JP2014154002A - Operation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作装置に係り、特に、操作者に操作感覚を呈示する機能を有する操作装置に関する。 The present invention relates to an operation device, and more particularly, to an operation device having a function of presenting an operation feeling to an operator.
操作者に情報を伝達する従来の情報呈示装置の一例としては、例えば操作者の指の傾きを利用して方向を呈示する方向呈示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As an example of a conventional information presentation device that transmits information to an operator, for example, a direction presentation device that presents a direction using the tilt of the operator's finger has been proposed (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載の従来の方向呈示装置は、独立して上下動可能な複数の可動パネルの上面に指載置板を配置しており、その指載置板をカーナビゲーション装置が表示する画面上の進路方向に対応して傾斜させるように構成されている。この可動パネルを駆動するための駆動部の一例としては、可動パネルの下方に突出して形成されたラックと、モータの出力軸に固定されたピニオンとが用いられている。 In the conventional direction presentation device described in Patent Document 1, a finger placement plate is arranged on the upper surfaces of a plurality of movable panels that can be moved up and down independently, and the finger navigation plate displays the finger placement plate. It is comprised so that it may incline corresponding to the course direction on a screen. As an example of a drive unit for driving the movable panel, a rack formed to protrude below the movable panel and a pinion fixed to the output shaft of the motor are used.
ところで、この種の情報呈示装置において、上記示したようなラックとピニオンによるモータ駆動では可動パネルを操作する場合にモータのコギング等の操作抵抗が操作感を低下させる。このため、可動パネル側とモータ側を常時ギア結合とはせずに、カムにより可動パネルを駆動する機構が考えられる。この場合は、可動パネルをモータで駆動する場合にまずモータ側のカムを基準位置にある可動パネルに当接させて可動パネルを上方向に駆動して情報呈示(振動呈示)し、呈示後にカムを基準位置まで戻し、その後、カムを退避位置まで移動させる退避動作が必要である。しかしこのような機構の場合、カムの退避動作の途中から情報呈示(振動呈示)の動作を開始する場合等にはカムの速度がゼロでない状態から動作開始するので、振動呈示動作の大きさを安定させることができないという問題がある。 By the way, in this type of information presentation device, when the motor is driven by the rack and pinion as described above, operation resistance such as cogging of the motor reduces the operational feeling when the movable panel is operated. For this reason, a mechanism for driving the movable panel by a cam without constantly engaging the movable panel side and the motor side with a gear is conceivable. In this case, when the movable panel is driven by a motor, the motor-side cam is first brought into contact with the movable panel at the reference position, and the movable panel is driven upward to present information (vibration presentation). Is required to return to the reference position and then move the cam to the retracted position. However, in the case of such a mechanism, when the information presentation (vibration presentation) operation is started in the middle of the cam retracting operation, the operation starts from a state where the cam speed is not zero. There is a problem that it cannot be stabilized.
従って、本発明の目的は、振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができる操作装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an operating device that can reduce the cam speed at the start of the vibration presenting operation and can stabilize the magnitude of the vibration presenting operation.
[1]本発明は、上記目的を達成するため、操作部をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構と、前記プッシュ操作機構を介して駆動部により前記操作部を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、所定の時間間隔毎に駆動開始が可能であって、前記駆動部を第1の方向に駆動することにより前記操作部を触覚呈示駆動すると共に、前記触覚呈示駆動後に前記駆動部を前記第1の方向と逆の第2の方向に駆動する駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記第2の方向に駆動する場合に、前記所定の時間間隔の前半において前記駆動部を前記第2の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半において前記駆動部を前記第1の方向に駆動する制動制御を行なうことを特徴とする操作装置を提供する。 [1] In order to achieve the above object, the present invention provides a push operation mechanism that can push an operation unit, and a tactile sensation that presents a sense of operation by driving the operation unit by a drive unit via the push operation mechanism. And driving the drive unit in a first direction by driving the drive unit in a first direction, and driving the operation unit by tactile sensation, and driving the drive unit after the tactile display driving A drive control unit that drives in a second direction opposite to the first direction, and the drive control unit drives the drive in the first half of the predetermined time interval when driving in the second direction. An operating device is provided in which drive control for driving a part in the second direction is performed, and braking control for driving the drive part in the first direction is performed in the latter half thereof.
[2]前記第2の方向に駆動する駆動制御は、前記駆動部を前記第2の方向に駆動する駆動パルスにより行われ、前記第1の方向に駆動する制動制御は、前記駆動部を前記第1の方向に駆動するブレーキ制動により行われることを特徴とする上記[1]に記載の操作装置であってもよい。 [2] The drive control for driving in the second direction is performed by a drive pulse for driving the drive unit in the second direction, and the brake control for driving in the first direction is performed by driving the drive unit in the second direction. The operation device according to the above [1] may be performed by brake braking that is driven in a first direction.
[3]また、前記第2の方向に駆動する駆動制御は、前記駆動部を前記第2の方向に駆動する駆動パルスにより行われ、前記第1の方向に駆動する制動制御は、前記駆動部を前記第1の方向に駆動する駆動パルスにより行われることを特徴とする上記[1]に記載の操作装置であってもよい。 [3] The driving control for driving in the second direction is performed by a driving pulse for driving the driving unit in the second direction, and the braking control for driving in the first direction is performed by the driving unit. The operation device according to the above [1] may be performed by a driving pulse that drives the motor in the first direction.
本発明によれば、振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができる操作装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cam speed at the time of the start of vibration presenting operation | movement can be made small, and the operating device which can stabilize the magnitude | size of vibration presenting operation can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
(本発明の実施の形態)
(操作装置1の全体構成)
操作装置1は、操作部としてのタッチパネル24をプッシュ操作可能なプッシュ操作機構30と、プッシュ操作機構30を介して駆動部としてのモータ42、カムプレート43によりタッチパネル24を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段である触覚呈示装置40と、所定の時間間隔ΔT毎に駆動開始が可能であって、モータ42、カムプレート43を第1の方向に駆動することによりタッチパネル24を触覚呈示駆動すると共に、触覚呈示駆動後にモータ42、カムプレート43を第1の方向と逆の第2の方向に駆動する駆動制御部100と、を有し、駆動制御部100は、第2の方向に駆動する場合に、所定の時間間隔ΔTの前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半においてモータ42、カムプレート43を第1の方向に駆動する制動制御を行なうように概略構成されている。
(Embodiment of the present invention)
(Overall configuration of operation device 1)
The operation device 1 presents a sense of operation by driving the
ここで、第1の方向(押上方向)は、ベース21、フレーム22、タッチパネル24等を上方向に押上げる方向(プッシュ操作と逆方向)、図2(b)で示すA方向であって、モータ42、カムプレート43等の回転方向もこの方向に押上げるための回転方向、図3(b)で示すB方向である。また、第2の方向(退避方向)は、ベース21、フレーム22、タッチパネル24を下方向に駆動する方向(プッシュ操作の方向)また後述するカムプレート43を退避させる方向、図2(b)で示すC方向であって、モータ42、カムプレート43等の回転方向もこの方向への回転方向、図3(b)、図4で示すD方向である。
Here, the first direction (push-up direction) is the direction in which the
図1において、全体を示す符号1は、この実施の形態における典型的な触覚呈示装置を備えた操作装置の構成部品を概略的に例示している。この操作装置1は、特に限定されるものではないが、例えば空調装置、オーディオ装置やナビゲーション装置等の車載機器の作動を制御するための操作信号を出力する車両用のタッチパネルに好適に用いられる。 In FIG. 1, reference numeral 1 indicating the whole schematically illustrates components of an operating device provided with a typical tactile sensation presentation device in this embodiment. Although this operating device 1 is not specifically limited, For example, it is used suitably for the touch panel for vehicles which outputs the operation signal for controlling the operation | movement of vehicle equipment, such as an air conditioner, an audio apparatus, a navigation apparatus.
図示例による操作装置1は、例えば車室内の図示しないセンターコンソールなどの運転席周辺部に配置されており、同じく図示を省略したディスプレイに配線を介して接続される。 The operating device 1 according to the illustrated example is disposed, for example, in the periphery of a driver's seat such as a center console (not shown) in the passenger compartment, and is connected to a display (not shown) via wiring.
この操作装置1は、操作者の手指でタッチパネルをタッチ操作すると、例えばタッチパネル24の表面上の位置がタッチセンサにより検出され、この位置に対応した位置検出信号がディスプレイ上の項目ボタンを選択決定する遠隔操作式の入力装置として構成される。
When the touch panel is touched with an operator's finger, the controller device 1 detects, for example, a position on the surface of the
この操作装置1は、図1に示すように、プッシュ操作可能なタッチパネル装置20と、タッチパネル装置20が操作入力を受け付けた際に、操作部としてのタッチパネル24を介してタッチ操作する手指に振動を与えることにより操作感覚を操作者に呈示する触覚呈示装置40とを備えている。
As illustrated in FIG. 1, the operation device 1 is configured to vibrate a finger that is touch-operated via a
下方に向けて開口したケース状に形成された樹脂製のボディ2には、図1に示すように、タッチパネル装置20及び触覚呈示装置40のそれぞれの構成部品が組み込まれる。ボディ2の下方開口を覆う樹脂製のカバー体3を図示しないビスにより締付固定することで、タッチパネル装置20と触覚呈示装置40とを一体化した操作装置1が構成される。
As shown in FIG. 1, the component parts of the
このボディ2の一側部には、図1に示すように、第1〜第3の3個の操作ノブ5,5,5が一列に設けられる。隣り合う操作ノブ5の間には、絶縁体である樹脂製のセパレータ4,4が介在されるようになっている。このボディ2の他側部には、第4の操作ノブ6が設けられる。この第1〜第4の操作ノブ5,6のそれぞれは、プッシャ5a,6aを介して制御基板7に搭載されたプッシュスイッチ5b,6bをオンオフ操作可能に配置される。
As shown in FIG. 1, first to
(タッチパネル装置20の構成)
このタッチパネル装置20は、図1に示すように、平面矩形状のベース21と枠状のフレーム22との間に矩形状のタッチセンサ基板23とシート状のタッチパネル24とを図示しない両面テープを介して接合した状態で組み付けられる。このベース21及びフレーム22は、樹脂材料により形成されている。タッチパネル装置20の外周部分には、矩形枠状のシールド部材25が覆うように配置される。このシールド部材25は、制御基板7の接地回路に電気的に接続される。
(Configuration of touch panel device 20)
As shown in FIG. 1, the
このベース21の上面に凹状に形成された凹部の底面には、図1に示すように、クリック部材26を介してタッチセンサ基板23が弾性的に保持される。このクリック部材26は、弾性変形によりタッチパネル24に対して変位可能な筒状のラバー材からなり、タッチパネル24側の内径がベース21側の内径よりも大きく形成されている。
As shown in FIG. 1, the touch sensor substrate 23 is elastically held via the
このフレーム22は、図1に示すように、上面を開口した枠部22aからなる。その枠部22aは、額縁状の枠板体と、枠板体の内周縁部から収容部側に向けて延びる筒状の壁部とを有している。
As shown in FIG. 1, the
このタッチセンサ基板23とタッチパネル24とは、図1に示すように、導電材である導電性テープ27を介して接続される。
As shown in FIG. 1, the touch sensor substrate 23 and the
このタッチセンサ基板23は、図1に示すように、例えば静電容量を検出する静電容量タッチセンサであり、フレキシブルフラットケーブル28を介して制御基板7に搭載された図示しないコネクタに接続される。一方のタッチパネル24は、シール性を有する両面テープ29を介してフレーム22の枠板体の裏面に接合され、フレーム22の枠部22aの開口に操作面を露出させた状態で操作可能に配置される。
As shown in FIG. 1, the touch sensor substrate 23 is, for example, a capacitance touch sensor that detects capacitance, and is connected to a connector (not shown) mounted on the control substrate 7 via a flexible
このベース21には更に、図1に示すように、ボディ2に形成された貫通孔に係合する複数の弾性係合片21a,…,21aと、ボディ2に形成された案内孔に沿って案内移動する一対の案内片21b,21bと、タッチパネル24の往復運動に連動する連結部材である連結片21cとのそれぞれがプッシュ操作機構30側に向けて延在されている。
As shown in FIG. 1, the base 21 further includes a plurality of elastic engaging
(プッシュ操作機構30の構成)
このプッシュ操作機構30は、図1に示すように、ボディ2に回転可能に固定される支持軸31と、支持軸31の一端とは一体になって回転するリンク部材32とを備える。支持軸31の他端には、プッシュ操作機構30の位置を検出する位置センサであるエンコーダ33と、プッシュ操作のオンオフを検出するエンタースイッチ34とが取り付けられている。
(Configuration of push operation mechanism 30)
As shown in FIG. 1, the
エンコーダ33は、プッシュ操作機構30側に取り付けられたエンコーダスリット板33Aと、制御基板7側に取り付けられたフォトインタラプタ33Bから構成されたロータリエンコーダである。エンコーダスリット板33Aは、支持軸31に取り付けられタッチパネル装置20のベース21の上下移動に伴い回転するので、ベース21に固定されている操作部としてのタッチパネル24の動きを高分解能で検出することができる。エンコーダ33の検出信号は、図4に示すように、制御部110へ入力される。
The
エンタースイッチ34は、プッシュ操作機構30側に取り付けられたエンタースイッチ板34Aと、制御基板7側に取り付けられたフォトインタラプタ34Bから構成されている。エンタースイッチ板34Aは、支持軸31に取り付けられているので、ベース21に固定されている操作部としてのタッチパネル24のエンター動作を検出することができる。エンタースイッチ34の検出信号は、図5に示すように、制御部110へ入力される。
The
このプッシュ操作機構30は更に、図1に示すように、プッシュ操作時におけるタッチパネル24の傾き動作を抑制するスタビライザ35を備える。このスタビライザ35の両端は、支持軸31とは交差して、タッチパネル装置20の一対の案内片21bのそれぞれに取り付けられることで、支持軸31の軸回りの傾き動作を抑制するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
このリンク部材32には、図1に示すように、トーションバネ36が取り付けられる。このトーションバネ36は、リンク部材32を一方向に向けて常に付勢するように構成される。支持軸31及びトーションバネ36は、金属材料からなり、リンク部材32は、樹脂材料により形成されている。
As shown in FIG. 1, a
このリンク部材32は、図2(a)〜図3(b)に示すように、支持軸挿入用孔32bを有するドーナツ状の基部32aと、基部32aの外周面両側に突出して形成された一対のアーム部32c,32cとを有する。この基部32aの偏心位置には、連結ピン32dが突出している。
As shown in FIGS. 2A to 3B, the
このリンク部材32の連結ピン32dは、図2(a)〜図3(b)に示すように、タッチパネル装置20のベース21の連結片21cに形成されたピン係止孔21d内を往復動(往復微動)可能に連結される。この連結ピン32dと連結片21cとの連結により、リンク部材32は、タッチパネル装置20のプッシュ操作に連動してプッシュ操作機構30の支持軸31を回転中心として正逆回転する。この連結片21cのピン係止孔21dとは反対側の部位は、触覚呈示装置40とは干渉しないように切欠して形成されている。
The
(触覚呈示装置40の構成)
この実施の形態に係る操作装置1において主要な基本の構成は、駆動部としてのモータ42により操作部としてのタッチパネル24を上方へ押し上げてメイン振動させる振動呈示動作により操作感覚を呈示する触覚呈示手段を備えた触覚呈示装置40にある。従って、上記のように構成された操作装置1は、この実施の形態に係る一構成例を示しており、その構成部品の形状や構造などは、図示例に限定されるものではない。
(Configuration of the tactile presentation device 40)
In the operating device 1 according to the present embodiment, the main basic configuration is a tactile sensation presenting means for presenting an operational sensation by a vibration presenting operation in which the
この触覚呈示装置40は、プッシュ操作機構30を介して操作者の手指に操作感覚を呈示する触覚呈示手段を備える。この触覚呈示手段は、図1に示すように、プッシュ操作機構30をリンク部材32を介して駆動する駆動伝達機構41により主に構成される。この駆動伝達機構41は、回転駆動手段とカム機構とを備える。
The tactile
この回転駆動手段である正逆回転可能なモータ42は、図1に示すように、ハウジング44に保持されており、このハウジング44が図示しないビスを介してタッチパネル装置20のボディ2に締付固定される。このモータ42は、制御基板7に電気的に接続されるコードを有するターミナル45と、モータ42に帯電した静電気を制御基板7の接地回路に逃がすグランドクリップ46とを介して電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the
一方のカム機構は、図1に示すように、モータ42の出力軸に固定された回転カム部材であるカムプレート43を備えている。
As shown in FIG. 1, one cam mechanism includes a
プッシュ操作機構30と触覚呈示装置40とが常に連結したままの状態にあるときはプッシュ操作機構30のリンク部材32と触覚呈示装置40のカムプレート43とがプッシュ操作機構30のプッシュ操作の抵抗力となり、操作感を損なうことになるので、好ましくない。
When the
図示例にあっては、リンク部材32とカムプレート43との連結を解除する構成が設けられている。このカムプレート43は、図2(a)〜図3(c)に示すように、リンク部材32に駆動を伝達する伝達位置とリンク部材32に駆動を伝達しない非伝達位置のどちらかに位置変更が可能となるように回転可能に構成されている。触覚呈示のための振動発生を必要としないときは、図4に示すストッパ50にカムプレート43が当接して、触覚呈示装置40をプッシュ操作機構30から退避する位置に停止させている。
In the example of illustration, the structure which cancels | releases connection with the
このカムプレート43は、図2(a)〜図3(c)に示すように、モータ42の往復回転運動をタッチパネル装置20の往復微動運動に変換する運動変換部材である。カムプレート43の外面には、カム面43aがモータ42の出力軸に形成されている。図示例では、カム面43aは、インボリュート曲線形状に形成されている。
The
このカム面43aは、図3(b)、図3(c)に示すように、リンク部材32のアーム部32cからなるカムフォロア面32eに当接しつつ所定の角度をもって回転するように構成されている。
As shown in FIGS. 3B and 3C, the
図4は、カムの退避動作を説明するための図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the cam retracting operation.
ここで、図2(a)〜図3(c)及び図4により、本発明の実施の形態の、退避状態からのガタ詰め動作、基準位置L1から上方への押し上げによる振動呈示動作(メイン振動)、基準位置L1までの戻り動作、及び、基準位置L1からカムプレート43がストッパ50に当接するまでの退避動作を説明する。
Here, referring to FIGS. 2A to 3C and FIG. 4, according to the embodiment of the present invention, the loosening operation from the retracted state, the vibration presenting operation by pushing up from the reference position L1 (main vibration) ), The return operation to the reference position L1, and the retraction operation from the reference position L1 until the
操作装置1が停止しているときは、図3(a)に示すように、カムプレート43がストッパ50に当接した状態である。
When the controller device 1 is stopped, the
モータ42、カムプレート43をB方向に回転させて、この退避状態から図3(b)の状態に至る、カム面43aとカムフォロア面32eとの間隙(ガタ)を詰めるガタ詰め動作を行なう。この時、タッチパネル24は基準位置L1にある。
The
図3(b)の状態から、モータ42をB方向に駆動して、カムプレート43によるタッチパネル24(図2ではベース21が示されている)の基準位置L1から上方への押し上げによる振動呈示動作を行なう。上方への押し上げによる振動呈示動作は、図2(b)、図3(b)で示す基準位置L1から、図2(c)、図3(c)で示す上方のL2位置まで、カムプレート43をリンク部材32のカムフォロア面32eに当接させながらモータ42を駆動して行なう。
From the state of FIG. 3B, the
振動呈示動作の上方への押し上げ後、図3(a)に示すように、モータ42をD方向に回転させてタッチパネル24を基準位置L1まで戻す戻し動作を行なう。
After the vibration presenting operation is pushed upward, as shown in FIG. 3A, the
図3(b)に示す基準位置L1に戻った状態から、後述するモータ制御により、モータ42をD方向に回転させて、基準位置L1からカムプレート43がストッパ50に当接するまでの退避動作を行なう。
From the state of returning to the reference position L1 shown in FIG. 3B, the
退避動作の途中、又は、完了後に、再び、上記説明したガタ詰め動作から始まる一連の振動呈示動作が、所定時間間隔ΔTのタイミングで動作開始される。 In the middle of or after completion of the evacuation operation, a series of vibration presentation operations starting from the backlash operation described above are started again at the timing of the predetermined time interval ΔT.
(駆動制御部100の構成)
図5は、本発明の実施の形態に係る操作装置の駆動制御部を中心とした電気系のブロック図である。駆動制御部100は、制御部110、駆動回路120等から構成されている。モータ42は、制御部110から出力される駆動制御信号Vcに基づいて、駆動回路120からモータ電流Iを供給されて回転駆動される。また、モータ42は、制御部110から出力されるブレーキ制御信号Vbに基づいて、モータ電流Iによる回転制御から回生制動に切り替えてモータの制御を行なうことができる。
(Configuration of drive control unit 100)
FIG. 5 is a block diagram of the electric system centering on the drive control unit of the operating device according to the embodiment of the present invention. The drive control unit 100 includes a
図5に示すように、制御部110は、タッチパネル24、プッシュスイッチ5b、6b、エンコーダ33、エンタースイッチ34からそれぞれ座標情報、プッシュ情報、角度情報を入力され、これらの情報と予め記憶された情報に基づいて駆動回路120からモータ42の通電又は回生制動による制御を行なう。また、タッチパネル24、プッシュスイッチ5b、6bから操作情報を電子機器へ出力して当該電子機器を遠隔操作する。
As shown in FIG. 5, the
制御部110は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、処理等を行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等を備えると共に、電圧及びパルス幅を設定に基づいて変化させて生成した駆動制御信号Vc、ブレーキ制御信号Vbを出力するアナログ信号出力部を備える。CPUは、基準クロックにより割込み処理を所定時間間隔ΔT(例えば、5ms)毎に行なうものであり、上記説明したガタ詰め動作、振動呈示動作、戻し動作、及び、退避動作は所定時間間隔ΔTのタイミングで動作開始が可能なシステムとなっている。
The
(操作装置1の退避動作)
図4及び図6、図7により、本発明の実施の形態における特徴部分である退避動作について説明する。
(Evacuation operation of operating device 1)
With reference to FIGS. 4, 6, and 7, the retraction operation that is a characteristic part in the embodiment of the present invention will be described.
(ブレーキ制動による場合)
図6(a)〜(c)は、ブレーキ制動の場合の、それぞれ、カムの退避動作におけるモータ電流I、カムの角速度ω、カムの角度θと時間tとの関係を示す図である。
(When using brake braking)
FIGS. 6A to 6C are diagrams showing the relationship between the motor current I, the cam angular velocity ω, the cam angle θ, and the time t in the cam retracting operation in the case of brake braking, respectively.
図6(a)は、モータ電流Iと時間tとの関係である。図4に示すように、時間t=t1においてカムプレート43は基準位置L1に対応する基準角度θ1にある。図5で示した駆動制御信号Vcにより、所定時間間隔ΔTのタイミング上の時間t=t1からカムプレート43の退避動作が開始される。
FIG. 6A shows the relationship between the motor current I and time t. As shown in FIG. 4, at time t = t1, the
駆動制御信号Vcは、時間間隔ΔTの1周期の前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向(退避方向D方向)に駆動するためモータ電流がパルスIpとなるような駆動制御を行ない、その後半において、制御部110からブレーキ制御信号Vbが出力されて、モータ42、カムプレート43を第1の方向(押上方向)に駆動する回生電流がモータ電流Ipと逆のブレーキ電流Ib(ピーク電流)となるような制動制御が行われる。
The drive control signal Vc performs drive control so that the motor current becomes a pulse Ip in order to drive the
時間t=t1からt2までは、モータ42をパルス制御信号によりモータ電流Ipでモータ42を第2の方向(退避方向D方向)に駆動してカムプレート43を退避方向へ向かって移動させる。次に、制御部110からブレーキ制御信号Vbが出力されて、時間t=t2から回生制御が開始される。t3でIpと逆方向のピークのブレーキ電流Ibとなり、時間t=t4まで回生制動が行われる。この時間間隔ΔTの1周期の前半における退避方向への駆動制御と、後半における押上方向への制動制御は、その合計が時間間隔ΔTの1周期の一部であっても全部であってもよい。
From time t = t1 to t2, the
図6(b)は、カムプレート43の角速度ωと時間tの関係である。時間間隔ΔTの1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角速度をω(t1)からω(t2)まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ibにより角速度をω(t4)まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔTにおいても、1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角速度をω(t4)からω(t5)まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ibにより角速度をω(t7)まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図4に示すカムプレート43がストッパに当接する退避位置(角度θe)までカムプレート43を移動制御する。
FIG. 6B shows the relationship between the angular velocity ω of the
図6(c)は、カムプレート43の角度θと時間tの関係である。時間間隔ΔTの1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角度をθ(t1)からθ(t2)まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ibにより角度をθ4まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔTにおいても、1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角度をθ(t4)からθ(t5)まで大きく減少させ、モータの回生制御によるブレーキ電流Ibにより角度をθ(t7)まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図4に示すカムプレート43がストッパに当接する退避位置(角度θe)までカムプレート43を移動制御する。
FIG. 6C shows the relationship between the angle θ of the
ここで、図6(b)に示す点線Lωは、連続的に退避制御した場合の角速度ωと時間tの関係を示す。また、図6(c)に示す点線Lθは、連続的に退避制御した場合の角度θと時間tの関係を示す。 Here, a dotted line Lω shown in FIG. 6B indicates the relationship between the angular velocity ω and the time t when the retraction control is continuously performed. A dotted line Lθ shown in FIG. 6C indicates the relationship between the angle θ and the time t when the retraction control is continuously performed.
図6(c)で示すように、時間t4、t7における角度θ(t4)、θ(t7)が連続的に退避制御した場合の点線Lθと同じ場合でも、図6(b)で示す、時間t4、t7における角速度ω(t4)、ω(t7)は、それぞれ連続的に退避制御した場合の点線Lωよりも上にあり、角速度は小さいことがわかる。これにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。 As shown in FIG. 6C, even when the angles θ (t4) and θ (t7) at the times t4 and t7 are the same as the dotted line Lθ when continuously retracted, the time shown in FIG. The angular velocities ω (t4) and ω (t7) at t4 and t7 are above the dotted line Lω when the retraction control is continuously performed, and it can be seen that the angular velocities are small. As a result, the driven cam accelerates during driving, but thereafter the speed is reduced by friction or brake braking, so that the speed at the timing when the vibration is output next is made smaller than the case of continuous energization. be able to.
図6(c)で示したように、周期ΔT毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図6(b)で示したように、周期ΔT毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。したがって、周期ΔT毎にマイコンから割込み処理がされるシステムにおいて、時間間隔ΔTの1周期の前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向(退避方向)に駆動するためモータ電流がパルスIpとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ42、カムプレート43を第1の方向(押上方向)に駆動する回生電流がモータ電流Ipと逆のブレーキ電流Ib(ピーク電流)となるような制動制御を行なう。これにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。
As shown in FIG. 6C, even if the angle θ for each period ΔT is the same as when the retraction control is performed continuously, the angular velocity ω for each period ΔT is continuously changed as shown in FIG. It can be made smaller in the retreat direction than when retreat control is performed. Accordingly, in a system in which interrupt processing is performed from the microcomputer every period ΔT, the motor current is set to the pulse Ip to drive the
なお、上記説明した、時間t=t1においてカムプレート43が基準位置L1(基準角度θ1)にあるとされる状態は、戻し動作の終了状態であって一定ではない。このような基準位置L1(基準角度θ1)から退避動作を開始する本実施の形態に係るシステムの場合においては、特に有利な効果となる。
Note that the state where the
(パルス制動による場合)
図7(a)〜(c)は、パルス制動の場合の、それぞれ、カムの退避動作におけるモータ電流I、カムの角速度ω、カムの角度θと時間tとの関係を示す図である。
(When using pulse braking)
FIGS. 7A to 7C are diagrams showing the relationship among the motor current I, the cam angular velocity ω, the cam angle θ, and the time t in the cam retracting operation in the case of pulse braking, respectively.
図7(a)は、モータ電流Iと時間tとの関係である。図4に示すように、時間t=t1においてカムプレート43は基準位置L1に対応する基準角度θ1にある。図5で示した駆動制御信号Vcにより、所定時間間隔ΔTのタイミング上の時間t=t1からカムプレート43の退避動作が開始される。
FIG. 7A shows the relationship between the motor current I and time t. As shown in FIG. 4, at time t = t1, the
駆動制御信号Vcは、時間間隔ΔTの1周期の前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向(退避方向D方向)に駆動するためモータ電流がパルスIpとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ42、カムプレート43を第1の方向(押上方向)に駆動するためモータ電流がパルスIbとなるような駆動制御を行なうように出力される。
The drive control signal Vc performs drive control so that the motor current becomes a pulse Ip in order to drive the
時間t=t1からt2までは、モータ42をパルス制御信号によりモータ電流Ipでモータ42を第2の方向(退避方向D方向)に駆動してカムプレート43を退避方向へ向かって移動させる。次に、モータ42を逆極性のパルス制御信号によりモータ電流Ibでモータ42を第1の方向に駆動してカムプレート43にブレーキがかけられる。この時間間隔ΔTの1周期の前半における退避方向への駆動制御と、後半における押上方向への制動制御は、その合計が時間間隔ΔTの1周期の一部であっても全部であってもよい。
From time t = t1 to t2, the
図7(b)は、カムプレート43の角速度ωと時間tの関係である。時間間隔ΔTの1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角速度をω(t1)からω(t2)まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ibによるブレーキ制御により角速度をω(t3)、ω(t4)まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔTにおいても、1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角速度をω(t4)からω(t5)まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ibによるブレーキ制御により角速度をω(t6)、ω(t7)まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図4に示すカムプレート43がストッパに当接する退避位置(角度θe)までカムプレート43を移動制御する。
FIG. 7B shows the relationship between the angular velocity ω of the
図7(c)は、カムプレート43の角度θと時間tの関係である。時間間隔ΔTの1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角度をθ(t1)からθ(t2)まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ibによるブレーキ制御により角度をθ(t4)まで緩やかに減少させる。同様に、次の周期ΔTにおいても、1周期の前半において、パルス電流Ipで退避方向に大きく駆動して角度をθ(t4)からθ(t5)まで大きく減少させ、逆極性のパルス電流Ibによるブレーキ制御により角度をθ(t7)まで緩やかに減少させる。このような制御を続けることで、図4に示すカムプレート43がストッパに当接する退避位置(角度θe)までカムプレート43を移動制御する。
FIG. 7C shows the relationship between the angle θ of the
ここで、図7(b)に示す点線Lωは、連続的に退避制御した場合の角速度ωと時間tの関係を示す。また、図7(c)に示す点線Lθは、連続的に退避制御した場合の角度θと時間tの関係を示す。 Here, the dotted line Lω shown in FIG. 7B indicates the relationship between the angular velocity ω and the time t when the retraction control is continuously performed. A dotted line Lθ shown in FIG. 7C indicates the relationship between the angle θ and the time t when the retraction control is continuously performed.
図7(c)で示すように、時間t4、t7における角度θ(t4)、θ(t7)が連続的に退避制御した場合の点線Lθと同じ場合でも、図7(b)で示す、時間t4、t7における角速度ω(t4)、ω(t7)は、それぞれ連続的に退避制御した場合の点線Lωよりも上にあり、角速度は小さいことがわかる。すなわち、角速度が退避方向に小さいことにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。 As shown in FIG. 7C, even when the angles θ (t4) and θ (t7) at the times t4 and t7 are the same as the dotted line Lθ when continuously retracted, the time shown in FIG. The angular velocities ω (t4) and ω (t7) at t4 and t7 are above the dotted line Lω when the retraction control is continuously performed, and it can be seen that the angular velocities are small. That is, because the angular velocity is small in the retracting direction, the driven cam accelerates during driving, but thereafter the speed is reduced by friction or brake braking. It can be made smaller than the case of continuous energization.
図7(c)で示したように、周期ΔT毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図7(b)で示したように、周期ΔT毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。したがって、周期ΔT毎にマイコンから割込み処理がされるシステムにおいて、時間間隔ΔTの1周期の前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向(退避方向)に駆動するためモータ電流がパルスIpとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ42、カムプレート43を第1の方向(押上方向)に駆動するためモータ電流がパルスIbとなるような駆動制御を行なう。これにより、これにより、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができる。
As shown in FIG. 7C, even if the angle θ for each period ΔT is the same as the case where the retraction control is continuously performed, the angular velocity ω for each period ΔT is continuously changed as shown in FIG. It can be made smaller in the retreat direction than when retreat control is performed. Accordingly, in a system in which interrupt processing is performed from the microcomputer every period ΔT, the motor current is set to the pulse Ip to drive the
なお、上記説明した、時間t=t1においてカムプレート43が基準位置L1(基準角度θ1)にあるとされる状態は、戻し動作の終了状態であって一定ではない。このような基準位置L1(基準角度θ1)から退避動作を開始する本実施の形態に係るシステムの場合においては、特に有利な効果となる。
Note that the state where the
(実施の形態の効果)
本発明の実施の形態に係る操作装置1は、次のような効果を有する。
(1)本発明の実施の形態に係る操作装置1は、周期ΔT毎にマイコンから割込み処理がされるシステムであって、時間間隔ΔTの1周期の前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向(退避方向)に駆動するためモータ電流がパルスIpとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ42、カムプレート43を第1の方向(押上方向)に駆動する回生電流がモータ電流Ipと逆のブレーキ電流Ib(ピーク電流)となるような制動制御を行なう。これにより、図6(c)で示したように、周期ΔT毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図6(b)で示したように、周期ΔT毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。すなわち、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができ、出力振動の大きさを安定させることができる。
(2)また、本発明の実施の形態に係る操作装置1は、周期ΔT毎にマイコンから割込み処理がされるシステムであって、時間間隔ΔTの1周期の前半においてモータ42、カムプレート43を第2の方向(退避方向)に駆動するためモータ電流がパルスIpとなるような駆動制御を行ない、その後半においてモータ42、カムプレート43を第1の方向(押上方向)に駆動するためモータ電流がパルスIbとなるような駆動制御を行なう。これにより、図7(c)で示したように、周期ΔT毎の角度θが連続的に退避制御した場合と同じでも、図7(b)で示したように、周期ΔT毎の角速度ωは連続的に退避制御した場合よりも退避方向に小さくできる。すなわち、駆動されたカムは、駆動中は加速するが、その後は摩擦あるいはブレーキ制動により速度を落とすため、次に振動出力する可能性があるタイミングでの速度を連続通電する場合よりも小さくすることができ、出力振動の大きさを安定させることができる。
(3)上記示したそれぞれの実施の形態により、振動呈示動作の開始時のカム速度を小さくすることができ、振動呈示動作の大きさを安定させることができる操作装置を提供することができる。また、2つの実施の形態で示した後半の制御、ブレーキ電流Ibによる制動制御とパルス電流Ipによる駆動制御は、組み合わせることが可能である。これにより、さらに制御性、安定性に優れた操作装置を実現することもできる。
(Effect of embodiment)
The operating device 1 according to the embodiment of the present invention has the following effects.
(1) The controller device 1 according to the embodiment of the present invention is a system in which interrupt processing is performed from a microcomputer every cycle ΔT, and the
(2) In addition, the controller device 1 according to the embodiment of the present invention is a system in which an interrupt process is performed from the microcomputer every cycle ΔT, and the
(3) According to each of the embodiments described above, it is possible to provide an operating device that can reduce the cam speed at the start of the vibration presenting operation and stabilize the magnitude of the vibration presenting operation. Further, the latter half of the control shown in the two embodiments, the braking control by the brake current Ib, and the drive control by the pulse current Ip can be combined. Thereby, it is possible to realize an operating device having further excellent controllability and stability.
[変形例]
本発明における操作装置1においては、次に示すような他の変形例も可能である。
[Modification]
In the operating device 1 according to the present invention, other modifications as shown below are possible.
(1)上記触覚呈示手段は、車載機器に限らず、例えばゲーム機、パーソナルコンピュータや携帯電話機などの各種の端末装置に適用することができることは勿論である。
(2)タッチパネルを備えていない各種のスイッチ装置であっても、操作者の手指に触覚刺激操作感触を呈示することは可能であり、上記触覚呈示手段は、例えばマウス装置、キーボードや操作ノブなどにも適用することができる。
(3)上記触覚呈示手段は、例えば使用目的などに応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。
(1) The tactile sense presenting means is not limited to the in-vehicle device, but can be applied to various terminal devices such as game machines, personal computers, and mobile phones.
(2) Even with various switch devices that do not include a touch panel, it is possible to present a tactile stimulus operation feeling to an operator's finger, and the tactile sense presenting means includes, for example, a mouse device, a keyboard, an operation knob, etc. It can also be applied to.
(3) The tactile sensation providing means may select the number of arrangement, the arrangement position, the arrangement form, etc. as appropriate according to the purpose of use, for example, and can achieve the initial object of the present invention.
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 As is clear from the above description, typical embodiments, modifications, and illustrations according to the present invention have been illustrated. However, the above-described embodiments, modifications, and illustrations show the invention according to the claims. It is not limited. Therefore, it should be noted that not all the combinations of features described in the above-described embodiments, modifications, and illustrated examples are essential to the means for solving the problems of the invention.
1…操作装置、2…ボディ、3…カバー体、4…セパレータ、5,6…操作ノブ、5a,6a…プッシャ、5b,6b…プッシュスイッチ、7…制御基板、8…ストッパ、20…タッチパネル装置、21…ベース、21a…弾性係合片、21b…案内片、21c…連結片、21d…ピン係止孔、22…フレーム、22a…枠部、23…タッチセンサ基板、24…タッチパネル、25…シールド部材、26…クリック部材、27…導電性テープ、28…フレキシブルフラットケーブル、29…両面テープ、30…プッシュ操作機構、31…支持軸、32…リンク部材、32a…基部、32b…支持軸挿入用孔、32c…アーム部、32d…連結ピン、32e…カムフォロア面、33…エンコーダ、34…エンタースイッチ、35…スタビライザ、36…トーションバネ、40…触覚呈示装置、41…駆動伝達機構、42…モータ、43…カムプレート、43a…カム面、44…ハウジング、45…ターミナル、46…グランドクリップ、50…ストッパ、100…駆動制御部、110…制御部、120…駆動回路、Vc…駆動制御信号、Vb…ブレーキ制御信号、L1…基準位置、L2…位置、ΔT…所定時間間隔、I…モータ電流、ω…カムの角速度、θ…カムの角度、Ib…ブレーキ電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operating device, 2 ... Body, 3 ... Cover body, 4 ... Separator, 5, 6 ... Operation knob, 5a, 6a ... Pusher, 5b, 6b ... Push switch, 7 ... Control board, 8 ... Stopper, 20 ... Touch panel Device: 21 ... Base, 21a ... Elastic engagement piece, 21b ... Guide piece, 21c ... Connection piece, 21d ... Pin locking hole, 22 ... Frame, 22a ... Frame part, 23 ... Touch sensor substrate, 24 ... Touch panel, 25
Claims (3)
前記プッシュ操作機構を介して駆動部により前記操作部を駆動して操作感覚を呈示する触覚呈示手段と、
所定の時間間隔毎に駆動開始が可能であって、前記駆動部を第1の方向に駆動することにより前記操作部を触覚呈示駆動すると共に、前記触覚呈示駆動後に前記駆動部を前記第1の方向と逆の第2の方向に駆動する駆動制御部と、を有し、
前記駆動制御部は、前記第2の方向に駆動する場合に、前記所定の時間間隔の前半において前記駆動部を前記第2の方向に駆動する駆動制御を行ない、その後半において前記駆動部を前記第1の方向に駆動する制動制御を行なうことを特徴とする操作装置。 A push operation mechanism capable of pushing the operation unit;
Tactile sensation presenting means for driving the operation unit by the drive unit via the push operation mechanism to present an operation feeling;
Driving can be started at predetermined time intervals, and the operation unit is driven to provide a tactile sensation by driving the driving unit in a first direction, and the driving unit is moved to the first after the tactile sensation driving. A drive control unit for driving in a second direction opposite to the direction,
The drive control unit performs drive control for driving the drive unit in the second direction in the first half of the predetermined time interval when driving in the second direction, and the drive unit is operated in the second half. An operating device that performs braking control for driving in a first direction.
The drive control for driving in the second direction is performed by a drive pulse for driving the drive unit in the second direction, and the brake control for driving in the first direction is performed by driving the drive unit to the first direction. The operating device according to claim 1, wherein the operating device is driven by a driving pulse driven in a direction.
Priority Applications (1)
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JP2013024414A JP2014154002A (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Operation device |
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Country | Link |
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