JP2009076029A - 節度装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作対象に応じて節度を与える位置を任意に設定でき、また、節度角度の設定などが容易であり、且つ、節度を与えない時には、適度な操作感を付与できるとともに、回動部材を動き止めすることができるようにする。
【解決手段】節度装置９は、軸１３に設けられた回動抵抗受部１５と、抵抗付与手段１７と、電磁石１４ｘとを備えている。抵抗付与手段１７は、鋼線製コイルばね１９及び押圧部材２０を有し、該コイルばね１９のばね力により、前記押圧部材２０を回動抵抗受部１５の凹面部１６に対して押圧し、電磁石１４ｘの通電時に節度を与える。さらに、電磁石１４ｘの断電時に、軸１３に、抵抗付与手段１７の回動抵抗よりも小さな操作負荷を作用させる操作負荷付与手段２２を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部から操作される回動部材の動作に節度を与える節度装置に関する。

従来、自動車の各種コントロールに使用されるロータリスイッチ装置は、例えば、特許文献１に開示されているスイッチ装置のように、ケース内面に形成された山部及び谷部を交互に有する節度面部と、ケース内のロータ側に設けられたコイルばね及びこのコイルばねにより節度面部に当接するように付勢されたボールとからなる節度機構を有している。

このような構成の節度機構によれば、使用者が操作ノブを回動してスイッチ操作を行う場合、ロータの回動に伴ってボールが山部を超えて谷部に移動し、この谷部に落ち込む。すなわち、ボールが山部を超える前後において操作ノブに与えられるフィードバック力が変化する。これにより、操作ノブの回動に節度が与えられている。
実開平５−９４９２２号公報

上述の特許文献１のものでは、操作ノブを回動した時に節度が与えられる回動角度（以下、節度角度という）が、節度面の山部及び谷部の形成ピッチ（角度ピッチ）に制約されてしまう問題がある。また、このものでは、ナビゲーション装置の画面での選択操作に用いる場合に、ナビ画面では画面ごとに節度を与えたい位置が変わるため、採用できない問題もある。この問題を解決するものとして、図１９に示す構成の節度装置が考えられている。

図２４において、例えばインストルメントパネル１０１の裏面側の適宜部位に取り付けられた装置ベース１０２には、軸１０３が回動可能に支承されている。この軸１０３において前記インストルメントパネル１０１の表面側に突出する一端部には、操作部材１０４が軸１０３と一体回動する形態に取り付けられている。さらに、この軸１０３の他端部には、操作部材１０４の回動位置を検出するためのロータリーエンコーダ５のディスク１０５ａが軸１０３と一体回動する形態に取り付けられている。

さらに、軸１０３のやや左側の部位に被吸着部１０６が軸１０３と一体回動する形態に設けられており、この被吸着部材１０６の右面には磁性板からなる被吸着体１０６ａが取着されている。この被吸着体１０６ａの右方部には、電磁石１０７が、軸１０３とは無関係に回動可能に、且つ微小距離で軸方向移動可能に設けられている。この電磁石１０７と装置ベース１０２との間には、合成樹脂からなるばね板１０８、１０８が設けられており、このばね板１０８、１０８の一端は前記装置ベース１０２に取着され、他端は前記電磁石１０７に取着されている。このばね板１０８、１０８は、軸１０３の回動に対して抵抗を与えるものである。なお軸１０３には適宜の操作対象物が付設あるいは連結される。

この図２４の構成において、通常は、電磁石１０７が断電されており、操作部材１０４が使用者により回動操作されると、軸１０３、ディスク１０５ａ、被吸着部１０６が一体回動する。そして、操作部材１０４が所定角度回動されると、ロータリーエンコーダ１０５がこの所定角度を検出し、これに基づいて図示しない制御部が電磁石１０７に通電する。すると、電磁石１０７と被吸着体１０６ａとが吸着状態となって当該電磁石１０７、被吸着体１０６ａ、軸１０３、操作部材１０４が一体化状態となる。従って、この状態から使用者が操作部材１０４をさらに回動すると、板ばね１０８、１０８の他端がその回動方向へ弾性変形することによって復元方向へばね力を発生し、使用者が回動抵抗を受け、電磁石が断電したときに回動抵抗がなくなる。回動抵抗の差により節度が与えられる。

しかし、この構成では、合成樹脂製のばね板１０８、１０８を使用するため、ばね機能を奏するための形状の設定が難しいとともに、ばね力設定のための材料選定も難しく、総じて節度感の設定が難しいといった問題があった。また、節度感の滑らか度合いとか、急激度合いなどの微妙な設定も困難であった。さらに電磁石１０７が断電された状態（節度が与えられない状態）においては回動部材である前記軸１０３が回転フリーに近く、操作感が無いように感じられることがあるとともに、操作部材１０４が不用意に動いてしまうおそれがあった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、操作対象に応じて節度を与える位置を任意に設定でき、また、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱などの設定が容易となり、さらには節度を与えない時には、適度な操作感を付与できるとともに、回動部材を動き止めすることができる節度装置を提供することにある。

請求項１の節度装置は、装置本体と、この装置本体に回動操作可能に設けられ外部からの操作力により操作される回動部材と、略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、前記装置本体に設けられた電磁石と、前記回動部材の回動位置を検出する回動位置検出手段と、この回動位置検出手段により検出された前記回動部材の回動位置に応じて前記電磁石を通断電制御する制御手段と、前記回動部材の回動中心と同心状態で回動可能に設けられ電磁石の通電時に該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される応動部材とを備え、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成とし、前記電磁石の断電時に前記抵抗付与手段の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を前記回動部材に作用させる操作負荷付与手段を設けたところに特徴を有する。

この請求項１の発明においては、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としているから、応動部材と回動部材とが、前記抵抗付与手段の前記コイルばねによる押圧作用により一体的に連結された形態となり、使用者が回動部材を回動操作する（外部からの操作力が加えられると）と、前記電磁石の断電時には前記応動部材が回動可能であるから、回動部材と応動部材とが、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段を介して一体回動する。従って、電磁石の断電時には、回動部材の回動操作に伴って前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との両方が回動し、節度感は発生しない。そして、回動部材が所定の回動位置に達すると、回動位置検出手段により当該所定の回動位置が検出され、制御手段により、電磁石が通電される。この通電により、前記応動部材が該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される。すると、使用者からの操作力が作用している回動部材は回動されているから、抵抗付与手段の押圧部材がコイルばねのばね力に抗して回動抵抗受部の凹面部を摺動するようになり、コイルばねのばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、回動部材が所定の回動位置に達すると、電磁石が断電され、この抵抗感がなくなる。コイルばねによる抵抗感の急変により節度感が発生する。また、前記電磁石の断電時には、前記操作負荷付与手段が、前記回動部材に、前記抵抗付与手段の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を作用させているから、この電磁石断電時において、適度な操作負荷が得られ、良好な操作感を使用者に与えることができ、また、回動部材への操作力を解除したときに、回動部材がその状態に動き止めされ、不用意に動作してしまう不具合がない。

さらにこの請求項１の発明によれば、前記所定の回動位置の変更により、節度角度を容易に変更できる。また、略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段とで、節度を与える構成であるから、コイルばねの選定と、凹面部の傾斜角度の設定により節度感の間隔と強弱の設定が容易となる。

この場合、前記操作負荷付与手段は、略円形の操作抵抗受部と、操作負荷用ばね及び押し当て部材を有し、該操作負荷用ばねのばね力により、前記押し当て部材を操作抵抗受部に押し当てて操作負荷を発生させるための負荷発生手段とを備え、前記操作負荷用ばねは前記コイルばねよりも弱いばね力の設定とし、前記操作抵抗受部と該負荷発生手段との一方を、非回動部位に設け、他方を前記応動部材に設ける構成としても良い（請求項２の発明）。

この請求項２の発明においては、前記電磁石の断電時には、前記抵抗付与手段の前記コイルばねによる押圧作用により前記応動部材と回動部材とは一体的に連結された形態にあり、そして、前記非回動部位と応動部材（ひいては回動部材）との間には操作負荷用ばねのばね力が操作負荷として作用しているが、該操作負荷用ばねのばね力が前記コイルばねよりも弱いばね力の設定としているから、回動部材が回動操作力を受けると、前記コイルばねにより前記応動部材と回動部材とが一体的な関係のまま回動させることができる。従って、この操作負荷付与手段が、前記電磁石断電時に前記抵抗付与手段による前記応動部材と回動部材との一体回動を阻害することがない。また、前記操作負荷用ばねのばね力の設定により、操作負荷を適宜設定することができる。

また、前記操作抵抗受部には、前記凹面部よりも高さの低い凹凸部を連続して形成しても良い（請求項３の発明）。この請求項３の発明においては、電磁石の断電時の操作時に弱い連続したクリック感を与えることができる。

請求項４の節度装置は、装置本体と、この装置本体に回動操作可能に設けられ外部からの操作力により操作される回動部材と、略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、前記装置本体に設けられた電磁石と、前記回動部材の回動位置を検出する回動位置検出手段と、前記回動部材の回動中心と同心状態で回動可能に設けられ前記電磁石の電磁吸着力を受ける応動部材と、前記電磁石の電磁吸着力を強弱変更可能な電磁吸着力変更手段と、前記回動位置検出手段により検出された前記回動部材の所定回動位置に応じて、前記電磁吸着力変更手段を強電磁吸着力モードに制御して、前記応動部材を前記電磁石により吸着固定する制御手段と、前記所定回動位置以外の回動位置に応じて、前記電磁吸着力変更手段を弱電磁吸着力モードに制御して、前記応動部材の回動を許容する程度の電磁吸着力を該応動部材に作用させ、前記抵抗付与手段の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を前記回動部材に作用させる操作負荷付与手段とを備え、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としたところに特徴を有する。

この請求項４の発明においては、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としているから、応動部材と回動部材とが、前記抵抗付与手段の前記コイルばねによる押圧作用により一体的に連結された形態となり、使用者が回動部材を回動操作して（外部からの操作力が加えられると）、回動部材が所定回動位置に達すると、制御手段が、前記電磁吸着力変更手段を強電磁吸着力モードに制御して、前記応動部材を前記電磁石により吸着固定する。すると、使用者からの操作力が作用している回動部材は回動されているから、抵抗付与手段の押圧部材がコイルばねのばね力に抗して回動抵抗受部の凹面部を摺動するようになり、コイルばねのばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、回動部材が所定回動位置以外の回動位置に達すると、電磁石の電磁吸着力が弱められ、この抵抗感がなくなる（操作負荷は作用している）。コイルばねによる抵抗感の急変により節度感が発生する。

また、前記所定回動位置以外の回動位置では、操作負荷付与手段が、前記電磁吸着力変更手段を弱電磁吸着力モードに制御して、前記応動部材の回動を許容する程度の電磁吸着力を該応動部材に作用させ、前記抵抗付与手段の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を前記回動部材に作用させるから、適度な操作負荷が得られ、良好な操作感を使用者に与えることができ、また、回動部材への操作力を解除したときに、回動部材がその状態に動き止めされ、不用意に動作してしまう不具合がない。そして、この場合、前記応動部材が回動可能であるから、回動部材と応動部材とが、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段を介して一体回動する。従って、この所定回動位置以外の回動位置では、回動部材の回動操作に伴って、小さな操作負荷が作用するものの、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との両方が回動し、節度感は発生しない。

さらにこの請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様に、前記所定回動位置の変更により、節度角度を容易に変更できる。また、略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段とで、節度を与える構成であるから、コイルばねの選定と、凹面部の傾斜角度の設定により節度感の間隔と強弱の設定が容易となる。
また、この請求項４の発明によれば、電磁吸着力変更手段を切替制御するといった簡単な制御により、節度感の付与及び操作負荷の付与を実現できて、構成の簡単化を図ることができる。

この場合、前記電磁吸着力変更手段は、電磁石に対する印加電圧を切り替える構成であって、強電磁吸着力モードは、高電圧印加モードであり、弱電磁吸着力モードは、低電圧印加モードであり、また、前記制御手段は、該電磁吸着力変更手段を前記高電圧印加モードに切り替え、前記操作負荷付与手段は、該電磁吸着力変更手段を前記低電圧印加モードに切り替えるようにしても良い（請求項５の発明）。
この請求項５の発明においては、電磁吸着力変更手段を、印加電圧を切り替える構成とすることで電気的に構成することができて、機械的構成に比して構成の簡単化を図ることができる。

本発明は、操作対象に応じて節度を与える位置を任意に設定でき、また、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱などの設定が容易となり、さらには節度を与えない時には、適度な操作感を付与できるとともに、回動部材を動き止めすることができる。

以下、本発明を例えばジョイスティック装置の節度装置に適用した第１の実施例につき図１ないし図１１を参照して説明する。図６には、車両に設けたジョイスティック装置１を示している。このジョイスティック装置１は、表示装置２に表示される複数のアイコンを択一指示するために設けられており、このジョイスティック装置１と表示装置２とは車両用画面操作システム３を示している。前記ジョイスティック装置１は前記コンソールボックス４ｂの下部（運転者が操作しやすい位置）に設けられている。前記表示装置２は、カーナビゲーション装置やオーディオなどの表示装置として使用されるもので、車両のインストルメントパネル４ａ（運転者から見やすい位置）に設けられている。

また、このジョイスティック装置１について述べる。図４は、ジョイスティック装置１のカバー１ａを外した状態を示している。図５はジョイスティック装置１を分解して示している。これら図４及び図５において、ジョイスティック装置１は、ジョイスティック部材６と、第１の揺動部材７と、第２の揺動部材８と、本発明に係る節度装置たる第１の節度装置９と、同じく本発明に係る節度装置たる第２の節度装置１０、制御装置１１（図７参照）とを備えて構成されている。

前記ジョイスティック部材６は下端部がジョイスティック装置ベース１ｂにいずれの方向へも傾動可能に支持されており、上部に摘み６ａを有する。前記第１の揺動部材７は、湾曲状に形成された板部材から構成されており、該第１の揺動部材７は一端部が前記第１の節度装置９の後述する軸１３により軸支され、他端部がＸ方向用位置センサ９ａのセンサ軸９ｂにより軸支され、もって、該第１の揺動部材７はＸ方向へ回動し得るように揺動可能に設けられている。この第１の揺動部材７の中央部には長手方向に沿ってスリット７ａが形成されている。

前記第２の揺動部材８は、第１の揺動部材７と同様に、湾曲状に形成された板部材から構成されており、該第２の揺動部材８は一端部が前記第２の節度装置１０の後述する軸１３により軸支され、他端部がＹ方向用位置センサ１０ａのセンサ軸１０ｂにより軸支され、もって、該第２の揺動部材８はＹ方向へ回動し得るように揺動可能に設けられている。この第２の揺動部材８の中央部には長手方向に沿ってスリット８ａが形成されている。

そして、これら第１の揺動部材７のスリット７ａ及び第２の揺動部材８のスリット８ａには前記ジョイスティック部材６が挿通されている。従って、第１の揺動部材７及び第２の揺動部材８はジョイスティック部材６の操作方向に応じて揺動する。

さて、前記第１の節度装置９と、第２の節度装置１０とは同一構成であり、今、第１の節度装置９について述べる。図１に示すように、この第１の節度装置９は、装置本体としての装置ケース１２を備えている。この装置ケース１２には回動部材たる軸１３が回動可能に支承されている。この軸１３において当該装置ケース１２一端部から突出する端部には、前記第１の揺動部材７の一端部が一体回動する形態に取り付けられている。

前記装置ケース１２内の電磁石ホルダ１２ａには略円筒形の電磁石であるＸ方向用電磁石１４ｘ（図７にも図示）が取着されており、このＸ方向用電磁石１４ｘの中空部を軸１３が挿通している。なお、第２の節度装置１０における電磁石はＹ方向用電磁石１４ｙ（図７参照）として設けている。

また、軸１３におけるＸ方向用電磁石１４ｘ右方部には、円筒スリーブ状の回動抵抗受部１５が軸１３と一体回動するように設けられており、この回動抵抗受部１５の内面には、図２に示すように、略Ｖ形の凹面部１６が形成されている。この凹面部１６は、斜面１６ａと斜面１６ｂとで略Ｖ形をなす。

また、この回動抵抗受部１５の内部における軸１３部分には、抵抗付与手段１７が設けられている。この抵抗付与手段１７は、被吸着部材１８に設けられている。この被吸着部材１８は磁性材から構成されており、前記Ｘ方向用電磁石１４ｘと軸方向で対向した形態で前記軸１３と同心状態に回動可能に設けられている。前記抵抗付与手段１７は、ホルダ１７ａに形成したガイド筒部２１内に、鋼線製コイルばね１９と、押圧部材２０とを収容配置して構成されている。

前記コイルばね１９は、圧縮状態で前記ガイド筒部２１内に収容配置されており、このコイルばね１９は鋼線たとえばばね用鋼線から構成されたものである。このコイルばね１９のばね力により、図２に示すように、押圧部材２０が前記凹面部１６の谷中心部に押圧付勢されている。

前記Ｘ方向用位置センサ９ａは回動位置検出手段たるものであり、例えばポテンショメータから構成されており、ジョイスティック部材６のＸ方向の回動位置（角度位置）を検出し、この回動位置検出信号は前記制御装置１１に与えられる。このＸ方向用位置センサ９ａも当該第１の節度装置９に含まれる。

なお、前記Ｙ方向用位置センサ１０ａも、回動位置検出手段たるものであり、例えばポテンショメータから構成されており、ジョイスティック部材６のＹ方向の回動位置（角度位置）を検出し、この回動位置検出信号は前記制御装置１１に与えられる。このＹ方向用位置センサ１０ａは当該第２の節度装置１０に含まれる。

さらに、図１において、前記抵抗付与手段１７の左方には、操作負荷付与手段２２が設けられている。略円形の操作抵抗受部２３と、負荷発生手段２４とを有して構成されている。前記操作抵抗受部２３は、非回転部位である例えば電磁石ホルダ１２ａに略円筒状に形成された円筒部１２ｂの内面に形成されている。この操作抵抗受部２３には、図３に示すように、前記凹面部１６よりも高さの低い例えばＶ形の凹凸部２３ａを連続して形成している。この凹凸部２３ａはＶ形の凹凸形状をなす。

負荷発生手段２４は、前記ホルダ１７ａに形成されたガイド筒部２５内に操作負荷用ばね２６及び押し当て部材２７を収容配置して構成されており、該操作負荷用ばね２６のばね力により、前記押し当て部材２７を操作抵抗受部２３に押し当てて操作負荷を発生させる。前記操作負荷用ばね２６は前記コイルばね１９よりも弱いばね力の設定としている。これにより、前記電磁石１４ｘ（１４ｙ）の断電時における抵抗付与手段１７の回動抵抗よりも小さな操作負荷を前記軸１３に作用させるようになっている。この場合、前記操作負荷用ばね２６のばね力と前記凹凸部２３ａのＶ形の傾斜の合成による抵抗が、前記回動抵抗受部１５の略Ｖ形の凹面部１６とコイルばね１９とによる回動抵抗よりも弱ければ良い。

図７に示す制御装置１１は、マイクロコンピュータなどを含んで構成されており、第１の節度装置９における制御手段と、第２の節度装置１０における制御手段と、前記車両用画面操作システムの制御手段とを兼用するものであり、さらに、表示装置２に表示される複数のアイコンを択一指示する機能も有する。この制御装置１１は、前記Ｘ方向用位置センサ９ａ及びＹ方向用位置センサ１０ａから回動位置検出信号を受けて、第１の節度装置９のＸ方向用電磁石１４ｘと、第２の節度装置１０のＹ方向用電磁石１４ｙとを所定の回動位置で通電及び断電制御する。なお、この通断電パターンは、後述するが、前記表示装置２の表示画面によって変更されるようになっている。

前記第１の節度装置９及び第２の節度装置１０の動作を、第１の節度装置９を代表して説明する。今、図１及び図２の状態では、Ｘ方向用電磁石１４ｘが断電されている（Ｙ方向用電磁石１４ｙも断電されているものとする）状態を示しており、この状態では、押圧部材２０は、回動抵抗受部１５の凹面部１６の谷中心部に押圧付勢されており、前記被吸着部材１８が軸１３に対して回動可能である。この状態から、使用者がジョイスティック部材６を図４のＸＬ方向へ傾動操作したとすると、第１の揺動部材７が当該ＸＬ方向へ揺動し、軸１３、回動抵抗受部１５、Ｘ方向用位置センサ９ａが図２の矢印Ａ方向へ一体回動する。

この場合、上述したように、押圧部材２０が回動抵抗受部１５の凹面部１６の谷中心部に押圧付勢され、且つ被吸着部材１８が軸１３に対して回動可能であるから、押圧部材２０も一体回動する（図９（ａ）参照）。つまり、Ｘ方向用電磁石１４ｘの断電時には、ジョイスティック部材６の傾動操作に伴って前記回動抵抗受部１５と前記抵抗付与手段１７との両方が回動し、節度感は発生しない（図８、図９（ａ）の角度範囲ａ１°）。

この角度範囲ａ１°を超えると、Ｘ方向用電磁石１４ｘが通電されて、この通電により電磁石１４が被吸着部材１８において対向する被吸着部１８ｂを吸着固定もしくは吸引固定する。これにより押圧部材２０が回動不能状態に固定され、これに対し、回動抵抗受部１５は、引き続き使用者による回動操作力を受けて矢印Ａ方向へ回動される。このときに、図９（ｂ）に示すように、該回動抵抗受部１５の凹面部１６の斜面１６ａが押圧部材２０と摺接し、押圧方向へのコイルばね１９のばね力が増加し、該回動抵抗受部１５が回動抵抗を使用者が強く感じるようになる。この結果、ユーザーに抵抗感つまり節度感が作用する（図８の角度範囲ａ２°）。そして、この角度範囲ａ２°を超えたところでＸ方向用電磁石１４ｘが断電されると、吸着固定もしくは吸引固定が解除されて、前記前記節度感が解除されてクリック感が作用することとなる。

また、上述のＸ方向用電磁石１４ｘの断電時においては、ジョイスティック部材６が操作されていない状態では、前記操作負荷付与手段２２において、被吸着部材１８に設けられた負荷発生手段２４が、固定状態にある操作抵抗受部２３を押圧しているから、軸１３は動かない状態となっている。

ここで、前述したようにジョイスティック部材６がＸＬ方向へ操作されると、前記コイルばね１９に対してばね２６のばね力が弱く設定されているので、負荷発生手段２４の押し当て部材２７が押圧部材２０と共に回動して、操作抵抗受部２３を摺動するようになる。このときの摺動抵抗が操作負荷となって発生し、ユーザーが良好な操作感を感じることになり、そして、ジョイスティック部材６への操作力を解除すると、軸１３がその状態に動き止めされ、当該軸１３が不用意に動作することがなく、従って、ジョイスティック部材６が動き止めされる。

ここで、このような構成のジョイスティック装置１と表示装置２とで構成された前記車両用画面操作システム３の作用（前記車両用画面操作システム１の制御手段の動作）について簡単に述べる。いま、ジョイスティック部材６はＸ方向及びＹ方向の中心位置にあるとする。このジョイスティック部材６のＸ方向及びＹ方向の回動位置は、第１の節度装置９の位置センサ９ａによる当該第１の節度装置９の軸１３の回動位置検出信号及び第２の節度装置１０のＹ方向用位置センサ１０ａによる当該第２の節度装置１０の軸１３の回動位置検出信号に基づいて検出される。

この場合のジョイスティック部材６のＸ方向の傾動範囲をαｘ°（図３参照）とし、Ｙ方向の傾動範囲をαｙ°とする。そして、前記表示装置２の表示画面Ｍには今図１０のアイコンｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｍ５、ｍ６が表示されているものとする。なお、アイコンｍ１は、目的地設定や施設検索のための５０音検索を意味している。
この状態では、中心位置にあるジョイスティック部材６による（Ｘ方向中心を検出しているＸ方向用位置センサ９ａとＹ方向中心を検出しているＹ方向用位置センサ１０ａとの検出結果による）仮想画面指示ポイントＰは図１１に示すように表示装置２の画面Ｍのアクティブ領域（指示可能領域）Ｍａの略中央となっている。

この状態で、ジョイスティック部材６を例えばＹＬ方向へ操作すると、図１１に示すように、アイコンｍ２とアイコンｍ５との間に相当する操作領域ｙ１においては、第２の節度装置１０のＹ方向用電磁石１４ｙが通電され、このときに節度感が付与され、そして、断電されたところでクリック感が作用することになる。

例えば、ジョイスティック部材６の操作角度がアイコンｍ２領域に至ると、Ｙ方向用位置センサ１０ａがアイコンｍ２に至ったことを検知して、当該アイコンｍ２を差別表示（一段と明るくするなど）して当該アイコンｍ２を選択指示することになる。なお、このアイコンｍ２のＸ方向領域は断電領域とされている。このアイコンｍ２において、ジョイスティック部材６が例えばＸＬ方向へ操作されると、この断電領域ｘ１から通電領域ｘ２に仮想ポイントが移動するので、Ｘ方向用電磁石１４ｘが通電されて次のアイコンｍ３に移動したところで断電される。

このように、各アイコン間は通電領域とされて、アイコン領域、最外アイコン外側領域は断電領域とされている。つまり、アイコン間を操作されるときに節度を付与するようになっている。そして、断電領域では、上述したように使用者に操作感が与えられる。この場合、この操作感は小さな連続するクリック感となる。

このように本実施例によれば、前記回動抵抗受部１５を回動部材たる軸１３と一体回動可能に設け、前記抵抗付与手段１７を応動部材たる被吸着部材１８に設ける構成としているから、被吸着部材１８と軸１３とが、前記抵抗付与手段１７の前記コイルばね１９による押圧作用により一体的に連結された形態となり、使用者がジョイスティック部材６を介して軸１３を回動操作すると、前記軸１３と被吸着部材１８とが、前記回動抵抗受部１５と前記抵抗付与手段１７を介して一体回動する。従って、電磁石１４ｘ（１４ｙ）の断電時には、軸１３の回動操作に伴って前記回動抵抗受部１５と前記抵抗付与手段１７との両方が回動し、節度感は発生しない。そして、軸１３が所定の回動位置に達すると、回動位置検出手段９ａ（１０ａ）により当該所定の回動位置が検出され、制御装置１１により、電磁石１４ｘ（１４ｙ）が通電される。この通電により、前記被吸着部材１８が該電磁石１４ｘ（１４ｙ）に吸着されて非回動状態に固定される。すると、使用者からの操作力がジョイスティック部材６を介して作用している軸１３は回動されているから、抵抗付与手段１７の押圧部材２０がコイルばね１９のばね力に抗して回動抵抗受部１５の凹面部１６を相対的に摺動するようになり、コイルばね１９のばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、軸１３が所定の回動位置に達すると、電磁石１０ｘ（１０ｙ）が断電され、この抵抗感がなくなる。このコイルばね１９による抵抗感の急変により節度感が発生する。

また、本実施例によれば、前記電磁石１４ｘ（１４ｙ）の断電時には、前記操作負荷付与手段２２が、前記軸１３に、前記抵抗付与手段１７の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を作用させているから、この電磁石１４ｘ（１４ｙ）断電時において、適度な操作負荷が得られ、良好な操作感を使用者に与えることができ、また、軸１３への操作力を解除したときに、軸１３がその状態に動き止めされ、不用意に動作してしまう不具合がない。

従って、ジョイスティック部材６がふらついたりすることがない。
また、本実施例によれば、前記電磁石１４ｘ（１４ｙ）を通電及び断電タイミングを軸１３回動位置に応じて変更することにより、節度角度を容易に変更できる。また、略Ｖ形の凹面部１６を有する回動抵抗受部１５と、鋼線製コイルばね１９及び押圧部材２０を有し、該コイルばね１９のばね力により、前記押圧部材２０を回動抵抗受部１５の前記凹面部１６に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段１７とで、節度を与える構成であるから、コイルばね１９の選定と、凹面部１６の傾斜角度の設定により節度感の間隔と強弱の設定が容易となる。

また本実施例によれば、前記操作負荷付与手段２２を、略円形の操作抵抗受部２３と、操作負荷用ばね２６及び押し当て部材２７を有し、該操作負荷用ばね２６のばね力により、前記押し当て部材２７を操作抵抗受部２３に対して押し当てて操作負荷を発生させるための負荷発生手段２４とから構成し、前記操作負荷用ばね２６は前記コイルばね１９よりも弱いばね力の設定とし、前記操作抵抗受部２３を非回動部位である電磁石ホルダ１２ａの円筒部１２ｂに設け、該負荷発生手段２４を、応動部材たる被吸着部材１８に設ける構成としたから、この操作負荷付与手段２２が、前記抵抗付与手段１７による前記被吸着部材１８と軸１３との一体回動を阻害することがない。また、前記操作負荷用ばね２６のばね力の設定により、操作負荷を適宜設定することができる。

また、本実施例によれば、前記操作抵抗受部２３には、前記凹面部１６よりも高さの低い凹凸部２３ａを連続して形成しているから、電磁石１４ｘ（１４ｙ）の断電時の操作時に弱い連続したクリック感を与えることができる。

図１２ないし図１４は本発明の第２の実施例を示しており、次の点が第１の実施例と異なる。第１の実施例では、前記回動抵抗受部１５を回動部材たる軸１３と一体回動可能に設け、前記抵抗付与手段１７を応動部材たる被吸着部材１８に設ける構成としたが、この第２の実施例では、抵抗付与手段１７を、前記軸１３に形成されたスリーブ１３ａと一体回動可能に設けると共に、前記回動抵抗受部１５を、被吸着部材１８に設けた受部材２８に形成している。また、第１の実施例では、前記操作負荷付与手段２２の操作抵抗受部２３を非回転部位である電磁石ホルダ１２ａの円筒部１２ｂに設け、負荷発生手段２４を被吸着部材１８側に設けたが、この第２の実施例では、操作抵抗受部２３を被吸着部材１８に取着した受部材２８側に形成し、負荷発生手段２４を非回転部位である電磁石ホルダ１２ａの円筒部１２ｂに設ける構成としている。この第２の実施例においても、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

図１５ないし図１７は本発明の第３の実施例を示している。この第３の実施例では、節度装置３０を例えば車両エアコンの温度設定装置に使用した点が第１の実施例と異なる。この節度装置３０において、前記第１の実施例の第１の節度装置９とは次の点が異なり、同一部分には同一符号を付している。当該節度装置３０は、例えば自動車のインストルメントパネル３１裏側に取り付けられており、軸１３の一端部はこのインストルメントパネル３１から突出しており、この突出端部に操作ダイヤル３２が取り付けられている。前記インストルメントパネル３１においてこの操作ダイヤル３２の近傍には温度表示部３３が付されている。前記軸１３の他端部には該軸１３の回動位置を検出する回動位置検出手段たる位置センサ３４が設けられている。この位置センサ３４は例えばポテンショメータから構成されている。

この節度装置３０における電磁石１４の通電及び断電制御は、図示しない制御手段により、図１７に示すように、行われる。この図１７では、前記温度表示部３３を直線的に展開して示しており、当該温度表示部３３における各温度目盛りｍに対応するタイミングで電磁石１４を断電し、各温度目盛りｍ間の部分で通電するようにしている。

この第３の実施例においても、基本的に第１の実施例と同様の効果を得ることができる。特にこの第３の実施例においては、操作ダイヤル３２がいずれかの温度目盛りｍにある時（電磁石１４の断電時）に、該操作ダイヤル３２のふらつきを防止できる。

なお、前記第１の実施例では、操作抵抗受部２３に凹凸部２３ａを連続して形成したが、本発明の第４の実施例として示す図１８のように円形面状（凹凸部がない形状）に形成しても良い。このようにしても使用者が操作感を感じることができる。

図１９ないし図２３は、本発明の第５の実施例を示しており、この実施例においては、前記第１の実施例の機械的構成の操作負荷付与手段２２を備えない代わりに、前記制御装置１１に操作負荷付与手段としての機能をソフトウエア構成により保有させ、さらに該制御装置１１による制御手段としての機能が若干異なる。さらには、前記電磁石１４ｘ（１４ｙ）の電磁吸着力を強弱変更可能な電磁吸着力変更手段に相当する駆動回路４１ｘ（４１ｙ）を設けた点が異なる。

すなわち、図１９に示すように、前記第１の実施例の機械的構成の操作負荷付与手段２２は設けていない。また、図２０に示すＸ方向用電磁石１４ｘの駆動回路４１ｘとＹ方向用電磁石１４ｙの駆動回路４１ｙとは同じ構成であるので、Ｘ方向用電磁石１４ｘの駆動回路４１ｘについて説明する。図２１に示すように、駆動回路４１ｘは、第１のトランジスタ（ＰＮＰトランジスタ）４２ｘと、第１のトランジスタ（ＰＮＰトランジスタ）４３ｘと、抵抗４４ｘとを、例えば１２Ｖの電源とＸ方向用電磁石１４ｘとの間に図示のように接続した構成である。この駆動回路４１ｘは前記制御装置１１の出力Ｔｘ１ｏｕｔと、出力Ｔｘ２ｏｕｔとの出力レベル変更により、強電磁吸着力モードである高電圧印加モードＰＸＨと、弱電磁吸着力モードである低電圧印加モードＰＨＬとのいずれかに変更するようになっている。

この場合、高電圧印加モードＰＸＨは、出力Ｔｘ１ｏｕｔを「ロウレベル」（第１のトランジスタ４２ｘがオン）、出力Ｔｘ２ｏｕｔを「ハイレベル」（第２のトランジスタ４３ｘがオフ）とするモードであり、電磁石１４ｘには１２Ｖ電圧が印加される。また、低電圧印加モードＰＸＬは、出力Ｔｘ１ｏｕｔを「ハイレベル」（第１のトランジスタ４２ｘがオフ）、出力Ｔｘ２ｏｕｔを「ロウレベル」（第２のトランジスタ４３ｘがオン）とするモードであり、電磁石１４ｘには「１２Ｖ−Ｖｋ」の電圧が印加される。なおＶｋは抵抗４４による電圧降下に基づく。

Ｙ方向電磁石１４ｙの駆動回路１４ｙも、前記Ｘ方向用電磁石１４ｘの駆動回路１４ｘと同じ構成であり、同一部分に同一符号（添え字は「ｙ」としている）を付している。
図２２は図８に対応しており、所定回動位置であるａ２°、ａ４°では、制御装置１１の制御手段として機能により、駆動回路４１ｘを高電圧印加モードＰＸＨ（出力Ｔｘ１ｏｕｔを「ロウレベル」、出力Ｔｘ２ｏｕｔを「ハイレベル」）となるように制御する。この結果、電磁石１４ｘに１２Ｖの電圧が印加されて該電磁石１４ｘが強い電磁吸着力を被吸着部材１８に作用させ、被吸着部材１８が吸着固定される。
また、所定回動位置以外の回動位置であるａ１°、ａ３°では、制御装置１１の操作負荷手段としての機能により、駆動回路４１ｘを低電圧印加モードＰＸＬ（出力Ｔｘ１ｏｕｔを「ハイレベル」、出力Ｔｘ２ｏｕｔを「ロウレベル」）となるように制御する。

この結果、電磁石１４ｘが、前記被吸着部材１８の回動を許容する程度の電磁吸着力を該被吸着部材１８に作用させる。
前記所定回動位置では、使用者からの操作力が作用している軸１３は回動されているから、抵抗付与手段１７の押圧部材２０がコイルばね１９のばね力に抗して回動抵抗受部１５の凹面部１６を摺動するようになり、コイルばね１９のばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、軸１３が所定回動位置以外の回動位置に達すると、電磁石１４ｘの電磁吸着力が弱められ、この抵抗感がなくなる（操作負荷は作用している）。コイルばね１９による抵抗感の急変により節度感が発生する。

そして、この場合、前記被吸着部材１８が回動可能であるから、軸１３と被吸着部材１８とが、前記回動抵抗受部１５と前記抵抗付与手段１７を介して一体回動する。従って、この所定回動位置以外の回動位置では、軸１３の回動操作に伴って、小さな操作負荷が作用するものの、前記回動抵抗受部１５と前記抵抗付与手段１７との両方が回動し、節度感は発生しない。

なお、図２３は図１１に対応するものであり、所定回動位置（通電領域ｘ２（ｙ１））では、駆動回路４１ｘ（４１ｙ）を高電圧印加モードＰＸＨ（出力Ｔｘ１ｏｕｔ（Ｔｙ１ｏｕｔ）を「ロウレベル」、出力Ｔｙ２ｏｕｔを「ハイレベル」）となるように制御し、所定回動位置以外の回動位置（通電領域ｘ３やｙ３）では、駆動回路４１ｘ（４１ｙ）を低電圧印加モードＰＸＬ（出力Ｔｘ１ｏｕｔ（Ｔｙ１ｏｕｔ）を「ハイレベル」、出力Ｔｘ２ｏｕｔ（Ｔｙ２ｏｕｔ）を「ロウレベル」）となるように制御する。

この第５の実施例によれば、電磁吸着力変更手段である駆動回路４１ｘ（４１ｙ）を切替制御するといった簡単な制御により、節度感の付与及び操作負荷の付与を実現できて、構成の簡単化を図ることができる。
また、この第５の実施例によれば、電磁吸着力変更手段を、印加電圧を切り替える駆動回路４１ｘ（４１ｙ）から構成とすることで電気的に構成することができて、機械的構成に比して構成の簡単化を図ることができる。

本発明は上記各実施例に限定されず、次のように変更して実施しても良い。回動位置検出手段としては、ポテンショメータに限られず、ロータリーエンコーダや、複数のホールＩＣと磁極との組み合わせ構成でも良い。また、押圧部材及び押し当て部材は球状に形成しても良いし、鋼球を用いても良い。また、凹面部は全体として略Ｖ形であればよく、その谷中心部の形状は図示した角部に限定されるものではなく、例えば凹面部の谷中心部は、丸みを帯びていても良いし、狭小な平坦部となっていても良い。

本発明の第１の実施例を示す節度装置部分の縦断側面図 図１の矢印Ｔ−Ｔ線に沿う断面図 図１の矢印Ｕ−Ｕ線に沿う断面図 ジョイスティック装置全体の斜視図 ジョイスティック装置の分解斜視図 表示装置及びジョイスティック装置を組み込んだ車両のコンソールボックス部分の斜視図 電気的構成のブロック図 電磁石に対する通断電制御と節度感とを説明するための図 作用を説明するための図２相当図 表示装置の表示画面を示す図 表示画面と電磁石通断電との関係を示す図 本発明の第２の実施例を示す図１相当図 図２相当図 図３相当図 本発明の第３の実施例を示し、インストルメントパネルに節度装置を取り付けた状態の縦断側面図 インストルメントパネルの正面図 電磁石の通断電を温度表示との関係で示すための図 本発明の第４の実施例を示す図３相当図 本発明の第５の実施例を示す図１相当図 図７相当図 駆動回路の詳細を示す図 図８相当図 図１１相当図 従来例を示す節度装置の縦断側面図

符号の説明

図面中、１はジョイスティック装置、２は表示装置、３は車両用画面操作システム、６はジョイスティック部材、９は第１の節度装置（節度装置）、９ａはＸ方向用位置センサ（回動位置検出手段）、１０は第２の節度装置（節度装置）、１０ａはＹ方向用位置センサ（回動位置検出手段）、１１は制御装置（制御手段）、１２は装置ケース（装置本体）、１３は軸（回動部材）、１４ｘはＸ方向用電磁石、１４ｙはＹ方向用電磁石、１５は回動抵抗受部、１６は凹面部、１７は抵抗付与手段、１８は被吸着部材（応動部材）、１９はコイルばね、２０は押圧部材、２２は操作負荷付与手段、２３は操作抵抗受部、２４は負荷発生手段、２６はばね、２７は押し当て部材、２８は受部材、３０は節度装置、３２は操作ダイヤル、３４は位置センサ（回動位置検出手段）、４１ｘ、４１ｙは駆動回路（電磁吸着力変更手段）を示す。

Claims (5)

1. 装置本体と、
   この装置本体に回動操作可能に設けられ外部からの操作力により操作される回動部材と、
   略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、
   鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、
   前記装置本体に設けられた電磁石と、
   前記回動部材の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
   この回動位置検出手段により検出された前記回動部材の回動位置に応じて前記電磁石を通断電制御する制御手段と、
   前記回動部材の回動中心と同心状態で回動可能に設けられ電磁石の通電時に該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される応動部材と
   を備え、
   前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成とし、
   前記電磁石の断電時に前記抵抗付与手段の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を前記回動部材に作用させる操作負荷付与手段を設けたことを特徴とする節度装置。
2. 前記操作負荷付与手段は、
   略円形の操作抵抗受部と、
   操作負荷用ばね及び押し当て部材を有し、該操作負荷用ばねのばね力により、前記押し当て部材を操作抵抗受部に押し当てて操作負荷を発生させるための負荷発生手段とを備え、
   前記操作負荷用ばねは前記コイルばねよりも弱いばね力の設定とし、
   前記操作抵抗受部と該負荷発生手段との一方を、非回動部位に設け、他方を前記応動部材に設ける構成としたことを特徴とする請求項１に記載の節度装置。
3. 前記操作抵抗受部には、前記凹面部よりも高さの低い凹凸部を連続して形成していることを特徴とする請求項２に記載の節度装置。
4. 装置本体と、
   この装置本体に回動操作可能に設けられ外部からの操作力により操作される回動部材と、
   略Ｖ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、
   鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、
   前記装置本体に設けられた電磁石と、
   前記回動部材の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
   前記回動部材の回動中心と同心状態で回動可能に設けられ前記電磁石の電磁吸着力を受ける応動部材と、
   前記電磁石の電磁吸着力を強弱変更可能な電磁吸着力変更手段と、
   前記回動位置検出手段により検出された前記回動部材の所定回動位置に応じて、前記電磁吸着力変更手段を強電磁吸着力モードに制御して、前記応動部材を前記電磁石により吸着固定する制御手段と、
   前記所定回動位置以外の回動位置に応じて、前記電磁吸着力変更手段を弱電磁吸着力モードに制御して、前記応動部材の回動を許容する程度の電磁吸着力を該応動部材に作用させ、前記抵抗付与手段の前記回動抵抗よりも小さな操作負荷を前記回動部材に作用させる操作負荷付与手段と
   を備え、
   前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記回動部材と一体回動可能に設け、他方を、前記応動部材に設ける構成としたことを特徴とする節度装置。
5. 前記電磁吸着力変更手段は、電磁石に対する印加電圧を切り替える構成であって、強電磁吸着力モードは、高電圧印加モードであり、弱電磁吸着力モードは、低電圧印加モードであり、
   前記制御手段は、該電磁吸着力変更手段を前記高電圧印加モードに切り替え、前記操作負荷付与手段は、該電磁吸着力変更手段を前記低電圧印加モードに切り替えることを特徴とする請求項４に記載の節度装置。

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