JP7454761B2 - 回転入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転入力装置に関する。

従来、例えば、自動車等の車両に搭載された変速機のシフトチェンジを行うための操作装置として、節度感を発生するとともに、各シフトポジションに対応した保持位置で保持する保持機構を備えたノブによる回転操作を行うことが可能な回転入力装置が用いられている。

このような回転入力装置に関し、従来、操作者によってノブを規制方向に回転させる操作がなされたときには、電磁ブレーキによってノブの回転を制動した際に、さらに操作方向へのノブの過回転操作が行われることでノブに接続された弾性部材が圧縮変形し、操作者による操作力が解除されると、弾性部材の反力でノブが規制方向とは反対方向に回転して保持位置に復帰したときには、この反対方向への回転を検知して、ノブの回転の制動を解除する技術が考案されている（例えば下記特許文献１参照）。

特開２０１８－１３７１１０号公報

しかしながら、従来技術では、例えば、所望の保持位置までノブが回転操作された際に、それ以上の回転を規制するため、ノブの回転を制動した際に、電磁ブレーキの制動力よりも強い操作力により、操作者によってノブをさらに規制方向に回転させる操作がなされた場合、ノブは、保持機構により所望の保持位置の次の保持位置に近づくように正方向に駆動されて、弾性部材の反力ではノブが反対方向へ回転することができず、ノブの回転の制動を解除することができなくなる虞がある。

この課題を解決するため、単純に弾性部材の反力を保持機構の駆動力よりも強くすることが考えられるが、その場合には、新たに以下の課題が生じる。

仮に、操作者が、電磁ブレーキが制動したタイミングと同時にノブの回転操作を終了した場合には、弾性部材は正方向に圧縮変形しないのでノブを反対方向へ回転させる反力は発生しない。また、保持機構は、ノブを反対方向へ回転させる駆動力を発生するが、上述の通り、弾性部材による正方向に回転させる反力の方が大きく設定されているので、結果としてノブは反対方向に回転することができない。つまりノブの反転を検出できないため、電磁ブレーキの制動を解除することができなくなる虞がある。

このようなことから、ノブの回転が電磁ブレーキによって制動されている状態において、ノブに対して過度な過回転操作がなされた場合であっても、また、電磁ブレーキの制動タイミングと同時にノブの回転操作が終了した場合であっても、より確実に、ノブの回転の制動を解除することができる技術が求められている。

一実施形態の回転入力装置は、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、複数のカム山を有するカム面と、カム面を押圧することで、ノブを回転駆動するカム機構回転駆動力を発生する押圧部材とを有し、ノブが所定角度回転する毎に、押圧部材を隣接する２つのカム山の間に位置することで、ノブを保持位置に保持可能なカム機構と、ノブと連動して回転するアーマチャを電磁力で吸着することにより、ノブの回転を制動する電磁ブレーキと、ノブとアーマチャとの間の駆動伝達系に設けられ、電磁ブレーキによってノブの回転が制動された状態から、ノブが第１の方向に回転したときに圧縮され、ノブを第１の方向とは反対方向である第２の方向に回転させる駆動力を発生する弾性機構と、ノブの回転角度を検出する回転角度検出手段と、電磁ブレーキに、ノブの回転の制動の指示を出す制動部と、電磁ブレーキによってノブの回転が制動された状態において、回転角度検出手段によってノブの第２の方向の回転が検知された場合、電磁ブレーキによるノブの回転の制動を解除する指示を出す解除部とを備え、弾性機構は、ノブの回転が制動された状態からの、ノブの第１の方向の回転操作角度が、所定の第１の角度に達するまでの間、カム機構が発生する第２の方向へのカム機構回転駆動力よりも小さい第１の回転駆動力を発生し、ノブの回転が制動された状態からの、ノブの第１の方向の回転操作角度が、所定の第１の角度に達してから、所定の第２の角度に達するまでの間、カム機構が発生する第１の方向へのカム機構回転駆動力よりも大きい第２の回転駆動力を発生する。

一実施形態によれば、ノブの回転が電磁ブレーキによって制動されている状態において、ノブの過度な過回転操作がなされた場合であっても、また、電磁ブレーキの制動タイミングと同時にノブの回転操作が終了した場合であっても、より確実に、ノブの回転の制動を解除することができる。

一実施形態に係る回転入力装置の外観の上面側から見た斜視図 一実施形態に係る回転入力装置の平面図 一実施形態に係る回転入力装置の側面図 一実施形態に係る回転入力装置の分解斜視図 一実施形態に係る回転入力装置のＣ－Ｃ断面線による断面図 一実施形態に係るギヤの底面側から見た外観を表す斜視図 一実施形態に係る回転入力装置のＡ－Ａ断面線による断面図 一実施形態に係る回転入力装置のＢ－Ｂ断面線による断面図 一実施形態に係る電磁ブレーキユニットの平面図 一実施形態に係る電磁ブレーキユニットの側面図 一実施形態に係る電磁ブレーキユニットの外願の斜視図 一実施形態に係る電磁ブレーキユニットのＤ－Ｄ断面線による斜視断面図 一実施形態に係る電磁ブレーキユニットの分解斜視図 一実施形態に係る第１の回転部材における収容空間のカバーが取り付けられていない状態の内部構成を示す底面側から見た斜視図 一実施形態に係る第１の回転部材における収容空間のカバーが取り付けられた状態の内部構成を示す底面側から見た斜視図 一実施形態に係る電磁ブレーキユニットのＥ－Ｅ断面線による断面図 図１６Ａに示す電磁ブレーキユニットの断面の一部の拡大図 図１６Ａに示す電磁ブレーキユニットの断面の他の一部の拡大図 一実施形態に係るカム機構および弾性機構の動作を説明するための図 一実施形態に係るカム機構および弾性機構の動作を説明するための図 一実施形態に係るカム機構および弾性機構の動作を説明するための図 一実施形態に係る回転入力装置の電気的接続構成を示す図

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。なお、以降の説明では、便宜上、図中Ｚ軸方向を、上下方向（回転入力装置１００の高さ方向）とし、図中Ｘ軸方向を、前後方向（回転入力装置１００の長手方向）とし、図中Ｙ軸方向を、左右方向（回転入力装置１００の短手方向）とする。

（回転入力装置１００の概要）
図１は、一実施形態に係る回転入力装置１００の外観の上面側から見た斜視図である。図２は、一実施形態に係る回転入力装置１００の平面図である。図３は、一実施形態に係る回転入力装置１００の側面図である。

図１～図３に示す回転入力装置１００は、自動車等の車両の車内において、運転席の近傍に設置される。回転入力装置１００は、車両に搭載された変速機のシフトチェンジを行うために、車両の運転者によって操作される。回転入力装置１００は、運転者による操作に応じた制御信号を外部に出力することによって、車両の変速機を電気的に制御する。すなわち、回転入力装置１００は、いわゆるシフトバイワイヤ方式を採用している。

なお、回転入力装置１００は、車両の変速機のシフトチェンジ以外の目的に用いられてもよい。例えば、回転入力装置１００は、自動車の車両以外の機器（例えば、航空機、鉄道車両、ゲーム機、リモコン等）に用いられてもよい。また、回転入力装置１００は、実際には、シフト操作に応じた電気信号を出力するための電気的な構成を有しているが、本実施形態では、この電気的な構成についての図示および説明を省略する。

図１～図３に示すように、回転入力装置１００は、上方（Ｚ軸正方向）から順に、パネル１２２、ブラケット１２４、およびケース１２０が互いに組み合わされることにより、概ね直方体形状を有するものとなる。また、回転入力装置１００において、パネル１２２には、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において円形状を有する開口部１２２Ａが形成されている。回転入力装置１００は、円柱状のノブ１１０が、パネル１２２の開口部１２２Ａから上方に突出して設けられている。

ノブ１１０は、上方（Ｚ軸正方向）からの平面視において、反時計回り方向（図２に示す矢印Ｄ１方向）および時計回り方向（図２に示す矢印Ｄ２方向）の各々に、回転可能である。車両の運転者は、ノブ１１０を回転操作することにより、車両に搭載された変速機のシフトポジションを、複数のシフトポジション（例えば、"Ｐ"（駐車）、"Ｒ"（後退），"Ｎ"（ニュートラル），"Ｄ"（ドライブ）等）の間で切り替えることができる。

回転入力装置１００は、ノブ１１０が所定の角度回転する毎に、変速機のシフトポジションを切り替えることができるとともに、カム機構１４０（図７参照）によって、ノブ１１０を所定の保持位置で保持し、ノブ１１０の回転を規制することができる。また、回転入力装置１００は、ノブ１１０が所定の角度回転する毎に、カム機構１４０によって、車両の運転者に対してクリック感を呈示することができる。これにより、回転入力装置１００は、車両の運転者に対して、シフトポジションの切り替えが確実になされたことを、触覚的に把握させることができる。また、回転入力装置１００は、電磁ブレーキユニット１３０（図９以降参照）によって、ノブ１１０の回転を制動することができる。これにより、回転入力装置１００は、車両の運転者によって不適切なシフトポジションの切り替えがなされないようにすることができる。

（回転入力装置１００の構成）
図４は、一実施形態に係る回転入力装置１００の分解斜視図である。図５は、一実施形態に係る回転入力装置１００のＣ－Ｃ断面線（図２参照）による断面図である。図４および図５に示すように、回転入力装置１００は、ノブ１１０、パネル１２２、ブラケット１２４、ギヤ１２６、およびケース１２０を備えて構成されている。

ノブ１１０は、運転者によって回転操作がなされる、円柱状（具体的には、上部が閉じた円筒状）の部材である。ノブ１１０は、パネル１２２の開口部１２２Ａから上方に突出して設けられる。ノブ１１０は、ケース１２０の上部から上方に突出して設けられた軸部１２０Ａによって、ギヤ１２６とともに回転可能に軸支される。

パネル１２２は、ブラケット１２４の上部を全体的に覆うように、ブラケット１２４の上部に取り付けられる、蓋状の部材である。パネル１２２の上面は、平滑面となっている。これにより、パネル１２２は、回転入力装置１００の上部の見栄えを良くすることができる。パネル１２２には、軸部１２０Ａおよびギヤ１２６を貫通させるための円形の開口部１２２Ａが形成されている。パネル１２２の左右両縁部の各々には、２つのフック１２２Ｂが、垂下して設けられている。パネル１２２は、複数のフック１２２Ｂの各々が、ブラケット１２４の側面に形成された複数の爪部１２４Ａの各々に係合することにより、ブラケット１２４に対して固定的に取り付けられる。

ブラケット１２４は、ケース１２０の上部を全体的に覆うように、ケース１２０の上部に取り付けられる。ブラケット１２４は、当該ブラケットの４隅を上下方向に貫通する４つのネジ等によって、ケース１２０に対してネジ止め固定される。ブラケット１２４の左右両側面の各々には、外側に突出した２つの爪部１２４Ａが設けられている。複数の爪部１２４Ａの各々には、パネル１２２に設けられた複数のフック１２２Ｂの各々が係合する。ブラケット１２４には、軸部１２０Ａおよびギヤ１２６を貫通させるための円形の開口部１２４Ｂが形成されている。ブラケット１２４の左右両側面の各々には、外側に張り出した２つの固定部１２４Ｃが設けられている。ブラケット１２４は、複数の固定部１２４Ｃの各々において、車両の所定の設置場所に対して、ネジ止め固定される。これにより、ブラケット１２４は、回転入力装置１００の全体を、車両の所定の設置場所に固定することができる。

ギヤ１２６は、概ね円筒状の部材である。ギヤ１２６の内筒部１２６Ａには、下方（Ｚ軸負方向）側から、ケース１２０の上部に設けられた軸部１２０Ａが挿し込まれる。これにより、ギヤ１２６は、軸部１２０Ａによって回転可能に軸支される。ギヤ１２６の上部は、ブラケット１２４の開口部１２４Ｂおよびパネル１２２の開口部１２２Ａを貫通して、開口部１２２Ａから上方に突出する。ギヤ１２６の上部は、ノブ１１０の下部からノブ１１０の筒内に挿し込まれた状態で、ノブ１１０に固定される。これにより、ギヤ１２６は、ノブ１１０に対する回転操作がなされたときに、ノブ１１０ともに一体で回転する。

ギヤ１２６は、内筒部１２６Ａにおける内周面の全周に亘って形成された、カム面１４１（図６参照）を有する。カム面１４１は、複数のカム山１４１Ａが連なった構成を有する。カム面１４１は、ケース１２０の軸部１２０Ａの外周面から外側に突出して設けられた複数のローラ１４２とともに、カム機構１４０を構成する。これにより、ギヤ１２６は、ノブ１１０の回転を所定の保持位置で保持したり、ノブ１１０の回転操作に対してクリック感を呈示したりすることができる。なお、カム機構１４０の詳細については、図７を用いて後述する。

また、ギヤ１２６は、内筒部１２６Ａにおける内周面の全周に亘って形成された、内歯車１２６Ｂを有する。ギヤ１２６は、その内歯車１２６Ｂが、ケース１２０の内部に設けられた電磁ブレーキユニット１３０が備える第１の回転部材１３１の外歯車１３１Ａと噛み合うことにより（図６参照）、第１の回転部材１３１を回転させる。すなわち、内歯車１２６Ｂは、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転を、第１の回転部材１３１に伝達することができる。

ケース１２０は、概ね直方体をなす箱状の部材である。ケース１２０の上部には、ギヤ１２６およびノブ１１０を回転自在に軸支するための、概ね円柱状の軸部１２０Ａが設けられている。軸部１２０Ａは、ギヤ１２６が回転可能に取り付けられた状態で、ギヤ１２６の上部ともに、ブラケット１２４の開口部１２４Ｂおよびパネル１２２の開口部１２２Ａを貫通する。

また、ケース１２０の内部には、電磁ブレーキユニット１３０が設けられている。電磁ブレーキユニット１３０は、ノブ１１０の回転を制動することが可能な装置である。具体的には、電磁ブレーキユニット１３０は、最上部且つ回転中心軸Ｐ２（図９～図１１、図１３参照）に設けられた外歯車１３１Ａが、ギヤ１２６の内周面に形成された内歯車１２６Ｂと噛み合う。これにより、電磁ブレーキユニット１３０は、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転に伴って、第１の回転部材１３１、第２の回転部材１３５、およびアーマチャ１３６が回転軸部材１３１Ｂを中心として回転するようになっている（図１２参照）。そして、電磁ブレーキユニット１３０は、電磁ブレーキ１３７（図１２参照）によって、アーマチャ１３６の回転を制動することにより、第２の回転部材１３５、第１の回転部材１３１、およびギヤ１２６を介して、ノブ１１０の回転を制動することができる。

例えば、電磁ブレーキユニット１３０は、所定のロック条件に合致するときに、電磁ブレーキ１３７を作動させて、アーマチャ１３６の回転を制動することにより、ノブ１１０による回転操作ができないようにすることができる（詳細については後述する。）これにより、電磁ブレーキユニット１３０は、所定のロック条件に合致するときに、不適切なシフトポジションの切り替えがなされないようにすることができる。

所定のロック条件とは、例えば、シフトポジションが「Ｐ」にあり、且つ、ブレーキペダルが踏まれていないとき、または、車両が前進している状態で、シフトポジションを「Ｒ」に切り替えようとする回転操作がなされたとき、等である。

また、電磁ブレーキユニット１３０は、回転軸部材１３１Ｂに対向する磁気式の回転角度検出センサ１３８（図１３参照）を備えており、当該回転角度検出センサ１３８で回転軸部材１３１Ｂの回転角度を検出することにより、回転軸部材１３１Ｂと一体に回転する第１の回転部材１３１の回転角度を検出することが可能である。回転角度検出センサ１３８によって検出された回転角度は、制御装置１５０（図２０参照）へ出力され、制御装置１５０において、第１の回転部材１３１の外歯車１３１Ａとギヤ１２６の内歯車１２６Ｂとの各々の歯数に応じたギヤ比を用いて、ギヤ１２６の回転角度が算出される。算出されたギヤ１２６の回転角度は、ギヤ１２６と一体に回転するノブ１１０による回転操作の回転角度として検知され、その検知結果に応じて、シフトポジションの切り替え信号を出力する、電磁ブレーキユニット１３０の動作を制御する、等の目的で利用される。

（ギヤ１２６の内部構成）
図６は、一実施形態に係るギヤ１２６の底面側から見た外観を表す斜視図である。なお、図６では、ギヤ１２６とともに、ケース１２０の内部に設けられた電磁ブレーキユニット１３０が備える第１の回転部材１３１の外歯車１３１Ａを図示している。図６に示すように、ギヤ１２６の高さ方向でほぼ中央位置から下側の位置における内周面には、当該内周面の全域に亘って、カム面１４１が形成されている。カム面１４１は、複数のカム山１４１Ａが周方向に連なった構成を有する。また、図６に示すように、カム面１４１の高さ位置よりも下側の高さ位置における内周面には、当該内周面の全域に亘って、内歯車１２６Ｂが形成されている。図６に示すように、内歯車１２６Ｂは、電磁ブレーキユニット１３０が備える第１の回転部材１３１の外歯車１３１Ａと噛み合うことにより、第１の回転部材１３１を回転させることができる。

（カム機構１４０の構成）
図７は、一実施形態に係る回転入力装置１００のＡ－Ａ断面線（図３参照）による断面図である。図７は、上述したギヤ１２６のカム面１４１の高さ位置における、回転入力装置１００の断面を表す。

図７に示すように、ギヤ１２６の内周面に形成されているカム面１４１の内側には、９０°間隔に４つのローラ１４２が配置されている。４つのローラ１４２の各々は、「押圧部材」の一例である。４つのローラ１４２の各々は、上方からの平面視において円形状を有する。４つのローラ１４２の各々は、軸部１２０Ａの外周面から外側に突出して設けられている。４つのローラ１４２の各々は、ホルダ１４４によって回転可能に軸支されている。４つのローラ１４２の各々は、コイルスプリング１４３によって、ホルダ１４４を介して、軸部１２０Ａの径方向における外側に向って付勢されている。これにより、４つのローラ１４２の各々は、ギヤ１２６のカム面１４１に押し当てられ、当該カム面１４１を押圧する。カム面１４１、ローラ１４２、コイルスプリング１４３、およびホルダ１４４の各々は「カム機構」を構成する部品の一例である。

４つのローラ１４２の各々は、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転に伴って、カム面１４１に沿って摺動する。また、４つのローラ１４２の各々は、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転に伴って、カム面１４１に沿って摺動しつつ、コイルスプリング１４３を伸縮させながら、軸部１２０Ａの径方向に沿って移動可能である。また、４つのローラ１４２の各々は、ノブ１１０およびギヤ１２６が所定角度回転する毎に、隣接する２つのカム山１４１Ａの間、すなわち、所定の保持位置１４１Ｐで保持される。

各ローラ１４２は、隣接する２つのカム山１４１Ａの間の所定の保持位置１４１Ｐで保持されている状態から、ギヤ１２６およびノブ１１０の回転に伴って、回転方向のカム山１４１Ａの頂部に至るまでの間は、当該カム山１４１Ａによって回転中心軸Ｐ１方向に徐々に押圧される。これにより、ギヤ１２６およびノブ１１０の回転に係る逆方向に戻そうとする負荷（「第２方向へのカム機構回転駆動力」の一例）は、徐々に増加する。

一方、各ローラ１４２は、ギヤ１２６およびノブ１１０の回転に伴って、回転方向のカム山１４１Ａの頂部を乗り越えると、コイルスプリング１４３の弾性力により、径方向における外側に移動する。そして、各ローラ１４２は、カム山１４１Ａを介してギヤ１２６およびノブ１１０の回転を回転方向に付勢（「第１方向へのカム機構回転駆動力」の一例）しつつ、２つのカム山１４１Ａの間、すなわち、次の所定の保持位置１４１Ｐに滑り込む。このとき、ギヤ１２６およびノブ１１０の回転に係る負荷は、急激に減少する。そして、各ローラ１４２は、２つのカム山１４１Ａの間の保持位置１４１Ｐに達すると、ギヤ１２６の回転を停止させ、その位置で保持する。

カム機構１４０は、このようにギヤ１２６およびノブ１１０に係る回転負荷を変化させることにより、ノブ１１０の回転操作に対して操作感（いわゆるクリック感）を呈示することができるとともに、ノブ１１０の回転操作が終了したときに、ノブ１１０を、２つのカム山１４１Ａの間の保持位置１４１Ｐで保持することができる。

図８は、一実施形態に係る回転入力装置１００のＢ－Ｂ断面線（図３参照）による断面図である。図８は、上述したギヤ１２６の内歯車１２６Ｂの高さ位置における、回転入力装置１００の断面を表す。

図８に示すように、ギヤ１２６の内周面に形成されている内歯車１２６Ｂは、電磁ブレーキユニット１３０が備える第１の回転部材１３１の上部に設けられた外歯車１３１Ａに噛み合う。これにより、内歯車１２６Ｂは、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転操作による回転に伴って、第１の回転部材１３１を回転させることができる。また、内歯車１２６Ｂは、電磁ブレーキユニット１３０によって第１の回転部材１３１の回転に対して制動力が加わったときに、当該制動力をギヤ１２６に伝達することにより、ノブ１１０およびギヤ１２６を回転しないようにすることができる。

ここで、図８に示すように、内歯車１２６Ｂの歯数は、外歯車１３１Ａの歯数よりも多い。これにより、本実施形態の回転入力装置１００は、ノブ１１０による回転操作がなされたときに、当該回転操作における回転角度を増幅して、電磁ブレーキユニット１３０を回転動作させることができるようになっている。すなわち、本実施形態の回転入力装置１００は、ノブ１１０によって、比較的小さい回転角度の回転操作がなされた場合であっても、その回転角度を増幅することにより、その回転操作が行われたことを、電磁ブレーキユニット１３０が備える回転角度検出センサ１３８によって、より確実に検出することができるようになっている。

（電磁ブレーキユニット１３０の構成）
図９は、一実施形態に係る電磁ブレーキユニット１３０の平面図である。図１０は、一実施形態に係る電磁ブレーキユニット１３０の側面図である。図１１は、一実施形態に係る電磁ブレーキユニット１３０の外観の斜視図である。図１２は、一実施形態に係る電磁ブレーキユニット１３０のＤ－Ｄ断面線（図９参照）による斜視断面図である。図１３は、一実施形態に係る電磁ブレーキユニット１３０の分解斜視図である。

図９～図１３に示すように、電磁ブレーキユニット１３０は、第１の回転部材１３１、一対の第１のコイルスプリング１３２、一対の第２のコイルスプリング１３３、カバー１３４、第２の回転部材１３５、アーマチャ１３６、電磁ブレーキ１３７、および回転角度検出センサ１３８を備える。なお、第１の回転部材１３１、一対の第１のコイルスプリング１３２、一対の第２のコイルスプリング１３３、カバー１３４、および第２の回転部材１３５は、弾性機構１３０Ａを構成する。

第１の回転部材１３１は、ノブ１１０の回転操作に伴って回転する部材である。具体的には、第１の回転部材１３１の上面かつ回転中心軸Ｐ２の同軸上には、外歯車１３１Ａが設けられている。外歯車１３１Ａは、ギヤ１２６の内周面に形成された内歯車１２６Ｂと噛み合う。これにより、第１の回転部材１３１は、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転に伴って、回転することができる。第１の回転部材１３１の底面かつ回転中心軸Ｐ２と同軸上には、下方（図中Ｚ軸負方向）に向って直線状に延在する、概ね丸棒状の回転軸部材１３１Ｂが取り付けられる。回転軸部材１３１Ｂは、第１の回転部材１３１と一体に回転するとともに、互いに固定されて一体となっている第２の回転部材１３５およびアーマチャ１３６を回転自在に軸支する部材である。

また、第１の回転部材１３１は、底面側が開口した収容空間１３１Ｃ（図１４および図１５参照）を有する。収容空間１３１Ｃには、一対の第１のコイルスプリング１３２、一対の第２のコイルスプリング１３３、およびカバー１３４が組み込まれる。なお、収容空間１３１Ｃの内部構成については、図１４および図１５を用いて後述する。

第２の回転部材１３５は、第１の回転部材１３１の回転中心軸Ｐ２と同軸上、且つ、第１の回転部材１３１の下側に設けられる。第２の回転部材１３５は、回転中心軸Ｐ２と同軸上に設けられた回転軸部材１３１Ｂによって、回転自在に軸支される。第２の回転部材１３５は、第１の回転部材１３１にコイルスプリング１３２，１３３を介して組み合わされる。これにより、第２の回転部材１３５は、第１の回転部材１３１に連動して回転することができる。但し、第２の回転部材１３５は、第１の回転部材１３１を相対的に所定の角度だけ回転させることができるように構成されており、この相対的な回転により、コイルスプリング１３２，１３３が圧縮されて付勢力を発生するようになっている。詳述すると、第１の回転部材１３１は、第２の回転部材１３５が電磁ブレーキ１３７によって制動がかけられている状態で、運転者によるノブ１１０からの回転操作力が加えられた場合、時計回り方向および反時計回り方向に、所定の角度（説明の都合上、角度θ２と呼ぶ）まで回転することができる。この際、第１の回転部材１３１は、コイルスプリング１３２，１３３によって、回転操作方向（第１の方向）とは反対方向（第２の方向）に付勢される。これにより、第１の回転部材１３１は、運転者による回転操作力が解除されたとき、回転操作方向とは反対方向に回転し、元の保持位置に復帰することができる。

アーマチャ１３６は、第２の回転部材１３５の回転中心軸Ｐ２と同軸上、且つ、第２の回転部材１３５の下側に設けられる、円盤状の部材である。アーマチャ１３６は、第２の回転部材１３５の底面に対して、ネジなどの固定手段によって固定される。これにより、アーマチャ１３６は、第２の回転部材１３５と一体に回転することができる。例えば、アーマチャ１３６は、電磁ブレーキ１３７が発生する磁力によって吸着可能なように、磁性体（例えば、鉄）から形成される。

電磁ブレーキ１３７は、アーマチャ１３６とともに、アーマチャ１３６の回転中心軸Ｐ２と同軸上、且つ、アーマチャ１３６の下側に、ボビン１３７Ａ、コイル１３７Ｂ、およびヨーク１３７Ｃを有して構成されている（図１３参照）。ボビン１３７Ａは、円筒状の部材である。コイル１３７Ｂは、ボビン１３７Ａの外周面に対して電線が多重に巻かれることによって形成される。ヨーク１３７Ｃは、外筒部と内筒部との間に、ボビン１３７Ａおよびコイル１３７Ｂが配置される。電磁ブレーキ１３７は、コイル１３７Ｂが通電されることにより、電磁力を発生する。電磁ブレーキ１３７は、この電磁力により、アーマチャ１３６をヨーク１３７Ｃに吸着し、アーマチャ１３６の回転方向の負荷を高めて、アーマチャ１３６と一体に回転する第２の回転部材１３５の回転を制動することにより、第２の回転部材１３５と連動して回転するノブ１１０の回転を制動することができる。

回転角度検出センサ１３８は、「回転角度検出手段」の一例である。回転角度検出センサ１３８は、図１３に示すように、回転軸部材１３１Ｂの下端面と対向する位置に設けられている。回転角度検出センサ１３８は、回転軸部材１３１Ｂの下端面に固定された永久磁石（図示省略）の回転に伴う磁束の変化を検出することにより、回転軸部材１３１Ｂの回転角度を検出することができる。なお、電磁ブレーキユニット１３０は、磁気式の回転角度検出センサ１３８の代わりに、その他の方式（例えば、光学式、機械式等）の回転角度検出センサ１３８を設けるようにしてもよい。

このように構成された電磁ブレーキユニット１３０は、回転角度検出センサ１３８からの情報を基にして、所定のロック条件に合致するときに、制御装置１５０（図２０参照）からの制御によって、コイル１３７Ｂが通電されることにより、電磁ブレーキ１３７に電磁力を発生させ、当該電磁力によってアーマチャ１３６を吸着し、第２の回転部材１３５を制動することができる。これにより、電磁ブレーキユニット１３０は、第２の回転部材１３５と駆動伝達系（第１の回転部材１３１、外歯車１３１Ａ、内歯車１２６Ｂ、およびギヤ１２６）を介して連結されたノブ１１０の回転を、制動することができる。

（第１の回転部材１３１における収容空間１３１Ｃの内部構成）
図１４および図１５は、一実施形態に係る第１の回転部材１３１における収容空間１３１Ｃの内部構成を示す底面側から見た斜視図である。図１４は、カバー１３４が取り付けられていない状態を表している。図１５は、カバー１３４が取り付けられた状態を表している。

図１４に示すように、第１の回転部材１３１における収容空間１３１Ｃの天井面には、一対の第１のホルダ１３１Ｄと、一対の第２のホルダ１３１Ｅとが設けられている。一対の第１のホルダ１３１Ｄおよび一対の第２のホルダ１３１Ｅの各々は、天井面から下方に延設する平面視で概ね長方形の壁からなる。一対の第１のホルダ１３１Ｄの各々は、互いに対向する一対の短手方向の壁の各々の中央部にスリット１３１Ｄａを有する。一対の第２のホルダ１３１Ｅの各々は、互いに対向する一対の短手方向の壁の各々の中央部にスリット１３１Ｅａを有する。

一対の第１のホルダ１３１Ｄの各々は、天井および長方形の壁で囲まれた保持空間内に一対の第１のコイルスプリング１３２の各々を、自然長よりも圧縮され、且つ、一対の短手方向の壁の間で突っ張った状態で保持する。一対の第２のホルダ１３１Ｅの各々は、天井および長方形の壁で囲まれた保持空間内に一対の第２のコイルスプリング１３３の各々を、自然長よりも圧縮され、且つ、一対の短手方向の壁の間で突っ張った状態で保持する。

一対の第１のコイルスプリング１３２は、「第１の弾性部材」の一例である。一対の第１のコイルスプリング１３２は、一対の第１のホルダ１３１Ｄによって保持されることにより、回転中心軸Ｐ２と通る第１の直線Ｌ１（図１４参照）上に、回転中心軸Ｐ２を間に挟んで、等距離離れた位置に互いに平行に並べて配置されている。すなわち、一対の第１のコイルスプリング１３２は、回転中心軸Ｐ２を中心とする仮想的な円の円周に接するように、１８０°間隔で配置されている。また、一対の第１のコイルスプリング１３２の各々は、ＸＹ平面において第１の直線Ｌ１に対して直交する方向に伸縮する弾性変形が可能に配置される。

一対の第２のコイルスプリング１３３は、「第２の弾性部材」の一例である。一対の第２のコイルスプリング１３３は、一対の第２のホルダ１３１Ｅによって保持されることにより、回転中心軸Ｐ２を通る第２の直線Ｌ２上（図１４参照）に、回転中心軸Ｐ２を間に挟んで、等距離離れた位置に互いに平行に並べて配置されている。すなわち、一対の第２のコイルスプリング１３３は、回転中心軸Ｐ２を中心とする仮想的な円の円周に接するように、１８０°間隔で配置されている。また、一対の第２のコイルスプリング１３３の各々は、ＸＹ平面において第２の直線Ｌ２に対して直交する方向に伸縮する弾性変形が可能に配置される。なお、第２の直線Ｌ２は、第１の直線Ｌ１と直交するので、一対の第２のコイルスプリング１３３の各々は、一対の第１のコイルスプリング１３２の各々に対し、９０°間隔で配置されている。

図１５に示すカバー１３４は、概ね円環状を有しており（図１３参照）、収容空間１３１Ｃの天井面に対して、スナップフィット構造によって取り付けられる。

カバー１３４は、一対の第１のホルダ１３１Ｄの各々と重なる位置に、一対の係止部１３４Ａの各々を有する。これにより、カバー１３４は、図１５に示すように、収容空間１３１Ｃの天井面に取り付けられることにより、一対の第１のコイルスプリング１３２の各々を、一対の第１のホルダ１３１Ｄの保持空間の各々から抜け落ちないように下側から支持することができる。

また、カバー１３４は、一対の第２のホルダ１３１Ｅの各々と重なる位置に、一対の係止部１３４Ｂの各々を有する。これにより、カバー１３４は、図１５に示すように、収容空間１３１Ｃの天井面に取り付けられることにより、一対の第２のコイルスプリング１３３の各々を、一対の第２のホルダ１３１Ｅの保持空間の各々から抜け落ちないように下側から支持することができる。

（弾性機構１３０Ａの構成および動作）
図１６Ａは、一実施形態に係る電磁ブレーキユニット１３０のＥ－Ｅ断面線（図１０参照）による断面図である。図１６Ｂは、図１６Ａに示す電磁ブレーキユニット１３０の断面の一部の拡大図である。図１６Ｃは、図１６Ａに示す電磁ブレーキユニット１３０の断面の他の一部の拡大図である。なお、図１６Ｂ，図１６Ｃでは、便宜上、各構成部品の断面のハッチングを省略している。

図１６Ａ、図１６Ｂ、および図１６Ｃに示すように、第１の回転部材１３１の中央部には、円筒状の軸部１３１Ｆと、軸部１３１Ｆを間に挟んで互いに対向配置された一対の回転規制部１３１Ｇとが設けられている。軸部１３１Ｆの筒内には、回転中心軸Ｐ２と同軸上の回転軸部材１３１Ｂが嵌合挿入される。これにより、回転軸部材１３１Ｂは、第１の回転部材１３１とともに回転中心軸Ｐ２の軸回りに回転することができる。一対の回転規制部１３１Ｇの各々は、回転中心軸Ｐ２を中心とした同一円周上に沿って湾曲した壁状を有する。

一方、第２の回転部材１３５の中央部には、回転中心軸Ｐ２を中心とした同一円周上に沿って湾曲した壁状を有する内側筒部１３５Ａと、外側筒部１３５Ｂとが設けられている。内側筒部１３５Ａの筒内には、第１の回転部材１３１の軸部１３１Ｆが回転可能に挿通される。また、内側筒部１３５Ａと外側筒部１３５Ｂとの間には、回転中心軸Ｐ２を間に挟んで互いに対向配置された、一対の空間１３５Ｅが形成されている。一対の空間１３５Ｅの各々には、第１の回転部材１３１の一対の回転規制部１３１Ｇの各々が回転可能に配置される。

ここで、図１６Ｂに詳細に示すように、一対の空間１３５Ｅの各々の円周方向の長さは、一対の回転規制部１３１Ｇの各々の円周方向の長さよりも僅かに大きくなっている。このため、一対の回転規制部１３１Ｇの各々の円周方向における一端部１３１Ｇａおよび他端部１３１Ｇｂと、一対の空間１３５Ｅの各々の円周方向における一端部１３５Ｅａおよび他端部１３５Ｅｂとの間には、僅かな隙間ｄ１が形成されている。これにより、一対の回転規制部１３１Ｇの各々は、一対の空間１３５Ｅの各々の内部で、円周方向（時計回り方向および反時計回り方向の各々）に隙間ｄ１の分だけ移動後に、一端部１３１Ｇａまたは他端部１３１Ｇｂが当接して回転を規制されるようになっている。それ故、第１の回転部材１３１は、第２の回転部材１３５に対して相対的に、時計回り方向および反時計回り方向の各々に、隙間ｄ１の成す角度を最大回転角度として、所定の角度θ２まで回転できるようになっている。

また、図１６Ｃに詳細に示すように、第２の回転部材１３５は、一対の第１のコイルスプリング１３２の各々の円周方向における両外側に、一対の第１の押圧部１３５Ｃを有する。一対の第１の押圧部１３５Ｃの各々は、電磁ブレーキ１３７による第２の回転部材１３５の制動前の状態において、第１のホルダ１３１Ｄのスリット１３１Ｄａ内で第１のコイルスプリング１３２の両端部と隙間なく当接した状態で待機している。すなわち、第１のコイルスプリング１３２の両端部は、第１のホルダ１３１Ｄの短手方向の一対の壁、および一対の第１の押圧部１３５Ｃの両方によって保持されている。そのため、第１の回転部材１３１と第２の回転部材１３５との間には相対的に回転させようとする駆動力は働かず、よって、第１の回転部材１３１が回転操作方向に回転したとき、第１の回転部材１３１および第２の回転部材１３５は、第１のコイルスプリング１３２を介して一体となって同じ方向に回転する。

一方、電磁ブレーキ１３７により第２の回転部材１３５の制動がなされている状態においては、第１の回転部材１３１の回転操作に伴って、第２の回転部材１３５に対して第１のホルダ１３１Ｄが相対的に円周方向に移動する。これにより、第１のホルダ１３１Ｄの移動方向の先頭側の第１の押圧部１３５Ｃが、当該第１のホルダ１３１Ｄの移動方向の先頭側のスリット１３１Ｄａを通過して、第１のホルダ１３１Ｄの保持空間内の第１のコイルスプリング１３２の一方の端部を単独で押圧し、第１のコイルスプリング１３２を制動前の状態より押縮めることが可能である。そして、第１のホルダ１３１Ｄの移動方向の後ろ側の第１の押圧部１３５Ｃは、第１のコイルスプリング１３２の他方の端部から離れる。つまり、第１の押圧部１３５Ｃは、第１のコイルスプリング１３２の一方の端部から、第１のコイルスプリング１３２の弾性力を単独で受け、第１のホルダ１３１Ｄが、第１のコイルスプリング１３２の他方の端部での反力を単独で受けることによって、第２の回転部材１３５に対して、第１の回転部材１３１を、操作された方向とは反対方向に回転させる駆動力を働かせることができる。

また、図１６Ｃに詳細に示すように、第２の回転部材１３５は、一対の第２のコイルスプリング１３３の各々の円周方向における両外側に、一対の第２の押圧部１３５Ｄを有する。一対の第２の押圧部１３５Ｄの各々は、電磁ブレーキ１３７による第２の回転部材１３５の制動前の状態において、第２のホルダ１３１Ｅのスリット１３１Ｅａ外で第２のコイルスプリング１３３の両端部とは隙間ｄ２を有した状態で待機している。すなわち、第２のコイルスプリング１３３の両端部は、第２のホルダ１３１Ｅの短手方向の一対の壁のみで単独で保持されている。そのため、第１の回転部材１３１と第２の回転部材１３５との間には相対的に回転させようとする駆動力は働かず、よって、第１の回転部材１３１が回転操作方向に回転したとき、第１の回転部材１３１および第２の回転部材１３５は、前述したとおり、第１のコイルスプリング１３２を介して一体となって同じ方向に回転する。一方、電磁ブレーキ１３７により第２の回転部材１３５の制動がなされている状態においては、第１の回転部材１３１の回転操作に伴って、第２の回転部材１３５に対して第２のホルダ１３１Ｅが相対的に円周方向に移動する。これにより、初期状態から隙間ｄ２に対応する回転角度θ１（図１６Ｃ参照）までの間に、移動方向の先頭側にある第２の押圧部１３５Ｄと第２のコイルスプリング１３３との間の隙間が埋まって、第２の押圧部１３５Ｄと第２のコイルスプリング１３３の一方の端部とが当接する。なお、説明の都合上、電磁ブレーキ１３７により、ノブ１１０の回転の制動が開始されたタイミングでの初期状態をノブ１１０のゼロ度の状態と定義すると、角度θ１は、第１の回転部材１３１が連動して回転するノブ１１０の回転操作角度においての「ゼロ度の状態から所定の第１の角度」に相当する角度の例である。

さらに、第１の回転部材１３１の回転操作がなされ角度θ１から角度θ２（図１６Ｂ参照）まで相対回転する間に、第２のホルダ１３１Ｅのスリット１３１Ｅａを第２の押圧部１３５Ｄが通過して、第２のホルダ１３１Ｅの保持空間内に挿入して、第２のコイルスプリング１３３の一方の端部を単独で押圧し、第２のコイルスプリング１３３を制動前の状態より押縮めることが可能である。なお、角度θ２は、第１の回転部材１３１が連動して回転するノブ１１０の回転操作角度においての「ゼロ度の状態から所定の第２の角度」に相当する角度の例である。

そして、一対の第２の押圧部１３５Ｄの各々は、第２のコイルスプリング１３３の一方の端部で第２のコイルスプリング１３３の弾性力を単独で受け、第２のホルダ１３１Ｅが、第２のコイルスプリング１３３の他方の端部での反力を単独で受けることによって、第２の回転部材１３５に対して、第１の回転部材１３１を、操作された方向とは反対方向に回転させる駆動力を働かせることができる。

なお、本実施形態では、第１の回転駆動力と第２の回転駆動力の大きさの差を顕著に設定するために、第１のコイルスプリング１３２の弾性力は、第２のコイルスプリング１３３の弾性力以下に設定してある。ただし、これに限らず、第１のコイルスプリング１３２の弾性力は、第２のコイルスプリング１３３の弾性力と同等、または、第２のコイルスプリング１３３の弾性力以上にしてもよい。

また、本実施形態では、角度θ１＝２．５度、角度θ２＝５．０度に設定してあるが、これに限らず、角度θ１，θ２は、回転角度検出センサ１３８の最小検出能力、カム山１４１Ａのピッチ、操作感触等を鑑みて適宜変更が可能である。

（カム機構１４０および弾性機構１３０Ａの動作）
図１７～図１９は、一実施形態に係るカム機構１４０および弾性機構１３０Ａの動作を説明するための図である。図１７～図１９は、回転入力装置１００が備えるカム機構１４０（カム面１４１、ローラ１４２、コイルスプリング１４３、およびホルダ１４４）の、図３に示すＡ－Ａ断面線による断面を表す。なお、図１７～図１９では、隣接する２つのカム山１４１Ａのうち、ローラ１４２よりも反時計回り方向にあるカム山１４１Ａを「カム山１４１Ａａ」とし、ローラ１４２よりも時計回り方向にあるカム山１４１Ａを「カム山１４１Ａｂ」とする。

（ノブ１１０の回転が所定の保持位置１４１Ｐ１で、電磁ブレーキ１３７に通電されていない状態）
図１７は、ノブ１１０およびギヤ１２６の回転が、カム機構１４０によって所定の保持位置１４１Ｐ１で保持されている状態を表す。

図１７に示す例では、４つのローラ１４２の各々が、コイルスプリング１４３によって、回転中心軸Ｐ１からの径方向における外側に付勢されている。このため、４つのローラ１４２の各々は、ギヤ１２６の内周面に形成されたカム面１４１における、保持位置１４１Ｐ１に向かって傾斜している隣接する２つのカム山１４１Ａの間を保持位置１４１Ｐ１に向かって摺動する。これにより、カム機構１４０は、ノブ１１０およびギヤ１２６を保持位置１４１Ｐ１に保持する。

このとき、電磁ブレーキ１３７に通電されていない状態であり、弾性機構１３０Ａにおいては、図１６Ａおよび図１６Ｃに示すように、一対の第１のコイルスプリング１３２および一対の第２のコイルスプリング１３３のいずれも、第１の押圧部１３５Ｃおよび第２の押圧部１３５Ｄによって押圧されていない状態となる。したがって、第１の回転部材１３１と第２の回転部材１３５は第１のコイルスプリング１３２を介して一体となって自由に回転可能となっており、弾性機構１３０Ａは、ノブ１１０を回転させようとする駆動力を発生しない。

操作者は、回転操作中のノブ１１０を所望の保持位置１４１Ｐに保持させる際には、所望の保持位置１４１Ｐ付近かそれ以上まで回転操作する。仮に、ノブ１１０が所望の保持位置１４１Ｐを越えたことを回転角度検出センサ１３８が検出した場合、制御装置１５０の制動部１５１（図２０参照）は、その保持位置１４１Ｐ直後の所定の制動位置１４１Ｘ（図１８参照）で、弾性機構１３０Ａの電磁ブレーキ１３７に通電することで、ノブ１１０のこれ以上の回転操作（過回転操作）ができないように、第２の回転部材１３５の回転を制動（ストップ）する。その後、ノブ１１０が制動されたことを感じて操作者による過回転操作が終了すると、回転入力装置１００は、弾性機構１３０Ａによってノブ１１０が逆回転したことを検知することで、制御装置１５０の解除部１５２が電磁ブレーキ１３７への通電を解除し、ノブ１１０をカム機構１４０により所望の保持位置１４１Ｐに保持する。なお、上記した操作者による過回転操作の終了のタイミングは以下の通り複数の場合があり、それぞれの場合について以下に詳述する。

なお、以下の説明では、説明の都合上、ノブ１１０の回転操作方向を反時計回り方向（図１８、図１９の矢印方向）とし、時計回り方向については説明を割愛する。但し、回転入力装置１００は、時計回り方向においても同様の挙動を呈する。

（ノブ１１０に対して、回転の制動が開始されたゼロ度の状態からの第１の方向への回転操作角度が、連動して回転する第１の回転部材１３１においてノブ１１０のゼロ度の状態から所定の第１の角度に相当する角度θ１までの間に過回転操作が終了された場合）
図１８は、図１７に示す状態から、操作者がノブ１１０を反時計回り方向に回転操作し、その途中で電磁ブレーキ１３７によって第２の回転部材１３５の回転が制動された後、さらに、操作者がノブ１１０を反時計回り方向に過回転操作した時点で、操作者が回転操作を終了した状態を表す。但し、ノブ１１０の過回転操作角度は、連動して回転する第１の回転部材１３１の第２の回転部材１３５に対する相対回転角度において、ノブ１１０のゼロ度の状態から所定の第１の角度に相当するθ１以下である。このような過回転操作終了のタイミングは、操作者が回転負荷を感じてすぐに過回転操作を終了するものであるから、通常もっとも頻繁に生じ得るものである。なお、ノブ１１０の回転の制動開始は、上述と同様に、４つのローラ１４２の各々が、所望の保持位置１４１Ｐ１を少し越えた制動位置１４１Ｘにあるときに、制御装置１５０の制動部１５１から出す指示によってなされる。

ここで、ノブ１１０の所定の第１の角度の大きさは、保持位置１４１Ｐ１からカム山１４１Ａｂの頂部までの角度よりも十分に小さく設定されている。このため、図１８に示すように、４つのローラ１４２の各々が、時計回り方向にあるカム山１４１Ａｂの頂部よりも所望の保持位置１４１Ｐ１に近い位置で回転操作が終了する。したがって、４つのローラ１４２の各々は、カム山１４１Ａｂの斜面を所望の保持位置１４１Ｐ１に向かって摺動する。ノブ１１０が回転操作終了位置まで回転操作された際、４つのローラ１４２の各々は、カム山１４１Ａｂによって、回転中心軸Ｐ１方向に押圧される。これにより、図１８に示すように、４つのローラ１４２の各々は、回転中心軸Ｐ１方向に移動して、コイルスプリング１４３を押し縮める。

これにより、ノブ１１０およびギヤ１２６には、コイルスプリング１４３の弾性力によって、ローラ１４２がカム山１４１Ａｂの斜面に押し当たることによって生じる、ノブ１１０およびギヤ１２６を操作方向と反対方向（時計回り方向）に回転させようとするカム機構回転駆動力が加わる。

このとき、弾性機構１３０Ａにおいては、図１６Ａおよび図１６Ｃを参照して説明したとおり、第１の押圧部１３５Ｃが、第１のコイルスプリング１３２を押し縮める。これにより、弾性機構１３０Ａは、第１のコイルスプリング１３２の弾性力による、ノブ１１０を反対方向（時計回り方向）に回転させるための第１の回転駆動力を発生させる。但し、後述する別の回転操作終了のタイミングに対応するため、第１の回転駆動力は、カム機構１４０が発生する反対方向（時計回り方向）へのカム機構回転駆動力よりも小さく設定されている。

以上より、図１８に示す状態から、運転者からのノブ１１０に対する操作力が解除されると、ノブ１１０およびギヤ１２６は、コイルスプリング１４３の弾性力によって生じるカム機構回転駆動力と、第１のコイルスプリング１３２の弾性力による第１の回転駆動力の合力によって、反対方向（時計回り方向）に回転する。

この際、回転角度検出センサ１３８は、ノブ１１０およびギヤ１２６の反対方向（時計回り方向）への回転を検知する。これにより、制御装置１５０の解除部１５２（図２０参照）は、電磁ブレーキ１３７によるノブ１１０の回転の制動を解除する指示を出すことができ、ノブ１１０およびギヤ１２６はフリーとなって、カム機構１４０が発生する操作方向と反対方向（時計回り方向）へのカム機構回転駆動力により、図１７に示す保持状態に復帰させることができる。

（ノブ１１０に対して、回転の制動が開始されたゼロ度の状態のタイミングで、前記第１の方向の回転操作が終了され、ノブ１１０および連動して回転する第１の回転部材１３１の過回転がなされない場合）
回転入力装置１００は、図１７に示す状態から、所望の保持位置１４１Ｐ１を少し越えた制動位置１４１Ｘにて電磁ブレーキ１３７によって第２の回転部材１３５の回転が制動が開始されたノブ１１０がゼロ度の状態のタイミングで、操作者がノブ１１０への同方向の回転操作をすぐに終了した場合、ノブ１１０および第１の回転部材１３１が反時計回り方向に過回転していない状態となる。つまり、ノブ１１０の過回転操作角度は、連動する第１の回転部材１３１の第２の回転部材１３５に対する相対回転角度がゼロ度の状態となる角度である。

この場合も、上述した過回転がなされた場合とほぼ同様に、４つのローラ１４２の各々が、時計回り方向にあるカム山１４１Ａｂの頂部よりも所望の保持位置１４１Ｐ１に近い位置にあるため、当該カム山１４１Ａｂの斜面を所望の保持位置１４１Ｐ１に向かって摺動する。このため、ノブ１１０およびギヤ１２６には、コイルスプリング１４３の弾性力によって、ローラ１４２がカム山１４１Ａｂの斜面に押し当たることによって生じる、ノブ１１０およびギヤ１２６を操作方向と反対方向（時計回り方向）に回転させようとするカム機構回転駆動力が加わる。

このとき、弾性機構１３０Ａにおいては、第１の回転部材１３１がカム機構回転駆動力によって回転操作とは逆の方向に回転駆動されることにより、第１の押圧部１３５Ｃが、第１のコイルスプリング１３２を押し縮める。これにより、弾性機構１３０Ａにおいては、第１のコイルスプリング１３２の弾性力による、ノブ１１０を回転操作方向（反時計回り方向）に回転させるための第１の回転駆動力が発生する。但し、上述したように、この第１の回転駆動力は、カム機構１４０が発生する操作方向と反対方向（時計回り方向）へのカム機構回転駆動力よりも小さく設定されている。

このため、運転者からのノブ１１０に対する操作力が解除されると、ノブ１１０およびギヤ１２６は、コイルスプリング１４３の弾性力によって生じるカム機構回転駆動力と、第１のコイルスプリング１３２の弾性力による第１の回転駆動力との差分によって生じる、時計回り方向の駆動力によって、反対方向（時計回り方向）に回転する。

この際、回転角度検出センサ１３８は、ノブ１１０およびギヤ１２６の反対方向（時計回り方向）への回転を検知する。これにより、制御装置１５０の解除部１５２（図２０参照）は、電磁ブレーキ１３７によるノブ１１０の回転の制動を解除することができる。その結果、ノブ１１０およびギヤ１２６は、カム機構１４０が発生する反対方向（時計回り方向）へのカム機構回転駆動力によって、図１７に示す元の保持状態に復帰することができる。

（ノブ１１０に対して、回転の制動が開始されたゼロ度の状態からの第１の方向への回転操作角度が、連動する第１の回転部材１３１において、ノブ１１０の所定の第１の角度に相当する角度θ１より大きく、ノブ１１０の所定の第２の角度に相当する角度θ２に達するまでの間に過回転操作が終了された場合）
図１９は、図１７に示す状態から、上記と同様に、所望の保持位置１４１Ｐ１を少し越えた制動位置１４１Ｘにて電磁ブレーキ１３７によって第２の回転部材１３５の回転が制動された後、操作者が回転負荷の変化に気が付いているに関わらず、さらに、意識的に電磁ブレーキ１３７内でアーマチャ１３６とヨーク１３７Ｃとをスリップさせながら、強い力で同じ方向への過回転操作を継続した結果、ノブ１１０およびギヤ１２６が反時計回り方向に大きく過回転した状態を表す。ここで、強い力で継続して過回転させた結果、ノブ１１０の回転角度は、連動する第１の回転部材１３１において角度θ１よりも大きい角度となっている。但し、第１の回転部材１３１と第２回転部材１３５の相対回転角度は機械的な制約で最大角度θ２以下となっている。

この場合、図１９に示すように、４つのローラ１４２の各々が、制動スタート当初に当該ローラ１４２よりも時計回り方向にあったカム山１４１Ａｂの頂部を越える位置にあるため、当該カム山１４１Ａｂの斜面を所望の保持位置１４１Ｐ１から離れる方向（次の保持位置１４１Ｐ２）に向かって当該カム山１４１Ａｂの反対に傾いた斜面を摺動する。この過回転操作の際、４つのローラ１４２の各々は、カム山１４１Ａｂによって、回転中心軸Ｐ１方向に押圧される。これにより、図１９に示すように、４つのローラ１４２の各々は、回転中心軸Ｐ１方向に移動して、コイルスプリング１４３を押し縮める。

これにより、ノブ１１０およびギヤ１２６には、コイルスプリング１４３の弾性力によって、ローラ１４２がカム山１４１Ａｂの斜面に押し当たることによって生じる、ノブ１１０およびギヤ１２６を回転操作方向（反時計回り方向）に回転させようとするカム機構回転駆動力が加わる。

このとき、弾性機構１３０Ａにおいては、図１６Ａ～図１６Ｃを参照して説明したとおり、ノブ１１０が、連動して回転する第１の回転部材１３１において、所定の第１の角度に相当する角度θ１よりも大きい角度の回転がなされた場合には、第１の押圧部１３５Ｃが、第１のコイルスプリング１３２を押し縮めるとともに、第２の押圧部１３５Ｄが、第２のコイルスプリング１３３を押し縮める。なお、本実施形態においては、電磁ブレーキ１３７による制動に抗するほどの強い力でノブ１１０に対する過回転操作がなされて、４つのローラ１４２の各々が、保持位置１４１Ｐ１にある状態から、回転方向にあるカム山１４１Ａ（カム山１４１Ａａまたはカム山１４１Ａｂ）の頂部を超えたとき、連動して回転する第１の回転部材１３１の第２の回転部材１３５に対する相対的な回転角度が、角度θ１を超えるため、第２のコイルスプリング１３３は、必ず押し縮められる。つまり、ここでいう角度θ１よりも大きい回転角度は、ノブ１１０に対する過回転操作によって、４つのローラ１４２の各々が回転方向にあるカム山１４１Ａの頂部を超えたときには、必ず発生するように設定された回転角度である。これにより、弾性機構１３０Ａは、第１のコイルスプリング１３２の弾性力と、第２のコイルスプリング１３３の弾性力との合力による、ノブ１１０を回転操作方向と反対方向（時計回り方向）に回転させるための第２の回転駆動力を発生させる。但し、第２の回転駆動力は、カム機構１４０が発生する回転操作方向（反時計回り方向）へのカム機構回転駆動力よりも大きく設定されている。

このため、図１９に示す状態から、操作者からのノブ１１０に対する操作力が解除されると、ノブ１１０およびギヤ１２６を回転操作方向（反時計回り方向）に回転させようとするカム機構回転駆動力よりも大きい、ノブ１１０およびギヤ１２６を回転操作方向の反対方向（時計回り方向）に回転させようとする第２の回転駆動力との差分により、反対方向（時計回り方向）に回転する。ちなみに、操作者がスリップを伴う過回転操作をカム山１４１Ａの頂部を越える前に終了した場合には、カム機構回転駆動力と第２の回転駆動力の合力により、反対方向（時計回り方向）に回転する。

この際、回転角度検出センサ１３８は、ノブ１１０およびギヤ１２６の反対方向（時計回り方向）の回転を検知する。これにより、制御装置１５０の解除部１５２（図２０参照）は、電磁ブレーキ１３７によるノブ１１０の回転の制動を解除することができる。制動が解除されたノブ１１０およびギヤ１２６は、フリーとなり、カム機構１４０が発生するカム機構回転駆動力により反時計回り方向に回転し、次の保持位置１４１Ｐ２に移動して、図１７と同様の保持状態で保持される。カム山１４１Ａの頂部を越える前に過回転操作を終了した場合には、保持位置１４１Ｐ１に移動して、図１７と同様の保持状態で保持される。

（電気的接続構成）
図２０は、一実施形態に係る回転入力装置１００の電気的接続構成を示す図である。図２０に示すように、回転入力装置１００は、電気的接続構成として、回転角度検出センサ１３８、電磁ブレーキ１３７が有するコイル１３７Ｂ、および制御装置１５０を備える。制御装置１５０は、制動部１５１および解除部１５２を備える。

制動部１５１は、所定のロック条件に合致するときに、コイル１３７Ｂを通電させる指示を出すことにより、ノブ１１０の回転を制動する。

解除部１５２は、所定のロック解除条件に合致するときに、コイル１３７Ｂの通電を解除する指示を出すことにより、ノブ１１０の回転の制動を解除する。例えば、解除部１５２は、ノブ１１０の回転が電磁ブレーキ１３７によって制動されている状態において、ノブ１１０の反対方向への回転が、回転角度検出センサ１３８によって検出されたとき、ノブ１１０の回転の制動を解除する。

なお、制御装置１５０は、専用の装置（例えば、マイコン等）によって実現されてもよく、車載装置（例えば、ＥＣＵ）等によって実現されてもよい。また、制御装置１５０は、物理的に回転入力装置１００に一体的に設けられてもよく、物理的に回転入力装置１００の外部に設けられてもよい。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

また、例えば、上記実施形態の回転入力装置１００は、カム面１４１がノブ１１０（「ノブと、ケースとの、いずれか一方」の一例）に設けられており、ローラ１４２およびコイルスプリング１４３がケース１２０（「ノブと、ケースとの、いずれか他方」の一例）に設けられているが、これに限らない。例えば、カム面１４１がケース１２０に設けられ、ローラ１４２およびコイルスプリング１４３がノブ１１０に設けられてもよい。

また、例えば、上記実施形態の回転入力装置１００は、第１のホルダ１３１Ｄ、第２のホルダ１３１Ｅ、第１のコイルスプリング１３２、および第２のコイルスプリング１３３が第１の回転部材１３１に設けられており、第１の押圧部１３５Ｃおよび第２の押圧部１３５Ｄが第２の回転部材１３５に設けられているが、これに限らない。例えば、第１のホルダ１３１Ｄ、第２のホルダ１３１Ｅ、第１のコイルスプリング１３２、および第２のコイルスプリング１３３が第２の回転部材１３５に設けられ、第１の押圧部１３５Ｃおよび第２の押圧部１３５Ｄが第１の回転部材１３１に設けられてもよい。

１００ 回転入力装置
１１０ ノブ
１２０ ケース
１２０Ａ 軸部
１２２ パネル
１２２Ａ 開口部
１２２Ｂ フック
１２４ ブラケット
１２４Ａ 爪部
１２６ ギヤ
１２６Ａ 内筒部
１２６Ｂ 内歯車
１３０ 電磁ブレーキユニット
１３０Ａ 弾性機構
１３１ 第１の回転部材
１３１Ａ 外歯車
１３１Ｂ 回転軸部材
１３１Ｃ 収容空間
１３１Ｄ 第１のホルダ
１３１Ｄａ スリット
１３１Ｅ 第２のホルダ
１３１Ｅａ スリット
１３１Ｆ 軸部
１３１Ｇ 回転規制部
１３１Ｇａ 一端部
１３１Ｇｂ 他端部
１３２ 第１のコイルスプリング（第１の弾性部材）
１３３ 第２のコイルスプリング（第２の弾性部材）
１３４ カバー
１３５ 第２の回転部材
１３５Ａ 内側筒部
１３５Ｂ 外側筒部
１３５Ｃ 第１の押圧部
１３５Ｄ 第２の押圧部
１３５Ｅ 空間
１３５Ｅａ 一端部
１３５Ｅｂ 他端部
１３６ アーマチャ
１３７ 電磁ブレーキ
１３７Ａ ボビン
１３７Ｂ コイル
１３７Ｃ ヨーク
１３８ 回転角度検出センサ（回転角度検出手段）
１４０ カム機構
１４１ カム面（カム機構）
１４１Ａ カム山
１４１Ｐ，１４１Ｐ１，１４１Ｐ２ 保持位置
１４１Ｘ 制動位置
１４２ ローラ（押圧部材）・（カム機構）
１４３ コイルスプリング（カム機構）
１４４ ホルダ（カム機構）

Claims (10)

1. 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、
   複数のカム山を有するカム面と、前記カム面を押圧することで、前記ノブを回転駆動するカム機構回転駆動力を発生する押圧部材とを有し、前記ノブが所定角度回転する毎に、前記押圧部材を隣接する２つの前記カム山の間に位置することで、前記ノブを前記保持位置に保持可能なカム機構と、
   前記ノブと連動して回転するアーマチャを電磁力で吸着することにより、前記ノブの回転を制動する電磁ブレーキと、
   前記ノブと前記アーマチャとの間の駆動伝達系に設けられ、前記電磁ブレーキによって前記ノブの回転が制動された状態から、前記ノブが第１の方向に回転したときに圧縮され、前記ノブを前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に回転させる駆動力を発生する弾性機構と、
   前記ノブの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
   前記電磁ブレーキに、前記ノブの回転の制動の指示を出す制動部と、
   前記電磁ブレーキによって前記ノブの回転が制動された状態において、前記回転角度検出手段によって前記ノブの前記第２の方向の回転が検知された場合、前記電磁ブレーキによる前記ノブの回転の制動を解除する指示を出す解除部と
   を備え、
   前記弾性機構は、
   前記ノブの回転の前記制動が開始されたゼロ度の状態からの、前記ノブの前記第１の方向の回転操作角度が、前記ゼロ度の状態から所定の第１の角度に達するまでの間、前記カム機構が発生する前記第２の方向への前記カム機構回転駆動力よりも小さい第１の回転駆動力を発生し、
   前記ノブの回転の前記制動が開始された前記ゼロ度の状態からの、前記ノブの前記第１の方向の前記回転操作角度が、前記所定の第１の角度に達してから、所定の第２の角度に達するまでの間、前記カム機構が発生する前記第１の方向への前記カム機構回転駆動力よりも大きい第２の回転駆動力を発生する
   ことを特徴とする回転入力装置。
2. 前記ノブは、
   前記ノブの回転の前記制動が開始された前記ゼロ度の状態からの、前記ノブの前記第１の方向の回転操作角度が、前記ゼロ度の状態から所定の前記第１の角度に達するまでの間に前記第１の方向の回転操作が終了された場合には、前記第２の方向への前記カム機構回転駆動力と前記第２の方向への前記第１の回転駆動力の合力により、前記第２の方向に回転駆動される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転入力装置。
3. 前記ノブは、
   前記ノブの回転の前記制動が開始された前記ゼロ度の状態のタイミングで、前記第１の方向の回転操作が終了された場合には、前記第２の方向への前記カム機構回転駆動力と前記第１の方向への前記第１の回転駆動力の差分により、前記ゼロ度の状態から前記第２の方向に回転駆動される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転入力装置。
4. 前記ノブは、
   前記ノブの回転の前記制動が開始された前記ゼロ度の状態からの、前記ノブの前記第１の方向の回転操作角度が、前記所定の第１の角度より大きく、所定の第２の角度に達するまでの間に前記第１の方向の回転操作が終了された場合には、前記第１の方向への前記カム機構回転駆動力と前記第２の方向への前記第２の回転駆動力の差分により、もしくは、前記第２の方向への前記カム機構回転駆動力と前記第２の方向への前記第２の回転駆動力の合力により、前記第２の方向に回転駆動される
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転入力装置。
5. 前記所定の第１の角度は、前記押圧部材が前記隣接する２つの前記カム山の間で保持された状態から、前記押圧部材が前記隣接する２つの前記カム山のうちのいずれか一方の頂部に達するまでの回転角度より小さい角度である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転入力装置。
6. 前記カム面は、
   前記ノブと、前記ノブを回転可能に軸支するケースとの、いずれか一方に設けられ、
   前記押圧部材は、
   前記ノブと、前記ケースとの、いずれか他方に設けられる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転入力装置。
7. 前記弾性機構は、
   第１の弾性部材および第２の弾性部材を有し、
   前記第１の回転駆動力は、前記第１の弾性部材の弾性力によって発生し、
   前記第２の回転駆動力は、前記第１の弾性部材の弾性力と前記第２の弾性部材の弾性力との合力によって発生する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転入力装置。
8. 前記第１の弾性部材は、
   前記ノブの回転が制動された状態から、前記ノブの前記第１の方向の前記回転操作角度が、前記所定の第２の角度に達するまでの間、弾性変形し、
   前記第２の弾性部材は、
   前記ノブの回転が制動された状態から、前記ノブの前記第１の方向の前記回転操作角度が、前記所定の第１の角度に達してから、前記所定の第２の角度に達するまでの間、弾性変形する
   ことを特徴とする請求項７に記載の回転入力装置。
9. 前記弾性機構は、
   前記ノブと連動して回転する第１の回転部材と、
   前記アーマチャと一体的に回転する第２の回転部材とを有し、
   前記第１の回転部材および前記第２の回転部材は、
   互いに対して相対的に回転可能であり、
   前記第１の弾性部材は、
   前記第１の回転部材および前記第２の回転部材のいずれか一方に設けられた第１のホルダによって保持され、前記ノブの回転が制動された状態から、前記ノブの前記第１の方向の前記回転操作角度が、前記所定の第２の角度に達するまでの間、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材のいずれか他方に設けられた第１の押圧部によって端部が押圧されることによって弾性変形し、
   前記第２の弾性部材は、
   前記第１の回転部材および前記第２の回転部材のいずれか一方に設けられた第２のホルダによって保持され、前記ノブの回転が制動された状態から、前記ノブの前記第１の方向の前記回転操作角度が、前記所定の第１の角度に達してから、前記所定の第２の角度に達するまでの間、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材のいずれか他方に設けられた第２の押圧部によって端部が押圧されることによって弾性変形する
   ことを特徴とする請求項８に記載の回転入力装置。
10. 前記第１の弾性部材の弾性力は、前記第２の弾性部材の弾性力以下である
    ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の回転入力装置。

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