JP3948886B2

JP3948886B2 - 入力装置

Info

Publication number: JP3948886B2
Application number: JP2000213387A
Authority: JP
Inventors: 一雄金尾; 良一前田; 博文奥村; 克彦栃原; 敏生小川
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002032191A

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９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、或いはポリイミドからなる帯状のフレキシブル基板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は、帯状のフレキシブル基板５２に形成されたリード部５５，５６がキーボードのプリント基板（図示せず）に半田付けで接続され、この入力装置の操作は、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、フレキシブル基板５２の操作部材５１への接着と、操作部材５１の枠体５０への取付と、リード５５，５６のプリント基板への半田付けを必要とし、その組立工数が多くなって、生産性が悪く、コスト高になるという問題がある。
また、フレキシブル基板５２は、基部５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの外形より大きな帯状であるため、大きな面積の材料となり、材料費が高く、コスト高になるばかりか、プリント基板への取付に大きなスペースを必要とし、大型になるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、小型で、材料が少なく、且つ、生産性が良好な安価な入力装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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設けられた平板状の基板部材と、複数個の歪み検出素子とこの歪み検出素子に接続された端子部とを一面側に設けたフレキシブル基板と、複数個のランド部を設けたプリント基板とを備え、前記フレキシブル基板の他面側が前記基板部材の下面に接着され、
前記基板部材と前記フレキシブル基板とをＵ字状のクリップで挟持すると共に、前記クリップの下片部が前記端子部に接続された状態で前記プリント基板上に配置されて、前記フレキシブル基板と前記プリント基板との間に隙間が形成され、前記クリップの前記下片部が前記ラウンド部に半田付けされた構成とした。
【０００８】
また、第２の解決手段として、前記フレキシブル基板は、前記基板部材の外形と略等しく、或いは小さく形成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記歪み検出素子は、前記操作部を中心として９０度の角度を持って４個配設した構成とした。
また、第４の解決手段として、前記端子部は、隣り合う前記歪み検出素子間に形成された構成とした。
【０００９】
また、第５の解決手段として、前記クリップが金属材で形成されると共に、前記下片部が前記端子部に接触し、前記下片部が前記端子部と共に前記ランド部に半田付けされた構成とした。
また、第６の解決手段として、前記クリップの前記下片部には、前記端子部と前記ランド部とが対向する位置に孔を設けた構成とした。
【００１０】
また、第７の解決手段として、前記クリップ部の前記下片部には、前記端子部と前記ランド部とが対向する位置に凸部を設けた構成とした。
また、第８の解決手段として、前記凸部の頂部を前記端子部に当接させた構成とした。
また、第９の解決手段として、前記基板部材は、前記歪み検出素子間に位置する外周部において、前記操作部の中心を挟んで互いに対向する位置が切り落としされて形成された直線状部を有し、この直線状部の位置に前記クリップを配置した構成とした。
【００１１】
また、第１０の解決手段として、前記基板部材には、前記歪み検出素子間の位置に孔を設けて梁部を形成し、この梁部に前記歪み検出素子を配設した構成とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の入力装置の第１の実施例の図面を説明すると、図１〜図４は何れも本発明の第１の実施例の入力装置に係り、図１は本発明の入力装置の第１の実施例の平面図、図２は図１の２−２線における断面図、図３は本発明の入力装置の第１の実施例に係り、フレキシブル基板を裏返した斜視図、図４は本発明の入力装置の第１の実施例の分解斜視図である。
【００１３】
本発明の歪み検出素子を用いた入力装置の第１実施例を図１〜図４に基づいて説明すると、キーボード等に使用されるプリント基板１は、この上面に配線パターン１ａが施されると共に、この配線パターン１ａと接続された状態で複数個のランド部１ｂが形成されている。
合成樹脂等の成型品からなる柔軟性を有する操作部材Ｓは、角柱状、或いは円柱状等の棒状、或いは筒状で構成される操作部２と、平板状の基板部材３とで構成されている。
なお、この操作部２と基板部材３とは、二つに分離されて製造され、基板部材３の中心部に操作部２を取り付けて構成しても良い。
【００１４】
そして、基板部材３は、八角形状をなし、操作部２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、操作部２の隅部と対向する位置において、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間を分離するく字状の孔５ｂとを有している。
そして、基板部材３の梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、操作部２の軸線に対して直角方向に延びると共に、梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間に位置する連結部５の外周部は、操作部２の中心を挟んで互いに対向する位置が切り落としされて形成された直線状部５ａを有したものもとなっている。
【００１５】
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３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５ｂ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。
【００１６】
また、絶縁板からなるフレキシブル基板６は、操作部材Ｓの基板部材３の外形と同じ形状の八角形状を有すると共に、フレキシブル基板６の大きさは、基板部材３の外形と略等しく、或いは若干小さく形成されたものとなっている。
そして、このフレキシブル基板６の下面である一面側には、図３に示すように、円周方向に９０度の角度を持って配設され、抵抗体からなる４個の矩形状の歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、これ等の歪み検出素子７ａ７ｂ、７ｃ、７ｄを繋ぐ銀ペースト、銅箔等からなる導電体８ａと、この導電体８ａの一端に設けられ、且つ、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ間に形成された銀ペースト等からなる複数個（４個）の端子部８ｂとが設けられている。
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。
【００１７】
そして、このようなフレキシブル基板６は、上面である他面側が基板部材３の下面に接着剤により接着されて取り付けられており、フレキシブル基板６が取り付けられた際、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれは梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下面に位置すると共に、端子部８ｂが連結部５の下面に位置した状態となり、その結果、連結部５に設けられた直線状部５ａは、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ間に位置した状態となっている。
【００１８】
金属材からなるＵ字状の複数個のクリップ９は、く字状に折り曲げられた上片部９ａと、直線状の下片部９ｂとを有し、これらのクリップ９は、連結部５の直線状部５ａの位置で、基板部材３とフレキシブル基板６とを挟持した状態で取り付けられている。
また、これらのクリップ９が取り付けられた際、下片部９ｂは端子部８ｂに接触した状態となっている。
なお、このクリップ９の位置決めは、連結部５の上面と直線上部５ａの表面とにわたって、間隔を置いて設けられた二条の凸条部を設けて、この凸条部をガイドにして凸条部間にクリップ９をはめ合わせることによって位置決めを行えば、一層、クリップ９の取付が一定すると共に、クリップ９の端子部８ｂへの接触の確実なものが得られる。
【００１９】
そして、このような構成を有する入力装置は、クリップ９の下片部９ｂがプリント基板１のランド部１ｂ上に載置された状態で半田１０付けされて、プリント基板１に取り付けられる。
また、半田１０付けされた際、ランド部１ｂと下片部９ｂと端子部８ｂとが同時に半田１０付けされて、各歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、配線パターン１ａに接続されると共に、クリップ９の下片部９ｂによって、フレキシブル基板６とプリント基板１と間に隙間が形成されて、それぞれの梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが撓み易くなっている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、図５，図６は本発明の入力装置の第２の実施例を示し、この実施例は、クリップ９の上片部９ａに切り溝９ｃを形成すると共に、下片部９ｂにおいて、幅方向の横切る方向に凸条部からなる複数個の凸部９ｄを設けたものである。
そして、このクリップ９を取り付けた際、凸部９ｄの頂部が端子部８ｂに接触して、クリップ９の端子部８ｂへの接触を良くすると共に、ランド部１ｂと下片部９ｂとの間、及び下片部９ｂと端子部８ｂとの間に隙間を持たせ、この隙間によって半田１０付けした際、ランド部１ｂと下片部９ｂとの間、及び下片部９ｂと端子部８ｂとの間に半田１０を介在させて、ランド部１ｂと下片部９ｂと端子部８ｂとの間の半田１０付けを、一層良好にして、確実にしたものである。
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。
【００２３】
また、図７，図８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、クリップ９の上片部９ａに切り溝９ｃを形成すると共に、下片部９ｂにおいて、頂部に小突起９ｅを有する凸部９ｄと、孔９ｆとを設けたものである。
そして、このクリップ９を取り付けた際、凸部９ｄの頂部の小突起９ｅが端子部８ｂに接触して、クリップ９の端子部８ｂへの接触を良くすると共に、半田１０付けした際、孔９ｆに半田１０を介在させて、ランド部１ｂと下片部９ｂと端子部８ｂとの間の半田１０付けを、一層良好にして、確実にしたものである。
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。
【００２４】
なお、上記実施例においては、クリップ９を用いたもので説明したが、クリップ９を無くして、端子部８ｂを直接ランド部１ｂに半田１０付けしても良い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の入力装置において、フレキシブル基板６の他面側が基板部材３の下面に接着され、フレキシブル基板６の一面側に設けた端子部８ｂがプリント基板１のランド部に半田付けされたため、その組立は、フレキシブル基板６の基板部材３への接着と、端子部８ｂのランド部１ｂへの半田付けでよく、従って、従来に比して組立工数が少なく、生産性が良好で、安価な入力装置を提供できる。
また、端子部８ｂのランド部１ｂへの半田付けにより、入力装置の取り付けと同時に、歪み検出素子の配線パターン１ａへの接続ができて、その作業が極めて簡単となる。
【００２６】
また、フレキシブル基板６は、基板部材３の外形と略等しく、或いは小さく形成したため、従来に比してフレキシブル基板６を小さくでき、小型で、安価な入力装置を提供できる。
【００２７】
また、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、操作部２を中心として９０度の角度を持って４個配設したため、従来の２個の歪み検出素子に比して、精度の良好な入力装置を提供できる。
【００２８】
また、端子部８ｂは、隣り合う歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ間に形成されたため、スペースファクタが良く、小型の入力装置を提供できる。
【００２９】
また、Ｕ字状のクリップ９を有し、このクリップ９で基板部材３とフレキシブル基板６とを挟持すると共に、クリップ９の下片部９ｂがプリント基板１上に配置されて、フレキシブル基板６とプリント基板１との間に隙間を形成したため、隙間によって基板部材３が撓み易くなると共に、クリップ９によって、接着されたフレキシブル基板６の剥離が防止できる。
【００３０】
また、クリップ９が金属材で形成されると共に、下片部９ｂが端子部８ｂに接触し、下片部９ｂが端子部８ｂと共にランド部１ｂに半田付けされたため、半田１０付けが確実となり、取付強度と電気的接続の確実なものを提供できる。
【００３１】
また、クリップ９の下片部９ｂには、端子部８ｂとランド部１ｂとが対向する位置に孔９ｆを設けたため、孔９ｆに半田１０を介在させて、ランド部１ｂと下片部９ｂと端子部８ｂとの間の半田１０付けを、一層良好にして、確実にできる。
【００３２】
また、クリップ９の下片部９ｂには、端子部８ｂとランド部１ｂとが対向する位置に凸部９ｄを設けたため、ランド部１ｂと下片部９ｂとの間、及び下片部９ｂと端子部８ｂとの間に半田１０を介在させて、ランド部１ｂと下片部９ｂと端子部８ｂとの間の半田１０付けを、一層良好にして、確実にできる。
【００３３】
また、凸部９ｄの頂部を端子部８ｂに当接させたため、クリップ９の端子部８ｂへの接触を良くすることができて、両者の導通を確実にできる。
【００３４】
また、基板部材３は、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ間に位置する外周部において、操作部２の中心を挟んで互いに対向する位置が切り落としされて形成された直線状部５ａを有し、この直線状部５ａの位置にクリップ９を配置したため、クリップ９の取付をコンパクトにできて、小型の入力装置を提供できる。
【００３５】
また、基板部材３には、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ間の位置に孔５ｂを設けて梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを形成し、この梁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを配設したため、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置の第１の実施例の平面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】本発明の入力装置の第１の実施例に係り、フレキシブル基板を裏返した斜視図。
【図４】本発明の入力装置の第１の実施例の分解斜視図。
【図５】本発明の入力装置の第２の実施例に係るクリップの斜視図。
【図６】本発明の入力装置の第２の実施例に係る要部の断面図。
【図７】本発明の入力装置の第３の実施例に係るクリップの斜視図。
【図８】本発明の入力装置の第３の実施例に係る要部の断面図。
【図９】従来の入力装置の斜視図。
【符号の説明】
１プリント基板
１ａ配線パターン
１ｂランド部
Ｓ操作部材
２操作部
３基板部材
４ａ梁部
４ｂ梁部
４ｃ梁部
４ｄ梁部
５連結部
５ａ直線状部
５ｂ孔
６フレキシブル基板
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
８ａ導電体
８ｂ端子部
９クリップ
９ａ上片部
９ｂ下片部
９ｃ切り溝
９ｄ凸部
９ｅ突起
９ｆ孔
１０半田

Claims

操作部と、中心部に前記操作部が設けられた平板状の基板部材と、複数個の歪み検出素子とこの歪み検出素子に接続された端子部とを一面側に設けたフレキシブル基板と、複数個のランド部を設けたプリント基板とを備え、前記フレキシブル基板の他面側が前記基板部材の下面に接着され、
前記基板部材と前記フレキシブル基板とをＵ字状のクリップで挟持すると共に、前記クリップの下片部が前記端子部に接続された状態で前記プリント基板上に配置されて、前記フレキシブル基板と前記プリント基板との間に隙間が形成され、前記クリップの前記下片部が前記ラウンド部に半田付けされたことを特徴とする入力装置。
前記フレキシブル基板は、前記基板部材の外形と略等しく、或いは小さく形成したことを特徴とする請求項１記載の入力装置。
前記歪み検出素子は、前記操作部を中心として９０度の角度を持って４個配設したことを特徴とする請求項１、又は２記載の入力装置。
前記端子部は、隣り合う前記歪み検出素子間に形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の入力装置。
前記クリップが金属材で形成されると共に、前記下片部が前記端子部に接触し、前記下片部が前記端子部と共に前記ランド部に半田付けされたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の入力装置。
前記クリップの前記下片部には、前記端子部と前記ランド部とが対向する位置に孔を設けたことを特徴とする請求項５記載の入力装置。
前記クリップ部の前記下片部には、前記端子部と前記ランド部とが対向する位置に凸部を設けたことを特徴とする請求項５、又は６記載の入力装置。
前記凸部の頂部を前記端子部に当接させたことを特徴とする請求項７記載の入力装置。
前記基板部材は、前記歪み検出素子間に位置する外周部において、前記操作部の中心を挟んで互いに対向する位置が切り落としされて形成された直線状部を有し、この直線状部の位置に前記クリップを配置したことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の入力装置。
前記基板部材には、前記歪み検出素子間の位置に孔を設けて梁部を形成し、この梁部に前記歪み検出素子を配設したことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の入力装置。