JP2015054553A

JP2015054553A - 操作装置

Info

Publication number: JP2015054553A
Application number: JP2013187553A
Authority: JP
Inventors: 能宣伊藤; Yoshinobu Ito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-03-23
Also published as: WO2015037202A1

Abstract

【課題】複数の操作部を備えるものにおいて、相手側取り付け面が単純な平面でない場合であっても、容易に装着可能とする操作装置を提供する。
【解決手段】操作装置において、入力部１１０および出力線１２０は複数組設けられ、出力線１２０はフレキシブルな線として形成され、メイン基板１３０は１枚の基板として形成されており、複数の入力部１１０は、メイン基板１３０から離れて配置されて、フレキシブルな出力線１２０によってメイン基板１３０に接続されるようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ユーザにより捻り操作または押込み操作され、その操作量に応じた信号を出力する操作装置に関する。

従来の操作装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の操作装置（ポインティングデバイス）は、基体と、基体の上面から直立する支持体と、支持体の上端部から支持体の側方へ延伸すると共に弾性変形可能とした複数の弾性片と、弾性片の歪量を検出する歪ゲージと、複数の弾性片の先端部に支持される操作部材とを備えている。特許文献１の操作装置では、ユーザによって操作部材に印加された荷重の方向と強さに対応して、歪ゲージの抵抗値が変化し、この抵抗値の変化に対応した信号が出力されることで、印加された荷重の方向等が把握されるようになっている。

上記の操作装置においては、基体は、信号処理回路を備えると共に、所定の回路を備える基板に固定されている。このような形態において、歪ゲージは、導体パターンによって基体の信号処理回路に接続され、更に、信号処理回路は、導体パターンおよびワイヤによって基板の所定の回路に接続されている。

特開平９−２２２９４８号公報

上記のような操作装置においては、操作部（基体、支持体、弾性片、歪ゲージ、操作部材）は、基板上に１つ設定されるものとして説明されている。これに対して、操作部を複数設けようとした場合には、基板を所定の大きさに拡大して、この基板上に複数の操作部を並べるようにして固定することが考えられる。

この場合、複数の操作部を、例えば、曲面を備える車両の意匠部に装着する場合、複数の操作部は、基板に基づく平面的な配置しかできないため、意匠部の曲面に沿って複数の操作部を配置することができない。

本発明は、上記問題に鑑み、複数の操作部を備えるものにおいて、相手側取り付け面が単純な平面でない場合であっても、容易に装着可能とする操作装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明は、ユーザにより捻り操作または押込み操作される操作部（１１３）、および操作部（１１３）の操作量に応じた操作信号を生成する操作量検出センサ（１１４、１１５）を備え、所定の取付け面（１０）に取付けされる入力部（１１０）と、
入力部（１１０）で生成された操作信号を出力する出力線（１２０）と、
出力線（１２０）から出力された操作信号が入力されるメイン基板（１３０）とを備える操作装置であって、
入力部（１１０）および出力線（１２０）は複数組設けられ、
出力線（１２０）はフレキシブルな線として形成され、
メイン基板（１３０）は１枚の基板として形成されており、
複数の入力部（１１０）は、メイン基板（１３０）から離れて配置されて、フレキシブルな出力線（１２０）によってメイン基板（１３０）に接続されていることを特徴としている。

この発明によれば、複数の入力部（１１０）は、メイン基板（１３０）から離れて配置されて、フレキシブルな出力線（１２０）によってメイン基板（１３０）に接続されているので、それぞれの入力部（１１０）の設定位置がメイン基板（１３０）によって制約されることなく、高い自由度をもった配置が可能となる。よって、取付け側となる取付け面（１０）の形状がいかようにあっても、その形状に沿うように各入力部（１１０）を配置することが可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における入力部を示す断面図である。図１のII方向から見たノブを示す矢視図である。図１のIII−III部における断面を示す断面図である。入力部における取付け部を示す断面図である。第１実施形態における操作装置の全体構成を示す断面図である。第２実施形態における操作装置の全体構成を示す断面図である。第３実施形態における入力部を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の操作装置１００を図１〜図５に示す。本実施形態の操作装置１００は、例えば、車両用の各種機器の作動状態を操作するための入力用の操作装置に適用したものとなっている。車両用の各種機器とは、例えば、オーディオ、ラジオ、空調装置、およびカーナビゲーション装置等である。

操作装置１００（図５）は、複数の入力部１１０、それぞれの入力部１１０から延設された出力線１２０、およびそれぞれの出力線１２０が接続されるメイン基板１３０等を備えている。複数の入力部１１０は、オーディオのボリューム調整用、ラジオの選局用、空調装置の温度調節用、およびカーナビゲーション装置の画面調節（拡大、縮小等）用として設定されている。各入力部１１０は、車両の意匠面（具体的にはインストルメントパネル）１０に装着され、出力線１２０、およびメイン基板１３０は意匠面１０の内側空間に配置されている。更に、メイン基板１３０は、図示しない車両ＥＣＵに接続されて、入力部１１０によって生成された操作信号が出力線１２０、メイン基板１３０を介して車両ＥＣＵに出力され、各種機器の作動状態が変更調整されるようになっている。意匠面１０は、本発明の取付け面に対応する。

入力部１１０は、図１〜図４に示すように、ユーザによる捻り操作、あるいは押込み操作の操作量に応じた操作信号を生成する部位であり、外側ケース１１１、内側支持部１１２、操作部１１３、回転方向センサ１１４、軸方向センサ１１５、ケーブル１１６、および信号経由用基板１１７等を備えている。

外側ケース１１１は、操作部１１３の一部分、各センサ１１４、１１５、ケーブル１１６、および信号経由用基板１１７等を内部に収容するケースである。外側ケース１１１の外周部には、入力部１１０を、意匠面１０の内側面に設けられた固定部１０ｂに取付けるための取付け部１１１ａが設けられている。

内側支持部１１２は、操作部１１３におけるシャフト１１３ｂの後端部１１３ｂ２を支持すると共に、軸方向センサ１１５を内部に収容する支持部となっている。

操作部１１３は、ノブ１１３ａ、シャフト１１３ｂ、突出部１１３ｃ、および弾性部材１１３ｄ、１１３ｅ等を備えている。

ノブ１１３ａは、ユーザの指操作によって直接的な捻り操作、あるいは押込み操作が成される部位であり、扁平な円筒状を成す本体部の外周面に、張出し部が設けられて形成されている。張出し部は、板状を成す部材となっており、本体部の外周面上で互いに向かい合う位置（２ヶ所）に配置されている。

シャフト１１３ｂは、ノブ１１３ａと共に回動、あるいは押込みされる棒状の部材であり、先端部１１３ｂ１がノブ１１３ａに固定され、反対側となる後端部１１３ｂ２が内側支持部１１２に支持されている。

突出部１１３ｃは、シャフト１１３ｂの軸方向の中間部に設けられて、シャフト１１３ｂの外周面から径方向外側に延設された板状の部材となっている。突出部１１３ｃは、シャフト１１３ｂの外周面上で互いに向かい合う位置（２ヶ所）に配置され、板状の主面はシャフト１１３ｂの径方向および軸方向に沿うように配置されている。

弾性部材１１３ｄは、２ヶ所の突出部１１３ｃのうち、一方の突出部１１３ｃにおける主面の表裏面からそれぞれの外方に突出するように２つ設けられている。弾性部材１１３ｄは、例えば、エラストマー等のようにゴム状を成して弾力性を有する部材となっている。弾性部材１１３ｄとしては、エラストマーに限らず、他の加硫ゴムや、金属性あるいは樹脂製のスプリング等としても良い。

弾性部材１１３ｅは、２ヶ所の突出部１１３ｃのうち、他方の突出部１１３ｃを挟み込むように外側ケース１１１内に設けられている。換言すると、他方の突出部１１３ｃは、弾性部材１１３ｅの隙間部に圧入されるような形となっており、弾性部材１１３ｅは、車両振動に伴うシャフト１１３ｂの揺れを抑制するようになっている。弾性部材１１３ｅは、上記弾性部材１１３ｄと同様に、例えば、エラストマー等のようにゴム状を成して弾力性を有する部材から形成されている。弾性部材１１３ｅとしては、エラストマーに限らず、他の加硫ゴムや、金属性あるいは樹脂製のスプリング等としても良い。

回転方向センサ１１４は、ノブ１１３ａが捻り操作されたときの操作信号を生成する操作量検出センサである。回転方向センサ１１４は、２つの弾性部材１１３ｄの先端部にそれぞれ当接するように外側ケース１１１内に２つ固定されている。回転方向センサ１１４は、ノブ１１３ａに対するユーザの捻り操作によって弾性部材１１３ｄが回動される際に、弾性部材１１３ｄによって押圧されることに伴って生じる歪量を検出（生成）する歪検出式のセンサが使用されている。

例えば、図２に示すように、ノブ１１３ａが右方向に捻られると、図３中の右側の回転方向センサ１１４は、増加方向に相当する歪量を検出し、逆に、ノブ１１３ａが左方向に捻られると、図３中の左側の回転方向センサ１１４は、減少方向に相当する歪量を検出するようになっている。つまり、ノブ１１３ａが右方向に捻られると、回転方向センサ１１４は、各種機器に対して、ボリュームをより大きくする、ラジオ局の周波数をより大きくする、空調温度をより高くする、あるいはナビ画面をより大きくするための操作信号等を生成する。逆に、ノブ１１３ａが左方向に捻られると、上記とは逆の操作信号を生成する。尚、回転方向センサ１１４としては、歪検出式のセンサに限定されることなく、その他にも、捻り量に応じて生じる静電容量の変化を検出する静電容量式のセンサ等としても良い。

軸方向センサ１１５は、ノブ１１３ａが押込み操作されたときの操作信号を生成する操作量検出センサである。軸方向センサ１１５は、シャフト１１３ｂの後端部１１３ｂ２の先端側に当接するように内側支持部１１２内に配置され、後述する信号経由用基板１１７に固定されている。軸方向センサ１１５は、ノブ１１３ａに対するユーザの押込み操作によってシャフト１１３ｂが軸方向に摺動される際に、後端部１１３ｂ２によって押圧されることに伴って生じる歪量を検出（生成）する歪検出式のセンサが使用されている。

例えば、軸方向センサ１１５は、ノブ１１３ａが押込み操作されることによって、各種機器に対するオン、あるいはオフの操作信号を生成する。あるいは、軸方向センサ１１５は、ノブ１１３ａが押込み操作された状態で捻り操作されると、各種機器に対して別の作動モードに切替えるための操作信号を生成する。尚、軸方向センサ１１５としては、歪検出式のセンサに限定されることなく、その他にも、捻り量に応じて生じる静電容量の変化を検出する静電容量式のセンサ等としても良い。

ケーブル１１６は、２つの回転方向センサ１１４のいずれか一方によって生成される操作信号を後述する信号経由用基板１１７へ出力するための信号線である。ケーブル１１６の一端側は、２つの回転方向センサ１１４に接続されている。

信号経由用基板１１７は、各センサ１１４、１１５から得られる操作信号を、必要とされる信号形態に調整処理する信号調整部１１７ａ、および後述する出力線１２０が接続されるコネクタ１１７ｂを備える基板である。軸方向センサ１１５、およびケーブル１１６の他端側は、信号調整部１１７ａに接続されている。そして、信号調整部１１７ａは、コネクタ１１７ｂに接続されている。信号経由用基板１１７は、本発明のサブ基板に対応し、また、信号調整部１１７ａは、本発明の調整部に対応する。

入力部１１０は、上記のように構成されており、それぞれの入力部１１０は、入力スイッチ部として、ユニット化されている。

出力線１２０は、上記の各入力部１１０において生成され、更に信号調整部１１７ａにて調整処理された操作信号を、後述するメイン基板１３０に出力する信号線である。図５に示すように、出力線１２０は、各入力部１１０と対になるように複数設けられている。ここでは、入力部１１０が４つあることから、出力線１２０も４つ（４本）設定されている。出力線１２０は、可撓性のあるフレキシブルな配線として形成されており、一端側がコネクタ１１７ｂに接続され、他端側が後述するメイン基板１３０の各端子１３１に接続されている。各入力部１１０は、メイン基板１３０上に配置されるのではなく、メイン基板１３０から離れて配置されたものとなっている。

メイン基板１３０は、出力線１２０から出力される操作信号が入力される平板状の基板であり、複数組の入力部１１０および出力線１２０に対して、１枚設定されるものとなっている。メイン基板１３０は、各出力線１２０用の端子１３１、および各出力線１２０からの操作信号を集約する集約ＥＣＵ１３２を備えている。各端子１３１は、基板上で集約ＥＣＵ１３２に接続されている。集約ＥＣＵ１３２は、本発明の集約回路部に対応する。

上記のように構成される操作装置１００は、図５に示すように、各入力部１１０が車両の意匠面１０に装着されている。

意匠面１０は、例えば、ユーザ側に凸となる滑らかな曲面を有している。意匠面１０には、各入力部１１０が設定される位置に対応するように貫通孔１０ａが形成されている。更に、図４に示すように、意匠面１０の内側には、貫通孔１０ａに対応するように円筒状の固定部１０ｂが一体的に形成されている。

各入力部１１０は、ノブ１１３ａが取り外された形で、シャフト１１３ｂが貫通孔１０ａに挿通され、また、外側ケース１１１の取付け部１１１ａがビス１１によって固定部１０ｂに固定されている。そして、シャフト１１３ｂの先端部１１３ｂ１にノブ１１３ａが固定されている。

メイン基板１３０は、意匠面１０の内側空間の所定位置に固定されている。出力線１２０は、フレキシブルな配線であり、入力部１１０とメイン基板１３０との間で、任意の形状となって、両者１１０、１３０間を接続する形となっている。そして、メイン基板１３０の集約ＥＣＵ１３２は、メイン基板１３０の出力側となる車両ＥＣＵに、１本の信号線によって接続されている。車両ＥＣＵは、本発明の相手側機器に対応する。

以上のように、本実施形態では、入力部１１０および出力線１２０は、複数組設けられており、複数の入力部１１０は、メイン基板１３０から離れて配置されて、フレキシブルな出力線１２０によってメイン基板１３０に接続されているので、それぞれの入力部１１０の設定位置が平板状を成すメイン基板１３０によって制約されることなく、高い自由度をもった配置が可能となる。よって、取付け側となる意匠面１０の形状がいかようにあっても、その形状に沿うように各入力部１１０を配置することが可能となる。

また、入力部１１０には、意匠面１０用の取付け部１１１ａが形成されているので、取付け部１１１ａを用いて、入力部１１０を意匠面１０に容易に組み付けることができる。

また、入力部１１０は、操作信号を調整処理する信号調整部１１７ａを有する信号経由用基板１１７を有しており、出力線１２０は、調整処理された操作信号をメイン基板１３０に出力するようにしている。これにより、入力部１１０で生成された操作信号を、信号調整部１１７ａにて調整処理した後に、メイン基板１３０に出力することができる。

また、メイン基板１３０は、複数の出力線１２０からの操作信号を集約する集約ＥＣＵ１３２を有しており、集約ＥＣＵ１３２と相手側機器としての車両ＥＣＵとが一本の信号線によって接続可能となるようにしている。これにより、複数の出力線１２０からの操作信号を、メイン基板１３０の集約ＥＣＵ１３２にて集約して車両ＥＣＵに出力することができるので、操作装置１００と車両ＥＣＵとの接続が容易となる。

（第２実施形態）
第２実施形態の操作装置１００Ａを図６に示す。第２実施形態の操作装置１００Ａは、階段状に形成された意匠面１０Ａに、複数の入力部１１０が取付けされたものとしている。上記第１実施形態で説明したように、各入力部１１０はメイン基板１３０から離れて配置され、出力線１２０はフレキシブルな線として形成されているので、意匠面１０Ａが階段状であっても、容易に各入力部１１０を配置することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態の入力部１１０Ａを図７に示す。第３実施形態の入力部１１０Ａは、上記第１実施形態の入力部１１０に対して、信号経由用基板１１７（つまり、信号調整部１１７ａ）を廃止したものである。

各センサ１１４、１１５によって得られる操作信号（歪量）は、所定の信号形態に変換して調整処理することが必要とされるが、例えば、操作信号が単純な電圧信号であると、ことさら調整処理する必要はないので、信号調整部１１７ａは不要となり、信号経由用基板１１７を廃止することが可能である。

この場合は、センサ１１４と出力線１２０とをケーブル１１６によって接続し、また、センサ１１５と出力線１２０とをケーブル１１６ａによって接続したものとすれば良い。これにより、入力部１１０Ａの簡素化が可能となる。

尚、複数の入力部１１０において、信号経由用基板１１７（信号調整部１１７ａ）を備えるものと、備えないものとが混在しても良い。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、入力部１１０は、オーディオのボリューム調整用、ラジオの選局用、空調装置の温度調節用、およびカーナビゲーション装置の画面調整用として使用されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。その他各種の機器の操作用として適用することが可能である。

また、各入力部１１０を意匠面１０に取付けるにあたって、外側ケース１１１に取付け部１１１ａを設けて、意匠面１０にビス１１によって固定されるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、外側ケース１１１に設けた爪部による意匠面１０への嵌合、熱溶着、かしめ等の接合、あるいは両面テープによる接着等を用いるようにしても良い。

また、上記各実施形態では、各入力部１１０において、回転方向センサ１１４、および軸方向センサ１１５の両者を備えるものとして説明したが、いずれか一方のみを備えるものとしても良い。更に、回転方向センサ１１４は、右方向および左方向の捻りに対応するように２つ設けられるものとしたが、これに限定されることなく、１つの回転方向センサ１１４を用いたものとしても良い。この場合は、左右方向の捻りのうち、一方の方向にノブ１１３ａが付勢されており、更に一方の方向に捻られることで操作信号（歪量）が生成されるものとすることができる。

１０意匠面（取付け面）
１００、１００Ａ操作装置
１１０入力部
１１１ａ取付け部
１１３操作部
１１４回転方向センサ（操作量検出センサ）
１１５軸方向センサ（操作量検出センサ）
１１７信号経由用基板（サブ基板）
１１７ａ信号調整部（調整部）
１２０出力線
１３０メイン基板
１３２集約ＥＣＵ（集約回路部）

Claims

ユーザにより捻り操作または押込み操作される操作部（１１３）、および前記操作部（１１３）の操作量に応じた操作信号を生成する操作量検出センサ（１１４、１１５）を備え、所定の取付け面（１０）に取付けされる入力部（１１０）と、
前記入力部（１１０）で生成された前記操作信号を出力する出力線（１２０）と、
前記出力線（１２０）から出力された前記操作信号が入力されるメイン基板（１３０）とを備える操作装置であって、
前記入力部（１１０）および前記出力線（１２０）は複数組設けられ、
前記出力線（１２０）はフレキシブルな線として形成され、
前記メイン基板（１３０）は１枚の基板として形成されており、
複数の前記入力部（１１０）は、前記メイン基板（１３０）から離れて配置されて、フレキシブルな前記出力線（１２０）によって前記メイン基板（１３０）に接続されていることを特徴とする操作装置。
前記入力部（１１０）には、前記取付け面（１０）用の取付け部（１１１ａ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
前記入力部（１１０）は、前記操作信号を調整処理する調整部（１１７ａ）を有するサブ基板（１１７）を有し、
前記出力線（１２０）は、前記調整処理された操作信号を前記メイン基板（１３０）に出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作装置。
前記メイン基板（１３０）は、複数の前記出力線（１２０）からの操作信号を集約する集約回路部（１３２）を有し、
前記集約回路部（１３２）と、前記メイン基板（１３０）の出力側となる相手側機器とが接続可能となるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の操作装置。