DE112021001423T5

DE112021001423T5 - Eingabevorrichtung

Info

Publication number: DE112021001423T5
Application number: DE112021001423.4T
Authority: DE
Inventors: Takashi Sato; Shunsuke Sato; Shinya URAYAMA
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-12-29
Also published as: US20220382397A1; WO2021176962A1; JPWO2021176962A1; CN115039194A; US11928293B2; JP7352721B2

Abstract

Das eingangs beschriebene Problem wird durch eine Eingabevorrichtung gelöst. Die Eingabevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Hubbereich, in dem ein Bedienfeld während einer Berührungsbetätigung mit Druck beaufschlagt wird, eine erste Reaktionskraft, die durch Drücken des Bedienfelds auftritt, durch den ersten elastischen Bereich erzeugt wird. in einem zweiten Hubbereich, der einen längeren Hub als in dem ersten Hubbereich und einen Hub zum Ausführen einer Drückbetätigung umfasst, ist eine zweite Reaktionskraft, die durch Drücken des Bedienfelds auftritt, eine resultierende Kraft, die durch einen ersten elastischen Bereich und den Drückschalter erzeugt wird. In der Nähe einer Grenze zwischen dem ersten Hubbereich und dem zweiten Hubbereich ist der Betrag der Änderung bei der ersten Reaktionskraft in Bezug auf eine Hublänge geringer als der Betrag der Änderung bei der zweiten Reaktionskraft in Bezug auf eine Hublänge.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Eingabevorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
In den letzten Jahren ist eine Eingabevorrichtung, die es einem Bediener ermöglicht, eine Bedienoberfläche derselben zu berühren und Information einzugeben (z.B. ein Touchpad), in weit verbreitete Verwendung gekommen. Die Eingabevorrichtung ermöglicht es dem Bediener, eine Berührungsbetätigung und eine Drückbetätigung auszuführen. Die Berührungsbetätigung wird von dem Bediener zur Eingabe von Information verwendet, indem er den Finger bewegt, wobei der Finger die Oberfläche eines Touchpads berührt, bei dem es sich um eine Eingabevorrichtung handelt, während die Drückbetätigung zur Eingabe von Information verwendet wird, indem das Touchpad gedrückt wird, um einen im Inneren des Touchpads befindlichen Schalter einzuschalten.
Liste des Standes der Technik
Patentliteratur

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2015-230620
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016-95718
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016-114980

Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Auf dem vorstehend beschriebenen Touchpad werden jedoch sowohl eine Berührungsbetätigung als auch eine Drückbetätigung ausgeführt, wobei der Finger des Bedieners mit einer Oberfläche des Touchpads in Kontakt ist. Aus diesem Grund kann der Bediener nicht erkennen, welche Betätigung er gerade ausführt, so dass es vorkommen kann, dass er versehentlich eine Drückbetätigung ausführt, während er eine Berührungsbetätigung ausführt.
Dementsprechend besteht ein Bedarf für eine Eingabevorrichtung, die verhindern kann, dass ein Bediener, der die Eingabevorrichtung mit seinem Finger berührt, versehentlich eine Drückbetätigung ausführt, während er eine Berührungsbetätigung ausführt.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Eingabevorrichtung ein Bedienfeld mit einem elektrostatischen Sensor, wobei das Bedienfeld die Ausführung einer Berührungsbetätigung und einer Drückbetätigung auf diesem ermöglicht, einen Drückschalter, der dazu ausgebildet ist, ein Betätigungsgefühl für einen Bediener zu erzeugen, ein Übertragungselement, das zwischen dem Bedienfeld und dem Drückschalter angeordnet ist, einen ersten elastischen Bereich, der zum Abstützen des Übertragungselements ausgebildet ist, und einen Aktuator, der zum Erzeugen von Schwingung ausgebildet ist. Die Berührungsbetätigung ist eine von dem Bediener ausgeführte Betätigung, bei der eine Oberfläche des Bedienfeldes mit einem Finger des Bedieners berührt wird und der Finger des Bedieners bewegt wird. Wenn eine seitliche Bewegung des Fingers durch den elektrostatischen Sensor bei der Berührungsbetätigung erfasst wird, vibriert bzw. schwingt der Aktuator, und die Schwingung wird über das Übertragungselement auf das Bedienfeld übertragen. Die Drückbetätigung ist eine von dem Bediener ausgeführte Betätigung, bei der das Bedienfeld gedrückt bzw. mit Druck beaufschlagt wird und der erste elastische Bereich und der Drückschalter über das Übertragungselement mit Druck beaufschlagt werden. In einem ersten Hubbereich, in dem das Bedienfeld bei der Berührungsbetätigung gedrückt wird, wird eine erste Reaktionskraft, die durch das Drücken des Bedienfelds ausgeübt wird, durch den ersten elastischen Bereich erzeugt. In einem zweiten Hubbereich, der sich bei der Drückbetätigung an den ersten Hubbereich anschließt, ist eine zweite Reaktionskraft, die durch das Drücken des Bedienfelds ausgeübt wird, eine resultierende Kraft aus der Reaktionskraft, die durch den ersten elastischen Bereich erzeugt wird, und aus dem Betätigungsgefühl, das durch den Drückschalter erzeugt wird. In der Nähe einer Grenze zwischen dem ersten Hubbereich und dem zweiten Hubbereich ist ein Betrag der Änderung bei der ersten Reaktionskraft in Bezug auf eine Hublänge geringer als ein Betrag der Änderung bei der zweiten Reaktionskraft in Bezug auf eine Hublänge.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Mit der offenbarten Eingabevorrichtung kann verhindert werden, dass ein Bediener, dessen Finger mit der Eingabevorrichtung in Kontakt ist, versehentlich eine Drückbetätigung ausführt, während er eine Berührungsbetätigung ausführt.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[2] 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[3] 3 zeigt eine Seitenansicht der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[4] 4 zeigt eine erste Perspektivansicht eines Gleitstücks der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[5] 5 zeigt eine zweite Perspektivansicht eines Gleitstücks der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[6] 6 zeigt eine Perspektivansicht eines Gehäuses und eines Aktuators der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[7] 7 zeigt eine Perspektivansicht eines wasserdichten Gummiflächenkörpers einer Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[8] 8 zeigt eine Perspektivansicht einer Leiterplatte der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[9] 9 zeigt eine Seitenansicht der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wobei das Gehäuse entfernt ist.
[10] 10 zeigt eine Schnittdarstellung der Eingabevorrichtung mit entferntem Gehäuse gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[11] 11 zeigt eine Schnittdarstellung der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[12] 12 zeigt ein erstes Diagramm zur Veranschaulichung der F-S-Kurven der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[13] 13 zeigt ein zweites Diagramm zur Veranschaulichung der F-S-Kurven der Eingabevorrichtung.
[14] 14 zeigt die Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[15] 15 zeigt ein erstes Diagramm zur Veranschaulichung der F-S-Kurven der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[16] 16 zeigt ein zweites Diagramm zur Veranschaulichung der F-S-Kurven der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, dass gleiche Elemente und dergleichen ohne weitere Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Begriffe „X1-X2-Richtung“, „Y1-Y2-Richtung“ und „Z1-Z2-Richtung“, wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich auf zueinander orthogonale Richtungen. Darüber hinaus wird eine Ebene, die die X1-X2-Richtung und die Y1-Y2-Richtung beinhaltet, als XY-Ebene bezeichnet, eine Ebene, die die Y1-Y2-Richtung und die Z1-Z2-Richtung beinhaltet, wird als YZ-Ebene bezeichnet, und eine Ebene, die die Z1-Z2-Richtung und die X1-X2-Richtung beinhaltet, wird als ZX-Ebene bezeichnet.
Eine Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 zeigt eine Perspektivansicht der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Eingabevorrichtung, und 3 zeigt eine Seitenansicht der Eingabevorrichtung.
Die Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform besitzt ein Bedienfeld 10, einen elektrostatischen Sensor 20, ein Gleitstück 30, ein Gehäuse 40, einen wasserdichten Gummiflächenkörper 50, eine Leiterplatte 60, ein unteres Gehäuse 70, einen zweiten Dämpfer 80, einen Aktuator 90 und dergleichen. Der Aktuator 90 ist z.B. ein Magnetaktuator und ist im Inneren des Gehäuses 40 angebracht.
Das Bedienfeld 10 ist ein Feld, das der Finger des Bedieners direkt berührt. Das Bedienfeld 10 ermöglicht es einem Bediener, eine Berührungsbetätigung darauf auszuführen, d.h. den Finger des Bediener entlang der XY-Ebene parallel zu der Oberfläche des Bedienfeldes 10 zu bewegen, während er das Bedienfeld 10 berührt, sowie eine Drückbetätigung auszuführen, d.h. das Bedienfeld 10 in einer Richtung orthogonal zu dem Bedienfeld 10 (d.h. die Z2-Richtung) zu drücken bzw. mit Druck zu beaufschlagen.
Der elektrostatische Sensor 20 ist ein Kapazitätssensor oder dergleichen. Wenn der Finger eines Bedieners das Bedienfeld 10 berührt, wie z.B. bei einer Berührungsbetätigung, kann der elektrostatische Sensor 20 die Position des Fingers des Bedieners auf dem Bedienfeld 10 sowie eine seitliche Bewegung des die Oberfläche des Bedienfelds 10 berührenden Fingers erfassen.
Das Gleitstück 30, bei dem es sich um ein Übertragungselement handelt, kann sich in der Richtung Z1-Z2 bewegen. Wenn zum Beispiel der Finger des Bedieners eine Betätigung ausführt, bei der das Bedienfeld 10 in der Z2-Richtung gedrückt wird, wie bei einer Drückbetätigung, wird das Gleitstück 30 verschoben, und dieses bewegt sich zusammen mit der Bewegung des Bedienfeldes 10 in der Z2-Richtung.
Der wasserdichte Gummiflächenkörper 50 besteht aus einem elastischen Material, wie z.B. Silikonkautschuk, und ist auf der Leiterplatte 60 angebracht.
Der elektrostatische Sensor 20, das Gleitstück 30, der wasserdichte Gummiflächenkörper 50, die Leiterplatte 60, der zweite Dämpfer 80 und dergleichen sind im Inneren des Gehäuses 40 angeordnet.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist eine Oberfläche 31, bei der es sich um eine Z1-seitige Oberfläche des Gleitstücks 30 handelt, dem elektrostatischen Sensor 20 zugewandt, und eine Z2-seitige Oberfläche besitzt einen ersten Vorsprung 32 und einen zweiten Vorsprung 33, die an dieser ausgebildet sind. 4 zeigt eine Perspektivansicht bei Betrachtung von der Z1-Seite, und 5 zeigt eine Perspektivansicht bei Betrachtung von der Z2-Seite.
Der erste Vorsprung 32 ist derart ausgebildet, dass er sich in der Z1-Z2-Richtung erstreckt. Der erste Vorsprung 32 ist an jeder der vier Ecken des Gleitstücks 30 auf der Z2-Seite vorgesehen. Folglich sind vier erste Vorsprünge 32 vorhanden. Der zweite Vorsprung ist derart ausgebildet, dass er sich in der Z1-Z2-Richtung erstreckt. Der zweite Vorsprung ist in einem Raum angeordnet, der von den vier ersten Vorsprüngen 32 des Gleitstücks 30 umgeben ist. Darüber hinaus ist auf der X1-Seite, der X2-Seite, der Y1-Seite und der Y2-Seite des Gleitstücks 30 jeweils ein Gleitbereich 34 vorgesehen, der sich in der Z1-Z2-Richtung erstreckt. Die Gleitbereiche 34 sind nach außen konvex.
Wie in 6 dargestellt, ist das Gehäuse 40 mit Nutbereichen 41 versehen, in die die Gleitbereiche 34 des Gleitstücks 30 eins-zu-eins eingepasst sind, so dass auch vier Nutbereiche 41 vorhanden sind. In dem Nutbereich 41 ist eine sich in Z1-Z2-Richtung erstreckende Nut ausgebildet, und der Gleitbereich 34 des Gleitstücks 30 ist in die Nut des Nutbereichs 41 des Gehäuses 40 eingesetzt. Auf diese Weise kann das Gleitstück 30 gleiten und sich relativ zu dem Gehäuse 40 in der Z1-Z2-Richtung bewegen. Im Inneren des Gehäuses 40 sind vier Dämpferhalterungsbereiche 42 vorgesehen, die die zweiten Dämpfer 80 abstützen. Außerdem befindet sich in dem Gehäuse 40 ein Aktuator 90, der Schwingung erzeugt.
Wenn der Finger seitlich bewegt wird, während er die Oberfläche des Bedienfelds 10 berührt, schwingt der Aktuator 90 in der Z1-Z2-Richtung. Die Schwingung in der Z1-Z2-Richtung wird über das Gleitstück 30 auf das Bedienfeld 10 übertragen, so dass das Bedienfeld 10 in der Z1-Z2-Richtung schwingt Die Schwingung des Bedienfelds 10 in der Z1-Z2-Richtung wird auf den Finger des Bedieners übertragen, der das Bedienfeld 10 berührt, und wird von dem Bediener als taktile Empfindung wahrgenommen, so dass der Bediener feststellen kann, dass die seitliche Bewegungsbetätigung mit seinem Finger zuverlässig ausgeführt wird.
Wie in 7 dargestellt, weist der wasserdichte Gummiflächenkörper 50 eine Gummikuppel 51 auf seiner Z1-seitigen Oberfläche auf, und erste Dämpfer 52 sind in der Nähe der vier Ecken der Z1-seitigen Oberfläche eins-zu-eins angeordnet. Folglich sind die Gummikuppel 51 und die vier ersten Dämpfer 52 auf der Z1-seitigen Oberfläche eines einzigen wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 in integraler Weise vorgesehen. Der erste Dämpfer 52 ist an einer Stelle angeordnet, die dem ersten Vorsprung 32 des Gleitstücks 30 entspricht. Im Folgenden wird der erste Dämpfer 52 auch als „erster elastischer Bereich“ bezeichnet, und der zweite Dämpfer 80 wird auch als „zweiter elastischer Bereich“ bezeichnet.
Wie in 8 dargestellt, hat die Leiterplatte 60 einen Kontaktbereich 61 auf der Z1-seitigen Oberfläche an einer Position, die der Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 entspricht. Der wasserdichte Gummiflächenkörper 50 ist auf der Leiterplatte 60 montiert. Ein Gummikuppelschalter besteht aus der Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 und dem Kontaktbereich 61 der Leiterplatte 60. in dem Gummikuppelschalter wird, wenn die Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 in Richtung auf die Leiterplatte 60, d.h. in Z2-Richtung, gedrückt wird, ein im Inneren der Gummikuppel 51 vorgesehener Leiterbereich mit dem Kontaktbereich 61 der Leiterplatte 60 in Kontakt gebracht. Dadurch wird der Gummikuppelschalter eingeschaltet.
Wenn der Gummikuppelschalter gedrückt bzw. mit Druck beaufschlagt und eingeschaltet wird, vermittelt der Gummikuppelschalter ein Betätigungsgefühl dahingehend, dass die Reaktionskraft zunächst zunimmt und danach entsprechend einer Änderung bei der Hubbewegung des Bedienfelds 10 in der Z1-Z2-Richtung abnimmt. Das Betätigungsgefühl mit einer signifikanten Änderung der Reaktionskraft in der Z1-Z2-Richtung wird über das Gleitstück 30 auf das Bedienfeld 10 übertragen und weiter an den Finger des Bedieners übertragen, der das Bedienfeld 10 berührt. Das Betätigungsgefühl wird als taktile Empfindung wahrgenommen. Dadurch kann der Bediener erkennen, dass der Gummikuppelschalter definitiv gedrückt worden ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Gummikuppelschalter ein Beispiel für einen Drückschalter. Anstelle eines Gummikuppelschalters kann auch ein anderer Drückschalter verwendet werden, der ein Betätigungsgefühl erzeugt, wie z.B. ein Metallkuppelschalter.
Wenn die Gummikuppel 51 nicht gedrückt wird, ist der Leiterbereich im Inneren der Gummikuppel 51 nicht in Kontakt mit dem Kontaktbereich 61 der Leiterplatte 60, und somit ist der Gummikuppelschalter ausgeschaltet. Darüber hinaus ist ein Kabelbaum 62 zur Verbindung mit dem elektrostatischen Sensor 20 und dergleichen mit der Leiterplatte 60 verbunden.
Wie in den 9 und 10 dargestellt, sind bei der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die vier ersten Vorsprünge 32 des Gleitstücks 30 auf den ersten Dämpfern 52 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 platziert und in einer Entsprechung von eins-zu-eins daran befestigt. 9 zeigt eine Seitenansicht bei entferntem Gehäuse 40, und 10 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Ebene parallel zu der ZX-Ebene.
Außerdem ist, wie in 11 dargestellt, die Z1-Seite eines Stützbereichs 35 des Gleitstücks 30 durch einen zweiten Dämpfer 80 abgestützt, der an dem Dämpferhalterungsbereich 42 des Gehäuses 40 angebracht ist. Genauer gesagt ist eine Halteklammer 43 mittels einer Schraube 44 an dem Dämpferhalterungsbereich 42 des Gehäuses 40 befestigt, und der zweite Dämpfer 80 ist zwischen der Halteklammer 43 auf der Z1-Seite und dem in dem Gleitstück 30 vorgesehenen Halterungsbereich 35 auf der Z2-Seite sandwichartig angeordnet . Genauer gesagt ist ein in dem Stützbereich 35 vorgesehener Stift 36 in die Mitte des zweiten Dämpfers 80 eingeführt, so dass sich die Position des zweiten Dämpfers 80 nicht verschiebt.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Gleitstück 30 durch den ersten Dämpfer 52 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 auf der Z2-Seite abgestützt und durch den zweiten Dämpfer 80 auf der Z1-Seite abgestützt. Das heißt, der zweite Dämpfer 80 stützt das Gleitstück 30 auf der dem ersten Dämpfer 52 gegenüberliegenden Seite des Gleitstücks 30. Da der erste Dämpfer 52 und der zweite Dämpfer 80 aus einem elastischen Körper, wie z.B. Gummi, bestehen, ist das Gleitstück 30 leicht zu bewegen, wenn es sich in der Z1-Z2-Richtung bewegt.
(Berührungsbetätigung, Drückbetätigung)
Im Folgenden werden die Berührungsbetätigung und die Drückbetätigung beschrieben, die an der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt werden.
Als Vorgabe für einen Vergleich mit der Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zunächst der Fall beschrieben, in dem die Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 mit dem zweiten Vorsprung 33 des Gleitstücks 30 in Kontakt ist, wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 nicht berührt. 12 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Hub bzw. der Bewegungsstrecke, wenn das Bedienfeld 10 in Z2-Richtung gedrückt wird, und der von dem Finger des Bedieners empfangenen Kraft. Eine Kurve 12A in 12 stellt die Kraft dar, die zwischen der Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 und dem zweiten Vorsprung 33 des Gleitstücks 30 erzeugt wird, und eine Linie 12B stellt die Kraft dar, die zwischen dem Gleitstück 30 und einem Satz aus dem ersten Dämpfer 52 und dem zweiten Dämpfer 80 erzeugt wird.
Wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 in der Z2-Richtung drückt, nimmt die Reaktionskraft, die der Finger des Bedieners von dem Bedienfeld 10 empfängt, zunächst in Übereinstimmung mit dem Druckbeaufschlagungs-Hub allmählich zu, und in einem bestimmten Bereich zwischen der Gummikuppel 51 und dem zweiten Vorsprung 33 des Gleitstücks 30 dreht bzw. ändert sich die Reaktionskraft und nimmt dann ab. Wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 auch nach dem Bereich, in dem die Reaktionskraft abnimmt, weiter drückt, nimmt die Reaktionskraft, die der Finger des Bedieners von dem Bedienfeld 10 empfängt, entsprechend dem Druckbeaufschlagungs-Hub allmählich wieder zu. An einer Position des Hubs, an der die Reaktionskraft maximiert ist, wird der Gummikuppelschalter eingeschaltet. Es sei erwähnt, dass sich die zwischen dem Gleitstück 30 und einem Satz aus dem ersten Dämpfer 52 und dem zweiten Dämpfer 80 erzeugte Kraft linear mit der Hubbewegung des Bedienfelds 10 ändert.
Wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 tatsächlich in der Z2-Richtung drückt, empfängt der Finger des Bedieners eine Reaktionskraft, bei der es sich um die resultierende Kraft aus den Kräften handelt, die durch die Kurve 12A und die Linie 12B dargestellt sind, wie dies durch eine Kurve 13A in 13 gezeigt wird. Da die Reaktionskraft jedoch gemäß der in 13 dargestellten F-S- bzw.
Kraft-/Hub-Kurve 13A entsprechend dem Druckbeaufschlagungs-Hub allmählich ansteigt, erkennt der Finger des Bedieners einen solchen Zustand erst kurz bevor der Gummikuppelschalter gedrückt und eingeschaltet wird. Folglich kann bei der Ausführung einer Berührungsbetätigung versehentlich eine Drückbetätigung ausgeführt und somit der Gummikuppelschalter versehentlich eingeschaltet werden.
Wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 nicht berührt, ist bei der Eingabevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ein Spalt 58 zwischen dem zweiten Vorsprung 33 des Gleitstücks 30 und der Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 gebildet, wie dies in 14 dargestellt ist.
Auf diese Weise ist es möglich, festzustellen, ob die Bedienperson eine Berührungsbetätigung durchführt oder versucht, unmittelbar eine Drückbetätigung auszuführen. 15 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Hub bzw. der Bewegungsstrecke beim Drücken des Bedienfelds 10 in der Z2-Richtung und der Reaktionskraft, die der Finger des Bedieners empfängt. Eine Kurve 15A in 15 stellt die Reaktionskraft dar, die durch die Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 erzeugt wird, und eine Linie 15B stellt die Reaktionskraft dar, die durch den ersten Dämpfer 52 und den zweiten Dämpfer 80 erzeugt wird. Es sei erwähnt, dass sich die durch den ersten Dämpfer 52 und den zweiten Dämpfer 80 erzeugte Reaktionskraft linear mit dem Hub des Bedienfelds 10 ändert. Die von der Gummikuppel 51 erzeugte Reaktionskraft nimmt an einem bestimmten Punkt des Hubs ab. Eine Kurve 16A in 16 stellt die Reaktionskraft dar, die der Finger des Bedieners empfängt, wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 tatsächlich in der Z2- Richtung drückt, wobei die Reaktionskraft die resultierende Kraft aus der durch die Kurve 15A dargestellten Reaktionskraft und der durch die Kurve 15B dargestellten Reaktionskraft ist.
Wenn der Finger des Bedieners eine Berührungsbetätigung ausführt, wird das Bedienfeld 10 durch den Finger des Bedieners leicht in der Z2-Richtung mit Druck beaufschlagt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bereich der Hubbewegung, in dem das Bedienfeld 10 durch die Berührungsbetätigung mit Druck beaufschlagt wird, als erster Hubbereich S1 bezeichnet, und die Reaktionskraft in dem ersten Hubbereich S1 wird als erste Reaktionskraft bezeichnet.
Bei der Drückbetätigung wird das Bedienfeld 10 durch den Finger des Bedieners in der Z2-Richtung stark mit Druck beaufschlagt, und der zwischen dem zweiten Vorsprung 33 und der Gummikuppel 51 gebildete Spalt 58 verschwindet. Dann wird die Gummikuppel 51 mit Druck beaufschlagt, und der Gummikuppelschalter wird eingeschaltet. Da die Gummikuppel 51 dabei verformt wird, bevor der Gummikuppelschalter eingeschaltet wird, nimmt die von dem Finger des Bedieners aufgenommene Reaktionskraft allmählich zu, und zwar in Abhängigkeit von der Hubbewegungsstrecke bzw. dem Hub des Bedienfelds 10, das von dem Finger des Bedieners gedrückt wird. Wenn das Bedienfeld 10 durch den Finger des Bedieners weiter gedrückt wird, dreht bzw. ändert sich die Reaktionskraft an einem bestimmten Punkt und nimmt ab. Wenn das Bedienfeld 10 anschließend weiter gedrückt wird, nimmt die von dem Finger des Bedieners aufgenommene Reaktionskraft entsprechend dem Druckbeaufschlagungs-Hub allmählich wieder zu. Anschließend wird der Gummikuppelschalter an der Position der Hubbewegung, an der die Reaktionskraft am größten ist, eingeschaltet. Ein Bereich des Hubs in der Nähe des Punktes, an dem die Drückbetätigung auf diese Weise ausgeführt wird, wird als zweiter Hubbereich S2 definiert, und die Reaktionskraft in dem zweiten Hubbereich S2 wird als zweite Reaktionskraft definiert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gleitet das Gleitstück 30 in dem ersten Hubbereich S1, wenn der Finger des Bedieners das Bedienfeld 10 drückt, und das Gleitstück 30 bewegt sich in der Z2-Richtung. Da jedoch der zweite Vorsprung 33 des Gleitstücks 30 nicht mit der Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 in Kontakt steht, wird keine Reaktionskraft durch die Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 erzeugt. Aus diesem Grund ist bei einer Berührungsbetätigung die von dem Finger des Bedieners aufgenommene Kraft nur die Reaktionskraft, die durch die Verformung des ersten Dämpfers 52 und des zweiten Dämpfers 80 verursacht wird.
In dem zweiten Hubbereich S2 stehen der zweite Vorsprung 33 des Gleitstücks 30 und die Gummikuppel 51 des wasserdichten Gummiflächenkörpers 50 miteinander in Kontakt, und der Finger des Bedieners empfängt die durch die Kraft-/ Hub-Kurve 16A dargestellte Reaktionskraft, die die resultierende Kraft der durch die Kurve 15A und die Linie 15B dargestellten Kräfte ist. In dem zweiten Hubbereich S2 ist die von dem Finger des Bedieners empfangene Reaktionskraft die resultierende Kraft aus der Reaktionskraft, die durch die Verformung des ersten Dämpfers 52 und des zweiten Dämpfers 80 verursacht wird, und der Reaktionskraft, die durch die Verformung der Gummikuppel 51 verursacht wird.
Daher ist in der Nähe der Grenze zwischen dem ersten Hubbereich S1 und dem zweiten Hubbereich S2 der Betrag der Änderung bei der ersten Reaktionskraft in Bezug auf die Hublänge in dem ersten Hubbereich S1 geringer als der Betrag der Änderung bei der zweiten Reaktionskraft in Bezug auf die Hublänge in dem zweiten Hubbereich S2, wobei die Differenz groß ist.
Folglich kann der Bediener die Grenze zwischen dem ersten Hubbereich S1 und dem zweiten Hubbereich S2 erkennen und somit feststellen, ob sein Finger eine Berührungsbetätigung oder eine Drückbetätigung ausführt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Bediener den Gummikuppelschalter versehentlich einschaltet, wenn er mit seinem Finger eine Berührungsbetätigung ausführt. Es sei erwähnt, dass es gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Verhindern einer langen Gesamthublänge wünschenswert ist, dass der Gummikuppelschalter einen kurzen Hub hat, wenn er eingeschaltet wird.
Vorstehend ist zwar die Ausführungsform im Detail beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Umfangs vorgenommen werden.
Zum Beispiel ist gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Spalt 58 zwischen dem zweiten Vorsprung 33 und der Gummikuppel 51 vorhanden. Anstelle eines Spalts kann jedoch ein Kontaktbereich zwischen dem zweiten Vorsprung 33 und der Gummikuppel 51 eine derartige Form und ein derartiges Material aufweisen, dass dieser wesentlich leichter elastisch verformt werden kann und somit die durch den Gummikuppelschalter erzeugte Reaktionskraft im Wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und Wirkung aufweisen kann, wie wenn der Spalt 58 vorgesehen ist. Eine solche Konfiguration ist ebenfalls in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung mit umfasst.
Die vorliegende internationale Anmeldung beansprucht den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-037136, die am 4. März 2020 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste

10: Bedienfeld
20: elektrostatischer Sensor
30: Gleitstück
31: Z1-seitige Oberfläche
32: erster Vorsprung
33: zweiter Vorsprung
34: Gleitbereich
40: Gehäuse
41: Nut
42: Dämpferhalterungsbereich
43: Halteklammer
44: Schraube
50: wasserdichter Gummiflächenkörper
51: Gummikuppel
52: erster Dämpfer
60: Leiterplatte
61: Kontaktbereich
62: Kabelbaum
70: unteres Gehäuse
80: zweiter Dämpfer
90: Aktuator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016114980 [0002]

Claims

Eingabevorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Bedienfeld mit einem elektrostatischen Sensor, wobei das Bedienfeld die Ausführung einer Berührungsbetätigung und einer Drückbetätigung auf diesem ermöglicht; einen Drückschalter, der dazu ausgebildet ist, ein Betätigungsgefühl für einen Bediener zu erzeugen; ein Übertragungselement, das zwischen dem Bedienfeld und dem Drückschalter angeordnet ist; einen ersten elastischen Bereich, der zum Abstützen des Übertragungselements ausgebildet ist; und einen Aktuator, zum Erzeugen von Schwingung ausgebildet ist, wobei es sich bei der Berührungsbetätigung um eine von dem Bediener ausgeführte Betätigung handelt, bei der eine Oberfläche des Bedienfelds mit einem Finger des Bedieners berührt wird und der Finger des Bedieners bewegt wird, wobei dann, wenn eine seitliche Bewegung des Fingers durch den elektrostatischen Sensor bei der Berührungsbetätigung erfasst wird, der Aktuator schwingt und die Schwingung über das Übertragungselement auf das Bedienfeld übertragen wird, wobei es sich bei der Drückbetätigung um eine von dem Bediener ausgeführte Betätigung handelt, bei der das Bedienfeld mit Druck beaufschlagt wird und der erste elastische Bereich und der Drückschalter über das Übertragungselement mit Druck beaufschlagt werden, wobei in einem ersten Hubbereich, in dem das Bedienfeld bei der Berührungsbetätigung mit Druck beaufschlagt wird, eine erste Reaktionskraft, die durch die Druckbeaufschlagung des Bedienfelds ausgeübt wird, durch den ersten elastischen Bereich erzeugt wird, wobei in einem zweiten Hubbereich, der sich während der Drückbetätigung an den ersten Hubbereich anschließt, eine zweite Reaktionskraft, die durch die Druckbeaufschlagung des Bedienfelds ausgeübt wird, eine resultierende Kraft aus der Reaktionskraft, die durch den ersten elastischen Bereich erzeugt wird, und aus dem Betätigungsgefühl ist, das durch den Drückschalter erzeugt wird, und wobei in der Nähe einer Grenze zwischen dem ersten Hubbereich und dem zweiten Hubbereich ein Betrag der Änderung bei der ersten Reaktionskraft in Bezug auf eine Hublänge geringer ist als ein Betrag der Änderung bei der zweiten Reaktionskraft in Bezug auf eine Hublänge.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die erste Reaktionskraft mit dem Hub des Bedienfelds linear ändert, und wobei sich die zweite Reaktionskraft derart ändert, dass sie mit einer Zunahme des Hubs des Bedienfelds zunächst zunimmt und dann während der Zunahme dreht und abnimmt.
Eingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn das Bedienfeld nicht mit Druck beaufschlagt wird, ein Spalt zwischen dem Übertragungselement und dem Drückschalter gebildet ist.
Eingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drückschalter ein Gummikuppelschalter ist, der aus einem in der Leiterplatte vorgesehenen Kontaktbereich und einer Gummikuppel gebildet ist, die in einem auf der Leiterplatte angebrachten Gummiflächenkörper angeordnet ist, und wobei der erste elastische Bereich in dem Gummiflächenkörper angeordnet ist.
Eingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin aufweisend: einen zweiten elastischen Bereich, der dazu ausgebildet ist, das Übertragungselement auf einer der Drückbetätigung gegenüberliegenden Seite abzustützen.