特開 2025-19876 入力機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025019876

(43)【公開日】2025-02-07

(54)【発明の名称】入力機器

(51)【国際特許分類】

   G05G 5/03 20080401AFI20250131BHJP

   A63H 5/04 20060101ALI20250131BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20250131BHJP

   G05G 1/02 20060101ALI20250131BHJP

   G05G 25/00 20060101ALI20250131BHJP

【ＦＩ】

G05G5/03 Z

A63H5/04 Z

G06F3/01 560

G05G1/02 F

G05G25/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023123751

(22)【出願日】2023-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】510072571

【氏名又は名称】株式会社丸和製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】柴田 豊

(72)【発明者】

【氏名】古内 祐二

【テーマコード（参考）】

2C150

3J070

5E555

【Ｆターム（参考）】

2C150CA13

2C150DF01

2C150DF33

2C150DK18

2C150EB37

2C150EF16

2C150EF23

2C150FA42

3J070AA07

3J070BA19

3J070CB02

3J070CC71

3J070DA46

5E555AA08

5E555BA08

5E555BB08

5E555BC01

5E555CA17

5E555CB59

5E555DA24

5E555FA00

(57)【要約】

【課題】ユーザに感じさせる手応えを様々に変更可能な入力機器を提供すること。
【解決手段】入力機器は、移動子３１４と、前記移動子３１４に対向して配置された固定子３１３とを有するアクチュエータ３１と、ユーザの身体により加えられた押圧力を前記移動子３１４に伝達する伝達体３４と、前記移動子３１４と前記固定子３１３とを挟んで前記伝達体の反対側に配置された圧力センサ３７とを備え、前記アクチュエータ３１は、前記圧力センサ３７が検出した押圧力に基づいて生成された駆動信号により前記移動子３１４を移動させる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動子と、前記移動子に対向して配置された固定子とを有するアクチュエータと、
ユーザの身体により加えられた押圧力を前記移動子に伝達する伝達体と、
前記移動子と前記固定子とを挟んで前記伝達体の反対側に配置された圧力センサとを備え、
前記アクチュエータは、前記圧力センサが検出した押圧力に基づいて生成された駆動信号により前記移動子を移動させる
入力機器。

【請求項2】

前記圧力センサからの信号を出力する圧力センサ端子と、
前記アクチュエータに駆動信号を入力するアクチュエータ端子とを備える
請求項１に記載の入力機器。

【請求項3】

前記圧力センサが検出した押圧力に基づいて駆動信号を生成する制御回路を備える
請求項１に記載の入力機器。

【請求項4】

前記圧力センサが検出した押圧力に基づいて制御される被制御物に接続された
請求項１に記載の入力機器。

【請求項5】

前記アクチュエータは、前記移動子と前記固定子との間に配置された形状記憶合金ワイヤの収縮により動作する衝撃駆動型アクチュエータである
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の入力機器。

【請求項6】

前記移動子の移動により、前記ユーザの身体に触覚フィードバックを行なう
請求項５に記載の入力機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力機器に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン等の情報機器のタッチパネルを透明板で覆い、ユーザが透明板を介してタッチパネルを操作した場合に、衝撃駆動型のアクチュエータを用いて透明板を動作させる触覚付与装置が提案されている（特許文献１）。タッチパネルの操作が受け付けられたことを、透明板の動作を介してユーザにフィードバックする、いわゆる触覚フィードバック機能を様々なタッチパネル方式の情報機器に付加できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１２８６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

たとえばタクタイルスイッチ、押しボタンスイッチおよびフットスイッチ等の、タッチパネル以外の様々な入力機器が使用されている。これらの入力機器においては、たとえば板バネ、コイルバネおよびダンパーのような部品を組み合わせた機械式の構造を用いて、操作した際の手応えをユーザに感じさせる。しかしながら機械式の構造では、ユーザに感じさせる手応えを様々に変更することは難しい。

【0005】

一つの側面では、ユーザに感じさせる手応えを様々に変更可能な入力機器の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

入力機器は、移動子と、前記移動子に対向して配置された固定子とを有するアクチュエータと、ユーザの身体により加えられた押圧力を前記移動子に伝達する伝達体と、前記移動子と前記固定子とを挟んで前記伝達体の反対側に配置された圧力センサとを備え、前記アクチュエータは、前記圧力センサが検出した押圧力に基づいて生成された駆動信号により前記移動子を移動させる。

【発明の効果】

【0007】

一つの側面では、ユーザに感じさせる手応えを様々に変更可能な入力機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】入力機器の斜視図である。

【図2】蓋を外した入力機器の正面図である。

【図3】図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線による拡大断面図である。

【図4】入力機器の分解斜視図である。

【図5】図４におけるＩＶ部拡大図である。

【図6】アクチュエータ、アクチュエータケース、伝達体および圧力センサの半断面図である。

【図7】外ケースの斜視図である。

【図8】内ケースの斜視図である。

【図9】レバーの斜視図である。

【図10】レバーを押し込んだ状態を説明する説明図である。

【図11】入力機器の制御回路を説明する説明図である。

【図12】押圧力と駆動信号との関係の例を示す表である。

【図13】実施の形態２の玩具を説明する説明図である。

【図14】実施の形態３の入力機器の斜視図である。

【図15】実施の形態３の入力機器の断面図である。

【図16】実施の形態３の入力機器の分解斜視図である。

【図17】ボタンを押し込んだ実施の形態３の入力機器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［実施の形態１］
図１は、入力機器１０の斜視図である。本実施の形態の入力機器１０は、被制御物１８（図１１参照）に接続して使用される。入力機器１０は、略直方体形状であり、略長方形箱型の外ケース５０と、外ケース５０の開口部を覆う蓋２１と、レバー６０とを備える。蓋２１は、四本の外ケースネジ２４により外ケース５０に取り付けられている。ユーザが不用意に蓋２１を外すことを防ぐために、外ケースネジ２４は目隠し用のシール等により覆われていてもよい。

【0010】

レバー６０は、外ケース５０の一つの側面の大半の部分に対応する第１板６０１と、隣接する他の側面の一部に対応する第２板６０２とを備える略Ｌ字形である。第１板６０１のうち、第２板６０２に近い部分には、たとえば溝状の滑り止め６０３が設けられている。ユーザは、たとえば手指等の身体の一部で滑り止め６０３を押し込むことにより、被制御物１８のＯＮ／ＯＦＦ操作等を行なえる。外ケース５０およびレバー６０の形状の詳細については、後述する。

【0011】

図２は、蓋２１を外した入力機器１０の正面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線による拡大断面図である。図４は、入力機器１０の分解斜視図である。図５は、図４におけるＩＶ部拡大図である。図１から図５を使用して、入力機器１０の構成の概要を説明する。

【0012】

図４に示すように蓋２１には外ケースネジ２４が挿通される４個のザグリ穴と、貫通するレバー軸穴２１１とが設けられている。図４および図５に示すように、外ケース５０の内部には、内ケース４０、アクチュエータケース３３、アクチュエータ３１、伝達体３４および二本のコイルバネ２７が収容されている。内ケース４０は、第１板６０１側に開口部を向けた長方形箱型である。内ケース４０の一方の短辺の外側に、二本のバネ保持柱４３が設けられている

【0013】

内ケース４０の底部から、開口部とは反対側に向かって固定板４０１が突出している。固定板４０１には、厚さ方向に貫通する二つの固定穴４６（図８参照）が設けられている。図２に示すように、内ケース４０は、固定穴４６に挿通された内ケースネジ２５により外ケース５０に固定されている。内ケース４０および外ケース５０の形状の詳細については、後述する。

【0014】

内ケース４０の内部に、アクチュエータケース３３が収容されている。アクチュエータケース３３は、第１板６０１側に開口部を向けた長方形箱型である。アクチュエータケース３３の底面の中央部から、内ケース４０の底部に向かって柱状の押圧突起３３１が突出している。

【0015】

アクチュエータケース３３の側面に四本の摺動突起３３２が設けられている。それぞれの摺動突起３３２は、内ケース４０の底部に対して垂直である。アクチュエータケース３３は、内ケース４０に対して内ケース４０の開口から出入りする向き、すなわち摺動突起３３２の長手方向の向きに摺動可能である。

【0016】

アクチュエータケース３３の内部に、略直方体形状のアクチュエータ３１が収容されている。アクチュエータ３１は、移動子３１４と、移動子３１４に対向して配置された固定子３１３とを備える。固定子３１３は、アクチュエータケース３３に対して固定されている。アクチュエータ３１は、駆動信号を印加する際に用いられるアクチュエータ基板３１２を備える。アクチュエータ基板３１２は、屈曲および折り曲げ可能なＦＰＣ（Flexible printed circuits：フレキシブルプリント基板）である。アクチュエータ３１の構造の詳細については、後述する。

【0017】

図２に示すように、アクチュエータ基板３１２は外ケース５０の外側に引き出されている。図３に示すように、移動子３１４の一部は、アクチュエータケース３３の開口部から突出している。

【0018】

図５に戻って説明を続ける。伝達体３４は、長方形板状の伝達板３４２と、伝達板３４２の長辺から内ケース４０側にそれぞれ突出する二枚の係合板３４３とを有する略Ｕ字板状である。伝達板３４２の中央部から係合板３４３とは反対方向に、角柱状の伝達突起３４１が突出している。係合板３４３の先端には、内向きに突出して内ケース４０と係合する係合爪３４８と、係合板３４３の先端側に開口する略Ｕ字溝形状のセンサ溝３４４とが設けられている。

【0019】

圧力センサ３７は、略円形の感圧部３７１と、感圧部３７１から延びる略長方形のセンサ基板３７２とを備える。センサ基板３７２は、屈曲および折り曲げ可能なＦＰＣである。本実施の形態においては、センサ基板３７２は一か所で約９０度の角度で折り曲げられている。

【0020】

図３に戻って説明を続ける。図３は、レバー６０が押し込まれておらず、アクチュエータ３１が動作していない状態における入力機器１０の断面を示す。図３においては、入力機器１０は、第１板６０１を上側にして、静置した状態である。

【0021】

内ケース４０とアクチュエータケース３３との間に、感圧部３７１が挟まれている。アクチュエータケース３３は、自重により感圧部３７１に接触している。このとき、アクチュエータケース３３の開口部の端面は、内ケース４０の内側に位置している。アクチュエータ３１は、移動子３１４の先端が内ケース４０の端面よりも長さＭだけ突出している。前述したように、アクチュエータケース３３は内ケース４０の内側で図３における上下方向に摺動可能である。

【0022】

伝達体３４と、内ケース４０との間には、隙間が設けられており、伝達体３４は係合爪３４８と内ケース４０との係合が外れない範囲で内ケース４０に対して図３における上下方向に移動可能である。図３においては、伝達体３４は、自重により移動子３１４に接触している。

【0023】

第１板６０１から伝達突起３４１に向かって、略球形の先端部を有するレバー突起６４が突出している。レバー突起６４と伝達突起３４１との間隔を、長さＬで示す。

【0024】

図２に戻って説明を続ける。図５を使用して説明したバネ保持柱４３と、レバー６０に設けられたバネ保持柱４３（図８参照）との間に、二本のコイルバネ２７が保持されている。図２に示す状態では、コイルバネ２７の長さはほぼ自然長である。

【0025】

アクチュエータ３１から延びるアクチュエータ基板３１２と、感圧部３７１から延びるセンサ基板３７２とが、外ケース５０の外側に引き出されている。図示を省略するが、アクチュエータ基板３１２の先端部には、ＦＰＣコネクタに差し込んで導通させることが可能なアクチュエータ端子が形成されている。同様にセンサ基板３７２の先端部には、ＦＰＣコネクタに差し込んで導通させることが可能な圧力センサ端子が形成されている。

【0026】

図６は、アクチュエータ３１、アクチュエータケース３３、伝達体３４および圧力センサ３７の半断面図である。図６を使用して、アクチュエータ３１の構成の概要を説明する。前述のとおり、アクチュエータ３１は、移動子３１４と、移動子３１４に対向して配置された固定子３１３とを備える。

【0027】

移動子３１４と固定子３１３との間に、固定子ローラ３１５と移動子ローラ３１６とが交互に配置されている。固定子ローラ３１５は、固定子３１３に回動可能に取り付けられている。移動子ローラ３１６は、移動子３１４に回動可能に取り付けられている。固定子ローラ３１５と移動子ローラ３１６との間に、ワイヤ３１７が挟まれている。

【0028】

ワイヤ３１７の両端は、固定子３１３に固定されている。ワイヤ３１７の両端は、アクチュエータ基板３１２に設けられた配線にそれぞれ接続されている。ワイヤ３１７は、形状記憶合金ワイヤである。

【0029】

アクチュエータ基板３１２を介してワイヤ３１７の両端にパルス電圧が印加された場合、ワイヤ３１７はジュール熱により瞬時に発熱する。ワイヤ３１７は、温度が変態点を超えた場合に、瞬時に約４パーセントから５パーセント程度短くなる。ワイヤ３１７が短くなることにより、移動子ローラ３１６が固定子３１３から離れる向きに瞬時に移動する。移動子ローラ３１６の動きに伴い、移動子３１４も固定子３１３から離れる向きに瞬時に移動する。

【0030】

パルス電圧の終了に伴い、ジュール熱の発生は停止する。ワイヤ３１７に発生した熱は、固定子ローラ３１５および移動子ローラ３１６を介して外部に放散されて、ワイヤ３１７の温度は変態点以下に下がる。図示を省略する付勢バネの作用により移動子３１４は固定子ローラ３１５に向けて押され、アクチュエータ３１は元の状態に戻る。

【0031】

以上に説明したとおり、アクチュエータ３１は、アクチュエータ基板３１２を介してパルス電圧状の駆動信号が印加された場合に、移動子３１４が固定子３１３から離れる方向に瞬時に移動する、いわゆる衝撃駆動型アクチュエータである。パルス電圧の幅、最大電圧、およびパルス電圧を印加する回数等を変化させることにより、移動子３１４の動作状態を変化させることができる。

【0032】

図７は、外ケース５０の斜視図である。前述のとおり、外ケース５０は略長方形箱型である。外ケース５０の側面は、図７における上部と右上部においては切り欠かれている。外ケース５０の底面には、側面が切り欠かれた部分に沿って略Ｌ字形状の薄肉部５８が形成されている。

【0033】

上部の切り欠きの縁の近傍に、レバー軸穴５１が配置されている。レバー軸穴５１は、外ケース５０の底面を貫通する丸穴である。図７におけるレバー軸穴５１の右側に、略四辺形のレバー保持部５５が配置されている。レバー保持部５５は、薄肉部５８に形成されており、底が平らで、底と縁とが垂直な窪みである。

【0034】

図７の下側に示す側面には、センサ基板溝５６およびアクチュエータ基板溝５７が設けられている。センサ基板溝５６は、内側にアクチュエータ基板３１２を配置可能な幅を有する略Ｕ字溝である。アクチュエータ基板溝５７は、内側にセンサ基板３７２を配置可能な幅を有する略Ｕ字溝である。

【0035】

外ケース５０の底面から、外ケース５０の側面と同じ方向に四つのボスが突出している。ボスの突出高さは、側面の高さよりも若干低い。それぞれのボスの中央部には、外ケースネジ２４が取り付けられる外ケースネジ穴５２が形成されている。

【0036】

四個の外ケースネジ穴５２により囲まれる四辺形の内側に、二個の内ケースネジ穴５３と、円形の第１穴５４１と、長円形の第２穴５４２とが設けられている。第２穴５４２の短径は、第１穴５４１の内径と略同一である。内ケースネジ穴５３、第１穴５４１および第２穴５４２は、いずれも外ケース５０の底面を貫通していない。

【0037】

二個の内ケースネジ穴５３の中心を結ぶ線は、外ケース５０の底面の長辺と略平行である。第２穴５４２の長軸も、外ケース５０の底面の長辺と略平行である。第１穴５４１の中心と、第２穴５４２の中心とを結ぶ線も、外ケース５０の底面の長辺と略平行である。ここで第２穴５４２の中心は、第２穴５４２の長軸の中点を意味する。

【0038】

第１穴５４１の中心と、第１穴５４１に近い側の内ケースネジ穴５３の中心とを結ぶ線は、外ケース５０の底面の短辺と略平行である。第２穴５４２の中心と、第２穴５４２に近い側の内ケースネジ穴５３の中心とを結ぶ線も、外ケース５０の底面の短辺と略平行である。すなわち、二個の内ケースネジ穴５３と、第１穴５４１と第２穴５４２は、それぞれの中心が略長方形を構成するように配置されている。

【0039】

図８は、内ケース４０の斜視図である。前述のとおり内ケース４０は、長方形箱型である。一方の長辺側の側面は、底面側に延びて固定板４０１を形成している。前述のとおり固定板４０１には、厚さ方向に貫通する二個の固定穴４６が設けられている。

【0040】

長辺側の側面には、略長方形のケース凹部４５が形成されている。図５に示すように、固定板４０１が設けられていない側の側面では、ケース凹部４５により内ケース４０の側面が二分されている。

【0041】

図８に戻って説明を続ける。ケース凹部４５は、内ケース４０の開口側に配置された第１凹部４５１と、内ケース４０の開口側から遠い第２凹部４５２とを含む。内ケース４０の側面からみて、第２凹部４５２は第１凹部４５１よりも深く形成されている。第１凹部４５１と第２凹部４５２との境界部は、一段の階段状に形成されている。

【0042】

図２および図５に示すように、ケース凹部４５は、伝達体３４の側面により覆われる。係合爪３４８が、第１凹部４５１と第２凹部４５２との間の段差に係合して、たとえば入力機器１０が第１板６０１を下に向けて配置された場合であっても、伝達体３４が内ケース４０から外れて落下することが防止されている。

【0043】

第１凹部４５１と第２凹部４５２との境界に沿って、センサ穴４２が設けられている。センサ穴４２は、長手方向を底面に平行に配置した長穴である。センサ穴４２の長手方向の側面のうち一方は、内ケース４０の底面と同一平面上に配置されている。したがって、図３に示すように、センサ穴４２に挿通された感圧部３７１は、内ケース４０の底面に平らな状態で保持される。

【0044】

内ケース４０の短辺側の側面の一方から、内ケース４０の底面と平行なバネ保持ベース４４が突出している。バネ保持ベース４４の、内ケース４０の開口部側の面から、二本のバネ保持柱４３が突出している。バネ保持柱４３は、先端が若干細くなった略円柱形状である。バネ保持柱４３の外径は、コイルバネ２７の内径と略同一である。

【0045】

固定板４０１に連続している側面から、二個の固定突起４７が突出している。固定突起４７の外径は、図７を使用して説明した第１穴５４１の内径と略同一である。二本の固定突起４７が、第１穴５４１および第２穴５４２にそれぞれ嵌合することにより、外ケース５０に対する内ケース４０の位置決めが精度良く実現される。内ケース４０が位置決めされた状態で、二本の内ケースネジ２５が固定穴４６を介して内ケースネジ穴５３に締め込まれることにより、内ケース４０が外ケース５０に固定される。

【0046】

内ケース４０の内面には、底面に垂直な四本の摺動溝４８が設けられている。内ケース４０にアクチュエータケース３３を収容した場合、アクチュエータケース３３の側面に設けられた摺動突起３３２が、摺動溝４８内を摺動する。したがって、アクチュエータケース３３は、内ケース４０の開口から出入りする向きに摺動可能である。

【0047】

図９は、レバー６０の斜視図である。前述の通りレバー６０は、略長方形の第１板６０１と、第１板６０１の一方の短辺から突出する略長方形の第２板６０２とを備える略Ｌ字形である。第１板６０１の他方の短辺から第２板６０２と同じ方向に突出する短い略長方形板の二つの側面のそれぞれから、略円柱形状のレバー軸６１が突出している。二本のレバー軸６１の中心軸は、同一直線上に配置されている。

【0048】

前述のとおり、第１板６０１から、第２板６０２と同じ向きに、略球形の先端部を有するレバー突起６４が突出している。レバー突起６４と第２板６０２との間において、第１板６０１の一方の長辺の縁から、第２板６０２と同じ向きに略Ｌ字型の係止突起６５が突出している。係止突起６５の先端は、第１板６０１の外側に突出している。

【0049】

係止突起６５と第２板６０２との間において、第１板６０１から、第２板６０２と同じ方向に二本のバネ保持柱６３が突出している。バネ保持柱６３は、先端が若干細くなった略円柱形状である。バネ保持柱６３の外径は、コイルバネ２７の内径と略同一である。前述のとおり、バネ保持柱６３とバネ保持柱４３との間に、コイルバネ２７が保持される。

【0050】

一方のレバー軸６１は、図７を使用して説明したレバー軸穴５１に挿通される。他方のレバー軸６１は、蓋２１に設けられたレバー軸穴２１１に挿通される。係止突起６５の先端は、レバー保持部５５に収容される。以上により、レバー６０はレバー軸６１を軸として回動可能に保持される。回動可能な範囲は、係止突起６５とレバー保持部５５とにより規制される。

【0051】

図１０は、レバー６０を押し込んだ状態を説明する説明図である。図１０を使用して、入力機器１０の動作を説明する。ユーザは、たとえば手指等の身体の一部で滑り止め６０３を押し込む。レバー６０は、レバー軸６１を軸にして図１０における時計回りに回動する。レバー突起６４は、長さＬ押し込まれた場合に伝達突起３４１に接触する。

【0052】

レバー６０は、滑り止め６０３を力点、レバー軸６１を支点、レバー突起６４を作用点とする梃子の機能を果たす。したがって伝達体３４は、ユーザが押圧する力よりも強い力で押し込まれる。図３および図６に示すように、伝達体３４が移動子３１４に接触する。なお、前述の通り移動子３１４の先端が内ケース４０の端面よりも長さＭだけ突出している。したがって伝達体３４は、内ケース４０の端面に接触する前に、確実に移動子３１４に接触する。

【0053】

ユーザがさらにレバー６０を押し込むことにより、移動子３１４が固定子３１３およびアクチュエータケース３３が感圧部３７１に向けて押し込まれる。押圧突起３３１により感圧部３７１が押圧される。

【0054】

感圧部３７１により検出された圧力は、センサ基板３７２を介して後述する制御回路１６（図１１参照）に伝達される。制御回路１６からアクチュエータ基板３１２を介してアクチュエータ３１にパルス電圧状の駆動信号が印加される。

【0055】

駆動信号によりワイヤ３１７が瞬時に収縮して、移動子３１４が固定子３１３から離れる方向に瞬時に動作する。移動子３１４の動作は、伝達突起３４１および伝達体３４を介して、レバー６０に伝達される。したがって滑り止め６０３を押し込んでいるユーザの手指に、移動子３１４の動作が伝達され、ユーザは触覚フィードバックを感知する。

【0056】

図１１は、入力機器１０の制御回路１６を説明する説明図である。制御回路１６は、センサ基板３７２およびアクチュエータ基板３１２がそれぞれ接続されるコネクタを備える。感圧部３７１で検出された圧力が、センサ基板３７２を介して制御回路１６に入力される。制御回路１６は、所定の関数または変換表等に基づいて、駆動信号を生成する。圧力と駆動信号との関係の例については、後述する。駆動信号は、アクチュエータ基板３１２を介してアクチュエータ３１に印加される。

【0057】

制御回路１６は、被制御物１８に接続されるコネクタを備えても良い。制御回路１６と被制御物１８とは、無線通信を介して接続されていてもよい。制御回路１６は、感圧部３７１で検出された圧力に基づいて被制御物１８を制御する制御信号を生成する。制御信号は、被制御物１８に入力される。

【0058】

制御信号は、ＯＮ－ＯＦＦの切り替え信号であっても、押圧力に応じて連続的に変化する信号であってもよい。感圧部３７１で検出された圧力が制御回路１６を介さずに被制御物１８に直接入力されてもよい。駆動信号と同一の信号が、被制御物１８に入力されてもよい。

【0059】

制御回路１６は、たとえば入力機器１０と制御回路１６との間に接続された、信号変換機能を有するハードウェアである。制御回路１６は、ソフトウェアにより駆動信号を生成する情報機器であってもよい。制御回路１６は、被制御物１８に搭載されていてもよい。

【0060】

制御回路１６は、入力機器１０に内蔵されていてもよい。制御回路１６が入力機器１０に内蔵されている場合、センサ基板３７２およびアクチュエータ基板３１２は外ケース５０の外に露出しない。

【0061】

図１２は、押圧力と駆動信号との関係の例を示す表である。図１２には、Ｎｏ．１とＮｏ．２との二種類の例を示す。図１２に示す関係は例示であり、押圧力と駆動信号との関係は、Ｎｏ．１およびＮｏ．２に限定されるものではない。

【0062】

Ｎｏ．１に示す例では、感圧部３７１により検出された押圧力の大きさに基づいて、駆動信号の電圧が変化する。駆動信号のパルス幅Ｗ１は変化しない。駆動信号の電圧は、たとえば押圧力に応じて連続的に変化する。駆動信号の電圧は、押圧力に応じて二値または三値等の離散的な値に変化してもよい。

【0063】

Ｎｏ．２に示す例では、感圧部３７１により検出された押圧力の大きさに基づいて、駆動信号の電圧とパルス数とが変化する。例えば押圧力がＦ１である場合には、駆動信号は電圧Ｖ３、パルス幅Ｗ３の一パルスであり、押圧力がＦ２である場合には、駆動信号は電圧Ｖ４、パルス幅Ｗ４の五パルスである。

【0064】

滑り止め６０３に触れているユーザは、駆動信号のパルス数および電圧の大小を明確に感知するとは限らないが、触れている感触の相違は感知できる。

【0065】

本実施の形態によると、ユーザに感じさせる手応えを様々に変更可能な入力機器１０を提供できる。滑り止め６０３を押し込む力の大小に基づいて、被制御物１８がたとえば「ゆっくり動く」と「早く動く」等の二種類の動作を行なう場合を例にして説明する。押圧力と駆動信号との関係については、図１２のＮｏ．１を使用する。

【0066】

滑り止め６０３を押し込む力が最初の閾値であるＦ１を超えて被制御物１８が「ゆっくり動く」動作を開始するとき、図１２の一番上の行に示す駆動信号がアクチュエータ３１に印加される。ユーザは、滑り止め６０３に触れている手指に軽い振動を感じる。

【0067】

滑り止め６０３を押し込む力が二つ目の閾値であるＦ１を超えて被制御物１８が「早く動く」動作を開始するとき、図１２上から二番目の行に示す駆動信号がアクチュエータ３１に印加される。ユーザは、滑り止め６０３に触れている手指に強い振動を感じる。

【0068】

以上により、ユーザが被制御物１８の動作を目視してなくても、所望の押圧力を入力できたことを速やかに感知できる入力機器１０を提供できる。一つの入力機器１０で複数通りの入力を行なえるため、少ない数の入力機器１０を使用して、被制御物１８に対する様々な操作を行なえる。

【0069】

［実施の形態２］
本実施の形態は、入力機器１０を内蔵する玩具７０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0070】

図１３は、実施の形態２の玩具７０を説明する説明図である。本実施の形態の玩具７０は、トリガ７１を備えるピストル型である。グリップ内に入力機器１０が収容されている。トリガ７１は、ユーザによりトリガ７１が引かれた場合に、レバー６０を押し込むように取り付けられている。

【0071】

グリップには、制御回路１６およびスピーカ７２も内蔵されている。スピーカ７２は、本実施の形態における被制御物１８の例示である。

【0072】

たとえばユーザが軽くトリガ７１を引いた場合、アクチュエータ３１からトリガ７１に軽い衝撃が伝達される。スピーカ７２からはピストルの発射音を模した音が出力される。

【0073】

たとえばユーザが強くトリガ７１を引いた場合、アクチュエータ３１からトリガ７１に強い振動が伝達される。スピーカ７２からは機関銃の発射音を模した音が出力される。

【0074】

以上により、トリガ７１を引く力に応じて異なる動作をする玩具７０を提供できる。

【0075】

なお制御回路１６は、いったん駆動信号を出力した後は、圧力センサ３７に加えられた押圧力に対して所定の不感時間の間反応しないように構成されていてもよい。所定の不感時間は、たとえば５０ミリ秒程度である。不感時間を設けることにより、ユーザがトリガ７１を引いている最中にアクチュエータ３１からトリガ７１に加えられた振動を圧力センサ３７が検出して、制御回路１６が駆動信号を出力することを防止できる。以上により、ユーザの意に反した動作を防止した玩具７０を実現できる。

【0076】

なお不感時間は、実施の形態１の入力機器１０が接続される制御回路１６に設定されていてもよい。

【0077】

［実施の形態３］
本実施の形態は押しボタン型の入力機器１０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0078】

図１４は、実施の形態３の入力機器１０の斜視図である。図１５は、実施の形態３の入力機器１０の断面図である。図１６は、実施の形態３の入力機器１０の分解斜視図である。本実施の形態の入力機器１０は、外ケース５０、ボタン７５、伝達体３４、アクチュエータ３１、アクチュエータケース３３、内ケース４０およびベース板５９を備える。

【0079】

外ケース５０は、四角形の筒状である。ボタン７５は、四角形の板の各辺から脚が延びる形状である。ベース板５９は、外ケース５０の一面を覆う板である。ベース板５９の四隅は、外ケースネジ２４により外ケース５０に固定されている。

【0080】

内ケース４０は、四角形の板の中央に長方形の箱が設けられた形状である。内ケース４０は、二本の内ケースネジ２５により、ベース板５９に固定されている。内ケース４０の中に、アクチュエータケース３３およびアクチュエータ３１が収容されて、伝達体３４が被せられている。アクチュエータケース３３、アクチュエータ３１および伝達体３４の形状は、実施の形態１とほぼ同一である。アクチュエータケース３３とベース板５９との間に、感圧部３７１が挟み込まれている。レバー突起６４と伝達体３４との間隔を、長さＬで示す。

【0081】

内ケース４０は、長方形の箱の長辺の外側に、二本のバネ保持柱４３を備える。図１５に示すように、ボタン７５はベース板５９側に突出する伝達体３４と、二本のバネ保持柱６３とを備える。バネ保持柱４３とバネ保持柱６３との間にそれぞれコイルバネ２７が保持されている。外ケース５０は、コイルバネ２７によりベース板５９から離れる向きに付勢されている。

【0082】

図１７は、ボタン７５を押し込んだ実施の形態３の入力機器１０の断面図である。レバー突起６４が長さＬ押し込まれた場合に、レバー突起６４と伝達体３４とが接触する。レバー突起６４が伝達体３４およびアクチュエータ３１を介してアクチュエータケース３３をベース板５９に向けて押し込むことにより、感圧部３７１に押圧力が加わる。押圧力に基づいて生成された駆動信号により、アクチュエータ３１が動作する。

【0083】

本実施の形態によると、平たいボタン型の入力機器１０を提供できる。複数個を並べて配置しやすい入力機器１０を提供できる。

【0084】

各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、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すべての変更が含まれることが意図される。

【0085】

特許請求の範囲に記載した独立請求項および従属請求項は、引用形式に関わらずあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載しても良い。

【符号の説明】

【0086】

１０ 入力機器
１６ 制御回路
１８ 被制御物
２１ 蓋
２１１ レバー軸穴
２４ 外ケースネジ
２５ 内ケースネジ
２７ コイルバネ
３１ アクチュエータ
３１２ アクチュエータ基板
３１３ 固定子
３１４ 移動子
３１５ 固定子ローラ
３１６ 移動子ローラ
３１７ ワイヤ（形状記憶合金ワイヤ）
３３ アクチュエータケース
３３１ 押圧突起
３３２ 摺動突起
３４ 伝達体
３４１ 伝達突起
３４２ 伝達板
３４３ 係合板
３４４ センサ溝
３４８ 係合爪
３７ 圧力センサ
３７１ 感圧部
３７２ センサ基板
４０ 内ケース
４０１ 固定板
４２ センサ穴
４３ バネ保持柱
４４ バネ保持ベース
４５ ケース凹部
４５１ 第１凹部
４５２ 第２凹部
４６ 固定穴
４７ 固定突起
４８ 摺動溝
５０ 外ケース
５１ レバー軸穴
５２ 外ケースネジ穴
５３ 内ケースネジ穴
５４１ 第１穴
５４２ 第２穴
５５ レバー保持部
５６ センサ基板溝
５７ アクチュエータ基板溝
５８ 薄肉部
５９ ベース板
６０ レバー
６０１ 第１板
６０２ 第２板
６０３ 滑り止め
６１ レバー軸
６３ バネ保持柱
６４ レバー突起
６５ 係止突起
７０ 玩具
７１ トリガ
７２ スピーカ
７５ ボタン

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】