JP2019017155A - 入力装置 - Google Patents

入力装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019017155A
JP2019017155A JP2017131592A JP2017131592A JP2019017155A JP 2019017155 A JP2019017155 A JP 2019017155A JP 2017131592 A JP2017131592 A JP 2017131592A JP 2017131592 A JP2017131592 A JP 2017131592A JP 2019017155 A JP2019017155 A JP 2019017155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
substrate
input device
detection member
operation unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017131592A
Other languages
English (en)
Inventor
澤田 昌樹
Masaki Sawada
昌樹 澤田
孝平 不動
Kohei FUDO
孝平 不動
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2017131592A priority Critical patent/JP2019017155A/ja
Publication of JP2019017155A publication Critical patent/JP2019017155A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、より確実に入力できる入力装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、筐体50と、操作部10と、変換部20とを有している。操作部10は、筐体50に対して回転する。変換部20は、基板21と、起動部22とを有している。起動部22は、操作部10の回転と連動して第1の方向と、第2の方向とを交互に移動する。第1の方向は、操作部の回転軸方向に沿っており、第2の方向に対して逆向きである。また、起動部22は、第1の方向また第2の方向のいずれか一方に移動することで、基板を振動させる。基板は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。【選択図】図1

Description

本発明は、操作部から入力された情報を検出して出力する入力装置に関する。
従来の入力装置として、例えば、特許文献1が知られている。従来の入力装置は、筐体と、操作部と、変換部とを有している。操作部は、筐体に対して回転するように配置されている。変換部は、基板と、起動部とを含んでいる。起動部は、操作部の回転と同じ回転方向に移動する。また、起動部は、操作部の回転方向に基板を弾いて振動させる。振動発電素子は、基板に形成されており、振動エネルギーを電気エネルギーへと変換する。そして、変換部は、電気エネルギーを電気信号として出力する。
ここで、起動部は、たとえば歯車やピックである。そして、起動部は、操作部の回転と連動して基板の変形方向と同じ方向へ移動する。つまり、
ピックや歯車の基板に対する移動方向は、基板の変形方向と同じ方向である。
また、変換部から出力される電気信号は、高い電圧であることが好ましい。言い換えれば、高い電圧を得るためには基板の変形量を大きくすることが必要である。そのため、従来の入力装置は、歯車の間隔を広げる方法や、基板に深く歯車やピックを接触させる方法などによって、基板の変形量を大きくしている。
特開2009−222461号公報
しかしながら、歯車の間隔を広げる場合、歯車の大きさは大きくなる。また、基板に深くピックや歯車を接触させる場合、振動発電素子を形成できる基板の面積が減少するため、大きな電力を得にくくなる。したがって、そのぶん基板を大きくすることが必要である。
そのため、従来の入力装置は、小さくすることが難しいという課題を有している。そこで、本発明は、小さく、かつ変換部から高い電圧を出力できる入力装置を提供する。
本発明は、筐体と、操作部と、変換部とを有している。操作部は、筐体に対して回転する。変換部は、基板と、起動部とを有している。起動部は、操作部の回転と連動して第1の方向と、第2の方向とを交互に移動する。ここで、第1の方向は、操作部の回転軸方向に沿っている。また、第2の方向は、第1の方向に対して逆向きである。
起動部は、第1の方向また第2の方向のいずれか一方に移動することで、基板を振動させる。基板は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。そして、変換部は、電気信号を出力する。
本発明は、回転方向と異なる方向に基板を変形させている。そのため、本発明は、基板の変位量を大きくしやすくなる。よって、本発明は、大きさの増加を抑制しつつも、変換
部から出力される電圧を高められる入力装置を提供できる。
入力装置の展開斜視図 入力装置の断面図 入力装置の断面図 入力装置の簡略化した回路図 上面視における検出部の模式図 上面視における検出部の変形例の模式図
発明を実施するための形態の説明に先立って、入力装置に対する要求について説明する。近年、入力装置の無線化が進んでいる。無線化された入力装置の多くは、一次電池や二次電池などの電池を用いて駆動している。このような入力装置の電池残量を把握することは難しく、入力装置の使用中に電池切れを生じることがある。
また、近年、無線通信を行うために必要な電力量は抑制されてきている。そのため、入力装置は、一度の電池交換によって長期間の使用できる。しかしながら、使用期間の長期化は、電池の劣化などによって液もれなどを引き起こすことがある。また、使用者が、電池交換した時期を忘れてしまうなどして意図せず使用中に電池切れを生じることもある。
そこで、電池を使用せず無線で通信できる入力装置の開発が求められている。このような入力装置は、例えば、電池の代わりに電源となる振動発電素子を内蔵している。振動発電素子は、振動によって生じる力学的または磁気的な歪みを利用して発電する。
振動発電素子は、たとえば、圧電素子や磁歪素子などである。このような素子は、たとえば、セラミックスなどの靱性の低い材料であるため、弾性を有した基板上に形成されている。そして、振動発電素子は、基板が弾かれることで生じた力学的歪みや磁気的歪みによって発電する。ここで、振動発電素子は、基板が大きく歪むほど高い電圧を発生させる。そして、入力装置は、振動発電素子が発生した電気エネルギーを電気信号として用いている。
使用者は、より確実に入力できる入力装置を欲している。言い換えれば、高い電圧の電気信号を発生できる入力装置が望まれている。さらに、使用者は、入力装置に小型であることを望んでいる。そこで、本発明は、大きさの増加を抑制しつつも、変換部から出力される電圧を高められる入力装置を提供する。
図1を参照して入力装置100の概要を説明する。図1は、入力装置の展開斜視図である。入力装置100は、筐体50と、操作部10と、変換部20とを有している。
操作部10は、筐体50に対して回転するように配置されている。そして、操作部10は、回転による運動エネルギーを変換部20へと伝達する。
変換部20は、基板21と、起動部22とを有している。起動部22は、操作部10と連動して第1の方向と第2の方向とを交互に移動するように配置されている。
ここで、第1の方向は、操作部の回転軸方向に沿っている。また、第2の方向は、第1の方向に対して逆向きである。すなわち、第1の方向と第2の方向とは、操作部10の回転軸方向に沿っている。
起動部22は、基板21を第1の方向と第2の方向のいずれか一方に移動させ、基板21を振動させる。基板21は、振動することによって電力を出力する。言い換えれば、基板21は、振動エネルギー電気エネルギーへと変換する。
次に、入力装置100の動作について説明する。操作部10は、たとえば、ユーザなどによる操作によって回転される。起動部22は、この操作によって伝達された運動エネルギーによって移動する。
起動部22は、第1の方向へ移動した後に第2の方向へと移動したり、第2の方向へ移動した後に第1の方向へと移動したりする。言い換えれば、起動部22は、第1の方向と第2の方向とに移動の方向を交互に変化する。すなわち、起動部22は、回転軸方向に沿って往復運動をする。そして、起動部22は、基板21を第1の方向と第2の方向のいずれか一方の方向へと移動する。
起動部22による移動によって、基板21は、起動部22の移動方向へ反るようにして変形する。そのため、基板21には、元の状態へと戻ろうとする復元力が発生する。そして、基板21が変形した状態から元の状態へと戻る際に、基板21は振動する。
起動部22は、操作部10の回転軸方向へ基板21を移動させている。そして、基板21は、起動部22の移動方向へと変形する。つまり、操作部10の回転方向と基板21の変形方向とは異なっている。
このように、入力装置100は、操作部10の回転方向と基板21の変形方向とを一致しないよう設計されている。そのため、基板21の変形量を増大させたとしても、起動部22の大きさの増加を抑制できる。そのため、入力装置100は、大きさの増加を抑制しつつも、変換部から出力される電圧を高められる。よって、入力装置100は、より確実に入力できる。
さらに、図2A・図2B・図3・図4Aを参照して入力装置100について詳細に説明する。図2Aと図2Bとは、入力装置の断面図である。図3は、入力装置の簡略化した回路図である。図4Aは、上面視における検出部の模式図である。入力装置100は、検出部30と、判定部40をさらに有している。検出部30は、回路基板32Cを有している。また、変換部20は、接触部22Gを有している。
(筐体50)
筐体50は、一端を塞がれた筒状の収納部51と、収納部51の他端を塞ぐように取り付けられたカバー部52と、収納部51に形成された凹凸部53とを有している。
収納部51とカバー部52とは、樹脂部材で別体に形成されている。凹凸部53は、樹脂部材で形成され、収納部51と一体に形成されている。
なお、凹凸部53は、収納部51と別体に形成してもよい。また、凹凸部53は、カバー部52に形成してもよい。この場合、凹凸部53は、カバー部52と一体に形成してもよく、別体に形成しても良い。
なお、収納部51やカバー部52や凹凸部53の一部または全ては、金属部材・セラミクス部材・木材・炭素材・合金・ガラスなどで形成しても構わない。さらに、収納部51とカバー部52と凹凸部53とは、それぞれ別の材料で形成された構成でもよい。
このように、収納部51とカバー部52とが、それぞれ別の材料で形成することにより
質感や美観の自由度を向上できる。また、筐体50は、収納部51に対してカバー部52を開閉可能に一体に形成してもよい。収納部51とカバー部52とを一体に形成することで、収納部51とカバー部52とを別々に部品管理する手間を削減できる。
収納部51は、角を面取りされた四角筒の第1の壁部51Bと、第1の壁部51Bの一端に繋がれた第1面51Aとを有している。つまり、筒状の第1の壁部51Bは、一端を第1面51Aで塞がれている。また、筒状の第1の壁部51Bは、第1面51Aと一体に形成されている。さらに、収納部51は、第2の壁部51Cを筒内に有している。
収納部51は、第1の壁部51Bの角を面取りしたことによって、落下などによる衝撃の集中や、衣類のポケットなどに入れた場合の繊維のほつれなどの発生を抑制できる。
なお、収納部51の形状は、四角筒である必要はなく、例えば三角筒や五角筒のようなその他の角筒や、円筒であってもよい。また、収納部51は、第1の壁部51Bと第1面51Aとを別体に形成してもよく、角を面取りしなくてもよい。
以降、方向は、「下方」・「下端」などの「下」を示す用語や、「上方」・「上端」などの「上」を示す用語によって説明される。「下」の示す方向は、収納部51の開口側からみて収納部51の底(第1面51A)へ向かう方向であり、「上」の示す方向は、第1面51Aからみて収納部51の開口側へ向かう方向である。また、これに伴い、第1の方向は下方向、第2の方向は上方向とする。しかしながら、これらの方向は、使用方法などによって限定されるものではない。
第1面51Aは、変換部20よりも下方に配置されている。また、第1面51Aは、後述する第2面52Aと変換部20を介して向かい合っている。第1面51Aは、第1面51Aの外縁の全周にわたり第1の壁部51Bの下端と繋がっている。第1面51Aは、第1面51Aの外縁よりも内側で第2の壁部51Cの下端とも繋がっている。第1の壁部51Bは、第1の壁部51Bの下端で第1面51Aの外縁の全周と繋がり、第1面51Aよりも上方に向かって伸びている。
第2の壁部51Cは、円筒である。そして、第2の壁部51Cは、第2の壁部51Cの下端の全周で第1面51Aの外縁よりも内側で第1面51Aと繋がり、第1面51Aよりも上方に向かって伸びている。第2の壁部51Cの上端は、第1の壁部51Bの上端よりも下方に位置している。
また、第2の壁部51Cは、後述する回路基板32Cを回転可能に保持する。そのため、第2の壁部51Cの上端は、回路基板32Cの厚み分だけ第1の壁部51Bの上端よりも下方に位置していると好ましい。さらに、第2の壁部51Cは、回路基板32Cに設けられている電子部品の厚みを考慮した分だけ下方に位置しているとより好ましい。
第1の壁部51Bの上端と第2の壁部51Cの上端との間に高低差を設けることにより、収納部51にカバー部52を装着した際に回路基板32Cにかかる負荷を抑制できる。
なお、第2の壁部51Cは、回路基板32Cを保持できる形状であればよく、たとえば角筒などの形状であってもよい。また、第2の壁部51Cは、筒状(開口側からみて環状)である必要もなく、例えば、C字状やトラック形状やトラック形状の直線部位を除いたような形状としてもよい。
また、第2の壁部51Cは、たとえば、第1面51Aに上方へ凸となった底部をさらに形成して第2の壁部51Cを繋げるなど、第1の壁部51Bとは異なる底部に繋がっても
よい。
また、第2の壁部51Cは、たとえば、第2の壁部51Cの上端を第1の壁部51Bの上端よりも下方に位置するよう第2の壁部51Cと一体または別体に形成してもよい。
また、第2の壁部51Cは、たとえば、第2の壁部51Cの第1の壁部51B側で第1の壁部51Bと結合して保持されている構成などすることで、第1面51Aに繋がっていなくてよい。
なお、第2の壁部51Cを設けず、第1の壁部51Bが、第2の壁部51Cの代わりになっていてもよい。この場合、第1の壁部51Bは、円筒状であると好ましく、回路基板32Cを回転保持可能な程度に、たとえば溝やレールなどのガイド機構や突起などを第1の壁部51Bに形成されていると好ましい。
カバー部52は、第2面52Aと、4つの留部52Bと、軸受52Cとを有している。第2面52Aと、4つの留部52Bと、軸受52Cとは、一体に形成されている。第2面52Aは、変換部20よりも上方に配置されている。また、第2面52Aは、変換部20を介して第1面51Aと向かい合っている。
第2面52Aの形状は、面取りされた四角形であり、上方からみた第1の壁部51Bの外枠形状と同じである。第2面52Aの外寸は、第1の壁部51Bの外寸と同じか少し大きい。そのため、第2面52Aは、収納部51を被覆でき、ほこりなどの収納部51への進入を抑制できる。
留部52Bは、第2面52Aの外縁一辺の各々と繋がり、第2面52Aよりも下方に向かって伸びている。軸受52Cは、第2面52Aの中央に形成され、第2面52Aから上方側へ突出している。そして、軸受52Cには、第2面52Aを貫通する円形の貫通孔が形成している。そのため、軸受52Cは、第2面52Aよりも分厚くなっており、後述する操作軸11の軸ぶれを抑制できる。
なお、カバー部52は、第2面52Aと留部52Bと軸受52Cとが一体でなくてもよい。例えば、カバー部52は、第2面52Aに留部52Bを別体に設けてもよい。
なお、第2面52Aの形状は、四角形などの多角形やトラック形状などに形成したり、大きさを内幅と同じ・内幅より少し小さく・内幅より大きくしたりしてもよい。
なお、留部52Bは、4つである必要はなく、第2面52Aの外縁一辺につき1つある必要もなく、例えば、対向する位置にのみ留部52Bを設けてもよい。また、留部52Bは、カバー部52を収納部51に固定できれば、たとえば糊・接着剤・粘着テープなどの接着層、ネジ・針などの固定部材であってもよい。
なお、第2面52Aと留部52Bとの間に曲げ部が形成されていてもよい。この場合また、曲げ部の第2面52Aに対する曲げ角は、収納部51側へ90度以上曲がっているとよい。
なお、軸受52Cは、第2面52Aの中央に形成されていなくてもよい。また、軸受52Cは、第2面52Aから下方側に突出していてもよい。また、軸受52Cは、第2面52Aから上方や下方に突出していなくてもよく、第2面52Aに形成された貫通孔によって第2面52Aと一体となっていてもよい。
なお、軸受52Cの貫通孔の形状は、円形以外の形状でもよいが、軸受52Cが円形に近い形状であるほど、軸受52Cは後述する操作軸11との間に働く摩擦力を抑制できたり、操作軸11の軸ぶれを抑制できたりする。
カバー部52は、収納部51に次のように取り付けられている。カバー部52は、第2面52Aの下面を第1の壁部51Bの上端を接触させ、収納部51の開口された他端を塞ぐようにして配置される。図示していないが、第1の壁部51Bの外側には留部52Bで留められるように突出した4つの突起部(図示さず)が形成されている。そして、カバー部52は、留部52Bと、留部52Bと対応する各々の突起部とを嵌め合わせることによって収納部51固定される。
凹凸部53は、複数の凹部53Aと、複数の凸部53Bとを有している。凹部53Aと凸部53Bとは、交互に並んで円環状に配置されている。さらに、凹部53Aと凸部53Bとは、筐体50の第1面51Aと一体に形成されている。また、凸部53Bは、後述する接触部22Gに向かって曲面凸状に形成されている。複数の凸部53Bを形成することによって、一回転あたりの発電効率を向上できる。
なお、凹凸部53は、第1面51Aとは別体に構成されていてもよい。凹凸部53を別体に構成する場合は、第2の壁部51Cは円筒状に形成し、さらに、凹凸部53をはめ込み可能な円弧状(C字型)や円環状として形成するとよい。また、凹凸部53を第1面51A側に形成する必要もなく、たとえば第2面52Aと一体に形成または別体に構成してもよい。また、凸部53Bは、複数形成しなくてもよく1つであってもよい。
さらに、凹凸部53は、接触部22Gの軌道上で、接触部22Gと接触可能に配置されていればよい。接触部22Gの軌道上とは、接触部22Gが操作部10の移動によって動ける範囲のことであり、たとえば、接触部22Gが円弧に沿って移動するならば円弧状の軌道、直線に沿って移動するならば直線状の軌道となる。
このように構成された筐体50は、収納部51への塵や埃など異物の進入を抑制し、収納部51に対するカバー部52の位置ずれを抑制できる。さらに、第2面52Aの下面を第1の壁部51Bの上端との間にゴムパッキンなどの弾性体を配置し、第2面52Aの下面と第1の壁部51Bの上端とをゴムパッキンに接触させて取り付けてもよい。このように構成することで、筐体50は、筐体50内への異物の進入をより抑制できる。
なお、筐体50は、第1の壁部51Bの内側で留部52Bによって収納部51とカバー部52とを留めたり、第2面52Aの下側と第1の壁部51Bの上端とを固定部材で留めたり、第2面52Aの下側と第1の壁部51Bの上端との間に粘着材を配置して留めたりしてもよい。このように構成することで、筐体50は、第1の壁部51Bの外側をよりフラットに構成できる。そのため、筐体50は、外観の自由度を向上できる。
(操作部10)
操作部10について説明する。操作部10は、操作軸11と、入力部12とを有している。操作部10と操作軸11とは、それぞれ樹脂部材で別体に形成されている。操作軸11は、軸受52Cに挿入されている。そして、操作部10は、操作軸11の上端と入力部12の下方とを嵌め合わせて、操作軸11と入力部12とを機械的に結合して構成されている。そのため、入力部12は、筐体50に対して回転して移動できる。
操作部10は、樹脂部材で形成されているため外力による変形を抑制できる。また、操作部10は、操作軸11と入力部12とを別体としているため、部品の保管に必要な体積を一体とした場合に比べて小さくできる。
なお、操作軸11や入力部12は、金属部材・セラミクス部材・木材・炭素材・合金・ガラスなどで形成されていてもよく、それぞれを別の材料で形成してもよい。このように、筐体50を形成する材料を変えることにより、質感や美観の自由度を向上できる。
なお、操作部10は、操作軸11と入力部12とを一体に形成して構成してもよい。これにより、生産者は、操作部10の部品管理に要する手間を抑制できる。
なお、「回転」は、筐体50に対して入力部12が所定の回転角をもって運動することであり、筐体50に対して入力部12が回転角360度以上で運動することを限定しない。つまり、入力部12は、筐体50に対して回転角360度未満に運動してもよい。
(変換部20)
変換部20について説明する。変換部20は、基板21と、起動部22と、整流部23とを有している。基板21は、起動部22に保持されている。起動部22は、凹凸部53に接触しながら移動可能に設けられている。
起動部22は、操作部10と連動して、凹凸部53に接触しながら回転移動する。そのため、起動部22は、上下に運動しつつ回転して移動する。起動部22は、起動部22の上下運動を基板21に伝える。
基板21は、発電素子(図示せず)を有している。これにより、基板21は、起動部22の上下運動によって刺激され、交流電圧(交流電力)を出力する。また、基板21は、整流部23と電気的に接続されている。そのため、発生した交流電圧は、整流部23によって整流され交流電圧(直流電力)として検出部30へ出力する。
基板21は、第1基板面21Aと、第1基板面21Aの反対側に第2基板面21Bとを有している。つまり、たとえば、第1基板面21Aが上面(または表面)であるならば、第2基板面21Bは下面(または裏面)になる。また、たとえば、第1基板面21Aが下面(または裏面)であるならば、第2基板面21Bは上面(または表面)となる。基板21は、たとえばステンレス(SAS)などの合金鋼を弾性のある薄板状に形成された板バネである。
発電素子は、力(例えば、応力など)または歪み(例えば、磁気的歪み、力学的歪みなど)を受けて電圧を発生させる受動素子である。そして、発電素子は、第1基板面21Aと第2基板面21Bとのそれぞれの面に薄膜として形成されている。このように発電素子を基板21に形成することにより、基板21は、熱応力による基板21の曲がりを抑制できる。
なお、発電素子は、第1基板面21Aにのみ形成されていてもよく、第2基板面21Bのみに形成されていてもよい。つまり、発電素子は、第1基板面21Aと第2基板面21Bの少なくとも一方に形成されていればよい。
基板21は、起動部22に固定された固定端部21Cと、振動可能な自由端部21Dと、基板21の自由端部21D側に配置された錘21Eとをさらに有している。基板21は、固定端部21Cで起動部22に固定されている。発電素子は、固定端部21Cで起動部22と電気的に接続されている。
錘21Eは、基板21の振動周波数を調整する。振動周波数は、錘21Eの基板21における位置や、重量によって調整される。基板21は、錘21Eの位置を変えて振動周波
数を容易に調整するための調整機構を有していてもよい。調整機構は、たとえばスライダやガイド溝である。なお、錘21Eは、鉄や磁石などの磁性体材料を所定の形状に成形することによって構成している。
なお、発電素子は、第1基板面21Aや第2基板面21Bの全面に形成されている必要はない。つまり、発電素子は、第1基板面21Aや第2基板面21Bに非連続に形成されていてもよい。また、発電素子は、薄膜状に形成されている必要もない。たとえば、第1基板面21Aや第2基板面21Bにスロット状の溝が形成し、そのスロット内に嵌めこまれるように発電素子が形成されてもよい。
このように構成した場合、発電素子が部分的に壊れたとしても、基板21全体を交換する必要がなく、壊れた発電素子のみを交換すればよいため、容易に基板21を修理できる。
また、第1基板面21Aや第2基板面21Bに部分的に発電素子の形成されていない領域があってもよい。この場合、発電素子の形成されていない領域は、後述する磁石22Dと接触する位置に形成されていると特によい。これにより、脆い発電素子が、磁石22Dによって破壊されることを抑制できる。
また、錘21Eは、磁石であってもよい。この場合、磁石22Dは、磁性体金属や、錘21Eとして用いた磁石に対して磁気的に吸着可能な極性関係にある磁石を用いるとよい。
起動部22は、基板保持部22Aと、磁石保持部22Bと、復帰ばね22Cと、磁石22Dと、ストッパー22Eと、回転軸接合部22Fとを有する。基板保持部22Aと磁石保持部22Bとは別体であり、復帰ばね22Cによって機械的に結合されている。そして、基板保持部22Aは、磁石保持部22Bを基板保持部22Aに対して回転可能に保持している。復帰ばね22Cは、例えば、つるまきばねである。なお、復帰ばね22Cは、凹凸部53に向かって磁石保持部22Bを押圧していてもよい。
基板保持部22Aは、基板21の固定端部21Cを保持して、基板21を固定している。また、基板保持部22Aは、たとえばフレキシブルプリント基板(FPC)などの接続部材(図示せず)を有している。そして、基板保持部22Aの接続部材は、基板21の発電素子と、後述する回路基板32Cとを電気的に接続している。
磁石保持部22Bは、基板保持部22Aよりも自由端部21Dの近くに配置されている。そして、磁石保持部22Bは、基板21の第1基板面21Aよりも上方で磁石22Dを保持している。磁石保持部22Bは、磁石保持部22Bの下に接触部22Gをさらに有している。すなわち、起動部22は、接触部22Gをさらに有している。
接触部22Gは、磁石保持部22Bと一体に形成されている。また、接触部22Gは、前述の凹凸部53に向かって膨らんだ曲面凸状に形成されている。
なお、接触部22Gの磁石保持部22Bに対する位置は、凹凸部53の位置によって決まる。そのため、接触部22Gは、磁石保持部22Bの下方になくてもよい。たとえば、凹凸部53がカバー部52の第2面52Aに設けられている場合、接触部22Gは、磁石保持部22Bの上方に配置される。
ストッパー22Eは、基板保持部22Aによって一端を保持され、基板21よりも上方に位置している。ストッパー22Eは、基板21に沿って延びており、磁石保持部22B
よりも固定端部21C側に固定されていない他方の端を有している。そして、ストッパー22Eの他方の端は、基板21側に曲げられている。
なお、ストッパー22Eの基板21に対する位置は、後述する接触部22Gの磁石保持部22Bに対する位置によって決まる。たとえば、接触部22Gが磁石保持部22Bの上方に形成されているならば、ストッパー22Eの基板21に対する位置は下方である。つまり、ストッパー22Eの基板21に対する位置は、接触部22Gの磁石保持部22Bに対する位置とは逆の関係となる。言い換えれば、後述の入力装置100の動作で説明するように、ストッパー22Eの磁石保持部22Bに対する位置は、基板21が磁石により引っ張られる方向によって決まる。
回転軸接合部22Fは、操作部10の操作軸11と、嵌め合わせやネジなどによって機械的に結合している。また、回転軸接合部22Fは、ストッパー22Eよりも上方で基板保持部22Aとも同様に、機械的に結合している。
なお、回転軸接合部22Fは、操作軸11と一体に形成されていてもよい。このように回転軸接合部22Fを形成することにより部品点数を削減でき、部品管理の手間を簡素化できる。
基板保持部22A・磁石保持部22B・ストッパー22E・回転軸接合部22Fは、樹脂材料や金属材料などによって構成できる。特に、起動部22は磁石を有する構成であるため非磁性体材料を用いて構成すると信頼性を向上できて特によい。また、復帰ばね22Cは、ステンレス鋼などの金属製のばねであり、磁石22Dは永久磁石である。
整流部23は、基板21の発電素子と電気的に接続している。そして、整流部23は、発電素子の発生した交流電圧(交流電力)を直流電圧(直流電力)へと変換する。つまり、整流部23は、交流から直流へと変換する整流回路(図示せず)を有している。整流回路は、例えば、ダイオードなどを用いて構成した、全波式整流回路や半波式整流回路である。整流回路が全波式整流回路である場合、交流から直流の変換効率が向上するため、電力消費量を抑制できる。
なお、基板21を固定し、凹凸部53が回転するように構成してもよい。すなわち、接触部22Gが、凹凸部53に対して絶対的に移動せず、凹凸部53に対して相対的に移動する構成であればよい。このように変換部20を構成することによって、変換部20は、間欠的な電気エネルギーを発生できる。
(検出部30)
検出部30について説明する。検出部30は、押圧部31と、センサ32とを有している。押圧部31は、操作部の移動と連動して、第1の移動方向や第2の移動方向に移動可能に設けられている。第1の移動方向と第2の移動方向は、互いに逆向きである。たとえば、押圧部31が回転移動する場合で、上面視での第1の移動方向が時計回り(右回り)であるならば上面視での第2の移動方向は反時計回り(左回り)である。
押圧部31は、操作軸11と一体に形成されている。そのため、操作軸11に嵌め合わせられている入力部12の回転方向と押圧部31の移動方向とは、一致して対応している。言い換えると、入力部12の移動方向が第1の移動方向であれば押圧部31の移動方向は第1の移動方向であり、入力部12の移動方向が第2の移動方向であれば押圧部31の移動方向は第2の移動方向である。
なお、押圧部31は、操作軸11と一体に構成されている必要はなく、別体でもよい。
また、第1の移動方向や第2の移動方向は、互いに逆向きの方向であれば回転方向である必要もない。たとえば、上面視での押圧部31が直線移動する場合で、上面視での第1の移動方向が右であるならば上面視での第2の移動方向は左であり、上面視での第1の移動方向が前ならば上面視での第2の移動方向は後である。そのため、押圧部31と操作軸11とを別体で構成する場合は、操作軸11に嵌め合わせられている入力部12の回転方向と押圧部31の移動方向との間に対応関係があればよい。たとえば、操作軸11を歯車状に、押圧部31を歯切りのある平板状(または棒状)に形成して機械的に接続したラック・アンド・ピニオンとしたり、操作軸11の少なくとも一部にフランジ部を設けて、スライド可能に配置された押圧部31と機械的に接続したピストン・クランク機構としたりしても、入力部12の回転方向と押圧部31の移動方向との間に対応関係があればよい。このような機構は、操作軸11の回転運動を押圧部31の直線運動に変換できる。また、たとえば、操作軸11と押圧部31との間を、歯車機構などで機械的に繋いでも入力部12の回転方向と押圧部31の移動方向との間に対応関係があればよい。このような機構は、操作軸11と押圧部31の移動方向とを逆向きに変換できる。特に、回転方向を逆向きに変換する歯車機構として、たとえば遊星歯車機構などが知られている。
センサ32は、変換部20と電気的に接続されている。そして、センサ32は、押圧部31によって押圧部31の移動方向に向かって押圧できるように配置されている。押圧部31によって押圧されたセンサ32は、変換部20から供給される電力を、押圧部31の移動方向を示す検出信号として出力する。
このように検出部30は構成されている。押圧部31の移動方向と操作部10の移動方向とは対応しているため、センサ32の検出信号から操作部10の移動方向を正確に検出できる。
検出部30について、より詳細に説明する。センサ32は、第1の検出部材32Aと、第2の検出部材32Bと、回路基板32Cとを有している。押圧部31は、第1の移動方向へ移動した場合に第1の検出部材32Aを押圧する第1の押圧面31Aと、第2の移動方向へ移動した場合に第2の検出部材32Bを押圧する第2の押圧面31Bとを有している。なお、第1の押圧面31Aや第2の押圧面31Bは、それぞれひとつの面で構成されていなくてもよい。
第1の検出部材32Aと第2の検出部材32Bとは、変換部20と判定部40との間で電気的に接続されている。そして、第1の検出部材32Aは、押圧部31の第1の押圧面31Aに押圧されることで変換部20からの電力を第1の検出信号として出力する。また、第2の検出部材32Bは、押圧部31の第2の押圧面31Bに押圧されることで変換部20からの電力を第2の検出信号として出力する。
第1の検出部材32Aを経由した後の変換部20からの電力(第1の検出信号)が、第2の検出部材32Bを経由した後の変換部20からの電力(第2の検出信号)と電気的に交わることのないよう、第1の検出部材32Aと判定部40との間、第2の検出部材32Bと判定部40との間は、それぞれ独立した回路となっている。つまり、少なくとも第1の検出部材32Aから判定部40と第2の検出部材32Bから判定部40間は電気的に並列に接続されている。
なお、変換部20から第1の検出部材32Aを経由し判定部40へと至る回路と、変換部20から第2の検出部材32Bを経由し判定部40へと至る回路とを、それぞれ独立した回路として設けてもよい。この場合においても、第1の検出部材32Aから判定部40と第2の検出部材32Bから判定部40間は電気的に並列に接続されているとみなせる。
第1の検出部材32Aは、押圧部31が第1の移動方向へ移動する場合に、第1の押圧面31Aによって押圧されるように、回路基板32C上に配されている。そして、第1の検出部材32Aは、回路基板32Cの回路パターン(図示せず)とはんだや導電接着剤や導電ペーストなどによって固定され、電気的に接続されている。
第2の検出部材32Bは、第2の移動方向へ移動する第2の押圧面31Bによって押圧されるよう回路基板32C上に配されている。そして、回路基板32Cの回路パターン(図示せず)とはんだや導電接着剤や導電ペーストなどによって固定され、電気的に接続されている。
つまり、第1の検出部材32Aは、第1の押圧面31Aよりも第1の移動方向側に位置するように回路基板32C上に配置され、第2の検出部材32Bは、第2の押圧面31Bよりも第2の移動方向側に位置するように回路基板32C上に配置されている。このような配置としては、例えば、図4Aに示すような第1の検出部材32Aと第2の検出部材32Bとが押圧部31を挟んで対向する配置などが挙げられる。
なお、図4Aの配置例では、第1の押圧面31Aと第1の検出部材32Aとはほぼ平行に配置されている。また、第2の押圧面31Bと第2の検出部材32Bとはほぼ平行に配置されている。しかしながら、第1の検出部材32Aが第1の押圧面31Aに対して傾きを有して配置されていてもよく、第2の検出部材32Bが第2の押圧面31Bに対して傾きを有して配置されていてもよい。これにより、第1の押圧面31Aは、第1の検出部材32Aをより押圧しやすくなり、第2の押圧面31Bは、第2の検出部材32Bをより押圧されやすくなる。
また、第1の押圧面31Aや第2の押圧面31Bに、それぞれ傾斜面や突起部を設けてもよい。たとえば、第1の押圧面31Aが、少なくとも第1の検出部材32Aに対応する位置に傾斜面を有していてもよく、第2の押圧面31Bが、少なくとも第2の検出部材32Bに対応する位置に傾斜面を有していてもよい。これにより、第1の押圧面31Aは、第1の検出部材32Aをより押圧しやすくなり、第2の押圧面31Bは、第2の検出部材32Bをより押圧されやすくなる。
回路基板32Cは、絶縁樹脂基板上に回路パターン(図示せず)が形成されている。回路パターンは、変換部20から検出部30(第1の検出部材32A・第2の検出部材32B)を介して判定部40へと繋がるように形成されている。そして、回路基板32Cは、収納部51の第2の壁部51Cの上端に配置され、回転軸接合部22Fと操作軸11とによって挟まれて回転可能に保持されている。そして、回路基板32Cには、第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bが配置されている。
このように構成されているため、回路基板32Cは、押圧部31によって押圧された第1の検出部材32Aまたは第2の検出部材32Bとともに、押圧部31の移動方向へ移動できるようになっている。そして、回路基板32Cを用いることによって、回路ごと回転できるため導線の絡み合いなどを避けることができ信頼性が向上する。また、操作軸11が軸ぶれしたとしても、第2の壁部51Cと回転軸接合部22Fとによって上下方向の動きが規制されている。そのため、回路基板32Cが、傾いてしまうことや、操作部10の軸ぶれを抑制できる。なお、回路基板32Cを使用せずに、導線等を用いて接続してもよい。
なお、第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bには、感圧センサや、マイクロスイッチやメンブレンスイッチなどのスイッチ(リレー)を用いることができる。感圧センサは、押圧力の増加に応じて抵抗値を低下させる感圧導電性部材を内部に含んでいる。感
圧導電性部材は、たとえば、絶縁性のゴムに導電性の粒子(カーボン粉や金属粉など)を添加したゴムである。スイッチは、第1の接点部(図示せず)と第2の接点部(図示せず)とを内部に含む。第1の接点部は変換部と、第2の接点部は判定部と電気的に接続されている。そのため、スイッチは、押圧力によって第1の接点部と第2の接点部とを接触させて通電できる。
第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bが、感圧センサやメンブレンスイッチのような接点部の沈み込みのほとんどない電子部品で構成されている場合、第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bは、押圧部31と接触してから検出信号を出力するまでに要する時間を短縮でき、また、マイクロスイッチに比べて、静音性を向上でき、押圧に対する力学的抵抗を抑制できる。
マイクロスイッチなどのような押し込みを必要とする電子部品で第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bが構成されている場合、第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bが、押圧部31と接触してから検出信号を出力するまでに力覚や音などを発生することで使用者に正確に動作していることを知らせられる。また、感圧センサやメンブレンスイッチに比べて安価であるマイクロスイッチを第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bに用いた場合は、製造コストを抑制できる。
特にスイッチが、板状または絶縁樹脂製のケースから露出した固定接点部と、固定接点とは逆側に膨らんだドーム状の可動接点部とを有しているマイクロスイッチである場合、押圧部31が可動接点部側からマイクロスイッチを押圧できるように構成されているとよい。これにより、押圧部31は、より確実にマイクロスイッチを押圧することができる。なお、マイクロスイッチの可動接点部側に板を配置して、押圧部31が固定接点部側からマイクロスイッチを押圧してもよい。
感圧センサやメンブレンスイッチは、薄いフィルム状であるためマイクロスイッチに比べて剛性が低い。そのため、剛性のある保持基板(図示せず)上に感圧センサやメンブレンスイッチを貼り付けなどによって配置して使用すると、より安定したセンサ機能を発揮できる。
検出部30は、このように構成されている。検出部30は、操作部10と対応して移動する押圧部31によって、第1の検出部材32A・第2の検出部材32Bのいずれかを押圧する。つまり、第1の移動方向と第1の移動方向と反対方向の第2の移動方向という一軌道上を移動する押圧部31は、第1の検出部材32Aと第2の検出部材32Bの双方を同時に押圧できない。そのため、検出部30は、正確に押圧部31の移動方向から操作部10の移動方向を検出できる。
検出部30は、図4Bの検出部30aのように構成してもよい。図4Bは、上面視における検出部の変形例の模式図である。検出部30aは、第1の押圧体33Aと、第2の押圧体33Bと、第1の検出部材34Aと、第2の検出部材34Bとを有している。また、検出部30aは、回路基板32Cを有している。なお、回路基板32Cについては、検出部30と同様であるので説明を省略する。
第1の押圧体33Aと第2の押圧体33Bとは、それぞれ一体に形成されている。そのため、第1の押圧体33Aが第1の移動方向に移動すると、第2の押圧体33Bも第1の移動方向に移動する。また、第1の押圧体33Aが第2の移動方向に移動すると、第2の押圧体33Bも第2の移動方向に移動する。そして、第1の押圧体33Aおよび第2の押圧体33Bの移動方向は、操作部10の移動方向に一致して対応している。
第1の検出部材34Aは、第1の押圧体33Aよりも第1の移動方向に配置されている。そして、第1の検出部材34Aは、第1の押圧体33Aの第1の移動方向への移動によって押圧される。これにより、第1の検出部材34Aは、第1の押圧体33Aの第1の移動方向への移動を検出する。なお、第1の検出部材34Aのその他の構成については、第1の検出部材32Aの構成を用いてもよい。
第2の検出部材34Bは、第2の押圧体33Bよりも第2の移動方向に配置されている。そして、第2の検出部材34Bは、第2の押圧体33Bの第2の移動方向への移動によって押圧される。これにより、第2の検出部材34Bは、第2の押圧体33Bの第2の移動方向への移動を検出する。
なお、第2の検出部材34Bのその他の構成については、第2の検出部材32Bの構成を用いてもよい。
このように検出部30aを構成することで、検出部30と同様の効果に加えて、さらに、第1の検出部材32Aと第2の検出部材32Bとを、検出部30のように構成するよりも離して配置できるため回路設計の自由度を向上できる。
(判定部40)
判定部40について説明する。判定部40は、第1の接続端子40Aと、第2の接続端子40Bとを有している。第1の接続端子40Aは、第1の検出部材32Aと電気的に接続されている。そして、第1の接続端子40Aは、第1の検出部材32Aからの第1の検出信号を入力される。言い換えれば、判定部40は発電素子と電気的に接続されている。
第2の接続端子40Bは、第2の検出部材32Bと電気的に接続されている。そして、第2の接続端子40Bは、第2の検出部材32Bからの第2の検出信号を入力される。
このように構成された判定部40は、第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bのうちのどちらから検出信号を入力されたかを判定することにより、第1の検出部材32Aまたは第2の検出部材32Bのどちらが押圧されているかを判定できる。
判定部40についてより詳細に説明する。判定部40は、さらに、比較部41と、MCU(Micro controller Unit)42と、無線部43と、を有する。なお、比較部41は、例えば、A/D(Analog/Digital)コンバータやコンパレータなどである。また、無線部43は、例えば、WiFi(登録商標)や、Bluetooth(登録商標)などによって通信する特定小電力無線である。
第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bは、それぞれ、比較部41と電気的に接続されている。そして、比較部41は、第1の接続端子40Aや第2の接続端子40Bに供給される電圧を測定する。また、比較部41は、MCU42ともまた電気的に接続されている。そして、MCU42は、比較部41の電圧情報から第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bとのどちらに電圧が印加されているかを判定する。
MCU42は、無線部43とも電気的に接続されている。そして、MCU42は、押圧部31がどちらの向きに移動したか(第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bのどちらに電圧が印加されたか)を、入力装置100の外へと送信する。
なお、第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bのどちらから電力が供給されているかを知れればよい場合であれば、第1の接続端子40Aと第2の接続端子40BとをMCU42に直接接続してもよい。
また、第1の検出部材32Aと第2の検出部材32Bとを感圧センサで構成し、MCU42に記憶部(図示せず)を設けて電圧−圧力テーブルや圧力と電圧との相関関係式などを記録することにより、押圧部31が、第1の検出部材32Aや第2の検出部材32Bに付加されている押圧力も検出できる。
(入力装置100)
このように構成された入力装置100の動作について説明する。操作部10の入力部12に、例えば、使用者などによって回転運動が加えられ、入力部12は回転運動する。入力部12の回転は、入力部12と変換部20の回転軸接合部22Fと機械的に結合している操作軸11を介して変換部20へと伝達される。これにより、操作者が入力部12を操作することで、起動部22を回転させることができる。
起動部22の回転によって、起動部22の回転中心よりも第2の壁部51C側に位置する接触部22Gは、起動部22の回転中心を中心軸として円弧を描きながら移動する。また、凹凸部53は、接触部22Gの円弧状の軌道の下に形成されている。
そのため、接触部22Gと一体に形成されている磁石保持部22Bは、接触部22Gが凹部53Aから凸部53Bの頂へと向かう場合に上方向へ動き、接触部22Gが凸部53Bの頂から凹部53Aの底へ向かう場合に下方向へ動くことができる。
磁石保持部22Bが上方向へと移動することにより、磁石22Dも上方向へと移動する。磁石22Dと磁性体である錘21Eとの間には吸着力が働いているので、磁石の吸引力によって基板21の自由端部21D側も上方へと移動する。そのため、錘21Eに磁石を用いる場合、錘21Eと磁石22Dとは異極対向となるよう構成する必要がある。
基板21の自由端部21Dは、ストッパー22Eによって上方向への移動範囲が規制されている。そのため、接触部22Gが凸部53Bの頂へと向かう過程の途中で、自由端部21Dはストッパー22Eと接触する。これにより、自由端部21Dの上方向への移動は停止する。
しかし、接触部22Gはさらに凸部53Bの頂へと向かうため、磁石22Dはさらに上方向へと移動する。そのため、基板21と磁石22Dとの間の距離が離れ始め、基板21に働く磁力は徐々に弱まる。また、弾性のある薄板状の基板21は、元の位置(下方側)へ戻ろうとする復元力を有する。基板21の復元力が、基板21を上方向に引き上げようとする磁力を上回った場合、基板21は元の位置に戻る力で振動する。そのため、ストッパー22Eを設けたことにより、基板21の上昇位置を明確に決められるのでより正確に振動でき、また、発電量を安定化できる。
凸部53Bの頂を超えた接触部22Gは、下方向へと移動する。そのため、磁石保持部22Bと磁石22Dもまた下方向へと移動する。そして、接触部22Gが下方向(凹部53Aの底側)へと至る過程において、磁石22Dが基板21と接触する。基板21の振動は、減衰振動であるが、磁石22Dの接触によってより振動を減衰させる。
すなわち、接触部22Gと凹凸部53とを設けることにより、入力装置100は、操作部10の移動方向とは異なる方向へ基板21を移動できる。
また、第1面51Aや第2面52Aに凹凸部53を設けることにより、入力装置100は、その構成を複雑とすることなく製造容易な構成になる。
入力部12に回転している間、変換部20は上述の過程を繰り返しながら間欠的な電力
を発生させる。そして、入力部12に回転している間、押圧部31は、回転方向と対応して一致した方向へ移動し、第1の検出部材32Aまたは第2の検出部材32Bを押圧する。そして、回路基板32Cは、第1の検出部材32Aまたは第2の検出部材32Bとともに供回りする。
第1の検出部材32Aが押圧されている場合、変換部20と第1の接続端子40Aとの間に電圧が印加される(電力が供給される)。すなわち、第1の接続端子40Aは、第1の検出信号を受信する。第2の検出部材32Bが押圧されている場合、変換部20と第2の接続端子40Bとの間に電圧が印加される(電力が供給される)。すなわち、第2の接続端子40Bは、第2の検出信号を受信する。
MCU42は、第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bとのどちらから検出信号が入力されたかを判定したり、第1の接続端子40Aと第2の接続端子40Bとの電位差を比較したりすることで、押圧部31の移動方向を判定する。押圧部31の移動方向と、操作部10の移動方向との間には対応関係があるので、判定部40は、操作部10の移動方向を判定できる。
このように、入力装置100は、操作部10の回転方向と基板21の変形方向とを一致しないよう設計されている。言い換えれば、入力装置100は、操作部10の移動の方向と、基板21の移動方向とを異なるように設計されている。そのため、基板21の復元力が、操作部10の回転に対して働く逆向きの力を抑制できる。すなわち、入力装置100は、操作性を向上できる。
凸部53Bが接触部22Gに向かって曲面凸状に形成されている。そのため、接触部22Gは、上下方向への移動(凸部53Bへの乗り上げ)がより容易となる。よって、入力装置100は、さらに操作性を向上できる。
接触部22Gもまた、凹凸部53に向かって曲面凸状に形成されている。そのため、上下方向への移動(凸部53Bへの乗り上げ)がより容易となる。よって、入力装置100は、さらに操作性を向上できる。
さらに、接触部22Gを凹部53Aや凸部53Bに対して付勢する(押圧する)構成とすることにより、入力装置100は、操作部の回転軸のぐらつきを抑制できる。そのため、入力装置100は、より操作性を向上できる。
言い換えれば、接触部22Gと凹部53Aまたは凸部53Bの側面とが接触するように構成するとよい。また、接触部22Gの頂と凹部53Aの底面とが接触するように構成するとよい。これにより、接触部22Gは、接触部22Gが移動したとしても、接触部22Gと凹凸部53との接触している時間を増加できる。よって、入力装置100は、より操作性を向上できる。
なお、入力装置100は、接触部22Gと凸部53Bとの両方を曲面凸状に形成しなくてもよく、いずれか一方を曲面凸状に形成してもよい。
また、入力装置100は、判定部40で間欠的な電力の極性を用いて移動方向を判定しておらず、検出信号の入力された接続端子(第1の接続端子40A・第2の接続端子40B)によって移動方向を判定している。そのため、入力装置100は、変換部20の発生する電圧(電力)波形によって操作部10の移動方向を判定する場合に比べ、より正確に操作部10の移動方向を判定できる。
なお、入力装置100は、変換部20の発生する電圧(電力)波形を判定部40によって検出や解析して、操作部10の移動方向を判定してもよい。これにより、入力装置100は、検出部30を省け、軽量化や構成の簡略化を行える。
また、入力装置100は、操作部10の移動方向を判定が変換部20の発生する電力(電圧)波形に依存しない。そのため、入力装置100は、接続端子(第1の接続端子40A・第2の接続端子40B)を通して判定部40への電力を供給できる。つまり、入力装置100は、入力装置100の回路構成をより簡単にでき、より信頼性を向上できる。
なお、変換部20の供給電力(電圧)が判定部40の駆動電圧に適していない場合、電源回路を用いるとよい。この場合、電源回路は、変換部20と検出部30との間、または、変換部20と第1の検出部材32Aとの間と変換部20と第2の検出部材32Bとの間、または、第1の検出部材32Aと第1の接続端子40Aとの間と第2の検出部材32Bと第2の接続端子40Bとの間との間に電気的に接続するとよい。特に、電源回路が、変換部20と検出部30との間に接続されていると、ひとつの電源回路で変換部20からの電力を判定部40の駆動に適した電力(電圧)に変換でき、製造コストやリーク電流を抑制でき、部品点数を減らせるため故障等に対する信頼性を向上できる。
また、入力装置100は、判定部40に電源端子44を設け、電源端子44と変換部20の整流部23とを電気的に接続する導線(図中の破線)を設けていてもよい。この場合、電源回路は、整流部23と電源端子44との間で電気的に接続するとよい。判定部40は、検出信号と駆動に必要な電力を別回線で供給されることにより、判定部40を構成する電子回路の複雑化を防ぎ、入力装置100は、より確実に動作できる。
なお、入力装置100は、磁石22Dと錘21Eとの間に働く吸着力によって基板21の自由端部21Dを移動さている。しかし、磁石22Dの磁力が充分に強く、基板21が磁性体材料を含有した金属(鉄やステンレス鋼など)の場合、入力装置100は、基板21と磁石22Dとの間に働く吸着力を用いてもよい。このように構成することにより、錘21Eは、非磁性体で形成できる。また、入力装置100は、錘21Eを用いなくてもよくなるため、発電量のばらつきを抑制できる。このような強力な磁石22Dの例として、たとえば多極磁石が挙げられる。
(検出部30の変形例)
検出部30は、押圧部31を押圧部33とし、センサ32をセンサ34として構成した検出部30aとしてもよい。押圧部33は、第1の押圧体33Aと第2の押圧体33Bとを有している。また、センサ34は、第1の検出部材34Aと第2の検出部材34Bとを有している。
第1の押圧体33Aと第2の押圧体33Bとは、操作部10の移動と連動して移動可能に構成されている。また、第1の押圧体33Aと第2の押圧体33Bとは、例えば、一体に成形されたり、機械的に結合されたりするなどして構成されている。
そのため、第1の押圧体33Aが第1の移動方向へ移動する場合、第2の押圧体33Bもまた第1の移動方向へ移動し、第1の押圧体33Aが第2の移動方向へ移動する場合、第2の押圧体33Bもまた第2の移動方向へ移動する。
つまり、第1の押圧体33Aと第2の押圧体33Bとは、同じ方向に向かって連動して移動し、その移動方向は操作部10の移動方向と対応している。さらに、操作部10の移動方向と第1の押圧体33Aおよび第2の押圧体33Bの移動方向とが一致して対応している場合、検出部30をより簡潔に構成できる。そのため、検出部30は、部品点数を削
減して不具合等の発生部位を減らせるため信頼性を向上できる。
第1の検出部材34Aは、第1の押圧体33Aよりも第1の移動方向側に位置している点でセンサ32の第1の検出部材32Aと異なっている。第2の検出部材34Bは、第2の押圧体33Bよりも第2の移動方向側に位置している点でセンサ32の第2の検出部材32Bと異なっている。その他の構成は、第1の検出部材34Aは第1の検出部材32Aと、第2の検出部材34Bは第2の検出部材32Bと同様に構成されている。
このように検出部30aを構成することで、検出部30と同様の効果に加えて、さらに、第1の検出部材32Aと第2の検出部材32Bとを、検出部30のように構成するよりも離して配置できるため回路設計の自由度を向上できる。
なお、操作部10は回転しているが、操作部10の移動を限定するものでなく、本技術的思想を利用して操作部10を直線移動するように構成してもよい。この場合、第1の方向や第2の方向は、操作部10の移動方向に対して直交するように設計すればよい。
本発明にかかる入力装置は、移動方向の判定精度を向上できる効果を有している。そのため、本発明にかかる入力装置は、電子機器等に対する入力に用いると有用である。
10 操作部
11 操作軸
12 入力部
20 変換部
21 基板
21A 第1基板面
21B 第2基板面
21C 固定端部
21D 自由端部
21E 錘(磁性体)
22 起動部
22A 基板保持部
22B 磁石保持部
22C 復帰ばね
22D 磁石
22E ストッパー
22F 回転軸接合部
22G 接触部
23 整流部
30 検出部
30a 検出部
31 押圧部
31A 第1の押圧面
31B 第2の押圧面
32 センサ
34 センサ
32A 第1の検出部材
34A 第1の検出部材
32B 第2の検出部材
34B 第2の検出部材
32C 回路基板
33 押圧部
33A 第1の押圧体
33B 第2の押圧体
40 判定部
40A 第1の接続端子
40B 第2の接続端子
41 比較部
42 MCU(Micro control Unit)
43 無線部
50 筐体
51 収納部
51A 第1面
51B 第1の壁部
51C 第2の壁部
52 カバー部
52A 第2面
52B 留部
52C 軸受
53 凹凸部
53A 凹部
53B 凸部
100 入力装置

Claims (9)

  1. 筐体と、
    前記筐体に対し回転軸を中心に回転する操作部と、
    振動エネルギーを電気エネルギーへと変換する基板と、前記基板を振動させる起動部とを含む変換部と、
    を備え、
    前記起動部は、
    前記回転軸に沿った第1の方向と、前記第1の方向に逆向きの第2の方向とを前記操作部の回転と連動して交互に移動し、
    前記第1の方向と前記第2の方向のいずれか一方へ前記基板を移動させることで前記基板を振動させる、
    入力装置。
  2. 前記筐体は、凸部を有し、
    前記起動部は、
    前記凸部へ接触することで前記第2の方向へ移動する接触部と、
    前記基板を保持した状態で前記操作部の回転と連動して前記接触部とともに移動する保持部と、
    を有する、
    請求項1記載の入力装置。
  3. 前記凸部は、円弧状に配置された複数の凸部のうちのひとつであり、
    前記保持部は、回転移動する、
    請求項2記載の入力装置。
  4. 前記筐体は、
    前記変換部よりも第1の方向側にある第1面と、
    前記変換部よりも第2の方向側にあり、前記第1面と向かい合う第2面と、
    を有し、
    前記凸部は、少なくとも前記第1面または前記第2面に形成されている、
    請求項2記載の入力装置。
  5. 前記接触部は、前記凸部に向かう曲面凸状である請求項2記載の入力装置。
  6. 前記凸部は、前記接触部に向う曲面凸状である請求項2記載の入力装置。
  7. 前記基板は、発電素子を含み、
    前記発電素子と電気的に接続されており、前記発電素子の発生した電力によって前記操作部の移動方向を判定する判定部を、さらに備えた、請求項1記載の入力装置。
  8. 前記変換部と前記判定部との間で電気的に接続された検出部をさらに備え、
    前記操作部は、第1の移動方向と、前記第1の移動方向に対して逆向きの第2の移動方向とに移動可能であり、
    前記変換部は、前記発電素子と前記判定部との間で電気的に接続された整流回路を有し、前記判定部は、前記整流回路と電気的に接続された第1の接続端子および第2の接続端子を有し、
    前記検出部は、
    前記第1の接続端子と前記整流回路との間で電気的に接続され、前記第1の移動方向に前記操作部が移動したことを検出する第1の検出部材と、
    前記第2の接続端子と前記整流回路との間で電気的に接続され、前記第2の移動方向に前記操作部が移動したことを検出する第2の検出部材と、
    を有し、
    前記第1の検出部と前記第1の接続端子間と、前記第2の検出部と前記第2の接続端子間とは電気的に独立かつ並列に接続されている請求項7記載の入力装置。
  9. 前記判定部は、前記整流回路と電気的に接続された電源端子をさらに有する請求項7記載の入力装置。
JP2017131592A 2017-07-05 2017-07-05 入力装置 Pending JP2019017155A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017131592A JP2019017155A (ja) 2017-07-05 2017-07-05 入力装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017131592A JP2019017155A (ja) 2017-07-05 2017-07-05 入力装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019017155A true JP2019017155A (ja) 2019-01-31

Family

ID=65358150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017131592A Pending JP2019017155A (ja) 2017-07-05 2017-07-05 入力装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019017155A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4576214B2 (ja) 超音波モータおよびレンズ鏡筒
JP4279171B2 (ja) 平面板振動装置及びこれを用いたスイッチ
KR100801809B1 (ko) 조작 입력 장치 및 이것을 이용한 전자 기기
JP4891053B2 (ja) 超音波モータ
JP6080265B2 (ja) タッチパッド入力装置
JP4305454B2 (ja) アクチュエータおよびタッチパネルディスプレイ装置並びに電子機器
JPWO2017094234A1 (ja) 入力装置と、これを用いた入力システム
JP2024012338A (ja) 振動呈示装置
WO2007004462A1 (ja) 検知装置及び回転角度センサ
US10620723B2 (en) Input device
US20090256446A1 (en) Ultrasonic motor
WO2020071412A1 (ja) 操作装置
JP2019017155A (ja) 入力装置
JP2011100187A (ja) 回転入力装置および電子機器
US20180254720A1 (en) Power generation device and electronic device provided with same
JP4667839B2 (ja) 超音波モータ
TW201135784A (en) Operation input device and electronic machine using the same
JP2018170080A (ja) 入力装置
JPWO2020080114A1 (ja) 入力装置
JPWO2018230359A1 (ja) 発電スイッチ
JP5287680B2 (ja) 回転入力装置および携帯機器
JP2007101299A (ja) 磁気式変位センサ
KR20230010742A (ko) 인간-컴퓨터 인터페이스 시스템
CN220368585U (zh) 一种振动马达、触控模组和电子产品
JP2010226883A (ja) 超音波アクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20190121