(57)【要約】【課題】ダイアルスイッチでありながら、プッシュスイッチのような心地よいクリック感で操作することができるダイアルスイッチを提供すること。【解決手段】所定の範囲で回転するダイアル部２１をスイッチ本体１１に回転自在に設け、ダイアル部２１を回転させるとモータ２５の作動でボール２２２が突部２３１に軽く衝突し乗り上げるようにして入力した触感を発生させ、ボール２２２が突部２３１に軽く衝突する入力した触感と実際の操作入力を連動させた。【選択図】        図３
2004281083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向への操作を行って入力するダイアルスイッチにおいて、
所定の範囲で回転するダイアル部をスイッチ本体に回転自在に設け、同ダイアル部を回転させると電気アクチュエータの作動でスイッチが入力した触感を発生させる電気的触感発生手段を設け、同電気的触感発生手段による入力した触感と実際の操作入力を連動させたことを特徴とするダイアルスイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載されたダイアルスイッチにおいて、
電気的触感発生手段が、電気駆動で回転する回転体をスイッチ本体内部に設け、同回転体の外周端が所定の位置で軽く当接しかつ当接後に乗り越えてさらに回転するよう内周に突出した突部を設けたものであることを特徴するダイアルスイッチ。
【請求項３】
請求項３に記載されたダイアルスイッチにおいて、
回転体が、外周方向に向かいかつ外周端で解放する穴部を設け、同穴部内を移動自在な大きさの球体を穴部内に配置し、前記穴部内に圧縮バネを設けて球体を外周方向に向かって付勢し、回転体の外周端より外周方向に所定の間隔離れた環状の球受け部を設けて前記回転体が前記球体を球受け部に押し付けながら回転するようにし、球受け部の内周に突部を設けるようにしたことを特徴とするダイアルスイッチ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のダイアルスイッチにおいて、
回転体の電気駆動が、モータとモータの出力を減速するギアで行うものであって、突部を乗り越える際のモータの電流波形からタイミング検出を行う事で回転体の回転位置を中立位置に戻すことを特徴とするダイアルスイッチ。
【請求項５】
請求項２から請求項４に記載のダイアルスイッチにおいて、回転体の回転方向をダイアル部の回転操作方向と逆になるようにしたことを特徴とするダイアルスイッチ。
【請求項６】
請求項１から請求項５に記載のダイアルスイッチにおいて、ダイアル部が所定の範囲まで回転すると当接して所定の回転角度範囲を保持するストッパを設け、操作しない際には前記回転角度範囲の間の中立位置にダイアル部が位置するよう付勢する中立用バネを設けたことを特徴とするダイアルスイッチ。
【請求項７】
請求項１から請求項６に記載のダイアルスイッチにおいて、ダイアルスイッチが車両に設けられるものであり、画面のメニュー項目が電気的触感発生手段のスイッチが入力した触感に同期して移動選択される操作入力信号を出力するようにしたことを特徴とするダイアルスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転方向への操作でスイッチ入力をするダイアルスイッチの技術分野に属し、特に車両装置の操作スイッチにおいて有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、慣性質量を直線運動させて振動を作り出し、パソコンに使用されるマウスに触感を持たせている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０８４４３３号公報（第１０−３９頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の触感スイッチはパソコンのマウスに使用されるもので、充分な触感を得るような振動や衝撃を得るようにするとマウスが動いて方向を入力するため、十分な触感を得られないものであった。
【０００５】
特に、車載装置のスイッチとしてその技術を用いると、ドライバーが感覚的に操作できる要求が高いため、十分な触感がないと、操作性が悪いと感じてしまうものであった。
【０００６】
そのため、従来の車載装置に用いられるダイアルスイッチは、画面が反応したり、音を出したりしたが、さらに感覚的に操作できる操作性が要求されていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、ダイアルスイッチでありながら、プッシュスイッチのような心地よいクリック感で操作することができるダイアルスイッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、回転方向への操作を行って入力するダイアルスイッチにおいて、所定の範囲で回転するダイアル部をスイッチ本体に回転自在に設け、ダイアル部を回転させると電気アクチュエータの作動でスイッチが入力した触感を発生させる電気的触感発生手段を設け、電気的触感発生手段による入力した触感と実際の操作入力を連動させたことを特徴とする手段とした。
なお、「スイッチが入力した触感」とは、いわゆるスイッチを操作した際に生じる軽い衝撃のようなものでクリック感とも呼ばれ、「カチッ」などの擬音を生じるような感覚を操作する人に与えるものである。そのため、単に振動が生じるだけでは、「スイッチが入力した触感」ではないものとする。
【０００９】
請求項２記載の発明では、電気的触感発生手段が、電気駆動で回転する回転体をスイッチ本体内部に設け、回転体の外周端が所定の位置で軽く当接しかつ当接後に乗り越えてさらに回転するよう内周に突出した突部を設けたものであることを特徴する手段とした。
【００１０】
請求項３記載の発明では、回転体が、外周方向に向かいかつ外周端で解放する穴部を設け、穴部内を移動自在な大きさの球体を穴部内に配置し、穴部内に圧縮バネを設けて球体を外周方向に向かって付勢し、回転体の外周端より外周方向に所定の間隔離れた環状の球受け部を設けて回転体が球体を球受け部に押し付けながら回転するようにし、球受け部の内周に突部を設けるようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１１】
請求項４記載の発明では、回転体の電気駆動が、モータとモータの出力を減速するギアで行うものであって、突部を乗り越える際のモータの電流波形からタイミング検出を行う事で回転体の回転位置を中立位置に戻すことを特徴とする手段とした。
【００１２】
請求項５記載の発明では、回転体の回転方向をダイアル部の回転操作方向と逆になるようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１３】
請求項６記載の発明では、ダイアル部が所定の範囲まで回転すると当接して所定の回転角度範囲を保持するストッパを設け、操作しない際には回転角度範囲の間の中立位置にダイアル部が位置するよう付勢する中立用バネを設けたことを特徴とする手段とした。
【００１４】
請求項７記載の発明では、ダイアルスイッチが車両に設けられるものであり、画面のメニュー項目が電気的触感発生手段のスイッチが入力した触感に同期して移動選択される操作入力信号を出力するようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１５】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、所定の範囲にダイアル部を回転させると、電気的触感発生手段によりスイッチが入力した触感が発生する。この入力の触感と実際の操作入力を連動させることにより、ダイアル部を複数回転させなくても、所定の範囲で回転させることにより、入力の触感が発生した分、回転させたのと同等の入力結果が得られる。よって、入力が容易な操作で、心地良い感覚を伴って操作できる。
このように、入力の触感で入力ができることは、感覚的な入力が行えることになる。このことは、基本的に操作画面をあまり見ずに操作を行いたい車の運転者にとって非常に便利なものとなり、近年の多機能な車載装置の操作スイッチとして使いやすいものにできる。
【００１６】
請求項２記載の発明では、電気駆動で回転する回転体の外周端が回転により内周に突出した突部に当接することにより、その軽い衝撃により入力した触感を発生させる。さらに回転体の外周端が突部を乗り越えて回転することで、複数回の入力ができるようにする。これにより、電動で、心地良い入力の触感を作り出すことができる。
【００１７】
請求項３記載の発明では、ダイアル部を回転操作すると、電動で回転体が回転する。回転体の外周端は圧縮バネで付勢された球体となり、環状の球受け部に接しながら回転する。この球体が球受け部に設けた突部に当接する軽い衝撃により入力した触感を発生させる。さらに、球体が圧縮ばねを圧縮させるように移動して突部を乗り越えて回転体が回転することで、複数回の入力ができるようにする。これにより、心地良い入力の触感を作り出すとともに、突部の大きな磨耗や破壊をしないように容易に乗り越えるようにして長く使用できるようにする。
【００１８】
請求項４記載の発明では、突部を乗り越える際のモータの電流波形から、回転位置と時間の関係を検出することにより、突部に当接する回転体部分の操作後の位置を検出して回転体を中立位置に戻すため、操作を行ってからクリック感が発生するまでの応答時間を一定にすることができ、より心地良く操作できる。
【００１９】
請求項５記載の発明では、回転体の回転方向をダイアル部の回転操作方向と逆になるようにしているので、反力が生じているような、より通常のスイッチで生じる感覚に近い触感を与えることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、ストッパに当接するまで回転させると、入力した触感が発生するようにし、操作しない際には中立用バネで中立位置にダイアル部を戻すためいつでも操作する際には、同じ位置から同じ感覚での操作が行えるようにすることができ、操作する人がより感覚的に操作を行うことができる。
【００２１】
請求項７記載の発明では、ダイアルスイッチが車両に設けられるものであり、電気的触感発生手段のスイッチが入力した触感に同期して操作入力信号を出力し、車両側の機器はこの操作入力信号に同期して画面のメニュー項目が移動選択されるようにする。よって、ダイアル操作をする際にも、動かすのは、所定の回転範囲に動かし、保持すれば、入力した触感が連続してその分、ダイアルを回転させたことに相当する入力を行うことができ、運転者が操作する際に画面を注視しなくても感覚的に操作を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダイアルスイッチを実現する実施の形態を、請求項１〜６に係る発明に対応する実施例に基づいて説明する。
【００２３】
（実施例）
【００２４】
まず、構成を説明する。
図１は実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの平面図である。図２は実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの側面図である。図３は実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの説明断面図である。図４は図２のＡ−Ａ断面図である。図５は図２のＨ視図である。図６は実施例のダイアルスイッチの説明図である。図７は実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチのブロック図である。図８は実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチで実行する処理の流れを示す図である。図９は実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの操作画面を示す図である。
図１〜図６における主要符号を説明すると、１はマルチファンクションスイッチ、１１はスイッチ本体（ダイアルスイッチのスイッチ本体を兼ねる）、１２はモータドライバ兼Ｉ／Ｆ、１３はＩ／Ｆ、１４はマイコン、１５は長穴、１６はリターンスプリング（中立用バネ）、２はダイアルスイッチ、２１はダイアル部、２１１はリブ（１５と共にストッパを構成する）、２２はプレート（回転体）、２２１はプレートの穴、２２２はボール（球体）、２２３は圧縮スプリング（圧縮バネ）、２３は球受け部、２３１は突部（２２，２２１，２２２，２２３，２３と共に電気的触感発生手段を構成する）、２４は接点、２５はモータ、２６はウォームギア、２７，２８はギア、３は接点、４はバッテリー、７１，７２，７３は画面に表示されるメニュー画面、７４はナビゲーション画面、７５は画面中のメニュー項目である。
【００２５】
実施例のダイアルスイッチ２は、車両の車載装置の操作を行うために設けたマルチファンクションスイッチ１に用いられた例である。
マルチファンクションスイッチ１は、図１，２に示すようにスイッチ本体１１には、別のスイッチ群や近接センサ、ジョイパッドスイッチなどが設けられる。このスイッチ本体１１の一部として、回転可能に他の部材で支持したダイアル部２１を設ける。ダイアル部２１は、外部に露出する部分を環状にし、表面に凹凸を設けて手が滑らさずに操作できるようにしている。図４に示すように、ダイアル部２１の上面と近いスイッチ本体１１部分には、長穴１５を３箇所に設け、ダイアル部２１の上面には、リブ２１１を３箇所のそれぞれの長穴１５に挿入するよう設けてダイアル部２１の回転範囲を所定の角度範囲内にする。
次に、図５に示すように、ダイアル部２１を所定の回転範囲の中立位置に位置させるよう付勢するリターンスプリング１６を設ける。また、ダイアル部２１の上面の一部には、接点２４を設け、スイッチ本体１１にはダイアル部２１の接点２４が中立位置から左右に回転するとそれぞれ接触するよう接点３を２箇所に設ける。
【００２６】
ダイアル部２１の下方となるスイッチ本体１１の内部には、回転自在な円盤状のプレート２２を回転自在に設ける。このプレート２２には、図６に示すようにプレート２２の解放する外周端から中央に向かう所定深さの穴２２１を１８０度対象な２箇所に設け、この穴２２１に圧縮スプリング２２３と金属製のボール２２２を配置する。圧縮スプリング２２３はボール２２２を外周方向に向かって付勢するようにする。次に、この円盤状のプレート２２の外周側に所定の間隔を空けるようにして部材に穴を形成して環状の球受け部２３を構成する。これにより、ボール２２２は、プレート２２の穴２２１に係合しながら、一部穴２２１から突出した部分が球受け部２３に接触するようになる。さらに、この球受け部２３の１８０度対称な２箇所には、内側に突出する樹脂製の突部２３１を図６に示すようにプレート２２に接触しない大きさで設ける。
【００２７】
次に、プレート２２の下部には図３に示すように、電気で駆動するモータ２５を設け、モータ２５の出力軸にはウォームギア２６を取り付ける。このウォームギア２６と係合して回転方向を変更するギア２７を設け、このギア２７と係合し減速させる径大なギア２８をプレート２２と同軸になるようプレート２２の下部に取り付ける。
また、このマルチファンクションスイッチ１は、図７に示すように、バッテリー４からの電源をマイコン１４で制御されるＩ／Ｆ１３（インターフェース）を介してモータドライバ兼Ｉ／Ｆ１２に送って、モータ２５をモータドライバ兼Ｉ／Ｆ１２で制御すると共にマルチファンクションスイッチ１への電源供給等を行う。
【００２８】
次に、作用を説明する。
【００２９】
［触感（クリック感）の発生作用］
本実施例のダイアルスイッチ２では、スイッチ本体１１から外部に露出しているダイアル部２１の環状部分を手で持って回転させると、ダイアル部２１のリブ２１１が長穴１５に動きを制限されるので、所定の回転方向の角度範囲しか動かないこととなる。このように動いた際には、ダイアル部２１の接点２４とスイッチ本体１１の接点３が接触することにより、モータドライバからモータ２５に電源供給がされてモータ２５が駆動する。これによりモータ２５の出力軸のウォームギア２６が回転し、ギア２７により回転方向を変更し、さらにギヤで所定の速度に減速してプレート２２を回転させる。
【００３０】
プレート２２が回転すると、プレート２２の穴２２１から外周方向に付勢されて一部突出するボール２２２が、球受け部２３と接触しながら回転し、金属製のボール２２２と樹脂製の突部２３１が軽く衝突する。この衝突による軽い衝撃がスイッチ本体１１を介して操作する人の手に伝わってスイッチを入力した触感（クリック感）となる。
さらに、ダイアル部２１を回転方向に動かした状態を保持すると、プレート２２がさらに回転し、ボール２２２が突部２３１と衝突後、圧縮スプリング２２３を圧縮するように穴２２１に入るようにして、突部２３１を乗り越え、プレート２２の回転により、さらに突部２３１に衝突する。このように衝突による触感（クリック感）が繰り返され、触感と入力操作が連動しているので、操作する人は、ダイアル部２１を複数回転、回転させる入力を行わなくても所定の角度に保持すれば、複数回の入力ができ、それは、触感として感じることができる。
また、本実施例では、プレート２２の回転方向をダイアル部２１の回転操作方向と逆になるようにしている。そのため、得られる触感が反力のようになり、より通常のスイッチで得られる触感に近くなる。
【００３１】
［応答遅れを感じさせない作用］
操作が終了して、操作する人がダイアル部２１から手を離すとリターンスプリング１６により、ダイアル部２１が中立位置に戻ることになる。
さらに、プレート２２の回転によりボール２２２が突部２３１に衝突して乗り越える際には、モータ２５に負荷がかかるので電流波形のその負荷に対応する波形部分が判別しやすいものとなるので、モータドライバ兼Ｉ／Ｆ１２で検知することにより、プレート２２のボール２２２の回転位置を算出することができ、ボール２２２の回転位置を中立位置にする。すると、次のダイアル部２１への操作が、左右どちらの方向であっても、同じ角度分回転すれば突部２３１に衝突できるようにする。そのため、操作する方向にかかわらず、応答遅れなく操作する人に確実に入力した触感を与える。
【００３２】
［車のマルチファンクションスイッチ１における感覚的な操作を可能にする作用］
実施例のマルチファンクションスイッチ１には、ダイアルスイッチ２が組み込まれている。このマルチファンクションスイッチ１では、ナビゲーション装置の表示画面７４と共用される画面７１，７２，７３にエアコンやオーディオ等の車載機器のメニュー項目７５を表示して画面を見た操作でわかりやすく操作ができるようにしたものである。
ダイアルスイッチ２を操作するとスイッチを操作した触感（クリック感）に同期してダイアルスイッチ２は操作入力信号を出力し、この操作入力信号に同期して車載機器側は切り替えや変更を行う。
よって、マルチファンクションスイッチ１を操作すると図８，９に示すようにメインメニュー画面から複数の機能選択画面に変更されていくことになる。この際の画面の切り替え、及びメニュー項目の切り替えをダイアルスイッチ２の入力する触感に連動して行うことで、操作性のよいスイッチとすることができる。車の運転者が操作に慣れてくると、画面を注視しなくても、手に伝わる触感の回数により、感覚的に操作を行うことができる。このことは、車の使いやすさにつながるため、車載機器の重要な要素となる。
【００３３】
次に、効果を説明する。
【００３４】
実施例のダイアルスイッチ２にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３５】
（１）回転方向への操作を行って入力するダイアルスイッチ２において、所定の範囲で回転するダイアル部２１をスイッチ本体１１に回転自在に設け、ダイアル部２１を回転させるとモータ２５の作動でボール２２２が突部２３１に軽く衝突し乗り上げるようにして入力した触感を発生させ、この入力した触感と実際の操作入力を連動させたため、入力が容易な操作で、心地良い感覚を伴って操作できる。とともに、感覚的な入力ができる。
【００３６】
（２）電気的触感発生手段が、電気駆動で回転するプレート２２をスイッチ本体１１内部に設け、プレート２２の外周端が所定の位置で軽く当接しかつ当接後に乗り越えてさらに回転するよう内周に突出した突部２３１を設けたため、電動で、心地良い入力の触感を作り出すことができる。
【００３７】
（３）プレート２２が、外周方向に向かいかつ外周端で解放する穴２２１を設け、穴２２１内を移動自在な大きさのボール２２２を穴２２１内に配置し、穴２２１内に圧縮スプリング２２３を設けてボール２２２を外周方向に向かって付勢し、プレート２２の外周端より外周方向に所定の間隔離れた環状の球受け部２３を設けてプレート２２がボール２２２を球受け部２３に押し付けながら回転するようにし、球受け部２３の内周に突部２３１を設けるようにしたため、突部２３１の大きな磨耗や破壊をしないように容易に乗り越えるようにして長く使用できるようにする。
【００３８】
（４）プレート２２の電気駆動が、モータ２５とモータ２５の出力を減速するギア２７，２８で行うものであって、突部２３１を乗り越える際のモータ２５の電流波形からタイミング検出をモータドライバ兼Ｉ／Ｆ１２で行う事でプレート２２の回転位置を中立位置に戻すため、操作を行ってからクリック感が発生するまでの応答時間を一定にすることができ、より心地良く操作できる。
【００３９】
（５）プレート２２の回転方向をダイアル部２１の回転操作方向と逆になるようにしたため、より通常のスイッチで生じる感覚に近い触感を与えることができる。
【００４０】
（６）ダイアル部２１が所定の範囲まで回転すると当接して所定の回転角度範囲を保持するようリブ２１１と長穴１５を設け、操作しない際には回転角度範囲の間の中立位置に回転体が位置するよう付勢するリターンスプリング１６を設けたため、操作する際には、同じ位置から同じ感覚での操作が行えるようにすることができ、操作する人がより感覚的に操作を行うことができる。
【００４１】
（７）ダイアルスイッチ２が車両に設けられるものであり、画面のメニュー項目がダイアルスイッチ２の入力した触感に同期して移動選択される操作入力信号を出力するようにしたため、運転者が操作する際に画面を注視しなくても感覚的に操作を行うことができる。
【００４２】
以上、本発明のダイアルスイッチ２を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４３】
例えば、実施例では、圧縮バネはコイルスプリング、中立用バネは曲げバネを用いたが、コイルスプリング、板バネ等、許容スペースやコスト等から決めればよい。
また、実施例では、電気的触感発生手段として、進退する金属製のボールを樹脂製の突部に衝突させていたが、樹脂と樹脂、金属と金属を軽く衝突させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの平面図である。
【図２】実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの側面図である。
【図３】実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの説明断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＨ視図である。
【図６】実施例のダイアルスイッチの説明図である。
【図７】実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチのブロック図である。
【図８】実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチで実行する処理の流れを示す図である。
【図９】実施例のダイアルスイッチを用いたマルチファンクションスイッチの操作画面を示す図である。
【符号の説明】
１  マルチファンクションスイッチ
１１  スイッチ本体
１２  モータドライバ兼Ｉ／Ｆ
１３  Ｉ／Ｆ
１４  マイコン
１５  長穴
１６  リターンスプリング
２  ダイアルスイッチ
２１  ダイアル部
２１１  リブ
２２  プレート
２２１  （プレートの）穴
２２２  ボール
２２３  圧縮スプリング
２３  球受け部
２３１  突部
２４  接点
２５  モータ
２６  ウォームギア
２７  ギア
２８  ギア
３  接点
４  バッテリー
７１  （画面に表示される）メニュー画面
７２  （画面に表示される）メニュー画面
７３  （画面に表示される）メニュー画面
７４  ナビゲーション画面
７５  （画面中の）メニュー項目
【図１】
2004281083.tif 000003
【図２】
2004281083.tif 000004
【図３】
2004281083.tif 000005
【図４】
2004281083.tif 000006
【図５】
2004281083.tif 000007
【図６】
2004281083.tif 000008
【図７】
2004281083.tif 000009
【図８】
2004281083.tif 000010
【図９】
2004281083.tif 000011