WO2015093133A1 - 操作装置 - Google Patents

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WO2015093133A1
WO2015093133A1 PCT/JP2014/077344 JP2014077344W WO2015093133A1 WO 2015093133 A1 WO2015093133 A1 WO 2015093133A1 JP 2014077344 W JP2014077344 W JP 2014077344W WO 2015093133 A1 WO2015093133 A1 WO 2015093133A1
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rotation
operating device
ball
operation surface
operating
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PCT/JP2014/077344
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嘉晃 鍋
竹好 森
慎一 上田
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株式会社東海理化電機製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an operation device for controlling electrical components such as a direction indicator and a wiper device installed in a vehicle.
  • a stalk switch device including a housing attached to a steering column of an automobile and an operation lever protruding from the housing is known (for example, see Patent Document 1).
  • This stalk switch device is applied to a turn signal switch device of an automobile, and is configured such that an operation lever can be operated within two operation surfaces orthogonal to each other.
  • the stalk switch device is configured such that the first actuator protruding from the tip of the operation lever is disposed in the housing and contacts a cam plate having a plurality of cam surfaces to generate the moderation of the operation lever.
  • An object of the present invention is to provide an operating device that allows a reduction in operating load, a novel design, and an intuitive operation.
  • a part of the operating device is exposed from an opening provided in the operating surface, and a first direction that is an operating direction on the operating surface and a first direction that is opposite to the first direction.
  • a rotating member that rotates in the direction of 2 a support unit that rotatably supports the rotating member, and a detection unit that detects rotation of the rotating member, and a plurality of units arranged side by side along the first direction on the operation surface
  • a rotation operation unit, and a determination unit that determines an operation in the first direction and the second direction performed on the operation surface based on a plurality of detection signals output from the detection units of the plurality of rotation operation units.
  • an operation device that allows a reduction in operation load, a novel design, and an intuitive operation.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram of the interior of the vehicle on which the operating device according to the first embodiment is mounted.
  • FIG. 1B is an enlarged view of the vicinity of the operation surface of the operation device.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the operating device according to the first embodiment taken along line II (a) -II (a) as seen from the direction of the arrow.
  • FIG. 2B is a front view of the ball sensor.
  • FIG. 2C is a block diagram of the operating device.
  • FIG. 2D is a block diagram of the vehicle.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating an operation example of the operation device according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of main parts of the operating device before the operation is performed.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating an operation example of the operation device according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of main parts of the operating device before the operation is performed.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of the main part of the operating device while the operation is being performed.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram of the interior of the vehicle on which the operating device according to the second embodiment is mounted.
  • FIG. 4B is a table referred to by the operating device according to the third embodiment.
  • FIG. 4C is a table referred to by the operating device according to the third embodiment.
  • a part of the operating device is exposed from the opening provided in the operating surface, and the first direction that is the operating direction on the operating surface and the second direction that is opposite to the first direction.
  • a rotation member that rotates in the direction of the rotation member, a support unit that rotatably supports the rotation member, and a detection unit that detects the rotation of the rotation member, and is arranged on the operation surface side by side along the first direction.
  • This operating device allows a reduction in operating load, a novel design, and intuitive operation. Specifically, since the operating device can be operated by rotating the rotating member, compared to the operating device that operates the operating lever, the operating load is reduced. Moreover, since the operating device can be separated from the design based on the operating lever as compared with the operating device that operates the operating lever, the degree of freedom of the design is improved. Furthermore, since the operation device is an operation in a one-dimensional direction and the rotation operation unit is arranged along the operation direction, the operation method is simple and an intuitive operation can be performed.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram of the inside of the vehicle on which the operating device according to the first embodiment is mounted, and FIG. 1B is an enlarged view of the vicinity of the operating surface of the operating device.
  • 2A is a cross-sectional view of the operating device according to the first embodiment taken along line II (a) -II (a) as viewed from the direction of the arrow, and FIG. 2B is a front view of the ball sensor.
  • FIG. 2C is a block diagram of the operating device, and FIG. 2D is a block diagram of the vehicle. Note that, in each drawing according to the embodiment described below, the ratio between figures may be different from the actual ratio. 2C and 2D, main signals and information are indicated by arrows.
  • the operation device 1 is configured to control, for example, blinking of the direction indicator of the vehicle 5 and to control the movement and stop of the wiper device.
  • an operation device 1 that controls a direction indicator will be described.
  • the operating device 1 rotates with the steering 50 and is arranged so as to protrude from the right side surface of a steering column cover 51 arranged around a steering shaft that is a part of the steering mechanism of the vehicle 5.
  • the operating device 1 that can operate the wiper device is disposed so as to protrude from the left side surface of the steering column cover 51.
  • the left and right directions described above are directions viewed from the driver who is the operator.
  • the operating device 1 is arranged close to the steering wheel 50 so that the operator can extend the finger and trace the operating surface 12 while holding the steering wheel 50. Is done.
  • the operating device 1 is partially exposed from an opening provided in the operating surface 12, and a first direction (direction of arrow A) that is an operating direction made on the operating surface 12.
  • a ball 30 as a rotating member that rotates in a second direction (arrow B direction) that is opposite to the first direction, a support portion 32 that rotatably supports the ball 30, and rotation of the ball 30 is detected.
  • a rotation sensor 34 as a detection unit is provided, and is output from a plurality of ball sensors as rotation operation units arranged side by side along the first direction on the operation surface 12 and the rotation sensors 34 of the plurality of ball sensors.
  • a determination unit 40 that determines the operation in the first direction and the second direction performed on the operation surface 12 based on the plurality of detection signals.
  • the operating device 1 includes a first ball sensor 14 to a third ball sensor 16 as a plurality of ball sensors. Since the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16 have the same structure, the second ball sensor 15 will be mainly described below as an example.
  • the number of ball sensors is not limited to three, and can be changed according to the specifications of the controller device 1.
  • the vehicle 5 includes a vehicle LAN (local area network) 54, a vehicle ECU (electronic area control unit) 55, a left direction indicator 56, and a right direction indicator 57. ing.
  • vehicle LAN local area network
  • vehicle ECU electronic area control unit
  • the operating device 1 is electromagnetically connected to the vehicle LAN 54.
  • Vehicle ECU55 determines a direction indicator to blink on the basis of the operation information S 4 obtained from the operation device 1, the left turn signal, that is, if the blink of the left direction indicator 56, a control signal S 5 It outputs to the left direction indicator 56.
  • the vehicle ECU55 determines a direction indicator to blink on the basis of the obtained operation information S 4, right turn signal, that is, if the blink of the right direction indicator 57, the right direction indication control signal S 6 To the device 57.
  • the above-described electromagnetic connection is a connection using at least one of a connection by a conductor, a connection by light which is a kind of electromagnetic wave, and a connection by radio wave which is a kind of electromagnetic wave.
  • the main body 10 is formed in a plate shape in which the distal end portion 100 is rounded.
  • the end surface of the tip 100 is the operation surface 12, and an opening 13a, an opening 13b, and an opening 13c are formed side by side.
  • the main body 10 includes, for example, an attachment portion attached to a steering column that covers the steering shaft at an end portion on the steering column cover 51 side.
  • the second ball sensor 15 includes a housing 20 in which a support portion 32 is disposed.
  • the housing 20 is attached to the back surface 13 side of the operation surface 12.
  • the housing 20 is formed in, for example, a box shape having an open upper surface.
  • the interior of the housing 20 includes a first housing portion 24 formed on the bottom 21 side of the housing 20 and a second housing portion 25 formed on the operation surface 12 side.
  • the 1st accommodating part 24 and the 2nd accommodating part 25 are provided with the level
  • the step portion 22 restricts the movement of the base portion 320 of the support portion 32 described later on the operation surface 12 side.
  • the ball 30 is, for example, a sphere.
  • the ball 30 has an insertion hole 300 into which the shaft 33 is inserted.
  • the ball 30 has a magnet 301 disposed therein, for example.
  • the ball 30 is formed integrally with the magnet 301 using, for example, resin.
  • the rotating member is not limited to the spherical ball 30 and may be a rotatable member such as a disk.
  • a support portion 32 is disposed in the housing 20. As shown in FIG. 2B, the support portion 32 includes a base portion 320, and first and second struts 321 and 322 provided in the normal direction of the base portion 320.
  • the base 320 has, for example, a plate shape, and the rotation sensor 34 is disposed on the surface 320a.
  • the first support column 321 and the second support column 322 are arranged with an interval so as to sandwich the ball 30.
  • the first support column 321 has a through hole 321a for rotatably supporting the ball 30.
  • a through-hole 322 a for supporting the ball 30 is formed in the second support column 322.
  • the ball 30 is rotatably supported by the support portion 32 by inserting the shaft 33 into the through hole 321 a of the first support column 321, the insertion hole 300 of the ball 30, and the through hole 322 a of the second support column 322. ing.
  • the second ball sensor 15 is disposed between the housing 20 and the support portion 32, and is pushed into the operation surface 12 when the ball 30 is operated (an arrow D shown in FIG. 3C described later).
  • Leaf spring as an elastic member that releases the elastic force accumulated in the direction toward the operation surface 12 (direction of arrow C shown in FIG. 3B described later) after the operation is completed. 36.
  • the leaf spring 36 is disposed between the bottom portion 21 of the housing 20 and the back surface 320 b of the base portion 320 of the support portion 32.
  • the leaf spring 36 is formed, for example, by bending a plate formed using metal or resin.
  • the elastic member is not limited to a leaf spring, and applies a force to the support portion 32 in the direction of the operation surface 12 and supports the force in the direction of being pushed into the operation surface 12 when the ball 30 is operated. It may be a coil spring that displaces the portion 32, a member formed of rubber or the like, an actuator that generates force based on a supplied current, or the like.
  • the leaf spring 36 applies an elastic force that displaces the base portion 320 of the support portion 32 toward the operation surface 12.
  • the surface 320 a of the base portion 320 is in contact with the step portion 22 in the initial state where no operation is performed as shown in FIG. 2A.
  • the ball 30 is configured not to contact the main body 10 in the initial state and the operation state.
  • the rotation sensor 34 is, for example, a magnetic sensor that can detect the rotation of the ball 30 without contact.
  • this magnetic sensor is configured using a magnetoresistive element, a Hall element, and the like.
  • the rotation sensor 34 only needs to be able to detect the rotation of the ball 30 in the one-dimensional direction, and may be a rotary encoder or the like that can identify the direction of rotation.
  • the rotation sensor 34 is configured to detect the rotation of the ball 30 based on a change in the magnetic field formed by the magnet 301 disposed on the ball 30.
  • the rotation sensor 34 of the first ball sensor 14 is configured to output a detection signal S 1 to the determination unit 40.
  • Rotation sensor 34 of the second ball sensor 15 is configured to output a detection signal S 2 to the decision unit 40.
  • Rotation sensor 34 of the third ball sensor 16 is configured to output a detection signal S 3 to the determination unit 40.
  • the determination unit 40 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations and processing on acquired data according to a stored program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. Microcomputer. In this ROM, for example, a program for operating the determination unit 40 is stored. For example, the RAM is used as a storage area for temporarily storing calculation results and the like.
  • the determination unit 40 has a threshold value 400 used for determining operation.
  • the determination unit 40 determines that the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16 have rotated in the first direction (the direction of arrow A) based on the detection signals S 1 to S 3 , generates an operation information S 4 to blink the left direction indicator 56, is configured to output to the vehicle ECU 55.
  • the determination unit 40 determines that the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16 have rotated in the second direction (the direction of arrow B) based on the detection signals S 1 to S 3 , It generates an operation information S 4 to flash the right direction indicator 57 is configured to output to the vehicle ECU 55.
  • the first direction is an operation direction in which the right hand of the operator is traced from below the operation surface 12.
  • the second direction is an operation direction in which the right hand of the operator is traced from the top to the bottom of the operation surface 12. Note that “up” indicates the direction of the ceiling of the vehicle 5, and “down” indicates the direction of the floor of the vehicle 5.
  • the determination unit 40 is configured to determine that an operation has been performed on the operation surface 12 when a predetermined number or more of the rotation sensors 34 among the plurality of ball sensors detect rotation of the ball 30.
  • the determination unit 40 is configured to measure the number of ball sensors that have detected rotation and compare the measured number with a threshold value 400 to determine whether or not an operation has been performed.
  • the determination unit 40 determines that an operation has been performed when rotation of the ball 30 is detected by two or more ball sensors among the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16. .
  • the determination unit 40 indicates the rotation direction indicated by the predetermined number or more of rotation sensors 34.
  • the operation direction is determined. Therefore, the determination unit 40 is configured to determine that the operation direction cannot be determined when the two rotation sensors 34 detect rotations in different directions.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram showing an operation example of the operation device according to the first embodiment
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of a main part of the operation device before the operation is performed
  • FIG. It is principal part sectional drawing of the operating device during being made.
  • 3B and 3C show cross sections taken along line II (a) -II (a) of FIG. 1B as viewed from the direction of the arrows.
  • the ball 30 rotates in the operation direction of the right hand 9 and is pushed into the bottom 21 side (arrow D direction) of the housing 20 from the initial state of FIG. 3B.
  • the support portion 32 that supports the ball 30 moves in the direction of the arrow D together with the ball 30 and contracts the leaf spring 36.
  • the rotation direction of the ball 30 is counterclockwise on the paper surface of FIG. 3C.
  • the determination unit 40 acquires the detection signal S 1 from the first ball sensor 14, the detection signal S 2 from the second ball sensor 15, and the detection signal S 3 from the third ball sensor 16. To do.
  • Determining portion 40 a number of balls sensor that detected the rotation, a threshold 400, compares, when the ball sensor having detected the rotation is less than the number predetermined operation information S 4 based on the rotation direction Generated and output to the vehicle ECU 55 via the vehicle LAN 54.
  • the operation information S 4 is for flashing the left direction indicator 56.
  • the vehicle ECU 55 generates a control signal S 5 for blinking the left direction indicator 56 based on the acquired operation information S 4 and outputs the control signal S 5 to the left direction indicator 56.
  • Left direction indicator 56 performs blinking on the basis of the control signal S 5 obtained.
  • the operation device 1 according to the present embodiment is capable of performing intuitive operations with reduced operation load and excellent design.
  • the operation device 1 can be operated by rotating the ball 30 as compared with the operation device 1 that operates the operation lever. Therefore, the operation load is reduced, and a moderate cushioning property by the leaf spring 36 is provided. Can be generated. Moreover, since the operating device 1 can escape from the design based on the operation lever, compared with the device that operates the operation lever, the degree of freedom of the design is improved. Furthermore, since the operation device 1 is an operation in a one-dimensional direction and the ball 30 is arranged along the operation direction, the operation method is simple and an intuitive operation can be performed.
  • the second embodiment is different from the other embodiments in the arrangement of the controller device 1.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram of the interior of the vehicle on which the operating device according to the second embodiment is mounted.
  • parts having the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.
  • the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16 of the operating device 1 are not provided so as to protrude from the steering column cover 51, but mainly in front of the operator. It is arranged on a side surface portion 59 of a meter panel cover 58 provided in order to ensure the visibility of a meter such as a speedometer located.
  • This operating device 1 is for operating a direction indicator arranged on the right side when viewed by an operator.
  • the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16 are arranged side by side in a one-dimensional operation direction, as in the first embodiment.
  • the operation device 1 capable of operating the wiper device and the like is arranged side by side in a one-dimensional operation direction on the left side surface portion of the meter panel cover 58 as viewed from the operator.
  • the third embodiment is different from the above-described embodiment in that the function to be executed is switched depending on the rotation direction and rotation speed of the ball 30.
  • FIGS. 4B and 4C are explanatory diagrams for explaining a table referred to by the operating device according to the third embodiment.
  • the table 401 of the controller device 1 disposed on the right side as viewed from the operator will be described below.
  • the determination unit 40 of the controller device 1 includes a table 401 illustrated in FIG. 4B.
  • the table 401 includes a direction of operation performed on the operation surface 12 determines the speed of the operation, the operation based on, is configured to include information for generating operation information S 4 based on the determined operation ing.
  • a table 401 shown in FIG. 4B schematically shows the information.
  • the operation to be determined is, for example, an operation and a tracing operation.
  • the receiving operation is, for example, an operation for blinking the direction indicator.
  • the determination unit 40 is configured to calculate the direction and speed of the operation based on the detection signals S 1 to S 3 for at least two cycles.
  • the determination unit 40 determines that an operation to be performed from the bottom to the top is performed based on the detection signals S 1 to S 3 and the table 401, the operation information S 4 that causes the left direction indicator 56 to blink. Is generated and output. If the determination unit 40 determines that an operation to be performed from the top to the bottom is performed based on, for example, the detection signals S 1 to S 3 and the table 401, the operation information S for causing the right direction indicator 57 to blink. 4 is generated and output.
  • the tracing operation is an operation of rotating the balls 30 of the first ball sensor 14 to the third ball sensor 16 more slowly than the measuring operation.
  • the tracing operation is an operation of turning on the headlight of the vehicle 5 by operating the operation surface 12 from the bottom to the top, and an operation of turning off the headlight by performing the operation from the top to the bottom.
  • the determination unit 40 determines, for example, that the tracing operation has been performed from the bottom to the top based on the detection signal S 1 to the detection signal S 3 and the table 401, the determination unit 40 generates operation information S 4 for turning on the headlight and the like. And output. If the determination unit 40 determines that the tracing operation is performed from the top to the bottom based on, for example, the detection signal S 1 to the detection signal S 3 and the table 401, the operation information S 4 for turning off the headlight or the like is displayed. It is configured to generate and output.
  • the determination unit 40 of the controller device 1 includes a table 402 illustrated in FIG. 4C.
  • the table 402 includes a direction of operation performed on the operation surface 12 determines the speed of the operation, the operation based on, is configured to include information for generating operation information S 4 based on the determined operation ing.
  • a table 402 shown in FIG. 4C schematically shows the information.
  • the operation to be determined is, for example, an operation and a tracing operation.
  • the receiving operation is, for example, an operation when operating the wiper device.
  • the determination unit 40 determines, for example, that an operation to be performed from the bottom to the top is performed based on the detection signals S 1 to S 3 and the table 402, the determination unit 40 generates operation information S 4 for operating the wiper device. Output. If the determination unit 40 determines that an operation to be performed from the top to the bottom is performed based on, for example, the detection signals S 1 to S 3 and the table 402, the determination unit 40 generates operation information S 4 for stopping the wiper device. And output.
  • the tracing operation is an operation of operating the wiper device in the auto mode by performing the operation surface 12 from the bottom to the top, and an operation of stopping the auto mode by performing the operation from the top to the bottom.
  • the auto mode is a mode in which the wiper device is operated, the operation speed of the wiper device is changed, or stopped based on the detection of raindrops from a sensor that detects rain mounted on the vehicle 5.
  • the determination unit 40 determines, for example, that the drag operation has been performed from the bottom to the top based on the detection signal S 1 to the detection signal S 3 and the table 402, the operation information S 4 for setting the wiper device in the auto mode is obtained. Generate and output. If the determination unit 40 determines that the tracing operation is performed from the top to the bottom based on the detection signal S 1 to the detection signal S 3 and the table 402, for example, the operation information S for stopping the automatic mode of the wiper device. 4 is generated and output.
  • the operating device 1 can execute a plurality of functions of the connected electronic device based on a difference in operation speed.
  • the operation device 1 allows a reduction in operation load, a novel design, and an intuitive operation.
  • the present invention can be applied to an operation device for controlling electrical components such as a direction indicator and a wiper device installed in a vehicle.

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Abstract

　操作荷重の低減、新規な意匠および直感的な操作を許容する操作装置を提供する。操作装置（１）は、操作面（１２）に設けられた開口からその一部が露出し、操作面（１２）になされる操作方向である第１の方向、及び第１の方向の逆方向である第２の方向に回転するボール（３０）、ボール（３０）を回転可能に支持する支持部（３２）、及びボール（３０）の回転を検出する回転センサ（３４）を有し、操作面（１２）に第１の方向に沿って並んで配置された複数のボールセンサと、複数のボールセンサの回転センサ（３４）から出力された複数の検出信号に基づいて操作面（１２）になされた第１の方向及び第２の方向の操作を判定する判定部（４０）と、を有している。

Description

操作装置
本発明は、車両に装備される方向指示器、ワイパー装置等の電装品を制御するための操作装置に関する。
従来の技術として、自動車のステアリングコラム等に取り付けられるハウジングと、ハウジングから突出する操作レバーと、を備えたストークスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このストークスイッチ装置は、自動車のターンシグナルスイッチ装置に適用されるものであり、操作レバーが、互いに直交する２つの操作面内で操作可能となるように構成されている。またストークスイッチ装置は、操作レバーの先端から突出する第１アクチュエータが、ハウジング内に配置され、複数のカム面を有するカム板に接触し、操作レバーの節度を生成するように構成されている。
特開２０１２－２２１５８３号公報
従来のストークスイッチ装置は、節度を生成するための構造の所為で操作レバーの操作荷重を低減することは困難であり、またハウジングと操作レバーの構成の所為で新たな意匠を考案する自由度が少なかった。
本発明の目的は、操作荷重の低減、新規な意匠および直感的な操作を許容する操作装置を提供することにある。
本発明の一態様による操作装置は、操作面に設けられた開口からその一部が露出し、操作面になされる操作方向である第１の方向、及び第１の方向の逆方向である第２の方向に回転する回転部材、回転部材を回転可能に支持する支持部、及び回転部材の回転を検出する検出部を有し、操作面に第１の方向に沿って並んで配置された複数の回転操作部と、複数の回転操作部の検出部から出力された複数の検出信号に基づいて操作面になされた第１の方向及び第２の方向の操作を判定する判定部と、を備える。
本発明の一態様によれば、操作荷重の低減、新規な意匠および直感的な操作を許容する操作装置を提供することができる。
図１Ａは、第１の実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内部の説明図である。 図１Ｂは、操作装置の操作面近傍の拡大図である。 図２Ａは、第１の実施の形態に係る操作装置の図II（ａ）-II（ａ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。 図２Ｂは、ボールセンサの正面図である。 図２Ｃは、操作装置のブロック図である。 図２Ｄは、車両のブロック図である。 図３Ａは、第１の実施の形態に係る操作装置の操作例を示した説明図である。 図３Ｂは、操作がなされる前の操作装置の要部断面図である。 図３Ｃは、操作がなされている間の操作装置の要部断面図である。 図４Ａは、第２の実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内部の説明図である。 図４Ｂは、第３の実施の形態に係る操作装置が参照するテーブルである。 図４Ｃは、第３の実施の形態に係る操作装置が参照するテーブルである。
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、操作面に設けられた開口からその一部が露出し、操作面になされる操作方向である第１の方向、及び第１の方向の逆方向である第２の方向に回転する回転部材、回転部材を回転可能に支持する支持部、及び回転部材の回転を検出する検出部を有し、操作面に第１の方向に沿って並んで配置された複数の回転操作部と、複数の回転操作部の検出部から出力された複数の検出信号に基づいて操作面になされた第１の方向及び第２の方向の操作を判定する判定部と、を有している。
この操作装置は、操作荷重の低減、新規な意匠および直感的な操作を許容する。具体的には、操作装置は、操作レバーを操作するものと比べて、回転部材を回転させることで操作することができるので、操作荷重が低減される。また操作装置は、操作レバーを操作するものと比べて、操作レバーを前提とした意匠から脱却することができるので、意匠の自由度が向上する。さらに操作装置は、操作が一次元方向の操作であり、かつ、操作の方向に沿って回転操作部が配置されているので、操作方法が単純で直感的な操作を行うことができる。
[第１の実施の形態]
（操作装置１の全体構成）
図１Ａは、第１の実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内部の説明図であり、図１Ｂは、操作装置の操作面近傍の拡大図である。図２Ａは、第１の実施の形態に係る操作装置の図II（ａ）-II（ａ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、図２Ｂは、ボールセンサの正面図であり、図２Ｃは、操作装置のブロック図であり、図２Ｄは、車両のブロック図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２Ｃ及び図２Ｄでは、主な信号及び情報を矢印で示している。
　この操作装置１は、例えば、車両５の方向指示器の点滅を制御したり、ワイパー装置の可動及び停止を制御したりできるように構成されている。本実施の形態では、一例として、方向指示器を制御する操作装置１について説明する。
この操作装置１は、図１Ａに示すように、ステアリング５０と共に回転し、車両５の操舵機構の一部であるステアリングシャフトの周囲に配置されるステアリングコラムカバー５１の右側面から突出するように配置されている。また、ワイパー装置を操作可能な操作装置１は、ステアリングコラムカバー５１の左側面から突出するように配置されている。なお、上記の左右の方向は、操作者である運転者から見た方向を示している。
また操作装置１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、操作者がステアリング５０に手をかけながら、指を伸ばして操作面１２をなぞることが可能なる程度に、ステアリング５０に近接して配置される。
操作装置１は、図２Ａ～図２Ｃに示すように、操作面１２に設けられた開口からその一部が露出し、操作面１２になされる操作方向である第１の方向（矢印Ａ方向）、及び第１の方向の逆方向である第２の方向（矢印Ｂ方向）に回転する回転部材としてのボール３０、ボール３０を回転可能に支持する支持部３２、及びボール３０の回転を検出する検出部としての回転センサ３４を有し、操作面１２に第１の方向に沿って並んで配置された複数の回転操作部としてのボールセンサと、複数のボールセンサの回転センサ３４から出力された複数の検出信号に基づいて操作面１２になされた第１の方向及び第２の方向の操作を判定する判定部４０と、を有している。
この操作装置１は、複数のボールセンサとして第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６を備えている。この第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６は、同構造を有しているので、以下では、主に第２のボールセンサ１５を例に説明する。なお、ボールセンサの数は、３つに限定されず、操作装置１の仕様に応じて変更可能である。
ここで車両５は、図２Ｄに示すように、車両ＬＡＮ（local Area Network）５４と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５５と、左側方向指示器５６と、右側方向指示器５７と、を有している。
操作装置１は、この車両ＬＡＮ５４と電磁気的に接続されている。車両ＥＣＵ５５は、操作装置１から取得した操作情報Ｓ４に基づいて点滅させる方向指示器を判定し、左側の方向指示器、つまり、左側方向指示器５６を点滅させる場合は、制御信号Ｓ５を左側方向指示器５６に出力する。また車両ＥＣＵ５５は、取得した操作情報Ｓ４に基づいて点滅させる方向指示器を判定し、右側の方向指示器、つまり、右側方向指示器５７を点滅させる場合は、制御信号Ｓ６を右側方向指示器５７に出力する。
なお、上述の電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも１つを用いた接続である。
（本体１０の構成）
本体１０は、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、先端部１００が丸みを帯びた板形状に形成されている。この先端部１００の端面は、操作面１２であり、開口１３ａ、開口１３ｂ及び開口１３ｃが、並んで形成されている。
この本体１０は、例えば、ステアリングコラムカバー５１側の端部に、ステアリングシャフトを覆うステアリングコラムに取り付けられる取付部を備えている。
（第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６の構成）
第２のボールセンサ１５は、図２Ａに示すように、内部に支持部３２が配置された筐体２０を備えている。この筐体２０は、操作面１２の裏面１３側に取り付けられている。
この筐体２０は、例えば、上面が開放された箱形状に形成されている。この筐体２０の内部は、筐体２０の底部２１側に形成される第１の収容部２４と、操作面１２側に形成される第２の収容部２５と、を有している。
第１の収容部２４及び第２の収容部２５は、図２Ａに示すように、その境界に段差を形成する段差部２２が設けられている。この段差部２２は、後述する支持部３２の基部３２０の操作面１２側の移動を規制している。
ボール３０は、例えば、球体である。このボール３０は、シャフト３３が挿入される挿入孔３００が形成されている。またボール３０は、例えば、その内部に、磁石３０１が配置されている。ボール３０は、例えば、樹脂を用いて磁石３０１と一体に成形されている。
なお、回転部材は、球体のボール３０に限定されず、円板のようの回転可能な部材であれば良い。
筐体２０には、支持部３２が配置されている。この支持部３２は、図２Ｂに示すように、基部３２０と、基部３２０の法線方向に設けられた第１の支柱３２１及び第２の支柱３２２と、を備えて構成されている。
基部３２０は、例えば、板形状を有し、その表面３２０ａには、回転センサ３４が配置されている。
第１の支柱３２１及び第２の支柱３２２は、ボール３０を挟むように間隔を空けて配置されている。第１の支柱３２１は、ボール３０を回転可能に支持するための貫通孔３２１ａが形成されている。同様に、第２の支柱３２２には、ボール３０を支持するための貫通孔３２２ａが形成されている。
ボール３０は、第１の支柱３２１の貫通孔３２１ａ、ボール３０の挿入孔３００、及び第２の支柱３２２の貫通孔３２２ａにシャフト３３が挿入されることで、支持部３２に回転可能に支持されている。
また、第２のボールセンサ１５は、筐体２０と支持部３２との間に配置され、ボール３０が操作された際、操作面１２に対して押し込まれる方向（後述する図３Ｃに示す矢印Ｄ方向。）に収縮して弾性力を蓄積すると共に、操作終了後、操作面１２に向かう方向（後述する図３Ｂに示す矢印Ｃ方向。）に蓄積した弾性力を解放する弾性部材としての板ばね３６を有する。
具体的には、板ばね３６は、筐体２０の底部２１と支持部３２の基部３２０の裏面３２０ｂとの間に配置されている。この板ばね３６は、例えば、金属又は樹脂を用いて形成された板を折り曲げて形成されている。
なお、変形例として、弾性部材は、板ばねに限定されず、操作面１２方向に支持部３２に力を付加すると共に、ボール３０が操作された際は、操作面１２に押し込まれる方向に支持部３２を変位させるコイルばね、ゴム等で形成された部材、供給される電流に基づいて力を生成するアクチュエータ等であっても良い。
板ばね３６は、上述のように、支持部３２の基部３２０を操作面１２側に変位させる弾性力を付加している。しかし、支持部３２の移動は、段差部２２により規制されているので、図２Ａに示すように、操作がなされていない初期状態では、基部３２０の表面３２０ａは、段差部２２と接触している。なお、初期状態、及び操作状態では、ボール３０は、本体１０と接触しないように構成されている。
（回転センサ３４の構成）
回転センサ３４は、例えば、無接点でボール３０の回転を検出することが可能な磁気センサである。この磁気センサは、一例として、磁気抵抗素子及びホール素子等を用いて構成されている。なお、回転センサ３４は、ボール３０の一次元方向の回転が検出できれば良く、回転の方向を識別可能なロータリーエンコーダ等であっても良い。
回転センサ３４は、例えば、ボール３０に配置された磁石３０１が形成する磁場の変化に基づいてボール３０の回転を検出するように構成されている。
第１のボールセンサ１４の回転センサ３４は、検出信号Ｓ１を判定部４０に出力するように構成されている。第２のボールセンサ１５の回転センサ３４は、検出信号Ｓ２を判定部４０に出力するように構成されている。第３のボールセンサ１６の回転センサ３４は、検出信号Ｓ３を判定部４０に出力するように構成されている。
（判定部４０の構成）
判定部４０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、判定部４０が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。また判定部４０は、操作の判定に利用されるしきい値４００を有している。
この判定部４０は、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３に基づいて、第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６が、第１の方向（矢印Ａ方向）に回転したと判定すると、左側方向指示器５６を点滅させる操作情報Ｓ４を生成し、車両ＥＣＵ５５に出力するように構成されている。
また判定部４０は、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３に基づいて、第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６が、第２の方向（矢印Ｂ方向）に回転したと判定すると、右側方向指示器５７を点滅させる操作情報Ｓ４を生成し、車両ＥＣＵ５５に出力するように構成されている。
この第１の方向とは、操作者の右手を操作面１２の下から上になぞるような操作方向である。また第２の方向とは、操作者の右手を操作面１２の上から下になぞるような操作方向である。なお、上とは車両５の天井の方向を示し、下とは車両５の床の方向を示している。
また判定部４０は、複数のボールセンサのうち、予め定められた数以上の回転センサ３４がボール３０の回転を検出した場合、操作面１２に操作がなされたと判定するように構成されている。
この予め定められた数は、しきい値４００として設定されたものである。判定部４０は、回転を検出したボールセンサの数を計測し、この計測した数と、しきい値４００と、を比較して操作がなされたか否かを判定するように構成されている。
本実施の形態では、判定部４０は、第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６のうち、２つ以上のボールセンサにおいてボール３０の回転が検出された場合、操作がなされたと判定する。
また判定部４０は、一例として、一つの回転センサ３４と他の回転センサ３４とが検出したボール３０の回転方向が異なる場合、上述の予め定められた数以上の回転センサ３４が示す回転方向を操作方向と判定する。従って判定部４０は、二つの回転センサ３４が、異なる方向の回転を検出した場合は、操作方向の判定が不可能であると判定するように構成されている。
以下では、本実施の形態に係る操作装置１の動作について説明する。
（動作）
図３Ａは、第１の実施の形態に係る操作装置の操作例を示した説明図であり、図３Ｂは、操作がなされる前の操作装置の要部断面図であり、図３Ｃは、操作がなされている間の操作装置の要部断面図である。図３Ｂ及び図３Ｃは、図１ＢのII（ａ）-II（ａ）で切断した断面を矢印方向から見た断面を示している。
操作者が、左側方向指示器５６を点滅させるため、図３Ａに示すように、右手９で操作面１２を下から上に向かって操作する場合について説明する。
操作者が、右手９により、操作面１２を下から上に操作を行うと、第３のボールセンサ１６、第２のボールセンサ１５、及び第１のボールセンサ１４の順に、それぞれのボール３０が回転する。
この際、ボール３０は、右手９の操作方向に回転すると共に、図３Ｂの初期状態から筐体２０の底部２１側（矢印Ｄ方向）に押し込まれる。ボール３０を支持する支持部３２は、ボール３０と共に矢印Ｄ方向に移動すると共に、板ばね３６を収縮させる。このボール３０の回転方向は、図３Ｃの紙面において反時計回りである。
操作者の右手９が、ボール３０から離れると、板ばね３６に蓄積されていた弾性力が解放され、支持部３２を矢印Ｃ方向、つまり操作面１２方向に移動させる。支持部３２は、弾性力により、操作面１２方向に移動するが、段差部２２との接触により移動を規制され、図３Ｂに示す初期位置で停止する。
ここで、この操作により、判定部４０は、第１のボールセンサ１４から検出信号Ｓ１、第２のボールセンサ１５から検出信号Ｓ２、及び第３のボールセンサ１６から検出信号Ｓ３を取得する。
判定部４０は、回転を検出したボールセンサの数と、しきい値４００と、を比較し、回転を検出したボールセンサが予め定められた数以上となると、回転方向に基づく操作情報Ｓ４を生成し、車両ＬＡＮ５４を介して車両ＥＣＵ５５に出力する。この操作情報Ｓ４は、左側方向指示器５６を点滅させるものである。
車両ＥＣＵ５５は、取得した操作情報Ｓ４に基づいて左側方向指示器５６を点滅させる制御信号Ｓ５を生成し、左側方向指示器５６に出力する。左側方向指示器５６は、取得した制御信号Ｓ５に基づいて点滅を行う。
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作荷重が低減されると共に意匠に優れ、直感的な操作を行うことができる。
具体的には、操作装置１は、操作レバーを操作するものと比べて、ボール３０を回転させることで操作することができるので、操作荷重が低減されると共に、板ばね３６による程よいクッション性を生成することができる。また操作装置１は、操作レバーを操作するものと比べて、操作レバーを前提とした意匠から脱却することができるので、意匠の自由度が向上する。さらに操作装置１は、操作が一次元方向の操作であり、かつ、操作の方向に沿ってボール３０が配置されているので、操作方法が単純で直感的な操作を行うことができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、操作装置１の配置が他の実施の形態と異なっている。
図４Ａは、第２の実施の形態に係る操作装置が搭載された車両内部の説明図である。なお、以下では、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
この操作装置１の第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６は、図４Ａに示すように、ステアリングコラムカバー５１から突出するように設けられるのではなく、主に、操作者の前方に位置するスピードメータ等の計器の視認性を確保するために設けられたメータパネルカバー５８の側面部５９に配置されている。この操作装置１は、操作者か見て右側に配置された方向指示器を操作するためのものである。
この第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６は、第１の実施の形態と同様に、一次元の操作方向に並んで配置されている。
またワイパー装置等を操作可能な操作装置１は、操作者から見てメータパネルカバー５８の左側の側面部に、一次元の操作方向に並んで配置されている。
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作レバーを操作するものと比べて、配置される位置の限定が少ないので、ステアリング５０を操作しながら無理なく操作できる範囲であれば、配置する場所、及び配置する物の形状を自由に設定でき、配置の自由度が向上すると共に、操作装置１を含む周辺の意匠の自由度も向上する。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ボール３０の回転方向及び回転速度により、実行される機能が切り替わる点で上述の実施の形態と異なっている。
図４Ｂ及び図４Ｃは、第３の実施の形態に係る操作装置が参照するテーブルを説明するための説明図である。まず、以下では、操作者から見て右側に配置される操作装置１のテーブル４０１について説明する。
この操作装置１の判定部４０は、図４Ｂに示すテーブル４０１を有している。このテーブル４０１は、操作面１２になされた操作の方向と、操作の速度と、に基づいて操作を判定し、判定した操作に基づいた操作情報Ｓ４を生成するための情報を含んで構成されている。図４Ｂに示すテーブル４０１は、当該情報を模式的に示したものである。
この判定される操作は、一例として、はらう操作及びなぞり操作である。はらう操作は、例えば、方向指示器を点滅させる際の操作である。なお、判定部４０は、少なくとも２周期分の検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３に基づいて操作の向き、及び速度を算出するように構成されている。
判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０１に基づいて、下から上に向かってはらう操作がなされたと判定すると、左側方向指示器５６を点滅させる操作情報Ｓ４を生成して出力する。また判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０１に基づいて、上から下に向かってはらう操作がなされと判定すると、右側方向指示器５７を点滅させる操作情報Ｓ４を生成して出力するように構成されている。
またなぞり操作は、はらう操作よりもゆっくり第１のボールセンサ１４～第３のボールセンサ１６のボール３０を回転させる操作である。このなぞり操作は、一例として、操作面１２を下から上に行われることで、車両５のヘッドライト等を点灯させる操作であり、上から下に行われることで、消灯させる操作である。
判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０１に基づいて、下から上に向かってなぞり操作がなされたと判定すると、ヘッドライト等を点灯させる操作情報Ｓ４を生成して出力する。また判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０１に基づいて、上から下に向かってなぞり操作がなされと判定すると、ヘッドライト等を消灯させる操作情報Ｓ４を生成して出力するように構成されている。
続いて、操作者から見て左側に配置されるワイパー装置等を操作可能な操作装置１のテーブル４０２について説明する。
この操作装置１の判定部４０は、図４Ｃに示すテーブル４０２を有している。このテーブル４０２は、操作面１２になされた操作の方向と、操作の速度と、に基づいて操作を判定し、判定した操作に基づいた操作情報Ｓ４を生成するための情報を含んで構成されている。図４Ｃに示すテーブル４０２は、当該情報を模式的に示したものである。
この判定される操作は、一例として、はらう操作及びなぞり操作である。はらう操作は、例えば、ワイパー装置を動作させる際の操作である。
判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０２に基づいて、下から上に向かってはらう操作がなされたと判定すると、ワイパー装置を動作させる操作情報Ｓ４を生成して出力する。また判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０２に基づいて、上から下に向かってはらう操作がなされと判定すると、ワイパー装置を停止させる操作情報Ｓ４を生成して出力するように構成されている。
またなぞり操作は、一例として、操作面１２を下から上に行われることで、ワイパー装置をオートモードで動作させる操作であり、上から下に行われることで、オートモードを停止させる操作である。このオートモードとは、車両５に搭載された雨を検出するセンサからの雨滴の検出に基づいてワイパー装置を動作させたり、ワイパー装置の動作速度を変えたり、停止させたりするモードである。
判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０２に基づいて、下から上に向かってなぞり操作がなされたと判定すると、ワイパー装置をオートモードにする操作情報Ｓ４を生成して出力する。また判定部４０は、例えば、検出信号Ｓ１～検出信号Ｓ３、及びテーブル４０２に基づいて、上から下に向かってなぞり操作がなされと判定すると、ワイパー装置のオートモードを停止させる操作情報Ｓ４を生成して出力するように構成されている。
（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、操作の速度の差により、接続された電子機器の複数の機能を実行させることができる。
以上述べた少なくとも１つの実施の形態の操作装置１は、操作荷重の低減、新規な意匠および直感的な操作を許容する。
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明は、車両に装備される方向指示器、ワイパー装置等の電装品を制御するための操作装置に適用できる。
１　操作装置
５　車両
９　右手
１０　本体
１２　操作面
１３　裏面
１３ａ～１３ｃ　開口
１４～１６　第１のボールセンサ～第３のボールセンサ
２０　筐体
２１　底部
２２　段差部
２４　第１の収容部
２５　第２の収容部
３０　ボール
３２　支持部
３３　シャフト
３４　回転センサ
３６　板ばね
４０　判定部
５０　ステアリング
５１　ステアリングコラムカバー
５５　車両ＥＣＵ
５６　左側方向指示器
５７　右側方向指示器
５８　メータパネルカバー
５９　側面部
１００　先端部
３００　挿入孔
３０１　磁石
３２０　基部
３２０ａ　表面
３２０ｂ　裏面
３２１　第１の支柱
３２１ａ　貫通孔
３２２　第２の支柱
３２２ａ　貫通孔
４００　しきい値
４０１　テーブル
４０２　テーブル

Claims (9)

  1. 操作面に設けられた開口からその一部が露出し、前記操作面になされる操作方向である第１の方向、及び前記第１の方向の逆方向である第２の方向に回転する回転部材、前記回転部材を回転可能に支持する支持部、及び前記回転部材の回転を検出する検出部を有し、前記操作面に前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の回転操作部と、
    前記複数の回転操作部の前記検出部から出力された複数の検出信号に基づいて前記操作面になされた前記第１の方向及び前記第２の方向の操作を判定する判定部と、を備えた操作装置。
  2. 前記回転操作部は、内部に前記支持部が配置された筐体と前記支持部との間に配置され、前記回転部材が操作された際、前記操作面に対して押し込まれる方向に収縮して弾性力を蓄積すると共に、操作終了後、前記操作面に向かう方向に蓄積した前記弾性力を解放する弾性部材を有する、請求項１に記載の操作装置。
  3. 前記判定部は、前記複数の回転操作部に対応する複数の前記検出部のうち、予め定められた数以上の前記検出部が前記回転部材の回転を検出した場合、前記操作面に操作がなされたと判定する、請求項１又は２に記載の操作装置。
  4. 前記操作面は、車両のステアリングコラムから突出する本体上に形成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作装置。
  5. 前記操作面は、車両のステアリングに近接して設けられた計器を覆うカバーの側面上に形成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作装置。
  6. 前記回転部材は、内部に磁石を有する球体を含み、
    前記検出部は、磁気センサを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作装置。
  7. 前記第１の方向は、車両内部の床から天井に向かう方向を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作装置。
  8. 前記回転部材の前記第１の方向と前記第２方向の回転は、互いに異なる機能の実行を許容する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作装置。
  9. 前記回転部材に付与される回転速度の差は、互いに異なる機能の実行を許容する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操作装置。
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