JP3184249U - ポインティングスティック - Google Patents

Abstract

【課題】撓み部に応力が集中して精度の良い検出を行なうことができるとともに、液体物の侵入を防止することができるポインティングスティックを提供する。
【解決手段】撓み部１１、１２、１３、１４が形成された基部１と、基部１から上方に突出する操作部２と、を有する操作体１０と、撓み部１１、１２、１３、１４に配置され、それぞれの撓み量を検出するセンサ素子２１、２２、２３、２４と、を備えたポインティングスティック１００において、基部１は、操作部２が突出する側とは反対側に、平面視で撓み部１１、１２、１３、１４の間に有底凹部１５、１６、１７、１８を有する。有底凹部の存在により撓み部の間の基部が変形しやすくなり、撓み部を大きく撓ませることができる。
【選択図】図４

Description

本考案は、入力操作に用いるポインティングスティックに関し、特に、液体物の侵入を防止することができるポインティングスティックに関する。

ノート型コンピュータ等の携帯型電子機器において、傾倒させる力を加えて操作するポインティングスティックが入力操作に用いられている。

ポインティングスティックは、例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１に開示されているポインティングスティックは、操作スティックの操作に応じて変形するダイアフラム上に歪みゲージが配置され、制御回路用ＦＰＣがはんだによって電気的に接続され、歪みゲージの抵抗値に関する出力変化を検出するものである。

特許文献２には、単一基板がセンサ部とセンサ支持部とを兼ね具え、センサ部の変形に応答して電気特性が変化する歪みゲージを有する応力センサが開示されている。図１０は特許文献２の応力センサ２００についてセンサ部２０１及びセンサ部２０１に支持部２０２が一体化された構成の例を示す図である。図１０（ａ）はセンサ部２０１を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は歪みゲージ２０５が貼り付けられたセンサ部２０１の底面図であり、図１０（ｃ）はセンサ部２０１の平面図である。図１０（ｄ）はセンサ部２０１に支持部２０２が一体化された構成の例を示す斜視図である。図１０（ｄ）に示すように、穴２０８を形成することで、歪みゲージ２０５が貼り付けられたセンサ部（撓み部）２０１に応力を集中させ、センサ部（撓み部）２０１を大きく撓ませ、撓み量を大きくできるので高精度な検出を行なえるようにしている。

特開２０１２−２０８８７０号公報 国際公開第２００２／０５２２３６号

しかしながら、撓み部の周りに穴が形成されているポインティングスティックを使用する場合、液体物をこぼしたりしたときに、その穴（貫通孔）から液体物が侵入してしまう、という問題点があった。

本考案は、上述した課題を解決するもので、撓み部に応力が集中して精度の良い検出を行なうことができるとともに、液体物の侵入を防止することができるポインティングスティックを提供することを目的とする。

本考案は、複数の撓み部が形成された基部と、前記基部から上方に突出する操作部と、を有する操作体と、前記複数の撓み部に配置され、それぞれの撓み量を検出する複数のセンサ素子と、を備えたポインティングスティックにおいて、前記基部は、前記操作部が突出する側とは反対側に、平面視で前記複数の撓み部の間に有底凹部を有することを特徴とする。

複数の撓み部の間に形成された有底凹部によって複数の撓み部の間の基部が変形しやすくなっているので、凹部が無いときに比べて撓み部に応力が集中して撓み部を大きく撓ませることができる。これにより、撓み部の撓み量を大きくできるので、精度の良い検出を行なうことができるとともに、貫通孔があるときに比べて液体物の侵入を防止することができる。

前記複数のセンサ素子が実装されたフィルム基板を備え、前記フィルム基板は、前記基部の前記有底凹部を有する側において、前記複数のセンサ素子が前記複数の撓み部に対応するように、接着材で貼り付けられたことを特徴とする。

前記複数のセンサ素子が複数の撓み部に対応するように位置合わせされて接着材で貼り付けられたときに、撓み部の近くに位置する有底凹部が余った接着剤の逃げ場となる。そのため、余った接着剤による不具合を防止することができる。

本考案のポインティングスティックは、複数の撓み部の間に形成された有底凹部によって複数の撓み部の間の基部が変形しやすくなっているので、凹部が無いときに比べて撓み部に応力が集中して撓み部を大きく撓ませることができる。これにより、撓み部の撓み量を大きくできるので、精度の良い検出を行なうことができるとともに、貫通孔があるときに比べて液体物の侵入を防止することができる。

本考案の第１実施形態のポインティングスティックを示す斜視図である。 第１実施形態のポインティングスティックを示す平面図である。 第１実施形態のポインティングスティックを示す分解斜視図である。 図３の反対方向から見た分解斜視図である。 図３及び図４に示す操作体の説明図である。 図５に示す操作体の底面図である。 （ａ）は図２のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 図２のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 操作体とフィルム基板との配置を示す底面図である。 従来のセンサ部及びセンサ部の基本構造に支持部が取り付けられた構成の例を示す図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態におけるポインティングスティック１００について説明する。

図１は、本考案の第１実施形態のポインティングスティック１００を示す斜視図である。図２は、第１実施形態のポインティングスティック１００を示す平面図である。図３は第１実施形態のポインティングスティック１００を示す分解斜視図である。図４は、図３の反対方向から見た分解斜視図である。図５は、図３及び図４に示す操作体１０の説明図である。図６は、図５に示す操作体１０の底面図である。図７は、第１実施形態のポインティングスティック１００を示す断面図であり、図７（ａ）は図２のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、図７（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図８は、図２のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図９は、操作体１０とフィルム基板２０との配置を示す底面図である。なお、説明を分かりやすくするため、ここでは、図１に示すＺ１側を上方、Ｚ２側を下方とする。

図１に示すポインティングスティック１００は、操作者によって入力操作される操作体１０が上側固定板４０及び下側固定板５０に挟持された入力装置である。また、図３及び図４に示すように、ポインティングスティック１００は、センサ素子２１、２２、２３、２４が実装されたフィルム基板２０を備えている。

操作体１０は、樹脂を成形したものであり、図２〜図５に示すように、基部１と、基部１から上方（Ｚ１側）に突出する操作部２と、基部１を取り囲むように延設された環状支持部３と、を有する。

フィルム基板２０は、センサ素子２１、２２、２３、２４が実装配置され、図示しない配線が設けられている。また、センサ素子２１、２２、２３、２４と配線とを保護するカバーフィルムが貼り付けられている。なお、センサ素子２１、２２、２３、２４の配置をより分かりやすく示すために、このカバーフィルムは図示していない。

環状支持部３は、図７及び図８に示すように、基部１を取り囲むように下方（Ｚ２側）に延設され、下側固定板５０に当接して支持される部分となる。環状支持部３は、フィルム基板２０を取り出すＹ１側以外の基部１を取り囲む本体部３１と、下側固定板５０に沿って本体部３１の外周３１ａから外方に延設されるとともに本体部３１の上下方向の厚みより薄く形成された固定部３４と、を有している（図５参照）。

上側固定板４０及び下側固定板５０は、薄い金属板を加工したものであり、操作体１０及びフィルム基板２０を挟持するように、締結部材６０によって固定される。さらに、上側固定板４０は、図示しない取り付け部材を介して携帯型電子機器等に固定される。

次に、本実施形態のポインティングスティック１００の動作原理について説明する。

本実施形態のポインティングスティック１００において、操作体１０は、基部１における操作部２が突出する側とは反対側（Ｚ２側）に、図５（ｂ）に示すように、撓み部１１、１２、１３、１４と、有底凹部１５、１６、１７、１８と、を有している。操作部２を傾倒させる力が加わる操作がなされると、撓み部１１、１２、１３、１４を弾性変形させる撓みが発生する。

図６に示すように、撓み部１１、１２、１３、１４は、平面視で操作部２を中心としてそれぞれ前後左右の４方向（Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向、Ｙ２方向）に延設される。それぞれの撓み量を検出するセンサ素子２１、２２、２３、２４が撓み部１１、１２、１３、１４に対応するように配置されている（図４参照）。

センサ素子２１、２２、２３、２４は、歪みゲージの一種であり、フィルム基板２０に設けられた配線（図示しない）が接続されている。この配線は図示しない回路部に接続され、センサ素子２１、２２、２３、２４に定常的に電流が流される。操作部２を傾倒させる力が加わる操作がなされると、センサ素子２１、２２、２３、２４の抵抗値が変化する。センサ素子２１、２２、２３、２４には電流が流されているため、抵抗値の変化による電圧の変化を検出することが可能である。この電圧の変化を回路部で演算することにより、操作部２が傾倒された方向や、押圧力（傾倒量）の大きさを検知することができる。

次に、各部材の特徴を詳細に説明する。

操作体１０は、図５に示すように、基部１の下面１ｃに撓み部１１、１２、１３、１４と有底凹部１５、１６、１７、１８とを有している。図６に示すように、基部１の中央から見て、撓み部１１、１２、１３、１４は、それぞれＸ１方向、Ｙ１方向、Ｘ２方向、Ｙ２方向に配置され、有底凹部１５、１６、１７、１８はそれぞれＸ１方向、Ｙ１方向、Ｘ２方向、Ｙ２方向から４５度ずれた方向に形成されている。すなわち、基部１は、Ｚ２側からの平面視で、撓み部１１、１２、１３、１４の間に有底凹部１５、１６、１７、１８を有する。

フィルム基板２０は、基部１の有底凹部１５、１６、１７、１８を有する側（Ｚ２側）に、センサ素子２１、２２、２３、２４が撓み部１１、１２、１３、１４に対応するように位置合わせされて、接着材７０で貼り付けられている。フィルム基板２０は、撓み部１１、１２、１３、１４に密着するように、接着材７０で接着される。図８に示すように、接着材７０の余分な量は近くの有底凹部１５、１７が逃げ場となるように流動可能である。なお、図８以外の図面では接着材７０を省略している。有底凹部１６、１８についても同様である。こうして、接着材７０を介して、フィルム基板２０を撓み部１１、１２、１３、１４に密着させることができるので、センサ素子２１、２２、２３、２４は撓み部１１、１２、１３、１４の撓みを安定して検出することができる。

基部１の上面１ｂは、図５（ａ）及び図８に示すように、操作部２の裾部２ａを囲むように環状支持部３側から裾部２ａ側に向かって窪んだ凹部１ａを有し、凹部１ａの最深部１９が環状支持部３側より裾部２ａ側の位置に偏って形成されている。図８に示すように、基部１の下面１ｃは、センサ素子２１、２２、２３、２４が最深部１９に対応する位置に配置されている。

環状支持部３は、基部１を取り囲むようにＺ２側に延設され、基部１を取り囲む本体部３１と、本体部３１の外周３１ａから外方に延設された固定部３４と、を有している。本実施形態においては、図５に示すように、固定部３４は本体部３１の上下方向の厚みより薄く形成される。さらに、本体部３１の外周３１ａから外方に向かって突出する突出片３５、３６、３７、３８を有し、突出片３５、３６、３７、３８に締結部材挿通孔３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａが形成されている。なお、突出片３５、３６、３７、３８は、それぞれＸ１方向、Ｙ１方向、Ｘ２方向、Ｙ２方向から４５度ずれた方向に形成されている。すなわち、図５に示すように、撓み部１１、１２、１３、１４は、平面視で操作部２を中心としてそれぞれ前後左右の４方向に延設され、締結部材挿通孔３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａは、複数の撓み部１１、１２、１３、１４の隣り合う同士の間の４方向に位置する。

下側固定板５０は、図３及び図４に示すように、下側固定孔５５、５６、５７、５８と、を備えている。また、下側固定板５０は、図９に示すように、平面視で環状支持部３より外側に広がって形成されている。なお、図９は、重なり位置が分かるように、下側固定板５０を透視した底面図となっている。

上側固定板４０は、図９に示すように、平面視で環状支持部３より外側に広がって形成されている。また、図３及び図４に示すように、上側固定板４０は、上側固定孔４５、４６、４７、４８と、本体部３１を内側に挿入可能な円形開口部４１と、を備えている。

図２及び図６に示すように、本体部３１の外周３１ａは、上側固定板４０の円形開口部４１と略等しい円形に形成されるとともに、外側方向に突出する突出部３２、３３を有している。

図２、図３及び図６に示すように、円形開口部４１の縁部４１ａには突出部３２、３３が挿入される切欠部４２、４３が形成されている。切欠部４２、４３によって、ポインティングスティック１００に操作体１０を組み立てる際の、部材の位置決めおよび回転止めをすることができる。

これにより、環状支持部３は、突出部３２、３３が切欠部４２、４３に挿入された状態で、固定部３４が円形開口部４１の縁部４１ａと下側固定板５０とにそれぞれ当接している。突出片３５、３６、３７、３８の位置において、下側固定孔５５、５６、５７、５８から、締結部材挿通孔３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａと、上側固定孔４５、４６、４７、４８と、に締結部材６０を挿通して、上側固定板４０と下側固定板５０とが締結される。本実施形態においては、締結部材６０としてねじが用いられており、上側固定孔４５、４６、４７、４８はめねじになっている。したがって、環状支持部３の固定部３４は、突出片３５、３６、３７、３８の位置において、ねじによって締結され、円形開口部４１の縁部４１ａと下側固定板５０とで挟持されることになる。円形開口部４１の縁部４１ａが、ほぼ全周に亘って固定部３４における操作部２から距離が等しい地点を均一な力で挟持することになるので、本体部３１の外周３１ａに不均一な歪みが発生しない。

本実施形態のポインティングスティック１００は、図示しない電子機器に搭載されて、上側固定板４０及び下側固定板５０が固定される。上側固定板４０及び下側固定板５０として剛性の高い固定部材を使用することによって、電子機器にポインティングスティック１００が固定されて、操作部２が安定して操作可能になる。なお、電子機器の内部に収納されて、操作部２が電子機器の外部に突出する構成であることが好ましく、操作部２の周囲には隙間を塞ぐようにクッション材が配置され、電子機器内部への水や埃の侵入を防止することが好ましい。また、操作感触を変えるために、操作部２にはゴム材の操作用キャップを被せることが好ましい。

本実施形態において、基部１の上面１ｂは、操作部２の裾部２ａを囲むように環状支持部３側から裾部２ａ側に向かって窪んだ凹部１ａを有し、凹部１ａの最深部１９が環状支持部３側より裾部２ａ側の位置に偏って形成され、基部１の下面１ｃは、センサ素子２１、２２、２３、２４が最深部１９に対応する位置に配置されている。操作部２を傾倒させる力が加わる操作がなされると、凹部１ａの最深部１９が環状支持部３側より裾部２ａ側の位置に偏って形成されているので、肉厚がもっとも薄い最深部１９の近傍で撓み部１１、１２、１３、１４はもっとも撓み、この近傍に変位が集中する。平面視で、センサ素子２１、２２、２３、２４は、最深部１９に対応する位置に配置されているため、撓み量が大きく、センサ素子２１、２２、２３、２４の抵抗値が、より大きく変化する。

本実施形態において、基部１は、操作部２が突出する側とは反対側に、平面視で撓み部１１、１２、１３、１４の間に有底凹部１５、１６、１７、１８を有する。撓み部１１、１２、１３、１４の間に形成された有底凹部１５、１６、１７、１８によって撓み部１１、１２、１３、１４の間の基部１が変形しやすくなっているので、有底凹部１５、１６、１７、１８が無いときに比べて撓み部１１、１２、１３、１４に応力が集中して精度の良い検出を行なうことができる。また、有底凹部１５、１６、１７、１８でなく、この位置に貫通孔を設けたポインティングスティックを使用する場合、液体物をこぼしたりしたときに、その貫通孔から液体物が侵入してしまう、という問題点があった。本実施形態のポインティングスティック１００は、貫通孔があるときに比べて液体物の侵入を防止することができる。

一方、突出片３５、３６、３７、３８に設けられた締結部材挿通孔３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａは、操作部２を中心として撓み部１１、１２、１３、１４の隣り合う同士の間の４方向に位置する。撓み部１１、１２、１３、１４の方向に位置する場合に比べ、締結部材挿通孔３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａと撓み部１１、１２、１３、１４との距離を、より離して配置できる。一般的に、締結部材による固定はその近傍で大きな歪みを生じやすい。本実施形態では、撓み部１１、１２、１３、１４から離れた位置で締結部材６０により締結されるので、締結部材６０による歪みが撓み部１１、１２、１３、１４に伝わりにくい。

また、本体部３１は、上側固定板４０及び下側固定板５０に固定される固定部３４から離れていることにより歪みを生じない。そのため、環状支持部３の本体部３１を厚肉に形成する必要がない。すなわち、環状支持部３の薄型化を図ることができる。さらに、上側固定板４０及び下側固定板５０として剛性の高い固定部材を使用しても、環状支持部３は、固定部３４と基部１の間に本体部３１が介在するため、固定部３４に歪みが生じたとしても、本体部３１によって撓み部１１、１２、１３、１４に歪みが伝達されない。

なお、製造上、下側固定板５０の外側エッジには切断時に発生したバリが残ることがある。操作体１０がそのバリの上に固定されていると、操作体１０を操作したときそのバリの影響により、操作体１０の変形、バリの操作体１０への食い込み、バリの変形等が生じて、検出特性が悪化する。本実施形態のポインティングスティック１００では、図９に示すように、下側固定板５０が平面視で環状支持部３より外側に広がって形成され、操作体１０は常に外側エッジの内側に位置する。これにより、バリによる検出特性の悪化を生じさせない。

同様に、上側固定板４０の外側エッジには切断時に発生したバリが残ることがある。操作体１０がそのバリの下に固定されていると、操作体１０を操作したときそのバリの影響により、操作体１０の変形、バリの操作体１０への食い込み、バリの変形等が生じて、検出特性が悪化する。本実施形態のポインティングスティック１００では、上側固定板４０が、図９に示すように、平面視で環状支持部３より外側に広がって形成され、操作体１０は常に外側エッジの内側に位置する。これにより、バリによる検出特性の悪化を生じさせない。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態のポインティングスティック１００において、基部１は、操作部２が突出する側とは反対側に、平面視で撓み部１１、１２、１３、１４の間に有底凹部１５、１６、１７、１８を有する。撓み部１１、１２、１３、１４の間に形成された有底凹部１５、１６、１７、１８によって撓み部１１、１２、１３、１４の間の基部１が変形しやすくなっているので、有底凹部１５、１６、１７、１８が無いときに比べて撓み部１１、１２、１３、１４に応力が集中して撓み部１１、１２、１３、１４を大きく撓ませることができる。これにより、撓み部１１、１２、１３、１４の撓み量を大きくできるので、精度の良い検出を行なうことができるとともに、貫通孔があるときに比べて液体物の侵入を防止することができる。

本実施形態のポインティングスティック１００において、センサ素子２１、２２、２３、２４が実装されたフィルム基板２０を備え、フィルム基板２０は、基部１の有底凹部１５、１６、１７、１８を有する側において、センサ素子２１、２２、２３、２４が撓み部１１、１２、１３、１４に対応するように、接着材７０で貼り付けられた。撓み部１１、１２、１３、１４に対応するように接着材７０で貼り付けられたときに、撓み部１１、１２、１３、１４の近くに位置する有底凹部１５、１６、１７、１８が余った接着剤の逃げ場となる。そのため、余った接着剤による不具合を防止することができる。

以上のように、本実施形態のポインティングスティック１００を具体的に説明したが、本考案は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本考案の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、締結部材６０としてねじが用いられているが、かしめ等の締結部材に変更してもよい。ねじは取り付けが面倒であるが、締結力を容易に調整できる利点を有する。一方、例えば、かしめを用いる場合には、製造工程の自動化が容易になるだけでなく、長期間に亘り緩みを心配する必要がない。

（２）本実施形態において、フィルム基板２０は基部１に接着材７０で貼り付けられているが、両面テープで貼り付けてもよい。両面テープを用いると、接着材が流動する心配がないので、製造が容易である。

１００ ポインティングスティック
１ 基部
１ａ 凹部
１ｂ 上面
１ｃ 下面
２ 操作部
２ａ 裾部
３ 環状支持部
１０ 操作体
１１、１２、１３、１４ 撓み部
１５、１６、１７、１８ 有底凹部
１９ 最深部
２０ フィルム基板
２１、２２、２３、２４ センサ素子
３１ 本体部
３１ａ 外周
３２、３３ 突出部
３４ 固定部
３５、３６、３７、３８ 突出片
３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａ 締結部材挿通孔
４０ 上側固定板
４１ 円形開口部
４１ａ 縁部
４２、４３ 切欠部
４５、４６、４７、４８ 上側固定孔
５０ 下側固定板
５５、５６、５７、５８ 下側固定孔
６０ 締結部材
７０ 接着材

Claims (2)

1. 複数の撓み部が形成された基部と、前記基部から上方に突出する操作部と、を有する操作体と、
   前記複数の撓み部に配置され、それぞれの撓み量を検出する複数のセンサ素子と、
   を備えたポインティングスティックにおいて、
   前記基部は、前記操作部が突出する側とは反対側に、平面視で前記複数の撓み部の間に有底凹部を有することを特徴とするポインティングスティック。
2. 前記複数のセンサ素子が実装されたフィルム基板を備え、
   前記フィルム基板は、前記基部の前記有底凹部を有する側において、前記複数のセンサ素子が前記複数の撓み部に対応するように、接着材で貼り付けられたことを特徴とする請求項１に記載のポインティングスティック。

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