JP6204232B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作部材で押圧操作される複数のスイッチ部が設けられた入力装置に係り、特に、スイッチ部と対向していない部分で操作部材が押圧されたときにスイッチ部が誤って動作するのを防止しやすい構造の入力装置に関する。

特許文献１に、１つのキートップで複数のスイッチ部が動作させられる多方向入力装置に関する発明が記載されている。

この多方向入力装置は、キートップの下に、中央スイッチと、その周囲に配置された４個の周辺スイッチが設けられている。また、隣り合う周辺スイッチの中間位置では、キートップから下方へ脚部が一体に形成されている。

この多方向入力装置は、キートップの中央部が押されると、中央スイッチが押圧されて動作し、キートップの周囲部が押されると、キートップによっていずれかの周辺スイッチが押圧されて動作する。前記周囲部が押されて周辺スイッチが動作するときに、前記脚部が基板に当たってキートップが必要以上に大きく傾くのが規制され、これによって、誤って中央スイッチが動作するのを防止する、というものである。

特開２００３−４５２９０号公報

特許文献1に記載された多方向入力装置は、キートップの周囲部が押されたときに、その押圧操作位置が周辺スイッチの真上であっても、隣り合う周辺スイッチの中間部であっても、周辺スイッチが押されて動作してしまう。また、周辺スイッチの真上でキートップを押したときの操作感触と、隣り合う周辺スイッチの中間位置の真上でキートップを押したときの操作感触とがほとんど変わらない構造である。

そのため、周辺スイッチの真上からキートップを押してその下の周辺スイッチ部のみを動作させようとしたときに、誤って隣接する他の周辺スイッチを動作させてしまう誤入力が発生しやすい。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、スイッチ部の上から操作部材が押されたときの操作感触と、隣り合うスイッチ部の間で操作部材が押されたときの操作感触とを異ならせることで、誤った入力操作を防止しやすくした入力装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、隣り合うスイッチ部の中間で操作部材が押されたときに、スイッチ部が動作するのを防止することができ、さらに薄型に構成しやすい入力装置を提供することを目的としている。

本発明は、基板上に設けられた複数のスイッチ部と、前記スイッチ部を押圧する操作部材とが設けられた入力装置において、
互いに交差する複数の操作線が設定され、前記操作線上に、前記操作線の交点を挟んで配置された一対のスイッチ部が設けられて、前記スイッチ部が前記操作線の数に合わせて複数対設けられており、
前記操作部材とそれぞれの前記スイッチ部との間に、前記基板に向けて移動でき且つ前記操作線と交差する向きに倒れることができるように支持された可動部材が設けられ、前記可動部材に、前記スイッチ部を押圧する押圧部と、前記操作線を挟んだ両側に位置して前記操作部材からの押圧力を受ける一対の受け部とが形成されており、
前記スイッチ部の上で前記操作部材が押されたときに、前記可動部材が前記基板に向けて移動して前記スイッチ部が動作させられ、隣り合う前記スイッチ部の間で前記操作部材が押されたときは、前記可動部材が傾くことを特徴とするものである。

本発明の入力装置は、スイッチ部の上から操作部材が押されたときは、その押圧力が一対の受け部で受け止められて、可動部材がほぼ平行姿勢を保ったまま下降しやすくなるため、スイッチ部を動作させやすく、スイッチ部を動作させるための操作感触も良好になる。一方、スイッチ部とスイッチ部との間で操作部材が押されたときは、可動部材が斜めの姿勢となるため、スイッチ部が動作しにくく、また操作抵抗力を大きくなるため、操作者が誤った入力操作であると認識しやすくなる。

本発明の入力装置は、前記基板と前記操作部材との間に、前記可動部材の傾き量を規制するストッパが設けられており、前記可動部材の傾き量が規制されているときに、前記スイッチ部が動作しないことが好ましい。

上記構造では、スイッチ部とスイッチ部との間で操作部材が押されたときに、スイッチ部が動作しなくなり、意図しない操作によりスイッチ部が動作してしまう誤入力が生じにくくなる。

本発明の入力装置は、２つの前記操作線が直交して配置され、前記スイッチ部と前記可動部材がそれぞれ４個設けられており、全てのスイッチ部が前記交点から等距離に配置されているものとして構成できる。

また、本発明の入力装置は、少なくとも前記操作線上で、前記基板と逆側から支持する支点当接部が設けられ、前記操作部材は、前記支点当接部との当接部を支点として傾き動作可能であるものとして構成できる。

本発明の入力装置は、前記操作部材には、前記支点当接部に当接するための弾性付勢力が作用している。例えば、それぞれのスイッチ部の操作反力によって前記弾性付勢力が与えられている。

本発明の入力装置は、前記操作部材と前記基板との間に、前記可動部材を支持する支持構造部が設けられており、この支持構造部での支持中心が、前記操作線上に位置している。

例えば、前記支持構造部は、前記操作線を挟んで対向する一対の支持突起を有しており、前記可動部材に形成された支点部が、一対の前記支持突起に挟まれている。
この場合に、一対の前記支持突起が弾性部材で形成されていることが好ましい。

一対の支持突起が弾性部材で形成されていると、スイッチ部とスイッチ部との間の部分で操作部材が押され、可動部材が傾いたときに、支持突起によって適度な操作反力が設定されることになり、操作者が誤った入力操作であると認識しやすくなる。

本発明の入力装置は、スイッチ部の上から操作部材が押されたときに、スイッチ部を動作させやすく、そのときの押圧操作感触も良好である。一方で、スイッチ部とスイッチ部との間で操作部材が押されたときの操作感触が悪くなるので、操作者が誤った入力操作であると認識しやすくなる。また、操作部材の傾き角度が小さくても、スイッチ部を動作させる感触を良好にできる。

さらに、スイッチ部とスイッチ部との間で操作部材が押されたときに、スイッチ部が動作しないように構成することも容易である。

本発明の実施の形態の入力装置を示す分解斜視図、 本発明の実施の形態の入力装置が組み立てられた状態を、図１に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図、 スイッチ部の上から操作部材が押されたときの動作を示す図２と同じ断面図、 スイッチ部とスイッチ部との間で操作部材が押されたときの動作を示す図２と同じ断面図、

図１と図２に示す入力装置１は、車載用電装設備や各種電子機器に搭載されて使用される。

入力装置１は、合成樹脂製の操作部材１０を有している。図２に示すように、操作部材１０は、パネル２に形成された開口部２ａの内部に装着される。パネル２よりも装置内方（図２の図示下方）に支持基板３が対向し、パネル２と支持基板３との間には、中間支持部材４が設けられている。

図１に示すように入力装置１には、第１の操作線Ｌ１と第２の操作線Ｌ２が設定されている。操作線Ｌ１，Ｌ２は仮想線である。第１の操作線Ｌ１と第２の操作線Ｌ２との交点を通って上下に延びる線が中心線Ｏである。中心線Ｏは、操作部材１０の中心（重心）を通過している。

図１に示すように、操作部材１０は円盤形状の操作本体部１１を有しており、操作本体部１１ｂの表面に、複数の***部１１ａが形成されている。操作本体部１１では、***部１１ｂを有する部分に押圧操作部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｃが設定されている。

第１の操作線Ｌ１上に第１の押圧操作部１０ａと第２の押圧操作部１０ｂとが設定されている。第１の押圧操作部１０ａと第２の押圧操作部１０ｂは、操作線Ｌ１，Ｌ２の交点が位置する中心線Ｏを挟んで等距離に位置している。第２の操作線Ｌ２上に第３の押圧操作部１０ｃと第４の押圧操作部１０ｄとが設定されている。第３の押圧操作部１０ｃと第４の押圧操作部１０ｄは、中心線Ｏを挟んで等距離に位置している。

操作部材１０には、操作本体部１１の周囲から突出するフランジ部１２が形成されている。さらに、第１の操作線Ｌ１上において、第１の押圧操作部１０ａと反対側に支点掛止部１３ａが突出形成され、第２の押圧操作部１０ｂと反対側に支点掛止部１３ｂが形成されている。第２の操作線Ｌ２上において、第３の押圧操作部１０ｃと反対側に支点掛止部１３ｃが突出形成され、第４の押圧操作部１０ｄと反対側に支点掛止部１３ｄが形成されている。

図２に示すように、操作部材１０は、パネル２の内側（図２の下側）から開口部２ａに装着される。操作部材１０の操作本体部１１は、開口部２ａの内部に挿入されて、パネル２の表面２ｂからやや突出し、フランジ部１２と支点掛止部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、パネル２の裏面側において、開口部２ａの周囲に形成された支点当接部２ｃに当接して支持される。

図１に示すように、操作部材１０の中央部には、中央操作穴１４が開口している。中央操作穴１４には、中央押釦が配置され、支持基板３上には、中央押釦で押圧操作される中央スイッチ部が設けられているが、中央押釦と中央スイッチ部の図示は省略されている。

図１に示すように、支持基板３上には、第１のスイッチ部３０ａ、第２のスイッチ部３０ｂ、第３のスイッチ部３０ｃ、第４のスイッチ部３０ｄが配置されている。第１のスイッチ部３０ａと第２のスイッチ部３０ｂは、第１の操作線Ｌ１上で、中心線Ｏを挟んで配置され、第３のスイッチ部３０ｃと第４のスイッチ部３０ｄは、第２の操作線Ｌ２上で、中心線Ｏを挟んで配置されている。

図２ないし図４には、第１のスイッチ部３０ａの断面構造が示されているが、第２のスイッチ部３０ｂ、第３のスイッチ部３０ｃならびに第４のスイッチ部３０ｄにおいても断面構造は同じである。

図２に示すように、支持基板３の上面に、弾性シート３２が設置されている。弾性シート３２は合成ゴムで形成された弾性体である。スイッチ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄでは、弾性シート３２と支持基板３との間に動作空間３２ａが形成されており、動作空間３２ａにスイッチ機構３１が収納されている。スイッチ機構３１は、ケース３１ａから上方に押釦（アクチュエータ）３１ｂが突出している。ケース３１ａの内部に、押釦３１ｂの押圧動作で切替えられる接点機構を有している。接点機構は弾性接点を有しており、この弾性接点によって、押釦３１ｂを上方へ突出させる付勢力が作用している。またスイッチ機構３１に、押釦３１ｂを上方へ突出させるための復帰ばね機構が、前記接点機構とは別に設けられていてもよい。

前記動作空間３２ａの上では、前記弾性シート３２の一部が変形部３２ｂとなっている。変形部３２ｂには下向きの当接凸部３２ｃが一体に形成されており、当接凸部３２ｃが、押釦３１ｂの上に当接している。押釦３１ｂを上方へ付勢する力で、前記当接凸部３２ｃも上方へ向けて付勢されている。

図１と図２に示すように、それぞれのスイッチ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄでは、弾性シート３２の変形部３２ｂ上に支持構造部３３が設けられている。支持構造部３３は一対の支持突起３３ａ，３３ａを有している。１つの支持構造部３３を構成している支持突起３３ａ，３３ａは、操作線Ｌ１またはＬ２と直交する向きで、操作線Ｌ１またはＬ２を挟んで対向している。支持突起３３ａ，３３ａは弾性シート３２と一体に形成されている。

図１に示すように、中間支持部材４には、収納凹部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが形成されている。収納凹部５ａは第１のスイッチ部３０ａの上側に位置し、収納凹部５ｂは第２のスイッチ部３０ｂの上側に位置している。収納凹部５ｃは第３のスイッチ部３０ｃの上側に位置し、収納凹部５ｄは第４のスイッチ部３０ｄの上側に位置している。

収納凹部５ａと収納凹部５ｂは、第１の操作線Ｌ１を挟んで両側に位置する案内溝６，６を有しており、それぞれの案内溝６に段差部で形成されたストッパ７が形成されている。収納凹部５ｃと収納凹部５ｄは、第２の操作線Ｌ２を挟んで両側に位置する案内溝６，６を有しており、それぞれの案内溝６に段差部で形成されたストッパ７が形成されている。

それぞれの収納凹部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに、合成樹脂で形成された可動部材２０が収納されている。図１と図２に示すように、それぞれの可動部材２０は本体部２１を有している。本体部２１の両端部２１ａ，２１ａが、前記案内溝６，６の内部に位置し、可動部材２０は、収納凹部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの内部で動作自在に保持されている。図２に示すように、本体部２１の両端部２１ａ，２１ａは、案内溝６，６の内部に形成されたストッパ７，７の真上に対向している。

図２に示すように、本体部２１の下端部に押圧部２２が突出して形成されている。図１に示すように、本体部２１には中心線Ｏに向けて突出する支点部（支点突部）２３が一体に突出して形成されている。さらに、両端部２１ａ，２１ａの上に、受け部２４，２４が一体に突出して形成されている。

可動部材２０では、前記押圧部２２と支点部２３が、両側の受け部２４，２４の中心部に形成されている。図１に示すように、収納凹部５ａと収納部５ｂに収納された可動部材２０は、押圧部２２と支点部２３が第１の操作線Ｌ１上に位置しており、それぞれの可動部材２０に形成された受け部２４，２４が、第１の操作線Ｌ１を挟んでその両側に位置している。収納凹部５ｃと収納部５ｄに収納された可動部材２０は、押圧部２２と支点部２３が第２の操作線Ｌ２上に位置しており、それぞれの可動部材２０に形成された受け部２４，２４が、第２の操作線Ｌ２を挟んでその両側に位置している。

図２に示すように、それぞれの可動部材２０に形成された支点部２３は、弾性シート３２と一体に形成された支持構造部３３の一対の支持突起３３ａ，３３ａの間に挟まれている。可動部材２０の下面に形成された押圧部２２は、樹脂シート３２の変形部３２ｂに形成された当接凸部３２ｃの真上に当接している。また、一対の受け部２４，２４は、操作部材１０の周辺部において操作部材１０の下面に当接している。

次に、入力装置１の動作を説明する。
図２に示すように、操作部材１０に押圧力が作用していないとき、４か所に設けられたスイッチ機構３１では、内部の接点機構の復帰力によって押釦３１ｂが上方へ突出させられ、押釦３１ｂが当接凸部３２ｃを挟んで可動部材２０の押圧部２２を上向きに付勢している。この付勢力によって、可動部材２０の一対の受け部２４，２４が操作部材１０を上向きに押すので、可動部材２０のフランジ部１２と支持掛止部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、パネル２の支点当接部２ｃに押し付けられている。

この状態では、全てのスイッチ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄにおいて、スイッチ機構３１内の接点機構は非接触状態である。

図３には、操作部材１０の第１の押圧操作部１０ａが人の指で押圧操作されたときの動作が示されている。第１の押圧操作部１０ａは、第１の操作線Ｌ１上を中心として一定の広がりを有する領域を意味している。図３に示すように、第１の押圧操作部１０ａは、その下に位置している可動部材２０に形成された一対の受け部２４，２４のそれぞれと操作部材１０との当接部の間の領域であり、第１の操作線Ｌ１に沿う方向での範囲は、操作本体部１１の外周縁から中央操作穴１４の縁部までの領域である。これは、他の押圧操作部１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにおいて同じである。

図３に示すように、第１の押圧操作部１０ａが押圧力Ｆａで下向きに押されると、操作部材１０は、支点掛止部１３ａとパネル２の支点当接部２ｃとの当接部を支点として傾き、押圧力Ｆａが、その下側の収納凹部５ａに収納されている可動部材２０の一対の受け部２４，２４に作用する。このとき、一方の受け部２４に作用する操作力Ｆ１と他方の受け部２４に作用する操作力Ｆ２の差は小さい。特に、指が第１の操作線Ｌ１上に置かれて押圧力Ｆａが与えられたときは、前記操作力Ｆ１，Ｆ２がほぼ同じである。

そのため、第１の押圧操作部１０ａの下に位置する可動部材２０が、水平姿勢を維持して下降しやすく、あるいは可動部材２０が傾いたとしてもその傾き角度が小さいまま下降しやすくなる。このとき、可動部材２０に形成された支点部２３が、弾性シート３２に形成された一対の支持突起３３ａ，３３ａの間を支持基板３に向けて移動する。

可動部材２０の押圧部２２の下降力は、当接凸部３２ｃを挟んで押釦３１ｂに下向きに作用し、スイッチ機構３１内の接点機構が切換えられる。可動部材２０がほぼ水平姿勢で下降するために、押釦３１ｂが本来の動作方向である下方向へ押されることになって、滑らかに下降動作し、スイッチ機構３１の接点機構が確実に切換えられるようになる。

押釦３１ｂが押されたときの上向きの操作反力は、第１の操作線Ｌ１を挟む両側において、２つの受け部２４，２４から操作部材１０の下面に対して上向きに与えられる。そのため、２つの受け部２４，２４の中間で操作部材１０を押している指に対して、安定した反力が与えられる。

この動作により、第１の押圧操作部１０ａを指で押したときの操作感触が良好であり、第１のスイッチ部３０ａでのスイッチ機構３１の切換え動作を滑らかに行うことができる。

これは、第２の押圧操作部１０ｂ、第３の押圧操作部１０ｃ、第４の押圧操作部１０ｄが指で押されたときも同じである。

図４は第１の押圧操作部１０ａと第３の押圧操作部１０ｃとの間に押圧力Ｆｂが作用したときの動作を示しており、図２ならびに図３と同じ断面図において、収納凹部５ａに位置している可動部材２０の動作を示している。

図１に示すように、第１の操作線Ｌ１と第２の操作線Ｌ２の双方に対して４５度の角度を成す中間操作線Ｌａ上で、操作部材１０に押圧力Ｆｂが作用すると、図４に示すように、操作部材１０は、中間操作線Ｌａの延長上で押圧力Ｆｂの操作部と逆側に位置するフランジ部１２と、パネル２の支点当接部２ｃとの当接部を支点としてα方向へ傾く。

収納凹部５ａに位置している可動部材２０の一対の受け部２４，２４に対し、操作部材１０の下面から操作力Ｆ３，Ｆ４が下向きに与えられる。図４の図示左側に位置する受け部２４に作用する操作力Ｆ３は、右側に位置する受け部２４に作用する操作力Ｆ４よりも大きく、可動部材２０は、支点部２３を支点として、操作部材１０と同じ方向であるα方向へ傾く。

可動部材２０が傾くと、可動部材２０の押圧部２２によってスイッチ機構３１の押釦３１ｂが押されるが、押釦３１ｂに対しては、その本来の動作方向に対して斜めの押圧力が作用することになるため、スイッチ機構３１が動作しにくくなり、操作部材１０に対する抵抗力が大きくなる。また、可動部材２０が傾いたときに、可動部材２０に設けられた支点部２３によって、弾性部材で形成された支持突起３３ａ，３３ａが変形させられるため、可動部材２０から操作部材１０に対する反力がさらに大きくなる。

第３の押圧操作部１０ｃの下側に位置する可動部材２０も同様にして傾き動作するため、押圧力Ｆａを与えている指に対して、２つの可動部材２０から大きな操作反力が作用する。そのため、押圧操作部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ以外の部分で操作部材１０が押されたときに、スイッチ機構３１が動作しにくくなる。

さらに、この実施の形態では、図４に示すように、操作部材１０が斜めに動作したときに、可動部材２０の図示左側の端部２１ａが、中間支持部材４に形成されたストッパ７に当たって、可動部材２０の傾き角度が制限される。このときの可動部材２０の傾き角度は、ストッパ７の高さ位置と押釦３１ｂの動作ストロークとの関係などから決められる。可動部材２０が傾くことで、押圧部２２から押釦３１ｂに対して下向きの力が作用するが、このときに、押釦３１ｂを完全に押すことができず、スイッチ機構３１の内部の接点機構が切り換わることがないように、可動部材２０の傾き角度が決められている。

このように、可動部材２０の傾き角度を制限することで、押圧操作部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ以外の部分で操作部材１０が押されたときに、スイッチ機構３１が動作しないように構成できる。ただし、薄型の入力装置１において、可動部材２０の傾き角度を制限すると、押圧力が与えられたときの可動部材２０の傾き角度を小さくしなくてはならなくなる。しかし、この場合でも、第１の押圧操作部１０ａに押圧力Ｆａが与えられたときは、図３に示すように、可動部材２０がほぼ平行姿勢のまま下降し押釦３１ｂに対して本来の動作ストローク方向と平行な力を与えることができるため、スイッチ機構３１を動作させるときの操作感触が良好になる。

すなわち、この入力装置１は、操作部材１０の傾き角度を小さくした場合であっても、押圧操作部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ以外の部分で操作部材１０が押されたときにスイッチ機構３１が動作せず、押圧操作部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが押されたときに、良好な操作感触でスイッチ機構３１を動作させることができるようになる。

１ 入力装置
２ パネル
２ｃ 支点当接部
３ 支持基板（基板）
４ 中間支持部材
７ ストッパ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 押圧操作部
１０ 操作部材
１１ 操作本体部
２０ 可動部材
２２ 押圧部
２４ 受け部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 弾性付勢力を発揮するスイッチ部
３１ スイッチ機構
３１ｂ 押釦
３２ 弾性シート
３３ 支持構造部
３３ａ 支持突起
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ 操作力
Ｆａ，Ｆｂ 押圧力
Ｌ１ 第１の操作線
Ｌ２ 第２の操作線
Ｏ 中心線

Claims (9)

1. 基板上に設けられた複数のスイッチ部と、前記スイッチ部を押圧する操作部材とが設けられた入力装置において、
   互いに交差する複数の操作線が設定され、前記操作線上に、前記操作線の交点を挟んで配置された一対のスイッチ部が設けられて、前記スイッチ部が前記操作線の数に合わせて複数対設けられており、
   前記操作部材とそれぞれの前記スイッチ部との間に、前記基板に向けて移動でき且つ前記操作線と交差する向きに倒れることができるように支持された可動部材が設けられ、前記可動部材に、前記スイッチ部を押圧する押圧部と、前記操作線を挟んだ両側に位置して前記操作部材からの押圧力を受ける一対の受け部とが形成されており、
   前記スイッチ部の上で前記操作部材が押されたときに、前記可動部材が前記基板に向けて移動して前記スイッチ部が動作させられ、隣り合う前記スイッチ部の間で前記操作部材が押されたときは、前記可動部材が傾くことを特徴とする入力装置。
2. 前記基板と前記操作部材との間に、前記可動部材の傾き量を規制するストッパが設けられており、前記可動部材の傾き量が規制されているときに、前記スイッチ部が動作しない請求項１記載の入力装置。
3. ２つの前記操作線が直交して配置され、前記スイッチ部と前記可動部材がそれぞれ４個設けられており、全てのスイッチ部が前記交点から等距離に配置されている請求項１または２記載の入力装置。
4. 少なくとも前記操作線上で、前記基板と逆側から支持する支点当接部が設けられ、前記操作部材は、前記支点当接部との当接部を支点として傾き動作可能である請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記操作部材には、前記支点当接部に当接するための弾性付勢力が作用している請求項４記載の入力装置。
6. それぞれのスイッチ部の操作反力によって前記弾性付勢力が与えられている請求項５記載の入力装置。
7. 前記操作部材と前記基板との間に、前記可動部材を支持する支持構造部が設けられており、この支持構造部での支持中心が、前記操作線上に位置している請求項１ないし６のいずれかに記載の入力装置。
8. 前記支持構造部は、前記操作線を挟んで対向する一対の支持突起を有しており、前記可動部材に形成された支点部が、一対の前記支持突起に挟まれている請求項７記載の入力装置。
9. 一対の前記支持突起が弾性部材で形成されている請求項８記載の入力装置。

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