JP2008015671A - 操作感覚呈示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作部材の平面方向への移動操作に対して、操作感覚を適切に呈示する。
【解決手段】第１の円柱物６及び第２の円柱物７を、可動ワーク５の下面に形成された第１の溝部４ａ及び第２の溝部４ｂに、これらの内壁にそれぞれの側面の２箇所で接触するように嵌め込んで配置する。ＤＣモータ８が駆動されると、第１の円柱物６が偏心回転し第１の溝部４ａの内壁を押圧することで可動ワーク５がＰ１方向又はＰ２方向（左右方向）に移動される。一方、ＤＣモータ９が駆動されると、第２の円柱物７が偏心回転し第２の溝部４ｂの内壁を押圧することで可動ワーク５がＱ１方向又はＱ２方向（上下方向）に移動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、平面方向に移動可能な操作部材を有し、その操作部材の移動操作に対して操作感覚を呈示する操作感覚呈示装置に関する。

操作部材の平面方向への移動操作に対して操作感覚を呈示する操作感覚呈示装置では、回転力を発生するモータなどを使用することが多い。この場合、ジョイスティック構造を用いてモータの回転力を略ダイレクトに操作部材に伝達する構成（例えば、特許文献１参照）や、ウォームギアやパンタグラフなどのリンク機構を用いてモータの回転力を直線方向への力に変換してから操作部材に伝達する構成などが考えられる。
特開２００４−２２４２０２号公報

しかし、ジョイスティック構造を用いた場合、操作部材が球面状の動き（移動）になってしまい、平面方向への移動を完全には再現することができない。また、リンク機構を用いた場合、操作部材に対して与えられる力がモータダイレクトではないため、バックラッシュやがたつきが原因となり、所望の操作感覚を正確に呈示できない可能性がある。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、操作部材の平面方向への移動操作に対して、操作感覚を適切に呈示することができる操作感覚呈示装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の操作感覚呈示装置は、平面方向に移動される操作部材と、前記操作部材と一体的に前記平面方向に移動される可動部材と、前記平面方向に対して直交する第１の回転軸を有する第１の回転手段と、側面の一部が前記可動部材の第１の側壁部に接し且つ前記第１の回転軸に偏心して設けられ前記第１の回転軸が回転することに連動して前記第１の回転軸の回転に対して偏心回転して側面から前記可動部材の第１の側壁部に押圧力を与える第１の押圧力付与手段と、前記平面方向に対して直交する第２の回転軸を有する第２の回転手段と、側面の一部が前記可動部材の第１の側壁部に対して直交する第２の側壁部に接し且つ前記第２の回転軸に偏心して設けられ前記第２の回転軸が回転することに連動して前記第２の回転軸の回転に対して偏心回転して側面から前記可動部材の第２の側壁部に押圧力を与える第２の押圧力付与手段と、前記可動部材の前記平面方向への変位を検出する変位検出手段と、前記操作部材が前記平面方向に移動されたことに応じて前記可動部材の前記平面方向への変位が前記変位検出手段により検出されたときに、当該可動部材を検出された移動方向とは反対方向に又は当該移動方向に且つ検出された移動距離に応じた距離だけ移動させるように前記第１の回転手段及び前記第２の回転手段のうち少なくともいずれかを駆動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、使用者によって操作部材が平面方向に移動操作されると、操作部材と一体的に移動された可動部材の変位が変位検出手段によって検出され、制御手段は、この検出された可動部材の変位に応じて第１の回転手段及び第２の回転手段のうち少なくともいずれかを駆動させる。すると、第１の回転軸及び第２の回転軸の回転に連動して第１の押圧力付与手段及び第２の押圧力付与手段のうち少なくともいずれかが偏心回転されることで可動部材の第１の側壁部及び第２の側壁部のうち少なくともいずれかに押圧力が付与される。これにより、可動部材とともに操作部材が、使用者によって移動操作された方向とは反対方向に又は移動操作された方向に且つ移動距離に応じた距離だけ移動されるので、操作部材の平面方向への移動操作に対して平面方向への操作感覚を適切に呈示することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。
図２は、操作感覚呈示装置１を分解した外観斜視図である。操作感覚呈示装置１は、上面に矩形状の開口部２ａを有したケース２と、このケース２の上面に開口部２ａを塞ぐように載置されるドーム状をなすノブ３（操作部材に相当）とを備えて構成されている。

ケース２内には、下面に溝部４を有する略矩形板状をなす可動ワーク５（可動部材に相当）と、この溝部４の内壁を押圧するための第１の円柱物６及び第２の円柱物７（いずれも円柱部材に相当）と、これら各円柱物６、７を回転させる力を発生するＤＣモータ８、９と、各ＤＣモータ８、９の回転軸８ａ、９ａの回転角度を検出するポテンションメータ１０、１１（変位検出手段に相当）とが配設される。また、可動ワーク５の上面中央には、円柱状の連結部５ａが突設されている。

図３は、操作感覚呈示装置１を組み立てた状態の断面を示している。このうち、（ａ）は平面断面図であり、特に可動ワーク５の溝部４及び各円柱物６、７の断面を示している。また、（ｂ）は、（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う縦断側面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線に沿う縦断側面図である。図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、可動ワーク５の連結部５ａの上端は、ケース２の上面の開口部２ａを通ってノブ３の下面中央部に連結されている。これにより、可動ワーク５は、ノブ３と連動して平面方向に移動されるようになっている。

また、可動ワーク５の下面に設けられた溝部４の深さ方向の長さは、各円柱物６、７の高さ方向の長さよりも若干短くなっており、また、溝部４の幅方向の長さは、各円柱物６、７の直径と略同じに形成されている。第１の円柱物６及び第２の円柱物７は、溝部４の内壁にそれぞれの側面の２箇所で接触するように溝部４に嵌め込まれている。また、第１の円柱物６及び第２の円柱物７は、それぞれの下面が可動ワーク５の下面よりも若干突出するように配置されている。

第１の円柱物６及び第２の円柱物７の下方には、ＤＣモータ８、９が位置しており、これらＤＣモータ８、９は、図示しない固定部材によってケース２内面に支持されている。また、ＤＣモータ８、９は、それらの回転軸８ａ、９ａがノブ３の移動する平面方向と直交する方向に延びるように配置されている。

第１の円柱物６は、その下面においてＤＣモータ８（第１の回転手段に相当）の回転軸８ａ（第１の回転軸に相当）の上端に偏心して取り付けられており、一方、第２の円柱物７は、その下面においてＤＣモータ９（第２の回転手段に相当）の回転軸９ａ（第２の回転軸に相当）の上端に偏心して取り付けられている。これにより、第１の円柱物６及び第２の円柱物７は、ＤＣモータ８、９の回転軸８ａ、９ａを回転中心として偏心回転するように配置されている。

ＤＣモータ８、９の下方には、ポテンションメータ１０、１１が位置している。詳細は図示しないが、ＤＣモータ８、９の回転軸８ａ、９ａの下端は、それぞれポテンションメータ１０、１１の検出軸１０ａ、１１ａに連結されており、回転軸８ａ、９ａと検出軸１０ａ、１１ａとは連動して回転される。また、本実施形態におけるポテンションメータ１０、１１は、例えば電気抵抗式のものであり、検出軸１０ａ、１１ａの回転角度に応じて抵抗値が変化することで出力される信号（図４に符号Ｓｘ、Ｓｙを付して示す）が変化するような構成となっている。すなわち、各円柱物６、７の回転角度の変化に応じて、ポテンションメータ１０、１１から出力される信号Ｓｘ、Ｓｙが変化するようになっている。

図３（ａ）に示すように、可動ワーク５の下面に設けられた溝部４は、可動ワーク５の一側面から中央部まで延びる第１の溝部４ａと、可動ワーク５の他側面から中央部まで延びる第２の溝部４ｂとよってＬ字状に形成されている。これら第１の溝部４ａ及び第２の溝部４ｂに、第１の円柱物６及び第２の円柱物７が前述したような状態でそれぞれ嵌め込まれて配置されている。

このような構成により、第１の円柱物６の偏心回転に応じて第１の溝部４ａの内壁が押圧されることで可動ワーク５が図３（ａ）における左右方向に移動され、一方、第２の円柱物７の偏心回転に応じて第２の溝部４ｂの内壁が押圧されることで可動ワーク５が図３（ａ）における上下方向に移動されるようになっている。このように、本実施形態においては、第１の円柱物及び第２の円柱物が、それぞれ第１の押圧力付与手段及び第２の押圧力付与手段に相当し、第１の溝部４ａ及び第２の溝部４ｂが、それぞれ第１の側壁部及び第２の側壁部に相当する。

また、使用者によってノブ３が平面方向に移動操作されることで可動ワーク５が平面方向（左右方向又は上下方向）に移動すると、これに応じて、第１の円柱物６又は第２の円柱物７は、可動ワーク５の溝部４の内側壁に押圧されて偏心回転される。すなわち、各円柱物６、７は、ノブ３の平面方向への変位に応じて偏心回転されるようになっている。
なお、可動ワーク５の移動可能な範囲は、可動ワーク５の端面がケース２の内壁に当接する位置、もしくは各円柱物６、７が±９０°回転された位置で規制されるようになっており、従って、可動ワーク５と連動するノブ３の可動範囲も同様に規制されている。

図４は、操作感覚呈示装置１の電気的構成を示すブロック図であり、前述したＤＣモータ８、９及びポテンションメータ１０、１１からなる駆動部１２が、制御部１３によって制御される構成となっている。この制御部１３は、図２及び図３には図示しないがケース２内に設けられており、ＤＣモータ８、９の駆動制御を行う制御回路１４（制御手段に相当）と、ＤＣモータ８、９を駆動するためのドライバ１５、１６と、ポテンションメータ１０、１１から出力される信号の増幅及びＡ／Ｄ変換を行う信号処理回路１７、１８と、制御回路１４と外部機器１９との間でデータの送受信を行うための通信インターフェース２０（入力手段に相当）を有して構成されている。

制御回路１４は、ＣＰＵを主体として、メモリやＩ／Ｏなどの周辺装置（いずれも図示せず）を備えて構成されており、このうち、メモリにはノブ３の変位に応じてどのようにノブ３に対して操作感覚を呈示するかといった内容を示すデータが記憶されるようになっている。このデータは、外部機器１９から通信インターフェース２０を介して書き込まれるようになっている。

制御回路１４は、上記データとノブ３の変位とに基づいてモータ駆動用の信号Ｓｄ１、Ｓｄ２をドライバ１５、１６に出力するように構成されており、ドライバ１５、１６は、これら信号Ｓｄ１、Ｓｄ２に応じた駆動電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２をＤＣモータ８、９に印加して駆動させる。

一方、ポテンションメータ１０、１１から出力された各円柱物６、７の回転角度を示す信号Ｓｘ、Ｓｙは、信号処理回路１７、１８に入力されている。この信号処理回路１７、１８は、アンプ部とＡ／Ｄ変換部（いずれも図示せず）とを有しており、このうち、アンプ部で、信号Ｓｘ、Ｓｙの増幅を行い、Ａ／Ｄ変換部で増幅後の信号をデジタル信号Ｄｘ、Ｄｙに変換してから制御回路１４に出力するようになっている。

なお、本実施形態における外部機器１９は、例えばナビゲーション装置などであり、カーソルなどを画面上に表示する液晶モニタなどの表示装置を有する機器である。そして、制御回路１４から外部機器１９には、通信インターフェース２０を介して、各円柱物６、７の回転角度に基づいたノブ３の変位を示すデータが出力されるように構成されており、これにより、ノブ３の移動操作に応じて画面上のカーソルが移動するようになっている。

次に、上記構成の作用について図１も参照して説明する。
なお、本実施形態では、図１に示すように、可動ワーク５がケース２内の中央に位置した状態におけるノブ３の位置を中立位置（ニュートラル位置）としている。また、制御回路１４のメモリには、ノブ３の平面方向への移動操作に対してノブ３の移動方向とは反対方向に作用するような力を付与するようにＤＣモータ８、９を駆動制御する、すなわち、ノブ３の移動操作に抗するような操作感覚を呈示するといったデータが予め記憶されているものとする。

使用者がノブ３に手を載せて、ノブ３を中立位置から図１における矢印Ｐ１方向（左方向）に所定距離だけ移動操作すると、ノブ３とともに可動ワーク５も矢印Ｐ１方向に所定距離だけ移動される。これに伴って、第１の円柱物６が図１における矢印Ａ１方向（時計回り方向）に所定角度だけ回転され、これにより、ポテンションメータ１０から出力される信号Ｓｘが変化する。

制御回路１４は、この信号Ｓｘの変化により、ノブ３の左右方向の変位、すなわち、この場合にはノブ３が矢印Ｐ１方向に所定距離だけ移動されたことを検出する。そして、制御回路１４は、検出されたノブ３の移動方向及び移動距離と、メモリに記憶されたデータとに基づいて、第１の円柱物６を矢印Ａ１方向とは反対の図１における矢印Ａ２方向（反時計回り方向）に所定角度回転させるようにＤＣモータ８の駆動を制御する。

これにより、可動ワーク５及びノブ３には、可動ワーク５を矢印Ｐ１方向とは反対の図１における矢印Ｐ２方向（右方向）に移動させるような力が作用する。このとき、使用者の手がノブ３に載せられているため、実際には可動ワーク５及びノブ３は矢印Ｐ２方向に移動されないが、使用者の手には、ノブ３を介して矢印Ｐ１方向への移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

また、使用者がノブ３に手を載せて、ノブ３を中立位置から矢印Ｐ２方向に所定距離だけ移動操作すると、ノブ３とともに可動ワーク５も矢印Ｐ２方向に所定距離だけ移動される。これに伴って、第１の円柱物６が矢印Ａ２方向に所定角度だけ回転され、これにより、ポテンションメータ１０から出力される信号Ｓｘが変化する。

制御回路１４は、この信号Ｓｘの変化により、ノブ３の左右方向の変位、すなわち、この場合にはノブ３が矢印Ｐ２方向に所定距離だけ移動されたことを検出する。そして、制御回路１４は、検出されたノブ３の移動方向及び移動距離と、メモリに記憶されたデータとに基づいて、第１の円柱物６を矢印Ａ２方向とは反対の矢印Ａ１方向に所定角度回転させるようにＤＣモータ８の駆動を制御する。

これにより、可動ワーク５及びノブ３には、可動ワーク５を矢印Ｐ２方向とは反対の矢印Ｐ１方向に移動させるような力が作用する。このとき、使用者の手がノブ３に載せられているため、実際には可動ワーク５及びノブ３は矢印Ｐ１方向に移動されないが、使用者の手には、ノブ３を介して矢印Ｐ２方向への移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

一方、使用者がノブ３に手を載せて、ノブ３を中立位置から図１における矢印Ｑ１方向（下方向）、又は矢印Ｑ２方向（上方向）に所定距離だけ移動操作した場合も、前述した矢印Ｐ１方向（左方向）や矢印Ｐ２方向（右方向）の場合と同様の原理で、ノブ３を介して使用者の手にこれらの移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

操作感覚呈示装置１は、上記した各方向（Ｐ１方向、Ｐ２方向、Ｑ１方向、Ｑ２方向）への移動操作だけではなく、これら各方向の間の方向である斜め方向への移動操作も可能であり、この操作に対しても所定の操作感覚を呈示することが可能となっている。この一例として、例えば、ノブ３が矢印Ｐ１方向と矢印Ｑ２方向との間の方向に移動操作された場合について説明する。

使用者がノブ３に手を載せて、ノブ３を中立位置から矢印Ｐ１方向と矢印Ｑ２方向との間の方向（図１における左上方向）に所定距離だけ移動操作すると、ノブ３とともに可動ワーク５も左上方向に所定距離だけ移動される。これに伴って、第１の円柱物６が矢印Ａ１方向に所定角度だけ回転されるとともに第２の円柱物７が矢印Ｂ２方向に所定角度だけ回転され、これにより、ポテンションメータ１０、１１から出力される信号Ｓｘ、Ｓｙが変化する。

制御回路１４は、これら信号Ｓｘ、Ｓｙの変化により、ノブ３の左右方向及び上下方向の変位、すなわち、この場合にはノブ３が左上方向（矢印Ｐ１方向と矢印Ｑ２方向との間の方向）に所定距離だけ移動されたことを検出する。そして、制御回路１４は、検出されたノブ３の移動方向及び移動距離と、メモリに記憶されたデータとに基づいて、第１の円柱物６を矢印Ａ１方向とは反対の矢印Ａ２方向に所定角度回転させるように、且つ第２の円柱物７を矢印Ｂ２方向とは反対の矢印Ｂ１方向に所定角度回転させるようにＤＣモータ８、９の駆動を制御する。

これにより、可動ワーク５及びノブ３には、可動ワーク５を左上方向（矢印Ｐ１方向と矢印Ｑ２方向との間の方向）とは反対の右下方向（矢印Ｐ２方向と矢印Ｑ１方向との間の方向）に移動させるような力が作用する。このとき、使用者の手がノブ３に載せられているため、実際には可動ワーク５及びノブ３は右下方向に移動されないが、使用者の手には、ノブ３を介して左上方向への移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

上述したような制御により、操作感覚呈示装置１は、ノブ３の平面方向（左右方向、上下方向、これらの間の方向）への移動操作に応じて、ノブ３に対して平面方向への所定の操作感覚を呈示するようになっている。なお、上記作用説明においては、ノブ３の移動操作に抗するような操作感覚を呈示する場合について説明したが、第１の円柱物６及び第２の円柱物７を偏心回転させる方向を上述したものと反対方向に設定することによって、ノブ３に対して、ノブ３の移動操作をアシストするような操作感覚を呈示することも可能である。

以上に説明したように、第１の実施形態によれば、次のような効果を奏する。
ノブ３の平面方向への移動操作に応じて、ＤＣモータ８、９のうち少なくともいずれかを駆動させ、第１の円柱物６及び第２の円柱物７のうち少なくともいずれかを偏心回転させて可動ワーク５を平面方向へ所定距離だけ移動させるような力をノブ３に作用させるようにしたので、使用者に対して、ノブ３を介して平面方向への操作感覚を正確に呈示することができる。

第１の円柱物６及び第２の円柱物７の回転角度を示す出力信号Ｓｘ、Ｓｙと制御回路１４のメモリに記憶されたデータとに基づいて、ＤＣモータ８、９の駆動制御を行うことによってノブ３に平面方向への操作感覚を呈示するようにしたので、制御回路１４のメモリに記憶されているデータを変更するだけで、ノブ３に対して呈示する操作感覚のパターンを変更することが可能となり、容易に様々な種類の操作感覚をノブ３に呈示することができる。

この場合、制御回路１４のメモリのデータを、ノブ３の所定方向への移動操作に対して、これに抗する力とこれをアシストする力とを交互に付与するように変更すれば、使用者に対してノブ３を介して、いわゆるクリック感を呈示することができる。また、制御回路１４のメモリのデータを、ノブ３が所定位置まで移動操作されたときに、この移動操作に抗する非常に大きな力を付与するように変更すれば、使用者に対してノブ３を介して、適正操作範囲外であることを報知することができる。

（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態を示すものであり、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
図５は第１の実施形態における図１相当図であり、操作感覚呈示装置３１の平面断面図を示している。図５に示すように、操作感覚呈示装置３１は、第１の実施形態における第１の円柱物６及び第２の円柱物７と同様の形状をなす第１の円柱物３２、第２の円柱物３３、第３の円柱物３４、及び第４の円柱物３５（いずれも円柱部材に相当）と、第１の実施形態における可動ワーク５よりも若干小さな矩形板状をなして形成された可動ワーク３６（可動部材に相当）とを有して構成されている。

このうち、第１の円柱物３２及び第２の円柱物３３の下方には、第１の実施形態におけるＤＣモータ８、９と同様に構成された回転軸３７ａ（第１の回転軸に相当）を有するＤＣモータ３７（第１の回転手段に相当）と、回転軸３８ａ（第２の回転軸に相当）を有するＤＣモータ３８（第２の回転手段に相当）とが設けられている。また、第１の実施形態と同様に、第１の円柱物３２及び第２の円柱物３３は、回転軸３７ａ、３８ａにそれぞれ偏心して取り付けられており、偏心回転するように配置されている。

第１の円柱物３２は、可動ワーク３６の図５における左側の外側壁部３６ａにその側面の１箇所で接するように配置されている。また、第３の円柱物３４は、第１の円柱物３２と可動ワーク３６を挟んで対向するように、且つ図５における右側の外側壁部３６ｂにその側面の１箇所で接するように配置されている。一方、第２の円柱物３３は、可動ワーク３６の図５における上側の外側壁部３６ｃにその側面の１箇所で接するように配置されている。また、第４の円柱物３５は、第２の円柱物３３と可動ワーク３６を挟んで対向するように、且つ図５における下側の外側壁部３６ｄにその側面の１箇所で接するように配置されている。

第３の円柱物３４及び第４の円柱物３５の下方には、それぞれ回転軸３９、４０が設けられており、第３の円柱物３４及び第４の円柱物３５は、それらの下面において回転軸３９、４０の上端に偏心して取り付けられている。また、これら回転軸３９、４０と、ＤＣモータ３７、３８の回転軸３７ａ、３８ａとは、ベルト４１、４２によって連結されている。これにより、第１の円柱物３２と第３の円柱物３４とはＤＣモータ３７の回転に同期して偏心回転され、第２の円柱物３３と第４の円柱物３５とはＤＣモータ３８の回転に同期して偏心回転されるように構成されている。

なお、本実施形態においては、第１の円柱物３２及び第３の円柱物３４によって第１の押圧力付与手段が構成され、第２の円柱物３３及び第４の円柱物３５によって第２の押圧力付与手段が構成されている。また、外側壁部３６ａ、３６ｂによって第１の外側壁部（第１の側壁部に相当）が構成され、外壁側部３６ｃ、３６ｄによって第２の外側壁部（第２の側壁部に相当）が構成されている。

次に、上記構成の作用について説明する。
なお、本実施形態では、各円柱物３２〜３５が図５に示すような状態で可動ワーク３６の周囲に配置されている状態におけるノブの位置を中立位置（ニュートラル位置）としている。

使用者がノブに手を載せて、ノブを中立位置から図５における矢印Ｐ３方向（左方向）に所定距離だけ移動操作すると、ノブとともに可動ワーク３６も矢印Ｐ３方向に所定距離だけ移動される。これに伴って、第１の円柱物３２が図５における矢印Ａ３方向（時計回り方向）に所定角度だけ回転されるとともにベルト４１を介して第３の円柱物３４も矢印Ａ３方向に所定角度だけ回転される。これにより、ポテンションメータ１０から出力される信号Ｓｘが変化する。

制御回路１４は、この信号Ｓｘの変化により、ノブの左右方向の変位、すなわち、この場合にはノブが矢印Ｐ３方向に所定距離だけ移動されたことを検出する。そして、制御回路１４は、検出されたノブの移動方向及び移動距離と、メモリに記憶されたデータとに基づいて、第１の円柱物３２及び第３の円柱物３４を矢印Ａ３方向とは反対の図５における矢印Ａ４方向（反時計回り方向）に所定角度回転させるようにＤＣモータ３７の駆動を制御する。

これにより、可動ワーク３６及びノブには、可動ワーク３６を矢印Ｐ３方向とは反対の図５における矢印Ｐ４方向（右方向）に移動させるような力が作用する。このとき、使用者の手がノブに載せられているため、実際には可動ワーク３６及びノブは矢印Ｐ４方向に移動されないが、使用者の手には、ノブを介して矢印Ｐ３方向への移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

また、使用者がノブに手を載せて、ノブを中立位置から矢印Ｐ４方向に所定距離だけ移動操作すると、ノブとともに可動ワーク３６も矢印Ｐ４方向に所定距離だけ移動される。これに伴って、第３の円柱物３４が矢印Ａ４方向に所定角度だけ回転されるとともにベルト４１を介して第１の円柱物３２も矢印Ａ４方向に所定角度だけ回転される。これにより、ポテンションメータ１０から出力される信号Ｓｘが変化する。

制御回路１４は、この信号Ｓｘの変化により、ノブの左右方向の変位、すなわち、この場合にはノブが矢印Ｐ４方向に所定距離だけ移動されたことを検出する。そして、制御回路１４は、検出されたノブの移動方向及び移動距離と、メモリに記憶されたデータとに基づいて、第３の円柱物３４及び第１の円柱物３２を矢印Ａ４方向とは反対の矢印Ａ３方向に所定角度回転させるようにＤＣモータ３７の駆動を制御する。

これにより、可動ワーク３６及びノブには、可動ワーク３６を矢印Ｐ４方向とは反対の矢印Ｐ３方向に移動させるような力が作用する。このとき、使用者の手がノブに載せられているため、実際には可動ワーク３６及びノブは矢印Ｐ３方向に移動されないが、使用者の手には、ノブを介して矢印Ｐ４方向への移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

一方、使用者がノブに手を載せて、ノブを中立位置から図５における矢印Ｑ３方向（下方向）、又は矢印Ｑ４方向（上方向）に所定距離だけ移動操作した場合も、前述した矢印Ｐ３方向（左方向）や矢印Ｐ４方向（右方向）の場合と同様の原理で、ノブを介して使用者の手にこれらの移動操作に抗するような操作感覚が呈示される。

以上説明したように、第２の実施形態の構成によっても、第１の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、可動ワーク３６を溝の無い単なる矩形板状としたので、可動ワーク３６を容易に形成することができる。

なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形又は拡張が可能である。
第１の回転手段及び第２の回転手段として、ステッピングモータやＡＣモータなどのモータを用いてもよい。
第１の溝部４ａ及び第２の溝部４ｂを、それぞれ独立した別々の溝で形成してもよい。
変位検出手段として、ロータリエンコーダなどの光学式のものを用いてもよい。

本発明の第１の実施形態を示すもので、発明の要部を示す平面断面図 操作感覚呈示装置の全体構成を示す分解斜視図 操作感覚呈示装置の断面を示すもので、（ａ）は平面断面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線に沿う縦断側面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線に沿う縦断側面図 操作感覚呈示装置の電気構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態を示すもので、発明の要部を示す平面断面図

符号の説明

図面中、１は操作感覚呈示装置、３はノブ（操作部材）、４ａは第１の溝部（第１の側壁部）、４ｂは第２の溝部（第２の側壁部）、５は可動ワーク（可動部材）、６は第１の円柱物（第１の押圧力付与手段、円柱部材）、７は第２の円柱物（第２の押圧力付与手段、円柱部材）、８はＤＣモータ（第１の回転手段）、８ａは回転軸（第１の回転軸）、９はＤＣモータ（第２の回転手段）、９ａは回転軸（第２の回転軸）、１０、１１はポテンションメータ（変位検出手段）、１４は制御回路（制御手段）、２０は通信インターフェース（入力手段）、３１は操作感覚呈示装置、３２は第１の円柱物（第１の押圧力付与手段、円柱部材）、３３は第２の円柱物（第２の押圧力付与手段、円柱部材）、３４は第３の円柱物（第１の押圧力付与手段、円柱部材）、３５は第４の円柱物（第２の押圧力付与手段、円柱部材）、３６は可動ワーク（可動部材）、３６ａ、３６ｂは外側壁部（第１の外側壁部、第１の側壁部）、３６ｃ、３６ｄは外側壁部（第２の外側壁部、第２の側壁部）、３７はＤＣモータ（第１の回転手段）、３７ａは回転軸（第１の回転軸）、３８はＤＣモータ（第２の回転手段）、３８ａは回転軸（第２の回転軸）を示す。

Claims (4)

1. 平面方向に移動される操作部材と、
   前記操作部材と一体的に前記平面方向に移動される可動部材と、
   前記平面方向に対して直交する第１の回転軸を有する第１の回転手段と、
   側面の一部が前記可動部材の第１の側壁部に接し且つ前記第１の回転軸に偏心して設けられ前記第１の回転軸が回転することに連動して前記第１の回転軸の回転に対して偏心回転して側面から前記可動部材の第１の側壁部に押圧力を与える第１の押圧力付与手段と、
   前記平面方向に対して直交する第２の回転軸を有する第２の回転手段と、
   側面の一部が前記可動部材の第１の側壁部に対して直交する第２の側壁部に接し且つ前記第２の回転軸に偏心して設けられ前記第２の回転軸が回転することに連動して前記第２の回転軸の回転に対して偏心回転して側面から前記可動部材の第２の側壁部に押圧力を与える第２の押圧力付与手段と、
   前記可動部材の前記平面方向への変位を検出する変位検出手段と、
   前記操作部材が前記平面方向に移動されたことに応じて前記可動部材の前記平面方向への変位が前記変位検出手段により検出されたときに、当該可動部材を検出された移動方向とは反対方向に又は当該移動方向に且つ検出された移動距離に応じた距離だけ移動させるように前記第１の回転手段及び前記第２の回転手段のうち少なくともいずれかを駆動させる制御手段とを備えたことを特徴とする操作感覚呈示装置。
2. 前記可動部材は、前記平面方向に沿って互いに直交する方向に延びる第１の溝部及び第２の溝部を備えて構成され、
   前記第１の押圧力付与手段は、その側面が前記第１の溝部の両側壁部に２箇所で接するように前記第１の溝部内に収容されている１つの円柱部材から構成され、
   前記第２の押圧力付与手段は、その側面が前記第２の溝部の両側壁部に２箇所で接するように前記第２の溝部内に収容されている１つの円柱部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載の操作感覚呈示装置。
3. 前記可動部材は、互いに対向する一対の第１の外側壁部と当該第１の外側壁部に対して直交し且つ互いに対向する一対の第２の外側壁部とを備えて構成され、
   前記第１の押圧力付与手段は、各々の側面が前記第１の外側壁部に１箇所で接するように前記可動部材を介して対向配置され且つ各々が前記第１の回転軸の回転に対して互いに同期して偏心回転する２つの円柱部材から構成され、
   前記第２の押圧力付与手段は、各々の側面が前記第２の外側壁部に１箇所で接するように前記可動部材を介して対向配置され且つ各々が前記第２の回転軸の回転に対して互いに同期して偏心回転する２つの円柱部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載の操作感覚呈示装置。
4. データを外部から入力するための入力手段を備え、
   前記制御手段は、外部から前記入力手段に入力されたデータに基づいて前記第１の回転手段及び前記第２の回転手段のうち少なくともいずれかの駆動を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の操作感覚呈示装置。

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