JP2013196906A - タッチ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 弾性的に付勢する部材によって、タッチ操作の操作感を生じさせるタッチ操作装置において、タッチ操作するときのタッチ位置に依る操作感の違いを著しく低減できるタッチ操作装置を提供する。
【解決手段】 タッチ操作装置１は、タッチ操作可能な操作面２ａ及び第１傾斜面３ｂを有する可動筐体３と、第１傾斜面３ｂに接触する第２傾斜面４ａを有する固定部材４と、可動筐体３を弾性的に付勢するタクトスイッチ５とを備える。タクトスイッチ５は、可動筐体３を、第２傾斜面４ａに沿って、所定の方向とは反対方向に向かって移動するように付勢している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、操作部をタッチ操作するときに、操作感を発生させるタッチ操作装置に関する。

従来、操作者の指先等で操作部がタッチ操作されたときに、当該操作者にクリック感を生じさせるタッチ操作装置が知られている（特許文献１）。このタッチ操作装置は、操作部の操作面とは反対側の面（裏面）の中央部を、操作面方向に向かって弾性的に付勢するタクトスイッチを備えている。

操作部がタッチ操作されたとき、当該操作によって操作部側から裏面側に向かって操作部が押圧される。そして、操作部がタクトスイッチを押圧する。このとき、タクトスイッチを押圧するときの操作感が、操作部を介して操作者の指先等に伝達される。これにより、操作者は、タッチ操作時にクリック感が得られる。

特開２００９−１２２７２０号公報

しかしながら、特許文献１のタッチ操作装置では、タクトスイッチをタッチ操作するときの指先と操作部との接点（以下、「タッチ点」という）が異なると、タッチ点とタクトスイッチとの間の距離が変わる。すなわち、操作部とタクトスイッチとの接点と操作部のタッチ点との間の距離が異なる。また、操作部のタッチ点に作用する指先等からの力の向きと、操作部とタクトスイッチとの接点に作用する操作部からの力の向きとが同じである。

このため、タッチ点が異なる場合にタクトスイッチを同じ距離だけ押下するためには、指先等によって操作部を押下するときに必要な力及びストローク量が異なってしまう。従って、タッチ点に応じてタッチ操作の感覚（操作感）が異なってしまう。

本発明は、タクトスイッチのような弾性的に付勢する部材によって、タッチ操作の操作感を生じさせるタッチ操作装置において、タッチ操作するときのタッチする位置に依る操作感の違いを著しく低減できるタッチ操作装置を提供することを目的とする。

本発明のタッチ操作装置は、タッチ操作可能な操作部を有する第１部材と、前記第１部材を弾性的に付勢する付勢部材と、前記タッチ操作及び前記付勢部材によって前記第１部材が移動することで、該第１部材との相対的な位置が変化する第２部材とを備え、前記第１部材又は前記第２部材は、所定の方向に向かって前記操作部から離れるように傾斜すると共に、前記第２部材又は前記第１部材と接触する１又は複数の傾斜面を有し、前記第１部材は、前記操作部がタッチ操作されたときに、前記傾斜面に沿って移動し、前記付勢部材は、前記第１部材を、前記タッチ操作されたときに前記第１部材が移動する方向とは反対方向に、前記第１部材が移動するように付勢していることを特徴とする。

本発明によれば、操作部が操作者の指先等でタッチ操作されることで、当該操作部には、タッチ操作による力が作用する。この操作による力は、操作部側から該操作部側とは反対側に向かって、操作部の法線方向（若しくは、それに近い方向）に沿う方向の力である。このため、操作部が固定された第１部材には、タッチ操作による力が操作部を介して伝達される。

第１部材又は第２部材が有する傾斜面は、第２部材又は第１部材に接触する。詳細には、第１部材が傾斜面を有している場合、当該傾斜面は第２部材に接触する。第２部材が傾斜面を有している場合、当該傾斜面は第１部材に接触する。第１部材及び第２部材が傾斜面を有している場合、互いの傾斜面が接触する。

このため、第１部材は、傾斜面に沿って前記所定の方向に向かって付勢部材の付勢に抗うように移動する。このとき、操作者の指先には、付勢部材が付勢する力が、第１部材を介して伝達される。これにより、操作者は、操作部をタッチ操作するときの操作感を感じる。

このとき、タッチ操作による力は、傾斜面によって付勢部材の付勢に抗う方向の力に変換される。このため、操作部のいずれの位置をタッチ操作した場合であっても、当該タッチ操作による力の方向は、傾斜面によって当該傾斜面に沿う前記所定の方向の力に変換される。このとき、タッチ操作される操作部の位置がいずれの位置であっても、そのタッチ操作する力（大きさ及び向き）が一定であるならば、傾斜面によって変換された力（大きさ及び向き）が一定となる。このため、タッチ操作によって、第１部材を介して付勢部材を、当該付勢部材の付勢に抗う方向に付勢する力（大きさ及び向き）が一定となる。

以上のように、弾性的に付勢する付勢部材によってタッチ操作の操作感を生じさせるタッチ操作装置において、タッチ操作するときのタッチする位置に依る操作感の違いを著しく低減できる。

本発明において、前記傾斜面と前記第２部材又は前記第１部材とが接触している１又は複数の接触部は、前記操作部側から前記第１部材側に向かって見たときに、前記１の接触部の縁によって画定される１の領域、又は前記複数の接触部の各々の縁によって画定される複数の領域の各々の領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域のうち最大の領域に、前記操作部の縁によって画定される領域が含まれるように配置されることが好ましい。以下、「前記１の接触部の縁によって画定される１の領域」又は「前記複数の接触部の各々の縁によって画定される複数の領域の各々の領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域のうち最大の領域」を「最大接触領域」といい、「前記操作部の縁によって画定される領域」を「操作領域」という。

これにより、操作部のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、最大接触領域に、当該タッチ操作された位置が含まれる。このとき、最大接触領域は、「所定の傾斜面と、第２部材又は第１部材とが接触している１又は複数の領域の各々の領域（以下、「接触領域」という）」、「２つの所定の接触領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域（以下、「二面支持領域」という）」、及び「３つの所定の接触領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域（以下、「三面支持領域」という）」のいずれかに該当する。

接触領域においては、傾斜面と、第２部材又は第１部材とが接触している。従って、操作部の接触領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、第１部材が第２部材に対して回転する力が作用することがない。

二面支持領域は、２つの接触領域と、非接触領域とからなる。該非接触領域においては、傾斜面と、第２部材又は第１部材とは接触していない。しかしながら、非接触領域にある点は全て、２つの接触領域のうち一方の接触領域にある所定の点と、他方の接触領域にある所定の点とを結ぶ線分上に位置する。換言すると、当該線分の両端部において、傾斜面と、第２部材又は第１部材とが接触している。従って、操作部の非接触領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、第１部材が第２部材に対して回転する力が作用することがない。ひいては、操作部の二面支持領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、第１部材が第２部材に対して回転する力が作用することがない。

三面支持領域は、３つの二面支持領域と、該３つの二面支持領域に囲まれた中央非接触領域とからなる。なお、３つの二面支持領域は、接触領域及びその近辺で互いに領域が重複している。中央非接触領域は、３つの接触領域のうち所定の２つの接触領域によって決定される所定の二面支持領域と、該所定の２つの接触領域ではない残りの１つの接触領域との間に位置する。仮に、残りの１つの接触領域が存在せずに所定の二面支持領域のみが存在している場合においては、操作部の所定の二面支持領域外に対応する位置がタッチ操作された場合には、所定の二面支持領域を基準として、第１部材が第２部材に対して回転する力が生じる。

しかしながら、三面支持領域の中央接触領域は、所定の二面支持領域と前記残りの１つの接触領域との間に位置する。従って、該残りの１つの接触領域によって、所定の二面支持領域を基準として第１部材が第２部材に対して回転する力が阻止され、第１部材が第２部材に対して回転する力が作用することがない。従って、操作部の中央接触領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、第１部材が第２部材に対して回転する力が作用することがない。ひいては、操作部の三面支持領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、第１部材が第２部材に対して回転する力が作用することがない。

以上のように、操作部のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、第１部材に、当該第１部材が第２部材に対して回転するような力が作用することがない。すなわち、タッチ操作による力の方向が安定する。これにより、第１部材によって、付勢部材を付勢するときの力も安定し、更に安定した操作感を発生させることができる。

本発明において、前記付勢部材の付勢によって、前記第１部材が、前記第１部材と前記第２部材との相対的な位置関係によって決定される所定の位置よりも前記付勢部材の付勢方向側に移動することを防止する係止部材が配置されていることが好ましい。第１部材は、付勢部材の付勢方向側に向かって移動する。このとき、第１部材が、所定の位置に配置されるようにするためには、付勢部材の付勢する力又は付勢部材の構成部材の大きさ等を調整する必要がある。

そこで、係止部材によって、第１部材が所定の位置よりも付勢部材の付勢方向側に移動することを防止することで、付勢部材の付勢する力又は付勢部材の構成部材の大きさ等を調整することなく、第１部材を所定の位置に配置することができる。従って、付勢部材の付勢する力又は付勢部材の構成部材の大きさ等を調整が不要となり、当該タッチ操作装置の製造コストを削減することができる。

本発明の第１実施形態のタッチ操作装置の構成を示す図。 （ａ）はタッチ操作されていないときの図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、（ｂ）はタッチ操作されているときの図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 本発明の第２実施形態のタッチ操作装置を操作面側から見た図。 （ａ）はタッチ操作されていないときの図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、（ｂ）はタッチ操作されているときの図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。 複数の接触部によって画定される領域の例を示す図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態のタッチ操作装置について説明する。図１及び図２に示されるように、本実施形態のタッチ操作装置１は、所謂タッチパネル装置であり、操作筐体２と、可動筐体３と、固定部材４と、タクトスイッチ５と、係止部材６とを備える。

操作筐体２は、略平板状に形成されている。操作筐体２は、操作面２ａがタッチ操作されたときに生じる静電容量の変化を検知することで、タッチ操作された操作面２ａ上の座標を検知する静電容量式のタッチセンサである。操作筐体２は、上面の全面が操作面２ａとなっている。また、操作筐体２は、透光性を有する部材（例えば、透光性ガラス板、透光性プラスチック板又は透明電極等）で構成されている。このため、操作筐体２は、操作面２ａとは反対側を、操作面２ａ側から観察することができる。なお、操作筐体２は、静電容量式のタッチセンサに限らず、電圧値の変化を検知する抵抗膜方式のタッチセンサであってもよいし、その他の方式のタッチセンサであってもよい。ここで、操作面２ａが本発明における「操作部」に相当する。

可動筐体３は、直方体の底面（図２の下側の面）３ｂの全面が、操作筐体２に対して傾斜するように形成されている（以下、この傾斜した底面３ｂを「第１傾斜面３ｂ」という）。第１傾斜面３ｂは、図２の右側から左側に向かって操作面２ａから離れるように傾斜している。これにより、可動筐体３は、各側面のうち図２の左側の側面が、長さ（操作筐体２の上端から可動筐体３の下端までの長さ）が最も長くなる（以下、当該側面を「最長側面３ｃ」という）。

また、可動筐体３は、図２の上側から下側に向かって見たときに、当該可動筐体３の縁が、操作筐体２の縁と同じ大きさとなるように形成されている。可動筐体３には、上面が開口した開口部３ａが形成されている。可動筐体３の開口部３ａには、液晶ディスプレイ等で構成される表示部７が格納されている。上述したように、操作筐体２が透光性を有する部材で構成されているので、当該タッチ操作装置１の操作者は、操作筐体２を介して表示部７に表示されている内容を見ることができる。可動筐体３は、第１傾斜面３ｂとは反対側（図２の上側）が、接着剤８によって操作筐体２に固定されている。また、可動筐体３の底面には、その傾斜面に沿うように、且つ図２の下側に向かって突出した凸部３ｄが設けられている。

ここで、可動筐体３が、本発明における「第１部材」に相当する。また、本実施形態のように形成されている可動筐体３の第１傾斜面３ｂが、本発明における「所定の方向に向かって前記操作部から離れるように傾斜すると共に、前記第２部材と接触する１の傾斜面」に相当する。

固定部材４は、図外の部材に固定された部材であり、直方体の上面（図２の上側の面）４ａの全面が、操作面２ａに対して傾斜するように形成されている（以下、この傾斜した上面４ａを「第２傾斜面４ａ」という）。また、固定部材４は、図２の上側から下側に向かって見たときに、当該固定部材４の縁が、操作筐体２の縁及び可動筐体３の縁と同じ大きさとなるように形成されている。また、固定部材４の上面には、その傾斜面に沿うように、且つ図２の下側に向かって凹んだ凹部４ｂが設けられている。この凹部４ｂは、可動筐体３及び固定部材４が配置された状態において、可動筐体３に設けられた凸部３ｄと係合する。このとき、タッチ操作装置１として、可動筐体３と固定部材４とを配置した状態において、第２傾斜面４ａの全面は、第１傾斜面３ｂの全面に接触している（以下、当該接触している部位を「接触部ＣＴ」という）。ここで、接触部ＣＴが、本発明における「前記傾斜面と前記第２部材又は前記第１部材とが接触している１の接触部」に相当する。

以上のように凸部３ｄと凹部４ｂとが係合することで、可動筐体３と固定部材４とは、図２の法線方向における相対的な位置が変化することが防止されている。ここで、固定部材４が、本発明における「第２部材」に相当する。また、本実施形態のように形成されている固定部材４の第２傾斜面４ａが、本発明における「前記第１傾斜面に接触する１の第２傾斜面」に相当する。本発明における「所定の方向に向かって前記操作部から離れるように傾斜すると共に、前記第１部材と接触する１の傾斜面」に相当する。

可動筐体３の底面の全面に１つの第１傾斜面３ｂが設けられている。また、固定部材４の上面の全面に１つの第２傾斜面４ａが設けられている。また、操作筐体２は、上面の全面が操作面２ａである。更に、図２の上側から下側に向かって見たときに、固定部材４の縁は、操作筐体２の縁及び可動筐体３の縁と同じ大きさである。すなわち、操作面２ａ側から可動筐体３側に向かって（図２の上側から下側に向かって）見たときに、第１傾斜面３ｂの縁によって画定される領域（以下、「第１領域」という）と、第２傾斜面４ａの縁によって画定される領域（以下、「第２領域」という）と、操作面２ａの縁によって画定される領域（以下、「操作領域ＲＯ」という）とが全て同一である。

このため、第１傾斜面３ｂと第２傾斜面４ａとが接触している領域（以下、「最大接触領域」という）ＲＣは、第１領域及び第２領域と同一であり、ひいては操作領域ＲＯと同一である。このとき、操作領域ＲＯが最大接触領域ＲＣと同一であるので、操作領域ＲＯが最大接触領域ＲＣに含まれているとみなせる。また、本実施形態においては、第１傾斜面３ｂと第２傾斜面４ａとが接触している接触部ＣＴは、１つのみであり、最大接触領域ＲＣと同一である。

ここで、最大接触領域ＲＣが、本発明における「前記１の接触部の縁によって画定される１の領域」に相当する。また、操作領域ＲＯが、本発明における「前記操作部の縁によって画定される領域」に相当する。また、「操作領域ＲＯが最大接触領域ＲＣに含まれている」ことが、本発明における「前記１の接触部の縁によって画定される１の領域に、前記操作部の縁によって画定される領域が含まれる」ことに相当する。

タクトスイッチ５は、押圧部５１と固定部５２とバネ５３とを備える。押圧部５１は、円柱状に形成されている。押圧部５１の底面には、フランジ５１ａが当該押圧部５１と一体に形成されている。固定部５２は、中空の円柱状に形成されている。固定部５２は、円柱状の径方向の大きさが、押圧部５１のフランジ５１ａの径方向の大きさより大きく形成されている。固定部５２は、その上面（図２の右側の面）には、貫通孔５２ａが設けられている。貫通孔５２ａの径方向の大きさは、押圧部５１の円柱状部分（フランジ５１ａ以外の部分）の径方向の大きさより若干大きく形成されている。

固定部５２の中空部には、押圧部５１及びバネ５３が配置される。バネ５３は、板バネである。このとき、押圧部５１は、フランジ５１ａが固定部５２の中空部に位置すると共に、押圧部５１のフランジ５１ａとは反対側が、貫通孔５２ａから突出するように配置される。以下、貫通孔５２ａから突出している押圧部５１のフランジ５１ａが設けられている側とは反対側の面を、押圧面５１ｂという。そして、バネ５３は、押圧部５１のフランジ５１ａ側の底面を、押圧面５１ｂ側に向かって（図２の右方向に向かって）弾性的に付勢するように配置されている。

これにより、押圧部５１は、押圧面５１ｂがフランジ５１ａ側に向かって（図２の左方向に向かって）押圧されたときに、バネ５３の付勢に抗って図２の左方向に向かって移動する（図２（ｂ））。また、押圧部５１は、押圧面５１ｂが押圧されていないときに、バネ５３の付勢によって図２の右方向に向かって移動する。このとき、押圧部５１は、フランジ５１ａが固定部５２の内壁に当接することで図２の右方向への移動が停止される（図２（ａ））。

タクトスイッチ５は、可動筐体３の最長側面３ｃに、押圧面５１ｂが当接するように配置されている。これにより、タクトスイッチ５のバネ５３は、可動筐体３の最長側面３ｃを、当該最長側面３ｃ側からその反対の側面側に向かって（図２の右方向へ）弾性的に付勢する。ここで、バネ５３が、本発明における「付勢部材」に相当する。

係止部材６は、可動筐体３と固定部材４とが配置された状態において、可動筐体３及び固定部材４の側面のうち、最長側面３ｃとは反対側（図２の右側）の側面に接触するように配置される。

操作筐体２の操作面２ａがタッチ操作されていないとき、図２（ａ）に示されるように、可動筐体３及び固定部材４は、各々の各側面が互いに一致するように配置される。このとき、可動筐体３及び固定部材４は、可動筐体３の最長側面３ｃ側とは反対側の側面が、係止部材６に接触している。以下、このように、可動筐体３と固定部材４との相対的な位置関係において、可動筐体３が上記のように配置されている位置を「初期位置」という。ここで、初期位置が、本発明における「所定の位置」に相当する。

このとき、可動筐体３は、タクトスイッチ５のバネ５３によって図２の右方向へ弾性的に付勢されている。また、可動筐体３は、係止部材６によって、初期位置よりも右側に移動することが防止されている。このような係止部材６による防止が、本発明における「前記第１部材が、前記第１部材と前記第２部材との相対的な位置関係によって決定される所定の位置よりも前記付勢部材の付勢方向側に移動することを防止」することに相当する。

また、固定部材４は、図外の部材に固定されているので、バネ５３の付勢する力が伝達されても、図外の部材との相対的な位置関係が変化しない。以上のように、可動筐体３は、操作面２ａがタッチ操作されていないとき、バネ５３及び係止部材６によって初期位置に配置される。

操作筐体２の操作面２ａが操作者の指先等によってタッチ操作されているとき、操作筐体２は、操作面２ａの法線方向（もしくは、それに近い方向）に沿って、当該操作面２ａ側から可動筐体３側（図２の下方向）に向かって押圧される。操作筐体２は、可動筐体３に固定されている。このため、タッチ操作の押圧により操作筐体２に作用した力（以下、「押圧力」という）Ｆｐは、可動筐体３に同じ向きの力として伝達される。可動筐体３の第１傾斜面３ｂは、固定部材４の第２傾斜面４ａに接触している。固定部材４は、図外の部材に固定されているため、押圧力Ｆｐが伝達されても図外の部材との相対的な位置関係は変化しない。このため、可動筐体３は、伝達された力によって、第２傾斜面４ａに沿って、「押圧方向」と「係止部材６側から最長側面３ｃ側に向かう方向」との間にある方向（すなわち、図２の左下方向）に向かって移動する。以下、タッチ操作によって可動筐体３が移動する方向を「移動方向」という。また、可動筐体３が「移動方向」に移動するときの力を「移動力Ｆｍ」という。

詳細には、押圧力Ｆｐは、固定部材４の第２傾斜面４ａによって、「タッチ操作による押圧方向の力（操作面２ａの法線方向の力。以下、この力を「第１成分の力」という）Ｆｍ１」と、「当該押圧方向に直交する力（バネ５３の付勢方向とは反対方向の力。以下、この力を「第２成分の力」という）Ｆｍ２」とで合成される移動力Ｆｍに変換されて可動筐体３に作用する。これによって、可動筐体３が移動方向に向かって移動する。

また、タクトスイッチ５は、押圧面５１ｂが最長側面３ｃに当接するように配置されている。このため、タクトスイッチ５は、図２（ｂ）に示されるように、操作面２ａが押圧されることで可動筐体３が移動方向に向かって移動したとき、可動筐体３は、第２成分の力Ｆｍ２で、バネ５３を当該バネ５３の付勢に抗って図２の左方向に向かって押圧する。このときの、可動筐体３にバネ５３から作用している力（バネ５３の図２の右方向に付勢する力）が、操作面２ａをタッチ操作している操作者の指先に伝達される。これにより、操作者は、操作面２ａをタッチ操作することによる操作感を感じる。

第１傾斜面３ｂ及び第２傾斜面４ａの傾斜角度が一定であると共に押圧力Ｆｐが一定であるならば、操作面２ａのいずれの場所をタッチ操作した場合であっても、移動力Ｆｍ、ひいては、第１成分の力Ｆｍ１及び第２成分の力Ｆｍ２は一定である。このため、タッチ操作によって、バネ５３を、当該バネ５３の付勢に抗う方向に可動筐体３を移動させる力（本実施形態では第２成分の力Ｆｍ２）が一定となる。このとき、バネ５３が付勢する力も一定である。従って、タッチ操作によるときのタッチする位置に依らずに、一定の操作感（本実施形態の例ではバネ５３の付勢に抗うことで生じる感覚）を得ることができる。このため、タッチ操作するときのタッチする位置に依る操作感の違いを著しく低減できる。

また、本実施形態においては、上述したように、第１領域及び第２領域の領域に操作領域ＲＯが含まれるように（本実施形態では、第１領域、第２領域、及び操作領域ＲＯが同等）、第１傾斜面３ｂ、第２傾斜面４ａ、及び操作面２ａの相対的な位置が決定されている。これにより、操作面２ａのいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、当該タッチされた位置が、第１領域及び第２領域に含まれる。従って、可動筐体３を、固定部材４に対して回転するような力が作用することがない。すなわち、タッチ操作による力の方向が安定する。これにより、可動筐体３によって、タクトスイッチ５の押圧部５１（ひいてはバネ５３）を押圧するときの力も安定し、更に安定した操作感を発生させることができる。

操作面２ａのタッチ操作が停止され、操作者の指先等が操作面２ａから離れた場合には、可動筐体３を図２の左下方向に向かって移動させる力が無くなる。これにより、可動筐体３は、タクトスイッチ５のバネ５３の付勢によって第２傾斜面４ａに沿って、タッチ操作されたときの移動方向とは反対方向（図２の右上方向）に向かって移動する。このとき、上述したように、可動筐体３は、係止部材６によって初期位置よりも右側に移動することが防止されている。これにより、可動筐体３及び固定部材４は、図２（ａ）に示される状態となる。

仮に、係止部材６が配置されていない場合には、「タクトスイッチ５のバネ５３の付勢する力」又は「タクトスイッチ５を構成する各部材の大きさ」等を、可動筐体３が初期位置に配置されるように調整する必要がある。これに対し、本実施形態のように係止部材６を配置することで、バネ５３の付勢する力等を調整することなく、可動筐体３を簡易に初期位置に配置することができ、ひいては、当該タッチ操作装置の製造コストを削減することができる。

このように、「バネ５３が、可動筐体３が第２傾斜面４ａに沿って移動方向とは反対方向に向かって移動するように、可動筐体３を図２の右方向へ付勢している」ことが、本発明における「前記付勢部材は、前記第１部材を、前記タッチ操作されたときに前記第１部材が移動する方向とは反対方向に、前記第１部材が移動するように付勢している」ことに相当する。

［第２実施形態］
次に、図３及び図４を参照して、本発明の第２実施形態のタッチ操作装置１０について説明する。第２実施形態のタッチ操作装置１０は、「可動筐体３に設けられる第１傾斜面と、固定部材４に設けられる第２傾斜面が、複数設けられている」点が、第１実施形態のタッチ操作装置１と異なっている。

詳細には、可動筐体３には、直方体の底面の四隅に、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄが形成されている。４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄの各々は、図４の右側から左側に向かって操作面２ａから離れるように傾斜している。このとき、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄの傾斜角（例えば、操作面２ａに平行な面と当該傾斜面１３ａ〜１３ｄに平行な面との交点の角度）は全て同じに設定されている。また、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄの各々の面には、第１実施形態のタッチ操作装置１の第１傾斜面３ｂと同様に、図４の上側に向かって突出した凸部３ｄが設けられている。

また、固定部材４には、直方体の上面の四隅に、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄに対応するように、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄが形成されている。このとき、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄの傾斜角（例えば、操作面２ａに平行な面と当該傾斜面１４ａ〜１４ｄに平行な面との交点の角度）は全て同じに設定されている。また、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄの各々の面には、第１実施形態のタッチ操作装置１の第２傾斜面４ａと同様に、図４の下側に向かって凹んだ凹部４ｂが設けられている。この凹部４ｂは、可動筐体３及び固定部材４とが配置された状態において、可動筐体３に設けられた凸部３ｄと係合する。

このとき、タッチ操作装置１０として、可動筐体３と固定部材４とを配置した状態において、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄの各々は、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄの各々に、４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄで接触している。ここで、４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄが、本発明における「前記傾斜面と前記第２部材又は前記第１部材とが接触している複数の接触部」に相当する。

ここで、操作面２ａ側から可動筐体３側に向かって（図４の上側から下側に向かって）見たときに、「４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄの縁によって画定される複数の領域の各々の領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域のうち最大の領域」を「最大接触領域ＲＣ」と定義する。

４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄは、最大接触領域ＲＣに、操作領域ＲＯが含まれるように配置される。すなわち、４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄが当該配置となるように、可動筐体３の４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄ、固定部材４の４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄ、及び操作面２ａの各々の相対的な位置関係が決定される。詳細には、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄを可動筐体３の底面の四隅に配置し、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄを固定部材４の底面の四隅に配置し、操作面２ａを操作筐体２の全面に配置する。また、操作面２ａ側から可動筐体３側に向かって見たときに、操作筐体２、可動筐体３、及び固定部材４の縁は、同一である。このように上記相対的な位置関係が決定されることで、最大接触領域ＲＣに、操作領域ＲＯが含まれる。

このように４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄが配置されることが、本発明における「前記傾斜面と前記第２部材又は前記第１部材とが接触している複数の接触部は、前記操作部側から前記第１部材側に向かって見たときに、前記複数の接触部の各々の縁によって画定される複数の領域の各々の領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域のうち最大の領域に、前記操作部の縁によって画定される領域が含まれるように配置される」に相当する。

また、固定部材４の上面は、タッチ操作によって可動筐体３が移動するときに、「可動筐体３の４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄの先端（詳細には、それに設けられた凸部３ｄ）が、固定部材４の上面に当接することで可動筐体３の移動を邪魔すること」を回避できる位置に形成されている。また、可動筐体３の底面は、タッチ操作によって可動筐体３が移動するときに、「固定部材４の４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄの先端（操作面２ａに最も近い部位）が、可動筐体３の底面に当接することで可動筐体３の移動を邪魔すること」を回避できる位置に形成されている。

タッチ操作装置１０は、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄと４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄとが接触している。これにより、タッチ操作時の押圧力Ｆｐは、第１実施形態のタッチ操作装置１と同様に、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄによって、「タッチ操作による押圧方向（操作面２ａの法線方向）の力である第１成分の力Ｆｍ１」と、「当該押圧方向に直交する（バネ５３の付勢方向とは反対方向の）力である第２成分の力Ｆｍ２」とで合成される移動力Ｆｍに変換されて可動筐体３に作用する。これによって、可動筐体３が移動方向に向かって移動する。

また、タクトスイッチ５は、第１実施形態のタッチ操作装置１と同様に、押圧面５１ｂが、可動筐体３の左端部の側面である最長側面３ｃに当接するように配置されている。このため、タクトスイッチ５は、図４（ｂ）に示されるように、操作面２ａが押圧されることで可動筐体３が移動方向に向かって移動したとき、可動筐体３は、第２成分の力Ｆｍ２で、バネ５３を当該バネ５３の付勢に抗って図４の左方向に向かって押圧する。このときの、可動筐体３にバネ５３から作用している力（バネ５３の図４の右方向に付勢する力）が、操作面２ａをタッチ操作している操作者の指先に伝達される。これにより、操作者は、操作面２ａをタッチ操作することによる操作感を感じる。

４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄ及び４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄの傾斜角度が一定であると共に押圧力Ｆｐが一定であるならば、操作面２ａのいずれの場所をタッチ操作した場合であっても、移動力Ｆｍ、ひいては、第１成分の力Ｆｍ１及び第２成分の力Ｆｍ２は一定である。このため、タッチ操作によって、バネ５３を、当該バネ５３の付勢に抗う方向に可動筐体３を移動させる力（本実施形態では第２成分の力Ｆｍ２）が一定となる。このとき、バネ５３が付勢する力も一定である。従って、タッチ操作によるときのタッチする位置に依らずに、一定の操作感（本実施形態の例ではバネ５３の付勢に抗うことで生じる感覚）を得ることができる。このため、タッチ操作するときのタッチする位置に依る操作感の違いを著しく低減できる。

また、第２実施形態のタッチ操作装置１０では、可動筐体３に、図４の左側の二隅に配置されている第１傾斜面１３ａ，１３ｃと、図４の右側の二隅に配置されている第１傾斜面１３ｂ，１３ｄとが設けられている。このように複数の傾斜面を、移動方向（詳細には、第２成分の力Ｆｍ２の方向）に対して位置をずらして配置することで（左側と右側にずらして配置することで）、位置をずらさずに配置するものに比べて、これらの傾斜面の傾斜角を同じとする場合には、可動筐体３及び固定部材４の図４の上下方向の長さを短くすることができる。これにより、タッチ操作装置１０を小型化することが可能となる。

ここで、第２実施形態のタッチ操作装置１０の可動筐体３に設けられる４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄが、本発明における「前記操作部とは反対側に、所定の方向に向かって前記操作部から離れるように傾斜した複数の第１傾斜面」に相当する。また、固定部材４に設けられる４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄが、本発明における「前記第１傾斜面に接触する複数の第２傾斜面」に相当する。

また、本実施形態においては、上述したように、第１領域及び第２領域の領域に操作領域ＲＯが含まれるように（本実施形態では、第１領域、第２領域、及び操作領域ＲＯが同等）、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄ、４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄ、及び操作面２ａの相対的な位置が決定されている。これにより、操作面２ａのいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、当該タッチされた位置が、第１領域及び第２領域に含まれる。従って、可動筐体３を、固定部材４に対して回転するような力が作用することがない。すなわち、タッチ操作による力の方向が安定する。これにより、可動筐体３によって、タクトスイッチ５の押圧部５１（ひいてはバネ５３）を押圧するときの力も安定し、更に安定した操作感を発生させることができる。

また、第２実施形態のタッチ操作装置１０における係止部材６の効果は、第１実施形態のタッチ操作装置１と同様である。その他、第２実施形態のタッチ操作装置１０において、第１実施形態のタッチ操作装置１と同様の構成を有するものについては、同様の効果が得られる。

なお、第１実施形態において、操作面２ａ側から可動筐体３側に向かって見たときに（図２の上側から下側に向かって見たときに）、操作筐体２、可動筐体３、及び固定部材４の各々の縁が、同じ大きさとなるように形成されている。そして、操作面２ａが操作筐体２の上面の全面であり、可動筐体３の底面の全面に第１傾斜面３ｂが形成され、固定部材４の底面の全面に第２傾斜面４ａが形成されている。また、第２実施形態において、操作面２ａ側から可動筐体３側に向かって見たときに（図４の上側から下側に向かって見たときに）、操作筐体２、可動筐体３、及び固定部材４の各々の縁が、同じ大きさとなるように形成されている。そして、操作面２ａが操作筐体２の上面の全面であり、可動筐体３の底面の四隅に４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄが形成され、固定部材４の底面の四隅に４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄが形成されている。従って、第１実施形態及び第２実施形態において、最大接触領域ＲＣと操作領域ＲＯは、大きさ及び配置が同じとなっている。すなわち、２つの領域ＲＯ，ＲＣは一致している。

しかしながら、２つの領域ＲＯ，ＲＣは、一致している必要はなく、最大接触領域ＲＣに、操作領域ＲＯが含まれていればよい。例えば、第１実施形態又は第２実施形態のタッチ操作装置（１，１０）の操作面２ａを、操作筐体２の上面よりも小さい領域となるように構成すれば、最大接触領域ＲＣは、操作筐体２の上面と同じ大きさ及び配置となる。また、操作領域ＲＯは、最大接触領域ＲＣよりも小さく、且つ当該領域ＲＣに含まれる位置に配置される領域となる。

この場合であっても、操作領域ＲＯが、最大接触領域ＲＣに含まれているので、操作面２ａのいずれの位置をタッチ操作された場合であっても、タッチ操作の押圧力Ｆｐが可動筐体３に伝達されたとき、その押圧力Ｆｐの可動筐体３に対する作用点が、最大接触領域ＲＣに含まれることとなる。

これにより、操作面２ａのいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、最大接触領域ＲＣに、当該タッチ操作された位置が含まれる。このとき、最大接触領域ＲＣは、「所定の傾斜面と、固定部材４又は可動筐体３とが接触している１又は複数の領域の各々の領域（以下、「接触領域」という。なお、接触領域は、接触部（ＣＴ又はＣＴａ〜ＣＴｄ）と同じであるが、説明の都合上名称を変更した）」、「２つの所定の接触領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域（以下、「二面支持領域」という）」、及び「３つの所定の接触領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域（以下、「三面支持領域」という）」のいずれかに該当する。

接触領域においては、傾斜面と、固定部材４又は可動筐体３とが接触している。従って、操作面２ａの接触領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が作用することがない。

二面支持領域は、２つの接触領域と、非接触領域とからなる。該非接触領域においては、傾斜面と、固定部材４又は可動筐体３とは接触していない。しかしながら、非接触領域にある点は全て、２つの接触領域のうち一方の接触領域にある所定の点と、他方の接触領域にある所定の点とを結ぶ線分上に位置する。換言すると、当該線分の両端部において、傾斜面と、固定部材４又は可動筐体３とが接触している。従って、操作面２ａの非接触領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が作用することがない。ひいては、操作部の二面支持領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が作用することがない。

三面支持領域は、３つの二面支持領域と、該３つの二面支持領域に囲まれた中央非接触領域とからなる。なお、３つの二面支持領域は、接触領域及びその近辺で互いに領域が重複している。中央非接触領域は、３つの接触領域のうち所定の２つの接触領域によって決定される所定の二面支持領域と、該所定の２つの接触領域ではない残りの１つの接触領域との間に位置する。仮に、残りの１つの接触領域が存在せずに所定の二面支持領域のみが存在している場合においては、操作部の所定の二面支持領域外に対応する位置がタッチ操作された場合には、所定の二面支持領域を基準として、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が生じる。

しかしながら、三面支持領域の中央非接触領域は、所定の二面支持領域と前記残りの１つの接触領域との間に位置する。従って、該残りの１つの接触領域によって、所定の二面支持領域を基準として可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が阻止され、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が作用することがない。従って、操作面２ａの中央非接触領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が作用することがない。ひいては、操作部の三面支持領域に対応する位置のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が作用することがない。

以上のように、最大接触領域ＲＣに、当該タッチ操作された位置が含まれるのであれば、操作部のいずれの位置がタッチ操作された場合であっても、可動筐体３に、当該可動筐体３が固定部材４に対して回転するような力が作用することがない。すなわち、タッチ操作による力の方向が安定する。これにより、可動筐体３によって、バネ５３を付勢するときの力も安定し、更に安定した操作感を発生させることができる。従って、最大接触領域ＲＣに、当該タッチ操作された位置が含まれるのであれば、タッチ操作するときのタッチする位置に依る操作感の違いを著しく低減できるという本発明の効果が得られる。

また、本発明において、操作領域ＲＯが、最大接触領域ＲＣに厳密に含まれている必要はない。すなわち、「可動筐体３が固定部材４に対して回転する力が発生しない」又は「回転する力が発生した場合であっても、タッチ操作時の操作感の変化を感じさせない程度」であれば、最大接触領域ＲＣより操作領域ＲＯが大きいものであってもよい。この場合であっても、タッチ操作するときのタッチする位置に依る操作感の違いを著しく低減できるという本発明の効果が得られる。

また、タッチ操作によって可動筐体３が固定部材４に対して相対的に移動するときの図２又は図４の左右方向への移動距離は、タッチ操作の操作者が移動したことを感知できない又は感知できたとしてもタッチ操作にほぼ影響を与えない程度に設定することで（例えば、0.1〜0.5[mm]等）、タッチ操作装置の操作感を向上させることができる。また、タッチ操作によって、可動筐体３が固定部材４に対して相対的に移動したとき、これに伴って、操作領域ＲＯが移動すると共に、接触部（ＣＴ又はＣＴａ〜ＣＴｄ）が変化するので最大接触領域ＲＣが変化する。このように操作領域ＲＯが移動すると共に、最大接触領域ＲＣが変化した場合であっても、操作領域ＲＯが最大接触領域ＲＣに含まれるように、接触部（ＣＴ又はＣＴａ〜ＣＴｄ。ひいては、傾斜面３ｂ，４ａ，１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｄ）が配置されていると、更に効果的に安定した操作感を得ることができる。

また、第２実施形態のタッチ操作装置１０では、図３に示されるように、４つの第１傾斜面１３ａ〜１３ｄ及び４つの第２傾斜面１４ａ〜１４ｄが長方形の四隅に配置されているため、４つの接触部ＣＴａ〜ＣＴｄが長方形の四隅に配置されている。しかしながら、４つの接触部が長方形の四隅に配置されていないような場合、最大接触領域ＲＣは図５に例示されるようになる（図５は、操作面２ａ側から可動筐体３側に向かって見たときの、複数の接触部の互いの相対的な配置関係を概念的に示す図である）。

図５では、４つの接触部として、左上の接触部１０１、右上の接触部１０２、右下の接触部１０３、及び左下の接触部１０４がある。右上の接触部１０２は、左上の接触部１０１に対して図５の上側且つ右側に配置されている。右下の接触部１０３は、左上の接触部１０１に対して下側に配置されると共に、右上の接触部１０２に対して下側且つ左右方向が同一になるように配置されている。左下の接触部１０４は、右下の接触部１０３に対して上側且つ左側に配置されていると共に、左上の接触部１０１に対して下側且つ左側に配置されている。

このように４つの接触部１０１〜１０４が配置されているときの「４つの接触部１０１〜１０４の各々の縁によって画定される各々の領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域のうち最大の領域」とは、次に示される領域となる。当該領域の縁は、「左上の接触部１０１の左上の頂点１０１ａ」、「左上の接触部１０１の右上の頂点１０１ｂ」、「右上の接触部１０２の左上の頂点１０２ａ」、「右上の接触部１０２の右上の頂点１０２ｂ」、「右下の接触部１０３の右下の頂点１０３ｃ」、「右下の接触部１０３の左下の頂点１０３ｄ」、「左下の接触部１０４の左下の頂点１０４ｄ」、「左下の接触部１０４の左上の頂点１０４ａ」、及び「左上の接触部１０１の左上の頂点１０１ａ」の順番に、各々の頂点を線分で接続して得られる多角形となる。

また、接触部の数は、第１実施形態では１であり、第２実施形態では４であったが、これに限らず、２、３、又は５以上であってもよい。同様に、第１傾斜面及び第２傾斜面の数も、１又は４である必要はなく、２、３、又は５以上であってもよい。また、必ずしも、第１傾斜面と第２傾斜面とが同じ数である必要はない。例えば、第１部材に第１傾斜面を１つだけ設け、第２部材に、当該第１傾斜面に接触するように複数の第２傾斜面を設けてもよい。同様に、第２部材に第２傾斜面を１つだけ設け、第１部材に、当該第２傾斜面に接触するように複数の第１傾斜面を設けてもよい。更に、第１部材に複数の第１傾斜面を設け、第２部材に第１傾斜面の数とは異なる数の複数の傾斜面を設けてもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態においては、可動筐体３及び固定部材４の双方に傾斜面が設けられていたが、これに限らない。可動筐体３及び固定部材４のいずれか一方に１又は複数の傾斜面が設けられ、固定部材４及び可動筐体３のうち傾斜面が設けられていない方が、傾斜面に接触するように構成（例えば、先端が球形状等）されていてもよい。

また、接触部は、操作部側から第１部材側に向かって見たときの、接触部の各々の縁によって画定される各々の領域の形状が長方形となるように形成されている必要はなく、他の形状となるように形成されていてもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態において、表示部７が設けられているが、所謂タッチセンサ等のように表示部７が設けられていなくともよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態において、バネ５３の付勢によって、可動筐体３が初期位置よりも当該バネ５３の付勢方向に位置することを防止するために、係止部材６が設けられているが、係止部材６を設けなくてもよい。この場合には、係止部材６が無くとも可動筐体３が初期位置に配置されるように、「バネ５３の付勢する力」又は「タクトスイッチ５を構成する各部材の大きさ」等を調整すればよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態において、バネ５３は、図２及び図４の左側から右側に向かって付勢しているが、付勢する方向はこれに限らない。バネ５３が、可動筐体３を、第２傾斜面（４ａ又は１４ａ〜１４ｄ）に沿って、図２及び図４の右上方向（本発明における所定の方向）に向かって移動するように付勢していればよい。例えば、第２傾斜面に平行な方向に付勢するようなものであってもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、バネ５３を板バネで構成したが、これに限らず、弾性的に付勢することが可能なものであればコイルスプリング等どのようなものであってもよい。

また、本発明のタッチ操作装置は、機器に取り付けられた状態において、操作面２ａがいずれの方向を向いていてもよい。例えば、上側から下側に向かってタッチ操作するものであってもよいし、下側から上側に向かってタッチ操作するものであってもよいし、横方向に向かってタッチ操作するものであってもよいし、又は斜め方向に向かってタッチ操作するものであってもよい。

１…タッチ操作装置（第１実施形態のタッチ操作装置）、２ａ…操作面（操作部）、３…可動筐体（第１部材）、３ｂ…第１傾斜面（１の傾斜面）、４…固定部材（第２部材）、４ａ…第２傾斜面（１の傾斜面）、５３…バネ（付勢部材）、６…係止部材、１０…タッチ操作装置（第２実施形態のタッチ操作装置）、１３ａ〜１３ｄ…４つの第１傾斜面（複数の第１傾斜面）、１４ａ〜１４ｄ…４つの第２傾斜面（複数の第２傾斜面）。

Claims (3)

1. タッチ操作可能な操作部を有する第１部材と、
   前記第１部材を弾性的に付勢する付勢部材と、
   前記タッチ操作及び前記付勢部材によって前記第１部材が移動することで、該第１部材との相対的な位置が変化する第２部材とを備え、
   前記第１部材又は前記第２部材は、所定の方向に向かって前記操作部から離れるように傾斜すると共に、前記第２部材又は前記第１部材と接触する１又は複数の傾斜面を有し、
   前記第１部材は、前記操作部がタッチ操作されたときに、前記傾斜面に沿って移動し、
   前記付勢部材は、前記第１部材を、前記タッチ操作されたときに前記第１部材が移動する方向とは反対方向に、前記第１部材が移動するように付勢していることを特徴とするタッチ操作装置。
2. 請求項１に記載のタッチ操作装置において、前記傾斜面と前記第２部材又は前記第１部材とが接触している１又は複数の接触部は、前記操作部側から前記第１部材側に向かって見たときに、前記１の接触部の縁によって画定される１の領域、又は前記複数の接触部の各々の縁によって画定される複数の領域の各々の領域内の全ての点を互いに線分で結んだときに縁が画定される領域のうち最大の領域に、前記操作部の縁によって画定される領域が含まれるように配置されることを特徴とするタッチ操作装置。
3. 請求項１又は２に記載のタッチ操作装置において、前記付勢部材の付勢によって、前記第１部材が、前記第１部材と前記第２部材との相対的な位置関係によって決定される所定の位置よりも前記付勢部材の付勢方向側に移動することを防止する係止部材が配置されていることを特徴とするタッチ操作装置。