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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 27. August 2013 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-175632 , auf deren Offenbarung vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bedienvorrichtung, in die eine Bedienkraft eingegeben wird.
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HINTERGRUND
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Eine Bedienvorrichtung, die in Patentdokument 1 offenbart ist, präsentiert einem Finger einer bedienenden Person, die beispielsweise ein Tastsinnpräsentationselement als einen Bedienabschnitt, der eine Bedienkraft empfängt, bedient, einen Tastsinn; der Tastsinn wird unter Verwendung der auf einen Aktuator ausgeübten Kraft präsentiert. Der Aktuator beinhaltet einen Magnet und eine Spule. Der Magnet wird auf einer ersten Jochplatte gehalten. Die Spule wird durch ein Spulenhalteelement gehalten, das sich zusammen mit dem Tastsinnpräsentationselement bewegen kann. Magnetfeldlinien, die durch den Magnet erzeugt werden, werden durch eine zweite Jochplatte, die sich gegenüber dem Magnet und der ersten Jochplatte bezüglich der Spule befindet, auf die Spule gerichtet. Eine elektromagnetische Kraft (eine Lorentz-Kraft), die erzeugt wird, wenn die Spule gespeist wird, wird dann auf das Tastsinnpräsentationselement ausgeübt.
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LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument 1: JP 2004-112979 A ( JP 3997872 B2 )
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die Bedienvorrichtung in Patentdokument 1 hält den Magnet unbeweglich und hält die Spule beweglich. Im Gegensatz dazu haben die Erfinder der vorliegenden Offenbarung eine Bedienvorrichtung studiert, die eine Spule durch einen Haltekörper unbeweglich hält und einen Magnet durch einen beweglichen Körper hält.
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In einer derartigen Bedienvorrichtung wird der Magnet beweglich zusammen mit dem beweglichen Körper gehalten, und eine Jochplatte, die sich gegenüberliegend dem Magnet bezüglich der Spule befindet, wird unbeweglich zusammen mit der Spule durch den Haltekörper gehalten. Somit wirkt eine Magnetanziehungskraft, die zwischen der Jochplatte und dem Magnet ausgeübt wird, auf sowohl den Haltekörper als auch den beweglichen Körper. Dies veranlasst die Magnetanziehungskraft, den beweglichen Körper gegen den Haltekörper zu drücken. Reibungskraft, die zwischen dem beweglichen Körper und dem Haltekörper erzeugt wird, nimmt zu, wenn sich der bewegliche Körper relativ in Kontakt mit dem Haltekörper bewegt. Ein resultierender Gleitwiderstand aufgrund der Reibungskraft stört eine Bedienung des Bedienabschnitts auf dem beweglichen Körper.
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Hinsichtlich der vorstehenden Umstände wurde die vorliegende Erfindung gemacht, um eine Bedienvorrichtung bereitzustellen, in der eine Spule durch einen Haltekörper gehalten wird, ein Magnet durch einen beweglichen Körper gehalten wird, der sich zusammen mit einem Bedienabschnitt bewegen kann, und die Spule gespeist wird, um eine Lorentz-Kraft zu erzeugen und die Lorentz-Kraft auf den Bedienabschnitt auszuüben. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bedienung des Bedienabschnitts zu erleichtern.
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Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird eine Bedienvorrichtung bereitgestellt, die einen beweglichen Körper beinhaltet, der sich bewegen kann, während er einen Magnet zusammen mit einem Bedienabschnitt hält, in den eine Bedienkraft eingegeben wird. Ein Haltekörper hält eine Spule und ein Joch. Die Spule ist von einem Bewegungspfad des Magnets beabstandet, der durch die Bewegung des beweglichen Körpers bewegt wird. Das Joch befindet sich gegenüberliegend zum Magnet bezüglich der Spule und wird verwendet, um die Magnetfeldlinien, die durch den Magnet erzeugt werden, auf die Spule zu richten. Der Haltekörper wird in Kontakt mit dem beweglichen Körper ausgehend von der Seite der Spule und des Jochs gebracht, um den beweglichen Körper zu tragen.
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Somit kann eine Lorentz-Kraft, die durch Speisen der Spule erzeugt wird, auf den Bedienabschnitt ausgeübt werden. In diesem Fall agiert zwischen dem Magnet und dem Joch eine Magnetanziehungskraft auf sowohl den beweglichen Körper als auch den Haltekörper. Im resultierenden Zustand wird eine große Reibungskraft auf einen Kontaktabschnitt zwischen dem Haltekörper und dem beweglichen Körper ausgeübt, wie vorstehend erwähnt ist. In dem vorliegenden Beispiel erzeugt demnach ein Rückstoßkrafterzeugungsabschnitt eine Rückstoßkraft zwischen dem beweglichen Körper und dem Haltekörper. Dies reduziert den Kontaktdruck zwischen dem Haltekörper und dem beweglichen Körper, wodurch die Reibungskraft ebenso reduziert wird. Die einfache Bedienung des Bedienabschnitts kann dadurch verbessert werden.
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Der Rückstoßkrafterzeugungsabschnitt kann unterschiedliche Konfigurationen adaptieren. Der Rückstoßkrafterzeugungsabschnitt kann ein Magnet sein, der für jeden des beweglichen Körpers und des Haltekörpers vorgesehen ist. In einem derartigen Fall kann mindestens der Magnet für den beweglichen Körper oder der Magnet für den Haltekörper ein Elektromagnet sein. Eine derartige Konfiguration kann die Magnitude der Rückstoßkraft durch Steuern des Speisens des Elektromagnets einstellen. Somit kann ein Gleitwiderstand, der auf den beweglichen Körper ausgeübt wird, ebenso auf einen angemessenen Wert eingestellt werden. Dies erhöht die einfache Bedienung des Bedienabschnitts.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen ersichtlicher.
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Es zeigen:
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1 ein Diagramm, das eine Gestaltung einer Bedienvorrichtung in einer Fahrzeugfahrgastzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
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2 ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Steuersystems einschließlich der Bedienvorrichtung illustriert;
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3 eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Bedienvorrichtung illustriert;
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4 ein schematisches Diagramm, das eine z-Richtungsansicht eines Reaktionskrafterzeugungsmechanismus in der Bedienvorrichtung illustriert;
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5 ein schematisches Diagramm, das eine vergrößerte Ansicht eines Rückstoßkrafterzeugungsmechanismus in der Bedienvorrichtung illustriert;
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6 ein schematisches Diagramm, das elektromagnetische Kraftänderungen illustriert, die auftreten, wenn eine Magnetanordnung in der Bedienvorrichtung vorwärts bewegt wird;
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7 ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerverarbeitung illustriert, die für die Reaktionskraft und die Rückstoßkraft ausgeführt wird;
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8 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Bildschirmansicht illustriert, die in der Steuerverarbeitung verwendet wird; und
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9 ein Diagramm, das weitere Beispiele einer Bildschirmansicht, die in der Steuerverarbeitung verwendet wird, zusammen mit ihren Wirkungen illustriert.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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[Gesamtkonfiguration der Ausführungsform]
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Bedienvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Fahrzeug angebracht, um ein Anzeigesystem 10 zusammen mit beispielsweise einer Navigationsvorrichtung 20 wie in 1 auszubilden. Die Bedienvorrichtung 100 ist auf einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angebracht und benachbart zu einer Armauflage 19 derart positioniert, dass ein Bedienknauf 70 freigelegt ist und innerhalb einfacher Reichweite einer Hand H einer bedienenden Person positioniert ist. Wenn eine Bedienkraft in den Bedienknauf 70 beispielsweise durch die Hand der bedienenden Person eingegeben wird, wird der Bedienknauf 70 in der Richtung der eingegebenen Bedienkraft versetzt. Die Navigationsvorrichtung 20 beinhaltet eine Anzeige 21, die auf einer Instrumententafel des Fahrzeugs angebracht ist. Ein Anzeigebildschirm 22 der Anzeige 21 ist freigelegt und hin zu einem Fahrersitz orientiert. Der Anzeigebildschirm 2 zeigt beispielsweise mehrere Schaltflächen (sogenannte Symbole) und einen Eingabezeiger 80. Den Schaltflächen sind vorbestimmte Funktionen zugewiesen. Der Eingabezeiger 80 (in der vorliegenden Ausführungsform geformt wie ein sogenannter Mauszeiger) wird verwendet, um eine gewünschte Schaltfläche auszuwählen. Wenn eine horizontal orientierte Bedienkraft in den Bedienknauf 70 eingegeben wird, bewegt sich der Eingabezeiger 80 über den Anzeigebildschirm 22 in einer Richtung entsprechend der Eingaberichtung der Bedienkraft.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Anzeige 21 zusammen mit einer Audioeinheit 25, einer Klimaanlage (A/C) 27 usw. mit der Bedienvorrichtung 100 durch eine Multimediaeinrichtung 29 verbunden. Die Verbindung zwischen der Anzeige 21 und der Klimaanlage 27 und der Multimediaeinrichtung 29 verwendet CAN-Kommunikation basierend auf einem CAN (Controller Area Network). Die Verbindung zwischen der Audioeinheit 25 und der Multimediaeinrichtung 29 verwendet MOST(Media Oriented Systems Transport)-Kommunikation. Die Multimediaeinrichtung 29 überträgt einen Zeichnungsbefehl an die Anzeige 21. Die Multimediaeinrichtung 29 überträgt ebenso unterschiedliche Steuersignale an die Audioeinheit 25 und die Klimaanlage 27. Ferner überträgt die Multimediaeinrichtung 29 Zeichnungsinformationen über eine Zeichnung, die auf der Anzeige 21 angezeigt wird, an die Bedienvorrichtung 100. Die Bedienvorrichtung 100 überträgt Eingabezeigerpositionsinformationen entsprechend der Position des Bedienknaufs 70 an die Multimediaeinrichtung 29.
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Die Bedienvorrichtung 100 ist elektrisch beispielsweise durch eine ECU 31, einen Positionssensor 33, einen X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35, einen Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 und einen Rückstoßkrafteinstellabschnitt 39 ausgebildet. Elektrische Energie, die zum Betreiben dieser Komponenten erforderlich ist, wird ausgehend von einer nicht dargestellten Batterie bereitgestellt. Der Positionssensor 33 erfasst die Position des Bedienknaufs 70. Basierend auf der Position des Bedienknaufs 70 und den Zeichnungsinformationen steuert die ECU 31 beispielsweise den X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35, den Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 und den Rückstoßkrafteinstellabschnitt. Obwohl eine Beschreibung eines detaillierten Mechanismus später erfolgt, stellt der X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35 eine X-Achsenrichtungs(Querrichtungs)-Reaktionskraft ein, die auf den Bedienknauf 70 ausgeübt wird. Der Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 stellt eine Y-Achsenrichtungs(Längsrichtungs)-Reaktionskraft ein, die auf den Bedienknauf 70 ausgeübt wird. Der Rückstoßkrafteinstellabschnitt 39 stellt eine Rückstoßkraft ein, die zwischen einer Knaufbasis 71, auf der der Bedienknauf 70 angebracht ist, und einem Gehäuse 50 (vgl. 3) der Bedienvorrichtung 100, die die Knaufbasis 71 trägt, ausgeübt wird.
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[Detaillierte Konfiguration und Betrieb der Bedienvorrichtung]
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Eine Konfiguration der Bedienvorrichtung wird nachfolgend im Detail beschrieben. Der Einfachheit halber erfolgt die folgende Beschreibung unter der Annahme, dass der Bedienknauf 70 aufwärts orientiert ist und dass die x-Achsenrichtung, in der der Bedienknauf 70 beweglich ist, die Querrichtung ist, und ferner, dass die y-Achsenrichtung, in der der Bedienknauf 70 beweglich ist, die Längsrichtung ist. Jedoch ist die Bedienvorrichtung 100 nicht auf die vorstehende Gestaltung beschränkt.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist die Bedienvorrichtung 100 mechanisch durch den Bedienknauf 70 und das Gehäuse 50 usw. ausgebildet. Der Bedienknauf 70 ist angeordnet, um relativ in der x- und y-Achsenrichtung auf einer virtuellen Bedienebene OP hinsichtlich des Gehäuses 50 beweglich zu sein. Die x- und y-Achsenrichtungsbewegungsbereiche des Bedienknaufs 70 sind durch das Gehäuse 50 vordefiniert.
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Das Gehäuse 50 trägt den Bedienknauf 70, um seine relative Bewegung zu ermöglichen, und nimmt Komponenten wie beispielsweise Leiterplatten 51, 52 auf. Die Leiterplatten 51, 52 sind innerhalb des Gehäuses durch einen Stift bzw. Bolzen 53a befestigt, der sich von einer Bodenabdeckung 53, die an der Unterseite des Gehäuses 50 befestigt ist, erstreckt. Die Leiterplatten 51, 52 sind parallel aufeinander derart positioniert, dass ihre Plattenoberflächen entlang der Bedienebene OP orientiert sind. Eine Steuerschaltung, die hauptsächlich durch einen Mikrocomputer wie beispielsweise die ECU 31 ausgebildet ist, ist auf der unteren Leiterplatte 51 ausgebildet.
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Wie in 3 und 4 dargestellt ist, sind vier Spulen 41 bis 44 genau auf der oberen Leiterplatte 52 positioniert. Der Bedienknauf 70 ist mit vier Magneten 61 bis 64 versehen, die zusammen mit dem Bedienknauf 70 beweglich sind. Die Spulen 41 bis 44 sind jeweils durch Wickeln eines Wicklungsdrahts 49, der aus einem nichtmagnetischen Material wie beispielsweise Kupfer gefertigt ist, um einen Spulenkörper 49a ausgebildet. Strom, der an jeden Wicklungsdraht 49 angelegt wird, wird einzeln durch den X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35 oder den Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 gesteuert.
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Jede Spule 41 bis 44 ist auf der Leiterplatte 52 derart angebracht, dass die Wicklungsachsenrichtung des Wicklungsdrahts 49 entlang einer z-Achse orientiert ist, die orthogonal zur Bedienebene OP ist. Jede Spule 41 bis 44 wird durch die Leiterplatte 52 derart gehalten, dass sich der Wicklungsdraht 49 in der x- und y-Achsenrichtung erstreckt, um im Wesentlichen ein Quadrat in der z-Achsenrichtung betrachtet auszubilden.
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Die vier Spulen 41 bis 44 sind in einem kreuzförmigen Muster angeordnet. Insbesondere, wie in 4 dargestellt ist, ist ein Paar Spulen 41, 43 in der x-Achsenrichtung und beabstandet voneinander angeordnet, während ein Paar Spulen 42, 44 in der y-Achsenrichtung und beabstandet voneinander angeordnet ist. Diese Anordnung bildet eine zentrale Region 45 aus, die auf allen vier Seiten durch die vier Spulen 41 bis 44 umgeben ist.
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Die Magnete 61 bis 64 sind jeweils durch einen Neodymmagnet ausgebildet und wie eine Platte geformt. Jeder Magnet 61 bis 64 ist wie ein Viereck ausgebildet, dessen Seiten 69 (vgl. 4) in ihrer Länge gleich sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Magnet 61 bis 64 wie ein Quadrat ausgebildet. Die Magnete 61 bis 64 werden durch die Knaufbasis 71 gehalten, während ihre Seiten 69 entlang entweder der x-Achse oder der y-Achse orientiert sind.
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Die vier Magnete 61 bis 64 sind so angeordnet, dass zwei von ihnen in der x-Achsenrichtung angeordnet sind, während die anderen zwei in der y-Achsenrichtung angeordnet sind. In anderen Worten sind die vier Magnete 61 bis 64 entsprechend zugeordnet in den ersten bis vierten Quadranten positioniert. Die vier Magnete 61 bis 64 beinhalten jeweils eine zugewandte Oberfläche 68 (vgl. 3), die der Leiterplatte 52 zugewandt ist, während sie in der Knaufbasis 71 gehalten werden. Jede der zugewandten Oberflächen 68 der vier Magnete 61 bis 64 ist im Wesentlichen wie ein Quadrat geformt und hat eine gleichmäßige flache Oberfläche. Die zugewandten Oberflächen 68 sind jeweils orientiert, um zwei der vier Spulen 41 bis 44 in der z-Achsenrichtung durch eine Öffnung 50d, die in dem Gehäuse 50 ausgebildet ist, zugewandt zu sein.
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Die Magnete 61 bis 64 sind jeweils in der z-Achsenrichtung magnetisiert. Die zugewandte Oberfläche 68 eines Magnets unterscheidet sich in ihrer Polarität von der gegenüberliegenden Oberfläche. Die Polaritäten der zugewandten Oberflächen 68 der Magnete 61 bis 64, d. h., zwei Magnetpole des N-Pols und des S-Pols, sind so angeordnet, dass die Polaritäten benachbarter Magnete, die in der x- oder y-Achsenrichtung angeordnet sind, sich voneinander unterscheiden.
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Die Bedienvorrichtung 100 beinhaltet ein spulenseitiges Joch 56 und ein magnetseitiges Joch 72. Das spulenseitige Joch 56 und das magnetseitige Joch 72 richten Magnetfeldlinien, die durch die Magnete 61 bis 64 erzeugt werden, hin zu den Spulen 41 bis 44, die den Magneten 61 bis 64 in der z-Achsenrichtung zugewandt sind. Das magnetseitige Joch 72 und das spulenseitige Joch 56 sind aus einem magnetischen Material ausgebildet und wie eine rechtwinklige Platte geformt. Insbesondere sind die Joche 72, 56 wie eine flache Platte ausgebildet, die keine Oberflächenunregelmäßigkeiten konvexer und konkaver Form aufweist. Das magnetseitige Joch 72 ist näher an dem Bedienknauf 70 als die Magnete 61 bis 64 angeordnet. Das spulenseitige Joch 56 ist weiter weg von dem Bedienknauf 70 als die Spulen 41 bis 44 angeordnet. Kurzum sind die Magnete 61 bis 64 und die Spulen 41 bis 44 zwischen den Jochen 72, 56 positioniert.
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Das magnetseitige Joch 72 und das spulenseitige Joch 56 bilden einen Teil eines Magnetkreises aus, der als ein Pfad für die Magnetfeldlinien dient, die durch die Magnete 61 bis 64 erzeugt werden. Dies reduziert die Magnetfeldlinienstreuung zur Außenseite des Magnetkreises. In anderen Worten sind die Spulen 41 bis 44 in einer Position angeordnet, in der die Magnetfeldlinien zwischen den Jochen 72, 56 passieren. Dies stellt sicher, dass die Magnetfeldlinien auf die Spulen 41 bis 44 konzentriert sind.
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Es wird angenommen, dass ein einstückiges Element einschließlich der vier Magnete 61 bis 64 als eine Magnetanordnung 65 (vgl. 4) bezeichnet wird. Die Größen von zugewandten Oberflächen 56a, 72a, die die Oberflächen des spulenseitigen Jochs 56 und des magnetseitigen Jochs 72 sind, die einander zugewandt sind, sind so festgelegt, dass die Magnetanordnung 65 in der z-Achsenrichtung betrachtet nicht von den zugewandten Oberflächen 56a, 72a hervorsteht. In anderen Worten ist die Länge jeder Seite der zugewandten Oberflächen 56a, 72a, die wie ein Rechteck geformt sind, festgelegt, um nicht kleiner als die Länge Lmx, Lmy (vgl. 4) zwischen den äußeren Kanten der Magnetanordnung 65 zu sein. In dem Beispiel von 3 ist die Länge jeder Seite der zugewandten Oberfläche 72a dieselbe wie die Länge Lmx, Lmy zwischen den äußeren Kanten der Magnetanordnung 65.
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Das Gehäuse 50 beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt 50a und eine Tragabschnitt 50b. Der Hauptkörperabschnitt 50a nimmt die vier Spulen 41 bis 44, das spulenseitige Joch 56 und die Leiterplatten 51, 52 auf. Der Tragabschnitt 50b trägt die Knaufbasis 71. Der Hauptkörperabschnitt 50a ist wie ein Zylinder geformt, der sich in der z-Achsenrichtung erstreckt. Der Tragabschnitt 50b ist wie eine Platte geformt, die sich von einem Zylinderende des Hauptkörperabschnitts 50a erstreckt, das hin zum Bedienknauf 70 angeordnet ist, zur Innenseite des Zylinders angeordnet ist. Der Hauptkörperabschnitt 50a und der Tragabschnitt 50b sind integral aus Harz ausgebildet.
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Die Leiterplatte 52 ist an dem Hauptkörperabschnitt 50a durch die Bodenabdeckung 53, die an einem Zylinderende des Hauptkörperabschnitts 50a angebracht ist, der gegenüberliegend zum Bedienknauf 70 positioniert ist, fixiert. Die Spulen 41 bis 44 sind auf der Leiterplatte 52 angebracht. Das spulenseitige Joch 56 ist auf einer Oberfläche der Leiterplatte 52, die gegenüberliegend zur Oberfläche ist, auf der die Spulen 41 bis 44 angebracht sind, angebracht. In anderen Worten werden die Spulen 41 bis 44 und das spulenseitige Joch 56 von dem Hauptkörperabschnitt 50a durch die Leiterplatte 52 und die Bodenabdeckung 53 gehalten. Kurz gefasst funktionieren das Gehäuse 50, die Leiterplatte 52 und die Bodenabdeckung 53 als ein „Haltekörper”, der die Spulen 41 bis 44 und das spulenseitige Joch 56 hält.
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Eine Abdeckung 57, die über der Knaufbasis 71 installiert ist, ist an dem Zylinderende des Hauptkörperabschnitts 50a befestigt, der benachbart zum Bedienknauf 70 positioniert ist. Somit sind das Gehäuse 50, die Bodenabdeckung 53, die Abdeckung 57 und die Leiterplatten 51, 52 auf nicht versetzbare Weise an vorbestimmten Abschnitten der Instrumententafel befestigt.
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Indessen ist die Knaufbasis 71 an dem Gehäuse 50 derart fixiert, dass die Knaufbasis 71 innerhalb der Abdeckung 57 beweglich ist. Die Knaufbasis 71 hält die vier Magnete 61 bis 64 und das magnetseitige Joch 72. Ferner ist der Bedienknauf 70 an der Knaufbasis 71 befestigt. Demnach, wenn eine Bedienkraft in den Bedienknauf 70 eingegeben wird, bewegen sich die Knaufbasis 71, die Magnete 61 bis 64 und das magnetseitige Joch 72 zusammen mit dem Bedienknauf 70. In anderen Worten funktioniert die Knaufbasis 71 als ein ”beweglicher Körper”, der sich relativ in Kontakt mit dem Gehäuse 50 bezüglich des Gehäuses 50 bewegt, während er beispielsweise die Magnete 61 bis 64 hält. Der Bedienknauf 70 funktioniert als ein „Bedienabschnitt”, in den die Bedienkraft der bedienenden Person eingegeben wird.
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Die Knaufbasis 71 beinhaltet einen Halteabschnitt 71a, einen erweiterten Abschnitt 71b, einen Kontaktabschnitt 71c und einen Halter 71d, die nachfolgend beschrieben sind. Der Halteabschnitt 71a ist wie ein Zylinder geformt, in dem das magnetseitige Joch 72 und die Magnete 61 bis 64 gehalten sind. Der erweiterte Abschnitt 71b ist wie eine Platte geformt, die sich parallel zu der Bedienebene OP ausgehend von einem Zylinderende (unteres Ende) des Halteabschnitts 71a erstreckt. Der Kontaktabschnitt 71c ist wie ein Bolzen geformt, der von einem Erstreckungsende des erweiterten Abschnitts 71b hin zum Gehäuse 50 hervorsteht. Der Kontaktabschnitt 71c ist auf drei oder mehr Abschnitten des erweiterten Abschnitts 71b ausgebildet. In dem Beispiel von 3 ist der Kontaktabschnitt 71c an jeder der vier Ecken des erweiterten Abschnitts 71b ausgebildet, der eine rechtwinklige Form aufweist.
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Der Tragabschnitt 50b des Gehäuses 50 bildet eine Gleitkontaktoberfläche 50c aus. Die Gleitkontaktoberfläche 50c erstreckt sich parallel zur Bedienebene OP. Mehrere der Kontaktabschnitte 71c kommen in Kontakt mit der Gleitkontaktoberfläche 50c. Ein derartiger Kontakt veranlasst das Gehäuse 50, die Knaufbasis 71 derart zu tragen, dass die Knaufbasis 71 positioniert ist, um zu den Spulen 41 bis 44 und dem spulenseitigen Joch 56 derart benachbart zu sein, dass der Knaufbasis 71 erlaubt ist, sich in der Richtung der Bedienebene OP zu bewegen.
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Die Klammer 71d ist so geformt, dass sie sich in der z-Achsenrichtung entlang den äußeren Kanten der Magnetanordnung 65 erstreckt. In dem Beispiel von 4 befindet sich die Klammer 71d an jeder der vier Ecken der Magnetanordnung 65. Der Halteabschnitt 71a, der erweiterte Abschnitt 71b und die Kontaktabschnitte 71c sind integral aus Harz ausgebildet. Die Klammer 71d ist aus nichtmagnetischem Material wie beispielsweise Harz ausgebildet und auf dem erweiterten Abschnitt 71b angebracht. Wie in 5 dargestellt ist, befindet sich ein Permanentmagnet 78 in jedem Kontaktabschnitt 71c. Ein Elektromagnet 58 ist in dem Tragabschnitt 50b des Gehäuses 50 eingebettet, der dem Permanentmagnet 78 derart zugewandt ist, dass er die Flachheit der Gleitkontaktoberfläche 50c nicht beeinträchtigt. Jeder Permanentmagnet 78 ist in der z-Achsenrichtung magnetisiert. Der Einfachheit halber sind N- und S-Polaritäten in 5 angegeben. Jedoch ist der Permanentmagnet nicht auf derartige Polaritäten beschränkt. Der Elektromagnet 58 ist durch Wickeln einer Spule 58b um einen Spulenkörper 58a, dessen Achse in der z-Achsenrichtung orientiert ist, ausgebildet.
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Der Rückstoßkrafteinstellabschnitt 39 (vgl. 2) erzeugt eine Rückstoßkraft zwischen dem Tragabschnitt 50b und dem Kontaktabschnitt 71c, wenn Strom an die Spule 58b derart angelegt wird, dass der Elektromagnet 58 und der Permanentmagnet 78 abstoßend miteinander interagieren. Ferner stellt der Rückstoßkrafteinstellabschnitt 39 die Magnitude der Rückstoßkraft durch Einstellen der Magnitude des Stroms in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der ECU 31 ein.
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Operationsprinzipien des X-Reaktionskrafteinstellabschnitts 35 und des Y-Reaktionskrafteinstellabschnitts 37 werden nachfolgend beschrieben. Als Erstes wird von einem Fall ausgegangen, in dem eine Bedienreaktionskraft in der x-Achsenrichtung an einer Referenzposition, bei der die Mitte der Magnetanordnung 65 die Mitte der zentralen Region 45 in der z-Achsenrichtung wie in 4 überlappt. In diesem Fall legt der X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35 den nachfolgenden Strom an die Spulen 42, 44 an, die in der y-Achsenrichtung angeordnet sind. Strom im Uhrzeigersinn wird an die Spulen 44 angelegt, wenn die Richtung vom spulenseitigen Joch 56 zum magnetseitigen Joch 72 von oben betrachtet wird. Im Gegensatz wird Strom im Gegenuhrzeigersinn an die Spule 42 angelegt.
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Wenn die vorstehenden Ströme fließen, wird eine Lorentz-Kraft Fy1 (nachfolgend als eine elektromagnetische Kraft bezeichnet), die in einer Richtung von der Spule 44 zur Spule 42 entlang der y-Achse (nachfolgend als die „Rückwärtsrichtung” bezeichnet) orientiert ist, in einem Abschnitt des Wicklungsdrahts 49 der Spule 44, der sich in der x-Achsenrichtung erstreckt und den Magnet 61 in der z-Achsenrichtung überlappt, erzeugt. Ferner wird eine elektromagnetische Kraft Fy2, die in einer Richtung von der Spule 42 zur Spule 44 entlang der y-Achse (nachfolgend als die „Vorwärtsrichtung” bezeichnet) orientiert ist, in einem Abschnitt des Wicklungsdrahts 49 der Spule 44, der sich in der x-Achsenrichtung erstreckt und den Magnet 64 in der z-Achsenrichtung überlappt, erzeugt. Ähnlich wird eine elektromagnetische Kraft Fy3, die in der Rückwärtsrichtung orientiert ist, in einem Abschnitt des Wicklungsdrahts 49 der Spule 42, der sich in der x-Achsenrichtung erstreckt und den Magnet 62 in der z-Achsenrichtung überlappt, erzeugt. Eine elektromagnetische Kraft Fy4, die in der Vorwärtsrichtung orientiert ist, wird in einem Abschnitt des Wicklungsdrahts 49 der Spule 42, der sich in der x-Achsenrichtung erstreckt und den Magnet 63 in der z-Achsenrichtung überlappt, erzeugt. Die elektromagnetischen Kräfte Fy1, Fy3, die in der y-Achsenrichtung orientiert sind, und die elektromagnetischen Kräfte Fy2, Fy4, die in der y-Achsenrichtung orientiert sind, wirken einander entgegen.
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Indessen werden elektromagnetische Kräfte Fx1, Fx2, die in einer Richtung von der Spule 41 zur Spule 43 entlang der x-Achse (nachfolgend als die „Linksrichtung” bezeichnet) orientiert sind, in einem Abschnitt des Wicklungsdrahts 49 der Spule 44, der sich in der y-Achsenrichtung erstreckt und die Magnete 61, 64 in der z-Achsenrichtung überlappt, erzeugt. Ähnlich werden elektromagnetische Kräfte Fx3, Fx4, die in der Linksrichtung orientiert sind, in einem Abschnitt des Wicklungsdrahts 49 der Spule 42, der sich in der y-Achsenrichtung erstreckt und die Magnete 62, 63 in der z-Achsenrichtung überlappt, erzeugt. Der X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 46 kann die elektromagnetischen Kräfte Fx1 bis Fx4 auf den Bedienknauf 70 als eine Bedienreaktionskraft in der x-Achsenrichtung ausüben
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Wenn eine Bedienreaktionskraft in der y-Achsenrichtung basierend auf derselben technischen Idee wie vorstehend zu erzeugen ist, kann der Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 Stromsteuerung derart ausüben, dass er Strom im Gegenuhrzeigersinn an die Spule 41 und Strom im Uhrzeigersinn an die Spule 43 anlegt. Ferner, wenn der X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35 und der Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 die Magnitude des an die Spulen 41 bis 44 anzulegenden Stroms steuert, wird die Magnitude der Bedienreaktionskraft in jeder Achsenrichtung eingestellt. Abgesehen davon, wenn die Richtung des auf die Spulen 41 bis 44 anzulegenden Stroms geändert wird, ändert sich die Richtung der Bedienreaktionskraft, die auf die Magnetanordnung 65 ausgeübt wird.
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Um dem X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35 und dem Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 zu ermöglichen, eine vorstehend beschriebene Bedienreaktionskraft zu erzeugen, muss jeder Wicklungsdraht 49 die Magnetanordnung 65 in der z-Achsenrichtung um mindestens eine vorbestimmte Länge überlappen. Insbesondere um vorbestimmte elektromagnetische x-Achsenrichtungskräfte Fx1 bis Fx4 zu erzeugen, muss ein Abschnitt jedes Wicklungsdrahts 49 jeder Spule 42, 44, die sich in der y-Achsenrichtung erstreckt, die Magnetanordnung 65 mindestens um eine vorbestimmte Länge überlappen. Demnach ist in einem Zustand, in dem die Magnetanordnung 65 an einer Referenzposition ist, die Länge Ley eines Bereichs, der die Magnetanordnung 65 überlappt (nachfolgend als die „effektive y-Achsenrichtungslänge” bezeichnet), für einen Abschnitt jedes Wicklungsdrahts 49, der sich in der y-Achsenrichtung erstreckt, vordefiniert. Ähnlich ist die effektive x-Achsenrichtungslänge Lex vordefiniert, um vorbestimmte elektromagnetische y-Achsenrichtungskräfte Fy1 bis Fy4 zu erzeugen.
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Die effektiven x- und y-Achsenrichtungslängen Lex, Ley können sogar aufrechterhalten werden, wenn der Bedienknauf bewegt wird, um die Magnetanordnung 65 von der Referenzposition weg zu bewegen. Eine Konfiguration zum Aufrechterhalten der effektiven Längen Lex, Ley wird nachfolgend beschrieben.
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In der Magnetanordnung 65 sind die Seiten 69, die zueinander an den parallelen zugewandten Oberflächen 68 benachbart sind, in Kontakt miteinander, ohne voneinander beabstandet zu sein. In der Magnetanordnung 65, ist die x-Achsenrichtungslänge Lmx zwischen den äußeren Kanten kleiner als die Länge Lcx zwischen den äußeren Kanten eines Paars Spulen 42, 43, das in der x-Achsenrichtung angeordnet ist. Außerdem ist die y-Achsenrichtungslänge Lmy zwischen den äußeren Kanten kleiner als die Länge Lcy zwischen den äußeren Kanten eines Paars Spulen 42, 44, das in der y-Achsenrichtung angeordnet ist. Diese Konfiguration stellt sicher, dass die Magnetanordnung 65 durch den Bedienknauf 70 gehalten wird und sich innerhalb eines Bereichs, der durch die äußeren Kanten 46a, 47a der vier Spulen 41 bis 44 umgeben ist, bewegen kann.
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Wie in 6, wenn sich die Magnetanordnung 65 vorwärts bewegt, nimmt die Überlappung zwischen den zugewandten Oberflächen 68 der Magnete 62, 63, die rückwärts in der Bewegungsrichtung positioniert sind, und der Spule 42, die rückwärts in der Bewegungsrichtung positioniert ist, ab. Somit nimmt die effektive y-Achsenrichtungslänge Ley der Spule 42 ab. Jedoch nimmt die Überlappung zwischen den zugewandten Oberflächen 68 der Magnete 64, 61, die vorwärts in der Bewegungsrichtung positioniert sind, und der Spule 44, die vorwärts in der Bewegungsrichtung positioniert ist, zu. Somit nimmt die effektive y-Achsenrichtung Ley der Spule 44 zu. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Summe der effektiven y-Achsenrichtungslänge Ley der Spulen 42, 44 sogar aufrechterhalten, wenn die Magnetanordnung 65 sich in der y-Achsenrichtung bewegt. Demnach können erzeugbare elektromagnetische x-Achsenrichtungskräfte Fx1 bis Fx4 aufrechterhalten werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bewegt sich die Magnetanordnung 65, die an der Knaufbasis 71 befestigt ist, relativ bezüglich der Spulen 41 bis 44, die an dem Gehäuse 50 fixiert sind. Sind die Spulen 41 bis 44 an der Knaufbasis 71 fixiert, wobei die Magnetanordnung 65 an dem Gehäuse 50 fixiert ist, ohne Rücksicht auf die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, tritt das Folgende auf. Die Magnetanordnung 65 muss angeordnet werden, um den gesamten Bewegungsbereich der Spulen 41 bis 44 zu abzudecken, wobei notwendigerweise die Fläche der Magnetanordnung 65 in der x- und y-Achsenrichtung vergrößert wird. Die Größe der Bedienvorrichtung 100 nimmt dadurch zu. Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Ausführungsform strukturiert, um die Magnetanordnung 65 zu bewegen. Demzufolge verringert die vorliegende Ausführungsform die Größe der Magnetanordnung 65.
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Außerdem, wie vorstehend erwähnt, ist die vorliegende Ausführungsform so konfiguriert, dass die effektiven Längen Lex, Ley ungeachtet dessen, wo sich die Magnetanordnung 65 bewegt, aufrechterhalten werden. Demnach, während die eingesetzte Struktur der Magnetanordnung 65 ermöglicht, sich zu bewegen, kann die Stärke der erzeugbaren elektromagnetischen Kräfte Fy1 bis Fy4, Fx1 bis Fx4 ungeachtet dessen aufrechterhalten werden, ob sich die Magnetanordnung 65 bewegt. Dies reduziert die Größe der einzelnen Magnete 61 bis 64 und implementiert die Bedienvorrichtung 100, die erzeugbare elektromagnetische Kräfte bereitstellen kann.
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Ferner, wenn die eingesetzte Struktur den Spulen 41 bis 44 ermöglicht, sich ohne Rücksicht auf die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform zu bewegen, wie vorstehend erwähnt ist, wird die Verdrahtung, die die Spulen 41 bis 44 mit der Leiterplatte 52 verbindet, jedes Mal, wenn sich die Spulen 41 bis 44 bewegen, einer Biegedeformation unterworfen. Demzufolge ist die Haltbarkeit der Verdrahtung gefährdet. Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Ausführungsform so strukturiert, um die Magnetanordnung 65 zu bewegen, die keine Verdrahtung benötigt. Demnach unterwirft die vorliegende Ausführungsform die Verdrahtung nicht der Biegedeformation, wenn sich die Spulen 41 bis 44 bewegen. Demzufolge ist die Haltbarkeit der Verdrahtung in der vorliegenden Ausführungsform nicht gefährdet.
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Ferner ist die vorliegende Ausführungsform strukturiert, um nicht nur die Magnetanordnung 65 zu bewegen, sondern ebenso eine Rückstoßkraft zwischen dem Tragabschnitt 50b und dem Kontaktabschnitt 71c durch den Rückstoßkrafteinstellabschnitt 39 zu erzeugen. Demnach verhindert die vorliegende Ausführungsform, dass die magnetische Anziehungskraft, die zwischen dem spulenseitigen Joch 56 und den Magneten 61 bis 64 erzeugt wird, dem Bedienknauf 70 einen Gleitwiderstand bereitstellt. In anderen Worten erzeugt die magnetische Anziehungskraft eine Rückstoßkraft zwischen dem Kontaktabschnitt 71c und der Gleitkontaktoberfläche 50c, um zu vermeiden, dass der Kontaktabschnitt 71c gegen die Gleitkontaktoberfläche 50c gedrückt wird. Somit verhindert die vorliegende Ausführungsform eine Zunahme einer Reibungskraft, die zwischen der Gleitkontaktoberfläche 50c und dem Kontaktabschnitt 71c erzeugt wird, wenn sich der Kontaktabschnitt 71c relativ in Kontakt mit der Gleitkontaktoberfläche 50c bewegt. Dies kann ein unbehagliches Gefühl während der Bedienung des Bedienknaufs 70 vermeiden und ein verbessertes Bedienungsgefühl bereitstellen.
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[Steuerung durch die vorliegende Ausführungsform]
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Die vorliegende Ausführungsform erhöht ferner die Bedienungsfreundlichkeit der Bedienvorrichtung 100, indem die ECU 31 veranlasst wird, eine nachfolgend beschriebene Verarbeitung auszuführen. Das Ablaufdiagramm von 7 illustriert die Verarbeitung, die wiederholt durch die ECU 31 ausgeführt wird, während etwas auf dem Anzeigebildschirm 22 angezeigt wird.
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Wie in 7 werden als Erstes bei S1 (der Buchstabe „S” steht nachfolgend für „Schritt”) der Verarbeitung Bildschirmansichtsinformationen über ein auf dem Anzeigebildschirm 22 der Anzeige 21 angezeigtes Bild durch die Multimediaeinrichtung 29 erlangt. Als Nächstes wird bei S2 eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine Kartenbildschirmansicht angezeigt wird. Wird die Kartenbildschirmansicht angezeigt (S2: Y), fährt die Verarbeitung mit S3 fort.
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Bei S3 wird die Position des Bedienknaufs 70 durch den Positionssensor 33 zum Erfassen der Position des Eingabezeigers 80 auf dem Anzeigebildschirm 22 erfasst. Als Nächstes werden bei S4 die Bildschirmansichtsinformationen mit der Eingabezeigerposition verglichen, um zu bestimmen, ob der Eingabezeiger 80 über einer Schaltfläche positioniert ist. Ist der Eingabezeiger 80 nicht über einer Schaltfläche positioniert (S4: N), fährt die Verarbeitung mit S5 fort. Bei S5 wird ein Strom an die Spule 58b, die verwendet wird, um die Rückstoßkraft einzustellen, angelegt, um einen geeigneten Gleitwiderstand während der Bedienung des Bedienknaufs 70 bereitzustellen, das heißt, eine angemessene Reibungskraft zwischen dem Tragabschnitt 50b und dem Kontaktabschnitt 71c bereitzustellen. Die Verarbeitung fährt dann mit S1 fort.
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Wenn der Anzeigebildschirm 22 eine Kartenbildschirmansicht zur Fahrzeugnavigation anzeigt, zeigt der Anzeigebildschirm 22 eine Karte 22a und unterschiedliche Schaltflächen 22b, wie in 8. Die unterschiedlichen Schaltflächen 22b werden zum Eingeben unterschiedlicher Befehle einschließlich jener zum Vergrößern oder Verkleinern der Karte 22a verwendet. Der Eingabezeiger 80 bewegt sich in Antwort auf die Bedienung des Bedienknaufs 70 zum Designieren eines Ziels auf der Karte 22a oder Drücken einer Schaltfläche 22b.
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Wenn der Eingabezeiger 80 über die Karte 22a bewegt wird (S4: N), sollte der Bedienknauf 70 einem bestimmten Betrag an Gleitwiderstand ausgesetzt sein, da es dadurch einfach wird, eine Stelle auf der Karte 22a zu designieren. Ist dies der Fall, wird die Steuerung bei S5 ausgeführt, um die Spule 58b zum Einstellen der Rückstoßkraft, die zwischen dem Tragabschnitt 50b des Gehäuses 50 und dem Kontaktabschnitt 71c der Knaufbasis 71 ausgeübt wird, zu speisen. Dies veranlasst den Bedienknauf 70, einem angemessen Gleitwiderstand zu begegnen.
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Wird bei S4 von 7 für den Eingabezeiger bestimmt, dass er über einer Schaltfläche 22b positioniert ist (S4: Y), in einer Situation, in der der Eingabezeiger 80 über der Schaltfläche 22b positioniert ist, fährt die Verarbeitung mit S8 fort. Ähnlich, wenn der Anzeigebildschirm 22 eine Bildschirmansicht anzeigt, die wie eine Zielsuchverfahrenauswahlbildschirmansicht in (A) und (B) von 9 aussieht, hauptsächlich nur Schaltflächen 22m bis 22r zeigt und keine Kartenbildschirmansicht ist (S2: N), wird die Eingabezeigerposition bei S7 auf gleiche Weise wie in S3 erfasst. Ausgehend von der Vervollständigung von S7 fährt die Verarbeitung mit S8 fort.
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Bei S8 wird Strom an die Spulen
41 bis
44 zur x- und y-Achsenrichtungsbedienreaktionskrafterzeugung angelegt, um eine Einzugskraft für auf dem Bildschirm befindliche Schaltflächen in Übereinstimmung mit ihren Positionen bereitzustellen. Insbesondere wird der Strom, der an die Spulen
41 bis
44 anzulegen ist, durch den X-Reaktionskrafteinstellabschnitt
35 und den y-Reaktionskrafteinstellabschnitt
37 derart eingestellt, dass der Bedienknauf
70, auf den keine externe Kraft ausgeübt wird, sich zu einer frei ausgewählten Position innerhalb seines Bewegungsbereichs bewegt. Speisungssteuerung, die bezüglich der Spulen
41 bis
44 ausgeübt wird, um die vorstehende Verarbeitung auszuführen, ist in der
JP 2005-141675 A offenbart und wird hier nicht weiter im Detail erläutert.
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Wenn mindestens ein Teil des Eingabezeigers 80 über einer Schaltfläche wie beispielsweise der Schaltfläche 22b positioniert ist (S4: Y), wird demnach Strom an die Spulen 41 bis 44 angelegt, um den Bedienknauf 70 zu einer Position entsprechend der Mitte dieser Schaltfläche zu bewegen. Diese Verarbeitung ermöglicht der bedienenden Person, den Eingabezeiger 80 einfach zur Mitte einer gewünschten Schaltfläche wie beispielsweise der Schaltfläche 22b zu bewegen. Ist der Eingabezeiger 80, dessen Position bei S7 erfasst wird, über keiner Schaltfläche positioniert, wird die Verarbeitung von S8 im Wesentlichen nicht ausgeführt und wird übersprungen.
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Als Nächstes wird bei S9 Strom an die Spule 58b zur Rückstoßkrafteinstellung angelegt, um die Reibungskraft in Einklang mit der Position einer Bildschirmschaltfläche einzustellen. Die Verarbeitung fährt dann mit S1 fort. Insbesondere, wenn der Bedienknauf 70 an einer Position entsprechend der Mitte der Schaltfläche 22b positioniert ist, wird eine Verarbeitung ausgeführt, um den an die Spule 58b angelegten Strom zu reduzieren, um die Rückstoßkraft zu verringern und die zwischen dem Tragabschnitt 50b und dem Kontaktabschnitt 71c ausgeübte Reibungskraft zu erhöhen. Diese Verarbeitung verhindert, dass die bedienende Person dem Eingabezeiger 80 ermöglicht, die Mitte einer gewünschten Schaltfläche wie beispielsweise der Schaltfläche 22b zu passieren, und ermöglicht der bedienenden Person, den Eingabezeiger 80 einfach in der Mitte der gewünschten Schaltfläche zu platzieren. Der Ausdruck „Mitte” ist nicht auf einen einzelnen Punkt beschränkt, sondern kann einen Bereich mit einer vorbestimmten Fläche repräsentieren.
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Wenn sich der Eingabezeiger 80 in der Richtung eines Pfeils A bewegt, wenn der Anzeigebildschirm 22 die Schaltflächen 22m bis 22r wie eine Zielsuchverfahrenauswahlbildschirmansicht in (A) von 9 zeigt, wird eine Reaktionskraft in (A) von 9 auf den Bedienknauf 70a ausgeübt. Insbesondere, wenn sich der Eingabezeiger 80 von der Schaltfläche 22m zur Schaltfläche 22n bewegt, wird die Verarbeitung von S8 ausgeführt, um eine Reaktionskraft auf den Bedienknauf 70 auszuüben, um den Bedienknauf 70 zu einer Position entsprechend der Mitte der Schaltfläche 22n zu bewegen. Demnach wird die Reaktionskraft in der Richtung von Pfeil A, unmittelbar nachdem der Eingabezeiger 80 von der Schaltfläche 22m zur Schaltfläche 22n bewegt wurde, ausgeübt und dient als eine Widerstandskraft, die in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung von Pfeil A ausgeübt wird, wenn der Eingabezeiger 80 dabei ist, die Mitte der Schaltfläche 22n zu passieren.
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Das obige Beispiel vereinfacht Positionieren des Eingabezeigers 80 an der Mitte einer gewünschten der Schaltflächen 22m bis 22r. Jedoch, wenn der Eingabezeiger 80 zwischen benachbarten Schaltflächen 22n bis 22r zu bewegen ist, muss der Bedienknauf 70 entgegen der vorbestimmten Widerstandskraft bedient werden. Somit ist es möglich, dass unangemessene Kraft ausgeübt wird, um eine fehlerhafte Bedienung auszuführen. Wenn der Eingabezeiger 80 von der Schaltfläche 22n zur Schaltfläche 22o zu bewegen ist, kann der Eingabezeiger 80 die Schaltfläche 22o passieren und sich zur Schaltfläche 22p bewegen.
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Die vorliegende Ausführungsform führt die Verarbeitung von S9 aus, um Steuerung so auszuüben, dass die Reibungskraft bei der Mitte jeder Schaltfläche 22m bis 22r wie in (B) von 9 zunimmt. Dies vereinfacht Positionieren des Eingabezeigers 80 bei der Mitte einer gewünschten der Schaltflächen 22m bis 22r. Ferner, wenn der Eingabezeiger 80, der in der Mitte einer gewünschten Schaltfläche positioniert ist, zu bewegen ist, muss der Bedienknauf 70 entgegen der Reibungskraft bewegt werden. Demnach kann der Eingabezeiger 80 nur bewegt werden, wenn die bedienende Person den Bedienknauf 70 mit einer definitiven Absicht bewegt. Bei S9, wenn der Eingabezeiger 80 nicht in der Mitte einer Schaltfläche positioniert ist, wie beispielsweise der Schaltfläche 22b, wird die Rückstoßkraft ausgeübt, um die Reibungskraft zu reduzieren.
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[Vorteile und Modifikationen der vorliegenden Ausführungsform]
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Wie vorstehend beschrieben, vereinfacht die vorliegende Ausführungsform die Bedienung der Bedienvorrichtung 100 durch Ausüben einer Rückstoßkraft zwischen dem Permanentmagnet 78 und dem Elektromagnet 58, um den Kontaktdruck und die Reibungskraft zu reduzieren, die zwischen dem Tragabschnitt 50b und dem Kontaktabschnitt 71c ausgeübt werden. Da die vorliegende Ausführungsform die Magnitude der Rückstoßkraft durch Steuern der Speisung der Spulen 58b einstellen kann, wird die Bedienung der Bedienvorrichtung 100 ferner vereinfacht, wenn eine Bedienung beispielsweise zum Bewegen des Eingabezeigers 80 zur Mitte einer gewünschten Schaltfläche wie vorstehend erwähnt ausgeführt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Bedienknauf 70 einem Bedienabschnitt; die Knaufbasis 71 entspricht einem beweglichen Körper; das spulenseitige Joch 56 entspricht einem Joch; das Gehäuse 50, die Leiterplatte 52 und die Bodenabdeckung 53 entsprechen einem Haltekörper; der Permanentmagnet 78 und der Elektromagnet 58 entsprechen einem Rückstoßkrafterzeugungsabschnitt; die Anzeige 21 entspricht einem Bildanzeigeabschnitt; die Schaltflächen 22b, 22m bis 22r entsprechen einer Anweisungsregion; der Anzeigebildschirm 22 entspricht einer Eingabezeigerbewegungsregion; und der X-Reaktionskrafteinstellabschnitt 35 und der Y-Reaktionskrafteinstellabschnitt 37 entsprechen einem Spulensteuerabschnitt.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Offenbarung deckt unterschiedlich modifizierte Ausführungsformen ab, solange sie innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung sind. Beispielsweise ist eine Steuerung basierend auf einem VCM (Schwingspulenmotor), der durch die Magnete 61 bis 64 und die Spulen 41 bis 44 ausgebildet ist, nicht auf die Steuerung beschränkt, bei der eine Bedienreaktionskraft wie vorstehend beschrieben ausgeübt wird. Unterschiedliche andere Steuerschemata können zur VCM-Steuerung eingesetzt werde. Die Steuerung kann beispielsweise zum Vibrieren des Bedienknaufs 70 ausgeübt werden, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind. Ferner muss die elektromagnetische Kraft nicht immer auf den Bedienknauf 70 in zwei Achsenrichtungen ausgeübt werden, sondern kann alternativ auf den Bedienknauf 70 in einer Achsenrichtung ausgeübt werden. In einem derartigen alternativen Fall kann eine Spule verwendet werden, während zwei Magnete verwendet werden. Im Gegensatz dazu kann der Bedienknauf 70 oder ein anderer beweglicher Körper angeordnet entlang einer sphärischen Oberfläche beweglich sein, so dass die Magnete und Joche senkrecht die elektromagnetische Kraft auf die sphärische Oberfläche ausüben.
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Ferner kann die Steuerung auf unterschiedliche Arten zum Einstellen der Magnitude der Rückstoßkraft ausgeübt werden. Beispielsweise kann die Steuerung ausgeübt werden, um entweder einen vorbestimmten Betrag einer Reibungskraft auf die Karte 22a auszuüben oder eine starke Reibungskraft auf die Mitte der Schaltfläche 22b auszuüben. Alternativ kann die Steuerung ohne Rücksicht auf ein angezeigtes Bild ausgeübt werden, so dass die Rückstoßkraft zum Reduzieren der Reibungskraft auf null zu jeder Zeit ausgeübt wird. In einem derartigen alternativen Fall kann ein Permanentmagnet sowohl in dem Tragabschnitt 50b als auch dem Kontaktabschnitt 71c zum Erzeugen der Rückstoßkraft eingebettet sein. Die Rückstoßkraft kann alternativ unter Verwendung beispielsweise elektrostatischer Abstoßung erzeugt werden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf ein technisches Gebiet beschränkt, in dem ein angezeigtes Bild sich in Antwort auf die Bedienung eines Bedienabschnitts ändert. Wenn die vorliegende Offenbarung auf unterschiedliche andere Gebiete angewandt wird, können die Reaktionskraft und die Rückstoßkraft auf unterschiedlichste Arten gesteuert werden.
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Jedoch, wenn der Bildanzeigeabschnitt (21), der ein Bild basierend auf der Position des beweglichen Körpers anzeigt, und der Rückstoßkrafteinstellabschnitt (39), der die Magnitude der Rückstoßkraft, die durch den Rückstoßkrafterzeugungsabschnitt erzeugt wird, in Einklang mit einer Bildschirmansicht einstellt, die auf dem Bildanzeigeabschnitt angezeigt wird, wie beschrieben in Verknüpfung mit der vorstehenden Ausführungsform eingebunden sind, wird ein ersichtlicher Effekt erlangt. In einem derartigen Beispiel kann, wenn der Bildanzeigeabschnitt die Karte (22a) und den Eingabezeiger (80) anzeigt, der über der Karte (22a) angezeigt wird und an einer Position entsprechend der Position des beweglichen Körpers platziert ist, der Rückstoßkrafteinstellabschnitt die Magnitude der Rückstoßkraft einstellen, um einen vorbestimmten Betrag eines Gleitwiderstands für den beweglichen Körper bereitzustellen. Dies vereinfacht Designieren eines Punkts auf der Karte.
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Ferner kann in dem vorstehenden Beispiel, wenn der Bildanzeigeabschnitt die Anweisungsregion (22b, 22m bis 22r) zum Eingeben einer Anweisung, die Eingabezeigerbewegungsregion (22), die die Anweisungsregion enthält und größer als die Anweisungsregion ist, und den Eingabezeiger (80) der an einer Position entsprechend der Position des beweglichen Körpers innerhalb der Eingabezeigerbewegungsregion platziert ist, anzeigt, der Rückstoßkrafteinstellabschnitt die Magnitude der Rückstoßkraft derart einstellen, dass dem beweglichen Körper mindestens ein größerer Gleitwiderstand geboten wird, wenn der Eingabezeiger in der Mitte der Anweisungsregion positioniert ist, als wenn der Eingabezeiger außerhalb der Anweisungsregion positioniert ist. Dies vereinfacht ferner die Bedienung, die zum Positionieren des Eingabezeigers in der Mitte einer gewünschten Anweisungsregion ausgeführt wird.
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In dem vorstehenden Fall kann, wie in Verknüpfung mit der vorstehenden Ausführungsform beschrieben ist, ein Spulensteuerabschnitt (35, 37) zusätzlich eingebunden sein, um die Spule mit einem Strom zu versorgen, der eine Lorentz-Kraft auf den Magnet ausübt, um den beweglichen Körper zum Bewegen des Eingabezeigers zur Mitte der Anweisungsregion zu bewegen, wenn der Eingabezeiger in der Anweisungsregion positioniert ist. Dies vereinfacht ferner die Bedienung, die zum Positionieren des Eingabezeigers in der Mitte einer gewünschten Anweisungsregion ausgeführt wird.
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Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf ihre Ausführungsformen erläutert wurde, ist es ersichtlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll unterschiedliche Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich sind neben den unterschiedlichen Kombinationen und Konfigurationen weitere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehrerer, weniger oder nur eines einzelnen Elements ebenso innerhalb des Lichts der Lehre und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
