输入装置的制作方法

本公开涉及一种例如使用于电气设备、车辆的操作等的输入装置，特别是涉及一种能够通过利用人手使旋钮旋转来操作电气设备、车辆等的输入装置。

背景技术

例如，专利文献1中记载有如下的变速操作装置：在具备手动地进行旋转操作的旋钮和检测该旋钮的旋转角的旋转编码器的输入装置中设置档位切换开关，能够通过操作该档位切换开关来进行多个换档模式选择。

专利文献1：日本特开2012-86828号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，在以往的旋转式变速操作装置中，只能进行预先确定好的变速档数例如“p、r、n、d”这四个变速档数的范围内的操作。另外，只能进行与旋钮的旋转方向、也就是说与右旋转或左旋转对应的加档、减档这两种操作，不能基于旋钮的旋转位置(角度)来判断当前选择的变速档数，难以进行直观的操作。

鉴于所述课题，本公开提供一种能够任意地调整旋钮的可旋转范围且能够使旋钮的旋转位置与当前选择的输入内容相对应的输入装置。

用于解决问题的方案

为了达成所述目的，本公开所涉及的输入装置具备：旋钮，通过人手对该旋钮进行旋转操作；旋转轴体，其与旋钮连接，与旋钮一起旋转；旋转控制单元，其能够许可或禁止旋钮的绕旋转轴体的旋转；检测器，其检测旋转轴体的旋转位置；存储部，其存储旋钮的旋转操作中的档位数；以及控制部，其与旋转控制单元及检测器电连接。在以由检测器检测出的旋转位置超过档位数的范围的方式进行旋转操作时，控制部对旋转控制单元进行控制，以使得禁止绕旋转轴体的旋转。

发明的效果

根据本公开，能够自由地调整旋钮的旋转范围，另外，能够根据旋钮的旋转位置来通知当前选择的输入内容。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的输入装置的立体图。

图2是将实施方式1所涉及的输入装置以分解的状态示出的立体图。

图3是与实施方式1所涉及的壳体一起示出输入装置的截面图。

图4是将实施方式1所涉及的输入装置的功能部与机构部一起示出的框图。

图5是表示实施方式1所涉及的输入装置安装于车辆的状态的俯视图。

图6是表示实施方式1所涉及的输入装置的处理流程的流程图。

图7是表示实施方式1所涉及的输入装置安装于其它种类的车辆的状态的俯视图。

图8是表示实施方式1所涉及的输入装置安装于其它种类的车辆的状态的俯视图。

图9是表示实施方式1所涉及的输入装置安装于其它种类的车辆的状态的俯视图。

图10是将实施方式2所涉及的输入装置的功能部与机构部一起示出的框图。

图11是表示实施方式2所涉及的可变显示部的变化的图。

图12是表示实施方式2所涉及的输入装置的处理流程的流程图。

具体实施方式

以下，适当参照附图来详细地说明本公开的实施方式。但是，除非必要，否则省略详细的说明。例如，有时省略已广泛知晓的事项的详细说明、对实际上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地多余，使本领域技术人员容易理解。

此外，发明人为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供附图及以下的说明，而非意图通过它们来限定权利要求书所记载的主题。

另外，附图是为了表示本公开而适当进行了强调、省略、比例调整的示意性的图，形状、位置关系、比例有时与实际情况不同。

(实施方式1)

图1是表示输入装置的立体图。

图2是以将输入装置以分解的状态示出的立体图。

图3是将输入装置与壳体一起示出的截面图。

如这些图所示，输入装置100是能够将与人手进行的旋转操作对应的信号输入到电气设备、车辆等其它装置的装置，具备旋钮101、旋转轴体102、旋转控制单元105以及检测器106来作为机构部，具备存储部210和控制部200来作为功能部。另外，在本实施方式的情况下，输入装置100具备操作力施加单元107、固定轴体109(参照图3)以及壳体170(参照图3)。

旋钮101是被人手抓着来进行旋转操作的部件。在本实施方式的情况下，旋钮101呈圆柱形状，直径与长度相等或者长度比直径短。另外，在旋钮101的外周面刻有滚花图案(未图示)，以防在进行旋转操作时手滑。

另外，在旋钮101的表面设置有表示选择位置的标记111(参照图5)，在与旋钮的旋转操作对应的位置处设置有显示部103。

此外，旋钮101的材质可选择金属、树脂等任意的材质。另外，旋钮101的外观形状不限于圆柱形状，也可采用星形等任意的形状。

另外，也可以是，显示部103不设置于输入装置100，而设置于安装有输入装置100的部件的表面。

旋转轴体102是与旋钮101连接且与被人手进行旋转操作的旋钮101一起旋转的棒状的构件。在本实施方式的情况下，旋转轴体102与旋钮101配置于同一轴上，将旋钮101以能够装卸的方式进行保持。另外，如图3所示，旋转轴体102形成为与立起设置于壳体170的固定轴体109嵌合于同一轴上的筒状，该旋转轴体102能够绕固定轴体109旋转。另外，在旋转轴体102的外周面上，沿周向均匀地设置有四处第一突起部121，该第一突起部121沿旋转轴体102的轴向延伸且向辐射方向突出。

此外，关于构成旋转轴体102的材料没有特别限定，但是在后述的旋转控制单元105、检测器106、操作力施加单元107使用磁力来发挥功能的情况下，优选非磁性材料。例如，旋转轴体102可以由树脂形成。

旋转控制单元105是能够许可或禁止旋钮101的绕旋转轴体102的旋转的装置。在本实施方式的情况下，旋转控制单元105是电磁制动器，如图2、图3所示，旋转控制单元105具备电枢151、电磁体152以及磁轭153。

电枢151是在旋转轴体102的外周面侧方固定于旋转轴体102的构件，是被称为衔铁的部件。

在本实施方式的情况下，电枢151为圆环状，在内周面且与设置于旋转轴体102的第一突起部121嵌合的位置处，沿周向均匀地设置有四处槽154。在旋转轴体102的周向上，槽154的宽度与第一突起部121的宽度相等，槽154与第一突起部121以几乎无余隙的状态嵌合。另外，槽154沿第一突起部121和旋转轴体102的轴向顺畅地滑动，即使在旋转轴体102沿轴向移动了的情况下，电枢151的相对位置也无变动。

另外，构成电枢151的材料是通过使电磁体152导通来固定且通过使电磁体152截止来解除固定的磁性材料。具体地说，作为构成电枢151的材料，能够例示铁。

此外，也可以是，在旋转轴体102上设置有向辐射方向凹陷且沿轴向延伸的槽的情况下，在电枢151设置相同的突起部。

电磁体152是由配置于旋转轴体102的外周面侧方的导线构成的线圈。电磁体152能够通过从外部提供电力来产生磁力，且能够通过切断电力的提供而变更为不产生磁力的状态。在本实施方式的情况下，电磁体152形成为卷绕于旋转轴体102的周围的圆环状，以收容在磁轭153内的状态配置。

磁轭153是如下构件：配置于旋转轴体102的外周面侧方，对基于电磁体152产生的磁通进行控制，通过磁力对电枢151进行强力吸引来与电枢151之间产生摩擦，由此能够禁止电枢151的绕旋转轴体102的旋转。另外，当来自电磁体152的磁通消失时，磁轭153吸引电枢151的力消失，磁轭153与电枢151之间的摩擦减少，由此许可电枢151的绕旋转轴体102的旋转。

关于磁轭153的形状没有特别限定，但是在本实施方式的情况下，其形状是能够收容电磁体152的环形碗状的形状。另外，构成磁轭153的材料是能够控制由电磁体152产生的磁通的磁性材料。具体地说，作为构成磁轭153的材料，能够例示铁。

检测器106是检测旋转轴体102的旋转状态的装置。在此，旋转状态例如是旋转轴体102的旋转位置、旋转角度等。在本实施方式的情况下，检测器106具备主齿轮160、第一齿轮161、第二齿轮162以及检测元件163，用于对旋转轴体102和旋钮101的旋转位置进行检测。

主齿轮160是以与旋转轴体102同轴的方式安装的正齿轮，是与旋转轴体102一起旋转的齿轮。

第一齿轮161及第二齿轮162是以与主齿轮160啮合的方式旋转的、直径互不相同的正齿轮。此外，在第一齿轮161和第二齿轮162分别安装有用于供检测元件163检测旋转的磁铁。

检测元件163是检测第一齿轮161和第二齿轮162的旋转的元件。在本实施方式的情况下，检测元件163具备对分别设置于第一齿轮161和第二齿轮162的磁铁的动作单独进行检测的磁阻元件。

在此，利用两个检测元件163分别检测与主齿轮160分别啮合且直径互不相同的第一齿轮161和第二齿轮162的旋转，检测器106不仅能够检测旋转轴体102的相对于主齿轮160的相对旋转状态，而且还能够检测绝对旋转状态、也就是说旋转轴体102的相对于壳体170的旋转位置。

此外，检测器106不限于上述说明，也可以是旋转编码器等任意的检测器。

操作力施加单元107是使旋钮101产生针对每个规定角度的操作感的装置。在本实施方式的情况下，操作力施加单元107是能够将旋钮101位于规定的旋转位置的信息设为操作感(力觉)经由旋转轴体102传递给人手的停顿装置。也可以是，操作力施加单元107例如能够将朝向缺口施力的销卡入缺口中的状态以及从缺口脱离的状态那样的感觉即停顿感(点击感)传递给使旋钮101旋转的人手。另外，也可以是，操作力施加单元107能够使用磁来产生停顿感觉，也就是说，能够通过控制磁状态来控制停顿感觉的变更、停顿感觉的消失等。

壳体170是固定于电气设备、车辆等其它设备且成为旋钮101的旋转、旋钮101的推拉位置的基准的部件。另外，壳体170将作为旋转控制单元105的一部分的磁轭153以固定状态保持，将操作力施加单元107的一部分以固定状态保持。另外，在壳体170安装有检测元件163，且以能够旋转的方式安装有第一齿轮161和第二齿轮162。

在本实施方式的情况下，壳体170中收容有除旋钮101和旋转轴体102的前端部以外的部分。

接着，说明输入装置100的功能部。

图4是将输入装置的功能部与机构部一起示出的框图。

存储部210是用于存储旋钮101的旋转操作中的档位数的处理部。在此，档位是指当通过操作力施加单元107成为旋钮101的旋转稳定了的停止状态时操作者所感受到的旋转位置。

例如图5所示，在安装输入装置100的车辆的变速档为5级的情况下，档位数是5。

具体地说，存储部210是用于存储在控制部200的处理中使用的临时数据等的ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)、rom(readonlymemory：只读存储器)或者硬盘等存储装置。

控制部200是与旋转控制单元105及检测器106电连接且基于来自检测器106的信息对旋转控制单元105进行控制的装置，是能够通过执行程序来实现各处理部的计算机。

在本实施方式的情况下，在以由检测器106检测出的旋转位置超过存储部210中存储的档位数的范围的方式进行旋转操作时，控制部200对旋转控制单元105进行控制，以使得禁止旋钮101的绕旋转轴体102的旋转。

接着，以输入装置100安装于车辆的情况为例来说明通过人手进行了操作时的输入装置100的动作。

图5是表示安装于车辆的输入装置的俯视图。

图6是表示输入装置的处理流程的流程图。

如该图所示，输入装置100安装于车辆，以变更车辆(未图示)的动作状态、特别是变速档。图5所示的p、r、n、d、l与预先对车辆确定好的变速器的变速档对应。在此，p是停车档(锁定了轮胎的状态)，r是倒车档(后退的状态)，n是空档(不锁定轮胎的状态)，d是驾驶档(通常行驶状态)，l是低速档(需要发动机制动等的状态)。

首先，作为初始设定，确认存储部210中是否登记有档位数(s11)，如果没有登记(s11：“否”)，则将档位数登记到存储部210(s13)。

通常，在使用输入装置100进行车辆驾驶的情况下，驾驶者使旋钮101旋转来选择驾驶状态。在旋钮101处刻印有表示选择位置的标记111。操作力施加单元107对旋转轴体102的转矩进行控制，以使得当标记111从表示p、r、n、d、l的各位置的位置向相邻的位置进行旋转移动时产生强的力觉。另外，检测器106将表示标记111处于p、r、n、d、l中的哪个位置的信息即角度信号发送到控制部200，控制部200求出当前的档位数(s15)。

然后，在标记111处于l的位置的情况下、也就是说当前的档位数为设定的档位数量“5”的情况下(s17：“是”)且存在向档位数增加方向的旋转输入的情况下(s19：“是”)，控制部200向旋转控制单元105输出制动开启的信号(s21)。

另一方面，在当前的档位数为设定的档位数“5”的情况下(s17：“是”)且不存在向档位数增加方向的旋转输入的情况下(s19：“否”)，控制部200向旋转控制单元105输出制动关闭的信号(s25)。

另外，在当前的档位数尚未成为设定的档位数量“5”的情况下(s17：“否”)且存在标记111从p的位置即初始位置向档位数减少方向的旋转输入的情况下(s23：“是”)，控制部200向旋转控制单元105输出制动开启的信号(s21)。另一方面，在不存在从初始位置向档位数减少方向的旋转输入的情况下(s23：“否”)，控制部200向旋转控制单元105输出制动关闭的信号(s25)。

通过以上，输入装置100能够只在设定的档位数的范围内旋转。

如图7、图8、图9所示，根据这种输入装置100，即使在变速档不同的车辆中安装输入装置100的情况下也是，只通过变更存储部210中存储的档位数就能够与车辆的变速档灵活地对应。

(实施方式2)

接着，说明输入装置100的其它实施方式。此外，有时对具有与上述实施方式1相同的作用、功能、相同的形状、机构、结构的部件(部分)附加相同的标记并省略说明。另外，以下以与实施方式1的不同点为中心进行说明，有时关于相同的内容省略说明。

图10是将本实施方式所涉及的输入装置的功能部与机构部一起示出的框图。

如该图所示，本实施方式所涉及的输入装置100还具备档位数设定部201和车辆控制部202。

档位数设定部201是与控制部200连接且向控制部200输出同由驾驶者等设定的档位数对应的档位数信号的装置。具体地说，档位数设定部201例如具备触摸板、开关等用户接口，输出与使用该用户接口输入的档位数对应的档位数信号。

车辆控制部202与控制部200连接。控制部200将由检测器106检测出的旋钮101的旋转位置转换为变速器中的对应的变速档后输出到车辆控制部202。车辆控制部202是用于将变速器设定成从控制部200接收到的变速档的处理部。另外，车辆控制部202从车辆获取车辆的行驶状态、特别是与车辆的车速有关的信息并输出到控制部200。

如图11所示，显示部103不仅具备固定的显示部103(p、r、n、d)，还具备能够变更显示内容的可变显示部，该可变显示部与控制部200电连接，被配置于与旋钮101的旋转操作对应的位置。在本实施方式的情况下，可变显示部具备第一可变显示部131至第四可变显示部134。

接着，以输入装置100安装于车辆的情况为例来说明本实施方式所涉及的输入装置100的动作。

图12是表示本实施方式所涉及的输入装置的处理流程的流程图。

如该图所示，在驾驶者等用户使用档位数设定部201来设定档位数(s51：“是”)且由车辆控制部202获取到的车辆的行驶状态是车速为0的情况下，控制部200根据从档位数设定部201输出的档位数信号来更新存储部210中存储的档位数，变更可变显示部的内容(s54)。例如图11的左上所示，在存储部210中存储的档位数是5且用户使用档位数设定部201将档位数设定为7的情况下，控制部200将存储部210中存储的档位数从5更新为7，如图11的右下所示，进行变更以使显示为第一可变显示部131为“3”、第二可变显示部132为“2”、第三可变显示部133为“l”。此外，第四可变显示部134维持空白。也就是说，设为删除了与使旋钮101的旋转操作禁止的位置对应的第四可变显示部134的显示的状态。

因而，与实施方式1同样地，在标记111为l的位置、即当前的档位数为存储部中存储的档位数7的情况下用户想要使旋钮101进一步向右旋转时，控制部200向旋转控制单元105输出制动开启的信号(s21)，对旋钮101的旋转施加制动。另外，在存在从标记111为p的位置即初始位置向档位数减少方向的旋转输入的情况下(s23：“是”)，控制部200向旋转控制单元105输出制动开启的信号(s21)。

根据实施方式2所涉及的输入装置100，能够实现用户能够任意地变更档位数且能够灵活地应对用户的要求的输入装置100。另外，与由用户设定的档位数对应地变更显示部103、特别是可变显示部的显示，因此用户能够明确地识别使旋钮101旋转禁止的区域。

此外，本公开不限于上述实施方式。例如，也可以将对在本说明书中记载的结构要素任意地进行组合或排除结构要素中的几个而实现的其它实施方式设为本公开的实施方式。另外，在不超出本公开的主旨、即权利要求书所记载的语句所表示的意思的范围内对上述实施方式实施本领域技术人员所能想到的各种变形而得到的变形例也包含于本公开。

例如，在上述实施方式中，设为输入装置100具备操作力施加单元107来进行说明，但是即使没有特别地具备该操作力施加单元107也可以。

另外，作为输入装置100的应用例，例示了变更车辆的变速档，但是也可以使用于车辆导航系统、汽车音响的输入。另外，也可以是，在这种情况下，只在车速为0时更新档位数。并且，还能够应用于用于操作电视机、空调等电气设备的输入装置100等任意的设备。

另外，例示了配置于旋转轴体102的外周面的侧方的电磁式旋转控制单元105，但是旋转控制单元105的形式、安装位置是任意的。

另外，也可以是，在车辆不处于驾驶模式等情况下，不使旋转控制单元、操作力施加单元发挥功能就能够使旋钮101自由地旋转。例如，由此能够调节空调等的风量，或调整音响的音量。

产业上的可利用性

本发明能够利用于车辆、电气设备等通过旋转操作来控制的装置等。

附图标记说明

100：输入装置；101：旋钮；102：旋转轴体；103：显示部；105：旋转控制单元；106：检测器；107：操作力施加单元；109：固定轴体；111：标记；121：第一突起部；131：第一可变显示部；132：第二可变显示部；133：第三可变显示部；134：第四可变显示部；151：电枢；152：电磁体；153：磁轭；154：槽；160：主齿轮；161：第一齿轮；162：第二齿轮；163：检测元件；170：壳体；200：控制部；201：档位数设定部；202：车辆控制部；210：存储部。