JP3757069B2 - 入力装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等に使用される歪み検出素子を用いた入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の歪み検出素子を用いた入力装置は、図10に示すように、柔軟性を有する合成樹脂からなる操作部材51は、角柱型の操作部51aと、操作部51aの下部から互いに90度の角度を持って放射状に伸びる3個の板状の基部51b、51c,51dと、操作部51aの下部で3個の板状の基部51b、51c,51dを繋ぐ繋ぎ部51eとを備えており、この操作部材51は、基部51b、51c、51d下面全面がコンピュータに使用されるキーボードの枠体50に当接、載置された状態で、基部51b、51c、51dの先端部が枠体50により押し付けられて取り付けられている。
そして、この操作部材51は、操作部51aをX1,X2方向、及びY1,Y2方向に倒すことにより、それぞれ基部51b、51c,51dが撓むようになっており、この撓み量は、操作部51aの倒し量に従って大きくなったり、小さくなったりする。
【0003】
また、ポリエステル材からなるフレキシブル基板52の一面には、抵抗体からなる2個の歪み検出素子53、54と、歪み検出素子53、54に接続され、銀系の導電インクを印刷して形成されたリード線55、56とが設けられている。そして、このようなフレキシブル基板52の一部は、90度の角度に配置された基部51b、51cの上面に、歪み検出素子53、54が形成されていない側が接着剤にて直付けされており、一方の歪み検出素子53は基部51b上に、また、他方の歪み検出素子54は基部51c上に位置して取り付けられた状態となっている。
【0004】
そして、このような入力装置の操作は、操作部材51の操作部51aをX1方向に倒すと、基部51bの上面が伸びる方向に撓むと共に、基部51b上に配置された歪み検出素子53も伸びて抵抗値が高くなり、また、操作部51aをX2方向に倒すと、基部51b上面が縮む方向に撓むと共に、基板51b上に配置された歪み検出素子53も縮んで抵抗値が低くなる。
また、操作部51aをY1方向に倒すと、前記と同様の原理により歪み検出素子54の抵抗値は高くなり、更に、Y2方向に倒すと、歪み検出素子54の抵抗値は低くなる。
そして、上述した抵抗値の変化を電圧値の変化として検出し、電圧値の変化をコンピュータが読み取って、操作部51aのX1,X2,或いはY1,Y2の動きがカーソルの上下、左右の動きとなるようにカーソルを制御するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の入力装置は、操作部材51の基部51b、51c、51dの下面全面が枠体50に当接、載置されるため、基部51b、51cの撓み量が少なく、操作性が悪いという問題がある。
また、操作部材51に設けられる基部51b,51c,51dの先端部が枠体50に取り付けられるため、枠体50への取付位置の規制によって基部51b、51c、51dの長さが制限される関係で、基部51bと51cの長さが異なり、このため、操作部51aを一定角度倒した時における基部51bと51cの撓み量が異なって、歪み検出素子53と54の抵抗値変化に大きなズレが生じ、精度の良好なものが得られないという問題がある。
また、基部51b、51c、51dの下面全面が枠体50に取り付けられるため、キーボードのキーを操作した時、キー操作が基部51b、51c、51dに影響して、カーソルが動くという問題がある。
また、基部51bと51cは、操作部51aの根本部分が互いに繋ぎ部51eで繋がった構成であるため、操作部51aをX1,X2方向に倒した時には、繋ぎ部51eを介して基部51cに、また、操作部51aをY1,Y2方向に倒した時には、繋ぎ部51eを介して基部51bに影響を受け、これによって、抵抗値の変化を必要としない相手の歪み検出素子に、大きな抵抗値変化を生じるという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第1の解決手段として、操作部と、中心部に前記操作部が取り付けられた平板状の基板部材と、該基板部材に設置された歪み検出素子と、前記基板部材を取り付ける平板状の取付部材とを備え、前記基板部材は、前記操作部の軸方向に対して直角方向に延び、90度の角度を持って十字状に配設された複数個の梁部と、隣り合う前記梁部間を連結する連結部と、隣り合う前記梁部と前記連結部との間に囲まれた箇所に設けた孔とを有し、前記梁部には、前記歪み検出素子が配設され、又、前記取付部材には、前記連結部に対応した位置に受け部を残して、前記梁部に対応する位置に孔、或いは凹部からなる窪み部を設けると共に、前記受け部に電極部形成し、前記梁部を前記窪み部に位置させて、前記梁部の下部に空隙を持たせた状態で、前記梁部の下部に設けた前記歪み検出素子に接続した導電体と、前記取付部材に形成した電極部とを半田付で固着した構成とした。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の入力装置の第1の実施例を図1〜図5に基づいて説明すると、何れも本発明の第1の実施例の入力装置に係り、図1はその平面図、図2は図1の2−2線における断面図、図3は図1の3−3線における断面図、図4はその分解斜視図、図5は基板部材を裏面から見た斜視図である。
【0008】
本発明の歪み検出素子を用いた入力装置を図1〜図5に基づいて説明すると、比較的板厚の厚い金属板からなり、キーボードの枠体等を構成する取付板1は、切り起こしされた複数個の折り曲げ可能な舌片1aを設けている。
合成樹脂、或いはガラス繊維入りの合成樹脂(変性ポリフエニレンエーテル等)の成型品からなる柔軟性を有する操作部2は、角柱状、或いは円柱状等の棒状、或いは筒状で構成されている。
八角状のセラミック材からなる基板部材Kは、図4、図5に示すように、中心部に設けられた取付部3と、この取付部3から90度の角度で十字状に延びる複数個の梁部4a、4b、4c、4dと、この梁部4a、4b,4c,4dの隣り合うそれぞれの他端に連結された連結部5と、取付部3の隅部に設けられ、隣り合う梁部4a、4b、4c、4dと連結部5との間に囲まれた箇所に、梁部4a、4b,4c,4d間を分離する三角状の孔6とを有している。
そして、基板部材Kの取付部3には、操作部2の下部が接着剤等により固着され、その結果、梁部4a、4b、4c、4dは、操作軸3の軸線に対して直角方向に延びたものとなっている。
【0009】
また、操作部2は、図1に示すように、矢印X1,X2、及びY1,Y2方向に倒すことができ、この倒れに基づいて、基板部材Kの梁部4a、4b,4c,4dは撓んで、その下面側が延びたり縮んだりするようになると共に、梁部4a、4b,4c,4d間に設けた孔6の存在により、操作部2を倒した時、隣り合う梁部が互いに影響を受けることなく、それぞれの梁部が撓むことができるようになっている。
また、各梁部4a、4b、4c、4dの下面には、サーメット抵抗体等からなる歪み検出素子7a、7b、7c、7dが形成されると共に、各連結部5の下面には、半田付可能な導電性の導電体8が形成されており、ここでは図示していないが、各歪み検出素子7a、7b、7c、7dの両端部と導電体8とが銀ペーストなどからなる導電線(図示せず)で接続されている。
なお、上記実施例では、4個の歪み検出素子7a、7b、7c、7dを使用したもので説明したが、2個の歪み検出素子7a、7cを用いるものでも良い。
そして、図3に示すように、導電体8を除いて、歪み検出素子7a、7b、7c、7dと導電線が絶縁性のレジスト9により被覆された構成となっている。
【0010】
また、金属板からなる平板状の取付部材10は、特に図4に示すように、中心部に設けられた十字状の孔、或いは凹部等からなる窪み部11と、隣り合う窪み部11間に位置する受け部12と、外方に延出した延出部13とを有する。
即ち、取付部材10には、受け部12を残して孔、或いは凹部からなる窪み部11が設けられた構成となっている。
また、取付部材10の上面の表面には、絶縁層14が形成され、この絶縁層14上には、延出部13の端部上に位置し、導電材からなる複数個の引き出し端子部15と、受け部12上に位置し、導電材からなる電極部16と、この電極部16と引き出し端子部15とを接続する接続線17とが形成されている。
【0011】
そして、基板部材Kは、連結部5を取付部材10の受け部12上に載置すると共に、導電体8と電極部16とをクリーム半田等により半田付けされて、基板部材Kが取付部材10に取り付けられている。
そして、基板部材Kが取り付けられた際、梁部4a、4b、4c、4dは、窪み部11に位置して、梁部4a、4b、4c、4dの下部に空隙を持たせた状態となっていて、操作部2による梁部4a、4b、4c、4dの撓み量が大きくなると共に、導電体8と電極部16の半田による接続・固着により、歪み検出素子7a、7b、7c、7dは、接続線17を介して引き出し端子部15に引き出され状態となっている。
また、フレキシブル基板18は、その下部に導電線(図示せず)を有し、この導電線を引き出し端子部15に半田付することにより、入力装置外への引き出しを行うようになっている。
そして、このように構成された入力装置は、図1〜図3に示すように、取付部材10をキーボードの取付板1上に載置し、舌片1aを取付部材10上に折り曲げて、舌片1aで取付板1に取り付けられている。
なお、この第1の実施例において、取付部材10は取付板1を兼用するようにしても良い。
【0012】
そして、このような入力装置の操作は、操作部2をX1方向に倒すと、梁部4aの下面は縮む方向に撓むと共に、梁部4bの下面は伸びる方向に撓むため、梁部4aの下面の歪み検出素子7aの抵抗値は減少する反面、梁部4bの下面の歪み検出素子7bの抵抗値は増加し、更に、操作部2をX2方向に倒すと、梁部4aの下面は伸びる方向に撓むと共に、梁部4bの下面は縮む方向に撓むため、梁部4aの下面の歪み検出素子7aの抵抗値は増加する反面、梁部4bの下面の歪み検出素子7bの抵抗値は減少し、これによって、歪み検出素子7aと7bとの間に電圧差が生じて、X軸方向のカーソルの移動を行うようになる。
【0013】
また、操作部2をY1方向に倒すと、梁部4cの下面は縮む方向に撓むと共に、梁部4dの下面は伸びる方向に撓むため、梁部4cの下面の歪み検出素子7cの抵抗値は減少する反面、梁部4dの下面の歪み検出素子7dの抵抗値は増加し、更に、操作部2をY2方向に倒すと、梁部4cの下面は伸びる方向に撓むと共に、梁部4dの下面は縮む方向に撓むため、梁部4cの下面の歪み検出素子7cの抵抗値は増加する反面、梁部4dの下面の歪み検出素子7dの抵抗値は減少し、これによって、歪み検出素子7cと7dとの間に電圧差が生じて、Y軸方向のカーソルの移動を行うようになる。
【0014】
また、図6は本発明の入力装置の第3の実施例を示し、この実施例は、基板部材Kが金属板で形成され、この基板部材Kの表面には、絶縁層19が形成されており、この絶縁層19上には、梁部4a、4b、4c、4dの位置にそれぞれ形成された歪み検出素子7a、7b、7c、7dと、引き出し部20の位置に形成された複数個の引き出し端子部21と、引き出し端子部20と歪み検出素子7a、7b、7c、7dを接続するように形成された導電線22とを有している。
また、操作部2が取付部3の孔3aに固着されると共に、基板部材Kの連結部5が取付部材10の受け部12に載置された状態で、連結部12と取付部材10をスポット溶接により固着している。
また、フレキシブル基板18は、その下部に導電線(図示せず)を有し、この導電線を引き出し端子部21に半田付することにより、入力装置外への引き出しを行うようになっている。
その他の構成は、前記第1の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第2の実施例においても、取付部材10は取付板1を兼用するようにしても良い。
【0015】
また、図7は本発明の第3の実施例を示し、この実施例は、セラミック材からなる基板部材Kの梁部4a、4b、4c、4dの下面にそれぞれ歪み検出素子7a、7b、7c、7dを設け、また、フレキシブル基板23に設けた導電線(図示せず)を歪み検出素子7a、7b、7c、7dに接続した状態で、このフレキシブル基板23を基板部材Kの下面に接着して、フレキシブル基板23を引き出し部となしている。
また、金属板からなる取付部材10には、受け部12の端部で折り曲げられた押さえ部24が設けられ、基板部材Kの連結部5を受け部12上に載置した状態で、フレキシブル基板23に設けられた三角状の孔23aと基板部材Kの孔6に押さえ部24を挿通し、押さえ部24を折り曲げして、押さえ部24で連結部5を取付部材10に押し付けて、基板部材Kを取付部材10に取り付けたものである。
その他の構成は、前記第1の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第3の実施例においても、取付部材10は取付板1を兼用するようにしても良い。
【0016】
また、図8、図9は本発明の第4の実施例を示し、この実施例は、前記第3の実施例と同様に、セラミック材からなる基板部材Kの梁部4a、4b、4c、4dの下面にそれぞれ歪み検出素子7a、7b、7c、7dを設けると共に、フレキシブル基板23に設けた導電線(図示せず)を歪み検出素子7a、7b、7c、7dに接続した状態で、このフレキシブル基板23を基板部材Kの下面に接着して、フレキシブル基板23を引き出し部となしている。
また、金属板からなる取付部材10には、受け部12に絞り加工によりハトメ部25が設けられ、基板部材Kの連結部5を受け部12上に載置した状態で、フレキシブル基板23に設けられた丸形の孔23aと基板部材Kの連結部5に設けられた孔5aにハトメ部25を挿通し、ハトメ部25の先端部をカシメて、ハトメ部25で連結部5を取付部材10に押し付けて、基板部材Kを取付部材10に取り付けたものである。
その他の構成は、前記第1の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第4の実施例においても、取付部材10は取付板1を兼用するようにしても良い。
【0017】
【発明の効果】
本発明の入力装置において、基板部材Kは、梁部7a〜7dが取付部材10の窪み部11に位置し、梁部7a〜7dの下部に空隙を持たせた状態で取り付けるようにした構成であるため、操作部2による梁部4a〜4dの撓み量を大きくできて、歪み検出素子7a〜7dの変化量を大きくでき、操作性の良好な入力装置を提供できる。
また、梁部7a〜7dの下部に空隙があるため、キーボードを操作した時のキー操作が梁部7a〜7dに影響されず、キー操作時にカーソルが動くとのない入力装置を提供できる。
また、基板部材Kの連結部5が取付部材10の受け部12に固着される構成であるため、基板部材Kの取付位置を一定にでき、操作部2を所定角度を倒したときにおける歪み検出素子7a〜7dの抵抗値変化を一定にでき、従来に比して、精度の良好な入力装置を提供できる。
また、梁部4a〜4dを十字状に配設することにより、90度に配設された二つの梁部を選択して歪み検出素子を設けることができて、設計の自由度を得ることができと共に、更に、梁部4a〜4dに対して、4個の歪み検出素子7a〜7dをも設けることができ、種々の製品に共用化できる基板部材Kを提供できて、生産性の良好な入力装置を提供できる。
【0018】
また、基板部材Kには、隣り合う梁部4a〜4dと連結部5との間で囲まれた箇所に孔6を設けものであるため、この梁部4a〜4dの上面に歪み検出素子7a〜7dが孔6の存在によって、操作部2をX1,X2方向に倒した時には、梁部4c、4dに、また、Y1,Y2方向に倒した時には梁部4a、4bに影響を与えず、従って、変化させたい歪み検出素子のみの抵抗値を変化させることができて、精度の良好な入力装置を提供できる。
また、基板部材Kをセラミック材で形成し、基板部材Kの下部に設けた導電体8を取付部材10に半田付することにより、基板部材Kの取付と電気的接続を同時にできて、生産性が良好で、安価な入力装置を提供できる。
また、基板部材Kと取付部材10とを金属板で形成し、両者をスポット溶接で固着することにより、強固な取付ができて、耐久性が良く、長寿命の入力装置を提供できる。
【0019】
また、フレキシブル基板23を基板部材Kと取付部材10とで挟持するようにしたため、フレキシブル基板23の取付が強固となり、外部接続時におけるフレキシブル基板23の剥がれが無く、外部接続作業の信頼性の高い入力装置を提供できる。
また、取付部材10の受け部12に設けた押さえ部24で、基板部材Kの連結部6を押さえるようにしたため、その構成が簡単で、安価で、生産性の良好な入力装置を提供できる。
また、取付部材10の受け部12に設けたハトメ部25で、基板部材Kの連結部6を押さえるようにしたため、その構成が簡単で、安価で、生産性の良好な入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の入力装置の第1の実施例に係る平面図。
【図2】図1の2−2線における断面図。
【図3】図1の3−3線における断面図。
【図4】本発明の入力装置の第1の実施例に係る分解斜視図。
【図5】本発明の入力装置の第1の実施例に係る基板部材を裏面から見た斜視図。
【図6】本発明の入力装置の第2の実施例を示す分解斜視図。
【図7】本発明の入力装置の第3の実施例を示す分解斜視図。
【図8】本発明の入力装置の第4の実施例を示す分解斜視図。
【図9】図8の9−9線における断面図。
【図10】従来の入力装置の斜視図。
【符号の説明】
1 取付板
1a 舌片
2 操作部
K 基板部材
3 取付部
3a 孔
4a 梁部
4b 梁部
4c 梁部
4d 梁部
5 連結部
5a 孔
6 孔
7a 歪み検出素子
7b 歪み検出素子
7c 歪み検出素子
7d 歪み検出素子
8 導電体
9 レジスト
10 取付部材
11 窪み部
12 受け部
13 延出部
14 絶縁層
15 引き出し端子部
16 電極部
17 接続部
18 フレキシブル基板
19 絶縁層
20 引き出し部
21 引き出し端子部
22 導電線
23 フレキシブル基板
23a 孔
24 押さえ部
25 ハトメ部
Claims (1)
- 操作部と、中心部に前記操作部が取り付けられた平板状の基板部材と、該基板部材に設置された歪み検出素子と、前記基板部材を取り付ける平板状の取付部材とを備え、前記基板部材は、前記操作部の軸方向に対して直角方向に延び、90度の角度を持って十字状に配設された複数個の梁部と、隣り合う前記梁部間を連結する連結部と、隣り合う前記梁部と前記連結部との間に囲まれた箇所に設けた孔とを有し、前記梁部には、前記歪み検出素子が配設され、又、前記取付部材には、前記連結部に対応した位置に受け部を残して、前記梁部に対応する位置に孔、或いは凹部からなる窪み部を設けると共に、前記受け部に電極部を形成し、前記梁部を前記窪み部に位置させて、前記梁部の下部に空隙を持たせた状態で、前記梁部の下部に設けた前記歪み検出素子に接続した導電体と、前記取付部材に形成した電極部とを半田付で固着したことを特徴とする入力装置。
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