附加感式输入装置

申请号 CN200410044661.0 申请日 2004-05-19 公开(公告)号 CN1551041A 公开(公告)日 2004-12-01
申请人 阿尔卑斯电气株式会社; 发明人 柴崎健; 小林步;
摘要 一种附加 力 感式输入装置,旋钮(1)旋转至规定的旋转 角 α,当由旋转 编码器 (2)检测出规定的旋转角时,由 控制器 (6)控制电磁 制动 器(3),以阻止旋钮(1)的旋转。而且,在由 电磁制动器 (3) 锁 定旋钮(1)的状态下,给予旋钮(1)以操作力,当由应变片(5)检测出该操作力的旋转方向时,由控制器(6)判断操作力的旋转方向是否为增大旋钮(1)的旋转角的箭头A方向,当判断为不是箭头A方向(是箭头B方向)时,解除对旋钮(1)的锁定。由此提供具有能够阻止旋钮旋转的锁定装置并在解除旋钮的锁定时操作性优异的附加力感式输入装置。
权利要求

1.一种附加感式输入装置,设置有:
被旋转操作的旋钮,和
检测出所述旋钮的旋转及旋转方向、同时输出相当于所述旋转角及 旋转方向的旋转角信号的旋转角检测装置,和
能够给予所述旋钮以旋转力的旋转力附加装置,和
能够阻止所述旋钮旋转的定装置,以及
基于所述旋转角信号而进行所述锁定装置的驱动控制的控制器;其特 征在于:
还设置有操作方向检测装置,检测在由所述锁定装置阻止所述旋钮旋 转的状态下、给予旋钮的操作力的旋转方向,
所述控制器,判断在阻止所述旋钮旋转的状态下、给予旋钮的操作力 的旋转方向是否为规定的方向,并进行所述锁定装置的驱动控制,使得在 判定为是规定的方向时继续阻止旋钮的旋转,在判定为不是规定的方向时 解除对旋钮旋转的阻止。
2.根据权利要求1所述的附加力感式输入装置,其特征在于:所述 方向检测装置由应变片构成。
3.根据权利要求1所述的附加力感式输入装置,其特征在于:所述 旋钮及所述旋转角检测装置,在所述旋钮的旋转在被阻止的状态下、对所 述旋钮进行旋转操作时,通过挠曲的弹性部件而支撑
所述旋转角检测装置可兼作所述操作方向检测装置。
4.根据权利要求3所述的附加力感式输入装置,其特征在于:所述 弹性部件介于所述旋钮及所述旋转角检测装置与所述锁定装置之间。
5.根据权利要求3所述的附加力感式输入装置,其特征在于:所述 弹性部件介于所述锁定装置与安装有所述锁定装置的框体之间。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种输出操作电气设备、例如车载用电气设备的操作信号 的输入装置,通过给予旋钮对应于旋转的旋转,而由旋钮给予操作者 规定的力学感触(力感)的附加力感式输入装置。

背景技术

历来,在附加力感式输入装置中,设置有手动旋转操作的旋钮、检测 该旋钮的旋转角度的旋转编码器、给予旋钮旋转力的达、根据由所述旋 转编码器所检测出的旋转角度而控制马达并向作为旋钮的操作对象的其 他装置输出对应于所述旋钮旋转角度的操作信号的控制器
具有这样结构的附加力感式输入装置,是通过手动旋转旋钮的操作、 输出操作电气设备、例如车载用电气设备的操作信号的装置,以车载用空 调的量的调节及吹出口的切换、收音机音量及频道选择器的调节、音响 的音量或音质的调节等作为操作对象。而且,还可应用于安装在操纵方向 装置上的、进行车辆的转向并进行自轮胎的力反馈(force feedback)的所 谓转向线传系统(steer-by-wire system)。
在调节车载用空调的风量的时候,例如,在将旋钮向增加风量的方向 旋转时,可设定为由马达给予旋钮以与旋钮旋转方向相反的旋转力,并随 着增加风量的方向上旋钮旋转角的增大,将给予旋钮的与旋钮旋转方向相 反的旋转力也增大。就是说,操作者能够根据伴随着由旋钮所给予的抵抗 力的增大的抵抗感觉(力感),来把握将旋钮在增加风量方向上旋转的程 度。
而且,在附加力感式输入装置中,除了上述作为力感觉而得到抵抗感 触的装置之外,还有通过给予与旋钮旋转方向同方向上的旋转力作为力感 觉而得到加速感触的装置,或在旋钮的旋转角超出规定的旋转角时、通过 将给予旋钮的旋转力反转作为力感而得到咯嚓感觉的装置等。
[专利文献]
特开2003-50639号公报(段落号0001~0010,图5)
然而,在上述附加力感式输入装置中,希望在旋钮旋转到规定的旋转 时阻止旋钮进一步旋转、即,有设置将旋钮进行定的锁定装置的要求。 但是,在锁定旋钮的情况下,又有能否实现锁定解除等问题。例如,在与 附加力感式输入装置分开设置对锁定装置指示锁定的解除的指示装置的 情况下,把持旋钮的手暂时放开而操作指示装置,其后就有必须再一次把 持旋钮的繁杂的操作。
本发明是考虑到上述情况而提出,其目的在于提供一种设置有阻止旋 钮旋转的锁定装置、在解除旋钮锁定时的操作性优异的附加力感式输入装 置。

发明内容

为了达到上述目的,本发明的附加力感式输入装置,设置有:
被旋转操作的旋钮,和
检测出所述旋钮的旋转角及旋转方向、同时输出相当于所述旋转角及 旋转方向的旋转角信号的旋转角检测装置,和
能够给予所述旋钮以旋转力的旋转力附加装置,和
能够阻止所述旋钮旋转的锁定装置,以及
基于所述旋转角信号而进行所述锁定装置的驱动控制的控制器;其特 征在于:
还设置有操作方向检测装置,检测在由所述锁定装置阻止所述旋钮旋 转的状态下、给予旋钮的操作力的旋转方向,
所述控制器,判断在阻止所述旋钮旋转的状态下、给予旋钮的操作力 的旋转方向是否为规定的方向,并进行所述锁定装置的驱动控制,使得在 判定为是规定的方向时继续阻止旋钮的旋转,在判定为不是规定的方向时 解除对旋钮旋转的阻止。
在这样结构的本发明中,当操作者把持旋钮进行旋转操作时,由旋转 角检测装置检测出该旋钮的旋转,并向控制器输出相当于该旋转角的旋转 角信号。这时,控制器向旋转力附加装置输出与旋钮的旋转角相对应的控 制信号。由此,从旋转力附加装置给予旋钮相对应于旋转角的旋转力。即, 在本发明中,通过给予旋钮与旋转角相对应的旋转力,使旋钮给予操作者 规定的力学感触(力感)。
另外,当旋钮的旋转角到达规定的旋转角时,由旋转角检测装置检测 出规定的旋转角,并向控制器输出相当于该规定的旋转角的旋转角信号。 而且,从控制器向锁定装置输出阻止旋钮旋转的控制信号,阻止旋钮超出 规定角度的旋转。当在这样的阻止旋钮旋转的状态下、操作者给予旋钮要 使旋钮旋转的操作力时,由旋转方向检测装置检测出该操作力的旋转方 向,并向控制器输出相当于该旋转方向的旋转方向信号。而且,由控制器 能够判断操作力的旋转方向是否为规定的方向。这时,在判定为操作力的 旋转方向是规定的方向时,从控制器向锁定装置输出继续阻止旋钮旋转的 控制信号,并继续阻止旋钮旋转的状态。另外,在判定为操作力的旋转方 向不是规定的方向时,从控制器向锁定装置输出解除对旋钮的旋转阻止的 控制信号,旋钮成为能够向旋转角减少的方向旋转的状态,这时由操作者 给予旋钮的操作力使旋钮旋转。
即,根据本发明,在旋钮的旋转被阻止的状态,即在旋钮被锁定的状 态,通过给予旋钮的操作力能够解除对旋钮的锁定,所以能够实现解除旋 钮的锁定时操作性优异的附加力感式输入装置。
另外,本发明的特征还在于:所述方向检测装置由应变片构成。
另外,本发明的特征还在于:所述旋钮及所述旋转角检测装置,当在 所述旋钮的旋转被阻止的状态下对所述旋钮进行旋转操作时,通过挠曲的 弹性部件而支撑,所述旋转角检测装置可兼做所述操作方向检测装置。
而且,本发明的特征还在于:所述弹性部件介于所述旋钮及所述旋转 角检测装置与所述锁定装置之间。
而且,本发明的特征还在于:所述弹性部件介于所述锁定装置与安装 所述锁定装置的框体之间。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的构造部的基本结构的立体图。
图2是包含第一实施例中设置的控制器的电气系统的方框图
图3是表示继续进行钮的锁定时、和将锁定解除时第一实施例的动作 顺序的流程图
图4是表示第二实施例的构造部的基本结构的立体图。
图5是表示第三实施例的附加力感式输入装置结构的立体图。
图6是包含第三实施例的附加力感式输入装置控制部的电气系统的方 框图。
图7是表示第三实施例的操作旋钮的动作顺序的流程图。
图8是表示第四实施例的附加力感式输入装置结构的立体图。
图中:1-钮(旋钮),2-旋转编码器(旋转角检测装置),3-电磁 制动器(锁定装置),4-马达(旋转力附加装置),5-应变片(旋转方向 检测装置),6-控制器,7-驱动轴,10-操作杆(旋钮),21-操作旋钮, 22-旋转编码器,22a-编码板,22b-传感器部,23-电磁制动器(旋转 动作限制装置),24-电磁部,25-衔铁,26-驱动体部,27-驱动轴, 28-弹性部件,29-控制部,31-弹性部件,32-框体,33、34-连接板, 35-固定板

具体实施方式

下面对本发明的附加力感式输入装置的实施例加以说明。
(第一实施例)
首先,根据1~图3对第一实施例进行说明。
图1是表示本发明第一实施例的构造部的基本结构的立体图。图2是 包含第一实施例中设置的控制器的电气系统的方框图。图3是表示继续进 行钮的锁定时和将锁定解除时第一实施例的动作顺序的流程图。
第一实施例是输出用于操作电气设备、例如车载用电气设备的操作信 号的输入装置,以车载用空调的风量的调节及吹出口的切换、收音机音量 及频道选择器的调节、音响的音量及音质的调节等作为操作对象。这里, 以采用输出调节车载用空调的风量的操作信号的附加力感式输入装置为 例进行说明。
在图1中,1是由手动向箭头A及箭头B方向旋转操作的旋钮,例如 是操作者捏着进行旋转操作的钮。2是设置于旋钮1的旋转轴7、检测出 旋转轴7的旋转角、即旋钮1的旋转角并输出相当于该旋转角的旋转角信 号的旋转角检测装置,即旋转编码器2。该旋转编码器2,设置有在边缘 沿圆周方向配列的多个编码、例如狭长切口的编码板2a,和向着编码板 2a的狭长切口发光的发光部2b以及受光部2c,该受光部2c,接受通过该 狭长切口的光,输出相当于该狭长切口所表示的编码板2a的旋转角,即, 旋钮1的旋转角的旋转角信号。
而且,3是设置在驱动轴5的周围、能够阻止旋钮1旋转的装置,例 如是电磁制动器。4是给予旋钮1旋转力的旋转力附加装置,例如是其输 出轴直接连接于旋钮1的驱动轴7的马达。5是在由电磁制动器3阻止旋 钮1旋转的状态下检测给予旋钮1的操作力的旋转方向并输出相当于该旋 转方向的旋转方向信号的方向检测装置,例如是安装于驱动轴7的周围侧 面的应变片。
而且,在图2中,6是控制器,8是旋钮1的操作对象物,是改变空调 的风量的空调驱动部。
控制器6设置有输入部6a,运算部6b,记忆部6c以及输出部6d。
输入部6a是输入从旋转编码器2输出的旋转角信号以及从应变片5输 出的旋转方向信号的装置。运算部6b是根据向输入部6a输入的旋转角信 号来计算输出到空调驱动部8的操作信号的值与控制马达4的马达控制信 号的值(电压值)、同时根据向输入部6a输入的旋转角信号来计算控制电 磁制动器3的制动器控制信号的值的装置,输出部6d是根据运算部6b所 计算的结果而向空调驱动部8、马达4及电磁制动器3分别输出操作信号、 马达控制信号及制动器控制信号的装置。
并且,运算部6b判断旋钮1是否到达规定的旋转角α,在判定为到 达了规定的旋转角α时,由电磁制动器3决定阻止旋钮1旋转的要旨。
另外,在该运算部6b判定到达了规定的旋转角α后并给予旋钮1操 作力时,判断该操作力的旋转方向是否是增大旋钮1的旋转角的箭头A 方向,当判定为是箭头A方向时,决定继续进行旋钮1的锁定。另外, 当判定为不是箭头A方向时,决定解除对旋钮1的锁定。
而且,在记忆部6c中,预先记忆有:用于使控制器动作的控制程序、 由运算部6b进行操作信号值的运算所使用的第一函数、由运算部6b进行 马达控制信号值的运算所使用的第二函数以及为了决定上述旋钮1的锁 定的继续或解除的运算式。
所述第一函数,是表示对应于空调驱动部8的操作量的操作信号值的 函数,所述空调驱动部8的操作量,例如是随着旋钮1的箭头A方向的 旋转角的增大而增加风量的操作量。所述第二函数,是表示对应于马达4 驱动力的马达控制信号值的函数,所述马达4的驱动力,例如是随着旋钮 1的箭头A方向的旋转角的增大而使给予旋钮1与旋转方向相反的方向的 旋转力增大的驱动力。
具有这样结构的第一实施例的动作如下。
把被操作前的旋钮1的旋转角度设为基准角度0°。操作者捏着旋钮1 向箭头A方向旋转操作时,旋钮1从基准角度0°的旋转角由旋转编码器 2检测,向控制器6的输入部6a输入相当于该旋转角的旋转角信号。而 且,由运算部6b从旋钮1的旋转角与记忆部6c中预先记忆的第一函数而 计算出与旋钮1的旋转角相对应的操作信号的值。而且,由运算部6b所 计算出的值的操作信号,从输出部6d输出到空调驱动部8。由此,使空 调驱动部8动作,增加风量。
此时,在运算部6b中,运算操作信号的值,另一方面,也根据旋钮1 的旋转角和记忆部6c中所预先记忆的第二函数,进行对应于旋钮1的旋 转角的马达控制信号值的运算。而且,由运算部6b计算的值的马达控制 信号,从输出部6d输出到马达4中。由此,从马达4给予旋钮1与旋转 操作方向相反方向(箭头B方向)的旋转力,即,给予抵抗旋转的力, 该力随着旋钮1在箭头A方向上的旋转角的增大而增大对该旋转操作的 抵抗力。也就是说,操作者能够根据伴随着从旋钮1所给出的抵抗力增大 的抵抗感触(力感)而把握旋钮1向增加风量的箭头A方向旋转的程度。
另外,当旋钮1的旋转角达到规定的旋转角α时,由旋转编码器2检 测出规定的旋转角α,并向控制器6的输入部6a输入相当于该旋转角的 旋转角信号。而且,由运算部6b,基于记忆部6c中所预先记忆的运算式 决定阻止旋钮1旋转的要旨,将与该决定相对应的制动器控制信号从输出 部6d向电磁制动器3输出。由此,能够防止旋钮1超出规定角度的旋转。
另外,在这样的阻止了旋钮1的旋转的状态下,当由操作者给予旋钮 1操作力使旋钮1旋转时,进行如图3所示顺序的动作。
即,由应变片5检测出给予旋钮1的操作力的旋转方向,将相当于该 旋转方向的旋转方向信号输入到控制器6的输入部6a中(步骤S1)。而 且,由运算部6b,基于记忆部6c中所预先记忆的运算式来判断操作力的 旋转方向是否为增大旋钮1的旋转角的箭头A方向(步骤S2)。
此时,如果是判断为操作力的旋转方向是箭头A的方向(步骤S2中 “是”),则从输出部6d向电磁制动器3输出继续阻止旋钮1旋转的制动 器控制信号(步骤S3),继续阻止旋钮1旋转的状态。另外,如果是判断 为操作力的旋转方向不是增加旋钮1的旋转的方向(步骤S2中“否”), 即,判断为是减少旋钮1旋转角的箭头B的方向,则从输出部6d向电磁 制动器3输出解除阻止旋钮1的旋转的制动器控制信号(步骤S4),旋钮 1呈能够向箭头B方向旋转的状态,由该操作力使旋钮1向箭头B方向旋 转。
根据第一实施例,能够得到如下的效果。
在旋钮1的旋转被阻止的状态下,即,在旋钮1是被锁定的状态时, 通过向使旋钮1的旋转角减小的B方向给予操作力,能够解除旋钮1的 锁定,能够实现解除旋钮1的锁定时操作性优异的附加力感式输入装置。 由此,提高附加力感式输入装置的信赖性。
(第二实施例)
接着,使用图4对第二实施例加以说明。
图4是表示第二实施例的构造部的基本结构的立体图。而且,在图4 中,对于与上述图1中同等的部分,附加与图1相同的符号。
在第二实施例中,除了旋钮是由操作杆10所构成这一点与第一实施例 的结构不同,其余的结构都与第一实施例相同。
在这样结构的第二实施例中,与旋钮是旋钮1的情况同样地动作。即, 在操作者把持操作杆10向箭头A方向旋转操作时,由旋转编码器2检测 出操作杆10从基准角度0°的旋转角,从控制器6向空调驱动部8输出 与操作杆10的旋转角相对应值的操作信号,由此使空调驱动部8动作, 增加风量。
此时,由控制器6输出操作信号,另一方面,输出马达控制信号。由  此,由马达4给予操作杆10与旋转操作方向相反方向(箭头B方向)的 旋转力,即,抵抗旋转操作的力,随着操作杆10在箭头A方向上的旋转 角的增大,对该旋转操作的抵抗力增大。即,操作者能够伴随着由操作杆 10所给予的抵抗力增大的抵抗感触(力感),把握为了增加风量而将操作 杆10向箭头A方向倾斜的程度。
而且,在操作杆10的旋转角到达规定的旋转角α时,由电磁制动器 3将操作杆10锁定。
在操作杆10被锁定的状态下,若给予操作杆10在箭头B方向的操作 力,则能够使操作杆10的锁定解除,操作杆10能够在箭头B方向旋转。
即,根据第二实施例,在旋钮是由操作杆10所构成的附加力感式输入 装置中,能够实现解除操作杆10的锁定时操作性优异的装置,提高信赖 度。
而且,在第一、第二实施例中,列举的是得到抵抗感触作为力感的附 加力感式输入装置,但本发明并不限于此,也可以是通过给予与旋钮1(操 作杆10)旋转操作方向同方向上的旋转力而得到钮加速的感触作为力感 的附加力感式输入装置,或者也可以是在旋钮1(操作杆10)超出规定的 旋转角时给予操作部件反旋转的力、由此得到咯嚓声的感触作为力感的附 加力感式输入装置等。
另外,在第一、第二实施例中,旋转编码器2是将发光部2b发出的光、 通过编码板2a的狭长切口而由受光部2c受光,即,发光部2b与受光部 2c是分别设置,但本发明并不限于此。即,旋转编码器也可以设置有具 有光反射性编码的编码板以及发光部与受光部一体的受发光部,发光部所 发出的光,由编码板反射后由受光部接受。在这样结构的装置中,能够使 发光部与受光部的设置空间减小,还能够减少部件的数目。
另外,在第一、第二实施例中,如图1所示,将马达4的输出轴直接 连接于旋钮(旋钮1、操作杆10)的驱动轴7,但本发明并不限于此,也 可以在旋钮的驱动轴7与马达4的输出轴之间存在减速齿轮
另外,在第一、第二实施例中,设定为在旋钮(旋钮1、操作杆10) 被锁定的状态下、在对旋钮给予箭头B方向的操作力时解除锁定,但本 发明并不限于此,也可以设定为对钮给予箭头A方向的操作力时解除锁 定。
(第三实施例)
接着,使用图5~图7对第三实施例加以说明。
在图5中,操作旋钮21是操作者捏着进行操作的旋钮,该操作旋钮 21,可以由手动向箭头A方向及B方向进行旋转操作。旋转编码器22, 被设置于操作旋钮21的驱动轴27上,用于检测驱动轴27的旋转角、即 操作旋钮21的旋转角,并输出与该旋转角相当的旋转角信号的装置,该 旋转编码器22,具有编码板22a和传感器部22b;该编码板22a,固定于 驱动轴27上,并沿边缘的圆周方向配列有多个编码、例如配列有狭长切 口的编码;该传感器部22b,由向该编码板22a的狭长切口发光的发光部 以及接受通过狭长切口的光、输出其狭长切口所表示的该编码板22a的旋 转角、即相当于操作旋钮21的旋转角的旋转角信号的受光部所构成。而 且,该传感器部22b安装于以可旋转的方式轴支操作旋钮21的框体(未 图示)上。
电磁制动器23设置于驱动轴27的周围,构成给予操作旋钮21旋转力 的旋转力附加装置和用于阻止操作旋钮21旋转锁定装置兼用作两者的旋 转动作制约装置。该电磁制动器23,具有内装铁芯上绕有线圈并配置为 环状的电磁线圈(未图示)的电磁铁部24以及与该电磁铁部24的一端具 有间隙而对峙并通过圆板状的板簧来安装由铁板构成的衔铁25的驱动体 部26。
另外,该驱动体部26的另一端固定于驱动轴27上,以伴随着操作旋 钮21的旋转能够旋转而配置。而且,电磁铁部24,安装于装有旋转动作 制约装置的框体(未图示)上。
弹性部件28,由可挠性人造橡胶或硬质橡胶等具有柔性的材料构成, 介于操作旋钮21与电磁制动器23的驱动体部26之间并被形成为略圆柱 状,固定于驱动轴27的中间而与驱动轴27相连接。另外,该弹性部件 28,是固定于驱动轴27的编码器2的编码板2a与电磁制动器23的驱动 体部26之间的驱动轴27上部件。
该弹性部件28,在由电磁制动器23阻止操作旋钮21旋转的状态下, 在旋转操作操作旋钮21时,由弹性部件28的挠曲而检测出给予操作旋钮 21的操作力的旋转方向,并由旋转编码器22输出与该旋转方向相当的旋 转方向信号。
在这种情况下,作为弹性部件28的挠曲量,换算为操作旋钮21的旋 转角为约0.1度即可,通过由旋转编码器22检测出该0.1度的操作旋钮 21旋转角而输出相当于该旋转方向的旋转方向信号。
这样,由于弹性部件28由具有可挠性的材料的柔性人造橡胶或硬质橡 胶等所构成,所以结构简单,不使用复杂的结构就能够实现操作旋钮21 的锁定解除。
控制部29具有输入部29a、运算部29b、记忆部29c以及输出部29d。 输入部29a是输入由旋转编码器22输出的旋转角信号与旋转方向信号的 装置。运算部29b是根据输入部29a所输入的旋转角信号与旋转方向信号 而运算控制电磁制动器23的控制信号的值(电压值)的装置。输出部29d 是根据运算部29b所运算的结果而向电磁制动器23输出控制信号的装置。
而且,运算部29b判断操作旋钮21是否到达了规定的旋转角α,在 判断为到达了规定的旋转角α时,由电磁制动器23决定阻止操作旋钮 21旋转的要旨。
另外,该运算部29b,在判断为到达了规定的旋转角α后、给予操作 旋钮21操作力时,判断该操作力的旋转方向是否为增大操作旋钮21的旋 转角的箭头A方向,并在判定为是箭头A方向时,决定继续对操作旋钮 21的锁定。另外,在判定为操作力的旋转方向不是箭头A方向时,即, 判定为减小操作旋钮21的旋转角的箭头B方向时,决定解除对操作旋钮 21的锁定。
而且,在记忆部29c中,预先记忆有用于使控制部29动作的控制程序、 由运算部29b运算控制信号的值时所使用的函数以及决定继续或解除对 操作旋钮21的锁定的运算式。
所述函数,例如是表示与用于随操作旋钮21在箭头A方向的增大而 增大给予操作旋钮21与旋转方向相反方向的旋转力的电磁制动器23的驱 动力相对应控制信号的值的函数。
接着,对具有上述结构的附加力感式输入装置的动作加以说明。
首先,操作者将操作旋钮21从旋转角度为0度的状态向箭头A方向 旋转操作,这时由旋转编码器22检测出该旋角,并向控制部29的输入部 29a输入与该旋转角相当的旋转角信号。而且,由运算部29b根据操作旋 钮21的旋转角与记忆部29c中所预先记忆的函数来运算与操作旋钮21的 旋转角相对应的操作信号的值。而且,由输出部29d输出由运算部29b所 运算的值的操作信号。由此,例如可增加空调等的风量。
这时,在运算部29b中,也进行与操作旋钮21的旋转角相对应的电磁 制动器23的控制信号的值的运算。而且,由输出部29d向电磁制动器23 输出由运算部29b所计算出值的控制信号。由此,从电磁制动器23给予 操作旋钮21抵抗旋转操作的力,该抵抗旋转操作的力随着操作旋钮21在 箭头A方向的旋转角的增大而增大。即,操作者能够根据伴随由操作旋 钮21所给予的抵抗力的增大的抵抗感触(力感),把握使风量增大而将操 作旋钮21在箭头A方向的旋转程度。
另外,在操作旋钮21到达了规定的旋转角α时,由旋转编码器22检 测出规定的旋转角α,并向控制部29的输入部29a输入与该规定的旋转 角α相当的旋转角信号。而且,由运算部29b基于记忆部29c中预先记 忆的运算式决定阻止操作旋钮21旋转的要旨,并由输出部29d向电磁制 动器23输出对于该决定的制动控制信号。由此,能够阻止操作旋钮21超 出规定的旋转角α的旋转。
另外,在这样的阻止操作旋钮21旋转的状态下,当操作者对操作旋钮 21施加操作力欲使操作旋钮21旋转时,进行如图7所示步骤的动作。
即,在操作旋钮21的旋转被阻止的状态(壁感触状态)下,施加于操 作旋钮21的操作力的旋转方向,由根据弹性部件28挠曲的旋转编码器 22所检测,并向控制部29的输入部29a输入与该旋转方向相当的旋转方 向信号(步骤S1)。接着,由运算部29b基于记忆部29c中预先记忆的运 算式来判断操作力的旋转方向是否为增大操作旋钮21的旋转角的箭头A 方向(壁感触方向)(步骤S2)。
这时,在判断为操作力的旋转方向是箭头A方向(壁感触方向)时(步 骤S2中“是”),从输出部29d向电磁制动器23输出继续阻止操作旋钮 21旋转的制动控制信号(步骤S3),并继续阻止操作旋钮21的旋转的状 态。另外,在判断为操作力的旋转方向不是操作旋钮21的旋转增加的方 向时(步骤S2中“否”),即,判断为使操作旋钮21的旋转减少的箭头B 方向(壁感触的解除方向)时,从输出部29d向电磁制动器23输出解除 阻止操作旋钮21旋转的制动控制信号(步骤S4),操作旋钮21成为能够 向箭头B方向旋转的状态,由该操作力使操作旋钮21向箭头B方向旋转。
根据上述本发明的实施例,在由电磁制动器23阻止操作旋钮21的旋 转的状态(壁感触状态)下、旋转操作旋钮21时,由弹性部件28的挠曲 检测出给予操作旋钮21的操作力的旋转方向,并由旋转编码器22输出相 当于该旋转方向的旋转方向信号,所以在旋转方向是使操作旋钮21的旋 转角增大方向的情况下,继续阻止操作旋钮21的旋转,在减少操作旋钮 21的旋转角方向的情况下,操作旋钮21成为能够旋转的状态,因此,即 使是在阻止操作旋钮21旋转的状态下、就是说即使是在阻止操作旋钮21 旋转的锁定感触(壁感触)状态时,仅给予操作旋钮21很小的操作力, 就能够容易地进行操作旋钮21的锁定的解除,所以能够提供操作性优异 的附加力感式输入装置。
另外,由于弹性部件28是存在于操作旋钮21与电磁制动器23之间, 所以能够以简单的结构,可靠地实现操作旋钮21的锁定解除。
另外,由于作为旋转动作制约装置,是通过使用电磁制动器23而得到 电磁铁部24与衔铁25的强力的吸附力,所以能够可靠地阻止操作旋钮 21的旋转。
(第四实施例)
图8表示本发明的附加力感式输入装置的另一实施例。
而且,对于与上述图5中所示的实施例中相同的部件都附加同样的符 号,其说明予以省略。
在这种情况下,与图5中所示的实施例的不同点在于弹性部件28的形 状及其安装结构的一部分。即,在图8所示的实施例中,弹性部件31是 由可挠性人造橡胶或硬质橡胶等具有柔性的材料形成,在这一点上是同样 的结构,但该弹性部件31被形成为平板状,而且不是固定于驱动轴27上, 是相对面的一对介于电磁制动器23的电磁铁部24与框体32之间的部件。 而且,操作旋钮21与电磁制动器23的驱动体部26直接连接于驱动轴27。
而且,在本实施例中,弹性部件31是由电磁铁部24与框体32之间的 连接板33、34所固定安装的。另外,旋转编码器22的传感器部22b,固 定于延长设置于框体32上的固定板35上。
即使在这种情况下,弹性部件31也在由电磁制动器23阻止操作旋钮 21的旋转的状态(壁感触状态)下,在旋转操作操作旋钮21时,由弹性 部件31的挠曲而检测出给予操作旋钮21的操作力的旋转方向,并由旋转 编码器22输出与该旋转方向相当的旋转方向信号。而且,在这种情况下, 弹性部件31,是相对面的一对弹性部件31相互向板厚方向扭转而挠曲。
根据上述实施例的结构,由于弹性部件31是介于电磁制动器23与安 装电磁制动器23的框体32之间,所以能够将旋转编码器22的安装位置 在操作旋钮21一侧以外自由地设定,能够达到节省空间的目的。
并且,在上述本发明的实施例中,虽然列举的是得到抵抗感触作为力 感的附加力感式输入装置,但本发明并不限于此,也可以是得到加速感触、 咯嚓声感触作为力感的附加力感式输入装置等。
另外,虽然旋转编码器22是检测通过狭长切口的光的透过,但也可以 使用具有反射光编码的编码板。
另外,虽然作为旋转动作制约装置(旋转力附加装置兼锁定装置)列 举的是电磁制动器,但本发明并不限于此,也可以使用电磁离合器
另外,虽然设定为在操作旋钮21被锁定的状态下、给予操作旋钮21 箭头B方向的操作力时解除锁定,但本发明并不限于此,也可以设定在 给予操作旋钮21箭头A方向的操作力时解除锁定。
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