入力装置
【課題】 押圧操作時に明確なクリック感触が得られ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができるタッチ式の入力装置を提供する。
【解決手段】 帯状に延設された押圧操作部４ａと、押圧操作部４ａの下側に配設された検出手段３、５とを備え、押圧操作部４ａの任意位置を押圧することにより、検出手段３、５によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、押圧操作部４ａに、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部３ａを有する金属製の板ばね３を配置し、押圧操作により、板ばね３の押圧位置に対応する一部分が反転するようにした。
【解決手段】 帯状に延設された押圧操作部４ａと、押圧操作部４ａの下側に配設された検出手段３、５とを備え、押圧操作部４ａの任意位置を押圧することにより、検出手段３、５によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、押圧操作部４ａに、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部３ａを有する金属製の板ばね３を配置し、押圧操作により、板ばね３の押圧位置に対応する一部分が反転するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に使用されるタッチ式の入力装置に係り、特に押圧操作した際にクリック感触を有するタッチ式の入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタッチ式の入力装置としてタッチ式の可変抵抗器がある。このタッチ式の可変抵抗器の構造としては、所定長さの抵抗素子と短絡素子とを有し、抵抗素子と短絡素子とが互いに対向かつ離間して配置され、通常は非接触関係に支持されており、一方は可撓性を有する弾性シートに設けられており、長さ方向の任意の位置で押圧接触させることにより押圧位置に応じた電位が出力されるようにした構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来のタッチ式の可変抵抗器の構造を図１２、図１３に示す。図１２は従来のタッチ式の可変抵抗器の断面図、図１３は従来のタッチ式の可変抵抗器を給湯機の操作パネルに組み込んだ例を示す平面図である。
【０００４】
図において、操作パネル１１０は給湯機のメインコントローラ又は浴室内コントローラとして適宜箇所に設置されるもので、有線又は無線により給湯機を制御するようになっている。操作パネル１１０には、給湯機の運転と停止を命令するための押釦スイッチ１１２と、給水と給湯を選択するための押釦スイッチ１１４及び１１６と、シャワーへの給湯と浴槽カランへの給湯とを選択するための押釦スイッチ１１８及び１２０が設けられている。
【０００５】
操作パネル１１０には、入力装置１２２と液晶表示装置１２４が設けられている。入力装置１２２は操作パネル１１０の基板を兼ねる絶縁基板１２６を有し、この基板１２６には、所定長さの細長い抵抗素子１２８が操作パネル１１０の長軸に平行に配置されている。基板１２６は、電気絶縁と防水機能を備えた弾性シート１３０によって被覆されている。
【０００６】
この弾性シート１３０と絶縁基板１２６との間には、電気絶縁スペーサ１３８が介在させてあり、スペーサ１３８の細長いスロット１４０に臨んで抵抗素子１２８が配置されている。また、弾性シート１３０の内側には、このスロット１４０に臨んで、印刷配線などにより導電性短絡素子１３４が付着されている。抵抗素子１２８及び短絡素子１３４は、関連する配線及び端子と共に、抵抗材料及び導電性材料の印刷配線技術によって形成するようにしても良い。
【０００７】
短絡素子１３４は、その全長に沿って均一な微小な間隔をもって抵抗素子１２８から離間されている。そして、短絡素子１３４の長さ方向任意の位置において弾性シート１３０をその弾性に抗して基板１２６に向かって押圧すると、短絡素子１３４は弾性シート１３０と共に弾性変形し、短絡素子１３４は抵抗素子１２８に点接触するものとなる。このように、入力装置１２２は抵抗素子１２８及び短絡素子１３４などからなるタッチ式の可変抵抗器で構成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のタッチ式の入力装置の構造においては、短絡素子は弾性シートに設けられているため、弾性シートを押圧操作した時、弾性変形するのみでクリック感触を得ることができず、例え、得られたとしても弱いものであるため、操作者に、押圧した際の明確な操作感触をフィードバックすることができないという問題があった。
【００１０】
従って、本発明は上記した問題点を解決し、押圧操作時に明確なクリック感触が得られ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができるタッチ式の入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、帯状に延設された押圧操作部と、この押圧操作部の下側に配設された検出手段とを備え、前記押圧操作部の任意位置を押圧することにより、前記検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、前記押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部を有する金属製の板ばねを配置し、押圧操作により、前記板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するようにした構成とした。
【００１２】
また、第２の解決手段として、前記検出手段は、帯状の抵抗体と、この抵抗体と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体とからなり、押圧操作により、前記金属製の板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、前記抵抗体と前記導電体とが接触する構成とした。
また、第３の解決手段として、前記抵抗体が配設される絶縁基板を備え、前記導電体を前記金属製の板ばねで構成し、この板ばねを前記絶縁基板上に前記抵抗体と対向させて配置した構成とした。
また、第４の解決手段として、前記絶縁基板には、前記抵抗体に沿って帯状の導電パターンを並設し、前記金属製の板ばねの一部を前記導電パターン上に載置し、前記板ばねが反転するのに伴って、前記導電パターンと前記抵抗体とが導通する構成とした。
【００１３】
また、第５の解決手段として、前記絶縁基板には、開口部を有する板状の保持部材が積層されており、この保持部材の前記開口部内に前記金属製の板ばねを収納した構成とした。
また、第６の解決手段として、前記保持部材の上面側には、前記開口部内に収納された前記金属製の板ばねを覆う、弾性を有するシート部材を貼着した構成とした。
また、第７の解決手段として、前記金属製の板ばねは、アーチ状に湾曲した膨出部が長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、前記膨出部下面側の外周縁部が同一平面上に位置するように形成されており、前記板ばねの長手方向の両端に位置する外周縁部と対向する前記抵抗体の長手方向における両端部上面に、絶縁材からなるレジスト層を形成した構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように、本発明の入力装置は、帯状に延設された押圧操作部と、押圧操作部の下側に配設された検出手段とを備え、押圧操作部の任意位置を押圧することにより、検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部を有する金属製の板ばねを配置し、押圧操作により、板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するようにしたことから、金属製の板ばねの反転時にクリック感触が得られるので、押圧操作時に、明確なクリック感触を得ることができ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができる。
【００１５】
また、検出手段は、帯状の抵抗体と、抵抗体と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体とからなり、押圧操作により、金属製の板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、抵抗体と導電体とが接触することから、押圧操作時に、互いに接触する抵抗体と導電体とで検出手段を構成したので、押圧位置に対応した抵抗値あるいは抵抗体に印加された電圧の分圧電圧値を検出することで押圧位置を検出することができ、検出手段の構成が簡単となる。
また、抵抗体が配設される絶縁基板を備え、導電体を金属製の板ばねで構成し、板ばねを絶縁基板上に抵抗体と対向させて配置したことから、金属製の板ばねで抵抗体と接離する導電体を構成しているので、押圧位置が入力されるのと同時にクリック感触を生起させることができ、操作性の良好な入力装置を得ることができる。
また、絶縁基板には、抵抗体に沿って帯状の導電パターンを並設し、金属製の板ばねの一部を導電パターン上に載置し、板ばねが反転するのに伴って、導電パターンと抵抗体とが導通することから、構成が簡単で、金属製の板ばねと導電パターンとの導通を確実にとることができるので、接触の信頼性が向上される。
【００１６】
また、絶縁基板には、開口部を有する板状の保持部材が積層されており、保持部材の開口部内に金属製の板ばねを収納したことから、保持部材により金属製の板ばねの位置を規制できるので、板ばねのへたりを抑制して、長期間に渡って良好なクリック感触を得ることができる。
また、保持部材の上面側には、開口部内に収納された金属製の板ばねを覆う、弾性を有するシート部材を貼着したことから、シート部材により防塵性と防滴性が図れると共に、押圧位置の操作領域の表示ができるので、不所望な位置を押されることがなく、板ばねの不所望な変形を防止できる。
また、金属製の板ばねは、アーチ状に湾曲した膨出部が長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、膨出部下面側の外周縁部が同一平面上に位置するように形成されており、板ばねの長手方向の両端に位置する外周縁部と対向する抵抗体の長手方向における両端部上面に、絶縁材からなるレジスト層を形成したことから、板ばねの外周縁部と抵抗体の両端部とが接触することがなく、誤動作を防止できると共に、板ばねの反転ストロークがレジスト層の厚さ分、大きく取れるので、良好なクリック感触が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１１に示す。図１は本発明の入力装置を示す組立斜視図、図２は本発明の入力装置を示す分解斜視図、図３は本発明の入力装置を示す短手方向の断面図、図４は同じく長手方向の部分断面図、図５は本発明の入力装置の動作状態を示す説明図、図６は本発明の入力装置の金属製板ばねの変形例を示す斜視図、図７は本発明の入力装置の他の実施例を示す組立斜視図、図８は本発明の入力装置の他の実施例を示す分解斜視図、図９は本発明の入力装置の他の実施例を示す短手方向の断面図、図１０は同じく長手方向の部分断面図、図１１は同じくフィルム基板を示す展開図である。
【００１８】
図１乃至図５は本発明の入力装置の１実施例の構成を示しており、図において、本発明の入力装置は、フェノール樹脂積層板等の絶縁材で長方形の平板状に形成された絶縁基板１と、この絶縁基板１上に積層される開口部を有する板状の保持部材２と、この保持部材２の開口部内に収納される金属製の板ばね３と、保持部材２の上面側に貼着される弾性を有するシート部材４とから主に構成されている。
【００１９】
絶縁基板１は、フェノール樹脂積層板等の絶縁材で長方形の平板状に形成されており、一面側のその略中央には、長手方向に沿って帯状にカーボンペースト等を印刷して形成された抵抗体５が設けられている。また、この抵抗体５の両端には銀ペースト等の導電材からなる電極部５ａ、５ｂがそれぞれ設けられており、これら電極部５ａ、５ｂには導電性の金属材からなる接続端子６が、かしめ等の方法で接続されて絶縁基板１の他面側に導出されている。また、抵抗体５の長手方向における両端部に設けられた各電極部５ａ、５ｂの上面には、絶縁材からなるレジスト層７が印刷などの方法により積層されて形成されている。
【００２０】
また、前記絶縁基板１には、前記抵抗体５の両側に、該抵抗体５に沿って帯状に銀ペースト等の導電材からなる一対の導電パターン８ａ、８ｂが印刷等により形成されている。また、これら導電パターン８ａ、８ｂのそれぞれの両端部には、導電性の金属材からなる接続端子９が、同じくかしめ等の方法で接続されて絶縁基板１の他面側に導出されている。また、絶縁基板１の四角部には、上面側に積層される保持部材２を位置決めするガイド用の孔１ａが設けられている。
【００２１】
保持部材２は、合成樹脂等の絶縁材で長方形の平板状に形成されており、その略中央には、長手方向に沿って長尺状の開口部２ａが設けられている。また、保持部材２の下面側の四角部には、複数のガイド用の突起２ｂが設けられており、これら突起２ｂが、前記絶縁基板１の四角部に形成された前記孔１ａに挿入され係合することにより、保持部材２が絶縁基板１の上面側に積層されている。この時、前記開口部２ａからは、絶縁基板１の略中央に設けられた抵抗体５とレジスト層７、及び一対の導電パターン８ａ、８ｂが露出するようになっている。
【００２２】
板ばね３は、弾性を有する導電性の薄板金属板からなり、方形の帯状に細長く延設されており、その両端側が円弧状に形成されている。また、図３に示すように、短手方向の断面が、押圧面側である上方に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部３ａを有すると共に、このアーチ状に湾曲した膨出部３ａが長手方向に連続して押圧面側である上方に突出した状態で形成されており（図４参照）、押圧操作により、板ばね３の押圧位置に対応する膨出部３ａの一部分が反転するようになっている（図５参照）。また、長手方向に連続した前記膨出部３ａの下面側の外周縁部３ｂが、全外周部に渡って同一平面上に位置するように形成されている。
【００２３】
前記板ばね３は、前記保持部材２の開口部２ａ内に収納され、前後左右方向が位置決めされガイドされると共に、外周縁部３ｂのうち、短手方向に対向する外周縁部３ｂＡが、前記絶縁基板１の一面側に形成された一対の導電パターン８ａ、８ｂ上に接触した状態で載置されている。また、この時、長手方向の両端の円弧状の外周縁部３ｂＢは、前記絶縁基板１の抵抗体５の両端の各電極部５ａ、５ｂの上面に設けられたレジスト層７上に載置されるものとなるが、この場合、円弧状の外周縁部３ｂＢは各電極部５ａ、５ｂとは絶縁された状態となっている。
【００２４】
すなわち、前記板ばね３は、その外周縁部３ｂＡが、前記絶縁基板１上に設けられた一対の導電パターン８ａ、８ｂと電気的に接触すると共に、長手方向に連続してアーチ状に湾曲した膨出部３ａが、前記絶縁基板１の中央に沿って帯状に設けられた抵抗体５と対向して離間した状態で、前記絶縁基板１の一面側に載置されるものとなっている。
【００２５】
このように、前記絶縁基板１には、開口部２ａを有する板状の前記保持部材２が積層されており、この保持部材２の開口部２ａ内に金属製の前記板ばね３を収納することにより、前記保持部材２により前記板ばね３の位置を規制できるので、前記板ばね３のへたりを抑制して、長期間に渡って良好なクリック感触を得ることができるものとなっている。
【００２６】
また、金属製の前記板ばね３は、アーチ状に湾曲した膨出部３ａが長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、膨出部３ａ下面側の外周縁部３ｂが同一平面上に位置するように形成されているが、上記実施例では、前記板ばね３の長手方向の両端に位置する外周縁部３ｂＢと対向する前記抵抗体５の両端に設けられた電極部５ａ、５ｂの上面に、絶縁材からなる前記レジスト層７を形成してあるので、前記板ばね３の外周縁部３ｂと前記抵抗体５とが接触することがなく、誤動作を防止できるものとなっている。
また、前記板ばね３が反転する時に、この反転ストロークを前記レジスト層７の厚さ分だけ大きく（長く）設定できるので、反転時に良好なクリック感触が得られるものとなっている。
【００２７】
シート部材４は、弾性を有する合成樹脂等の樹脂フィルムからなり、長方形のシート状に形成されている。このシート部材４は、前記保持部材２の開口部２ａに収納された前記板ばね３の上面を覆うように保持部材２の上面側に貼着されている。また、このシート部材４には、帯状に延設された押圧操作部４ａが設けられており、この押圧操作部４ａが、前記板ばね３の帯状に細長く延設された膨出部３ａに対応して配設されている。また、前記押圧操作部４ａには、各押圧位置に対応する複数の指標４ｂ、４ｂが設けられている。
【００２８】
そして、これら指標４ｂの任意位置が、操作者の指等で押圧操作されることにより、下方に配設された板ばね３が押圧されることとなり、その押圧位置に対応する膨出部３ａの一部が反転して、前記絶縁基板１の中央に沿って対向して設けられた前記抵抗体５と電気的に接続するものとなっている（図５参照）。この時、前記板ばね３の膨出部３ａの反転により、押圧操作時の明確なクリック感触が操作者に伝わるものとなっている。
【００２９】
このように、前記保持部材２の上面側には、開口部２ａ内に収納された金属製の前記板ばね３を覆う、弾性を有する前記シート部材４を貼着したことから、前記シート部材２により防塵性と防滴性が図れると共に、前記押圧操作部４ａに指標４ｂを設けることにより押圧位置の操作領域の表示ができるので、不所望な位置を押されることがなく、前記板ばね３の不所望な変形を防止できるものとなっている。
【００３０】
そして、前記板ばね３が反転するのに伴って、前記導電パターン８ａ、８ｂと前記抵抗体５とが板ばね３を介して電気的に接続して、検出手段が機能するものとなっている。この場合、検出手段は、帯状の抵抗体５と、この抵抗体５と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された導電体を構成する帯状の板ばね３とから構成されており、押圧操作により、金属製の板ばね３の押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、抵抗体５と板ばね３とが接触して、この検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られるものとなっている。
【００３１】
そして、押圧位置に対応した板ばね３と抵抗体５とが接触したとき、一方の電極部５ａ（又は電極部５ｂ）から前記押圧位置の板ばね３に接触した抵抗体５までの間の抵抗値と、抵抗体５の両側の電極部５ａ、５ｂ間の抵抗値との比に基づいて導電パターン８ａ、８ｂから出力される電圧値を検出して、押圧位置に対応した出力値の設定や選択を行うものとなっている。
【００３２】
このように、本発明の検出手段は、帯状の抵抗体５と、この抵抗体５と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された導電体を構成する帯状の板ばね３とから構成されており、押圧操作により、金属製の板ばね３の押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、前記抵抗体５と板ばね３とが接触することから、押圧位置に対応した抵抗値あるいは抵抗体５に印加された電圧の分圧電圧値を検出することで押圧位置を検出することができるものとなり、検出手段の構成が簡単となっている。
【００３３】
また、導電体を金属製の前記板ばね３で構成し、この板ばね３を前記絶縁基板１上に前記抵抗体５と対向させて配置したことから、金属製の前記板ばね３で前記抵抗体５と接離する導電体を構成しているので、押圧位置が入力されるのと同時にクリック感触を生起させることができ、操作性の良好な入力装置を得ることができるものとなっている。
【００３４】
また、前記絶縁基板１には、前記抵抗体５に沿って帯状の前記導電パターン８ａ、８ｂを並設し、金属製の前記板ばね３の外周縁部３ｂＡを前記導電パターン８ａ、８ｂ上に接触させて載置し、前記板ばね３が反転するのに伴って、板ばね３を介して前記導電パターン８ａ、８ｂと前記抵抗体５とが導通するようにしたので、構成が簡単で、金属製の前記板ばね３と前記導電パターン８ａ、８ｂが常時導通されているため、接触の信頼性が向上されるものとなっている。
【００３５】
図６は、本発明の板ばねの変形例を示しており、この場合、板ばね１０の形状は、弾性を有する導電性の薄板金属板からなり、方形の帯状に細長く延設されており、その両端側が円弧状ではなく、直線状に形成されている。そして、短手方向の断面が、押圧面側である上方に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部１０ａを有すると共に、このアーチ状に湾曲した膨出部１０ａが長手方向に連続して押圧面側である上方に突出した状態で形成されている。
【００３６】
そして、同じく、押圧操作により、板ばね１０の押圧位置に対応する膨出部１０ａの一部分が反転するようになっている。また、長手方向に連続した前記膨出部１０ａの下面側の対向する外縁部１０ｂが、同一平面上に位置するように形成されている。この板ばね１０も、前記保持部材２の開口部２ａに収納されて、対向する外縁部１０ｂが前記絶縁基板１の一対の導電パターン８ａ、８ｂに接触した状態で載置され、アーチ状に湾曲した膨出部１０ａが、前記絶縁基板１の中央に沿って帯状に設けられた抵抗体５と対向して離間した状態で、前記絶縁基板１の一面側に載置されて使用されるものとなっている。
【００３７】
尚、上記実施例においては、前記絶縁基板１には、前記抵抗体５の両側に、該抵抗体５に沿って帯状に銀ペースト等の導電材からなる一対の導電パターン８ａ、８ｂを印刷等により形成するようにしたが、これに限らず、導電パターンは８ａ、８ｂのどちらか一方でも良く、また、導電パターンを帯状に形成するのではなく、前記板ばね３の外周縁部３ｂＡの何れか一部（一部分）に接触するように小さく形成するようにしても良い。
【００３８】
また、上記実施例では、前記板ばね３を位置決めしてガイドする前記保持部材２を設けて、前記絶縁基板１と前記シート部材４との間に積層するようにしたが、シート部材４を、下面側に粘着層を有する粘着シート等で形成し、この粘着シートに板ばね３の膨出部３ａ上面側を貼着させて保持した状態で、この粘着シートを前記絶縁基板１の上面側に積層（貼着）するようにしても良い。
【００３９】
図７乃至図１１は、本発明の入力装置の他の実施例を示している。この場合、本実施例の入力装置は、平板状の金属板からなる長方形状の基台１１と、この基台１１上に係合される、第１及び第２の絶縁基板１３、１４を有する樹脂フィルムからなるフィルム基板１２と、フィルム基板１２上に積層される合成樹脂からなる保持部材１５と、この保持部材１５の開口部内に収納される金属製の板ばね１６と、保持部材１５の上面側に貼着される弾性を有するシート部材１７とから主に構成されている。
【００４０】
基台１１は、平板状の金属板で長方形状に形成されており、その四角部にはバーリング等の絞り出し加工によって上方へ突出した円筒状のボス部１１ａが形成されている。このボス部１１ａに後述するフイルム基板１２、保持部材１５の各ガイド孔が挿入され位置決めされて取り付けられるものとなっている。
【００４１】
フィルム基板１２は、可撓性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の樹脂フィルムからなり、図１１に示すように、長方形状をした第１の絶縁基板１３と、この第１の絶縁基板１３に一対の桟部１２ａで連設された同じく長方形状をした第２の絶縁基板１４とから構成されている。
【００４２】
第１の絶縁基板１３には、一面側（図１１の表面側）の略中央に長手方向に沿って帯状にカーボンペースト等を印刷して形成された抵抗体１８が設けられている。また、この抵抗体１８の両端には銀ペースト等の導電材からなる電極部１８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられており、これら電極部１８ａ、１８ｂから同じく銀ペースト等の導電材からなる導電リード１８ｃ、１８ｄが導出されている。また、第１の絶縁基板１３の四角部には、丸孔からなるガイド孔１３ａが設けられている。
【００４３】
第２の絶縁基板１４には、一面側（図１１の表面側）の略中央に長手方向に沿って同じく帯状に銀ペースト等を印刷して形成された導電体１９が設けられている。尚、この導電体１９は前記第１の絶縁基板１３に形成された前記抵抗体１８に対応した位置に形成されている。また、この導電体１９の一端側から同じく銀ペースト等の導電材からなる導電リード１９ａが導出されている。また、第２の絶縁基板１４の四角部には、同じく丸孔からなるガイド孔１４ａが設けられている。
【００４４】
また、第１の絶縁基板１３の一端側には、やや幅狭の長方形状をした接続片１３ｂが一体に延設されており、この接続片１３ｂに導電リード１８ｃ、１８ｄが引き回されて配設されている。また、この接続片１３ｂには、前記第２の絶縁基板１４から導出された前記導電リード１９ａが、前記桟部１２ａを介して引き回されて配設されている。これら導電リード１８ｃ、１８ｄ、１９ａの先端側が接続端子部１８ｅ、１８ｆ、１９ｂとなっている。
【００４５】
また、図１１に示すように、前記第１の絶縁基板１３の一面側（図１１の表面側）には、図示ハッチングで示すようにエポキシ樹脂等の絶縁材からなるレジスト層２０が塗布されて形成されている。このレジスト層２０は前記抵抗体１８の形成された領域と各導電リードの接続端子部を除く全域に形成されている。
そして、前記第１の絶縁基板１３と前記第２の絶縁基板１４とは、前記一対の桟部１２ａを介して折り畳まれることにより、前記レジスト層２０を介して前記抵抗体１８と前記導電体１９とが接離可能なように一定の間隔を維持して離間した状態で対向して配置されるものとなっている。
【００４６】
保持部材１５は、合成樹脂等の絶縁材で長方形の平板状に形成されており、その略中央には、長手方向に沿って長尺状の開口部１５ａが設けられている。また、保持部材１５の四角部には、同じく丸孔からなるガイド孔１５ｂが設けられている。これらガイド孔１５ｂ、１３ａ、１４ａが、前記基台１１の四角部に形成された前記ボス部１１ａに挿入され係合することにより、保持部材１５がフィルム基板１２の上面側に積層されている。この時、前記開口部１５ａに対応して、第１の絶縁基板１３及び第２の絶縁基板１４の略中央に設けられた抵抗体１８及び導電体１９が位置するようになっている。
【００４７】
板ばね１６は、弾性を有する導電性の薄板金属板からなり、方形の帯状に細長く延設されており、その両端側が円弧状に形成されている。また、図９に示すように、短手方向の断面が、押圧面側である上方に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部１６ａを有すると共に、このアーチ状に湾曲した膨出部１６ａが長手方向に連続して押圧面側である上方に突出した状態で形成されており（図１０参照）、押圧操作により、板ばね１６の押圧位置に対応する膨出部１６ａの一部分が反転するようになっている。
【００４８】
前記板ばね１６は、前記保持部材１５の開口部１５ａ内に収納され、前後左右方向が位置決めされガイドされると共に、前記フィルム基板１２の上面側に載置されている。すなわち、前記板ばね１６は、その外周縁部１６ｂが、前記フィルム基板１２上に載置されると共に、長手方向に連続してアーチ状に湾曲した膨出部１６ａが、前記フィルム基板１２の中央に沿って帯状に設けられた抵抗体１８及び導電体１９の上面側の対向した位置に対応して載置されるものとなっている。
【００４９】
シート部材１７は、弾性を有する合成樹脂等の樹脂フィルムからなり、略長方形のシート状に形成されている。このシート部材１７は、前記保持部材１５の開口部１５ａに収納された前記板ばね１６の上面を覆うように保持部材１５の上面側に貼着されている。また、このシート部材１７には、帯状に延設された押圧操作部（図示せず）が設けられており、この押圧操作部が、前記板ばね１６の帯状に細長く延設された膨出部１６ａに対応して配設されている。また、前記押圧操作部には、各押圧位置に対応する複数の指標（図示せず）が設けられている。
【００５０】
そして、保持部材１５のガイド孔１５ｂに挿入されたボス部１１ａの先端がプレス等で鳩目状にかしめられることにより、基台１１と保持部材１５との間に、前記フィルム基板１２が積層されると共に、フィルム基板１２とシート部材１７との間に保持部材１５の開口部１５ａに収納された状態で板ばね１６が保持されるものとなっている。
【００５１】
そして、これら指標の任意位置が、操作者の指等で押圧操作されることにより、下方に配設された板ばね１６が押圧されることとなり、その押圧位置に対応する膨出部１６ａの一部が反転して、前記フィルム基板１２の中央に沿って対応して設けられた前記導電体１９を下方へ押圧し、押圧位置の導電体１９と対向して配設された前記抵抗体１８とが電気的に接触するものとなっている。この時、前記板ばね１６の膨出部１６ａの反転により、押圧操作時の明確なクリック感触が操作者に伝わるものとなっている。
【００５２】
そして、前記板ばね１６が反転するのに伴って、前記導電体１９と前記抵抗体１８とが電気的に接触して、検出手段が機能するものとなっている。この場合、検出手段は、帯状の抵抗体１８を有する第１の絶縁基板１３と、この抵抗体１８と一定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体１９を有する第２の絶縁基板１４とから構成されたフイルム基板１２で構成されており、このフィルム基板１２がいわゆるメンブレンスイッチと類似する構成をしている。
【００５３】
そして、押圧箇所に対応した導電体１９と抵抗体１８とが接触したとき、この押圧位置に応じて導電リード１９ａから出力される電圧値を検出して、押圧位置に対応した出力値の設定や選択を行うものとなっている。
【００５４】
尚、上記した各実施例においては、押圧操作時の検出手段として、導電体及び抵抗体等を使用した抵抗体式の可変抵抗器で構成したが、これに限らず、検出手段として静電容量式の構成を用いても良い。この場合にも、押圧操作部に反転可能な金属製の板ばねを使用することにより明確なクリック感触を得ることが可能となる。
【００５５】
上記した本発明の実施例によれば、帯状に延設された押圧操作部の任意位置を押圧することにより、下側に配設された検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、この押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部３ａ、１０ａ、１６ａを有する金属製の板ばね３、１０、１６を配置し、押圧操作により、前記板ばね３、１０、１６の押圧位置に対応する一部分が反転するようにしたことから、金属製の前記板ばね３、１０、１６の反転時にクリック感触が得られるので、押圧操作時に、明確なクリック感触を得ることができ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の入力装置を示す組立斜視図である。
【図２】本発明の入力装置を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の入力装置を示す短手方向の断面図である。
【図４】本発明の入力装置を示す長手方向の部分断面図である。
【図５】本発明の入力装置の動作状態を示す説明図である。
【図６】本発明の入力装置の金属性板ばねの変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の入力装置の他の実施例を示す組立斜視図である。
【図８】本発明の入力装置の他の実施例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の入力装置の他の実施例を示す短手方向の断面図である。
【図１０】本発明の入力装置の他の実施例を示す長手方向の部分断面図である。
【図１１】本発明の入力装置の他の実施例のフィルム基板を示す展開図である。
【図１２】従来のタッチ式の可変抵抗器を示す断面図である。
【図１３】従来のタッチ式の可変抵抗器を給湯機の操作パネルに組み込んだ例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：絶縁基板
１ａ：孔
２：保持部材
２ａ：開口部
２ｂ：突起
３：板ばね
３ａ：膨出部
３ｂ：外周縁部
４：シート部材
４ａ：押圧操作部
４ｂ：指標
５：抵抗体
５ａ：電極部
５ｂ：電極部
６：接続端子
７：レジスト層
８ａ：導電パターン
８ｂ：導電パターン
９：接続端子
１０：板ばね
１０ａ：膨出部
１０ｂ：外縁部
１１：基台
１１ａ：ボス部
１２：フィルム基板
１２ａ：桟部
１３：第１の絶縁基板
１３ａ：ガイド孔
１３ｂ：接続片
１４：第２の絶縁基板
１４ａ：ガイド孔
１５：保持部材
１５ａ：開口部
１５ｂ：ガイド孔
１６：板ばね
１６ａ：膨出部
１６ｂ：外周縁部
１７：シート部材
１８：抵抗体
１８ａ：電極部
１８ｂ：電極部
１８ｃ：導電リード
１８ｄ：導電リード
１８ｅ：接続端子部
１８ｆ：接続端子部
１９：導電体
１９ａ：導電リード
１９ｂ：接続端子部
２０：レジスト層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に使用されるタッチ式の入力装置に係り、特に押圧操作した際にクリック感触を有するタッチ式の入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタッチ式の入力装置としてタッチ式の可変抵抗器がある。このタッチ式の可変抵抗器の構造としては、所定長さの抵抗素子と短絡素子とを有し、抵抗素子と短絡素子とが互いに対向かつ離間して配置され、通常は非接触関係に支持されており、一方は可撓性を有する弾性シートに設けられており、長さ方向の任意の位置で押圧接触させることにより押圧位置に応じた電位が出力されるようにした構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来のタッチ式の可変抵抗器の構造を図１２、図１３に示す。図１２は従来のタッチ式の可変抵抗器の断面図、図１３は従来のタッチ式の可変抵抗器を給湯機の操作パネルに組み込んだ例を示す平面図である。
【０００４】
図において、操作パネル１１０は給湯機のメインコントローラ又は浴室内コントローラとして適宜箇所に設置されるもので、有線又は無線により給湯機を制御するようになっている。操作パネル１１０には、給湯機の運転と停止を命令するための押釦スイッチ１１２と、給水と給湯を選択するための押釦スイッチ１１４及び１１６と、シャワーへの給湯と浴槽カランへの給湯とを選択するための押釦スイッチ１１８及び１２０が設けられている。
【０００５】
操作パネル１１０には、入力装置１２２と液晶表示装置１２４が設けられている。入力装置１２２は操作パネル１１０の基板を兼ねる絶縁基板１２６を有し、この基板１２６には、所定長さの細長い抵抗素子１２８が操作パネル１１０の長軸に平行に配置されている。基板１２６は、電気絶縁と防水機能を備えた弾性シート１３０によって被覆されている。
【０００６】
この弾性シート１３０と絶縁基板１２６との間には、電気絶縁スペーサ１３８が介在させてあり、スペーサ１３８の細長いスロット１４０に臨んで抵抗素子１２８が配置されている。また、弾性シート１３０の内側には、このスロット１４０に臨んで、印刷配線などにより導電性短絡素子１３４が付着されている。抵抗素子１２８及び短絡素子１３４は、関連する配線及び端子と共に、抵抗材料及び導電性材料の印刷配線技術によって形成するようにしても良い。
【０００７】
短絡素子１３４は、その全長に沿って均一な微小な間隔をもって抵抗素子１２８から離間されている。そして、短絡素子１３４の長さ方向任意の位置において弾性シート１３０をその弾性に抗して基板１２６に向かって押圧すると、短絡素子１３４は弾性シート１３０と共に弾性変形し、短絡素子１３４は抵抗素子１２８に点接触するものとなる。このように、入力装置１２２は抵抗素子１２８及び短絡素子１３４などからなるタッチ式の可変抵抗器で構成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のタッチ式の入力装置の構造においては、短絡素子は弾性シートに設けられているため、弾性シートを押圧操作した時、弾性変形するのみでクリック感触を得ることができず、例え、得られたとしても弱いものであるため、操作者に、押圧した際の明確な操作感触をフィードバックすることができないという問題があった。
【００１０】
従って、本発明は上記した問題点を解決し、押圧操作時に明確なクリック感触が得られ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができるタッチ式の入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、帯状に延設された押圧操作部と、この押圧操作部の下側に配設された検出手段とを備え、前記押圧操作部の任意位置を押圧することにより、前記検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、前記押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部を有する金属製の板ばねを配置し、押圧操作により、前記板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するようにした構成とした。
【００１２】
また、第２の解決手段として、前記検出手段は、帯状の抵抗体と、この抵抗体と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体とからなり、押圧操作により、前記金属製の板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、前記抵抗体と前記導電体とが接触する構成とした。
また、第３の解決手段として、前記抵抗体が配設される絶縁基板を備え、前記導電体を前記金属製の板ばねで構成し、この板ばねを前記絶縁基板上に前記抵抗体と対向させて配置した構成とした。
また、第４の解決手段として、前記絶縁基板には、前記抵抗体に沿って帯状の導電パターンを並設し、前記金属製の板ばねの一部を前記導電パターン上に載置し、前記板ばねが反転するのに伴って、前記導電パターンと前記抵抗体とが導通する構成とした。
【００１３】
また、第５の解決手段として、前記絶縁基板には、開口部を有する板状の保持部材が積層されており、この保持部材の前記開口部内に前記金属製の板ばねを収納した構成とした。
また、第６の解決手段として、前記保持部材の上面側には、前記開口部内に収納された前記金属製の板ばねを覆う、弾性を有するシート部材を貼着した構成とした。
また、第７の解決手段として、前記金属製の板ばねは、アーチ状に湾曲した膨出部が長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、前記膨出部下面側の外周縁部が同一平面上に位置するように形成されており、前記板ばねの長手方向の両端に位置する外周縁部と対向する前記抵抗体の長手方向における両端部上面に、絶縁材からなるレジスト層を形成した構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように、本発明の入力装置は、帯状に延設された押圧操作部と、押圧操作部の下側に配設された検出手段とを備え、押圧操作部の任意位置を押圧することにより、検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部を有する金属製の板ばねを配置し、押圧操作により、板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するようにしたことから、金属製の板ばねの反転時にクリック感触が得られるので、押圧操作時に、明確なクリック感触を得ることができ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができる。
【００１５】
また、検出手段は、帯状の抵抗体と、抵抗体と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体とからなり、押圧操作により、金属製の板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、抵抗体と導電体とが接触することから、押圧操作時に、互いに接触する抵抗体と導電体とで検出手段を構成したので、押圧位置に対応した抵抗値あるいは抵抗体に印加された電圧の分圧電圧値を検出することで押圧位置を検出することができ、検出手段の構成が簡単となる。
また、抵抗体が配設される絶縁基板を備え、導電体を金属製の板ばねで構成し、板ばねを絶縁基板上に抵抗体と対向させて配置したことから、金属製の板ばねで抵抗体と接離する導電体を構成しているので、押圧位置が入力されるのと同時にクリック感触を生起させることができ、操作性の良好な入力装置を得ることができる。
また、絶縁基板には、抵抗体に沿って帯状の導電パターンを並設し、金属製の板ばねの一部を導電パターン上に載置し、板ばねが反転するのに伴って、導電パターンと抵抗体とが導通することから、構成が簡単で、金属製の板ばねと導電パターンとの導通を確実にとることができるので、接触の信頼性が向上される。
【００１６】
また、絶縁基板には、開口部を有する板状の保持部材が積層されており、保持部材の開口部内に金属製の板ばねを収納したことから、保持部材により金属製の板ばねの位置を規制できるので、板ばねのへたりを抑制して、長期間に渡って良好なクリック感触を得ることができる。
また、保持部材の上面側には、開口部内に収納された金属製の板ばねを覆う、弾性を有するシート部材を貼着したことから、シート部材により防塵性と防滴性が図れると共に、押圧位置の操作領域の表示ができるので、不所望な位置を押されることがなく、板ばねの不所望な変形を防止できる。
また、金属製の板ばねは、アーチ状に湾曲した膨出部が長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、膨出部下面側の外周縁部が同一平面上に位置するように形成されており、板ばねの長手方向の両端に位置する外周縁部と対向する抵抗体の長手方向における両端部上面に、絶縁材からなるレジスト層を形成したことから、板ばねの外周縁部と抵抗体の両端部とが接触することがなく、誤動作を防止できると共に、板ばねの反転ストロークがレジスト層の厚さ分、大きく取れるので、良好なクリック感触が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１１に示す。図１は本発明の入力装置を示す組立斜視図、図２は本発明の入力装置を示す分解斜視図、図３は本発明の入力装置を示す短手方向の断面図、図４は同じく長手方向の部分断面図、図５は本発明の入力装置の動作状態を示す説明図、図６は本発明の入力装置の金属製板ばねの変形例を示す斜視図、図７は本発明の入力装置の他の実施例を示す組立斜視図、図８は本発明の入力装置の他の実施例を示す分解斜視図、図９は本発明の入力装置の他の実施例を示す短手方向の断面図、図１０は同じく長手方向の部分断面図、図１１は同じくフィルム基板を示す展開図である。
【００１８】
図１乃至図５は本発明の入力装置の１実施例の構成を示しており、図において、本発明の入力装置は、フェノール樹脂積層板等の絶縁材で長方形の平板状に形成された絶縁基板１と、この絶縁基板１上に積層される開口部を有する板状の保持部材２と、この保持部材２の開口部内に収納される金属製の板ばね３と、保持部材２の上面側に貼着される弾性を有するシート部材４とから主に構成されている。
【００１９】
絶縁基板１は、フェノール樹脂積層板等の絶縁材で長方形の平板状に形成されており、一面側のその略中央には、長手方向に沿って帯状にカーボンペースト等を印刷して形成された抵抗体５が設けられている。また、この抵抗体５の両端には銀ペースト等の導電材からなる電極部５ａ、５ｂがそれぞれ設けられており、これら電極部５ａ、５ｂには導電性の金属材からなる接続端子６が、かしめ等の方法で接続されて絶縁基板１の他面側に導出されている。また、抵抗体５の長手方向における両端部に設けられた各電極部５ａ、５ｂの上面には、絶縁材からなるレジスト層７が印刷などの方法により積層されて形成されている。
【００２０】
また、前記絶縁基板１には、前記抵抗体５の両側に、該抵抗体５に沿って帯状に銀ペースト等の導電材からなる一対の導電パターン８ａ、８ｂが印刷等により形成されている。また、これら導電パターン８ａ、８ｂのそれぞれの両端部には、導電性の金属材からなる接続端子９が、同じくかしめ等の方法で接続されて絶縁基板１の他面側に導出されている。また、絶縁基板１の四角部には、上面側に積層される保持部材２を位置決めするガイド用の孔１ａが設けられている。
【００２１】
保持部材２は、合成樹脂等の絶縁材で長方形の平板状に形成されており、その略中央には、長手方向に沿って長尺状の開口部２ａが設けられている。また、保持部材２の下面側の四角部には、複数のガイド用の突起２ｂが設けられており、これら突起２ｂが、前記絶縁基板１の四角部に形成された前記孔１ａに挿入され係合することにより、保持部材２が絶縁基板１の上面側に積層されている。この時、前記開口部２ａからは、絶縁基板１の略中央に設けられた抵抗体５とレジスト層７、及び一対の導電パターン８ａ、８ｂが露出するようになっている。
【００２２】
板ばね３は、弾性を有する導電性の薄板金属板からなり、方形の帯状に細長く延設されており、その両端側が円弧状に形成されている。また、図３に示すように、短手方向の断面が、押圧面側である上方に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部３ａを有すると共に、このアーチ状に湾曲した膨出部３ａが長手方向に連続して押圧面側である上方に突出した状態で形成されており（図４参照）、押圧操作により、板ばね３の押圧位置に対応する膨出部３ａの一部分が反転するようになっている（図５参照）。また、長手方向に連続した前記膨出部３ａの下面側の外周縁部３ｂが、全外周部に渡って同一平面上に位置するように形成されている。
【００２３】
前記板ばね３は、前記保持部材２の開口部２ａ内に収納され、前後左右方向が位置決めされガイドされると共に、外周縁部３ｂのうち、短手方向に対向する外周縁部３ｂＡが、前記絶縁基板１の一面側に形成された一対の導電パターン８ａ、８ｂ上に接触した状態で載置されている。また、この時、長手方向の両端の円弧状の外周縁部３ｂＢは、前記絶縁基板１の抵抗体５の両端の各電極部５ａ、５ｂの上面に設けられたレジスト層７上に載置されるものとなるが、この場合、円弧状の外周縁部３ｂＢは各電極部５ａ、５ｂとは絶縁された状態となっている。
【００２４】
すなわち、前記板ばね３は、その外周縁部３ｂＡが、前記絶縁基板１上に設けられた一対の導電パターン８ａ、８ｂと電気的に接触すると共に、長手方向に連続してアーチ状に湾曲した膨出部３ａが、前記絶縁基板１の中央に沿って帯状に設けられた抵抗体５と対向して離間した状態で、前記絶縁基板１の一面側に載置されるものとなっている。
【００２５】
このように、前記絶縁基板１には、開口部２ａを有する板状の前記保持部材２が積層されており、この保持部材２の開口部２ａ内に金属製の前記板ばね３を収納することにより、前記保持部材２により前記板ばね３の位置を規制できるので、前記板ばね３のへたりを抑制して、長期間に渡って良好なクリック感触を得ることができるものとなっている。
【００２６】
また、金属製の前記板ばね３は、アーチ状に湾曲した膨出部３ａが長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、膨出部３ａ下面側の外周縁部３ｂが同一平面上に位置するように形成されているが、上記実施例では、前記板ばね３の長手方向の両端に位置する外周縁部３ｂＢと対向する前記抵抗体５の両端に設けられた電極部５ａ、５ｂの上面に、絶縁材からなる前記レジスト層７を形成してあるので、前記板ばね３の外周縁部３ｂと前記抵抗体５とが接触することがなく、誤動作を防止できるものとなっている。
また、前記板ばね３が反転する時に、この反転ストロークを前記レジスト層７の厚さ分だけ大きく（長く）設定できるので、反転時に良好なクリック感触が得られるものとなっている。
【００２７】
シート部材４は、弾性を有する合成樹脂等の樹脂フィルムからなり、長方形のシート状に形成されている。このシート部材４は、前記保持部材２の開口部２ａに収納された前記板ばね３の上面を覆うように保持部材２の上面側に貼着されている。また、このシート部材４には、帯状に延設された押圧操作部４ａが設けられており、この押圧操作部４ａが、前記板ばね３の帯状に細長く延設された膨出部３ａに対応して配設されている。また、前記押圧操作部４ａには、各押圧位置に対応する複数の指標４ｂ、４ｂが設けられている。
【００２８】
そして、これら指標４ｂの任意位置が、操作者の指等で押圧操作されることにより、下方に配設された板ばね３が押圧されることとなり、その押圧位置に対応する膨出部３ａの一部が反転して、前記絶縁基板１の中央に沿って対向して設けられた前記抵抗体５と電気的に接続するものとなっている（図５参照）。この時、前記板ばね３の膨出部３ａの反転により、押圧操作時の明確なクリック感触が操作者に伝わるものとなっている。
【００２９】
このように、前記保持部材２の上面側には、開口部２ａ内に収納された金属製の前記板ばね３を覆う、弾性を有する前記シート部材４を貼着したことから、前記シート部材２により防塵性と防滴性が図れると共に、前記押圧操作部４ａに指標４ｂを設けることにより押圧位置の操作領域の表示ができるので、不所望な位置を押されることがなく、前記板ばね３の不所望な変形を防止できるものとなっている。
【００３０】
そして、前記板ばね３が反転するのに伴って、前記導電パターン８ａ、８ｂと前記抵抗体５とが板ばね３を介して電気的に接続して、検出手段が機能するものとなっている。この場合、検出手段は、帯状の抵抗体５と、この抵抗体５と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された導電体を構成する帯状の板ばね３とから構成されており、押圧操作により、金属製の板ばね３の押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、抵抗体５と板ばね３とが接触して、この検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られるものとなっている。
【００３１】
そして、押圧位置に対応した板ばね３と抵抗体５とが接触したとき、一方の電極部５ａ（又は電極部５ｂ）から前記押圧位置の板ばね３に接触した抵抗体５までの間の抵抗値と、抵抗体５の両側の電極部５ａ、５ｂ間の抵抗値との比に基づいて導電パターン８ａ、８ｂから出力される電圧値を検出して、押圧位置に対応した出力値の設定や選択を行うものとなっている。
【００３２】
このように、本発明の検出手段は、帯状の抵抗体５と、この抵抗体５と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された導電体を構成する帯状の板ばね３とから構成されており、押圧操作により、金属製の板ばね３の押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、前記抵抗体５と板ばね３とが接触することから、押圧位置に対応した抵抗値あるいは抵抗体５に印加された電圧の分圧電圧値を検出することで押圧位置を検出することができるものとなり、検出手段の構成が簡単となっている。
【００３３】
また、導電体を金属製の前記板ばね３で構成し、この板ばね３を前記絶縁基板１上に前記抵抗体５と対向させて配置したことから、金属製の前記板ばね３で前記抵抗体５と接離する導電体を構成しているので、押圧位置が入力されるのと同時にクリック感触を生起させることができ、操作性の良好な入力装置を得ることができるものとなっている。
【００３４】
また、前記絶縁基板１には、前記抵抗体５に沿って帯状の前記導電パターン８ａ、８ｂを並設し、金属製の前記板ばね３の外周縁部３ｂＡを前記導電パターン８ａ、８ｂ上に接触させて載置し、前記板ばね３が反転するのに伴って、板ばね３を介して前記導電パターン８ａ、８ｂと前記抵抗体５とが導通するようにしたので、構成が簡単で、金属製の前記板ばね３と前記導電パターン８ａ、８ｂが常時導通されているため、接触の信頼性が向上されるものとなっている。
【００３５】
図６は、本発明の板ばねの変形例を示しており、この場合、板ばね１０の形状は、弾性を有する導電性の薄板金属板からなり、方形の帯状に細長く延設されており、その両端側が円弧状ではなく、直線状に形成されている。そして、短手方向の断面が、押圧面側である上方に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部１０ａを有すると共に、このアーチ状に湾曲した膨出部１０ａが長手方向に連続して押圧面側である上方に突出した状態で形成されている。
【００３６】
そして、同じく、押圧操作により、板ばね１０の押圧位置に対応する膨出部１０ａの一部分が反転するようになっている。また、長手方向に連続した前記膨出部１０ａの下面側の対向する外縁部１０ｂが、同一平面上に位置するように形成されている。この板ばね１０も、前記保持部材２の開口部２ａに収納されて、対向する外縁部１０ｂが前記絶縁基板１の一対の導電パターン８ａ、８ｂに接触した状態で載置され、アーチ状に湾曲した膨出部１０ａが、前記絶縁基板１の中央に沿って帯状に設けられた抵抗体５と対向して離間した状態で、前記絶縁基板１の一面側に載置されて使用されるものとなっている。
【００３７】
尚、上記実施例においては、前記絶縁基板１には、前記抵抗体５の両側に、該抵抗体５に沿って帯状に銀ペースト等の導電材からなる一対の導電パターン８ａ、８ｂを印刷等により形成するようにしたが、これに限らず、導電パターンは８ａ、８ｂのどちらか一方でも良く、また、導電パターンを帯状に形成するのではなく、前記板ばね３の外周縁部３ｂＡの何れか一部（一部分）に接触するように小さく形成するようにしても良い。
【００３８】
また、上記実施例では、前記板ばね３を位置決めしてガイドする前記保持部材２を設けて、前記絶縁基板１と前記シート部材４との間に積層するようにしたが、シート部材４を、下面側に粘着層を有する粘着シート等で形成し、この粘着シートに板ばね３の膨出部３ａ上面側を貼着させて保持した状態で、この粘着シートを前記絶縁基板１の上面側に積層（貼着）するようにしても良い。
【００３９】
図７乃至図１１は、本発明の入力装置の他の実施例を示している。この場合、本実施例の入力装置は、平板状の金属板からなる長方形状の基台１１と、この基台１１上に係合される、第１及び第２の絶縁基板１３、１４を有する樹脂フィルムからなるフィルム基板１２と、フィルム基板１２上に積層される合成樹脂からなる保持部材１５と、この保持部材１５の開口部内に収納される金属製の板ばね１６と、保持部材１５の上面側に貼着される弾性を有するシート部材１７とから主に構成されている。
【００４０】
基台１１は、平板状の金属板で長方形状に形成されており、その四角部にはバーリング等の絞り出し加工によって上方へ突出した円筒状のボス部１１ａが形成されている。このボス部１１ａに後述するフイルム基板１２、保持部材１５の各ガイド孔が挿入され位置決めされて取り付けられるものとなっている。
【００４１】
フィルム基板１２は、可撓性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の樹脂フィルムからなり、図１１に示すように、長方形状をした第１の絶縁基板１３と、この第１の絶縁基板１３に一対の桟部１２ａで連設された同じく長方形状をした第２の絶縁基板１４とから構成されている。
【００４２】
第１の絶縁基板１３には、一面側（図１１の表面側）の略中央に長手方向に沿って帯状にカーボンペースト等を印刷して形成された抵抗体１８が設けられている。また、この抵抗体１８の両端には銀ペースト等の導電材からなる電極部１８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられており、これら電極部１８ａ、１８ｂから同じく銀ペースト等の導電材からなる導電リード１８ｃ、１８ｄが導出されている。また、第１の絶縁基板１３の四角部には、丸孔からなるガイド孔１３ａが設けられている。
【００４３】
第２の絶縁基板１４には、一面側（図１１の表面側）の略中央に長手方向に沿って同じく帯状に銀ペースト等を印刷して形成された導電体１９が設けられている。尚、この導電体１９は前記第１の絶縁基板１３に形成された前記抵抗体１８に対応した位置に形成されている。また、この導電体１９の一端側から同じく銀ペースト等の導電材からなる導電リード１９ａが導出されている。また、第２の絶縁基板１４の四角部には、同じく丸孔からなるガイド孔１４ａが設けられている。
【００４４】
また、第１の絶縁基板１３の一端側には、やや幅狭の長方形状をした接続片１３ｂが一体に延設されており、この接続片１３ｂに導電リード１８ｃ、１８ｄが引き回されて配設されている。また、この接続片１３ｂには、前記第２の絶縁基板１４から導出された前記導電リード１９ａが、前記桟部１２ａを介して引き回されて配設されている。これら導電リード１８ｃ、１８ｄ、１９ａの先端側が接続端子部１８ｅ、１８ｆ、１９ｂとなっている。
【００４５】
また、図１１に示すように、前記第１の絶縁基板１３の一面側（図１１の表面側）には、図示ハッチングで示すようにエポキシ樹脂等の絶縁材からなるレジスト層２０が塗布されて形成されている。このレジスト層２０は前記抵抗体１８の形成された領域と各導電リードの接続端子部を除く全域に形成されている。
そして、前記第１の絶縁基板１３と前記第２の絶縁基板１４とは、前記一対の桟部１２ａを介して折り畳まれることにより、前記レジスト層２０を介して前記抵抗体１８と前記導電体１９とが接離可能なように一定の間隔を維持して離間した状態で対向して配置されるものとなっている。
【００４６】
保持部材１５は、合成樹脂等の絶縁材で長方形の平板状に形成されており、その略中央には、長手方向に沿って長尺状の開口部１５ａが設けられている。また、保持部材１５の四角部には、同じく丸孔からなるガイド孔１５ｂが設けられている。これらガイド孔１５ｂ、１３ａ、１４ａが、前記基台１１の四角部に形成された前記ボス部１１ａに挿入され係合することにより、保持部材１５がフィルム基板１２の上面側に積層されている。この時、前記開口部１５ａに対応して、第１の絶縁基板１３及び第２の絶縁基板１４の略中央に設けられた抵抗体１８及び導電体１９が位置するようになっている。
【００４７】
板ばね１６は、弾性を有する導電性の薄板金属板からなり、方形の帯状に細長く延設されており、その両端側が円弧状に形成されている。また、図９に示すように、短手方向の断面が、押圧面側である上方に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部１６ａを有すると共に、このアーチ状に湾曲した膨出部１６ａが長手方向に連続して押圧面側である上方に突出した状態で形成されており（図１０参照）、押圧操作により、板ばね１６の押圧位置に対応する膨出部１６ａの一部分が反転するようになっている。
【００４８】
前記板ばね１６は、前記保持部材１５の開口部１５ａ内に収納され、前後左右方向が位置決めされガイドされると共に、前記フィルム基板１２の上面側に載置されている。すなわち、前記板ばね１６は、その外周縁部１６ｂが、前記フィルム基板１２上に載置されると共に、長手方向に連続してアーチ状に湾曲した膨出部１６ａが、前記フィルム基板１２の中央に沿って帯状に設けられた抵抗体１８及び導電体１９の上面側の対向した位置に対応して載置されるものとなっている。
【００４９】
シート部材１７は、弾性を有する合成樹脂等の樹脂フィルムからなり、略長方形のシート状に形成されている。このシート部材１７は、前記保持部材１５の開口部１５ａに収納された前記板ばね１６の上面を覆うように保持部材１５の上面側に貼着されている。また、このシート部材１７には、帯状に延設された押圧操作部（図示せず）が設けられており、この押圧操作部が、前記板ばね１６の帯状に細長く延設された膨出部１６ａに対応して配設されている。また、前記押圧操作部には、各押圧位置に対応する複数の指標（図示せず）が設けられている。
【００５０】
そして、保持部材１５のガイド孔１５ｂに挿入されたボス部１１ａの先端がプレス等で鳩目状にかしめられることにより、基台１１と保持部材１５との間に、前記フィルム基板１２が積層されると共に、フィルム基板１２とシート部材１７との間に保持部材１５の開口部１５ａに収納された状態で板ばね１６が保持されるものとなっている。
【００５１】
そして、これら指標の任意位置が、操作者の指等で押圧操作されることにより、下方に配設された板ばね１６が押圧されることとなり、その押圧位置に対応する膨出部１６ａの一部が反転して、前記フィルム基板１２の中央に沿って対応して設けられた前記導電体１９を下方へ押圧し、押圧位置の導電体１９と対向して配設された前記抵抗体１８とが電気的に接触するものとなっている。この時、前記板ばね１６の膨出部１６ａの反転により、押圧操作時の明確なクリック感触が操作者に伝わるものとなっている。
【００５２】
そして、前記板ばね１６が反転するのに伴って、前記導電体１９と前記抵抗体１８とが電気的に接触して、検出手段が機能するものとなっている。この場合、検出手段は、帯状の抵抗体１８を有する第１の絶縁基板１３と、この抵抗体１８と一定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体１９を有する第２の絶縁基板１４とから構成されたフイルム基板１２で構成されており、このフィルム基板１２がいわゆるメンブレンスイッチと類似する構成をしている。
【００５３】
そして、押圧箇所に対応した導電体１９と抵抗体１８とが接触したとき、この押圧位置に応じて導電リード１９ａから出力される電圧値を検出して、押圧位置に対応した出力値の設定や選択を行うものとなっている。
【００５４】
尚、上記した各実施例においては、押圧操作時の検出手段として、導電体及び抵抗体等を使用した抵抗体式の可変抵抗器で構成したが、これに限らず、検出手段として静電容量式の構成を用いても良い。この場合にも、押圧操作部に反転可能な金属製の板ばねを使用することにより明確なクリック感触を得ることが可能となる。
【００５５】
上記した本発明の実施例によれば、帯状に延設された押圧操作部の任意位置を押圧することにより、下側に配設された検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、この押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部３ａ、１０ａ、１６ａを有する金属製の板ばね３、１０、１６を配置し、押圧操作により、前記板ばね３、１０、１６の押圧位置に対応する一部分が反転するようにしたことから、金属製の前記板ばね３、１０、１６の反転時にクリック感触が得られるので、押圧操作時に、明確なクリック感触を得ることができ、操作者に、明確な操作感触をフィードバックすることができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の入力装置を示す組立斜視図である。
【図２】本発明の入力装置を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の入力装置を示す短手方向の断面図である。
【図４】本発明の入力装置を示す長手方向の部分断面図である。
【図５】本発明の入力装置の動作状態を示す説明図である。
【図６】本発明の入力装置の金属性板ばねの変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の入力装置の他の実施例を示す組立斜視図である。
【図８】本発明の入力装置の他の実施例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の入力装置の他の実施例を示す短手方向の断面図である。
【図１０】本発明の入力装置の他の実施例を示す長手方向の部分断面図である。
【図１１】本発明の入力装置の他の実施例のフィルム基板を示す展開図である。
【図１２】従来のタッチ式の可変抵抗器を示す断面図である。
【図１３】従来のタッチ式の可変抵抗器を給湯機の操作パネルに組み込んだ例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：絶縁基板
１ａ：孔
２：保持部材
２ａ：開口部
２ｂ：突起
３：板ばね
３ａ：膨出部
３ｂ：外周縁部
４：シート部材
４ａ：押圧操作部
４ｂ：指標
５：抵抗体
５ａ：電極部
５ｂ：電極部
６：接続端子
７：レジスト層
８ａ：導電パターン
８ｂ：導電パターン
９：接続端子
１０：板ばね
１０ａ：膨出部
１０ｂ：外縁部
１１：基台
１１ａ：ボス部
１２：フィルム基板
１２ａ：桟部
１３：第１の絶縁基板
１３ａ：ガイド孔
１３ｂ：接続片
１４：第２の絶縁基板
１４ａ：ガイド孔
１５：保持部材
１５ａ：開口部
１５ｂ：ガイド孔
１６：板ばね
１６ａ：膨出部
１６ｂ：外周縁部
１７：シート部材
１８：抵抗体
１８ａ：電極部
１８ｂ：電極部
１８ｃ：導電リード
１８ｄ：導電リード
１８ｅ：接続端子部
１８ｆ：接続端子部
１９：導電体
１９ａ：導電リード
１９ｂ：接続端子部
２０：レジスト層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状に延設された押圧操作部と、この押圧操作部の下側に配設された検出手段とを備え、前記押圧操作部の任意位置を押圧することにより、前記検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、前記押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部を有する金属製の板ばねを配置し、押圧操作により、前記板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するようにしたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記検出手段は、帯状の抵抗体と、この抵抗体と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体とからなり、押圧操作により、前記金属製の板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、前記抵抗体と前記導電体とが接触することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記抵抗体が配設される絶縁基板を備え、前記導電体を前記金属製の板ばねで構成し、この板ばねを前記絶縁基板上に前記抵抗体と対向させて配置したことを特徴とする請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
前記絶縁基板には、前記抵抗体に沿って帯状の導電パターンを並設し、前記金属製の板ばねの一部を前記導電パターン上に載置し、前記板ばねが反転するのに伴って、前記導電パターンと前記抵抗体とが導通することを特徴とする請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記絶縁基板には、開口部を有する板状の保持部材が積層されており、この保持部材の前記開口部内に前記金属製の板ばねを収納したことを特徴とする請求項３、又は４記載の入力装置。
【請求項６】
前記保持部材の上面側には、前記開口部内に収納された前記金属製の板ばねを覆う、弾性を有するシート部材を貼着したことを特徴とする請求項５記載の入力装置。
【請求項７】
前記金属製の板ばねは、アーチ状に湾曲した膨出部が長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、前記膨出部下面側の外周縁部が同一平面上に位置するように形成されており、前記板ばねの長手方向の両端に位置する外周縁部と対向する前記抵抗体の長手方向における両端部上面に、絶縁材からなるレジスト層を形成したことを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の入力装置。
【請求項１】
帯状に延設された押圧操作部と、この押圧操作部の下側に配設された検出手段とを備え、前記押圧操作部の任意位置を押圧することにより、前記検出手段によって押圧位置に応じた出力が得られる入力装置であって、前記押圧操作部に、帯状の長手方向に延設されると共に、短手方向の断面が押圧面側に突出してアーチ状に湾曲して形成された膨出部を有する金属製の板ばねを配置し、押圧操作により、前記板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するようにしたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記検出手段は、帯状の抵抗体と、この抵抗体と所定の隙間を保持して接離可能に対向して配置された帯状の導電体とからなり、押圧操作により、前記金属製の板ばねの押圧位置に対応する一部分が反転するのに伴って、前記抵抗体と前記導電体とが接触することを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記抵抗体が配設される絶縁基板を備え、前記導電体を前記金属製の板ばねで構成し、この板ばねを前記絶縁基板上に前記抵抗体と対向させて配置したことを特徴とする請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
前記絶縁基板には、前記抵抗体に沿って帯状の導電パターンを並設し、前記金属製の板ばねの一部を前記導電パターン上に載置し、前記板ばねが反転するのに伴って、前記導電パターンと前記抵抗体とが導通することを特徴とする請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記絶縁基板には、開口部を有する板状の保持部材が積層されており、この保持部材の前記開口部内に前記金属製の板ばねを収納したことを特徴とする請求項３、又は４記載の入力装置。
【請求項６】
前記保持部材の上面側には、前記開口部内に収納された前記金属製の板ばねを覆う、弾性を有するシート部材を貼着したことを特徴とする請求項５記載の入力装置。
【請求項７】
前記金属製の板ばねは、アーチ状に湾曲した膨出部が長手方向に連続して押圧面側に突出して形成されると共に、前記膨出部下面側の外周縁部が同一平面上に位置するように形成されており、前記板ばねの長手方向の両端に位置する外周縁部と対向する前記抵抗体の長手方向における両端部上面に、絶縁材からなるレジスト層を形成したことを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３０２５２６（Ｐ２００６−３０２５２６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１８４３１（Ｐ２００５−１１８４３１）
【出願日】平成１７年４月１５日（２００５．４．１５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１５日（２００５．４．１５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]