JP2010244899A

JP2010244899A - 入力装置

Info

Publication number: JP2010244899A
Application number: JP2009093308A
Authority: JP
Inventors: Mikio Onodera; 幹夫小野寺
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-10-28

Abstract

【課題】回転操作時に生起されるクリック感触を選択可能であり、かつ操作部材を前方へ大きく突出させる必要のない入力装置を提供すること。
【解決手段】入力装置１は、回転中心線Ｌが外装ケース２内で横向きに設定されている回転ノブ４と、回転ノブ４の周壁に環状カム面５ａ〜５ｃを回転中心線Ｌに沿って並設してなる複合カム部５と、環状カム面５ａ〜５ｃに選択的に弾接可能な弾性片８を保持して回転中心線Ｌに沿って移動可能なアクチュエータ７と、アクチュエータ７と摺動可能に係合してスライド操作が可能な切替スライダ９とを備えている。切替スライダ９をスライド操作すると、アクチュエータ７が駆動されて回転中心線Ｌに沿って移動するため、回転ノブ４の筒状空間４ａ内への弾性片８の挿入量が変化する。これにより、弾性片８が弾接する環状カム面が変更されるため、回転ノブ４の回転操作時に生起されるクリック感触が異なったものになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転ノブの回転操作時に生起されるクリック感触を選択可能で、例えばカーエアコンやカーオーディオ等の車載用機器の機能選択や機能調整等に用いて好適な入力装置に関するものである。

従来より、回転ノブの回転操作時に生起されるクリック感触を選択可能な入力装置として、基板上に起立して回転可能な回転軸に冠着された回転ノブと、この回転ノブの回転情報を検出する回転検出手段と、回転ノブと一体的に回転する板ばねと、回転軸の周囲で回転可能なモード切替ダイヤルと、板ばねが弾接可能な上下２段構造の環状カム面を有してモード切替ダイヤルの傾斜溝に支持された移動カム部材とを備え、外装ケースの開口部の前方に回転ノブとモード切替ダイヤルとを露出させた構成のものが知られている。このものは、モード切替ダイヤルを回動させることによって２種類のモードが選択でき、各モードにおいて、回転ノブを回転操作したときの回転情報が回転検出手段によって検出されるようになっている。また、モード切替ダイヤルの回動に伴い移動カム部材が傾斜溝の内壁に駆動されて高さ位置を変化させ、一方のモードが選択されているときには、移動カム部材は低い位置に配置されており、他方のモードが選択されているときには、移動カム部材は高い位置に配置されている。そして、移動カム部材が低い位置に配置されているときには、クリック溝の間隔が狭い上段の環状カム面に板ばねが弾接し、移動カム部材が高い位置に配置されているときには、クリック溝の間隔の広い下段の環状カム面に板ばねが弾接するため、選択したモードに応じて、回転ノブの回転操作時に生起されるクリック感触が異なったものとなる。したがって、操作者は、回転ノブを操作する手指に伝わるクリック感触によって、いずれのモードが選択されているのかをブラインドタッチで認識することができる。

ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０５７２９１

前述した従来の入力装置では、回転ノブよりも大径なモード切替ダイヤルを外装ケースに近付けて配置し、このモード切替ダイヤルよりも前方に回転ノブを配置させることによって、回転ノブの操作とモード切替ダイヤルの操作とがそれぞれ支障なく行えるようにしてある。しかしながら、このように外装ケースからの突出量が異なる２つの回転操作部材（回転ノブとモード切替ダイヤル）を同軸状に配置させた構成にすると、必然的に、いずれか一方の回転操作部材を外装ケースから前方へ大きく突出させなければならないため、操作部材の突出量を抑制したい車載用等の入力装置には不向きであるという問題があった。すなわち、自動車のステアリングホイールやインパネ等に組み込まれる入力装置において、その操作部材が前方へ大きく突出していると、急停止時などに操作部材に搭乗者が衝突する危険性が高まるため、安全対策の観点から操作部材の突出量は極力抑制することが望まれている。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転操作時に生起されるクリック感触を選択可能であり、かつ操作部材を前方へ大きく突出させる必要のない入力装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の入力装置は、表面パネルを有する外装ケースと、前記外装ケース内で回転可能に支持されて回転中心線が前記表面パネルに沿った方向に設定されていると共に、一部が前記表面パネルに形成された第１開口部を貫通して前記外装ケースの外方へ露出している回転ノブと、複数種類の環状カム面を前記回転中心線に沿って並設してなる複合カム部と、前記複合カム部の各環状カム面に選択的に弾接可能な弾性片と、前記複合カム部と前記弾性片のいずれか一方を前記回転中心線に沿って移動させるスライド操作が可能で、前記外装ケースの第２開口部を貫通して前方へ露出している切替スライダとを備え、前記弾性片に弾接する前記環状カム面が前記切替スライダによって選択されると共に、前記複合カム部と前記弾性片のいずれか他方が前記回転ノブと一体的に回転し、この回転に伴って選択された前記環状カム面に前記弾性片が係脱してクリック感触を生起するように構成した。

このように構成された入力装置は、回転ノブの回転中心線が表面パネルに沿った方向に設定されているため、回転ノブの一部だけを外装ケースの外方に露出させれば支障なく回転操作が行える。また、切替スライダを表面パネルの表面に沿ってスライド操作することによって、所望の環状カム面に対して弾性片を選択的に弾接させることができる。それゆえ、回転ノブや切替スライダを外装ケースの前方へ大きく突出させなくても、切替スライダのスライド位置に応じて回転ノブの回転操作時に生起されるクリック感触を適宜選択することができる。

上記の構成において、回転ノブが回転中心線を包囲する筒状空間を有すると共に、この筒状空間内に回転ノブとともに回転する複合カム部が設けられており、かつ、切替スライダのスライド操作に応じて、弾性片が回転ノブの回転中心線に沿って移動して筒状空間内で複合カム部のいずれかの環状カム面と弾接するようにしてあると、クリック感触生成機構を回転ノブの筒状空間内に配設できるため、回転中心線に沿う方向の長さ寸法を抑制した小型化が図りやすくなる。この場合において、回転ノブの周壁の内側、もしくは軸部の外側に複合カム部を設けてもよいが、筒状空間を包囲する回転ノブの周壁の内側に複合カム部が設けられていると、各環状カム面の周方向の長さが稼げるため、明瞭なクリック感触を生起させるカム形状に形成しやすくなって好ましい。

また、上記の構成において、切替スライダのスライド操作方向と、切替スライダに駆動されて回転ノブの回転中心線に沿って移動する複合カム部または弾性片の移動方向とが同じであってもよいが、切替スライダに非固定状態で連結されたアクチュエータを備え、このアクチュエータが切替スライダのスライド操作方向とは異なる向きに複合カム部または弾性片を駆動するようにしてあると、外装ケースの前面の空き領域に切替スライダのスライド操作領域を無理なく確保することができるため、小型化が図りやすくなる。例えば、切替スライダとアクチュエータのいずれか一方に回転ノブの回転中心線と交差する向きに延びるガイド溝を設け、いずれか他方に該ガイド溝と摺動可能に係合する係合突起を設ければ、切替スライダのスライド操作方向が回転ノブの回転中心線と異なる方向であっても、スライド操作時にはアクチュエータを介して複合カム部または弾性片を該回転中心線に沿って確実に移動させることができ、しかも切替スライダとアクチュエータの連結構造を簡素化できる。

また、上記の構成において、スライド操作された切替スライダによって駆動されるスイッチ素子を備え、このスイッチ素子からモード切替信号が出力されるようにしてあると、切替スライダのスライド操作に応じて複数種類のモードの中から１つのモードを選択できると共に、これら複数種類のモード毎に回転ノブの回転操作時に生起されるクリック感触を異ならせることができる。つまり、切替スライダをモード切替用の操作部材となすことができ、かつ選択されたモードの種類を回転操作時に生起されるクリック感触によって操作者がブラインドタッチで認識できるようになるため、多機能で使い勝手のよい入力装置を実現できる。

本発明の入力装置は、回転ノブの一部だけを外装ケースの前方に露出させれば支障なく回転操作が行えると共に、切替スライダを外装ケースの前面に沿ってスライド操作すれば所望の環状カム面に弾性片を弾接させることができるため、回転ノブや切替スライダを外装ケースの前方へ大きく突出させなくても、回転ノブの回転操作時に生起されるクリック感触を切替スライダのスライド位置に応じて適宜選択することができる。それゆえ、この入力装置は、安全対策の観点から操作部材の突出量を抑制したい車載用などとして特に好適である。

本発明の実施形態例に係る入力装置が装着されたステアリングホイールの要部正面図である。図１の入力装置を一部図示省略して示す正面図である。該入力装置の切替スライダを図２の位置からスライド操作した状態を示す正面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態例に係る入力装置について、図１〜図６を参照しつつ説明する。この入力装置１は、ステアリングホイール２０のスポーク部２１に固定された外装ケース２と、外装ケース２の軸受部２ａに両端部が軸支されて外装ケース２内で回転可能な回転軸３と、回転軸３に一体化されて一部が外装ケース２の第１開口部２ｂを貫通して前方へ露出している回転ノブ４と、回転ノブ４の筒状空間４ａを包囲する周壁に設けられた複合カム部５と、回転ノブ４の回転情報を検出するための磁気センサ６と、回転軸３にスライド可能に支持されたアクチュエータ７と、板ばねからなり基端部がアクチュエータ７に固着されて先端部が筒状空間４ａ内に挿入された弾性片８と、アクチュエータ７と摺動可能に係合しつつ外装ケース２の第２開口部２ｃを貫通して前方へ露出している切替スライダ９と、外装ケース２を貫通して前方へ露出している一対の操作釦１０，１１と、磁気センサ６やスイッチ素子１２，１３等を搭載して外装ケース２の底部に固定された基板１４とによって主に構成されている。

この入力装置１は、外部機器であるカーエアコンとカーオーディオ（ＣＤやテレビ等）の機能選択や機能調整を行うためのものであり、ステアリングホイール２０を把持する操作者（運転者）の手指によって、回転ノブ４に対する回転操作と、切替スライダ９に対するスライド操作と、操作釦１０，１１に対するプッシュ操作とが行えるようになっている。

入力装置１の各部の構成について詳しく説明すると、外装ケース２は、図４に示すように、底部が基板１４によって蓋閉された箱状に形成されている。外装ケース２の前壁部は表面パネル２Ｐとなっており、この表面パネル２Ｐには、回転ノブ４が配置される第１開口部２ｂと、切替スライダ９が配置される第２開口部２ｃと、操作釦１０，１１が配置される図示せぬ開口部とが開設されている。また、外装ケース２の側壁部には、回転軸３の両端部を軸支する軸受部２ａが設けられている。

回転ノブ４は回転軸３と一体的に回転し、この回転ノブ４には回転中心線Ｌを包囲する筒状空間４ａが形成されている。回転中心線Ｌは回転軸３の軸心に合致しているため、外装ケース２内で表面パネル２Ｐに沿った方向に設定されている。筒状空間４ａを包囲する回転ノブ４の周壁４ｂの内側には、アクチュエータ７に保持された弾性片８の先端部を係脱させることによってクリック感触を生成する複合カム部５が設けられている。この複合カム部５は、筒状空間４ａを包囲する３種類の環状カム面５ａ，５ｂ，５ｃを回転中心線Ｌに沿って並設したものであり、環状カム面５ａに弾性片８が係脱すると重いクリック感触が生起され、環状カム面５ｂに弾性片８が係脱すると並のクリック感触が生起され、環状カム面５ｃに弾性片８が係脱すると軽いクリック感触が生起されるようになっている。また、回転ノブ４の軸線方向一端部にはリング状のマグネット１５が固着されており、このマグネット１５には周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に着磁されている。

磁気センサ６はマグネット１５の外周面と所定間隔を存して対向しており、これら磁気センサ６とマグネット１５とによって回転ノブ４の回転情報を検出する回転検出手段（磁気式エンコーダ）が構成されている。すなわち、回転ノブ４が回転操作されると、マグネット１５が一体的に回転して、その磁束変化に対応する信号が一対の磁気センサ６から出力されるため、これらの信号に基づいて回転ノブ４の回転方向と回転量を検出することができる。

アクチュエータ７は回転軸３にスライド自在かつ回転不能に外挿されており、図２と図３に示すように、このアクチュエータ７の前面側には回転中心線Ｌと交差する向きに延びるガイド溝７ａが設けられている。そして、切替スライダ９に突設された係合突起９ａがガイド溝７ａと摺動可能に係合しているため、切替スライダ９を図１の上下方向へスライド操作すると、アクチュエータ７が回転中心線Ｌに沿って図１の左右方向へ移動するようになっている。つまり、切替スライダ９に対するスライド操作力が略直角に向きを変換してアクチュエータ７に伝達されるようにしたリンク機構を介して、切替スライダ９とアクチュエータ７とは連結されている。また、こうしてアクチュエータ７が回転中心線Ｌに沿って移動すると、弾性片８がアクチュエータ７と一体的に移動するため、筒状空間４ａ内への弾性片８の挿入量が変化して複合カム部５に対する弾性片８の弾接位置が変化する。

具体的には、切替スライダ９が図２のスライド位置に設定されているとき、弾性片８の先端部は筒状空間４ａ内で環状カム面５ｂに弾接している。この状態で切替スライダ９が図２の上向きにスライド操作されると、アクチュエータ７は同図の左向きに駆動されるため、図３に示すように、筒状空間４ａ内への弾性片８の挿入量が最小となり、弾性片８の先端部は環状カム面５ａに弾接する。また、図２の状態で切替スライダ９が下向きスライド操作されると、アクチュエータ７は右向きに駆動されるため、筒状空間４ａ内への弾性片８の挿入量が最大となり、弾性片８の先端部は環状カム面５ｃに弾接する。それゆえ、切替スライダ９のスライド位置に応じて、回転ノブ４の回転操作時に生起されるクリック感触は異なったものとなる。

図５に示すように、切替スライダ９は外装ケース２内に配置される鍔部９ｂを有しており、この鍔部９ｂの長手方向両端がスイッチ素子１２，１３と接離可能に対向している。そして、切替スライダ９が図５の左向き（図２の上向き）にスライド操作されると、鍔部９ｂがスイッチ素子１２を駆動してオン動作させるため、このスイッチ素子１２から第１のモード切替信号が出力される。また、切替スライダ９が図５の右向き（図２の下向き）にスライド操作されると、鍔部９ｂがスイッチ素子１３を駆動してオン動作させるため、このスイッチ素子１３から第２のモード切替信号が出力される。

操作釦１０がプッシュ操作されると、操作対象となる外部機器としてカーエアコンが選択される。また、操作釦１１がプッシュ操作されると操作対象となる外部機器としてカーオーディオが選択されるが、この場合は操作釦１１がプッシュ操作される毎に操作対象がＣＤ、ラジオ、テレビ、ＤＶＤ、ＣＤ……と順次変更されていく。

このように構成された入力装置１において、操作対象としてカーエアコンが選択されているときには、切替スライダ９のスライド位置に応じて、風量調整モードと温度調整モードと吹出し口選択モードのいずれかに設定されており、各モードにおける機能調整や機能選択は回転ノブ４を回転操作することによって行われる。例えば、切替スライダ９が図２のスライド位置にあるときには温度調整モードとなっており、回転ノブ４を回転操作することで設定温度の変更が行えると共に、回転操作時に重くも軽くもない並のクリック感触が生起される。しかるに、切替スライダ９が図２の上向きにスライド操作されると図３のスライド位置に配置されるため、スイッチ素子１２から第１のモード切替信号が出力されて吹出し口選択モードに切り替えられ、かかる吹出し口選択モードにおいて回転ノブ４を回転操作することにより、吹出し口が順次変更されると共に、回転操作時に重いクリック感触が生起される。また、切替スライダ９が図２の下向きにスライド操作された場合には、スイッチ素子１３から第２のモード切替信号が出力されて風量調整モードに切り替えられ、かかる風量調整モードにおいて回転ノブ４を回転操作することにより、風量の強弱の度合いが変更されると共に、回転操作時に軽いクリック感触が生起される。したがって、操作者は、回転ノブ４の回転操作時に手指に伝わるクリック感触によって、いずれのモードを選択しているのかがブラインドタッチで認識できる。

また、操作対象として例えばＣＤが選択されているときには、切替スライダ９のスライド位置に応じて音量調整モードと選曲モードと音質選択モードのいずれかに設定されており、各モードにおける機能調整や機能選択は回転ノブ４を回転操作することによって行われ、その際に生起されるクリック感触は各モード毎に異なる。同様に、操作対象としてテレビが選択されている場合には、切替スライダ９のスライド位置に応じて音量調整モードと選局モードと画質選択モードのいずれかに設定されており、各モードにおける機能調整や機能選択は回転ノブ４を回転操作することによって行われ、その際に生起されるクリック感触は各モード毎に異なる。操作対象としてラジオやＤＶＤが選択されている場合も基本的に同様である。

以上説明したように、本実施形態例に係る入力装置１は、回転ノブ４の回転中心線Ｌが外装ケース２内で表面パネル２Ｐに沿った方向に設定されているため、回転ノブ４の一部だけを外装ケース２の外方（前方）に露出させれば支障なく回転操作が行える。また、切替スライダ９を外装ケース２の前面に沿ってスライド操作することによって、所望の環状カム面５ａ〜５ｃに弾性片８を弾接させることができる。それゆえ、この入力装置１は、操作部材である回転ノブ４や切替スライダ９を外装ケース２の前方へ大きく突出させなくても、回転ノブ４の回転操作時に生起されるクリック感触を切替スライダ９のスライド位置に応じて適宜選択することができる。これにより、小型かつ多機能でありながら、操作部材（回転ノブ４や切替スライダ９）の突出量を極力抑制した安全性の高い入力装置となっている。

また、上記の実施形態例では、回転ノブ４が回転中心線Ｌを包囲する筒状空間４ａを有し、この筒状空間４ａ内に回転ノブ４とともに回転する複合カム部５が設けられていると共に、切替スライダ９のスライド操作に応じて筒状空間４ａ内への弾性片８の挿入量が変化するようになっている。このようにクリック感触生成機構が回転ノブ４の筒状空間４ａ内に配設されていると、回転中心線Ｌに沿う方向の長さ寸法を低減できるため、入力装置１の小型化が図りやすくなる。なお、回転ノブ４の軸部４ｃの外側に複合カム部５を設けてもよいが、筒状空間４ａを包囲する周壁４ｂの内側に複合カム部５が設けられていると、各環状カム面５ａ〜５ｃの周方向の長さが稼げるため、明瞭なクリック感触を生起させるカム形状に形成しやすくなって好ましい。

また、上記の実施形態例では、切替スライダ９に非固定状態で連結されて、切替スライダ９のスライド操作時に該スライド操作方向とは異なる向きに弾性片８を駆動するアクチュエータ７を備えているため、外装ケース２の前面の空き領域に切替スライダ９のスライド操作領域を無理なく確保することができ、この点からも小型化が図りやすくなっている。しかも、切替スライダ９とアクチュエータ７の連結構造は、一方の係合突起９ａを他方のガイド溝７ａに摺動可能に係合させるという簡素なものなので、部品点数の増大や内部構造の複雑化を伴うことはない。ただし、切替スライダ９とアクチュエータ７の連結構造は上記の実施形態例に限定されるものではない。また、切替スライダ９とアクチュエータ７とを一体品となし、切替スライダ９を回転ノブ４の回転中心線Ｌに沿ってスライド操作するという構成にすることも可能である。

また、上記の実施形態例では、スライド操作された切替スライダ９によって駆動されるスイッチ素子１２，１３を備えており、各スイッチ素子１２，１３からモード切替信号が出力されるようにしてあるため、切替スライダ９のスライド操作に応じて複数種類のモードの中から１つのモードが選択できると共に、これら複数種類のモード毎に回転ノブ４の回転操作時に生起されるクリック感触を異ならせることができる。つまり、切替スライダ９がモード切替用の操作部材となっており、かつ選択されたモードの種類を回転操作時に生起されるクリック感触によって操作者がブラインドタッチで認識できるようにしてあるため、多機能で使い勝手のよい入力装置となっている。ただし、切替スライダ９をクリック感触を切り替えるためだけに使用してもよい。

なお、上記の実施形態例では、複合カム部５が回転ノブ４と一体的に回転し、弾性片８が切替スライダ９のスライド操作に伴い回転中心線Ｌに沿って移動するように構成されているが、これとは逆に、弾性片８が回転ノブ４と一体的に回転し、複合カム部５が切替スライダ９のスライド操作に伴い回転中心線Ｌに沿って移動するように構成することも可能である。

また、上記の実施形態例では、回転ノブ４の回転情報を磁気センサ６によって検出しているが、光学センサ等の他の検出手段を用いてもよい。

１入力装置
２外装ケース
２ｂ第１開口部
２ｃ第２開口部
２Ｐ表面パネル
３回転軸
４回転ノブ
４ａ筒状空間
４ｂ周壁
４ｃ軸部
５複合カム部
５ａ〜５ｃ環状カム面
６磁気センサ
７アクチュエータ
７ａガイド溝
８弾性片
９切替スライダ
９ａ係合突起
１０，１１操作釦
１２，１３スイッチ素子
１４基板
１５マグネット
２０ステアリングホイール
Ｌ回転中心線

Claims

表面パネルを有する外装ケースと、前記外装ケース内で回転可能に支持されて回転中心線が前記表面パネルに沿った方向に設定されていると共に、一部が前記表面パネルに形成された第１開口部を貫通して前記外装ケースの外方へ露出している回転ノブと、複数種類の環状カム面を前記回転中心線に沿って並設してなる複合カム部と、前記複合カム部の各環状カム面に選択的に弾接可能な弾性片と、前記複合カム部と前記弾性片のいずれか一方を前記回転中心線に沿って移動させるスライド操作が可能で、前記外装ケースの第２開口部を貫通して前方へ露出している切替スライダとを備え、
前記弾性片に弾接する前記環状カム面が前記切替スライダによって選択されると共に、前記複合カム部と前記弾性片のいずれか他方が前記回転ノブと一体的に回転し、この回転に伴って選択された前記環状カム面に前記弾性片が係脱してクリック感触を生起するようにしたことを特徴とする入力装置。
請求項１の記載において、前記回転ノブが前記回転中心線を包囲する筒状空間を有すると共に、この筒状空間内に前記回転ノブとともに回転する前記複合カム部が設けられており、かつ、前記切替スライダのスライド操作に応じて、前記弾性片が前記回転中心線に沿って移動して前記筒状空間内で前記複合カム部のいずれかの前記環状カム面と弾接するようにしたことを特徴とする入力装置。
請求項２の記載において、前記筒状空間を包囲する前記回転ノブの周壁の内側に前記複合カム部が設けられていることを特徴とする入力装置。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記切替スライダに非固定状態で連結されたアクチュエータを備え、このアクチュエータが前記切替スライダのスライド操作方向とは異なる向きに前記複合カム部または前記弾性片を駆動するようにしたことを特徴とする入力装置。
請求項４の記載において、前記切替スライダと前記アクチュエータのいずれか一方に前記回転中心線と交差する向きに延びるガイド溝を設け、いずれか他方に前記ガイド溝と摺動可能に係合する係合突起を設けたことを特徴とする入力装置。
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、スライド操作された前記切替スライダによって駆動されるスイッチ素子を備え、このスイッチ素子からモード切替信号が出力されるようにしたことを特徴とする入力装置。