特許 7403389 入力デバイス

(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】

(24)【登録日】2023-12-14

(45)【発行日】2023-12-22

(54)【発明の名称】入力デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01H 23/30 20060101AFI20231215BHJP

   G06F 3/0338 20130101ALI20231215BHJP

   H01H 25/00 20060101ALI20231215BHJP

   H01H 89/00 20060101ALI20231215BHJP

【ＦＩ】

H01H23/30

G06F3/0338

H01H25/00 E

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020094808

(22)【出願日】2020-05-29

(65)【公開番号】P2021190316

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】細野 邦夫

(72)【発明者】

【氏名】柳沼 貞幸

(72)【発明者】

【氏名】村中 哲夫

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０８４９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２０６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８２６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１４９８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ２３／００ － ２５／０６

Ｈ０１Ｈ ８９／００

Ｇ０６Ｆ ３／０３３－ ３／０３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

剛体製のプレートと、
前記プレートに固定され長手方向を有する樹脂製の起歪体と、
前記起歪体に載置されるキートップと、
前記起歪体に取り付けられる歪センサと
を含み、
前記起歪体は、前記長手方向の中央部に設けられる厚板部の厚さよりも前記長手方向の両端部に設けられる薄板部の厚さの方が薄く、
前記歪センサは、前記薄板部に取り付けられており、
前記起歪体は、前記厚板部において前記プレートに固定される、入力デバイス。

【請求項2】

前記キートップの長手方向の中央部に形成される貫通孔内に配置され、前記キートップの天面から露出し、前記キートップに対して上下方向に移動可能な押圧部と、
前記起歪体の前記厚板部に設けられ前記押圧部が押圧されると押圧される押圧検知センサと
をさらに含み、
前記キートップの長手方向は、前記起歪体の長手方向に対応する、請求項１に記載の入力デバイス。

【請求項3】

前記起歪体は、平坦な下面と、前記厚板部を上下方向に貫通する貫通孔とを有し、
前記歪センサ及び前記押圧検知センサが実装され、前記起歪体の前記下面に固定されるフレキシブル基板をさらに含み、
前記押圧部は、前記起歪体の貫通孔を通じて前記押圧検知センサを押圧する、請求項２に記載の入力デバイス。

【請求項4】

前記キートップは、前記キートップの長手方向における両端の下端から下方に突出し前記起歪体の上面に接触する凸部を有する、請求項２又は３に記載の入力デバイス。

【請求項5】

前記キートップと前記起歪体は、前記起歪体の前記薄板部において、ねじによって固定される、請求項４に記載の入力デバイス。

【請求項6】

前記起歪体の前記薄板部と前記キートップとの間に設けられるばねをさらに含み、
前記キートップは、矩形状の天面と、前記天面の四辺に連なる４つの側面とを有し、
前記４つの側面のうちの前記天面の長辺に連なる２つの側面は、長辺の中央部の下端から下方に延びる脚部を有し、前記脚部によって前記起歪体に対して回動可能に固定される、請求項２又は３に記載の入力デバイス。

【請求項7】

前記起歪体は、平坦な上面を有し、
前記歪センサ及び前記押圧検知センサが実装され、前記起歪体の前記上面に固定されるフレキシブル基板をさらに含む、請求項２に記載の入力デバイス。

【請求項8】

前記キートップは、矩形状の天面と、前記天面の四辺に連なる４つの側面とを有し、前記側面の前記起歪体と接触する接触部の前記天面からの距離は等しく、
前記起歪体は、前記キートップの四隅の前記接触部に接触する接触箇所以外は、前記キートップよりも狭い短手方向の幅を有する、請求項７に記載の入力デバイス。

【請求項9】

前記起歪体は、前記厚板部の前記長手方向における中央から幅方向に突出し、前記キートップの前記側面に当接する突起部を有する、請求項８に記載の入力デバイス。

【請求項10】

前記起歪体は、前記接触箇所を４つ有するとともに、前記幅方向の両側に１つずつ配置される２つの前記突起部を有する、請求項９に記載の入力デバイス。

【請求項11】

前記押圧検知センサは、ドーム状の第１金属片と、前記第１金属片の下に設けられる第２金属片とを有し、前記第１金属片が前記押圧部によって押圧されると変形して前記第２金属片と導通する押しボタンスイッチである、請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の入力デバイス。

【請求項12】

前記押圧検知センサは、歪センサである、請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の入力デバイス。

【請求項13】

前記プレートは金属製であり、前記起歪体が固定される基部と、前記基部に対して下方に向けて折り曲げられ電子機器に固定される固定部とを有する、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の入力デバイス。

【請求項14】

前記プレートは、前記起歪体の前記厚板部と接触する部分に複数の孔部を有し、
前記起歪体は、熱可塑性を有する樹脂製であり、前記厚板部の下面から下方に突出する複数の脚部を有し、
前記起歪体は、前記複数の脚部を前記複数の孔部にそれぞれ挿通した状態で前記脚部を変形させることで、前記プレートに固定される、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の入力デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、操作部材と、前記操作部材の傾斜操作を検出する歪センサと、前記操作部材の押圧操作を検出する押圧センサとを備えたスティック式座標入力装置であって、前記傾斜操作と前記押圧操作との同時操作が可能なことを特徴とするスティック式座標入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－０８４９７２号公報

【文献】特開平１０－０９７９０５号公報

【文献】特開平１０－１１６７０９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、従来のスティック式座標入力装置は、押圧操作に用いるプランジャ軸が傾斜操作にも用いられているため、押圧操作及び傾斜操作という操作方法の異なる２種類の操作を区別することが困難な場合があった。

【0005】

そこで、操作方法の異なる２種類の操作を容易に区別可能な入力デバイス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】

【0006】

本発明の実施形態の入力デバイスは、剛体製のプレートと、前記プレートに固定され長手方向を有する樹脂製の起歪体と、前記起歪体に載置されるキートップと、前記起歪体に取り付けられる歪センサとを含み、前記起歪体は、前記長手方向の中央部に設けられる厚板部の厚さよりも前記長手方向の両端部に設けられる薄板部の厚さの方が薄く、前記歪センサは、前記薄板部に取り付けられており、前記起歪体は、前記厚板部において前記プレートに固定される。

【発明の効果】

【0007】

操作方法の異なる２種類の操作を容易に区別可能な入力デバイスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１の入力デバイス１００を含む電子機器１０を示す図である。

【図2】入力デバイス１００を示す図である。

【図3】入力デバイス１００の一部分を示す図である。

【図4】入力デバイス１００の一部分を示す図である。

【図5】図２におけるＡ－Ａ矢視断面を示す図である。

【図6】実施形態１の変形例の入力デバイス１００Ｍを示す図である。

【図7】実施形態１の変形例の入力デバイス１００Ｍを示す図である。

【図8】実施形態１の変形例の入力デバイス１００Ｍを示す図である。

【図9】実施形態２の入力デバイス２００を示す図である。

【図10】キートップ２４０及び押圧部１５０を取り外した状態を示す図である。

【図11】入力デバイス２００の構成と動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の入力デバイスを適用した実施形態について説明する。

【0010】

＜実施形態１＞
図１は、実施の形態１の入力デバイス１００を含む電子機器１０を示す図である。以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。また、以下では、平面視とはＸＹ面視のことであり、説明の便宜上、－Ｚ方向側を下側又は下、＋Ｚ方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。

【0011】

電子機器１０は、スマートフォンやゲームコントローラ等であり、筐体１１を有する。電子機器１０は、Ｙ方向の厚さが薄い薄型の電子機器であり、筐体１１の側面には開口部１１Ａが設けられている。開口部１１Ａからは、入力デバイス１００のキートップ１４０及び押圧部１５０が露出している。

【0012】

図２は、入力デバイス１００を示す図である。以下では図２に加えて図３乃至図５を用いて説明する。図３及び図４は、入力デバイス１００の一部の構成要素を取り除いた状態を示す図であり、図５は、図２におけるＡ－Ａ矢視断面を示す図である。

【0013】

入力デバイス１００は、金属プレート１１０、スペーサ１１５、ＦＰＣ(Flexible Printed Circuit board:フレキシブル基板)１２０、歪検出素子１２５Ａ、押しボタンスイッチ１２５Ｂ、起歪体１３０、キートップ１４０、及び押圧部１５０を含む。これらのうち、歪検出素子１２５Ａ、押しボタンスイッチ１２５Ｂは、図２及び図３には示されておらず図４に示す。入力デバイス１００は、キートップ１４０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側を押圧する操作が可能であるとともに、押圧部１５０を－Ｚ方向に押圧する操作が可能な装置である。押圧部１５０はキートップ１４０に囲まれているため、キートップ１４０を操作するために利用者が触れる部分と、押圧部１５０を操作するために利用者が触れる部分とは非常に近いが、キートップ１４０の操作と押圧部１５０の操作とは操作する部位が異なり、操作方法の異なる２種類の操作である。なお、一例として、キートップ１４０の押圧操作による変位は、肉眼では分からない程度の微小なものであり、押圧部１５０の押圧操作による変位は、微小ではあるが肉眼で確認できる程度である。

【0014】

金属プレート１１０は、プレートの一例であり、例えばアルミニウム等の金属製である。このため、金属プレート１１０の剛性は、ＦＰＣ１２０の剛性よりも高い。金属プレート１１０は、基部１１０Ａと取付部１１０Ｂを有する。基部１１０Ａは、ＸＹ平面に平行な平板状の部分であり、平面視でＸ方向に長手方向の有する矩形状の部分である。基部１１０Ａは、Ｘ方向の中央部を挟んだ両側にそれぞれ設けられる２つの貫通孔１１１Ａを有する。貫通孔１１１Ａは、起歪体１３０を金属プレート１１０に固定するために設けられている。

【0015】

取付部１１０Ｂは、金属プレート１１０をスマートフォンやゲームコントローラ等の電子機器１０（図１参照）に取り付ける部分であり、貫通孔１１１Ｂを有する。貫通孔１１１Ｂにねじを挿通させることによって、金属プレート１１０は電子機器１０の筐体１１に取り付けられる。取付部１１０Ｂは、基部１１０Ａの－Ｙ方向側の端辺から－Ｚ方向に折り曲げられている。なお、このような金属プレート１１０は、板金をパンチングすることによって作成可能である。

【0016】

スペーサ１１５は、Ｘ方向に長手方向を有する薄板状の部材であり、一例として樹脂製である。スペーサ１１５のＸ方向の長さは、起歪体１３０の厚板部１３０ＡのＸ方向の長さと等しく、金属プレート１１０の基部１１０ＡとＦＰＣ１２０の基部１２０Ａとの間に挟まれた状態で、厚板部１３０ＡとＸ方向の位置を合わせた状態で配置される。スペーサ１１５は、Ｘ方向の中央部を挟んだ両側に貫通孔１１５Ａを有する。貫通孔１１５Ａの位置及び開口サイズは、金属プレート１１０の基部１１０Ａの貫通孔１１１Ａと合わせられている。スペーサ１１５は、ＦＰＣ１２０の下面に設けられる配線等と金属プレート１１０とを絶縁している。

【0017】

ＦＰＣ１２０は、基部１２０Ａと配線部１２０Ｂを有するフレキシブル基板であり、一例としてポリイミド製のフィルム基板である。基部１２０Ａの両端は、起歪体１３０の薄板部１３０Ｂの貫通孔１３１ＢよりもＸ方向における内側に位置する。

【0018】

基部１２０Ａの下面には２つの歪検出素子１２５Ａが実装されるとともに、上面には押しボタンスイッチ１２５Ｂが実装される。２つの歪検出素子１２５Ａは、起歪体１３０の薄板部１３０Ｂと重なる位置において基部１２０Ａの下面に実装される。基部１２０Ａのうちの２つの歪検出素子１２５Ａが実装される部分は、基部１２０Ａのうちの基部１１０Ａと厚板部１３０Ａとの間に挟まれない部分であるため、薄板部１３０ＢのＺ方向における変形に合わせて変形可能である。

【0019】

基部１２０Ａの上面は、起歪体１３０の下面に接着剤によって接着されている。基部１２０Ａの上面は、少なくとも２つの歪検出素子１２５Ａが位置する部分において起歪体１３０の薄板部１３０Ｂの下面に接着されていればよいが、ここでは一例として基部１２０Ａの上面の全体が起歪体１３０の下面と接着されていることとする。キートップ１４０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側を下方向に押圧する操作が行われた際に、起歪体１３０の薄板部１３０Ｂに生じる歪み（変形）がＦＰＣ１２０の基部１２０Ａの下面に実装された歪検出素子１２５Ａに伝達され易くするためである。

【0020】

基部１２０ＡのＸ方向における中央部は、金属プレート１１０の基部１１０Ａの上面にスペーサ１１５を介して配置された状態で、基部１１０Ａと起歪体１３０の厚板部１３０Ａとの間に挟まれた状態で固定される。基部１２０Ａは、２つの貫通孔１２１Ａを有する。２つの貫通孔１２１Ａは、Ｘ方向に沿って設けられており、スペーサ１１５の貫通孔１１５Ａに対応する位置に設けられている。貫通孔１２１Ａの開口サイズは、貫通孔１１５Ａの開口サイズに等しい。２つの貫通孔１２１Ａは、Ｘ方向において２つの歪検出素子１２５Ａよりも内側に位置する。

【0021】

ＦＰＣ１２０の下面には、２つの歪検出素子１２５Ａを直列に接続するハーフブリッジ回路を構成する配線と、押しボタンスイッチ１２５Ｂにビアを介して接続される配線とが設けられており、これらの配線は配線部１２０Ｂの端部の端子１２１Ｂに接続されている。配線は、一例として銀ペーストをＦＰＣ１２０の下面に印刷することによって作製される。配線自体にも柔軟性を持たせるためである。ただし、配線は銀ペーストをＦＰＣ１２０に印刷したものに限られるものではない。なお、図２乃至図４には、配線部１２０Ｂが基部１２０Ａに対して－Ｚ方向に折り曲げられている状態を示す。

【0022】

歪検出素子１２５Ａは、一例として、ナノカーボンで実現される伸縮性導電層の積層体で構成される抵抗式の歪センサである。２つの歪検出素子１２５Ａは、起歪体１３０の厚板部１３０ＡのＸ方向における両側に設けられる２つの薄板部１３０Ｂと重なる位置にそれぞれ設けられている。なお、歪検出素子１２５Ａは、このような構成のものに限定されるものではなく、他の構成のものを用いてもよい。

【0023】

押しボタンスイッチ１２５Ｂは、押圧検知センサの一例である。押しボタンスイッチ１２５Ｂは、基部１２０ＡのＸ方向における中央部の上面に実装される。押しボタンスイッチ１２５Ｂは、Ｘ方向において２つの貫通孔１２１Ａの間に位置する。押しボタンスイッチ１２５Ｂに、次のような構造のタクタイルスイッチを用いると、クリック感を得ることができる。押しボタンスイッチ１２５Ｂは、金属製のドーム１２５Ｂ１と、ドーム１２５Ｂ１の下に設けられる２つの金属片１２５Ｂ２とをカバーで覆った構成を有し、ドーム１２５Ｂ１が押圧部１５０によって下方向に押圧されると変形して金属片１２５Ｂ２と接触することで導通する。押しボタンスイッチ１２５Ｂの導通（オン）は、２つの金属片１２５Ｂ２が導通することによって実現される。ドーム１２５Ｂ１は第１金属片の一例であり、金属片１２５Ｂ２は第２金属片の一例である。なお、押しボタンスイッチ１２５Ｂは、このような構成のタクタイルスイッチに限らず、押圧することによって導通するものであればよい。

【0024】

起歪体１３０は、厚板部１３０Ａと薄板部１３０Ｂを有し、一例として熱可塑性を有する樹脂製である。起歪体１３０は、外部からの力によって形状に歪みが生じる物体である。物体の形状に歪みが生じることは、物体が変形することである。起歪体１３０は、Ｘ方向に長手方向を有する板状の部材であり、長手方向の中央部に位置する厚板部１３０Ａの方が、長手方向の両端部に位置する２つの薄板部１３０Ｂよりも厚さが厚い。また、厚板部１３０Ａの下面と、薄板部１３０Ｂの下面とは同一面で平らであるため、厚板部１３０Ａの上面の方が薄板部１３０Ｂの上面よりも上側に位置する。起歪体１３０が厚さの異なる厚板部１３０Ａと薄板部１３０Ｂを有するのは、キートップ１４０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側を下方向に押圧する操作が行われたときに、両端側に位置する薄板部１３０Ｂが中央側の厚板部１３０Ａよりも変形し易くするためである。このように厚さが薄い薄板部１３０Ｂを起歪体１３０の長手方向の両端側に設けることにより、変形が薄板部１３０Ｂに集中させることができ、また、１つの起歪体１３０で実現することで部品点数を減らすことができる。また、起歪体１３０の下面を平坦面にすることにより、起歪体１３０の製造が容易になる。

【0025】

厚板部１３０Ａは、スペーサ１１５のＸ方向の長さと等しいＸ方向の長さを有し、スペーサ１１５とＸ方向の位置が合わせられている。厚板部１３０ＡのＸ方向の中央には貫通孔１３１Ａが設けられており、下面側の中央には上方向に凹んだ凹部１３３Ａが設けられている。貫通孔１３１Ａは、押圧部１５０のプランジャ部１５３を挿通させるために設けられており、凹部１３３Ａは、押しボタンスイッチ１２５Ｂを収容するために設けられている。厚板部１３０Ａは、十分な厚さがあるためキートップ１４０の操作が行われても変形しない。このような厚板部１３０Ａがある部分に押しボタンスイッチ１２５Ｂを配置することで、押しボタンスイッチ１２５Ｂを薄板部１３０Ｂの変形から隔離するための剛体を設ける必要がなくなり、部品点数を削減できる。これは、Ｙ方向の薄型化にも有利である。

【0026】

また、厚板部１３０Ａの下面側の凹部１３３ＡのＸ方向における両側には、厚板部１３０Ａの下面（下端）から下方に延びる２本の脚部１３２Ａがそれぞれ設けられている。脚部１３２Ａは、起歪体１３０の厚板部１３０Ａの下面と、金属プレート１１０の基部１１０Ａの上面との間にスペーサ１１５及びＦＰＣ１２０を挟んで密着させた状態で、基部１１０Ａの貫通孔１１１Ａ、スペーサ１１５の貫通孔１１５Ａ、及びＦＰＣ１２０の貫通孔１２１Ａに挿通され、基部１１０Ａの下面側で加熱溶融によって変形させてから冷却して固化させることで、金属プレート１１０にかしめられる（固定される）。脚部１３２Ａの下端を貫通孔１１１Ａの開口サイズよりも大きくなるように変形させることで、起歪体１３０の厚板部１３０Ａの下面と、金属プレート１１０の基部１１０Ａの上面との間で、スペーサ１１５及びＦＰＣ１２０を固定することができる。

【0027】

薄板部１３０Ｂは、厚板部１３０ＡのＸ方向の両側に連続的に設けられており、厚板部１３０Ａよりも厚さが薄い部分である。薄板部１３０Ｂには、厚さ方向に貫通する貫通孔１３１Ｂが１つずつ設けられている。貫通孔１３１Ｂに下側から挿通されるねじ１３５がキートップ１４０に固定されることによって、薄板部１３０Ｂはキートップ１４０の長手方向における両端側の凸部１４２と固定される。薄板部１３０Ｂは、厚板部１３０Ａよりも薄いため、厚板部１３０ＡよりもＺ方向に変形し易い。ＦＰＣ１２０の基部１２０Ａのうちの薄板部１３０Ｂの下面に接着される部分の下面には歪検出素子１２５Ａが実装されるので、薄板部１３０ＢがＺ方向に変形すると歪検出素子１２５Ａの抵抗値が変化する。

【0028】

キートップ１４０は、基部１４１、凸部１４２、ネジ穴１４３、突起部１４４を有する樹脂製の部材である。キートップ１４０は、一例として電子機器１０（図１参照）の利用者が手等で直接触れて操作する部分である。

【0029】

基部１４１は、平面視で矩形状の上面（天面）１４１Ａと、上面１４１Ａの四辺に連なる４つの側面１４１Ｂとを有する直方体状の部材であり、Ｘ方向及びＹ方向の中央部においてＺ方向に貫通する貫通孔１４１Ｃを有する。貫通孔１４１Ｃの内部には、押圧部１５０が収納される。

【0030】

凸部１４２は、基部１４１のＸ方向の両端側の下端から下方に突出している。キートップ１４０の下端は、Ｘ方向の両端の凸部１４２が最も下方に突出しており、２つの凸部１４２の間の部分は、凸部１４２よりも上側に位置する。

【0031】

ネジ穴１４３は、凸部１４２の下面側から上側に向かって延在しており、基部１４１の内部にまで達している。ネジ穴１４３には起歪体１３０の貫通孔１３１Ｂに挿通されるねじ１３５がねじ止めされる。

【0032】

突起部１４４は、基部１４１の下側から下方に向けて突出する円柱状の部材であり、Ｘ方向において、凸部１４２よりも内側で貫通孔１４１Ｃよりも外側に設けられている。突起部１４４のＸ方向における位置は、起歪体１３０との関係では厚板部１３０Ａよりも外側で薄板部１３０Ｂと重なる位置である。突起部１４４の下端は、薄板部１３０Ｂには接触しておらず、薄板部１３０Ｂの上面との間には間隔が設けられている。突起部１４４は、押圧部１５０のガイドアーム１５２の貫通孔１５２Ａに挿通され、キートップ１４０に対して押圧部１５０が上下方向に移動する際に押圧部１５０を上下方向に案内する。

【0033】

押圧部１５０は、基部１５１、ガイドアーム１５２、及びプランジャ部１５３を有する。基部１５１は、平面視で長円形の柱状の部材であり、Ｘ方向における両側の下端からはガイドアーム１５２が±Ｘ方向に延在している。ガイドアーム１５２は、平面視で略Ｓ字状のアームであり、先端に貫通孔１５２Ａを有する。貫通孔１５２Ａは、ガイドアーム１５２の先端でＺ方向に貫通している。また、基部１５１の下面の中央からはプランジャ部１５３が下方に突出している。プランジャ部１５３は、起歪体１３０の貫通孔１３１Ａに挿通され、押圧部１５０が下方に押圧されていない状態でプランジャ部１５３の下端は押しボタンスイッチ１２５Ｂの上面に当接している。押圧部１５０が電子機器１０（図１参照）の利用者によって下方に押圧されると、プランジャ部１５３は押しボタンスイッチ１２５Ｂを押圧する。これにより、ドーム１２５Ｂ１が押圧されて金属片１２５Ｂ２に接触することで押しボタンスイッチ１２５Ｂがオンになる。利用者が押圧部１５０を離すと、ドーム１２５Ｂ１が元の形状に復帰することにより、押圧部１５０は押圧前の位置に戻る。

【0034】

以上のような入力デバイス１００において、キートップ１４０の押圧部１５０よりも＋Ｘ方向側の上面が押圧されると、キートップ１４０の＋Ｘ方向側の下端１４２Ａによって起歪体１３０の＋Ｘ方向側の薄板部１３０Ｂが下方に押圧される。このとき厚板部１３０Ａは殆ど変形しないため、＋Ｘ方向側の薄板部１３０Ｂは厚板部１３０Ａを支点として＋Ｘ方向側の先端が下方に押圧され、湾曲するように変形する。歪検出素子１２５Ａは、ＦＰＣ１２０の下面に設けられており、ＦＰＣ１２０は起歪体１３０の下面に設けられているため、＋Ｘ方向側の薄板部１３０Ｂが下方に押圧されると、＋Ｘ方向側の歪検出素子１２５ＡはＸ方向に縮むように変形する。この結果、＋Ｘ方向側の歪検出素子１２５Ａの抵抗値が低下し、ハーフブリッジ回路における２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位が変化する。このため、２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位に基づいて、キートップ１４０の押圧部１５０よりも＋Ｘ方向側の上面が押圧されたことを検知できる。

【0035】

また、このようにキートップ１４０の押圧部１５０よりも＋Ｘ方向側の上面が押圧されるときに入力デバイス１００の－Ｘ方向側で次のような動作が生じる場合がある。キートップ１４０の－Ｘ方向側の下端１４２Ａが起歪体１３０の－Ｘ方向側の薄板部１３０Ｂを上側に引っ張ることによって、－Ｘ方向側の歪検出素子１２５ＡがＸ方向に引き延ばされるように変形して抵抗値が変化する場合がある。このような－Ｘ方向側の歪検出素子１２５Ａの抵抗値の変化は、キートップ１４０の剛性が比較的高い場合、及び／又は、起歪体１３０の剛性が比較的低くてＺ方向に変形し易い場合に生じ得る。－Ｘ方向側の歪検出素子１２５ＡがＸ方向に引き延ばされると、抵抗値は増大するため、＋Ｘ方向側の歪検出素子１２５Ａの抵抗値の変化とは逆であり、ハーフブリッジ回路における２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位の変化の方向は同一であり、絶対値が大きくなる。このため、入力デバイス１００の－Ｘ方向側で上述のような動作が生じない場合と同様に、２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位に基づいて、キートップ１４０の押圧部１５０よりも＋Ｘ方向側の上面が押圧されたことを検知できる。

【0036】

また、キートップ１４０の押圧部１５０よりも－Ｘ方向側の上面が押圧されると、キートップ１４０の押圧部１５０よりも＋Ｘ方向側の上面が押圧される場合とはＸ方向において±が逆の動きが生じるため、２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位に基づいて、キートップ１４０の押圧部１５０よりも－Ｘ方向側の上面が押圧されたことを検知できる。

【0037】

また、押圧部１５０が押圧されると、プランジャ部１５３の下端が押しボタンスイッチ１２５Ｂを直接押圧し、このときにはキートップ１４０には力は掛からず、２つの歪検出素子１２５Ａの抵抗値は変化しないため、押しボタンスイッチ１２５Ｂの出力に基づいて押圧操作を確実に検知することができる。また、押圧部１５０がＺ方向に対して斜めに押圧されても、押圧操作を押しボタンスイッチ１２５Ｂの出力に基づいて確実に検出することができる。

【0038】

したがって、操作方法の異なる２種類の操作を容易に区別可能な入力デバイス１００を提供することができる。また、キートップ１４０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側を下方向に押圧する操作と押圧部１５０を押圧する操作とが同時に行われた場合には、両方の操作が行われていることを確実に検知することができる。また、起歪体１３０がＸ方向（長手方向）においてＺ方向に変位する構成としたため、Ｙ方向（短手方向）の幅を狭くすることができ、金属プレート１１０の取付部１１０Ｂを基部１１０Ａに対して折り曲げたため、Ｙ方向の幅が非常に薄い入力デバイス１００を提供することができる。このような入力デバイス１００は、薄型の電子機器１０（図１参照）の幅の狭い側面への実装に好適である。

【0039】

なお、以上では、押しボタンスイッチ１２５Ｂを用いる形態について説明したが、押しボタンスイッチ１２５Ｂの代わりに歪検出素子を用いて押圧操作を検出するようにしてもよい。この場合には、押圧部１５０の操作のためのストロークをより短くすることができる。また、以上では、歪検出素子１２５Ａと押しボタンスイッチ１２５ＢをＦＰＣ１２０に実装する形態について説明したが、入力デバイス１００がＦＰＣ１２０を含まずに起歪体１３０に歪検出素子１２５Ａと押しボタンスイッチ１２５Ｂを実装してもよい。

【0040】

また、図６乃至図８に示すような構成にしてもよい。図６乃至図８は、実施形態１の変形例の入力デバイス１００Ｍを示す図である。入力デバイス１００Ｍは、金属プレート１１０、スペーサ１１５、ＦＰＣ１２０、歪検出素子１２５Ａ、押しボタンスイッチ１２５Ｂ、起歪体１３０Ｍ、キートップ１４０Ｍ、押圧部１５０、及びばね１６０を含む。ここでは、図１乃至図５に示す入力デバイス１００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図６乃至図８では、歪検出素子１２５Ａ、押しボタンスイッチ１２５Ｂを省略する。また、図７及び図８ではキートップ１４０Ｍを透過的に示す。また、図６乃至図７では、金属プレート１１０の取付部１１０ＢにＸ方向に２つ形成される貫通孔１１１Ｂのうちの一方にねじ１１３が挿通されている状態を示す。

【0041】

入力デバイス１００Ｍは、入力デバイス１００の起歪体１３０、キートップ１４０を起歪体１３０Ｍ、キートップ１４０Ｍに置き換え、ばね１６０を追加した構成を有する。

【0042】

起歪体１３０Ｍは、厚板部１３０ＭＡと薄板部１３０ＭＢを有する。厚板部１３０ＭＡは、貫通孔１３１Ａと、脚部１３２Ａ（図示を省略、図５を援用）と、軸部１３３ＭＡとを有する。厚板部１３０ＭＡは、厚板部１３０Ａに軸部１３３ＭＡを追加した構成を有する。軸部１３３ＭＡは、厚板部１３０ＭＡのＸ方向の中央における±Ｙ方向側の側面から±Ｙ方向に突出する円柱状の軸部である。

【0043】

薄板部１３０ＭＢは、薄板部１３０Ｂの貫通孔１３１Ｂの代わりに凸部１３１ＭＢを有する。凸部１３１ＭＢは、薄板部１３０ＭＢのＸ方向における端部の上面から突出した部分であり、ばね１６０を嵌め込むために設けられている。凸部１３１ＭＢにはばね１６０の下端が嵌め込まれた状態で固定される。

【0044】

キートップ１４０Ｍは、基部１４１の代わりに基部１４１Ｍを有し、また、ネジ穴１４３を有しない代わりに、脚部１４３Ｍを有する。基部１４１Ｍは、図７及び図８に示すように、ばね１６０の上端を下面側で保持可能に構成されている。また、脚部１４３Ｍは、キートップ１４０Ｍの±Ｙ方向側の側面１４１ＢのＸ方向の中央部から下方に延在する壁状の部分であり、Ｙ方向に貫通する軸孔１４３ＭＡを有する。軸孔１４３ＭＡは、ＸＺ面視で円形であり、中心はキートップ１４０ＭのＸ方向の長さの中心に一致している。軸孔１４３ＭＡのＺ方向の位置は、キートップ１４０Ｍの貫通孔１４１Ｃに押圧部１５０を挿通させた状態で起歪体１３０Ｍの軸部１３３ＭＡを軸孔１４３ＭＡに挿通させると、プランジャ部１５３の下端が押しボタンスイッチ１２５Ｂ（図５参照）の上端に当接する位置に設定されている。

【0045】

キートップ１４０Ｍの貫通孔１４１Ｃに押圧部１５０を挿通させた状態で、基部１４１Ｍの下面側と起歪体１３０Ｍの凸部１３１ＭＢとの間に２つのばね１６０を嵌め込み、キートップ１４０Ｍの軸孔１４３ＭＡに起歪体１３０Ｍの軸部１３３ＭＡを挿通させると、図７に示すように入力デバイス１００Ｍを組み立てることができる。この状態で、２つのばね１６０は、自然長よりも収縮された状態である。２つのばね１６０は同一構造を有するためばね定数は等しく、キートップ１４０Ｍの長手方向の中心に対して対称な位置に配置されているため、キートップ１４０Ｍが操作されていない状態では、キートップ１４０Ｍは、起歪体１３０Ｍに対して２つのばね１６０によって保持され、バランスが保たれている。

【0046】

キートップ１４０Ｍの押圧部１５０よりも－Ｘ方向側を押圧すると、図８に示すようにキートップ１４０Ｍが軸孔１４３ＭＡに挿通された軸部１３３ＭＡを回転中心として回動する。キートップ１４０Ｍの回動は、凸部１４２の下端が起歪体１３０Ｍの上面に当接することで規制される。このときに、－Ｘ方向側の薄板部１３０ＭＢは、キートップ１４０Ｍの凸部１４２の下端によって下方に押圧されるため、－Ｘ方向側の歪検出素子１２５Ａの抵抗値が変化する。このため、キートップ１４０Ｍの－Ｘ方向側に押圧操作が行われたことを検知できる。また、凸部１４２の下端が起歪体１３０Ｍの薄板部１３０ＭＢの上面に接触している状態で、さらにキートップ１４０Ｍを下方に押圧すれば、歪検出素子１２５Ａの抵抗値がさらに変化するため、このことによってもキートップ１４０Ｍの操作を検知することができる。また、キートップ１４０Ｍの＋Ｘ方向側に押圧操作が行われたことも同様に検知できる。また、押圧部１５０の押圧操作は、図１乃至図５に示す入力デバイス１００と同様である。

【0047】

このため、２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位と、押しボタンスイッチ１２５Ｂの出力とに基づいて、キートップ１４０Ｍの＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側を下方向に押圧する操作と、押圧部１５０を押圧する操作とを別々に確実に検知することができる。したがって、操作方法の異なる２種類の操作を容易に区別可能な入力デバイス１００Ｍを提供することができる。また、２種類の操作が同時に行われた場合には、２種類の操作が行われていることを別々に確実に検知することができる。また、キートップ１４０Ｍの押圧部１５０よりも－Ｘ方向側又は＋Ｘ方向側を押圧すると、キートップ１４０Ｍが軸部１３３ＭＡを回転中心として回動するため、回動による操作感を提供できる。

【0048】

＜実施形態２＞
図９は、実施形態２の入力デバイス２００を示す図である。入力デバイス２００は、金属プレート１１０、ＦＰＣ２２０、歪検出素子１２５Ａ、押しボタンスイッチ１２５Ｂ、起歪体２３０、キートップ２４０、及び押圧部１５０を含む。ここでは、実施形態１の入力デバイス１００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図９に加えて図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、キートップ２４０及び押圧部１５０を取り外した状態を示す図である。図１１は、入力デバイス２００の構成と動作を説明するための図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）は、キートップ２４０の－Ｘ方向の上面を押圧するときの動作を説明する図であり、図１１（Ｃ）は、図９のＢ－Ｂ矢視断面を示し、押圧部１５０の押圧操作を行うときの動作を説明する図である。

【0049】

実施形態２の入力デバイス２００は、スペーサ１１５を省略し、ＦＰＣ１２０、起歪体１３０、キートップ１４０の代わりに、ＦＰＣ２２０、起歪体２３０、キートップ２４０を含む点が実施形態１の入力デバイス１００と異なる。ＦＰＣ２２０は、基部２２０Ａ及び配線部２２０Ｂを有し、基部２２０Ａの上面に歪検出素子１２５Ａ及び押しボタンスイッチ１２５Ｂの両方が実装されており、起歪体２３０の上面に配置される点が実施形態１のＦＰＣ１２０と異なる。

【0050】

起歪体２３０は、厚板部２３０Ａと薄板部２３０Ｂを有し、一例として熱可塑性を有する樹脂製である。起歪体２３０は、スペーサ１１５（図５参照）を介さずに、金属プレート１１０の基部１１０Ａの上面に載置される。

【0051】

厚板部２３０Ａは、薄板部２３０Ｂよりも厚さが厚く、２つの薄板部２３０ＢのＸ方向における間に位置する。厚板部２３０Ａと薄板部２３０Ｂの上面は平坦であり、ＦＰＣ２２０の基部２２０Ａが接着される。厚板部２３０Ａと薄板部２３０Ｂの上面を平坦にしたのは、ＦＰＣ２２０の密着性を良くするためである。起歪体２３０は、厚板部２３０Ａの下面の方が薄板部２３０Ｂの下面よりも下に位置する。また、厚板部２３０Ａと薄板部２３０Ｂの上面を平坦にすることにより、起歪体２３０の製造が容易になる。

【0052】

厚板部２３０Ａは、突起部２３１Ａ（図９、図１０参照）と脚部２３２Ａ（図１１参照）を有するが、実施形態１の厚板部１３０Ａのように貫通孔１３１Ａ（図５参照）を有しない。貫通孔１３１Ａを有しないのは、起歪体２３０の上に配置されるＦＰＣ２２０の上面に押しボタンスイッチ１２５Ｂが配置されるからである。

【0053】

突起部２３１Ａは、Ｘ方向（起歪体２３０の長手方向）の中心における±Ｙ方向側の側面から±Ｙ方向（起歪体２３０の短手方向）に突出している。脚部２３２Ａは、実施形態１の脚部１３２Ａと同様であり、厚板部２３０Ａの下面から下方に延びている。

【0054】

薄板部２３０Ｂは、Ｘ方向における端部に、係合孔２３１Ｂと突起部２３２Ｂ（図１０参照）を有する。係合孔２３１Ｂは、±Ｘ方向側の薄板部２３０Ｂの±Ｘ方向側の端部において、Ｙ方向の中央部に形成された平面視で矩形状の貫通孔である。係合孔２３１Ｂは、キートップ２４０を起歪体２３０に係合させるために用いられる。突起部２３２Ｂは、＋Ｘ方向側の薄板部２３０Ｂの＋Ｘ方向側の端部と、－Ｘ方向側の薄板部２３０Ｂの－Ｘ方向側の端部とにおいて、±Ｙ方向側の両側の側面から外側に突出している。厚板部２３０Ａの突起部２３１Ａ以外の部分と、薄板部２３０Ｂの突起部２３２Ｂ以外の部分とのＹ方向の幅は等しく、突起部２３１Ａと突起部２３２Ｂが±Ｙ方向に突出する長さは等しい。

【0055】

キートップ２４０は、基部２４１、係合部２４２Ａ、接触部２４２Ｂ、接触部２４２Ｃ、突起部２４４を有する樹脂製の部材である。キートップ２４０は、一例として電子機器１０（図１参照）の利用者が手等で直接触れて操作する部分である。

【0056】

基部２４１は、平面視で矩形状の上面（天面）２４１Ａと、上面２４１Ａの四辺に連なる４つの側面２４１Ｂとを有する直方体状の部材であり、Ｘ方向及びＹ方向の中央部においてＺ方向に貫通する貫通孔２４１Ｃを有する。貫通孔２４１Ｃの内部には、押圧部１５０が収納される。

【0057】

係合部２４２Ａは、基部２４１の長手方向の両端にある側面２４１ＢのＹ方向の幅の中央において、下方に延在する部分である。係合部２４２Ａは、下端から長手方向の外側に突出する爪部２４２Ａ１を有する。係合部２４２Ａは、キートップ２４０が起歪体２３０に取り付けられる際に、起歪体２３０の係合孔２３１Ｂに挿入され、爪部２４２Ａ１が係合孔２３１Ｂの下面側に係合する。

【0058】

接触部２４２Ｂは、基部２４１の四隅の下端に設けられており、側面２４１Ｂよりも下方に突出している。上面２４１Ａから基部２４１の４つの接触部２４２Ｂの下端までの距離は等しく、キートップ２４０が起歪体２３０に取り付けられて爪部２４２Ａ１が係合孔２３１Ｂの下面側に係合した状態で、４つの接触部２４２Ｂの下端は起歪体２３０の突起部２３２Ｂの上面に当接する。接触部２４２Ｂは、長手方向の両端側の側面２４１ＢのＹ方向の両端の下端が下方に延長された部分であり、側面２４１Ｂの一部分として捉えることができる。

【0059】

接触部２４２Ｃは、基部２４１の長手方向に沿った側面２４１Ｂの長手方向における中心の下端から下方に突出しており、キートップ２４０が起歪体２３０に取り付けられて爪部２４２Ａ１が係合孔２３１Ｂの下面側に係合した状態で、２つの接触部２４２Ｃの下端は、起歪体２３０の突起部２３１Ａの上面に当接する。上面２４１Ａから基部２４１の２つの接触部２４２Ｃの下端までの距離は等しく、上面２４１Ａから基部２４１の４つの接触部２４２Ｂの下端までの距離と等しい。接触部２４２Ｃは、長手方向に延在する側面２４１Ｂの長手方向における中央部の下端が下方に延長された部分であり、側面２４１Ｂの一部分として捉えることができる。

【0060】

突起部２４４は、実施形態１のキートップ１４０の突起部１４４と同様であり、押圧部１５０のガイドアーム１５２の貫通孔１５２Ａに挿通され、キートップ２４０に対して押圧部１５０が上下方向に移動する際に押圧部１５０を上下方向に案内する。

【0061】

キートップ２４０が起歪体２３０に取り付けられて爪部２４２Ａ１が係合孔２３１Ｂの下面側に係合した状態で、４つの接触部２４２Ｂの下端は起歪体２３０の突起部２３２Ｂの上面に当接するとともに、２つの接触部２４２Ｃの下端は起歪体２３０の突起部２３１Ａの上面に当接する。起歪体２３０の厚板部２３０Ａ及び薄板部２３０Ｂの突起部２３１Ａ及び突起部２３２Ｂ以外の部分のＹ方向の幅は、キートップ２４０のＹ方向の幅よりも狭い。起歪体２３０とキートップ２４０が接触して操作による荷重が掛かる箇所を突起部２３２Ｂ及び接触部２４２Ｂ（４箇所）と、突起部２３１Ａ及び接触部２４２Ｃ（２箇所）とに限ることにより、キートップ１４０に掛かる荷重を起歪体２３０に正確に伝達して確実に変形させることができる。また、上面２４１Ａから４つの接触部２４２Ｂと２つの接触部２４２Ｃとの高さ方向の長さを揃えることにより、高さ方向の調整が不要になり、高い寸法精度が得られる。また、起歪体２３０とキートップ２４０との一体性をより向上させることができる。また、起歪体２３０とキートップ２４０との接触箇所が限られることにより、組み立てや加工が容易になる。

【0062】

以上のような構成の入力デバイス２００において、図１１（Ａ）、（Ｂ）の矢印（１）で示すようにキートップ２４０の押圧部１５０よりも－Ｘ方向側の上面２４１Ａが下向きに押圧されると、図１１（Ｂ）の矢印（２）で示すように－Ｘ方向側の薄板部２３０Ｂの－Ｘ方向側の端部にある突起部２３２Ｂがキートップ２４０の接触部２４２Ｂによって下方に押圧される。このため、－Ｘ方向側の歪検出素子１２５ＡはＸ方向に引き延ばされて抵抗値が増大する。また、このときに＋Ｘ方向側の歪検出素子１２５Ａの抵抗値は変化しないか、又は変化が生じてもＸ方向に縮められて抵抗値が低下することになる。このため、ハーフブリッジ回路における２つの歪検出素子１２５Ａの中点における電位が変化し、キートップ２４０の押圧部１５０よりも－Ｘ方向側の上面が押圧されたことを検知できる。

【0063】

また、図１１（Ｃ）に矢印（３）で示すように押圧部１５０が押圧されると、プランジャ部１５３の下端が押しボタンスイッチ１２５Ｂを直接押圧し、このときにはキートップ２４０には力は掛からず、２つの歪検出素子１２５Ａの抵抗値は変化しないため、押しボタンスイッチ１２５Ｂの出力に基づいて押圧操作を確実に検知することができる。また、押圧部１５０が押圧される際にキートップ２４０の長手方向における中央が同時に下方に押圧されても、矢印（４）で示すように接触部２４２Ｂが突起部２３２Ｂの上面に当接するとともに、接触部２４２Ｃの下端が突起部２３１Ａの上面に当接することで起歪体２３０に対してキートップ２４０がＸ方向において均等に支えられ、２つの薄板部２３０Ｂに歪みは生じない。また、押圧部１５０がＺ方向に対して斜めに押圧されても、押圧操作を押しボタンスイッチ１２５Ｂの出力に基づいて確実に検出することができる。

【0064】

したがって、操作方法の異なる２種類の操作を容易に区別可能な入力デバイス２００を提供することができる。また、キートップ１４０の＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側を下方向に押圧する操作と、押圧部１５０とが同時に行われた場合には、２種類の操作が行われていることを別々に確実に検知することができる。また、起歪体２３０がＸ方向（長手方向）においてＺ方向に変位する構成としたため、Ｙ方向（短手方向）の幅を狭くすることができ、金属プレート１１０の取付部１１０Ｂを基部１１０Ａに対して折り曲げたため、Ｙ方向の幅が非常に薄い入力デバイス２００を提供することができる。このような入力デバイス２００は、薄型の電子機器１０（図１参照）の幅の狭い側面への実装に好適である。

【0065】

なお、以上では、起歪体２３０が突起部２３１Ａを有し、キートップ２４０が突起部２３１Ａに接触する接触部２４２Ｃを有する形態について説明したが、入力デバイス２００は、起歪体２３０が突起部２３１Ａを有さず、かつ、キートップ２４０が接触部２４２Ｃを有しない構成であってもよい。

【0066】

以上、本発明の例示的な実施形態の入力デバイスについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0067】

１００ 入力デバイス
１１０ 金属プレート
１２０ ＦＰＣ
１２５Ａ 歪検出素子
１２５Ｂ 押しボタンスイッチ
１３０、１３０Ｍ、２３０ 起歪体
１３０Ａ、１３０ＭＡ、２３０Ａ 厚板部
１３０Ｂ、１３０ＭＢ、２３０Ｂ 薄板部
２３１Ａ、２３２Ｂ 突起部
１４０、１４０Ｍ、２４０ キートップ
２４２Ｂ、２４２Ｃ 接触部
１５０ 押圧部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】