JP2003323831A - 力覚付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの構成が簡単で、安価、且つ、小型の
力覚付与装置を提供する。 【解決手段】 本発明の力覚付与装置は、操作部材２０
を回転した時、操作部材２０はモータ１８によって力覚
が付与され、操作部材２０を軸線方向に移動した時、モ
ータ１８を介して支持部材９が可動し、支持部材９の可
動によって検出部材２が操作されると共に、復帰手段に
よって、支持部材９、モータ１８、及び操作部材２０が
元の位置に復帰するようにしたため、モータ１８の回転
軸１８ｂは、本体部１８ａに対して軸線方向に移動させ
る必要が無く、従って、モータの構成が簡単で、安価で
あると共に、軸線方向に小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等に使用して
好適な力覚付与装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の力覚付与装置の構成を図４に基づ
いて説明すると、合成樹脂の成型品からなる箱形の上、
下ケース５１，５２は、互いに組み合わされて、一つの
筺体Ｋが形成されている。

【０００３】モータ５３は、本体部５４と、この本体部
５４から上方に突出する回転軸５５、及びここでは図示
しないがブラシと、ブラシが接触する整流子とを有す
る。そして、このモータ５３は、筺体Ｋ内に収納された
状態で、本体部５４が筺体Ｋに取り付けられて、回転軸
５５が回転運動と、軸線方向の移動が可能となってい
る。

【０００４】センサー５６は、プーリ部５７と、このプ
ーリ部５７に取り付けられ、スリットを有する円板部５
８と、支持部５９に保持されて、円板部５８を上下から
挟んだ状態で配置された発光素子６０と受光素子６１と
を有するフォトセンサーで構成されている。そして、こ
のセンサ５６は、筺体Ｋ内に取り付けられて配置されて
いる。

【０００５】ドーム状をなした可動部材６２は、天井部
６３を有する筒状部６４と、筒状部６４の下部に設けら
れたプーリ状部６５とを有し、この可動部材６２の中心
部には、モータ５３の回転軸５５が取り付けられてい
る。そして、可動部材６２が取り付けられた際、筒状部
６４の上部が上ケース５１の孔５１ａを通って外方に突
出すると共に、筒状部６４内には、モータ５３の本体部
５４の上部が位置した状態となっている。

【０００６】環状のベルト６６は、可動部材６２のプー
リ状部６５と、センサー５６のプーリ部５７との間に張
架され、可動部材６２が回転した時、ベルト６６を介し
て円板部５８を回転し、フォトセンサー５６を駆動する
ようになっている。フォトセンサー５６が駆動される
と、ここでは図示しないが、制御部材を介してモータ５
３に力覚が付与されるようになっている。

【０００７】絶縁材からなる取付板６７は、筒状部６４
内に位置した状態で、本体部５４と天井部６３との間に
適宜手段により取り付けられ、この取付板６７上には、
スイッチ６８が取り付けられている。そして、可動部材
６２を回転軸５５の軸線方向に移動した時、スイッチ６
８が可動部材６２によって操作されると共に、回転軸５
５も可動部材６２によって軸線方向に移動する。従っ
て、固定状態にある本体部５４に対して回転軸５５が移
動し、その結果、ブラシに対して整流子が軸線方向に移
動するようになる。

【０００８】皿状の操作部材６９は、上ケース５１から
突出した筒状部６４に嵌合されて取り付けられ、この操
作部材６９の回転動作で、可動部材６２を回転すると共
に、操作部材６９の押圧動作で、可動部材６２を軸線方
向に移動するようになっている。

【０００９】次に、従来の力覚付与装置の動作を説明す
ると、先ず、操作部材６９を回転すると可動部材６２が
回転し、その結果、ベルト６６を介してフォトセンサー
５６が駆動される。そして、フォトセンサー５６が駆動
されると、モータ５３の回転軸５５が回転して、可動部
材６２を介して操作部材６９に力覚（ハプティク）が付
与される。

【００１０】また、操作部材６９が所望の位置に回転し
た時、操作部材６９を軸線方向に押圧すると、回転軸５
５を伴って可動部材６２が移動して、スイッチ６８が操
作されて、所望の機能を選択するようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の力覚付与装置
は、モータ５３の本体部５４が固定された状態で、回転
軸５５が軸線方向に移動するようになっているため、ブ
ラシに対して整流子を軸線方向に移動させねばならず、
モータ５３が大型になると共に、その構成が特殊なもの
となり、コスト高で、且つ、寿命が短くなるという問題
がある。また、操作部材６９は、可動部材６２を介して
モーター５３の回転軸５５に連結されているため、可動
部材６２が必要となり、コスト高になるという問題があ
る。

【００１２】そこで、本発明はモータの構成が簡単で、
安価、且つ、小型の力覚付与装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の解決手段として、モータを取り付けた支持部材
が可動可能に取り付けられる取付部材と、前記モータの
回転軸に結合された操作部材と、この操作部材の回転を
検知するセンサーと、前記操作部材が前記回転軸の軸線
方向に移動した時に操作される検出部材とを備え、前記
操作部材を回転した時、前記操作部材は前記モータによ
って力覚が付与され、前記操作部材を前記軸線方向に移
動した時、前記モータを介して前記支持部材が可動し、
前記支持部材の可動によって前記検出部材が操作される
と共に、復帰手段によって、前記支持部材、前記モー
タ、及び前記操作部材が元の位置に復帰するようにした
構成とした。

【００１４】また、第２の解決手段として、前記支持部
材が前記取付部材に対して揺動可能に取り付けられ、前
記操作部材を押圧した時、前記支持部材が揺動動作を行
うと共に、前記操作部材が前記軸線方向に移動し、前記
支持部材によって前記検出部材が操作されるようにした
構成とした。

【００１５】また、第３の解決手段として、前記支持部
材と前記取付部材とが支軸によって揺動可能に組み合わ
された状態で、前記取付部材が電子機器に取り付けられ
るようにした構成とした。

【００１６】また、第４の解決手段として、前記支持部
材は、前記モータの本体部を収納する筒状部を有すると
共に、前記操作部材は、前記筒状部の外周にはめ合わさ
れる筒状の側壁と、前記回転軸に結合される上壁とを有
する構成とした。

【００１７】また、第５の解決手段として、前記センサ
ーが前記支持部材に取り付けられて、前記支持部材と一
体的に可動するようにした構成とした。また、第６の解
決手段として、前記センサーはプーリ部を有し、前記プ
ーリ部と前記操作部材に設けられたプーリ状部との間に
ベルトが張架され、前記操作部材の回転時、前記ベルト
を介して前記センサーが駆動されるようにした構成とし
た。

【００１８】また、第７の解決手段として、前記検出部
材がプッシュ型のスイッチで形成され、前記スイッチが
前記支持部材、或いは前記取付部材に取り付けられた構
成とした。また、第８の解決手段として、前記スイッチ
は、押圧部を復帰させるためのバネ部材を有し、前記復
帰手段が前記バネ部材によって構成された。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の力覚付与装置の図面を説
明すると、図１は本発明の力覚付与装置の組立斜視図、
図２は本発明の力覚付与装置の分解斜視図、図３は本発
明の力覚付与装置の要部断面図である。

【００２０】次に、本発明の力覚付与装置の構成を図１
〜図３に基づいて説明すると、合成樹脂の成型品からな
る取付部材１は、板状の基部１ａと、基部１ａの両側部
から直角に折り曲がった一対の側板１ｂと、一対の側板
１ｂの一端部側に設けられた孔１ｃと、基部１ａの両端
部側に設けられた貫通孔１ｄと、孔１ｃが位置する側と
反対側の位置で、基部１ａに設けられた凹部からなる取
付部１ｅとを有する。

【００２１】そして、この取付部材１は、例えば、自動
車に組み込まれる電子機器のシャーシ等に載置され、貫
通孔１ｄに挿通されたネジによって、シャーシ等に取り
付けられるようになっている。なお、この取付部材は、
電子機器のシャーシ等を利用しても良い。

【００２２】プッシュ型のスイッチからなる検出部材２
は、絶縁材からなる筺体３と、この筺体３の底壁に埋設
等によって取り付けられた固定接点４と、この固定接点
４に接離し、バネ部材からなる可動接点５と、筺体３に
移動可能に保持され、可動接点５を押圧する押圧部６と
で形成されている。

【００２３】そして、この検出部材２は、押圧部６を可
動接点５のバネ性に抗して押圧すると、可動接点５が反
転動作して、固定接点４に接触してＯＮ状態となり、ま
た、押圧部６の押圧を解除すると、可動接点５が自己の
バネ性で反転動作して元の状態に戻って、ＯＦＦ状態と
なると共に、押圧部６が元の状態に押し戻されるように
なっている。

【００２４】このバネ部材からなる可動接点５は、押圧
部６を元の状態に復帰させると共に、後述する復帰手段
を兼ねている。また、押圧部６は、可動接点５によって
復帰するようにしたが、可動接点５とは別にバネ部材を
設けて、このバネ部材によって復帰させるようにしても
良い。

【００２５】そして、このような検出部材２は、筺体３
が取付部材１の取付部１ｅに強嵌合されて、取付部材１
に取り付けられる。この時、押圧部６は、上方に位置し
た状態となって、上方から操作可能となっている。

【００２６】一対のベアリング７は、取付部材１の孔１
ｃに取り付けられると共に、この一対のベアリング７間
には、支軸８が回転可能に取り付けられている。

【００２７】合成樹脂の成型品からなる支持部材９は、
板状の基部９ａと、この基部９ａの一端側に設けられた
取付孔９ｂと、基部９ａの他端側に設けられた作動部９
ｃと、基部９ａから上方に突出して設けられた円筒状の
筒状部９ｄと、この筒状部９ｄの上部を塞ぐように設け
られた天井部９ｅと、この天井部９ｅに設けられた複数
個の孔９ｆと、この筒状部９ｄに隣接して基部９ａに設
けられた凹部からなる逃げ部９ｇと、この逃げ部９ｇ内
に位置した状態で、基部９ａに連結して設けられた取付
部９ｈとを有する。

【００２８】そして、この支持部材９は、取付孔９ｂに
支軸８が挿通されて、支軸８を支点として、固定側であ
る取付部材１に対して揺動可能に取り付けられると共
に、作動部９ｃは、検出部材２と対向した位置となっ
て、押圧部６を操作可能となっている。また、この支持
部材９は、支軸８を支点として下方に揺動した時、押圧
部６を押圧して、検出部材２を操作すると共に、操作完
了後、支持部材９は、バネ部材である可動接点５によっ
て元の状態に復帰するようになっている。

【００２９】即ち、バネ部材である可動接点５が支持部
材９の復帰手段となっているが、この復帰手段は、検出
部材２とは別にバネ部材を設けて、支持部材９を復帰さ
せるようにしても良い。また、検出部材２は、取付部材
１側に取り付けたもので説明したが、固定側、可動側の
何れに設けても良く、そして、検出部材２が可動側の支
持部材９側に取り付けられた場合は、支持部材９の移動
時、押圧部６が取付部材１，或いはその他の部材にぶつ
かって押圧されて、検出部材２を操作するようにしても
良い。

【００３０】フォトセンサー等からなるセンサー１０
は、軸部１１ａを有する取付部１１と、この軸部１１ａ
に回転可能に取り付けられたプーリ部１２と、このプー
リ部１２に取り付けられ、スリットを有する円板部１３
と、取付部１１に取り付けられた支持部１４と、この支
持部１４に保持されて、円板部１３を上下から挟んだ状
態で配置された発光素子１５と受光素子１６とを有す
る。そして、円板部１３が回転することによってスリッ
トを通過した発光素子１５からの出射光が受光素子１６
によって受光され、回転速度に応じたパルス信号が図示
せぬ制御部材に送出される。

【００３１】そして、このセンサー１０は、基部９ａの
逃げ部９ｇ内に位置された状態で、取付部１１が支持部
材９の取付部９ｈにネジ１７止めされて、支持部材９に
取り付けられる。センサー１０が取り付けられた際、プ
ーリ部１２は、筒状部９ｄに近接した状態となってい
る。

【００３２】なお、センサー１０は、フォトセンサーで
説明したが、磁気センサーやエンコーダ等のセンサーを
用いても良い。

【００３３】モータ１８は、本体部１８ａと、この本体
部１８ａから上方に突出する回転軸１８ｂ、及びここで
は図示しないがブラシと、ブラシが接触する整流子とを
有する。そして、このモータ１８は、本体部１８ａのほ
ぼ全体が筒状部９ｄ内に収納された状態で、回転軸１８
ｂが天井部９ｅの中心の孔９ｆから上方に突出し、ネジ
１９によって、支持部材９の天井部９ｅに取り付けられ
て、回転軸１８ｂが回転運動が可能となっている。

【００３４】合成樹脂の成型品からなる操作部材２０
は、筒状の側壁２０ａと、側壁２０ａの上部を塞ぐよう
に設けられた上壁２０ｂと、この上壁２０ｂの中心から
外れた位置に設けられた凹部２０ｃと、側壁２０ａの下
端部に設けられた溝部備えたプーリ状部２０ｄとを有す
る。

【００３５】そして、この操作部材２０は、側壁２０ａ
が筒状部９ｄの外周にはめ合わされた状態で、上壁２０
ｂの内部の中心部に回転軸１８ｂが強嵌合等によって結
合されている。その結果、操作部材２０を回転すると、
モータ１８の回転軸１８ｂを回転することができると共
に、操作部材２０を下方に押圧移動（回転軸１８ｂの軸
線方向に移動）すると、回転軸１８ｂを介して本体部１
８ａが押され、そして、支持部材９が揺動動作して、検
出部材２が操作されるようになる。

【００３６】また、操作部材２０を下方に押圧移動（回
転軸１８ｂの軸線方向に移動）した時、回転軸１８ｂ
は、本体部１８ａに対して軸線方向に移動すること無
く、本体１８ａを伴って下方に移動するようになってい
る。

【００３７】また、操作部材２０の凹部２０ｃには、ベ
アリング２１が強嵌合によって取り付けられると共に、
このベアリング２１には、ツマミ２２が回転可能に取り
付けられている。そして、ツマミ２２に指を当てて、回
転軸１８ｂを中心とした方向に回転すると、ツマミ２２
は、自転しながら操作部材２０を回転するようになって
いる。

【００３８】環状のベルト２３は、操作部材２０のプー
リ状部２０ｄと、センサー１０のプーリ部１２との間に
張架され、操作部材２０が回転した時、ベルト２３を介
して円板部１３を回転し、センサー１０を駆動するよう
になっている。このセンサー１０が駆動されると、検出
された回転速度に応じたパルス信号によって、ここでは
図示しないが、制御部材を介してモータ１８が駆動され
て、操作部材２０に力覚が付与されるようになってい
る。なお、センサー１０からの回転に応じた信号から回
転方向を検出し、これに応じて力覚付与することも可能
である。

【００３９】次に、本発明の力覚付与装置の動作を説明
すると、先ず、操作者が手動で操作部材２０を回転する
と、ベルト２３を介してセンサー１０が駆動される。そ
して、センサー１０が駆動されると、モータ１８の回転
軸１８ｂが回転し、回転軸１８ｂを介して操作部材２０
に力覚（ハプティク）が付与され、操作者の手指に瞬間
的に知覚させることができる。

【００４０】また、操作部材２０が所望の位置に回転し
た時、操作部材２０を軸線方向に押圧すると、モータ１
８によって支持部材９が揺動動作する。すると、作動部
９ｃによって押圧部６が押圧されて、検出部材２が操作
されて、所望の機能を選択するようになっている。

【００４１】そして、操作部材２０の押圧を解除する
と、復帰手段であるバネ部材からなる可動接点５によっ
て、操作部材２０が元の位置に復帰する共に、検出部材
２も元の状態に戻る。このようにして、力覚付与装置の
動作が行われる。

【００４２】なお、上記実施例では、支持部材９が揺動
動作するもので説明したが、支持部材が直線移動等の動
作を行うようにしても良い。

【００４３】

【発明の効果】本発明の力覚付与装置は、モータを取り
付けた支持部材が可動可能に取り付けられる取付部材
と、モータの回転軸に結合された操作部材と、この操作
部材の回転を検知するセンサーと、操作部材が回転軸の
軸線方向に移動した時に操作される検出部材とを備え、
操作部材を回転した時、操作部材はモータによって力覚
が付与され、操作部材を軸線方向に移動した時、モータ
を介して支持部材が可動し、支持部材の可動によって検
出部材が操作されると共に、復帰手段によって、支持部
材、モータ、及び操作部材が元の位置に復帰するように
したため、モータの回転軸は、本体部に対して軸線方向
に移動させる必要が無く、従って、モータの構成が簡単
で、安価であると共に、軸線方向に小型化できる。ま
た、操作部材がモータの回転軸に結合されているため、
従来の可動部材が不要となって、安価で、組立性が良好
であると共に、小型のものが得られる。

【００４４】また、支持部材が取付部材に対して揺動可
能に取り付けられ、操作部材を押圧した時、支持部材が
揺動動作を行うと共に、操作部材が軸線方向に移動し、
支持部材によって検出部材が操作されるようにしたた
め、操作部材の上下機構が簡単で、確実にできると共
に、小型化を図ることができる。

【００４５】また、支持部材と取付部材とが支軸によっ
て揺動可能に組み合わされた状態で、取付部材が電子機
器に取り付けられるようにしたため、種々の電子機器に
対応した取付が可能となって、融通性の良いものが得ら
れる。

【００４６】また、支持部材は、モータの本体部を収納
する筒状部を有すると共に、操作部材は、筒状部の外周
にはめ合わされる筒状の側壁と、回転軸に結合される上
壁とを有するため、モータの本体部のスペースを操作部
材の取付スペースにできて、高さ方向に小型化できる。

【００４７】また、センサーが支持部材に取り付けられ
て、支持部材と一体的に可動するようにしたため、セン
サーと操作部材との間を常に一定にできて、センサーの
駆動が確実にできる。

【００４８】また、センサーはプーリ部を有し、プーリ
部と操作部材に設けられたプーリ状部との間にベルトが
張架され、操作部材の回転時、ベルトを介してセンサー
が駆動されるようにしたため、その構成が簡単で、安価
なものが得られる。

【００４９】また、検出部材がプッシュ型のスイッチで
形成され、スイッチが支持部材、或いは取付部材に取り
付けられたため、その構成が簡単で、検出部材の操作の
確実なものが得られる。

【００５０】また、スイッチは、押圧部を復帰させるた
めのバネ部材を有し、復帰手段がバネ部材によって構成
されたため、別部品を使用せずに復帰手段が構成でき
て、安価なものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の力覚付与装置の組立斜視図。

【図２】本発明の力覚付与装置の分解斜視図。

【図３】本発明の力覚付与装置の要部断面図。

【図４】従来の力覚付与装置の分解斜視図。

【符号の説明】

１ 取付部材 １ａ 基部 １ｂ 側板 １ｃ 孔 １ｄ 貫通孔 １ｅ 取付部 ２ 検出部材 ３ 筺体 ４ 固定接点 ５ 可動接点（復帰手段） ６ 押圧部 ７ ベアリング ８ 支軸 ９ 支持部材 ９ａ 基部 ９ｂ 取付孔 ９ｃ 作動部 ９ｄ 筒状部 ９ｅ 天井部 ９ｆ 孔 ９ｇ 逃げ部 ９ｈ 取付部 １０ センサー １１ 取付部 １１ａ 軸部 １２ プーリ部 １３ 円板部 １４ 支持部 １５ 発光素子 １６ 受光素子 １７ ネジ １８ モータ １８ａ 本体部 １８ｂ 回転軸 １９ ネジ ２０ 操作部材 ２０ａ 側壁 ２０ｂ 上壁 ２０ｃ 凹部 ２０ｄ プーリ状部 ２１ ベアリング ２２ ツマミ ２３ ベルト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを取り付けた支持部材が可動可能
   に取り付けられる取付部材と、前記モータの回転軸に結
   合された操作部材と、この操作部材の回転を検知するセ
   ンサーと、前記操作部材が前記回転軸の軸線方向に移動
   した時に操作される検出部材とを備え、前記操作部材を
   回転した時、前記操作部材は前記モータによって力覚が
   付与され、前記操作部材を前記軸線方向に移動した時、
   前記モータを介して前記支持部材が可動し、前記支持部
   材の可動によって前記検出部材が操作されると共に、復
   帰手段によって、前記支持部材、前記モータ、及び前記
   操作部材が元の位置に復帰するようにしたことを特徴と
   する力覚付与装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材が前記取付部材に対して揺
   動可能に取り付けられ、前記操作部材を押圧した時、前
   記支持部材が揺動動作を行うと共に、前記操作部材が前
   記軸線方向に移動し、前記支持部材によって前記検出部
   材が操作されるようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の力覚付与装置。
3. 【請求項３】 前記支持部材と前記取付部材とが支軸に
   よって揺動可能に組み合わされた状態で、前記取付部材
   が電子機器に取り付けられるようにしたことを特徴とす
   る請求項２記載の力覚付与装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材は、前記モータの本体部を
   収納する筒状部を有すると共に、前記操作部材は、前記
   筒状部の外周にはめ合わされる筒状の側壁と、前記回転
   軸に結合される上壁とを有することを特徴とする請求項
   ２、又は３記載の力覚付与装置。
5. 【請求項５】 前記センサーが前記支持部材に取り付け
   られて、前記支持部材と一体的に可動するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の力覚付
   与装置。
6. 【請求項６】 前記センサーはプーリ部を有し、前記プ
   ーリ部と前記操作部材に設けられたプーリ状部との間に
   ベルトが張架され、前記操作部材の回転時、前記ベルト
   を介して前記センサーが駆動されるようにしたことを特
   徴とする請求項１から５の何れかに記載の力覚付与装
   置。
7. 【請求項７】 前記検出部材がプッシュ型のスイッチで
   形成され、前記スイッチが前記支持部材、或いは前記取
   付部材に取り付けられたことを特徴とする請求項１から
   ６の何れかに記載の力覚付与装置。
8. 【請求項８】 前記スイッチは、押圧部を復帰させるた
   めのバネ部材を有し、前記復帰手段が前記バネ部材によ
   って構成されたことを特徴とする請求項７記載の力覚付
   与装置。