JP2015111542A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プッシュ操作機能及び触覚呈示機能の両立を実現可能とした入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１の駆動伝達機構５は、操作部２からプッシュ操作方向に向けて延びる連結部材２０と、アクチュエータ１０の駆動を連結部材に伝達する移動部材１２と、移動部材又は連結部材のいずれか一方の部材に設けられたガイドピン１３と、連結部材又は移動部材の他方の部材に設けられたガイド溝２１とを備えている。ガイド溝は、アクチュエータの停止状態において、ガイドピンに沿って操作部をプッシュ操作方向に移動させる第１溝部２２と、アクチュエータの駆動状態において、ガイドピンを介して操作部に反力を付与する第２溝部２３とを有している。第１溝部と第２溝部とは、連続して形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置に係り、特に、プッシュ操作機能及び触覚呈示機能を兼ね備えた入力装置に関する。

操作者に情報を伝達する従来の入力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。）。

上記特許文献１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可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棒状部材の先端部に、駆動モータの回転軸に固定された板状のカムを摺動自在に当接させた可動部が用いられている。

特開２０１０−２０４７４１号公報

ところで、この種の入力装置においては、可動パネルにプッシュ操作可能な操作部の機能を持たせたい場合もある。しかしながら、上記特許文献１記載の従来の方向呈示装置は、可動パネルの棒状部材の先端部に駆動モータのカムを常に当接させたままの状態で配置した構成となっている。

そのため、可動パネルをプッシュ操作すると、駆動モータのコギングトルクがカムを介して可動パネルに伝わる。その結果、そのコギングトルクが可動パネルのプッシュ操作の抵抗力となり、可動パネルの操作感を低下させるという問題点があった。

従って、本発明の目的は、プッシュ操作機能及び触覚呈示機能の両立を実現可能とした入力装置を提供することにある。

［１］本発明は、プッシュ操作可能に支持された操作部と、前記操作部をプッシュ操作する機能を有するとともに、前記操作部に反力を付与する機能を有する駆動伝達機構とにより構成されており、前記駆動伝達機構は、前記操作部からプッシュ操作方向に向けて延びる連結部材と、アクチュエータの駆動を前記連結部材に伝達する移動部材と、前記移動部材又は前記連結部材のいずれか一方の部材に設けられたガイドピンと、前記連結部材又は前記移動部材の他方の部材に設けられたガイド溝と、を備えており、前記ガイド溝は、前記アクチュエータの停止状態において、前記ガイドピンに沿って前記操作部をプッシュ操作方向に移動させる第１溝部と、前記アクチュエータの駆動状態において、前記ガイドピンを介して前記操作部に反力を付与する第２溝部とを有しており、前記第１溝部と前記第２溝部とは、連続して形成されてなることを特徴とする入力装置にある。

［２］上記［１］記載の前記ガイド溝は、前記アクチュエータの移動量の比率が前記ガイドピンの位置に応じて変化するように形成されてなることを特徴とする。

［３］上記［１］又は［２］記載の前記第１溝部は、前記操作部のプッシュ操作方向に形成されており、前記第２溝部は、前記第１溝部の終端溝から屈曲して形成されてなることを特徴とする。

［４］上記［１］又は［２］記載の前記第１溝部及び前記第２溝部は、プッシュ操作方向軸線に対して屈曲して形成されてなることを特徴とする。

［５］上記［１］又は［２］記載の前記第１溝部及び前記第２溝部は、同一円周上に湾曲して形成されてなることを特徴とする。

［６］上記［１］〜［５］のいずれかに記載の前記第１溝部は、前記操作部をプッシュ操作する際の前記ガイドピンの移動量が前記操作部の移動量よりも小さくなるように形成され、前記第２溝部は、前記操作部に前記アクチュエータの駆動による反力を付与する際の前記ガイドピンの移動量が前記第１溝部に対する移動量よりも大きくなるように形成されてなることを特徴とする。

［７］上記［１］〜［６］のいずれかに記載の前記第１溝部の終端溝は、前記アクチュエータの停止状態において、前記ガイドピンが停止する位置であり、前記操作部のプッシュ操作前の初期の停止位置を基準とした基準位置に対応して設定されてなることを特徴とする。

［８］上記［１］〜［７］のいずれかに記載の前記第１溝部及び前記第２溝部は、前記ガイドピンに多点で接続状態に保持されてなることを特徴とする。

本発明によると、アクチュエータの影響を受けずにプッシュ操作機能を有するとともに、触覚呈示機能をも兼ね備えた入力装置が効果的に得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る典型的な駆動伝達機構を備えた入力装置を模式的に示す図である。 図１の駆動伝達機構を説明するための要部平面図である。 図１の駆動伝達機構の動作を説明するための（ａ）〜（ｃ）図である。 本発明の第２の実施の形態に係る駆動伝達機構を備えた入力装置を模式的に示す図である。 図４の駆動伝達機構を説明するための要部平面図である。 図４の駆動伝達機構の動作を説明するための（ａ）〜（ｃ）図である。 本発明の第３の実施の形態に係る駆動伝達機構を説明するための（ａ）及び（ｂ）図である。 本発明の第４の実施の形態に係る駆動伝達機構を備えた入力装置を模式的に示す図である。 図８の駆動伝達機構を説明するための要部平面図である。 図８の駆動伝達機構の動作を説明するための（ａ）及び（ｂ）図である。 可動パネルの位置と可動パネルを移動させる移動ピンとの位置関係を説明するための図である。 本発明の第４の実施の形態に係る駆動伝達機構を説明するための図である。 可動パネルの位置と可動パネルを移動させる移動ピンとの位置関係を説明するための図である。 本発明の第５の実施の形態に係る駆動伝達機構を説明するための図である。 可動パネルの位置と可動パネルを移動させる移動ピンとの位置関係を説明するための図である。

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。

［第１の実施の形態］
（入力装置の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、第１の実施の形態における典型的な入力装置を模式的に例示している。この入力装置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入力信号を出力する入力手段であるタッチパネルに好適に用いられる。

図示例による入力装置１は、例えば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、ディスプレイに配線を介して接続される。この入力装置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ている。

この入力装置１の外観は、図１に示すように、自動復帰型のプッシュスイッチ３を介してプッシュ操作可能な樹脂製の操作部である可動パネル２と、可動パネル２を図示しない弾性支持部材を介して直線運動可能に支持する樹脂製のケース４とにより構成されている。この可動パネル２には、例えば静電容量式などのタッチパネルが設けられている。

（駆動伝達機構の構成）
このケース４の内部には、図１に示すように、可動パネル２をプッシュ操作する操作機能を有するとともに、可動パネル２をプッシュ操作する操作者の手指に対して触覚刺激を呈示する触覚刺激呈示機能をも兼ね備えた駆動伝達機構５が組み込まれている。

この駆動伝達機構５は、図１に示すように、可動パネル２の操作面２ａに沿う方向に直線運動可能なリニアアクチュエータ１０と、このリニアアクチュエータ１０の駆動に連動して可動パネル２の操作面２ａに交差する方向の直線運動を行う連結部材２０とを備えている。

このリニアアクチュエータ１０は、直線運動を行う機構であれば、特に限定されるものではなく、例えばソレノイド式、機械式、空気圧式又は油圧式等により構成される。

一方の連結部材２０は、図１に示すように、リニアアクチュエータ１０の直線運動を実質的に直交する方向の直線運動に変換する運動変換部材である。この連結部材２０は、可動パネル２のケース対向面から下方に向けて延在する板状に形成されている。その連結部材２０には、リニアアクチュエータ１０の直線運動を可動パネル２に伝達するガイド溝２１が形成されている。

このリニアアクチュエータ１０には、図１に示すように、進退動自在のロッド１１を介して移動部材であるスライダ１２が連結されている。このスライダ１２の進退動方向の一側面には、連結部材２０のガイド溝２１を摺動させる円柱状のガイドピンである移動ピン１３が突出して形成されている。

このケース４の内面には、図１に示すように、リニアアクチュエータ１０のロッド１１が進退動する際に、スライダ１２及び移動ピン１３を移動させる移動空間を形成するガイド６が一体に形成されている。このガイド６には、ロッド１１を進退動可能に支持する支持孔６ａが移動空間に連通して形成されている。

ところで、一般的な駆動伝達機構は、可動パネルとリニアアクチュエータとが常に連結された構成となっている。そのため、可動パネルをプッシュ操作すると、リニアアクチュエータの抵抗力の影響を受けることとなる。その結果、可動パネルによるプッシュ操作の抵抗力が大きくなり、可動パネルの操作感が低減されるので好ましくない。

そこで、この第１の実施の形態に係る入力装置１は、リニアアクチュエータ１０自体の抵抗力を低下させることではなく、リニアアクチュエータ１０の停止時に作用する抵抗力の影響を受けないで可動パネル２をプッシュ操作する操作機能を有するとともに、リニアアクチュエータ１０の駆動時において可動パネル２に反力を付与する機能をも兼ね備えた駆動伝達機構５に主要な構成を有している。

図示例によれば、この駆動伝達機構５には、連結部材２０の表裏面に貫通して形成されたガイド溝２１が形成されており、このガイド溝２１により、リニアアクチュエータ１０の停止時に作用する抵抗力を受けることなくプッシュ操作可能な機能と、リニアアクチュエータ１０の駆動時において可動パネル２に反力を付与する機能との両方が達成される。

このガイド溝２１は、図１及び図２に示すように、直線状の第１溝部２２と、その第１溝部２２に対してロッド進出方向に鈍角に屈曲した形態で連続する傾斜状の第２溝部２３とからなるカム形状に形成されている。なお、ガイド溝２１としては、貫通孔に限定されるものではなく、例えば断面凹形状の有底の溝であっても構わない。

このガイド溝２１の第１溝部２２は、図１及び図２に示すように、相対的に連結部材２０の基部寄りの上方に配された始端溝２２ａからプッシュ操作方向の終端溝２２ｂに延びる直線溝として形成されている。この終端溝２２ｂにおけるロッド後退側の隅角部には、可動パネル２の位置を規制するストッパ面となる終端溝面２２ｃが形成されている。

この第１溝部２２の終端溝面２２ｃは、図１及び図２に示すように、リニアアクチュエータ１０が停止状態であるときの可動パネル２の操作面２ａの基準位置に対応して設定されている。この基準位置は、可動パネル２のプッシュ操作前の初期の停止位置を基準とした位置であり、連結部材２０のガイド溝２１とスライダ１２の移動ピン１３との相対的な位置である。

この終端溝面２２ｃは、図２に示すように、スライダ１２の移動ピン１３に当接した状態で可動パネル２の連結部材２０をプッシュ操作方向と反対側に移動不能とし、スライダ１２の移動ピン１３からプッシュ操作方向に離れることで移動可能とする。従って、この第１溝部２２は、可動パネル２がリニアアクチュエータ１０の抵抗力を受けないでプッシュ操作可能となるプッシュ操作溝である逃がし溝として構成される。

一方、ガイド溝２１の第２溝部２３は、図２に示すように、第１溝部２２の終端溝２２ｂにおけるロッド進出側の隅角部からロッド進出方向下斜めに延びる傾斜溝として形成されている。

この第２溝部２３に対応して配置されたスライダ１２の移動ピン１３は、リニアアクチュエータ１０のロッド進退方向の直線運動に伴い、第１溝部２２の終端溝面２２ｃから第２溝部２３の傾斜溝を往復動する。従って、この第２溝部２３は、移動ピン１３の往復動により押し上げ力及び押し下げ力を受けることから、可動パネル２に反力を付与する反力付与溝として構成される。

（入力装置の動作）
次に、上記のように構成された第１の実施の形態に係る入力装置１について、その動作を説明する。

いま、リニアアクチュエータ１０が停止状態にあり、可動パネル２は、図３（ａ）に示すように、連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃにスライダ１２の移動ピン１３を当接させた状態で停止している。

このリニアアクチュエータ１０の停止状態では、可動パネル２の連結部材２０がスライダ１２の移動ピン１３に沿って第１溝部２２の終端溝面２２ｃから離れる方向へ直線移動可能となる。そのため、リニアアクチュエータ１０の抵抗力の影響を受けないで、可動パネル２をプッシュ操作方向に移動させることができる。

この可動パネル２をプッシュ操作すると、図３（ｂ）に示すように、可動パネル２の連結部材２０がプッシュ操作方向に移動するとともに、プッシュスイッチ３がオン状態となる。

この可動パネル２によるプッシュ操作を解除すると、可動パネル２がプッシュ操作方向とは反対側へ移動することで、プッシュスイッチ３がオフ状態となる。可動パネル２の連結部材２０は、スライダ１２の移動ピン１３に沿って第１溝部２２の終端溝面２２ｃに向けて直線移動する。この移動ピン１３が第１溝部２２の終端溝面２２ｃに当接した状態で、可動パネル２は、初期の停止位置に自動復帰する。

一方、可動パネル２が初期の停止位置にあるとき、リニアアクチュエータ１０のロッド１１をロッド進出方向へ所定量移動させると、可動パネル２に反力を付与することが可能となる。

いま、リニアアクチュエータ１０のロッド１１がロッド進出方向へ所定量移動すると、スライダ１２の移動ピン１３は、図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃから第２溝部２３に移動する。

この連結部材２０の第２溝部２３は移動ピン１３の押し込み力を受けることで、移動ピン１３の押し込み方向の直線運動が連結部材２０の押し上げ方向の直線運動に変換される。連結部材２０はプッシュ操作方向とは反対方向へ移動することとなり、可動パネル２に反力が呈示される。

リニアアクチュエータ１０のロッド１１をロッド後退方向へ所定量移動させると、スライダ１２の移動ピン１３が連結部材２０の第２溝部２３から第１溝部２２の終端溝面２２ｃに移動する。

この第２溝部２３が移動ピン１３の引き込み力を受けることで、移動ピン１３の引き込み方向の直線運動が連結部材２０の押し下げ方向の直線運動に変換される。連結部材２０はプッシュ操作方向へ移動することとなる。スライダ１２の移動ピン１３が連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃに復帰するとともに、可動パネル２が初期の停止位置に復帰する。これにより、可動パネル２に対する反力の付与が終了する。

従って、駆動伝達機構５を介して可動パネル２を往復微動させることで、反力の付与を継続させることが可能となる。可動パネル２の振動により、操作者の手指に対して垂直な方向の触覚情報としてフィードバックが与えられる。

この触覚情報は、例えば可動パネル２からの操作者の手指による操作を示すタッチ信号に応じて、リニアアクチュエータ１０のロッド１１に進退動を繰り返す制御信号を出力し、所定の移動量及び所定の繰り返し回数をもって、リニアアクチュエータ１０がロッド進退方向に駆動されることで得られる。

（第１の実施の形態の効果）
以上のように構成された第１の実施の形態に係る入力装置１は、上記効果に加えて、次の効果が得られる。

（１）リニアアクチュエータ１０の抵抗力に起因する可動パネル２のプッシュ操作の抵抗力を受けるのを防止することができる。
（２）リニアアクチュエータ１０の抵抗力の影響を受けることなく、可動パネル２の良好な操作感が得られる。
（３）ガイド溝２１の第１溝部２２は、可動パネル２にリニアアクチュエータ１０の抵抗力を付与しないプッシュ操作溝として構成されるとともに、ガイド溝２１の第２溝部２３は、可動パネル２に反力を付与する反力付与溝として構成されるため、プッシュ操作機能及び触覚呈示機能の両立を実現することができる。
（４）格別な機構を使用しないので、部品点数を増やすことなく、構造が簡素化できる。そのため、組立工数の増加や各部品相互間の取り付けを調整する作業の煩雑化等を防止することができる。

［第２の実施の形態］
図４を参照すると、同図には、第２の実施の形態に係る入力装置１の一構成例が模式的に例示されている。この第２の実施の形態では、駆動伝達機構５の構成を除いて、他の構成は上記第１の実施の形態と同様の構成を備えている。従って、上記第１の実施の形態で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。

（駆動伝達機構の構成）
図４において、第２の実施の形態に係る駆動伝達機構５には、可動パネル２の連結部材２０の一側面に対向して配置されたロータリーアクチュエータである正逆回転可能なモータ１４が設けられている。

このモータ１４の回転軸１４ａには、図４及び図５に示すように、連結部材２０のガイド溝２１を連結する移動部材であるクランクピン１５が固定されている。このクランクピン１５は、モータ１４の回転軸１４ａと同じ位相差をもってモータ１４の回転軸１４ａを回転中心とする円周Ｃ上に離間配置されている。

この連結部材２０は、図４及び図５に示すように、モータ１４の回転運動を可動パネル２の直線運動に変換する運動変換部材である。連結部材２０の表裏面には、モータ１４の回転運動を可動パネル２に伝達するガイド溝２１が貫通して形成されている。このガイド溝２１は、直線状の第１溝部２２と、その第１溝部２２に対して略直角に屈曲した形態で連続する直線状の第２溝部２４とからなるカム形状に形成されている。

このガイド溝２１の第１溝部２２は、図５に示すように、可動パネル２のコギングトルクに対する抵抗力を受けないプッシュ操作溝であり、相対的に連結部材２０の基部寄りの上方に配された始端溝２２ａからプッシュ操作方向に延びる直線溝として形成されている。従って、この第１溝部２２は、可動パネル２がコギングトルクの抵抗力を受けないプッシュ操作溝である逃がし溝として構成される。

一方の第２溝部２４は、図５に示すように、可動パネル２に反力を付与する反力付与溝であり、第１溝部２２の終端溝２２ｂから一方向に延びる直線溝として形成されている。

この第２溝部２４は、モータ１４の回転軸１４ａを回転中心とするクランクピン１５の回転軌跡に対応して配置されており、モータ１４の回転運動に伴い、クランクピン１５が第１溝部２２の終端溝面２２ｃから第２溝部２４に沿って往復回転する。従って、この第２溝部２４は、クランクピン１５の往復回転により押し上げ力及び押し下げ力を受けることから、可動パネル２に反力を付与する反力付与溝として構成される。

（入力装置の動作）
次に、上記のように構成された第２の実施の形態に係る入力装置１について、その動作を説明する。

いま、可動パネル２は、図６（ａ）に示すように、連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃにモータ１４のクランクピン１５を当接させた状態で停止している。

この可動パネル２をプッシュ操作すると、図６（ｂ）に示すように、可動パネル２の連結部材２０がプッシュ操作方向に移動するとともに、プッシュスイッチ３がオン状態となる。

モータ１４の停止状態では、可動パネル２の連結部材２０がモータ１４のクランクピン１５に沿って第１溝部２２の終端溝面２２ｃから離れる方向へ直線移動するため、コギングトルクの影響を受けないで、可動パネル２がプッシュ操作方向に移動する。

可動パネル２によるプッシュ操作を解除すると、可動パネル２がプッシュ操作方向とは反対側へ移動することで、プッシュスイッチ３がオフ状態となる。可動パネル２の連結部材２０がモータ１４のクランクピン１５に沿って第１溝部２２の終端溝面２２ｃに向けて直線移動する。このクランクピン１５が第１溝部２２の終端溝面２２ｃに当接した状態で、可動パネル２は、初期の停止位置に自動復帰する。

一方、可動パネル２の操作面２ａが初期の停止位置にあるとき、モータ１４のクランクピン１５を一方向に所定量回転させると、可動パネル２に反力を付与することが可能となる。

いま、モータ１４のクランクピン１５が一方向に所定量回転すると、このクランクピン１５は、図６（ａ）及び（ｃ）に示すように、連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃから第２溝部２４に沿って回転移動する。

この連結部材２０の第２溝部２４がクランクピン１５の回転力を受けることで、クランクピン１５の回転運動が連結部材２０の直線運動に変換される。連結部材２０はプッシュ操作方向と反対方向へ移動することとなり、可動パネル２に反力が呈示される。モータ１４のクランクピン１５を他方向に所定量回転させると、クランクピン１５が連結部材２０の第２溝部２４に沿って第１溝部２２の終端溝面２２ｃに復帰移動する。

連結部材２０の第２溝部２４はクランクピン１５の回転力を受けることで、クランクピン１５の回転運動が連結部材２０の直線運動に変換される。連結部材２０はプッシュ操作方向へ移動することとなる。クランクピン１５が連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃに復帰するとともに、可動パネル２が初期の停止位置に復帰する。これにより、可動パネル２に対する反力の付与が終了する。

（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。それに加えて、次の効果が得られる。

（１）モータ１４の回転軸１４ａと連結部材２０のガイド溝２１とを対向して配置した構成となっているため、駆動伝達機構５の占有スペースを小さくすることが可能となり、ケース４内の収容空間を有効に利用することができる。
（２）駆動伝達機構５の構成部品を削減することが可能なり、この構成部品の組立工数の低減を実現することができる。
（３）モータ１４自体のコギングトルクを低下させることではなく、モータ１４の停止時に作用するコギングトルクの影響を受けないで可動パネル２をプッシュ操作する操作機能を有するとともに、モータ１４の駆動時において可動パネル２に反力を付与する機能をも兼ね備えた駆動伝達機構５が効果的に得られる。
（４）コギングトルクに伴う衝撃音や振動などがないプッシュ操作を実現することが可能となる。

［第３の実施の形態］
図７（ａ）及び（ｂ）を参照すると、これらの図には、第３の実施の形態に係る駆動伝達機構５の一構成例が模式的に示されている。なお、これらの図において、上記第２の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、それらの部材に関する詳細な説明は省略する。

（駆動伝達機構の構成）
上記第２の実施の形態では、モータ１４の停止状態において、モータ１４の回転軸１４ａと同じ位相差をもってクランクピン１５が離間配置した構成であったものを、この第３の実施の形態にあっては、モータ１４の停止状態において、モータ１４の回転軸１４ａと所定の位相差をもってクランクピン１５を離間配置した点で、上記第２の実施の形態とは異なっている。

図７（ａ）によれば、連結部材２０の第１溝部２２の終端溝面２２ｃに当接した状態であるモータ１４の停止時において、クランクピン１５は、モータ１４の回転軸１４ａと略４５度の位相差をもって、モータ１４の回転軸１４ａを回転中心とする円周Ｃ上に配置されている。

図７（ｂ）を参照すると、同図には、モータ１４の回転角度θに対する可動パネル２の移動量Ｌが例示されている。この移動量Ｌは、例えば図６（ｃ）に示す可動パネル２の操作面２ａの初期の停止位置から押し上げ方向の移動量Ｌに対応している。モータ１４の回転軸１４ａとクランクピン１５との相対的な初期位置を変更することで、クランクピン１５が連結部材２０の第２溝部２４に係合する位置と、可変パネル２に作用する反力のタイミングとを変更することができる。

（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態にあっても、上記第２の実施の形態と同様の効果が得られることに加えて、次の効果が得られる。

モータ１４の回転軸１４ａに対するクランクピン１５の回転位相差を変更しても、プッシュ操作機能及び触覚呈示機能の両立を実現することができる。

［第４の実施の形態］
図８〜図１１を参照すると、これらの図には、第４の実施の形態に係る入力装置１の一構成例が模式的に例示されている。この第４の実施の形態では、駆動伝達機構５における連結部材２０のガイド溝２１の構成を除いて、他の構成は上記第１の実施の形態と同様の構成を備えている。なお、これらの図において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。

（駆動伝達機構の構成）
上記第１の実施の形態では、ガイド溝２１の第１溝部２２を連結部材２０の基部寄りの上方からプッシュ操作方向に沿って延びる直線溝部として形成した構成であったものを、この第４の実施の形態にあっては、ガイド溝２１の第１溝部が連結部材２０の基部寄りの上方からロッド進出方向下斜めに延びる第１傾斜溝部２５を形成した点で、上記第１の実施の形態とは異なっている。

このガイド溝２１は、図８及び図９に示すように、連結部材２０の基部寄りの上方に配された始端溝２５ａからロッド進出方向下斜めに延びる第１溝部である第１傾斜溝部２５と、その第１傾斜溝部２５の終端溝２５ｂからロッド進出方向下斜めに向けて鈍角に屈曲した形態で連続する第２溝部２３とからなるカム形状に形成されている。

この第１傾斜溝部２５は、図８及び図９に示すように、リニアアクチュエータ１０の停止状態において操作者のプッシュ操作に基づき可動パネル２をプッシュ操作方向に移動させる機能を有している。一方の第２溝部２３は、リニアアクチュエータ１０の駆動状態において操作者の手指に触覚を呈示する機能を有している。

この第１傾斜溝部２５の終端溝２５ｂと第２溝部２３の始端溝２３ａとの連結部には、図８及び図９に示すように、屈曲溝部２６が形成されている。この屈曲溝部２６は、リニアアクチュエータ１０が初期の停止状態にあるときの可動パネル２の操作面２ａの基準位置に対応して設定されている。

この第１傾斜溝部２５と第２溝部２３とには、図８及び図９に示すように、スライダ１２の移動ピン１３が二点接触状態で接触される。一方、屈曲溝部２６には、移動ピン１３が三点接触状態で接触されており、製造上必要な隙間を除いてスライダ１２の移動ピン１３に対する隙間が設定されていない。この隙間は、ガイド溝２１の幅方向に向けて移動ピン１３を積極的に移動させるための空間ではない。

従って、可動パネル２の位置が決まれば、リニアアクチュエータ１０の位置が決定し、可動パネル２とリニアアクチュエータ１０とは、機械的な接続状態が常に保たれることとなる。可動パネル２とリニアアクチュエータ１０とが機械的な接続状態に常時保たれることから、可動パネル２及びリニアアクチュエータ１０の機械的な接続を回復のための電気的な制御は不要となる。

この第１傾斜溝部２５に対応する移動ピン１３の位置、及び第２溝部２３に対応する移動ピン１３の位置が変化することで、可動パネル２に対するリニアアクチュエータ１０の移動量の比率が変わる。

従って、ディスプレイ上の項目ボタンを選択決定する決定操作側となる第１傾斜溝部２５においては、図１０（ａ）及び図１１に示すように、プッシュ操作力を可動パネル２に付与する際のリニアアクチュエータ１０の移動量Ｓ_１を小さく設定することが好適である。

一方、可動パネル２に反力を付与するフィードバック側となる第２溝部２３においては、図１０（ｂ）及び図１１に示すように、可動パネル２に反力を付与する際のリニアアクチュエータ１０の移動量Ｓ_２を大きく設定することが好適である。

この第１傾斜溝部２５の傾斜角度θ_１は、図９及び図１１に示すように、移動ピン１３の移動位置に対して急峻な傾斜角度に設定されている。この構成により、可動パネル２をプッシュ操作する際には、リニアアクチュエータ１０の小さな移動量をもって可動パネル２の移動量を大きくすることが可能となり、可動パネル２のプッシュ操作時におけるリニアアクチュエータ１０の抵抗力が小さく抑制されている。リニアアクチュエータ１０の停止時に作用する抵抗力を受けない程度に小さくすることが可能であり、可動パネル２の操作フィーリングに対する影響は軽微となる。

一方の第２溝部２３の傾斜角度θ_２は、図９及び図１１に示すように、移動ピン１３の移動位置に対してなだらかな傾斜角度に設定されており、第１傾斜溝部２５の傾斜角度θ_１よりも大きい。この構成により、リニアアクチュエータ１０の移動量を大きく設定することが可能となり、リニアアクチュエータ１０の移動量に対応して可動パネル２の移動量を大きく設定することが可能となる。可動パネル２の移動量を増やすことができることから、操作者の手指に対して垂直な方向の触覚刺激を呈示する触覚刺激呈示機能が効果的に得られる。

（入力装置の動作）
次に、上記のように構成された第４の実施の形態に係る入力装置１の動作を説明する。

いま、リニアアクチュエータ１０が停止状態にあり、可動パネル２は、図８及び図９に示すように、連結部材２０の屈曲溝部２６にスライダ１２の移動ピン１３を当接させた状態で初期の停止位置に停止している。

操作者が座標入力のために可動パネル２の操作面２ａに手指を接触させ、ディスプレイ上の項目ボタンを選択決定するために手指で可動パネル２の操作面２ａをプッシュ操作すると、図１０（ａ）に示すように、可動パネル２における連結部材２０の第１傾斜溝部２５がスライダ１２の移動ピン１３に沿って移動するとともに、プッシュスイッチ３がオン状態となる。

この可動パネル２をプッシュ操作している過程においては、スライダ１２の移動ピン１３が連結部材２０の第１傾斜溝部２５に操作力を付与する。この操作力が操作者の手指に操作フィーリングとして伝達される。

この連結部材２０の第１傾斜溝部２５は、スライダ１２の移動ピン１３を介してリニアアクチュエータ１０の抵抗力を受けるが、リニアアクチュエータ１０の小さな移動量で可動パネル２を大きく動かすことができることから、リニアアクチュエータ１０の抵抗力の影響を受けることなく、可動パネル２がプッシュ操作に基づく操作力を受けてプッシュ操作方向に移動する。

この可動パネル２によるプッシュ操作を解除すると、可動パネル２の連結部材２０がスライダ１２の移動ピン１３に沿って移動することで、可動パネル２がプッシュ操作方向とは反対側へ移動する。プッシュスイッチ３がオフ状態となり、移動ピン１３が連結部材２０の屈曲溝部２６に当接した状態で、可動パネル２は、初期の停止位置に自動復帰する。

一方、可動パネル２が初期の停止位置にあるとき、リニアアクチュエータ１０のロッド１１をロッド進出方向へ所定量移動させると、スライダ１２の移動ピン１３は、図１０（ｂ）に示すように、可動パネル２における連結部材２０の屈曲溝部２６から第２溝部２３に沿って移動する。

この連結部材２０の第２溝部２３は、スライダ１２の移動ピン１３の押し込み力を受けることで、移動ピン１３の押し込み方向の直線運動が連結部材２０の押し上げ方向の直線運動に変換される。連結部材２０は、プッシュ操作方向とは反対方向へ移動することとなり、可動パネル２に反力が呈示される。

リニアアクチュエータ１０のロッド１１をロッド後退方向へ所定量移動させると、連結部材２０の第２溝部２３がスライダ１２の移動ピン１３の引き込み力を受けることで、移動ピン１３の引き込み方向の直線運動が連結部材２０の押し下げ方向の直線運動に変換される。スライダ１２の移動ピン１３が連結部材２０の第２溝部２３から屈曲溝部２６に復帰移動することで、可動パネル２が初期の停止位置に戻る。これにより、可動パネル２に対する反力の付与が終了する。

（第４の実施の形態の効果）
以上のように構成された第４の実施の形態に係る入力装置１は、上記効果に加えて、次の効果が得られる。

（１）可動パネル２の押し込み量に応じてリニアアクチュエータ１０が可動パネル２に与える抵抗力の影響を変化させることができるようになり、プッシュ操作時の良好な操作フィーリングと、フィードバック時の良好な触覚呈示とを同時に成立させることが可能となる。
（２）可動パネル２のプッシュ操作時においては、スライダ１２の移動ピン１３が可動パネル２における連結部材２０の屈曲溝部２６に当接した状態で、可動パネル２が初期の停止位置に自動復帰することから、連結部材２０の屈曲溝部２６に達した時点で操作者にクリック感を与えることができる。
（３）なお、この第４の実施の形態に係る入力装置１にあっても、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られることは勿論である。

［第５の実施の形態］
図１２及び図１３を参照すると、これらの図には、第５の実施の形態に係る入力装置１の一構成例が模式的に例示されている。この第５の実施の形態にあっても、駆動伝達機構５における連結部材２０のガイド溝２１の構成を除いて、他の構成は上記第４の実施の形態と同様の構成を備えている。従って、上記第４の実施の形態で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。

（駆動伝達機構の構成）
上記第４の実施の形態では、第１傾斜溝部２５と第２溝部２３とがプッシュ操作方向軸線に対して屈曲した形態で連続するカム形状を有するガイド溝２１を形成した構成であったものを、この第５の実施の形態にあっては、所要の曲率をもって湾曲した曲線溝２７からなるカム形状を有するガイド溝２１を形成した点で、上記第４の実施の形態とは異なっている。

このガイド溝２１は、図１２に示すように、可動パネル２の移動量が連続的に変化する第１及び第２溝部からなり、連結部材２０の基部寄りの上方に配された始端溝２７ａからロッド進出方向下方に連続的に湾曲変化する曲線溝２７により構成されている。この曲線溝２７に対するスライダ１２の移動ピン１３の移動位置が変化することで、リニアアクチュエータ１０の移動量の比率が変化する。

従って、曲線溝２７の中間点から連結部材２０の基部側は、図１２及び図１３に示すように、可動パネル２をプッシュ操作する際のリニアアクチュエータ１０の移動量が小さく設定されており、ディスプレイ上の項目ボタンを選択決定する決定操作側の曲線溝２７となる。

一方、曲線溝２７の中間点から連結部材２０の先端部側は、図１２及び図１３に示すように、可動パネル２に反力を付与する際のリニアアクチュエータ１０の移動量が大きく設定されており、操作者の手指に触覚を呈示するフィードバック側の曲線溝２７となる。

この決定操作側の曲線溝２７は、図１２及び図１３に示すように、スライダ１２の移動ピン１３の移動位置に対して急峻な曲線となり、可動パネル２をプッシュ操作する際には、リニアアクチュエータ１０の小さな移動量をもって可動パネル２の移動量を大きくすることが可能となり、可動パネル２のプッシュ操作時におけるリニアアクチュエータ１０の抵抗力が小さく抑制されている。

一方、フィードバック側の曲線溝２７は、図１２及び図１３に示すように、スライダ１２の移動ピン１３の移動位置に対してなだらかな曲線となり、リニアアクチュエータ１０の移動量を大きく設定するとともに、リニアアクチュエータ１０の移動量に対応して可動パネル２の移動量を大きく設定することが可能となる。

（第５の実施の形態の効果）
以上のように構成された第５の実施の形態に係る入力装置１では、可動パネル２の移動量が連続的に変化する第１及び第２溝部からなる曲線溝２７を採用したことにより、スライダ１２の移動ピン１３の移動位置を細かく変化させることが可能となり、可動パネル２の押し込み量に応じて、リニアアクチュエータ１０から受ける抵抗力を細かく変化させることができる。従って、プッシュ操作時の良好な操作フィーリングと、フィードバック時の良好な触覚呈示とを同時に成立させることが可能となる。

［第６の実施の形態］
図１４及び図１５を参照すると、これらの図には、第６の実施の形態に係る入力装置１の一構成例が模式的に例示されている。この第６の実施の形態にあっても、駆動伝達機構５における連結部材２０のガイド溝２１の構成を除いて、他の構成は上記第４の実施の形態と同様の構成を備えている。従って、上記第４の実施の形態で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。

（駆動伝達機構の構成）
上記第４の実施の形態では、第１傾斜溝部２５と第２溝部２３とがプッシュ操作方向軸線に対して屈曲した形態で連続するカム形状を有するガイド溝２１を形成した構成であったものを、この第６の実施の形態にあっては、図１４に示すように、第１傾斜溝部２５に代えて、第１溝部２２を連結部材２０の基部寄りの上方からプッシュ操作方向に沿って延びる直線溝部として形成した点で、上記第４の実施の形態とは異なっている。

この第６の実施の形態にあっては、図１４に示すように、ガイド溝２１の第１溝部２２を連結部材２０の基部寄りの上方からプッシュ操作方向に沿って延びる直線溝部として形成するとともに、その第１溝部２２に対してロッド進出方向に鈍角に屈曲した形態で連続する傾斜状の第２溝部２３を形成した点で、上記第１の実施の形態とは同様のカム形状に形成されている。この第１溝部２２の終端溝２２ｂにおけるロッド後退側の隅角部には、可動パネル２の位置を規制するストッパ面となる終端溝面が形成されていない点で、上記第１の実施の形態とは異なっている。

この第１溝部２２は、図１４及び図１５に示すように、可動パネル２がリニアアクチュエータ１０の抵抗力を受けないでプッシュ操作可能となるプッシュ操作溝である逃がし溝として構成されている。

一方、ガイド溝２１の第２溝部２３は、図１４及び図１５に示すように、第１溝部２２の終端溝２２ｂからロッド進出方向下斜めに延びる傾斜溝からなる。スライダ１２の移動ピン１３は、リニアアクチュエータ１０のロッド進退方向の直線運動に伴い、第１溝部２２の終端溝２２ｂと第２溝部２３の傾斜溝との間を往復動する。従って、この第２溝部２３は、移動ピン１３の往復動により押し上げ力及び押し下げ力を受けることから、可動パネル２に反力を付与する反力付与溝として構成されている。

この第１溝部２２は、図１４及び図１５に示すように、プッシュ操作方向軸線とは平行に設定されている。可動パネル２のプッシュ操作時におけるリニアアクチュエータ１０の抵抗力が小さく抑制されており、可動パネル２の操作フィーリングに対する影響は軽微となる。

一方の第２溝部２３の傾斜角度θ_２は、図１４及び図１５に示すように、移動ピン１３の移動位置に対してなだらかな傾斜角度に設定されている。この構成により、リニアアクチュエータ１０の移動量に対応して可動パネル２の移動量を大きく設定することが可能となることから、操作者の手指に対して垂直な方向の触覚刺激を呈示する触覚刺激呈示機能が効果的に得られる。

（第６の実施の形態の効果）
以上のように構成された第６の実施の形態に係る入力装置１にあっても、可動パネル２の移動量が連続的に変化する第１及び第２溝部からなるガイド溝２１の構成により、プッシュ操作時の良好な操作フィーリングと、フィードバック時の良好な触覚呈示とを同時に成立させることが可能となる。

上記各図示例からも明らかなように、第１〜第６の実施の形態に係る入力装置１によると、可動パネル２のガイド溝２１の形状や配置位置などを適宜に選択することで、スライダ１２の移動ピン１３の移動位置を変化させ、リニアアクチュエータ１０の移動量の比率を変化させることが可能となり、可動パネル２の押し込み量に応じて、リニアアクチュエータ１０が可動パネル２に与える抵抗力の影響を変えることが可能となる。

［変形例］
本発明における入力装置１の代表的な構成例を上記各実施の形態、変形例及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような変形例も可能である。

（１）スライダ１２がリニアアクチュエータ１０のロッド１１に連結固定された駆動伝達機構５を例示したが、これに限定されるものではない。駆動伝達機構５の変形例としては、例えばモータ軸に固定されたピニオンに噛み合うラック歯を有するラック部材をスライダ１２とした駆動伝達機構５を採用することができることは勿論である。
（２）スライダ１２に移動ピン１３を突出形成するとともに、可動パネル２の連結部材２０にガイド溝２１を形成した構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばスライダ１２にガイド溝２１を形成するとともに、可動パネル２の連結部材２０に移動ピン１３を突出形成した構成であってもよいことは勿論である。
（３）上記入力装置１は、車載機器に限らず、各種の電子・電気機器に適用することができることは勿論である。
（４）タッチパネルを備えていない各種の入力装置であっても、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、例えばマウス装置や操作ノブなどにも適用することができる。
（５）上記入力装置１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。

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各実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記各実施の形態、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、上記各実施の形態、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。

１…入力装置、２…可動パネル、２ａ…操作面、３…プッシュスイッチ、４…ケース、５…駆動伝達機構、６…ガイド、６ａ…支持孔、１０…リニアアクチュエータ、１１…ロッド、１２…スライダ、１３…移動ピン、１４…モータ、１４ａ…回転軸、１５…クランクピン、２０…連結部材、２１…ガイド溝、２２…第１溝部、２２ａ，２５ａ，２７ａ…始端溝、２２ｂ，２５ｂ…終端溝、２２ｃ…終端溝面、２３，２４…第２溝部、２５…第１傾斜溝部、２６…屈曲溝部、２７…曲線溝、Ｓ_１，Ｓ_２…移動量、θ_１，θ_２…傾斜角度

Claims (8)

1. プッシュ操作可能に支持された操作部と、前記操作部をプッシュ操作する機能を有するとともに、前記操作部に反力を付与する機能を有する駆動伝達機構とにより構成されており、
   前記駆動伝達機構は、
   前記操作部からプッシュ操作方向に向けて延びる連結部材と、
   アクチュエータの駆動を前記連結部材に伝達する移動部材と、
   前記移動部材又は前記連結部材のいずれか一方の部材に設けられたガイドピンと、
   前記連結部材又は前記移動部材の他方の部材に設けられたガイド溝と、
   を備えており、
   前記ガイド溝は、前記アクチュエータの停止状態において、前記ガイドピンに沿って前記操作部をプッシュ操作方向に移動させる第１溝部と、前記アクチュエータの駆動状態において、前記ガイドピンを介して前記操作部に反力を付与する第２溝部とを有しており、
   前記第１溝部と前記第２溝部とは、連続して形成されてなることを特徴とする入力装置。
2. 前記ガイド溝は、前記アクチュエータの移動量の比率が前記ガイドピンの位置に応じて変化するように形成されてなることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
3. 前記第１溝部は、前記操作部のプッシュ操作方向に形成されており、
   前記第２溝部は、前記第１溝部の終端溝から屈曲して形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
4. 前記第１溝部及び前記第２溝部は、プッシュ操作方向軸線に対して屈曲して形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
5. 前記第１溝部及び前記第２溝部は、同一円周上に湾曲して形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
6. 前記第１溝部は、前記操作部をプッシュ操作する際の前記ガイドピンの移動量が前記操作部の移動量よりも小さくなるように形成され、
   前記第２溝部は、前記操作部に前記アクチュエータの駆動による反力を付与する際の前記ガイドピンの移動量が前記第１溝部に対する移動量よりも大きくなるように形成されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の入力装置。
7. 前記第１溝部の終端溝は、前記アクチュエータの停止状態において、前記ガイドピンが停止する位置であり、前記操作部のプッシュ操作前の初期の停止位置を基準とした基準位置に対応して設定されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の入力装置。
8. 前記第１溝部及び前記第２溝部は、前記ガイドピンに多点で接続状態に保持されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の入力装置。

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