JP6410357B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力操作の押圧荷重によってスイッチ部をオンさせる入力装置に関する。

入力操作の押圧荷重によってスイッチ部をオンさせる入力装置において、確実な操作が要求される場合に、より高い荷重でスイッチ部をオンさせるように設定する必要があり、そのための工夫がなされていた。

例えば、特許文献１では、ドーム型の弾性押圧子で押圧荷重を発生する機構が開示されている。

図９は、特許文献１に記載のミラースイッチ装置１００の断面図である。図１０は、ミラースイッチ装置１００に用いられた押圧子ユニット１２４の平面図である。

図９および図１０に示すように、スイッチケース１１４内には、回路基板１１５が配設されているとともに、この回路基板１１５に、８個の弾性押圧子１１６〜１２３を備えた押圧子ユニット１２４が配置されている。ゴム製の弾性押圧子１１６〜１２３はドーム型をなしており、図９に示す弾性押圧子１２３は、薄肉の立ち上がり部１２３ａの頂部に被操作部１２３ｂを有している。スイッチ部１３２は、図９に示すように、弾性押圧子１２３の被操作部１２３ｂの裏面に形成された可動接点板１３２ａと、これと対向して回路基板１５に形成された固定接点部１３２ｂから構成されている。弾性押圧子１１６〜１２３の被操作部１１６ｂ〜１２３ｂ側には、操作ノブ１２５によって押し込み操作されるプッシャー１２６が設けられている。

例えば、被操作部１２３ｂは図９の矢印Ａ方向の押圧力を受けて、立ち上がり部１２３ａの変形を伴いながら、その方向へ移動し、その押圧力が解除されると、立ち上がり部１２３ａの弾性復帰力により元位置に復帰する。

弾性押圧子１１６〜１２３の立ち上がり部１２３ａを変形させるために必要な荷重は、ゴムの材質および厚みや高さ等の形状によって設定可能である。これにより、可動接点板１３２ａと固定接点部１３２ｂとが導通する接触荷重に比べて、より高い荷重で弾性押圧子１１６〜１２３が変形するように調整し、入力装置の押圧荷重を設定することができる。

特開２００３−１５１４０７号公報

しかしながら、より安定した操作感触が求められることがあり、入力操作に要するストロークを長くしたり、急峻に押圧荷重が変化したりすることが要求された。これに対し、上述した従来の機構では、弾性押圧子の材質や形状のみで押圧荷重を調整していたので、入力装置のストロークや押圧荷重の細かな設定が難しかった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、ストロークや押圧荷重の細かな設定が可能な入力装置を提供することを目的とする。

本発明の入力装置は、固定接点および前記固定接点と接離可能に配置された可動接点を有するスイッチ部と、弾性変形可能に設けられ、前記可動接点を押圧するラバー部材と、前記ラバー部材を押圧できるように移動可能に配置されたスライド部材と、を備える入力装置において、前記ラバー部材は、前記可動接点を押圧する第１荷重発生部と、前記第１荷重発生部を取り囲むように配設された複数の荷重調整部と、を備え、前記スライド部材は、前記第１荷重発生部および複数の前記荷重調整部をそれぞれ押圧する複数の押圧部を備え、前記荷重調整部は、円筒状の側壁を有する薄肉の立体形状に成形されてなり、前記第１荷重発生部に向かって前記側壁の一部が開口されていることを特徴とする。

この構成によれば、ラバー部材に設けた複数の荷重調整部の発生する荷重と可動接点を押圧する第１荷重発生部との合力により全体荷重を決定できるので、弾性変形量と押圧荷重を調整する自由度が増し、ストロークや押圧荷重の細かな設定が可能となる。また、この構成によれば、円筒状の側壁が撓みを抑制するので、押圧荷重を調整する自由度が増し、さらに細かな設定が可能となる。

また、本発明の入力装置において、前記荷重調整部は、前記第１荷重発生部と異なる荷重に調整可能な第２荷重発生部であり、前記第１荷重発生部は、前記スイッチ部の中心線に回転対称となるように配設され、前記第２荷重発生部は、前記中心線を中心として同心円上に均等な間隔で配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、同心円上に第２荷重発生部を配置したのでバランスが良い。押圧時のスライド部材の姿勢が安定する。

また、本発明の入力装置において、前記ラバー部材は、前記スライド部材に押圧される複数の被押圧部を備え、複数の前記被押圧部のうち、前記第１荷重発生部に設けられた前記被押圧部が前記押圧部に当接するタイミングは、前記荷重調整部に設けられた前記被押圧部が前記押圧部に当接するタイミングと異なるように配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、当接するタイミングが異なるので、任意のタイミングで荷重をかけることができる。

また、本発明の入力装置において、前記荷重調整部は、前記ラバー部材が薄肉の立体形状に成形されてなり、前記押圧部に当接する部分の裏面側が空洞に面していることを特徴とする。

この構成によれば、空洞内にラバー部材が撓むことで過剰な荷重を逃がすことができ、ラバー部材の厚みで任意の荷重に調整できる。

本発明の入力装置において、前記ラバー部材は、水の浸透が少ない材質からなり、前記スイッチ部を覆うようにシート状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、ラバー部材がスイッチ部を覆っているので、防水構造とすることが容易である。

本発明によれば、ラバー部材は、可動接点を押圧する第１荷重発生部と、第１荷重発生部を取り囲むように配設された複数の荷重調整部と、を備え、スライド部材は、第１荷重発生部および複数の荷重調整部をそれぞれ押圧する複数の押圧部を備える。ラバー部材に設けた複数の荷重調整部の発生する荷重と可動接点を押圧する第１荷重発生部との合力により全体荷重を決定できるので、弾性変形量と押圧荷重を調整する自由度が増し、ストロークや押圧荷重の細かな設定が可能となる。したがって、ストロークや押圧荷重の細かな設定が可能な入力装置を提供することができる。

本発明の実施形態の入力装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態の入力装置を斜め上方から見た分解斜視図である。 図２のスライド部材とラバー部材とを斜め下方から見た分解斜視図である。 本発明の実施形態の入力装置を示す平面図である。 図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。 図５と同じ断面視において、スライド部材を押圧操作している途中の状態を示す断面図である。 図５と同じ断面視において、スライド部材を押圧操作してスイッチ部がオンとなっている状態を示す断面図である。 ラバー部材を示す底面図である。 従来のミラースイッチ装置の断面図である。 従来のミラースイッチ装置に用いられた押圧子ユニットの平面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。

図１は、本発明の実施形態の入力装置１を示す斜視図である。以下、図１のＺ１方向を上方、Ｚ２方向を下方とする。図２は、入力装置１を斜め上方から見た分解斜視図である。図３は、図２のスライド部材とラバー部材とを斜め下方から見た分解斜視図である。図４は、入力装置１を示す平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。図６は、図５と同じ断面視において、スライド部材１０を押圧操作している途中の状態を示す断面図である。図７は、図５と同じ断面視において、スライド部材１０を押圧操作してスイッチ部３０がオンとなっている状態を示す断面図である。図８は、ラバー部材２０を示す底面図である。

本実施形態の入力装置１は、入力操作の押圧荷重によってオンするものであり、荷重が変化する操作感触が得られるとともに高い荷重でオンさせるように設定することで、確実な操作が要求される場合に適したものである。

本実施形態の入力装置１は、図１〜図５に示すように、スライド部材１０とラバー部材２０とスイッチ部３０とを備えている。なお、本明細書では、入力装置１が接続される機器側の構成や電気接続部を省略しており、図１においても図示しない。

スライド部材１０は、図示しない筐体の貫通孔に遊嵌可能な形状に設けられ、操作者の入力操作によって移動する部材である。なお、操作者がスライド部材１０を押圧する構成に限らず、別の操作部材を入力操作することによってスライド部材１０が移動するように構成されてもよい。本実施形態の入力装置１において、スライド部材１０は合成樹脂によって成形され、図３および図５に示すように、Ｚ２側に複数の押圧部１０ａ、１０ｂを備えている。

スイッチ部３０は、支持基板５０に配置され、図示しない配線に接続されている。図５に示すように、スイッチ部３０は、導電性の金属からなる固定接点３１および固定接点３１と接離可能に配置された可動接点３２を有している。可動接点３２は、ドーム状の頂部３２ａが反転可能に設けられた形状を有する導電性の金属板であり、頂点部分が固定接点３１側に押圧されたときに反転して固定接点３１に接するように構成され、押圧が解放されると元の状態に復元して固定接点３１とは離れる。なお、反転動作する際には、荷重が変化する操作感触を得ることができる。

ラバー部材２０は、シリコンゴム等の弾性を有し、かつ、水の浸透が少ない材質で、薄肉の立体形状に成形されてなり、図１〜図５に示すように、ラバー部材２０がスイッチ部３０を覆うようにシート状に形成されている。ここで、シート状のラバー部材２０のＺ１側を表面側、Ｚ２側を裏面側とする。

本実施形態の入力装置１は、図２に示すように、ラバー部材２０は表面側に、スライド部材１０に押圧される被押圧部２０ａ、２０ｂを備えている。ラバー部材２０は、図５に示すように、裏面側が空洞４０に面していて、スイッチ部３０の周囲に空洞４０を形成するようにして支持基板５０に当接して支持された状態で、弾性変形可能に設けられている。また、スライド部材１０に押圧される被押圧部２０ａの裏面側は、可動接点３２の頂部３２ａを押圧可能にする形状を有している。

これにより、ラバー部材２０は、可動接点３２を押圧する第１荷重発生部２１と、第１荷重発生部２１を取り囲むように配設された複数の荷重調整部２４と、を備えるものとなる。ここで、第１荷重発生部２１とは、スイッチ部３０の押圧動作に必要な操作荷重をスライド部材１０にその反力として付与するものであり、ラバー部材２０の被押圧部２０ａにスライド部材１０の押圧部１０ａが当接可能に設けられている。また、荷重調整部２４とは、スライド部材１０に付加的な操作荷重を付与するものであり、ラバー部材２０の被押圧部２０ｂにスライド部材１０の押圧部１０ｂが当接可能に設けられている。荷重調整部２４では、空洞４０内にラバー部材２０が撓むことで過剰な荷重を逃がすことができ、ラバー部材２０の厚みで荷重を大きくしたり小さくしたりすることもでき、スライド部材１０に付加的に付与される操作荷重を任意の荷重に調整できる。さらに、本実施形態の入力装置１は、図５に示すように、初期状態において、押圧部１０ａが被押圧部２０ａに当接し、一方、押圧部１０ｂは被押圧部２０ｂとの間に僅かな隙間を有している。

次に、図５〜図７を参照して、本実施形態の入力装置１の動作について説明する。

図５に示す初期状態において、スライド部材１０は、第１荷重発生部２１で可動接点３２を押圧するように押圧部１０ａと被押圧部２０ａとが当接している。スライド部材１０に操作荷重が加えられると、ラバー部材２０が第１荷重発生部２１で弾性変形して可動接点３２の頂部３２ａを下方に押し下げ、第１荷重発生部２１での操作荷重が大きくなる。このとき、図６に示すように、荷重調整部２４でスライド部材１０の押圧部１０ｂがラバー部材２０の被押圧部２０ｂに当接すると、スライド部材１０の押圧操作に対して荷重調整部２４での弾性変形による反発力が操作荷重として加わる。スライド部材１０をさらに押圧操作すると、図７に示すように、可動接点３２の頂部３２ａが反転し、スイッチ部３０がオンとなる。図６に示す状態から図７に示す状態において、荷重調整部２４で生じる操作荷重はラバー部材２０の弾性変形による反発力であり、被押圧部２０ｂの押し下げ量が大きくなると反発力が大きくなる単調増加傾向となる。一方、第１荷重発生部２１では可動接点３２の頂部３２ａが反転する際に操作荷重が小さくなり、荷重調整部２４での操作荷重が単調増加する以上に第１荷重発生部２１での操作荷重が小さくなる変化が大きい。このため、スライド部材１０を押圧操作する操作者にとっては、押圧操作とともに単調増加していた操作荷重が突然減少する操作感触を感じることになる。

次に、本実施形態の入力装置１ではストロークや押圧荷重の細かな設定が可能であることを、より詳しく説明する。

本実施形態の入力装置１において、スライド部材１０は合成樹脂によって成形され、その移動に伴うストロークは、押圧部１０ａの移動量である。図５〜図７に示すように、押圧部１０ａの移動量は、ラバー部材２０の弾性変形と可動接点３２の反転動作による変化分との合計量である。したがって、ストロークをより大きくするためには、可動接点３２の形状を変えるだけでなく、ラバー部材２０の材質や第１荷重発生部２１における厚み（上下方向の寸法）を変えて、より弾性変形しやすくすればよい。

一方、押圧荷重は、上述した押圧部１０ａの移動に伴って第１荷重発生部２１に生じる反発力が下限の値となる。そのストロークを変えずに、押圧荷重を大きくするためには、荷重調整部２４でスライド部材１０に付加的な操作荷重を付与すればよい。本実施形態では、図８に示すように、第１荷重発生部２１は、可動接点３２の頂部３２ａを通るスイッチ部３０の中心線３２ｂに回転対称となるように配設され、荷重調整部２４は、中心線３２ｂを中心として同心円上に均等な間隔で４箇所に配設された第２荷重発生部２２からなる。

ここで、ラバー部材２０は、空洞４０を形成するようにして、支持基板５０に当接する被支持部２０ｃが第２荷重発生部２２の配設される４箇所に配置されている。荷重調整部２４である第２荷重発生部２２は、この被支持部２０ｃと、円筒状の側壁２５とを有する薄肉の立体形状にそれぞれ成形されてなり、図３に示すように、側壁２５の一部に開口部２５ａが設けられており、第１荷重発生部２１に向かって開口されている。これにより、それぞれの第２荷重発生部２２では、被押圧部２０ｂが上下方向に弾性変形可能であるが、斜めに潰れにくくなっている。円筒状の側壁２５が撓みを抑制するので、押圧荷重を調整する自由度が増し、さらに細かな設定が可能となる。また、第１荷重発生部２１に向かって側壁２５の一部が開口されているので被押圧部２０ｂの高さやラバー部材２０の厚みを変更しても、第１荷重発生部２１に対する影響が少なく、第２荷重発生部２２の操作荷重を調整しやすくなっている。

荷重調整部２４として同心円上に第２荷重発生部２２を配置したので、バランスが良い。また、押圧時のスライド部材１０の姿勢が安定する。第２荷重発生部２２で付加される操作荷重は、ラバー部材２０の材質や第２荷重発生部２２を構成する各種寸法によって設定が可能である。例えば、被押圧部２０ｂの柱状になっている高さや径、および空洞４０に面しているラバー部材２０の厚み、ならびに側壁２５の寸法（内径、外形、高さ）を変えて調整すればよい。さらに、第１荷重発生部２１に設けられた被押圧部２０ａが押圧部１０ａに当接するタイミングは、荷重調整部２４に設けられた被押圧部２０ｂが押圧部１０ｂに当接するタイミングと異なるように配設されて、当接するタイミングが異なる。したがって、荷重調整部２４は、初期状態における被押圧部２０ｂと押圧部１０ｂとの隙間の大きさによって、任意のタイミングで荷重をかけることができる。

なお、本実施形態の入力装置１は、ラバー部材２０がスイッチ部３０を覆っているので、防水構造とすることが容易である。

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。

本実施形態の入力装置１は、固定接点３１および前記固定接点３１と接離可能に配置された可動接点３２を有するスイッチ部３０と、弾性変形可能に設けられ、可動接点３２を押圧するラバー部材２０と、ラバー部材２０を押圧できるように移動可能に配置されたスライド部材１０と、を備える。そして、ラバー部材２０は、可動接点３２を押圧する第１荷重発生部２１と、第１荷重発生部２１を取り囲むように配設された複数の荷重調整部２４と、を備え、スライド部材１０は、第１荷重発生部２１および複数の荷重調整部２４をそれぞれ押圧する複数の押圧部１０ａ、１０ｂを備える。

この構成によれば、ラバー部材２０に設けた複数の荷重調整部２４の発生する荷重と可動接点３２を押圧する第１荷重発生部２１との合力により全体荷重を決定できるので、弾性変形量と押圧荷重を調整する自由度が増し、ストロークや押圧荷重の細かな設定が可能となる。

また、本実施形態の入力装置１において、荷重調整部２４は、第１荷重発生部２１と異なる荷重に調整可能な第２荷重発生部２２である。第１荷重発生部２１は、スイッチ部３０の中心線３２ｂに回転対称となるように配設される。そして、第２荷重発生部２２は、中心線３２ｂを中心として同心円上に均等な間隔で配設されている。

この構成によれば、荷重調整部２４として同心円上に第２荷重発生部２２を配置したので、バランスが良い。また、押圧時のスライド部材１０の姿勢が安定する。

また、本実施形態の入力装置１において、ラバー部材２０は、スライド部材１０に押圧される複数の被押圧部２０ａ、２０ｂを備え、複数の被押圧部２０ａ、２０ｂのうち、第１荷重発生部２１に設けられた被押圧部２０ａが押圧部１０ａに当接するタイミングは、荷重調整部２４に設けられた被押圧部２０ｂが押圧部１０ｂに当接するタイミングと異なるように配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、当接するタイミングが異なるので、任意のタイミングで荷重をかけることができる。

また、本実施形態の入力装置１において、荷重調整部２４は、ラバー部材２０が薄肉の立体形状に成形されてなり、押圧部１０ｂに当接する被押圧部２０ｂの部分の裏面側が空洞４０に面していることを特徴とする。

この構成によれば、空洞４０内にラバー部材２０が撓むことで過剰な荷重を逃がすことができ、ラバー部材２０の厚みで任意の荷重に調整できる。

本実施形態の入力装置１において、荷重調整部２４は、円筒状の側壁２５を有する薄肉の立体形状に成形されてなり、第１荷重発生部２１に向かって側壁２５の一部が開口されていることを特徴とする。

この構成によれば、円筒状の側壁２５が撓みを抑制するので、押圧荷重を調整する自由度が増し、さらに細かな設定が可能となる。

本実施形態の入力装置１において、ラバー部材２０は、水の浸透が少ない材質からなり、スイッチ部３０を覆うようにシート状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、ラバー部材２０がスイッチ部３０を覆っているので、防水構造とすることが容易である。

以上のように、本発明の実施形態の入力装置１を具体的に説明したが、本発明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、これらも本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、第２荷重発生部２２が中心線３２ｂを中心として同心円上に均等な間隔で４箇所に配設されて荷重調整部２４を構成しているが、さらに多くの第２荷重発生部２２を配設してもよい。なお、第１荷重発生部２１に付加される荷重調整部２４の機能としては、第１荷重発生部２１以外に少なくとも１箇所に設けられていればよいが、第２荷重発生部２２を複数個配置して、傾倒しないようにバランスを保っていることが好ましい。

（２）本実施形態において、押圧部１０ａが被押圧部２０ａに当接し、押圧部１０ｂは被押圧部２０ｂとの間に僅かな隙間を有している初期状態となる構成としたが、初期状態において押圧部１０ｂが被押圧部２０ｂに当接する構成であってもよい。また、初期状態において荷重調整部２４が弾性変形して荷重を発生しているように構成してもよい。

（３）本実施形態において、可動接点３２は、ドーム状の頂部３２ａが反転可能に設けられた形状としたが、反転動作するものに限らず、例えば片持ちバネ等の板バネ形状の構成に変更してもよい。また、ラバー部材２０に可動接点部が設けられ、支持基板５０に固定接点部が設けられた構成としてもよい。

１ 入力装置
１０ スライド部材
１０ａ 押圧部
１０ｂ 押圧部
１５ 回路基板
２０ ラバー部材
２０ａ 被押圧部
２０ｂ 被押圧部
２０ｃ 被支持部
２１ 第１荷重発生部
２２ 第２荷重発生部
２４ 荷重調整部
２５ 側壁
２５ａ 開口部
３０ スイッチ部
３１ 固定接点
３２ 可動接点
３２ａ 頂部
３２ｂ 中心線
４０ 空洞
５０ 支持基板

Claims (5)

1. 固定接点および前記固定接点と接離可能に配置された可動接点を有するスイッチ部と、
   弾性変形可能に設けられ、前記可動接点を押圧するラバー部材と、
   前記ラバー部材を押圧できるように移動可能に配置されたスライド部材と、を備える入力装置において、
   前記ラバー部材は、前記可動接点を押圧する第１荷重発生部と、前記第１荷重発生部を取り囲むように配設された複数の荷重調整部と、を備え、
   前記スライド部材は、前記第１荷重発生部および複数の前記荷重調整部をそれぞれ押圧する複数の押圧部を備え、
   前記荷重調整部は、円筒状の側壁を有する薄肉の立体形状に成形されてなり、前記第１荷重発生部に向かって前記側壁の一部が開口されていることを特徴とする入力装置。
2. 前記荷重調整部は、前記第１荷重発生部と異なる荷重に調整可能な第２荷重発生部であり、
   前記第１荷重発生部は、前記スイッチ部の中心線に回転対称となるように配設され、
   前記第２荷重発生部は、前記中心線を中心として同心円上に均等な間隔で配設されていることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記ラバー部材は、前記スライド部材に押圧される複数の被押圧部を備え、
   複数の前記被押圧部のうち、前記第１荷重発生部に設けられた前記被押圧部が前記押圧部に当接するタイミングは、前記荷重調整部に設けられた前記被押圧部が前記押圧部に当接するタイミングと異なるように配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 前記荷重調整部は、前記ラバー部材が薄肉の立体形状に成形されてなり、前記押圧部に
   当接する部分の裏面側が空洞に面していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記ラバー部材は、水の浸透が少ない材質からなり、前記スイッチ部を覆うようにシート状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の入力装置。