JP6793314B2

JP6793314B2 - 入力装置

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Publication number: JP6793314B2
Application number: JP2017030342A
Authority: JP
Inventors: 雅博水上; 正剛山中
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2037-02-21
Also published as: JP2018137110A; US10599177B2; US20180239385A1

Description

本発明は、入力装置に関し、例えば、ノブ及びノブの回転を規制可能な電磁ブレーキを備える入力装置に関する。

従来の入力装置として、例えば、特許文献１の力覚付与型入力装置は、操作ノブ、操作ノブの回転角を検出するロータリーエンコーダ、操作ノブの回転を阻止する電磁ブレーキ、及び操作ノブと電磁ブレーキとの間に介在する弾性部材を備えている。

この操作ノブが所定の回転角度に達すると、電磁ブレーキにより操作ノブがロックされる。この電磁ブレーキにより操作ノブの回転が阻止された状態において操作ノブがさらに回転操作されると、弾性部材が撓み、回転ノブが回転する。この際に検出された操作ノブの回転方向が操作ノブの規制方向であれば、操作ノブのロックを継続させ、規制方向でなければ、操作ノブのロックを解除している。

特開２００５−１９１１３号公報

例えば、弾性部材が設けられていない場合、所定の回転角度で規制方向の操作ノブが回転されると、操作ノブの回転が電磁ブレーキによりロックされる。このため、規制方向の回転後、直ぐにその反対方向へ操作ノブが回転された場合、この回転方向を素早く変える回転操作に対してロックの解除が間に合わない場合がある。このような場合、操作ノブが規制方向だけでなくその反対方向へも回転することができない状態になり、操作ノブの回転操作に対して違和感を操作者に与えてしまう。

これに対して、上記特許文献１の力覚付与型入力装置では、電磁ブレーキにより操作ノブの回転が阻止された状態に弾性部材が撓むことにより操作ノブは回転し、この回転方向に応じて操作ノブのロックを判定している。これにより、回転方向を素早く変える回転操作がなされても、操作ノブの規制方向及びその反対方向の両方への回転が防止されることが軽減できる。このため、操作ノブの規制方向への回転を阻止し反対方向には回転を許容する壁が所定の回転角度に存在するかのような操作感を操作者に与えられる。

しかしながら、上記特許文献１の力覚付与型入力装置では操作ノブの回転方向のみに基づいて操作ノブのロックを制御している。このため、例えば、操作ノブが規制方向へ回転される可能性がない又は低いような場合であっても、電磁ブレーキによる操作ノブのロックが行われ、電磁ブレーキの電磁石において電力が無駄に消費されてしまう。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ノブの回転操作に対する操作者の違和感を軽減しつつ、消費電力の低減を図ることができる入力装置を提供することを目的としている。

本発明のある態様に係る入力装置は、回転操作され、操作されていない状態では所定の保持位置で保持されるノブと、ノブの回転軸の周方向におけるノブの回転角度を検出する検出部と、ノブの回転を規制する電磁ブレーキと、ノブと電磁ブレーキとの間に設けられ、ノブと一体的に回転すると共に電磁ブレーキによって回転が規制される弾性部材と、検出部の検出結果に基づいて電磁ブレーキを制御する制御部と、を備え、制御部は、ノブの周方向の現在位置がノブの回転規制の対象位置でない場合は、電磁ブレーキを駆動せず、ノブの周方向の現在位置がノブの回転規制の対象位置にある場合は、ノブの回転方向、又は、ノブの周方向における保持位置から、弾性部材の変形により変位するノブの回転角度に基づいてノブの回転を規制するか否かを判定するように構成されている。

この構成によれば、例えば、操作者がノブを把持していない等の操作されていない場合には、ノブが保持位置で停止している。この場合、ノブが規制方向に回転される可能性がない又は低いことにより、ノブの回転を規制せずに電磁ブレーキを停止して、電磁ブレーキにおける消費電力を低減することができる。

また、例えば、操作者がノブを把持して保持位置から規制方向へ変位させ停止させている場合には、ノブが規制方向に回転される可能性がある又は高いため、電磁ブレーキを駆動して、ノブの回転を予め規制しておく。一方、操作者がノブを把持して保持位置から規制方向の反対方向へ変位させ停止させている場合には、ノブが規制方向に回転される可能性がない又は低いため、電磁ブレーキを停止して、ノブの回転を予め可能にしておく。これにより、その後、ノブの回転方向を素早く変える回転操作がされた場合であっても、ノブの規制方向への回転を阻止し反対方向への回転を許容する壁が存在するかのように操作者に感じさせられ、ノブの回転操作に対する操作者の違和感を軽減することができる。

入力装置では、制御部は、ノブの周方向の現在位置がノブの回転規制の対象位置である場合であって、保持位置からのノブの変位がない場合は、電磁ブレーキを駆動しないように構成されていてもよい。この構成によれば、ノブの回転規制の対象位置であっても、ノブが規制方向に回転される可能性がない又は低い場合には、電磁ブレーキを停止することにより、電磁ブレーキにおける消費電力を低減することができる。

入力装置では、制御部は、ノブの周方向の現在位置がノブの回転規制の対象位置である場合であって、保持位置からノブの回転の規制方向へのノブの変位がある場合は、電磁ブレーキを駆動するように構成されていてもよい。この構成によれば、規制方向へのノブの回転を予め規制することにより、ノブが規制方向へ素早く回されても、ノブの回転を確実に防止して、操作者に違和感のない操作を行わせることができる。

入力装置では、制御部は、ノブの周方向の現在位置がノブの回転規制の対象位置である場合であって、保持位置からノブの回転の規制方向と反対方向へのノブの変位がある場合は、電磁ブレーキを駆動しないように構成されていてもよい。この構成によれば、規制方向と反対方向へのノブの回転を予め許容することにより、ノブが反対方向へ素早く回転されても、ノブの回転が阻止されることなく、操作者に違和感のない操作を行わせることができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、ノブの回転操作に対する操作者の違和感を軽減しつつ、消費電力の低減を図ることができる入力装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴及び利点は、添付図面を参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施の形態に係る入力装置を概略的に示す斜視図である。図１の入力装置の分解斜視図である。図１の入力装置の断面図である。図１の接続部材、弾性部材及びアーマチュアを示す斜視図である。図１の軸体（突部）が中間位置に位置している場合の入力装置の断面図である。図１の軸体（突部）が中間位置から変位している場合の入力装置の断面図である。入力装置をセレクタに適用した場合の図である。図１の入力装置の制御部の構成を示すブロック図である。図１の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートの一部である。図９の電磁ブレーキ駆動中処理の一例を示すフローチャートである。図９の電磁ブレーキ停止中処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、説明の便宜上、軸体に対しノブ側を上と称し、その反対を下と称する。ただし、入力装置の使用方向は任意であり、必ずしも軸体に対しノブが上に位置しているとは限らない。

まず、実施の形態に係る入力装置１０の構成について、図１を参照して説明する。入力装置１０は、回転操作されるノブ２０を備えている。

ノブ２０は、円柱等の柱形状であって、その回転軸が上下方向に延び、その下面が軸体３０の上端に接続している。軸体３０は、円柱等の柱形状であって、その回転軸がノブ２０の回転軸と同じくして上下方向に延び、円筒等の筒形状の接続部材４０、弾性部材５０及び電磁ブレーキ６０の各内側開口に貫通している。接続部材４０は、その第１溝４１に軸体３０の突部３１が嵌ることにより、回転軸の周方向に軸体３０に固定されている。

弾性部材５０は、接続部材４０の下面及び電磁ブレーキ６０のアーマチュア６１の上面に接続されているため、軸体３０及び接続部材４０を介してノブ２０と電磁ブレーキ６０との間に設けられている。電磁ブレーキ６０は、弾性部材５０、接続部材４０及び軸体３０を介してノブ２０の回転を規制する。検出部７０は、電磁ブレーキ６０のヨーク６２よりも下方に配置され、ノブ２０の回転軸の周方向におけるノブ２０の回転角度を検出している。

次に、入力装置１０の構成の詳細について、図２〜図６を参照して説明する。図２に示す軸体３０の外周面には複数（この実施の形態では、４つ）の突部３１が設けられており、４つの突部３１は、軸体３０の周方向に互いに均等な間隔を空けて配置されている。突部３１は、上下方向に延びる板状体であって、軸体３０の回転軸に対して放射線状に突出している。

接続部材４０の内周面には、４本の第１溝４１が周方向に互いに均等な間隔を空けて設けられている。第１溝４１は上下方向に延び、第１溝４１の周方向の幅は軸体３０の突部３１の周方向の幅と等しい。このため、第１溝４１には、接続部材４０の内周面に対向する軸体３０の外周面に設けられた突部３１が嵌まる。これにより、上下方向に延びる回転軸を中心に回転する軸体３０の突部３１が接続部材４０の第１溝４１の縁と回転軸周りの周方向に係合するため、軸体３０の回転に伴い接続部材４０が回転する。

弾性部材５０は、その回転軸が軸体３０の回転軸と同じくして、その上面が接続部材４０の下面に接続されている。このため、弾性部材５０は、接続部材４０を介して軸体３０と回転軸の周方向に固定されている。また、弾性部材５０は、例えば、エラストマにより形成されており、回転軸の周方向に弾性を有する。このため、弾性部材５０は、軸体３０の回転に伴い接続部材４０により回転力が弾性部材５０に付与されて、回転軸の周方向に変形する。

弾性部材５０の内周面には、４本の第２溝５１が周方向に互いに均等な間隔を空けて設けられている。第２溝５１は、上下方向に延び、接続部材４０の第１溝４１と直線状に連続するように配置されている。このため、軸体３０の突部３１は、第１溝４１及び第２溝５１に嵌る。

電磁ブレーキ６０は、アーマチュア６１及びヨーク６２の他に、電磁石６３をさらに有している。アーマチュア６１、ヨーク６２及び電磁石６３のそれぞれは、その回転軸が軸体３０の回転軸と同じくして、軸体３０の周りを囲んでいる。

アーマチュア６１は、鉄などの磁性材料から成り、内周面には、４本の第３溝６４が周方向に互いに均等な間隔を空けて設けられている。第３溝６４が上下方向に延びて弾性部材５０の第２溝５１と連続するように、アーマチュア６１の上面が弾性部材５０の下面に接続されている。このため、軸体３０の突部３１は、第２溝５１及び第３溝６４に嵌る。

ヨーク６２は、鉄などの磁性材料から成り、電磁石６３の磁力を強める部材であって、電磁石６３を収容する環状溝が設けられている。電磁石６３は、導線のコイルから成り、外部からの通電により磁力を発生させる。電磁石６３は、ヨーク６２の環状溝に嵌り、上面がアーマチュア６１の下面に対向している。

検出部７０は、軸体３０の回転角度を検出する装置であって、主歯車７１、第１歯車７２、第２歯車７３及び検出素子７４を有している。主歯車７１は、例えば、外周面に複数の歯が設けられた円板形状であって、回転軸が軸体３０の回転軸と同じくして、その上面に軸体３０の下端が接続されており、軸体３０の回転に伴い主歯車７１は回転する。

第１歯車７２及び第２歯車７３は、外周面に複数の歯が設けられた円板形状であって、その径は互いに異なり、磁石が取り付けられている。第１歯車７２及び第２歯車７３は、各歯が主歯車７１の歯に噛み合うように、主歯車７１の側方に設けられており、主歯車７１の回転に伴い回転する。

検出素子７４は、第１歯車７２の磁石の磁場を検知する磁気抵抗素子から成り、第１歯車７２の回転を検出する第１検出素子と、第２歯車７３の磁石の磁場を検知する磁気抵抗素子から成り、第２歯車７３の回転を検出する第２検出素子とから構成されている。この検出素子７４によって検出された第１歯車７２及び第２歯車７３の回転に基づいて主歯車７１ならびにこれに接続される軸体３０の絶対的な回転角度が得られる。そして、この検出部７０により検出された軸体３０の回転角度に基づいて、軸体３０に接続するノブ２０の回転角度が得られる。

なお、絶対的なノブ２０の回転角度が必要ない場合、第１歯車７２及び第２歯車７３の両方は必要なく、そのいずれか一方のみが設けられていればよい。また、検出部７０はこの構成に限定されず、ロータリーエンコーダなど公知の技術を用いてもよい。

節度部８０は、例えば、円筒形状及び角筒形状などの筒形状であって、その中心に設けられた開口を軸体３０が貫通しており、軸体３０は節度部８０に対して回転する。この軸体３０が所定角度回転する毎に、節度部８０が軸体３０に力などを発生させることによって、軸体３０を介して操作者に節度感覚として付与される。

節度部８０は、例えばノッチに向かって付勢されたピンを備えている。このピンがノッチにはまり込んだ状態から、ノッチから外れた状態へ移行する際の力が節度感覚（クリック感）としてノブ２０を回転させる人（操作者）の手に伝えられる。なお、節度部８０は節度感覚を磁気を用いて発生させるものでもよい。

また、本実施の形態では、ノブ２０が把持されていない場合、及び、ノブ２０が把持されていても回転されていない場合等のノブ２０が操作されていないとき、節度部８０は、ノブ２０を所定の保持位置に軸体３０を介して保持する。この所定の保持位置は、後述する複数のレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｓ）のノブ２０の各回転角度範囲のうちの所定の位置（例えば、回転角度範囲における周方向の中点）である。

図３に示すように、電磁ブレーキ６０のヨーク６２の内径が軸体３０の突部３１の外径よりも大きく設定されている。これにより、ヨーク内の電磁石６３に通電されず、電磁ブレーキ６０が停止している場合、電磁石６３及びヨーク６２に対して軸体３０は回転可能である。

一方、電磁ブレーキ６０のヨーク６２は筐体１００等に固定されているため、ヨーク６２内の電磁石６３に通電されている場合、電磁石６３がその磁力により電磁石６３と対向するアーマチュア６１を引き付ける。このアーマチュア６１が固定されることにより、アーマチュア６１に接続する弾性部材５０、接続部材４０、軸体３０及びノブ２０の回転を規制される。ただし、弾性部材５０がアーマチュア６１と接続部材４０との間で変形することにより、この範囲で接続部材４０、軸体３０及びノブ２０は僅かに回転することができる。

ここで、図４に示すように、回転軸の周方向において弾性部材５０の第２溝５１の幅及びアーマチュア６１の第３溝６４の幅は、接続部材４０の第１溝４１の幅よりも広い。また、図５に示すように、周方向において第１溝４１の幅は軸体３０の突部３１の幅と等しい。このため、周方向において突部３１と第２溝５１及び第３溝６４の各縁との間には間隙（遊び）が設けられる。

ノブ２０が操作されていないとき、周方向において突部３１が第２溝５１及び第３溝６４の周方向の中心（中間位置）に位置するようにノブ２０（図１）が配置される。このとき、ノブ２０が所定の保持位置に位置し、弾性部材５０は変形せず、突部３１は中間位置に位置している。つまり、ノブ２０が操作されていない状態（ノブ２０に回転方向の力が加えられていない状態）で、ノブ２０が保持位置に位置し、突部３１が中間位置に位置するように、ノブ２０及び軸体３０は弾性部材５０及びアーマチュア６１に対して配置される。

この突部３１が中間位置にある場合、周方向における突部３１の一方端とこれに対向する第２溝５１及び第３溝６４の各縁との間の一方間隙の幅と、突部３１の他方端とこれに対向する第２溝５１及び第３溝６４の各縁との間の他方間隙の幅とは等しい。例えば、各間隙の幅は、２．５度である。

一方、図６に示すように、ノブ２０（図１）に操作され保持位置から回転すると、弾性部材５０が変形して、軸体３０の突部３１が中間位置から周方向に変位する。この突部３１が中間位置から変位している場合、一方間隙の幅と他方間隙の幅とが異なる。そして、弾性部材５０の変形によって突部３１が第３溝６４の縁に当たるまで軸体３０が回転することができる。

そして、図５に示すように、ノブ２０（図１）に力が加えられなくなると、弾性部材５０の弾性力（復元力）により軸体３０が周方向に回転して、軸体３０の突部３１が機構的中心位置である中間位置に戻り、ノブ２０が保持位置に保持される。

次に、入力装置１０を、操作者の操作によって車両の変速機（図示せず）に対してレンジを入力するためのセレクタに適用した場合について、図７を参照して説明する。この場合、例えば、入力装置１０は、車両のケース１０１に設けられている。但し、入力装置１０の用途及び設置場所はこれに限定されない。

入力装置１０のノブ２０はケース１０１の表面から突出しており、その他はケース１０１内に収容されている。ケース１０１の表面には、レンジを示す表示１０２が設けられている。

表示１０２は、例えば、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ及びＳとノブ２０の周囲のケース１０１に記されており、ノブ２０の周方向に等間隔に配置されている。操作者によってノブ２０が回転操作がされることにより、レンジがＰ（パーキング）、Ｒ（リバース、後進）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ、前進）及びＳ（スポーツ）のいずれかのレンジに設定される。そして、各レンジにノブ２０の回転角度の範囲が割り当てられている。

次に、入力装置１０に備えられる制御部９０について、図８を参照して説明する。制御部９０は、検出部７０の検出結果に基づいて電磁ブレーキ６０及びレンジの切り換えを制御する装置であって、ＣＰＵ（プロセッサ）等の演算部９１と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶部９２とを備え、電磁ブレーキ６０及び検出部７０、並びに変速機の制御部１０３に電気的に接続されている。なお、制御部９０は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

記憶部９２には、電磁ブレーキ６０及びレンジの切り換えを制御する基本プログラム、並びに各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部９１は、記憶部９２に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、各種動作を制御する。

例えば、制御部９０は、検出部７０から出力された軸体３０の回転角度をノブ２０の回転角度として、これに予め対応付けられているレンジを判定する。そして、制御部９０がレンジを変速機の制御部１０３へ出力し、変速機のレンジが設定される。また、制御部９０は、レンジに予め設定された電磁ブレーキ６０の駆動又は停止情報に基づいて電磁ブレーキ６０を制御する。

次に、入力装置１０の動作方法について、図９〜図１１を参照して説明する。この入力装置１０の動作方法は制御部９０により制御され、この制御は所定の時間間隔で繰り返し行なわれる。なお、以下の説明では、反時計回り方向を回転角度が減少する方向と称し、時計回り方向を回転角度が増加する方向と称する。

まず、図９に示すように、制御部９０は、ノブ２０により設定されているレンジが電磁ブレーキ６０の対象位置であるか否かを判定する（ステップＳ１）。つまり、検出部７０により検出されたノブ２０の回転角度（周方向の現在位置）が、電磁ブレーキ６０の対象位置（所定の対象角度）であるか否かが判定される。この電磁ブレーキ６０の対象位置は車両の走行状態及びレンジの配列等により予め設定されている。

例えば、レンジがＮレンジに設定されている状態で車両が前進走行している場合、ＮレンジからＤレンジへ切り換えるノブ２０の回転は許容されるが、ＮレンジからＲレンジへ切り換えるノブ２０の回転は禁止されている。この場合、前進走行時にはＮレンジが電磁ブレーキ６０の対象位置になり、ノブ２０の回転角度がＮレンジに相当する所定の対象角度であると、ノブ２０により設定されているレンジが電磁ブレーキ６０の対象位置であると判定される。一方、ノブ２０の回転角度がＮレンジに相当する所定の対象角度でないと、ノブ２０により設定されているレンジが電磁ブレーキ６０の対象位置でないと判定される。なお、この場合、ＮレンジからＲレンジへ切り換えるノブ２０の回転方向が規制方向になり、ＮレンジからＤレンジへ切り換えるノブ２０の回転方向が規制方向ではない方向になる。

また、図７に示すようにノブ２０の周りにレンジが配列されている場合、配列の反時計回りの端に設けられたＰレンジについては時計回りへのノブ２０の回転は許容されるが、反時計回りへのノブ２０の回転は禁止されている。これと同様に、配列の時計回りの端に設けられたＳレンジについては反時計回りのノブ２０の回転は許容されるが、時計回りのノブ２０の回転は禁止されている。このように、配列の端に設けられたレンジは電磁ブレーキ６０の対象位置になり、ノブ２０の回転角度がＰレンジ又はＳレンジに相当する所定の対象角度であると、ノブ２０により設定されているレンジが電磁ブレーキ６０の対象位置であると判定される。一方、ノブ２０の回転角度がＰレンジ及びＳレンジに相当する所定の対象角度でないと、ノブ２０により設定されているレンジが電磁ブレーキ６０の対象位置でないと判定される。なお、この場合、Ｐレンジ及びＳレンジについてノブ２０の回転が禁止された方向（規制方向）にエンドストップが設定されている。

ステップＳ１の処理において、レンジが電磁ブレーキ６０の対象位置でなければ（ＮＯ）、制御部９０は、電磁ブレーキ６０が駆動中か否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、電磁ブレーキ６０が駆動中でなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、処理を終了する。一方、電磁ブレーキ６０が駆動中であれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、電磁ブレーキ解除処理を実行する（ステップＳ３）。この解除処理では、例えば、電磁ブレーキ６０への通電を停止する。これにより、電磁ブレーキ６０を駆動させる必要がないレンジに設定されている場合、電磁ブレーキ６０を駆動させないことにより、電磁ブレーキ６０の電磁石６３の消費電流及び電磁石６３のコイルの温度上昇を低減することができる。

一方、ステップＳ１の処理において、レンジが電磁ブレーキ６０の対象位置であれば（ＹＥＳ）、制御部９０は、電磁ブレーキ６０が駆動中か否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、電磁ブレーキ６０が駆動中であれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、電磁ブレーキ駆動中処理を実行する（ステップＳ５）。これに対し、電磁ブレーキ６０が駆動中でなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、電磁ブレーキ停止中処理を実行する（ステップＳ６）。

そして、図９のステップＳ５の電磁ブレーキ駆動中処理では、図１０に示すように、制御部９０は、ノブ２０が回転中であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。ここでは、電磁ブレーキ６０が駆動中であるため、電磁ブレーキ６０の電磁石６３によりアーマチュア６１が固定されているが、アーマチュア６１と接続部材４０との間の弾性部材５０が変形して、接続部材４０に接続する軸体３０及びノブ２０が僅かに回転することができる。このため、制御部９０は、検出部７０からの検出結果（ノブ２０の回転角度）に基づき時間差を有する少なくとも２回の回転角度が異なっているか否かを判定する。そして、これが異なっていれば、制御部９０はノブ２０が回転中であると判定する（ステップＳ５１：ＹＥＳ）。

続いて、制御部９０は、ノブ２０の回転角度の増減に応じてノブ２０の回転方向を求め、この回転方向が規制方向か否かを判定する（ステップＳ５２）。例えば、反時計回りにエンドストップが設定されているＰレンジにおいてノブ２０が反時計回りに回転操作されると、ノブ２０の回転角度が減少するため、制御部９０は回転方向が規制方向であると判定し（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、処理を終了する。これにより、電磁ブレーキ６０の駆動が続行され、弾性部材５０の変形による回転以外の規制方向への回転が電磁ブレーキ６０により規制されるため、操作者は回転を阻止する壁（エンドストップ）が規制方向に存在するかのように感じることができる。

一方、例えば、Ｐレンジにおいてノブ２０が時計回りに回転操作されると、ノブ２０の回転角度が増加するため、制御部９０は回転方向が規制方向でないと判定し（ステップＳ５２：ＮＯ）、電磁ブレーキ解除処理を実行する（ステップＳ５３）。これにより、電磁ブレーキ６０の駆動が停止され、ノブ２０の回転が可能になる。このように、弾性部材５０の変形によるノブ２０の回転に続いて、電磁ブレーキ６０の駆動停止によるノブ２０の回転が行われるため、これらが一連の動きとして操作者に感じられる。このため、例え、規制方向の回転後に直ぐに反対方向へ回転する素早い操作がなされても、操作者は違和感なくノブ２０の回転操作を行うことができる。

ステップＳ５１の処理において、制御部９０は、検出部７０により検出されたノブ２０の回転角度に基づき時間差を有する少なくとも２回の回転角度が異なっていなければ、ノブ２０が回転中でないと判定する（ＮＯ）。

続いて、制御部９０は、保持位置からのノブ２０の変位があるか否かを判定する（ステップＳ５４）。例えば、操作者がノブ２０を操作していない場合、ノブ２０には回転方向に力が作用しないため、ノブ２０は保持位置に位置する。また、図５に示すように、弾性部材５０の復元力によりノブ２０に接続する軸体３０の突部３１は電磁ブレーキ６０のアーマチュア６１の第３溝６４の周方向の中心角度である中間位置に位置している。このため、制御部９０は、予め記憶部９２に記憶された所定の保持位置（角度）と、検出部７０により検出された軸体３０の回転角度とを比較する。

比較の結果、軸体３０の回転角度が保持位置と一致していれば、制御部９０は、保持位置からのノブ２０の変位がないと判定し（ステップＳ５４：ＮＯ）、電磁ブレーキ解除処理を実行する（ステップＳ５３）。これにより、電磁ブレーキ６０の駆動が停止され、ノブ２０の回転が可能になる。このような操作者がノブ２０を回転しない状況では、電磁ブレーキ６０によりノブ２０の回転を規制する必要がなく、電磁ブレーキ６０の駆動を停止する。これにより、電磁ブレーキ６０の電磁石６３の消費電流及び電磁石６３のコイルの温度上昇を低減することができる。

一方、例えば、電磁ブレーキ６０の駆動中であっても、操作者がノブ２０を把持し回転方向に力を作用させると、弾性部材５０の変形によってノブ２０は回転方向に僅かに変位することができる。このため、軸体３０の回転角度が保持位置と一致していなければ、制御部９０は、保持位置からのノブ２０の変位があると判定する（ステップＳ５４：ＹＥＳ）。

そして、制御部９０は、軸体３０の回転角度と保持位置の角度との比較結果から変位の方向が規制方向か否かを判定する（ステップＳ５５）。ここで、変位の方向が規制方向であれば（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、制御部９０は処理を終了する。これにより、電磁ブレーキ６０の駆動が続行され、弾性部材５０の変形による回転以外の規制方向への回転が電磁ブレーキ６０により規制される。このように、規制方向にノブ２０の変位がある場合には、ノブ２０が規制方向へ回転する可能性が高く、また、突部３１と第３溝６４の規制方向の縁との間隙（ノブ２０の回転範囲）が狭いため、電磁ブレーキ６０を駆動させておく。これにより、ノブ２０が素早く規制方向へ回転した場合であっても、反応遅れを防止し、ノブ２０の回転を確実に阻止することができる。

これに対し、変位の方向が規制方向でなければ（ステップＳ５５：ＮＯ）、制御部９０は電磁ブレーキ解除処理を実行する（ステップＳ５３）。これにより、電磁ブレーキ６０の駆動が停止され、ノブ２０の回転が可能になる。このような操作者がノブ２０を把持して変位させている場合であっても、規制方向と反対方向へノブ２０を変位させている場合、ノブ２０が規制方向へ回転する可能性が低い。よって、電磁ブレーキ６０を駆動させないことにより、電磁ブレーキ６０の電磁石６３の消費電流及びコイルの温度上昇を低減することができる。また、規制方向と反対方向へノブ２０を変位させているときには、突部３１と第３溝６４の規制方向の縁との間隙が広いため、ノブ２０が素早く規制方向へ回転しても、突部３１が第３溝６４の規制方向の縁に至るまでの間にノブ２０の回転を判定して電磁ブレーキ６０を駆動して、ノブ２０の回転を阻止することができる。

さらに、図９のステップＳ６の電磁ブレーキ停止中処理では、図１１に示すように、制御部９０は、ノブ２０が回転中であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。この電磁ブレーキ６０が停止している場合、電磁ブレーキ６０のアーマチュア６１の回転が阻止されていないため、アーマチュア６１に接続するノブ２０は回転することができる。また、アーマチュア６１が回転していない場合であっても、アーマチュア６１とノブ２０との間の弾性部材５０が変形してノブ２０が回転することができる。

このため、検出部７０により検出されたノブ２０の回転角度に基づきノブ２０が回転中であれば（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、制御部９０は、ノブ２０の回転角度の増減に応じたノブ２０の回転方向が規制方向か否かを判定する（ステップＳ６２）。この回転方向が規制方向でなければ（ステップＳ６２：ＮＯ）、処理を終了する。これにより、電磁ブレーキ６０の停止が継続され、ノブ２０の回転が引き続き可能になる。

一方、回転方向が規制方向であれば（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、電磁ブレーキ駆動処理を実行する（ステップＳ６３）。この駆動処理では、電磁ブレーキ６０の通電を行うことにより、ノブ２０の回転が阻止される。これにより、弾性部材５０の変形による回転以外の規制方向への回転が電磁ブレーキ６０により規制されるため、操作者は回転を阻止する壁が規制方向に存在するかのように感じることができる。

ステップＳ６１の処理において、ノブ２０が回転中でなければ（ＮＯ）、制御部９０は、保持位置からのノブ２０の変位があるか否かを判定する（ステップＳ６４）。例えば、操作者がノブ２０を操作していない場合には、軸体３０が保持位置にある。この場合、制御部９０は保持位置からのノブ２０の変位がないと判定し（ステップＳ６４：ＹＥＳ）、処理を終了する。このような電磁ブレーキ６０によりノブ２０の回転を規制する必要がない場合には、電磁ブレーキ６０の駆動を停止することにより、電磁ブレーキ６０の電磁石６３の消費電流及びコイルの温度上昇を低減することができる。

一方、例えば、ノブ２０が回転中でなくても、操作者がノブ２０を把持し回転方向に力を作用させていると、軸体３０が保持位置からずれて、制御部９０はノブ２０が保持位置から変位していると判定する（ステップＳ６４：ＹＥＳ）。

そして、制御部９０は、軸体３０の回転角度と保持位置の角度との比較結果から変位の方向が規制方向か否かを判定する（ステップＳ６５）。ここで、変位の方向が規制方向であれば（ステップＳ６５：ＹＥＳ）、電磁ブレーキ駆動処理を実行する（ステップＳ６３）。この駆動処理により、ノブ２０の回転が阻止される。このように、ノブ２０が回転中でなくても、規制方向にノブ２０が変位し停止している場合には、ノブ２０が規制方向へ回転する可能性が高く、また、弾性部材５０の変形によるノブ２０の回転範囲が狭いため、電磁ブレーキ６０を駆動させておく。これにより、ノブ２０が素早く規制方向へ回転した場合であっても、反応遅れを防止し、ノブ２０の回転を確実に阻止することができる。

これに対し、変位の方向が規制方向でなければ（ステップＳ６５：ＮＯ）、制御部９０は処理を終了する。これにより、電磁ブレーキ６０の停止が継続され、ノブ２０の回転が引き続き可能になる。

このような入力装置１０では、制御部９０は、ノブ２０が回転中でない場合、ノブ２０の回転軸の周方向における保持位置から、弾性部材５０の変形により変位するノブ２０の回転角度に基づいてノブ２０の回転を規制するか否かを判定する。

例えば、ノブ２０が保持位置で停止している場合、及び、ノブ２０が保持位置からノブ２０の回転の規制方向と反対方向へ変位し停止している場合等、ノブ２０が規制方向へ回転される可能性がない又は低い。このような場合に、電磁ブレーキ６０を停止することにより、電磁ブレーキ６０における消費電力の低減及びコイルの温度上昇の低減を図ることができる。

一方、例えば、ノブ２０が保持位置からノブ２０の回転の規制方向へ変位し停止している場合、ノブ２０が規制方向へ回転される可能性が高い上、弾性部材５０の変形によるノブ２０の回転範囲が狭い。このような場合には、電磁ブレーキ６０を予め駆動しておくことにより、ノブ２０の回転に対する反応遅れを防止し、操作者に対して違和感のない操作を提供することができる。

また、制御部９０は、ノブ２０が回転中である場合、ノブ２０の回転角度に基づくノブ２０の回転方向に応じてノブ２０の回転を規制するか否かを判定する。例えば、操作者が間違ってエンドストップ側の規制方向にノブ２０を回転し、回転が規制された後、直ぐに、規制方向と反対方向へノブ２０を回転することがある。このような素早い操作であっても、弾性部材５０の変形によりノブ２０が回転している間にノブ２０の回転の規制が判定することにより、両方向への回転が規制されることが防止される。これにより、操作者は、一方への回転が規制され他方への回転が許容される壁が存在するかのように感じ、違和感なく入力装置１０を操作することができる。

さらに、制御部９０は、ノブ２０の回転角度が所定の対象角度でない場合、電磁ブレーキ６０を駆動しない。例えば、エンドストップが設定されているレンジ等の電磁ブレーキ６０の対象位置（所定の対象角度）以外にノブ２０が回転された場合には、電磁ブレーキ６０を駆動させる必要がないため、電磁ブレーキ６０を停止することにより、電磁ブレーキ６０における消費電力の低減及びコイルの温度上昇の低減を図ることができる。

（その他の実施の形態）
上記の実施の形態では、弾性部材５０が接続部材４０と電磁ブレーキ６０のアーマチュア６１との間に設けられていたが、弾性部材５０の配置はノブ２０と電磁ブレーキ６０との間であればこれに限定されない。例えば、軸体３０がその回転軸方向に分割されており、この分割された軸体３０の間に弾性部材５０が設けられていてもよい。

上記の実施の形態では、レンジが電磁ブレーキ６０の対象位置でない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御部９０は、電磁ブレーキ６０の駆動判定を行い（ステップＳ２）、電磁ブレーキ６０が駆動中であれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、電磁ブレーキ解除処理を実行した（ステップＳ３）。ただし、レンジが電磁ブレーキ６０の対象位置でない場合、通常、電磁ブレーキ６０が停止しているため、ステップＳ２及びＳ３の処理を省略してもよい。

なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の入力装置は、ノブの回転操作に対する操作者の違和感を軽減しつつ、消費電力の低減を図ることができる入力装置等として有用である。

１０：入力装置
２０：ノブ
５０：弾性部材
６０：電磁ブレーキ
７０：検出部
９０：制御部

Claims

回転操作され、操作されていない状態では所定の保持位置で保持されるノブと、
前記ノブの回転軸の周方向における前記ノブの回転角度を検出する検出部と、
前記ノブの回転を規制する電磁ブレーキと、
前記ノブと前記電磁ブレーキとの間に設けられ、前記ノブと一体的に回転すると共に前記電磁ブレーキによって回転が規制される弾性部材と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記電磁ブレーキを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ノブの周方向の現在位置が当該ノブの回転規制の対象位置でない場合は、前記電磁ブレーキを駆動せず、
前記ノブの周方向の現在位置が当該ノブの回転規制の対象位置にある場合は、前記ノブの回転方向、又は、前記ノブの周方向における前記保持位置から、前記弾性部材の変形により変位する前記ノブの回転角度に基づいて前記ノブの回転を規制するか否かを判定するように構成されており、
前記ノブの周方向の現在位置が当該ノブの回転規制の対象位置である場合であって、前記保持位置からの前記ノブの変位がない場合は、前記電磁ブレーキを駆動しないように構成されている、入力装置。
前記制御部は、前記ノブの周方向の現在位置が当該ノブの回転規制の対象位置である場合であって、前記保持位置から前記ノブの回転の規制方向への前記ノブの変位がある場合は、前記電磁ブレーキを駆動するように構成されている、請求項１に記載の入力装置。
前記制御部は、前記ノブの周方向の現在位置が当該ノブの回転規制の対象位置である場合であって、前記保持位置から前記ノブの回転の規制方向と反対方向への前記ノブの変位がある場合は、前記電磁ブレーキを駆動しないように構成されている、請求項１又は２に記載の入力装置。