JPH11353110A

JPH11353110A - 入力装置

Info

Publication number: JPH11353110A
Application number: JP11071832A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kanao; 一雄金尾
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】操作部５１ａへの全体的な荷重のかかり具合
を検知できなく、この荷重のかかり具合を検知する歪み
検出素子５３，５４の抵抗値のバラツキがあった。【解決手段】本発明の入力装置は、取付板１に鉛直形
成された弾性を有する操作部３と、該操作部３の下部か
ら水平方向に延設した梁部４ａ〜４ｆと、該梁部４ａ〜
４ｆと繋がる基部５ａ〜５ｄとからなる操作部材２を備
え、操作部３の水平な四方向の動きに応じて変化する梁
部４ａ〜４ｆの歪み量を検知する第１の抵抗検出体２０
を梁部４ａ〜４ｆに設け、操作部３の鉛直方向の動きに
応じて変化する基部５ａ〜５ｄの歪み量を検知する第２
の抵抗検出体２１を操作部３の水平な四方向の影響がな
い該基部５ａ〜５ｄ端部に設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
を、図２０に基づいて説明すると、弾性変形する合成樹
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、５
１ｃ，５１ｄを繋ぐ繋ぎ部５１ｅとを一体成形して構成
されている。この操作部材５１の底部は、平坦状であ
り、適宜取付手段によってコンピュータ（図示せず）に
使用されるキーボードの枠体５０に密着させて取り付け
られている。このような入力装置の操作は、操作者が指
先でもって、操作部５１ａにＸ１，Ｘ２方向、及びＹ
１，Ｙ２方向に倒すように外力を加えることにより、操
作部５１ａと一体成形した基部５１ｂ、５１ｃ，５１ｄ
がそれぞれ歪むようになっていて、この歪み量は、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】フレキシブル基板５２は、ポリエステル材
からなるクランク形状をしていて、そのフレキシブル基
板５２の一面には、抵抗体からなる第１及び第２の歪み
検出素子５３、５４と、これら第１及び第２の歪み検出
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とがそれぞれ設けられ
ている。そして、互いに９０度の角度に配置された基部
５１ｂ、５１ｃ上面に設けられたフレキシブル基板５２
の一部には、第１及び第２の歪み検出素子５３，５４が
それぞれ形成されている。フレキシブル基板５２は、こ
れら第１及び第２の歪み検出素子５３，５４が形成され
ていない、フレキシブル基板５２の底面側に接着剤にて
直付けされており、第１の歪み検出素子５３は基部５１
ｂ上に、また、第２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】操作部材５１の操作部５１ａをＸ１方向に
倒すように外力を加えると、基部５１ｂの上面が伸びる
方向に歪みが生じると共に、基部５１ｂ上に配置固定さ
れた第１の歪み検出素子５３も伸びて抵抗値が高くな
り、また、操作部５１ａをＸ２方向に倒すように外力を
加えると、基部５１ｂ上面が縮む方向に歪みが生じると
共に、基板５１ｂ上に配置固定された第１の歪み検出素
子５３も縮んで抵抗値が低くなる。また、操作部５１ａ
をＹ１方向に倒すように外力を加えると、前記と同様の
原理により第２の歪み検出素子５４の抵抗値は高くな
り、更に、操作部５１ａをＹ２方向に倒すように外力を
加えると、第２の歪み検出素子５４の抵抗値は低くな
る。

【０００５】図２１は従来の入力装置の電圧検出回路図
を示し、第１の歪み検出素子５３と第２の歪み検出素子
５４の一端を接続してグランドＧに接続し、第１の歪み
検出素子５３の他端から端子Ｔｘに接続すると共に、第
２の歪み検出素子５４の他端を端子Ｔｙに接続し、回路
側に設けられた分圧抵抗で分圧された電圧を取り出すよ
うな構成となっており、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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、操作部材５
１に設けられる基部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、枠体５
０への取付位置の規制によってその基部５１ｂ，５１
ｃ，５１ｄの長さが制限される関係で、基部５１ｂと５
１ｃの長さが異なる。このため、操作者が指先で操作部
５１ａを一定角度倒すように外力を加えるとき、基部５
１ｂと５１ｃの歪み量が、基部５１ｂと５１ｃの長さに
よって異なると、同じ強さの外力でも第１の歪み検出素
子５３と第２の歪み検出素子５４の抵抗値変化に大きな
ズレが生じ、このズレを調整しないと精度の良好なもの
が得られないという問題があった。また、操作者が操作
部５１ａを指先で操作するとき、操作部５１ａの操作フ
ィーリングを考えると、この操作部５１ａからなる操作
部材５１全体に加わる外力のかけ具合に応じて、カーソ
ルがすばやくまたは遅くといった目的の位置への移動動
作を可変させることが望ましい。しかしながら、従来の
入力装置ではこのように全体的にどの程度の荷重がかけ
られているのかわからなく、カーソル操作性がよくなか
った。また、第１及び第２の歪み検出素子５３，５４の
抵抗体は、製造上のバラツキがあるため、たとえ同じ抵
抗体になるように設計製作しても、抵抗体個々の感度な
どの温度特性の影響もあって、必ずしも設計した通りの
抵抗値にならず、この抵抗体の抵抗値調整を正確に行わ
なければらないという問題があった。本発明の目的は、
操作部への全体的な荷重のかかり具合を簡単に検知する
入力装置を提供するとともに、この荷重のかかり具合を
検知する抵抗検出体のバラツキを抑えた入力装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第一の解決手段として、操作部と、該操作部の下部か
ら操作部の軸線に対して直角方向に延設した梁部と、該
梁部と繋がる基部とからなる操作部材を備え、操作部の
軸線の直角方向の動きに応じて変化する操作部材の歪み
量を検知する第１の抵抗検出体を梁部に設け、操作部の
軸線方向の動きに応じて変化する操作部材の歪み量を検
知するための基準となる第２の抵抗検出体を操作部材に
設けたものである。

【０００８】また、第二の解決手段として、第２の抵抗
検出体を基部に設けてなるものである。

【０００９】また、第三の解決手段として、第１の抵抗
検出体は、２個、又は４個の歪み検出素子からなり、こ
れら歪み検出素子を用いて２端子回路を構成し、第１の
抵抗検出体からなる２端子回路と第２の抵抗検出体とが
直列に接続してなるものである。

【００１０】また、第四の解決手段として、第１の抵抗
検出体及び第２の抵抗検出体は同じ印刷によって形成さ
れた抵抗体である。

【００１１】また、第五の解決手段として、操作部の下
端部には該操作部を軸線方向に可動可能にするための凹
部が前記基部の下面からへこませて設けられてなるもの
である。

【００１２】また、第六の解決手段として、操作部の下
端面に対向し、凹部内に位置して、操作部の軸線方向に
突出した凸部が設けられてなるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の入力装置を図１〜図１９
に基づいて説明すると、何れも本発明の入力装置に係
り、図１はその平面図、図２は図１の２−２線における
断面図、図３は図１の３−３線における断面図、図４は
操作部材にフレキシブル基板を組み合わせた平面図、図
５は操作部材の平面図、図６は操作部材の下面図、図７
は図５の７−７線における断面図、図８は操作部材の要
部の拡大斜視図、図９はフレキシブル基板の上面側配線
を示す平面図、図１０は上面側から見たフレキシブル基
板の下面側配線を示す説明図、図１１〜図１５はフレキ
シブル基板の製造を示す説明図、図１６は絶縁板の平面
図、図１７はシールド板の平面図、図１８はその電圧検
出回路図、図１９は図１８の電圧検出回路図を分かり易
くした回路図である。

【００１４】本発明の歪み検出素子を用いた入力装置を
図１〜図１７に基づいて説明すると、以下の通りにな
る。図１に示すように、キーボードの枠体等を構成する
取付板１は、比較的板厚の厚い金属板からなり、切り欠
き形成され、切り起こされた３個の折り曲げ可能な舌片
１ａを設けていて、この舌片１ａを介して後述する入力
装置が取り付け固定されるものである。合成樹脂、或い
はガラス繊維入りの合成樹脂（変形ポリフエニレンエー
テル）の成型品からなり、弾性を有する操作部材２は、
特に、図５〜図８に示すように、内部に空洞部を設けた
四角柱型の操作部３と、一端が操作部３の下部において
連結され、操作部３の軸線に対して直角方向に互いに９
０度の角度を持って十字状で放射状に延びる４個の梁部
４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄと、この梁部４ａ、４ｂ，４
ｃ，４ｄのそれぞれの他端に連結されて放射状に延び、
前記梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄと共に上面が平坦状を
なした板状の基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄと、操作部３
の根元に設けられ、隣り合う梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４
ｄ間を分離する、操作部３の四角柱の稜線端部分に頂角
を有する三角状の孔６と、Ｔ字状に配された基部５ｂ，
５ｃ，５ｄの外方端側の上面に設けられた窪み部７とを
有している。

【００１５】また、操作部材２は、図２及び図３に示す
ように、その操作部２及び梁部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
の両方の下部にわたって厚みがその下面より一段薄くな
った凹部８を設け、この凹部８の操作部材２下面には操
作部３と対向する、その操作部材２の下面より薄く且つ
凹部８より突出した凸部９が設けられている。そして、
基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの平坦状の下面を取付板１
に載置して、取付板１に操作部材２が取り付けられ、凸
部９を取付板１に近接させることにより、操作部３を倒
すように外力を加えたとき、取付板１の表面と離れてい
た凸部９が取付板１に当接して、操作部３が勢い大きく
倒れたり、梁部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが破損したりす
るのを防止している。また、梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４
ｄは、図５、図６、図８に示すように、操作部３に結合
された側の幅が広く、また、基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５
ｄに結合された側の幅が狭くなるような台形状に形成さ
れ、これによって、操作部３を倒すように外力を加えた
ときに生じる、梁部における基部側に比して操作部３側
の大きな歪みを抑制して破損等を防止し、梁部全体とし
て均一な歪み量を得るようにしている。

【００１６】また、操作部材２は、図７に示すように、
梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄとの連結部から端部までの
基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの長さＬは、キーボードに
組み込まれた部品等によって、取付板１への取付位置が
規制されて異なると共に、基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄ
の長さＬに応じて、基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄのそれ
ぞれに連結された梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄの厚みＨ
を、梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄの下面側に凹部８を設
けることにより異ならしめている。そして、この厚みＨ
は、基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの長さＬが長い基部に
連結された梁部は薄く、また、長さＬの短い基部に連結
された梁部は厚くなるように形成されており、この実施
例では、梁部４ａの厚みＨが最も厚く、次に、梁部４ｂ
の厚みＨが厚く、次いで、同じ厚さに形成した梁部４
ｃ、４ｄとなっており、操作部３を挟んで対向して配置
された一対の梁部４ａ、４ｂの厚みＨに比して、操作部
３を挟んで対向して配置されたもう一対の梁部４ｃ，４
ｄの厚みＨを薄くした構成となっている。

【００１７】また、操作部３には、図１に示すように、
矢印Ｘ１，Ｘ２、及びＹ１，Ｙ２方向に倒すように外力
を加えると、この外力の作用に基づいて、操作部１３と
根元で繋がる梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄは歪んで、そ
の上面側が延び縮みする変形により、操作部３の先端部
分に一定の外力を加えたとき、基部の長さＬが短いもの
は、長いものに比して梁部の歪みが大きくなることか
ら、上述のように、基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの長さ
Ｌによって梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄの厚みＨを変え
ることにより、基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの長さＬの
違いによる梁部４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄの歪みの大きさ
を変えることができ、全体として梁部４ａ、４ｂ，４
ｃ，４ｄの均一な歪みを得ることができる。更に、梁部
４ａ、４ｂ，４ｃ，４ｄ間に設けた孔６の存在により、
操作部３の先端部分に外力を加えたとき、隣り合う梁部
が互いに影響を受けることなく、それぞれの梁部が歪む
ことができるものである。

【００１８】フレキシブル基板１３は、フイルム状のポ
リイミド等を積層した絶縁材からなり、特に、図９〜図
１５に示すように、帯状部１４と、帯状部１４の側端か
ら突出した矩形状の張り出し部１５と、張り出し部１５
の位置に、張り出し部１５と帯状部１４に跨って形成さ
れた四角状の孔１６と、孔１６の周辺の位置で、帯状部
１４と張り出し部１５に設けられた６個の円筒状の導体
材からなるスルーホール１７を有している。スルーホー
ル１７はフレキシブル基板１３の上面と下面とを貫通さ
せて、その内側にメッキ等の導体部材をほどこし、電気
的に導通するもので、そのスルーホール１７の周縁部分
には図９及び図１０に示すように、上面側にランド１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆが、下面
側に第２のランド１７ｇ，１７ｈ，１７ｉ，１７ｊ，１
７ｋ，１７ｌがそれぞれ形成されている。そして、フレ
キシブル基板１３の上面には、銀ペースト等を印刷して
形成された導電パターン１８が設けられ、また、フレキ
シブル基板１３の下面には、銀ペースト等を印刷して形
成された接続導体１９が設けられている。

【００１９】更に、フレキシブル基板１３の上面には、
孔１６を挟んで対向する位置に、両端がそれぞれ前記導
電パターン１８に接続された状態で、抵抗インクを印刷
して形成した抵抗体からなる第１の抵抗検出体２０であ
る歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと、こ
の第１の抵抗検出体２０から大きく離れた帯条部１４の
閉端側に、両端がそれぞれ前記導電パターン１８に接続
された状態で、同じく抵抗インクを印刷して形成した抵
抗体からなる第２の抵抗検出体２１が設けられている。
そして、これらの歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄを有する第１の抵抗検出体２０と、第２の抵
抗検出体２１とは、スルーホール１７を通して、導電パ
ターン１８と接続導体１９とが接続され、外部と電気的
に適宜接続された状態となっている。また、フレキシブ
ル基板１３の上面には、図１５に示すように、歪み検出
素子２０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと、第２の抵抗検
出体２１と、これらを繋ぐ導電パターン１８の一部を覆
って保護するための絶縁材からなる被覆部２２と、導電
パターン１８の外部への導出部を覆って保護するための
絶縁材からなる第２の被覆部２３とが設けられ、また、
フレキシブル基板１３の下面には、孔１６の周囲に位置
する張り出し部１５、帯状部１４、及び接続導体１９を
覆うようにエポキシ系の絶縁材からなる第３の被覆部２
４が設けられた構成となっている。

【００２０】上記のように構成されたフレキシブル基板
１３は、図２〜図４に示すように、孔１６に操作部材２
の操作部３が挿通されて、エポキシ系の第３の被覆部２
４に塗布されたエポキシ系の接着剤により、フレキシブ
ル基板１３が操作部材２の上面、即ち、梁部４ａ、４
ｂ，４ｃ，４ｄと基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの上面に
接着されている。そして、接着された際は、歪み検出素
子２０ａは梁部４ａ上に、歪み検出素子２０ｂは梁部４
ｂ上に、歪み検出素子２０ｃは梁部４ｃ上に、また、歪
み検出素子２０ｄは梁部４ｄ上に、更に、第２の抵抗検
出体２１は基部５ｄ上に位置した状態で取り付けられて
いる。

【００２１】絶縁板２５は、フイルム状をした絶縁材か
らなり、図１６に示すように、帯状部２６と、帯状部２
６の側端部から突出して形成された張り出し部２７と、
この張り出し部２７と帯状部２６に跨って形成された四
角形状の孔２８とを有している。そして、この絶縁板２
５は、図２、図３に示すように、孔２８に操作部材２の
操作部３を挿通して、フレキシブル基板１３上に載置さ
れ、接着剤で被覆部２２、２３に取り付けられている。
そして、絶縁板２５がフレキシブル基板１３上に取り付
けられた際は、絶縁板２５により、歪み検出素子２０
ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，第２の抵抗検出体２１、
及び導電パターン１８の一部が被覆部２２、第２の被覆
部２３と共に覆われた状態となっている。

【００２２】シールド板２９は、金属板からなるアルミ
箔等からなり、図１７に示すように、帯状部３０と、帯
状部３０の側端部から突出して形成された張り出し部３
１と、この張り出し部３１と帯状部３０に跨って形成さ
れた四角形状の孔３２と、帯状部３０と張り出し部３１
とに設けられた３個の突片３３とを有している。そし
て、このシールド板２９は、図１〜図３に示すように、
孔３０に操作部材２の操作部３を挿通して、絶縁基板２
５上に載置、或いは接着剤で絶縁基板２５に取り付けら
れて、絶縁基板２５の帯状部２６の一部を除いて、ほぼ
全面を覆うようにすると共に、突片３３を操作部材２の
窪み部７に位置させるようになっている。

【００２３】そして、操作部材２に、フレキシブル基板
１３、絶縁板２５、シールド板２９を取り付けたもの
を、図１〜図３に示すように、取付板１に載置した後、
取付板１の舌片１ａを操作部材２の窪み部７側に折り曲
げ、シールド板２９の突片３３と共に操作部材２を押さ
えることにより、取り付けられるようになっている。こ
の時、操作部材２の基部５ａ、５ｂ，５ｃ，５ｄの平坦
状の下面が取付板１上に密着して載置されて、梁部４ａ
〜４ｄとは凹部８が形成されるとともに、凸部９と取付
板１との間に僅かな隙間が形成される。また、シールド
板２９は舌片１ａと導通されて、シールド板２９によ
り、操作部材２上の導電パターン１８と歪み検出素子２
０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの上部を電気的にシール
ドするようになっている。

【００２４】次に、このようなフレキシブル基板１３、
及び歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ等の
製造方法を図１１〜図１５に基づいて説明すると、先
ず、図１１に示すように、フレキシブル基板１３に孔を
形成し、そのフレキシブル基板１３の上面に銀ペースト
を印刷して、導電パターン１８の一部を構成するランド
１７ａ〜１７ｆを形成するとともに、フレキシブル基板
１３の孔部分にスルーホール１７を設ける。図１２に示
すように、フレキシブル基板１３の上面に銀ペーストを
印刷して、導電パターン１８の全体を形成すると共に、
フレキシブル基板１３に操作部３挿通用の孔１６をくり
ぬき形成する。

【００２５】次に、図１３に示すように、導電パターン
１８に接続された状態で、フレキシブル基板１３の上面
に抵抗インクを印刷して、歪み検出素子２０ａ、２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄと第２の抵抗検出体２１を同時に形
成する。図１４の点線で示すように、フレキシブル基板
１３の上面のときと同様に、フレキシブル基板１３の下
面に銀ペーストを印刷して、接続導体１９の一部を構成
する第２のランド１７ｇ〜１７ｌを孔の周縁に形成する
とともに、接続導体１９を形成して、下面の接続導体１
９と上面の導電パターン１８とを電気的に接続する。次
に、図１５に示すように、フレキシブル基板１３の上面
に絶縁材を印刷して、歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２
０ｃ，２０ｄ，第２の抵抗検出体２１、及び導電パター
ン１３の一部を被覆する被覆部２２を形成し、次いで、
フレキシブル基板１３に上面に絶縁材を印刷して、導電
パターン１３の導出部を被覆する第２の被覆部２３を形
成し、最後に、フレキシブル基板１３の下面にエポキシ
系の絶縁材を印刷して、接続導体１９を被覆する第３の
被覆部２４を形成して、その製造が完了する。

【００２６】次に、このフレキシブル基板１３に形成さ
れた回路の電気信号の流れを一部説明する。本発明の入
力装置の回路構成において、図１８には、歪み検出素子
２０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及び第２の抵抗検出体
２１を導電パターン１８及び接続導体１９を通して結線
したもので、図４及び図９に示したフレキシブル基板１
３上の歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及
び第２の抵抗検出体２１の配置をそのままにして、結線
されたものが示されている。そして、フレキシブル基板
１３を備えた入力装置と他の装置（図示せず）とは、図
４及び図９のフレキシブル基板１３の帯条部１４の開放
端側に、張り出し部１５が形成された側から、端子Ｔ
０，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ３，Ｔ１の順に導電パターン１８が
形成されて、接続するようになっている。

【００２７】端子Ｔ０は、基準電圧Ｖが印加される入力
部であり、端子Ｔ４は接地（Ｇ）されている。端子Ｔ１
及びＴ２は出力部である。そして、歪み検出素子２０ｂ
と２０ｃとの接続部に端子Ｔ０を通って電圧Ｖを供給
し、第１の抵抗体を構成する歪み検出端子２０ａ〜２０
ｄの抵抗値の変化量に比例した電圧を端子Ｔ１，Ｔ２の
電圧変化として取り出すと共に、端子Ｔ３から第２の抵
抗検出体２１の抵抗値（Ｒ２１）の変化による電圧を取
り出すようになっている。例えば、歪み抵抗素子２０ｂ
と２０ｃとの接続部に端子Ｔ０から電圧Ｖを供給する
と、導電パターン１８を通って歪み抵抗素子２０ｃ、２
０ｂの一端に電圧Ｖが入力し、ランド１７ｆ，スルーホ
ール１７，ランド１７ｌを順に通って接続導体１９をさ
らに通り、ランド１７ｇ，スルーホール１７，ランド１
７ａを通って端子Ｔ１に至る。同様に、歪み抵抗素子２
０ｃの他端から導電パターン１８、ランド１７ｃを通っ
て、端子Ｔ２に至る。

【００２８】本発明の入力装置の回路構成は、図１８の
回路構成を整理した図１９に示すように、歪み検出素子
２０ａと２０ｂとが、また、歪み検出素子２０ｃと２０
ｄとがそれぞれ直列に接続されると共に、直列接続され
た歪み検出素子２０ａ及び２０ｂと、直列接続された歪
み検出素子２０ｃ及び２０ｄとが並列に接続されてい
る。また、歪み検出素子２０ａと２０ｄの接続部には、
第２の抵抗検出体２１が設けられている。歪み検出素子
２０ｂと２０ｃとの一端の接続部には端子Ｔ０が接続し
て、歪み検出素子２０ｂの他端と歪み検出素子２０ａの
一端との接続部には端子Ｔ１が接続している。同様に、
歪み検出素子２０ｃの他端と歪み検出素子２０ｄの一端
との接続部にはＴ２が、歪み検出素子２０ａの他端と歪
み検出素子２０ｄの他端との接続部には端子Ｔ３が、そ
れぞれ接続している。さらに、第２の抵抗検出体２１の
一端が端子Ｔ３と接続する接続部に接続し、第２の抵抗
検出体２１の他端が端子Ｔ４と接続している。

【００２９】ここで、歪み検出素子２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、２０ｄの抵抗値は初期状態では、すべて同じ値に
形成されているため、端子Ｔ１の電圧と端子Ｔ２の電圧
は、何れも端子Ｔ３の電圧と電圧Ｖの中央値と丁度同じ
になる。このとき、操作部３には何ら倒すような外力は
加わっていなく、歪み検出素子２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄに歪みは生じていない。また、第２の抵抗検
出体２１の抵抗値も初期状態では歪み検出素子２０ａ，
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの抵抗値と同じにしていて、端
子Ｔ３からは入力電圧Ｖの半分の電圧が出力される。こ
のとき、操作部３には何ら倒すような外力は加わってい
なく、第２の抵抗検出体２１及び歪み検出素子２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに歪みは生じていない。

【００３０】そして、例えば、操作部３に外力を加える
と、例えば、この操作部３の根元で繋がった梁部４ａに
取り付けられた歪み検出素子２０ａ、２０ｂが変形し、
それに伴い抵抗値が変化し、端子Ｔ１における電圧が変
化する。それによって、本装置が接続されている機器
は、Ｘ軸方向にカーソルを移動させることができる。同
様に、歪み検出素子２０ｃ，２０ｄの抵抗値が変化する
と、端子Ｔ２における電圧が変化する。それによって、
Ｙ軸方向にカーソルを移動させることができる。更に、
操作部３を軸方向に押圧したとき、第２の抵抗検出体２
１の抵抗値に比べ、歪み検出素子２０ａ〜２０ｄの合成
抵抗値が増加し、端子Ｔ３と端子Ｔ４間の電圧が小さく
なるように変化する。この電圧値の変化量を利用してＸ
−Ｙ面内の任意の方向へのカーソル移動速度を制御する
ことができる。

【００３１】詳述すれば、このような入力装置は次のよ
うに動作する。操作部材２の操作部３にＸ１方向に倒す
ように外力を加えると、梁部４ａの上面は伸びる方向に
撓むと共に、梁部４ｂの上面は縮む方向に撓むため、梁
部４ａ上の歪み検出素子２０ａの抵抗値は増加する（素
子２０ａの抵抗値Ｒａ＋素子２０ａの変化抵抗値Δｒ
ａ）反面、梁部４ｂ上の歪み検出素子２０ｂの抵抗値は
減少（素子２０ｂの抵抗値Ｒｂ−素子２０ｂの変化抵抗
値Δｒｂ）する。以上により、端子Ｔ１の電圧は（Δｒ
ａ＋Δｒｂ）Ｉ（Ｉは、素子を通る電流値）だけ変化す
る。この電圧変化に応じて、本装置が接続されている機
器は、カーソルを移動させることができる。逆に、操作
部材２の操作部３をＸ２方向に倒すと、梁部４ａの上面
は縮む方向に撓むと共に、梁部４ｂの上面は伸びる方向
に撓むため、梁部４ａ上の歪み検出素子２０ａの抵抗値
は減少する（Ｒａ−Δｒａ）反面、梁部４ｂ上の歪み検
出素子２０ｂの抵抗値は増加（Ｒｂ＋Δｒｂ）する。何
れにせよ、端子Ｔ１の電圧変化が生じて、Ｘ軸方向にカ
ーソルを移動させることができる。

【００３２】同様に、操作部材２の操作部３をＹ１方向
に倒すように外力を加えると、端子Ｔ１、端子Ｔ２に電
圧変化が生じてＹ１方向に、操作部３をＹ２方向に倒す
ように外力を加えると、Ｙ２方向のその外力に応じた電
圧変化によって、カーソルのＹ方向の移動を行うように
なる。

【００３３】また、通常、操作者が操作部材２の操作部
３をＸ、Ｙ軸方向に傾けるように外力を加えたとき、操
作部３を同時に軸方向に押圧されることが多い。その場
合、操作部３は凸部９と取付板１との間の僅かな間隙を
変位して、歪み検出素子２０ａ〜２０ｄは全体として伸
ばされるため、その合成抵抗値が上がる。一方、第２の
抵抗検出体２１の抵抗値はあまり変化しない。これによ
り、端子Ｔ３の電圧が変化する。そして、この電圧に基
づいて、Ｘ、Ｙ軸方向のカーソルの動きに応じたカーソ
ルの移動速度の可変量を調整できる。このように、操作
部３の操作によって、Ｘ，Ｙ軸方向にカーソルを移動
し、且つその移動量、又は移動速度をを可変することが
できる。なお、この操作部３の操作時における静電気
は、シールド板２９の存在により、シールド板２９を介
して取付板１に落ちて、操作部材２上に配設された導電
パターン１８、及び歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄは、破壊することがない。

【００３４】なお、本発明の実施形態では、第１の抵抗
検出体２０及び第２の抵抗検出体２１を印刷形成された
抵抗体であるが、箔抵抗であってもよい。なお、本回路
は４つの歪み検出素子２０ａ、２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ
を用いているが、４つの素子のうち、２つ（例えば２０
ａ、２０ｂ）を固定抵抗にしてもよい。なお、第１の抵
抗検出体２０と第２の抵抗検出体２１とは抵抗分圧回路
を構成しているが、これら第１の抵抗検出体２０と第２
の抵抗検出体２１とをさらに１つのブリッジ回路の抵抗
素子とするブリッジ回路を構成すると、さらに調整の要
らない入力装置を提供することができる。すなわち、第
１の抵抗検出体２０と第２の抵抗検出体２１と同じ抵抗
値をもつ固定抵抗素子を２個準備し、これら固定抵抗素
子を直列接続し、また端子Ｔ０にその固定抵抗素子の１
つの他端を接続し、端子Ｔ４にもう１つの固定抵抗素子
の他端を接続して、ブリッジ回路を構成する。このよう
に構成することによって、ごく僅かな抵抗変化をしない
各素子の抵抗値を大きなレンジで検知できるとともに、
第１及び第２の抵抗検出体２０，２１の温度特性（ゼロ
点や感度）の調整を軽減することができる。

【００３５】なお、第２の抵抗検出体２１の抵抗値を基
準にして、Ｘ，Ｙ軸方向のカーソルの動きの量、又は速
度を検知しているが、必要によってはＸ，Ｙ軸方向のコ
ンピュータのモニター画面上のカーソルの移動量の可変
に使用するのではなく、操作部３を続けて２回押圧し
て、コンピュータのダブルクリック操作に相当する機能
として利用することもできる。

【００３６】本発明の入力装置は、隣り合う梁部４ａと
４ｃとの間に孔６を設け、この梁部４ａ、４ｃ上面に歪
み検出素子２０ａ、２０ｃを設けたものであるため、孔
６の存在によって、操作部材２の操作部３にＸ１，Ｘ２
方向に倒すように外力を加えたときには、梁部４ｃに、
また、Ｙ１，Ｙ２方向に倒すように外力を加えたときに
は梁部４ａ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。また、梁部４ａ〜４ｄ
を十字状に配設することにより、９０度に配設された二
つの梁部を選択して、この上に歪み検出素子を設けるこ
とができて、設計の自由度を得ることができと共に、更
に、梁部４ａ〜４ｄに対して、４個の歪み検出素子２０
ａ〜２０ｄをも設けることができ、種々の製品に共用化
できる操作部材２を提供できて、生産性の良好な入力装
置を提供できる。

【００３７】また、梁部４ａ〜４ｄの連結部から端部ま
での基部５ａ〜５ｄの長さＬに応じて、基部５ａ〜５ｄ
に連結された梁部４ａ〜４ｄの厚みＨを異ならしめたも
のであるため、基部５ａ〜５ｄの長さＬの長いものと短
いものにおける梁部４ａ〜４ｄの歪みを調整でき、精度
の良好な入力装置を提供できる。また、長さＬの長い基
部に連結された梁部の厚みＨは薄く、長さＬの短い基部
に連結された梁部の厚みＨは厚くしたため、操作部３を
一定の角度に倒した時における梁部４ａ〜４ｄの撓みを
均一にでき、精度の良好な入力装置を提供できる。ま
た、操作部３を挟んで一対の梁部４ａ、４ｂの厚みＨ
を、他の一対の梁部４ｃ，４ｄの厚みＨよりも薄くした
ため、それに伴う基部の長さＬを選択でき、従って、キ
ーボードなどへの取付位置の規制に対応したものが得ら
れ、融通性のある入力装置を提供できる。

【００３８】また、梁部４ａ〜４ｄと基部５ａ〜５ｄの
上面を平坦状となし、梁部４ａ〜４ｄの下面に凹部８を
設けて、梁部４ａ〜４ｄの厚みＨを得るようにしたた
め、操作部材２の平坦状の上面に、歪み検出素子２０ａ
〜２０ｄ等を均一に配設できると共に、操作部材２の基
部５ａ〜５ｄを取付板１に平行で、均一に設置でき、精
度が良く、しかも、生産性の良好な入力装置を提供でき
る。また、梁部４ａ〜ｄは、操作部３に結合された側の
幅が広く、また、基部５ａ〜５ｄに結合された側の幅が
狭くなるような台形状に形成されているため、これによ
って、操作部３を倒した時に生じる、梁部における基部
側に比して操作部３側への破損を与えるような大きな歪
みを抑制し、梁部全体として均一な歪みが得られ、精度
の極めて良好な入力装置を提供できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、操作部と、該操作部の下部から操作部の軸線に対し
て直角方向に延設した梁部と、該梁部と繋がる基部とか
らなる操作部材を備え、操作部の軸線の直角方向の動き
に応じて変化する操作部材の歪み量を検知する第１の抵
抗検出体を梁部に設け、操作部の軸線方向の動きに応じ
て変化する操作部材の歪み量を検知するための基準とな
る第２の抵抗検出体を操作部材に設けたことにより、操
作部の軸方向の歪み量を検知することができる。

【００４０】また、第２の抵抗検出体を基部に設けるこ
とにより、キーボードなどへの取付位置が規制されてい
るなかで、比較的自由な位置にこの第２の抵抗検出体を
設けることができるので、設計の自由度が広がり、組み
立て性を向上させることができる。

【００４１】また、第１の抵抗検出体は、２個又は４個
の歪み検出素子からなり、これら歪み検出素子を用いて
２端子回路を構成し、第１の抵抗検出体からなる２端子
回路と第２の抵抗検出体とが直列に接続してなることに
より、操作部の軸方向の歪み量を検知することができる
とともに、歪み検出素子の温度特性の調整を不要とする
ことができる。

【００４２】また、第１の抵抗検出体及び第２の抵抗検
出体は同じ印刷によって形成された印刷抵抗体であり、
同時に形成された抵抗体同士の抵抗値の比率は安定して
いるので、第１の抵抗検出体と第２の抵抗検出体の抵抗
値で印加された電圧を分圧することで、そのまま操作部
の軸方向の歪み量を検知できるとともに、同一工程で形
成でき、生産性が良好となる。

【００４３】また、操作部の下端部には該操作部を軸線
方向に可動可能にするための凹部が基部の下面からへこ
ませて設けられているので、所定の操作部材の歪み量を
確実に確保することができる。

【００４４】また、操作部の下端部に対向し、凹部内に
位置して、操作部の下面より操作部の軸線方向に延設さ
れた凸部が設けられているので、不必要に大きな外力が
操作部に加わってもこの外力による大きな歪み量を抑え
て操作部の破損を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力装置の平面図。

【図２】図１の２−２線における断面図。

【図３】図１の３−３線における断面図。

【図４】本発明の入力装置に係る操作部材とフレキシブ
ル基板を組み合わせた平面図。

【図５】本発明の入力装置に係る操作部材の平面図。

【図６】本発明の入力装置に係る操作部材の下面図。

【図７】図５の７−７線における断面図。

【図８】本発明の入力装置に係る操作部材の要部の斜視
図。

【図９】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の平
面図。

【図１０】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の
配線を示す説明図。

【図１１】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の
製造を示す説明図。

【図１２】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の
製造を示す説明図。

【図１３】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の
製造を示す説明図。

【図１４】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の
製造を示す説明図。

【図１５】本発明の入力装置に係るフレキシブル基板の
製造を示す説明図。

【図１６】本発明の入力装置に係る絶縁板の平面図。

【図１７】本発明の入力装置に係るシールド板の平面
図。

【図１８】本発明の入力装置に係る電圧検出回路図。

【図１９】図１８の電圧検出回路図を分かり易くした回
路図。

【図２０】従来の入力装置の斜視図。

【図２１】従来の入力装置に係る電圧検出回路図。

【符号の説明】

１取付板１ａ舌片２操作部材３操作部４ａ梁部４ｂ梁部４ｃ梁部４ｄ梁部５ａ基部５ｂ基部５ｃ基部５ｄ基部６孔７窪み部８凹部９凸部１３フレキシブル基板１４帯状部１５張り出し部１６孔１７スルーホール１８導電パターン１９接続導体２０第１の抵抗検出体２０ａ歪み検出素子２０ｂ歪み検出素子２０ｃ歪み検出素子２０ｄ歪み検出素子２１第２の抵抗検出体２２被覆部２３第２の被覆部２４第３の被覆部２５絶縁板２６帯状部２７張り出し部２８孔２９シールド板３０帯状部３１張り出し部３２孔３３突片Ｌ長さＨ厚みＴ０端子Ｔ１端子Ｔ２端子Ｔ３端子Ｔ４端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作部と、該操作部の下部から操作部の
軸線に対して直角方向に延設した梁部と、該梁部と繋が
る基部とからなる操作部材を備え、前記操作部の軸線の
直角方向の動きに応じて変化する前記操作部材の歪み量
を検知する第１の抵抗検出体を前記梁部に設け、前記操
作部の軸線方向の動きに応じて変化する前記操作部材の
歪み量を検知するための基準となる第２の抵抗検出体を
前記操作部材に設けたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】前記第２の抵抗検出体を前記基部に設け
てなることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】前記第１の抵抗検出体は、２個、又は４
個の歪み検出素子からなり、これら歪み検出素子を用い
て２端子回路を構成し、前記第１の抵抗検出体からなる
２端子回路と前記第２の抵抗検出体とが直列に接続して
なることを特徴とする請求項１、又は２記載の入力装
置。
【請求項４】前記第１の抵抗検出体及び第２の抵抗検
出体は同じ印刷によって形成された抵抗体であることを
特徴とする請求項１、２又は３記載の入力装置。
【請求項５】前記操作部の下端部には該操作部を軸線
方向に可動可能にするための凹部が前記基部の下面から
へこませて設けられたことを特徴とする請求項１、２、
３又は４記載の入力装置。
【請求項６】前記操作部の下端面に対向し、前記凹部
内に位置して、前記凹部より前記操作部の軸線方向に突
出した凸部が設けられてなることを特徴とする請求項５
記載の入力装置。