JP6016273B2 - Rotary actuator and operation feeling imparting type input device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができるロータリーアクチュエータ及びそれを用いた操作感触付与型入力装置に関する。 The present invention relates to a rotary actuator that can generate both rotational force and braking force, and an operation feeling imparting type input device using the same.
各種の電子機器や車載電装品等の入力装置として、モータと電磁ブレーキを内蔵することによりクリック感とブレーキ力の両方を発生できる操作感触付与型入力装置が開示されている(例えば、特許文献1)。 As an input device for various electronic devices and in-vehicle electrical components, an operation feeling imparting type input device capable of generating both a click feeling and a braking force by incorporating a motor and an electromagnetic brake is disclosed (for example, Patent Document 1). ).
図11は、特許文献1の操作感触付与型入力装置200の全体的な構成を示す模式図である。操作感触付与型入力装置200は、回転式の操作部212と、回転状態を検出するエンコーダ218と、操作部212とともに回転するアーマチュアロータ222と、回転抵抗を付与する電磁ブレーキ224と、自立回転力を付与する電動モータ230とを備える。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an overall configuration of the operation feeling imparting
制御部228は、回転抵抗を付与する場合は電磁ブレーキ224を駆動するとともに、電動モータ230を駆動して操作部212を自立回転させることもできる。
The
さらに、操作感触付与型入力装置200は、電磁ブレーキ224により回転抵抗を発生させながら、同時に電動モータ230によって自立回転力を発生させることもできる。この場合、操作者には自分の操作に対する適度な抵抗感触を付与しつつ、操作部212があたかも自立的に回転していくことがあるかのような感触を与えることができる。
Furthermore, the operation feeling imparting
これにより、回転抵抗の発生を主に電磁ブレーキ224で賄うことで消費電力を少なく抑えながら、自立回転力を発生可能な電動モータ230を合わせて使用することで、より多様な操作感触の付与を実現することができる。
As a result, the use of the
しかしながら、モータ単体では強いブレーキ力を発生することができないため、別駆動源として電磁ブレーキを併用し、回転力とブレーキ力の機能を分担させて使用する必要があった。このため、機器が大きくなり小型化が難しいという問題点があった。 However, since the motor alone cannot generate a strong braking force, it has been necessary to use an electromagnetic brake as another drive source and share the functions of the rotational force and the braking force. For this reason, there is a problem that the device becomes large and it is difficult to reduce the size.
本発明は、上述した課題を解決するもので、小型で、且つ、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができるロータリーアクチュエータ及びそれを用いた操作感触付与型入力装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a rotary actuator that is small in size and capable of generating both rotational force and braking force, and an operation feeling imparting type input device using the rotary actuator. And
本発明のロータリーアクチュエータは、回転可能な磁性材料製のロータと、該ロータの径方向外周部と微小空隙を有して対向するように配置された磁性材料製のステータと、選択的に通電され前記ステータに磁気吸引力を発生させて前記ロータを吸引することにより前記ロータに回転力を発生させる回転力発生コイルと、を備えたロータリーアクチュエータであって、前記ロータの回転軸の延長方向に配置され前記ロータと接触可能な磁性材料製のヨークと、選択的に通電され前記ヨークに磁気吸引力を発生させて前記ロータとの摺動摩擦力により前記ロータの回転を規制するブレーキ力発生コイルと、を備えたことを特徴とする。 The rotary actuator of the present invention is selectively energized with a rotor made of a magnetic material that can rotate, and a stator made of a magnetic material that is arranged so as to face the outer circumferential portion of the rotor with a minute gap. A rotary actuator that generates a rotational force on the rotor by generating a magnetic attractive force on the stator and attracting the rotor, and is arranged in an extending direction of the rotation axis of the rotor A yoke made of a magnetic material that can come into contact with the rotor, a brake force generating coil that selectively energizes to generate a magnetic attraction force on the yoke and restricts the rotation of the rotor by a sliding frictional force with the rotor, It is provided with.
ステータの磁気吸引力によりロータの回転力を発生させるとともに、ヨークの磁気吸引力によりロータの摺動摩擦力を強めて回転を規制するブレーキ力を発生させる構成であり、相対角度を検出し選択的に通電制御を行うことにより回転力とブレーキ力を制御できる。このため、回転力用とブレーキ力用のロータを別々に持つ場合にくらべ、小型化が実現できる。したがって、この構成によれば、小型で、且つ、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができる。 The rotor's magnetic attractive force generates the rotor's rotational force, and the yoke's magnetic attractive force increases the rotor's sliding friction force to generate a braking force that regulates rotation. By performing energization control, the rotational force and the braking force can be controlled. For this reason, compared with the case where the rotor for torque and brake force are separately provided, the size can be reduced. Therefore, according to this structure, it is small and can generate both a rotational force and a braking force.
また本発明のロータリーアクチュエータにおいて、前記ロータの前記径方向外周部は、前記回転軸を中心とする円形ハブ部と該円形ハブ部から径方向の外側に向かって延びる複数の突出部とからなり、前記ステータには前記ロータの前記突出部と同数の突極部が配置されており、前記回転力発生コイルに通電することにより前記突出部と前記突極部とが正対する位置となるように、前記ロータに前記回転力を発生させることが好ましい。 Further, in the rotary actuator of the present invention, the radially outer peripheral portion of the rotor is composed of a circular hub portion centered on the rotating shaft and a plurality of projecting portions extending radially outward from the circular hub portion, The stator has the same number of salient poles as the projections of the rotor, and the energization of the rotational force generating coil results in a position where the projections and the salient poles face each other. It is preferable to generate the rotational force in the rotor.
この構成によれば、回転力発生コイルに通電しているときには、ロータの突出部とステータの突極部とが対向するように磁気吸引力が発生する。これにより、ロータに、突出部と突極部とが正対する角度に近づく方向に収束する回転力を発生させることができる。こうすれば、ロータを回転させる操作に必要なトルクに変化をもたせた操作感触とすることができる。 According to this configuration, when the rotational force generating coil is energized, a magnetic attractive force is generated so that the protruding portion of the rotor and the salient pole portion of the stator face each other. Thereby, the rotational force which converges in the direction which approaches the angle which a protrusion part and a salient pole part face directly at a rotor can be generated. If it carries out like this, it can be set as the operation feeling which gave change to the torque required for operation which rotates a rotor.
本発明のロータリーアクチュエータにおいて、前記ロータは、前記ヨークに対して前記回転軸の軸方向の相対位置が移動可能に設けられており、前記ロータの自重によって前記ヨークに接触するように配置されていることが好ましい。 In the rotary actuator of the present invention, the rotor is provided such that the relative position in the axial direction of the rotation shaft is movable with respect to the yoke, and is arranged so as to contact the yoke by the weight of the rotor. It is preferable.
この構成によれば、ヨークに対しロータが自重により接触する構造なので、接触させるためのバネのような別部材が必要なく、ロータを摺動回転させることができる。また、ヨークに対して、上方からロータを組み込むだけでよいので、小型化しても製造が容易である。 According to this configuration, since the rotor is in contact with the yoke by its own weight, a separate member such as a spring for contact is not necessary, and the rotor can be slid and rotated. Further, since it is only necessary to incorporate the rotor from above with respect to the yoke, manufacture is easy even if the size is reduced.
また本発明における操作感触付与型入力装置は、上記に記載されたロータリーアクチュエータと、前記ステータと前記ロータとの相対角度を検出する角度センサと、前記角度センサが検出した角度に応じた操作信号を出力する制御部と、操作者により回転操作される操作部と、を備え、前記操作部が前記ロータと一体に回転するように接続されているとともに、前記制御部は、前記操作部の角度によって、回転力発生コイルと前記ブレーキ力発生コイルとに対し個別に通電する通電制御を行うことを特徴とする。 Further, the operation feeling imparting type input device according to the present invention includes the rotary actuator described above, an angle sensor for detecting a relative angle between the stator and the rotor, and an operation signal corresponding to the angle detected by the angle sensor. An output control unit, and an operation unit that is rotated by an operator. The operation unit is connected to rotate integrally with the rotor, and the control unit depends on an angle of the operation unit. Further, energization control for individually energizing the rotational force generating coil and the brake force generating coil is performed.
操作部の回転角度によって操作信号を出力するとともに操作感触が得られる操作感触付与型入力装置であって、回転停止させたり、ロータの突出部とステータの突極部とが対向する角度に近づくときと遠ざかるときとの操作感触を変化させたりすることができる。したがって、複雑な制御をすることなく、回転停止させることができるとともに、操作時のクリック感が発生できる。 An operation feeling imparting type input device that outputs an operation signal according to the rotation angle of the operation section and obtains an operation feeling when the rotation is stopped or the angle at which the protruding portion of the rotor faces the salient pole portion of the stator approaches It is possible to change the operation feeling when moving away. Therefore, the rotation can be stopped without performing complicated control, and a click feeling at the time of operation can be generated.
本発明のロータリーアクチュエータは、ステータの磁気吸引力によりロータの回転力を発生させるとともに、ヨークの磁気吸引力によりロータの摺動摩擦力を強めて回転を規制するブレーキ力を発生させる構成であり、選択的に通電制御を行うことにより回転力とブレーキ力を制御できる。このため、回転力用とブレーキ力用のロータを別々に持つ場合にくらべ、小型化が実現できる。したがって、小型で、且つ、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができるロータリーアクチュエータ及びそれを用いた操作感触付与型入力装置を提供することができる。 The rotary actuator of the present invention is configured to generate a rotating force of the rotor by the magnetic attractive force of the stator and to generate a braking force that restricts the rotation by increasing the sliding frictional force of the rotor by the magnetic attractive force of the yoke. Thus, the rotational force and the braking force can be controlled by energization control. For this reason, compared with the case where the rotor for torque and brake force are separately provided, the size can be reduced. Therefore, it is possible to provide a rotary actuator that is small in size and capable of generating both rotational force and braking force, and an operation feeling imparting type input device using the rotary actuator.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For easy understanding, the dimensions of the drawings are appropriately changed.
[第1実施形態]
図1は、本発明の実施形態のロータリーアクチュエータ1を示す平面図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は正面図である。図2は、本発明の実施形態のロータリーアクチュエータ1を示す分解斜視図である。図3は、図1(a)のIII−III線で切断した模式断面図である。図4は、図1(b)のIV−IV線で切断した模式断面図である。図5は、ステータ20に発生する磁束の向きを示す説明図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing a
ロータリーアクチュエータ1は、図1〜図4に示すように、シャフト15が挿入されたロータ10と、ステータ20と、回転力発生コイル25と、ヨーク30と、ブレーキ力発生コイル35と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
シャフト15は上ケース5aと下ケース5bとに回転導入部材7を介して取り付けられている。回転導入部材7はシャフト15を回転自在に保持するとともに、回転軸10aの軸方向(Z1−Z2方向)の上下動は許容されるものである。
The shaft 15 is attached to the upper case 5 a and the lower case 5 b via the
ロータ10は、鉄製で、シャフト15を挿入して固定可能な挿入孔を有している。ロータ10とシャフト15とは、シャフト15が挿入された状態で一体に回転する。ロータ10の径方向外周部10bは、図4に示すように、回転軸10aを中心とする円形ハブ部11と円形ハブ部11から径方向の外側に向かって延びる複数の突出部12とからなる。
The
ステータ20は鉄製で、ロータ10の突出部12と同数の突極部22が配置されている。そして、ロータ10とステータ20とは、図4に示すように、ステータ20の突極部22がロータ10の径方向外周部10bと微小空隙を有して対向するように配置されている。
The
ステータ20は、図4に示すように、複数(図4では20個)の突極部22が分割コア部23に接続されて内側に突出した形状である。複数(図4では10個)の分割コア部23は、突極部22の個数に対応して、2個の突極部22に接続されている。それぞれの分割コア部23には、回転力発生コイル25が巻かれている。なお、図1〜図4では、回転力発生コイル25に接続される配線部分は省略している。複数の分割コア部23は円周方向に等角度ピッチで配置されるとともに、隣り合う回転力発生コイル25は巻き線の向きが異なっている。これにより、隣り合う分割コア部23に発生する磁束の向きが逆になる。図5では、磁束の向きを矢印で示している。図5に示すように、回転力発生コイル25に通電したときの磁束は、ロータ10を介して隣り合う分割コア部23に流入する。
As shown in FIG. 4, the
ヨーク30は、図3に示すように、ロータ10とステータ20との下側(Z2側)で、ロータ10の回転軸10aの延長方向に配置されている。ヨーク30は鉄製で、第1円筒部30aと第2円筒部30bとを底部30cで接続した形状に形成されている。ヨーク30の上部(Z1側)は同一平面上に位置する平坦な摺動部30dとなっており、摺動部30dにはロータ10が自重によって接触可能になっている。
As shown in FIG. 3, the
ヨーク30の第1円筒部30aと第2円筒部30bとの間隙には、ブレーキ力発生コイル35が巻かれている。ブレーキ力発生コイル35に通電したときの磁束は、第1円筒部30aからロータ10を介して第2円筒部30bに流入する。なお、図1〜図4では、ブレーキ力発生コイル35に接続される配線部分は省略している。
A brake
ロータリーアクチュエータ1は、下ケース5bにブレーキ力発生コイル35が巻かれたヨーク30を載置してから、回転力発生コイル25が巻かれたステータ20を載置し、さらに、シャフト15が挿入されたロータ10を載置して、上ケース5aで覆われる。このとき、ロータ10が回転可能に回転導入部材7を介して取り付けられる。なお、図3に示す角度センサ40は、ステータ20とロータ10との相対角度を検出するための回転位置センサである。ロータ10と一体で回転するシャフト15に取り付けられた磁石41がロータ10の回転とともに回転し、下ケース5bに取り付けられた磁気センサ42の出力変化を得られるように構成されている。ロータリーアクチュエータ1は角度センサ40を備えてもよいが、角度センサ40を備えていないアクチュエータ単体であってもよい。
In the
本実施形態のロータリーアクチュエータ1は、回転力発生コイル25に選択的に通電されステータ20に磁気吸引力を発生させてロータ10を吸引することにより、ロータ10に回転力を発生させることができる。ここで、本実施形態のロータリーアクチュエータ1の動作について、図6〜図8を参照して説明する。
The
図6は、ロータ10に発生する回転力を示す説明図であり、突出部12と突極部22とが正対する位置に近づく場合を示す説明図である。図7は、ロータ10に発生する回転力を示す説明図であり、突出部12と突極部22とが正対する位置から遠ざかる場合を示す説明図である。図8は、ロータ10に発生する回転力を示す説明図であり、突出部12に対して2個の突極部22が同距離に位置する瞬間を示す説明図である。それぞれの図中に示す白抜きの矢印は、ロータ10の(外力による)回転方向を示している。図6及び図7に示す黒の太い矢印は、ロータ10に発生する回転力の方向を示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the rotational force generated in the
回転力発生コイル25に通電すると、突出部12と突極部22とが正対する位置となるように磁気吸引力が作用する。これにより、外力でロータ10を所望の回転方向(D1で示す回転方向)に回転させようとすると、図6に示すように、突出部12と突極部22とが正対する位置に近づく場合には回転しやすくなる回転力(P1)を付与することができる。一方、図7に示すように、突出部12と突極部22とが正対する位置から遠ざかる場合には回転しにくくなる回転力(P2)を付与することができる。また、図8に示すように、突出部12に対して2個の突極部22が同距離に位置する瞬間は回転力が相殺され、また、微小空隙の間隔が大きくなるため、磁気吸引力が弱くなる。すなわち、突出部12と突極部22とが正対する位置に向かうときに回転力が大きくなり、その位置を通過した後は回転力が小さくなり、さらに次の正対位置に近づくと再び回転力が大きくなる挙動を繰り返す。
When the rotational
以上説明したように、ロータ10に、突出部12と突極部22とが正対する角度に近づく方向に収束する回転力を発生させることができる。突出部12と突極部22とが円周方向に複数配置されているので、その個数に応じて分割された角度で回転しにくい状態を発生させることができる。すなわち、ロータ10の回転に必要なトルクが大きくなったり小さくなったりする。さらに、ステータ20に発生させる磁気吸引力が大きければ、外力として大きな回転トルクが必要になる。こうすれば、ロータ10を回転させる回転操作に必要なトルクに変化をもたせたクリック感のある操作感触とすることができる。
As described above, the
本実施形態のロータリーアクチュエータ1は、ブレーキ力発生コイル35に選択的に通電されヨーク30に磁気吸引力を発生させて、ロータ10と摺動部30dとの摺動摩擦力によりロータ10の回転を規制することができる。ロータ10が摺動するヨーク30に磁気吸引力を発生させるので、摺動部30dとの摺動摩擦力を強めて回転を規制するブレーキ力を発生させることができる。例えば、磁気吸引力によって回転規制力を強めれば、ロータ10を回転できなくすることができる。また、適度な(中間的な)磁気吸引力を付与すれば、単純な摺動状態に比べて回転しにくい回転規制力を発生させて、いわゆる「硬い動き」に調整することができる。
The
本実施形態のロータリーアクチュエータ1は、上述したように、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができる。回転力発生コイル25とブレーキ力発生コイル35とは、それぞれ独立して通電する電流量を制御可能とすることにより、いろいろな大きさの回転規制力を付与することができる。
As described above, the
さらに、ロータ10が、ステータ20の磁気吸引力と、ヨーク30の磁気吸引力と、の両方を受けるロータとしているので、回転力用とブレーキ力用のロータを別々に持つ場合にくらべ、小型化が実現できる。したがって、この構成によれば、小型で、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができる。
Further, since the
なお、ロータ10、ステータ20、及びヨーク30は、上述する磁束によって磁気吸引力を発生させることができる磁性材料製であればよい。
Note that the
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。 Hereinafter, the effect by having set it as this embodiment is demonstrated.
本実施形態のロータリーアクチュエータ1は、回転可能な磁性材料製のロータ10と、該ロータ10の径方向外周部10bと微小空隙を有して対向するように配置された磁性材料製のステータ20と、を備えている。そして、選択的に通電されステータ20に磁気吸引力を発生させてロータ10を吸引することによりロータ10に回転力を発生させる回転力発生コイル25を備えている。そして、ステータ20とロータ10との相対角度を検出する角度センサ40と、を備えている。さらに、ロータ10の回転軸10aの延長方向に配置されロータ10と接触可能な磁性材料製のヨーク30と、選択的に通電されヨーク30に磁気吸引力を発生させてロータ10との摺動摩擦力によりロータ10の回転を規制するブレーキ力発生コイル35と、を備えたことを特徴とする。
The
ステータ20の磁気吸引力によりロータ10の回転力を発生させるとともに、ヨーク30の磁気吸引力によりロータ10と摺動部30dとの摺動摩擦力を強めて回転を規制するブレーキ力を発生させる構成であり、相対角度を検出し選択的に通電制御を行うことにより回転力とブレーキ力を制御できる。このため、回転力用とブレーキ力用のロータを別々に持つ場合にくらべ、小型化が実現できる。したがって、この構成によれば、小型で、且つ、回転力とブレーキ力の両方を発生させることができる。また、複雑な機構が必要な構成に比べて、低コスト化することが容易である。
The
また本実施形態のロータリーアクチュエータ1において、ロータ10の径方向外周部10bは、回転軸10aを中心とする円形ハブ部11と円形ハブ部11から径方向の外側に向かって延びる複数の突出部12とからなり、ステータ20にはロータ10の突出部12と同数の突極部22が配置されており、回転力発生コイル25に通電することにより突出部12と突極部22とが正対する位置となるように、ロータ10に回転力を発生させることが好ましい。
Further, in the
この構成によれば、回転力発生コイル25に通電しているときには、ロータ10の突出部12とステータ20の突極部22とが対向するように磁気吸引力が発生する。これにより、ロータ10に、突出部12と突極部22とが正対する角度に近づく方向に収束する回転力を発生させることができる。こうすれば、ロータ10を回転させる回転操作に必要なトルクに変化をもたせた操作感触とすることができる。
According to this configuration, when the rotational
本実施形態のロータリーアクチュエータ1において、ロータ10は、ヨーク30に対して回転軸10aの軸方向の相対位置が移動可能に設けられており、ロータ10の自重によってヨーク30に接触するように配置されていることが好ましい。
In the
この構成によれば、ヨーク30に対しロータ10が自重により常時接触する構造なので、接触させるためのバネのような別部材が必要なく、ロータ10を摺動回転させることができる。また、ヨーク30に対して、上方からロータ10を組み込むだけでよいので、小型化しても製造が容易である。
According to this configuration, since the
また、本実施形態において、分割コア部23が、2個の突極部22毎に1個配置されている。突出部12の個数が多くても、突極部22の個数に対して、分割コア部23が半分の個数でよい。このため、突極部22毎に分割コアを配置する場合に比べ、より小型化することが可能である。
In the present embodiment, one divided
[第2実施形態]
図9は、本発明の実施形態の操作感触付与型入力装置100を示すブロック図である。図10は、本発明の実施形態の操作感触付与型入力装置100の構成を示す模式図である。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing the operation feeling imparting
本実施形態の操作感触付与型入力装置100は、図9に示すように、ロータリーアクチュエータ1と、角度センサ40と、操作信号OSを出力する制御部50と、操作者により回転操作される操作部60と、を備えている。操作部60は、ロータ10と一体に回転するようにシャフト15を介してロータ10に接続されている
As shown in FIG. 9, the operation feeling imparting
角度センサ40は、ステータ20とロータ10との相対角度を検出するための回転位置センサである。ロータ10と一体で回転するシャフト15に取り付けられた磁石41がロータ10の回転とともに回転し、下ケース5bに取り付けられた磁気センサ42の出力変化を得られるように構成されている。なお、角度センサ40は磁気式としたが、これに限らず、例えば光学式であってもよい。
The
制御部50は、操作部60の角度によって、回転力発生コイル25とブレーキ力発生コイル35とに対し個別に通電する通電制御を行う。また、制御部50は、角度センサ40が検出した角度に応じた操作信号を出力する。
The
操作部60の角度によって制御部50から出力される操作信号OSは、例えば、電子機器の表示画面を制御するために使用される。また、電子機器の電源スイッチや切り替えスイッチを操作する制御信号として使用される。
The operation signal OS output from the
図10に示す操作部60が回転操作されると、シャフト15を介してロータ10が回転する。ロータリーアクチュエータ1は、通電制御により回転力やブレーキ力を発生させるので、操作部60の回転操作を妨げるように回転停止させたり、回転操作に必要なトルクに変化をもたせた操作感触にしたりすることができる。例えば、操作部60が回転操作されて所定の角度になったことが角度センサ40によって検出されると、制御部50から、回転力発生コイル25に通電する通電制御が行われるとともに、操作信号OSが出力される。これにより、操作部60を回転操作した操作者にクリック感をフィードバックするとともに、所定の角度に応じた電子機器等の制御が実行される。
When the
通電する電流を大きくすれば、回転力及びブレーキ力をそれぞれ大きくすることができる。これにより、操作感触に適した回転力及びブレーキ力をそれぞれ付与することができる。また、通常の操作では操作部60が回転しない大きさの強いブレーキ力を付与することも可能である。例えば、所定の状態では禁止される操作が行われそうになった場合の動作制限を付加することができる。こうすれば、回転操作できない感触を得ることによって、操作者が気付くことができる。
If the energizing current is increased, the rotational force and the braking force can be increased. Thereby, the rotational force and the braking force suitable for the operation feeling can be respectively applied. In addition, it is possible to apply a strong braking force that does not rotate the
また、制御部50に外部機器からの入力部を設け、該入力部からの入力信号に応じて、回転力発生コイル25とブレーキ力発生コイル35とに対し個別に通電する通電制御を行うこともできる。入力部を設けることによって、外部機器が所定の動作状態にある際には、操作部60の回転操作を禁止するように強いブレーキ力を発生させることができる。例えば、車両の運転者が運転操作中に、その状態での危険な操作をできなくすることができる。また、選択された電子機器によって、操作感触を異ならしめるようにすることができる。例えば、ナビゲーション装置の地図をスクロールする操作では変化しない操作感触を付与し、オーディオ装置の音量を数段階の大きさで操作する音量調整では段階の切り替えに対応したクリック感のある操作感触を付与することができる。
In addition, an input unit from an external device may be provided in the
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。 Hereinafter, the effect by having set it as this embodiment is demonstrated.
本実施形態の操作感触付与型入力装置100は、上記の特徴を有するロータリーアクチュエータ1と、ステータ20とロータ10との相対角度を検出する角度センサ40と、角度センサ40が検出した角度に応じた操作信号OSを出力する制御部50と、操作者により回転操作される操作部60と、を備えている。そして、操作部60がロータ10と一体に回転するように接続されているとともに、制御部50は、操作部60の角度によって、回転力発生コイル25とブレーキ力発生コイル35とに対し個別に通電する通電制御を行うことを特徴とする。
The operation feeling imparting
操作感触付与型入力装置100では、操作部60の回転角度によって操作信号を出力するとともに操作感触が得られる。操作者が操作部60を回転させようとした場合に、操作部60の回転操作を妨げるように回転停止させたり、ロータ10の突出部12とステータ20の突極部22とが対向する角度に近づくときと遠ざかるときとの操作感触を変化させたりすることができる。したがって、複雑な制御をすることなく、回転停止させることができるとともに、操作時のクリック感が発生できる。
The operation feeling imparting
以上のように、本発明の実施形態のロータリーアクチュエータ1及び操作感触付与型入力装置100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、これらも本発明の技術的範囲に属する。
As described above, the
(1)本実施形態において、ステータ20は一体でなく、分割された部品を組み合わせたものであってもよい。例えば、回転力発生コイル25を容易に巻き付けられる組み立て構造とすることが好ましい。また、ステータ20は、突極部22のそれぞれ毎に分割コア部1個としてもよい。
(1) In the present embodiment, the
(2)本実施形態において、ロータ10の突出部12とステータ20の突極部22とを同数としたが、同数でない構成で、且つ、回転力発生コイル25に通電するタイミングを分割コア部23毎に変えられるようにすれば、モータとして回転させることができる。ステータ20をモータとして機能させれば、操作者の操作を所望の操作位置に誘導したり、操作者が操作していないときに操作部60を回転させたりする使い方が可能である。
(2) In the present embodiment, the number of protrusions 12 of the
(3)本実施形態において、角度センサ40の取り付け位置はシャフト15の操作部60側であってもよい。また、上ケース5aと下ケース5bとで形成される収容空間に角度センサ40が配置されている構成に限定されるものではない。また、操作部60を上方に配置して、ロータ10が自重でヨーク30と常時接触するように配置していたが、これに限定されるものではない。ロータ10が磁気吸引力でブレーキ力を発生させるようにヨーク30の摺動部30dと摺動摩擦可能であれば、自重で接触していない構造としてもよいし、操作部60を上方以外とする取り付け方としてもよい。
(3) In the present embodiment, the mounting position of the
1 ロータリーアクチュエータ
5a 上ケース
5b 下ケース
7 回転導入部材
10 ロータ
10a 回転軸
10b 径方向外周部
11 円形ハブ部
12 突出部
15 シャフト
20 ステータ
22 突極部
23 分割コア部
25 回転力発生コイル
30 ヨーク
30a 第1円筒部
30b 第2円筒部
30c 底部
30d 摺動部
35 ブレーキ力発生コイル
40 角度センサ
41 磁石
42 磁気センサ
50 制御部
60 操作部
100 操作感触付与型入力装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ロータの回転軸の延長方向に配置され前記ロータと接触可能な磁性材料製のヨークと、選択的に通電され前記ヨークに磁気吸引力を発生させて前記ロータとの摺動摩擦力により前記ロータの回転を規制するブレーキ力発生コイルと、を備えたことを特徴とするロータリーアクチュエータ。 A rotor made of a magnetic material that can be rotated, a stator made of a magnetic material that is arranged so as to be opposed to the radially outer peripheral portion of the rotor, and a magnetically attracting force that is selectively energized to the stator. A rotary force generating coil that generates a rotational force to the rotor by generating and sucking the rotor, and a rotary actuator comprising:
A yoke made of a magnetic material that is arranged in the extending direction of the rotation shaft of the rotor and is capable of contacting the rotor, and a magnetic attraction force is generated in the yoke when selectively energized, and a sliding frictional force with the rotor causes the rotor to move. A rotary actuator comprising a brake force generating coil for restricting rotation.
前記ステータには前記ロータの前記突出部と同数の突極部が配置されており、
前記回転力発生コイルに通電することにより前記突出部と前記突極部とが正対する位置となるように、前記ロータに前記回転力を発生させることを特徴とする請求項1に記載のロータリーアクチュエータ。 The radially outer peripheral portion of the rotor is composed of a circular hub portion centered on the rotating shaft and a plurality of protrusions extending radially outward from the circular hub portion,
The stator has the same number of salient pole parts as the projecting parts of the rotor,
2. The rotary actuator according to claim 1, wherein the rotational force is generated in the rotor such that the projecting portion and the salient pole portion are positioned to face each other by energizing the torque generating coil. .
前記ステータと前記ロータとの相対角度を検出する角度センサと、
前記角度センサが検出した角度に応じた操作信号を出力する制御部と、
操作者により回転操作される操作部と、を備え、
前記操作部が前記ロータと一体に回転するように接続されているとともに、
前記制御部は、前記操作部の角度によって、前記回転力発生コイルと前記ブレーキ力発生コイルとに対し個別に通電する通電制御を行うことを特徴とする操作感触付与型入力装置。
The rotary actuator according to claim 2 or claim 3,
An angle sensor for detecting a relative angle between the stator and the rotor;
A control unit that outputs an operation signal according to an angle detected by the angle sensor;
An operation unit that is rotated by an operator,
The operation unit is connected to rotate integrally with the rotor,
The operation feeling imparting type input device, wherein the control unit performs energization control for individually energizing the torque generation coil and the brake force generation coil according to an angle of the operation unit.
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