操作感触付与型入力装置
【課題】スラスト方向への小型化を図ることができる操作感触付与型入力装置を提供する。
【解決手段】操作感触付与型入力装置１０の回転軸１４にはラジアル方向に拡がるロータ部材２０が設けられている。また、ロータ部材２０に隣接して摩擦板２２が設けられており、この摩擦板２２は回転軸１４に固定されておらず、そのスラスト方向へも変位自在である。ロータ部材２０の回転は伝達機構によって摩擦板２２に伝達されるが、電磁ブレーキ２４で摩擦板２２を吸着した状態では、伝達機構を構成するクリップ状部材３０が回転方向に弾性変形してロータ部材２０の回転を許容する。弾性変形を生じるクリップ状部材３０が中心軸線ＣＬ上に設けられていないため、その分、スラスト方向の大型化が抑えられる。
【解決手段】操作感触付与型入力装置１０の回転軸１４にはラジアル方向に拡がるロータ部材２０が設けられている。また、ロータ部材２０に隣接して摩擦板２２が設けられており、この摩擦板２２は回転軸１４に固定されておらず、そのスラスト方向へも変位自在である。ロータ部材２０の回転は伝達機構によって摩擦板２２に伝達されるが、電磁ブレーキ２４で摩擦板２２を吸着した状態では、伝達機構を構成するクリップ状部材３０が回転方向に弾性変形してロータ部材２０の回転を許容する。弾性変形を生じるクリップ状部材３０が中心軸線ＣＬ上に設けられていないため、その分、スラスト方向の大型化が抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができ、その際、操作者に力学的な操作感触を付与することができる操作感触付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の操作感触付与型入力装置に関して、操作ノブの回転を電磁ブレーキで規制することにより、操作ノブの回転に抵抗感を付与する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術は、例えばロータリエンコーダで操作ノブの回転角を検出しながら電磁ブレーキの動作を制御し、操作ノブがある程度の回転角まで操作されると、そこで一気に電磁ブレーキを駆動して操作ノブの回転を阻止してロックを掛けることができる。これにより、操作者に対して回転方向への抵抗感（壁に突き当たった感触）を付与し、それ以上の回転ができないことを感覚的に伝えることができる。
【０００３】
ただし、電磁ブレーキによるロックは、機械的なストッパ等で回転を規制する場合と異なり、それまでと反対方向への回転をも規制するものであるから、操作者が操作ノブを反対方向へ戻そうとしても、依然として操作ノブがロック状態で固定されたままになってしまう。そこで上記の先行技術は、操作ノブと電磁ブレーキとの間に弾性部材を介在させ、ロックがかかった状態で操作ノブが操作された場合は弾性部材が撓むことにより、ロック後に与えられた回転方向を検出できる余地を設けている。これにより、それまでと同じ方向に操作ノブを回そうとしている場合はロック状態を継続しつつ、反対方向に操作ノブを戻そうとしている場合はロックを解除するといった柔軟な制御を実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−１９１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した先行技術は、操作ノブにロック感触を付与している状態であっても、それまでと反対方向へ操作ノブにわずかの操作力を与えるだけで容易にロック状態を解除することができるので、操作の利便性に優れるという利点があり、依然としてその技術的価値は高いものである。
【０００５】
その上で本発明の発明者は、先行技術で用いられている弾性部材は、比較的弱い操作力でもねじり変形（撓み）を生じる必要があり、そのためにはスラスト方向（回転軸線の方向）にある程度の長さを必要とする点に着目し、さらなる改良を検討するに至った。すなわち本発明は、スラスト方向への小型化を実現することができる操作感触付与型入力装置の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、操作者により回転操作される回転操作部材とともに回転可能に支持された回転軸と、この回転軸とともに回転する被検出体を有するとともに、この被検出体の回転状態を検出する検出部を有した回転検出手段と、回転軸のラジアル方向に拡がって設けられ、回転軸とともに回転するロータ部材と、回転軸及びロータ部材と同じ中心軸線回りに回転可能に設けられるとともにロータ部材に対してそのスラスト方向に変位自在に設けられた摩擦板と、ロータ部材の回転を摩擦部材に伝達して摩擦板をロータ部材に追従して回転させる回転伝達機構と、摩擦板をロータ部材のスラスト方向に吸着し、この吸着により発生する摩擦力で摩擦板の回転を規制する回転規制手段と、回転検出手段の検出結果に基づき回転規制手段の作動状態を制御する制御手段と、回転規制手段により摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材が回転操作されると、回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与してロータ部材とともに被検出体が摩擦板に対して相対的に回転するのを許容する回転弾性付与手段とを備えた操作感触付与型入力装置である。
【０００７】
本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の基本的な構成において以下の機能を発揮する。すなわち、回転操作部材が操作者（ユーザ）により回転操作されると、それに応じて回転操作部材とともに回転軸が回転する。また回転軸が回転することで、被検出体がともに回転し、その回転状態が検出部によって検出される。またロータ部材は、回転軸のラジアル方向に拡がった状態で回転軸とともに回転する。このとき制御手段が回転規制手段を作動（摩擦板の回転を規制）させていなければ、回転伝達機構によってロータ部材の回転が摩擦板に伝達され、摩擦板が回転軸及びロータ部材に追従して回転する。これに対し、制御手段が回転規制手段を作動させた場合、回転操作部材が操作されることで回転伝達機構は引き続きロータ部材の回転を摩擦板に伝達しようとするが、このとき回転弾性付与手段が回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与するので、摩擦板に伝達されるはずの回転は弾性力によって吸収される。これにより、摩擦板の回転が規制（ロック）された状態でもロータ部材とともに被検出体の回転が許容され、その回転状態（回転方向）の検出が可能となる。したがって制御手段は、例えば摩擦板の回転を規制させる前と反対方向への回転が検出された場合、回転規制手段の作動を停止させて回転操作部材の自由な回転を可能にするといった制御が実現可能となる。
【０００８】
その上で、第１に本発明の操作感触付与型入力装置は以下の点に特徴を有する。すなわち回転伝達機構は、摩擦板に設けられた係合突起と、ロータ部材に設けられた係合挟部とから構成される。このうち係合突起は、摩擦板からロータ部材に向けて突出するものであり、また係合挟部は、ロータ部材の回転方向でみて両側から係合突起を挟み込んだ状態でロータ部材からの回転力を係合突起に伝達する一対の挟壁を有している。そして回転弾性付与手段は、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材が回転操作された場合、係合突起からの反力で弾性変形することにより、係合挟部を変位させてロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部から構成されている。
【０００９】
本発明の操作感触付与型入力装置によれば、係合挟部が係合突起を回転方向の両側から挟み込んで回転を伝達する構成であって、摩擦板の回転が規制された場合、弾性部による弾性変形の方向は回転方向（又はその反対方向）に合致する。このため弾性部は、特にスラスト方向への長さについて制約を受けることなく弾性変形が可能であるため、構造的にスラスト方向への大型化を招くことがない。
【００１０】
第２に本発明の操作感触付与型入力装置は、以下の点に特徴を有する。すなわちロータ部材は、摩擦板からロータ部材に向けて突出した係合突起を受け入れる受入部を有する構成である。この受入部は、回転方向でみて係合挟部の両側に間隔をおいて設けられた一対の規制壁を含むものであり、これら規制壁の間に係合突起を受け入れた状態で一対の規制壁の間を係合突起が相対的に回転方向へ移動するのを許容するとともに規制壁を係合突起に当接させた状態で係合突起の移動を規制することができる。
【００１１】
この場合、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材に操作力が与えられたとしても、弾性部の弾性変形に伴って一対の規制壁の間で係合突起が相対的に移動するため、上記のように被検出体の回転状態を検出することができる。また、ある程度の角度まで回転操作が行われると、やがて係合突起が一対の規制壁のいずれか一方に当接することで、それ以上の回転は規制されることになる。これにより、弾性部が過度に変形（例えば降伏）したり、破損したりするのを防止することができる。
【００１２】
第３に本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の基本的な構成を有しつつ、以下の点に特徴を有する態様であってもよい。すなわち回転伝達機構は、ロータ部材に係合突起が設けられており、摩擦板に係合挟部が設けられている構成である。この場合、係合突起はロータ部材から摩擦板に向けて突出するものとなり、また係合挟部は、摩擦板の回転方向でみて両側から係合突起を挟み込んだ状態で係合突起を通じてロータ部材から回転力の伝達を受ける一対の挟壁を有するものである。そして回転弾性付与手段は、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材が回転操作された場合、係合挟部からの反力を受けて弾性変形することにより、係合突起を変位させてロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部から構成されている。
【００１３】
このような態様であっても、本発明の操作感触付与型入力装置によれば、係合突起が係合挟部に回転方向の両側から挟み込まれた状態で回転を伝達する構成であって、摩擦板の回転が規制された場合、弾性部の弾性変形の方向と係合突起の変位方向は回転方向（又はその反対方向）に合致したものとなる。このため弾性部は、特にスラスト方向への長さについて制約を受けることなく弾性変形が可能であるため、構造的にスラスト方向への大型化を招くことはない。
【００１４】
第４に本発明の操作感触付与型入力装置は、以下の点に特徴を有する。すなわち係合突起が設けられたロータ部材は、係合突起の両側に形成されてその変位を許容したり、規制したりする一対の切欠部を有する構成である。すなわち一対の切欠部は、回転方向でみて係合突起の両側に間隔をおいて一対の規制壁を形成するものであり、これら規制壁の間にて係合突起の回転方向への変位を許容するとともに規制壁に係合突起を当接させた状態で係合突起の変位を規制することができる。
【００１５】
このような一対の切欠部（一対の規制壁）をロータ部材が有することにより、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材に操作力が与えられた場合、弾性部の弾性変形に伴って一対の規制壁の間（切欠部の範囲内）で係合突起が相対的に移動することで、上記のように被検出体の回転状態を検出可能とする。また、ある程度の角度まで回転操作が行われると、やがて係合突起が一対の規制壁のいずれかに当接することで、それ以上の回転は規制されることになる。これにより、弾性部が過度に変形（例えば降伏）したり、破損したりするのを防止することができる。
【００１６】
第５に本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の第４の特徴について以下の構成を有するものであってもよい。すなわちロータ部材は、回転軸を中心とした円盤形状をなす本体部を有しており、この本体部の外周縁から回転軸に向かって一対の切欠部が形成されている。そして、本体部のうち一対の切欠部に挟まれて内周位置から外周縁まで半島形状に延びる部位の一部が係合突起として形成されるとともに、その内周位置における基端部が弾性部として形成されている。
【００１７】
このような構成であれば、ロータ部材そのものに係合突起や弾性部を形成することができるので、それだけ部品点数を削減することができる。
【００１８】
第６に本発明の操作感触付与型入力装置は、上述した第１から第５の特徴について以下の構成を有してもよい。すなわち摩擦板は、回転軸を厚み方向に挿通させる貫通孔と、この貫通孔の内周面と回転軸の外周面との間に確保されたクリアランスとを有しており、このクリアランスにより回転軸の中心軸線方向に拘束されることなく摩擦板のスラスト方向への変位が許容されている。
【００１９】
この場合、摩擦板がスラスト方向へ変位自在であって、なおかつ回転軸の中心軸線方向には拘束されないので、回転規制手段に対して摩擦板を常に一様に吸着させることができる。この点、例えば回転軸の外周面に沿って摩擦板がスライドする構造では、摩擦板が回転軸によって中心軸線方向に拘束されるため、回転軸と回転規制手段との位置関係や、そのときの中心軸線と回転規制手段との間の角度によって摩擦板を回転規制手段に吸着させる際の状態が変化し、それによって摩擦力にばらつきが生じる可能性がある。これに対し、上記のようなクリアランスが確保されている構造であれば、回転軸に影響されることなく摩擦板を回転規制手段に吸着させることができるので、安定して摩擦力を発生させることができる。
【００２０】
第７に本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の第３から第６の特徴について以下の構成を有してもよい。すなわちロータ部材には、その回転方向で少なくとも３箇所に係合突起が設けられるとともに、摩擦板には係合突起と同数の係合挟部が設けられていることが望ましい。
【００２１】
このような構成であれば、ロータ部材の回転方向に分布して係合突起と係合挟部との係合が行われるので、その回転中心（中心軸線）に対する横ずれを防止することができる。
【００２２】
第８に本発明の操作感触付与型入力装置は、摩擦板に対して吸着方向への弾性力を付与し、この弾性力により回転規制手段に摩擦板を接触させた状態でその自在な回転を許容する接触弾性付与手段をさらに備えていてもよい。
【００２３】
この場合、特に制御手段が回転規制手段を作動させていない状態であっても、常に弾性力によって摩擦板が回転規制手段に接した状態が維持される。このため、制御手段が回転規制手段を作動させた瞬間に、その吸着によって摩擦板が回転規制手段に衝突したり、それによって衝撃音が発生したりするのを防止することができる。
【００２４】
上記の接触弾性付与手段は、ロータ部材から摩擦板に向けて突出する係合突起を摩擦板に押し付けることにより、係合突起を通じて吸着方向への弾性力を付与する構成が好ましい。
【００２５】
このような構成であれば、接触弾性付与手段としての部品を新たに設ける必要がないので、その分、部品点数の増加を抑えることができる。また、係合突起が係合挟部から抜け出てしまうのを抑えることで、ロータ部材の空回りを防止することができる。
【００２６】
なお、上述した第５の特徴を有する場合、ロータ部材の本体部のうち一対の切欠部に挟まれて内周位置から外周縁まで半島形状に延びる部位の内周位置における基端部を弾性部として形成するとともに、この基端部を接触弾性付与手段として形成することもできる。このような態様であれば、ロータ部材の部品に多くの機能を持たせることができ、より合理的な構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明の操作感触付与型入力装置は、これまでと同様の基本的な機能性を損なうことなく、スラスト方向への小型化を図ることができる。また、無理な操作によって部品を損傷することがなく、耐久性に優れた構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器（コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器）をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス（ユーザインタフェース）として利用することができる。また操作感触付与型入力装置には、その具体的な構造の違いによりいくつかの実施形態が挙げられる。以下、操作感触付与型入力装置について複数の好ましい実施形態を挙げて説明する。
【００２９】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の操作感触付与型入力装置１０の全体的な構成を示す概略図である。図１中、操作感触付与型入力装置１０の機械的な構成は、その大部分が縦断面により示されている。また図１中、操作感触付与型入力装置１０の電気的な構成はブロック図により示されている。
【００３０】
〔回転操作部材〕
操作感触付与型入力装置１０は回転操作部材１２を備えており、この回転操作部材１２は、例えば回転式のつまみ形状（ダイヤル形状）をなしている。操作者は回転操作部材１２をつまんだ状態で回転操作することができ、このとき回転操作部材１２は図中に一点鎖線で示される中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３１】
〔回転軸〕
回転操作部材１２は、例えば回転軸１４の一端に連結されている。この回転軸１４は上記の中心軸線ＣＬに沿って回転操作部材１２から一方向（図１中の下方向）に延びており、回転軸１４は回転操作部材１２とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３２】
〔回転状態の検出〕
回転軸１４の外周には、被検出体であるコード板１６が取り付けられている。このコード板１６は回転軸１４を中心とした薄板の円盤形状をなしており、その周方向には一定ピッチで図示しないスリットが形成されている。またコード板１６の外周部には、回転方向の基準位置を基点として周方向に図示しないインデックス（遮光部）が形成されている。
【００３３】
回転軸１４の近傍位置には、検出部として例えば２つのフォトインタラプタ１８，１９が設置されており、このうち一方のフォトインタラプタ１８の配置は、その検出光がコード板１６のスリットを透過する位置関係に調整されている。また他方のフォトインタラプタ１９の配置は、その検出光が上記の基準位置でインデックスに遮られる位置関係に調整されている。回転操作部材１２が回転操作されると、これに伴って回転軸１４とともにコード板１６が回転し、一方のフォトインタラプタ１８から回転角信号（エンコーダパルス）が出力される。また、そのときの回転方向に応じて他方のフォトインタラプタ１９から基準位置に対する回転方向信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が出力される。
【００３４】
〔ロータ部材〕
また回転軸１４には、例えばその長手方向でみた中央付近にロータ部材２０が取り付けられている。ロータ部材２０は、例えば円盤形状の本体部２０ａを有しており、この本体部２０ａは回転軸１４を中心としてラジアル方向に拡がっている。本体部２０ａの中央位置には貫通孔２０ｂが形成されており、この貫通孔２０ｂは本体部２０ａを厚み方向に貫通して形成されている。そしてロータ部材２０は、貫通孔２０ｂの内部に回転軸１４を挿通させた状態で回転軸１４に固定（嵌合）されている。このためロータ部材２０は、回転操作部材１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３５】
〔摩擦板〕
また回転軸１４には、その長手方向でみてロータ部材２０に隣接する位置に摩擦板２２が取り付けられている。この摩擦板２２もまた、例えば円盤形状の本体部２２ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２２ｂが形成されている。摩擦板２２の挿通孔２２ｂもまた本体部２２ａを厚み方向に貫通しているが、その内径は回転軸１４の外径よりもわずかに大きい。このため摩擦板２２は回転軸１４に対して固定されておらず、回転軸１４やロータ部材２０に対しては中心軸線ＣＬの回りに相対回転が可能な状態で支持されている。
【００３６】
また摩擦板２２は、挿通孔２２ｂ内に回転軸１４を挿通させた状態で、その長手方向（スラスト方向）に変位することも可能である。なお回転軸１４の外周面と挿通孔２２ｂの内周面との間には、例えば回転軸１４に沿ってスライド自在な軸受（図示していない）が設けられていてもよい。また摩擦板２２は、その全体が磁性材料（例えば鉄）で構成されている。
【００３７】
〔電磁ブレーキ（回転規制）〕
操作感触付与型入力装置１０は、例えば電磁ブレーキ２４を備えている。この電磁ブレーキ２４は、例えば中空の円柱形状をなすケース型コア２４ａを有しており、このケース型コア２４ａの内部にフープ状の巻線２４ｂを配置した構造である。ケース型コア２４ａの中央には例えば樹脂製の軸受２４ｃが設けられており、回転軸１４の他端部（図１でみて下端部）はこの軸受２４ｃを介してケース型コア２４ａに回転自在に支持されている。電磁ブレーキ２４は、巻線２４ｂに通電された状態でケース型コア２４ａに電磁力を発生させ、上記の摩擦板２２をスラスト方向に吸着することができる。
【００３８】
なお、回転軸１４の他端はケース型コア２４ａを貫通してロータ部材２０や摩擦板２２と反対方向（図１でみて下方向）へ突出しており、この突出位置で回転軸１４にはフランジ形状のストッパ２６が取り付けられている。このストッパ２６は、ケース型コア２４ａから回転軸１４がその一端方向（図１で上方向）へ抜け出すのを防止している。
【００３９】
〔制御部〕
操作感触付与型入力装置１０は、電気的な構成として制御部２８を備えている。この制御部２８は、例えば図示しないプロセッサ（ＣＰＵ）をはじめ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリデバイス、入出力回路等の周辺回路を備えたマイクロコンピュータとして構成されている。上記のフォトインタラプタ１８，１９から出力される回転角信号及び回転方向信号は、それぞれ入出力回路でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵに入力される。制御部２８のＣＰＵは、この入力信号に基づいて回転軸１４（回転操作部材１２）の回転角度及び回転方向を演算する。また制御部２８のＣＰＵは、回転角度及び回転方向の演算結果に基づき電磁ブレーキ２４の作動（巻線２４ｂへの通電又は非通電）を制御する。
【００４０】
〔回転伝達機構〕
また操作感触付与型入力装置１０は、ロータ部材２０の回転を摩擦板２２に伝達するための回転伝達機構を有する。以下、回転伝達機構の具体的な構成について説明する。
【００４１】
〔係合突起〕
摩擦板２２には、その表面（図１では上面）から突出する２つの係合突起２２ｃが設けられている。これら係合突起２２ｃは、いずれも摩擦板２２（本体部２２ａ）の表面からロータ部材２０に向けて（スラスト方向）に延びている。
【００４２】
〔受入部〕
一方、ロータ部材２０には、２つの係合突起２２ｃにそれぞれ対応する位置に受入部２０ｃが形成されている。これら受入部２０ｃは本体部２０ａをその厚み方向に貫通して延びており、それぞれ内部に係合突起２２ｃが挿通されている。また各係合突起２２ｃは受入部２０ｃ内に挿通された状態で、ロータ部材２０（本体部２０ａ）の表面（図１では上面）から突出するだけの全長を有している。
【００４３】
またロータ部材２０には、２つの係合突起２２ｃに対応して２つのクリップ状部材３０が設けられている。これらクリップ状部材３０は、例えばねじ３２を用いて本体部２０ａの表面に固定されている。図１では断面形状のみが示されているが、各クリップ状部材３０は係合突起２２ｃの突出端をその両側から挟み込むようにして配置されている。以下、この点について別図を参照しながら説明する。
【００４４】
図２は、ロータ部材２０の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。
【００４５】
〔係合挟部〕
図２中（Ａ）：上記のクリップ状部材３０は、ロータ部材２０の中心側からラジアル方向に延びており、その先端部は一対の係合挟部３０ａとして形成されている。そしてクリップ状部材３０は、一対の係合挟部３０ａの間に係合突起２２ｃを挟み込んだ状態で組み付けられている。
【００４６】
〔弾性部〕
またクリップ状部材３０は、一対の係合挟部３０ａに連なった中間の部位がそれぞれ弾性部３０ｂとして構成されている。これら弾性部３０ｂは、例えば板ばねとしての機能を有する部位である。
【００４７】
なおクリップ状部材３０は、それぞれ中心寄りの部位に連結板３０ｃを有しており、連結板３０ｃはロータ部材２０の表面に沿って周方向に延びている。各クリップ状部材３０は、連結板３０ｃの位置で上記のねじ３２によりロータ部材２０に固定されている。上記の弾性部３０ｂは、連結板３０ｃの周方向でみた両側縁をそれぞれの基部としてラジアル方向に延びている。
【００４８】
〔規制壁〕
また上記の受入部２０ｃは、回転軸１４を中心とした周方向（ロータ部材２０の回転方向）に延びており、その回転方向でみた両端の内面が一対の規制壁２０ｄとして形成されている。これら一対の規制壁２０ｄは、ロータ部材２０の回転方向でみて係合突起２２ｃの両側に間隔をおいて配置されている。
【００４９】
〔回転の伝達〕
電磁ブレーキ２４が非作動の場合、回転操作部材１２への回転操作によって回転軸１４とともにロータ部材２０が操作方向へ回転すると、その回転力が係合挟部３０ａから係合突起２２ｃに伝達される。これにより、摩擦板２２はロータ部材２０の回転に追従して回転することができる。
【００５０】
〔弾性力の付与〕
図２中（Ｂ）：これに対し、電磁ブレーキ２４が作動した場合、上記のように摩擦板２２が電磁力で吸着され、その回転がロックされた状態となる。この状態で回転操作部材１２が例えば図示の矢印方向に回転操作された場合、係合突起２２ｃからの反力で一方の弾性部３０ｂが弾性変形し、係合挟部３０ａを回転方向と逆向きに変位させる。また、このとき係合突起２２ｃは受入部２０ｃ内において一対の規制壁２０ｄの間での相対的な移動が許容される。したがって、摩擦板２２がロックされた状態であっても、図示のようにロータ部材２０の相対的な回転が許容される。
【００５１】
〔規制壁による規制〕
図２中（Ｃ）：さらに回転操作部材１２が回転操作されると、やがて受入部２０ｃ内において係合突起２２ｃが一方（回転方向と反対側）の規制壁２０ｄに当接する。この状態で、それ以上の係合突起２２ｃの相対的な移動は規制されるので、その結果としてロータ部材２０の回転が規制されることになる。したがって、これ以上は回転操作部材１２を回転させることができなくなるので、操作者に対して回転操作部材１２が壁に突き当たったような感触を付与することができる。またこれにより、弾性部３０ｂの過度な変形を防止することができる。
【００５２】
図３は、摩擦板２２を単独で示した図（図１中のIII−III断面を含む）である。係合突起２２ｃは例えば円柱形状（断面円形状）をなしており、その外周面（曲面）で一対の係合挟部３０ａと接触する。これにより、上記のように弾性部３０ｂが弾性変形するとき、その外周面に沿って係合挟部３０ａの変位を滑らかに案内することができる。なお、ここでは係合突起２２ｃを円柱形状（断面円形状）としているが、係合突起２２ｃは角柱形状（断面角形状）であってもよい。
【００５３】
〔制御例〕
次に、制御部２８による電磁ブレーキ２４の制御例について説明する。図４は、回転操作部材１２の回転角と電磁ブレーキ２４による電磁力（摩擦力）との関係（励磁パターン）の一例を示す図である。
【００５４】
制御部２８のＣＰＵは、上記のようにフォトインタラプタ１８，１９からの回転角信号及び回転方向信号に基づき、現在の回転操作部材１２の回転角を演算する。このとき回転角は、予め設定された基準角度（θ０）から一方向への増加を正の角度（＋θ）で表し、反対方向への増加を負の角度（−θ）で表すことができる。
【００５５】
図示の例では、回転操作部材１２の回転角を両方向で対称に制限することができる。具体的には、両方向でそれぞれ制御上の上限角度（＋θｍａｘ，−θｍａｘ）を設定しておき、算出した回転角がいずれかの上限角度に達すると、そこで制御部２８は電磁ブレーキ２４の巻線２４ｂに通電し、ステップ状に最大の電磁力を発生させる。これにより、摩擦板２２がスラスト方向に吸着された状態となるので、上記のように係合突起２２ｃが規制壁２０ｄに当接したところで回転操作部材１２の回転がロックされる。なお上限角度は（＋θｍａｘ，−θｍａｘ）、係合突起２２ｃが規制壁２０ｄに当接するまでの回転角を予め見越して設定しておいてもよい。
【００５６】
〔回転の規制〕
例えば、回転操作部材１２の回転角が正の上限角度（＋θｍａｘ）に達したところで電磁ブレーキ２４を作動させた場合を想定する。この場合、操作者がそれ以上に回転操作部材１２を回転させようとしても、電磁ブレーキ２４によってロックがかかり、操作を続けることができない。
【００５７】
この状態から操作者が回転操作部材１２をそれまでと反対方向（負方向）に回転操作すると、今度は他方の弾性部３０ｂが弾性変形し、それによって回転操作の方向と反対側の係合挟部３０ａが変位する。これにより、それまでと反対方向へのロータ部材２０の回転が許容されることになる。このとき係合突起２２ｃは、それまで当接していた方と反対の規制壁２０ｄに向かって相対的に移動が許容される。
【００５８】
〔規制の解除〕
この場合、それまでと反対方向への回転がフォトインタラプタ１８，１９によって検出されるので、制御部２８は図４の励磁パターンに基づいて電磁ブレーキ２４の作動を停止させる。これにより、摩擦板２２の吸着が解除されてロータ部材２０が自由に回転するので、操作者からみて回転操作部材１２のロックが解除された状態になる。
【００５９】
上述した第１実施形態の操作感触付与型入力装置１０は、ロータ部材２０の回転方向に弾性部３０ｂが弾性変形する構造であるため、特に回転軸１４のスラスト方向の長さが制約されることはない。したがって、操作感触付与型入力装置１０を全体としてスラスト方向に小型化することができることから、これを組み込む装置（例えば電子機器や車載電装品）全体の小型化にも寄与することができる。
【００６０】
また、電磁ブレーキ２４の作動時に回転操作部材１２がさらに回転操作された場合であっても、規制壁２０ｄを係合突起２２ｃに当接させてそれ以上の回転を阻止することができるので、クリップ状部材３０の破損や塑性変形を防止して製品寿命を保証することができる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態の操作感触付与型入力装置１００の構成を部分的に示す縦断面図である。第２実施形態の操作感触付与型入力装置１００は、第１実施形態とは異なるロータ部材２００及び摩擦板２２０を備えている。その他の構成については、図示しないものも含めて第１実施形態と共通である。以下では第１実施形態と共通の構成について同じ符号を付し、その重複した説明を省略するものとする。
【００６２】
〔ロータ部材〕
第２実施形態においても、ロータ部材２００は例えば円盤形状の本体部２００ａを有しており、この本体部２００ａは回転軸１４を中心としてラジアル方向に拡がっている。また本体部２００ａの中央位置には貫通孔２００ｂが形成されており、この貫通孔２００ｂは本体部２００ａを厚み方向に貫通して形成されている。そしてロータ部材２００は、貫通孔２００ｂの内部に回転軸１４を挿通させた状態で回転軸１４に対して固定（嵌合）されている。このためロータ部材２００は、回転操作部材１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００６３】
〔摩擦板〕
摩擦板２２０もまた、例えば円盤形状の本体部２２０ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２２０ｂが形成されている。なお第２実施形態においても、摩擦板２２０の挿通孔２２０ｂの内径は回転軸１４の外径よりもわずかに大きく設定されているため、摩擦板２２０は回転軸１４の長手方向（スラスト方向）に変位可能となっている。
【００６４】
〔係合突起、係合挟部〕
第２実施形態では、ロータ部材２００に係合突起２００ｃが形成されている。この場合、係合突起２００ｃはロータ部材２００から摩擦板２２０に向けて突出する形態である。そして第２実施形態では、摩擦板２２０に係合挟部２２０ｃが形成されている。
【００６５】
図６は、ロータ部材２００の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図５中のＶＩ−ＶＩ断面を含む）である。
【００６６】
〔切欠部〕
図６中（Ａ）：ロータ部材２００には、本体部２００ａの周方向でみて例えば２箇所に一対となる切欠部２００ｄが形成されており、これら切欠部２００ｄは、ロータ部材２００の外周縁から回転軸１４の方向へ平行に延びている。これら切欠部２００ｄに挟まれた部位２００ｆは本体部２００ａの内周位置から外周縁まで半島形状をなして延びており、その先端部に上記の係合突起２００ｃが形成されている。そして第２実施形態では、このような半島形状の部位２００ｆの内周位置における基端部が弾性部２００ｅとして形成されている。また一対の切欠部２００ｄにより、ロータ部材２０の回転方向でみて係合突起２００ｃの両側にそれぞれ規制壁２００ｇが形成されている。
【００６７】
〔弾性力の付与〕
図６中（Ｂ）：第２実施形態では、摩擦板２２がロックされた状態で回転操作部材１２が図示の矢印方向に回転操作された場合、係合挟部２２０ｃからの反力を受けて弾性部２００ｅが弾性変形する。これにより、図中の二点鎖線で示されるように半島形状の部位２００ｆが全体的に変位することで、係合突起２００ｃを回転方向と逆向きに変位させることができる。また、このとき係合突起２００ｃは、切欠部２００ｄ内において一対の規制壁２００ｇの間での相対的な移動が許容される。したがって第２実施形態においても、摩擦板２２０がロックされた状態で、図示のようにロータ部材２００の相対的な回転が許容されている。
【００６８】
〔規制壁による規制〕
電磁ブレーキ２４の作動後も引き続き回転操作部材１２が回転操作されると、やがて切欠部２００ｄ内において係合突起２００ｃ（部位２００ｆの側面）が一方（回転方向と反対側）の規制壁２００ｇに当接する。この状態で、それ以上の係合突起２００ｃの相対的な移動は規制されるので、その結果としてロータ部材２００の回転が規制されることになる。これにより、第２実施形態においても操作者に対して回転操作部材１２が壁に突き当たったような感触を付与することができる。また、第１実施形態と同様に弾性部２００ｅの過度な変形を抑え、その破損を防止することができる。
【００６９】
図７は、第２実施形態における摩擦板２２０を単独で示した図（図５中のVII−VII断面を含む）である。なお図７中、係合突起２００ｃの断面の図示は省略している。係合挟部２２０ｃは、回転方向でみて係合突起２００ｃの幅よりもわずかに大きい間隔をおいて形成されている。このため係合挟部２２０ｃは、係合突起２００ｃを挟み込んだ状態でロータ部材２０の回転を摩擦板２２に伝達しつつ、電磁ブレーキ２４の作動時には、係合突起２００ｃに引っ張られることなく摩擦板２２０をスラスト方向に吸着させることができる。
【００７０】
上述した第２実施形態においても、回転軸１４上に弾性部を設ける必要がないことから、第１実施形態と同様にスラスト方向への小型化を容易に実現することができる。また、ロータ部材２０の本体部２００ａに弾性部２００ｅを一体で形成しているため、それだけ部品点数を削減することができる。
【００７１】
〔第３実施形態〕
次に図８は、第３実施形態の操作感触付与型入力装置３００の構成を部分的に示す縦断面図である。第３実施形態の操作感触付与型入力装置３００もまた、第１実施形態とは異なるロータ部材２５０及び摩擦板２６０を備えている。その他の構成については、図示しないものも含めて第１実施形態と共通であり、その重複した説明を省略する。
【００７２】
〔ロータ部材〕
第３実施形態においても、ロータ部材２５０は例えば円盤形状の本体部２５０ａを有しており、この本体部２５０ａは回転軸１４を中心としてラジアル方向に拡がっている。また本体部２５０ａの中央位置には貫通孔２５０ｂが形成されており、この貫通孔２５０ｂは本体部２５０ａを厚み方向に貫通して形成されている。そしてロータ部材２５０は、貫通孔２５０ｂの内部に回転軸１４を挿通させた状態で回転軸１４に対して固定（嵌合）されている。このためロータ部材２５０は、回転操作部材１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００７３】
〔摩擦板〕
摩擦板２６０もまた、例えば円盤形状の本体部２６０ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２６０ｂが形成されている。ただし第３実施形態では、挿通孔２６０ｂの内径が回転軸１４の外径に対して、例えば２倍〜２．５倍程度に設定されている。このため回転軸１４の外周面と挿通孔２６０ｂの内面との間には充分なクリアランスＣが確保されている。このクリアランスＣは、例えば回転軸１４の両外側の合計で本体部２６０ａの厚みよりも大きく設定されている。このため摩擦板２６０は回転軸１４に対してスラスト方向への変位が自在であることに加え、その中心軸線ＣＬに対する角度変位にも大きな自由度が与えられている。
【００７４】
〔係合突起、係合挟部〕
第３実施形態においても、第２実施形態と同様にロータ部材２５０に係合突起２５０ｃが形成されている。したがって係合突起２５０ｃは、ロータ部材２５０から摩擦板２６０に向けて突出する形態である。同じく第３実施形態では、摩擦板２６０に係合挟部２６０ｃが形成されている。
【００７５】
図９は、ロータ部材２５０の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図８中のＩＸ−ＩＸ断面を含む）である。第３実施形態の場合、ロータ部材２５０（本体部２５０ａ）の周方向でみて３箇所に係合突起２５０ｃが形成されている。この場合、周方向でみた係合突起２５０ｃの配置間隔（角度ピッチ）は均等であることが好ましい。なお、その他の切欠部２５０ｄや半島形状の部位２５０ｆ、弾性部２５０ｅ、規制壁２５０ｇの構成やそれぞれの基本機能については第２実施形態と同様である。
【００７６】
図１０は、第３実施形態における摩擦板２６０を単独で示した図（図８中のＸ−Ｘ断面を含む）である。なお図１０中、係合突起２５０ｃの断面の図示は省略している。第３実施形態でも第２実施形態と同様に、係合挟部２６０ｃは、回転方向でみて係合突起２５０ｃの幅よりもわずかに大きい間隔をおいて形成されている。
【００７７】
〔接触弾性〕
さらに第３実施形態では、各弾性部２５０ｅの弾性力によって摩擦板２６０を電磁ブレーキ２４に常時接触させておくことができる。すなわち、回転軸１４にロータ部材２５０を取り付けた状態で、各弾性部２５０ｅは係合突起２５０ｃを通じて摩擦板２６０をスラスト方向に押さえ付ける方向（図９では下方向）への弾性力を付与している。これにより、摩擦板２６０が電磁ブレーキ２４の吸着面（摩擦面）に接触した状態を維持することができる。なお、ここで付与される弾性力は、摩擦板２６０を電磁ブレーキ２４に接触させた状態であっても、その滑らかな回転（いわゆる摺動）を阻害しない程度の大きさである。
【００７８】
上述した第３実施形態においても第１，第２実施形態と同様に、スラスト方向への小型化を容易に実現することができる。また、ロータ部材２５０の本体部２５０ａに弾性部２５０ｅを一体で形成しているため、それだけ部品点数を削減することができる点は第２実施形態と同じである。
【００７９】
特に第３実施形態の場合、クリアランスＣを設けたことで摩擦板２６０の姿勢が回転軸１４に拘束されないため、電磁ブレーキ２４の作動時に摩擦板２６０を常に無理のない姿勢で吸着させることができる。このため、電磁ブレーキ２４の作動時に発生する摩擦力のばらつきをなくし、安定した回転の規制を実現することができる。
【００８０】
また第３実施形態では、ロータ部材２５０の回転方向で少なくとも３箇所に係合突起２５０ｃが形成されており、これらが摩擦板２６０の係合挟部２６０ｃに挟み込まれているため、回転軸１４に対して摩擦板２６０が横方向にずれてしまう（偏心する）のを防止することができる。
【００８１】
さらに第３実施形態では、摩擦板２６０を電磁ブレーキ２４に常時接触させておくことができるため、電磁ブレーキ２４の作動時に摩擦板２６０がケース型コア２４ａに衝突したり、それによって衝撃音が発生したりするのを防止することができる。
【００８２】
〔第４実施形態〕
図１１は、第４実施形態の操作感触付与型入力装置４００の構成を部分的に示す縦断面図である。第４実施形態の操作感触付与型入力装置４００は、係合突起２２ｃ及び係合挟部３０ａをそれぞれ１箇所だけに設けた点が第１実施形態と異なっているが、基本的には第１実施形態の構成と同じである。以下、第１実施形態との相違点を中心として説明する。
【００８３】
図１２は、ロータ部材２０の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１１中のＸII−ＸII断面を含む）である。第４実施形態の場合、クリップ状部材３０は、回転軸１４を挟んでロータ部材２０のラジアル方向に延びている。したがってロータ部材２０の直径方向でみると、回転軸１４の一方に位置する先端部が一対の係合挟部３０ａとして形成されており、その他方に連結板３０ｃが位置している。弾性部３０ｂは、第１実施形態のものと比較して長くなっているが、その基本的な機能は同じである。
【００８４】
受入部２０ｃは、本体部２０ａを厚み方向に貫通するとともに、その外周縁にて開口している。つまり受入部２０ｃは、本体部２０ａを外周縁部にて切り欠いた形態をなしている。この場合であっても、受入部２０ｃの回転方向でみた両端の内面が一対の規制壁２０ｄとして形成されており、これら一対の規制壁２０ｄがロータ部材２０の回転方向でみて係合突起２２ｃの両側に間隔をおいて位置している点は第１実施形態と同じである。
【００８５】
第４実施形態のように、係合突起２２ｃ及び係合挟部３０ａが１箇所だけ設けられていても、電磁ブレーキ２４が非作動の場合、回転操作部材１２への回転操作によって回転軸１４とともにロータ部材２０が操作方向へ回転すると、一対の係合挟部３０ａが係合突起２２ｃを挟み込んだ状態でロータ部材２０の回転力を係合突起２２ｃに伝達する。これにより、摩擦板２２はロータ部材２０の回転に追従して回転する。
【００８６】
また同様に、電磁ブレーキ２４の作動時に回転操作部材１２が回転操作された場合、同じく係合突起２２ｃからの反力で一方の弾性部３０ｂが弾性変形し、係合挟部３０ａを回転方向と逆向きに変位させる。また、このとき係合突起２２ｃは受入部２０ｃ内において一対の規制壁２０ｄの間での相対的な移動が許容されるため、摩擦板２２がロックされた状態であっても、ロータ部材２０の相対的な回転が許容される。
【００８７】
そして、電磁ブレーキ２４の作動時に回転操作部材１２がさらに回転操作されると、受入部２０ｃ内において係合突起２２ｃが一方（回転方向と反対側）の規制壁２０ｄに当接し、それ以上の係合突起２２ｃの相対的な移動が規制される。その結果、ロータ部材２０の回転が規制されて回転操作部材１２を回転させることができなくなり、操作者に対して壁に突き当たったような感触を付与することができる。また同様に、このとき弾性部３０ｂの破損（降伏変形）を防止することができる。
【００８８】
図１３は、第４実施形態における摩擦板２２を単独で示した図（図１１中のＸIII−ＸIII断面を含む）である。この場合、係合突起２２ｃは例えば角柱形状（断面各形状）をなしている。なお、係合突起２２ｃは第１実施形態のように円柱形状（断面円形状）であってもよい。
【００８９】
〔その他の実施形態〕
図１４は、第１実施形態のクリップ状部材３０に追加要素を設けた形態例を示す部分的な断面図である。第１実施形態のクリップ状部材３０には、例えばその連結板３０ｃと一体に接触弾性板３０ｄを設けることができる。
【００９０】
このような接触弾性板３０ｄは板ばねとして機能する部位であり、その基端が連結板３０ｃと一体に連なった状態で内周位置から外周の方向へ延びている。そして接触弾性板３０ｄは、その先端部が係合突起２２ｃの上端に接触しており、この状態で係合突起２２ｃに対して下向きへの弾性力を付与している。これにより、第１実施形態においても摩擦板２２が電磁ブレーキ２４に対して常時接触した状態となるので、第３実施形態と同様の利点を発揮することができる。
【００９１】
本発明は上述した各種の実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。各実施形態では円盤形状のロータ部材を挙げているが、ロータ部材は多角形の板状であってもよい。また、第１，第３実施形態では板ばね状の弾性部を例に挙げているが、コイルばねで弾性部を構成してもよい。
【００９２】
電磁ブレーキ２４の励磁パターンは上述した一例に限らず、例えばクリック感が付与される励磁パターンを採用してもよいし、回転角の増加に伴って変化する抵抗感が付与される励磁パターンを採用してもよい。
【００９３】
また、回転状態の検出はコード板１６とフォトインタラプタ１８，１９との組み合わせだけでなく、例えば反射板とフォトスイッチとの組み合わせで実現してもよい。
【００９４】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図２】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。
【図３】摩擦板を単独で示した図（図１中のIII−III断面を含む）である。
【図４】回転操作部材の回転角と電磁ブレーキによる電磁力との関係の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態の操作感触付与型入力装置の構成を部分的に示す縦断面図である。
【図６】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図５中のＶＩ−ＶＩ断面を含む）である。
【図７】第２実施形態における摩擦板を単独で示した図（図５中のVII−VII断面を含む）である。
【図８】第３実施形態の操作感触付与型入力装置の構成を部分的に示す縦断面図である。
【図９】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図８中のＩＸ−ＩＸ断面を含む）である。
【図１０】第３実施形態における摩擦板を単独で示した図（図８中のＸ−Ｘ断面を含む）である。
【図１１】第４実施形態の操作感触付与型入力装置の構成を部分的に示す縦断面図である。
【図１２】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１１中のＸII−ＸII断面を含む）である。
【図１３】第４実施形態における摩擦板を単独で示した図（図１１中のＸIII−ＸIII断面を含む）である。
【図１４】第１実施形態のクリップ状部材に追加要素を設けた形態例を示す部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０ 操作感触付与型入力装置（第１実施形態）
１２ 回転操作部材
１４ 回転軸
１６ コード板
１８，１９ フォトインタラプタ
２０ ロータ部材
２０ｃ 受入部
２０ｄ 規制壁
２２ 摩擦板
２２ｃ 係合突起
２４ 電磁ブレーキ
２８ 制御部
３０ クリップ状部材
３０ａ 係合挟部
３０ｂ 弾性部
１００ 操作感触付与型入力装置（第２実施形態）
３００ 操作感触付与型入力装置（第３実施形態）
４００ 操作感触付与型入力装置（第４実施形態）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができ、その際、操作者に力学的な操作感触を付与することができる操作感触付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の操作感触付与型入力装置に関して、操作ノブの回転を電磁ブレーキで規制することにより、操作ノブの回転に抵抗感を付与する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術は、例えばロータリエンコーダで操作ノブの回転角を検出しながら電磁ブレーキの動作を制御し、操作ノブがある程度の回転角まで操作されると、そこで一気に電磁ブレーキを駆動して操作ノブの回転を阻止してロックを掛けることができる。これにより、操作者に対して回転方向への抵抗感（壁に突き当たった感触）を付与し、それ以上の回転ができないことを感覚的に伝えることができる。
【０００３】
ただし、電磁ブレーキによるロックは、機械的なストッパ等で回転を規制する場合と異なり、それまでと反対方向への回転をも規制するものであるから、操作者が操作ノブを反対方向へ戻そうとしても、依然として操作ノブがロック状態で固定されたままになってしまう。そこで上記の先行技術は、操作ノブと電磁ブレーキとの間に弾性部材を介在させ、ロックがかかった状態で操作ノブが操作された場合は弾性部材が撓むことにより、ロック後に与えられた回転方向を検出できる余地を設けている。これにより、それまでと同じ方向に操作ノブを回そうとしている場合はロック状態を継続しつつ、反対方向に操作ノブを戻そうとしている場合はロックを解除するといった柔軟な制御を実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−１９１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した先行技術は、操作ノブにロック感触を付与している状態であっても、それまでと反対方向へ操作ノブにわずかの操作力を与えるだけで容易にロック状態を解除することができるので、操作の利便性に優れるという利点があり、依然としてその技術的価値は高いものである。
【０００５】
その上で本発明の発明者は、先行技術で用いられている弾性部材は、比較的弱い操作力でもねじり変形（撓み）を生じる必要があり、そのためにはスラスト方向（回転軸線の方向）にある程度の長さを必要とする点に着目し、さらなる改良を検討するに至った。すなわち本発明は、スラスト方向への小型化を実現することができる操作感触付与型入力装置の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、操作者により回転操作される回転操作部材とともに回転可能に支持された回転軸と、この回転軸とともに回転する被検出体を有するとともに、この被検出体の回転状態を検出する検出部を有した回転検出手段と、回転軸のラジアル方向に拡がって設けられ、回転軸とともに回転するロータ部材と、回転軸及びロータ部材と同じ中心軸線回りに回転可能に設けられるとともにロータ部材に対してそのスラスト方向に変位自在に設けられた摩擦板と、ロータ部材の回転を摩擦部材に伝達して摩擦板をロータ部材に追従して回転させる回転伝達機構と、摩擦板をロータ部材のスラスト方向に吸着し、この吸着により発生する摩擦力で摩擦板の回転を規制する回転規制手段と、回転検出手段の検出結果に基づき回転規制手段の作動状態を制御する制御手段と、回転規制手段により摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材が回転操作されると、回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与してロータ部材とともに被検出体が摩擦板に対して相対的に回転するのを許容する回転弾性付与手段とを備えた操作感触付与型入力装置である。
【０００７】
本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の基本的な構成において以下の機能を発揮する。すなわち、回転操作部材が操作者（ユーザ）により回転操作されると、それに応じて回転操作部材とともに回転軸が回転する。また回転軸が回転することで、被検出体がともに回転し、その回転状態が検出部によって検出される。またロータ部材は、回転軸のラジアル方向に拡がった状態で回転軸とともに回転する。このとき制御手段が回転規制手段を作動（摩擦板の回転を規制）させていなければ、回転伝達機構によってロータ部材の回転が摩擦板に伝達され、摩擦板が回転軸及びロータ部材に追従して回転する。これに対し、制御手段が回転規制手段を作動させた場合、回転操作部材が操作されることで回転伝達機構は引き続きロータ部材の回転を摩擦板に伝達しようとするが、このとき回転弾性付与手段が回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与するので、摩擦板に伝達されるはずの回転は弾性力によって吸収される。これにより、摩擦板の回転が規制（ロック）された状態でもロータ部材とともに被検出体の回転が許容され、その回転状態（回転方向）の検出が可能となる。したがって制御手段は、例えば摩擦板の回転を規制させる前と反対方向への回転が検出された場合、回転規制手段の作動を停止させて回転操作部材の自由な回転を可能にするといった制御が実現可能となる。
【０００８】
その上で、第１に本発明の操作感触付与型入力装置は以下の点に特徴を有する。すなわち回転伝達機構は、摩擦板に設けられた係合突起と、ロータ部材に設けられた係合挟部とから構成される。このうち係合突起は、摩擦板からロータ部材に向けて突出するものであり、また係合挟部は、ロータ部材の回転方向でみて両側から係合突起を挟み込んだ状態でロータ部材からの回転力を係合突起に伝達する一対の挟壁を有している。そして回転弾性付与手段は、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材が回転操作された場合、係合突起からの反力で弾性変形することにより、係合挟部を変位させてロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部から構成されている。
【０００９】
本発明の操作感触付与型入力装置によれば、係合挟部が係合突起を回転方向の両側から挟み込んで回転を伝達する構成であって、摩擦板の回転が規制された場合、弾性部による弾性変形の方向は回転方向（又はその反対方向）に合致する。このため弾性部は、特にスラスト方向への長さについて制約を受けることなく弾性変形が可能であるため、構造的にスラスト方向への大型化を招くことがない。
【００１０】
第２に本発明の操作感触付与型入力装置は、以下の点に特徴を有する。すなわちロータ部材は、摩擦板からロータ部材に向けて突出した係合突起を受け入れる受入部を有する構成である。この受入部は、回転方向でみて係合挟部の両側に間隔をおいて設けられた一対の規制壁を含むものであり、これら規制壁の間に係合突起を受け入れた状態で一対の規制壁の間を係合突起が相対的に回転方向へ移動するのを許容するとともに規制壁を係合突起に当接させた状態で係合突起の移動を規制することができる。
【００１１】
この場合、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材に操作力が与えられたとしても、弾性部の弾性変形に伴って一対の規制壁の間で係合突起が相対的に移動するため、上記のように被検出体の回転状態を検出することができる。また、ある程度の角度まで回転操作が行われると、やがて係合突起が一対の規制壁のいずれか一方に当接することで、それ以上の回転は規制されることになる。これにより、弾性部が過度に変形（例えば降伏）したり、破損したりするのを防止することができる。
【００１２】
第３に本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の基本的な構成を有しつつ、以下の点に特徴を有する態様であってもよい。すなわち回転伝達機構は、ロータ部材に係合突起が設けられており、摩擦板に係合挟部が設けられている構成である。この場合、係合突起はロータ部材から摩擦板に向けて突出するものとなり、また係合挟部は、摩擦板の回転方向でみて両側から係合突起を挟み込んだ状態で係合突起を通じてロータ部材から回転力の伝達を受ける一対の挟壁を有するものである。そして回転弾性付与手段は、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材が回転操作された場合、係合挟部からの反力を受けて弾性変形することにより、係合突起を変位させてロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部から構成されている。
【００１３】
このような態様であっても、本発明の操作感触付与型入力装置によれば、係合突起が係合挟部に回転方向の両側から挟み込まれた状態で回転を伝達する構成であって、摩擦板の回転が規制された場合、弾性部の弾性変形の方向と係合突起の変位方向は回転方向（又はその反対方向）に合致したものとなる。このため弾性部は、特にスラスト方向への長さについて制約を受けることなく弾性変形が可能であるため、構造的にスラスト方向への大型化を招くことはない。
【００１４】
第４に本発明の操作感触付与型入力装置は、以下の点に特徴を有する。すなわち係合突起が設けられたロータ部材は、係合突起の両側に形成されてその変位を許容したり、規制したりする一対の切欠部を有する構成である。すなわち一対の切欠部は、回転方向でみて係合突起の両側に間隔をおいて一対の規制壁を形成するものであり、これら規制壁の間にて係合突起の回転方向への変位を許容するとともに規制壁に係合突起を当接させた状態で係合突起の変位を規制することができる。
【００１５】
このような一対の切欠部（一対の規制壁）をロータ部材が有することにより、摩擦板の回転が規制された状態で回転操作部材に操作力が与えられた場合、弾性部の弾性変形に伴って一対の規制壁の間（切欠部の範囲内）で係合突起が相対的に移動することで、上記のように被検出体の回転状態を検出可能とする。また、ある程度の角度まで回転操作が行われると、やがて係合突起が一対の規制壁のいずれかに当接することで、それ以上の回転は規制されることになる。これにより、弾性部が過度に変形（例えば降伏）したり、破損したりするのを防止することができる。
【００１６】
第５に本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の第４の特徴について以下の構成を有するものであってもよい。すなわちロータ部材は、回転軸を中心とした円盤形状をなす本体部を有しており、この本体部の外周縁から回転軸に向かって一対の切欠部が形成されている。そして、本体部のうち一対の切欠部に挟まれて内周位置から外周縁まで半島形状に延びる部位の一部が係合突起として形成されるとともに、その内周位置における基端部が弾性部として形成されている。
【００１７】
このような構成であれば、ロータ部材そのものに係合突起や弾性部を形成することができるので、それだけ部品点数を削減することができる。
【００１８】
第６に本発明の操作感触付与型入力装置は、上述した第１から第５の特徴について以下の構成を有してもよい。すなわち摩擦板は、回転軸を厚み方向に挿通させる貫通孔と、この貫通孔の内周面と回転軸の外周面との間に確保されたクリアランスとを有しており、このクリアランスにより回転軸の中心軸線方向に拘束されることなく摩擦板のスラスト方向への変位が許容されている。
【００１９】
この場合、摩擦板がスラスト方向へ変位自在であって、なおかつ回転軸の中心軸線方向には拘束されないので、回転規制手段に対して摩擦板を常に一様に吸着させることができる。この点、例えば回転軸の外周面に沿って摩擦板がスライドする構造では、摩擦板が回転軸によって中心軸線方向に拘束されるため、回転軸と回転規制手段との位置関係や、そのときの中心軸線と回転規制手段との間の角度によって摩擦板を回転規制手段に吸着させる際の状態が変化し、それによって摩擦力にばらつきが生じる可能性がある。これに対し、上記のようなクリアランスが確保されている構造であれば、回転軸に影響されることなく摩擦板を回転規制手段に吸着させることができるので、安定して摩擦力を発生させることができる。
【００２０】
第７に本発明の操作感触付与型入力装置は、上記の第３から第６の特徴について以下の構成を有してもよい。すなわちロータ部材には、その回転方向で少なくとも３箇所に係合突起が設けられるとともに、摩擦板には係合突起と同数の係合挟部が設けられていることが望ましい。
【００２１】
このような構成であれば、ロータ部材の回転方向に分布して係合突起と係合挟部との係合が行われるので、その回転中心（中心軸線）に対する横ずれを防止することができる。
【００２２】
第８に本発明の操作感触付与型入力装置は、摩擦板に対して吸着方向への弾性力を付与し、この弾性力により回転規制手段に摩擦板を接触させた状態でその自在な回転を許容する接触弾性付与手段をさらに備えていてもよい。
【００２３】
この場合、特に制御手段が回転規制手段を作動させていない状態であっても、常に弾性力によって摩擦板が回転規制手段に接した状態が維持される。このため、制御手段が回転規制手段を作動させた瞬間に、その吸着によって摩擦板が回転規制手段に衝突したり、それによって衝撃音が発生したりするのを防止することができる。
【００２４】
上記の接触弾性付与手段は、ロータ部材から摩擦板に向けて突出する係合突起を摩擦板に押し付けることにより、係合突起を通じて吸着方向への弾性力を付与する構成が好ましい。
【００２５】
このような構成であれば、接触弾性付与手段としての部品を新たに設ける必要がないので、その分、部品点数の増加を抑えることができる。また、係合突起が係合挟部から抜け出てしまうのを抑えることで、ロータ部材の空回りを防止することができる。
【００２６】
なお、上述した第５の特徴を有する場合、ロータ部材の本体部のうち一対の切欠部に挟まれて内周位置から外周縁まで半島形状に延びる部位の内周位置における基端部を弾性部として形成するとともに、この基端部を接触弾性付与手段として形成することもできる。このような態様であれば、ロータ部材の部品に多くの機能を持たせることができ、より合理的な構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明の操作感触付与型入力装置は、これまでと同様の基本的な機能性を損なうことなく、スラスト方向への小型化を図ることができる。また、無理な操作によって部品を損傷することがなく、耐久性に優れた構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器（コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器）をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス（ユーザインタフェース）として利用することができる。また操作感触付与型入力装置には、その具体的な構造の違いによりいくつかの実施形態が挙げられる。以下、操作感触付与型入力装置について複数の好ましい実施形態を挙げて説明する。
【００２９】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の操作感触付与型入力装置１０の全体的な構成を示す概略図である。図１中、操作感触付与型入力装置１０の機械的な構成は、その大部分が縦断面により示されている。また図１中、操作感触付与型入力装置１０の電気的な構成はブロック図により示されている。
【００３０】
〔回転操作部材〕
操作感触付与型入力装置１０は回転操作部材１２を備えており、この回転操作部材１２は、例えば回転式のつまみ形状（ダイヤル形状）をなしている。操作者は回転操作部材１２をつまんだ状態で回転操作することができ、このとき回転操作部材１２は図中に一点鎖線で示される中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３１】
〔回転軸〕
回転操作部材１２は、例えば回転軸１４の一端に連結されている。この回転軸１４は上記の中心軸線ＣＬに沿って回転操作部材１２から一方向（図１中の下方向）に延びており、回転軸１４は回転操作部材１２とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３２】
〔回転状態の検出〕
回転軸１４の外周には、被検出体であるコード板１６が取り付けられている。このコード板１６は回転軸１４を中心とした薄板の円盤形状をなしており、その周方向には一定ピッチで図示しないスリットが形成されている。またコード板１６の外周部には、回転方向の基準位置を基点として周方向に図示しないインデックス（遮光部）が形成されている。
【００３３】
回転軸１４の近傍位置には、検出部として例えば２つのフォトインタラプタ１８，１９が設置されており、このうち一方のフォトインタラプタ１８の配置は、その検出光がコード板１６のスリットを透過する位置関係に調整されている。また他方のフォトインタラプタ１９の配置は、その検出光が上記の基準位置でインデックスに遮られる位置関係に調整されている。回転操作部材１２が回転操作されると、これに伴って回転軸１４とともにコード板１６が回転し、一方のフォトインタラプタ１８から回転角信号（エンコーダパルス）が出力される。また、そのときの回転方向に応じて他方のフォトインタラプタ１９から基準位置に対する回転方向信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が出力される。
【００３４】
〔ロータ部材〕
また回転軸１４には、例えばその長手方向でみた中央付近にロータ部材２０が取り付けられている。ロータ部材２０は、例えば円盤形状の本体部２０ａを有しており、この本体部２０ａは回転軸１４を中心としてラジアル方向に拡がっている。本体部２０ａの中央位置には貫通孔２０ｂが形成されており、この貫通孔２０ｂは本体部２０ａを厚み方向に貫通して形成されている。そしてロータ部材２０は、貫通孔２０ｂの内部に回転軸１４を挿通させた状態で回転軸１４に固定（嵌合）されている。このためロータ部材２０は、回転操作部材１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３５】
〔摩擦板〕
また回転軸１４には、その長手方向でみてロータ部材２０に隣接する位置に摩擦板２２が取り付けられている。この摩擦板２２もまた、例えば円盤形状の本体部２２ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２２ｂが形成されている。摩擦板２２の挿通孔２２ｂもまた本体部２２ａを厚み方向に貫通しているが、その内径は回転軸１４の外径よりもわずかに大きい。このため摩擦板２２は回転軸１４に対して固定されておらず、回転軸１４やロータ部材２０に対しては中心軸線ＣＬの回りに相対回転が可能な状態で支持されている。
【００３６】
また摩擦板２２は、挿通孔２２ｂ内に回転軸１４を挿通させた状態で、その長手方向（スラスト方向）に変位することも可能である。なお回転軸１４の外周面と挿通孔２２ｂの内周面との間には、例えば回転軸１４に沿ってスライド自在な軸受（図示していない）が設けられていてもよい。また摩擦板２２は、その全体が磁性材料（例えば鉄）で構成されている。
【００３７】
〔電磁ブレーキ（回転規制）〕
操作感触付与型入力装置１０は、例えば電磁ブレーキ２４を備えている。この電磁ブレーキ２４は、例えば中空の円柱形状をなすケース型コア２４ａを有しており、このケース型コア２４ａの内部にフープ状の巻線２４ｂを配置した構造である。ケース型コア２４ａの中央には例えば樹脂製の軸受２４ｃが設けられており、回転軸１４の他端部（図１でみて下端部）はこの軸受２４ｃを介してケース型コア２４ａに回転自在に支持されている。電磁ブレーキ２４は、巻線２４ｂに通電された状態でケース型コア２４ａに電磁力を発生させ、上記の摩擦板２２をスラスト方向に吸着することができる。
【００３８】
なお、回転軸１４の他端はケース型コア２４ａを貫通してロータ部材２０や摩擦板２２と反対方向（図１でみて下方向）へ突出しており、この突出位置で回転軸１４にはフランジ形状のストッパ２６が取り付けられている。このストッパ２６は、ケース型コア２４ａから回転軸１４がその一端方向（図１で上方向）へ抜け出すのを防止している。
【００３９】
〔制御部〕
操作感触付与型入力装置１０は、電気的な構成として制御部２８を備えている。この制御部２８は、例えば図示しないプロセッサ（ＣＰＵ）をはじめ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリデバイス、入出力回路等の周辺回路を備えたマイクロコンピュータとして構成されている。上記のフォトインタラプタ１８，１９から出力される回転角信号及び回転方向信号は、それぞれ入出力回路でＡ／Ｄ変換されてＣＰＵに入力される。制御部２８のＣＰＵは、この入力信号に基づいて回転軸１４（回転操作部材１２）の回転角度及び回転方向を演算する。また制御部２８のＣＰＵは、回転角度及び回転方向の演算結果に基づき電磁ブレーキ２４の作動（巻線２４ｂへの通電又は非通電）を制御する。
【００４０】
〔回転伝達機構〕
また操作感触付与型入力装置１０は、ロータ部材２０の回転を摩擦板２２に伝達するための回転伝達機構を有する。以下、回転伝達機構の具体的な構成について説明する。
【００４１】
〔係合突起〕
摩擦板２２には、その表面（図１では上面）から突出する２つの係合突起２２ｃが設けられている。これら係合突起２２ｃは、いずれも摩擦板２２（本体部２２ａ）の表面からロータ部材２０に向けて（スラスト方向）に延びている。
【００４２】
〔受入部〕
一方、ロータ部材２０には、２つの係合突起２２ｃにそれぞれ対応する位置に受入部２０ｃが形成されている。これら受入部２０ｃは本体部２０ａをその厚み方向に貫通して延びており、それぞれ内部に係合突起２２ｃが挿通されている。また各係合突起２２ｃは受入部２０ｃ内に挿通された状態で、ロータ部材２０（本体部２０ａ）の表面（図１では上面）から突出するだけの全長を有している。
【００４３】
またロータ部材２０には、２つの係合突起２２ｃに対応して２つのクリップ状部材３０が設けられている。これらクリップ状部材３０は、例えばねじ３２を用いて本体部２０ａの表面に固定されている。図１では断面形状のみが示されているが、各クリップ状部材３０は係合突起２２ｃの突出端をその両側から挟み込むようにして配置されている。以下、この点について別図を参照しながら説明する。
【００４４】
図２は、ロータ部材２０の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。
【００４５】
〔係合挟部〕
図２中（Ａ）：上記のクリップ状部材３０は、ロータ部材２０の中心側からラジアル方向に延びており、その先端部は一対の係合挟部３０ａとして形成されている。そしてクリップ状部材３０は、一対の係合挟部３０ａの間に係合突起２２ｃを挟み込んだ状態で組み付けられている。
【００４６】
〔弾性部〕
またクリップ状部材３０は、一対の係合挟部３０ａに連なった中間の部位がそれぞれ弾性部３０ｂとして構成されている。これら弾性部３０ｂは、例えば板ばねとしての機能を有する部位である。
【００４７】
なおクリップ状部材３０は、それぞれ中心寄りの部位に連結板３０ｃを有しており、連結板３０ｃはロータ部材２０の表面に沿って周方向に延びている。各クリップ状部材３０は、連結板３０ｃの位置で上記のねじ３２によりロータ部材２０に固定されている。上記の弾性部３０ｂは、連結板３０ｃの周方向でみた両側縁をそれぞれの基部としてラジアル方向に延びている。
【００４８】
〔規制壁〕
また上記の受入部２０ｃは、回転軸１４を中心とした周方向（ロータ部材２０の回転方向）に延びており、その回転方向でみた両端の内面が一対の規制壁２０ｄとして形成されている。これら一対の規制壁２０ｄは、ロータ部材２０の回転方向でみて係合突起２２ｃの両側に間隔をおいて配置されている。
【００４９】
〔回転の伝達〕
電磁ブレーキ２４が非作動の場合、回転操作部材１２への回転操作によって回転軸１４とともにロータ部材２０が操作方向へ回転すると、その回転力が係合挟部３０ａから係合突起２２ｃに伝達される。これにより、摩擦板２２はロータ部材２０の回転に追従して回転することができる。
【００５０】
〔弾性力の付与〕
図２中（Ｂ）：これに対し、電磁ブレーキ２４が作動した場合、上記のように摩擦板２２が電磁力で吸着され、その回転がロックされた状態となる。この状態で回転操作部材１２が例えば図示の矢印方向に回転操作された場合、係合突起２２ｃからの反力で一方の弾性部３０ｂが弾性変形し、係合挟部３０ａを回転方向と逆向きに変位させる。また、このとき係合突起２２ｃは受入部２０ｃ内において一対の規制壁２０ｄの間での相対的な移動が許容される。したがって、摩擦板２２がロックされた状態であっても、図示のようにロータ部材２０の相対的な回転が許容される。
【００５１】
〔規制壁による規制〕
図２中（Ｃ）：さらに回転操作部材１２が回転操作されると、やがて受入部２０ｃ内において係合突起２２ｃが一方（回転方向と反対側）の規制壁２０ｄに当接する。この状態で、それ以上の係合突起２２ｃの相対的な移動は規制されるので、その結果としてロータ部材２０の回転が規制されることになる。したがって、これ以上は回転操作部材１２を回転させることができなくなるので、操作者に対して回転操作部材１２が壁に突き当たったような感触を付与することができる。またこれにより、弾性部３０ｂの過度な変形を防止することができる。
【００５２】
図３は、摩擦板２２を単独で示した図（図１中のIII−III断面を含む）である。係合突起２２ｃは例えば円柱形状（断面円形状）をなしており、その外周面（曲面）で一対の係合挟部３０ａと接触する。これにより、上記のように弾性部３０ｂが弾性変形するとき、その外周面に沿って係合挟部３０ａの変位を滑らかに案内することができる。なお、ここでは係合突起２２ｃを円柱形状（断面円形状）としているが、係合突起２２ｃは角柱形状（断面角形状）であってもよい。
【００５３】
〔制御例〕
次に、制御部２８による電磁ブレーキ２４の制御例について説明する。図４は、回転操作部材１２の回転角と電磁ブレーキ２４による電磁力（摩擦力）との関係（励磁パターン）の一例を示す図である。
【００５４】
制御部２８のＣＰＵは、上記のようにフォトインタラプタ１８，１９からの回転角信号及び回転方向信号に基づき、現在の回転操作部材１２の回転角を演算する。このとき回転角は、予め設定された基準角度（θ０）から一方向への増加を正の角度（＋θ）で表し、反対方向への増加を負の角度（−θ）で表すことができる。
【００５５】
図示の例では、回転操作部材１２の回転角を両方向で対称に制限することができる。具体的には、両方向でそれぞれ制御上の上限角度（＋θｍａｘ，−θｍａｘ）を設定しておき、算出した回転角がいずれかの上限角度に達すると、そこで制御部２８は電磁ブレーキ２４の巻線２４ｂに通電し、ステップ状に最大の電磁力を発生させる。これにより、摩擦板２２がスラスト方向に吸着された状態となるので、上記のように係合突起２２ｃが規制壁２０ｄに当接したところで回転操作部材１２の回転がロックされる。なお上限角度は（＋θｍａｘ，−θｍａｘ）、係合突起２２ｃが規制壁２０ｄに当接するまでの回転角を予め見越して設定しておいてもよい。
【００５６】
〔回転の規制〕
例えば、回転操作部材１２の回転角が正の上限角度（＋θｍａｘ）に達したところで電磁ブレーキ２４を作動させた場合を想定する。この場合、操作者がそれ以上に回転操作部材１２を回転させようとしても、電磁ブレーキ２４によってロックがかかり、操作を続けることができない。
【００５７】
この状態から操作者が回転操作部材１２をそれまでと反対方向（負方向）に回転操作すると、今度は他方の弾性部３０ｂが弾性変形し、それによって回転操作の方向と反対側の係合挟部３０ａが変位する。これにより、それまでと反対方向へのロータ部材２０の回転が許容されることになる。このとき係合突起２２ｃは、それまで当接していた方と反対の規制壁２０ｄに向かって相対的に移動が許容される。
【００５８】
〔規制の解除〕
この場合、それまでと反対方向への回転がフォトインタラプタ１８，１９によって検出されるので、制御部２８は図４の励磁パターンに基づいて電磁ブレーキ２４の作動を停止させる。これにより、摩擦板２２の吸着が解除されてロータ部材２０が自由に回転するので、操作者からみて回転操作部材１２のロックが解除された状態になる。
【００５９】
上述した第１実施形態の操作感触付与型入力装置１０は、ロータ部材２０の回転方向に弾性部３０ｂが弾性変形する構造であるため、特に回転軸１４のスラスト方向の長さが制約されることはない。したがって、操作感触付与型入力装置１０を全体としてスラスト方向に小型化することができることから、これを組み込む装置（例えば電子機器や車載電装品）全体の小型化にも寄与することができる。
【００６０】
また、電磁ブレーキ２４の作動時に回転操作部材１２がさらに回転操作された場合であっても、規制壁２０ｄを係合突起２２ｃに当接させてそれ以上の回転を阻止することができるので、クリップ状部材３０の破損や塑性変形を防止して製品寿命を保証することができる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態の操作感触付与型入力装置１００の構成を部分的に示す縦断面図である。第２実施形態の操作感触付与型入力装置１００は、第１実施形態とは異なるロータ部材２００及び摩擦板２２０を備えている。その他の構成については、図示しないものも含めて第１実施形態と共通である。以下では第１実施形態と共通の構成について同じ符号を付し、その重複した説明を省略するものとする。
【００６２】
〔ロータ部材〕
第２実施形態においても、ロータ部材２００は例えば円盤形状の本体部２００ａを有しており、この本体部２００ａは回転軸１４を中心としてラジアル方向に拡がっている。また本体部２００ａの中央位置には貫通孔２００ｂが形成されており、この貫通孔２００ｂは本体部２００ａを厚み方向に貫通して形成されている。そしてロータ部材２００は、貫通孔２００ｂの内部に回転軸１４を挿通させた状態で回転軸１４に対して固定（嵌合）されている。このためロータ部材２００は、回転操作部材１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００６３】
〔摩擦板〕
摩擦板２２０もまた、例えば円盤形状の本体部２２０ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２２０ｂが形成されている。なお第２実施形態においても、摩擦板２２０の挿通孔２２０ｂの内径は回転軸１４の外径よりもわずかに大きく設定されているため、摩擦板２２０は回転軸１４の長手方向（スラスト方向）に変位可能となっている。
【００６４】
〔係合突起、係合挟部〕
第２実施形態では、ロータ部材２００に係合突起２００ｃが形成されている。この場合、係合突起２００ｃはロータ部材２００から摩擦板２２０に向けて突出する形態である。そして第２実施形態では、摩擦板２２０に係合挟部２２０ｃが形成されている。
【００６５】
図６は、ロータ部材２００の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図５中のＶＩ−ＶＩ断面を含む）である。
【００６６】
〔切欠部〕
図６中（Ａ）：ロータ部材２００には、本体部２００ａの周方向でみて例えば２箇所に一対となる切欠部２００ｄが形成されており、これら切欠部２００ｄは、ロータ部材２００の外周縁から回転軸１４の方向へ平行に延びている。これら切欠部２００ｄに挟まれた部位２００ｆは本体部２００ａの内周位置から外周縁まで半島形状をなして延びており、その先端部に上記の係合突起２００ｃが形成されている。そして第２実施形態では、このような半島形状の部位２００ｆの内周位置における基端部が弾性部２００ｅとして形成されている。また一対の切欠部２００ｄにより、ロータ部材２０の回転方向でみて係合突起２００ｃの両側にそれぞれ規制壁２００ｇが形成されている。
【００６７】
〔弾性力の付与〕
図６中（Ｂ）：第２実施形態では、摩擦板２２がロックされた状態で回転操作部材１２が図示の矢印方向に回転操作された場合、係合挟部２２０ｃからの反力を受けて弾性部２００ｅが弾性変形する。これにより、図中の二点鎖線で示されるように半島形状の部位２００ｆが全体的に変位することで、係合突起２００ｃを回転方向と逆向きに変位させることができる。また、このとき係合突起２００ｃは、切欠部２００ｄ内において一対の規制壁２００ｇの間での相対的な移動が許容される。したがって第２実施形態においても、摩擦板２２０がロックされた状態で、図示のようにロータ部材２００の相対的な回転が許容されている。
【００６８】
〔規制壁による規制〕
電磁ブレーキ２４の作動後も引き続き回転操作部材１２が回転操作されると、やがて切欠部２００ｄ内において係合突起２００ｃ（部位２００ｆの側面）が一方（回転方向と反対側）の規制壁２００ｇに当接する。この状態で、それ以上の係合突起２００ｃの相対的な移動は規制されるので、その結果としてロータ部材２００の回転が規制されることになる。これにより、第２実施形態においても操作者に対して回転操作部材１２が壁に突き当たったような感触を付与することができる。また、第１実施形態と同様に弾性部２００ｅの過度な変形を抑え、その破損を防止することができる。
【００６９】
図７は、第２実施形態における摩擦板２２０を単独で示した図（図５中のVII−VII断面を含む）である。なお図７中、係合突起２００ｃの断面の図示は省略している。係合挟部２２０ｃは、回転方向でみて係合突起２００ｃの幅よりもわずかに大きい間隔をおいて形成されている。このため係合挟部２２０ｃは、係合突起２００ｃを挟み込んだ状態でロータ部材２０の回転を摩擦板２２に伝達しつつ、電磁ブレーキ２４の作動時には、係合突起２００ｃに引っ張られることなく摩擦板２２０をスラスト方向に吸着させることができる。
【００７０】
上述した第２実施形態においても、回転軸１４上に弾性部を設ける必要がないことから、第１実施形態と同様にスラスト方向への小型化を容易に実現することができる。また、ロータ部材２０の本体部２００ａに弾性部２００ｅを一体で形成しているため、それだけ部品点数を削減することができる。
【００７１】
〔第３実施形態〕
次に図８は、第３実施形態の操作感触付与型入力装置３００の構成を部分的に示す縦断面図である。第３実施形態の操作感触付与型入力装置３００もまた、第１実施形態とは異なるロータ部材２５０及び摩擦板２６０を備えている。その他の構成については、図示しないものも含めて第１実施形態と共通であり、その重複した説明を省略する。
【００７２】
〔ロータ部材〕
第３実施形態においても、ロータ部材２５０は例えば円盤形状の本体部２５０ａを有しており、この本体部２５０ａは回転軸１４を中心としてラジアル方向に拡がっている。また本体部２５０ａの中央位置には貫通孔２５０ｂが形成されており、この貫通孔２５０ｂは本体部２５０ａを厚み方向に貫通して形成されている。そしてロータ部材２５０は、貫通孔２５０ｂの内部に回転軸１４を挿通させた状態で回転軸１４に対して固定（嵌合）されている。このためロータ部材２５０は、回転操作部材１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００７３】
〔摩擦板〕
摩擦板２６０もまた、例えば円盤形状の本体部２６０ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２６０ｂが形成されている。ただし第３実施形態では、挿通孔２６０ｂの内径が回転軸１４の外径に対して、例えば２倍〜２．５倍程度に設定されている。このため回転軸１４の外周面と挿通孔２６０ｂの内面との間には充分なクリアランスＣが確保されている。このクリアランスＣは、例えば回転軸１４の両外側の合計で本体部２６０ａの厚みよりも大きく設定されている。このため摩擦板２６０は回転軸１４に対してスラスト方向への変位が自在であることに加え、その中心軸線ＣＬに対する角度変位にも大きな自由度が与えられている。
【００７４】
〔係合突起、係合挟部〕
第３実施形態においても、第２実施形態と同様にロータ部材２５０に係合突起２５０ｃが形成されている。したがって係合突起２５０ｃは、ロータ部材２５０から摩擦板２６０に向けて突出する形態である。同じく第３実施形態では、摩擦板２６０に係合挟部２６０ｃが形成されている。
【００７５】
図９は、ロータ部材２５０の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図８中のＩＸ−ＩＸ断面を含む）である。第３実施形態の場合、ロータ部材２５０（本体部２５０ａ）の周方向でみて３箇所に係合突起２５０ｃが形成されている。この場合、周方向でみた係合突起２５０ｃの配置間隔（角度ピッチ）は均等であることが好ましい。なお、その他の切欠部２５０ｄや半島形状の部位２５０ｆ、弾性部２５０ｅ、規制壁２５０ｇの構成やそれぞれの基本機能については第２実施形態と同様である。
【００７６】
図１０は、第３実施形態における摩擦板２６０を単独で示した図（図８中のＸ−Ｘ断面を含む）である。なお図１０中、係合突起２５０ｃの断面の図示は省略している。第３実施形態でも第２実施形態と同様に、係合挟部２６０ｃは、回転方向でみて係合突起２５０ｃの幅よりもわずかに大きい間隔をおいて形成されている。
【００７７】
〔接触弾性〕
さらに第３実施形態では、各弾性部２５０ｅの弾性力によって摩擦板２６０を電磁ブレーキ２４に常時接触させておくことができる。すなわち、回転軸１４にロータ部材２５０を取り付けた状態で、各弾性部２５０ｅは係合突起２５０ｃを通じて摩擦板２６０をスラスト方向に押さえ付ける方向（図９では下方向）への弾性力を付与している。これにより、摩擦板２６０が電磁ブレーキ２４の吸着面（摩擦面）に接触した状態を維持することができる。なお、ここで付与される弾性力は、摩擦板２６０を電磁ブレーキ２４に接触させた状態であっても、その滑らかな回転（いわゆる摺動）を阻害しない程度の大きさである。
【００７８】
上述した第３実施形態においても第１，第２実施形態と同様に、スラスト方向への小型化を容易に実現することができる。また、ロータ部材２５０の本体部２５０ａに弾性部２５０ｅを一体で形成しているため、それだけ部品点数を削減することができる点は第２実施形態と同じである。
【００７９】
特に第３実施形態の場合、クリアランスＣを設けたことで摩擦板２６０の姿勢が回転軸１４に拘束されないため、電磁ブレーキ２４の作動時に摩擦板２６０を常に無理のない姿勢で吸着させることができる。このため、電磁ブレーキ２４の作動時に発生する摩擦力のばらつきをなくし、安定した回転の規制を実現することができる。
【００８０】
また第３実施形態では、ロータ部材２５０の回転方向で少なくとも３箇所に係合突起２５０ｃが形成されており、これらが摩擦板２６０の係合挟部２６０ｃに挟み込まれているため、回転軸１４に対して摩擦板２６０が横方向にずれてしまう（偏心する）のを防止することができる。
【００８１】
さらに第３実施形態では、摩擦板２６０を電磁ブレーキ２４に常時接触させておくことができるため、電磁ブレーキ２４の作動時に摩擦板２６０がケース型コア２４ａに衝突したり、それによって衝撃音が発生したりするのを防止することができる。
【００８２】
〔第４実施形態〕
図１１は、第４実施形態の操作感触付与型入力装置４００の構成を部分的に示す縦断面図である。第４実施形態の操作感触付与型入力装置４００は、係合突起２２ｃ及び係合挟部３０ａをそれぞれ１箇所だけに設けた点が第１実施形態と異なっているが、基本的には第１実施形態の構成と同じである。以下、第１実施形態との相違点を中心として説明する。
【００８３】
図１２は、ロータ部材２０の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１１中のＸII−ＸII断面を含む）である。第４実施形態の場合、クリップ状部材３０は、回転軸１４を挟んでロータ部材２０のラジアル方向に延びている。したがってロータ部材２０の直径方向でみると、回転軸１４の一方に位置する先端部が一対の係合挟部３０ａとして形成されており、その他方に連結板３０ｃが位置している。弾性部３０ｂは、第１実施形態のものと比較して長くなっているが、その基本的な機能は同じである。
【００８４】
受入部２０ｃは、本体部２０ａを厚み方向に貫通するとともに、その外周縁にて開口している。つまり受入部２０ｃは、本体部２０ａを外周縁部にて切り欠いた形態をなしている。この場合であっても、受入部２０ｃの回転方向でみた両端の内面が一対の規制壁２０ｄとして形成されており、これら一対の規制壁２０ｄがロータ部材２０の回転方向でみて係合突起２２ｃの両側に間隔をおいて位置している点は第１実施形態と同じである。
【００８５】
第４実施形態のように、係合突起２２ｃ及び係合挟部３０ａが１箇所だけ設けられていても、電磁ブレーキ２４が非作動の場合、回転操作部材１２への回転操作によって回転軸１４とともにロータ部材２０が操作方向へ回転すると、一対の係合挟部３０ａが係合突起２２ｃを挟み込んだ状態でロータ部材２０の回転力を係合突起２２ｃに伝達する。これにより、摩擦板２２はロータ部材２０の回転に追従して回転する。
【００８６】
また同様に、電磁ブレーキ２４の作動時に回転操作部材１２が回転操作された場合、同じく係合突起２２ｃからの反力で一方の弾性部３０ｂが弾性変形し、係合挟部３０ａを回転方向と逆向きに変位させる。また、このとき係合突起２２ｃは受入部２０ｃ内において一対の規制壁２０ｄの間での相対的な移動が許容されるため、摩擦板２２がロックされた状態であっても、ロータ部材２０の相対的な回転が許容される。
【００８７】
そして、電磁ブレーキ２４の作動時に回転操作部材１２がさらに回転操作されると、受入部２０ｃ内において係合突起２２ｃが一方（回転方向と反対側）の規制壁２０ｄに当接し、それ以上の係合突起２２ｃの相対的な移動が規制される。その結果、ロータ部材２０の回転が規制されて回転操作部材１２を回転させることができなくなり、操作者に対して壁に突き当たったような感触を付与することができる。また同様に、このとき弾性部３０ｂの破損（降伏変形）を防止することができる。
【００８８】
図１３は、第４実施形態における摩擦板２２を単独で示した図（図１１中のＸIII−ＸIII断面を含む）である。この場合、係合突起２２ｃは例えば角柱形状（断面各形状）をなしている。なお、係合突起２２ｃは第１実施形態のように円柱形状（断面円形状）であってもよい。
【００８９】
〔その他の実施形態〕
図１４は、第１実施形態のクリップ状部材３０に追加要素を設けた形態例を示す部分的な断面図である。第１実施形態のクリップ状部材３０には、例えばその連結板３０ｃと一体に接触弾性板３０ｄを設けることができる。
【００９０】
このような接触弾性板３０ｄは板ばねとして機能する部位であり、その基端が連結板３０ｃと一体に連なった状態で内周位置から外周の方向へ延びている。そして接触弾性板３０ｄは、その先端部が係合突起２２ｃの上端に接触しており、この状態で係合突起２２ｃに対して下向きへの弾性力を付与している。これにより、第１実施形態においても摩擦板２２が電磁ブレーキ２４に対して常時接触した状態となるので、第３実施形態と同様の利点を発揮することができる。
【００９１】
本発明は上述した各種の実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。各実施形態では円盤形状のロータ部材を挙げているが、ロータ部材は多角形の板状であってもよい。また、第１，第３実施形態では板ばね状の弾性部を例に挙げているが、コイルばねで弾性部を構成してもよい。
【００９２】
電磁ブレーキ２４の励磁パターンは上述した一例に限らず、例えばクリック感が付与される励磁パターンを採用してもよいし、回転角の増加に伴って変化する抵抗感が付与される励磁パターンを採用してもよい。
【００９３】
また、回転状態の検出はコード板１６とフォトインタラプタ１８，１９との組み合わせだけでなく、例えば反射板とフォトスイッチとの組み合わせで実現してもよい。
【００９４】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図２】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。
【図３】摩擦板を単独で示した図（図１中のIII−III断面を含む）である。
【図４】回転操作部材の回転角と電磁ブレーキによる電磁力との関係の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態の操作感触付与型入力装置の構成を部分的に示す縦断面図である。
【図６】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図５中のＶＩ−ＶＩ断面を含む）である。
【図７】第２実施形態における摩擦板を単独で示した図（図５中のVII−VII断面を含む）である。
【図８】第３実施形態の操作感触付与型入力装置の構成を部分的に示す縦断面図である。
【図９】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した図（図８中のＩＸ−ＩＸ断面を含む）である。
【図１０】第３実施形態における摩擦板を単独で示した図（図８中のＸ−Ｘ断面を含む）である。
【図１１】第４実施形態の操作感触付与型入力装置の構成を部分的に示す縦断面図である。
【図１２】ロータ部材の表面における各部材の配置とその作動状態を示した連続図（図１１中のＸII−ＸII断面を含む）である。
【図１３】第４実施形態における摩擦板を単独で示した図（図１１中のＸIII−ＸIII断面を含む）である。
【図１４】第１実施形態のクリップ状部材に追加要素を設けた形態例を示す部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０ 操作感触付与型入力装置（第１実施形態）
１２ 回転操作部材
１４ 回転軸
１６ コード板
１８，１９ フォトインタラプタ
２０ ロータ部材
２０ｃ 受入部
２０ｄ 規制壁
２２ 摩擦板
２２ｃ 係合突起
２４ 電磁ブレーキ
２８ 制御部
３０ クリップ状部材
３０ａ 係合挟部
３０ｂ 弾性部
１００ 操作感触付与型入力装置（第２実施形態）
３００ 操作感触付与型入力装置（第３実施形態）
４００ 操作感触付与型入力装置（第４実施形態）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者により回転操作される回転操作部材とともに回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸とともに回転する被検出体を有するとともに、この被検出体の回転状態を検出する検出部を有した回転検出手段と、
前記回転軸のラジアル方向に拡がって設けられ、前記回転軸とともに回転するロータ部材と、
前記回転軸及び前記ロータ部材と同じ中心軸線回りに回転可能に設けられるとともに前記ロータ部材に対してそのスラスト方向に変位自在に設けられた摩擦板と、
前記ロータ部材の回転を前記摩擦部材に伝達して前記摩擦板を前記ロータ部材に追従して回転させる回転伝達機構と、
前記摩擦板を前記ロータ部材のスラスト方向に吸着し、この吸着により発生する摩擦力で前記摩擦板の回転を規制する回転規制手段と、
前記回転検出手段の検出結果に基づき前記回転規制手段の作動状態を制御する制御手段と、
前記回転規制手段により前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作されると、前記回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与して前記ロータ部材とともに前記被検出体が前記摩擦板に対して相対的に回転するのを許容する回転弾性付与手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記回転伝達機構は、
前記摩擦板に設けられ、前記摩擦板から前記ロータ部材に向けて突出する係合突起と、
前記ロータ部材に設けられ、その回転方向でみて両側から前記係合突起を挟み込んだ状態で前記ロータ部材からの回転力を前記係合突起に伝達する一対の挟壁を有した係合挟部とからなり、
前記回転弾性付与手段は、
前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作された場合、前記係合突起からの反力で弾性変形することにより、前記係合挟部を変位させて前記ロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部からなることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材は、
回転方向でみて前記係合挟部の両側に間隔をおいて設けられた一対の規制壁を含み、これら規制壁の間に前記係合突起を受け入れた状態で一対の前記規制壁の間を前記係合突起が相対的に回転方向へ移動するのを許容するとともに前記規制壁を前記係合突起に当接させた状態で前記係合突起の移動を規制する受入部を有することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項３】
操作者により回転操作される回転操作部材とともに回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸とともに回転する被検出体を有するとともに、この被検出体の回転状態を検出する検出部を有した回転検出手段と、
前記回転軸のラジアル方向に拡がって設けられ、前記回転軸とともに回転するロータ部材と、
前記回転軸及び前記ロータ部材と同じ中心軸線回りに回転可能に設けられるとともに前記ロータ部材に対してそのスラスト方向に変位自在に設けられた摩擦板と、
前記ロータ部材の回転を前記摩擦部材に伝達して前記摩擦板を前記ロータ部材に追従して回転させる回転伝達機構と、
前記摩擦板を前記ロータ部材のスラスト方向に吸着し、この吸着により発生する摩擦力で前記摩擦板の回転を規制する回転規制手段と、
前記回転検出手段の検出結果に基づき前記回転規制手段の作動状態を制御する制御手段と、
前記回転規制手段により前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作されると、前記回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与して前記ロータ部材とともに前記被検出体が前記摩擦板に対して相対的に回転するのを許容する回転弾性付与手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記回転伝達機構は、
前記ロータ部材に設けられ、前記ロータ部材から前記摩擦板に向けて突出する係合突起と、
前記摩擦板に設けられ、その回転方向でみて両側から前記係合突起を挟み込んだ状態で前記係合突起を通じて前記ロータ部材から回転力の伝達を受ける一対の挟壁を有した係合挟部とからなり、
前記回転弾性付与手段は、
前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作された場合、前記係合挟部からの反力を受けて弾性変形することにより、前記係合突起を変位させて前記ロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部からなることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材は、
回転方向でみて前記係合突起の両側に間隔をおいて一対の規制壁を形成し、これら規制壁の間にて前記係合突起の回転方向への変位を許容するとともに前記規制壁に前記係合突起を当接させた状態で前記係合突起の変位を規制する一対の切欠部を有することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材は、
前記回転軸を中心とした円盤形状をなす本体部を有し、この本体部の外周縁から前記回転軸に向かって一対の前記切欠部が形成されており、前記本体部のうち一対の前記切欠部に挟まれて内周位置から外周縁まで半島形状に延びる部位の一部が前記係合突起として形成されるとともに、その内周位置における基端部が前記弾性部として形成されていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記摩擦板は、
前記回転軸を厚み方向に挿通させる貫通孔と、
この貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間に確保されたクリアランスとを有しており、
前記クリアランスにより前記回転軸の中心軸線方向に拘束されることなく前記摩擦板の前記スラスト方向への変位が許容されていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項７】
請求項３から６のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材には、その回転方向で少なくとも３箇所に前記係合突起が設けられるとともに、前記摩擦板には前記係合突起と同数の前記係合挟部が設けられていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記摩擦板に対して前記吸着方向への弾性力を付与し、この弾性力により前記回転規制手段に前記摩擦板を接触させた状態でその自在な回転を許容する接触弾性付与手段をさらに備えたことを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記接触弾性付与手段は、
前記ロータ部材から前記摩擦板に向けて突出する前記係合突起を前記摩擦板に押し付けることにより、前記係合突起を通じて前記吸着方向への弾性力を付与することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項１】
操作者により回転操作される回転操作部材とともに回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸とともに回転する被検出体を有するとともに、この被検出体の回転状態を検出する検出部を有した回転検出手段と、
前記回転軸のラジアル方向に拡がって設けられ、前記回転軸とともに回転するロータ部材と、
前記回転軸及び前記ロータ部材と同じ中心軸線回りに回転可能に設けられるとともに前記ロータ部材に対してそのスラスト方向に変位自在に設けられた摩擦板と、
前記ロータ部材の回転を前記摩擦部材に伝達して前記摩擦板を前記ロータ部材に追従して回転させる回転伝達機構と、
前記摩擦板を前記ロータ部材のスラスト方向に吸着し、この吸着により発生する摩擦力で前記摩擦板の回転を規制する回転規制手段と、
前記回転検出手段の検出結果に基づき前記回転規制手段の作動状態を制御する制御手段と、
前記回転規制手段により前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作されると、前記回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与して前記ロータ部材とともに前記被検出体が前記摩擦板に対して相対的に回転するのを許容する回転弾性付与手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記回転伝達機構は、
前記摩擦板に設けられ、前記摩擦板から前記ロータ部材に向けて突出する係合突起と、
前記ロータ部材に設けられ、その回転方向でみて両側から前記係合突起を挟み込んだ状態で前記ロータ部材からの回転力を前記係合突起に伝達する一対の挟壁を有した係合挟部とからなり、
前記回転弾性付与手段は、
前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作された場合、前記係合突起からの反力で弾性変形することにより、前記係合挟部を変位させて前記ロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部からなることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材は、
回転方向でみて前記係合挟部の両側に間隔をおいて設けられた一対の規制壁を含み、これら規制壁の間に前記係合突起を受け入れた状態で一対の前記規制壁の間を前記係合突起が相対的に回転方向へ移動するのを許容するとともに前記規制壁を前記係合突起に当接させた状態で前記係合突起の移動を規制する受入部を有することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項３】
操作者により回転操作される回転操作部材とともに回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸とともに回転する被検出体を有するとともに、この被検出体の回転状態を検出する検出部を有した回転検出手段と、
前記回転軸のラジアル方向に拡がって設けられ、前記回転軸とともに回転するロータ部材と、
前記回転軸及び前記ロータ部材と同じ中心軸線回りに回転可能に設けられるとともに前記ロータ部材に対してそのスラスト方向に変位自在に設けられた摩擦板と、
前記ロータ部材の回転を前記摩擦部材に伝達して前記摩擦板を前記ロータ部材に追従して回転させる回転伝達機構と、
前記摩擦板を前記ロータ部材のスラスト方向に吸着し、この吸着により発生する摩擦力で前記摩擦板の回転を規制する回転規制手段と、
前記回転検出手段の検出結果に基づき前記回転規制手段の作動状態を制御する制御手段と、
前記回転規制手段により前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作されると、前記回転伝達機構に回転方向への弾性力を付与して前記ロータ部材とともに前記被検出体が前記摩擦板に対して相対的に回転するのを許容する回転弾性付与手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記回転伝達機構は、
前記ロータ部材に設けられ、前記ロータ部材から前記摩擦板に向けて突出する係合突起と、
前記摩擦板に設けられ、その回転方向でみて両側から前記係合突起を挟み込んだ状態で前記係合突起を通じて前記ロータ部材から回転力の伝達を受ける一対の挟壁を有した係合挟部とからなり、
前記回転弾性付与手段は、
前記摩擦板の回転が規制された状態で前記回転操作部材が回転操作された場合、前記係合挟部からの反力を受けて弾性変形することにより、前記係合突起を変位させて前記ロータ部材の相対的な回転を許容する弾性部からなることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材は、
回転方向でみて前記係合突起の両側に間隔をおいて一対の規制壁を形成し、これら規制壁の間にて前記係合突起の回転方向への変位を許容するとともに前記規制壁に前記係合突起を当接させた状態で前記係合突起の変位を規制する一対の切欠部を有することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材は、
前記回転軸を中心とした円盤形状をなす本体部を有し、この本体部の外周縁から前記回転軸に向かって一対の前記切欠部が形成されており、前記本体部のうち一対の前記切欠部に挟まれて内周位置から外周縁まで半島形状に延びる部位の一部が前記係合突起として形成されるとともに、その内周位置における基端部が前記弾性部として形成されていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記摩擦板は、
前記回転軸を厚み方向に挿通させる貫通孔と、
この貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間に確保されたクリアランスとを有しており、
前記クリアランスにより前記回転軸の中心軸線方向に拘束されることなく前記摩擦板の前記スラスト方向への変位が許容されていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項７】
請求項３から６のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記ロータ部材には、その回転方向で少なくとも３箇所に前記係合突起が設けられるとともに、前記摩擦板には前記係合突起と同数の前記係合挟部が設けられていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記摩擦板に対して前記吸着方向への弾性力を付与し、この弾性力により前記回転規制手段に前記摩擦板を接触させた状態でその自在な回転を許容する接触弾性付与手段をさらに備えたことを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記接触弾性付与手段は、
前記ロータ部材から前記摩擦板に向けて突出する前記係合突起を前記摩擦板に押し付けることにより、前記係合突起を通じて前記吸着方向への弾性力を付与することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−６２０７５（Ｐ２０１０−６２０７５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２８４７４（Ｐ２００８−２２８４７４）
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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