輸入裝置的制造方法
【專利摘要】輸入裝置具備輸入部(70)、將上述輸入部支承為能夠移動的支承部(50)、使朝第一方向的操作反作用力(RF_x)作用于上述輸入部的第一促動器(39x、239x)、使朝第二方向的操作反作用力(RF_y)作用于上述輸入部的第二促動器(39y、239y)、以及磁路形成體(66、266、366)。對于上述磁路形成體而言，形成將上述第一促動器的第一磁極形成部(61、62、261、262)所產(chǎn)生的磁通向上述第二促動器的第二線圈(42、242)引導(dǎo)、并且將上述第二促動器的第二磁極形成部(63、64、263、264)所產(chǎn)生的磁通向上述第一促動器的第一線圈(41、241)引導(dǎo)的磁回路(65、265、365)。
【專利說明】
輸入裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明基于2013年12月26日申請的日本申請編號2013-268746號，在此引用其記載內(nèi)容。
[0002]本發(fā)明涉及供操作力輸入的輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]專利文獻I公開有，具備供操作力輸入的操作旋鈕、和支承操作旋鈕以便于操作旋鈕通過操作力的輸入而能夠移動的主體部的輸入裝置。該輸入裝置還具備兩個音圈馬達。兩個音圈馬達分別具有形成磁極的磁鐵以及使磁鐵所產(chǎn)生的磁通通過的音圈，作為促動器發(fā)揮功能。在兩個音圈馬達中，因電流朝各音圈的施加而產(chǎn)生的各電磁力，作為朝相互正交的方向的操作反作用力作用于操作旋鈕。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過控制施加于各音圈的電流，輸入裝置能夠通過操作旋鈕使用戶感知任意強度的操作反作用力。
[0004]專利文獻I中，形成磁回路的軛部分別設(shè)置在各音圈馬達。因此，一方的音圈馬達的磁鐵所產(chǎn)生的磁通僅通過該馬達內(nèi)的音圈，不通過設(shè)置于另一方的音圈馬達的音圈。在這樣的結(jié)構(gòu)中，為了提高通過各音圈的磁通的密度，不得不強化設(shè)置于各音圈馬達的各個磁鐵，形成該磁鐵的材料的使用量不可避免地增加。
[0005]專利文獻1:日本特開2011-232946號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制磁鐵那樣的磁極形成部的形成材料的使用量，并且能夠提高能夠作用于操作旋鈕等輸入部的操作反作用力的輸入裝置。
[0007]本發(fā)明的一方式的輸入裝置具備輸入部、支承部、第一促動器、第二促動器以及磁路形成體。上述輸入部被輸入沿著操作平面的方向的操作力。上述支承部對上述輸入部進行支承以使該輸入部能夠通過上述操作力的輸入而沿著上述操作平面移動。上述第一促動器具有形成磁極的第一磁極形成部、以及供上述第一磁極形成部所產(chǎn)生的磁通通過的第一線圈，使由朝上述第一線圈施加電流而產(chǎn)生的電磁力作為朝沿著上述操作平面的第一方向的操作反作用力作用于上述輸入部。上述第二促動器具有形成磁極的第二磁極形成部、以及供上述第二磁極形成部所產(chǎn)生的磁通通過的第二線圈，使由朝上述第二線圈施加電流而產(chǎn)生的電磁力作為朝沿著上述操作平面且與上述第一方向交叉的第二方向的操作反作用力作用于上述輸入部。上述磁路形成體形成引導(dǎo)上述第一磁極形成部所產(chǎn)生的磁通以使其通過上述第二線圈、并且引導(dǎo)上述第二磁極形成部所產(chǎn)生的磁通以使其通過上述第一線圈的磁回路。
[0008]根據(jù)上述輸入裝置，上述第一促動器的上述第一磁極形成部所產(chǎn)生的磁通，不僅通過上述第一促動器的上述第一線圈，還由于被由上述磁路形成體形成的上述磁回路引導(dǎo)而通過上述第二促動器所具有的上述第二線圈。同樣，上述第二促動器的上述第二磁極形成部所產(chǎn)生的磁通，不僅通過上述第二促動器的上述第二線圈，還由于被上述磁回路引導(dǎo)而通過上述第一促動器所具有的上述第一線圈。
[0009]如以上那樣，通過將一方的促動器的磁極形成部所產(chǎn)生的磁通通過磁回路而向另一方的促動器的線圈引導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，通過兩個促動器的各線圈的磁通密度均能夠提高。因此，在各促動器能夠產(chǎn)生的各電磁力均增加。因此，能夠抑制各磁極形成部的形成材料的使用量，并且提高能夠作用于輸入部的操作反作用力。
【附圖說明】
[0010]參照下述的附圖，根據(jù)以下的詳細說明，本發(fā)明的上述或其他目的、結(jié)構(gòu)、優(yōu)點將更加明確。附圖中，
[0011]圖1是用于對具備本發(fā)明的第一實施方式的操作輸入裝置的顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行說明的圖。
[0012]圖2是用于對操作輸入裝置在車室內(nèi)的配置進行說明的圖。
[0013]圖3是用于對操作輸入裝置的機械結(jié)構(gòu)進行說明的剖視圖。
[0014]圖4是反作用力產(chǎn)生部的立體圖。
[0015]圖5是從圖4的箭頭V觀察的反作用力產(chǎn)生部的仰視圖。
[0016]圖6是示意性地示出沿磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖，且是圖5的V1-VI線剖視圖。
[0017]圖7是示意性地示出沿磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖，且是圖5的VI1-VII線剖視圖。
[0018]圖8是將反作用力產(chǎn)生部分解的立體圖，且是示意性地示出沿磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖。
[0019]圖9是本發(fā)明的第二實施方式的操作輸入裝置的剖視圖。
[0020]圖10是第二實施方式的反作用力產(chǎn)生部的立體圖。
[0021]圖11是從圖10的箭頭XI觀察的反作用力產(chǎn)生部的仰視圖。
[0022]圖12是示意性地示出沿磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖，且是圖11的XI1-XII線剖視圖。
[0023]圖13是示意性地示出沿磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖，且是圖11的XII1-XIII線剖視圖。
[0024]圖14是示意性地示出沿第三實施方式的反作用力產(chǎn)生部的磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖。
[0025]圖15是示意性地示出沿第三實施方式的反作用力產(chǎn)生部的磁回路環(huán)繞的磁通的形態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，基于附圖對本發(fā)明的多個實施方式進行說明。此外，對各實施方式中對應(yīng)的構(gòu)成要素標注相同的附圖標記，由此存在省略重復(fù)的說明的情況。在各實施方式中僅對結(jié)構(gòu)的一部分進行說明的情況下，該結(jié)構(gòu)的其他部分能夠應(yīng)用先行說明的其他實施方式的結(jié)構(gòu)。另外，不只是各實施方式的說明中明示的結(jié)構(gòu)的組合，特別是若組合不產(chǎn)生妨礙，則不明示也能夠?qū)⒍鄠€實施方式的結(jié)構(gòu)彼此部分地組合。而且，多個實施方式以及變形例所述的結(jié)構(gòu)彼此的未明示的組合也通過以下的說明公開。
[0027](第一實施方式)
[0028]圖1所示的本發(fā)明的第一實施方式的操作輸入裝置100搭載于車輛，與車室內(nèi)的顯示器、例如導(dǎo)航裝置20或者平視顯示裝置(headup display) 120(參照圖2)等共同構(gòu)成顯示系統(tǒng)10。操作輸入裝置100如圖2所示那樣，設(shè)置在車輛的中心控制臺(center console)中與掌托19鄰接的位置，使操作旋鈕73在操作者的手容易夠到的范圍露出。若通過操作者的手H等輸入操作力，則該操作旋鈕73向被輸入的操作力的方向進行位移。
[0029]導(dǎo)航裝置20設(shè)置于車輛的儀表板內(nèi)，使顯示畫面22朝向駕駛座位露出。在顯示畫面22顯示有，規(guī)定的功能彼此相關(guān)聯(lián)的多個圖標、以及用于選擇任意的圖標的指針80等。若對操作旋鈕73輸入水平方向的操作力，則指針80在顯示畫面22上向與操作力的輸入方向?qū)?yīng)的方向移動。導(dǎo)航裝置20如圖1以及圖2所示那樣，與通信總線90連接，能夠與操作輸入裝置100等進行網(wǎng)絡(luò)通信。導(dǎo)航裝置20具有:對顯示于顯示畫面22的圖像進行描繪的顯示控制部23、以及將由顯示控制部23描繪的圖像連續(xù)地顯示于顯示畫面22的液晶顯示器21。
[0030]對以上的操作輸入裝置100的各結(jié)構(gòu)詳細地進行說明。操作輸入裝置100如圖1所示，與通信總線90以及外部的電池95等連接。操作輸入裝置100通過通信總線90，能夠與位于離開的位置的導(dǎo)航裝置20通信。另外，操作輸入裝置100從電池95接收各結(jié)構(gòu)的工作所需要的電力。
[0031]操作輸入裝置100由通信控制部35、操作檢測部31、反作用力產(chǎn)生部39、反作用力控制部37以及操作控制部33等以電方式構(gòu)成。
[0032]通信控制部35將由操作控制部33處理的信息向通信總線90輸出。此外，通信控制部35獲得從其他車載裝置輸出至通信總線90的信息，向操作控制部33輸出。操作檢測部31對因操作力的輸入而移動的操作旋鈕73(參照圖2)的位置進行檢測。操作檢測部31將表示檢測出的操作旋鈕73的位置的操作信息向操作控制部33輸出。
[0033]反作用力產(chǎn)生部39是使操作旋鈕73產(chǎn)生操作反作用力的結(jié)構(gòu)，包括音圈馬達等促動器。反作用力產(chǎn)生部39在例如顯示畫面22上指針80(參照圖2)與圖標重疊時，將操作反作用力施加于操作旋鈕73(參照圖2)，從而通過所謂的反作用力反饋，使操作者產(chǎn)生疑似圖標的觸感。反作用力控制部37例如由用于進行各種運算的微型計算機等構(gòu)成。反作用力控制部37基于從操作控制部33獲得的反作用力信息，對從反作用力產(chǎn)生部39施加于操作旋鈕73的操作反作用力的方向以及強度進行控制。
[0034]操作控制部33例如由用于進行各種運算的微型計算機等構(gòu)成。操作控制部33獲得由操作檢測部31檢測出的操作信息，通過通信控制部35向通信總線90輸出。此外，操作控制部33對施加于操作旋鈕73(參照圖2)的操作反作用力的方向以及強度進行運算，將運算結(jié)果作為反作用力信息向反作用力控制部37輸出。
[0035]如圖3所示，操作輸入裝置100由可動部70以及固定部50等而機械式地構(gòu)成。
[0036]可動部70具有對后述的一對可動軛部71、72進行保持的旋鈕基座74、以及上述的操作旋鈕73?？蓜硬?0設(shè)置為，能夠相對于固定部50在沿著假想的操作平面OP的X軸方向以及y軸方向相對移動。可動部70的能夠沿X軸方向以及y軸方向分別移動的范圍，被固定部50預(yù)先規(guī)定?？蓜硬?0若從施加的操作力解放，則返回作為基準的基準位置。
[0037]固定部50具有殼體50a以及電路基板59，保持后述的固定軛部51。殼體50a將可動部70支承為能夠相對移動，并且收納電路基板59以及反作用力產(chǎn)生部39等各結(jié)構(gòu)。電路基板59以其板面方向沿著操作平面OP的方式固定于殼體50a內(nèi)。在電路基板59安裝有構(gòu)成操作控制部33以及反作用力控制部37等的微型計算機等。
[0038]在以上的可動部70以及固定部50之間，圖3?圖5所示的反作用力產(chǎn)生部39實施反作用力反饋。反作用力產(chǎn)生部39由作為促動器發(fā)揮功能的第一音圈馬達(VCM)39x和第二VCM39y、以及固定軛部51和兩個可動軛部71、72等構(gòu)成。第一￥013辦具有第一線圈41以及兩個磁鐵61、62。第二￥01397具有第二線圈42以及兩個磁鐵63、64。以下，對各線圈41、42、各磁鐵61?64、固定軛部51以及各可動軛部71、72的詳細情況依次進行說明。
[0039]各線圈41、42通過將由銅等非磁性材料構(gòu)成的線材作為卷線49卷繞成扁平的筒狀而形成。對于各線圈41、42而言，與卷線49的卷繞軸方向正交的橫剖面形成為長方形。各卷線49卷繞至各線圈41、42的筒壁的厚度成為例如3mm左右為止。對于各線圈41、42而言，在卷繞的卷線49的內(nèi)周側(cè)形成有沿卷繞軸方向延伸的收納室41a、42a。各線圈41、42經(jīng)由設(shè)置于電路基板59的布線圖案與反作用力控制部37電連接，通過該反作用力控制部37分別向各卷線49施加電流。
[0040]各線圈41、42彼此隔開很小的間隙，沿著y軸排列。各線圈41、42以卷線49的卷繞軸方向沿著操作平面OP的方式相對于電路基板59等固定部50固定。一方的線圈(以下，“第一線圈”)41的卷繞軸方向沿著X軸。另一方的線圈(以下，“第二線圈”)42的卷繞軸方向沿著y軸。各線圈41、42分別形成有沿著操作平面0?的一對線圈側(cè)面4111、41(1、4211、42(1。對于各線圈41、42而言，將朝向操作旋鈕73側(cè)的各一方作為上側(cè)線圈側(cè)面41u、42u，將朝向電路基板59側(cè)的各另一方作為下側(cè)線圈側(cè)面41(1、42(1。各線圈側(cè)面4111、41(1、4211、42(1形成為各邊沿著X軸或者y軸的近似四邊形狀。
[0041]各磁鐵61?64是釹磁鐵等，且形成為具有長邊方向的近似四邊形的板狀。兩個磁鐵61、62在與操作平面OP實質(zhì)上正交的z軸方向上位于相互離開的位置，并且沿該z軸方向排列。同樣，其他兩個磁鐵63、64在z軸方向上位于相互離開的位置，并且沿該z軸方向排列。在各磁鐵61?64分別設(shè)置有形成為平滑的平面狀的磁化面68以及安裝面69。在各磁鐵61?64中，磁化面68以及安裝面69的磁極相互不同(也參照圖6以及圖7)。
[0042]兩個磁鐵61、63的各安裝面69以長邊沿著y軸的方式安裝于可動軛部71。被可動軛部71保持的磁鐵61的磁化面68在z軸方向上隔開規(guī)定的間隔，與第一線圈41的上側(cè)線圈側(cè)面41u對置。被可動軛部71保持的磁鐵63的磁化面68在z軸方向上隔開規(guī)定的間隔，與第二線圈42的上側(cè)線圈側(cè)面42u對置。
[0043]其他的兩個磁鐵62、64的各安裝面69以長邊沿著y軸的方式安裝于可動軛部72。被可動軛部72保持的磁鐵62的磁化面68在z軸方向上隔開規(guī)定的間隔，與第一線圈41的下側(cè)線圈側(cè)面41d對置。被可動軛部72保持的磁鐵64的磁化面68在z軸方向上隔開規(guī)定的間隔，與第二線圈42的下側(cè)線圈側(cè)面42d對置。各磁化面68在可動部70返回基準位置的情況下，位于對置的各線圈側(cè)面41u、41d、42u、42d的中央。
[0044]在以上的結(jié)構(gòu)中，如圖6所示，各磁鐵61、62所產(chǎn)生的磁通在z軸方向上通過(貫通)第一線圈41的卷線49。因此，通過電流朝第一線圈41的施加，若電荷在置于磁場中的卷線49內(nèi)移動，則各電荷產(chǎn)生洛倫茲力。這樣，第一 VCM39x在第一線圈41以及各磁鐵61、62間產(chǎn)生X軸方向的電磁力EMF_x ο通過使施加于第一線圈41的電流的方向反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電磁力EMF_x也反轉(zhuǎn)，成為沿著X軸的反方向的方向。
[0045]另外，如圖7所示，各磁鐵63、64所產(chǎn)生的磁通在z軸方向上通過(貫通)第二線圈42的卷線49。因此，通過電流朝第二線圈42的施加，若電荷在置于磁場中的卷線49內(nèi)移動，則各電荷產(chǎn)生洛倫茲力。這樣第二VCM39y在第二線圈42以及各磁鐵63、64間，產(chǎn)生y軸方向的電磁力EMF_x。通過使施加于第二線圈42的電流的方向反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電磁力EMF_y也反轉(zhuǎn)，成為沿著y軸的反方向的方向。
[0046]圖3?5所示的固定軛部51由例如軟鐵以及電磁鋼板等磁性材料形成。在固定軛部51設(shè)置有兩個線圈側(cè)軛部52、53以及連結(jié)部54。線圈側(cè)軛部52、53形成為平板狀。
[0047]一方的線圈側(cè)軛部(以下，“第一線圈側(cè)軛部”)52插入第一線圈41的收納室41a，貫通該收納室41a。在收納于收納室41a的第一線圈側(cè)軛部52的兩面形成有第一對置面52a。兩個第一對置面52a位于第一線圈41的內(nèi)周側(cè)，為了與配置于第一線圈41的外周側(cè)的各磁鐵61、62共同從內(nèi)外的兩側(cè)夾持該線圈41，分別與這些磁鐵61、62的各磁化面68對置配置。
[0048]另一方的線圈側(cè)軛部(以下，“第二線圈側(cè)軛部”)53插入第二線圈42的收納室42a，貫通該收納室42a。在收納于收納室42a的第二線圈側(cè)軛部53的兩面形成有第二對置面53a。兩個第二對置面53a位于第二線圈42的內(nèi)周側(cè)，為了與配置于第二線圈42的外周側(cè)的各磁鐵63、64共同從內(nèi)外的兩側(cè)夾持該線圈42，分別與這些磁鐵63、64的各磁化面68對置配置。與以上的第二線圈側(cè)軛部53感應(yīng)的各磁鐵63、64所產(chǎn)生的磁通在z軸方向上通過(貫通)第二線圈42的卷線49。
[0049]連結(jié)部54沿著各線圈41、42彎曲成L字狀。連結(jié)部54從收納于第一線圈41的第一線圈側(cè)軛部52延伸至收納于第二線圈42的第二線圈側(cè)軛部53，由此使兩個線圈側(cè)軛部52、53連結(jié)。由此，形成從第一線圈41的收納室41a延伸至第二線圈42的收納室42a的固定軛部51。
[0050]各可動軛部71、72與固定軛部51同樣地由軟鐵以及電磁鋼板等磁性材料形成。各可動軛部71、72均由長方形的平板件形成，彼此成為實質(zhì)相同的形狀。各可動軛部71、72以在z軸方向上夾持兩個線圈41、42并且對置的配置被保持于旋鈕基座74。在各可動軛部71、72分別形成有第一保持面71a、72a以及第二保持面71b、72b。一方的可動軛部71通過第一保持面71a保持磁鐵61的安裝面69，通過第二保持面71b保持磁鐵63的安裝面69。另一方的可動軛部72通過第一保持面72a保持磁鐵62的安裝面69，并且通過第二保持面72b保持磁鐵64的安裝面69。
[0051]以上說明的固定軛部51以及兩個可動軛部71、72等作為磁路形成體66，形成圖6?圖8所示的反作用力產(chǎn)生部39的磁回路65。磁回路65通過沿著固定軛部51以及各可動軛部71、72環(huán)繞的形狀，將第一 VCM39x的各磁鐵61、62所產(chǎn)生的磁通向第二 VCM39y引導(dǎo)，并且將第二 VCM39y的各磁鐵63、64所產(chǎn)生的磁通向第一VCM39x引導(dǎo)。
[0052]詳細而言，對于圖6以及圖8所示的第一 VCM39X的各磁鐵61、62而言，朝向第一線圈41的各磁化面68的磁極相同。因此，各磁鐵61、62產(chǎn)生的磁通的方向成為沿著z軸相互相反的方向。因此，產(chǎn)生從各第一對置面52a朝向各第一保持面71a、72a的磁通。這些磁通從各第一保持面71a、72a進入各可動軛部71、72，在各可動軛部71、72，中，分別從第一保持面71&、72a朝向第二保持面71b、72b。
[0053]另外，對于圖7以及圖8所示的第二VCM39y的各磁鐵63、64而言，朝向第二線圈42的各磁化面68的磁極成為相同，并且與同第一線圈41對置的兩個磁化面68(參照圖6)的磁極不同。因此，各磁鐵63、64產(chǎn)生的磁通的方向成為沿著z軸相互對置的方向。因此，產(chǎn)生從各第二保持面71b、72b朝向各第二對置面53a的磁通。由此，通過各可動軛部71、72引導(dǎo)的磁通從各第二對置面53a進入第二線圈側(cè)軛部53，通過連結(jié)部54，朝向第一線圈側(cè)軛部52。而且，在固定軛部51內(nèi)被引導(dǎo)的磁通再次從各第一對置面52a朝向各第一保持面71a、72a(參照圖7)。
[0054]由此，對于圖6?圖8所示的反作用力產(chǎn)生部39而言，第一VCM39x的各磁鐵61、62所產(chǎn)生的磁通不僅通過該VCM39x的第一線圈41，還通過被磁回路65引導(dǎo)而通過第二 VCM39y的第二線圈42。同樣，第二 VCM39y的各磁鐵63、64所產(chǎn)生的磁通不僅通過第二線圈42，還通過被磁回路65引導(dǎo)而通過第一 VCM39X的第一線圈41。因此，各第一對置面52a以及各第一保持面71a、72a間的磁通密度、及各第二對置面53a以及各第二保持面71b、72b間的磁通密度，均比分別獨立地形成兩個VCM39x、39y的磁回路高。這樣，在z軸方向上貫通第一線圈41的卷線49的磁通密度提高，由此在第一 VCM39x能夠產(chǎn)生的電磁力EMF_x增加。同樣，由于在z軸方向上貫通第二線圈42的卷線49的磁通密度的提高，使能夠在第二 VCM39y產(chǎn)生的電磁力EMF_x增加。因此，能夠抑制各磁鐵61?64的形成材料的使用量，并且能夠提高作用于可動部70的操作旋鈕73、進而能夠作用于操作者的各操作反作用力RF_x、RF_y。
[0055]此外，對于第一實施方式的第一VCM39x而言，兩個磁鐵61、62以及各第一對置面52a從內(nèi)外的兩側(cè)夾持第一線圈41的卷線49，并且在z軸方向上相互對置。因此，一方的磁鐵61吸引對置的第一對置面52a的磁吸引力可與另一方的磁鐵62吸弓I對置的第一對置面52a的磁吸引力抵消。同樣，對于第二VCM39y而言，一方的磁鐵63吸引對置的第二對置面53a的磁吸引力可與另一方的磁鐵64吸引對置的第二對置面53a的磁吸引力抵消。這樣根據(jù)作用于可動部70的磁吸引力的減少，可動部70通過操作者的操作力的輸入，能夠順利地移動。
[0056]另外，根據(jù)第一實施方式的各磁鐵61?64的磁極的配置，由這些磁鐵61?64產(chǎn)生，沿磁回路65環(huán)繞的磁通的方向被對齊。因此，對于磁回路65而言，各磁鐵61?64所產(chǎn)生的磁通不會相互抵消，因此在z軸方向上貫通各線圈41、42的磁通的密度進一步提高。因此，能夠在各VCM39x、39y產(chǎn)生的各電磁力EMF_x、EMF_y能夠進一步增加。
[0057]另外，在第一實施方式中，各可動軛部71、72通過各保持面71a、72a、71b、72b直接保持各磁鐵61?64。因此，各磁鐵61?64所產(chǎn)生的磁通能夠?qū)嶋H上無損失地進入各可動軛部71、72，而沿磁回路65環(huán)繞。由此，能夠進一步提高在z軸方向上貫通各線圈41、42的磁通的密度，進而，電磁力夠進一步增加。
[0058]此外，在第一實施方式中，在各VCM39x、39y中，磁鐵61、62以及磁鐵63、64沿z軸方向排列。因此，上述那樣的各磁鐵61?64以及固定軛部51間的磁吸引力沿z軸方向作用，而在沿著操作平面OP的X軸方向以及y軸方向上不作用。因此，可動部70朝沿著操作平面OP的方向的移動不妨礙磁吸引力，從而變得更圓滑。這樣的效果在通過由將各VCM39x、39y的磁回路65連接而引起的磁通密度的提高而強化磁吸引力的上述的結(jié)構(gòu)中，特別有效地發(fā)揮。
[0059]此處，例如，設(shè)可動部70相對于固定部50的相對位置在z軸方向上錯開，而磁鐵61、63以及上側(cè)線圈側(cè)面41u、42u間的距離被放大。該情況下，在上側(cè)線圈側(cè)面41u、42u產(chǎn)生的洛倫茲力降低。但是，由于上述的z軸方向上的錯開，磁鐵62、64以及下側(cè)線圈側(cè)面41d、42d間的距離縮短。因此，在下側(cè)線圈側(cè)面41d、42d產(chǎn)生的洛倫茲力為了彌補上側(cè)線圈側(cè)面41u、42u的洛倫茲力的降低而能夠增加。如以上那樣，根據(jù)第一實施方式的結(jié)構(gòu)，即使由于部件形狀、組裝上的偏差，而導(dǎo)致可動部70相對于固定部50的相對位置不可避免地錯開，也能夠維持能夠在各VCM39x、39y產(chǎn)生的電磁力EMF_x、EMF_y。
[0060]此外，在第一實施方式中，分別在兩個VCM39x、39y產(chǎn)生的磁吸引力成為在z軸方向上相互平衡的狀態(tài)。因此，能夠避免磁吸引力產(chǎn)生使操作旋鈕73相對于操作平面OP傾斜那樣的旋轉(zhuǎn)力矩的情況。
[0061 ]另外，在第一實施方式中，通過在各線圈41、42的各收納室41&、42&間延伸的固定軛部51、和在z軸方向上夾持各線圈41、42的一對可動軛部71、72等的組合，形成磁回路65。只要是以上的結(jié)構(gòu)，能夠使各磁鐵61?64所產(chǎn)生的磁通在兩個VCM39x、39y高效地環(huán)繞。因此，能夠進一步提高貫通各線圈41、42的磁通密度，各￥0139^397能夠產(chǎn)生更強的電磁力EMF_x>EMF_y0
[0062]另外，如第一實施方式那樣，只要是在各線圈41、42以及各磁鐵61?64中磁鐵側(cè)能夠移動的結(jié)構(gòu)，則需要朝反作用力控制部37電連接的各線圈41、42成為固定側(cè)。因此，不需要形成考慮了各線圈41、42的移動的布線等，因此操作輸入裝置100的結(jié)構(gòu)可簡單化。
[0063]此外，在第一實施方式中，操作輸入裝置100相當于“輸入裝置”，第一VCM39x相當于“第一促動器”，第二VCM39y相當于“第二促動器”。另外，收納室41a、42a相當于“內(nèi)周空間”，固定部50相當于“支承部”，可動部70相當于“輸入部”。并且，磁鐵61、62相當于“第一磁極形成部”，磁鐵63、64相當于“第二磁極形成部”。而且，固定軛部51相當于“內(nèi)側(cè)磁軛部”，可動軛部71、72相當于“外側(cè)磁軛部”。
[0064](第二實施方式)
[0065]圖9?圖13所示的本發(fā)明的第二實施方式是第一實施方式的變形例。第二實施方式的操作輸入裝置200的反作用力產(chǎn)生部239由第一 VCM239X以及第二 VCM239y、和包括可動軛部251以及兩個固定軛部271、272的磁路形成體266等構(gòu)成。第一 VCM239X具有第一線圈241以及兩個磁鐵261、262。第二￥012397具有第二線圈242以及兩個磁鐵263、264。
[0066]圖9?圖11所示的各線圈241、242是相當于第一實施方式的各線圈41、42(參照圖3)的結(jié)構(gòu)。各線圈241、242分別與第一實施方式相同地形成收納室241a、242a、上側(cè)線圈側(cè)面241u、242u、以及下側(cè)線圈側(cè)面241d、242d。在各收納室241a、242a收納有各磁鐵261?264以及可動軛部251。各上側(cè)線圈側(cè)面241u、242u安裝于固定軛部271。各下側(cè)線圈側(cè)面241d、242d安裝于固定軛部272。
[0067]四個磁鐵261?264是相當于第一實施方式的各磁鐵61?64(參照圖3)的結(jié)構(gòu)，形成安裝面269以及磁化面268。各安裝面269以長邊沿著y軸的方式安裝于可動軛部251。磁鐵261、262收納于第一線圈241的收納室241a內(nèi)，以從z軸方向的兩側(cè)夾持可動軛部251的方式配置。磁鐵263、264收納于第二線圈242的收納室242a，以從z軸方向的兩側(cè)夾持可動軛部251的方式配置。
[0068]可動軛部251以從各線圈241、242以及各固定軛部271、272離開的狀態(tài)被旋鈕基座74吊持。在可動軛部251設(shè)置有形成為平板狀的兩個磁鐵側(cè)軛部252、253、以及使磁鐵側(cè)軛部252、253相互連結(jié)的連結(jié)部254。
[0069]一方的磁鐵側(cè)軛部(以下，稱為“第一磁鐵側(cè)軛部”)252插入第一線圈241的收納室241a。在收納于收納室241a的第一磁鐵側(cè)軛部252的兩面形成有第一保持面252a、252b。第一磁鐵側(cè)軛部252通過一方的第一保持面252a保持磁鐵261的安裝面269，通過另一方的第一保持面252b保持磁鐵262的安裝面269。
[0070]另一方的磁鐵側(cè)軛部(以下，稱為“第二磁鐵側(cè)軛部”)253插入第二線圈242的收納室242a。在收納于收納室242a的第二磁鐵側(cè)軛部253的兩面形成有第二保持面253a、253b。第二磁鐵側(cè)軛部253通過一方的第二保持面253a保持磁鐵263的安裝面269，通過另一方的第二保持面253b保持磁鐵264的安裝面269。
[0071 ] 連結(jié)部254沿著各線圈241、242彎曲成L字狀。在連結(jié)部254與各線圈241、242之間設(shè)置有與操作旋鈕73的最大行程量對應(yīng)的間隙。連結(jié)部254連結(jié)兩個磁鐵側(cè)軛部252、253，由此形成從第一線圈241的收納室241a延伸至第二線圈242的收納室242a的可動軛部251。
[0072]各固定軛部271、272均由長方形的平板件形成，成為實質(zhì)上相同的形狀。各固定軛部271、272從z軸方向的兩側(cè)夾持兩個線圈241、242，并且對置配置，且固定于固定部50。在固定軛部271、272分別形成有第一對置面271&、272&、第二對置面27113、27213、以及開口部271c、272c。兩個第一對置面271a、272a為了與配置于收納室241a內(nèi)的各磁鐵261、262共同從內(nèi)外的兩側(cè)夾持第一線圈241，分別與這些磁鐵261、262的各磁化面268對置配置。同樣，兩個第二對置面271b、272b為了與配置于收納室242a內(nèi)的各磁鐵263、264共同從內(nèi)外的兩側(cè)夾持第二線圈242，分別與這些磁鐵263、264的各磁化面268對置配置。開口部271c、272c形成為以y軸方向作為長邊的矩形狀，在板厚方向上貫通各固定軛部271、272。開口部271c使旋鈕基座74中的保持可動軛部251的部位(未圖示)通過。
[0073]通過以上的可動軛部251以及兩個固定軛部271、272等，形成圖12以及圖13所示的反作用力產(chǎn)生部239的磁回路265。如圖12所示，在第一VCM239X中，使磁化面268成為相同的磁極的兩個磁鐵261、262產(chǎn)生的磁通成為相反方向。因此，產(chǎn)生從各第一保持面252&、252匕在z軸方向上貫通第一線圈241并且朝向各第一對置面271a、272a的磁通。這些磁通從各第一對置面271a、272a進入各固定軛部271、272，在各固定軛部271、272中，分別從第一對置面271a、272a朝向圖13所示的第二對置面271b、272b。
[0074]另外，在第二VCM239y中，使磁化面268成為相同的磁極的兩個磁鐵263、264產(chǎn)生的磁通成為相互對置方向。因此，產(chǎn)生從各第二對置面271b、272b在z軸方向上貫通第二線圈242，并且朝向各第二保持面253a、253b的磁通。由此，通過各固定軛部271、272被引導(dǎo)的磁通從各第二保持面253a、253b進入第二磁鐵側(cè)軛部253，通過連結(jié)部254，朝向圖12所示的磁鐵側(cè)軛部252。
[0075]由此，對于圖12、圖13所示的反作用力產(chǎn)生部239而言，各磁鐵261、262所產(chǎn)生的磁通不僅通過第一 VCM239X的第一線圈241，還通過被磁回路265引導(dǎo)而通過第二 VCM239y的第二線圈242。同樣，各磁鐵263、264所產(chǎn)生的磁通不僅通過第二線圈242，還被磁回路265引導(dǎo)而通過第一 VCM239X的第一線圈241。因此，各第一對置面271a、272a與各第一保持面252a、252b之間的磁通密度、以及各第二對置面271b、272b與各第二保持面253a、253b之間的磁通密度，均比與分別獨立地形成各VCM的磁回路的方式高。這樣，在z軸方向上貫通各線圈241、242的磁通密度提高，由此在第一 VCM239X能夠產(chǎn)生的電磁力EMF_x、以及在第二 VCM239y能夠產(chǎn)生的電磁力EMF_y均增加。因此，在第二實施方式中，也能夠抑制各磁鐵261?264的形成材料的使用量，并且提高各操作反作用力RF_x、RF_y。
[0076]另外，在第二實施方式中，操作輸入裝置200相當于“輸入裝置”，第一VCM239X相當于“第一促動器”，第二VCM239y相當于“第二促動器”。另外，收納室241a、242a相當于“內(nèi)周空間”，磁鐵261、262相當于“第一磁極形成部”，磁鐵263、264相當于“第二磁極形成部”。而且，可動軛部251相當于“內(nèi)側(cè)磁軛部”，固定軛部271、272相當于“外側(cè)磁軛部”。
[0077](第三實施方式)
[0078]圖14、圖15所示的本發(fā)明的第三實施方式是第一實施方式的其他的變形例。對于第三實施方式的操作輸入裝置300的反作用力產(chǎn)生部339而言，第一線圈41以及第二線圈42能夠與可動部70共同移動。反作用力產(chǎn)生部339由第一 VCM39x以及第二 VCM39y、和包括可動軛部351以及兩個固定軛部371、372的磁路形成體366等構(gòu)成。
[0079]可動軛部351與第二實施方式的可動軛部251 (參照圖9)同樣，以從各線圈41、42以及各固定軛部371、372離開的狀態(tài)被旋鈕基座74吊持。在可動軛部351設(shè)置有第一線圈側(cè)軛部352、第二線圈側(cè)軛部353以及連結(jié)部354。線圈側(cè)軛部352、353以及連結(jié)部354與第一實施方式的線圈側(cè)軛部52、53以及連結(jié)部54(分別參照圖3等)實質(zhì)上相同。在第一線圈側(cè)軛部352的兩面形成有第一對置面352a。在第二線圈側(cè)軛部353的兩面形成有第二對置面353a。
[0080]各固定軛部371、372與第二實施方式的各固定軛部271、272(參照圖9)同樣，固定于固定部50(參照圖9)。在各固定軛部371、372分別形成有第一保持面371&、372&以及第二保持面371b、372b。固定軛部371通過保持面371a、371b分別保持磁鐵61、63。固定軛部372通過保持面372a、372b分別保持磁鐵62、64。
[0081 ]在此之前說明的第三實施方式中，與第一實施方式相同，形成沿兩個VCM39x、39y環(huán)繞的磁回路365。因此，在z軸方向上貫通各線圈41、42的磁通密度提高。由此，在第一VCM39x能夠產(chǎn)生的電磁力EMF_x、以及在第二 VCM39y能夠產(chǎn)生的電磁力EMF_y均增加。因此，能夠抑制各磁鐵61?64的形成材料的使用量，并且提高各操作反作用力RF_x、RF_y。
[0082]此外，在第三實施方式中，操作輸入裝置300相當于“輸入裝置”，可動軛部351相當于“內(nèi)側(cè)磁軛部”，固定軛部371、372相當于“外側(cè)磁軛部”。
[0083](其他實施方式)
[0084]以上，對本發(fā)明的多個實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實施方式來解釋，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠應(yīng)用于各種實施方式以及組合。
[0085]在上述第二實施方式的變形例I中，與第二實施方式同樣，在兩個線圈的各收納室分別各收納有兩個磁鐵。四個磁鐵被從兩個收納室的一方延伸至另一方的固定軛部保持，固定于固定體。兩個線圈從z軸方向的兩側(cè)被以懸掛于旋鈕基座的狀態(tài)被保持的兩個可動軛部夾持，并能夠與可動部共同移動。如以上的變形例I那樣，在線圈內(nèi)配置有磁鐵的方式中，如第三實施方式那樣，能夠使線圈與可動部共同移動。
[0086]在上述實施方式中，通過將一個線圈與兩個磁鐵組合，構(gòu)成一個促動器，但在一個促動器中與線圈對置配置的磁鐵可以是一個，或者也可以是三個以上。另外，在上述實施方式中，一個磁鐵相當于一個“磁極形成部”，但可以通過將多個磁鐵組合來形成相當于一個“磁極形成部”的結(jié)構(gòu)。
[0087]上述實施方式的各磁鐵形成為矩形板狀，使與線圈對置配置的磁化面的背側(cè)成為安裝面。但是，各磁鐵的形狀、以及使各磁鐵保持于固定軛部或者可動軛部的保持構(gòu)造能夠適當?shù)刈兏２⑶?，作為磁鐵使用的材料也能夠適當?shù)刈兏?。并且，通過使軛部本身完成磁化，作為“磁路形成體”的固定軛部以及可動軛部能夠一體形成“磁極形成部”。
[0088]在上述實施方式中，各線圈的卷繞軸線方向以沿著操作平面的方式平置，但各線圈的配置能夠適當?shù)刈兏?。例如，各線圈可以以卷繞軸線方向沿著z軸的方式配置，或者也可以以卷繞軸線方向相對于操作平面傾斜的方式配置。
[0089]設(shè)置于上述實施方式的反作用力產(chǎn)生部的兩個促動器成為一方的磁鐵不與另一方的線圈對置，且分別獨立的結(jié)構(gòu)。反作用力產(chǎn)生部能夠具備三個以上這樣的結(jié)構(gòu)的促動器。例如，具備四個促動器的反作用力產(chǎn)生部中也可以將四個線圈配置為十字。在以上的結(jié)構(gòu)中，通過將多個促動器的磁回路連接，能夠進一步提高在各個促動器能夠產(chǎn)生的電磁力。
[0090]另外，作為第一促動器的電磁力的方向的“第一方向”也可以不是X軸方向，作為第二促動器的電磁力的方向的“第二方向”也可以不是y軸方向。這些“第一方向”以及“第二方向”只要相互交叉，則也可以是相對于X軸以及y軸傾斜的方向。
[0091]在上述實施方式的說明所使用的例如圖6以及圖7等中，各線圈的卷線僅示出一層，但實際的線圈的卷線的圈數(shù)能夠根據(jù)要求的電磁力的強度適當?shù)刈兏Ａ硗?，線圈的卷線也可以卷繞于形成為筒狀的線軸等。
[0092]在上述第一實施方式中，從一方的線圈的收納室延伸至另一方的線圈的收納室的形狀的“內(nèi)側(cè)磁軛部”由一個部件形成。但是，也可以通過將多個部件組合，形成“內(nèi)側(cè)磁軛部”。同樣，“外側(cè)磁軛部”的形狀以及結(jié)構(gòu)等也能夠適當?shù)刈兏?br>[0093]作為上述實施方式的變形例的顯示系統(tǒng)，替代導(dǎo)航裝置20，或者與導(dǎo)航裝置20共同具備圖2所示的平視顯示裝置120(參照)。平視顯示裝置120在駕駛座位的前方收納于車輛的儀表板內(nèi)，朝向擋風(fēng)玻璃內(nèi)所規(guī)定的投影區(qū)域122對圖像進行投影，由此進行該圖像的虛像顯示。坐在駕駛座位的操作者通過投影區(qū)域122，能夠視認規(guī)定的功能彼此相關(guān)聯(lián)的多個圖標、以及用于選擇任意的圖標的指針80等。指針80與顯示于顯示畫面22的情況同樣，通過朝操作旋鈕73的水平方向的操作輸入，能夠在投影區(qū)域122內(nèi)向與操作力的輸入方向?qū)?yīng)的方向移動。
[0094]在上述實施方式中，作為用于操作導(dǎo)航裝置等的遙控裝置，對在設(shè)置于中心控制臺的操作輸入裝置應(yīng)用了本發(fā)明的例子進行了說明。但是，本發(fā)明也能夠應(yīng)用在設(shè)置于中心控制臺的變速桿等的選檔器、以及設(shè)置于方向盤的轉(zhuǎn)向開關(guān)等。并且，儀表板、設(shè)置于車門等的扶手、以及設(shè)置于后座的附近等的各種車輛的功能操作設(shè)備中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。并且，不局限于車輛，各種輸送用機器以及各種信息終端等所使用的操作系統(tǒng)，全部均能夠采用應(yīng)用了本發(fā)明的操作輸入裝置。
【主權(quán)項】
1.一種輸入裝置，其中，具備: 輸入部(70)，其被輸入沿著操作平面(OP)的方向的操作力； 支承部(50 )，其對所述輸入部進行支承以使該輸入部能夠通過所述操作力的輸入而沿著所述操作平面移動； 第一促動器(39x、239x)，其具有形成磁極的第一磁極形成部(61、62、261、262)、以及供所述第一磁極形成部所產(chǎn)生的磁通通過的第一線圈(41、241)，使由朝所述第一線圈施加電流而產(chǎn)生的電磁力(EMF_x)作用于所述輸入部，作為朝沿著所述操作平面的第一方向的操作反作用力(RF_x)； 第二促動器(397、2397)，其具有形成磁極的第二磁極形成部(63、64、263、264)、以及供所述第二磁極形成部所產(chǎn)生的磁通通過的第二線圈(42、242)，使由朝所述第二線圈施加電流而產(chǎn)生的電磁力(EMF_y)作用于所述輸入部，作為朝沿著所述操作平面且與所述第一方向交叉的第二方向的操作反作用力(RF_y);以及 磁路形成體(66、266、366)，其形成磁回路(65、265、365)，該磁回路(65、265、365)引導(dǎo)所述第一磁極形成部所產(chǎn)生的磁通以使其通過所述第二線圈，并且引導(dǎo)所述第二磁極形成部所產(chǎn)生的磁通以使其通過所述第一線圈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中， 所述第一促動器具有位于相互離開的位置的至少兩個所述第一磁極形成部， 所述第二促動器具有位于相互離開的位置的至少兩個所述第二磁極形成部， 所述磁路形成體形成: 與各所述第一磁極形成部分別對置配置，并與對置的各所述第一磁極形成部共同從內(nèi)外的兩側(cè)夾持所述第一線圈的兩個第一對置面(52&、271&、272&、352&)、和 與各所述第二磁極形成部分別對置配置，并與對置的各所述第二磁極形成部共同從內(nèi)外的兩側(cè)夾持所述第二線圈的兩個第二對置面(53a、271b、272b、353a)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其中， 各所述第一磁極形成部使相同極性的磁極朝向所述第一線圈， 各所述第二磁極形成部使相同極性的磁極朝向所述第二線圈， 各所述第一磁極形成部中的朝向所述第一線圈的磁極、與各所述第二磁極形成部中的朝向所述第二線圈的磁極極性不同。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的輸入裝置，其中， 所述磁路形成體形成對各所述第一磁極形成部進行保持的兩個第一保持面(71a、72a、252&、25213、371&、372&)、以及對各所述第二磁極形成部進行保持的兩個第二保持面(7113、72b、253a、253b、371b、372b)。5.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項所述的輸入裝置，其中， 所述第一線圈以及所述第二線圈分別由卷線(49)形成，且配置成使各卷線的卷繞軸方向沿著所述操作平面， 各所述第一磁極形成部以及各所述第二磁極形成部分別沿著與所述操作平面實質(zhì)上正交的方向排列。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸入裝置，其中， 所述磁路形成體具有: 內(nèi)側(cè)磁軛部(51、251、351)，其從所述第一線圈的內(nèi)周空間(41a、24Ia)延伸至所述第二線圈的內(nèi)周空間(42a、242a);以及 一對外側(cè)磁軛部(71、72、271、272、371、372)，它們在與所述操作平面實質(zhì)上正交的方向上對分別收納所述內(nèi)側(cè)磁軛部的一部分的所述第一線圈以及所述第二線圈進行夾持并且一對外側(cè)磁軛部對置。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的輸入裝置，其中， 所述第一磁極形成部以及所述第二磁極形成部能夠與所述輸入部共同移動。8.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的輸入裝置，其中， 所述第一線圈以及所述第二線圈能夠與所述輸入部共同移動。
【文檔編號】G06F3/0354GK105849676SQ201480071013
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月3日
【發(fā)明人】畑中真二, 久次信輔
【申請人】株式會社電裝