(57)【要約】【課題】コギングトルクの影響を低減した状態で動力を伝達することを可能とした動力伝達機構及びそれを備えた入力装置を提供する。【解決手段】動力伝達機構３０は、正逆回転自在の駆動軸に固定された第１の駆動歯車５１と、駆動軸３２に第１の駆動歯車５１と一体回転可能に固定された第２の駆動歯車５２と、駆動軸３２に並列に配置された従動軸６３に固定されて第１の駆動歯車５１に噛み合う第１の従動歯車６１と、従動軸６３に第１の従動歯車６１と一体回転可能に固定されて第２の駆動歯車５２に噛み合う第２の従動歯車６２とを備えている。第１の駆動歯車５１及び第１の従動歯車６１と、第２の駆動歯車５２及び第２の従動歯車６２とのそれぞれは、駆動軸３２の正逆回転によって選択的に噛み合う噛合部６１ａ，６２ａを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆回転自在の駆動軸に固定された第１の駆動歯車と、
前記駆動軸に前記第１の駆動歯車と一体回転可能に固定された第２の駆動歯車と、
前記駆動軸に並列に配置された従動軸に固定されて前記第１の駆動歯車に噛み合う第１の従動歯車と、
前記従動軸に前記第１の従動歯車と一体回転可能に固定されて前記第２の駆動歯車に噛み合う第２の従動歯車と、
を備えており、
前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車と、前記第２の駆動歯車及び前記第２の従動歯車とのそれぞれは、前記駆動軸の正逆回転によって選択的に噛み合う噛合部を有してなることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
前記第１の従動歯車は、一方向へ回転したとき前記第１の駆動歯車に噛み合う状態となり、他方向へ回転したとき前記第１の駆動歯車に噛み合わない状態となる位置に配置されており、
前記第２の従動歯車は、前記一方向へ回転したとき前記第２の駆動歯車に噛み合わない状態となり、前記他方向へ回転したとき前記第２の駆動歯車に噛み合う状態となる位置に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
【請求項３】
前記第１の従動歯車は、所定の回転角度範囲に設けられて前記第１の駆動歯車に噛み合う第１の歯合部と、前記第１の歯合部以外の領域に設けられて前記第１の駆動歯車に噛み合わない第１の欠歯部とを有し、
前記第２の従動歯車は、所定の回転角度範囲に設けられて前記第２の駆動歯車に噛み合う第２の歯合部と、前記第２の歯合部以外の領域に設けられて前記第２の駆動歯車に噛み合わない第２の欠歯部とを有してなることを特徴とする請求項１又は２記載の動力伝達機構。
【請求項４】
前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車のギヤ比と、前記第２の駆動歯車及び前記第２の従動歯車のギヤ比とが異なり、
前記第２の駆動歯車及び前記第２の従動歯車のギヤ比は、前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車のギヤ比よりも小さいギヤ比を構成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の動力伝達機構。
【請求項５】
上記請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝達機構と、
プッシュ操作可能な操作部と、
前記操作部に触覚刺激操作感触を呈示する触覚呈示機構と、
を備え、
前記触覚呈示機構は、
前記駆動軸を介して前記第１の駆動歯車を正逆回転駆動する駆動手段と、
前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車の正逆回転運動を前記操作部の直線運動に変える連結部材と、
を備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項６】
前記連結部材は、一端部が前記操作部からプッシュ操作方向に突出して形成され、他端部が前記第１の従動歯車に連動自在に連結されてなることを特徴とする請求項５記載の入力装置。
【請求項７】
前記操作部の操作面がプッシュ操作可能な基準位置にあるとき、前記操作部のプッシュ操作に基づく前記連結部材の作動により、前記第１の従動歯車が前記第１の駆動歯車と噛み合わない方向に回転するとともに、前記第２の従動歯車が前記第２の駆動歯車と噛み合う方向に回転するように構成されたことを特徴とする請求項５又は６記載の入力装置。
【請求項８】
前記操作部は、静電容量式のタッチパネルからなることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達機構及びそれを備えた入力装置に係り、特に、コギングトルクの影響を低減した状態で動力を伝達する動力伝達機構及びそれを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操作者に情報を伝達する従来の情報呈示装置の一例としては、例えば操作者の指の傾きを利用して方向を呈示する方向呈示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１記載の従来の方向呈示装置は、独立して上下動可能な複数の可動パネルの上面に指載置板を配置しており、その指載置板をカーナビゲーション装置が表示する画面上の進路方向に対応して傾斜させるように構成されている。この可動パネルを駆動するための可動部の一例としては、可動パネルの下方に突出して形成されたラックに、ステッピングモータの出力軸に固定されたピニオンを噛み合わせたラック・ピニオン構造が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の情報呈示装置においては、可動パネルにプッシュ操作可能な操作部の機能を持たせたい場合もある。上記特許文献１記載の従来の方向呈示装置にあっては、可動パネルのラックとステッピングモータのピニオンとのギヤ比をもって可動パネルをプッシュ操作することは可能となる。しかしながら、ステッピングモータの構造上、コギングトルクがあり、そのコギングトルクが可動パネルによるプッシュ操作の抵抗力となって可動パネルの操作感を損ねるという問題点があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、コギングトルクの影響を低減した状態で動力を伝達することを可能とした動力伝達機構及びそれを備えた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】
【０００７】
［１］本発明は、正逆回転自在の駆動軸に固定された第１の駆動歯車と、前記駆動軸に前記第１の駆動歯車と一体回転可能に固定された第２の駆動歯車と、前記駆動軸に並列に配置された従動軸に固定されて前記第１の駆動歯車に噛み合う第１の従動歯車と、前記従動軸に前記第１の従動歯車と一体回転可能に固定されて前記第２の駆動歯車に噛み合う第２の従動歯車と、を備えており、前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車と、前記第２の駆動歯車及び前記第２の従動歯車とのそれぞれは、前記駆動軸の正逆回転によって選択的に噛み合う噛合部を有してなることを特徴とする動力伝達機構にある。
【０００８】
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記第１の従動歯車は、一方向へ回転したとき前記第１の駆動歯車に噛み合う状態となり、他方向へ回転したとき前記第１の駆動歯車に噛み合わない状態となる位置に配置されており、前記第２の従動歯車は、前記一方向へ回転したとき前記第２の駆動歯車に噛み合わない状態となり、前記他方向へ回転したとき前記第２の駆動歯車に噛み合う状態となる位置に配置されてなることを特徴とする。
【０００９】
［３］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記第１の従動歯車は、所定の回転角度範囲に設けられて前記第１の駆動歯車に噛み合う第１の歯合部と、前記第１の歯合部以外の領域に設けられて前記第１の駆動歯車に噛み合わない第１の欠歯部とを有し、前記第２の従動歯車は、所定の回転角度範囲に設けられて前記第２の駆動歯車に噛み合う第２の歯合部と、前記第２の歯合部以外の領域に設けられて前記第２の駆動歯車に噛み合わない第２の欠歯部とを有してなることを特徴とする。
【００１０】
［４］上記［１］〜［３］のいずれかに記載の発明にあって、前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車のギヤ比と、前記第２の駆動歯車及び前記第２の従動歯車のギヤ比とが異なり、前記第２の駆動歯車及び前記第２の従動歯車のギヤ比は、前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車のギヤ比よりも小さいギヤ比を構成してなることを特徴とする。
【００１１】
［５］本発明は更に、上記請求項［１］〜［４］のいずれかに記載の動力伝達機構と、プッシュ操作可能な操作部と、前記操作部に触覚刺激操作感触を呈示する触覚呈示機構と、を備え、前記触覚呈示機構は、前記駆動軸を介して前記第１の駆動歯車を正逆回転駆動する駆動手段と、前記第１の駆動歯車及び前記第１の従動歯車の正逆回転運動を前記操作部の直線運動に変える連結部材と、を備えたことを特徴とする入力装置を提供する。
【００１２】
［６］上記［５］記載の発明にあって、前記連結部材は、一端部が前記操作部からプッシュ操作方向に突出して形成され、他端部が前記第１の従動歯車に連動自在に連結されてなることを特徴とする。
【００１３】
［７］上記［５］又は［６］記載の発明にあって、前記操作部の操作面がプッシュ操作可能な基準位置にあるとき、前記操作部のプッシュ操作に基づく前記連結部材の作動により、前記第１の従動歯車が前記第１の駆動歯車と噛み合わない方向に回転するとともに、前記第２の従動歯車が前記第２の駆動歯車と噛み合う方向に回転するように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
［８］上記［５］〜［７］のいずれかに記載の発明にあって、前記操作部は、静電容量式のタッチパネルからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コギングトルクの影響を低減させた動力伝達機構と、その動力伝達機構を備えた入力装置とが効果的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る典型的な動力伝達機構を備えた入力装置を概略的に示す図である。
【図２】図１の動力伝達機構を説明するための分解斜視図である。
【図３】図１の動力伝達機構の動作を説明するための（ａ）及び（ｂ）図である。
【図４】比較例における動力伝達機構の操作面側反力を示す波形の一例、及び図１の動力伝達機構の操作面側反力を示す波形の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る動力伝達機構を備えた入力装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
（入力装置の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、第１の実施の形態における典型的な動力伝達機構を備えた入力装置を概略的に例示している。この入力装置１は、特に限定されるものではないが、例えば空調装置、オーディオ装置やナビゲーション装置等の車載機器の作動を制御するための入力信号を出力する入力手段であるタッチパネルに好適に用いられる。
【００１９】
図示例による入力装置１は、例えばセンターコンソールなどの運転席周辺部に配置されており、ディスプレイに配線を介して接続される。この入力装置１は、操作者の手指で操作部１０のタッチパネルをタッチ操作すると、例えばタッチパネルの表面上の位置がタッチセンサにより検出され、この位置に対応した位置検出信号がディスプレイ上の項目ボタンを選択決定する遠隔操作式の入力装置として構成されている。
【００２０】
この入力装置１の外観は、図１に示すように、プッシュ操作可能な樹脂製の操作部１０と、図示しないバネ等の復帰機構を介して操作部１０を復帰可能に支持する樹脂製のボディ２０とにより構成されている。この操作部１０は、樹脂製のベース１１を組み付けることで構成されている。ベース１１の内部にはタッチセンサ基板が収納されている。このタッチセンサ基板は、例えば静電容量を検出する静電容量タッチセンサであり、フレキシブルフラットケーブルを介して制御基板に搭載されたコネクタに接続されている。
【００２１】
このベース１１には、図１に示すように、ボディ２０の内部に係合する複数の弾性係合片１１ａ，…，１１ａがプッシュ操作方向に延在されるとともに、ボディ２０の内部に案内移動するための一対の案内片１１ｂ，１１ｂがプッシュ操作方向に延在されている。このベース１１には更に、操作部１０の往復運動に連動する第１の連結部材である連結片１１ｃがプッシュ操作方向に延在されている。
【００２２】
この操作部１０は、図１に示すように、プッシュ操作時における操作部１０の傾き動作を抑制するスタビライザ１２を備える。このスタビライザ１２の両端は、ベース１１の一対の案内片１１ｂのそれぞれに取り付けられることで、シャフト６３の軸回りの傾き動作を抑制する。
【００２３】
（動力伝達機構の構成）
このボディ２０の内部には、図１及び図２に示すように、操作部１０のタッチパネルをプッシュ操作する操作者の手指に対して振動刺激操作感を呈示する動力伝達機構３０が組み込まれている。この動力伝達機構３０は、制御基板に搭載された正逆回転可能なモータ３１と、モータ３１の正逆回転を操作部１０に伝達する歯車機構４０とを備えている。この歯車機構４０は、モータ３１の正逆回転を伝達するモータ側歯車機構５０と、モータ側歯車機構５０に噛み合う操作面側歯車機構６０とにより構成されている。
【００２４】
このモータ側歯車機構５０は、図１及び図２に示すように、駆動軸であるモータ軸３２に固定された第１の駆動歯車５１と、モータ軸３２に第１の駆動歯車５１と一体回転可能に固定された第２の駆動歯車５２とからなり、第１の駆動歯車５１の径が第２の駆動歯車５２の径よりも小さく形成された二段の歯車構造を有している。この第１及び第２の駆動歯車５１，５２は、円周の全周にわたって操作面側歯車機構６０と噛み合う平歯車の噛合部形状に形成されている。
【００２５】
一方の操作面側歯車機構６０は、図１及び図２に示すように、第１の駆動歯車５１に噛み合う半円形状の第１の従動歯車６１と、第２の駆動歯車５２に噛み合う円形状の第２の従動歯車６２とからなり、第１の従動歯車６１の径が第２の従動歯車６２の径よりも大きく形成された二段の歯車構造を有している。
【００２６】
この第１の従動歯車６１及び第２の従動歯車６２は、図１及び図２に示すように、モータ軸３２とは並列状態で配置された従動軸であるシャフト６３に一体回転可能に固定されている。このシャフト６３は、スタビライザ１２と交差する方向に延在しており、ボディ２０内に回転可能に支持されている。
【００２７】
この第１の従動歯車６１の平板面の偏心位置には、図１及び図２に示すように、第２の連結部材である連結ピン６１ｃが突出している。この連結ピン６１ｃは、モータ軸３２の回転中心及びシャフト６３の回転中心を結ぶ直線上に配置されており、ベース１１の連結片１１ｃの側端部に切欠して形成されたピン係合部１１ｄに連動可能に連結されている。
【００２８】
このベース１１の連結片１１ｃは、モータ３１の正逆回転運動を操作部１０の直線運動に変えるための運動変換部材であり、操作部１０が歯車機構４０を介して往復微動可能に構成されている。この連結片１１ｃのピン係合部１１ｄは、第１の従動歯車６１の連結ピン６１ｃの回転軌跡内に形成されており、操作部１０の操作面の基準位置を維持する。
【００２９】
ところで、歯車機構４０のギヤ比をもってモータ３１の回転が操作部１０に伝達されるため、操作部１０のタッチパネルをプッシュ操作する場合は、歯車機構４０に伝わるモータ３１のコギングトルクの影響を受けて、タッチパネルによるプッシュ操作の抵抗力が大きくなり、タッチパネルの操作感を損なうこととなる。
【００３０】
そこで、この第１の実施の形態に係る入力装置１は、モータ３１自体のコギングトルクを低下させることではなく、モータ３１のコギングトルクの影響を低減可能とした歯車機構４０を主要な構成としている。従って、上記のように構成された入力装置１の構成は代表的な一構成例を例示しており、図示例に限定されるものではない。
【００３１】
図示例にあっては、第１の駆動歯車５１と第１の従動歯車６１とは、操作部１０に振動を伝達可能に噛み合う振動側歯車機構として構成されている。一方の第２の駆動歯車５２と第２の従動歯車６２とは、操作部１０のプッシュ操作を伝達可能に噛み合う入力側歯車機構として構成されている。
【００３２】
この第１及び第２の従動歯車６１，６２は、図２に示すように、歯車の円周の全周にわたって噛合部が形成されておらず、第１及び第２の駆動歯車５１，５２のそれぞれの回転範囲で噛合可能な範囲のみに噛合部の一部が形成された噛合部形状を有している。
【００３３】
この第１の従動歯車６１は、図２に示すように、半円形状の歯車の一部に噛合部を切り欠いた形状に形成されており、第１の駆動歯車５１と噛み合う第１の噛合部６１ａと、第１の駆動歯車５１に噛み合わない第１の欠歯部６１ｂとを有している。第１の従動歯車６１のピッチ円半径は、第１の駆動歯車５１のピッチ円半径よりも大きく設定されており、第１の駆動歯車５１及び第１の従動歯車６１のギヤ比は、増速比を構成する。
【００３４】
この第１の噛合部６１ａは、図２に示すように、第１の駆動歯車５１の回転可能範囲に対応する部分に形成されているが、一方の第１の欠歯部６１ｂは、第１の噛合部６１ａ以外の領域に設けられている。従って、この操作面側の第１の従動歯車６１は、モータ軸３２の正逆回転によりモータ側の第１の駆動歯車５１と選択的に噛み合う。
【００３５】
この第１の噛合部６１ａは、図２に示すように、一方向へ所定量回転したとき第１の駆動歯車５１に噛み合う状態となり、他方向へ所定量回転したとき第１の駆動歯車５１に噛み合わない状態となる中立位置に配置しておくことが好適である。この中立位置は、第１の従動歯車６１の連結ピン６１ｃがモータ軸３２の回転中心及びシャフト６３の回転中心を結ぶ直線上にあるときのプッシュ操作前における操作部１０の操作面の停止位置（以下、「基準位置」ともいう。）に対応している。
【００３６】
一方の第２の従動歯車６２は、図２に示すように、円形状の歯車の一部に噛合部を切り欠いた形状に形成されており、第２の駆動歯車５２に噛み合う第２の噛合部６２ａと、第２の駆動歯車５２に噛み合わない第２の欠歯部６２ｂとを有している。第２の従動歯車６２のピッチ円半径は、第２の駆動歯車５２のピッチ円半径よりも小さく設定されており、第２の駆動歯車５２及び第２の従動歯車６２のギヤ比は、減速比を構成する。
【００３７】
この第２の噛合部６２ａは、図２に示すように、第２の駆動歯車５２の回転可能範囲に対応する部分に形成されている。一方の第２の欠歯部６２ｂは、第２の噛合部６２ａ以外の領域に設けられている。従って、この操作面側の第２の従動歯車６２は、モータ側の第２の駆動歯車５２の正逆回転により選択的に噛み合う。
【００３８】
この第２の噛合部６２ａは、図２に示すように、プッシュ操作前における操作部１０の基準位置から一方向へ所定量回転したとき第２の駆動歯車５２に噛み合わない状態となり、他方向へ所定量回転したとき第２の駆動歯車５２に噛み合う状態となる中立位置に配置しておくことが好適である。
【００３９】
以上のように構成された歯車機構４０により、モータ側の第１の駆動歯車５１の正逆回転によって操作面側の第１の従動歯車６１に動力を選択的に伝達する第１の動力伝達経路である振動伝達経路が構成される。一方、モータ側の第２の駆動歯車５２の正逆回転によって操作面側の第２の従動歯車６２に動力を選択的に伝達する第２の動力伝達経路である入力伝達経路が構成される。
【００４０】
この振動伝達経路のギヤ比と入力伝達経路のギヤ比とは異なり、入力伝達経路のギヤ比は、振動伝達経路のギヤ比よりも小さいことが好適である。操作部１０をプッシュ操作する際には、モータ３１のコギングトルクに対する操作部１０のプッシュ操作力が、第１の駆動歯車５１及び第１の従動歯車６１のギヤ比よりも小さい第２の駆動歯車５２及び第２の従動歯車６２のギヤ比、すなわち所定の減速比をもって伝達される。
【００４１】
この第２の駆動歯車５２及び第２の従動歯車６２のギヤ比を所定の減速比をもって構成することで、第２の従動歯車６２が第２の駆動歯車５２を回転させる入力側歯車機構のトルクは、第１の駆動歯車５１が第１の従動歯車６１を回転させる振動側歯車機構のトルクよりも小さくなる。つまり、入力側歯車機構は、振動側歯車機構と比較して、モータ３１のコギングトルクの影響が低減された状態で回転することから、モータ３１のコギングトルクに対する操作部１０の反力（抵抗力）が低減する。
【００４２】
（入力装置の動作）
次に、上記のように構成された入力装置１について、その動作を説明する。
【００４３】
いま、図３（ａ）に示すように、操作部１０のタッチパネルをプッシュ操作すると、操作部１０が連結片１１ｃのピン係合部１１ｄを介して第１の従動歯車６１の連結ピン６１ｃをプッシュ操作方向に押し付ける。第１及び第２の従動歯車６１，６２がシャフト６３を回転中心として一体回転することで、第２の従動歯車６２の噛合部６２ａは、第２の駆動歯車５２と噛み合う。
【００４４】
第１の駆動歯車５１は第２の駆動歯車５２と一体回転するが、第１の従動歯車６１の噛合部６１ａが第１の駆動歯車５１から離れる。そのため、第２の従動歯車６２と第２の駆動歯車５２とは、モータ３１のコギングトルクの影響を受けないギヤ比をもって、操作部１０をプッシュ操作方向に移動させる。操作部１０のタッチパネルによるプッシュ操作を解除すると、第２の従動歯車６２及び第２の駆動歯車５２だけが互いに噛み合いながら、プッシュ操作方向とは反対側に回転することから、操作部１０の操作面が基準位置となる初期の停止位置に戻される。
【００４５】
一方、図３（ｂ）に示すように、モータ３１を一方向へ所定量回転させることで、第１及び第２の駆動歯車５１，５２がモータ軸３２を回転中心として一体回転する。第１の駆動歯車５１が第１の従動歯車６１の噛合部６１ａと噛み合う。第２の駆動歯車５２は第１の駆動歯車５１と一体回転するが、第２の従動歯車６２の噛合部６２ａが第２の駆動歯車５２から離れる。そのため、第１の駆動歯車５１と第１の従動歯車６１とのギヤ比をもって操作部１０にモータ３１の動力が伝達される。
【００４６】
操作部１０の連結片１１ｃのピン係合部１１ｄは、第１の駆動歯車５１及び第１の従動歯車６１の回転に伴い第１の従動歯車６１の連結ピン６１ｃによってプッシュ操作方向とは反対側に押し付けられることから、操作部１０は、プッシュ操作方向とは逆方向へ移動することとなる。モータ３１が一方向へ所定量回転したときは、操作部１０に触覚を呈示する触覚呈示状態となる。
【００４７】
従って、モータ３１の正逆回転力により、第１の従動歯車６１の連結ピン６１ｃを介してベース１１の連結片１１ｃを往復微動させることが可能となる。操作部１０の振動により、操作者の手指に対して垂直な方向の触覚情報としてフィードバックが与えられる。
【００４８】
この触覚情報は、例えば操作部１０からの操作者の手指による操作を示すタッチ信号に応じて、モータ３１に時計回りの回転及び反時計回りの回転を繰り返す制御信号を出力し、所定の回転角度及び所定の繰り返し回数をもって、モータ３１が正逆回転方向に回転駆動されることで得られる。
【００４９】
（第１の実施の形態の効果）
以上のように構成された第１の実施の形態に係る入力装置１は、モータ３１自体のコギングトルクを低下させるのではなく、第２の駆動歯車５２と第２の従動歯車６２とが噛み合う入力側歯車機構に伝わるモータ３１のコギングトルクの影響を低減させた構成となっているため、上記効果に加えて、次の効果が得られる。
【００５０】
（１）モータ３１のコギングトルクに起因する操作部１０のプッシュ操作の抵抗力を低減することができる。
（２）モータ３１のコギングトルクの影響を受けることなく、操作部１０の良好な操作感が得られる。
（３）コギングトルクに伴う衝撃音や振動などが少ないプッシュ操作を実現することが可能となる。
（４）格別な機構を使用しないので、部品点数を増やすことなく、構造が簡素化できる。そのため、組立工数の増加や各部品相互間の取付けを調整する作業の煩雑化等を防止することができる。
（５）操作機能及び触覚呈示機能の両立を実現することができる。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明の更に具体的な実施の形態として、比較例及び実施例を挙げて説明する。なお、この実施例は、上記第１の実施の形態である入力装置１の典型的な一例を挙げており、本発明は、この比較例及び実施例に限定されるものではないことは勿論である。
【００５２】
以下の表１に、比較例に係る動力伝達機構の仕様と実施例に係る動力伝達機構の仕様とをまとめて表す。モータ側の第２の駆動歯車５２と操作面側の第２の従動歯車６２とにより構成される入力伝達経路のギヤ比の仕様を変更した以外は、比較例及び実施例のそれぞれの動力伝達機構の仕様を同一の仕様条件としている。
【００５３】
ここで、表１の仕様欄において、「振動側ギヤ比」という用語は操作部１０に振動を付与する振動伝達経路における第１の駆動歯車５１及び第１の従動歯車６１のギヤ比をいい、「ＥＮＴＥＲ側ギヤ比」という用語は操作部１０のプッシュ操作力が作用する入力伝達経路における第２の駆動歯車５２及び第２の従動歯車６２のギヤ比をいう。
【００５４】
表１の仕様欄において、「腕長さ」という用語はシャフト６３及び連結ピン６１ｃ間の距離をいい、「押込み量」という用語はプッシュ操作前における操作部１０の操作面の停止位置からプッシュ操作時における操作部１０の操作面の停止位置までの距離をいい、「ギヤ回転量」という用語は１回のプッシュ操作によって回転する操作面側歯車機構６０の回転角度をいう。
【００５５】
表１の仕様欄において、「コギング１山」という用語は１山のコギングトルクの周期である回転角度をいい、「最大コギングトルク」という用語はコギングトルクの最大値をいい、「最小コギングトルク」という用語はコギングトルクの最小値をいう。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
以下の表２に、１回のプッシュ操作によって回転するモータ３１が発生するコギングトルクの影響についての、上記表１の仕様に基づく比較例及び実施例の動力伝達機構の評価事項を項目別にまとめて表す。
【００５８】
ここで、表２の評価事項欄において、「モータ側回転角」という用語は１回のプッシュ操作によって回転するモータ３１の回転角度をいい、「コギング山数」という用語は１回のプッシュ操作によって回転するモータ３１におけるコギングトルクの山数をいう。
【００５９】
表２の評価事項欄において、「操作面側最大トルク」という用語はプッシュ操作によって操作部１０に作用する力のモーメントの最大値をいい、「操作面側最小トルク」という用語はプッシュ操作によって操作部１０に作用する力のモーメントの最小値をいい、「操作面側最大反力」という用語はプッシュ操作によって操作部１０に作用する反力の最大値をいい、「操作面側最小反力」という用語はプッシュ操作によって操作部１０に作用する反力の最小値をいう。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
図４に、比較例の動力伝達機構において１回のプッシュ操作によって操作部１０に作用する反力をＴ１で示し、実施例の動力伝達機構において１回のプッシュ操作によって操作部１０に作用する反力をＴ２で示す。同図において、縦軸は反力の大きさを表し、横軸はプッシュ操作の１ストローク分に対応するモータ回転角度を表している。
【００６２】
これらの表１、表２及び図４からも明らかなように、比較例では入力伝達経路のギヤ比と振動伝達経路のギヤ比とが同じ条件となっているのに対し、実施例では入力伝達経路のギヤ比が振動伝達経路のギヤ比よりも１／１０程度のギヤ比を構成する。
【００６３】
これにより、比較例及び実施例ともに、モータ３１が発生するコギングトルクの大きさは変わらないにもかかわらず、比較例に係る動力伝達機構に対して実施例に係る動力伝達機構では、操作部１０に作用する反力の振幅が比較例の操作部１０に作用する反力の振幅よりも小さくなり、比較例の操作部１０に作用する反力の１／１０程度になるということが分かる。換言すれば、プッシュ操作時の操作面側歯車機構６０に伝わるコギングトルクの影響が小さくなる回転角度にモータ側歯車機構５０の回転角度を設定することで、操作部１０の抵抗力を小さくすることができるということが理解できる。
【００６４】
以上の説明からも明らかなように、振動伝達経路のギヤ比と入力伝達経路のギヤ比とを異ならせ、入力伝達経路のギヤ比であるＥＮＴＥＲ側ギヤ比を所定の減速比に設定することで、操作面側歯車機構６０に伝わるモータ３１のコギングトルクの影響を低減することができるようになり、操作部１０のプッシュ操作力を軽減することが可能となる。
【００６５】
［第２の実施の形態］
図５を参照すると、同図には、第２の実施の形態に係る動力伝達機構を備えた入力装置の一構成例が模式的に示されている。この第２の実施の形態においては、モータ側の第２の駆動歯車５２と操作面側の第２の従動歯車６２とを噛み合わせて結合することで構成される入力側歯車機構の構成を除いて、他の構成は上記第１の実施の形態と同様の構成を備えている。従って、上記第１の実施の形態で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。
【００６６】
図５において、第２の実施の形態に係る入力側歯車機構には、ラック・ピニオン構造が用いられる。ベース１１の連結片１１ｃのピン係合部１１ｄとは反対側の側端部には、ラック６４が形成されている。このラック６４は、噛合部を切り欠いた形状に形成されており、モータ側の第１の駆動歯車５２に噛み合う噛合部６４ａと、第２の駆動歯車５２に噛み合わない欠歯部６４ｂとを有している。
【００６７】
この噛合部６４ａは、図５に示すように、操作部１０のプッシュ操作方向に所定の長さをもって、モータ側の第１の駆動歯車５１の回転可能範囲に対応する部分に形成されている。一方の欠歯部６４ｂは、噛合部６４ａ以外の領域に設けられている。
【００６８】
この噛合部６４ａは、図５に示すように、プッシュ操作前における操作部１０の基準位置から一方向へ所定量移動したとき第２の駆動歯車５２に噛み合う状態となり、他方向へ所定量移動したとき第２の駆動歯車５２に噛み合わない状態となる中立位置に配置されている。従って、この操作面側のラック６４は、モータ軸３２の正逆回転によりモータ側の第２の駆動歯車５２と選択的に噛み合う。
【００６９】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態にあっても、簡単な構造であり、上記第１の実施の形態に係る入力装置１と同様の効果が得られる。
【００７０】
［変形例］
以上より、本発明における入力装置１の代表的な構成例を実施の形態、及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような変形例も可能である。
【００７１】
（１）操作面側歯車機構６０における第１及び第２の従動歯車６１，６２の形状としては、例えばシャフト６３を回転中心とする扇状の歯車の全周にわたって歯合部が形成されている歯車や扇状の歯車の一部に噛合部を切り欠いた形状等の噛合部形状を構成することができる。
（２）振動伝達経路と入力伝達経路とを構成する二系統の歯車機構がモータ軸３２の正逆回転によって選択的に噛み合う動力伝達機構であれば、モータ側歯車機構５０における第１及び第２の駆動歯車５１，５２は平歯車の噛合部形状に限らず、例えば扇状の歯車、半円形状の歯車、半円形状又は扇状の歯車の一部に噛合部を切り欠いた形状等の歯車を構成することができる。
（３）振動伝達経路と入力伝達経路とを構成する二系統の歯車機構がモータ軸３２の正逆回転によって選択的に噛み合う動力伝達機構であれば、操作面側歯車機構６０における第１及び第２の従動歯車６１，６２を平歯車の噛合部形状とし、モータ側歯車機構５０における第１及び第２の駆動歯車５１，５２を扇状の歯車、半円形状又は扇状の歯車の一部に噛合部を切り欠いた形状等の歯車としても構わない。
（４）モータ３１の正逆回転運動を操作部１０の直線運動に変換する運動変換部材としては、特に限定されるものではなく、例えば操作部１０と第１の従動歯車６１とを連動自在に連結する連結ピン６１ｃに代えて、ローラなどの他の連結部材を用いることも可能である。
（５）上記入力装置１は、車載機器に限らず、各種の電子・電気機器に適用することができることは勿論である。
（６）タッチパネルを備えていない各種のスイッチ装置であっても、操作者の手指に触覚刺激操作感触を呈示することは可能であり、例えばマウス装置や操作ノブなどにも適用することができる。
（７）上記入力装置１は、例えば使用目的などに応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。
【００７２】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示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点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００７３】
１…入力装置、１０…操作部、１１…ベース、１１ａ…弾性係合片、１１ｂ…案内片、１１ｃ…連結片、１１ｄ…ピン係合部、１２…スタビライザ、２０…ボディ、３０…動力伝達機構、３１…モータ、３２…モータ軸、４０…歯車機構、５０…モータ側歯車機構、５１…第１の駆動歯車、５２…第２の駆動歯車、６０…操作面側歯車機構、６１…第１の従動歯車、６１ａ…第１の噛合部、６１ｂ…第１の欠歯部、６１ｃ…連結ピン、６２…第２の従動歯車、６２ａ…第２の噛合部、６２ｂ…第２の欠歯部、６３…シャフト、６４…ラック、６４ａ…噛合部、６４ｂ…欠歯部
【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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