CN114503050B - 操作输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于车辆等的操作输入装置，能够在几乎不改变操作部的位置的情况下输入操作信息。一种搭载于车辆的操作输入装置，其特征在于，具有：支承部，安装在所述车辆上；操作构件，由所述支承部支承，由人进行操作；操作检测部，检测所述操作构件上的操作；力感发生部，设置在所述操作构件的内部，对所述人给予力感；控制部，在所述操作检测部中，在检测到已执行操作的情况下，控制所述力感发生部产生力感。所述操作构件从所述支承部向与所述车辆的行进方向相交的第一方向延伸出地设置，所述操作构件被限制为不因以与第一方向相交的方向为旋转轴的摆动操作而旋转。通过该操作输入装置解决上述课题。

Description

操作输入装置
技术领域
本发明涉及一种操作输入装置。
背景技术
作为用于机动车等车辆的操作输入装置，会使用检测操作的杆型输入装置。车辆驾驶员通过操作这样的杆型输入装置，能够对设置在车辆上的大灯、雨刮器等进行操作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5843283号公报
专利文献2：日本特开平7-302161号公报
专利文献3：日本专利第4342979号公报
发明内容
发明要解决的问题
目前车辆上所使用的上述这样的操作输入装置是依靠人手拨动杆型输入装置的操作部，使操作部发生位移，从而输入操作信息的。然而，近年来，可在几乎不改变操作部的位置的情况下输入操作信息的装置成为需求。
用于解决问题的手段
根据本实施方式的一个方面，是一种搭载在车辆上的操作输入装置，其特征在于，具有：支承部，安装在所述车辆上；操作构件，由所述支承部支承，由人进行操作；操作检测部，检测所述操作构件上的操作；力感发生部，设置在所述操作构件的内部，对所述人给予力感；控制部，在所述操作检测部中，在检测到已执行操作的情况下，控制所述力感发生部产生力感。所述操作构件从所述支承部向与所述车辆的行进方向相交的第一方向延伸出地设置，所述操作构件被限制为不因以与第一方向相交的方向为旋转轴的摆动操作而旋转。
发明效果
根据所公开的操作输入装置，能够在几乎不改变操作部的位置的情况下输入操作信息。
附图说明
图1是第一实施方式的操作输入装置的立体图。
图2是第一实施方式的操作输入装置的内部结构的说明图。
图3是第一实施方式的操作输入装置中设置有形变检测元件的部分的立体图。
图4是第一实施方式的操作输入装置中设置有形变检测元件的部分的侧视图。
图5是用于第一实施方式的操作输入装置的形变检测元件的立体图。
图6是第一实施方式的操作输入装置中设置有形变检测元件的部分的说明图。
图7是用于说明第一实施方式的操作输入装置的动作的示意图。
图8是第一实施方式的操作输入装置所使用的振动发生元件的立体图。
图9是第二实施方式的操作输入装置的立体图。
图10是第二实施方式的操作输入装置的支承部的剖视图。
图11是第二实施方式的操作输入装置的支承部的说明图。
具体实施方式
下面，对用于实施的方式进行说明。并且，针对相同构件等附以相同附图标记并省略说明。
〔第一实施方式〕
根据图1和图2对第一实施方式的操作输入装置进行说明。本实施方式的操作输入装置是一种搭载于机动车等车辆的方向盘附近，并能够通过手动来操作设置在车辆上的大灯、雨刮器等的车辆用输入装置。以往，这样的操作需要车辆用输入装置移动5°～12°的角度，而本实施方式的操作输入装置通过极轻微地移动车辆用输入装置便能够输入操作信息。
如图1所示，第一实施方式的操作输入装置具有杆部10和支承杆部10的支承部20。在杆部10的一侧设置有车辆驾驶员实际用手操作的操作部11，杆部10的另一侧的筒部12的端部由支承部20支承。本申请中，也将杆部10记作操作构件。
支承部20安装在车辆的规定部位，例如，方向盘附近。此外，杆部10设置为从支承部20向与车辆的行进方向相交的第一方向延伸出操作部11，并如后述那样，杆部10被限制为不因以与第一方向相交的方向为旋转轴的摆动操作而旋转。
图2是示出了本实施方式的操作输入装置的内部情况的图。本实施方式的操作输入装置的筒部12的端部固定在支承部20上，该筒部12的内部设置有操作轴30。操作轴30的一个端部30a与操作部11相连接，另一端部30b经由弹性构件51及连接构件52与设置在支承部20内部的作为操作检测部的形变检测元件40相连接。操作轴30设置在形成为筒状的筒部12的内部，在筒部12内部的大致中央部分设置有支点部31，支点部31支承操作轴30。
另外，操作部11也形成为筒状，在操作部11的内部设置有两个配置成筒状的电容传感器61、62，在操作部11的更靠内部的位置上设置有振动发生元件70。此外，优选筒状的操作部11的中心轴与配置为筒状的两个电容传感器61、62的中心轴是平行的，更优选地，二者是相同的。
另外，用于对本实施方式的整个操作输入装置进行控制的控制部80例如设置在支承部20的内部。虽未图示，但控制部80与形变检测元件40、两个电容传感器61、62、振动发生元件70等相连接，其接收来自形变检测元件40及两个电容传感器61、62的信号，并对振动发生元件70等进行控制。并且，操作部11的前端设置有操作旋钮，能够对操作旋钮进行沿第一方向的按压操作，或者，能够对操作旋钮进行以第一方向为旋转轴的旋转操作。控制部80还可以不设置在支承部20的内部，而设置在支承部20的外部。
接着，根据图3至图6对操作轴30的另一端部30b与形变检测元件40之间的关系进行说明。图3是将操作轴30的另一端部30b和设置有形变检测元件40的部分放大的立体图，图4是侧视图。图5是形变检测元件40的立体图，图6是示意地表示操作轴30的另一端部30b与形变检测元件40相连接的部分的情况的剖视图。并且，在图3和图4中，为了方便，用虚线表示连接构件52等。
如图5所示，形变检测元件40具有基部41和在基部41上形成为凸状的凸出部42。凸出部42受力而轻微位移并向基部41传递形变，因此，该形变量被位于基部41下侧的抗形变元件检测出，从而，能够检测出所施加的力及其方向。
在本实施方式中，如图6所示，在形变检测元件40的凸出部42的侧面部分的周围，设置有由硅橡胶等形成的弹性构件51。设置有弹性构件51的形变检测元件40通过连接构件52与操作轴30的另一端部30b相连接。如此，操作轴30的另一端部30b插入连接构件52。从而，传递至操作轴30的另一端部30b的操作力作为使凸出部42位移的力发挥作用。
接着，根据图7对本实施方式的操作输入装置的操作输入进行说明。图7是示意地表示本实施方式的操作输入装置的结构的主要部分的图。在本实施方式的操作输入装置中，如果沿图7的虚线箭头A所示方向对操作部11施加力，则如虚线所示那样，操作部11发生微小的位移。与操作部11相连接的操作轴30因操作部11的这种微小的位移而移动。具体而言，操作轴30在操作轴30的大致中央部分被支点部31所支承，若操作部11受力而发生位移，则操作轴30在被支点部31支承的状态下以支点部31为支点转动地移动。此外，支点部31的位置根据杠杆关系被设定于最佳位置。由此，若使操作部11如虚线箭头A所示向下方微小地移动，则操作轴30的另一端部30b向上方移动，该移动所产生的力传递至与操作轴30的另一端部30b相连接的形变检测元件40，并在凸出部42产生形变。如此，通过检测在凸出部42产生的形变，能够检测出所操作的力和操作方向，并能够检测出操作部11已被操作这一情况。
即便是轻微的移动也能够被形变检测元件40检测出，因此，能够使操作部11的移动变小。例如，即便操作部11沿虚线箭头A所示方向移动1mm左右，也能够被检测到。相反地，若操作部11的移动大，则可能会破坏形变检测元件40，所以，在本实施方式中，在操作轴30的一个端部30a的附近，设置有用于对操作轴30的移动进行限制的可动区域限制部32。
另外，若操作部11的移动小，则车辆驾驶员不知道是否通过操作输入了操作信息。例如，以往，因为操作部的移动比较大，所以，能够通过设置给予用以对已操作情况进行识别的操作感触的凸轮等来使车辆驾驶员感知已通过对操作部的操作输入了操作信息。而在本实施方式中，限制操作部11的移动、给予用以感知已操作情况的操作感触的机构是另外设置的。
因此，在本实施方式的操作输入装置中，在操作部11的内部设置有作为用以对人给予力感的力感发生部的振动发生元件70。振动发生元件70是以规定频率振动的元件。通过对操作部11进行操作并使其移动，从而，该移动被形变检测元件40检测出，如果检测出的形变量超过规定值，则判定为已输入操作信息，并使振动发生元件70发生振动。通过使车辆驾驶员感知到该振动发生元件70的振动，从而，能够使车辆驾驶员知道操作已完成。
如图8所示，振动发生元件70例如在长方体的筐体71的内部具有永磁铁以及作为振动体在铁芯上缠绕线圈而成的部分，并且，振动体由弹簧构件支承。因为电流通过线圈会产生磁场，所以，通过使交流电通过线圈来产生交替反转的磁场，并通过使由永磁铁和线圈构成的电磁铁相互吸引或排斥来产生振动。
在这样的振动发生元件70中产生的振动传递至操作部11，并传递给接触操作部11的车辆驾驶员的手。通过感知手所接触的操作部11的振动，从而，即便操作部11上的操作几乎不引起操作部11的移动，车辆驾驶员也能够知道已经输入了操作信息。在振动发生元件70中，能够通过改变频率等来产生各种各样的振动，并能够将不同触感的振动传递给车辆等的驾驶员，例如，振动发生元件70能够产生X1-X2方向上的振动和与X1-X2方向正交的Z1-Z2方向上的振动。
综上所述，在以往的操作输入装置中，为了获得操作感而使用凸轮等，但如果使用凸轮等则需要一定程度上移动操作部。而在本实施方式中，能够通过在振动发生元件70中产生振动来使车辆驾驶员感知操作部11已执行了操作，所以，能够使操作部11的移动变小。
另外，如图2所示，在本实施方式的操作输入装置的操作部11的内部设置有两个电容传感器61、62。电容传感器61、62是在柔性绝缘体基板的表面上由金属等形成电极的元件，若手接近电容传感器61、62，则手与电容传感器61、62的电极之间的静电容量增加。两个电容传感器61、62呈筒状地设置在操作部11的内部，能够检测筒状的操作部11的围绕中心轴的操作。此外，本申请也将电容传感器61、62记作静电检测部。
在电容传感器61、62被检测到的静电容量信息传递至控制部80，若检测到规定静电容量以上的容量，则控制部80能够检测出车辆等的驾驶员已用手对电容传感器61、62进行操作。
在本实施例中，电容传感器61和62中的一方用于控制雾灯等的开启或关闭，另一方用于控制雨刮器的启动或停止。
例如，可以取代通过电容传感器61、62来检测筒状的操作部11的绕中心轴的操作这一结构，而采用使筒状的操作部11能够旋转并利用编码器检测实际旋转的结构。
另外，例如，还可以取代作为操作检测部的形变检测元件40而配置磁传感器，在操作轴30的另一端部30b侧配置磁铁，能够检测出磁铁轻微的移动。
〔第二实施方式〕
接着，根据图9和图10对第二实施方式的操作输入装置进行说明。如图9所示，本实施方式的操作输入装置具有杆部110和用于支承杆部110的支承部120。杆部110由高刚性的树脂等形成，在杆部110的一侧，设置有车辆驾驶员实际用手操作的操作部11，杆部110的另一侧的端部在支承部120被支承。在本申请中，也将杆部110记作操作构件。支承部120安装在车辆的规定部位，例如方向盘附近。
图10是表示本实施方式的操作输入装置的内部情况的剖视图。本实施方式的操作输入装置中，杆部110的另一侧由设置在支承部120内部的万向节130支承，杆部110能够以由万向节130所支承的部分为支点微小地移动。杆部110的另一侧的端部111的周围设置有连接构件160。
在杆部110的另一侧的端部111，树脂部112的周围被刚性高于树脂部112的不锈钢等形成的增强部113所覆盖。在树脂部112的内侧，设置有作为操作检测部的形变检测元件40，在树脂部112的内侧与作为操作检测部的形变检测元件40的凸出部42之间设置有弹性构件150。
如图11所示，杆部110的另一侧的端部111的内侧的树脂部112与弹性构件150相接触，通过对杆部110的操作部11进行操作，若杆部110的另一侧的端部111移动，则通过该移动，经由弹性构件150，向形变检测元件40的凸出部42施加力，能够检测出力的施加方向和力的大小。
即，杆部110的另一侧的端部111二维移动，从而，在杆部110的另一侧的端部111的内侧设置的形变检测元件40的凸出部42经由弹性构件150被按压，能够检测出对杆部110施加的力的方向和力的大小。
另外，连接构件160中，弹性构件即压缩螺旋弹簧161在连接构件的筐体内设置在图11所示的四个方向即上下左右的各个方向上，在杆部110的另一侧的端部111的外侧的增强部113与压缩螺旋弹簧161之间设置有弹簧支承构件162。
具体而言，杆部110的另一侧的端部111的外侧的增强部113与弹簧支承构件162相接触，在设置于各个弹簧支承构件162的外侧的压缩螺旋弹簧161中产生使弹簧支承构件162沿朝向增强部113的方向作用的回复力。由此，杆部110的另一侧的端部111的位置成为各个压缩螺旋弹簧161的回复力平衡的位置。
通过对杆部110的操作部11进行操作，杆部110以由万向节130支承的部分为支点而移动，随之，杆部110的另一侧的端部111二维移动。此时，移动方向的压缩螺旋弹簧161压缩，因此回复力变大，杆部110的移动受到限制。即，在本实施方式中，即便向杆部110的操作部11施加较大的力，由于压缩螺旋弹簧161压缩而回复力变大，所以，不会产生大的位移。
在第一实施方式中，由于操作轴30较细而容易弯曲，但在本实施方式中，杆部110由高刚性材料形成，不易弯曲，并且即便杆部110微小地移动也能够被检测到。
此外，除上述内容外，均与第一实施方式相同。
以上，对实施方式进行了详细叙述，但是并不受特定实施方式所限，能够在权利要求书所记载的范围内进行各种变形和变更。
另外，只要不相互矛盾，能够组合各个实施例，还能够组合不同实施例中的各个特征。
本国际申请要求基于2019年10月9日提出申请的日本专利申请2019-185748号的优选权，在本国际申请中援引日本专利申请2019-185748号的全部内容。
附图标记的说明：
10杆部
11操作部
12筒部
20支承部
30操作轴
30a一个端部
30b另一端部
31支点部
32可动区域限制部
40形变检测元件
41基部
42凸出部
51弹性构件
52连接构件
61、62电容传感器
70振动发生元件
71筐体
80控制部

Claims (14)

1.一种搭载于车辆的操作输入装置，其特征在于，具有：
支承部，安装在所述车辆上；
操作构件，由所述支承部支承，由人进行操作；
操作检测部，检测所述操作构件上的操作；
力感发生部，设置在所述操作构件的内部，对所述人给予力感；
控制部，在所述操作检测部中，在检测到已执行操作的情况下，控制所述力感发生部产生力感，
所述操作构件从所述支承部向与所述车辆的行进方向相交的第一方向延伸出地设置，
所述操作构件被限制为不因以所述第一方向相交的方向为旋转轴的摆动操作而旋转。
2.根据权利要求1所述的操作输入装置，其中，
所述操作检测部设置在所述支承部的内部。
3.根据权利要求1或2所述的操作输入装置，其特征在于，
所述操作检测部检测所述操作构件的操作力和操作方向。
4.根据权利要求2所述的操作输入装置，其特征在于，
所述操作检测部是形变检测元件，
所述操作构件具有操作部和位于所述操作部与支承部之间的筒部，
在所述筒部的内部，设置有在支点部被支承的操作轴，
所述操作轴的一个端部与所述操作部相连接，
通过人的操作使所述操作部移动，从而，所述操作轴在由所述支点部支承的状态下移动，通过所述操作轴的另一端部向所述操作检测部施加力。
5.根据权利要求4所述的操作输入装置，其特征在于，
在所述筒部的内部，在所述支点部与所述操作部之间，设置有限制所述操作轴的移动的可动区域限制部。
6.根据权利要求4所述的操作输入装置，其特征在于，
所述形变检测元件通过连接构件与所述操作轴的另一端部相连接。
7.根据权利要求6所述的操作输入装置，其特征在于，
在所述形变检测元件的凸出部的周围设置有弹性构件，
在所述弹性构件的周围安装有连接构件。
8.根据权利要求2所述的操作输入装置，其特征在于，
所述操作检测部是形变检测元件，
所述操作构件的一侧设置有操作部，
所述操作构件由设置于所述支承部的万向节支承，
通过人的操作使所述操作部移动，从而，所述操作构件以由所述万向节支承的部分为支点移动，并通过所述操作构件的另一侧的端部向所述操作检测部施力。
9.根据权利要求8所述的操作输入装置，其特征在于，
在所述操作构件的另一侧的端部的外侧的周围，设置有限制所述操作构件的移动的第一弹性构件。
10.根据权利要求8所述的操作输入装置，其特征在于，
在所述形变检测元件的凸出部的周围，设置有第二弹性构件，
在所述操作构件的另一侧的端部的内侧，设置有所述第二弹性构件。
11.根据权利要求4或8所述的操作输入装置，其特征在于，
在所述操作部的内部设置有静电检测部。
12.根据权利要求11所述的操作输入装置，其特征在于，
所述操作部形成为筒状，
所述静电检测部在所述操作部的内部配置为筒状，并检测筒状的所述操作部的绕中心轴的操作。
13.根据权利要求11所述的操作输入装置，其特征在于，
设置有两个所述静电检测部。
14.根据权利要求1所述的操作输入装置，其特征在于，
所述力感发生部是产生振动的振动发生元件。
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