(57)【要約】【課題】振動を効率よくエネルギーに変換することができる、入力装置を提供する。【解決手段】ユーザにより押下される複数のキーと、前記複数のキーのいずれかが押下されたときに、押下されたキーと接触して振動する振動板とを具備する。前記振動板は、その振動が直接に発電機に伝わるように配置されている。【選択図】図２
2010134532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにより押下される複数のキーと、
前記複数のキーのいずれかが押下されたときに、押下されたキーと接触して振動する振動板と
を具備し、
前記振動板は、その振動が直接に発電機に伝わるように配置されている
入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載された入力装置であって、
前記振動板は、振動したときにその一端が上下運動するように構成されており、前記一端が上下運動することにより前記発電機に電磁誘導による起電力が生じるように、配置されている
入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載された入力装置であって、
前記複数のキーの各々は、
主面及び裏面を有し、主面でユーザにより押下されるキートップと、
前記キートップの裏面の中央部に連結された支柱部とを備え、
前記振動板は、前記支柱部が通される開口を有し、
前記開口の大きさは、前記各キーが押下されたときに前記裏面が前記振動板に接触するような大きさである
入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載された入力装置であって、
更に、
前記各キーが押下されていないときに前記支柱部と非接触であり、前記各キーが押下されたたときに前記支柱部が接触する入力接地面
を具備し、
前記入力接地面は、前記支柱部の接触の有無により、通電の有無が切り替えられるように構成されている
入力装置。
【請求項５】
請求項３に記載された入力装置であって、
前記支柱部は、弾性部材を含んでいる
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】
エネルギーを有効活用することが求められている。ある目的で行われている動作により発生したエネルギーを別の目的に使用したり、自然現象から取り出したエネルギーを使用したりすることができる。たとえば、人の動作により電力エネルギーを発生させる人力発電や、機械の動作により発生した振動を用いて電力エネルギーを発生させる振動発電などが知られている。また、自然現象からエネルギーを取り出す手法として、川の水流などを利用した水力発電や、風の力を利用した風力発電などが知られている。
【０００３】
人の動作を利用して発電を行う技術が、非特許文献１（日刊工業新聞  ２００７年１２月２６日  朝刊  １面  ３段）に記載されている。図１は、非特許文献１に記載された技術を示す概略図である。この技術では、リモコン基板と、振動板と、圧電素子とが用いられる。リモコン基板にはボタンが設けられている。人がそのボタンを押すと、振動板が振動する。振動板の振動は、圧電素子に伝わり、圧電素子が発電する。
【０００４】
一方、特許文献１（特開２００３−２３３４４８）には、簡易な構造で発電できてコストを低減でき且つ発電効率も向上できるキー入力装置を提供することを目的とした技術が開示されている。特許文献１に記載されたキー入力装置は、複数個のキーと、複数個のキーに対して一つ設置される発電機と、複数のキーの少なくともいずれかのキーの入力操作を機械的動作として発電機に伝動する伝動機構とを備える。伝導機構は、入力操作による各キーの直線運動を、シャフトを回転させる回転運動に変換する。発電機は、シャフトの回転運動により、駆動する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３３４４８号公報
【非特許文献１】日刊工業新聞  ２００７年１２月２６日  朝刊  １面  ３段
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のキー入力装置では、上下運動が回転運動に変換されるため、エネルギーロスが生じてしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる入力装置は、ユーザにより押下される複数のキーと、前記複数のキーのいずれかが押下されたときに、押下されたキーと接触して振動する振動板とを具備する。前記振動板は、その振動が直接に発電機に伝わるように配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動を効率よくエネルギーに変換することができる、入力装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下に、図面を参照しつつ、本発明の第１の実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る入力装置１０の内部構成を示す断面図である。
【００１０】
図２に示されるように、入力装置１０は、複数のキー３と、振動板１と、配線基板５とを備えている。振動板１及び配線基板５は、図示しない筐体内に配置されている。複数のキー３は、筐体内から一部が筐体外に突き出すように、配置されている。図２に示されるように、複数のキー３が突き出ている方向を上方向として、上下方向が定義される。
【００１１】
配線基板５は、複数のキー３の下方に配置されている。配線基板５には、ユーザからの入力操作を受け付けるための配線が形成されている。配線基板５には、複数のキー３のそれぞれに対応する位置に、入力接地面４が形成されている。
【００１２】
複数のキー３の各々は、図示しない筐体によって支持されている。各キー３は、キートップ３１と、支柱部３２とを備えている。キートップ３１は、主面３３及び裏面３４を有しており、主面３３でユーザにより押下される。支柱部３２は、キートップ３１の裏面３４の中央部に連結されており、キートップ３１から下方に向かって延びている。支柱部３２の下面には、図示しない導電体が設けられている。外力が加えられていないとき、支柱部３２の下面と入力接地面４との間には、距離ｄの隙間が形成される。
【００１３】
この入力装置１０において、ユーザが各キー３を押下すると、支柱部３２の下面に設けられた導電体が入力接地面４に当接する。入力接地面４には、導電体が当接したときにだけ導通するように、配線が設けられている。すなわち、支柱部３２が入力接地面４に当接しているかいないかにより、入力接地面４における電気的接続の有無が切り替えられる。これによって、ユーザからの入力操作が受け付けられる。
【００１４】
振動板１は、ユーザによるキー３の入力操作により振動し、この振動を発電機２に直接に伝える板である。振動板１は、キートップ３１と配線基板５との間に配置されている。
【００１５】
図３は、振動板１の平面図を示している。振動板１は、複数のキー３のそれぞれに対応する位置に、開口６を有している。振動板１は、各支柱部３２が各開口６を通るように、配置されている。図３では、開口６は、円形で描かれている。但し、開口６の形状は、各支柱部３２が通ることのできる形状であれば、円形に限られず、他の形状であってもよい。
【００１６】
図２に示されるように、キートップ３１の裏面３４から振動板１までの間の距離ｅは、支柱部３２の下面から入力接地面４までの距離ｄよりも、短い。また、開口６の大きさｂは、キートップ３１の裏面３４の大きさｃよりも狭い。これによって、キー３が押下されると、裏面３４が振動板１と当接し、振動板１が振動する。
【００１７】
振動板１の一端部は、永久磁石により形成されている。
【００１８】
振動板１の振動を受けて発電する発電機２は、配線基板５上に配置されている。発電機２は、コア材２２と、コイル部２１と、カバー材２３とを備えている。コア材２２は、振動板１の一端部の下方に配置されている。コイル部２１は、コア材２２に線材が巻かれることにより、形成されている。カバー材２３は、コイル部２１から、振動板１の一端部を覆うように延びている。コイル部２１は、図示しない充電池と電気的に接続されている。
【００１９】
続いて、上述の入力装置１０の動作について説明する。図４及び図５は、ユーザがキー３を押下した時の入力装置１０の動作を示す概略図である。
【００２０】
図４に示されるように、ユーザがキー３を押下すると、支柱部３２の下面が入力接地面４に当接する。これにより、入力接地面４における導通の有無が切り替えられる。このとき、キートップ３１の裏面３４が振動板１に当接し、振動板１に圧力が加わる。
【００２１】
図５に示されるように、ユーザがキー３から手を離すと、キー３は元の位置に戻る。一方、振動板１は、裏面３４から受けた圧力により、湾曲し、応力を生じる。この応力により、振動板１が振動する。
【００２２】
振動板１の一端部（図２参照）は、振動により、上下運動する。一端部１の上下運動により、発電機２のコイル部２１には、電磁誘導による起電力が発生する。コイル部２１で発生した電力は、充電池に送電され、充電池が充電される。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、入力装置１０の打鍵動作により、発電を行うことができる。従って、本実施形態に係る入力装置１０を、外部電源によって給電または充電が行われる携帯機器（ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話端末、電卓など）などに適用すれば、外部電源を使用しなくても、携帯機器を動作させることができる。
【００２４】
ここで、振動板１には、複数のキー３それぞれに対応する位置に開口６が設けられている。これにより、複数のキー３のうちのどのキーが押下されても、振動板１が振動し、発電機２を発電させることができる。発電機２は、複数のキー３に対して一つ設けられていればよいので、機器の簡素化、及び小型化が可能となる。
【００２５】
また、本実施形態に係る入力装置１０では、振動板１の上下運動が、直接、発電機２の発電に利用される。従って、振動による上下運動を回転運動などの他の運動に変換する必要がなく、振動を発電エネルギーに効率よく変換することが可能である。
【００２６】
尚、本実施形態では、発電機２がコイル部２１において発電するように構成されている場合について説明したが、発電機２の構成はこれに限られるものではない。発電機２の構成としては、振動板１の上下運動そのものによって発電するような構成であれば、他の構成が採用されてもよい。
【００２７】
また、本実施形態では、発電機２が配線基板５上に配置されている場合について説明した。但し、発電機２は必ずしも配線基板５上に配置されている必要はない。発電機２の位置は、振動板１の一端部の上下運動によりコイル部２１に起電力が生じるような位置であればよく、例えば、入力装置１０の外部に設けられていてもよい。
【００２８】
本実施形態では、発電機２のコア材２の構成を、更に工夫することが可能である。すなわち、コア材２として、弾性体と、この弾性体に取り付けられた永久磁石とを備える構成を採用することができる。このような構成によれば、振動板１の一端部が振動により弾性体に当たったときに、弾性体も上下に振動する。これにより、弾性体に取り付けられた永久磁石も上下に振動する。その結果、コイル部２１に、振動板１の一端部の上下運動による起電力に加え、コア材２の上下運動による起電力も発生させることができる。その結果、より効率よく発電を行うことが可能となる。
【００２９】
更に、本実施形態において、発電機２のカバー材２３の構成を更に工夫することが可能である。すなわち、カバー材２３として、コイルを用いる。そして、このコイルと充電池とを電気的に接続する。このような構成を採用すれば、振動板１の一端部の上下運動により、コイル部２１のみならず、カバー材２３のコイルにも起電力が生じる。その結果、より効率よく発電を行うことが可能となる。
【００３０】
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係る入力装置１０の構成を示す概略図である。本実施形態では、第１の実施形態に対して、各キー３の構成が変更されている。その他の点については、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００３１】
図６に示されるように、各キー３には、弾性部材３５が追加されている。弾性部材３５は、配線基板５と支柱部３２との間に配置されており、その隙間を埋めている。弾性部材３５は、例えば導電ゴムにより形成される。弾性部材３５は、中空であり、キー３が押下されていないときには入力接地面４と接触せず、キー３が押下されたときに押しつぶされて入力接地面４と接触する。尚、弾性部材３５としては、上下方向に伸縮可能か部材であれば特に限定されず、バネなどを用いることも可能である。また、この弾性部材３５と支柱部３２との位置が入れ替えられていてもよい。
【００３２】
図７及び図８は、ユーザがキー３を押下した時の入力装置１０の動作を示す概略図である。図７に示されるように、キー３が押下されると、弾性部材３５が押しつぶされ、入力接地面４と接触する。これにより、入力接地面４における導通の有無が切り替えられる。このとき、第１の実施形態と同様に、キートップ３１の裏面３４が振動板１と接触する。図８に示されるように、振動板１が接触により振動する。振動板１の振動により、第１の実施形態と同様に、発電機２が発電する。
【００３３】
本実施形態のように、キー３の構成として、弾性部材３５が含まれるような構成を採用しても、効率よく発電を行うことができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態と比較して、振動板１の構成が変更されている。その他の点については、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００３５】
図９は、本実施形態に係る入力装置１０の概略図である。本実施形態では、振動板１が、筐体（図示せず）に対して弾性的に支持されている。既述の実施形態では、キー３が押下されたときに振動板１が湾曲し、振動する場合について説明した。これに対して、本実施形態では、振動板１は湾曲しない。本実施形態では、キー３が押下されると、振動板１全体が上下に運動する。これにより、これにより、第１の実施形態と同様に、発電機２を効率よく発電させることが可能である。
【００３６】
尚、本実施形態では、キー３の構成が第１の実施形態と同じである場合について説明した。但し、キー３が、第２の実施形態と同じ構成であっても良い。すなわち、図１０に示されるように、キー３が弾性部材３５を含む構成であっても、発電機２を効率よく発電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】非特許文献１に記載された技術を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る入力装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】振動板の平面図である。
【図４】ユーザがキーを押下した時の入力装置の動作を示す概略図である。
【図５】ユーザがキーを押下した時の入力装置の動作を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態に係る入力装置の構成を示す概略図である。
【図７】ユーザがキーを押下した時の入力装置の動作を示す概略図である。
【図８】ユーザがキーを押下した時の入力装置の動作を示す概略図である。
【図９】第３の実施形態に係る入力装置の概略図である。
【図１０】第３の実施形態に係る入力装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  振動板
２  発電機
２１  コイル部
２２  コア材
２３  カバー材
３  キー
３１  キートップ
３２  支柱部
３３  主面
３４  裏面
３５  弾性部材
４  入力接地面
５  基板
６  開口
１０  入力装置
【図１】
2010134532.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010134532.tif 000007
【図６】
2010134532.tif 000008
【図７】
2010134532.tif 000009
【図８】
2010134532.tif 000010
【図９】
2010134532.tif 000011
【図１０】
2010134532.tif 000012