输入装置转让专利

申请号 : CN201480072350.7

文献号 : CN105900044B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 久次信辅

申请人 : 株式会社电装

摘要 :

输入装置具备输入部(70、370)、支承部(50、350)、反作用力产生部(39、339)以及调整结构(78、278、378)。上述反作用力产生部具有磁极形成部(61~64)、线圈部(41、42)以及磁通引导部(51、52、252、371),使通过向上述线圈部施加电流而产生的电磁力(EMF_x、EMF_y)作为朝向沿着上述操作平面的方向的操作反作用力作用于上述输入部。上述调整结构对上述磁极形成部吸引上述磁通引导部的磁吸引力(Fzm)的总和进行调整,从而使上述输入部向与上述操作平面交叉的方向按压上述支承部的按压力(Fzp)增减。

权利要求 :

1.一种输入装置,其中,具备:

输入部(70、370),其被输入沿着操作平面(OP)的方向的操作力;

支承部(50、350),其支承上述输入部,使该输入部能够通过上述操作力的输入沿着上述操作平面移动;

反作用力产生部(39、339),其具有形成磁极的磁极形成部(61~64)、供上述磁极形成部产生的磁通通过的线圈部(41、42)以及将上述磁极形成部产生的磁通向上述线圈部引导的磁通引导部(51、52、252、371),并使通过向上述线圈部外加电流而产生的电磁力(EMF_x、EMF_y)作为朝向沿着上述操作平面的方向的操作反作用力作用于上述输入部;以及调整结构(78、278、378),其通过调整上述磁极形成部吸引上述磁通引导部的磁吸引力(Fzm)的总和,来使上述输入部沿着与上述操作平面交叉的方向按压上述支承部的按压力(Fzp)进行增减。

2.根据权利要求1所述的输入装置,其中,

上述调整结构(278)与沿着上述操作平面移动的上述输入部的移动位置相应地调整上述磁吸引力的总和。

3.根据权利要求2所述的输入装置,其中,

上述输入部被规定出能够沿着上述操作平面移动的可移动范围,上述调整结构调整上述磁吸引力的总和,使得位于上述可移动范围的外缘区域的上述输入部所产生的上述按压力比位于上述可移动范围的中央区域的上述输入部所产生的上述按压力大。

4.根据权利要求2所述的输入装置,其中,

在上述反作用力产生部中,可通过向上述线圈部外加电流而产生的电磁力与上述输入部的移动位置相应地增减,上述调整结构调整上述磁吸引力的总和,使得上述输入部越是在可由上述反作用力产生部产生的电磁力弱的移动位置,上述按压力越减弱。

5.根据权利要求1所述的输入装置,其中,

上述输入部被规定出能够沿着上述操作平面移动的可移动范围,上述调整结构(78、378)在上述可移动范围的整个区域内对上述磁吸引力进行调整。

6.根据权利要求1所述的输入装置,其中,

上述反作用力产生部具有沿着与上述操作平面正交的z轴方向排列的两个上述磁极形成部,两个上述磁极形成部分别形成磁化面(68),

各上述磁化面朝向上述z轴方向上的互不相同的方向,上述磁通引导部形成一对对置面(51a、52a、51b、52b、252a、252b、371d、371e),该一对对置面沿上述z轴方向与两个上述磁化面分别单独地对置,并从各上述磁化面承受磁吸引力。

7.根据权利要求6所述的输入装置,其中,

上述调整结构(78、378)通过使分别对置配置的各上述磁化面与各上述对置面之间的各距离变化,来调整上述磁吸引力的总和。

8.根据权利要求6所述的输入装置,其中,

在两个上述对置面的至少一方(252a、252b)设置有朝向对置的上述磁化面突出的凸状面部(253a、253b),设置有上述凸状面部的一方的上述对置面兼作上述调整结构(278)的至少一部分。

9.根据权利要求6~8中任一项所述的输入装置,其中,上述磁通引导部(51)形成支承上述输入部且可供上述输入部沿着上述操作平面滑动的滑动面(51d),并且兼作上述支承部(50)的至少一部分。

说明书 :

输入装置

[0001] 本公开主张于2014年1月9日申请的日本申请编号2014-2702号的优先权,并在此引用其记载内容。

技术领域

[0002] 本公开涉及供操作力输入的输入装置。

背景技术

[0003] 专利文献1公开了如下输入装置的结构,该结构具备供操作力输入的触觉感知部件,并且包括被支承为可通过操作力的输入使该触觉感知部件移动的致动器。在该专利文献1所公开的致动器中,设置有形成磁极的磁石、供磁石产生的磁通通过的线圈以及将磁石产生的磁通向线圈引导的两张磁轭板。致动器使通过施加于线圈的电流而产生的电磁力经由触觉感知部件作为操作反作用力作用给操作者,从而能够经由触觉对于操作者进行信息传递。
[0004] 在专利文献1所公开的输入装置中,由于例如设计以及操作反作用力的强度等要求伴随着规格变更而变化,从而能够将可移动地设置的触觉感知部件等的重量进行增减。于是,从触觉感知部件作用于对该触觉感知部件进行支承的壳体等部件的按压力也随之变化。其结果,例如如果触觉感知部件等的重量轻于适当的范围,则会由于载荷不足而在触觉感知部件产生晃动以及振动等。另外,如果触觉感知部件等的重量重于适当的范围,则存在引起作用于触觉感知部件的摩擦阻力过度地增加的可能性。
[0005] 如以上说明的那样,在以往的结构中,由于无法任意地调整作用于输入部以及支承部之间的力,因此无法使伴随着输入部的移动而产生的摩擦阻力等最佳化。因此,在输入装置中的可移动部分发生重量变化等的情况下,会损害移动操作触觉感知部件的操作感。
[0006] 专利文献1:日本特开2011-232946号公报

发明内容

[0007] 本公开的目的在于提供一种能够提高使触觉感知部件等的输入部移动的操作的操作感的输入装置。
[0008] 本公开的一方式的输入装置具备:输入部、支承部、反作用力产生部以及调整结构。上述输入部被输入沿着操作平面的方向的操作力。上述支承部支承上述输入部,使该输入部能够通过上述操作力的输入沿着上述操作平面移动。上述反作用力产生部具有形成磁极的磁极形成部、供上述磁极形成部产生的磁通通过的线圈部以及将上述磁极形成部产生的磁通向上述线圈部引导的磁通引导部,并使通过向上述线圈部外加电流而产生的电磁力作为朝向沿着上述操作平面的方向的操作反作用力作用于上述输入部。上述调整结构通过调整上述磁极形成部吸引上述磁通引导部的磁吸引力的总和,来使上述输入部沿着与上述操作平面交叉的方向按压上述支承部的按压力进行增减。
[0009] 本公开的发明人重新着眼于在上述磁极形成部与上述磁通引导部之间产生的上述磁吸引力,将调整上述磁吸引力的上述调整结构设置于上述输入装置。通过上述调整结构,调整上述磁极形成部与上述磁通引导部之间的上述磁吸引力的总和,使上述输入部以及上述支承部之间的上述按压力增减。因此,与上述按压力对应地增减的上述输入部与上述支承部之间的摩擦阻力能够通过上述调整机构任意地调整。这样,可使伴随着上述输入部的移动而产生的摩擦阻力最佳化,因此能够实现通过上述操作力的输入移动操作上述输入部的操作感提高。
[0010] 本公开的上述或者其他的目的、结构、优点可参照下述的附图,并且根据以下的详细说明变得更为清晰。

附图说明

[0011] 图1是用于对具备本公开的第一实施方式的操作输入装置的显示系统的结构进行说明的图。
[0012] 图2是用于对操作输入装置在车厢内的配置进行说明的图。
[0013] 图3是用于对操作输入装置的机械式的结构进行说明的剖视图。
[0014] 图4是反作用力产生部的俯视图。
[0015] 图5是用于对在具备大型的操作按钮的规格中,通过调整结构减少按压力的结构进行说明的图。
[0016] 图6是用于对在具备小型的操作按钮的规格中,通过调整结构增强按压力的结构进行说明的图。
[0017] 图7是用于对第二实施方式的操作输入装置的机械式的结构进行说明的剖视图。
[0018] 图8是用于对第二实施方式的调整结构在可移动范围的外缘区域使向下的磁吸引力增加的结构进行说明的图。
[0019] 图9是用于对第三实施方式的操作输入装置的机械式的结构进行说明的剖视图。
[0020] 图10是用于对在具备大型的操作按钮的规格中,通过调整结构减少按压力的结构进行说明的图。
[0021] 图11是用于对在具备小型的操作按钮的规格中,通过调整结构增强按压力的结构进行说明的图。

具体实施方式

[0022] 以下,基于附图对本公开的多个实施方式进行说明。此外,存在通过对各实施方式中对应的结构要素标注相同的附图标记,而省略重复的说明的情况。当在各实施方式中仅说明结构的一部分的情况下,对于该结构的其他的部分,可以应用先行说明的其他的实施方式的结构。另外,不只是在各实施方式的说明中明示的结构的组合,只要不给组合形成障碍,即使没有明示,也可以将多个实施方式的结构彼此部分组合。而且,多个实施方式以及变形例所记述的结构彼此的未被明示的组合也被视为通过以下的发明公开。
[0023] (第一实施方式)
[0024] 图1所示的本公开的第一实施方式的操作输入装置100被搭载于车辆,与设置于车厢内的车载用显示器,例如导航装置20或者平视显示装置120(参照图2)等一同构成显示系统10。如图2所示,操作输入装置100设置于车辆的中控台的与托座19相邻的位置,使操作按钮73在操作者的手容易触及的范围内露出。该操作按钮73在被操作者的手H等输入操作力后,向被输入的操作力的方向移位。
[0025] 导航装置20设置于车辆的仪表板内,使显示画面22朝向驾驶席露出。在显示画面22显示有与规定的功能相关的多个图标以及用于选择任意的图标的指示器80等。如果向操作按钮73输入水平方向的操作力,则指示器80在显示画面22上向与操作力的输入方向对应的方向移动。如图1以及图2所示,导航装置20与通信总线90连接,能够与操作输入装置100等进行网络通信。导航装置20具有描绘显示于显示画面22的图像的显示控制部23以及将被显示控制部23描绘的图像连续地显示于显示画面22的液晶显示器21。
[0026] 如图1所示,操作输入装置100与通信总线90以及外部的蓄电池95等连接。操作输入装置100能够经由通信总线90与分离地配置的导航装置20进行通信。另外,操作输入装置100被从蓄电池95供给支持各结构的动作所需的电力。
[0027] 操作输入装置100由通信控制部35、操作检测部31、反作用力产生部39、反作用力控制部37以及操作控制部33等电气地构成。
[0028] 通信控制部35将经操作控制部33处理后的信息向通信总线90输出。此外,通信控制部35取得从其他的车载装置输出至通信总线90的信息,并将向操作控制部33输出。操作检测部31对通过操作力的输入而移动的操作按钮73(参照图2)的位置进行检测。操作检测部31将表示检测出的操作按钮73的位置的操作信息向操作控制部33输出。
[0029] 反作用力产生部39是使操作按钮73(参照图2)产生操作反作用力的结构,包含音圈马达等致动器。反作用力产生部39例如在显示画面22上的指示器80(参照图2)与图标重叠时,将操作反作用力施加于操作按钮73,从而通过所谓反作用力反馈,使操作者感受模拟的图标的触感。反作用力控制部37例如由用于进行各种运算的微型计算机等构成。反作用力控制部37基于从操作控制部33取得的反作用力信息,对从反作用力产生部39施加于操作按钮73的操作反作用力的方向以及强度进行控制。
[0030] 操作控制部33例如由用于进行各种运算的微型计算机等构成。操作控制部33取得由操作检测部31检测出的操作信息,并通过通信控制部35将该操作信息向通信总线90输出。此外,操作控制部33对施加于操作按钮73(参照图2)的操作反作用力的方向以及强度进行运算,将运算结果作为反作用力信息向反作用力控制部37输出。
[0031] 如图3所示,操作输入装置100由可移动部70以及固定部50等机械式地构成。
[0032] 可移动部70通过沿着虚拟的操作平面OP的x轴方向以及y轴方向的操作力被输入至操作按钮73,而沿着该操作平面OP移动。而且,如果解除施加的操作力,则可移动部70返回成为基准的基准位置。可移动部70的能够分别向x轴方向以及y轴方向移动的可移动范围由固定部50预先规定。
[0033] 可移动部70具有按钮基座74、滑块75以及上述的操作按钮73。按钮基座74从操作按钮73沿着与操作平面OP正交的z轴延伸,对后述的内部磁轭71进行保持。在本公开中,“正交”不仅是严格意义的正交,也包含实际的正交。滑块75设置于按钮基座74,并形成为沿着操作平面OP的平板状。在滑块75设置有朝向固定部50呈半球状突出的滑动突起76。滑块75边使各滑动突起76的顶部与固定部50的表面接触,边载置于该固定部50。滑块75通过操作力的输入,使各滑动突起76相对于固定部50滑移。
[0034] 固定部50具有电路基板以及收容电路基板等的壳体50a。在固定部50固定有后述的两个外部磁轭51、52。在电路基板安装有构成操作控制部33以及反作用力控制部37(均参照图1)等的微型计算机等。壳体50a将可移动部70支承为能够相对移动。
[0035] 在以上的可移动部70以及固定部50之间,图3以及图4所示的反作用力产生部39实施反作用力反馈。反作用力产生部39作为通过包含两个音圈马达的结构,产生朝向沿着操作平面OP的各方向的电磁力EMF_x、EMF_y的致动器发挥功能。反作用力产生部39由两个线圈41、42、四个磁石61~64、内部磁轭71以及两个外部磁轭51、52等构成。
[0036] 各线圈41、42通过将由铜等非磁性材料构成的线材作为卷线49卷绕于扁平筒状的线圈管48而形成。在各线圈41、42中,卷线49的与卷绕轴方向正交的横剖面形成为长方形。各卷线49被卷绕直至各线圈41、42的筒壁的厚度例如达到3mm左右。在各线圈41、42中,在线圈管48以及卷线49的内周侧形成有沿卷绕轴方向延伸的收容室41a、42a。各线圈41、42经由设置于电路基板的布线图案与反作用力控制部37(参照图1)电连接。各卷线49被反作用力控制部37分开单独地外加电流。
[0037] 两个线圈41、42相互隔开微小的间隙,并且沿着y轴排列。各线圈41、42以卷线49的卷绕轴方向沿着操作平面OP的方式固定于固定部50。一方的线圈(以下,为“第一线圈”)41的卷绕轴方向沿着x轴。另一方的线圈(以下,为“第二线圈”)42的卷绕轴方向沿着y轴。各线圈41、42的侧面形成为各边沿着x轴或者y轴的大致四边形状。
[0038] 各磁石61~64为钕磁石等,形成为具有长边方向的大致四边形的板状。在各磁石61~64分别设置有形成为平滑的平面状的安装面69以及磁化面68。各安装面69以使长边沿着y轴的朝向安装于内部磁轭71。
[0039] 两个磁石61、62收容于第一线圈41的收容室41a内,并配置为从z轴方向的两侧夹持内部磁轭71。各磁石61、62以各磁化面68沿着操作平面OP的方式在与操作平面OP正交的z轴方向上排列。保持于内部磁轭71的磁石61、62的各磁化面68在z轴方向上朝向互不相同的方向。各磁化面68在z轴方向隔开规定的间隔,并与第一线圈41的内周面对置。在各磁石61、62的各磁化面68形成的磁极彼此相同。
[0040] 其他的两个磁石63、64收容于第二线圈42的收容室42a内,并配置为从z轴方向的两侧夹持内部磁轭71。各磁石63、64以各磁化面68沿着操作平面OP的方式沿z轴方向排列。保持于内部磁轭71的磁石63、64的各磁化面68在z轴方向上朝向互不相同的方向。各磁化面
68在z轴方向隔开规定的间隔,并与第二线圈42的内周面对置。在各磁石63、64的各磁化面
68形成的磁极互为相同,而与各磁石61、62的各磁化面68的磁极不同。
[0041] 内部磁轭71例如由软铁以及电磁钢板等磁性材料形成。内部磁轭71配置于两个外部磁轭51、52之间。内部磁轭71以从各线圈41、42离开的状态被按钮基座74悬吊。在内部磁轭71设置有形成为平板状的两个磁石侧磁轭部71a、71b以及将这些磁石侧磁轭部71a、71b相互连结的连结部71c。
[0042] 一方的磁石侧磁轭部(以下,为“第一磁石侧磁轭部”)71a被插入第一线圈41的收容室41a。在收容于收容室41a的第一磁石侧磁轭部71a的两面分别安装有各磁石61、62的各安装面69。另一方的磁石侧磁轭部(以下,为“第二磁石侧磁轭部”)71b被插入第二线圈42的收容室42a。在收容于收容室42a的第二磁石侧磁轭部71b的两面分别安装有各磁石63、64的各安装面69。
[0043] 连结部71c沿着各线圈41、42弯曲为L字状。在连结部71c与各线圈41、42之间设置有与操作按钮73的最大行程量对应的间隙。连结部71c将两个磁石侧磁轭部71a、71b连结,从而内部磁轭71成为从第一线圈41的收容室41a延伸至第二线圈42的收容室42a的形状。
[0044] 各外部磁轭51、52与内部磁轭71相同地由软铁以及电磁钢板等磁性材料形成。各外部磁轭51、52均形成为长方形。各外部磁轭51、52位于两个线圈41、42的z轴方向的两侧,以夹持这些线圈41、42的方式相互对置配置。
[0045] 在两个外部磁轭51、52中,接近操作按钮73的一方(以下,为“上侧外部磁轭)”51作为壳体50a的盖体固定于该壳体50a。在上侧外部磁轭51形成有第一对置面51a、第二对置面51b、开口部51c以及滑动面51d。
[0046] 第一对置面51a以及第二对置面51b在上侧外部磁轭51的两面中,形成于朝向各线圈41、42侧的一方的面。第一对置面51a与磁石61的磁化面68对置,并配置为与该磁化面68一同从内外两侧夹持第一线圈41。第二对置面51b与磁石62的磁化面68对置,并配置为与该磁化面68一同从内外两侧夹持第二线圈42。
[0047] 开口部51c设置于上侧外部磁轭51的中央部分,并沿板厚方向贯通上侧外部磁轭51。开口部51c供从操作按钮73朝向内部磁轭71延伸的按钮基座74通过。滑动面51d在上侧外部磁轭51的两面中,形成于朝向操作按钮73侧的另一方的面。滑动面51d形成为沿着操作平面OP的平面状。在滑动面51d载置滑块75。滑动面51d将多个滑动突起76支承为可供它们滑动。
[0048] 在两个外部磁轭51、52中,远离操作按钮73的另一方(以下,为“下侧外部磁轭”)52固定于壳体50a内。下侧外部磁轭52形成第一对置面52a以及第二对置面52b。第一对置面52a以及第二对置面52b在下侧外部磁轭52的两面中,形成于朝向各线圈41、42侧的一方的面。第一对置面52a与磁石62的磁化面68对置,并位于与该磁化面68一同从内外两侧夹持第一线圈41的位置。第二对置面52b与磁石64的磁化面68对置,并位于与该磁化面68一同从内外两侧夹持第二线圈42的位置。
[0049] 以上的内部磁轭71以及两个外部磁轭51、52等形成用于将各磁石61~64产生的磁通向各线圈41、42引导的磁路。在该磁路中,两个磁石61、62产生的磁通一边沿z轴方向贯通(通过)第一线圈41的卷线49,一边从各第一对置面51a、52a进入各外部磁轭51、52,朝向各第二对置面51b、52b。另外,两个磁石63、64产生的磁通一边从各第二对置面51b、52b沿z轴方向贯通(通过)第二线圈42的卷线49,一边进入第二磁石侧磁轭部71b。而且,磁通一边在内部磁轭71内通过连结部71c,一边朝向第一磁石侧磁轭部71a。如上所述,形成有横跨两个音圈马达的磁路,从而贯通各线圈的卷线49的磁通的密度均被提高。
[0050] 在以上说明的反作用力产生部39中,通过向第一线圈41外加电流,在第一线圈41以及各磁石61、62之间,产生x轴方向的电磁力EMF_x。同样,通过向第二线圈42外加电流,在第二线圈42以及各磁石63、64之间,产生y轴方向的电磁力EMF_y。各电磁力EMF_x、EMF_y的朝向通过使外加在各线圈41、42的电流的流向反转,而成为反向的方向。另外,各电磁力EMF_x、EMF_y的强度能够通过对外加在各线圈41、42的电流的大小进行调整而得到控制。
[0051] 接下来,对设置于操作输入装置100的调整结构78的详情进行说明。调整结构78能够对从滑块75到内部磁轭71的z轴方向的长度进行调整。调整结构78具有使按钮基座74伸缩的伸缩机构,能够任意地规定z轴方向的内部磁轭71的位置。调整结构78通过对于z轴方向上的内部磁轭71的位置的调整,能够调整在使可移动部70移动时在各滑动突起76以及滑动面51d之间产生的摩擦阻力。以下,基于图5以及图6对该原理进行说明。
[0052] 各磁石61~64产生吸引各第一对置面51a、52a以及各第二对置面51b、52b中的对置的一个对置面的磁吸引力。因此,在保持各磁石61~64的内部磁轭71作用有沿着z轴朝向下侧外部磁轭52的向下的磁吸引力-Fzm与沿着z轴朝向上侧外部磁轭51的向上的磁吸引力Fzm。
[0053] 如图5所示,如果通过调整结构78使内部磁轭71的位置接近上侧外部磁轭51,则磁石61、63与上侧外部磁轭51之间的距离比磁石62、64与下侧外部磁轭52之间的距离短。这样,通过使分别对置配置的各磁化面68以及各对置面51a、52a、51b、52b之间的各距离变化,向上的磁吸引力Fzm变得大于向下的磁吸引力-Fzm。因此,各磁石61~64吸引各外部磁轭51、52的磁吸引力Fzm的总和(参照图5的ΣFzm)成为向上的力。基于磁吸引力Fzm的总和的向上的力随着内部磁轭71与上侧外部磁轭51之间的距离缩短而变大。
[0054] 与此相对,如图6所示,如果通过调整结构78使内部磁轭71的位置接近下侧外部磁轭52,则磁石62、64与下侧外部磁轭52之间的距离变得比磁石61、63以及上侧外部磁轭51之间的距离短。因此,向下的磁吸引力-Fzm变得大于向上的磁吸引力Fzm。由此,磁吸引力Fzm的总和(参照图6的ΣFzm)成为向下的力。基于磁吸引力Fzm的总和的向下的力随着内部磁轭71与下侧外部磁轭52之间的距离缩短而变大。
[0055] 此处,在图5以及图6所示的各操作输入装置100中,操作按钮的重量不同。图5所示的操作按钮73a形成为相对于标准的操作按钮73(参照图1)偏大且偏重的结构。因此,从操作按钮73a作用于滑块75的载荷Fzg比从标准的操作按钮73作用于滑块75的载荷Fzg大。因此,通过上述的调整结构78对于内部磁轭71的位置调整,磁吸引力Fzm的总和形成为向上的力。据此,可移动部70经由滑块75的各滑动突起76向下按压滑动面51d的按压力Fzp通过基于磁吸引力Fzm的总和的力得到减少。其结果,在各滑动突起76以及滑动面51d之间产生的摩擦阻力能够通过调整结构78的功能调整为与设置标准的操作按钮73的情况相当。
[0056] 另一方面,图6所示的操作按钮73b形成为相对于标准的操作按钮73(参照图1)偏小且偏轻的结构。因此,从操作按钮73b作用于滑块75的载荷Fzg比从标准的操作按钮73作用于滑块75的载荷Fzg小。因此,通过上述的调整结构78对于内部磁轭71的位置调整,磁吸引力Fzm的总和形成为向下的力。由此,可移动部70经由滑块75的各滑动突起76向下按压滑动面51d的按压力Fzp通过基于磁吸引力Fzm的总和的力得到增强。其结果,在各滑动突起76以及滑动面51d之间产生的摩擦阻力能够通过调整结构78的功能调整为与设置标准的操作按钮73的情况相当。
[0057] 在以上说明的第一实施方式中,通过由调整结构78调整磁吸引力Fzm的总和,从可移动部70作用于固定部50的按压力Fzp得以增减。因此,与按压力Fzp相应地增减的可移动部70以及固定部50之间的摩擦阻力能够通过调整结构78任意地调整。这样,通过实现伴随着可移动部70的移动而产生的摩擦阻力的最佳化,能够实现通过操作力的输入移动操作操作按钮73的操作感提高。另外,通过实现按压力Fzp的合理化,形成在滑块75作用有预载的状态。因此,也能够避免由于来自外部的振动等致使滑块75的各滑动突起76相对于滑动面51d浮起的情况发生。
[0058] 此外,根据第一实施方式,被调整结构78调整后的内部磁轭71的z轴方向的位置,即便在可移动部70移动的情况下,也能够被维持。因此,调整结构78能够在可移动部70的可移动范围的整个区域对磁吸引力Fzm进行调整。根据以上的结构,即便在操作按钮73等的重量伴随着操作输入装置100的规格变更而增减的情况下,从各滑动突起76作用于滑动面51d的按压力Fzp也能够落在适当的范围内。因此,提高移动操作可移动部70的操作感的效果能够在可移动范围的整个区域内发挥。
[0059] 另外,根据第一实施方式,两个磁石61、62的各磁化面68与各第一对置面51a、52a分开单独地对置。同样,两个磁石63、64的各磁化面68与各第二对置面51b、52b分开单独地对置。因此,各磁石61、63所形成的磁吸引力Fzm与各磁石62、64所形成的磁吸引力-Fzm沿着z轴向向相反方向发挥作用。如果以以上的构成为前提,则通过使各磁石61~64相对于各外部磁轭51、52的相对位置沿着z轴移动,使各磁化面68与各对置面51a、52a、51b、52b之间的各距离变化,能够调整磁吸引力Fzm的总和。这样,借助调整各磁吸引力Fzm的朝向以及大小实现的按压力Fzp的增减通过伸缩机构之类的简单结构的调整结构78便可实现。
[0060] 另外,在第一实施方式中,上侧外部磁轭51兼作固定部50的一部分,可移动部70被设置于上侧外部磁轭51的滑动面51d支承。根据这样的结构,能够削减操作输入装置100的部件件数,因此能够实现结构的简化。另外,也能够实现操作输入装置100的轻薄化。
[0061] 此外,在第一实施方式中,操作输入装置100相当于“输入装置”,可移动部70相当于“输入部”,固定部50相当于“支承部”。另外,磁石61~64相当于“磁极形成部”,第一线圈41以及第二线圈42相当于“线圈部”,反作用力产生部39相当于“反作用力产生部”。并且,上侧外部磁轭51以及下侧外部磁轭52相当于“磁通引导部”,第一对置面51a、52a以及第二对置面51b、52b相当于“对置面”。
[0062] (第二实施方式)
[0063] 图7以及图8所示的本公开的第二实施方式是与第一实施方式不同的实施方式。在第二实施方式的操作输入装置200中,形成于下侧外部磁轭252的第一对置面252a以及第二对置面252b形成为兼作调整结构278的结构。以下,对于第二实施方式的调整结构278的详情进行说明。
[0064] 如图7所示,在下侧外部磁轭252的各对置面252a、252b分别设置有凸状面部253a、253b。各凸状面部253a、253b形成为从下侧外部磁轭252的基准面252c朝向各磁化面68向z轴方向的上侧突出的形状。凸状面部253a以与如图8所示沿x轴方向以及y轴方向移动最大限度的磁石62的磁化面68在z轴方向对置的方式延伸配置为矩形的环状。凸状面部253b以与沿x轴方向以及y轴方向移动最大限度的磁石64的磁化面68在z轴方向对置的方式延伸配置为矩形的环状。
[0065] 以上的调整结构278能够使磁吸引力Fzm的总和与沿着操作平面OP移动的可移动部70的移动位置相应地增减。具体而言,调整结构278能够调整磁吸引力Fzm的总和,使得位于可移动范围的外缘区域的可移动部70所产生的按压力Fzp比位于可移动范围的中央区域的可移动部70(参照图7)所产生的按压力Fzp大。以下,对于该原理以及效果进行说明。
[0066] 如图7所示,在可移动部70位于中央的基准位置的情况下,各磁石61、63所产生的向上的磁吸引力Fzm与各磁石62、64所产生的向下的磁吸引力-Fzm成为在z轴方向上实际相互平衡的状态。因此,可移动部70通过自重所产生的载荷Fzg使滑块75的各滑动突起76按压于滑动面51d。
[0067] 另一方面,如果如图8所示使操作按钮73沿y轴方向移动,则磁石62的磁化面68与下侧外部磁轭252的第一对置面252a之间的距离通过凸状面部253a的突出形状而缩短。因此,作用于磁石62的向下的磁吸引力-Fzm增加。同样,磁石64的磁化面68与下侧外部磁轭252的第二对置面252b之间的距离也通过凸状面部253b的突出形状而缩短。因此,作用于磁石64的向下的磁吸引力-Fzm也增加。
[0068] 与此相对,两个磁石61、63的各磁化面68与上侧外部磁轭51的各对置面51a、51b之间的距离在使操作按钮73移动的情况下,仍被维持。因此,作用于各磁石61、63的向上的磁吸引力Fzm实质上恒定。其结果,磁吸引力Fzm的总和相对于内部磁轭71向下发挥作用(参照图8的ΣFzm)。通过以上的磁吸引力Fzm的总和的变化,在规定于可移动部70的可移动范围的外缘区域,按压力Fzp变大。因此,能够对移动至外缘区域的可移动部70作用由于摩擦阻力的增大所形成的制动力。
[0069] 在以上说明的第二实施方式中,也通过由调整结构278调整磁吸引力Fzm的总和来使可移动部70以及固定部50之间的按压力Fzp增减。其结果,能够任意地调整伴随着可移动部70的移动而产生的摩擦阻力,实现最佳化,从而能够实现对操作按钮进行操作的操作感的提高。
[0070] 此外,根据第二实施方式的调整结构278,对于移动至可移动范围的外缘区域的可移动部70能够作用制动力。通过这样的摩擦阻力所形成的制动作用,能够避免由于可移动部70与限制可移动范围的固定部50的部位碰撞引起的操作输入装置200的损伤。
[0071] 而且,在第二实施方式中,在外缘区域发挥制动作用的调整结构278能够通过凸状面部253a、253b的形成之类的简单的结构实现。
[0072] 此外,在第二实施方式中,操作输入装置200相当于“输入装置”。另外,下侧外部磁轭252与上侧外部磁轭51一同相当于“磁通引导部”,各对置面252a、252b与各对置面51a、51b一同相当于“对置面”。
[0073] (第三实施方式)
[0074] 图9~图11所示的本公开的第三实施方式是第一实施方式的变形例。在第三实施方式的操作输入装置300的反作用力产生部339中,在各线圈41、42的外周侧配置有各磁石61~64。反作用力产生部339具有分别相当于第一实施方式的各磁轭71、51、52(参照图3)的内部磁轭371、上侧外部磁轭351以及下侧外部磁轭352。
[0075] 图9所示的内部磁轭371对各线圈41、42进行保持。在内部磁轭371设置有收容于收容室41a的第一线圈侧磁轭部371a、收容于收容室42a的第二线圈侧磁轭部371b以及将这些线圈侧磁轭部371a、371b连结的连结部371c。在第一线圈侧磁轭部371a的两面分别形成有与各磁石61、62的各磁化面68在z轴方向上对置的一对第一对置面371d。在第二线圈侧磁轭部371b的两面分别形成有与各磁石63、64的各磁化面68在z轴方向上对置的一对第二对置面371e。
[0076] 在上侧外部磁轭351的长边方向的两端部分分别安装两个磁石61、63的各安装面69。由此,上侧外部磁轭351对各磁石61、63进行保持。上侧外部磁轭351收容于壳体350a内。
从上侧外部磁轭351中省去与第一实施方式的滑动面51d(参照图3)相当的部位。在第三实施方式中,将可移动部370支承为可供其滑动的滑动面351d形成于壳体350a的上表面。
[0077] 在下侧外部磁轭352的长边方向的两端部分分别安装有两个磁石62、64的各安装面69。由此,下侧外部磁轭352对各磁石62、64进行保持。下侧外部磁轭352与上侧外部磁轭351一同安装于按钮基座374,能够沿着操作平面OP移动。
[0078] 在以上的操作输入装置300设置有与第一实施方式的调整结构78(参照图3)实质相同的调整结构378。如图10所示,如果通过调整结构378使各外部磁轭351、352的位置接近操作按钮73a,则磁石62、64与内部磁轭371之间的距离比磁石61、63与内部磁轭371之间的距离短。因此,向上的磁吸引力Fzm变得大于向下的磁吸引力-Fzm。因此,磁吸引力Fzm的总和(参照图10的ΣFzm)成为向上的力。
[0079] 据此,在具备载荷Fzg较大的大型的操作按钮73a的规格中,可移动部370经由滑块75的各滑动突起76向下按压滑动面351d的按压力Fzp通过基于磁吸引力Fzm的总和的力得以减少。其结果,在各滑动突起76与滑动面351d之间产生的摩擦阻力能够通过调整结构378的功能,调整为与设置标准的操作按钮73(参照图9)的情况相当。
[0080] 与此相对,如图11所示,如果通过调整结构378使各外部磁轭351、352的位置远离操作按钮73b,则磁石61、63与内部磁轭371之间的距离比磁石62、64与内部磁轭371之间的距离短。因此,向下的磁吸引力-Fzm变得大于向上的磁吸引力Fzm。因此,磁吸引力Fzm的总和(参照图11的ΣFzm)成为向下的力。
[0081] 据此,在具备载荷Fzg较小的小型的操作按钮73b的规格中,可移动部370经由滑块75的各滑动突起76向下按压滑动面351d的按压力Fzp通过基于磁吸引力Fzm的总和的力得到增强。其结果,在各滑动突起76与滑动面351d之间产生的摩擦阻力能够通过调整结构378的功能,调整为与设置标准的操作按钮73(参照图9)的情况相当。
[0082] 在以上说明的第三实施方式中,与第一实施方式同样,可移动部370与固定部350之间的摩擦阻力也能够通过调整结构378任意地调整。因此,能够实现移动操作操作按钮73的操作感的提高。这样的提高操作感的效果在各磁石61~64被配置于各线圈41、42的外周侧配置的结构中也同样奏效。
[0083] 此外,在第三实施方式中,操作输入装置300相当于“输入装置”,可移动部370相当于“输入部”,固定部350相当于“支承部”。另外,反作用力产生部339相当于“反作用力产生部”。并且,内部磁轭371相当于“磁通引导部”,第一对置面371d以及第二对置面371e相当于“对置面”。
[0084] (其他的实施方式)
[0085] 至此,对于本公开的多个实施方式进行了说明,但本公开不应解释为局限于上述实施方式,能够在不脱离本公开的主旨的范围内应用于各种实施方式以及组合。
[0086] 上述第一实施方式的变形例1的操作输入装置代替下侧外部磁轭52(参照图3),转而具备图7所示的第二实施方式的下侧外部磁轭252。因此,在变形例1的调整结构中,与伸缩机构一同包含凸状面部253a、253b。如上所述,设置于操作输入装置的调整结构也可以是伸缩机构、凸状面部之类的多个结构的组合。
[0087] 在上述实施方式中,在四个磁石以及两个线圈中,各磁石被安装于可移动部且能够移动。但是,安装于可移动部的结构也可以是各线圈。在作为其具体的结构的变形例2中,四个磁石被安装于内部磁轭,并收容于各线圈的收容室。另一方面,两个线圈被悬吊于按钮基座的两张外部磁轭夹持,能够与可移动部一同移动。在以上的变形例2的结构中也能够设置对外部磁轭以及线圈的位置进行调整的调整结构。
[0088] 在上述实施方式那样的反作用力产生部中,通过向各线圈外加电流而产生的电磁力EMF_x、EMF_y与输入部的移动位置相应地增减,具体而言,越朝向可移动范围的外缘区域越少。这是由于贯通线圈的磁通的密度因线圈以及磁石的相对移动而降低。因此,在第二实施方式的变形例3中,兼作调整结构的凸状面部被设置于上侧外部磁轭。凸状面部是与第二实施方式中设置于下侧外部磁轭252的凸状面部253a、253b(参照图7)相当的结构。在以上的结构中,可移动部越向可移动范围的外缘区域移动,向上的磁吸引力Fzm越增加。这样,变形例3的调整结构调整磁吸引力的总和,使得按压力Fzp随着移动至可由反作用力产生部产生的电磁力减弱的位置、即外缘区域而减弱。其结果,在可产生的电磁力变小的外缘区域,作用于可移动部的摩擦阻力也减弱,因此操作反作用力容易从可移动部传递给操作者。因此,能够使操作者难以感到与可移动部的移动位置联动的电磁力的增减。
[0089] 在上述第一实施方式、第三实施方式中,任意的位置坐标的按压力Fzp通过内部磁轭或者各外部磁轭的z轴方向的位置调整而增减规定量。上述的按压力Fzp的增减并不仅限于上述的位置调整,例如也能够通过磁石相对于磁轭的对置面的角度(倾斜姿势)、第二实施方式那样的磁轭的厚度的变化、磁轭以及磁石的重叠量的调整、磁轭的材质变更等来实现。
[0090] 在上述实施方式的变形例中,显示系统代替导航装置转而具备图2所示的平视显示装置120,或者在导航装置的基础上进一步具备图2所示的平视显示装置120。平视显示装置120在驾驶席的前方收容于车辆的仪表板内,通过朝向在挡风玻璃内规定的投影区域122投影图像,来进行该图像的虚像显示。落座于驾驶席的操作者能够经由投影区域122,目视确认与规定的功能相关的多个图标以及用于选择任意的图标的指示器80等。指示器80与显示于显示画面22的情况同样,通过针对操作按钮73的水平方向的操作输入,能够在投影区域122内沿与操作力的输入方向对应的方向移动。
[0091] 在上述第一实施方式、第三实施方式的调整结构所使用的伸缩机构中,能够应用各种公知的结构。例如伸缩机构形成为通过将横剖面形状相似的两个筒状部件的一方插入另一方而能够沿轴向自如伸缩的套筒式(Telescopic)结构。而且。伸缩机构可以通过螺钉的螺合或者铆接等使内部磁轭位于z轴方向的任意的高度。
[0092] 上述实施方式的反作用力产生部通过组合两个音圈马达而形成。但是,设置于反作用力产生部的音圈马达可以为一个,也可以为三个以上。另外,在上述实施方式中,一个磁石形成一个“磁极形成部”。但是,也可以通过组合多个磁石来形成一个与“磁极形成部”相当的结构。并且,也可以对内部磁轭以及外部磁轭的任一个直接磁化磁极。
[0093] 在上述实施方式中,作为用于对导航装置等进行操作的远程操作设备,对在设置于中控台的操作输入装置应用本公开的例子进行了说明。但是,本公开能够应用于设置于中控台的变速杆等的选择器以及设置于方向盘的转向开关等。另外,在设置于仪表板、车门等的扶手以及设置于后部座椅的附近等的各种车辆的功能操作设备也能够应用本公开。而且,并不局限于车辆用,也能够采用在各种输送用设备以及各种信息终端等所使用的所有操作系统中应用本公开的操作输入装置。