JP5995366B2 - 力覚付与型平面スライド入力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、力覚付与型平面スライド入力装置に関し、特に、コストを安くすることができる力覚付与型平面スライド入力装置に関するものである。
自動車を運転中に、カーエアコンやカーオーディオあるいはカーナビゲーション等の車載用制御機器の操作ノブを手動操作して機能調整等を行うことがある。昨今、このような操作を行なう入力装置として、操作ノブの操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力（力覚）を付与することにより、操作フィーリングを良好にして所望の操作が確実に行えるようにした力覚付与型平面スライド入力装置が用いられることがある。このような力覚付与型平面スライド入力装置として、下記の特許文献１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置が知られている。
以下、図１２を用いて、特許文献１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置について説明する。図１２は、特許文献１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置の一部を示す模式図であり、図１２（ａ）は力覚付与型平面スライド入力装置の一部を示す模式平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＹ２方向側から見た力覚付与型平面スライド入力装置の一部を示す模式側面図である。なお、説明を容易にするために実際の構成部品の配置と異なる。また、図１２（ｂ）は説明を容易にするために、駆動体９１４とスライダ９０３のみを記載している。
特許文献１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置９００は、図１２に示すように、操作者が操作ノブを介して操作可能なスライダ９０３を有し、操作者の操作にともなって、それぞれ直交するＸ軸とＹ軸とを含む平面方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）にスライド移動が可能に配置されている。また、力覚付与型平面スライド入力装置９００は、係合ピン９１４ａを備えた駆動体９１４と、係合ピン９１５ａを備えた駆動体９１５と、係合ピン９１６ａを備えた駆動体９１６とを有し、係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａはそれぞれスライダ９０３に係合し、駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６はスライダ９０３の動きに応じて回動する構造となっている。なお、駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６は、それぞれ側面にギアが形成された別部品を有しており、それらを重ねて配置することで形成されている。また、駆動体９１４と駆動体９１５とはスライダ９０３のＸ軸方向への動きに応じて回動し、駆動体９１６はスライダ９０３のＹ軸方向への動きに応じて回動する。また、係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａの３箇所でスライダと係合することで、操作時にスライダ９０３が回転するのを防止する機能を有している。
特開２０１２−７９６２０号公報
しかしながら、上記力覚付与型平面スライド入力装置９００は、駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６を有し、図１２（ｂ）に示すように、それぞれ３つの板状の部品を重ねて構成されており、構成部品数が多くコストが高くなりやすい構造であった。
本発明は、上述した課題を解決して、コストを安くすることができる力覚付与型平面スライド入力装置を提供するものである。
請求項１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置においては、平面視で長方形状に形成された収納空間を有するベース体と、前記収納空間内に配置され、互いに直交する第１方向と第２方向を含む平面に沿ってスライド移動可能なスライダと、前記スライダに一体化された操作部材と、前記操作部材の前記第１方向へのスライド移動によって回転駆動される第１係合部を有する第１駆動部材と、前記操作部材の前記第２方向へのスライド移動によって回転駆動される第２係合部を有する第２駆動部材と、前記操作部材を介して操作者に平面方向の力覚を付与可能な力覚付与ユニットと、を備え、前記スライダは、前記第１方向に移動可能な第１スライダ部材と、前記第２方向に移動可能な第２スライダ部材とを備え、前記収納空間の前記第１方向における辺の長さと第２スライダ部材の第１方向における幅が略同一である、という特徴を有する。
請求項２に記載の力覚付与型平面スライド入力装置においては、前記第１駆動部材は、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第１基部と、回転駆動の中心となる第１回転軸と、を有し、前記第１基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第１ギア部が形成され、前記第１基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面には、前記第１係合部が突出して形成され、前記第１基部の、前記略扇形状の中心角側には第１回転中心孔が形成され、前記第１回転軸は前記第１回転中心孔に回動可能に挿通して配置されており、前記第２駆動部材は、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第２基部と、回転駆動の中心となる第２回転軸と、を有し、前記第２基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第２ギア部が形成され、前記第２基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面には、前記第２係合部が突出して形成され、前記第２基部の、前記略扇形状の中心角側には第２回転中心孔が形成され、前記第２回転軸は前記第２回転中心孔に回動可能に挿通して配置されている、という特徴を有する。
請求項３に記載の力覚付与型平面スライド入力装置においては、前記第１回転軸および前記第２回転軸に係合可能なスペーサを有し、前記第１回転軸は略円筒状に形成されており、前記第１駆動部材の前記第１基部から突出した部分には前記第１回転軸の外周に沿って凹状に形成された第１段差部を有し、前記第１段差部は前記第１駆動部材が前記第１基部から突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成され、前記第２回転軸は略円筒状に形成されており、前記第２駆動部材の前記第２基部から突出した部分には前記第２回転軸の外周に沿って凹状に形成された第２段差部を有し、前記第２段差部は前記第２駆動部材が前記第２基部から突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成され、前記スペーサは、前記第１段差部および前記第２段差部に、前記第１段差部および前記第２段差部の内部の形状に沿って、撓んだ状態で係合されるとともに、前記スペーサの外周端部は前記第１基部および前記第２基部に圧接する、という特徴を有する。
請求項１の発明によれば、スライダを、第１方向に移動可能な第１スライダ部材と、第２方向に移動可能な第２スライダ部材とを備えた構成とした。また、収納空間の第１方向における辺の長さと第２スライダ部材の第１方向における幅が略同一である構成とした。このような構造とすることで、スライダは収納空間の内壁にガイドされ、平面上を摺動する。これにより、スライダを操作時にスライダは回転するのを防ぐことが出来る。したがって、従来技術の係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａのように３箇所でスライダと係合し、スライダの回転を防ぐ必要がないため、駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６の３部品で担っていた機能を、第１駆動部材と第２駆動部材との２部品で対応することができる。構成部品数が減ることでコストを安くすることができるため、コストを安くする事ができる力覚付与型平面スライド入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
請求項２の発明によれば、従来技術において、第１駆動部材および第２駆動部材と同様の機能を有していた部品である駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６は、それぞれギアが側面に形成された部材を重ねて配置することで形成されていた。第１駆動部材および第２駆動部材においては、第１ギア部を第１平坦部の側面に設け、第２ギア部を第２平坦部の側面に設ける構造とした。これにより、ギアが側面に形成された部材が必要なくなり、部品点数をさらに少なくしさらにコストを安くすることができる。また、従来技術においては、ギアを側面に備えた部材を、別の部材に重ねて配置する構造としていた。第１駆動部材および第２駆動部材においては、第１ギア部を第１平坦部の側面に設け、第２ギア部を第２平坦部の側面に設ける構造としたことで、高さを低くすることができる。したがって、さらにコストが安く、製品高さを低くすることが可能な力覚付与型平面スライド入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
請求項３の発明によれば、第１回転軸の一端側を第１基部から突出した状態で、スペーサを第１段差部に係合すると、スペーサは第１段差部の内部の形状に沿って撓むため、スペーサの外周端部が第１基部に圧接する。したがって、第１回転軸と第１基部とがガタツキなく係合され、スムーズな動作が可能になるとともに、振動を受けた場合にガタツキ音が発生するのを防ぐことが出来る。なお、スペーサを第２回転軸の第２段差部に係合した場合にも同様の効果が得られる、という効果を奏する。
以上より、本発明によれば、コストを安くすることができる力覚付与型平面スライド入力装置を提供することができる。
第１実施形態における力覚付与型平面スライド入力装置１００の構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態における力覚付与型平面スライド入力装置１００の外観を示す斜視図である。 第１実施形態における第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す図であり、図３（ａ）は第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す斜視図である。 第１実施形態における第１駆動部材４および第２駆動部材５の構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態における第１段差部４ｅまたは第２段差部５ｅとスペーサ８との係合状態を示す模式断面図である。 第１実施形態におけるスライダ２の外観を示す図である。 第１実施形態における第１スライダ部材２ａの外観を示す図である。 第１実施形態における第２スライダ部材２ｂの外観を示す図である。 第１実施形態における第１スライダ部材２ａの第２スライダ部材２ｂに対する移動を示す平面図である。 第１実施形態における力覚付与ユニット６が配置されたベース体１の構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態におけるスライダ２が配置された状態の収納空間１ａを示す図である。 特許文献１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置の構造の一部を示す模式図である。
［第１実施形態］
以下に第１実施形態における力覚付与型平面スライド入力装置について説明する。
まず始めに本実施形態における力覚付与型平面スライド入力装置１００の構成について図１ないし図１０を用いて説明する。図１は第１実施形態における力覚付与型平面スライド入力装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２は第１実施形態における力覚付与型平面スライド入力装置１００の外観を示す斜視図である。図３は第１実施形態における第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す図であり、図３（ａ）は第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す平面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示すＹ２方向側から見た状態の第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す側面図である。図４は第１実施形態における第１駆動部材４および第２駆動部材５の構成を示す分解斜視図である。図５は第１実施形態における第１段差部４ｅまたは第２段差部５ｅとスペーサ８との係合状態を示す模式断面図である。図６は第１実施形態におけるスライダ２の外観を示す図であり、図６（ａ）はスライダ２の外観を示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態のスライダ２の外観を示す斜視図である。図７は第１実施形態における第１スライダ部材２ａの外観を示す図であり、図７（ａ）は第１スライダ部材２ａの外観を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態の第１スライダ部材２ａの外観を示す斜視図である。図８は第１実施形態における第２スライダ部材２ｂの外観を示す図であり、図８（ａ）は第２スライダ部材２ｂの外観を示す斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態の第２スライダ部材２ｂの外観を示す斜視図である。図９は第１実施形態における第１スライダ部材２ａの第２スライダ部材２ｂに対する移動を示す平面図であり、図９（ａ）は第１スライダ部材２ａが基準位置にある状態を示す平面図であり、図９（ｂ）は第１スライダ部材２ａが基準位置からＹ２方向へ移動した状態を示す平面図であり、図９（ｂ）は第１スライダ部材２ａが基準位置からＹ１方向へ移動した状態を示す平面図である。図１０は第１実施形態における力覚付与ユニット６が配置されたベース体１の構成を示す分解斜視図である。
力覚付与型平面スライド入力装置は、図１に示すように、ベース体１と、スライダ２と、操作部材３と、第１駆動部材４と、第２駆動部材５と、力覚付与ユニット６と、カバー部材７と、を備え、図２に示すように、操作部材３が操作可能に外方へ突出して設けられている。なお、実際に使用される時には、操作者が操作し易くなるように、例えば図２に破線で示すような操作ノブＫＢが操作部材３の先端に取り付けられる。
第１駆動部材４は、図３に示すように、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第１基部４ｂと、第１回転軸４ｆと、第１係合部４ａと、スペーサ８と、を有する。図４に示すように、第１基部４ｂは、合成樹脂材からなり、略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第１ギア部４ｃが形成されている。また、第１基部４ｂの、略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面（Ｚ１方向側の面）には、第１係合部４ａが突出して形成されている。なお、本実施形態においては、略扇形状の円弧を成す辺の一端側（Ｘ２方向側）に配置されている。また、第１基部４ｂの、略扇形状の中心角側には円形の貫通孔である第１回転中心孔４ｄが形成されている。
第１回転軸４ｆは合成樹脂材からなり、略円筒状に形成されており、第１回転中心孔４ｄに挿通可能である。また、第１回転軸４ｆは、一端側（Ｚ２方向側）に第１回転中心孔４ｄの直径よりも大きな円盤状の第１取付部４ｇを有し、他端側に第１回転軸４ｆの外周に沿って凹状に形成された第１段差部４ｅを有する。また、第１回転軸４ｆの長さは第１回転中心孔４ｄの長さよりも長く、第１段差部４ｅは第１取付部４ｇを基準として他端側に第１回転中心孔４ｄの長さ寸法と略同一の間隔を空けた位置に形成されている。
スペーサ８は、金属や合成樹脂材からなり、弾性を有した円環状の平板に形成されている。なお、中心部の開口は第１回転軸４ｆの第１段差部４ｅに係合可能な大きさである。
図３に示すように、第１回転軸４ｆは第１回転中心孔４ｄに第１基部４ｂの底面（Ｚ２方向側の面）側から回動可能に挿通して配置されており、第１基部４ｂの上面から突出した部分にある第１段差部４ｅにスペーサ８を係合することで、第１駆動部材４は第１回転軸４ｆを中心に第１基部４ｂが回動可能な第１駆動部材４が形成される。なお、図５に示すように、第１段差部４ｅは第１駆動部材４が第１基部４ｂから突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成されている。そのため、第１段差部４ｅに取り付けられたスペーサ８は、第１段差部４ｅの内部の形状に沿って撓んだ状態で第１段差部４ｅに係合されるとともに、スペーサ８の外周端部は第１基部４ｂに圧接する。
第２駆動部材５は、第１駆動部材４と同一形状の構成部品であることから、詳細な説明は省略する。図３に示すように、第２駆動部材５は、第１駆動部材４の第１基部４ｂに相当する第２基部５ｂと、第１回転軸４ｆに相当する第２回転軸５ｆと、第１係合部４ａに相当する第２係合部５ａと、スペーサ８と、を有する。図４に示すように、第２基部５ｂは、第１駆動部材４の第１ギア部４ｃに相当する第２ギア部５ｃと、第１係合部４ａに相当する第２係合部５ａと、第１回転中心孔４ｄに相当する第２回転中心孔５ｄと、を有し、第２係合部５ａが形成されている。第２回転軸５ｆは、第１駆動部材４の第１取付部４ｇに相当する第２取付部５ｇと、第１段差部４ｅに相当する第２段差部５ｅと、を有する。
図３に示すように、第２回転軸５ｆは第２回転中心孔５ｄに第２基部５ｂの底面（Ｚ２方向側の面）側から回動可能に挿通して配置されており、第２基部５ｂの上面から突出した部分にある第２段差部５ｅにスペーサ８を係合することで、第２駆動部材５は第２回転軸５ｆを中心に第２基部５ｂが回動可能な第２駆動部材５が形成される。なお、図５に示すように、第１段差部４ｅと同様に第２段差部５ｅは第２駆動部材５が第２基部５ｂから突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成されている。そのため、第２段差部５ｅに取り付けられたスペーサ８は、第２段差部５ｅの形状に沿うように撓み、外周端部を第２基部５ｂに圧接させている。
操作部材３は、合成樹脂材からなり、図６に示すように、柱状に形成されている。
スライダ２は、合成樹脂材からなり、図６に示すように、第１スライダ部材２ａと、第２スライダ部材２ｂとを備え、第２スライダ部材２ｂに第１スライダ部材２ａを重ねて配置することでスライダ２が形成される。また、このように形成されたスライダ２は平面視（Ｚ２方向から見たときに）で略長方形状をしている。なお、本実施形態においては、操作部材３は射出成形によりスライダ２に一体化されており、操作部材３は第１スライダ部材２ａの第２スライダ部材２ｂに対向する面の裏面側（Ｚ１方向側）に突出して形成されている。
図７（ａ）に示すように、第１スライダ部材２ａは、略長方形の板状に形成され、上面（Ｚ１方向側の面）の中央部には操作部材３が突出して形成されている。また、図７（ｂ）に示すように、第１スライダ部材２ａは、第１係合部４ａを挿入可能で第２方向ＤＲ２に延出して形成された第１ガイド溝２ｃと、第２係合部５ａを挿入可能で第１方向ＤＲ１に延出して形成された第２ガイド溝２ｄと、を裏面に有している。なお、第１ガイド溝２ｃおよび第２ガイド溝２ｄは、その開口形状に沿って壁状部２ｎが突出することで形成されている。また、第１スライダ部材２ａは、下面の四隅付近に円柱状に突出して形成されたガイドピン２ｅを有している。また、第１スライダ部材２ａは、第１ガイド溝２ｃを跨いで、下面の第１方向ＤＲ１（Ｙ１−Ｙ２方向）おける一端から他端に渡って凹形状に形成された第１レール溝２ｆを有する。
図８に示すように、第２スライダ部材２ｂは、略長方形の板状に形成され、収納空間１ａの第１方向ＤＲ１（Ｙ１−Ｙ２方向）における辺の長さと第２スライダ部材２ｂの第１方向ＤＲ１における幅（Ｗ１）が略同一に形成されている。第２スライダ部材２ｂは、第１ガイド溝２ｃおよび第２ガイド溝２ｄに対応した規制孔２ｇを有している。第１ガイド溝２ｃに対応した箇所の第２方向ＤＲ２における規制孔２ｇの幅寸法（Ｗ２）は、第１ガイド溝２ｃの壁状部２ｎの第２方向ＤＲ２における幅寸法と略同一であり、第２ガイド溝２ｄに対応した箇所の第２方向ＤＲ２における規制孔２ｇの幅寸法（Ｗ３）は、第２ガイド溝２ｄの壁状部２ｎの第２方向ＤＲ２における幅寸法と略同一である。なお、第１ガイド溝２ｃに対応した箇所および第２ガイド溝２ｄに対応した箇所の第１方向ＤＲ１における規制孔２ｇの幅寸法は、それぞれ第１ガイド溝２ｃおよび第２ガイド溝２ｄの壁状部２ｎの第１方向ＤＲ１における幅寸法よりも大きく形成されている。また、第２スライダ部材２ｂの第１方向ＤＲ１における両端部の第２方向ＤＲ２における幅寸法は、第２方向ＤＲ２に並んで配置された第１スライダ部材２ａのガイドピン２ｅ同士の間隔と略同一で、第２スライダ部材２ｂを第２方向ＤＲ２に並んで配置されたガイドピン２ｅ同士の間に配置可能である。また、第２スライダ部材２ｂは、規制孔２ｇを跨いで、上面（Ｚ１方向側の面）の第１方向ＤＲ１おける一端から他端に渡って凸形状に形成された第１レール部２ｈを有する。なお、第１レール部２ｈの幅寸法は第１レール溝２ｆの幅寸法と略同一であり、第１レール部２ｈは第１レール溝２ｆに挿入可能である。また、第２スライダ部材２ｂは、下面の規制孔２ｇの第１ガイド溝２ｃに対応した箇所を挟んで第１方向ＤＲ１の一方側（Ｙ１方向側）に、第２方向ＤＲ２（Ｘ１−Ｘ２方向）おける一端から他端に渡って凸形状に形成された第２レール部２ｍを有する。なお、第２レール部２ｍは規制孔２ｇの第２ガイド溝２ｄに対応した箇所を跨いで形成されている。また、第２スライダ部材２ｂは、規制孔２ｇの第１ガイド溝２ｃに対応した箇所を挟んで第２レール部２ｍに対向する位置に、第２方向ＤＲ２おける一端から他端に渡って凹形状に形成された第２レール溝２ｋを有する。
第１スライダ部材２ａと第２スライダ部材２ｂとを、第１ガイド溝２ｃおよび第２ガイド溝２ｄが規制孔２ｇに挿入されるとともに、第１レール部２ｈが第１レール溝２ｆに挿入されるように、重ねて配設することで、図６に示すような、スライダ２が形成される。なお、第１スライダ部材２ａのガイドピン２ｅは、第２スライダ部材２ｂの第１方向ＤＲ１における両端部の第２方向ＤＲ２における両側を挟むように配置されている。このように形成されたスライダ２は、図９に示すように、第１ガイド溝２ｃ、第２ガイド溝２ｄおよび規制孔２ｇにより規制される範囲で、第１スライダ部材２ａと第２スライダ部材２ｂとが第１方向ＤＲ１（Ｙ１−Ｙ２方向）に移動可能である。図９（ａ）を基準位置とすると、図９（ｂ）に示すように第１スライダ部材２ａはＹ２方向に移動可能であり、図９（ｃ）に示すように第１スライダ部材２ａはＹ２方向に移動可能である。
力覚付与ユニット６は、詳細な説明は省略するが、図１０に示すように、通電することで軸が回転可能な第１モータ６ａと第２モータ６ｂとから構成されている。第１モータ６ａは、前記軸の先端に円筒状に形成された第１伝達部材６ｃを有し、第１伝達部材６ｃの外周面には第１駆動部材４の第１ギア部４ｃと係合可能なギアが形成されている。第２モータ６ｂも同様に第２伝達部材６ｄを有し、第２伝達部材６ｄの外周面には第２駆動部材５の第２ギア部５ｃと係合可能なギアが形成されている。
ベース体１は、合成樹脂材から形成され、図１０に示すように、それぞれ箱状に形成されており、内部は中空である下ケース１Ａと上ケース１Ｂとで構成されている。下ケース１Ａは、内部に力覚付与ユニット６を収納可能な大きさで箱状に形成されたベース部１ｂを有する。また、下ケース１Ａは、ベース部１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）に、四方（Ｘ１−Ｘ２方向側およびＹ１−Ｙ２方向側）が囲われ、上方が開放された取付空間１ｃを有する。取付空間１ｃの内部底面の所定の２箇所には、第１伝達部材６ｃ又は第２伝達部材６ｄを挿通可能な連絡孔１ｄが形成されている。本実施形態においては、取付空間１ｃを平面視（Ｚ１方向から見た場合）したときに、取付空間１ｃを第２方向ＤＲ２に２等分する直線に沿うように、第１方向ＤＲ１における一端側（Ｙ１方向側）と他端側（Ｙ２方向側）とに、連絡孔１ｄは１つずつ形成されている。また、第１方向ＤＲ１における他端側に形成された連絡孔１ｄの近傍（Ｙ２方向側かつＸ１方向側）には、第１駆動部材４の第１取付部４ｇを挿入可能な第１取付穴１ｅが形成され、第１方向ＤＲ１における一端側に形成された連絡孔１ｄの近傍（Ｙ１方向側かつＸ２方向側）には、第２駆動部材５の第２取付部５ｇを挿入可能な第２取付穴１ｆが形成されている。
図１０に示すように、上ケース１Ｂは、上部が開放され、その内部には収納空間１ａが形成されている。上ケース１Ｂは、取付空間１ｃを覆うことが可能な大きさに形成されている。収納空間１ａの内部底面には、第１係合部４ａに対応し、第１係合部４ａを挿通可能な第１回動孔１ｇが、第１取付穴１ｅに対応する箇所のＸ２方向側に、第１取付穴１ｅに対応する箇所を中心とした円弧状に形成されている。また、収納空間１ａの内部底面には、第２係合部５ａに対応し、第２係合部５ａを挿通可能な第２回動孔１ｈが、第２取付穴１ｆに対応する箇所のＹ２方向側に、第２取付穴１ｆに対応する箇所を中心とした円弧状に形成されている。また、収納空間１ａの内部底面には、第２方向ＤＲ２おける一端から他端に渡って凸形状に形成された第３レール部１ｋが形成され、第３レール部１ｋは、スライダ２の第２レール溝２ｋに挿入可能な幅寸法に形成されている。第３レール部１ｋのＹ１方向側には、第２方向ＤＲ２における一端から他端に渡って凹形状に形成された第３レール溝１ｍが形成され、第３レール溝１ｍはスライダ２の第２レール部２ｍを挿入可能な幅寸法に形成されている。第３レール部１ｋと第３レール溝１ｍとの離間距離は、スライダ２の第２レール溝２ｋと第２レール部２ｍとの離間距離と略一致する。
上ケース１Ｂを下ケース１Ａの取付空間１ｃの上部を覆うとともに、第１係合部４ａ、および第２係合部５ａに対応可能な向きに配置することでベース体１が形成される。なお、上ケース１Ｂにより上部を覆われた取付空間１ｃには、第１駆動部材４および第２駆動部材５を収納可能なスペースが設けられている。
カバー部材７は、合成樹脂材からなり、図１に示すように、下方（Ｚ２方向側）が開放され中空な直方体状に形成され、上面には操作部材３を挿通可能な操作開口部７ａが形成されている。なお、カバー部材７の上面の大きさはベース体１の収納空間１ａを覆うことが可能な大きさである。
次に力覚付与型平面スライド入力装置１００の構造について図１、図２、図１０および図１１を用いて説明する。図１１は第１実施形態におけるスライダ２が配置された状態の収納空間１ａを示す図であり、図１１（ａ）はスライダ２が配置された状態の収納空間１ａを示す斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態のスライダ２が配置された状態の収納空間１ａを示す平面図である。
図１０に示すように、力覚付与ユニット６は、ベース体１の下ケース１Ａの内部にネジ止めなどにより保持されている。この様に保持された力覚付与ユニット６は、第１取付穴１ｅ側に形成された連絡孔１ｄから第１モータ６ａの第１伝達部材６ｃを取付空間１ｃに突出させるとともに、第２取付穴１ｆ側に形成された連絡孔１ｄから第２モータ６ｂの第２伝達部材６ｄを取付空間１ｃに突出させている。
図１に示すように、第１駆動部材４は第１取付穴１ｅ（図１０参照）に第１取付部４ｇを挿入して係止され、第２駆動部材５は第２取付穴１ｆ（図１０参照）に第２取付部５ｇを挿入して係止される。このように配置された第１駆動部材４の第１ギア部４ｃと力覚付与ユニット６の第１伝達部材６ｃとは係合し、第２駆動部材５の第２ギア部５ｃと力覚付与ユニット６の第２伝達部材６ｄとは係合している。これにより、力覚付与ユニット６の動力を第１駆動部材４および第２駆動部材５に伝達することが可能となる。
第１駆動部材４および第２駆動部材５が配置された取付空間１ｃの上には、図１１に示すように、取付空間１ｃの開口を覆うように上ケース１Ｂが重ねて配置される。このとき、第１駆動部材４の第１係合部４ａ（図１参照）は、第１回動孔１ｇ（図１０参照）に沿って揺動可能に挿通され、第２駆動部材５の第２係合部５ａ（図１参照）は、第２回動孔１ｈ（図１０参照）に沿って揺動可能に挿通されている。また、スライダ２は第２レール部２ｍを第３レール溝１ｍに挿入し、第２レール溝２ｋに第３レール部１ｋを挿入した状態で、互いに直交する第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２を含む平面に沿ってスライド移動可能に収納空間１ａ内に配置されている。なお、このとき収納空間１ａの内部底面から突出した第１駆動部材４の第１係合部４ａは第１ガイド溝２ｃに挿入され、第２駆動部材５の第２係合部５ａは第２ガイド溝２ｄに挿入されている。これにより、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａを介して力覚付与ユニット６の動力をスライダ２に伝達することが可能となる。なお、第１係合部４ａは第１ガイド溝２ｃに沿って、第２係合部５ａは第２ガイド溝２ｄに沿って、それぞれ移動可能である。
このようにスライダ２が内部に配置された収納空間１ａの上には、図２に示すように、操作開口部７ａに操作部材３を相通した状態で、開口を覆うようにカバー部材７が重ねて配置され、力覚付与型平面スライド入力装置１００が形成される。なお、図示していないが力覚付与型平面スライド入力装置１００は、第１駆動部材４および第２駆動部材５の回動を検知できる検出装置を有している。例えば回転型の可変抵抗器やエンコーダなどにより回動した角度を検出している。
次に力覚付与型平面スライド入力装置の動作について説明する。
操作部材３に第１方向ＤＲ１の力を加えると、第２スライダ部材２ｂの第１方向ＤＲ１における寸法が、収納空間１ａの第１方向ＤＲ１における寸法と略同一であり、第２スライダ部材２ｂは第１方向ＤＲ１に移動しない。しかし、前述したとおり、第１スライダ部材２ａと第２スライダ部材２ｂとが第１方向ＤＲ１に移動可能であるため、第１スライダ部材２ａが第１方向ＤＲ１に移動する。また、操作部材３に第２方向ＤＲ２の力を加えると、第２スライダ部材２ｂは第１スライダ部材２ａと一体に第２方向ＤＲ２へ移動する。したがって、スライダ２は第１方向ＤＲ１に移動可能な第１スライダ部材２ａと、第２方向ＤＲ２に移動可能な第２スライダ部材２ｂとを備え、実質的に、互いに直交する第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２を含む平面に沿ってスライド移動可能である。また、操作部材３を介したスライダ２の第１方向ＤＲ１へのスライド移動によって、第１回転軸４ｆを回転駆動の中心として第１駆動部材４の第１係合部４ａが回転駆動される。また、操作部材３を介したスライダ２の第２方向ＤＲ２へのスライド移動によって、第２回転軸５ｆを回転駆動の中心として第２駆動部材５の第２係合部５ａが回転駆動される。このように回動する第１駆動部材４および第２駆動部材５の回動角度を検出装置で検出し、回動角度からスライダ２の位置を算出することで、方向入力を行なうことができる。また、力覚付与ユニット６は、第１駆動部材４および第２駆動部材５を介して動力をスライダ２に伝達することができるため、スライダ２から操作部材３を介して操作者に平面方向の力覚を付与可能である。力覚を付与するとは、例えば、操作に対して抗するような力を操作部材３に加えることである。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
本実施形態の力覚付与型平面スライド入力装置１００では、平面視で長方形状に形成された収納空間１ａを有するベース体１と、収納空間１ａ内に配置され、互いに直交する第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２を含む平面に沿ってスライド移動可能なスライダ２と、スライダ２に一体化された操作部材３と、操作部材３の第１方向ＤＲ１へのスライド移動によって回転駆動される第１係合部４ａを有する第１駆動部材４と、操作部材３の第２方向ＤＲ２へのスライド移動によって回転駆動される第２係合部５ａを有する第２駆動部材５と、操作部材３を介して操作者に平面方向の力覚を付与可能な力覚付与ユニット６と、を備え、スライダ２は、第１方向ＤＲ１に移動可能な第１スライダ部材２ａと、第２方向ＤＲ２に移動可能な第２スライダ部材２ｂとを備え、収納空間１ａの第１方向ＤＲ１における辺の長さと第２スライダ部材２ｂの第１方向ＤＲ１における幅が略同一である、構成とした。
このような構造とすることで、スライダ２の第２スライダ部材２ｂは収納空間１ａの内壁にガイドされ第２方向ＤＲ２に摺動し、第１スライダ部材２ａおよび第２スライダ部材２ｂは互いにガイドしながら、スライダ２の第１スライダ部材２ａが第２スライダ部材２ｂ上を第１方向ＤＲ１に摺動するため、スライダ２は平面上を摺動する。これにより、第２スライダ部材２ｂは収納空間１ａの内壁にガイドされ、第１スライダ部材２ａは第２スライダ部材２ｂにガイドされているため、スライダ２を操作時にスライダ２が例えば操作部材３を中心として回転するのを防ぐことが出来る。したがって、従来技術の係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａのように３箇所でスライダ２と係合し、スライダ２の回転を防ぐ必要がないため、駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６の３部品で担っていた機能を、第１駆動部材４と第２駆動部材５との２部品で対応することができる。また、従来技術の係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａはそれぞれ３枚の板状の部材を重ねることで構成されていたが、本実施形態においては、１枚の板状の部材（第１基部４ｂ、第２基部５ｂ）としている。このように、部品点数が減ることでコストを安くできる。また、第１駆動部材４と第２駆動部材５とを同一形状の部材としているため、同じ部品をまとめて加工できるので、加工費用を安くすることができる。したがって、構成部品の加工費用が安くなり、構成部品数が減ることでコストを安くすることができるため、コストを安くする事ができる力覚付与型平面スライド入力装置を提供することができる。
また、従来技術においては係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａで回転止めの効果を持たせているため、強度の面で懸念がある構造であったが、収納空間１ａでスライダ２をガイドしてスライダ２の回転を止めているため、従来技術に比べて回転止めの強度が高い、という効果を奏する。
また、従来技術においては係合ピン９１４ａ、係合ピン９１５ａおよび係合ピン９１６ａが３枚の板状の部材を重ねて構成されていたものが、第１駆動部材４は第２駆動部材５は１枚の板状の部材（第１基部４ｂ、第２基部５ｂ）となっているので、高さを低くすることができ、力覚付与型平面スライド入力装置の低背化に寄与する。
また、本実施形態の力覚付与型平面スライド入力装置１００では、第１駆動部材４は、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第１基部４ｂと、回転駆動の中心となる第１回転軸４ｆと、を有し、第１基部４ｂの、略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第１ギア部４ｃが形成され、第１基部４ｂの、略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面には、第１係合部４ａが突出して形成され、第１基部４ｂの、略扇形状の中心角側には第１回転中心孔４ｄが形成され、第１回転軸４ｆは第１回転中心孔４ｄに回動可能に挿通して配置されており、第２駆動部材５は、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第２基部５ｂと、回転駆動の中心となる第２回転軸５ｆと、を有し、第２基部５ｂの、略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第２ギア部が形成され、第２基部５ｂの、略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面には、第２係合部５ａが突出して形成され、第２基部５ｂの、略扇形状の中心角側には第２回転中心孔５ｄが形成され、第２回転軸５ｆは第２回転中心孔５ｄに回動可能に挿通して配置されている、構成とした。
従来技術において、第１駆動部材４および第２駆動部材５と同様の機能を有していた部品である駆動体９１４、駆動体９１５および駆動体９１６は、それぞれギアが側面に形成された部材を重ねて配置することで形成されていた。本実施形態においては、第１駆動部材４および第２駆動部材５においては、第１ギア部４ｃを第１基部４ｂの側面に設け、第２ギア部を第２基部５ｂの側面に設ける構造とした。これにより、ギアが側面に形成された部材が必要なくなり、部品点数をさらに少なくしさらにコストを安くすることができる。また、従来技術においては、ギアを側面に備えた部材を、別の部材に重ねて配置する構造としていた。第１駆動部材４および第２駆動部材５においては、第１ギア部４ｃを第１基部４ｂの側面に設け、第２ギア部５ｃを第２基部５ｂの側面に設ける構造としたことで、高さを低くすることができる。したがって、さらにコストが安く、製品高さを低くすることが可能な力覚付与型平面スライド入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
また、本実施形態の力覚付与型平面スライド入力装置１００では、第１回転軸４ｆおよび第２回転軸５ｆに係合可能なスペーサ８を有し、第１回転軸４ｆは略円筒状に形成されており、第１駆動部材４の第１基部４ｂから突出した部分には第１回転軸４ｆの外周に沿って凹状に形成された第１段差部４ｅを有し、第１段差部４ｅは第１駆動部材４が第１基部４ｂから突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成され、第２回転軸５ｆは略円筒状に形成されており、第２駆動部材５の第２基部５ｂから突出した部分には第２回転軸５ｆの外周に沿って凹状に形成された第２段差部５ｅを有し、第２段差部５ｅは第２駆動部材５が第２基部５ｂから突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成され、スペーサ８は、第１段差部４ｅおよび第２段差部５ｅに、第１段差部４ｅおよび第２段差部５ｅの内部の形状に沿って、撓んだ状態で係合されるとともに、スペーサ８の外周端部は第１基部４ｂおよび第２基部５ｂに圧接する、構成とした。
これにより、第１回転軸４ｆの一端側を第１基部４ｂから突出した状態で、スペーサ８を第１段差部４ｅに係合すると、スペーサ８は第１段差部４ｅの内部の形状に沿って撓むため、スペーサ８の外周端部が第１基部４ｂに均一に圧接する。したがって、第１回転軸４ｆと第１基部４ｂとがガタツキなく係合され、第１基部４ｂに傾きが発生し難くスムーズな動作が可能になるとともに、振動を受けた場合にガタツキ音が発生するのを防ぐことが出来る。なお、スペーサ８を第２回転軸５ｆの第２段差部５ｅに係合した場合にも同様の効果が得られる、という効果を奏する。なお、第１段差部４ｅおよび第２段差部５ｅをテーパ状ではなく円筒状にして、スペーサ８の代わりに、一般にバネワッシャーやバネ座金などと呼ばれるものを第１段差部４ｅおよび第２段差部５ｅに挿入しても、バネワッシャー（バネ座金）は第１基部４ｂおよび第２基部５ｂに圧接する。しかし、バネワッシャー（バネ座金）は構造上の理由から、当接する箇所によって圧接する力にバラツキがあり、第１基部４ｂおよび第２基部５ｂに傾きが発生し、動作が悪くなることが懸念される。
以上のように、本発明の実施形態に係る力覚付与型平面スライド入力装置を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
（１）本実施形態において、射出成形により操作部材３とスライダ２とを一体に形成しているが、操作部材３とスライダ２と別体で設けて係合したり、それぞれが異なる材質で形成するなどしても良い。
（２）本実施形態において、スライダ２を収納空間１ａの内部底面方向へ付勢する構造を設けていないが、スライダ２とカバー部材７との間に、例えば板バネのような付勢部材を配置し、動作に不具合の無い範囲でスライダ２を収納空間１ａの内部底面方向へ付勢しても良い。スライダ２を収納空間１ａの内部底面方向へ付勢することでスライダ２のガタツキを抑えることができ、操作感触が向上する、振動による異音の発生を抑えるなどの効果を奏する。
（３）本実施形態において、特に照光する箇所は設けていないが、必要に応じて操作ノブＫＢなどに照光する箇所を設けてもよい。それに合わせて、光源や導光部材などを力覚付与型平面スライド入力装置に配設してもよい。
１ ベース体
１ａ 収納空間
１ｂ ベース部
１ｃ 取付空間
１ｄ 連絡孔
１ｅ 第１取付穴
１ｆ 第２取付穴
１ｇ 第１回動孔
１ｈ 第２回動孔
１ｋ 第３レール部
１ｍ 第３レール溝
２ スライダ
２ａ 第１スライダ部材
２ｂ 第２スライダ部材
２ｃ 第１ガイド溝
２ｄ 第２ガイド溝
２ｅ ガイドピン
２ｆ 第１レール溝
２ｇ 規制孔
２ｈ 第１レール部
２ｋ 第２レール溝
２ｍ 第２レール部
２ｎ 壁状部
３ 操作部材
４ 第１駆動部材
４ａ 第１係合部
４ｂ 第１基部
４ｃ 第１ギア部
４ｄ 第１回転中心孔
４ｅ 第１段差部
４ｆ 第１回転軸
４ｇ 第１取付部
５ 第２駆動部材
５ａ 第２係合部
５ｂ 第２基部
５ｃ 第２ギア部
５ｄ 第２回転中心孔
５ｅ 第２段差部
５ｆ 第２回転軸
５ｇ 第２取付部
６ 力覚付与ユニット
６ａ 第１モータ
６ｂ 第２モータ
６ｃ 第１伝達部材
６ｄ 第２伝達部材
７ カバー部材
７ａ 操作開口部
８ スペーサ
１００ 力覚付与型平面スライド入力装置
ＤＲ１ 第１方向
ＤＲ２ 第２方向

Claims (3)

  1. 平面視で長方形状に形成された収納空間を有するベース体と、
    前記収納空間内に配置され、互いに直交する第１方向と第２方向を含む平面に沿ってスライド移動可能なスライダと、
    前記スライダに一体化された操作部材と、
    前記操作部材の前記第１方向へのスライド移動によって回転駆動される第１係合部を有する第１駆動部材と、
    前記操作部材の前記第２方向へのスライド移動によって回転駆動される第２係合部を有する第２駆動部材と、
    前記操作部材を介して操作者に平面方向の力覚を付与可能な力覚付与ユニットと、を備え、
    前記スライダは、前記第１方向に移動可能な第１スライダ部材と、前記第２方向に移動可能な第２スライダ部材とを備え、
    前記収納空間の前記第１方向における辺の長さと第２スライダ部材の第１方向における幅が略同一であることを特徴とする力覚付与型平面スライド入力装置。
  2. 前記第１駆動部材は、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第１基部と、回転駆動の中心となる第１回転軸と、を有し、
    前記第１基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第１ギア部が形成され、
    前記第１基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面には、前記第１係合部が突出して形成され、
    前記第１基部の、前記略扇形状の中心角側には第１回転中心孔が形成され、
    前記第１回転軸は前記第１回転中心孔に回動可能に挿通して配置されており、
    前記第２駆動部材は、平面視で略扇形状であり、かつ平板状に形成された第２基部と、回転駆動の中心となる第２回転軸と、を有し、
    前記第２基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺に対応する側面には第２ギア部が形成され、
    前記第２基部の、前記略扇形状の円弧を成す辺側の一方の面には、前記第２係合部が突出して形成され、
    前記第２基部の、前記略扇形状の中心角側には第２回転中心孔が形成され、
    前記第２回転軸は前記第２回転中心孔に回動可能に挿通して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の力覚付与型平面スライド入力装置。
  3. 前記第１回転軸および前記第２回転軸に係合可能なスペーサを有し、
    前記第１回転軸は略円筒状に形成されており、前記第１駆動部材の前記第１基部から突出した部分には前記第１回転軸の外周に沿って凹状に形成された第１段差部を有し、前記第１段差部は前記第１駆動部材が前記第１基部から突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成され、
    前記第２回転軸は略円筒状に形成されており、前記第２駆動部材の前記第２基部から突出した部分には前記第２回転軸の外周に沿って凹状に形成された第２段差部を有し、前記第２段差部は前記第２駆動部材が前記第２基部から突出する方向に向かうにつれて径が大きくなるテーパ状に形成され、
    前記スペーサは、前記第１段差部および前記第２段差部に、前記第１段差部および前記第２段差部の内部の形状に沿って、撓んだ状態で係合されるとともに、前記スペーサの外周端部は前記第１基部および前記第２基部に圧接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の力覚付与型平面スライド入力装置。
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