JP6187161B2 - 入力デバイス - Google Patents
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Description
また一つの発明は、仮想の操作平面(OP)に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、電流を印加される巻線(49)が巻回しされることにより形成され、操作平面に沿ったコイル側面(46,746a,746b)を巻線によって形成する少なくとも二つのコイル体(641,642,741,742)と、各コイル体における各巻線の巻回軸方向を操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各コイル側面を延伸する各巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各コイル体を保持する保持体(52)と、操作平面と直交するz軸方向においてコイル側面と個々に対向する対向面(68,768a,768b)を有し、各巻線への電流の印加によって各コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力(EMF_x,EMF_y,EMF_1,EMF_2)を生じさせる少なくとも二つの磁極形成部(661,662,761,762)と、個々に対向した各対向面と各コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各磁極形成部を保持し、各対向面が対応する各コイル側面と対向した状態を維持しつつ保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体(672,772)と、を備え、二つのコイル体は、操作平面に沿ったx軸方向又はy軸方向に並べられ、二つのコイル体のうち一方(642,742)は、巻線がx軸方向に延伸する第一コイル側面(46b,746b)をコイル側面として形成し、二つのコイル体のうち他方(641,741)は、巻線がy軸方向に延伸する第二コイル側面(46a,746a)をコイル側面として形成各コイル側面は、x軸方向及びy軸方向のうちで各コイル体が並ぶ軸方向の寸法を、他の軸方向の寸法よりも短くされることを特徴としている。
また一つの発明は、仮想の操作平面(OP)に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、電流を印加される巻線(49)が巻回しされることにより形成され、操作平面に沿ったコイル側面(46,346,446a,446b,746a,746b)を巻線によって形成し、巻回しされた巻線の内周側に収容室(48)を形成する少なくとも二つのコイル体(41〜44,341〜343,441〜443,641,642,741,742)と、各コイル体における各巻線の巻回軸方向を操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各コイル側面を延伸する各巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各コイル体を保持する保持体(52)と、操作平面と直交するz軸方向においてコイル側面と個々に対向する対向面(68,368a,368b,468a,468b,568a,568b,768a,768b)を有し、各巻線への電流の印加によって各コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力(EMF_x,EMF_y,EMF_1,EMF_2)を生じさせる少なくとも二つの磁極形成部(61〜64,361〜363,461〜463,561〜563,661,662,761,762)と、個々に対向した各対向面と各コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各磁極形成部を保持し、各対向面が対応する各コイル側面と対向した状態を維持しつつ保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体(72,272,372,472,572,672,772)と、収容室に配置され、磁極形成部の発生磁束をコイル側面に集める磁性ヨーク部(51,251,351a,351b,951)と、を備え、隣接する二つのコイル体において各収容室に配置される二つの磁性ヨーク部(51)は、互いに連結されることを特徴としている。
図1に示す本発明の第一実施形態による入力デバイス100は、車両に搭載され、車室内の表示器、例えばナビゲーション装置20又はヘッドアップディスプレイ装置120(図2参照)等と共に表示システム10を構成している。入力デバイス100は、図2に示されるように、車両のセンターコンソールにてパームレスト19と隣接する位置に設置され、操作者の手の届き易い範囲に操作ノブ73を露出させている。この操作ノブ73は、操作者の手H等によって操作力が入力されると、入力された操作力の方向に変位する。
図10,図11に示す本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による入力デバイス200の反力発生部239において、四つのコイル41〜44は、x軸方向及びy軸方向のそれぞれに二つずつ並べられることにより、十字状に配置されている。y軸方向に並ぶ二つのコイル42,44は、x軸方向に並ぶ二つのコイル41,43を挟むようにして、これらコイル41,42の両側に位置している。以上の各コイル41〜44の配置により、反力発生部239は、二つの第一コイル側面46aがx軸方向に沿って並び、二つの第二コイル側面46bがy軸方向に沿って並ぶ構成となっている。
図12,図13に示す本発明の第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。第三実施形態による入力デバイス300において、反力発生部339は、三つのコイル341〜343、三つの磁石361〜363、各固定ヨーク351a,351b、及び可動ヨーク372等によって構成されている。
図14に示す本発明の第四実施形態による入力デバイス400は、第三実施形態の変形例である。第四実施形態の反力発生部439において、中央コイル442の第一コイル側面446a及び側方コイル441,443の各第二コイル側面446bは共に、各コイル441〜443の並ぶy軸方向の寸法がx軸方向の寸法よりも短い長方形状に形成されている。第一コイル側面446aのx軸方向の寸法及び各第二コイル側面446bのx軸方向の寸法は、互いに揃えられている。
図15に示す本発明の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。第五実施形態による入力デバイス500において、反力発生部539は、第四実施形態の三つの磁石461〜463(図14参照)を一体で形成する構成として、磁石560を備えている。磁石560は、y軸方向に帯状に延伸する長方形の板状に形成されている。操作ノブ73が基準位置に帰着した状態において、磁石560のy軸方向における両端は、各側方コイル441,443からはみ出している。磁石560は、可動ヨーク572に保持された状態で三つのコイル441〜443とz軸方向に重なる領域に、三つの磁極形成部561〜563を形成する。磁石560が移動することにより、磁石560のうちで各磁極形成部561〜563となる領域が変化する(図15の二点鎖線参照)。各磁極形成部561〜563はそれぞれ、各コイル側面446a,446bと対向する対向面568a,568bを形成している。各対向面568a,568bは、y軸方向において連続している。各対向面568a,568bの磁極は、互いに同一である。
図16に示す本発明の第六実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第六実施形態による入力デバイス600において、反力発生部639は、二つのコイル641,642、固定ヨーク654、二つの磁石661,662、及び可動ヨーク672等によって構成されている。
図17に示す本発明の第七実施形態は、第六実施形態の変形例である。第七実施形態による入力デバイス700の反力発生部739において、コイル741の第一コイル側面746a及びコイル742の第二コイル側面746bは、y軸方向の寸法がx軸方向の寸法よりも短い長方形状に形成されている。また反力発生部739は、第六実施形態の二つの磁石661,662(図16参照)を一体で形成する構成として、磁石760を備えている。磁石760は、第五実施形態の磁石560(図15参照)に相当する構成であり、y軸方向に帯状に延伸する長方形の板状に形成されている。磁石760は、可動ヨーク772に保持された状態で各コイル741,742とz軸方向にて重なる領域に、二つの磁極形成部761,762を形成する。磁極形成部761は、第一コイル側面746aと対向する対向面768aを形成している。磁極形成部762は、第二コイル側面746bと対向する対向面768bを形成している。各対向面768a,768bは、y軸方向において連続している。故に、磁石760が基準位置から移動した場合でも、各コイル側面746a,746bと対向状態にある各対向面768a,768bが形成され続ける。
図18に示す本発明の第八実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第八実施形態による入力デバイス800において、反力発生部839に設けられる各コイル41〜44の各巻回軸方向は、x軸及びy軸に対して傾斜している。以下の説明では、x軸からy軸に向けてz軸まわりに45°ずらした方向を第一方向D1とし、y軸からx軸に向けてz軸まわりに45°ずらした方向を第二方向D2とする。
図19,図20に示す本発明の第九実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第九実施形態の反力発生部939に設けられる固定ヨーク951は、各コイル41〜44の各収容室48に個別に収容されている。固定ヨーク951は、四角柱状に形成され、その軸方向を巻回軸方向に沿わせた姿勢にて、ボビン45内に挿入されている。
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記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。
Claims (13)
- 仮想の操作平面(OP)に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、
電流を印加される巻線(49)が巻回しされることにより形成され、前記操作平面に沿ったコイル側面(346,446a,446b)を前記巻線によって形成し、前記操作平面に沿ったx軸方向又はy軸方向に並ぶ少なくとも三つのコイル体(341〜343,441〜443)と、
各前記コイル体における各前記巻線の巻回軸方向を前記操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各前記コイル側面を延伸する各前記巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各前記コイル体を保持する保持体(52)と、
前記操作平面と直交するz軸方向において前記コイル側面と個々に対向する対向面(368a,368b,468a,468b)を有し、各前記巻線への電流の印加によって各前記コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力(EMF_x,EMF_y,EMF_1,EMF_2)を生じさせる少なくとも三つの磁極形成部(361〜363,461〜463)と、
個々に対向した各前記対向面と各前記コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各前記磁極形成部を保持し、各前記対向面が対応する各前記コイル側面と対向した状態を維持しつつ前記保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体(372,472)と、を備え、
三つの前記コイル体のうち中央に位置する中央コイル体(342,442)は、x軸方向及びy軸方向のいずれかに前記巻線が延伸する第一コイル側面(346a,446a)を前記コイル側面として形成し、
三つの前記コイル体のうち前記中央コイル体の両側に位置する他の二つ(341,343,441,443)は、x軸方向及びy軸方向のうちで前記第一コイル側面とは異なる軸方向に前記巻線が延伸する第二コイル側面(346b,446b)を前記コイル側面として形成し、
各前記コイル側面は、x軸方向及びy軸方向のうちで各前記コイル体が並ぶ軸方向の寸法を、他の軸方向の寸法よりも短くされることを特徴とする入力デバイス。 - 仮想の操作平面(OP)に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、
電流を印加される巻線(49)が巻回しされることにより形成され、前記操作平面に沿ったコイル側面(46,746a,746b)を前記巻線によって形成する少なくとも二つのコイル体(641,642,741,742)と、
各前記コイル体における各前記巻線の巻回軸方向を前記操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各前記コイル側面を延伸する各前記巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各前記コイル体を保持する保持体(52)と、
前記操作平面と直交するz軸方向において前記コイル側面と個々に対向する対向面(68,768a,768b)を有し、各前記巻線への電流の印加によって各前記コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力(EMF_x,EMF_y,EMF_1,EMF_2)を生じさせる少なくとも二つの磁極形成部(661,662,761,762)と、
個々に対向した各前記対向面と各前記コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各前記磁極形成部を保持し、各前記対向面が対応する各前記コイル側面と対向した状態を維持しつつ前記保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体(672,772)と、を備え、
二つの前記コイル体は、前記操作平面に沿ったx軸方向又はy軸方向に並べられ、
二つの前記コイル体のうち一方(642,742)は、前記巻線がx軸方向に延伸する第一コイル側面(46b,746b)を前記コイル側面として形成し、
二つの前記コイル体のうち他方(641,741)は、前記巻線がy軸方向に延伸する第二コイル側面(46a,746a)を前記コイル側面として形成し、
各前記コイル側面は、x軸方向及びy軸方向のうちで各前記コイル体が並ぶ軸方向の寸法を、他の軸方向の寸法よりも短くされることを特徴とする入力デバイス。 - 前記コイル体は、巻回しされた前記巻線の内周側に収容室(48)を形成し、
前記収容室に配置され、前記磁極形成部の発生磁束を前記コイル側面に集める磁性ヨーク部(351a,351b)、をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の入力デバイス。 - 仮想の操作平面(OP)に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、
電流を印加される巻線(49)が巻回しされることにより形成され、前記操作平面に沿ったコイル側面(46,346,446a,446b,746a,746b)を前記巻線によって形成し、巻回しされた前記巻線の内周側に収容室(48)を形成する少なくとも二つのコイル体(41〜44,341〜343,441〜443,641,642,741,742)と、
各前記コイル体における各前記巻線の巻回軸方向を前記操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各前記コイル側面を延伸する各前記巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各前記コイル体を保持する保持体(52)と、
前記操作平面と直交するz軸方向において前記コイル側面と個々に対向する対向面(68,368a,368b,468a,468b,568a,568b,768a,768b)を有し、各前記巻線への電流の印加によって各前記コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力(EMF_x,EMF_y,EMF_1,EMF_2)を生じさせる少なくとも二つの磁極形成部(61〜64,361〜363,461〜463,561〜563,661,662,761,762)と、
個々に対向した各前記対向面と各前記コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各前記磁極形成部を保持し、各前記対向面が対応する各前記コイル側面と対向した状態を維持しつつ前記保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体(72,272,372,472,572,672,772)と、
前記収容室に配置され、前記磁極形成部の発生磁束を前記コイル側面に集める磁性ヨーク部(51,251,351a,351b,951)と、を備え、
隣接する二つの前記コイル体において各前記収容室に配置される二つの前記磁性ヨーク部(51)は、互いに連結されることを特徴とする入力デバイス。 - 四つの前記コイル体(41〜44)を備え、
四つの前記コイル体のうち二つ(41,43)は、前記操作平面に沿ったx軸方向に前記巻線が延伸する第一コイル側面(46a)を前記コイル側面として形成し、
四つの前記コイル体のうち他の二つ(42,44)は、前記操作平面に沿ったy軸方向に前記巻線が延伸する第二コイル側面(46b)を前記コイル側面として形成することを特徴とする請求項4に記載の入力デバイス。 - 四つの前記コイル体は、x軸方向及びy軸方向のそれぞれに二つずつ配列されていることを特徴とする請求項5に記載の入力デバイス。
- 二つの前記第一コイル側面及び二つの前記第二コイル側面は、x軸方向及びy軸方向のそれぞれにおいて互い違いとなるよう配置されることを特徴とする請求項6に記載の入力デバイス。
- 四つの前記コイル体(41〜44)は、x軸方向及びy軸方向のそれぞれに二つずつ並べられることにより、十字状に配置されることを特徴とする請求項5に記載の入力デバイス。
- 前記操作平面に沿ったx軸方向又はy軸方向に並ぶ三つの前記コイル体(341〜343,441〜443)を備え、
三つの前記コイル体のうち中央に位置する中央コイル体(342,442)は、x軸方向及びy軸方向のいずれかに前記巻線が延伸する第一コイル側面(346a,446a)を前記コイル側面として形成し、
三つの前記コイル体のうち前記中央コイル体の両側に位置する他の二つ(341,343,441,443)は、x軸方向及びy軸方向のうちで前記第一コイル側面とは異なる軸方向に前記巻線が延伸する第二コイル側面(346b,446b)を前記コイル側面として形成することを特徴とする請求項4に記載の入力デバイス。 - 二つの前記コイル体(641,642,741,742)は、前記操作平面に沿ったx軸方向又はy軸方向に並べられ、
二つの前記コイル体のうち一方(642,742)は、前記巻線がx軸方向に延伸する第一コイル側面(46b,746b)を前記コイル側面として形成し、
二つの前記コイル体のうち他方(641,741)は、前記巻線がy軸方向に延伸する第二コイル側面(46a,746a)を前記コイル側面として形成することを特徴とする請求項4に記載の入力デバイス。 - 各前記コイル側面は、x軸方向及びy軸方向のうちで各前記コイル体が並ぶ軸方向の寸法を、他の軸方向の寸法よりも短くされることを特徴とする請求項9又は10に記載の入力デバイス。
- 各前記コイル側面に対向する各前記対向面が連続するよう、複数の前記磁極形成部が一体で形成されることを特徴とする請求項1,2,11のいずれか一項に記載の入力デバイス。
- 各前記コイル側面は、各辺がx軸又はy軸に沿った四辺形状に形成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の入力デバイス。
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