(57)【要約】【課題】簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる操作装置を提供する。【解決手段】操作装置１は、主に、操作がなされる操作部２と、操作部２に設けられ、節度山３２を有する節度部３と、節度部３の節度山３２に接触する節度ピース４と、一方端部側に節度ピース４が配置され、節度ピース４を節度山３２に押し付ける方向の第１の力を生成する第１のばね５と、第１のばね５の他方端部側に配置される移動体と、一方端部側に移動体が配置され、節度ピース４を節度山３２に押し付ける方向の第２の力を生成する第２のばね７と、開口８２を有し、第２のばね７、移動体、第１のばね５及び節度ピース４が開口８２内に配置される筒部８と、筒部８に設けられ、移動体の筒部８内の移動を規制することが可能な規制部と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
2013191045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作がなされる操作部と、
前記操作部に設けられ、節度山を有する節度部と、
前記節度部の前記節度山に接触する節度ピースと、
一方端部側に前記節度ピースが配置され、前記節度ピースを前記節度山に押し付ける方向の第１の力を生成する第１の生成部と、
前記第１の生成部の他方端部側に配置される移動体と、
一方端部側に前記移動体が配置され、前記節度ピースを前記節度山に押し付ける方向の第２の力を生成する第２の生成部と、
開口を有し、前記第２の生成部、前記移動体、前記第１の生成部及び前記節度ピースが前記開口内に配置される筒部と、
前記筒部に設けられ、前記移動体の前記筒部内の移動を規制することが可能な規制部と、
を備えた操作装置。
【請求項２】
前記移動体は、磁性体であり、
前記規制部は、電磁石である請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記規制部は、前記操作部が非操作位置である中立位置にある際の前記移動体を挟むように、前記筒部に配置される請求項１又は２に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、操作ノブになされた操作に対して操作荷重を付加する電動モータと、操作ノブの位置を検出する位置検出機構と、を備えた車載用遠隔操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この車載用遠隔操作装置は、操作ノブが操作されるＸ軸方向及びＹ軸方向に対応して、電動モータがそれぞれ設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１１３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の車載用遠隔操作装置は、操作ノブに操作荷重を付加するためには、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の電動モータ、及び位置検出機構が必要であることから製造コストが高かった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる操作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】
本発明の一態様は、操作がなされる操作部と、操作部に設けられ、節度山を有する節度部と、節度部の節度山に接触する節度ピースと、一方端部側に節度ピースが配置され、節度ピースを節度山に押し付ける方向の第１の力を生成する第１の生成部と、第１の生成部の他方端部側に配置される移動体と、一方端部側に移動体が配置され、節度ピースを節度山に押し付ける方向の第２の力を生成する第２の生成部と、開口を有し、第２の生成部、移動体、第１の生成部及び節度ピースが開口内に配置される筒部と、筒部に設けられ、移動体の筒部内の移動を規制することが可能な規制部と、を備えた操作装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態に係る操作装置の概略図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る操作装置の要部断面の模式図である。
【図３】図３（ａ）は、実施の形態に係る磁性体の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、磁性体の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、操作がなされる操作部と、操作部に設けられ、節度山を有する節度部と、節度部の節度山に接触する節度ピースと、一方端部側に節度ピースが配置され、節度ピースを節度山に押し付ける方向の第１の力を生成する第１の生成部と、第１の生成部の他方端部側に配置される移動体と、一方端部側に移動体が配置され、節度ピースを節度山に押し付ける方向の第２の力を生成する第２の生成部と、開口を有し、第２の生成部、移動体、第１の生成部及び節度ピースが開口内に配置される筒部と、筒部に設けられ、移動体の筒部内の移動を規制することが可能な規制部と、を備える。
【００１１】
[実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１は、実施の形態に係る操作装置の概略図である。図２は、実施の形態に係る操作装置の要部断面の模式図である。この図２では、操作部を簡略化して図示している。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
この操作装置１は、例えば、車両に搭載された電子機器を操作する遠隔操作装置である。操作装置１は、図１に示すように、操作レバー２２がＸ軸方向及びＹ軸方向、つまりＸＹ座標系の所望の操作位置に操作可能となるように構成されている。このＸＹ座標系は、直交座標系である。
【００１３】
操作装置１は、主に、操作がなされる操作部２と、操作部２に設けられ、節度山３２を有する節度部３と、節度部３の節度山３２に接触する節度ピース４と、一方端部側に節度ピース４が配置され、節度ピース４を節度山３２に押し付ける方向の第１の力を生成する第１の生成部としての第１のばね５と、第１のばね５の他方端部側に配置される移動体と、一方端部側に移動体が配置され、節度ピース４を節度山３２に押し付ける方向の第２の力を生成する第２の生成部としての第２のばね７と、開口８２を有し、第２のばね７、移動体、第１のばね５及び節度ピース４が開口８２内に配置される筒部８と、筒部８に設けられ、移動体の筒部８内の移動を規制することが可能な規制部と、を備えて概略構成されている。なお本実施の形態においては、移動体は、磁性体６であり、規制部は、電磁石９ａ及び電磁石９ｂである。
【００１４】
この操作装置１は、主に、第１のばね５の第１の力と第２のばね７の第２の力によって生成される第１の操作荷重と、第１のばね５の第１の力によって生成される第２の操作荷重と、を切り替える構成を有している。なお第１のばね５及び第２のばね７が直列に接続されているので、節度部３に節度ピース４が押し付けられて釣り合っている場合は、第１の力と第２の力は等しくなる。
【００１５】
（操作部２の構成）
操作部２は、図１に示すように、操作ノブ２０と、操作レバー２２と、操作レバー２２を支持する支持機構部２３と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
操作レバー２２は、例えば、円柱形状を有し、一方端部に操作ノブ２０が取り付けれ、他方端部に節度部３が取り付けられている。操作ノブ２０は、例えば、半円形状を有する。操作者は、この操作ノブ２０を把持し、操作レバー２２を所望の方向に傾ける傾倒操作を行うことにより、操作装置１の操作を行う。
【００１７】
（支持機構部２３の構成）
支持機構部２３は、操作レバー２２による傾倒操作が可能となるように操作レバー２２を支持するものである。
【００１８】
支持機構部２３は、Ｘ軸方向支持部２４と、Ｙ軸方向支持部２５と、を備えて概略構成されている。操作レバー２２は、このＸ軸方向支持部２４とＹ軸方向支持部２５との組み合わせによって、ＸＹ座標上の所望の操作位置を指示することができる。
【００１９】
Ｘ軸方向支持部２４は、本体２４０と、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２のＸ軸方向の操作を案内するガイド部２４１と、本体２４０の短手方向の両側面に設けられ、回転可能に支持される支持部２４２及び支持部２４３と、を備えて概略構成されている。従って操作レバー２２は、矢印Ａ及びＢ方向（Ｙ軸方向）に傾倒する。なおＹ軸方向の操作位置は、例えば、支持部２４２及び支持部２４３の回転角度から算出することが可能である。
【００２０】
Ｙ軸方向支持部２５は、本体２５０と、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２のＹ軸方向の操作を案内するガイド部２５１と、本体２５０の短手方向の両側面に設けられ、回転可能に支持される支持部２５２及び支持部２５３と、を備えて概略構成されている。従って操作レバー２２は、矢印Ｃ及びＤ方向（Ｘ軸方向）に傾倒する。なおＸ軸方向の操作位置は、例えば、支持部２５２及び支持部２５３の回転角度から算出することが可能である。
【００２１】
なお支持機構部２３の構成は、上記に限定されず、２次元の操作位置を指示可能な公知の支持機構によって構成されても良い。
【００２２】
（節度部３の構成）
節度部３は、図１及び図２に示すように、球体であり、操作レバー２２の端部とは反対側となる底面３０に節度山３２を有する。この節度山３２は、円錐形状を有し、底面３０から凹むように形成されている。言い換えるなら、節度山３２は、すり鉢形状を有している。
【００２３】
操作装置１は、この節度山３２の頂点に節度ピース４が位置する場合、中立位置となる。この中立位置とは、例えば、ＸＹ座標系の原点である。
【００２４】
（節度ピース４の構成）
節度ピース４は、円柱形状を有し、その先端部４０が丸い形状となっている。この先端部４０は、節度山３２に接触している。従って操作レバー２２が操作されることにより、節度山３２が節度ピース４の先端部４０を開口８２の方向に押し下げる。
【００２５】
また節度ピース４の端部４２には、第１のばね５が接触している。
【００２６】
（第１のばね５の構成）
第１のばね５は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお第１の生成部は、コイルばねに限定されず、第１の力を生成することができる機械要素であれば良い。この第１の力とは、図１に示すように、節度ピース４を節度山３２に押し付ける方向の力ｆ１である。
【００２７】
（磁性体６の構成）
磁性体６は、円柱形状を有する。また磁性体６は、一例として、フェライト等の強磁性体材料を用いて形成される。なお磁性体６は、ネオジム等の磁石、及びフェライト等の強磁性体材料を樹脂に混ぜて成形されたものであっても良く、電磁石９ａ及び電磁石９ｂに吸引されるものであれば、これらに限定されない。
【００２８】
磁性体６は、筒部８の開口８２内を移動するように構成されている。磁性体６の上面６０には、第１のばね５が接触している。また磁性体６の下面６２には、第２のばね７が接触している。
【００２９】
（第２のばね７の構成）
第２のばね７は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお第２の生成部は、コイルばねに限定されず、第２の力を生成することができる機械要素であれば良い。この第２の力とは、図１に示すように、節度ピース４を節度山３２に押し付ける方向の力ｆ２である。
【００３０】
なお本実施の形態に係る第１のばね５のばね定数は、第２のばね７のばね定数よりも大きいものとする。
【００３１】
（筒部８の構成）
筒部８は、図１及び図２に示すように、円筒形状を有し、上面８０には、開口８２が形成されている。この開口８２には、第２のばね７、磁性体６、第１のばね５及び節度ピース４が、挿入されている。また開口８２の底面８４には、第２のばね７が接触し、上面８０から節度ピース４の先端部４０が突出している。
【００３２】
（電磁石９ａ及び電磁石９ｂの構成）
電磁石９ａ及び電磁石９ｂは、図１及び図２に示すように、操作部２が非操作位置である中立位置にある際の磁性体６を挟むように、筒部８に配置されている。つまり電磁石９ａ及び電磁石９ｂは、開口８２内の磁性体６を中心として向かい合って配置されている。この電磁石９ａ及び電磁石９ｂは、電流が流されることにより磁場を発生させるように構成されている。この磁場により、磁性体６は、電磁石９ａ及び電磁石９ｂが配置された位置で移動を規制される。言い換えるなら、磁性体６は、第１のばね５の固定端となる。なお電磁石は、磁性体６を固定端とすることができる構成であれば、個数及び形状は限定されない。
【００３３】
また規制部は、電磁石に限定されず、移動部の移動の規制、及び規制の解除が行える構成であれば、周知の構成を用いることが可能である。規制部及び移動部の変形例として、例えば、移動部が、その側面に凹部を有する非磁性体材料から形成され、規制部が、開口８２内に凸部を突出及び退出させることが可能なアクチュエータであっても良い。この変形例では、規制部が、移動部の凹部内に嵌るように凸部を突出させることで、移動部の開口８２内の移動を規制する。
【００３４】
以下に、実施の形態に係る操作装置１の操作荷重の切り替えを、各図を参照して説明する。
【００３５】
（操作荷重の切替）
図３（ａ）は、実施の形態に係る磁性体の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、磁性体の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。この図３（ａ）及び（ｂ）では、操作部２を簡略化して図示している。
【００３６】
操作装置１は、図３（ａ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度山３２の斜面によって節度ピース４の先端部４０が開口８２の底面８４方向に押される。つまり第１のばね５及び第２のばね７は、圧縮する方向に縮むと共に、節度ピース４を節度山３２に押し付ける。この傾倒操作の際の操作荷重が、第１の操作荷重となる。この傾倒操作後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度ピース４により節度山３２が押されるので、操作レバー２２が中立位置に復帰する。
【００３７】
一方、操作装置１は、図３（ｂ）に示すように、電磁石９ａ及び電磁石９ｂに電流が流され、磁石として機能すると、磁性体６が吸引されて移動が規制される。この磁性体６が吸引されて移動が規制されている状態で、図３（ｂ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度山３２の斜面によって節度ピース４の先端部４０が開口８２の底面８４方向に押され、磁性体６が第１のばね５の固定端となって、第１のばね５のみが縮む。
【００３８】
従って第２のばね７は、圧縮方向に縮むことなく、第１のばね５のみが縮み、第１のばね５が生成する弾性力のみが節度ピース４に付加される。この傾倒操作の際の操作荷重が、第２の操作荷重となる。この傾倒操作後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度ピース４により節度山３２が押されるので、操作レバー２２が中立位置に復帰する。
【００３９】
ここで第１のばね５及び第２のばね７が直列につながれた場合、第１のばね５のばね定数をｋ１、第２のばね７のばね定数をｋ２とすると、合成ばね定数ｋｔは以下の式から求められる。なおばね定数ｋ１、ｋ２及びｋｔは、正の数であるものとする。
ｋｔ＝（ｋ１・ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）…（１）
【００４０】
（１）式より、合成ばね定数ｋｔは、第１のばね５のばね定数ｋ１、及び第２のばね７のばね定数ｋ２よりも小さいことが分かる。この結果は、ばね定数ｋ１とばね定数ｋ２の大小関係に依存しない。つまり第２のばね７のばね定数ｋ２が、第１のばね５のばね定数ｋ１よりも大きい場合、磁性体６が自由に移動する第１の操作荷重は、磁性体６の移動が規制される第２の操作荷重よりも小さい。また第１のばね５のばね定数ｋ１と第２のばね７のばね定数ｋ２が同じ値であった場合もまた同様であり、さらに第１のばね５のばね定数ｋ１が第２のばね７のばね定数ｋ２よりも大きい場合も同様である。
【００４１】
よって操作装置１は、磁性体６が開口８２内を移動する場合、操作荷重が軽く、磁性体６が電磁石９ａ及び電磁石９ｂによって移動を規制される場合、規制されない場合よりも操作荷重が重くなり、電磁石９ａ及び電磁石９ｂに電流を流すか否かによって、操作荷重を切り替えることが可能となる。
【００４２】
本実施の形態では、第１の操作荷重と第２の操作荷重の比は、一例として、およそ１：１０程度に設定される。つまり第１のばね５のばね定数ｋ１は、一例として、第２のばね７のばね定数ｋ２のおよそ９倍程度に設定される。
【００４３】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる。具体的には、操作装置１は、磁性体６を挟んで２つのばねを直列につなぎ、磁性体６の開口８２に対する移動を規制する、規制しないによって、容易に２つの操作荷重を形成することができる。従って操作装置１は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができるので、モータ等で操作荷重を生成する場合と比べて、製造コストが抑制される。
【００４４】
また上述のように、２つのばねを直列につなげた場合、それぞれのばね定数の大小に関係なく、磁性体６の移動が規制されない場合の操作荷重は、移動が規制される場合の操作荷重よりも必ず小さくなる。従って操作装置１は、操作荷重を生成するのに操作部の位置を検出し、高度な処理を行って操作荷重を制御する場合と比べて、容易に操作荷重を切り替えることができる。さらに操作装置１は、高度な処理を行う制御部が必要ないので、製造コストが抑制される。
【００４５】
さらに操作装置１は、操作荷重がばね定数により決定されるので、操作荷重の設定が容易となる。
【００４６】
操作装置１は、節度山３２がすり鉢形状を有しているので、操作者による操作レバー２２の支持がなくなると、制御することなく操作レバー２２を中立位置に復帰させることができる。
【００４７】
上記の実施の形態では、第１のばね５及び第２のばね７により操作荷重を生成していたが、これに限定されず、さらに複数のばねを直列に配置して操作荷重を生成する構成であっても良い。また第１の生成部及び第２の生成部は、樹脂等で形成された弾性部材であって良い。
【００４８】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形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。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…操作装置
２…操作部
３…節度部
４…節度ピース
５…第１のばね
６…磁性体
７…第２のばね
８…筒部
９ａ…電磁石
９ｂ…電磁石
２０…操作ノブ
２２…操作レバー
２３…支持機構部
２４…Ｘ軸方向支持部
２５…Ｙ軸方向支持部
３０…底面
３２…節度山
４０…先端部
４２…端部
６０…上面
６２…下面
８０…上面
８２…開口
８４…底面
２４０…本体
２４１…ガイド部
２４２…支持部
２４３…支持部
２５０…本体
２５１…ガイド部
２５２…支持部
２５３…支持部
【図１】
2013191045.tif 000003
【図２】
2013191045.tif 000004
【図３】
2013191045.tif 000005