JPH07287636A

JPH07287636A - 入力装置およびキーボード入力装置

Info

Publication number: JPH07287636A
Application number: JP6104576A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Maeda; 良一前田; Tsuyoshi Narusawa; 強鳴沢
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】製造が容易で部品点数が少なく、低消費電流
で発熱の小さいセンサを備えた入力装置およびキーボー
ド入力装置を短い製造リードタイムでかつ低コストで提
供することである。【構成】ポリエステル部材３０に電気抵抗体２７と電
気抵抗体２７に接続するリード線２８，２９を印刷して
形成した撓みを検出するセンサ２５，２６を、柔軟性を
有する材料からなる操作部材１７に設け、操作部材１７
の動きを撓みとして検出し、操作部材１７の動きに対応
してコンピュータのディスプレイ上のカーソルの動きを
制御するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータのディス
プレイのごとき表示装置上のカーソルを制御する入力装
置およびこの入力装置を付設したキーボード入力装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、センサを用いたこの種の入力装置
および従来のセンサを、図５の斜視図および図６の斜視
図に基づいて説明する。

【０００３】筐体１は、その中心に開口を有し、筐体１
の内部には図示していないが、文字入力のためのキース
イッチ機構と電圧検出回路が設けられており、これらは
ともにコンピュータを介してディスプレイと電気的に接
続されている。

【０００４】支持シャフト２は、柔軟性を有する材料で
角形に形成されており、その一端は筐体１の開口を通し
て筐体１の内部のスイッチ機構に取り付けられている。

【０００５】キートップ３は、その上面にアルファベッ
トなどの文字が印刷などにより表記されており、支持シ
ャフト２の筐体１に取り付けられている側と反対の端に
連結されている。

【０００６】このキートップ３を支持シャフト２の軸心
方向下向きに押し込み操作することにより、筐体１の内
部のスイッチ機構を動作させてキートップ３の上面に表
記された文字がコンピュータに入力されるようになって
おり、さらにコンピュータに入力された文字がディスプ
レイ上に出力されるようになっている。

【０００７】また、このキートップ３は、上方向４，下
方向５，左方向６，右方向７に押圧操作されることによ
り支持シャフト２が撓み、これら４方向で定まる水平平
面内を動くことができるとともに、キートップ３の押圧
を解放すると支持シャフト２は瞬時に元の状態に復帰す
るようになっている。

【０００８】図６はストレイン・ゲージとして従来一般
に用いられるセンサ８，９を示したもので、金属箔１
０、リード線１１，１２および半田１３，１４並びにこ
れらを挟むポリイミド部材１５，１６からなる。そして
このセンサ８，９をこの種の入力装置に用いた場合に
は、センサ８，９は、そのポリイミド部材１５あるいは
１６を支持シャフト２の隣合う側面にそれぞれ接着され
て取り付けられる。また、センサ８，９は、各リード線
１１，１２を半田付けによって、筐体１内に設けられた
電圧検出回路にそれぞれ接続されおり、センサ８，９の
金属箔１０にかかる電圧値が検出されるようになってい
る。

【０００９】通常、電気抵抗体の電気抵抗値は、その断
面積が小さくなるにつれて大きくなり、その長さが長く
なるにつれて大きくなる。キートップ３を上方向４，下
方向５，左方向６，右方向７で定まる水平平面内で押圧
操作することにより、支持シャフト２が撓み、これに追
従して支持シャフト２に取り付けられたセンサ８，９の
ポリイミド部材１５あるいは１６が撓み、これに併せて
センサ８，９の金属箔１０が伸張および圧縮され、これ
ら金属箔１０の全長およびその断面積の一部が若干変化
し、センサ８，９の金属箔１０の電気抵抗値が変化す
る。即ち、キートップ３の上方向４への押圧操作にとも
なってセンサ８の金属箔１０が伸張されると金属箔１０
の断面積が小さくなるとともに、金属箔１０の長さが長
くなり、金属箔１０の電気抵抗値は大きくなり、また、
キートップ３の下方向５への押圧操作にともなってセン
サ８の金属箔１０が圧縮されると金属箔１０の断面積が
大きくなるとともに、金属箔１０の長さが短くなり、金
属箔１０の電気抵抗値は小さくなる。さらに、キートッ
プ３の左方向６への押圧操作にともなってセンサ９の金
属箔１０が伸張されるとこの金属箔１０の電気抵抗値は
前記同様に大きくなり、また、キートップ３の右方向７
への押圧操作にともなってセンサ９の金属箔１０が圧縮
されるとこの金属箔１０の電気抵抗値は前記同様に小さ
くなる。そしてセンサ８，９が接続された筐体１内の電
圧検出回路は、これらの電気抵抗値の変化を電圧値の変
化として検出し、この電圧値の変化をコンピュータがデ
ィスプレイ上のカーソルの動きとして捉え、キートップ
３の押圧操作による動きに対応するようにディスプレイ
上のカーソルの動きを制御するようになっている。

【００１０】次に、従来の入力装置の組立方法について
説明すると、まず支持シャフト２の一端にキートップ３
を係合により取り付ける。次に支持シャフト２のもう一
方の一端を筐体１の開口を通して筐体１の内部のスイッ
チ機構に取り付けられている。そしてセンサ８，９を、
支持シャフト２の隣合う側面にそれぞれ接着して取り付
け、さらにセンサ８，９のリード線１１，１２の端部
を、筐体１内に設けられた電圧検出回路に半田付けして
取り付ける。

【００１１】このようにして組み立てられた入力装置
は、キートップ３の上方向４，下方向５，左方向６，右
方向７で定まる水平平面内で押圧操作することによる支
持シャフト２の撓みを、センサ８，９の金属箔１０が電
気抵抗値の変化として検出し、この電気抵抗値の変化を
筐体１内の電圧検出回路が電圧値の変化として検出し、
この電圧値の変化をカーソルの動きに読み変えて、キー
トップ３の上方向４，下方向５，左方向６，右方向７の
動きがカーソルの上下左右方向の動きに対応するように
制御する。また、キートップ３の押圧を解除すると支持
シャフト２は瞬時に元の状態に復帰する。

【００１２】さらにセンサ８，９の製造方法について述
べると、まず、銅，ニッケルを主成分とするフープ状の
金属箔１０を所望の矩形状に切り出し、この矩形状の金
属箔１０をポリイミド部材１５に貼付し、しかる後、こ
の金属箔１０をエッチングにより櫛歯形状に加工しす
る。次いで、櫛歯形状の金属箔１０の両端にメッキを施
し、さらにこの金属箔１０のメッキ部分とリード線１
１，１２のそれぞれの一端とを半田１３，１４により接
続した後、このポリイミド部材１５とポリイミド部材１
６とを金属箔１０、半田１３，１４およびリード線１
１，１２の一端を挟むように接着にて貼り合わされ製造
されていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
センサ８，９は、部品点数が多く、また、フープ状の金
属箔１０を所望の矩形状に切り出すためには、精密加工
を必要とすることからコスト高となる。また、ポリイミ
ド部材１５に矩形状の金属箔１０を貼付する工程および
櫛歯形状の金属箔１０にリード線１１，１２を半田１
３，１４により取り付ける工程は、細かな作業であり手
間がかかる。さらに、金属箔１０の櫛歯形状を形成する
エッチング工程は精密加工であることから、とりわけ多
くの時間を必要とする。さらにまた、センサ８，９をそ
れぞれ支持シャフト２の隣合う側面に接着して取り付け
なければならない。これらの理由からセンサ８，９の製
造リードタイムは長くなり、また、その製造コストが高
くなってしまうという欠点があった。

【００１４】また、金属箔１０は導電体であり、その電
気抵抗値は１００〜３００Ωと低いため、消費電流が大
きくなることや発熱が大きくなるといった問題点があっ
た。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、製造が容易で部品点数の少なく、低消
費電流で発熱の小さいセンサを備えた入力装置およびキ
ーボード入力装置を短い製造リードタイムでかつ低コス
トで提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段として、本発明は、操作部材が柔軟性を有
する材料からなる少なくとも操作部あるいは前記操作部
から延出する延出部を有し、可撓性部材に電気抵抗体と
前記電気抵抗体に接続されたリード線を印刷形成した撓
みを検出するセンサを前記操作部または前記延出部に設
ける構成とした。

【００１７】また、前記課題を解決するための第２の手
段として、本発明は、１つの可撓性部材に複数の電気抵
抗体と前記複数の電気抵抗体のそれぞれに接続された複
数のリード線を印刷形成した撓みを検出するセンサを前
記操作部または前記延出部に設ける構成とした。

【００１８】また、前記課題を解決するための第３の手
段として、本発明は、操作部材が柔軟性を有する材料か
らなる少なくとも操作部あるいは前記操作部から延出す
る延出部を有し、電気抵抗体と前記電気抵抗体に接続さ
れたリード線からなる撓みを検出するセンサを前記操作
部または前記延出部に直接印刷して形成する構成とし
た。

【００１９】さらに、前記課題を解決するための第４の
手段として、本発明は、前記課題を解決するための第
１，２，３の手段のいずれかにおいて、前記センサの電
気抵抗体を、熱硬化樹脂に、主たる導電材料としてグラ
ファイト、金属粉の少なくとも一方を分散させて組成し
た電気抵抗インクから形成する構成とした。

【００２０】また、本発明は、上述した第１，２，３の
手段あるいは上述した第４の手段を用いた上述した第
１，２，３の手段のいずれかにおいて、前記延出部を多
数のキースイッチが配列された筐体の内部に固定し、さ
らにまた、記操作部の上端部を前記各キースイッチの間
に配置する構成とした。

【００２１】

【作用】前記の第１の手段によれば、柔軟性を有する材
料からなる操作部材の動きを前記操作部材の撓みとして
検出するセンサが、可撓性部材に電気抵抗体と前記電気
抵抗体に接続されたリード線を印刷形成して形成するこ
とが可能となるため、前記センサの製造を容易にし、そ
の部品点数を削減することができるとともに、入力装置
の製造コストの低減および製造リードタイムの短縮を図
ることができる。

【００２２】前記の第２の手段によれば、前記センサ
が、１つの可撓性部材に複数の電気抵抗体と前記複数の
電気抵抗体のそれぞれに接続された複数のリード線を印
刷形成して形成することが可能となるため、前記操作部
材への複数の前記センサの取り付けを一度に行うことが
でき、前記入力装置の製造コストの低減および製造リー
ドタイムの短縮を図ることができる。

【００２３】また、前記第３の手段によれば、前記セン
サが、前記操作部または前記操作部から延出する延出部
に電気抵抗体と前記電気抵抗体に接続されたリード線を
直接印刷して形成することが可能となるため、前記可撓
性部材が不要となり、前記センサの前記操作部または前
記操作部から延出する延出部に取り付ける手間を省くこ
とができ、さらに前記入力装置の製造コストの低減およ
び製造リードタイムの短縮を図ることができる。

【００２４】さらに前記第４の手段によれば、前記課題
を解決するための第１，２，３の手段のいずれかにおい
て、前記センサの電気抵抗体を熱硬化樹脂に主たる導電
材料としてグラファイト、金属粉の少なくとも一方を分
散させて組成した電気抵抗インクから形成することによ
り、前記センサの消費電流および発熱を小さくすること
ができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４に基づい
て説明する。

【００２６】図１は本発明の第１の実施例に係わる入力
装置を示し、この第１の実施例について説明すると、柔
軟性を有する材料からなる操作部材１７は、角形の操作
部１８とその一端から延出する凸の字形の延出部１９か
らなり、操作部材１７は操作部１８あるいは延出部１９
でキーボードの基板などまたは筐体２０に適宜手段によ
って取り付けられている。また、操作部１８は、上方向
２１，下方向２２，左方向２３，右方向２４に撓み可能
に支持されており、この筐体２０の内部には、図示して
いないが、ディスプレイを備えたコンピュータと接続さ
れている２つの独立したホイートストン・ブリッジなど
の電圧検出回路が設けられている。

【００２７】センサ２５，２６は、それぞれ電気抵抗体
２７、リード線２８，２９および可撓性部材、例えばポ
リエステル部材３０からなり、ポリエステル部材３０に
リード線２８，２９を銀系の導電インクを用いて印刷し
た後、電気抵抗インクを用いてリード線２８，２９を接
続するように印刷して形成されている。なお、電気抵抗
インクは、電気抵抗体２７が撓むことによる電気抵抗体
２７の電気抵抗値の変化率を高めるためのグラファイト
（平均粒径５μｍ）と銀粉またはニッケル粉などの金属
粉（球状、平均粒径１０μｍ）とを混ぜた導電材料を、
フェノール、エポキシ、ポリエステルなどの熱硬化性樹
脂に分散させて作成するものであり、導電材料の含有率
は８〜２５Ｖｏｌ％が望ましい。実施例としてはグラフ
ァイト４．８Ｖｏｌ％、銀粉１６．９Ｖｏｌ％、フェノ
ール７８．３Ｖｏｌ％のものを用いた。したがって本発
明では、電気抵抗体２７を印刷にて形成することがで
き、リード線２８，２９も印刷にて形成できる。また、
電気抵抗体２７の電気抵抗値が１０ＫΩ程度まで高まる
ことから、消費電流と発熱を小さくすることができる。

【００２８】このセンサ２５，２６は、ポリエステル部
材３０を介して電気抵抗体２７の部分で操作部材１７の
操作部１８の隣合う側面にセンサ２５，２６が操作部１
８の軸方向と平行になるようにそれぞれ接着されてい
る。また、センサ２５，２６はそれぞれ、操作部材１７
が取り付けられた筐体２０の内部に設けられた電圧検出
回路にリード線２８，２９を接続することにより、電気
抵抗体２７にかかる電圧値が検出できるようになってい
る。そして操作部材１７の操作部１８が上方向２１，下
方向２２，左方向２３，右方向２４に操作されることに
よるセンサ２５，２６の電気抵抗体２７の電気抵抗値の
変化を電圧検出回路が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１８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。即ち、操作部１８が上方向２
１に操作されると、センサ２５の電気抵抗体２７が伸張
され電気抵抗値が大きくなり、操作部１８が下方向２２
に操作されると、センサ２５の電気抵抗体２７が圧縮さ
れ電気抵抗値が小さくなる。また、操作部１８が左方向
２３に操作されると、センサ２６の電気抵抗体２７が伸
張され電気抵抗値が大きくなり、操作部１８が右方向２
４に操作されると、センサ２６の電気抵抗体２７が圧縮
され電気抵抗値が小さくなる。次にセンサ２５，２６の
電気抵抗体２７の電気抵抗値の変化は、センサ２５，２
６が接続された電圧検出回路が電圧値の変化としてコン
ピュータに伝え、コンピュータはこの電圧値の変化をカ
ーソルの上下左右の動きとしてとらえ、カーソルの動き
を制御する。さらに、操作部材１７の操作部１８の操作
を中断すると、操作部１８は瞬時に元の状態に復帰す
る。

【００２９】また、図２に本発明の第２の実施例として
示したセンサ２５，２６は、１つのポリエステル部材に
一体に設けられたものを示し、それはポリエステル部材
３１にセンサ２５，２６のそれぞれのリード線２３，２
４を導電インクを用いて印刷した後、センサ２５，２６
のそれぞれの電気抵抗体２２が第１の実施例と同様の電
気抵抗インクを用いてセンサ２５，２６のそれぞれのリ
ード線２３，２４を接続するように印刷して形成されて
いる。そしてセンサ２５，２６は、ポリエステル部材３
１を介して、ともに電気抵抗体２７を操作部１８に向か
う方向で延出部１９に接着されている。したがって第２
の実施例においては、センサ２５，２６の電気抵抗体２
７およびリード線２８，２９を印刷にて形成できるとと
もに、センサ２５，２６の操作部材１７の延出部１９へ
の取り付けが一度に行うことができる。

【００３０】そして、第２の実施例においては、操作部
材１７の操作部１８の上方向２１，下方向２２，左方向
２３，右方向２４への操作にともなう操作部材１７の延
出部１９の撓みをセンサ２５，２６の電気抵抗体２７が
電気抵抗値の変化として検出し、それを電圧検出回路が
電圧値の変化としてコンピュータに伝えることによって
カーソルの上下左右の動きを制御するようになってい
る。

【００３１】さらに、図３，４に第３の実施例として示
したセンサ２５，２６はそれぞれ、操作部材１７の延出
部１９の裏面にリード線２８，２９を導電インクを用い
て印刷した後、電気抵抗体２７が第１の実施例と同様の
電気抵抗インクを用いてリード線２３，２４を接続する
ように印刷して形成されている。したがって第３の実施
例においては、電気抵抗体２７およびリード線２８，２
９を操作部材１７の延出部１９に直接印刷にて形成する
ものなので、センサ２５，２６の形成とセンサ２５，２
６の操作部材１７の延出部１９への取り付けとを一度に
行うことができ、また、センサ２５，２６を形成するに
当りポリエステル部材が不要とすることができる。

【００３２】また、第３に実施例においても、操作部材
１７は操作部１８あるいは延出部１９で筐体２０に適宜
手段によって取り付けられており、また、操作部１８
は、上方向２１，下方向２２，左方向２３，右方向２４
に撓み可能に支持されており、この筐体２０の内部には
図示していないが、コンピュータと接続されている電圧
検出回路が設けられている。

【００３３】また、第３の実施例においては、センサ２
５，２６と電圧検出回路との接続は、ポリエステル部材
３２にリード線３３，３４を銀系の導電インクを用いて
印刷にて形成した２つの電気配線部材３５を用いて行
い、各電気配線部材３５のリード線３３，３４の一端が
センサ２５，２６のリード線２３，２４と接続されてお
り、これらの他端が電圧検出回路と接続されている。よ
って、この場合も第１，２の実施例と同様にセンサ２
５，２６は、電圧検出回路の一電気抵抗として組み込ま
れている。

【００３４】なお、前記の第１の実施例ではセンサ２
５，２６は、操作部材１７の操作部１８に設けられてい
るが、これらは操作部材１７の延出部１９に設けてもよ
く、前記の第２，３の実施例ではセンサ２５，２６は、
操作部材１７の延出部１９に設けられているが、これら
は操作部材１７の操作部１８に設けてもよい。

【００３５】また、前記の第１，２，３の実施例で少な
くともの電気抵抗体２７を覆うようにポリエステル部材
をさらに設けてもよく、この場合センサ２５，２６の電
気抵抗体２７の耐環境性を向上することが可能となる。

【００３６】なお、上述の操作部材１７をキーボードの
基板に取り付け、操作部材１８の上端部をキーボードの
キースイッチ間に突出させることにより、キースイッチ
の操作を行いながら、操作部１８を押圧操作してカーソ
ルを制御することも可能となる。

【００３７】

【発明の効果】柔軟性を有する材料からなる操作部材の
動きを前記操作部材の撓みとして検出するセンサが、可
撓性部材に電気抵抗体と前記電気抵抗体に接続されたリ
ード線を印刷形成して形成されることにより、前記セン
サの部品点数を削減し、その製造工程を簡単にかつ短縮
することが可能となる。

【００３８】また、前記センサが、１つの可撓性部材に
複数の電気抵抗体と前記複数の電気抵抗体のそれぞれに
接続される複数のリード線を印刷形成して形成されるこ
とにより、前記センサの部品点数を削減し、その製造工
程を簡単にかつ短縮することが可能となるとともに、操
作部材の操作部あるいは前記操作部から延出する延出部
への複数の前記センサの取り付けを一度に行うことが可
能となる。

【００３９】また、前記センサが、前記操作部材の操作
部あるいは前記操作部から延出する延出部に電気抵抗体
と前記電気抵抗体に接続されたリード線を直接印刷にて
形成されることにより、前記センサの部品点数を削減
し、その製造工程を簡単にかつ短縮することが可能とな
るとともに、前記センサを操作部材に取り付ける作業を
削除することが可能となる。

【００４０】さらに、前記センサの電気抵抗体を、熱硬
化樹脂に、主たる導電材料としてグラファイト、金属粉
の少なくとも一方を分散させて組成した電気抵抗インク
から形成することにより、前記センサの消費電流および
発熱を小さくすることができる。その結果、製造が容易
で部品点数の少なく、低消費電流で発熱の小さいセンサ
を備えた入力装置およびキーボード入力装置を短い製造
リードタイムでかつ低コストで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる入力装置の要部
斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係わる入力装置の要部
斜視図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係わる入力装置の要部
斜視図である。

【図４】本発明の第３の実施例に係わる入力装置の配線
部材の斜視図である。

【図５】従来例に係わる入力装置の斜視図である。

【図６】従来例に係わるセンサの斜視図である。

【符号の説明】

２支持シャフト３キートップ８センサ９センサ１０金属箔１１リード線１２リード線１３半田１４半田１５ポリエステル部材１６ポリエステル部材１７操作部材１８操作部１９延出部２５センサ２６センサ２７電気抵抗体２８リード線２９リード線３０ポリエステル部材３１ポリエステル部材３２ポリエステル部材３３リード線３４リード線３５電気配線部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作部材が柔軟性を有する材料からなる
操作部あるいは前記操作部から延出する延出部を有し、
可撓性部材に電気抵抗体と前記電気抵抗体に接続された
リード線を印刷形成した撓みを検出するセンサを前記操
作部または前記延出部に設けたことを特徴とする入力装
置。
【請求項２】１つの可撓性部材に複数の電気抵抗体と
前記複数の電気抵抗体のそれぞれに接続された複数のリ
ード線を印刷形成した撓みを検出するセンサを備えたこ
とを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】操作部材が柔軟性を有する材料からなる
操作部あるいは前記操作部から延出する延出部を有し、
電気抵抗体と前記電気抵抗体に接続されたリード線から
なる撓みを検出するセンサを前記操作部または前記延出
部に直接印刷して形成したことを特徴とする入力装置。
【請求項４】前記センサの電気抵抗体は、熱硬化樹脂
に、主たる導電材料としてグラファイト、金属粉の少な
くとも一方を分散させて組成した電気抵抗インクからな
ることを特徴とする請求項１、２または３に記載の入力
装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記延出部を多数のキースイッチが配列された筐体の内
部に固定したことを特徴とするキーボード入力装置。
【請求項６】請求項５において、前記操作部の上端部
を前記各キースイッチの間に配置したことを特徴とする
キーボード入力装置。