CN218768104U

CN218768104U - 操作装置

Info

Publication number: CN218768104U
Application number: CN202190000432.6U
Authority: CN
Inventors: 佐野毅
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2031-04-23
Also published as: WO2021220951A1; DE112021002548T5; JPWO2021220951A1

Abstract

一种操作装置(100)，其与操作对象设备(200)连接，能够变更倾斜角度，该操作装置(100)具备：第一结构体(110)，其具有振动致动器(10)；第二结构体(120)，其与操作对象设备(200)连接；以及减振部件(130)，其连接第一结构体(110)和第二结构体(120)，第一结构体(110)在第二结构体(120)的方向上具有突起(115)，突起(115)具有平面部(115A)、以及从平面部(115A)沿与振动致动器(10)的振动方向水平的方向设置的曲面部(115B、115C)。本实用新型提供一种防止由第一结构体与第二结构体的接触引起的异响的操作装置。

Description

操作装置

技术领域

本实用新型涉及一种操作装置，特别涉及一种具有触觉功能的操作装置。

背景技术

近年来，如专利文献1所公开的那样，对触摸面板等用户接口赋予了触觉(触觉反馈)功能。作为对用户接口赋予触觉功能的方法，专利文献2公开了如下方法：在用户接口处设置振动致动器，伴随用户的操作而驱动振动致动器，向用户接口传递振动。

另外，专利文献3公开了一种通信终端装置，其可转动地支承触摸面板显示器部，将画面的角度维持或调节为画面始终容易看到且容易操作的状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-103255号公报

专利文献2：日本特开2018-79434号公报

专利文献3：日本特开2000-232503号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的课题

但是，尚未公开对能够变更倾斜角度的触摸面板显示器赋予了触觉功能的操作装置的结构。另外，发明人发现，关于这样的操作装置，由于触觉功能的振动，会因结构体彼此的接触而产生异响。

因此，本实用新型的目的在于，着眼于上述课题，提供一种防止由第一结构体与第二结构体的接触引起的异响的操作装置。

用于解决课题的手段

第一公开的操作装置，其与操作对象设备连接，能够变更倾斜角度，该操作装置具备：

第一结构体，其具有振动致动器；

第二结构体，其与所述操作对象设备连接；以及

减振部件，其连接所述第一结构体和所述第二结构体，

所述第一结构体在所述第二结构体的方向上具有突起，

所述突起具有平面部、以及从所述平面部沿与所述振动致动器的振动方向水平的方向设置的曲面部。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种防止由第一结构体与第二结构体的接触引起的异响的操作装置。另外，后面将对本实用新型的几个其它效果进行描述。

附图说明

图1是作为本实用新型的实施方式的操作装置的框图。

图2是上述操作装置的俯视图。

图3是图2所示的操作装置的后视图。

图4是图2所示的操作装置的分解立体图。

图5是图2所示的操作装置的分解立体图。

图6是图3的A-A线剖视图。

图7是图6的区域C的放大图。

图8是示出线性振动致动器的一个例子的图。

图9是示出现有例的操作装置的B-B线剖视图。

图10是图3的B-B线剖视图。

图11是图10所示的第一结构体中的突起的立体图。

图12是图2所示的操作装置的第一结构体的后视图。

具体实施方式

以下，以应用于复合机用操作装置为例，参照附图对本实用新型的操作装置的实施方式进行说明。

图1是示出操作装置100的功能的框图。如图1所示，操作装置100作为其功能而具备线性振动致动器10、触摸面板20、显示面板30、控制部40、数字/模拟(D/A：Digital/Analog)转换部51、直流截止滤波器52和放大器53。另外，操作装置100与成为操作对象的复合机(操作对象设备)200可通信地有线或无线连接。另外，操作装置100中的控制部40、D/A转换部51、直流截止滤波器52和放大器53作为振动致动器的驱动装置50发挥作用，驱动线性振动致动器10。

如图8所示，线性振动致动器10在厚度较薄的长方体状的壳体11内具备轴12贯通的磁铁13。在轴12的左右两端分别设置有弹簧14、15，将磁铁13可移动地保持在轴12的大致中央。在壳体11内与磁铁13相对地固定有线圈16，通过对线圈16施加交流电流，成为重锤的磁铁13沿着轴12在壳体11的长度方向上进行往复直线运动，使壳体11振动。另外，作为本实用新型的振动致动器，并不限定于线性振动致动器10，例如，也可以是使用压电元件的压电致动器。另外，关于线性振动致动器10的结构也示出了一个例子，也可以使用结构等不同的线性振动致动器。

触摸面板20可以适当应用检测用户(操作者)的操作位置(手指、笔等的位置)的公知的触摸面板，在该情况下，配置为覆盖显示面板30的前表面。触摸面板20将用户的操作位置的检测结果(坐标信息)作为操作信号发送给控制部40。触摸面板20通过经由后述的振动传递路径将线性振动致动器10的振动传递到触摸面板20，向用户反馈触觉。触摸面板20通过粘接等与显示面板30相互固定，与显示面板30构成后述的触摸面板模块111。

显示面板30在控制部40的控制下显示各种信息，可以适当应用液晶显示面板、有机EL显示面板等公知的显示器。特别是，在本实施方式中，显示用于用户操作复合机200的操作菜单图像。

控制部40基于触摸面板20的检测结果(操作信号)来控制显示面板30和D/A转换部51，并且输出用于使复合机200进行规定动作的设备控制信号。更具体地说，控制部40使显示面板30显示规定信息、或者使D/A转换部51输出后述的模拟信号。控制部40例如应用具有运算电路、存储电路、计时电路等的微型计算机。另外，在本实施方式中，控制部40作为其功能而具备D/A转换部51。

D/A转换部51是将控制部40的数字信号转换为模拟信号并输出的电路，在本实施方式中内置于控制部40。D/A转换部51将例如0～5[V]的正的模拟电压作为模拟信号输出。此外，D/A转换部51也可以与控制部40分开设置。为了驱动线性振动致动器10，模拟信号包括直流分量和交流分量，并示出正弦波等规定的波形。

直流截止滤波器52是一种微分电路，其输入从D/A转换部51输出的模拟信号，阻断模拟信号的直流分量，输出(通过)模拟信号的交流分量。直流截止滤波器52例如可以应用电容器。

放大器53是一种放大电路，其输入从直流截止滤波器52输出的模拟信号的交流分量，进行放大并输出到线性振动致动器10。

接着，使用图2至图7对操作装置100的结构进行说明。图2是操作装置100的俯视图。图3是操作装置100的后视图。图4是从操作装置100的表面侧观察的分解立体图。图5是从操作装置100的背面侧观察的分解立体图。图6是图3的A-A线剖视图。图7是图6的区域C的放大图。在图6和图7中，为了容易观察附图，省略了表示剖面的剖面线。

适当参照图2至图7。操作装置100具备第一结构体110、第二结构体120和减振橡胶(减振部件)130。

第一结构体110具有触摸面板模块111、第一壳体112、第一支承体113、线性振动致动器10和突起115。此外，在图5中，触摸面板模块111为配置于第一壳体112的状态。

如上所述，触摸面板模块111是触摸面板20和显示面板30通过粘接等而一体地构成的平板状的部件。触摸面板模块111位于操作装置100的最表面侧，构成操作面(参照图2)。在触摸面板模块111中，触摸面板20位于表面侧，显示面板30位于背面侧。触摸面板模块111除此以外还可以包括覆盖显示面板30的背面侧的壳体等。

第一壳体112是包围触摸面板模块111的边缘的框体，成为操作装置100的表面侧的外装部件。第一壳体112例如由树脂材料构成。第一壳体112从表面观察时整体为大致矩形，具有与触摸面板模块111的中央部相对的开口部112a、以及包围开口部112a的周壁部112b。在周壁部112b的表面侧设置有配置触摸面板模块111的边缘的平面状的配置部112c。第一壳体112的配置部112c与触摸面板模块111的边缘经由胶带112d相互固定。另外，在周壁部112b的背面侧，在多个部位(在本实施方式中为四个部位)形成螺纹孔112e。

第一壳体112在第一壳体112的下部且在第二结构体120的方向上形成突起115。关于突起115的详细情况，将在后面叙述。

第一支承体113是安装于第一壳体112的支承体。第一支承体113例如由铁等金属材料构成，优选使用刚性比第一壳体112高的材料。第一支承体113位于第一壳体112的背面侧。第一支承体113从表面侧观察时形成为大致H字形，在与第一壳体112的螺纹孔112e对应的多个部位具有贯通孔113a。第一壳体112通过将穿过贯通孔113a的螺钉S1拧入螺纹孔112e内而螺纹固定于第一支承体113。另外，在第一支承体113的背面侧配置线性振动致动器10。在第一支承体113上，对应于线性振动致动器10的配置部位而在多个部位形成螺纹孔113b。线性振动致动器10通过将穿过形成于自身的贯通孔10a的螺钉S2拧入螺纹孔113b内而螺纹固定于第一支承体113。另外，在第一支承体113的背面侧，在多个部位(在本实施方式中为四个部位)设置有用于插入后述的减振橡胶130的贯通孔131内的圆筒部113c。此外，圆筒部113c的孔部成为螺纹孔113d(参照图7)。

第二结构体120具有第二支承体121、第二壳体122、电路基板123和第三支承体124。此外，在图5中，电路基板123和第三支承体124为配置于第二壳体122的状态。

第二支承体121是安装于第二壳体122的支承体。第二支承体121例如由铁等金属材料构成。第二支承体121位于第一支承体113的背面侧。第二支承体121具有矩形的基部121a、以及分别与基部121a的上下端相连并沿着触摸面板模块111的长度方向延伸的上下长板部121b。在基部121a的中央形成有与包含线性振动致动器10的第一支承体113的中央部相对的开口部121c。另外，在基部121a上，在多个部位设置有螺纹孔121d。另外，在基部121a的外周部上，在多个部位(在本实施方式中为四个部位)设置用于嵌入后述的减振橡胶130的槽部的切口部121e。在长板部121b上，在多个部位设置螺纹孔121f。

第二壳体122与第一壳体112成对，成为操作装置100的背面侧的外装部件。第二壳体122例如由树脂材料构成。第二壳体122位于第二支承体121的背面侧。第二壳体122的外形是与第一壳体112的外形形状对应的大致矩形，具有与第二支承体121的基部121a相对的开口部122a。由此，从背面侧观察时，就会从开口部122a看到第二支承体121的螺纹孔121d。另外，在第二壳体122的周边部上，与第二支承体121的长板部121b的螺纹孔121f对应地在多个部位形成有贯通孔122b。第二壳体122通过将穿过贯通孔122b的螺钉S3拧入第二支承体121的螺纹孔121f内而螺纹固定于第二支承体121。另外，在第二壳体122上，在多个部位形成有与后述的减振橡胶130对应的贯通孔122c。

在电路基板123上安装有构成控制部40的电子零件和电子电路。电路基板123例如由硬质的电路基板构成。电路基板123经由柔性基板、电缆等连接部件与触摸面板模块111(触摸面板20、显示面板30)和线性振动致动器10电连接。电路基板123位于第二壳体122的背面侧，配置在第二壳体122的开口部122a的周边。此外，电路基板123也可以不经由第二壳体122而直接配置在第二支承体121上。电路基板123为平板状，在与线性振动致动器10相对的部位形成有切口部123a。另外，在电路基板123上，与第二支承体121的基部121a的螺纹孔121d对应地在多个部位形成有贯通孔123b。

第三支承体124是连接作为操作对象设备的复合机200和操作装置100的部件。第三支承体124例如由铁等金属材料构成。第三支承体124配置在电路基板123的背面侧(参照图3)。操作装置100也可以在第三支承体124的背面侧进一步配置背面罩(未图示)。第三支承体124是大致与第二壳体122的开口部122a的形状对应的外形形状，在与线性振动致动器10相对的部位具有开口部124a。由此，线性振动致动器10从第三支承体124的背面露出。另外，在第三支承体124上，在与电路基板123的贯通孔123b对应的部位和不与电路基板123相对的部位，在多个部位形成有贯通孔124b。第三支承体124和电路基板123通过将穿过贯通孔124b和贯通孔123b或穿过贯通孔124b的螺钉S4拧入第二支承体121的螺纹孔121d内而螺纹固定于第二支承体121。另外，第三支承体124具有用于与复合机200连接的螺纹孔124c。第三支承体124构成为，经由螺纹孔124c与复合机200的转动支承部件(未图示)连接，在规定的范围(例如，相对于水平面为0度至90度)内改变操作装置100的倾斜角度。此外，在第三支承体124上，出于避免与安装在电路基板123上的电子零件接触等目的，适当地形成有凹凸。

减振橡胶130是本实用新型的减振部件的一个例子，由能够吸收振动的结构和/或材料构成。减振橡胶130为圆筒状，在内侧具有贯通孔131，在外表面具有槽部132(参照图7)。在组装操作装置100时，首先，将减振橡胶130的槽部132嵌入第二支承体121的切口部121e内(参照图5)。然后，将第一支承体113的圆筒部113c插入减振橡胶130的贯通孔131内，并经由垫圈W1将螺钉S5拧入圆筒部113c的螺纹孔113d内(参照图7)。由此，第一支承体113和第二支承体121经由减振橡胶130连接。从背面侧观察时，减振橡胶130、垫圈W1、螺钉S5就会从第二壳体122的贯通孔122c看到(参照图3)。另外，为了不与减振橡胶130、垫圈W1、螺钉S5接触，贯通孔122c形成得比减振橡胶130、垫圈W1、螺钉S5的直径大。在此，第一结构体110和第二结构体120除了经由减振橡胶130连接第一支承体113和第二支承体121之外，相互不连接。在此，本实用新型中的“连接”是指以限制相互的位置变动的方式连接的状态，不包括单纯的接触。

接着，对由线性振动致动器10产生的振动的传递进行说明。由线性振动致动器10产生的振动首先传递至直接配置线性振动致动器10的第一支承体113，然后，从第一支承体113传递至第一壳体112。接着，传递至第一壳体112的振动进一步传递至配置在第一壳体112上的触摸面板模块111，向用户反馈触觉。另一方面，从第一支承体113向第二支承体121的振动传递通过减振橡胶130来抑制。

本实施方式的操作装置100具备：第一结构体110，其具有包括检测用户的操作位置的触摸面板20和显示面板30的触摸面板模块111、配置触摸面板模块111的第一壳体112、安装于第一壳体112的第一支承体113、以及配置于第一支承体113的线性振动致动器10；

第二结构体120，其具有与第一支承体113连接的第二支承体121、安装第二支承体121的第二壳体122、以及配置于第二支承体121或第二壳体122的电路基板123；以及

减振橡胶130，其连接第一支承体113和第二支承体121。

由此，通过使操作装置100中的传递由线性振动致动器10产生的振动的部分实质上仅为表面侧的第一结构体110，与向整个操作装置100传递振动的情况相比，能够高效地向必要的部分传递振动。此外，通过将线性振动致动器10配置在安装于第一壳体112的第一支承体113上，与将线性振动致动器10直接配置在触摸面板模块111的背面的情况相比，不易受到触摸面板模块111的规格(尤其是背面侧的刚性)的影响，能够高效地将振动传递至整个第一结构体110。

另外，在操作装置100中，第一壳体112是包围触摸面板模块111的边缘的框体。

由此，能够将从线性振动致动器10传递至第一支承体113的振动高效地传递至第一结构体110的整周。

此外，在操作装置100中，第一支承体113的刚性比第一壳体112高。

由此，能够将来自线性振动致动器10的振动高效地传递至第1结构体110。

参照图6、图9和图10。此外，在图9和图10中，为了容易观察附图，省略了表示剖面的剖面线。

图9是示出现有例的操作装置的B-B线剖视图。

如上所述，第一结构体110和第二结构体120除了经由减振橡胶130连接第一支承体113和第二支承体121之外，相互不连接。

但是，在操作装置100的倾斜角度相对于水平面接近垂直(90度)的情况下，由于第一结构体110的零件的自重，会对第一结构体110的上侧施加向表面侧方向倾倒的作用力F，在其反作用下，会对第一结构体110的下侧施加向背面侧方向的反作用力f。其结果是，下侧的减振橡胶130被压缩，第一结构体110的第一壳体112与第二结构体120的第二壳体122接触(参照图9)。如果在该状态下线性振动致动器10产生振动，则会从第一壳体112与第二壳体122的接触部位产生异响。

与此相对，图10是本实施方式中的操作装置100的B-B线剖视图。

操作装置100在第一结构体110的第一壳体112的下部设置有突起115。

结合参照图11。图11是本实施方式中的第一结构体110的突起115的立体图。

突起115形成在第一壳体112的下部且在第二结构体120的方向上，具备平面部115A、以及从平面部115A与线性振动致动器10的振动方向水平地延伸的曲面部115B、115C。突起115支承第二结构体120，防止第一结构体110与第二结构体120接触。

平面部115A平坦地形成，是在对操作装置100的下侧施加了朝向背面侧方向的反作用力f的情况下支承第二支承体121的部位。

曲面部115B、115C形成平缓的曲面，从平面部115A的两侧延续。第一结构体110在对操作装置100的下侧施加了朝向背面侧方向的反作用力f的情况下，且在线性振动致动器10振动的情况下，与线性振动致动器10的振动方向水平地移动。此时，第二支承体121在曲面部115B、平面部115A、曲面部115C之间与突起115的接触点发生变化。由此，操作装置100能够将第一结构体110与第二结构体120的接触限定于突起115，并且通过接触点平缓地变化，能够防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

另外，发明人发现，相对于适合人的手指触摸操作装置100的表面时感觉到的振动的线性振动致动器10的频率，使曲面部115B、115C的曲率为R＝1mm是最佳的。由此，操作装置100能够更有效地防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

参照图12。图12示出本实施方式中的第一结构体110的后视图。第一结构体110具有第一突起115F和第二突起115S。

第一突起115F设置在通过第一结构体110的重心GC的直线上。由此，操作装置100能够将第一突起115F设置在对支承第一结构体110有效的位置上，能够更有效地防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

另外，操作装置100还能够将第二突起115S设置在第一结构体110的第一壳体112上。

第二突起115S设置在通过第一结构体110的重心GC的直线的外侧。另外，第二突起115S优选设置在第一突起115F的曲面部115B、115C的方向的直线上。更优选的是，第二突起115S能够设置在较重的零件组(例如，线性振动致动器10、未标注附图标记的电路基板)侧、第一结构体110与第二结构体120的间隔最窄的位置上。由此，操作装置100能够对第一结构体110的重量较重且容易因振动而挠曲的部位、第一结构体110与第二结构体120的间隔较窄且容易发生接触的部位进行支承而通过第二突起115S来辅助第一突起115F，能够更有效地防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

上述实施方式起到以下效果。

一种操作装置100，其与操作对象设备200连接，能够变更倾斜角度，该操作装置100具备：

第一结构体110，其具有振动致动器10；

第二结构体120，其与操作对象设备200连接；以及

减振部件130，其连接第一结构体110和第二结构体120，

第一结构体110在第二结构体120的方向上具有突起115，

突起115具有平面部115A、以及从平面部115A沿与振动致动器10的振动方向水平的方向设置的曲面部115B、115C。

操作装置100能够将第一结构体110与第二结构体120的接触限定于突起115，并且通过接触点平缓地变化，能够防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

在操作装置100中，

突起115设置在第一结构体110的下部。

操作装置100利用突起115支承第二结构体120，由此能够防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

在操作装置100中，

突起115是设置在通过第一结构体110的重心GC的直线上的第一突起115F。

操作装置100能够将第一突起115F设置在对支承第一结构体110有效的位置上，能够更有效地防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

在操作装置100中，

突起115是设置在通过第一结构体110的重心GC的直线的外侧的第二突起115S。

操作装置100利用第二突起115S辅助第一突起115F，由此能够更有效地防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

在操作装置100中，

曲面部115B、115C的曲率为1mm。

操作装置100通过在曲面部115B、115C中具有最佳的曲率，能够更有效地防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

在操作装置100中，

第一结构体110具有包括检测操作位置的触摸面板20和显示面板30的触摸面板模块111、配置触摸面板模块111的第一壳体112、以及安装于第一壳体112的第一支承体113，在第一支承体113上配置有线性振动致动器10，

第二结构体120具有经由减振部件130与第一支承体113连接的第二支承体121、以及安装第二支承体121的第二壳体122，

突起115设置在第一壳体112上。

操作装置100能够将第一壳体112的突起115限定在与第二支承体121的接触部位处，能够防止由第一结构体110与第二结构体120的接触引起的异响。

此外，操作装置100也可以根据线性振动致动器10产生的振动的频率来调节突起115的曲面部115B、115C的曲率。

此外，操作装置100也可以具备三个以上突起，例如也可以以第一突起115F为基准在第二突起115S的相反侧具备第三突起。

此外，以上述实施方式和变形例的结构为例对本实用新型的操作装置进行了说明，但是本实用新型并不限定于此，在其他结构中，当然也能够在不脱离本实用新型的主旨的范围内进行各种改良和变更。

例如，作为本实用新型的操作装置的操作对象设备，不仅可以是复合机，也可以是空调器、热水器、音响设备等。另外，也可以将本实用新型的操作装置应用于二轮车、四轮车的车辆信息显示装置、CID(Center Information Display)。

附图标记

100：操作装置；10：线性振动致动器(振动致动器)；20：触摸面板；30：显示面板；110：第一结构体；111：触摸面板模块；112：第一壳体；113：第一支承体；115：突起；115A：平面部；115B、115C：曲面部；115F；第一突起；115S；第二突起；120：第二结构体；121：第二支承体；122：第二壳体；130：减振橡胶(减振部件)；200：复合机(操作对象设备)；GC：操作装置的重心。

Claims

1.一种操作装置，其与操作对象设备连接，能够变更倾斜角度，该操作装置具备：

第一结构体，其具有振动致动器；

第二结构体，其与所述操作对象设备连接；以及

减振部件，其连接所述第一结构体和所述第二结构体，

所述第一结构体在所述第二结构体的方向上具有突起，

2.根据权利要求1所述的操作装置，其中，

所述突起设置在所述第一结构体的下部。

3.根据权利要求1或2所述的操作装置，其中，

所述突起是设置在通过所述第一结构体的重心的直线上的第一突起。

4.根据权利要求3所述的操作装置，其中，

所述突起是设置在通过所述第一结构体的重心的所述直线的外侧的第二突起。

5.根据权利要求1或2所述的操作装置，其中，

所述曲面部的曲率为1mm。

6.根据权利要求1或2所述的操作装置，其中，

所述第一结构体具有包括检测操作位置的触摸面板和显示面板的触摸面板模块、配置所述触摸面板模块的第一壳体、以及安装于所述第一壳体的第一支承体，在所述第一支承体上配置所述振动致动器，

所述第二结构体具有经由所述减振部件与所述第一支承体连接的第二支承体、以及安装所述第二支承体的第二壳体，

所述突起设置在所述第一壳体上。