特許第6619887号(P6619887)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6619887
(24)【登録日】2019年11月22日
(45)【発行日】2019年12月11日
(54)【発明の名称】操作装置
(51)【国際特許分類】
   G05G 5/03 20080401AFI20191202BHJP
   B60K 20/02 20060101ALI20191202BHJP
【FI】
   G05G5/03 Z
   B60K20/02 Z
【請求項の数】7
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2018-536919(P2018-536919)
(86)(22)【出願日】2017年3月3日
(86)【国際出願番号】JP2017008571
(87)【国際公開番号】WO2018042724
(87)【国際公開日】20180308
【審査請求日】2019年1月8日
(31)【優先権主張番号】特願2016-173081(P2016-173081)
(32)【優先日】2016年9月5日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000010098
【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108006
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 昌弘
(74)【代理人】
【識別番号】100085453
【弁理士】
【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫
(74)【代理人】
【識別番号】100135183
【弁理士】
【氏名又は名称】大窪 克之
(72)【発明者】
【氏名】脇田 祥嗣
【審査官】 藤村 聖子
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−149058(JP,A)
【文献】 特開2015−143910(JP,A)
【文献】 特開2012−71649(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G05G 5/03
B60K 20/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、
前記回転軸に接離可能に配置された軸受部と永久磁石とを含む可動部材と、
対向部材と、
前記可動部材と前記対向部材とが当接する初期位置に向けて、前記永久磁石との間の吸引力により前記可動部材を吸引する磁性体と、
操作者の操作に応答して、前記吸引力に抗して前記可動部材と前記対向部材とを引き離す操作力を前記可動部材に印加する操作部材と、
を備え、
前記可動部材が、前記操作力により前記初期位置から中間位置を経て後段位置まで移動可能に配置されており、
前記初期位置において、前記軸受部と前記回転軸とが離間した状態で、前記可動部材と前記対向部材とが当接し、
前記可動部材は、前記吸引力により前記可動部材の一部と前記対向部材の一部とが接触した状態で、前記可動部材の前記一部と前記対向部材の前記一部との接触位置を中心として、前記初期位置から前記中間位置まで前記対向部材に対して相対的に回転し、
前記軸受部は、前記中間位置において前記回転軸に当接して前記接触位置を中心とした前記可動部材の回転を不能とし、
前記可動部材は、前記可動部材の前記一部と前記対向部材の前記一部とが離間した状態で、前記軸受部に当接した前記回転軸を中心として、前記中間位置から後段位置まで前記対向部材に対して相対的に回転する、
操作装置。
【請求項2】
前記可動部材が、被押圧部を含み、
前記操作部材が、前記被押圧部を押圧して前記可動部材に前記操作力を与える押圧部を含む、
請求項1に記載の操作装置。
【請求項3】
前記被押圧部が、前記接触位置と前記軸受部との間に位置している、
請求項2に記載の操作装置。
【請求項4】
前記操作部材が、前記回転軸を中心として揺動可能に配置されている、
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の操作装置。
【請求項5】
前記可動部材である第1可動部材と、
前記可動部材である第2可動部材と、
を備え、
前記第1可動部材の少なくとも一部が、磁性体で形成されており、
前記第2可動部材の少なくとも一部が、磁性体で形成されており、
前記操作部材が第1操作方向に操作されたときに、前記操作部材から前記第1可動部材に対して前記第1可動部材の前記永久磁石と前記第2可動部材の前記磁性体とを引き離す前記操作力が印加され、
前記操作部材が第1操作方向とは逆の第2操作方向に操作されたときに、前記操作部材から前記第2可動部材に対して前記第2可動部材の前記永久磁石と前記第1可動部材の前記磁性体とを引き離す前記操作力が印加される、
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の操作装置。
【請求項6】
前記可動部材が、磁性体で形成された吸着部と、非磁性体で形成されて前記吸着部を支持する支持部とを含む、
請求項5に記載の操作装置。
【請求項7】
前記可動部材は、前記永久磁石以外の部分が全て磁性体で形成されている、
請求項5に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、操作装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
車両の自動変速機(トランスミッション)を切り替える操作装置が知られている。車両の運転手である操作者が操作装置のシフトレバーを前後左右に傾けると、トランスミッションが切り替わる。1方向にシフトレバーを押したとき、押す量に応じて1段階または複数段階に切り替えることができる操作装置がある。操作装置は、切り替え時に抵抗力を発生することにより、何段階切り替えたかを操作者に体感させる。
【0003】
例えば、特許文献1に開示されている操作装置は、シフトレバーが回転軸を中心として揺動可能に配置されており、筐体に設けた凹凸に、シフトレバー側の球体をバネで押しつける構造を備える。特許文献1の操作装置は、球体が凹凸を乗り越えるときの抵抗力により、操作者に操作感を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−144905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、特許文献1に開示されている操作装置は、筐体に凹凸を設ける必要があり、さらに、球体を付勢するバネが必要なため、装置が大型になるという不利益がある。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数段階の切り替え感を発生させる小型の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】
【0007】
本発明は、回転軸と、回転軸に接離可能に配置された軸受部と永久磁石とを含む可動部材と、対向部材と、可動部材と対向部材とが当接する初期位置に向けて、永久磁石との間の吸引力により可動部材を吸引する磁性体と、操作者の操作に応答して、吸引力に抗して可動部材と対向部材とを引き離す操作力を可動部材に印加する操作部材と、を備え、可動部材が、操作力により初期位置から中間位置を経て後段位置まで移動可能に配置されており、初期位置において、軸受部と回転軸とが離間した状態で、可動部材と対向部材とが当接し、可動部材は、吸引力により可動部材の一部と対向部材の一部とが接触した状態で、可動部材の一部と対向部材の一部との接触位置を中心として、初期位置から中間位置まで対向部材に対して相対的に回転し、軸受部は、中間位置において回転軸に当接して接触位置を中心とした可動部材の回転を不能とし、可動部材は、可動部材の一部と対向部材の一部とが離間した状態で、軸受部に当接した回転軸を中心として、中間位置から後段位置まで対向部材に対して相対的に回転する、操作装置である。
【0008】
この構成によれば、初期位置にある可動部材を磁性体から部分的に引き離して中間位置まで回転させるときの感触と、中間位置にある可動部材を磁性体から完全に引き離して後段位置まで回転させるときの感触との2段階の切り替え感を操作者に与えることができる。また、可動部材の一部と対向部材の一部との接触位置を中心とした回転と、回転軸を中心とした回転とを利用するので、1か所のみを回転の中心とする場合に比べて、省スペースで異なる切り替え感を実現できる。また、永久磁石の吸引力を利用するので、バネにより部材を凹凸に付勢する従来の操作装置に比べて小型としながら、2段階の切り替え感を発生させることができる。
【0009】
好適には本発明の操作装置において、可動部材が、被押圧部を含み、操作部材が、被押圧部を押圧して可動部材に操作力を与える押圧部を含む。
【0010】
この構成によれば、押圧部が被押圧部を押圧することにより、操作部材の動きを直接可動部材に伝達するので、他の構成で伝達する場合に比べて、小型かつ簡単な構成で切り替え感を発生させることができる。
【0011】
好適には本発明の操作装置において、被押圧部が、接触位置と軸受部との間に位置している。
【0012】
この構成によれば、被押圧部が、接触位置と軸受部との間に位置しているので、接触位置を中心とした回転と回転軸を中心とした回転とを小スペースで実現できる。
【0013】
好適には本発明の操作装置において、操作部材が、回転軸を中心として揺動可能に配置されている。
【0014】
この構成によれば、操作部材と可動部材とが共通の回転軸の周りで動くので、別々の回転軸を用意する場合に比べて、小型化を図ることができる。
【0015】
好適には本発明の操作装置において、可動部材である第1可動部材と、可動部材である第2可動部材と、を備え、第1可動部材の少なくとも一部が、磁性体で形成されており、第2可動部材の少なくとも一部が、磁性体で形成されており、操作部材が第1操作方向に操作されたときに、操作部材から第1可動部材に対して第1可動部材の永久磁石と第2可動部材の磁性体とを引き離す操作力が印加され、操作部材が第1操作方向とは逆の第2操作方向に操作されたときに、操作部材から第2可動部材に対して第2可動部材の永久磁石と第1可動部材の磁性体とを引き離す操作力が印加される。
【0016】
この構成によれば、互いに反対を向く第1操作方向と第2操作方向とのそれぞれにおいて、従来よりも小型な構成で、2段階の切り替え感を発生させることができる。
【0017】
好適には本発明の操作装置において、可動部材が、磁性体で形成された吸着部と、非磁性体で形成されて吸着部を支持する支持部とを含む。
【0018】
この構成によれば、可動部材が、磁性体で形成された吸着部と非磁性体で形成された支持部とを含むので、全体が磁性体で形成されている場合に比べて、対向部材と可動部材との吸引力を高めることができる。
【0019】
好適には本発明の操作装置において、可動部材は、永久磁石以外の部分が全て磁性体で形成されている。
【0020】
この構成によれば、可動部材のうち永久磁石以外の部分が全て磁性体で形成されているので、部品点数を減らして低価格にできる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、複数段階の切り替え感を発生させる小型の操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】z1側から見た本発明の実施形態の操作装置の斜視図である。
図2】z2側から見た図1に示す操作装置の斜視図である。
図3】上側可動部材の一部を除去してz1側から見た図1に示す操作装置の斜視図である。
図4】下側可動部材の一部を除去してz2側から見た図1に示す操作装置の斜視図である。
図5】z2側から見た図1に示す上側可動部材の斜視図である。
図6】対向部材を除去してy1側から見た図1に示す操作装置の正面図である。
図7】初期状態における、図1に示す操作装置の側面図である。
図8】対向部材を除去した、初期状態における図1に示す操作装置の側面図である。
図9】中間状態における、図1に示す操作装置の側面図である。
図10】対向部材を除去した、中間状態における図1に示す操作装置の側面図である。
図11】後段状態における、図1に示す操作装置の側面図である。
図12】対向部材を除去した、後段状態における図1に示す操作装置の側面図である。
図13】操作バーの操作角度と操作者に伝わるトルクとの関係を示す例示的なグラフである。
図14】車両内におけるトランスミッションの切り替え状態の表示例である。
図15】変形例の上側可動部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
(操作装置の全体構成)
以下、本発明の実施形態に係る操作装置について説明する。図1は、本実施形態の操作装置100の斜視図である。操作装置100は、車両の運転席近くに配置されており、操作者である運転手の操作により、電子的にトランスミッションを切り替える。
【0024】
本明細書において、互いに直交するx方向、y方向、及びz方向を規定する。x方向は、互いに逆を向くx1方向とx2方向とを区別せずに表す。y方向は互いに逆を向くy1方向とy2方向とを区別せずに表す。z方向は互いに逆を向くz1方向とz2方向とを区別せずに表す。また、z1側を上と表現し、z2側を下と表現する場合がある。これらの方向は、相対的な位置関係を説明するために便宜上規定するのであって、実際の使用時の方向を限定するわけではない。構成要素の形状は、「略」という記載があるかないかにかかわらず、本明細書で開示された実施形態の技術思想が実現される限り、記載された表現に基づく厳密な幾何学的な形状に限定されない。
【0025】
図1は、z1側から見た操作装置100の斜視図である。図2は、z2側から見た操作装置100の斜視図である。図3は、図1に示す後述の上側可動部材140Uの一部を除去した状態における、z1側から見た操作装置100の斜視図である。図4は、図2に示す後述の下側可動部材140Lの一部を除去した状態における、z2側から見た操作装置100の斜視図である。図5は、z2側から見た図1に示す上側可動部材140Uの斜視図である。図6は、図1に示す後述の対向部材110を除去した状態における、y1側から見た操作装置100の正面図である。図7は、図1に示す操作装置100の側面図である。図8は、図7に示す後述の対向部材110を除去した状態における、操作装置100の側面図である。
【0026】
図1に示すように、操作装置100は、対向部材110と、対向部材110により固定された回転軸120と、操作者の操作に応答して回転軸120を中心として揺動可能に配置された操作部材130と、操作部材130を介して操作者に操作感を与える上側可動部材140Uと下側可動部材140L(以下、区別せずに可動部材140と呼ぶ場合がある。)を含む。上側可動部材140Uは、第1可動部材とも呼ばれる。下側可動部材140Lは、第2可動部材とも呼ばれる。
【0027】
(対向部材)
図3に示すように、対向部材110は、z方向に見たときにz方向に貫通した空間を画定する略長方形の枠体である。対向部材110は、第1壁部111と第2壁部112と第3壁部113と連結部114とを含み、上側隆起部115Uと下側隆起部115Lと(以下、区別せずに隆起部115と呼ぶ場合がある。)を含む。対向部材110は、非磁性体の樹脂または金属で形成されている。
【0028】
第1壁部111と第2壁部112との各々は、yz平面に平行に広がる板状の部位であり、y方向に長尺である。第3壁部113は、zx平面に平行に広がる板状の部位であり、x方向に長尺である。第3壁部113は、第1壁部111のy2側端部と第2壁部112のy2側端部とをx方向に接続している。連結部114は、第1壁部111のy1側端部と第2壁部112のy1側端部とをx方向に接続している。
【0029】
図7に示すように、上側隆起部115Uは、連結部114からz1方向に突出している。上側隆起部115Uは、軸がx方向に延びた円柱の一部である。x方向に見たとき、上側隆起部115Uのz1側の外形は円弧の一部である。下側隆起部115Lは、連結部114からz2方向に突出している。下側隆起部115Lは、軸がx方向に延びた円柱の一部である。x方向に見たとき、下側隆起部115Lのz2側の外形は円弧の一部である。
【0030】
(回転軸)
図3に示すように、回転軸120は、対向部材110に画定される空間内に配置されており、軸がx方向に延びた円柱状である。回転軸120のx1側の端部は、第1壁部111に固定されており、回転軸120のx2側の端部は、第2壁部112に固定されている。回転軸120は、非磁性体の樹脂または金属で形成されている。
【0031】
(操作部材)
図3に示すように、操作部材130は、基部131と操作バー132と伝達部133とを含み、さらに、上側押圧部134Uと下側押圧部134Lと(以下、区別せずに押圧部134と呼ぶ場合がある。)を含む。操作部材130は、非磁性体の樹脂で形成されている。
【0032】
基部131は、xy平面に平行な2面とyz平面に平行な2面とzx平面に平行な2面とに囲まれた略直方体である。基部131は、yz平面に平行な2面をx方向に貫通する貫通孔135を有する。貫通孔135は、回転軸120の外形と略同一である。回転軸120の一部は、貫通孔135内に配置されている。基部131は、x方向において、第1壁部111と第2壁部112との間の略中央に配置されている。操作バー132は、基部131のz1側の面からz1方向に延びている。操作バー132は、操作者による操作を受けて基部131を回転軸120の周りで揺動させる。
【0033】
図8に示すように、伝達部133は、基部131のy1側の面からy1方向に延びており、xy平面に略平行に広がる板状の部位である。z方向のみを見たとき、伝達部133の中心は、回転軸120の中心と略同一である。
【0034】
図8に示すように、上側押圧部134Uは、伝達部133のy1側端縁からz1方向に突出している。上側押圧部134Uは、軸がx方向に延びた円柱の一部である。x方向に見たとき、上側押圧部134Uのz1側の外形は円弧の一部である。図3に示すように、上側押圧部134Uは、第1壁部111と第2壁部112との間隔よりも短い所定の長さにわたってx方向に延びている。
【0035】
図8に示すように、下側押圧部134Lは、伝達部133のy1側端縁からz2方向に突出している。下側押圧部134Lは、軸がx方向に延びた円柱の一部である。x方向に見たとき、下側押圧部134Lのz2側の外形は円弧の一部である。図3に示すように、下側押圧部134Lは、第1壁部111と第2壁部112との間隔よりも短い所定の長さにわたってx方向に延びている。図8に示すように、z方向のみを見たとき、上側押圧部134Uと下側押圧部134Lとの中心は、回転軸120の中心と略同一である。
【0036】
(上側可動部材)
図5に示すように、上側可動部材140Uは、上側吸着部141Uと上側支持部142Uと上側永久磁石149Uとを含む。上側吸着部141Uは、磁性体で形成されており、上側支持部142Uは、非磁性の樹脂または金属で形成されている。上側可動部材140Uの少なくとも一部が磁性体により形成されていればよいので、上側支持部142Uの少なくとも一部が磁性体で形成されていてもよい。
【0037】
図1に示すように、上側吸着部141Uは、xy平面に略平行に広がっている。上側吸着部141Uは、z方向に見たとき、x方向に沿った2辺とy方向に沿った2辺とをもつ略長方形に見える。図8に示すように、上側吸着部141Uのz2側の面は、xy平面に略平行に広がっている。
【0038】
図5に示すように、上側支持部142Uは、上側板部143Uを含み、さらに、上側第1腕部144U−1と上側第2腕部144U−2と(以下、区別せずに上側腕部144Uと呼ぶ場合がある。)を含む。上側板部143Uは、xy平面に平行に広がる板状の部位である。上側板部143Uのz2側の面は、xy平面に略平行である。上側吸着部141Uのz2側の面は、上側板部143Uのz1側の平面に密着して固定されている。
【0039】
図5に示すように、上側第1腕部144U−1は、yz平面に平行に広がる板状の部位であり、上側板部143Uのx1側の端縁におけるy2側端部付近からy2方向に延びている。上側第1腕部144U−1のy2側端部付近には、x方向に貫通した孔で構成される上側第1案内孔145U−1が設けられている。上側第1案内孔145U−1は、z方向に長く、y方向の幅が回転軸120の直径よりもわずかに大きな長孔である。上側第1案内孔145U−1は、z2側端部に上側第1軸受部146U−1を有する。上側第1案内孔145U−1のz1側端部と上側第1軸受部146U−1とは、いずれも、回転軸120の外形よりもわずかに大きい半円形である。
【0040】
図5に示すように、上側第2腕部144U−2は、yz平面に平行に広がる板状の部位であり、上側板部143Uのx2側の端縁におけるy2側端部付近からy2方向に延びている。上側第2腕部144U−2のy2側端部付近には、x方向に貫通した孔で構成される上側第2案内孔145U−2が設けられている。上側第2案内孔145U−2は、z方向に長く、y方向の幅が回転軸120の直径よりもわずかに大きな長孔である。上側第2案内孔145U−2は、z2側端部に上側第2軸受部146U−2を有する。上側第2案内孔145U−2のz1側端部と上側第2軸受部146U−2とは、いずれも、回転軸120の外形よりもわずかに大きい半円形である。
【0041】
上側第2腕部144U−2と上側第2案内孔145U−2は、上側第1腕部144U−1と上側第1案内孔145U−1とを、それぞれ、x1方向に平行移動させた形状をもつ。以下、上側第1案内孔145U−1と上側第2案内孔145U−2とを区別せずに上側案内孔145Uと呼ぶ場合がある。以下、上側第1軸受部146U−1と上側第2軸受部146U−2とを区別せずに上側軸受部146Uと呼ぶ場合がある。
【0042】
図8に示すように、z方向の位置を比べたとき、上側案内孔145Uは、上側板部143Uよりz2側にある。図1に示すように、第1壁部111と基部131との間に上側第1案内孔145U−1が配置されている。第2壁部112と基部131との間に上側第2案内孔145U−2が配置されている。2つの上側案内孔145Uの各々内に、回転軸120の一部が移動可能かつ回転可能に配置されている。図8に示す上側軸受部146Uは、回転軸120に接離可能に配置されている。
【0043】
図7に示すように、上側板部143Uのz2側の面は、上側接触位置147Uと呼ばれる位置で、上側隆起部115Uに接触する。後述の動作時に、上側接触位置147Uは、わずかに移動する。上側接触位置147Uは、x方向に略平行な直線状の領域である。y方向の位置で比べたとき、上側接触位置147Uは、上側吸着部141Uのy1側端縁と上側板部143Uのy1側端縁との間に位置する。
【0044】
図5に示すように、上側板部143Uは、上側被押圧部148Uを含む。上側被押圧部148Uは、物理的に区画されているわけではなく、図8に示すように、上側押圧部134Uと接触する領域を指す。y方向の位置で比べたとき、上側被押圧部148Uは、図7に示す上側接触位置147Uと図8に示す上側案内孔145Uとの間に位置している。操作部材130は、上側押圧部134Uにより上側被押圧部148Uを押圧して上側可動部材140Uに操作力を与える。
【0045】
図5に示すように、上側永久磁石149Uは、xy平面に平行な2面とyz平面に平行な2面とzx平面に平行な2面とに囲まれた略直方体である。上側永久磁石149Uは、上側板部143Uのz2側の面に固定されている。y方向のみを見たとき、上側永久磁石149Uは、上側被押圧部148Uと図7に示す上側接触位置147Uとの間に位置している。
【0046】
(下側可動部材)
図2に示す下側可動部材140Lは、図1に示す上側可動部材140Uを、y方向に平行な仮想的な対称軸を中心として180度回転させた構成をもつ。図2に示す下側可動部材140Lの、下側吸着部141Lと下側支持部142Lと下側板部143Lと図1に示す下側第1腕部144L−1と下側第1案内孔145L−1と下側第1軸受部146L−1と下側第2腕部144L−2と下側第2案内孔145L−2と下側第2軸受部146L−2と下側永久磁石149Lは、それぞれ、図5に示す上側可動部材140Uの、上側吸着部141Uと上側支持部142Uと上側板部143Uと上側第1腕部144U−1と上側第1案内孔145U−1と上側第1軸受部146U−1と上側第2腕部144U−2と上側第2案内孔145U−2と上側第2軸受部146U−2と上側永久磁石149Uとに対応する。以下、下側第1腕部144L−1と下側第2腕部144L−2とを区別せずに、下側腕部144Lと呼ぶ場合がある。
【0047】
図1に示すように、第2壁部112と上側第2腕部144U−2との間に下側第1腕部144L−1が配置されている。下側第1案内孔145L−1内に、回転軸120の一部が配置されている。基部131と上側第1腕部144U−1との間に下側第2腕部144L−2が配置されている。下側第2案内孔145L−2内に、回転軸120の一部が配置されている。
【0048】
以下、上側第1軸受部146U−1と上側第2軸受部146U−2と下側第1軸受部146L−1と下側第2軸受部146L−2とを区別せずに、軸受部146と呼ぶ場合がある。上側吸着部141Uと下側吸着部141Lとを区別せずに、吸着部141と呼ぶ場合がある。上側支持部142Uと下側支持部142Lとを区別せずに、支持部142と呼ぶ場合がある。
【0049】
図7に示すように、下側板部143Lのz1側の面は、下側接触位置147Lと呼ばれる位置で、下側隆起部115Lに接触する。上側接触位置147Uと下側接触位置147Lとは、xy平面に平行な仮想的な面を中心として対称的に配置されている。上側接触位置147Uと下側接触位置147Lとを区別せずに、接触位置147と呼ぶ場合がある。
【0050】
図8に示すように、下側可動部材140Lは、上側可動部材140Uの上側被押圧部148Uと同様の下側被押圧部148Lを含む。下側被押圧部148Lは、下側押圧部134Lと接触する領域を指す。上側被押圧部148Uと下側被押圧部148Lとは、xy平面に平行な仮想的な面を中心として対称的に配置されている。上側被押圧部148Uと下側被押圧部148Lとを区別せずに、被押圧部148と呼ぶ場合がある。
【0051】
以下、図6に示す上側永久磁石149Uと下側永久磁石149Lとを区別せずに、永久磁石149と呼ぶ場合がある。2つの永久磁石149は、同一形状である。下側永久磁石149Lは、上側永久磁石149Uのx1側に配置されている。上側永久磁石149Uと下側吸着部141Lとは、z方向に対向している。下側永久磁石149Lと上側吸着部141Uとは、z方向に対向している。下側吸着部141Lのz1側の面は、xy平面に略平行に広がっており、上側永久磁石149Uのz2側の面に略平行である。上側吸着部141Uのz2側の面は、xy平面に略平行に広がっており、下側永久磁石149Lのz1側の面に略平行である。
【0052】
図6に示すように、上側永久磁石149Uのz2側の面と下側吸着部141Lのz1側の面との距離は、下側永久磁石149Lのz1側の面と上側吸着部141Uのz2側の面との距離に略等しい。上側永久磁石149Uのz2側の面と下側板部143Lのz1側の面との距離は、下側永久磁石149Lのz1側の面と上側板部143Uのz2側の面との距離に略等しい。図3に示す下側永久磁石149Lのz1側の面と、上側隆起部115Uのうち最もz1側に位置する部分とのz方向の距離は、図4に示す上側永久磁石149Uのz2側の面と、下側隆起部115Lのうち最もz2側に位置する部分とのz方向の距離に等しい。
【0053】
(動作)
図7は、操作部材130に操作者から操作力が印加されていない初期状態における、操作装置100の側面図である。図8は、図7と同じ状態において、対向部材110を除去した操作装置100の側面図である。図7及び図8に示す上側可動部材140Uの位置を初期位置と呼ぶ。z方向に略平行な操作バー132に対してy2方向に力を印加したときの操作バー132の回転移動の方向を第1操作方向151と呼ぶ。z方向に略平行な操作バー132に対してy1方向に力を印加したときの操作バー132の回転移動の方向を第2操作方向152と呼ぶ。
【0054】
図9は、操作部材130に操作者から第1操作方向151に操作力が印加されている中間状態における、操作装置100の側面図である。図10は、図9と同じ状態において、対向部材110を除去した操作装置100の側面図である。図9及び図10に示す上側可動部材140Uの位置を中間位置と呼ぶ。
【0055】
図11は、操作部材130に操作者から第1操作方向151に操作力が印加されている後段状態における、操作装置100の側面図である。図12は、図11と同じ状態において、対向部材110を除去した操作装置100の側面図である。図11及び図12に示す上側可動部材140Uの位置を後段位置と呼ぶ。上側可動部材140Uは、操作力により初期位置(図7)から中間位置(図9)を経て後段位置(図11)まで移動可能に配置されている。
【0056】
まず、図8に示すように、初期状態において、操作バー132は、z方向に略平行であり、伝達部133はy方向に略平行である。上側押圧部134Uのz1側端部が、上側押圧部134Uの上側被押圧部148Uに触れているか、わずかに離れている。上側押圧部134Uは、上側被押圧部148Uをz1方向に押圧していない。回転軸120は、上側案内孔145Uのz1側端部に接触している。すなわち、初期位置において、上側軸受部146Uと回転軸120とが離間した状態で、図7に示すように上側可動部材140Uと対向部材110とが当接している。
【0057】
図6に示す下側永久磁石149Lと上側可動部材140Uの上側吸着部141Uとの間に働く吸引力と、上側永久磁石149Uと下側可動部材140Lの下側吸着部141Lとの間に働く吸引力とが、初期位置に向けて上側可動部材140Uを吸引する。図7に示すように、初期位置において、上側可動部材140Uと上側隆起部115Uとが、上側接触位置147Uで当接する。上側板部143Uは、xy平面に略平行である。下側永久磁石149Lと上側吸着部141Uとが近接し、かつ、上側永久磁石149Uと下側吸着部141Lとが近接しているので、上側可動部材140Uと対向部材110とは、ほぼ固定されている。
【0058】
図7に示す初期状態において、操作バー132に操作者から第1操作方向151に操作力が印加されると、操作部材130は、操作者の操作に応答して、吸引力に抗して、上側可動部材140Uと対向部材110とを引き離す操作力を上側可動部材140Uに印加する。図10に示す上側押圧部134Uが上側被押圧部148Uをz1方向に押圧することにより、上側可動部材140Uは、吸引力により上側可動部材140Uの一部と対向部材110の一部とが上側接触位置147Uで接触した状態で、上側接触位置147Uを中心として、初期位置から中間位置まで対向部材110に対して相対的に回転する。回転軸120は、2つの上側案内孔145Uの中を移動する。
【0059】
図9に示すように、中間状態において、操作バー132は、z方向からy2方向に約5度傾いている。伝達部133はy方向からz1方向に約5度傾いている。図10に示すように、上側押圧部134Uは、上側被押圧部148Uに触れている。回転軸120は、2つの上側軸受部146Uに当接している。すなわち、上側軸受部146Uは、中間位置において回転軸120に当接して、上側接触位置147U(図9)を中心とした上側可動部材140Uのこれ以上の回転を不能とする。中間位置では、図9に示す上側接触位置147Uにおいて、上側可動部材140Uと対向部材110とが接触している。
【0060】
図9に示す中間状態において、操作バー132に操作者から第1操作方向151に操作力が印加されると、操作部材130は、さらに、吸引力に抗して操作力を上側可動部材140Uに印加する。図12に示す上側押圧部134Uが上側被押圧部148Uをz1方向に押圧することにより、図9に示す中間状態において接触していた上側可動部材140Uの一部と対向部材110の一部とが図11に示すように離間する。さらに、対向部材110から離間した状態で、図12に示すように、上側可動部材140Uが、上側軸受部146Uに当接した回転軸120を中心として、中間位置から図示しないストッパにより回転動作が規制される後段位置まで対向部材110に対して相対的に回転する。
【0061】
図12に示すように、後段状態において、操作バー132は、z方向からy2方向に約10度傾いている。伝達部133はy方向からz1方向に約10度傾いている。上側押圧部134Uは、上側被押圧部148Uに触れている。回転軸120は、2つの上側軸受部146Uに当接している。すなわち、上側軸受部146Uが回転軸120に当接しているので、上側接触位置147Uを中心とした上側可動部材140Uの回転は不能である。図11に示す後段位置では、上側接触位置147U(図9)において、上側可動部材140Uと対向部材110とが離間している。
【0062】
図7に示す初期状態から図11に示す後段状態までの間に、操作者が操作バー132に印加している力を解除すると、吸引力により、操作装置100は図7に示す初期状態に戻る。
【0063】
図13は、図7に示す操作バー132がz方向から第1操作方向151にどれだけ傾いたかを示す操作角度と、操作者に伝わるトルク(すなわち、抵抗力)との関係を示すグラフである。図13に示すように、初期位置の約0度から約1度までは、下側吸着部141Lと上側永久磁石149Uとを引き離すのに大きな力が必要であり、さらに、上側吸着部141Uと下側永久磁石149Lとを引き離すのに大きな力が必要であるので、大きな抵抗力が発生する。約1度から中間位置の約5度までは、下側吸着部141Lと上側永久磁石149Uとが部分的に遠ざかり、さらに、上側吸着部141Uと下側永久磁石149Lとが部分的に遠ざかるので、吸引力による抵抗力が徐々に減少する。
【0064】
中間位置の約5度では、上側軸受部146Uが回転軸120に当接して、上側接触位置147Uを中心とした上側可動部材140Uのこれ以上の回転が不能となるので、大きな抵抗力が発生する。中間位置の約5度から約6度までは、上側接触位置147Uにおいて、上側可動部材140Uと対向部材110とを離間するのに大きな力が必要なので、大きな抵抗力が発生する。約6度から後段位置の約10度までは、下側吸着部141Lと上側永久磁石149Uとが全体的に遠ざかり、さらに、上側吸着部141Uと下側永久磁石149Lとが全体的に遠ざかるので吸引力による抵抗力が大きく減少する。
【0065】
大きく分けると初期位置の約0度から中間位置の約5度までの間と、中間位置の約5度から後段位置の約10度までの間とで、2段階の抵抗力が発生する。
【0066】
図8に示す初期状態において、操作バー132を第2操作方向152に傾けると、操作部材130が下側可動部材140Lを押圧する。操作部材130が下側可動部材140Lを押圧するときの動作は、操作部材130が上側可動部材140Uを押圧するときの動作と対称的であるので、説明は省略する。
【0067】
上側可動部材140Uが上側永久磁石149Uを含み、下側可動部材140Lが下側永久磁石149Lを含むので、対向部材110に永久磁石149を搭載した場合に比べると、上側永久磁石149Uと下側吸着部141Lとの距離と、下側永久磁石149Lと上側吸着部141Uとの距離の誤差を小さくできる。すなわち、第1操作方向151の操作と第2操作方向152の操作とで、略同一の切り替え感を提供できる。
【0068】
図14は、車両内のトランスミッションの表示例である。操作バー132(図7)を初期状態から第1操作方向151に約5度傾けると、現在位置が正方向161に1つ移動する。操作バー132(図7)を初期状態から第1操作方向151に約10度傾けると、現在位置が正方向161に2つ移動する。操作バー132(図7)を初期状態から第2操作方向152に約5度傾けると、現在位置が負方向162に1つ移動する。操作バー132(図7)を初期状態から第2操作方向152に約10度傾けると、現在位置が負方向162に2つ移動する。操作者が操作バー132(図7)に印加している力を解除すると、操作バー132(図7)は初期状態に戻るが、現在位置は、切り替わった後の状態で維持される。
【0069】
例えば、現在位置がポジションPの状態であるときに、操作バー132(図7)を初期状態から第1操作方向151に約5度傾けると、ポジションS21に切り替わる。このとき、操作者は、1段階の抵抗を感じる。現在位置がポジションPの状態であるときに、操作バー132(図7)を初期状態から第1操作方向151に約10度傾けると、ポジションS22に切り替わる。このとき、操作者は、2段階の抵抗を感じる。現在位置がポジションPの状態であるときに、操作バー132(図7)を初期状態から第2操作方向152に約5度傾けると、ポジションS23に切り替わる。このとき、操作者は、1段階の抵抗を感じる。現在位置がポジションPの状態であるときに、操作バー132(図7)を初期状態から第2操作方向152に約10度傾けると、ポジションS24に切り替わる。このとき、操作者は、2段階の抵抗を感じる。
【0070】
(まとめ)
本実施形態によれば、初期位置にある可動部材140を磁性体から部分的に引き離して中間位置まで回転させるときの感触と、中間位置にある可動部材140を磁性体から完全に引き離して後段位置まで回転させるときの感触との2段階の切り替え感を操作者に与えることができる。また、可動部材140の一部と対向部材110の一部との接触位置147を中心とした回転と、回転軸120を中心とした回転とを利用するので、1か所のみを回転の中心とする場合に比べて、省スペースで異なる切り替え感を実現できる。また、永久磁石149の吸引力を利用するので、バネにより部材を凹凸に付勢する従来の操作装置に比べて小型としながら、2段階の切り替え感を発生させることができる。
【0071】
本実施形態によれば、押圧部134が被押圧部148を押圧することにより、操作部材130の動きを直接可動部材140に伝達するので、他の構成で伝達する場合に比べて、小型かつ簡単な構成で切り替え感を発生させることができる。
【0072】
本実施形態によれば、被押圧部148が、接触位置147と軸受部146との間に位置しているので、接触位置147を中心とした回転と回転軸120を中心とした回転とを小スペースで実現できる。
【0073】
本実施形態によれば、操作部材130と可動部材140とが共通の回転軸120の周りで動くので、別々の回転軸120を用意する場合に比べて、小型化を図ることができる。
【0074】
本実施形態によれば、互いに反対を向く第1操作方向151と第2操作方向152とのそれぞれにおいて、従来よりも小型な構成で、2段階の切り替え感を発生させることができる。
【0075】
本実施形態によれば、可動部材140が、磁性体で形成された吸着部141と非磁性体で形成された支持部142とを含むので、全体が磁性体で形成されている場合に比べて、対向部材110と可動部材140との吸引力を高めることができる。
【0076】
(変形例)
図15は、変形例の上側可動部材240Uの斜視図である。変形例の上側可動部材240Uは、図5に示す上側可動部材140Uの上側支持部142Uと同じ形状の上側支持部242Uを含むが、図5に示す上側吸着部141Uを含まない点で図5に示す上側可動部材140Uとは異なる。本変形例の上側可動部材240Uは、全体が磁性体で形成されているので、全体が図3に示す永久磁石149との間で吸引力を発生させる。変形例の上側可動部材240Uの他の構成及び機能は、図5に示す上側吸着部141Uと同様である。
【0077】
図15に示す変形例の上側支持部242Uと上側板部243Uと上側第1腕部244U−1と上側第2腕部244U−2と上側第1案内孔245U−1と上側第2案内孔245U−2と上側第1軸受部246U−1と上側第2軸受部246U−2とは、それぞれ、図5に示す上側支持部142Uと上側板部143Uと上側第1腕部144U−1と上側第2腕部144U−2と上側第1案内孔145U−1と上側第2案内孔145U−2と上側第1軸受部146U−1と上側第2軸受部146U−2と同様である。図2に示す下側可動部材140Lの代わりに、図15に示す変形例の上側可動部材240Uと同じものを使用してもよい。
【0078】
(まとめ)
本実施形態によれば、可動部材140のうち永久磁石149以外の部分が全て磁性体で形成されているので、部品点数を減らして低価格にできる。
【0079】
本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0080】
本発明は、車両のトランスミッションを切り替えるシフト装置など、1つの操作方向で複数段階の操作感を操作者に与える操作装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0081】
100…操作装置、110…対向部材
120…回転軸、130…操作部材
134…押圧部、134U…上側押圧部、134L…下側押圧部
140…可動部材、140U…上側可動部材、140L…下側可動部材
141…吸着部、141U…上側吸着部、141L…下側吸着部
142…支持部、142U…上側支持部、142L…下側支持部
146…軸受部、146U…上側軸受部
146U−1…上側第1軸受部、146U−2…上側第2軸受部
146L−1…下側第1軸受部、146L−2…下側第2軸受部
147…接触位置、147U…上側接触位置、147L…下側接触位置
148…被押圧部、148U…上側被押圧部、148L…下側被押圧部
149…永久磁石、149U…上側永久磁石、149L…下側永久磁石
151…第1操作方向、152…第2操作方向
240U…上側可動部材、242U…上側支持部
246U−1…上側第1軸受部、246U−2…上側第2軸受部
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15