(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動で回転操作され、その回転操作による回転方向および回転量に応じた信号を送出させる操作部材と、
前記回転操作による回転方向および回転量に応じて、前記操作部材に所定の操作感触を与えるモータと、
このモータの出力軸から回転力を入力されるサンギア、このサンギアに噛合い、このサンギアを中心に公転する複数のプラネットギア、これらプラネットギアと内周側で噛合うリングギア、公転する前記プラネットギアと一体的に回転するキャリア、および、このキャリアの回転力を前記操作部材に出力するキャリア軸を有する遊星歯車機構と、
この遊星歯車機構の前記リングギアを固定する固定部材と、
前記モータの出力軸の回転方向および回転量を検出する検出手段と、
この検出手段による検出結果に応じて前記モータの回転を制御する制御手段と、
前記サンギアと前記プラネットギアとの噛合わせを調整可能な調整手段と、
前記モータの出力軸が内部に配置されるようにブラケットを介して前記モータが固定され、前記調整手段が収納される第１ケースと、
この第１ケースに締結され、前記キャリア軸が挿通されるキャリア軸挿通部が設けられ、前記遊星歯車機構が収納される第２ケースとを備え、
前記調整手段が、前記サンギアを揺動可能に支持する支持手段を備え、前記サンギアおよび前記プラネットギアの一方が、太鼓状に形成され、
前記支持手段が、前記モータの前記出力軸に固定される第１回転体と、前記サンギアが固定され、前記第１回転体と係合して一体的に回転する第２回転体と、この第２回転体が揺動可能に支持されるように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させ、かつ、前記第１回転体と前記第２回転体とが一体的に回転するように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させる係合手段とを備えることを特徴とする手動入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、
前記支持手段が、前記第１回転体および前記第２回転体の一方の回転中心上に設けられる突部と、他方の回転中心上に設けられ、この突部と摺接する凹部とを備えることを特徴とする手動入力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の発明において、
前記検出手段が、前記モータの出力軸と一体的に回転するコード板を備え、このコード板が、前記第１回転体と一体に形成されることを特徴する手動入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車に搭載された電気機器の操作に用いられ、ノブなどの手動で回転操作される操作部材の回転量や回転方向に応じて、その操作部材を操作する操作者に操作感触を与えることができる手動入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば自動車には、エアコン、ラジオ、テレビ、オーディオなどの電気機器が搭載されている。これらの電気機器をそれぞれ異なる操作手段によって操作しようとすると、自動車の運転に支障をきたすことがある。そこで、運転の妨げにならないように、例えばエアコンの温度調節、ラジオのチューナの調節、テレビ、ラジオおよびオーディオの音量や音質の調節などは、１つの手動入力装置で行えるようになっている。この種の手動入力装置には、手動で回転操作されるノブなどの操作部材の回転量や回転方向に応じて、操作者が把持するノブに所定の操作感触を与え、これにより、ノブの操作性を向上させているものがある。
【０００３】
以下、従来の手動入力装置を図に基づいて説明する。
【０００４】
図６は、従来の手動入力装置の基本構成を示す説明図である。
【０００５】
従来の手動入力装置は、手動で回転操作されるノブ１と、このノブ１の回転方向および回転量に応じて所定の操作感触を与えるモータ１７と、ノブ１の回転方向および回転量を検出する検出手段と、この検出手段による検出結果に応じてモータ１７を制御する制御手段とを備えている。
【０００６】
検出手段は、モータ１７の出力軸１７ａに固定される大プーリ３５と、小プーリ３７と、大プーリ３５と小プーリ３７とに巻き掛けられるベルト３６、エンコーダ３１とによって構成されている。
【０００７】
エンコーダ３１は、円周に沿って図示しない複数のスリットが設けられ、小プーリ３７と一体的に回転するコード板１８と、このコード板１８を挟んで対向する発光部２８および受光部２７とを備えている。発光部２８はスリットに向かって発光し、受光部２７はスリットを通過した光を受けてノブ１の回転方向および回転量に相当する検出信号を、モータ１７の制御手段である制御装置３８に出力する。
【０００８】
この制御装置３８は、受光部２７からの検出信号が入力される入力部３９と、予め検出信号に対応するモータ１７の制御信号がテーブルの形で記憶されている記憶部４１と、検出信号に応じて記憶部４１に記憶されている制御信号を読み出す演算部４０と、演算部４０で読み出された制御信号をモータ１７に出力する出力部４２とを備えている。
【０００９】
このように構成された従来の手動入力装置では、ノブ１が回転されると、大プーリ３５、ベルト３６および小プーリ３７を介してコード板１８が回転する。そして、受光部２７は、スリットを通過した発光部２８からの光を受けて、検出信号を出力する。この検出信号は制御装置３８の入力部３９に入力される。演算部４０では、検出信号に応じて記憶部４１から制御信号が読み出される。この制御信号は、出力部４２からモータ１７に出力される。このモータ１７は、制御信号に基づいて出力軸１７ａから回転力を出力し、これにより、ノブ１に回転力が与えられる。
【００１０】
このようにして回転力を与えられるノブ１では、例えば、ラジオの音量が調節される際に、操作者が音量の上がる方向にノブ１を回転させると、その回転方向に対抗する方向の回転力がモータ１７によってノブ１に与えられ、これにより、操作者に抵抗感が与えられる。逆に、操作者が音量の下がる方向にノブ１を回転させると、その回転方向と同方向の回転力がモータ１７によってノブ１に与えられ、これにより、操作者に加速感が与えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の手動入力装置では、大プーリ３５と小プーリ３７とが並列していることから、手動入力装置の小型化・軽量化を図る際には、これら大プーリ３５および小プーリ３７を小さくすることが考えられる。しかし、小プーリ３７を小さくし過ぎると、ベルト３６との接触面積が小さくなり、大プーリ３５からの回転力の伝達効率が低下するので、小プーリ３７を小さくするには限界がある。また、ノブ１の回転量をある程度の分解能を高めて検出するには、その分解能を、小プーリ３７の径寸法と大プーリ３５の径寸法との比率で決定するので、小プーリ３７を小さくできないことに伴って、大プーリ３５も大きくなりがちである。
【００１２】
また、ノブ１とモータ１７の出力軸１７ａとが直結されていることから、ノブ１を摘みやすくするためにある程度大きなものにすると、モータ１７は、そのノブ１の大きさに見合った回転力を出力できなければならない。このため、モータ１７も大きくなりやすい。
【００１３】
これらのことから、従来の手動入力装置では小型化・軽量化が困難であり、したがって、自動車内などの限られたスペースに設けるには、好適なものではなかった。
【００１４】
本発明は、上述の不備を考慮してなされたもので、その目的は、小型化・軽量化が可能な手動入力装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明は、手動で回転操作され、その回転操作による回転方向および回転量に応じた信号を送出させる操作部材と、前記回転操作による回転方向および回転量に応じて、前記操作部材に所定の操作感触を与えるモータと、このモータの出力軸から回転力を入力されるサンギア、このサンギアに噛合い、このサンギアを中心に公転する複数のプラネットギア、これらプラネットギアと内周側で噛合うリングギア、公転する前記プラネットギアと一体的に回転するキャリア、および、このキャリアの回転力を前記操作部材に出力するキャリア軸を有する遊星歯車機構と、この遊星歯車機構の前記リングギアを固定する固定部材と、前記モータの出力軸の回転方向および回転量を検出する検出手段と、この検出手段による検出結果に応じて前記モータの回転を制御する制御手段と、前記サンギアと前記プラネットギアとの噛合わせを調整可能な調整手段と、前記モータの出力軸が内部に配置されるようにブラケットを介して前記モータが固定され、前記調整手段が収納される第１ケースと、この第１ケースに締結され、前記キャリア軸が挿通されるキャリア軸挿通部が設けられ、前記遊星歯車機構が収納される第２ケースとを備え、前記調整手段が、前記サンギアを揺動可能に支持する支持手段を備え、前記サンギアおよび前記プラネットギアの一方が、太鼓状に形成され、前記支持手段が、前記モータの前記出力軸に固定される第１回転体と、前記サンギアが固定され、前記第１回転体と係合して一体的に回転する第２回転体と、この第２回転体が揺動可能に支持されるように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させ、かつ、前記第１回転体と前記第２回転体とが一体的に回転するように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させる係合手段とを備える構成にしてある。
【００１６】
このように構成した本発明では、操作部材が例えば時計回りに回転されると、キャリア軸、すなわちキャリアが時計回りに回転する。リングギアは固定部材によって常に固定されいるので、各プラネットギアは、キャリアの時計回りの回転に伴って反時計回りに自転しながらサンギアを中心に時計回りに公転する。これに伴って、サンギアが時計回りに回転する。
【００１７】
このようにして回転するサンギアの回転速度は、キャリア軸の回転速度がサンギアとリングギアとの歯数比によって増速された回転速度である。したがって、モータの出力軸がサンギアと一体的に回転することによって、操作部材の回転量の分解能が高められる。そして、モータの出力軸の回転方向および回転量が検出手段によって検出される。
【００１８】
モータは、検出手段による検出結果に応じて制御手段によって制御され、出力軸から所定の回転力、例えば反時計回りの回転力を出力する。この反時計回りの回転力はサンギアに入力される。リングギアは固定部材によって常に固定されているので、各プラネットギアには、時計回りに自転しながらサンギアを中心に反時計回りに公転する方向の回転力が与えられる。すなわち、キャリアに反時計回りの回転力が与えられ、キャリア軸から反時計回りの回転力が出力される。
【００１９】
このようにしてキャリア軸から出力された回転力は、サンギアとリングギアの歯数比によってサンギアの回転力が増大された回転力である。この回転力は、キャリア軸から操作部材に与えられ、これにより、操作者は操作部材を時計回りに回転させたときに、操作感触として抵抗感を得ることができる。なお、回転操作による回転方向と同方向の回転力が操作部材に与えられれば、操作者は操作感触として加速感を得ることができる。
【００２０】
このように本発明では、操作者に所定の操作感触を与えることができるので、従来と同様の優れた操作性を得られるとともに、モータ、遊星歯車機構、検出手段および操作部材とをほぼ同軸上に配置できるので、手動入力装置全体をコンパクトにまとめることができ、小型化・軽量化が可能である。
【００２１】
また、本発明では、操作部材の回転を検出するときに、操作部材の回転量の分解能を、遊星歯車機構によって高めることができる。また、操作部材に回転力を与えるときに、モータの出力軸から出力された回転力を、遊星歯車機構によって増大させて操作部材に与えることができる。つまり、遊星歯車機構を利用することによって、操作部材の回転量の分解能を高めることと、モータから出力される回転力を増大させることとを、コンパクトな構造で行うことができる。したがって、この点においても小型化・軽量化が可能である。
【００２２】
なお、本発明では、調整手段によって、サンギアとプラネットギアとが適切に噛合った状態に調整し、ガタなどに起因する過大なバックラッシュの発生を防止できるので、操作部材とモータの出力軸間で高い回転力の伝達効率を確保できる。
【００２３】
また、前記調整手段は、前記サンギアを揺動可能に支持する支持手段を備え、前記サンギアおよび前記プラネットギアの一方が、太鼓状に形成される。
【００２４】
これにより、サンギアを揺動させて、プラネットギアの公転中心に対してサンギアの回転中心を斜めに位置させた状態で、サンギアとプラネットギアとを噛合わせることができ、この結果、モータの出力軸とキャリア軸とのずれを解消できる。
【００２５】
また、前記支持手段は、前記モータの出力軸に固定される第１回転体と、前記サンギアが固定され、前記第１回転体と係合して一体的に回転する第２回転体と、この第２回転体が揺動可能に支持されるように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させ、かつ、前記第１回転体と前記第２回転体とが一体的に回転するように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させる係合手段とを備える。
【００２６】
これにより、第１回転体と第２回転体とを係合手段によって係合させて、サンギアを揺動可能に支持することができ、かつ、第１回転体と第２回転とを一体的に回転させることができるので、出力軸から出力される回転力をサンギアに確実に入力できる。
【００２７】
また、上述の発明において、前記支持手段が、前記第１回転体および前記第２回転体の一方の回転中心上に設けられる突部と、他方の回転中心上に設けられ、この突部と摺接する凹部とを備えるようにしてもよい。
【００２８】
このように構成したものでは、サンギアに与えられた回転中心方向の力を第１回転体によって受止めることができるので、サンギアとプラネットギアを適切に噛合わせた状態を確実に保持できる。
【００２９】
また、上述の発明において、前記検出手段が、前記モータの出力軸と一体的に回転するコード板を備え、このコード板が、前記第１回転体と一体に形成されるようにしてもよい。
【００３０】
このように構成したものでは、部品点数を減少させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の手動入力装置の一実施形態を図に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の基本構成を示す説明図、図２は、本実施形態の要部を示す縦断面図、図３は、図２のII−II断面図、図４は、図２に示す第１回転体および第２回転体のＣ矢視図、図５は、サンギアとプラネットギアの噛合わせが調整された状態を示す縦断面図である。
【００３３】
本実施形態は、前述した従来技術と同様に、例えば自動車に搭載されるエアコン、ラジオ、テレビ、オーディオなどの電気機器をそれぞれ異なる操作手段によって操作しようとすると、自動車の運転に支障をきたすことがあるので、運転の妨げにならないように、例えばエアコンの温度調節、ラジオのチューナの調節、テレビ、ラジオおよびオーディオの音量や音質の調節などを１つの手動入力装置で行うことを可能にした手動入力装置である。
【００３４】
本実施形態は、図２に示すように、回転操作され、その回転操作による回転方向および回転量に応じた信号を送出させる操作部材、例えばノブ１と、このノブ１に、回転操作による回転方向および回転量に応じて所定の操作感触を与えるモータ１７とを備えている。
【００３５】
また、本実施形態は、モータ１７からサンギア２１に入力された回転力をキャリア軸２から出力し、ノブ１に回転力を与える遊星歯車機構３２と、遊星歯車機構３２のサンギア２１とプラネットギア７との噛合わせを調整可能な調整手段１１とを備えている。
【００３６】
また、本実施形態は、図１に示すように、モータ１７の出力軸１７ａの回転方向および回転量を検出する検出手段、すなわちエンコーダ３１と、このエンコーダ３１による検出結果に応じてモータ１７の回転を制御する制御手段、すなわち制御装置３８とを備えている。
【００３７】
また、本実施形態は、図２に示すように、上述の調整手段１１と上述のエンコーダ３１とが収納される第１ケース９と、上述の遊星歯車機構３２が収納される第２ケース６とを備えている。
【００３８】
第１ケース９には、同図２に示すように、モータ１７の出力軸１７ａが第１ケース９内に配置されるように、ブラケット１３を介してモータ１７を固定してある。また、この第１ケース９は、図示しないねじが挿通されるねじ挿通部１２と、エンコーダ３１に備えられる発光部２８や受光部２７などが設けられる基板２６が収納される基板収納部３３とを備えている。また、第１ケース９の開口側の各ねじ挿通部１２付近には、ブラケット１３に設けられた小穴１５に挿入され、ブラケット１３を位置決めする突起部１６を設けてある。
【００３９】
ブラケット１３には、第１ケース９のねじ挿通部１２に対応するねじ挿通部１４が設けてある。このねじ挿通部１４付近には、上述の小穴１５を設けてある。また、このブラケット１３には、上述の基板２６を固定する固定部３０を設けてある。
【００４０】
第２ケース６には、遊星歯車機構３２のキャリア軸２が挿通されるキャリア軸挿通部４を設けてある。ノブ１は、このキャリア軸挿通部４に挿通されたキャリア軸２に固定してある。キャリア軸２には、キャリア軸挿通部４の開口部付近でリングピン３を取付けて、キャリア軸２の第２ケース６側への移動を規制してある。また、第２ケース６には、第１ケース９に設けられたねじ挿通部１２に対応するねじ挿通部１０を設けてある。これらねじ挿通部１２，１０には、図示しないねじが挿通されて、第１ケース９と第２ケース６とが締結される。
【００４１】
制御装置３８は、前述した従来技術に備えられているものと同様のものである。この制御装置３８について、重複するが再度説明する。
【００４２】
この制御装置３８は、図１に示すように、受光部２７から出力された検出信号が入力される入力部３９と、予め検出信号に対応する制御信号がテーブルの形で記憶されている記憶部４１と、検出信号に応じて記憶部４１に記憶されている制御信号を読み出す演算部４０と、演算部４０で読み出された制御信号をモータ１７に出力する出力部４２とを備えている。
【００４３】
エンコーダ３１は、図２，４に示すように、コード板１８と、このコード板１８を挟んで対向する発光部２８および受光部２７、制御装置３８に接続されるコネクタ２９と、これら発光部２８、受光部２７およびコネクタ２９が設けられる上述の基板２６とから構成してある。コード板１８には、図４に示すように、円周に沿って複数のスリット１８ａを設けてある。発光部２８は、スリット１８ａに向かって発光し、受光部２７は、スリット１８ａを通過した光を受けて、ノブ１の回転方向および回転量に相当する検出信号を出力する。
【００４４】
遊星歯車機構３２は、図２，３に示すように、モータ１７の出力軸１７ａからの回転力を入力されるサンギア２１と、このサンギア２１に噛合い、このサンギア２１を中心に公転する複数、例えば３つのプラネットギア７と、これらプラネットギア７と内周側で噛合うリングギア３４と、各プラネットギア７を回転可能に支持する３つのプラネットギア軸８を有し、公転するプラネットギア７と一体的に回転するキャリア５と、このキャリア５の回転力をノブ１に出力するキャリア軸２とを備えている。サンギア２１とリングギア３４の歯数比は、例えば１：５に設定してある。リングギア３４は、常に固定されているように、第２ケース６内壁に一体に設けてある。
【００４５】
調整手段１１は、図２，４に示すように、太鼓状に形成されたサンギア２１と、モータ１７の出力軸１７ａに固定される第１回転体４３と、サンギア２１が固定され、第１回転体４３と一体的に回転する第２回転体４４とを備えている。また、第２回転体４４が揺動可能に支持されるように、第１回転体４３と第２回転体４４とを係合させ、かつ、第１回転体４３と第２回転体４４とが一体的に回転するように、第１回転体４３と第２回転体４４とを係合させる係合手段を設けてある。
【００４６】
係合手段は、図２，４に示すように、第１回転体４３の回転中心から等距離で、角度９０°ごとの４箇所に設けられる第１係合子１９と、第２回転体４４に設けられ、第１係合子１９と係合する４つの第２係合子２３とから構成してある。第１係合子１９は、第２係合子２３が配置される切欠き１９ａを有し、第１係合子１９と第２係合子２３とが相対的に回転中心を中心とする円周方向の移動を規制している。
【００４７】
また、第１回転体４３には、コード板１８と、上述の第１係合子１９とを一体に設けてある。また、第１回転体４３の中央には、第２回転体４４の揺動中心Ｏを中心とする球面状の凹部２０を設けてある。
【００４８】
また、第２回転体４４は、サンギア２１と、このサンギア２１と一体の半球状の半球部２２と、この半球部２２の裾部に設けられた上述の第２係合子２３と、第２回転体４４の回転中心上に設けられ、第１回転体４３に設けられた凹部２０に摺接する突部２４とを備えている。なお、第１ケース９には、第２回転体４４の半球部２２の第２ケース６側への移動を規制する規制孔２５を設けてある。
【００４９】
このように構成した本実施形態では、図２において、ノブ１が例えば時計回りであるＡ方向に回転されると、キャリア軸２、すなわち、キャリア５が時計回りに回転する。リングギア３４は第２ケース６に常に固定されいるので、各プラネットギア７は、キャリア５の時計回りの回転に伴って、反時計回りに自転しながらサンギア２１を中心に時計回りに公転する。これに伴って、サンギア２１は時計回りに回転する。なお、ノブ１が反時計回り、すなわちＢ方向に回転されたのであれば、サンギア２１は反時計回りで回転する。
【００５０】
このようにして回転するサンギア２１の回転速度は、キャリア軸２の回転速度がサンギア２１とリングギア３４との歯数比によって増速された回転速度である。モータ１７の出力軸１７ａが、第２回転体４４と第１回転体４３を介してサンギア２１と一体的に回転することによって、ノブ１の回転量の分解能が高められる。本実施形態では、サンギア２１とリングギア３４との歯数比を１：５に設定してあるので、ノブ１の回転量の分解能は５倍に高められる。
【００５１】
そして、エンコーダ３１では、コード板１８のスリット１８ａを通過した発光部２８からの光を受光部２７が受けることによって、モータ１７の出力軸１７ａの回転方向および回転量が検出される。受光部２７からは、検出された回転方向および回転量に相当する検出信号が出力され、この検出信号が制御装置３８の入力部３９に入力される。演算部４０では、検出信号に応じた制御信号が記憶部４１から読み出される。この制御信号は出力部４２から出力される。モータ１７は、制御信号に基づいて出力軸１７ａから例えば反時計回りの回転力を出力する。
【００５２】
この反時計回りの回転力は、第１回転体４３と第２回転体４４とを介してサンギア２１に入力される。リングギア３４は第２ケース６に常に固定されているので、各プラネットギア７には、サンギア２１に回転力が入力されたことに伴って、時計回りに自転しながらサンギア２１を中心に反時計回りに公転する方向の回転力が与えられる。これに伴って、キャリア５に反時計回りの回転力が与えられ、キャリア軸２から反時計回りの回転力が出力される。
【００５３】
このようにしてキャリア軸２から出力された回転力は、サンギア２１とリングギア３４との歯数比によってサンギア２１の回転力が増大された回転力である。本実施形態では、サンギア２１とリングギア３４との歯数比を１：５に設定してあるので、サンギア２１に入力された回転力は、５倍に増大されてキャリア軸２から出力されてノブ１に与えられる。これにより、操作者がノブ１を時計回りに回転させたときに、操作者に操作感触として抵抗感を与えることができる。なお、回転操作と同方向の回転力がノブ１に与えられれば、操作者に操作感触として加速感を与えることができる。
【００５４】
このようにして回転力を与えられるノブ１では、例えば、ラジオの音量が調節される際に、操作者が音量の上がるＡ方向にノブ１を回転させると、ノブ１の回転方向に抗する回転力がモータ１７によってノブ１に与えられ、これにより、操作者に抵抗感を与えることができる。逆に、音量の下がるＢ方向にノブ１が回転されると、ノブ１の回転方向と同方向の回転力がモータ１７によってノブ１に与えられ、これにより、操作者に加速感を与えることができる。したがって、操作者は、ノブ１の回転方向および回転量に応じた操作感触を得ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、調整手段１１を備えている。この調整手段１１について次に説明する。
【００５６】
本実施形態では、各部品の公差を吸収しつつサンギア２１、プラネットギア７およびリングギア３４を噛合わせるために、これらサンギア２１、プラネットギア７、リングギア３４間にガタを設ける必要がある。しかし、このガタに起因して、大きなバックラッシュが発生し、モータ１７、ノブ１間の回転力の伝達効率が悪くなることがある。
【００５７】
そこで、例えば図５に示すように、ガタに起因して、モータ１７の出力軸１７ａとキャリア軸２とが上下方向に寸法ａだけずれた場合に、調整手段１１によってサンギア２１の位置を移動させ、サンギア２１とプラネットギア７が適切に噛合うようにしてある。
【００５８】
すなわち、この場合、第２回転体４４を揺動中心Ｏを中心に、プラネットギア７の公転中心軸Ａの方へ揺動させる。このとき、サンギア２１は太鼓状なので、サンギア２１の回転中心軸Ｂがプラネットギア７の公転中心軸Ａに対して寸法ａずれた状態でも、プラネットギア７と噛合い、これにより、寸法ａのずれは解消される。
【００５９】
このとき、図５に示す第２係合子２３は、第２回転体４４の揺動された角度に応じて、第１係合子１９に設けられた切欠き１９ａ内で移動する。なお、図５には示されていない残りの２つの第２係合子２３は、第２回転体４４の揺動軸、すなわち揺動中心Ｏを形成している。
【００６０】
また、第２回転体４４の突部２４は、第２回転体４４の揺動された角度に応じて、凹部２０上を摺動する。これにより、サンギア２１に与えられた回転軸方向の力が第１回転体４３によって受止められ、サンギア２１の回転中心方向の移動が規制される。
【００６１】
このように調整手段１１では、サンギア２１、プラネットギア７、リングギア３４間にガタを設けることで、各部品の公差を吸収しつつ、サンギア２１、プラネットギア７、リングギア３４を組付ける際に、サンギア２１とプラネットギア７の噛合わせを調整して、ガタに起因する過大なバックラッシュの発生を防止し、ノブ１、モータ１７の出力軸１７ａ間で高い伝達効率を確保できる。
【００６２】
このように本実施形態では、ノブ１の回転方向および回転量に応じて、ノブ１に同方向、または反対方向のモータ１７から回転力が伝えられるので、操作者に抵抗感や加速感などの所定の操作感触を与えることができ、自動車などの運転中のように目が離せない場合に、ノブ１でどのような操作を行っているかを目視せずに把握できる。したがって、優れた操作性を得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、モータ１７、遊星歯車機構３２、エンコーダ３１およびノブ１をほぼ同軸上に配置できるので、手動入力装置全体をコンパクトにまとめることができる。これにより、小型化・軽量化が可能である。特に小型化が可能なことから、自動車内などの限られたスペースに設けるのに好適である。
【００６４】
また、本実施形態では、ノブ１の回転がモータ１７の出力軸１７ａに伝達されるときに、ノブ１の回転量の分解能を遊星歯車機構３２によって高めることができる。また、ノブ１を駆動させるときに、モータ１７から出力された回転力を遊星歯車機構３２によって増大させてノブ１に回転力を与えることができる。すなわち、遊星歯車機構３２を利用することによって、モータ１７から出力される回転力を増大させることと、ノブ１の回転量の分解能を高めることとを、コンパクトな構造で行うことができる。したがって、この点においても、小型化・軽量化が可能である。
【００６５】
また、本実施形態では、調整手段１１によってサンギア２１とプラネットギア７とが適切に噛合った状態に調整し、ガタなどに起因する過大なバックラッシュの発生を防止できるので、ノブ１とモータ１７の出力軸１７ａ間で高い伝達効率を確保できる。すなわち、加工精度を高めて各部品の公差を小さくすることなく、ノブ１とモータ１７の出力軸１７ａ間で高い伝達効率を確保でき、これにより、コストの削減を図ることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、第１回転体４３と第２回転体４４とを係合子１９、２３によって係合させたので、サンギア２１を揺動可能に支持するだけでなく、モータ１７の出力軸１７ａから出力される回転力をサンギア２１に確実に入力でき、したがって、出力軸１７ａからサンギア２１に伝達される回転力の伝達効率の低下を防止できる。
【００６７】
また、本実施形態では、第１回転体４３に凹部２０を設け、第２回転体４４に突部２４を設けたので、サンギア２１に与えられた回転中心方向の力が第１回転体４３によって受止められ、サンギア２１の回転中心方向の移動が規制されるので、サンギア２１とプラネットギア７とを適切に噛合わせた状態を確実に保持でき、したがって、サンギア２１とプラネットギア７の動作不良を防止できる。
【００６８】
また、本実施形態では、コード板１８を、第１回転体４３と一体に形成したので、部品点数を減少させることができ、したがって、コストの削減を図ることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、操作者に所定の操作感触を与えることによって優れた操作性が得られるとともに、モータ、遊星歯車機構、検出手段および操作部材とをほぼ同軸上に配置できるので、本実施形態全体をコンパクトにまとめることができる。したがって、小型化・軽量化が可能である。特に小型化が可能なことから、限られたスペースに設けるのに好適である。
【００７０】
また、本発明では、操作部材の回転を検出するときに、遊星歯車機構によって操作部材の回転量の分解能を高めることができる。また、操作部材を駆動させるときに、遊星歯車機構によってモータから出力された回転力を増大して操作部材に回転力を与えることができる。すなわち、遊星歯車機構を利用することによって、モータから出力される回転力を増大させることと、操作部材の回転量の分解能を高めることとを、コンパクトな構造で実現でき、この点においても小型化・軽量化が可能である。
【００７１】
また、本発明では、調整手段によって、サンギアとプラネットギアとが適切に噛合った状態に調整し、ガタなどに起因する過大なバックラッシュの発生を防止できるので、操作部材とモータの出力軸間で高い回転力の伝達効率を確保できる。すなわち、加工精度を高めて各部品の公差を小さくすることなく、操作部材とモータの出力軸間で高い回転力の伝達効率を確保でき、これにより、コストの削減を図ることができる。
【００７２】
また、本発明では、前記調整手段が、前記サンギアを揺動可能に支持する支持手段を備え、前記サンギアおよび前記プラネットギアの一方が、太鼓状に形成される。これにより、サンギアを揺動させて、プラネットギアの公転中心に対してサンギアの回転中心を斜めに位置させた状態で、サンギアとプラネットギアとを噛合わせることができるので、モータの出力軸とキャリア軸とのずれを解消できる。したがって、プラネットギアとサンギアとの噛合わせを確実におこなうことができる。
【００７３】
また、本発明では、前記支持手段が、前記モータの出力軸に固定される第１回転体と、前記サンギアが固定され、前記第１回転体と係合して一体的に回転する第２回転体と、この第２回転体が揺動可能に支持されるように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させ、かつ、前記第１回転体と前記第２回転体とが一体的に回転するように前記第１回転体と前記第２回転体とを係合させる係合手段とを備える。これにより、第１回転体と第２回転とを係合手段によってサンギアを揺動可能に支持することができ、かつ、第１回転体と第２回転体とを一体的に回転させることができるので、出力軸から出力される回転力をサンギアに確実に入力できる。したがって、出力軸からサンギアに伝達される回転力の伝達効率の低下を防止できる。
【００７４】
また、上述の発明において、前記支持手段が、前記第１回転体および前記第２回転体の一方の回転中心上に設けられる突部と、他方の回転中心上に設けられ、この突部と摺接する凹部とを備えるようにすれば、サンギアに与えられた力を第１回転体によって受止めることができるので、サンギアとプラネットギアとを適切に噛合わせた状態を確実に保持できる。したがって、サンギアとプラネットギアの動作不良を防止できる。
【００７５】
また、上述の発明において、前記検出手段が、前記モータの出力軸と一体的に回転するコード板を備え、このコード板が、前記第１回転体と一体に形成されれば、部品点数を減少させることができる。したがって、コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の手動入力装置の一実施形態の基本構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図３】図２のII−II断面図である。
【図４】図２に示す第１回転体および第２回転体のＣ矢視図である。
【図５】サンギアとプラネットギアの噛合わせが調整された状態を示す縦断面図である。
【図６】従来の手動入力装置の基本構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ノブ（操作部材）
２  キャリア軸
５  キャリア
６  第２ケース（固定部材）
７  プラネットギア
９  第１ケース
１１  調整手段
１７  モータ
１７ａ  出力軸
１８  コード板
１９  第１係合子（係合手段）
２０  凹部
２１  サンギア
２２  半球部
２３  第２係合子（係合手段）
２４  突部
３１  エンコーダ（検出手段）
３２  遊星減速機構
３４  リングギア
３８  制御装置（制御手段）
４３  第１回転体
４４  第２回転体
【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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