JP2014229468A5 - - Google Patents

Description

本発明に係る情報入力装置は、回転操作される操作部材と、リング状の形状を有し、径方向に異なる磁極が形成され、前記操作部材に固定される第１の磁石と、リング状の形状を有し、前記径方向と直交する軸方向に異なる磁極が形成され、前記第１の磁石と同心となるように前記操作部材に固定される第２の磁石と、前記第１の磁石の磁極と前記径方向において対向する磁極歯を有するステータと、前記軸方向において前記第２の磁石と対向する回転検出素子と、を備えることを特徴とする。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る情報入力装置１０の分解斜視図である。情報入力装置１０は、概略、操作部材１、磁石ユニット２、ステータ３、支持体４、カバープレート５、中央ボタン６、非導電性シート７及び基板８により構成される。図２は、情報入力装置１０の断面図であり、図２（ａ）は基板８に実装されたドームスイッチ８ｂ，８ｃを通る断面図であり、図２（ｂ）は基板８に実装された回転検出素子９を通る断面図である。

中央ボタン６は、カバープレート５の中央開口部に配置され、軸方向に移動（押下）可能に支持されると共に、カバープレート５により中央ボタン６の軸方向への抜け止めがなされる。中央ボタン６の裏面中央には円柱部６ａが設けられており、円柱部６ａの下側に、非導電性シート７の突起部７ａと基板８のドームスイッチ８ａが配置される。

非導電性シート７は、基板８に実装された５つのドームスイッチ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ全体を覆う円形形状を有する。図２（ａ）に示すように、非導電性シート７の裏面には、基板８のドームスイッチ８ａ〜８ｅのそれぞれに対応する位置に、突起部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ（但し、７ｄ，７ｅは不図示）が設けられている。また、非導電性シート７には、基板８に実装された回転検出素子９を第２のリング状磁石２ｂと対向させるための穴部７ｆが設けられている。

基板８には５つのドームスイッチ８ａ〜８ｅが実装されており、これらのドームスイッチ８ａ〜８ｅは、基板８の表面から半球状に盛り上がっており、表面が押し下げられることでスイッチがＯＮし、同時に弾性クリック感が発生する構造となっている。ドームスイッチ８ａ〜８ｅは、本実施形態では、ドームスイッチ８ａを中心として、ドームスイッチ８ｂ〜８ｅを互いに９０度位相となるように十字状に配置している。ドームスイッチ８ａは非導電性シート７の突起部７ａの下に、ドームスイッチ８ｂは突起部７ｂの下に、ドームスイッチ８ｃは突起部７ｃの下に、ドームスイッチ８ｄは突起部７ｄ（不図示）の下に、ドームスイッチ８ｅは突起部７ｅ（不図示）の下にそれぞれ配置される。

操作部材１の円周端部であってドームスイッチ８ｂの軸方向上部近傍が軸方向に押下されると、操作部材１は支持体４と共に傾き、その際、操作部材１に固定されている磁石ユニット２と支持体４に固定されているステータ３も一緒に傾く。すると、支持体４とステータ３とが非導電性シート７の突起部７ｂを押下げ、突起部７ｂが基板８に設けられたドームスイッチ８ｂを押し下げ、これにより、ドームスイッチ８ｂが弾性変形してクリック感が発生すると同時にスイッチがＯＮされる。操作部材１の押下を止めると、ドームスイッチ８ｂのクリック力によりドームスイッチ８ｂの形状が初期状態に復帰し、これにより突起部７ｂと支持体４とステータ３も押し上げられて、操作部材１は元の位置（傾きのない状態）に戻る。ドームスイッチ８ｃ〜８ｅは、ドームスイッチ８ｂと同様の構造を有し、同様に動作するため、その説明を省略する。

図３は、情報入力装置１０を構成する第１のリング状磁石２ａ及び第２のリング状磁石２ｂの着磁（磁極形成）状態を模式的に示す斜視図である。なお、図３には、図１に示す第１のリング状磁石２ａ及び第２のリング状磁石２ｂをその下側（裏側）から見た状態が示されている。第１のリング状磁石２ａは、周方向に１２等分され、Ｓ極とＮ極とが交互に着磁されている。第１のリング状磁石２ａは、径方向に異なる磁極が形成されるように着磁されている。つまり、第１のリング状磁石２ａは、径方向着磁によって、第１のリング状磁石２ａの外周側と内周側とで反対の極に着磁される。また、第２のリング状磁石２ｂは、周方向に１２等分され、Ｓ極とＮ極とが交互に着磁されている。第２のリング状磁石２ｂは、軸方向に異なる磁極が形成されるように着磁されている。つまり、第２のリング状磁石２ｂは、平面着磁によって、第２のリング状磁石２ｂの表面と裏面とで反対の極に着磁される。なお、第１のリング状磁石２ａの磁極形成位相と第２のリング状磁石２ｂの磁極形成位相とを一致させている。

図４は、情報入力装置１０における磁石ユニット２とステータ３と回転検出素子９の位置関係を示す裏面平面図であり、図３と同様に、図１に示す磁石ユニット２等を下側（裏側）から見た状態が示されている。回転検出素子９は、内部に２つのセンサ９ａ，９ｂを備えている。センサ９ａ，９ｂは、具体的にはホール素子であり、第２のリング状磁石２ｂの着磁位相において半ピッチだけずれた位置で対向している。つまり、センサ９ａが磁極中心に対向するときには、センサ９ｂは磁極境界に対向し、センサ９ａが磁極境界に対向するときには、センサ９ｂは磁極中心に対向する。こうして、センサ９ａ，９ｂが第２のリング状磁石２ｂの磁束を検出することにより、操作部材１の回転量と回転方向を検知することができる。

磁石ユニット２は、第１のリング状磁石２ａの磁極中心とステータ３の外側磁極歯３ａ及び内側磁極歯３ｂの歯幅中心とが一致する位置で、磁気吸引力により安定的に静止する。即ち、この静止位置がコギング安定位置となり、磁石ユニット２が固定される操作部材１はこの位置で静止する。このとき、回転検出素子９は、センサ９ａが第２のリング状磁石２ｂの磁極中心と一致し、センサ９ｂが第２のリング状磁石２ｂの磁極境界と一致した状態となる。

その後、操作部材１を機械角で更に１５度回転させたときの位置、即ち、第１のリング状磁石２ａの磁極中心と外側磁極歯３ａ及び内側磁極歯３ｂの歯幅中心とが再び一致する位置において、第１のリング状磁石２ａ（磁石ユニット２）は再び安定的に静止する。つまり、静止状態にある第１のリング状磁石２ａ（磁石ユニット２）は、操作部材１を第１のリング状磁石２ａの着磁１位相分の角度だけ回転させることで再び静止状態となる。よって、外側磁極歯３ａと内側磁極歯３ｂのうちの１つの磁極歯が第１のリング状磁石２ａの回転前に第１のリング状磁石２ａのＳ極に対向していたならば、次に安定的に静止するのは、その１つの磁極歯が第１のリング状磁石２ａのＮ極に対向したときとなる。

Claims (7)

1. 回転操作される操作部材と、
   リング状の形状を有し、径方向に異なる磁極が形成され、前記操作部材に固定される第１の磁石と、
   リング状の形状を有し、前記径方向と直交する軸方向に異なる磁極が形成され、前記第１の磁石と同心となるように前記操作部材に固定される第２の磁石と、
   前記第１の磁石の磁極と前記径方向において対向する磁極歯を有するステータと、
   前記軸方向において前記第２の磁石と対向する回転検出素子と、を備えることを特徴とする情報入力装置。
2. 前記第１の磁石における磁極は、前記径方向に２層に形成され、
   前記第２の磁石における磁極は、前記軸方向に２層に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報入力装置。
3. 前記第１の磁石では、その周方向にＳ極とＮ極とが交互に形成され、
   前記第２の磁石では、その周方向にＳ極とＮ極とが交互に形成され、
   前記第１の磁石の磁極形成位相と前記第２の磁石の磁極形成位相とが一致していることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報入力装置。
4. 前記第１の磁石及び前記第２の磁石は、連結部によって連結されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報入力装置。
5. 前記ステータは、前記磁極歯として、前記第１の磁石の外側に配置される外側磁極歯と、前記第１の磁石の内側において前記外側磁極歯と対向するように配置される内側磁極歯とを有し、
   前記内側磁極歯は、前記回転検出素子の近傍において、前記外側磁極歯よりも１歯だけ少ないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の情報入力装置。
6. 前記第２の磁石においてその周方向に形成される磁極数は、前記第１の磁石においてその周方向に形成される磁極数の自然数倍であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報入力装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の情報入力装置を備えることを特徴とする電子機器。