JP2014078409A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の入力装置に比べて、組付け精度を維持し、検出精度を向上することができる入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１は、円筒形状を有して磁化方向が円筒の中心線方向である磁石２ｂと、円筒形状を有して磁化方向が円筒の前記中心線方向であり、磁石２ｂと反発する向きで、前記中心線上で移動可能に配置された磁石２ａと、磁石２ａに固定されて操作される操作体３と、操作体３が操作されていない状態において、磁石２ｂの内径より内側で磁石２ｂの前記中心線からオフセットされた位置であって、磁石２ｂと磁石２ａとの間の磁石側２ｂに配置され、操作体３が操作されている状態において、磁石２ｂと磁石２ａとの中間より磁石２ａ側に配置されて磁束の方向を検出する磁気センサ５とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置に関する。

従来の技術として、カウンタ磁石による磁場の変化を磁気センサにより検出する入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。

この入力装置は、板状で法線方向が磁化方向であるバイアス磁石と、磁化方向に移動するカウンタ磁石と、バイアス磁石の設置面の端部にカウンタ磁石の移動方向に対称に配置されるＭＲ（ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサによる２つのハーフブリッジからなる磁気センサとを有し、カウンタ磁石が移動することでバイアス磁石及びハーフブリッジとの距離が縮まると磁気センサが検出する磁束の方向が変化する。

特開２００９−４３６５５号公報

しかし、特許文献１に示す入力装置は、２つのハーフブリッジによってブリッジ回路が構成されるため、２つのハーフブリッジの配置誤差がキャンセルされるものの、２つのハーフブリッジをカウンタ磁石の移動方向に対して対称に配置しなければならないため、バイアス磁石上において磁束の方向が最も大きくなる位置にハーフブリッジを配置できず、検出精度が最適化されているとは言えない。

従って、本発明の目的は、従来の入力装置に比べて、組付け精度を維持し、検出精度を向上することができる入力装置を提供することにある。

本発明の一態様は、円筒形状を有して磁化方向が円筒の中心線方向であるバイアス磁石と、
円筒形状を有して磁化方向が円筒の前記中心線方向であり、前記バイアス磁石と反発する向きで、前記中心線上で移動可能に配置されたカウンタ磁石と、
前記カウンタ磁石に固定されて操作される操作体と、
前記操作体が操作されていない状態において、前記バイアス磁石の内径より内側で前記バイアス磁石の前記中心線からオフセットされた位置であって、前記バイアス磁石と前記カウンタ磁石との間の前記バイアス磁石側に配置され、前記操作体が操作されている状態において、前記バイアス磁石と前記カウンタ磁石との中間より前記カウンタ磁石側に配置されて磁束の方向を検出する磁気センサとを有することを特徴とする入力装置を提供する。

上記入力装置のバイアス磁石と前記カウンタ磁石とは、同一形状としてもよい。

上記入力装置は、バイアス磁石を固定支持し、カウンタ磁石の内径部をスライド可能に支持する支持部をさらに有してもよい。

上記入力装置の磁気センサは、ＭＲセンサであってもよい。

本発明によれば、従来の入力装置に比べて、組付け精度を維持し、検出精度を向上することができる。

図１は、実施の形態に係る入力装置の構成の一例を示す斜視図である。 図２（ａ１）−（ｂ２）は、入力装置の動作の一例を説明するための断面図である。

（入力装置の構成）
図１は、実施の形態に係る入力装置の構成の一例を示す斜視図である。

この入力装置１は、互いに反発するように配置された円筒状の磁石２ａ及び磁石２ｂと、磁石２ａに固定されてＡ方向の昇降操作が可能となるように支持部４に支持される操作体３と、円柱形状で磁石２ｂを固定するとともに内部に磁気センサ５を備える支持部４と、磁石２ａ、２ｂ、操作体３及び支持部４等を格納する筐体６とを有する。

磁石２ａは、カウンタ磁石として用いられるものである。磁石２ａは、一例として、外径１２ｍｍ、内径８ｍｍ、厚さ４ｍｍの円筒形状である。ここでは、磁石２ｂと対向する側をＳ極として配置される。

磁石２ｂは、バイアス磁石として用いられるものである。磁石２ｂは、磁石２ａと同一のものを用い、磁石２ａと対向する側をＳ極として配置される。なお、磁石２ｂは磁石２ａと完全に同一である必要はなく、磁気センサ５を配置する位置に後述する条件の磁束の方向を形成するものであれば形状を変更してもよい。

操作体３は、円柱形状で操作体３をＡ方向に昇降させるために利用者が操作の際に接触する上面部の昇降操作部３０を有する。

支持部４は、円柱形状であり、その外径は磁石２ａ及び２ｂの内径と一致させて８ｍｍとする。また、支持部４の外壁４００は、操作体３の内壁３００と滑り合い、操作体３及び磁石２ａをＡ方向に移動可能に支持する。

磁気センサ５は、４つのＭＲ素子を直交する向きに配置したブリッジ回路と、当該ブリッジ回路に電源電圧を供給して当該ブリッジ回路の出力電圧を取得するコントロールＩＣ等とをパッケージにしたものであり、磁束の方向に応じた信号を端子５０ａ及び５０ｂから出力するものである。

また、磁気センサ５は、バイアス磁石としての磁石２ｂの内壁より内側で磁石２ａの中心線からオフセットされた位置であって、磁石２ｂとカウンタ磁石としての磁石２ａとの間に配置される。

なお、入力装置１は、一例として、車両のブレーキランプ等のスイッチとして用いられる。

（動作）
以下に、入力装置１の動作を図１及び図２を参照しつつ説明する。

図２（ａ１）及び（ｂ１）は、磁石２ａ及び２ｂの円柱の中心線及び磁気センサ５を通る平面における入力装置１の断面図である。また、図２（ａ２）及び（ｂ２）は、磁石２ａ及び２ｂの円柱の中心線及び磁気センサ５を通る平面における磁束の向きを示した概略図である。

図２（ａ１）に示すように、非操作時において磁石２ａ及び磁石２ｂは、一例として、４ｍｍの間隔で配置される。また、磁気センサ５は、磁石２ａ及び磁石２ｂの中心線Ａ_ｃからｘ_ｍオフセットされ、磁石２ｂの端面からｙ_ｍ離れた位置に配置される。

上記した図２（ａ１）の状況において、図２（ａ２）に示すように磁気センサ５は主にバイアス磁石としての磁石２ｂによる磁束が支配的となり、ｘ軸で正、ｙ軸で正の方向の磁束を検出する。

また、図２（ｂ１）に示すように、操作体３を押し下げ操作した状態において磁石２ａ及び磁石２ｂの間隔は、一例として、１．５ｍｍとなる。

上記した図２（ｂ１）の状況において、図２（ｂ２）に示すように磁気センサ５は主にカウンタ磁石としての磁石２ａによる磁束が支配的となり、ｘ軸で正、ｙ軸で負の方向の磁束を検出する。

（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、磁気センサ５の検出する磁束の方向が、バイアス磁石としての磁石２ｂの磁束が支配的になる状態が非操作時であり、カウンタ磁石としての磁石２ａの磁束が支配的になる状態が操作時であるように、磁気センサ５を配置したため、非操作時と操作時で磁束の方向の変化を大きくすることができ（図２に示す例では約９０°の磁束の方向が変化）、検出精度を向上することができる。また、磁束の方向の変化に対してカウンタ磁石の動作範囲を小さくすることができる。

また、円筒形状の磁石２ｂを用いたため、中心線Ａ_ｃを含むあらゆる断面において磁束の方向は均一となり、支持部４に位置決めして封入することで高い組付け精度を容易に達成することができる。

また、磁石２ａと磁石２ｂとの反発力を利用したため、磁石２ａを支持するばね等の支持体が不要となる。

また、センサ５を囲むように磁石２ａ及び２ｂを配置したため、外乱磁場に強く、シールド等が不要となる。

また、磁石２ａ及び２ｂに同一形状の磁石を用いたため、部品点数を減少することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは調整しない範囲内で種々の変形が可能である。

１ 入力装置
２ａ 磁石
２ｂ 磁石
３ 操作体
４ 支持部
５ 磁気センサ
６ 筐体
３０ 昇降操作部
３００ 内壁
４００ 外壁

Claims (3)

1. 円筒形状を有して磁化方向が円筒の中心線方向であるバイアス磁石と、
   円筒形状を有して磁化方向が円筒の前記中心線方向であり、前記バイアス磁石と反発する向きで、前記中心線上で移動可能に配置されたカウンタ磁石と、
   前記カウンタ磁石に固定されて操作される操作体と、
   前記操作体が操作されていない状態において、前記バイアス磁石の内径より内側で前記バイアス磁石の前記中心線からオフセットされた位置であって、前記バイアス磁石と前記カウンタ磁石との間の前記バイアス磁石側に配置され、前記操作体が操作されている状態において、前記バイアス磁石と前記カウンタ磁石との中間より前記カウンタ磁石側に配置されて磁束の方向を検出する磁気センサとを有することを特徴とする入力装置。
2. 前記バイアス磁石と前記カウンタ磁石とは、同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記バイアス磁石を固定支持し、前記カウンタ磁石の内径部をスライド可能に支持する支持部をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の入力装置。

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