板簧(61)的外周緣部向下方側(cè)延伸的安裝部(62)固定在所述基座(10)的上面外周緣部，將在所述臺座部(65)的下面突出設(shè)置的按壓用突起(67d)可操作地壓接在所述印刷基板(20)的按鈕開關(guān)上；操作刻度盤(80)，其將交替配置有N極以及S極的環(huán)形磁鐵(75)組裝在下面，并且轉(zhuǎn)動自如地安裝在所述臺座部(65)的上面。
文檔編號G06F3/033GK101221473SQ200710199638
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者宮坂岳志, 田中雅之 申請人:歐姆龍株式會社