JP6456759B2 - 回転入力操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転操作に応じて入力を行う回転入力操作装置、当該回転入力操作装置を用いた入力操作システムに関するものである。

回転操作部を指等で回転させることで回転角度に応じた入力指示が行われると共に、回転操作部の回転角度が一定の角度を超えると回転復帰力が生じ、回転操作を解除したときに元の位置に自動復帰するセルフリターン機能を備えた回転入力操作装置がある。
このような回転入力操作装置では、クリック感を生じさせるためのバネと、セルフリターン用のバネとがそれぞれ個別に設けられている。

特開２００１−２０２８５１号公報

しかしながら、上述した従来の回転入力操作装置では、クリック感を生じさせるためのバネと、セルフリターン用のバネとがそれぞれ個別に設けられているため、部品点数を多く、大規模化し、製造工程が複雑であるという問題がある。
また、回転入力操作において、異なるクリック感を少ない部品数で実現したいという要請がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転操作における異なるクリック感を少ない部品数で実現できる回転入力操作装置および入力操作システムを提供することである。
また、本発明の目的は、回転操作に応じたクリック感発生機能と、回転操作力が解除された場合の自動復帰機能とを少ない部品数で実現できる回転入力操作装置および入力操作システムを提供することである。

上述した従来技術の問題を解決し上述した目的を達成するために、本発明の押圧操作装置は、カム面を有するカム部と、前記カム面に弾性力により押し付けられ、回転操作に応じて前記カム面に対して相対的に摺動しながら回転してクリック感を生起させる係合部と、基板に設けられた複数の固定接点と、前記カム部と一体となって回転して前記固定接点上を摺動する可動接点とを有し、前記カム部は、前記弾性力が作用する方向との間の角度が相互に異なる複数の前記カム面を有する。

この構成によれば、前記弾性力が作用する方向との間の角度が相互に異なる複数の前記カム面を有しているため、当該角度の相異により、異なるクリック感を、一対の係合部とカム部とにより少ない部品数で実現できる。そのため、小規模化および製造工程の簡単化を図れる。

本発明の回転入力操作装置は、クリック感発生用の第１の前記カム面と、前記弾性力が作用する方向との間の角度が前記第１のカム面より小さく、回転操作力が解除されたときに、前記係合部が押し付けられる位置を前記第１のカム面に向けて復帰させるための第２の前記カム面とを有する。
この構成によれば、回転操作に応じたクリック感発生機能と、回転操作力が解除された場合の自動復帰機能とを、一対の係合部とカム部とで実現できるため、部品数を少なくできる。

好適には本発明の回転入力操作装置の前記第２のカム面は、前記第１のカム面側に位置する第３のカム面と、前記第３のカム面に対して前記第１のカム面と反対側に位置し、前記第３のカム面に比べて、前記弾性力が作用する方向との間の角度が小さい第４のカム面とを有する。

この構成によれば、最大回転角度に近い第４のカム面の前記角度が小さいため、当該部分において強い回転操作力が必要になり、最大回転角度に近いことを操作者の指の感覚として伝えることがえきる。また、最大回転角度付近において、第１のカム面側に向けた強い回転力を生じさせることがで、回転操作が解除されたときの復帰動作を高速にできる。

好適には本発明の回転入力操作装置では、前記第４のカム面の前記第３のカム面と反対側の端部は、前記回転操作の最大回転位置付近にあり、前記係合部は、前記最大回転位置において、最も強い弾性力で前記カム面に押し付けられる。
当該構成によれば、最大回転角度における回転操作力を最大にし、復帰動作を高速にできる。

好適には、前記第１のカム面は、前記可動接点が前記固定接点と接触する位置に前記係合部を保持する谷部を形成している。
この構成によれば、可動接点を固定接点の位置に安定して位置決めすることができる。

好適には本発明の回転入力操作装置は、第１の前記係合部と、第２の前記係合部とを有し、一方に前記第１の係合部が押し付けられ他方に前記第２の係合部が押し付けられる２つの前記第１のカム面が、前記回転操作の回転中心に対して点対称に設けられ、一方に前記第１の係合部が押し付けられ他方に前記第２の係合部が押し付けられる２つの前記第２のカム面が、前記回転操作の回転中心に対して点対称に設けられている。
この構成によれば、回転操作体の回転バランスを向上し、滑らかに回転できると共に、各部材への負荷を分散して高い耐久性を発揮できる。

好適には本発明の回転入力操作装置は、前記カム部を備え回転操作に応じて回転する回転操作体を有する。
本発明の入力操作システムは、上述した回転入力操作装置と、前記回転操作体と前記係合部を収容する入力操作ケースを有し、前記係合部は、前記入力操作ケースに固定されている。

本発明によれば、回転操作における異なるクリック感を少ない部品数で実現できる。
また、本発明によれば、回転操作に応じたクリック感発生機能と、回転操作力が解除された場合の自動復帰機能とを少ない部品数で実現できる。

本発明の実施形態の入力操作システム１の平面図である。 入力操作ケースに回転入力操作装置を収容した状態の正面側の構成を説明するための図である 本発明の実施形態に係る回転入力操作装置の側面視の外観図、回転操作体の側面側の外観図である。 図３に示す回転操作体の平面視の外観図である。 カム部のカム面の傾斜角度を説明するための図である。 本発明の実施形態の回転入力操作装置の復帰動作を説明するための図である。 図１に示す回転操作体の可動接点電極および固定接点電極を説明するための斜視図である 本発明の実施形態に係る回転操作体の回転ストップ機構を説明するための斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係る回転操作体の回転ストップ機構を説明するための斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る押圧操作装置を説明する。
図１は本実施形態の入力操作システム１の平面図、図２は入力操作ケース３に回転入力操作装置２７を収容した状態の正面側の構成を説明するための図である。

図１および図２に示すように、入力操作システム１は、例えば、車両の運転席のハンドルの脇等に配置され、例えば、ヘッドライト等の外部照明の明るさを調整する押圧操作装置２３と、フォグランプ等のオン／オフ操作を行うための直線操作体２５と、ヘッドライトのオン／オフ操作を行うための回転入力操作装置２７とを入力操作ケース３に収容して構成されている。
入力操作システム１の正面側に位置する正面パネル板５には、押圧操作装置２３の押圧操作部１２１、直線操作体２５の操作部７０および回転入力操作装置２７の回転操作部２８が表れている。

以下、回転入力操作装置２７について詳細に説明する。
図３は回転入力操作装置２７の側面視の外観図である。
図３に示すように、回転入力操作装置２７は、回転操作部２８、支持部３１、係合部４１ａ，４１ｂ、バネ４３ａ，４３ｂおよび回転操作体５１を有する。
回転操作体５１は、中央の保持部６１と、カム部６３とを有する。保持部６１とカム部６３とは、例えば一体的に成形されている。

保持部６１は中央に開口部を有し、当該開口部に支持部３１が挿入され固定されている。
支持部３１の先端には回転操作部２８が固定されている。
回転操作部２８が指等で回転操作されると、回転操作部２８と一体となって支持部３１および回転操作体５１が回転する。

カム部６３は、バネ４３ａ，４３ｂによる弾性力により係合部４１ａ，４１ｂが押し付けられるカム面を有している。係合部４１ａ，４１ｂは、後述するように、回転操作力に応じて回転操作体５１が回転すると、カム面に対して相対的に摺動して、カム面の凹凸に応じた回転負荷を回転操作部２８に伝達し、操作者の指等にクリック感を与える。

カム部６３は、バネ４３ａ，４３ｂの弾性力が作用する方向Ｘとの間の角度が相互に異なる複数のカム面を有している。これにより、カム部６３と係合部４１ａ，４１ｂとにより、少ない部品で多様な操作感を生じさせることができる。
図４は図１に示す回転操作体５１の平面視の外観図である。
具体的には、図４に示すように、カム部６３は、クリック感発生用の第１のカム面６５ａ，６５ｂと、回転操作体５１の復帰（セルフリターン）用の第２のカム面６７ａ，６７ｂとを有する。

図５は、カム部６３のカム面の傾斜角度を説明するための図である。
第１のカム面６５ａ，６５ｂは、それぞれ連続して複数形成されている。
隣接する第１のカム面６５ａ，６５ｂの間及び第１カム面６５ａ，６５ｂと後述する第２のカム面６７ａ，６７ｂの間には、係合部４１ａ，４１ｂを保持する谷部６５ａ１，６５ｂ１が形成されている。谷部６５ａ１，６５ｂ１に係合部４１ａ，４１ｂが保持されることで、回転操作部２８が所定の回転角度に位置決めされる。

第２のカム面６７ａ，６７ｂは、それぞれ第１のカム面６５ａ，６５ｂと連続して形成され、図５に示すように、Ｘ方向との間の角度θ２が第１のカム面６５ａ，６５ｂの角度θ１より小さい。すなわち、第２のカム面６７ａ，６７ｂは、第１のカム面６５ａ，６５ｂに比べて急な勾配を有している。

回転操作体５１が回転して係合部４１ａ，４１ｂが第２のカム面６７ａ，６７ｂに押し付けられると、係合部４１ａ，４１ｂが第２のカム面６７ａ，６７ｂを角度θ２の方向から押圧する。そのため、回転操作体５１の回転を戻す方向に回転力が生じる。そして、この状態で、回転操作力が解除されると、回転操作体５１は第１のカム面６５ａ，６５ｂの位置に向けて回転して復帰する（図６）。このとき、角度θ２が小さいほど、復帰の回転力は大きくなる。

第２のカム面６７ａ，６７ｂは、それぞれ第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１と、第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２とを有する。
第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１は、それぞれ第１のカム面６５ａ，６５ｂの側に位置している。第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１は、Ｘ方向との間の角度がθ２である。

第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２は、第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１に対して第１のカム面６５ａ，６５ｂと反対側に位置し、Ｘ方向との間の角度がθ３であり、θ２より小さい。
第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２の第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１と反対側の端部６７ａ２１，６７ｂ２１は、回転操作部２８の最大回転位置付近にある。回転操作部２８が当該最大回転位置になると、バネ４３ａ，４３ｂがＸ方向において最も縮小された状態になる。これにより、係合部４１ａ，４１ｂが最も強い弾性力で第２のカム面６７ａ，６７ｂに押し付けられる。

係合部４１ａ，４１ｂには、それぞれバネ４３ａ，４３ｂの一端が固定されている。バネ４３ａ，４３ｂの他端は入力操作ケース３に固定されている。
入力操作ケース３の内部には、係合部４１ａ，４１ｂのＸ方向の移動を案内する案内部が形成されている。

係合部４１ａ，４１ｂは、回転操作力に応じて回転操作体５１が回転すると、第１のカム面６５ａ，６５ｂに対して相対的に摺動してクリック感を生起させる。係合部４１ａ，４１ｂは、図６等に示すようにそれぞれ先端に曲面を備えた凸部４１ａ１，４１ｂ１を有し、これが第１のカム面６５ａ，６５ｂに押し付けられる。
また、係合部４１ａ，４１ｂの凸部４１ａ１，４１ｂ１は、回転操作部２８の最大大回転位置付近において、第２のカム面６７ａ，６７ｂに押し付けられる。

本実施形態において、第１のカム面６５ａと第１のカム面６５ｂ、第３のカム面６７ａ１と第３のカム面６７ｂ１、第４のカム面６７ａ２と第４のカム面６７ｂ２、並びに係合部４１ａと係合部４１ｂが、回転操作体５１の回転中心に対して点対称に配置されている。
このように点対称に配置することで、回転操作体５１の回転バランスを向上し、滑らかに回転できると共に、各部材への負荷を分散して高い耐久性を発揮できる。

図３、図４および図６等に示すように、カム部６３の外周の所定位置にはストッパ７３が設けられている。
また、ストッパ７３の基板９１側には、可動接点電極７５が設けられている。
回転操作体５１が回転操作されると、回転操作体５１と一体となって可動接点電極７５が回転する。

図７は図３に示す回転操作体の可動接点電極７５および固定接点電極１１１を説明するための斜視図である。
図７に示すように、図３に示す基板９１には複数の固定接点電極１１１が形成されている。
可動接点電極７５と、複数の固定接点電極１１１との位置関係により、回転操作体５１の回転位置が検出される。

すなわち、回転操作体５１が回転すると、回転操作体５１と一体となって可動接点電極７５が固定接点電極１１１上を摺動する。
第１のカム面６５ａ，６５ｂの谷部６５ａ１，６５ｂ１によって係合部４１ａ，４１ｂが保持されることで、可動接点電極７５が個々の固定接点電極１１１と接触するように位置決めされる。

図８は回転操作体５１の回転ストップ機構を説明するための斜視図である。
図８に示すように、入力操作ケース３にはストッパ１１５が設けられている。
回転操作体５１が最大回転角度になり、係合部４１ａ，４１ｂが、第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２の端部６７ａ２１，６７ｂ２１に達すると、回転操作体５１のストッパ７３が、入力操作ケース３のストッパ１１５に当たり停止する。これにより、回転操作体５１の回転が規制される。

以下、回転入力操作装置２７の動作例を説明する。
［第１の動作例］
当該動作例では、ヘッドライトの明るさ調整動作を説明する。
図３に示す回転操作部２８を操作者が指等で回転操作する。そして、回転操作体５１が回転すると、カム部６３の第１のカム面６５ａ，６５ｂに係合部４１ａ，４１ｂの凸部４１ａ１，４１ｂ１が押圧された状態で摺動して、第１のカム面６５ａ，６５ｂの凹凸に応じた回転負荷が回転操作部２８を介して操作者の指等にクリック感として伝達される。

また、回転入力操作装置２７の回転位置に対応した第１のカム面６５ａ，６５ｂの谷部によって係合部４１ａ，４１ｂが保持され、それに対応した固定接点電極１１１に可動接点電極７５が接触する。そして、当該接触位置に応じて生じる電気信号により回転位置が検出され、当該回転位置に応じた明るさに調整される。

［第２の動作例］
当該動作例では、ヘッドライトのオート機能をオン・オフする動作を説明する。
図３に示す回転操作部２８を操作者が指等で図６に示す矢印Ｙの向きに、第２のカム面６７ａ，６７ｂの端部６７ａ２１，６７ｂ２１の最大回転位置付近まで回転操作する。
これにより、可動接点電極７５が、当該最大回転位置に対応した固定接点電極１１１に接触する。そして、当該接触位置に応じて生じる電気信号により回転位置が検出され、ヘッドライトのオート機能のオン・オフが切り換えられる。

ここで、回転操作体５１が最大回転位置付近、すなわち係合部４１ａ，４１ｂが第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２に押し付けられた状態では、係合部４１ａ，４１ｂが第２のカム面６７ａ，６７ｂを角度θ３の方向から押圧する。そのため、回転操作体５１の回転を戻す方向に回転力が生じている。そして、この状態で、回転操作力が解除されると、回転操作体５１は第１のカム面６５ａ，６５ｂに向けて自動的に回転して復帰する（図６）。

以上説明したように、回転入力操作装置２７によれば、バネ４３ａ，４３ｂ弾性力が作用する方向Ｘとの間の角度が相互に異なる第１のカム面６５ａ，６５ｂ、第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１および第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２をカム部６３に形成したことで、少ない部品で多様な操作感を生じさせることができる。そのため、小規模化できると共に、製造工程を簡単にできる。

また、回転入力操作装置２７によれば、係合部４１ａ，４１ｂと回転操作体５１のカム面とによって、クリック感の発生機能と、オート機能のオン・オフ操作の復帰機能との双方を実現できる。そのため、これらの機能を個別の部材で実現する場合に比べて部品点数を減らし、小規模化できると共に、製造工程を簡単にできる。

また、回転入力操作装置２７では、Ｘ方向と第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２との間の角度θ３を、Ｘ方向と第３のカム面６７ａ１，６７ｂ１との間の角度θ２に比べて小さくした。
これにより、係合部４１ａ，４１ｂが第４のカム面６７ａ２，６７ｂ２に押し当てられているときに最も強い回転操作力が必要になり、最大回転角度に近いことを操作者の指の感覚として伝えることができる。また、最大回転角度付近において、強い回転力を生じさせることができ、回転操作が解除されたときの復帰動作を高速にできる。その結果、初期の回転速度が小さいところでひっかかって止まってしまうことを防ぐことができる。

また、回転入力操作装置２７では、第１のカム面６５ａと第１のカム面６５ｂ、第３のカム面６７ａ１と第３のカム面６７ｂ１、第４のカム面６７ａ２と第４のカム面６７ｂ２、並びに係合部４１ａと係合部４１ｂを、回転操作体５１の回転中心に対して点対称に配置した。
そのため、回転操作体５１の回転バランスを向上し、滑らかに回転できると共に、各部材への負荷を分散して高い耐久性を発揮できる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

図９はその他の実施形態の回転操作体２５１のストッパ機構を説明するための図である。
図９に示すように、当該実施形態の回転入力操作装置では、回転操作体２５１のストッパ２７３の周方向の長さが、ストッパ７３に比べて長い。これにより、係合部４１ａ，４１ｂが第２のカム面６７ａ，６７ｂの位置まで回転する前に、ストッパ２７３がストッパ１１５に当たり停止する。
回転操作体５１に変えて、回転操作体２５１を用いることで、オート機能無しのモデルに対しても容易に対応できる。

また、本実施形態で説明した回転入力操作装置２７を構成する部材の形状等は一例であり、変形可能である。

本発明は、車両の運転席周辺等に設けられる回転入力操作装置に適用可能である。

１…入力操作システム
３…入力操作ケース
２７…回転入力操作装置
２８…回転操作部
３１…支持部
４１ａ，４１ｂ…係合部
４１ａ１，４１ｂ１…凸部
４３ａ，４３ｂ…バネ
５１，２５１…回転操作体
６３…カム部
６５ａ，６５ｂ…第１のカム面
６７ａ，６７ｂ…第２のカム面
６７ａ１，６７ｂ１…第３のカム面
６７ａ２，６７ｂ２…第４のカム面
７３，２７３…ストッパ
７５…可動接点電極
１１５…ストッパ

Claims (7)

1. カム面を有するカム部と、
   前記カム面に弾性力により押し付けられ、回転操作に応じて前記カム面に対して相対的に摺動しながら回転してクリック感を生起させる係合部と、
   基板に設けられた複数の固定接点と、
   前記カム部と一体となって回転して前記固定接点上を摺動する可動接点と
   を有し、
   前記カム部は、前記弾性力が作用する方向との間の角度が相互に異なる複数の前記カム面を有し、
   前記複数のカム面は、
   クリック感発生用の第１の前記カム面と、
   前記弾性力が作用する方向との間の角度が前記第１のカム面より小さく、回転操作力が解除されたときに、前記係合部が押し付けられる位置を前記第１のカム面に向けて復帰させるための第２の前記カム面とを含む、
   回転入力操作装置。
2. 前記第２のカム面は、
   前記第１のカム面側に位置する第３のカム面と、
   前記第３のカム面に対して前記第１のカム面と反対側に位置し、前記第３のカム面に比べて、前記弾性力が作用する方向との間の角度が小さい第４のカム面と
   を有する請求項１に記載の回転入力操作装置。
3. 前記第４のカム面の前記第３のカム面と反対側の端部は、前記回転操作の最大回転位置付近にあり、
   前記係合部は、前記最大回転位置において、最も強い前記弾性力で前記カム面に押し付けられる
   請求項２に記載の回転入力操作装置。
4. 前記第１のカム面は、前記可動接点が前記固定接点と接触する位置に前記係合部を保持する谷部を形成している
   請求項１〜３のいずれかに記載の回転入力操作装置。
5. 第１の前記係合部と、第２の前記係合部とを有し、
   一方に前記第１の係合部が押し付けられ他方に前記第２の係合部が押し付けられる２つの前記第１のカム面が、前記回転操作の回転中心に対して点対称に設けられ、
   一方に前記第１の係合部が押し付けられ他方に前記第２の係合部が押し付けられる２つの前記第２のカム面が、前記回転操作の回転中心に対して点対称に設けられている
   請求項１〜４のいずれかに記載の回転入力操作装置。
6. 前記カム部を備え、回転操作に応じて回転する回転操作体
   を有する請求項１〜５のいずれかに記載の回転入力操作装置。
7. 請求項６に記載の回転入力操作装置と、
   前記回転操作体と前記係合部を収容する入力操作ケース
   を有し、
   前記係合部は、前記入力操作ケースに固定されている
   入力操作システム。