(57)【要約】【課題】操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供する。【解決手段】力覚付与型多方向入力装置１００では、収納空間１ａを有するベース体１と、収納空間１ａ内に移動可能に配置されたスライダ２と、スライダ２に一体化された操作部材３と、スライダ２の移動に伴って回転駆動される第１係合部４ａを有する第１駆動部材４と、スライダ２の移動に伴って回転駆動される第２係合部５ａを有する第２駆動部材５と、操作部材３を介して操作者に対して力覚を付与可能な力覚付与ユニット６と、を備え、スライダ２は第１仮想軸ＶＳ１に沿ってスライド移動が可能であるとともに、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対しては第１仮想軸ＶＳ１を中心に揺動動作が可能であり、第１駆動部材４はスライド移動に伴って第１係合部４ａが回転駆動され、第２駆動部材５は揺動動作に伴って第２係合部５ａが回転駆動される構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納空間を有するベース体と、
前記収納空間内に移動可能に配置されたスライダと、
前記スライダに一体化された操作部材と、
前記スライダの移動に伴って回転駆動される第１係合部を有する第１駆動部材と、
前記スライダの移動に伴って回転駆動される第２係合部を有する第２駆動部材と、
前記操作部材を介して操作者に対して力覚を付与可能な力覚付与ユニットと、
を備え、
前記スライダは第１仮想軸に沿ってスライド移動が可能であるとともに、前記第１仮想軸に直交する方向に対しては前記第１仮想軸を中心に揺動動作が可能であり、
前記第１駆動部材は前記スライド移動に伴って前記第１係合部が回転駆動され、
前記第２駆動部材は前記揺動動作に伴って前記第２係合部が回転駆動されることを特徴とする力覚付与型多方向入力装置。
【請求項２】
前記収納空間内には、円筒の外周面に沿うように湾曲したガイド面を有するとともに、前記ガイド面の裏面側から前記第１係合部及び前記第２係合部を揺動可能に挿通するガイド部材が配置され、
前記スライダは、前記ガイド面に面接触が可能に形成された摺動面を有し、前記摺動面と前記ガイド面とが係合するように配置され、前記ガイド面に沿って摺動することを特徴とする請求項１に記載の力覚付与型多方向入力装置。
【請求項３】
前記ガイド面上の、前記ガイド面が形成する円弧の両端側には、規制部材がガイド面の延出する方向へ向かって延出して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の力覚付与型多方向入力装置。
【請求項４】
前記収納空間内には、円柱状に形成された２本のガイド部材が離間して前記第１仮想軸に沿った方向に懸架されており、
前記スライダは、前記第１仮想軸を中心とした円筒の外周に沿うように貫通して形成されたガイド孔を有し、前記ガイド孔は前記操作部材の配設位置を挟んで、前記第１仮想軸に直交する方向の対称な位置にそれぞれ形成されており、一方の前記ガイド孔および他方の前記ガイド孔に前記ガイド部材がそれぞれ一本ずつ挿通され、前記収納空間の内部底面から離間した状態で配置され、
前記ガイド孔内を前記ガイド部材が摺動することで、前記スライダは第１仮想軸に沿ってスライド移動が可能であるとともに、前記第１仮想軸に直交する方向に対しては前記第１仮想軸を中心に揺動動作が可能であることを特徴とする請求項１に記載の力覚付与型多方向入力装置。
【請求項５】
車両に搭載され、前記スライダの前記スライド移動が可能な方向と前記車両の前後方向とが一致していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の力覚付与型多方向入力装置。
【請求項６】
前記第１駆動部材および前記第２駆動部材は、前記力覚付与ユニットから動力が付与され、前記第１係合部および前記第２係合部をそれぞれ個別に回転駆動させることが可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の力覚付与型多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力覚付与型多方向入力装置に関し、特に、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車を運転中に、カーエアコンやカーオーディオあるいはカーナビゲーション等の車載用制御機器の操作ノブを手動操作して機能調整等を行うことがある。昨今、このような操作を行なう入力装置として、操作ノブの操作量や操作方向に応じた抵抗力や推力等の外力（力覚）を付与することにより、操作フィーリングを良好にして所望の操作が確実に行えるようにした力覚付与型多方向入力装置が用いられることがある。このような力覚付与型多方向入力装置として、下記の特許文献１に記載の力覚付与型多方向入力装置が知られている。
【０００３】
以下、図２０を用いて、特許文献１に記載の力覚付与型多方向入力装置について説明する。図２０は、特許文献１に記載の力覚付与型多方向入力装置の構成を示す断面図である。
【０００４】
図２０に示すように、特許文献１に記載の力覚付与型多方向入力装置９００は、Ｚ１方向側から見たときにＸ１−Ｘ２方向およびＸ１−Ｘ２方向に直交する方向（Ｙ１−Ｙ２方向とする）を含む平面上を移動可能に配置されたスライダ９１０を有している。例えば、スライダ９１０に連結された操作ノブ９２０を操作し、スライダ９１０を移動させることで、別途設けられた液晶モニター等の表示装置に表示されたカーソルの操作を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７９６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来技術の力覚付与型多方向入力装置９００を自動車のセンターコンソールに配置した場合、操作者はアームレストに肘を付いた状態で操作ノブ９２０を握って入力操作を行なうことが考えられる。この時、力覚付与型多方向入力装置９００のスライダ９１０が平面上を移動するのに対して、操作者がスライダ９１０を操作するときに、人体構造的に手首を回転させるように動かした方が操作しやすいと感じる操作方向（例えば、Ｘ１―Ｘ２方向とする）がある。しかし、力覚付与型多方向入力装置９００のスライダ９２０は平面に沿って移動するため、操作者がスライダ９１０をＸ１―Ｘ２方向に操作すると、操作がし難いものであった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決して、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の力覚付与型多方向入力装置においては、収納空間を有するベース体と、前記収納空間内に移動可能に配置されたスライダと、前記スライダに一体化された操作部材と、前記スライダの移動に伴って回転駆動される第１係合部を有する第１駆動部材と、前記スライダの移動に伴って回転駆動される第２係合部を有する第２駆動部材と、前記操作部材を介して操作者に対して力覚を付与可能な力覚付与ユニットと、を備え、前記スライダは第１仮想軸に沿ってスライド移動が可能であるとともに、前記第１仮想軸に直交する方向に対しては前記第１仮想軸を中心に揺動動作が可能であり、前記第１駆動部材は前記スライド移動に伴って前記第１係合部が回転駆動され、前記第２駆動部材は前記揺動動作に伴って前記第２係合部が回転駆動される、という特徴を有する。
【０００９】
請求項２に記載の力覚付与型多方向入力装置においては、前記収納空間内には、円筒の外周面に沿うように湾曲したガイド面を有するとともに、前記ガイド面の裏面側から前記第１係合部及び前記第２係合部を揺動可能に挿通するガイド部材が配置され、前記スライダは、前記ガイド面に面接触が可能に形成された摺動面を有し、前記摺動面と前記ガイド面とが係合するように配置され、前記ガイド面に沿って摺動する、という特徴を有する。
【００１０】
請求項３に記載の力覚付与型多方向入力装置においては、前記ガイド面上の、前記ガイド面が形成する円弧の両端側には、規制部材がガイド面の延出する方向へ向かって延出して配置されている、という特徴を有する。
【００１１】
請求項４に記載の力覚付与型多方向入力装置においては、前記収納空間内には、円柱状に形成された２本のガイド部材が離間して前記第１仮想軸に沿った方向に懸架されており、前記スライダは、前記第１仮想軸を中心とした円筒の外周に沿うように貫通して形成されたガイド孔を有し、前記ガイド孔は前記操作部材の配設位置を挟んで、前記第１仮想軸に直交する方向の対称な位置にそれぞれ形成されており、一方の前記ガイド孔および他方の前記ガイド孔に前記ガイド部材がそれぞれ一本ずつ挿通され、前記収納空間の内部底面から離間した状態で配置され、前記ガイド孔内を前記ガイド部材が摺動することで、前記スライダは第１仮想軸に沿ってスライド移動が可能であるとともに、前記第１仮想軸に直交する方向に対しては前記第１仮想軸を中心に揺動動作が可能である、という特徴を有する。
【００１２】
請求項５に記載の力覚付与型多方向入力装置においては、車両に搭載され、前記スライダの前記スライド移動が可能な方向と前記車両の前後方向とが一致している、という特徴を有する。
【００１３】
請求項６に記載の力覚付与型多方向入力装置においては、前記第１駆動部材および前記第２駆動部材は、前記力覚付与ユニットから動力が付与され、前記第１係合部および前記第２係合部をそれぞれ個別に回転駆動させることが可能である、という特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、スライダが、第１仮想軸に沿ってスライド移動が可能であるとともに、第１仮想軸に直交する方向に対しては第１仮想軸を中心に揺動動作が可能である構造とした。スライダが揺動動作可能な方向と、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向と、を合わせて力覚付与型多方向入力装置を配置することで、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダが揺動するため、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００１５】
請求項２の発明によれば、ガイド部材は円筒の外周面に沿うように湾曲したガイド面を有し、スライダはガイド面に面接触が可能に形成された摺動面を有し、スライダをガイド面と摺動面とが係合するように配置し、ガイド面に沿って摺動させる構造とした。このような構造とすることで、スライダはガイド面の周方向に揺動動作が可能となり、ガイド面の周方向に直交するガイド面が延出する方向には、スライド移動が可能となる。したがって、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向においては、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダを揺動させることができるため、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００１６】
請求項３の発明によれば、規制部材を設けることで、スライダと規制部材とを当接させ、操作者に感触として操作領域の末端であることを伝達することができ、無理な操作による破損を防止することができる、という効果を奏する。
【００１７】
請求項４の発明によれば、第１仮想軸を中心とした円筒の外周に沿うように湾曲したガイド孔に２本のガイド部材が挿通して配置され、ガイド孔内をガイド部材が摺動する構造とした。このような構造とすることで、スライダはガイド孔の内壁面の周方向に揺動動作が可能となり、ガイド部材が延出する方向にはスライド移動が可能となる。したがって、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向においては、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダを揺動させることができるため、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、車両に搭載したときに、スライダのスライド移動が可能な方向と車両の前後方向とを一致させて配置することで、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向においては、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダを揺動させることができるため、車両に搭載された場合に操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００１９】
請求項６の発明によれば、力覚付与ユニットにより第１係合部および第２係合部を個別に回転駆動させることができるため、操作者の操作に対して反力を加えて（力覚を付与して）操作を規制することができる。これにより、使用用途に合わせて操作できる方向を規制することで、操作者が操作を間違えるのを防止することができる。特に、車両に搭載された場合には、車両の進行方向から視線をあまり外すことなく操作できる。したがって、車両に搭載された場合にさらに操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００２０】
以上より、本発明によれば、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の外観を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態における力覚付与ユニット６が取り付けられた状態のベース体１の外観を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態における第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるベース体１の外観を示す斜視図である。
【図６】第１実施形態におけるスライダ２および操作部材３が一体になった状態を示す図である。
【図７】図１に示す力覚付与ユニット６、第１駆動部材４および第２駆動部材５が配置された状態のベース体１をＺ１方向側から見た状態を示す平面図である。
【図８】第１実施形態における第１駆動部材４、第２駆動部材５、ガイド部材７および規制部材８が配置された状態のベース体１を示す断面模式図である。
【図９】図７に示す状態の収納空間１ａ内にガイド部材７を配置した状態を示す平面模式図である。
【図１０】図８に示す状態に対してスライダ２とカバー部材９とを配置した状態を示す断面模式図である。
【図１１】図９に示す状態に対してスライダ２とカバー部材９とを配置した状態を示す平面模式図である。
【図１２】スライダ２のスライド移動が可能な方向ＳＤと車両ＣＡの前後方向ＦＢとを示す模式図である。
【図１３】第１実施形態における初期状態からスライダ２を操作した時の第１係合部４ａおよび第２係合部５ａの位置を示す模式図である。
【図１４】第２実施形態における力覚付与型多方向入力装置２００の外観を示す斜視図である。
【図１５】第２実施形態における力覚付与型多方向入力装置２００の構成を示す分解斜視図である。
【図１６】第１駆動部材４、第２駆動部材５、第３駆動部材２５および力覚付与ユニット６が搭載された状態のベース体２１の外観を一部分解して示す分解斜視図である。
【図１７】図１６に示すＣ部を拡大して示す図である。
【図１８】第２実施形態におけるスライダ２２の外観を示す図である。
【図１９】第２実施形態におけるスライダ２２の第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対する揺動動作の状態を示す模式側面図である。
【図２０】特許文献１に記載の力覚付与型多方向入力装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下に第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００について説明する。
【００２３】
まず始めに本実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成について図１ないし図６を用いて説明する。図１は第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２は第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の外観を示す斜視図である。図３は第１実施形態における力覚付与ユニット６が取り付けられた状態のベース体１の外観を示す斜視図である。図４は第１実施形態における第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す図であり、図４（ａ）は第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の第１駆動部材４および第２駆動部材５の外観を示す平面図である。図５は第１実施形態におけるベース体１の外観を示す斜視図である。図６は第１実施形態におけるスライダ２および操作部材３が一体になった状態を示す図であり、図６（ａ）は、スライダ２および操作部材３が一体になった状態を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＹ２方向側から見た状態のスライダ２および操作部材３の外観を示す側面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態のスライダ２および操作部材３の外観を示す平面図である。なお、図１ないし図６は模式図であり、詳細な形状や寸法関係などについては実物とは異なる場合がある。
【００２４】
力覚付与型多方向入力装置１００は、図１に示すように、ベース体１と、スライダ２と、操作部材３と、第１駆動部材４と、第２駆動部材５と、力覚付与ユニット６と、ガイド部材７と、規制部材８と、カバー部材９と、を備え、図２に示すように、外方（Ｚ１方向）へ突出して設けられた操作部材３を操作可能に形成されている。なお、より操作しやすくするために、実使用時には、突出する操作部材３の先端部に握りやすい形状に形成された操作ツマミ（図示せず）などを取り付けても良い。
【００２５】
力覚付与ユニット６は、詳細な構造の説明について割愛するが、本実施形態においては、図３に示すように、第１モータ６ａと第２モータ６ｂとの２つのモータが組み込まれたユニット部品である。第１モータ６ａの回転軸の先端には、回転軸の周方向に所定のピッチで凹凸が刻まれた第１伝達部６ｃ（図７参照）が配置され、第２モータ６ｂの回転軸の先端には、回転軸の周方向に所定のピッチで凹凸が刻まれた第２伝達部６ｄ（図７参照）が配置されている。第１モータ６ａおよび第２モータ６ｂは、それぞれ第１伝達部６ｃおよび第２伝達部６ｄが上方（Ｚ１方向側）へ突出するように配置されており、それぞれ個別に駆動させることができる。
【００２６】
第１駆動部材４は合成樹脂材料からなり、図４に示すように、板状に形成されるとともに第１係合部４ａを有する第１駆動板４ｂと、板状に形成されるとともに外周端面の一部に第１ギア部４ｃを有する第１ギア板４ｄと、を有する。第１駆動部材４は第１ギア板４ｄの上面に、第１駆動板４ｂを重ねて係止することで形成される。また、第１駆動部材４は第１駆動板４ｂと第１ギア板４ｄとを貫通する円形の貫通孔である第1軸孔４ｅを有する。第１係合部４ａと第１ギア部４ｃとは、第1軸孔４ｅを基準として異なる方向に配置されている。なお、本実施形態においては、第1軸孔４ｅを基準にして、略直交する方向となるように、第１係合部４ａはＸ２方向側に、第１ギア部４ｃはＹ１方向側に配置されている。第１係合部４ａは先端部が半球形状の円柱状に形成され、第１駆動板４ｂから上方（Ｚ１方向）へ突出して設けられている。また、第１ギア部４ｃは第１ギア板４ｄの平面視で円弧状に形成された外周端面に形成され、周方向に所定のピッチで凹凸が刻まれており、第１モータ６ａの第１伝達部６ｃと係合可能に形成されている。
【００２７】
第２駆動部材５は、合成樹脂材料からなり、図４に示すように、板状に形成されるとともに第２係合部５ａを有する第２駆動板５ｂと、板状に形成されるとともに外周端面の一部に第２ギア部５ｃを有する第２ギア板５ｄと、を有する。第２駆動部材５は第２ギア板５ｄの上面に、第２駆動板５ｂを重ねて係止することで形成される。また、第２駆動部材５は第２駆動板５ｂと第２ギア板５ｄとを貫通する円形の貫通孔である第２軸孔５ｅを有する。第２係合部５ａと第２ギア部５ｃとは、第２軸孔５ｅを基準として異なる方向に配置されている。なお、本実施形態においては、第２軸孔５ｅを基準にして、第２係合部５ａはＹ１方向側に、第２ギア部５ｃはＹ２方向側に配置されている。第２係合部５ａは先端部が半球形状の円柱状に形成され、第２駆動板５ｂから上方（Ｚ１方向）へ突出して設けられている。また、第２ギア部５ｃは第２ギア板５ｄの平面視で円弧状に形成された外周端面に形成され、周方向に所定のピッチで凹凸が刻まれており、第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合可能に形成されている。
【００２８】
ベース体１は、合成樹脂材料からなり、図５に示すように、箱状に形成されており、内部は中空である。ベース体１は、下方側（Ｚ２方向側）が開放された箱状に形成されたベース部１ｂを有し、ベース部１ｂの内部は力覚付与ユニット６を収納可能な大きさのスペースが形成されている。また、ベース部１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）には、四方（Ｘ１−Ｘ２方向側およびＹ１−Ｙ２方向側）が囲われ、上方が開放された収納空間１ａを有する。なお、収納空間１ａの底面には連絡孔１ｃが設けられ、連絡孔１ｃを介して収納空間１ａの内部とベース部１ｂの内部とは繋がっている。また、連絡孔１ｃは力覚付与ユニット６の第１伝達部６ｃおよび第２伝達部６ｄを挿通可能な大きさに形成されている。また、収納空間１ａの底面には、円柱状に形成され第１駆動部材４の第1軸孔４ｅに挿通し、第１駆動部材４を揺動可能に支持できる第１軸柱１ｄと、円柱状に形成され第２駆動部材５の第２軸孔５ｅに挿通し、第２駆動部材５を揺動可能に支持できる第２軸柱１ｅと、が形成されている。
【００２９】
ガイド部材７は、金属板からなり、図１に示すように、円筒の外周面に沿うように湾曲したガイド面７ａを有し、ベース体１の収納空間１ａの内部に収納可能な大きさに形成されている。ガイド面７ａには第１係合部４ａを挿通可能な第１回動孔７ｂと第２係合部５ａを挿通可能な第２回動孔７ｃとが形成されている。なお、第１回動孔７ｂおよび第２回動孔７ｃは、それぞれ円弧状に形成され、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａが揺動した場合にも挿通可能に形成されている。
【００３０】
スライダ２は、合成樹脂材からなり、図６に示すように、円筒の外周面に沿うように湾曲した長方形の板状に形成されている。スライダ２の下面（Ｚ２方向側の面）は凹状に湾曲して形成された摺動面２ａを有し、摺動面２ａはガイド部材７のガイド面７ａに面接触が可能に形成されている。摺動面２ａには第１係合部４ａを挿入可能な第１ガイド溝２ｂと第２係合部５ａを挿入可能な第２ガイド溝２ｃとが形成されている。なお、第１ガイド溝２ｂは摺動面２ａの湾曲方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ直線状に延設する溝状に形成されている。また、第１ガイド溝２ｂは摺動面２ａの中央部に配設されている。第２ガイド溝２ｃは第１ガイド溝２ｂが延出する方向に直交する方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ直線状に延設する溝状に形成されている。なお、図６（ｃ）に示すように、第２ガイド溝２ｃは、摺動面２ａのＹ２方向側で、かつＸ１方向側の角付近から第１ガイド溝２ｂの近傍まで延出するように配置されている。また、第２ガイド溝２ｃは、摺動面２ａのＹ１方向側で、かつＸ２方向側の角付近から第２ガイド溝２ｃの近傍まで延出するように配置されている。すなわち、第２ガイド溝２ｃは摺動面２ａの対角位置にそれぞれ形成されている。
【００３１】
操作部材３は、合成樹脂材からなり、図６に示すように、柱状に形成され、スライダ２の上面（摺動面２ａの裏面）の中央から上方へ突出するように、スライダ２に一体化されている。なお、本実施形態においては、操作部材３とスライダ２とを射出成形にて一つの部材として形成している。
【００３２】
規制部材８は、金属板からなり、図１に示すように、長方形状に形成された２個の部材からなる。また、規制部材８は、それぞれ長方形の長手方向に沿って２箇所、同一の方向に曲げ加工がされ、略弧状に形成されている。
【００３３】
カバー部材９は、合成樹脂材からなり、図１に示すように、収納空間１ａの上方を覆うことができる大きさの平板状に形成されている。カバー部材９の中央部付近には、操作部材３を挿通可能な操作開口部９ａが形成されている。
【００３４】
次に力覚付与型多方向入力装置１００の構造について図７ないし図１２を用いて説明する。図７は、図１に示す力覚付与ユニット６、第１駆動部材４および第２駆動部材５が配置された状態のベース体１をＺ１方向側から見た状態を示す平面図である。図８は第１実施形態における第１駆動部材４、第２駆動部材５、ガイド部材７および規制部材８が配置された状態のベース体１を示す断面模式図である。なお、図８においては、説明を容易にするために連絡孔１ｃは１箇所のみ図示している。図９は図７に示す状態の収納空間１ａ内にガイド部材７と規制部材８とを配置した状態を示す平面図である。図１０は、図８に示す状態に対してスライダ２とカバー部材９とを配置した状態を示す断面模式図である。図１１は、図９に示す状態に対してスライダ２とカバー部材９とを配置した状態を示す平面模式図である。図１２はスライダ２のスライド移動が可能な方向ＳＤと車両ＣＡの前後方向ＦＢとを示す模式図であり、図１２（ａ）は車両ＣＡを上方から見た状態を示す模式図であり、図１２（ｂ）は車両ＣＡを側方から見た状態を示す模式図である。なお、図８および図１０においては、説明を容易にするため、本来は配置されている力覚付与ユニット６の記載を省略している。
【００３５】
図７に示すように、力覚付与ユニット６は、連絡孔１ｃを介して第１モータ６ａの第１伝達部６ｃおよび第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄを収納空間１ａの内部に突出するように、ベース部１ｂの内部に配置され、ネジ止めにより固定されている。第１駆動部材４は、第1軸孔４ｅに第１軸柱１ｄを挿通させ、第１軸柱１ｄを中心に回動可能に収納空間１ａの内部に配置されている。このとき、第１係合部４ａは上方（連絡孔１ｃが形成された面に対して垂直な方向）へ突出するとともに、第１ギア部４ｃは第１モータ６ａの第１伝達部６ｃと係合している。また、第２駆動部材５は、第２軸孔５ｅに第２軸柱１ｅを挿通させ、第２軸柱１ｅを中心に回動可能に収納空間１ａの内部に配置されている。このとき、第２係合部５ａは上方へ突出するとともに、第２ギア部５ｃは第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合している。
【００３６】
ここで、図７に示すように、第１仮想軸ＶＳ１は、ベース体１をＺ１方向側（図８参照）から平面視した際に、Ｙ１−Ｙ２方向に平行な直線上に設けられた仮想の軸である。また、図８に示すように、第１仮想軸ＶＳ１は、収納空間１ａ内の連絡孔１ｃが形成された面に対して下方側（Ｚ２方向側）にある。
【００３７】
ガイド部材７は、ガイド面７ａが第１仮想軸ＶＳ１を中心とした仮想の円柱の外周面となるような向きで収納空間１ａ内部に配置され、ネジ止めにより固定されている。このとき、図８および図９に示すように、ガイド面７ａの裏面側から第１係合部４ａ及び第２係合部５ａを揺動可能となるように、第１係合部４ａを第１回動孔７ｂに挿通し、第２係合部５ａを第２回動孔７ｃに挿通している。また、ガイド面７ａ上の、ガイド面７ａが形成する円弧の両端側には、規制部材８がガイド面７ａの延出する方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ向かって延出して、収納空間１ａの内部に配置されている。また、規制部材８は、折り曲げ加工により略弧状に形成されて凸状に加工された側がガイド部材７と対向する向きに配置されている。
【００３８】
このように配置されたガイド部材７のガイド面７ａには、図１０および図１１に示すように、操作部材３と一体になったスライダ２が重ねて配置されている。スライダ２は、摺動面２ａとガイド部材７のガイド面７ａとが係合し、揺動動作およびスライド移動が可能な状態で、収納空間１ａ内の規制部材８同士の間に配置されている。なお、揺動動作とは、ガイド面７ａが形成する円筒の一部のような曲面に沿って、その周方向への移動であり、スライド移動とは揺動方向に直交する方向である。また、ガイド面７ａ上にスライダ２が配置されたとき、ガイド面７ａから上方（図１０に示すＺ１方向）へ突出した第１係合部４ａは第１ガイド溝２ｂ内に挿入され、第２係合部５ａは第２ガイド溝２ｃ内に挿入されている。
【００３９】
また、図１０および図１１に示すように、カバー部材９は、操作部材３を操作開口部９ａに挿通させて、収納空間１ａの上方を覆うように配置され、ネジ止めによりベース体１に固定されている。なお、スライダ２を操作領域の末端まで揺動動作した場合には、スライダ２と規制部材８とが当接し、操作部材３と操作開口部９ａとは当接しない。また、スライダ２を操作領域の末端までスライド移動した場合には、スライダ２とベース体１とが当接し、操作部材３と操作開口部９ａとは当接しない。このように、カバー部材９を収納空間１ａの上方を覆うように配置し、ベース体１に固定することで収納空間１ａの内部に配置された構成部品は収納空間１ａの内部に保持され、力覚付与型多方向入力装置１００が形成される。また、図示していないが、力覚付与型多方向入力装置１００は第１駆動部材４および第２駆動部材５の揺動角度を検出可能なエンコーダを備えている。前記エンコーダは、その内部回路の導通状態と非導通状態とを一定の回転角度ごとに切り換えることのできる構造となっているため、その切り換わりをモニタリングすることで、どちら側へどの程度揺動したかを検出することができる。
【００４０】
なお、図１１に示すような、操作部材３が操作開口部９ａの中心に位置している状態を初期状態とし、初期状態においては、第１係合部４ａは第１ガイド溝２ｂのＸ１−Ｘ２方向における中点位置に配置され、第２係合部５ａは第２ガイド溝２ｃのＹ１−Ｙ２方向における中点位置に配置されている。また、図７に示すように、第１ギア部４ｃは、第１ギア部４ｃの中央付近で第１モータ６ａの第１伝達部６ｃと係合し、第２ギア部５ｃは、第２ギア部５ｃの中央付近で第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合している。
【００４１】
また、このように形成された力覚付与型多方向入力装置１００は、例えば、車両に搭載され、空調装置などの各種操作の入力装置として用いられる。車両に搭載された場合には、図１２に示すように、スライダ２のスライド移動が可能な方向ＳＤと車両ＣＡの前後方向ＦＢとが一致するように搭載して使用する。
【００４２】
次に力覚付与型多方向入力装置１００の動作について図１１および図１３を用いて説明する。図１３は第１実施形態における初期状態からスライダ２を操作した時の第１係合部４ａおよび第２係合部５ａの位置を示す模式図であり、図１３（ａ）は初期状態からＹ１方向へスライド動作した場合の第１係合部４ａおよび第２係合部５ａの位置を示す模式図であり、図１３（ｂ）は初期状態からＸ１方向へ揺動動作した場合の第１係合部４ａおよび第２係合部５ａの位置を示す模式図である。なお、図１３においては、初期状態の位置を２点鎖線で図示している。また、図１３においては、説明を容易にするために、スライダ２、操作部材３、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａのみを図示するとともに、第１ガイド溝２ｂ、第２ガイド溝２ｃ、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａを実線で図示している。
【００４３】
前述の通り、スライダ２はガイド面７ａに沿って摺動し、第１仮想軸ＶＳ１に沿って（Ｙ１−Ｙ２方向に沿って）スライド移動が可能であるとともに、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に対しては第１仮想軸ＶＳ１を中心に揺動動作が可能である。
【００４４】
図１１に示す初期状態から、例えば、図１３（ａ）に示す状態となるように、操作部材３（図１１参照）を介して、スライダ２をスライド移動可能な一方向ＦＤ（Ｙ１方向）へスライド移動させるとする。このとき、第１係合部４ａは、方向ＦＤに直交する方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に平行に形成された第１ガイド溝２ｂに挿入されているため、スライダ２をＹ１方向へスライド移動させると第１ガイド溝２ｂのＹ２方向側の内壁に当接する。第１ガイド溝２ｂの内壁に当接した第１係合部４ａは、スライダ２の移動に伴って、第１ガイド溝２ｂに沿ってＸ１方向に移動する。すなわち、第１係合部４ａ（第１駆動部材４）は第1軸孔４ｅを中心として、図１３（ａ）に示すＦＴ方向に揺動する。また、第２係合部５ａは、Ｙ１−Ｙ２方向に平行に形成された第２ガイド溝２ｃに挿入されているため、第２係合部５ａと第２ガイド溝２ｃとは当接しない。そのため、第２係合部５ａ（第２駆動部材５）は揺動しない。また、スライダ２を方向ＦＤと逆方向（Ｙ２方向）へスライド移動させると、第１係合部４ａ（第１駆動部材４）は第1軸孔４ｅを中心として、図１３（ａ）に示すＦＴ方向と逆方向のＢＴ方向に揺動し、第１係合部４ａは第１ガイド溝２ｂに沿ってＸ２方向に移動する。また、第２係合部５ａ（第２駆動部材５）は揺動しない。すなわち、第１駆動部材４は、スライダ２のスライド移動に伴って第１係合部４ａが回転駆動され、ＦＴ−ＢＴ方向に揺動する。このように、第１駆動部材４が揺動した角度をエンコーダ（図示しない）で検出することで、Ｙ１―Ｙ２方向における位置情報を入力することができる。
【００４５】
つぎに、図１１に示す初期状態から、図１３（ｂ）に示す状態となるように、操作部材３（図１１参照）を介して、スライダ２を揺動可能な一方向ＬＤ（Ｘ１方向）へ揺動させるとする。第１係合部４ａは、方向ＬＤに平行、すなわちＸ１−Ｘ２方向に平行に形成された第１ガイド溝２ｂに挿入されているため、第１係合部４ａと第１ガイド溝２ｂとは当接しない。そのため、第１駆動部材４は揺動しない。このとき、第２係合部５ａは、Ｙ１−Ｙ２方向に平行に形成された第２ガイド溝２ｃに挿入されているため、スライダ２を方向ＬＤ（Ｘ１方向）へ揺動させると第２ガイド溝２ｃの内壁に当接する。第２ガイド溝２ｃの内壁に当接した第２係合部５ａは、スライダ２の揺動動作に伴って、第２ガイド溝２ｃに沿ってＹ２方向に移動する。すなわち、第２係合部５ａ（第２駆動部材５）は第２軸孔５ｅを中心として、図１３（ｂ）に示すＬＴ方向に揺動する。また、スライダ２を方向ＬＤと逆方向（Ｘ２方向）へ揺動させると、第１係合部４ａ（第１駆動部材４）は揺動せず、第２係合部５ａ（第２駆動部材５）はＬＴ方向と逆方向のＲＴ方向に揺動する。すなわち、第２係合部５ａ（第２駆動部材５）は、スライダ２の揺動動作に伴って第２係合部５ａが回転駆動され、ＬＴ−ＲＴ方向に揺動する。このように、第２駆動部材５が揺動した角度をエンコーダ（図示しない）で検出することで、Ｘ１―Ｘ２方向における位置情報を入力することができる。
【００４６】
このようにして第１駆動部材４が揺動した角度および第２駆動部材５が揺動した角度を検出することで、Ｘ１―Ｘ２方向軸とＹ１―Ｙ２方向軸とで形成されるＸＹ平面上の位置情報とすることができる。たとえば、カーナビゲーションの操作入力装置として用いられた場合には、表示画面に表示されたアイコンを選択するためのカーソルの移動操作などに使用できる。
【００４７】
また、第１駆動部材４および第２駆動部材５は、第１ギア部４ｃが第１モータ６ａの第１伝達部６ｃと係合し、第２ギア部５ｃが第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合している。そのため、第１モータ６ａおよび第２モータ６ｂを駆動させることで、力覚付与ユニット６から動力が付与され、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａをそれぞれ個別に回転駆動させることが可能である。また、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａをそれぞれ個別に回転駆動させ、操作者が操作部材３を介してスライダ２を動かしたい方向や、動かしたい方向に反する方向に力を付与することで、操作部材３を介して操作者に対して力覚を付与可能である。
【００４８】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００４９】
本実施形態の力覚付与型多方向入力装置１００では、収納空間１ａを有するベース体１と、収納空間１ａ内に移動可能に配置されたスライダ２と、スライダ２に一体化された操作部材３と、スライダ２の移動に伴って回転駆動される第１係合部４ａを有する第１駆動部材４と、スライダ２の移動に伴って回転駆動される第２係合部５ａを有する第２駆動部材５と、操作部材３を介して操作者に対して力覚を付与可能な力覚付与ユニット６と、を備え、スライダ２は第１仮想軸ＶＳ１に沿ってスライド移動が可能であるとともに、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対しては第１仮想軸ＶＳ１を中心に揺動動作が可能であり、第１駆動部材４はスライド移動に伴って第１係合部４ａが回転駆動され、第２駆動部材５は揺動動作に伴って第２係合部５ａが回転駆動される、構成とした。
【００５０】
これにより、スライダ２が、第１仮想軸ＶＳ１に沿ってスライド移動が可能であるとともに、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対しては第１仮想軸ＶＳ１を中心に揺動動作が可能である構造とした。スライダ２が揺動動作可能な方向と、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向と、を合わせて力覚付与型多方向入力装置１００を配置することで、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダ２が揺動するため、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００５１】
また、本実施形態の力覚付与型多方向入力装置１００では、収納空間１ａ内には、円筒の外周面に沿うように湾曲したガイド面７ａを有するとともに、ガイド面７ａの裏面側から第１係合部４ａ及び第２係合部５ａを揺動可能に挿通するガイド部材７が配置され、スライダ２は、ガイド面７ａに面接触が可能に形成された摺動面２ａを有し、摺動面２ａとガイド面７ａとが係合するように配置され、ガイド面７ａに沿って摺動する、構成とした。
【００５２】
これにより、ガイド部材７は円筒の外周面に沿うように湾曲したガイド面７ａを有し、スライダ２はガイド面７ａに面接触が可能に形成された摺動面２ａを有し、スライダ２をガイド面７ａと摺動面２ａとが係合するように配置し、ガイド面７ａに沿って摺動させる構造とした。このような構造とすることで、スライダ２はガイド面７ａの周方向に揺動動作が可能となり、ガイド面７ａの周方向に直交するガイド面７ａが延出する方向には、スライド移動が可能となる。したがって、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向においては、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダ２を揺動させることができるため、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる。
【００５３】
また、前述のようにスライダ２のガイド面７ａとガイド部材７の摺動面２ａとが係合するように配置する構造とすることで、スライダ２が揺動動作されているときも、スライド動作されているときも、スライダ２はガイド部材７によって動作方向にガイドされている。したがって、スライダ２を操作中に、操作部材３を中心にスライダ２が回転するのを防止することができるため、スライダ２はスムーズに動作し、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００５４】
また、本実施形態の力覚付与型多方向入力装置１００では、車両に搭載され、スライダ２のスライド移動が可能な方向ＳＤと車両の前後方向ＦＢとが一致している、構成とした。
【００５５】
これにより、車両に搭載したときに、スライダ２のスライド移動が可能な方向ＳＤと車両の前後方向ＦＢとを一致させて配置することで、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向においては、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダ２を揺動させることができるため、車両に搭載された場合に操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００５６】
また、本実施形態の力覚付与型多方向入力装置１００では、第１駆動部材４および第２駆動部材５は、力覚付与ユニット６から動力が付与され、第１係合部４ａおよび第２係合部５ａをそれぞれ個別に回転駆動させることが可能である、構成とした。
【００５７】
これにより、力覚付与ユニット６により第１係合部４ａおよび第２係合部５ａを個別に回転駆動させることができるため、操作者の操作に対して反力を加えて（力覚を付与して）操作を規制することができる。これにより、使用用途に合わせて操作できる方向を規制することで、操作者が操作を間違えるのを防止することができる。特に、車両に搭載された場合には、車両の進行方向から視線をあまり外すことなく操作できる。したがって、車両に搭載された場合にさらに操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる。
【００５８】
また、本実施形態の力覚付与型多方向入力装置１００では、ガイド面７ａ上の、ガイド面７ａが形成する円弧の両端側には、規制部材８がガイド面７ａの延出する方向へ向かって延出して配置されている、構成とした。
【００５９】
これにより、規制部材８を設けることで、不慮の事態または意図的に力覚付与ユニット６が加える力覚による傾倒角度の規制がない場合であっても、スライダ２と規制部材８とを当接させ、操作者に感触として操作領域の末端であることを伝達することができ、無理な操作による破損を防止することができる、という効果を奏する。
【００６０】
［第２実施形態］
以下に第２実施形態における力覚付与型多方向入力装置２００について説明する。第２実施形態における力覚付与型多方向入力装置２００は、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００のスライダ２のスライド移動および揺動動作をガイドする構造が異なるものであり、入力の検出方法や力覚の付与方法は第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００と同様の構造である。以下の説明においては、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成部品と同じ機能を備えた構成部品は、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成部品と同じ構成部品名を用いて説明する。また、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成部品とまったく同じ構成部品を用いる場合には、構成部品名、部位名および附番も同じものを用い、詳細な説明についても省略するものとする。
【００６１】
まず、力覚付与型多方向入力装置２００の構成について図１４ないし図１８を用いて説明する。図１４は第２実施形態における力覚付与型多方向入力装置２００の外観を示す斜視図である。図１５は第２実施形態における力覚付与型多方向入力装置２００の構成を示す分解斜視図である。図１６は第１駆動部材４、第２駆動部材５、第３駆動部材２５および力覚付与ユニット６が搭載された状態のベース体２１の外観を一部分解して示す分解斜視図である。図１７は図１６に示すＣ部を拡大して示す図であり、図１７（ａ）はＣ部を拡大して示す斜視図であり、図１７（ｂ）はＣ部を拡大して示す平面図である。図１８は第２実施形態におけるスライダ２２の外観を示す図であり、図１８（ａ）はスライダ２２の外観を示す斜視ずであり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）に示すＹ１方向側から見た状態のスライダ２２を示す側面図であり、図１８（ｃ）は図１８（ａ）に示すＺ２方向側から見た状態のスライダ２２を示す平面図である。
【００６２】
図１５に示すように、力覚付与型多方向入力装置２００は、ベース体２１と、スライダ２２と、操作部材３と、第１駆動部材４と、第２駆動部材５と、第３駆動部材２５と、力覚付与ユニット６と、ガイド部材２７と、カバー部材９と、を備え、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００（図２参照）と同様に、図１４に示すように、外方（Ｚ１方向）へ突出して設けられた操作部材３を操作可能に形成されている。
【００６３】
操作部材３、第１駆動部材４、第２駆動部材５、および力覚付与ユニット６は、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成部品と同じであり詳細な説明は省略する。
【００６４】
第３駆動部材２５は、合成樹脂材料からなり、図１７に示すように、板状に形成されるとともに第３係合部２５ａを有する第３駆動板２５ｂと、板状に形成されるとともに外周端面の一部に第３ギア部２５ｃを有する第３ギア板２５ｄと、を有する。第３駆動部材２５は第３ギア板２５ｄの上面に、第３駆動板２５ｂを重ねて係止することで形成される。また、第３駆動部材２５は第３駆動板２５ｂと第３ギア板２５ｄとを貫通する円形の貫通孔である第３軸穴２５ｅを有する。第３係合部２５ａと第３ギア部２５ｃとは、第３軸穴２５ｅを基準としてほぼ同一な方向に配置されている。なお、本実施形態においては、第３軸穴２５ｅを基準にして、第３係合部２５ａおよび第３ギア部２５ｃはＹ１方向側に配置されている。第３係合部２５ａは先端部が半球形状の円柱状に形成され、第３駆動板２５ｂから上方（Ｚ２方向）へ突出して設けられている。また、第３ギア部２５ｃは第３ギア板２５ｄの平面視で円弧状に形成された外周端面に形成され、周方向に第２駆動部材５の第２ギア部５ｃのピッチと同じピッチで凹凸が刻まれており、第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合可能に形成されている。
【００６５】
ガイド部材２７は、金属材からなり、図１５に示すように、円柱状（棒状）に形成されている。なお、ガイド部材２７は２本用いられる。
【００６６】
ベース体２１は、合成樹脂材から形成され、図１６に示すように、それぞれ箱状に形成されており、内部は中空である下ケース２１Ａと上ケース２１Ｂとで構成されている。また、図１７（ｂ）に示すように、ベース体２１を平面視したときに、ベース体２１は第１仮想軸ＶＳ１に沿った方向に延出して形成されており、第１仮想軸ＶＳ１に沿った方向は、図１６および図１７に示すＹ１−Ｙ２方向に一致している。
【００６７】
下ケース２１Ａは、下方側（Ｚ２方向側）が開放された箱状にベース部２１ｂを有し、ベース部２１ｂの内部は力覚付与ユニット６を収納可能な大きさのスペースが形成されている。また、ベース部２１ｂの上面（Ｚ１方向側の面）には、四方（Ｘ１−Ｘ２方向側およびＹ１−Ｙ２方向側）が囲われ、上方が開放された取付空間２１ｐを有する。なお、図１７に示すように、取付空間２１ｐの底面となる取付板２１ｆには連絡孔２１ｃが設けられ、連絡孔２１ｃを介して取付空間２１ｐの内部とベース部２１ｂの内部とは繋がっている。また、連絡孔２１ｃは力覚付与ユニット６の第1伝達部６ｃおよび第２伝達部６ｄを挿通可能な大きさに形成されている。また、取付板２１ｆには、円柱状に形成され第１駆動部材４の第1軸孔４ｅに挿通し、第１駆動部材４を揺動可能に支持できる第１軸柱１ｄと、円柱状に形成され第２駆動部材５の第２軸孔５ｅに挿通し、第２駆動部材５を揺動可能に支持できる第２軸柱２１ｅと、円柱状に形成され第３駆動部材２５の第３軸穴２５ｅに挿通し、第３駆動部材２５を揺動可能に支持できる第３軸柱２１ｇと、が形成されている。
【００６８】
図１６に示すように、上ケース２１Ｂは、上部が開放され、その内部には収納空間２１ａが形成されている。上ケース２１Ｂは、収納空間２１ａの側壁のうち、第１仮想軸ＶＳ１に沿った方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に対向して形成された一組の側壁の、それぞれの上端部に、凹形状に形成された懸架部２１ｈを有する。一方の前記側壁の懸架部２１ｈは、第１仮想軸ＶＳ１を挟んで対称な位置に１つずつ形成されており、他方の前記側壁の懸架部２１ｈも第１仮想軸ＶＳ１を挟んで対称な位置で、かつ一方の前記側壁に形成された懸架部２１ｈ同士の間隔と同じ間隔の位置に１つずつ形成されている。なお、懸架部２１ｈはガイド部材２７を差し込み可能な幅を有している。また、収納空間２１ａの底面には、第１係合部４ａに対応した位置に第１係合部４ａを挿通可能な第１回動孔２１ｋと、第２係合部５ａに対応した位置に第２係合部５ａを挿通可能な第２回動孔２１ｍと、第３係合部２５ａに対応した位置に第３係合部２５ａを挿通可能な第３回動孔２１ｎと、が形成されている。
【００６９】
上ケース２１Ｂを下ケース２１Ａの取付空間２１ｐの上部を覆うとともに、第１係合部４ａ、第２係合部５ａおよび第３係合部２５ａに対応可能な向きに配置することでベース体２１が形成される。なお、取付板２１ｆと上ケース２１Ｂとの間には、第１駆動部材４、第２駆動部材５および第３駆動部材２５を収納可能なスペースが設けられている。
【００７０】
カバー部材９は、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の構成部品と同じであるため詳細な説明は省略するが、収納空間２１ａを覆うことのできる大きさである。
【００７１】
スライダ２２は、合成樹脂材料からなり、図１８に示すように、平面視（Ｚ１方向またはＺ２方向から見た場合）にて長方形状の板状に形成されている。図１８（ｂ）に示すように、スライダ２２の上面（Ｚ１方向側の面）は、第１仮想軸ＶＳ１を中心とした円筒の外周に沿うように湾曲して形成されている。なお、第１仮想軸ＶＳ１は、スライダ２２の下方側に位置している。また、スライダ２２の上面の頭頂部の中央付近には、操作部材３が前記頭頂部に接する仮想の平面に対して垂直に突出するように配置されている。なお、本実施形態においては、操作部材３とスライダ２２とは、射出成形加工により一体に形成されている。
【００７２】
また、図１８（ｃ）に示すように、スライダ２２は下面に底面部２２ｄを有し、底面部２２ｄはスライダ２２の下面を平面視したときに、第１仮想軸ＶＳ１を挟んで対称な長方形状の平坦面に形成されている。また、底面部２２ｄには、第１係合部４ａを挿入可能な第１ガイド溝２２ｂと第２係合部５ａを挿入可能な第２ガイド溝２２ｃと第３係合部２５ａを挿入可能な第３ガイド溝２２ｅが形成されている。なお、第１ガイド溝２２ｂは第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ直線状に延設する溝状に形成されている。また、第１ガイド溝２２ｂは中央部に配設されている。第２ガイド溝２２ｃは第１仮想軸ＶＳ１が延出する方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ直線状に延設する溝状に形成されている。なお、第２ガイド溝２２ｃは、底面部２２ｄのＸ２方向側の中央部からＹ１方向側へ延出している。また、第３ガイド溝２２ｅは第１仮想軸ＶＳ１が延出する方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ直線状に延設する溝状に形成されている。なお、第３ガイド溝２２ｅは、底面部２２ｄのＹ２方向側で、かつＸ１方向側の角付近から中央部側へ延出している。また、第１ガイド溝２２ｂ、第２ガイド溝２２ｃおよび第３ガイド溝２２ｅは互いに離間して形成されている。
【００７３】
また、スライダ２２は、図１８（ａ）に示すＹ１−Ｙ２方向側の側面に、図１８（ｂ）に示すようにガイド孔２２ａを有する。ガイド孔２２ａは貫通孔であり、その断面形状は略長方形状である。また、ガイド孔２２ａは操作部材３の配設位置を挟んで、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向の対称な位置に、第１仮想軸ＶＳ１に沿うように延出してそれぞれ形成されている。なお、ガイド孔２２ａは、操作部材３が延出する方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に対して、第１仮想軸ＶＳ１を中心として、それぞれ同一角度（角度Ａｎ）傾くとともに、第１仮想軸ＶＳ１から等距離（距離Ｌ）の位置に形成されている。すなわち、ガイド孔２２ａは、第１仮想軸ＶＳ１を中心とした同一の円筒の外周に沿うように形成されている。また、ガイド孔２２ａはガイド部材２７を挿通可能な大きさである。
【００７４】
次に力覚付与型多方向入力装置２００の構造について図１４、図１７および図１９を用いて説明する。図１９は、第２実施形態におけるスライダ２２の第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対する揺動動作の状態を示す模式側面図である。なお、図１９においては、説明を容易にするために、操作部材３が一体となったスライダ２２とガイド部材２７とのみを図示している。
【００７５】
図１７に示すように、力覚付与ユニット６は、取付板２１ｆの連絡孔２１ｃに第１モータ６ａの第１伝達部６ｃおよび第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄを挿通させた状態で取付板２１ｆにネジ止めにより固定されている。力覚付与ユニット６が係止された取付板２１ｆは、下ケース２１Ａの取付空間２１ｐに配置され、力覚付与ユニット６は下ケース２１Ａの内部に配置され、第１伝達部６ｃおよび第２伝達部６ｄが取付空間２１ｐの内部に突出するように配置され、ネジ止めにより固定されている。第１駆動部材４は、第1軸孔４ｅに第１軸柱２１ｄを挿通させ、第１軸柱２１ｄを中心に回動可能に取付空間２１ｐの内部に配置されている。このとき、第１係合部４ａは上方（取付板２１ｆに対して垂直な方向）へ突出するとともに、第１ギア部４ｃは第１モータ６ａの第１伝達部６ｃと係合している。また、第２駆動部材５は、第２軸孔５ｅに第２軸柱２１ｅを挿通させ、第２軸柱２１ｅを中心に回動可能に取付空間２１ｐの内部に配置されている。このとき、第２係合部５ａは上方へ突出するとともに、第２ギア部５ｃは第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合している。また、第３駆動部材２５は、第３軸穴２５ｅに第３軸柱２１ｇを挿通させ、第３軸柱２１ｇを中心に回動可能に取付空間２１ｐの内部に配置されている。このとき、第３係合部２５ａは上方へ突出するとともに、第３ギア部２５ｃは第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄと係合している。なお、第２駆動部材５と第３駆動部材２５とは、第２モータ６ｂの第２伝達部６ｄを介して連結され、第２ギア部５ｃと第３ギア部２５ｃとは同じピッチで形成されている。そのため、第２駆動部材５と第３駆動部材２５とは、互いに連動して揺動するとともに、その揺動角度も同じである。
【００７６】
このように第１駆動部材４、第２駆動部材５および第３駆動部材２５が配置された取付空間２１ｐの上には、重ねて上ケース２１Ｂが配置される。上ケース２１Ｂは懸架部２１ｈが形成された側面が、第１仮想軸ＶＳ１に沿って並ぶ向きにして配置され、第１回動孔２１ｋには第１係合部４ａが揺動可能に挿通され、第２回動孔２１ｍには第２係合部５ａが揺動可能に挿通され、第３回動孔２１ｎには第３係合部２５ａが揺動可能に挿通されており、それぞれ収納空間２１ａの内部に突出している。このとき、第１駆動部材４、第２駆動部材５および第３駆動部材２５は上ケース２１Ｂと接触せず、それぞれ揺動が可能である。
【００７７】
また、スライダ２２の一方のガイド孔２２ａおよび他方のガイド孔２２ａにガイド部材２７がそれぞれ一本ずつ挿通され、ガイド部材２７が挿通されたスライダ２２は、収納空間２１ａの内部に配置される。このとき、ガイド部材２７の両端部は懸架部２１ｈにそれぞれ支持され、ネジ止めなどにより固定される。これにより、収納空間２１ａ内には、２本のガイド部材２７が離間して第１仮想軸ＶＳ１に沿った方向に懸架されており、スライダ２２は収納空間２１ａの内部底面から離間した状態で配置される。このように配置し、ガイド孔２２ａ内をガイド部材２７が摺動することで、スライダ２２は第１仮想軸ＶＳ１に沿ってスライド移動が可能であるとともに、図１９に示すように、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対しては第１仮想軸ＶＳ１を中心に揺動動作が可能である。また、このように配置されたスライダ２２の第１ガイド溝２２ｂには第１係合部４ａが摺動可能に挿入され、第２ガイド溝２２ｃには第２係合部５ａが摺動可能に挿入され、第３ガイド溝２２ｅには第３係合部２５ａが摺動可能に挿入されている。
【００７８】
また、図１４に示すように、カバー部材９は、操作部材３を操作開口部９ａに挿通させて、収納空間２１ａの上方を覆うように配置され、ネジ止めによりベース体２１（上ケース２１Ｂ）に固定されている。なお、スライダ２２を操作領域の末端まで揺動動作した場合には、スライダ２２のガイド孔２２ａとガイド部材２７とが当接し、操作部材３と操作開口部９ａとは当接しない。また、スライダ２２を操作領域の末端までスライド移動した場合には、スライダ２２とベース体２１（上ケース２１Ｂ）とが当接し、操作部材３と操作開口部９ａとは当接しない。このようにして力覚付与型多方向入力装置２００が形成される。また、図示していないが、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００と同様に、力覚付与型多方向入力装置２００は第１駆動部材４および第２駆動部材５の揺動角度を検出可能なエンコーダを備えている。前記エンコーダは、その内部回路の導通状態と非導通状態とを一定の回転角度ごとに切り換えることのできる構造となっているため、その切り換わりをモニタリングすることで、どちら側へどの程度揺動したかを検出することができる。
【００７９】
このように形成された力覚付与型多方向入力装置２００は、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００に対して第３駆動部材２５が追加されているものの、第３駆動部材２５は第２駆動部材５の動きに連動して同じ動きを行なう。したがって、スライダ２２の動きに連動した力覚付与型多方向入力装置２００の動作は、第１実施形態における力覚付与型多方向入力装置１００の動作と同等であることから、力覚付与型多方向入力装置２００の動作の詳細な説明は省略する。
【００８０】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００８１】
本実施形態の力覚付与型多方向入力装置２００では、収納空間２１ａ内には、円柱状に形成された２本のガイド部材２７が離間して第１仮想軸ＶＳ１に沿った方向に懸架されており、スライダ２２は、第１仮想軸ＶＳ１を中心とした円筒の外周に沿うように貫通して形成されたガイド孔２２ａを有し、ガイド孔２２ａは操作部材３の配設位置を挟んで、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向の対称な位置にそれぞれ形成されており、一方のガイド孔２２ａおよび他方のガイド孔２２ａにガイド部材２７がそれぞれ一本ずつ挿通され、収納空間２１ａの内部底面から離間した状態で配置され、ガイド孔２２ａ内をガイド部材２７が摺動することで、スライダ２２は第１仮想軸ＶＳ１に沿ってスライド移動が可能であるとともに、第１仮想軸ＶＳ１に直交する方向に対しては第１仮想軸ＶＳ１を中心に揺動動作が可能である、構成とした。
【００８２】
これにより、第１仮想軸ＶＳ１を中心とした円筒の外周に沿うように貫通して形成されたガイド孔２２ａに２本のガイド部材２７が挿通して配置され、ガイド孔２２ａ内をガイド部材２７が摺動する構造とした。このような構造とすることで、スライダ２２はガイド孔２２ａの内壁面の周方向に揺動動作が可能となり、ガイド部材２７が延出する方向にはスライド移動が可能となる。したがって、操作者が手首を回転させるように動かした方が操作しやすい操作方向においては、操作者の手首を回転させるような手の動きに合わせてスライダ２２を揺動させることができるため、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００８３】
本実施形態の力覚付与型多方向入力装置２００では、第２駆動部材５に連動して同じ動作を行なう第３駆動部材２５を設けた。また、スライダ２２には第２ガイド溝２２ｃに平行して第３ガイド溝２２ｅを設ける構成とした。
【００８４】
これにより、例えば、操作部材３を中心としてスライダ２２を回転させる方向の力がスライダ２２に加わったとしても、第２係合部５ａが第２ガイド溝２２ｃの内壁に接触するとともに、第３係合部２５ａが第３ガイド溝２２ｅの内壁に接触することで、スライダ２２が回転するのを防ぐことが出来る。したがって、操作のしやすい力覚付与型多方向入力装置を提供することができる、という効果を奏する。
【００８５】
以上のように、本発明の実施形態に係る力覚付与型多方向入力装置を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００８６】
（１）第１実施形態および第２実施形態において、第１駆動部材４の第１係合部４ａの配置位置と、第１ギア部４ｃの配置位置と、は必要に応じて変更しても良い。なお、第２駆動部材５および第３駆動部材２５においても同様に、第２係合部５ａと第２ギア部５ｃとの位置関係、第３係合部２５ａと第３ギア部２５ｃとの位置関係を必要に応じて変更しても良い。
【００８７】
（２）第１実施形態および第２実施形態において、車両に搭載した場合について説明をしたが、使用用途を車両搭載に限定するものではなく、例えば、ゲームコントローラーの入力装置として用いても良い。
【００８８】
（３）第２実施形態において、スライダ２２はガイド部材２７に支持されて収納空間２１ａの内部に配置され、収納空間２１ａの上部を覆うようにカバー部材９を配置する構成としたが、カバー部材９とスライダ２２との間に、例えば、板ばねのような付勢部材を設けて、スライダ２２を下方へ付勢し、ガイド部材２７に圧接させる構成としても良い。このように付勢部材によりスライダ２２をガイド部材２７に圧接させることで、スライダ２２のガタツキが軽減され、振動などによる異音の発生を防止したり、操作に対する検出精度がより良くなるという効果を奏する。
【００８９】
（４）第２実施形態において、ガイド孔２２ａの断面形状を長方形状としたが、第１仮想軸ＶＳ１を中心とした円筒の外周面に沿って湾曲する形状としても良い。
【符号の説明】
【００９０】
１      ベース体
１ａ    収納空間
１ｂ    ベース部
１ｃ    連絡孔
１ｄ    第１軸柱
１ｅ    第２軸柱
２      スライダ
２ａ    摺動面
２ｂ    第１ガイド溝
２ｃ    第２ガイド溝
３      操作部材
４      第１駆動部材
４ａ    第１係合部
４ｂ    第１駆動板
４ｃ    第１ギア部
４ｄ    第１ギア板
４ｅ    第1軸孔
５      第２駆動部材
５ａ    第２係合部
５ｂ    第２駆動板
５ｃ    第２ギア部
５ｄ    第２ギア板
５ｅ    第２軸孔
６      力覚付与ユニット
６ａ    第１モータ
６ｂ    第２モータ
６ｃ    第１伝達部
６ｄ    第２伝達部
７      ガイド部材
７ａ    ガイド面
７ｂ    第１回動孔
７ｃ    第２回動孔
８      規制部材
９      カバー部材
９ａ    操作開口部
２１    ベース体
２１Ａ  下ケース
２１Ｂ  上ケース
２１ａ  収納空間
２１ｂ  ベース部
２１ｃ  連絡孔
２１ｄ  第１軸柱
２１ｅ  第２軸柱
２１ｆ  取付板
２１ｇ  第３軸柱
２１ｈ  懸架部
２１ｋ  第１回動孔
２１ｍ  第２回動孔
２１ｎ  第３回動孔
２１ｐ  取付空間
２２    スライダ
２２ａ  ガイド孔
２２ｂ  第１ガイド溝
２２ｃ  第２ガイド溝
２２ｄ  底面部
２２ｅ  第３ガイド溝
２５    第３駆動部材
２５ａ  第３係合部
２５ｂ  第３駆動板
２５ｃ  第３ギア部
２５ｄ  第３ギア板
２５ｅ  第３軸穴
２７    ガイド部材
１００  力覚付与型多方向入力装置
２００  力覚付与型多方向入力装置
ＶＳ１  第１仮想軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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