JP2003022137A - 力覚発生入力装置 - Google Patents

力覚発生入力装置

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JP2003022137A
JP2003022137A JP2001204856A JP2001204856A JP2003022137A JP 2003022137 A JP2003022137 A JP 2003022137A JP 2001204856 A JP2001204856 A JP 2001204856A JP 2001204856 A JP2001204856 A JP 2001204856A JP 2003022137 A JP2003022137 A JP 2003022137A
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gear
input device
force sense
motor
shaft
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Mikio Onodera
幹夫 小野寺
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来では、操作ツマミ５３が直接モータ５２
のモータ軸５２ｂに取り付けられていることから、モー
タ５２が大きな力覚を起生することが求められ、よっ
て、大きな力覚を起生できるモータ５２を配設すること
が必要になり、このモータ５２の体積が大きくなり、こ
のモータ５２が配設された力覚発生入力装置が大きなも
のになるという問題が生じ、小型な力覚発生入力装置を
提供する。 【解決手段】 操作ツマミ２を保持し、軸受け部２ｃに
よって保持された軸部と、モータ軸４ｂを有するモータ
４と、操作ツマミの回動を検出する回転検出手段とを備
え、軸部とモータ軸とを並設すると共に、操作ツマミに
よって回動するように軸部に取り付けられた第１の歯車
２ｆと、該第１の歯車によって回動され、モータ軸に取
り付けられた第２の歯車とを有し、モータからの力覚が
第１、第２の歯車を介して操作ツマミに伝達するように
したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、車載用に用
いて好適な力覚発生入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の力覚発生入力装置についての図面
を説明すると、図８は、従来の力覚発生入力装置を示す
要部断面図、図９は、図８の９ー９線における断面図で
ある。
【０００３】筐体５１は、合成樹脂材料から成り、成形
加工によって形成され、略矩形の箱形であって、四方を
囲む側壁５１ａと、側壁５１ａの上方に設けられた上壁
５１ｂと、上壁５１ｂに形成された円形の孔部５１ｃ
と、上壁５１ｂから筐体５１内に突設された第１保持部
５１ｄと、側壁５１ａの下方に設けられた底壁５１ｅ
と、底壁５１ｅから筐体５１内に延設された略筒状の第
２保持部５１ｆとを有している。
【０００４】また、孔部５１ｃと第２保持部５１ｆとは
対向する位置に配設されている。また、この筐体５１
は、比較的大きな体積を有している。
【０００５】モータ５２は、略円筒状の基体部５２ａ
と、基体部５２ａから外方に突出するモータ軸５２ｂと
を有している。このモータ５２は、モータ５２の基体部
５２ａの後端部が筐体５１の第２保持部５１ｆ内に収納
・保持され、モータ軸５２ｂが孔部５１ｃから外方に突
出されて配設されている。また、このモータ５２は、比
較的大きな所定の力覚（トルク）を発生させる必要か
ら、大型のものが使用されている。
【０００６】操作ツマミ５３は、合成樹脂材料から成
り、成形加工によって形成され、略円筒状の操作部５３
ａと、操作部５３ａの中心から操作部５３ａ内に延設さ
れた筒状の取付部５３ｂと、操作部５３ａの下端部から
取付部５３ｂの軸心と直交する外方向に延設された円環
状の鍔部５３ｃと、鍔部５３ｃの外周縁の近傍から取付
部５３ｂの軸心と同心円状に延設された円筒状の第１プ
ーリ部５３ｄとを有している。
【０００７】この操作ツマミ５３は、筒状の取付部５３
ｂ内にモータ５２のモータ軸５２ｂが直接挿入され、モ
ータ軸５２ｂが取付部５３ｂに例えば、圧入やネジ止め
などの適宜手段にて取り付けされている。操作ツマミ５
３が取り付けられた時、操作部５３ａと鍔部５３ｃとが
筐体５１外に位置すると共に、第１プーリ部５３ｄが、
筐体５１内に位置するように配設されている。
【０００８】コード部材５４は、円板状の回転体５４ａ
と、回転体５４ａの中心に回転体５４ａと直交する上下
方向に延設された支持軸５４ｂと、支持軸５４ｂと同心
円状に回転体５４ａに形成された複数個のスリット部５
４ｃと、支持軸５４ｂの所定の個所に回転体５４ａと平
行に形成された円盤状の第２プーリ部５４ｄとを有して
いる。
【０００９】このコード部材５４は、支持軸５４ｂの一
方の端部が筐体５１の第１保持部５１ｄに回転可能に取
り付けられ、回転体５４ａが回転するようになってい
る。この状態のとき、コード部材５４の支持軸５４ｂ
と、モータ５２のモータ軸５２ｂとは、平行であるよう
に配設されると共に、操作ツマミ５３の第１プーリ部５
３ｄと、コード部材５４の第２プーリ部５４ｄとは、同
一平面状であるように配設されている。
【００１０】フォトインタラプタ５６は、発光素子５６
ａと受光素子５６ｂとを有し、発光素子５６ａから放射
される光を受光素子５６ｂによって検出する機能を有し
ている。このフォトインタラプタ５６は、発光素子５６
ａと受光素子５６ｂと間に前記スリット部５４ｃを有し
た回転体５４ａが挟まれた状態で配置され、そして、こ
の回転体５４ａの回動によって、フォトインタラプタ５
６の発光素子５６ａから放射される光を間欠的に受光素
子５６ｂによって検出するように構成されている。
【００１１】即ち、このフォトインタラプタ５６とコー
ド部材５４とによって、操作ツマミ５３の回動を検出す
るいわゆる回転検出手段が構成されている。
【００１２】ベルト５５は、例えば、弾性ゴム材料や金
属材料などから成り、リング状に形成されている。この
ベルト５５は、第１プーリ部５３ｄと、第２プーリ部５
４ｄとの間に掛け渡され、このベルト５５によって、第
１プーリ部５３ｄと第２プーリ部５４ｄとが共に連動し
て回転するように配設されている。
【００１３】このことから、このベルト５５によって、
モータ５２のモータ軸５２ｂの回動と、コード部材５４
の回転体５４ａの回動とが連動して回転するように配設
されている。
【００１４】押釦スイッチ５７は、基体部５７ａと、基
体部５７ａから突出する押釦５７ｂとを有している。こ
の押釦スイッチ５７は、モータ５２に近接して配設され
ていると共に、押釦５７ｂが操作ツマミ５３の第１プー
リ部５３ｄの先端部と対向する位置に配設されている。
そして、第１プーリ部５３ｄが軸方向に操作されること
によって、押釦スイッチ５７が第１プーリ部５３ｄの先
端部によって押圧・操作されるように配設される。
【００１５】即ち、操作ツマミ５３を軸方向に押圧した
時、モータ軸５２ｂを伴って軸方向に移動し、これの移
動によって、押釦スイッチ５７が操作されるようになっ
ている。
【００１６】コントローラ５８は、例えば、中央演算処
理回路素子（ＣＰＵ）などから成り、このコントローラ
５８は所望の入力信号が入力されることによって、所望
の出力信号が出力されるように構成されている。この所
望の出力信号によって、前記モータ５２の力覚を制御す
るために用いられている。
【００１７】例えば、このコントローラ５８からのそれ
ぞれの出力信号によって、前記モータ５２のモータ軸５
２ｂの駆動がそれぞれ所望の力覚（ハプティック）を生
じる駆動となり、各駆動によって操作ツマミ５３に伝達
する力覚（ハプティック）を異ならしめることが出来る
ように構成されている。
【００１８】機能選択スイッチ５９は、例えば、複数個
の押釦スイッチなどから成り、各押釦スイッチをそれぞ
れ操作することで所望の機能を選択するように操作する
ことが出来る。また、この各機能選択スイッチ５９の出
力信号は、コントローラ５８に入力されるように接続さ
れている。この各機能選択スイッチ５９は、例えば、ラ
ジオ受信機の選局や、コンパクト・ディスク（ＣＤ）の
選曲や、ナビゲーション・システムの経路設定などの機
能を選択することができ、所望の個所に適宜配設されて
いる。また、この各機能選択スイッチ５９の出力信号に
よってモータ５２に所定の力覚が起生されるように構成
されている。
【００１９】モニタ６０は、例えば、液晶表示素子など
の表示画面から成り、所望の機能を表示するように、所
定の個所に配設されている。このモニタ６０は、コント
ローラ５８からの所望の機能の制御出力信号によって、
所望の機能の画面表示を行うように構成されている。
【００２０】次に、上述の従来の力覚発生入力装置の動
作について説明すると、機能選択スイッチ５９によっ
て、選択された所定の機能に対応した力覚（ハプティッ
ク）を起生させる制御信号がモータ５２に入力されて、
この制御信号によってモータ５２が所定の力覚を起生さ
せ、この力覚がモータ５２のモータ軸５２ｂに直接取り
付けられた操作ツマミ５３に伝達するような動作を行う
ようになっている。
【００２１】この従来の力覚発生入力装置の動作におい
て、例えば、ラジオ放送の選局における詳細な説明をす
ると、先ず、機能選択スイッチ５９の中のラジオ放送を
選局するための機能選択スイッチ５９を操作する。この
操作によって、コントローラ５８からモータ５２にラジ
オ放送を選局するための力覚（ハプティック）を起生さ
せる制御信号が入力され、この制御信号によってモータ
５２がラジオ放送の選局時に所定の力覚を起生させるよ
うになる。
【００２２】次に、操作ツマミ５３を操作すると、モー
タ５２のモータ軸５２ｂに直接取り付けられた操作ツマ
ミ５３に力覚が伝達されると共に、モニタ６０上には、
選局しようとする例えば、ＮＨＫ第１、ＮＨＫ第２、Ｔ
ＢＳラジオ、ニッポン放送などの放送局名が表示され
る。
【００２３】次に、操作ツマミ５３を時計方向、或いは
反時計方向に回動して、前記の如き選局したい放送局に
合わせるために回動する。また、操作ツマミ５３の回動
時、フォトインタラプタ５６とコード部材５４とによっ
て構成された回転検出手段によって、操作ツマミ５３の
回動が検出されて、選局したい放送局に合わせることが
できるように構成されている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
力覚発生入力装置は、操作ツマミ５３が直接モータ５２
のモータ軸５２ｂに取り付けられ、モータ５２から起生
する力覚がそのままダイレクトに操作ツマミ５３に伝達
される構成に成っている。近年、力覚の大きなものが求
められ、この要求を満たすためには、大きな力覚を起生
できる大型のモータ５２を配設する必要がある。このこ
とから、このモータ５２が大型となり、モータ５２のコ
ストが高価なものになるという問題が生じる。
【００２５】また、このモータ５２が大型のため、力覚
発生入力装置が大きく、且つ、重いものになるという問
題も生じる。
【００２６】本発明の力覚発生入力装置は、上述の問題
点を解決するもので、その目的は、軽量で、小型化され
た力覚発生入力装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の力覚発生入力装
置は、操作ツマミを保持し、軸受け部によって回動可能
に保持された軸部と、モータ軸を有するモータと、操作
ツマミの回動を検出する回転検出手段とを備え、軸部と
モータ軸とを並設すると共に、操作ツマミによって回動
するように軸部に取り付けられた第１の歯車と、該第１
の歯車によって回動され、モータ軸に取り付けられた第
２の歯車とを有し、モータからの力覚が第１、第２の歯
車を介して操作ツマミに伝達するようにしたことであ
る。かかる構成によって、モータが軽量で小型化された
構成のものを用いることが出来、安価なモータを用いる
ことが出来ると共に、大きな力覚を得ることが出来る。
また、全体として軽量で小型化された力覚発生入力装置
を提供することが出来る。
【００２８】また、本発明の力覚発生入力装置は、回転
検出手段は、回転体と、該回転体を支持する回動可能な
支持軸とを有し、支持軸が軸部、及びモータ軸に対して
並設されると共に、支持軸に取り付けられた第３の歯車
は、第１の歯車によって回動されて、回転検出手段を操
作するようにしたことである。かかる構成によって、第
３の歯車が第１の歯車によって回動されるので、回転検
出手段の回動がベルトを用いた従来の装置に比較してス
リップを生じることがなく、且つ、確実に安定した回動
をする力覚発生入力装置を提供することが出来る。
【００２９】また、本発明の力覚発生入力装置は、第１
の歯車が内歯歯車にて構成され、第２、第３の歯車を内
歯歯車に噛み合わせたことである。かかる構成によっ
て、所定の歯車の比率を有する第２、第３の歯車が内歯
歯車からなる第１の歯車によって回動されるので、回動
が安定し、小型化された力覚発生入力装置を提供するこ
とが出来る。
【００３０】また、本発明の力覚発生入力装置は、内歯
歯車にて構成される第１の歯車が操作ツマミに形成され
たことである。かかる構成によって、第１の歯車の形成
が簡単で、安価な力覚発生入力装置を提供することが出
来る。
【００３１】また、本発明の力覚発生入力装置は、内歯
歯車に噛み合わされる第４の歯車を設けたことである。
かかる構成によって、内歯歯車が、第２、第３、及び第
４の歯車の三つの歯車に噛み合わされていることから、
内歯歯車が第４の歯車によって第４の歯車側に引き寄せ
られることから、第２、及び第３の歯車が内歯歯車に確
実に噛み合わされて回動することから内歯歯車が安定に
回動する力覚発生入力装置を提供することが出来る。
【００３２】また、本発明の力覚発生入力装置は、第２
の歯車と第３の歯車と第４の歯車とが正三角形の各頂点
に配置されていることである。かかる構成によって、第
２、第３、及び第４の歯車の三つの歯車が正三角形の各
頂点に配置されていることから、内歯歯車の回動が一層
安定に回動する力覚発生入力装置を提供することが出来
る。
【００３３】また、本発明の力覚発生入力装置は、軸部
は、軸方向に移動可能であると共に、軸部の軸方向の移
動によって操作される押釦スイッチを有し、押釦スイッ
チがプリント配線基板に配設されていることである。か
かる構成によって、押釦スイッチの操作が安定し、且
つ、押釦スイッチの取り付けが容易で安価な力覚発生入
力装置を提供することが出来る。
【００３４】また、本発明の力覚発生入力装置は、操作
ツマミを照光する照光ランプを有し、照光ランプがプリ
ント配線基板に配設されていることである。かかる構成
によって、照光ランプによって操作ツマミが照光出来、
且つ、照光ランプの取り付けが容易で安価な力覚発生入
力装置を提供することが出来る。
【００３５】また、本発明の力覚発生入力装置は、プリ
ント配線基板が一枚のプリント配線基板から成り、一枚
のプリント配線基板には押釦スイッチと照光ランプと回
転検出手段とが配設されていることである。かかる構成
によって、一枚のプリント配線基板にそれぞれの部材が
配設されているので、取り付けが容易で安価な力覚発生
入力装置を提供することが出来る。
【００３６】また、本発明の力覚発生入力装置は、回転
検出手段が透光型エンコーダによって構成されているこ
とである。かかる構成によって、透光型エンコーダの構
成は簡単であって、取り付けが容易で安価な力覚発生入
力装置を提供することが出来る。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の力覚発生入力装置
についての図面を説明すると、図１は、本発明の力覚発
生入力装置の実施の形態を示す要部断面図、図２は、図
１の２−２線における断面図である。
【００３８】筐体１は、合成樹脂材料から成り、成形加
工によって形成され、略円筒形であって、円板状の上壁
１ａと、上壁１ａの外周縁から垂直に延設された筒状の
側壁１ｄと、上壁１ａの略中央部に設けられ、外方に突
出する第１の軸受け部１ｂと、上壁１ａに設けられ、内
方に突出する第２の軸受け部１ｃと、上壁１ａに設けら
れた貫通孔１ｅと、上壁１ａに設けられた取付孔１ｆ
と、側壁１ｄの所定の個所から内方に突出する支持部１
ｇと、側壁１ｄの開放端側を塞ぐ蓋体１ｈとを有してい
る。また、この筐体１は、比較的小さな体積を有してい
る。
【００３９】操作ツマミ２は、合成樹脂材料から成り、
成形加工によって形成され、略円筒形であって、円板状
の上壁２ａと、上壁２ａの外周縁から垂直に延設された
筒状の側壁２ｂと、上壁２ａの中心部から内方に突出さ
れた保持部２ｃとを有している。また、操作ツマミ２の
側壁２ｂの下端側の内壁には、大きい径寸法（大径）の
内歯歯車で形成された第１の歯車２ｆが設けられてい
る。この内歯の数が比較的多く形成されている。
【００４０】回動軸３は、金属材料から成り、切削加工
にて形成され、円柱状であって、基部３ａと、基部３ａ
の一方の端部側に設けられた取付部３ｂと、基部３ａの
他方の端部に設けられた溝部３ｃとを有している。この
回動軸３は、取付部３ｂが操作ツマミ２の保持部２ｃに
インサートモールド加工によって操作ツマミ２と一体化
され、基部３ａが筐体１の第１の軸受け部１ｂに回動可
能に挿通・保持されると共に、溝部３ｃが第１の軸受け
部１ｂから突出して配設されている。この回動軸３が、
いわゆる軸部を構成している。なお、回動軸３は、操作
ツマミ２にネジなどの取付手段によって両者を結合して
も良い。
【００４１】取付部材８は、いわゆるＣ型ワッシャーで
あって、この取付部材８が回動軸３の溝部３ｃに嵌入さ
れて取り付けられ、この取り付けによって、回動軸３が
第１の軸受け部１ｂから抜け止めされている。
【００４２】弾性部材９は、いわゆるコイルスプリング
で構成され、この弾性部材９は、回動軸３に挿入され、
操作ツマミ２の保持部２ｃの先端面部と、筐体１の第１
の軸受け部１ｂの先端面部との間に配設され、この弾性
部材９の弾性力によって、操作ツマミ２が外方（上方）
に付勢されている。この付勢された操作ツマミ２は、回
転可能であると共に、回動軸３を伴って、回動軸３の軸
方向に移動可能となっている。
【００４３】モータ４は、略円筒状の基体部４ａと、基
体部４ａから外方（上方）に突出するモータ軸４ｂと、
モータ軸４ｂに取り付けられた平歯車からなる第２の歯
車４ｃとを有している。このモータ４は、基体部４ａの
一方の端部が取付孔１ｆに適宜手段によって取り付けら
れ、このとき、モータ軸４ｂは、取付孔１ｆから外方に
突出して配設されている。
【００４４】第２の歯車４ｃは、第１の歯車２ｆより小
径で構成されており、モータ４が筐体１に取り付けられ
た際、モータ４の第２の歯車４ｃは、操作ツマミ２の第
１の歯車２ｆ内に位置して第１の歯車２ｆと並設した状
態で噛み合わされると共に、操作ツマミ２の回動軸３
と、モータ４のモータ軸４ｂとは並設されて配設されて
いる。このことから、モータ４からの力覚が、第１の歯
車２ｆと第２の歯車４ｃとを介して操作ツマミ２に伝達
するように構成されている。
【００４５】また、このモータ４は、第２の歯車４ｃと
第１の歯車２ｆとが噛み合わされ、操作ツマミ２を回動
させるので、モータ４から操作ツマミ２に伝達する回転
力（トルク）は、各歯車のギヤ比を変えることによって
容易に変更出来、このためモータ４に比較的小さな所定
のトルクを発生させることで、操作ツマミ２に大きなト
ルクを得ることが出来、モータ４の小型化を計ることが
出来る。
【００４６】第３の歯車５は、合成樹脂材料から成り、
成形加工によって形成され、平歯車５ａと、平歯車５ａ
の中心部から平歯車５ａに直交する外方に突出する支持
軸５ｂとを有している。この第３の歯車５は、支持軸５
ｂが筐体１の第２の軸受け部１ｃ内に挿通されて回動可
能に取り付けられ、支持軸５ｂの先端部が第２の軸受け
部１ｃから外方（上方）に突出されている。
【００４７】この第３の歯車５は、第１の軸受け部１ｂ
を中心として第２の歯車４ｃから１２０度離れた位置に
配設されている。また、この第３の歯車５の平歯車５ａ
は、第１の歯車２ｆより小径で構成されており、第１の
歯車２ｆ内に位置して第１の歯車２ｆと並設した状態で
噛み合わされている。
【００４８】第３の歯車５が筐体１に取り付けされた
際、この平歯車５ａが操作ツマミ２の第１の歯車２ｆに
噛み合わされ、この第３の歯車５の平歯車５ａは、第１
の歯車２ｆの回動によって共に回動されるように構成さ
れている。
【００４９】第４の歯車７は、合成樹脂材料から成り、
成形加工によって形成され、平歯車７ａと、平歯車７ａ
の中心部から平歯車７ａに直交する外方に突出する支持
軸７ｂとを有している。この第４の歯車７は、支持軸７
ｂが筐体１の上壁１ａに適宜手段にて回動可能に取り付
けられている。
【００５０】この第４の歯車７は、第１の軸受け部１ｂ
を中心として第２の歯車４ｃから１２０度離れた位置に
配設されている。また、この第４の歯車７の平歯車７ａ
は、第１の歯車２ｆより小径で構成されており、第１の
歯車２ｆ内に位置して第１の歯車２ｆと並設した状態で
噛み合わされている。即ち、第２の歯車４ｃと、第３の
歯車５と、第４の歯車７とは、第１の軸受け部１ｂ、及
び第１の軸受け部１ｂに挿入された回動軸３の軸心を中
心として正三角形の各頂点の位置に配設されている。
【００５１】また、第２、第３、及び第４の歯車４ｃ、
５、７である各平歯車は、内歯歯車である第１の歯車２
ｆにそれぞれ噛み合わされており、前述の如く、第２、
第３、及び第４の歯車４ｃ、５、７が正三角形の各頂点
の位置に配設されて、第１の歯車２ｆが第４の歯車７に
よって第４の歯車７側に引き寄せられることから、第
２、及び第３の歯車４ｃ、５が第１の歯車２ｆ（内歯歯
車）に確実に噛み合わされて回動することからスリップ
することなく第１の歯車２ｆが安定に回動する
【００５２】コード部材６は、円板状の回転体６ａと、
回転体６ａの中心に回転体６ａと直交し、回転体６ａを
支持する外方（上）方向に延設された支持軸６ｂと、回
転体６ａに設けられ、支持軸６ｂと同心円の状態であっ
て、放射状に形成された複数個（例えば、４０個）のス
リット部６ｃとを有している。
【００５３】このコード部材６は、支持軸６ｂ内に第３
の歯車５の支持軸５ｂの先端部が挿通され、例えばネジ
止めなどの適宜手段にて支持軸５ｂに取り付けられてい
る。このとき、このコード部材６は、支持軸６ｂを軸心
として回動出来るように配設されている。このことか
ら、第３の歯車５の回動によって、コード部材６が回動
・操作されるように構成されている。
【００５４】プリント配線基板１０は、一枚の平板状に
て構成され、少なくとも一方の面には、所定の回路パタ
ーン（図示せず）が形成されている。このプリント配線
基板１０は、筐体１内の支持部１ｇに例えば、ネジ止め
などの適宜手段にて取り付けられ、筐体１内に配置され
ている。
【００５５】フォトインタラプタ１３は、基体部１３ａ
と、基体部１３ａに取り付けられた発光素子１３ｂと、
基体部１３ａに取り付けられ、発光素子１３ｂと対向す
る位置に配設された受光素子１３ｃとを有し、発光素子
１３ｂから放射される光を受光素子１３ｃによって検出
する機能を有している。
【００５６】このフォトインタラプタ１３は、発光素子
１３ｂと受光素子１３ｃと間に前記コード部材６のスリ
ット部６ｃを有した回転体６ａが挟まれた状態で配置さ
れ、そして、このコード部材６の回転体６ａの回動によ
って、フォトインタラプタ１３の発光素子１３ｂから放
射される光を間欠的に受光素子１３ｃによって検出する
ように構成されている。
【００５７】即ち、このフォトインタラプタ１３とコー
ド部材６とによって、操作ツマミ２の回動を検出するい
わゆる透光型エンコーダである回転検出手段が構成され
ている。
【００５８】また、このフォトインタラプタ１３は、前
記プリント配線基板１０上の回路パターンに接続・配設
されている。
【００５９】押釦スイッチ１１は、基体部１１ａと、基
体部１１ａから外方（上方）に突出する押釦１１ｂとを
有している。この押釦スイッチ１１は、押釦１１ｂが回
動軸３の先端部と対向する位置に配設されている。
【００６０】また、この押釦スイッチ１１は、前記プリ
ント配線基板１０上に配設されると共に、操作ツマミ２
を保持する回動軸３の軸（心）方向の移動によって操作
されるように配置されている。即ち、操作ツマミ２の軸
方向への移動によって回動軸３が軸方向に移動され、回
動軸３の先端部が押釦スイッチ１１の押釦１１ｂを操作
するように構成されている。
【００６１】照光ランプ１２は、例えば、発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）などから成り、発光部１２ａと、発光部１
２ａから外方に延設された端子１２ｂとを有している。
この照光ランプ１２の発光部１２ａが操作ツマミ２内に
収納された状態で配設され、端子１２ｂが前記プリント
配線基板１０上の回路パターンに接続・配設されてい
る。
【００６２】このことから、発光部１２ａが発光する
と、操作ツマミ２を内部側から照光することになるよう
に構成されている。
【００６３】上述の如く、一枚のプリント配線基板１０
上には、押釦スイッチ１１と、照光ランプ１２と、フォ
トインタラプタ１３とコード部材６とによって構成され
た回転検出手段とが配設されている。
【００６４】コントローラ１４は、例えば、中央演算処
理回路素子（ＣＰＵ）などから成り、このコントローラ
１４は所望の入力信号（例えば、フォトインタラプタ１
３からの信号、押釦スイッチ１１からの信号など）が入
力されることによって、所望の出力信号が出力（例え
ば、モータ４への信号）されるように構成されている。
この所望の出力信号によって、前記モータ４の力覚（ハ
プティック）を制御するために用いられている。
【００６５】例えば、このコントローラ１４からのそれ
ぞれの出力信号によって、前記モータ４のモータ軸４ｂ
の駆動がそれぞれ所望の力覚（ハプティック）を生じる
駆動となり、各駆動によって操作ツマミ２に伝達する力
覚（ハプティック）を異ならしめることができるように
構成されている。
【００６６】機能選択スイッチ１５は、例えば、複数個
（例えば、３個）の押釦スイッチ１５ａ、１５ｂ、１５
ｃなどから成り、各押釦スイッチ１５ａ、１５ｂ、１５
ｃをそれぞれ操作することで所望の機能を選択するよう
に操作することが出来る。また、この各機能選択スイッ
チ１５の出力信号は、コントローラ１４に入力されるよ
うに接続されている。
【００６７】この各機能選択スイッチ１５は、例えば、
ラジオ受信機の選局や、コンパクト・ディスク（ＣＤ）
の選曲や、ナビゲーション・システムの経路選定などの
機能を選択することができ、所望の個所に適宜配設され
ている。また、この各機能選択スイッチ１５の出力信号
によってモータ４に所定の力覚が起生されるように構成
されている。
【００６８】モニタ１６は、例えば、液晶表示素子など
の表示画面を有し、表示画面に所望の機能を表示するよ
うに配設され、所望の個所に適宜配設されている。この
モニタ１６は、コントローラ１４からの制御出力信号に
よって、画面表示を行うように構成されている。
【００６９】次に、本発明の力覚発生入力装置の機能の
内のラジオの選局の動作と、ラジオの音量ボリュームの
動作と、コンパクト・ディスク（ＣＤ）の選曲の動作
と、エアコンの温度設定の動作とについての図面を説明
すると、図３は、本発明の力覚発生入力装置の機能に係
わり、ラジオの選局の動作の際の力覚を説明する説明
図、図４は、本発明の力覚発生入力装置の機能に係わ
り、ラジオの音量ボリュームの動作の際の力覚を説明す
る説明図、図５は、本発明の力覚発生入力装置の機能に
係わり、ＣＤの選曲の動作の際の力覚を説明する説明
図、図６は、本発明の力覚発生入力装置の機能に係わ
り、エアコンの温度設定の動作の際の力覚を説明する説
明図、図７は、本発明の力覚発生入力装置の機能に係わ
り、ラジオの選局の動作を詳細に説明する説明図であ
る。
【００７０】ここで、図３、乃至図６に示す各説明図で
説明するそれぞれの動作は、前述の複数個（例えば、３
個）の押釦スイッチ１５ａ、１５ｂ、１５ｃなどから成
る機能選択スイッチ１５からひとつの所望の機能選択ス
イッチ１５を操作して、所望の機能（例えば、ラジオの
選局、ＣＤの選曲、及びナビゲーション・システムの経
路選定など）が選択された状態から後の動作の概要を説
明するものである。
【００７１】先ず、図３に示すように、ラジオの選局の
動作は、操作ツマミ２を時計方向、又は反時計方向に回
動させると、コントローラから所定の間隔を有する各ひ
とつ山のクリック感を起生させる力覚によってモータ
（図１参照）の駆動が行われる。そして、操作ツマミ２
の回動時には、モータの駆動によって順次ひとつ山のク
リック感からなる力覚が起生し、この力覚毎に例えば、
ＮＨＫ第１、ＮＨＫ第２、ＴＢＳラジオ、ニッポン放送
などのラジオ局が順次選局されるようになっている。
【００７２】次に、本発明の力覚発生入力装置の操作ツ
マミに伝達される力覚の実施の形態についてのラジオの
選局の動作の詳細な説明を図７を用いて説明する。
【００７３】図７に示すように、先ず、ラジオの選局の
動作を行うために、機能選択スイッチ３１の内の所定の
機能選択スイッチ（押釦スイッチ）を押圧・選択する。
この所定の機能選択スイッチ（押釦スイッチ）の選択に
よって、コントローラ４０がラジオの選局の動作が行わ
れることを識別する。次に、操作ツマミ２（図１参照）
の回転・操作によって回転される回転検出手段３２の回
転量が検出され、この回転量の検出がコントローラ４０
に制御信号として入力される。
【００７４】次に、ラジオの選局を行うことが出来るラ
ジオ局の一覧表（例えば、ＮＨＫ第１、ＮＨＫ第２、Ｔ
ＢＳラジオ、ニッポン放送など）がモニタ画面３３に表
示される。この表示は、コントローラ４０からのモニタ
制御信号によって行われる。
【００７５】次に、操作ツマミ２の回転・操作に際し
て、コントローラ４０からの所定の力覚を発生させる力
覚制御信号がモータに印加され、この所定の力覚制御信
号によってモータ３４が所定の力覚を発生させる。この
モータ３４によって発生された力覚が前記第１、第２の
歯車２ｆ、４ｃを介して操作ツマミ２に伝達される。こ
れによって、モニタ画面３３に表示された所望のラジオ
局を選択するように操作される。
【００７６】次に、操作ツマミ２の回動によって、所望
のラジオ局（例えば、ＴＢＳラジオ）が選択されたとこ
ろで操作ツマミ２の回動を停止（符号３５）し、操作ツ
マミ２を軸方向に押圧して押釦スイッチ１１（図１参
照）をオンさせて所望のラジオ局を選択する。これによ
って、所望のラジオ局の選択が完了（符号３６）する。
【００７７】次に、図４に示すように、ラジオのボリュ
ームの動作は、操作ツマミ２を時計方向、又は反時計方
向に回動させると、コントローラから所定の連続した等
間隔を有するひとつ山のクリック感を起生させる力覚に
よってモータの駆動が行われる。そして、操作ツマミ２
の回動時には、このモータの駆動による操作ツマミ２の
連続したクリック感を起生し、この力覚毎にラジオの音
量ボリュームの増加、又は減少が行われるようになって
いる。
【００７８】次に、図５に示すように、ＣＤの選曲の動
作は、操作ツマミ２を時計方向、又は反時計方向に回動
させると、コントローラから所定の間隔を有する各ふた
つ山のクリック感を起生させる力覚によってモータの駆
動が行われる。そして、操作ツマミ２の回動時には、こ
のモータの駆動による操作ツマミ２のふたつ山のクリッ
ク感の起生し、この力覚毎に例えば、第１曲目の選曲、
第２曲目の選曲、・・・、第８曲目の選曲などのＣＤが
選曲されるようになっている。
【００７９】次に、図６に示すように、エアコンの温度
設定の動作は、操作ツマミ２を時計方向、又は反時計方
向に回動させると、コントローラからセンター（中心位
置）から所定のトルク感を起生させる力覚によってモー
タの駆動が行われる。このモータの駆動による操作ツマ
ミ２の所定のトルク感の起生によって、エアコンの温度
設定がされるように機能する。
【００８０】以下、前述のラジオの音量ボリュームの動
作、ＣＤの選曲の動作、及びエアコンの温度設定の動作
についての詳細な説明は、上述のラジオの選局の動作と
ほぼ同様であることから詳細な説明は省略する。
【００８１】なお、本発明の力覚発生入力装置の実施の
形態では、第１の歯車２ｆが正三角形の各頂点の位置に
配設された３個の第２、第３、及び第４の歯車４ｃ、
５、７と噛み合わせた構成としたが、これに限定され
ず、正三角形以外の三角形であっても良く、また第１の
歯車２ｆが２個の歯車と噛み合わせた構成であっても良
い。
【００８２】また、本発明の力覚発生入力装置の実施の
形態では、操作ツマミ２の内歯歯車で形成された第１の
歯車２ｆとモータ軸４ｂに取り付けられた平歯車からな
る第２の歯車４ｃとが噛み合わされた構成について説明
したが、これに限定されず、内歯歯車である第１の歯車
２ｆを平歯車とし、この平歯車と第２の歯車４ｃとを噛
み合わせた構成としても良い。
【００８３】
【発明の効果】以上のように、本発明の力覚発生入力装
置は、軸部とモータ軸とを並設すると共に、操作ツマミ
によって回動するように軸部に取り付けられた第１の歯
車と、該第１の歯車によって回動され、モータ軸に取り
付けられた第２の歯車とを有し、モータからの力覚が第
１、第２の歯車を介して操作ツマミに伝達するようにし
たことによって、モータが軽量で小型化された構成のも
ので、安価なモータを用いることが出来、全体として軽
量で小型化された力覚発生入力装置を提供することが出
来る。
【００８４】また、本発明の力覚発生入力装置は、第１
の歯車が内歯歯車にて構成され、第２、第３の歯車を内
歯歯車に噛み合わせたことによって、所定の歯車の比率
を有する第２、第３の歯車が内歯歯車からなる第１の歯
車によって回動されるので、回動が安定し、小型化され
た力覚発生入力装置を提供することが出来る。
【００８５】また、本発明の力覚発生入力装置は、第２
の歯車と第３の歯車と第４の歯車とが正三角形の各頂点
に配置されていることによって、第２、第３、及び第４
の歯車の三つの歯車が正三角形の各頂点に配置されてい
ることから、内歯歯車の回動が一層安定に回動する力覚
発生入力装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の力覚発生入力装置の実施の形態を示す
要部断面図である。
【図２】図１の２−２線における断面図である。
【図３】本発明の力覚発生入力装置の機能に係わり、ラ
ジオの選局の動作の際の力覚を説明する説明図である。
【図４】本発明の力覚発生入力装置の機能に係わり、ラ
ジオの音量ボリュームの動作の際の力覚を説明する説明
図である。
【図５】本発明の力覚発生入力装置の機能に係わり、Ｃ
Ｄの選曲の動作の際の力覚を説明する説明図である。
【図６】本発明の力覚発生入力装置の機能に係わり、エ
アコンの温度設定の動作の際の力覚を説明する説明図で
ある。
【図７】本発明の力覚発生入力装置の機能に係わり、ラ
ジオの選局の動作を説明する詳細な説明図である。
【図８】従来の力覚発生入力装置を示す要部断面図であ
る。
【図９】図８の９−９線における断面図である。
【符号の説明】
１ 筐体 １ｂ 第１の軸受け部（軸受け部） １ｃ 第２の軸受け部 ２ 操作ツマミ ２ｂ 側壁 ２ｆ 第１の歯車（内歯歯車） ３ 回動軸 ３ｂ 取付部 ３ｃ 溝部 ４ モータ ４ｂ モータ軸 ４ｃ 第２の歯車（平歯車） ５ 第３の歯車（平歯車） ５ｂ 支持軸 ６ コード部材（回転検出手段） ６ａ 回転体 ６ｂ 支持軸 ７ 第４の歯車 ７ａ 平歯車 １０ プリント配線基板 １１ 押釦スイッチ １１ｂ 押釦 １２ 照光ランプ １３ フォトインタラプタ（回転検出手段） １３ｂ 発光素子 １３ｃ 受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 25/00 Ｈ０１Ｈ 25/00 Ｅ Ｇ Ｈ０３Ｊ 1/08 Ｈ０３Ｊ 1/08 Ａ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】操作ツマミを保持し、軸受け部によって回
    動可能に保持された軸部と、 モータ軸を有するモータと、 前記操作ツマミの回動を検出する回転検出手段とを備
    え、 前記軸部と前記モータ軸とを並設すると共に、前記操作
    ツマミによって回動するように前記軸部に取り付けられ
    た第１の歯車と、該第１の歯車によって回動され、前記
    モータ軸に取り付けられた第２の歯車とを有し、 前記モータからの力覚が前記第１、第２の歯車を介して
    前記操作ツマミに伝達するようにしたことを特徴とする
    力覚発生入力装置。
  2. 【請求項２】前記回転検出手段は、回転体と、該回転体
    を支持する回動可能な支持軸とを有し、前記支持軸が前
    記軸部、及び前記モータ軸に対して並設されると共に、
    前記支持軸に取り付けられた第３の歯車は、前記第１の
    歯車によって回動されて、前記回転検出手段を操作する
    ようにしたことを特徴とする請求項１記載の力覚発生入
    力装置。
  3. 【請求項３】前記第１の歯車が内歯歯車にて構成され、 前記第２、第３の歯車を前記内歯歯車に噛み合わせたこ
    とを特徴とする請求項２記載の力覚発生入力装置。
  4. 【請求項４】前記内歯歯車にて構成される前記第１の歯
    車が前記操作ツマミに形成されたことを特徴とする請求
    項３記載の力覚発生入力装置。
  5. 【請求項５】前記内歯歯車に噛み合わされる第４の歯車
    を設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の力覚発
    生入力装置。
  6. 【請求項６】前記第２の歯車と前記第３の歯車と前記第
    ４の歯車とが正三角形の各頂点に配置されていることを
    特徴とする請求項５記載の力覚発生入力装置。
  7. 【請求項７】前記軸部は、軸方向に移動可能であると共
    に、前記軸部の軸方向の移動によって操作される押釦ス
    イッチを有し、前記押釦スイッチがプリント配線基板に
    配設されていることを特徴とする請求項１乃至６記載の
    力覚発生入力装置。
  8. 【請求項８】前記操作ツマミを照光する照光ランプを有
    し、 該照光ランプがプリント配線基板に配設されていること
    を特徴とする請求項４乃至６記載の力覚発生入力装置。
  9. 【請求項９】前記プリント配線基板が一枚のプリント配
    線基板から成り、 該一枚のプリント配線基板には前記押釦スイッチと前記
    照光ランプと前記回転検出手段とが配設されていること
    を特徴とする請求項７又は８記載の力覚発生入力装置。
  10. 【請求項１０】前記回転検出手段が透光型エンコーダに
    よって構成されていることを特徴とする請求項１乃至９
    記載の力覚発生入力装置。
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