JP7557583B1 - タッチパッド - Google Patents

Abstract

【課題】全面が適度に上下動可能であって良好なクリック感が得られるタッチパッド。
【解決手段】タッチパッド１０はセンサボード２４と固定されたアウターフレーム３０と、アウターフレーム３０の内側に配置され、４本のアーム部５４の各一端が接続されて他方の端部５４ａがアウターフレーム３０の四隅に向かって延在するインナーフレーム３２と、スイッチ２６とを有する。アーム部５４の途中部は、ベースプレーと３４に対して軸支部６０で俯仰可能に軸支され、アーム部５４の端部５４ａはセンサボード２４とともに昇降方向に変位するように規制され、それ以外の２方向には相対的変位可能に支持されている。センサボード２４が押されることにともなって、端部５４ａが押し下げられ、アーム部５４が軸支持片６６を基準に俯仰し、中央部５２が押し上げられてスイッチ２６を押圧操作する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、人手によるポインティング操作を行うタッチパッドに関する。

例えばノートブック型パーソナルコンピュータ（ノート型ＰＣ）では、キーボード以外にも、マウスの代替となるタッチパッドが設けられている。タッチパッドは、指先でのタッチ操作を受けてディスプレイ装置に表示されたカーソルを移動させるポインティングデバイスの一種である。タッチパッドは、一般的に本体筐体上面における手前側でキーボードに隣接して設けられる。

このようなタッチパッドを備えた入力装置に関し、本出願人は特許文献１において、タッチ操作及び押下操作を可能とした構成を提案している。この構成では、タッチパッドのタッチ面に複数の疑似ボタン領域が設定されており、各疑似ボタン領域をタッチしながらタッチパッドを押下操作することで各疑似ボタン領域に対応した入力操作を行うことが可能となっている。このようなタッチパッドは上面で人手の接触を検出するセンサボードと、該センサボードを押し下げることでオン・オフに切り替えられるスイッチを備えており、スイッチの切り替えによってクリック感が得られるようになっている。

特許文献１に記載の電子機器ではキーボードの略中央にポインティングスティックが設けられている。タッチパッドにおけるキーボード寄りのボタン領域はポインティングスティックと関連付けられた操作領域となっている。

特開２０１８－０６０３０６号公報

センサボードの押下操作を可能とするためにはキーボードに隣接する縁に沿ってヒンジのような軸を設けて該軸を中心に傾動可能にするとよいが、このような構成では手前側は適度に上下動幅が確保されるものの、軸に近い奥側はあまり上下動せず、良好なクリック感が得られずユーザに違和感を与え得る。特に、タッチパッドにおけるキーボード寄りの上記ボタン領域でクリック感が得られにくい。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、全面が適度に上下動可能であって良好なクリック感が得られるタッチパッドを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の実施態様にかかるタッチパッドは、人手によるポインティング操作を行うタッチパッドであって、人手による接触位置を認識可能なセンサボードと、前記センサボードと固定されたアウターフレームと、前記アウターフレームの内側に配置され、４本のアーム部の各一端が接続されて他端が前記アウターフレームにおける四か所に向かって延在しているクロス形状のインナーフレームと、前記アーム部の前記一端と前記センサボードとの間に設けられたスイッチと、４本の前記アーム部を中間部でそれぞれ俯仰傾斜可能に支持する軸支部と、を有し、前記他端は、前記センサボードおよび前記センサボードとともに昇降方向に変位し、それ以外の２方向には相対的変位可能に支持されており、前記センサボードが人手により押されることにともなって、前記アーム部は、前記他端が押し下げられながら該アウターフレームに対して相対的に変位し、前記軸支部を基準に俯仰傾斜し、前記一端が押し上げられて前記スイッチを押圧操作する。

本発明の上記態様によれば、全面が適度に上下動可能であって良好なクリック感が得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパッドを備えた電子機器の斜視図である。 図２は、タッチパッドの斜視図である。 図３は、タッチパッドの分解斜視図である。 図４は、アウターフレームおよびインナーフレームの斜視図である。 図５は、アウターフレームの隅部の拡大斜視図である。 図６は、アーム部の中間部の斜視図である。 図７は、樹脂プレートの斜視図である。 図８は、金属プレートの斜視図である。 図９は、金属プレートと樹脂プレートとが積層固定されたベースプレートの平面図である。 図１０は、枠体から取り外した状態のタッチパッドの底面図である。 図１１は、枠体から取り外した状態のタッチパッドを下面からみた隅部の拡大斜視図である。 図１２は、タッチパッドの模式断面図である。 図１３は、センサボードが押された状態のタッチパッドの模式断面図である。 図１４は、ベースプレートとフレームユニットとが前後方向に相対的に移動した状態のタッチパッドの底面図である。 図１５は、図１４の一部拡大図である。

以下に、本発明にかかるタッチパッドの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパッド１０を備えた電子機器１２の斜視図である。以下では、タッチパッドについて図１に示す電子機器１２に搭載された状態での使用形態を基準とし、手前側を前側（前方）、奥側を後側（後方）と呼び、電子機器１２を構成する本体筐体１４の厚み方向を上下方向、幅方向を左右方向と呼んで説明する。

図１に示すように、電子機器１２は、タッチパッド１０及びキーボード１６を有する本体筐体１４と、液晶ディスプレイ等のディスプレイ１８ａを有するディスプレイ筐体１８とを備えたノート型ＰＣである。ディスプレイ筐体１８は、左右一対のヒンジ２０，２０により本体筐体１４に対して開閉可能に連結されている。タッチパッド１０は電子機器１２の内蔵タイプであるが、外付けタイプでもよい。

本体筐体１４の内部には、図示しない基板、演算処理装置、ストレージ、メモリ、バッテリー等の各種電子部品が収納されている。タッチパッド及びキーボード１６は、本体筐体１４の上面上で前後に並んでいる。キーボード１６の略中央にはポインティングスティック２２が設けられている。

ポインティングスティック２２は、ディスプレイ１８ａに表示されるカーソルを傾動方向に移動させるポインティングデバイスの一種である。ポインティングスティック２２は、小さい円柱形状であってキーボード１６の略中央、例えばＧキー、ＨキーおよびＢキーの中間に設けられている。ポインティングスティック２２は、主に人差し指または中指で傾動操作を行うことによってカーソルを移動させ、ポイント指定のクリックについては、主に親指でタッチパッド１０を押し下げ操作する。

次に、タッチパッド１０について説明する。タッチパッド１０は、本体筐体１４上面におけるキーボード１６の手前側のパームレスト領域の略中央に設けられている。つまり、タッチパッド１０はキーボード１６と前後に隣接するように設けられている。タッチパッド１０の左右方向の中心はポインティングスティック２２とほぼ一致している。タッチパッド１０はやや横長の矩形であり、前後幅はパームレスト領域のほぼ全幅を占める。タッチパッド１０の平面視の大きさは、例えば１２ｃｍ×７ｃｍ程度である。

タッチパッド１０は、人手（指先およびペン先などを含む）によってカーソルを移動させるポインティング操作を行うポインティングデバイスであり、表面のセンサボード２４を押し下げることにより内部のスイッチ２６が切り替わってクリック感が得られるようになっている。センサボード２４は人手の接触位置を認識可能となっている。タッチパッド１０では、センサボード２４が押し下げられたときの人手の位置により所謂右クリックおよび左クリックなどの処理が可能となっている。また、タッチパッド１０はソフトウェア処理によりタップ、ダブルタップ、二本指タップ、ピンチなどの各操作に対応可能である。

図２は、タッチパッド１０の斜視図である。図３は、タッチパッド１０の分解斜視図である。タッチパッド１０は、枠体２８、センサボード２４、スイッチ２６、アウターフレーム３０、インナーフレーム３２、ベースプレート（基体）３４を有する。枠体２８はタッチパッド１０の外殻を構成する部材であるが、本体筐体１４の上面板１４ａ（図１参照）が兼ねていてもよい。アウターフレーム３０は外寸がセンサボード２４と同じ矩形の枠状部材であり、十分薄い粘着テープ３６によって該センサボード２４と固定されている。アウターフレーム３０は必ずしも枠形状に限らず、例えば一部が開口した角Ｃ字形状でもよい。アウターフレーム３０とセンサボード２４との固定手段は係合構造などでもよい。粘着テープ３６は、例えば引張剥離可能な特性を有するストレッチリリーステープ、ストレッチ両面テープ、或いはストレッチャブルテープと呼ばれる部品である。後述するガラス２４ａと回路基板２４ｂとの間、および金属プレート３８と樹脂プレート４０との間も同様の粘着テープで固定してもよい。

センサボード２４は枠体２８の開口に嵌り込む大きさで、静電容量式などセンシング機能を有するガラス２４ａと回路基板２４ｂとの積層構造となっている。スイッチ２６は薄く小型のものであり、インナーフレーム３２の中央部とセンサボード２４との間に設けられる。スイッチ２６は回路基板２４ｂに実装されていてもよい。スイッチ２６は押圧することによりオン・オフが切り替わるとともに適度なクリック感が得られるようになっている。本実施例におけるスイッチ２６はノーマルオープンタイプとする。

センサボード２４の上面におけるキーボード１６に近い後縁に沿った帯状領域はボタン領域２５に設定されている。図２ではボタン領域をドット地で示している。ボタン領域２５は指の押圧操作が可能な程度に前後幅が狭く設定されている。ボタン領域２５はポインティングスティック２２と関係付けられた操作に割り当てられており、左右のやや幅の広い左クリック部２５ａ、右クリック部２５ｂと中央で幅の狭いスクロール部２５ｃから構成されている。スクロール部２５ｃはＷｅｂページや文書を任意の方向にスクロールするためのものである。ボタン領域２５はポインティングスティック２２と組み合わせて主に親指で操作されるものであり、他の領域とは直線やドットなどのマーク２５ｄによって区分けされている。

ベースプレート３４は、金属プレート３８と樹脂プレート４０との積層構造となっており、両者は固定されている。金属プレート３８には周囲に複数のネジ座３８ａが形成されており、ネジ４２によって枠体２８に固定される。金属プレート３８の前側には左右全幅の略１／３程度の短い舌片３８ｂが設けられている。舌片３８ｂは枠体２８に形成された棚部２８ａの上面に掛かるようになっているが、レイアウト要件などによっては他３辺と同じようにネジ止めの構成としてもよい。ベースプレート３４についてはさらに後述する。

図４は、アウターフレーム３０およびインナーフレーム３２の斜視図である。アウターフレーム３０およびインナーフレーム３２をまとめてフレームユニット３３とも呼ぶ。図５は、アウターフレーム３０の隅部の拡大斜視図である。図６は、アーム部５４の中間部の斜視図である。

アウターフレーム３０およびインナーフレーム３２はステンレス材など一枚の金属板からプレス加工、レーザ加工および曲げ加工などによって形成されており、後述する弾性接続部６８で接続されて一体となっており、組み立て及び分解時の扱いが容易である。

アウターフレーム３０は上記のとおりやや横長の枠形状となっており、本実施例では縦横比が３：５程度である。アウターフレーム３０は前枠３０ａ、後枠３０ｂおよび左右の縦枠３０ｃを有する。後枠３０ｂには２つの切欠３０ｂａが形成されている。切欠３０ｂａは後述するシャフト６２との干渉を避けるためのものである。

４つの枠はそれぞれ縁に沿って素材が折り返された下層板３１ａと上層板３１ｂとからなる２層構造となっており高強度である。上層板３１ｂは後述するアーム部５４が傾斜するための上方の隙間７０（図１２参照）を確保するスペーサを兼ねている。上層板３１ｂは下層板３１ａとほぼ同形状であるが、該下層板３１ａよりやや幅狭であって、各端部は４５度に留め切りされている。本実施例で各枠の幅は下層板３１ａの部分で６ｍｍ程度である。前枠３０ａおよび後枠３０ｂにおける上層板３１ｂの左右端近傍は一部が切り欠かれている。この部分は下層板３１ａの上面とセンサボード２４の下面との間に狭いスライド嵌合部４４（図１２参照）を形成する。この場合のスライド嵌合部４４は側方に非貫通の溝であるが、貫通していてもよい。

各縦枠３０ｃの前後端近傍には折り返されずに残存して側方に突出した状態となっている小突起４６が形成されている。各縦枠３０ｃにおける小突起４６の近傍の枠内側には小さい三角状の切欠３０ｃａが形成されている。切欠３０ｃａは後述する側方突出部５８を確保するための領域である。各縦枠３０ｃの中間部からは枠中心に向かって延出する突起４８が設けられている。本実施例の突起４８の長さは、前枠３０ａおよび後枠３０ｂの１／５程度である。突起４８は根元部が太い略三角形状であって適度な強度がある。突起４８の先端後部は下方に向かって屈曲する第１位置決め片４８ａを形成している。第１位置決め片４８ａは左右方向に適度な幅を有する。

前枠３０ａの中間部からは枠中心に向かって延出する板バネ５０が設けられている。本実施例の板バネ５０の長さは縦枠３０ｃの１／３程度である。板バネ５０は細くかつ適度に長いため弾性がある。板バネ５０は前枠３０ａに近い位置で下方にシフトするような小さい段差がある。板バネ５０の先端には小さい屈曲部５０ａが設けられるとともに、先端部側方に第２位置決め片５０ｂが設けられている。屈曲部５０ａおよび第２位置決め片５０ｂはそれぞれベースプレート３４のある下方に向けて突出している。第２位置決め片５０ｂは前後方向に適度な幅を有しており、根元部分はやや細くなっている。

インナーフレーム３２は、アウターフレーム３０の内側に配置されており、中央部５２からアウターフレーム３０における対称の四か所（この場合四隅）に向かって延在する４本のアーム部５４を有するクロス形状の部材である。ただし、アーム部５４は対称でなくてもよく、４本でなくてもよい。つまり、スイッチ２６を集中点として、そこからアウターフレーム３０に向かって放射状にアーム部５４が伸びてさえいれば機構は成立する。本実施例で各アーム部５４の幅は８ｍｍ程度である。中央部５２はアーム部５４が細くなって４本の延長部（一端）５２ａが交差する部分であり、途中の段差部５２ｂにより、アーム部５４よってわずかに下方に突出している。アーム部５４が延長部５２ａと接続される箇所は先細りの三角状になっている。延長部５２ａはアーム部５４の一部ともみなされる。つまり、インナーフレーム３２は４本のアーム部５４の一端である延長部５２ａが互いに接続されて他端の端部５４ａがアウターフレーム３０における四か所に向かって延在する構成となっている。

中央部５２における４つの段差部５２ｂより内側の範囲にはスイッチ２６（図３参照）が配置される。延長部５２ａは細いため弾性変形が可能である。延長部５２ａはアーム部５４の一部と見做すこともできることから、アーム部５４はスイッチ２６を押圧する中央部５２とその他の部分との間が弾性的に屈曲可能に構成されていることになる。また、アーム部５４は、スイッチ２６を押圧する中央部５２とその他の部分との間に段差部５２ｂが形成されていることになる。

アーム部５４の端部（他端）５４ａは前枠３０ａおよび後枠３０ｂの縁に沿うように斜めにカットされて、これらの前枠３０ａおよび後枠３０ｂとの間には狭い隙間５６が形成されている。アーム部５４の端部５４ａには前後方向にやや突出してスライド嵌合部４４に嵌り込む側方突出部５８が設けられている。側方突出部５８は、金属板から切り出された状態において図５の仮想線で示すようにアーム部５４の端部５４ａから切欠３０ｃａの領域に突出しているのを反対側に折り返して形成されている。側方突出部５８は、センサボード２４の側、つまり上側に折り返されて形成されていて上層板３１ｂと同じ高さにあり、スライド嵌合部４４に入るようになっている。

アーム部５４は側方突出部５８がスライド嵌合部４４の内部で摺動することによってアウターフレーム３０に対して前後方向および左右方向に相対変位可能になっている。また、スライド嵌合部４４の上下幅は厳密には側方突出部５８より粘着テープ３６の厚み分だけ広いが（図１２参照）、粘着テープ３６は十分薄いため実質的な上下隙間はなく、アーム部５４の端部５４ａはセンサボード２４とともに昇降方向（上下方向）に変位するように規制され、それ以外のセンサボード２４の面に沿う方向には相対変位可能に支持されている。スライド嵌合部４４はアウターフレーム３０およびセンサボード２４によって形成されているが、いずれか一方（実質的な一体要素を含む）によって形成されていてもよい。

図５、図６に示すように、４本のアーム部５４は、略中間部分がベースプレート３４に対して軸支部６０で俯仰傾斜可能に軸支されている。４つの軸支部６０はそれぞれ、ベースプレート３４の留め具４０ｇａに支持されてアーム部５４の延在方向に略直交する向きの細いシャフト６２と、アーム部５４の両側に突出する一対の肩部６４と、それぞれの肩部６４からアーム部５４の延在方向に沿って短く突出し、二段階に屈曲して段差形状をなす軸支持片６６とを有する。肩部６４および軸支持片６６はアーム部５４と一体である。軸支持片６６は肩部６４から下方に向かう垂直板６６ａと、該垂直板６６ａの下端に接続されてアーム部５４の延在方向に沿って突出している水平板６６ｂとを有する。シャフト６２はアーム部５４の下面と水平板６６ｂの上面との間でほぼ隙間なく配置されている。

センサボード２４が人手により押されていない基準状態において、シャフト６２は水平板６６ｂの略中央に配置されており、垂直板６６ａとの間および水平板６６ｂの先端６６ｂａまでにある程度の距離がある。つまり、アーム部５４は軸支部６０および軸受部４０ｇによって、シャフト６２を基準として俯仰可能となっているが（図６の円弧矢印参照）該アーム部５４の延在方向には規制されてなくスライド可能になっている（図６の横矢印参照）。

図４に戻り、４つのアーム部５４のうち前側の２つ（図４において符号５４Ａを付す）では、軸支持片６６の水平板６６ｂがアウターフレーム３０の隅部を指向している。４つのアーム部５４のうち後側の２つ（図４において符号５４Ｂを付す）では、軸支持片６６の水平板６６ｂがアウターフレーム３０の中心部を指向している。換言すれば、４組の軸支持片６６は、シャフト６２の挿入および抜き取りが可能なように同一の所定方向に開いている。

各アーム部５４Ｂにおける２つの肩部６４のうち前側のものは、それぞれ突起４８に対して弾性接続部６８によって接続されている。弾性接続部６８は全長が適度に長く細く複数の湾曲部を有していて柔らかく、アウターフレーム３０とインナーフレーム３２との相対的な動作を妨げない。この場合の弾性接続部６８はＳ字形状であるが、Ｗ字形状、Ω字形状などであってもよい。弾性接続部６８はアーム部５４Ｂおよび突起４８と同一平面上にあり、同一の金属素材から打ち抜き加工で形成することができる。特に弾性接続部６８の一方が接続されている肩部６４は、アーム部５４と同一面上であって接続先に好適であるとともに、シャフト６２を支持する軸支持片６６と一体的な部分であって、アーム部５４がシャフト６２を中心に回転することを妨げない。

アウターフレーム３０とインナーフレーム３２とは弾性接続部６８で接続されていることから扱いが容易である。また、弾性接続部６８はアウターフレーム３０とインナーフレーム３２との相対的な位置決め作用がある。ただし、インナーフレーム３２は何らかの位置決め手段があれば、アウターフレーム３０と別体となっていてもよい。インナーフレーム３２はアウターフレーム３０と別体であっても、側方突出部５８がスライド嵌合部４４に嵌り込んでいるため抜けることがない。

図７は、樹脂プレート４０の斜視図である。図８は、金属プレート３８の斜視図である。図９は金属プレート３８と樹脂プレート４０とが積層固定されたベースプレート３４の平面図である。図１０は、枠体２８から取り外した状態のタッチパッド１０の底面図である。図１１は、枠体２８から取り外した状態のタッチパッド１０を下面からみた隅部の拡大斜視図である。

樹脂プレート４０は、ベースプレート３４のうち所謂メタルタッチなどを避けるための機能部を樹脂で形成したものであり、やや横長の六角形状の左右に矩形端部４０ａが設けられた形状になっている。樹脂プレート４０は、例えばＡＢＳ樹脂である。矩形端部４０ａからは前方に向かってやや上向き傾斜の細い樹脂板バネ４０ｂが突出している。樹脂板バネ４０ｂの先端は水平面になっており、センサボード２４左右の前端近傍を上方に向けて弾性付勢するようになっている（図１１参照）。

各矩形端部４０ａの根元部分にはそれぞれ第１位置決め孔（第１位置決め部）４０ｃと該第１位置決め孔４０ｃからみて樹脂プレート４０の中心側に立設する小さい位置決め壁（第１位置決め部）４０ｄが設けられている。上記の第１位置決め片４８ａ（図４参照）は第１位置決め孔４０ｃに挿入され、位置決め壁４０ｄに当接する。これにより、フレームユニット３３は横方向に位置決めされる。後述するがフレームユニット３３はベースプレート３４に対して前後にスライドすることによって分解可能になっている。第１位置決め孔４０ｃはフレームユニット３３とベースプレート３４との相対的な前後移動が可能となるように前後方向にやや長い孔となっている。位置決め壁４０ｄは前後方向に沿ってやや傾斜しており、第１位置決め片４８ａに対して組み立て後の状態では隙間なく当接し、分解時にはわずかに隙間が生じて着脱が容易となっている。

樹脂プレート４０の前側中間部には前後にやや長い逃げ孔４０ｅが形成されている。逃げ孔４０ｅは板バネ５０との干渉を避けるための孔である。逃げ孔４０ｅからみて樹脂プレート４０の中心側端部からは右に向けて連続する第２位置決め孔（第２位置決め部）４０ｆが形成されている。上記の第２位置決め片５０ｂ（図４参照）は第２位置決め孔４０ｆに挿入・係合される。第２位置決め片５０ｂと第２位置決め孔４０ｆとは前後幅が等しい。したがって、フレームユニット３３は前後方向に位置決めされる。第２位置決め孔４０ｆの周囲は厚肉部４０ｋによって補強されている。厚肉部４０ｋは後方に向かって逃げ孔４０ｈの近傍まで設けられている。

樹脂プレート４０は、中央の横長六角形を形成する左右の４つの辺に沿ってそれぞれ軸受部４０ｇが設けられている。軸受部４０ｇはシャフト６２を支持するものであり、該シャフト６２の両端近傍が嵌り込む一対の留め具４０ｇａと、シャフト６２を両端で押さえる抜止突起４０ｇｂと、中央部でシャフト６２を下面から支持するＶ字ブロック４０ｇｃとを有する。留め具４０ｇａは上方に開口した断面Ｃ字形状であり、一対の円弧部がシャフト６２の両側面を挟持して支持する。各留め具４０ｇａとＶ字ブロック４０ｇｃとの間には逃げ孔４０ｇｄが形成されている。逃げ孔４０ｇｄは軸支持片６６（図５参照）との干渉を避けるためのものである。

樹脂プレート４０の略中央部には、インナーフレーム３２の中央部５２が下降するときに干渉を避けるための扇形の逃げ孔４０ｈが形成されている。樹脂プレート４０における前縁の両端には、金属プレート３８によって位置決めされる小さい切欠４０ｉが形成されている。樹脂プレート４０にはさらに複数の肉抜き孔４０ｊが形成されている。

上記のとおり金属プレート３８には複数のネジ座３８ａおよび舌片３８ｂが設けられている。金属プレート３８にはさらに後縁および左右の縦縁に沿って低い屈曲壁３８ｃが形成されており高強度となっている。金属プレート３８の左右の縦縁には前後端近傍に小さい抜止片３８ｄが設けられている。抜止片３８ｄはプレートの一部が角型Ｕ字形状に折り返されて樹脂プレート４０の中心側が開口した形状である。抜止片３８ｄの開口にはアウターフレーム３０の小突起４６（図４参照）が嵌り込むことによってセンサボード２４およびフレームユニット３３が上方に抜けることを防止する。

金属プレート３８には、樹脂板バネ４０ｂが変位したときに干渉を避けるための逃げ孔３８ｅが形成されている。金属プレート３８には第１位置決め孔４０ｃを貫通して下方に突出する第１位置決め片４８ａとの干渉を避けるための逃げ孔３８ｆが形成されている。金属プレート３８には第２位置決め孔４０ｆを貫通して下方に突出する第２位置決め片５０ｂとの干渉を避けるための逃げ孔３８ｇが形成されている。第２位置決め片５０ｂは逃げ孔３８ｇを通して工具による押圧が可能となっている（図１０の矢印参照）。金属プレート３８には、樹脂プレート４０における逃げ孔４０ｈおよび逃げ孔４０ｇｄに対応する位置に、同形状で同作用の逃げ孔３８ｈおよび逃げ孔３８ｉが形成されている。金属プレート３８には、舌片３８ｂの両脇に上方に向けた小さい屈曲突起３８ｊが設けられている。屈曲突起３８ｊは切欠４０ｉに係合して樹脂プレート４０の位置決めをする。

図１２は、タッチパッド１０の模式断面図である。図１３は、センサボード２４が押された状態のタッチパッド１０の模式断面図である。

図１２に示すように、上層板３１ｂがスペーサとなってアーム部５４とセンサボード２４との間に狭い隙間７０が形成されている。中央部５２は段差部５２ｂによりやや下方に突出しており、スイッチ２６は中央部５２にほぼ接するようになっている。この状態でスイッチ２６は接点状態が切り替わるような押圧力を受けていない。アーム部５４の端部５４ａは側方突出部５８がスライド嵌合部４４に嵌り込んで高さが規制されている。そのため、アーム部５４は重力や振動の影響を受けずに水平に保たれる。アーム部５４の端部５４ａが不用意に下降することがないため、シャフト６２を挟んだ反対側の中央部５２も適正高さに維持され、スイッチ２６がオフ状態に維持される。

図１３に示すように、センサボード２４は上面のいずれかの箇所を人手によって押すとやや下降する。そうするとセンサボード２４の端でアウターフレーム３０とともに形成されたスライド嵌合部４４も下降し、その内部に挿入されている側方突出部５８も下降する。アーム部５４の端部５４ａはセンサボード２４が人手により押されることにともなって下降するように構成されていればよく、例えば側方突出部５８以外の箇所をセンサボード２４と一体の要素が上から押し、またはアウターフレーム３０と一体の要素が下から引いてもよい。

アーム部５４の中間部は軸受部４０ｇで軸支されていることから、端部５４ａが下降するとアーム部５４が軸受部４０ｇを基準に俯仰傾斜し、中央部５２が押し上げられてスイッチ２６を押圧操作してオン状態に切り替える。センサボード２４はボタン領域２５を含む全面が適度に上下動可能であって、ユーザはいずれの箇所を押してもスイッチ２６の接点状態の切り替わりにともなうクリック感を感じることができる。

なお、このとき各アーム部５４は、傾斜して中央部５２が持ち上げられることにともない、その他の部分が中央部５２に向かって若干引き寄せられるが（図５の矢印参照）、アーム部５４の端部５４ａはアウターフレーム３０に対して前後方向および左右方向に相対的な移動が許容されており、側方突出部５８がスライド嵌合部４４内で摺動しながら変位するためアーム部５４には張力はほとんど発生せず、該アーム部５４の傾斜を阻害することがない。

また同様に、各アーム部５４の中間部も中央部５２に向かって若干引き寄せられるが、上記のとおりアーム部５４はその延在方向には規制されていないことからスライド可能に軸支されていて、該アーム部５４の変位は阻害されない。

このように、各アーム部５４は端部５４ａおよび中間部においてアウターフレーム３０やベースプレート３４に対してスライド可能に構成されていることから傾斜にともなって無理な引っ張り力が生じることがなく、ある程度長く設定することも可能でありタッチパッド１０を大型化することができる。ただし、タッチパッド１０が小型で、アーム部５４の端部５４ａおよび中間部のスライド量が十分に小さいと想定される場合にはいずれか一方または両方のスライド機構を省略してもよい。

また、各アーム部５４は端部５４ａと中央部５２で若干弾性変形する。特に中央部５２を構成する４本の延長部５２ａ（図４参照）は細くて弾性変形しやすく、その他のアーム部５４が傾斜しても中央部５２は山なりになることがなくほぼ水平に維持され、スイッチ２６を正しく押圧操作することができる。

さらに、インナーフレーム３２は狭い隙間５６を介してアウターフレーム３０の内側に配置されており、仮に外力などによってインナーフレーム３２が水平面で回転するようなことがあっても、いずれかの隙間５６の部分で両者が当接することになり過度な回転ずれを防止することができる。

人手によるセンサボード２４の押圧を解除するとアーム部５４は弾性復元力により水平に復帰し、センサボード２４も元の高さに復帰し、スイッチ２６はオフ状態に戻る。

上記のインナーフレーム３２では４本のアーム部５４がＸ字形状にクロスしているが、十字形状でもよい。４本のアーム部５４はアウターフレーム３０の四隅でスライド可能に支持されているが、４つの枠材の各中間部で支持されていてもよい。インナーフレーム３２は４本のアーム部５４から構成されており構造およびスイッチ２６の押圧操作の観点からバランスがよいが、スペース上の制約などの理由によっては、１本～３本としてもよい。

次に、タッチパッド１０の分解・組立について説明する。タッチパッド１０はメンテナンス等の便宜のためにフレームユニット３３とベースプレート３４とを分解することができるようになっている。

上記のとおり、タッチパッド１０が組み立て済の状態において、ベースプレート３４とフレームユニット３３とは左右方向および前後方向にずれることなく固定されている。つまり、図１０に示すように、左右方向については、左右に適度に離れた一対の第１位置決め片４８ａが第１位置決め孔４０ｃに挿入され、それぞれ対向する側で位置決め壁４０ｄに当接することによって係合して固定されている。このとき第１位置決め片４８ａは第１位置決め孔４０ｃにおける最も前側に位置している。また、前後方向については、中央で第２位置決め片５０ｂが第２位置決め孔４０ｆに係合して固定されている。さらに、この状態では小突起４６が抜止片３８ｄに係合しているためフレームユニット３３が上方へ抜けることがない（図１２も参照）。

ベースプレート３４とフレームユニット３３とを分解するには、まず、枠体２８から取り外して図１０に示す状態にする。また、必要に応じてセンサボード２４をアウターフレーム３０から取り外しておく。そして、図１０の矢印で示す位置で第２位置決め孔４０ｆから露呈している屈曲部５０ａや第２位置決め片５０ｂをペン先などで押し込む。なお、仕様によっては反対側面から工具によって屈曲部５０ａや第２位置決め片５０ｂを引き抜くようにしてもよい。板バネ５０は細長くバネ性を有することから、第２位置決め片５０ｂは弾性的に退行可能であって、第２位置決め孔４０ｆから抜けて開放されるので、ベースプレート３４とフレームユニット３３とは前後方向に相対的に移動させる。

図１４は、ベースプレート３４とフレームユニット３３とが前後方向に相対的に移動した状態のタッチパッド１０の底面図である。図１５は、図１４の一部拡大図である。フレームユニット３３をベースプレート３４に対して相対的に後方に移動させると、第２位置決め片５０ｂは厚肉部４０ｋ（図７参照）に対して摺動し第２位置決め孔４０ｆと逃げ孔４０ｈとの間に移る。４つの小突起４６は抜止片３８ｄから後方に抜け、ベースプレート３４とフレームユニット３３とは上下に分離可能となる。このとき、第１位置決め片４８ａは第１位置決め孔４０ｃの後端近傍まで移動し、位置決め壁４０ｄとの間にわずかに隙間ができており（図１５参照）、ベースプレート３４とフレームユニット３３との分離にほとんど摩擦力は生じない。

なお、４本のシャフト６２は２本ずつ向きが異なっているが、上記のとおり該シャフト６２を支持する軸支持片６６はアーム部５４Ａとアーム部５４Ｂとで向きが異なっており（図４参照）、アーム部５４Ａでは水平板６６ｂが垂直板６６ａからアウターフレーム３０の隅部を指向しているのに対し、アーム部５４Ｂでは反対に水平板６６ｂが垂直板６６ａからアウターフレーム３０の中心部を指向している。つまり、各軸支持片６６は同一方向（この場合前方）開いていることになり、フレームユニット３３をベースプレート３４に対して相対的に後方に移動させるときにシャフト６２は後方に抜き取り可能になっており、図１５では仮想線で示す位置から矢印に沿って移動する。ベースプレート３４とフレームユニット３３とを組み立てる際には逆の手順で行なえばよく、この場合、シャフト６２は水平板６６ｂの上面とアーム部５４の下面との間に後方から挿入される。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ タッチパッド
１２ 電子機器
１４ 本体筐体
１６ キーボード
２２ ポインティングスティック
２４ センサボード
２５ ボタン領域
２６ スイッチ
２８ 枠体
３０ アウターフレーム
３１ａ 下層板
３１ｂ 上層板
３２ インナーフレーム
３３ フレームユニット
３４ ベースプレート（基体）
３８ 金属プレート
３８ｄ 抜止片
４０ 樹脂プレート
４０ｂ 樹脂板バネ（弾性体）
４０ｃ 第１位置決め孔
４０ｄ 位置決め壁
４０ｆ 第２位置決め孔
４０ｇ 軸受部
４４ スライド嵌合部
４６ 小突起
４８ａ 第１位置決め片
５０ 板バネ
５０ｂ 第２位置決め片
５２ 中央部
５２ａ 延長部
５２ｂ 段差部
５４，５４Ａ，５４Ｂ アーム部
５６ 隙間
５８ 側方突出部
６０ 軸支部
６２ シャフト
６４ 肩部
６６ 軸支持片
６６ａ 垂直板
６６ｂ 水平板
６８ 弾性接続部

Claims (9)

1. 人手によるポインティング操作を行うタッチパッドであって、
   人手による接触位置を認識可能なセンサボードと、
   前記センサボードと固定されたアウターフレームと、
   前記アウターフレームの内側に配置され、４本のアーム部の各一端が接続されて他端が前記アウターフレームにおける四か所に向かって延在しているクロス形状のインナーフレームと、
   前記アーム部の前記一端と前記センサボードとの間に設けられたスイッチと、
   ４本の前記アーム部を中間部でそれぞれ俯仰傾斜可能に支持する軸支部と、
   を有し、
   前記他端は、前記アウターフレームおよび前記センサボードの少なくとも一方により構成されるスライド嵌合部で支持され、前記センサボードとともに昇降方向に変位し、それ以外の２方向には相対的変位可能となっており、
   前記センサボードが人手により押されることにともなって、前記アーム部は、前記他端が押し下げられながら該アウターフレームに対して相対的に変位し、前記軸支部を基準に俯仰傾斜し、前記一端が押し上げられて前記スイッチを押圧操作する
   ことを特徴とするタッチパッド。
2. 請求項１に記載のタッチパッドにおいて、
   前記軸支部は、前記アーム部をその延在方向にスライド可能に支持する
   ことを特徴とするタッチパッド。
3. 請求項２に記載のタッチパッドにおいて、
   ４つの前記軸支部はそれぞれ、
   前記アーム部の延在方向と略直交する向きのシャフトと、
   前記アーム部と一体で該アーム部の延在方向に沿って突出し、二段階に屈曲して前記アーム部との間で前記シャフトを挟持する一組の軸支持片と、
   を有し、
   ４組の軸支持片は、前記シャフトの挿入および抜き取りを行う同一の所定方向に開いている
   ことを特徴とするタッチパッド。
4. 請求項３に記載のタッチパッドにおいて、
   前記インナーフレームまたは前記アウターフレームは、基体に向けて突出する第１位置決め片を有し、
   前記基体は、前記第１位置決め片が係合して前記所定方向に直交する方向に位置決めを行う第１位置決め部を有し、
   前記第１位置決め部の前記所定方向の長さは、前記インナーフレームと前記アウターフレームとを前記所定方向に相対的にずらすとき、前記シャフトが前記軸支持片による支持範囲から抜けるまで前記第１位置決め片が移動可能に設定されている
   ことを特徴とするタッチパッド。
5. 請求項３または４に記載のタッチパッドにおいて、
   前記インナーフレームまたは前記アウターフレームは、基体に向けて突出して弾性的に退行可能な第２位置決め片を有し、
   前記基体は、前記第２位置決め片が係合して記所定方向に位置決めを行う第２位置決め部を有し、
   前記第２位置決め片は押し込みまたは引き抜き操作により前記第２位置決め部から弾性的に退行して解放される
   ことを特徴とするタッチパッド。
6. 請求項１に記載のタッチパッドにおいて、
   前記アーム部の前記他端には側方突出部が設けられ、
   前記スライド嵌合部には前記側方突出部が挿入されており、
   前記側方突出部は前記スライド嵌合部に対し前記センサボードの昇降方向には隙間なく嵌合し、それ以外の方向にはスライド可能になっている
   ことを特徴とするタッチパッド。
7. 請求項６に記載のタッチパッドにおいて、
   前記インナーフレームおよび前記アウターフレームは金属板材から形成されており、
   前記側方突出部は前記アーム部の一部が前記センサボードの側に折り返されて形成されており、
   前記アウターフレームは折り返しの下板層と上板層とからなる二層構造であり、
   前記スライド嵌合部は、前記上板層の一部が切り欠かれた部分で前記下板層と前記センサボードとの間に形成されている
   ことを特徴とするタッチパッド。
8. 請求項１に記載のタッチパッドにおいて、
   前記アーム部は、前記スイッチを押圧する部分とその他の部分との間が弾性的に屈曲可能に構成されている
   ことを特徴とするタッチパッド。
9. 請求項１に記載のタッチパッドにおいて、
   前記アーム部と前記アウターフレームとの間は、両者の相対的な動作を妨げない同一平面上の弾性接続部によって接続されている
   ことを特徴とするタッチパッド。
   

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