JP2017204084A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費の増大を招くことなく、また、プランジャー等による押し付け力の調整機構を設けることなく、操作フィーリングの調節を可能とする入力装置を提供する。
【解決手段】仮想の操作平面ＯＰに沿う方向の操作力が入力される入力装置において、コイル４１と、コイルに挿入される板状のコイル側ヨーク５１と、コイル側ヨークと対向するように配置される板状の対向ヨーク７１、７２と、コイル側ヨークと対向ヨークとの対向する面のいずれかに配置されてコイル側ヨーク及び対向ヨーク間で磁束を発生させる磁石６１、６２と、コイル側ヨークあるいは対向ヨークに接続されており操作力が入力される操作ノブ７３と、を備え、操作ノブに接続されて、操作ノブと共に摺動するスライダ７５と、スライダの摺動を受ける受け部５０ｂと、コイル側ヨークと対向ヨークとの距離を機械的に調節可能とする距離調節部７７とを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、操作力が入力される入力装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、操作力が入力される操作ノブと、操作力の入力によって移動可能なよう操作ノブを支持する本体部とを備える入力装置が開示されている。この入力装置は、更に、二つのボイスコイルモータを備えている。二つのボイスコイルモータは、それぞれ、磁極を形成する一対のマグネット、及びマグネットの発生磁束を通過させるボイスコイル（第一、第二コイル）を有しており、アクチュエータとして機能するようになっている。二つのボイスコイルモータにおいて、各ボイスコイルへの電流の印加によって発生する各電磁力は、互いに直交する方向への操作反力として操作ノブに作用し、操作ノブを通してユーザに操作反力を感じさせるようになっている。

特許文献１では、各ボイスコイルに設けられるそれぞれのヨークの一端側同士は、連結部にて連結されており、一方のボイスコイルにおける発生磁束を他方のボイスコイルに導くと共に、他方のボイスコイルにおける発生磁束を一方のボイルコイルに導いて磁気回路を形成する磁路形成体が設けられている。これにより、各ボイスコイルを通過する磁束の密度を向上させることができ、形成材料の使用量を抑えつつ、各電磁力、つまり操作反力を高めるようにしている。

特開２０１５−１２５５５２号公報

しかしながら、上記特許文献１では、通常、操作ノブを操作する際の操作フィーリング（可動部の摩擦感）は、操作者の好みに関わらず一定（固定）となっている。

操作フィーリングを操作者の好みに応じて可変するためには、通常の操作において、意図的にボイスコイルへ電流を印加すると共に、印加電流を変えることが考えられるが、いたずらに電力消費を増大させてしまう。

また、機械的なプランジャー等を設けて、可動部を押し付け、プランジャーの押し付け力を調節する方法も考えられるが、押し付け力を操作者の好みに応じて調節するための機構が必要となる。更に、プランジャーを押し付ける面の平面度が充分に得られていないと、引っ掛かりや摩擦の不均一等により、逆に操作フィーリングの悪化を招いてしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、電力消費の増大を招くことなく、また、プランジャー等による押し付け力の調整機構を設けることなく、操作フィーリングの調節を可能とする入力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。

本発明では、仮想の操作平面（ＯＰ）に沿う方向の操作力が入力される入力装置において、
巻線の巻回しによって形成されるコイル（４１）と、
コイルに挿入される板状のコイル側ヨーク（５１）と、
コイル側ヨークと対向するように配置される板状の対向ヨーク（７１、７２）と、
コイル側ヨークと対向ヨークとの対向する面のいずれかに配置されて、コイル側ヨーク及び対向ヨーク間で磁束を発生させる磁石（６１、６２）と、
コイル側ヨーク、あるいは対向ヨークに接続されており、操作力が入力される操作ノブ（７３）と、を備え、
コイルへの電流の印加によって発生する電磁力が、操作力に対する操作反力として操作ノブに作用されるようになっており、
操作ノブに接続されて、操作ノブと共に摺動するスライダ（７５）と、
スライダの摺動を受ける受け部（５０ｂ）と、
コイル側ヨークと対向ヨークとの距離を機械的に調節可能とする距離調節部（７７）と、が設けられたことを特徴としている。

この発明によれば、距離調節部（７７）によって、コイル側ヨーク（５１）と対向ヨーク（７１、７２）との間の距離が調節されると、両ヨーク間の距離に応じて磁石（６１、６２）による磁力（吸引力）が変化する。この磁力の変化は、操作ノブ（７３）に伝わり、更に、スライダ（７５）に伝わる。よって、受け部（５０ｂ）に対するスライダの押し付け力を変化させることができるので、操作ノブを操作する際のスライダによる摩擦力を変化させて、操作フィーリングを容易に調整することができる。このとき、電力消費の増大を招くことなく、また、プランジャー等による押し付け力の調整機構を設けることなく、対応が可能である。

尚、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。

本発明の第一実施形態による操作入力装置を備えた表示システムの構成を説明するための図である。 操作入力装置の車室内での配置を説明するための図である。 操作入力装置の機械的構成を説明するための断面図である。 反力発生部を示す斜視図である。 図４の矢印Vから見た反力発生部を示す底面図である。 磁気回路を巡る磁束の態様を模式的に示す図であって、図５のVI−VI線断面図である。 磁気回路を巡る磁束の態様を模式的に示す図であって、図５のVII−VII線断面図である。 反力発生部を分解した斜視図であって、磁気回路を巡る磁束の態様を模式的に示す図である。 固定ヨークを上側の可動ヨークに近づけたときの作動状態を示す説明図である。 固定ヨークを下側の可動ヨークに近づけたときの作動状態を示す説明図である。 第二実施形態（その１）の距離調節部を示す斜視図である。 第二実施形態（その２）の距離調節部を示す正面図である。 第二実施形態（その３）の距離調節部を示す正面図である。 第三実施形態の距離調節部を示す説明図である。 第三実施形態において、上側の可動ヨークを固定ヨークに近づけたときの作動状態を示す説明図である。 第三実施形態の変形例として、下側の可動ヨークを固定ヨークに近づけたときの作動状態を示す説明図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成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複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
図１に示す本発明の第一実施形態による操作入力装置１００は、車両に搭載され、車室内の表示器、例えばナビゲーション装置２０又はヘッドアップディスプレイ装置１２０（図２参照）等と共に表示システム１０を構成している。操作入力装置１００は、図２に示すように、車両のセンターコンソールにてパームレスト１９と隣接する位置に設置され、操作者の手の届き易い範囲に操作ノブ７３を露出させている。この操作ノブ７３は、操作者の手Ｈ等によって操作力が入力されると、入力された操作力の方向に変位する。

ナビゲーション装置２０は、車両のインストルメントパネル内に設置され、運転席に向けて表示画面２２を露出させている。表示画面２２には、所定の機能が関連付けられた複数のアイコン、及び任意のアイコンを選択するためのポインタ８０等が表示されている。操作ノブ７３に水平方向の操作力が入力されると、ポインタ８０は、操作力の入力方向に対応した方向に、表示画面２２上を移動する。ナビゲーション装置２０は、図１及び図２に示すように、通信バス９０と接続され、操作入力装置１００等とネットワーク通信可能である。ナビゲーション装置２０は、表示画面２２に表示される画像を描画する表示制御部２３、及び表示制御部２３によって描画された画像を表示画面２２に連続的に表示する液晶ディスプレイ２１を有している。

以上の操作入力装置１００の各構成を詳しく説明する。操作入力装置１００は、図１に示すように、通信バス９０及び外部のバッテリ９５等と接続されている。操作入力装置１００は、通信バス９０を通じて、離れて位置するナビゲーション装置２０と通信可能とされている。また操作入力装置１００は、各構成の作動に必要な電力が、バッテリ９５から供給される。

操作入力装置１００は、通信制御部３５、操作検出部３１、反力発生部３９、反力制御部３７、及び操作制御部３３等によって電気的に構成されている。

通信制御部３５は、操作制御部３３によって処理された情報を通信バス９０に出力する。加えて通信制御部３５は、他の車載装置から通信バス９０に出力された情報を取得し、操作制御部３３に出力する。

操作検出部３１は、操作力の入力によって移動した操作ノブ７３（図２参照）の位置を検出する。操作検出部３１は、検出した操作ノブ７３の位置を示す操作情報を、操作制御部３３に出力する。

反力発生部３９は、操作ノブ７３に操作反力を生じさせる構成であって、ボイスコイルモータ等のアクチュエータを含んでいる。反力発生部３９は、例えば表示画面２２上においてポインタ８０（図２参照）がアイコンと重なる際に、操作反力を操作ノブ７３（図２参照）に印加することで、所謂、反力フィードバックにより、擬似的なアイコンの触感を操作者に惹起させる。

反力制御部３７は、例えば種々の演算を行うためのマイクロコンピュータ等によって構成されている。反力制御部３７は、操作制御部３３から取得する反力情報に基づいて、反力発生部３９から操作ノブ７３に印加される操作反力の方向及び強さを制御する。

操作制御部３３は、例えば種々の演算を行うためのマイクロコンピュータ等によって構成されている。操作制御部３３は、操作検出部３１によって検出された操作情報を取得し、通信制御部３５を通じて通信バス９０に出力する。加えて操作制御部３３は、操作ノブ７３（図２参照）に印加する操作反力の方向及び強さを演算し、演算結果を反力情報として反力制御部３７に出力する。

操作入力装置１００は、図３に示すように、可動部７０及び固定部５０等によって機械的に構成されている。

可動部７０は、後述する一対の可動ヨーク７１、７２、上記の操作ノブ７３、及びノブベース７４、スライダ７５を有している。可動部７０は、固定部５０に対し、仮想の操作平面ＯＰに沿うｘ軸方向及びｙ軸方向に相対移動可能に設けられている。可動部７０は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに移動可能な範囲を、固定部５０によって予め規定されている。可動部７０は、印加されていた操作力から解放されると、基準となる基準位置に帰着する。

ノブベース７４は、操作ノブ７３に軸部材のように形成されて、後述する固定部５０のハウジング５０ａ内に延びている。ノブベース７４は、操作ノブ７３に一体的に接続されており、操作ノブ７３と共に移動可能となっている。そして、このノブベース７４には、可動ヨーク７１、７２、及びスライダ７５が接続されている。

スライダ７５は、板状の部材であり、操作ノブ７３に隣接するようにノブベース７４に接続されている。スライダ７５の板面は、仮想の操作平面ＯＰに沿うように配置されている。そして、スライダ７５の操作ノブ７３とは反対側には、固定部５０の１つを構成する板状の受け部５０ｂが設けられている。受け部５０ｂは、スライダ７５と平行となるように配置されている。スライダ７５の板面方向の端部で、受け部５０ｂと対向する面は、受け部５０ｂに当接しており、スライダ７５は、受け部５０ｂに対して摩擦を伴って移動（摺動）するようになっている。

尚、スライダ７５に発生する摩擦力は、スライダ７５に発生する重力、スライダ７５に作用するトータル磁力Ｆ（後述する図９、図１０）、及びスライダ７５と受け部５０ｂとの間の摩擦係数等によって定まる。

固定部５０は、ハウジング５０ａ、受け部５０ｂ、及び回路基板等を有しており、後述する固定ヨーク５１を保持している。ハウジング５０ａは、可動部７０を相対移動可能に支持しつつ、受け部５０ｂ、回路基板、及び反力発生部３９等の各構成を収容する。受け部５０ｂは、上記スライダ７５が移動される際の受板となっており、ハウジング５０ａ内に固定されている。回路基板は、その板面方向を、操作平面ＯＰに沿わせた姿勢にて、ハウジング５０ａ内に固定されている。回路基板は、例えばハウジング５０ａの底面（下側の面）と対向するように配置されている。回路基板には、操作制御部３３及び反力制御部３７等を構成するマイクロコンピュータ等が実装されている。

以上の可動部７０及び固定部５０間において、図３〜図５に示す反力発生部３９が反力フィードバックを実施する。反力発生部３９は、２組のアクチュエータとして機能する第一ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３９ｘ及び第二ＶＣＭ３９ｙ、並びに固定ヨーク５１及び二つの可動ヨーク７１、７２等によって構成されている。

第一ＶＣＭ３９ｘは、第一コイル４１、二つの磁石６１、６２、固定ヨーク５１（第一コイル側ヨーク部５２）、及び可動ヨーク７１、７２を有している。第二ＶＣＭ３９ｙは、第二コイル４２、二つの磁石６３、６４、固定ヨーク５１（第二コイル側ヨーク部５３）、及び可動ヨーク７１、７２を有している。以下、各コイル４１、４２、各磁石６１〜６４、固定ヨーク５１、及び各可動ヨーク７１、７２の詳細を、順に説明する。

各コイル４１、４２は、銅等の非磁性材料よりなる線材を巻線４９として、扁平の筒状に巻回しすることにより形成されている。各コイル４１、４２において、巻線４９の巻回軸方向と直交する横断面は、長方形状に形成されている。各巻線４９は、各コイル４１、４２における筒壁の厚さが例えば３ｍｍ程度となるまで巻回しされている。各コイル４１、４２において、巻回しされた巻線４９の内周側には、巻回軸方向に延伸する収容室４１ａ、４２ａが形成されている。各コイル４１、４２は、回路基板に設けられた配線パターンを介して反力制御部３７と電気的に接続され、当該反力制御部３７によって各巻線４９に個別に電流が印加される。

各コイル４１、４２は、互いに僅かな隙間を開けつつ、ｙ軸に沿って並べられている。各コイル４１、４２は、巻線４９の巻回軸方向を操作平面ＯＰに沿わせた姿勢にて、回路基板等の固定部５０に対し固定されている。一方のコイル（以下、「第一コイル」）４１の巻回軸方向は、ｘ軸に沿っている。他方のコイル（以下、「第二コイル」）４２の巻回軸方向は、ｙ軸に沿っている。各コイル４１、４２は、操作平面ＯＰに沿った一対のコイル側面４１ｕ、４１ｄ、４２ｕ、４２ｄをそれぞれ形成している。各コイル４１、４２において、操作ノブ７３側を向く各一方を上側コイル側面４１ｕ、４２ｕとし、回路基板側（ハウジング５０ａの底面側）を向く各他方を下側コイル側面４１ｄ、４２ｄとする。各コイル側面４１ｕ、４１ｄ、４２ｕ、４２ｄは、各辺がｘ軸又はｙ軸に沿った略四辺形状に形成されている。

各磁石６１〜６４は、ネオジウム磁石等であって、長手方向を有する略四辺形の板状に形成されている。二つの磁石６１、６２は、操作平面ＯＰと実質直交するｚ軸方向において互いに離れて位置し、且つ、当該ｚ軸方向に並んでいる。同様に、他の二つの磁石６３、６４は、ｚ軸方向において互いに離れて位置し、且つ、当該ｚ軸方向に並んでいる。各磁石６１〜６４のそれぞれには、平滑な平面状に形成された着磁面６８及び取付面６９が設けられている。各磁石６１〜６４において、着磁面６８及び取付面６９の磁極は、互いに異なっている（図６及び図７も参照）。

磁石６１、６３の各取付面６９は、長辺をｘ軸に沿わせた姿勢にて、可動ヨーク７１に取り付けられている。可動ヨーク７１に保持された磁石６１の着磁面６８は、ｚ軸方向において所定の間隔を開けつつ、第一コイル４１の上側コイル側面４１ｕと対向している。可動ヨーク７１に保持された磁石６３の着磁面６８は、ｚ軸方向において所定の間隔を開けつつ、第二コイル４２の上側コイル側面４２ｕと対向している。

磁石６２、６４の各取付面６９は、長辺をｘ軸に沿わせた姿勢にて、可動ヨーク７２に取り付けられている。可動ヨーク７２に保持された磁石６２の着磁面６８は、ｚ軸方向において所定の間隔を開けつつ、第一コイル４１の下側コイル側面４１ｄと対向している。可動ヨーク７２に保持された磁石６４の着磁面６８は、ｚ軸方向において所定の間隔を開けつつ、第二コイル４２の下側コイル側面４２ｄと対向している。各着磁面６８は、可動部７０が基準位置に帰着している場合において、対向する各コイル側面４１ｕ、４１ｄ、４２ｕ、４２ｄの中央に位置する。

以上の構成では、図６に示すように、各磁石６１、６２の発生磁束は、第一コイル４１の巻線４９をｚ軸方向に通過（貫通）する。故に、第一コイル４１への電流の印加により、磁場中に置かれた巻線４９内を電荷が移動すると、各電荷にはローレンツ力が生じる。こうして第一ＶＣＭ３９ｘは、第一コイル４１及び各磁石６１、６２間にて、ｘ軸方向（第一方向）の電磁力ＥＭＦ_ｘを生じさせる。第一コイル４１に印加する電流の向きを反転させることにより、発生する電磁力ＥＭＦ_ｘも反転し、ｘ軸に沿った逆向きの方向となる。

また、図７に示すように、各磁石６３、６４の発生磁束は、第二コイル４２の巻線４９をｚ軸方向に通過（貫通）する。故に、第二コイル４２への電流の印加により、磁場中に置かれた巻線４９内を電荷が移動すると、各電荷にはローレンツ力が生じる。こうして第二ＶＣＭ３９ｙは、第二コイル４２及び各磁石６３、６４間にて、ｙ軸方向（第二方向）の電磁力ＥＭＦ_ｙを生じさせる。第二コイル４２に印加する電流の向きを反転させることにより、発生する電磁力ＥＭＦ_ｙも反転し、ｙ軸に沿った逆向きの方向となる。

固定ヨーク５１は、例えば軟鉄及び電磁鋼板等の磁性材料によって形成されている。固定ヨーク５１は、本発明のコイル側ヨークに対応する。固定ヨーク５１には、図３〜５に示すように、二つのコイル側ヨーク部５２、５３、及び連結部５４が設けられている。コイル側ヨーク部５２、５３、及び連結部５４は、平板状に形成されている。

一方のコイル側ヨーク部（以下、「第一コイル側ヨーク部」）５２は、第一コイル４１の収容室４１ａに挿入され、当該収容室４１ａを貫通している。収容室４１ａに収容された第一コイル側ヨーク部５２の両面には、第一対向面５２ａが形成されている。二つの第一対向面５２ａは、第一コイル４１の内周側に位置し、第一コイル４１の外周側に配置された各磁石６１、６２と共に当該コイル４１を内外の両側から挟むよう、これら磁石６１、６２の各着磁面６８と個々に対向配置されている。以上の第一コイル側ヨーク部５２に誘導された各磁石６１、６２の発生磁束は、第一コイル４１の巻線４９をｚ軸方向に通過（貫通）する。

他方のコイル側ヨーク部（以下、「第二コイル側ヨーク部」）５３は、第二コイル４２の収容室４２ａに挿入され、当該収容室４２ａを貫通している。収容室４２ａに収容された第二コイル側ヨーク部５３の両面には、第二対向面５３ａが形成されている。二つの第二対向面５３ａは、第二コイル４２の内周側に位置し、第二コイル４２の外周側に配置された各磁石６３、６４と共に当該コイル４２を内外の両側から挟むよう、これら磁石６３、６４の各着磁面６８と個々に対向配置されている。以上の第二コイル側ヨーク部５３に誘導された各磁石６３、６４の発生磁束は、第二コイル４２の巻線４９をｚ軸方向に通過（貫通）する。

連結部５４は、各コイル４１、４２に沿ってＬ字状に屈曲している。連結部５４は、第一コイル４１に収容された第一コイル側ヨーク部５２から、第二コイル４２に収容された第二コイル側ヨーク部５３まで延伸することにより、二つのコイル側ヨーク部５２、５３を連結させている。以上により、第一コイル４１の収容室４１ａから、第二コイル４２の収容室４２ａまで延伸する固定ヨーク５１が形成されている。尚、固定ヨーク５１に対して、各コイル４１、４２は、一体的に形成されている。

各可動ヨーク７１、７２は、固定ヨーク５１と同様に、軟鉄及び電磁鋼板等の磁性材料によって形成されている。可動ヨーク７１、７２は、本発明の対向ヨークに対応する。各可動ヨーク７１、７２は、共に長方形状の平板材によって形成されており、互いに実質同一の形状とされている。各可動ヨーク７１、７２は、固定ヨーク５１（第一コイル側ヨーク部５２、第二コイル側ヨーク部５３）の両面側に対向するように平行配置されている。各可動ヨーク７１、７２は、二つのコイル４１、４２をｚ軸方向において挟みつつ対向する配置にて、ノブベース７４に保持（接続）されている。

各可動ヨーク７１、７２のそれぞれには、第一保持面７１ａ、７２ａ及び第二保持面７１ｂ、７２ｂが形成されている。一方の可動ヨーク７１は、第一保持面７１ａによって磁石６１の取付面６９を保持し、第二保持面７１ｂによって磁石６３の取付面６９を保持している。他方の可動ヨーク７２は、第一保持面７２ａによって磁石６２の取付面６９を保持しつつ、第二保持面７２ｂによって磁石６４の取付面６９を保持している。

そして、固定ヨーク５１（例えば、第二コイル側ヨーク部５３）には、対向する可動ヨーク７１、７２との距離（対向する方向の距離）を機械的に調節可能とする距離調節部７７が設けられている。距離調節部７７は、例えば、支持部７７ａと、調節ピン７７ｂとを有している。調節ピン７７ｂ（摘み部７７ｂ１）に対応するハウジング５０ａの底面には、開口部５０ａ１が設けられている。距離調節部７７が設けられる固定ヨーク５１は、操作ノブ７３（ノブベース７４）に接続されていない側のヨークである。

支持部７７ａは、板状に形成されており、ハウジング５０ａの底面と隣接するように配置されて、ハウジング５０ａに固定されている。

調節ピン７７ｂは、摘み部７７ｂ１と、ネジ部７７ｂ２とを有している。摘み部７７ｂ１は、操作者によって回転操作される偏平円柱状の部位であり、支持部７７ａに回転可能に支持されている。摘み部７７ｂ１は、本発明の回転操作部に対応する。ネジ部７７ｂ２は、雄ネジの形成された部位であり、摘み部７７ｂ１から固定ヨーク５１に向けて延びている。固定ヨーク５１のネジ部７７ｂ２に対応する位置には、雌ネジが形成されており、この雌ネジにネジ部７７ｂ２が螺合されている。ネジ部７７ｂ２は、本発明の移動部に対応する。

操作者は、摘み部７７ｂ１を一方側へ回転させると、相対的にネジ部７７ｂ２が固定ヨーク５１の雌ネジを後退するように移動して、総じて、固定ヨーク５１（及び各コイル４１、４２）は可動ヨーク７１側に近づくように平行移動される。逆に、操作者は、摘み部７７ｂ１を他方側へ回転させると、相対的にネジ部７７ｂ２が固定ヨーク５１の雌ネジを進行するように移動して、総じて、固定ヨーク５１（及び各コイル４１、４２）は可動ヨーク７１から離れる（可動ヨーク７２に側に近づく）ように平行移動される。

以上説明した固定ヨーク５１及び二つの可動ヨーク７１、７２等は、磁路形成体６６として、図６〜図８に示す反力発生部３９の磁気回路６５を形成している。磁気回路６５は、固定ヨーク５１及び各可動ヨーク７１、７２を巡る形状により、第一ＶＣＭ３９ｘの各磁石６１、６２の発生磁束を第二ＶＣＭ３９ｙに導くと共に、第二ＶＣＭ３９ｙの各磁石６３、６４の発生磁束を第一ＶＣＭ３９ｘに導く。

詳記すると、図６及び図８に示す第一ＶＣＭ３９ｘの各磁石６１、６２において、第一コイル４１を向く各着磁面６８の磁極は、同一とされている。故に、各磁石６１、６２が発生させる磁束の方向は、ｚ軸に沿って互いに反対の方向となる。そのため、各第一対向面５２ａから、各第一保持面７１ａ、７２ａに向かう磁束が生じる。これらの磁束は、各第一保持面７１ａ、７２ａから各可動ヨーク７１、７２に入り、各可動ヨーク７１、７２のそれぞれにおいて、第一保持面７１ａ、７２ａから第二保持面７１ｂ、７２ｂに向う。

更に、図７及び図８に示す第二ＶＣＭ３９ｙの各磁石６３、６４において、第二コイル４２を向く各着磁面６８の磁極は、互いに同一とされ、且つ、第一コイル４１と対向する二つの着磁面６８（図６も参照）の磁極とは異なっている。故に、各磁石６３、６４が発生させる磁束の方向は、ｚ軸に沿って互いに対向する方向となる。そのため、各第二保持面７１ｂ、７２ｂから、各第二対向面５３ａに向かう磁束が生じる。以上により、各可動ヨーク７１、７２によって誘導された磁束は、各第二対向面５３ａから第二コイル側ヨーク部５３に入り、連結部５４を通過して、第一コイル側ヨーク部５２へと向かう。そして、固定ヨーク５１内を誘導された磁束は、再び各第一対向面５２ａから各第一保持面７１ａ、７２ａ（図６参照）へと向かう。

以上により、図６〜図８に示す反力発生部３９では、第一ＶＣＭ３９ｘにおける各磁石６１、６２の発生磁束は、当該ＶＣＭ３９ｘの第一コイル４１を通過するだけでなく、磁気回路６５によって導かれることで、第二ＶＣＭ３９ｙの第二コイル４２を通過する。同様に、第二ＶＣＭ３９ｙにおける各磁石６３、６４の発生磁束は、第二コイル４２を通過するだけでなく、磁気回路６５によって導かれることにより、第一ＶＣＭ３９ｘの第一コイル４１を通過する。よって、各第一対向面５２ａ及び各第一保持面７１ａ、７２ａ間の磁束密度、並びに、各第二対向面５３ａ及び各第二保持面７１ｂ、７２ｂ間の磁束密度は共に、二つのＶＣＭ３９ｘ、３９ｙの磁気回路を個別に形成した形態と比較して、高くなる。こうして、第一コイル４１の巻線４９をｚ軸方向に貫通する磁束密度が向上することにより、第一ＶＣＭ３９ｘにて発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘが増加する。同様に、第二コイル４２の巻線４９をｚ軸方向に貫通する磁束密度の向上により、第二ＶＣＭ３９ｙにて発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘが増加する。したがって、各磁石６１〜６４の形成材料の使用量を抑えつつ、可動部７０の操作ノブ７３、ひいては操作者に作用可能な各操作反力ＲＦ_ｘ、ＲＦ_ｙを高めることができるようになっている。

ここで、固定ヨーク５１が、可動ヨーク７１、７２の中間位置にある場合は、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との距離、及び固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との距離が等しい。よって、磁石６１、６３による固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の磁力（吸引力）Ｆ１と、磁石６２、６４による固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の磁力（吸引力）Ｆ２とは、等しくなり、釣り合う形となっている。このとき、スライダ７５と受け部５０ｂとの間には所定の摩擦力が作用して、操作ノブ７３には、所定の操作フィーリング（可動部の摩擦感）が得られる。

しかしながら、操作者が距離調節部７７によって、例えば、図９に示すように、固定ヨーク５１の位置を可動ヨーク７１側に移動させると、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の距離が小さくなり、また、固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の距離が大きくなる。尚、各コイル４１、４２は、固定ヨーク５１に一体的に設けられていることから、固定ヨーク５１の位置を移動させると、各コイル４１、４２も共に移動する形となる。

よって、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の磁力Ｆ１が、固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の磁力Ｆ２よりも大きくなる。したがって、トータル磁力Ｆは、可動ヨーク７１側から固定ヨーク５１側に向かう力となり、可動ヨーク７１が固定ヨーク５１側に引き寄せられる形となる。

すると、ノブベース７４を介してスライダ７５にもトータル磁力Ｆが作用することになり、受け部５０ｂに対する押し付け力が大きくなり、スライダ７５が操作される際のスライダ７５と受け部５０ｂとの間の摩擦力が大きくなる。よって、操作ノブ７３に対する操作時の操作フィーリングを大きく（重く）することが可能となる。

逆に、操作者が距離調節部７７によって、例えば、図１０に示すように、固定ヨーク５１の位置を可動ヨーク７２側に移動させると、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の距離が大きくなり、また、固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の距離が小さくなる。

よって、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の磁力Ｆ１が、上記図９の場合よりも小さくなる。逆に、固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の磁力Ｆ２が、上記図９の場合よりも大きくなる。よって、可動ヨーク７１が固定ヨーク５１側に引き寄せられるトータル磁力Ｆが、上記図９の場合より小さくなる。

すると、ノブベース７４を介してスライダ７５に対して作用するトータル磁力Ｆが、上記図９で説明した場合よりも図１０のように小さくなるため、受け部５０ｂに対する押し付け力が小さくなり、スライダ７５が操作される際のスライダ７５と受け部５０ｂとの間の摩擦力が小さくなる。よって、操作ノブ７３に対する操作時の操作フィーリングを小さく（軽く）することが可能となる。

このように、本実施形態では、距離調節部７７を用いることで、受け部５０ｂに対するスライダ７５の押し付け力を変化させることができるので、操作ノブ７３を操作する際のスライダ７５による摩擦力を変化させて、操作フィーリングを容易に調節することができる。このとき、電力消費の増大を招くことなく、また、プランジャー等による押し付け力の調整機構を設けることなく、対応が可能である。

また、距離調節部７７として、主に摘み部７７ｂ１とネジ部７７ｂ２とを有するものとして構成して、固定ヨーク５１を移動させるようにしており、簡素な構造での対応が可能である。

また、距離調節部７７のネジ部７７ｂ２は、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１、７２のうち、操作ノブ７３（ノブベース７４）に接続されていない側の固定ヨーク５１を移動させるようにしているので、可動ヨーク７１、７２側を移動させるよりも簡単な構造での対応が可能となる。

（第二実施形態）
第二実施形態の距離調節部の変形バリエーション（７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃ）を図１１〜図１３に示す。第二実施形態の距離調節部７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃは、上記第一実施形態の距離調節部７７に対して、それぞれ基本構造を変更したものである。

その１（図１１）
距離調節部７７Ａは、回転操作部としてピニオンギヤ７７Ａ１を採用し、また、移動部としてラック７７Ａ２を採用したものである。ラック７７Ａ２の一端側は、固定ヨーク５１に接続されている。ピニオンギヤ７７Ａ１が回転されると、ラック７７Ａ２は、ｚ軸方向に移動されて、固定ヨーク５１の位置を移動させるようになっている。

その２（図１２）
距離調節部７７Ｂは、回転操作部としてクランク７７Ｂ１を採用し、また、移動部としてロッド７７Ｂ２及びスライダ７７Ｂ３を採用したものである。スライダ７７Ｂ３は、固定ヨーク５１に接続されている。クランク７７Ｂ１が回転されると、スライダ７７Ｂ３は、ロッド７７Ｂ２を介して、ｚ軸方向に移動されて、固定ヨーク５１の位置を移動させるようになっている。

その３（図１３）
距離調節部７７Ｃは、回転操作部としてカム７７Ｃ１を採用し、また、移動部としてカムフォロア７７Ｃ２及びスライダ７７Ｃ３を採用したものである。スライダ７７Ｃ３は、固定ヨーク５１に接続されている。カム７７Ｃ１が回転されると、スライダ７７Ｃ３は、カムフォロア７７Ｃ２を介して、ｚ軸方向に移動されて、固定ヨーク５１の位置を移動させるようになっている。

上記距離調節部７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃを用いた場合も、上記第一実施形態と同様の作動が可能となり、同様の効果を奏することができる。

（第三実施形態）
第三実施形態の操作入力装置１００Ａを図１４、図１５に示す。第三実施形態の操作入力装置１００Ａは、上記第一実施形態の操作入力装置１００に対して、距離調節部７７を距離調節部７７Ｄとし、例えば、可動ヨーク７１、７２のうち、可動ヨーク７１の位置を調節するようにしたものである。

距離調節部７７Ｄは、調節ピン７７Ｄ１を有している。調節ピン７７Ｄ１（摘み部７７Ｄ２）の位置に対応するハウジング５０ａの上面には、開口部５０ａ２が設けられている。

調節ピン７７Ｄ１は、摘み部７７Ｄ２と、ネジ部７７Ｄ３とを有している。摘み部７７Ｄ２は、操作者によって回転操作される偏平円柱状の部位であり、スライダ７５に回転可能に支持されている。摘み部７７Ｄ２は、本発明の回転操作部に対応する。ネジ部７７Ｄ３は、雄ネジの形成された部位であり、摘み部７７Ｄ２から可動ヨーク７１に向けて延びている。可動ヨーク７１のネジ部７７Ｄ３に対応する位置には、雌ネジが形成されており、この雌ネジにネジ部７７Ｄ３が螺合されている。ネジ部７７Ｄ３は、本発明の移動部に対応する。

本実施形態では、可動ヨーク７１は、ネジ部７７Ｄ３の動きに伴って、ノブベース７４に対して、ｚ軸方向には移動可能となっている。そして、可動ヨーク７１は、調節ピン７７Ｄ１を介して、スライダ７５に接続される形となっている。

操作者は、摘み部７７Ｄ２を一方側へ回転させると、相対的にネジ部７７Ｄ３が可動ヨーク７１の雌ネジを後退するように移動して、総じて、可動ヨーク７１は、固定ヨーク５１側に近づくように平行移動される。逆に、操作者は、摘み部７７Ｄ２を他方側へ回転させると、相対的にネジ部７７Ｄ３が可動ヨーク７１の雌ネジを進行するように移動して、総じて、可動ヨーク７１は、固定ヨーク５１から離れるように平行移動される。

本実施形態では、操作者が距離調節部７７Ｄによって、例えば、図１５に示すように、可動ヨーク７１の位置を固定ヨーク５１側に移動させると、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の距離が、固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の距離よりも小さくなる。

よって、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の磁力Ｆ１が、固定ヨーク５１と可動ヨーク７２との間の磁力Ｆ２よりも大きくなる。したがって、トータル磁力Ｆは、可動ヨーク７１側から固定ヨーク５１側に向かう力となり、可動ヨーク７１が固定ヨーク５１側に引き寄せられる形となる。

すると、調節ピン７７Ｄ１を介してスライダ７５にもトータル磁力Ｆが作用することになり、受け部５０ｂに対する押し付け力が大きくなり、スライダ７５が操作される際のスライダ７５と受け部５０ｂとの間の摩擦力が大きくなる。よって、操作ノブ７３に対する操作時の操作フィーリングを大きく（重く）することが可能となる。

逆に、操作者が距離調節部７７Ｄによって、可動ヨーク７１の位置を固定ヨーク５１から離れる側に移動させると、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の距離が大きくなる。

よって、固定ヨーク５１と可動ヨーク７１との間の磁力Ｆ１が、上記図１５の場合よりも小さくなる。よって、可動ヨーク７１が固定ヨーク５１側に引き寄せられるトータル磁力Ｆが、上記図１５の場合より小さくなる。

すると、調節ピン７７Ｄ１を介してスライダ７５に対して作用するトータル磁力Ｆが、上記図１５で説明した場合よりも小さくなるため、受け部５０ｂに対する押し付け力が小さくなり、スライダ７５が操作される際のスライダ７５と受け部５０ｂとの間の摩擦力が小さくなる。よって、操作ノブ７３に対する操作時の操作フィーリングを小さく（軽く）することが可能となる。

このように、本実施形態においても、上記第一、第二実施形態と同様の効果を奏することができる。

第三実施形態の変形例として、図１６に示すように、距離調節部７７Ｄを可動ヨーク７２とスライダ７５との間に設けるようにしてもよい。この場合は、可動ヨーク７２を、ネジ部７７Ｄ３の動きに伴って、ノブベース７４に対して、ｚ軸方向には移動可能とする。そして、可動ヨーク７２は、調節ピン７７Ｄ１を介して、スライダ７５に接続される形とする。

これにより、固定ヨーク５１に対する可動ヨーク７２の位置を調節することが可能となり、上記第三実施形態と同様の作動が可能となり、同様の効果を奏することができる。

また、上記第三実施形態、及び第三実施形態の変形例においては、距離調節部７７Ｄの機構としては、上記第二実施形態で説明した各種機構（図１１〜図１３）に置き換えてもよい。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、反力発生部３９のアクチュエータとして、第一ＶＣＭ３９ｘと第二ＶＣＭ３９ｙとを備えるものとして説明したが、これに限定されることなく、第一ＶＣＭ３９ｘ、第二ＶＣＭ３９ｙのうち、いずれが一方のみを備えるものとしてもよい。この場合は、２方向（ｘ軸、ｙ軸）のうち、一方のみの操作反力が得られるものとなる。

また、上記各実施形態に対して、固定ヨーク５１を可動ヨークに置き換え、新たな可動ヨークに各磁石６１〜６４を設け、更に、対向する可動ヨーク７１、７２をそれぞれ固定ヨークに置き換えたものとしてもよい。

また、上記各実施形態に対して、固定ヨーク５１を可動ヨークに置き換え、更に、対向する可動ヨーク７１、７２をそれぞれ固定ヨークに置き換え、新たな固定ヨークに各磁石６１〜６４を設けたものとしてもよい。

また、上記各実施形態に対して、各磁石６１〜６４を、各コイル４１、４２の収容室４１ａ、４２ａ内に収容して、固定ヨーク５１の各対向面５２ａ、５３ａにそれぞれ固定したものとしてもよい。

また、上記各実施形態の表示システム１０は、ナビゲーション装置２０に替えて、又はナビゲーション装置２０と共に、図２に示すヘッドアップディスプレイ装置１２０（参照）を備えたものとしてもよい。ヘッドアップディスプレイ装置１２０は、運転席の前方において車両のインストルメントパネル内に収容されており、ウィンドウシールド内に規定された投影領域１２２に向けて画像を投影することにより、当該画像の虚像表示を行う。運転席に着座した操作者は、投影領域１２２を通して、所定の機能が関連付けられた複数のアイコン、及び任意のアイコンを選択するためのポインタ８０等が視認可能となる。ポインタ８０は、表示画面２２に表示された場合と同様に、操作ノブ７３への水平方向の操作入力により、操作力の入力方向に対応した方向に投影領域１２２内を移動可能である。

また、上記各実施形態では、ナビゲーション装置等を操作するための遠隔操作デバイスとして、センターコンソールに設置された操作入力装置に、本発明を適用した例を説明した。しかし本発明は、センターコンソールに設置されたシフトレバー等のセレクタ、及びステアリングに設けられたステアリングスイッチ等に、適用可能である。更に、インストルメントパネル、ドア等に設けられたアームレスト、及び後部座席の近傍等に設けられた種々の車両の機能操作デバイスにも、本発明は適用可能である。そして更に、車両用に限らず、各種輸送用機器及び各種情報端末等に用いられる操作系全般に、本発明を適用された操作入力装置は、採用可能である。

４１ 第一コイル（コイル）
５０ｂ 受け部
５１ 固定ヨーク（コイル側ヨーク）
６１、６２ 磁石
７１ 可動ヨーク（対向ヨーク）
７２ 可動ヨーク（対向ヨーク）
７３ 操作ノブ
７５ スライダ
７７ 距離調節部
７７ｂ１ 摘み部（回転操作部）
７７ｂ２ ネジ部（移動部）
１００、１００Ａ 操作入力装置（入力装置）
ＯＰ 操作平面

Claims (3)

1. 仮想の操作平面（ＯＰ）に沿う方向の操作力が入力される入力装置において、
   巻線の巻回しによって形成されるコイル（４１）と、
   前記コイルに挿入される板状のコイル側ヨーク（５１）と、
   前記コイル側ヨークと対向するように配置される板状の対向ヨーク（７１、７２）と、
   前記コイル側ヨークと前記対向ヨークとの対向する面のいずれかに配置されて、前記コイル側ヨーク及び前記対向ヨーク間で磁束を発生させる磁石（６１、６２）と、
   前記コイル側ヨーク、あるいは前記対向ヨークに接続されており、前記操作力が入力される操作ノブ（７３）と、を備え、
   前記コイルへの電流の印加によって発生する電磁力が、前記操作力に対する操作反力として前記操作ノブに作用されるようになっており、
   前記操作ノブに接続されて、前記操作ノブと共に摺動するスライダ（７５）と、
   前記スライダの摺動を受ける受け部（５０ｂ）と、
   前記コイル側ヨークと前記対向ヨークとの距離を機械的に調節可能とする距離調節部（７７）と、が設けられた入力装置。
2. 前記距離調節部は、
   回転操作される回転操作部（７７ｂ１）と、
   前記回転操作部の回転に伴って、前記コイル側ヨークと前記対向ヨークとのうちの一方を、前記コイル側ヨークと前記対向ヨークとが対向する方向に移動させる移動部（７７ｂ２）とを備える請求項１に記載の入力装置。
3. 前記移動部は、前記コイル側ヨーク、及び前記対向ヨークのうち、前記操作ノブに接続されていない側のヨークを移動させる請求項２に記載の入力装置。

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