(57)【要約】【課題】１つの回転操作部材に３種類の操作感触を選択的に付与できると共に、装置全体の低背化が容易で大型化も回避できる手動入力装置を提供する。【解決手段】入力時に回転操作部材２が回転操作される手動入力装置であり、表裏両面と外周面に第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃが個別に設けられたカム板３と、回転操作部材２と同心状に配置されたモード切換え用の回転操作体４と、回転操作体４を回転操作することで昇降動作する昇降部材６と、第１乃至第３のカム部３ａ〜３ｃと個別に係合可能な第１乃至第３の弾接部材７ａ，７ｂ，７ｃを有する板ばね部材７とを備えている。カム板３は回転操作部材２に一体化されており、各カム部３ａ〜３ｃは形状が互いに異なる。また、板ばね部材７は昇降部材６に保持されており、昇降部材６の昇降位置に応じて第１乃至第３の弾接部材７ａ〜７ｃが対応するカム部３ａ〜３ｃと選択的に係合する。【選択図】図３
2012038501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力時に回転操作部材が回転操作される手動入力装置であって、前記回転操作部材の軸線方向に沿って昇降可能に支持された昇降部材と、前記回転操作部材と前記昇降部材のいずれか一方に一体化されて第１のカム部と第２のカム部と第３のカム部が個別に設けられたカム板と、前記回転操作部材と前記昇降部材のいずれか他方に保持されて前記第１乃至第３のカム部にそれぞれ弾接して係合可能な第１の弾接部材と第２の弾接部材および第３の弾接部材と、前記回転操作部材と同心状の配置で回動可能に支持されたモード切換え用の回転操作体と、この回転操作体の回転動作を前記昇降部材の昇降動作に変換する動作変換機構とを備え、
前記第１のカム部は前記カム板の表面に、前記第２のカム部は前記カム板の裏面に、前記第３のカム部は前記カム板の表面と裏面の間の外周面にそれぞれ設けられ、前記第１乃至第３のカム部の形状が互いに異なると共に、前記回転操作体の回転に伴って変化する前記昇降部材の昇降位置に応じて前記第１乃至第３の弾接部材が対応する前記第１乃至第３のカム部と選択的に係合するようにしたことを特徴とする手動入力装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記昇降部材が前記カム板の裏面側に寄った第１の位置にあるときに前記第１の弾接部材のみが前記第１のカム部に弾接し、前記昇降部材が前記カム板の表面側に寄った第２の位置にあるときに前記第２の弾接部材のみが前記第２のカム部に弾接し、前記昇降部材が前記第１の位置と前記第２の位置の中間の位置にあるときに前記第３の弾接部材のみが前記第３のカム部に弾接することを特徴とする手動入力装置。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記カム板が前記回転操作部材の回転軸から径方向外側へ突出する鍔部として形成されており、このカム板の表裏両面と外周面に前記第１乃至第３のカム部が設けられていることを特徴とする手動入力装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記動作変換機構が、前記回転操作体と前記昇降部材のいずれか一方に設けられたガイド溝と、いずれか他方に設けられて前記ガイド溝に摺動可能に挿入された駆動ピンとからなり、前記ガイド溝が前記回転操作部材の軸線方向に対して斜め方向に延びていることを特徴とする手動入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者が回転操作部材を回転操作することによって各種電子機器等を制御する手動入力装置に係り、特に、回転操作部材に対して３種類の操作フィーリングを選択的に付与できる操作感触切換え機能付きの手動入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアコンやオーディオあるいはカーナビ等の複数種類の電子機器を有する車載用制御機器において、これら電子機器の機能選択や機能調整を１つの回転操作部材に集約し、操作者がこの回転操作部材を回転操作することにより、機器の選択や選択された機器の機能調整等を行うようにした手動入力装置が知られている。通常、このような手動入力装置には、回転操作部材の操作フィーリングを良好にして操作を確実なものにするために、回転操作部材に所要の作動力やクリック感を選択的に付与できるようにした操作感触切換え手段が備えられている。かかる操作感触切換え手段としては、カム山のピッチや深さが異なる２種類のカム面に対して、弾接部材が選択的に係合できるように構成されたものが一般的である。
【０００３】
また、最近は、車載用制御機器の多機能化が促進されている関係上、１つの回転操作部材に３種類の操作感触を選択的に付与可能な操作感触切換え手段も要望されている。なお、同一の操作部材を用いて４種類以上の操作を選択的に行えるようにした場合、不慣れなユーザが操作にとまどう等、却って操作性を悪化させる虞があるが、３種類の中からの選択であれば不慣れなユーザでも容易に対応できる。
【０００４】
このように１つの回転操作部材に３種類の操作感触が選択的に付与される手動入力装置として、従来より、回転操作部材に一体化されてその軸線の相異なる３箇所を横切る３つの回転平面を含む位置に並設された３種類のカム部材と、回転操作部材と同心状の配置で回動可能に支持されたモード切換え用の回転操作体と、この回転操作体に駆動されて軸線方向に沿って昇降可能な昇降部材と、この昇降部材に保持されて各カム部材と選択的に係合可能な弾接部材とを備えた構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の手動入力装置では、モード切換え用の回転操作体と昇降部材のいずれか一方に設けられた駆動ピンが、他方に設けられた斜め方向に延びるガイド溝に摺動可能に挿入されており、回転操作体の回動操作によって昇降部材が昇降するため、弾接部材を軸線方向に沿って移動させて所望のカム部材に選択的に係合させることができる。したがって、カム山のピッチや深さを異にする３種類のカム部材を積層するように並設しておけば、昇降部材の昇降位置を切り換えることにより、１つの回転操作部材で３種類の異なる操作感触が選択的に得られるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８７８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来例では、回転操作部材に一体化された３種類のカム部材が互いに異なる高さ位置に配置されており、昇降部材を大きく昇降させないと弾接部材を各カム部材と選択的に係合させることができないため、手動入力装置の低背化が困難であるという問題があった。つまり、かかる従来例では、装置全体の軸線方向の高さ寸法を抑制することが困難であった。
【０００７】
なお、手動入力装置の低背化を実現するために、回転操作部材の横方向へのスライド移動によって弾接部材が別のカム面と係合するように構成することも考えられるが、こうすると装置全体が大型化してしまうため好ましくない。
【０００８】
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、１つの回転操作部材に３種類の操作感触を選択的に付与できると共に、装置全体の低背化が容易で大型化も回避できる手動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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、入力時に回転操作部材が回転操作される手動入力装置であって、前記回転操作部材の軸線方向に沿って昇降可能に支持された昇降部材と、前記回転操作部材と前記昇降部材のいずれか一方に一体化されて第１のカム部と第２のカム部と第３のカム部が個別に設けられたカム板と、前記回転操作部材と前記昇降部材のいずれか他方に保持されて前記第１乃至第３のカム部にそれぞれ弾接して係合可能な第１の弾接部材と第２の弾接部材および第３の弾接部材と、前記回転操作部材と同心状の配置で回動可能に支持されたモード切換え用の回転操作体と、この回転操作体の回転動作を前記昇降部材の昇降動作に変換する動作変換機構とを備え、前記第１のカム部は前記カム板の表面に、前記第２のカム部は前記カム板の裏面に、前記第３のカム部は前記カム板の表面と裏面の間の外周面にそれぞれ設けられ、前記第１乃至第３のカム部の形状が互いに異なると共に、前記回転操作体の回転に伴って変化する前記昇降部材の昇降位置に応じて前記第１乃至第３の弾接部材が対応する前記第１乃至第３のカム部と選択的に係合するように構成した。
【００１０】
このように構成された手動入力装置では、ユーザが回転操作体を回転させて昇降部材の昇降位置を変化させるというモード切換え操作を行うことにより、第１乃至第３の弾接部材のうちの１つを対応するカム部から離脱させて別の１つを対応するカム部に係合させることができる。これらのカム部は形状（カム山のピッチや深さ）が異なるため、かかるモード切換え操作を行うことによって、回転操作時に回転操作部材に付与される操作感触をそれまでとは異なったものに設定することができる。つまり、この手動入力装置は、第１の弾接部材を第１のカム部に係合させた状態と、第２の弾接部材を第２のカム部に係合させた状態と、第３の弾接部材を第３のカム部に係合させた状態とが、昇降部材の昇降位置に応じて選択できるため、１つの回転操作部材に３種類の操作感触を選択的に付与することができる。また、第１乃至第３の弾接部材には板ばね等の肉薄な材料を使用でき、第１乃至第３のカム部を有するカム板も板厚を特に厚くする必要がないため、装置全体の軸線方向の高さ寸法を抑制することは容易であり、装置全体を大型化する必要もない。
【００１１】
上記の構成において、昇降部材がカム板の裏面側に寄った第１の位置にあるときに第１の弾接部材のみが第１のカム部に弾接し、昇降部材がカム板の表面側に寄った第２の位置にあるときに第２の弾接部材のみが第２のカム部に弾接し、昇降部材が第１の位置と第２の位置の中間の位置にあるときに第３の弾接部材のみが第３のカム部に弾接するように構成することが好ましい。
【００１２】
また、上記の構成において、動作変換機構が、回転操作体と昇降部材のいずれか一方に設けられたガイド溝と、いずれか他方に設けられてガイド溝に摺動可能に挿入された駆動ピンとからなり、ガイド溝が回転操作部材の軸線方向に対して斜め方向に延びていると、回転操作体の回転動作を昇降部材の昇降動作にスムーズに変換させることができて好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の手動入力装置によれば、カム板の表裏両面と外周面に形状を互いに異にする第１乃至第３のカム部が個別に設けられており、モード切換え用の回転操作体の回転に伴って変化する昇降部材の昇降位置に応じて、第１乃至第３の弾接部材を対応するカム部と選択的に係合させることができるため、１つの回転操作部材に３種類の操作感触を選択的に付与することができる。また、第１乃至第３の弾接部材には板ばね等の肉薄な材料を使用でき、第１乃至第３のカム部が設けられたカム板も板厚を特に厚くする必要がないため、装置全体の低背化が容易で大型化も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態例に係る手動入力装置の正面図である。
【図２】図１に示す手動入力装置の上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】図３のＤ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１〜図６を参照しつつ、本発明の実施形態例について説明する。これらの図に示す手動入力装置は、車載用制御機器の機能選択や機能調整等を行うためのものであり、内底面中央部に中空状の支軸１ａが立設された基台１と、支軸１ａに嵌合する回転軸２ａを有して基台１に回動可能に支持された回転操作部材２と、回転軸２ａから径方向外側へ突出する鍔部として形成されたカム板３と、基台１の上端に形成された環状ガイド部１ｂに回動可能に支持されているモード切換え用の回転操作体４と、この回転操作体４の回転動作に伴い駆動ピン５に駆動されて昇降可能な昇降部材６と、この昇降部材６に取着されてカム板３と係脱可能な板ばね部材７と、基台１の内底面と昇降部材６との間に介設された圧縮コイルばね８と、昇降部材６の昇降動作を案内する一対のガイド軸９と、回転操作部材２の回転位置変化を検出可能な図示せぬ回転検出素子とによって主に構成されている。なお、基台１は車室内のセンターコンソール等の図示せぬ設置母材上に固定されるようになっている。
【００１６】
回転操作部材２と回転操作体４は上下２段構造の互いに独立した操作ノブとして同軸状に配置されており、下段側の回転操作体４が上段側の回転操作部材２よりも大径形状となっているため、ユーザは回転操作部材２と回転操作体４を独立して操作し易くなっている。そして、ユーザが回転操作部材２を回転操作すると、その回転量や回転方向がロータリエンコーダやロータリボリューム等の前記回転検出素子によって検出されるようになっている。また、ユーザが回転操作体４を回転操作すると、それに伴って昇降部材６が昇降動作してカム板３に対する板ばね部材７の係合位置が変化するようになっている。
【００１７】
図３に示すように、カム板３の上面には第１のカム部３ａが設けられ、カム板３の下面には第２のカム部３ｂが設けられ、カム板３の外周面には第３のカム部３ｃが設けられている。これら第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃにはそれぞれカム山が列設されているが、各カム部３ａ，３ｂ，３ｃのカム形状（カム山のピッチや深さ）は互いに異なっている。具体的には、カム山のピッチと深さが第１のカム部３ａは最も大きく、第２のカム部３ｂは最も小さく、第３のカム部３はその中間という設定にしてある。
【００１８】
昇降部材６は、カム板３の外周面と回転操作体４の内壁面との間の隙間を貫通する湾曲片として形成されており、圧縮コイルばね８によって上方へ常時付勢されている。図６に示すように、この昇降部材６には、回転操作部材２や回転操作体４の軸線方向（図３の上下方向）に対して斜め方向へ延びるガイド溝６ａが形成されており、回転操作体４に固着された駆動ピン５がこのガイド溝６ａに摺動可能に挿入されている。そして、回転操作体４が回転すると、ガイド溝６ａに沿って移動する駆動ピン５が昇降部材６を駆動するため、回転操作体４の回転方向に応じて昇降部材６が軸線方向に沿って上昇または下降するようになっている。つまり、駆動ピン５とガイド溝６ａとによって、回転操作体４の回転動作を昇降部材６の昇降動作に変換する動作変換機構が構成されている。その際、基台１の内底面に立設された一対のガイド軸９が昇降部材６を貫通しているため、これらガイド軸９によって昇降部材６は傾くことなく円滑に昇降することができる。また、前述したように昇降部材６には圧縮コイルばね８の付勢力が常時作用しているが、ガイド溝６ａの上下両端部と中央部に凹溝部６ｂが形成され、これら凹溝部６ｂに駆動ピン５が係止可能となっているため、任意の凹溝部６ｂに駆動ピン５が入り込むことにより、昇降部材６の昇降位置が安定するようになっている。
【００１９】
板ばね部材７は昇降部材６の内周部に固着されており、昇降部材６と一体的に昇降する。この板ばね部材７はばね性に富む１枚の金属板を所定形状（図３〜図５参照）に折曲加工して形成されたものであり、板ばね部材７には、昇降部材６の径方向内側へ突出する第１の弾接部材７ａおよび第２の弾接部材７ｂと、昇降部材６の周方向に沿って突出する第３の弾接部材７ｃとが設けられている。図３に示すように、第１の弾接部材７ａはカム板３の上面に設けられた第１のカム部３ａと係合可能であり、第２の弾接部材７ｂはカム板３の下面に設けられた第２のカム部３ｂと係合可能である。また、図４と図５に示すように、第３の弾接部材７ｃはカム板３の外周面に設けられた第３のカム部３ｃと係合可能である。これら第１乃至第３の弾接部材７ａ〜７ｃは、回転操作体４の回転に伴って変化する昇降部材６の昇降位置に応じてカム板３と選択的に係合する。すなわち、昇降部材６に保持されて一体的に昇降する板ばね部材７の高さ位置に応じて、第１の弾接部材７ａを第１のカム部３ａに係合させた状態と、第２の弾接部材７ｂを第２のカム部３ｂに係合させた状態と、第３の弾接部材７ｃを第３のカム部３ｃに係合させた状態とが選択できるようになっている。
【００２０】
例えば、昇降部材６が図３に示す中間位置で駆動ピン５と係合している場合、図６に示すように、駆動ピン５はガイド溝６ａの中央の凹溝部６ｂに入り込んで係止されている。このとき、板ばね部材７の第３の弾接部材７ｃがカム板３の外周面の第３のカム部３ｃと係合しているため、板ばね部材７の他の第１および第２の弾接部材７ａ，７ｂはカム板３から離隔している。この状態でユーザが回転操作体４を図２の反時計回りに回転操作すると、駆動ピン５がガイド溝６ａ内を摺動しながら図６の右方へ移動するため、昇降部材６が駆動ピン５の駆動力と圧縮コイルばね８の付勢力とによって上昇する。そして、駆動ピン５がガイド溝６ａの下端の凹溝部６ｂに入り込むまで昇降部材６を上昇させると、この昇降部材６は可動範囲内の最上位置（カム板３の表面側に寄った第２の位置）に保持された状態に移行する。こうして昇降部材６が最上位置まで上昇すると、昇降部材６と一体的に上昇する板ばね部材７は、第２の弾接部材７ｂがカム板３の下面の第２のカム部３ｂと係合するようになり、第３の弾接部材７ｃはカム板３から離隔し、第１の弾接部材７ａはカム板３からさらに離隔する。
【００２１】
また、昇降部材６が最上位置に保持されているときに、ユーザが回転操作体４を上記と逆向きに回転操作すると、昇降部材６が駆動ピン５に駆動されて下降するため、この駆動ピン５がガイド溝６ａの中央の凹溝部６ｂに入り込むまで昇降部材６を下降させることによって、図３と図６に示す元の状態に移行させることができる。また、ユーザが回転操作体４を逆向きにさらに回転操作し、駆動ピン５がガイド溝６ａの上端の凹溝部６ｂに入り込むまで昇降部材６を下降させると、この昇降部材６は可動範囲内の最下位置（カム板３の裏面側に寄った第１の位置）に保持された状態に移行するため、第１の弾接部材７ａがカム板３の上面の第１のカム部３ａと係合するようになり、第２および第３の弾接部材７ｂ，７ｃはカム板３から離隔する。
【００２２】
つまり、本実施形態例に係る手動入力装置は、回転操作体４を回転操作して昇降部材６の昇降位置を変えることにより、第１乃至第３の弾接部材７ａ〜７ｃを対応する第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃと選択的に係合させることができる。そして、回転操作部材２の回転操作に伴ってカム板３が一体的に回転するため、係合状態にあるいずれか１つの弾接部材が対応するカム部と係脱する。前述したように第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃの形状は互いに異なっているため、板ばね部材７がどのカム部３ａ，３ｂ，３ｃと係脱するのかに応じて、回転操作時の回転操作部材２に付与される操作感触はそれぞれ異なったものになる。
【００２３】
具体的には、昇降部材６が最下位置に保持されており、カム山のピッチと深さが最大の第１のカム部３ａに第１の弾接部材７ａが係合しているときには、回転操作部材２を回転操作するユーザの手指に作動力が重めでクリックの頻度が少ない操作感触が感得される。また、昇降部材６が最上位置に保持されており、カム山のピッチと深さが最小の第２のカム部３ｂに第２の弾接部材７ｂが係合しているときには、回転操作部材２を回転操作するユーザの手指に作動力が軽めでクリックの頻度が多い操作感触が感得される。また、昇降部材６が図３と図６に示す中間位置に保持されており、第３のカム部３ｃに第３の弾接部材７ｃが係合しているときには、回転操作部材２を回転操作するユーザの手指に作動力が中程度でクリックの頻度も中程度の操作感触が感得される。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態例に係る手動入力装置は、カム板３の上面と下面と外周面に、形状を互いに異にする第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃが個別に設けられており、モード切換え用の回転操作体４の回転に伴って変化する昇降部材６の昇降位置に応じて、第１乃至第３の弾接部材７ａ，７ｂ，７ｃを対応する第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃと選択的に係合させることができるため、１つの回転操作部材２に３種類の操作感触〜選択的に付与することができる。また、第１乃至第３の弾接部材７ａ，７ｂ，７ｃは金属板からなるものであり、第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃが設けられたカム板３も板厚を特に厚くする必要はないため、装置全体の低背化が容易で大型化も回避できる。
【００２５】
また、本実施形態例に係る手動入力装置は、１枚の金属板を折曲加工してなる板ばね部材７に第１乃至第３の弾接部材７ａ，７ｂ，７ｃが設けられているため、部品点数と組立工数を低減できてコストダウンが図りやすくなっている。しかも、カム板３が回転操作部材２の回転軸２ａの鍔部として形成されており、このカム板３の上下両面（表裏両面）と外周面に第１乃至第３のカム部３ａ，３ｂ，３ｃが設けられているため、これらのカム部３ａ，３ｂ，３ｃに選択的に係合させるための各弾接部材７ａ，７ｂ，７ｃをコンパクトに配設することができて構造を簡素化し易くなっている。
【００２６】
ただし、上記の実施形態例と反対に、昇降部材６に一体化されたカム板の表裏両面と周面に第１〜第３のカム部を設け、これらのカム部と選択的に係合可能な第１〜第３の弾接部材を回転操作部材２が保持することも可能である。
【００２７】
また、上記の実施形態例では、回転操作体４の回転動作を昇降部材６の昇降動作にスムーズに変換させるために、回転操作体４に固着した駆動ピン５を昇降部材６に設けたガイド溝６ａに摺動可能に挿入しているが、これとは反対に、昇降部材６に固着した駆動ピンを回転操作体４に設けたガイド溝に摺動可能に挿入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  基台
２  回転操作部材
２ａ  回転軸
３  カム板
３ａ  第１のカム部
３ｂ  第２のカム部
３ｃ  第３のカム部
４  回転操作体
５  駆動ピン
６  昇降部材
６ａ  ガイド溝
７  板ばね部材
７ａ  第１の弾接部材
７ｂ  第２の弾接部材
７ｃ  第３の弾接部材
８  圧縮コイルばね
【図１】
2012038501.tif 000003
【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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