押圧式入力装置
【課題】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すること。
【解決手段】操作パネル６からの操作荷重に応じた信号を出力する荷重センサ４と、操作荷重が加わる一端側から荷重センサ４に当接する他端側に延在する当接プレート５と、当接プレート５の延在方向に沿って延在し、当接プレート５の他端側を介して荷重センサ４に初期荷重を生じさせる片持ばね１４と、当接プレート５を揺動可能に支持し、当接プレート５の一端側に加えられた操作荷重により、当接プレート５の他端側に対し荷重センサ４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２とを備え、片持ばね１４の延在方向に沿う両側方において、当接プレート５が支持部材２に支持される構成とした。
【解決手段】操作パネル６からの操作荷重に応じた信号を出力する荷重センサ４と、操作荷重が加わる一端側から荷重センサ４に当接する他端側に延在する当接プレート５と、当接プレート５の延在方向に沿って延在し、当接プレート５の他端側を介して荷重センサ４に初期荷重を生じさせる片持ばね１４と、当接プレート５を揺動可能に支持し、当接プレート５の一端側に加えられた操作荷重により、当接プレート５の他端側に対し荷重センサ４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２とを備え、片持ばね１４の延在方向に沿う両側方において、当接プレート５が支持部材２に支持される構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２７６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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ることを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
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、前記当接部材及び前記支持部材のいずれか一方から、いずれか他方に向けて突出した一対の突起部が設けられたことを特徴とする。また、本発明は、上記押圧式入力装置において、前記一対の突起部を前記当接部材に設けることができる。また、本発明は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旦側と前記荷重センサ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ができる。
【００１０】
これらの構成によれば、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。
【００１１】
また本発明は、上記押圧式入力装置において、前記片持ばねが前記支持部材から延出したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、片持ばねが支持部材に一体に形成されるため、部品点数を少なくして製造コストを低減することができる。
【００１３】
また本発明は、上記押圧式入力装置において、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、延在方向の途中位置に前記片持ばねの自由端側を係止する係止部が設けられており、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。
【００１４】
この構成によれば、当接部材の途中位置に設けられた係止部に、片持ばねの自由端側を係止させることで、当接部材を介して片持ばねの引き付け力を荷重センサの検出面に適切に作用させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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】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。
【図３】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。
【図４】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５】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。
【図６】他の実施の形態に係わる押圧式入力装置の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、上記した実施の形態においては、片持ばねが支持部材に設けられたが、これに限定されない。片持ばねは、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よく、例えば、図６に示すように、押圧プレートに設けられてもよい。この場合、片持ばね５１が押圧プレート５２に設けられ、係止部５５が支持部材５４に設けられるようにする。また、片持ばねは、支持部材及び押圧プレート以外の部材、例えば、電子機器の筐体に設けられてもよい。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２７６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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ることを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
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、前記当接部材及び前記支持部材のいずれか一方から、いずれか他方に向けて突出した一対の突起部が設けられたことを特徴とする。また、本発明は、上記押圧式入力装置において、前記一対の突起部を前記当接部材に設けることができる。また、本発明は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旦側と前記荷重センサ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ができる。
【００１０】
これらの構成によれば、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。
【００１１】
また本発明は、上記押圧式入力装置において、前記片持ばねが前記支持部材から延出したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、片持ばねが支持部材に一体に形成されるため、部品点数を少なくして製造コストを低減することができる。
【００１３】
また本発明は、上記押圧式入力装置において、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、延在方向の途中位置に前記片持ばねの自由端側を係止する係止部が設けられており、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。
【００１４】
この構成によれば、当接部材の途中位置に設けられた係止部に、片持ばねの自由端側を係止させることで、当接部材を介して片持ばねの引き付け力を荷重センサの検出面に適切に作用させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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】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。
【図３】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。
【図４】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５】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。
【図６】他の実施の形態に係わる押圧式入力装置の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、上記した実施の形態においては、片持ばねが支持部材に設けられたが、これに限定されない。片持ばねは、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よく、例えば、図６に示すように、押圧プレートに設けられてもよい。この場合、片持ばね５１が押圧プレート５２に設けられ、係止部５５が支持部材５４に設けられるようにする。また、片持ばねは、支持部材及び押圧プレート以外の部材、例えば、電子機器の筐体に設けられてもよい。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ることを特徴とする押圧式入力装置。
【請求項２】
前記片持ばねの延在方向に沿う両側方において、前記当接部材及び前記支持部材のいずれか一方から、いずれか他方に向けて突出した一対の突起部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の押圧式入力装置。
【請求項３】
前記一対の突起部は、前記当接部材に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の押圧式入力装置。
【請求項４】
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２または請求項３に記載の押圧式入力装置。
【請求項５】
前記片持ばねは、前記支持部材から延出したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の押圧式入力装置。
【請求項６】
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、延在方向の途中位置に前記片持ばねの自由端側を係止する係止部が設けられており、
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請求項１から請求項５のいずれかに記載の押圧式入力装置。
【請求項１】
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ることを特徴とする押圧式入力装置。
【請求項２】
前記片持ばねの延在方向に沿う両側方において、前記当接部材及び前記支持部材のいずれか一方から、いずれか他方に向けて突出した一対の突起部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の押圧式入力装置。
【請求項３】
前記一対の突起部は、前記当接部材に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の押圧式入力装置。
【請求項４】
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２または請求項３に記載の押圧式入力装置。
【請求項５】
前記片持ばねは、前記支持部材から延出したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の押圧式入力装置。
【請求項６】
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、延在方向の途中位置に前記片持ばねの自由端側を係止する係止部が設けられており、
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請求項１から請求項５のいずれかに記載の押圧式入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４５４５３（Ｐ２０１２−１４５４５３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２１４（Ｐ２０１１−４２１４）
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【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２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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