複合操作装置
【課題】基板および操作部材の構造をシンプルに形成することが可能な複合操作装置を提供する。
【解決手段】複合操作装置は、同一の中心軸線Ｌ１を有するダイアルノブ１１およびロータ１２を含む操作部材１０と、基板ＰＣＢに固定されて基準軸線Ｌ０方向に貫通する円筒状の孔部２１ｂおよび球面状の外周部２１ａを有するホルダ２１と、ホルダ２１に支持されてケース３１の開口から一部位が突設されたベース２２と、基板ＰＣＢに実装されたタクトスイッチ４１，４個のタクトスイッチ４２（揺動検出センサ）および２個のフォトインタラプラ４３（回転検出センサ）とを備える。ベースの揺動支点Ｏは、基準軸線Ｌ０上にあり、かつ基準軸線Ｌ０と中心軸線Ｌ１とが一致する原位置からロータ１２が基準軸線Ｌ０と直交する方向にてフォトインタラプラ４３に最も近づいたときの最大接近量Ｄ２を設定量Ｄ１以下とする位置に設定される。
【解決手段】複合操作装置は、同一の中心軸線Ｌ１を有するダイアルノブ１１およびロータ１２を含む操作部材１０と、基板ＰＣＢに固定されて基準軸線Ｌ０方向に貫通する円筒状の孔部２１ｂおよび球面状の外周部２１ａを有するホルダ２１と、ホルダ２１に支持されてケース３１の開口から一部位が突設されたベース２２と、基板ＰＣＢに実装されたタクトスイッチ４１，４個のタクトスイッチ４２（揺動検出センサ）および２個のフォトインタラプラ４３（回転検出センサ）とを備える。ベースの揺動支点Ｏは、基準軸線Ｌ０上にあり、かつ基準軸線Ｌ０と中心軸線Ｌ１とが一致する原位置からロータ１２が基準軸線Ｌ０と直交する方向にてフォトインタラプラ４３に最も近づいたときの最大接近量Ｄ２を設定量Ｄ１以下とする位置に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合操作装置に関し、特に回転操作と揺動操作とを同時に行い得る操作部材を備えた複合操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の複合操作装置として、例えば下記特許文献１に記載されているように、一体的に回転可能に結合されたノブ（ダイアルノブ）およびロータリエンコーダ（ロータ）を含んでなる操作部材を備えたものが知られている。この複合操作装置では、ロータリエンコーダの摺動子が基板に形成された接点パターン上を摺動するように構成されていて、ノブの回転操作に対応した電気信号が出力されるようになっている。また、別の複合操作装置として、例えば下記特許文献２に記載されているように、操作ノブ（ダイアルノブ）内に、スリット板、発光ダイオードおよびフォトトランジスタ（回転検出センサ）からなる無接点式のロータリスイッチを組み込んだものが知られている。この複合操作装置では、操作ノブとスリット板とが一体的に回転可能に結合されていて、スリット板への光の透過または遮光により操作ノブの回転量および回転方向を表す検出信号が出力されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３１７３７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２２０８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された複合操作装置では、基板に接点パターンを形成するようにしているため、基板の構造が複雑になり易いという問題があった。これに対して、上記特許文献２に記載された複合操作装置によれば、基板に接点パターンを形成しなくて済むので、基板の構造をシンプルに形成することが可能である。しかしながら、上記特許文献２に記載された複合操作装置では、操作ノブ内にロータリスイッチを組み込むようにしているため、操作ノブの構造が複雑になり易く、組み付け作業性が悪くなるという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、基板および操作部材の構造をシンプルに形成することが可能な複合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及び発明の効果】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、ダイアルノブおよびロータが同一の中心軸線を有し、かつ一体動作するように結合されてなる操作部材と、基板に固定されて同基板と直交する基準軸線方向に貫通する円筒状の孔部および球面状の外周部を有するホルダと、前記ホルダの外周部に摺動可能に支持される中空球面状の本体部、および前記本体部と一体的に形成されて前記中心軸線を軸線とする中空円筒状の軸部を有し、前記軸部にて前記ダイアルノブおよび前記ロータを前記中心軸線回りに回転可能、かつ前記軸部と共に前記ダイアルノブおよび前記ロータを揺動可能に組み込むベースとを備えた複合操作装置であって、前記基板には、前記ロータの前記中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式の回転検出センサが固定され、かつ前記ベースの揺動支点回りの揺動方向を検出する揺動検出センサが固定されており、前記ベースの揺動支点は、前記基準軸線上にあり、かつ前記基準軸線と前記中心軸線とが一致する前記ロータの原位置から同ロータが同基準軸線と直交する方向にて前記回転検出センサに最も近づいたときの最大接近量を設定量以下とする位置に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
この複合操作装置では、ロータの中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式の回転検出センサが基板に固定されている。このため、基板に接点パターンを形成しなくて済むので、基板の構造をシンプルに形成することが可能である。また、操作部材に回転検出センサを組み込まなくて済むので、操作部材の構造をシンプルに形成することも可能である。
【０００７】
ところで、無接点式の回転検出センサを基板に固定するようにした場合には、操作部材の揺動操作に伴う、ロータの回転検出センサに対する位置の変化を考慮に入れる必要がある。すなわち、操作部材の揺動操作時において、ロータが回転検出センサと干渉しないように両者の位置関係を設定する必要がある。また、回転検出センサの出力値が変化しないように両者の位置関係を設定する必要がある。本発明の複合操作装置では、ロータがベースの揺動支点回りに揺動したとき、ロータが原位置から基準軸線と直交する方向にて前記回転検出センサに最も近づいたときの最大接近量を設定量以下とする位置に、ベースの揺動支点が設定されている。
【０００８】
このため、ロータがベースの揺動支点回りに揺動しても、ロータの回転検出センサに対する前記最大接近量が設定量以下となるので、回転検出センサとの干渉を十分に回避することが可能である。
【０００９】
本発明の実施に際して、前記回転検出センサは、前記ロータが前記基準軸線と平行な方向にて前記原位置から最も離れたときの最大離間量を設定量以下とする位置に配置されていることも可能である。この場合、前記回転検出センサは、例えば、前記基板上にて対向配置される発光部および受光部を有する赤外センサであり、前記ベースの揺動支点回りの前記ロータの揺動に対して、前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットを透過して前記受光部に至る透過状態、または前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットにより遮光される遮光状態が切り替わらないように設定されているとよい。
【００１０】
これによれば、ロータがベースの揺動支点回りに揺動しても、中心軸線と平行な方向にてロータの原位置からの最大離間量が設定量以下となるので、回転検出センサの出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００１１】
また、本発明の実施に際して、前記操作部材は、さらに中心軸線方向にスライド移動可能に前記ベースの軸部に組み込まれるプッシュノブを備え、前記基板には、前記プッシュノブの中心軸線方向の押動を検出する押動検出センサが固定されており、前記ベースの揺動支点は、前記ロータの原位置からの揺動に伴う前記プッシュノブの前記中心軸線方向における変位量を設定量以下とする位置に設定されていることも可能である。この場合、前記押動検出センサは、例えば、前記プッシュノブと常時接触した状態にあり、前記プッシュノブの押動操作に応じて接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであって、前記ベースの揺動支点回りの前記プッシュノブの揺動に対して、前記接点のオンオフが切り替わらないように設定されているとよい。
【００１２】
これによれば、ロータがベースの揺動支点回りに揺動しても、中心軸線方向におけるプッシュノブの変位量が設定量以下となるので、押動検出センサの出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の実施に際して、前記ベースには、ガイド部が一体的に形成されており、前記ガイド部と、前記基板に設けられたガイド溝部材との協働により、前記ベースが予め設定された所定の方向に揺動可能とされていることも可能である。
【００１４】
これによれば、ベースの動作が、ガイド部およびガイド溝部材により規制されるので、揺動検出センサによってベースの揺動を精度良く検出することができる。
【００１５】
この場合、前記ガイド溝部材は、平面視にて前記揺動検出スイッチの外側に配置されているとよい。これによれば、揺動検出スイッチがガイド溝部材に比してベースの揺動支点に近い側に配置されているので、ガイド部とガイド溝部材間にガタツキがあっても、揺動検出スイッチの近傍においては、そのガタツキ量の影響が小さくなって、揺動検出スイッチへの影響を良好に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１〜図８は本発明の実施形態に係る複合操作装置を示している。この複合操作装置は、例えば車載のエアコンパネル、オーディオ機器、ナビゲーション装置などの機能を切り替えるためのものであり、ケース３１の開口から一部位が突設された操作部材１０と、基板ＰＣＢに固定されてケース３１で覆われるホルダ２１と、ホルダ２１に支持されてケース３１の開口から一部位が突設されたベース２２と、基板ＰＣＢに実装されたタクトスイッチ４１，４個のタクトスイッチ４２および２個のフォトインタラプラ４３とを備えている。なお、図１は本発明の実施形態に係る複合操作装置の分解斜視図、図２は図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（後述するダイアルノブ１１、プッシュノブ１３などを除く）、図３は図２の３−３断面図（後述するダイアルノブ１１、プッシュノブ１３などを含む）、図４は図２の４−４断面図（後述するダイアルノブ１１、プッシュノブ１３などを含む）、図５は基板ＰＣＢ上のスイッチ等４１〜４３とホルダ２１を示す平面図、図６は図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（操作部材１０を除く）、図７は図３の７（ａ）−７（ａ）断面図等、図８は基板ＰＣＢ上のスイッチ等４１〜４３のみを示す平面図である。
【００１７】
操作部材１０は、同一の中心軸線Ｌ１を有し、かつ一体動作するように結合されたダイアルノブ１１、ロータ１２およびプッシュノブ１３を含んで構成されている。ダイアルノブ１１、ロータ１２およびプッシュノブ１３については、後述する。
【００１８】
ホルダ２１は、摺動特性に優れた例えばＰＯＭ樹脂で形成されており、スクリュにより基板ＰＣＢに固定されている。このホルダ２１は、基板ＰＣＢと直交する基準軸線Ｌ０を有し、筒状に形成されていて、球面状の外周部２１ａと、基準軸線Ｌ０方向に貫通する円筒状の孔部２１ｂとを備えている（図３、図４および図５参照）。
【００１９】
ベース２２は、摺動特性に優れた例えばＰＯＭ樹脂やＡＢＳ樹脂で形成されており、中空球面状の本体部２２ａと、この本体部２２ａと一体に形成されて中心軸線Ｌ０方向に延び出す軸部２２ｂとを備えている。本体部２２ａは、ホルダ２１の外周部２１ａに摺動（円弧運動）可能に支持されている。具体的には、本体部２２ａは、ホルダ２１の内部に設定された所定の揺動支点Ｏ回りに揺動可能とされている。なお、ベース２２が原位置にある状態では、ベース２２を始めとする操作部材１０の中心軸線Ｌ１が、基準軸線Ｌ０と一致している（図３、図４および図６参照）。
【００２０】
ベース２２の軸部２２ｂは、外側円筒部２２ｂ１と内側円筒部２２ｂ２を有する２重の中空円筒状に形成されていて、その下部にてホルダ２１の孔部２１ｂ内に収容され、その上部が本体部２２ａから上向きに突設されている。
【００２１】
ベース２２の本体部２２ａには、図２に示す平面視にて径方向に延びる４個のアーム部２２ｃが一体形成されている。各アーム部２２ｃは、互いに９０°間隔で配置されている。各アーム部２２ｃの先端部近傍の下部には、スイッチ押し下げ部２２ｄが一体形成されている。
【００２２】
各スイッチ押し下げ部２２ｄは、ベース２２が原位置にあるとき、それぞれと対向配置されたタクトスイッチ４２と接触した状態にある。この状態では、１８０°の対称位置に配置された一対のスイッチ押し下げ部２２ｄとタクトスイッチ４２との両接触位置が、ベース２２の揺動支点Ｏを通る水平軸線Ｈ１上に位置し、別の一対のスイッチ押し下げ部２２ｄとタクトスイッチ４２との両接触位置が、水平軸線Ｈ１と直交する水平軸線Ｈ２上に位置するようになっている。
【００２３】
各アーム部２２ｃの先端には、図７（ａ）にて一つのアーム部２２ｃを代表して示すように、ガイド部２２ｅが一体成形されている。ガイド部２２ｅは、正面視にて逆Ｔ字断面形状をなし、図示上向きに突出した上側係合突起２２ｅ１と、図示左右方向に突出して凸状の湾曲面を有する左右側係合突起２２ｅ２とを有している。
【００２４】
ガイド部２２ｅは、基板ＰＣＢに立設されたガイド溝部材２３のガイド溝２３ａに嵌入されている。ガイド溝部材２３のガイド溝２３ａは、ガイド部２２ｅにおける左右側係合突起２２ｅ２の水平軸線Ｈ１回りの摺動を許容し（図７（ｄ）参照）、かつ水平軸線Ｈ２回りの上下方向の摺動を許容する溝幅に形成されるとともに、上部にてガイド部２２ｅの上側係合突起２２ｅ１と係合してアーム部２２ｃの上方への移動を規制する係合孔部２３ａ１を有している（図７（ｂ）参照）。
【００２５】
ベース２２が、ガイド部２２ｅとガイド溝部材２３との協働により、水平軸線Ｈ２回りに揺動したとき、図３に示した１８０°の間隔に対称配置された一対のアーム２２ｃのうちの一方（図３では左側のアーム２２ｃ）が上向きに変位し（図７（ｂ）および図１０参照）、他方（図３では右側のアーム２２ｃ）が下向きに変位するように揺動する（図７（ｃ）および図１０参照）。このとき、ベース２２の中心軸線Ｌ１が基準軸線Ｌ０から所定の傾斜角度θだけ揺動するように、別の一対のアーム２２ｃが、水平軸線Ｈ２回りに回転する（図７（ｄ）参照）。
【００２６】
ケース３１は、例えばＡＢＳ樹脂、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂で形成されており、スクリュにより基板ＰＣＢに固定されている（図３および図４参照）。ケース３１は、その裏面にてベース２２の本体部２２ａと常時接触した凹部球面状のベース押さえ部３１ａを有している。ケース３１が基板ＰＣＢに固定された状態では、ベース２２の本体部２２ａがベース押さえ部３１ａとホルダ２１の外周部２１ａとにより挟持されていて、ベース２２の本体部２２ａがホルダ２１の外周部２１ａから離脱することが阻止されている。
【００２７】
ダイアルノブ１１は、例えばＡＢＳ樹脂で形成されており、外側円筒部１１ａと内側段付き円筒部１１ｂを有する２重の中空円筒状に形成されていて、内側段付き円筒部１１ｂに形成された円環溝１１ｂ１にてベース２２における軸部２２ｂの外側円筒部２２ｂ１に中心軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されている（図３および図４参照）。外側円筒部１１ａは、操作者が指で摘んで回転操作可能な把持部として機能する。内側円筒部１１ｂは、周方向にて複数の爪部を有し、各爪部とロータ１２の係合孔部との係合により、ロータ１２と一体化されている。
【００２８】
ロータ１２は、例えばＰＯＭ樹脂やＡＢＳ樹脂で形成されており、ベース２２における軸部２２ｂの外側円筒部２２ｂ１と内側円筒部２２ｂ２間のスペースに、軸部２２ｂに対して中心軸線Ｌ１回りに回転可能、かつ軸部２２ｂと共に揺動可能に組み込まれている（図３および図４参照）。なお、ロータ１２は、ベース２２における軸部２２ｂの外側円筒部２２ｂ１との爪係合により、上方への抜けが阻止されている。
【００２９】
ロータ１２の外周面中央部には、周方向にて凹凸部１２ａが形成され、ベース２２の軸部２２ｂ内に組み込まれた板ばね１４（例えば、ステンレス鋼やばね用りん青銅製のもの）によって弾撥的に付勢されており（図１および図２参照）、ロータ１２の中心軸線Ｌ１回りの回転時に操作者に対して節度感（クリック感）を与えるようになっている。ロータ１２の下端部には、周方向にて凹凸状のスリット１２ｂが形成されている。凹凸状のスリット１２ｂは、後述するフォトインタラプタ４３の赤外光を透過または遮光する機能を果たす。
【００３０】
プッシュノブ１３は、例えば無色透明のＰＭＭＡ樹脂やＰＣ樹脂で形成されており、ベース２２における軸部２２ｂの内側円筒部２２ｂ２内に組み込まれていて、円板状の天壁部１３ａと、この天壁部１３ａと一体形成されて中心軸線Ｌ１の下方に延び出す板状の軸部１３ｂとを備えている（図３および図４参照）。プッシュノブ１３の天壁部１３ａは、塗装処理された後、所定の文字部分のみが透明となるようにレーザーカットされ、基板ＰＣＢに設けられた発光ダイオード（図示省略）により照光されるようになっている。
【００３１】
プッシュノブ１３の軸部１３ｂは、その両側面部位にて中心軸線方向Ｌ１（長手方向）に延びるレール部を有し、このレール部と、ベース２２における軸部２２ｂの内側円筒部２２ｂ２に形成されたレール溝との係合により、ベース２２に対して中心軸線方向Ｌ１にスライド移動可能とされている。なお、軸部１３ｂは、ベース２２における軸部２２ｂの内側円筒部２２ｂ２との間に設けられたばね（図示省略）により常時上方へ付勢されているが、内側円筒部２２ｂ２との爪係合により、内側円筒部２２ｂ２からの抜けが阻止されている。
【００３２】
プッシュノブ１３の軸部１３ｂの下端には、スイッチ押し下げ部１３ｃが形成されている。スイッチ押し下げ部１３ｃは、タクトスイッチ４１と常時接触した状態にあり、プッシュノブ１３が押動操作されていないとき、スイッチ押し下げ部１３ｃとタクトスイッチ４１との接触位置が、ベース２２の揺動支点Ｏの位置とほぼ一致するように設定されている。
【００３３】
プッシュノブ１３の天壁部１３ａは、円環状のダイアルベゼル１５内に収容されるようになっている。ダイアルベゼル１５は、例えばＡＢＳ樹脂の表面がメッキ処理された装飾用の部材であり、爪係合によりダイアルノブ１１の上部に取り付けられている（図１および図３参照）。
【００３４】
ダイアルノブ１１とケース３１との間には、ベゼル１６が設けられている（図１および図３参照）。ベゼル１６は、例えばＡＢＳ樹脂の表面がメッキ処理された装飾用の部材であり、爪係合によりケース３１に取り付けられている。また、ダイアルノブ１１の外側円筒部１１ａとベース２２の外側円筒部２２ｂ１との間には、カラー１７が設けられている（図１および図３参照）。カラー１７は、ダイアルノブ１１とベゼル１６との隙間から板ばね１４が見えるのを防止する役目を果たし、例えばＡＢＳ樹脂で形成されていて、爪係合によりベース２２の外側円筒部２２ｂ１に取り付けられている。
【００３５】
タクトスイッチ４１（押動検出センサ）は、基板ＰＣＢの中央部にて基準軸線Ｌ０が交差する位置に設けられている（図６および図８参照）。このタクトスイッチ４１は、接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであり、プッシュノブ１３の押動操作に伴うスイッチ押し下げ部１３ｃの下向きの変位により接点がオンとなり、スイッチ押し下げ部１３ｃの上向きの変位により接点がオフとなる。なお、押動検出センサは、タクトスイッチ４１のようなメカニカルスイッチに限らず、例えば赤外センサ、磁気センサ、静電容量センサ、圧力センサなどの各種位置検出センサを用いることが可能である。この場合は、センサの出力値の変化量に基づいて、図示を省略するＣＰＵによるプログラム処理や、制御回路による判定処理によってオンオフが判定されることとなる。
【００３６】
タクトスイッチ４２（揺動検出センサ）は、ベース２２における各アーム部２２ｃのスイッチ押し下げ部２２ｄにそれぞれ対応して設けられている（図６および図８参照）。各タクトスイッチ４２も、タクトスイッチ４１と同様、接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであり、ベース２２の揺動操作に伴う各スイッチ押し下げ部２２ｄの下向きの変位により接点がオンとなり、スイッチ押し下げ部２２ｄの上向きの変位により接点がオフとなる。なお、揺動検出センサは、各タクトスイッチ４２のようなメカニカルスイッチに限らず、押動検出センサの場合と同様、各種位置検出センサを用いることが可能である。
【００３７】
フォトインタラプタ４３（回転検出センサ）は、ロータ１２の外周位置（タクトスイッチ４１を中心としたほぼ点対称位置）にて一対設けられており、ロータ１２の凹凸状のスリット１２ｂに対して、それぞれ位相をずらして配置されている（図６および図８参照）。各フォトインタラプタ４３は、発光部４３ａおよび受光部４３ｂを有する例えば赤外センサである。発光部４３ａと受光部４３ｂは、対向配置されていて、発光部４３ａと受光部４３ｂ間を、ロータ１２の凹凸状のスリット１２ｂが通過するようになっており、スリット１２ｂを透過する赤外光とスリット１２ｂにより遮光される赤外光に対応したパルス信号に基づいて、ロータ１２の回転方向と回転量が判定されるようになっている。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態では、ロータ１２の中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式のフォトインタラプタ４３が基板ＰＣＢに固定されている。このため、基板ＰＣＢに接点パターンを形成しなくて済むので、基板ＰＣＢの構造をシンプルに形成することが可能である。また、操作部材１０にフォトインタラプタを組み込まなくて済むので、操作部材１０の構造をシンプルに形成することも可能である。
【００３９】
ところで、この実施形態では、ベースの揺動支点Ｏが、基準軸線Ｌ０上にあり、かつ基板ＰＣＢを基準としたベースの揺動支点Ｏの高さ位置が、各フォトインタラプタ４３の発光部４３ａと受光部４３ｂにおける赤外光の検出位置とほぼ同じ高さに設定されている（図４参照）。すなわち、ロータ１２が図９に示すようにベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動したとき、図１１にて二点鎖線または破線で示すように、ロータ１２が原位置から基準軸線Ｌ０と直交する水平方向にて各フォトインタラプタ４３に最も近づいたときの最大接近量Ｄ２を設定量Ｄ１以下とする位置に、ベースの揺動支点Ｏが設定されている。ここで、設定量Ｄ１は、ロータ１２が原位置にある状態でのロータ１２のスリット部１２ｂと発光部４３ａまたは受光部４３ｂ間の距離を表す。
【００４０】
これにより、ロータ１２がベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動して、ロータ１２の中心軸線Ｌ１が基準軸線Ｌ０から所定の傾斜角度θだけ回転しても、ロータ１２におけるスリット１２ｂの各フォトインタラプタ４３に対する最大接近量Ｄ２が設定量Ｄ１以下となるので、各フォトインタラプタ４３との干渉を十分に回避することが可能である。
【００４１】
また、この実施形態では、各フォトインタラプタ４３が基準軸線Ｌ０から所定距離内に配置されている。すなわち、ロータ１２が、図９に示すようにベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動したとき、図１１にて二点鎖線または破線で示すように、ロータ１２が原位置から基準軸線Ｌ０と平行な方向にて最も離れたときの最大離間量Ｄ４を設定量Ｄ３以下とする位置に、各フォトインタラプタ４３が配置されている。ここで、設定量Ｄ３は、ロータ１２が基準軸線Ｌ０と平行な方向に変位しても、発光部４３ａからの赤外光がロータ１２のスリット１２ｂを透過して受光部４３ｂに至る透過状態、または発光部４３ａからの赤外光がスリット１２ｂにより遮光される遮光状態が切り替わらない距離に設定されている。
【００４２】
これにより、ロータ１２がベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動して、ロータ１２の中心軸線Ｌ１が基準軸線Ｌ０から所定の傾斜角度θだけ回転しても、基準軸線Ｌ０と平行な方向におけるロータ１２の原位置からの最大離間量Ｄ４が設定量Ｄ３以下となるので、各フォトインタラプタ４３の出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００４３】
また、この実施形態では、ロータ１２の原位置からの揺動に伴うプッシュノブ１３の中心軸線方向Ｌ１における変位量をほぼゼロとする位置に、ベース２２の揺動支点Ｏが設定されている。すなわち、ベース２２の揺動支点Ｏは、図９および図１０に示したように、ベース２２の揺動支点Ｏ回りのプッシュノブ１３の揺動に対して、タクトスイッチ４１の接点のオンオフが切り替わらないように設定されている。
【００４４】
これにより、ロータ１２がベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動しても、中心軸線Ｌ１方向におけるプッシュノブ１３の変位量がほぼゼロとなるので、タクトスイッチ４１の出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００４５】
また、この実施形態では、ベース２２におけるアーム部２２ｃには、ガイド部２２ｅが一体形成されており、ガイド部２２ｅと、基板ＰＣＢに設けられたガイド溝部材２３との協働により、ベース２２が水平軸線Ｈ１またはＨ２回りに揺動可能とされている。
【００４６】
これにより、ベース２２の動作が、ガイド部２２ｅおよびガイド溝部材２３により規制されるので、タクトスイッチ４２によってベース２２の揺動を精度良く検出することができる。
【００４７】
また、各ガイド部２２ｅおよびガイド溝部材２３は、平面視にて各タクトスイッチ４２の外側に配置されている。これにより、各タクトスイッチ４２が各ガイド溝部材２３に比してベース２２の揺動支点Ｏに近い側に配置されているので、ガイド部２３ｅとガイド溝部材２３間にガタツキがあっても、各タクトスイッチ４２の近傍においては、そのガタツキ量の影響が小さくなって、各タクトスイッチ４２への影響を良好に低減することができる。
【００４８】
（変形実施形態）
上記実施形態では、ベース２２が水平軸線Ｈ１またはＨ２回りに揺動して４方向の揺動操作が検出されるように構成としたが、これに限らず、例えばベース２２が水平軸線Ｈ１およびＨ２のうちの何れか一つの軸線回りに揺動して２方向の揺動操作のみが検出されるように構成してもよい。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ロータ１２の原位置からの揺動に伴うプッシュノブ１３の中心軸線方向Ｌ１における変位量がほぼゼロとなる位置をベース２２の揺動支点Ｏに設定したが、ベース２２の揺動支点Ｏ回りのプッシュノブ１３の揺動に対してタクトスイッチ４１の接点のオンオフが切り替わらない設定量以下の範囲内で、ベース２２の揺動支点Ｏが中心軸線方向Ｌ１に変位するように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る複合操作装置の分解斜視図。
【図２】図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（ダイアルノブ、プッシュノブなどを除く）。
【図３】図２の３−３断面図（ダイアルノブ、プッシュノブなどを含む）。
【図４】図２の４−４断面図（ダイアルノブ、プッシュノブなどを含む）。
【図５】図１の複合操作装置を構成する基板上のスイッチ等とホルダを示す平面図。
【図６】図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（操作部材を除く）。
【図７】（ａ）は図３の７（ａ）−７（ａ）断面図。（ｂ）はガイド部が水平軸線Ｈ２回りに上方へ変位した状態を示す説明図。（ｃ）はガイド部が水平軸線Ｈ２回りに下方へ変位した状態を示す説明図。（ｄ）はガイド部が水平軸線Ｈ２回りに回転した状態を示す説明図。
【図８】図１の複合操作装置を構成する基板上のスイッチ等を示す平面図。
【図９】図３のベースが揺動支点Ｏ回りに所定の傾斜角度θだけ揺動した場合の説明図。
【図１０】図４のベースが揺動支点Ｏ回りに所定の傾斜角度θだけ揺動した場合の説明図。
【図１１】図９のフォトインタラプタの要部拡大図。
【符号の説明】
【００５１】
ＰＣＢ 基板
Ｌ１ 中心軸線
Ｌ０ 基準軸線
Ｈ１，Ｈ２ 水平軸線
Ｏ 揺動支点
１０ 操作部材
１１ ダイアルノブ
１１ａ 外側円筒部
１１ｂ 内側段付き円筒部
１２ ロータ
１２ｂ スリット
１３ プッシュノブ
１３ａ 天壁部
１３ｂ 軸部
１３ｃ スイッチ押し下げ部
２１ ホルダ
２１ａ 外周部
２１ｂ 孔部
２２ ベース
２２ａ 本体部
２２ｂ 軸部
２２ｃ アーム部
２２ｄ スイッチ押し下げ部
２２ｅ ガイド部
２３ ガイド溝部材
２３ａ ガイド溝
３１ ケース
３１ａ ベース押さえ部
４１ タクトスイッチ（押動検出センサ）
４２ タクトスイッチ（揺動検出センサ）
４３ フォトインタラプラ（回転検出センサ）
４３ａ 発光部
４３ｂ 受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合操作装置に関し、特に回転操作と揺動操作とを同時に行い得る操作部材を備えた複合操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の複合操作装置として、例えば下記特許文献１に記載されているように、一体的に回転可能に結合されたノブ（ダイアルノブ）およびロータリエンコーダ（ロータ）を含んでなる操作部材を備えたものが知られている。この複合操作装置では、ロータリエンコーダの摺動子が基板に形成された接点パターン上を摺動するように構成されていて、ノブの回転操作に対応した電気信号が出力されるようになっている。また、別の複合操作装置として、例えば下記特許文献２に記載されているように、操作ノブ（ダイアルノブ）内に、スリット板、発光ダイオードおよびフォトトランジスタ（回転検出センサ）からなる無接点式のロータリスイッチを組み込んだものが知られている。この複合操作装置では、操作ノブとスリット板とが一体的に回転可能に結合されていて、スリット板への光の透過または遮光により操作ノブの回転量および回転方向を表す検出信号が出力されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３１７３７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２２０８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された複合操作装置では、基板に接点パターンを形成するようにしているため、基板の構造が複雑になり易いという問題があった。これに対して、上記特許文献２に記載された複合操作装置によれば、基板に接点パターンを形成しなくて済むので、基板の構造をシンプルに形成することが可能である。しかしながら、上記特許文献２に記載された複合操作装置では、操作ノブ内にロータリスイッチを組み込むようにしているため、操作ノブの構造が複雑になり易く、組み付け作業性が悪くなるという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、基板および操作部材の構造をシンプルに形成することが可能な複合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及び発明の効果】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、ダイアルノブおよびロータが同一の中心軸線を有し、かつ一体動作するように結合されてなる操作部材と、基板に固定されて同基板と直交する基準軸線方向に貫通する円筒状の孔部および球面状の外周部を有するホルダと、前記ホルダの外周部に摺動可能に支持される中空球面状の本体部、および前記本体部と一体的に形成されて前記中心軸線を軸線とする中空円筒状の軸部を有し、前記軸部にて前記ダイアルノブおよび前記ロータを前記中心軸線回りに回転可能、かつ前記軸部と共に前記ダイアルノブおよび前記ロータを揺動可能に組み込むベースとを備えた複合操作装置であって、前記基板には、前記ロータの前記中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式の回転検出センサが固定され、かつ前記ベースの揺動支点回りの揺動方向を検出する揺動検出センサが固定されており、前記ベースの揺動支点は、前記基準軸線上にあり、かつ前記基準軸線と前記中心軸線とが一致する前記ロータの原位置から同ロータが同基準軸線と直交する方向にて前記回転検出センサに最も近づいたときの最大接近量を設定量以下とする位置に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
この複合操作装置では、ロータの中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式の回転検出センサが基板に固定されている。このため、基板に接点パターンを形成しなくて済むので、基板の構造をシンプルに形成することが可能である。また、操作部材に回転検出センサを組み込まなくて済むので、操作部材の構造をシンプルに形成することも可能である。
【０００７】
ところで、無接点式の回転検出センサを基板に固定するようにした場合には、操作部材の揺動操作に伴う、ロータの回転検出センサに対する位置の変化を考慮に入れる必要がある。すなわち、操作部材の揺動操作時において、ロータが回転検出センサと干渉しないように両者の位置関係を設定する必要がある。また、回転検出センサの出力値が変化しないように両者の位置関係を設定する必要がある。本発明の複合操作装置では、ロータがベースの揺動支点回りに揺動したとき、ロータが原位置から基準軸線と直交する方向にて前記回転検出センサに最も近づいたときの最大接近量を設定量以下とする位置に、ベースの揺動支点が設定されている。
【０００８】
このため、ロータがベースの揺動支点回りに揺動しても、ロータの回転検出センサに対する前記最大接近量が設定量以下となるので、回転検出センサとの干渉を十分に回避することが可能である。
【０００９】
本発明の実施に際して、前記回転検出センサは、前記ロータが前記基準軸線と平行な方向にて前記原位置から最も離れたときの最大離間量を設定量以下とする位置に配置されていることも可能である。この場合、前記回転検出センサは、例えば、前記基板上にて対向配置される発光部および受光部を有する赤外センサであり、前記ベースの揺動支点回りの前記ロータの揺動に対して、前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットを透過して前記受光部に至る透過状態、または前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットにより遮光される遮光状態が切り替わらないように設定されているとよい。
【００１０】
これによれば、ロータがベースの揺動支点回りに揺動しても、中心軸線と平行な方向にてロータの原位置からの最大離間量が設定量以下となるので、回転検出センサの出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００１１】
また、本発明の実施に際して、前記操作部材は、さらに中心軸線方向にスライド移動可能に前記ベースの軸部に組み込まれるプッシュノブを備え、前記基板には、前記プッシュノブの中心軸線方向の押動を検出する押動検出センサが固定されており、前記ベースの揺動支点は、前記ロータの原位置からの揺動に伴う前記プッシュノブの前記中心軸線方向における変位量を設定量以下とする位置に設定されていることも可能である。この場合、前記押動検出センサは、例えば、前記プッシュノブと常時接触した状態にあり、前記プッシュノブの押動操作に応じて接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであって、前記ベースの揺動支点回りの前記プッシュノブの揺動に対して、前記接点のオンオフが切り替わらないように設定されているとよい。
【００１２】
これによれば、ロータがベースの揺動支点回りに揺動しても、中心軸線方向におけるプッシュノブの変位量が設定量以下となるので、押動検出センサの出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の実施に際して、前記ベースには、ガイド部が一体的に形成されており、前記ガイド部と、前記基板に設けられたガイド溝部材との協働により、前記ベースが予め設定された所定の方向に揺動可能とされていることも可能である。
【００１４】
これによれば、ベースの動作が、ガイド部およびガイド溝部材により規制されるので、揺動検出センサによってベースの揺動を精度良く検出することができる。
【００１５】
この場合、前記ガイド溝部材は、平面視にて前記揺動検出スイッチの外側に配置されているとよい。これによれば、揺動検出スイッチがガイド溝部材に比してベースの揺動支点に近い側に配置されているので、ガイド部とガイド溝部材間にガタツキがあっても、揺動検出スイッチの近傍においては、そのガタツキ量の影響が小さくなって、揺動検出スイッチへの影響を良好に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１〜図８は本発明の実施形態に係る複合操作装置を示している。この複合操作装置は、例えば車載のエアコンパネル、オーディオ機器、ナビゲーション装置などの機能を切り替えるためのものであり、ケース３１の開口から一部位が突設された操作部材１０と、基板ＰＣＢに固定されてケース３１で覆われるホルダ２１と、ホルダ２１に支持されてケース３１の開口から一部位が突設されたベース２２と、基板ＰＣＢに実装されたタクトスイッチ４１，４個のタクトスイッチ４２および２個のフォトインタラプラ４３とを備えている。なお、図１は本発明の実施形態に係る複合操作装置の分解斜視図、図２は図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（後述するダイアルノブ１１、プッシュノブ１３などを除く）、図３は図２の３−３断面図（後述するダイアルノブ１１、プッシュノブ１３などを含む）、図４は図２の４−４断面図（後述するダイアルノブ１１、プッシュノブ１３などを含む）、図５は基板ＰＣＢ上のスイッチ等４１〜４３とホルダ２１を示す平面図、図６は図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（操作部材１０を除く）、図７は図３の７（ａ）−７（ａ）断面図等、図８は基板ＰＣＢ上のスイッチ等４１〜４３のみを示す平面図である。
【００１７】
操作部材１０は、同一の中心軸線Ｌ１を有し、かつ一体動作するように結合されたダイアルノブ１１、ロータ１２およびプッシュノブ１３を含んで構成されている。ダイアルノブ１１、ロータ１２およびプッシュノブ１３については、後述する。
【００１８】
ホルダ２１は、摺動特性に優れた例えばＰＯＭ樹脂で形成されており、スクリュにより基板ＰＣＢに固定されている。このホルダ２１は、基板ＰＣＢと直交する基準軸線Ｌ０を有し、筒状に形成されていて、球面状の外周部２１ａと、基準軸線Ｌ０方向に貫通する円筒状の孔部２１ｂとを備えている（図３、図４および図５参照）。
【００１９】
ベース２２は、摺動特性に優れた例えばＰＯＭ樹脂やＡＢＳ樹脂で形成されており、中空球面状の本体部２２ａと、この本体部２２ａと一体に形成されて中心軸線Ｌ０方向に延び出す軸部２２ｂとを備えている。本体部２２ａは、ホルダ２１の外周部２１ａに摺動（円弧運動）可能に支持されている。具体的には、本体部２２ａは、ホルダ２１の内部に設定された所定の揺動支点Ｏ回りに揺動可能とされている。なお、ベース２２が原位置にある状態では、ベース２２を始めとする操作部材１０の中心軸線Ｌ１が、基準軸線Ｌ０と一致している（図３、図４および図６参照）。
【００２０】
ベース２２の軸部２２ｂは、外側円筒部２２ｂ１と内側円筒部２２ｂ２を有する２重の中空円筒状に形成されていて、その下部にてホルダ２１の孔部２１ｂ内に収容され、その上部が本体部２２ａから上向きに突設されている。
【００２１】
ベース２２の本体部２２ａには、図２に示す平面視にて径方向に延びる４個のアーム部２２ｃが一体形成されている。各アーム部２２ｃは、互いに９０°間隔で配置されている。各アーム部２２ｃの先端部近傍の下部には、スイッチ押し下げ部２２ｄが一体形成されている。
【００２２】
各スイッチ押し下げ部２２ｄは、ベース２２が原位置にあるとき、それぞれと対向配置されたタクトスイッチ４２と接触した状態にある。この状態では、１８０°の対称位置に配置された一対のスイッチ押し下げ部２２ｄとタクトスイッチ４２との両接触位置が、ベース２２の揺動支点Ｏを通る水平軸線Ｈ１上に位置し、別の一対のスイッチ押し下げ部２２ｄとタクトスイッチ４２との両接触位置が、水平軸線Ｈ１と直交する水平軸線Ｈ２上に位置するようになっている。
【００２３】
各アーム部２２ｃの先端には、図７（ａ）にて一つのアーム部２２ｃを代表して示すように、ガイド部２２ｅが一体成形されている。ガイド部２２ｅは、正面視にて逆Ｔ字断面形状をなし、図示上向きに突出した上側係合突起２２ｅ１と、図示左右方向に突出して凸状の湾曲面を有する左右側係合突起２２ｅ２とを有している。
【００２４】
ガイド部２２ｅは、基板ＰＣＢに立設されたガイド溝部材２３のガイド溝２３ａに嵌入されている。ガイド溝部材２３のガイド溝２３ａは、ガイド部２２ｅにおける左右側係合突起２２ｅ２の水平軸線Ｈ１回りの摺動を許容し（図７（ｄ）参照）、かつ水平軸線Ｈ２回りの上下方向の摺動を許容する溝幅に形成されるとともに、上部にてガイド部２２ｅの上側係合突起２２ｅ１と係合してアーム部２２ｃの上方への移動を規制する係合孔部２３ａ１を有している（図７（ｂ）参照）。
【００２５】
ベース２２が、ガイド部２２ｅとガイド溝部材２３との協働により、水平軸線Ｈ２回りに揺動したとき、図３に示した１８０°の間隔に対称配置された一対のアーム２２ｃのうちの一方（図３では左側のアーム２２ｃ）が上向きに変位し（図７（ｂ）および図１０参照）、他方（図３では右側のアーム２２ｃ）が下向きに変位するように揺動する（図７（ｃ）および図１０参照）。このとき、ベース２２の中心軸線Ｌ１が基準軸線Ｌ０から所定の傾斜角度θだけ揺動するように、別の一対のアーム２２ｃが、水平軸線Ｈ２回りに回転する（図７（ｄ）参照）。
【００２６】
ケース３１は、例えばＡＢＳ樹脂、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂で形成されており、スクリュにより基板ＰＣＢに固定されている（図３および図４参照）。ケース３１は、その裏面にてベース２２の本体部２２ａと常時接触した凹部球面状のベース押さえ部３１ａを有している。ケース３１が基板ＰＣＢに固定された状態では、ベース２２の本体部２２ａがベース押さえ部３１ａとホルダ２１の外周部２１ａとにより挟持されていて、ベース２２の本体部２２ａがホルダ２１の外周部２１ａから離脱することが阻止されている。
【００２７】
ダイアルノブ１１は、例えばＡＢＳ樹脂で形成されており、外側円筒部１１ａと内側段付き円筒部１１ｂを有する２重の中空円筒状に形成されていて、内側段付き円筒部１１ｂに形成された円環溝１１ｂ１にてベース２２における軸部２２ｂの外側円筒部２２ｂ１に中心軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されている（図３および図４参照）。外側円筒部１１ａは、操作者が指で摘んで回転操作可能な把持部として機能する。内側円筒部１１ｂは、周方向にて複数の爪部を有し、各爪部とロータ１２の係合孔部との係合により、ロータ１２と一体化されている。
【００２８】
ロータ１２は、例えばＰＯＭ樹脂やＡＢＳ樹脂で形成されており、ベース２２における軸部２２ｂの外側円筒部２２ｂ１と内側円筒部２２ｂ２間のスペースに、軸部２２ｂに対して中心軸線Ｌ１回りに回転可能、かつ軸部２２ｂと共に揺動可能に組み込まれている（図３および図４参照）。なお、ロータ１２は、ベース２２における軸部２２ｂの外側円筒部２２ｂ１との爪係合により、上方への抜けが阻止されている。
【００２９】
ロータ１２の外周面中央部には、周方向にて凹凸部１２ａが形成され、ベース２２の軸部２２ｂ内に組み込まれた板ばね１４（例えば、ステンレス鋼やばね用りん青銅製のもの）によって弾撥的に付勢されており（図１および図２参照）、ロータ１２の中心軸線Ｌ１回りの回転時に操作者に対して節度感（クリック感）を与えるようになっている。ロータ１２の下端部には、周方向にて凹凸状のスリット１２ｂが形成されている。凹凸状のスリット１２ｂは、後述するフォトインタラプタ４３の赤外光を透過または遮光する機能を果たす。
【００３０】
プッシュノブ１３は、例えば無色透明のＰＭＭＡ樹脂やＰＣ樹脂で形成されており、ベース２２における軸部２２ｂの内側円筒部２２ｂ２内に組み込まれていて、円板状の天壁部１３ａと、この天壁部１３ａと一体形成されて中心軸線Ｌ１の下方に延び出す板状の軸部１３ｂとを備えている（図３および図４参照）。プッシュノブ１３の天壁部１３ａは、塗装処理された後、所定の文字部分のみが透明となるようにレーザーカットされ、基板ＰＣＢに設けられた発光ダイオード（図示省略）により照光されるようになっている。
【００３１】
プッシュノブ１３の軸部１３ｂは、その両側面部位にて中心軸線方向Ｌ１（長手方向）に延びるレール部を有し、このレール部と、ベース２２における軸部２２ｂの内側円筒部２２ｂ２に形成されたレール溝との係合により、ベース２２に対して中心軸線方向Ｌ１にスライド移動可能とされている。なお、軸部１３ｂは、ベース２２における軸部２２ｂの内側円筒部２２ｂ２との間に設けられたばね（図示省略）により常時上方へ付勢されているが、内側円筒部２２ｂ２との爪係合により、内側円筒部２２ｂ２からの抜けが阻止されている。
【００３２】
プッシュノブ１３の軸部１３ｂの下端には、スイッチ押し下げ部１３ｃが形成されている。スイッチ押し下げ部１３ｃは、タクトスイッチ４１と常時接触した状態にあり、プッシュノブ１３が押動操作されていないとき、スイッチ押し下げ部１３ｃとタクトスイッチ４１との接触位置が、ベース２２の揺動支点Ｏの位置とほぼ一致するように設定されている。
【００３３】
プッシュノブ１３の天壁部１３ａは、円環状のダイアルベゼル１５内に収容されるようになっている。ダイアルベゼル１５は、例えばＡＢＳ樹脂の表面がメッキ処理された装飾用の部材であり、爪係合によりダイアルノブ１１の上部に取り付けられている（図１および図３参照）。
【００３４】
ダイアルノブ１１とケース３１との間には、ベゼル１６が設けられている（図１および図３参照）。ベゼル１６は、例えばＡＢＳ樹脂の表面がメッキ処理された装飾用の部材であり、爪係合によりケース３１に取り付けられている。また、ダイアルノブ１１の外側円筒部１１ａとベース２２の外側円筒部２２ｂ１との間には、カラー１７が設けられている（図１および図３参照）。カラー１７は、ダイアルノブ１１とベゼル１６との隙間から板ばね１４が見えるのを防止する役目を果たし、例えばＡＢＳ樹脂で形成されていて、爪係合によりベース２２の外側円筒部２２ｂ１に取り付けられている。
【００３５】
タクトスイッチ４１（押動検出センサ）は、基板ＰＣＢの中央部にて基準軸線Ｌ０が交差する位置に設けられている（図６および図８参照）。このタクトスイッチ４１は、接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであり、プッシュノブ１３の押動操作に伴うスイッチ押し下げ部１３ｃの下向きの変位により接点がオンとなり、スイッチ押し下げ部１３ｃの上向きの変位により接点がオフとなる。なお、押動検出センサは、タクトスイッチ４１のようなメカニカルスイッチに限らず、例えば赤外センサ、磁気センサ、静電容量センサ、圧力センサなどの各種位置検出センサを用いることが可能である。この場合は、センサの出力値の変化量に基づいて、図示を省略するＣＰＵによるプログラム処理や、制御回路による判定処理によってオンオフが判定されることとなる。
【００３６】
タクトスイッチ４２（揺動検出センサ）は、ベース２２における各アーム部２２ｃのスイッチ押し下げ部２２ｄにそれぞれ対応して設けられている（図６および図８参照）。各タクトスイッチ４２も、タクトスイッチ４１と同様、接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであり、ベース２２の揺動操作に伴う各スイッチ押し下げ部２２ｄの下向きの変位により接点がオンとなり、スイッチ押し下げ部２２ｄの上向きの変位により接点がオフとなる。なお、揺動検出センサは、各タクトスイッチ４２のようなメカニカルスイッチに限らず、押動検出センサの場合と同様、各種位置検出センサを用いることが可能である。
【００３７】
フォトインタラプタ４３（回転検出センサ）は、ロータ１２の外周位置（タクトスイッチ４１を中心としたほぼ点対称位置）にて一対設けられており、ロータ１２の凹凸状のスリット１２ｂに対して、それぞれ位相をずらして配置されている（図６および図８参照）。各フォトインタラプタ４３は、発光部４３ａおよび受光部４３ｂを有する例えば赤外センサである。発光部４３ａと受光部４３ｂは、対向配置されていて、発光部４３ａと受光部４３ｂ間を、ロータ１２の凹凸状のスリット１２ｂが通過するようになっており、スリット１２ｂを透過する赤外光とスリット１２ｂにより遮光される赤外光に対応したパルス信号に基づいて、ロータ１２の回転方向と回転量が判定されるようになっている。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態では、ロータ１２の中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式のフォトインタラプタ４３が基板ＰＣＢに固定されている。このため、基板ＰＣＢに接点パターンを形成しなくて済むので、基板ＰＣＢの構造をシンプルに形成することが可能である。また、操作部材１０にフォトインタラプタを組み込まなくて済むので、操作部材１０の構造をシンプルに形成することも可能である。
【００３９】
ところで、この実施形態では、ベースの揺動支点Ｏが、基準軸線Ｌ０上にあり、かつ基板ＰＣＢを基準としたベースの揺動支点Ｏの高さ位置が、各フォトインタラプタ４３の発光部４３ａと受光部４３ｂにおける赤外光の検出位置とほぼ同じ高さに設定されている（図４参照）。すなわち、ロータ１２が図９に示すようにベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動したとき、図１１にて二点鎖線または破線で示すように、ロータ１２が原位置から基準軸線Ｌ０と直交する水平方向にて各フォトインタラプタ４３に最も近づいたときの最大接近量Ｄ２を設定量Ｄ１以下とする位置に、ベースの揺動支点Ｏが設定されている。ここで、設定量Ｄ１は、ロータ１２が原位置にある状態でのロータ１２のスリット部１２ｂと発光部４３ａまたは受光部４３ｂ間の距離を表す。
【００４０】
これにより、ロータ１２がベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動して、ロータ１２の中心軸線Ｌ１が基準軸線Ｌ０から所定の傾斜角度θだけ回転しても、ロータ１２におけるスリット１２ｂの各フォトインタラプタ４３に対する最大接近量Ｄ２が設定量Ｄ１以下となるので、各フォトインタラプタ４３との干渉を十分に回避することが可能である。
【００４１】
また、この実施形態では、各フォトインタラプタ４３が基準軸線Ｌ０から所定距離内に配置されている。すなわち、ロータ１２が、図９に示すようにベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動したとき、図１１にて二点鎖線または破線で示すように、ロータ１２が原位置から基準軸線Ｌ０と平行な方向にて最も離れたときの最大離間量Ｄ４を設定量Ｄ３以下とする位置に、各フォトインタラプタ４３が配置されている。ここで、設定量Ｄ３は、ロータ１２が基準軸線Ｌ０と平行な方向に変位しても、発光部４３ａからの赤外光がロータ１２のスリット１２ｂを透過して受光部４３ｂに至る透過状態、または発光部４３ａからの赤外光がスリット１２ｂにより遮光される遮光状態が切り替わらない距離に設定されている。
【００４２】
これにより、ロータ１２がベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動して、ロータ１２の中心軸線Ｌ１が基準軸線Ｌ０から所定の傾斜角度θだけ回転しても、基準軸線Ｌ０と平行な方向におけるロータ１２の原位置からの最大離間量Ｄ４が設定量Ｄ３以下となるので、各フォトインタラプタ４３の出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００４３】
また、この実施形態では、ロータ１２の原位置からの揺動に伴うプッシュノブ１３の中心軸線方向Ｌ１における変位量をほぼゼロとする位置に、ベース２２の揺動支点Ｏが設定されている。すなわち、ベース２２の揺動支点Ｏは、図９および図１０に示したように、ベース２２の揺動支点Ｏ回りのプッシュノブ１３の揺動に対して、タクトスイッチ４１の接点のオンオフが切り替わらないように設定されている。
【００４４】
これにより、ロータ１２がベース２２の揺動支点Ｏ回りに揺動しても、中心軸線Ｌ１方向におけるプッシュノブ１３の変位量がほぼゼロとなるので、タクトスイッチ４１の出力値が変化することを良好に防止することができる。
【００４５】
また、この実施形態では、ベース２２におけるアーム部２２ｃには、ガイド部２２ｅが一体形成されており、ガイド部２２ｅと、基板ＰＣＢに設けられたガイド溝部材２３との協働により、ベース２２が水平軸線Ｈ１またはＨ２回りに揺動可能とされている。
【００４６】
これにより、ベース２２の動作が、ガイド部２２ｅおよびガイド溝部材２３により規制されるので、タクトスイッチ４２によってベース２２の揺動を精度良く検出することができる。
【００４７】
また、各ガイド部２２ｅおよびガイド溝部材２３は、平面視にて各タクトスイッチ４２の外側に配置されている。これにより、各タクトスイッチ４２が各ガイド溝部材２３に比してベース２２の揺動支点Ｏに近い側に配置されているので、ガイド部２３ｅとガイド溝部材２３間にガタツキがあっても、各タクトスイッチ４２の近傍においては、そのガタツキ量の影響が小さくなって、各タクトスイッチ４２への影響を良好に低減することができる。
【００４８】
（変形実施形態）
上記実施形態では、ベース２２が水平軸線Ｈ１またはＨ２回りに揺動して４方向の揺動操作が検出されるように構成としたが、これに限らず、例えばベース２２が水平軸線Ｈ１およびＨ２のうちの何れか一つの軸線回りに揺動して２方向の揺動操作のみが検出されるように構成してもよい。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ロータ１２の原位置からの揺動に伴うプッシュノブ１３の中心軸線方向Ｌ１における変位量がほぼゼロとなる位置をベース２２の揺動支点Ｏに設定したが、ベース２２の揺動支点Ｏ回りのプッシュノブ１３の揺動に対してタクトスイッチ４１の接点のオンオフが切り替わらない設定量以下の範囲内で、ベース２２の揺動支点Ｏが中心軸線方向Ｌ１に変位するように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る複合操作装置の分解斜視図。
【図２】図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（ダイアルノブ、プッシュノブなどを除く）。
【図３】図２の３−３断面図（ダイアルノブ、プッシュノブなどを含む）。
【図４】図２の４−４断面図（ダイアルノブ、プッシュノブなどを含む）。
【図５】図１の複合操作装置を構成する基板上のスイッチ等とホルダを示す平面図。
【図６】図１の複合操作装置が組み付けられた状態での平面図（操作部材を除く）。
【図７】（ａ）は図３の７（ａ）−７（ａ）断面図。（ｂ）はガイド部が水平軸線Ｈ２回りに上方へ変位した状態を示す説明図。（ｃ）はガイド部が水平軸線Ｈ２回りに下方へ変位した状態を示す説明図。（ｄ）はガイド部が水平軸線Ｈ２回りに回転した状態を示す説明図。
【図８】図１の複合操作装置を構成する基板上のスイッチ等を示す平面図。
【図９】図３のベースが揺動支点Ｏ回りに所定の傾斜角度θだけ揺動した場合の説明図。
【図１０】図４のベースが揺動支点Ｏ回りに所定の傾斜角度θだけ揺動した場合の説明図。
【図１１】図９のフォトインタラプタの要部拡大図。
【符号の説明】
【００５１】
ＰＣＢ 基板
Ｌ１ 中心軸線
Ｌ０ 基準軸線
Ｈ１，Ｈ２ 水平軸線
Ｏ 揺動支点
１０ 操作部材
１１ ダイアルノブ
１１ａ 外側円筒部
１１ｂ 内側段付き円筒部
１２ ロータ
１２ｂ スリット
１３ プッシュノブ
１３ａ 天壁部
１３ｂ 軸部
１３ｃ スイッチ押し下げ部
２１ ホルダ
２１ａ 外周部
２１ｂ 孔部
２２ ベース
２２ａ 本体部
２２ｂ 軸部
２２ｃ アーム部
２２ｄ スイッチ押し下げ部
２２ｅ ガイド部
２３ ガイド溝部材
２３ａ ガイド溝
３１ ケース
３１ａ ベース押さえ部
４１ タクトスイッチ（押動検出センサ）
４２ タクトスイッチ（揺動検出センサ）
４３ フォトインタラプラ（回転検出センサ）
４３ａ 発光部
４３ｂ 受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアルノブおよびロータが同一の中心軸線を有し、かつ一体動作するように結合されてなる操作部材と、
基板に固定されて同基板と直交する基準軸線方向に貫通する円筒状の孔部および球面状の外周部を有するホルダと、
前記ホルダの外周部に摺動可能に支持される中空球面状の本体部、および前記本体部と一体的に形成されて前記中心軸線を軸線とする中空円筒状の軸部を有し、前記軸部にて前記ダイアルノブおよび前記ロータを前記中心軸線回りに回転可能、かつ前記軸部と共に前記ダイアルノブおよび前記ロータを揺動可能に組み込むベースとを備えた複合操作装置であって、
前記基板には、前記ロータの前記中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式の回転検出センサが固定され、かつ前記ベースの揺動支点回りの揺動方向を検出する揺動検出センサが固定されており、
前記ベースの揺動支点は、前記基準軸線上にあり、かつ前記基準軸線と前記中心軸線とが一致する前記ロータの原位置から同ロータが同基準軸線と直交する方向にて前記回転検出センサに最も近づいたときの最大接近量を設定量以下とする位置に設定されていることを特徴とする複合操作装置。
【請求項２】
前記回転検出センサは、前記ロータが前記基準軸線と平行な方向にて前記原位置から最も離れたときの最大離間量を設定量以下とする位置に配置されている請求項１に記載の複合操作装置。
【請求項３】
前記回転検出センサは、前記基板上にて対向配置される発光部および受光部を有する赤外センサであり、前記ベースの揺動支点回りの前記ロータの揺動に対して、前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットを透過して前記受光部に至る透過状態、または前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットにより遮光される遮光状態が切り替わらないように設定されている請求項１または２に記載の複合操作装置。
【請求項４】
前記操作部材は、さらに前記中心軸線方向にスライド移動可能に前記ベースの軸部に組み込まれるプッシュノブを備え、前記基板には、前記プッシュノブの前記中心軸線方向の押動を検出する押動検出センサが固定されており、
前記ベースの揺動支点は、前記ロータの原位置からの揺動に伴う前記プッシュノブの前記中心軸線方向における変位量を設定量以下とする位置に設定されている請求項１〜３に記載の複合操作装置。
【請求項５】
前記押動検出センサは、前記プッシュノブと常時接触した状態にあり、前記プッシュノブの押動操作に応じて接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであって、前記ベースの揺動支点回りの前記プッシュノブの揺動に対して、前記接点のオンオフが切り替わらないように設定されている請求項４に記載の複合操作装置。
【請求項６】
前記ベースには、ガイド部が一体的に形成されており、前記ガイド部と、前記基板に設けられたガイド溝部材との協働により、前記ベースが予め設定された所定の方向に揺動可能とされている請求項１〜５に記載の複合操作装置。
【請求項７】
前記ガイド溝部材は、平面視にて前記揺動検出スイッチの外側に配置されている請求項６に記載の複合操作装置。
【請求項１】
ダイアルノブおよびロータが同一の中心軸線を有し、かつ一体動作するように結合されてなる操作部材と、
基板に固定されて同基板と直交する基準軸線方向に貫通する円筒状の孔部および球面状の外周部を有するホルダと、
前記ホルダの外周部に摺動可能に支持される中空球面状の本体部、および前記本体部と一体的に形成されて前記中心軸線を軸線とする中空円筒状の軸部を有し、前記軸部にて前記ダイアルノブおよび前記ロータを前記中心軸線回りに回転可能、かつ前記軸部と共に前記ダイアルノブおよび前記ロータを揺動可能に組み込むベースとを備えた複合操作装置であって、
前記基板には、前記ロータの前記中心軸線回りの回転量および回転方向を検出する無接点式の回転検出センサが固定され、かつ前記ベースの揺動支点回りの揺動方向を検出する揺動検出センサが固定されており、
前記ベースの揺動支点は、前記基準軸線上にあり、かつ前記基準軸線と前記中心軸線とが一致する前記ロータの原位置から同ロータが同基準軸線と直交する方向にて前記回転検出センサに最も近づいたときの最大接近量を設定量以下とする位置に設定されていることを特徴とする複合操作装置。
【請求項２】
前記回転検出センサは、前記ロータが前記基準軸線と平行な方向にて前記原位置から最も離れたときの最大離間量を設定量以下とする位置に配置されている請求項１に記載の複合操作装置。
【請求項３】
前記回転検出センサは、前記基板上にて対向配置される発光部および受光部を有する赤外センサであり、前記ベースの揺動支点回りの前記ロータの揺動に対して、前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットを透過して前記受光部に至る透過状態、または前記発光部からの赤外光が前記ロータに形成された凹凸状のスリットにより遮光される遮光状態が切り替わらないように設定されている請求項１または２に記載の複合操作装置。
【請求項４】
前記操作部材は、さらに前記中心軸線方向にスライド移動可能に前記ベースの軸部に組み込まれるプッシュノブを備え、前記基板には、前記プッシュノブの前記中心軸線方向の押動を検出する押動検出センサが固定されており、
前記ベースの揺動支点は、前記ロータの原位置からの揺動に伴う前記プッシュノブの前記中心軸線方向における変位量を設定量以下とする位置に設定されている請求項１〜３に記載の複合操作装置。
【請求項５】
前記押動検出センサは、前記プッシュノブと常時接触した状態にあり、前記プッシュノブの押動操作に応じて接点のオンオフが切り替わるメカニカルスイッチであって、前記ベースの揺動支点回りの前記プッシュノブの揺動に対して、前記接点のオンオフが切り替わらないように設定されている請求項４に記載の複合操作装置。
【請求項６】
前記ベースには、ガイド部が一体的に形成されており、前記ガイド部と、前記基板に設けられたガイド溝部材との協働により、前記ベースが予め設定された所定の方向に揺動可能とされている請求項１〜５に記載の複合操作装置。
【請求項７】
前記ガイド溝部材は、平面視にて前記揺動検出スイッチの外側に配置されている請求項６に記載の複合操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−６４６３８（Ｐ２００９−６４６３８Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３０７１７（Ｐ２００７−２３０７１７）
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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