(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーボード装置等のカーソル位置制御に用いられるポインティングスティックであって、
ポインティングスティック本体と、
前記ポインティングスティック本体に延設された脚部を取付可能な取付部材と、
回路基板を収容可能な容積を有し、かつ、ネジが貫通可能な貫通孔が設けられた台座部材と、
ネジ孔を有するベースプレートと、
前記台座部材を前記ベースプレートに締結する取付ネジと、を備え、
前記ポインティングスティック本体は、
前記ポインティングスティック本体に延設された脚部を前記取付部材の貫通孔に通し、その先端を熱溶着して前記取付部材に固定すると共に、
前記取付部材の下側に配置される前記台座部材と、前記取付部材の上側に配置される前記ベースプレートとで挟み、
前記台座部材の底面側から前記取付ネジを挿通して前記台座部材を前記ベースプレートに締結したことを特徴とするポインティングスティックの取付構造。
【請求項２】
前記台座部材には前記取付ネジの頭部を収容可能な座が設けられていることを特徴とする請求項１に記載するポインティングスティックの取付構造。
【請求項３】
前記ベースプレートには、凹み部を設けると共に前記凹み部の底部に更にバーリング加工で凸状段部を設け、前記凸状段部には、前記取付ネジをねじ込むように前記ネジ孔が形成されると共に、
前記凸状段部は、前記取付部材の前記貫通孔に嵌合できるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載するポインティングスティックの取付構造。
【請求項４】
前記台座部材の収容部には、前記取付部材と並列に制御回路基板が収容されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載するポインティングスティックの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばノート型コンピュータ等のディスプレイ上のカーソル移動制御に利用するポインティングスティックの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばノート型コンピュータ（ノートパソコン）の普及に伴い、そのディスプレイ上のカーソル移動の制御においてポインティングスティックを備えたポインティングデバイスが用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このポインティングスティックを有するノートパソコンは、ディスプレイ上のカーソルを移動する際にマウスを用いる必要がない。そのため、机の上での場所をとらず、作業スペース上の観点から省スペース化が図られ、自宅やオフィスでの使い勝手が良く、また、飛行機や電車等の公共移動手段で移動中に用いる際にも使い勝手が良いとされている。
【０００４】
なお、このようなポインティングスティックは、ノートパソコンへの利用に限らず家庭用ゲーム機におけるディスプレイ上のカーソル等の移動制御にも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２１１９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において開示された従来技術は、ポインティングスティックのベースプレートをホルダ部材と支え蓋体の支持部で固定する構造を有している。しかしながら、この従来技術によると、ポインティングスティックのベースプレートをホルダ部材と支え蓋体の支持部で固定する固定構造に問題があり、これらの固定した状態における各部品の結合時における構造上の歪みや各部品の熱膨張率の違いによる歪が生じ、ポインティングスティックの操作量を検出する際に、出力誤差として重畳してしまう場合がある。
【０００７】
また、この従来技術によると、ポインティングスティック内にポインティングスティックの操作量を検出して演算する演算部や、それに関連する電子部品及びこれらを実装する回路基板を収容するスペースを設けていない。従って、このような回路基板及び電子部品をポインティングスティック内部に収容する場合は、この収容スペースを備えた特別な支え蓋体やホルダ部材を別個に設けなければならず、部品の共用化を図ることができずにコスト高を招く。
【０００８】
本発明の目的は、ポインティングスティックの取付構造を構成する各部品の熱膨張率の違いや結合状態による影響を受け難く、かつ薄型化した状態であっても十分な強度を確保しつつ、更にはポインティングスティックの操作量を演算制御する制御回路基板を収容するスペースを有することで、異なる仕様に対して部品の共用化を図ることを可能としたポインティングスティックの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のポインティングスティックの取付構造は、
キーボード装置等のカーソル位置制御に用いられるポインティングスティックであって、
ポインティングスティック本体と、
前記ポインティングスティック本体に延設された脚部を取付可能な取付部材と、
回路基板を収容可能な容積を有し、かつ、ネジが貫通可能な貫通孔が設けられた台座部材と、
ネジ孔を有するベースプレートと、
前記台座部材を前記ベースプレートに締結する取付ネジと、を備え、
前記ポインティングスティック本体は、
前記ポインティングスティック本体に延設された脚部を前記取付部材の貫通孔に通し、その先端を熱溶着して前記取付部材に固定すると共に、
前記取付部材の下側に配置される前記台座部材と、前記取付部材の上側に配置される前記ベースプレートとで挟み、
前記台座部材の底面側から前記取付ネジを挿通して前記台座部材を前記ベースプレートに締結したことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に係るポインティングスティックの取付構造によると、ポインティングスティックの取付け状態でポインティングスティック本体を固定した取付部材がベースプレートと台座部材とでサンドイッチ状に挟まれるようにしっかりと固定されている。これによって、ポインティングスティックの操作量に対応した出力値のみがひずみゲージで検出され、それ以外の各構成部品の接合時に生じる構造的な歪みや熱膨張率の違いによって生じる歪みがひずみゲージによって出力誤差として検出され難い。そのため、ポインティングスティックの操作量を常に正確に検出することができるようになる。
【００１１】
また、ポインティングスティックの操作量を演算する演算回路や、これに関連する電子部品を実装する回路基板を収容するスペースを有することで、台座部材の共用化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係るポインティングスティックの取付構造は、請求項１に記載のポインティングスティックの取付構造において、台座部材には取付ネジの頭部を収容可能な座が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に係るポインティングスティックの取付構造によると、取付ネジの収容可能な座を設けていることで、ネジの頭部が台座部材から突出することがなく、ポインティングスティックの取付構造の薄型化を達成することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係るポインティングスティックの取付構造は、請求項１又は請求項２に記載のポインティングスティックの取付構造において、
前記ベースプレートには、凹み部を設けると共に前記凹み部の底部に更にバーリング加工で凸状段部を設け、前記凸状段部には、前記取付ネジをねじ込むように前記ネジ孔が形成されると共に、
前記凸状段部は、前記取付部材の前記貫通孔に嵌合できるように形成されていることを特徴としている。
【００１５】
キーボードの小型化や軽量化を図るためにポインティングスティックを薄型化する必要があり、そのためにベースプレートの板厚はその強度を保った上で極力薄くされている。係る厚さの薄いベースプレート自体に雌ネジを形成したのでは、ネジの十分な締結力が確保できない。
【００１６】
しかしながら、請求項３に係るポインティングスティックの取付構造によると、ベースプレートに凹み部を設けると共に、この凹み部に更に凸状段部を設けることで、取付ネジに対応するネジ締結孔を形成でき、取付ネジをネジ締結孔にセルフタッピングを介してネジ込むことでバーリング加工を利用して取付ネジをベースプレートにしっかりと締結することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項４に係るポインティングスティックの取付構造は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のポインティングスティックの取付構造において、台座部材の収容部には、取付部材と並列に制御回路基板が収容されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項４に係るポインティングスティックの取付構造によると、台座部材の収容部に制御回路基板を並列に収容配置することで、制御回路基板自体をポインティングスティック以外の場所に配置する必要が無くなり、省スペース化を図ることができる。
【００１９】
また、厚みのあるガラスエポキシ樹脂からなる回路基板上にポインティングスティックを取り付けるような従来技術では、ポインティングスティック全体の高さを低くすることが困難であった。しかしながら、請求項４に係るポインティングスティックの取付構造によると制御回路基板をポインティングスティック本体の側方に並列配置することで、ポインティングスティック全体の高さを低くでき、薄型化を図ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、ポインティングスティックの取付構造を構成する各部品の熱膨張率の違いや結合状態による影響を受け難く、かつ薄型化した状態であっても十分な強度を確保しつつ、更にはポインティングスティックの操作量を演算制御する制御回路基板を収容するスペースを有することで、異なる仕様に対して部品の共用化を図ることを可能としたポインティングスティックの取付構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造を、ベースプレートを除きその他の各部品を分解した状態で斜め上方から示す斜視図である。
【図２】図１とは異なる方向から見たポインティングスティックの取付構造の斜視図である。
【図３】ポインティングスティックの取付け側と反対側から見た図１に対応するポインティングスティックの取付構造の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の制御回路用ＦＰＣを除いた方向に沿った断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の制御回路用ＦＰＣを含める方向に沿った断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の組み立て方を示す図４に対応する断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の組み立て方を示す図５に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造を、ベースプレート５０を除きその他の各部品を分解した状態で斜め上方から示す斜視図である。また、図２は、図１とは異なる方向から見たポインティングスティックの取付構造の斜視図である。また、図３は、ポインティングスティックの取付け側と反対側から見た図１に対応するポインティングスティックの取付構造の斜視図である。また、図４は、本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の制御回路用ＦＰＣを除いた方向に沿った断面図である。また、図５は、本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の制御回路用ＦＰＣを含める方向に沿った断面図である。
【００２３】
本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造は、キーボード装置等のカーソル位置制御に用いられるようになっており、ポインティングスティック本体１０と、ポインティングスティック本体１０を支持する取付部材２０と、ポインティングスティック本体１０の基部１１と共に制御回路用フレキシブルプリント基板（以下、「制御回路用ＦＰＣ」とする）３０を収容可能な容積を有する台座部材４０と、台座部材４０をベースプレート５０にポインティングスティック本体１０を支持する取付部材２０を挟んだ状態で固定する取付ネジ９０と、を備えている。
【００２４】
係るポインティングスティックの取付構造の具体的な構成について、図面に基づいてより詳細に説明する。ポインティングスティック本体１０は、例えばＡＢＳ（アクリルニトリルブタジエンスチレン）樹脂等の強度と成形性に優れた樹脂材でできている。そして、ベースプレート５０（図３参照）を介してキーボード（ここでは図示せず）に取り付けられ、カーソル移動用の操作スティック１５及びこのスティックの操作内容を検知する力センサ１６（図４参照）を備えている。ポインティングスティック本体１０は、基部１１からベースプレート側に突設した３本の取付け脚１２を有している。
【００２５】
ポインティングスティック本体１０は、この３本の取付け脚１２を取付部材２０の脚固定孔２１ａに通し、その先端を熱溶着して取付部材２０に固定されるようになっている。基部１１には、ここでは詳細には図示しないが、操作スティック１５の操作に応じて変形するダイアフラムが備わり、ダイアフラム上にはひずみゲージが適所に配置されている。そして、ダイアフラムとひずみゲージとで力センサ１６を構成している。これによって、操作スティック１５の操作に応じたダイアフラム上のひずみゲージの抵抗値に関する出力変化を検出して、操作スティック１５の操作内容を取付部材２０に隣接して並列配置されプリント基板上に実装されたマイコン等の演算手段によって検出するようになっている。
【００２６】
そして、ポインティングスティック本体１０と取付部材２０は、例えばキーボードに組み込んだ状態で見て、取付部材２０の下側に配置される台座部材４０と、取付部材２０の上側に配置されるベースプレート５０とで挟まれた状態で、台座部材４０の底面側から取付ネジ９０を挿通してベースプレート５０にこの取付ネジ９０を締結させしっかりと固定されるようになっている。
【００２７】
取付部材２０は、例えば厚さ０．３ｍｍのステンレス鋼の板材でできており、平面視で長方形形状をなし、長手方向両端部に対して中央部が凹んだ平面状のスティック本体固定部２１として形成され、この固定部にポインティングスティック本体１０の基部１１を固定するようになっている。なお、スティック本体固定部２１の凹みの深さは、基部１１の上面が後述する取付部材固定部２２の上面から突出しない深さとなっている。
【００２８】
スティック本体固定部２１にはポインティングスティック本体１０の基部１１から延在した３つの取付け脚１２を挿通する脚固定孔２１ａが形成されている。また、各端部はそれぞれ平面状の取付部材固定部２２を形成している。そして、取付部材固定部２２には、ポインティングスティック取付用の取付ネジ９０を挿通する挿通孔２２ａがそれぞれ２つずつ形成されている。
【００２９】
台座部材４０は、ポインティングスティック本体１０を取付部材２０に取り付けた状態で収容すると共に制御回路用ＦＰＣ３０を収容することが可能な収容部４１を有した平面視矩形の皿型形状をなしている。台座部材４０は、外部からの信号ノイズがポインティングスティックの検出誤差として重畳しないような例えばブリキなどの厚さの薄い金属製の板材でできている。
【００３０】
また、台座部材４０に取付部材２０を取付ける位置であって、取付部材２０の挿通孔２２ａの対応する位置に座部４２が４箇所設けられている。座部４２は、台座部材４０の底面から上方に突出して形成され（図１、図２、及び図４参照）、取付ネジ９０を台座部材４０の座部４２に設けた取付ネジ挿通孔４２ａに挿通した時に台座部材４０の底面から取付ネジ９０の頭部９１が突出しないようになっている。
【００３１】
また、座部４２の高さは、ポインティングスティック本体１０の基部１１を取付部材２０に固定した際にこのスティック本体の取付け脚１２の溶着部１２ａが台座部材４０の底面にほぼ接する程度の高さとなっている。
【００３２】
本実施形態の場合、台座部材４０の座部４２にはそれぞれ４箇所にネジ緩み防止用の溝状凹み４２ｂが周方向等間隔で直径方向に設けられている。また、台座部材４０の４つの側壁４５の上縁には台座部材４０をベースプレート５０に接触固定させる当接部４６が複数設けられている。なお、隣接する当接部間にはそれぞれ切欠き４７が設けられ、複数の当接部４６の少なくとも１箇所か２箇所で台座部材４０をベースプレート５０にしっかりと密着させるようになっている。また、各当接部４６にはそれぞれ小さな半球状の膨出部４６ａがベースプレート５０に向かって形成されている。
【００３３】
台座部材４０にこのような複数の当接部４６が備わることで、ポインティングスティック本体１０のスティック操作量を検出する際に外部ノイズを遮断してシールド性を高めるようになっている。
【００３４】
また、台座部材４０の収容部４１には、取付部材２０と並列に制御回路用ＦＰＣ３０が収容配置されている。制御回路用ＦＰＣ３０は、厚さが薄く可撓性を有するフレキシブルプリント基板３１と、その表面に実装された検出出力演算用チップ３２や、これに関連する抵抗３３、コンデンサ３４等の電子部品が実装されている。そして、制御回路用ＦＰＣ３０の一部は、上述したようにポインティングスティック本体１０の力センサ１６から延在した回路パターンにはんだによって電気的に接続されるようになっている制御回路用ＦＰＣ３０のフレキシブルプリント基板３１は、ここでは詳細には示さないが他のフレキシブルケーブルに接続されるようになっている。
【００３５】
ベースプレート５０は、例えば厚さ０．５ｍｍのアルミニウム合金の板材でできている。ベースプレート５０には、キーボードへの取付け状態で見てその上面に皿状の凹み部５１が４箇所設けられると共に、この凹み部５１の底部に取付部材２０の挿通孔２２ａに嵌合される高さの低い円筒状の３つの凸状段部５２が形成されている（図３参照）。そして、凹み部５１と凸状段部５２を貫通するように取付ネジ締結孔５３が形成されている。
【００３６】
また、ベースプレート５０は４つの凹み部５１によって囲まれた位置にポインティングスティック本体１０の操作スティック１５をキーボードの操作面上に突出させるスティック操作用開口部５５を有している。
【００３７】
凸状段部５２は、ポインティングスティック側に向かって形成されており、この段部の高さは、取付部材２０の厚さよりも薄くなっている。これによって、ポインティングスティック組み付け時にポインティングスティック本体１０を固定した基部１１がベースプレート５０と台座部材４０の間においてずれることなくベースプレート５０と台座部材４０でしっかりと挟み込まれるになっている。
【００３８】
ベースプレート５０の凹み部５１と凸状段部５２には取付ネジ締結孔５３が形成されている。また、台座部材４０の座部にも上述したように取付ネジ挿通孔４２ａが形成されている。これによってポインティングスティック本体１０をベースプレート５０と台座部材４０の間に挟んだ状態で、取付ネジ９０を取付部材２０のネジ挿通孔２２ａと台座部材４０の取付ネジ挿通孔４２ａに挿通させると共に、ベースプレート５０の取付ネジ締結孔５３にセルフタッピングさせる。
【００３９】
本実施形態に係るポインティングスティックの取付構造がこのような構成を有することで、操作スティック１５の軸線方向に作用する所定以上の押圧力を取付部材２０及びこれを挟み込むベースプレート５０と台座部材４０とで吸収するようになっている。この所定値以上の押圧力をベースプレート５０で受けることで、力センサ１６に過大な応力が発生せず、力センサ１６をその構造上保護するようになっている。
【００４０】
続いて、上述したポインティングスティックの取付構造の具体的な組み立て手順について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の組み立て方を示す図４に対応する断面図である。また、図７は、本発明の一実施形態に係るポインティングスティックの取付構造の組み立て方を示す図５に対応する断面図である。
【００４１】
ポインティングスティック本体１０の３本の取付け脚１２を取付部材２０の脚固定孔２１ａにそれぞれ挿通させ、この取付け脚１２の突出部分を熱溶着させて、ポインティングスティック本体１０を取付部材２０に固定する。
【００４２】
続いて、台座部材４０の適当な位置に両面テープを貼り付け、ポインティングスティック本体１０と取付部材２０を台座部材４０に仮止めする。また、台座部材４０の収容部４１に制御回路用ＦＰＣ３０を収容する。これによって、台座部材４０の収容部４１にポインティングスティック本体１０及びこれを支持した取付部材２０と制御回路用ＦＰＣ３０とが並列配置される。
【００４３】
この際、台座部材４０の制御回路用ＦＰＣ３０とポインティングスティック本体１０の回路をはんだ付けしておくのが組立て作業上好ましい。
【００４４】
続いて、台座部材４０をベースプレート５０のポインティングスティック取付位置に位置合せさせながらベースプレート５０の下面に仮止めする。この際、台座部材４０の適所に両面テープ等を用いて仮止めすると作業性が向上する。そして、取付ネジ９０を介して台座部材４０の座部４２に形成されたネジ挿通孔に通し、ベースプレート５０の台座部材取付孔にネジ締めする。
【００４５】
続いて、上述したポインティングスティックの取付構造に関する作用について説明する。本実施形態に係るポインティングスティックの取付構造によると、ポインティングスティックの取付け状態でポインティングスティック本体１０を支持した取付部材２０が台座部材４０とベースプレート５０とでサンドイッチ状に挟まれるように固定されている。これによって、ポインティングスティック本体１０の操作量に対応した出力値のみがひずみゲージで検出され、それ以外の各部品の結合時に生じる構造的な歪みや各部品の熱膨張率の違いにより生じる歪みが力センサ１６によって出力誤差として検出され難くなる。そのため、ポインティングスティックの操作量を更に正確に検出することができるようになる。
【００４６】
また、ポインティングスティック本体１０の操作量を演算する演算回路や、これに関連する電子部品を実装する回路基板を収容する収容部４１を台座部材４０が有することで、台座部材４０の共用化を図り、このような回路基板を収容する場合や回路基板を収容しない場合の様々な設計スペックに対応できる。
【００４７】
また、台座部材４０には取付ネジ９０の頭部を収容可能な座部４２を設けていることで、取付ネジ９０の頭部９１が台座部材４０から突出することがなく、ポインティングスティックを薄型化することができる。
【００４８】
また、ベースプレート５０に凹み部５１を設けると共に、この凹み部５１に更に凸状段部５２を設けることで、取付ネジ９０に対応する取付ネジ締結孔５３を形成でき、取付ネジ９０を取付ネジ締結孔５３にセルフタッピングを介してネジ込むことでバーリング加工を利用して取付ネジ９０をベースプレート５０にしっかりと締結することができる。
【００４９】
ポインティングスティックを薄型化するために、ベースプレート５０の板圧を極力薄くする必要があるが、厚さの薄いベースプレート自体に雌ネジを形成したのでは、ネジの十分な締結力が確保できない。しかしながら、本実施形態のような構成を有することで、セルフタッピングされた雌ネジの部分で十分な締結力を確保することができ、ポインティングスティック自体をしっかりと組み付けることができる。
【００５０】
また、台座部材４０にポインティングスティック本体１０の基部１１及びこれを支持する取付部材２０と並列に制御回路用ＦＰＣ３０を収容することで、制御回路用ＦＰＣ３０自体をベースプレート下面のポインティングスティック取付部以外の位置に配置する必要が無くなり、省スペース化を図ることができる。
【００５１】
また、制御回路用ＦＰＣ３０においてフレキシブルプリント基板３１を利用しているので、通常のガラスエポキシ樹脂からなるプリント基板上に検出出力演算チップやこれに関連する抵抗、コンデンサを実装した場合に比べて高さ（厚み）を格段に低く（薄く）することができる。これによって、キーボード自体の薄型化に貢献することができる。
【００５２】
なお、本実施形態とは異なり、必ずしも台座部材４０の収容部４１に制御回路用ＦＰＣ３０を収容する必要は無い。しかしながら、本発明のように台座部材４０に制御回路用ＦＰＣ３０を収容する収容部４１を設けることで、ポインティングスティックの設計仕様に応じて制御回路用ＦＰＣ３０を収容したり、制御回路用ＦＰＣ３０をポインティングスティックの取付部以外の位置に取り付けて台座部材４０の収容部４１に収容しなかったり任意に選択できる。これに伴って台座部材４０の共用化を図ることが可能となり、在庫管理の便宜を図ると共にコスト低減を可能とする。
【００５３】
なお、本発明に係るポインティングスティックの取付構造は、上述したノートパソコンへの利用に限らず家庭用ゲーム機におけるディスプレイ上のカーソル等の移動制御にも利用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ポインティングスティック本体
１１    基部
２０    取付部材
３０    制御回路用フレキシブルプリント基板（制御回路用ＦＰＣ）
４０    台座部材
４１    収容部
４２    座部
４５    側壁
４６    当接部
５０    ベースプレート
５１    凹み部
５２    凸状段部
５３    取付ネジ締結孔
９０    取付ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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