JP2005242656A - 座標入力装置およびこれを用いたキーボード入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キーボード入力装置の薄型化に伴って、操作部とゴムキャップとの圧入深さが浅くなっても、ゴムキャップを適正な抜去力で操作部に嵌着支持することができる座標入力装置およびこれを用いたキーボード入力装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の座標入力装置１は、一方の面に歪み検出センサ（図示せず）を形成した基部２と、この基部２の一方の面、または他方の面から所定高さで突出する角柱状の操作部３と、操作部３に圧入嵌合可能な所定深さの角孔４ａを有するゴムキャップ５とを備え、操作部３の外周面には、所定寸法で外側に突出する凸部３ａが形成され、ゴムキャップ５の角孔４ａの内周面には、角孔４ａに操作部３を圧入した時に、凸部３ａが嵌合可能なアンダーカット部４ｂが凹み形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は座標入力装置およびこれを用いたキーボード入力装置に係わり、傾倒操作可能な操作部にゴムキャップを圧入嵌合させた座標入力装置およびこれを用いたキーボード入力装置に関する。

従来の座標入力装置を、特許文献１に基づいて説明すると、図５は歪みセンサの説明を容易にするために、従来の座標入力装置を逆さにした図面である。
このような図５において、従来の座標入力装置２１は、四角柱状に形成されて所定高さで突出する操作部２２と、その一端に設けられた平板状の基部２３とからなり、操作部２２および基部２３とは、接着剤等で一体形成されている。

また、従来の座標入力装置２１は、操作部２２の先端部には、ゴムキャップ（図示せず）の圧入孔に圧入されて取り付けされ、ゴムキャップを介して操作者の指等で操作部２２を、少なくとも矢印で示す４方向に傾倒操作可能になっている。前記操作部２２とゴムキャップの圧入孔との圧入代は、０．２ｍｍに形成され、圧入深さは２ｍｍ以上に設定されていた。

このような圧入寸法で操作部２２に圧入して取り付けたゴムキャップは、真上に引っ張った時の操作部２２から抜ける時の抜去力が略２００ｇｆになっていた。
前記ゴムキャップの抜去力は、部品寸法のバラツキ等によってバラツクので、傾倒操作時に抜け出さないように、また、繰り返しの傾倒荷重で摩耗したときに交換を容易にするために、１５０〜４００ｇｆの範囲になるように、圧入代および圧入深さ等が決められていた。

また、基部２３の裏面には、歪みセンサ２４、２５が印刷形成されている。この歪みセンサ２４、２５は、それぞれ抵抗体２６、リード線２７、２８からなっている。
そして、操作部２２を所定方向に傾倒させて基部２３が撓むと、この基部２３の撓みに連動して抵抗体２６が延び縮みする。
このことにより、抵抗体２６の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出手段（図示せず）が検出することにより、例えばディスプレイ上に表示しているカーソルの動きを制御可能になっている

このような従来の座標入力装置２１は、基部２３が板状の基板（図示せず）に取り付けられて、破線で示すようなキーボード装置（図示せず）側の筐体２９内に取り付けられている。
そして、キーボード装置側の筐体２９内に取り付けられた座標入力装置２１は、周囲に複数のキースイッチ（図示せず）が配設され、操作部２２の先端、即ち、ゴムキャップがキースイッチのキートップから所定寸法突出していた。
このような座標入力装置２１を取り付けたキーボード入力装置は、ノートパソコン等の携帯型電子機器に用いる場合に、操作部２２の高さ寸法を低くしたり、基部２３の厚さを薄くしたりして、薄型化の要求に対応していた。
特開２００３−２９９００号公報

しかし、従来の座標入力装置２１は、キーボード入力装置操の薄型化に対応して、操作部２２の高さを低くすると、ゴムキャップの圧入深さが浅くなって、ゴムキャップの抜去力が１５０ｇｆ以下になる問題があった。
このようなゴムキャップの抜去力が１５０ｇｆ以下になると、ゴムキャップに傾倒荷重を加わえた時に、ゴムキャップが操作部２２から抜け出す問題があった。 また、ゴムキャップの抜去力が１５０ｇｆ以下になると、運搬中に外部から振動等が加わると、ゴムキャップが操作部から抜け落ちるおそれがあった。

また、圧入深さが浅くなったゴムキャップの抜去力を大きくする手段として、操作部２２とゴムキャップとの圧入代を０．４ｍｍ程度に大きくすることにより、抜去力を大きくすることは可能であるが、圧入代を大きくすると、圧入作業時にゴムキャップが弾性変形して座屈し、確実に圧入できなくなる問題があった。

本発明は前述のような課題を解決して、キーボード入力装置の薄型化に伴って、操作部とゴムキャップとの圧入深さが浅くなっても、ゴムキャップを適正な抜去力で操作部に嵌着支持することができる座標入力装置およびこれを用いたキーボード入力装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための第１の解決手段として本発明の座標入力装置は、一方の面に歪み検出センサを形成した基部と、この基部の他方の面から所定高さで突出する角柱状の操作部と、前記操作部に圧入嵌合可能な所定深さの角孔を有するゴムキャップとを備え、前記操作部の外周面には、所定寸法で外側に突出する凸部が形成され、前記ゴムキャップの前記角孔の内周面には、前記角孔に前記操作部を圧入した時に、前記凸部が嵌合可能なアンダーカット部が凹み形成されていることを特徴とする。

また、記課題を解決するための第２の解決手段として、前記凸部は、前記操作部先端の前記外周面に形成され、前記アンダーカット部は、前記角孔の底部と前記内周面とが交わる部分に形成されていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第３の解決手段として、前記操作部は、外周面が４面からなる四角柱状に形成され、前記外周面のそれぞれに前記凸部を突出形成し、前記アンダーカット部は、前記角孔の内周面が４面からなる四角状に形成され、前記内周面のそれぞれに前記アンダーカット部を形成したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第４の解決手段として、前記凸部は、前記操作部の外周面からの突出寸法が０．１〜０．２ｍｍに形成され、前記アンダーカット部は、前記角孔の前記内周面からの凹み寸法が０．１〜０．２ｍｍに形成されていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第５の解決手段として、前記操作部と前記ゴムキャップの前記角孔との圧入代は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲に形成されていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第６の解決手段として本発明のキーボード入力装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の座標入力装置において、前記基部を基板に取り付け、前記ゴムキャップを嵌着した前記操作部を複数のキースイッチのキートップ間に位置させて、前記基板を複数のキースイッチが配置されたメタルプレートに取り付けたことを特徴とする。

本発明の座標入力装置における操作部の外周面には、所定寸法で外側に突出する凸部が形成され、ゴムキャップの角孔の内周面には、角孔に操作部を圧入した時に、凸部が嵌合可能なアンダーカット部が凹み形成されているので、角孔の操作部に対する圧入深さを浅くしても、ゴムキャップの抜去力を適正に維持することができる。
そのためにゴムキャップの圧入深さを浅くして、キーボード入力装置の薄型化に対応可能な座標入力装置を提供できる。

また、凸部は、操作部先端の外周面に形成され、アンダーカット部は、角孔の底部と内周面とが交わる部分に形成されているので、操作部にゴムキャップを圧入したときに、凸部がアンダーカット部に嵌合して、圧入寸法が浅くても抜去力を大きくすることができる。そのために、薄型対応が可能な座標入力装置を提供できる。

また、操作部は、外周面が４面からなる四角柱状に形成され、前記外周面のそれぞれに凸部を突出形成し、アンダーカット部は、角孔の内周面が４面からなる四角状に形成され、前記内周面のそれぞれにアンダーカット部を形成したので、圧入深さが浅くても更にゴムキャップの操作部に対する抜去力を大きくすることができる。

また、凸部は、操作部の外周面からの突出寸法が０．１ｍｍに形成され、アンダーカット部は、角孔の内周面からの凹み寸法が０．１ｍｍに形成されているので、凸部にアンダーカット部を確実に嵌合させることができる。

また、操作部とゴムキャップの角孔との圧入代は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲に形成されているので、ゴムキャップを操作部に圧入する時に、ゴムキャップが大きく変形することなく圧入できる。そのために、組立作業性が良いと共に、適正な抜去力を得ることができる。

また、本発明のキーボード入力装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の座標入力装置において、前記基部を基板に取り付け、前記ゴムキャップを嵌着した前記操作部を複数のキースイッチのキートップ間に位置させて、前記基板を複数のキースイッチが配置されたメタルプレートに取り付けたので、キースイッチの薄型化によって、ゴムキャップの圧入深さが浅くなったとしても、ゴムキャップの抜去力を適正に維持することができる。そのために、薄型のキーボード入力装置を提供できる。

本発明の座標入力装置は、携帯型のノートパソコン等のキーボード装置に取り付けられており、ディスプレー上のカーソル等を任意の位置に移動操作可能になっている。このような本発明の座標入力装置の１実施の形態を、図１〜図４に基づいて説明すると、図１は本発明の座標入力装置の分解斜視図であり、図２は図１を下面側から見た図であり、図３は本発明の座標入力装置の要部断面図であり、図４は本発明の座標入力装置を用いたキーボード入力装置の平面図である。

本発明の座標入力装置１は、図１〜図３に示すように、外形が略円形状に形成された基部２と、この基部２の上面（他方の面）の中央部から所定高さで突出する略四角柱状の操作部３とが形成された入力部材４が配設されている。
前記基部２と操作部３とからなる入力部材４は、それぞれ耐熱性プラスチック材からなり、周囲の環境温度が大きく変化しても、膨張、あるいは収縮がほとんどない、温度特性に優れた材料で形成されている。

前記基部２は、円周方向が９０゜の等間隔に分割されて４つの切り欠き部２ａが形成され、この切り欠き部２ａ、２ａに挟まれた部分に、４個の梁部２ｂが形成されている。
そして、互いに隣り合う梁部２ｂ間には、隣り合う梁部２ｂを連結する桟部２ｃがそれぞれ形成されている。
また、基部２の一方の面で下面側で桟部２ｃが形成された部分には、所定寸法で下方側に突出する台座部２ｄが形成されている。

また、梁部２ｂのそれぞれの下面側（基部２の一方の面）には、例えばカーボン系の抵抗体が印刷等により形成されている。
また、四角柱状の操作部３は、２．５ｍｍ角に形成されて４つの外周面を有すると共に、基部２表面からの高さ寸法が略１．８ｍｍに形成されている。

また、操作部３先端の４つの外周面には、凸部３ａがそれぞれ外側に突出して形成され、この凸部３ａの突出寸法は、０．１〜０．２ｍｍに形成されている。
前記凸部３ａは、図示上下方向の縦寸法が略０．４ｍｍに形成され、凸部３ａが形成された部分の操作部３先端のコーナ部が、略１５°のテーパ状で面取りされている。そのために、操作部３に後述するゴムキャップ５の角孔５ａを圧入するときの作業性を向上するようになっている。

また、操作部３には、略帽子状のゴムキャップ５が圧入されて嵌着可能になっている。前記ゴムキャップ５は、合成ゴムの一種であるニトリルゴム（ＮＢＲ）等からなり、図示下面中央部に、形状が四角状の角孔５ａが形成され、この角孔５ａが四角柱状の操作部３に圧入可能になっている。
前記角孔５ａは、操作部３との圧入代が０．２ｍｍになるように形成されると共に、深さ寸法が従来よりも０．５ｍｍ浅い略１．５ｍｍに形成されて、後述するキーボード入力装置１０の薄型化に対応した寸法になっている。

また、角孔５ａの底部には、４つの内周面が交わる部分に、操作部３に圧入した時に、操作部３の凸部３ａが嵌合可能なアンダーカット部５ｂが凹み形成されている。前記アンダーカット部５ｂは、凹み深さが略０．１〜０．２ｍｍ以上の寸法に形成されている。
そして、基部２の台座部２ｄが、基板（図示せず）に取り付けられて本発明の座標入力装置１が構成されている。

このような座標入力装置１の組立は、基部２の台座部２ｄを基板に接着剤等で固着すると共に、操作部３上にゴムキャップ５を位置させて、角孔５ａを操作部３に位置合わせする。
その後、ゴムキャップ５を上方から手作業等で操作部３に押し込むと、角孔５ａが操作部３に押し込まれて圧入されると共に、凸部３ａがアンダーカット部５ｂに嵌合して、ゴムキャップ５が操作部３に抜け止めされて嵌着される。
この時の基部２上面とゴムキャップ５の下面との間には、略０．３ｍｍの隙間が形成される。そのために、ゴムキャップ５に傾倒荷重を加えて操作部３が傾倒しても、ゴムキャップ５の下面が基部２上面にぶつからないようになっている。

このように組み立てられた本発明の座標入力装置１は、操作部３に嵌着したゴムキャップ５を真上に引っ張った時に略３００ｇｆと大きな抜去力を得ることができた。即ち、本発明の座標入力装置１は、ゴムキャップの圧入深さが、従来例のものより０．５ｍｍ浅くても、抜去力において従来例のものより優れていることが判明した。
また、操作部３と角孔５ａとの圧入代は、凸部３ａが無い部分において、従来例と同じ０．２ｍｍとなっているので、圧入作業時にゴムキャップ５が弾性変形して座屈するという弊害も無く、圧入作業性が低下することもない。
そのために、ゴムキャップ５を操作部３に確実に嵌着させることができ、ゴムキャップ５を介して操作部３を傾倒操作時に、ゴムキャップ５が抜け出すことがない。また、ゴムキャップ５の交換も容易に行うことができる。

また、本発明の座標入力装置１を用いたキーボード入力装置１０を、図４に基づいて説明すると、外形が略矩形状の筐体１１内部には、複数のキースイッチがメタルプレート（図示せず）に載置されており、複数のキースイッチに対応して複数のキートップ１２が配設されている。
そして、本発明の座標入力装置１は、例えばホームポジションキーＦ、Ｊの中間、具体的にはスペースキー１２ａの図示真上に位置する３個のキーＧ、Ｈ、Ｂに囲まれた位置に操作部３に嵌着したゴムキャップ５が位置するように、基部３を取り付けた基板がメタルプレートに取り付けられている。

この時の座標入力装置１は、周囲の３個のキーＧ、Ｈ、Ｂよりゴムキャップ５が若干突出している。
このような配列によって、本発明の座標入力装置１は、左右いずれかの人差し指で、ゴムキャップ５を介して操作部３を傾倒操作して、ディスプレー上のカーソウルを所望の位置に移動操作すると共に、その他の指で所望のキートップ１２を操作することができる。
このような本発明の座標入力装置１を用いたキーボード入力装置１０は、薄型化のために、ゴムキャップ５の圧入深さが浅くなったとしても、ゴムキャップ５の抜去力を適正な１５０〜４００ｇｆに維持することができる。
そのために、繰り返しの傾倒操作を行っても、ゴムキャップ５が操作部３から抜け出すことがない。

尚、本発明の実施の形態では、基部２の一方の面である下面側に歪みセンサを形成したもので説明したが、基部２の他方の面である操作部３周囲の梁部２ｂ上に歪みセンサを形成したものでも良い。
また、凸部３ａを、操作部３先端に突出形成したもので説明したが、操作部３先端より若干下方に凸部３ａを形成したものでも良い。この時のゴムキャップ５は、凸部３ａに対応する位置にアンダーカット部５ｂが形成したものであれば良い。

本発明の座標入力装置の分解斜視図である。 図１を下面側から見た図である。 本発明の座標入力装置の要部断面図である。 本発明の座標入力装置を用いたキーボード入力装置の平面図である。 従来の座標入力装置を説明する概略図である。

符号の説明

１ 本発明の座標入力装置
２ 基部
２ａ 切り欠き部
２ｂ 梁部
２ｃ 桟部
２ｄ 台座部
３ 操作部
３ａ 凸部
４ 入力部材
５ ゴムキャップ
５ａ 角孔
５ｂ アンダーカット部
１０ キーボード入力装置

Claims (6)

1. 一方の面に歪み検出センサを形成した基部と、この基部の他方の面から所定高さで突出する角柱状の操作部と、前記操作部に圧入嵌合可能な所定深さの角孔を有するゴムキャップとを備え、前記操作部の外周面には、所定寸法で外側に突出する凸部が形成され、前記ゴムキャップの前記角孔の内周面には、前記角孔に前記操作部を圧入した時に、前記凸部が嵌合可能なアンダーカット部が凹み形成されていることを特徴とする座標入力装置。
2. 前記凸部は、前記操作部先端の前記外周面に形成され、前記アンダーカット部は、前記角孔の底部と前記内周面とが交わる部分に形成されていることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
3. 前記操作部は、外周面が４面からなる四角柱状に形成され、前記外周面のそれぞれに前記凸部を突出形成し、前記アンダーカット部は、前記角孔の内周面が４面からなる四角状に形成され、前記内周面のそれぞれに前記アンダーカット部を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の座標入力装置。
4. 前記凸部は、前記操作部の外周面からの突出寸法が０．１〜０．２ｍｍに形成され、前記アンダーカット部は、前記角孔の前記内周面からの凹み寸法が０．１〜０．２ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の座標入力装置。
5. 前記操作部と前記ゴムキャップの前記角孔との圧入代は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の座標入力装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の座標入力装置において、前記基部を基板に取り付け、前記ゴムキャップを嵌着した前記操作部を複数のキースイッチのキートップ間に位置させて、前記基板を複数のキースイッチが配置されたメタルプレートに取り付けたことを特徴とするキーボード入力装置。
   

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