特許 7572186 操作装置

(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】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】操作装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/044 20060101AFI20241016BHJP

   G06F 3/03 20060101ALI20241016BHJP

   H01H 25/06 20060101ALN20241016BHJP

【ＦＩ】

G06F3/044 Z

G06F3/03 400Z

H01H25/06 E

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020140919

(22)【出願日】2020-08-24

(65)【公開番号】P2022036618

(43)【公開日】2022-03-08

【審査請求日】2023-06-28

(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】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(72)【発明者】

【氏名】持地 浩行

【審査官】柳 重幸

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０９８０５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８９３３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０３、３／０４４

Ｈ０１Ｈ ２５／００－２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電容量の変化を検知する検知パネルの表面に設置される操作装置において、
前記検知パネルの表面に設置される支持体と、前記検知パネルの表面と垂直な基準軸に沿う押圧方向および前記基準軸を中心とする回転方向に動作できるよう前記支持体に支持された操作体と、を有し、前記操作体の少なくとも一部が導電性の導電操作部であり、
前記支持体から前記操作体にかけて穴部が形成され、前記基準軸が前記穴部の内部に位置し、
前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸に沿う押圧方向へ移動する押圧検知導体と、前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸を中心とする回転方向へ移動する回転検知導体とが、前記穴部の周囲に配置されて、
前記押圧検知導体が前記導電操作部に導通しており、
前記操作体が押圧操作されていないときは、前記押圧検知導体が前記検知パネルから離れ、前記導電操作部と前記回転検知導体とが非導通状態であり、
前記操作体が押圧操作されると、前記押圧検知導体が前記検知パネルに向けて移動するとともに、前記導電操作部と前記回転検知導体とが導通状態となって、前記押圧検知導体と前記回転検知導体の双方が前記検知パネルで検知可能となり、
前記操作体を押圧方向へ移動させたまま回転させることで、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが回転方向へ移動することを特徴とする操作装置。

【請求項2】

前記支持体に回転動作体が回転自在に支持されて、前記回転検知導体が前記回転動作体と共に回転し、前記押圧検知導体が前記操作体と共に前記基準軸に沿って移動するように設けられ、
前記操作体の回転動作に伴って前記回転動作体が回転する請求項１記載の操作装置。

【請求項3】

静電容量の変化を検知する検知パネルの表面に設置される操作装置において、
前記検知パネルの表面に設置される支持体と、前記検知パネルの表面と垂直な基準軸に沿う押圧方向および前記基準軸を中心とする回転方向に動作できるよう前記支持体に支持された操作体と、を有し、前記操作体の少なくとも一部が導電性の導電操作部であり、
前記支持体から前記操作体にかけて穴部が形成され、前記基準軸が前記穴部の内部に位置し、
前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸に沿う押圧方向へ移動する押圧検知導体と、前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸を中心とする回転方向へ移動する回転検知導体とが、前記穴部の周囲に配置されて、
前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記導電操作部に導通しており、
前記操作体が押圧操作されていないときは、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記検知パネルから離れ、
前記操作体が押圧操作されると、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記検知パネルに向けて移動して、前記押圧検知導体と前記回転検知導体の双方が前記検知パネルで検知可能となり、
前記操作体を押圧方向へ移動させたまま回転させることで、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが回転方向へ移動することを特徴とする操作装置。

【請求項4】

前記支持体に押圧動作体が前記基準軸に沿って動くように支持されて、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記押圧動作体と共に前記基準軸に沿って移動し、前記回転検知導体と前記押圧検知導体とが前記操作体と共に回転するように設けられ、
前記操作体の押圧動作に伴って前記押圧動作体が前記基準軸に沿って移動する請求項３記載の操作装置。

【請求項5】

前記操作体は、前記基準軸を中心とする円形の外縁部と、前記穴部の縁である前記基準軸を中心とする円形の内縁部とを有しており、
前記支持体および前記回転検知導体と前記押圧検知導体とが、前記外縁部と前記内縁部との間に位置する請求項１ないし４のいずれかに記載の操作装置。

【請求項6】

前記穴部に、前記検知パネルを目視できる透光部材が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の操作装置。

【請求項7】

前記透光部材は、前記操作体の一部である請求項６記載の操作装置。

【請求項8】

前記操作体が回転する間に、前記押圧検知導体と前記回転検知導体との相対位置が変化しない請求項１ないし７のいずれかに記載の操作装置。

【請求項9】

前記操作体が押圧方向へ移動したときに、前記回転検知導体と前記押圧検知導体は、前記検知パネルの表面との対向距離が同じになる請求項１ないし８のいずれかに記載の操作装置。

【請求項10】

前記押圧検知導体と前記回転検知導体は、基準軸を中心とする円周方向に沿う長さ寸法が、基準軸を中心とする半径方向の幅寸法よりも長い請求項１ないし９のいずれかに記載の操作装置。

【請求項11】

前記押圧検知導体と前記回転検知導体の双方が前記検知パネルで検知されたときに、押圧操作が行われたものと判定する制御部が設けられている請求項１ないし１０のいずかに記載の操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電容量の変化を検知する検知パネルの表面に設置されて、押圧操作と回転操作を検知する操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、タッチパネルに設置される操作ノブに関する発明が記載されている。
この発明は、把持部に第１凸部と第２凸部が設けられている。第１凸部はスプリングによって把持部から突出させられており、把持部がタッチパネルに対向した状態で、タッチパネルと第１凸部の先端との距離が、タッチパネルと第２凸部の先端との距離よりも短くなっている。把持部は、タッチパネルに設けられた外装体の凹部に、回転操作と押圧操作できるように支持されている。

【0003】

把持部が押されると、第１凸部がタッチパネルに接触したときと、第２凸部がタッチパネルに接触したときに信号が出され、第１凸部と第２凸部がタッチパネルに接触した状態で、把持部を回転させると、その回転位置を検知することができる。

【0004】

特許文献２に、タッチパネルの上にノブが設置された入力装置に関する発明が記載されている。
この発明では、タッチパネルに環状の回転支持体が設置され、回転支持体に環状の操作体が回転自在に支持されている。操作体に導電接続体が収納されており、導電接続体に、互いに直径が相違する３個の導電端子部が支持されている。操作体と３個の導電端子部は、導電接続体を介して導通されている。操作体に指を触れて操作すると、タッチパネルにおいて３個の導電端子部の位置を検知することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５６５３１８０号公報

【文献】特許第６６３２７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された操作ノブは、把持部を押圧操作することと回転操作することが可能であるが、把持部は中心部に穴部を有するものではなく、穴部を表示領域や照明領域などとして利用することができない。

【0007】

特許文献２に記載された入力装置は、操作体が環状であるが、回転操作しか検知することができず、回転操作と押圧操作の双方を検知できるものではない。特許文献２の入力装置に押圧検知機構を付加すると、当然のことながら操作体が大型化する。

【0008】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、穴部を有する操作体を使用して、回転操作と押圧操作の双方を検知することができ、全体の形状がシンプルで且つ小型に構成することが可能な操作装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、静電容量の変化を検知する検知パネルの表面に設置される操作装置において、
前記検知パネルの表面に設置される支持体と、前記検知パネルの表面と垂直な基準軸に沿う押圧方向および前記基準軸を中心とする回転方向に動作できるよう前記支持体に支持された操作体と、を有し、前記操作体の少なくとも一部が導電性の導電操作部であり、
前記支持体から前記操作体にかけて穴部が形成され、前記基準軸が前記穴部の内部に位置し、
前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸に沿う押圧方向へ移動する押圧検知導体と、前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸を中心とする回転方向へ移動する回転検知導体とが、前記穴部の周囲に配置されて、
前記押圧検知導体が前記導電操作部に導通しており、
前記操作体が押圧操作されていないときは、前記押圧検知導体が前記検知パネルから離れ、前記導電操作部と前記回転検知導体とが非導通状態であり、
前記操作体が押圧操作されると、前記押圧検知導体が前記検知パネルに向けて移動するとともに、前記導電操作部と前記回転検知導体とが導通状態となって、前記押圧検知導体と前記回転検知導体の双方が前記検知パネルで検知可能となり、
前記操作体を押圧方向へ移動させたまま回転させることで、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが回転方向へ移動することを特徴とするものである。

【0010】

本発明の操作装置は、前記操作体が、前記基準軸を中心とする円形の外縁部と、前記穴部の縁である前記基準軸を中心とする円形の内縁部とを有しており、
前記支持体および前記回転検知導体と前記押圧検知導体とが、前記外縁部と前記内縁部との間に位置することが好ましい。

【0011】

本発明の操作装置は、前記穴部に、前記検知パネルを目視できる透光部材が設けられているものであってもよい。この場合に、前記透光部材は、前記操作体の一部であることが好ましい。

【0012】

本発明は、静電容量の変化を検知する検知パネルの表面に設置される操作装置において、
前記検知パネルの表面に設置される支持体と、前記検知パネルの表面と垂直な基準軸に沿う押圧方向および前記基準軸を中心とする回転方向に動作できるよう前記支持体に支持された操作体と、を有し、前記操作体の少なくとも一部が導電性の導電操作部であり、
前記支持体から前記操作体にかけて穴部が形成され、前記基準軸が前記穴部の内部に位置し、
前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸に沿う押圧方向へ移動する押圧検知導体と、前記検知パネルの表面に対向して前記基準軸を中心とする回転方向へ移動する回転検知導体とが、前記穴部の周囲に配置されて、
前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記導電操作部に導通しており、
前記操作体が押圧操作されていないときは、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記検知パネルから離れ、
前記操作体が押圧操作されると、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記検知パネルに向けて移動して、前記押圧検知導体と前記回転検知導体の双方が前記検知パネルで検知可能となり、
前記操作体を押圧方向へ移動させたまま回転させることで、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが回転方向へ移動することを特徴とするものである。

【0014】

本発明の操作装置は、前記支持体に回転動作体が回転自在に支持されて、前記回転検知導体が前記回転動作体と共に回転し、前記押圧検知導体が前記操作体と共に前記基準軸に沿って移動するように設けられ、
前記操作体の回転動作に伴って前記回転動作体が回転するものとして構成できる。

【0015】

また本発明の操作装置は、前記支持体に押圧動作体が前記基準軸に沿って動くように支持されて、前記押圧検知導体と前記回転検知導体とが前記押圧動作体と共に前記基準軸に沿って移動し、前記回転検知導体と前記押圧検知導体とが前記操作体と共に回転するように設けられ、
前記操作体の押圧動作に伴って前記押圧動作体が前記基準軸に沿って移動するものとして構成できる。

【0017】

本発明の操作装置は、 前記操作体が回転する間に、前記押圧検知導体と前記回転検知導体との相対位置が変化しないことが好ましい。

【0018】

本発明の操作装置は、前記操作体が押圧方向へ移動したときに、前記回転検知導体と前記押圧検知導体は、前記検知パネルの表面との対向距離が同じになることが好ましい。

【0019】

本発明の操作装置は、前記押圧検知導体と前記回転検知導体は、基準軸を中心とする円周方向に沿う長さ寸法が、基準軸を中心とする半径方向の幅寸法よりも長いことが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の操作装置は、支持体から操作体に通じる穴部が形成されており、支持体と回転検知導体と押圧検知導体とが前記穴部と重ならない周囲の領域に配置されている。そのため、前記穴部を、検知パネルを目視できる領域や、照明機構や表示機構を配置する領域、あるいは新たな押圧操作機構を配置する領域などとして利用することができる。前記穴部に透光部材を配置して、透光部材を通して検知パネルを目視できる構造とすることも可能である。また、支持体と回転検知導体と押圧検知導体とが穴部の周囲に配置されているため、穴部の開口面積を大きくでき、しかも全体の外径を小型化に構成することができる。

【0021】

特に、操作体が円形の外縁部と円形の内縁部とを有する環形状（ドーナツ形状）で、支持体および回転検知導体と押圧検知導体とが、操作体の外縁部と内縁部との間に位置する構造であると、外観が環状の操作体のみのシンプルな外観となり、また表面に現れる全体が操作体であるため操作しやすくなる。また、全体の外径の小径化も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態の操作装置の全体構造を上方から見た斜視図、

【図2】図１に示された操作装置の全体構造において、操作体を上方に分離させた分解斜視図、

【図3】図２に示された操作装置の操作体を削除し、操作体以外の組立て構造を示す分解斜視図、

【図4】図３に示された回転部組立体をさらに上下に分離して示す分解斜視図、

【図5】図１に示された操作装置を下側から見た底面図、

【図6】図１に示された操作装置が検知パネルに設置された構造を示すものであり、図５に示すＶＩ－ＶＩ線で切断した部分断面図、

【図7】図１に示された操作装置が検知パネルに設置された構造を示すものであり、図５に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断した部分断面図、

【図8】本発明の第２実施形態の操作装置が検知パネルに設置された断面図、

【図9】本発明の第３実施形態の操作装置が検知パネルに設置された断面図、

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１に本発明の第１実施形態の操作装置１０が示されており、図６と図７に、操作装置１０が検知パネル１の表面１ａに固定されて設置された構造が示されている。検知パネル１は透明であり、例えば車室内の電子機器の表面パネルである。検知パネル１の後方（Ｙ１方向）には、カラー液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置などの各種表示装置の表示画面が位置している。表示画面には、車両走行に関する各種情報、例えばナビゲーション情報、道路渋滞情報、走行速度情報、エアーコンディショナの動作情報または災害警告情報などが表示される。または、表示画面に、オーディオ情報やテレビ受像画像などが表示される。表示画面の表示情報は、検知パネルを透過し、前方側（Ｙ２側）から目視することが可能である。なお、操作装置１０は、車載用の電子機器以外の各種電子機器に設けられる検知パネル１の表面１ａに設置することができる。

【0024】

図６と図７に示される検知パネル１は、透明パネル２と、透明パネル２の後方（Ｙ１方向）に向く後面２ａに積層された透光性のセンサパネル３とを有している。透明パネル２は、ガラスパネルやアクリル系などの透明な樹脂パネルである。センサパネル３はＰＥＴなどの透明基板の表面にＩＴＯなどの複数の透明電極が形成されて、静電容量の変化を検知するものである。検知パネル１の表面１ａに接地電位に近い導体が接触しまたは接近すると、センサパネル３の複数の透明電極間で検知される相互容量が変化し、または個々の透明電極で検知される自己容量が変化して、表面１ａと平行な面の座標上のどの位置に導体が位置しているかを検知することができる。

【0025】

図１ないし図５に基準軸Ｏが示されている。基準軸Ｏは、検知パネル１の表面１ａに垂直な仮想直線である。図１と図２および図６に示されるように、操作装置１０は操作体１１を有している。操作体１１は、基準軸Ｏを中心とする環形状（ドーナツ形状）である。操作体１１は中心部に円形の穴部１４を有しており、穴部１４の内部に基準軸Ｏが位置している。

【0026】

図２に示されるように、操作体１１は、導電操作部１２と導体支持部１３とを有している。導電操作部１２には後方（Ｙ１方向）に延びる嵌合突部１２ａが形成され、導体支持部１３の内周面１３ａに凹部１３ｂが形成されている。前記嵌合突部１２ａが凹部１３ｂの内部に挿入されて凹凸嵌合され、導電操作部１２と導体支持部１３とが互いに固定されている。導電操作部１２は導電性であり、導電性金属で形成されている。または、導電操作部１２は合成樹脂材料で形成され、その表面に導電性の金属めっき層が設けられている。導体支持部１３は非導電性であり合成樹脂材料で形成されている。

【0027】

本発明の操作体１１は、１つの部材で構成されまたは複数の部材が接合されて構成されており、少なくとも一部が導電性の導電操作部となっている。

【0028】

図１と図２および図６に示されるように、操作体１１は、上部壁部１１ａと内周壁部１１ｂおよび外周壁部１１ｃを有している。上部壁部１１ａは、導電操作部１２の前面に現れる環状部であり、上部壁部１１ａのＹ２方向に向く前面が主な操作面である。内周壁部１１ｂは、導電操作部１２の一部であって上部壁部１１ａの内周部から後方（Ｙ１方向）に延びる円筒部である。外周壁部１１ｃは、円筒状の導体支持部１３で形成されている。

【0029】

内周壁部１１ｂの表面のうちの内径が最も小さい部分が、穴部１４の縁部であり、操作体１１の内縁部である。外周壁部１１ｃのうちの外径が最も大きい部分が、操作体１１の外縁部である。図６と図７の断面図に示されるように、操作装置１０を構成する全ての部材は、操作体１１の内縁部と外縁部との間に収まっており、すなわち全ての部材が操作体１１に覆われている。したがって、操作装置１０を上方から見たときの外観は、環形状（ドーナツ形状）の操作体１１の外観と一致している。

【0030】

図５の底面図および図７に示されるように、導体支持部１３の後方（Ｙ１方向）に向く後面１３ｃに、押圧検知導体１５が設けられている。押圧検知導体１５は基準軸Ｏを中心とする円弧軌跡に沿って一定の角度の範囲に設けられている。すなわち、押圧検知導体１５は、基準軸Ｏを中心とする円弧軌跡に沿う部分環形状であり、円周方向の長さ寸法が、半径方向の幅寸法よりも長くなっている。図２と図７に示されるように、押圧検知導体１５の一部は、導体支持部１３の内周面１３ａにおいて前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延びる延長部１５ａとなっている。押圧検知導体１５は薄い金属板で形成されて、導体支持部１３を形成する際にいわゆるインサート成形工程によって一体化される。あるいは、押圧検知導体１５は、導体支持部１３に導電性塗料を塗工することなどによって形成することもできる。

【0031】

図７に示されるように、導電操作部１２には、上部壁部１１ａの後面から後方（Ｙ１方向）に延びる接続突部（導通接続部）１２ｂが一体に設けられ、この接続突部１２ｂが押圧検知導体１５の延長部１５ａに常に接触している。導電操作部１２および接続突部１２ｂは導電性であるため、導電操作部１２のＹ２方向に向く表面すなわち主な接触操作面と押圧検知導体１５とが電気的に導通されている。

【0032】

図６と図７に示されるように、操作体１１の内部に回転部組立体２０が収納されている。図４に、回転部組立体２０の構成部材が分解されて示されている。回転部組立体２０に支持体２１が設けられている。支持体２１は合成樹脂材料などの非導電性材料で形成されており、中央部に円形の支持体側の穴部（開口部）２２が形成されている。前記基準軸Ｏは穴部２２の内部に位置している。支持体２１は環状の固定部２３と、固定部２３の内縁部から前方（Ｙ２方向）に立ち上がる円筒支持部２４を有している。

【0033】

図３と図４に示されるように、回転部組立体２０では、支持体２１の円筒支持部２４に回転動作体３０が回転自在に支持されている。回転動作体３０は非導電性であり合成樹脂材料で形成されている。回転動作体３０は、環状のギヤ底部３１と、ギヤ底部３１の外周から前方（Ｙ２方向）に向けて延びる連結円筒部３２とが一体に形成されている。ギヤ底部３１の中心部に円形の摺動穴３３が開口しており、摺動穴３３が支持体２１の円筒支持部２４の外周に回転自在に装着されている。

【0034】

図５の底面図および図６に示されるように、回転動作体３０の後方（Ｙ１方向）に向く後面３０ａに、回転検知導体３５が設けられている。回転検知導体３５は基準軸Ｏを中心とする円弧軌跡に沿って一定の角度の範囲に設けられている。すなわち、回転検知導体３５は、基準軸Ｏを中心とする円弧軌跡に沿う部分環形状であり、円周方向の長さ寸法が、半径方向の幅寸法よりも長くなっている。図４と図６に示されるように、回転検知導体３５の一部は、回転動作体３０の連結円筒部３２の内周面３２ａにおいて前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延びる延長部３５ａとなっている。回転検知導体３５は薄い金属板で形成されて、回転動作体３０を形成する際にいわゆるインサート成形工程によって一体化される。あるいは、回転検知導体３５は、回転動作体３０に導電性塗料を塗工することなどによって形成することもできる。

【0035】

図６に示されるように、導電操作部１２では、上部壁部１１ａの後面から後方（Ｙ１方向）に延びる導電性の接続突部（導通接続部）１２ｃが設けられている。図６では、接続突部１２ｃが回転検知導体３５の延長部３５ａから前方（Ｙ２方向）に離れている。操作体１１が後方（Ｙ１方向）へ押されて移動すると、接続突部１２ｃが延長部３５ａに接触し、導電操作部１２のＹ２方向に向く主たる接触操作面と回転検知導体３５とが電気的に導通する。

【0036】

図４に示されるように、回転部組立体２０では、回転動作体３０の連結円筒部３２の内側にリング状板ばね２５が設置されている。リング状板ばね２５の２か所には後方（Ｙ１方向）へ突状に曲げられたクリック係合部２５ａが形成されている。回転動作体３０のギヤ底部３１の前面に、複数のギヤ凹部３６が円周方向に一定のピッチで形成されている。２つのクリック係合部２５ａは、複数のギヤ凹部３６のいずれかと順番に噛み合うことができる。リング状板ばね２５には、２か所において内側に突出する一対の係合爪２５ｂが設けられている。支持体２１の円筒支持部２４の前面の２か所に一対の係合凹部２４ａが形成されており、係合爪２５ｂが係合凹部２４ａに係止されて、リング状板ばね２５が、支持体２１に対して回転しないように規制される。

【0037】

回転部組立体２０にホルダ金具２６が設けられている。ホルダ金具２６はリング形状であり、その内縁部の４か所から後方（Ｙ１方向）に向けて連結片２６ａが一体に形成されている。それぞれの連結片２６ａの後端部に、外側に向けて折り曲げられた保持片２６ｂが形成されている。図４に示されるように、支持体２１の円筒支持部２４の内周面の４か所に、前記連結片２６ａが入り込む連結凹部２４ｂが形成されている。

【0038】

図３および図６と図７に示されるように、支持体２１の円筒支持部２４が回転動作体３０の摺動穴３３の内部に後方から挿入され、回転動作体３０のギヤ底部３１の前方にリング状板ばね２５とホルダ金具２６とが重ねられる。ホルダ金具２６の連結片２６ａを、円筒支持部２４の内周面の連結凹部２４ｂ内に嵌合させ、連結片２６ａの後端部の保持片２６ｂを、支持体２１の固定部２３の後面２３ａに掛けることで、回転部組立体２０が組み立てられる。回転部組立体２０では、支持体２１とリング状板ばね２５およびホルダ金具２６が互いに連結された状態で、支持体２１に対して、回転動作体３０を、基準軸Ｏを中心として相対的に回転させることができる。この回転の際、回転動作体３０のギヤ凹部３６がリング状板ばね２５のクリック係合部２５ａに一定の回転角度ごとに係合し、回転動作体３０にクリック回転抵抗を与えることができる。

【0039】

図３と図６および図７に示されるように、回転部組立体２０に設けられた支持体２１の固定部２３の後面２３ａに両面接着テープ４１が接着される。

【0040】

図３に示されるように、回転部組立体２０の連結円筒部３２の内側ではホルダ金具２６の前方にリング状シート４２が設置され、その前方に復帰弾性部材４５が設置される。リング状シート４２は低摩擦のシート材料で形成されている。復帰弾性部材４５はゴム材料で形成されており、リング状本体部４５ｃの円周上の３か所に弾性変形突部４５ａが形成されている。弾性変形突部４５ａは、内部が空洞であり、後方（Ｙ１方向）への押圧力に対し、前方（Ｙ２方向）への弾性復帰力が発現される。図２と図３に示されるように、回転動作体３０の連結円筒部３２には前方（Ｙ２方向）に向けて開口する連結凹部３８が形成されている。復帰弾性部材４５では、弾性変形突部４５ａの基部に円形基部４５ｂが形成されており、円形基部４５ｂは、それぞれ連結凹部３８に嵌合している。回転部組立体２０において回転動作体３０が回転すると、リング状シート４２上で、復帰弾性部材４５が回転動作体３０と一緒に回転する。

【0041】

図６と図７に示されるように、操作体１１の内周壁部１１ｂと外周壁部１１ｃとの間に回転部組立体２０が収納される。図２に示されるように、操作体１１を構成している導体支持部１３の内周面１３ａの３か所に、前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延びる回転連結突部１６が形成され、回転動作体３０の連結円筒部３２の外周面の３か所に、前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延びる回転連結凹部３７が形成されている。それぞれの前記回転連結突部１６が前記回転連結凹部３７に係合することで、操作体１１と回転動作体３０とが一緒に回転できるように連結される。また、回転動作体３０および支持体２１に対して、操作体１１が前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）へ相対的に移動可能である。復帰弾性部材４５の弾性変形突部４５ａの弾性力により、操作体１１は回転部組立体２０から前方（Ｙ２方向）へ離れる方向に付勢されているが、操作体１１と回転動作体３０との間には、操作体１１が回転部組立体２０から前方に分離できないように抜け止め構造が設けられている。

【0042】

図１および図６と図７に示されるように、操作体１１と回転部組立体２０とが組み立てられると、操作体１１の中央の穴部１４と支持体２１の穴部２２とが互いに通じて、操作装置１０には、基準軸Ｏを含む領域で基準軸Ｏに沿う方向に連続する穴部が開口する。この穴部は、操作装置１０において前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に貫通して開口している。

【0043】

図６と図７に示されるように、支持体２１の固定部２３の後面２３ａと検知パネル１の表面１ａとが両面接着テープ４１で接着されて、操作装置１０が検知パネル１に設置される。

【0044】

図６と図７に示されるように、操作体１１以外の操作装置１０を構成する部材は、操作体１１の内周壁部１１ｂと外周壁部１１ｃとの間（操作体１１の内縁部と外縁部との間）の空間内に収まっている。図１に示されるように、操作装置１０を前方側（Ｙ２側）から見た外観は、環状（ドーナツ形状）の操作体１１の外観そのものである。その結果、操作装置１０がシンプルなデザインとなり、外観が良好であり、指で操作しやすい。

【0045】

操作装置１０の中心部には操作体１１の円形の穴部１４が比較的大きな面積で開口している。そのため、検知パネル１の後方（Ｙ１方向）に位置する表示画面に表示される画像の一部を、穴部１４を通じて目視することができる。また、穴部１４の内部空間を利用し、この内部にＬＥＤを装備した個別の表示装置を設けることができ、または穴部１４内に、さらに別の押圧操作装置を設けることもできる。

【0046】

次に、操作装置１０への操作および検知動作を説明する。
図６と図７に示されているように、操作体１１に外力が作用していないときは、復帰弾性部材４５に形成された弾性変形突部４５ａの弾性押圧力によって操作体１１が前方（Ｙ２方向）に持ち上げられている。そのため、図７に示されるように、押圧検知導体１５は、検知パネル１の表面１ａから前方（Ｙ２方向）に離れている。また、図６に示されるように、導電操作部１２に設けられた接続突部（導通接続部）１２ｃが、回転動作体３０に設けられた回転検知導体３５の延長部３５ａから前方（Ｙ２方向）に離れており、導電操作部１２と回転検知導体３５は非導通状態である。

【0047】

操作体１１では、導体支持部１３に設けられた押圧検知導体１５の延長部１５ａが接触突部（導通接続部）１２ｂに接触しており、導電操作部１２と押圧検知導体１５とが常に導通している。そのため、操作者の指が操作体１１の上部壁部１１ａの表面（主な操作面）に接触すると、押圧検知導体１５が操作者の人体と同電位のほぼ接地電位となる。指による押圧操作で操作体１１が後方（Ｙ１方向）に向けて押されると、回転動作体３０に対して導体支持部１３が後方（Ｙ１方向）へ移動し、押圧検知導体１５が検知パネル１の表面１ａに接近する。押圧検知導体１５がほぼ接地電位であるため、押圧検知導体１５が接近した座標位置がセンサパネル３によって検知される。

【0048】

操作体１１が後方（Ｙ１方向）に向けて押されると、図６に示されている接続突部１２ｃが、回転動作体３０に設けられた回転検知導体３５の延長部３５ａに接触し、操作体１１の導電操作部１２と回転検知導体３５とが導通する。そのため、操作体１１を押圧している指と回転検知導体３５とが同電位となり、回転検知導体３５がほぼ接地電位となる。図６に示されるように、回転動作体３０に設けられた回転検知導体３５は検知パネル１の表面１ａに常に接近しているため、回転検知導体３５が指と同じほぼ接地電位になると、検知パネル１のセンサパネル３によって、回転検知導体３５の座標位置が検知される。

【0049】

図示しない制御部では、検知パネル１のセンサパネル３によって押圧検知導体１５の座標位置と回転検知導体３５の座標位置の双方が検知されたときに、押圧操作が行われたと判定する。図５に示されるように、押圧検知導体１５と回転検知導体３５は、基準軸Ｏを中心とする円弧方向に延び、円弧方向の長さ寸法が、基準軸Ｏを中心とする半径方向の幅寸法よりも大きい部分環形状である。そのため狭い直径の範囲内で押圧検知導体１５と回転検知導体３５の面積を十分に広く確保でき、センサパネル３で、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とを確実に検知できる。また、押圧検知導体１５と回転検知導体３５は、基準軸Ｏを挟んで１８０度の角度で対向しており、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とが円周方向に離れている。部分環形状である押圧検知導体１５と回転検知導体３５とが基準軸Ｏを中心とする半径方向で重なっていないため、センサパネル３で、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とを個別に識別して確実に検知することができる。

【0050】

操作体１１がＹ１方向へ押されて、押圧検知導体１５が検知パネル１の表面１ａに接近したときに、検知パネル１の表面１ａと押圧検知導体１５との前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の対向間隔が、検知パネル１の表面１ａと回転検知導体３５との前後方向の対向間隔と一致する。操作体１１を押圧して回転操作するときに、検知パネル１では、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とを同じ感度で検知することができる。そのため、操作体１１の押圧検知や回転検知を高精度に行うことが可能になる。

【0051】

なお、前記制御部において、操作体１１が後方（Ｙ１方向）に押し込まれたときに、回転検知導体３５を検知しているか否かと関係なく、センサパネル３で押圧検知導体１５の座標位置が検知されたときに、操作体１１に対する押圧操作が行われたもの、と判定されてもよい。

【0052】

図２に示されるように、操作体１１の導体支持部１３に形成された回転連結突部１６と、回転動作体３０に形成された回転連結凹部３７との嵌合により、操作体１１と回転動作体３０とが、前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）へ相対移動可能であるが、回転方向（Ｒ方向）では互いに連結されている。そのため、操作体１１を押圧したまま回転させると、操作体１１と回転動作体３０とが、基準軸Ｏを中心として一緒に回動する。ほぼ接地電位である押圧検知導体１５と回転検知導体３５とが検知パネル１の表面１ａに接近したまま、その相対位置を変化させることなく回転する。センサパネル３では、押圧検知導体１５と回転検知導体３５の回転座標を検知することができ、押圧検知導体１５と回転検知導体３５の座標の移動を検知することにより、制御部において操作体１１が回転操作されていると判定される。また、押圧検知導体１５と回転検知導体３５を検知している座標の変化速度や変化角度により、操作体１１の操作速度や操作回転角度などを認識することができる。

【0053】

押圧検知導体１５と回転検知導体３５は、基準軸Ｏを挟んで１８０度の角度で対向し、その相対角度が変化しないままＲ方向へ回転するため、センサパネル３で、押圧検知導体１５と回転検知導体３５の検知座標の変化を検知することにより、操作体１１の回転動作を正確に検知することができる。また、押圧検知導体１５と回転検知導体３５は、基準軸Ｏを中心とする円弧方向に延び、円弧方向の長さが、基準軸Ｏを中心とする半径方向の幅寸法よりも大きいため、押圧検知導体１５と回転検知導体３５の面積を十分に広く確保でき、センサパネル３で、押圧検知導体１５と回転検知導体３５を確実に検知できるようになる。

【0054】

なお、本発明では、押圧検知導体１５の円周方向の中心と回転検知導体３５の円周方向の中心とが、基準軸Ｏを中心とする同一の半径線上に位置しておらず、押圧検知導体１５の中心と回転検知導体３５の中心とが異なる半径線上に位置していればよい。また、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とが、同一の半径線上で、部分的にでも重ならないことが好ましい。そのためには、押圧検知導体１５の中心と回転検知導体３５の中心とが基準軸Ｏを中心とする９０度から１８０度の角度の範囲で配置されていることが好ましい。押圧検知導体１５の中心と回転検知導体３５の中心とが異なる半径線上に位置し、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とが半径方向で重ならないように配置されていると、押圧検知導体１５と回転検知導体３５とが、互いに離れた状態で、個別に検知しやすくなる。

【0055】

図８に、本発明の第２実施形態の操作装置１０Ａが示されている。
第２実施形態の操作装置１０Ａに回転部組立体２０が設けられている。回転部組立体２０の構成は第１実施形態の操作装置１０と同じである。回転部組立体２０は、支持体２１と支持体２１に回転自在に支持された回転動作体３０を有し、回転動作体３０に回転検知導体３５が設けられている。操作体１１を構成する導体支持部１３に押圧検知導体１５が設けられている。

【0056】

操作装置１０Ａの操作体１１は、導電操作部１２と導体支持部１３および透光部材１７とで構成されている。導電操作部１２は導電性であり、導体支持部１３は非導電性である。導電操作部１２と導体支持部１３の形状は第１実施形態の操作装置１０とほぼ同じである。導電操作部１２と導体支持部１３との接合体は環形状（ドーナツ形状）であり、上部壁部１１ａと内周壁部１１ｂおよび外周壁部１１ｃを有している。内周壁部１１ｂで囲まれた領域が穴部１４である。内周壁部１１ｂの表面のうちの内径が最も小さい部分が、穴部１４の内縁部であり、外周壁部１１ｃのうちの外径が最も大きい部分が操作体１１の外縁部である。操作装置１０Ａの回転部組立体２０を構成する全ての部材は、導電操作部１２と導体支持部１３との接合体の内縁部と外縁部との間に収まっている。

【0057】

透光部材１７は操作体１１の一部であり、アクリルなどの透光性の樹脂材料で形成されている。透光部材１７は操作体１１の穴部１４を塞いでいる。透光部材１７の前方（Ｙ２方向）に向く表面１７ａは、導電操作部１２の表面と同一面となっている。この操作装置１０Ａでは、操作体１１の中央部に透光部材１７を有する透光領域が設けられているため、この透光領域および検知パネル１を透過して、表示画面の一部を目視することができる。また穴部１４の内部にＬＥＤなどの光源を有する表示機構を配置することもできる。

【0058】

また、透光部材１７の表面１７ａにＩＴＯなどの透明な導電膜を形成し、この導電膜を導電操作部１２に導通させておくと、透光部材１７の表面１７ａを接触操作面として使用することもできる。

【0059】

図９に、本発明の第３実施形態の操作装置１１０が示されている。
この操作装置１１０に設けられた操作体１１１は、導電性の導電操作部５１と非導電性の導体支持部５２とが固定されて構成されている。操作体１１１は、上部壁部１１１ａと内周壁部１１１ｂおよび外周壁部１１１ｃを有するドーナツ形状であり、操作体１１１以外で操作装置１１０を構成する全ての部材が、内周壁部１１１ｂと外周壁部１１１ｃとの間に位置している。導体支持部５２の検知パネル１に対向する面に、回転検知導体５３が設けられている。回転検知導体５３と導電操作部５１は導通されている。

【0060】

操作装置１１０に押圧組立体１２０が設けられている。押圧組立体１２０は、支持体５４を有し、支持体５４は両面接着テープ５９を介して検知パネル１の表面１ａに接着されて固定されている。支持体５４に押圧動作体５５が前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）へ移動自在に支持されており、支持体５４と押圧動作体５５との間に復帰弾性部材５６が挟まれている。押圧組立体１２０では、支持体５４と復帰弾性部材５６と押圧動作体５５とがホルダ金具５７によって互いに分離しないように組み立てられている。押圧動作体５５の、検知パネル１に対向する面に押圧検知導体５８が設けられている。押圧検知導体５８と導電操作部５１は導通されている。

【0061】

図９に示される操作装置１１０は、操作体１１１が後方（Ｙ１方向）に向けて押されると、押圧動作体５５が支持体５４に対して後方（Ｙ１方向）へ移動し、操作体１１１と押圧動作体５５が一緒に検知パネル１の表面１ａに接近する。また、操作体１１１を、基準軸Ｏを中心として回転させると、押圧操作体５５も一緒に回転する。図５に示された押圧検知導体１５と回転検知導体３５との関係と同様に、図９に示される操作装置１１０においても、押圧検知導体５８と回転検知導体５３とが、常に基準軸Ｏを中心とする１８０度の相対位置を維持する。また、押圧検知導体５８と回転検知導体５３は、基準軸Ｏを中心とする所定角度の部分環弧形状である。

【0062】

図９に示される操作装置１１０では、操作体１１１に外力が作用していないときは、復帰弾性部材５６の付勢力により、操作体１１１と押圧動作体５５が前方（Ｙ２方向）に移動しており、回転検知導体５３と押圧検知導体５８の双方が検知パネル１の表面１ａから離れている。操作体１１１の導電操作部５１に操作者の指が触れると、導電操作部５１と導通している回転検知導体５３と押圧検知導体５８とが人の指と同じ電位でほぼ接地電位となる。指で操作体１１１が後方（Ｙ１方向）へ押されると、回転検知導体５３と押圧検知導体５８とが一緒に検知パネル１の表面１ａに接近し、センサパネル３によって回転検知導体５３と押圧検知導体５８の双方の座標位置が検知される。これにより、図示しない制御部では、押圧操作が行われたものと判定する。指で押した操作体１１１をそのまま回転させると、回転検知導体５３と押圧検知導体５８とが、互いに１８０度の角度間隔を維持したまま一緒に回転する。センサパネル３で、回転検知導体５３と押圧検知導体５８の位置が変化するのを検知することで、制御部では、回転操作が行われたものと判定することができる。

【0063】

第１実施形態の操作装置１０と第３実施形態の操作装置１１０は、内周壁部と外周壁部を有するドーナツ形状の操作体を有し、各部材が操作体の外縁部と内縁部との間に位置している。また、操作体の押圧操作により、検知パネルで押圧検知導体を検知でき、同じく操作体の回転操作により、検知パネルで回転検知導体を検知できる。全体の構造が操作体と同じドーナツ形状であるため、全体の形状がシンプルである。また、操作体の外縁部と内縁部との間に押圧検知導体と回転検知導体が位置しているため、操作体の穴部の面積を大きくでき、全体の外径寸法も小さくすることができる。

【0064】

第２実施形態の操作装置１０Ａは、操作体１１の穴部１４が透光部材１７で覆われている。非透光部材である導電操作部１２と導体支持部１３の後方に各機構が隠されて配置され、穴部１４は透光性で透明であるため、操作装置１０Ａを前方から見た外観は、やはりドーナツ形状であり、小型で簡潔な外観を呈し、しかも透光部材１７を透して検知パネル１を目視することが可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 検知パネル
１０，１０Ａ 操作装置
１１ 操作体
１１ａ 上部壁部
１１ｂ 内周壁部
１１ｃ 外周壁部
１２ 導電操作部
１３ 導体支持部
１４ 穴部
１５ 押圧検知導体
１７ 透光部材
２０ 回転部組立体
２１ 支持体
２２ 支持体側の穴部
２５ リング状板ばね
３０ 回転動作体
３５ 回転検知導体
４５ 復帰弾性部材
５３ 回転検知導体
５５ 押圧動作体
５８ 押圧検知導体
１１０ 操作装置
Ｏ 基準軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】