JP5874435B2 - 車両用入力装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された車載機器の操作のための操作情報を入力可能な車両用入力装置に関する。
特許文献１には、車両に搭載された車載機器の操作のための操作情報を入力可能な車両用入力装置を、当該車両のステアリングに設ける技術が開示されている。
ここで、本願出願人は、先に操作面に入力された操作力の位置を特定するために、操作面の周縁に操作位置に応じた力を伝達する変位伝達面を有した起歪体と、当該変位伝達面の変位を検出する歪検出部とを有する入力装置を出願した。（特願２０１０−２００８８７参照）。この先の出願に記載の入力装置をステアリングに搭載する場合、操作面の周縁に配置された起歪体が操作面のステアリングのリム部に近接した位置への設置を妨げるおそれがあることが、特許出願人の研究によって明らかとなった。操作面のリム部に近接した位置への設置が妨げられると、運転者がリム部を把持した状態での操作面の操作が困難となる。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステアリングを運転者が把持した状態で操作情報を入力することができる車両用入力装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトを回転中心として回転するコア部と、コア部の外周側に円弧状に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくと
も３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
リム部に最も近い一対の起歪体のそれぞれの接続部を操作面の重心と結んだ線同士の回転中心側のなす角度は、１８０度よりも小さく、
他の起歪体は、一対の起歪体間において回転中心側に配置されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、ステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
操作体は、操作面を有する操作本体部と、操作本体部の周縁部から外周側に突出する複数の操作面接続部とを有し、
操作面接続部の先端部には、少なくとも一つの起歪体の接続部が接続されており、
起歪体のうち、二つの起歪体のそれぞれの接続部同士は一体となっており、
一体となった接続部が操作面接続部の先端部に接続されていることを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明は、ステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
伝達面形成部において接続部側の端部には、接続部に向かうに従い接続部側の端部の幅が拡大する基端側テーパ部が形成され、
伝達面形成部において固定部側の端部には、固定部に向かうに従い固定部側の端部の幅が拡大する先端側テーパ部が形成されていることを特徴としている。
また、請求項１１に記載の発明はステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
筐体は、起歪体において変位伝達面とは反対側の面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する変形規制部を有することを特徴としている。
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくと
も３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
リム部に最も近い一対の起歪体のそれぞれの接続部を操作面の重心と結んだ線同士の回転中心側のなす角度は、１８０度よりも小さく、
他の起歪体は、一対の起歪体間において回転中心側に配置されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、ステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
操作体は、操作面を有する操作本体部と、操作本体部の周縁部から外周側に突出する複数の操作面接続部とを有し、
操作面接続部の先端部には、少なくとも一つの起歪体の接続部が接続されており、
起歪体のうち、二つの起歪体のそれぞれの接続部同士は一体となっており、
一体となった接続部が操作面接続部の先端部に接続されていることを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明は、ステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
伝達面形成部において接続部側の端部には、接続部に向かうに従い接続部側の端部の幅が拡大する基端側テーパ部が形成され、
伝達面形成部において固定部側の端部には、固定部に向かうに従い固定部側の端部の幅が拡大する先端側テーパ部が形成されていることを特徴としている。
また、請求項１１に記載の発明はステアリングシャフトに固定され、ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
コア部に設けられる筐体と、
筐体に設けられ、利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
筐体に設けられ、操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び接続部と固定部との間に、操作面に対する利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
起歪体の変位伝達面上に設けられ、起歪体の変位に伴う変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作面において操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した操作位置と操作力を操作情報として車載機器に出力する出力手段と、を備え、
操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出るように配置されており、
筐体は、起歪体において変位伝達面とは反対側の面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する変形規制部を有することを特徴としている。
これらの発明によれば、操作体は、少なくとも一部が複数の起歪体の各固定部よりもリム部側に突き出ている。これによれば、車両用入力装置を、コア部に設ける際、リム部からの各起歪体の位置を、操作体に比べより遠くに位置させることができる。よって、操作体をリム部に極力近づけて配置させることができる。
操作体と各起歪体と位置関係を請求項１のようにして操作体をリム部に極力近づけようとした場合、リム部において操作体に対応する部分が外周側に凸となる円弧状となっていると、起歪体がリム部に干渉しやすくなる。その結果、操作体をよりリム部に近づけて配置させるのが妨げられる可能性がある。
そこで、請求項１の発明では、リム部に最も近い一対の起歪体のそれぞれの接続部を操作面の重心と結んだ線同士の回転中心側のなす角度を１８０度よりも小さくし、他の起歪体を一対の起歪体間においてステアリングシャフトの回転中心側に配置させるようにした。これによれば、リム部が円弧状であったとしても、起歪体のリム部への干渉の発生を抑制することができる。したがって、操作体を、さらにリム部側に極力近づけて配置させることができる。
請求項２の発明では、操作体の操作面を二次元直交座標系Ｘ−Ｙ平面とした場合、歪検出部は、操作面に操作力が作用したときのＸ軸周りに発生するモーメント及びＹ軸周りに発生するモーメント、並びに操作面に対して垂直な方向の力に応じた変位伝達面の歪を検出し、
出力手段は、Ｘ軸周りに発生するモーメント及びＹ軸周りに発生するモーメント、並びに操作面に対して垂直な方向の力に応じた歪検出結果に基づいて、操作位置を算出することを特徴とする。
出力手段は、Ｘ軸周りに発生するモーメント及びＹ軸周りに発生するモーメント、並びに操作面に対して垂直な方向の力に応じた歪検出結果に基づいて、操作位置を算出することを特徴とする。
この発明によれば、操作体は操作面の周縁に設けられた起歪体を介して筐体に支持されているので、操作面を利用者が押圧操作すると、操作体が傾斜、又は押圧方向に移動して筐体に対する位置が変位する。このように操作面が変位すると、操作面を二次元直交座標系Ｘ−Ｙ平面とした場合、Ｘ軸周り及びＹ軸周りのモーメント、並びに操作面に垂直な方向の力に応じて変位伝達面が変位する。このため、歪検出部は、これらモーメント及び垂直な方向の力に応じた歪を検出することとなる。また、この変位（移動又は傾斜の度合い）は、操作面への操作力の作用位置（操作位置）に応じて変化するため、歪検出部の検出結果は、これらモーメント及び垂直な方向の力に応じたものとなる。そして、出力手段では、歪検出部の上記検出結果に基づき操作位置を算出している。以上により、本発明によれば、操作面に対する操作位置を的確に算出することができる。
請求項３の発明では、操作面と全ての変位伝達面とが略同一平面上に位置していることを特徴とする。
例えば、脚部等を介して変位伝達面の位置する平面よりも高さ方向にずれた位置に、操作面が配置される場合、操作面に操作力が作用したときに操作面に沿った方向の力（水平方向の力）が作用しても操作面が傾斜してしまうので、歪検出部の検出結果に水平方向の力による歪の影響が含まれてしまう可能性がある。したがって、操作面が変位伝達面の位置する平面よりも高さ方向にずれた位置に配置される場合では、この水平方向の力による影響を排除するために出力手段での演算が複雑となる可能性がある。
それに対し、請求項３の発明によれば、操作面と全ての変位伝達面とが略同一平面上に位置しているので、歪検出部の検出結果に上述したように水平方向の力による歪の影響が含まれるのを抑制することができる。これによれば、出力手段での操作位置の演算を簡略化することができる。また、請求項３の発明のように操作面と変位伝達面とが略同一平面上に位置すると、起歪体がリム部に干渉しやすくなるおそれがあるが、操作面に対する起歪体の配置は請求項１に記載の配置となっているので、起歪体のリム部への干渉が発生し難くなる。
請求項４の発明では、伝達面形成部は、操作面に操作力が作用すると、操作力において操作面に対して垂直な方向の力に応じ、前記筐体に固定された前記固定部を基準に曲って変形する曲げ変形を生じさせるような弾性変形が発生する弾性変形体であり、
歪検出部は、各変位伝達面に生じる変位伝達面の面内方向の弾性変形量を検出し、
前記出力手段は、その弾性変形量に基づいて、前記操作面に対して垂直な方向の力を算
出することを特徴とする。
歪検出部は、各変位伝達面に生じる変位伝達面の面内方向の弾性変形量を検出し、
前記出力手段は、その弾性変形量に基づいて、前記操作面に対して垂直な方向の力を算
出することを特徴とする。
弾性変形体は、操作面に操作力が作用すると、操作力において操作面に対して垂直な方向の力に応じて曲げ変形する。弾性変形体の曲げ変形により、変位伝達面には、面内方向に弾性変形が発生する。歪検出部は、変位伝達面に生じる当該伝達面の面内方向の弾性変形量を検出する。以上のことから、歪検出部が検出した弾性変形量は、操作面に対して垂直な方向に応じたものとなる。したがって、出力手段は、弾性変形量に基づいて、操作面に対して垂直な方向の力を算出することができるのである。
請求項５及び６の発明では、操作体は、操作面を有する操作本体部と、操作本体部の周縁部から外周側に突出する複数の操作面接続部とを有し、
操作面接続部の先端部には、少なくとも一つの起歪体の接続部が接続されていることを特徴とする。
操作面接続部の先端部には、少なくとも一つの起歪体の接続部が接続されていることを特徴とする。
これらの発明によれば、操作面に操作力が作用すると、その操作力は操作面接続部に集中することとなる。操作面接続部の先端部には起歪体の接続部が接続されているので、操作面接続部に集まった力を確実に起歪体の変位伝達面に伝えることができる。
請求項５及び７の発明では、起歪体のうち、二つの起歪体のそれぞれの接続部同士は一体となっており、一体となった接続部が操作面接続部の先端部に接続されていることを特徴とする。
これらの発明によれば、３個以上の起歪体のうち二つの起歪体の接続部同士が一体となり、その一体となった接続部が操作面接続部の先端部に接続されているので、起歪体の接続部の総数が減ることとなる。したがって、操作面接続部の総数を減らすことができる。また、起歪体の接続部の総数が減ることによれば、操作体に起歪体を接続させる際、同一平面上に操作面と変位伝達面とを配置させることが容易となる。
請求項８及び９の発明では、伝達面形成部において接続部側の端部には、接続部に向かうに従い接続部側の端部の幅が拡大する基端側テーパ部が形成され、伝達面形成部において固定部側の端部には、固定部に向かうに従い固定部側の端部の幅が拡大する先端側テーパ部が形成されることを特徴とする。これらの発明によれば、伝達面形成部において接続部側及び固定部側の端部の剛性が高まり、起歪体の耐力が向上するので、車両用入力装置における操作力の許容量を大きくすることができる。
請求項１０の発明では、基端側テーパ部において、伝達面形成部の軸線とのなす角度のうち接続部側の角度が、３０度以上６０度以下であり、先端側テーパ部において、伝達面形成部の軸線とのなす角度のうち固定部側の角度が、３０度以上６０度以下であることを特徴とする。
各テーパ部において、伝達面形成部の軸線とのなす角度が大きいほど、剛性が高まるが、操作力に対する伝達面形成部の変形量が少なくなるので、歪検出部の検出感度が低下するおそれがある。
そこで、請求項１０の発明では、それぞれのテーパ部において、伝達面形成部の軸線とのなす角度のうち接続部側の角度、及び固定部側の角度を、３０度以上６０度以下とした。このことによれば、伝達面形成部の両端部の剛性を高めることと、歪検出部の検出感度の低下抑制を両立することができる。
請求項１１及び１２の発明では、筐体は、伝達面形成部において変位伝達面とは反対側の面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する（第二の）変形規制部を有することを特徴とする。これらの発明によれば、操作面に過大な操作力が作用したときに、伝達面形成部が損傷するのを抑制することができる。
請求項１３及び１４の発明では、筐体は、操作体の操作面の裏面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する（第一の）変形規制部を有することを特徴とする。これらの発明によれば、操作面に過大な操作力が作用したときに、操作体が損傷するのを抑制することができる。
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。なお、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。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による入力装置１００について図１〜図８を用いて説明する。車両の操舵装置としてのステアリング２００は、ステアリングシャフト２８０に接続される。運転者がステアリング２００を回転させることにより車両の車輪が転舵する。ステアリング２００は、ステアリングシャフト２８０に接続され、当該シャフト２８０とともに回転するコア部２２０と、コア部２２０の周縁に設けられ、運転者に把持されるリム部２４０とを備える。車両に搭載の車載機器（例えば、ナビゲーション装置等）の操作のための操作情報を運転者が入力可能な入力装置１００が、コア部２２０においてリム部２４０の近接した位置に設けられる。
本発明の第１実施形態による入力装置１００について図１〜図８を用いて説明する。車両の操舵装置としてのステアリング２００は、ステアリングシャフト２８０に接続される。運転者がステアリング２００を回転させることにより車両の車輪が転舵する。ステアリング２００は、ステアリングシャフト２８０に接続され、当該シャフト２８０とともに回転するコア部２２０と、コア部２２０の周縁に設けられ、運転者に把持されるリム部２４０とを備える。車両に搭載の車載機器（例えば、ナビゲーション装置等）の操作のための操作情報を運転者が入力可能な入力装置１００が、コア部２２０においてリム部２４０の近接した位置に設けられる。
入力装置１００は、筐体５０、操作体１０、起歪体２０、検出素子３０、信号処理部４０等から構成されている。
筐体５０は、コア部２２０に固定され、操作体１０、起歪体２０、検出素子３０、アクチュエータ６０、及び信号処理部４０を支持する。筐体５０は、四つの起歪体２０のそれぞれの一端を支持する（図２及び図３参照）。起歪体２０には、操作体１０が接続されている。また、図３に示すように、筐体５０が起歪体２０を支持した状態では、起歪体２０の固定部２４を除く部分、及び操作体１０と、筐体５０の底部５２との間には隙間Ｄが形成される。この隙間Ｄは、後述する操作体１０の操作面１４に運転者による操作力が作用した状態であっても、起歪体２０及び操作体１０が底部５２に接触しない程度のものとなっている。また、底部５２は、操作体１０の操作面１４の裏面に対向する部位に、所定の隙間を介して第一の変位規制部としての第一の規制部５４を有する。また、底部５２は、後述する起歪体２０の伝達面形成部２６において伝達面２６ａとは反対側の面に対向する部位に、所定の隙間を介して第二の変位規制部としての第二の規制部５６を有する。また、筐体５０にはアクチュエータ６０が取り付けられており、アクチュエータ６０が作動することで筐体５０自体が振動する。
操作体１０は、運転者によって操作される部材であり、運転者の指が触れる部位がコア部２２０に形成された開口部２６０から露出する。操作体１０は、円盤状の本体部１２、及び本体部１２の周縁部から外周側に突出する二つの突出部１８を有する。本体部１２の運転者側の表面には、操作面１４が形成される。本体部１２及び突出部１８は、一体形成されている。突出部１８の一方は、図３に示すように、操作面１４の重心１６を原点とするＸ−Ｙ座標系のＸ軸上に形成され、他方は、Ｙ軸上に形成されている。また、突出部１８は、重心１６に対してリム部２４０とは反対側に形成されている。また、重心１６と、突出部１８それぞれとを結ぶ線同士のなす角度のうち、ステアリングシャフト２８０の回転中心側の角度が、略９０度となっている。
起歪体２０は、筐体５０に設けられ、操作面１４に対する運転者による押圧により発生する操作力に基づいて、弾性変形する部材である。入力装置１００は、四つの起歪体２０を有する。各起歪体２０は、板状に形成されており、接続部２２、固定部２４、及び伝達面形成部２６を有する。なお、伝達面形成部２６は、操作面１４に操作力が作用すると、操作力において操作面１４に対して垂直な方向の力に応じて曲げ変形を生じさせるような弾性変形が発生する弾性変形体である。接続部２２は、起歪体２０の一端に設けられ突出部１８の先端部に接続される。固定部２４は、起歪体２０の他の一端に設けられ筐体５０に固定される。伝達面形成部２６は、接続部２２と固定部２４との間に設けられ表面に伝達面２６ａを形成する。伝達面２６ａは、操作面１４に対する運転者による押圧により発生する操作力に応じて変位する面である。固定部２４が筐体５０に固定された状態で操作面１４に操作力が作用すると、操作体１０は操作力の作用する位置に応じて、押圧方向に移動、又は筐体５０に対して傾斜し、変位する。この操作体１０の変位が突出部１８を介して接続部２２に伝達される。これにより、伝達面形成部２６は、固定部２４を固定端とし、曲って変形するように曲げ変形し、伝達面２６ａを変位させる。このため、伝達面２６ａには、面内方向に弾性変形することとなる。
本実施形態では、図２に示すように、二つの起歪体２０が一方の突出部１８の先端部に接続され、残りの二つの起歪体２０が他方の突出部１８の先端部に接続されている。二つの起歪体２０は、各起歪体２０の接続部２２から伝達面形成部２６を介して固定部２４に向かって延びる軸線が一つの線上に配置されるように各起歪体２０の接続部２２同士が付き合わされた状態で、突出部１８に接続される。各起歪体２０の軸線は、突出部１８の突出方向に対して交差している。なお、各起歪体２０の軸線は、突出方向に対して直交するのが好ましい。
図３に示すように、操作面１４と、全ての伝達面２６ａとが略同一平面上に位置している。また、突出部１８に各起歪体２０が接続されることにより、各起歪体２０は、平面視において、リム部２４０に近い一対の起歪体２０におけるリム部２４０側の端部同士を結んだ線（図２に示す破線）よりも、操作体１０におけるリム部２４０側の端部がリム部２４０側に突き出るように配置される（図２参照）。
さらに、本実施形態では、操作面１４の重心１６と、リム部２４０に近い一対の起歪体２０のそれぞれの接続部２２とを結んだ線（図２に示す一点鎖線）同士のステアリングシャフト２８０における回転中心側のなす角度θ０が１８０度よりも小さくなっている。なお、本実施形態においてリム部２４０に近い一対の起歪体２０は、図２に示す右上の起歪体２０と左下の起歪体２０となっている。さらに、本実施形態では、一対の起歪体２０間においてステアリングシャフト２８０の回転中心側に他の二つの起歪体２０が配置される。なお、本実施形態では、図２に示す一点鎖線によって形成されるなす角度が約９０度となっている。
例えば、図４に示すように、操作面１４の重心１６からＸ軸方向にｘ１、Ｙ軸方向にｙ１の位置に、操作面１４に対して垂直な方向（Ｚ方向）の力Ｆｚが作用したとする。操作面１４への力Ｆｚの作用により、Ｘ軸上に形成された突出部１８には、Ｘ軸上の突出部１８をＸ軸方向からみて時計回りのモーメントｍｚ１が発生するとともに、操作体１０の裏面に向かう操作面１４に対して垂直な方向の力ｆｚ１が発生する。また、Ｙ軸上に形成された突出部１８には、Ｙ軸上の突出部１８をＹ軸方向からみて時計回りのモーメントｍｚ２が発生するとともに、操作体１０の裏面に向かう操作面１４に対して垂直な方向の力ｆｚ２が発生する。これらモーメント、及び操作面１４に対して垂直な方向の力は、接続部２２を介して伝達面２６ａに伝達し、伝達面２６ａが伝達面２６ａの面内方向に変位する。伝達面２６ａが面内方向に変位することにより、伝達面２６ａには引張り応力、又は圧縮応力が発生する。
各検出素子３０は、伝達面２６ａ上に設けられ、伝達面２６ａの面内方向に発生する引張り応力、及び圧縮応力に基づいた歪を弾性変形量として検出し、その弾性変形量に応じた後述のブリッジ電圧Ｖｏｕｔを信号処理部４０に出力する。各検出素子３０は、四つのエレメント３０ａ〜３０ｄを有しており、固定部２４側にエレメント３０ａ、３０ｂが並び、接続部２２側にエレメント３０ｃ、３０ｄが並ぶようにかつ、伝達面２６ａに発生する引張り及び圧縮応力が発生する位置に配置される（図５参照）。なお、図５及び図６に示す起歪体２０及び検出素子３０は、図２において右上のものを示している。
各エレメント３０ａ〜３０ｄの抵抗値は、図６に示すように、力ｆｚが起歪体２０に作用して各エレメント３０ａ〜３０ｄの搭載位置に発生する応力、即ち弾性変形量に応じて抵抗値が変化する。例えば、引張り応力が発生し、伝達面２６ａが伸び方向に弾性変形するエレメント３０ａ、３０ｂの抵抗値は減少し、圧縮応力が発生し、伝達面２６ａが縮み方向に弾性変形するエレメント３０ｃ、３０ｄの抵抗値は増加する（図６、図８参照）。エレメント３０ａ〜３０ｄの等価回路は、ブリッジ回路として表され、各エレメント３０ａ〜３０ｄの抵抗値の変化に応じて、ブリッジ電圧Ｖｏｕｔが変化する（図７参照）。以上により、各起歪体２０に設けられた検出素子３０毎のブリッジ電圧Ｖｏｕｔに基づいて、モーメントｍｚ１、ｍｚ２、力ｆｚ１、及び力ｆｚ２を算出することができる。
なお、操作面１４に沿った方向（水平方向）に力が作用する場合、エレメント３０ａ〜３０ｄの搭載位置での応力は、全て引張り応力か圧縮応力となるので、ブリッジ電圧Ｖｏｕｔに変化はない。したがって、この検出素子３０は、この水平方向の力に対しては感度を持たない。
アクチュエータ６０は、運転者が入力装置１００を操作するときに、筐体５０を振動させ、その振動を運転者の指に伝える。例えば、運転者が操作面１４を押圧操作したときに、メカニカルスイッチを押したような感覚を運転者に与えるために、アクチュエータ６０は筐体５０を振動させる。これにより、入力装置１００の操作性が向上する。また、車両側から何らかの警告を運転者に伝える際にもアクチュエータ６０が筐体５０を振動させるようにしても良い。
信号処理部４０は、例えば周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換回路等の信号処理回路等を含むコンピュータハードウエアとして構成されている。そして、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、入力装置１００としての機能を実現する。例えば、検出素子３０からの信号（ブリッジ電圧Ｖｏｕｔ）から、モーメントｍｚ１、ｍｚ２、力ｆｚ１、及び力ｆｚ２を算出するとともに、操作面１４への操作力と操作位置とを算出する。そして、算出した操作力及び操作位置を操作情報として、車載機器に出力する。
続いて、入力装置１００による操作位置の算出原理を、図４に示す位置に操作力が作用する場合で説明する。操作面１４に作用する垂直な力Ｆｚは下記の数式１に示すように力ｆｚ１、及び力ｆｚ２の合力である。また、操作力が作用したときの操作体１０におけるＹ軸周りのモーメントの釣り合いの式（数式２）、Ｘ軸周りのモーメントの釣り合いの式（数式３）が一般的に知られている。なお、数式２及び数式３において、値ｗは、重心からそれぞれの突出部１８の先端までの距離の合計となっている。これら数式１〜数式３を用いて、ｘ１及びｙ１についてまとめると、数式４及び数式５を求めることができる。これらの数式４及び数式５に、信号処理部４０によって算出されたモーメントｍｚ１、ｍｚ２、力ｆｚ１、及び力ｆｚ２を代入することにより、ｘ１及びｙ１、即ち、操作力が作用する操作位置を求めることができる。
以上のように構成された入力装置１００によれば、平面視において、操作体１０におけるリム部２４０側の端部は、リム部２４０に最も近い一対の起歪体２０におけるリム部２４０側の端部同士を結んだ線（図２の破線参照）よりも、リム部２４０側に突き出ている。これによれば、入力装置１００をコア部２２０に設ける際、リム部２４０からの各起歪体２０の位置を、操作体１０に比べより遠くに位置させることができる。よって、操作体１０をリム部２４０に極力近づけて配置させることができる。このことによれば、運転者がリム部２４０を把持した状態で、親指等の指を操作面１４に触れさせることができる。
操作体１０のリム部２４０側の端部を、単に図２に示す破線よりもリム部２４０側に突き出るように操作体１０と各起歪体２０との位置関係を規定しても、本実施形態のようにリム部２４０において操作体１０に対応する部分が外周側に凸となる円弧状となっていると、起歪体２０がリム部２４０に干渉しやすくなる。その結果、操作体１０をよりリム部２４０に近づけて配置させるのが妨げられる可能性がある。
そこで、本実施形態では、操作面１４の重心１６と、リム部２４０に最も近い起歪体２０のそれぞれの接続部２２とを結んだ線同士のステアリングシャフト２８０における回転中心側のなす角度を１８０度よりも小さくし、さらに他の起歪体２０を一対の起歪体２０間においてステアリングシャフト２８０の回転中心側に配置させるようにした。これによれば、操作体１０の形状を同じとした場合、起歪体２０を操作面１４に対して対向配置させたものよりも、操作面１４のリム部２４０側の端部の突き出し量をより多くすることができ、起歪体２０のリム部２４０への干渉の発生を抑制することができる。したがって、リム部２４０が円環状又は円弧状となっている場合であっても、操作体１０を、さらにリム部２４０側に極力近づけて配置させることができる。
また、本実施形態では、操作体１０の操作面１４の周縁に設けられた起歪体２０を介して筐体５０に支持されているので、操作面１４を運転者が押圧操作すると、操作体１０が傾斜、又は押圧方向に移動して筐体５０に対する位置が変位する。本実施形態のように操作面１４を二次元座標系Ｘ−Ｙ平面とした場合、操作面１４において、Ｘ軸周り及びＹ軸周りのモーメント、並びに垂直方向の力に応じて伝達面２６ａが変位する。このため、検出素子３０は、これらモーメント及び垂直な方向の力に応じた歪を検出することとなる。また、この伝達面２６ａの変位は、操作面１４への操作位置に応じて変化するため、検出素子３０の検出結果は、これらモーメント及び垂直な方向の力に応じたものとなる。そして、信号処理部４０では、上記検出結果に基づき操作位置を算出している。以上により、本実施形態によれば、操作面１４に対する操作位置を的確に算出することができる。
例えば、脚部等を介して伝達面２６ａの位置する平面よりも高さ方向にずれた位置に、操作面１４が配置される場合、操作面１４に操作力が作用したときに操作面１４に沿った方向の力（水平方向の力）が作用しても操作面１４が傾斜してしまうので、検出素子３０の検出結果に水平方向の力による歪の影響が含まれてしまう可能性がある。この水平方向の力は、操作位置とは関係の無いものであり、操作位置の算出を行うにあたって不要である。したがって、操作面１４が伝達面２６ａの位置する平面よりも高さ方向にずれた位置に配置される場合では、この水平方向の力による影響を排除するために出力手段での演算が複雑となる可能性がある。
本実施形態によれば、操作面１４と全ての伝達面２６ａとが略同一平面上に位置しているので、検出素子３０の検出結果に上述したように水平方向の力による歪の影響が含まれるのを抑制することができる。これによれば、信号処理部４０での操作位置の演算を簡略化することができる。
また、このように操作面１４と伝達面２６ａとの位置関係を規定すると、起歪体２０がリム部２４０に干渉しやすくなるおそれがあるが、操作面１４に対する起歪体２０の配置は図２に示すように操作体１０のリム部２４０側よりも内側に配置となっているので、起歪体２０のリム部２４０への干渉が発生し難くなる。
本実施形態では、操作面に操作力が作用すると、操作力において操作面に対して垂直な方向の力に応じて曲げ変形する弾性変形体が伝達面形成部２６となっている。これによれば、弾性変形体（伝達面形成部２６）の曲げ変形により、伝達面２６ａには、面内方向に弾性変形が発生する。本実施形態では、伝達面形成部２６の伝達面２６ａ上に設置される検出素子３０が、面内方向に発生する弾性変形量を検出している。以上のことから、検出素子３０が検出した弾性変形量は、操作面１４に対して垂直な方向に応じたものとなる。したがって、信号処理部４０は、この弾性変形量に基づいて、操作面１４に対して垂直な方向の力を算出することができるのである。
本実施形態では、突出部１８の先端部に二つの起歪体２０の接続部２２を接続するようにしている。操作面１４に操作力が作用すると、その操作力は突出部１８に集中することとなる。したがって、突出部１８の先端部に起歪体２０が接続されているので、突出部１８に集まった力を確実に起歪体２０の伝達面２６ａに伝えることができる。
また、本実施形態では、二つの起歪体２０の接続部２２同士は、一体となっており、その一体となった接続部２２が突出部１８の先端部に接続されている。このことによれば、接続部２２の総数が減るので、操作体１０に形成する突出部１８の数を減らすことができる。また、起歪体２０の接続部２２の総数が減ることによれば、操作体１０に起歪体２０を接続させる際、同一平面上に操作面１４と伝達面２６ａとを配置させることが容易となる。
本実施形態において筐体５０の底部５２に設けられた第一の規制部５４によれば、操作面１４に通常の操作力よりも大きい過大の操作力が作用したときに、操作体１０が損傷するのを抑制することができる。また、筐体５０の底部５２に設けられた第二の規制部５６によれば、操作面１４に通常の操作力よりも大きい過大の操作力が作用したときに、伝達面形成部２６が損傷するのを抑制することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態は、各起歪体２０の伝達面形成部２６の形状が第１実施形態のものと異なる。図９に示すように、第２実施形態において伝達面形成部２６には、基端側テーパ部２６ｂと先端側テーパ部２６ｃとが形成される。基端側テーパ部２６ｂは、伝達面形成部２６の接続部２２側に形成され、接続部２２に向かうに従い幅が拡大するように形成されている。先端側テーパ部２６ｃは、固定部２４に向かうに従い幅が拡大するように形成されている。これによれば、伝達面形成部２６において接続部２２側及び固定部２４側の端部の剛性が高まり、起歪体２０の耐力が向上するので、入力装置１００における操作力の許容量を大きくすることができる。
第２実施形態は、各起歪体２０の伝達面形成部２６の形状が第１実施形態のものと異なる。図９に示すように、第２実施形態において伝達面形成部２６には、基端側テーパ部２６ｂと先端側テーパ部２６ｃとが形成される。基端側テーパ部２６ｂは、伝達面形成部２６の接続部２２側に形成され、接続部２２に向かうに従い幅が拡大するように形成されている。先端側テーパ部２６ｃは、固定部２４に向かうに従い幅が拡大するように形成されている。これによれば、伝達面形成部２６において接続部２２側及び固定部２４側の端部の剛性が高まり、起歪体２０の耐力が向上するので、入力装置１００における操作力の許容量を大きくすることができる。
また、本実施形態では、基端側テーパ部２６ｂは、伝達面形成部２６の軸線Ｌとのなす角度のうち、接続部２２側の角度を３０度以上６０度以下としている。また、先端側テーパ部２６ｃは、伝達面形成部２６の軸線Ｌとのなす角度のうち、固定部２４側の角度を３０度以上６０度以下としている。これによれば、伝達面形成部２６の両端部の剛性を高めることができるとともに、伝達面形成部２６の操作力に対する変形を適度に発生させることができる。したがって、伝達面形成部２６の剛性を高めるとともに、操作力に対する検出感度の低下を抑制することができる。
（第３実施形態）
第３実施形態は、起歪体２０の配置が第１実施形態のものと異なる。第３実施形態では、図１０に示すように、三つの突出部１８が本体部１２より突出している。そして、それぞれの突出部１８に対して一つずつ起歪体２０が接続されている。この場合であっても、リム部２４０に近い一対の起歪体２０のリム部２４０側の端部を結んだ線（図１０の破線参照）よりも、操作体１０におけるリム部２４０側の端部が突き出ている。
第３実施形態は、起歪体２０の配置が第１実施形態のものと異なる。第３実施形態では、図１０に示すように、三つの突出部１８が本体部１２より突出している。そして、それぞれの突出部１８に対して一つずつ起歪体２０が接続されている。この場合であっても、リム部２４０に近い一対の起歪体２０のリム部２４０側の端部を結んだ線（図１０の破線参照）よりも、操作体１０におけるリム部２４０側の端部が突き出ている。
さらに、本実施形態では、操作面１４の重心１６と、リム部２４０に近い一対の起歪体２０のそれぞれの接続部２２とを結んだ線（図１０に示す一点鎖線）同士のステアリングシャフト２８０における回転中心側のなす角度θ３が１８０度よりも小さくなっている。さらに、残りの起歪体２０は、一対の起歪体２０間においてステアリングシャフト２８０の回転中心側に配置されている。
以上のように、三つの起歪体２０を配置させても、第１実施形態と同じ様な作用効果を奏する。また、起歪体２０の伝達面形成部２６の構造を第２実施形態のようにしても良い。本実施形態では、起歪体２０は三つであるが、操作位置の検出は三つの起歪体２０さえあれば、操作面１４に作用する垂直方向の力、Ｘ軸周り及びＹ軸周りのモーメントを算出することができるので、操作力の操作位置を的確に算出することができる。
（第４実施形態）
第４実施形態では、図１１に示すように、操作体１０の背後に液晶パネル等の表示器７０が設置されている。表示器７０と操作体１０との間にはシール部材７２が設けられ、操作体１０は光透過物によって形成されている。表示器７０は、車載機器に応じた操作ボタン画像が表示されるようになっている。運転者は表示されたボタン画像を見ながら入力装置１００を操作することができる。これにより、運転者は直感的に入力装置１００を操作することができるので、操作性が向上する。このような実施形態であっても、起歪体の配置を第１、第３実施形態のように配置させることにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態の構造を起歪体に採用することにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
第４実施形態では、図１１に示すように、操作体１０の背後に液晶パネル等の表示器７０が設置されている。表示器７０と操作体１０との間にはシール部材７２が設けられ、操作体１０は光透過物によって形成されている。表示器７０は、車載機器に応じた操作ボタン画像が表示されるようになっている。運転者は表示されたボタン画像を見ながら入力装置１００を操作することができる。これにより、運転者は直感的に入力装置１００を操作することができるので、操作性が向上する。このような実施形態であっても、起歪体の配置を第１、第３実施形態のように配置させることにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態の構造を起歪体に採用することにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
（第５実施形態）
第５実施形態は、操作面１４の形状が第１実施形態のものと異なる。第５実施形態では、図１２及び図１３に示すように、操作面１４に溝部１４ａが形成されている。このように、溝部１４ａが操作面１４に形成されることによれば、操作面１４において指が触れたおおよその位置を目視すること無く運転者は把握することができる。このような実施形態であっても、起歪体の配置を第１、第３実施形態のように配置させることにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態の構造を起歪体に採用することにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
第５実施形態は、操作面１４の形状が第１実施形態のものと異なる。第５実施形態では、図１２及び図１３に示すように、操作面１４に溝部１４ａが形成されている。このように、溝部１４ａが操作面１４に形成されることによれば、操作面１４において指が触れたおおよその位置を目視すること無く運転者は把握することができる。このような実施形態であっても、起歪体の配置を第１、第３実施形態のように配置させることにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態の構造を起歪体に採用することにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
（第６実施形態）
第６実施形態は、操作面１４ｂの形状が第１実施形態のものと異なる。第６実施形態では、図１４及び図１５に示すように、操作面１４ｂの表面を隆起させている。このように、操作面１４ｂの表面を隆起させることによれば、操作面１４ｂにおいて指が触れたおおよその位置を目視することなく運転者は把握することができる。このような実施形態であっても、起歪体の配置を第１、第３実施形態のように配置させることにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態の構造を起歪体に採用することにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
第６実施形態は、操作面１４ｂの形状が第１実施形態のものと異なる。第６実施形態では、図１４及び図１５に示すように、操作面１４ｂの表面を隆起させている。このように、操作面１４ｂの表面を隆起させることによれば、操作面１４ｂにおいて指が触れたおおよその位置を目視することなく運転者は把握することができる。このような実施形態であっても、起歪体の配置を第１、第３実施形態のように配置させることにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態の構造を起歪体に採用することにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
（その他の実施形態）
以上、本発明による第１〜第５実施形態について説明したが、本発明は、上記先の実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
以上、本発明による第１〜第５実施形態について説明したが、本発明は、上記先の実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
第１実施形態では、リム部２４０の形状を円環状のものとして説明した。リム部２４０の形状は、コア部２２０の外周側に配置され、運転者が把持することができれば直線状のものであっても良いし、円弧状のものであっても良い。これによっても、第１実施形態〜第６実施形態の作用効果を奏する。
１００ 入力装置（車両用入力装置）、２００ ステアリング（操舵装置）、２２０ コア部、２４０ リム部、２６０ 開口部、２８０ ステアリングシャフト、１０ 操作体、１２ 本体部（操作本体部）、１４ 操作面、１６ 重心、１８ 突出部（操作面接続部）、１４ａ 溝部、１４ｂ 操作面、２０ 起歪体、２２ 接続部、２４ 固定部、２６ 伝達面形成部、２６ａ 伝達面（変位伝達面）、２６ｂ 基端側テーパ部、２６ｃ 先端側テーパ部、３０ 検出素子（歪検出部）、３０ａ エレメント、３０ｂ エレメント、３０ｃ エレメント、３０ｄ エレメント、４０ 信号処理部（出力手段）、５０ 筐体、５２ 底部、５４ 第一の規制部（変形規制部，第一の変形規制部）、５６ 第二の規制部（変形規制部，第二の変形規制部）、６０ アクチュエータ、７０ 表示器
Claims (14)
- ステアリングシャフトに固定され、前記ステアリングシャフトを回転中心として回転するコア部と、前記コア部の外周側に円弧状に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
前記コア部に設けられる筐体と、
前記筐体に設けられ、前記利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
前記筐体に設けられ、前記操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、前記筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び前記接続部と前記固定部との間に、前記操作面に対する前記利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
前記起歪体の前記変位伝達面上に設けられ、前記起歪体の変位に伴う前記変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
前記歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、前記操作面において前記操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した前記操作位置と前記操作力を前記操作情報として前記車載機器に出力する出力手段と、を備え、
前記操作体は、少なくとも一部が複数の前記起歪体の各前記固定部よりも前記リム部側に突き出るように配置されており、
前記リム部に最も近い一対の前記起歪体のそれぞれの前記接続部を前記操作面の重心と結んだ線同士の前記回転中心側のなす角度は、１８０度よりも小さく、
他の前記起歪体は、前記一対の起歪体間において前記回転中心側に配置されていることを特徴とする車両用入力装置。 - 前記操作体の前記操作面を二次元直交座標系Ｘ−Ｙ平面とした場合、前記歪検出部は、前記操作面に前記操作力が作用したときのＸ軸周りに発生するモーメント及びＹ軸周りに発生するモーメント、並びに前記操作面に対して垂直な方向の力に応じた前記変位伝達面の歪を検出し、
前記出力手段は、前記Ｘ軸周りに発生するモーメント及び前記Ｙ軸周りに発生するモーメント、並びに前記操作面に対して垂直な方向の力に応じた前記歪検出結果に基づいて、前記操作位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用入力装置。 - 前記操作面と全ての前記変位伝達面とが略同一平面上に位置していることを特徴とする請求項２に記載の車両用入力装置。
- 前記伝達面形成部は、前記操作面に前記操作力が作用すると、前記操作力において前記操作面に対して垂直な方向の力に応じ、前記筐体に固定された前記固定部を基準に曲って変形する曲げ変形を生じさせるような弾性変形が発生する弾性変形体であり、
前記歪検出部は、各前記変位伝達面に生じる前記変位伝達面の面内方向の弾性変形量を検出し、
前記出力手段は、前記弾性変形量に基づいて、前記操作面に対して垂直な方向の力を算出することを特徴とする請求項３に記載の車両用入力装置。 - ステアリングシャフトに固定され、前記ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、前記コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
前記コア部に設けられる筐体と、
前記筐体に設けられ、前記利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
前記筐体に設けられ、前記操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、前記筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び前記接続部と前記固定部との間に、前記操作面に対する前記利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
前記起歪体の前記変位伝達面上に設けられ、前記起歪体の変位に伴う前記変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
前記歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、前記操作面において前記操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した前記操作位置と前記操作力を前記操作情報として前記車載機器に出力する出力手段と、を備え、
前記操作体は、少なくとも一部が複数の前記起歪体の各前記固定部よりも前記リム部側に突き出るように配置されており、
前記操作体は、前記操作面を有する操作本体部と、前記操作本体部の周縁部から外周側に突出する複数の操作面接続部とを有し、
前記操作面接続部の先端部には、少なくとも一つの前記起歪体の前記接続部が接続されており、
前記起歪体のうち、二つの起歪体のそれぞれの前記接続部同士は一体となっており、
前記一体となった前記接続部が前記操作面接続部の先端部に接続されていることを特徴とする車両用入力装置。 - 前記操作体は、前記操作面を有する操作本体部と、前記操作本体部の周縁部から外周側に突出する複数の操作面接続部とを有し、
前記操作面接続部の先端部には、少なくとも一つの前記起歪体の前記接続部が接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用入力装置。 - 前記起歪体のうち、二つの起歪体のそれぞれの前記接続部同士は一体となっており、
前記一体となった前記接続部が前記操作面接続部の先端部に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用入力装置。 - ステアリングシャフトに固定され、前記ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、前記コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
前記コア部に設けられる筐体と、
前記筐体に設けられ、前記利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
前記筐体に設けられ、前記操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、前記筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び前記接続部と前記固定部との間に、前記操作面に対する前記利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
前記起歪体の前記変位伝達面上に設けられ、前記起歪体の変位に伴う前記変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
前記歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、前記操作面において前記操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した前記操作位置と前記操作力を前記操作情報として前記車載機器に出力する出力手段と、を備え、
前記操作体は、少なくとも一部が複数の前記起歪体の各前記固定部よりも前記リム部側に突き出るように配置されており、
前記伝達面形成部において前記接続部側の端部には、前記接続部に向かうに従い前記接続部側の端部の幅が拡大する基端側テーパ部が形成され、
前記伝達面形成部において前記固定部側の端部には、前記固定部に向かうに従い前記固定部側の端部の幅が拡大する先端側テーパ部が形成されていることを特徴とする車両用入力装置。 - 前記伝達面形成部において前記接続部側の端部には、前記接続部に向かうに従い前記接続部側の端部の幅が拡大する基端側テーパ部が形成され、
前記伝達面形成部において前記固定部側の端部には、前記固定部に向かうに従い前記固定部側の端部の幅が拡大する先端側テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用入力装置。 - 前記基端側テーパ部において、前記伝達面形成部の軸線とのなす角度のうち前記接続部側の角度が、３０度以上６０度以下であり、
前記先端側テーパ部において、前記伝達面形成部の軸線とのなす角度のうち前記固定部側の角度が、３０度以上６０度以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の車両用入力装置。 - ステアリングシャフトに固定され、前記ステアリングシャフトとともに回転するコア部と、前記コア部の外周側に設けられ、利用者によって把持されるリム部とを備える操舵装置に設けられ、車両に搭載された車載機器を操作するための操作情報を入力可能な車両用入力装置において、
前記コア部に設けられる筐体と、
前記筐体に設けられ、前記利用者によって操作される操作面を有する操作体と、
前記筐体に設けられ、前記操作体の周縁に接続するために板状の一端に形成される接続部、前記筐体に固定するために板状の他の一端に形成される固定部、及び前記接続部と前記固定部との間に、前記操作面に対する前記利用者による押圧により発生する操作力に応じて変位する変位伝達面を形成する伝達面形成部を有する少なくとも３個以上の起歪体と、
前記起歪体の前記変位伝達面上に設けられ、前記起歪体の変位に伴う前記変位伝達面の歪を検出する歪検出部と、
前記歪検出部のそれぞれの歪検出結果に基づいて、前記操作面において前記操作力が作用した位置と力をそれぞれ操作位置と操作力として算出するとともに、その算出した前記操作位置と前記操作力を前記操作情報として前記車載機器に出力する出力手段と、を備え、
前記操作体は、少なくとも一部が複数の前記起歪体の各前記固定部よりも前記リム部側に突き出るように配置されており、
前記筐体は、前記起歪体において前記変位伝達面とは反対側の面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する変形規制部を有することを特徴とする車両用入力装置。 - 前記筐体は、前記起歪体において前記変位伝達面とは反対側の面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する変形規制部を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用入力装置。
- 前記筐体は、前記変形規制部としての第二の変形規制部に加えて、前記操作体の前記操作面の裏面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する第一の変形規制部を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の車両用入力装置。
- 前記筐体は、前記操作体の前記操作面の裏面に対し、所定の隙間を介在させる形で対向する第一の変形規制部を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用入力装置。
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