(57)【要約】【課題】操作感を向上させることができる操作装置を提供する。【解決手段】操作装置１は、主に、中立位置から任意の操作位置に操作される操作部２と、操作部２に付加する操作荷重を生成する生成部３と、生成部３が生成する操作荷重を切り替える切替部８と、操作部２の操作位置を検出する検出部２６と、操作荷重の切り替えを指示する切替信号を取得した後、検出部２６から取得した操作部２の第１の操作位置、及び第１の操作位置の取得後、予め定められた時間後に検出部２６から取得した操作部２の第２の操作位置に基づいて操作荷重の切り替えを判断して操作荷重を切り替えるように切替部８を制御する制御ＥＣＵ１００と、を備えて概略構成されている。【選択図】図６
2014010619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中立位置から任意の操作位置に操作される操作部と、
前記操作部に付加する操作荷重を生成する生成部と、
前記生成部が生成する前記操作荷重を切り替える切替部と、
前記操作部の操作位置を検出する検出部と、
前記操作荷重の切り替えを指示する切替信号を取得した後、前記検出部から取得した前記操作部の第１の操作位置、及び前記第１の操作位置の取得後、予め定められた時間後に前記検出部から取得した前記操作部の第２の操作位置に基づいて前記操作荷重の切り替えを判断して前記操作荷重を切り替えるように前記切替部を制御する制御部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の操作位置が前記中立位置と一致し、さらに前記第１の操作位置と前記第２の操作位置が一致する場合、前記操作荷重を切り替えるように前記切替部を制御する請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の操作位置を原点とし、第１の座標軸及び前記第１の座標軸と直交する第２の座標軸から構成される座標系を設定し、前記第２の操作位置が位置する前記座標系の象限に前記中立位置がある場合、前記操作荷重を切り替えるように前記切替部を制御する請求項１に記載の操作装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の操作位置と前記第２の操作位置とが一致し、かつ前記第１の操作位置及び前記第２の操作位置が前記中立位置を中心とした予め定められた領域内に含まれる場合、前記操作荷重を切り替えるように前記切替部を制御する請求項１に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、操作部と、力感覚（ハプティック）を操作部に付加するアクチュエータと、を備えたハプティックデバイスが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このハプティックデバイスは、目標操作位置方向以外への操作に対して目標操作位置方向と反対方向の力感覚を作用させるので、操作部を目標操作位置方向以外に操作し難くなり、良好な操作感を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４１２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような操作部に荷重を付加する操作装置において、操作者が荷重の切り替わりで違和感を覚え、操作感が低下する可能性がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、操作感を向上させることができる操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、中立位置から任意の操作位置に操作される操作部と、操作部に付加する操作荷重を生成する生成部と、生成部が生成する操作荷重を切り替える切替部と、操作部の操作位置を検出する検出部と、操作荷重の切り替えを指示する切替信号を取得した後、検出部から取得した操作部の第１の操作位置、及び第１の操作位置の取得後、予め定められた時間後に検出部から取得した操作部の第２の操作位置に基づいて操作荷重の切り替えを判断して操作荷重を切り替えるように切替部を制御する制御部と、を備えた操作装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第1の実施の形態に係る操作装置の概略図である。
【図２】図２は、第1の実施の形態に係る操作装置の要部断面の模式図である。
【図３】図３（ａ）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概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。
【図４】図４（ａ）は、第1の実施の形態に係る節度部の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、節度部の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、第1の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための概略図であり、（ｃ）は、操作荷重の切替を説明するためのグラフである。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る操作荷重の切り替えに関するフローチャートである。
【図７】図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る節度部の最下点を含む平面の概略図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例を説明するための平面の概略図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、第３の実施の形態に係る節度部の最下点を含む平面の概略図である。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、中立位置から任意の操作位置に操作される操作部と、操作部に付加する操作荷重を生成する生成部と、生成部が生成する操作荷重を切り替える切替部と、操作部の操作位置を検出する検出部と、操作荷重の切り替えを指示する切替信号を取得した後、検出部から取得した操作部の第１の操作位置、及び第１の操作位置の取得後、予め定められた時間後に検出部から取得した操作部の第２の操作位置に基づいて操作荷重の切り替えを判断して操作荷重を切り替えるように切替部を制御する制御部と、を備える。
【００１１】
この操作装置は、操作荷重の切り替えを指示する切替信号の取得をトリガとして操作荷重を切り替えるのではなく、第１の操作位置及び第２の操作位置に基づいて操作荷重を切り替えるので、操作者の意志に反した操作荷重の切り替えが抑制され、操作感が向上する。
【００１２】
[第１の実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１は、第1の実施の形態に係る操作装置の概略図である。図２は、第1の実施の形態に係る操作装置の要部断面の模式図である。図３（ａ）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概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。この図２では、操作部等を簡略化して図示している。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
操作装置１は、図１〜図３（ｂ）に示すように、主に、中立位置から任意の操作位置に操作される操作部２と、操作部２に付加する操作荷重を生成する生成部３と、生成部３が生成する操作荷重を切り替える切替部８と、操作部２の操作位置を検出する検出部２６と、操作荷重の切り替えを指示する切替信号を取得した後、検出部２６から取得した操作部２の第１の操作位置、及び第１の操作位置の取得後、予め定められた時間後に検出部２６から取得した操作部２の第２の操作位置に基づいて操作荷重の切り替えを判断して操作荷重を切り替えるように切替部８を制御する制御部としての制御ＥＣＵ１００と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
この生成部３は、図１及び図２に示すように、例えば、第１のばね３１及び第２のばね３２を備えて概略構成されている。また切替部８は、図１及び図２に示すように、例えば、第１の切替部８ａ及び第２の切替部８ｂを備えて概略構成されている。
【００１５】
また操作装置１は、主に、第２のばね３２の第２の力ｆ２によって生成される第１の操作荷重と、第１のばね３１の第１の力ｆ１によって生成される第２の操作荷重と、を切り替える構成を有している。この第１の力ｆ１は、第２の力ｆ２よりも大きい。
【００１６】
この操作装置１は、図３（ａ）に示すように、例えば、車両９に搭載された電子機器を操作する遠隔操作装置として構成されている。操作装置１は、一例として、車両９の運転席と助手席の間に延びるフロアコンソール９２に配置されている。また後述する表示装置９４が、フロアコンソール９２の上側のインストルメントパネル９０に配置されている。
【００１７】
操作装置１は、この表示装置９４に表示されたカーソル等を操作することができるように構成されている。従って操作装置１は、図１に示すように、操作レバー２２がＸ軸方向及びＹ軸方向、つまりＸＹ座標系の所望の操作位置に操作可能となるように構成されている。このＸＹ座標系は、一例として、直交座標系である。
【００１８】
（操作部２の構成）
操作部２は、図１に示すように、操作ノブ２０と、押下スイッチ２１と、操作レバー２２と、操作レバー２２を支持する支持機構部２３と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
操作レバー２２は、例えば、円柱形状を有し、一方端部に操作ノブ２０が取り付けれ、他方端部に開口２２０が形成されている。操作ノブ２０は、例えば、円柱形状を有する。また操作ノブ２０は、上部に押下スイッチ２１が設けられている。この押下スイッチ２１は、操作者が操作ノブ２０を把持した状態で押し下げることができるように構成されている。また操作者は、この操作ノブ２０を把持し、操作レバー２２を所望の方向に傾ける傾倒操作を行うことにより、操作装置１の操作を行う。
【００２０】
開口２２０は、入り口よりも内部が広くなるように構成されている。後述する節度ピース４の端部に設けられたストッパ４１が入り口よりも大きいので、開口２２０から節度ピース４が抜けない構造となっている。従って節度ピース４の先端部４０が開口２２０から突出している。
【００２１】
（支持機構部２３の構成）
支持機構部２３は、操作レバー２２による傾倒操作が可能となるように操作レバー２２を支持するジンバル機構を有して概略構成されている。
【００２２】
支持機構部２３は、操作レバー支持部２３ａと、Ｘ軸方向支持部２４と、Ｙ軸方向支持部２５と、を備えて概略構成されている。操作レバー２２は、この操作レバー支持部２３ａ、Ｘ軸方向支持部２４及びＹ軸方向支持部２５との組み合わせによって、ＸＹ座標上の所望の操作位置を指示することができる。
【００２３】
操作レバー支持部２３ａは、操作レバー２２をＹ軸方向の操作が可能となるように支持している。つまり、操作レバー２２は、操作レバー支持部２３ａに対して回転するように構成されている。この回転軸は、Ｘ軸方向支持部２４の側面に突出する支持部２３２及び支持部２３２の反対側の側面から突出する図示しない支持部である。
【００２４】
この支持部２３２及び反対側の側面の支持部の少なくとも何れか１つには、一例として、回転角を検出する検出部２６のＹ軸検出部２６ｂが設けられ、Ｙ軸方向の操作量を検出することが可能となるように構成されている。この支持部２３２は、図１に示すように、矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に回転する。Ｙ軸検出部２６ｂは、Ｙ軸座標情報Ｓｙを制御ＥＣＵ１００に出力するように構成されている。
【００２５】
Ｘ軸方向支持部２４は、本体２４０がリング形状を有している。このリング内に、操作レバー支持部２３ａに支持された操作レバー２２が挿入されている。またＸ軸方向支持部２４は、Ｙ軸方向支持部２５に支持されている。
【００２６】
操作レバー支持部２３ａは、Ｘ軸方向支持部２４に回転可能に支持されている。その回転方向は、Ｘ軸方向である。この回転軸は、Ｙ軸方向支持部２５の側面から突出する支持部２４２及び支持部２４３である。
【００２７】
この支持部２４２及び支持部２４３の少なくとも何れか１つには、一例として、回転角を検出する検出部２６のＸ軸検出部２６ａが設けられ、Ｘ軸方向の操作量を検出することが可能となるように構成されている。この支持部２４２及び支持部２４３は、図１に示すように、矢印Ｃ及びＤ方向に回転する。Ｘ軸検出部２６ａは、Ｘ軸座標情報Ｓｘを制御ＥＣＵ１００に出力するように構成されている。
【００２８】
Ｙ軸方向支持部２５は、本体２５０と、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２のＹ軸方向の操作を案内するガイド部２５１と、を備えて概略構成されている。
【００２９】
なお支持機構部２３の構成は、上記に限定されず、２次元の操作位置を指示可能な公知の支持機構によって構成されても良い。
【００３０】
（第１のばね３１の構成）
第１のばね３１は、操作レバー２２の端部の開口２２０に配置される。この第１のばね３１は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお生成部３は、コイルばねに限定されず、節度ピース４を節度山５２に押し付ける方向の第１の力ｆ１を生成することができる機械要素であれば良い。
【００３１】
（節度ピース４の構成）
節度ピース４は、円柱形状を有し、その先端部４０が丸い形状となっている。この先端部４０は、節度山５２に接触している。従って操作レバー２２が操作されることにより、節度山５２が節度ピース４の先端部４０を開口２２０の方向に押し込む。
【００３２】
また節度ピース４は、操作レバー２２の開口２２０からの抜けを防止するストッパ４１を有している。具体的には、ストッパ４１は、図２に示すように、一回り大きい外周となる形状を有している。
【００３３】
（節度部５の構成）
節度部５は、図１及び図２に示すように、板形状を有し、上面視において正方形状を有している。節度部５の上面５０ａには、節度山５２が形成されている。この節度山５２は、円錐形状を有し、上面５０ａから凹むように形成されている。言い換えるなら、節度山５２は、すり鉢形状を有している。
【００３４】
操作装置１は、この節度山５２の頂点に節度ピース４が位置する場合、中立位置となる。この中立位置とは、例えば、ＸＹ座標系の原点である。
【００３５】
また節度部５は、第１の側面５３、及び第１の側面５３の反対側の第２の側面５４から突出するように第１の支持部５３ａ及び第２の支持部５４ａを備えている。
【００３６】
第１の支持部５３ａには、切替部８の第１の切替部８ａが配置されている。また第１の支持部５３ａは、第１の切替部８ａの軸８２ａが挿入される図示しない貫通孔が形成されている。
【００３７】
第２の支持部５４ａには、切替部８の第２の切替部８ｂが配置されている。また第２の支持部５４ａは、第２の切替部８ｂの軸８２ｂが挿入される図示しない貫通孔が形成されている。
【００３８】
節度部５は、図２に示すように、下面５０ｂに取付部５０ｃを備えている。この取付部５０ｃには、第２のばね３２が取り付けられる。
【００３９】
また節度部５には、図１に示すように、各隅に貫通孔５０１〜貫通孔５０４が形成されている。貫通孔５０１には、後述する案内部６の支柱６１が挿入されている。貫通孔５０２には、後述する案内部６の支柱６２が挿入されている。貫通孔５０３には、後述する案内部６の支柱６３が挿入されている。貫通孔５０４には、後述する案内部６の支柱６４が挿入されている。
【００４０】
（案内部６の構成）
案内部６は、図１の紙面の上下方向の節度部５の移動を案内するものである。案内部６は、円柱形状を有する支柱６１〜支柱６４を備えて概略構成されている。この支柱６１〜支柱６４は、例えば、操作装置１の本体１０の底面に取り付けられている。
【００４１】
節度部５は、第１の切替部８ａ及び第２の切替部８ｂによる移動の規制がない場合、操作部２になされた操作に基づいて図１及び図２の紙面の下方向に、案内部６に案内されながら移動する。また節度部５は、第１の切替部８ａ及び第２の切替部８ｂによって移動が規制されている場合、移動しない。
【００４２】
（第２のばね３２の構成）
第２のばね３２は、節度部５と本体１０の底面に配置されたベース７０との間に配置される。第２のばね３２の一方端部は、節度部５の下面５０ｂに設けられた取付部５０ｃに取り付けられ、他方端部は、ベース７０から突出する取付部７１に取り付けられる。
【００４３】
第２のばね３２は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお生成部３は、コイルばねに限定されず、節度部５を節度ピース４に押し付ける方向の第２の力ｆ２を生成することができる機械要素であれば良い。
【００４４】
なお本実施の形態に係る第１のばね３１のばね定数は、第２のばね３２のばね定数よりも大きいものとする。
【００４５】
（切替部８の構成）
切替部８は、第１の切替部８ａと、第２の切替部８ｂと、を備えて概略構成されている。
【００４６】
第１の切替部８ａは、第１の支持部５３ａ上に配置されたプランジャ８０ａと、プランジャ８０ａ上に設けられたコイル８１ａと、コイル８１ａに挿入され、円柱形状を有する軸８２ａと、を備えて概略構成されている。このプランジャ８０ａは、第１の支持部５３ａと一体になるように取り付けられている。またコイル８１ａは、軸８２ａと一体となるように取り付けられている。
【００４７】
プランジャ８０ａは、例えば、半径の異なる２つの円筒が重ねられたような形状を有して金属材料を用いて形成されている。プランジャ８０ａの中心には、軸８２ａが挿入されている。また半径が小さい方の円筒は、コイル８１ａに挿入されている。従ってプランジャ８０ａは、軸８２ａに案内されながら節度部５と一体となって移動するように構成されている。
【００４８】
また第２の切替部８ｂは、第２の支持部５４ａ上に配置されたプランジャ８０ｂと、プランジャ８０ｂ上に設けられたコイル８１ｂと、コイル８１ｂに挿入され、円柱形状を有する軸８２ｂと、を備えて概略構成されている。このプランジャ８０ｂは、第２の支持部５４ａと一体となるように取り付けられている。またコイル８１ｂは、軸８２ｂと一体となるように取り付けられている。
【００４９】
プランジャ８０ｂは、例えば、半径の異なる２つの円筒が重ねられたような形状を有して金属材料を用いて形成されている。プランジャ８０ｂの中心には、軸８２ｂが挿入されている。また半径が小さい方の円筒は、コイル８１ｂに挿入されている。従ってプランジャ８０ｂは、軸８２ｂに案内されながら節度部５と一体となって移動するように構成されている。
【００５０】
この軸８２ａ及び軸８２ｂは、例えば、本体１０の底面に取り付けられている。
【００５１】
第１の切替部８ａ及び第２の切替部８ｂは、コイル８１ａ及びコイル８１ｂに電流が流されるとプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂを吸引する力を発生する。この吸引する力により、第１の切替部８ａ及び第２の切替部８ｂは、節度部５の移動を規制するように構成されている。なお規制部は、節度部５の移動を規制することができる構成であれば、個数等は限定されない。また規制部は、上述の所謂ソレノイドアクチュエータに限定されず、節度部５の移動の規制、及び規制の解除が行える構成であれば、周知の構成を用いることが可能である。規制部の変形例として、例えば、節度部５が、その側面に凹部を有し、規制部が、当該凹部内に凸部を突出及び退出させることが可能なアクチュエータであっても良い。この変形例では、規制部が、節度部の凹部内に嵌るように凸部を突出させることで、節度部５の移動を規制することが可能となる。
【００５２】
（制御ＥＣＵ１００の構成）
制御ＥＣＵ１００は、主に、判断処理を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理演算プログラム、メニュー画像の位置データ等を記憶しておくＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理の作業領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。また制御ＥＣＵ１００は、例えば、クロック信号を生成するように構成されている。操作装置１は、このクロック信号に基づいて動作を行うように構成されている。
【００５３】
この制御ＥＣＵ１００は、図３（ｂ）に示すように、車両通信バス９００を介して表示装置９４に電気的に接続される。また制御ＥＣＵ１００には、押下スイッチ２１が電気的に接続され、押下スイッチ２１から出力されたボタン信号ＳＢが入力するように構成されている。この車両通信バス９００は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等の車載ＬＡＮ（Local Area Network）の経路である。
【００５４】
制御ＥＣＵ１００は、例えば、車両通信バス９００を介して表示装置９４、カーナビ装置９５、空調装置９６、オーディオ装置９７等の電子機器と電気的に接続されている。これにより、操作者は、例えば、表示装置９４に表示されたメニュー画像に対する操作装置１の操作に基づいて、車両通信バス９００を介してカーナビ装置９５、空調装置９６、オーディオ装置９７等を遠隔制御することが可能となる。
【００５５】
また車両通信バス９００は、車両ＥＣＵ９０１と電気的に接続されている。この車両ＥＣＵ９０１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータであり、表示装置９４の制御を行う。
【００５６】
また車両ＥＣＵ９０１は、例えば、表示装置９４に表示された画像が切り替わることを示す切替信号を、車両通信バス９００を介して操作装置１に出力するように構成されている。
【００５７】
制御ＥＣＵ１００は、表示装置９４に表示された画像が切り替わる信号を、上述の切替信号とするように構成されている。
【００５８】
なお制御ＥＣＵ１００は、表示装置９４と操作装置１の関係が第１の操作系から第２の操作系へ切り替わる信号を、上述の切替信号としても良い。この際、車両ＥＣＵ９０１は、操作系が切替わることを示す切替信号を生成するように構成される。この第１の操作系は、一例として、絶対操作系である。また第２の操作系は、一例として、相対操作系である。ここで絶対操作系とは、表示画面と操作部２の操作領域とが１対１対応である操作系である。また相対操作系とは、操作部２の移動量に応じてカーソル等が移動する操作系である。
【００５９】
以下に、実施の形態に係る操作装置１の操作荷重の切り替えを、各図を参照して説明する。なお、切り替えのタイミングについては、後述する。
【００６０】
（操作荷重の切替）
図４（ａ）は、第1の実施の形態に係る節度部の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、節度部の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。この図４（ａ）及び（ｂ）では、操作部２を簡略化して図示している。
【００６１】
操作装置１は、図４（ａ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度部５は、節度ピース４によって押され、図４（ａ）の紙面下側に案内部６に案内されながら移動する。なお本実施の形態に係る操作装置１は、この傾倒操作により、第１のばね３１が圧縮方向にほとんど縮まない程度に、第１のばね３１のばね定数と、第２のばね３２のばね定数と、に差があるものとする。つまり節度ピース４が、ストッパ４１により開口２２０からの突出が規制されるので、第１のばね３１は、第２のばね３２と比べて硬いばねに設定されることが可能となる。
【００６２】
この傾倒操作により、第１のばね３１がほとんど圧縮方向に縮まないので、操作部２になされた操作により、節度ピース４が節度山５２の斜面を移動する。さらに節度部５が図４（ａ）の紙面下側に、案内部６に案内されながら移動すると共に第２のばね３２を圧縮方向に縮める。従って操作者が感じる第１の操作荷重は、第２のばね３２に基づく操作荷重となる。
【００６３】
この傾倒操作の後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度山５２の斜面に節度ピース４の先端部４０が接触する不安定な状態から先端部４０が節度山５２の中央に接触する安定した状態へと、操作部２と節度部５が移動する。この移動により、操作部２は、中立位置に復帰する。
【００６４】
一方、操作装置１は、図４（ｂ）に示すように、第１の切替部８ａのコイル８１ａ、及び第２の切替部８ｂのコイル８１ｂに電流が流されると、プランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂが吸引されて、節度部５の移動が規制される。
【００６５】
このプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂが吸引されて、節度部５の移動が規制されている状態で、図４（ｂ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度山５２の斜面によって節度ピース４が開口２２０の内部方向に押され、第１のばね３１のみが圧縮方向に縮む。
【００６６】
従って第２のばね３２は、圧縮方向に縮むことなく、第１のばね３１のみが縮み、第１のばね３１が生成する弾性力のみが節度ピース４に付加される。この操作荷重が、第２の操作荷重となる。この傾倒操作の後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度山５２の斜面に節度ピース４の先端部４０が接触する不安定な状態から先端部４０が節度山５２の中央に接触する安定した状態へと、操作部２が移動する。この移動により、操作部２は、中立位置に復帰する。
【００６７】
つまり節度部５の移動が規制されない場合の第１の操作荷重は、節度部５の移動が規制されている場合の第２の操作荷重よりも軽くなる。言い換えるなら、第２の操作荷重は、第１の操作荷重よりも重くなる。この場合は、第１のばね３１と第２のばね３２のばね定数の大小関係がそのまま操作荷重の大小関係となっている。
【００６８】
ここで操作装置１の変形例として、節度ピース４がストッパ４１を有していない場合、つまり一方の端部が固定端となる第１のばね３１及び第２のばね３２の間に節度部５が位置するモデルに還元することができる場合、合成のばね定数は、第１のばね３１のばね定数と第２のばね３２のばね定数とを加えたものとなる。従って節度部５の移動が規制されていない場合の第１の操作荷重は、節度部５の移動が規制されている場合の第２の操作荷重よりも重くなる。上述のいずれの場合によっても、操作装置１は、コイル８１ａ及びコイル８１ｂに電流を流すか否かによって、操作荷重を切り替えることが可能となる。
【００６９】
（表示画面の構成について）
図５（ａ）及び（ｂ）は、第1の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するための概略図であり、（ｃ）は、操作荷重の切替を説明するためのグラフである。図５（ａ）は、操作装置１により操作されるカーナビ装置９５の表示画面６４０である。図５（ｂ）は、車両ＥＣＵ９０１の制御によって表示画面６４０に表示されるメニュー画像６４４である。図５（ｃ）は、縦軸が操作荷重、横軸が時間である。
【００７０】
このメニュー画像６４４とは、操作される電子機器を選択させる画像のことである。このメニュー画像６４４には、カーナビ装置９５の機能である目的地等の設定が可能となるアイコン６４５ａと、オーディオ装置９７の機能である音楽の再生等の指示が可能となるアイコン６４５ｂと、空調装置９６の機能である温度等の設定が可能となるアイコン６４５ｃと、各種情報を表示させることが可能となるアイコン６４５ｄと、各種設定が可能となるアイコン６４５ｅと、が表示されている。
【００７１】
図５（ａ）に示す表示画面６４０には、カーナビ装置９５により生成された地図画像６４３が表示されている。この地図画像６４３には、地図の画像の他に、アイコン６４１と、カーソル６４２と、が表示されている。
【００７２】
表示画面６４０に表示されたアイコン６４１は、矩形状の画像上に「戻る」の文字が表示された画像である。このアイコン６４１には、例えば、上述のメニュー画像６４４に画像を切り替える機能が割り当てられている。
【００７３】
またカーソル６４２は、操作装置１の操作部２になされた操作に基づいて表示画面６４０を移動する画像である。アイコン６４１に割り当てられた機能の実行は、例えば、カーソル６４２が重ねられることでアイコン６４１が選択され、操作装置１の押下スイッチ２１が押し下げられることにより行われる。
【００７４】
地図画像６４３の切り替えは、例えば、図５（ｃ）に示す画像切替の時間ｔ１に行われたものとする。この時間ｔ１では、操作部２に第１の操作荷重が付加されている。また図５（ｃ）に示すように、操作荷重の切替は、上記の例の場合、「戻る」が表示されたアイコン６４１が表示画面６４０の中央にないことから操作部２が中立位置以外の位置にあるので、時間ｔ１で行われず、時間ｔ１から時間が経過した時間ｔ２で行われる。
【００７５】
この地図画像６４３が表示されている場合、例えば、操作系は絶対操作系となる。またメニュー画像６４４が表示されている場合、例えば、操作系は相対操作系となる。
【００７６】
メニュー画像６４４が表示されている場合、例えば、図５（ｂ）に示すように、表示画面６４０の中央下付近のアイコン６４５ａが選択された状態となる。操作者が操作部２を傾けることにより、中央のアイコン６４５ａが移動し、移動した方向とは反対側に隣接していたアイコンが中央に移動して選択状態となる。この操作の後、操作部２は中立位置に戻るので、操作装置１は、モーメンタリスイッチのような動作を行うこととなる。
【００７７】
以下では、この操作荷重の切り替えについて、図６のフローチャートに従って説明する。
【００７８】
（操作荷重の切り替えについて）
図６は、第１の実施の形態に係る操作荷重の切り替えに関するフローチャートである。この操作荷重の切り替えは、第１の操作位置が中立位置と一致し、さらに第１の操作位置と第２の操作位置が一致する場合、操作荷重を切り替えるものである。つまり操作装置１は、操作位置が中立位置に留まっている場合、操作荷重を切り替える。
【００７９】
操作者は、図５（ａ）に示すように、表示画面６４０を切り替えるため、操作部２を操作してカーソル６４２をアイコン６４１に重ねる。続いて操作者は、操作部２の押下スイッチ２１を押し下げる。
【００８０】
制御ＥＣＵ１００は、検出部２６から取得したＸ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙ、及び押下スイッチ２１から取得したボタン信号ＳＢに基づいて操作情報を生成し、車両通信バス９００を介して車両ＥＣＵ９０１に出力する。
【００８１】
車両ＥＣＵ９０１は、操作情報に基づいてアイコン６４１が選択され、決定されたと判断した後、地図画像６４３からメニュー画像６４４に切り替え、さらに切り替えたことを示す切替信号を、車両通信バス９００を介して制御ＥＣＵ１００に出力する。
【００８２】
制御ＥＣＵ１００は、切替信号を取得した後（Ｓ１）、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓ１及びＹ軸座標情報Ｓ２を取得する。
【００８３】
制御ＥＣＵ１００は、Ｘ軸座標情報Ｓ１及びＹ軸座標情報Ｓ２に基づいて第１の操作位置を算出する（Ｓ２）。
【００８４】
制御ＥＣＵ１００は、算出した第１の操作位置が中立位置であるか否かを判断する。制御ＥＣＵ１００は、算出した第１の操作位置が中立位置である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、予め定められた時間が経過した後、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓ１及びＹ軸座標情報Ｓ２を取得して第２の操作位置を算出する。なお、予め定められた時間とは、一例として、制御ＥＣＵ１００が従うクロック信号の周期の整数倍の時間である。
【００８５】
制御ＥＣＵ１００は、ステップ５が成立する、すなわち第２の操作位置が中立位置であった場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、第１の操作荷重から第２の操作荷重へと操作荷重を切り替えるための制御信号を生成し、切替部８に出力する（Ｓ６）。
【００８６】
切替部８は、制御信号に基づいてプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂを吸引して節度部５の移動を規制し、操作荷重が第１の操作荷重から第２の操作荷重へと切り替わる（例えば、図５（ｃ）参照。）。
【００８７】
ここでステップ３において、第１の操作位置５２１が中立位置にない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、ステップ２に処理を進める。
【００８８】
（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、操作感を向上させることができる。具体的には、操作装置１は、操作荷重の切り替えを、画像が切り替わるタイミングではなく、操作部２が中立位置に戻り、かつ予め定められた時間経過した後も中立位置に留まる条件を満たす場合に切り替えるので、操作者にとって予期せぬタイミングで切り替わるような操作性の悪化を抑制することができる。
【００８９】
また操作装置１は、第１の切替部８ａ及び第２の切替部８ｂによって節度部５の移動を規制したり、規制しなかったりすることで、容易に２つの操作荷重を形成することができる。従って操作装置１は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができるので、モータ等で操作荷重を生成する場合と比べて、操作荷重の切り替えを制御し易い。
【００９０】
また操作装置１は、節度ピース４が開口２２０からの抜止となるストッパ４１を有している。従って操作装置１は、節度部５の移動が規制されていない状態で、第１のばね３１がほとんど圧縮されない程度に、第１のばね３１のばね定数を第２のばね３２のばね定数よりも大きくすることができるので、ばね定数の大小関係が操作荷重の大小関係となる構成とすることができ、操作荷重の設定が容易となる。
【００９１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、操作荷重の切り替えの条件が、第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す各実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分については、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。
【００９２】
図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る節度部の最下点を含む平面の概略図であり、（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例を説明するための平面の概略図である。図７（ａ）に示す中立位置５２０は、節度山５２の最下点を示している。この最下点を節度ピース４に投影した点が、節度ピース４の最下点とほぼ一致する場合、操作部２は、中立位置にあるものとする。図７（ａ）は、最下点を含む平面５２ａを示している。この平面５２ａの形状は、節度山５２の円錐形状を投影したものである。
【００９３】
操作装置１の制御ＥＣＵ１００は、第１の操作位置を原点とし、第１の座標軸及び第１の座標軸と直交する第２の座標軸から構成される座標系を設定し、第２の操作位置が位置する座標系の象限に中立位置がある場合、操作荷重を切り替えるように切替部を制御するように構成されている。
【００９４】
具体的には、制御ＥＣＵ１００は、第１の操作位置を予め定められた平面に投影した点を原点とし、第１の座標軸及び第１の座標軸と直交する第２の座標軸から構成される座標系を設定する。制御ＥＣＵ１００は、第２の操作位置を当該平面に投影した点が位置する座標系の象限に中立位置を当該平面に投影した点がある場合、操作荷重を切り替えるように切替部を制御するように構成されている。なお、予め定められた平面は、中立位置５２０を含む平面でも良いし、座標系の原点を含む平面でも良い。
【００９５】
この座標系とは、図７（ａ）に示すｘｙ座標系である。このｘｙ座標系は、一例として、直交座標系であり、横軸が第１の座標軸としてのｘ軸であり、縦軸が第２の座標軸としてのｙ軸である。また図７（ａ）の紙面において、右側が正、左側が負であり、上側が正、下側が負であるものとする。
【００９６】
またこのｘｙ座標系は、第１の操作位置５２１を原点とする座標系である。第１の操作位置５２１とは、節度ピース４が節度山５２に接触した点を、中立位置５２０を含む平面５２ａに投影したものである。従ってｘｙ座標系は、平面５２ａ上の座標系である。
【００９７】
第２の操作位置５２２は、第１の操作位置５２１と同様に、節度ピース４が節度山５２に接触した点を平面５２ａに投影したものである。なお図７（ａ）では、第１の操作位置５２１から第２の操作位置５２２に向かうように節度ピース４が移動するが、操作ノブ２０はその反対方向に移動する。
【００９８】
ここで図７（ａ）の紙面において、ｘ軸とｙ軸とが共に正の値をとる点からなる領域は、第一象限とする。また、ｘ軸が負でｙ軸が正の値をとる点からなる領域は、第二象限とする。ｘ軸とｙ軸とが共に負の値をとる点からなる領域は、第三象限とする。ｘ軸が正でｙ軸が負の値をとる点からなる領域は、第四象限とする。なおｘ軸及びｙ軸は、一例として、隣接する象限に含まれるものとする。
【００９９】
図７（ａ）では、中立位置５２０及び第２の操作位置５２２が、第三象限にある場合を示している。
【０１００】
以下に、本実施の形態に係る操作装置の動作について、図８のフローチャートに従って説明する。なお以下では、切替信号を生成するまでの動作は、既に記載しているので、切替信号を取得する部分から始める。
【０１０１】
図８は、第２の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１０２】
制御ＥＣＵ１００は、切替信号を取得した後（Ｓ１０）、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙを取得する。
【０１０３】
制御ＥＣＵ１００は、Ｘ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙに基づいて第１の操作位置５２１を算出する（Ｓ１１）。
【０１０４】
制御ＥＣＵ１００は、算出した第１の操作位置５２１が中立位置であるか否かを判断する。制御ＥＣＵ１００は、算出した第１の操作位置５２１が中立位置ではない場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、第１の操作位置５２１を原点とするｘｙ座標系を設定する（Ｓ１３）。
【０１０５】
制御ＥＣＵ１００は、予め定められた時間が経過した後、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓ１及びＹ軸座標情報Ｓ２を取得して第２の操作位置５２２を算出する（Ｓ１４）。
【０１０６】
制御ＥＣＵ１００は、中立位置５２０が含まれる象限と同じ象限に、第２の操作位置５２２が含まれるか否かを判断する。制御ＥＣＵ１００は、中立位置５２０が含まれる象限と同じ象限に第２の操作位置５２２が含まれる場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、第１の操作荷重から第２の操作荷重へと操作荷重を切り替えるための制御信号を生成し、切替部８に出力する（Ｓ１６）。
【０１０７】
切替部８は、制御信号に基づいてプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂを吸引して節度部５の移動を規制し、操作荷重が第１の操作荷重から第２の操作荷重へと切り替わる。
【０１０８】
ここでステップ１２において、「Ｙｅｓ」が成立する場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、制御ＥＣＵ１００は、予め定められた時間が経過した後、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙを取得して第２の操作位置５２２を算出する（Ｓ１７）。
【０１０９】
続いて、制御ＥＣＵ１００は、第２の操作位置５２２が第１の操作位置５２１と一致するか否かを判断する。制御ＥＣＵ１００は、第２の操作位置５２２が第１の操作位置５２１と一致する、すなわち、第１の操作位置５２１及び第２の操作位置５２２が中立位置５２０と一致する場合（Ｓ１８）、ステップ１６に処理を進める。
【０１１０】
ステップ１８において、「Ｎｏ」が成立する場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、第２の操作位置５２２を第１の操作位置５２１に置き換えてステップ１３に処理を進める。
【０１１１】
ステップ１５において、「Ｎｏ」が成立する場合（Ｓ１５：Ｎｏ）、ステップ１９に処理を進める。
【０１１２】
（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、第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２に基づいて、操作者が中立位置５２０に戻そうとしているのか、他の操作位置に操作しようとしているのかを判断して、操作荷重を切り替えるので、操作者の意図に反した切り替えを抑制し、操作感を向上させることができる。
【０１１３】
なお、第２の実施の形態の変形例として、操作装置１は、図７（ｂ）に示すように、第２の操作位置５２２が中立位置５２０と同じ象限にあり、さらに第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２を結んだ直線と、第１の操作位置５２１と中立位置５２０を結んだ直線と、のなす角度θが４５°以下であれば、操作荷重を切り替えるように構成されても良い。この条件により、第２の操作位置５２２が軸上にあり、中立位置５２０に向けて操作しているとはいい難いケースでは切り替えを行わないので、さらに操作者の意図に反した切り替えを抑制し、操作感を向上させることができる。なお、中立位置５２０、第１の操作位置５２１及び第２の操作位置５２２は、予め定められた平面５２ａに投影された点である。
【０１１４】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、第１の操作位置と第２の操作位置が一致し、かつ第１の操作位置と第２の操作位置が予め定められた領域内に含まれる場合に操作荷重を切り替える点で上記の各実施の形態と異なっている。
【０１１５】
図９は、第３の実施の形態に係る節度部の最下点を含む平面の概略図である。図１０は、第３の実施の形態に係る操作装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１１６】
本実施の形態に係る制御ＥＣＵ１００は、第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２とが一致し、かつ第１の操作位置５２１及び第２の操作位置５２２が中立位置５２０を中心とした予め定められた領域５２３内に含まれる場合、操作荷重を切り替えるように切替部８を制御するように構成されている。
【０１１７】
この領域５２３は、一例として、第1の操作荷重が加わった場合、節度ピース４が受ける力の節度山５２の斜面成分Ｆ１ａと、第２の操作荷重が加わった場合、節度ピース４が受ける力の斜面成分Ｆ２ａと、がＦ２ａ＝αＦ１ａを満たすような最下点からの距離を求めて、領域５２３の半径として設定される。
【０１１８】
この斜面成分は、主に、操作者が操作荷重として感じる成分である。なおαは、ゼロでない正の数である。例えば、α＝２とすることで、第1の操作荷重から第２の操作荷重の切り替えにおいて、操作者は、切り替え前の操作荷重の略２倍の操作荷重を受けることとなり、切り替えの際の違和感が抑制される。
【０１１９】
以下に、本実施の形態に係る操作装置１の動作を、図１０のフローチャートに従って説明する。
【０１２０】
制御ＥＣＵ１００は、切替信号を取得した後（Ｓ３０）、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙを取得する。
【０１２１】
制御ＥＣＵ１００は、Ｘ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙに基づいて第１の操作位置５２１を算出する（Ｓ３１）。
【０１２２】
制御ＥＣＵ１００は、予め定められた時間が経過した後、検出部２６からＸ軸座標情報Ｓｘ及びＹ軸座標情報Ｓｙを取得して第２の操作位置５２２を算出する（Ｓ３１）。
【０１２３】
制御ＥＣＵ１００は、算出した第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２に基づいて操作位置が移動しているか否かを判断する。制御ＥＣＵ１００は、操作位置が移動していない、すなわち、第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２が一致する場合（Ｓ３３：Ｎｏ）、第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２とが予め定められた領域５２３に含まれるか否かを判断する。
【０１２４】
制御ＥＣＵ１００は、第１の操作位置５２１と第２の操作位置５２２が領域５２３内に含まれる場合（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、第１の操作荷重から第２の操作荷重へと操作荷重を切り替えるための制御信号を生成し、切替部８に出力する（Ｓ３５）。
【０１２５】
切替部８は、制御信号に基づいてプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂを吸引して節度部５の移動を規制し、操作荷重が第１の操作荷重から第２の操作荷重へと切り替わる。
【０１２６】
ここでステップ３３において、「Ｙｅｓ」が成立する、すなわち操作位置が移動している場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、第２の操作位置５２２を第１の操作位置５２１に置き換えてステップ３２に処理を進める（Ｓ３６）。
【０１２７】
またステップ３４において、「Ｎｏ」が成立する場合（Ｓ３４：Ｎｏ）、ステップ３６に処理を進める。
【０１２８】
なお、操作位置の移動の判断は、第１の操作位置５２１を中心とした領域内に第２の操作位置５２２が位置する場合を含めて一致すると判断するようにしても良い。
【０１２９】
（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、操作部２の操作位置が第１の操作位置５２１及び第２の操作位置５２２に留まり、かつ中立位置５２０を中心とした領域５２３内に第１の操作位置５２１及び第２の操作位置５２２が位置する状態で操作荷重を切り替えるので、操作者の意図しない操作荷重の切り替えを抑制し、操作感を向上させることができる。
【０１３０】
なお上記の各実施の形態では、第１のばね３１及び第２のばね３２により操作荷重を生成していたが、これに限定されず、さらに複数のばねを配置して操作荷重を生成する構成であっても良い。また第１の力生成部及び第２の力生成部は、樹脂等で形成された弾性部材であって良い。
【０１３１】
また上記の各実施の形態では、操作レバー２２の開口２２０に第１のばね３１及び節度ピース４が配置されたが、これに限定されず、節度ピース４に開口を形成し、その開口内に第１のばね３１を配置し、操作レバー２２の端部に第１のばね３１を取り付けたような構成であっても良い。この構成では、抜止部は、操作レバー２２の端部に形成される。
【０１３２】
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。
【符号の説明】
【０１３３】
１…操作装置、２…操作部、３…生成部、４…節度ピース、５…節度部、６…案内部８…切替部、８ａ…第１の切替部、８ｂ…第２の切替部、９…車両、１０…本体、２０…操作ノブ、２１…押下スイッチ、２２…操作レバー、２３…支持機構部、２３ａ…操作レバー支持部、２４…Ｘ軸方向支持部、２５…Ｙ軸方向支持部、２６…検出部、２６ａ…Ｘ軸検出部、２６ｂ…Ｙ軸検出部、３１…第１のばね、３２…第２のばね、４０…先端部、４１…ストッパ、５０ａ…上面、５０ｂ…下面、５０ｃ…取付部、５２…節度山、５２ａ…平面、５３…第１の側面、５３ａ…第１の支持部、５４…第２の側面、５４ａ…第２の支持部、６１〜６４…支柱、７０…ベース、７１…取付部、８０ａ、８０ｂ…プランジャ、８１ａ、８１ｂ…コイル、８２ａ、８２ｂ…軸、９０…インストルメントパネル、９２…フロアコンソール、９４…表示装置、９５…カーナビ装置、９６…空調装置、９７…オーディオ装置、１００…制御ＥＣＵ、２２０…開口、２３２…支持部、２４０…本体、２４２…支持部、２４３…支持部、２５０…本体、２５１…ガイド部、５０１〜５０４…貫通孔、５２０…中立位置、５２１…第１の操作位置、５２２…第２の操作位置、５２３…領域、６４０…表示画面、６４１…アイコン、６４２…カーソル、６４３…地図画像、６４４…メニュー画像、６４５ａ〜６４５ｅ…アイコン、９００…車両通信バス、９０１…車両ＥＣＵ
【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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