JP2009230888A - ダイアル式操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の増大を生ずることなく、ダイアルノブに揺動操作機能を付加することができるダイアル式操作装置を提供する。
【解決手段】 ベース回転体８の回転周方向において予め定められた複数位置にベース側係合部８１を形成し、ダイアル操作部１，４に該ベース側係合部８１に係合する操作部側係合部４１とを設け、それらベース側係合部８１と操作部側係合部４１との一方を被ガイド体４１とし、他方を、該被ガイド体４１の回転操作に由来する相対移動を規制しつつ、揺動操作に由来した該被ガイド体４１の固定軸線Ｏ方向への相対移動をガイドするガイド部８１とする形で傾斜許容回転結合機構１５１を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダイアル式操作装置に関する。

特開平１０−１９９３７４号公報 特開２００５−３１７３７６号公報

自動車等の車両においては、搭載される電子機器、例えば空調装置やカーオーディオシステム、さらにはカーナビゲーションシステムを操作するための操作ユニットが、例えば車両インパネ部分に設けられる。操作ユニットには、車両の搭乗者が必要に応じて操作するための操作部が設けられる。このうち、空調装置の風量調整操作部、温度調整操作部あるいは吹き出し口選択操作部や、カーオーディオシステムの音量操作部などにはダイアル式操作装置が多く採用されている。このダイアル式操作装置は、近年、多機能化が著しく進んでおり、ダイアルノブの軸線周りの回転操作に加え、軸線方向へのプッシュ操作機能や、その軸線から傾斜した方向への揺動操作（ティルト操作）機能を組み込んだものも実用化されている（特許文献１、２）。

しかし、特許文献１のダイアル式操作装置では、回転操作機能と揺動操作が、それぞれロータ（ダイアルノブ）と、その内側に配置された揺動操作用のステムとに分離した形で割り振られており、ダイアルノブ自体は揺動操作を受け付けないようになっている。この場合、ダイアルノブの内側に露出するステムの前端面上で押圧位置を変えることで揺動方向を選択することになるが、ステムの側面を操作面として活用できないため、誤操作を生じやすい欠点がある。また、回転操作から揺動操作へ移行する場合、ノブを把持した状態から前面側のステムを押圧するための持ち替えが必要であり、操作性が悪い問題がある。

特許文献２は、この不具合を解消するために提案されたものであり、ダイアルノブ自体に揺動方向の操作自由度を与えた構造とする一方、回転検出は、ダイアルノブとは別の非揺動の回転接続部品に一体化されたロータリエンコーダにより行なう。ダイアルノブの操作回転変位は連動用スプリングにより回転接続部品に伝達され、この連動用スプリングがダイアルノブの揺動変位を吸収しつつ回転伝達するユニバーサルジョイントの役割を果たす。

しかし、上記特許文献２の構成では、ユニバーサルジョイント部を別部品の連動用スプリングで構成しなければならず、部品点数の増大を招く欠点がある。また、連動用スプリングはねじり方向の可撓性を有しているため、ダイアルノブを回転操作したとき、連動用スプリングのねじれ変位が回転接続部品への伝達遅れ要因となる可能性がある。さらに、連動用スプリングは操作軸線周りに連続的な揺動可撓性を有しているため、揺動操作方向の規制が行ないにくい問題もある。

本発明の課題は、部品点数の増大を生ずることなく、ダイアルノブに揺動操作機能を付加することができるダイアル式操作装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために本発明のダイアル式操作装置は、
装置基体の操作前面側をなすマウント面上に、該マウント面と交差する固定軸線周りに回転可能に取り付けられるベース回転体と、
固定軸線方向においてベース回転体の操作前面側に、中立位置にて操作軸線がベース回転体の固定軸線と一致するように設けられ、操作軸線周りの回転操作と、該操作軸線が固定軸線と一致した中立位置及び該操作軸線が固定軸線に対して傾斜した傾斜位置の間での揺動操作とが可能なダイアル操作部と、
揺動操作に伴う該ダイアル操作部の操作軸線の、ベース回転体の固定軸線に対する相対傾斜変位を許容しつつ、回転操作に伴いベース回転体が該ダイアル操作部と連れ回るように、ダイアル操作部とベース回転体とを結合するとともに、ベース回転体の回転周方向において予め定められた複数位置に形成されるベース側係合部と、ダイアル操作部の回転周方向において、各ベース側係合部に対応する複数位置に形成され、各々対応するベース側係合部に係合する操作部側係合部とを備え、それらベース側係合部と操作部側係合部との一方が被ガイド体とされ、他方が、該被ガイド体の回転操作に由来する相対移動を規制しつつ、揺動操作に由来した該被ガイド体の固定軸線方向への相対移動をガイドするガイド部とされた傾斜許容回転結合機構と、
ベース回転体の回転角度位置をダイアル操作部の回転操作位置として検出する回転操作位置検出部と、
ダイアル操作部の揺動操作を検出する揺動操作検出部と、を備えたことを特徴とする。

上記本発明のダイアル式操作装置の構成によると、揺動可能なダイアル操作部の回転操作変位を、傾斜許容回転結合機構を介してベース回転体に伝達し、ベース回転体の回転角度位置をダイアル操作部の回転操作位置として検出する。ベース回転体はマウント面と交差する固定軸線周りに回転するものであり、非揺動である。従ってダイアル操作部の揺動操作の影響を受けず、回転検出を確実に行なうことができる。そして、ベース回転体の回転周方向において予め定められた複数位置にベース側係合部を形成し、ダイアル操作部に該ベース側係合部に係合する操作部側係合部を設け、それらベース側係合部と操作部側係合部との一方を被ガイド体とし、他方を、該被ガイド体の回転操作に由来する相対移動を規制しつつ、揺動操作に由来した該被ガイド体の固定軸線方向への相対移動をガイドするガイド部とする形で傾斜許容回転結合機構を構成する。すなわち、被ガイド体とガイド部とによりダイアル操作部とベース回転体とを直接係合させる構造が採用されるので、特許文献２の連動用スプリングのごとき別部品が不要となり、ダイアルノブに揺動操作機能を簡単に付加することができる。また、ダイアル操作部とベース回転体との直接係合により回転伝達されるので、連動用スプリング等の中間部品の介在に由来する伝達遅れ要素を排除することができる。また、ベース側係合部と操作部側係合部との一方を被ガイド体となり、他方が、揺動操作に由来した該被ガイド体の（ベース回転体の）固定軸線方向への相対移動をガイドするガイド部となることで、揺動操作方向を適度に規制できる利点も生ずる。

被ガイド体は、（ベース回転体の）固定軸線に関する半径方向に突出する突出部とすることができ、ガイド部は、該突出部を受け入れるとともに固定軸線方向に沿って延びるガイド凹部とすることができる。ガイド凹部は、有底溝として形成したり、あるいは貫通スリットとして形成できる（以下、本発明では、有底溝も貫通スリットも広義に「溝部」の概念に属するものとみなす）。ガイド凹部内の突出部は、回転操作時にはガイド凹部の幅方向内面により突出部の相対移動を効果的に規制でき、揺動操作時には、突出部の凹部深さ方向への進退が自由に許容された状態で、ガイド凹部の幅方向内面により長手方向への移動をガイドすることができる。

装置基体のマウント面上にてダイアル操作部の揺動操作の許容方向は、例えば（ベース回転体の）固定軸線周りにおいて予め固定的に定めておくことができる。この場合、揺動操作許容方向は固定となるが、ダイアル操作部及びベース回転体に設けられた突出部＋ガイド凹部からなる傾斜許容回転結合機構は、回転操作により固定軸線周りに回転移動する。従って、固定された揺動操作許容方向と、移動する傾斜許容回転結合機構との角度位相差に応じてガイド凹部内の突出部の移動軌跡は変化することとなる。具体的には、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構との角度位相差が０゜（つまり、位相一致）あるいは１８０゜（つまり、位相反転）の場合は、ガイド凹部内にて突出部は、ガイド凹部の長手方向と一致した軌跡に沿って相対変位する形となり、ガイド凹部の幅方向（つまり、ベース回転体の周方向）への変位成分は生じない。他方、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構との角度位相差が９０゜（小角側で見た値）の場合は、突出部はガイド凹部内にて、固定軸線と直交する軸線周りで相対的に自転するのみであり、ガイド凹部の長手方向及び幅方向への変位が生じない。

従って、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構との角度位相差が０゜、９０゜、１８０゜及び２７０゜の４位置の少なくともいずれかとなった場合（つまり、ダイアル操作部が、揺動操作許容方向から見て上記角度位相差となる回転操作位置にある場合）にのみ、揺動操作が可能となるように装置を構成する場合は、ガイド凹部と突出部との凹部幅方向の隙間をなるべく小さくして、当該幅方向への隙間嵌め形態とすることも可能である。このようにすれば、ダイアル操作部のベース回転体に対する回転操作方向へのがたつきを少なくすることができる。

しかし、ダイアル操作部が上記以外の角度位相差となる回転操作位置においても揺動操作が許容されている場合、すなわち、固定軸線周りにおいてガイド凹部が揺動操作方向に対し９０゜の整数倍から外れた角度位置となることが許容されている場合は、突出部はガイド凹部内にて、凹部長手方向に対し傾斜した軌跡に沿って移動し、ガイド凹部の幅方向への変位成分を生ずる。この幅方向変位成分は、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構との角度位相差が４５゜（小角側で見た値）のとき最大となる。この場合、突出部がガイド凹部内にて固定軸線に対し傾斜した軌跡に沿って移動することを許容するためのクリアランスを、ベース回転体の周方向におけるガイド凹部の内面と突出部との間に形成しておく必要がある。つまり、このクリアランスを形成しておくことで、揺動操作許容方向に対し傾斜許容回転結合機構がどのような角度位置にある場合でも、ダイアル操作部への揺動操作を問題なく行なうことができる。

ガイド凹部は、固定軸線方向を溝長手方向とする溝部とすることができる。この場合、固定軸線方向における中央区間にて両端区間よりも溝幅が狭幅となるように該溝部の幅方向内側面を形成しておくとよい。ダイアル操作部の操作軸線が揺動操作に関する中立位置にある場合は、溝部内にて突出部が幅方向内側面の中央区間に臨む形となる。そこで、当該中央区間で溝幅を小さくしておくことにより溝部と突出部との間のクリアランスが縮小し、該中立位置にてダイアル操作部を回転操作する際のがたつきを抑制することができる。他方、溝部の両端区間にて溝幅を拡張しておくことで、揺動操作方向が傾斜許容回転結合機構（溝部）の位置に対し９０゜の整数倍からずれた角度位相になっている場合は、ダイアル操作部の該揺動操作に伴なう突出部の斜め移動を許容するクリアランスを十分に確保することができる。具体的には、溝部の幅方向内側面をそれぞれ、中央区間が溝幅方向内向きに膨出する形態とすることができる。

また、傾斜許容回転結合機構の揺動操作方向に対する角度位相によっては突出部が溝部内にて相対的に自転する場合がある。この場合、前述の中央区間のように溝部とのクリアランスが小さくなる場合でも、突出部の自転がスムーズに許容されるよう、該突出部を円形の輪郭形状を有するものとして形成しておくことが望ましい。

ベース回転体は、装置基体のマウント面から突出するベース筒状部の外側に回転可能に嵌合させることで、装置基体上にベース回転体を安定に支持させることができる。この場合、ダイアル操作部の、固定軸線方向における後端に操作部側係合部を形成し、ベース側係合部をベース回転体の外周面に形成することができる。

操作装置の装置基体は、装置筐体内に収容される。この場合、ダイアル操作部は、装置筐体の筐体前面部に形成されたノブ装着孔内にて、該筐体前面部から突出する形で配置されたダイアルノブと、該ダイアルノブの後端開口に回転不能に嵌合する筒状嵌合部及び該筒状嵌合部の後端側にダイアルノブよりも拡径する形態で一体化された結合本体部を有する回転伝達部材とを有するものとして構成できる。このような回転伝達部材を設けることでベース回転体をダイアルノブよりも径大に形成でき、ベース回転体の内部スペースを拡大できるほか、回転操作位置検知に関与するベース回転体の回転半径が増加するので、回転角度検出の分解能を高めることができる。この場合、該回転伝達部材の結合本体部の後端部内周面と、ダイアルノブよりも径大に形成されたベース回転体の外周面との一方に突出部を、他方にガイド凹部を形成することができる。

揺動操作検出部は、装置基体の裏面側に嵌合する基板のベース筒状部の内側に露出する領域にて揺動操作方向にそれぞれ対応して実装された揺動検出用押圧スイッチとすることができる。ベース筒状部の内側にて装置基体のマウント面上には、固定軸線周りの回転が不能とされ、かつ、ダイアル操作部を内側から回転可能に支持するとともに、該ダイアル操作部が揺動操作されるに伴い、該ダイアル操作部と一体的に揺動変位して、当該揺動方向に対応する揺動検出用押圧スイッチを付勢する揺動検出用スイッチ付勢体を配設することができる。ベース回転体の内部スペースを拡大することで、揺動検出用押圧スイッチ（揺動操作方向が複数設定される場合は複数配置される）の配置スペースを、（該ベース回転体を回転可能に支持する）ベース筒状部の内側に余裕を持って確保することができる。

揺動検出用スイッチ付勢体は、回転伝達部材の筒状嵌合部を内側から回転可能に支持するホルダ側筒状部と、当該ホルダ側筒状部の後端に一体化されたホルダ本体とを有する第一ホルダと、該第一ホルダが第一揺動方向に第一揺動結合部を介して揺動可能に結合するとともに、ベース筒状部の内側にて装置基体のマウント面から突出形成されたホルダ係合筒状部に対し、第一揺動方向と直交する第二揺動方向に第二揺動結合部を介して揺動可能に結合する第二ホルダとを備えたものとして構成できる。このように、それぞれ固有の揺動方向を有する２つのホルダを、２段の揺動結合部により接続した構造とすることで、ダイアル操作部に加えられる揺動操作の向きを、ここの揺動結合部が規定する揺動許容方向に適正に矯正することができる。この場合、第二ホルダの揺動変位力を、揺動検出用押圧スイッチとの間に配置されたプッシャーを介して揺動検出用押圧スイッチに対し押圧付勢力として伝達することで、ダイアル操作部に、揺動許容方向から多少ずれた向きの揺動操作が加わっても、対応する揺動検出用押圧スイッチを確実に付勢することができる。

次に、回転操作位置検出部は、ベース回転体の軸線方向後端部にて周方向に形成された被検知体列と、当該被検知体列の回転移動を検知する回転移動検出部とを有するものとして構成できる。ベース回転体の、ダイアル操作部から遠い軸線方向後端部に被検知体列を形成することで、回転移動検出部の配置スペースを用意に確保することができる。被検知体列は、筒状のベース回転体の後端面に固定軸線方向を振幅方向とする形で形成された凹凸パターンであり、回転移動検出部は、該凹凸パターンに向けてベース回転体の回転半径方向に検知プローブを出力する非接触検知部にて構成することができる。検知プローブは光（赤外線を含む）や超音波を採用できるが、簡便な構成として、発光ダイオードとフォトトランジスタとを組み合わせたフォトインタラプタを例示することができる。

他方、被検知体列は、筒状のベース回転体の後端面に取り付けられ、周方向に磁気的に非等価な第一被検知部と第二被検知部とが交互に形成された磁性被検知体リングとすることができる。回転移動検出部は、該磁性被検知体リングの回転に伴なう磁界変動を検出する磁気検知部とすることができる。この構成でも、ベース回転体の回転検出を非接触にて行なうことができ、また、回転移動検出部に対する汚れの影響も受けにくい。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１〜図３に、本発明の一実施形態たるダイアル式操作装置２００の平面図と、各位置での断面図（図１がＡ−Ａ断面、図２がＢ−Ｂ断面、図３がＣ−Ｃ断面）を示している。また、図４は分解斜視図である。

ダイアル式操作装置２００は、ベース回転体８、ダイアル操作部１，４、傾斜許容回転結合機構１５１（以上、図１〜図３）、回転操作位置検出部１２（図４）及び揺動操作検出部１４（図１〜図４）とを備える。ベース回転体８は、装置基体１０の操作前面側をなすマウント面ＭＰ上に、該マウント面ＭＰと交差する固定軸線Ｏ周りに回転可能に取り付けられている。また、ダイアル操作部１，４は、固定軸線Ｏ方向においてベース回転体８の操作前面側に、中立位置にて操作軸線Ｔがベース回転体８の固定軸線Ｏと一致するように設けられており、操作軸線Ｔ周りの回転操作と、該操作軸線Ｔが固定軸線Ｏと一致した中立位置（図１〜図３）と、該操作軸線Ｔが固定軸線Ｏに対して傾斜した傾斜位置（図５及び図６）との間での揺動操作可能とされている。

傾斜許容回転結合機構１５１は、本発明の特徴部をなすものであり、揺動操作に伴う該ダイアル操作部１，４の操作軸線Ｔの、ベース回転体８の固定軸線Ｏに対する相対傾斜変位を許容しつつ、回転操作に伴いベース回転体８が該ダイアル操作部１，４と連れ回るように、ダイアル操作部１，４とベース回転体８とを結合するものである。具体的には、図４に示すように、ベース回転体８の回転周方向において予め定められた複数位置に形成されるベース側係合部８１と、図１及び図２に示すように、ダイアル操作部１，４の回転周方向において、各ベース側係合部８１に対応する複数位置に形成され、各々対応するベース側係合部８１に係合する操作部側係合部４１とを備える。それらベース側係合部８１と操作部側係合部４１との一方が被ガイド体４１とされ、他方が、ダイアル操作部１，４の回転操作に由来する該被ガイド体４１の回転周方向への相対移動を規制しつつ、揺動操作に由来した該被ガイド体４１の固定軸線Ｏ方向への相対移動をガイドするガイド部８１とされている。この実施形態では、被ガイド体４１がダイアル操作部１，４側に形成され、ガイド部８１がベース回転体８側に形成されているが、図９に示すように、これを入れ替えて形成してもよい。

また、被ガイド体４１とガイド部８１との対からなる傾斜許容回転結合機構１５１は、図１〜図４においては、操作軸線Ｔ（固定軸Ｏ）の周りに、９０゜間隔で４箇所に配置されているが、これに限定されるものではなく、例えば図１０に示すように、１８０゜間隔で２箇所にのみ配置してもよいし、図１１に示すように、１２０゜間隔で３箇所に配置することも可能である。

図４に示す回転操作位置検出部１２は、ベース回転体８の回転角度位置をダイアル操作部１，４の回転操作位置として検出するためのものである。また、揺動操作検出部１４は、ダイアル操作部１，４の揺動操作を検出するためのものである。

図１及び図２に示すように、被ガイド体４１は、（ベース回転体８の）固定軸線Ｏに関する半径方向に突出する突出部である（以下、突出部４１ともいう）。他方、ガイド部８１は、該突出部４１を受け入れるとともに固定軸線Ｏ方向に沿って延びるガイド凹部である（以下、ガイド凹部８１ｇともいう）。ガイド凹部８１ｇは、この実施形態では有底溝として形成されている。具体的には、図７に示すように、ベース回転体８の外周面（あるいは、ダイアル操作部１，４の後端部を形成する後述の回転伝達部材４の内周面）にて、固定軸線Ｏ方向に沿って延びる１対の凸条部８１Ｌ，８１Ｌが形成され、それら凸条部８１Ｌ，８１Ｌに挟まれた空間がガイド凹部８１ｇをなす溝部（以下、溝部８１ｇともいう）を形成している。なお、溝形成するベース回転体８ないし回転伝達部材４の壁厚に余裕がある場合は、凸条部８１Ｌ，８１Ｌを省略し、図１２に示すように、該壁面に直接開口する溝部８１ｇを形成することも可能である。他方、壁厚に余裕がない場合は、図１３に示すように、該溝部をスリット８１ｓとして形成することも可能である。

次に、装置基体１０のマウント面ＭＰ上にてダイアル操作部１，４の揺動操作の許容方向は、ベース回転体８の固定軸線Ｏ周りにおいて予め固定的に定められている。本実施形態では、図１の平面図に示すように、基準方向（時計文字盤との対比から「１２時方向」と称する）と、該基準方向から時計回りに９０゜（「３時方向」と称する）、１８０゜（「６時方向」と称する）及び２７０゜（「９時方向」と称する）の、９０゜間隔で配列する４方向が揺動操作許容方向として定められている。

装置基体１０は、装置筐体２１内に収容されている。図１〜図４に示すように、ダイアル操作部１，４は、ダイアルノブ１と回転伝達部材４とからなる。ダイアルノブ１は、装置筐体２１の筐体前面部に形成されたノブ装着孔２１ｈ内にて、該筐体前面部から突出する形で配置されている。また、回転伝達部材４は、ダイアルノブ１の後端開口に回転不能に嵌合する筒状嵌合部４３と、該筒状嵌合部４３の後端側にダイアルノブ１よりも拡径する形態で一体化された結合本体部４２とを有する。図１に示すように、筒状嵌合部４３は、その外周面に形成された凸部４４をダイアルノブ１の壁部に形成された孔部１に係合させることにより、操作軸線Ｔ周りの相対回転が不能に結合されている。

ベース回転体８は、ダイアルノブ１よりも径大の筒状部材であり、装置基体１０のマウント面ＭＰから突出するベース筒状部１０３の外側に回転可能に嵌合している。図４に示すように、ベース回転体８の外周面後端側には周方向に支持フランジ８ｆが突出形成されており、図２に示すように、装置基体１０のマウント面ＭＰ上にてベース筒状部１０３の外側に同心的に突出形成された補助筒状部１０５の前端面に該支持フランジ８ｆが当接することにより、ベース回転体８は、固定軸線Ｏ方向の支持位置が規定されている。図３に示すように、ベース筒状部１０３の壁部の一部は軸線方向の１対のスリットにより弾性爪部１０２ｔとして区画され、その軸線方向先端部に係合凸部１０３ｅが形成されている。該係合凸部５２ｅはベース回転体８の前端面と係合し、軸線方向前方側への抜け止めの役割を果たしている。そして、回転伝達部材４の結合本体部４２の後端部内周面に前述の突出部４１が、ベース回転体８の外周面にガイド凹部８１ｇが形成されている。

次に、揺動操作検出部１４は、装置基体１０の裏面側に嵌合する基板１３のベース筒状部１０３の内側に露出する領域にて揺動操作方向にそれぞれ対応して実装された揺動検出用押圧スイッチ１４とされている。具体的には、図４に示すように、揺動検出用押圧スイッチ１４は、図１の各揺動操作許容方向である、１２時方向、３時方向、６時方向及び９時方向に対応して、固定軸線Ｏ周りに９０゜間隔で４つ配置され、各方向の揺動操作を検出するようになっている。この実施形態では揺動検出用押圧スイッチ１４はタクトスイッチにて構成されている。なお、基板１３上にはライトアップ用のＬＥＤ１１が実装されている。

他方、図１〜図３に示すように、ベース筒状部１０３の内側にて装置基体１０のマウント面ＭＰ上には揺動検出用スイッチ付勢体７０が配設されている。該揺動検出用スイッチ付勢体７０は、固定軸線Ｏ周りの回転が不能とされ、かつ、ダイアル操作部１，４を内側から回転可能に支持するものである。そして、ダイアル操作部１，４が揺動操作されるに伴い、該ダイアル操作部１，４と一体的に揺動変位して、当該揺動方向に対応する揺動検出用押圧スイッチ１４を付勢するものである。具体的には、それぞれ固有の揺動方向を有する２つのホルダ部材５１，５２を、個別の揺動結合部１５２（図１）、１５３（図２）により接続した構造とされている。

揺動検出用スイッチ付勢体７０の２つのホルダ部材５１，５２の一方をなす第一ホルダ５は、回転伝達部材４の筒状嵌合部４３を内側から回転可能に支持するホルダ側筒状部５２，５３と、当該ホルダ側筒状部５２，５３の後端に一体化されたホルダ本体５１とを有する。ホルダ側筒状部５２，５３は、後述のノブスライダ３（プッシュ操作部）が内嵌され、該ノブスライダ３を操作軸線Ｔ周りの回転が不能であって操作軸線Ｔ方向の進退は可能に支持する、多角形状断面の内側筒状部５３と、回転伝達部材４の筒状嵌合部４３が、操作軸線Ｔ周りに回転可能に外嵌される円形断面の外側筒状部５２とを有する。図３及び図４に示すように、外側筒状部５２の壁部の一部は軸線方向の１対のスリットにより弾性爪部５２ｔとして区画され、その軸線方向先端部に係合凸部５２ｅが形成されている。該係合凸部５２ｅは回転伝達部材４の筒状嵌合部４３の前端面と係合し、軸線方向前方側への抜け止めの役割を果たしている。

また、第二ホルダ６は、図４に示すように、第一ホルダ５のホルダ本体５１の内側に収容される枠状に形成され、ホルダ本体５１に対し第一揺動結合部１５２を介して、図１の９時方向と３時方向とを結ぶ第一揺動方向に揺動可能に結合している。図１に示すように、第一揺動結合部１５２は、この実施形態では、ホルダ本体５１の側壁部内面に開口する嵌合孔５１ｈと、第二ホルダ６の側面から突出し該嵌合孔５１ｈに回転可能に嵌合する凸部６１とからなる、一対の周知のピボット結合部である。

また、図２に示すように、装置基体１０のマウント面ＭＰ上にてベース筒状部１０３の内側にはホルダ係合筒状部１０４が突出形成されており、第二ホルダ６はホルダ係合筒状部１０４の外側に、第一揺動方向と直交する（つまり、図１の１２時方向と６時方向とを結ぶ）第二揺動方向に第二揺動結合部１５３を介して揺動可能に結合されている。この実施形態では、第二揺動結合部１５３は、第二ホルダ６の側壁部内面に開口する嵌合孔６ｈと、ホルダ係合筒状部１０４の側面から突出し該嵌合孔６ｈに回転可能に嵌合する凸部１０４ｂとからなる一対の周知のピボット結合部である。

ダイアルノブ１に加えられる揺動操作の向きは、第一揺動結合部１５２により９時方向と３時方向の揺動操作許容方向に矯正され、第二揺動結合部１５３により１２時方向と６時方向の揺動操作許容方向に矯正される。第二ホルダ６の揺動変位力は揺動検出用押圧スイッチ１４に直接伝達してもよいが、この実施形態では、プッシャー７（それぞれ、装置基体１０のマウント面ＭＰ上に凸設されるガイドスリーブ１０１内に配置される）を介して、それぞれ対応する揺動検出用押圧スイッチ１４に対し押圧付勢力として伝達されるようになっている。なお、各揺動検出用押圧スイッチ１４をなすタクトスイッチの押圧付勢部は、内蔵された図示しないばねの弾性力により復帰方向に逆付勢されるようになっており、揺動検出用スイッチ付勢体７０ひいてはダイアルノブ１は、揺動操作力を解除するに伴い、該タクトスイッチからの逆付勢力により中立位置に復帰する。

次に、ダイアルノブ１は、操作軸線方向における前端面が開口した筒状に形成されている。該ダイアルノブ１を回転可能に支持するホルダ側筒状部５２，５３の内側には、ダイアルノブ１の前端開口の内側に露出するプッシュノブ２が先端側に嵌合する筒状のノブスライダ３が、ホルダ側筒状部５２，５３に対し固定軸線Ｏ方向に進退可能に配置されている。そして、プッシュノブ２を押圧するに伴い、該ノブスライダ３の後端に形成されたプッシュ付勢部２０を介して、基板１３上のプッシュ操作検出用押圧スイッチ２１が押圧付勢される。図４に示すように、プッシュ操作検出用押圧スイッチ２１は、４つの揺動検出用押圧スイッチ１４の十字状に配列の中心位置にて基板１３上に実装され、図１〜図３に示すように、プッシュノブ２のプッシュ付勢部２０からの押圧付勢力が、プッシャー２０（置基体１０のマウント面ＭＰ上に凸設されるガイドスリーブ１０１内に配置される）を介して伝達される。なお、各プッシュ操作検出用押圧スイッチ２１をなすタクトスイッチの押圧付勢部は、内蔵された図示しないばねの弾性力により復帰方向に逆付勢されるようになっており、ノブスライダ３ひいてはプッシュノブ２は、押圧操作力を解除するに伴い、該タクトスイッチからの逆付勢力により原位置に復帰する。

次に、図４に示すように、回転操作位置検出部１２は、ベース回転体８の軸線方向後端部にて周方向に形成された被検知体列８２と、当該被検知体列８２の回転移動を検知する回転移動検出部１２とを有する。被検知体列８２は、筒状のベース回転体８の後端面に固定軸線Ｏ方向を振幅方向とする形で形成された凹凸パターン８２であり、回転移動検出部１２は、該凹凸パターン８２に向けてベース回転体８の回転半径方向に検知プローブを出力する非接触検知部、具体的には、発光ダイオードとフォトトランジスタとを組み合わせたフォトインタラプタにて構成されている該フォトインタラプタは、凹部通過時にフォトトランジスタが受光、凸部通過時にフォトトランジスタが遮光となることで該フォトトランジスタの出力端子電圧が変化し、これに基づいて回転角度をパルス検知することができる。なお、図１に示すように、ベース回転体８の外周面後端部に対応する位置にて装置基体１０のマウント面ＭＰ上には、ベース回転体８の回転に対し節度感を付与するクリック機構９が設けられている。

なお、図８に示すように、被検知体列８２は、筒状のベース回転体８の後端面に取り付けられ、周方向に磁気的に非等価な第一被検知部ＭＧ１と第二被検知部ＭＧ２とが交互に形成された磁性被検知体リング８２ｍとすることもできる。回転移動検出部１２は、該磁性被検知体リング８２ｍの回転に伴なう磁界変動を検出する磁気検知部８２ｓとされる。磁性被検知体リング８２ｍは、例えば、極性の異なる着磁領域を周方向に交互に配列した永久磁石リング（いわゆるパルサーリング）として構成でき、磁気検知部８２ｓは、磁気ヘッドやホール素子等で構成できる。

上記本発明のダイアル式操作装置２００の使用方法は以下のごとくである。すなわち、ダイアルノブ１を手で把持して回転させれば、これと連れ回る形でベース回転部８が回転して、その角度変位が回転操作位置検出部１２により検出され、角度位置入力が可能となる。一方、ダイアルノブ１に、図１の４つの向き（１２時、３時、６時、９時）のいずれかに揺動操作を加えると、回転伝達部材４を介して揺動検出用スイッチ付勢体７０にその揺動操作力が伝達され、該揺動検出用スイッチ付勢体７０が傾いて対応する揺動検出用押圧スイッチ１４が付勢されて揺動方向に対応した電気的入力がなされる。図５は、ダイアルノブ１に６時方向への揺動操作を加えた場合を、図６は、ダイアルノブ１に３時方向への揺動操作を加えた場合をそれぞれ示している。

揺動可能なダイアルノブ１の回転操作変位は、傾斜許容回転結合機構１５１を介してベース回転体８に伝達され、ベース回転体８の回転角度位置をダイアルノブ１の回転操作位置として検出される。ベース回転体８はマウント面ＭＰと交差する固定軸線Ｏ周りに回転するものであり、非揺動であるから、ダイアルノブ１の揺動操作の影響を受けず、回転検出を確実に行なうことができる。

他方、ベース回転体８の回転周方向において予め定められた複数位置にベース側係合部８１（ガイド凹部８１）が形成され、回転伝達部材４に該ベース側係合部８１に係合する操作部側係合部４１（突出部４１）が形成されている。被ガイド体４１とガイド部８１とによりダイアル操作部の一部をなす回転伝達部材４とベース回転体８とが直接係合することで、特許文献２の連動用スプリングのごとき別部品が不要となり、ダイアル操作部に揺動操作機能を簡単に付加できる。また、回転伝達部材４とベース回転体８との直接係合により回転伝達されるので、連動用スプリング等の中間部品の介在に由来する伝達遅れ要素を排除することができる。そして、傾斜許容回転結合機構１５１においては、ガイド凹部８１ｇ内の突出部４１が、回転操作時にはガイド凹部８１ｇの幅方向内面により突出部４１の相対移動、ひいては回転伝達部材４のベース回転体８に対する相対回転を効果的に規制できる。また、揺動操作時には、突出部４１の凹部深さ方向への進退が自由に許容された状態で、ガイド凹部８１ｇの幅方向内面により突出部４１の凹部長手方向への移動、ひいては回転伝達部材４のベース回転体８に対する固定軸線Ｏに沿った変位をガイドすることができる。

ところで、本実施形態では、ダイアルノブ１の揺動操作許容方向は、図１の４つの方向に固定されている。突出部４１とガイド凹部８１ｇとからなる傾斜許容回転結合機構１５１は、回転操作により固定軸線Ｏ周りに回転移動する。従って、固定された揺動操作許容方向と、移動する傾斜許容回転結合機構１５１との角度位相差に応じてガイド凹部８１ｇ内の突出部４１の移動軌跡は変化する。具体的には、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構１５１との角度位相差が０゜（つまり、位相一致）あるいは１８０゜（つまり、位相反転）の場合は、図７に示すごとく、ガイド凹部８１ｇ内にて突出部４１は、ガイド凹部８１ｇの長手方向と一致した軌跡Ｖに沿って相対変位する形となり、ガイド凹部８１ｇの幅方向（つまり、ベース回転体８の周方向）への変位成分は生じない。他方、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構１５１との角度位相差が９０゜（小角側で見た値）の場合は、突出部４１はガイド凹部８１ｇ内にて、固定軸線Ｏと直交する軸線周りで相対的に自転するのみであり、ガイド凹部８１ｇの長手方向及び幅方向への変位が生じない。

しかし、傾斜許容回転結合機構１５１が図１の４つの方向のいずれとも一致しない操作角度位相となっている場合、図７において突出部４１は、ガイド凹部８１ｇ内にて凹部長手方向（Ｖ）に対し傾斜した軌跡に沿って移動し、ガイド凹部８１ｇの幅方向への変位成分Ｈを生ずる。この幅方向変位成分Ｈは、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構１５１との角度位相差が４５゜（つまり、傾斜許容回転結合機構１５１が、図１の１時半、４時半、７時半及び１０時半の位置にあるとき）のとき最大となる。

本実施形態では、図７に示すように、突出部４１がガイド凹部８１ｇ内にて固定軸線Ｏに対し傾斜した軌跡に沿って移動することを許容するためのクリアランスＣが、ベース回転体８の周方向におけるガイド凹部８１ｇの内面と突出部４１との間に形成されている。このクリアランスＣを形成しておくことで、揺動操作許容方向に対し傾斜許容回転結合機構１５１がどのような角度位置にある場合でも、ダイアル操作部１，４への揺動操作を問題なく行なうことができる。

前述のごとく、ガイド凹部８１ｇは、固定軸線Ｏ方向を溝長手方向とする溝部８１ｇであり、固定軸線Ｏ方向における中央区間８１ｍにて両端区間８１ｔよりも溝幅が狭幅となるよう、具体的には、中央区間８１ｍにて溝幅方向内向きに膨出する形態となるよう、その幅方向内側面形状が定められている。図１〜図３のごとく、ダイアルノブ１の操作軸線Ｋが中立位置にある場合は、図７において突出部４１は、溝部８１ｇの中央区間８１ｍに臨む形となる。そこで、当該中央区間で溝幅を小さくしておくことにより溝部８１ｇと突出部４１との間のクリアランスＣが縮小し、該中立位置にてダイアル操作部１，４を回転操作する際のがたつきを抑制することができる。他方、溝部８１ｇの両端区間にて溝幅を拡張しておくことで、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構１５１とが不一致となる角度位相関係になっている場合も、ダイアルノブ１の該揺動操作に伴なう突出部４１の斜め移動を許容するクリアランスＣをガイド凹部８１ｇ内に十分に確保することができる。

また、傾斜許容回転結合機構１５１の揺動操作方向に対する角度位相によっては突出部４１が溝部８１ｇ内にて相対的に自転する場合がある。特に、揺動操作許容方向と傾斜許容回転結合機構１５１との角度位相差が９０゜（小角側で見た値）の場合は、突出部４１はガイド凹部８１ｇ内にて、固定軸線Ｏと直交する軸線周りで相対的に自転するのみとなる。これを考慮して、図７に示すように、突出部４１は円形の輪郭形状を有するものとして形成している。

本発明の一実施例たるダイアル式操作装置の平面図及びＡ−Ａ側面断面図。 同じくＢ−Ｂ側面断面図。 同じくＣ−Ｃ側面断面図。 同じく分解斜視図。 同じく６時方向への揺動操作時にて示すＡ−Ａ側面断面図。 同じく３時方向への揺動操作時にて示すＡ−Ａ側面断面図。 ガイド凹部と突出部の詳細を作用とともに説明図。 回転操作位置検出部の別例を示す模式図。 傾斜許容回転結合機構の第一変形例を示す平面模式図。 同じく第二変形例を示す平面模式図。 同じく第三変形例を示す平面模式図。 同じく第四変形例を示す断面図。 同じく第五変形例を示す断面図。

符号の説明

１ ダイアルノブ
４ 回転伝達部材
８ ベース回転体
１０ 装置基体
１２ 回転操作位置検出部
４１ 突出部（被ガイド体；操作部側係合部）
８１ ガイド部（ベース側係合部）
８１ｇ ガイド凹部（溝部）
１５１ 傾斜許容回転結合機構

Claims (12)

1. 装置基体の操作前面側をなすマウント面上に、該マウント面と交差する固定軸線周りに回転可能に取り付けられるベース回転体と、
   前記固定軸線方向において前記ベース回転体の前記操作前面側に、中立位置にて操作軸線が前記ベース回転体の前記固定軸線と一致するように設けられ、前記操作軸線周りの回転操作と、該操作軸線が前記固定軸線と一致した前記中立位置及び該操作軸線が前記固定軸線に対して傾斜した傾斜位置の間での揺動操作とが可能なダイアル操作部と、
   前記揺動操作に伴う該ダイアル操作部の前記操作軸線の、前記ベース回転体の前記固定軸線に対する相対傾斜変位を許容しつつ、前記回転操作に伴い前記ベース回転体が該ダイアル操作部と連れ回るように、前記ダイアル操作部と前記ベース回転体とを結合するとともに、前記ベース回転体の回転周方向において予め定められた複数位置に形成されるベース側係合部と、前記ダイアル操作部の回転周方向において、各ベース側係合部に対応する複数位置に形成され、各々対応するベース側係合部に係合する操作部側係合部とを備え、それらベース側係合部と操作部側係合部との一方が被ガイド体とされ、他方が、該被ガイド体の前記回転操作に由来する相対移動を規制しつつ、前記揺動操作に由来した該被ガイド体の前記固定軸線方向への相対移動をガイドするガイド部とされた傾斜許容回転結合機構と、
   前記ベース回転体の回転角度位置を前記ダイアル操作部の回転操作位置として検出する回転操作位置検出部と、
   前記ダイアル操作部の揺動操作を検出する揺動操作検出部と、
   を備えたことを特徴とするダイアル式操作装置。
2. 前記被ガイド体が前記固定軸線に関する半径方向に突出する突出部であり、前記ガイド部は、該突出部を受け入れるとともに前記固定軸線方向に沿って延びるガイド凹部とされてなる請求項１記載のダイアル式操作装置。
3. 前記固定軸線周りにおいて前記ガイド凹部が前記揺動操作方向に対し、９０゜の整数倍から外れた角度位置にある場合に、前記突出部が前記ガイド凹部内にて前記固定軸線に対し傾斜した軌跡に沿って移動することを許容するためのクリアランスが、前記ベース回転体の周方向における前記ガイド凹部の内面と前記突出部との間に形成されてなる請求項２記載のダイアル式操作装置。
4. 前記ガイド凹部が前記固定軸線方向を溝長手方向とする溝部であり、前記固定軸線方向における中央区間にて両端区間よりも溝幅が小さくなるように該溝部の幅方向内側面が形成されてなる請求項３記載のダイアル式操作装置。
5. 前記溝部の幅方向内側面がそれぞれ、前記中央区間が溝幅方向内向きに膨出する形態を有してなる請求項４記載のダイアル式操作装置。
6. 前記突出部は円形の輪郭形状を有するものとして形成されてなる請求項４又は請求項５に記載のダイアル式操作装置。
7. 前記ベース回転体は、前記装置基体の前記マウント面から突出するベース筒状部の外側に回転可能に嵌合し、
   前記ダイアル操作部の、前記固定軸線方向における後端に前記操作部側係合部が形成され、他方、前記ベース側係合部が前記ベース回転体の外周面に形成されてなる請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のダイアル式操作装置。
8. 前記装置基体が装置筐体内に収容されるとともに、前記ダイアル操作部は、前記装置筐体の筐体前面部に形成されたノブ装着孔内にて、該筐体前面部から突出する形で配置されたダイアルノブと、該ダイアルノブの後端開口に回転不能に嵌合する筒状嵌合部及び該筒状嵌合部の後端側に前記ダイアルノブよりも拡径する形態で一体化された結合本体部を有する回転伝達部材とを備え、該回転伝達部材の前記結合本体部の後端部内周面と、前記ダイアルノブよりも径大に形成された前記ベース回転体の外周面との一方に前記突出部が、他方に前記ガイド凹部が形成されてなる請求項７記載のダイアル式操作装置。
9. 前記揺動操作検出部は、前記装置基体の裏面側に嵌合する基板の前記ベース筒状部の内側に露出する領域にて前記揺動操作方向にそれぞれ対応して実装された揺動検出用押圧スイッチであり、
   前記ベース筒状部の内側にて前記装置基体の前記マウント面上には、前記固定軸線周りの回転が不能とされ、かつ、前記ダイアル操作部を内側から回転可能に支持するとともに、該ダイアル操作部が揺動操作されるに伴い、該ダイアル操作部と一体的に揺動変位して、当該揺動方向に対応する前記揺動検出用押圧スイッチを付勢する揺動検出用スイッチ付勢体が配設されてなり、
   前記揺動検出用スイッチ付勢体は、前記回転伝達部材の前記筒状嵌合部を内側から回転可能に支持するホルダ側筒状部と、当該ホルダ側筒状部の後端に一体化されたホルダ本体とを有する第一ホルダと、該第一ホルダが第一揺動方向に第一揺動結合部を介して揺動可能に結合するとともに、前記ベース筒状部の内側にて前記装置基体の前記マウント面から突出形成されたホルダ係合筒状部に対し、前記第一揺動方向と直交する第二揺動方向に第二揺動結合部を介して揺動可能に結合する第二ホルダとを備え、該第二ホルダの揺動変位力が、前記揺動検出用押圧スイッチとの間に配置されたプッシャーを介して揺動検出用押圧スイッチに対し押圧付勢力として伝達される請求項８記載のダイアル式操作装置。
10. 前記回転操作位置検出部は、前記ベース回転体の軸線方向後端部にて周方向に形成された被検知体列と、当該被検知体列の回転移動を検知する回転移動検出部とを有する請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のダイアル式操作装置。
11. 前記被検知体列は、筒状の前記ベース回転体の後端面に前記固定軸線方向を振幅方向とする形で形成された凹凸パターンであり、前記回転移動検出部は、該凹凸パターンに向けて前記ベース回転体の回転半径方向に検知プローブを出力する非接触検知部にて構成されてなる請求項１０記載のダイアル式操作装置。
12. 前記被検知体列は、筒状の前記ベース回転体の後端面に取り付けられ、周方向に磁気的に非等価な第一被検知部と第二被検知部とが交互に形成された磁性被検知体リングであり、前記回転移動検出部は、該磁性被検知体リングの回転に伴なう磁界変動を検出する磁気検知部である請求項１１記載のダイアル式操作装置。

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