特許 6471065 入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6471065

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/0338 20130101AFI20190204BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/0338 411

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-155308(P2015-155308)

(22)【出願日】2015年8月5日

(65)【公開番号】特開2017-33455(P2017-33455A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2017年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプス電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120204

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 巌

(74)【代理人】

【識別番号】100108006

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 昌弘

(74)【代理人】

【識別番号】100135183

【弁理士】

【氏名又は名称】大窪 克之

(72)【発明者】

【氏名】平野 伸児

【審査官】 桜井 茂行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２９６０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４２６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０１８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７５１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３８９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５３９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４７８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５０８８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６３Ｆ ９／２４

Ａ６３Ｆ １３／００−１３／９８

Ｇ０１Ｌ ５／００−５／２８

Ｇ０５Ｇ １／００−２５／０４

Ｇ０６Ｆ ３／０２−３／０２７

Ｇ０６Ｆ ３／０３３−３／０３９

Ｈ０１Ｃ ８／００−１０／５０

Ｈ０１Ｈ ２５／００−２５／０６

Ｈ０１Ｈ ８９／００

Ｈ０１Ｌ ２７／２０

Ｈ０１Ｌ ４１／００−４１／４７

Ｈ０３Ｍ １１／００−１１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歪み検出センサを支持するセンサ装備面が設けられた検出部と、前記検出部と一体に形成されて前記センサ装備面と交差する方向へ突出する操作突部と、前記操作突部に装着される弾性キャップとが設けられた入力装置において、
前記操作突部と前記検出部との間に、前記センサ装備面と平行な面で切断した断面の外輪郭で囲まれた面積が局部的に小さくなる首部が設けられており、
前記弾性キャップに、前記操作突部の頂部に向けて開放されたキャップ空洞部が形成されて、前記キャップ空洞部の内部に凸部が形成され、
前記操作突部の外輪郭が四角形で、四角形のそれぞれの角部に凹部が形成されており、
前記凹部と前記凸部とが突き当てられていることを特徴とする入力装置。

【請求項2】

歪み検出センサを支持するセンサ装備面が設けられた検出部と、前記検出部と一体に形成されて前記センサ装備面と交差する方向へ突出する操作突部と、前記操作突部に装着される弾性キャップとが設けられた入力装置において、
前記操作突部と前記検出部との間に、前記センサ装備面と平行な面で切断した断面の外輪郭で囲まれた面積が局部的に小さくなる首部が設けられており、
前記弾性キャップに、前記操作突部の頂部に向けて開放されたキャップ空洞部が形成され、
前記キャップ空洞部の前記操作突部の前記頂部からの深さ寸法が、前記弾性キャップの上方被覆部の厚さ寸法の０．７倍以上で１．３倍以下であることを特徴とする入力装置。

【請求項3】

前記操作突部に、前記弾性キャップの上方被覆部に向けて解放された突部空洞部が形成されている請求項１または２記載の入力装置。

【請求項4】

歪み検出センサを支持するセンサ装備面が設けられた検出部と、前記検出部と一体に形成されて前記センサ装備面と交差する方向へ突出する操作突部と、前記操作突部に装着される弾性キャップとが設けられた入力装置において、
前記操作突部と前記検出部との間に、前記センサ装備面と平行な面で切断した断面の外輪郭で囲まれた面積が局部的に小さくなる首部が設けられており、
前記操作突部に、前記弾性キャップの上方被覆部に向けて解放された突部空洞部が形成され、前記操作突部の頂部での前記突部空洞部の開口面積が、前記首部の外輪郭で囲まれた断面積の最小値以上であることを特徴とする入力装置。

【請求項5】

前記弾性キャップに、前記操作突部の頂部に向けて開放されたキャップ空洞部が形成されている請求項４記載の入力装置。

【請求項6】

前記弾性キャップの前記上方被覆部の厚さ寸法が、前記操作突部の頂部からの前記突部空洞部の深さ寸法よりも小さい請求項３ないし５のいずかに記載の入力装置。

【請求項7】

前記操作突部の頂部からの前記突部空洞部の深さ寸法は、前記操作突部の高さ寸法の１／２以上である請求項３ないし６のいずれかに記載の入力装置。

【請求項8】

前記キャップ空洞部の前記操作突部の前記頂部からの深さ寸法が、前記弾性キャップの上方被覆部の厚さ寸法の０．７倍以上で１．３倍以下である請求項１または５記載の入力装置。

【請求項9】

前記操作突部の外輪郭は四角形で、四角形のそれぞれの角部に凹部が形成され、前記弾性キャップには、前記キャップ空洞部の内部に凸部が形成されており、前記凹部と前記凸部とが突き当てられている請求項２または５記載の入力装置。

【請求項10】

前記首部の前記外輪郭で囲まれた面積は、前記操作突部のうちの前記首部に隣接している部分を前記センサ装備面と平行な面で切断した断面の外輪郭で囲まれた面積よりも小さい請求項１ないし９のいずれかに記載の入力装置。

【請求項11】

前記操作突部の中心から前記操作突部の外輪郭までの距離の最小値よりも前記弾性キャップの側方被覆部の厚さ寸法の最大値の方が小さい請求項１ないし１０のいずれかに記載の入力装置。

【請求項12】

前記弾性キャップの側方被覆部の厚さ寸法が、前記弾性キャップの上方被覆部の厚さ寸法以下である請求項１１記載の入力装置。

【請求項13】

前記首部の内部に空間が形成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作突部に与えられた力を歪み検出センサで検知する入力装置に係り、特に操作感触を良好にできる構造の入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１にキーボード入力装置に装備される座標入力装置に関する発明が記載されている。

【0003】

この座標入力装置は、歪み検出センサを備えた基部と、前記基部から突出する角柱状の操作部とが一体に形成されており、操作部にゴムキャップが圧入嵌合されている。指でゴムキャップを押して、操作部に倒す方向の力を与えると、前記基部に歪みが発生し、この歪みが複数の歪み検出センサで検知される。複数の歪み検出センサからの検知出力によって、操作部を押している力の方向ならびに操作部に作用する力の大きさが検知され、これにより座標入力が可能になる。

【0004】

特許文献１に記載された座標入力装置は、角柱状の操作部の断面積が小さく、一方で操作部に嵌合されているゴムキャップが大きいものとなっている 。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−２４２６５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された座標入力装置は、角柱状の操作部が小さく、これに嵌合されているゴムキャップが大きくなっている。よって、ゴムキャップが軟質であると、ゴムキャップを押したときにゴムキャップが必要以上に変形し、その内部の小さな操作部に押圧力を効果的に作用させることが難しく、ゴムキャップを押して操作したときの、座標入力の感度が悪くなる。

【0007】

逆に、ゴムキャップを硬質にすると、ゴムキャップが変形し難いため、指で押したときに指がゴムキャップの表面で滑りやすく、指に適度な操作反力を感じさせることができない。また、指でゴムキャップを強く押したときに、検知出力が急激に立ち上がることがあり、適度な力で押圧操作を行うことが難しくなる。

【0008】

このように、操作部を小さくしゴムキャップを大きくした構造では、ゴムキャップの弾性力をどのように設定しても、良好な操作反力を得ることが難しい。

【0009】

また、特許文献１に記載された構造において、ゴムキャップを薄くするためには操作部を大きくすることが必要になる。しかし、操作部を大きくすると、歪み検出センサを備えた基部と操作部との連結部の断面が大きくなり、操作部に力を与えたときに前記断面に作用する曲げ応力（断面の単位面積に作用する曲げ力）が小さくなって、操作力に与える力で基部に発生させる歪量が小さくなる。その結果、歪み検出センサの検知出力を大きくできなくなる。

【0010】

さらに、前記基部と操作部との連結部の断面を大きくすると、基部が所定の面積で形成される必要があるため、入力装置を小型化するのが困難になる。

【0011】

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、操作感触が良好で、しかも最適な感度で入力を行うことができる入力装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、歪み検出センサを支持するセンサ装備面が設けられた検出部と、前記検出部と一体に形成されて前記センサ装備面と交差する方向へ突出する操作突部と、前記操作突部に装着される弾性キャップとが設けられた入力装置において、
前記操作突部と前記検出部との間に、前記センサ装備面と平行な面で切断した断面の外輪郭で囲まれた面積が局部的に小さくなる首部が設けられ、
以下の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの特徴が備わっているものである。
（Ａ）前記弾性キャップに、前記操作突部の頂部に向けて開放されたキャップ空洞部が形成されて、前記キャップ空洞部の内部に凸部が形成され、
前記操作突部の外輪郭が四角形で、四角形のそれぞれの角部に凹部が形成されており、
前記凹部と前記凸部とが突き当てられている。
（Ｂ）前記弾性キャップに、前記操作突部の頂部に向けて開放されたキャップ空洞部が形成され、
前記キャップ空洞部の前記操作突部の前記頂部からの深さ寸法が、前記弾性キャップの上方被覆部の厚さ寸法の０．７倍以上で１．３倍以下である。
（Ｃ）前記操作突部に、前記弾性キャップの上方被覆部に向けて解放された突部空洞部が形成され、
前記操作突部の頂部での前記突部空洞部の開口面積が、前記首部の外輪郭で囲まれた断面積の最小値以上である。

【0013】

本発明の入力装置は、前記首部の前記外輪郭で囲まれた面積は、前記操作突部のうちの前記首部に隣接している部分を前記センサ装備面と平行な面で切断した断面の外輪郭で囲まれた面積よりも小さいものである。

【0020】

また、前記弾性キャップの前記上方被覆部の厚さ寸法が、前記操作突部の頂部からの前記突部空洞部の深さ寸法よりも小さいことが好ましい。

【0021】

さらに、前記前記操作突部の頂部からの前記突部空洞部の深さ寸法は、前記操作突部の高さ寸法の１／２以上であることが好ましい。

【0022】

本発明の入力装置は、前記操作突部の中心から前記操作突部の外輪郭までの距離の最小値よりも前記弾性キャップの側方被覆部の厚さ寸法の最大値の方が小さいことが好ましい。

【0023】

さらには、前記弾性キャップの側方被覆部の厚さ寸法が、前記弾性キャップの上方被覆部の厚さ寸法以下であることが好ましい。

【0024】

また、本発明の入力装置は、前記首部の内部に空間が形成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0025】

本発明の入力装置は、操作突部と検出部との連結部分に首部を形成したことで、操作突部の断面に比較して、検出部と操作突部との連結部分の断面を小さくできる。これにより、操作突部に与えた力で前記断面に大きな応力を作用させることができるようになり、前記検出部に歪みを与えやすくなって、操作突部に力を与えたときの歪み検出センサの出力を大きくすることが可能になる。

【0026】

また首部を設けることで、検出部において歪みを発生する領域を広く確保できるので、歪み検出センサによる検出感度を高める効果もある。

【0027】

また、首部を形成して検出部を広く確保することで、首部よりも上方部分で操作突部の断面を比較的大きくすることができる。弾性キャップは指の操作に適した大きさに形成することが必要であるが、操作突部の断面を大きくすることで弾性キャップを比較的薄く構成することができるようになる。その結果、弾性キャップが押圧操作方向へ弾性変形しやすくなって、操作する指に操作突部が押圧方向へ動いているような操作感触を感じさせやすくなる。弾性キャップを押したときに、弾性キャップが弾性変形することで、押圧操作の際に検知出力が急激に立ち上がってしまうのを防止しやすくなる。また、弾性キャップが弾性変形しやすくなることで、弾性キャップを押している指が滑ることを防止しやすくなる。

【0028】

本発明では、弾性キャップにキャップ空洞部を形成することができる。首部を形成することで操作突部を比較的大きくできるため、前記キャップ空洞部の断面積を広くできる。そのため、弾性キャップを指で押したときに弾性キャップの上方被覆部がキャップ空洞部の内部に変形できるようになり、指で押したときに操作突部が動いているような操作反力を得ることができる。また、弾性キャップが変形しやすくなることで、指と弾性キャップとの間の滑りが生じにくくなる。

【0029】

また、操作突部に突部空洞部を設けた場合にも、操作突部を大きくできるので、操作突部の頂部でのキャップ空洞部の開口面積を広くできる。突部空洞部を設けると、弾性キャップを押したときにその上方被覆部が突部空洞部の内部に向けて変形できるため、操作部全体が沈み込みながら操作方向へ動くような操作感触を得ることできる。また、指と弾性キャップとの滑りも生じにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１の実施の形態の入力装置の全体構造を示す斜視図、

【図2】図１に示す入力装置の分解斜視図、

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、

【図4】（Ａ）は、図３のＡ−Ａ線の断面図、（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線の断面図、

【図5】図３のＶ−Ｖ線の断面図、

【図6】本発明の第２の実施の形態の入力装置の主要部を示す分解斜視図、

【図7】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図、

【図8】本発明の第３の実施の形態の入力装置の主要部を示す分解斜視図、

【図9】図８のＩＸ−ＩＸ線の断面図、

【図10】本発明の入力装置の回路ブロック図、

【図11】本発明の入力装置の動作説明図、

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１ないし図５に本発明の第１の実施の形態の入力装置１が示されている。入力装置１は、パーソナルコンピュータのキーボード装置に搭載され、指による押圧操作により二次元的な入力信号を生成でき、例えば座標入力を行うことができる。ただし、本発明の実施の形態の入力装置１は、キーボード装置以外の機器に搭載することも可能である。

【0032】

図１と図２に示すように、入力装置１は金属基板２に、樹脂成形体１０が固定されている。金属基板２は板金製であり、中央部に円形の開口部２ｂが形成され、開口部２ｂの周囲の４箇所に雌ねじ穴２ｃが開口している。また、金属基板２の左右両側部に取付け穴２ｅが形成されている。
入力装置１は、例えばキーボード装置に装備されるが、このとき、金属基板２は取付け穴２ｅに挿入される取付けねじによってキーボード装置の装置基板に固定される。

【0033】

樹脂成形体１０は合成樹脂材料で形成されている。樹脂成形体１０には円形の検出部１１が設けられている。検出部１１は厚さが均一な円形の板部であり、弾性変形部として機能する。検出部１１から４方向へ取付け部１２が一体に突出している。取付け部１２は、Ｘ方向とＹ方向の両方向に対して４５度の角度を有する中間方向へ突出している。それぞれの取付け部１２には取付け穴１２ａが形成されている。

【0034】

図１に示すように、樹脂成形体１０の検出部１１は、金属基板２の開口部２ｂに下側から挿入され、検出部１１においてＸ方向の両側に突出する掛止部１１ｂ，１１ｂが開口部２ｂに形成された位置決め凹部２ｆ，２ｆに挿入されて位置決めされる。このとき、取付け部１２が、金属基板２の支持板部２ａの下面に密着するように設置され、取付けねじ３の雄ねじ部３ａが、それぞれの取付け穴１２ａに挿入されて、支持板部２ａに形成された雌ねじ穴２ｃに螺着される。

【0035】

これにより、４方向に突出している取付け部１２のそれぞれが、支持板部２ａの下面に密着して固定され、円形の検出部１１が、金属基板２の開口部２ｂ内で歪みを生じることができるように配置される。

【0036】

樹脂成形体１０は、円形の検出部１１の下面が、平面形状のセンサ装備面１１ａとなっている。図２と図３に示すように、センサ装備面１１ａにフレキシブル配線基板４の十字形状部４ａが貼着されている。

【0037】

フレキシブル配線基板４の前記十字形状部４ａの下面の４箇所に、歪み検出センサ６が装備されている。歪み検出センサ６は、Ｘ方向に間隔を空けて配置されたセンサ６（Ｘ＋）とセンサ６（Ｘ−）、およびＹ方向に間隔を空けて配置されたセンサ６（Ｙ＋）とセンサ６（Ｙ−）とを有している。それぞれの歪み検出センサ６は、カーボンなどの矩形状の抵抗膜で形成されている。センサ６（Ｘ＋）とセンサ６（Ｘ−）は、Ｘ方向の両端部に電極部が設けられ、センサ６（Ｙ＋）とセンサ６（Ｙ−）は、Ｙ方向の両端部に電極部が設けられている。それぞれの電極部は、フレキシブル配線基板４に形成された配線パターンに接続されている。

【0038】

樹脂成形体１０には、角柱構造の操作突部１３が検出部１１から一体に延び出ている。操作突部１３は、その軸中心Ｏがセンサ装備面１１ａと垂直に延びるように形成されている。図２と図３に示すように、樹脂成形体１０には、検出部１１と操作突部１３との間に首部１４が形成されている。

【0039】

首部１４は、検出部１１と操作突部１３との境界部に位置する根元部であり、その断面形状は、操作突部１３のうちの首部１４に隣接する部分での断面形状よりも小さくなっている。

【0040】

図４（Ａ）は、図３に示す首部１４をセンサ装備面１１ａと平行なＡ−Ａ断面で切断した断面図であり、図４（Ｂ）は、操作突部１３をセンサ装備面１１ａと平行な面Ｂ−Ｂ面で切断した断面図である。図４（Ａ）に示す首部１４の断面において外輪郭１４ａで囲まれた四角形（正方形）の面積が、図４（Ｂ）に示す操作突部１３の断面において外輪郭１３ａで囲まれた四角形（正方形）の面積よりも小さくなっている。

【0041】

図２と図３に示すように、操作突部１３は、首部１４に隣接する部分（首部１４との境界部）から一定の高さＨの範囲において、外輪郭１３ａで囲まれた四角形（正方形）の面積が一定である。

【0042】

また、図３と図４（Ａ）に示すように、首部１４の内部の中央部に、断面が円形の空間１５が形成されている。

【0043】

操作突部１３は、上面が頂部１６であり、頂部１６は軸中心Ｏと垂直な平面である。操作突部１３では、頂部１６から検出部１１に向けて窪む凹部１７が４箇所に形成されている。それぞれの凹部１７は四角柱形状の操作突部１３のそれぞれの角部に形成されている。

【0044】

図２と図３に示すように、操作突部１３の側面の上部には、凹部１７と凹部１７との間に突起１８が一体に形成されている。

【0045】

図１ないし図３に示すように、操作突部１３には弾性キャップ２０が装着されている。弾性キャップ２０は合成ゴム材料やエラストマーで形成されている。弾性キャップ２０は外形状が円筒形であり、上面の操作面２０ａは円形であり凸曲面形状または平面形状である。

【0046】

図３に示すように、弾性キャップ２０には、下向きに解放された装着穴２１が形成されている。装着穴２１は断面が四角形であり、四角柱状の操作突部２１の外側に装着される。操作突部１３に弾性キャップ２０が被せられると、操作突部１３の側面に設けられた突起１８が装着穴２１の内面に食い込むことで、弾性キャップ２０が容易に抜け出ないように固定される。なお、前記装着穴２１の内面に突起１８と嵌合する嵌合凹部が形成されていてもよい。

【0047】

図３に示すように、弾性キャップ２０の内部には、操作突部１３の頂部１６に向けて開放されているキャップ空洞部２３が形成されている。キャップ空洞部２３は装着穴２１と連続して形成されているが、操作突部１３に弾性キャップ２０が被せられると、操作突部１３の頂部１６よりも上にキャップ空洞部２３が空間として残される。

【0048】

図５に示すように、弾性キャップ２０のキャップ空洞部２３の内部には、４角形のそれぞれの角部に、凸部２４が形成されている。図３に示すように、凸部２４は、キャップ空洞部２３の内部の各角部において上下方向（Ｚ方向）に延びるリブである。弾性キャップ２０が操作突部１３に装着されると、それぞれの凸部２４が、操作突部１３の頂部１６の角部に形成された凹部１７に突き当てられる。凸部２４が凹部１７の側部に突き当てられることで、弾性キャップ２０がＸ−Ｙ方向へ位置決められ、凸部２４の下面が凹部１７の底面に突き当てられることで、操作突部１３の頂部１６の上方にキャップ空洞部２３の空間を確保できる。

【0049】

図３に示すように、弾性キャップ２０は、キャップ空洞部２３の上を覆う上方被覆部２５を有し、上方被覆部２５の上面が前記操作面２０ａとなっている。弾性キャップ２０には、操作突部１３の側面を覆う側方被覆部２７が形成されている。また、上方被覆部２５の周囲には、側方被覆部２７よりも側方へ隆起した側方隆起部２６が形成されている。

【0050】

図１ないし図３に示す入力装置１は、操作突部１３の根元部に細い首部１４を形成したため、操作突部１３と検出部１１の連結部の断面を小さくでき、操作突部１３に力を与えたときに検出部１１に大きな応力を与えることができるようになる。また検出部１１の面積を比較的広く確保できるので、センサ装備面１１ａに歪みを生じさせやすい効果も期待できる。しかも、操作突部１３の外形を大きくしているため、手で操作しやすい大きさに設定される弾性キャップ２０を従来よりも薄く形成することが可能になる。

【0051】

また、弾性キャップ２０の内部にキャップ空洞部２３を設けることで、弾性キャップ２０の上方被覆部２５をさらに薄く構成することができる。キャップ空洞部２３の頂部１６からの深さ寸法Ｄ２は、弾性キャップ２０の上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ１の０．５倍以上で１．５倍以下が好ましく、さらに好ましくは、０．７倍以上で１．３倍以下である。

【0052】

また、側方被覆部２７の厚さ寸法Ｔも薄くできる。前記厚さ寸法Ｔは、上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ１以下であることが好ましい。図４（Ｂ）に示すように、操作突部１３の軸中心Ｏから外輪郭１３ａまでの距離の最小値をＷとしたときに、このＷよりも、側方被覆部２７の厚さ寸法Ｔの最大値の方が小さくなっている。

【0053】

図１０に示すように、歪み検出センサ６（Ｘ＋），６（Ｘ−），６（Ｙ＋），６（Ｙ−）でフルブリッジ回路が形成されており、歪み検出センサ６（Ｘ−），６（Ｙ−）のそれぞれの端部に電源電圧が印加され、歪み検出センサ６（Ｘ＋），６（Ｙ＋）の端部が接地されている。また、直列に接続されている歪み検出センサ６（Ｘ−），６（Ｘ＋）の中点からＸ出力が得られ、直列に接続されている歪み検出センサ６（Ｙ−），６（Ｙ＋）の中点からＹ出力が得られる。

【0054】

制御部３０では、Ｙ出力が比較器３１に与えられ、比較器３１において、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログ値に変換された基準値と比較され、その比較結果がＡ／Ｄ変換器３３でディジタル値に変換される。図１０では省略されているが、Ｘ出力についても、同様に、比較器において、Ｄ／Ａ変換器でアナログ値に変換された基準値と比較され、その比較結果がＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換される。

【0055】

次に、入力装置１の動作を説明する。
入力装置１は金属基板２がキーボード装置の装置基板などに固定された状態で使用される。弾性キャップ２０を介して操作突部１３が押されると、その根元部に連続する検出部１１に歪みが発生する。図１１に示すように、操作突部１３にＹ方向の押圧力Ｆｙが与えられると、検出部１１の下面のセンサ装備面１１ａに歪みが発生し、歪み検出センサ６（Ｙ−）に引張り歪みが与えられ、歪み検出センサ６（Ｙ＋）に圧縮歪みが与えられる。その結果、図１０に示すＡ／Ｄ変換器３３からのディジタル出力が変動し、Ｙ方向への操作力の大きさを検知することができる。同様にしてＸ出力も検知することで、操作突部１３に作用する力で二次元的な入力を行うことができる。

【0056】

図３に示すように、入力装置１では検出部１１と操作突部１３との間に首部１４が設けられているため、操作突部１３と検出部１１の連結部の断面を小さくでき、操作突部１３に力を与えたときに検出部１１に大きな応力を与えることができるようになる。また検出部１１の面積を比較的広く確保できるので、センサ装備面１１ａに歪みを生じさせやすい効果も期待できる。

【0057】

図３と図４（Ａ）に示すように、樹脂成形体１０に形成されている首部１４の内部に、円形の空間１５が形成されているため、操作突部１３に力が与えられたときに首部１４にわずかな変形を与えやすくなり、その結果、検出部１１に歪みを発生させやすくなる。

【0058】

また、首部１４よりも上に位置する操作突部１３の外形を大きくできるため、弾性キャップ２０を入力操作に適した大きさとしたときに、図３に示す上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ２と側方被覆部２７の厚さ寸法Ｔを薄くすることが可能である。前述のように、前記厚さ寸法Ｔの最大値を図４（Ｂ）に示すＷの最小値よりも小さくすることが可能である。

【0059】

また、操作突部１３の断面での外輪郭１３ａで囲まれた面積が大きいために、操作突部１３の頂部１６も広くでき、その結果、弾性キャップ２０のキャップ空洞部２３の面積を広く形成することができる。上方被覆部２５の下に広い面積のキャップ空洞部２３が形成されていると、弾性キャップ２０の上面である操作面２０ａを押して操作突部１３に倒れる方向の力を与えようとしたときに、上方被覆部２５がキャップ空洞部２３の内部に向けて変形しやすくなり、指が操作面２０ａで滑ることがなく、指に対して、あたかも操作突部１３が動いているかのような操作反力を感じさせることが可能になる。

【0060】

また、図２に示すように、操作突部１３の頂部に凹部１７が形成され、弾性キャップ２０のキャップ空洞部２３の内部に形成された凸部２４が前記凹部１７に突き当てられている。そのため、弾性キャップ２０のキャップ空洞部２３の空間の広さを確保でき、上方被覆部２５が弾性変形しやすくなる。

【0061】

さらに、図３に示すように、弾性キャップ２０の上部には、側方被覆部２７よりも側方へ隆起する側方隆起部２６が形成され、その内方に広いキャップ空洞部２３が形成されている。そのため、側方隆起部２６を指で押したときにも、側方隆起部２６が変形することで、弾性キャップ２０の全体が変形しやすくなる。

【0062】

このように、前記弾性キャップ２０は、上方被覆部２５と側方被覆部２７を比較的薄くでき、弾性キャップ２０を押したときに弾性キャップ２０が変形しやすくなるため、弾性キャップ２０を押したときに、操作突部１３に伝達される押圧力を緩和でき、検知出力が急激に立ち上がるのを抑制しやすくなる。

【0063】

以下本発明の他の実施の形態を説明する。
以下の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同じ機能を発揮する部分には、形状の相違が有ったとしても第１の実施の形態と同じ符号を付して、その詳しい説明を省略する。

【0064】

図６と図７に示す本発明の第２の実施の形態の入力装置１０１は、樹脂成形体１０に、検出部１１と操作突部１３と首部１４とが形成されており、首部１４の断面の外輪郭１４ａで囲まれた面積が、操作突部１３の断面の外輪郭１３ａで囲まれた面積よりも小さくなっている。

【0065】

この入力装置１０１は、弾性キャップ２０にキャップ空洞部２３が形成されておらず、操作突部１３に頂部１６から下側に広がって、弾性キャップ２０の上方被覆部２５に向けて開放された突部空洞部１９が形成されている。

【0066】

突部空洞部１９の頂部１６からの深さ寸法Ｄ３は、操作突部１３の高さ寸法Ｈ０の１／２以上である。また、弾性キャップ２０の上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ１は、突部空洞部１９の深さ寸法Ｄ３よりも小さくなっている。

【0067】

この入力装置１０１も、首部１４が細くその上の操作突部１３の断面の外輪郭１３ａで囲まれた面積が大きくなっているため、検出部１１に与える応力を大きくでき、しかも操作突部１３を大きくできる。

【0068】

また、操作突部１３を大きくすることで、弾性キャップ２０を操作に必要な大きさに形成したときに、上方被覆部２５と側方被覆部２７を薄くすることができる。ここでも、側方被覆部２７の厚さ寸法Ｔは、上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ１以下であることが好ましい。また、側方被覆部２７の厚さ寸法Ｔは，図４（Ｂ）に示すＷの最小値よりも小さい。

【0069】

弾性キャップ２０を薄く形成することで、弾性キャップ２０を指で押したときに、弾性変形しやすくなり、また指の滑りも生じにくくなる。

【0070】

また、操作突部１３を大きくできるため、突部空洞部１９の開口面積を大きくできる。図７に示すように、操作突部１３の頂部１６における突部空洞部１９の開口面積を、首部１４において外輪郭１４ａで囲まれた断面積の最小値と同じがそれよりも広くすることができる。

【0071】

弾性キャップ２０の上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ１が、突部空洞部１９の深さ寸法Ｄ３よりも小さく、頂部１６での突部空洞部１９の開口面積も広いため、操作面２０ａや側方隆起部２６を指で押したときに上方被覆部２５が突部空洞部１９の内方へ向けて変形しやすくなり、操作している指が弾性キャップ２０の表面で滑りにくく、また上方被覆部２５が弾性変形することで、あたかも指で操作突部１３を動かしているような操作感触をさらに得やすくなる。

【0072】

図８と図９に示す本発明の第３の実施の形態の入力装置２０１は、操作突部１３に頂部１６から凹状に形成された突部空洞部１９が形成され、弾性キャップ２０に、前記突部空洞部１９と連通するキャップ空洞部２３が形成されている。また、操作突部１３の頂部１６の角部に形成された凹部１７が、弾性キャップ２０のキャップ空洞部２３の内部に形成された凸部２４に突き当てられている。

【0073】

弾性キャップ２０の上方被覆部２５の厚さ寸法Ｄ１は、突部空洞部１９とキャップ空洞部２３の内部空間の高さの合計値Ｄ４よりも小さく形成されている。また、側方被覆部２７の厚さ寸法は、上方被覆部２５の厚さ寸法以下である。

【0074】

この入力装置２０１も、首部１４が細くその上の操作突部１３の断面の外輪郭１４ａで囲まれた面積が大きくなっているため、検出部１１に与える応力を大きくでき、しかも操作突部１３を大きくできる。

【0075】

この入力装置２０１も、弾性キャップ２０を薄く形成することで、弾性キャップ２０を指で押したときに、その力を操作突部１３に伝達させやすくなる。また、操作突部１３を大きくできるため、突部空洞部１９とキャップ空洞部２３の開口面積を大きくでき、頂部１６での突部空洞部１９の開口面積を、首部１４において外輪郭１４ａで囲まれた断面積の最小値と同じがそれよりも広くすることができる。

【0076】

よって、弾性キャップ２０の操作面２０ａや側方隆起部２６を指で押したときに上方被覆部２５がキャップ空洞部２３と突部空洞部１９の内方へ向けて変形することで、操作している指が弾性キャップ２０の表面で滑りにくく、また上方被覆部２５が弾性変形することで、あたかも指で操作突部１３を動かしているような操作感触を得やすくなる。

【符号の説明】

【0077】

１ 入力装置
２ 金属基板
６ 歪み検出センサ
１０ 樹脂成形体
１１ 検出部
１１ａ センサ装備面
１３ 操作突部
１３ａ 外輪郭
１４ 首部
１４ａ 外輪郭
１６ 頂部
１７ 凹部
１９ 突部空洞部
２０ 弾性キャップ
２０ａ 操作面
２３ キャップ空洞部
２４ 凸部
２５ 上方被覆部
２７ 側方被覆部
３０ 制御部
１０１，２０１ 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】