特許 7450564 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】

(24)【登録日】2024-03-07

(45)【発行日】2024-03-15

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/00 20060101AFI20240308BHJP

   H01H 13/06 20060101ALI20240308BHJP

   H01H 35/00 20060101ALI20240308BHJP

【ＦＩ】

H01H13/00 A

H01H13/06 B

H01H35/00 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021013370

(22)【出願日】2021-01-29

(65)【公開番号】P2022116940

(43)【公開日】2022-08-10

【審査請求日】2023-08-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中根 啓太

(72)【発明者】

【氏名】藤原 崇史

【審査官】高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１５７６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０７８３８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０５２８２３４７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－２１８８２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １３／００ － １３／８８

Ｈ０１Ｈ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定基板と、
前記固定基板に向かう押圧方向に押圧可能な操作部と、
前記固定基板に実装されており、前記操作部の押圧を検出可能な光学センサと、
前記固定基板の表面を被覆する防水部材と、を備え、
前記操作部は、前記光学センサから出射された光を前記光学センサに向けて反射させる反射部を有し、
前記防水部材は、前記光学センサの周囲を囲むとともに前記操作部のうち前記反射部の周囲の部位に接する遮光部を有する、入力装置。

【請求項2】

前記遮光部は、
前記光学センサの周囲を包囲する包囲部と、
前記包囲部の上端部につながっており、前記操作部に圧接する圧接部と、を有する、請求項１に記載の入力装置。

【請求項3】

前記操作部を前記押圧方向と反対方向に付勢する中立復帰部材をさらに備え、
前記圧接部による前記操作部の付勢力は、前記中立復帰部材による前記操作部の付勢力よりも小さい、請求項２に記載の入力装置。

【請求項4】

前記圧接部は、
前記包囲部の上端部から前記包囲部の内側に向かって延びる形状を有する内向き張出部と、
前記内向き張出部の内側の縁部から前記反射部に向かって突出しており、前記操作部に接する突出部と、を有する、請求項３に記載の入力装置。

【請求項5】

前記内向き張出部の厚みは、前記包囲部の厚みと同じかそれよりも小さい、請求項４に記載の入力装置。

【請求項6】

前記遮光部の内周面又は前記遮光部の全体は、黒色に形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の入力装置。

【請求項7】

前記操作部は、前記押圧方向と異なる方向における操作を検出可能な検出センサを有する、請求項１から６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】

この開示は、入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両等に搭載される入力装置が知られている。例えば、特開２０１５－１７２８４４号公報には、基板と、基板に対する押下が可能なタッチ操作面と、基板に実装されておりタッチ操作面の押下を検出する押下検出部と、基板とタッチ操作面との間に配置された弾性部と、を備えるタッチパッドが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１７２８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特開２０１５－１７２８４４号公報に示されるようなタッチパッドでは、小さな押圧ストロークを検出可能なものが求められている。それを実現するため、操作部の押圧を検出する素子として光学センサを用いることが考えられる。この場合、光学センサへの外乱光が遮蔽されることが望ましい。一方、光学センサが実装される基板は、通常、防水性が求められる。

【0005】

このため、操作部の押圧を検出する素子として光学センサが用いられる場合、少なくとも、基板を防水する部材と光学センサへの外乱光を遮る部材とが必要となり、部品点数が多くなる。

【0006】

本開示の目的は、部品点数の増大を回避しながら、光学センサへの外乱光の遮蔽と基板の防水とを両立することが可能な入力装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この開示の一局面に従った入力装置は、固定基板と、前記固定基板に向かう押圧方向に押圧可能な操作部と、前記固定基板に実装されており、前記操作部の押圧を検出可能な光学センサと、前記固定基板の表面を被覆する防水部材と、を備え、前記操作部は、前記光学センサから出射された光を前記光学センサに向けて反射させる反射部を有し、前記防水部材は、前記光学センサの周囲を囲むとともに前記操作部のうち前記反射部の周囲の部位に接する遮光部を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、部品点数の増大を回避しながら、光学センサへの外乱光の遮蔽と基板の防水とを両立することが可能な入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態の入力装置の平面図である。

【図2】図１におけるＩＩ－ＩＩ線での断面図である。

【図3】遮光部の拡大図である。

【図4】入力装置における固定部の分解斜視図である。

【図5】入力装置における操作部の分解斜視図である。

【図6】入力装置における弾性部材の斜視図である。

【図7】固定部と操作部と弾性部材との関係を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0011】

図１は、本開示の一実施形態の入力装置の平面図である。図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線での断面図である。この入力装置１は、車両のステアリングホイールに好ましく搭載される。

【0012】

図１～図５に示されるように、入力装置１は、固定部１００と、操作部２００と、中立復帰部材３００と、を備えている。

【0013】

固定部１００は、ステアリングホイールに対して相対変位しないようにステアリングホイールに取り付けられる。固定部１００は、カバー１１０と、固定基板１２０と、光学センサ１３０と、防水部材１４０と、ボデー１５０と、を有している。

【0014】

カバー１１０は、ステアリングホイールに固定される。

【0015】

固定基板１２０は、カバー１１０に固定されている。

【0016】

光学センサ１３０は、固定基板１２０に実装されている。光学センサ１３０は、操作部２００の押圧を検出可能である。具体的に、光学センサ１３０は、当該光学センサ１３０から出射された光の反射光を受信することによって操作部２００の押圧を検出する。固定基板１２０には、他の素子１３２も実装されている。

【0017】

防水部材１４０は、固定基板１２０を被覆している。防水部材１４０は、ゴムからなる。防水部材１４０は、遮光部１４４を有している。

【0018】

遮光部１４４は、光学センサ１３０をその周囲から遮光している。遮光部１４４は、光学センサ１３０の周囲を囲む形状を有している。遮光部１４４は、上方に（固定基板１２０側と反対方向に）開口している。ただし、遮光部１４４は、上方に開口していなくてもよい。遮光部１４４の内周面１４４Ｓは、黒色に形成されている。本実施形態では、防水部材１４０全体が黒色に形成されている。遮光部１４４の詳細については、後述する。

【0019】

ボデー１５０は、防水部材１４０上に配置されている。ボデー１５０は、カバー１１０とともに防水部材１４０の縁部１４１（図２を参照）を挟み込んだ状態でカバー１１０に固定されている。

【0020】

操作部２００は、固定部１００に向かう押圧方向（図２において矢印で示される方向）に押圧可能である。操作部２００は、光学センサ１３０から出射された光を光学センサ１３０に向けて反射させる反射部２１３を有している。操作部２００は、可動ベース２１０と、可動基板２２０と、ＬＥＤ２３０と、パネル２４０と、セパレータ２５０と、検出センサ２６０と、振動アクチュエータ２７０と、を有している。

【0021】

可動ベース２１０は、固定部１００に対して押圧方向と平行な方向に移動可能となるように固定部１００に取り付けられている。本実施形態では、可動ベース２１０は、ボデー１５０に固定されている。可動ベース２１０は、平坦部２１２と、補強部２１４と、を有している。

【0022】

平坦部２１２は、平坦に形成されている。平坦部２１２は、前記反射部２１３を有している。反射部２１３は、平坦部２１２のうち光学センサ１３０と対向する部位で構成されている。

【0023】

補強部２１４は、平坦部２１２を補強する。補強部２１４は、平坦部２１２の剛性を高める機能を有している。補強部２１４は、平坦部２１２の裏面から固定基板１２０に向かって突出する形状を有している。補強部２１４は、四角筒状に形成されている。補強部２１４は、反射部２１３の周囲に設けられている。補強部２１４は、遮光部１４４を包囲する形状を有している。

【0024】

可動基板２２０は、可動ベース２１０に固定されている。可動基板２２０には、ＬＥＤ２３０と静電ＩＣ２３２とが実装されている。

【0025】

パネル２４０は、可動ベース２１０に固定されている。パネル２４０は、操作者によって操作される部材である。図１に示されるように、パネル２４０の表面には、操作者により操作される被操作部２４２が形成されている。

【0026】

セパレータ２５０は、可動基板２２０上に固定されている。セパレータ２５０は、ＬＥＤ２３０から出射された光を被操作部２４２にのみ導く部材である。換言すれば、セパレータ２５０は、ＬＥＤ２３０から出射された光がパネル２４０における被操作部２４２とは異なる部位に至るのを防止する遮光部材としての機能を有している。

【0027】

検出センサ２６０は、パネル２４０の裏面に配置されている。検出センサ２６０は、押圧方向と異なる方向におけるパネル２４０の操作を検出可能である。本実施形態では、検出センサ２６０は、押圧方向と直交する方向に沿ってパネル２４０の表面をなぞる操作を検出可能な静電センサシートで構成されている。図２に示されるように、検出センサ２６０の一端部２６１は、可動基板２２０の裏面に接続されている。

【0028】

振動アクチュエータ２７０は、可動ベース２１０の平坦部２１２上に接着剤等によって固定されている。振動アクチュエータ２７０は、固定部１００に対してパネル２４０が押圧されたとき（光学センサ１３０によって操作部２００の押圧が検出されたとき）にパネル２４０に振動をフィードバックする。なお、振動アクチュエータ２７０は、省略されてもよい。

【0029】

中立復帰部材３００は、操作部２００を中立位置に復帰させる付勢力を操作部２００に付与する。中立復帰部材３００は、第１弾性部材３１０と、第２弾性部材３２０と、を有している。

【0030】

第１弾性部材３１０は、板バネで構成されている。第１弾性部材３１０は、ネジ等の締結部材Ｂによってボデー１５０と可動ベース２１０とに固定されている。第１弾性部材３１０は、固定部１００に対して操作部２００が押圧方向と平行な方向に移動可能となるように固定部１００と操作部２００とを連結している。

【0031】

第２弾性部材３２０は、ゴムからなる。第２弾性部材３２０は、ボデー１５０の四隅及び可動ベース２１０の四隅間に配置されている。第２弾性部材３２０は、操作部２００に付勢力を付与する機能の他、振動アクチュエータ２７０の振動に起因するパネル２４０の振動を減衰させる機能と、押圧に起因するパネル２４０の傾きを抑制する機能と、を有している。

【0032】

ここで、図２～図４を参照しながら、防水部材１４０の遮光部１４４について説明する。遮光部１４４は、可動ベース２１０のうち反射部２１３の周囲の部位に接している。遮光部１４４は、包囲部１４５と、圧接部１４６と、を有している。

【0033】

包囲部１４５は、光学センサ１３０の周囲を包囲している。包囲部１４５は、固定基板１２０から立ち上がる形状を有している。図４に示されるように、包囲部１４５は、四角筒状に形成されている。包囲部１４５の上部は、押圧方向と直交する方向に補強部２１４と重なっている。

【0034】

圧接部１４６は、包囲部１４５の上端部につながっている。圧接部１４６は、可動ベース２１０に圧接している。つまり、圧接部１４６は、可動ベース２１０を押圧方向と反対方向に付勢している。圧接部１４６の付勢力は、第１弾性部材３１０の付勢力及び第２弾性部材３２０の付勢力よりも小さい。図３に示されるように、圧接部１４６は、内向き張出部１４６ａと、突出部１４６ｂと、を有している。

【0035】

内向き張出部１４６ａは、包囲部１４５の上端部から包囲部１４５の内側に向かって延びる形状を有している。内向き張出部１４６ａは、環状に形成されている。内向き張出部１４６ａの厚みは、包囲部１４５の厚みと同じかそれよりも小さく形成されている。

【0036】

突出部１４６ｂは、内向き張出部１４６ａの内側の縁部から反射部２１３に向かって突出する形状を有している。突出部１４６ｂは、環状につながる形状を有している。本実施形態では、図４に示されるように突出部１４６ｂは、円環状に形成されている。突出部１４６ｂは、平坦部２１２のうち反射部２１３の周囲の部位に接している。

【0037】

以上に説明したように、本実施形態の入力装置１では、固定基板１２０の表面を被覆する防水部材１４０が遮光部１４４を有するため、換言すれば、防水部材１４０は、固定基板１２０の防水機能と光学センサ１３０への外乱光の遮蔽機能とを兼ね備えているため、部品点数の増大を回避しながら光学センサ１３０への外乱光の遮蔽と固定基板１２０の防水とを両立することが可能となる。

【0038】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

【0039】

例えば、圧接部１４６は、突出部１４６ｂのより形成されている開口を閉塞する閉塞部（図示略）をさらに有していてもよい。

【0040】

以上に説明した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例である。

【0041】

一態様に係る入力装置は、固定基板と、前記固定基板に向かう押圧方向に押圧可能な操作部と、前記固定基板に実装されており、前記操作部の押圧を検出可能な光学センサと、前記固定基板の表面を被覆する防水部材と、を備え、前記操作部は、前記光学センサから出射された光を前記光学センサに向けて反射させる反射部を有し、前記防水部材は、前記光学センサの周囲を囲むとともに前記操作部のうち前記反射部の周囲の部位に接する遮光部を有する。

【0042】

この入力装置では、固定基板の表面を被覆する防水部材が遮光部を有するため、換言すれば、防水部材は、固定基板の防水機能と光学センサへの外乱光の遮蔽機能とを兼ね備えているため、部品点数の増大を回避しながら光学センサへの外乱光の遮蔽と固定基板の防水とを両立することが可能となる。

【0043】

また、前記遮光部は、前記光学センサの周囲を包囲する包囲部と、前記包囲部の上端部につながっており、前記操作部に圧接する圧接部と、を有することが好ましい。

【0044】

このようにすれば、光学センサの遮光と、遮光部と操作部との隙間からの水の浸入の抑制と、が有効に達成される。

【0045】

また、前記入力装置において、前記操作部を前記押圧方向と反対方向に付勢する中立復帰部材をさらに備え、前記圧接部による前記操作部の付勢力は、前記中立復帰部材による前記操作部の付勢力よりも小さいことが好ましい。

【0046】

この態様では、圧接部による操作部の付勢力が操作部の押圧に与える影響が相対的に小さくなるため、遮光部と操作部との隙間からの水の浸入の抑制と、光学センサによる押圧の検出精度の低下の抑制と、の双方が達成される。

【0047】

また、前記圧接部は、前記包囲部の上端部から前記包囲部の内側に向かって延びる形状を有する内向き張出部と、前記内向き張出部の内側の縁部から前記反射部に向かって突出しており、前記操作部に接する突出部と、を有することが好ましい。

【0048】

このようにすれば、押圧方向と平行な方向への操作部の変位に応じて内向き張出部が同方向に撓むため、圧接部による操作部の付勢力が有効に低減される。

【0049】

また、前記内向き張出部の厚みは、前記包囲部の厚みと同じかそれよりも小さいことが好ましい。

【0050】

このようにすれば、上記効果がより確実に得られる。

【0051】

また、前記遮光部の内周面又は前記遮光部の全体は、黒色に形成されていることが好ましい。

【0052】

このようにすれば、光電センサへの外乱光の入射が抑制される。

【0053】

また、前記操作部は、前記押圧方向と異なる方向における操作を検出可能な検出センサを有することが好ましい。

【符号の説明】

【0054】

１ 入力装置、１００ 固定部、１１０ カバー、１２０ 固定基板、１３０ 光学センサ、１４０ 防水部材、１４４ 遮光部、１４５ 包囲部、１４６ 圧接部、１４６ａ 内向き張出部、１４６ｂ 突出部、１５０ ボデー、２００ 操作部、２１０ 可動ベース、２１２ 平坦部、２１３ 反射部、２１４ 補強部、２２０ 可動基板、２３０ ＬＥＤ、２３２ 静電ＩＣ、２４０ パネル、２４２ 被操作部、２５０ セパレータ、２６０ 検出センサ、２７０ 振動アクチュエータ、３００ 中立復帰部材、３１０ 第１弾性部材、３２０ 第２弾性部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】