触感付与機能を有する入力装置
【課題】回転操作部が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することが可能な触感付与機能を有する入力装置を提供する。
【解決手段】このダイヤルスイッチ１００（触感付与機能を有する入力装置）は、垂直押下操作および斜め押下操作による入力操作が可能な操作部２と、回転操作時、垂直押下時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能な超音波モータ３と、超音波モータ３のモータ軸３４の回転を操作部２に伝達する開口部２２ａおよび係合部材４３とを備える。開口部２２ａおよび係合部材４３は、開口部２２ａおよび係合部材４３の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面が曲面形状を有するように構成されている。
【解決手段】このダイヤルスイッチ１００（触感付与機能を有する入力装置）は、垂直押下操作および斜め押下操作による入力操作が可能な操作部２と、回転操作時、垂直押下時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能な超音波モータ３と、超音波モータ３のモータ軸３４の回転を操作部２に伝達する開口部２２ａおよび係合部材４３とを備える。開口部２２ａおよび係合部材４３は、開口部２２ａおよび係合部材４３の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面が曲面形状を有するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、触感付与機能を有する入力装置に関し、特に、ユーザにより押下入力操作が可能な回転操作部を備える触感付与機能を有する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザにより押下入力操作が可能な回転操作部を備える触感付与機能を有する入力装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、回転軸を有し、ユーザにより回転入力操作可能に構成される操作ノブ（回転操作部）と、操作ノブが回転される際に、回転方向の力に抗する抵抗力を回転軸に付与する電磁ブレーキとを備える力覚付与型入力装置（触感付与機能を有する入力装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、操作ノブが回転される際における回転方向の力に抗する抵抗力が電磁ブレーキにより回転軸に付与されるだけの構成であるため、操作ノブを操作するユーザに対して、操作ノブを回転する力に抗する触感しか付与することができないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、回転操作部が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することが可能な触感付与機能を有する入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この発明の一の局面による触感付与機能を有する入力装置は、ユーザにより垂直押下操作および斜め押下操作による入力操作が可能な回転操作部と、回転軸と、固定子と、固定子と接触した状態で対向するように配置され、固定子に対して回転されるとともに回転軸を回転させる回転子とを含み、回転操作時、垂直操作時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能なモータと、モータの回転軸の回転を回転操作部に伝達する回転伝達部とを備え、回転伝達部は、モータの回転軸に設けられた第１係合部と、第１係合部と係合するように回転操作部に設けられた第２係合部とを含み、第１係合部および第２係合部の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面が曲面形状を有することにより、回転操作部が斜め押下操作された場合に、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されないように構成されている。
【０００８】
この発明の一の局面による触感付与機能を有する入力装置では、上記のように、回転操作時、垂直操作時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能なモータを設けることによって、回転操作部が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することができる。また、第１係合部および第２係合部の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面を、曲面形状を有するように構成することによって、回転操作部が斜め押下操作された場合に、第１係合部と第２係合部とを曲面形状の面に沿って互いにスライドさせることができるので、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されるのを抑制することができる。これにより、斜め押下操作の方向の力がモータの回転軸に付与されるのを抑制することができるので、モータを安定して駆動することができるとともに、異音の発生も抑制することができる。その結果、斜め押下時にも回転操作部が回転されることによる触感をユーザに対して安定して付与することができる。
【０００９】
上記一の局面による触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、モータの回転軸に設けられる第１係合部および第２係合部の一方は、回転軸の半径方向に延びる突起部を含み、第１係合部および第２係合部の他方は、突起部に対応するように形成され、突起部が嵌り込む凹部を含む。このように構成すれば、モータの回転軸が回転された場合に、回転軸の半径方向に延びる突起部と突起部が嵌り込む凹部とにより、回転軸の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、モータの回転軸から回転操作部に回転方向の力を伝達することができる。
【００１０】
上記突起部および凹部が設けられた触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、突起部は、回転軸の半径方向に延びる胴部と、胴部の先端に設けられた先端部とを含み、第１係合部および第２係合部は、突起部の胴部の外側面部と凹部の突起部の胴部の外側面部と対向する内側面部とが当接することにより回転力が伝達されるように構成されており、突起部の先端部は、略半球形状に形成されている。このように構成すれば、突起部の胴部の外側面部と、凹部の突起部の胴部の外側面部と対向する内側面部とが当接することにより、容易に、回転軸の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、容易に、モータの回転軸から回転操作部に回転方向の力を伝達することができる。また、突起部の先端部を、略半球形状に形成することにより、回転操作部が斜め押下操作された場合にも、先端部の半球形状の面に沿って、突起部が凹部と干渉し合わないようにスライドさせることができるので、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されるのを抑制することができ、斜め押下時にも安定的にかつ異音発生なくユーザに触感を付与することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、突起部の胴部の外側面部は、凹部の内側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されており、凹部の内側面部は、突起部の胴部の外側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。このように構成すれば、回転操作部が斜め押下操作された場合に、凸状の曲面状の突起部の外側面部と凸状の曲面状の凹部の内側面部とを、凸状の曲面状の面に沿って、互いに干渉し合わないようにスライドさせることができるので、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されるのを抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面による触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、第１係合部は、所定の回転角度間隔で設けられ、回転軸の半径方向の外側に延びる複数の突起部を含む。このように構成すれば、回転軸の回転の力を複数の突起部に分けて回転操作部に伝達することができるので、回転操作部を安定して回転させることができる。
【００１３】
上記一の局面による触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、回転操作部が回転可能に取り付けられる台部と、台部に固定され、回転操作部が少なくとも斜め押下操作された場合に、圧力を検知するスイッチ部とを備える。このように構成すれば、ユーザが回転操作部を少なくとも斜め押下操作することによりスイッチ部が押下された場合にも、上記のように斜め押下操作の方向の力がモータの回転軸に付与されるのを抑制することができる。これにより、斜め押下時にスイッチ部が押下された場合にも、安定してモータの回転軸を回転させることができるので、安定した触感をユーザに付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの構成を説明するための分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの構成を説明するための断面斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの構成を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材の構成を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材の構成を説明するための平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材の構成を説明するための背面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材および係合部材近傍の拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの係合部材の構成を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの操作部が垂直押下された際の連結部材および係合部材近傍の拡大図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの操作部が斜め押下された際の連結部材および係合部材近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図１０を参照して、本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチ１００の構成について説明する。なお、ダイヤルスイッチ１００は、本発明の「触感付与機能を有する入力装置」の一例である。
【００１７】
本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチ１００は、図１に示すように、台部１と、台部１に対して回転可能に台部１に取り付けられる操作部２と、台部１に収納され、操作部２を回転させる駆動力を出力する超音波モータ３とを備えている。なお、操作部２は、本発明の「回転操作部」の一例であり、超音波モータ３は、本発明の「モータ」の一例である。このダイヤルスイッチ１００は、ユーザが操作部２をＡ方向およびＢ方向に回転させるとともに、操作部２を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ１方向と交差する方向（たとえば矢印Ｃ方向（図１０参照））に押下（垂直押下操作および斜め押下操作）させることが可能なように構成されている。ダイヤルスイッチ１００は、このようなユーザによる回転および押下操作に基づいて、ダイヤルスイッチ１００と接続される図示しない対象機器の操作を行うことが可能となるように構成されている。また、ダイヤルスイッチ１００は、接続される図示しない対象機器の状態に応じて超音波モータ３が駆動することにより、回転操作時、垂直押下操作時および斜め押下操作時に、操作部２が回転されるまたは回転方向の力が付与されることによる触感をユーザの手に対して付与することが可能となるように構成されている。
【００１８】
図１および図２に示すように、台部１は、ダイヤルスイッチ１００を支える基台部１１と、基台部１１の上部を覆う蓋部１２と、基台部１１の下部を覆う蓋部１３（図３参照）とを含んでいる。図３に示すように、基台部１１の下部には、開口部１１ａが設けられている。また、基台部１１の内部の下側部分１１ｂには、回路基板１４がネジ部材５１により固定されている。
【００１９】
また、図１および図３に示すように、基台部１１の上部には、円形状の開口部１１ｃが設けられている。また、基台部１１の内部の上側部分１１ｄには、図２および図３に示すように、超音波モータ３が配置されている。具体的には、後述する超音波モータ３の本体部分３１が基台部１１の内部の上側部分１１ｄに収納されている。そして、蓋部１２は、開口部１１ｃの上部に配置されているとともに、ネジ部材５２（図１参照）により基台部１１に対して固定されている。
【００２０】
この蓋部１２は、基台部１１の円状の開口部１１ｃの開口広さよりも大きい円板形状を有している。つまり、蓋部１２は、基台部１１の開口部１１ｃの半径方向の外側に張り出すようにして、開口部１１ｃを覆っている。この蓋部１２の開口部１１ｃの半径方向の外側に張り出す張出し部１２ａは、後述する操作部２の取手部材２１の爪部２１ａに係合されるように構成されている。
【００２１】
また、蓋部１２の円板形状の中心部分には、円形状の穴部１２ｂが形成されている。丸形状の穴部１２ｂは、後述する超音波モータ３のモータ軸３４を基台部１１の外部（矢印Ｚ２方向）に突出させるために設けられている。
【００２２】
また、蓋部１２の穴部１２ｂの半径方向の外側には、図１に示すように、４つの略半円形状の溝部１２ｃが約９０度間隔で設けられている。また、４つの略半円形状の溝部１２ｃの半円の直径部分と隣接する部分には、それぞれ、矩形状の穴部１２ｄが設けられている。略半円形状の溝部１２ｃは、それぞれ、感圧センサ４１を配置するために設けられている。また、矩形状の穴部１２ｄは、それぞれ、感圧センサ４１の配線部４１ａを基台部１１の内部に導通させるために設けられている。この溝部１２ｃに配置される感圧センサ４１は、図２に示すように、蓋部１２に固定されており、ユーザが操作部２を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ１方向と交差する方向（たとえば矢印Ｃ方向（図１０参照））に押下した際に、後述するバネ部材４２を介して、後述する操作部２の連結部材２２の突出部２２ｅにより押圧されるように構成されている。つまり、感圧センサ４１は、操作部２が押下された際の圧力を検知するように構成されている。なお、感圧センサ４１は、本発明の「スイッチ部」の一例である
【００２３】
また、図１に示すように、蓋部１２の円周方向に隣り合う溝部１２ｃの間には、ネジ部材５２を挿入するためのネジ挿入穴１２ｅが約９０度間隔で設けられている。
【００２４】
また、台部１の蓋部１２の上方（矢印Ｚ２方向）には、樹脂により形成されたバネ部材４２が設けられている。このバネ部材４２は、ネジ部材５２（図１参照）により蓋部１２と共に基台部１１に共締めされている。また、バネ部材４２は、図３に示すように、後述する操作部２の連結部材２２の突出部２２ｅと当接するとともに、突出部２２ｅを介して連結部材２２を上方（矢印Ｚ２方向）に付勢するように構成されている。これにより、操作部２の自重により感圧センサ４１が押下されるのを抑制することが可能となる。
【００２５】
また、操作部２は、ユーザが垂直押下操作および斜め押下操作するための取手部材２１と、ネジ部材５３により取手部材２１に対して固定された連結部材２２とにより構成されている。取手部材２１は、ユーザが手を覆い被せることが可能なように構成されている。また、取手部材２１の下端部の内周面には、取手部材２１の回転の中心方向に向かって突出する爪部２１ａが設けられている。この爪部２１ａは、図２および図３に示すように、台部１の蓋部１２の張出し部１２ａと係合するように構成されており、ユーザが操作部２を上方（矢印Ｚ２方向）に引っ張った場合にも、台部１から操作部２が離間してしまうのを抑制することが可能である。また、取手部材２１は、爪部２１ａと張出し部１２ａとの係合により上方に移動するのが規制される一方で、回転方向（Ａ方向およびＢ方向（図１参照））に規制されないので、操作部２を台部１に対して自由に回転させることが可能となる。
【００２６】
また、連結部材２２は、ポリアセタール樹脂により形成されており、取手部材２１の内側に収納された状態で取手部材２１と固定されている。また、連結部材２２は、図４〜図６に示すように、円板形状の外形を有している。この連結部材２２の円板形状の中心部分には、図５および図６に示すように、平面的に見て、十字形状の開口部２２ａが設けられている。なお、開口部２２ａは、本発明の「回転伝達部」および「第２係合部」の一例である。この開口部２２ａは、図７に示すように、後述する超音波モータ３のモータ軸３４に取り付けられた係合部材４３と係合するように構成されている。なお、係合部材４３は、本発明の「回転伝達部」および「第１係合部」の一例である。
【００２７】
ここで、本実施形態では、係合部材４３は、ポリアセタール樹脂により形成されており、図５および図６に示すように、平面的に見て、略十字形状を有している。つまり、係合部材４３は、モータ軸３４の半径方向に延びる４つの突起部４３ａが形成されており、これら突起部４３ａは、略９０度間隔で設けられている。また、図８に示すように、これら４つの突起部４３ａは、それぞれ、半径方向に延びるとともに、外表面が滑らかな曲面から構成された胴部４３ｂと、胴部４３ｂの先端に接続され、外面が略半球形状の先端部４３ｃとを含んでいる。具体的には、胴部４３ｂおよび先端部４３ｃは、突起部４３ａが延びる方向とは直交する方向に切断した際の断面（図８のハッチング部分参照）が略円形状になるように構成されている。このように、突起部４３ａは、胴部４３ｂが略円形状の断面を有することにより、係合部材４３が係合する開口部２２ａの内側面部２２ｂに向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。また、突起部４３ａは、先端部４３ｃが略円形状の断面を有することにより、係合部材４３が係合する開口部２２ａの後述する凹部２２ｃに向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。
【００２８】
また、係合部材４３を係合する開口部２２ａは、図５および図６に示すように、係合部材４３に対応する略十字形状に形成されている。また、開口部２２ａは、係合部材４３の突起部４３ａが嵌り込む４箇所の凹部２２ｃを含んでいる。これら４箇所の凹部２２ｃの内側面部２２ｂは、図４に示すように、突起部４３ａ（図８参照）の外側面部（胴部４３ｂの外面）に向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。また、図４および図７に示すように、開口部２２ａの内側面部２２ｂは、開口部２２ａの上下方向（Ｚ方向）の中心部分近傍が最も突出する凸形状の断面を有している。
【００２９】
係合部材４３は、図５および図６に示すように、このような開口部２２ａに嵌り込むように係合されているため、後述するモータ軸３４の回転に伴って係合部材４３が回転された場合に、突起部４３ａの外側面部（胴部４３ｂの外面）と、胴部４３ｂの外面と対向する凹部２２ｃの内側面部２２ｂとが当接することにより、連結部材２２に回転力が伝達される。これにより、連結部材２２を回転させることが可能となるので、操作部２をＡ方向およびＢ方向に回転させることが可能となる。
【００３０】
また、上記のように連結部材２２の開口部２２ａおよび係合部材４３を構成することによって、図９に示すように、操作部２がユーザにより下方（矢印Ｚ１方向）に押下された場合にも、開口部２２ａと係合部材４３とが係合部材４３の回転方向（Ａ方向およびＢ方向）のみで係合しているため、係合部材４３に矢印Ｚ１方向の力が付与されるのを防止することが可能である。
【００３１】
また、上記のように連結部材２２の開口部２２ａおよび係合部材４３を構成することによって、図１０に示すように、操作部２がユーザにより下方（矢印Ｚ１方向）と交差する方向（たとえば、矢印Ｃ方向）に押下された場合にも、開口部２２ａと係合部材４３とが係合部材４３の回転方向（Ａ方向およびＢ方向）のみで係合し、かつ、開口部２２ａと係合部材４３とを互いに干渉するのを抑制する曲面形状により形成されているため、開口部２２ａが係合部材４３に対して相対的に回動するようにスライドされる。
【００３２】
また、連結部材２２には、図１および図４に示すように、連結部材２２を取手部材２１（図１参照）に対してネジ部材５３により固定するための３つのネジ挿入穴２２ｄが設けられている。また、連結部材２２の矢印Ｚ１方向側の面には、図２および図６に示すように、矢印Ｚ１方向に突出する円環形状の突出部２２ｅが形成されている。この突出部２２ｅは、図２に示すように、ユーザが操作部２の取手部材２１を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ１方向と交差する方向（たとえば矢印Ｃ方向（図１０参照））に押下した際に、バネ部材４２を介して感圧センサ４１を押圧することが可能なように構成されている。
【００３３】
また、超音波モータ３は、図３に示すように、本体部分３１と、本体部分３１に収容された固定子３２と、固定子３２に対して回転する回転子３３と、回転子３３の回転に伴って回転子３３の回転力を外部に出力するモータ軸３４とを含んでいる。なお、モータ軸３４は、本発明の「回転軸」の一例である。
【００３４】
固定子３２は、本体部分３１の内部の上部に固定されている。この固定子３２は、固定子３２に所定の電圧が印加された場合に、波打つように振動する圧電素子からなる。また、回転子３３は、固定子３２と対向し、かつ、固定子３２に接触するように、固定子３２の下側に設けられている。この回転子３３は、固定子３２が波打つように振動した場合に、接触する固定子３２に対して相対的に回転されるように構成されている。また、回転子３３は、回転子ホルダ３５により保持されており、回転子３３が固定子３２に対して回転した場合に、回転子ホルダ３５は、回転子３３と共に回転するように構成されている。また、回転子ホルダ３５には、モータ軸３４の下部が固定されており、モータ軸３４も、回転子３３と共に回転するように構成されている。また、モータ軸３４には、圧縮コイルバネ３６が伸縮可能に嵌め込まれている。この圧縮コイルバネ３６は、モータ軸３４を上方に付勢する機能を有している。このように、モータ軸３４が上方に付勢されることにより、回転子ホルダ３５を介して、回転子３３が固定子３２に向かって付勢されるので、回転子３３は、固定子３２に対して所定の力で接触される。これにより、回転子３３と固定子３２との間に一定の摩擦力が発生するので、固定子３２が波打つように振動した場合に、回転子３３は、固定子３２に対して安定して回転する。このような構成を有する超音波モータ３を用いて、回転操作時、垂直押下操作時および斜め押下操作時にそれぞれ所定の回転パターン駆動を行うことにより、回転操作時、垂直押下操作時および斜め押下操作時にそれぞれ異なる触感を付与することが可能である。
【００３５】
本実施形態では、上記のように、回転操作時、垂直操作時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能な超音波モータ３を設けることによって、操作部２が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することができる。また、係合部材４３および開口部２２ａの互いに対向する面を、曲面形状を有するように構成することによって、操作部２が斜め押下操作された場合に、係合部材４３と開口部２２ａとを曲面形状の面に沿って互いにスライドさせることができるので、操作部２の斜め押下操作による力が開口部２２ａから係合部材４３を介して超音波モータ３のモータ軸３４に伝達されるのを抑制することができる。これにより、斜め押下操作の方向の力が超音波モータ３のモータ軸３４に付与されるのを抑制することができるので、超音波モータ３を安定して駆動することができるとともに、異音の発生も抑制することができる。その結果、斜め押下時にも操作部２が回転されることによる触感をユーザに対して安定して付与することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、係合部材４３に、モータ軸３４の半径方向に延びる突起部４３ａを設けるとともに、開口部２２ａに、突起部４３ａに対応するように形成され、突起部４３ａが嵌り込む凹部２２ｃを設けることによって、超音波モータ３のモータ軸３４が回転された場合に、モータ軸３４の半径方向に延びる突起部４３ａと凹部２２ｃとにより、モータ軸３４の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、超音波モータ３のモータ軸３４から操作部２に回転方向の力を伝達することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、係合部材４３および開口部２２ａを、突起部４３ａの胴部４３ｂの面部と突起部４３ａの胴部４３ｂの面部と対向する内側面部２２ｂとが当接することにより回転力が伝達されるように構成することによって、モータ軸３４の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、容易に、超音波モータ３のモータ軸３４から操作部２に回転方向の力を伝達することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、突起部４３ａの胴部４３ｂの面部を、凹部２２ｃの内側面部２２ｂに向かって突出する凸状の曲面状に形成するとともに、凹部２２ｃの内側面部２２ｂを、突起部４３ａの胴部４３ｂの面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成することによって、操作部２が斜め押下操作された場合に、凸状の曲面状の突起部４３ａの胴部４３ｂの面部と凸状の曲面状の凹部２２ｃの内側面部２２ｂとを、凸状の曲面状の面に沿って、互いに干渉し合わないようにスライドさせることができる。これにより、操作部２の斜め押下操作による力が開口部２２ａから係合部材４３を介して超音波モータ３のモータ軸３４に伝達されるのを抑制することができ、斜め押下時にも安定的にかつ異音発生なくユーザに触感を付与することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、所定の回転角度（約９０度）間隔で、モータ軸３４の半径方向の外側に延びる複数の突起部４３ａを設けることによって、モータ軸３４の回転の力を複数の突起部４３ａに分けて操作部２に伝達することができるので、操作部２を安定して回転させることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、操作部２が回転可能に取り付けられる台部１と、台部１に固定され、操作部２が少なくとも斜め押下操作された場合に、圧力を検知する感圧センサ４１とを設けることによって、ユーザが操作部２を斜め押下操作することにより感圧センサ４１が押下された場合にも、安定して超音波モータ３のモータ軸３４を回転させることができるので、安定した触感をユーザに付与することができる。
【００４１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４２】
たとえば、上記実施形態では、開口部２２ａおよび係合部材４３の両方の表面を曲面形状に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、開口部２２ａおよび係合部材４３のいずれか一方の表面を曲面形状に構成してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、開口部２２ａを操作部２側に設けるとともに、係合部材４３をモータ軸３４側に設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。モータ軸３４側に開口部を有する部材を設けるとともに、操作部側に係合部材を設けるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、係合部材４３の突起部４３ａを４つ設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、突起部を１〜３つ、または、５つ以上設けるようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、係合部材４３の突起部４３ａの表面を、開口部２２ａの内側面部２２ｂおよび凹部２２ｃに向かって突出する凸形状の曲面状に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、操作部２が押下された場合に、開口部の内側面部および凹部と干渉しないようにスライド可能であれば、突起部の表面を、開口部の内側面部および凹部とは反対方向側に窪む凹形状の曲面状に構成してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、開口部２２ａの凹部２２ｃの表面を、係合部材４３の突起部４３ａ側に向かって突出する凸形状の曲面状に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、操作部２が押下された場合に、係合部材の突起部と干渉しないようにスライド可能であれば、開口部の凹部の表面を、係合部材４３の突起部４３ａ側とは反対方向側に向かって窪む凹形状の曲面状に構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、本発明の回転軸と、固定子と、固定子と接触した状態で対向するように配置され、固定子に対して回転されるとともに回転軸を回転させる回転子とを含むモータの一例として超音波モータ３を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転軸と、固定子と、固定子と接触した状態で対向するように配置され、固定子に対して回転されるとともに回転軸を回転させる回転子とを含むモータであれば、超音波モータ以外のモータを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１ 台部
２ 操作部（回転操作部）
３ 超音波モータ（モータ）
２２ａ 開口部（回転伝達部、第１係合部）
２２ｂ 内側面部
２２ｃ 凹部
３２ 固定子
３３ 回転子
３４ モータ軸（回転軸）
４１ 感圧センサ（スイッチ部）
４３ 係合部材（回転伝達部、第２係合部）
４３ａ 突起部
４３ｂ 胴部
４３ｃ 先端部
１００ ダイヤルスイッチ（触感付与機能を有る入力装置）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、触感付与機能を有する入力装置に関し、特に、ユーザにより押下入力操作が可能な回転操作部を備える触感付与機能を有する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザにより押下入力操作が可能な回転操作部を備える触感付与機能を有する入力装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、回転軸を有し、ユーザにより回転入力操作可能に構成される操作ノブ（回転操作部）と、操作ノブが回転される際に、回転方向の力に抗する抵抗力を回転軸に付与する電磁ブレーキとを備える力覚付与型入力装置（触感付与機能を有する入力装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、操作ノブが回転される際における回転方向の力に抗する抵抗力が電磁ブレーキにより回転軸に付与されるだけの構成であるため、操作ノブを操作するユーザに対して、操作ノブを回転する力に抗する触感しか付与することができないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、回転操作部が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することが可能な触感付与機能を有する入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この発明の一の局面による触感付与機能を有する入力装置は、ユーザにより垂直押下操作および斜め押下操作による入力操作が可能な回転操作部と、回転軸と、固定子と、固定子と接触した状態で対向するように配置され、固定子に対して回転されるとともに回転軸を回転させる回転子とを含み、回転操作時、垂直操作時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能なモータと、モータの回転軸の回転を回転操作部に伝達する回転伝達部とを備え、回転伝達部は、モータの回転軸に設けられた第１係合部と、第１係合部と係合するように回転操作部に設けられた第２係合部とを含み、第１係合部および第２係合部の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面が曲面形状を有することにより、回転操作部が斜め押下操作された場合に、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されないように構成されている。
【０００８】
この発明の一の局面による触感付与機能を有する入力装置では、上記のように、回転操作時、垂直操作時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能なモータを設けることによって、回転操作部が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することができる。また、第１係合部および第２係合部の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面を、曲面形状を有するように構成することによって、回転操作部が斜め押下操作された場合に、第１係合部と第２係合部とを曲面形状の面に沿って互いにスライドさせることができるので、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されるのを抑制することができる。これにより、斜め押下操作の方向の力がモータの回転軸に付与されるのを抑制することができるので、モータを安定して駆動することができるとともに、異音の発生も抑制することができる。その結果、斜め押下時にも回転操作部が回転されることによる触感をユーザに対して安定して付与することができる。
【０００９】
上記一の局面による触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、モータの回転軸に設けられる第１係合部および第２係合部の一方は、回転軸の半径方向に延びる突起部を含み、第１係合部および第２係合部の他方は、突起部に対応するように形成され、突起部が嵌り込む凹部を含む。このように構成すれば、モータの回転軸が回転された場合に、回転軸の半径方向に延びる突起部と突起部が嵌り込む凹部とにより、回転軸の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、モータの回転軸から回転操作部に回転方向の力を伝達することができる。
【００１０】
上記突起部および凹部が設けられた触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、突起部は、回転軸の半径方向に延びる胴部と、胴部の先端に設けられた先端部とを含み、第１係合部および第２係合部は、突起部の胴部の外側面部と凹部の突起部の胴部の外側面部と対向する内側面部とが当接することにより回転力が伝達されるように構成されており、突起部の先端部は、略半球形状に形成されている。このように構成すれば、突起部の胴部の外側面部と、凹部の突起部の胴部の外側面部と対向する内側面部とが当接することにより、容易に、回転軸の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、容易に、モータの回転軸から回転操作部に回転方向の力を伝達することができる。また、突起部の先端部を、略半球形状に形成することにより、回転操作部が斜め押下操作された場合にも、先端部の半球形状の面に沿って、突起部が凹部と干渉し合わないようにスライドさせることができるので、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されるのを抑制することができ、斜め押下時にも安定的にかつ異音発生なくユーザに触感を付与することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、突起部の胴部の外側面部は、凹部の内側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されており、凹部の内側面部は、突起部の胴部の外側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。このように構成すれば、回転操作部が斜め押下操作された場合に、凸状の曲面状の突起部の外側面部と凸状の曲面状の凹部の内側面部とを、凸状の曲面状の面に沿って、互いに干渉し合わないようにスライドさせることができるので、回転操作部の斜め押下操作による力が第２係合部から第１係合部を介してモータの回転軸に伝達されるのを抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面による触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、第１係合部は、所定の回転角度間隔で設けられ、回転軸の半径方向の外側に延びる複数の突起部を含む。このように構成すれば、回転軸の回転の力を複数の突起部に分けて回転操作部に伝達することができるので、回転操作部を安定して回転させることができる。
【００１３】
上記一の局面による触感付与機能を有する入力装置において、好ましくは、回転操作部が回転可能に取り付けられる台部と、台部に固定され、回転操作部が少なくとも斜め押下操作された場合に、圧力を検知するスイッチ部とを備える。このように構成すれば、ユーザが回転操作部を少なくとも斜め押下操作することによりスイッチ部が押下された場合にも、上記のように斜め押下操作の方向の力がモータの回転軸に付与されるのを抑制することができる。これにより、斜め押下時にスイッチ部が押下された場合にも、安定してモータの回転軸を回転させることができるので、安定した触感をユーザに付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの構成を説明するための分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの構成を説明するための断面斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの構成を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材の構成を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材の構成を説明するための平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材の構成を説明するための背面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの連結部材および係合部材近傍の拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの係合部材の構成を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの操作部が垂直押下された際の連結部材および係合部材近傍の拡大図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチの操作部が斜め押下された際の連結部材および係合部材近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図１０を参照して、本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチ１００の構成について説明する。なお、ダイヤルスイッチ１００は、本発明の「触感付与機能を有する入力装置」の一例である。
【００１７】
本発明の一実施形態によるダイヤルスイッチ１００は、図１に示すように、台部１と、台部１に対して回転可能に台部１に取り付けられる操作部２と、台部１に収納され、操作部２を回転させる駆動力を出力する超音波モータ３とを備えている。なお、操作部２は、本発明の「回転操作部」の一例であり、超音波モータ３は、本発明の「モータ」の一例である。このダイヤルスイッチ１００は、ユーザが操作部２をＡ方向およびＢ方向に回転させるとともに、操作部２を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ１方向と交差する方向（たとえば矢印Ｃ方向（図１０参照））に押下（垂直押下操作および斜め押下操作）させることが可能なように構成されている。ダイヤルスイッチ１００は、このようなユーザによる回転および押下操作に基づいて、ダイヤルスイッチ１００と接続される図示しない対象機器の操作を行うことが可能となるように構成されている。また、ダイヤルスイッチ１００は、接続される図示しない対象機器の状態に応じて超音波モータ３が駆動することにより、回転操作時、垂直押下操作時および斜め押下操作時に、操作部２が回転されるまたは回転方向の力が付与されることによる触感をユーザの手に対して付与することが可能となるように構成されている。
【００１８】
図１および図２に示すように、台部１は、ダイヤルスイッチ１００を支える基台部１１と、基台部１１の上部を覆う蓋部１２と、基台部１１の下部を覆う蓋部１３（図３参照）とを含んでいる。図３に示すように、基台部１１の下部には、開口部１１ａが設けられている。また、基台部１１の内部の下側部分１１ｂには、回路基板１４がネジ部材５１により固定されている。
【００１９】
また、図１および図３に示すように、基台部１１の上部には、円形状の開口部１１ｃが設けられている。また、基台部１１の内部の上側部分１１ｄには、図２および図３に示すように、超音波モータ３が配置されている。具体的には、後述する超音波モータ３の本体部分３１が基台部１１の内部の上側部分１１ｄに収納されている。そして、蓋部１２は、開口部１１ｃの上部に配置されているとともに、ネジ部材５２（図１参照）により基台部１１に対して固定されている。
【００２０】
この蓋部１２は、基台部１１の円状の開口部１１ｃの開口広さよりも大きい円板形状を有している。つまり、蓋部１２は、基台部１１の開口部１１ｃの半径方向の外側に張り出すようにして、開口部１１ｃを覆っている。この蓋部１２の開口部１１ｃの半径方向の外側に張り出す張出し部１２ａは、後述する操作部２の取手部材２１の爪部２１ａに係合されるように構成されている。
【００２１】
また、蓋部１２の円板形状の中心部分には、円形状の穴部１２ｂが形成されている。丸形状の穴部１２ｂは、後述する超音波モータ３のモータ軸３４を基台部１１の外部（矢印Ｚ２方向）に突出させるために設けられている。
【００２２】
また、蓋部１２の穴部１２ｂの半径方向の外側には、図１に示すように、４つの略半円形状の溝部１２ｃが約９０度間隔で設けられている。また、４つの略半円形状の溝部１２ｃの半円の直径部分と隣接する部分には、それぞれ、矩形状の穴部１２ｄが設けられている。略半円形状の溝部１２ｃは、それぞれ、感圧センサ４１を配置するために設けられている。また、矩形状の穴部１２ｄは、それぞれ、感圧センサ４１の配線部４１ａを基台部１１の内部に導通させるために設けられている。この溝部１２ｃに配置される感圧センサ４１は、図２に示すように、蓋部１２に固定されており、ユーザが操作部２を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ１方向と交差する方向（たとえば矢印Ｃ方向（図１０参照））に押下した際に、後述するバネ部材４２を介して、後述する操作部２の連結部材２２の突出部２２ｅにより押圧されるように構成されている。つまり、感圧センサ４１は、操作部２が押下された際の圧力を検知するように構成されている。なお、感圧センサ４１は、本発明の「スイッチ部」の一例である
【００２３】
また、図１に示すように、蓋部１２の円周方向に隣り合う溝部１２ｃの間には、ネジ部材５２を挿入するためのネジ挿入穴１２ｅが約９０度間隔で設けられている。
【００２４】
また、台部１の蓋部１２の上方（矢印Ｚ２方向）には、樹脂により形成されたバネ部材４２が設けられている。このバネ部材４２は、ネジ部材５２（図１参照）により蓋部１２と共に基台部１１に共締めされている。また、バネ部材４２は、図３に示すように、後述する操作部２の連結部材２２の突出部２２ｅと当接するとともに、突出部２２ｅを介して連結部材２２を上方（矢印Ｚ２方向）に付勢するように構成されている。これにより、操作部２の自重により感圧センサ４１が押下されるのを抑制することが可能となる。
【００２５】
また、操作部２は、ユーザが垂直押下操作および斜め押下操作するための取手部材２１と、ネジ部材５３により取手部材２１に対して固定された連結部材２２とにより構成されている。取手部材２１は、ユーザが手を覆い被せることが可能なように構成されている。また、取手部材２１の下端部の内周面には、取手部材２１の回転の中心方向に向かって突出する爪部２１ａが設けられている。この爪部２１ａは、図２および図３に示すように、台部１の蓋部１２の張出し部１２ａと係合するように構成されており、ユーザが操作部２を上方（矢印Ｚ２方向）に引っ張った場合にも、台部１から操作部２が離間してしまうのを抑制することが可能である。また、取手部材２１は、爪部２１ａと張出し部１２ａとの係合により上方に移動するのが規制される一方で、回転方向（Ａ方向およびＢ方向（図１参照））に規制されないので、操作部２を台部１に対して自由に回転させることが可能となる。
【００２６】
また、連結部材２２は、ポリアセタール樹脂により形成されており、取手部材２１の内側に収納された状態で取手部材２１と固定されている。また、連結部材２２は、図４〜図６に示すように、円板形状の外形を有している。この連結部材２２の円板形状の中心部分には、図５および図６に示すように、平面的に見て、十字形状の開口部２２ａが設けられている。なお、開口部２２ａは、本発明の「回転伝達部」および「第２係合部」の一例である。この開口部２２ａは、図７に示すように、後述する超音波モータ３のモータ軸３４に取り付けられた係合部材４３と係合するように構成されている。なお、係合部材４３は、本発明の「回転伝達部」および「第１係合部」の一例である。
【００２７】
ここで、本実施形態では、係合部材４３は、ポリアセタール樹脂により形成されており、図５および図６に示すように、平面的に見て、略十字形状を有している。つまり、係合部材４３は、モータ軸３４の半径方向に延びる４つの突起部４３ａが形成されており、これら突起部４３ａは、略９０度間隔で設けられている。また、図８に示すように、これら４つの突起部４３ａは、それぞれ、半径方向に延びるとともに、外表面が滑らかな曲面から構成された胴部４３ｂと、胴部４３ｂの先端に接続され、外面が略半球形状の先端部４３ｃとを含んでいる。具体的には、胴部４３ｂおよび先端部４３ｃは、突起部４３ａが延びる方向とは直交する方向に切断した際の断面（図８のハッチング部分参照）が略円形状になるように構成されている。このように、突起部４３ａは、胴部４３ｂが略円形状の断面を有することにより、係合部材４３が係合する開口部２２ａの内側面部２２ｂに向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。また、突起部４３ａは、先端部４３ｃが略円形状の断面を有することにより、係合部材４３が係合する開口部２２ａの後述する凹部２２ｃに向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。
【００２８】
また、係合部材４３を係合する開口部２２ａは、図５および図６に示すように、係合部材４３に対応する略十字形状に形成されている。また、開口部２２ａは、係合部材４３の突起部４３ａが嵌り込む４箇所の凹部２２ｃを含んでいる。これら４箇所の凹部２２ｃの内側面部２２ｂは、図４に示すように、突起部４３ａ（図８参照）の外側面部（胴部４３ｂの外面）に向かって突出する凸状の曲面状に形成されている。また、図４および図７に示すように、開口部２２ａの内側面部２２ｂは、開口部２２ａの上下方向（Ｚ方向）の中心部分近傍が最も突出する凸形状の断面を有している。
【００２９】
係合部材４３は、図５および図６に示すように、このような開口部２２ａに嵌り込むように係合されているため、後述するモータ軸３４の回転に伴って係合部材４３が回転された場合に、突起部４３ａの外側面部（胴部４３ｂの外面）と、胴部４３ｂの外面と対向する凹部２２ｃの内側面部２２ｂとが当接することにより、連結部材２２に回転力が伝達される。これにより、連結部材２２を回転させることが可能となるので、操作部２をＡ方向およびＢ方向に回転させることが可能となる。
【００３０】
また、上記のように連結部材２２の開口部２２ａおよび係合部材４３を構成することによって、図９に示すように、操作部２がユーザにより下方（矢印Ｚ１方向）に押下された場合にも、開口部２２ａと係合部材４３とが係合部材４３の回転方向（Ａ方向およびＢ方向）のみで係合しているため、係合部材４３に矢印Ｚ１方向の力が付与されるのを防止することが可能である。
【００３１】
また、上記のように連結部材２２の開口部２２ａおよび係合部材４３を構成することによって、図１０に示すように、操作部２がユーザにより下方（矢印Ｚ１方向）と交差する方向（たとえば、矢印Ｃ方向）に押下された場合にも、開口部２２ａと係合部材４３とが係合部材４３の回転方向（Ａ方向およびＢ方向）のみで係合し、かつ、開口部２２ａと係合部材４３とを互いに干渉するのを抑制する曲面形状により形成されているため、開口部２２ａが係合部材４３に対して相対的に回動するようにスライドされる。
【００３２】
また、連結部材２２には、図１および図４に示すように、連結部材２２を取手部材２１（図１参照）に対してネジ部材５３により固定するための３つのネジ挿入穴２２ｄが設けられている。また、連結部材２２の矢印Ｚ１方向側の面には、図２および図６に示すように、矢印Ｚ１方向に突出する円環形状の突出部２２ｅが形成されている。この突出部２２ｅは、図２に示すように、ユーザが操作部２の取手部材２１を矢印Ｚ１方向および矢印Ｚ１方向と交差する方向（たとえば矢印Ｃ方向（図１０参照））に押下した際に、バネ部材４２を介して感圧センサ４１を押圧することが可能なように構成されている。
【００３３】
また、超音波モータ３は、図３に示すように、本体部分３１と、本体部分３１に収容された固定子３２と、固定子３２に対して回転する回転子３３と、回転子３３の回転に伴って回転子３３の回転力を外部に出力するモータ軸３４とを含んでいる。なお、モータ軸３４は、本発明の「回転軸」の一例である。
【００３４】
固定子３２は、本体部分３１の内部の上部に固定されている。この固定子３２は、固定子３２に所定の電圧が印加された場合に、波打つように振動する圧電素子からなる。また、回転子３３は、固定子３２と対向し、かつ、固定子３２に接触するように、固定子３２の下側に設けられている。この回転子３３は、固定子３２が波打つように振動した場合に、接触する固定子３２に対して相対的に回転されるように構成されている。また、回転子３３は、回転子ホルダ３５により保持されており、回転子３３が固定子３２に対して回転した場合に、回転子ホルダ３５は、回転子３３と共に回転するように構成されている。また、回転子ホルダ３５には、モータ軸３４の下部が固定されており、モータ軸３４も、回転子３３と共に回転するように構成されている。また、モータ軸３４には、圧縮コイルバネ３６が伸縮可能に嵌め込まれている。この圧縮コイルバネ３６は、モータ軸３４を上方に付勢する機能を有している。このように、モータ軸３４が上方に付勢されることにより、回転子ホルダ３５を介して、回転子３３が固定子３２に向かって付勢されるので、回転子３３は、固定子３２に対して所定の力で接触される。これにより、回転子３３と固定子３２との間に一定の摩擦力が発生するので、固定子３２が波打つように振動した場合に、回転子３３は、固定子３２に対して安定して回転する。このような構成を有する超音波モータ３を用いて、回転操作時、垂直押下操作時および斜め押下操作時にそれぞれ所定の回転パターン駆動を行うことにより、回転操作時、垂直押下操作時および斜め押下操作時にそれぞれ異なる触感を付与することが可能である。
【００３５】
本実施形態では、上記のように、回転操作時、垂直操作時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能な超音波モータ３を設けることによって、操作部２が回転される際のみならず垂直押下時および斜め押下時にも触感をユーザに対して付与することができる。また、係合部材４３および開口部２２ａの互いに対向する面を、曲面形状を有するように構成することによって、操作部２が斜め押下操作された場合に、係合部材４３と開口部２２ａとを曲面形状の面に沿って互いにスライドさせることができるので、操作部２の斜め押下操作による力が開口部２２ａから係合部材４３を介して超音波モータ３のモータ軸３４に伝達されるのを抑制することができる。これにより、斜め押下操作の方向の力が超音波モータ３のモータ軸３４に付与されるのを抑制することができるので、超音波モータ３を安定して駆動することができるとともに、異音の発生も抑制することができる。その結果、斜め押下時にも操作部２が回転されることによる触感をユーザに対して安定して付与することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、係合部材４３に、モータ軸３４の半径方向に延びる突起部４３ａを設けるとともに、開口部２２ａに、突起部４３ａに対応するように形成され、突起部４３ａが嵌り込む凹部２２ｃを設けることによって、超音波モータ３のモータ軸３４が回転された場合に、モータ軸３４の半径方向に延びる突起部４３ａと凹部２２ｃとにより、モータ軸３４の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、超音波モータ３のモータ軸３４から操作部２に回転方向の力を伝達することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、係合部材４３および開口部２２ａを、突起部４３ａの胴部４３ｂの面部と突起部４３ａの胴部４３ｂの面部と対向する内側面部２２ｂとが当接することにより回転力が伝達されるように構成することによって、モータ軸３４の回転方向の力を円周方向に伝達することができるので、容易に、超音波モータ３のモータ軸３４から操作部２に回転方向の力を伝達することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、突起部４３ａの胴部４３ｂの面部を、凹部２２ｃの内側面部２２ｂに向かって突出する凸状の曲面状に形成するとともに、凹部２２ｃの内側面部２２ｂを、突起部４３ａの胴部４３ｂの面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成することによって、操作部２が斜め押下操作された場合に、凸状の曲面状の突起部４３ａの胴部４３ｂの面部と凸状の曲面状の凹部２２ｃの内側面部２２ｂとを、凸状の曲面状の面に沿って、互いに干渉し合わないようにスライドさせることができる。これにより、操作部２の斜め押下操作による力が開口部２２ａから係合部材４３を介して超音波モータ３のモータ軸３４に伝達されるのを抑制することができ、斜め押下時にも安定的にかつ異音発生なくユーザに触感を付与することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、所定の回転角度（約９０度）間隔で、モータ軸３４の半径方向の外側に延びる複数の突起部４３ａを設けることによって、モータ軸３４の回転の力を複数の突起部４３ａに分けて操作部２に伝達することができるので、操作部２を安定して回転させることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、操作部２が回転可能に取り付けられる台部１と、台部１に固定され、操作部２が少なくとも斜め押下操作された場合に、圧力を検知する感圧センサ４１とを設けることによって、ユーザが操作部２を斜め押下操作することにより感圧センサ４１が押下された場合にも、安定して超音波モータ３のモータ軸３４を回転させることができるので、安定した触感をユーザに付与することができる。
【００４１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４２】
たとえば、上記実施形態では、開口部２２ａおよび係合部材４３の両方の表面を曲面形状に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、開口部２２ａおよび係合部材４３のいずれか一方の表面を曲面形状に構成してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、開口部２２ａを操作部２側に設けるとともに、係合部材４３をモータ軸３４側に設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。モータ軸３４側に開口部を有する部材を設けるとともに、操作部側に係合部材を設けるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、係合部材４３の突起部４３ａを４つ設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、突起部を１〜３つ、または、５つ以上設けるようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、係合部材４３の突起部４３ａの表面を、開口部２２ａの内側面部２２ｂおよび凹部２２ｃに向かって突出する凸形状の曲面状に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、操作部２が押下された場合に、開口部の内側面部および凹部と干渉しないようにスライド可能であれば、突起部の表面を、開口部の内側面部および凹部とは反対方向側に窪む凹形状の曲面状に構成してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、開口部２２ａの凹部２２ｃの表面を、係合部材４３の突起部４３ａ側に向かって突出する凸形状の曲面状に構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、操作部２が押下された場合に、係合部材の突起部と干渉しないようにスライド可能であれば、開口部の凹部の表面を、係合部材４３の突起部４３ａ側とは反対方向側に向かって窪む凹形状の曲面状に構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、本発明の回転軸と、固定子と、固定子と接触した状態で対向するように配置され、固定子に対して回転されるとともに回転軸を回転させる回転子とを含むモータの一例として超音波モータ３を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転軸と、固定子と、固定子と接触した状態で対向するように配置され、固定子に対して回転されるとともに回転軸を回転させる回転子とを含むモータであれば、超音波モータ以外のモータを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１ 台部
２ 操作部（回転操作部）
３ 超音波モータ（モータ）
２２ａ 開口部（回転伝達部、第１係合部）
２２ｂ 内側面部
２２ｃ 凹部
３２ 固定子
３３ 回転子
３４ モータ軸（回転軸）
４１ 感圧センサ（スイッチ部）
４３ 係合部材（回転伝達部、第２係合部）
４３ａ 突起部
４３ｂ 胴部
４３ｃ 先端部
１００ ダイヤルスイッチ（触感付与機能を有る入力装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにより垂直押下操作および斜め押下操作による入力操作が可能な回転操作部と、
回転軸と、固定子と、前記固定子と接触した状態で対向するように配置され、前記固定子に対して回転されるとともに前記回転軸を回転させる回転子とを含み、回転操作時、垂直押下時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能なモータと、
前記モータの回転軸の回転を前記回転操作部に伝達する回転伝達部とを備え、
前記回転伝達部は、前記モータの回転軸に設けられた第１係合部と、前記第１係合部と係合するように前記回転操作部に設けられた第２係合部とを含み、
前記第１係合部および前記第２係合部の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面が曲面形状を有することにより、前記回転操作部が斜め押下操作された場合に、前記回転操作部の斜め押下操作による力が前記第２係合部から前記第１係合部を介して、前記モータの回転軸に伝達されないように構成されている、触感付与機能を有する入力装置。
【請求項２】
前記モータの回転軸に設けられる前記第１係合部および前記第２係合部の一方は、前記回転軸の半径方向に延びる突起部を含み、
前記第１係合部および前記第２係合部の他方は、前記突起部に対応するように形成され、前記突起部が嵌り込む凹部を含む、請求項１に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記回転軸の半径方向に延びる胴部と、前記胴部の先端に設けられた先端部とを含み、
前記第１係合部および前記第２係合部は、前記突起部の胴部の外側面部と前記凹部の前記突起部の胴部の外側面部と対向する内側面部とが当接することにより回転力が伝達されるように構成されており、
前記突起部の先端部は、略半球形状に形成されている、請求項２に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項４】
前記突起部の胴部の外側面部は、前記凹部の内側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されており、
前記凹部の内側面部は、前記突起部の胴部の外側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されている、請求項３に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項５】
前記第１係合部は、所定の回転角度間隔で設けられ、前記回転軸の半径方向の外側に延びる複数の突起部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項６】
前記回転操作部が回転可能に取り付けられる台部と、
前記台部に固定され、前記回転操作部が少なくとも斜め押下操作された場合に、圧力を検知するスイッチ部とを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項１】
ユーザにより垂直押下操作および斜め押下操作による入力操作が可能な回転操作部と、
回転軸と、固定子と、前記固定子と接触した状態で対向するように配置され、前記固定子に対して回転されるとともに前記回転軸を回転させる回転子とを含み、回転操作時、垂直押下時および斜め押下時にユーザに対して触感を付与可能なモータと、
前記モータの回転軸の回転を前記回転操作部に伝達する回転伝達部とを備え、
前記回転伝達部は、前記モータの回転軸に設けられた第１係合部と、前記第１係合部と係合するように前記回転操作部に設けられた第２係合部とを含み、
前記第１係合部および前記第２係合部の互いに対向する面のうち少なくとも一方側の面が曲面形状を有することにより、前記回転操作部が斜め押下操作された場合に、前記回転操作部の斜め押下操作による力が前記第２係合部から前記第１係合部を介して、前記モータの回転軸に伝達されないように構成されている、触感付与機能を有する入力装置。
【請求項２】
前記モータの回転軸に設けられる前記第１係合部および前記第２係合部の一方は、前記回転軸の半径方向に延びる突起部を含み、
前記第１係合部および前記第２係合部の他方は、前記突起部に対応するように形成され、前記突起部が嵌り込む凹部を含む、請求項１に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記回転軸の半径方向に延びる胴部と、前記胴部の先端に設けられた先端部とを含み、
前記第１係合部および前記第２係合部は、前記突起部の胴部の外側面部と前記凹部の前記突起部の胴部の外側面部と対向する内側面部とが当接することにより回転力が伝達されるように構成されており、
前記突起部の先端部は、略半球形状に形成されている、請求項２に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項４】
前記突起部の胴部の外側面部は、前記凹部の内側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されており、
前記凹部の内側面部は、前記突起部の胴部の外側面部に向かって突出する凸状の曲面状に形成されている、請求項３に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項５】
前記第１係合部は、所定の回転角度間隔で設けられ、前記回転軸の半径方向の外側に延びる複数の突起部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【請求項６】
前記回転操作部が回転可能に取り付けられる台部と、
前記台部に固定され、前記回転操作部が少なくとも斜め押下操作された場合に、圧力を検知するスイッチ部とを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の触感付与機能を有する入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８７７４（Ｐ２０１２−１８７７４Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４１５２（Ｐ２０１０−１５４１５２）
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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