JP5647526B2 - Push-type input device - Google Patents

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Description

本発明は、押圧式入力装置に関し、特に、液晶ディスプレイを備えた電子機器の操作に用いられる押圧式入力装置に関する。   The present invention relates to a press-type input device, and more particularly, to a press-type input device used for operating an electronic device including a liquid crystal display.

従来、押圧式入力装置として、電子機器のタッチスクリーンに加わる押圧荷重によって、押圧位置を検出するものが知られている(特許文献1参照)。この種の押圧式入力装置は、例えば、タッチスクリーンの裏面の四隅に荷重センサを設けて構成される。押圧式入力装置は、タッチスクリーンに加わる荷重を各荷重センサで受け、各荷重センサで検出された圧力分布の変化により押圧位置を特定する。なお、このような入力装置に使用する荷重センサは、上記特許文献1ではタッチスクリーンの裏面の四隅に設けているが、1箇所でも検出可能なものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a press-type input device, one that detects a pressing position by a pressing load applied to a touch screen of an electronic device is known (see Patent Document 1). This type of press-type input device is configured, for example, by providing load sensors at the four corners of the back surface of the touch screen. The pressing type input device receives a load applied to the touch screen by each load sensor, and specifies a pressing position by a change in pressure distribution detected by each load sensor. In addition, although the load sensor used for such an input device is provided in the four corners of the back surface of a touch screen in the said patent document 1, it can detect even one place.

特表2008−527620号公報Special table 2008-527620 gazette

ところで、押圧式入力装置は、電子機器の製品仕様や電子機器に対する取付位置に応じて、または、電子機器の様々な用途により、荷重センサのセンサ感度を調整したいという要望がある。例えば、筐体の内側に荷重センサが配置される場合には高いセンサ感度が求められるが、筐体の外側に荷重センサが配置される場合には高いセンサ感度が求められない。しかしながら、上記した従来の押圧式入力装置は、荷重センサに押圧荷重が直に作用するため、センサ感度を調整できなかった。   By the way, there is a demand for the pressure type input device to adjust the sensor sensitivity of the load sensor according to the product specifications of the electronic device, the mounting position with respect to the electronic device, or according to various uses of the electronic device. For example, high sensor sensitivity is required when a load sensor is disposed inside the housing, but high sensor sensitivity is not required when a load sensor is disposed outside the housing. However, the above-described conventional pressing type input device cannot adjust the sensor sensitivity because the pressing load acts directly on the load sensor.

また、上記した従来の押圧式入力装置においては、タッチスクリーンの押圧荷重が直に荷重センサに加わるため、大きな荷重が加わると荷重センサが破損するおそれがあった。特に、荷重センサに圧電セラミックスが用いられる場合には破損し易いという問題があった。   Further, in the above-described conventional press-type input device, since the pressing load of the touch screen is directly applied to the load sensor, the load sensor may be damaged when a large load is applied. In particular, when a piezoelectric ceramic is used for the load sensor, there is a problem that it is easily damaged.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、過荷重が加えられる場合でも、荷重センサの破損を防止することができ、荷重センサのセンサ感度を容易に調整できる押圧式入力装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a press-type input device that can prevent damage to a load sensor even when an overload is applied, and can easily adjust the sensor sensitivity of the load sensor. For the purpose.

本発明の押圧式入力装置は、操作部材からの操作荷重に応じた信号を出力する荷重センサと、操作荷重が加わる一端側から前記荷重センサに当接する他端側に延在する当接部材と、前記当接部材の延在方向に沿って延在し、前記当接部材の他端側を介して前記荷重センサに初期荷重を生じさせる片持ばねと、前記当接部材を揺動可能に支持し、前記当接部材の一端側に加えられた操作荷重により、前記当接部材の他端側に対し前記荷重センサの初期荷重を減少させる方向に力を作用させる支持部材とを備え、前記片持ばねの延在方向に沿う両側方において、前記当接部材が前記支持部材に支持され、前記片持ばねは、前記支持部材から延出し、前記荷重センサは、前記操作部材の操作方向に検出面を向けて配置され、前記当接部材は、一端側で前記操作部材に対向し、他端側で前記荷重センサの検出面に対向する長尺状に形成され、一端側と他端側との間には開口部が形成されており、一端側から前記開口部内に延出する前記片持ばねの自由端側を係止する係止部が他端側から前記開口部内に延出して設けられており、前記片持ばねの自由端側が前記係止部に係止されることで、前記片持ばねが前記当接部材の他端側を前記荷重センサ側に引き付けて初期荷重を生じさせることを特徴とする。上記構成において、前記操作部材と前記当接部材と前記支持部材とは、前記操作部材と前記支持部材とで前記当接部材を挟むように重畳して設けられ、前記係止部が、前記支持部材に向けて屈曲しているものとできる。 The press-type input device of the present invention includes a load sensor that outputs a signal corresponding to an operation load from an operation member, and a contact member that extends from one end to which the operation load is applied and that contacts the load sensor. A cantilever spring extending along the extending direction of the contact member and generating an initial load on the load sensor via the other end of the contact member, and the contact member can be swung A support member that supports and applies a force in a direction to reduce an initial load of the load sensor to the other end side of the contact member by an operation load applied to one end side of the contact member; The abutting member is supported by the support member on both sides along the extending direction of the cantilever spring, the cantilever spring extends from the support member, and the load sensor extends in the operation direction of the operation member. It is arranged with the detection surface facing, and the contact member is on one end side Opposite to the operation member, the other end side is formed in a long shape facing the detection surface of the load sensor, an opening is formed between one end side and the other end side, A locking portion for locking the free end side of the cantilever spring extending into the opening is provided to extend from the other end side into the opening, and the free end side of the cantilever spring is the locking portion. When the cantilever spring is engaged with the load sensor, the cantilever spring attracts the other end side of the contact member to the load sensor side to generate an initial load . In the above configuration, the operation member, the contact member, and the support member are provided so as to overlap the contact member between the operation member and the support member, and the locking portion is the support It can be bent toward the member.

この構成によれば、操作部材からの操作荷重により荷重センサに作用する初期荷重が減少されるため、操作部材に対して過荷重が加えられても、荷重センサが破損することが防止される。また、片持ばねの延在方向に沿った両側方において当接部材が支持部材に支持されることから、片持ばねによって当接部材が支持部材に支持される支点の設置範囲が制限されることがない。また、当接部材において、操作荷重が加わる力点と支点との距離、荷重センサに当接する作用点と支点との距離を変更して荷重センサのセンサ感度を調整できる。この場合、支点の設置範囲が片持ばねに制限されないため、支点の設置自由度が高く、荷重センサのセンサ感度を広い範囲で調整できる。   According to this configuration, since the initial load acting on the load sensor due to the operation load from the operation member is reduced, the load sensor is prevented from being damaged even if an overload is applied to the operation member. Further, since the contact member is supported by the support member on both sides along the extending direction of the cantilever spring, the installation range of the fulcrum where the contact member is supported by the support member by the cantilever spring is limited. There is nothing. Further, in the contact member, the sensor sensitivity of the load sensor can be adjusted by changing the distance between the force point and the fulcrum to which the operation load is applied and the distance between the action point contacting the load sensor and the fulcrum. In this case, since the installation range of the fulcrum is not limited to the cantilever spring, the degree of freedom of installation of the fulcrum is high, and the sensor sensitivity of the load sensor can be adjusted in a wide range.

また本発明は、上記押圧式入力装置において、前記片持ばねの延在方向に沿う両側方において、前記当接部材に、前記当接部材から前記支持部材に向けて突出した一対の突起部が設けられ、前記一対の突起部は、前記当接部材の前記操作荷重が加わる一端側と前記荷重センサ側に当接する他端側の支点として構成され、前記当接部材を揺動可能に支持することを特徴とする Further, in the press-type input device according to the present invention, a pair of protrusions protruding from the contact member toward the support member are provided on the contact member on both sides along the extending direction of the cantilever spring. The pair of projecting portions are configured as fulcrums on one end side where the operation load of the contact member is applied and on the other end side which contacts the load sensor side, and supports the contact member in a swingable manner. It is characterized by that .

この構成によれば、簡易な構成で、当接部材を支持部材に対して揺動可能に支持させることができる。 According to this configuration, the contact member can be swingably supported with respect to the support member with a simple configuration.

本発明によれば、過荷重が加えられる場合でも、荷重センサの破損を防止することができ、荷重センサのセンサ感度を調整できる。   According to the present invention, even when an overload is applied, the load sensor can be prevented from being damaged, and the sensor sensitivity of the load sensor can be adjusted.

本実施の形態に係る押圧式入力装置の斜視図である。It is a perspective view of the press type input device concerning this embodiment. 本実施の形態に係る押圧式入力装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the press-type input device which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る当接プレートによる荷重の伝達構造の説明図である。It is explanatory drawing of the transmission structure of the load by the contact plate which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る押圧式入力装置の支点の設置範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the installation range of the fulcrum of the press type input device which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る押圧式入力装置の入力操作の説明図である It is explanatory drawing of input operation of the press type input device which concerns on this Embodiment .

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、液晶ディスプレイに取り付けられる押圧式入力装置について説明する。しかしながら、本実施の形態に係る押圧式入力装置の適用対象については、これに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, below, the press-type input device attached to a liquid crystal display is demonstrated. However, the application target of the press-type input device according to the present embodiment is not limited to this, and can be changed as appropriate.

図1および図2を参照して、押圧式入力装置の全体構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る押圧式入力装置の斜視図である。図2は、本実施の形態に係る押圧式入力装置の分解斜視図である。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the whole structure of a press-type input device is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view of a press-type input device according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the press-type input device according to the present embodiment.

図1および図2に示す押圧式入力装置1は、電子機器に設けられた不図示の操作パネルの裏面の所定の場所に、少なくとも一ヶ所、あるいは四隅に配置され、操作パネルからの操作荷重を受けるように構成されている。押圧式入力装置1は、断面視略U字形状(上面開放の溝型形状)で長尺状の支持部材2を有している。支持部材2の底板部11には、開口部13と共に片持ばね14が形成されている。支持部材2の背面には、フレキシブル基板3が取り付けられ、フレキシブル基板3の配置された荷重センサ4が支持部材2の開口部13を介して上方に突出される。支持部材2には、開放された上面を覆うように当接プレート5が取り付けられる。   1 and 2 are arranged at predetermined locations on the back surface of an operation panel (not shown) provided in an electronic device, at least at one location, or at four corners, and can apply an operation load from the operation panel. It is configured to receive. The press-type input device 1 has a long U-shaped support member 2 having a substantially U-shaped cross-sectional view (a groove shape with an open top surface). A cantilever spring 14 is formed on the bottom plate portion 11 of the support member 2 together with the opening 13. A flexible substrate 3 is attached to the back surface of the support member 2, and the load sensor 4 on which the flexible substrate 3 is arranged protrudes upward through the opening 13 of the support member 2. A contact plate 5 is attached to the support member 2 so as to cover the opened upper surface.

当接プレート5は、断面視略逆U字形状(下面開放の溝型形状)で長尺状に形成されており、一端側で操作パネルに当接され、他端側で荷重センサ4に当接される。この場合、当接プレート5の他端側は、支持部材2に設けられた片持ばね14により荷重センサ4に引き寄せられ、荷重センサ4に対して初期荷重を付与する。当接プレート5の長手方向の途中部分は、一対の突起部33を介して支持部材2の底板部11に揺動可能に支持される。当接プレート5は、操作パネルからの操作荷重を一端側で受けることで、揺動支点を中心として荷重センサ4に作用する初期荷重に対して逆向きに力を作用させる。   The abutting plate 5 is formed in an elongated shape with a substantially inverted U shape (a groove shape with an open bottom surface) when viewed in cross section. The abutting plate 5 abuts against the operation panel at one end and contacts the load sensor 4 at the other end. Touched. In this case, the other end side of the contact plate 5 is attracted to the load sensor 4 by a cantilever spring 14 provided on the support member 2, and an initial load is applied to the load sensor 4. A midway portion of the contact plate 5 in the longitudinal direction is supported by the bottom plate portion 11 of the support member 2 via a pair of protrusions 33 so as to be swingable. The contact plate 5 receives an operation load from the operation panel on one end side, and applies a force in the opposite direction to the initial load acting on the load sensor 4 with the swing fulcrum as a center.

本実施の形態に係る押圧式入力装置1では、操作パネルからの操作荷重が片持ばね14を押し返すように作用し、荷重センサ4に作用する初期荷重が減少される。そして、電子機器のICにおいて、操作パネルの裏面の所定の場所に少なくとも一ヶ所の各押圧式入力装置1からの入力に基づいて、操作パネルに対する操作位置や操作荷重が算出される。   In the press input device 1 according to the present embodiment, the operation load from the operation panel acts so as to push back the cantilever spring 14, and the initial load acting on the load sensor 4 is reduced. Then, in the IC of the electronic device, an operation position and an operation load with respect to the operation panel are calculated based on an input from each of the press-type input devices 1 at a predetermined place on the back surface of the operation panel.

支持部材2は、ステンレス等の金属板材により形成され、長尺状の底板部11と、底板部11の幅方向の両端部から立ち上がる一対の側板部12とを有している。底板部11の背面には、荷重センサ4が取り付けられたフレキシブル基板3が貼着される。底板部11には、支持部材2の長手方向に沿って開口部13が形成される。開口部13は、底板部11からフレキシブル基板3上の荷重センサ4の検出面21を突出させる。荷重センサ4の取り付け方法としては、支持部材2の開口部13を当接プレート5の他端側の、荷重センサ4と当接する部分に対応する箇所を一部塞いで、支持部材2上に荷重センサ4が取り付けられたフレキシブル基板3を貼着しても良い。   The support member 2 is formed of a metal plate material such as stainless steel, and has a long bottom plate portion 11 and a pair of side plate portions 12 that rise from both end portions in the width direction of the bottom plate portion 11. A flexible substrate 3 to which the load sensor 4 is attached is attached to the back surface of the bottom plate portion 11. An opening 13 is formed in the bottom plate portion 11 along the longitudinal direction of the support member 2. The opening 13 projects the detection surface 21 of the load sensor 4 on the flexible substrate 3 from the bottom plate 11. As a method for attaching the load sensor 4, the opening 13 of the support member 2 is partially covered with a portion corresponding to the portion of the other end side of the contact plate 5 that contacts the load sensor 4, and the load is applied on the support member 2. You may stick the flexible substrate 3 to which the sensor 4 was attached.

底板部11には、その一端側から開口部13内に延出する片持ばね14が設けられている。片持ばね14は、底板部11から切り起こされた板ばねであり、当接プレート5の係止部38を介して当接プレート5の他端側を荷重センサ4に引き付けるように作用する。また、底板部11には、開口部13の形成よって一対の側板部12に沿った一対の長辺部15が設けられる。この一対の長辺部15は、当接プレート5に形成された一対の突起部33を受けるように形成される。   The bottom plate portion 11 is provided with a cantilever spring 14 extending from one end side thereof into the opening portion 13. The cantilever spring 14 is a leaf spring cut and raised from the bottom plate portion 11, and acts to attract the other end side of the contact plate 5 to the load sensor 4 via the locking portion 38 of the contact plate 5. Further, the bottom plate portion 11 is provided with a pair of long side portions 15 along the pair of side plate portions 12 by forming the opening portion 13. The pair of long side portions 15 are formed so as to receive the pair of protrusions 33 formed on the contact plate 5.

フレキシブル基板3は、荷重センサ4を設けた基板であり、例えば、絶縁層としてのポリイミドフィルム上に導電パターンを形成して構成される。フレキシブル基板3は、電子機器の不図示のICに接続され、荷重センサ4からの出力値をICに入力する。荷重センサ4は、例えば、ピエゾ抵抗効果や圧電効果を利用したフォースセンサ等であり、突起22を有する検出面21を上方に向けて、支持部材2の開口部13から突出されている。荷重センサ4の突起22には、支持部材2に取り付けられた当接プレート5の他端側が当接されている。   The flexible substrate 3 is a substrate on which the load sensor 4 is provided. For example, the flexible substrate 3 is configured by forming a conductive pattern on a polyimide film as an insulating layer. The flexible substrate 3 is connected to an IC (not shown) of the electronic device, and inputs an output value from the load sensor 4 to the IC. The load sensor 4 is, for example, a force sensor using a piezoresistance effect or a piezoelectric effect, and protrudes from the opening 13 of the support member 2 with the detection surface 21 having the protrusion 22 facing upward. The other end side of the contact plate 5 attached to the support member 2 is in contact with the protrusion 22 of the load sensor 4.

当接プレート5は、ステンレス等の金属板材により形成され、長尺状の上板部31と、上板部31の幅方向の両端部から下方に延びる一対の側板部32とを有している。当接プレート5の一対の側板部32の外面間隔は、支持部材2の一対の側板部12の内面間隔よりも小さく形成されている。このため、当接プレート5の一対の側板部32は、支持部材2の一対の側板部12の内側に配置され、支持部材2の一対の長辺部15に対向する。   The contact plate 5 is formed of a metal plate material such as stainless steel, and has a long upper plate portion 31 and a pair of side plate portions 32 extending downward from both end portions in the width direction of the upper plate portion 31. . The distance between the outer surfaces of the pair of side plate portions 32 of the contact plate 5 is smaller than the distance between the inner surfaces of the pair of side plate portions 12 of the support member 2. For this reason, the pair of side plate portions 32 of the contact plate 5 are disposed inside the pair of side plate portions 12 of the support member 2 and face the pair of long side portions 15 of the support member 2.

当接プレート5の一対の側板部32には、底面(下面)から一対の長辺部15に向かって突出した一対の突起部33が設けられている。当接プレート5は、一対の突起部33が一対の長辺部15に載置されることで、支持部材2によって揺動可能に支持される。この一対の突起部33は、一対の長辺部15に載置されることで当接プレート5の支点を構成する。なお、一対の突起部33は、当接プレート5の作成時に金属板材の切り出し加工により形成される。また、当接プレート5に一対の突起部33を設ける代わりに、一対の長辺部15に一対の突起部33を設けることも可能であるが、この場合には金属板材の板厚方向への曲げが必要となるため、当接プレート5に一対の突起部33を設けた本構成の方が容易に形成可能である。   The pair of side plate portions 32 of the contact plate 5 is provided with a pair of projecting portions 33 projecting from the bottom surface (lower surface) toward the pair of long side portions 15. The contact plate 5 is swingably supported by the support member 2 by placing the pair of protrusions 33 on the pair of long sides 15. The pair of protrusions 33 constitutes a fulcrum of the contact plate 5 by being placed on the pair of long sides 15. The pair of protrusions 33 is formed by cutting out a metal plate material when the contact plate 5 is created. In addition, instead of providing the pair of protrusions 33 on the contact plate 5, it is also possible to provide a pair of protrusions 33 on the pair of long sides 15, but in this case, the metal plate material in the thickness direction Since bending is required, the present configuration in which the contact plate 5 is provided with the pair of protrusions 33 can be formed more easily.

また、本実施の形態では、当接プレート5及び支持部材2を金属板材で形成したが、これに限定されず、例えば、樹脂材料で形成されてもよい。この場合には、一対の突起部33は、当接プレート5及び支持部材2のいずれに設けられる構成でも、容易に形成可能である。   Moreover, in this Embodiment, although the contact plate 5 and the supporting member 2 were formed with the metal plate material, it is not limited to this, For example, you may form with a resin material. In this case, the pair of protrusions 33 can be easily formed by any configuration provided on either the contact plate 5 or the support member 2.

上板部31の一端側には、上面視略T字状の被押圧部34が設けられている。この被押圧部34は操作パネルの仕様により適宜その形状を変更することが可能であり、例えば、丸形状や三角形状等、任意の形状に形成できる。被押圧部34は、操作パネル6に対向し、押し子35(図3参照)を介して操作パネルの背面に当接される。被押圧部34の一部は、押し子35を介して操作パネルに当接されることで、当接プレート5の力点を構成する。上板部31の他端側には、荷重センサ4の検出面21に対向し、荷重センサ4を押圧する押圧部36が設けられている。押圧部36の一部は、荷重センサ4の突起22に当接し、当接プレート5の作用点を構成する。   On the one end side of the upper plate portion 31, a pressed portion 34 having a substantially T shape in a top view is provided. The shape of the pressed portion 34 can be changed as appropriate according to the specifications of the operation panel. For example, the pressed portion 34 can be formed in an arbitrary shape such as a round shape or a triangular shape. The pressed portion 34 faces the operation panel 6 and comes into contact with the back surface of the operation panel via a pusher 35 (see FIG. 3). A part of the pressed portion 34 is brought into contact with the operation panel via the pusher 35, thereby constituting a power point of the contact plate 5. On the other end side of the upper plate portion 31, a pressing portion 36 that faces the detection surface 21 of the load sensor 4 and presses the load sensor 4 is provided. A part of the pressing portion 36 abuts on the protrusion 22 of the load sensor 4 and constitutes an action point of the abutting plate 5.

上板部31の略中間部分には、上面視矩形状の開口部37が形成されている。上板部31には、その押圧部36側から開口部37内に延出する係止部38が設けられている。係止部38は、側面視略L字状に屈曲されており、支持部材2から延びる片持ばね14の自由端側を係止する。係止部38が片持ばね14を係止すると、片持ばね14のばね力によって押圧部36が荷重センサ4側に引き付けられる。荷重センサ4には、片持ばね14によって押圧部36が引き付けられることで初期荷重が生じる。   An opening 37 having a rectangular shape in a top view is formed in a substantially middle portion of the upper plate portion 31. The upper plate portion 31 is provided with a locking portion 38 extending from the pressing portion 36 side into the opening portion 37. The locking portion 38 is bent in a substantially L shape in a side view and locks the free end side of the cantilever spring 14 extending from the support member 2. When the locking portion 38 locks the cantilever spring 14, the pressing portion 36 is attracted to the load sensor 4 side by the spring force of the cantilever spring 14. An initial load is generated in the load sensor 4 by the pressing portion 36 being attracted by the cantilever spring 14.

このように構成された当接プレート5は、操作パネル6からの操作荷重を一対の突起部33を支点として押圧部36に作用させる。この場合、押圧部36には、操作パネル6からの操作荷重が、荷重センサ4に対する初期荷重を減少させる方向に作用する。よって、操作パネル6に対して過荷重が加えられても、荷重センサ4に初期荷重以上の荷重が作用しないため、荷重センサ4の破損が防止される。   The contact plate 5 configured as described above causes the operation load from the operation panel 6 to act on the pressing portion 36 with the pair of protrusions 33 as fulcrums. In this case, the operation load from the operation panel 6 acts on the pressing portion 36 in a direction to reduce the initial load on the load sensor 4. Therefore, even if an overload is applied to the operation panel 6, a load greater than the initial load does not act on the load sensor 4, so that the load sensor 4 is prevented from being damaged.

図3を参照して、当接プレートによる荷重の伝達構造について説明する。図3は、本実施の形態に係る当接プレートによる荷重の伝達構造の説明図である。なお、図3(a)、(b)は、支点と力点との距離、及び支点と作用点との距離の割合を変化させたものである。   With reference to FIG. 3, the load transmission structure by the contact plate will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of a load transmission structure by the contact plate according to the present embodiment. 3A and 3B are diagrams in which the distance between the fulcrum and the force point and the ratio of the distance between the fulcrum and the action point are changed.

図3(a)に示すように、当接プレート5は、一対の側板部32に設けられた一対の突起部33により、支持部材2の底板部11(一対の長辺部15)に支持されている。また、当接プレート5は、被押圧部34において押し子35を介して操作パネル6に当接され、押圧部36において荷重センサ4の突起22に当接されている。すなわち、当接プレート5は、一対の突起部33の支持位置を支点P1、押し子35が設けられた被押圧位置を力点P2、押圧部36の押圧位置を作用点P3とした梃子として機能する。この状態で、被押圧部34の力点P2に操作パネル6から操作荷重が加わると、当接プレート5が一対の突起部33の支持位置を支点P1として揺動される。   As shown in FIG. 3A, the contact plate 5 is supported on the bottom plate portion 11 (the pair of long side portions 15) of the support member 2 by a pair of protrusions 33 provided on the pair of side plate portions 32. ing. The contact plate 5 is in contact with the operation panel 6 through the pusher 35 in the pressed portion 34, and is in contact with the protrusion 22 of the load sensor 4 in the press portion 36. That is, the contact plate 5 functions as a lever with the supporting position of the pair of protrusions 33 as the fulcrum P1, the pressed position where the pusher 35 is provided as the force point P2, and the pressing position of the pressing part 36 as the action point P3. . In this state, when an operation load is applied from the operation panel 6 to the force point P2 of the pressed portion 34, the contact plate 5 is swung with the support position of the pair of protrusions 33 as a fulcrum P1.

このとき、押圧部36の作用点P3に作用する操作荷重の大きさが、支点P1と力点P2との距離、及び支点P1と作用点P3との距離の割合に応じて変化する。図3(a)では、支点P1と力点P2との距離、及び支点P1と作用点P3との距離が、約1:1に設定されている。したがって、操作パネル6からの操作荷重が、ほぼ変化されることなく押圧部36の作用点P3に伝達される。押圧部36に伝達された操作荷重は、初期荷重に対して逆向きに作用するため、荷重センサ4に対する初期荷重が減少される。   At this time, the magnitude of the operation load acting on the action point P3 of the pressing portion 36 changes according to the distance between the fulcrum P1 and the force point P2 and the ratio of the distance between the fulcrum P1 and the action point P3. In FIG. 3A, the distance between the fulcrum P1 and the force point P2 and the distance between the fulcrum P1 and the action point P3 are set to about 1: 1. Therefore, the operation load from the operation panel 6 is transmitted to the action point P3 of the pressing portion 36 without being substantially changed. Since the operation load transmitted to the pressing portion 36 acts in the opposite direction to the initial load, the initial load on the load sensor 4 is reduced.

なお、支点P1と力点P2との距離、及び支点P1と作用点P3との距離の割合を変えることで、検出感度を調整すると共に、様々な定格荷重の荷重センサ4に対応可能である。例えば、図3(b)に示すように、支点P1と力点P2との距離、及び支点P1と作用点P3との距離が、約1:2に設定されてもよい。この場合、操作パネル6からの操作荷重が、ほぼ半減されて押圧部36の作用点P3に伝達される。   In addition, by changing the distance between the fulcrum P1 and the force point P2 and the ratio of the distance between the fulcrum P1 and the action point P3, the detection sensitivity can be adjusted and the load sensor 4 with various rated loads can be supported. For example, as shown in FIG. 3B, the distance between the fulcrum P1 and the force point P2 and the distance between the fulcrum P1 and the action point P3 may be set to about 1: 2. In this case, the operation load from the operation panel 6 is almost halved and transmitted to the action point P3 of the pressing portion 36.

このように、支点P1の位置を変えることにより、力点P2に加わる操作荷重を変化させて作用点P3に伝達でき、荷重センサ4のセンサ感度を調整できる。具体的には、支点P1と作用点P3との距離を近付けることで荷重センサ4からの出力を高くして、センサ感度を高くできる。また、支点P1と作用点P3との距離を遠ざけることで荷重センサ4からの出力を低くして、センサ感度を低くできる。よって、電子機器の製品仕様や電子機器に対する取付位置に応じて、荷重センサ4のセンサ感度を調整できる。   Thus, by changing the position of the fulcrum P1, the operation load applied to the force point P2 can be changed and transmitted to the action point P3, and the sensor sensitivity of the load sensor 4 can be adjusted. Specifically, the sensor sensitivity can be increased by increasing the output from the load sensor 4 by reducing the distance between the fulcrum P1 and the action point P3. Further, by increasing the distance between the fulcrum P1 and the action point P3, the output from the load sensor 4 can be lowered and the sensor sensitivity can be lowered. Therefore, the sensor sensitivity of the load sensor 4 can be adjusted according to the product specifications of the electronic device and the mounting position of the electronic device.

また、支点P1と作用点P3との距離を遠ざけることで、荷重センサ4に作用する荷重を小さくして、より定格荷重の小さな荷重センサ4を用いることもできる。よって、押圧式入力装置1の設計自由度を向上させることができる。   Further, by increasing the distance between the fulcrum P1 and the action point P3, the load acting on the load sensor 4 can be reduced, and the load sensor 4 having a smaller rated load can be used. Therefore, the design freedom of the pressing input device 1 can be improved.

図4を参照して、押圧式入力装置の支点の設置範囲について説明する。図4は、本実施の形態に係る押圧式入力装置の支点の設置範囲の説明図である。図4(a)は、本実施の形態に係る押圧式入力装置の支点の設置範囲を示し、図4(b)は、比較例に係る押圧式入力装置の支点の設置範囲を示す。なお、比較例に係る押圧式入力装置は、当接プレートに一対の突起部を設ける代わりに、支持部材の片持ばねの基端側を切り起こして当接プレートを支持する支点を形成している。また、図4(a)、(b)においては、説明の便宜上、当接プレートを破線で示している。   With reference to FIG. 4, the installation range of the fulcrum of the pressing type input device will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the installation range of the fulcrum of the pressing input device according to the present embodiment. FIG. 4A shows the installation range of the fulcrum of the press input device according to this embodiment, and FIG. 4B shows the installation range of the fulcrum of the press input device according to the comparative example. The press input device according to the comparative example forms a fulcrum for supporting the contact plate by cutting and raising the base end side of the cantilever spring of the support member instead of providing a pair of protrusions on the contact plate. Yes. 4A and 4B, the contact plate is indicated by a broken line for convenience of explanation.

図4(a)に示すように、本実施の形態では片持ばね14の延在方向に沿った両側方において、一対の突起部33が一対の長辺部15に載置されることで、当接プレート5が支持部材2に揺動可能に支持される。このように、片持ばね14の両側方において、一対の突起部33が支持されるため、片持ばね14によって支点の設置範囲が制限されることがない。よって、本実施の形態に係る押圧式入力装置1では、一対の側板部12に沿って、切欠部16を除くL1で示す範囲に支点を設けることができる。   As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, the pair of protrusions 33 are placed on the pair of long sides 15 on both sides along the extending direction of the cantilever spring 14, The contact plate 5 is supported by the support member 2 so as to be swingable. As described above, since the pair of protrusions 33 are supported on both sides of the cantilever spring 14, the installation range of the fulcrum is not limited by the cantilever spring 14. Therefore, in the press-type input device 1 according to the present embodiment, a fulcrum can be provided along the pair of side plate portions 12 in the range indicated by L1 excluding the notch portions 16.

一方、図4(b)に示すように、比較例では片持ばね42の基端側で上方に切り起こされた支持板部43に、当接プレート44の一端側が載置されることで、当接プレート44が支持部材45に揺動可能に支持される。このように、片持ばね42の基端側を切り起こして支持板部43が形成されるため、片持ばね42の基端側に支点の設置範囲が制限される。よって、比較例に係る押圧式入力装置41では、片持ばね42の基端側を示すL2の範囲でしか支点を設けることができない。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the comparative example, one end side of the contact plate 44 is placed on the support plate portion 43 cut and raised upward on the base end side of the cantilever spring 42. The contact plate 44 is supported by the support member 45 so as to be swingable. Thus, since the support plate portion 43 is formed by cutting and raising the base end side of the cantilever spring 42, the installation range of the fulcrum is limited to the base end side of the cantilever spring 42. Therefore, in the press-type input device 41 according to the comparative example, the fulcrum can be provided only in the range of L <b> 2 indicating the proximal end side of the cantilever spring 42.

この比較例に係る押圧式入力装置41では、片持ばね42の延在長を変える(例えば、短くする)ことで、支点の設置範囲を広げることができるが、片持ばね42のばね力が変化するため荷重センサ46のセンサ感度の調整が複雑になる。これに対し、本実施の形態に係る押圧式入力装置1では、片持ばね14に影響を与えることなく、かつ比較例に係る押圧式入力装置41よりも支点の設置範囲を広くできるため、荷重センサ4のセンサ感度を容易に調整できる。   In the press-type input device 41 according to this comparative example, the installation range of the fulcrum can be expanded by changing (for example, shortening) the extension length of the cantilever spring 42, but the spring force of the cantilever spring 42 is increased. Since it changes, adjustment of the sensor sensitivity of the load sensor 46 becomes complicated. On the other hand, in the press input device 1 according to the present embodiment, the fulcrum installation range can be made wider than the press input device 41 according to the comparative example without affecting the cantilever spring 14. The sensor sensitivity of the sensor 4 can be easily adjusted.

また、比較例に係る押圧式入力装置41は、片持ばね42の基端側にしか支点を設置できないため、支点の設置位置によっては支持部材45及び当接プレート44の延在長が長くなり装置が大型化する。これに対し、本実施の形態に係る押圧式入力装置1は、片持ばね14の両側方に支点を設置できるため、支点の設置位置に影響を受けることなく、支持部材2及び当接プレート5の延在長を短く固定することができ装置を小型化できる。このように、本実施の形態に係る押圧式入力装置1は、支点の設置位置の自由度が向上されている。   Moreover, since the fulcrum can be installed only on the base end side of the cantilever spring 42 in the pressing input device 41 according to the comparative example, the extending length of the support member 45 and the contact plate 44 becomes long depending on the installation position of the fulcrum. Larger equipment. On the other hand, the pressing type input device 1 according to the present embodiment can install the fulcrum on both sides of the cantilever spring 14, so that the support member 2 and the contact plate 5 are not affected by the installation position of the fulcrum. The extension length can be fixed short, and the apparatus can be miniaturized. As described above, in the press input device 1 according to the present embodiment, the degree of freedom of the installation position of the fulcrum is improved.

図5を参照して、押圧式入力装置の入力操作について説明する。図5は、本実施の形態に係る押圧式入力装置の入力操作の説明図である。なお、図5(a)は操作パネルの非操作状態、図5(b)は操作パネルの操作状態をそれぞれ示す。   With reference to FIG. 5, the input operation of the pressing type input device will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of an input operation of the press-type input device according to the present embodiment. 5A shows a non-operation state of the operation panel, and FIG. 5B shows an operation state of the operation panel.

図5(a)に示すように、操作パネル6の非操作状態では、片持ばね14の弾性力により押圧部36が荷重センサ4に引き付けられている。押圧部36は、作用点P3において荷重センサ4の突起22に当接する。このとき、操作パネル6には操作荷重が加わっていないため、片持ばね14の弾性力が押圧部36を介して荷重センサ4に初期荷重F1として付与される。   As shown in FIG. 5A, when the operation panel 6 is not operated, the pressing portion 36 is attracted to the load sensor 4 by the elastic force of the cantilever spring 14. The pressing part 36 contacts the protrusion 22 of the load sensor 4 at the action point P3. At this time, since the operation load is not applied to the operation panel 6, the elastic force of the cantilever spring 14 is applied to the load sensor 4 as the initial load F <b> 1 through the pressing portion 36.

図5(b)に示すように、非操作状態から操作パネル6が操作荷重F2で押圧されると、操作荷重が一対の突起部33が支持部材2に支持される位置を支点として押圧部36に伝達される。この際、操作荷重F2の大きさは、支点P1と力点P2との距離、支点P1と作用点P3との距離の割合に応じて可変される。本実施の形態では、支点P1と力点P2との距離、支点P1と作用点P3との距離が約1:1に設定されるため、操作荷重F2の大きさがほぼ変化することなく、操作荷重の向きだけが逆向きに変換されて押圧部36に伝達される。   As shown in FIG. 5B, when the operation panel 6 is pressed by the operation load F2 from the non-operation state, the pressing portion 36 uses the position where the operation load is supported by the support member 2 as a fulcrum. Is transmitted to. At this time, the magnitude of the operation load F2 is varied according to the distance between the fulcrum P1 and the force point P2 and the ratio of the distance between the fulcrum P1 and the action point P3. In this embodiment, since the distance between the fulcrum P1 and the force point P2 and the distance between the fulcrum P1 and the action point P3 are set to about 1: 1, the magnitude of the operation load F2 does not substantially change, and the operation load Only the direction is converted to the reverse direction and transmitted to the pressing portion 36.

押圧部36(作用点P3)に伝達された操作荷重F2は、押圧部36による押圧方向に対して逆向きに作用する。この結果、片持ばね14の引き付け力が緩められて初期荷重F1が減少され、荷重センサ4に荷重F3が作用する。このように、操作パネル6に対する操作荷重が大きくなるにつれて、荷重センサ4に作用する荷重が小さくなるため、荷重センサ4に対して初期荷重F1以上の荷重が作用することがない。よって、荷重センサ4に定格荷重以上の荷重が加わることがなく、荷重センサ4の破損を防止できる。荷重センサ4は、押圧部36から受ける荷重を、操作荷重に応じた信号として電子機器のICに出力する。   The operation load F2 transmitted to the pressing portion 36 (the action point P3) acts in the opposite direction to the pressing direction by the pressing portion 36. As a result, the attractive force of the cantilever spring 14 is relaxed, the initial load F1 is reduced, and the load F3 acts on the load sensor 4. As described above, as the operation load on the operation panel 6 increases, the load acting on the load sensor 4 decreases, so that a load greater than the initial load F1 does not act on the load sensor 4. Therefore, the load sensor 4 is not applied with a load higher than the rated load, and the load sensor 4 can be prevented from being damaged. The load sensor 4 outputs the load received from the pressing part 36 to the IC of the electronic device as a signal corresponding to the operation load.

電子機器のICは、荷重センサ4からの出力値に応じて、操作パネル6に対する操作位置及び操作荷重を算出する。例えば、ICは、操作パネル6の四隅に配置された複数の押圧式入力装置1の荷重センサ4からの出力値の割合に基づいて、操作パネル6における操作位置及び操作荷重を特定する。なお、本実施の形態では、電子機器のICによって操作位置及び操作荷重が算出されたが、フレキシブル基板3にICを設けて押圧式入力装置1側で操作位置及び操作荷重が算出されてもよい。また、押圧式入力装置1は操作パネルに例えば一つ設けられていても良く、この場合は、操作パネル6の操作位置検出手段から得られた操作位置の出力値と荷重センサ4より得られた操作荷重の出力値とを電子機器のICに出力する。   The IC of the electronic device calculates the operation position and the operation load for the operation panel 6 according to the output value from the load sensor 4. For example, the IC specifies the operation position and the operation load on the operation panel 6 based on the ratio of the output values from the load sensors 4 of the plurality of push-type input devices 1 arranged at the four corners of the operation panel 6. In the present embodiment, the operation position and the operation load are calculated by the IC of the electronic device. However, the operation position and the operation load may be calculated by providing the IC on the flexible substrate 3 and pressing the input device 1. . Further, for example, one pressing type input device 1 may be provided on the operation panel. In this case, the output value of the operation position obtained from the operation position detecting means of the operation panel 6 and the load sensor 4 are used. The output value of the operation load is output to the IC of the electronic device.

図5(b)に示す操作状態から操作パネル6に対する押圧が解除されると、押圧部36の押圧方向に対して逆向きに作用する操作荷重が除かれる。そして、片持ばね14の弾性力が、押圧部36を介して荷重センサ4に対して初期荷重F1として再び付与される。   When the pressure on the operation panel 6 is released from the operation state shown in FIG. 5B, the operation load acting in the opposite direction to the pressing direction of the pressing portion 36 is removed. Then, the elastic force of the cantilever spring 14 is again applied as the initial load F <b> 1 to the load sensor 4 through the pressing portion 36.

以上のように、本実施の形態に係る押圧式入力装置1によれば、操作パネル6からの操作荷重により荷重センサ4に作用する初期荷重が減少されるため、操作パネル6に対して過荷重が加えられても、荷重センサ4が破損することが防止される。また、片持ばね14の両側方において当接プレート5が支持部材2に支持されることから、支点の設置範囲が制限されることがない。また、当接プレート5において、支点と力点との距離、支点と作用点との距離を変更して荷重センサ4のセンサ感度を調整できる。この場合、支点の設置自由度が高いため、荷重センサ4のセンサ感度を広い範囲で調整できる。   As described above, according to the press-type input device 1 according to the present embodiment, the initial load acting on the load sensor 4 due to the operation load from the operation panel 6 is reduced. Even if is applied, the load sensor 4 is prevented from being damaged. Further, since the contact plate 5 is supported by the support member 2 on both sides of the cantilever spring 14, the installation range of the fulcrum is not limited. In the contact plate 5, the sensor sensitivity of the load sensor 4 can be adjusted by changing the distance between the fulcrum and the force point and the distance between the fulcrum and the action point. In this case, since the degree of freedom of installation of the fulcrum is high, the sensor sensitivity of the load sensor 4 can be adjusted in a wide range.

なお、上記した実施の形態においては、当接プレートが、一対の突起部により支持部材に揺動可能に支持されるが、これに限定されない。当接プレートは、支持部材に揺動可能に支持される構成であればよく、例えば、当接プレートおよび支持部材のいずれか一方に設けられた起伏により揺動可能に支持されてもよい。   In the above-described embodiment, the contact plate is swingably supported by the support member by the pair of protrusions, but the present invention is not limited to this. The contact plate may be configured to be swingably supported by the support member. For example, the contact plate may be swingably supported by undulations provided on either the contact plate or the support member.

また、上記した実施の形態においては、単一の片持ばねにより当接プレートを介して荷重センサに初期荷重が付与されるが、これに限定されない。延在方向に沿う両側方に、長辺部のように当接プレートが支持部材に支持される領域を残すのであれば、複数の片持ばねにより荷重センサに初期荷重が付与されてもよい。   In the above-described embodiment, the initial load is applied to the load sensor through the contact plate by a single cantilever spring, but the present invention is not limited to this. If an area where the contact plate is supported by the support member, such as a long side portion, is left on both sides along the extending direction, an initial load may be applied to the load sensor by a plurality of cantilever springs.

また、上記した実施の形態においては、片持ばねが金属板状の支持部材の一部を切り起こして形成されたが、これに限定されない。片持ばねは、樹脂製の支持部材にインサートされる構成でもよい。   In the above-described embodiment, the cantilever spring is formed by cutting and raising a part of the metal plate-like support member. However, the present invention is not limited to this. The cantilever spring may be configured to be inserted into a resin support member.

また、上記した実施の形態においては、片持ばねが板ばねである構成としたが、これに限定されない。片持ばねは、当接プレートの延在方向に沿って延在し、当接プレートを介して荷重センサに初期荷重を生じさせるものであれば、どのような構成でもよい。   In the above-described embodiment, the cantilever spring is a leaf spring. However, the present invention is not limited to this. The cantilever spring may have any configuration as long as it extends along the extending direction of the contact plate and causes the load sensor to generate an initial load via the contact plate.

また、上記した実施の形態においては、当接部材として金属板材により当接プレートを例示したが、これに限定されない。当接部材は、操作荷重が加わる一端側から荷重センサに当接する他端側に延在し、支持部材に揺動可能に支持される構成であれば、どのように形成されてもよい。   In the above-described embodiment, the contact plate is exemplified by the metal plate material as the contact member, but is not limited thereto. The contact member may be formed in any way as long as it extends from one end side to which an operation load is applied to the other end side that contacts the load sensor and is supported by the support member in a swingable manner.

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

以上説明したように、本発明は、過荷重が加えられる場合でも、荷重センサの破損を防止することができ、荷重センサのセンサ感度を容易に調整できるという効果を有し、特に、液晶ディスプレイを備えた電子機器の操作に用いられる押圧式入力装置に有用である。   As described above, the present invention has an effect that the load sensor can be prevented from being damaged even when an overload is applied, and the sensor sensitivity of the load sensor can be easily adjusted. The present invention is useful for a press-type input device used for operating an electronic device provided.

1 押圧式入力装置
2 支持部材
3 フレキシブル基板
4 荷重センサ
5 当接プレート(当接部材)
6 操作パネル(操作部材)
14 片持ばね
15 長辺部
21 検出面
33 突起部
34 被押圧部
36 押圧部
38 係止部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press type input device 2 Support member 3 Flexible substrate 4 Load sensor 5 Contact plate (contact member)
6 Operation panel (operation member)
14 Cantilever spring 15 Long side portion 21 Detection surface 33 Projection portion 34 Pressed portion 36 Pressing portion 38 Locking portion

Claims (3)

操作部材からの操作荷重に応じた信号を出力する荷重センサと、
操作荷重が加わる一端側から前記荷重センサに当接する他端側に延在する当接部材と、
前記当接部材の延在方向に沿って延在し、前記当接部材の他端側を介して前記荷重センサに初期荷重を生じさせる片持ばねと、
前記当接部材を揺動可能に支持し、前記当接部材の一端側に加えられた操作荷重により、前記当接部材の他端側に対し前記荷重センサの初期荷重を減少させる方向に力を作用させる支持部材とを備え、
前記片持ばねの延在方向に沿う両側方において、前記当接部材が前記支持部材に支持され
前記片持ばねは、前記支持部材から延出し、
前記荷重センサは、前記操作部材の操作方向に検出面を向けて配置され、
前記当接部材は、一端側で前記操作部材に対向し、他端側で前記荷重センサの検出面に対向する長尺状に形成され、一端側と他端側との間には開口部が形成されており、一端側から前記開口部内に延出する前記片持ばねの自由端側を係止する係止部が他端側から前記開口部内に延出して設けられており、
前記片持ばねの自由端側が前記係止部に係止されることで、前記片持ばねが前記当接部材の他端側を前記荷重センサ側に引き付けて初期荷重を生じさせることを特徴とする押圧式入力装置。
A load sensor that outputs a signal corresponding to the operation load from the operation member;
A contact member extending from one end to which the operation load is applied to the other end contacting the load sensor;
A cantilever spring extending along the extending direction of the abutting member and generating an initial load on the load sensor via the other end of the abutting member;
The contact member is swingably supported, and an operation load applied to one end side of the contact member causes a force in a direction to reduce the initial load of the load sensor to the other end side of the contact member. A supporting member to act,
On both sides along the extending direction of the cantilever spring, the contact member is supported by the support member ,
The cantilever spring extends from the support member;
The load sensor is arranged with a detection surface facing an operation direction of the operation member,
The contact member is formed in a long shape facing the operation member on one end side and facing the detection surface of the load sensor on the other end side, and an opening is formed between the one end side and the other end side. A locking part for locking the free end side of the cantilever spring extending from the one end side into the opening is provided to extend from the other end side into the opening;
The free end side of the cantilever spring is locked to the locking portion, so that the cantilever spring attracts the other end side of the contact member to the load sensor side to generate an initial load. Press type input device.
前記操作部材と前記当接部材と前記支持部材とは、前記操作部材と前記支持部材とで前記当接部材を挟むように重畳して設けられており、前記係止部が、前記支持部材に向けて屈曲していることを特徴とする請求項1に記載の押圧式入力装置。  The operation member, the contact member, and the support member are provided so as to overlap the contact member between the operation member and the support member, and the locking portion is provided on the support member. The press-type input device according to claim 1, wherein the press-type input device is bent toward the top. 前記片持ばねの延在方向に沿う両側方において、前記当接部材に、前記当接部材から前記支持部材に向けて突出した一対の突起部が設けられ
前記一対の突起部は、前記当接部材の前記操作荷重が加わる一端側と前記荷重センサ側に当接する他端側の支点として構成され、前記当接部材を揺動可能に支持することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の押圧式入力装置。
On both sides along the extending direction of the cantilever spring , the contact member is provided with a pair of protrusions protruding from the contact member toward the support member ,
The pair of protrusions are configured as fulcrums on one end side where the operation load of the contact member is applied and on the other end side which contacts the load sensor side, and support the contact member so as to be swingable. The press-type input device according to claim 1 or 2 .
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