CN116686058A - 按压式输入装置及按压式换挡装置 - Google Patents

按压式输入装置及按压式换挡装置 Download PDF

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古木茂
菅原大作
藤田雅则
踏分真人
夏坂飒祯
武田裕
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Abstract

按压式输入装置具备：操作钮，其由操作者进行按压操作；咔哒感赋予机构，其对按压操作赋予咔哒感；滑动件，其伴随按压操作而沿规定的滑动方向滑动；旋转体，其伴随滑动件的滑动而旋转；传感器，其对旋转体的旋转角度进行检测；以及判定部，其基于由传感器取得的旋转角度的检测结果来进行开关接通判定。判定部在与按压操作的载荷特性中的最大载荷对应的旋转体的旋转角度和与按压操作的载荷特性中的最小载荷对应的旋转体的旋转角度之间进行开关接通判定。

Description

按压式输入装置及按压式换挡装置
技术领域
本发明涉及按压式输入装置及按压式换挡装置。
背景技术
在下述专利文献1中公开了如下技术：例如涉及一种用于各种电子设备的输入操作部的按压开关，伴随操作按钮的按压操作而使可动触点弹性反转，将可动触点与固定触点之间电导通而成为开关接通。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-243476号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在以往的按压开关中，利用了如下技术：通过设置可弹性变形的圆顶状的可动触点而对按压操作赋予咔哒感。但是，在这样的以往的按压开关中，操作者通过圆顶进行反转动作而感觉到咔哒感之后，为了切换为开关接通状态，在圆顶状的可动触点接触到基板的上表面的固定触点之后，也需要进一步按入操作按钮，直至可靠地电导通为止。因此，在以往的按压开关中，无法更直观且可靠地进行基于操作按钮的伴随咔哒操作感的按压操作。
用于解决课题的方案
一实施方式的按压式输入装置具备：操作钮，其由操作者进行按压操作；咔哒感赋予机构，其对按压操作赋予咔哒感；滑动件，其伴随按压操作而沿规定的滑动方向滑动；旋转体，其伴随滑动件的滑动而旋转；传感器，其对旋转体的旋转角度进行检测；以及判定部，其基于由传感器取得的旋转角度的检测结果来进行开关接通判定。判定部在与按压操作的载荷特性中的最大载荷对应的旋转体的旋转角度和与按压操作的载荷特性中的最小载荷对应的旋转体的旋转角度之间进行开关接通判定。
发明效果
根据一实施方式，能够更直观且可靠地进行基于操作钮的伴随咔哒操作感的按压操作。
附图说明
图1是一实施方式的按压式换挡装置的外观立体图。
图2是一实施方式的按压式换挡装置的分解立体图。
图3是一实施方式的按压式换挡装置的立体剖视图。
图4是一实施方式的按压式换挡装置的局部放大立体剖视图。
图5是示出一实施方式的按压式换挡装置的电结构的图。
图6是一实施方式的按压式输入装置所具备的滑动件的外观立体图。
图7是一实施方式的按压式输入装置所具备的旋转体的侧视图。
图8是示出一实施方式的按压式输入装置中的、滑动件的上侧滑动部及下侧滑动部与旋转体的凸轮部的卡合状态的图。
图9是示出一实施方式的按压式输入装置中的、滑动件的上侧滑动部及下侧滑动部与旋转体的凸轮部的卡合状态的图。
图10是示出一实施方式的按压式输入装置中的基于操作钮的按压操作的载荷特性的一例的图。
图11是示出一实施方式的按压式输入装置所具备的磁传感器(GMR传感器)的输出特性的图。
图12是示意性地示出在一实施方式的按压式输入装置中，磁传感器的检测精度变为最高的磁铁的旋转角度的图。
图13是示出一实施方式的按压式输入装置中的操作钮的行程量与旋转体的旋转角度的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图对一实施方式进行说明。
(按压式换挡装置10的概要)
图1是一实施方式的按压式换挡装置10的外观立体图。需要说明的是，在以下的说明中，为了方便起见，将X轴方向设为前后方向，将Y轴方向设为左右方向，将Z轴方向设为上下方向。其中，将X轴正方向设为前方向，将Y轴正方向设为右方向，将Z轴正方向设为上方向。这些是表示装置内的相对位置关系的，并不限定装置的设置方向、操作方向，装置内的相对位置关系相同的情况是设置方向、操作方向不同的情况也全部包含在本发明的权利范围内的情况。
图1所示的按压式换挡装置10设置于机动车等车辆，用于该车辆的换挡操作。如图1所示，按压式换挡装置10具备四个按压式输入装置100(100-1～100-4)和壳体101。四个按压式输入装置100以沿左右方向(Y轴方向)排列成一排的状态，通过一个壳体101而一体化。四个按压式输入装置100分别在最上部具备操作钮102，通过该操作钮102的按压操作，能够向与该操作钮102对应的挡位进行换挡操作。
(按压式输入装置100的结构)
图2是一实施方式的按压式换挡装置10的分解立体图。图3是一实施方式的按压式换挡装置10的立体剖视图。图4是一实施方式的按压式换挡装置10的局部放大立体剖视图。需要说明的是，图3表示按压式换挡装置10所具备的按压式输入装置100-1的、基于XZ平面的剖面(基于图1所示的A-A剖面线的剖面)。另外，图4表示按压式换挡装置10所具备的按压式输入装置100-1(特别是旋转体105)的、基于YZ平面的剖面(基于图1所示的B-B剖面线的剖面)。
如图2所示，四个按压式输入装置100-1～100-4分别具备操作钮102、壳体101、滑动件103、光导104、旋转体105、橡胶片106、基板107、及罩108。
操作钮102是接受来自操作者的按压操作的树脂制的部件。在图2所示的例子中，操作钮102具有大致长方体形状。另外，操作钮102的上表面是用于接受按压操作的、大致水平且略呈凹状弯曲的操作面102A。另外，操作钮102的相当于下表面的部分的整体成为下侧开口部102B。操作钮102通过滑动件103的上部从下侧(Z轴负侧)嵌入下侧开口部102B内而固定地安装于滑动件103的上部。由此，操作钮102能够与滑动件103一体地沿上下方向(Z轴方向)移动。即，通过进行相对于操作面102A的按压操作，操作钮102能够使滑动件103向下方(Z轴负方向)滑动。
壳体101是具有大致长方体形状且中空结构的、容器状且树脂制的部件。在壳体101的内部收容有滑动件103、光导104、旋转体105、橡胶片106、及基板107。在壳体101的上表面形成有在俯视下具有矩形形状的上侧开口部101A。滑动件103以能够沿上下方向(Z轴方向)滑动的方式配置于上侧开口部101A。另外，壳体101的相当于下表面的部分的整体成为下侧开口部101B。下侧开口部101B由罩108封堵。另外，如图3所示，在壳体101的内部设置有以从顶面垂下的方式设置的圆柱状的轴支承部101C。如图3所示，轴支承部101C通过插入旋转体105的上部开口部105b，从而将旋转体105的上部支承为能够旋转。另外，如图4所示，在壳体101的内部设置有在其间隔着轴承开口部101D而相互对置的一对支承部101E。另外，如图4所示，在旋转体105的下端部设置有从该旋转体105的外周面向半径方向扩大的凸缘部105E。凸缘部105E的直径比轴承开口部101D的直径大。如图4所示，在轴承开口部101D嵌入有旋转体105的下端部。此时，旋转体105的凸缘部105E与一对支承部101E的上表面抵接。由此，旋转体105的下部被支承为能够旋转，即限制旋转体105向下方移动。
滑动件103是以能够沿上下方向(Z轴方向)(“规定的滑动方向”的一例)滑动的方式配置于壳体101的上侧开口部101A的树脂制的部件。滑动件103具有以上下方向(Z轴方向)为筒方向的大致四棱筒状的筒部103A。
光导104是配置于滑动件103的筒部103A内的、树脂制且四棱柱状的部件。光导104将从安装于基板107的上表面107A的LED107B射出而从该光导104的底面射入的光从该光导104的上表面射出。由此，光导104将从LED107B射出的光向操作钮102引导。
旋转体105是以上下方向为筒方向的大致圆筒状的构件。旋转体105以上下方向(Z轴方向)为旋转轴的轴向而以能够绕该旋转轴的旋转的方式配置在滑动件103的侧方。旋转体105的外周面以伴随滑动件103向上下方向的滑动而旋转的方式与滑动件103卡合(卡合的详细情况在后描述)。如图3所示，在旋转体105的下侧开口部105a埋设有磁铁105A。另外，如图3所示，在旋转体105的上部开口部105b插入有壳体101的轴支承部101C。由此，旋转体105被壳体101支承为能够旋转。另外，对于旋转体105的上部开口部105b，在壳体101的轴支承部101C的周围设置有环状的扭力弹簧105B(“施力单元”的一例)。扭力弹簧105B的一端部固定于轴支承部101C，扭力弹簧105B的另一端部固定于旋转体105。由此，旋转体105通过扭力弹簧105B所产生的弹性力，在从上方观察下始终沿逆时针(复位旋转方向)施力。旋转体105在伴随基于按压操作的滑动件103向下方(Z轴负方向)的滑动而在从上方观察下沿顺时针旋转之后，在解除了按压操作时，通过扭力弹簧105B所产生的弹性力，能够在从上方观察下沿逆时针(复位旋转方向)旋转。由此，伴随后述的橡胶片106的橡胶圆顶106A将滑动件103向上方(Z轴正方向)推起而滑动件103向按压操作前的初始位置复位的动作，旋转体105能够旋转并复位至旋转体105的初始位置。
橡胶片106是与基板107的上表面107A重叠设置的、片状的构件。橡胶片106使用弹性原材料(例如，硅橡胶等)而形成。橡胶片106在整个区域的范围内覆盖基板107的上表面107A，由此，即使在壳体101的内部浸入有水的情况下，也能够抑制基板107的上表面107A沾水。
另外，在橡胶片106，在与各滑动件103的底面对置的位置一体地形成有两个橡胶圆顶106A。各橡胶圆顶106A是“咔哒感赋予机构”的一例。各橡胶圆顶106A形成为从橡胶片106的上表面向上方突出的凸状。在进行按压操作时，各橡胶圆顶106A被滑动件103的底面按压，由此圆顶部弹性变形(反转弯曲)，对按压操作赋予咔哒操作感。另外，如上所述，在解除了按压操作时，各橡胶圆顶106A能够通过该橡胶圆顶106A所产生的弹性力(向初始形状的复位力)将滑动件103向上方(Z轴正方向)推起而使滑动件103复位到按压操作前的初始位置。
基板107是平板状的部件。基板107在俯视下具有四边形状。基板107在壳体101的内部以相对于XY平面水平的姿态固定地设置于罩108的上表面。作为基板107，例如使用PWB(Printed Wiring Board)。在基板107的上表面107A安装有LED(Light Emitting Diode)107B及磁传感器107C。
LED107B设置于光导104的正下方的位置。LED107B能够通过来自设置于外部的控制装置120(参照图5)的控制而发光。LED107B能够通过发光而向光导104内照射光。
磁传感器107C设置于旋转体105的正下方的位置，与设置于旋转体105的下端面的磁铁105A对置。磁传感器107C能够通过检测磁通方向伴随磁铁105A的旋转的变化来检测旋转体105的旋转角度。并且，磁传感器107C能够将表示检测到的旋转角度的旋转角度信号经由连接器10gA向设置于外部的控制装置120(参照图5)输出。需要说明的是，一实施方式的按压式输入装置100使用磁传感器107C(GMR传感器)作为用于检测旋转角度的“传感器”的一例。但是，不限于此，按压式输入装置100也可以使用其他方式(例如光学式、机械式、静电式、电阻式等)的传感器作为用于检测旋转角度的“传感器”的另一例。
罩108是封堵壳体101的下侧开口部101B的、树脂制且平板状的部件。罩108通过贯穿该罩108的四根螺钉109螺纹紧固固定于壳体101。在罩108的底面向下方突出地设置有四棱筒状的连接器108A。在连接器108A的内部配置有以从基板107的下表面向下方垂下的方式设置的多个连接器销(省略图示)。连接器108A通过供外部的连接器(省略图示)嵌入而将多个连接器销与外部的连接器电连接。
(按压式换挡装置10的电结构)
图5是示出一实施方式的按压式换挡装置10的电结构的图。如图5所示，按压式换挡装置10具备四个按压式输入装置100-1～100-4和控制装置120。另外，各按压式输入装置100具备LED107B及磁传感器107C。
控制装置120经由按压式换挡装置10所具备的连接器108A(参照图2及图3)而与各按压式输入装置100所具备的LED107B及磁传感器107C连接。控制装置120具备发光控制部121及判定部122。
发光控制部121对各按压式输入装置100所具备的LED107B的发光进行控制。判定部122基于从各按压式输入装置100所具备的磁传感器107C供给的检测信号(即，由磁传感器107C取得的旋转角度的检测结果)，对各按压式输入装置100进行基于按压操作的开关接通判定。
(滑动件103的上侧滑动部103B及下侧滑动部103C)
图6是一实施方式的按压式输入装置100-1所具备的滑动件103的外观立体图。在图6中，示出了按压式输入装置100-1所具备的滑动件103的筒部103A的、后侧(X轴负侧)的侧面。如图6所示，按压式输入装置100-1所具备的滑动件103在筒部103A的后侧(X轴负侧)的侧面突出地设置有上侧滑动部103B及下侧滑动部103C。
上侧滑动部103B设置于比下侧滑动部103C稍微靠上方(Z轴正方向)且稍微靠左方(Y轴负方向)的位置。在上侧滑动部103B与下侧滑动部103C之间形成有间隙103D。上侧滑动部103B具有面向间隙103D的曲面状(朝向间隙103D凸的凸面状)的上侧滑动面103Ba。下侧滑动部103C具有面向间隙103D的曲面状(朝向间隙103D凸的凸面状)的下侧滑动面103Ca。上侧滑动部103B与下侧滑动部103C夹着后述的凸轮部105D而设置于相互对置的位置(参照图8、图9)。
(旋转体105的凸轮部105D)
图7是一实施方式的按压式输入装置100-1所具备的旋转体105的侧视图。在图7中，示出了按压式输入装置100-1所具备的旋转体105的、前侧(X轴正侧)的外周面105C。如图7所示，按压式输入装置100-1所具备的旋转体105在前侧(X轴正侧)的外周面105C突出地设置有螺旋状的凸轮部105D。凸轮部105D从上端部朝向下端部沿着外周面105C在从上方观察下沿逆时针延伸设置。另外，凸轮部105D以从上端部朝向下端部而高度位置逐渐变低的方式形成为螺旋状。凸轮部105D的上侧的倾斜面成为能够与滑动件103的上侧滑动面103Ba(参照图6)抵接而滑动的上侧凸轮面105Da(“凸轮面”的一例)。上侧凸轮面105Da将滑动件103的滑动力转换为旋转体105的旋转力。另外，凸轮部105D的上侧凸轮面105Da的背侧(下侧)的倾斜面成为能够与滑动件103的下侧滑动面103Ca(参照图6)抵接而滑动的下侧凸轮面105Db。
需要说明的是，如图7所示，上侧凸轮面105Da具有旋转开始部分P1、旋转中间部分P2、及旋转结束部分P3。
旋转开始部分P1是操作钮102的行程量达到行程量S1(相当于“旋转体的旋转开始时”)为止，滑动件103的上侧滑动部103B所滑动的部分。
旋转中间部分P2是操作钮102的行程量从行程量S1达到行程量S2(相当于“旋转体的旋转中间时”)为止，滑动件103的上侧滑动部103B所滑动的部分。
旋转结束部分P3是操作钮102的行程量为行程量S2以后时(相当于“旋转体的旋转结束时”)，滑动件103的上侧滑动部103B所滑动的部分。
(滑动件103与旋转体105的卡合状态)
图8及图9是示出一实施方式的按压式输入装置100-1中的、滑动件103的上侧滑动部103B及下侧滑动部103C与旋转体105的凸轮部105D卡合的卡合状态的图。需要说明的是，图8是从上方(Z轴正方向)且右方(Y轴正方向)观察到的、滑动件103及旋转体105的外观立体图。另外，图9是从前方(X轴正方向)观察到的、基于滑动件103及旋转体105的YZ平面的剖视图，仅滑动件103表示出剖面。
如图8及图9所示，旋转体105的凸轮部105D配置于滑动件103的上侧滑动部103B与下侧滑动部103C之间的间隙103D内。由此，如图9所示，凸轮部105D的上侧凸轮面105Da能够与上侧滑动部103B的上侧滑动面103Ba抵接而滑动。另外，如图9所示，凸轮部105D的下侧凸轮面105Db能够与下侧滑动部103C的下侧滑动面103Ca抵接而滑动。
由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，在伴随操作钮102的按压操作而滑动件103随着按压操作向下方(Z轴负方向)移动时，设置于滑动件103的上侧滑动部103B的上侧滑动面103Ba在设置于旋转体105的凸轮部105D的上侧凸轮面105Da朝向其下端部滑动，并且驱动旋转体105在从上方观察下沿顺时针方向旋转。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，伴随操作钮102的按压操作，能够驱动旋转体105在从上方观察下沿顺时针方向旋转。另外，通过扭力弹簧105B产生的弹性力，旋转体105始终在从上方观察下沿逆时针方向(复位旋转方向)被施力，因此凸轮部105D的上侧凸轮面105Da与上侧滑动部103B的上侧滑动面103Ba始终抵接。因此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，即使存在振动、冲击，也不会使旋转体105以远离滑动件103的方式旋转，能够可靠地使旋转体105的伴随按压操作的旋转角度对应于滑动件103向下方(Z轴负方向)的移动量。
另外，一实施方式的按压式输入装置100-1在解除了操作钮102的按压操作时，通过设置于旋转体105的上部开口部105b的扭力弹簧105B所产生的弹性力，能够使旋转体105在从上方观察下沿逆时针方向旋转。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，设置于旋转体105的凸轮部105D的上侧凸轮面105Da始终与设置于滑动件103的上侧滑动部103B的上侧滑动面103Ba抵接而滑动，并且旋转体105追随于由橡胶圆顶106A的弹性力引起的滑动件103的向上方(Z轴正方向)的移动而旋转。其结果是，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过橡胶圆顶106A将滑动件103向上方(Z轴正方向)推起，能够使滑动件103向按压操作前的初始位置复位，并且使旋转体105向初始位置复位。
另外，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，滑动件103具有下侧滑动部103C。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，在解除了操作钮102的按压操作时，在尽管滑动件103通过来自橡胶圆顶106A的作用力而向上方移动，但由于因旋转体105的异物等引起的卡挂，旋转体105借助扭力弹簧105B产生的弹性力向复位旋转方向(从上方观察下为逆时针方向)的旋转产生不良，旋转体105的旋转无法追随于滑动件103向上方的移动的情况下，在通常的复位的状态下，当与凸轮部105D的下侧凸轮面105Db具有间隙而分离的滑动件103的下侧滑动部103C通过橡胶圆顶106A的推起力而向上方移动，则与设置于当时停止中的旋转体105的凸轮部105D的下侧凸轮面105Db抵接，能够使下侧凸轮面105Db朝向其上端部滑动，并且驱动旋转体105向复位旋转方向(从上方观察下为逆时针方向)旋转。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，即使在由于因异物等引起的卡挂，仅用扭力弹簧105B产生的弹性力无法驱动旋转体105旋转的情况下，也能够强制地使旋转体105向复位旋转方向(从上方观察下为逆时针方向)旋转，从而能够将旋转体105可靠地复位到按压操作前的初始的旋转角度。
并且，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，即使假设在凸轮部105D或者滑动件103的上侧滑动部103B和下侧滑动部103C这双方破损而消失的情况下，也能够通过来自扭力弹簧105B的向复位旋转方向的作用力使旋转体105向初始的旋转角度复位。
需要说明的是，在上侧滑动部103B与下侧滑动部103C之间的间隙103D设置有相对于凸轮部105D微小的间距(clearance)，以使在该间隙103D内凸轮部105D能够平滑地滑动。该间距有可能使间隙103D内的凸轮部105D产生晃动。
但是，如上所述，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过设置于旋转体105的扭力弹簧105B所产生的作用力，对凸轮部105D以在从上方观察下沿逆时针旋转的方式施力。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，能够对凸轮部105D始终向与上侧滑动部103B抵接的方向施力，即，通过将凸轮部105D在间隙103D内向一方向偏置，能够抑制晃动。因此，即使在受到冲击、振动时，也能够抑制由于凸轮部105D的晃动引起的旋转体105的旋转角度不稳定化的情况。
并且，如上所述，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过对凸轮部105D始终向与上侧滑动部103B抵接的方向施力，能够抑制旋转体105相对于滑动件103的急剧操作的先行旋转(过度旋转)，因此，相对于滑动件103向上下方向(Z轴方向)的滑动，能够可靠地追随旋转体105的旋转动作。
另外，在旋转体105与将旋转体105支承为能够旋转的部件(壳体101的轴支承部101C及一对支承部101E(参照图4))之间设置有用于使旋转体105平滑地旋转的微小间距。该间距有可能使得旋转体105产生水平方向及上下方向的晃动。因此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，使上侧滑动面103Ba及上侧凸轮面105Da各自以使朝向旋转体105的半径方向上的外侧而高度位置逐渐变低的方式具有规定的倾斜角度而倾斜。通过该倾斜，凸轮部105D的旋转中心轴方向(上下方向)的板厚设定为越是从半径方向上的内侧部趋向外侧部越薄。该倾斜在通过来自扭力弹簧105B的作用力而使上侧凸轮面105Da抵靠于上侧滑动面103Ba时，相对于旋转体105产生向与上侧凸轮面105Da的倾斜面垂直的方向的反作用力。该反作用力的分力成为朝下(朝向支承部101E)及水平(朝向旋转中心轴)的反作用力。在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过该反作用力，在将上述的旋转体105支承为能够旋转的部件之间的间距内，将旋转体105向朝下(朝向支承部101E)及水平(朝向旋转中心轴)施力而偏置。因此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，能够抑制旋转体105向水平方向及上下方向的晃动，从而使旋转体105稳定地旋转。因此，能够使旋转体105的旋转动作可靠地追随于滑动件103向上下方向(Z轴方向)的滑动。
(按压操作的载荷特性)
图10是示出一实施方式的按压式输入装置100-1的基于操作钮102的按压操作的载荷特性的一例的图。在图10中，用F/S曲线表示基于操作钮102的按压操作的载荷特性。在图10所示的图表中，纵轴表示操作载荷，横轴表示行程量。需要说明的是，在一实施方式中，相对于一个操作钮102，使用相同规格的各两个橡胶圆顶106A使操作载荷为两倍，但并不限定于此。例如可以使用一个橡胶圆顶，也可以组合不同规格的三个以上橡胶圆顶。
如图10所示，在开始基于操作钮102的按压操作之后，直到该按压操作的行程量成为使得橡胶圆顶106A的反转动作开始的行程量S1为止的期间，伴随使橡胶圆顶106A弯曲，基于操作钮102的按压操作的操作载荷逐渐增加。因此，如图10所示，基于操作钮102的按压操作的操作载荷在按压操作的行程量为行程量S1时为最大载荷。
然后，在直到按压操作的行程量成为使橡胶圆顶106A的反转动作结束的行程量S2为止的期间，伴随橡胶圆顶106A反转动作，基于操作钮102的按压操作的操作载荷逐渐减少。因此，如图10所示，基于操作钮102的按压操作的操作载荷在按压操作的行程量为行程量S2时为最小载荷。
并且，然后，基于操作钮102的按压操作压扁橡胶圆顶106A，因此基于操作钮102的按压操作的操作载荷在直到按压操作的行程量成为最大行程量S3为止的期间逐渐增加。
在此，如图10所示，控制装置120的判定部122在基于操作钮102的按压操作的行程量处于行程量S1与行程量S2之间时，进行开关接通判定。特别是，判定部122在基于操作钮102的按压操作的行程量处于行程量S1与行程量S2的中间的行程量S4时，进行开关接通判定。更具体而言，由滑动件103驱动而旋转的旋转体105的旋转角度状态若是与操作钮102的行程量S4对应的角度状态，则在由传感器检测时，进行开关接通判定。
由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，操作者能够在与感觉到咔哒感的时刻大致相同的时刻，进行开关接通判定。即，操作者在感觉到咔哒感之后，直至进行开关接通判定为止，不需要进一步按入操作钮102。因此，根据一实施方式的按压式输入装置100-1，能够更直观地且可靠地进行基于操作钮102的伴随咔哒操作感的按压操作。
特别是，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，作为“咔哒感赋予机构”及“圆顶状弹性体”，使用了通过随着按压操作被推压而发生弹性变形的橡胶圆顶106A。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，与作为“咔哒感赋予机构”使用了其他结构(例如，凸轮机构等)的情况相比，能够利用比较简单且低成本的结构相对于按压操作赋予咔哒感。需要说明的是，在本实施方式中，作为“圆顶状弹性体”的一例，使用了橡胶圆顶106A，但不限于此，作为“圆顶状弹性体”的其他一例，也可以使用能够进行反转动作的金属圆顶构件等。
另外，一实施方式的按压式输入装置100-1具备保持于旋转体105的磁铁105A，作为“传感器”的一例，使用了安装于基板107的磁传感器107C。由此，一实施方式的按压式输入装置100-1能够以非接触的方式检测旋转体105的旋转角度。
另外，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，磁铁105A与磁传感器107C在旋转体105的旋转轴的轴向上相互对置地设置。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过将旋转体105以能够旋转的方式配置在基板107的上方这样的比较简单的结构，能够使磁铁105A与磁传感器107C相互对置，从而实现基于磁传感器107C的旋转体105的旋转角度的检测。
另外，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，在旋转体105具有将施加于操作钮102的操作力转换为旋转体105的旋转力的上侧凸轮面105Da。由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过比较简单的结构，能够使旋转体105伴随基于操作钮102的按压操作而旋转。另外，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，通过变更上侧凸轮面105Da的轮廓(倾斜角度、长度等)，能够变更旋转体105的旋转量、转速等。
(用于高精度地进行开关接通判定的结构)
图11是示出一实施方式的按压式输入装置100-1所具备的磁传感器107C(GMR传感器)的输出特性的图。图12是示意性地示出在一实施方式的按压式输入装置100-1中磁传感器107C的检测精度变为最高的磁铁105A的旋转角度的图。
需要说明的是，图11示出分别在25℃、-40℃、及105℃下的、磁传感器107C的输出电压的变化。如图11所示，磁传感器107C(GMR传感器)在0度方向及180度方向上，由温度漂移带来的输出电压的变化最难以生成，因此，检测精度最高。
因此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，如图12所示，在磁铁105A的旋转角度处于相当于磁传感器107C(GMR传感器)的0度方向或180度方向的旋转角度时(即，在磁铁105A的N极与S极的边界线与磁传感器107C(GMR传感器)的0度方向及180度方向正交时)，以能够进行基于控制装置120的判定部的开关接通判定的方式调整磁铁105A的设置朝向和磁传感器107C(GMR传感器)的设置朝向。
即，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，设定为在磁铁105A的旋转角度成为基于磁传感器107C的检测精度变为最高的旋转角度时，成为与上述的操作钮102的行程量S4对应的角度状态，因此能够与环境温度无关地可靠地进行开关接通判定。因此，根据一实施方式的按压式输入装置100-1，能够更高精度地进行开关接通判定。
(行程量与旋转角度的关系)
图13是示出一实施方式的按压式输入装置100-1中的操作钮102的行程量与旋转体105的旋转角度的关系的图。
如图7所示，设置于旋转体105的上侧凸轮面105Da具有旋转开始部分P1、旋转中间部分P2、及旋转结束部分P3。
旋转开始部分P1及旋转结束部分P3的倾斜角度比较陡峭。另一方面，旋转中间部分P2的倾斜角度比较平缓。因此，如图13所示，在旋转中间部分P2中，对应于每单位行程量的旋转量比在旋转开始部分P1及旋转结束部分P3中大。需要说明的是，在一实施方式中，旋转中间部分P2对应于图10的操作钮102的行程S1与行程S2之间的区域，控制装置120的判定部122检测在该旋转中间部分P2的区域中的旋转状态而进行开关接通判定，优选设定为在旋转中间部分P2的中央位置处的旋转状态(对应于行程S4)下进行开关接通判定。需要说明的是，相对于操作钮102的行程，倾斜角度比较平缓的旋转中间部分P2可以设定在任意的区域，且只要开关接通判定在倾斜角度比较平缓的旋转中间部分P2的区域内即可，未必是中央位置。
由此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，能够在对应于每单位行程量的旋转量比较大时进行开关接通判定。因此，在一实施方式的按压式输入装置100-1中，不易受到旋转角度的检测值的偏差等的影响，能够提高开关接通判定的精度。
需要说明的是，一实施方式的按压式换挡装置10所具备的按压式输入装置100-2～100-4均具有与按压式输入装置100-1同样的结构。由此，一实施方式的按压式换挡装置10在按压式输入装置100-1～100-4中的任一个被进行了按压操作的情况下，均能够更直观地且可靠地进行基于操作钮102的伴随咔哒操作感的按压操作。
以上，对本发明的一实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于这些实施方式，能够在技术方案所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形或变更。
例如，在一实施方式中，将“凸轮面”设置于旋转体105，但不限于此，也可以将“凸轮面”设置于滑动件103。
本国际申请基于2021年2月16日提出申请的日本专利申请第2021-022837号而主张优先权，并将该申请的全部内容援引于本国际申请。
附图标记说明：
10 按压式换挡装置
100、100-1～100-4 按压式输入装置
101 壳体
101A 上侧开口部
101B 下侧开口部
101C 轴支承部
101D 轴承开口部
101E支承部
102操作钮
102A操作面
102B下侧开口部
103滑动件
103A筒部
103B上侧滑动部
103Ba上侧滑动面
103C下侧滑动部
103Ca下侧滑动面
104光导
105旋转体
105a下侧开口部
105b上部开口部
105A磁铁
105B扭力弹簧
105C外周面
105D凸轮部
105E凸缘部
105Da上侧凸轮面
105Db下侧凸轮面
106橡胶片
106A橡胶圆顶
107基板
107A上表面
107B LED
107C磁传感器
108罩
108A连接器
109螺钉
120控制装置
121发光控制部
122判定部。

Claims (15)

1.一种按压式输入装置，其特征在于，
所述按压式输入装置具备：
操作钮，其由操作者进行按压操作；
咔哒感赋予机构，其对所述按压操作赋予咔哒感；
滑动件，其伴随所述按压操作而沿规定的滑动方向滑动；
旋转体，其伴随所述滑动件的所述滑动而旋转；
传感器，其对所述旋转体的旋转角度进行检测；以及
判定部，其基于由所述传感器取得的所述旋转角度的检测结果来进行开关接通判定。
2.根据权利要求1所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述判定部在与所述按压操作的载荷特性中的最大载荷对应的所述旋转体的所述旋转角度和与所述按压操作的载荷特性中的最小载荷对应的所述旋转体的所述旋转角度之间进行所述开关接通判定。
3.根据权利要求1或2所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述咔哒感赋予机构是圆顶状弹性体，所述圆顶状弹性体伴随所述按压操作而被所述滑动件按压从而发生弹性变形。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述按压式输入装置进一步具备保持于所述旋转体的磁铁，
所述传感器是安装于基板且对保持于所述旋转体的所述磁铁的所述旋转角度进行检测的磁传感器。
5.根据权利要求4所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述磁铁和所述磁传感器在所述旋转体的旋转轴的轴向上相互对置地设置。
6.根据权利要求4或5所述的按压式输入装置，其特征在于，
对于所述旋转体，与旋转开始时和旋转结束时相比，在所述旋转开始时与所述旋转结束时之间的旋转中间时的、对应于所述滑动件的每单位行程量的旋转量较大，
所述判定部在所述旋转体处于所述旋转中间时之时，进行所述开关接通判定。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的按压式输入装置，其特征在于，
对于所述判定部，进行所述开关接通判定时的所述磁铁的所述旋转角度处于基于所述磁传感器的检测精度变为最高的规定的旋转角度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的按压式输入装置，其特征在于，
在所述滑动件及所述旋转体中的任一方具有将所述滑动件的滑动力转换为所述旋转体的旋转力的凸轮面。
9.根据权利要求1所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述按压式输入装置进一步具备将所述旋转体向复位旋转方向施力的施力单元，
所述旋转体在设置于外周面的螺旋状的凸轮部具有上侧凸轮面，
所述滑动件具有上侧滑动部，所述上侧滑动部伴随该滑动件向下方的所述滑动而在所述上侧凸轮面滑动，由此使所述旋转体旋转，
所述旋转体的所述上侧凸轮面通过所述施力单元的作用力而始终被向与所述滑动件的所述上侧滑动部抵接的方向施力。
10.根据权利要求9所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述按压式输入装置进一步具备保持于所述旋转体的磁铁，
所述传感器是安装于基板且对保持于所述旋转体的所述磁铁的所述旋转角度进行检测的磁传感器。
11.根据权利要求10所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述磁铁和所述磁传感器在所述旋转体的旋转轴的轴向上相互对置地设置。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述咔哒感赋予机构是圆顶状弹性体，所述圆顶状弹性体伴随所述按压操作而被所述滑动件按压从而发生弹性变形。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述旋转体在设置于所述外周面的螺旋状的所述凸轮部的所述上侧凸轮面的背侧具有下侧凸轮面，
所述滑动件进一步具备下侧滑动部，所述下侧滑动部设置于夹着所述凸轮部而与所述上侧滑动部对置的位置，
在所述滑动件向下方的所述滑动时，所述下侧滑动部与所述下侧凸轮面具有间隙，在所述滑动件向上方的所述滑动时，仅在利用来自所述施力单元的作用力无法使所述旋转体向所述复位旋转方向旋转的情况下，所述下侧滑动部伴随所述滑动件向上方的所述滑动而与所述下侧凸轮面抵接并滑动，由此使所述旋转体向所述复位旋转方向旋转。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的按压式输入装置，其特征在于，
所述上侧凸轮面及所述上侧滑动部分别以随着朝向所述旋转体的半径方向上的外侧而高度位置变低的方式倾斜。
15.一种按压式换挡装置，其特征在于，
所述按压式换挡装置具备多个权利要求1至14中任一项所述的按压式输入装置。
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