JP4204742B2

JP4204742B2 - 入力装置

Info

Publication number: JP4204742B2
Application number: JP2000154433A
Authority: JP
Inventors: 一雄金尾; 良一前田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: JP2001331270A

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、歪み検出素子を用いた面実装可能な入力装置に関する。
【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５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を用いるため、コスト高になるばかりか、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、更に、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、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、生産性が良く、安価あると共に、面実装可能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、平板状の基板部とこの基板部の中心部に設けた操作部とを有する操作部材と、前記基板部の下面に設けられた複数個の歪み検出素子とを備え、前記基板部には、金属材からなる複数個の端子が埋設され、前記基板部の下面には、前記歪み検出素子に接続された複数個の電極部を設け、前記端子は、前記基板部の下面から露出させた一端部を前記複数個の電極部に導通させ、前記端子の他端部を前記基板部の側面から突出させると共に、前記基板部の下面よりも下方に突出させ、この前記端子の前記他端部によって、前記基板部の下面がプリント基板から間隔を持って取付可能とした構成とした。
【０００８】
また、第２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。
【００１０】
また、第４の解決手段として、前記電極部は、隣り合う前記被済み検出素子間に形成された構成とした。
【００１１】
また、第５の解決手段として、前記基板部には、前記歪み検出素子間の位置に孔を設けて梁部を形成し、この梁部に前記被済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図面を説明すると、図１〜図４は何れも本発明の入力装置に係り、図１は本発明の入力装置をプリント基板に取り付けた状態を示す平面図、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を裏返した斜視図、図４は本発明の入力装置に係り、基板部に端子を埋設した状態を示す斜視図である。
【００１３】
本発明の歪み検出素子を用いた入力装置の構成を図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、中心部に操作部２が設けられた平板状の基板部３とで構成されている。
なお、この操作部２と基板部３とは、二つに分離されて製造され、基板部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３は、四角形状をなし、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６とを有している。
【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。
【００１６】
また、基板部３の下面には、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、厚膜抵抗体からなる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（５個）の電極部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】
また、このような歪み検出素子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、電極部８ｂが連結部５の下面に位置した状態で形成されている。
そして、ここでは図示しないが、基板部３の下面には、絶縁材からなるレジスト膜を設けて、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、導電体８ａ、及び電極部８ｂを保護したものとなっている。
【００１８】
金属板等の金属材からなる複数個の端子９は、特に図３，図４に示すように、それぞれ基板部３に埋設されて取り付けられ、その一端部９ａは基板部３の下面から露出して、それぞれ電極部８ｂに導通すると共に、他端部は基板部３の側面から突出すると共に、下面より下方に位置して突出させている。
そして、５個の端子９の内、端子９ｙと９ｚは、基板部３の裏面での引き回しが困難なため、ここでは接続されていないが、この入力装置をプリント基板１に取り付けられた際は、端子９ｙ、９ｚは接続されるものである。
なお、これらの端子９は、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続されたものであれば良く、また、端子９は、この実施例で開示したもの以外において、その形状、埋設箇所は種々のものを採用しても良い。
【００１９】
そして、このような構成を有する入力装置は、それぞれの端子９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付けされて、入力装置がプリント基板１に面実装されて取り付けられる。
また、入力装置が半田付けされた際、各歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、端子９を介して配線パターン１ａに接続されると共に、図２に示すように、端子９によって、基板部３の下面とプリント基板１と間に間隔（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】
【発明の効果】
本発明の入力装置において、操作部材Ｓの基板部３には、歪み検出素子７ａ、７ｃに接続された状態で、金属材からなる複数個の端子９が埋設され、この端子９によって、プリント基板１に面実装可能としたため、従来のようなフレキシブル基板を使用せず、従って、安価であると共に、基板部３よりも大きなフレキシブル基板を使用することが無く、小型の入力装置を提供できる。
また、本発明は上記のような構成を有するため、従来のようなフレキシブル基板の操作部材への取付、及び操作部材の枠体への取付が不要となり、単に、端子９をプリント基板１に半田付けするだけで良く、組立工数を少なくできて、生産性が良好で、安価な入力装置を提供できる。
【００２３】
また、歪み検出素子７ａ、７ａ、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。
【００２４】
また、端子９は、基板部３の下面よりも下方に突出し、端子９によって、基板部３の下面がプリント基板１から間隔を持って取付可能としたため、この間隔によって基板部３が撓み易くなり、歪み検出素子の撓みの良好な入力装置を提供できる。
【００２５】
また、基板部３の下面には、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続された複数個の電極部８ｂを設け、この電極部８ｂに端子９を導通させたため、その接触が良好であると共に、端子９の位置に応じて電極部８ｂの位置を変えることができ、自由度のある入力装置を提供できる。
【００２６】
また、電極部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。
【００２７】
また、基板部３には、歪み検出素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ間の位置に孔６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】本発明の入力装置をプリント基板に取り付けた状態を示す平面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】本発明の入力装置を裏返した斜視図。
【図４】本発明の入力装置係り、基板部に端子を埋設した状態を示す斜視図。
【図５】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
４ａ梁部
４ｂ梁部
４ｃ梁部
４ｄ梁部
５連結部
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
８ａ導電体
８ｂ電極部
９端子
９ａ一端部

Claims

平板状の基板部とこの基板部の中心部に設けた操作部とを有する操作部材と、前記基板部の下面に設けられた複数個の歪み検出素子とを備え、前記基板部には、金属材からなる複数個の端子が埋設され、前記基板部の下面には、前記歪み検出素子に接続された複数個の電極部を設け、前記端子は、前記基板部の下面から露出させた一端部を前記複数個の電極部に導通させ、前記端子の他端部を前記基板部の側面から突出させると共に、前記基板部の下面よりも下方に突出させ、この前記端子の前記他端部によって、前記基板部の下面がプリント基板から間隔を持って取付可能としたことを特徴とする入力装置。
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記載の入力装置。
前記電極部は、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、２の何れか１項に記載の入力装置。
前記基板部には、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３のいずれか１項に記載の入力装置。