KR101351107B1 - 조작 입력 장치 - Google Patents

Abstract

조작 입력 장치는, 파지부(2)를 갖는 조작체(3, 4)와, 사용자가 상기 파지부의 조작 축선을 틸팅시킨 경우, 회전 중심점을 중심으로 조작체는 틸팅되고, 조작체는, 소정의 틸팅 방향수, 틸팅 가능하고, 복수의 검지부(14a 내지 14d)와, 검지부의 개수는, 소정의 틸팅 방향수보다 적고, 각 검지부는, 상기 조작체가 당해 검지부에 대응한 방향으로 틸팅된 경우, 제1 출력값을 출력하고, 상기 조작체가 당해 검지부에 대응하지 않는 방향으로 틸팅된 경우, 제2 출력값을 출력하고, 제1 출력값의 개수 및 제1 출력값을 출력한 검지부의 정보에 기초하여, 조작체의 틸팅 방향을 판정하는 판정 장치(95)를 갖는다.

Description

조작 입력 장치 {OPERATION INPUT DEVICE}

본 개시는, 조작 입력 장치에 관한 것이다.

각종 분야에 있어서 다양한 형태의 조작 입력 장치가 사용되고 있지만, 하나의 장치로 압하나 회전 등의 복수의 조작을 받아들이는 형태의 조작 입력 장치가 있다. 그 일례가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다. 동 문헌에는, 조작시의 육안에 의한 확인이 불필요하고 오조작이 없다고 주장된 타방향 조작 스위치가 개시되어 있다.

이러한 종류의 조작 입력 장치 중에는, 복수 방향(예를 들어, 8방향)으로의 요동(틸팅) 조작을 받아들이는 타입의 장치가 있다. 이 타입의 조작 입력 장치에 있어서는, 요동 방향의 검출을 위해 각 요동 방향으로 스위치 등의 검출 장치를 배치하는 경우가 있다.

그때, 가능한 한 검출 장치를 적게 하면 제조 공정의 간소화나 저비용화를 달성할 수 있지만, 종래의 조작 입력 장치에 있어서, 이 과제가 인식되어 있다고는 하기 어렵다. 물론, 검출 수단의 수를 적게 해도, 확실하게 요동 방향을 검출할 수 있을 필요가 있다. 이러한 목적을 달성하는 조작 입력 장치가 요망된다.

일본 특허 출원 공개 제2007-128862호 공보

본 개시의 목적은, 소정의 복수 방향으로의 요동 조작을 받아들이는 조작 입력 장치에 있어서, 요동 방향의 검출 장치의 수를 가능한 한 적게 하면서, 확실하게 요동 방향을 검출할 수 있는 조작 입력 장치를 제공하는 데 있다.

본 개시의 일 형태에 따라서, 조작 입력 장치는, 파지부를 갖는 조작체와, 파지부는 사용자에 의해 파지 가능하고, 가상적인 조작 축선을 갖고, 사용자가 그 파지부를 파지하여 상기 파지부의 조작 축선을 틸팅시킨 경우, 상기 조작 축선 상의 소정의 회전 중심점을 중심으로 상기 파지부와 함께 조작체는 틸팅되고, 조작체는, 소정의 틸팅 방향수, 틸팅 가능하고, 상기 조작 축선의 주위 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된 복수의 검지부와, 복수의 검지부의 개수는, 소정의 틸팅 방향수보다 적고, 각 검지부는, 상기 조작체가 당해 검지부에 대응한 방향으로 틸팅된 경우, 제1 출력값을 출력하고, 상기 조작체가 당해 검지부에 대응하지 않는 방향으로 틸팅된 경우, 제2 출력값을 출력하고, 복수의 상기 검지부로부터 출력된 제1 출력값의 개수의 정보 및 제1 출력값을 출력한 검지부의 정보에 기초하여, 조작체의 틸팅 방향을 판정하는 판정 장치를 갖는다.

상기한 조작 입력 장치에서는, 온(ON)을 출력하고 있는 검지부의 수가 단수인지 복수인지의 정보를 효과적으로 이용함으로써, 검지부를 소정의 틸팅 방향수보다 적게 해도, 확실하게 틸팅 방향을 검출할 수 있다. 따라서 검지부의 수를 적게 하는 목적을 달성하면서, 확실하게 틸팅 방향을 검출할 수 있는 조작 입력 장치를 실현할 수 있다.

본 개시에 대한 상기 목적 및 그 밖의 목적, 특징이나 이점은, 첨부한 도면을 참조하면서 하기하는 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다.

도 1은 일 실시예에 있어서의 조작 입력 장치의 사시도.
도 2a는 조작 입력 장치의 평면도, 도 2b는 정면도.
도 3은 조작 입력 장치의 단면을 갖는 사시도.
도 4는 도 2a의 조작 입력 장치의 IV-IV 단면도.
도 5a는 노브의 평면도, 도 5b는 도 5a의 노브의 VB-VB 단면도.
도 6a는 로테이션 샤프트의 평면도, 도 6b는 도 6a의 로테이션 샤프트의 VB-VB 단면도, 도 6c는 로테이션 샤프트의 저면도.
도 7a는 중심축의 평면도, 도 7b는 도 7a의 중심축의 ⅦB-ⅦB 단면도.
도 8a는 스윙 샤프트의 평면도, 도 8b는 도 8a의 스윙 샤프트의 ⅧB-ⅧB 단면도.
도 9a는 슬라이더의 평면도, 도 9b는 도 9a의 슬라이더의 ⅨB-ⅨB 단면도.
도 10a는 프레스 러버의 평면도, 도 10b는 도 10a의 프레스 러버의 XB-XB 단면도.
도 11a는 홀더의 평면도, 도 11b는 도 11a의 홀더의 XIB-XIB 단면도.
도 12a는 기판의 평면도, 도 12b는 도 12a의 기판의 XIIB-XIIB 단면도.
도 13a는 클릭판의 평면도, 도 13b는 도 13a의 클릭판의 XIIIB-XIIIB 단면도.
도 14a는 커버의 평면도, 도 14b는 도 14a의 커버의 XIVB-XIVB 단면도.
도 15a는 케이스의 평면도, 도 15b는 도 15a의 케이스의 XVB-XVB 단면도.
도 16a는 상부 하우징의 평면도, 도 16b는 도 16a의 상부 하우징의 XVIB-XVIB 단면도.
도 17은 틸팅 조작시의 조작 입력 장치를 도시하는 도면.
도 18은 틸팅 조작시의 끼워 맞춤 상태를 횡방향으로부터 도시하는 도면.
도 19는 틸팅 조작시의 끼워 맞춤 상태를 하방향으로부터 도시하는 도면.
도 20은 틸팅 조작시의 회전의 모습을 도시하는 도면.
도 21a는 클릭판의 사시도, 도 21b는 클릭판의 하면도, 도 21c는 도 21b의 클릭판의 XXIC-XXIC 단면도, 도 21d는 도 21b의 클릭판의 XXID-XXID 단면도.
도 22는 틸팅 조작시의 이동 가능 범위를 도시하는 도면.
도 23은 틸팅 조작시의 원하는 방향과 실제의 방향의 예를 나타내는 도면.
도 24a 및 도 24b는 축 압박 조작시의 조작 입력 장치를 도시하는 도면.
도 25a 및 도 25b는 축 압박 조작시의 조작 입력 장치의 상세를 도시하는 도면.
도 26은 포토인터럽터의 배치예를 나타내는 사시도.
도 27은 포토인터럽터의 배치예를 나타내는 평면도.
도 28은 틸팅 조작 및 축 압박 조작의 판정 방법을 나타내는 도면.
도 29는 조작 입력 장치의 차량 내에의 탑재예를 나타내는 도면.
도 30은 클릭판의 변경예를 나타내는 도면.

도 1은 본 개시의 실시예에 관한 조작 입력 장치(1)(이하, 장치)의 사시도이다. 도 2a는 장치(1)의 평면도, 도 2b는 측면도이고, 도 3은 IV-IV 단면에서 절단되어 내부가 가시화된 사시도, 도 4는 IV-IV 단면도이다.

장치(1)는, 노브(2), 로테이션 샤프트(3), 중심축(4), 스윙 샤프트(5), 슬라이더(6), 프레스 러버(7), 홀더(8), 기판(9), 클릭판(10), 커버(11), 케이스(12), 상부 하우징(13), 요동 플런저(40), 요동 스프링(41), 회전 플런저(50), 회전 스프링(51)을 구비한다. 도 5 내지 도 16은 그들 개개의 도면이다. 또한 도 5 내지 도 16에 있어서의 VB-VB로부터 XVIB-XVIB까지의 단면은, 도 4에 도시된 IV-IV 단면과 동일한 단면이다. 또한 장치(1)의 재질은, 예를 들어 프레스 러버(7)를 러버(고무)제, 요동 플런저(40)를 황동제, 요동 스프링(41), 회전 스프링(51)을 스테인리스제 혹은 강선으로 하고, 그 외는 수지제로 하면 좋다.

이하의 설명에서의 수평은, 특별히 설명하지 않는 한, 도 4에 있어서의 도시 수평 방향을 가리키는 것으로 한다. 또한 수직은, 특별히 설명하지 않는 한, 그 수평 방향에 수직한 방향을 가리키는 것으로 한다. 또한 이하의 설명에서의 상, 하는, 특별히 설명하지 않는 한, 도 4에 있어서의 상방, 하방을 가리키는 것으로 한다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 조작 입력 장치(1)는, 사용자가 노브(2)를 파지하여, 축 압박, 회전, 8방향 틸팅(요동)의 조작 입력을 행할 수 있는 장치이다. 노브(2)의 도 4에 있어서의 도시 좌우 방향의 중심을 지나는 가상적인 직선을 조작 축선(L)으로 한다. 조작 축선(L)은 노브에 고정되어, 노브(2)의 운동과 함께 운동하는 가상적인 선으로 한다.

축 압박 조작에서는, 사용자는 조작 축선(L)과 평행 방향으로 노브(2)를 하방으로 압박한다. 사용자는, 회전 조작에서는, 노브(2)를 조작 축선(L)을 중심축으로 하여 회전시킨다. 틸팅(요동) 조작에서는, 사용자는 노브(2)를 8방향으로 틸팅시킨다. 도 17(후술)에 도시되어 있는 바와 같이, 기판(9)의 기판면과 수직 방향의 가상적인 축선을 수직 축선(V)으로 한다. 노브(2)가 틸팅 조작되어 있지 않은 상태에서 조작 축선(L)은 수직 축선(V)과 겹쳐지는 것으로 한다. 수직 축선(V) 및 조작 축선(L) 상에 틸팅 중심점(P)이 있고, 노브(2)가 틸팅 조작됨으로써 조작 축선(L)이, 틸팅 중심점(P)을 중심으로 하여 수직 축선(V)으로부터 경사진다. 이상의 조작의 상세는 후술한다.

도 2a와 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이, 장치(1)는, 케이스(12)의 도시 상방으로 노브(2)가 돌출된 형상을 갖는다. 장치(1)의 하부는 커버(11)에 의해 덮여 있다. 장치(1)는, 예를 들어 자동차 차량의 차실 내에 있어서의 운전자의 손이 닿는 범위 내의 장소에, 케이스(12)에 형성된 구멍부(후술)를 나사 고정하거나 하여, 커버(11)가 차실측에 노출되지 않는 형태로 고정된다.

노브(2), 로테이션 샤프트(3), 중심축(4), 스윙 샤프트(5), 슬라이더(6), 프레스 러버(7), 홀더(8), 기판(9), 클릭판(10), 커버(11), 케이스(12), 상부 하우징(13), 요동 플런저(40)는, 일부분을 제외하고 기본적으로, 수직 축선(V) 방향에 직교한 단면이 원형 형상을 갖는다.

도 5a와 도 5b에는 노브(2)의 평면도, VB-VB 단면도가 도시되어 있다. 노브(2)는, 도시 상부에 있는 상면(20)으로부터, 로테이션 샤프트(3)를 도시 상방으로부터 감싸는 통부(21)가 연장 설치된 형상을 갖는다. 통부(21)의 내면(22)에 로테이션 샤프트(3)가 삽입되어, 노브(2)와 로테이션 샤프트(3)가 고정된다.

도 6a 내지 도 6c에는 로테이션 샤프트(3)의 평면도, VIB-VIB 단면도, 저면도가 도시되어 있다. 로테이션 샤프트(3)는, 원판 형상의 원판부(30)로부터 2개의 원통부(31, 32)가 도시 하방으로 연장 설치되어 있다. 내측 원통부(31)는, 중심축(4)을 도시 상방과 직경 방향 외측으로부터 감싼다. 그리고 내측 원통부(31)는, 스윙 샤프트(5)에 의해 직경 방향 외측으로부터 감싸인다. 외측 원통부(32)는, 스윙 샤프트(5)를 도시 상방과 직경 방향 외측으로부터 감싼다. 따라서 스윙 샤프트(5)는, 내측 원통부(31)와 외측 원통부(32)에 의해 직경 방향 내측과 외측으로부터 끼워진다.

로테이션 샤프트(3)의 외측 원통부(32)는, 도시 하방의 부분이, 틸팅 중심점(P)을 중심으로 하는 구 형상의 구 형상부(33)로 되어 있다. 로테이션 샤프트(3)의 상방으로의 운동은, 구 형상부(33)의 표면이 상부 하우징(13)에 접촉함으로써 제지된다. 구 형상부(33)의 도시 하단부에는 직경 방향 외측을 향해 플랜지부(34)가 연장 설치되어 있다.

원판부(30)의 도시 하방의 면에 있어서의, 내측 원통부(31)와 외측 원통부(32) 사이의 영역에는, 도시 하방으로 돌출된 복수의 볼록부(35)가, 주위 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 도 6b와 도 6c에 도시되어 있는 바와 같이, 볼록부(35)는 직경 방향으로 신장되는 능선을 갖는 산형(山形)의 돌기가 주위 방향을 따라 규칙적으로 형성되어 있고, 이에 의해 노브(2)의 회전 조작은, 소정의 회전 각도씩 새겨진 회전 조작으로 된다(후술).

플랜지부(34)의 상면의 직경 방향 내측의 부분에, 주위 방향을 따라 등간격으로, 도시 상방으로 돌출된 복수개의 리브(36)(볼록부)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 사다리꼴 형상(사각 형상)의 단면(직경 방향에 직교하는 단면)을 갖는 리브(36)가, 플랜지부(34)의 상면에 직경 방향 외측으로 신장되도록 형성되어 있다.

도 7a와 도 7b에는 중심축(4)의 평면도, VIIB-VIIB 단면도가 도시되어 있다. 중심축(4)은, 축부(42)의 하방에 반구 형상의 구 형상부(43)가 형성되고, 또한 그 하방에 통부(44)가 형성되어 있다. 구 형상부(43)의 도시 좌우 방향으로 막대 형상의 막대 형상부(46)가 형성되어 있다. 막대 형상부(46)의 선단의 근방에 돌기부(47)가 형성되어 있다.

축부(42)는 로테이션 샤프트(3)의 내측 원통부(31) 내에 삽입된다. 구 형상부(43)는 슬라이더(6)에 의해 하방으로부터 지지된다. 막대 형상부(46)는, 홀더(8)의 관통 구멍부(82)(후술) 내를 통해, 스윙 샤프트(5)에 형성된 구멍부(58)(후술) 내에 선단 및 돌기부(47)가 삽입되어 고정된다.

통부(44)의 내면(45)에는 요동 플런저(40), 요동 스프링(41)이 삽입된다. 요동 스프링(41)의 탄성 복원력에 의해 요동 플런저(40)가 하방으로 가압된다. 요동 플런저(40)는, 클릭판(10)에 형성된 오목 형상면(후술)에 압박된다.

요동 플런저(40)는 직경이 큰 원기둥 형상의 대직경부(40a)와 직경이 작은 원기둥 형상의 소직경부(40c) 사이가 테이퍼부(40b)에 의해 연결되고, 소직경부(40c)의 선단은 곡면 형상의 선단면(40d)으로 되어 있다. 요동 플런저(40)는 요동 스프링(41)과 함께 중심축(4)의 통부(44) 내에 삽입되어, 요동 스프링(41)의 탄성에 의해 가압되어 선단면(40d)이 클릭판(10)의 오목 형상면(103)에 접촉한다.

도 8a와 도 8b에는 스윙 샤프트(5)의 평면도, VIIIB-VIIIB 단면도가 도시되어 있다. 스윙 샤프트(5)는, 원통부(52)의 하부에 구 형상의 구 형상부(55)가 형성되어 있다. 구 형상부(55)의 하단부로부터, 주위 방향으로 간격을 두고, 직경 방향 외측을 향해 돌출되는 돌출부(56)가 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 원통부(52)는, 로테이션 샤프트(3)의 외측 원통부(32) 내에 삽입된다. 원통부(52)의 내면(53)에는 로테이션 샤프트(3)의 내측 원통부(31)가 삽입된다. 원통부(52)의 상측 단부면에는, 축 방향으로 신장되는 구멍부(54)가, 주위 방향으로 간격을 두고 복수개(예를 들어, 2개) 형성되어 있다. 구멍부(54) 내에는 회전 플런저(50), 회전 스프링(51)이 삽입된다.

스윙 샤프트(5)의 구 형상부(55)의 외면은, 로테이션 샤프트(3)의 구 형상부(33)의 내면과 예를 들어 1㎜ 정도의 간격으로 이격되는 것으로 하면 좋다. 스윙 샤프트(5)의 구 형상부(55)의 외측 표면은 틸팅 중심점(P)을 중심으로 하는 구 형상으로 한다. 구 형상부(55)의 내면에는 2개의 구멍부(58)가 형성되어, 중심축(4)의 막대 형상부(46)의 선단 및 돌기부(47)를 수용, 고정한다. 회전 플런저(50)는 원기둥 형상부(50a)에 곡면 형상의 선단면(50b)을 구비한 형상을 갖고, 회전 스프링(51)과 함께 스윙 샤프트(5)의 구멍부(54)에 수용되어, 도시 상방으로 가압되어, 선단면(50b)이 로테이션 샤프트(3)의 원판부(30)의 하면에 접촉한다.

도 9a와 도 9b에는 슬라이더(6)의 평면도, IXB-IXB 단면도가 도시되어 있다. 슬라이더(6)는 상하 방향으로 관통 구멍부(61)가 형성된 원통 형상이다. 관통 구멍부(61)에 있어서 상단부 근방의 부분은, 구 형상으로 도려내어진 구 형상부(60)로 되어 있다. 관통 구멍부(61)에 있어서 하단부 근방의 부분은, 사다리꼴 형상으로 도려내어진 사다리꼴 형상부(62)로 되어 있다. 관통 구멍부(61)의 직경은, 중심축(4)의 틸팅의 장해로 되지 않도록 도시 하방일수록 크게 되어 있다.

구 형상부(60)는 중심축(4)의 구 형상부(43)를 하방으로부터 지지한다. 관통 구멍부(61)에는 중심축(4)의 통부(44)가 삽입된다. 사다리꼴 형상부(62)는, 프레스 러버(7)의 상단부면(71)(후술) 상에 배치된다. 구 형상부(60)의 도시 상방에는 중심축(4)의 막대 형상부(46) 등을 간격을 두고 수용하는 형상이 형성되어 있다.

도 10a와 도 10b에는 프레스 러버(7)의 평면도, XB-XB 단면도가 도시되어 있다. 프레스 러버(7)는, 원통부(70)의 하단부로부터 직경 방향 외측으로 플랜지부(73)가 형성되어 있다. 플랜지부(73)에 있어서의 직경 방향 내측의 부분은, 원통부(70)로부터 경사져 형성된 경사부(72)로 되어 있다. 프레스 러버(7)의 원통부(70)의 상면(71)에는, 슬라이더(6)의 사다리꼴 형상부(62)의 수평면 부분이 배치된다. 프레스 러버(7)의 플랜지부(73)의 하단부면 전체가 기판(9) 상에 접촉하고, 플랜지부(73)의 직경 방향 외측 선단이 홀더(8)의 단차부(84) 내에 삽입된다. 원통부(70)의 내측 단부면의 직경은, 중심축(4)의 틸팅의 장해로 되지 않도록 도시 하방일수록 크게 되어 있다.

도 11a와 도 11b에는 홀더(8)의 평면도, XIB-XIB 단면도가 도시되어 있다. 홀더(8)는 통 형상의 통부(80)의 하단부로부터 직경 방향 외측으로 플랜지부(81)가 연장 설치된 형상을 갖는다. 통부(80)는 상방일수록 소직경으로 하면 좋다. 통부(80)의 도시 좌우 부분에는, 종방향으로 긴 관통 구멍부(82)가 1개씩 형성되어 있다. 관통 구멍부(82)에는 중심축(4)의 막대 형상부(46)가 삽입된다. 플랜지부(81)에는, 주위 방향으로 간격을 두고 구멍부(83)가 형성되어 있다. 구멍부(83)에는, 케이스(11)의 돌출부(112)(후술)가 삽입된다. 홀더(8)의 도시 하방에는, 프레스 러버(7)의 플랜지부(73)의 직경 방향 외측 선단이 삽입되는 단차부(84)가 형성되어 있다.

도 12a와 도 12b에는 기판(9)의 평면도, XIIB-XIIB 단면도가 도시되어 있다. 기판(9)은, 원판 형상이며, 하측의 면이 각종 소자가 배치된 기판면(90)으로 되어 있다. 기판(9)의 중심에는 구멍부(91)가, 그리고 홀더(8)의 구멍부(83)와 겹쳐지는 위치에 구멍부(92)가 형성되어 있다. 구멍부(91)에는 중심축(4)이 삽입된다. 구멍부(92)에는 케이스(11)의 돌출부(112)(후술)가 삽입된다.

도 13a와 도 13b에는 클릭판(10)의 평면도, XIIIB-XIIIB 단면도가 도시되어 있다. 클릭판(10)은, 상방을 향해 개방된 오목부를 구비하여, 케이스(11)의 상면의 중앙부에 적재된다. 그리고 요동 플런저(40)의 선단(하방의 선단)이 오목부 내에 접촉됨으로써, 클릭판(10)은 중심축(4)을 중심 위치에 안정화시키는 역할 등을 한다.

클릭판(10)의 오목부는, 수직 축선(V)과 직교 방향의 단면이 원 형상이며, 주로 3층 구조로 되어 있다. 즉, 클릭판(10)의 오목부는, 상측으로부터, 직경이 큰 원통 형상의 대직경 원통부(100), 직경이 작은 원통 형상의 소직경 원통부(101), 표면이 주로 곡면 형상인 오목 형상면(103)으로 되어 있다. 대직경 원통부(100)는, 사용자에 의한 틸팅 조작시에, 클릭판(10)이 중심축(4)의 틸팅의 장해로 되지 않도록 형성된다.

소직경 원통부(101)에는, 사용자에 의한 축 압박 조작시에, 수평 방향의 단부면(102)을 선두로 하여 중심축(4)의 통부(44)가 삽입된다. 오목 형상면(103)은, 사용자에 의한 틸팅 조작시에, 요동 플런저(40)의 선단(하단부)이 접촉하면서 이동하는 면이다.

오목 형상면(103)에는, 요동 플런저(40)의 선단을 유도하기 위한 형상이 형성되어 있다(후술). 클릭판(10)의 고정 방법은, 예를 들어 도시하지 않은 구멍부를 사용하여 기판(9)에 나사 고정하는 등, 각종 방법을 임의로 채용하면 된다.

도 14a와 도 14b에는 커버(11)의 평면도, XIVB-XIVB 단면도가 도시되어 있다. 커버(11)는, 장치(1)의 이면측(차량 장비시에 사용자로부터 볼 수 없는 측)을 덮는 부재이며, 저면(110)의 직경 방향 단부로부터 원통부(111)가 형성되어 있다. 저면(110)에는 복수개의 돌기부(112)가 상방으로 돌출되도록 형성되어 있다. 돌기부(112)는, 홀더(8)의 구멍부(84), 기판(9)의 구멍부(92)를 관통하여 배치된다. 돌기부(112)의 상단부면은, 사용자에 의한 축 압박 조작시에 접촉면(113)에 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)의 하단부면이 접촉하여, 과가중이 억제된다.

도 15a와 도 15b에는 케이스(12)의 평면도, XVB-XVB 단면도가 도시되어 있다. 케이스(12)는, 장치(1)의 동체 부분[노브(2) 이외의 부분]을 덮는 부재이다. 케이스(12)는, 장치 내부를 직경 방향 외측으로부터 덮는 원통 형상의 원통부(120)와, 장치 내부를 축 방향 상방으로부터 덮는 주로 원판 형상의 원판부(121)를 구비한다. 원판부(121)의 직경 방향 내측 부분은, 하방을 향해 경사진 경사부(122)로 되어 있다. 원통부(120)의 하단부에는 도시 좌우 방향으로 돌출된 돌출부(123)가 형성되어 있다. 돌출부(123)에 형성된 구멍부(124)를 사용한, 예를 들어 나사 고정에 의해, 케이스(12)를[나아가서는 장치(1)를] 차량의 차실 내에 고정하면 된다.

도 16a와 도 16b에는 상부 하우징(13)의 평면도, XVIB-XVIB 단면도가 도시되어 있다. 상부 하우징(13)은, 원통 형상의 원통부(130)의 축 방향 상측 단부로부터 직경 방향 내측으로 되꺾여 되꺾임부(131)가 형성된 형상을 갖는다. 사용자가 틸팅 조작을 한 경우에, 되꺾임부(131)의 하측 단부면에, 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34) 중에서 틸팅에 의해 상승하는 부분이 접촉하여, 틸팅 운동을 정지시킨다.

되꺾임부(131)의 하측 단부면에는 홈부(132)가 형성되어 있다. 홈부(132)에 있어서의 개개의 홈은, 되꺾임부(131)의 직경 방향 내측 단부로부터 직경 방향 외측으로 연장되도록 형성되고, 그러한 홈이 되꺾임부(131)의 전체 둘레에 걸쳐 나열되도록 형성되어 있다. 되꺾임부(131)의 하측 단부면에 있어서의 홈부(132)는, 틸팅된 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)에 형성된 리브(36)와 끼워 맞춤된다.

이 끼워 맞춤에 의해, 사용자의 틸팅 조작에 의해 로테이션 샤프트(3)가 틸팅된 상태에 있어서, 로테이션 샤프트(3)가 회전하는 것이 억제된다. 따라서 틸팅 조작시에 사용자가 의도하지 않은 회전 운동이 억제되어, 확실하게 틸팅 조작만을 실행할 수 있다.

이상의 구성하에서의 장치(1)의 틸팅(요동) 조작, 축 압박 조작, 회전 조작을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 홀더(8), 기판(9), 클릭판(10), 커버(11), 케이스(12), 상부 하우징(13)은 (예를 들어, 차실 내에) 고정 상태에 있으므로, 이들의 조작 중 어느 것에 대해서도 운동하지 않는다.

우선, 틸팅(요동) 조작을 설명한다. 도 17에는, 도 4에 도시 우측으로의 틸팅 조작이 행해진 상태가 도시되어 있다. 사용자가 틸팅(요동) 조작, 즉 노브(2)를 파지하여 조작 축선(L)을 경사시키는 조작을 실행하면, 도 17에 도시된 바와 같이, 노브(2), 로테이션 샤프트(3), 중심축(4), 스윙 샤프트(5)가 틸팅 조작된 방향으로 경사진다. 상술한 바와 같이, 슬라이더(6)의 관통 구멍부(61)의 내측 단부면, 프레스 러버(7)의 원통부(70)의 내측 단부면은, 중심축(4)의 틸팅의 장해로 되지 않도록 연직 축선(V)에 대해 경사져 있다. 틸팅 조작은, 틸팅 중심점(P)을 중심으로 하는 회전 운동이다. 틸팅시, 중심축(4)의 구 형상부(43)는 슬라이더(6)의 구 형상부(60) 상을 미끄럼 이동하고, 스윙 샤프트(5)의 구 형상부(55)는 상부 하우징(13)의 되꺾임부(131)의 내측 단부면으로 미끄럼 이동한다.

틸팅 조작에 의해, 요동 스프링(41)에 의해 도시 하방으로 가압된 요동 플런저(40)의 선단(하단부)이, 클릭판(10)의 오목 형상면(103) 내를 미끄럼 이동한다. 오목 형상면(103) 내에는, 틸팅 조작시에 소정의 틸팅 방향으로 요동 플런저(40)의 선단을 유도하는 가이드부(104)가 형성되어 있다. 그 상세는 후술한다.

틸팅 조작은, 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)에 있어서의 경사 조작 방향과 반대측(틸팅에 의해 상승하는 측)의 부분이 접촉함으로써 정지된다. 이 접촉에 있어서, 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)에 형성된 리브(36)와, 상부 하우징(13)에 형성된 홈부(132)가 끼워 맞춤된다. 이에 의해, 틸팅 조작시의 회전 운동이 억제된다.

다음에, 축 압박 조작을 설명한다. 도 24a와 도 24b에, 도 4의 장치(1)에 대해 축 압박 조작이 행해진 상태가 도시되어 있다. 사용자가 축 압박 조작, 즉, 노브(2)를 도시 하방으로 압박하는 조작을 실행하면, 도 24a와 도 24b에 도시되어 있는 바와 같이, 노브(2), 로테이션 샤프트(3), 중심축(4), 스윙 샤프트(5), 슬라이더(6)가 하방으로 평행 이동한다.

그때, 러버에 의해 형성된 프레스 러버(7)는, 러버의 탄성에 의해 변형된다. 축 압박량[중심축(4)이 도시 하방으로 평행 이동하는 거리]이 제로로부터 증가함에 따라 프레스 러버(7)의 형상은 서서히 변형되어 가지만, 축 압박량이 어느 정도의 양을 초과하면, 도 24a와 도 24b에 도시되어 있는 바와 같이 프레스 러버(7)의 경사부(72)가 급격하게 크게 변형된다. 이 큰 변형이 사용자의 손에 클릭감을 느끼게 한다.

또한 축 압박 조작에 의해, 중심축(4)의 통부(44)가 하방으로 평행 이동하면, 도 25a와 도 25b에 도시되어 있는 바와 같이, 클릭판(10)의 소직경 원통부(101) 내에 통부(44)가 삽입된다. 통부(44)의 직경은, 소직경 원통부(101)의 직경보다도 약간 짧게 설정되어 있어, 소직경 원통부(101) 내에 통부(44)가 삽입되면, 통부(44)는 기울어질 수 없게 된다. 이에 의해, 축 압박 조작시에 사용자가 원하지 않는 틸팅이 억제되어, 확실하게 축 압박 조작을 행할 수 있다.

다음에, 회전 조작을 설명한다. 사용자가 회전 조작, 즉 노브(2)를 조작 축선(L) 주위로 회전시키는 조작을 실행하면, 노브(2)와 로테이션 샤프트(3)가 회전한다. 중심축(4)의 막대 형상부(46)가 회전하려고 해도 고정된 홀더(8)가 제지하므로, 중심축(4)은 회전하지 않는다. 따라서 중심축(4)의 막대 형상부(46)의 선단이 고정된 스윙 샤프트(5)도 회전하지 않는다. 슬라이더(6), 프레스 러버(7)도 회전하지 않는다.

상술한 바와 같이 로테이션 샤프트(3)의 하측의 면에는, 도 6a 내지 도 6c와 같이 볼록부(35)가 형성되어 있다. 사용자에 의해 노브(2)가 회전 조작될 때에, 회전 플런저(50)는 상하 방향으로 운동한다. 회전 플런저(50)는 회전 스프링(51)에 의해 상방을 향해 가압되므로, 볼록부(35)가 있는 위치에서는 볼록부(35)가 없는 위치에 비해 보다 강하게 하방으로 압박된다.

이에 의해, 노브(2)의 회전 조작에 있어서, 볼록부(35) 사이의 위치에서 노브(2)의 회전 각도는 안정된다. 도 6c에는, 볼록부(35) 사이의 안정 위치(35a)가 도시되어 있다. 볼록부(35)가 주위 방향으로 등간격으로 형성되어 있음으로써 안정 위치(35a)도 주위 방향으로 등간격으로 배치된다. 노브(2)의 회전은 이 안정 위치(35a)에서 안정된다. 인접하는 안정 위치(35a) 사이의 각도씩, 노브(2)의 회전은 새겨지게 된다.

이하에서 장치(1)를 보다 상세하게 설명한다. 도 18, 도 19에는, 로테이션 샤프트(3)의 리브(36)와 상부 하우징(3)의 홈부(132)가 끼워 맞춤된 모습이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)에는, 주위 방향으로 등간격으로 리브(36)가 형성되어 있다. 마찬가지로, 상부 하우징(13)에도 주위 방향으로 등간격으로 홈부(132)가 형성되어 있다.

도 16a와 도 16b의 예에서는 리브(36)는, 주위 방향으로 등간격으로 8개, 홈부(132)는 주위 방향으로 등간격으로 24개 형성되어 있다. 홈부(132)의 개수는, 안정 위치(35a)의 1바퀴분의 개수와 동일 수로 되어 있다. 노브(2) 및 로테이션 샤프트(3)의 회전이 안정 위치(35a)에 의해 안정화된 상태에서 틸팅되었을 때에 서로 끼워 맞춤되는 위치에 리브(36)와 홈부(132)는 형성되어 있다. 또한 조작 입력 장치(1)에서는, 요동 방향수 8을 1바퀴분의 회전 클릭수 24의 약수로 하고 있다. 요동 방향수와 1바퀴분의 회전 클릭수가 이 제약을 만족시키지 않으면, 틸팅 조작시의 리브(36)와 홈부(132)의 끼워 맞추어짐이 성립되지 않는다. 조작 입력 장치(1)에 있어서는, 요동 방향수와 1바퀴분의 회전 클릭수를 8과 24로부터 변경해도 되지만, 그 경우도 이 제약은 만족시키도록 한다.

틸팅 조작시에 리브(36)와 홈부(132)가 서로 끼워 맞추어짐으로써 틸팅된 상태에서의 노브(2)나 로테이션 샤프트(3)의 회전 운동이 금지, 억제된다. 도 20에 도시된 종래의 조작 입력 장치에서는, 틸팅시에 사용자가 원하지 않는 회전 운동이 발생해 버리는 경우가 있었다. 특히, 노브가 요동 후에는, 힘이 가해지는 방법에 따라서는, 노브가 회전하거나, 쓰러지는 경우가 있었다. 본 실시예의 조작 입력 장치(1)에서는, 틸팅시의 회전이 억제됨으로써, 틸팅시의 조작성이 안정화되어 오조작이 억제된다.

도 21a 내지 도 21d에는, 클릭판(10)의 오목 형상면(103)에 형성된 가이드부(104)가 도시되어 있다. 도 23에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 조작 입력 장치에서는, 사용자가 틸팅(요동) 조작을 한 경우에, 조작감이 애매하여, 의도한 틸팅 방향으로 실제로는 틸팅되지 않아 오조작이 발생할 가능성이 있었다. 즉, 입력되는 조작 방향에 대해, 사용자가 의도하지 않은 방향으로 입력되는 경우가 있었다. 여기서, 가이드부(104)는, 클릭판(10)의 오목 형상면(103)에 있어서의 요동 플런저(40)가 요동 스프링(41)에 의해 가압되어 접촉하는 부분의 형상에 의해, 틸팅 조작에 있어서의 조작감을 명확하게 하여 오조작의 가능성을 작게 하는 부위이다.

가이드부(104)는, 요동 플런저(40)의 선단(하단부)이 접촉하여, 틸팅 조작시에 소정의 틸팅 방향으로 적절하게 유도되도록 오목 형상면(103) 상에 형성된 볼록부이다. 도 21a 내지 도 21d의 예에서는, 소정의 틸팅 방향은 수직 축선(V) 주위의 전체 둘레를 8등분한 8방향으로 되어 있다.

가이드부(104)는, 비틸팅 상태[즉, 도 4와 같이 조작 축선(L)이 수직 축선(V)과 겹쳐져 있는 상태]에서 요동 플런저(40)의 선단이 접촉하는 위치의 외측 테두리를 주위 방향으로 둘러싸는 환 형상 볼록부(106)와, 그 환 형상 볼록부(106)로부터, 직경 방향 외측을 향해 방사 형상으로, 8개의 소정 틸팅 방향의 사이의 8개의 경계에 형성된 선 형상 볼록부(105)를 포함한다.

도 21c의 XXIC-XXIC 단면도에 도시된 바와 같이, 환 형상 볼록부(106)의 형상은, 예를 들어 환 형상의 능선을 갖도록 클릭판(10)으로부터 돌출된 형상으로 하고, 환 형상 볼록부(106)에 둘러싸인 영역은 구면 형상으로 매끄러운 오목부를 형성하는 것으로 하면 된다. 사용자가 비틸팅 상태에 있는 노브(2)를 틸팅 조작한 경우에, 환 형상 볼록부(106)를 넘을 때에 사용자의 손은 클릭감을 느낀다. 이 클릭감에 의해, 사용자는 틸팅 상태로 된 것을 인식할 수 있다.

또한 도 21c와 도 21d의 XXIC-XXIC 단면도 및 XXID-XXID 단면도에 도시된 바와 같이, 선 형상 볼록부(105)의 형상은, 예를 들어 선 형상의 능선을 갖도록 클릭판(10)으로부터 돌출된 형상으로 하고, 선 형상 볼록부(105)에 끼워진 영역은 곡면 형상으로 매끄러운 오목부를 형성하는 것으로 하면 된다.

사용자가 노브(2)를 틸팅 조작하는 경우에, 8개의 선 형상 볼록부(105)에 의해 분할된 8방향이 적절한 틸팅 방향으로 된다. 그 8방향 D1 내지 D8이 도 22에 도시되어 있다. 8개의 틸팅 방향 D1 내지 D8의 각각의 양측부에 선 형상 볼록부(105)가 형성되어 있으므로, 사용자는 원하는 틸팅 방향으로 안정적으로 틸팅시킬 수 있다.

또한 사용자에 의한 노브(2)의 틸팅 조작에 있어서 허용되는 조작 방향은, 선 형상 볼록부(105)에 의해 구획된 상기 D1 내지 D8의 8방향만은 아니다. 도 22에는, 조작 축선(L)과 노브(2)의 상면(20)의 교점을 점 Q로 하여, 사용자의 틸팅 조작에 의한 점 Q의 이동 가능 범위가 도시되어 있다. 즉, 점 Q의 이동 가능 범위는 도 22에 도시된 원 내의 전부이다.

도 22에 도시된 이동 가능 범위의 외측 테두리는, 틸팅된 로테이션 샤프트(3)가 상부 하우징(13)에 접촉[상술한 바와 같이 리브(36)와 홈부(132)가 끼워 맞추어짐]하여 틸팅이 정지된 상태에서의 틸팅 각도에 대응한다. 장치(1)는, 사용자가 노브(2)를 틸팅 조작할 때에, 인접하는 틸팅 방향으로 옮겨지는(예를 들어, D1 방향으로부터 D2 방향으로 이행하는) 것을 허용한다. 예를 들어, 점 Q가 연직 축선(L) 주위의 원 운동을 그리도록 틸팅 조작시킬 수도 있다.

그때, 요동 플런저(40)의 선단이 선 형상 볼록부(105)를 넘을 때에, 사용자의 손은 클릭감을 느낀다. 이에 의해, 인접하는 틸팅 방향으로 옮겨진 것을 인식할 수 있다. 따라서 사용자가 틸팅 방향을 바꾼 경우에, 틸팅 방향을 실제로 변경할 수 있었던 것을 확실하게 인식할 수 있다. 또한 사용자는, 인접하는 틸팅 방향으로 옮겨질 때의 클릭감이 없음으로써, 원하는 틸팅 방향으로 조작할 수 있는 것을 확실하게 인식할 수 있다. 또한, 요동 플런저(40)의 미끄럼 이동이 가능하도록, 가이드부에 있어서의 오목 형상의 R은 요동 플런저(40)의 선단면(40d)의 R보다도 크게 한다.

다음에, 장치(1)의 축 압박 조작에 대해 설명한다. 축 압박 조작시의 장치(1)는 도 24, 도 25a와 도 25b에 도시되어 있다. 도 24a와 도 24b는 전체도이고, 도 25a와 도 25b는 부분 확대도이다. 상술한 바와 같이, 사용자의 축 압박 조작에 의해, 노브(2), 로테이션 샤프트(3), 중심축(4), 스윙 샤프트(5), 슬라이더(6)가 하방으로 평행 이동한다. 그때, 러버에 의해 형성된 프레스 러버(7)는, 러버가 갖는 탄성에 의해 변형된다.

축 압박량[중심축(4)이 도시 하방으로 평행 이동하는 거리]이 제로로부터 증가함에 따라 프레스 러버(7)의 형상은 서서히 변형되어 가지만, 축 압박량이 어느 정도의 양을 초과하면, 도 24a와 도 24b에 도시되어 있는 바와 같이 프레스 러버(7)의 경사부(72)가 급격하게 크게 변형(버클링)된다. 이 큰 변형이 사용자의 손에 클릭감을 느끼게 한다.

클릭판(10)에는, 소직경 원통부(101)가 형성되어 있다. 중심축(4)이 하방으로 압박됨으로써, 중심축(4)의 원통부(44)가 소직경 원통부(101) 내에 삽입, 끼워 맞춤된다. 도 24a는 축 압박의 도중의 단계, 도 24b 및 도 25a의 우측 도면은, 완전히 중심축(1)을 압박한 상태(1 스트로크 완료 상태)를 도시하고 있다. 도 24a의 단계는, 예를 들어 1.5㎜ 스트로크한 상태이며, 프레스 러버(7)의 경사부(72)가 버클링되어 원통부(70)의 저면이 기판(9)의 도시 상면에 접촉하고 있다. 도 24b는 축 압박이 더 진행된 상태(예를 들어 2㎜ 스트로크)이며, 프레스 러버(7)가 더 변형되면서, 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)의 저면에 커버(11)의 돌기부(112)의 접촉면(113)이 접촉하여 최종적으로 축 압박이 정지된다. 이에 의해 사용자는 완전히 압박된 것을 확실하게 인식한다.

소직경 원통부(101)의 직경은 원통부(44)의 직경과 동일하거나 약간 길게 하여, 원통부(44)가 삽입된 상태에서 원통부(44)가 틸팅되지 않도록 한다. 이에 의해 축 압박 조작을 행하였을 때에 중심축(4), 나아가서는 노브(2)가 안정화되어, 축 압박시의 틸팅이 억제된다. 도 25a와 도 25b에 도시되어 있는 바와 같이, 원통부(44)의 코너부에 모따기부(44a)(혹은 R 형상), 클릭판(10)의 소직경 원통부(101)의 코너부에 모따기부(101a)(혹은 R 형상) 중 어느 하나 또는 양쪽을 형성하면, 원통부(44)의 소직경 원통부(101)에의 삽입이 용이해져 적합하다.

종래의 조작 입력 장치에서는, 축 압박시에 노브가 불안정하여, 축 압박시에 사용자가 의도하지 않은 틸팅이 발생해 버리는 일이 있었다. 그러나 장치(1)에서는, 축 압박시에 클릭판(10)과 중심축(4)이 끼워 맞추어지므로, 축 압박시에 노브(2)의 불안정감이 없어, 축 압박시에 의도하지 않은 틸팅에 의해 오조작이 발생하지 않는다. 따라서 종래에 없는 높은 조작성을 달성할 수 있다.

다음에, 장치(1)에 있어서의 회전 조작, 축 압박 조작, 틸팅 조작의 검지에 대해, 도 26 내지 도 29를 참조하면서 설명한다.

도 26은 케이스(12), 상부 하우징(13)을 제외한 상태에서의 장치(1)의 사시도이다. 도 27은 또한 노브(2), 로테이션 샤프트(3), 스윙 샤프트(5)를 제외한 상태에서의 평면도이다. 도 28은 검출 결과의 산출 루틴을 나타내는 도면이다. 도 29는 조작 입력 장치(1)를 자동차 차량에 탑재한 경우의 구성도이다.

도 29에 도시되어 있는 바와 같이, 장치(1)는 차량(100)의 에어 컨디셔닝 장치(101)나 오디오 장치(102), 내비게이션 장치(102) 등에 전기적으로 접속되어, 차량(100)의 탑승자로부터 이들 각종 차량 탑재 장치에의 조작 입력을 받아들이는 장치로서 기능한다.

도 26, 도 27에 도시되어 있는 바와 같이, 스윙 샤프트(5)의 4개의 플랜지부(56)의 하방에 4개의 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)가 배치되어 있다. 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)에는 LED 등에 의해 광을 출력하는 발광부(140)와, 수광 소자를 구비하여 발광부(140)로부터 발광된 광을 수광하는 수광부(141)가, 대향하는 위치에 배치되어 있다.

플랜지부(56)는 내부가 공동(空洞) 형상으로 되어 있고, 사용자가 예를 들어 축 압박 조작을 행하면, 플랜지부(56)가 하방으로 평행 이동함으로써, 4개의 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)가 각각 4개의 플랜지부(56) 내에 삽입된다. 플랜지부(56)의 내부의 공동 영역에는 차단벽(56a)이 형성되어 있고, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)가 플랜지부(56) 내에 삽입되면, 차단벽(56a)이 발광부(140)와 수광부(141) 사이로 들어가, 발광부(140)로부터 수광부(141)로 전달되는 광을 차단한다.

포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)가 플랜지부(56)의 외부에 있는 상태에서는, 발광부(140)로부터 발광된 광은 수광부(141)에서 수광된다. 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)는, 수광부(141)가 광을 수광하면 오프(OFF)를 출력하고, 수광부(141)가 광을 수광하지 않으면 온을 출력한다.

장치(1)는, 상술한 바와 같이 사용자로부터, 도 27에 도시된 D1 내지 D8의 8방향의 틸팅 조작 및 축 압박 조작, 회전 조작을 받아들인다. 스윙 샤프트(5)의 4개의 플랜지부(56) 및 4개의 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)는, D1, D3, D5, D7 방향으로 배치되어 있다.

4개의 플랜지부(56)는 사용자에 의한 축 압박 조작 혹은 틸팅 조작에 의해 하방으로 압박되어, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d) 중 어느 하나(혹은 전부)가 온으로 된다. 축 압박 조작 및 8방향의 틸팅 조작 중 어느 것인가에 의해, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)의 온 오프의 조합이 다르다.

그 모습이 도 28에 나타내어져 있다. 즉, 사용자가 축 압박 조작을 실행하면, 4개의 플랜지부(56)가 평행하게 하방으로 이동하여, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d) 전부가 온으로 된다. 또한 사용자가 D1 방향으로 틸팅 조작하면, D1 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. 따라서, D1 방향으로의 틸팅 조작의 경우 포토인터럽터(14a)만이 온으로 되고, 다른 포토인터럽터(14b, 14c, 14d)는 오프로 된다.

사용자가 D3 방향으로 틸팅 조작하면, D3 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. 따라서, D3 방향으로의 틸팅 조작의 경우, 포토인터럽터(14b)만이 온으로 되고, 다른 포토인터럽터(14a, 14c, 14d)는 오프로 된다.

사용자가 D5 방향으로 틸팅 조작하면, D5 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. 따라서, D5 방향으로의 틸팅 조작의 경우 포토인터럽터(14c)만이 온으로 되고, 다른 포토인터럽터(14a, 14b, 14d)는 오프로 된다.

사용자가 D7 방향으로 틸팅 조작하면, D7 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. 따라서, D7 방향으로의 틸팅 조작의 경우, 포토인터럽터(14d)만이 온으로 되고, 다른 포토인터럽터(14a, 14b, 14c)는 오프로 된다.

또한 사용자가 D2, D4, D6, D8방향으로 틸팅하면, 그 틸팅 방향의 좌우 양측에 있는 포토인터럽터가 온으로 되도록, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d) 및 플랜지부(56)의 형상이나 위치 관계를 설정한다.

이에 의해, 사용자가 D2 방향으로 틸팅 조작하면, 그 양측의 D1, D3 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. D1, D3 방향에는 포토인터럽터(14a, 14b)가 있다. 따라서, D2 방향으로의 틸팅 조작의 경우, 포토인터럽터(14a, 14b)가 온으로 되고, 포토인터럽터(14c, 14d)는 오프로 된다.

마찬가지로 사용자가 D4 방향으로 틸팅 조작하면, 그 양측의 D3, D5 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. D3, D5 방향에는 포토인터럽터(14b, 14c)가 있다. 따라서, D4 방향으로의 틸팅 조작의 경우, 포토인터럽터(14b, 14c)가 온으로 되고, 포토인터럽터(14a, 14d)는 오프로 된다.

사용자가 D6 방향으로 틸팅 조작하면, 그 양측의 D5, D7의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. D5, D7 방향에는 포토인터럽터(14c, 14d)가 있다. 따라서, D6 방향으로의 틸팅 조작의 경우, 포토인터럽터(14c, 14d)가 온으로 되고, 포토인터럽터(14a, 14b)는 오프로 된다.

사용자가 D8방향으로 틸팅 조작하면, 그 양측의 D7, D1 방향의 플랜지부(56)만이 하방으로 압박되고, 다른 방향의 플랜지부(56)는 하방으로 압박되지 않는다. D7, D1 방향에는 포토인터럽터(14d, 14a)가 있다. 따라서, D8방향으로의 틸팅 조작의 경우, 포토인터럽터(14d, 14a)가 온으로 되고, 포토인터럽터(14b, 14c)는 오프로 된다.

이상의 성질을 이용하여 장치(1)는, 축 압박 조작 및 D1 내지 D8의 8방향의 틸팅 조작 중 어느 조작이 이루어졌는지를, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)의 온 오프 출력의 조합으로부터 검지한다.

즉, 도 28에 나타내어져 있는 바와 같이, 포토인터럽터(14a)만이 온이고, 포토인터럽터(14b, 14c, 14d)가 오프인 경우, D1 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다. 포토인터럽터(14a, 14b)가 온이고, 포토인터럽터(14c, 14d)가 오프인 경우, D2 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다. 포토인터럽터(14b)만이 온이고, 포토인터럽터(14a, 14c, 14d)가 오프인 경우, D3 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다.

포토인터럽터(14b, 14c)가 온이고, 포토인터럽터(14a, 14d)가 오프인 경우, D4 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다. 포토인터럽터(14c)만이 온이고, 포토인터럽터(14a, 14b, 14d)가 오프인 경우, D5 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다. 포토인터럽터(14c, 14d)가 온이고, 포토인터럽터(14a, 14b)가 오프인 경우, D6 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다.

포토인터럽터(14d)만이 온이고, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c)가 오프인 경우, D7 방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다. 포토인터럽터(14d, 14a)가 온이고, 포토인터럽터(14b, 14c)가 오프인 경우, D8방향으로의 틸팅 조작이라고 검지한다. 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)가 전부 온인 경우, 축 압박 조작이라고 검지한다.

도 29에 나타내어져 있는 바와 같이, 조작 입력 장치(1)(장치)는 예를 들어 차량(자동차)(100)에 장비된다. 장치(1)의 기판(9)에는, CPU(95), RAM(96), ROM(97)이 장비되어 있다. CPU(95)는 장치(1)에 관한 각종 연산 등의 정보 처리를 담당하고, 특히 장치(1)에의 사용자의 조작(이 무엇인지)을 검지한다.

RAM(96)은 CPU(95)의 작업 영역을 위한 휘발성 기억부이고, ROM(97)은 CPU(95)에서의 처리에서 사용되는 각종 데이터나 프로그램 등을 기억하는 불휘발성 기억부이다. 도 29에 나타내어져 있는 바와 같이, 기판(9)과 상기 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)는 전기적으로 접속되어 있어, 포토인터럽터(14a, 14b, 14c, 14d)의 온 오프 출력이 기판(9)에서 취득된다. 도 28의 판정 루틴은 프로그램화되어 ROM(97)에 기억되어 있고, 그것을 CPU(95)가 실행하여 틸팅 방향 및 축 압박 조작의 판정을 실행하면 된다.

장치(1)는 또한 회전 검출부(14e)를 구비하여, 사용자에 의한 회전 조작을 검출한다. 도 26에 도시되어 있는 바와 같이, 회전 검출부(14e)는 홀더(8)의 수평면으로부터 상방으로 돌출되는 막대 형상의 형상을 갖는다. 로테이션 샤프트(3)의 플랜지부(34)의 직경 방향 외측의 단부면에는 기어가 형성되어 있다. 회전 검출부(14e)의 측면에도 기어가 형성되어 있고, 양 기어는 끼워 맞추어져 있다.

사용자의 회전 조작에 의해 노브(2) 및 로테이션 샤프트(3)가 회전하면, 이들 기어에 의해 회전이 회전 검출부(14e)에 전달된다. 회전 검출부(14e)는 회전 각도를 검출하는 기능을 갖는다. 회전 검출부(14e)에 의해 검출된 회전 각도가 기판(9)에 전달되어, 사용자가 입력한 회전 각도가 CPU(95)에서 인식된다.

이상과 같이 CPU(95)에서 인식된 사용자에 의한 입력의 정보(축 압박 조작, 8방향의 틸팅 조작, 회전 조작 중 어느 것인지, 또한 회전 조작에 있어서의 회전 각도)는, 차량(100)에 장비된 에어 컨디셔닝 장치(101), 오디오 장치(102), 내비게이션 장치(103) 등으로 송신되어, 입력에 따라서 이들의 장치가 제어된다.

또한 도 28에 나타내어진 판정 루틴 중에서, D2, D4, D6, D8방향의 판정에 있어서는, 2개의 포토인터럽터가 온으로 되는 것이 조건이지만, 사용자가 잘 조작할 수 없었던 경우에 2개의 포토인터럽터가 동시에 온으로 되지 않을 가능성이 있다. 장치(1)에서는, 이러한 경우를 판정 루틴의 프로그램에 의해 소프트웨어적으로 해결하면 된다. 구체적으로는, 예를 들어 1개의 포토인터럽터가 온으로 되고 나서 소정 시간(예를 들어, 수십 내지 100msec)은 판정을 행하지 않고, 소정 시간 이내에 다른 포토인터럽터가 온으로 되면 그들 포토인터럽터가 동시에 온으로 되었다고 간주하면 된다.

또한 도 28에서는 4개의 포토인터럽터가 온인 경우에 축 압박 조작이라고 판정하지만, 사용자가 제대로 4개를 온으로 할 수 없을 가능성도 생각된다. 따라서, 판정 루틴의 프로그램에 있어서, 예를 들어 3개 이상이 온인 경우는 축 압박 조작이라고 판정하도록 하면 된다.

상기한 바와 같이, 본 개시의 장치(1)에서는, 4개의 포토인터럽터에 의해 8개의 틸팅 방향(및 축 압박 조작)의 검출을 행하고 있다. 이것을 가령 포토인터럽터가 아닌 접촉식 스위치로 변경한 경우, 접촉식 스위치가 갖는 탄성이 사용자에게 조작감을 부여하게 된다. 따라서, 스위치가 있는 방향(D1, D3, D5, D7)과 없는 방향(D2, D4, D6, D8)에서는 사용자의 조작감(사용자의 손이 받는 반발력)이 다르게 되어 바람직하지 않다. 또한 접촉식 스위치를 사용하여 사용자에게 8방향 전부에서 동일한 조작감을 부여하기 위해서는 8개의 스위치가 필요해진다.

이에 대해 본 개시의 장치(1)에서는, 포토인터럽터는 비접촉 검출 수단이며, 사용자에게 조작감을 부여하는 기능은 클릭판(10)에 집약되어 있다. 따라서, 장치(1)는, 8방향 전부에 동일한 조작감이 부여되고, 또한 (8개보다 적은) 4개의 포토인터럽터로 8방향의 틸팅 방향 및 축 압박 조작을 검출할 수 있다고 하는 현저한 효과를 발휘한다.

물론 상기 실시예에서 검출 수단을 포토인터럽터로부터 다른 스위치, 센서로 변경해도 된다. 이 경우도, 적은 수(4개)의 검출 수단으로 8방향의 틸팅 방향 및 축 압박 조작을 검지할 수 있다고 하는 효과가 달성된다. 또한 상기 실시예에서는 틸팅 조작이 8방향인 경우를 나타냈지만, 본 개시에서는 틸팅 방향수는 8에 한정되지 않는다. 틸팅 방향은, 10, 6, 4, 2 등의 짝수, 혹은 3, 5, 7 등의 홀수여도 된다. 그리고 틸팅 방향수에 따라서 포토인터럽터의 장비 수 및 위치와 클릭판의 가이드 홈과 로테이션 샤프트(3)의 리브(36)(제1 요철부)를 틸팅 방향에 따라서 변경하고, 리브(36)(제1 요철부)의 수의 배수의 홈부(132)(제2 요철부)를 상부 하우징(13)에 형성하면 된다.

도 30에는 클릭판(10)의 클릭판(10')으로의 변경이 도시되어 있다. 클릭판(10)에는 사용자에 의한 틸팅 조작을 8방향으로 유도하는 가이드부(104)가 형성되어 있다. 클릭판(10')에는 사용자에 의한 틸팅 조작을 4방향으로 유도하는 가이드부(104')가 형성되어 있다. 가이드부(104')에 있어서의 4방향은, 인접하는 방향이 직교하는 4방향이며, 가이드부(104)와 마찬가지로 환 형상 볼록부와 선 형상 볼록부가 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 장치(1)에서는, 요동 플런저(40)를 틸팅 방향을 유도하는 기능은 클릭판(10)에 집약되어 있다. 클릭판(10)은 커버(11)와 기판(9) 사이에 끼움 지지되어 있다. 클릭판(10)의 고정 방법은, 예를 들어 기판(9)이나 커버(11)에 나사 고정, 압입 등 기존의 고정 방법을 임의로 사용하면 된다. 따라서 장치(1)에 있어서 클릭판(10)을 [예를 들어, 클릭판(10')으로] 변경하는 것은 용이하다. 따라서, 장치(1)에서는, 틸팅 방향수를 용이하게 변경할 수 있다.

또한 클릭판(10')으로 변경한 경우, 상술한 D1, D3, D5, D7 방향으로 틸팅 조작은 유도된다. 가이드부(104')의 형상에 의해, D2, D4, D6, D8방향으로의 틸팅은 현저하게 곤란해진다. 따라서 클릭판(10')을 사용한 경우에, 상기 도 28의 8방향용 판정 프로그램을 사용해도, D2, D4, D6, D8방향의 검지가 없어질 뿐이며, 지장을 초래하지 않는다.

따라서 클릭판(10)으로부터 클릭판(10')으로 변경해도, 상기 도 28의 판정 프로그램은 변경하지 않고 사용해도 된다. 즉, 본 개시의 장치(1)에 있어서는, 8방향 틸팅용 판정 프로그램을 탑재하면, 클릭판을 부호 10으로부터 10'로 변경하는 것만으로, 8방향 틸팅으로부터 4방향 틸팅으로 변경할 수 있다. 마찬가지의 이유로, 예를 들어 2방향 틸팅으로의 변경도 클릭판의 변경만으로 대응할 수 있다. 따라서, 본 개시의 장치(1)에서는, 조작 방향 차이의 파생 제품의 저비용화를 실현할 수 있다.

본 개시는, 이하의 형태를 포함한다.

본 개시의 일 형태에 따라서, 조작 입력 장치는, 파지부를 갖는 조작체와, 파지부는 사용자에 의해 파지 가능하고, 가상적인 조작 축선을 갖고, 사용자가 그 파지부를 파지하여 상기 파지부의 조작 축선을 틸팅시킨 경우, 상기 조작 축선 상의 소정의 회전 중심점을 중심으로 상기 파지부와 함께 조작체는 틸팅되고, 조작체는, 소정의 틸팅 방향수, 틸팅 가능하고, 상기 조작 축선의 주위 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된 복수의 검지부와, 복수의 검지부의 개수는, 소정의 틸팅 방향수보다 적고, 각 검지부는, 상기 조작체가 당해 검지부에 대응한 방향으로 틸팅된 경우, 제1 출력값을 출력하고, 상기 조작체가 당해 검지부에 대응하지 않는 방향으로 틸팅된 경우, 제2 출력값을 출력하고, 복수의 상기 검지부로부터 출력된 제1 출력값의 개수의 정보 및 제1 출력값을 출력한 검지부의 정보에 기초하여, 조작체의 틸팅 방향을 판정하는 판정 장치를 갖는다.

상기한 조작 입력 장치에서는, 소정의 복수 방향으로의 틸팅 조작을 받아들이는 조작 입력 장치에 있어서, 2값(예를 들어, 온과 오프)을 출력하는 검지부를 소정의 틸팅 방향수보다도 적은 위치에 배치하고, 개개의 검지부가 온인지 오프인지뿐만 아니라, 온을 출력하고 있는 검지부의 수가 단수인지 복수인지의 정보도 이용하여, 틸팅 방향과 축 압박 방향을 판정한다. 따라서, 온을 출력하고 있는 검지부의 수가 단수인지 복수인지의 정보를 효과적으로 이용함으로써, 검지부를 소정의 틸팅 방향수보다 적게 해도, 확실하게 틸팅 방향을 검출할 수 있다. 따라서, 검지부의 수를 적게 하는 목적을 달성하면서, 확실하게 틸팅 방향을 검출할 수 있는 조작 입력 장치를 실현할 수 있다.

대안으로서, 복수의 검지부는, 제1 검지부와 제2 검지부를 가져도 된다. 상기 판정 장치는, 제1 검지부가 제1 출력값을 출력한 경우에, 소정 시간, 틸팅 방향을 판정하지 않고, 상기 판정 장치는, 그 소정 시간 내에 제2 검지부가 제1 출력값을 출력한 경우, 상기 제1 검지부와 제2 검지부가 동시에 제1 출력값을 출력하였다고 판정한다. 이 경우, 본 발명에 따르면, 1개의 검지부가 온으로 되어도, 소정 시간 내에 다른 검지부가 온으로 되면 2개의 검지부가 동시에 온으로 되었다고 간주한다. 따라서, 틸팅 조작시의 사용자가 힘을 가하는 방법에 따라 원하는 틸팅 방향으로 잘 틸팅되지 않고, 틸팅 방향이 요동되는 경우가 있지만, 이러한 경우에도 확실하게 틸팅 방향을 검출할 수 있다.

대안으로서, 사용자가 상기 파지부를 파지하여 상기 조작 축선 방향으로 상기 파지부를 압박하는 경우, 상기 조작체는, 상기 파지부와 함께 상기 조작 축선 방향을 따라 평행 이동해도 된다. 상기 판정 장치는, 제1 부 판정 장치를 갖는다. 제1 부 판정 장치는, 모든 상기 검지부가 상기 제1 출력값을 출력한 경우에, 조작체는 상기 조작 축선 방향으로 압박되었다고 판정한다. 이 경우, 복수 방향으로의 틸팅 조작뿐만 아니라, 축 압박 조작도 받아들이는 조작 입력 장치에 있어서, 모든 검지부가 온으로 되면 축 압박이라 판정하므로, 틸팅 방향의 검출로부터 검출부의 수를 증가시키는 일 없이 축 압박 조작도 검출할 수 있다.

대안으로서, 상기 판정 장치는, 제2 부 판정 장치를 더 가져도 된다. 제2 부 판정 장치는, 상기 제1 출력값을 출력하는 상기 검지부의 수가 소정수보다도 작은 경우에, 조작체는 복수의 틸팅 방향 중 하나로 틸팅되었다고 판정한다. 이 경우, 모든 검지부가 온으로 되면 축 압박 조작이라고 판정하고, 온인 검지부의 수가 소정수보다도 작은 경우는 틸팅 조작이라고 판정한다. 따라서 검지부의 수를 적게 하는 목적을 달성하면서, 온인 검지부의 수의 정보를 유효하게 이용함으로써, 축 압박 조작도 틸팅 조작도 판정하는 조작 입력 장치를 실현할 수 있다.

대안으로서, 소정의 틸팅 방향수는 8이어도 된다. 조작체의 틸팅 방향은, 상기 조작 축선의 주위 방향을 8등분한 8방향 중 하나이고, 상기 검지부의 수는, 4이다. 이 경우, 소정의 틸팅 방향수가 8방향이면서, 검지부는 4개만을 배치한다. 따라서 적은 검지부를 이용하여 8방향의 틸팅 방향을 판정할 수 있는 조작 입력 장치를 실현할 수 있다.

본 개시는, 실시예에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 당해 실시예나 구조에 한정되는 것이 아니라고 이해된다. 본 개시는, 다양한 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 덧붙여, 다양한 조합이나 형태, 나아가서는 그들에 1요소만, 그 이상, 혹은 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도, 본 개시의 범주나 사상 범위에 포함되는 것이다.

Claims (8)

1. 조작 입력 장치는,
   파지부(2)를 갖는 조작체(3, 4)와, 파지부(2)는 사용자에 의해 파지 가능하고, 가상적인 조작 축선을 갖고, 사용자가 그 파지부(2)를 파지하여 상기 파지부(2)의 조작 축선을 틸팅시킨 경우, 상기 조작 축선 상의 소정의 회전 중심점을 중심으로 상기 파지부(2)와 함께 조작체(3, 4)는 틸팅되고, 조작체(3, 4)는, 상기 조작 축선의 주위 방향을 8등분한 8방향으로 틸팅 가능하고, 사용자가 상기 파지부(2)를 파지하여 상기 조작 축선 방향으로 상기 파지부(2)를 압박하는 경우, 상기 조작체(3, 4)는, 상기 파지부(2)와 함께 상기 조작 축선 방향을 따라 평행 이동하고,
   상기 조작 축선의 주위 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된 4개의 검지부(14a 내지 14d)와, 각 검지부(14a 내지 14d)는, 상기 조작체(3, 4)가 당해 검지부(14a 내지 14d)에 대응하는 방향으로 틸팅된 경우, 비접촉으로 검지하여 2값 출력값 중 제1 출력값을 출력하고, 상기 조작체(3, 4)가 당해 검지부(14a 내지 14d)에 대응하지 않는 방향으로 틸팅된 경우, 비접촉으로 검지하여 2값 출력값 중 제2 출력값을 출력하고,
   사용자가 상기 파지부(2)를 8방향으로 틸팅시키는 경우, 8방향으로 동등한 조작감을 사용자에게 부여하는 접촉부(10)와, 당해 접촉부(10)는, 사용자가 상기 파지부(2)의 조작 축선을 틸팅시키는 경우나, 사용자가 상기 조작 축선 방향으로 상기 파지부(2)를 압박하는 경우, 조작체(3, 4)의 조작 축선 방향의 선단부가 접촉하는 면(103)을 구비하고,
   4개의 상기 검지부(14a 내지 14d)로부터 출력된 제1 출력값의 개수의 정보 및 제1 출력값을 출력한 검지부(14a 내지 14d)의 정보에 기초하여, 조작체(3, 4)의 틸팅 방향 및 파지부(2)를 상기 조작 축선 방향으로 압박하는 조작을 판정하는 판정 장치(95)를 갖고,
   상기 판정 장치(95)는, 제1 부 판정 장치(95)와 제2 부 판정 장치(95)를 갖고,
   제1 부 판정 장치(95)는, 모든 상기 검지부(14a 내지 14d)가 상기 제1 출력값을 출력한 경우에, 조작체(3, 4)는 상기 조작 축선 방향으로 압박되었다고 판정하고,
   제2 부 판정 장치(95)는, 상기 제1 출력값을 출력하는 상기 검지부(14a 내지 14d)의 수가 소정수보다도 작은 경우에, 조작체(3, 4)는 복수의 틸팅 방향 중 하나로 틸팅되었다고 판정하고,
   4개의 검지부(14a 내지 14d)는, 제1 검지부(14a 내지 14d)와 제2 검지부(14a 내지 14d)를 갖고,
   상기 판정 장치(95)는, 제1 검지부(14a 내지 14d)가 제1 출력값을 출력한 경우에, 소정 시간, 틸팅 방향을 판정하지 않고,
   상기 판정 장치(95)는, 그 소정 시간 내에 제2 검지부(14a 내지 14d)가 제1 출력값을 출력한 경우, 상기 제1 검지부(14a 내지 14d)와 제2 검지부(14a 내지 14d)가 동시에 제1 출력값을 출력하였다고 판정하는, 조작 입력 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 검지부(14a 내지 14d)는, 광을 출력하는 발광부(140)와, 그 발광부(140)로부터 출력된 광을 수광하는 수광부(141)를 구비하고,
   상기 검지부(14a 내지 14d)는, 포토인터럽터이며,
   포토인터럽터는, 상기 조작체(3, 4)가 당해 검지부(14a 내지 14d)에 대응하는 방향으로 틸팅된 경우에, 상기 발광부(140)로부터 출력된 광이 상기 수광부(141)에서 수광되기 전에 차단됨으로써, 상기 제1 출력값을 출력하는, 조작 입력 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 접촉부(10)는, 상기 조작체(3, 4)의 8방향의 틸팅 조작에 따라서 상기 선단부를 유도하는 오목부가, 상기 선단부가 접촉하는 면에 8방향으로 같은 형상으로 형성된 클릭판인, 조작 입력 장치.
8. 제1항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선단부는, 탄성을 갖는 부재에 의해 상기 접촉부(10)의 방향으로 압박된 요동 플런저인, 조작 입력 장치.

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