JP2004228022A

JP2004228022A - 回転操作型入力装置

Info

Publication number: JP2004228022A
Application number: JP2003017218A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kono; 健二河野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】操作時に一つのツマミで回転操作とプッシュ操作が同時にできると共に、操作部の機能、操作文字などの意匠を操作部の操作に関わらず一定位置に表示することができる回転操作型入力装置の構造を提供する。
【解決手段】回転操作されるツマミ１と、ツマミ１に力覚を付与する力覚付与手段９と、ツマミ１の操作方向や機能を示す意匠３ａが設けられたスクリーン３と、スクリーン３を照光して意匠３ａをツマミ１の天面に照射させる照光部材６と、力覚付与手段９を収納するホルダー８と、ホルダー８が固着されると共に、スクリーン３及び照光部材６を保持するケース２とを備え、ツマミ１の回転操作に応じて力覚付与手段９からツマミ１に力覚が付与されるものとされ、ツマミ１の天面には環状に透光部１ｄが設けられ、この透光部１ｄの下面に意匠３ａが対向するようにスクリーン３を配設した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車に搭載されるエアコンなどの操作に用いられる回転操作型入力装置に係り、特に手動操作されるツマミの回転方向や回転量に応じて、そのツマミを操作する操作者に所定の力覚（操作感触）を付与するようにした回転操作型入力装置のツマミの意匠表示の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転操作型入力装置のツマミの意匠表示の構造としては、前面に透光部材で施された機能文字及び操作文字を表示する意匠面を有し、回転機能を持たない内軸に嵌着された第１のツマミと、内部光源からの光線を透過し第１のツマミの意匠面を照射させるドーナツ状の透明部を有し、回転機能を有する外軸に嵌着されると共にその第１のツマミの外周を覆うように形成された第２のツマミとを備えた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来の回転操作型入力装置の構造を図に基づいて説明する。
図５及び図６は従来の回転操作型入力装置の構造を示し、図５は回転操作型入力装置を示す断面図、図６は照光ツマミを示す平面図である。
【０００４】
図において、５１は内側の第１のつまみであり、この第１のつまみの前面は、透光部材で施された操作文字、機能文字などの意匠面を有し、回転機能を持たないボリューム５２の内軸５２ａに嵌着されている。５３はこの第１のツマミ５１の外周を覆うように形成し、回転機能を有する外軸５２ｂに嵌着された第２のツマミである。５３ａはこの第２のツマミ５３にドーナツ状に設けられた透明部である。５４はプリント基板５５にとりつけられた光源、５６は導光体、５６ａは光屈折部である。５７は筐体、５８は前面パネルである。
【０００５】
次に動作について説明する。光源５４からの光線は導光体５６を通過し、光屈曲部５６ａにより第２のツマミ５３に導かれる。次にこの光線は第２のツマミ５３のドーナツ状に形成された透明部５３ａを通過し、第１のツマミの意正面５１ａに到達する。そして、この光線により透光部材で施された操作文字、機能文字が照明される。このとき、第２のツマミ５３が回転され、外軸５２ｂが回転されたとしても、ドーナツ状の透光部５３ａは、任意の角度において透過する光量を変化させることなく同一光量を意匠面５１ａに照射する。また、導光体５６の光屈折部５６ａが一箇所しかないので光量の減衰が少なく、高輝度表示ができる利点がある。
【０００６】
上記構成によれば、第１のツマミの意匠面に機能文字及び操作文字を表示することができ、操作性を大幅に向上させることが出来る。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０６−０３６６４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の回転操作型入力装置の構造においては、操作用のツマミを２つに分離して、回転しないで固定された第１のツマミ５１と、回転操作される第２のツマミ５３とをそれぞれ設け、固定された第１のツマミ５１に機能文字や操作文字などの意匠を設けることで視認性の向上を図っているが、反面、外周に回転操作用の第２のツマミ５３を配置し、その内側にプッシュ操作用の第１のツマミ５１を配置する形でそれぞれの操作用のツマミを分離していることから、操作時に回転操作とプッシュ操作を同時に行う操作がしにくくなり、操作性が悪いという問題があった。
【０００９】
したがって、本発明では上述した問題点を解決し、操作時に一つのツマミで回転操作とプッシュ操作が同時にできて操作性が向上されると共に、操作部に設けられた機能文字や操作文字などの意匠を操作部の操作に関わらず一定位置に表示することで意匠の視認性を向上させることができる回転操作型入力装置の構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では第１の手段として、回転操作されるツマミと、このツマミに力覚を付与する力覚付与手段と、前記ツマミの操作方向や機能を示す意匠が設けられたスクリーンと、このスクリーンを照光して前記意匠を前記ツマミの天面に照射させる照光部材と、前記力覚付与手段を収納するホルダーと、このホルダーが固着されると共に、前記スクリーン及び前記照光部材を保持するケースとを備え、前記ツマミの回転操作に応じて前記力覚付与手段から前記ツマミに力覚が付与されるものとされ、前記ツマミの天面には環状に透光部が設けられ、この透光部の下面に前記意匠が対向するように前記スクリーンが配設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の手段として、前記ツマミを前記ケース上に回転操作可能に配設すると共に、前記ツマミの透光部を透明あるいはスモーク状に形成し、前記ツマミを回転操作する際に前記ケースに保持された前記スクリーンの意匠が、ツマミの回転操作に関わらず前記透光部を介して一定位置に照光表示されるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、第３の手段として、前記力覚付与手段は、モーターとエンコーダーを有すると共に前記モーターの出力軸に前記ツマミが連結されており、前記ツマミが回転操作された際の回転方向及び回転量に応じて前記ツマミに所定の力覚を付与するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、第４の手段として、前記力覚付与手段は、プッシュ操作検出部を備え、前記モーターの出力軸に連結された前記ツマミがプッシュ操作可能に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図４に示す。図１は回転操作型入力装置の分解斜視図、図２は同じく断面図、図３は意匠表示部分を示す平面図、図４は異なる意匠表示部分示す平面図である。
【００１５】
図において、ツマミ１は、合成樹脂などの絶縁材で形成されており、基台となる円盤状のフランジ１ａと、このフランジ１ａの中央に凸状に膨出されて設けられた把持部１ｂとから形成されている。この把持部１ｂの中央下面側には、後述する力覚付与手段９のモータの出力軸９ｂの先端と嵌合される連結部１ｃが形成されている。また、前記把持部１ｂの天面には、前記連結部１ｃを囲むように透明又はスモークからなる円環状の透光部１ｄが形成されている。この透光部１ｄに、後述する第１のスクリーン３に設けられた機能文字や操作文字などの意匠３ａが照光部材（ＬＥＤ）６によって照射されることにより、前記透光部１ｄ表面に意匠３ａが照光表示されるものとなっている。
【００１６】
前記透光部１ｄは、本実施例においては前記ツマミ１と同じ合成樹脂材で一体的に成形し、このツマミ１の前記透光部１ｄを除いた前面に黒などのカラー塗装を施すことにより形成してあるが、これに限らずに、前記ツマミ１を黒色の合成樹脂材で形成し、前記透光部１ｄを透明又はスモーク状の合成樹脂材で形成して、後で２重成形などの方法を用いて一体的に成形する方法で形成してもよい。
【００１７】
ケース２は、同じく合成樹脂などの絶縁材で形成されており、基台となる平板状の平板部２ａと、この平板部２ａ上に突出して形成された基軸部２ｂが形成されている。この基軸部２ｂは、中空の略円筒状に形成されており、その上面側には円環状及びこの円環状の外周から放射状に延びる複数の桟部とからなるガイド部２ｃが形成されている。このガイド部２ｃの上面側には、後述する第１のスクリーン３が固着されると共に、下面側には第２のスクリーン４が固着されるものとなっている。
【００１８】
また、前記基軸部２ｂの下面側には、複数のスリット部２ｄが設けられており、このスリット部２ｄに連続して前記平板部２ａ上に、後述するホルダー８の係合突起８ａと嵌合する係合凹部２ｅが形成されている。また、前記スリット部２ｄには後述する回路基板５を保持する保持アーム部２ｆが設けられている。また、基軸部２ｂの下面側には前記平板部２ａと連接する補強用のリブ２ｇが複数個設けられている。
【００１９】
第１のスクリーン３は、薄厚の透過性を有するフィルム状の樹脂材からなり、円環状に形成されている。この第１のスクリーン３には、前記ツマミ１を操作させる際の操作方向や機能を表示する操作文字や機能文字などを示す意匠３ａが形成されており、例えば、透明なスクリーンに黒抜きの文字などを表示したり、スモークのスクリーンに白抜きの記号などを表示したりして構成されている。前記第１のスクリーン３は、前記ケース２の基軸部２ｂの上面側に形成された前記ガイド部２ｃの上側に固着されると共に、前記ツマミ１の円環状の透光部１ｄと前記意匠３ａとが対向された状態で配置されるものとなっている。
【００２０】
第２のスクリーン４は、同じく薄厚の透過性を有するフィルム状の樹脂材からなり、同じく円環状に形成されている。この第２のスクリーン４は、乳白色の材料で形成されており、前記第１のスクリーン３の下側に配設されて照光用の光の拡散用として用いられるものとなっている。前記第２のスクリーン４は、前記ケース２の基軸部２ｂの上面側に形成された前記ガイド部２ｃの下側に、前記第１のスクリーン３と対向して配置され固着されるものとなっている。
【００２１】
回路基板５は、フェノール樹脂などの絶縁性の樹脂材からなり、同じく円環状に形成されている。この回路基板５の上面には、図示しない回路パターンが形成されており、この回路パターン上には複数（本実施例では４個）の照光部材であるＬＥＤ６が配設されている。また、前記回路基板５の下面側には配線用コネクタ７が設けられており、外部回路部からの信号が前記配線用コネクタ７を介して前記ＬＥＤ６へ供給されるようになっている。
【００２２】
前記ＬＥＤ６からの照光により、前記第１のスクリーン３に形成された意匠３ａが照光されて、前記ツマミ１の透光部１ｄに前記意匠３ａが照射されて、機能文字や操作文字などの意匠３ａが前記ツマミ１の天面に表示されるものとなっている。この場合、前記意匠３ａが形成された前記第１のスクリーン３と前記ＬＥＤ６との間には、前記第２のスクリーン４が介在されており、この第２のスクリーン４が光拡散用として作用することから、照光表示の光ムラの発生が抑えられるものとなっている。
【００２３】
このように、前記ツマミ１は前記ケース２上に回転操作可能に配設されており、前記ツマミ１の前記透光部１ｄを透明あるいはスモーク状に形成してあるので、前記ツマミ１を回転操作する際には、前記ケース２に固着保持された前記第１のスクリーン３に形成された前記意匠３ａは、前記ツマミ１を回転操作したとしても、前記透光部１ｄを介して一定位置に照光表示されるようになっている。すなわち、前記意匠３ａは、前記ツマミ１の回転と共に回転することがないので、前記ケース２や前記ツマミ１の表面等に、直接機能文字や操作文字などの前記意匠３ａを表示することなしに、簡易な構造でツマミの意匠表示を行うことができるものとなっている。
【００２４】
また、前記回路基板５の外周部には、一対の凸部５ａが設けられており、この凸部５ａが前記ケース２の基軸部２ｂの内周に設けられた図示しない凹部に係止されて位置決めされるものとなっている。前記回路基板５は、前記ケース２の基軸部２ｂに設けられた前記保持アーム部２ｆに嵌合されることで前記ケース２内に保持されるものとなっている。
【００２５】
ホルダー８は、合成樹脂などの絶縁材で上面が開口された円筒状に形成されている。このホルダー８の上面開口側には、複数の係合突起８ａが形成されており、この係合突起８ａが前記ケース２の平板部２ａに設けられた前記係合凹部２ｅと嵌合されて前記ホルダー８が前記ケース２に固着されるものとなっている。
【００２６】
また、前記上面開口側には、前記係合突起８ａとは別に位置決め用の規制突起８ｂが対向して一対形成されており、この規制突起８ｂが前記ケース２の基軸部２ｂの内周に設けられた図示しない凹部に係止されて位置決めされるものとなっている。また、前記ホルダー８の底面側には、後述する力覚付与手段９からの制御信号を出力し、また外部制御回路からの信号を入力するための配線用コード１０が導出されるコード孔８ｃが形成されたものとなっている。
【００２７】
力覚付与手段９は、図示はしないが、内部にモータと光学式のエンコーダと押釦スイッチとが適宜配設されて構成されたものとなっており、合成樹脂などの絶縁材などで形成された略円筒状の筐体９ａを有し、この筐体９ａの上面側には、モータの出力軸９ｂが突出されて形成されている。また、前記筐体９ａの下面側には、光学式のエンコーダ及び押釦スイッチの検出信号を外部の制御回路へ出力し、また外部制御回路からの制御信号を入力する配線用コード１０が延出されている。この力学付与手段９は、前記ホルダー８の開口内に挿入されて保持されるものとなっている。
【００２８】
そして、前記力覚付与手段９が保持された前記ホルダー８の上面側に設けられた前記複数の係合突起８ａが、前記ケース２の平板部２ａに設けられた前記係合凹部２ｅと嵌合することによりホルダー８がケース２に固着される。この時、前記出力軸９ｂが、前記ケース２の基軸部２ｂ及び上面側に設けられた前記ガイド部２ｃに固着された前記回路基板５及び、前記第１、第２のスクリーン３、４の環状部中央を貫通して、前記ケース２の上面から突出した状態で保持されたものとなる。
【００２９】
そして、前記出力軸９ｂの先端に、前記ツマミ１の把持部１ｂの中央下面側に設けられた連結部１ｃが連結されることにより、前記ツマミ１は、前記ケース２上に回転可能に配設されることとなる。この時、前記ツマミ１の天面に円環状に形成された前記透光部１ｄが、前記ケース２の基軸部２ｂ上面側に設けられた前記ガイド部２ｃに固着された前記第１及び第２のスクリーン３及び４と対向されて配設されたものとなっている。
【００３０】
前記力覚付与手段９は、前記ツマミ１を操作者が操作する場合に、ツマミ１の回転方向や回転量に応じて、そのツマミ１を操作する操作者に異なる操作感触を与えることができるもので、例えば自動車のエアコンの温度調整や風向調整を１つのツマミの操作で行えるようにして、操作性を向上させることにより運転の妨げにならないようにしているものである。
【００３１】
前記力覚付与手段９においては、前記ツマミ１を回転させると、前記モータの出力軸９ｂを介して、図示しないエンコーダの回転板が回転し、光センサ部により検出信号を出力する。この検出信号に応じて演算部から制御信号が出力されて、この制御信号により、モータは前記ツマミ１の回転量や回転方向に応じて前記出力軸９ｂを介して前記ツマミ１に適宜回転力を伝えるようになっている。
【００３２】
このように、回転力が与えられる前記ツマミ１では、例えば、エアコンの温度が調整される際に、操作者が温度の上がる方向にツマミ１を回転させると、その回転方向に対向する方向の回転力がモータによってツマミ１に与えられ、これにより、操作者に抵抗感が与えられるものとなる。逆に、操作者が温度の下がる方向にツマミ１を回転させると、その回転方向と同方向の回転力がモータによってツマミ１に与えられ、これにより、操作者に加速感が与えられるものとなっている。
【００３３】
このように、前記力覚付与手段９は、内部にモーターと光学式のエンコーダーを有すると共に、モーターの前記出力軸９ｂに操作者が操作するための前記ツマミ１が連結されて構成されており、前記ツマミ１が回転操作された際には、その回転方向及び回転量に応じてモータの出力軸９ｂから、前記ツマミ１に対して、所定の力覚を付与するように構成されていることから、前記ツマミ１の回転方向や回転量に応じて操作者が把持するツマミ１に、所定の操作感覚が与えられるようになっているので、エアコンなどの温度調整や風向の調整などを一つの操作ツマミで適宜行うことができるものとなっている。
【００３４】
また、前記力覚付与手段９には、内部に図示しないプッシュ操作検出部としての押釦スイッチが配設されている。そして、前記モータの出力軸９ｂが上下移動可能に形成されており、前記出力軸９ｂに連結された前記ツマミ１がプッシュ操作可能に形成され、このツマミ１がプッシュ操作されることにより押釦スイッチが押されることでプッシュ操作検出が可能となっている。プル操作についても同様に、プル操作をすると押釦スイッチが押されることでプル操作検出が可能となっている。
【００３５】
プッシュ操作としては、例えばエアコンの温度（風量など）の調整をツマミ１のプッシュ時に行い、風向（噴出し方向など）の調整をプル時に行うようにしてもよい。このように、操作時に一つのツマミで回転操作とプッシュ操作が同時にできるので、操作性が向上されるものとなっている。
【００３６】
図３と図４に示すのは、前記ツマミ１の透光部１ｄに照光表示される機能文字や操作文字を表した意匠３ａ部分を示すもので、図３は、エアコンの温度（風量）の調整をツマミ１のプッシュ時、風向（噴出し方向）の調整をプル時に行うようにした場合を示している。また、図４は、プッシュ、プル操作を、左右の傾倒操作により行うようにした例を示すもので、この場合、エアコンの温度（風量）の調整をツマミ１のＬＥＦＴ（左）操作時、風向（噴出し方向）の調整をツマミ１のＲＩＧＨＴ（右）操作時に行うようにした場合を示している。この場合にも、操作時に１つのツマミで同時に操作ができるので、操作性が向上されるものとなる。
【００３７】
このように、本実施例によれば、操作者が操作する前記ツマミ１の回転操作に応じて、前記力覚付与手段９から前記ツマミ１に異なる力覚が付与されるものとされ、前記ツマミ１の回転方向や回転量に応じて操作者が把持するツマミ１に、所定の操作感覚が与えられるようになっているので、エアコンなどの温度調整や風向の調整などを一つの操作ツマミで適宜行うことができるものとなっている。
【００３８】
また、前記ツマミ１の天面には環状に透明あるいはスモーク状の前記透光部１ｄが設けられ、この透光部１ｄの下面に前記意匠３ａが対向するように前記第１のスクリーン３を対向させて配設するようにしている。すまわち、回転操作される前記ツマミ１の表面には直接意匠が表示されておらず、天面の環状の前記透光部１ｄに、ツマミ１の下面に配設された前記第１のスクリーン３に形成した前記意匠３ａを照射するように構成しているため、例え前記ツマミ１が回転操作されたとしても、機能文字や操作文字などの前記意匠３ａを、前記ツマミ１の回転に関わらず前記透光部１ｄの一定位置に表示することができるので、意匠の視認性を向上させることができるものとなっている。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転操作型入力装置の構造は、回転操作されるツマミと、このツマミに力覚を付与する力覚付与手段と、ツマミの操作方向や機能を示す意匠が設けられたスクリーンと、このスクリーンを照光して意匠をツマミの天面に照射させる照光部材と、力覚付与手段を収納するホルダーと、このホルダーが固着されると共に、スクリーン及び照光部材を保持するケースとを備え、ツマミの回転操作に応じて力覚付与手段からツマミに力覚が付与されるものとされ、ツマミの天面には環状に透光部が設けられ、この透光部の下面に意匠が対向するようにスクリーンが配設されていることから、回転操作されるツマミの表面には直接意匠が表示されておらず、天面の環状の透光部に、下面に配設されたスクリーンの意匠が照射されるようになっているため、例えツマミが回転されたとしても、機能文字や操作文字などの意匠をツマミの回転に関わらず一定位置に表示することができるので、意匠の視認性を向上させることができる。
【００４０】
また、ツマミをケース上に回転操作可能に配設すると共に、ツマミの透光部を透明あるいはスモーク状に形成し、ツマミを回転操作する際にケースに保持されたスクリーンの意匠が、ツマミの回転操作に関わらず透光部を介して一定位置に照光表示されるようにしたことから、ケースやツマミの表面等に、直接機能文字や操作文字などの意匠を表示することなしに、簡易な構造でツマミの意匠表示を行うことができる。
【００４１】
また、力覚付与手段は、モーターとエンコーダーを有すると共にモーターの出力軸にツマミが連結されており、ツマミが回転操作された際の回転方向及び回転量に応じてツマミに所定の力覚を付与するようにしたことから、ツマミの回転方向や回転量に応じて操作者が把持するツマミに所定の操作感覚を与えるようになっているので、エアコンなどの温度調整や風向の調整などを一つの操作ツマミで適宜行うことができる。
【００４２】
また、力覚付与手段は、プッシュ操作検出部を備え、モーターの出力軸に連結されたツマミがプッシュ操作可能に形成されていることから、操作時に一つのツマミで回転操作とプッシュ操作が同時にできるので、操作性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である回転操作型入力装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の同じく回転操作型入力装置を示す断面図である。
【図３】本発明の同じく意匠表示部を示す平面図である。
【図４】本発明の同じく異なる意匠表示部を示す平面図である。
【図５】従来の回転操作型入力装置を示す断面図である。
【図６】従来の意匠表示部を示す平面図である。
【符号の説明】
１ツマミ
１ａフランジ
１ｂ把持部
１ｃ連結部
１ｄ透光部
２ケース
２ａ平板部
２ｂ基軸部
２ｃガイド部
２ｄスリット部
２ｅ係合凹部
２ｆ保持アーム部
２ｇリブ
３第１のスクリーン
３ａ意匠
４第２のスクリーン
５回路基板
５ａ凸部
６ＬＥＤ（照光部材）
７配線用コネクタ
８ホルダー
８ａ係合突部
８ｂ規制突起
８ｃコード孔
９力覚付与手段
９ａ筐体
９ｂ出力軸
１０配線用コード

Claims

回転操作されるツマミと、このツマミに力覚を付与する力覚付与手段と、前記ツマミの操作方向や機能を示す意匠が設けられたスクリーンと、このスクリーンを照光して前記意匠を前記ツマミの天面に照射させる照光部材と、前記力覚付与手段を収納するホルダーと、このホルダーが固着されると共に、前記スクリーン及び前記照光部材を保持するケースとを備え、前記ツマミの回転操作に応じて前記力覚付与手段から前記ツマミに力覚が付与されるものとされ、前記ツマミの天面には環状に透光部が設けられ、この透光部の下面に前記意匠が対向するように前記スクリーンが配設されていることを特徴とする回転操作型入力装置。
前記ツマミを前記ケース上に回転操作可能に配設すると共に、前記ツマミの透光部を透明あるいはスモーク状に形成し、前記ツマミを回転操作する際に前記ケースに保持された前記スクリーンの意匠が、ツマミの回転操作に関わらず前記透光部を介して一定位置に照光表示されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の回転操作型入力装置。
前記力覚付与手段は、モーターとエンコーダーを有すると共に前記モーターの出力軸に前記ツマミが連結されており、前記ツマミが回転操作された際の回転方向及び回転量に応じて前記ツマミに所定の力覚を付与するようにしたことを特徴とする請求項１、又は２記載の回転操作型入力装置。
前記力覚付与手段は、プッシュ操作検出部を備え、前記モーターの出力軸に連結された前記ツマミがプッシュ操作可能に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の回転操作型入力装置。