(57)【要約】【課題】  揺動操作時に操作部を略水平に移動できるようにして操作品位を高め、かつ塵埃等の異物の侵入を抑制できて外観も損なわれない力覚付与型入力装置を提供すること。【解決手段】  モータ５を保持するモータホルダ７と、このモータホルダ７の下部に取り付けられたエンコーダホルダ１０およびラバープッシャー１２とを、突起部１１ａを有する揺動ホルダ１１がラバースプリング１３を介して支えており、この突起部１１ａが基台２の受け部２ａによって揺動可能に支持されているため、突起部１１ａの先端が操作部４の揺動支点となる。また、操作部４はモータ５の回転軸５ａに連結されており、操作部４の回転操作時に力覚が付与される。【選択図】  図４
2006099612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも回転操作および揺動操作が可能な操作部と、この操作部の揺動操作に伴って揺動され、かつ、前記操作部にその回転操作に応じた所要の力覚を付与するモータと、このモータを保持するモータ保持部材と、このモータ保持部材を介して前記モータを揺動可能に支持するハウジングとを備え、
前記モータ保持部材が前記操作部の反対側であって前記モータの回転軸の延長方向に突設された突起部を有すると共に、前記ハウジングが前記突起部を搭載して前記モータ保持部材を揺動可能に支持する受け部を有することを特徴とする力覚付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記受け部が前記ハウジングの外底面に突設されており、この受け部の内底面側の凹所に前記突起部が挿入されていることを特徴とする力覚付与型入力装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記受け部の内底面に前記突起部よりも大径な弾性マット部材が敷設されており、この弾性マット部材上に前記突起部が搭載されていることを特徴とする力覚付与型入力装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記モータ保持部材が、前記モータに取り付けられる第１保持部と、前記突起部を有する第２保持部と、これら第１保持部と第２保持部との間に介装されて弾性的に座屈可能な弾発復帰手段とを備えており、前記操作部を前記駆動軸の軸線方向に沿って押し込むことにより前記第１保持部が前記弾発復帰手段を座屈させるようにしたことを特徴とする力覚付与型入力装置。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記弾発復帰手段が複数のドーム形状部を円周方向に沿って突設した環状のラバースプリングからなり、このラバースプリングの外径を前記モータよりも大径に設定したことを特徴とする力覚付与型入力装置。
【請求項６】
請求項４または５の記載において、前記第１保持部の外底面に前記モータの回転軸に沿って延びるガイド突起が突設されていると共に、前記第２保持部の前記突起部が中空であって、この中空部分に前記ガイド突起が摺動可能に嵌挿されていることを特徴とする力覚付与型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転操作時にモータが操作部に所要の力覚を付与する力覚付与型入力装置に係り、特に、揺動操作時に操作部およびモータが一体的に揺動するタイプの力覚付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は先に、車載されたエアコン、ラジオ、テレビジョン、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシステムなどの電気機器を１台で集中的に制御する入力装置として、図６に示すような力覚付与型入力装置を提案した（例えば、特許文献１参照）。同図に示す入力装置は、湾曲受け部５１を内設したハウジング（フレーム）５０と、このハウジング５０内に揺動可能に収納されたモータ５２と、このモータ５２の外周部に取り付けられて湾曲受け部５１に揺動可能に支持されているブラケット５３と、モータ５２の駆動軸５２ａに取り付けられた操作部５４と、モータ５２の揺動方向および揺動量を検出する第１位置センサ５５と、駆動軸５２ａの回転方向および回転量を検出する第２位置センサ５６と、これら第１および第２位置センサ５５，５６から出力される各位置信号を入力してモータ５２の駆動を制御する図示せぬ制御部とを備えており、この制御部の制御信号に基づいて、回転操作時にモータ５２が操作部５４に所要の力覚を付与するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１４９３２４号公報（第４−８頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の力覚付与型入力装置では、モータ５２がブラケット５３を介してハウジング５０の湾曲受け部５１に支持されていることから、操作部５４の揺動中心が図６に示す点Ｏとなって揺動半径が小さく、それゆえ揺動操作時に所要の揺動量を得るために操作部５４を大きく傾ける必要がある。しかしながら、操作部５４が大きく傾き得る構成を実現するためには、操作部５４とハウジング５０の上面との間に両者の当接を回避するための広い隙間Ｃを確保しておかねばならないので、かかる従来の力覚付与型入力装置は、塵埃等の異物が隙間Ｃからハウジング５０の内部へ侵入して誤動作を誘発する危険性があり、かつ隙間Ｃが外部から見えやすいため外観上好ましくなく、さらに揺動操作時に操作部５４が略水平に移動できないため操作品位も良好とは言い難い等、改善すべき余地があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、揺動操作時に操作部を略水平に移動できるようにして操作品位を高め、かつ塵埃等の異物の侵入を抑制できて外観も損なわれない力覚付与型入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するため、本発明の力覚付与型入力装置では、少なくとも回転操作および揺動操作が可能な操作部と、この操作部の揺動操作に伴って揺動され、かつ、前記操作部にその回転操作に応じた所要の力覚を付与するモータと、このモータを保持するモータ保持部材と、このモータ保持部材を介して前記モータを揺動可能に支持するハウジングとを備え、前記モータ保持部材が前記操作部の反対側であって前記モータの回転軸の延長方向に突設された突起部を有すると共に、前記ハウジングが前記突起部を搭載して前記モータ保持部材を揺動可能に支持する受け部を有する構成とした。
【０００６】
このように構成された力覚付与型入力装置は、モータ保持部材に突設された突起部の先端が揺動支点となることで操作部の揺動半径を大きく設定できるため、揺動操作時に操作部を略水平に移動させることができて操作品位が高まると共に、操作部とハウジングとの間に両者の当接を回避するための広い隙間を確保する必要がなくなるので、塵埃等の異物の侵入を抑制できて外観も損なわれない。
【０００７】
上記の構成において、前記受け部が前記ハウジングの外底面に突設されており、この受け部の内底面側の凹所に前記突起部が挿入されていると、ハウジングの底部をコンパクトにして装置全体の小型化を図りつつ、外底面から突出する受け部によって揺動半径を大きく設定することができて好ましい。
【０００８】
また、上記の構成において、前記受け部の内底面に前記突起部よりも大径な弾性マット部材が敷設されており、この弾性マット部材上に前記突起部が搭載されていると、受け部の中心線に対して突起部の先端がずれて配置されたとしても、この突起部は弾性マット部材を押し撓めた安定した姿勢で支持されるため、モータ保持部材とハウジングとの位置ずれに起因する操作部およびモータの中立位置での傾きを確実に防止できて好ましい。すなわち、モータ保持部材はその揺動支点がハウジングの中心線と合致していなくても、弾性マット部材によって揺動可能な安定した姿勢に支持されるので、ハウジングに対するモータ保持部材の組み付け位置を高精度に規定する必要がなくなって組立性が大幅に向上し、操作部やモータを所望の姿勢に容易かつ確実に組み付けることができる。
【０００９】
また、上記の構成において、前記モータ保持部材が、前記モータに取り付けられる第１保持部と、前記突起部を有する第２保持部と、これら第１保持部と第２保持部との間に介装されて弾性的に座屈可能な弾発復帰手段とを備えており、前記操作部を前記駆動軸の軸線方向に沿って押し込むことにより前記第１保持部が前記弾発復帰手段を座屈させるように構成すると、操作部の回転操作と揺動操作だけでなく、押動操作（プッシュ操作）によっても位置信号を取り出すことができるため、装置の多機能化が図れると共に、かかる押動操作時に弾発復帰手段の座屈によって生起されるクリック感触が操作部に伝達されるため、操作感触も良好となる。
【００１０】
この場合において、前記弾発復帰手段が複数のドーム形状部を円周方向に沿って突設した環状のラバースプリングからなり、このラバースプリングの外径を前記モータよりも大径に設定すると、ドーム形状部の数を増やすことによってラバースプリングの耐久性が容易に高められて好ましい。
【００１１】
また、上記の構成において、前記第１保持部の外底面に前記モータの回転軸に沿って延びるガイド突起が突設されていると共に、前記第２保持部の前記突起部が中空であって、この中空部分に前記ガイド突起が摺動可能に嵌挿されていれば、押動操作時にガイド突起を突起部の内壁面（中空部分の周壁）で案内しながら円滑に昇降させることができると共に、揺動操作時にはガイド突起と突起部とが互いに係止された状態に保たれてモータ保持部材を一体品として傾倒させることができて好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の力覚付与型入力装置は、モータ保持部材の操作部側とは反対側に突起部が突設してあり、この突起部の先端が揺動支点となるため、揺動操作時に操作部の揺動半径が大きくなって該操作部を略水平に移動させることができる。その結果、操作品位が高まると共に、操作部とハウジングとの間に当接を回避するための広い隙間を確保する必要がなくなるので、塵埃等の異物の侵入を抑制できて外観も損なわれなくなる等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る力覚付与型入力装置の分解斜視図、図２は該入力装置に備えられる遊星歯車機構の分解斜視図、図３は該入力装置に備えられるカム部材の平面図、図４は該入力装置の断面図である。
【００１４】
図１と図４に示すように、本実施形態例に係る力覚付与型入力装置は、ケース１と、下向きに突出する受け部２ａを有してケース１の下部に被着される基台２と、各種の回路部品が実装されているプリント配線板３と、ユーザが手動で操作する操作部４と、この操作部４に所要の力覚を付与するモータ５と、操作部４とモータ５との間に配設される遊星歯車機構６と、モータ５および遊星歯車機構６を包囲して保持するモータホルダ７と、遊星歯車機構６に取り付けられて操作部４が冠着される取付部材８と、モータ５の回転軸５ａの回転方向および回転量を検出するエンコーダ９と、モータホルダ７に取り付けられてエンコーダ９を保持するエンコーダホルダ１０と、受け部２ａに挿入される突起部１１ａを有して基台２に揺動可能に支持される揺動ホルダ１１と、エンコーダホルダ１０を介して操作部４から押圧操作力を付与されるラバープッシャー１２と、このラバープッシャー１２と揺動ホルダ１１との間に介装されたラバースプリング１３と、ケース１の上面板１ａ上で一方向にのみスライド可能な下スライダ１４と、モータホルダ７の揺動に伴い上面板１ａに沿ってスライド可能な上スライダ１５と、この上スライダ１５の下面に取り付けられたカム部材１６と、ケース１の上面板１ａに対し出入自在であってカム部材１６等のカム面に弾接される一対の駆動棒１７と、この駆動棒１７を上向きに弾性付勢するスプリング１８と、上面板１ａを覆う位置でケース１に取り付けられるカバー部材１９と、モータホルダ７の上部を包囲する位置でカバー部材１９上に取り付けられる延出カバー２０と、プリント配線板３上に実装されたラバー接点部材２１を押圧駆動可能な駆動体２２と、ラバープッシャー１２の高さ位置の変化を検出する光検出スイッチ２３とを備えて概略構成されている。この力覚付与型入力装置は、モータ５、遊星歯車機構６、モータホルダ７、エンコーダ９およびエンコーダホルダ１０がユニット化されてモータユニット２５を構成している。そして、ケース１と基台２とカバー部材１９および延出カバー２０を組み合わせることによってハウジングが構成され、このハウジングの内部空間にラバープッシャー１２を取り付けたモータユニット２５や、ラバースプリング１３、揺動ホルダ１１、下スライダ１４、上スライダ１５、駆動棒１７等の各部材が収納されている。
【００１５】
ケース１は合成樹脂によって上面板１ａを有する箱状に形成されており、上面板１ａの略中央部にはモータホルダ７を揺動を許容した状態で貫通せしめる中央孔１ｂが開設されている。この上面板１ａには中央孔１ｂの中心を介して対向する位置に、下スライダ１４を一方向に沿って案内する案内溝１ｃが形成されている。また、上面板１ａには中央孔１ｂの周囲に、駆動棒１７およびスプリング１８を収納するための筒状の収納凹部１ｄと、駆動体２２のスティック部２２ｂを貫通させるための逃げ孔１ｅとが形成されている。
【００１６】
基台２は合成樹脂によってケース１の下部に被着可能な蓋状に形成されており、その略中央部には揺動ホルダ１１の突起部１１ａを挿入して揺動可能に支持するための受け部２ａが下向きに突設されている。
【００１７】
プリント配線板３は絶縁基板の片面もしくは両面に図示せぬ回路パターンを形成して各種の回路部品を実装したものであり、回路パターンの一部に図示せぬ固定接点が形成されている。プリント配線板３上の所定位置にはラバー接点部材２１が固定されており、各固定接点はこのラバー接点部材２１の各ドーム状接点部２１ａの下方に位置している。
【００１８】
操作部４はユーザが手動にて操作するものであり、合成樹脂によって手動操作に好適な大きさおよび形状に形成されている。この操作部４は取付部材８に冠着されて一体化される。
【００１９】
モータ５としてはＤＣモータなどの回転モータが用いられており、このモータ５は図示せぬ制御装置からの信号によって駆動および停止が制御され、操作部４に対してその回転操作に応じた所要の力覚を付与する。
【００２０】
遊星歯車機構６は合成樹脂製の部品のみで構成されており、図２に拡大して示すように、この遊星歯車機構６は、モータ５の回転軸５ａに固定されたサンギヤ３０と、このサンギヤ３０と噛合してサンギヤ３０の周りを公転する３個のプラネットギヤ３１と、各プラネットギヤ３１の軸線方向の移動を規制する規制部材３２と、モータホルダ７の内周面に形成されて各プラネットギヤ３１と噛合するリングギヤ３３と、各プラネットギヤ３１を軸支してその公転に伴い操作部４と共に回転するキャリア３４とから構成されている。
【００２１】
プラネットギヤ３１は略円筒形に形成されており、上下両面の中心部に回転軸３１ａ，３１ｂが同軸に突設されている（図４参照）。
【００２２】
規制部材３２は、図２に示すように、円板部分３２ａと、円板部分３２ａの周縁部に立設された３個の結合部３２ｂとを有している。円板部分３２ａの中心部にはサンギヤ３０を貫通させるための中心孔３２ｃが開設されており、この中心孔３２ｃの周囲に、プラネットギヤ３１の回転軸３１ｂを軸支するための軸受孔３２ｄと、キャリア３４の回転を規制するための規制孔３２ｅとが開設されている。また、結合部３２ｂには、キャリア３４をスナップ結合するための長孔状の係止孔３２ｆが開設されている。
【００２３】
キャリア３４は、円板部分３４ａと、円板部分３４ａの上面に形成された筒状の軸部３４ｂと、円板部分３４ａの外周部に形成された３個の結合部３４ｃとを有している。図４に示すように、円板部分３４ａの下面にはプラネットギヤ３１の回転軸３１ａを軸支するための軸受孔３４ｄが開設されている。また、軸部３４ｂの上面中央部には取付部材８を締結するためのねじ孔３４ｅが形成されており、さらに、結合部３４ｃの略中央部には規制部材３２の係止孔３２ｆと係合する係止爪３４ｇが形成され、この結合部３４ｃの下端部には規制部材３２の規制孔３２ｅ内に挿入される突起３４ｈが突設されている。
【００２４】
規制部材３２とキャリア３４は、規制孔３２ｅ内に突起３４ｈを挿入し、かつ係止孔３２ｆに係止爪３４ｇを係合させることにより、一体的に回転するようにスナップ結合にて連結される。また、プラネットギヤ３１は規制部材３２とキャリア３４とをスナップ結合して形成される空間内に収納されて、回転軸３１ａが軸受孔３４ｄに軸支されると共に、回転軸３１ｂが軸受孔３２ｄに軸支される。これにより、サンギヤ３０とリングギヤ３３とに噛合するプラネットギヤ３１がリングギヤ３３に沿って公転可能となり、このプラネットギヤ３１の公転に伴って規制部材３２およびキャリア３４が回転する。
【００２５】
モータホルダ７は合成樹脂によってモータ５および遊星歯車機構６を包囲して保持可能な筒状に形成されており、このモータホルダ７の外周面には上スライダ１５の係合溝１５ｄ内に嵌挿される係合突起７ａが複数箇所に形成されている。
【００２６】
取付部材８は合成樹脂によってキャップ状に形成されており、その中心部にはボルト貫通孔８ａが開設されている。この取付部材８は、ボルト貫通孔８ａに挿通したボルトをキャリア３４のねじ孔３４ｅに螺合させることにより、キャリア３４に締結される。そして、キャリア３４に締結した取付部材８に操作部４が取り付けられる。
【００２７】
エンコーダ９は、モータ５の回転軸５ａに固着されるコード板９ａと、コード板９ａを挟んでその上方および下方に配置される発光素子と受光素子との組み合わせからなるフォトインタラプタ９ｂと、フォトインタラプタ９ｂを含む所要の回路部品が搭載される配線基板９ｃと、フォトインタラプタ９ｂや配線基板９ｃをモータ５に固定するブラケット９ｄとから構成されており、配線基板９ｃの下端部には光検出スイッチ２３が搭載されている。このエンコーダ９は、フォトインタラプタ９ｂを通過するコード板９ａのコードの数をカウントすることによって、モータ５の回転軸５ａの回転方向および回転量を検出することができる。
【００２８】
エンコーダホルダ１０は合成樹脂によってエンコーダ９を収納可能な容器状に形成されており、その下面に円柱状のガイド突起１０ａが突設されている。このエンコーダホルダ１０は、モータホルダ７の下部にスナップ結合により取り付けられる。また、ガイド突起１０ａは、ラバープッシャー１２の中心孔１２ａを貫通して、揺動ホルダ１１の突起部１１ａの中空部分に摺動可能に嵌挿される。なお、本発明の第１保持部はこれらモータホルダ７とエンコーダホルダ１０によって構成されている。
【００２９】
揺動ホルダ１１は合成樹脂によって皿状に形成されており、その下面中央部に中空円筒状であって先端部が球面に形成されてなる突起部１１ａが突設されている。前述したように、突起部１１ａは基台２の受け部２ａ内に挿入され、先端部が受け部２ａの底面に形成された球面に圧接されて揺動可能にされると共に、突起部１１ａの中空部分にエンコーダホルダ１０のガイド突起１０ａが摺動可能に嵌挿される。なお、受け部２ａ内の球面は突起部１１ａの先端の球面よりも大径に形成されており、これによって突起部１１ａの周囲に隙間が存在するので、突起部１１ａが受け部２ａ内で揺動可能となっている。この揺動ホルダ１１の上面には、ラバースプリング１３を載置するための環状平坦部１１ｂが形成されている。そして、環状平坦部１１ｂの内側に遮光部材１１ｃが設けられており、ラバープッシャー１２が所定位置まで下降したときに、配線基板９ｃに搭載された光検出スイッチ２３がこの遮光部材１１ｃを検出することにより、操作部４の押動操作を検出できるようになっている。この揺動ホルダ１１は、ラバースプリング１３を介してラバープッシャー１２、エンコーダホルダ１０、モータホルダ７、モータ５および遊星歯車機構６等を搭載した状態で、基台２の受け部２ａの内底面によって揺動可能に支持される。なお、本発明のモータ保持部材はこれら揺動ホルダ１１、ラバープッシャー１２、エンコーダホルダ１０、モータホルダ７によって構成され、また、本発明の第２保持部は揺動ホルダ１１によって構成されている。
【００３０】
ラバープッシャー１２は合成樹脂によって揺動ホルダ１１内に収納可能な円盤状に形成されており、その中央部に中心孔１２ａが開設されている。このラバープッシャー１２は、エンコーダホルダ１０のガイド突起１０ａを中心孔１２ａ内に貫通した状態で、エンコーダホルダ１０の下部に一体的に取り付けられる。
【００３１】
ラバースプリング１３は弾性に優れたシリコンゴム等によって環状に形成されており、その上面側には複数箇所にドーム形状部１３ａが等ピッチで突設されている。これらドーム形状部１３ａは弾性的に座屈可能であって、上方から所定値以上の大きさの押圧力が加わると各ドーム形状部１３ａが座屈し、その押圧力が除去されると各ドーム形状部１３ａは自身の弾性で元の形状に復帰する。このラバースプリング１３は、揺動ホルダ１１とラバープッシャー１２との間に介装される。
【００３２】
下スライダ１４は滑性に優れた合成樹脂によって略楕円形状に形成されており、その下面には、ケース１の案内溝１ｃ内に摺動可能に嵌挿される第１の案内突起１４ａが突設されている。また、下スライダ１４の上面には、上スライダ１５の案内溝１５ｅ内に摺動可能に嵌挿される第２の案内突起１４ｂが突設されている。これら第１および第２の案内突起１４ａ，１４ｂは、その摺動方向が互いに直交するように形成されている。この下スライダ１４は、ケース１の上面板１ａ上に搭載されて上スライダ１５に追動してスライド可能であるが、第１の案内突起１４ａが上面板１ａの案内溝１ｃに係合しているため、下スライダ１４のスライド方向は案内溝１ｃに沿う一方向のみである。
【００３３】
上スライダ１５は滑性に優れた合成樹脂によって形成されており、輪状部１５ａと、輪状部１５ａの等間隔な４箇所から径方向外側へ放射状に突設された腕部１５ｂと、輪状部１５ａの腕部１５ｂに対応する４箇所から径方向内側へ突設された当接部１５ｃとを有している。この当接部１５ｃはモータホルダ７の外周面に当接可能であり、各当接部１５ｃの下面側にはモータホルダ７の係合突起７ａを嵌挿するための係合溝１５ｄが形成されている。輪状部１５ａの下面側には、下スライダ１４の第２の案内突起１４ｂが嵌挿される案内溝１５ｅが形成されている。また、各腕部１５ｂの上面と下面にはそれぞれカバー部材１９の下面とケース１の上面板１ａに突き当てるための支持突起１５ｆが形成されている。さらに、突出方向が逆向きの位置関係にある一方の腕部１５ｂの下面側にはカム部材１６用の収納部１５ｇが形成され、かつ他方の腕部１５ｂの下面側にはカム部材１６のカム面と同一形状のカム面を有するカム部１５ｈが形成されている。また、この上スライダ１５には、ケース１の上面板１ａに形成されている逃げ孔１ｅと対向する位置に、駆動体２２のスティック部２２ｂを挿通して駆動するための駆動孔１５ｉが形成されている。この上スライダ１５は、係合溝１５ｄに係合突起７ａを嵌挿することによってモータホルダ７に外装され、モータホルダ７の揺動に伴いケース１の上面板１ａに沿ってスライドする。なお、上スライダ１５が案内溝１５ｅの延びる方向へスライドするときに下スライダ１４はスライドしないが、上スライダ１５が他の方向へスライドするときは下スライダ１４も追動してスライドし、上スライダ１５のスライド方向が案内溝１５ｅと直交する方向（前記案内溝１ｃの延びる方向）の場合には両スライダ１４，１５は一体的にスライドする。
【００３４】
カム部材１６は滑性および耐摩耗性に優れた合成樹脂によって形成されており、その下面に花弁状のカム面を有する。このカム面には、図３および図４に示すように、中央凹部１６ａを８個の外周凹部１６ｂが包囲してなるカム溝と、該カム溝の境界部となる山部１６ｃとが形成されており、該カム溝に駆動棒１７の上端部が係合する。カム部材１６は上スライダ１５の収納部１５ｇに取着されるため、モータホルダ７の揺動に伴い上スライダ１５がスライドすると、駆動棒１７に対するカム部材１６の位置が変化して、この駆動棒１７の上端部が中央凹部１６ａから山部１６ｃを乗り越えていずれか一つの外周凹部１６ｂ内へ入り込むようになっている。なお、前述したように、上スライダ１５のカム部１５ｈのカム面もカム部材１６と同一形状の花弁状に形成されている。
【００３５】
駆動棒１７は滑性および耐摩耗性に優れた合成樹脂によって棒状に形成されており、その外周部にスプリング１８の上端を係止するためのスプリング受け１７ａを有する。この駆動棒１７は、モータホルダ７が揺動されていない非揺動操作状態において、カム部材１６の中央凹部１６ａまたは上スライダ１５のカム部１５ｈの中央凹部に入り込んで弾接している。
【００３６】
スプリング１８は駆動棒１７を常時上向きに弾性付勢するコイルスプリングであり、このスプリング１８と駆動棒１７はケース１の上面板１ａに設けられた収納凹部１ｄ内に収納され、スプリング１８の弾性力によって駆動棒１７がカム部材１６または上スライダ１５のカム部１５ｈに弾接される。
【００３７】
カバー部材１９は金属板にて形成され、ケース１の上端にねじ止め固定される。このカバー部材１９は、下スライダ１４、上スライダ１５、駆動棒１７およびスプリング１８の脱落を防止すると共に、ケース１の上面板１ａに対する上スライダ１５の取付高さを規定している。
【００３８】
延出カバー２０は合成樹脂によって形成されており、円板状の固定部２０ａと、固定部２０ａの内周縁から起立する筒状のカバー部２０ｂとを有する。この延出カバー２０は、固定部２０ａをカバー部材１９の内周部にねじ止め固定することによって、モータホルダ７の上部を包囲する位置に取り付けられる。
【００３９】
ラバー接点部材２１は弾性に優れたシリコンゴム等によって形成されている。このラバー接点部材２１には天井面に図示せぬ可動接点を設けたドーム状接点部２１ａが４箇所に突設されており、各ドーム状接点部２１ａは駆動体２２の円板部２２ａにより選択的に押し込まれて弾性的に座屈可能である。このラバー接点部材２１は適宜手段によりプリント配線板３上に固定され、各ドーム状接点部２１ａの可動接点がプリント配線板３の前記固定接点と接離可能に対向する。
【００４０】
駆動体２２は合成樹脂によって形成されており、４個のドーム状接点部２１ａ上に搭載される円板部２２ａと、この円板部２２ａの中央から上向きに突設されたスティック部２２ｂとを有する。スティック部２２ｂはケース１の上面板１ａの逃げ孔１ｅを貫通して上スライダ１５の駆動孔１５ｉに挿入され、上スライダ１５が上面板１ａに沿ってスライドすると、駆動孔１５ｉの周壁がスティック部２２ｂを駆動してスライド方向へ傾倒させるため、その方向で円板部２２ａが１個もしくは２個のドーム状接点部２１ａを押し込んで座屈させるようになっている。つまり、操作部４の揺動操作方向に対応する上スライダ１５のスライド方向に応じて、円板部２２ａが４個のドーム状接点部２１ａを選択的に押し込み、座屈したドーム状接点部２１ａ内の可動接点を下方の固定接点に接触させることができるため、この駆動体２２とラバー接点部材２１とによって揺動操作方向を検出することができる。
【００４１】
このように構成された力覚付与型入力装置は、操作部４の回転操作時にその回転方向および回転量がエンコーダ９によって検出されると共に、操作部４の揺動操作時にその揺動操作方向が駆動体２２およびラバー接点部材２１によって検出されるようになっている。また、操作部４の押動操作（プッシュ操作）は光検出スイッチ２３によって検出されるようになっている。
【００４２】
かかる力覚付与型入力装置の動作について詳しく説明すると、揺動ホルダ１１を介して基台２の受け部２ａ上に揺動可能に支持されているモータユニット２５は、非操作状態において、図４に示すようにケース１および基台２に対して垂直に保持されており、このとき各駆動棒１７の上端部はカム部材１６またはカム部１５ｈの中央凹部（１６ａ）に弾接している。また、かかる非操作時において、ラバースプリング１３の各ドーム形状部１３ａは座屈していないため、モータユニット２５はラバープッシャー１２を介して図４に示す初期位置に押し上げられている。
【００４３】
この状態からユーザが操作部４を揺動操作すると、揺動ホルダ１１の突起部１１ａの先端を揺動支点としてモータユニット２５が操作方向へ揺動し、それに伴って上スライダ１５および下スライダ１４（または上スライダ１５のみ）がケース１の上面板１ａに沿ってスライドする。これにより、カム部材１６およびカム部１５ｈと駆動棒１７との相対位置が変化して、駆動棒１７の上端部がカム部材１６およびカム部１５ｈの山部（１６ｃ）を乗り越えて外周凹部（１６ｂ）に入り込むため、駆動棒１７に対するスプリング１８の弾性力の変化がクリック感触として操作部４に伝達され、ユーザは所定量だけ揺動操作できたことを手指にて感得することができる。また、こうしてモータユニット２５が操作部４や揺動ホルダ１１と一体的に所定量だけ揺動すると、揺動操作方向へスライドする上スライダ１５が駆動体２２のスティック部２２ｂを傾倒させて円板部２２ａがドーム状接点部２１ａを選択的に座屈させるため、座屈したドーム状接点部２１ａ内の可動接点が下方の固定接点に接触して揺動操作方向を検出でき、その検出信号が図示せぬ制御装置に出力される。それゆえ、この制御装置によって、例えば、揺動操作方向に応じた車載電気機器の選択等を行うことが可能となる。また、ユーザが操作部４に対する揺動操作力を取り除くと、駆動棒１７がスプリング１８の弾性力によってカム部材１６またはカム部１５ｈの中央凹部（１６ａ）へ押し戻されるため、モータユニット２５がケース１および基台２に対して垂直な姿勢に押し戻されるのに伴い、操作部４や揺動ホルダ１１や上スライダ１５等が図４に示す初期位置へ自動復帰すると共に、座屈していたドーム状接点部２１ａが自身の弾性で元の形状に戻り可動接点と固定接点は離隔する。
【００４４】
次に、回転操作時の動作について説明する。ユーザが操作部４を回転操作すると、取付部材８および遊星歯車機構６を介してモータ５の回転軸５ａが回転駆動されるため、この回転軸５ａの回転方向および回転量がエンコーダ９によって検出されて前記制御装置に出力される。それゆえ、この制御装置によって、例えば、回転操作方向に応じた車載電気機器の機能調整等を行うことが可能となる。また、この制御装置は、エンコーダ９からの出力信号に応じてモータ５の駆動停止を制御することができるため、制御装置によって制御されるモータ５の回転力が遊星歯車機構６および取付部材８を介して操作部４に伝達され、回転操作状態に応じた力覚が操作部４に付与される。このとき、操作部４にはサンギヤ３０とリングギヤ３３の歯数比に応じて増幅されたモータ出力が付与されるので、小さなモータ出力で大きな力覚を操作部４に付与することができる。
【００４５】
次に、押動操作時の動作について説明する。ユーザが操作部４を下方へ押し込む押動操作を行うと、その押し込み力が取付部材８やモータユニット２５やラバープッシャー１２を介してラバースプリング１３に付与されるため、各ドーム形状部１３ａが座屈してクリック感触を生起する。また、操作部４が押動操作されると、光検出スイッチ２３が遮光部材１１ｃの相対的移動を検出して、その検出信号が前記制御装置に出力される。それゆえ、この制御装置によって、例えば、選択した車載電気機器の決定や選択した機能調整の決定等を行うことが可能となる。このとき、エンコーダホルダ１０のガイド突起１０ａは揺動ホルダ１１の突起部１１ａ内へ深く挿入されていく。また、ユーザが操作部４に対する押し込み力を取り除くと、ラバースプリング１３の各ドーム形状部１３ａが自身の弾性で元の形状に戻るため、ラバープッシャー１２を介してモータユニット２５や取付部材８や操作部４等が初期位置まで押し上げられ、ガイド突起１０ａは突起部１１ａ内を図４に示す高さ位置まで上昇する。
【００４６】
このように本実施形態例に係る力覚付与型入力装置は、揺動ホルダ１１の突起部１１ａの先端を揺動支点として、揺動ホルダ１１とモータユニット２５および操作部４が一体的に揺動するため、揺動操作時に操作部４の揺動半径が大きくなっている。したがって、揺動操作時に操作部４を略水平に移動させることができて操作品位が高まっている。また、操作部４の下端（取付部材８の下端）と延出カバー２０の上端との間に当接を回避するための広い隙間を確保する必要がないので、塵埃等の異物の侵入が抑制できて外観も損なわれない。しかも、この力覚付与型入力装置では、揺動ホルダ１１の突起部１１ａを揺動可能に支持する受け部２ａが基台２の外底面に突設されており、この受け部２ａの内底面側の凹所に突起部１１ａが挿入されているため、基台２の底部がコンパクトになって装置全体の小型化が実現されている。
【００４７】
また、本実施形態例に係る力覚付与型入力装置では、モータ５を保持するモータホルダ７と、このモータホルダ７の下部に取り付けられたエンコーダホルダ１０およびラバープッシャー１２とを、突起部１１ａを有する揺動ホルダ１１がラバースプリング１３を介して支える構成になっているため、操作部４の回転操作と揺動操作だけでなく、操作部４の押動操作によっても位置信号を取り出すことができ、装置の多機能化が実現されている。なお、かかる押動操作時にクリック感触を生起するラバースプリング１３はモータ５よりも大径な環状部材なので、弾性的に座屈可能なドーム形状部１３ａを数多く突設することによって容易に耐久性を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態例に係る力覚付与型入力装置では、エンコーダホルダ１０に突設したガイド突起１０ａを、揺動ホルダ１１に突設した突起部１１ａの中空部分に摺動可能に嵌挿しているので、押動操作時にガイド突起１０ａを突起部１１ａの内壁面（中空部分の周壁）で案内しながら円滑に昇降させることができると共に、揺動操作時にはガイド突起１０ａと突起部１１ａとが互いに係止された状態に保たれることから、モータユニット２５および揺動ホルダ１１を一体品として傾倒させることができ、良好な操作性が期待できる。
【００４９】
図５は本発明の第２実施形態例に係る力覚付与型入力装置の断面図であって、図１〜図４と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
【００５０】
図５に示す力覚付与型入力装置が前述した第１実施形態例と異なる点は、基台２の受け部２ａを大きめの凹状に形成して、この受け部２ａの平坦な内底面に突起部１１ａよりも十分に大径な弾性マット部材２４を敷設し、この弾性マット部材２４上に突起部１１ａを搭載したことにある。弾性マット部材２４は弾性に優れたウレタンゴムやシリコンゴム等からなるマット状の部材であり、モータユニット２５を支える揺動ホルダ１１の突起部１１ａを搭載することによって、弾性マット部材２４は押し撓められるので、突起部１１ａは揺動可能な安定した姿勢で弾性マット部材２４に支持されている。
【００５１】
このように構成された力覚付与型入力装置は、受け部２ａの中心線に対して突起部１１ａの先端がずれて配置された場合でも、突起部１１ａが弾性マット部材２４を押し撓めた安定した姿勢で支持されるため、かかる組み込み位置のずれに起因する操作部４およびモータ５の中立位置での傾きを確実に防止することができる。すなわち、モータユニット２５はその揺動支点が受け部２ａの中心線と合致していなくても、弾性マット部材２４によって揺動可能な安定した姿勢に支持されるので、ケース１や基台２に対するモータユニット２５の組み付け位置を高精度に規定する必要がなくなって組立性が大幅に向上し、操作部４やモータ５を所望の姿勢に容易かつ確実に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る力覚付与型入力装置の分解斜視図である。
【図２】該入力装置に備えられる遊星歯車機構の分解斜視図である。
【図３】該入力装置に備えられるカム部材の平面図である。
【図４】該入力装置の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係る力覚付与型入力装置の断面図である。
【図６】従来例に係る力覚付与型入力装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ケース
２  基台
２ａ  受け部
３  プリント配線板
４  操作部
５  モータ
５ａ  回転軸
６  遊星歯車機構
７  モータホルダ
８  取付部材
９  エンコーダ
１０  エンコーダホルダ
１０ａ  ガイド突起
１１  揺動ホルダ
１１ａ  突起部
１１ｃ  遮光部材
１２  ラバープッシャー
１３  ラバースプリング
１３ａ  ドーム形状部
１４  下スライダ
１５  上スライダ
１６  カム部材
１７  駆動棒
１８  スプリング
１９  カバー部材
２０  延出カバー
２１  ラバー接点部材
２２  駆動体
２３  光検出スイッチ
２４  弾性マット部材
【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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