JP2001028223A - 車載用入力装置 - Google Patents

車載用入力装置

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JP2001028223A JP11200944A JP20094499A JP2001028223A JP 2001028223 A JP2001028223 A JP 2001028223A JP 11200944 A JP11200944 A JP 11200944A JP 20094499 A JP20094499 A JP 20094499A JP 2001028223 A JP2001028223 A JP 2001028223A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【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

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車載された各種電
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。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車には、エアコンやラジオ、
テレビジョン、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシステム
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。
【０００３】かかる車載用入力装置の従来技術を、図１
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。
【０００４】図１６に示すように、本例の車載用入力装
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。
【０００５】手動操作部１１０とＸＹテーブル１２０
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。
【０００６】このように構成される車載用入力装置１０
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。
【０００７】スイッチ装置１７０によって選択された電
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。
【０００８】そして、これらの機能を選択したうえで、
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。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来例に係る車載用入
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。
【００１０】なお、これらの問題は、可動部である手動
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。
【００１１】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
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。
【００１３】このように、手動操作部が取り付けられる
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。
【００１４】前記センサとしては、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。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車載用入力装
置の一実施形態例を、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】図１は実施形態例に係る車載用入力装置の
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。
【００１７】前出の合計９個の押釦スイッチ４ａ，４
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）。
【００１８】図３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。
【００１９】図３乃至図５から明らかなように、機構部
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。
【００２０】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。
【００２１】大歯車１８ａ，１８ｂ及び小歯車２０ａ，
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。
【００２２】Ｌ字部材２２ａ，２２ｂの一辺にはねじ孔
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。
【００２３】手動操作部３は、図３及び図４に示すよう
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。
【００２４】フォトインタラプタ３３は、前記ソレノイ
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。
【００２５】一方、前記第１及び第２のスイッチ３４，
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。
【００２６】また、これら第１及び第２のスイッチ３
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。
【００２７】このように、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。
【００２８】電気モータ１９ａ，１９ｂは、手動操作部
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。
【００２９】即ち、手動操作部３は、特定の方向に揺動
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。
【００３０】また、手動操作部３を操作して車載電気機
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。
【００３１】さらに、手動操作部３の操作限界を規制す
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。
【００３２】これら各電気モータ１９ａ，１９ｂの制御
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。
【００３３】図７（ａ），（ｂ）に示すように、本例の
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。
【００３４】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。
【００３５】かように、手動操作部３を操作することに
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。
【００３６】そこで、本実施形態例に係る車載用入力装
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。
【００３７】即ち、図９に示すように、ダッシュボード
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。
【００３８】図１０はＲＯＭ４４に記憶されたテーブル
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。
【００３９】したがって、手動操作部３を操作すること
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。
【００４０】コンピュータにおける電気モータ１９ａ，
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）。
【００４１】なお、これらのモータ制御手段及び方法
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。
【００４２】以上のように構成された本実施形態例に係
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。
【００４３】これらの図から明らかなように、ダッシュ
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。
【００４４】したがって、車載用入力装置１は、第１の
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。
【００４５】この車載用入力装置１の姿勢制御も、車載
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。
【００４６】なお、手動操作部３を操作することによっ
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。
【００４７】かように、本実施形態例に係る車載用入力
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。
【００４８】なお、前記実施形態例においては、揺動軸
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。
【００４９】また、前記実施形態例においては、揺動軸
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。
【００５０】また、前記実施形態例においては、クラン
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。
【００５１】さらに、前記実施形態例においては、手動
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。
【００５２】
【発明の効果】本願請求項１に記載の発明は、手動操作
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。
【００５３】本願請求項２に記載の発明は、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る車載用入力装置のダッシュボ
ードへの取り付け状態を示す斜視図である。
【図２】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３】手動操作部と当該手動操作部が備えられる機構
部の斜視図である。
【図４】手動操作部と当該手動操作部が備えられる機構
部の側面方向から見た要部断面図である。
【図５】機構部の平面図である。
【図６】カバーを除去した手動操作部の平面図である。
【図７】手動操作部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である。
【図８】手動操作部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である。
【図９】電気モータの制御システムを示すブロック図で
ある。
【図１０】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である。
【図１１】電気モータの制御手順を示すフローチャート
である。
【図１２】ダッシュボードに対する車載用入力装置の取
付機構を示す平面方向から見た一部破断図である。
【図１３】ダッシュボードに対する車載用入力装置の取
付機構を示す側面方向から見た一部破断図である。
【図１４】表示装置に表示される車載電気機器のメニュ
ーを例示する説明図である。
【図１５】表示装置に表示される機能調整中の車載電気
機器の状態を例示する説明図である。
【図１６】従来に係る車載用入力装置の設置例を示す自
動車の内面図である。
【図１７】従来提案されている車載用入力装置の側面図
である。
【図１８】図１７に示す車載用入力装置の手動操作部の
平面図である。
【図１９】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。
【符号の説明】 １ 車載用入力装置 ２ 筐体 ３ 手動操作部 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ 押釦スイッチ ５ａ，５ｂ，５ｃ 押釦スイッチ ６ ボリュームつまみ ７ カードスロット ８ ディスクスロット １１ 機構部 １２ ベース １３ 球面軸受 １４ 揺動軸 １５ ソレノイド（駆動手段） １６ クランプ部材 １７ａ，１７ｂ 回転軸 １８ａ，１８ｂ 大歯車 １９ａ，１９ｂ 電気モータ（アクチュエータ） ２０ａ，２０ｂ 小歯車 ２１ａ，２１ｂ エンコーダ（位置センサ） ２２ａ，２２ｂ Ｌ字部材 ３１ 透明窓 ３２ 回路基板 ３３ フォトインタラプタ（手指の検知センサ） ３４ 第１のスイッチ ３５ 第２のスイッチ ４１ ＣＰＵ ４２ 照合部 ４３ テーブル選択部 ４４ ＲＯＭ ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ・・・ テーブル ４６ 位置信号検出部 ５１ ベース ５２，５３ 案内軸 ５４ ボールねじ ５５ 軸受 ５６ ジョイント ５７ 第１のモータ ５８ ナット ５９ 移送板 ６０ スライダ ６１ 軸受 ６２ 回転軸 ６３ 大歯車 ６４ 第２のモータ ６５ 小歯車

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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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