特許 7476429 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】2024-04-19

(45)【発行日】2024-04-30

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/14 20060101AFI20240422BHJP

   H01H 13/52 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

H01H13/14 A

H01H13/52 F

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023530081

(86)(22)【出願日】2022-06-22

(86)【国際出願番号】 JP2022024839

(87)【国際公開番号】W WO2022270528

(87)【国際公開日】2022-12-29

【審査請求日】2024-01-18

(31)【優先権主張番号】P 2021105457

(32)【優先日】2021-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】斉藤 礼純

(72)【発明者】

【氏名】小原 啓志

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６０３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０１００６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １３／１４

Ｈ０１Ｈ １３／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体の内部に設けられた反転バネと、
前記筐体の内部において前記反転バネと並べて設けられた荷重センサと、
前記反転バネの頂部と前記荷重センサとに跨って設けられ、操作荷重が加えられたときに、前記反転バネの前記頂部と前記荷重センサとの双方を押圧するステムと、
前記筐体の内部に設けられた第１固定接点とを備え、
前記ステムは、導電性部材からなり、
前記操作荷重が加えられたときに、前記反転バネの前記頂部と前記荷重センサとの双方を押圧するとともに、前記第１固定接点と接触することにより、当該ステムを介して前記第１固定接点に通電する
ことを特徴とする入力装置。

【請求項2】

前記反転バネの頂部は、開口部を有し、
前記第１固定接点は、前記反転バネの裏側、且つ、前記開口部と対向する位置に設けられ、
前記ステムは、前記反転バネが反転したときに、前記反転バネの前記開口部を貫通して前記第１固定接点と接触する突起部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。

【請求項3】

前記ステムは、
前記操作荷重が加えられる操作部を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。

【請求項4】

前記筐体に設けられ、前記ステムを支持する支持部を備え、
前記ステムは、
前記操作部に前記操作荷重が加えられたときに、前記支持部を支点として傾くことにより、前記反転バネの前記頂部を押圧するとともに、前記荷重センサを押圧する
ことを特徴とする請求項３に記載の入力装置。

【請求項5】

前記操作部は、
前記反転バネの前記頂部と支持部とが並ぶ第１の方向において、前記反転バネの前記頂部と支持部との間に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。

【請求項6】

前記第１の方向において、前記支持部から前記操作部までの第１の距離と、前記支持部から前記反転バネの前記頂部までの第２の距離との比が、１：５である
ことを特徴とする請求項５に記載の入力装置。

【請求項7】

前記支持部は、前記ステムが常時接続される第２固定接点を有し、
前記ステムは、
前記操作部に前記操作荷重が加えられたときに、さらに前記第１固定接点と接触することにより、当該ステムを介して前記第２固定接点と前記第１固定接点との間を通電させる
ことを特徴とする請求項５に記載の入力装置。

【請求項8】

前記操作部は、
前記ステムを平面視した場合において、前記反転バネの前記頂部を押圧する第１押圧部と、前記荷重センサを押圧する第２押圧部と、前記支持部によって支持される支点部とがなす三角領域内に設けられている。
ことを特徴とする請求項５に記載の入力装置。

【請求項9】

前記ステムは、
前記操作荷重が加えられたとき、前記荷重センサの頂部との接触点を支点として傾倒しつつ、前記反転バネの前記頂部と前記荷重センサとの双方を押圧する
ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。

【請求項10】

前記ステムの上側に設けられたカバー部材を備え、
前記カバー部材は、
前記ステムを押圧することによって、前記ステムを前記反転バネの前記頂部および前記荷重センサに押し当てる弾性腕部を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の入力装置。

【請求項11】

前記ステムは、
長手形状を有し、
前記長手形状の長手方向における一端側にて前記反転バネの前記頂部を押圧する第１押圧部と、
前記長手方向における他端側にて前記荷重センサを押圧する第２押圧部と、
前記長手方向における中央部にて、上方にむかって凸状に屈曲した形状を有し、前記操作荷重が加えられる操作部と、を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の入力装置。

【請求項12】

前記荷重センサは、
前記筐体に設けられた収容部に収容され、前記弾性腕部からの押圧力を前記ステムを介して受けることにより、前記収容部の底部に押し当てられて固定される
ことを特徴とする請求項１０に記載の入力装置。

【請求項13】

前記ステムは、
硬質な素材が用いられて形成される
ことを特徴とする請求項９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、入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、操作部材の押圧操作がなされたとき、操作部材によって押圧された可動接点部材が反転してクリック操作感を付与できるとともに、可動接点部材が第１固定接点部に接触することで、第１固定接点部と第２固定接点部との間が導通するように構成された、プッシュスイッチが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実用新案登録第３１７９０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示のプッシュスイッチは、押圧操作によるオンとオフとの間の切り換えしか行うことができないため、押圧操作の多様な検出を行うことができない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る入力装置は、筐体と、筐体の内部に設けられた反転バネと、筐体の内部において反転バネと並べて設けられた荷重センサと、反転バネの頂部と荷重センサとに跨って設けられ、操作荷重が加えられたときに、反転バネの頂部と荷重センサとの双方を押圧するステムとを備える。

【発明の効果】

【0006】

一実施形態に係る入力装置によれば、比較的簡単な構成により、押圧操作に対してクリック操作感を付与できるとともに、押圧操作の多様な検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る入力装置の外観斜視図

【図2】一実施形態に係る入力装置の平面図

【図3】一実施形態に係る入力装置の分解斜視図

【図4】一実施形態に係る入力装置の分解斜視図

【図5】一実施形態に係る入力装置のＡ－Ａ断面線（図２参照）による断面図

【図6】一実施形態に係る入力装置のＢ－Ｂ断面線（図２参照）による断面図

【図7】一実施形態に係る筐体が有する複数の固定接点部材の構成を示す図

【図8】一実施形態に係るステムの操作位置、押圧位置、および支点位置を示す図

【図9】一実施形態に係る入力装置の操作荷重特性の一例を示す図

【図10】他の一実施形態に係る入力装置の外観斜視図

【図11】他の一実施形態に係る入力装置の分解斜視図

【図12】他の一実施形態に係る入力装置の分解斜視図

【図13】他の一実施形態に係る入力装置の斜視断面図

【図14A】他の一実施形態に係る入力装置の動作を説明するための図

【図14B】他の一実施形態に係る入力装置の動作を説明するための図

【図15】他の一実施形態に係る入力装置の底面側から視た外観斜視図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。なお、以降の説明では、便宜上、水平方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、垂直方向（上下方向）をＺ軸方向とする。但し、Ｚ軸正側を上側とし、Ｚ軸負側を下側とする。また、Ｘ軸正側を前側とし、Ｘ軸負側を後側とする。また、Ｙ軸正側を右側とし、Ｙ軸負側を左側とする。

【0009】

（入力装置１００の概要）
図１は、一実施形態に係る入力装置１００の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る入力装置１００の平面図である。図１および図２に示す入力装置１００は、各種電子機器等に用いられる、押圧操作可能な薄型の入力装置である。図１および図２に示すように、入力装置１００は、筐体１１０の第１凹部１１１に平板状のステム１３０が配置されており、入力装置１００は、ステム１３０の操作部１３１に対する押圧操作がなされたときに、筐体１１０の第１凹部１１１内に設けられている、反転バネ１２０の頂部１２０Ａと圧力センサ１５０（「荷重センサ」の一例）の押圧部１５１との双方を、ステム１３０によって押圧することができる。入力装置１００は、反転バネ１２０の頂部１２０Ａを押圧することにより、反転バネ１２０を反転させて押圧操作にクリック操作感を付与することができるとともに、外部接続端子１６２Ａと外部接続端子１６４Ａとの間を導通状態（すなわち、スイッチオン状態）に切り換えることができる。また、入力装置１００は、圧力センサ１５０の押圧部１５１を押圧することにより、押圧操作の操作荷重を検出して、検出された操作荷重を示す検出信号を、圧力センサ１５０に繋がる４つの外部接続端子１６１Ａ，１６３Ａ，１６５Ａ，１６６Ａから出力することができる。

【0010】

（入力装置１００の構成）
図３および図４は、一実施形態に係る入力装置１００の分解斜視図である。図５は、一実施形態に係る入力装置１００のＡ－Ａ断面線（図２参照）による断面図である。図６は、一実施形態に係る入力装置１００のＢ－Ｂ断面線（図２参照）による断面図である。

【0011】

図２～図６に示すように、入力装置１００は、筐体１１０、反転バネ１２０、ステム１３０、およびインシュレータ１４０を備える。

【0012】

筐体１１０は、上下方向（Ｚ軸方向）に薄型の直方体形状を有し、且つ、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において左右方向（Ｙ軸方向）を長手方向とする横長の長方形状を有する、樹脂製且つ容器状の部材である。筐体１１０は、上面１１０Ａから下方に向かって凹んだ形状に形成された、第１凹部１１１を有する。第１凹部１１１は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、概ね横長の長方形状を有する。

【0013】

第１凹部１１１の右側（Ｙ軸正側）の内底面には、さらに下方に向かって凹んだ形状を有する第２凹部１１２が形成されている。第２凹部１１２は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において円形状を有する。第２凹部１１２には、反転バネ１２０が配置される。第２凹部１１２の内底面の中央には、第１固定接点１１３が設けられている。

【0014】

第１凹部１１１の左側（Ｙ軸負側）且つ前側（Ｘ軸正側）の底部には、支持部１１４が設けられている。支持部１１４は、金属性且つ円盤状の第２固定接点１１４Ａを有する。支持部１１４は、第２固定接点１１４Ａの上面によって、ステム１３０の裏面に設けられた支点部１３４を支持する。支持部１１４は、第２固定接点１１４Ａの上面によってステム１３０を水平に支持できるように、第２固定接点１１４Ａの高さ位置が、第１凹部１１１の内底面から高められている。

【0015】

第１凹部１１１の左側（Ｙ軸正側）且つ後前側（Ｘ軸負側）の底部には、４つの第３固定接点１１５Ａ～１１５Ｄが並べて設けられており（図７参照）が設けられており、当該４つの第３固定接点１１５Ａ～１１５Ｄ上に、圧力センサ１５０が配置されている。圧力センサ１５０は、４つの第３固定接点１１５Ａ～１１５Ｄの各々に、電気的に接続されている。圧力センサ１５０は、上方に凸状の押圧部１５１を有する。圧力センサ１５０は、押圧部１５１が押圧されることにより、当該押圧に係る操作荷重を検出することができる。

【0016】

反転バネ１２０は、薄い金属板から形成される、上方（Ｚ軸正方向）に向かって凸状を有するドーム状の部材である。反転バネ１２０は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において円形状を有する。反転バネ１２０は、その中央部（すなわち、円の中心）を頂部１２０Ａとするドーム状を有する。反転バネ１２０の頂部１２０Ａには、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において円形状の開口部１２１が形成されている。

【0017】

反転バネ１２０は、筐体１１０の第２凹部１１２に配置される。反転バネ１２０は、ステム１３０に対する押圧操作がなされたとき、頂部１２０Ａがステム１３０の操作部１３１によって下方へ押圧され、所定の操作荷重を超えると急激に頂部１２０Ａが凹状に弾性変形（反転動作）する。これにより、反転バネ１２０は、押圧操作に対してクリック感を付与することができる。また、反転バネ１２０は、ステム１３０からの押圧力から解放されたときに、弾性力によって元の凸状に復帰する。

【0018】

ステム１３０は、導電性を有する金属製且つ平板状の部材である。ステム１３０は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、筐体１１０の第１凹部１１１と略同形状（すなわち、概ね横長の長方形状）を有する。ステム１３０は、筐体１１０の第１凹部１１１において、反転バネ１２０の頂部１２０Ａと圧力センサ１５０の押圧部１５１とに跨って配置される。

【0019】

ステム１３０は、操作部１３１、第１押圧部１３２、第２押圧部１３３、および支点部１３４を有する。

【0020】

操作部１３１は、ステム１３０の上面（Ｙ軸方向における左側（Ｙ軸負側）に偏った位置、且つ、Ｘ軸方向における中央）に形成されており、上方（Ｚ軸正方向）に向かって突出した円錐台形状を有する。操作部１３１は、上方から押圧操作の操作荷重が加えられる部分である。

【0021】

第１押圧部１３２は、ステム１３０の裏面において、反転バネ１２０の頂部１２０Ａと対向する位置（Ｙ軸方向における右側（Ｙ軸正側）に偏った位置、且つ、Ｘ軸方向における中央）に設けられており、下方（Ｚ軸負方向）に向かって突出した円錐台形状の部分である。第１押圧部１３２は、反転バネ１２０の頂部１２０Ａを押圧する。第１押圧部１３２の下端面の中央には、さらに下方に突出した突起部１３２Ａが設けられている。突起部１３２Ａは、反転バネ１２０の開口部１２１に入り込む。突起部１３２Ａの下端面は、開口部１２１よりも僅かに下方に突き出ている。これにより、突起部１３２Ａの下端面は、反転バネ１２０が反転したときに、第１固定接点１１３に接触できるようになっている。

【0022】

第２押圧部１３３は、ステム１３０の裏面において、筐体１１０に設けられている圧力センサ１５０の押圧部１５１と対向する位置（Ｙ軸方向における左側（Ｙ軸正側）に偏った位置、且つ、Ｘ軸方向における後側（Ｘ軸負側）に偏った位置）に設けられており、下方（Ｚ軸負方向）に向かって突出した円盤状の部分である。第２押圧部１３３は、圧力センサ１５０の押圧部１５１を押圧する。

【0023】

支点部１３４は、ステム１３０の裏面において、筐体１１０に設けられている支持部１１４と対向する位置（Ｙ軸方向における左側（Ｙ軸正側）に偏った位置、且つ、Ｘ軸方向における前側（Ｘ軸正側）に偏った位置）に設けられており、下方（Ｚ軸負方向）に向かって突出した円盤状の部分である。支点部１３４は、筐体１１０に設けられた支持部１１４によって支持され、ステム１３０が押圧操作によって傾く際の支点となる。

【0024】

インシュレータ１４０は、透明且つ薄いフィルム状の部材である。インシュレータ１４０は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、筐体１１０の上面１１０Ａと同形状の横長の長方形状を有している。インシュレータ１４０は、筐体１１０の上面１１０Ａを全体的に覆うように、筐体１１０の上面１１０Ａ（第１凹部１１１の周囲の部分）に接着（例えば、レーザ溶着）される。インシュレータ１４０は、筐体１１０の第１凹部１１１を密閉することにより、筐体１１０の第１凹部１１１内に水が浸入することを防止することができる。

【0025】

（固定接点部材の構成）
図７は、一実施形態に係る筐体１１０が有する複数の固定接点部材の構成を示す図である。図７に示すように、筐体１１０には、インサート成形によって６個の固定接点部材１６１～１６６が一体に設けられている。各固定接点部材は、導電性を有する金属板が用いられて形成される。

【0026】

これにより、筐体１１０には、３個の外部接続端子１６１Ａ，１６２Ａ，１６３Ａが、当該筐体１１０の右側面（Ｙ軸正側の側面）から外側に突出して設けられており、３個の外部接続端子１６４Ａ，１６５Ａ，１６６Ａが、当該筐体１１０の左側面（Ｙ軸負側の側面）から外側に突出して設けられている。

【0027】

固定接点部材１６１は、一端に外部接続端子１６１Ａを有し、他端に第３固定接点１１５Ｃを有する。第３固定接点１１５Ｃには、圧力センサ１５０が接続される。

【0028】

固定接点部材１６２は、一端に外部接続端子１６２Ａを有し、他端に第１固定接点１１３を有する。第１固定接点１１３には、ステム１３０の押圧操作がなされたときに、ステム１３０の突起部１３２Ａの下端面が接触する。

【0029】

固定接点部材１６３は、一端に外部接続端子１６３Ａを有し、他端に第３固定接点１１５Ｄを有する。第３固定接点１１５Ｄには、圧力センサ１５０が接続される。

【0030】

固定接点部材１６４は、一端に外部接続端子１６４Ａを有し、他端に第２固定接点１１４Ａを有する。第２固定接点１１４Ａは、ステム１３０に電気的に接続され、且つ、ステム１３０を支持する。

【0031】

固定接点部材１６５は、一端に外部接続端子１６５Ａを有し、他端に第３固定接点１１５Ａを有する。第３固定接点１１５Ａには、圧力センサ１５０が接続される。

【0032】

固定接点部材１６６は、一端に外部接続端子１６６Ａを有し、他端に第３固定接点１１５Ｂを有する。第３固定接点１１５Ｂには、圧力センサ１５０が接続される。

【0033】

（入力装置１００の動作）
一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０の操作部１３１に対する押圧操作がなされたとき、ステム１３０が支点部１３４および圧力センサ１５０の押圧部１５１を支点として下方に傾くことにより、ステム１３０の第２押圧部１３３が圧力センサ１５０の押圧部１５１を押圧しながら、ステム１３０の第１押圧部１３２が反転バネ１２０の頂部１２０Ａを押し下げる。

【0034】

これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、押圧操作の操作荷重を圧力センサ１５０によってリアルタイムに検出することができる。

【0035】

そして、押圧操作の操作荷重が所定の閾値を超えると、反転バネ１２０の頂部１２０Ａが急激に反転動作する。これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、押圧操作に対してクリック感を付与することができる。

【0036】

また、反転バネ１２０が反転したときに、ステム１３０の突起部１３２Ａの下端面が、第１固定接点１１３に接触する。これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０を介して、第１固定接点１１３および外部接続端子１６２Ａと、第２固定接点１１４Ａおよび外部接続端子１６４Ａとの間を導通状態（すなわち、スイッチオン状態）に切り換えることができる。

【0037】

さらに、一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０の操作部１３１に対する押圧操作が解除されたとき、反転バネ１２０の弾性力により、反転バネ１２０が元の凸状に復帰する。これにより、ステム１３０の突起部１３２Ａの下端面と第１固定接点１１３との接触が解除される。その結果、一実施形態に係る入力装置１００は、第１固定接点１１３および外部接続端子１６２Ａと、第２固定接点１１４Ａおよび外部接続端子１６４Ａとの間を非導通状態（すなわち、スイッチオフ状態）に切り換えることができる。

【0038】

したがって、一実施形態に係る入力装置１００によれば、比較的簡単な構成により、押圧操作に対してクリック操作感を付与できるとともに、押圧操作の多様な検出（オン状態とオフ状態との間の切り換えの検出、および、操作荷重の検出）を行うことができる。

【0039】

（ステム１３０の操作位置、押圧位置、および支点位置）
図８は、一実施形態に係るステム１３０の操作位置、押圧位置、および支点位置を示す図である。

【0040】

図８に示すように、ステム１３０は、反転バネ１２０が反転したときに、反転バネ１２０の開口部１２１を貫通して第１固定接点１１３と接触する突起部１３２Ａを有する。

【0041】

これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０をオンオフ切り換えスイッチの一部として利用することができ、よって、比較的簡単な構成により、オンオフ切り換えスイッチを実現することができる。

【0042】

また、一実施形態に係る入力装置１００は、反転バネ１２０の反転接触によらずに、突起部１３２Ａと第１固定接点１１３との単純な接触による導通を実現するため、安定的な切り換え動作の長期化を実現することができる。

【0043】

また、図８に示すように、ステム１３０は、操作荷重が加えられる操作部１３１を有する。

【0044】

これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、操作荷重を加えるべきステム１３０の位置を明確化することができ、よって、所定の押圧操作荷重を得ることができる。

【0045】

また、図８に示すように、筐体１１０には、ステム１３０を支持する支持部１１４（すなわち、支点位置）が設けられている。ステム１３０は、操作部１３１に操作荷重が加えられたときに、支持部１１４（および第２押圧部１３３）を支点として傾くことにより、第１押圧部１３２（すなわち、第１の押圧位置）によって反転バネ１２０の頂部１２０Ａを押圧することができる。

【0046】

これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、操作部１３１に操作荷重が加えられたときに、ステム１３０によって反転バネ１２０の頂部１２０Ａと圧力センサ１５０の押圧部１５１とを同時に押圧し易くすることができる。

【0047】

特に、図８に示すように、ステム１３０の操作部１３１（すなわち、操作位置）は、反転バネ１２０の頂部１２０Ａと支持部１１４とが並ぶ第１の方向（Ｙ軸方向）において、反転バネ１２０の頂部１２０Ａと支持部１１４との間に設けられている。これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、反転バネ１２０の頂部１２０Ａ上に操作部１３１を設けた場合と比較して、押圧操作荷重を高めることができる。また、一実施形態に係る入力装置１００は、反転バネ１２０自体のバネ力を抑制しつつ、押圧操作荷重を高めることができるため、反転バネ１２０を長寿命化することができる。

【0048】

例えば、図８に示す例では、Ｙ軸方向における、支持部１１４から操作部１３１までの第１の距離Ｌ１と、支持部１１４から第１押圧部１３２までの第２の距離Ｌ２との比は１：５である。この場合、一実施形態に係る入力装置１００は、反転バネ１２０の頂部１２０Ａ上に操作部１３１を設けた場合と比較して、押圧操作荷重を５倍に高めることができる。

【0049】

また、一実施形態に係る入力装置１００は、操作部１３１の位置を調整して、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との比を調整することで、押圧操作荷重を任意に調整することができる。

【0050】

支持部１１４は、ステム１３０が常時接続される第２固定接点１１４Ａを有する。ステム１３０は、操作部１３１に操作荷重が加えられたときに、さらに突起部１３２Ａが第１固定接点１１３と接触することにより、当該ステム１３０を介して第２固定接点１１４Ａと第１固定接点１１３との間を通電させる。

【0051】

これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０および第２固定接点１１４Ａをオンオフ切り換えスイッチの一部として利用することができ、よって、比較的簡単な構成により、オンオフ切り換えスイッチを実現することができる。

【0052】

また、図８に示すように、ステム１３０の操作部１３１は、ステム１３０を平面視した場合において、反転バネ１２０の頂部１２０Ａを押圧する第１押圧部１３２と、圧力センサ１５０の押圧部１５１を押圧する第２押圧部１３３と、支持部１１４によって支持される支点部１３４とがなす三角領域内Ａ１に設けられている。

【0053】

これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０を３点で安定的に支持することができ、且つ、押圧操作荷重を高めることができる。

【0054】

（操作荷重特性の一例）
図９は、一実施形態に係る入力装置１００の操作荷重特性の一例を示す図である。図９は、一実施形態に係る入力装置１００の操作荷重特性（ＦＳカーブ）を示すグラフであり、縦軸は押圧操作の操作荷重［Ｎ］を示し、横軸は押圧操作のストローク量［ｍｍ」を示す。図９に示す操作荷重特性は、反転ばね１２０によって生成される。

【0055】

図９に示すように、操作部１３１による押圧操作の開始後、当該押圧操作のストローク量が、反転バネ１２０の反転動作が開始するストローク量Ｓ１となるまでの間、反転バネ１２０を押圧されて弾性変形するのに伴い、操作部１３１による押圧操作に係る操作荷重は、徐々に増加する。このため、図９に示すように、操作部１３１による押圧操作に係る操作荷重は、押圧操作のストローク量がストローク量Ｓ１のときに、最大荷重となる。

【0056】

その後、押圧操作のストローク量が、反転バネ１２０の反転動作が終了するストローク量Ｓ２となるまでの間、反転バネ１２０を反転動作するのに伴い、操作部１３１による押圧操作に係る操作荷重は、急激に減少する。これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、押圧操作に対してクリック感を付与することができる。

【0057】

また、一実施形態に係る入力装置１００は、押圧操作のストローク量が、ストローク量Ｓ２となったときに、ステム１３０の突起部１３２Ａの下端面が、第１固定接点１１３に接触する。これにより、一実施形態に係る入力装置１００は、ステム１３０を介して、第１固定接点１１３および外部接続端子１６２Ａと、第２固定接点１１４Ａおよび外部接続端子１６４Ａとの間を導通状態（すなわち、スイッチオン状態）に切り換えることができる。

【0058】

さらにその後、操作部１３１による押圧操作は、反転バネ１２０を押し潰すものとなるため、操作部１３１による押圧操作に係る操作荷重は、押圧操作のストローク量が、最大ストローク量Ｓ３となるまでの間、徐々に増加する。

【0059】

一実施形態に係る入力装置１００は、このようなストローク量に応じて変化する操作荷重を、圧力センサ１５０によってリアルタイムに検出することができる。

【0060】

（入力装置２００の概要）
図１０は、他の一実施形態に係る入力装置２００の外観斜視図である。図１０に示す入力装置２００は、各種電子機器等に用いられる、押圧操作可能な薄型の入力装置である。図１０に示すように、入力装置２００は、筐体２１０とカバー部材２７０とが互いに組み合わされることによって、Ｘ軸方向を短手方向とし、Ｙ軸方向を長手方向とする、概ね直方体形状を有するものとなる。

【0061】

入力装置２００は、筐体２１０の第１凹部２１１に平板状のステム２３０が配置されている。ステム２３０の操作部２３１は、カバー部材２７０の開口部２７２から上方に突出している。入力装置２００は、ステム２３０の操作部２３１に対する押圧操作がなされたときに、筐体２１０の第１収容部２１２内に設けられている反転バネ２２０の頂部２２０Ａと、筐体２１０の第２収容部２１３内に設けられている圧力センサ２５０（「荷重センサ」の一例）の押圧部２５１との双方を、ステム２３０によって押圧することができる。

【0062】

入力装置２００は、反転バネ２２０の頂部２２０Ａを押圧することにより、反転バネ２２０を反転させて押圧操作にクリック操作感を付与することができるとともに、筐体２１０の一端側（Ｙ軸正側）から突出した第１の固定接点部材２６２の外部接続端子２６２Ａと、筐体２１０の他端側（Ｙ軸負側）から突出した第２の固定接点部材２６４の外部接続端子２６４Ａとの間を導通状態（すなわち、スイッチオン状態）に切り換えることができる。また、入力装置２００は、圧力センサ２５０の押圧部２５１を押圧することにより、押圧操作の操作荷重を検出して、検出された操作荷重を示す検出信号を、圧力センサ２５０の底面２５０Ａに設けられている４つの外部接続端子２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄから出力することができる。

【0063】

（入力装置２００の構成）
図１１および図１２は、他の一実施形態に係る入力装置２００の分解斜視図である。図１３は、他の一実施形態に係る入力装置２００の斜視断面図である。

【0064】

図１１～図１３に示すように、入力装置２００は、筐体２１０、反転バネ２２０、ステム２３０、インシュレータ２４０、圧力センサ２５０、およびカバー部材２７０を備える。

【0065】

筐体２１０は、上下方向（Ｚ軸方向）に薄型の直方体形状を有し、且つ、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において左右方向（Ｙ軸方向）を長手方向とする横長の長方形状を有する、樹脂製且つ容器状の部材である。筐体２１０は、上面２１０Ａから下方に向かって凹んだ形状に形成された、第１凹部２１１を有する。第１凹部２１１は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、概ね横長の長方形状を有する。

【0066】

第１凹部２１１の右側（Ｙ軸正側）には、第１凹部２１１の底部２１１Ａからさらに下方に向かって凹んだ形状を有する第１収容部２１２が形成されている。第１収容部２１２は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、反転バネ２２０の外形状と同形状（すなわち、円形状の一部（Ｘ軸方向の両サイド）がカットされた形状）を有する。第１収容部２１２には、反転バネ２２０が配置される。第１収容部２１２の底部における中央部には、第１固定接点２６２Ｂが設けられている。第１収容部２１２の底部における周辺部には、第２固定接点２６４Ｂが設けられている。

【0067】

第１凹部２１１の左側（Ｙ軸負側）には、第１凹部２１１の底部２１１Ａからさらに下方に向かって凹んだ形状を有する第２収容部２１３が設けられている。第２収容部２１３は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、圧力センサ２５０の外形状と同形状（すなわち、矩形状）を有する。第２収容部２１３には、圧力センサ２５０が配置される。

【0068】

なお、筐体２１０には、第１の固定接点部材２６２および第２の固定接点部材２６４が、インサート成型によって一体に設けられている。第１の固定接点部材２６２は、一端に外部接続端子２６２Ａを有し、他端に第１固定接点２６２Ｂを有する。第１固定接点２６２Ｂには、ステム２３０の押圧操作がなされたときに、反転バネ２２０の頂部２２０Ａの裏側部分が接触する。第２の固定接点部材２６４は、一端に外部接続端子２６４Ａを有し、他端に第２固定接点２６４Ｂを有する。第２固定接点２６４Ｂには、常に、反転バネ２２０の外周縁部が接触する。

【0069】

反転バネ２２０は、導電性を有する薄い金属板から形成される、上方（Ｚ軸正方向）に向かって凸状を有するドーム状の部材である。反転バネ２２０は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、円形状の一部（Ｘ軸方向の両サイド）がカットされた形状を有する。反転バネ２２０は、その中央部（すなわち、円の中心）を頂部２２０Ａとするドーム状を有する。

【0070】

反転バネ２２０は、筐体２１０の第１収容部２１２に配置される。反転バネ２２０は、ステム２３０の操作部２３１に対する押圧操作がなされたとき、頂部２２０Ａがステム２３０の第１押圧部２３２によって下方へ押圧され、所定の操作荷重を超えると急激に頂部２２０Ａが凹状に弾性変形（反転動作）する。これにより、反転バネ２２０は、押圧操作に対してクリック感を付与することができる。また、反転バネ２２０は、ステム２３０からの押圧力から解放されたときに、弾性力によって元の凸状に復帰する。

【0071】

反転ばね２２０は、金属板の枚数が調整されることによって、操作荷重を調整可能である。例えば、本実施形態では、反転ばね２２０は、３枚の金属板が重ねて構成されている。但し、これに限らず、反転ばね２２０は、２枚以下の金属板によって構成されてもよく、４枚以上の金属板によって構成されてもよい。

【0072】

ステム２３０は、平板状の部材である。ステム２３０は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、筐体２１０の第１凹部２１１と略同形状（すなわち、概ね横長の長方形状（長手形状））を有する。ステム２３０は、筐体２１０の第１凹部２１１において、反転バネ２２０の頂部２２０Ａと圧力センサ２５０の押圧部２５１とに跨って配置される。

【0073】

ステム２３０は、操作部２３１、第１押圧部２３２、および第２押圧部２３３を有する。

【0074】

操作部２３１は、ステム２３０の長手方向（Ｙ軸方向）における中央部に形成されており、上方（Ｚ軸正方向）に向かって凸状に屈曲した形状を有する。操作部２３１は、上方から押圧操作の操作荷重が加えられる部分である。

【0075】

第１押圧部２３２は、操作部２３１よりもＹ軸正側に設けられている、平板状の部分である。第１押圧部２３２は、その裏面において、インシュレータ２４０の隆起部２４１の頂部２４１Ａと接触する。これにより、第１押圧部２３２は、操作部２３１に押圧操作の操作荷重が加えられたとき、インシュレータ２４０の隆起部２４１の裏側部分に接着されている押圧体２４２を介して、反転バネ２２０の頂部２２０Ａを押圧することができる。

【0076】

第２押圧部２３３は、操作部２３１よりもＹ軸負側に設けられている、平板状の部分である。第１押圧部２３２は、その裏面において、圧力センサ２５０の押圧部２５１と接触する。これにより、第２押圧部２３３は、操作部２３１に押圧操作の操作荷重が加えられたとき、圧力センサ２５０の押圧部２５１を押圧することができる。

【0077】

なお、ステム２３０は、インシュレータ２４０の隆起部２４１の頂部２４１Ａ（および反転バネ２２０の頂部２２０Ａ）と、圧力センサ２５０の押圧部２５１とによって下側から支持されることにより、操作部２３１に押圧操作の操作荷重が加えられたとき、第２押圧部２３３における圧力センサ２５０の押圧部２５１（すなわち、頂部）との接触点を支点２３３Ａ（図１３参照）として、第２押圧部２３３よりも第１押圧部２３２が下側に位置するように、下向きに傾くことができる。

【0078】

また、ステム２３０は、殆ど弾性変形しないように、硬質な素材が用いられて形成される。これにより、操作者は、操作部２３１の押圧操作による、反転ばね２２０のダイレクトな押圧操作感を得ることができる。

【0079】

また、ステム２３０は、導電性を有する必要がないため、導電性を有する素材（例えば、金属素材）、および、導電性を有しない素材（例えば、樹脂素材）のいずれが用いられて形成されてもよい。

【0080】

インシュレータ２４０は、筐体２１０の第１凹部２１１の底部２１１Ａに配置される、薄いシート状の部材である。インシュレータ２４０は、ＰＡ等の樹脂素材が用いられて形成される。インシュレータ２４０は、筐体２１０の第１収容部２１２を全体的に覆うように、筐体２１０の第１凹部２１１の底部２１１Ａ（第１収容部２１２の周囲の部分）に接着（例えば、レーザ溶着）される。インシュレータ２４０は、筐体２１０の第１収容部２１２の上側開口を閉塞することで、第１収容部２１２を封止する。インシュレータ２４０の中央部には、上方（Ｚ軸正方向）に凸状に隆起した隆起部２４１が形成されている。図３に示すように、隆起部２４１の裏側部分には、押圧体２４２が接着されて設けられている。押圧体２４２は、反転バネ２２０の頂部２２０Ａを押圧する樹脂製の部材である。

【0081】

圧力センサ２５０は、筐体２１０の第２収容部２１３内において、ステム２３０の第２押圧部２３３の下側に配置される。圧力センサ２５０は、上方に凸状の押圧部２５１を有する。圧力センサ２５０は、ステム２３０の第２押圧部２３３によって押圧部２５１が押圧されることにより、ステム２３０の押圧操作の操作荷重を検出することができる。そして、圧力センサ２５０は、検出された操作荷重を示す検出信号を、当該圧力センサ２５０の底面２５０Ａに設けられている４つの外部接続端子２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄから出力することができる。

【0082】

カバー部材２７０は、筐体の上面２１０Ａを覆う、金属製の部材である。カバー部材２７０は、上壁部２７０Ｂおよび４つの側壁部２７０Ｃを有して構成されており、下部に開口部２７０Ａを有する直方体形状を有する。カバー部材２７０の内部には、開口部２７０Ａから、筐体２１０が挿入される。これにより、カバー部材２７０の内部に、筐体２１０が配置される。その結果、カバー部材２７０は、筐体２１０の上面２１０Ａと、筐体２１０の各側面とを覆う。

【0083】

カバー部材２７０の上壁部２７０Ｂには、左右一対の弾性腕部２７１－１，２７１－２が設けられている。各弾性腕部２７１－１，２７１－２は、上壁部２７０Ｂによって末端部が支持され、且つ、上壁部２７０Ｂから下方に傾斜した舌片状を有しており、上下方向（Ｚ軸方向）に弾性変形可能である。

【0084】

弾性腕部２７１－１は、ステム２３０の第１押圧部２３２の上側に設けられている。弾性腕部２７１－１は、その先端部において、ステム２３０の第１押圧部２３２を上方から押圧する。これにより、弾性腕部２７１－１は、ステム２３０の第１押圧部２３２を、反転バネ２２０の頂部２２０Ａに押し当てる。

【0085】

弾性腕部２７１－２は、ステム２３０の第２押圧部２３３の上側に設けられている。弾性腕部２７１－２は、その先端部において、ステム２３０の第２押圧部２３３を上方から押圧する。これにより、弾性腕部２７１－２は、ステム２３０の第２押圧部２３３を、圧力センサ２５０の押圧部２５１に押し当てる。

【0086】

カバー部材２７０の上壁部２７０Ｂの中央には、開口部２７２が形成されている。開口部２７２は、ステム２３０の操作部２３１を挿通させて、ステム２３０の操作部２３１をカバー部材２７０の上壁部２７０Ｂよりも上方に突出させることを可能にする。

【0087】

なお、本実施形態では、カバー部材２７０は、一枚の金属板が加工されることによって、上壁部２７０Ｂ、４つの側壁部２７０Ｃ、および弾性腕部２７１－１，２７１－２が一体に形成される。

【0088】

（入力装置２００の動作）
図１４Ａおよび図１４Ｂは、他の一実施形態に係る入力装置２００の動作を説明するための図である。

【0089】

＜非押圧操作時＞
図１４Ａに示すように、他の一実施形態に係る入力装置２００では、ステム２３０の操作部２３１に対する押圧操作がなされていないとき、ステム２３０は、インシュレータ２４０の隆起部２４１の頂部２４１Ａ（および反転バネ２２０の頂部２２０Ａ）と、圧力センサ２５０の押圧部２５１とによって下側から支持されることにより、水平に保たれる。

【0090】

ここで、ステム２３０は、カバー部材２７０の弾性腕部２７１－１，２７１－２によって上方から押圧されることで、インシュレータ２４０の隆起部２４１の頂部２４１Ａと、圧力センサ２５０の押圧部２５１とに押し当てられている。

【0091】

これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、筐体２１０の第１凹部２１１内で、ステム２３０がガタつくことを抑制することができる。

【0092】

また、これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、圧力センサ２５０の押圧部２５１に対して常に一定の荷重を加えることができるため、圧力センサ２５０の出力を監視することによって、断線等の故障を検知することができる。

【0093】

また、これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、圧力センサ２５０を筐体２１０の第２収容部２１３の底部に押し当てることができるため、筐体２１０の第２収容部２１３内で、圧力センサ２５０がガタつくことを抑制することができる。

【0094】

＜押圧操作時＞
図１４Ｂに示すように、他の一実施形態に係る入力装置２００は、ステム２３０の操作部２３１に対する押圧操作がなされたとき、ステム２３０が圧力センサ２５０の押圧部２５１との接触点を支点２３３Ａとして下方に傾くことにより、ステム２３０の第２押圧部２３３が、圧力センサ２５０の押圧部２５１を押圧するとともに、ステム２３０の第１押圧部２３２が、インシュレータ２４０および押圧体２４２を介して、反転バネ２２０の頂部２２０Ａを押し下げる。

【0095】

これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、押圧操作の操作荷重を圧力センサ２５０によってリアルタイムに検出することができる。

【0096】

そして、押圧操作の操作荷重が所定の閾値を超えると、反転バネ２２０の頂部２２０Ａが急激に反転動作する。これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、押圧操作に対してクリック感を付与することができる。

【0097】

また、反転バネ２２０が反転したときに、反転バネ２２０の頂部２２０Ａの裏側部分が、第１固定接点２６２Ｂに接触する。これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、反転バネ２２０を介して、第１固定接点２６２Ｂおよび外部接続端子２６２Ａと、第２固定接点２６４Ｂおよび外部接続端子２６４Ａとの間を導通状態（すなわち、スイッチオン状態）に切り換えることができる。

【0098】

さらに、他の一実施形態に係る入力装置２００は、ステム２３０の操作部２３１に対する押圧操作が解除されたとき、反転バネ２２０の弾性力により、反転バネ２２０が元の凸状に復帰する。これにより、反転バネ２２０の頂部２２０Ａの裏側部分と第１固定接点２６２Ｂとの接触が解除される。その結果、他の一実施形態に係る入力装置２００は、第１固定接点２６２Ｂおよび外部接続端子２６２Ａと、第２固定接点２６４Ｂおよび外部接続端子２６４Ａとの間を非導通状態（すなわち、スイッチオフ状態）に切り換えることができる。

【0099】

したがって、他の一実施形態に係る入力装置２００によれば、比較的簡単な構成により、押圧操作に対してクリック操作感を付与できるとともに、押圧操作の多様な検出（オン状態とオフ状態との間の切り換えの検出、および、操作荷重の検出）を行うことができる。

【0100】

（入力装置２００の底面側の構成）
図１５は、他の一実施形態に係る入力装置２００の底面側から視た外観斜視図である。図１５に示すように、筐体２１０の第２収容部２１３の底部は開口部２１３Ａとなっている。また、第２の固定接点部材２６４は、Ｘ軸方向の幅が部分的に狭い細幅部２６４Ｃを有しており、当該細幅部２６４Ｃが、第２収容部２１３の底部を、Ｙ軸方向に跨いで設けられている。これにより、他の一実施形態に係る入力装置２００は、第２収容部２１３に収容された圧力センサ２５０の底面２５０Ａを、第２の固定接点部材２６４の細幅部２６４Ｃによって支持できる。

【0101】

また、他の一実施形態に係る入力装置２００は、開口部２１３Ａの一部（Ｘ軸方向における中央部）を第２の固定接点部材２６４の細幅部２６４Ｃが跨ぐように構成したことで、圧力センサ２５０の底面２５０Ａに設けられている４つの外部接続端子２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄの各々を、開口部２１３Ａのその他の部分（細幅部２６４Ｃを有しない部分）から露出することができる。このため、他の一実施形態に係る入力装置２００は、当該入力装置２００が基板に実装される際に、外部接続端子２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄの各々を、基板上の端子に容易に接続することができる。

【0102】

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【0103】

本国際出願は、２０２１年６月２５日に出願した日本国特許出願第２０２１－１０５４５７号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。

【符号の説明】

【0104】

１００，２００ 入力装置
１１０，２１０ 筐体
１１０Ａ，２１０Ａ 上面
１１１，２１１ 第１凹部
２１１Ａ 底部
２１２ 第１収容部
２１３ 第２収容部
１１２ 第２凹部
１１３，２６２Ｂ 第１固定接点
１１４ 支持部
１１４Ａ，２６４Ｂ 第２固定接点
１１５Ａ～１１５Ｄ 第３固定接点
１２０，２２０ 反転バネ
１２０Ａ，２２０Ａ 頂部
１２１ 開口部
１３０，２３０ ステム
１３１，２３１ 操作部
１３２，２３２ 第１押圧部
１３２Ａ 突起部
１３３，２３３ 第２押圧部
２３３Ａ 支点
１３４ 支点部
１４０，２４０ インシュレータ
２４１ 隆起部
２４１Ａ 頂部
２４２ 押圧体
１５０，２５０ 圧力センサ
２５０Ａ 底面
１５１，２５１ 押圧部
２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄ 外部接続端子
１６１～１６６ 固定接点部材
１６１Ａ～１６６Ａ，２６２Ａ，２６４Ａ 外部接続端子
２６２ 第１の固定接点部材
２６４ 第２の固定接点部材
２７０ カバー部材
２７０Ａ 開口部
２７０Ｂ 上壁部
２７０Ｃ 側壁部
２７１－１，２７１－２ 弾性腕部
２７２ 開口部
Ａ１ 三角領域
Ｌ１ 第１の距離
Ｌ２ 第２の距離

【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14A】

【図14B】

【図15】