JP3757069B2 - 入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等に使用される歪み検出素子を用いた入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歪み検出素子を用いた入力装置は、図１０に示すように、柔軟性を有する合成樹脂からなる操作部材５１は、角柱型の操作部５１ａと、操作部５１ａの下部から互いに９０度の角度を持って放射状に伸びる３個の板状の基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄと、操作部５１ａの下部で３個の板状の基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄを繋ぐ繋ぎ部５１ｅとを備えており、この操作部材５１は、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ下面全面がコンピュータに使用されるキーボードの枠体５０に当接、載置された状態で、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの先端部が枠体５０により押し付けられて取り付けられている。
そして、この操作部材５１は、操作部５１ａをＸ１，Ｘ２方向、及びＹ１，Ｙ２方向に倒すことにより、それぞれ基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄが撓むようになっており、この撓み量は、操作部５１ａの倒し量に従って大きくなったり、小さくなったりする。
【０００３】
また、ポリエステル材からなるフレキシブル基板５２の一面には、抵抗体からなる２個の歪み検出素子５３、５４と、歪み検出素子５３、５４に接続され、銀系の導電インクを印刷して形成されたリード線５５、５６とが設けられている。そして、このようなフレキシブル基板５２の一部は、９０度の角度に配置された基部５１ｂ、５１ｃの上面に、歪み検出素子５３、５４が形成されていない側が接着剤にて直付けされており、一方の歪み検出素子５３は基部５１ｂ上に、また、他方の歪み検出素子５４は基部５１ｃ上に位置して取り付けられた状態となっている。
【０００４】
そして、このような入力装置の操作は、操作部材５１の操作部５１ａをＸ１方向に倒すと、基部５１ｂの上面が伸びる方向に撓むと共に、基部５１ｂ上に配置された歪み検出素子５３も伸びて抵抗値が高くなり、また、操作部５１ａをＸ２方向に倒すと、基部５１ｂ上面が縮む方向に撓むと共に、基板５１ｂ上に配置された歪み検出素子５３も縮んで抵抗値が低くなる。
また、操作部５１ａをＹ１方向に倒すと、前記と同様の原理により歪み検出素子５４の抵抗値は高くなり、更に、Ｙ２方向に倒すと、歪み検出素子５４の抵抗値は低くなる。
そして、上述した抵抗値の変化を電圧値の変化として検出し、電圧値の変化をコンピュータが読み取って、操作部５１ａのＸ１，Ｘ２，或いはＹ１，Ｙ２の動きがカーソルの上下、左右の動きとなるようにカーソルを制御するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の入力装置は、操作部材５１の基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの下面全面が枠体５０に当接、載置されるため、基部５１ｂ、５１ｃの撓み量が少なく、操作性が悪いという問題がある。
また、操作部材５１に設けられる基部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの先端部が枠体５０に取り付けられるため、枠体５０への取付位置の規制によって基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの長さが制限される関係で、基部５１ｂと５１ｃの長さが異なり、このため、操作部５１ａを一定角度倒した時における基部５１ｂと５１ｃの撓み量が異なって、歪み検出素子５３と５４の抵抗値変化に大きなズレが生じ、精度の良好なものが得られないという問題がある。
また、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの下面全面が枠体５０に取り付けられるため、キーボードのキーを操作した時、キー操作が基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに影響して、カーソルが動くという問題がある。
また、基部５１ｂと５１ｃは、操作部５１ａの根本部分が互いに繋ぎ部５１ｅで繋がった構成であるため、操作部５１ａをＸ１，Ｘ２方向に倒した時には、繋ぎ部５１ｅを介して基部５１ｃに、また、操作部５１ａをＹ１，Ｙ２方向に倒した時には、繋ぎ部５１ｅを介して基部５１ｂに影響を受け、これによって、抵抗値の変化を必要としない相手の歪み検出素子に、大きな抵抗値変化を生じるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、操作部と、中心部に前記操作部が取り付けられた平板状の基板部材と、該基板部材に設置された歪み検出素子と、前記基板部材を取り付ける平板状の取付部材とを備え、前記基板部材は、前記操作部の軸方向に対して直角方向に延び、９０度の角度を持って十字状に配設された複数個の梁部と、隣り合う前記梁部間を連結する連結部と、隣り合う前記梁部と前記連結部との間に囲まれた箇所に設けた孔とを有し、前記梁部には、前記歪み検出素子が配設され、又、前記取付部材には、前記連結部に対応した位置に受け部を残して、前記梁部に対応する位置に孔、或いは凹部からなる窪み部を設けると共に、前記受け部に電極部形成し、前記梁部を前記窪み部に位置させて、前記梁部の下部に空隙を持たせた状態で、前記梁部の下部に設けた前記歪み検出素子に接続した導電体と、前記取付部材に形成した電極部とを半田付で固着した構成とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の入力装置の第１の実施例を図１〜図５に基づいて説明すると、何れも本発明の第１の実施例の入力装置に係り、図１はその平面図、図２は図１の２−２線における断面図、図３は図１の３−３線における断面図、図４はその分解斜視図、図５は基板部材を裏面から見た斜視図である。
【０００８】
本発明の歪み検出素子を用いた入力装置を図１〜図５に基づいて説明すると、比較的板厚の厚い金属板からなり、キーボードの枠体等を構成する取付板１は、切り起こしされた複数個の折り曲げ可能な舌片１ａを設けている。
合成樹脂、或いはガラス繊維入りの合成樹脂（変性ポリフエニレンエーテル等）の成型品からなる柔軟性を有する操作部２は、角柱状、或いは円柱状等の棒状、或いは筒状で構成されている。
八角状のセラミック材からなる基板部材Ｋは、図４、図５に示すように、中心部に設けられた取付部３と、この取付部３から９０度の角度で十字状に延びる複数個の梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、この梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄの隣り合うそれぞれの他端に連結された連結部５と、取付部３の隅部に設けられ、隣り合う梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと連結部５との間に囲まれた箇所に、梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ間を分離する三角状の孔６とを有している。
そして、基板部材Ｋの取付部３には、操作部２の下部が接着剤等により固着され、その結果、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、操作軸３の軸線に対して直角方向に延びたものとなっている。
【０００９】
また、操作部２は、図１に示すように、矢印Ｘ１，Ｘ２、及びＹ１，Ｙ２方向に倒すことができ、この倒れに基づいて、基板部材Ｋの梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄは撓んで、その下面側が延びたり縮んだりするようになると共に、梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ間に設けた孔６の存在により、操作部２を倒した時、隣り合う梁部が互いに影響を受けることなく、それぞれの梁部が撓むことができるようになっている。
また、各梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面には、サーメット抵抗体等からなる歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが形成されると共に、各連結部５の下面には、半田付可能な導電性の導電体８が形成されており、ここでは図示していないが、各歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの両端部と導電体８とが銀ペーストなどからなる導電線（図示せず）で接続されている。
なお、上記実施例では、４個の歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを使用したもので説明したが、２個の歪み検出素子７ａ、７ｃを用いるものでも良い。
そして、図３に示すように、導電体８を除いて、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと導電線が絶縁性のレジスト９により被覆された構成となっている。
【００１０】
また、金属板からなる平板状の取付部材１０は、特に図４に示すように、中心部に設けられた十字状の孔、或いは凹部等からなる窪み部１１と、隣り合う窪み部１１間に位置する受け部１２と、外方に延出した延出部１３とを有する。
即ち、取付部材１０には、受け部１２を残して孔、或いは凹部からなる窪み部１１が設けられた構成となっている。
また、取付部材１０の上面の表面には、絶縁層１４が形成され、この絶縁層１４上には、延出部１３の端部上に位置し、導電材からなる複数個の引き出し端子部１５と、受け部１２上に位置し、導電材からなる電極部１６と、この電極部１６と引き出し端子部１５とを接続する接続線１７とが形成されている。
【００１１】
そして、基板部材Ｋは、連結部５を取付部材１０の受け部１２上に載置すると共に、導電体８と電極部１６とをクリーム半田等により半田付けされて、基板部材Ｋが取付部材１０に取り付けられている。
そして、基板部材Ｋが取り付けられた際、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、窪み部１１に位置して、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下部に空隙を持たせた状態となっていて、操作部２による梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの撓み量が大きくなると共に、導電体８と電極部１６の半田による接続・固着により、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、接続線１７を介して引き出し端子部１５に引き出され状態となっている。
また、フレキシブル基板１８は、その下部に導電線（図示せず）を有し、この導電線を引き出し端子部１５に半田付することにより、入力装置外への引き出しを行うようになっている。
そして、このように構成された入力装置は、図１〜図３に示すように、取付部材１０をキーボードの取付板１上に載置し、舌片１ａを取付部材１０上に折り曲げて、舌片１ａで取付板１に取り付けられている。
なお、この第１の実施例において、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１２】
そして、このような入力装置の操作は、操作部２をＸ１方向に倒すと、梁部４ａの下面は縮む方向に撓むと共に、梁部４ｂの下面は伸びる方向に撓むため、梁部４ａの下面の歪み検出素子７ａの抵抗値は減少する反面、梁部４ｂの下面の歪み検出素子７ｂの抵抗値は増加し、更に、操作部２をＸ２方向に倒すと、梁部４ａの下面は伸びる方向に撓むと共に、梁部４ｂの下面は縮む方向に撓むため、梁部４ａの下面の歪み検出素子７ａの抵抗値は増加する反面、梁部４ｂの下面の歪み検出素子７ｂの抵抗値は減少し、これによって、歪み検出素子７ａと７ｂとの間に電圧差が生じて、Ｘ軸方向のカーソルの移動を行うようになる。
【００１３】
また、操作部２をＹ１方向に倒すと、梁部４ｃの下面は縮む方向に撓むと共に、梁部４ｄの下面は伸びる方向に撓むため、梁部４ｃの下面の歪み検出素子７ｃの抵抗値は減少する反面、梁部４ｄの下面の歪み検出素子７ｄの抵抗値は増加し、更に、操作部２をＹ２方向に倒すと、梁部４ｃの下面は伸びる方向に撓むと共に、梁部４ｄの下面は縮む方向に撓むため、梁部４ｃの下面の歪み検出素子７ｃの抵抗値は増加する反面、梁部４ｄの下面の歪み検出素子７ｄの抵抗値は減少し、これによって、歪み検出素子７ｃと７ｄとの間に電圧差が生じて、Ｙ軸方向のカーソルの移動を行うようになる。
【００１４】
また、図６は本発明の入力装置の第３の実施例を示し、この実施例は、基板部材Ｋが金属板で形成され、この基板部材Ｋの表面には、絶縁層１９が形成されており、この絶縁層１９上には、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの位置にそれぞれ形成された歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、引き出し部２０の位置に形成された複数個の引き出し端子部２１と、引き出し端子部２０と歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを接続するように形成された導電線２２とを有している。
また、操作部２が取付部３の孔３ａに固着されると共に、基板部材Ｋの連結部５が取付部材１０の受け部１２に載置された状態で、連結部１２と取付部材１０をスポット溶接により固着している。
また、フレキシブル基板１８は、その下部に導電線（図示せず）を有し、この導電線を引き出し端子部２１に半田付することにより、入力装置外への引き出しを行うようになっている。
その他の構成は、前記第１の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第２の実施例においても、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１５】
また、図７は本発明の第３の実施例を示し、この実施例は、セラミック材からなる基板部材Ｋの梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面にそれぞれ歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設け、また、フレキシブル基板２３に設けた導電線（図示せず）を歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続した状態で、このフレキシブル基板２３を基板部材Ｋの下面に接着して、フレキシブル基板２３を引き出し部となしている。
また、金属板からなる取付部材１０には、受け部１２の端部で折り曲げられた押さえ部２４が設けられ、基板部材Ｋの連結部５を受け部１２上に載置した状態で、フレキシブル基板２３に設けられた三角状の孔２３ａと基板部材Ｋの孔６に押さえ部２４を挿通し、押さえ部２４を折り曲げして、押さえ部２４で連結部５を取付部材１０に押し付けて、基板部材Ｋを取付部材１０に取り付けたものである。
その他の構成は、前記第１の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第３の実施例においても、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１６】
また、図８、図９は本発明の第４の実施例を示し、この実施例は、前記第３の実施例と同様に、セラミック材からなる基板部材Ｋの梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面にそれぞれ歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設けると共に、フレキシブル基板２３に設けた導電線（図示せず）を歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続した状態で、このフレキシブル基板２３を基板部材Ｋの下面に接着して、フレキシブル基板２３を引き出し部となしている。
また、金属板からなる取付部材１０には、受け部１２に絞り加工によりハトメ部２５が設けられ、基板部材Ｋの連結部５を受け部１２上に載置した状態で、フレキシブル基板２３に設けられた丸形の孔２３ａと基板部材Ｋの連結部５に設けられた孔５ａにハトメ部２５を挿通し、ハトメ部２５の先端部をカシメて、ハトメ部２５で連結部５を取付部材１０に押し付けて、基板部材Ｋを取付部材１０に取り付けたものである。
その他の構成は、前記第１の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第４の実施例においても、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の入力装置において、基板部材Ｋは、梁部７ａ〜７ｄが取付部材１０の窪み部１１に位置し、梁部７ａ〜７ｄの下部に空隙を持たせた状態で取り付けるようにした構成であるため、操作部２による梁部４ａ〜４ｄの撓み量を大きくできて、歪み検出素子７ａ〜７ｄの変化量を大きくでき、操作性の良好な入力装置を提供できる。
また、梁部７ａ〜７ｄの下部に空隙があるため、キーボードを操作した時のキー操作が梁部７ａ〜７ｄに影響されず、キー操作時にカーソルが動くとのない入力装置を提供できる。
また、基板部材Ｋの連結部５が取付部材１０の受け部１２に固着される構成であるため、基板部材Ｋの取付位置を一定にでき、操作部２を所定角度を倒したときにおける歪み検出素子７ａ〜７ｄの抵抗値変化を一定にでき、従来に比して、精度の良好な入力装置を提供できる。
また、梁部４ａ〜４ｄを十字状に配設することにより、９０度に配設された二つの梁部を選択して歪み検出素子を設けることができて、設計の自由度を得ることができと共に、更に、梁部４ａ〜４ｄに対して、４個の歪み検出素子７ａ〜７ｄをも設けることができ、種々の製品に共用化できる基板部材Ｋを提供できて、生産性の良好な入力装置を提供できる。
【００１８】
また、基板部材Ｋには、隣り合う梁部４ａ〜４ｄと連結部５との間で囲まれた箇所に孔６を設けものであるため、この梁部４ａ〜４ｄの上面に歪み検出素子７ａ〜７ｄが孔６の存在によって、操作部２をＸ１，Ｘ２方向に倒した時には、梁部４ｃ、４ｄに、また、Ｙ１，Ｙ２方向に倒した時には梁部４ａ、４ｂに影響を与えず、従って、変化させたい歪み検出素子のみの抵抗値を変化させることができて、精度の良好な入力装置を提供できる。
また、基板部材Ｋをセラミック材で形成し、基板部材Ｋの下部に設けた導電体８を取付部材１０に半田付することにより、基板部材Ｋの取付と電気的接続を同時にできて、生産性が良好で、安価な入力装置を提供できる。
また、基板部材Ｋと取付部材１０とを金属板で形成し、両者をスポット溶接で固着することにより、強固な取付ができて、耐久性が良く、長寿命の入力装置を提供できる。
【００１９】
また、フレキシブル基板２３を基板部材Ｋと取付部材１０とで挟持するようにしたため、フレキシブル基板２３の取付が強固となり、外部接続時におけるフレキシブル基板２３の剥がれが無く、外部接続作業の信頼性の高い入力装置を提供できる。
また、取付部材１０の受け部１２に設けた押さえ部２４で、基板部材Ｋの連結部６を押さえるようにしたため、その構成が簡単で、安価で、生産性の良好な入力装置を提供できる。
また、取付部材１０の受け部１２に設けたハトメ部２５で、基板部材Ｋの連結部６を押さえるようにしたため、その構成が簡単で、安価で、生産性の良好な入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置の第１の実施例に係る平面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】図１の３−３線における断面図。
【図４】本発明の入力装置の第１の実施例に係る分解斜視図。
【図５】本発明の入力装置の第１の実施例に係る基板部材を裏面から見た斜視図。
【図６】本発明の入力装置の第２の実施例を示す分解斜視図。
【図７】本発明の入力装置の第３の実施例を示す分解斜視図。
【図８】本発明の入力装置の第４の実施例を示す分解斜視図。
【図９】図８の９−９線における断面図。
【図１０】従来の入力装置の斜視図。
【符号の説明】
１ 取付板
１ａ 舌片
２ 操作部
Ｋ 基板部材
３ 取付部
３ａ 孔
４ａ 梁部
４ｂ 梁部
４ｃ 梁部
４ｄ 梁部
５ 連結部
５ａ 孔
６ 孔
７ａ 歪み検出素子
７ｂ 歪み検出素子
７ｃ 歪み検出素子
７ｄ 歪み検出素子
８ 導電体
９ レジスト
１０ 取付部材
１１ 窪み部
１２ 受け部
１３ 延出部
１４ 絶縁層
１５ 引き出し端子部
１６ 電極部
１７ 接続部
１８ フレキシブル基板
１９ 絶縁層
２０ 引き出し部
２１ 引き出し端子部
２２ 導電線
２３ フレキシブル基板
２３ａ 孔
２４ 押さえ部
２５ ハトメ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等に使用される歪み検出素子を用いた入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歪み検出素子を用いた入力装置は、図１０に示すように、柔軟性を有する合成樹脂からなる操作部材５１は、角柱型の操作部５１ａと、操作部５１ａの下部から互いに９０度の角度を持って放射状に伸びる３個の板状の基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄと、操作部５１ａの下部で３個の板状の基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄを繋ぐ繋ぎ部５１ｅとを備えており、この操作部材５１は、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ下面全面がコンピュータに使用されるキーボードの枠体５０に当接、載置された状態で、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの先端部が枠体５０により押し付けられて取り付けられている。
そして、この操作部材５１は、操作部５１ａをＸ１，Ｘ２方向、及びＹ１，Ｙ２方向に倒すことにより、それぞれ基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄが撓むようになっており、この撓み量は、操作部５１ａの倒し量に従って大きくなったり、小さくなったりする。
【０００３】
また、ポリエステル材からなるフレキシブル基板５２の一面には、抵抗体からなる２個の歪み検出素子５３、５４と、歪み検出素子５３、５４に接続され、銀系の導電インクを印刷して形成されたリード線５５、５６とが設けられている。そして、このようなフレキシブル基板５２の一部は、９０度の角度に配置された基部５１ｂ、５１ｃの上面に、歪み検出素子５３、５４が形成されていない側が接着剤にて直付けされており、一方の歪み検出素子５３は基部５１ｂ上に、また、他方の歪み検出素子５４は基部５１ｃ上に位置して取り付けられた状態となっている。
【０００４】
そして、このような入力装置の操作は、操作部材５１の操作部５１ａをＸ１方向に倒すと、基部５１ｂの上面が伸びる方向に撓むと共に、基部５１ｂ上に配置された歪み検出素子５３も伸びて抵抗値が高くなり、また、操作部５１ａをＸ２方向に倒すと、基部５１ｂ上面が縮む方向に撓むと共に、基板５１ｂ上に配置された歪み検出素子５３も縮んで抵抗値が低くなる。
また、操作部５１ａをＹ１方向に倒すと、前記と同様の原理により歪み検出素子５４の抵抗値は高くなり、更に、Ｙ２方向に倒すと、歪み検出素子５４の抵抗値は低くなる。
そして、上述した抵抗値の変化を電圧値の変化として検出し、電圧値の変化をコンピュータが読み取って、操作部５１ａのＸ１，Ｘ２，或いはＹ１，Ｙ２の動きがカーソルの上下、左右の動きとなるようにカーソルを制御するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の入力装置は、操作部材５１の基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの下面全面が枠体５０に当接、載置されるため、基部５１ｂ、５１ｃの撓み量が少なく、操作性が悪いという問題がある。
また、操作部材５１に設けられる基部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの先端部が枠体５０に取り付けられるため、枠体５０への取付位置の規制によって基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの長さが制限される関係で、基部５１ｂと５１ｃの長さが異なり、このため、操作部５１ａを一定角度倒した時における基部５１ｂと５１ｃの撓み量が異なって、歪み検出素子５３と５４の抵抗値変化に大きなズレが生じ、精度の良好なものが得られないという問題がある。
また、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの下面全面が枠体５０に取り付けられるため、キーボードのキーを操作した時、キー操作が基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに影響して、カーソルが動くという問題がある。
また、基部５１ｂと５１ｃは、操作部５１ａの根本部分が互いに繋ぎ部５１ｅで繋がった構成であるため、操作部５１ａをＸ１，Ｘ２方向に倒した時には、繋ぎ部５１ｅを介して基部５１ｃに、また、操作部５１ａをＹ１，Ｙ２方向に倒した時には、繋ぎ部５１ｅを介して基部５１ｂに影響を受け、これによって、抵抗値の変化を必要としない相手の歪み検出素子に、大きな抵抗値変化を生じるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、操作部と、中心部に前記操作部が取り付けられた平板状の基板部材と、該基板部材に設置された歪み検出素子と、前記基板部材を取り付ける平板状の取付部材とを備え、前記基板部材は、前記操作部の軸方向に対して直角方向に延び、９０度の角度を持って十字状に配設された複数個の梁部と、隣り合う前記梁部間を連結する連結部と、隣り合う前記梁部と前記連結部との間に囲まれた箇所に設けた孔とを有し、前記梁部には、前記歪み検出素子が配設され、又、前記取付部材には、前記連結部に対応した位置に受け部を残して、前記梁部に対応する位置に孔、或いは凹部からなる窪み部を設けると共に、前記受け部に電極部形成し、前記梁部を前記窪み部に位置させて、前記梁部の下部に空隙を持たせた状態で、前記梁部の下部に設けた前記歪み検出素子に接続した導電体と、前記取付部材に形成した電極部とを半田付で固着した構成とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の入力装置の第１の実施例を図１〜図５に基づいて説明すると、何れも本発明の第１の実施例の入力装置に係り、図１はその平面図、図２は図１の２−２線における断面図、図３は図１の３−３線における断面図、図４はその分解斜視図、図５は基板部材を裏面から見た斜視図である。
【０００８】
本発明の歪み検出素子を用いた入力装置を図１〜図５に基づいて説明すると、比較的板厚の厚い金属板からなり、キーボードの枠体等を構成する取付板１は、切り起こしされた複数個の折り曲げ可能な舌片１ａを設けている。
合成樹脂、或いはガラス繊維入りの合成樹脂（変性ポリフエニレンエーテル等）の成型品からなる柔軟性を有する操作部２は、角柱状、或いは円柱状等の棒状、或いは筒状で構成されている。
八角状のセラミック材からなる基板部材Ｋは、図４、図５に示すように、中心部に設けられた取付部３と、この取付部３から９０度の角度で十字状に延びる複数個の梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、この梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄの隣り合うそれぞれの他端に連結された連結部５と、取付部３の隅部に設けられ、隣り合う梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと連結部５との間に囲まれた箇所に、梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ間を分離する三角状の孔６とを有している。
そして、基板部材Ｋの取付部３には、操作部２の下部が接着剤等により固着され、その結果、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、操作軸３の軸線に対して直角方向に延びたものとなっている。
【０００９】
また、操作部２は、図１に示すように、矢印Ｘ１，Ｘ２、及びＹ１，Ｙ２方向に倒すことができ、この倒れに基づいて、基板部材Ｋの梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄは撓んで、その下面側が延びたり縮んだりするようになると共に、梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ間に設けた孔６の存在により、操作部２を倒した時、隣り合う梁部が互いに影響を受けることなく、それぞれの梁部が撓むことができるようになっている。
また、各梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面には、サーメット抵抗体等からなる歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが形成されると共に、各連結部５の下面には、半田付可能な導電性の導電体８が形成されており、ここでは図示していないが、各歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの両端部と導電体８とが銀ペーストなどからなる導電線（図示せず）で接続されている。
なお、上記実施例では、４個の歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを使用したもので説明したが、２個の歪み検出素子７ａ、７ｃを用いるものでも良い。
そして、図３に示すように、導電体８を除いて、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと導電線が絶縁性のレジスト９により被覆された構成となっている。
【００１０】
また、金属板からなる平板状の取付部材１０は、特に図４に示すように、中心部に設けられた十字状の孔、或いは凹部等からなる窪み部１１と、隣り合う窪み部１１間に位置する受け部１２と、外方に延出した延出部１３とを有する。
即ち、取付部材１０には、受け部１２を残して孔、或いは凹部からなる窪み部１１が設けられた構成となっている。
また、取付部材１０の上面の表面には、絶縁層１４が形成され、この絶縁層１４上には、延出部１３の端部上に位置し、導電材からなる複数個の引き出し端子部１５と、受け部１２上に位置し、導電材からなる電極部１６と、この電極部１６と引き出し端子部１５とを接続する接続線１７とが形成されている。
【００１１】
そして、基板部材Ｋは、連結部５を取付部材１０の受け部１２上に載置すると共に、導電体８と電極部１６とをクリーム半田等により半田付けされて、基板部材Ｋが取付部材１０に取り付けられている。
そして、基板部材Ｋが取り付けられた際、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、窪み部１１に位置して、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下部に空隙を持たせた状態となっていて、操作部２による梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの撓み量が大きくなると共に、導電体８と電極部１６の半田による接続・固着により、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、接続線１７を介して引き出し端子部１５に引き出され状態となっている。
また、フレキシブル基板１８は、その下部に導電線（図示せず）を有し、この導電線を引き出し端子部１５に半田付することにより、入力装置外への引き出しを行うようになっている。
そして、このように構成された入力装置は、図１〜図３に示すように、取付部材１０をキーボードの取付板１上に載置し、舌片１ａを取付部材１０上に折り曲げて、舌片１ａで取付板１に取り付けられている。
なお、この第１の実施例において、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１２】
そして、このような入力装置の操作は、操作部２をＸ１方向に倒すと、梁部４ａの下面は縮む方向に撓むと共に、梁部４ｂの下面は伸びる方向に撓むため、梁部４ａの下面の歪み検出素子７ａの抵抗値は減少する反面、梁部４ｂの下面の歪み検出素子７ｂの抵抗値は増加し、更に、操作部２をＸ２方向に倒すと、梁部４ａの下面は伸びる方向に撓むと共に、梁部４ｂの下面は縮む方向に撓むため、梁部４ａの下面の歪み検出素子７ａの抵抗値は増加する反面、梁部４ｂの下面の歪み検出素子７ｂの抵抗値は減少し、これによって、歪み検出素子７ａと７ｂとの間に電圧差が生じて、Ｘ軸方向のカーソルの移動を行うようになる。
【００１３】
また、操作部２をＹ１方向に倒すと、梁部４ｃの下面は縮む方向に撓むと共に、梁部４ｄの下面は伸びる方向に撓むため、梁部４ｃの下面の歪み検出素子７ｃの抵抗値は減少する反面、梁部４ｄの下面の歪み検出素子７ｄの抵抗値は増加し、更に、操作部２をＹ２方向に倒すと、梁部４ｃの下面は伸びる方向に撓むと共に、梁部４ｄの下面は縮む方向に撓むため、梁部４ｃの下面の歪み検出素子７ｃの抵抗値は増加する反面、梁部４ｄの下面の歪み検出素子７ｄの抵抗値は減少し、これによって、歪み検出素子７ｃと７ｄとの間に電圧差が生じて、Ｙ軸方向のカーソルの移動を行うようになる。
【００１４】
また、図６は本発明の入力装置の第３の実施例を示し、この実施例は、基板部材Ｋが金属板で形成され、この基板部材Ｋの表面には、絶縁層１９が形成されており、この絶縁層１９上には、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの位置にそれぞれ形成された歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、引き出し部２０の位置に形成された複数個の引き出し端子部２１と、引き出し端子部２０と歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを接続するように形成された導電線２２とを有している。
また、操作部２が取付部３の孔３ａに固着されると共に、基板部材Ｋの連結部５が取付部材１０の受け部１２に載置された状態で、連結部１２と取付部材１０をスポット溶接により固着している。
また、フレキシブル基板１８は、その下部に導電線（図示せず）を有し、この導電線を引き出し端子部２１に半田付することにより、入力装置外への引き出しを行うようになっている。
その他の構成は、前記第１の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第２の実施例においても、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１５】
また、図７は本発明の第３の実施例を示し、この実施例は、セラミック材からなる基板部材Ｋの梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面にそれぞれ歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設け、また、フレキシブル基板２３に設けた導電線（図示せず）を歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続した状態で、このフレキシブル基板２３を基板部材Ｋの下面に接着して、フレキシブル基板２３を引き出し部となしている。
また、金属板からなる取付部材１０には、受け部１２の端部で折り曲げられた押さえ部２４が設けられ、基板部材Ｋの連結部５を受け部１２上に載置した状態で、フレキシブル基板２３に設けられた三角状の孔２３ａと基板部材Ｋの孔６に押さえ部２４を挿通し、押さえ部２４を折り曲げして、押さえ部２４で連結部５を取付部材１０に押し付けて、基板部材Ｋを取付部材１０に取り付けたものである。
その他の構成は、前記第１の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第３の実施例においても、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１６】
また、図８、図９は本発明の第４の実施例を示し、この実施例は、前記第３の実施例と同様に、セラミック材からなる基板部材Ｋの梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面にそれぞれ歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設けると共に、フレキシブル基板２３に設けた導電線（図示せず）を歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続した状態で、このフレキシブル基板２３を基板部材Ｋの下面に接着して、フレキシブル基板２３を引き出し部となしている。
また、金属板からなる取付部材１０には、受け部１２に絞り加工によりハトメ部２５が設けられ、基板部材Ｋの連結部５を受け部１２上に載置した状態で、フレキシブル基板２３に設けられた丸形の孔２３ａと基板部材Ｋの連結部５に設けられた孔５ａにハトメ部２５を挿通し、ハトメ部２５の先端部をカシメて、ハトメ部２５で連結部５を取付部材１０に押し付けて、基板部材Ｋを取付部材１０に取り付けたものである。
その他の構成は、前記第１の実施例と同様であるので、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。
なお、この第４の実施例においても、取付部材１０は取付板１を兼用するようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の入力装置において、基板部材Ｋは、梁部７ａ〜７ｄが取付部材１０の窪み部１１に位置し、梁部７ａ〜７ｄの下部に空隙を持たせた状態で取り付けるようにした構成であるため、操作部２による梁部４ａ〜４ｄの撓み量を大きくできて、歪み検出素子７ａ〜７ｄの変化量を大きくでき、操作性の良好な入力装置を提供できる。
また、梁部７ａ〜７ｄの下部に空隙があるため、キーボードを操作した時のキー操作が梁部７ａ〜７ｄに影響されず、キー操作時にカーソルが動くとのない入力装置を提供できる。
また、基板部材Ｋの連結部５が取付部材１０の受け部１２に固着される構成であるため、基板部材Ｋの取付位置を一定にでき、操作部２を所定角度を倒したときにおける歪み検出素子７ａ〜７ｄの抵抗値変化を一定にでき、従来に比して、精度の良好な入力装置を提供できる。
また、梁部４ａ〜４ｄを十字状に配設することにより、９０度に配設された二つの梁部を選択して歪み検出素子を設けることができて、設計の自由度を得ることができと共に、更に、梁部４ａ〜４ｄに対して、４個の歪み検出素子７ａ〜７ｄをも設けることができ、種々の製品に共用化できる基板部材Ｋを提供できて、生産性の良好な入力装置を提供できる。
【００１８】
また、基板部材Ｋには、隣り合う梁部４ａ〜４ｄと連結部５との間で囲まれた箇所に孔６を設けものであるため、この梁部４ａ〜４ｄの上面に歪み検出素子７ａ〜７ｄが孔６の存在によって、操作部２をＸ１，Ｘ２方向に倒した時には、梁部４ｃ、４ｄに、また、Ｙ１，Ｙ２方向に倒した時には梁部４ａ、４ｂに影響を与えず、従って、変化させたい歪み検出素子のみの抵抗値を変化させることができて、精度の良好な入力装置を提供できる。
また、基板部材Ｋをセラミック材で形成し、基板部材Ｋの下部に設けた導電体８を取付部材１０に半田付することにより、基板部材Ｋの取付と電気的接続を同時にできて、生産性が良好で、安価な入力装置を提供できる。
また、基板部材Ｋと取付部材１０とを金属板で形成し、両者をスポット溶接で固着することにより、強固な取付ができて、耐久性が良く、長寿命の入力装置を提供できる。
【００１９】
また、フレキシブル基板２３を基板部材Ｋと取付部材１０とで挟持するようにしたため、フレキシブル基板２３の取付が強固となり、外部接続時におけるフレキシブル基板２３の剥がれが無く、外部接続作業の信頼性の高い入力装置を提供できる。
また、取付部材１０の受け部１２に設けた押さえ部２４で、基板部材Ｋの連結部６を押さえるようにしたため、その構成が簡単で、安価で、生産性の良好な入力装置を提供できる。
また、取付部材１０の受け部１２に設けたハトメ部２５で、基板部材Ｋの連結部６を押さえるようにしたため、その構成が簡単で、安価で、生産性の良好な入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置の第１の実施例に係る平面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】図１の３−３線における断面図。
【図４】本発明の入力装置の第１の実施例に係る分解斜視図。
【図５】本発明の入力装置の第１の実施例に係る基板部材を裏面から見た斜視図。
【図６】本発明の入力装置の第２の実施例を示す分解斜視図。
【図７】本発明の入力装置の第３の実施例を示す分解斜視図。
【図８】本発明の入力装置の第４の実施例を示す分解斜視図。
【図９】図８の９−９線における断面図。
【図１０】従来の入力装置の斜視図。
【符号の説明】
１ 取付板
１ａ 舌片
２ 操作部
Ｋ 基板部材
３ 取付部
３ａ 孔
４ａ 梁部
４ｂ 梁部
４ｃ 梁部
４ｄ 梁部
５ 連結部
５ａ 孔
６ 孔
７ａ 歪み検出素子
７ｂ 歪み検出素子
７ｃ 歪み検出素子
７ｄ 歪み検出素子
８ 導電体
９ レジスト
１０ 取付部材
１１ 窪み部
１２ 受け部
１３ 延出部
１４ 絶縁層
１５ 引き出し端子部
１６ 電極部
１７ 接続部
１８ フレキシブル基板
１９ 絶縁層
２０ 引き出し部
２１ 引き出し端子部
２２ 導電線
２３ フレキシブル基板
２３ａ 孔
２４ 押さえ部
２５ ハトメ部
Claims (1)
- 操作部と、中心部に前記操作部が取り付けられた平板状の基板部材と、該基板部材に設置された歪み検出素子と、前記基板部材を取り付ける平板状の取付部材とを備え、前記基板部材は、前記操作部の軸方向に対して直角方向に延び、９０度の角度を持って十字状に配設された複数個の梁部と、隣り合う前記梁部間を連結する連結部と、隣り合う前記梁部と前記連結部との間に囲まれた箇所に設けた孔とを有し、前記梁部には、前記歪み検出素子が配設され、又、前記取付部材には、前記連結部に対応した位置に受け部を残して、前記梁部に対応する位置に孔、或いは凹部からなる窪み部を設けると共に、前記受け部に電極部を形成し、前記梁部を前記窪み部に位置させて、前記梁部の下部に空隙を持たせた状態で、前記梁部の下部に設けた前記歪み検出素子に接続した導電体と、前記取付部材に形成した電極部とを半田付で固着したことを特徴とする入力装置。
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