JP2011034329A - 操作感触可変入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置全体の薄型化が容易で回転モータの大きさも制約されにくい操作感触可変入力装置を提供すること。
【解決手段】基台1に回転可能に支持された回転操作体10と、回転操作体10と回転中心線Lを合致させて一体に回転するギヤ部7と、ギヤ部7を介して回転操作体10に外力が付与可能な力覚付与手段8と、回転操作体10の回転位置が検出可能な回転検出手段9(コードホイール14およびフォトインタラプタ15)とを備えた操作感触可変入力装置であって、ギヤ部7を回転操作体10の外周面側に設けると共に、力覚付与手段8の回転モータ11等を回転操作体10の後方からずらした位置に配設する。力覚付与手段8には、回転モータ11のモータ軸11aに固着された第1ギヤ体12と、第1ギヤ体12およびギヤ部7に噛合する第2ギヤ体13とが設けられている。
【選択図】図2
【解決手段】基台1に回転可能に支持された回転操作体10と、回転操作体10と回転中心線Lを合致させて一体に回転するギヤ部7と、ギヤ部7を介して回転操作体10に外力が付与可能な力覚付与手段8と、回転操作体10の回転位置が検出可能な回転検出手段9(コードホイール14およびフォトインタラプタ15)とを備えた操作感触可変入力装置であって、ギヤ部7を回転操作体10の外周面側に設けると共に、力覚付与手段8の回転モータ11等を回転操作体10の後方からずらした位置に配設する。力覚付与手段8には、回転モータ11のモータ軸11aに固着された第1ギヤ体12と、第1ギヤ体12およびギヤ部7に噛合する第2ギヤ体13とが設けられている。
【選択図】図2
Description
本発明は、手動操作される回転操作体に対して回転位置に応じた特有の操作感触(力覚)をフィードバック可能な操作感触可変入力装置に関するものである。
近年、エアコンやオーディオ等の車載用制御機器の回転操作体(例えば回転ノブ)を手動操作して機能調整等を行う際に、回転位置に応じた抵抗力や推力等の外力を回転操作体に付与して特有の操作感触を発生させることにより、所望の操作が確実に行えるようにしたフォースフィードバック機能付きの操作感触可変入力装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
図5はこの種の操作感触可変入力装置の従来例を示す縦断面図である。同図に示すように、回転操作体20は支軸21や軸受部22aを介して基台22に回転可能に支持されており、基台22の内部空間には回転操作体20の後方(図示下方)に回転モータ23やフォトインタラプタ24等が配設されている。回転モータ23の出力軸であるモータ軸23aにはギヤ体25やコードホイール26が固着されており、このギヤ体25は回転操作体20と一体のギヤ部27に噛合している。そのため、ユーザによって回転操作体20が回転操作されると、ギヤ部27とギヤ体25を介してモータ軸23aが一体的に回転する。また、回転モータ23が回転駆動されると、その駆動力がギヤ体25とギヤ部27を介して回転操作体20に伝達される。コードホイール26の外周部には多数のスリットが周方向に沿って所定のピッチで形成されており、この外周部(スリット形成部)がフォトインタラプタ24の受光素子と発光素子間に挿入されている。そのため、モータ軸23aと一体的に回転するコードホイール26の回転状態がフォトインタラプタ24によって検出できるようになっている。
すなわち、図5に示す操作感触可変入力装置は、ユーザが回転操作体20を回転操作すると、モータ軸23aとコードホイール26が一体的に回転するため、回転操作体20の回転位置をフォトインタラプタ24によって検出することができる。それゆえ、フォトインタラプタ24の検出信号に基づいて回転モータ23の駆動を制御し、回転操作体20に対して回転位置に応じた所要の外力(モータ駆動力)を付与することにより、ユーザの手指に抵抗力や推力等が伝達されて特有の操作感触を生起させることができる。
なお、特許文献1に開示されている従来例では、回転操作体20の後方に配置されたコードホイール26が回転モータ23のモータ軸23aとは別の回動軸に固着されているが、この回動軸もモータ軸23aと同様に回転操作体20と一体的に回転するので、基本的な構造は図5に示す従来例とほぼ同様である。
しかしながら、前述した従来例のように回転操作体20と回転モータ23とが平面視でオーバーラップさせてある操作感触可変入力装置においては、回転操作体20と一体のギヤ部27よりも後方に回転モータ23を配置させる必要があるため、基台22の高さ寸法が増大して装置全体の薄型化が図りにくいという問題があった。
また、かかる従来例において、基台22の内部空間には回転操作体20を回転可能に支持するために支軸21や軸受部22aの配置スペースを確保しなければならないので、回転操作体20が小径である場合、回転操作体20の後方に配置可能な回転モータ23の径寸法はかなり小さくなってしまう。そして、回転モータ23の大きさが制約されると、モータの駆動力が不足したり高価なモータの使用を余儀なくされる等の問題が起こりやすくなる。
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、装置全体の薄型化が容易で回転モータの大きさも制約されにくい操作感触可変入力装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、基台と、この基台に回転可能に支持された回転操作体と、この回転操作体と回転中心線を合致させて一体に回転するギヤ部と、このギヤ部を介して前記回転操作体に外力を付与可能な力覚付与手段と、前記回転操作体の回転位置を検出可能な回転検出手段とを備えた操作感触可変入力装置において、前記ギヤ部が前記回転操作体の外周面側に設けられていると共に、前記力覚付与手段が、前記回転中心線に対して平行なモータ軸を有し前記回転操作体の径方向外側で前記基台に保持された回転モータと、前記モータ軸に固着された第1ギヤ体と、この第1ギヤ体および前記ギヤ部に噛合する第2ギヤ体とからなるという構成にした。
このように構成された操作感触可変入力装置では、力覚付与手段の回転モータ等が回転操作体の後方からずらした位置に配設されており、かつ、回転操作体の外周面側でギヤ部と第2ギヤ体とを噛合させているため、回転操作体と力覚付与手段とを平面視で並べたような構造を実現できて基台の高さ寸法を大幅に低減でき、よって装置全体の薄型化を容易に促進できる。また、回転操作体が小径な場合でも回転モータには所要の大きさを確保できるため、モータの駆動力が不足する虞はなく高価なモータを使用する必要もない。
上記の構成において、第2ギヤ体を軸支すると共に回転モータを保持して基台に固定されたユニットケースを備えていると、回転モータと第2ギヤ体の位置決め精度が向上し、第1ギヤ体と第2ギヤ体を円滑に回転動作させることができる。また、こうして力覚付与手段を予めユニットケースに組み付けてユニット化しておけば、操作感触可変入力装置の組立性が向上する。
また、上記の構成において、回転検出手段が、第1ギヤ体よりも大径でモータ軸に固着されたコードホイールと、回転操作体の径方向外側で基台に保持されてコードホイールの回転状態を検出するフォトインタラプタとからなり、コードホイールと回転モータの本体部分との間に第1ギヤ体を介在させていると、基台の高さ寸法を低減してもモータ軸の周囲に回転検出手段を無理なく配設できると共に、コードホイールを第2ギヤ体との干渉を回避しつつ大径化することが容易となって検出精度を高めやすくなる。
また、上記の構成において、第2ギヤ体が、第1ギヤ体に噛合する大ギヤと、この大ギヤよりも小径で前記ギヤ部に噛合する小ギヤとを同軸一体に設けた複合ギヤであり、大ギヤの一部が回転操作体と平面視でオーバーラップさせてあると、基台の平面的な大きさを抑制しつつ減速比を高めることができるため好ましい。
本発明の操作感触可変入力装置は、力覚付与手段の回転モータ等が回転操作体の後方からずらした位置に配設されており、かつ、回転操作体の外周面側でギヤ部と第2ギヤ体とを噛合させ、この第2ギヤ体を第1ギヤ体と噛合させているため、力覚付与手段を回転操作体と平面視で並べたような構造を実現でき、基台の高さ寸法を大幅に低減して装置全体の薄型化を容易に促進できる。また、回転操作体が小径な場合でも回転モータには所要の大きさを確保できるため、モータの駆動力が不足する虞はなく、高価なモータを使用する必要もなくなる。
以下、発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本発明の第1実施形態例に係る操作感触可変入力装置について、図1〜図3を参照しつつ説明する。なお、図2は図3のA−A線に沿う断面図であり、図3は図2のB−B線に沿う断面図である。
これらの図に示す操作感触可変入力装置は、基台1と、基台1内の長手方向片側に固定されたユニットケース2と、基台1内の長手方向他側に固定された基板3および筒状ホルダ4と、筒状ホルダ4に外挿されて回転可能に支持された回転筒体5と、回転筒体5の先端部に固着された回転ノブ6と、回転筒体5の最外周部に周方向に沿って設けられたギヤ部7と、ユニットケース2に保持された力覚付与手段8および回転検出手段9とを備えて構成されている。回転筒体5と回転ノブ6は回転操作体10の内筒部と把持部に相当する。つまり、この回転操作体10は、筒状ホルダ4を介して基台1に回転可能に支持されている。力覚付与手段8はギヤ部7を介して回転筒体5(回転操作体10)に抵抗力や推力等の外力を付与するためのものである。回転検出手段9は回転操作体10の回転位置を検出するためのものである。
基台1の天板部には開口1aが開設されており、この開口1aを回転筒体5が貫通していると共に、回転筒体5に取り付けられた回転ノブ6が開口1aを覆っている。基板3上にはLED等の図示せぬ電気部品が実装されている。筒状ホルダ4は回転筒体5(回転操作体10)の軸受部として設けられたものであり、筒状ホルダ4の外周面をガイド面として回転筒体5の回転動作が行われるため、回転操作体10が軸ぶれのない安定した姿勢で回転操作できるようになっている。
ギヤ部7は回転筒体5の外周面側に設けられている。このギヤ部7は回転操作体10と回転中心線Lを合致させて一体に回転する。回転ノブ6は嵌合やねじ止め等の適宜手段で回転筒体5の先端部に固着されている。回転ノブ6の中央部は筒状ホルダ4の中空部と対向しているので、図示せぬLED等を基板3上に実装することで筒状ホルダ4の中空部を照光させることは容易である。
力覚付与手段8は、回転操作体10の回転中心線Lに対して平行なモータ軸11aを有する回転モータ11と、モータ軸11aに固着された第1ギヤ体12と、第1ギヤ体12およびギヤ部7に噛合する第2ギヤ体13とによって構成されている。ただし、第2ギヤ体13は、第1ギヤ体12に噛合する大ギヤ13aと、この大ギヤ13aよりも小径でギヤ部7に噛合する小ギヤ13bとを同軸一体に設けた複合ギヤであり、大ギヤ13aの一部が回転操作体10と平面視でオーバーラップさせてある。こうすることで、基台1の平面的な大きさを抑制しつつ減速比を高めることができる。
回転検出手段9は、第1ギヤ体12よりも大径でモータ軸11aに固着されたコードホイール14と、このコードホイール14の回転状態を検出するフォトインタラプタ15とからなり、コードホイール14と回転モータ11の本体部分との間に第1ギヤ体12を介在させている。図3に示すように、コードホイール14の外周部には多数のスリット14aが周方向に沿って所定のピッチで形成されており、この外周部(スリット形成部)がフォトインタラプタ15の受光素子と発光素子間に挿入されている。
ユニットケース2が回転操作体10の径方向外側で基台1に取り付けられているため、回転モータ11やコードホイール14等は回転操作体10の径方向外側に位置している。そのため、回転操作体10の後方に力覚付与手段8や回転検出手段9を配設する場合に比べて、基台1の高さ寸法がかなり低減されている。
このように概略構成された操作感触可変入力装置は、回転操作体10(回転ノブ6)が回転操作されるとギヤ部7が第2ギヤ体13を回転駆動するため、第2ギヤ体13の大ギヤ13aが第1ギヤ体12およびモータ軸11aを介してコードホイール14を回転駆動する。そのため、回転操作体10の回転位置に対応するコードホイール14の回転状態をフォトインタラプタ15によって検出することができる。また、回転モータ11が回転駆動されると、その駆動力が第1および第2ギヤ体12,13を介してギヤ部7に伝達される。
すなわち、この操作感触可変入力装置は、ユーザが回転操作体10を回転操作すると、第1および第2ギヤ体12,13やモータ軸11aを介してコードホイール14が一体的に回転するため、回転操作体10の回転位置がフォトインタラプタ15によって検出できるようになっている。それゆえ、フォトインタラプタ15の検出信号に基づいて回転モータ11の駆動を制御し、回転操作体10に対して回転位置に応じた所要の外力(モータ駆動力)を付与することにより、ユーザの手指に抵抗力や推力等が伝達されて特有の操作感触を生起させることができる。
以上説明したように、本実施形態例に係る操作感触可変入力装置にあっては、力覚付与手段8の回転モータ11等が回転操作体10の後方からずらした位置に配設されており、かつ、回転操作体10の外周面側でギヤ部7と第2ギヤ体13(小ギヤ13b)とを噛合させているため、回転操作体10と力覚付与手段8とが平面視で並んだような構造になっている。それゆえ、基台1の高さ寸法を大幅に低減できて、操作感触可変入力装置の薄型化が容易に促進できる。また、この操作感触可変入力装置は、回転操作体10が小径な場合でも回転モータ11には所要の大きさを確保できるため、モータの駆動力が不足する虞はなく、高価なモータを使用する必要もなくなる。
また、本実施形態例に係る操作感触可変入力装置では、第2ギヤ体13を軸支すると共に回転モータ11を保持して基台1に固定されたユニットケース2を備えているため、回転モータ11と第2ギヤ体13の位置決め精度が向上し、第1ギヤ体12と第2ギヤ体13を円滑に回転動作させることができる。しかも、こうして力覚付与手段8や回転検出手段9を予めユニットケース2に組み付けてユニット化しておけば、操作感触可変入力装置の組立性が向上する。
また、本実施形態例に係る操作感触可変入力装置では、コードホイール14と回転モータ11の本体部分との間に第1ギヤ体12を介在させているため、基台1(ユニットケース2)の高さ寸法を低減しても、モータ軸11aの周囲に回転検出手段9を無理なく配設できる。しかも、コードホイール14を第2ギヤ体13との干渉を回避しつつ大径化することが容易なので、検出精度を高めやすくなっている。ただし、回転モータ11の本体部分を挟んでコードホイール14と第1ギヤ体12とが逆側に位置するという構成や、回転操作体10の後方に回転検出手段9を配設するという構成も可能である。
次に、本発明の第2実施形態例に係る操作感触可変入力装置について図4を参照しつつ説明する。ただし、図4において図2と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
図4に示す操作感触可変入力装置では、回転操作体10が支軸16や軸受部1bを介して基台1に回転可能に支持されており、筒状ホルダ4や回転筒体5は省略されている。また、この操作感触可変入力装置の場合、力覚付与手段8の第2ギヤ体13が複合ギヤではない点と、回転検出手段9を回転モータ11の本体部分よりも前方(図示上方)に配設している点とが、前述した第1実施形態例と異なっている。ただし、コードホイール14と回転モータ11の本体部分との間に第1ギヤ体12を介在させている点は第1実施形態例と同様である。
1 基台
1b 軸受部
2 ユニットケース
5 回転筒体
6 回転ノブ
7 ギヤ部
8 力覚付与手段
9 回転検出手段
10 回転操作体
11 回転モータ
11a モータ軸
12 第1ギヤ体
13 第2ギヤ体
13a 大ギヤ
13b 小ギヤ
14 コードホイール
15 フォトインタラプタ
L 回転中心線
1b 軸受部
2 ユニットケース
5 回転筒体
6 回転ノブ
7 ギヤ部
8 力覚付与手段
9 回転検出手段
10 回転操作体
11 回転モータ
11a モータ軸
12 第1ギヤ体
13 第2ギヤ体
13a 大ギヤ
13b 小ギヤ
14 コードホイール
15 フォトインタラプタ
L 回転中心線
Claims (4)
- 基台と、この基台に回転可能に支持された回転操作体と、この回転操作体と回転中心線を合致させて一体に回転するギヤ部と、このギヤ部を介して前記回転操作体に外力を付与可能な力覚付与手段と、前記回転操作体の回転位置を検出可能な回転検出手段とを備えた操作感触可変入力装置であって、
前記ギヤ部が前記回転操作体の外周面側に設けられていると共に、前記力覚付与手段が、前記回転中心線に対して平行なモータ軸を有し前記回転操作体の径方向外側で前記基台に保持された回転モータと、前記モータ軸に固着された第1ギヤ体と、この第1ギヤ体および前記ギヤ部に噛合する第2ギヤ体とで構成されていることを特徴とする操作感触可変入力装置。 - 請求項1の記載において、前記第2ギヤ体を軸支すると共に前記回転モータを保持して前記基台に固定されたユニットケースを備えていることを特徴とする操作感触可変入力装置。
- 請求項1または2の記載において、前記回転検出手段が、前記第1ギヤ体よりも大径で前記モータ軸に固着されたコードホイールと、前記回転操作体の径方向外側で前記基台に保持されて前記コードホイールの回転状態を検出するフォトインタラプタとからなり、前記コードホイールと前記回転モータの本体部分との間に前記第1ギヤ体を介在させていることを特徴とする操作感触可変入力装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項の記載において、前記第2ギヤ体が、前記第1ギヤ体に噛合する大ギヤと、この大ギヤよりも小径で前記ギヤ部に噛合する小ギヤとを同軸一体に設けた複合ギヤであり、前記大ギヤの一部が前記回転操作体と平面視でオーバーラップさせてあることを特徴とする操作感触可変入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009179689A JP2011034329A (ja) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 操作感触可変入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009179689A JP2011034329A (ja) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 操作感触可変入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011034329A true JP2011034329A (ja) | 2011-02-17 |
Family
ID=43763340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009179689A Withdrawn JP2011034329A (ja) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 操作感触可変入力装置 |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017114176A (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 株式会社東海理化電機製作所 | シフト装置 |
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2009
- 2009-07-31 JP JP2009179689A patent/JP2011034329A/ja not_active Withdrawn
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