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HINWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-2702 vom 9. Januar 2014, deren Offenbarung hier durch Referenz einbezogen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Eingabeapparat, in den eine Betätigungskraft eingegeben wird.
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STAND DER TECHNIK
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Die Patentschrift 1 offenbart den Aufbau eines Eingabeapparat, der ein taktiles Sensierteil beinhaltet, in das eine Betätigungskraft eingebbar ist; und umfasst weiterhin ein Stellglied, das durch die Eingabe der Betätigungskraft des taktilen Sensierteils so gestützt wird, dass es verschiebbar ist. Das in der Patentschrift 1 offenbarte Stellglied umfasst Folgendes: Einen Magneten, der einen Magnetpol bildet; eine Spule, die es dem vom Magnetpol erzeugten magnetischen Fluss erlaubt, durchzugehen; und zwei Jochplatten, die den von Magneten erzeugten magnetischen Fluss an der Spule induzieren bzw. dorthin weiterleiten. Das Stellglied richtet die durch den Strom in der Spule erzeugte elektromagnetische Kraft durch das taktile Sensierteil so als die Betätigungsreaktionskraft ein, dass sie auf einen Betätigenden derart wirkt, dass die Betätigungsreaktionskraft als die haptische Informationsübertragung an den Betätigenden dienen kann.
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Mit Bezug auf den in der Patentschrift 1 offenbarten Eingabeapparat kann beispielsweise das Gewicht des taktilen Sensierteils, das verschiebbar aufgebaut ist, passend zu einer Änderung der Variation der Beschreibung aufgrund einer Anforderung wie der Konstruktion und des Stärkepegels der Betätigungsreaktionskraft größer oder kleiner werden. Demgemäß wird auch die Druckkraft geändert, die vom taktilen Sensierteil auf ein Teil wie ein Gehäuse zum Lagern eines taktilen Sensierteils ausgeübt wird. Folglich kann das Gewicht des taktilen Sensierteils so viel kleiner werden, dass ein geeigneter Gewichtsbereich unterschritten wird, so dass beispielsweise ein durch eine fehlende Belastungskraft verursachtes Wackeln und Vibrieren für das taktile Sensierteil erzeugt wird. Zudem kann das Gewicht des taktilen Sensierteils den passenden Gewichtsbereich überschreiten, so dass es möglich ist, eine zu große Erhöhung der Reibkraft zu erhalten, die auf das taktile Sensierteil wirkt.
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Wie vorstehend beschrieben kann die Kraft, die zwischen einer Eingabevorrichtung und einer Lagervorrichtung wirkt, im Stand der Technik nicht beliebig angepasst werden; daher kann beispielsweise der Reibwiderstand, der für die Bewegung der Eingabevorrichtung erzeugt wird, nicht optimiert werden.
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LITERATUR AUS DEM STAND DER TECHNIK
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: JP-2011-232-946-A
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KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Eingabeapparat zu schaffen, der ein Betätigungsgefühl für eine Betätigung verbessert, die beispielsweise eine Eingabevorrichtung eines taktilen Sensierteils zum Bewegen veranlasst.
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Ein Eingabeapparat nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Eingabevorrichtung, eine Lagervorrichtung, einen Reaktionskraftgenerator und einen Justieraufbau. Die Eingabevorrichtung empfängt eine Eingabe einer Betätigungskraft in einer Richtung entlang einer Betätigungsebene. Die Lagervorrichtung lagert die Eingabevorrichtung so, dass sie es der ersten Eingabevorrichtung ermöglicht, sich entlang der Betätigungsebene durch die Eingabe der Betätigungskraft zu bewegen. Der Reaktionskraftgenerator umfasst ein Teil zum Bilden eines magnetischen Pols, um einen magnetischen Pol zu bilden; eine Spule, um es einem magnetischen Fluss, der durch das Teil zum Bilden des magnetischen Pols erzeugt wird, zu ermöglichen, durch die Spule zu gehen; und ein Teil zum Induzieren eines magnetischen Flusses, um den magnetischen Fluss in der Spule zu induzieren, der vom Teil zum Bilden des magnetischen Pols erzeugt wird. Zusätzlich übt der Reaktionskraftgenerator die elektromagnetische Kraft, die durch das Aufbringen von Strom in die Spule erzeugt wird, auf die Eingabevorrichtung als eine Betätigungsreaktionskraft in eine Richtung entlang der Betätigungsebene auf. Der Justieraufbau erhöht oder verringert eine Druckkraft, die die Lagervorrichtung in eine Richtung drückt, in der die Eingabevorrichtung die Betätigungsebene schneidet, indem der Justieraufbau die Gesamtheit der magnetischen Anziehungskraft anpasst, die durch das Teil zum Bilden des magnetischen Pols erhalten wird, das das magnetische Flussinduktionsteil anzieht.
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Der Erfinder der vorliegenden Offenbarung konzentriert sich nun auf die magnetische Anziehungskraft, die zwischen dem Teil zum Bilden des magnetischen Pols und dem magnetischen Induktionsteil erzeugt wird, und ordnet den Justieraufbau zum Anpassen der magnetischen Anziehungskraft am Eingabeapparat an. Der Justieraufbau justiert die Gesamtheit der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Teil zum Bilden des magnetischen Pols und dem magnetischen Flussinduktionsteil so, dass die Druckkraft zwischen der Eingabeeinrichtung und der Lagereinrichtung erhöht oder verringert wird. Daher kann der Reibwiderstand zwischen der Eingabevorrichtung und der Lagervorrichtung, der passend zur Druckkraft zu erhöhen oder zu verringern ist, beliebig durch den Justieraufbau angepasst werden. Demgemäß kann die Verbesserung des Betätigungsgefühls hinsichtlich der Betätigung zum Bewegen der Eingabevorrichtung durch die Eingabe der Eingabekraft erzielt werden, weil der Reibwiderstand, der mit der Bewegung der Eingabevorrichtung erzeugt wird, optimiert werden kann.
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KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
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Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren deutlicher. In den Figuren zeigen:
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1 ein Schaubild, das einen Aufbau eines Anzeigesystems veranschaulicht, das einen Betätigungseingabeapparat nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst;
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2 eine Zeichnung, die eine Anordnung des Betätigungseingabeapparats in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs veranschaulicht;
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3 eine Querschnittsansicht, die einen mechanischen Aufbau des Betätigungseingabeapparats veranschaulicht;
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4 eine Draufsicht, die eine Reaktionskrafterzeugung veranschaulicht;
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5 eine Zeichnung, die einen Arbeitsmechanismus veranschaulicht, in dem eine Druckkraft durch einen Justieraufbau passend zu einer Spezifikation mit einem großformatigen bzw. massiven Betätigungsknopf verringert wird;
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6 ist ein Schaubild, das einen Arbeitsmechanismus veranschaulicht, in dem eine Druckkraft passend zu einer Spezifikation erhöht wird, die einen kleinformatigen bzw. leichten Betätigungsknopf umfasst;
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7 eine Schnittansicht, die einen mechanischen Aufbau eines Betätigungseingabeapparats nach einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
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8 ein Schaubild, das einen Arbeitsmechanismus veranschaulicht, in dem ein Justieraufbau nach einer zweiten Ausführungsform eine magnetische Anziehungskraft nach unten an einem äußeren Kantenabschnitt eines beweglichen Bereichs erhöht;
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9 eine Schnittansicht, die einen mechanischen Aufbau eines Betätigungseingabeapparats nach einer dritten Ausführungsform veranschaulicht;
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10 ein Schaubild, das einen Arbeitsmechanismus veranschaulicht, in dem eine Druckkraft durch einen Justieraufbau passend zu einer Spezifikation mit einem großformatigen Betätigungsknopf verringert wird; und
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11 ein Schaubild, das einen Arbeitsmechanismus veranschaulicht, in dem eine Druckkraft passend zu einer Spezifikation erhöht wird, die einen kleinformatigen Betätigungsknopf umfasst.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM DURCHFÜHREN DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird eine Vielzahl von Ausführungsformen nach der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Man bemerke, dass den Aufbauelementen, die zu jeder der Ausführungsformen gehören, dieselben Bezugszeichen zugeordnet werden, und daher wird die Beschreibung nicht wiederholt. Falls nur ein Teil des Aufbaus in einer Ausführungsform beschrieben wird, können die anderen Teile des Aufbaus den Aufbau der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwenden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Kombination der Aufbauten beschränkt, die explizit in jeder der Ausführungsformen beschrieben sind; ein Teil der Aufbauten in der Vielzahl von Ausführungsformen kann selbst dann kombiniert werden, wenn dies nicht explizit in der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, solange dies in das Gebiet und den Umfang der vorliegenden Offenbarung fällt. Die Kombination der Aufbauten, die in der Vielzahl von Ausführungsformen und Modifizierungsbeispielen nicht explizit beschrieben werden, wird nachfolgend beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Betätigungseingabeapparat 100 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegende Erfindung wie in 1 veranschaulicht umfasst Folgendes: Eine fahrzeuginterne Anzeigevorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert und innerhalb des Fahrgastraums angeordnet ist; und ein Anzeigesystem 10 gemeinsam mit beispielsweise einer Navigationsvorrichtung 20 oder einer Head-up-Anzeigevorrichtung 120 (siehe 2). Wie in 2 gezeigt ist der Betätigungseingabeapparat 100, an einer Position benachbart zu einer Handauflage, an einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet und stellt einen Betätigungsknopf 73 in einem Bereich heraus, in dem ihn die Hand des Betätigenden leicht erreicht. Wenn die durch eine Hand H des Betätigenden ausgeübte Betätigungskraft auf den Betätigungsknopf 73 wirkt, ändert sich die Richtung der eingegebenen Betätigungskraft.
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Die Navigationsvorrichtung 20 ist innerhalb des Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet und stellt einen Anzeigebildschirm 22 bereit, der auf einen Fahrersitz gerichtet ist. Der Anzeigebildschirm 22 zeigt eine Vielzahl von Icons hinsichtlich einer vorab festgelegten Funktion und einen Zeiger 80, der zur Auswahl der Icons genutzt wird. Wenn eine Betätigungskraft in einer horizontalen Richtung auf den Betätigungsknopf 73 ausgeübt wird, bewegt sich der Zeiger 80 in einer Richtung, die der wirkenden Betätigungskraft entspricht, auf dem Anzeigebildschirm 22. Wie in 1 und 2 gezeigt ist die Navigationsvorrichtung 20 mit einem Kommunikationsbus 90 so verbunden, dass sie dazu fähig ist, beispielsweise mit dem Betätigungseingabeapparat 100 über ein Netzwerk in Verbindung zu stehen. Die Navigationsvorrichtung 20 umfasst folgendes: Eine Anzeigesteuerung, die ein auf dem Anzeigebildschirm 22 angezeigtes Bild zeichnet; und eine Flüssigkristallanzeige bzw. LCD 21, die das Bild, das von der Anzeigesteuerung 23 gezeichnet wurde, kontinuierlich auf dem Anzeigebildschirm anzeigt.
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Wie in 1 gezeigt ist der Betätigungseingabeapparat 100 beispielsweise mit dem Kommunikationsbus 90 und einer externen Batterie 95 verbunden. Der Betätigungseingabeapparat 100 steht mit der Navigationsvorrichtung, die entfernt vom Betätigungseingabeapparat 100 angeordnet ist, über den Kommunikationsbus 95 in Verbindung.
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Der Betätigungseingabeapparat 100 umfasst elektrisch beispielsweise eine Kommunikationssteuerung 35, eine Betätigungserfassung 31, einen Reaktionskraftgenerator 39, eine Reaktionskraftsteuerung 37 und eine Betätigungssteuerung 33.
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Die Kommunikationssteuerung 35 gibt von der Betätigungssteuerung 33 verarbeitete Information an das Kommunikationsnetzwerk 90 aus. Zusätzlich erhält die Kommunikationssteuerung 35 Information, die von anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen 4 an den Kommunikationsbus 90 abgegeben wird, und gibt die Information dann an die Betätigungssteuerung 33 aus. Die Betätigungserfassung 31 erfasst eine Position des Betätigungsknopfs 73 (siehe 2), der durch die Eingabe der Betätigungskraft bewegt wird. Die Betätigungserfassung 31 gibt die Betätigungsinformation, die die Position des erfassten Betätigungsknopfs 73 anzeigt, an die Betätigungssteuerung 33 aus.
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Der Reaktionskraftgenerator 39 ist ein Aufbau, der eine Betätigungsreaktionskraft auf den Betätigungsknopf 73 (siehe 2) erzeugt, und umfasst ein Stellglied wie einem Tauchspulenmotor. Wenn die Reaktionskrafterzeugung 39 eine Betätigungsreaktionskraft auf den Betätigungsknopf 73 in einem Fall aufbringt, in dem beispielsweise der Zeiger 80 mit dem Icon auf dem Anzeigebildschirm 22 überlappt (siehe 2), veranlasst der Reaktionskraftgenerator 39 den Bediener, mit dem so genannten Reaktionskraft-Feedback dazu, ein taktiles Gefühl eines simulierten Icons zu haben. Die Reaktionskraftsteuerung 37 kann ein Mikrocomputer sein, der beispielsweise zum Verwenden einer Vielzahl von Berechnungsvorgängen dient. Der Reaktionskraftgenerator 39 steuert die Richtung und den Stärkepegel der Betätigungsreaktionskraft, die vom Reaktionskraftgenerator 39 auf den Betätigungsknopf 73 wirkt, auf der Grundlage der von der Betätigungssteuerung 33 erhaltenen Reaktionskraftinformation.
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Die Betätigungssteuerung 33 wird beispielsweise durch einen Mikrocomputer zum Durchführen einer Vielzahl von Berechnungsvorgängen aufgebaut. Die Betätigungssteuerung 33 erhält eine Betätigungsinformation, die von der Betätigungserfassung 31 erfasst wird, und gibt die Betätigungsinformation über die Kommunikationssteuerung 35 an den Kommunikationsbus 90 aus. Zudem berechnet die Betätigungssteuerung 33 die Richtung und Stärke der Betätigungsreaktionskraft, die auf dem Betätigungsknopf 73 (siehe 2) wirkt, und gibt das Berechnungsergebnis als die Reaktionskraftinformation an die Reaktionskraftsteuerung 37 aus.
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Der Betätigungseingabeapparat 100 umfasst mechanisch wie in 3 gezeigt eine bewegliche Vorrichtung 70 und eine Befestigungsvorrichtung 50.
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Wenn die Betätigungskraft in einer x-Richtung und y-Richtung entlang einer virtuellen Betätigungsebene OP in den Betätigungsknopf 73 eingegeben wird, kehrt die bewegliche Vorrichtung 70 zu einer Referenzposition als der Referenz zurück, sobald die aufgewendete Betätigungskraft gelöst wird. Der bewegliche Bereich in der x-Richtung und der y-Richtung für die bewegliche Vorrichtung 70 wird durch die Befestigungsvorrichtung 50 definiert.
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Die bewegliche Vorrichtung 70 umfasst eine Knopfbasis 74, einen Schlitten 75 und den vorstehend erläuterten Betätigungsknopf 73. Die Knopfbasis 74 ist eine Verlängerung des Betätigungsknopfs 73 entlang der z-Achse senkrecht zur Betätigungsebene OP und hält das nachstehend erwähnte innere Joch 71. In der vorliegenden Offenbarung umfasst der Terminus „senkrecht” nicht nur die exakte Senkrechte, sondern kann auch ungefähr senkrecht bedeuten. Der Schlitten 75 ist an der Knopfbasis 74 angeordnet und entlang der Betätigungsebene OP in einer ebenen Plattenform gebildet. Eine Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 ist so angeordnet, dass sie in einer Halbkugelform auf dem Schlitten 75 zur Befestigungsvorrichtung 50 hin vorstehen. Der Schlitten 75 veranlasst die Spitze jedes der zahlreichen Gleitvorsprünge 76 dazu, mit der Oberfläche der Befestigungsvorrichtung 50 in Kontakt zu sein und auf der Befestigungsvorrichtung 50 angeordnet zu sein. Der Schlitten 75 legt jeden der zahlreichen Gleitvorsprünge 76 derart an, dass sie auf der Befestigungsvorrichtung mit der Eingabe der Betätigungskraft gleitfähig und bewegbar sind.
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Die Befestigungsvorrichtung 50 umfasst eine Schaltungsplatine und ein Gehäuse 50a, dass die Schaltungsplatine aufnimmt. Die vorstehend erläuterten zwei äußeren Joche 51, 52 sind an der Befestigungsvorrichtung 50 befestigt. Beispielsweise wird der Mikrocomputer, der die Betätigungssteuerung 33 und die Reaktionskraftsteuerung 37 (siehe 1 für beide Teile) umfasst, auf der Schaltungsplatine montiert. Das Gehäuse 50a lagert die bewegliche Vorrichtung 70 so, dass sie relativ dazu verschiebbar ist.
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Der Reaktionskraftgenerator 39, der in den 3 und 4 veranschaulicht ist, trägt einen Schacht für das Reaktionskraft-Feedback zwischen der beweglichen Vorrichtung 70 und der Befestigungsvorrichtung 50. Der Reaktionskraftgenerator 39 umfasst zwei Tauchspulenmotoren so, dass sie als ein Stellglied wirken, um die elektromagnetischen Kräfte EMF_x und EMF_y für jede der jeweiligen Richtungen entlang der Betätigungsebene OP zu erzeugen. Der Reaktionskraftgenerator 39 wird beispielsweise durch zwei Spulen 41, 42 vier Magnete 61 bis 64, das innere Joch 71 und zwei äußere Joche 51, 52 aufgebaut.
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Jede der Spulen 41, 42 ist aus einem Draht als Wicklung 49 hergestellt, der aus einem nicht-magnetischen Material wie Kupfer besteht, und wird gebildet, indem er um einem flachen zylindrischen Spulenkörper 48 gewickelt wird. Für jede der Spulen 41, 42 wird die Querebene senkrecht zur WickelAchsenrichtung der Wicklung 49 in einer rechteckigen Form gebildet. Die Wicklung 49 wird so gewickelt, dass die Dicke jeder der Spulen 41, 42 bis zu beispielsweise 3 mm beträgt. Mit Bezug auf jede der Spulen 41, 42 sind Unterbringungskammern 41a, 42a so angeordnet, dass sie sich in der WickelAchsenrichtung an der Innenumfangsseite des Spulenkörper 48 und der Wicklung 49 erstrecken. Jede der Spulen 41, 42 ist elektrisch mit der Reaktionskraftsteuerung 37 (siehe 1) durch ein Verdrahtungsmuster verbunden, das auf der Schaltungsplatine angeordnet ist. Strom wird durch die Reaktionskraftsteuerung 37 individuell an jede Wicklung 49 angelegt.
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Die zwei Spulen 41, 42 erzeugen einen sehr kleinen Zwischenspalt und sind entlang der y-Achse aufgereiht. Jede der zwei Spulen 41, 42 ist an der Befestigungsvorrichtung 50 so befestigt und angeordnet, dass sie entlang der Betätigungsebene OP befestigt sind. Die WickelAchsenrichtung einer Spule 41 (die nachstehend als eine „erste Spule” bezeichnet wird) verläuft entlang der x-Achse. Die WickelAchsenrichtung einer anderen Spule 42 (die nachstehen als eine „zweite Spule” bezeichnet wird) verläuft entlang der y-Achse. Die Seitenfläche jeder der Spulen 41, 42 wird im Wesentlichen viereckig gebildet, und jede Seite der viereckigen Form verläuft entlang der x-Achse oder y-Achse.
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Jeder der Magnete 61, 64 wird beispielsweise aus einem Neodymmagnet gebildet und wird in einer vierseitigen Platte mit einer Längsrichtung geformt. Eine Montagefläche 69 und eine magnetisierte Fläche 68, die in eine ebene Flächenform gebildet sind, sind an jeder der Spulen 61 bis 64 angeordnet. Die Montagefläche 69 ist am inneren Joch 71 montiert, und die Länge der Montagefläche ist entlang der y-Achse ausgerichtet.
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Zwei Magnete 61, 62 sind in der Unterbringungskammer 41a der ersten Spule 41 untergebracht und so angeordnet, dass sie das innere Joch 71 von beiden Seiten der z-Achsenrichtung zwischen sich aufnehmen. Die Magnete 61, 62 sind in der z-Achsenrichtung senkrecht zur Betätigungsebene OP so aufgereiht, dass die magnetische Oberfläche 68 entlang der Betätigungsebene OP verläuft. Die magnetischen Flächen 68 der jeweiligen Magnete 61, 62, die durch das innere Joch 71 gestützt werden, blicken jeweils mit Bezug auf die z-Richtung in unterschiedliche Richtungen. Ein vorab festgelegter Abstand wird zwischen den magnetisierten Oberflächen 68 in der z-Achsenrichtung beibehalten, und die magnetisierte Fläche 68 liegt der Innenumfangsfläche der ersten Spule 41 gegenüber. Die Magnetpole, die auf jeder magnetisierten Oberfläche 68 der jeweiligen Magnete 61, 62 gebildet sind, sind zueinander identisch.
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Die anderen beiden Magnete 63, 64 sind in der Unterbringungskammer 42a der zweiten Spule 42 untergebracht und so angeordnet, dass das Joch 71 in der z-Achsenrichtung zwischen ihnen liegt. Die Magnete 63, 64 sind in der z-Achsenrichtung senkrecht zur Betätigungsebene OP so aufgereiht, dass die magnetische Fläche 68 entlang der Betätigungsebene OP verläuft. Die magnetisierten Flächen 68 auf den jeweiligen Magneten 63, 64, die vom inneren Joch 71 gestützt werden, blicken mit Bezug auf die z-Richtung in jeweils unterschiedliche Richtungen. Ein vorab festgelegter Abstand wird zwischen den magnetisierten Oberflächen 68 in der z-Achsenrichtung beibehalten, und die magnetisierte Fläche 68 liegt der Innenumfangsfläche der zweiten Spule 42 gegenüber. Die auf jeder magnetisierten Fläche 68 an den jeweiligen Magneten 63, 64 gebildeten Magnetpole sind zueinander identisch; sie unterscheiden sich jedoch von den Magnetpolen der magnetisierten Flächen 68 an den Magneten 61, 62.
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Das innere Joch 71 ist aus magnetischem Material wie Weicheisen und Elektrostahl hergestellt. Das innere Joch 71 ist zwischen zwei äußeren Jochen 51, 52 angeordnet. Das Joch 71 wird durch die Knopfbasis 74 in einem Zustand aufgehängt, in dem es von den Spulen 41, 42 entfernt ist. Das innere Joch 71 umfasst Folgendes: zwei magnetseitige Jochteile 71a, 71b, die eine ebene Platte bilden; und ein Verbindungsteil 71c, das die beiden magnetseitigen Jochteile 71a, 71b verbindet.
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Das magnetseitige Jochteil 71a (das nachstehend als ein „erstes magnetseitiges Jochteil” bezeichnet wird) wird in die Unterbringungskammer 41a der ersten Spule 41 eingeführt. Die Montageflächen 69 der jeweiligen Magnete 61, 62 sind an beiden Flächen des ersten magnetseitigen Jochteils 71a montiert, das in der Unterbringungskammer 41a aufgenommen ist. Das magnetseitige Jochteil 71b (das nachstehend als ein „zweites magnetseitiges Jochteil” bezeichnet wird) wird in die Unterbringungskammer 42a der zweiten Spule 42 eingeführt. Die Montageflächen 69 der jeweiligen Magnete 63, 64 sind in beiden Flächen des zweiten magnetseitigen Jochteils 71b montiert, das in der Unterbringungskammer 42a aufgenommen ist.
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Das Verbindungsteil 71 wird entlang der Spulen 41, 42 in eine „L”-Form gebogen. Ein Abstand passend zur maximalen Hublänge des Betätigungsknopfs 73 ist zwischen dem Verbindungsteil 73 bzw. 71c und jeder der Spulen 41, 42 vorgesehen.
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Das innere Joch 71 ist in einer Form gebildet, die sich von der Unterbringungskammer 41a der ersten Spule 41 bis zur Unterbringungskammer 42a der zweiten Spule 42 erstreckt, in dem das Verbindungsteil 71c mit den zwei magnetseitigen Jochteilen 71a, 71b verbunden wird.
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Die Außenjoche 51, 52 sind ähnlich dem inneren Joch 71 aus magnetischem Material wie Weicheisen und elektromagnetischen Stahlplatten hergestellt. Jedes der äußeren Joche 51, 52 ist in einer Rechteckform gebildet. Die Außenjoche 51, 52 sind jeweils an beiden Seiten der zwei Spulen 41, 42 in der z-Achsenrichtung angeordnet und zwar derart, dass sie einander so gegenüber liegen, dass sie die Spulen 41, 42 zwischen sich aufnehmen.
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Das Außenjoch 51 (das nachstehend als ein „Oberarmaußenjoch” bezeichnet wird) als eines der beiden Außenjoche 51, 52, das näher beim Betätigungsknopf 73 liegt, ist am Gehäuse 50a als ein Deckelkörper des Gehäuses 50a befestigt. Das Oberarmaußenjoch 51 weist eine erste gegenüberliegende Fläche 51a, eine zweite gegenüberliegende Fläche 51b, eine Öffnung 51c und eine Gleitfläche 51d auf.
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Die erste gegenüberliegende Fläche 51a und die zweite gegenüberliegende Fläche 51b als zwei jeweilige Flächen des Oberarmjochs 51 werden als Flächen auf einer ersten Seite gebildet, die der Seite der jeweiligen Spulen 41, 42 gegenüber liegen. Die erste gegenüberliegende Fläche 51a liegt der magnetisierten Fläche 68 des Magneten 61 gegenüber. Die erste gegenüberliegende Fläche 51a und die magnetisierte Fläche 68 sind so angeordnet, dass sie die erste Spule 41 von innen und außen zwischen sich aufnehmen. Die zweite gegenüberliegende Fläche 51b liegt der magnetisierten Fläche 68 des Magnets 62 gegenüber. Die zweite gegenüberliegende Fläche 51b und die magnetisierte Fläche 68 sind so angeordnet, dass sie die zweite Spule 42 von innen und außen zwischen sich aufnehmen.
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Die Öffnung 51c ist am mittleren Abschnitt des Oberarmaußenjochs 51 angeordnet und geht in einer Plattendickenrichtung durch das Oberarmaußenjoch 51 durch. Die Öffnung 51c ermöglicht es der Knopfbasis 74, vom Betätigungsknopf 73 bis zum inneren Joch 71 durchzugehen. Die Gleitfläche 51d als eine der zwei Flächen des Oberarmaußenjochs 51 ist als die Fläche auf der zweiten Seite gebildet, die der Seite des Betätigungsknopfs 73 gegenüberliegt. Die Gleitfläche 51d ist als eine ebene Form entlang der Betätigungsebene OP gebildet. Der Schlitten 75 ist auf der Gleitfläche 51d angeordnet. Die Gleitfläche 51d stützt die Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 so, dass sie gleitfähig sind.
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Das Außenjoch 52 (das nachstehend als das „Unterarmaußenjoch” bezeichnet wird) als eines der Außenjoche 51, 52, das weiter vom Betätigungsknopfs 73 weg liegt, ist innerhalb des Gehäuses 50a befestigt. Das Unterarmaußenjoch 52 weist eine erste gegenüberliegende Fläche 52a und eine zweite gegenüberliegende Fläche 52b auf. Die erste gegenüberliegende Fläche 52a und die zweite gegenüberliegende Fläche 52b als die beiden Flächen des Unterarmaußenjochs 52 werden als Flächen auf einer ersten Seite gebildet, die der Seite der jeweiligen Spulen 41, 42 gegenüber liegt. Die erste gegenüberliegende Fläche 52a liegt der magnetisierten Fläche 68 des Magneten 62 gegenüber. Die zweite gegenüberliegende Fläche 52a und die magnetisierte Fläche 68 sind so angeordnet, dass sie die erste Spule 41 sowohl von innen als auch von außen zwischen sich aufnehmen. Die zweite gegenüberliegende Fläche 52b liegt der magnetisierten Fläche 68 des Magnets 62 gegenüber. Die zweite gegenüberliegende Fläche 52b und die magnetisierte Fläche 68 sind so angeordnet, dass sie die zweite Spule 42 von innen und außen zwischen sich aufnehmen.
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Das innere Joch 71 und zwei Außenjoche 51, 52 bilden einen magnetischen Kreis zum Induzieren eines magnetischen Flusses, der durch die Magnete 61 bis 64 erzeugt wird, in den jeweiligen Spulen 41, 42. In diesem magnetischen Kreis geht der magnetische Fluss, der durch die zwei Magnete 61, 62 erzeugt wird, durch die Wicklung 49 der ersten Spule 41 in der z-Achsenrichtung (oder penetriert diese) und tritt von der ersten gegenüberliegenden Fläche 51a und der zweiten gegenüberliegenden Fläche 52a in die Außenjoche 51, 52 ein und wird zur zweiten gegenüberliegenden Fläche 51b und der zweiten gegenüberliegenden Fläche 52b gerichtet. Zudem geht der magnetische Fluss, der durch die zwei Magnete 63, 64 erzeugt wird, von der zweiten gegenüberliegenden Fläche 51b und der zweiten gegenüberliegenden Fläche 52b durch die Wicklung 49 der zweiten Spule 42 in der z-Achsenrichtung (oder penetriert diese) und tritt in das Jochteil 71b auf der Seite des zweiten Magneten ein. Zudem geht der magnetische Fluss durch das Verbindungsteil 71c innerhalb des inneren Jochs 71 und wird zum Jochteil 71a auf der Seite des ersten Magneten gerichtet. Wie vorstehend beschrieben steigt die magnetische Flussdichte, die durch die Wicklung 49 jeder Spule geht, mit der Bildung des Magnetkreises über die beiden Tauchspulenmotoren.
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Im vorstehend beschriebener Reaktionskraftgenerator 39 wird die elektromagnetische Kraft EMF_x in der x-Achsenrichtung zwischen der ersten Spule 49 und jedem der Magnete 61, 62 mit dem Aufbringen des Stroms erzeugt, der der ersten Spule 41 zugeführt wird. Ebenso wird die elektromagnetische Kraft EMF_y in der y-Achsenrichtung zwischen der zweiten Spule 42 und jedem der Magnete 63, 64 mit dem Aufbringen des Stroms erzeugt, der der zweiten Spule 42 zugeführt wird. Die Richtung jeder der elektromagnetischen Kräfte EMF_x, EMF_y wird durch Umkehren des Stroms umgekehrt, der jeder der Spulen 41, 42 zugeführt wird. Der Stärkepegel jeder der elektromagnetischen Kräfte EMF_x, EMF_y kann gesteuert werden, indem die Größe des Stroms angepasst wird, der jeder der Spulen 41, 42 zugeführt wird.
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Nachstehend wird der Justieraufbau 78, der im Betätigungseingabeapparat 100 vorgesehen ist, genau beschrieben. Der Justieraufbau 78 kann in der Länge in der z-Achsenrichtung vom Schlitten 75 zum inneren Joch 71 angepasst werden. Der Justieraufbau 78 weist einen Streckmechanismus zum Strecken der Knopfbasis 74 auf und kann die Position des inneren Jochs 71 in der z-Achsenrichtung beliebig definieren. Der Justieraufbau 78 kann den Reibwiderstand anpassen, der zwischen jedem der zahlreichen Vorsprünge 76 und der Gleitfläche 51d verursacht wird, während er die bewegliche Vorrichtung 70 durch Anpassen der Position des inneren Jochs in der z-Achsenrichtung bewegt. Nachstehend wird der Arbeitsmechanismus basierend auf den 5 und 6 beschrieben.
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Die Magnete 61 bis 64 erzeugen eine magnetische Anziehungskraft zum Anziehen einer gegenüberliegenden Fläche aus den ersten gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a und den zweiten gegenüberliegenden Flächen 51b, 52b. Demgemäß wirken die magnetische Anziehungskraft –Fzm in einer Richtung nach unten, die entlang der z-Achse zum Unterarmaußenjoch 52 gerichtet ist, und die magnetische Anziehungskraft Fzm in einer Richtung nach oben, die entlang der z-Achse zum Oberarmaußenjoch 51 gerichtet ist, auf das innere Joch 71, um die Magnete 61 bis 64 zu halten.
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Wie in 5 veranschaulicht wird der Abstand zwischen den Magneten 61, 63 und dem oberen Außenjoch 51 kürzer als der Abstand zwischen den Magneten 62, 64 und dem unteren Außenjoch 52, wenn der Justieraufbau 78 die Positionen des inneren Jochs 71 näher an das Oberarmaußenjoch 51 bringt. Somit wird die magnetische Anziehungskraft Fmz in der Richtung nach oben mit einer Änderung des Abstands zwischen jeder der gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a, 51b, 52b und der magnetischen Fläche 68, die einzeln den gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a, 51b, 52b gegenüber liegt, größer als die magnetische Anziehungskraft –Fmz in der Richtung nach unten. Demgemäß ist die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fmz zum Ziehen jedes der Außenjoche 51, 52 durch jeden der Magnete 61 bis 64 in der Richtung nach oben gerichtet (siehe ΣFzm in 5). Die Kraft nach oben, die aus der Summe der magnetischen Anziehungskraft Fzm gebildet wird, wird größer, wenn der Abstand zwischen dem inneren Joch 71 und dem oberen Außenjoch 51 kürzer wird.
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Andererseits wird der Abstand zwischen den Magneten 62, 64 und dem Unterarmaußenjoch 51 wi ein 6 gezeigt kürzer als der Abstand zwischen den Magneten 61, 63 und dem Oberarmaußenjoch 51, wenn der Justieraufbau 78 die Position des inneren Jochs 71 näher an das Unterarmaußenjoch 52 bringt. Daher ist die magnetische Anziehungskraft –Fzm in der Richtung nach unten größer als die magnetische Anziehungskraft Fzm in der Richtung nach oben. Demgemäß ist die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm nach unten gerichtet (siehe ΣFzm in 6). Die aus der Summe der magnetischen Anziehungskraft Fzm gebildete Kraft nach unten wird größer, wenn der Abstand zwischen dem inneren Joch 71 und den oberen Außenjoch 52 kürzer wird.
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Die Betätigungseingabeapparate 100 in den 5 und 6 unterscheiden sich im Gewicht des Betätigungsknopfs. Der Betätigungsknopf 73a der in 5 veranschaulicht ist, ist dazu aufgebaut, größer und schwerer als der Standardbetätigungsknopf 73 zu sein (siehe 1). Daher ist die Last Fzg, die vom Betätigungsknopf 73a auf den Schlitten 75 wirkt, größer als die Last Fzg, die vom Standardbetätigungsknopf 73 auf den Schlitten 75 wirkt. Demgemäß ist die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm mit der Anpassung der Position des inneren Jochs 71, die durch den vorstehend erläuterten Justieraufbau 78 durchgeführt wird, in der Richtung nach oben gerichtet. Wie vorstehend beschrieben wird die Druckkraft Fzp, die durch die bewegliche Vorrichtung 70 erhalten wird, die auf die Gleitfläche 51d in der Richtung nach unten durch die Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 des Schlitten 75 wirkt, um die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm verringert. Als ein Ergebnis ist der Reibwiderstand, der zwischen dem Gleitvorsprung 76 und der Gleitfläche 51d verursacht wird, mit der Funktion des Justieraufbaus 78 entsprechend einem Fall des Vorsehens des Standardbetätigungsknopfs 73 anpassbar.
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Andererseits ist der in 6 veranschaulichte Betätigungsknopf 73b dazu aufgebaut, dass er größer und schwerer als der Standardbetätigungsknopf 73 (siehe 1) ist. Daher ist die Last Fzg, die vom Betätigungsknopf 73b auf den Schlitten 75 wirkt, kleiner als die Last Fzg, die vom Standardbetätigungsknopf 73 auf den Schlitten 75 wirkt. Demgemäß ist die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm mit der Anpassung der Position des Innenjochs 71, die durch den vorstehend erläuterten Justieraufbau 78 durchgeführt wird, nach unten gerichtet. Wie vorstehend beschrieben wird die Druckkraft Fzp, die durch die bewegliche Vorrichtung 70 erhalten wird, die auf die Gleitfläche 51d in der Richtung nach unten durch die Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 des Schlittens 75 drückt, durch die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm erhöht. Als Ergebnis ist der Reibwiderstand, der zwischen dem Gleitvorsprung 76 und der Gleitfläche 51d verursacht wird, mit der Funktion des Justieraufbaus 78 passend zu einem Fall des Vorsehens des Standardbetätigungsknopfs 73 anpassbar.
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Nach der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform kann die Druckkraft, die von der beweglichen Vorrichtung 70 auf die Befestigungsvorrichtung 50 wirkt, mit der Anpassung der Gesamtkraft der magnetischen Anpassungskraft Fzm durch den Justieraufbau 78 erhöht oder verringert werden. Demgemäß kann der Reibwiderstand zwischen der beweglichen Vorrichtung 70 und der Befestigungsvorrichtung 50, der passend zur Druckkraft Fzp erhöht und verringert wird, beliebig durch den Justieraufbau angepasst werden. Daher kann das Betätigungsgefühl hinsichtlich der Betätigung zum Bewegen des Betätigungsknopfs 73 mit der Eingabe der Betätigungseingabekraft erzielt werden, wenn der Reibwiderstand optimiert wird, der mit der Bewegung der beweglichen Vorrichtung erzeugt wird. Zudem befindet sich der Schlitten mit der Optimierung der Druckkraft Fzp in einem Zustand, in dem die Vorspannung auf den Schlitten wirkt. Daher kann die Situation vermieden werden, in dem der Gleitvorsprung 76 des Schlittens 75 von der Gleitfläche 51d beispielsweise aufgrund der von außen verursachten Schwingung getrennt ist.
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Zudem kann die Position des inneren Jochs 71 in der z-Achsenrichtung, die vom Justieraufbau 78 mit Bezug auf die erste Ausführungsform justiert ist, selbst dann beibehalten werden, wenn sich die bewegliche Vorrichtung 70 bewegt. Somit kann der Justieraufbau 78 die magnetische Anziehungskraft Fzm über den gesamten Bewegungsbereich der beweglichen Vorrichtung 70 anpassen. Nach dem vorstehend erläuterten Aufbau fällt die Druckkraft Fzp, die vom Gleitvorsprung 76 auf die Gleitfläche 51d wirkt, selbst dann in einen geeigneten Bereich, wenn beispielsweise das Gewicht des Betätigungsknopfs 73 passend zu einer Änderung der Spezifikation der Betätigungseingabeapparats 100 erhöht oder verringert wird. Demgemäß kann der Effekt des verbesserten Gefühls beim Betätigen zum Bewegen der beweglichen Vorrichtung 70 über den gesamten Bewegungsbereich erzielt werden.
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Zudem liegt nach der ersten Ausführungsform jede der magnetisierten Flächen 68 in den zwei jeweiligen Magneten 61, 62 einzeln den ersten gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a gegenüber. In ähnlicher Weise liegt jede der magnetisierten Flächen 68 der jeweiligen zwei Magnete 63, 64 individuell den zweiten gegenüberliegenden Flächen 51b, 52b gegenüber. Daher sind die magnetische Anziehungskraft Fzm, die durch die Magnete 63, 64 bzw. 61 verursacht wird, und die magnetische Anziehungskraft –Fzm, die durch die Magnete 62, 64 verursacht wird, dazu aufgebaut, entlang der z-Achse in einander entgegengesetzter Richtung zu wirken. Mit dem vorstehend erläuterten Aufbau kann die Anpassung der Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm jeweils durch Bewegen der Position der Magnete 61 bis 64 relativ zu den Außenjochen 51, 52 entlang der z-Achse und durch Ändern des Abstands zwischen der magnetisierten Fläche 68 und jeder der gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a, 51b, 52b durchgeführt werden. Demgemäß kann die Erhöhung oder Verringerung der Druckkraft Fzp durch Anpassen der Richtung und Größe der magnetischen Anziehungskraft Fzm durch den einfacher konstruierten Justieraufbau 78 erzielt werden.
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Zudem kann das Oberarmaußenjoch 51 in der ersten Ausführungsform ein Teil der beweglichen Vorrichtung 50 sein, und die bewegliche Vorrichtung 70 wird durch die Gleitfläche 51d gestützt, die am Oberarmaußenjoch 51 angeordnet ist. Mit dieser Art des Aufbaus wird die Vereinfachung des Aufbaus erreicht, weil die Anzahl der Komponenten für den Betätigungseingabeapparat 100 verringert wird. Zudem wird die Miniaturisierung des Betätigungseingabeapparats 100 erzielt.
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Man bemerke, dass in der ersten Ausführungsform der Betätigungseingabeapparat 100 einem „Eingabeapparat” entspricht; die bewegliche Vorrichtung 70 einer „Eingabeeinrichtung” entspricht; und die Befestigungsvorrichtung 50 einer „Lagervorrichtung” entspricht. Zudem entsprechen die Magnete 61 bis 64 einem „Magnetbildungsteil”; die erste Spule 41 und die zweite Spule 42 entsprechen einem „Spulenteil” und der Reaktionskraftgenerator 39 entspricht einem „Reaktionskraftgenerator”. Zudem entsprechen das Oberarmaußenjoch 51 und das Unterarmaußenjoch 52 einem „Magnetinduktionsteil für magnetischen Fluss”; und die ersten gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a, und die zweiten gegenüberliegenden Flächen 51b, 52b entsprechen einer „gegenüberliegenden Fläche”.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wie in 7 und 8 veranschaulicht unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform. Mit Bezug auf einen Betätigungseingabeapparat 200 nach der zweiten Ausführungsform ist ein Justieraufbau 278 mit einer ersten gegenüberliegenden Fläche 252a und einer zweiten gegenüberliegenden Fläche 252b aufgebaut, die an dem Unterarmaußenjoch 252 angeordnet sind. Nachstehend wird der Justieraufbau 278 nach der zweiten Ausführungsform genau beschrieben.
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Wie in 7 veranschaulicht sind vorstehende Flächen 253a, 253b jeweils an den gegenüberliegenden Flächen 252a, 252b des Unterarmaußenjochs 252 angeordnet. Die vorstehenden Flächen 253a, 253b, sind so gebildet, dass sie von einer Referenzfläche 252c des Unterarmaußenjochs 252 zur Oberseite in der z-Achsenrichtung zur magnetisierten Fläche 68 hin vorstehen. Die vorstehende Fläche 253a wird in eine Rechteckschleifenform verlängert und so geformt, dass sie in der z-Achsenrichtung der magnetisierten Fläche 68 des Magnets 62 gegenüberliegt, der wie in 8 gezeigt maximal in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung bewegt wurde. Die vorstehende Fläche 253b wird so in eine rechteckige Schleifenform verlängert und geformt, dass sie in der z-Achsenrichtung der magnetisierten Fläche 68 des Magneten 64 gegenüberliegt, die in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung maximal bewegt bzw. ausgelenkt ist.
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Der vorstehend erläuterte Justieraufbau 278 kann die magnetische Gesamtanziehungskraft Fzm als Antwort auf die Bewegungsposition der beweglichen Vorrichtung 70 erhöhen oder verringern, die sich entlang der Betätigungsebene OP bewegt. Insbesondere kann die Anpassvorrichtung 278 die magnetische Gesamtanziehungskraft Fzm so anpassen, dass die Druckkraft Fzp, die von der beweglichen Vorrichtung 70 ausgeübt wird, die am Außenkantenbereich des beweglichen Bereichs angeordnet ist, größer als die Druckkraft Fzp wird, die von der beweglichen Vorrichtung (siehe 7) ausgeübt wird, die am mittleren Bereich des beweglichen Bereichs angeordnet ist. Nachstehend wird der Mechanismus und seine Auswirkungen beschrieben.
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Wie in 7 gezeigt sind in einem Fall, in dem die bewegliche Vorrichtung 70 an der Referenzposition in der Mitte angeordnet ist, die magnetische Anziehungskraft Fzm in der Richtung nach oben, die von den Magneten 61, 63 ausgeübt wird, und die magnetische Anziehungskraft –Fzm in der Richtung nach unten, die von den Magneten 62, 64 ausgeübt wird, in der z-Achsenrichtung im Wesentlichen ausgeglichen. Daher veranlasst die bewegliche Vorrichtung 70 die Vielzahl von gleitenden Vorsprüngen 76 des Schlittens dazu, mit der Last Fzg, die von der beweglichen Vorrichtung 70 ausgeübt wird, auf die Gleitfläche 51d zu drücken.
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Wenn andererseits wie in 8 gezeigt ein Hub an den Betätigungsknopf 73 in der y-Achsenrichtung abgegeben wird, wird der Abstand zwischen der magnetischen Fläche 68 des Magnets 62 und der ersten gegenüberliegenden Fläche 252a des Unterarmaußenjochs 252 aufgrund der vorstehenden Form der vorstehenden Fläche 253a kürzer. Demgemäß steigt die magnetische Anziehungskraft –Fzm in der Richtung nach unten, die auf dem Magnet 62 wirkt. In ähnlicher Weise wird der Abstand zwischen der magnetisierten Fläche 68 des Magneten 64 und der zweiten gegenüberliegenden Fläche 252b des Unterarmaußenjochs 252 aufgrund der vorstehenden Form der vorstehenden Fläche 253b kürzer. Demgemäß steigt auch die magnetische Anziehungskraft –Fzm in der Richtung nach unten, die auf den Magneten 64 wirkt.
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Andererseits wird der Abstand zwischen jeder der magnetisierten Fläche 68 auf den beiden jeweiligen Magneten 61, 63 und der jeweiligen gegenüberliegenden Flächen 51a, 51b des Oberarmaußenjochs 51 selbst dann beibehalten, wenn der Betätigungsknopf 73 einen Hub erfährt. Daher wird die magnetische Anziehungskraft Fzm in der Richtung nach oben, die auf jeden der Magnete 61, 63 wirkt, im Wesentlichen festgelegt. Folglich wirkt die Gesamtheit der magnetischen Anziehungskraft Fzm auf das innere Joch 71 in der Richtung nach unten (siehe ΣFzm in 8). Mit einer Änderung der Gesamtheit der magnetischen Anziehungskraft Fzm wird die Druckkraft Fzp an einem Außenkantenbereich des beweglichen Bereichs, der von der beweglichen Vorrichtung 70 definiert wird, größer. Daher ist es möglich, dass die Bremskraft, die durch eine Erhöhung des Reibwiderstands verursacht wird, auf die bewegliche Vorrichtung wirken kann, die sich zum Bereich der äußeren Kante bewegt.
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In der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform steigt oder fällt die Druckkraft zwischen der beweglichen Vorrichtung 70 und der Befestigungsvorrichtung 50 mit der Anpassung der gesamten magnetischen Anziehungskraft Fzm durch den Justieraufbau 278. Demnach kann der Reibwiderstand, der mit der Bewegung der beweglichen Vorrichtung 70 erzeugt wird, beliebig angepasst werden, um eine Optimierung derart zu erreichen, dass das Betätigungsgefühl für die Betätigung des Betätigungsknopfs verbessert werden kann.
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Nach dem Justieraufbau 278 nach der zweiten Ausführungsform ist es möglich, dass die Bremskraft auf die bewegliche Einrichtung wirken kann, die sich zum Außenkantenbereich des beweglichen Bereichs bewegt. Mit dem Bremsvorgang, der durch den Reibwiderstand verursacht wird, kann die Beschädigung des Betätigungseingabeapparats 200 vermieden werden, die durch den Zusammenstoß der beweglichen Vorrichtung 70 mit dem Teil der Befestigungsvorrichtung 50 verursacht wird, der den beweglichen Bereich festlegt.
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In der zweiten Ausführungsform kann der Justieraufbau 278 zum Ausführen des Bremsvorgangs am Außenkantenbereich durch den einfachen Aufbau mit der Bildung der vorstehenden Flächen 253a, 253b realisiert werden.
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In der zweiten Ausführungsform entspricht der Betätigungseingabeapparat 200 einem „Eingabeapparat”. Zudem entsprechen das Unterarmaußenjoch 252 und das Oberarmaußenjoch 251 jeweils einem „Induktionsteil für magnetischen Fluss”. Die gegenüberliegenden Flächen 252a, 252b und die gegenüberliegenden Flächen 51a, 51b entsprechen „gegenüberliegenden Flächen”.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in den 9 bis 11 veranschaulicht wird, ist ein modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform. In einem Reaktionskraftgenerator 339 eines Betätigungseingabeapparats 300 nach der dritten Ausführungsform sind die Magnete 61 bis 64 jeweils an den Außenumfangsseiten der Spulen 41, 42 angeordnet. Der Reaktionskraftgenerator 339 umfasst ein Innenjoch 371, ein Oberarmaußenjoch 351 und ein Unterarmaußenjoch 352, die jeweils den Jochen 71, 51, 52 (siehe 3) in der ersten Ausführungsform entsprechen.
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Das in 9 veranschaulichte Innenjoch 371 hält die Spulen 41, 42. Das Innenjoch 371 umfasst Folgendes: ein Jochteil 371a auf der Seite der ersten Spule, das in der Unterbringungskammer 41a untergebracht ist; ein Jochteil 371b auf der Seite der zweiten Spule, das in der Unterbringungskammer 42a untergebracht ist, und ein Verbindungsteil 371c, das das Jochteil 371a auf der Seite der ersten Spule und das Jochteil 371b auf der Seite der zweiten Spule verbindet. Ein Paar erster gegenüberliegender Flächen 371d, die jeweils den magnetisierten Flächen 68 in der z-Achsenrichtung gegenüberliegen, die einzeln an den Magneten 61, 62 angeordnet sind, ist jeweils an den beiden Flächen des Jochteils 371a auf der Seite der ersten Spule angeordnet. Ein Paar zweiter gegenüberliegender Flächen 371e, die jeweils den magnetisierten Flächen 68 gegenüberliegen, die einzeln an den Magneten 63, 64 in der z-Achsenrichtung angeordnet sind, ist jeweils an den beiden Flächen des Jochteils 371e auf der Seite der zweiten Spule angeordnet.
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Anbringflächen 69, die einzeln an den zwei Magneten 61, 63 angeordnet sind, werden an den beiden Endteilen des Außenjochs 351 am oberen Arm in der Längsrichtung angeordnet. Somit hält das Oberarmaußenjoch 351 die Magnete 61, 63. Das Oberarmaußenjoch 351 ist in einem Gehäuse 350a untergebracht. Das Teil, das der Gleitfläche 51d in der ersten Ausführungsform (siehe 3) entspricht, wird vom Oberarmaußenjoch 351 weggelassen. In der dritten Ausführungsform ist eine Gleitfläche 351d zum Lagern des Gehäuses 350a in gleitfähiger Weise an der oberen Fläche des Gehäuse 350a angeordnet.
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Anbringflächen 69, die einzeln an den zwei Magneten 62, 64 angeordnet sind, sind an den beiden Endteilen des Unterarmaußenjoch 352 in der Längsrichtung angeordnet. Demgemäß hält das Unterarmaußenjoch 352 die Magnete 62, 64. Das Unterarmaußenjoch 352 und das Oberarmaußenjoch 351 sind an einer Knopfbasis 374 so angebracht, dass sie entlang der Betätigungsebene OP bewegbar sind.
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Der Betätigungseingabeapparat 300 umfasst einen Justieraufbau 378, der im Wesentlichen identisch zum Justieraufbau 78 der ersten Ausführungsform ist, (siehe 3). Wie in 10 veranschaulicht wird der Abstand zwischen den Magneten 62, 64 in dem inneren Joch 371 kürzer als der Abstand zwischen den Magneten 61, 63 und dem inneren Joch 371, wenn der Justieraufbau 378 die Position jedes der Außenjoche 351, 352 zum Betätigungsknopf 73a steuert. Demgemäß wird die magnetische Anziehungskraft Fzm in der Richtung nach oben größer als die magnetische Anziehungskraft –Fzm in der Richtung nach unten. Demgemäß ist die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm (siehe ΣFzm in 10) nach oben gerichtet.
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Wie vorstehend beschrieben wird in der Spezifikation mit einem großformatigen Betätigungsknopf 73a mit einer größeren Last Fzg die Druckkraft, die durch eine bewegliche Vorrichtung 370 erhalten wird, die durch die Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 des Schlittens 75 nach unten auf die Gleitfläche 351d drückt, aufgrund der Nettokraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm verringert. Als ein Ergebnis kann der Reibwiderstand, der zwischen jeder aus der Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 und der Gleitfläche 351d verursacht wird, dank des Justieraufbaus 378 so angepasst werden, dass er einen Fall eines Standardbetätigungsknopfs 73 entspricht (siehe 9).
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Andererseits wird der Abstand zwischen den Magneten 61, 63 und dem inneren Joch 371 kürzer als der Abstand zwischen den Magneten 62, 64 und dem inneren Joch 371, wenn der Justieraufbau 378 wie in 11 gezeigt die Position jedes der Außenjoche 351, 352 so steuert, dass sie sich vom Betätigungsknopf 73b wegbewegen. Demgemäß wird die magnetische Anziehungskraft –Fzm in der Richtung nach unten größer als die magnetische Anziehungskraft Fzm in der Richtung nach oben. Demgemäß ist die Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft (siehe ΣFzm in 11) nach unten gerichtet.
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Wie vorstehend beschrieben steigt [bzw. sinkt] in der Spezifikation mit einem großformatigen Betätigungsknopf bzw. einem Betätigungsknopf 73 mit großen Abmaßen mit einer kleineren [bzw. größeren] Last Fzg die Druckkraft, die durch eine bewegliche Vorrichtung 370 erhalten wird, die die Gleitfläche 351d in der Richtung nach unten auf die Vielzahl von Gleitvorsprüngen 75 bzw. 76 des Schlittens 75 drückt, aufgrund der Gesamtkraft der magnetischen Anziehungskraft Fzm. Als ein Ergebnis kann der Reibwiderstand, der zwischen jeder der Vielzahl von Gleitvorsprüngen 76 und der Gleitfläche 351d verursacht wird, mit der Funktion des Justieraufbaus 378 angepasst werden, der zu einem Fall eines Standardbetätigungsknopfs (siehe 9) passt.
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Ähnlich zur ersten Ausführungsform kann der Reibwiderstand zwischen der beweglichen Vorrichtung 370 und der Befestigungsvorrichtung 350 in der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform beliebig durch den Justieraufbau 378 angepasst werden. Demgemäß kann die Verbesserung des Betätigungsgefühls für die Betätigung zum Bewegen des Betätigungsknopfs 73 erzielt werden. Der Effekt bei der Verbesserung des Betätigungsgefühls wird in ähnlicher Weise in dem Aufbau ausgeübt, in dem die Magnete 61 bis 64 jeweils an der Außenumfangsseite der Spulen 41, 42 angeordnet sind.
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In der dritten Ausführungsform entspricht der Betätigungseingabeapparat 300 einem „Eingabeapparat”, eine bewegliche Vorrichtung 370 entspricht einer „Eingabevorrichtung”; und die Befestigungsvorrichtung 350 entspricht einer „Lagervorrichtung”. Zudem entspricht der Reaktionskraftgenerator 339 einem „Reaktionskraftgenerator”. Ferner entspricht das Innenjoch 371 einem „Teil zum Induzieren des magnetischen Flusses”, und die erste gegenüberliegende Fläche 371d und die zweite gegenüberliegende Fläche 371e entsprechen einer „gegenüberliegende Fläche”.
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(Andere Ausführungsformen)
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Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifizierungen und äquivalente Anordnungen innerhalb des Gebiets der vorliegenden Offenbarung abdecken.
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Ein Eingabebetätigungsapparat nach einem ersten Modifizierungsbeispiel der ersten Ausführungsform umfasst das Unterarmaußenjoch 252 nach der zweiten Ausführungsform wie in 7 veranschaulicht anstelle des Unterarmaußenjochs 52 (siehe 3). Wie vorstehend beschrieben kann der Justieraufbau, der im Betätigungseingabeapparat angeordnet ist, eine Kombination einer Vielzahl von Aufbauten wie dem Streckmechanismus und der vorstehenden Fläche sein.
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In der vorstehend erläuterten Ausführungsform sind unter den vier Magneten und den zwei Spulen die Magneten an der beweglichen Einrichtung so angebracht, dass sie bewegbar sind. Der Aufbau, der an der beweglichen Einrichtung angebracht ist, können aber auch die Spulen sein. In einem Modifizierungsbeispiel 2 zum Wiedergeben dieses besonderen Aufbaus sind vier Magnete an dem inneren Joch angebracht und in der Unterbringungskammer jeder Spule untergebracht. Andererseits sind die zwei Spulen an zwei Außenjochen aufgespießt, die von der Knopfbasis hängen, und sind mit der beweglichen Vorrichtung bewegbar. In dem Aufbau nach dem zweiten Modifizierungsbeispiel ist es möglich, einen Anpassungsaufbau zum Anpassen der Positionen des Außenjochs und der Spule anzuordnen.
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In dem Reaktionskraftgenerator wie in der vorstehend erläuterten Ausführungsform beschrieben steigen oder fallen die elektromagnetischen Kräfte EMF_x, EMF_y, die durch das Aufbringen von Strom auf jede der Spulen erzeugt werden, passend zur Bewegungsposition der Eingabevorrichtung, fallen insbesondere hin zum Außenkantenbereich des beweglichen Bereichs. Mit der Relativbewegung zwischen der Spule und dem Magneten wird die magnetische Flussdichte, die durch die Spule dringt, verringert. In einem dritten Modifizierungsbeispiel der zweiten Ausführungsform ist die vorstehende Fläche, die auch als der Justieraufbau wirkt, am Oberarmaußenjoch angeordnet. Die vorstehende Fläche entspricht den vorstehenden Flächen 253a, 253b, die am Unterarmaußenjoch 252 in der zweiten Ausführungsform (siehe 7) vorgesehen sind. Im vorstehend erläuterten Aufbau steigt die magnetische Anziehungskraft Fzm in der Richtung nach oben, wenn sich die bewegliche Einrichtung zum Außenkantenbereich des beweglichen Bereichs bewegt. Der Justieraufbau wie derjenige im dritten Modifizierungsbeispiel passt die Gesamtheit der magnetischen Anziehungskraft so an, dass die Druckkraft Fzp hin zur Bewegungsposition am sogenannten Außenkantenbereich schwächer wird, an dem die elektromagnetische Kraft, die vom Reaktionskraftgenerator erzeugt wird, schwächer wird. Als ein Ergebnis wird auch der Reibwiderstand, der auf die bewegliche Vorrichtung wirkt, am Außenkantenbereich schwächer, an dem die elektromagnetische Kraft, die vom Reaktionskraftgenerator erzeugt wird, kleiner wird; daher kann die Betätigungsreaktionskraft einfach von der beweglichen Vorrichtung an den Bediener übertragen werden. Demgemäß ist es möglich, dass ein Nutzer kaum eine mit der Bewegungsrichtung der beweglichen Einrichtung verbundene Erhöhung oder Verringerung der elektromagnetischen Kraft fühlt.
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In der ersten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform wird die Druckkraft Fzp an einer beliebigen Positionskoordinate mit einer vorab festgelegten Größe durch die Anpassung der Position des inneren Jochs oder jedes äußeren Jochs in der z-Achsenrichtung erhöht oder verringert. Das Erhöhen oder Verringern der Druckkraft Fzp ist nicht nur auf die vorstehend erläuterte Positionsanpassung beschränkt, sondern die Erhöhung oder Verringerung der Druckkraft Fzp kann beispielsweise durch den Winkel des Magnetes gegenüber der Gegenfläche des Jochs (schräger Zustand), eine Änderung der Dicke des Jochs wie bei der zweiten Ausführungsform, die Änderung der Überlappgröße des Jochs und des Magneten und eine Änderung des Materials des Jochs erreicht werden.
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Im Modifizierungsbeispiel der vorstehend erläuterten Ausführungsform umfasst das Anzeigesystem die Navigationsvorrichtung und die Head-up-Displayvorrichtung 120, die in 2 gezeigt sind, an Stelle der Navigationsvorrichtung. Die Head-up-Displayvorrichtung 120 ist im Armaturenbrett des Fahrzeugs vor dem Fahrersitz untergebracht und zeigt ein virtuelles Bild eines Bilds durch Projizieren des Bilds hin zu einem Projektionsbereich 120 an, der innerhalb des Windschutzscheibenbereichs definiert ist. Der Bediener, der auf dem Fahrersitz sitzt, kann beispielsweise einen Zeiger 80 zum Auswählen einer Vielzahl von Icons, die mit einer vorab festgelegten Funktion verbunden sind, oder eines beliebigen Icons über den Projektionsbereich 122 visualisieren. Der Zeiger 80 kann im Projektionsbereich 122 in einer Richtung bewegbar sein, die der Eingaberichtung der Betätigungskraft durch die Betätigungseingabe an den Betätigungsknopf 73 in einer horizontalen Richtung entspricht, ähnlich wie in dem Fall, in dem der Zeiger 80 auf der Anzeigevorrichtung 22 dargestellt wird.
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Verschiedene gut bekannte Aufbauten können für den Streckmechanismus verwendet werden, der im Justieraufbau nach den ersten und dritten Ausführungsformen zu verwenden ist. Beispielsweise kann der Streckmechanismus als ein Teleskopaufbau aufgebaut sein, der durch Einfügen eines von zwei zylindrischen Teilen, die beide im Querschnitt eine ähnliche Form aufweisen, in ein anderes der beiden zylindrischen Teile aufgebaut sein. Anschließend kann der Streckmechanismus die Position des inneren Jochs an einer beliebigen Höhe in der z-Achsenrichtung beispielsweise durch Festziehen von Schrauben oder Verstemmen bzw. Bördeln festlegen.
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Der Reaktionskraftgenerator nach der Ausführungsform ist durch die Kombination zweier Tauchspulenmotoren angeordnet. Die Anzahl von Tauchspulenmotoren, die in dem Reaktionskraftgenerator angeordnet sind, kann jedoch eins oder drei oder mehr sein. In der vorstehend erläuterten Ausführungsform bildet ein Magnet ein „Magnetpolbildungsteil”. Die Kombination der Vielzahl von Magneten kann jedoch als ein „Magnetbildungsteil” aufgebaut sein. Zudem können die Magnetpole direkt sowohl am Innenjoch als auch am Außenjoch magnetisiert sein.
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Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beschreiben das Beispiel des Verwendens der vorliegenden Offenbarung für den Betätigungseingabeapparat, der an der Mittelkonsole angeordnet ist, als einer Fernbedienungsvorrichtung, um beispielsweise eine Navigationsvorrichtung zu betreiben. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch für eine Auswahleinheit wie einen Wählhebel eingesetzt werden, der in der Mittelkonsole angeordnet ist, oder einen Lenkschalter, der fürs Lenken vorgesehen ist. Zudem kann die vorliegende Offenbarung auch an einer Armlehne eingesetzt werden, die beispielsweise an einem Armaturenbrett und einer Tür vorgesehen ist, und für eine Vielzahl von Fahrzeugfunktionsbetätigungsvorrichtungen, die in der Umgebung eines Rücksitzes vorgesehen sind. Zudem ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Anwendung in einem Fahrzeug beschränkt, sondern der Betätigungseingabeapparat, den die vorliegende Offenbarung verwirklicht, kann auch in einem allgemeinen Betriebssystem verwendet werden, das beispielsweise in verschiedenen Arten von Transportmitteln und verschiedenen Arten von Informationsterminals verwendbar ist.
