專利名稱：力覺(jué)反饋型輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種力覺(jué)反饋(力覚付與)型輸入裝置，特別是，涉及一種用操作部對(duì)力覺(jué)反饋用的電機(jī)進(jìn)行直接擺動(dòng)操作類型的力覺(jué)反饋型輸入裝置中的、電機(jī)的擺動(dòng)操作性的改善機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人先前提出了作為用一臺(tái)來(lái)集中控制車載空調(diào)、收音機(jī)、電視機(jī)、CD播放機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)等電器的輸入裝置的、如圖7所示的手動(dòng)輸入裝置，該裝置具有可自由擺動(dòng)地安裝于機(jī)架101上的電機(jī)102，安裝于電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸102a上的手動(dòng)操作部103，檢測(cè)出前述電機(jī)102的擺動(dòng)方向和擺動(dòng)量的第1位置傳感器104，檢測(cè)出前述電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸102a的回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)量的第2位置傳感器105，輸入從該第1和第2位置傳感器輸出的各位置信號(hào)以控制前述電機(jī)102的驅(qū)動(dòng)、并且給予手動(dòng)操作部103與其操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的力覺(jué)的控制部(例如，參照日本專利文獻(xiàn)1)。
該手動(dòng)輸入裝置由于是將電機(jī)102可自由擺動(dòng)地安裝于機(jī)架101上，用第1傳感器104檢測(cè)出該電機(jī)102的擺動(dòng)方向和擺動(dòng)量并且用第2傳感器105檢測(cè)出該電機(jī)102的回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)量，因此例如通過(guò)切換電機(jī)102的擺動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行功能調(diào)整的車載電器的選擇，并且，通過(guò)進(jìn)行根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸102a的回轉(zhuǎn)量所選擇的車載電器的功能調(diào)整，可用一臺(tái)電機(jī)和一個(gè)手動(dòng)操作部進(jìn)行所希望的車載電器的選擇和功能調(diào)整。
在前述本申請(qǐng)人先前提出的手動(dòng)輸入裝置中，通過(guò)控制電機(jī)102的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)反饋與電機(jī)102的擺動(dòng)方向和擺動(dòng)量相應(yīng)的力覺(jué)和與電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸102a的回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)量相應(yīng)的力覺(jué)，但代替上述結(jié)構(gòu)也可采用下述結(jié)構(gòu)，即對(duì)于與電機(jī)102的擺動(dòng)方向和擺動(dòng)量相對(duì)應(yīng)反饋的力覺(jué)，也可將機(jī)械的卡搭觸感(クリック感觸)反饋機(jī)構(gòu)作為力覺(jué)的反饋機(jī)構(gòu)使用。作為該機(jī)械的卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)，采用由具有凸輪槽和凸輪峰的凸輪部件以及與前述凸輪槽和凸輪峰彈性接觸的驅(qū)動(dòng)桿構(gòu)成，以根據(jù)前述手動(dòng)操作部的擺動(dòng)操作以越過(guò)前述凸輪峰的方式移動(dòng)前述凸輪部件或前述驅(qū)動(dòng)桿，此時(shí)產(chǎn)生的卡搭觸感反饋到手動(dòng)操作部103上等。
可是，在這種情況下，如本申請(qǐng)人先前提出的手動(dòng)輸入裝置那樣，在電機(jī)102的擺動(dòng)中心O設(shè)置于該電機(jī)102的重心G的上方時(shí)，擺動(dòng)操作手動(dòng)操作部103之際，因手動(dòng)操作部103上作用有使電機(jī)102返回垂直位置的力矩，所以會(huì)產(chǎn)生不僅手動(dòng)操作部103的擺動(dòng)操作需要較大的力，而且還有卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)所反饋的卡搭觸感不清晰等問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2002-149324號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決了以往技術(shù)的上述問(wèn)題，其目的在于提供一種將卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)所致的阻力的極大值與極小值的差加大，可獲得清晰的卡搭觸感的力覺(jué)反饋型輸入裝置。
本發(fā)明為了解決前述的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種力覺(jué)反饋型輸入裝置，具有通過(guò)使用者回轉(zhuǎn)操作和擺動(dòng)操作的操作部；隨著所述操作部的擺動(dòng)操作而擺動(dòng)、并且向所述操作部反饋與其回轉(zhuǎn)操作相應(yīng)的所需力覺(jué)的電機(jī)；通過(guò)電機(jī)支承部可擺動(dòng)地保持著所述電機(jī)的機(jī)座；和對(duì)所述操作部的擺動(dòng)操作反饋卡搭觸感的卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)，其中，所述電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于所述電機(jī)的重心的下方。
如圖6所示，從電機(jī)被垂直保持的狀態(tài)對(duì)操作部進(jìn)行擺動(dòng)操作以使電機(jī)擺動(dòng)時(shí)，操作部上被反饋以與驅(qū)動(dòng)桿相對(duì)凸輪部件的彈性接觸位置相應(yīng)的阻力。然后，驅(qū)動(dòng)桿開(kāi)始越過(guò)凸輪峰時(shí)，該阻力的急劇下降作為卡搭觸感反饋給操作部，并且將感覺(jué)卡搭觸感后的操作部進(jìn)一步朝擺動(dòng)方向操作時(shí)，因驅(qū)動(dòng)桿與凸輪部件的壁碰撞，作用于操作部上的阻力無(wú)限變大。
在電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于電機(jī)的重心上方時(shí)，因在操作部上根據(jù)前述卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)的阻力和使電機(jī)返回垂直位置的力矩重疊，因此如圖6虛線所示，與電機(jī)的擺動(dòng)中心與電機(jī)的重心位置一致時(shí)(圖6中點(diǎn)劃線所示)相比，雖然驅(qū)動(dòng)桿開(kāi)始越過(guò)凸輪峰時(shí)的阻力的極大值P3變大，但在其后的極小值Q3也變大，結(jié)果，使操作部的形成卡搭觸感的阻力的變化H3(P3-Q3)變小，使卡搭觸感的變得不清晰。對(duì)此，如果將電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于電機(jī)的重心下方，則因產(chǎn)生了使電機(jī)朝傾斜方向回轉(zhuǎn)的力矩，代替了將電機(jī)復(fù)原到垂直位置的力矩，因此如圖6中實(shí)線所示，與電機(jī)的擺動(dòng)中心與電機(jī)的重心位置相一致時(shí)(圖6中點(diǎn)劃線所示)相比，雖然驅(qū)動(dòng)桿開(kāi)始越過(guò)凸輪峰時(shí)的阻力的極大值P1變小，但在其后的極小值Q1也變小，結(jié)果，使操作部的成為卡搭觸感的阻力的變化H1(P1-Q1)變小，卡搭觸感變得清晰。
為此，通過(guò)將電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于電機(jī)的重心下方，與電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于電機(jī)的重心上方時(shí)相比，驅(qū)動(dòng)桿開(kāi)始越過(guò)凸輪峰時(shí)的阻力的變化H能夠較大，能夠使操作部的操作感觸良好。另外，因?qū)Σ僮鞑糠答伩ù钣|感的阻力的變化H可較大，所以能夠使反饋于驅(qū)動(dòng)體上的彈簧的彈性力降低，能夠改善卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)的耐磨性。
另外，本發(fā)明的在前述構(gòu)成的力覺(jué)反饋型輸入裝置中，所述電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于所述電機(jī)的輸出軸的延長(zhǎng)線上。
如果這樣地將電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于電機(jī)的輸出軸的延長(zhǎng)線上，則擺動(dòng)操作操作部時(shí)，由于可朝電機(jī)的傾斜方向反饋與電機(jī)的整個(gè)重量成比例的力矩，因此在擺動(dòng)操作操作部時(shí)，操作部上不會(huì)完全感覺(jué)到電機(jī)重量，能夠進(jìn)一步改善操作部的操作性。
此外，本發(fā)明的在前述構(gòu)成的力覺(jué)反饋型輸入裝置中，所述電機(jī)相對(duì)所述機(jī)座被保持為可壓動(dòng)操作。
如果這樣地將電機(jī)相對(duì)機(jī)座保持為可壓動(dòng)操作，則通過(guò)檢測(cè)出與電機(jī)的壓動(dòng)操作相應(yīng)的信號(hào)，能夠使力覺(jué)反饋型輸入裝置進(jìn)一步多功能化。
本發(fā)明具有如下效果，本發(fā)明的力覺(jué)反饋型輸入裝置由于電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于電機(jī)的重心下方，并且將向操作部反饋卡搭觸感的卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)配置于電機(jī)的擺動(dòng)中心的上方，因此可利用將擺動(dòng)操作部時(shí)產(chǎn)生的電機(jī)朝傾斜方向回轉(zhuǎn)的力矩，能夠使驅(qū)動(dòng)桿開(kāi)始越過(guò)卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)的凸輪峰時(shí)的阻力的峰值變小，能夠使操作部的操作性良好。另外，由于向操作部反饋卡搭觸感的阻力的變化能夠較大，因此操作部的操作觸感能夠良好，同時(shí)，能夠使反饋于驅(qū)動(dòng)體上的彈簧的彈性力降低，能夠改善卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)的耐磨性。


圖1為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置的分解透視圖，圖2為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置中具備的行星齒輪機(jī)構(gòu)放大的分解透視圖，圖3為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置中具備的凸輪部件的平面圖，圖4為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置裝配狀態(tài)的剖視圖，圖5為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置的擺動(dòng)操作時(shí)的剖視圖，圖6為將本發(fā)明的效果與以往技術(shù)相比示出的圖表，圖7為以往例的力覺(jué)反饋型輸入裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)圖1～圖6說(shuō)明本發(fā)明的力覺(jué)反饋型輸入裝置的實(shí)施例。圖1為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置的分解透視圖，圖2為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置中具備的行星齒輪機(jī)構(gòu)放大的分解透視圖，圖3為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置中具備的凸輪部件的平面圖，圖4為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置裝配狀態(tài)的剖視圖，圖5為根據(jù)實(shí)施例的力覺(jué)反饋型輸入裝置的擺動(dòng)操作時(shí)的剖視圖，圖6為將本發(fā)明的效果與以往技術(shù)相比示出的圖表。
正如圖1所示，本例的力覺(jué)反饋型輸入裝置具有外殼1，附著在該外殼1下部的機(jī)座2，在通過(guò)裝配外殼1和機(jī)座2而形成的空間內(nèi)收納的印刷電路板3，使用者手動(dòng)操作的操作部4，向操作部4反饋所需力覺(jué)的電機(jī)5，設(shè)置于操作部4與電機(jī)5之間的行星齒輪機(jī)構(gòu)6，將電機(jī)5與行星齒輪機(jī)構(gòu)6保持為一體的電機(jī)架7，將操作部4與電機(jī)架7連接的安裝部件8，檢測(cè)電機(jī)5的輸出軸5a的回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)量的編碼器9，將電機(jī)5與編碼器9保持為一體的編碼器架10，可擺動(dòng)地設(shè)置于機(jī)座2的內(nèi)面并可擺動(dòng)地保持著電機(jī)5的擺動(dòng)架11，接受操作部4的按壓力的橡皮推進(jìn)器12，設(shè)置于擺動(dòng)架11與橡皮推進(jìn)器12之間并向操作部4反饋與按動(dòng)方向相反方向的復(fù)原力的橡皮彈簧13，位于外殼1的上面并與外殼1的上面卡合且只在外殼1的一個(gè)方向滑動(dòng)的下滑塊14，與下滑塊14卡合且只在與下滑塊14的滑動(dòng)方向相垂直的方向上滑動(dòng)的上滑塊15，安裝于上滑塊15的下面的凸輪部件16，可自由出入地設(shè)置于外殼1中且與凸輪部件16和上滑塊15的下面形成的凸輪部彈性接觸的2個(gè)驅(qū)動(dòng)桿17，在常時(shí)向一個(gè)方向?qū)υ擈?qū)動(dòng)桿17施力的彈簧18，限制上滑塊15相對(duì)外殼1的安裝高度的蓋部件19，和設(shè)置于該蓋部件上面的延出蓋20。
外殼1用合成樹(shù)脂形成有上面板1a的箱狀，在該上面板1a的大致中央部，開(kāi)設(shè)有可擺動(dòng)地貫通電機(jī)架7的中心孔1b。另外，在該上面板1a的上面，在前述中心孔1b的中心的兩側(cè)部分形成將下滑塊14只朝一個(gè)方向?qū)б膶?dǎo)引槽1c。此外，在前述上面板1a的前述中心孔1b的中心的兩側(cè)部分形成收納凹部1d，用于收納驅(qū)動(dòng)桿17和在常時(shí)對(duì)該驅(qū)動(dòng)桿17向上施力的彈簧18。
機(jī)座2用合成樹(shù)脂形成可附著于外殼1下部的蓋狀，在其大致中央形成支承用孔2a，用于將形成于擺動(dòng)架11下面的擺動(dòng)中心軸11a可擺動(dòng)地插入。
印刷電路板3在絕緣基板的表面或背面或者這兩面上形成未圖示的所需的電路圖案，在其表面按所需的布置安裝有未圖示的所需電路部件。
操作部4為使用者手動(dòng)操作件，用合成樹(shù)脂形成用手指可操作的大小和形狀。
作為電機(jī)5，可使用DC電機(jī)等回轉(zhuǎn)電機(jī)。該電機(jī)5由來(lái)自未圖示的控制裝置的信號(hào)而被控制其驅(qū)動(dòng)和停止，并向操作部4反饋與該操作部的回轉(zhuǎn)操作相應(yīng)的所需的力覺(jué)。
前述行星齒輪機(jī)構(gòu)6只由合成樹(shù)脂制成的部件構(gòu)成，如圖2放大圖所示，由固定到電機(jī)5的輸出軸5a上的恒星齒輪30、與該恒星齒輪30嚙合并圍繞著恒星齒輪30公轉(zhuǎn)的多個(gè)(本例中為3個(gè))行星齒輪31、限制行星齒輪31軸向移動(dòng)的限制部件32、形成于電機(jī)架7的內(nèi)面并與行星齒輪31嚙合的環(huán)形齒輪33，和可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著行星齒輪31并隨著行星齒輪31的公轉(zhuǎn)而與操作部4一同回轉(zhuǎn)的支座34構(gòu)成。
行星齒輪31大致形成圓筒形，在表面和里面上形成與中心部同軸的回轉(zhuǎn)軸31a，31b。
限制部件32如圖2所示，具有圓板部分32a和在該圓板部分32a的周緣部直立的3個(gè)結(jié)合部32b。在前述圓板部分32a的中心部開(kāi)設(shè)有貫通恒星齒輪30的中心孔32c，在其周邊部開(kāi)設(shè)有軸支著前述行星齒輪31的回轉(zhuǎn)軸31a的軸承孔32d和限制支座34回轉(zhuǎn)的限制孔32e。另外，在前述結(jié)合部32b上開(kāi)設(shè)有快速結(jié)合(スナップ結(jié)合)支座34的長(zhǎng)孔狀的卡合固定孔32f。
支座34具有圓板部分34a，形成于該圓板部分34a上面的筒狀軸部34b，和形成于前述圓板部分34a的外周部上的3個(gè)結(jié)合部34c。在圓板部分34a上如圖4所示，開(kāi)設(shè)有軸支著行星齒輪31上所形成的回轉(zhuǎn)軸31b的軸承孔34d。另外，在軸部34b的上面中央形成緊固安裝部件8的螺紋孔34e，在軸部34b的外周面形成卡合固定爪34f，該卡合固定爪34f與電機(jī)架7上開(kāi)設(shè)的卡合固定孔7a卡合。此外，在結(jié)合部34c的大致中央形成卡合固定爪34g，該卡合固定爪34g與前述限制部件32的結(jié)合部32b上開(kāi)設(shè)的卡合固定孔32f卡合，在該結(jié)合部34c的下端部突出設(shè)置有突起34h，該突起34h插入前述限制部件32的圓板部分32a上開(kāi)設(shè)的限制孔32e內(nèi)。
前述限制部件32和前述支座34通過(guò)突起34h插入限制孔32e內(nèi)、并且卡合固定爪34g與卡合固定孔32f卡合，而相互不能回轉(zhuǎn)地快速結(jié)合。另外，前述支座34與前述電機(jī)架7通過(guò)將卡合突起7a卡合至狹縫34e、并且將卡合固定爪34f卡合至卡合固定孔7b，而相互不能回轉(zhuǎn)地快速結(jié)合。行星齒輪31如圖3所示，收納于通過(guò)前述限制部件32與前述支座34快速結(jié)合而成的空間內(nèi)，回轉(zhuǎn)軸31a可回轉(zhuǎn)地軸支于軸承孔32d中，并且回轉(zhuǎn)軸31b可回轉(zhuǎn)地軸支于軸承孔34d中。由此，恒星齒輪30與環(huán)形齒輪33通過(guò)行星齒輪31而相互連接。
電機(jī)架7用合成樹(shù)脂形成可蓋住電機(jī)5和行星齒輪機(jī)構(gòu)6的筒狀，在其外面下部形成多個(gè)卡合突起7a，該卡合突起7a可嵌合在上滑塊15的內(nèi)周面上所形成的卡合槽15d(參照?qǐng)D5)內(nèi)，從而限制上滑塊15相對(duì)電機(jī)架7的回轉(zhuǎn)。
安裝部件8用合成樹(shù)脂形成為帽狀，在其中心部開(kāi)設(shè)有螺栓貫通孔8a。該安裝部件8通過(guò)將貫通于螺栓貫通孔8a中的螺栓螺旋配合至恒星齒輪30上形成的螺紋孔30a中，而與恒星齒輪30緊固連接。
編碼器9由固定到電機(jī)5的輸出軸5a上的編碼板9a、以?shī)A持著該編碼板9a的方式配置于其表面?zhèn)群屠锩鎮(zhèn)壬系陌l(fā)光元件和受光元件組合而成的光電斷路器9b、搭載有該光電斷路器9b和所需的電路部件的配線基板9c，和將光電斷路器9b和配線基板9c固定到電機(jī)5上的托架9d構(gòu)成。該編碼器9利用對(duì)通過(guò)光電斷路器9b的在編碼板9a上形成的電碼數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)檢測(cè)電機(jī)5的回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)量。
編碼器架10用合成樹(shù)脂形成可蓋住編碼器9的容器狀，在其下面突出設(shè)置有支承軸10a，該支承軸10a可插入在擺動(dòng)架11上形成的中空的擺動(dòng)中心軸11a內(nèi)、并且可貫通在橡皮推進(jìn)器12中央部開(kāi)設(shè)的中心孔12a。該編碼器架10通過(guò)快速結(jié)合而安裝到電機(jī)架7的下部。
擺動(dòng)架11(電機(jī)支承部)用合成樹(shù)脂形成為碟狀，在其下面的中央部突出設(shè)置著中空的擺動(dòng)中心軸11a，該擺動(dòng)中心軸11a可插入在機(jī)座2上形成的支承用孔2a內(nèi)并且可插入在前述編碼器架10的下面突出設(shè)置的支承軸10a。另外，在該擺動(dòng)架11的上面形成所需的接點(diǎn)圖案，該接點(diǎn)圖案包含有靠形成于橡皮彈簧13上的可動(dòng)接點(diǎn)13b切換的固定接點(diǎn)11b，以可檢測(cè)出操作部4的按壓狀態(tài)。該擺動(dòng)架11通過(guò)將擺動(dòng)中心軸11a插入在機(jī)座2上形成的支承用孔2a內(nèi)，而可擺動(dòng)地安裝在機(jī)座2上。
橡皮推進(jìn)器12用合成樹(shù)脂形成可收納于前述擺動(dòng)架11內(nèi)的圓盤(pán)狀，在其中央部開(kāi)設(shè)有中心孔12a，該中心孔12a可貫通在編碼器架10下面突出設(shè)置的支承軸10a。該橡皮推進(jìn)器12通過(guò)將支承軸10a穿過(guò)中心孔12a內(nèi)，而安裝到編碼器架10的下面。
橡皮彈簧13由彈性優(yōu)良的合成樹(shù)脂形成環(huán)狀，在其表面等節(jié)距地形成多個(gè)圓頂部13a，在該圓頂部13a的下面形成可動(dòng)接點(diǎn)13b，該可動(dòng)接點(diǎn)13b與形成于前述擺動(dòng)架11上的固定接點(diǎn)11b電連接。該橡皮推進(jìn)器13在使固定接點(diǎn)11b與可動(dòng)接點(diǎn)13b相對(duì)置的狀態(tài)下，設(shè)置于擺動(dòng)架11與橡皮推進(jìn)器12之間。
下滑塊14用滑動(dòng)性優(yōu)良的合成樹(shù)脂形成大致橢圓狀，在其下面突出設(shè)置著第1導(dǎo)引突起14a，該第1導(dǎo)引突起14a可滑動(dòng)地嵌合于在外殼1的上面板1a上形成的導(dǎo)引槽1c內(nèi)，另外在下滑塊14的上面還突出設(shè)置著第2導(dǎo)引突起14b，該第2導(dǎo)引突起14b可滑動(dòng)地嵌合于在上滑塊15的下面形成的導(dǎo)引槽15e內(nèi)。前述第1和第2導(dǎo)引突起14a，14b在相互垂直的方向上形成。該下滑塊14以第1導(dǎo)引突起14a嵌合于導(dǎo)引槽1c內(nèi)的狀態(tài)下，載置于外殼1的上面板1a上。
上滑塊15用滑動(dòng)性優(yōu)良的合成樹(shù)脂形成，具有輪狀部15a和從該輪狀部15a的外周呈放射狀伸出的4個(gè)腕部15b。在輪狀部15a的內(nèi)周面突出設(shè)置有與前述電機(jī)架7的外周面接觸的4個(gè)接觸部15c，在該接觸部15c的中央部形成卡合槽15d，該卡合槽15d與在前述電機(jī)架7的外面下部突出設(shè)置的卡合突起7b嵌合。另外，在輪狀部15a的下面形成與在下滑塊14的上面突出設(shè)置的第2導(dǎo)引突起14b嵌合的導(dǎo)引槽15e。另一方面，在4個(gè)腕部15b的上面和下面形成分別與蓋部件19的下面和外殼1的上面板1a碰撞的支承突起15f。此外，在相對(duì)置設(shè)置的一方腕部15b的下面形成凸輪部件16的收納部15g，而在另一方腕部15b的下面形成凸輪部15h，該凸輪部15h具有與形成于凸輪部件16上的凹部和峰部相同的凹部和峰部。該上滑塊15通過(guò)將卡合突起7b嵌合至卡合槽15d而與電機(jī)架成為一體，隨著電機(jī)架7的回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn)的，并且隨著電機(jī)架7的擺動(dòng)而朝一個(gè)方向滑動(dòng)。
凸輪部件16用滑動(dòng)性和耐磨性優(yōu)良的合成樹(shù)脂形成，正如圖3、圖4和圖5所示，在其下面形成花瓣?duì)畹耐馆啠摶ò隊(duì)畹耐馆営煽膳c驅(qū)動(dòng)桿17的前端部接觸的大致圓形的中央凹部16a，等分地形成于該中央凸輪槽16a的周圍的8個(gè)外周凹部16b，和形成于各凸輪槽的邊界部上的峰部16c構(gòu)成。
驅(qū)動(dòng)桿17用滑動(dòng)性和耐磨性優(yōu)良的合成樹(shù)脂形成為桿狀，在外面的中間部分形成與彈簧18的一端接觸的彈簧座17a。該驅(qū)動(dòng)桿17在非操作狀態(tài)下與前述凸輪部件16的中央凸輪槽16a和形成于前述上滑塊15上的凸輪部15h的中央凸輪槽16a接觸。
彈簧18為在常時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)桿17朝一方向施力的部件，使用螺旋彈簧。彈簧18和驅(qū)動(dòng)桿17按所提及的順序收納于在外殼1的上面板1a上形成的收納凹部1d內(nèi)，在彈簧18的彈性力作用下，驅(qū)動(dòng)桿17的前端部與凸輪部件16和上滑塊15的凸輪部15h保持常時(shí)彈性接觸。
蓋部件19為防止下滑塊14、上滑塊15、驅(qū)動(dòng)桿17和彈簧18脫落，并且限制上滑塊15相對(duì)外殼1的上面板1a的安裝高度的部件，用金屬板形成，通過(guò)螺紋固定到外殼1的上部。
延出蓋20為蓋住電機(jī)架7的外周的部件，用合成樹(shù)脂形成。該延出蓋20由圓板狀的固定部20a和從該固定部20a上直立的筒狀的蓋部20b構(gòu)成，通過(guò)將固定部20a通過(guò)螺紋固定到蓋部件19的上面，而與蓋部件19成一體。
下面，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的力覺(jué)反饋型輸入裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在非操作狀態(tài)下，如圖4所示，在彈簧18的彈性力作用下，驅(qū)動(dòng)桿17的前端部與凸輪部件16的中央凸輪槽16a和形成于上滑塊15上的凸輪部15h的中央凸輪槽16a接觸，電機(jī)單元21相對(duì)外殼1和機(jī)座2保持垂直。另外，在橡皮彈簧13的彈性力作用下，電機(jī)單元21相對(duì)外殼1和機(jī)座2保持于上部切換位置，固定接點(diǎn)11b和可動(dòng)接點(diǎn)13b保持在非接觸狀態(tài)。
從該狀態(tài)，將操作部4朝擺動(dòng)方向操作時(shí)，如圖5所示，電機(jī)單元21以作為支承軸10a前端部的擺動(dòng)中心O為中心朝操作部4的操作方向擺動(dòng)，隨之，下滑塊14和/或上滑塊15沿著外殼1的上面板1a滑動(dòng)。由此，安裝于上滑塊15上的凸輪部件16和形成于上滑塊15上的凸輪部15h，與安裝于外殼1上的驅(qū)動(dòng)桿17的相對(duì)位置變化，驅(qū)動(dòng)桿17的尖端部越過(guò)峰部16c，從中央凸輪槽16a移動(dòng)到外周凹部16b。因此，使用者可以感覺(jué)到作為卡搭觸感的、驅(qū)動(dòng)桿17的尖端部越過(guò)峰部16c從中央凸輪槽16a移動(dòng)到外周凹部16b之際，作用于驅(qū)動(dòng)桿17上的彈簧18的彈性力的變化，并且使用者能夠知道電機(jī)單元恰好能擺動(dòng)操作預(yù)定量。由該狀態(tài)，使用者將反饋給操作部的操作力除去時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿17靠彈簧18的彈性力自動(dòng)地返回到中央凸輪槽16a中，以回到圖5的狀態(tài)。
本例的力覺(jué)反饋型輸入裝置中，由于電機(jī)單元21的擺動(dòng)中心O位于電機(jī)單元21的重心G的下方，因此在進(jìn)行操作部4的擺動(dòng)操作時(shí)，產(chǎn)生使電機(jī)單元21朝擺動(dòng)方向回轉(zhuǎn)的力矩，如圖6實(shí)線所示，同電機(jī)單元21的擺動(dòng)中心O與電機(jī)單元21的重心位置G一致時(shí)(圖6的點(diǎn)劃線所示)或電機(jī)單元21的擺動(dòng)中心O位于電機(jī)單元21的重心位置G上方時(shí)(圖6的虛線所示)相比，雖然驅(qū)動(dòng)桿17開(kāi)始越過(guò)峰部16c時(shí)的阻力的極大值P1變小，但在其后極小值Q1變小，結(jié)果，能夠使操作部4的成為卡搭觸感的阻力的變化H1(P1-Q1)變大，能夠使操作部4的操作觸感良好。另外，因?qū)Σ僮鞑?反饋卡搭觸感的阻力的變化H可較大，因此能夠使反饋于驅(qū)動(dòng)桿17上的彈簧的彈性力降低，能夠改善凸輪部件16、凸輪部15h和驅(qū)動(dòng)桿17的耐磨性。
另外，將操作部4向回轉(zhuǎn)方向操作時(shí)，通過(guò)安裝部件8、支座34、限制部件32、行星齒輪31和恒星齒輪30，使電機(jī)5的輸出軸5a回轉(zhuǎn)。該回轉(zhuǎn)軸5a的回轉(zhuǎn)方向和回轉(zhuǎn)量由編碼器9檢測(cè)出，并向未圖示的控制裝置輸出?？刂蒲b置根據(jù)來(lái)自該編碼器9的輸出信號(hào)，控制電機(jī)5的驅(qū)動(dòng)停止，并且，進(jìn)行例如車載電器的功能調(diào)整。電機(jī)5的回轉(zhuǎn)力通過(guò)恒星齒輪30、行星齒輪31、限制部件32、支座34和安裝部件8向操作部4傳遞，由此，向操作部4反饋了與操作部4的回轉(zhuǎn)操作狀態(tài)相應(yīng)的所需的力覺(jué)。
此時(shí)，由于向操作部4反饋了與恒星齒輪30和環(huán)形齒輪33的齒數(shù)比相對(duì)應(yīng)放大的電機(jī)輸出，因此能夠用較小的電機(jī)輸出向操作部4反饋較大的力覺(jué)。
另外，將操作部4向輸出軸5a的軸向按壓操作時(shí)，該按壓力通過(guò)安裝部件8、電機(jī)單元21和橡皮推進(jìn)器12，傳遞給橡皮彈簧13，橡皮彈簧13的圓頂部13a彈性縱彎曲。并且，此時(shí)的卡搭觸感通過(guò)橡皮推進(jìn)器12、電機(jī)單元21和安裝部件8傳遞給操作部4，由此，向操作部4反饋了與操作部4的按動(dòng)操作相應(yīng)的卡搭觸感。另外，與此同時(shí)，形成于擺動(dòng)架11上的固定接點(diǎn)11b與形成于橡皮彈簧13的圓頂部13a上的可動(dòng)接點(diǎn)13b電連接，其接點(diǎn)信號(hào)向未圖示的控制裝置輸出?？刂蒲b置根據(jù)該接點(diǎn)進(jìn)行例如車載電器的控制。
權(quán)利要求
1.一種力覺(jué)反饋型輸入裝置，具有被使用者回轉(zhuǎn)操作和擺動(dòng)操作的操作部；隨著所述操作部的擺動(dòng)操作而被擺動(dòng)、并且向所述操作部反饋與其回轉(zhuǎn)操作相對(duì)應(yīng)的所需力覺(jué)的電機(jī)；通過(guò)電機(jī)支承部可擺動(dòng)地保持著所述電機(jī)的機(jī)座；和對(duì)所述操作部的擺動(dòng)操作反饋卡搭觸感的卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu)；其特征在于，所述電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于所述電機(jī)的重心的下方。
2.按照權(quán)利要求1所述的力覺(jué)反饋型輸入裝置，其特征在于，所述電機(jī)的擺動(dòng)中心配置于所述電機(jī)的輸出軸的延長(zhǎng)線上。
3.按照權(quán)利要求1所述的力覺(jué)反饋型輸入裝置，其特征在于，所述電機(jī)相對(duì)所述機(jī)座被保持為可壓動(dòng)操作。
全文摘要
提供一種擺動(dòng)操作時(shí)，操作部的操作感良好的力覺(jué)反饋型輸入裝置。該力覺(jué)反饋型輸入裝置由通過(guò)使用者而使其操作的操作部(4)、隨著該操作部(4)的擺動(dòng)操作而擺動(dòng)的電機(jī)(5)、通過(guò)電機(jī)架(11)(電機(jī)支承部)可擺動(dòng)地保持著電機(jī)(5)的機(jī)座(2)、對(duì)操作部(4)的擺動(dòng)操作反饋卡搭觸感的凸輪部件(16)和驅(qū)動(dòng)桿(17)(卡搭觸感反饋機(jī)構(gòu))構(gòu)成。電機(jī)(5)的擺動(dòng)中心配置于該電機(jī)(5)的重心的下方。
文檔編號(hào)G05G9/047GK1706691SQ200510076138
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者前田卓矢, 小野寺一信 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社