JP2001028223A - 車載用入力装置 - Google Patents
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Abstract
部の安定性及び省電力性に優れた車載用入力装置を提供
する。 【解決手段】 車載用入力装置1の機構部11に、球面
軸受13と、球面軸受13に揺動自在に軸支された揺動
軸14と、球面軸受13の下方に配置されたソレノイド
15と、ソレノイド15の駆動軸15aの上端部に取り
付けられた揺動軸14のクランプ部材16とを備える。
揺動軸14の下端部は下方に至るほど細くなる円錐形に
形成され、これと対向するクランプ部材16の上面に
は、揺動軸14の先端部を挿入可能な略円錐形のくぼみ
16aが形成される。ソレノイド15のオンオフを、手
動操作部3又はその近傍に配置され、手動操作部3を操
作しようとする人間の手指を検出するフォトインタラプ
タにて制御する。
Description
子機器の操作を1つの手動操作部にて集中的に行う車載
用入力装置に係り、特に、当該入力装置の操作性及び省
電力性を向上する手段に関する。
テレビジョン、CDプレーヤ、ナビゲーションシステム
等の各種の電子機器が装備されているが、このような数
多くの電子機器をそれぞれに備えられた操作体で個別に
操作しようとすると、自動車の運転に支障をきたす恐れ
がある。そこで、安全運転を妨げずに所望の電子機器の
オン・オフ切替や機能選択等が容易に行えるようにする
ため、従来より、1つの手動操作部を操作することによ
って各種の電子機器のさまざまな操作が可能となる車載
用入力装置が提案されている。
6〜図19を参照しつつ説明する。ただし、図16は車
載用入力装置の設置例を示す自動車の内面図、図17は
従来提案されている車載用入力装置の側面図、図18は
図17に示す車載用入力装置の手動操作部の平面図、図
19は図17に示す車載用入力装置に組み込まれている
ガイドプレートの平面図である。
置100は、自動車の運転席と助手席との間に設けられ
たコンソールボックス200に設置されている。そし
て、図17に示す従来の車載用入力装置100は、信号
入力手段として2個のクリック用スイッチ111,11
2及び3個の回転型可変抵抗器113,114,115
を備えた手動操作部110(図18参照)と、この手動
操作部110により互いに直交する2方向(図17の紙
面に直交する方向と図示の左右方向)に駆動されるXY
テーブル120と、このXYテーブル120の動作方向
及び動作量に応じた信号を外部機器に入力する位置信号
入力手段としてのスティックコントローラ130と、X
Yテーブル120の下面に突設された係合ピン160と
係合関係にあるガイドプレート140(図19参照)と
によって主に構成されている。
は、連結軸150を介して一体化されており、また、X
Yテーブル120とガイドプレート140は、係合ピン
160の先端部をガイドプレート140のガイド溝14
1に移動可能に挿入することによって係合されている。
このガイド溝141は係合ピン160の先端部を特定の
方向に移動させうる任意の形状に設定可能であるが、例
えば図19に示すように、平面形状が十字形のガイド溝
141をガイドプレート140の上面に刻設して、係合
ピン160の先端部を中心Aから略直交する2方向に沿
ってB,C,D,Eの各端部まで移動させることができ
る。つまり、手動操作部110を操作することにより、
XYテーブル120を介して係合ピン160をガイドプ
レート140のガイド溝141に沿って移動させること
ができ、この係合ピン160の先端部をガイド溝141
内の各地点A,B,C,D,Eに位置させた状態におい
て、その係合位置に関する情報(位置信号)がスティッ
クコントローラ130から出力されるようになってい
る。それゆえ、かかる位置信号を利用して、車載されて
いる電子機器の操作対象となる機能(調整しようとする
機能)を択一的に選ぶことができる。そして、こうして
電子機器の所望の機能を選択したなら、手動操作部11
0に設けられている3個の回転型可変抵抗器113〜1
15を適宜操作することにより、その選んだ機能の調整
や切替を行うことができる。
0は、図16に示すように、車載されている複数の電子
機器の中から所望の電子機器を択一的に選択するスイッ
チ装置170や、このスイッチ装置170により選択さ
れた電子機器の名称および車載用入力装置100により
操作された内容等を表示する表示装置180や、これら
の各装置を制御する図示せぬコンピュータなどと組み合
わされて、複数の電子機器を集中的に操作できるように
なっている。なお、スイッチ装置170はコンソールボ
ックス200に設置されていて、その操作スイッチ17
1a〜171eは車載用入力装置100の近傍に配置さ
れており、これらの操作スイッチ171a〜171eが
それぞれ異なる電子機器と個別に接続されている。例え
ば、各操作スイッチ171a〜171eがそれぞれ、車
載されたエアコン、ラジオ、テレビジョン、CDプレー
ヤ、ナビゲーションシステムと個別に接続されていると
すると、操作スイッチ171aを操作することでエアコ
ンのオン・オフ切替や車載用入力装置100に対するエ
アコンモードの指定が行え、操作スイッチ171bを操
作することでラジオのオン・オフ切替や車載用入力装置
100に対するラジオモードの指定が行え、同様に、他
の操作キー171c〜171eを操作することでそれぞ
れ対応する電子機器のオン・オフ切替や車載用入力装置
100に対するモード指定が行える。また、液晶表示装
置等の表示装置180は運転席から見やすい場所に設置
されており、前記コンピュータはコンソールボックス2
00内に設置されている。
子機器の機能選択や機能調整は、車載用入力装置100
を操作することにより行えるが、選択された電子機器の
種類に応じて、車載用入力装置100の操作で選択可能
な機能や調整可能な機能は異なる。例えば、スイッチ装
置170を操作してエアコンモードに指定したとき、手
動操作部110を操作して係合ピン160をガイドプレ
ート140のガイド溝141の端部Bに位置させ、クリ
ック用スイッチ111を押し込んでクリックすると「風
量調整」の機能が選択されるが、係合ピン160をガイ
ド溝141の端部Cに位置させてクリック用スイッチ1
11をクリックすると「風の吹き出し位置の調整」の機
能が選択され、同様に、係合ピン160をガイド溝14
1の端部D,Eに位置させてクリック用スイッチ111
をクリックするとそれぞれ、「風の吹き出し方向の調
整」や「温度調整」の機能が選択される。
回転型可変抵抗器113〜115を適宜操作することに
より、その機能の調整が行える。例えばスイッチ装置1
70によりエアコンモードが指定されて手動操作部11
0により「風量調整」が選択されているときには、回転
型可変抵抗器113を操作することでエアコンの風量が
調整でき、同様にエアコンモードで「風の吹き出し位置
の調整」が選択されているときには、回転型可変抵抗器
114,115を操作することでエアコンの風の吹き出
し位置が調整できるようになっている。また、スイッチ
装置170によりラジオモードが指定されて手動操作部
110により「音量調整」が選択されているときには、
回転型可変抵抗器113を操作することでラジオの音量
の調整が行え、同様にラジオモードで「チューニング」
が選択されているときには、回転型可変抵抗器114,
115を操作することでラジオのチューニングが行える
ようになっている。
力装置100は、可動部である手動操作部110、X−
Yテーブル120及び係合ピン160のいずれにも、手
動操作部110の非操作時においてこれらの部材を一定
位置に固定するクランプ部材が備えられていないため、
手動操作部110の非操作時において、これらの部材が
自動車の振動を受けて振動しやすく、手動操作部110
が揺動したり騒音を発生したりして、運転者又は同乗者
に不安定感を与えやすいという問題がある。また、前記
可動部を構成する各部材が自動車の振動を受けて揺動す
ることから、実際には操作されていないにも拘わらず、
コンピュータ側で手動操作部110が操作されていると
判断され、例えば表示装置180等が常時通電状態にな
るため、消費電力量が高くなるという問題もある。
操作部110、X−Yテーブル120又は係合ピン16
0のいずれかにクランプ部材を設け、手動操作部110
を操作する際に当該クランプ部材によるクランプを解除
するようにすれば解消できるが、前記クランプ部材のク
ランプ状態又はクランプ解除状態への切換が自動的に行
われないと、手動操作部110を操作する以前にクラン
プ状態を解除するための特別な操作が必要になると共
に、手動操作部110の操作を終了した後にクランプ部
材をクランプ状態にするための特別な操作が必要になっ
て、手動操作部110の操作性が著しく害される。
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、手動操作部の操作性を害することなく、可動部の安
定性及び省電力性に優れた車載用入力装置を提供するこ
とにある。
解決するため、車載用入力装置に、筐体の内部で揺動自
在に支持された揺動軸と、前記筐体の上面より突出する
前記揺動軸の上端部に取り付けられた手動操作部と、前
記筐体の内部に備えられた駆動手段と、当該駆動手段の
駆動軸に固着され、当該駆動手段のオンオフ動作にした
がって前記揺動軸をクランプする位置又は前記揺動軸の
クランプを解除する位置に移動するクランプ部材と、前
記手動操作部を操作しようとする人間の手指を検出して
前記駆動手段を自動的にオンオフするセンサとを備える
という構成にした。
揺動軸をクランプ部材にてクランプすると、非操作時に
おける手動操作部の揺動が抑えられるため、運転者又は
同乗者に与える不安定感を解消できる。また、手動操作
部の非操作時には、不要な表示装置等の電源を断つこと
ができるので、消費電力量を低減することができる。一
方、手動操作部を操作しようとする人間の手指を検出し
てクランプ部材が取り付けられた駆動手段を自動的にオ
ンオフするセンサを備えると、クランプ状態を解除する
ための特別な操作も、クランプ状態に切り換えるための
特別な操作も不必要になるので、クランプ部材がない場
合と同一感覚で手動操作部を操作することができ、手動
操作部ひいては車載用入力装置の良好な操作性を維持で
きる。
を検出できることから耐久性に優れ、かつ小型にして狭
い空間内に設定できることから、フォトインタラプタを
用いることが好ましい。このフォトインタラプタは、手
動操作部又は筐体の内部に設定することができる。
置の一実施形態例を、図面を参照しつつ説明する。
ダッシュボードへの取り付け状態を示す斜視図、図2は
実施形態例に係る車載用入力装置が取り付けられた自動
車の室内の状態を示す平面図である。図1から明らかな
ように、本実施形態例に係る車載用入力装置1は、筐体
2が所要の大きさの角形容器状に形成されており、当該
筐体2の上面には、手動走査部3と、当該手動走査部3
の設定部を中心とする円弧状に配列された6個の押釦ス
イッチ4a,4b,4c,4d,4e,4fと、当該6
個の押釦スイッチ群の配列位置の外周部分にこれと同心
円状に配列された3個の押釦スイッチ5a,5b,5c
と、ボリュームつまみ6とが配設されている。また、当
該筐体2の前面には、カードスロット7と、ディスクス
ロット8とが開設されている。この車載用入力装置は、
図2に示すように、自動車のダッシュボードAの運転席
Bと助手席Cとの間に取り付けられ、ダッシュボードA
に備えられた表示装置D並びにダッシュボードA内に収
納された図示しないコンピュータと共働して、所要の機
能を発揮できるようになっている。
b,4c,4d,4e,4f及び5a,5b,5cは、
車載用入力装置1を用いて操作しようとする車載電気機
器、例えばエアコン、ラジオ、テレビジョン、CDプレ
ーヤ、カーナビゲーションシステムなどと個別に接続さ
れる。どの押釦スイッチとどの車載電気機器とを接続す
るかは任意に設定することができるが、本例の車載用入
力装置1においては、押釦スイッチ4aがメニュー選
択、押釦スイッチ4bが電話、押釦スイッチ4cがエア
コン、押釦スイッチ4dがカーナビゲーションシステ
ム、押釦スイッチ4eがラジオ、押釦スイッチ4fがカ
ードのリーダー・ライター又はディスクドライブ装置、
押釦スイッチ5aが車載用入力装置1の姿勢制御、押釦
スイッチ5bが表示装置Dの全面に設けられた液晶シャ
ッタのオンオフ制御、押釦スイッチ5cがテレビジョン
にそれぞれ接続されており、所望の押釦スイッチのノブ
を押し込むことによって、当該押釦スイッチに接続され
た車載電気機器を選択できるようになっている。各押釦
スイッチのノブの表面には、誤操作を防止するために、
各スイッチが接続された各車載電気機器を示す文字や絵
文字等が表示される(図示省略)。
備えられる機構部11の斜視図、図4は手動走査部3と
当該手動走査部3が備えられる機構部11の側面方向か
ら見た要部断面図、図5は機構部11の平面方向から見
た要部断面図、図6はカバーを除去した手動走査部3の
平面図である。
11は、筐体2の底面に取り付けられるベース12と、
ベース12に設けられた球面軸受13と、中央部よりも
やや下方寄りに設けられた球状部14aが球面軸受13
に揺動自在に軸支された揺動軸14と、球面軸受13の
下方に配置されたソレノイド15と、ソレノイド15の
駆動軸15aの上端部に取り付けられた揺動軸14のク
ランプ部材16と、球面軸受13を中心としてベース1
2に平行な面内で直交する軸線上に配置された2本の回
転軸17a,17bと、各回転軸17a,17bの先端
部に固着された2つの大歯車18a,18bと、前記各
回転軸17a,17bと平行に配置された2つの電気モ
ータ19a,19bと、当該電気モータ19a,19b
の主軸に固着され、前記大歯車18a,18bと噛み合
わされる2つの小歯車20a,20bと、前記電気モー
タ19a,19bの主軸の回転方向及び回転量を検出す
る2つのエンコーダ21a,21bと、前記揺動軸14
のX方向及びY方向(図5参照)の揺動をX方向及びY
方向の回転に変換して前記回転軸17a,17bに伝達
するL字部材22a,22bとからなり、前記揺動軸1
4の上端部に手動走査部3が取り付けられている。
なる円錐形に形成されており、これと対向するクランプ
部材16の上面には、揺動軸14の先端部を挿入可能な
略円錐形のくぼみ16aが形成されている。したがっ
て、ソレノイド15をオン操作してクランプ部材16を
上昇すると、くぼみ16a内に揺動軸14の先端部が挿
入されて揺動軸14がクランプされ、球状部14aを中
心とする揺動が禁止される。これに対して、ソレノイド
15をオフしてクランプ部材16を下降すると、揺動軸
14とクランプ部材16との係合が解除され、揺動軸1
4は球状部14aを中心として揺動可能になる。なお、
ソレノイド15のオンオフ操作については後述する。
20bとしては、規格に合致した通常の歯車を適用でき
るほか、バックラッシュをなくすため工夫がなされたも
のを用いることが特に好ましい。バックラッシュをなく
すため工夫としては、大歯車18a,18b及び/又は
小歯車20a,20bの歯先部分にゴム等の弾性体を配
置し、当該弾性体を介して大歯車18a,18bと小歯
車20a,20bとを噛み合わせるようにすることを挙
げることができる。
23が開設され、他辺には長孔状の揺動軸貫通孔24が
開設されている。このL字部材22a,22bは、図4
に示すように、揺動軸貫通孔24に揺動軸14を貫通し
た状態で、一辺がねじ孔23に挿通されたビス25によ
って大歯車18a,18bの側面に締結される。揺動軸
貫通孔24の横幅は、揺動軸14との間に生じるバック
ラッシュを小さくするため、揺動軸14の円滑な摺動を
確保可能な範囲で、なるべく揺動軸14の直径に近い値
に形成される。また、揺動軸貫通孔24の長さは、揺動
軸14の可動範囲と同じか、それよりも大きな値に設定
される。したがって、手動操作部3を把持して揺動軸1
4をセンタ位置から揺動すると、そのX方向成分及びY
方向成分に応じた回転量でL字部材22a,22bが旋
回し、その回転が大歯車18a,18b及び小歯車20
a,20bを介して各エンコーダ21a,21bに伝達
され、ダッシュボードA内に設定されたコンピュータに
よって揺動軸14の回転方向及び回転量が検出される。
に、頂面の中央部に透明窓31を有するドーム状に形成
されており、その内部に、図4及び図6に示すように、
回路基板32と、当該回路基板32の前記透明窓31と
対向する部分に実装された発光素子と受光素子との組み
合わせからなるフォトインタラプタ33と、前記回路基
板32の周辺部に実装された第1及び第2のスイッチ3
4,35とから構成されている。
ド15をオンオフ制御するためのものであって、図示し
ない発光素子から特定波長の光、例えば赤外線を放射
し、図示しない受光素子に当該特定波長の光が入射した
とき、前記ソレノイド15をオン制御して前記クランプ
部材16を下降し、当該クランプ部材16と前記揺動軸
14との係合を解除して、揺動軸14の揺動操作を可能
にする。なお、当該フォトインタラプタ33への電源供
給と当該フォトインタラプタ33からの信号伝送は、揺
動軸14に挿通されたコード28によって行われる。
35としては、回転検出操作スイッチ及び押込検出操作
スイッチの各機能を有し、当該スイッチの非操作時には
ノブがセンタ位置に配置されているものが用いられる。
この種のスイッチとしては、本願出願人が先に特許出願
し、特開平9−274830号公報に記載されたものを
挙げることができる。これら第1及び第2のスイッチ3
4,35を操作する第1及び第2のノブ34a,35a
は、図6に示すように、手動走査部3の外周面に左右対
称に設定されており、手動走査部3の外周面に沿ってセ
ンタ位置より矢印(イ)又は(ロ)の方向に回転操作で
きるほか、矢印(ハ)の方向に押し込み操作できるよう
になっている。
4,35は、第1及び第2のノブ34a,35aの各操
作方向と、これによって切り換えられる機能とが同一に
なるように設定されている。即ち、これら第1及び第2
のスイッチ34,35は、筐体2の上面に設定された押
釦スイッチ4a,4b,4c,4d,4e,4fを操作
することによって選択された車載電気機器の機能を切り
換えるスイッチとして用いられるが、第1のスイッチ3
4も第2のスイッチ35も、同一方向に操作することに
よって、選択された車載電気機器の同一機能を切り換え
られるようになっている。例えば、押釦スイッチ4cを
操作してエアコンが選択された場合、第1のスイッチ3
4も第2のスイッチ35も、第1及び第2のノブ34
a,35aを矢印(イ)の方向に操作することによって
エアコンの設定温度を上昇し、第1及び第2のノブ34
a,35aを矢印(ロ)の方向に操作することによって
エアコンの設定温度を下降し、第1及び第2のノブ34
a,35aを矢印(ハ)の方向に操作することによって
エアコンをオンオフ制御する。
35aの各操作方向と、これによって切り換えられる機
能とを同一化すると、本実施形態例に係る車載入力装置
を右ハンドル車に装備した場合にも、また左ハンドル車
に装備した場合にも、運転者から見て同一の位置関係に
なるノブを同一方向に操作することによって同一の機能
切換を行うことができるので、運転者が操作ミスを犯し
にくく、同一構成の車載用入力装置を右ハンドル車用と
しても左ハンドル車用としても適用することができ、車
載入力装置の汎用性が高められる。また、第1のノブ3
4aと第2のノブ35aとを使い分けることにより、運
転席からも、また助手席からも、当該手動操作部3に備
えられたスイッチを同一感覚で操作することができるの
で、操作ミスを犯しにくく、車載入力装置の操作性を高
めることができる。
3の操作に抵抗感を付与するためのものであって、例え
ば手動操作部3の操作方向の規制、手動操作部3の操作
量に応じた操作速度の規制、並びに手動操作部3の停点
規制などに適用される。
することによって制御しようとする車載電気機器の選択
や選択された車載電気機器の機能調整を行うので、予め
定められた方向に正確に操作できないと、車載電気機器
の選択や機能調整を正確に行うことができない。そこ
で、予め定められた方向への手動操作部3の操作は小さ
な操作力で行うことができるが、それ以外の方向への手
動操作部3の操作には、電気モータ19a,19bを駆
動して揺動軸14に操作方向と反対方向のトルクを負荷
し、手動操作部3の操作に抵抗感を付与する。これによ
って、操作者は、予定されていない方向に手動操作部3
を操作したことを感覚的に知ることができるので、車載
電気機器の誤選択や機能調整の誤りを未然に防止するこ
とができる。
器の機能調整を行おうとする場合、例えばエアコンの設
定温度を変更しようとする場合、手動操作部3の操作量
が小さい場合には、設定温度の切換が緩やかに行われる
が、手動操作部3の操作量を大きくすると、設定温度の
切換が高速で行われる。このため、手動操作部3の操作
に何ら抵抗感がないと、手動操作部3の操作量が大きく
なりやすいために、設定温度の小さな変更を正確かつ迅
速に行うことが難しくなり、操作性が悪いものになる。
そこで、手動操作部3の操作量がある程度大きくなった
とき、電気モータ19a,19bを駆動して揺動軸14
に操作方向と反対方向のトルクを負荷し、手動操作部3
の操作に抵抗感を付与する。これによって、操作者は、
手動操作部3の操作量が大きすぎてエアコンの設定温度
を微調整できないことを感覚的に知ることができるの
で、手動操作部3の操作量を小さくすることによって、
エアコンの設定温度の微調整を正確かつ迅速に行うこと
ができる。なお、手動操作部3の操作量がある程度大き
くなった段階で手動操作部3の操作に抵抗感を付与する
構成に代えて、手動操作部3の操作量に応じて、異なる
抵抗感を手動操作部3に順次付与するように構成するこ
ともできる。また、上記の説明では、手動操作部3の操
作量を増加するにしたがって、例えばエアコンの設定温
度などの調整速度が上がる場合を例にとって説明した
が、手動操作部3の操作速度が増加するにしたがって調
整速度が上がる場合にも、同様の方法によって手動操作
部3に抵抗感を付与することもできる。
る手段として、機械的な方法、例えば球面軸受13のエ
ッジに揺動軸14を衝合させるといった方法をとると、
手動操作部3を操作する毎に、これら球面軸受13及び
揺動軸14の衝合部に大きな機械力が作用して摩耗が生
じるため、摩耗粉が球面軸受13と揺動軸14の球状部
14aの間に入り込んで、揺動軸14の操作力が大きく
なったり、最悪の場合には揺動軸14の揺動が不可能に
なるといった不都合を生じやすい。そこで、手動操作部
3が予め定められた位置まで操作されたとき、電気モー
タ19a,19bを駆動して揺動軸14に操作方向と反
対方向に例えば衝撃的なトルクを負荷する。このように
すると、操作者は操作限界まで手動操作部3を操作した
ことを感覚的に知ることができるので、それ以上の手動
操作部3の操作を停止することができると共に、球面軸
受13のエッジと揺動軸14との衝合が防止されて摩耗
粉の発生が低減され、摩耗粉の発生に起因する上記の不
都合を未然に防止することができる。また、電気モータ
19a,19bのトルクによって、手動操作部3をセン
タ位置まで自動的に復帰させることができ、手動操作部
3の操作性を良好なものにすることができる。
は、ダッシュボードA内に備えられたコンピュータから
の指令にしたがって行われる。以下、当該コンピュータ
によって行われる電気モータ19a,19bの制御方法
を、図7乃至図11に基づいて説明する。図7は手動操
作部3の操作方向とそれによって選択される車載電気機
器の種別を例示する説明図、図8は手動操作部3の操作
方向とそれによって切り換えられる機能の種別を例示す
る説明図、図9は電気モータ19a,19bの制御シス
テムを示すブロック図、図10はコンピュータに備えら
れたメモリに記憶されるデータテーブルの一例を示す表
図、図11は電気モータ19a,19bの制御手順を示
すフローチャートである。
車載入力装置1は、手動操作部3をセンタ位置より前、
右前、右、右後、後、左後、左、左前の各方向に操作す
ることによって、それぞれラジオ、エアコン、カーナビ
ゲーションシステム、CDプレーヤ、テレビジョン、監
視カメラ、電子メール、電話を選択できるようになって
いる。なお、車載入力装置1に備えられた押釦スイッチ
4a,4b,4c,4d,4e,4f及び5a,5b,
5cによって選択される電気機器の種別と当該手動操作
部3を操作することによって選択される電気機器の種別
とは、同種の電気機器の組み合わせとすることもできる
し、異種の電気機器の組み合わせとすることもできる。
本実施形態例においては、押釦スイッチ4a〜4f及び
5a〜5cによって選択される電気機器の種別と手動操
作部3を操作することによって選択される電気機器の種
別とを、異種の電気機器の組み合わせとしている。
作することによってテレビジョンが選択された場合に
は、図8(a)に示すように、手動操作部3をセンタ位
置より前方向に操作することによってチャンネルアッ
プ、手動操作部3をセンタ位置より後方向に操作するこ
とによってチャンネルダウン、手動操作部3をセンタ位
置より右方向に操作することによって音量アップ、手動
操作部3をセンタ位置より左方向に操作することによっ
て音量ダウンの各機能調整が可能になる。
よって調整すべき機能の数が、手動操作部3の可動方向
の最大数である“8”以下である場合には、機能調整用
として割り振られた方向(図8(a)に示す各方向)以
外の方向に手動操作部3を操作しても、選択された車載
電気機器の機能調整を行うことができない。かかる不感
帯を手動操作部3の操作範囲に有すると、操作者は、手
動操作部3を機能調整が可能な方向に慎重に操作しなく
てはならないので、操作容易性に欠けると共に、自動車
の安全運転上からも好ましくない。
置1においては、電気モータ19a,19bの制御シス
テムを図9及び図10に示す構成とし、図11に示す手
順で電気モータ19a,19bを制御することにより、
前記の問題を解決している。
A内のコンピュータに備えられたCPU41に、照合部
42とテーブル選択部43とを設けると共に、当該コン
ピュータに備えられたROM44に、手動操作部3の操
作領域と各操作領域に応じた電気モータ19a,19b
の回転方向並びに回転によって発生するトルクの大きさ
を符号化したテーブル45a,45b,45c・・・を
記憶する。また、前記コンピュータに、エンコーダ21
a,21bからの信号を取り込んで前記テーブル選択部
43に手動操作部3の操作領域に応じたテーブル選択信
号を出力すると共に、表示装置Dに手動操作部3の操作
軌跡を表示する位置信号検出部46を備える。
の一例を示す図であって、手動操作部3の可動範囲をX
方向に8等分、Y方向に8等分し、等分された各領域内
に手動操作部が操作された場合における電気モータ19
a,19bの駆動・停止と回転方向とが符号化して表示
されている。各テーブル内に記載された符号並びに数字
は、上段が第1の電気モータ19aの駆動・停止と回転
方向、下段が第2の電気モータ19bの駆動・停止と回
転方向とを示しており、符号「+」はモータの正転、符
号「−」はモータの逆転を示している。また、数字
「0」は電気モータ19a,19bが回転しないことを
表し、数字「1」は電気モータ19a,19bが回転す
ることを表している。このテーブルにしたがえば、(X
3,Y0)〜(X3,Y7)の領域、(X4,Y0)〜
(X4,Y7)の領域、(X0,Y3)〜(X7,Y
3)の領域及び(X0,Y4)〜(X7,Y4)の領域
内で手動操作部3を操作した場合には、いずれの電気モ
ータ19a,19bも回転されずに手動操作部3の動き
に電気モータ19a,19bの回転に伴う抵抗感が付与
されず、手動操作部3をこれ以外の他の領域内で操作し
た場合には、少なくともいずれか一方の電気モータ19
a,19bが回転して、手動操作部3の動きに電気モー
タ19a,19bの回転に伴う抵抗感が付与される。
によってまずテレビジョンが選択され、図8(a)に示
すように、手動操作部3をセンタ位置より前方向、後方
向、右方向及び左方向に操作した場合にのみテレビジョ
ンの機能調整が可能になる場合において、図10のテー
ブルを用いて電気モータ19a,19bの回転制御を行
えば、手動操作部3をセンタ位置より前方向、後方向、
右方向及び左方向以外の斜め方向に操作すると、少なく
ともいずれか一方の電気モータ19a,19bが回転し
て、手動操作部3の動きに電気モータ19a,19bの
回転に伴う抵抗感が付与されるので、操作者は不感帯に
手動操作部3を操作していることを感覚的に知ることが
できる。よって、操作者は、所望の機能調整を行い得る
方向に手動操作部3を操作することが可能になるので、
手動操作部3の操作容易性が向上し、自動車の運転を阻
害することもない。
19bの回転制御は、図11のフローチャートに示され
る手順で行われる。即ち、操作者が手動操作部3をセン
タ位置からいずれかの方向に操作すると(手順S1)、
L字部材22a,22b、大歯車18a,18b及び小
歯車20a,20bを介してエンコーダ21a,21b
が手動操作部3の揺動方向に、手動操作部3の揺動量に
比例した回転量だけ回転し、位置信号を出力する。コン
ピュータに備えられた位置信号検出部46は、この位置
信号を読み取り(手順S2)、手動操作部3の操作位置
を確定する(手順S3)と共に、テーブル選択部43へ
のテーブル選択信号の送信と、表示装置Dへの位置信号
の送信とを行う(手順S4)。CPU41のテーブル選
択部43は、位置信号検出部46からのテーブル選択信
号に基づいて、ROM44から所定のテーブルを選択し
て取り込む(手順S5)。CPU41の照合部42は、
エンコーダ21a,21bから出力された位置信号とテ
ーブル選択部43に取り込まれたテーブルとからモータ
出力値を確定し、モータードライバー47に出力する
(手順S6)。モータードライバー47は、モータ出力
値に応じて電気モータ19a,19bを駆動し、手動操
作部3の動きに抵抗感を与える(手順S7)。操作者
は、手動操作部3の抵抗感を感得して、手動操作部3の
操作位置を変更する(手順S8)。
は、手動操作部3の操作方向の規制に適用できるばかり
でなく、前記した手動操作部3の操作量に応じた抵抗感
の付与や、手動操作部3の操作限界における抵抗感の付
与にも応用することができる。
る車載用入力装置1は、自動車のダッシュボードAに対
して前後動可能及び傾斜可能に取り付けられる。図12
はダッシュボードAに対する車載用入力装置1の取付機
構を示す平面方向から見た一部破断図であり、図13は
その側面方向から見た一部破断図である。
ボードA内に設けられたベース51上には、2本の案内
軸52,53と1本のボールねじ54とが互いに平行に
取り付けられている。ボールねじ54は、軸受55によ
って回転自在に支持されており、その一端には、ジョイ
ント56を介して前後進用の第1のモータ57が連結さ
れている。また、当該ボールねじ54には、ナット58
を介して移送板59が前後動可能に取り付けられてお
り、当該移送板59は、スライダ60を介して前記案内
軸52,53に摺動自在に取り付けられている。前記移
送板59の先端部には、軸受61によって回転自在に支
持された回転軸62が、案内軸52,53及びボールね
じ54と直角に取り付けられており、当該回転軸62の
先端部に車載用入力装置1の筐体2が固着されている。
前記回転軸62には、大歯車63が固着されており、こ
の大歯車63は、第2のモータ64の主軸に固着された
小歯車65と噛み合わされている。
モータ57を正転又は逆転することによって、ダッシュ
ボードAに対して前進又は後退させることができ、また
第2のモータ64を正転又は逆転することによって、ダ
ッシュボードAに対して上向き又は下向きに先端部を旋
回させることができる。よって、操作者が手動操作部3
や各種の押釦スイッチ4a〜4f,5a〜5cそれにボ
リュームつまみ6等を操作しやすいように、車載用入力
装置1の姿勢を適宜変更することができるので、車載用
入力装置1の操作性をより一層高めることができる。
用入力装置1に搭載された手動操作部3及び押釦スイッ
チ4a〜4f,5a〜5cを操作することによって行う
ことができる。即ち、押釦スイッチ4aを押すと、表示
装置Dに図14に例示するメニューが現れる。そこで、
手動操作部3を操作して、メニューから「車載用入力装
置」を選択すると、表示装置Dに図15に示すような車
載用入力装置1の画像が現れる。この状態で、手動操作
部3を「前進a」の方向に操作すると、前記第1のモー
タ57が正転して車載用入力装置1が前進し、手動操作
部3を「後退b」の方向に操作すると、前記第1のモー
タ57が逆転して車載用入力装置1が後退する。また、
手動操作部3を「上昇c」の方向に操作すると、前記第
2のモータ64が正転して車載用入力装置1の先端部が
回転軸62を中心として上向きに旋回し、手動操作部3
を「下降d」の方向に操作すると、前記第2のモータ6
4が逆転して車載用入力装置1の先端部が回転軸62を
中心として下向きに旋回する。メニュー画面から「シー
ト」を選択すれば、同様の手順で運転席や助手席の座り
心地を調整することができ、また、メニュー画面から
「ハンドル」を選択すれば、同様の手順でハンドルのチ
ルトとテレスコピックを調整してハンドルの高さ調整を
行うことができる。
て前述の車載用入力装置1やシートそれにハンドル等の
姿勢を変更する場合には、これらの機器の可動範囲と手
動操作部3に加わる抵抗感とを互いに関連付け、例えば
機器の可動範囲の末端に近付くにつれて手動操作部3に
加わる抵抗感を次第に強くしたり、可動範囲の末端に至
ったときに手動操作部3に衝撃的な抵抗感を付与するよ
うにテーブルを設定することが特に好ましい。このよう
にすると、操作者が機器を可動範囲のどこまで調整した
かを認識することができるので、利用がより便利にな
る。
装置1は、筐体2の上面に備えられた押釦スイッチ4a
〜4f,5a〜5cを操作するか、手動操作部3を操作
することによって、機能調整を行おうとする所望の車載
電気機器を選択することができる。また、所望の車載電
気機器を選択した後に、手動操作部3を予め定められた
方向に操作するか、手動操作部3に設けられた第1及び
第2のスイッチ34,35を操作することによって、車
載電気機器の機能調整を行うことができる。また、ラジ
オやテレビジョンそれにCDプレーヤ等の音量は、ボリ
ュームつまみ6を回転することによっても行うことがで
きる。この車載用入力装置1によって選択可能な車載電
気機器のメニューや各車載電気機器についての調整可能
な機能の内容を示すメニュー、それに手動操作部3の操
作方向等については、順次表示装置Dに表示される。ま
た、手動操作部3の非操作状態においては、揺動軸14
がクランプ部材16にてクランプされ、自動車の振動に
伴う手動操作部3の不正な振動や騒音の発生が防止され
る。手動操作部3の上方に手指をかざすと、フォトイン
タラプタ33の受光素子に発光素子からの特定波長の光
が入射してソレノイド15がオン制御され、クランプ部
材16と揺動軸14とが係合が解除されて、手動操作部
3が自動的に操作可能になる。
14の揺動をエンコーダ21a,21bに伝達する動力
伝達機構として歯車機構を用いたが、本発明の要旨はこ
れに限定されるものではなく、摩擦車やベルト機構な
ど、公知に属する任意の動力伝達機構を用いることもで
きる。
14の揺動方向及び揺動量を検出するセンサとしてエン
コーダ21a,21bを用いたが、本発明の要旨はこれ
に限定されるものではなく、その他任意の公知に属する
位置センサを用いることもできる。
プ部材16の駆動手段としてソレノイド15を用いた
が、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、電
磁石や油圧又はエアアクチュエータ等の他の手段を用い
ることもできる。
操作部3の操作に抵抗感を付与する動力源として電気モ
ータ19a,19bを用いたが、本発明の要旨はこれに
限定されるものではなく、エアモータや油圧モータな
ど、公知に属する他の任意のアクチュエータを用いるこ
ともできる。また、回転力を発生するアクチュエータの
みならず、リニアモータ等の直線方向の力を発生するア
クチュエータであっても、単独で、又は適当な動力伝達
機構と組み合わせることによって用いることができる。
部が取り付けられる揺動軸をクランプ部材にて適宜クラ
ンプするようにしたので、非操作時における手動操作部
の揺動が抑えられ、運転者又は同乗者に与える不安定感
を解消できる。また、手動操作部の非操作時には、不要
な表示装置等の電源を断つことができるので、消費電力
量を低減することができる。さらに、手動操作部を操作
しようとする人間の手指を検出して駆動手段を自動的に
オン制御し、クランプ部材の係合を解除するセンサを備
えるので、手動操作部の操作をクランプ部材がない場合
と同じ感覚で行うことができ、手動操作部ひいては車載
用入力装置の良好な操作性も維持することができる。
材が取り付けられた駆動手段を自動的にオンオフ制御す
るためのセンサとして、フォトインタラプタを用いるの
で、非接触で人間の手指を検出できることから耐久性に
優れ、かつ小型であることから狭い空間内に設定するこ
とができる。
ードへの取り付け状態を示す斜視図である。
れた自動車の室内の状態を示す平面図である。
部の斜視図である。
部の側面方向から見た要部断面図である。
る車載電気機器の種別を例示する説明図である。
られる機能の種別を例示する説明図である。
ある。
るデータテーブルの一例を示す表図である。
である。
付機構を示す平面方向から見た一部破断図である。
付機構を示す側面方向から見た一部破断図である。
ーを例示する説明図である。
機器の状態を例示する説明図である。
動車の内面図である。
である。
平面図である。
いるガイドプレートの平面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 筐体の内部で揺動自在に支持された揺動
軸と、前記筐体の上面より突出する前記揺動軸の上端部
に取り付けられた手動操作部と、前記筐体の内部に備え
られた駆動手段と、当該駆動手段の駆動軸に固着され、
当該駆動手段のオンオフ動作にしたがって前記揺動軸を
クランプする位置又は前記揺動軸のクランプを解除する
位置に移動するクランプ部材と、前記手動操作部を操作
しようとする人間の手指を検出して前記駆動手段を自動
的にオンオフするセンサとを備えたことを特徴とする車
載用入力装置。 - 【請求項2】 前記センサが、前記手動操作部又は前記
筐体の内部に設定されたフォトインタラプタであること
を特徴とする請求項1に記載の車載用入力装置。
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