KR100416717B1 - 차량탑재용 입력장치 - Google Patents

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KR100416717B1
KR100416717B1 KR10-2000-0040166A KR20000040166A KR100416717B1 KR 100416717 B1 KR100416717 B1 KR 100416717B1 KR 20000040166 A KR20000040166 A KR 20000040166A KR 100416717 B1 KR100416717 B1 KR 100416717B1
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오노데라미키오
누마타히데타카
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 컴퓨터에 구비된 ROM(41)에 수동조작부(3)의 조작방향 및 조작량과모터(19a, 19b)에 의해 가해지는 외력과의 관계를 나타내는 테이블(45a, 45b, 45c, …)을 기억해 둔다. CPU(41)는 엔코더(21a, 21b)로부터 출력된 위치정보와 테이블(45a, 45b, 45c, …)로부터 수동조작부(3)에 인가시켜야 할 외력의 방향과 크기를 판정하여 모터드라이버(47)를 개재하여 전기모터(19a, 19b)를 구동한다. 조작자는 이에 의해 발생하는 수동조작부(3)의 저항감을 줄일 수 있음으로써 미묘한 수동조작부(3)의 조작이 가능하게 되어 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행할 수 있다. 또 수동조작부(3)가 가동한계까지 조작되었을 때 큰 외력을 인가하도록 하면 조작자는 수동조작부(3)의 가동한계를 줄일 수 있으므로, 이에 의해 차량탑재 전기기기의 선택을 행할 수 있다.

Description

차량탑재용 입력장치{INPUT DEVICE MOUNTED ON VEHICLE}
본 발명은 차량에 탑재된 각종 전자기기의 조작을 1개의 수동조작부로 집중하여 행하는 차량탑재용 입력장치에 관한 것으로, 특히 이 입력장치의 조작성을 향상하는 수단에 관한 것이다.
최근의 자동차에는 에어컨이나 라디오, 텔레비젼, CD플레이어, 내비게이션시스템 등의 각종 전자기기가 장비되어 있으나, 이와 같은 수많은 전자기기를 각각 구비된 조작체로 개별로 조작하고자 하면 자동차의 운전에 지장을 초래할 염려가 있다. 따라서 안전운전을 방해하지 않고 소망하는 전자기기의 온·오프전환이나 기능선택 등을 용이하게 행할 수 있게 하기 위해, 종래부터 1개의 수동조작부를 조작함으로써 각종 전자기기의 여러가지의 조작이 가능하게 되는 차량탑재용 입력장치가 제안되어 있다.
이와 같은 차량탑재용 입력장치의 종래기술을 도 28 내지 도 31을 참조하면서 설명한다. 단, 도 28는 차량탑재용 입력장치의 설치예를 나타내는 자동차의 내면도, 도 29는 종래 제안된 차량탑재용 입력장치의 측면도, 도 30은 도 29에 나타내는 차량탑재용 입력장치의 수동조작부의 평면도, 도 31은 도 29에 나타내는 차량탑재용 입력장치에 조립되어 있는 가이드플레이트의 평면도이다.
도 28에 나타내는 바와 같이 본 예의 차량탑재용 입력장치(100)는 자동차의 운전석과 조수석 사이에 설치된 콘솔박스(200)에 설치되어 있다. 그리고 도 29에 나타내는 종래의 차량탑재용 입력장치(100)는, 신호입력수단으로서 2개의 클릭용 스위치(111, 112) 및 3개의 회전형 가변저항기(113, 114, 115)를 구비한 수동조작부(110)(도 30참조)와, 이 수동조작부(110)에 의해 서로 직교하는 2방향(도 29의 지면과 직교하는 방향과 도시 좌우방향)으로 구동되는 XY 테이블(120)과, 이 XY 테이블(120)의 동작방향 및 동작량에 따른 신호를 외부기기에 입력하는 위치신호입력수단으로서의 스틱콘트롤러(130)와, XY 테이블(120)의 하면에 돌출설치된 걸어맞춤핀(160)과 걸어맞춤 관계에 있는 가이드플레이트(140)(도 31참조)에 의해 주로 구성되어 있다.
수동조작부(110)와 XY테이블(120)은 연결축(150)을 거쳐 일체화되어 있고, 또 XY 테이블(120)과 가이드플레이트(140)는 걸어맞춤핀(160)의 선단부를 가이드플레이트(140)의 가이드홈(141)에 이동가능하게 삽입함으로써 걸어맞춰져 있다. 이 가이드홈(141)은 걸어맞춤핀(160)의 선단부를 특정한 방향으로 이동시킬 수 있는 임의의 형상으로 설정가능하나, 예를 들어 도 31에 나타내는 바와 같이 평면형상이 십자형인 가이드홈(141)을 가이드플레이트(140)의 상면에 새겨설치하여 걸어맞춤핀 (160)의 선단부를 중심(A)으로부터 대략 직교하는 2방향을 따라 B, C, D, E의 각 끝단부까지 이동시킬 수 있다. 즉 수동조작부(110)를 조작함으로써 XY테이블(120)을 거쳐 걸어맞춤핀(160)을 가이드플레이트(140)의 가이드홈(141)을 따라 이동시키킬 수 있고, 이 걸어맞춤핀(160)의 선단부를 가이드홈(141)내의 각 지점(A, B, C, D, E)에 위치시킨 상태에 있어서 그 걸어맞춤위치에 관한 정보(위치신호)가 스틱콘트롤러(130)로부터 출력되도록 되어 있다. 따라서 이와 같은 위치신호를 이용하여 차량탑재되어 있는 전자기기의 조작대상이 되는 기능(조정하고자 하는 기능)을 택일적으로 선택할 수 있다. 그리고 이와 같이 하여 전자기기의 소망하는 기능을 선택하면 수동조작부(110)에 설치되어 있는 3개의 회전형 가변저항기(113∼115)를 적절히 조작함으로써 그 선택한 기능의 조정이나 전환을 행할 수 있다.
이와 같이 구성되는 차량탑재용 입력장치(100)는 도 28에 나타내는 바와 같이 차량탑재되어 있는 복수의 전자기기중에서 소망하는 전자기기를 택일적으로 선택하는 스위치장치(170)나, 이 스위치장치(170)에 의해 선택된 전자기기의 명칭 및 차량탑재용 입력장치(100)에 의해 조작된 내용 등을 표시하는 표시장치(180)나, 이들 각 장치를 제어하는 도시 생략한 컴퓨터 등으로 조립되어 복수의 전자기기를 집중적으로 조작할 수 있게 되어 있다. 또한 스위치장치(170)는 콘솔박스(200)에 설치되어 있고, 그 조작스위치(171a∼171e)는 차량탑재용 입력장치(100)의 근방에 배치되어 있고, 이들 조작스위치(171a∼171e)가 각각 다른 전자기기와 개별로 접속되어 있다. 예를 들어 각 조작스위치(171a∼171e)가 각각 차량에 탑재된 에어컨, 라디오, 텔레비젼, CD 플레이어, 내비게이션시스템과 개별로 접속되어 있다고 하면, 조작스위치(171a)를 조작함으로써 에어컨의 온·오프전환이나 차량탑재용 입력장치 (100)에 대한 에어컨모드의 지정을 행할 수 있고, 조작스위치(171b)를 조작함으로써 라디오의 온·오프전환이나 차량탑재용 입력장치(100)에 대한 라디오모드의 지정을 행할 수 있으며, 마찬가지로, 다른 조작키(171c∼171e)를 조작함으로써 각각 대응하는 전자기기의 온·오프전환이나 차량탑재용 입력장치(100)에 대한 모드지정을 행할 수 있다. 또 액정표시장치 등의 표시장치(180)는 운전석에서 보기쉬운 장소에 설치되어 있고, 상기 컴퓨터는 콘솔박스(200)내에 설치되어 있다.
스위치장치(170)에 의해 선택된 전자기기의 기능선택이나 기능조정은 차량탑재용 입력장치(100)를 조작함으로써 행할 수 있으나, 선택된 전자기기의 종류에 따라 차량탑재용 입력장치(100)의 조작으로 선택가능한 기능이나 조정가능한 기능은 다르다. 예를 들어 스위치장치(170)를 조작하여 에어컨모드로 지정하였을 때 수동조작부(110)를 조작하여 걸어맞춤핀(160)을 가이드플레이트(140)의 가이드홈(141)의 끝단부(B)에 위치시키고 클릭용 스위치(111)를 눌러 클릭하면「풍량조정」의 기능이 선택되나, 걸어맞춤핀(160)을 가이드홈(141)의 끝단부(C)에 위치시키고 클릭용 스위치(111)를 클릭하면「바람의 분출위치조정」의 기능이 선택되고, 마찬가지로 걸어맞춤핀(160)을 가이드홈(141)의 끝단부(D, E)에 위치시켜 클릭용 스위치 (111)를 클릭하면 각각「바람의 분출방향조정」이나「온도조정」의 기능이 선택된다.
그리고 이들 기능을 선택한 후에 회전형 가변저항기(113∼115)를 적절히 조작함으로써 그 기능의 조정을 행할 수 있다. 예를 들어 스위치장치(170)에 의해 에어컨모드가 지정되어 수동조작부(110)에 의해 「풍량조정」이 선택되어 있을 때에는 회전형 가변저항기(113)를 조작함으로써 에어컨의 풍량을 조정할 수 있고, 마찬가지로 에어컨모드로「바람의 분출위치조정」이 선택되어 있을 때에는 회전형 가변저항기(114, 115)를 조작함으로써 에어컨의 바람의 분출위치를 조정할 수 있게 되어 있다. 또 스위치장치(170)에 의해 라디오모드가 지정되어 수동조작부(110)에 의해「음량조정」이 선택되어 있을 때에는 회전형 가변저항기(113)를 조작함으로써 라디오의 음량조정을 행할 수 있고, 마찬가지로 라디오모드에서「튜닝」이 선택되어 있을 때에는 회전형 가변저항기(114, 115)를 조작함으로써 라디오의 튜닝을 행할 수 있게 되어 있다.
종래예에 관한 차량탑재용 입력장치(100)는 연결축(150) 및 XY 테이블(120)을 거쳐 수동조작부(110)와 일체화된 걸어맞춤핀(160)의 선단부를 가이드플레이트 (140)의 가이드홈(141)에 삽입함으로써 수동조작부(110)의 조작방향 및 조작범위를 규제하고 있기 때문에 가이드홈(141)의 종단부에 걸어맞춤핀(160)의 선단부가 맞닿음으로써 수동조작부(110)의 조작한계를 알 수 있다.
그러나 이와 같은 구성에 의해서는 수동조작부(110)에 과대한 조작력이 인가된 경우에 걸어맞춤핀(160) 또는 가이드홈(141)을 파손할 염려가 있고, 수동조작부 (110)의 조작량에 따라 선택된 차량탑재 전기기기의 기능의 조정속도를 적절히 가감한다는 사용방법을 취할 수도 없다. 즉 종래예에 관한 차량탑재용 입력장치 (100)는 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정을 수동조작부(110)에 구비된 회전형 가변저항기(113∼115)에 의해 행하는 구성으로 되어 있고, 수동조작부(110)에 따라서는 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행할 수 없으며, 당연하나 수동조작부(110)의 조작량에 따라 선택된 차량탑재 전기기기의 기능의 조정속도를 적절히 가감한다는 사용방법을 취할 수 없다. 이 때문에 수동조작부(110)와 회전형 가변저항기 (113∼115)를 교대로 구분하여 사용하지 않으면 안되어 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정을 신속하게 행할 수 없는 경우를 발생시킬 수 있다.
본 발명은 이와 같은 종래기술의 불비를 해소하기 위하여 이루어지는 것으로, 그 과제로 하는 점은 수동조작부를 사용하여 용이하게 소망하는 차량탑재 전기기기의 선택과 그 기능조정을 행할 수 있는 조작성이 뛰어난 차량탑재용 입력장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치의 계기판에 대한 설치상태를 나타내는 사시도,
도 2는 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치가 설치된 자동차의 실내상태를 나타내는 평면도,
도 3은 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부와 이 수동조작부가 구비되는 기구부의 사시도,
도 4는 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부와 이 수동조작부가 구비되는 기구부의 측면방향에서 본 요부단면도,
도 5는 제 1 실시형태예에 관한 기구부의 평면도,
도 6은 커버를 제거한 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부의 평면도,
도 7(a)는 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부의 조작방향과 그것에 따라 선택되는 차량탑재 전기기기의 종별을 예시하는 설명도,
도 7(b)는 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부의 조작방향을 나타내는 설명도,
도 8(a)는 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부의 조작방향과 그것에 따라 선택되는 차량탑재 전기기기의 종별을 예시하는 설명도,
도 8(b)는 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부의 조작방향을 나타내는 설명도,
도 9는 제 1 실시형태예에 관한 전기모터의 제어시스템을 나타내는 블록도,
도 10은 제 1 실시형태예에 관한 컴퓨터에 구비된 메모리에 기억되는 데이터테이블의 일예를 나타내는 표도,
도 11은 제 1 실시형태예에 관한 전기모터의 제어순서를 나타내는 플로우차트,
도 12는 계기판에 대한 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치의 설치기구를 나타내는 평면방향에서 본 일부파단도,
도 13은 계기판에 대한 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치의 설치기구를 나타내는 측면방향에서 본 일부파단도,
도 14는 제 1 실시형태예에 관한 표시장치에 표시되는 차량탑재 전기기기의 메뉴를 예시하는 설명도,
도 15는 제 1 실시형태예에 관한 표시장치에 표시되는 기능조정중의 차량탑재 전기기기의 상태를 예시하는 설명도,
도 16은 제 2 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 평면도,
도 17은 제 2 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 X 방향 측면도,
도 18은 제 2 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 Y 방향 측면도,
도 19는 제 3 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 평면도,
도 20은 제 3 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 X 방향 측면도,
도 21은 제 3 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 Y 방향 측면도,
도 22는 제 4 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 평면도,
도 23은 제 4 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 X 방향 측면도,
도 24는 제 4 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 Y 방향 측면도,
도 25는 제 5 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 평면도,
도 26은 제 5 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 X 방향 측면도,
도 27은 제 5 실시형태예의 차량탑재용 입력장치에 구비되는 기구부의 Y 방향 측면도,
도 28은 종래에 관한 차량탑재용 입력장치의 설치예를 나타내는 자동차의 내면도,
도 29는 종래제안된 차량탑재용 입력장치의 측면도,
도 30은 도 29에 나타내는 차량탑재용 입력장치의 수동조작부의 평면도,
도 31은 도 29에 나타내는 차량탑재용 입력장치에 조립되어 있는 가이드플레이트의 평면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차량탑재용 입력장치 2 : 박스체
3 : 수동조작부
4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 5a, 5b, 5c : 푸시버튼스위치
6 : 볼륨손잡이 7 : 카드슬롯
8 : 디스크슬롯 11 : 기구부
14 : 조작축 15 : 솔레노이드(구동수단)
19a, 19b : 전기모터(액츄에이터) 21a, 21b : 엔코더(위치센서)
33 : 포토인터럽터(손가락 검출센서)
41 : CPU 42 : 조회부
43 : 테이블선택부 44 : ROM
45a, 45b, 45c, … : 테이블 46 : 위치신호검출부
71, 72 : 보이스 코일모터(액츄에이터)
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1면에 따르면, 수동조작부와, 이 수동조작부에 연결된 조작축과, 상기 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따른 위치신호를 출력하는 위치센서와, 상기 조작축에 조작방향의 외력을 작용하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 수동조작부를 미리 정해진 가동범위내에서 조작하였을 때, 상기 조작축에 상기 수동조작부의 조작량에 따라 미리 설정된 외력을 상기 액츄에이터로 인가한다는 구성으로 하였다.
본 구성에 의하면 액츄에이터로 인가되는 외력을 감지함으로써 조작자는 수동조작부의 조작량을 감각적으로 알 수 있으므로 수동조작부의 미묘한 조작이 가능하게 되고, 단지 수동조작부를 초기위치로부터 가동한계까지 조작하여 소망의 차량탑재 전기기기를 선택한다는 사용방법 뿐만 아니라, 수동조작부의 조작량을 가감함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행한다는 방법을 사용할 수 있게 되어, 수동조작부 나아가서는 차량탑재용 입력장치의 조작성을 높일 수 있다. 또 조작축에 액츄에이터로 소정강도의 외력을 인가하는 구성이기 때문에 조작축 또는 베어링부 등이 파손하는 일도 없다.
본 발명의 제 2면에 따르면, 수동조작부와, 이 수동조작부에 연결된 조작축과, 상기 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따른 위치신호를 출력하는 위치센서와, 상기 조작축에 외력을 작용하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 수동조작부를 미리 정해진 가동범위 이외의 방향으로 조작하였을 때, 상기 조작축에 상기 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따라 미리 설정된 외력을 상기 액츄에이터로 인가한다는 구성으로 하였다.
본 구성에 의하면 수동조작부를 미리 정해진 가동범위 이외의 방향으로 조작하였을 때 조작축에 액츄에이터로부터의 외력이 인가되기 때문에 조작자는 이것을 감지함으로써 수동조작부의 조작방향이 맞고 틀린 것을 감각을 통해 알 수 있어 가동범위내에서만 수동조작부를 조작하는 것이 가능하게 되기 때문에 수동조작부의 조작성이 개선된다.
본 발명의 제 3면에 따르면, 상기 제 1의 과제해결수단에 있어서의 조작축을 베어링에 요동자유롭게 유지한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 조작축 유지부의 구성을 간략화할 수 있으므로 저렴하게 실시할 수 있다.
본 발명의 제 4면에 따르면, 상기 제 1의 과제해결수단에 있어서의 상기 조작축을 슬라이더에 고착하여 레일상을 슬라이딩시킨다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 조작축을 레일을 따라 일정한 평면내에서 조작할 수 있으므로 조작축의 조작성을 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 5면에 따르면, 상기 제 1의 과제해결수단에 있어서의 상기 수동조작부를 특정한 일 방향으로만 왕복조작할 수 있게 한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 수동조작부를 특정한 일 방향으로만 왕복조작함으로써 소망의 차량탑재 전기기기의 선택이나 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정 등을 행할 수 있으므로 수동조작부의 조작성을 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 상기한 과제를 해결하기 위한 제 6면에 따르면, 상기 제 1의 과제해결수단에 있어서의 상기 수동조작부를 특정한 면내에서 임의의 방향으로 조작할 수 있게 한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 수동조작부를 특정한 면내에서 임의의 방향으로 조작할 수 있게 하였기 때문에 선택조정가능한 차량탑재 전기기기의 수를 증가할 수 있음과 함께 조정가능한 기능의 종류도 증가할 수 있다.
본 발명의 제 7면에 따르면, 상기 제 1 내지 제 6의 과제해결수단에 있어서의 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 사용한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 수동조작부에 외력을 작용하는 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 사용하였기 때문에 모터의 회전운동을 왕복직선운동으로 전환하기 위한 기구가 불필요하게 되어 차량탑재용 입력장치의 소형화와 저코스트화를 도모할 수 있다.
본 발명의 제 8면에 따르면, 상기 제 1 과제해결수단에 있어서, 상기 수동조작부의 조작량이 커짐에 따라 상기 액츄에이터로부터 상기 조작축에 순차 큰 외력을 인가하거나, 다른 모드의 진동을 인가한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 수동조작부의 조작량을 블라인드터치로 감득(感得)할 수 있기 때문에 차량탑재용 입력장치의 조작성을 더욱 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 9면에 따르면, 상기 제 1 과제해결수단에 있어서 상기 수동조작부가 미리 정해진 조작한계까지 조작되었을 때, 상기 액츄에이터로 상기 조작축에 충격적인 외력을 인가한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 수동조작부의 조작량이 한계점까지 도달한 것을 블라인드터치로 감득할 수 있기 때문에 차량탑재용 입력장치의 조작성을 더욱 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 10면에 따르면, 상기 제 1의 과제해결수단에 있어서의 상기 위치센서를 자동차에 구비된 컴퓨터를 개재하여 자동차에 구비된 표시장치와 전기적으로 접속하고, 상기 수동조작부를 조작함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 종별과, 상기 수동조작부를 조작함으로써 조정되는 상기 차량탑재 전기기기의 기능내용과, 상기수동조작부의 동작내용을 상기 표시장치에 표시한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 탑승자는 표시장치의 표시내용을 확인하면서 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행할 수 있기 때문에, 이 기능조정을 신속하고도 확실하게 행할 수 있다.
본 발명의 제 11면에 따르면, 상기 제 10면의 과제해결수단에 있어서의 차량탑재 전기기기로서 운전석 또는 조수석의 자세를 제어하기 위한 시트조정장치를 수동조작부로조작한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 소요의 조작을 수동조작부를 사용하여 바로 옆에서 행할 수 있기 때문에 운전석시트 또는 조수석시트의 자세조정을 용이화할 수 있다.
본 발명의 제 12면에 따르면, 상기 제 10면의 과제해결수단에 있어서의 차량탑재 전기기기로서 핸들의 높이를 조정하기 위한 조향장치에 구비된 경사장치 및 신축장치를 수동조작부로 조작한다는 구성으로 하였다. 본 구성에 의하면 소요의 조작을 수동조작부를 사용하여 바로 옆에서 행할 수 있기 때문에 핸들의 높이조정을 용이화할 수 있다.
이하 본 발명에 관한 차량탑재용 입력장치의 제 1 실시형태예를 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치의 계기판에 대한 설치상태를 나타내는 사시도, 도 2는 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치가 설치된 자동차실내의 상태를 나타내는 평면도이다. 도 1에서 분명한 바와 같이 본 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치(1)는 박스체(2)가 소요의 크기의 각형 용기형상으로 형성되어 있고, 이 박스체(2)의 상면에는 수동조작부(3)와, 이 수동조작부(3)의 설정부를 중심으로 하는 원호형상으로 배열된 6개의 푸시버튼스위치(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f)와 이 6개의 푸시버튼스위치군의 배열위치의 바깥 둘레부분에게 이것과 동심원형상으로 배열된 3개의 푸시버튼스위치(5a, 5b, 5c)와, 볼륨손잡이(6)가 배치되어 있다. 또 상기 박스체(2)의 앞면에는 카드슬롯(7)과 디스크슬롯 (8)이 뚫어 설치되어 있다. 이 차량탑재용 입력장치는 도 2에 나타내는 바와 같이 자동차 계기판(A)의 운전석(B)과 조수석(C) 사이에 설치되어 계기판(A)에 구비된 표시장치(D) 및 계기판(A)내에 수납된 도시 생략한 컴퓨터와 함께 작동하여 소요의 기능을 발휘할 수 있게 되어 있다.
상기한 총 9개의 푸시버튼스위치(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f 및 5a, 5b, 5c)는 차량탑재용 입력장치(1)를 사용하여 조작하고자 하는 차량탑재 전기기기, 예를 들어 에어컨, 라디오, 텔레비젼, CD 플레이어, 카내비게이션시스템 등에 개별로 접속된다. 어느 푸시버튼스위치와 어느 차량탑재 전기기기를 접속할 지는 임의로 설정할 수 있으나, 본 예의 차량탑재용 입력장치(1)에 있어서는 푸시버튼스위치(4a)가 메뉴선택, 푸시버튼스위치(4b)가 전화, 푸시버튼스위치(4c)가 에어컨, 푸시버튼스위치(4d)가 카내비게이션시스템, 푸시버튼스위치(4e)가 라디오, 푸시버튼스위치(4f)가 카드의 판독·기록 또는 디스크드라이브장치, 푸시버튼스위치(5a)가 차량탑재용 입력장치(1)의 자세제어, 푸시버튼스위치(5b)가 표시장치(D)의 전면에 설치된 액정셔터의 온/오프제어, 푸시버튼스위치(5c)가 텔레비젼에 각각 접속되어 있고, 소망의 푸시버튼스위치의 노브를 누름으로써 이 푸시버튼스위치에 접속된 차량탑재 전기기기를 선택할 수 있게 되어 있다. 각 푸시버튼스위치의 노브의 표면에는 오조작을 방지하기 위해 각 스위치가 접속된 각 차량탑재 전기기기를 나타내는 문자나 그림문자 등이 표시된다(도시생략).
도 3은 수동조작부(3)와 이 수동조작부(3)가 구비되는 기구부(11)의 사시도, 도 4는 수동조작부(3)와 이 수동조작부(3)가 구비되는 기구부(11)의 측면방향에서 본 요부단면도, 도 5는 기구부(11)의 평면방향에서 본 요부 단면도, 도 6은 커버를 제거한 수동조작부(3)의 평면도이다.
도 3 내지 도 5에서 분명한 바와 같이 기구부(11)는 박스체(2)의 바닥면에 설치되는 베이스(12)와, 베이스(12)에 설치된 구면베어링(13)과, 중앙부보다 약간 아래쪽에 설치된 볼형상부(14a)가 구면베어링(13)에 요동자유롭게 축지지된 조작축 (14)과, 구면베어링(13)의 아래쪽에 배치된 솔레노이드(15)와, 솔레노이드(15)의 구동축(15a)의 상단부에 설치된 조작축(14)의 클램프부재(16)와, 구면베어링(13)을 중심으로하여 베이스(12)에 평행한 면내에서 직교하는 축선상에 배치된 2개의 회전축(17a, 17b)과, 각 회전축(17a, 17b)의 선단부에 고정된 2개의 대기어(18a, 18b)와, 상기 각 회전축(17a, 17b)과 평행하게 배치된 2개의 전기모터(19a, 19b)와, 이 전기모터(19a, 19b)의 주축에 고정되고, 상기 대기어(18a, 18b)와 맞물리는 2개의소기어(20a, 20b)와, 상기 전기모터(19a, 19b)의 주축의 회전방향 및 회전량을 검출하는 2개의 엔코더(21a, 21b)와, 상기 조작축(14)의 X 방향 및 Y 방향(도 5 참조)의 요동을 X 방향 및 Y 방향의 회전으로 전환하여 상기 회전축(17a, 17b)에 전달하는 L 자부재(22a, 22b)로 이루어지고, 상기 조작축(14)의 상단부에 수동조작부 (3)가 설치되어 있다.
조작축(14)의 하단부는 아래쪽으로 이를 수록 가늘어지는 원추형으로 형성되어 있고, 이것과 대향하는 클램프부재(16)의 상면에는 조작축(14)의 선단부를 삽입가능한 대략 원추형의 오목부(16a)가 형성되어 있다. 따라서 솔레노이드(15)를 온조작하여 클램프부재(16)를 상승하면 오목부(16a)내에 조작축(14)의 선단부가 삽입되어 조작축(14)이 클램프되어 볼형상부(14a)를 중심으로 하는 요동이 금지된다. 이에 대하여 솔레노이드(15)를 오프하여 클램프부재(16)를 하강하면 조작축(14)과 클램프부재(16)의 걸어맞춤이 해제되어 조작축(14)은 볼형상부(14a)를 중심으로 하여 요동가능하게 된다. 또한 솔레노이드(15)의 온·오프조작에 있어서는 뒤에서 설명한다.
대기어(18 a, 18b) 및 소기어(20a, 20b)로서는, 규격에 합치한 통상의 기어를 적용할 수 있는 외에 백러시를 없애기 위한 연구가 이루어진 것을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 백러시를 없애기 위한 연구로서는, 대기어(18a, 18b) 및/또는 소기어(20a, 20b)의 톱니끝부분에 고무 등의 탄성체를 배치하고, 이 탄성체를 거쳐 대기어(18a, 18b)와 소기어(20a, 20b)를 맞물리게 하도록 하는 것을 들 수 있다.
L 자부재(22a, 22b)의 한변에는 나사구멍(23)이 설치되고, 다른 변에는긴 구멍형상의 조작축 관통구멍(24)이 뚫려있다. 이 L 자부재(22a, 22b)는 도 4에 나타내는 바와 같이 조작축 관통구멍(24)에 조작축(14)을 관통한 상태에서 한변이 나사구멍(23)에 삽입된 비스(25)에 의해 대기어(18a, 18b)의 측면에 체결된다. 조작축 관통구멍(24)의 횡폭은 조작축(14)과의 사이에 생기는 백러시를 작게 하기 위하여 조작축(14)의 원활한 슬라이딩을 확보가능한 범위에서 되도록 조작축(14)의 직경에 가까운 값으로 형성된다. 또 조작축 관통구멍(24)의 길이는 조작축(14)의 가동범위와 동일하거나 그것보다 큰 값으로 설정된다. 따라서 수동조작부(3)를 쥐고 조작축(14)을 센터위치로부터 요동하면 그 X 방향성분 및 Y 방향성분에 따른 회전량으로 L 자부재(22a, 22b)가 선회하고, 그 회전이 대기어(18a, 18b) 및 소기어 (20a, 20b)를 거쳐 각 엔코더(21a, 21b)에 전달되어 계기판(A)내에 설정된 컴퓨터에 의해 조작축(14)의 회전방향 및 회전량이 검출된다.
수동조작부(3)는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 정점면의 중앙부에 투명창(31)을 가지는 돔형상으로 형성되어 있고, 그 내부에 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이 회로기판(32)과, 이 회로기판(32)의 상기 투명창(31)과 대향하는 부분에 설치된 발광소자와 수광소자의 조합으로 이루어지는 포토인터럽터(33)와, 상기 회로기판(32)의 주변부에 설치된 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)로 구성되어 있다.
포토인터럽터(33)는 상기 솔레노이드(15)를 온·오프제어하기 위한 것으로, 도시 생략한 발광소자로부터 특정파장의 광, 예를 들어 적외선을 방사하고, 도시 생략한 수광소자에 상기 특정피장의 광이 입사되었을 때, 상기 솔레노이드(15)를온제어하여 상기 클램프부재(16)를 하강하고, 이 클램프부재(16)와 상기 조작축 (14)과의 걸어맞춤을 해제하여 조작축(14)의 요동조작을 가능하게 한다. 또한 상기 포토인터럽터(33)에 대한 전원공급과 이 포토인터럽터(33)로부터의 신호전송은 조작축(14)에 삽입된 코드(28)에 의해 행하여진다.
한편 상기 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)로서는 회전검출조작스위치 및 누름검출조작스위치의 각 기능을 가지고, 이 스위치의 비조작시에는 노브가 센터위치에 배치되어 있는 것이 사용된다. 이와 같은 종류의 스위치로서는 본원 출원인이 앞서 제안한 것인데, 이들 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)를 조작하는 제 1 및 제 2 노즈(34a, 35a)는 도 6에 나타내는 바와 같이 수동조작부(3)의 바깥둘레면에 좌우대칭으로 설정되어 있고, 수동조작부(3)의 바깥둘레면을 따라 센서위치로부터 화살표 (a) 또는 (b)의 방향으로 회전조작할 수 있는 외에, 화살표(c)방향으로 눌러 조작할 수 있게 되어 있다.
또 이들 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)는 제 1 및 제 2 노브(34a, 35a)의 각 조작방향과, 이에 의해 전환되는 기능이 동일하게 되도록 설정되어 있다. 즉 이들 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)는 박스체(2)의 상면에 설정된 푸시버튼스위치(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f)를 조작함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 기능을 전환하는 스위치로서 사용되나, 제 1 스위치(34)도 제 2 스위치(35)도 동일방향으로 조작함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 동일기능을 전환하도록 되어 있다. 예를 들어 푸시버튼스위치(4c)를 조작하여 에어컨이 선택된 경우, 제 1 스위치(34)도 제 2 스위치(35)도 제 1 및 제 2 노브(34a, 35a)를 화살표(a)방향으로 조작함으로써 에어컨의 설정온도를 상승하고, 제 1 및 제 2 노브(34a, 35a)를 화살표(b)방향으로 조작함으로써 에어콘의 설정온도를 하강하고, 제 1 및 제 2 노브(34a, 35a)를 화살표(c)방향으로 조작함으로써 에어컨을 온·오프제어한다.
이와 같이 제 1 및 제 2 노브(34a, 35a)의 각 조작방향과, 이에 의하여 전환되는 기능을 동일화하면, 본 실시형태예에 관한 차량탑재 입력장치를 오른쪽 핸들차에 장비한 경우에도, 또한 왼쪽 핸들차에 장비한 경우에도 운전자가 보아 동일한 위치관계가 되는 노브를 동일방향으로 조작함으로써 동일한 기능전환을 행할 수 있기 때문에 운전자가 조작미스를 범하기 어렵고, 동일구성의 차량탑재용 입력장치를 오른쪽 핸들차용으로서도 왼쪽 핸들차용으로서도 적용할 수 있어 차량탑재 입력장치의 범용성을 높일 수 있다. 또 제 1 노브(34a)와 제 2 노브(35a)를 구분하여 사용함으로써 운전석으로부터도, 또 조수석으로부터도 이 수동조작부(3)에 구비된 스위치를 동일감각으로 조작할 수 있기 때문에 조작미스를 범하기 어렵고, 차량탑재 입력장치의 조작성을 높일 수 있다.
전기모터(19a, 19b)는 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여하기 위한 것으로 예를 들어 수동조작부(3)의 조작방향의 규제, 수동조작부(3)의 조작량에 따른 조작속도의 규제 및 수동조작부(3)의 정점규제 등에 적용된다.
즉 수동조작부(3)는 특정한 방향으로 요동함으로써 제어하고자 하는 차량탑재 전기기기의 선택이나 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행하기 때문에 미리 정해진 방향으로 정확하게 조작할 수 없으면 차량탑재 전기기기의 선택이나 기능조정을 정확하게 행할 수 없다. 따라서 미리 정해진 방향으로의 수동조작부(3)의 조작은 작은 조작력으로 행할 수 있으나, 그 이외의 방향으로의 수동조작부(3)의 조작에는 전기모터(19a, 19b)를 구동하여 조작축(14)에 조작방향과 반대방향의 토크를 인가하여 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여한다. 이로써 조작자는 예정되어 있지 않은 방향으로 수동조작부(3)를 조작하였음을 감각적으로 알 수 있으므로 차량탑재 전기기기의 오선택이나 기능조정의 잘못을 미연에 방지할 수 있다.
또 수동조작부(3)를 조작하여 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행하고자 하는 경우, 예를 들어 에어컨의 설정온도를 변경하고자 하는 경우, 수동조작부(3)의 조작량이 작은 경우에는 설정온도의 전환이 완만하게 행하여지나, 수동조작부(3)의 조작량을 크게 하면 설정온도의 전환이 고속으로 행하여진다. 이 때문에 수동조작부(3)의 조작에 아무런 저항감이 없으면 수동조작부(3)의 조작량이 커지기 쉽기 때문에 설정온도의 작은 변경을 정확하고 또한 신속하게 행하는 것이 어렵게 되어 조작성이 나쁘게 된다. 따라서 수동조작부(3)의 조작량이 어느정도 커졌을 때 전기모터(19a, 19b)를 구동하여 조작축(14)에 조작방향과 반대방향의 토크를 인가하여 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여한다. 이에 의하여 조작자는 수동조작부 (3)의 조작량이 너무 커 에어컨의 설정온도를 미조정할 수 없음을 감각적으로 알 수 있으므로 수동조작부(3)의 조작량을 작게 함으로써 에어컨의 설정온도의 미조정을 정확하고 또한 신속하게 행할 수 있다. 또한 수동조작부(3)의 조작량이 어느정도 커진 단계에서 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여하는 구성대신, 수동조작부(3)의 조작량에 따라 다른 저항감을 수동조작부(3)에 순차 부여하도록 구성할 수도 있다. 또 상기 설명에서는 수동조작부(3)의 조작량을 증가함에 따라 예를 들어 에어컨의 설정온도 등의 조정속도가 상승하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 수동조작부(3)의 조작속도가 증가함에 따라 조정속도가 상승하는 경우에도 동일한 방법에 의해 수동조작부(3)에 저항감을 부여할 수도 있다.
또한 수동조작부(3)의 조작한계를 규제하는 수단으로서 기계적인 방법, 예를 들어 구면베어링(13)의 에지에 조작축(14)를 충합(衝合)시킨다는 방법을 취하면, 수동조작부(3)를 조작할 때마다 이들 구면베어링(13) 및 조작축(14)의 충합부에 큰 기계력이 작용하여 마모가 생기기 때문에 마모분이 구면베어링(13)과 조작축(14)의 볼형상부(14a)의 사이에 들어가 조작축(14)의 조작력이 커지거나, 최악의 경우에는 조작축(14)의 요동이 불가능하게 된다는 결점이 생기기 쉽다. 따라서 수동조작부 (3)가 미리 정해진 위치까지 조작되었을 때, 전기모터(19a, 19b)를 구동하여 조작축(14)에 조작방향과 반대방향으로 예를 들어 충격적인 토크를 인가한다. 이와 같이 하면 조작자는 조작한계까지 수동조작부(3)를 조작한 것을 감각적으로 알 수 있으므로 그 이상의 수동조작부(3)의 조작을 정지할 수 있음과 동시에 구면베어링 (13)의 에지와 조작축(14)과의 충합이 방지되어 마모분의 발생이 저감되고, 마모분의 발생에 기인하는 상기한 단점을 미연에 방지할 수 있다. 또 전기모터(19a, 19b)의 토크에 의해 수동조작부(3)를 센터위치까지 자동적으로 복귀시킬 수 있어 수동조작부(3)의 조작성을 양호한 것으로 할 수 있다.
아울러 수동조작부(3)에 저항감을 줄뿐만 아니라, 수동조작부(3)를 움직이는 방향으로 외력을 가하는 것도 가능하다. 예를 들어 뒤에서 설명하는 라디오나 CD 플레이어의 음량을 조절하는 경우, 음량을 업하는 방향으로 수동조작부(3)를 움직일 때 저항감을 느끼도록, 반대로 음량을 다운하는 방향으로 수동조작부(3)를 움직일 때에는 가속감을 느끼도록 수동조작부(3)에 외력을 인가할 수 있다. 이와 같이 하면 음량을 업할 때 차실내로 나가는 소리가 갑자기 커진다는 단점을 해소할 수 있음과 함께 음량을 다운하고 싶을 때에는 신속하게 음량을 조절할 수 있으므로 오디오의 청취나 대화가 방해된다는 단점을 해소할 수 있다.
이들 각 전기모터(19a, 19b)의 제어는 계기판(A)내에 구비된 컴퓨터로부터의 지령에 따라 행하여진다. 이하 상기 컴퓨터에 의해 행하여지는 전기모터(19a, 19b)의 제어방법을 도 7 내지 도 11에 의거하여 설명한다. 도 7은 수동조작부(3)의 조작방향과 그것에 의해 선택되는 차량탑재 전기기기의 종별을 예시하는 설명도, 도 8은 수동조작부(3)의 조작방향과 그것에 의해 전환되는 기능의 종별을 예시하는 설명도, 도 9는 전기모터(19a, 19b)의 제어시스템을 나타내는 블럭도, 도 10은 컴퓨터에 구비된 메모리에 기억되는 데이터테이블의 일례를 나타내는 표도, 도 11은 전기모터(19a, 19b)의 제어순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 7(a), 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 본예의 차량탑재 입력장치(1)는, 수동조작부(3)를 센터위치로부터 앞, 오른쪽 앞, 오른쪽, 오른쪽 뒤, 뒤, 왼쪽 뒤, 왼쪽, 왼쪽 앞 등, 각 방향으로 조작함으로써 각각 라디오, 에어컨, 카내비게이션시스템, CD 플레이어, 텔레비젼, 감시카메라, 전자메일, 전화를 선택할 수 있게 되어 있다. 또한 차량탑재 입력장치(1)에 구비된 푸시버튼스위치(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f 및 5a, 5b, 5c)에 의해 선택되는 전기기기의 종별과 이 수동조작부(3)를 조작함으로써 선택되는 전기기기의 종별은 같은 종류의 전기기기의 조합으로 할 수도있고, 다른 종류의 전기기기의 조합으로 할 수도 있다. 본 실시형태예에 있어서는 푸시버튼스위치(4a∼4f 및 5a∼5c)에 의하여 선택되는 전기기기의 종별과 수동조작부(3)를 조작함으로써 선택되는 전기기기의 종별을 다른 종류의 전기기기의 조합으로 하고 있다.
수동조작부(3)를 센터위치로부터 뒤쪽 방향으로 조작함으로써 텔레비젼이 선택된 경우에는 도 8(a)에 나타내는 바와 같이 수동조작부(3)를 센터위치로부터 앞쪽 방향으로 조작함으로써 채널업, 수동조작부(3)를 센터위치로부터 뒤쪽 방향으로 조작함으로써 채널다운, 수동조작부(3)를 센터위치로부터 오른쪽 방향으로 조작함으로써 음량업, 수동조작부(3)를 센터위치로부터 왼쪽 방향으로 조작함으로써 음량다운의 각 기능조정이 가능하게 된다.
이와 같이 수동조작부(3)를 조작함으로써 조정해야 할 기능의 수가, 수동조작부(3)의 가동방향의 최대수인 “8"이하인 경우에는 기능조정용으로서 할당된 방향[도 8(a)에 나타내는 각 방향]이외의 방향으로 수동조작부(3)를 조작하여도 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행할 수 없다. 이와 같은 불감대(不感帶)를 수동조작부(3)의 조작범위에 가지면 조작자는 수동조작부(3)를 기능조정이 가능한 방향으로 신중하게 조작하지 않으면 안되기 때문에 조작용이성이 결여됨과 함께 자동차의 안전운전상에서도 바람직하지 않다.
따라서 본 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치(1)에 있어서는, 전기모터 (19a, 19b)의 제어시스템을 도 9 및 도 10에 나타내는 구성으로 하고, 도 11에 나타내는 순서로 전기모터(19a, 19b)를 제어함으로서 상기한 문제를 해결하고 있다.
즉 도 9에 나타내는 바와 같이, 계기판(A)내의 컴퓨터에 구비된 CPU(41)에 대조부(42)와 테이블선택부(43)를 설치함과 함께 상기 컴퓨터에 구비된 ROM(44)에 수동조작부(3)의 조작영역과 각 조작영역에 따른 전기모터(19a, 19b)의 회전방향 및 회전에 의해 발생하는 토크의 크기를 부호화한 테이블(45a, 45b, 45c, …)을 기억한다. 또 상기 컴퓨터에 엔코더(21a, 21b)로부터의 신호를 받아들여 상기 테이블선택부(43)에 수동조작부(3)의 조작영역에 따른 테이블선택신호를 출력함과 함께 표시장치(D)에 수동조작부(3)의 조작궤적을 표시하는 위치신호검출부(46)를 구비한다.
도 10은 ROM(44)에 기억된 테이블의 일례를 나타내는 도면으로서, 수동조작부(3)의 가동범위를 X 방향으로 8등분, Y 방향으로 8등분하여 등분된 각 영역내에 수동조작부가 조작된 경우에 있어서의 전기모터(19a, 19b)의 구동·정지와 회전방향이 부호화되어 표시되어 있다. 각 테이블내에 기재된 부호 및 숫자는 상단이 제 1 전기모터(19a)의 구동·정지와 회전방향, 하단이 제 2 전기모터(19b)의 구동·정지와 회전방향을 나타내고 있으며, 부호「+」는 모터의 정전, 부호「-」는 모터의 역전을 나타내고 있다. 또 숫자「0」은 전기모터(19a, 19b)가 회전하지 않음을 표시하고, 숫자「1」은 전기모터(19a, 19b)가 회전하는 것을 표시하고 있다. 이 테이블에 따르면 (X3, Y0)∼(X3, Y7)의 영역, (X4, YO)∼(X4, Y7)의 영역, (X0, Y3)∼(X7, Y3)의 영역 및 (X0, Y4)∼(X7, Y4)의 영역내에서 수동조작부(3)를 조작한 경우에는 어느 한쪽의 전기모터(19a, 19b)도 회전되지 않고 수동조작부(3)의 움직임에 전기모터(19a, 19b)의 회전에 따르는 저항감이 부여되지 않고, 수동조작부(3)를 이외의 다른 영역내에서 조작한 경우에는 적어도 어느 한쪽의 전기모터(19a, 19b)가 회전하여 수동조작부(3)의 움직임에 전기모터(19a, 19b)의 회전에 따르는 저항감이 부여된다.
따라서 수동조작부(3)를 조작함으로써 먼저 텔레비젼이 선택되어 도 8a에 나타내는 바와 같이 수동조작부(3)를 센터위치로부터 앞쪽 방향, 뒤쪽 방향, 오른쪽방향 및 왼쪽 방향으로 조작한 경우에만 텔레비젼의 기능조정이 가능하게 되는 경우에 있어서, 도 10의 테이블을 사용하여 전기모터(19a, 19b)의 회전제어를 행하면, 수동조작부(3)를 센터위치로부터 앞쪽 방향, 뒤쪽 방향, 오른쪽 방향 및 왼쪽방향 이외의 경사방향으로 조작하면 적어도 어느 한쪽의 전기모터(19a, 19b)가 회전하여 수동조작부(3)의 움직임에 전기모터(19a, 19b)의 회전에 따르는 저항감이 부여되므로 조작자는 불감대로 수동조작부(3)를 조작하고 있음을 감각적으로 알 수 있다. 따라서 조작자는 소망하는 기능조정을 행할 수 있는 방향으로 수동조작부 (3)를 조작하는 것이 가능하게 되기 때문에 수동조작부(3)의 조작용이성이 향상하고, 자동차의 운전을 저해하는 일도 없다.
컴퓨터에 있어서의 전기모터(19a, 19b)의 회전제어는 도 11의 플로우차트에 표시되는 순서로 행하여진다.
즉 조작자가 수동조작부(3)를 센터위치로부터 어느 한쪽 방향으로 조작하면(순서 S1), L 자부재(22a, 22b), 대기어(18a, 18b) 및 소기어(20a, 20b)를 거쳐 엔코더(21a, 21b)가 수동조작부(3)의 요동방향으로 수동조작부(3)의 요동량에 비례한 회전량만큼 회전하여 위치신호를 출력한다. 컴퓨터에 구비된 위치신호검출부(46)는 이 위치신호를 판독하여(순서 S2) 수동조작부(3)의 조작위치를 확정함(순서 S3)과 동시에 테이블선택부(43)로의 테이블선택신호의 송신과, 표시장치(D)로의 위치신호의 송신을 행한다(순서 S4). CPU(41)의 테이블선택부(43)는 위치신호검출부 (46)로부터의 테이블선택신호에 의거하여 ROM(44)로부터 소정의 테이블을 선택하여 받아들인다(순서 S5). CPU(4l)의 대조부(42)는 엔코더(21a, 21b)로부터 출력된 위치신호와 테이블선택부(43)에 받아들여진 테이블로부터 모터출력치를 확정하여 모터드라이버(47)에 출력한다(순서 S6). 모터드라이버(47)는 모터출력치에 따라 전기모터(19a, 19b)를 구동하여 수동조작부(3)의 움직임에 저항감을 준다(순서 S7). 조작자는 수동조작부(3)의 저항감을 감득(感得)하여 수동조작부(3)의 조작위치를 변경한다(순서 S8).
또한 이들 모터제어수단 및 방법은 수동조작부(3)의 조작방향의 규제에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 상기한 수동조작부(3)의 조작량에 따른 저항감의 부여나, 수동조작부(3)의 조작한계에 있어서의 저항감의 부여에도 응용할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치(1)는 자동차의 계기판(A)에 대하여 전후이동가능 및 경사가능하게 설치된다. 도 12는 계기판 (A)에 대한 차량탑재용 입력장치(1)의 설치기구를 나타내는 평면방향에서 본 일부파단도이며, 도 13은 그 측면방향에서 본 일부파단도이다.
이들 도면으로부터 분명한 바와 같이, 계기판(A)내에 설치된 베이스(51)상에는 2개의 안내축(52, 53)과 1개의 볼나사(54)가 서로 평행하게 설치되어 있다. 볼나사(54)는 베어링(55)에 의해 회전자유롭게 지지되어 있고, 그 한쪽 끝에는 조인트(56)를 거쳐 전후진용 제 1 모터(57)가 연결되어 있다. 또 상기 볼나사(54)에는 너트(58)를 거쳐 이송판(59)이 전후이동 가능하게 설치되어 있고, 이 이송판(59)은 슬라이더(60)를 거쳐 상기 안내축(52, 53)에 슬라이딩자유롭게 설치되어 있다. 상기이송판(59)의 선단부에는 베어링(61)에 의해 회전자유롭게 지지된 회전축(62)이 안내축(52, 53) 및 볼나사(54)와 직각으로 설치되어 있고, 이 회전축(62)의 선단부에 차량탑재용 입력장치(1)의 박스체(2)가 고정되어 있다. 상기 회전축(62)에는 대기어(63)가 고정되어 있고, 이 대기어(63)는 제 2 모터(64)의 주축에 고정된 소기어(65)와 맞물려져 있다.
따라서 차량탑재용 입력장치(1)는 제 1 모터(57)를 정전 또는 역전함으로써, 계기판(A)에 대하여 전진 또는 후퇴시킬 수 있고, 또 제 2 모터(64)를 정전 또는 역전함으로써, 계기판(A)에 대하여 상향 또는 하향으로 선단부를 선회시킬 수 있다. 따라서 조작자가 수동조작부(3)나 각종 푸시버튼스위치(4a∼4f, 5a∼5c), 그것에 볼륨손잡이(6) 등을 조작하기 쉽게 차량탑재용 입력장치(1)의 자세를 적절히 변경할 수 있기 때문에, 차량탑재용 입력장치(1)의 조작성을 더 한층 높일 수 있다.
이 차량탑재용 입력장치(1)의 자세제어도 차량탑재용 입력장치(1)에 탑재된 수동조작부(3) 및 푸시버튼스위치(4a∼4f, 5a∼5c)를 조작함으로써 행할 수 있다. 즉 푸시버튼스위치(4a)를 누르면 표시장치(D)에 도 14에 예시하는 메뉴가 나타난다. 따라서 수동조작부(3)를 조작하여 메뉴로부터「차량탑재용 입력장치」를 선택하면 표시장치(D)에 도 15에 나타내는 것 같은 차량탑재용 입력장치(1)의 화상이나타난다. 이 상태에서 수동조작부(3)를 「전진 a」의 방향으로 조작하면 상기 제 1 모터(57)가 정회전하여 차량탑재용 입력장치(1)가 전진하고, 수동조작부(3)를 「후퇴 b」의 방향으로 조작하면 상기 제 1 모터(57)가 역전하여 차량탑재용 입력장치(1)가 후퇴한다. 또 수동조작부(3)를「상승 c」의 방향으로 조작하면 상기 제 2 모터(64)가 정회전하여 차량탑재용 입력장치(1)의 선단부가 회전축(62)을 중심으로하여 상향으로 선회하고, 수동조작부(3)를「하강 d」의 방향으로 조작하면 상기제 2 모터(64)가 역전하여 차량탑재용 입력장치(1)의 선단부가 회전축(62)을 중심으로 하여 하향으로 선회한다. 메뉴화면으로부터 「시트」를 선택하면 동일한 순서로 운전석이나 조수석의 승차감을 조정할 수 있고, 또 메뉴화면으로부터「핸들」을 선택하면 동일한 순서로 핸들의 기울기와 신축성을 조정하여 핸들의 높이조정을 행할 수 있다.
또한 수동조작부(3)를 조작함으로써 상기한 차량탑재용 입력장치(1)나 시트, 그것에 핸들 등의 자세를 변경하는 경우에는 이들 기기의 가동범위와 수동조작부 (3)에 가해지는 저항감을 서로 관련지어, 예를 들어 기기의 가동범위의 말단에 접근함에 따라 수동조작부(3)에 가해지는 저항감을 점차로 강하게 하거나, 가동범위의 말단에 도달하였을 때 수동조작부(3)에 충격적인 저항감을 부여하도록 테이블을 설정하는 것이 특히 바람직하다. 이와 같이 하면 조작자가 기기를 가동범위의 어디까지 조정하였는 지를 인식할 수 있기 때문에 이용이 더욱 편리하게 된다.
이와 같이 본 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치(1)는, 박스체(2)의 상면에 구비된 푸시버튼스위치(4a∼4f, 5a∼5c)를 조작하거나, 수동조작부(3)를 조작함으로써 기능조정을 행하고자 하는 소망하는 차량탑재 전기기기를 선택할 수 있다. 또 소망하는 차량탑재 전기기기를 선택한 후에 수동조작부(3)를 미리 정해진 방향으로 조작하거나, 수동조작부(3)에 설치된 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)를 조작함으로써 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행할 수 있다. 또 라디오나 텔레비젼 그것에 CD 플레이어 등의 음량은 볼륨손잡이(6)를 회전하는 것에 의해서도 행할 수 있다. 이 차량탑재용 입력장치(1)에 의해 선택가능한 차량탑재 전기기기의 메뉴나 각 차량탑재 전기기기에 관한 조정가능한 기능의 내용을 나타내는 메뉴, 그것에 수동조작부(3)의 조작방향 등에 대해서는 차례로 표시장치(D)에 표시된다. 또 수동조작부(3)의 비조작상태에 있어서는 조작축(14)이 클램프부재(16)로 클램프되어 자동차의 진동에 따르는 수동조작부(3)의 부정한 진동이나 소음의 발생이 방지된다. 수동조작부(3)의 위쪽에 손가락을 대면 포토인터럽터(33)의 수광소자에 발광소자로부터의 특정파장의 광이 입사하여 솔레노이드(15)가 온제어되고, 클램프부재(16)와 조작축(14)이 걸어맞춤이 해제되어 수동조작부(3)가 자동적으로 조작가능하게 된다.
또한 상기 제 1 실시형태예에 있어서는 조작축(14)의 요동을 엔코더(21a, 21b)에 전달하는 동력전달기구로서 기어기구를 사용하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것이 아니라, 마찰차나 벨트기구 등, 공지에 속하는 임의의 동력전달기구를 사용하는 것도 할 수 있다.
또 상기 제 1 실시형태예에 있어서는 조작축(14)의 요동방향 및 요동량을 검출하는 센서로서 엔코더(21a, 21b)를 사용하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것이 아니라, 그외 임의의 공지에 속하는 위치센서를 사용할 수도 있다.
또 상기 제 1 실시형태예에 있어서는 클램프부재(16)의 구동수단으로서 솔레노이드(15)를 사용하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것이 아니라 전자석이나 유압 또는 액츄에이터 등의 다른 수단을 사용할 수도 있다.
또한 상기 제 1 실시형태예에 있어서는 2개의 전기모터(19a, 19b)와 2개의 엔코더(21a, 21b)를 사용하여 수동조작부(3)를 다방향으로 조작할 수 있게 하였으나, 1개의 전기모터와 엔코더를 사용하여 수동조작부(3)를 특정한 일방향으로만 조작할 수 있게 할 수도 있다.
이하 본 발명에 관한 차량탑재용 입력장치의 제 2 실시형태예를 도 16 내지 도 18을 사용하여 설명한다. 본예의 차량탑재용 입력장치는 기구부(11A)에 조작축 (14)에 외력을 작용하기 위한 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 구비한 것을 특징으로 하는 것이고, 도 16은 본 예에 관한 기구부(11A)의 일부 단면한 평면도, 도 17은 본 예에 관한 기구부(11A)의 일부 단면한 X 방향 측면도, 도 18은 본 예에 관한 기구부(11A)의 일부 단면한 Y 방향 측면도이다.
이들 도면으로부터 분명한 바와 같이, 본 예의 기구부(11A)는 베이스(12)와, 이 베이스(12)에 설치된 구면베어링(13)과, 하단부에 볼형상부(14a)가 설치되고 상기 볼형상부(14a)가 상기 구면베어링(13)에 요동자유롭게 축지지된 조작축(14)과, 이 조작축(14)에 장착되어 서로 직교하는 방향으로 배치된 2개의 L자부재(22a, 22b)와, 상기 구면베어링(13)을 중심으로 하여 베이스(12)에 평행한 면내에서 직교하는 축선상에 배치된 2개의 보이스 코일모터(71, 72)와, 이 보이스 코일모터(71,72)의 가동부(71a, 72a)에 각각 고정된 2개의 브래킷(73, 74)과, 이들 각 브래킷 (73, 74)과 상기 각 L자부재(22a, 22b)를 회전가능하게 핀결합하는 연결핀(75)과, 상기 각 브래킷(73, 74)의 이동량 및 이동방향을 검출하는 2개의 위치센서(76, 77)로 이루어져 상기 조작축(14)의 상단부에 수동조작부(3)가 설치되어 있다.
L자부재(22a, 22b)의 일변 및 상기 브래킷(73, 74)의 선단부에는 연결핀(75)을 삽입하기 위한 핀삽입구멍(78)이 설치되어 있고, L자부재(22a)에 설치된 핀삽입구멍(78)과 브래킷(73)에 뚫어설치된 핀삽입구멍(78)을 합치하여 이들 각 핀삽입구멍(78)에 연결핀(75)을 관통함으로써, 이들 L자부재(22a)와 브래킷(73)을 회동가능하게 연결할 수 있다. 마찬가지로 L자부재(22b)에 설치된 핀삽입구멍 (78)과 브래킷(74)에 설치된 핀삽입구멍(78)을 합치하여 이들 각 핀삽입구멍 (78)에 연결핀 (75)을 관통함으로써 이들 L자부재(22b)와 브래킷(74)을 요동가능하게 연결할 수 있다.
이 L자부재(22a, 22b)의 다른 변에는 조작축(14)을 관통하기 위한 긴 구멍형상의 조작축 관통구멍(24)이 설치되어 있다. 이 조작축 관통구멍(24)의 가로 폭은 조작축(14)과의 사이에 생기는 백러시를 작게 하기 위해 조작축(14)의 원활한 슬라이딩을 확보가능한 범위에서 가능한 한 조작축(14)의 직경에 가까운 값으로 형성된다. 또 조작축 관통구멍(24)의 길이는 조작축(14)의 가동범위와 동일하거나 그것보다도 큰 값으로 설정된다.
보이스 코일모터(71, 72)는 상기 브래킷(73, 74)이 설치된 가동부(71a, 72a)와 이 가동부(71a, 72a)가 출입가능하게 구성된 고정부(71b, 72b)로 구성되어 있고, 고정부(71b, 72b)의 후단부가 베이스(12)에 설치된 브래킷(79)에 유니버셜조인트(80)을 거쳐 선회가능하게 설치되어 있다. 따라서 조작축(14)이 어느 위치까지 조작되었는 지에 관계없이, 보이스 코일모터(71)를 구동함으로써 브래킷(73) 및 L자부재(22a)를 거쳐 조작축(14)에 X 방향의 외력을 인가할 수 있고, 또 보이스 코일모터(72)를 구동함으로써 브래킷(74) 및 L자부재(22b)를 거쳐 조작축(14)에 Y 방향의 외력을 인가할 수 있다. 물론 보이스 코일모터(71, 72)를 동시에 구동함으로써 조작축(14)에 각 보이스 코일모터(71, 72)의 출력에 따른 방향과 크기의 외력을 인가할 수 있다. 이에 따라 수동조작부(3)의 조작에 저항감이나 가속감을 부여할 수 있고, 예를 들어 수동조작부(3)의 조작방향의 규제, 수동조작부(3)의 조작량에 따른 조작속도의 조정 및 수동조작부(3)의 정지점규제 등을 행할 수 있다.
위치센서(76, 77)는 검출기본체(76a, 77a)와 이 검출기본체(76a, 77a)내에 삽입배치된 가동자(76b, 77b)로 구성되어 있고, 가동자(76b, 77b)는 한쪽 끝이 상기브래킷(73, 74)에 설치되어 있다. 이들 위치센서(76, 77)로서는 예를 들어 포토인터럽터나 볼륨 등, 공지에 속하는 광학식, 자기식, 저항식의 센서를 사용할 수 있으며, 중립위치로부터의 상기 조작축(14)의 요동방향 및 요동량에 비례한 신호를 출력하도록 되어 있다다.
수동조작부(3)는 도 17 및 도 18에 나타내는 바와 같이, 노브형으로 형성되어 있고, 제 1 실시형태예에 관한 수동조작부(3)와 마찬가지로 그 내부에 회로기판 (32), 포토인터럽터(33), 제 1 및 제 2 스위치(34, 35)(도 4 참조)를 구비할 수도 있다.
그외의 구성에 있어서는 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일하기 때문에 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다.
본 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치는 제 1 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일한 효과를 가지는 것 외에 조작축(14)에 외력을 인가하는 액츄에이터로서 보이스 코일모터(71, 72)를 사용하였기 때문에 기어기구가 불필요 하게 되어 장치의 소형화 및 저코스트화를 도모할 수 있다. 또 보이스 코일모터 (71, 72)를 사용한 것 및 기어기구가 불필요하기 때문에 조작축(14)에 인가하는 진동 등의 제어가 용이하게 되어 조작자에 의해 명확하게 소정의 저항감을 부여할 수 있으므로 차량탑재 전기기기의 오선택이나 기능조정의 잘못을 미연에 방지할 수 있음과 함께 차량탑재 전기기기의 기능의 미조정도 행하기 쉬워진다.
다음에 본 발명에 관한 차량탑재용 입력장치의 제 3 실시형태예를 도 19 내지 도 21을 사용하여 설명한다. 본 예의 차량탑재용 입력장치는 기구부(11B)에 조작축(14)에 외력을 작용하기 위한 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 사용한 것, 및 조작축(14)을 특정한 일 방향으로만 요동할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 것이며, 도 19는 본 예에 관한 기구부(11B)의 평면도, 도 20은 본 예에 관한 기구부 (11B)의 X 방향 측면도, 도 21은 본 예에 관한 기구부(11B)의 일부 단면한 Y 방향 측면도이다.
이들 도면으로부터 분명한 바와 같이 본 예의 기구부(11B)는 베이스(12)와, 이 베이스(12)에 설치된 구면베어링(13)과, 하단부에 볼형상부(14a)가 설치되고 이 볼형상부(14a)가 상기 구면베어링(13)에 요동자유롭게 축지지된 조작축(14)과, 상기 구면베어링(13)을 중심으로하는 축선상에 배치된 1개의 보이스 코일모터(71)와, 이 보이스 코일모터(71)의 가동부(71a)에 고정된 링크부재(81)와, 이 링크부재(81)와 상기 조작축(14)을 회전가능하게 핀결합하는 연결핀(82)과, 상기 조작축(14)의 요동량 및 요동방향을 검출하는 1개의 위치센서(76)로 이루어져 상기 조작축(14)의 상단부에 수동조작부(3)가 설치되어 있다.
상기 보이스 코일모터(71)는 상기 링크부재(81)가 설치된 가동부(71a)와 이 가동부(71a)가 출입가능하게 구성된 고정부(71b)로 구성되어 있고, 고정부(71b)의 후단부가 베이스(12)에 설치된 브래킷(79)에 선회가능하게 핀결합되어 있다. 본 예의 보이스 코일모터(71)도 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여하기 위한 것이고, 예를 들어 수동조작부(3)의 조작방향의 규제, 수동조작부(3)의 조작량에 따른조작속도의 조정 및 수동조작부(3)의 정지점 규체 등에 적용된다. 또 상기 위치센서(76)는 검출기본체(76a)와 이 검출기본체(76a)내에 삽입배치된 가동자(76b)로 구성되어 있으며, 가동자(76b)는 한쪽 끝이 상기 링크부재(81)에 설치되어 있다.
그외의 구성에 있어서는 제 2 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일하기 때문에 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다. 본 실시형태예의 차량탑재용 입력장치도 제 2 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일한 효과를 가진다.
이하, 본 발명에 관한 차량탑재용 입력장치의 제 4 실시형태예를 도 22 내지 도 24를 사용하여 설명한다. 본 예의 차량탑재용 입력장치는 기구부(11C)에 조작축(14)에 외력을 작용하기 위한 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 구비한 것 및 조작축(14)을 베이스(12)에 대하여 평행이동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이고, 도 22는 본 예에 관한 기구부(11C)의 평면도, 도 23은 본 예에 관한 기구부 (11C)의 일부 단면한 X 방향 측면도, 도 24는 본 예에 관한 기구부(11C)의 Y 방향측면도이다.
이들 도면으로부터 분명한 바와 같이, 본 예의 기구부(11C)는 베이스(12)와, 이 베이스(12)에 설치된 X-Y 스테이지(91)와, 이 X-Y 스테이지(91)에 고정된 조작축(14)과, 이 조작축(14)에 구비된 2방향의 플로팅조인트(92)와, 상기 조작축(14)의 중립위치를 중심으로하여 베이스(12)에 평행한 면내에서 직교하는 축선상에 배치된 2개의 보이스 코일모터(71, 72)와, 이 보이스 코일모터(71, 72)의 가동부 (71a, 72a)에 고정되고, 상기 플로팅조인트(92)에 슬라이딩자유롭게 연결된 2개의 슬라이더(93, 94)와, 상기 조작축(14)의 이동량 및 이동방향을 검출하는 2개의 위치센서(76, 77)로 이루어져 상기 조작축(14)의 상단부에 수동조작부(3)가 설치되어 있다.
상기 X-Y 스테이지(91)는 베이스(12)의 X 방향을 향하여 배치된 X 방향 레일 (91a)과, 이 X 방향레일(91a)에 슬라이딩자유롭게 장착된 X 방향 슬라이더(91b)와, 베이스(12)의 Y 방향을 향하여 배치되어 상기 X 방향 슬라이더(91b)와 일체로 형성된 Y 방향레일(91c)과, 이 Y 방향레일(91c)에 슬라이딩자유롭게 장착된 Y 방향 슬라이더(91d)로 구성되어 있으며, 상기 Y 방향 슬라이더(91d)의 상면에 조작축(14)이 수직하게 고정되어 있다. 따라서 조작축(14)은 X-Y 스테이지(91)의 가동범위내에서 베이스(12)와 평행한 면내에서 자유롭게 평행이동할 수 있다.
플로팅조인트(92)는 보이스 코일모터의 가동부(71a, 72a)에 고정된 슬라이더(93, 94)를 슬라이딩가능한 2조의 오목홈(95, 96)을 직교하는 2변에 형성한 것으로서 조작축(14)에 수평으로 설치된다. 슬라이더(93)는 오목홈(95)에 대하여 Y 방향으로만 슬라이딩하도록 오목홈(95)내에 설정되고, 슬라이더(94)는 오목홈(96)에 대하여 X 방향으로만 슬라이딩하도록 오목홈(96)내에 설정된다. 상기 보이스 코일모터(71, 72)는 상기 링크부재(81)가 설치된 가동부(71a, 72a)와 이 가동부(71a, 72a)가 출입가능하게 구성된 고정부(71b, 72b)로 구성되어 있고, 고정부(71b, 72b)의 후단부가 베이스(12)에 설치된 브래킷(79)에 고정되어 있다.
따라서 조작축(14)이 X-Y 스테이지(91)상의 어떤 위치에 있는 경우에도 보이스 코일모터(71)를 구동함으로써 슬라이더(93) 및 플로팅조인트(92)를 거쳐 조작축 (14)에 X 방향의 외력을 인가할 수 있고, 또 보이스 코일모터(72)를 구동함으로써 슬라이더(94) 및 플로팅조인트(92)를 거쳐 조작축(14)에 Y 방향의 외력을 인가할 수 있다. 물론 보이스 코일모터(71, 72)를 동시에 구동함으로써 조작축(14)에 각 보이스 코일모터(71, 72)의 출력에 따른 방향과 크기의 외력을 인가할 수 있다. 이에 따라 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여할 수 있고, 예를 들어 수동조작부(3)의 조작방향의 규제, 수동조작부(3)의 조작량에 따른 조작속도의 조정 및 수동조작부(3)의 정지점 규제 등을 행할 수 있다.
위치센서(76, 77)는 검출기본체(76a, 77a)와 이 검출기본체(76a, 77a)내에 삽입배치된 가동자(76b, 77b)로 구성되어 있고, 가동자(76b, 77b)는 플로팅조인트 (92)와 일체로 형성되어 있다.
그외의 구성에 있어서는 제 2 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일하기 때문에 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다. 본 실시형태예의 차량탑재용 입력장치도 제 2 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일한 효과를 가진다.
이하, 본 발명에 관한 차량탑재용 입력장치의 제 5 실시형태예를 도 25 내지 도 27을 사용하여 설명한다. 본 예의 차량탑재용 입력장치는 기구부(11D)에 조작축(14)에 외력을 작용하기 위한 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 구비한 것, 조작축(14)을 베이스(12)에 대하여 평행이동하도록 구성한 것 및 조작축(14)을 특정한 일 방향으로만 요동할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 것이고, 도 25는 본 예에 관한 기구부(11D)의 평면도, 도 26은 본 예에 관한 기구부(11D)의 X 방향 측면도, 도 27은 본 예에 관한 기구부(11D)의 일부 단면한 Y 방향 측면도이다.
이들 도면으로부터 분명한 바와 같이, 본 예의 기구부(11D)는 베이스(12)와 이 베이스(12)에 설치된 X 방향 레일(91a) 및 이 X 방향 레일(91a)에 슬라이딩자유롭게 장착된 X 방향 슬라이더(91b)와, 상기 X 방향레일(91a)의 축선상에 배치된 1개의 보이스 코일모터(71)와, 이 보이스 코일모터(71)의 가동부(71a)에 고정된 링크부재(81)와, 이 링크부재(81)와 상기 조작축(14)을 회전가능하게 핀결합하는 연결핀(82)과, 상기 조작축(14)의 요동량 및 요동방향을 검출하는 1개의 위치센서 (76)로 이루어지며 상기 조작축(14)의 상단부에 수동조작부(3)가 설치되어 있다.
상기 보이스 코일모터(71)는 상기 링크부재(81)가 설치된 가동부(71a)와 이 가동부(71a)가 출입가능하게 구성된 고정부(71b)로 구성되어 있고, 고정부(71b)의 후단부가 베이스(12)에 설치된 브래킷(79)에 고정되어 있다. 본 예의 보이스 코일모터(71)도 수동조작부(3)의 조작에 저항감을 부여하기 위한 것으로, 예를 들어 수동조작부(3)의 조작방향의 규제, 수동조작부(3)의 조작량에 따른 조작속도의 조정, 및 수동조작부(3)의 정지점 규제 등에 적용된다. 또 상기 위치센서(76)는 검출기본체(76a)와 이 검출기 본체(76a)내에 삽입배치된 가동자(76b)로 구성되어 있고 가동자(76b)는 조작축(14)에 설치되어 있다.
그외의 구성에 있어서는 제 3 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일하기 때문에 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다. 본 실시형태예의 차량탑재용 입력장치도 제 3 실시형태예에 관한 차량탑재용 입력장치와 동일한 효과를 가진다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부를 미리 정해진 가동범위내에서 조작하였을 때, 조작축에 수동조작부의 조작량에 따라 미리 설정된 외력을 액츄에이터로 인가하도록 하였기 때문에 액츄에이터로 인가되는 외력을 감지함으로써 조작자는 수동조작부의 조작량을 감각적으로 알 수 있고, 수동조작부의 미묘한 조작이 가능하게 된다. 따라서 단지 수동조작부를 가동한계까지 조작하여 소망의 차량탑재 전기기기를 선택한다는 사용방법 뿐만 아니라, 수동조작부의 조작량을 가감함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행한다는 방법을 사용할 수 있게 되고 수동조작부, 나아가서는 차량탑재용 입력장치의 조작성을 높일 수 있다. 또조작축에 액츄에이터로부터의 소정강도의 외력을 인가하는 구성이므로 조작축 또는 베어링부 등이 파손하는 일도 없다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부를 미리 정해진 가동범위 이외의 방향으로 조작하였을 때 조작축에 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따라 미리 설정된 외력을 액츄에이터로 인가하도록 하였기 때문에, 조작자는 수동조작부의 조작방향의 정오를 감각적으로 알 수 있고 가동범위내에서만 수동조작부를 조작하는 것이 가능하게 되기 때문에 수동조작부의 조작성이 개선된다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 조작축을 베어링에 요동자유롭게 유지하였기 때문에 조작축 유지부의 구성을 간략화할 수 있어 저렴하게 실시할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 조작축을 슬라이더에 고정하여 레일상을 슬라이딩시키기 때문에 조작축을 레일을 따라 일정한 평면내에서 조작할 수 있어 조작축의 조작성을 양호 것으로 할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부를 특정한 일 방향으로만 왕복조작할 수 있게 하였기 때문에 수동조작부를 특정한 일 방향으로만 왕복조작함으로써 소망의 차량탑재 전기기기의 선택이나 선택된 차량탑재 전기기기의 기능조정 등을 행할 수 있어 수동조작부의 조작성을 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부를 특정한 면내에서 임의의 방향으로 조작할 수 있게 하였기 때문에 수동조작부를 특정한 면내에서 임의의 방향으로 조작할 수 있어 선택조정가능한 차량탑재 전기기기의 수를 증가할 수 있음과 함께 조정가능한 기능의 종류도 증가할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부에 외력을 인가하는 액츄에이터로서 보이스 코일모터를 사용하였기 때문에 모터의 회전운동을 왕복직선운동으로 전환하기 위한 기구가 불필요하게 되어 차량탑재용 입력장치의 소형화와 저코스트화를 도모할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부의 조작량이 커짐에 따라 액츄에이터로 조작축에 순차 큰 외력을 인가하거나 다른 모드의 진동을 인가하기 때문에 수동조작부의 조작량을 블라인드터치로 감득할 수 있어 차량탑재용 입력장치의 조작성을 더욱 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 수동조작부가 미리 정해진 조작한계까지 조작되었을 때, 액츄에이터로 조작축에 충격적인 외력을 인가하기 때문에 수동조작부의 조작량이 한계점까지 도달한 것을 블라인드터치로 감득할 수 있고 차량탑재용 입력장치의 조작성을 더욱 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 위치센서를 자동차에 구비된 컴퓨터를 개재하여 자동차에 구비된 표시장치와 전기적으로 접속하여 수동조작부를 조작함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 종별과, 수동조작부를 조작함으로써 조정되는 상기 차량탑재 전기기기의 기능내용과, 수동조작부의 동작내용을 표시장치에 표시하기 때문에 탑승자가 표시장치의 표시내용을 확인하면서 차량탑재 전기기기의 기능조정을 행하는 수 있고 상기 전기기기의 기능조정을 신속하고도 확실하게 행할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 운전석 또는 조수석의 자세를 제어하기 위한 시트조정장치를 수동조작부로 조작하기 때문에 소요의 조작을 수동조작부를 사용하여 바로 옆에서 행할 수 있어 운전석시트 또는 조수석시트의 자세조정을 용이화할 수 있다.
본 발명의 차량탑재용 입력장치는 핸들의 높이를 조정하기 위한 조향장치에구비된 요동장치 및 신축장치를 수동조작부로 조작하기 때문에 소요의 조작을 수동조작부를 사용하여 바로 옆에서 행할 수 있어 핸들의 높이조정을 용이화할 수 있다.

Claims (17)

  1. 수동조작부와, 이 수동조작부에 연결된 조작축과, 상기 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따른 위치신호를 출력하는 위치센서와, 상기 조작축에 조작방향의 외력을 작용하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 수동조작부를 미리 정해진 가동범위내에서 조작하였을 때, 상기 조작축에 상기 수동조작부의 조작량에 따라 미리 설정된 외력을 상기 액츄에이터로 인가하는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  2. 수동조작부와, 이 수동조작부에 연결된 조작축과, 상기 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따른 위치신호를 출력하는 위치센서와, 상기 조작축에 외력을 작용하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 수동조작부를 미리 정해진 가동범위 이외의 방향으로 조작하였을 때, 상기 조작축에 상기 수동조작부의 조작방향 및 조작량에 따라 미리 설정된 외력을 상기 액츄에이터로 인가하는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조작축이 베어링에 의해 요동자유롭게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조작축이 슬라이더에 고정되어 레일상을 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수동조작부가 특정한 일 방향으로만 왕복조작할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수동조작부가 특정한 면내에서 임의의 방향으로 조작할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 보이스 코일모터인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 수동조작부의 조작량이 커짐에 따라 상기 액츄에이터로 상기 조작축에 점차 큰 외력을 인가하거나, 다른 모드의 진동을 인가하는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 수동조작부가 미리 정해진 조작한계까지 조작되었을 때, 상기 액츄에이터로 상기 조작축에 충격적인 외력을 인가하는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 위치센서가, 자동차에 구비된 컴퓨터를 개재하여 자동차에 구비된 표시장치와 전기적으로 접속되어, 상기 수동조작부를 조작함으로써 선택된 차량탑재 전기기기의 종별과, 상기 수동조작부를 조작함으로써 조정되는 상기 차량탑재 전기기기의 기능내용과, 상기 수동조작부의 동작내용이 상기 표시장치에 표시되는 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 차량탑재 전기기기가, 운전석 또는 조수석의 자세를 제어하기 위한 시트조정장치인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 차량탑재 전기기기가, 핸들의 높이를 조정하기 위한 조향장치에 구비된 요동장치 및 신축장치인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 보이스 코일모터인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  14. 제 3항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 보이스 코일모터인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  15. 제 4항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 보이스 코일모터인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  16. 제 5항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 보이스 코일모터인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
  17. 제 6항에 있어서,
    상기 액츄에이터가 보이스 코일모터인 것을 특징으로 하는 차량탑재용 입력장치.
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