(57)【要約】【課題】ボタンメカニズムを提供する。【解決手段】本発明は、ボタンメカニズムを提供し、ハウジング、ハウジング上に固定される固定部材、固定部材中に可動で設置される移動部材、移動部材上に設置されるプレス部材、および、固定部材に対して、移動部材を移動させる駆動モジュール、を有する。プレス部材が移動部材を押して、最初の位置から、第一方向に沿って、第一位置に移動するとき、駆動部材は、移動部材を、第一位置から、第一方向に沿って、第二位置に移動させる。移動部材が第二位置にあるとき、駆動部材は、移動部材を、第一方向と反対方向である第二方向に沿って移動させて、プレス部材に衝撃を与える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボタンメカニズムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング上に固定される固定部材と、
前記固定部材中に可動で設置される移動部材と、
前記移動部材上に設置されるプレス部材と、
前記移動部材を前記固定部材に対して移動させる駆動モジュールと、を有し、
前記プレス部材が、前記移動部材を押して、最初の位置から、第一方向に沿って、第一位置に移動させたとき、前記駆動モジュールは、前記移動部材を、前記第一位置から、前記第一方向に沿って、第二位置に移動させ、前記移動部材が前記第二位置にあるとき、前記駆動モジュールは、前記移動部材を、前記第一方向とは反対方向である第二方向に沿って移動させて、前記プレス部材に衝撃を与えることを特徴とするボタンメカニズム。
【請求項２】
前記最初の位置と前記第一位置間に形成される第一距離と、前記第一位置と前記第二位置間に形成される第二距離とは、比例することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項３】
前記駆動モジュールはモーターを有することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項４】
前記モーターは電磁モーターで、コイルと磁性部材を有することを特徴とする請求項３に記載のボタンメカニズム。
【請求項５】
前記コイルは前記移動部材上に設置され、前記磁性部材は前記固定部材上に設置されることを特徴とする請求項４に記載のボタンメカニズム。
【請求項６】
前記コイルは前記固定部材上に設置され、前記磁性部材は前記移動部材上に設置されることを特徴とする請求項４に記載のボタンメカニズム。
【請求項７】
前記モーターは圧電モーターで、圧電部材と支柱を有し、前記支柱は前記圧電部材と接続し、且つ、前記移動部材は、可動で、前記支柱に接続されることを特徴とする請求項３に記載のボタンメカニズム。
【請求項８】
前記駆動モジュールは、前記固定部材と前記移動部材を接続する第一弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項９】
前記駆動モジュールは、前記駆動モジュールに電気的に接続されており、前記移動部材の位置を検出する位置検出器を有することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項１０】
前記位置検出器は、ホールセンサー、磁気抵抗効果センサー、巨大磁気抵抗効果センサー、トンネル磁気抵抗効果センサー、光学エンコーダ、または、赤外線センサーを有することを特徴とする請求項９に記載のボタンメカニズム。
【請求項１１】
前記移動部材が前記最初の位置にあるとき、前記移動部材は前記プレス部材と接触することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項１２】
前記移動部材が前記最初の位置にあるとき、前記駆動モジュールは、前記移動部材に、前記第二方向のプレロードを提供することを特徴とする請求項１１に記載のボタンメカニズム。
【請求項１３】
前記ボタンメカニズムは、前記ハウジングと前記プレス部材を接続するエラストマーを、さらに有することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項１４】
前記プレス部材は前記ハウジングに接続され、且つ、可撓性材料を有することを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。
【請求項１５】
前記プレス部材と前記ハウジングは一体成型されることを特徴とする請求項１４に記載のボタンメカニズム。
【請求項１６】
前記移動部材が前記最初の位置にあるとき、前記プレス部材は、前記ハウジングの表面と揃えられることを特徴とする請求項１に記載のボタンメカニズム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボタンメカニズムに関するものであって、特に、力フィードバックを生成することができるボタンメカニズムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、技術の発展にともない、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノート型パソコン、および、スマートフォン等の電子装置が、ますます普遍的になり、且つ、さらに便利で、多機能で、精巧な設計に発展して、ユーザーに多くの選択を提供している。
【０００３】
電子装置は、通常、ハウジング上にボタンを有して、電源や音量を制御している。しかし、ユーザーがボタンを押すとき、ボタンが十分に深く押されて、その機能を達成しているかを知ることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来の問題点を解決するため、本発明は、力フィードバックを生成することができるボタンメカニズムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施態様は、ハウジング、ハウジング上に固定される固定部材、固定部材中に可動で設置される移動部材、移動部材上に設置されるプレス部材、および、固定部材に対して、移動部材を移動させる駆動モジュールを有するボタンメカニズムを提供する。プレス部材が移動部材を押して、移動部材を最初の位置から、第一方向に沿って、第一位置に移動させるとき、駆動部材は、移動部材を、第一位置から、第一方向に沿って、第二位置に移動させる。移動部材が第二位置にあるとき、駆動部材は、移動部材を、第一方向とは反対方向である第二方向に沿って移動させて、プレス部材に衝撃を与える。
【０００６】
いくつかの実施態様において、最初の位置と第一位置間に形成される第一距離と、第一位置と第二位置間に形成される第二距離とは比例する。
【０００７】
いくつかの実施態様において、駆動モジュールはモーターを有する。
【０００８】
いくつかの実施態様において、モーターは、電磁モーターで、コイルと磁性部材を有する。
【０００９】
いくつかの実施態様において、コイルは移動部材上に設置され、磁性部材は固定部材上に設置される。
【００１０】
いくつかの実施態様において、コイルは固定部材上に設置され、磁性部材は移動部材上に設置される。
【００１１】
いくつかの実施態様において、モーターは、圧電モーターで、圧電部材と支柱を有し、支柱は圧電部材に接続し、且つ、移動部材は可動で支柱に接続される。
【００１２】
いくつかの実施態様において、駆動モジュールは第一弾性部を有し、固定部材と移動部材を接続する。
【００１３】
いくつかの実施態様において、駆動モジュールは、移動部材の位置を検出し、駆動モジュールに電気的に接続される位置検出器を有する。
【００１４】
いくつかの実施態様において、位置検出器は、ホールセンサー、磁気抵抗効果センサー、巨大磁気抵抗効果センサー、トンネル磁気抵抗効果センサー、光学エンコーダ、または、赤外線センサーを有する。
【００１５】
いくつかの実施態様において、移動部材が最初の位置にあるとき、移動部材はプレス部材と接触する。
【００１６】
いくつかの実施態様において、移動部材が最初の位置にあるとき、駆動モジュールは、第二方向のプレロードを移動部材に提供する。
【００１７】
いくつかの実施態様において、ボタンメカニズムは、さらに、ハウジングとプレス部材を接続するエラストマーを有する。
【００１８】
いくつかの実施態様において、プレス部材はハウジングに接続され、且つ、可撓性材料を有する。
【００１９】
いくつかの実施態様において、プレス部材、および、ハウジングは一体成型される。
【００２０】
いくつかの実施態様において、移動部材が最初の位置にあるとき、プレス部材は、ハウジング表面と揃えられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のボタンメカニズムは、力フィードバックを生成することができ、よって、ユーザーは、プレス操作が終了したことが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明が充分理解できるように、次に添付図面を参照しながら発明を説明する。
【図１】本発明の実施態様による電子装置中のボタンメカニズムである。
【図２】図１のｘ―ｘに沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施態様によるハウジングがないボタンメカニズムの分解図である。
【図３Ｂ】本発明の実施態様による固定部材を示す図である。
【図４Ａ】ユーザーがプレス部材を第一方向に押すことを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施態様による移動部材が第一方向に沿って移動し、前記プレス部材から分離されることを示す図である。
【図４Ｃ】本発明の実施態様による移動部材が第二方向に沿って移動し、前記プレス部材に衝撃を与えることを示す図である。
【図５】本発明の別の実施態様による電子装置中のボタンメカニズムを示す図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施態様によるユーザーがプレス部材を第一方向に押すことを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施態様による移動部材が第一方向に沿って移動し、プレス部材から分離されることを示す図である。
【図６Ｃ】本発明の別の実施態様による移動部材が第二方向に沿って移動し、前記プレス部材に衝撃を与えることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ボタンメカニズム製造と使用が以下で詳細に説明される。しかし、理解できることは、実施態様は、幅広い特定の方法で具体化することができる多くの応用可能な発明概念を提供する。開示される特定の実施態様は、特定の方法で本発明を使用することを説明するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【００２４】
別に定義されない限り、ここで使用される全ての技術、および、科学用語は、本発明が属する当業者なら通常理解できる相同の意味を有する。理解できることは、これらの用語、たとえば、通常使用される辞書中で定義される用語は、相関技術、および、本発明の背景と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、特別に定義されない限り、理想化や過度に正式な方式で解釈されるべきではない。
【００２５】
まず、図１を参照すると、電子装置Ｅは、ボタンメカニズムＢを有し、ボタンメカニズムＢは、電子装置ＥのディスプレイパネルＤに電気的に接続される。ユーザーがボタンメカニズムＢを押すとき、信号がディスプレイパネルＤに送信され、ディスプレイパネルＤが対応するイメージを表示する。電子装置Ｅは、たとえば、スマートフォン、または、タブレットである。
【００２６】
図２と図３Ａに示されるように、ボタンメカニズムＢは、主に、位置検出器１００、駆動モジュール２００、固定部材３００、停止部材４００、移動部材５００、プレス部材６００、少なくとも一つのエラストマー７００、および、ハウジング８００を有する。位置検出器１００は、センサー１１０と感知物体１２０を有し、駆動モジュール２００は、第一弾性部材２１０、第二弾性部材２２０、および、モーターを有する。この実施態様において、上述のモーターは電磁モーターで、且つ、コイル２３０と少なくとも一つの磁性部材２４０を有する。
【００２７】
センサー１１０は、ホールセンサー、磁気抵抗効果センサー (ＭＲセンサー)、巨大磁気抵抗効果センサー (ＧＭＲセンサー)、トンネル磁気抵抗効果センサー (ＴＭＲセンサー)、光学エンコーダ、または、赤外線センサーである。ホールセンサー、磁気抵抗効果センサー、巨大磁気抵抗効果センサー、または、トンネル磁気抵抗効果センサーがセンサー１１０として用いられるとき、感知物体１２０は磁石である。光学エンコーダ、または、赤外線センサーがセンサー１１０として用いられるとき、感知物体１２０は反射シートである。
【００２８】
図２、図３Ａ、および、図３Ｂを参照すると、固定部材３００は中空の長方形構造を有し、複数の凹槽３１０とホール３２０がそれらの側壁に形成される。駆動モジュール２００の磁性部材２４０が、凹槽３１０中に設置され、位置検出器１００のセンサー１１０はホール３２０を通過する。固定部材３００は、さらに、複数の係合槽３３０を有し、停止部材４００は複数の係合突起４１０を有し、係合突起４１０の外観と位置は、係合槽３３０の外観と位置に対応する。よって、固定部材３００は、係合突起４１０と係合槽３３０を結合することにより、停止部材４００に結合される。第一弾性部材２１０は、固定部材３００と停止部材４００間に固定される。停止部材４００はハウジング８００上に固定され、よって、固定部材３００が停止部材４００と結合するとき、固定部材３００は、ハウジング８００上にも固定される。
【００２９】
さらに、開口４２０は、停止部材４００の中央に形成され、移動部材５００は開口４２０を通過する。
【００３０】
移動部材５００は、本体５１０とキャリア５２０を有する。本体５１０はキャリア５２０上に固定され、キャリア５２０は、本体５１０を囲む。本体５１０がプレス部材６００に衝撃を与え、ユーザーは、力フィードバックを感じる。よって、本体５１０は、寸法と重量が大きい。たとえば、図２に示されるように、本体５１０の高さは、キャリア５２０を超過し、且つ、固定部材３００の高さと停止部材４００の高さを足したものより大きい。本体５１０の上端５１１は、固定部材３００上表面から突出して、プレス部材６００に衝撃を与えやすい。本体５１０の下端５１２は、停止部材４００の開口４２０を通過して、移動部材５００の重量を増加する。
【００３１】
駆動モジュール２００のコイル２３０は、移動部材５００のキャリア５２０上に設置され、キャリア５２０を囲む。位置検出器１００の感知物体１２０も、キャリア５２０上に設置され、センサー１１０に対応する。よって、移動部材が移動するとき、コイル２３０と感知物体１２０が移動する。
【００３２】
図２に示されるように、第一弾性部材２１０と第二弾性部材２２０は、それぞれ、移動部材５００の両側 (または、固定部材３００の両側)に設置され、第一弾性部材２１０と第二弾性部材２２０はともに、固定部材３００と移動部材５００を接続する。よって、この実施態様において、移動部材５００は、第一と第二弾性部材２１０と２２０により、固定部材３００の中空構造中に吊り下げられる。
【００３３】
注意すべきことは、この実施態様において、磁性部材２４０が、固定部材３００の四辺に設置され、駆動モジュール２００のモーターが大きい力を提供して、移動部材５００を固定部材に対し移動させることである。しかし、磁性部材２４０の数量と寸法は必要に応じて調整することができる。他の実施態様において、コイル２３０は固定部材３００上に設置され、磁性部材２４０は、移動部材５００のキャリア５２０上に設置される。移動部材５００が移動するとき、磁性部材２４０が移動する。他の実施態様において、移動部材５００上に設置される磁性部材２４０は、位置検出器１００の感知物体１２０として用いられる。これにより、ボタンメカニズム中の素子が減少する。
【００３４】
いくつかの実施態様において、第一弾性部材２１０、または、第二弾性部材２２０が省略されてもよく、または、それらの両方が省略されてもよい。移動部材５００は、電磁モーターにより、固定部材３００の中空構造中に吊り下げられる。さらに、いくつかの実施態様において、固定部材３００と停止部材４００が一体成型され、移動部材５００の本体５１０とキャリア５２０が一体成型される。
【００３５】
図２と図３Ａを参照すると、プレス部材６００は移動部材５００に接続し、エラストマー７００を介してハウジング８００に接続する。注意すべきことは、この実施態様において、プレス部材６００がユーザーによりプレスされないとき、移動部材５００は最初の位置にあり、駆動モジュール２００は上方のプレロード（前負荷）(図４Ｃに示される第二方向Ａ２)を移動部材５００に提供し、よって、移動部材５００とプレス部材６００間にギャップがなく、移動部材５００はプレス部材６００に接触していることである。さらに、図２に示されるように、移動部材５００が最初の位置にあるとき、プレス部材６００は、ハウジング８００表面８１０に揃えられて、外観を一体化する。
【００３６】
いくつかの実施態様において、プレス部材６００は、ハウジング８００上に直接固定され、且つ、可撓性材料を有する。この場合、ユーザーがプレス部材６００を押すとき、プレス部材が変形する。エラストマー７００が省略される。いくつかの実施態様において、プレス部材６００とハウジング８００は一体成型される。
【００３７】
図４Ａを参照すると、ユーザーがプレス部材６００を押すとき、プレス部材６００は、移動部材５００を押して、最初の位置から、第一方向Ａ１に沿って、第一位置に、移動部材５００を移動させる。続いて、図４Ｂに示されるように、位置検出器１００が、移動部材５００が第一位置で停止することを検出するとき、位置検出器１００は信号を駆動モジュール２００に送信し、駆動モジュール２００のモーターは、移動部材５００を駆動して、第一位置から、第一方向Ａ１方向に沿って、第二位置に移動させ、プレス部材６００から分離する。最後に、図４Ｃに示されるように、駆動モジュール２００の第一弾性部材２１０、第二弾性部材２２０、および、モーターは、移動部材５００を、第一方向Ａ１と反対である第二方向Ａ２に沿って移動させて、プレス部材６００に衝撃を与える。ユーザーが、移動部材５００からの衝撃を感じるとき、プレス操作が終了したことが理解できる。
【００３８】
プレス部材６００がユーザーにより押されないとき、エラストマー７００の復元力により、プレス部材６００を押し、第二方向Ａ２に沿って移動させ、プレス部材６００を図２に示される位置に戻す。さらに、駆動モジュール２００は、移動部材５００に、第二方向Ａ２のプレロードを提供するので、移動部材５００も最初の位置に戻ることができる。
【００３９】
注意すべきことは、第一距離が最初の位置と第一位置の間に形成される距離とされ、第二距離が第一位置と第二位置の間に形成される距離とされることである。この実施態様において、第一距離と第二距離は比例する。よって、押す深さが異なると、移動部材５００からの衝撃力も異なる(大きい第二距離は大きい衝撃力を生成することができる)。これにより、ユーザーは、プレス部材６００がどのくらいの深さまで押されたかを知ることができる。
【００４０】
図５を参照すると、別の実施態様において、駆動モジュール２００’のモーターは圧電モーターで、圧電部材２５０、支柱２６０、および、ガイドロッド２７０を有する。移動部材５００は、可動で、支柱２６０とガイドロッド２７０上に設置され、支柱２６０と圧電部材２５０は接続する。
【００４１】
図６Ａに示されるように、ユーザーがプレス部材６００を押すとき、プレス部材６００は、移動部材５００を押して、最初の位置から、第一方向Ａ１に沿って、第一位置に移動させる。続いて、図６Ｂに示されるように、位置検出器１００が、移動部材５００が第一位置で停止することを検出するとき、位置検出器１００は、信号を駆動モジュール２００’に送信する。駆動モジュール２００’の圧電モーターは、移動部材５００を、第一位置から、第一方向Ａ１に沿って、第二位置に移動させる。最後に、図６Ｃに示されるように、駆動モジュール２００’の圧電モーターは、移動部材５００を、第二方向Ａ２に沿って移動させて、プレス部材６００に衝撃を与える。ユーザーが移動部材５００からの衝撃を感じるとき、プレス操作が終了したことが理解できる。
【００４２】
総合すると、本発明のボタンメカニズムは、ユーザーがプレス部材を押して、移動部材を移動させるとき、位置検出器がそれらの位置を検出するとともに、信号を駆動モジュールに送信することができる。駆動モジュールは移動部材を移動させて、プレス部材に衝撃を与える。ユーザーは、プレス操作が終了したことを理解できる。
【００４３】
本発明のいくつかの実施態様とそれらの長所が詳細に記述されているが、理解できることは、本発明の精神を逸脱しない限り、各種変動、代替、および、修飾が可能である。当業者なら理解できるように、本発明の範囲内で、開示される多くの特徴、機能、プロセス、および、材料は変化する。さらに、本発明の範囲は、明細書中で記述される特定の実施態様のプロセス、機械、製造、物質組成、装置、方法、および、ステップに制限されない。当該技術を熟知する者なら誰でも、開示内容から、現行の、または、未来に発展するプロセス、機器、製造、物質組成、装置、方法、および、ステップを理解することができ、ここで記述される対応する実施態様において、ほぼ同じ機能を実行する、または、ほぼ同じ結果を達成することができれば、本開示に基づいて使用することができる。したがって、本発明の範囲は、上述のプロセス、機器、製造、物質組成、装置、方法、および、ステップを含む。このほか、各請求項は、個別の実施態様を構成し、且つ、本発明の保護範囲は、各請求項範囲、および、実施態様の組み合わせも含む。
【００４４】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００４５】
１００…位置検出器
１１０…センサー
１２０…感知物体
２００、２００’ …駆動モジュール
２１０…第一弾性部材
２２０…第二弾性部材
２３０…コイル
２４０…磁性部材
２５０…圧電部材
２６０…支柱
２７０…ガイドロッド
３００…固定部材
３１０…凹槽
３２０…ホール
３３０…係合槽
４００…停止部材
４１０…係合突起
４２０…開口
５００…移動部材
５１０…本体
５１１…上端
５１２…下端
５２０…キャリア
６００…プレス部材
７００…エラストマー
８００…ハウジング
８１０…表面
Ａ１…第一方向
Ａ２…第二方向
Ｂ…ボタンメカニズム
Ｄ…ディスプレイパネル
Ｅ…電子装置
【図１】
2017063030.tif 000003
【図２】
2017063030.tif 000004
【図３Ａ】
2017063030.tif 000005
【図３Ｂ】
2017063030.tif 000006
【図４Ａ】
2017063030.tif 000007
【図４Ｂ】
2017063030.tif 000008
【図４Ｃ】
2017063030.tif 000009
【図５】
2017063030.tif 000010
【図６Ａ】
2017063030.tif 000011
【図６Ｂ】
2017063030.tif 000012
【図６Ｃ】
2017063030.tif 000013