JP7321645B2 - 操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作ユニットに設けられた操作部がユーザーに操作されたときに、応答力付与機構から前記操作ユニットに対して、応答力を効率よく与えることができる操作装置に関する。

従来、操作装置として、ユーザーに応答力を与える応答力付与機構を備えたものが広く採用されている。操作装置は、操作ユニットが、弾性支持部を介して支持部材に支持されており、操作ユニットが操作されたことを検知する検知部と、検知部によって操作ユニットが操作されたことが検知されると、ユーザーに応答力を与える応答力付与機構とが設けられている。

以下の特許文献１に記載された操作装置は、図３に示されるように、タッチスクリーンの背面にアクチュエータが固定されており、タッチスクリーンとハウジング構成部品とを連結する二重剛性サスペンションシステムが設けられている。二重剛性サスペンションでは、タッチスクリーンが、ハウジング構成部品に対して、タッチスクリーンの面と直交するＺ方向にのみ移動できるように支持されている。二重剛性サスペンションシステムは、ハウジングを挟んで第１の剛性の第１部材と第２の剛性の第２部材の２つの部材を有し、第１の部材の第１の剛性が第２の部材の第２の剛性より大きいものとなっている。

二重剛性サスペンションシステムでは、ユーザーが指でタッチスクリーンをＺ軸方向に押下したとき、より剛性が大きい第１の部材によって、ユーザーの指に大きな変形抵抗が与えられ、タッチスクリーンが堅固に取り付けられているかのようにユーザーに感じさせることが可能となる。また、ユーザーに与えられる触覚フィードバックでは、段落[００１７]に記載されているように、アクチュエータからタッチスクリーンに前記Ｚ軸方向に直線的に力が与えられる。アクチュエータによって、タッチパネルに応答力が与えられたとき、より剛性が低い第２の部材が変形しやすいため、タッチパネルに大きな応答力が与えられることが可能となる。

以下の特許文献２に記載された操作装置は、図６に示されるように、振動部が背面に固定されているタッチパネルと、上部筐体と、下部筐体と、上部筐体とタッチパネルとの間に介在される第１の弾性部材と、タッチパネルと下部筐体との間に介在される第２の弾性部材と、を備えている。第１の弾性部材の弾性係数は第２の弾性部材の弾性係数よりも低いものとなっている。

そのため、上部筐体と下部筐体とを組み合わせた状態において、第２の弾性部材より第１の弾性部材の方が、圧縮される度合いが大きくなり、タッチパネルをより自由に振動させることができ、振動の減衰が一層低減されることが可能となる。

特許第６４２６４４６号公報 特許第５８０５５７１号公報

特許文献１に記載されている発明は、タッチスクリーンがその表面と直交する方向（Ｚ方向）に押下されて、これが検知されると、タッチスクリーンに対してＺ方向への触感フィードバックが与えられる。この構造では、タッチスクリーンに対する押圧操作方向と、タッチスクリーンに与えられる触感フィードバックの振動方向が同じＺ方向であるため、タッチスクリーンを操作した指に触覚フィードバックを効果的に与えることはできない。

これに対し、特許文献２に記載されている操作装置は、タッチパネルが第１の弾性部材と第２の弾性部材に挟まれて固定されており、タッチパネルが、タッチパネルの面に直交するＺ方向だけでなく、Ｘ方向やＹ方向も移動可能である。しかしながら、Ｘ方向やＹ方向に移動するときに、タッチパネルの支持剛性が、第１の弾性部材と第２の弾性部材とを合わせた剛性となり、触感フィードバックの振動に大きな減衰を与えてしまうという問題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、応答力付与機構から操作ユニットに対して、応答力を効率よく与えることができる操作装置を提供することを目的としている。

本発明は、操作部を備えた操作ユニットと、前記操作ユニットが支持される支持部材と、前記操作ユニットと前記支持部材との間に設けられた支持機構部と、前記操作ユニットが後方へ押されたことを検知する操作検知部と、前記操作ユニットに前後方向である第１の方向と交差する第２の方向への応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
前記支持機構部では、前記操作ユニットと前記支持部材の一方に連結軸部が、他方に連結受け部が設けられて、前記連結軸部が前記連結受け部で第１の方向へ移動可能に支持され、
前記操作ユニットを前方へ復帰させる復帰部材が設けられており、
前記連結受け部には、前記連結軸部が第１の方向に移動する間に継続して、前記連結軸部を第２の方向の両側から支持する第１弾性部材が設けられ、
前記第１弾性部材には、前記連結軸部を支持するのと逆側である外側に、第２の方向へ突出する第１弾性突部と第２弾性突部が、第１の方向に間隔を空けて設けられ、前記連結受け部には、前記第１弾性突部と前記第２弾性突部とが当たる規制壁が設けられて、前記第１弾性部材は、少なくとも前記第１弾性突部と前記第２弾性突部との間が撓み変形可能とされており、
前記連結軸部が第１の方向に移動する間に、前記連結軸部と前記第１弾性部材とが、前記第１弾性突部と前記第２弾性突部との間で継続して当接することを特徴とするものである。

本発明の操作装置は、前記第１弾性部材は、前記連結軸部で第２の方向へ押されたとき、先に第２の方向へ撓み変形し、その後は圧縮変形し、撓み変形に要する力よりも圧縮変形に要する力が大きいことが好ましい。

本発明の操作装置は、前記連結受け部には、前記連結軸部と第２の方向の両側に間隔を空けて対向する第１規制部が設けられ、前記第１弾性部材は、前記第１規制部よりも前記連結軸部側へ突出していることが好ましい。

本発明の操作装置は、前記第１規制部は、前記第１弾性部材が撓み変形するときには、前記連結軸部に当たらない位置に配置されていることが好ましい。

また本発明は、操作部を備えた操作ユニットと、前記操作ユニットが支持される支持部材と、前記操作ユニットと前記支持部材との間に設けられた支持機構部と、前記操作ユニットが後方へ押されたことを検知する操作検知部と、前記操作ユニットに前後方向である第１の方向と交差する第２の方向への応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
前記支持機構部では、前記操作ユニットと前記支持部材の一方に第１の方向と第２の方向の双方に直交する方向が軸方向である連結軸部が、他方に連結受け部が設けられて、前記連結軸部が前記連結受け部で第１の方向へ移動可能に支持され、
前記操作ユニットを前方へ復帰させる復帰部材が設けられており、
前記連結受け部に第１弾性部材が設けられ、前記第１弾性部材は、前記連結軸部が第１の方向に移動する間に前記連結軸部に継続し当接して前記連結軸部を第２の方向の両側から支持し、前記第１弾性部材における前記連結軸部が継続して当接する領域が第２の方向へ変形可能であることを特徴とするものである。

本発明の操作装置は、前記連結受け部には、前記連結軸部が第１の方向に沿って、前方に移動したときと、後方に移動したときに当たる第２弾性部材が設けられていることが好ましい。

本発明の操作装置は、例えば、前記第１弾性部材と前記第２弾性部材は、同じ弾性体の部分である。ただし、連結受け部で、前記第１弾性部材と前記第２弾性部材とが互いに独立した別の弾性体で形成されていてもよい。

本発明の操作装置は、前記連結受け部には、前記連結軸部と前後方向に対向する第２規制部が設けられ、前記第２弾性部材は、前記第２規制部よりも前記連結軸部側へ突出していることが好ましい。

本発明の操作装置は、前記支持機構部では、前記連結軸部と前記連結受け部の相対位置が、第１の方向と第２の方向の双方に交差する第３の方向へ規制されていることが好ましい。

本発明の操作装置は、前記操作ユニットには、表示装置と、前記表示装置が保持される外装ケースとが設けられていることが好ましい。

本発明の操作装置は、前記操作部は、前記表示装置の表示画面に設けられていることが好ましい。

本発明の操作装置は、支持機構部によって、操作ユニットが、前後方向である第１の方向へ移動可能に支持されるのみならず第１の方向と交差する第２の方向へも移動可能である。そして、応答力付与機構によって、操作ユニットに対して、押圧操作方向である第１の方向と交差する方向の応答力が与えられる。そのため、操作ユニットに触れる指などに対して大きな操作反力を与えることが可能である。しかも、支持機構部では、連結軸部が第１の方向に移動する間に継続して、第２の方向の両側から支持されている。そのため、質量が大きい操作ユニットであっても、応答力が付与される方向に強固に支持することが可能である。

本発明の実施の形態の操作装置を、操作装置の前方から見た斜視図。 本発明の実施の形態の操作装置を、操作装置の後方から見た斜視図。 図２に示す操作装置において、後部筐体を外した状態を示す斜視図。 図２に示す操作装置の分解斜視図。 支持機構部の一部を分解した分解図 図２に示す操作装置の一部を拡大して後方から見た部分背面図。 図６に示す操作装置をＡ－Ａ線で切断した部分拡大断面図。 図６に示す操作装置をＢ－Ｂ線で切断した部分拡大断面図。 図６に示す操作装置をＣ－Ｃ線で切断した部分拡大断面図。

図１および図２に、本発明の実施形態の操作装置１の全体構造が示されている。実施形態の操作装置１は、車載用表示装置として使用される。操作装置１は、Ｚ１－Ｚ２方向が前後方向（第１の方向）である。Ｚ１方向が前方で、Ｚ２方向が後方である。車載用表示装置として使用される場合には、Ｚ１方向が車室内に向けられ、Ｚ２方向が車両の進行方向の前方に向けられる。Ｘ１－Ｘ２方向が左右方向（第２の方向）である。Ｘ１方向が左方向でＸ２方向が右方向、Ｙ１方向が上方向でＹ２方向が下方向である。

図４に示すように、操作装置１は、操作ユニット２、応答力付与機構３、支持部材４及び支持機構部５を備えている。

図３と図４に示すように、操作ユニット２は、表示装置２１、外装ケース２２、背面カバー２３、可動側ブラケット２４および連結軸部５１を有している。外装ケース２２は合成樹脂材料や軽金属材料で形成されている。外装ケース２２は支持体２２ａと外縁体２２ｂとを有している。外縁体２２ｂは、支持体２２ａの外周部から前方（Ｚ１方向）に突出して形成される。表示装置２１は、外装ケース２２の外縁体２２ｂの内側であって、支持体２２ａの前方（Ｚ１方向）に向く前面に固定されている。表示装置２１は、カラー液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンス表示パネルであり、表示装置２１の前方（Ｚ１方向）に向く前面が表示画面２１ａとなっている。

図１に示すように、表示画面２１ａは、透明なタッチセンサを有する操作部２１ｂとなっている。タッチセンサは、透明基板に複数の透明電極が設けられて構成された静電容量式センサである。表示画面２１ａに操作者の指が触れると、電極で検知される静電容量が変化し、このときの静電容量の分布の変化により、指が触れた座標位置が検知される。または、タッチセンサは、全面に透明電極が形成された透明基板に、同じく全面に透明電極が形成された透明フィルムが重ねられた抵抗式センサである。抵抗式センサは、透明フィルムのいずれかの箇所が押されると、透明フィルムに形成された透明電極と、透明基板に形成された透明電極とが短絡し、透明電極の縁部に設けられた電極部から短絡部までの抵抗値の変化が検知されて、指が触れた座標位置が判定される。

また、表示装置２１がカラー液晶表示パネルの場合には、外装ケース２２の内部であって、カラー液晶表示パネルの後方（Ｚ２方向）にはバックライトユニットが設けられる。バックライトユニットは、ＬＥＤなどの光源と、光源から発せられる照明光をカラー液晶表示パネルに対して前方（Ｚ１方向）に向けて与える導光部材などとで構成されている。

図２に示すように、背面カバー２３と、外装ケース２２の支持体２２ａの後方（Ｚ２方向）に向く後面とが、凹凸嵌合構造を介して固定されている。図３と図４に示すように、背面カバー２３の上方（Ｙ１方向）であって、外装ケース２２の後方（Ｚ２方向）に向く後面に、可動側ブラケット２４がねじで固定される。可動側ブラケット２４には、曲げ面が上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に向く連結突固定面部２４ａと、曲げ面が前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に向く検知面部２４ｂと、後端部に可動側掛け部２４ｃとが形成される。連結軸部５１は、可動側ブラケット２４の連結突固定面部２４ａに形成された穴に圧入されて、軸が上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に向けられて固定される。本実施形態では、連結軸部５１は、操作ユニット２の一部を構成しているとともに、支持機構部５の一部を構成している。

外装ケース２２の支持体２２ａの後方（Ｚ２方向）に向く面に応答力付与機構３が固定される。図４に示される応答力付与機構３は、２個の電磁ソレノイドが設けられ、２個の電磁ソレノイドの内部で１個の可動錘が左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ往復移動できるように設けられている。制御部の信号に基づいて、可動錘を一方のソレノイドで応答力発生方向の左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ吸引したあと、他方のソレノイドで応答力発生方向の左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ吸引するよう動作させ、可動錘が駆動されるときの力、もしくは可動錘が衝突したときの力が外装ケース２２に伝達されて、外装ケース２２と固定される表示装置２１に左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の応答力が与えられる。

図２と図４に示すように、操作ユニット２の後方（Ｚ２方向）に支持部材４が配置される。支持部材４は、車室内のダッシュボードやインストルメントパネルなどに固定される。支持部材４は、筐体４１、支持側ブラケット４２、サブ基板４３、メイン基板４４および連結受け部５２を有する。筐体４１は前方（Ｚ１方向）が解放されており、筐体４１の内部であって、前方（Ｚ１方向）側に向く前面に、支持側ブラケット４２が固定される。図４と図５に示すように、支持側ブラケット４２には、曲げ面が上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に向く連結受け固定面部４２ａと、上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って形成されるブラケット孔部４２ｂと、前方（Ｚ１方向）に突出する支持側掛け部４２ｃと、を有する。連結受け部５２は、支持側ブラケット４２の連結受け固定面部４２ａの上方（Ｙ１方向）に当接して配置される。本実施形態では、連結受け部５２は、支持部材４の一部を構成しているとともに、支持機構部５の一部を構成している。

図４に示すように、支持側ブラケット４２の前方（Ｚ１方向）側に向く前面にサブ基板４３が固定される。サブ基板４３の前方（Ｚ１方向）側に向く前面に、操作検知部４３ａが設けられている。操作検知部４３ａは近接センサであり、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されることで、可動側ブラケット２４の検知面部２４ｂがサブ基板４３の操作検知部４３ａに近づいていき、所定の距離内になったとき、近接センサが動作させられ、検知出力が得られる。操作検知部４３ａとしては、近接センサに限定されず、フォースセンサや機械的スイッチなどを用いてもよい。また、表示装置２１に設けられたタッチセンサで、接触している指の面積を検知し、その検知面積がしきい値よりも大きくなったときに、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）へ向けて押圧操作されたことを検知してもよい。支持側ブラケット４２の後方（Ｚ２方向）側に向く面には、電源コネクタを備えたメイン基板４４が固定される。

図３と図４に示すように、支持機構部５は操作ユニット２と支持部材４との間に設けられている。支持機構部５は、連結軸部５１と連結受け部５２と復帰部材５５とを備える。連結軸部５１は、操作ユニット２の一部を構成しているとともに支持機構部５の一部を構成している。連結受け部５２は、支持部材４の一部を構成しているとともに支持機構部５の一部を構成している。復帰部材５５は、引っ張りコイルばねで形成されている。図３と図６に示されるように、復帰部材５５は、一端が可動側ブラケット２４の可動側掛け部２４ｃと連結され、他端が支持側ブラケット４２の支持側掛け部４２ｃと連結されている。可動側掛け部２４ｃは支持側掛け部４２ｃより後方（Ｚ２方向）であって上方（Ｙ１方向）に位置しており、復帰部材５５は初期伸びを与えられた状態で設けられている。そのため、復帰部材５５の弾性収縮力によって、操作ユニット２は、前方（Ｚ１方向）に復帰させる力、すなわち支持部材４に対して前方へ離れようとする付勢力が常に働いている。これとともに、操作ユニット２が支持部材４に対して下向きに付勢されて、連結軸部５１と連結受け部５２の相対位置が、上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）へ規制されている。

図５と図８および図９に示すように、連結受け部５２は、弾性体５３と規制体５４とを有している。弾性体５３はゴム等の弾性材料で形成されている。弾性体５３は上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って、弾性体孔部５３ｃが形成されている。弾性体孔部５３ｃは、左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の径より、前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）の径の方が大きく形成されている。連結軸部５１は、弾性体孔部５３ｃの内部に挿入されて支持される。規制体５４は弾性係数が大きいプラスチックや金属材料で形成されている。図７にも示されているように、規制体５４には、上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って、連結軸部可動孔５４ｃと、その下方に位置する弾性体保持凹部５４ｄとが形成されている。連結軸部可動孔５４ｃと弾性体保持凹部５４ｄは、左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の径より、前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）の径の方が大きく形成されている。

図７と図９に示すように、弾性体５３は、規制体５４の弾性体保持凹部５４ｄに、下方から上方に向けて嵌められて固定されている。図９に示すように、弾性体５３の前端にＺ１方向に突出する第３弾性突部５３ｆが形成され、その後端にＺ２方向に突出する第４弾性突部５３ｇが形成されている。規制体５４には、弾性体５３の第３弾性突部５３ｆに対応する位置に第３規制凹部５４ｆが形成され、弾性体５３の第４弾性突部５３ｇに対応する位置に第４規制凹部５４ｇが形成されている。

弾性体５３の第３弾性突部５３ｆは、規制体５４の第３規制凹部５４ｆに凹凸嵌合されている。また、弾性体５３の第４弾性突部５３ｇは、規制体５４の第４規制凹部５４ｇに凹凸嵌合されている。これにより、弾性体５３を図９の紙面に沿う方向へ回転させようとする力が働いても、弾性体５３は回転することなく、正しい位置のまま規制体５４の内部に保持される。

図９に示すように、弾性体５３には、左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の両外側に、すなわち、連結軸部５１を支持する弾性体孔部５３ｃとは逆側である外側に、第１弾性突部５３ｄ及び第２弾性突部５３ｅが一体に形成されている。一対の第１弾性突部５３ｄは、弾性体５３の重心より前方（Ｚ１方向）に位置してＸ１方向とＸ２方向へそれぞれ突出し、一対の第２弾性突部５３ｅは、弾性体５３の重心より後方（Ｚ２方向）に位置してＸ１方向とＸ２方向へそれぞれ突出している。弾性体５３のＸ１方向における外側とＸ２方向における外側のそれぞれにおいて、第１弾性突部５３ｄと第２弾性突部５３ｅは、前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）へ、内寸で距離Ｓ１だけ離れて配置されている。図９に示されるように、前記距離Ｓ１は、操作ユニット２が通常操作されるときに、弾性体孔部５３ｃの内部で連結軸部５１が後方（Ｚ２方向）に移動する距離Ｓ２より大きい。前記距離Ｓ２は、操作者が操作ユニット２を後方に移動開始してから、操作検知部４３ａによって操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）へ押されたことが検知されるまでの間に、連結軸部５１が後方へ移動する距離である。

図９に示すように、規制体５４の弾性体保持凹部５４ｄの内部では、左右両側のそれぞれに、前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に延びる平面状の規制壁５４ｅが形成されている。弾性体５３の左右方向（Ｘ１－Ｘ２）の両外側から突出している第１弾性突部５３ｄと第２弾性突部５３ｅは、それぞれ規制壁５４ｅにやや弾圧されて当接している。第１弾性突部５３ｄおよび第２弾性突部５３ｅと、規制壁５４ｅとで囲まれた領域では、左右方向に間隙部Ｇが形成されている。そのため、弾性体５３は、第１弾性突部５３ｄと第２弾性突部５３ｅとの間の距離Ｓ１の領域が撓み変形領域である。図９に示すように、応答力付与機構３から操作ユニット２に応答力が与えられて操作ユニット２が左右方向に移動するときに、連結軸部５１の軸中心Ｏがその中立位置から左右にそれぞれ移動する移動量をδ２とすると、間隙部Ｇの左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の距離δ１は移動量δ２よりも大きく設定されている。

図５と図７に示すように、連結軸部５１の上端部には、フランジ体５１ａと、フランジ体５１ａから上方に突出する固定軸部５１ｂとが一体に形成されている。フランジ体５１ａは、連結軸部５１の外径方向に突出して円板状に形成されている。固定軸部５１ｂはフランジ体５１ａよりも小径に形成されている。

図７に示すように、可動側ブラケット２４の連結突固定面部２４ａに形成された連結突固定穴２４ｄに、固定軸部５１ｂが挿入され、かしめ加工することで、連結軸部５１が、連結突固定面部２４ａに固定されている。フランジ体５１ａは、可動側ブラケット２４の連結突固定面部２４ａの下方（Ｙ２方向）に当接して配置されている。連結軸部５１は、規制体５４の連結軸部可動孔５４ｃと弾性体５３の弾性体孔部５３ｃとに下方に向けて挿入され、さらに連結軸部５１の下端部が、支持側ブラケット４２に形成されたブラケット孔部４２ｂ内に挿通されている。

操作ユニット２の一部である可動側ブラケット２４は、復帰部材５５のばね力によって下向きに付勢されている。そのため、可動側ブラケットの下方（Ｙ２方向）に配置されるフランジ体５１ａが、連結受け部５２の規制体５４の上面に下向きに弾圧されている。これにより、連結軸部５１と連結受け部５２の、上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の相対位置が規制されている。

図８と図９に示すように、弾性体５３は、その一部が第１弾性部材５３ａで、他の一部が第２弾性部材５３ｂとなっている。連結軸部５１は、弾性体５３の弾性体孔部５３ｃの内部に位置し、連結軸部５１が前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に移動する間に、連結軸部５１の左右の外側と弾性体５３との当接部Ｐ１が前後方向に移動する。弾性体５３のうちの少なくとも当接部Ｐ１が前後に移動する領域が第１弾性部材５３ａである。あるいは、弾性体５３は、第１弾性突部５３ｄおよび第２弾性突部５３ｅとの間の距離Ｓ２の領域が撓み変形領域であるが、この撓み変形領域を有する部分が第１弾性部材５３ａである。第１弾性部材５３ａは、連結軸部５１が前後方向に移動する間、継続して、連結軸部５１を左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）両側から支持している。

図９に示すように、連結軸部５１が前方（Ｚ１方向）へ移動すると、連結軸部５１が当接部Ｐ２で弾性体５３と当接し、連結軸部５１が後方（Ｚ２方向）へ移動すると、連結軸部５１が当接部Ｐ３で弾性体５３と当接する。弾性体５３は、前記当接部Ｐ２を含む前方の領域と、前記当接部Ｐ３を含む後方の領域が第２弾性部材５３ｂである。

図８に示すように、連結軸部５１は、規制体５４の連結軸部可動孔５４ｃの内部に移動自在に位置している。連結軸部可動孔５４ｃの内縁部の一部は第１規制部５４ａであり、他の一部は第２規制部５４ｂである。第１規制部５４ａは、連結軸部５１と弾性体孔部５３ｃとの当接部Ｐ１，Ｐ１が前後方向に移動する間、この当接部Ｐ１，Ｐ２に左右から距離を空けて対向している。第２規制部５４ｂ，５４ｂは、連結軸部５１と弾性体孔部５３ｃとの当接部Ｐ２に前方で距離を空けて対向し、また当接部Ｐ３に後方から距離を空けて対向している。

図８に示すように、それぞれの第１規制部５４ａとそれぞれの当接部Ｐ１とは最大で距離δ１１だけ離れており、当接部Ｐ１で連結軸部５１と当接する第１弾性部材５３ａは、第１規制部５４ａから最大で距離δ１１だけ連結軸部５１側へ突出している。それぞれの第２規制部５４ｂと当接部Ｐ２，Ｐ３のそれぞれは最大で距離δ１２だけ離れており、当接部Ｐ２とＰ３とで連結軸部５１と当接する第２弾性部材５３ｂは、第１規制部５４ａから最大で距離δ１２だけ連結軸部５１側へ突出している。

次に、操作装置１の動作を説明する。
車載用表示装置として使用される操作装置１では、操作ユニット２に設けられる表示装置２１の表示画面２１ａに表示された画像を参照しながら、操作部２１ｂのいずれかの箇所にユーザーの指を触れさせると、タッチセンサからの座標検知出力によって、ユーザーの指が画像のどの部分に触れたかが判別される。

その指で、表示画面２１ａを後方（Ｚ２方向）に押すと、その押圧操作力は、外装ケース２２から可動側ブラケット２４に作用し、可動側ブラケット２４と支持側ブラケット４２との間に設けられた復帰部材５５が、初期伸びを与えられた初期状態から、さらに引っ張り変形され、操作ユニット２が支持部材４に向けて後方（Ｚ２方向）へ移動させられる。このときに、表示画面２１ａから操作者の指に与えられる操作反力は、復帰部材５５の引っ張り変形のばね定数で決められる。

操作ユニット２に設けられた可動側ブラケット２４の検知面部２４ｂと支持部材４に設けられたサブ基板４３の操作検知部４３ａとの距離が所定の距離内になると、表示画面２１ａが押圧操作されたことが検知される。図示しない本体制御部では、タッチセンサの検知出力と操作検知部４３ａの検知出力から、さらに表示画面２１ａに表示されている画像の画像信号から、どのような操作が行われたかを判別し、意図した操作に基づく処理動作が開始される。

操作検知部４３ａによって、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）へ押されたことが検知されると、本体制御部から応答力を発生するための動作指令が出され、応答力付与機構３が駆動される。応答力付与機構３で発生する左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の応答力（加速度）は、操作ユニット２に与えられる。このときの応答力は、操作ユニット２を左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ一周期で往復動作させる単発の力であり、あるいは左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ複数周期で往復動作させる振動力である。

図８と図９に示すように、ユーザーの押圧操作により、支持機構部５の連結軸部５１が後方（Ｚ２方向）に移動する間に継続して、連結軸部５１は、連結受け部５２を構成する弾性体５３の第１弾性部材５３ａにより左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の両側から支持されている。図９に示すように、連結軸部５１が後方（Ｚ２方向）に移動するとき、連結軸部５１の軸中心Ｏは、第１弾性突部５３ｄより後方で第２弾性突部５３ｅよりも前方に位置している。さらに、図９に示される間隙部Ｇの左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の距離δ１は、応答力付与機構３により操作ユニット２に応答力が与えられて操作ユニット２が中立位置から左右に移動する移動量δ２よりも大きく設定されている。

そのため、応答力付与機構３から操作ユニット２に応答力が与えられ、連結受け部５２の第１弾性部材５３ａが、連結軸部５１で左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ押されたとき、第１弾性部材５３ａは、第１弾性突部５３ｄと第２弾性突部５３ｅとの間の撓み変形領域において、間隙部Ｇの距離分だけ、左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に撓み変形する。この撓み変形領域の撓み変形による弾性係数を適度に設定し剛性を高くしておくことにより、連結軸部５１が、左右の第１弾性部材５３ａによってＸ１－Ｘ２方向に確実に保持され、外装ケース２２に表示装置２１とバックライトユニットなどが内蔵された比較的質量の大きい操作ユニット２であっても、車体振動などでがたつきを生じることなく、しっかりと保持することができる。

第１弾性部材５３ａの剛性が高く構成されていても、応答力付与機構３によって操作ユニット２にＸ１－Ｘ２方向の加速度が与えられたときに、第１弾性部材５３ａが連結軸部５１に押されてＸ１方向またはＸ２方向に撓み変形する。そのため、応答力付与機構３から発生される応答力が、弾性体５３の弾性反力によって損失しにくくなる。よって、応答力付与機構３から操作ユニット２に対して加速度が与えられたときに、操作ユニット２がＸ１－Ｘ２方向へ比較的大きな振幅で動くことができ、ユーザーに応答力を効率よくすなわち解りやすく伝えることができる。応答力付与機構３から操作ユニット２に与えられる加速度は、左右方向であるため、前後方向への車体振動が激しいときでも、操作ユニット２を操作しているユーザーの指に応答力を明確に感じさせることができる。

連結軸部５１は、最初に、第１弾性部材５３ａと接触する。第１弾性部材５３ａは、先に撓み変形し、その後は圧縮変形する。第１弾性部材５３ａは、撓み変形に要する力よりも圧縮変形に要する力が大きい。第１弾性部材５３ａが圧縮変形するのに要する力は大きいため、操作ユニット２は、第１弾性部材５３ａの弾性抵抗により、大きな抵抗力を受ける。

ユーザーが指で表示画面２１ａを押したときは、操作ユニットが堅固に取り付けられているかのように操作者に感じさせることが好ましい。すなわち、ユーザーが表示画面２１ａを後方（Ｚ２方向）へ押したときに、復帰部材５５が引っ張り変形されることによる弾性抵抗が大きい方がよい。これに対して、応答力付与機構３から操作ユニット２に応答力が与えられたときに、操作ユニット２からユーザーの指に大きな力を与えるためには、操作ユニット２が左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ移動するときの弾性抵抗が小さいほうがよい。よって、操作ユニット２を後方（Ｚ２方向）へ動かすのに要する力に対し、第１弾性部材５３ａの撓み変形の弾性反力に対抗させて操作ユニット２を左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ動かすのに要する力の方が小さいことが好ましい。

図７と図８に示されるように、弾性体５３の一部は、前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に対向する第２弾性部材５３ｂとなっており、連結軸部可動孔５４ｃの周縁部の一部は、前後方向に対向する第２規制部５４ｂとなっている。そして、前後の第２弾性部材５３ｂのそれぞれは、前後の第２規制部５４ｂよりも連結軸部５１側へ突出している。よって、操作ユニット２に前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）の過度な力が加わったとき、連結軸部５１は、最初に、第２弾性部材５３ｂと接触し、第２弾性部材５３ｂが圧縮変形する。第２弾性部材５３ｂを圧縮変形するのに要する力が大きいため、操作ユニット２は、第２弾性部材５３ｂにより、大きな抵抗力を受ける。そのあと、連結軸部５１は、第２規制部５４ｂに接触する。連結軸部５１は、第２弾性部材５３ｂにより抵抗力を受けた後、第２規制部５４ｂに接触する。そのため、操作ユニット２に加わった過度な力を、第２弾性部材５３ｂの弾性抵抗で小さくしてから、第２規制部５４ｂに接触することになり、支持機構部５を構成する部品の破壊を防ぐことが可能となり、連結軸部５１と第２規制部５４ｂとの衝突音も低減できる。

同様に、ユーザーが過度な力で操作ユニット２を左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に押したり、引っ張ったりしてしまうこともある。また、操作装置１は、車載用表示装置として使用されるため、左右方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に強い振動が操作ユニット２に加わることがある。

図７と図８に示されるように、弾性体５３の一部は、連結軸部５１を左右方向から支持する第１弾性部材５３ａであり、連結軸部可動孔５４ｃの周縁部の一部は、左右方向に対向する第１弾性部材５３ａである。そして、左右の第１弾性部材５３ａのそれぞれは、左右の第１規制部５４ａのそれぞれよりも連結軸部５１側へ突出している。図８に示すように、連結軸部５１と第１弾性部材５３ａとの当接部Ｐ１が、常に第１弾性部材５３ａの撓み変形領域に位置しているため、連結軸部５１が左右に移動して、連結軸部５１によって第１弾性部材５３ａが左側または右側に押されたときに、第１弾性部材５３ａは、先に撓み変形し、図４に示す間隙部Ｇの距離δ１がゼロになると、その後は圧縮変形する。第１弾性部材５３ａは、撓み変形に要する力よりも圧縮変形に要する力が大きい。

応答力付与機構３から操作ユニット２に対して左右方向の大きな加速度が与えられたとき、または車体振動など外部からの力により操作ユニット２に左右方向への大きな加速度が与えられたときに、第１弾性部材５３ａが撓み変形の後に圧縮変形し、このときの弾性反力が大きいため、連結軸部５１の左右方向へ動きに制動力が与えられる。この制動力に対抗して連結軸部５１がさらに左右方向のいずれかに動いたときに、連結軸部５１が第１規制部５４ａに接触することになる。連結軸部５１は、第１弾性部材５３ａにより大きな抵抗力を受けた後に、第１規制部５４ａに接触する。操作ユニット２に加わった過度な力を、第１弾性部材５３ａの弾性抵抗で小さくしてから、第１規制部５４ａに接触することになり、支持機構部５を構成する部品の破壊を防ぐことが可能となる。また、連結軸部５１が、第１規制部５４ａに当たるときの衝撃音も低減させることができる。

図８に示す距離δ１１は、第１弾性部材５３ａが撓み変形するときには、連結軸部５１が第１規制部５４ａに当たることはなく、第１弾性部材５３ａが撓み変形した後にさらに圧縮変形したときに当たるように設定されている。

図８に示されるように、第１弾性部材５３ａは、第１規制部５４ａよりも連結軸部５１側へ突出している。また、第２弾性部材５３ｂは、第２規制部５４ｂよりも連結軸部５１側へ突出している。よって、操作ユニット２に小さな振動が負荷されたときは、第１弾性部材５３ａ及び第２弾性部材５３ｂと接触し、第１規制部５４ａ及び第２規制部５４ｂと接触することはない。規制体５４を構成する第１規制部５４ａ及び第２規制部５４ｂは、弾性係数が大きいプラスチックや金属材料で形成されているため、連結軸部５１と接触したとき、大きな騒音を発生してしまう懸念がある。しかし、弾性体５３を構成する第１弾性部材５３ａ及び第２弾性部材５３ｂは、ゴム等の弾性材料で形成されているため、連結軸部５１と接触したとき、大きな騒音を発生することは考えにくい。そのため、本実施例の操作装置１は、通常使用時に、大きな騒音を発生させないものとすることができる。

前記実施形態の支持機構部５では、操作ユニット２側に連結軸部５１が、支持部材４側に連結受け部５２が設けられているが、これとは逆に、操作ユニット２側に連結受け部５２が設けられ、支持部材４側に連結軸部５１が設けられていてもよい。

１ 操作装置
２ 操作ユニット
３ 応答力付与機構
４ 支持部材
５ 支持機構部
２１ 表示装置
２１ａ 表示画面
２１ｂ 操作部
２２ 外装ケース
２３ 背面カバー
２４ 可動側ブラケット
２４ａ 連結突固定面部
２４ｂ 検知面部
２４ｃ 可動側掛け部
２４ｄ 連結突固定穴
４１ 筐体
４２ 支持側ブラケット
４２ａ 連結受け固定面部
４２ｂ ブラケット孔部
４２ｃ 支持側掛け部
５ 支持機構部
５１ 連結軸部
５１ａ フランジ体
５１ｂ 突出体
５２ 連結受け部
５３ 弾性体
５３ａ 第１弾性部材
５３ｂ 第２弾性部材
５３ｃ 弾性体孔部
５３ｄ 第１弾性突部
５３ｅ 第２弾性突部
５３ｆ 第３弾性突部
５３ｇ 第４弾性突部
５４ 規制体
５４ａ 第１規制部
５４ｂ 第２規制部
５４ｃ 連結軸部可動孔
５４ｄ 弾性体保持凹部
５４ｅ 規制壁
５４ｆ 第３規制凹部
５４ｇ 第４規制凹部
５５ 復帰部材
Ｇ 間隙部
Ｚ１－Ｚ２ 第１の方向
Ｘ１－Ｘ２ 第２の方向

Claims (11)

1. 操作部を備えた操作ユニットと、前記操作ユニットが支持される支持部材と、前記操作ユニットと前記支持部材との間に設けられた支持機構部と、前記操作ユニットが後方へ押されたことを検知する操作検知部と、前記操作ユニットに前後方向である第１の方向と交差する第２の方向への応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
   前記支持機構部では、前記操作ユニットと前記支持部材の一方に連結軸部が、他方に連結受け部が設けられて、前記連結軸部が前記連結受け部で第１の方向へ移動可能に支持され、
   前記操作ユニットを前方へ復帰させる復帰部材が設けられており、
   前記連結受け部には、前記連結軸部が第１の方向に移動する間に継続して、前記連結軸部を第２の方向の両側から支持する第１弾性部材が設けられ、
   前記第１弾性部材には、前記連結軸部を支持するのと逆側である外側に、第２の方向へ突出する第１弾性突部と第２弾性突部が、第１の方向に間隔を空けて設けられ、前記連結受け部には、前記第１弾性突部と前記第２弾性突部とが当たる規制壁が設けられて、前記第１弾性部材は、少なくとも前記第１弾性突部と前記第２弾性突部との間が撓み変形可能とされており、
   前記連結軸部が第１の方向に移動する間に、前記連結軸部と前記第１弾性部材とが、前記第１弾性突部と前記第２弾性突部との間で継続して当接することを特徴とする操作装置。
2. 操作部を備えた操作ユニットと、前記操作ユニットが支持される支持部材と、前記操作ユニットと前記支持部材との間に設けられた支持機構部と、前記操作ユニットが後方へ押されたことを検知する操作検知部と、前記操作ユニットに前後方向である第１の方向と交差する第２の方向への応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
   前記支持機構部では、前記操作ユニットと前記支持部材の一方に第１の方向と第２の方向の双方に直交する方向が軸方向である連結軸部が、他方に連結受け部が設けられて、前記連結軸部が前記連結受け部で第１の方向へ移動可能に支持され、
   前記操作ユニットを前方へ復帰させる復帰部材が設けられており、
   前記連結受け部に第１弾性部材が設けられ、前記第１弾性部材は、前記連結軸部が第１の方向に移動する間に前記連結軸部に継続し当接して前記連結軸部を第２の方向の両側から支持し、前記第１弾性部材における前記連結軸部が継続して当接する領域が第２の方向へ変形可能であることを特徴とする操作装置。
3. 前記第１弾性部材は、前記連結軸部で第２の方向へ押されたとき、先に第２の方向へ撓み変形し、その後は圧縮変形し、撓み変形に要する力よりも圧縮変形に要する力が大きい請求項１または２記載の操作装置。
4. 前記連結受け部には、前記連結軸部と第２の方向の両側に間隔を空けて対向する第１規制部が設けられ、前記第１弾性部材は、前記第１規制部よりも前記連結軸部側へ突出している請求項１ないし３のいずれかに記載の操作装置。
5. 前記第１規制部は、前記第１弾性部材が撓み変形するときには、前記連結軸部に当たらない位置に配置されている請求項４記載の操作装置。
6. 前記連結受け部には、前記連結軸部が第１の方向に沿って、前方に移動したときと、後方に移動したときに当たる第２弾性部材が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の操作装置。
7. 前記第１弾性部材と前記第２弾性部材は、同じ弾性体の部分である請求項６記載の操作装置。
8. 前記連結受け部には、前記連結軸部と前後方向に対向する第２規制部が設けられ、前記第２弾性部材は、前記第２規制部よりも前記連結軸部側へ突出している請求項６または７記載の操作装置。
9. 前記支持機構部では、前記連結軸部と前記連結受け部の相対位置が、第１の方向と第２の方向の双方に交差する第３の方向へ規制されている請求項１ないし８のいずれかに記載の操作装置。
10. 前記操作ユニットには、表示装置と、前記表示装置が保持される外装ケースとが設けられている請求項１ないし９のいずれかに記載の操作装置。
11. 前記操作部は、前記表示装置の表示画面に設けられている請求項１０記載の操作装置。

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