JP2001084875A - 車載用入力装置 - Google Patents

車載用入力装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動操作部のみを用いて容易に所望の車載電
気機器の選択とその機能調整とを行える、操作性に優れ
た車載用入力装置を提供する。 【解決手段】 コンピュータに備えられたＲＯＭ４１
に、手動操作部３の操作方向及び操作量とモータ１９
ａ，１９ｂより加えられる外力との関係を示すテーブル
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，・・・を記憶しておく。ＣＰ
Ｕ４１は、エンコーダ２１ａ，２１ｂから出力された位
置情報とテーブル４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，・・・とか
ら手動操作部３に負荷すべき外力の方向と大きさを判定
し、モータードライバー４７を介して電気モータ１９
ａ，１９ｂを駆動する。操作者は、これによって発生す
る手動操作部３の抵抗感を感得することができるので、
微妙な手動操作部３の操作が可能になり、車載電気機器
の機能調整を行うことができる。また、手動操作部３が
可動限界まで操作されたとき、大きな外力を負荷するよ
うにすれば、操作者は、手動操作部３の可動限界を感得
することができるので、これによって車載電気機器の選
択を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車載された各種電
子機器の操作を１つの手動操作部にて集中的に行う車載
用入力装置に係り、特に、当該入力装置の操作性を向上
する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車には、エアコンやラジオ、
テレビジョン、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシステム
等の各種の電子機器が装備されているが、このような数
多くの電子機器をそれぞれに備えられた操作体で個別に
操作しようとすると、自動車の運転に支障をきたす恐れ
がある。そこで、安全運転を妨げずに所望の電子機器の
オン・オフ切替や機能選択等が容易に行えるようにする
ため、従来より、１つの手動操作部を操作することによ
って各種の電子機器のさまざまな操作が可能となる車載
用入力装置が提案されている。
【０００３】かかる車載用入力装置の従来技術を、図２
８〜図３１を参照しつつ説明する。ただし、図２８は車
載用入力装置の設置例を示す自動車の内面図、図２９は
従来提案されている車載用入力装置の側面図、図３０は
図２９に示す車載用入力装置の手動操作部の平面図、図
３１は図２９に示す車載用入力装置に組み込まれている
ガイドプレートの平面図である。
【０００４】図２８に示すように、本例の車載用入力装
置１００は、自動車の運転席と助手席との間に設けられ
たコンソールボックス２００に設置されている。そし
て、図２９に示す従来の車載用入力装置１００は、信号
入力手段として２個のクリック用スイッチ１１１，１１
２及び３個の回転型可変抵抗器１１３，１１４，１１５
を備えた手動操作部１１０（図３０参照）と、この手動
操作部１１０により互いに直交する２方向（図２９の紙
面に直交する方向と図示の左右方向）に駆動されるＸＹ
テーブル１２０と、このＸＹテーブル１２０の動作方向
及び動作量に応じた信号を外部機器に入力する位置信号
入力手段としてのスティックコントローラ１３０と、Ｘ
Ｙテーブル１２０の下面に突設された係合ピン１６０と
係合関係にあるガイドプレート１４０（図３１参照）と
によって主に構成されている。
【０００５】手動操作部１１０とＸＹテーブル１２０
は、連結軸１５０を介して一体化されており、また、Ｘ
Ｙテーブル１２０とガイドプレート１４０は、係合ピン
１６０の先端部をガイドプレート１４０のガイド溝１４
１に移動可能に挿入することによって係合されている。
このガイド溝１４１は係合ピン１６０の先端部を特定の
方向に移動させうる任意の形状に設定可能であるが、例
えば図３１に示すように、平面形状が十字形のガイド溝
１４１をガイドプレート１４０の上面に刻設して、係合
ピン１６０の先端部を中心Ａから略直交する２方向に沿
ってＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各端部まで移動させることができ
る。つまり、手動操作部１１０を操作することにより、
ＸＹテーブル１２０を介して係合ピン１６０をガイドプ
レート１４０のガイド溝１４１に沿って移動させること
ができ、この係合ピン１６０の先端部をガイド溝１４１
内の各地点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに位置させた状態におい
て、その係合位置に関する情報（位置信号）がスティッ
クコントローラ１３０から出力されるようになってい
る。それゆえ、かかる位置信号を利用して、車載されて
いる電子機器の操作対象となる機能（調整しようとする
機能）を択一的に選ぶことができる。そして、こうして
電子機器の所望の機能を選択したなら、手動操作部１１
０に設けられている３個の回転型可変抵抗器１１３〜１
１５を適宜操作することにより、その選んだ機能の調整
や切替を行うことができる。
【０００６】このように構成される車載用入力装置１０
０は、図２８に示すように、車載されている複数の電子
機器の中から所望の電子機器を択一的に選択するスイッ
チ装置１７０や、このスイッチ装置１７０により選択さ
れた電子機器の名称および車載用入力装置１００により
操作された内容等を表示する表示装置１８０や、これら
の各装置を制御する図示せぬコンピュータなどと組み合
わされて、複数の電子機器を集中的に操作できるように
なっている。なお、スイッチ装置１７０はコンソールボ
ックス２００に設置されていて、その操作スイッチ１７
１ａ〜１７１ｅは車載用入力装置１００の近傍に配置さ
れており、これらの操作スイッチ１７１ａ〜１７１ｅが
それぞれ異なる電子機器と個別に接続されている。例え
ば、各操作スイッチ１７１ａ〜１７１ｅがそれぞれ、車
載されたエアコン、ラジオ、テレビジョン、ＣＤプレー
ヤ、ナビゲーションシステムと個別に接続されていると
すると、操作スイッチ１７１ａを操作することでエアコ
ンのオン・オフ切替や車載用入力装置１００に対するエ
アコンモードの指定が行え、操作スイッチ１７１ｂを操
作することでラジオのオン・オフ切替や車載用入力装置
１００に対するラジオモードの指定が行え、同様に、他
の操作キー１７１ｃ〜１７１ｅを操作することでそれぞ
れ対応する電子機器のオン・オフ切替や車載用入力装置
１００に対するモード指定が行える。また、液晶表示装
置等の表示装置１８０は運転席から見やすい場所に設置
されており、前記コンピュータはコンソールボックス２
００内に設置されている。
【０００７】スイッチ装置１７０によって選択された電
子機器の機能選択や機能調整は、車載用入力装置１００
を操作することにより行えるが、選択された電子機器の
種類に応じて、車載用入力装置１００の操作で選択可能
な機能や調整可能な機能は異なる。例えば、スイッチ装
置１７０を操作してエアコンモードに指定したとき、手
動操作部１１０を操作して係合ピン１６０をガイドプレ
ート１４０のガイド溝１４１の端部Ｂに位置させ、クリ
ック用スイッチ１１１を押し込んでクリックすると「風
量調整」の機能が選択されるが、係合ピン１６０をガイ
ド溝１４１の端部Ｃに位置させてクリック用スイッチ１
１１をクリックすると「風の吹き出し位置の調整」の機
能が選択され、同様に、係合ピン１６０をガイド溝１４
１の端部Ｄ，Ｅに位置させてクリック用スイッチ１１１
をクリックするとそれぞれ、「風の吹き出し方向の調
整」や「温度調整」の機能が選択される。
【０００８】そして、これらの機能を選択したうえで、
回転型可変抵抗器１１３〜１１５を適宜操作することに
より、その機能の調整が行える。例えばスイッチ装置１
７０によりエアコンモードが指定されて手動操作部１１
０により「風量調整」が選択されているときには、回転
型可変抵抗器１１３を操作することでエアコンの風量が
調整でき、同様にエアコンモードで「風の吹き出し位置
の調整」が選択されているときには、回転型可変抵抗器
１１４，１１５を操作することでエアコンの風の吹き出
し位置が調整できるようになっている。また、スイッチ
装置１７０によりラジオモードが指定されて手動操作部
１１０により「音量調整」が選択されているときには、
回転型可変抵抗器１１３を操作することでラジオの音量
の調整が行え、同様にラジオモードで「チューニング」
が選択されているときには、回転型可変抵抗器１１４，
１１５を操作することでラジオのチューニングが行える
ようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来例に係る車載用入
力装置１００は、連結軸１５０及びＸＹテーブル１２０
を介して手動操作部１１０と一体化された係合ピン１６
０の先端部をガイドプレート１４０のガイド溝１４１に
挿入することによって手動操作部１１０の操作方向及び
操作範囲を規制しているので、ガイド溝１４１の終端部
に係合ピン１６０の先端部が突き当たることによって、
手動操作部１１０の操作限界を知ることができる。
【００１０】しかしながら、かかる構成によっては、手
動操作部１１０に過大な操作力が負荷された場合に、係
合ピン１６０又はガイド溝１４１を破損するおそれがあ
るし、手動操作部１１０の操作量に応じて、選択された
車載電気機器の機能の調整速度を適宜加減するといった
使用方法をとることもできない。即ち、従来例に係る車
載用入力装置１００は、選択された車載電気機器の機能
調整を手動操作部１１０に備えられた回転型可変抵抗器
１１３〜１１５によって行う構成になっており、手動操
作部１１０によっては車載電気機器の機能調整が行え
ず、当然のこととして、手動操作部１１０の操作量に応
じて、選択された車載電気機器の機能の調整速度を適宜
加減するといった使用方法をとることができない。この
ため、手動操作部１１０と回転型可変抵抗器１１３〜１
１５を交互に使い分けなくてはならず、選択された車載
電気機器の機能調整を迅速に行えない場合を生じ得る。
【００１１】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、手動操作部を用いて容易に所望の車載電気機器の選
択とその機能調整とを行える操作性に優れた車載用入力
装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、第１に、手動操作部と、当該手動操作部
に連結された操作軸と、前記手動操作部の操作方向及び
操作量に応じた位置信号を出力する位置センサと、前記
操作軸に操作方向の外力を作用するアクチュエータとを
備え、前記手動操作部を予め定められた可動範囲内で操
作したとき、前記操作軸に、前記手動操作部の操作量に
応じて予め設定された外力を前記アクチュエータより負
荷するという構成にした。
【００１３】本構成によると、アクチュエータより負荷
される外力を感知することによって、操作者は手動操作
部の操作量を感覚的に知ることができるので、手動操作
部の微妙な操作が可能になり、単に手動操作部を初期位
置から可動限界まで操作して所望の車載電気機器を選択
するといった使い方だけでなく、手動操作部の操作量を
加減することによって、選択された車載電気機器の機能
調整を行うといった使い方ができるようになり、手動操
作部、ひいては車載用入力装置の操作性を高めることが
できる。また、操作軸にアクチュエータからの所定強度
の外力を負荷する構成であるので、操作軸或いは軸受部
等が破損することもない。
【００１４】本発明は、第２に、手動操作部と、当該手
動操作部に連結された操作軸と、前記手動操作部の操作
方向及び操作量に応じた位置信号を出力する位置センサ
と、前記操作軸に外力を作用するアクチュエータとを備
え、前記手動操作部を予め定められた可動範囲以外の方
向に操作したとき、前記操作軸に、前記手動操作部の操
作方向及び操作量に応じて予め設定された外力を前記ア
クチュエータより負荷するという構成にした。
【００１５】本構成によると、手動操作部を予め定めら
れた可動範囲以外の方向に操作したとき、操作軸にアク
チュエータからの外力が負荷されるので、操作者はこれ
を感知することによって手動操作部の操作方向の正誤を
感覚的に知ることができ、可動範囲内でのみ手動操作部
を操作することが可能になるので、手動操作部の操作性
が改善される。
【００１６】本発明は、第３に、前記第１の課題解決手
段における操作軸を、軸受に揺動自在に保持するという
構成にした。本構成によると、操作軸保持部の構成を簡
略化できるので、安価に実施することができる。
【００１７】本発明は、第４に、前記第１の課題解決手
段における前記操作軸を、スライダに固着してレール上
を摺動させるという構成にした。本構成によると、操作
軸をレールに沿って一定の平面内で操作できるので、操
作軸の操作性を良好なものにすることができる。
【００１８】本発明は、第５に、前記第１の課題解決手
段における前記手動操作部を、特定の一方向にのみ往復
操作できるようにするという構成にした。本構成による
と、手動操作部を特定の一方向にのみ往復操作すること
によって所望の車載電気機器の選択や選択された車載電
気機器の機能調整等を行うことができるので、手動操作
部の操作性を良好なものにすることができる。
【００１９】本発明は、前記の課題を解決するため、第
６に、前記第１の課題解決手段における前記手動操作部
を、特定の面内で任意の方向に操作できるようにすると
いう構成にした。本構成によると、手動操作部を特定の
面内で任意の方向に操作できるようにしたので、選択調
整可能な車載電気機器の数を増加できると共に、調整可
能な機能の種類も増加することができる。
【００２０】本発明は、第７に、前記第１乃至第６の課
題解決手段におけるアクチュエータとして、ボイスコイ
ルモータを用いるという構成にした。本構成によると、
手動操作部に外力を作用するアクチュエータとしてボイ
スコイルモータを用いたので、モータの回転運動を往復
直線運動に変換するための機構が不要になって、車載用
入力装置の小型化と低コスト化とを図ることができる。
【００２１】本発明は、第８に、前記第１の課題解決手
段において、前記手動操作部の操作量が大きくなるにし
たがって、前記アクチュエータより前記操作軸に順次大
きな外力を負荷するか、異なるモードの振動を負荷する
という構成にした。本構成によると、手動操作部の操作
量をブラインドタッチで感得することができるので、車
載用入力装置の操作性をより良好なものにすることがで
きる。
【００２２】本発明は、第９に、前記第１の課題解決手
段において、前記手動操作部が予め定められた操作限界
まで操作されたとき、前記アクチュエータより前記操作
軸に衝撃的な外力を負荷という構成にした。本構成によ
ると、手動操作部の操作量が限界点まで達したことをブ
ラインドタッチで感得することができるので、車載用入
力装置の操作性をより良好なものにすることができる。
【００２３】本発明は、第１０に、前記第１の課題解決
手段における前記位置センサを、自動車に備えられたコ
ンピュータを介して自動車に備えられた表示装置と電気
的に接続し、前記手動操作部を操作することによって選
択された車載電気機器の種別と、前記手動操作部を操作
することによって調整される当該車載電気機器の機能の
内容と、前記手動操作部の動作内容とを、前記表示装置
に表示するという構成にした。本構成によると、搭乗者
は、表示装置の表示内容を確認しながら車載電気機器の
機能調整を行うことができるので、当該機能調整を迅速
かつ確実に行うことができる。
【００２４】本発明は、第１１に、前記第１０の課題解
決手段における車載電気機器として、運転席又は助手席
の姿勢を制御するためのシート調整装置を手動操作部に
て操作するという構成にした。本構成によると、所要の
操作を手動操作部を用いて手元で行えるので、運転席シ
ート又は助手席シートの姿勢調整を容易化できる。
【００２５】本発明は、第１２に、前記第１０の課題解
決手段における車載電気機器として、ハンドルの高さを
調整するためのステアリング装置に備えられたチルト装
置及びテレスコ装置を手動操作部にて操作するという構
成にした。本構成によると、所要の操作を手動操作部を
用いて手元で行えるので、ハンドルの高さ調整を容易化
できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車載用入力装
置の第１実施形態例を、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】図１は第１実施形態例に係る車載用入力装
置のダッシュボードへの取り付け状態を示す斜視図、図
２は第１実施形態例に係る車載用入力装置が取り付けら
れた自動車の室内の状態を示す平面図である。図１から
明らかなように、本実施形態例に係る車載用入力装置１
は、筐体２が所要の大きさの角形容器状に形成されてお
り、当該筐体２の上面には、手動走査部３と、当該手動
走査部３の設定部を中心とする円弧状に配列された６個
の押釦スイッチ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ
と、当該６個の押釦スイッチ群の配列位置の外周部分に
これと同心円状に配列された３個の押釦スイッチ５ａ，
５ｂ，５ｃと、ボリュームつまみ６とが配設されてい
る。また、当該筐体２の前面には、カードスロット７
と、ディスクスロット８とが開設されている。この車載
用入力装置は、図２に示すように、自動車のダッシュボ
ードＡの運転席Ｂと助手席Ｃとの間に取り付けられ、ダ
ッシュボードＡに備えられた表示装置Ｄ並びにダッシュ
ボードＡ内に収納された図示しないコンピュータと共働
して、所要の機能を発揮できるようになっている。
【００２８】前出の合計９個の押釦スイッチ４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ及び５ａ，５ｂ，５ｃは、
車載用入力装置１を用いて操作しようとする車載電気機
器、例えばエアコン、ラジオ、テレビジョン、ＣＤプレ
ーヤ、カーナビゲーションシステムなどと個別に接続さ
れる。どの押釦スイッチとどの車載電気機器とを接続す
るかは任意に設定することができるが、本例の車載用入
力装置１においては、押釦スイッチ４ａがメニュー選
択、押釦スイッチ４ｂが電話、押釦スイッチ４ｃがエア
コン、押釦スイッチ４ｄがカーナビゲーションシステ
ム、押釦スイッチ４ｅがラジオ、押釦スイッチ４ｆがカ
ードのリーダー・ライター又はディスクドライブ装置、
押釦スイッチ５ａが車載用入力装置１の姿勢制御、押釦
スイッチ５ｂが表示装置Ｄの全面に設けられた液晶シャ
ッタのオンオフ制御、押釦スイッチ５ｃがテレビジョン
にそれぞれ接続されており、所望の押釦スイッチのノブ
を押し込むことによって、当該押釦スイッチに接続され
た車載電気機器を選択できるようになっている。各押釦
スイッチのノブの表面には、誤操作を防止するために、
各スイッチが接続された各車載電気機器を示す文字や絵
文字等が表示される（図示省略）。
【００２９】図３は手動走査部３と当該手動走査部３が
備えられる機構部１１の斜視図、図４は手動走査部３と
当該手動走査部３が備えられる機構部１１の側面方向か
ら見た要部断面図、図５は機構部１１の平面方向から見
た要部断面図、図６はカバーを除去した手動走査部３の
平面図である。
【００３０】図３乃至図５から明らかなように、機構部
１１は、筐体２の底面に取り付けられるベース１２と、
ベース１２に設けられた球面軸受１３と、中央部よりも
やや下方寄りに設けられた球状部１４ａが球面軸受１３
に揺動自在に軸支された操作軸１４と、球面軸受１３の
下方に配置されたソレノイド１５と、ソレノイド１５の
駆動軸１５ａの上端部に取り付けられた操作軸１４のク
ランプ部材１６と、球面軸受１３を中心としてベース１
２に平行な面内で直交する軸線上に配置された２本の回
転軸１７ａ，１７ｂと、各回転軸１７ａ，１７ｂの先端
部に固着された２つの大歯車１８ａ，１８ｂと、前記各
回転軸１７ａ，１７ｂと平行に配置された２つの電気モ
ータ１９ａ，１９ｂと、当該電気モータ１９ａ，１９ｂ
の主軸に固着され、前記大歯車１８ａ，１８ｂと噛み合
わされる２つの小歯車２０ａ，２０ｂと、前記電気モー
タ１９ａ，１９ｂの主軸の回転方向及び回転量を検出す
る２つのエンコーダ２１ａ，２１ｂと、前記操作軸１４
のＸ方向及びＹ方向（図５参照）の揺動をＸ方向及びＹ
方向の回転に変換して前記回転軸１７ａ，１７ｂに伝達
するＬ字部材２２ａ，２２ｂとからなり、前記操作軸１
４の上端部に手動走査部３が取り付けられている。
【００３１】操作軸１４の下端部は下方に至るほど細く
なる円錐形に形成されており、これと対向するクランプ
部材１６の上面には、操作軸１４の先端部を挿入可能な
略円錐形のくぼみ１６ａが形成されている。したがっ
て、ソレノイド１５をオン操作してクランプ部材１６を
上昇すると、くぼみ１６ａ内に操作軸１４の先端部が挿
入されて操作軸１４がクランプされ、球状部１４ａを中
心とする揺動が禁止される。これに対して、ソレノイド
１５をオフしてクランプ部材１６を下降すると、操作軸
１４とクランプ部材１６との係合が解除され、操作軸１
４は球状部１４ａを中心として揺動可能になる。なお、
ソレノイド１５のオンオフ操作については後述する。
【００３２】大歯車１８ａ，１８ｂ及び小歯車２０ａ，
２０ｂとしては、規格に合致した通常の歯車を適用でき
るほか、バックラッシュをなくすため工夫がなされたも
のを用いることが特に好ましい。バックラッシュをなく
すため工夫としては、大歯車１８ａ，１８ｂ及び／又は
小歯車２０ａ，２０ｂの歯先部分にゴム等の弾性体を配
置し、当該弾性体を介して大歯車１８ａ，１８ｂと小歯
車２０ａ，２０ｂとを噛み合わせるようにすることを挙
げることができる。
【００３３】Ｌ字部材２２ａ，２２ｂの一辺にはねじ孔
２３が開設され、他辺には長孔状の操作軸貫通孔２４が
開設されている。このＬ字部材２２ａ，２２ｂは、図４
に示すように、操作軸貫通孔２４に操作軸１４を貫通し
た状態で、一辺がねじ孔２３に挿通されたビス２５によ
って大歯車１８ａ，１８ｂの側面に締結される。操作軸
貫通孔２４の横幅は、操作軸１４との間に生じるバック
ラッシュを小さくするため、操作軸１４の円滑な摺動を
確保可能な範囲で、なるべく操作軸１４の直径に近い値
に形成される。また、操作軸貫通孔２４の長さは、操作
軸１４の可動範囲と同じか、それよりも大きな値に設定
される。したがって、手動操作部３を把持して操作軸１
４をセンタ位置から揺動すると、そのＸ方向成分及びＹ
方向成分に応じた回転量でＬ字部材２２ａ，２２ｂが旋
回し、その回転が大歯車１８ａ，１８ｂ及び小歯車２０
ａ，２０ｂを介して各エンコーダ２１ａ，２１ｂに伝達
され、ダッシュボードＡ内に設定されたコンピュータに
よって操作軸１４の回転方向及び回転量が検出される。
【００３４】手動操作部３は、図３及び図４に示すよう
に、頂面の中央部に透明窓３１を有するドーム状に形成
されており、その内部に、図４及び図６に示すように、
回路基板３２と、当該回路基板３２の前記透明窓３１と
対向する部分に実装された発光素子と受光素子との組み
合わせからなるフォトインタラプタ３３と、前記回路基
板３２の周辺部に実装された第１及び第２のスイッチ３
４，３５とから構成されている。
【００３５】フォトインタラプタ３３は、前記ソレノイ
ド１５をオンオフ制御するためのものであって、図示し
ない発光素子から特定波長の光、例えば赤外線を放射
し、図示しない受光素子に当該特定波長の光が入射した
とき、前記ソレノイド１５をオン制御して前記クランプ
部材１６を下降し、当該クランプ部材１６と前記操作軸
１４との係合を解除して、操作軸１４の揺動操作を可能
にする。なお、当該フォトインタラプタ３３への電源供
給と当該フォトインタラプタ３３からの信号伝送は、操
作軸１４に挿通されたコード２８によって行われる。
【００３６】一方、前記第１及び第２のスイッチ３４，
３５としては、回転検出操作スイッチ及び押込検出操作
スイッチの各機能を有し、当該スイッチの非操作時には
ノブがセンタ位置に配置されているものが用いられる。
この種のスイッチとしては、本願出願人が先に特許出願
し、特開平９−２７４８３０号公報に記載されたものを
挙げることができる。これら第１及び第２のスイッチ３
４，３５を操作する第１及び第２のノブ３４ａ，３５ａ
は、図６に示すように、手動走査部３の外周面に左右対
称に設定されており、手動走査部３の外周面に沿ってセ
ンタ位置より矢印（イ）又は（ロ）の方向に回転操作で
きるほか、矢印（ハ）の方向に押し込み操作できるよう
になっている。
【００３７】また、これら第１及び第２のスイッチ３
４，３５は、第１及び第２のノブ３４ａ，３５ａの各操
作方向と、これによって切り換えられる機能とが同一に
なるように設定されている。即ち、これら第１及び第２
のスイッチ３４，３５は、筐体２の上面に設定された押
釦スイッチ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆを操作
することによって選択された車載電気機器の機能を切り
換えるスイッチとして用いられるが、第１のスイッチ３
４も第２のスイッチ３５も、同一方向に操作することに
よって、選択された車載電気機器の同一機能を切り換え
られるようになっている。例えば、押釦スイッチ４ｃを
操作してエアコンが選択された場合、第１のスイッチ３
４も第２のスイッチ３５も、第１及び第２のノブ３４
ａ，３５ａを矢印（イ）の方向に操作することによって
エアコンの設定温度を上昇し、第１及び第２のノブ３４
ａ，３５ａを矢印（ロ）の方向に操作することによって
エアコンの設定温度を下降し、第１及び第２のノブ３４
ａ，３５ａを矢印（ハ）の方向に操作することによって
エアコンをオンオフ制御する。
【００３８】このように、第１及び第２のノブ３４ａ，
３５ａの各操作方向と、これによって切り換えられる機
能とを同一化すると、本実施形態例に係る車載入力装置
を右ハンドル車に装備した場合にも、また左ハンドル車
に装備した場合にも、運転者から見て同一の位置関係に
なるノブを同一方向に操作することによって同一の機能
切換を行うことができるので、運転者が操作ミスを犯し
にくく、同一構成の車載用入力装置を右ハンドル車用と
しても左ハンドル車用としても適用することができ、車
載入力装置の汎用性が高められる。また、第１のノブ３
４ａと第２のノブ３５ａとを使い分けることにより、運
転席からも、また助手席からも、当該手動操作部３に備
えられたスイッチを同一感覚で操作することができるの
で、操作ミスを犯しにくく、車載入力装置の操作性を高
めることができる。
【００３９】電気モータ１９ａ，１９ｂは、手動操作部
３の操作に抵抗感を付与するためのものであって、例え
ば手動操作部３の操作方向の規制、手動操作部３の操作
量に応じた操作速度の規制、並びに手動操作部３の停点
規制などに適用される。
【００４０】即ち、手動操作部３は、特定の方向に揺動
することによって制御しようとする車載電気機器の選択
や選択された車載電気機器の機能調整を行うので、予め
定められた方向に正確に操作できないと、車載電気機器
の選択や機能調整を正確に行うことができない。そこ
で、予め定められた方向への手動操作部３の操作は小さ
な操作力で行うことができるが、それ以外の方向への手
動操作部３の操作には、電気モータ１９ａ，１９ｂを駆
動して操作軸１４に操作方向と反対方向のトルクを負荷
し、手動操作部３の操作に抵抗感を付与する。これによ
って、操作者は、予定されていない方向に手動操作部３
を操作したことを感覚的に知ることができるので、車載
電気機器の誤選択や機能調整の誤りを未然に防止するこ
とができる。
【００４１】また、手動操作部３を操作して車載電気機
器の機能調整を行おうとする場合、例えばエアコンの設
定温度を変更しようとする場合、手動操作部３の操作量
が小さい場合には、設定温度の切換が緩やかに行われる
が、手動操作部３の操作量を大きくすると、設定温度の
切換が高速で行われる。このため、手動操作部３の操作
に何ら抵抗感がないと、手動操作部３の操作量が大きく
なりやすいために、設定温度の小さな変更を正確かつ迅
速に行うことが難しくなり、操作性が悪いものになる。
そこで、手動操作部３の操作量がある程度大きくなった
とき、電気モータ１９ａ，１９ｂを駆動して操作軸１４
に操作方向と反対方向のトルクを負荷し、手動操作部３
の操作に抵抗感を付与する。これによって、操作者は、
手動操作部３の操作量が大きすぎてエアコンの設定温度
を微調整できないことを感覚的に知ることができるの
で、手動操作部３の操作量を小さくすることによって、
エアコンの設定温度の微調整を正確かつ迅速に行うこと
ができる。なお、手動操作部３の操作量がある程度大き
くなった段階で手動操作部３の操作に抵抗感を付与する
構成に代えて、手動操作部３の操作量に応じて、異なる
抵抗感を手動操作部３に順次付与するように構成するこ
ともできる。また、上記の説明では、手動操作部３の操
作量を増加するにしたがって、例えばエアコンの設定温
度などの調整速度が上がる場合を例にとって説明した
が、手動操作部３の操作速度が増加するにしたがって調
整速度が上がる場合にも、同様の方法によって手動操作
部３に抵抗感を付与することもできる。
【００４２】さらに、手動操作部３の操作限界を規制す
る手段として、機械的な方法、例えば球面軸受１３のエ
ッジに操作軸１４を衝合させるといった方法をとると、
手動操作部３を操作する毎に、これら球面軸受１３及び
操作軸１４の衝合部に大きな機械力が作用して摩耗が生
じるため、摩耗粉が球面軸受１３と操作軸１４の球状部
１４ａの間に入り込んで、操作軸１４の操作力が大きく
なったり、最悪の場合には操作軸１４の揺動が不可能に
なるといった不都合を生じやすい。そこで、手動操作部
３が予め定められた位置まで操作されたとき、電気モー
タ１９ａ，１９ｂを駆動して操作軸１４に操作方向と反
対方向に例えば衝撃的なトルクを負荷する。このように
すると、操作者は操作限界まで手動操作部３を操作した
ことを感覚的に知ることができるので、それ以上の手動
操作部３の操作を停止することができると共に、球面軸
受１３のエッジと操作軸１４との衝合が防止されて摩耗
粉の発生が低減され、摩耗粉の発生に起因する上記の不
都合を未然に防止することができる。また、電気モータ
１９ａ，１９ｂのトルクによって、手動操作部３をセン
タ位置まで自動的に復帰させることができ、手動操作部
３の操作性を良好なものにすることができる。
【００４３】加えて、手動操作部３に抵抗感を与えるだ
けでなく、手動操作部３を動かす向きに外力を加えるこ
とも可能である。例えば、後述するラジオやＣＤプレー
ヤの音量を調節する場合、音量をアップする方向に手動
操作部３を動かすときには抵抗感を感じるように、反対
に、音量をダウンする方向に手動操作部３を動かすとき
には加速感を感じるように手動操作部３に外力を負荷す
ることができる。このようにすると、音量をアップする
際に車室内に出る音が急に大きくなるといった不都合を
解消できると共に、音量をダウンしたいときには速やか
に音量を絞れるので、オーディオの聴取や会話が妨げら
れるといった不都合を解消できる。
【００４４】これら各電気モータ１９ａ，１９ｂの制御
は、ダッシュボードＡ内に備えられたコンピュータから
の指令にしたがって行われる。以下、当該コンピュータ
によって行われる電気モータ１９ａ，１９ｂの制御方法
を、図７乃至図１１に基づいて説明する。図７は手動操
作部３の操作方向とそれによって選択される車載電気機
器の種別を例示する説明図、図８は手動操作部３の操作
方向とそれによって切り換えられる機能の種別を例示す
る説明図、図９は電気モータ１９ａ，１９ｂの制御シス
テムを示すブロック図、図１０はコンピュータに備えら
れたメモリに記憶されるデータテーブルの一例を示す表
図、図１１は電気モータ１９ａ，１９ｂの制御手順を示
すフローチャートである。
【００４５】図７（ａ），（ｂ）に示すように、本例の
車載入力装置１は、手動操作部３をセンタ位置より前、
右前、右、右後、後、左後、左、左前の各方向に操作す
ることによって、それぞれラジオ、エアコン、カーナビ
ゲーションシステム、ＣＤプレーヤ、テレビジョン、監
視カメラ、電子メール、電話を選択できるようになって
いる。なお、車載入力装置１に備えられた押釦スイッチ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ及び５ａ，５ｂ，
５ｃによって選択される電気機器の種別と当該手動操作
部３を操作することによって選択される電気機器の種別
とは、同種の電気機器の組み合わせとすることもできる
し、異種の電気機器の組み合わせとすることもできる。
本実施形態例においては、押釦スイッチ４ａ〜４ｆ及び
５ａ〜５ｃによって選択される電気機器の種別と手動操
作部３を操作することによって選択される電気機器の種
別とを、異種の電気機器の組み合わせとしている。
【００４６】手動操作部３をセンタ位置より後方向に操
作することによってテレビジョンが選択された場合に
は、図８（ａ）に示すように、手動操作部３をセンタ位
置より前方向に操作することによってチャンネルアッ
プ、手動操作部３をセンタ位置より後方向に操作するこ
とによってチャンネルダウン、手動操作部３をセンタ位
置より右方向に操作することによって音量アップ、手動
操作部３をセンタ位置より左方向に操作することによっ
て音量ダウンの各機能調整が可能になる。
【００４７】かように、手動操作部３を操作することに
よって調整すべき機能の数が、手動操作部３の可動方向
の最大数である“８”以下である場合には、機能調整用
として割り振られた方向（図８（ａ）に示す各方向）以
外の方向に手動操作部３を操作しても、選択された車載
電気機器の機能調整を行うことができない。かかる不感
帯を手動操作部３の操作範囲に有すると、操作者は、手
動操作部３を機能調整が可能な方向に慎重に操作しなく
てはならないので、操作容易性に欠けると共に、自動車
の安全運転上からも好ましくない。
【００４８】そこで、本実施形態例に係る車載用入力装
置１においては、電気モータ１９ａ，１９ｂの制御シス
テムを図９及び図１０に示す構成とし、図１１に示す手
順で電気モータ１９ａ，１９ｂを制御することにより、
前記の問題を解決している。
【００４９】即ち、図９に示すように、ダッシュボード
Ａ内のコンピュータに備えられたＣＰＵ４１に、照合部
４２とテーブル選択部４３とを設けると共に、当該コン
ピュータに備えられたＲＯＭ４４に、手動操作部３の操
作領域と各操作領域に応じた電気モータ１９ａ，１９ｂ
の回転方向並びに回転によって発生するトルクの大きさ
を符号化したテーブル４５ａ，４５ｂ，４５ｃ・・・を
記憶する。また、前記コンピュータに、エンコーダ２１
ａ，２１ｂからの信号を取り込んで前記テーブル選択部
４３に手動操作部３の操作領域に応じたテーブル選択信
号を出力すると共に、表示装置Ｄに手動操作部３の操作
軌跡を表示する位置信号検出部４６を備える。
【００５０】図１０はＲＯＭ４４に記憶されたテーブル
の一例を示す図であって、手動操作部３の可動範囲をＸ
方向に８等分、Ｙ方向に８等分し、等分された各領域内
に手動操作部が操作された場合における電気モータ１９
ａ，１９ｂの駆動・停止と回転方向とが符号化して表示
されている。各テーブル内に記載された符号並びに数字
は、上段が第１の電気モータ１９ａの駆動・停止と回転
方向、下段が第２の電気モータ１９ｂの駆動・停止と回
転方向とを示しており、符号「＋」はモータの正転、符
号「−」はモータの逆転を示している。また、数字
「０」は電気モータ１９ａ，１９ｂが回転しないことを
表し、数字「１」は電気モータ１９ａ，１９ｂが回転す
ることを表している。このテーブルにしたがえば、（Ｘ
３，Ｙ０）〜（Ｘ３，Ｙ７）の領域、（Ｘ４，Ｙ０）〜
（Ｘ４，Ｙ７）の領域、（Ｘ０，Ｙ３）〜（Ｘ７，Ｙ
３）の領域及び（Ｘ０，Ｙ４）〜（Ｘ７，Ｙ４）の領域
内で手動操作部３を操作した場合には、いずれの電気モ
ータ１９ａ，１９ｂも回転されずに手動操作部３の動き
に電気モータ１９ａ，１９ｂの回転に伴う抵抗感が付与
されず、手動操作部３をこれ以外の他の領域内で操作し
た場合には、少なくともいずれか一方の電気モータ１９
ａ，１９ｂが回転して、手動操作部３の動きに電気モー
タ１９ａ，１９ｂの回転に伴う抵抗感が付与される。
【００５１】したがって、手動操作部３を操作すること
によってまずテレビジョンが選択され、図８（ａ）に示
すように、手動操作部３をセンタ位置より前方向、後方
向、右方向及び左方向に操作した場合にのみテレビジョ
ンの機能調整が可能になる場合において、図１０のテー
ブルを用いて電気モータ１９ａ，１９ｂの回転制御を行
えば、手動操作部３をセンタ位置より前方向、後方向、
右方向及び左方向以外の斜め方向に操作すると、少なく
ともいずれか一方の電気モータ１９ａ，１９ｂが回転し
て、手動操作部３の動きに電気モータ１９ａ，１９ｂの
回転に伴う抵抗感が付与されるので、操作者は不感帯に
手動操作部３を操作していることを感覚的に知ることが
できる。よって、操作者は、所望の機能調整を行い得る
方向に手動操作部３を操作することが可能になるので、
手動操作部３の操作容易性が向上し、自動車の運転を阻
害することもない。
【００５２】コンピュータにおける電気モータ１９ａ，
１９ｂの回転制御は、図１１のフローチャートに示され
る手順で行われる。
【００５３】即ち、操作者が手動操作部３をセンタ位置
からいずれかの方向に操作すると（手順Ｓ１）、Ｌ字部
材２２ａ，２２ｂ、大歯車１８ａ，１８ｂ及び小歯車２
０ａ，２０ｂを介してエンコーダ２１ａ，２１ｂが手動
操作部３の揺動方向に、手動操作部３の揺動量に比例し
た回転量だけ回転し、位置信号を出力する。コンピュー
タに備えられた位置信号検出部４６は、この位置信号を
読み取り（手順Ｓ２）、手動操作部３の操作位置を確定
する（手順Ｓ３）と共に、テーブル選択部４３へのテー
ブル選択信号の送信と、表示装置Ｄへの位置信号の送信
とを行う（手順Ｓ４）。ＣＰＵ４１のテーブル選択部４
３は、位置信号検出部４６からのテーブル選択信号に基
づいて、ＲＯＭ４４から所定のテーブルを選択して取り
込む（手順Ｓ５）。ＣＰＵ４１の照合部４２は、エンコ
ーダ２１ａ，２１ｂから出力された位置信号とテーブル
選択部４３に取り込まれたテーブルとからモータ出力値
を確定し、モータードライバー４７に出力する（手順Ｓ
６）。モータードライバー４７は、モータ出力値に応じ
て電気モータ１９ａ，１９ｂを駆動し、手動操作部３の
動きに抵抗感を与える（手順Ｓ７）。操作者は、手動操
作部３の抵抗感を感得して、手動操作部３の操作位置を
変更する（手順Ｓ８）。
【００５４】なお、これらのモータ制御手段及び方法
は、手動操作部３の操作方向の規制に適用できるばかり
でなく、前記した手動操作部３の操作量に応じた抵抗感
の付与や、手動操作部３の操作限界における抵抗感の付
与にも応用することができる。
【００５５】以上のように構成された本実施形態例に係
る車載用入力装置１は、自動車のダッシュボードＡに対
して前後動可能及び傾斜可能に取り付けられる。図１２
はダッシュボードＡに対する車載用入力装置１の取付機
構を示す平面方向から見た一部破断図であり、図１３は
その側面方向から見た一部破断図である。
【００５６】これらの図から明らかなように、ダッシュ
ボードＡ内に設けられたベース５１上には、２本の案内
軸５２，５３と１本のボールねじ５４とが互いに平行に
取り付けられている。ボールねじ５４は、軸受５５によ
って回転自在に支持されており、その一端には、ジョイ
ント５６を介して前後進用の第１のモータ５７が連結さ
れている。また、当該ボールねじ５４には、ナット５８
を介して移送板５９が前後動可能に取り付けられてお
り、当該移送板５９は、スライダ６０を介して前記案内
軸５２，５３に摺動自在に取り付けられている。前記移
送板５９の先端部には、軸受６１によって回転自在に支
持された回転軸６２が、案内軸５２，５３及びボールね
じ５４と直角に取り付けられており、当該回転軸６２の
先端部に車載用入力装置１の筐体２が固着されている。
前記回転軸６２には、大歯車６３が固着されており、こ
の大歯車６３は、第２のモータ６４の主軸に固着された
小歯車６５と噛み合わされている。
【００５７】したがって、車載用入力装置１は、第１の
モータ５７を正転又は逆転することによって、ダッシュ
ボードＡに対して前進又は後退させることができ、また
第２のモータ６４を正転又は逆転することによって、ダ
ッシュボードＡに対して上向き又は下向きに先端部を旋
回させることができる。よって、操作者が手動操作部３
や各種の押釦スイッチ４ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｃそれにボ
リュームつまみ６等を操作しやすいように、車載用入力
装置１の姿勢を適宜変更することができるので、車載用
入力装置１の操作性をより一層高めることができる。
【００５８】この車載用入力装置１の姿勢制御も、車載
用入力装置１に搭載された手動操作部３及び押釦スイッ
チ４ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｃを操作することによって行う
ことができる。即ち、押釦スイッチ４ａを押すと、表示
装置Ｄに図１４に例示するメニューが現れる。そこで、
手動操作部３を操作して、メニューから「車載用入力装
置」を選択すると、表示装置Ｄに図１５に示すような車
載用入力装置１の画像が現れる。この状態で、手動操作
部３を「前進ａ」の方向に操作すると、前記第１のモー
タ５７が正転して車載用入力装置１が前進し、手動操作
部３を「後退ｂ」の方向に操作すると、前記第１のモー
タ５７が逆転して車載用入力装置１が後退する。また、
手動操作部３を「上昇ｃ」の方向に操作すると、前記第
２のモータ６４が正転して車載用入力装置１の先端部が
回転軸６２を中心として上向きに旋回し、手動操作部３
を「下降ｄ」の方向に操作すると、前記第２のモータ６
４が逆転して車載用入力装置１の先端部が回転軸６２を
中心として下向きに旋回する。メニュー画面から「シー
ト」を選択すれば、同様の手順で運転席や助手席の座り
心地を調整することができ、また、メニュー画面から
「ハンドル」を選択すれば、同様の手順でハンドルのチ
ルトとテレスコピックを調整してハンドルの高さ調整を
行うことができる。
【００５９】なお、手動操作部３を操作することによっ
て前述の車載用入力装置１やシートそれにハンドル等の
姿勢を変更する場合には、これらの機器の可動範囲と手
動操作部３に加わる抵抗感とを互いに関連付け、例えば
機器の可動範囲の末端に近付くにつれて手動操作部３に
加わる抵抗感を次第に強くしたり、可動範囲の末端に至
ったときに手動操作部３に衝撃的な抵抗感を付与するよ
うにテーブルを設定することが特に好ましい。このよう
にすると、操作者が機器を可動範囲のどこまで調整した
かを認識することができるので、利用がより便利にな
る。
【００６０】かように、第１実施形態例に係る車載用入
力装置１は、筐体２の上面に備えられた押釦スイッチ４
ａ〜４ｆ，５ａ〜５ｃを操作するか、手動操作部３を操
作することによって、機能調整を行おうとする所望の車
載電気機器を選択することができる。また、所望の車載
電気機器を選択した後に、手動操作部３を予め定められ
た方向に操作するか、手動操作部３に設けられた第１及
び第２のスイッチ３４，３５を操作することによって、
車載電気機器の機能調整を行うことができる。また、ラ
ジオやテレビジョンそれにＣＤプレーヤ等の音量は、ボ
リュームつまみ６を回転することによっても行うことが
できる。この車載用入力装置１によって選択可能な車載
電気機器のメニューや各車載電気機器についての調整可
能な機能の内容を示すメニュー、それに手動操作部３の
操作方向等については、順次表示装置Ｄに表示される。
また、手動操作部３の非操作状態においては、操作軸１
４がクランプ部材１６にてクランプされ、自動車の振動
に伴う手動操作部３の不正な振動や騒音の発生が防止さ
れる。手動操作部３の上方に手指をかざすと、フォトイ
ンタラプタ３３の受光素子に発光素子からの特定波長の
光が入射してソレノイド１５がオン制御され、クランプ
部材１６と操作軸１４とが係合が解除されて、手動操作
部３が自動的に操作可能になる。
【００６１】なお、前記第１実施形態例においては、操
作軸１４の揺動をエンコーダ２１ａ，２１ｂに伝達する
動力伝達機構として歯車機構を用いたが、本発明の要旨
はこれに限定されるものではなく、摩擦車やベルト機構
など、公知に属する任意の動力伝達機構を用いることも
できる。
【００６２】また、前記第１実施形態例においては、操
作軸１４の揺動方向及び揺動量を検出するセンサとして
エンコーダ２１ａ，２１ｂを用いたが、本発明の要旨は
これに限定されるものではなく、その他任意の公知に属
する位置センサを用いることもできる。
【００６３】また、前記第１実施形態例においては、ク
ランプ部材１６の駆動手段としてソレノイド１５を用い
たが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、
電磁石や油圧又はエアアクチュエータなどの他の手段を
用いることもできる。
【００６４】さらに、前記第１実施形態例においては、
２つの電気モータ１９ａ，１９ｂと２つのエンコーダ２
１ａ，２１ｂを用いて、手動操作部３を多方向に操作で
きるようにしたが、１つの電気モータと１つのエンコー
ダを用いて、手動操作部３を特定の１方向にのみ操作で
きるようにすることもできる。
【００６５】以下、本発明に係る車載用入力装置の第２
実施形態例を、図１６乃至図１８を用いて説明する。本
例の車載用入力装置は、機構部１１Ａに、操作軸１４に
外力を作用するためのアクチュエータとしてボイスコイ
ルモータを備えたことを特徴とするものであって、図１
６は本例に係る機構部１１Ａの一部断面した平面図、図
１７は本例に係る機構部１１Ａの一部断面したＸ方向側
面図、図１８は本例に係る機構部１１Ａの一部断面した
Ｙ方向側面図である。
【００６６】これらの図から明らかなように、本例の機
構部１１Ａは、ベース１２と、当該ベース１２に設けら
れた球面軸受１３と、下端部に球状部１４ａが設けられ
当該球状部１４ａが前記球面軸受１３に揺動自在に軸支
された操作軸１４と、当該操作軸１４に装着され、互い
に直交する方向に配置された２つのＬ字部材２２ａ，２
２ｂと、前記球面軸受１３を中心としてベース１２に平
行な面内で直交する軸線上に配置された２つのボイスコ
イルモータ７１，７２と、当該ボイスコイルモータ７
１，７２の可動部７１ａ，７２ａにそれぞれ固着された
２つのブラケット７３，７４と、これら各ブラケット７
３，７４と前記各Ｌ字部材２２ａ，２２ｂとを回転可能
にピン結合する連結ピン７５と、前記各ブラケット７
３，７４の移動量及び移動方向を検出する２つの位置セ
ンサ７６，７７とからなり、前記操作軸１４の上端部に
手動走査部３が取り付けられている。
【００６７】Ｌ字部材２２ａ，２２ｂの一辺及び前記ブ
ラケット７３，７４の先端部には、連結ピン７５を挿入
するためのピン挿入孔７８が開設されており、Ｌ字部材
２２ａに開設されたピン挿入孔７８とブラケット７３に
開設されたピン挿入孔７８とを合致し、これらの各ピン
挿入孔７８に連結ピン７５を貫通することによって、こ
れらＬ字部材２２ａとブラケット７３とを回動可能に連
結することができる。同様に、Ｌ字部材２２ｂに開設さ
れたピン挿入孔７８とブラケット７４に開設されたピン
挿入孔７８とを合致し、これらの各ピン挿入孔７８に連
結ピン７５を貫通することによって、これらＬ字部材２
２ｂとブラケット７４とを揺動可能に連結することがで
きる。
【００６８】このＬ字部材２２ａ，２２ｂの他辺には、
操作軸１４を貫通するための長孔状の操作軸貫通孔２４
が開設されている。この操作軸貫通孔２４の横幅は、操
作軸１４との間に生じるバックラッシュを小さくするた
め、操作軸１４の円滑な摺動を確保可能な範囲で、なる
べく操作軸１４の直径に近い値に形成される。また、操
作軸貫通孔２４の長さは、操作軸１４の可動範囲と同じ
か、それよりも大きな値に設定される。
【００６９】ボイスコイルモータ７１，７２は、前記ブ
ラケット７３，７４が取り付けられた可動部７１ａ，７
２ａと当該可動部７１ａ，７２ａが出入可能に構成され
た固定部７１ｂ，７２ｂとから構成されており、固定部
７１ｂ，７２ｂの後端部がベース１２に設けられたブラ
ケット７９に自在継手８０を介して旋回可能に取り付け
られている。したがって、操作軸１４がどの位置まで操
作されたかに関係なく、ボイスコイルモータ７１を駆動
することにより、ブラケット７３及びＬ字部材２２ａを
介して操作軸１４にＸ方向の外力を負荷することがで
き、また、ボイスコイルモータ７２を駆動することによ
り、ブラケット７４及びＬ字部材２２ｂを介して操作軸
１４にＹ方向の外力を負荷することができる。もちろ
ん、ボイスコイルモータ７１，７２を同時に駆動するこ
とにより、操作軸１４に各ボイスコイルモータ７１，７
２の出力に応じた方向と大きさの外力を負荷することが
できる。これにより、手動操作部３の操作に抵抗感や加
速感を付与することができ、例えば手動操作部３の操作
方向の規制、手動操作部３の操作量に応じた操作速度の
調整、並びに手動操作部３の停点規制などを行うことが
できる。
【００７０】位置センサ７６，７７は、検出器本体７６
ａ，７７ａと当該検出器本体７６ａ，７７ａ内に挿入配
置された可動子７６ｂ，７７ｂとから構成されており、
可動子７６ｂ，７７ｂは一端が前記ブラケット７３，７
４に取り付けられている。これらの位置センサ７６，７
７としては、例えばフォトインタラプタやボリュームな
ど、公知に属する光学式、磁気式、抵抗式のセンサを用
いることができ、中立位置からの前記操作軸１４の揺動
方向及び揺動量に比例した信号を出力するようになって
いる。
【００７１】手動操作部３は、図１７及び図１８に示す
ように、ノブ形に形成されており、第１実施形態例に係
る手動操作部３と同様に、その内部に、回路基板３２、
フォトインタラプタ３３、第１及び第２のスイッチ３
４，３５（図４参照）を備えることもできる。
【００７２】その他の構成については、第１実施形態例
に係る車載用入力装置と同じであるので、重複を避ける
ために説明を省略する。
【００７３】本実施形態例に係る車載用入力装置は、第
１実施形態例に係る車載用入力装置と同様の効果を有す
るほか、操作軸１４に外力を負荷するアクチュエータと
してボイスコイルモータ７１，７２を用いたので、歯車
機構が不要となり装置の小型化及び低コスト化を図るこ
とができる。また、ボイスコイルモータ７１，７２を用
いたこと及び歯車機構が不要であることから、操作軸１
４に負荷する振動等の制御が容易になり、操作者により
明確に所定の抵抗感を付与することができるので、車載
電気機器の誤選択や機能調整の誤りを未然に防止できる
と共に、車載電気機器の機能の微調整も行いやすくな
る。
【００７４】次に、本発明に係る車載用入力装置の第３
実施形態例を、図１９乃至図２１を用いて説明する。本
例の車載用入力装置は、機構部１１Ｂに、操作軸１４に
外力を作用するためのアクチュエータとしてボイスコイ
ルモータを用いたこと、及び操作軸１４を特定の一方向
にのみ揺動できるようにしたことを特徴とするものであ
って、図１９は本例に係る機構部１１Ｂの平面図、図２
０は本例に係る機構部１１ＢのＸ方向側面図、図２１は
本例に係る機構部１１Ｂの一部断面したＹ方向側面図で
ある。
【００７５】これらの図から明らかなように、本例の機
構部１１Ｂは、ベース１２と、当該ベース１２に設けら
れた球面軸受１３と、下端部に球状部１４ａが設けられ
当該球状部１４ａが前記球面軸受１３に揺動自在に軸支
された操作軸１４と、前記球面軸受１３を中心とする軸
線上に配置された１つのボイスコイルモータ７１と、当
該ボイスコイルモータ７１の可動部７１ａに固着された
リンク部材８１と、当該リンク部材８１と前記操作軸１
４とを回転可能にピン結合する連結ピン８２と、前記操
作軸１４の揺動量及び揺動方向を検出する１つの位置セ
ンサ７６とからなり、前記操作軸１４の上端部に手動走
査部３が取り付けられている。
【００７６】前記ボイスコイルモータ７１は、前記リン
ク部材８１が取り付けられた可動部７１ａと当該可動部
７１ａが出入可能に構成された固定部７１ｂとから構成
されており、固定部７１ｂの後端部がベース１２に設け
られたブラケット７９に旋回可能にピン結合されてい
る。本例のボイスコイルモータ７１も、手動操作部３の
操作に抵抗感を付与するためのものであって、例えば手
動操作部３の操作方向の規制、手動操作部３の操作量に
応じた操作速度の調整、並びに手動操作部３の停点規制
などに適用される。また、前記位置センサ７６は、検出
器本体７６ａと当該検出器本体７６ａ内に挿入配置され
た可動子７６ｂとから構成されており、可動子７６ｂは
一端が前記リンク部材８１に取り付けられている。
【００７７】その他の構成については、第２実施形態例
に係る車載用入力装置と同じであるので、重複を避ける
ために説明を省略する。本実施形態例の車載用入力装置
も、第２実施形態例に係る車載用入力装置と同様の効果
を有する。
【００７８】以下、本発明に係る車載用入力装置の第４
実施形態例を、図２２乃至図２４を用いて説明する。本
例の車載用入力装置は、機構部１１Ｃに、操作軸１４に
外力を作用するためのアクチュエータとしてボイスコイ
ルモータを備えたこと、及び操作軸１４をベース１２に
対して平行移動するように構成したことを特徴とするも
のであって、図２２は本例に係る機構部１１Ｃの平面
図、図２３は本例に係る機構部１１Ｃの一部断面したＸ
方向側面図、図２４は本例に係る機構部１１ＣのＹ方向
側面図である。
【００７９】これらの図から明らかなように、本例の機
構部１１Ｃは、ベース１２と、当該ベース１２に設けら
れたＸ−Ｙステージ９１と、当該Ｘ−Ｙステージ９１に
固着された操作軸１４と、当該操作軸１４に備えられた
２方向のフローティングジョイント９２と、前記操作軸
１４の中立位置を中心としてベース１２に平行な面内で
直交する軸線上に配置された２つのボイスコイルモータ
７１，７２と、当該ボイスコイルモータ７１，７２の可
動部７１ａ，７２ａに固着され、前記フローティングジ
ョイント９２に摺動自在に連結された２つのスライダ９
３，９４と、前記操作軸１４の移動量及び移動方向を検
出する２つの位置センサ７６，７７とからなり、前記操
作軸１４の上端部に手動走査部３が取り付けられてい
る。
【００８０】前記Ｘ−Ｙステージ９１は、ベース１２の
Ｘ方向に向けて配置されたＸ方向レール９１ａと、当該
Ｘ方向レール９１ａに摺動自在に装着されたＸ方向スラ
イダ９１ｂと、ベース１２のＹ方向に向けて配置され、
前記Ｘ方向スライダ９１ｂと一体に形成されたＹ方向レ
ール９１ｃと、当該Ｙ方向レール９１ｃに摺動自在に装
着されたＹ方向スライダ９１ｄとから構成されており、
前記Ｙ方向スライダ９１ｄの上面に操作軸１４が垂直に
固定されている。したがって、操作軸１４は、Ｘ−Ｙス
テージ９１の可動範囲内において、ベース１２と平行な
面内で自由に平行移動することができる。
【００８１】フローティングジョイント９２は、ボイス
コイルモータの可動部７１ａ，７２ａに固着されたスラ
イダ９３，９４を摺動可能な２条の凹溝９５，９６を直
交する２辺に形成したものであって、操作軸１４に水平
に取り付けられる。スライダ９３は凹溝９５に対してＹ
方向にのみ摺動するように凹溝９５内に設定され、スラ
イダ９４は凹溝９６に対してＸ方向にのみ摺動するよう
に凹溝９６内に設定される。前記ボイスコイルモータ７
１，７２は、前記リンク部材８１が取り付けられた可動
部７１ａ，７２ａと当該可動部７１ａ，７２ａが出入可
能に構成された固定部７１ｂ，７２ｂとから構成されて
おり、固定部７１ｂ，７２ｂの後端部がベース１２に設
けられたブラケット７９に固定されている。
【００８２】したがって、操作軸１４がＸ−Ｙステージ
９１上のどの位置にある場合にも、ボイスコイルモータ
７１を駆動することにより、スライダ９３及びフローテ
ィングジョイント９２を介して操作軸１４にＸ方向の外
力を負荷することができ、また、ボイスコイルモータ７
２を駆動することにより、スライダ９４及びフローティ
ングジョイント９２を介して操作軸１４にＹ方向の外力
を負荷することができる。もちろん、ボイスコイルモー
タ７１，７２を同時に駆動することにより、操作軸１４
に各ボイスコイルモータ７１，７２の出力に応じた方向
と大きさの外力を負荷することができる。これにより、
手動操作部３の操作に抵抗感を付与することができ、例
えば手動操作部３の操作方向の規制、手動操作部３の操
作量に応じた操作速度の調整、並びに手動操作部３の停
点規制などを行うことができる。
【００８３】位置センサ７６，７７は、検出器本体７６
ａ，７７ａと当該検出器本体７６ａ，７７ａ内に挿入配
置された可動子７６ｂ，７７ｂとから構成されており、
可動子７６ｂ，７７ｂはフローティングジョイント９２
と一体に形成されている。
【００８４】その他の構成については、第２実施形態例
に係る車載用入力装置と同じであるので、重複を避ける
ために説明を省略する。本実施形態例の車載用入力装置
も、第２実施形態例に係る車載用入力装置と同様の効果
を有する。
【００８５】以下、本発明に係る車載用入力装置の第５
実施形態例を、図２５乃至図２７を用いて説明する。本
例の車載用入力装置は、機構部１１Ｄに、操作軸１４に
外力を作用するためのアクチュエータとしてボイスコイ
ルモータを備えたこと、操作軸１４をベース１２に対し
て平行移動するように構成したこと及び操作軸１４を特
定の一方向にのみ揺動できるようにしたことを特徴とす
るものであって、図２５は本例に係る機構部１１Ｄの平
面図、図２６は本例に係る機構部１１ＤのＸ方向側面
図、図２７は本例に係る機構部１１Ｄの一部断面したＹ
方向側面図である。
【００８６】これらの図から明らかなように、本例の機
構部１１Ｄは、ベース１２と、当該ベース１２に設けら
れたＸ方向レール９１ａ及び当該Ｘ方向レール９１ａに
摺動自在に装着されたＸ方向スライダ９１ｂと、前記Ｘ
方向レール９１ａの軸線上に配置された１つのボイスコ
イルモータ７１と、当該ボイスコイルモータ７１の可動
部７１ａに固着されたリンク部材８１と、当該リンク部
材８１と前記操作軸１４とを回転可能にピン結合する連
結ピン８２と、前記操作軸１４の揺動量及び揺動方向を
検出する１つの位置センサ７６とからなり、前記操作軸
１４の上端部に手動走査部３が取り付けられている。
【００８７】前記ボイスコイルモータ７１は、前記リン
ク部材８１が取り付けられた可動部７１ａと当該可動部
７１ａが出入可能に構成された固定部７１ｂとから構成
されており、固定部７１ｂの後端部がベース１２に設け
られたブラケット７９に固定されている。本例のボイス
コイルモータ７１も、手動操作部３の操作に抵抗感を付
与するためのものであって、例えば手動操作部３の操作
方向の規制、手動操作部３の操作量に応じた操作速度の
調整、並びに手動操作部３の停点規制などに適用され
る。また、前記位置センサ７６は、検出器本体７６ａと
当該検出器本体７６ａ内に挿入配置された可動子７６ｂ
とから構成されており、可動子７６ｂは操作軸１４に取
り付けられている。
【００８８】その他の構成については、第３実施形態例
に係る車載用入力装置と同じであるので、重複を避ける
ために説明を省略する。本実施形態例の車載用入力装置
も、第３実施形態例に係る車載用入力装置と同様の効果
を有する。
【００８９】
【発明の効果】本発明の車載用入力装置は、手動操作部
を予め定められた可動範囲内で操作したとき、操作軸
に、手動操作部の操作量に応じて予め設定された外力を
アクチュエータより負荷するようにしたので、アクチュ
エータより負荷される外力を感知することによって、操
作者は手動操作部の操作量を感覚的に知ることができ、
手動操作部の微妙な操作が可能になる。よって、単に手
動操作部を可動限界まで操作して所望の車載電気機器を
選択するといった使い方だけでなく、手動操作部の操作
量を加減することによって選択された車載電気機器の機
能調整を行うといった使い方ができるようになり、手動
操作部、ひいては車載用入力装置の操作性を高めること
ができる。また、操作軸にアクチュエータからの所定強
度の外力を負荷する構成であるので、操作軸或いは軸受
部等が破損することもない。
【００９０】本発明の車載用入力装置は、手動操作部を
予め定められた可動範囲以外の方向に操作したとき、操
作軸に、手動操作部の操作方向及び操作量に応じて予め
設定された外力をアクチュエータより負荷するようにし
たので、操作者は手動操作部の操作方向の正誤を感覚的
に知ることができ、可動範囲内でのみ手動操作部を操作
することが可能になるので、手動操作部の操作性が改善
される。
【００９１】本発明の車載用入力装置は、操作軸を軸受
に揺動自在に保持したので、操作軸保持部の構成を簡略
化することができ、安価に実施することができる。
【００９２】本発明の車載用入力装置は、操作軸をスラ
イダに固着してレール上を摺動させるので、操作軸をレ
ールに沿って一定の平面内で操作することができ、操作
軸の操作性を良好なものにすることができる。
【００９３】本発明の車載用入力装置は、手動操作部を
特定の一方向にのみ往復操作できるようにしたので、手
動操作部を特定の一方向にのみ往復操作することによっ
て所望の車載電気機器の選択や選択された車載電気機器
の機能調整等を行うことができ、手動操作部の操作性を
良好なものにすることができる。
【００９４】本発明の車載用入力装置は、手動操作部を
特定の面内で任意の方向に操作できるようにしたので、
手動操作部を特定の面内で任意の方向に操作することが
でき、選択調整可能な車載電気機器の数を増加できると
共に、調整可能な機能の種類も増加することができる。
【００９５】本発明の車載用入力装置は、手動操作部に
外力を負荷するアクチュエータとしてボイスコイルモー
タを用いたので、モータの回転運動を往復直線運動に変
換するための機構が不要になり、車載用入力装置の小型
化と低コスト化とを図ることができる。
【００９６】本発明の車載用入力装置は、手動操作部の
操作量が大きくなるにしたがって、アクチュエータより
操作軸に順次大きな外力を負荷するか、異なるモードの
振動を負荷するので、手動操作部の操作量をブラインド
タッチで感得することができ、車載用入力装置の操作性
をより良好なものにすることができる。
【００９７】本発明の車載用入力装置は、手動操作部が
予め定められた操作限界まで操作されたとき、アクチュ
エータより操作軸に衝撃的な外力を負荷するので、手動
操作部の操作量が限界点まで達したことをブラインドタ
ッチで感得することができ、、車載用入力装置の操作性
をより良好なものにすることができる。
【００９８】本発明の車載用入力装置は、位置センサを
自動車に備えられたコンピュータを介して自動車に備え
られた表示装置と電気的に接続し、手動操作部を操作す
ることによって選択された車載電気機器の種別と、手動
操作部を操作することによって調整される当該車載電気
機器の機能の内容と、手動操作部の動作内容とを表示装
置に表示するので、搭乗者が表示装置の表示内容を確認
しながら車載電気機器の機能調整を行うことができ、当
該電気機器の機能調整を迅速かつ確実に行うことができ
る。
【００９９】本発明の車載用入力装置は、運転席又は助
手席の姿勢を制御するためのシート調整装置を手動操作
部にて操作するので、所要の操作を手動操作部を用いて
手元で行うことができ、運転席シート又は助手席シート
の姿勢調整を容易化できる。
【０１００】本発明の車載用入力装置は、ハンドルの高
さを調整するためのステアリング装置に備えられたチル
ト装置及びテレスコ装置を手動操作部にて操作するの
で、所要の操作を手動操作部を用いて手元で行うことが
でき、ハンドルの高さ調整を容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例に係る車載用入力装置のダッシ
ュボードへの取り付け状態を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態例に係る車載用入力装置が取り付
けられた自動車の室内の状態を示す平面図である。
【図３】第１実施形態例に係る手動操作部と当該手動操
作部が備えられる機構部の斜視図である。
【図４】第１実施形態例に係る手動操作部と当該手動操
作部が備えられる機構部の側面方向から見た要部断面図
である。
【図５】第１実施形態例に係る機構部の平面図である。
【図６】カバーを除去した第１実施形態例に係る手動操
作部の平面図である。
【図７】第１実施形態例に係る手動操作部の操作方向と
それによって選択される車載電気機器の種別を例示する
説明図である。
【図８】第１実施形態例に係る手動操作部の操作方向と
それによって切り換えられる機能の種別を例示する説明
図である。
【図９】第１実施形態例に係る電気モータの制御システ
ムを示すブロック図である。
【図１０】第１実施形態例に係るコンピュータに備えら
れたメモリに記憶されるデータテーブルの一例を示す表
図である。
【図１１】第１実施形態例に係る電気モータの制御手順
を示すフローチャートである。
【図１２】ダッシュボードに対する第１実施形態例に係
る車載用入力装置の取付機構を示す平面方向から見た一
部破断図である。
【図１３】ダッシュボードに対する第１実施形態例に係
る車載用入力装置の取付機構を示す側面方向から見た一
部破断図である。
【図１４】第１実施形態例に係る表示装置に表示される
車載電気機器のメニューを例示する説明図である。
【図１５】第１実施形態例に係る表示装置に表示される
機能調整中の車載電気機器の状態を例示する説明図であ
る。
【図１６】第２実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部の平面図である。
【図１７】第２実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＸ方向側面図である。
【図１８】第２実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＹ方向側面図である。
【図１９】第３実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部の平面図である。
【図２０】第３実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＸ方向側面図である。
【図２１】第３実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＹ方向側面図である。
【図２２】第４実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部の平面図である。
【図２３】第４実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＸ方向側面図である。
【図２４】第４実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＹ方向側面図である。
【図２５】第５実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部の平面図である。
【図２６】第５実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＸ方向側面図である。
【図２７】第５実施形態例の車載用入力装置に備えられ
る機構部のＹ方向側面図である。
【図２８】従来に係る車載用入力装置の設置例を示す自
動車の内面図である。
【図２９】従来提案されている車載用入力装置の側面図
である。
【図３０】図２９に示す車載用入力装置の手動操作部の
平面図である。
【図３１】図２９に示す車載用入力装置に組み込まれて
いるガイドプレートの平面図である。
【符号の説明】
１ 車載用入力装置 ２ 筐体 ３ 手動操作部 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ 押釦スイッチ ５ａ，５ｂ，５ｃ 押釦スイッチ ６ ボリュームつまみ ７ カードスロット ８ ディスクスロット １１ 機構部 １４ 操作軸 １５ ソレノイド（駆動手段） １９ａ，１９ｂ 電気モータ（アクチュエータ） ２１ａ，２１ｂ エンコーダ（位置センサ） ３３ フォトインタラプタ（手指の検出センサ） ４１ ＣＰＵ ４２ 照合部 ４３ テーブル選択部 ４４ ＲＯＭ ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ・・・ テーブル ４６ 位置信号検出部 ７１，７２ ボイスコイルモータ（アクチュエータ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 16/02 ６３０ Ｂ６０Ｒ 16/02 ６３０Ｚ ６４０ ６４０Ｋ Ｂ６２Ｄ 1/18 Ｂ６２Ｄ 1/18 // Ｈ０４Ｎ 5/00 Ｈ０４Ｎ 5/00 Ａ Ｆターム(参考） 3D030 DD12 DD34 DD63 DD64 3D044 BA16 BA26 BB01 BC13 BC28 BD05 BD08 5C056 BA02 BA03 EA05

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 手動操作部と、当該手動操作部に連結さ
    れた操作軸と、前記手動操作部の操作方向及び操作量に
    応じた位置信号を出力する位置センサと、前記操作軸に
    操作方向の外力を作用するアクチュエータとを備え、前
    記手動操作部を予め定められた可動範囲内で操作したと
    き、前記操作軸に、前記手動操作部の操作量に応じて予
    め設定された外力を前記アクチュエータより負荷するこ
    とを特徴とする車載用入力装置。
  2. 【請求項２】 手動操作部と、当該手動操作部に連結さ
    れた操作軸と、前記手動操作部の操作方向及び操作量に
    応じた位置信号を出力する位置センサと、前記操作軸に
    外力を作用するアクチュエータとを備え、前記手動操作
    部を予め定められた可動範囲以外の方向に操作したと
    き、前記操作軸に、前記手動操作部の操作方向及び操作
    量に応じて予め設定された外力を前記アクチュエータよ
    り負荷することを特徴とする車載用入力装置。
  3. 【請求項３】 前記操作軸が軸受により揺動自在に保持
    されていることを特徴とする請求項１に記載の車載用入
    力装置。
  4. 【請求項４】 前記操作軸がスライダに固着されてレー
    ル上を摺動することを特徴とする請求項１に記載の車載
    用入力装置。
  5. 【請求項５】 前記手動操作部が特定の一方向にのみ往
    復操作できるようになっていることを特徴とする請求項
    １に記載の車載用入力装置。
  6. 【請求項６】 前記手動操作部が特定の面内で任意の方
    向に操作できるようになっていることを特徴とする請求
    項１に記載の車載用入力装置。
  7. 【請求項７】 前記アクチュエータがボイスコイルモー
    タであることを特徴とする請求項１乃至６に記載の車載
    用入力装置。
  8. 【請求項８】 前記手動操作部の操作量が大きくなるに
    したがって、前記アクチュエータより前記操作軸に順次
    大きな外力を負荷するか、異なるモードの振動を負荷す
    ることを特徴とする請求項１に記載の車載用入力装置。
  9. 【請求項９】 前記手動操作部が予め定められた操作限
    界まで操作されたとき、前記アクチュエータより前記操
    作軸に衝撃的な外力を負荷することを特徴とする請求項
    １に記載の車載用入力装置。
  10. 【請求項１０】 前記位置センサが、自動車に備えられ
    たコンピュータを介して自動車に備えられた表示装置と
    電気的に接続され、前記手動操作部を操作することによ
    って選択された車載電気機器の種別と、前記手動操作部
    を操作することによって調整される当該車載電気機器の
    機能の内容と、前記手動操作部の動作内容とが、前記表
    示装置に表示されることを特徴とする請求項１に記載の
    車載用入力装置。
  11. 【請求項１１】 前記車載電気機器が、運転席又は助手
    席の姿勢を制御するためのシート調整装置であることを
    特徴とする請求項１０に記載の車載用入力装置。
  12. 【請求項１２】 前記車載電気機器が、ハンドルの高さ
    を調整するための、ステアリング装置に備えられたチル
    ト装置及びテレスコ装置であることを特徴とする請求項
    １０に記載の車載用入力装置。
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