JP6226425B2 - 回転入力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クリック感触が得られる回転入力装置に関する。
近年、多くの産業分野で、クリック感触が得られる回転入力装置が使用されている。例えば、特許文献１には回転検出用の情報入力装置が開示されている。
図２４は、特許文献１に記載の情報入力装置１００を示す分解斜視図である。図２５は、図２４の回転検出用磁性体１５２を示す斜視図であり、図２５（ａ）はホールＩＣ１３６ａの回転検出用磁性体１５２に対する位置関係を示す斜視図であり、図２５（ｂ）は回転検出用磁性体１５２の一部分を拡大して示す斜視図である。
保持環１６４および操作ダイヤル１５４が回転可能にベース１２０上に保持された状態になっており、押されると中央のタクトスイッチ１３３をオンさせるように取り付けられている。また、操作ダイヤル１５４は、その中央部の上下左右に離間したところを上から押されると、タクトスイッチ１３２に作用し、これをオンさせる。
クリック感発生用磁性体１４２は、二つの弧状片１４４ａ、１４４ｂからなり、一つの環状の保持部１４６にて一体的に保持されて一つの円周上に位置するようにされる。弧状片１４４ａ、１４４ｂはともに、磁性体からなり、着磁されて磁性を帯びるに至っている。回転検出用磁性体１５２が操作ダイヤル１５４に一体的に取り付けられている。回転検出用磁性体１５２は、クリック感発生用磁性体１４２の外径より大きくされており、弧状片１４４ａ、１４４ｂと同様に、磁性体からなり、着磁されて磁性を帯びるに至っている。
回転検出用磁性体１５２の磁極による磁界は、ホールＩＣ１３６ａ、１３６ｂによって検出され、操作ダイヤル１５４が回転すると、検出する磁界の強さが変化し、操作ダイヤル１５４の回転量、回転方向を検出することができるようになっている。
クリック感発生用磁性体１４２は、回転検出用磁性体１５２の内側に位置して、回転検出用磁性体１５２と相互に磁気的に作用するようになっており、操作ダイヤル１５４を回転させるとき、その磁気的な相互作用によりクリック感が生じるようになっている。回転検出用磁性体１５２はドーナツ状で、図２５（ａ）に示すように、上から見るとＮ極とＳ極とが交互に一定のピッチで配置されている。図２５（ｂ）に示すように、上から見てＮ極の部分は、上側がＮ極で、下側がＳ極になっている。また、上から見てＳ極の部分は上側がＳ極で、下側がＮ極になっている。これは、ピッチに対応した範囲毎に、回転検出用磁性体１５２を垂直方向に着磁したことによる。クリック感発生用磁性体１４２についても、同様の方法で着磁されている。
回転検出用磁性体１５２とクリック感発生用磁性体１４２の磁気的相互作用により、Ｎ極とＳ極との組の配置角度ピッチ毎にクリック感が生じる。これによって、例えば回転検出用磁性体１５２やクリック感発生用磁性体１４２の寸法誤差や摩耗によりクリック感にバラツキや変動が生じるおそれをなくすことができる。
特開２００３−２８０７９９号公報
しかしながら、回転検出用磁性体１５２及びクリック感発生用磁性体１４２は円周方向にＳ極とＮ極とが交互に配置され、例えば少しずつ位置をずらして着磁させる等の複雑な着磁手段を必要としていた。そのため、着磁に伴うコストが高くなってしまう問題があった。また、磁気吸引力を強くできないときには、良好なクリック感触が得られなかった。
本発明は、上述した課題を解決するもので、クリック感触を得るための構造に要するコストを抑えることができるとともに、クリック感触が良好な回転入力装置を提供することを目的とする。
本発明の回転入力装置は、半径方向外方に向かって突出した複数個の外方突出部が周方向に沿って配置された環状の第１の磁性体と、前記第１の磁性体の前記外方突出部に対向するように形成された複数個の内方突出部が周方向に沿って配置された環状の第２の磁性体と、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体とを相対的に回転動作させる回転ノブと、を備え、前記第１の磁性体または前記第２の磁性体のうち少なくともいずれかは、相互に対向する対向面が上下に配され、且つ、前記対向面を含む上下二極に着磁された磁石と、前記磁石の前記対向面を上下方向から挟持する一対のヨークと、前記一対のヨークに形成された前記外方突出部または前記内方突出部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、上下方向に二極着磁された磁石の上面と下面をヨークで挟持し、このヨークに外方突出部または内方突出部が形成されていることから、磁石の磁束を効率的に対向する磁性体に伝えることができる。これにより、磁気吸引力を高めるとともに、磁気吸引力の変化によって回転ノブを操作した際に発生するクリック感触を良好にすることができる。磁石は上下方向に着磁されるので、環状であっても簡単な構造であり、製造することが容易である。したがって、コストを抑えることができるとともに、クリック感触が良好な回転入力装置を提供できる。
また、本発明の回転入力装置において、前記回転ノブを回転自在に支持するケース部材を有し、前記ケース部材と前記回転ノブとの間には、カム部材が介されており、前記カム部材は、前記内方突出部及び前記外方突出部が対向する回転位置を規定位置として前記回転ノブを位置決めするとともに、前記規定位置から前記回転ノブを回転動作させた際には前記回転ノブに操作反力を与えることを特徴とする。
この構成によれば、カム部材が回転ノブに操作反力を与えるため、回転ノブが止まらずに振動し続けてしまうことを防ぐとともに、連続的な回転動作に制限をかけることができる。また、クリック感触は磁気吸引力の変化によって発生させるので、カム部材にて発生する操作反力は小さくすることができる。このため、カム部材に加わる摩擦力等が低減するので、摩耗の程度が低く長寿命化することができる。
また、本発明の回転入力装置において、前記カム部材は、球体と、前記球体を付勢する弾性部材と、前記回転ノブに形成された連続的な凹形状及び凸形状からなる摺動部と、からなり、前記摺動部は前記内方突出部及び前記外方突出部が対向する回転位置を前記凹形状の最大点とするとともに、前記内方突出部及び前記外方突出部が相対的に回転した際に、双方の中間位置に相当する回転位置が前記凸形状の最大点となるようにし、前記球体は前記回転ノブの動作に応じて前記弾性部材から加わる弾性力に抗して前記摺動部上を相対移動することを特徴とする。
この構成によれば、簡易な構造でカム部材を構成することができることから、コスト低減が可能となる。また、クリック感触は磁気吸引力の変化によって発生させるので、操作反力を発生させる弾性部材の弾性力を小さくすることができることから、操作音や摺動による磨耗が発生し難くなる。
また、本発明の回転入力装置において、前記第１の磁性体及び前記第２の磁性体が、前記磁石と、前記一対のヨークと、前記一対のヨークに形成された前記外方突出部または前記内方突出部と、をそれぞれ有し、前記第２の磁性体の前記磁石が、前記第１の磁性体の前記磁石とは上下反転して着磁されて配置されてもよい。
この構成によれば、第１の磁性体及び第２の磁性体が、磁石をそれぞれ有し、互いに引き合うように配置されるので、磁気吸引力をさらに高めることができる。
また、本発明の回転入力装置において、前記磁石がコア材と前記コア材に卷回されたコイル材とからなる電磁石であってもよい。
この構成によれば、磁石が電磁石であり、コイル材に通電することによって磁気吸引力を制御することができるので、操作感触を自在に変化させることができる。
本発明によれば、第１の磁性体または第２の磁性体は、上下方向に二極着磁された磁石の上面と下面をヨークで挟持し、このヨークに外方突出部または内方突出部が形成されていることから、磁石の磁束を効率的に対向する磁性体に伝えることができる。これにより、磁気吸引力を高めるとともに、磁気吸引力の変化によって回転ノブを操作した際に発生するクリック感触を良好にすることができる。磁石は上下方向に着磁されるので、環状であっても簡単な構造であり、製造することが容易である。したがって、クリック感触を得るための構造に要するコストを抑えることができるとともに、クリック感触が良好な回転入力装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態の回転入力装置を示すブロック図である。 第１実施形態の回転入力装置を示す斜視図である。 第１実施形態の回転入力装置における回転ノブ及びクリック感触発生部を示す分解斜視図である。 第１実施形態の回転入力装置を示す正面図である。 図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。 第１の磁性体と第２の磁性体とを相対的に回転動作させる初期状態の規定位置を示す説明図である。 図５のＡ部における第１の磁性体及び第２の磁性体の磁束の流れを示す説明図である。 第２の磁性体を規定位置から回転動作させたときの磁気吸引力を示す説明図である。 さらに、第２の磁性体を規定位置から回転動作させたときの磁気吸引力を示す説明図である。 第１の磁性体の外方突出部及び第２の磁性体の内方突出部の形状が異なる事例を示す説明図である。 図６及び図１１に示す事例の磁気吸引力による回転トルクを比較した説明図である。 本発明の第２実施形態の回転入力装置における回転ノブ及びクリック感触発生部を示す分解斜視図である。 第２実施形態の回転入力装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態の回転入力装置を示す断面図である。 図１５のＢ部における第１の磁性体及び第２の磁性体の磁束の流れを示す説明図である。 本発明の第４実施形態の回転入力装置を示すブロック図である。 第４実施形態の回転入力装置を示す断面図である。 図１８のＣ部における第１の磁性体及び第２の磁性体の磁束の流れを示す説明図である。 第１実施形態の第１変形例を示す断面図である。 第１実施形態の第１変形例を示す断面図であり、押し下げ操作の説明図である。 第１実施形態の第２変形例を示す断面図である。 第１実施形態の第２変形例を示す断面図であり、傾動操作の説明図である。 従来の情報入力装置を示す分解斜視図である。 図２４の回転検出用磁性体を示す斜視図であり、図２５（ａ）はホールＩＣの回転検出用磁性体に対する位置関係を示す斜視図であり、図２５（ｂ）は回転検出用磁性体の一部分を拡大して示す斜視図である。
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。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の回転入力装置１を示すブロック図である。図２は、第１実施形態の回転入力装置１を示す斜視図である。図３は、第１実施形態の回転入力装置１における回転ノブ２０及びクリック感触発生部１０を示す分解斜視図である。図４は、第１実施形態の回転入力装置１を示す正面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。
本実施形態の回転入力装置１は、回転ノブ２０の回転入力操作をおこなう操作者にクリック感触が得られる機構である。より具体的には、電子機器や自動車の入力操作に使用される入力操作機構として使用される。例えば、所定の回転位置からの回転角度によって、異なる操作内容が入力される。図１に示すように、回転ノブ２０の回転角度を検出する回転検出部５０を備え、回転検出部５０で検出された回転角度情報を電子機器等へ出力する。なお、回転検出部５０は、回転角度を検出するものだけでなく、例えば、回転方向や回転速度を出力する態様のものであってもよい。
回転ノブ２０は、円筒状の操作部２０ｂと、操作部２０ｂと同心円状に形成された軸部２０ａを有する成形部材である。回転ノブ２０は、回転ノブ２０を回転自在に支持するケース部材４０に収容されるとともに、操作部２０ｂがケース部材４０の開口から突出している。以下の説明においては、図２のＺ１側を上側、Ｚ２側を下側として記載しているが、これは使用時の方向を限定するものではない。
クリック感触発生部１０は、回転ノブ２０の操作部２０ｂと軸部２０ａとの間に収容されている。クリック感触発生部１０は、第１の磁性体１１と第２の磁性体２１とを相対的に回転動作可能なように配設したものである。
第１の磁性体１１は、半径方向外方に向かって突出した複数個の外方突出部１１ａが周方向に沿って配置された環状の部材であり、上下二極に着磁された磁石１２と、磁石１２を上下方向から挟持する一対のヨーク１３、１４とを備えている。
磁石１２は、環状に成形された永久磁石であり、相互に対向する対向面１２ａ、１２ｂが上下に配され、且つ、対向面１２ａ、１２ｂを含む上下二極に着磁されている。
一対のヨーク１３、１４は、環状に成形された磁性材であり、本実施形態では鉄材が使用されている。図３に示すように、ヨーク１３の外周には、外方突出部１１ａとして外方突出部１３ａが複数（図３では１６箇所に）形成されている。ヨーク１４の外周には、同様に、外方突出部１１ａとして外方突出部１４ａが複数（図３では１６箇所に）形成されている。第１の磁性体１１は、ヨーク１３、１４の外方突出部１３ａ、１４ａが上下方向に重なるように固定部材１５に磁石１２を挟んで嵌着される。ヨーク１３、１４の外方突出部１３ａ、１４ａは、磁石１２の外径より半径方向外方に向かって突出し、外方突出部１３ａ、１４ａが形成されていない部分の仮想円の外径は、磁石１２の外径と略同一にされている。
本実施形態の第２の磁性体２１は、第１の磁性体１１と同心円状に配置された環状の磁性材であり、本実施形態では鉄材が使用されている。図３に示すように、第２の磁性体２１の内周面には、周方向に沿って複数個の内方突出部２１ａが形成されている。図５に示すように、それぞれの内方突出部２１ａは、第１の磁性体１１のヨーク１３の外方突出部１３ａ及びヨーク１４の外方突出部１４ａそれぞれに対向するように上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）の寸法が長くなっている。そして、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａ（１３ａ、１４ａ）が対向する回転位置を規定位置とするように配置されている（図６及び図７参照）。
本実施形態において、第２の磁性体２１は回転ノブ２０と一体に回転するように回転ノブ２０の操作部２０ｂに挿設されて固定されている。一方、第１の磁性体１１は、図２〜６に示すように、固定部材１５に嵌着されて、ケース部材４０に固定される。固定部材１５には、回転導入部材４５を介して回転ノブ２０の軸部２０ａが挿通され、第１の磁性体１１と第２の磁性体２１とは同軸且つ非接触の状態に保持される。
ケース部材４０には、図５に示すように、回転ノブ２０の回転角度を検出する回転角度センサ５２が配設されており、回転ノブ２０の軸部２０ａに取り付けられた回転角度検出用磁石５１と回転角度センサ５２とにより、回転検出部５０を構成している。なお、回転角度センサ５２の出力をケース部材４０の外部に取り出すための配線等については省略する。
次に、本実施形態の回転入力装置１が、回転ノブ２０の操作感触を付与する作用について説明する。
図７は、第１の磁性体１１と第２の磁性体２１とを相対的に回転動作させる初期状態の規定位置を示す説明図である。図８は、図５のＡ部における第１の磁性体１１及び第２の磁性体２１の磁束の流れを示す説明図である。図９は、第２の磁性体２１を規定位置から回転動作させたときの磁気吸引力を示す説明図である。図１０は、さらに、第２の磁性体２１を規定位置から回転動作させたときの磁気吸引力を示す説明図である。
図７に示すように、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を規定位置として配置されている。このとき、図８に示すように、磁石１２の磁束がＮ極からＳ極に向かうとすれば、ヨーク１４の外方突出部１４ａ、第２の磁性体２１の内方突出部２１ａ、及びヨーク１３の外方突出部１３ａを通過する閉ループとなる。このため、第１の磁性体１１と第２の磁性体２１と間に磁気吸引力が発生し、図７に示すように、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する規定位置で安定している。規定位置から回転ノブ２０の操作部２０ｂを回転操作すると、この磁気吸引力によって操作感触が発生する。
例えば、回転ノブ２０の操作部２０ｂが反時計回りに回転操作されると、第２の磁性体２１が一体に回転し、内方突出部２１ａは第１の磁性体１１の外方突出部１１ａと対向する回転位置から移動する。このとき、磁石１２からの磁束は外方突出部１１ａと内方突出部２１ａとを通過するように流れているため、図９に示すように、外方突出部１１ａと内方突出部２１ａとの間に磁気吸引力を生じており、磁気吸引力が第２の磁性体２１の回転を抑制するように作用する。
回転ノブ２０の操作部２０ｂがさらに反時計回りに回転操作されると、外方突出部１１ａと内方突出部２１ａとが周方向に沿って複数配置されているので、第２の磁性体２１の内方突出部２１ａは、規定位置の隣の外方突出部１１ａに近づく。図１０に示すように、規定位置の外方突出部１１ａに対向する回転位置から離れて、隣の外方突出部１１ａに近づくと、こちらの外方突出部１１ａとの間で磁気吸引力を生じて、こちらの外方突出部１１ａと内方突出部２１ａとの対向位置まで回転を促進するように作用する。
回転ノブ２０の回転操作に伴い、外方突出部１１ａと内方突出部２１ａとの間の磁気吸引力が、回転を抑制する作用と回転を促進する作用とを繰り返すように作用するため、回転ノブ２０の操作感触としてクリック感触が得られる。
本実施形態において、磁石１２は、環状に成形された永久磁石であり、相互に対向する対向面１２ａ、１２ｂが上下に配され、且つ、対向面１２ａ、１２ｂを含む上下二極に着磁されている。このような磁石１２は、相互に対向する対向面１２ａ、１２ｂが上下に配され環状に成形された磁性材料を、上下方向に着磁する着磁装置によって着磁することによって製造することができる。その形状が単純な円筒形の環状であるとともに、着磁方向が一定方向とされた簡単な構造であり、磁石１２を製造することが容易である。
さらに、ヨーク１３、１４を別部材で形成し、このヨーク１３、１４に外方突出部１３ａ、１４ａを形成することは容易である。さらに、第１の磁性体１１は、磁石１２の上面と下面をヨーク１３、１４で挟持するだけで得られるので、複雑な形状の磁石を一体で成形するのに比べて簡単な構造であり、製造することが容易である。したがって、複雑な形状の磁石の成形手段を必要とせず、少しずつ位置をずらして着磁させる等の複雑な着磁手段を必要としないため、クリック感触発生部１０のコストを抑えることができる。
本実施形態の回転入力装置１では、回転ノブ２０を一回転させる場合に１６回のクリック感触を得ることができる。なお、この個数に限定されるものではなく、外方突出部１１ａ及び内方突出部２１ａの個数や周方向のピッチを変更すれば、一回転させたときのクリック感触の回数や、回転位置によるクリック感触等が変更可能である。
また、外方突出部１１ａ及び内方突出部２１ａの形状によって、クリック感触を変化させることができる。図１１は、外方突出部１１ａ及び内方突出部２１ａを図６と異なる形状にした事例である。図１２は、図６及び図１１に示す事例の磁気吸引力による回転トルクを比較した説明図である。外方突出部１１ａ及び内方突出部２１ａが図６及び図１１の形状では、図１２に示すように、磁気吸引力による回転トルクが異なる。これにより、回転入力装置１として、得られるクリック感触が異なる。
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。
本実施形態の回転入力装置１は、半径方向外方に向かって突出した複数個の外方突出部１１ａが周方向に沿って配置された環状の第１の磁性体１１と、第１の磁性体１１の外方突出部１１ａに対向するように形成された複数個の内方突出部２１ａが周方向に沿って配置された環状の第２の磁性体２１と、第１の磁性体１１と第２の磁性体２１とを相対的に回転動作させる回転ノブ２０と、を備える。第１の磁性体１１は、相互に対向する対向面１２ａ、１２ｂが上下に配され、且つ、対向面１２ａ、１２ｂを含む上下二極に着磁された磁石１２と、磁石１２の対向面１２ａ、１２ｂを上下方向から挟持する一対のヨーク１３、１４と、一対のヨーク１３、１４に形成された外方突出部１１ａ（１３ａ）、１１ａ（１４ａ）と、を有する。
この構成によれば、上下方向に二極着磁された磁石１２の上面と下面（対向面１２ａ、１２ｂ）をヨーク１３、１４で挟持し、このヨーク１３、１４に外方突出部１３ａ、１４ａが形成されていることから、磁石１２の磁束を効率的に対向する磁性体に伝えることができる。これにより、磁気吸引力を高めるとともに、磁気吸引力の変化によって回転ノブ２０を操作した際に発生するクリック感触を良好にすることができる。また、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を規定位置として、回転ノブ２０を確実に止めることが可能となる。また、摺動部の摩擦力によってクリック感触を付与する機構と異なり、磁気吸引力によって非接触でクリック感触を付与できるので、操作音が小さくできる。さらに、強いクリック感触を非接触で発生させることができ、摩耗による劣化の問題が少ない。
さらに、磁石１２は上下方向に着磁されるので、環状であっても簡単な構造であり、製造することが容易である。また、環状の磁性体全体に亘って一度の着磁で済むので、コストを抑えることができる。
したがって、コストを抑えることができるとともに、クリック感触が良好な回転入力装置１を提供できる。
［第２実施形態］
図１３は、第２実施形態の回転入力装置２における回転ノブ３０及びクリック感触発生部１０を示す分解斜視図である。図１４は、図５と同様に切断した回転入力装置２の断面図である。
第２実施形態の回転入力装置２は、回転ノブ３０及びケース部材４１が第１実施形態の回転入力装置１と異なる。他の部材は第１実施形態と同じであり、同じ符号を使用して説明を省略する。
回転ノブ３０は、円筒状の操作部３０ｂと、操作部３０ｂと同心円状に形成された軸部３０ａを有する成形部材である。回転ノブ２０は、回転ノブ２０を回転自在に支持するケース部材４１に収容されるとともに、操作部２０ｂがケース部材４１の開口から突出している。
本実施形態の回転入力装置２は、図１３に示すように、回転ノブ３０の下面に、連続的な凹形状３２ａ及び凸形状３２ｂからなる摺動部３２が形成されている。また、図１４に示すように、ケース部材４１と回転ノブ３０との間には、球体３３と、球体３３を付勢する弾性部材３５が配置されている。これら球体３３と、球体３３を付勢する弾性部材３５と、回転ノブ３０に形成された連続的な凹形状３２ａ及び凸形状３２ｂからなる摺動部３２と、によってカム部材が構成される。摺動部３２は、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を凹形状３２ａの最大点とするとともに、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが相対的に回転した際に、双方の中間位置に相当する回転位置が凸形状３２ｂの最大点となる。回転ノブ３０から見て、球体３３は回転ノブ３０の動作に応じて弾性部材３５から加わる弾性力に抗して摺動部３２上を相対移動する。
カム部材は、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を規定位置として回転ノブ３０を位置決めするとともに、規定位置から回転ノブ３０を回転動作させた際には回転ノブ３０に操作反力を与える。これにより、回転ノブ３０が止まらずに振動し続けてしまうことを防ぐとともに、連続的な回転動作に制限をかけることができる。また、クリック感触は磁気吸引力の変化によって発生させるので、カム部材にて発生する操作反力は小さくてもよい。こうすれば、カム部材に加わる摩擦力等が低減する。
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。
本実施形態の回転入力装置２において、回転ノブ３０を回転自在に支持するケース部材４１を有し、ケース部材４１と回転ノブ３０との間には、カム部材が介されている。カム部材は、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を規定位置として回転ノブ３０を位置決めするとともに、規定位置から回転ノブ３０を回転動作させた際には回転ノブ３０に操作反力を与える。この構成によれば、カム部材が回転ノブ３０に操作反力を与えるため、回転ノブ３０が止まらずに振動し続けてしまうことを防ぐとともに、連続的な回転動作に制限をかけることができる。また、クリック感触は磁気吸引力の変化によって発生させるので、カム部材にて発生する操作反力は小さくすることができる。このため、カム部材に加わる摩擦力等が低減するので、摩耗の程度が低く長寿命化することができる。
カム部材は、球体３３と、球体３３を付勢する弾性部材３５と、回転ノブ３０に形成された連続的な凹形状３２ａ及び凸形状３２ｂからなる摺動部３２と、からなる。摺動部３２は、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を凹形状３２ａの最大点とするとともに、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが相対的に回転した際に、双方の中間位置に相当する回転位置が凸形状３２ｂの最大点となる。球体３３は回転ノブ３０の動作に応じて弾性部材３５から加わる弾性力に抗して摺動部３２上を相対移動する。この構成によれば、簡易な構造でカム部材を構成することができることから、コスト低減が可能となる。また、クリック感触は磁気吸引力の変化によって発生させるので、操作反力を発生させる弾性部材３５の弾性力を小さくすることができることから、操作音や摺動による磨耗が発生し難くなる。
［第３実施形態］
図１５は、第３実施形態の回転入力装置３を示す断面図である。図１６は、図１５のＢ部における第１の磁性体及び第２の磁性体の磁束の流れを示す説明図である。
第３実施形態の回転入力装置３は、第２の磁性体６１が第１実施形態の回転入力装置１と異なる。他の部材は第１実施形態と同じであり、同じ符号を使用して説明を省略する。
第３実施形態の回転入力装置３は、図１５に示すように、第２の磁性体６１が、磁石６２と、一対のヨーク６３、６４と、を有している。第２の磁性体６１は、上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に固定部材２５で位置決めされ、回転ノブ２０の操作部２０ｂに挿設されて固定されている。
本実施形態の回転入力装置３は、図１６に示すように、第１の磁性体１１が、磁石１２と、一対のヨーク１３、１４と、一対のヨーク１３、１４に形成された外方突出部１３ａ、１４ａと、を有している。また、図１６に示すように、第２の磁性体６１が内方突出部６１ａを有している。第２の磁性体６１の内方突出部６１ａは、第１の磁性体１１の外方突出部１１ａ（ヨーク１３の外方突出部１３ａ、ヨーク１４の外方突出部１４ａ）に対向するように上下２列（ヨーク６３の内方突出部６３ａ、ヨーク６４の内方突出部６４ａ）に形成されている。第２の磁性体６１の磁石６２が、第１の磁性体１１の磁石１２とは上下反転して着磁されて配置されている。そして、内方突出部６１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を規定位置とするように配置された。
図１６に示すように、第１の磁性体１１及び第２の磁性体６１が、磁石１２、６２をそれぞれ有し、互いに引き合うように配置されている。このため、第１の磁性体１１と第２の磁性体６１と間に磁気吸引力が発生し、内方突出部２１ａ及び外方突出部１１ａが対向する規定位置で安定している。規定位置から回転ノブ２０の操作部２０ｂを回転操作すると、この磁気吸引力によって操作感触が発生する。
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。
本実施形態の回転入力装置３において、第１の磁性体１１が、磁石１２と、一対のヨーク１３、１４と、一対のヨーク１３、１４に形成された外方突出部１３ａ、１４ａと、を有している。第２の磁性体６１が、磁石６２と、一対のヨーク６３、６４と、一対のヨーク６３、６４に形成された内方突出部６３ａ、６４ａと、を有している。第１の磁性体１１の磁石１２が、第２の磁性体６１の磁石６２とは上下反転して着磁されて配置されている。そして、内方突出部６１ａは、第１の磁性体１１の外方突出部１１ａ（ヨーク１３の外方突出部１３ａ、ヨーク１４の外方突出部１４ａ）に対向するように上下２列（ヨーク６３の内方突出部６３ａ、ヨーク６４の内方突出部６４ａ）に形成され、内方突出部６１ａ及び外方突出部１１ａが対向する回転位置を規定位置とするように配置された。
この構成によれば、第１の磁性体１１及び第２の磁性体６１が、磁石１２、６２をそれぞれ有し、互いに引き合うように配置されるので、磁気吸引力をさらに高めることができる。したがって、磁気吸引力を高めて、良好なクリック感触を得ることが容易である。
［第４実施形態］
図１７は、本発明の第４実施形態の回転入力装置４を示すブロック図である。図１８は、第４実施形態の回転入力装置４を示す断面図である。図１９は、図１８のＣ部における第１の磁性体７１及び第２の磁性体２１の磁束の流れを示す説明図である。
本実施形態の回転入力装置４は、図１７に示すように、クリック感触発生部７０と、クリック感触発生部７０を制御するクリック感触制御部８０と、を備えている。また、図１８に示すように、第１の磁性体７１が、磁石７２と、一対のヨーク７３、７４と、を有している。そして、磁石７２が、コア材７５とコア材７５に卷回されたコイル材７６とからなる電磁石である。他の部材は第１実施形態と同じであり、同じ符号を使用して説明を省略する。
クリック感触発生部７０は、第１の磁性体７１と第２の磁性体２１とを相対的に回転動作可能なように配設したものである。本実施形態において、第１の磁性体７１が外方突出部７１ａを有している。一対のヨーク７３、７４は、環状に成形された磁性材であり、本実施形態では鉄材が使用されている。第１の磁性体７１の外方突出部７１ａは、ヨーク７３の外方突出部７３ａ及びヨーク７４の外方突出部７４ａの上下に分かれて形成されている。
コア材７５は円筒状に形成された磁性材であり、本実施形態では鉄材が使用されている。コア材７５の外周にコイル材７６が卷回され、コイル材７６は図示しない配線によってクリック感触制御部８０に接続される。コイル材７６が通電されることによって、磁石７２が励磁され、上下二極に着磁された状態が実現される。
第２の磁性体２１の内方突出部２１ａ及び第１の磁性体７１の外方突出部７１ａが対向する回転位置を規定位置とするように配置される。このとき、コイル材７６が通電されることによって、第１の磁性体１１と第２の磁性体２１と間に磁気吸引力が発生し、内方突出部２１ａ及び外方突出部７１ａが対向する規定位置で安定する。規定位置から回転ノブ２０の操作部２０ｂを回転操作すると、この磁気吸引力によって操作感触が発生する。
コイル材７６が通電されていないときは、磁石７２が着磁されていない状態となり、磁気吸引力を発生させないことが可能である。この状態では、回転ノブ２０の操作部２０ｂを回転操作してもクリック感触は発生せず、自由に回転操作させることが可能である。一方、通電電流を大きくすれば強い磁気吸引力を発生させることができるので、回転検出部５０の出力に応じて、所定の回転角度で強いクリック感触も可能となる。したがって、磁気吸引力を制御することができるので、操作感触を自在に変化させることができる。
なお、コア材７５は、一対のヨーク７３、７４と同じように環状に形成されて、外周にコイル材７６が卷回される構成としたが、円周上の一部に分散して配置されてもよい。例えば、外方突出部７１ａの配置に合わせて、それぞれの位置にコア材７５とコイル材７６を配置するように構成してもよい。
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。
本実施形態の回転入力装置４は、磁石７２がコア材７５とコア材７５に卷回されたコイル材７６とからなる電磁石である。この構成によれば、磁石７２が電磁石であり、コイル材７６に通電することによって磁気吸引力を制御することができるので、操作感触を自在に変化させることができる。
以上のように、本発明の実施形態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。
（１）第１実施形態において、第２の磁性体２１が回転ノブ２０の操作部２０ｂに固定され、第１の磁性体１１がケース部材４０に固定されているが、第１の磁性体１１が回転ノブ２０の軸部２０ａに固定されて一体で回転するように構成してもよい。図２０及び図２１は、第１実施形態の第１変形例を示す断面図である。本変形例では、回転ノブ２０を押し下げる操作が可能であり、押し下げ操作に伴うクリック感触が得られるように、第１の磁性体１１及び第２の磁性体２１の形状が工夫された。なお、図２０及び図２１では、回転検知及び押し下げ検知の機構を省略している。
（２）第１実施形態において、回転ノブ２０の回転軸が固定されて回転操作される態様としたが、傾動操作も可能な態様に変更してもよい。図２２及び図２３は、第１実施形態の第２変形例を示す断面図である。本変形例では、回転ノブ２０を傾動操作することが可能であり、傾動操作に伴うクリック感触が得られるように、第２の磁性体２１が回転ノブ２０と一体に傾動するように工夫された。なお、図２２及び図２３では、傾動検知及び押し下げ検知の機構を省略している。
（３）第１実施形態及び第２実施形態において、第１の磁性体１１に磁石１２を用いた構成としているが、第２の磁性体２１側に磁石を用いる構成に変更してもよい。
（４）第１実施形態〜第４実施形態において、一対のヨークが上下方向にそれぞれ外方突出部を有しているが、上下のいずれか一方のヨークだけに外方突出部が形成されていればよい。ただし、外方突出部が形成されていない側の上下のいずれか他方のヨークはクリック感触を発生させる機能をもたないので、得られるクリック感触は弱くなる。なお、より強く着磁された磁石を用いれば、クリック感触が弱くなることを抑制できる。
（５）第１実施形態〜第４実施形態において、外方突出部及び内方突出部の個数や周方向のピッチを変更すれば、一回転させたときのクリック感触の回数や、回転位置によるクリック感触等が変更可能である。また、外方突出部と内方突出部との個数は同じでなくてもよい。外方突出部と内方突出部とが対向する回転角度で生じるクリック感触の強さは、対向している個数に依存するので、クリック感触を回転位置によって変化させることができる。
１、２、３、４ 回転入力装置
１０ クリック感触発生部
１１ 第１の磁性体
１１ａ 外方突出部
１２ 磁石
１２ａ 対向面
１２ｂ 対向面
１３ ヨーク
１３ａ 外方突出部
１４ ヨーク
１４ａ 外方突出部
１５ 固定部材
２０ 回転ノブ
２０ａ 軸部
２０ｂ 操作部
２１ 第２の磁性体
２１ａ 内方突出部
２５ 固定部材
３０ 回転ノブ
３０ａ 軸部
３０ｂ 操作部
３２ 摺動部
３２ａ 凹形状
３２ｂ 凸形状
３３ 球体
３５ 弾性部材
４０、４１ ケース部材
４５ 回転導入部材
５０ 回転検出部
５１ 回転角度検出用磁石
５２ 回転角度センサ
６１ 第２の磁性体
６１ａ 内方突出部
６２ 磁石
６３ ヨーク
６３ａ 内方突出部
６４ ヨーク
６４ａ 内方突出部
７０ クリック感触発生部
７１ 第１の磁性体
７１ａ 外方突出部
７２ 磁石
７３ ヨーク
７３ａ 外方突出部
７４ ヨーク
７４ａ 外方突出部
７５ コア材
７６ コイル材
８０ クリック感触制御部

Claims (4)

  1. 半径方向外方に向かって突出した複数個の外方突出部が周方向に沿って配置された環状の第１の磁性体と、
    前記第１の磁性体の前記外方突出部に対向するように形成された複数個の内方突出部が周方向に沿って配置された環状の第２の磁性体と、
    前記第１の磁性体と前記第２の磁性体とを相対的に回転動作させる回転ノブと、を備え、
    前記第１の磁性体または前記第２の磁性体のうち少なくともいずれかは、相互に対向する対向面が上下に配され、且つ、前記対向面を含む上下二極に着磁された磁石と、前記磁石の前記対向面を上下方向から挟持する一対のヨークと、前記一対のヨークに形成された前記外方突出部または前記内方突出部と、
    前記回転ノブを回転自在に支持するケース部材と、を有し、
    前記ケース部材と前記回転ノブとの間には、カム部材が介されており、
    前記カム部材は、前記内方突出部及び前記外方突出部が対向する回転位置を規定位置として前記回転ノブを位置決めするとともに、前記規定位置から前記回転ノブを回転動作させた際には前記回転ノブに操作反力を与えることを特徴とする回転入力装置。
  2. 前記カム部材は、球体と、前記球体を付勢する弾性部材と、前記回転ノブに形成された連続的な凹形状及び凸形状からなる摺動部と、からなり、
    前記摺動部は前記内方突出部及び前記外方突出部が対向する回転位置を前記凹形状の最大点とするとともに、
    前記内方突出部及び前記外方突出部が相対的に回転した際に、双方の中間位置に相当する回転位置が前記凸形状の最大点となるようにし、
    前記球体は前記回転ノブの動作に応じて前記弾性部材から加わる弾性力に抗して前記摺動部上を移動することを特徴とする請求項１に記載の回転入力装置。
  3. 前記第１の磁性体及び前記第２の磁性体が、前記磁石と、前記一対のヨークと、前記一対のヨークに形成された前記外方突出部または前記内方突出部と、をそれぞれ有し、
    前記第２の磁性体の前記磁石が、前記第１の磁性体の前記磁石とは上下反転して着磁されて配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転入力装置。
  4. 前記磁石がコア材と前記コア材に卷回されたコイル材とからなる電磁石であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転入力装置。
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