(57)【要約】【課題】磁石を小型化したうえで、発生可能な電磁力の強さを確保した入力デバイスの提供。【解決手段】入力デバイス１００は、回路基板５２に保持された四つのコイル４１〜４４と、可動ヨーク７２に保持されて移動可能な四つの磁石６１〜６４を備えている。各コイル４１〜４４は、操作平面ＯＰに沿ったコイル側面４６を形成している。コイル４１，４３に形成される第一コイル側面４６ａでは、巻線４９はｘ軸方向に延伸している。一方で、コイル４２，４４に形成される第二コイル側面４６ｂでは、巻線４９はｙ軸方向に延伸している。そのため、コイル４１，４３にｘ軸方向の電流Ｉ_ｘが流されることにより、磁石６１，６３にはｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが作用する。また、コイル４２，４４にｙ軸方向の電流Ｉ_ｙが流されることにより、磁石６２，６４にはｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが作用する。【選択図】図３
2015087955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想の操作平面（ＯＰ）に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、
電流を印加される巻線（４９）が巻回しされることにより形成され、前記操作平面に沿ったコイル側面（４６，３４６，４４６ａ，４４６ｂ，７４６ａ，７４６ｂ）を前記巻線によって形成する少なくとも二つのコイル体（４１〜４４，３４１〜３４３，４４１〜４４３，６４１，６４２，７４１，７４２）と、
各前記コイル体における各前記巻線の巻回軸方向を前記操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各前記コイル側面を延伸する各前記巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各前記コイル体を保持する保持体（５２）と、
前記操作平面と直交するｚ軸方向において前記コイル側面と個々に対向する対向面（６８，３６８ａ，３６８ｂ，４６８ａ，４６８ｂ，５６８ａ，５６８ｂ，７６８ａ，７６８ｂ）を有し、各前記巻線への電流の印加によって各前記コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力（ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙ，ＥＭＦ_１，ＥＭＦ_２）を生じさせる少なくとも二つの磁極形成部（６１〜６４，３６１〜３６３，４６１〜４６３，５６１〜５６３，６６１，６６２，７６１，７６２）と、
個々に対向した各前記対向面と各前記コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各前記磁極形成部を保持し、各前記対向面が対応する各前記コイル側面と対向した状態を維持しつつ前記保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体（７２，２７２，３７２，４７２，５７２，６７２，７７２）と、を備えることを特徴とする入力デバイス。
【請求項２】
四つの前記コイル体（４１〜４４）を備え、
四つの前記コイル体のうち二つ（４１，４３）は、前記操作平面に沿ったｘ軸方向に前記巻線が延伸する第一コイル側面（４６ａ）を前記コイル側面として形成し、
四つの前記コイル体のうち他の二つ（４２，４４）は、前記操作平面に沿ったｙ軸方向に前記巻線が延伸する第二コイル側面（４６ｂ）を前記コイル側面として形成することを特徴とする請求項１に記載の入力デバイス。
【請求項３】
四つの前記コイル体は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに二つずつ配列されていることを特徴とする請求項２に記載の入力デバイス。
【請求項４】
二つの前記第一コイル側面及び二つの前記第二コイル側面は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれにおいて互い違いとなるよう配置されることを特徴とする請求項３に記載の入力デバイス。
【請求項５】
四つの前記コイル体（４１〜４４）は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに二つずつ並べられることにより、十字状に配置されることを特徴とする請求項２に記載の入力デバイス。
【請求項６】
前記操作平面に沿ったｘ軸方向又はｙ軸方向に並ぶ三つの前記コイル体（３４１〜３４３，４４１〜４４３）を備え、
三つの前記コイル体のうち中央に位置する中央コイル体（３４２，４４２）は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のいずれかに前記巻線が延伸する第一コイル側面（３４６ａ，４４６ａ）を前記コイル側面として形成し、
三つの前記コイル体のうち前記中央コイル体の両側に位置する他の二つ（３４１，３４３，４４１，４４３）は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のうちで前記第一コイル側面とは異なる軸方向に前記巻線が延伸する第二コイル側面（３４６ｂ，４４６ｂ）を前記コイル側面として形成することを特徴とする請求項１に記載の入力デバイス。
【請求項７】
二つの前記コイル体（６４１，６４２，７４１，７４２）は、前記操作平面に沿ったｘ軸方向又はｙ軸方向に並べられ、
二つの前記コイル体のうち一方（６４２，７４２）は、前記巻線がｘ軸方向に延伸する第一コイル側面（４６ｂ，７４６ｂ）を前記コイル側面として形成し、
二つの前記コイル体のうち他方（６４１，７４１）は、前記巻線がｙ軸方向に延伸する第二コイル側面（４６ａ，７４６ａ）を前記コイル側面として形成することを特徴とする請求項１に記載の入力デバイス。
【請求項８】
各前記コイル側面は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のうちで各前記コイル体が並ぶ軸方向の寸法を、他の軸方向の寸法よりも短くされることを特徴とする請求項６又は７に記載の入力デバイス。
【請求項９】
各前記コイル側面に対向する各前記対向面（５６８ａ，５６８ｂ，７６８ａ，７６８ｂ）が連続するよう、複数の前記磁極形成部（５６１〜５６３，７６１，７６２）が一体で形成されることを特徴とする請求項８に記載の入力デバイス。
【請求項１０】
各前記コイル側面は、各辺がｘ軸又はｙ軸に沿った四辺形状に形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の入力デバイス。
【請求項１１】
前記コイル体は、巻回しされた前記巻線の内周側に収容室（４８）を形成し、
前記収容室に配置され、前記磁極形成部の発生磁束を前記コイル側面に集める磁性ヨーク部（５１，２５１，３５１ａ，３５１ｂ，９５１）、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の入力デバイス。
【請求項１２】
隣接する二つの前記コイル体において各前記収容室に配置される二つの前記磁性ヨーク部（５１）は、互いに連結されることを特徴とする請求項１１に記載の入力デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作力が入力される入力デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、入力デバイスに用いられるアクチュエータとして、四つの磁石及び四つのコイルを備えた構成が、開示されている。各磁石は、コイルと対向する面の極性が互い違いとなるように配列されており、第１ヨーク板に保持されている。一方、各コイルは、四つの磁石のうち二つとｚ軸方向において対向する配置にて、第２ヨーク板に保持されている。各コイルは、巻回しされる巻線の巻回軸方向がｚ軸方向に沿う姿勢とされている。
【０００３】
加えて、第２ヨーク板は、第１ヨーク板に対して相対移動可能に設けられており、ユーザ操作の入力される触感呈示部材に固定されている。こうした構成により、各巻線に電流を印加して、各コイル及び各磁石の間にｘ軸方向及びｙ軸方向への電磁力を生じさせることで、入力デバイスは、触感呈示部材を通じて、任意の強さの操作反力をユーザに感じさせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献１の構成において、コイルを形成する巻線のうちで、磁石との間において操作反力を発生させる部分を有効巻線部分とする。操作反力として第２ヨーク板に作用する電磁力の強さを確保するためには、第２ヨーク板が第１ヨーク板に対して最大限相対移動した場合でも、二つのコイルの有効巻線部分が、一つの磁石とｚ軸方向において対向した状態でなければならない。そのため、二つのコイルの有効巻線部分との対向状態を維持しなければならない各磁石を、各コイルよりも小型化することは困難となっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、磁石のような磁極形成部について個々の大きさを小型化したうえで、発生可能な操作反力の強さを確保した入力デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための一つの発明は、仮想の操作平面（ＯＰ）に沿う方向の操作力が入力される入力デバイスであって、電流を印加される巻線（４９）が巻回しされることにより形成され、操作平面に沿ったコイル側面（４６，３４６，４４６ａ，４４６ｂ，７４６ａ，７４６ｂ）を巻線によって形成する少なくとも二つのコイル体（４１〜４４，３４１〜３４３，４４１〜４４３，６４１，６４２，７４１，７４２）と、各コイル体における各巻線の巻回軸方向を操作平面に沿わせた姿勢とし、且つ、各コイル側面を延伸する各巻線の延伸方向が互いに異なるよう、各コイル体を保持する保持体（５２）と、操作平面と直交するｚ軸方向においてコイル側面と個々に対向する対向面（６８，３６８ａ，３６８ｂ，４６８ａ，４６８ｂ，５６８ａ，５６８ｂ，７６８ａ，７６８ｂ）を有し、各巻線への電流の印加によって各コイル体との間にて互いに異なる方向への電磁力（ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙ，ＥＭＦ_１，ＥＭＦ_２）を生じさせる少なくとも二つの磁極形成部（６１〜６４，３６１〜３６３，４６１〜４６３，５６１〜５６３，６６１，６６２，７６１，７６２）と、個々に対向した各対向面と各コイル側面との間に所定の間隙が形成されるよう各磁極形成部を保持し、各対向面が対応する各コイル側面と対向した状態を維持しつつ保持体に対して相対移動可能に設けられる移動体（７２，２７２，３７２，４７２，５７２，６７２，７７２）と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明では、巻線への電流の印加により、磁極形成部の有する対向面とコイル体に形成されるコイル側面との間に、電磁力が発生する。この電磁力の向きは、コイル側面を延伸する巻線の延伸方向と実質直交した方向となる。各コイル側面を延伸している各巻線の延伸方向が互いに異なる構成によれば、互いに異なる方向の電磁力を発生させることができる。そのため、各巻線に印加する電流を個々に制御することにより、移動体に作用する電磁力の向きは、操作平面に沿ったいずれの方向にも調整可能となる。
【０００９】
また保持体に対して移動体が相対移動可能に設けられ、各磁極形成部が各コイル体に対して相対移動する構成であれば、各対向面は、対応する一つのコイル側面との対向状態を維持すればよい。そのため対向面は、コイル側面よりも小さい面積に形成可能となる。また、一組のコイル体及び磁極発生部間にて発生可能な電磁力の強さは、コイル側面を形成する巻線の延伸方向に沿った対向面の長さ（以下、「有効長さ」）に対応している。故に、対向面がコイル側面より小さくされても、上述の有効長さが確保されていれば、電磁力の大きさは、確保可能となる。
【００１０】
したがって、磁極形成部を小型化したうえで、発生可能な操作反力の強さを確保した入力デバイスが実現される。
【００１１】
尚、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態による入力デバイスを備えた表示システムの構成を説明するための図である。
【図２】入力デバイスの車室内での配置を説明するための図である。
【図３】入力デバイスの機械的構成を説明するための断面図である。
【図４】反力発生部の構成を模式的に示す図であって、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】コイルの斜視図である。
【図６】各固定ヨークの形状を説明するための図であって、図３のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】反力発生部においてｙ軸方向の電磁力が発生する原理を示す模式図である。
【図８】反力発生部においてｘ軸方向の電磁力が発生する原理を示す模式図である。
【図９】可動部を右後方に移動させた状態でも、電磁力が発生可能であることを示す模式図である。
【図１０】第二実施形態による反力発生部の構成を模式的に示す図であって、この反力発生部がｘ軸方向の電磁力を発生させる原理を示す模式図である。
【図１１】第二実施形態において、可動部を右後方に移動させた状態でも、電磁力が発生可能であることを示す模式図である。
【図１２】第三実施形態による反力発生部の構成を模式的に示す図であって、この反力発生部がｘ軸方向の電磁力を発生させる原理を示す模式図である。
【図１３】第三実施形態において、可動部を右後方に移動させた状態でも、電磁力が発生可能であることを示す模式図である。
【図１４】第四実施形態による入力デバイスの反力発生部を模式的に示す図である。
【図１５】第五実施形態による入力デバイスの反力発生部を模式的に示す図である。
【図１６】第六実施形態による入力デバイスの反力発生部を模式的に示す図である。
【図１７】第七実施形態による入力デバイスの反力発生部を模式的に示す図である。
【図１８】第八実施形態による入力デバイスの反力発生部を模式的に示す図である。
【図１９】第九実施形態による入力デバイスの反力発生部の構成を模式的に示すための斜視図である。
【図２０】第九実施形態による各固定ヨークの形状を説明するための図である。
【図２１】変形例１による反力発生部の構成を模式的に示す図である。
【図２２】変形例２による反力発生部の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１４】
（第一実施形態）
図１に示す本発明の第一実施形態による入力デバイス１００は、車両に搭載され、車室内の表示器、例えばナビゲーション装置２０又はヘッドアップディスプレイ装置１２０（図２参照）等と共に表示システム１０を構成している。入力デバイス１００は、図２に示されるように、車両のセンターコンソールにてパームレスト１９と隣接する位置に設置され、操作者の手の届き易い範囲に操作ノブ７３を露出させている。この操作ノブ７３は、操作者の手Ｈ等によって操作力が入力されると、入力された操作力の方向に変位する。
【００１５】
車室内表示器の一つであるナビゲーション装置２０は、車両のインスツルメントパネル内に設置され、運転席に向けて表示画面２２を露出させている。表示画面２２には、所定の機能が関連付けられた複数のアイコン、及び任意のアイコンを選択するためのポインタ８０等が表示されている。操作ノブ７３に水平方向の操作力が入力されると、ポインタ８０は、操作力の入力方向に対応した方向に、表示画面２２上を移動する。ナビゲーション装置２０は、図１，図２に示されるように、通信バス９０と接続され、入力デバイス１００等とネットワーク通信可能である。ナビゲーション装置２０は、表示画面２２に表示される画像を描画する表示制御部２３、及び表示制御部２３によって描画された画像を表示画面２２に連続的に表示する液晶ディスプレイ２１を有している。
【００１６】
以上の入力デバイス１００の各構成を詳しく説明する。入力デバイス１００は、図１に示すように、通信バス９０及び外部のバッテリ９５等と接続されている。入力デバイス１００は、通信バス９０を通じて、離れて位置するナビゲーション装置２０と通信可能とされている。また入力デバイス１００は、各構成の作動に必要な電力を、バッテリ９５から供給される。
【００１７】
入力デバイス１００は、通信制御部３５、操作検出部３１、反力発生部３９、反力制御部３７、及び操作制御部３３等によって電気的に構成されている。
【００１８】
通信制御部３５は、操作制御部３３によって処理された情報を通信バス９０に出力する。加えて通信制御部３５は、他の車載装置から通信バス９０に出力された情報を取得し、操作制御部３３に出力する。操作検出部３１は、操作力の入力によって移動した操作ノブ７３（図２参照）の位置を検出する。操作検出部３１は、検出した操作ノブ７３の位置を示す操作情報を、操作制御部３３に出力する。
【００１９】
反力発生部３９は、操作ノブ７３に操作反力を生じさせる構成であって、ボイスコイルモータ等のアクチュエータである。反力発生部３９は、例えば表示画面２２上においてポインタ８０（図２参照）がアイコンと重なる際に、操作反力を操作ノブ７３（図２参照）に印加することで、擬似的なアイコンの触感を操作者に惹起させる。反力制御部３７は、例えば種々の演算を行うためのマイクロコンピュータ等によって構成されている。反力制御部３７は、操作制御部３３から取得する反力情報に基づいて、反力発生部３９から操作ノブ７３に印加される操作反力の方向及び強さを制御する。
【００２０】
操作制御部３３は、例えば種々の演算を行うためのマイクロコンピュータ等によって構成されている。操作制御部３３は、操作検出部３１によって検出された操作情報を取得し、通信制御部３５を通じて通信バス９０に出力する。加えて操作制御部３３は、操作ノブ７３（図２参照）に印加する操作反力の方向及び強さを演算し、演算結果を反力情報として反力制御部３７に出力する。
【００２１】
入力デバイス１００は、図３に示すように、可動部７０及び固定部５０等によって機械的に構成されている。
【００２２】
可動部７０は、後述する可動ヨーク７２を有している。可動部７０には、可動ヨーク７２を保持するノブベース７１及び上述の操作ノブ７３が設けられている。可動部７０は、固定部５０に対し、仮想の操作平面ＯＰに沿うｘ軸方向及びｙ軸方向に相対移動可能に設けられている。可動部７０は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに移動可能な範囲を、固定部５０によって予め規定されている。可動部７０は、印加されていた操作力から解放されると、基準となる基準位置に帰着する。
【００２３】
固定部５０は、ハウジング５０ａ、回路基板５２、及び後述する二つの固定ヨーク５４，５５（図４参照）を有している。ハウジング５０ａは、可動部７０を相対移動可能に支持しつつ、回路基板５２及び反力発生部３９等の各構成を収容する。回路基板５２は、その板面方向を、操作平面ＯＰに沿わせた姿勢にて、ハウジング５０ａ内に固定されている。回路基板５２には、操作制御部３３及び反力制御部３７等を構成するマイクロコンピュータ等が実装されている。
【００２４】
次に、入力デバイス１００において反力フィードバックに用いられる反力発生部３９の構成を、図３〜６に基づいて、さらに説明する。反力発生部３９は、四つのコイル４１〜４４、四つの磁石６１〜６４、各固定ヨーク５４，５５、及び可動ヨーク７２等によって構成されている。
【００２５】
図５に示すように、各コイル４１〜４４は、銅等の非磁性材料よりなる線材を巻線４９として、筒状のボビン４５に巻回しすることにより形成されている。各コイル４１〜４４において、巻線４９の巻回軸方向と直交する横断面は、長方形状に形成されている。各巻線４９は、各コイル４１〜４４の厚さが例えば３ｍｍ程度となるまで巻回しされている。各コイル４１〜４４において、巻回しされた巻線４９の内周側には、巻回軸方向に延伸する収容室４８が形成されている。各コイル４１〜４４には、一対のリード４７が設けられている。これらリード４７が図３，４に示す回路基板５２に接続されることにより、各コイル４１〜４４は、反力制御部３７と電気的に接続されている。各コイル４１〜４４の巻線４９には、反力制御部３７によって個別に電流が印加される。
【００２６】
各コイル４１〜４４は、互いに僅かな隙間を開けつつ、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに二つずつ配列されている。各コイル４１〜４４は、巻線４９の巻回軸方向を、操作平面ＯＰに沿わせた姿勢にて、操作平面ＯＰと並行となるよう回路基板５２に実装されている。こうした配置により、各コイル４１〜４４の各巻線４９は、操作平面ＯＰに沿ったコイル側面４６（図５も参照）を形成している。各コイル側面４６は、各辺がｘ軸又はｙ軸に沿った略四辺形状に形成されている。各コイル側面４６のうちで、巻回軸方向がｙ軸方向に沿った姿勢のコイル４１，４３のコイル側面４６を第一コイル側面４６ａとし、巻回軸方向がｘ軸方向に沿った姿勢のコイル４２，４４のコイル側面４６を第二コイル側面４６ｂとする。第一コイル側面４６ａを形成する巻線４９は、ｘ軸方向に沿って延伸している。第二コイル側面４６ｂを形成する巻線４９は、ｙ軸方向に沿って延伸している。このように、第一コイル側面４６ａと第二コイル側面４６ｂとでは、各巻線４９の延伸方向が互いに異なっている。そして、第一コイル側面４６ａ及び第二コイル側面４６ｂは、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれにおいて互い違いとなるよう、千鳥状に配置されている。
【００２７】
各磁石６１〜６４は、ネオジウム磁石等であって、略四辺形の板状に形成されている。各磁石６１〜６４は、各辺の向きをｘ軸又はｙ軸に沿わせた姿勢にて、可動ヨーク７２に取り付けられている。各磁石６１〜６４は、可動部７０と共に、各コイル４１〜４４に対し相対移動可能である。各磁石６１〜６４は、ｘ軸方向及びｙ軸方向にそれぞれ二つずつ、互いに間隔を開けて配列されている。各磁石６１〜６４は、可動ヨーク７２に保持された状態で回路基板５２側を向く対向面６８を、それぞれ有している。各対向面６８は、各コイル側面４６のうちで対応する一つと、操作平面ＯＰと直交するｚ軸方向において個々に対向している。可動部７０が基準位置に帰着している場合、各対向面６８は、対応する各コイル側面４６の中央に位置している。各対向面６８と各コイル側面４６との間には、所定の間隙が形成されている。各対向面６８は、実質的に正方形状であって、平滑な平面とされている。各対向面６８の極性、即ち、Ｎ極とＳ極という二つの磁極は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれにおいて互い違いとなるよう、千鳥状に配置されている。各磁石６１〜６４は、電流を印加された各コイル４１〜４４との間において、電磁力を発生させる。
【００２８】
図３，図６に示す各固定ヨーク５４，５５は、例えば軟鉄及び電磁鋼板等の磁性材料によって形成されている。二つの固定ヨーク５４，５５のうち、コイル４１，４４を繋ぐ一方を第一固定ヨーク５４とし、コイル４２，４３を繋ぐ他方を第二固定ヨーク５５とする。各固定ヨーク５４，５５のそれぞれには、二つのコイル側ヨーク部５１、及び連結部５６が設けられている。コイル側ヨーク部５１は、四角柱状に形成されており、収容室４８に挿入されることにより、各磁石６１〜６４の発生磁束を各コイル側面４６に集めている。連結部５６は、二つのコイル側ヨーク部５１を連結させている。
【００２９】
第一固定ヨーク５４の各コイル側ヨーク部５１は、コイル４１，４４の各収容室４８に挿入されている。第一固定ヨーク５４の連結部５６は、コイル４１，４４に沿ってＬ字状に屈曲しており、コイル４１に収容されたコイル側ヨーク部５１から、コイル４４に収容されたコイル側ヨーク部５１まで延伸している。以上の構成によれば、第一固定ヨーク５４は、各磁石６１，６４の一方から他方へと磁束を誘導する磁気回路を形成する。これにより、コイル４１，４４の各コイル側面４６ａ，４６ｂをｚ軸方向に貫通する磁束が、確実に形成されるようになる。
【００３０】
第二固定ヨーク５５の各コイル側ヨーク部５１は、コイル４２，４３の各収容室４８に挿入されている。第二固定ヨーク５５の連結部５６は、コイル４２，４３に沿ってＬ字状に屈曲しており、コイル４２に収容されたコイル側ヨーク部５１から、コイル４３に収容されたコイル側ヨーク部５１まで延伸している。以上の構成によれば、第二固定ヨーク５５は、各磁石６２，６３の一方から他方へと磁束を誘導する磁気回路を形成する。これにより、コイル４２，４３の各コイル側面４６ｂ，４６ａをｚ軸方向に貫通する磁束が、確実に形成されるようになる。
【００３１】
図３，図４に示す可動ヨーク７２は、各固定ヨーク５４，５５と同様に、軟鉄及び電磁鋼板等の磁性材料によって形成されている。可動ヨーク７２は、可動部７０に設けられたノブベース７１と磁石６１〜６４との間に配置されている。可動ヨーク７２は、各磁石６１〜６４の発生磁束を誘導する磁気回路を各固定ヨーク５４，５５と共に形成することにより、外部への磁束の漏れを抑制している。
【００３２】
以上の構成による入力デバイス１００において、反力発生部３９は、互いに異なる方向の電磁力を発生させることができる。具体的に反力発生部３９は、ｘ軸方向に作用する電磁力ＥＭＦ_ｘとｙ軸方向に作用する電磁力ＥＭＦ_ｙとを発生させることができ、且つ、これらの電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを個別に制御することができる。以下、反力発生部３９が操作ノブ７３に操作反力を作用させる原理の詳細を、図７〜９に基づいて説明する。
【００３３】
図７に示すのは、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態下、ｙ軸方向の操作反力を発生させる場合である。この場合、第一コイル側面４６ａを形成する二つのコイル４１，４３の巻線４９に、反力制御部３７（図１参照）によって電流Ｉ_ｘが印加される。この電流Ｉ_ｘは、各第一コイル側面４６ａの巻線４９の延伸方向であるｘ軸方向に流れる。各第一コイル側面４６ａに同一方向、例えばｘ軸に沿ってコイル４４からコイル４１へ向かう方向（以下、「右方向」）の電流Ｉ_ｘを流した場合、各コイル４１，４３と各磁石６１，６３との間にはｘ軸方向と実質直交するｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが発生する。第一実施形態では、上述の条件下にて、ｙ軸に沿ってコイル４２からコイル４１へ向かう方向（以下「前方向」）の電磁力ＥＭＦ_ｙが、各磁石６１，６３に作用するものとする。これらの電磁力ＥＭＦ_ｙの合力がｙ軸方向の操作反力となる。
【００３４】
そして、各第一コイル側面４６ａを流れる電流Ｉ_ｘの向きを反転し、ｘ軸に沿ってコイル４１からコイル４４へ向かう方向（以下、「左方向」）とすることによれば、電磁力ＥＭＦ_ｙの向きも反転する。その結果、反力発生部３９は、ｙ軸に沿ってコイル４１からコイル４２へ向かう方向（以下、「後方向」）の電磁力ＥＭＦ_ｙを発生させることができる。
【００３５】
また、図８に示すのは、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態下、ｘ軸方向の操作反力を発生させる場合である。この場合、第二コイル側面４６ｂを形成する二つのコイル４２，４４に、反力制御部３７（図１参照）によって電流Ｉ_ｙが印加される。この電流Ｉ_ｙは、各第二コイル側面４６ｂの巻線４９の延伸方向であるｙ軸方向に流れる。各第二コイル側面４６ｂに前方向の電流Ｉ_ｙを流すことによれば、各磁石６２，６４には右方向の電磁力ＥＭＦ_ｘが作用する。これらの電磁力ＥＭＦ_ｘの合力がｘ軸方向の操作反力となる。そして、各第二コイル側面４６ｂを流れる電流Ｉ_ｙの向きを後方向に反転することによれば、左方向の電磁力ＥＭＦ_ｘが発生する。
【００３６】
以上のように、反力発生部３９は、各巻線４９に印加される電流の調整により、発生させる電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙが制御される。故に、反力発生部３９は、これら電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを組み合わせることにより、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。
【００３７】
次に、操作ノブ７３を後方向且つ右方向に移動させた場合を、図９に基づいて説明する。この場合でも、各対向面６８（図３参照）は、対応する各コイル側面４６とｚ軸方向において対向した状態を維持している。故に、各第一コイル側面４６ａの巻線４９に左方向の電流Ｉ_ｘを流すことによれば、各磁石６１，６３には後方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが発生する。このように、操作ノブ７３をストロークさせた状態下でも、反力発生部３９は、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿った各方向への操作反力を発生させることができる。そして、操作ノブ７３のストローク位置に係らず、発生可能は操作反力の強さは維持される。
【００３８】
以上の反力発生部３９において、一組のコイル及び磁石間にて発生可能な電磁力の強さは、巻線４９の延伸方向に沿った対向面６８（図３参照）の長さに対応している。即ち、図４に示すｘ軸方向における磁石６１，６３の寸法（以下、「ｘ軸方向の有効長さＬｅｘ」）が長くなる従い、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘも強くなる。同様に、ｙ軸方向における磁石６２，６４の寸法（以下、「ｙ軸方向の有効長さＬｅｙ」）が長くなるに従い、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｙも強くなる。そのため、各軸方向における有効長さＬｅｘ，Ｌｅｙ、即ち各磁石６１〜６４の一辺の長さは、必要とされる電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙ（図７及び図８参照）の最大値に応じて規定されている。また、各軸方向へ可動部７０（図４参照）が最大に移動した場合でも、各対向面６８と各コイル側面４６との対向状態が維持されるように、各コイル４１〜４４は、各コイル側面４６の大きさを規定されている。即ち、各コイル４１〜４４の一辺の長さは、各軸方向における有効長さＬｅｘ，Ｌｅｙと、各軸方向に規定された全ストローク量との総和以上とされている。
【００３９】
ここまで説明した第一実施形態のように、固定された各コイル４１〜４４に対して各磁石６１〜６４が相対移動する構成であれば、各対向面６８は、対応する一つのコイル側面４６との対向状態を維持できればよい。そのため対向面６８は、コイル側面４６よりも小さい面積に形成可能となる。また、対向面６８がコイル側面４６より小さくても、上述の各有効長さＬｅｘ，Ｌｅｙが確保されていれば、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さは、確保可能となる。したがって、各磁石６１〜６４を小型化したうえで、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さを確保した入力デバイス１００が実現される。
【００４０】
加えて第一実施形態では、各磁石６１〜６４の対向面６８の全面が、各コイル４１〜４４のコイル側面４６とｚ軸方向において重畳し、反力の発生に寄与可能である。故に、各磁石の一部のみがｚ軸方向において各コイルと重畳するだけであり、反力発生に寄与しない領域が広くならざるを得ない従来の構成と比較して、上述の構成は、磁石６１〜６４を反力発生に効率的に利用できる。こうした反力発生効率の向上によれば、各磁石６１〜６４を小型化しても、発生可能な操作反力の強さは高く維持可能となる。
【００４１】
また第一実施形態では、第一コイル側面４６ａ及び第二コイル側面４６ｂを形成する各巻線４９の延伸方向が実質９０°ずれている。そのため、各軸方向への電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙは、コイル４１，４３又はコイル４２，４４への電流の印加によって個別に制御できる。故に、操作反力の制御性が良好となる。さらに、各軸方向への電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを発生させるコイルが二つずつ設けられる構成であれば、発生可能な操作反力は、いっそう確保容易となる。
【００４２】
さらに第一実施形態では、四つのコイル４１〜４４をｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに二つずつ配列することで、これらコイル４１〜４４を狭い面積内に敷き詰めている。こうした配置によれば、回路基板５２に占める各コイル４１〜４４の実装面積が低減される。その結果、入力デバイス１００を小型化することが可能となる。
【００４３】
また加えて第一実施形態では、第一コイル側面４６ａ及び第二コイル側面４６ｂが千鳥状に配置されている。故に、図７に示す二つの磁石６１，６３に作用する電磁力ＥＭＦ_ｙの合力の作用線ＬＡ_ｙは、四つの磁石６１〜６４の中心ｃ又はその近傍を通過するようになる。同様に、図８に示す二つの磁石６２，６４に作用する電磁力ＥＭＦ_ｘの合力の作用線ＬＡ_ｘも、四つの磁石６１〜６４の中心ｃ又はその近傍を通過するようになる。以上によれば、可動部７０をｚ軸まわりに回転させるようなモーメントは、確実に低減可能となる。
【００４４】
さらに加えて第一実施形態では、各コイル側面４６が四辺形状とされているため、対向面６８とコイル側面４６との対向状態が維持される範囲は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれにおいて拡大され得る。そのため、各コイル４１〜４４の大型化を回避しつつ、各軸方向への可動部７０のストローク量を確保することが可能となる。
【００４５】
またさらに第一実施形態では、コイル４１，４４に収容されるコイル側ヨーク部５１が連結部５６によって連結されることにより、二つの磁石６１，６４と第一固定ヨーク５４及び可動ヨーク７２とによる磁気回路が形成されている。同様に、コイル４２，４３に収容されるコイル側ヨーク部５１が連結部５６によって連結されることにより、二つの磁石６１，６４と第二固定ヨーク５５及び可動ヨーク７２とによる磁気回路が形成されている。以上によれば、各コイル４１〜４４の各コイル側面４６を貫通する磁束の強度は、高く維持可能となる。そのため、各磁石６１〜６４を小型化しても、発生可能な操作反力は、いっそう確保容易となる。
【００４６】
そして第一実施形態の反力発生部３９は、操作反力として用いない電磁力を複数の磁石で発生させ、これら電磁力を互いに相殺させるような作動を行わない。このように、操作反力に用いられる電磁力のみが実質的に各磁石６１〜６４に作用する構成であれば、各磁石６１〜６４を保持している可動ヨーク７２に要求される強度の緩和が可能となる。
【００４７】
尚、第一実施形態において、コイル４１〜４４が特許請求の範囲に記載の「コイル体」に相当し、コイル側ヨーク部５１が特許請求の範囲に記載の「磁性ヨーク部」に相当し、回路基板５２が特許請求の範囲に記載の「保持体」に相当する。また、磁石６１〜６４が特許請求の範囲に記載の「磁極形成部」に相当し、可動ヨーク７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００４８】
（第二実施形態）
図１０，図１１に示す本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による入力デバイス２００の反力発生部２３９において、四つのコイル４１〜４４は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに二つずつ並べられることにより、十字状に配置されている。ｙ軸方向に並ぶ二つのコイル４２，４４は、ｘ軸方向に並ぶ二つのコイル４１，４３を挟むようにして、これらコイル４１，４２の両側に位置している。以上の各コイル４１〜４４の配置により、反力発生部２３９は、二つの第一コイル側面４６ａがｘ軸方向に沿って並び、二つの第二コイル側面４６ｂがｙ軸方向に沿って並ぶ構成となっている。
【００４９】
磁石６１〜６４は、各コイル４１〜４４と同様に十字状に配置されている。各磁石６１〜６４はそれぞれ、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態で、対応するコイル４１〜４４の中央に位置している。ｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘを発生させる二つの磁石６１，６３は、ｙ軸方向における位置が互いに揃えられており、ｘ軸に沿って並ぶ配置とされている。ｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙを発生させる二つの磁石６２，６４は、ｘ軸方向における位置が互いに揃えられており、ｙ軸に沿って並ぶ配置とされている。そして、各磁石６１，６３の各対向面６８（図３も参照）は、互いに同一の磁極とされている。一方で、各磁石６２，６４の各対向面６８の磁極は共に、各磁石６１，６３の各対向面６８の磁極とは異なっている。
【００５０】
固定ヨーク２５１は、四角柱状に形成され、各コイル４１〜４４の各収容室４８に個別に収容されている。可動ヨーク２７２は、上述した各磁石６１〜６４の配置に対応した十字状に形成されている。可動ヨーク２７２は、ｘ軸方向に帯状に延伸する部分の各先端にて磁石６１，６３を保持し、ｙ軸方向に帯状に延伸する部分の各先端にて磁石６２，６４を保持している。
【００５１】
以上の反力発生部２３９が発生させる操作反力の詳細を、以下説明する。
【００５２】
図１０に示すように、二つのコイル４１，４３の巻線４９に電流Ｉ_ｙが流れることにより、ｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘが発生する。これらの電磁力ＥＭＦ_ｘの合力がｘ軸方向の操作反力となる。上述したような各磁石６１〜６４の十字配置によれば、二つの磁石６１，６３に作用する電磁力ＥＭＦ_ｘの作用線ＬＡ_ｘは共に、四つの磁石６１〜６４の中心ｃを通過している。
【００５３】
図１１に示すように、二つのコイル４２，４４の巻線４９に電流Ｉ_ｘが流れることにより、ｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが発生する。これらの電磁力ＥＭＦ_ｙの合力がｙ軸方向の操作反力となる。また、二つの磁石６２，６４に作用する電磁力ＥＭＦ_ｙの作用線ＬＡ_ｙは共に、四つの磁石６１〜６４の中心ｃを通過している。
【００５４】
反力発生部２３９は、電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを組み合わせることにより、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。加えて、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態下でも（図１０参照）、操作ノブ７３が後方向且つ右方向に移動させた状態下でも（図１１参照）、各対向面６８と各コイル側面４６との対向状態は維持される。そのため、反力発生部２３９は、操作ノブ７３のストローク位置に係らず、操作平面ＯＰに沿った各方向への操作反力を発生させることができる。
【００５５】
ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、コイル側面４６よりも小さい面積に対向面６８を形成しつつ、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さを確保することができる。故に、各磁石６１〜６４を小型化したうえで、入力デバイス２００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。
【００５６】
加えて第二実施形態のような各コイル４１〜４４及び各磁石６１〜６４の十字配置によれば、各軸方向における電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙは、四つの磁石６１〜６４の中心ｃまわりのモーメントを生じさせ難い。そのため、可動部７０を回転させるようなｚ軸まわりのモーメントの低減が可能となる。
【００５７】
尚、第二実施形態では、固定ヨーク２５１が特許請求の範囲に記載の「磁性ヨーク部」に相当し、可動ヨーク２７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００５８】
（第三実施形態）
図１２，図１３に示す本発明の第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。第三実施形態による入力デバイス３００において、反力発生部３３９は、三つのコイル３４１〜３４３、三つの磁石３６１〜３６３、各固定ヨーク３５１ａ，３５１ｂ、及び可動ヨーク３７２等によって構成されている。
【００５９】
三つのコイル３４１〜３４３は、ｙ軸方向に並んでいる。三つのコイル３４１〜３４３のうちで、中央に位置する一つを中央コイル３４２とし、ｙ軸方向において中央コイル３４２を挟んだ両側に位置する他の二つを側方コイル３４１，３４３とする。中央コイル３４２及び側方コイル３４１，３４３のそれぞれには、コイル側面３４６が設けられている。第三実施形態において中央コイル３４２のコイル側面３４６（以下、「第一コイル側面３４６ａ」）を形成する巻線４９は、ｘ軸方向に延伸している。側方コイル３４１，３４３の各コイル側面３４６（以下、「第二コイル側面３４６ｂ」）を形成する巻線４９は、第一コイル側面３４６ａの巻線４９とは異なり、ｙ軸方向に延伸している。中央コイル３４２は、側方コイル３４１，３４３よりも大型に形成されている。これにより、略四辺形状に形成された三つのコイル側面３４６のうちで、第一コイル側面３４６ａの一辺の長さは、各第二コイル側面３４６ｂの一辺の長さよりも、長く規定されている。
【００６０】
三つの磁石３６１〜３６３は、各コイル３４１〜３４３と同様にｙ軸方向に並んでいる。各磁石３６１〜３６３は、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態で、対応する各コイル３４１〜３４３の中央に位置している。三つの磁石３６１〜３６３のうちで、中央コイル３４２との対向状態を維持する一つを中央磁石３６２とし、各側方コイル３４１，３４３との対向状態を維持する他の二つをそれぞれ側方磁石３６１，３６３とする。中央磁石３６２は、各側方磁石３６１，３６３よりも大型に形成されている。中央磁石３６２は、中央コイル３４２との間でｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙを発生させる。側方磁石３６１，３６３は、ｘ軸方向における位置が互いに揃えられており、側方コイル３４１，３４３との間でｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘを発生させる。各側方磁石３６１，３６３の各対向面３６８ｂの磁極は、互いに同一とされており、且つ中央磁石３６２の対向面３６８ａの磁極と異なっている。
【００６１】
各固定ヨーク３５１ａ，３５１ｂは、第二実施形態の固定ヨーク２５１（図１０参照）と同様に、四角柱状に形成されている。中央コイル３４２に収容されている固定ヨーク３５１ａは、各側方コイル３４１，３４３に収容されている各固定ヨーク３５１ｂよりも大型に形成されている。
【００６２】
可動ヨーク３７２は、上述した各磁石３６１〜３６３の配置に対応し、ｙ軸方向を長手とする長方形の板状に形成されている。可動ヨーク３７２は、ｙ軸方向の中央部分にて中央磁石３６２を保持し、ｙ軸方向における両端部分にて各側方磁石３６１，３６３を保持している。
【００６３】
以上の反力発生部３３９が発生させる操作反力の詳細を、以下説明する。
【００６４】
図１２に示すように、二つの側方コイル３４１，３４３の巻線４９に電流Ｉ_ｙが流れることにより、ｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘが発生する。これらの電磁力ＥＭＦ_ｘの合力がｘ軸方向の操作反力となる。また、各側方磁石３６１，３６３に作用する電磁力ＥＭＦ_ｘがほぼ等しくなるように制御すれば、これら電磁力ＥＭＦ_ｘの合力の作用線ＬＡ_ｘは、三つの磁石３６１〜３６３の中心ｃ又はその近傍を通過するようになる。
【００６５】
図１３に示すように、中央コイル３４２の巻線４９に電流Ｉ_ｘが流れることにより、ｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが発生する。中央磁石３６２が三つの磁石３６１〜３６３の中央に位置しているため、中央コイル３４２に作用する電磁力ＥＭＦ_ｘは、三つの磁石３６１〜３６３の中心ｃに作用するようになる。
【００６６】
反力発生部３３９は、電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを組み合わせることにより、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。加えて、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態下でも（図１２参照）、操作ノブ７３が後方向且つ右方向に移動させた状態下でも（図１３参照）、各対向面３６８ａ，３６８ｂと各コイル側面３４６との対向状態は維持される。そのため、反力発生部３３９は、操作ノブ７３のストローク位置に係らず、操作平面ＯＰに沿った各方向操作反力を発生させることができる。
【００６７】
ここまで説明した第三実施形態でも、第二実施形態と同様に、コイル側面３４６よりも小さい面積に対向面３６８ａ，３６８ｂを形成しつつ、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さが確保され得る。故に、各磁石３６１〜３６３を小型化したうえで、入力デバイス３００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。
【００６８】
また第三実施形態では、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿った各方向への操作反力を、三つの磁石３６１〜３６３によって発生させることができる。こうした構成であれば、反力発生部３３９に用いられる磁石の量は、いっそう低減可能となる。
【００６９】
さらに第三実施形態のように、各コイル３４１〜３４３及び各磁石３６１〜３６３は、それぞれ一直線上に配置されている。こうした配置によれば、中央磁石３６２に作用する電磁力ＥＭＦ_ｘ、及び側方磁石３６１，３６３に作用する電磁力ＥＭＦ_ｙの合力は、共に可動部７０を回転させるようなｚ軸まわりのモーメントを生じさせ難くなる。
【００７０】
尚、第三実施形態において、コイル３４１〜３４３が特許請求の範囲に記載の「コイル体」に相当し、中央コイル３４２が特許請求の範囲に記載の「中央コイル体」に相当し、固定ヨーク３５１ａ，３５１ｂが特許請求の範囲に記載の「磁性ヨーク部」に相当する。また、磁石３６１〜３６３が特許請求の範囲に記載の「磁極形成部」に相当し、可動ヨーク３７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００７１】
（第四実施形態）
図１４に示す本発明の第四実施形態による入力デバイス４００は、第三実施形態の変形例である。第四実施形態の反力発生部４３９において、中央コイル４４２の第一コイル側面４４６ａ及び側方コイル４４１，４４３の各第二コイル側面４４６ｂは共に、各コイル４４１〜４４３の並ぶｙ軸方向の寸法がｘ軸方向の寸法よりも短い長方形状に形成されている。第一コイル側面４４６ａのｘ軸方向の寸法及び各第二コイル側面４４６ｂのｘ軸方向の寸法は、互いに揃えられている。
【００７２】
三つの磁石４６１〜４６３は、各コイル４４１〜４４３と同様に、ｘ軸方向を長手とする長手形の板状に形成されている。中央磁石４６２は、中央コイル４４２の第一コイル側面４４６ａと対向する対向面４６８ａを形成している。各側方磁石４６１，４６３は、各側方コイル４４１，４４３と対向する対向面４６８ｂをそれぞれ形成している。対向面４６８ａの面積は、二つの対向面４６８ｂの面積を合計した値と同程度とされている。各磁石４６１〜４６３は、ｙ軸方向を長手とする長方形の板状に形成された可動ヨーク４７２に取り付けられている。
【００７３】
以上の反力発生部４３９において、中央磁石４６２は、電流Ｉ_ｘの流れる中央コイル４４２との間にて、ｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙを発生させる。また、各側方磁石４６１，４６３は、電流Ｉ_ｙの流れる各側方コイル４４１，４４３との間にて、ｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘ発生させる。反力発生部４３９は、これらの電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを組み合わせることにより、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。加えて反力発生部４３９は、操作ノブ７３が基準位置に帰着している状態下でも、操作ノブ７３が後方向且つ右方向に移動させた状態下でも（図１４の二点鎖線参照）、各対向面４６８ａ，４６８ｂと各コイル側面４４６ａ，４４６ｂとの対向状態は維持される。そのため、反力発生部４３９は、操作ノブ７３のストローク位置に係らず、各方向への操作反力を発生させることができる。
【００７４】
ここまで説明した第四実施形態でも、第三実施形態と同様に、各コイル側面４４６ａ，４４６ｂよりも小さい面積に各対向面４６８ａ，４６８ｂを形成しつつ、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さが確保され得る。故に、各磁石４６１〜４６３を小型化したうえで、入力デバイス４００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。
【００７５】
加えて第四実施形態では、三つのコイル４４１〜４４３の並ぶｙ軸方向について、各コイル側面４４６ａ，４４６ｂの寸法が短くされている。故に、三つのコイル４４１〜４４３を狭い空間内に収容することが容易となり得る。以上によれば、コイルの数を抑える構成と相俟って、入力デバイス４００のいっそうの小型化が実現される。
【００７６】
尚、第四実施形態において、コイル４４１〜４４３が特許請求の範囲に記載の「コイル体」に相当し、中央コイル４４２が特許請求の範囲に記載の「中央コイル体」に相当する。また、磁石４６１〜４６３が特許請求の範囲に記載の「磁極形成部」に相当し、可動ヨーク４７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００７７】
（第五実施形態）
図１５に示す本発明の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。第五実施形態による入力デバイス５００において、反力発生部５３９は、第四実施形態の三つの磁石４６１〜４６３（図１４参照）を一体で形成する構成として、磁石５６０を備えている。磁石５６０は、ｙ軸方向に帯状に延伸する長方形の板状に形成されている。操作ノブ７３が基準位置に帰着した状態において、磁石５６０のｙ軸方向における両端は、各側方コイル４４１，４４３からはみ出している。磁石５６０は、可動ヨーク５７２に保持された状態で三つのコイル４４１〜４４３とｚ軸方向に重なる領域に、三つの磁極形成部５６１〜５６３を形成する。磁石５６０が移動することにより、磁石５６０のうちで各磁極形成部５６１〜５６３となる領域が変化する（図１５の二点鎖線参照）。各磁極形成部５６１〜５６３はそれぞれ、各コイル側面４４６ａ，４４６ｂと対向する対向面５６８ａ，５６８ｂを形成している。各対向面５６８ａ，５６８ｂは、ｙ軸方向において連続している。各対向面５６８ａ，５６８ｂの磁極は、互いに同一である。
【００７８】
以上の反力発生部５３９において、磁石５６０のうちで第一コイル側面４４６ａと対向状態にある中央の磁極形成部５６２の対向面５６８ａは、電流Ｉ_ｘの流れる中央コイル４４２との間でｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙ発生させる。また、磁石５６０のうちで各第二コイル側面４４６ｂと対向状態にある両側の磁極形成部５６１，５６３の各対向面５６８ｂは、電流Ｉ_ｙの流れる各側方コイル４４１，４４３との間でｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘを発生させる。そして反力発生部５３９は、磁石５６０が基準位置から移動した場合でも、各コイル側面４４６ａ，４４６ｂと対向状態にある各対向面５６８ａ，５６８ｂを設けることができる。そのため、操作ノブ７３のストローク位置に係らず、反力発生部５３９は、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。
【００７９】
ここまで説明した第五実施形態でも、各コイル側面４４６ａ，４４６ｂよりも小さい面積に各対向面５６８ａ，５６８ｂを形成しつつ、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さが確保され得る。故に、磁石５６０を小型化したうえで、入力デバイス５００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。
【００８０】
加えて第五実施形態のように、ｙ軸方向にコイル体が一直線に並ぶ構成であれば、帯状に形成した一体の磁石５６０を採用することにより、複数の対向面５６８ａ，５６８ｂを連続させることが可能となる。こうした構成であれば、磁石５６０の構成、さらに磁石５６０を保持するための可動ヨーク５７２の構成等が、簡素化され得る。尚、第五実施形態において、可動ヨーク５７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００８１】
（第六実施形態）
図１６に示す本発明の第六実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第六実施形態による入力デバイス６００において、反力発生部６３９は、二つのコイル６４１，６４２、固定ヨーク６５４、二つの磁石６６１，６６２、及び可動ヨーク６７２等によって構成されている。
【００８２】
二つのコイル６４１，６４２は、第一実施形態の各コイル４１，４４（図４参照）と実質同一の構成であり、ｙ軸方向に並んでいる。コイル６４１の巻回軸方向は、ｘ軸方向に向けられている。コイル６４１は、巻線４９がｙ軸方向に延伸する第一コイル側面４６ａを形成している。コイル６４２の巻回軸方向は、ｙ軸方向を向けられている。コイル６４２は、巻線４９がｘ軸方向に延伸する第二コイル側面４６ｂを形成している。二つのコイル６４１，６４２は、固定ヨーク６５４によって連結されている。固定ヨーク６５４は、第一実施形態の固定ヨーク５４（図４参照）と実質同一の構成である。
【００８３】
二つの磁石６６１，６６２は、第一実施形態の各磁石６１，６４（図４参照）と実質同一の構成であり、各コイル６４１，６４２と同様にｙ軸方向に並んでいる。二つの磁石６６１，６６２は、可動ヨーク６７２によって保持されている。磁石６６１は、第一コイル側面４６ａと対向する対向面６８を有しており、電流Ｉ_ｙの流れるコイル６４１との間でｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘを発生させる。磁石６６２は、第二コイル側面４６ｂと対向する対向面６８を有しており、電流Ｉ_ｘの流れるコイル６４２との間でｙ方向の電磁力ＥＭＦ_ｙを発生させる。
【００８４】
以上の反力発生部６３９は、操作ノブ７３が基準位置から移動した場合でも、各コイル側面４６ａ，４６ｂと各対向面６８との対向状態が維持される。そのため、操作ノブ７３のストローク位置に係らず、反力発生部６３９は、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。
【００８５】
ここまで説明した第六実施形態でも、第一実施形態と同様に、各コイル側面４６ａ，４６ｂよりも小さい面積に各対向面６８を形成しつつ、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さが確保され得る。故に、各磁石６６１，６６２を小型化したうえで、入力デバイス６００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。
【００８６】
加えて第六実施形態では、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿った各方向への操作反力を、二つの磁石６６１，６６２によって発生させることができる。こうした構成であれば、反力発生部６３９に用いられる磁石の量は、いっそう低減可能となる。
【００８７】
尚、第六実施形態において、コイル６４１，６４２が特許請求の範囲に記載の「コイル体」に相当し、磁石６６１，６６２が特許請求の範囲に記載の「磁極形成部」に相当し、可動ヨーク６７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００８８】
（第七実施形態）
図１７に示す本発明の第七実施形態は、第六実施形態の変形例である。第七実施形態による入力デバイス７００の反力発生部７３９において、コイル７４１の第一コイル側面７４６ａ及びコイル７４２の第二コイル側面７４６ｂは、ｙ軸方向の寸法がｘ軸方向の寸法よりも短い長方形状に形成されている。また反力発生部７３９は、第六実施形態の二つの磁石６６１，６６２（図１６参照）を一体で形成する構成として、磁石７６０を備えている。磁石７６０は、第五実施形態の磁石５６０（図１５参照）に相当する構成であり、ｙ軸方向に帯状に延伸する長方形の板状に形成されている。磁石７６０は、可動ヨーク７７２に保持された状態で各コイル７４１，７４２とｚ軸方向にて重なる領域に、二つの磁極形成部７６１，７６２を形成する。磁極形成部７６１は、第一コイル側面７４６ａと対向する対向面７６８ａを形成している。磁極形成部７６２は、第二コイル側面７４６ｂと対向する対向面７６８ｂを形成している。各対向面７６８ａ，７６８ｂは、ｙ軸方向において連続している。故に、磁石７６０が基準位置から移動した場合でも、各コイル側面７４６ａ，７４６ｂと対向状態にある各対向面７６８ａ，７６８ｂが形成され続ける。
【００８９】
以上の反力発生部７３９において、第一コイル側面７４６ａと対向状態にある対向面７６８ａには、コイル７４１に電流Ｉ_ｙが流れることにより、ｘ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘが作用する。一方、第二コイル側面７４６ｂと対向状態にある対向面７６８ｂには、コイル７４２に電流Ｉ_ｘが流れることにより、ｙ軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが作用する。反力発生部７３９は、これらの電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙを組み合わせることにより、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。
【００９０】
ここまで説明した第七実施形態でも、各コイル側面７４６ａ，７４６ｂよりも小さい面積に各対向面７６８ａ，７６８ｂを形成しつつ、発生可能な電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙの強さが確保され得る。故に、磁石７６０を小型化したうえで、入力デバイス７００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。
【００９１】
尚、第七実施形態において、コイル７４１，７４２が特許請求の範囲に記載の「コイル体」に相当し、可動ヨーク７７２が特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
【００９２】
（第八実施形態）
図１８に示す本発明の第八実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第八実施形態による入力デバイス８００において、反力発生部８３９に設けられる各コイル４１〜４４の各巻回軸方向は、ｘ軸及びｙ軸に対して傾斜している。以下の説明では、ｘ軸からｙ軸に向けてｚ軸まわりに４５°ずらした方向を第一方向Ｄ１とし、ｙ軸からｘ軸に向けてｚ軸まわりに４５°ずらした方向を第二方向Ｄ２とする。
【００９３】
各コイル４１〜４４において略四辺形状に形成されている各コイル側面４６ａ，４６ｂは、各辺が第一方向Ｄ１又は第二方向Ｄ２に沿う姿勢にて、回路基板５２に実装されている。コイル４１，４３に形成される第一コイル側面４６ａの巻線４９は、第二方向Ｄ２に沿って延伸している。コイル４２，４４に形成される第二コイル側面４６ｂの巻線４９は、第一方向Ｄ１に沿って延伸している。また、第八実施形態では、各コイル４１〜４４と同様に、各磁石６１〜６４も、各辺が第一方向Ｄ１又は第二方向Ｄ２に沿う姿勢にて、可動ヨーク７２に取り付けられている。
【００９４】
以上の反力発生部８３９において、コイル４１，４３に電流が流れることにより、磁石６１，６３には第一方向Ｄ１の電磁力ＥＭＦ_１が作用する。一方、コイル４２，４４に電流が流れることにより、磁石６２，６４には第二方向Ｄ２の電磁力ＥＭＦ_２が作用する。反力発生部８３９は、これらの電磁力ＥＭＦ_１，ＥＭＦ_２を組み合わせることにより、操作平面ＯＰ（図３参照）に沿ったいずれの方向にも、操作反力を発生させることができる。
【００９５】
ここまで説明した第八実施形態でも、第一実施形態と同様に、各磁石６１〜６４を小型化したうえで、入力デバイス８００の発生可能な操作反力の強さが確保可能となる。また、各コイル側面４６ａ，４６ｂを形成する各巻線４９の延伸方向が互いに異なっていれば、これらの延伸方向は、ｘ軸及びｙ軸に沿っていなくてもよい。
【００９６】
（第九実施形態）
図１９，図２０に示す本発明の第九実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第九実施形態の反力発生部９３９に設けられる固定ヨーク９５１は、各コイル４１〜４４の各収容室４８に個別に収容されている。固定ヨーク９５１は、四角柱状に形成され、その軸方向を巻回軸方向に沿わせた姿勢にて、ボビン４５内に挿入されている。
【００９７】
以上説明した第九実施形態のように、固定ヨーク９５１は、コイル毎に分かれて設けられていても、可動ヨーク７２と共に磁気回路を形成し、磁石６１〜６４の発生磁束をコイル側面４６に集める機能を発揮できる。故に、各磁石６１〜６４には、各軸方向の電磁力ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙが確実に作用し得る。以上によれば、各磁石６１〜６４を小型化したうえで、反力発生部９３９の発生可能な操作反力の強さがいっそう確保可能となる。尚、第九実施形態では、固定ヨーク９５１が特許請求の範囲に記載の「磁性ヨーク部」に相当する。
【００９８】
（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００９９】
上記第一実施形態では、第一コイル側面４６ａ及び第二コイル側面４６ｂが千鳥状の配置となるように、四つのコイル４１〜４４は配列されていた。しかし、図２１に示す変形例１のように、二つの第一コイル側面４６ａ及び二つの第二コイル側面４６ｂは、互い違いではなく、それぞれｙ軸方向に並べられていてもよい。又は、図２２に示す変形例２のように、二つの第一コイル側面４６ａ及び二つの第二コイル側面４６ｂは、それぞれｘ軸方向に並べられてもよい。
【０１００】
上記第一実施形態では、各第一コイル側面４６ａと対向する二つの対向面６８の磁極は、同一とされていた。同様に、各第二コイル側面４６ｂと対向する二つの対向面６８の磁極も、同一とされていた。しかし、図２１，図２２に示す変形例１，２のように、各第一コイル側面４６ａと対向する二つの対向面６８の磁極は、互いに異なっていてよい。同様に、各第二コイル側面４６ｂと対向する二つの対向面６８の磁極も、互いに異なっていてよい。各第一コイル側面４６ａに反対方向の電流Ｉ_ｘを流すことによれば、変形例１の磁石６１，６２及び変形例２の磁石６２，６３には、同一方向の電磁力ＥＭＦ_ｙが作用する。また、各第二コイル側面４６ｂに反対方向の電流Ｉ_ｙを流すことによれば、変形例１の磁石６３，６４及び変形例２の磁石６１，６４には、同一方向の電磁力ＥＭＦ_ｘが作用する。
【０１０１】
以上のように、各磁石の対向面の磁極は、適宜変更可能である。例えば、全ての対向面が同一の磁極にされていてもよい。さらに、各磁石の形状は、矩形板状に限定されず、適宜変更可能である。例えば磁石は、円盤状に形成されていてもよい。
【０１０２】
上記第一実施形態では、各磁石がそれぞれ一つの「磁極形成部」に相当していた。また、上記第五実施形態のように、一つの磁石が複数の「磁極形成部」の機能を果たすことができる。さらに、複数の磁石を組み合わせることで一つの「磁極形成部」に相当する構成を形成してもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、第一コイル側面を形成する巻線の延伸方向と、第二コイル側面を形成する巻線の延伸方向とは、互いに直交するように規定されていた。しかし、各コイル側面の巻線の延伸方向は、互いに直交していなくてもよい。さらに、巻線の延伸方向は、上述のような二方向に限定されない。例えば、三つコイル側面において、各巻線の延伸方向が全て異なる構成であってもよい。
【０１０４】
上記実施形態では、二つ〜四つのコイルを備える構成について説明したが、コイルの数は、五つ以上であってもよく、適宜変更可能である。また、各コイルの配置も、適宜変更されてよい。さらに、個々のコイルに形成されるコイル側面の大きさ及び形状についても、必要とされる電磁力及びストローク量等に応じて、適宜変更可能である。
【０１０５】
上記第三〜第五実施形態において、中央コイルの第一コイル側面は、巻線がｘ軸方向に延伸するコイル側面であった。しかし、第一コイル側面は、巻線がｙ軸方向に延伸するコイル側面であってもよい。こうした形態では、側方コイルの各第二コイル側面は、巻線がｙ軸方向に延伸するコイル側面とされる。
【０１０６】
上記第一実施形態では、隣接する二つのコイルに収容されたコイル側ヨーク部が連結部によって連結されていた。しかし、連結されるコイル側ヨーク部の数は、二つに限定されない。例えば、三つ以上のコイル側ヨーク部を連結する構成によって、一つの磁気回路を形成することも可能である。こうした構成であれば、各コイル側面を貫通する磁束の密度をいっそう向上させることができる。さらに、コイル側ヨーク部のような「磁性ヨーク部」を形成する固定ヨーク等の構成は、省略可能である。
【０１０７】
上記実施形態において、操作制御部３３及び反力制御部３７によって提供されていた機能は、上述のものとは異なるハードウェア及びソフトウェア、或いはこれらの組み合わせによって提供されてよい。例えば、プログラムによらないで所定の機能を果たす回路によって、これの機能が提供されていてもよい。さらに、反力制御部及び操作制御部等の操作反力を制御するため構成は、入力デバイスの外部に設けることも可能である。
【０１０８】
上記実施形態では、操作ノブに規定される操作平面ＯＰ（図３参照）の方向が車両の水平方向に沿う姿勢にて、入力デバイスは、車両に搭載されていた。しかし、操作平面ＯＰが車両の水平方向に対し傾斜した姿勢にて、入力デバイスは、車両のセンターコンソール等に取り付けられていてもよい。
【０１０９】
上記実施形態において、各コイルは、回路基板に保持されていた。しかし、各コイルを保持する構成は、回路基板に限定されない。例えば、ハウジング等が、各コイルを直接的に保持していてもよい。また、各磁石を保持する構成は、上記実施形態のような可動ヨークに限定されず、適宜変更されてよい。
【０１１０】
上記第一実施形態の変形例３として、表示システム１０は、ナビゲーション装置２０に替えて又はナビゲーション装置と共に、車室内表示器の別の一つであるヘッドアップディスプレイ装置１２０を備えることが可能である。ヘッドアップディスプレイ装置１２０は、運転席の前方において車両のインスツルメントパネル内に収容されており、通信バス９０又は専用の通信線を通じて入力デバイス１００とネットワーク通信可能とされている。ヘッドアップディスプレイ装置１２０は、ウィンドウシールド内に規定された投影領域１２２に向けて画像を投影することにより、当該画像の虚像表示を行う。運転席に着座した操作者は、投影領域１２２を通して、所定の機能が関連付けられた複数のアイコン、及び任意のアイコンを選択するためのポインタ８０等が視認可能となる。ポインタ８０は、表示画面２２に表示された場合と同様、操作ノブ７３に水平方向の操作力が入力されることにより、操作力の入力方向に対応した方向に投影領域１２２内を移動可能である。
【０１１１】
上記実施形態では、ナビゲーション装置を操作するための遠隔操作デバイスとして、センターコンソールに設置された入力デバイスに、本発明を適用した例を説明した。しかし、センターコンソールに設置されたシフトレバー等のセレクタ、及びステアリングに設けられたステアリングスイッチ等に、本発明は適用可能である。さらに、インスツルメントパネル、ドア等に設けられた窓側のアームレスト、及び後部座席の近傍等に設けられた種々の車両の機能操作デバイスに、本発明は適用可能である。そしてさらに、車両用に限らず、各種輸送用機器及び各種情報端末等に用いられる操作系全般に、本発明を適用された入力デバイスは、採用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
ＯＰ  操作平面、ＥＭＦ_ｘ，ＥＭＦ_ｙ，ＥＭＦ_１，ＥＭＦ_２  電磁力、４１〜４４，３４１〜３４３，４４１〜４４３，６４１，６４２，７４１，７４２  コイル（コイル体）、３４２，４４２  中央コイル（中央コイル体）、４６，３４６  コイル側面、４６ａ，３４６ａ，４４６ａ，７４６ａ  第一コイル側面、４６ｂ，３４６ｂ，４４６ｂ，７４６ｂ  第二コイル側面、４８  収容室、４９  巻線、５１  コイル側ヨーク部（磁性ヨーク部）、２５１，３５１ａ，３５１ｂ，９５１  固定ヨーク（磁性ヨーク部）、５２  回路基板（保持体）、５６０，７６０  磁石、６１〜６４，３６１〜３６３，４６１〜４６３，６６１，６６２  磁石（磁極形成部）、５６１〜５６３，７６１，７６２  磁極形成部、６８，３６８ａ，３６８ｂ，４６８ａ，４６８ｂ，５６８ａ，５６８ｂ，７６８ａ，７６８ｂ  対向面、７２，２７２，３７２，４７２，５７２，６７２，７７２  可動ヨーク（移動体）、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００  入力デバイス
【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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【図２１】
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【図２２】
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