CN112969989B - 输入装置 - Google Patents

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Abstract

输入装置具有：操作面板构件，其具备操作面；支承构件，其与所述操作面板构件的垂直于所述操作面的侧面接触，并对所述操作面板构件进行支承；以及致动器，其使所述支承构件在与所述操作面平行的方向上振动。所述支承构件的振动从所述侧面向所述操作面板构件传递，由此所述操作面板构件在与所述操作面平行的方向上振动。

Description

输入装置
技术领域
本发明涉及输入装置。
背景技术
如触摸板那样能够通过触摸操作面来进行输入操作的输入装置正在普及。在对这样的输入装置进行操作时，操作者不能得到如对开关装置、可变电阻器等进行操作时那样的操作触感。因此，提出了通过在被操作时对操作面施加振动，从而能够进行可感受模拟的操作触感的振动反馈的输入装置。
例如，在专利文献1～3中公开了能够使具备操作面的操作面板构件在与该操作面平行的方向上振动的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-93006号公报
专利文献2：日本特开平9-167541号公报
专利文献3：日本特开2007-34991号公报
发明内容
发明要解决的课题
当操作面板构件振动时，操作面周围的空气也振动而产生声音。当使操作面板构件在与操作面平行的方向上振动的情况下，与使操作面板构件在与操作面垂直的方向上振动的情况相比，虽然空气的振动被抑制而声音变小，但是在静音环境下还是能产生无法忽视的程度的声音。例如，当在电气机动车的车内使用输入装置的情况下，可将伴随振动而产生的声音识别为噪声。
本发明的目的在于提供能够对伴随操作面板构件的振动而产生的声音进行抑制的输入装置。
用于解决课题的方案
根据本发明，提供一种输入装置，该输入装置具有：操作面板构件，其具备操作面；支承构件，其与所述操作面板构件的垂直于所述操作面的侧面接触，并对所述操作面板构件进行支承；以及致动器，其使所述支承构件在与所述操作面平行的方向上振动，所述支承构件的振动从所述侧面向所述操作面板构件传递，由此所述操作面板构件在与所述操作面平行的方向上振动。
发明效果
根据本发明，能够对伴随操作面板构件的振动而产生的声音进行抑制。
附图说明
图1是示出关于第一模型的模拟的内容的示意图(其1)。
图2是示出关于第一模型的模拟的内容的示意图(其2)。
图3是示出关于第一模型的模拟的内容的示意图(其3)。
图4是示出关于第二模型的模拟的内容的示意图(其1)。
图5是示出关于第二模型的模拟的内容的示意图(其2)。
图6是示出关于第二模型的模拟的内容的示意图(其3)。
图7是示出实施方式的输入装置的俯视图。
图8是示出实施方式的输入装置的剖视图。
图9是示出实施方式的输入装置的一部分的分解立体图。
具体实施方式
本发明者为了探究即使在使操作面板构件在与操作面平行的方向上振动的情况下也会产生无法忽视的程度的声音的原因，而通过模拟等进行了锐意探讨。其结果判明出，如下述那样，在振动时会在操作面板构件产生挠曲，从而很多情况下在与操作面垂直的方向上也产生了位移。
在此，对本发明者所进行的模拟的内容进行说明。图1～图3是示出关于第一模型的模拟的内容的示意图。
如图1所示，第一模型具有操作面板构件10和对操作面板构件10进行支承的支承构件20。
操作面板构件10具有短边的长度为80mm、长边的长度为160mm、厚度为4mm的、平面形状为长方形的平板形状。操作面板构件10具有传感器基板11、在传感器基板11的一方的面设置的第一面板12、以及在传感器基板11的另一方的面设置的第二面板13。传感器基板11为玻璃环氧树脂(Flame Retardant Type 4：FR4)基板，第一面板12及第二面板13的材料为丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(ABS)树脂。
以下，将操作面板构件10的长边方向的一方称为X1方向并将该长边方向的另一方称为X2方向，将短边方向的一方称为Y1方向并将该短边方向另一方称为Y2方向，将垂直于操作面且从传感器基板11观察时第一面板12所处的方向称为Z1方向，将与Z1方向相反的方向称为Z2方向。
支承构件20具有可动部21、以及将可动部21固定于第二面板13的固定部22。固定部22在俯视时固定于操作面板构件10的中心，可动部21在俯视时与固定部22的中心相连。因此，可动部21在俯视时固定于操作面板构件10的中心。支承构件20的材料为钢。
并且，使可动部21在X1方向及X2方向、即与操作面板构件10的操作面平行的方向上振动。此时的最大振幅设为约0.1mm，最大加速度设为约98m/s2。在图2中示出了使操作面板构件10在X1方向上移动时的第一模型的形状，在图3中示出了使操作面板构件10在X2方向上移动时的第一模型的形状。需要说明的是，在图2及图3中，将与操作面垂直的方向(Z1方向、Z2方向)的位移量增强至操作面内的位移量的200倍。
如图2及图3所示，操作面板构件10在与其操作面垂直的方向(Z1方向及Z2方向)上较大地挠曲。并且，伴随该挠曲而产生的操作面附近的音量为94dB左右，且从操作面向Z1方向远离100mm而得到的位置处的音量为70dB左右。70dB的音量例如相当于喧杂的事务所中的音量。
对于第一模型得到了这样的模拟结果。根据该结果可以认为，在以往的输入装置中，操作面板构件也会在与其操作面垂直的方向上较大地挠曲，且伴随于此而产生噪声。
本发明者为了抑制这样的挠曲，通过模拟等进一步进行了锐意探讨。其结果判明出，如下述那样，通过使操作面板构件不从其内侧振动而是从外侧振动，从而能够抑制操作面板构件的挠曲。
在此，对本发明者所进行的进一步的模拟的内容进行说明。图4～图6是示出关于第二模型的模拟的内容的示意图。
如图4所示，第二模型具有操作面板构件10和对操作面板构件10进行支承的支承构件30。
支承构件30具有可动部31、在中央与可动部31相连的中央部(日文：ハブ)32、从中央部32向X1方向延伸的两根臂部33、从中央部32向X2方向延伸的两根臂部33、以及在上述4根臂部33的前端分别设置的接触部34。接触部34与操作面板构件10的垂直于操作面的侧面接触。相对于可动部31位于X1方向侧的两个接触部34和相对于可动部31位于X2方向侧的两个接触部34对操作面板构件10进行夹持并支承。在Z2方向上，中央部32及臂部33与操作面板构件10分离。也就是说，在操作面板构件10与中央部32及臂部33之间存在空间。支承构件30的材料为钢。
并且，使可动部31在X1方向及X2方向、即与操作面板构件10的操作面平行的方向上振动。此时的最大振幅设为约0.1mm，最大加速度设为约98m/s2。在图5中示出了使操作面板构件10在X1方向上移动时的第二模型的形状，在图6中示出了使操作面板构件10在X2方向上移动时的第二模型的形状。需要说明的是，与图2及图3同样，在图5及图6中将与操作面垂直的方向(Z1方向、Z2方向)的位移量增强至操作面内的位移量的200倍。
如图5及图6所示，支承构件30发生了挠曲，但与第一模型相比，操作面板构件10在Z1方向及Z2方向上的挠曲非常小。并且，伴随该挠曲而产生的操作面附近的音量为77dB左右。从操作面向Z1方向远离100mm而得到的位置处的音量由于非常小而不能通过模拟来计算，但根据第一模型与第二模型之间的操作面附近的音量差为17dB而预测为52dB左右。50dB的音量例如相当于安静的事物所中的音量。
对于第二模型得到了这样的模拟结果。根据该结果，通过使操作面板构件从其外侧振动，从而抑制了操作面板构件的挠曲，从而可以说能够抑制噪声。
以下，参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。需要说明的是，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能结构的构成要素，有时通过标注相同的附图标记而省略重复的说明。
图7是示出实施方式的输入装置的俯视图，图8是示出实施方式的输入装置的剖视图。图9是示出实施方式的输入装置的一部分的分解立体图。图8相当于沿着图7中的I-I线剖切的剖视图。
如图7及图8所示，实施方式的输入装置1具有框体2、致动器3、操作面板构件4、引导构件5、以及支承构件40。
框体2例如具有大致正方形的底板部2A、以及从底板部2A的四处端部向上方延伸的侧壁部2B，且具有上方侧(Z1方向侧)敞开的箱形形状。框体2例如通过对ABS树脂等合成树脂进行注射成形来制作。
致动器3在俯视时配置在底板部2A的中心。致动器3在该致动器3的上表面3A包括可动部，且具有使安装于可动部的物体在与上表面3A平行的方向、即本实施方式中的X1方向及X2方向上振动的功能。致动器3例如是电磁致动器。
支承构件40具有中央部42、从中央部42向X1方向延伸的两根臂部43A、从中央部42向X2方向延伸的两根臂部43B、在两根臂部43A的前端分别设置的钩部44A、以及在两根臂部43B的前端分别设置的钩部44B。支承构件40的平面形状为大致H字形。钩部44A具有从臂部43A的前端向Z1方向立起并向X2方向折回而成的形状。钩部44B具有从臂部43B的前端向Z1方向立起并向X1方向折回而成的形状。钩部44A与操作面板构件4的X1方向侧的侧面4C接触，钩部44B与操作面板构件4的X2方向侧的侧面4D接触。中央部42固定于致动器3的可动部。支承构件40的材料例如是钢等金属。臂部43A是第一臂部的一例，臂部43B是第二臂部的一例，钩部44A是第一接触部的一例，钩部44B是第二接触部的一例。
操作面板构件4例如包括触摸传感器及装饰面板。装饰面板设置于触摸传感器的Z1方向侧，用户能够将装饰面板的表面作为操作面板构件4的操作面4E来进行操作。当对操作面4E进行操作时，由触摸传感器检测其操作位置及操作载荷。
操作面板构件4例如具有平面形状为长方形的平板形状。在操作面板构件4的侧面4C形成有两个凹部4A，在侧面4D形成有两个凹部4B。并且，在凹部4A嵌入有钩部44A的前端，在凹部4B嵌入有钩部44B的前端。
操作面板构件4的与操作面4E相反的一侧的背面4F相对于中央部42、臂部43A及臂部43B分离。也就是，在支承构件40中与操作面板构件4接触的部分仅为钩部44A及钩部44B。
引导构件5在操作面板构件4的Y1方向侧及Y2方向侧配置在操作面板构件4与侧壁部2B之间，并对操作面板构件4在X1方向及X2方向上的振动进行引导。
在像这样构成的输入装置1的动作的一例中，当对操作面板构件4进行操作时，根据其操作位置及操作载荷，而如箭头VB所示，使致动器3在X1方向及X2方向上对支承构件40进行振动。然后，支承构件40的振动从侧面4C及4D向操作面板构件4传递，而使得操作面板构件4在X1方向及X2方向上振动。用户通过在操作面4E感受振动，而能够识别对输入装置1进行的操作是如何被反映的。例如，在输入装置1为了用于机动车的各种开关而设置于中央控制台的情况下，驾驶员即使不将视线移向输入装置1，也能够根据操作面板构件4的振动来识别自身所进行的操作是如何被反映的。
另外，在本实施方式中，支承构件40的振动从侧面4C及4D向操作面板构件4传递，由此操作面板构件4振动，因此从上述模拟的结果可明确，操作面板构件4难以挠曲。也就是，操作面4E的位置难以向Z1方向及Z2方向变动。因此，能够抑制伴随操作面板构件4的振动而产生的声音。
需要说明的是，优选的是，支承构件40在包含操作面板构件4的质量中心且与操作面4E平行的面内与侧面4C、4D接触。如此一来，能够使包含操作面板构件4的质量中心且与操作面4E平行的面直接向X1方向及X2方向振动，且能够更有效地抑制操作面板构件4的挠曲。
另外，背面4F的一部分也可以与支承构件40接触，但在支承构件40与背面4F之间的摩擦力的作用下，存在振动的平衡紊乱而在操作面板构件4产生挠曲的可能性。因此，优选的是，背面4F与支承构件40分离而使得支承构件40仅通过侧面4C、4D与操作面板构件4接触。
另外，致动器3的位置及数量没有特别限定，但为了使从侧面4C传递的振动和从侧面4D传递的振动均等，优选将1个致动器3配置在操作面板构件4的背面4F侧。特别优选的是，致动器3在背面4F侧配置于侧面4C与侧面4D的中心。
以上，对优选的实施方式等进行了详细说明，但不限制于上述实施方式等，而是在不脱离技术方案所记载的范围的情况下，能够对上述实施方式等施加各种变形及置换。
本国际申请要求基于在2018年12月10日申请的日本专利申请第2018-231045号的优先权，并将该申请的全部内容援引于本国际申请中。
附图标记说明：
1 输入装置
2 框体
3 致动器
4 操作面板构件
4A、4B 凹部
4E 操作面
42 中央部
43A、43B 臂部
44A、44B 钩部。

Claims (4)

1.一种输入装置，其特征在于，
所述输入装置具有：
操作面板构件，其具备操作面；
支承构件，其与所述操作面板构件的垂直于所述操作面的侧面接触，并对所述操作面板构件进行支承；以及
致动器，其使所述支承构件在与所述操作面平行的第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向上振动，
所述支承构件仅通过所述侧面与所述操作面板构件接触，
所述支承构件具有：
第一臂部，其沿所述第一方向延伸；
第二臂部，其沿所述第二方向延伸；
第一接触部，其设置于所述第一臂部的前端，且与所述侧面的所述第一方向侧的一部分接触；以及
第二接触部，其设置于所述第二臂部的前端，且与所述侧面的所述第二方向侧的一部分接触，
所述第一接触部与所述第二接触部对所述操作面板构件进行夹持并支承，
所述支承构件的振动从所述侧面的所述第一方向侧的一部分以及所述侧面的所述第二方向侧的一部分向所述操作面板构件传递，由此使得所述操作面板构件在与所述操作面平行的方向上振动。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于，
所述致动器配置在所述操作面板构件的与所述操作面相反的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，
所述支承构件在包含所述操作面板构件的质量中心且与所述操作面平行的面内与所述侧面接触。
4.根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于，
在所述侧面形成有凹部，
所述支承构件具有钩部，该钩部的前端嵌入所述凹部。
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