JP2021026428A - Input device, and manufacturing method for the input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力装置、及び入力装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an input device and a method for manufacturing the input device.
従来の技術として、操作部としてのタッチパッドと、ソレノイドにより操作部を駆動する振動呈示機構を備えた入力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, an input device including a touch pad as an operation unit and a vibration presentation mechanism for driving the operation unit by a solenoid is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の入力装置は、第1の方向に移動可能に支持され、第1の方向に分力を発生させるカム部を備えた可動部であるタッチパッドと、タッチパッドを第1の方向と直交する方向への移動を規制するガイド部であるガイドリブを備えた筐体部と、磁性体を備え、第1の方向と直交する第2の方向に移動可能に支持されたスライドホルダと、スライドホルダと連結し、カム部と当接するリンクバーと、筐体部に固定され、通電制御により磁界を発生させて磁性体を吸着可能なソレノイドと、第1の方向においてカム部とリンクバーを当接させる付勢力を付与する付勢手段であるバネと、ソレノイドを通電制御してスライドホルダを第2の方向に移動させ、リンクバーを第2の方向に移動させることにより、カム部を介してタッチパッドを第1の方向に駆動する制御部と、を有して構成されている。 The input device of Patent Document 1 has a touch pad that is a movable portion that is movably supported in a first direction and has a cam portion that generates a component force in the first direction, and a touch pad in the first direction. A housing portion having a guide rib which is a guide portion for restricting movement in the orthogonal direction, a slide holder provided with a magnetic material and supported so as to be movable in a second direction orthogonal to the first direction, and a slide. A link bar that connects to the holder and comes into contact with the cam part, a solenoid that is fixed to the housing part and can generate a magnetic field by energization control and attract magnetic material, and the cam part and the link bar in the first direction. By controlling the energization of the spring, which is an urging means for applying the urging force to be brought into contact, and the solenoid to move the slide holder in the second direction and moving the link bar in the second direction, the link bar is moved in the second direction via the cam portion. It is configured to include a control unit that drives the touch pad in the first direction.
特許文献1の入力装置において、可動部であるタッチパッドを第1の方向に移動可能に支持し、かつ、第1の方向と直交する第2の方向に移動を規制する支持構造は、多くの構成部品を必要とする、という問題があった。 In the input device of Patent Document 1, many support structures that support the touch pad, which is a movable portion, so as to be movable in the first direction and restrict the movement in the second direction orthogonal to the first direction. There was a problem that components were required.
従って、本発明の目的は、構成部品の部品点数を低減可能な入力装置、及び入力装置の製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an input device capable of reducing the number of component parts, and a method for manufacturing the input device.
[1]本発明は、操作を受け付ける操作部、及び前記操作部を駆動する駆動部を備えた可動部と、前記可動部を支持する弾性構造部と、前記弾性構造部を支持する固定部と、を有し、前記弾性構造部は、前記固定部に対して、前記可動部を第1方向(Z方向)に移動可能に支持し、前記第1方向と直交する配置面において第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への前記可動部の移動を抑制するように支持する、入力装置を提供する。
[2]前記弾性構造部は、前記配置面において、少なくとも2か所の取付け部で前記固定部と連結され、前記少なくとも2か所の取付け部は所定の間隔で配置されている、上記[1]に記載の入力装置であってもよい。
[3]また、前記操作部は、操作を受け付ける被操作部(操作パネル)と、前記被操作部から延出し、凹部を有した少なくとも1つの壁部とを有し、前記弾性構造部は、前記少なくとも1つの壁部の端部に係止される係止部を備える、上記[1]又は[2]に記載の入力装置であってもよい。
[4]また、前記弾性構造部は、前記第2方向、及び前記第3方向に沿って、前記少なくとも1つの壁部に押圧される押圧部を備える、上記[3]に記載の入力装置であってもよい。
[5]また、前記被操作部への操作による操作量を検出する検出部を備えた制御基板を有し、前記制御基板は、前記可動部と前記弾性構造部の間に配置される、上記[1]から[4]のいずれか1に記載の入力装置であってもよい。
[6]また、前記駆動部は、前記可動部に搭載されて慣性力により駆動される慣性駆動方式である、上記[1]から[5]のいずれか1に記載の入力装置であってもよい。
[7]本発明は、操作を受け付ける操作部、及び駆動部を備えた可動部を組み立てる可動部組立工程と、前記可動部を一方向に移動可能に支持する弾性構造部を挟んで、前記操作の操作量を検出する検出部を備えた制御基板と、前記弾性構造部を支持し、前記弾性構造部の弾性可動側と連結される固定部を組み立てる固定側組立工程と、前記弾性構造部の弾性固定側を、前記操作部の壁部に係止して、前記可動部、前記弾性構造部、及び前記固定部を一体に組み立てる全体組立工程と、を有し、前記可動部組立工程、前記固定側組立工程、及び前記全体組立工程は、前記弾性構造部が移動可能な方向から組み立てられる、入力装置の製造方法を提供する。
[1] The present invention includes an operation unit that accepts operations, a movable portion having a drive unit that drives the operation unit, an elastic structure portion that supports the movable portion, and a fixed portion that supports the elastic structure portion. The elastic structure portion movably supports the movable portion in the first direction (Z direction) with respect to the fixed portion, and has a second direction (in the arrangement surface orthogonal to the first direction). Provided is an input device that supports so as to suppress the movement of the movable portion in the X direction) and the third direction (Y direction).
[2] The elastic structure portion is connected to the fixing portion at at least two attachment portions on the arrangement surface, and the at least two attachment portions are arranged at predetermined intervals. ] May be the input device described in.
[3] Further, the operation unit has an operated portion (operation panel) that receives an operation, and at least one wall portion that extends from the operated portion and has a recess, and the elastic structure portion includes an elastic structure portion. The input device according to the above [1] or [2], which includes a locking portion that is locked to the end of the at least one wall portion.
[4] The input device according to the above [3], wherein the elastic structure portion includes a pressing portion pressed against the at least one wall portion along the second direction and the third direction. There may be.
[5] Further, a control board including a detection unit for detecting an operation amount due to an operation on the operated portion is provided, and the control board is arranged between the movable portion and the elastic structure portion. The input device according to any one of [1] to [4] may be used.
[6] Further, even if the drive unit is an input device according to any one of [1] to [5] above, which is an inertial drive system mounted on the movable unit and driven by an inertial force. Good.
[7] In the present invention, the operation is performed by sandwiching a movable portion assembly step of assembling an operation portion that accepts an operation and a movable portion including a drive portion, and an elastic structure portion that movably supports the movable portion in one direction. A control board provided with a detection unit for detecting the amount of operation of the above, a fixed side assembly step of supporting the elastic structure portion and assembling a fixed portion connected to the elastic movable side of the elastic structure portion, and a fixed side assembly step of the elastic structure portion. The elastic fixing side is locked to the wall portion of the operation portion, and has an overall assembly step of integrally assembling the movable portion, the elastic structure portion, and the fixed portion. The fixed-side assembly step and the overall assembly step provide a method of manufacturing an input device in which the elastic structure is assembled from a movable direction.
本発明によれば、構成部品の部品点数を低減可能とすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of component parts.
(本発明の第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る入力装置1は、操作を受け付ける操作部10、及び操作部10を駆動する駆動部20を備えた可動部30と、可動部30を支持する弾性構造部40と、弾性構造部40を支持する固定部50と、を有し、弾性構造部40は、固定部50に対して、可動部30を第1方向(Z方向)に移動可能に支持し、第1方向と直交する配置面において第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への可動部30の移動を抑制するように支持する、構成とされている。
(First Embodiment of the present invention)
The input device 1 according to the first embodiment of the present invention includes an
第1方向(Z方向)と直交する配置面は、第1方向(Z方向)を法線方向とし、第2方向(X方向)と第3方向(Y方向)を含むXY平面であって、後述する弾性構造部40の板バネ部41、42が位置する面である。なお、本実施の形態に係る入力装置1は、図1で示す上下方向(鉛直方向)であるZ方向に載置されるが、傾斜した方向に載置されて使用することも可能である。
The arrangement surface orthogonal to the first direction (Z direction) is an XY plane including the first direction (Z direction) as the normal direction and the second direction (X direction) and the third direction (Y direction). This is the surface on which the
(可動部30の構成)
可動部30は、図1に示すように、操作部10、駆動部20、操作部10及び駆動部20の取付けのベースとなる可動ベース部32、操作パネル部11の裏面11b側に配置されるタッチセンサ部17、操作部10及び駆動部20を可動ベース部32に接続するための部材である保持部35から概略構成されている。
(Structure of movable part 30)
As shown in FIG. 1, the
可動部30は、一体となって、弾性構造部40により支持される。可動部30は、第1方向(Z方向)に移動可能に支持される。また、可動部30は、第1方向と直交する第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への可動部30の移動を抑制するように支持される。
The
(操作部10)
操作部10は、操作を受け付ける被操作部としての操作パネル部11と、操作パネル部11から延出し、凹部を有した少なくとも1つの壁部とを有して構成される。本実施の形態では、操作部10は、図1、図4(c)に示すように、操作パネル部11を底部として、壁部12、13、14、15をX方向、Y方向にそれぞれ対向して有する。操作パネル部11及び壁部12、13、14、15により、操作パネル部11を底として内部に収容空間10aを有する箱状とされている。操作部10の内部の収容空間10aには、タッチセンサ部17、可動ベース部32、駆動部20等が収容される。操作部10は、例えば、樹脂により形成される。
(Operation unit 10)
The
操作パネル部11の裏面11b側にはタッチセンサ部17が配置される。タッチセンサ部17は、例えば、操作者の体の一部(例えば、指)で操作パネル部11の表面11aのタッチ面にタッチやなぞり等の操作を行うことにより文字や記号の入力操作ができる。また、この入力操作により入力内容が判断されて接続された電子機器の操作を行うことが可能となる。タッチセンサ部17としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、SAW方式等の公知のタッチ検出方式を用いることが可能である。本実施の形態に係るタッチセンサ部17は、例えば、検出面である操作パネル部11の表面11aに指が近接する又はタッチ(接触)することによりタッチセンサ部17の静電容量値の変化を検出することにより、近接又はタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチセンサが使用できる。
The
図1、図4(c)に示すように、操作部10の壁部12には、保持部35の係止部37が係止される凹部12a、12bが形成されている。また、壁部12には、弾性構造部40を壁部12の端部12fに係止する係止部43が係止される凹部12cが形成されている。また、壁部12において、弾性構造部40の押圧部45a、45bが壁部12の内壁12gを外壁12h側に向かって押圧する。この押圧力により壁部12が変形することを抑制するために、外壁12hの表面に当接する弾性構造部40の抑制部45c、45dが位置する領域として当接部12d、12eが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4C, recesses 12a and 12b in which the locking
操作部10の壁部13には、壁部12と同様に、保持部35の係止部37が係止される凹部が形成されている(図示省略)。また、壁部13には、弾性構造部40を壁部13の端部13fに係止する係止部44が係止される凹部13cが形成されている。また、壁部13において、弾性構造部40の押圧部46a、46bが壁部13の内壁13gを外壁13h側に向かって押圧する。この押圧力により壁部13が変形することを抑制するために、外壁13hの表面に当接する弾性構造部40の抑制部46c、46dが位置する領域として当接部(図示省略)が形成されている。
Similar to the
また、操作部10の壁部14において、弾性構造部40の押圧部47a、47bが壁部14の内壁14gを外壁14h側に向かって押圧する。この押圧力により壁部14が変形することを抑制するために、外壁14hの表面に当接する弾性構造部40の抑制部47c、47dが位置する領域として当接部14d、14eが形成されている。
Further, in the
同様に、操作部10の壁部15において、弾性構造部40の押圧部48a、48bが壁部15の内壁15gを外壁15h側に向かって押圧する。この押圧力により壁部15が変形することを抑制するために、外壁15hの表面に当接する弾性構造部40の抑制部48c、48dが位置する領域として当接部(図示省略)が形成されている。
Similarly, in the
可動ベース部32は、操作部10、駆動部20を保持部35により接続するベース部として機能する。可動ベース部32は、例えば、樹脂で形成され、中央部の駆動部20が配置できる空間32fを備えた枠体である。空間32fは貫通した空間である。
The
可動ベース部32の上面32aは、操作部10の操作パネル部11の裏面11bとの間で、タッチセンサ部17と接触して挟み込んで支持する。可動ベース部32の側面32b、32c、32d、32eは、それぞれ、操作部10の壁部12、13、14,15と対向する。
The
(駆動部20)
駆動部20は、可動部30の可動ベース部32に搭載されて慣性力により駆動される慣性駆動方式である。慣性駆動方式は、駆動部20が可動部30に接続され、駆動部自体で振動可能とされ、この駆動部20が振動するときの慣性力により可動部30を振動させて駆動させる方式である。なお、振動とは、一定時間周期的に繰り返される移動動作の他、周期性を有しない1回の移動動作を伴うものも含む。
(Drive unit 20)
The
本実施の形態では、駆動部20は、直方体の形状とされ、可動ベース部32の空間32f内に配置されている。駆動部20は、上面20aがタッチセンサ部17の下面17bに接触して、保持部35により操作部10に保持されている。駆動部20は、振動を発生させ、発生した慣性力を利用して可動部30を駆動する慣性駆動アクチュエータである。駆動部20は、種々のアクチュエータを使用することができる。本実施の形態では、例えば、リニア振動アクチュエータを使用する。
In the present embodiment, the
リニア振動アクチュエータは、ボイスコイルアクチュエータの一種であり、小型化・薄型化が容易であり、電力効率がよい。また、リニア振動アクチュエータの可動部質量、駆動(振動)周波数を調節することにより、可動部30と弾性構造部40で形成される振動系の共振周波数で駆動(振動)することが可能であり、効率よく振動を発生させることができる。
The linear vibration actuator is a kind of voice coil actuator, which is easy to be miniaturized and thinned, and has good power efficiency. Further, by adjusting the moving part mass and the driving (vibration) frequency of the linear vibration actuator, it is possible to drive (vibrate) at the resonance frequency of the vibration system formed by the moving
他の方式として、偏心回転質量方式の振動アクチュエータが使用できる。偏心回転質量方式は、偏心のあるロータをモータで回転させ、ロータに作用する遠心力により振動させる方式である。簡単で安価に振動アクチュエータを構成することができる。 As another method, an eccentric rotating mass type vibration actuator can be used. The eccentric rotating mass method is a method in which an eccentric rotor is rotated by a motor and vibrated by a centrifugal force acting on the rotor. The vibration actuator can be constructed easily and inexpensively.
また、他の方式として、ピエゾ方式の振動アクチュエータが使用できる。ピエゾ方式は、ピエゾ素子に電圧を印加することにより、機械的に変形させることで振動させる。電圧、周波数を変化させて、高速な振動制御が可能である。また、小型化・薄型化が容易である。 As another method, a piezo type vibration actuator can be used. In the piezo method, a voltage is applied to the piezo element to mechanically deform it to vibrate it. High-speed vibration control is possible by changing the voltage and frequency. In addition, it is easy to make it smaller and thinner.
(保持部35)
保持部35は、弾性構造部40と駆動部20とを接続する可動ベース部32に操作部10を接続し、かつ、操作部10と駆動部20を接続するための部材である。保持部35は、弾性力を備えた板バネ構造であり、一例として、バネ用ステンレスで形成された板バネである。なお、保持部35は、弾性力を備えたバネ構造であればよく、例えば、弾性を備えた樹脂、または、樹脂を一部に備えたバネ構造であってもよい。
(Holding part 35)
The holding
図2に示すように、保持部35は、本体部36と、本体部36から板厚方向t方向に湾曲して形成された係止部37、本体部36から湾曲して可動ベース部32を操作部10に固定するための舌片部38、本体部36から湾曲して駆動部20を操作部10に固定するための舌片部39を備えて形成されている。
As shown in FIG. 2, the holding
保持部35は、壁部12、13、14、15における凹部12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15bに係止される係止部37と、壁部12、13、14、15における凹部12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15bに係止部37を保持する抜止め部37aを備えている。
The holding
保持部は、操作部10の壁部12、13、14、15と可動ベース部32の間に挟まれて壁部12、13、14、15と可動ベース部32の間を押し広げて保持力を付与する圧入構造を有する。この圧入構造は、本体部36と板厚t方向に湾曲して形成された係止部37との板厚t方向の圧入前の寸法が、壁部12、13、14、15と可動ベース部32の側面32b、32c、32d、32eとの間のそれぞれの間隙よりも大きく形成されていることにより可能とされる。
The holding portion is sandwiched between the
また、抜止め部37aは、係止部37の先端部に位置し、抜止め部37aが凹部12a、12b、13a、13bの縁部に当接することにより、係止部37が凹部12a、12b、13a、13bから脱落することを抑制して、係止部37を保持する。これにより、保持部35は、操作部10と駆動部20の接続、及び、可動ベース部32と操作部10の接続を維持することができる。
Further, the retaining
保持部35は、舌片部38の先端部に位置し可動ベース部32に当接する当接部分38aが曲げ加工されている。これにより、当接部分38aは、板バネの板面の一部により可動ベース部32を押し付けて、可動ベース部32に当接することができる。
The holding
また、保持部35は、舌片部39の先端部に位置し駆動部20に当接する当接部分39aが曲げ加工されている。これにより、当接部分39aは、板バネの板面の一部により駆動部20を押し付けて、駆動部20に当接することができる。
Further, the holding
(弾性構造部40)
弾性構造部40は、固定部50に対して、可動部30を第1方向(Z方向)に移動可能に支持し、第1方向と直交する配置面において第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への可動部30の移動を抑制するように支持する。弾性構造部40は、第1方向(Z方向)の弾性力を備えた板バネ部41、42を有した構造であり、一例として、バネ用ステンレス板の折り曲げ構造で形成されている。なお、弾性構造部40は、弾性力を備えた板バネ部41、42を備えていればよく、例えば、弾性を備えた樹脂、または、樹脂を一部に備えたバネ構造であってもよい。
(Elastic structure part 40)
The
可動部30は、操作部10、駆動部20、可動ベース部32、タッチセンサ部17、保持部35等を含み、固定部50に対して一体として移動可能な構造体をいう。また、固定部50は、固定部50に対して取付け固定される制御基板60、フレーム70、スペーサ80等の固定側を含めることができる。
The
なお、フレーム70は、製品全体の剛性を確保するための部材である。また、スペーサ80は、制御基板60とフレーム70の間の間隔を確保して、制御基板60上の素子の実装範囲を確保するための部材である。
The
弾性構造部40は、図1、図3(a)〜(d)に示すように、第1方向(Z方向)においては、板バネ部41、42が変形して可動部30を移動可能に支持する。一方、弾性構造部40は、第1方向(Z方向)と直交する配置面(XY面)においては、第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への可動部30の移動を抑制するように支持する。
As shown in FIGS. 1 and 3 (a) to 3 (d), the
弾性構造部40は、配置面(XY面)において、2か所の取付け部41a、42aで固定部50と連結され、2か所の取付け部41a、42aは、所定の間隔Wで配置されている。弾性構造部40は、板バネ部41、42が第1方向(Z方向)に撓み易いように設定される。
The
弾性構造部40の周辺枠部40aは、バネ用ステンレス板の端部が、図3(a)〜(d)に示すように、折り曲げられたリブ構造40bを有している。
The
以上から、弾性構造部40は、板バネ部41、42が変形可能とされており、第1方向(Z方向)に撓み易く、可動部30を第1方向(Z方向)に移動可能に支持する。板バネ部41、42は、図3(a)に示すように、X方向に腕の長さがLの両端支持(両側固定)、また、Y方向に間隔Wで固定部に固定され、周辺枠部40aに対して両端支持(両側固定)とされている。一方、板バネ部41、42は、第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)には剛性が大きく、可動部30の第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への移動を抑制するように支持する。
From the above, in the
弾性構造部40は、第2方向、及び第3方向に沿って、操作部10の壁部に押圧する押圧部を備える。図1、図3(a)〜(d)に示すように、弾性構造部40の周辺枠部40aには、壁部12において、壁部12の内壁12gを外壁12h側に向かって押圧する押圧部45a、45bが形成されている。同様に、壁部13、14、15の内壁13g、14g、15gを外壁13h、14h、15h側に向かって押圧する押圧部46a、46b、47a、47b、48a、48bがそれぞれ形成されている。
The
また、図1、図3(a)〜(d)に示すように、上記の押圧部45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48bにより操作部10の内壁12g、13g、14g、15gが外壁12h、13h、14h、15h側に向かって変形することを抑制するように、外壁の表面から当接する抑制部45c、45d、46c、46d、47c、47d、48c、48dを備える。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3 (a) to 3 (d), the
弾性構造部40には、図1、図3(a)〜(d)に示すように、弾性構造部40を壁部12の端部12fに係止する係止部43が形成されている。また、弾性構造部40を壁部13の端部13fに係止する係止部44が形成されている。係止部43、44には、外壁12h、13hに向かって突出する係止片43a、44aが形成されている。この係止片43a、44aは、それぞれ凹部12c、13cに嵌り込んで弾性構造部40を操作部10の端部に係止される。これにより、弾性構造部40は、互いに対向する二つの壁部12、13を押圧し操作部10における二つの壁部12、13に支持される。
As shown in FIGS. 1 and 3 (a) to 3 (d), the
弾性構造部40は、板バネ構造として構成され、押圧部45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48b、抑制部45c、45d、46c、46d、47c、47d、48c、48d、及び係止部43、44は曲げ構造により構成されている。
The
(固定部50)
固定部50は、例えば、樹脂、金属等で形成され、弾性構造部40を支持する。また、固定部50には、制御基板60、フレーム70、スペーサ80等が固定され、固定側のベースとして機能する。なお、固定側55は、操作の操作量を検出する検出部を備えた制御基板60と、弾性構造部40を支持し、弾性構造部40の板バネ部41、42と連結される固定部50が、可動部30を第1方向(Z方向)の一方向に移動可能に支持する弾性構造部40を挟んで一体的に組み立てられたものである。
(Fixed part 50)
The fixing
(制御基板60)
制御基板60は、リジッド基板であり、例えば、エポキシ基板、ガラスエポキシ基板等が使用できる。制御基板60は、図1に示すように、四隅に、操作部10への押下操作による荷重を検出する荷重センサ61a、61b、61c、61dが配置されている。荷重センサ61a、61b、61c、61dは、それぞれ、シリコンゲル等のクッション材62を介して、可動ベース部32に接続されている。
(Control board 60)
The
荷重センサ61a、61b、61c、61dは、図1に示したように、操作部10の下部に配置され、操作者の押下、押圧操作による操作荷重を検出する。荷重センサ61a、61b、61c、61dは、例えば、ピエゾ抵抗方式や静電容量方式のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)である。本実施の形態の荷重センサは、一例として、静電容量方式のセンサである。
As shown in FIG. 1, the
荷重センサ61a、61b、61c、61dの出力に基づいて、後述する制御部100は、例えば、検出荷重の平均値、最大値を閾値と比較等することにより、操作部10に対して押下、押圧操作がされたかどうかの判定を行なうことができる。
Based on the outputs of the
(入力装置1の製造方法)
本実施の形態に係る入力装置1は、操作を受け付ける操作部10、及び駆動部20を備えた可動部30(可動ベース部32)を組み立てる可動部組立工程と、可動部30を一方向に移動可能に支持する弾性構造部40を挟んで、操作の操作量を検出する検出部としての荷重センサ61a、61b、61c、61dを備えた制御基板60と、弾性構造部40を支持し、弾性構造部40の弾性可動側と連結される固定部50を組み立てる固定側組立工程と、弾性構造部40の弾性固定側を、操作部10の壁部に係止して、可動部30、弾性構造部40、及び固定部50を一体に組み立てる全体組立工程と、を有し、可動部組立工程、固定側組立工程、及び全体組立工程は、弾性構造部40が移動可能な方向(第1方向(Z方向))から組み立てられる。なお、弾性可動側は、弾性構造部40の板バネ部41、42側であり、弾性固定側は、弾性構造部40の周辺枠部40a側である。
(Manufacturing method of input device 1)
The input device 1 according to the present embodiment has a movable part assembly process for assembling a movable part 30 (movable base part 32) including an
(可動部組立工程)
可動部組立工程は、図5(a)に示すように、操作部10、駆動部20、可動ベース部32を、保持部35を用いて、第1方向(Z方向)に組み立てる。
(Moveable part assembly process)
In the movable unit assembly step, as shown in FIG. 5A, the
操作部10の内部の収容空間10aに、図4(c)に示すように、タッチセンサ部17、可動ベース部32、駆動部20等を収容し、保持部35を第1方向(Z方向)に挿入することにより、操作部10、タッチセンサ部17、可動ベース部32、駆動部20を一体的に接続する。
As shown in FIG. 4C, the
図4(c)に示すように、保持部35の本体部36と係止部37が、操作部10の壁部12と可動ベース部32の側面32bの間に挿入される。前述した圧入構造により、操作部10と可動ベース部32の間で保持力を付与する。また、保持部35の係止部37は、壁部12の凹部12aに嵌り込み、抜止め部37aが凹部12a、12bの縁部に当接することにより、係止部37が凹部12a、12bから脱落することを抑制して、保持部35を保持する。
As shown in FIG. 4C, the
保持部35が保持された状態において、保持部35の舌片部38の当接部分38aが、可動ベース部32に当接する。この当接状態は、舌片部38がタッチセンサ部17、可動ベース部32を第1方向(Z方向)に支持することができる力で保持される。これにより、保持部35は、操作部10とタッチセンサ部17、可動ベース部32の接続を維持することができる。
In the state where the holding
上記説明した保持力の付与、操作部10とタッチセンサ部17、可動ベース部32の接続の維持は、図1で示す壁部13においても、同様である。これにより、操作部10の内部の収容空間10aにおいて、タッチセンサ部17、可動ベース部32が壁部12と壁部13の両側で保持される。
The same applies to the
また、保持部35が保持された状態において、保持部35の舌片部39の当接部分39aが、駆動部20に当接する。この当接状態は、舌片部39が駆動部20を第1方向(Z方向)に支持することができる力で保持される。これにより、保持部35は、操作部10と駆動部20の接続を維持することができる。なお、舌片部39と駆動部20の間に、バネ、ゲル等の弾性部材、粘弾性部材を挟むと駆動音の低減に効果を有する。
Further, in the state where the holding
上記説明した保持力の付与、操作部10と駆動部20の接続の維持は、図1で示す壁部13においても、同様である。これにより、操作部10の内部の収容空間10aにおいて、駆動部20が保持部35により両側で保持される。
The same applies to the
以上の可動部組立工程により、操作部10、駆動部20、可動ベース部32、保持部35が、可動部30として一体に組み立てられる。
Through the above movable unit assembly step, the
(固定側組立工程)
固定側組立工程は、図5(b)に示すように、制御基板60に荷重センサ61a、61b、61c、61d、クッション材62を実装し、この実装基板と、スペーサ80、フレーム70を順次、第1方向(Z方向)に重ねた状態で、ネジ90により一体的に固定して組み立てる。
(Fixed side assembly process)
In the fixed-side assembly process, as shown in FIG. 5B, the
次に、図5(b)に示すように、固定部50上に弾性構造部40を置き、弾性構造部40の取付け部41a、42aに合わせて、ワッシャー85をそれぞれ配置する。この状態で、ワッシャー85を挟んで、フレーム70に弾性構造部40、固定部50を、ネジ95により固定する。
Next, as shown in FIG. 5B, the
以上の固定側組立工程により、制御基板60、スペーサ80、フレーム70、弾性構造部40、固定部50が、固定側55として一体に組み立てられる。
By the above fixed side assembly step, the
なお、上記の可動部組立工程、固定側組立工程は、それぞれ独立して行なうことができ、いずれを先に実施してもよい。 The movable part assembly step and the fixed side assembly step can be performed independently of each other, and either of them may be performed first.
(全体組立工程)
全体組立工程は、図5(c)に示すように、弾性構造部40の弾性固定側を、操作部10の壁部に係止して、可動部30、弾性構造部40、及び固定部50を、第1方向(Z方向)に一体に組み立てる。
(Overall assembly process)
In the overall assembly step, as shown in FIG. 5C, the elastic fixing side of the
可動部組立工程により組み立てられた可動部30に対して、固定側組立工程で組み立てられた固定側55を組み付ける。固定側55の弾性構造部40の45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48bを操作部10の内壁12g、13g、14g、15gに接触させ、かつ、抑制部45c、45d、46c、46d、47c、47d、48c、48dを外壁12h、13h、14h、15hに接触させながら、弾性構造部40を操作部10の壁部12、13、14、15に圧入する。
The fixed
弾性構造部40の係止部43、44は、操作部10の凹部12c、13cに嵌り込み、かつ、係止部43、44の係止片43a、44aは、それぞれ凹部12c、13cに嵌り込んで弾性構造部40を操作部10の端部に係止される。
The locking
以上の全体組立工程により、可動部30と固定側55が組み立てられ、入力装置1として一体に組み立てられる。
Through the above overall assembly process, the
(制御部100)
図6は、本実施の形態に係る入力装置1の制御ブロックを示すブロック図である。制御部100は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部100が動作するためのプログラムが格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。
(Control unit 100)
FIG. 6 is a block diagram showing a control block of the input device 1 according to the present embodiment. The
図6に示すように、制御部100には、タッチセンサ部17からタッチ信号Stが入力される。また、制御部100には、荷重センサ61a、61b、61c、61dから荷重信号Sf1、Sf2、Sf3、Sf4が入力される。制御部100は、操作パネル部11へのタッチの有無を、例えば、演算処理により、タッチ閾値との比較により判定することができる。また、制御部100は、操作パネル部11への押下、押圧操作の有無を、荷重信号Sf1、Sf2、Sf3、Sf4の平均値、最大値等を演算処理により求めて、例えば、押下、押圧閾値との比較により判定することができる。
As shown in FIG. 6, a touch signal St is input to the
(入力装置1の動作)
制御部100は、駆動信号Vdを駆動部20に出力する。必要に応じて、制御部100の出力をドライブ回路に入力し、その出力を駆動信号Vdとして駆動部20に入力することができる。例えば、リニア振動アクチュエータ(ボイスコイルアクチュエータ)を駆動する場合に、ドライブ回路として電流ドライバを介して駆動部20を駆動する。また、ピエゾ方式の振動アクチュエータを駆動する場合に、ドライブ回路として昇圧(電圧)ドライバを介して駆動部20を駆動する。
(Operation of input device 1)
The
制御部100は、駆動信号Vdとして、種々の信号を使用することができる。例えば、駆動信号Vdとして単パルスの信号を使用することにより、駆動部20を1回だけ振動させ、可動部30、操作部10を1回だけ振動させることができる。これにより、操作パネル部11を1回だけ振動呈示、触覚呈示することができる。
The
また、制御部100は、例えば、駆動信号Vdとして連続パルスの信号を使用することにより、駆動部20を連続して振動させ、可動部30、操作部10を連続して振動させることができる。これにより、操作パネル部11を連続して振動呈示、触覚呈示することができる。
Further, the
また、制御部100は、例えば、駆動信号Vdの周波数を、板バネ部41、42の第1方向(Z方向)のバネ定数と可動部30の質量で決まる共振周波数に設定することにより、駆動部20を共振駆動することができる。これにより、駆動部20を低電力で駆動して、可動部30、操作部10、操作パネル部11を振動呈示、触覚呈示することができる。
Further, the
(本発明の第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る入力装置2は、図7に示すように、第1の実施の形態で示した弾性構造部40を樹脂で形成された弾性構造部140としたものである。また、弾性構造部140の配置を、第1の実施の形態で示した制御部100を実装した制御基板165よりも操作面側にした等の構成上の相違がある。第2の実施の形態において、第1の実施の形態と共通する構成部分は100番台の符号を付して図7に示す。以下において、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
(Second Embodiment of the present invention)
As shown in FIG. 7, the
図7に示すように、静電基板170は操作部110の表面へのタッチやなぞり等の操作を静電容量値の変化により検出する。また、この静電基板170には、荷重センサ161a、161b、161c、161dが配置されている。制御部100は、それぞれの出力値に基づいて、例えば、検出荷重の平均値、最大値を閾値と比較等することにより、操作部110に対して押下、押圧操作がされたかどうかの判定を行なうことができる。
As shown in FIG. 7, the
可動ベース部132は、操作部110、駆動部120を保持部するベース部として機能する。可動ベース部132は、例えば、樹脂で形成され、中央部に駆動部120が配置できる空間132fを備えた枠体である。また、可動ベース部132は、図7、8に示すように、駆動部120を下側で支持して外れ防止となる支持部132gを備えている。また、可動ベース部132は、弾性構造部140の突部149が貫通する貫通穴132hが、荷重センサ161a、161b、161c、161dに対応した位置に形成されている。
The
弾性構造部140の突部149は、図9に示すように、クッション162、樹脂プレート163を挟んで荷重センサ161aにプリロードを掛けた状態で静電基板170を支持する。
As shown in FIG. 9, the
(弾性構造部140)
弾性構造部140は、樹脂、例えば、PC(PolyCarbonate、ポリカーボネート)で樹脂で形成されたバネ構造である。弾性構造部140は、スペーサ180を挟んで固定部150に固定される周辺枠部140aと、中央付近からそれぞれ外向きに形成され、それぞれの先端が第1方向(Z方向)にたわみ可能なバネ部141、142を有した構造とされている。
(Elastic structure part 140)
The
図8に示すように、バネ部141、142の先端部141b、142bは、上端部141c、142cがそれぞれ可動ベース部132に当接している。これにより、弾性構造部140に対して可動ベース部132の第1方向(Z方向)の位置が決まる。
As shown in FIG. 8, the
また、バネ部141、142の上端部141c、142cに突設された突起部141d、142dは、それぞれ、可動ベース部132の嵌合穴132jに嵌合する。これにより、弾性構造部140に対して可動ベース部132の第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)の位置が決まる。
Further, the protruding
なお、弾性構造部140のバネ部141、142と可動ベース部132は、バネ部141、142の先端部141b、142b付近において、図示省略するネジ等により固定されている。また、弾性構造部140と固定部150は、スペーサ180、制御基板165を挟んでネジ195により固定されている。
The
(本発明の実施の形態の効果)
上記のような構成により、次のような効果を有する。
(1)本実施の形態に係る入力装置1は、操作を受け付ける操作部10、及び操作部10を駆動する駆動部20を備えた可動部30と、可動部30を支持する弾性構造部40と、弾性構造部40を支持する固定部50と、を有し、弾性構造部40は、固定部50に対して、可動部30を第1方向(Z方向)に移動可能に支持し、第1方向と直交する配置面において第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への可動部30の移動を抑制するように支持するように構成されている。弾性構造部40は、可動部30を両端支持(両端固定)する構成であるので、可動部30は第1方向(Z方向)に移動可能で、第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への移動が抑制される。このような構成により、構成部品の部品点数を低減可能とすることができる。
(2)弾性構造部40は、押圧部45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48bにそれぞれ対応して、抑制部45c、45d、46c、46d、47c、47d、48c、48dを備えている。これにより、壁部12、13、14、15が変形することを抑制することができる。
(3)入力装置1の組み立てにおける、可動部組立工程、固定側組立工程、及び全体組立工程において、すべて、第1方向(Z方向)に組み立てが可能である。これにより、組み立てが容易になる。また、これにより、本実施の形態に係る入力装置1は、自動組み立てにも対応可能な構成であり、製造における組み立て時間の削減、コスト低減に効果を有する。
(4)また、第2の実施の形態によれば、弾性構造部140は、可動ベース部132との位置決め部材として、先端部141b、142b、及び、突起部141d、142dを備える。これにより、固定側に対して可動側の、第1方向(Z方向)、第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)の位置決めが容易になり、かつ、位置精度が向上する。
(Effect of Embodiment of the present invention)
The above configuration has the following effects.
(1) The input device 1 according to the present embodiment includes an
(2) The
(3) In the assembly of the input device 1, the movable part assembly process, the fixed side assembly process, and the overall assembly process can all be assembled in the first direction (Z direction). This facilitates assembly. Further, as a result, the input device 1 according to the present embodiment has a configuration capable of being automatically assembled, and is effective in reducing the assembly time and cost in manufacturing.
(4) Further, according to the second embodiment, the
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments and modifications of the present invention have been described above, these embodiments and modifications are merely examples and do not limit the invention according to the claims. These novel embodiments and modifications can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the gist of the present invention. Moreover, not all combinations of features described in these embodiments and modifications are essential as means for solving the problems of the invention. Further, these embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
本実施の形態に係る入力装置1は、例えば、車両の運転席と助手席の間のフロアコンソールに配置され、インストルメントパネルに設けられた表示部を見ながらの入力操作に適用することができる。入力装置1を操作して、所定の位置での押圧操作等により入力操作を実行し、これに基づいて車載機器、例えば、空調装置、カーナビゲーション装置、オーディオ装置等の遠隔制御が可能となる。 The input device 1 according to the present embodiment is arranged on the floor console between the driver's seat and the passenger seat of the vehicle, and can be applied to the input operation while looking at the display unit provided on the instrument panel, for example. .. The input device 1 is operated to execute an input operation by a pressing operation at a predetermined position, and based on this, remote control of an in-vehicle device such as an air conditioner, a car navigation device, an audio device, or the like becomes possible.
1…入力装置
10…操作部、10a…収容空間、11…操作パネル部、11a…表面、11b…裏面、12、13、14、15…壁部、12a、12b、12c…凹部、12d、12e、14d、14e…当接部、12f、13f…端部、12g、13g、14g、15g…内壁
12h、13h、14h、15h…外壁、17…タッチセンサ部、17b…下面
20…駆動部、20a…上面
30…可動部、32…可動ベース部、32b、32c、32d、32e…側面、32f…空間、35…保持部、36…本体部、37…係止部、37a…抜止め部、38、39…舌片部、38a、39a…当接部分
40…弾性構造部、40a…周辺枠部、40b…リブ構造、41、42…板バネ部、41a…取付け部、43、44…係止部、43a、44a…係止片、45a、45b、46a、46b、47a、47b、48a、48b…押圧部、45c、45d、46c、46d、47c、47d、48c、48d…抑制部
50…固定部、55…固定側
60…制御基板、61a、61b、61c、61d…荷重センサ、62…クッション材
70…フレーム
80…スペーサ
85…ワッシャー
90、95…ネジ
100…制御部
110…操作部
120…駆動部
132…可動ベース部、132f…空間、132g…支持部、132h…貫通穴、132j…嵌合穴
140…弾性構造部、140a…周辺枠部、141、142…バネ部、141b、142b…先端部、141c、142c…上端部、141d、142d…突起部、149…突部
150…固定部
161a、161b、161c、161d…荷重センサ、162…クッション、163…樹脂プレート
165…制御基板
170…静電基板
180…スペーサ
195…ネジ
1 ...
Claims (7)
前記可動部を支持する弾性構造部と、
前記弾性構造部を支持する固定部と、を有し、
前記弾性構造部は、前記固定部に対して、前記可動部を第1方向(Z方向)に移動可能に支持し、前記第1方向と直交する配置面において第2方向(X方向)、及び第3方向(Y方向)への前記可動部の移動を抑制するように支持する、入力装置。 An operation unit that accepts operations, a movable unit that has a drive unit that drives the operation unit, and
An elastic structure that supports the movable part and
It has a fixing portion that supports the elastic structure portion and
The elastic structure portion movably supports the movable portion in the first direction (Z direction) with respect to the fixed portion, and in the arrangement surface orthogonal to the first direction, the second direction (X direction) and An input device that supports so as to suppress the movement of the movable portion in the third direction (Y direction).
前記弾性構造部は、前記少なくとも1つの壁部の端部に係止される係止部を備える、請求項1又は2に記載の入力装置。 The operation unit has an operated portion (operation panel) that receives an operation, and at least one wall portion that extends from the operated portion and has a recess.
The input device according to claim 1 or 2, wherein the elastic structure portion includes a locking portion that is locked to an end portion of the at least one wall portion.
前記制御基板は、前記可動部と前記弾性構造部の間に配置される、請求項1から4のいずれか1項に記載の入力装置。 It has a control board provided with a detection unit that detects the amount of operation by operating the operation unit.
The input device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control board is arranged between the movable portion and the elastic structure portion.
前記可動部を一方向に移動可能に支持する弾性構造部を挟んで、前記操作の操作量を検出する検出部を備えた制御基板と、前記弾性構造部を支持し、前記弾性構造部の弾性可動側と連結される固定部を組み立てる固定側組立工程と、
前記弾性構造部の弾性固定側を、前記操作部の壁部に係止して、前記可動部、前記弾性構造部、及び前記固定部を一体に組み立てる全体組立工程と、を有し、
前記可動部組立工程、前記固定側組立工程、及び前記全体組立工程は、前記弾性構造部が移動可能な方向から組み立てられる、入力装置の製造方法。 A movable part assembly process that assembles an operation part that accepts operations and a movable part that has a drive part,
A control board provided with a detection unit that detects the operation amount of the operation by sandwiching an elastic structure portion that movably supports the movable portion in one direction, and elasticity of the elastic structure portion that supports the elastic structure portion. The fixed side assembly process that assembles the fixed part that is connected to the movable side,
It has an overall assembly step of locking the elastic fixing side of the elastic structure portion to the wall portion of the operation portion and integrally assembling the movable portion, the elastic structure portion, and the fixing portion.
The movable portion assembly step, the fixed side assembly step, and the overall assembly step are methods for manufacturing an input device in which the elastic structure portion is assembled from a movable direction.
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