JP3920563B2 - 手動入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メカニカルスイッチとも呼称される手動入力装置に係り、特に、ノブに複数モードの操作フィーリングを付与可能なフィーリング付与手段の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ノブと当該ノブの操作量及び操作方向を検出する位置センサとを備えた手動入力装置が知られており、この種の手動入力装置には、通常、ノブの操作フィーリングを良好にしてノブの操作を確実なものにするため、ノブに所要の作動力やクリック感を付与するためのフィーリング付与手段が備えられている。
【０００３】
図１０（ａ），（ｂ）に、従来より知られているこの種の手動入力装置の一例を示す。本例の手動入力装置は、ロータリ形の手動入力装置であって、これらの図から明らかなように、筐体１０１と、筐体１０１に回転自在に保持され、一端が筐体１０１に開設された透孔１０１ａを貫通して外部に突出された回転軸１０２と、筐体１０１より突出された回転軸１０２の一端に固着されたノブ１０３と、筐体１０１内に収納されたフィーリング付与手段１０４及び位置センサ１０５とから主に構成されている。フィーリング付与手段１０４は、回転軸１０２に固着され、周面にフィーリング生成パターンとして多数のくぼみ１０６が所定の配列で形成された円板１０７と、弾性体１０８によって常時一方向に付勢され、円板１０７の周面に当接されたボール１０９とからなる。また、位置センサ１０５は、回転軸１０２に固着されたコード板１１０と、当該コード板１１０の表面側及び裏面側にそれぞれ発光素子１１１ａ及び受光素子１１１ｂが対向に配置されたフォトインタラプタ１１１とからなる。
【０００４】
本例の手動入力装置は、ノブ１０３を回転軸１０２の軸心回りに回転すると、ノブ１０３と共に回転軸１０２、円板１０７及びコード板１１０が同一方向に同一回転量だけ回転する。そして、円板１０７が回転すると、弾性体１０８によって常時一方向に付勢されたボール１０９が円板１０７の周面に形成されたくぼみ１０６に係合されていた状態からランド（くぼみ１０６が形成されていない部分）に乗り上げ、隣接するくぼみ１０６に係合するという動作がノブ１０３の回転量に応じて繰り返されるので、そのときの操作力の変化がノブ１０３にクリック感触として付与される。また、コード板１１０が回転すると、コード板１１０に開設されたスリット１１０ａが発光素子１１１ａと受光素子１１１ｂとの設定部を横切るので、横切ったスリット１１０ａの数とその方向とをフォトインタラプタ１１１によって検出することによって、ノブ１０３の回転量及び回転方向等の位置信号を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の手動入力装置は、自動車に装備された車載機器制御装置に備えられ、自動車に装備された各種の電気機器、例えば、エアコン、ラジオ、テレビ、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシステム等の機能調整に適用される。
【０００６】
即ち、車載機器制御装置は、機能調整を行おうとする電気機器の選択スイッチと、当該選択スイッチによって選択された電気機器が有する各種の機能より機能調整を行おうとする機能を選択する機能選択スイッチと、当該機能選択スイッチによって選択された機能を調整する手動入力装置とを集約化したものであって、手動入力装置に備えられた１つのノブを操作することによって、各種電気機器が有する各種機能を調整できるようになっている。この車載機器制御装置を用いれば、運転者が操作しやすい位置に配置された電気機器選択スイッチ、機能選択スイッチ及び手動入力装置を操作することによって各電気機器が有する各機能を調整することができるので、自動車の安全運転を妨げることなく、各種電気機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【０００７】
しかしながら、従来の手動入力装置は、図１０に例示したように、フィーリング生成パターンとしてのくぼみ１０６が一列しか設けられておらず、しかも当該くぼみ１０６と係合されるボール１０９も１つしか備えられていないので、必要に応じてノブの操作フィーリングを変更するということができない。このため、従来の手動入力装置を車載機器制御装置に適用した場合においては、例えばエアコンの温度調節を行う場合にも、またエアコンの風量調節を行う場合にも、ノブ１０３に同一の操作フィーリングしか付与することができず、機能調整に誤操作を生じやすいという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであって、その課題とするところは、ノブの操作フィーリングを適宜変更することができて操作性に優れた手動入力装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、ノブと、当該ノブによって回転操作される操作軸と、複数列のフィーリング生成パターンが形成され、前記操作軸に固着された円板又は円筒体と、当該円板又は円筒体に弾接される１つのボール又はピンと、当該１つのボール又はピンを前記複数列のフィーリング生成パターンの配列方向に直線往復移動させ、前記複数列のフィーリング生成パターンのいずれかとこれに弾接される前記１つのボール又はピンとの組み合わせを切り替えるアクチュエータとを備え、前記複数列のフィーリング生成パターンのいずれかとこれに弾接される前記１つのボール又はピンとの組み合わせに応じた操作フィーリングを前記ノブに付与するという構成にした。
また、ノブと、当該ノブによって回転操作される操作軸と、１列のフィーリング生成パターンが形成され、前記操作軸に固着された円板又は円筒体と、当該円板又は円筒体に弾接される複数個のボール又はピンと、当該複数個のボール又はピンのいずれかを前記１列のフィーリング生成パターンと選択的に係合させる方向に直線往復移動させ、前記１列のフィーリング生成パターンとこれに弾接される前記複数個のボール又はピンのいずれかとの組み合わせを切り替えるアクチュエータとを備え、前記１列のフィーリング生成パターンとこれに弾接される前記複数個のボール又はピンのいずれかとの組み合わせに応じた操作フィーリングを前記ノブに付与するという構成にした。
【００１０】
かかる構成によると、アクチュエータを駆動してフィーリング付与手段を駆動することにより、ノブに付与される操作フィーリングを適宜切り替えることができるので、手動入力装置の操作性が改善され、当該手動入力装置を用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る手動入力装置の実施形態について説明する。
【００２４】
〈手動入力装置の第１例〉
図１（ａ），（ｂ）に、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａを示す。本例の手動入力装置１Ａは、ロータリ形の手動入力装置であって、この図から明らかなように、筐体１と、筐体１に回転自在に保持され、一端が筐体１に開設された透孔１ａを貫通して外部に突出された操作軸２と、筐体１より突出された操作軸２の一端に固着されたノブ３とを備えており、筐体１内には、フィーリング付与手段４と、操作軸２ひいてはノブ３の回転量および回転方向を検出する第１位置センサ５と、フィーリング付与手段４を操作してノブ３に付与される操作フィーリングを切り替えるアクチュエータ６と、アクチュエータ６の駆動量および駆動方向を検出する第２位置センサ７とが収納されている。
【００２５】
フィーリング付与手段４は、操作軸２に固着された複数枚（図１の例では、３枚）の円板８，９，１０と、当該円板８，９，１０と共働してノブ３に操作フィーリングを付与するボールホルダ１１とからなる。前記円板８の円周面には、大径のくぼみ８ａが中程度のピッチで配列された第１フィーリング生成パターンＦＰ１が形成され、前記円板９の円周面には、中程度の直径を有するくぼみ９ａが大きなピッチで配列された第２フィーリング生成パターンＦＰ２が形成され、前記円板１０の円周面には、小径のくぼみ１０ａが小さなピッチで配列された第３フィーリング生成パターンＦＰ３が形成されている。一方、ボールホルダ１１には、前記各円板８，９，１０のいずれかに選択的に弾接されるボール１１ａと、当該ボール１１ａを常時外向きに付勢して各円板８，９，１０の円周面に弾接させる弾性部材１１ｂとが備えられている。
【００２６】
第１位置センサ５としては、操作軸２に固着されたコード板１４と、当該コード板１４の表面側及び裏面側にそれぞれ発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂが対向に配置されたフォトインタラプタ１５とからなるロータリエンコーダが備えられている。コード板１４には、多数のスリット１４ａが所定の配列で開設されており、フォトインタラプタ１５を横切るスリット１４ａを検出することによって、操作軸２ひいてはノブ３の回転量と回転方向等の位置信号を検出する。
【００２７】
アクチュエータ６としては、電磁石６ａと、当該電磁石６ａによって多段階に直線往復駆動される駆動軸６ｂとからなるソレノイドが備えられており、駆動軸６ｂの先端部に前記ボールホルダ１１が取り付けられている。駆動軸６ｂには、以下に説明する第２位置センサ７の回転軸７ａに固着されたピニオン７ｂと噛み合わされて第２位置センサ７を駆動するラック６ｃが形成されている。アクチュエータ６は、電磁石６ａの励磁状態を切り替えることによって駆動軸６ｂの突出量を変更し、ボール１１ａが弾接される円板８，９，１０を切り替える。ボール１１ａを円板８の周面に弾接させた場合には、触感が大きくて連続する操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを円板９の周面に弾接させた場合には、触感が大きくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを円板１０の周面に弾接させた場合には、触感が小さくて連続する操作フィーリングをノブ３に付与することができる。
【００２８】
第２位置センサ７としては、ロータリエンコーダやロータリ形可変抵抗器などの回転形の位置センサが用いられている。この第２位置センサ７は、前記ラック６ｃと当該ラック６ｃに噛み合わされたピニオン７ｂとを介して前記アクチュエータ６の駆動軸６ｂと連結されており、電磁石６ａからの駆動軸６ｂの突出量ひいてはボール１１ａが弾接されている円板８，９，１０を検出する。
【００２９】
本例の手動入力装置１Ａは、アクチュエータ６を駆動してボールホルダ１１を移動することにより、ボール１１ａと当該ボール１１ａが弾接される円板８又は９又は１０との組み合わせを変更することができる。そして、ボール１１ａを所要の円板８又は９又は１０の円周面に弾接した後、ノブ３を操作軸２の軸線回りに回転操作すると、操作軸２と円板８，９，１０とがノブ３と一体に回転し、弾性部材１１ｂによって常時一方向に付勢されたボール１１ａが円板８又は９又は１０の円周面に形成されたくぼみ８ａ又は９ａ又は１０ａに係合されていた状態からランドに乗り上げ、隣接するくぼみ８ａ又は９ａ又は１０ａに係合するという動作がノブ３の回転量に応じて繰り返されるので、そのときの操作力の変化がノブ３にクリック感触として付与される。前記したように、各円板８，９，１０の円周面には、互いにサイズ及び形成ピッチが異なる複数個のくぼみ８ａ，９ａ，１０ａの配列からなる第１乃至第３のフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３が形成されているので、ボール１１ａと当該ボール１１ａが弾接される円板８又は９又は１０との組み合わせを変更することにより、ノブ３に付与されるクリック感触を変更することができる。また、ノブ３の回転操作に伴って、コード板１４も操作軸２と一体に回転するので、ノブ３の回転量と回転方向とがフォトインタラプタ１５によって検出される。
【００３０】
かように、本例の手動入力装置１Ａは、フィーリング付与手段４として、操作軸２に固着され、円周面にそれぞれ異なるフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３が形成された複数枚の円板８，９，１０と、これら円板８，９，１０の円周面に弾接されるボール１１ａを備えたボールホルダ１１とからなるものを用い、アクチュエータ６によってボール１１ａが弾接される円板８，９，１０を選択的に切り替えるようにしたので、操作軸２に固着されたノブ３の操作に複数モードの操作フィーリングを付与することができ、よって、この手動入力装置１Ａを用いれば、実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。また、操作軸２に複数枚の円板８，９，１０を固着する構成にしたので、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３の変更や増減を容易に行うことができる。
【００３１】
〈手動入力装置の第２例〉
図２（ａ），（ｂ）に、第２実施形態例に係る手動入力装置１Ｂを示す。本例の手動入力装置１Ｂは、フィーリング付与手段４を、操作軸２に固着された１枚の円板８と、当該円板８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する複数個（図２の例では、３個）のボールホルダ１１，１２，１３とから構成したことを特徴とする。前記複数個のボールホルダ１１，１２，１３は、アクチュエータ６の駆動軸６ｂに取り付けられる。前記円板８の円周面には、フィーリング生成パターンＦＰとして、所定形状及び所定サイズの複数個のくぼみ８ａが所定のピッチで形成されている。一方、ボールホルダ１１，１２，１３には、前記円板８に選択的に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａと、当該各ボール１１ａ，１２ａ，１３ａをそれぞれ常時外向きに付勢して各円板８，９，１０の円周面に弾接させる弾性部材１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとが備えられており、各ボールホルダ１１，１２，１３ごとに、ボール１１ａ，１２ａ，１３ａのサイズや弾性部材１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの弾性力が変更されている。その他の部分の構成については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので、図２の対応する部分に図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本例の手動入力装置１Ｂは、アクチュエータ６を駆動し、ボールホルダ１１，１２，１３を同時に同一量だけ同一方向に移動することによって、円板８と当該円板８の円周面に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａとの組み合わせを変更することができる。そして、所要のボール１１ａ又は１２ａ又は１３ａを円板８の円周面に弾接した後、ノブ３を操作軸２の軸線回りに回転操作すると、操作軸２と円板８とがノブ３と一体に回転し、弾性部材１１ｂ又は１２ｂ又は１３ｂによって常時一方向に付勢されたボール１１ａ又は１２ａ又は１３ａが円板８の円周面に形成されたくぼみ８ａに係合されていた状態からランドに乗り上げ、隣接するくぼみ８ａに係合するという動作がノブ３の回転量に応じて繰り返されるので、そのときの操作力の変化がノブ３にクリック感触として付与される。前記したように、各ボールホルダ１１，１２，１３には、サイズの異なるボール１１ａ，１２ａ，１３ａ及び／又は弾性力が異なる弾性部材１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが備えられているので、円板８と当該円板８の円周面に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａとの組み合わせを変更することによって、ノブ３に付与されるクリック感触を変更することができる。その他の部分の動作については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので説明を省略する。
【００３３】
かように、本例の手動入力装置１Ｂは、フィーリング付与手段４として、操作軸２に固着された１枚の円板８と、くぼみ８ａが形成された当該円板８の円周面に選択的に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａを備えたボールホルダ１１，１２，１３とからなるものを用い、アクチュエータ６によって円板８に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａを選択的に切り替えるようにしたので、ノブ３の操作に複数モードの操作フィーリングを付与することができ、この手動入力装置１Ｂを用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。また、操作軸２に１枚の円板８のみを固着する構成にしたので、手動入力装置の小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３４】
〈手動入力装置の第３例〉
図３（ａ），（ｂ）に、第３実施形態例に係る手動入力装置１Ｃを示す。本例の手動入力装置１Ｃは、フィーリング付与手段４を、操作軸２に固着された１個の円筒体１６と、当該円筒体１６と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成したことを特徴とする。前記円板８の円周面には、上端寄りに大径のくぼみ８ａが中程度のピッチで配列された第１フィーリング生成パターンＦＰ１が形成され、中央部に中程度の直径を有するくぼみ９ａが大きなピッチで配列された第２フィーリング生成パターンＦＰ２が形成され、下端寄りに小径のくぼみ１０ａが小さなピッチで配列された第３フィーリング生成パターンＦＰ３が形成されている。その他の部分の構成については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので、図３の対応する部分に図１と同一の符号を付して説明を省略する。また、動作についても、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので説明を省略する。
【００３５】
本例の手動入力装置１Ｃは、フィーリング付与手段４を操作軸２に固着された１個の円筒体１６と当該円筒体１６と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成したので、前記第１及び第２実施形態例に係る手動入力装置１Ａ，１Ｂと同様の効果を奏するほか、部品点数の減少による低コスト化を図ることができる。
【００３６】
〈手動入力装置の第４例〉
図４に、第４実施形態例に係る手動入力装置１Ｄを示す。本例の手動入力装置１Ｄは、フィーリング付与手段４を、操作軸２に固着された１枚の円板８と、当該円板８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成し、円板８のディスク面に複数列（図４の例では、３列）のフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３を同心円状に形成すると共に、ボールホルダ１１をアクチュエータ６によって円板８の半径方向に移送するようにしたことを特徴とする。
【００３７】
円板８のディスク面には、図４に示すように、内周側より、山１７ａと谷１７ｂとが交互に形成された波形の第１フィーリング生成パターンＦＰ１と、小径のくぼみ８ａが小さなピッチで形成された第２フィーリング生成パターンＦＰ２と、大径のくぼみ８ｂが大きなピッチで形成された第３フィーリング生成パターンＦＰ３とが同心円状に形成されている。アクチュエータ６としては、ボイスコイルモータなどのリニアモータが備えられており、前記円板８の半径方向に配列された駆動軸６ｂの先端部にボールホルダ１１が取り付けられている。アクチュエータ６は、駆動軸６ｂの突出量を変更し、ボール１１ａが弾接されるフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３を切り替える。ボール１１ａを第１フィーリング生成パターンＦＰ１に弾接させた場合には、連続的に上下動する操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第２フィーリング生成パターンＦＰ２に弾接させた場合には、触感が小さくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第３フィーリング生成パターンＦＰ３に弾接させた場合には、触感が大きくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができる。その他の部分の構成については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので、図４の対応する部分に図１と同一の符号を表示して説明を省略する。また、動作についても、ボールホルダ１１の駆動方向が異なる点を除いて第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので説明を省略する。
【００３８】
本例の手動入力装置１Ｄは、フィーリング付与手段４を操作軸２に固着された１個の円板８と当該円板８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成したので、前記第１及び第２実施形態例に係る手動入力装置１Ａ，１Ｂと同様の効果を奏するほか、部品点数の減少による低コスト化を図ることができる。また、ボールホルダ１１を円板８の半径方向に移送するようにしたので、手動入力装置の薄形化を図ることができる。
【００３９】
〈手動入力装置の第５例〉
図５に、第５実施形態例に係る手動入力装置１Ｅを示す。本例の手動入力装置１Ｅは、スライダ形の手動入力装置であって、フィーリング付与手段４を、図示しない筐体（図１参照）に回転可能に保持された回転多面体１８と、操作軸２に固着され、前記回転多面体１８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成し、アクチュエータ６により前記回転多面体１８をその軸線回りに回転往復駆動することによって、ノブ３に付与する操作フィーリングを切り替えることを特徴とする。
【００４０】
前記回転多面体１８は、軸線に垂直な断面形状が６角形に形成されており、軸線に対して平行に配列された６つの面のそれぞれにフィーリング生成パターンが形成されている（図５には、３列のフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３のみ表示する）。第１フィーリング生成パターンＦＰ１は、山１７ａと谷１７ｂとが交互に形成された波形をもって構成され、第２フィーリング生成パターンＦＰ２は、小径のくぼみ８ａを小さなピッチで配列してなり、第３フィーリング生成パターンＦＰ３は、大径のくぼみ８ｂを大きなピッチで配列してなる、アクチュエータ６としては、回転多面体１８をその軸線回りに回転往復駆動する回転モータが用いられる。また、第１位置センサ５としては、図示しない摺動子がボールホルダ１１と連結部材１９を介して連結され、操作軸２ひいてはノブ３の移動量及び移動方向に応じた位置信号を出力するスライド形ボリュームが用いられる。また、第２位置センサ７としては、駆動軸７ａが回転多面体１８に直結されたロータリエンコーダやロータリ形可変抵抗器などの回転形の位置センサが用いられ、回転多面体１８の回転位置、即ち、ボール１１ａが弾接されているフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３が検出される。
【００４１】
本例の手動入力装置１Ｅは、アクチュエータ６を回転駆動することによって、ボール１１ａが弾接されるフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３を切り替えることができる。そして、ボール１１ａを所要のフィーリング生成パターンＦＰ１又はＦＰ２又はＦＰ３に弾接した後、ノブ３を回転多面体１８の軸線方向に直線操作すると、操作軸２及びボールホルダ１１がノブ３の移動方向にノブの移動量だけ移動するので、ボール１１ａが弾接されたフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３の形状及び／又は配列に応じた操作フィーリングがノブ３に付与される。即ち、ボール１１ａを第１フィーリング生成パターンＦＰ１に弾接させた場合には、連続的に上下動する操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第２フィーリング生成パターンＦＰ２に弾接させた場合には、触感が小さくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第３フィーリング生成パターンＦＰ３に弾接させた場合には、触感が大きくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができる。前記回転多面体１８の回転位置は、第２の位置センサ７によって検出される。また、ノブ３の操作に伴って、第１位置センサ５に備えられた摺動子（図示省略）が、操作軸２、ボールホルダ１１及び連結部材１９を介してノブ３の操作方向にノブ３の操作量だけ移動されるので、当該第１位置センサ５によって、ノブ３の操作量及び操作方向を検出することができる。
【００４２】
かように、本例の手動入力装置１Ｅは、フィーリング付与手段４を、回転多面体１８と、直線操作される操作軸２に固着され、回転多面体１８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成し、アクチュエータ６により前記回転多面体１８をその軸線回りに回転往復駆動することによって、ノブ３に付与する操作フィーリングを切り替えるようにしたので、スライダ形の手動入力装置について、ノブ３の操作に複数モードの操作フィーリングを付与することができ、この手動入力装置を用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００４３】
なお、前記各実施形態例においては、フィーリング付与手段４にボール１１ａを備えたが、かかる構成に代えて、ピンを用いることも勿論可能である。また、第２実施形態例に係る手動入力装置１Ｂのように複数個のボールホルダ１１を備えるタイプの手動入力装置においては、ボール１１ａとピンの双方を用いることもできる。
【００４４】
〈車載機器制御装置の実施形態〉
以下、本発明に係る車載機器制御装置の一実施形態を、図６乃至図８に基づいて説明する。図６は本実施形態例に係る車載機器制御装置のダッシュボードへの取り付け状態を示す要部斜視図、図７は本実施形態例に係る車載機器制御装置が取り付けられた自動車の室内の状態を示す要部平面図、図８は本実施形態例に係る車載機器制御装置の機能ブロック図である。
【００４５】
図６から明らかなように、本実施形態例に係る車載機器制御装置２１は、筐体２２が所要の大きさの角形容器状に形成されており、当該筐体２２の内部には、前記第１乃至第５実施形態例に係る手動入力装置１Ａ〜１Ｅのいずれかが内蔵されていて、手動入力装置１Ａ〜１Ｅのいずれかに備えられたノブ３が筐体２２の上方に配設されている。また、前記筐体２２の上面には、前記ノブ３の設定部を中心として円弧状に配列された６個の押釦スイッチ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆと、当該６個の押釦スイッチ群の配列位置の外周部分にこれと同心円状に配列された３個の押釦スイッチ２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ボリュームつまみ２６とが配設されている。また、前記筐体２２の前面には、カードスロット２７と、ディスクスロット２８とが開設されている。
【００４６】
この車載機器制御装置は、図７に示すように、自動車のダッシュボードＡの運転席Ｂと助手席Ｃとの間に取り付けられ、ダッシュボードＡに備えられた表示装置Ｄ並びにダッシュボードＡ内に収納された機能コントローラ（図９参照）と共働して、所要の機能を発揮できるようになっている。
【００４７】
円弧状に配列された６個の押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆは、本例の車載機器制御装置２１を用いて操作しようとする車載電気機器、例えばエアコン、ラジオ、テレビジョン、ＣＤプレーヤ、カーナビゲーションシステム、ハンドルチルト装置、シート姿勢調整装置、電話などを選択するための電気機器選択スイッチであって、各車載電気機器と個別に接続されている。どの押釦スイッチとどの車載電気機器とを接続するかは任意に設定することができるが、本例の車載機器制御装置２１においては、図８に示すように、押釦スイッチ２４ａがエアコン、押釦スイッチ２４ｂがラジオ、押釦スイッチ２４ｃがテレビジョン、押釦スイッチ２４ｄがＣＤプレーヤ、押釦スイッチ２４ｅがカーナビゲーションシステム、押釦スイッチ２４ｆがハンドルチルト装置にそれぞれ接続されており、所望の押釦スイッチのノブを押圧操作することによって、当該押釦スイッチに接続された車載電気機器を選択できるようになっている。
【００４８】
前記６個の押釦スイッチの外周部分に配列された３個の押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃは、前記６個の押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆを操作することによって選択された車載電気機器の機能を選択するための機能選択スイッチであって、例えば押釦スイッチ２４ａによってエアコンが選択された場合、図８に示すように、３個の押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃは、それぞれ温度調整スイッチ、風量調整スイッチ、内外気切替スイッチとして機能する。勿論、押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆによって選択された車載電気機器の種類に応じて、押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃによって選択可能な機能の種類も変化する。筐体２２内に内蔵された手動入力装置１Ａ（〜１Ｅ）は、押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃによって選択された機能の調整手段として使用され、例えば押釦スイッチ２５ａによってエアコンの温度調節が選択された場合、ノブ３を操作することによって、オートエアコンの設定温度を１５℃、２０℃、２５℃等の所要の温度に設定することができる。
【００４９】
次に、本例に係る車載機器制御装置の動作を図９に基づいて説明する。図９は本実施形態例に係る車載機器制御装置の動作ブロック図である。
【００５０】
押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆを操作して車載電気機器の種類を選択し、次いで押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃを操作して先に選択された車載電気機器の機能を選択すると、選択された車載電気機器の種類及びその機能並びに第２位置センサ７から取り込まれたアクチュエータ６の現在位置に応じた制御信号ａが機能コントローラ３０よりアクチュエータ６に出力され、アクチュエータ６が駆動されて、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３とこれに弾接されるボール１１ａとの組み合わせが設定される。この状態からノブ３を操作すると、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３とこれに弾接されるボール１１ａとの組み合わせに応じた操作フィーリングがノブ３に付与されるので、操作者は、自分が選択した所要の機能調整をノブ３を用いて行っていることを感覚として知ることができる。選択された車載電気機器の種類及びその機能が異なれば、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３とこれに弾接されるボール１１ａとの組み合わせも変更され、ノブ３に異なるモードの操作フィーリングが付与される。また、ノブ３を操作すると、ノブ３の操作量及び操作方向に応じた信号ｂが第１位置センサ５から出力されるので、機能コントローラ３０はこの信号ｂに応じた制御信号ｃを出力し、先に選択された車載電気機器の機能を調整する。
【００５１】
かように、本例の車載機器制御装置は、複数モードの操作フィーリングをノブ３に付与可能な手動入力装置１Ａ〜１Ｅを車載電気機器の機能調整手段として備えたので、車載された電気機器の調整内容に応じて異なる操作フィーリングをノブ３に付与することができる。よって、車載機器制御装置の操作性が改善され、当該車載機器制御装置を用いて実行しようとする電気機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の手動入力装置は、ノブと、少なくとも２種類のフィーリング生成パターンを有するフィーリング付与手段と、当該フィーリング付与手段を駆動し、前記ノブに付与される操作フィーリングを切り替えるアクチュエータとを備えたので、アクチュエータを駆動してフィーリング付与手段を駆動することにより、ノブに付与される操作フィーリングを適宜切り替えることができ、手動入力装置の操作性を改善することができる。よって、当該手動入力装置を用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図２】第２実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図３】第３実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図４】第４実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図５】第５実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図６】実施形態例に係る車載機器制御装置のダッシュボードへの取り付け状態を示す要部斜視図である。
【図７】実施形態例に係る車載機器制御装置が取り付けられた自動車の室内の状態を示す要部平面図である。
【図８】実施形態例に係る車載機器制御装置の機能ブロック図である。
【図９】実施形態例に係る車載機器制御装置の動作ブロック図である。
【図１０】従来例に係る手動入力装置の構成図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ 手動入力装置
１ 筐体
２ 操作軸
３ ノブ
４ フィーリング付与手段
５ 第１位置センサ
６ アクチュエータ
７ 第２位置センサ
８，９，１０ 円板
ＦＰ１〜ＦＰ３ フィーリング生成パターン
１１ ボールホルダ
１１ａ ボール
１１ｂ 弾性部材
２１ 車載機器制御装置
２２ 筐体
２４ａ〜２４ｆ 押釦スイッチ
２５ａ〜２５ｃ 押釦スイッチ
２６ ボリュームつまみ
【発明の属する技術分野】
本発明は、メカニカルスイッチとも呼称される手動入力装置に係り、特に、ノブに複数モードの操作フィーリングを付与可能なフィーリング付与手段の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ノブと当該ノブの操作量及び操作方向を検出する位置センサとを備えた手動入力装置が知られており、この種の手動入力装置には、通常、ノブの操作フィーリングを良好にしてノブの操作を確実なものにするため、ノブに所要の作動力やクリック感を付与するためのフィーリング付与手段が備えられている。
【０００３】
図１０（ａ），（ｂ）に、従来より知られているこの種の手動入力装置の一例を示す。本例の手動入力装置は、ロータリ形の手動入力装置であって、これらの図から明らかなように、筐体１０１と、筐体１０１に回転自在に保持され、一端が筐体１０１に開設された透孔１０１ａを貫通して外部に突出された回転軸１０２と、筐体１０１より突出された回転軸１０２の一端に固着されたノブ１０３と、筐体１０１内に収納されたフィーリング付与手段１０４及び位置センサ１０５とから主に構成されている。フィーリング付与手段１０４は、回転軸１０２に固着され、周面にフィーリング生成パターンとして多数のくぼみ１０６が所定の配列で形成された円板１０７と、弾性体１０８によって常時一方向に付勢され、円板１０７の周面に当接されたボール１０９とからなる。また、位置センサ１０５は、回転軸１０２に固着されたコード板１１０と、当該コード板１１０の表面側及び裏面側にそれぞれ発光素子１１１ａ及び受光素子１１１ｂが対向に配置されたフォトインタラプタ１１１とからなる。
【０００４】
本例の手動入力装置は、ノブ１０３を回転軸１０２の軸心回りに回転すると、ノブ１０３と共に回転軸１０２、円板１０７及びコード板１１０が同一方向に同一回転量だけ回転する。そして、円板１０７が回転すると、弾性体１０８によって常時一方向に付勢されたボール１０９が円板１０７の周面に形成されたくぼみ１０６に係合されていた状態からランド（くぼみ１０６が形成されていない部分）に乗り上げ、隣接するくぼみ１０６に係合するという動作がノブ１０３の回転量に応じて繰り返されるので、そのときの操作力の変化がノブ１０３にクリック感触として付与される。また、コード板１１０が回転すると、コード板１１０に開設されたスリット１１０ａが発光素子１１１ａと受光素子１１１ｂとの設定部を横切るので、横切ったスリット１１０ａの数とその方向とをフォトインタラプタ１１１によって検出することによって、ノブ１０３の回転量及び回転方向等の位置信号を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の手動入力装置は、自動車に装備された車載機器制御装置に備えられ、自動車に装備された各種の電気機器、例えば、エアコン、ラジオ、テレビ、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシステム等の機能調整に適用される。
【０００６】
即ち、車載機器制御装置は、機能調整を行おうとする電気機器の選択スイッチと、当該選択スイッチによって選択された電気機器が有する各種の機能より機能調整を行おうとする機能を選択する機能選択スイッチと、当該機能選択スイッチによって選択された機能を調整する手動入力装置とを集約化したものであって、手動入力装置に備えられた１つのノブを操作することによって、各種電気機器が有する各種機能を調整できるようになっている。この車載機器制御装置を用いれば、運転者が操作しやすい位置に配置された電気機器選択スイッチ、機能選択スイッチ及び手動入力装置を操作することによって各電気機器が有する各機能を調整することができるので、自動車の安全運転を妨げることなく、各種電気機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【０００７】
しかしながら、従来の手動入力装置は、図１０に例示したように、フィーリング生成パターンとしてのくぼみ１０６が一列しか設けられておらず、しかも当該くぼみ１０６と係合されるボール１０９も１つしか備えられていないので、必要に応じてノブの操作フィーリングを変更するということができない。このため、従来の手動入力装置を車載機器制御装置に適用した場合においては、例えばエアコンの温度調節を行う場合にも、またエアコンの風量調節を行う場合にも、ノブ１０３に同一の操作フィーリングしか付与することができず、機能調整に誤操作を生じやすいという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであって、その課題とするところは、ノブの操作フィーリングを適宜変更することができて操作性に優れた手動入力装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、ノブと、当該ノブによって回転操作される操作軸と、複数列のフィーリング生成パターンが形成され、前記操作軸に固着された円板又は円筒体と、当該円板又は円筒体に弾接される１つのボール又はピンと、当該１つのボール又はピンを前記複数列のフィーリング生成パターンの配列方向に直線往復移動させ、前記複数列のフィーリング生成パターンのいずれかとこれに弾接される前記１つのボール又はピンとの組み合わせを切り替えるアクチュエータとを備え、前記複数列のフィーリング生成パターンのいずれかとこれに弾接される前記１つのボール又はピンとの組み合わせに応じた操作フィーリングを前記ノブに付与するという構成にした。
また、ノブと、当該ノブによって回転操作される操作軸と、１列のフィーリング生成パターンが形成され、前記操作軸に固着された円板又は円筒体と、当該円板又は円筒体に弾接される複数個のボール又はピンと、当該複数個のボール又はピンのいずれかを前記１列のフィーリング生成パターンと選択的に係合させる方向に直線往復移動させ、前記１列のフィーリング生成パターンとこれに弾接される前記複数個のボール又はピンのいずれかとの組み合わせを切り替えるアクチュエータとを備え、前記１列のフィーリング生成パターンとこれに弾接される前記複数個のボール又はピンのいずれかとの組み合わせに応じた操作フィーリングを前記ノブに付与するという構成にした。
【００１０】
かかる構成によると、アクチュエータを駆動してフィーリング付与手段を駆動することにより、ノブに付与される操作フィーリングを適宜切り替えることができるので、手動入力装置の操作性が改善され、当該手動入力装置を用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る手動入力装置の実施形態について説明する。
【００２４】
〈手動入力装置の第１例〉
図１（ａ），（ｂ）に、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａを示す。本例の手動入力装置１Ａは、ロータリ形の手動入力装置であって、この図から明らかなように、筐体１と、筐体１に回転自在に保持され、一端が筐体１に開設された透孔１ａを貫通して外部に突出された操作軸２と、筐体１より突出された操作軸２の一端に固着されたノブ３とを備えており、筐体１内には、フィーリング付与手段４と、操作軸２ひいてはノブ３の回転量および回転方向を検出する第１位置センサ５と、フィーリング付与手段４を操作してノブ３に付与される操作フィーリングを切り替えるアクチュエータ６と、アクチュエータ６の駆動量および駆動方向を検出する第２位置センサ７とが収納されている。
【００２５】
フィーリング付与手段４は、操作軸２に固着された複数枚（図１の例では、３枚）の円板８，９，１０と、当該円板８，９，１０と共働してノブ３に操作フィーリングを付与するボールホルダ１１とからなる。前記円板８の円周面には、大径のくぼみ８ａが中程度のピッチで配列された第１フィーリング生成パターンＦＰ１が形成され、前記円板９の円周面には、中程度の直径を有するくぼみ９ａが大きなピッチで配列された第２フィーリング生成パターンＦＰ２が形成され、前記円板１０の円周面には、小径のくぼみ１０ａが小さなピッチで配列された第３フィーリング生成パターンＦＰ３が形成されている。一方、ボールホルダ１１には、前記各円板８，９，１０のいずれかに選択的に弾接されるボール１１ａと、当該ボール１１ａを常時外向きに付勢して各円板８，９，１０の円周面に弾接させる弾性部材１１ｂとが備えられている。
【００２６】
第１位置センサ５としては、操作軸２に固着されたコード板１４と、当該コード板１４の表面側及び裏面側にそれぞれ発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂが対向に配置されたフォトインタラプタ１５とからなるロータリエンコーダが備えられている。コード板１４には、多数のスリット１４ａが所定の配列で開設されており、フォトインタラプタ１５を横切るスリット１４ａを検出することによって、操作軸２ひいてはノブ３の回転量と回転方向等の位置信号を検出する。
【００２７】
アクチュエータ６としては、電磁石６ａと、当該電磁石６ａによって多段階に直線往復駆動される駆動軸６ｂとからなるソレノイドが備えられており、駆動軸６ｂの先端部に前記ボールホルダ１１が取り付けられている。駆動軸６ｂには、以下に説明する第２位置センサ７の回転軸７ａに固着されたピニオン７ｂと噛み合わされて第２位置センサ７を駆動するラック６ｃが形成されている。アクチュエータ６は、電磁石６ａの励磁状態を切り替えることによって駆動軸６ｂの突出量を変更し、ボール１１ａが弾接される円板８，９，１０を切り替える。ボール１１ａを円板８の周面に弾接させた場合には、触感が大きくて連続する操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを円板９の周面に弾接させた場合には、触感が大きくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを円板１０の周面に弾接させた場合には、触感が小さくて連続する操作フィーリングをノブ３に付与することができる。
【００２８】
第２位置センサ７としては、ロータリエンコーダやロータリ形可変抵抗器などの回転形の位置センサが用いられている。この第２位置センサ７は、前記ラック６ｃと当該ラック６ｃに噛み合わされたピニオン７ｂとを介して前記アクチュエータ６の駆動軸６ｂと連結されており、電磁石６ａからの駆動軸６ｂの突出量ひいてはボール１１ａが弾接されている円板８，９，１０を検出する。
【００２９】
本例の手動入力装置１Ａは、アクチュエータ６を駆動してボールホルダ１１を移動することにより、ボール１１ａと当該ボール１１ａが弾接される円板８又は９又は１０との組み合わせを変更することができる。そして、ボール１１ａを所要の円板８又は９又は１０の円周面に弾接した後、ノブ３を操作軸２の軸線回りに回転操作すると、操作軸２と円板８，９，１０とがノブ３と一体に回転し、弾性部材１１ｂによって常時一方向に付勢されたボール１１ａが円板８又は９又は１０の円周面に形成されたくぼみ８ａ又は９ａ又は１０ａに係合されていた状態からランドに乗り上げ、隣接するくぼみ８ａ又は９ａ又は１０ａに係合するという動作がノブ３の回転量に応じて繰り返されるので、そのときの操作力の変化がノブ３にクリック感触として付与される。前記したように、各円板８，９，１０の円周面には、互いにサイズ及び形成ピッチが異なる複数個のくぼみ８ａ，９ａ，１０ａの配列からなる第１乃至第３のフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３が形成されているので、ボール１１ａと当該ボール１１ａが弾接される円板８又は９又は１０との組み合わせを変更することにより、ノブ３に付与されるクリック感触を変更することができる。また、ノブ３の回転操作に伴って、コード板１４も操作軸２と一体に回転するので、ノブ３の回転量と回転方向とがフォトインタラプタ１５によって検出される。
【００３０】
かように、本例の手動入力装置１Ａは、フィーリング付与手段４として、操作軸２に固着され、円周面にそれぞれ異なるフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３が形成された複数枚の円板８，９，１０と、これら円板８，９，１０の円周面に弾接されるボール１１ａを備えたボールホルダ１１とからなるものを用い、アクチュエータ６によってボール１１ａが弾接される円板８，９，１０を選択的に切り替えるようにしたので、操作軸２に固着されたノブ３の操作に複数モードの操作フィーリングを付与することができ、よって、この手動入力装置１Ａを用いれば、実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。また、操作軸２に複数枚の円板８，９，１０を固着する構成にしたので、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３の変更や増減を容易に行うことができる。
【００３１】
〈手動入力装置の第２例〉
図２（ａ），（ｂ）に、第２実施形態例に係る手動入力装置１Ｂを示す。本例の手動入力装置１Ｂは、フィーリング付与手段４を、操作軸２に固着された１枚の円板８と、当該円板８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する複数個（図２の例では、３個）のボールホルダ１１，１２，１３とから構成したことを特徴とする。前記複数個のボールホルダ１１，１２，１３は、アクチュエータ６の駆動軸６ｂに取り付けられる。前記円板８の円周面には、フィーリング生成パターンＦＰとして、所定形状及び所定サイズの複数個のくぼみ８ａが所定のピッチで形成されている。一方、ボールホルダ１１，１２，１３には、前記円板８に選択的に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａと、当該各ボール１１ａ，１２ａ，１３ａをそれぞれ常時外向きに付勢して各円板８，９，１０の円周面に弾接させる弾性部材１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとが備えられており、各ボールホルダ１１，１２，１３ごとに、ボール１１ａ，１２ａ，１３ａのサイズや弾性部材１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの弾性力が変更されている。その他の部分の構成については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので、図２の対応する部分に図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本例の手動入力装置１Ｂは、アクチュエータ６を駆動し、ボールホルダ１１，１２，１３を同時に同一量だけ同一方向に移動することによって、円板８と当該円板８の円周面に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａとの組み合わせを変更することができる。そして、所要のボール１１ａ又は１２ａ又は１３ａを円板８の円周面に弾接した後、ノブ３を操作軸２の軸線回りに回転操作すると、操作軸２と円板８とがノブ３と一体に回転し、弾性部材１１ｂ又は１２ｂ又は１３ｂによって常時一方向に付勢されたボール１１ａ又は１２ａ又は１３ａが円板８の円周面に形成されたくぼみ８ａに係合されていた状態からランドに乗り上げ、隣接するくぼみ８ａに係合するという動作がノブ３の回転量に応じて繰り返されるので、そのときの操作力の変化がノブ３にクリック感触として付与される。前記したように、各ボールホルダ１１，１２，１３には、サイズの異なるボール１１ａ，１２ａ，１３ａ及び／又は弾性力が異なる弾性部材１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが備えられているので、円板８と当該円板８の円周面に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａとの組み合わせを変更することによって、ノブ３に付与されるクリック感触を変更することができる。その他の部分の動作については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので説明を省略する。
【００３３】
かように、本例の手動入力装置１Ｂは、フィーリング付与手段４として、操作軸２に固着された１枚の円板８と、くぼみ８ａが形成された当該円板８の円周面に選択的に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａを備えたボールホルダ１１，１２，１３とからなるものを用い、アクチュエータ６によって円板８に弾接されるボール１１ａ，１２ａ，１３ａを選択的に切り替えるようにしたので、ノブ３の操作に複数モードの操作フィーリングを付与することができ、この手動入力装置１Ｂを用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。また、操作軸２に１枚の円板８のみを固着する構成にしたので、手動入力装置の小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３４】
〈手動入力装置の第３例〉
図３（ａ），（ｂ）に、第３実施形態例に係る手動入力装置１Ｃを示す。本例の手動入力装置１Ｃは、フィーリング付与手段４を、操作軸２に固着された１個の円筒体１６と、当該円筒体１６と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成したことを特徴とする。前記円板８の円周面には、上端寄りに大径のくぼみ８ａが中程度のピッチで配列された第１フィーリング生成パターンＦＰ１が形成され、中央部に中程度の直径を有するくぼみ９ａが大きなピッチで配列された第２フィーリング生成パターンＦＰ２が形成され、下端寄りに小径のくぼみ１０ａが小さなピッチで配列された第３フィーリング生成パターンＦＰ３が形成されている。その他の部分の構成については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので、図３の対応する部分に図１と同一の符号を付して説明を省略する。また、動作についても、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので説明を省略する。
【００３５】
本例の手動入力装置１Ｃは、フィーリング付与手段４を操作軸２に固着された１個の円筒体１６と当該円筒体１６と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成したので、前記第１及び第２実施形態例に係る手動入力装置１Ａ，１Ｂと同様の効果を奏するほか、部品点数の減少による低コスト化を図ることができる。
【００３６】
〈手動入力装置の第４例〉
図４に、第４実施形態例に係る手動入力装置１Ｄを示す。本例の手動入力装置１Ｄは、フィーリング付与手段４を、操作軸２に固着された１枚の円板８と、当該円板８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成し、円板８のディスク面に複数列（図４の例では、３列）のフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３を同心円状に形成すると共に、ボールホルダ１１をアクチュエータ６によって円板８の半径方向に移送するようにしたことを特徴とする。
【００３７】
円板８のディスク面には、図４に示すように、内周側より、山１７ａと谷１７ｂとが交互に形成された波形の第１フィーリング生成パターンＦＰ１と、小径のくぼみ８ａが小さなピッチで形成された第２フィーリング生成パターンＦＰ２と、大径のくぼみ８ｂが大きなピッチで形成された第３フィーリング生成パターンＦＰ３とが同心円状に形成されている。アクチュエータ６としては、ボイスコイルモータなどのリニアモータが備えられており、前記円板８の半径方向に配列された駆動軸６ｂの先端部にボールホルダ１１が取り付けられている。アクチュエータ６は、駆動軸６ｂの突出量を変更し、ボール１１ａが弾接されるフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３を切り替える。ボール１１ａを第１フィーリング生成パターンＦＰ１に弾接させた場合には、連続的に上下動する操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第２フィーリング生成パターンＦＰ２に弾接させた場合には、触感が小さくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第３フィーリング生成パターンＦＰ３に弾接させた場合には、触感が大きくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができる。その他の部分の構成については、第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので、図４の対応する部分に図１と同一の符号を表示して説明を省略する。また、動作についても、ボールホルダ１１の駆動方向が異なる点を除いて第１実施形態例に係る手動入力装置１Ａと同じであるので説明を省略する。
【００３８】
本例の手動入力装置１Ｄは、フィーリング付与手段４を操作軸２に固着された１個の円板８と当該円板８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成したので、前記第１及び第２実施形態例に係る手動入力装置１Ａ，１Ｂと同様の効果を奏するほか、部品点数の減少による低コスト化を図ることができる。また、ボールホルダ１１を円板８の半径方向に移送するようにしたので、手動入力装置の薄形化を図ることができる。
【００３９】
〈手動入力装置の第５例〉
図５に、第５実施形態例に係る手動入力装置１Ｅを示す。本例の手動入力装置１Ｅは、スライダ形の手動入力装置であって、フィーリング付与手段４を、図示しない筐体（図１参照）に回転可能に保持された回転多面体１８と、操作軸２に固着され、前記回転多面体１８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成し、アクチュエータ６により前記回転多面体１８をその軸線回りに回転往復駆動することによって、ノブ３に付与する操作フィーリングを切り替えることを特徴とする。
【００４０】
前記回転多面体１８は、軸線に垂直な断面形状が６角形に形成されており、軸線に対して平行に配列された６つの面のそれぞれにフィーリング生成パターンが形成されている（図５には、３列のフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３のみ表示する）。第１フィーリング生成パターンＦＰ１は、山１７ａと谷１７ｂとが交互に形成された波形をもって構成され、第２フィーリング生成パターンＦＰ２は、小径のくぼみ８ａを小さなピッチで配列してなり、第３フィーリング生成パターンＦＰ３は、大径のくぼみ８ｂを大きなピッチで配列してなる、アクチュエータ６としては、回転多面体１８をその軸線回りに回転往復駆動する回転モータが用いられる。また、第１位置センサ５としては、図示しない摺動子がボールホルダ１１と連結部材１９を介して連結され、操作軸２ひいてはノブ３の移動量及び移動方向に応じた位置信号を出力するスライド形ボリュームが用いられる。また、第２位置センサ７としては、駆動軸７ａが回転多面体１８に直結されたロータリエンコーダやロータリ形可変抵抗器などの回転形の位置センサが用いられ、回転多面体１８の回転位置、即ち、ボール１１ａが弾接されているフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３が検出される。
【００４１】
本例の手動入力装置１Ｅは、アクチュエータ６を回転駆動することによって、ボール１１ａが弾接されるフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３を切り替えることができる。そして、ボール１１ａを所要のフィーリング生成パターンＦＰ１又はＦＰ２又はＦＰ３に弾接した後、ノブ３を回転多面体１８の軸線方向に直線操作すると、操作軸２及びボールホルダ１１がノブ３の移動方向にノブの移動量だけ移動するので、ボール１１ａが弾接されたフィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３の形状及び／又は配列に応じた操作フィーリングがノブ３に付与される。即ち、ボール１１ａを第１フィーリング生成パターンＦＰ１に弾接させた場合には、連続的に上下動する操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第２フィーリング生成パターンＦＰ２に弾接させた場合には、触感が小さくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができ、ボール１１ａを第３フィーリング生成パターンＦＰ３に弾接させた場合には、触感が大きくて間歇的な操作フィーリングをノブ３に付与することができる。前記回転多面体１８の回転位置は、第２の位置センサ７によって検出される。また、ノブ３の操作に伴って、第１位置センサ５に備えられた摺動子（図示省略）が、操作軸２、ボールホルダ１１及び連結部材１９を介してノブ３の操作方向にノブ３の操作量だけ移動されるので、当該第１位置センサ５によって、ノブ３の操作量及び操作方向を検出することができる。
【００４２】
かように、本例の手動入力装置１Ｅは、フィーリング付与手段４を、回転多面体１８と、直線操作される操作軸２に固着され、回転多面体１８と共働してノブ３に操作フィーリングを付与する１個のボールホルダ１１とから構成し、アクチュエータ６により前記回転多面体１８をその軸線回りに回転往復駆動することによって、ノブ３に付与する操作フィーリングを切り替えるようにしたので、スライダ形の手動入力装置について、ノブ３の操作に複数モードの操作フィーリングを付与することができ、この手動入力装置を用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００４３】
なお、前記各実施形態例においては、フィーリング付与手段４にボール１１ａを備えたが、かかる構成に代えて、ピンを用いることも勿論可能である。また、第２実施形態例に係る手動入力装置１Ｂのように複数個のボールホルダ１１を備えるタイプの手動入力装置においては、ボール１１ａとピンの双方を用いることもできる。
【００４４】
〈車載機器制御装置の実施形態〉
以下、本発明に係る車載機器制御装置の一実施形態を、図６乃至図８に基づいて説明する。図６は本実施形態例に係る車載機器制御装置のダッシュボードへの取り付け状態を示す要部斜視図、図７は本実施形態例に係る車載機器制御装置が取り付けられた自動車の室内の状態を示す要部平面図、図８は本実施形態例に係る車載機器制御装置の機能ブロック図である。
【００４５】
図６から明らかなように、本実施形態例に係る車載機器制御装置２１は、筐体２２が所要の大きさの角形容器状に形成されており、当該筐体２２の内部には、前記第１乃至第５実施形態例に係る手動入力装置１Ａ〜１Ｅのいずれかが内蔵されていて、手動入力装置１Ａ〜１Ｅのいずれかに備えられたノブ３が筐体２２の上方に配設されている。また、前記筐体２２の上面には、前記ノブ３の設定部を中心として円弧状に配列された６個の押釦スイッチ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆと、当該６個の押釦スイッチ群の配列位置の外周部分にこれと同心円状に配列された３個の押釦スイッチ２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ボリュームつまみ２６とが配設されている。また、前記筐体２２の前面には、カードスロット２７と、ディスクスロット２８とが開設されている。
【００４６】
この車載機器制御装置は、図７に示すように、自動車のダッシュボードＡの運転席Ｂと助手席Ｃとの間に取り付けられ、ダッシュボードＡに備えられた表示装置Ｄ並びにダッシュボードＡ内に収納された機能コントローラ（図９参照）と共働して、所要の機能を発揮できるようになっている。
【００４７】
円弧状に配列された６個の押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆは、本例の車載機器制御装置２１を用いて操作しようとする車載電気機器、例えばエアコン、ラジオ、テレビジョン、ＣＤプレーヤ、カーナビゲーションシステム、ハンドルチルト装置、シート姿勢調整装置、電話などを選択するための電気機器選択スイッチであって、各車載電気機器と個別に接続されている。どの押釦スイッチとどの車載電気機器とを接続するかは任意に設定することができるが、本例の車載機器制御装置２１においては、図８に示すように、押釦スイッチ２４ａがエアコン、押釦スイッチ２４ｂがラジオ、押釦スイッチ２４ｃがテレビジョン、押釦スイッチ２４ｄがＣＤプレーヤ、押釦スイッチ２４ｅがカーナビゲーションシステム、押釦スイッチ２４ｆがハンドルチルト装置にそれぞれ接続されており、所望の押釦スイッチのノブを押圧操作することによって、当該押釦スイッチに接続された車載電気機器を選択できるようになっている。
【００４８】
前記６個の押釦スイッチの外周部分に配列された３個の押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃは、前記６個の押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆを操作することによって選択された車載電気機器の機能を選択するための機能選択スイッチであって、例えば押釦スイッチ２４ａによってエアコンが選択された場合、図８に示すように、３個の押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃは、それぞれ温度調整スイッチ、風量調整スイッチ、内外気切替スイッチとして機能する。勿論、押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆによって選択された車載電気機器の種類に応じて、押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃによって選択可能な機能の種類も変化する。筐体２２内に内蔵された手動入力装置１Ａ（〜１Ｅ）は、押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃによって選択された機能の調整手段として使用され、例えば押釦スイッチ２５ａによってエアコンの温度調節が選択された場合、ノブ３を操作することによって、オートエアコンの設定温度を１５℃、２０℃、２５℃等の所要の温度に設定することができる。
【００４９】
次に、本例に係る車載機器制御装置の動作を図９に基づいて説明する。図９は本実施形態例に係る車載機器制御装置の動作ブロック図である。
【００５０】
押釦スイッチ２４ａ〜２４ｆを操作して車載電気機器の種類を選択し、次いで押釦スイッチ２５ａ〜２５ｃを操作して先に選択された車載電気機器の機能を選択すると、選択された車載電気機器の種類及びその機能並びに第２位置センサ７から取り込まれたアクチュエータ６の現在位置に応じた制御信号ａが機能コントローラ３０よりアクチュエータ６に出力され、アクチュエータ６が駆動されて、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３とこれに弾接されるボール１１ａとの組み合わせが設定される。この状態からノブ３を操作すると、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３とこれに弾接されるボール１１ａとの組み合わせに応じた操作フィーリングがノブ３に付与されるので、操作者は、自分が選択した所要の機能調整をノブ３を用いて行っていることを感覚として知ることができる。選択された車載電気機器の種類及びその機能が異なれば、フィーリング生成パターンＦＰ１〜ＦＰ３とこれに弾接されるボール１１ａとの組み合わせも変更され、ノブ３に異なるモードの操作フィーリングが付与される。また、ノブ３を操作すると、ノブ３の操作量及び操作方向に応じた信号ｂが第１位置センサ５から出力されるので、機能コントローラ３０はこの信号ｂに応じた制御信号ｃを出力し、先に選択された車載電気機器の機能を調整する。
【００５１】
かように、本例の車載機器制御装置は、複数モードの操作フィーリングをノブ３に付与可能な手動入力装置１Ａ〜１Ｅを車載電気機器の機能調整手段として備えたので、車載された電気機器の調整内容に応じて異なる操作フィーリングをノブ３に付与することができる。よって、車載機器制御装置の操作性が改善され、当該車載機器制御装置を用いて実行しようとする電気機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の手動入力装置は、ノブと、少なくとも２種類のフィーリング生成パターンを有するフィーリング付与手段と、当該フィーリング付与手段を駆動し、前記ノブに付与される操作フィーリングを切り替えるアクチュエータとを備えたので、アクチュエータを駆動してフィーリング付与手段を駆動することにより、ノブに付与される操作フィーリングを適宜切り替えることができ、手動入力装置の操作性を改善することができる。よって、当該手動入力装置を用いて実行しようとする機器の機能調整を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図２】第２実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図３】第３実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図４】第４実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図５】第５実施形態例に係る手動入力装置の構成図である。
【図６】実施形態例に係る車載機器制御装置のダッシュボードへの取り付け状態を示す要部斜視図である。
【図７】実施形態例に係る車載機器制御装置が取り付けられた自動車の室内の状態を示す要部平面図である。
【図８】実施形態例に係る車載機器制御装置の機能ブロック図である。
【図９】実施形態例に係る車載機器制御装置の動作ブロック図である。
【図１０】従来例に係る手動入力装置の構成図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ 手動入力装置
１ 筐体
２ 操作軸
３ ノブ
４ フィーリング付与手段
５ 第１位置センサ
６ アクチュエータ
７ 第２位置センサ
８，９，１０ 円板
ＦＰ１〜ＦＰ３ フィーリング生成パターン
１１ ボールホルダ
１１ａ ボール
１１ｂ 弾性部材
２１ 車載機器制御装置
２２ 筐体
２４ａ〜２４ｆ 押釦スイッチ
２５ａ〜２５ｃ 押釦スイッチ
２６ ボリュームつまみ
Claims (2)
- ノブと、当該ノブによって回転操作される操作軸と、複数列のフィーリング生成パターンが形成され、前記操作軸に固着された円板又は円筒体と、当該円板又は円筒体に弾接される１つのボール又はピンと、当該１つのボール又はピンを前記複数列のフィーリング生成パターンの配列方向に直線往復移動させ、前記複数列のフィーリング生成パターンのいずれかとこれに弾接される前記１つのボール又はピンとの組み合わせを切り替えるアクチュエータとを備え、前記複数列のフィーリング生成パターンのいずれかとこれに弾接される前記１つのボール又はピンとの組み合わせに応じた操作フィーリングを前記ノブに付与することを特徴とする手動入力装置。
- ノブと、当該ノブによって回転操作される操作軸と、１列のフィーリング生成パターンが形成され、前記操作軸に固着された円板又は円筒体と、当該円板又は円筒体に弾接される複数個のボール又はピンと、当該複数個のボール又はピンのいずれかを前記１列のフィーリング生成パターンと選択的に係合させる方向に直線往復移動させ、前記１列のフィーリング生成パターンとこれに弾接される前記複数個のボール又はピンのいずれかとの組み合わせを切り替えるアクチュエータとを備え、前記１列のフィーリング生成パターンとこれに弾接される前記複数個のボール又はピンのいずれかとの組み合わせに応じた操作フィーリングを前記ノブに付与することを特徴とする手動入力装置。
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