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WO2018079148A1 - 多方向入力装置 - Google Patents

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Publication number
WO2018079148A1
WO2018079148A1 PCT/JP2017/034159 JP2017034159W WO2018079148A1 WO 2018079148 A1 WO2018079148 A1 WO 2018079148A1 JP 2017034159 W JP2017034159 W JP 2017034159W WO 2018079148 A1 WO2018079148 A1 WO 2018079148A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
input device
support
rotating body
multidirectional input
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/034159
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石川　新治
前田　卓矢
Original Assignee
アルプス電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプス電気株式会社 filed Critical アルプス電気株式会社
Priority to JP2018547202A priority Critical patent/JP6754441B2/ja
Priority to EP17865025.5A priority patent/EP3533651B1/en
Publication of WO2018079148A1 publication Critical patent/WO2018079148A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K20/00—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • B60K20/02—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles of initiating means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G25/00—Other details or appurtenances of control mechanisms, e.g. supporting intermediate members elastically
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick

Definitions

  • the present invention relates to a multidirectional input device, and more particularly to a multidirectional input device that switches a transmission of a vehicle.
  • a multi-directional input device that switches a transmission of a vehicle by switching a shift position of an operation lever is known.
  • the multi-directional input device is provided with a mechanism for generating an operation feeling so that the operator can feel the change of the shift position.
  • the multi-directional input device described in Patent Document 1 includes a spherical sliding spherical surface that rotates at a fixed position, an operation lever that is fixed to the sliding spherical surface, a pin that moves together with the operating lever at a position away from the sliding spherical surface, And a cam surface located on the movement path of the pin.
  • the pin moves along the cam surface, so that a feeling of operation can be obtained.
  • the multi-directional input device of Patent Document 1 has a disadvantage that the overall size is increased because the pin is provided at a position away from the sliding spherical surface. Further, since the pin is far from the center of rotation, there is a disadvantage that the size of the cam surface is large and the overall size is also large.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a multidirectional input device capable of giving an operator a feeling of operation while reducing the size of the apparatus.
  • the present invention rotates by supporting a sliding surface that constitutes at least a part of the phantom spherical surface, a rotating body that includes a storage portion that is recessed from the outside to the inside of the phantom spherical surface, and a sliding surface that is slidable.
  • a support body that rotatably supports the body, an actuator that is at least partially housed in the housing section, a cam section that contacts the actuator, and an actuator that biases the actuator toward the cam section between the rotating body and the actuator.
  • a multidirectional input device including an elastic member and an operation lever that rotates together with a rotating body and can be shifted to a plurality of shift positions.
  • the actuator is at least partially housed in the housing portion of the rotating body, the distance from the rotating body to the cam portion is shortened compared to when the actuator is located away from the rotating body. Therefore, it is possible to give an operator a feeling of operation while reducing the size of the apparatus.
  • the elastic member is at least partially housed in the housing portion.
  • the actuator and the elastic member are at least partially housed in the housing portion of the rotating body, compared to a case where at least one of the actuator and the elastic member is located away from the rotating body, The distance from the rotating body to the cam portion can be shortened, and an operational feeling can be given to the operator while reducing the size as compared with the prior art.
  • the cam portion and the support are integrally formed.
  • the cam portion and the support are integrally formed, the size can be reduced and the number of parts can be reduced as compared with the case where different members are combined.
  • the storage unit includes an inner wall that slidably supports the actuator, and the actuator moves along the inner wall.
  • the storage unit includes the inner wall that slidably supports the actuator, and the actuator moves along the inner wall, so that the size can be reduced as compared with the case where a separate part for guiding the actuator is provided. Can be achieved.
  • the multidirectional input device of the present invention further includes a support shaft extending from the inside of the housing portion to the outside of the rotating body, the actuator has a through hole, and at least a part of the support shaft is slid into the through hole. Located in a movable manner, the actuator moves along a support axis.
  • At least a part of the support shaft extending from the storage portion to the outside of the rotating body is slidably positioned in the through hole of the actuator, and the actuator moves along the support shaft.
  • the rattling of the actuator can be prevented and the operational feeling can be enhanced.
  • the multidirectional input device of the present invention further includes a position detection unit that detects the shift position based on the position of the support shaft.
  • the size can be reduced as compared with the case where another component that detects the shift position is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of a multidirectional input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the multidirectional input device shown in FIG. 1 with a housing omitted.
  • FIG. 2 is a perspective view of the multidirectional input device shown in FIG. 1 in which a housing and an operation cover are omitted.
  • FIG. 2 is a rear view of the multidirectional input device shown in FIG. 1 in which a housing and an operation cover are omitted.
  • FIG. 2 is a side view of the multidirectional input device shown in FIG. 1 in which a housing and an operation cover are omitted.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the multidirectional input device shown in FIG. 1 from which the housing and the operation cover are omitted, as viewed from the z1 side.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the multidirectional input device shown in FIG. 1 from which a housing and an operation cover are omitted, as viewed from the z2 side.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the multidirectional input device taken along a line 8-8 in FIG. 4. It is the perspective view of the 2nd support body shown in FIG. 6 seen from x1 side. It is the perspective view of the 2nd support body shown in FIG. 6 seen from x2 side. It is sectional drawing of the multidirectional input device in the cross section which passes along the 11-11 line
  • FIG. 1 is a perspective view of a multidirectional input device 100 of the present embodiment.
  • Multidirectional input device 100 includes a housing 110 that is fixed to a vehicle and accommodates some of the components of multidirectional input device 100, and operation lever 120 that is movable relative to housing 110. Most of the operation lever 120 is located outside the housing 110.
  • the operation lever 120 includes an operation cover 128 that can be gripped by the driver of the vehicle.
  • the operation lever 120 can be tilted to a plurality of shift positions with respect to the housing 110 by being manually operated by the driver of the vehicle.
  • the multidirectional input device 100 switches the transmission of the vehicle by sending an electric signal corresponding to the shift position of the operation lever 120 to the control device of the vehicle.
  • the x direction, the y direction, and the z direction orthogonal to each other are defined.
  • the x direction is expressed without distinguishing the x1 direction and the x2 direction that are opposite to each other.
  • the y direction represents the y1 direction and the y2 direction that are opposite to each other without distinction.
  • the z direction represents the z1 direction and the z2 direction that are opposite to each other without distinction.
  • the z1 direction may be referred to as an upward direction
  • the z2 direction may be referred to as a downward direction.
  • FIG. 2 is a perspective view of the multidirectional input device 100 from which the casing 110 (FIG. 1) is omitted.
  • the multidirectional input device 100 further includes a support 130 and a position detection unit 140.
  • Most of the support 130 is located in the housing 110 (FIG. 1) and is fixed to the housing 110 (FIG. 1).
  • the position detection unit 140 is entirely located inside the housing 110 (FIG. 1), and is partially fixed to the housing 110 (FIG. 1) outside the support 130, and detects the shift position of the operation lever 120. To do.
  • FIG. 3 is a perspective view of the multidirectional input device 100 in which the casing 110 and the operation cover 128 shown in FIG. 1 are omitted.
  • FIG. 4 is a rear view of the multidirectional input device 100 in which the casing 110 and the operation cover 128 shown in FIG. 1 are omitted.
  • FIG. 5 is a side view of the multidirectional input device 100 in which the casing 110 and the operation cover 128 shown in FIG. 1 are omitted.
  • 6 and 7 are exploded perspective views of the multidirectional input device 100 in which the casing 110 and the operation cover 128 shown in FIG. 1 are omitted.
  • FIG. 6 is a view from the z1 side.
  • FIG. 7 is a view from the z2 side.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the cross section parallel to the zx plane passing through line 8-8 in FIG. 4 as viewed from the y2 side in the y1 direction.
  • an internal space 133 is provided in the support body 130.
  • the multidirectional input device 100 further includes a rotating body 150, an actuator 160, a first elastic member 171, a second elastic member 172, and a support shaft 180 as shown in FIG.
  • each component will be described in detail.
  • the support 130 includes a first support 131 on the z1 side and a second support 132 on the z2 side.
  • the first support 131 and the second support 132 are fixed to each other with screws (not shown).
  • the first support 131 is provided with a first upper opening 131-1 on the z1 side.
  • the first upper opening 131-1 is provided at the end of the internal space 133 on the z1 side, and opens the internal space 133 in the z1 direction.
  • the first upper opening 131-1 is a disk-like space that is short in the z direction and extends in a direction substantially orthogonal to the z direction.
  • the first support 131 is provided with a first lower opening 131-2 on the z2 side.
  • the first lower opening 131-2 is provided in the middle of the internal space 133 in the z direction and faces the second support 132.
  • the first lower opening 131-2 has a size that allows a part of the rotating body 150 to be accommodated in the internal space 133 in the first support 131 from the z2 side.
  • the first support 131 has a first sliding support surface 131 facing the internal space 133 between the first upper opening 131-1 and the first lower opening 131-2 in the z direction. -3.
  • the first sliding support surface 131-3 is a part of an annular surface obtained by cutting the z1 side half of one phantom spherical surface with two surfaces parallel to the xy plane. In the direction orthogonal to the z direction, the size of the end edge on the z2 side of the first sliding support surface 131-3 is substantially the same as the size of the first lower opening 131-2.
  • the space between the first upper opening 131-1 and the first sliding support surface 131-3 is wider than the first upper opening 131-1 in the direction orthogonal to the z direction, and The first sliding support surface 131-3 is narrower than the end portion on the z1 side.
  • FIG. 9 is a perspective view of the second support 132 viewed from the x1 side.
  • FIG. 10 is a perspective view of the second support 132 viewed from the x2 side.
  • the second support 132 is provided with a second upper opening 132-1 on the z1 side.
  • the second upper opening 132-1 is provided in the middle of the internal space 133 in the z direction and faces the first support 131.
  • the second upper opening 132-1 has a size that allows a part of the rotating body 150 to be accommodated in the internal space 133 in the second support body 132 from the z1 side.
  • the first lower opening 131-2 and the second upper opening 132-1 have substantially the same size and are in close contact with each other in the z direction.
  • the second support 132 is provided with a second lower opening 132-2 on the z2 side.
  • the second lower opening 132-2 When viewed from the z direction, the second lower opening 132-2 has a substantially T-shape extending in three directions including the y1, y2, and x2 directions.
  • the second lower opening 132-2 is provided at the z2 side end of the internal space 133 and opens the internal space 133 in the z2 direction.
  • the second support 132 has a second sliding support surface 132 facing the internal space 133 between the second upper opening 132-1 and the second lower opening 132-2 in the z direction. -3.
  • the second sliding support surface 132-3 is a part of an annular surface obtained by cutting one z2 side half of one phantom spherical surface with two surfaces parallel to the xy plane. In the direction orthogonal to the z direction, the size of the edge on the z1 side of the second sliding support surface 132-3 is substantially the same as the size of the second upper opening 132-1.
  • the diameter of the virtual spherical surface that defines the second sliding support surface 132-3 is larger than the diameter of the virtual spherical surface that defines the first sliding support surface 131-3.
  • the center position of the virtual spherical surface that defines the second sliding support surface 132-3 is substantially the same as the center position of the virtual spherical surface that defines the first sliding support surface 131-3.
  • the second support 132 has a cam portion 132-4 facing the internal space 133 between the second sliding support surface 132-3 and the second lower opening 132-2 in the z direction. It has.
  • the cam portion 132-4 is concave and convex toward the internal space 133, and the spread in the direction orthogonal to the z direction differs depending on the position in the z direction.
  • the cam portion 132-4 and the support 130 are integrally formed.
  • the unevenness of the cam portion 132-4 is formed on the inner surface on the y1 side, the inner surface on the y2 side, and the inner surface on the x2 side of the second support 132.
  • the unevenness of the cam portion 132-4 is not provided on the inner surface of the second support 132 on the x1 side.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the cross section parallel to the yz plane passing through the line 11-11 in FIG. 5 as viewed in the x2 direction from the x1 side.
  • the second support 132 in the vicinity of the second upper opening 132-1, has a first groove 132-5 that is recessed in the y1 direction from the edge on the y1 side of the second upper opening 132-1; A second groove 132-6 recessed in the y2 direction from the edge on the y2 side of the second upper opening 132-1.
  • the first groove 132-5 and the second groove 132-6 are open in the z1 direction in the second support body 132 alone, but in a state combined with the first support body 131, It is blocked by the first support 131.
  • FIG. 12 is a perspective view of the rotating body 150 and an operation shaft 121 to be described later, viewed from the z1 side.
  • FIG. 13 is a perspective view of the rotating body 150, an operation shaft 121 described later, and a support shaft 180 described later, as viewed from the z2 side.
  • the rotating body 150 includes a first sphere part 151, a second sphere part 152, a connection part 153, a first protrusion 154, and a second protrusion 155.
  • the first sphere portion 151 includes a first upper surface 151-1 on the z1 side substantially parallel to the xy plane, a first lower surface 151-2 on the z2 side substantially parallel to the xy plane, Sliding surface 151-3.
  • the first sliding surface 151-3 is a part of a surface obtained by cutting one z-side half of one phantom spherical surface with a first upper surface 151-1 and a first lower surface 151-2.
  • the first spherical portion 151 includes a substantially cylindrical shaft hole 151-4 that is recessed in the z2 direction from the center of the substantially circular first upper surface 151-1.
  • the second sphere portion 152 includes a second upper surface 152-1 on the z1 side substantially parallel to the xy plane, a second lower surface 152-2 on the z2 side substantially parallel to the xy plane, And a sliding surface 152-3.
  • the second sliding surface 152-3 is a part of a surface obtained by cutting the z2 side half of one virtual spherical surface with the second upper surface 152-1 and the second lower surface 152-2.
  • the second spherical portion 152 includes a substantially cylindrical storage portion 152-4 that is recessed in the z1 direction from the center of the substantially circular second lower surface 152-2.
  • the storage portion 152-4 is recessed from the outside to the inside of the phantom spherical surface that defines the second sliding surface 152-3.
  • the storage portion 152-4 has a cylindrical inner wall 152-5 having a central axis parallel to the z direction.
  • the first sliding surface 151-3 and the second sliding surface 152-3 constitute at least a part of different virtual spherical surfaces.
  • the diameter of the virtual spherical surface that defines the first sliding surface 151-3 is substantially the same as the diameter of the virtual spherical surface that defines the first sliding support surface 131-3, but is slightly smaller.
  • the diameter of the virtual spherical surface that defines the second sliding surface 152-3 is substantially the same as the diameter of the virtual spherical surface that defines the second sliding support surface 132-3, but is slightly smaller.
  • the center position of the virtual spherical surface that defines the first sliding surface 151-3, the center position of the virtual spherical surface that defines the first sliding support surface 131-3, and the virtual spherical surface that defines the second sliding surface 152-3 And the center position of the phantom spherical surface defining the second sliding support surface 132-3 are substantially the same.
  • the first sliding surface 151-3 slides along the first sliding support surface 131-3.
  • the second sliding surface 152-3 slides along the second sliding support surface 132-3. That is, the support 130 supports the rotating body 150 so as to be rotatable around one center by supporting the first sliding surface 151-3 and the second sliding surface 152-3 in a slidable manner. .
  • the central axis of the cylinder that defines the shaft hole 151-4 and the central axis of the cylinder that defines the storage portion 152-4 are coincident, are substantially parallel to the z direction, and pass through the center of rotation of the rotating body 150. .
  • connection part 153 connects between the first sphere part 151 and the second sphere part 152 in the z direction.
  • the second sphere part 152 is located on the z2 side of the first sphere part 151.
  • the first protrusion 154 protrudes in the y1 direction from the y1 side of the first sphere 151, and has a substantially cylindrical shape having a central axis parallel to the y direction.
  • the second protrusion 155 protrudes in the y2 direction from the y2 side of the first sphere 151, and has a substantially cylindrical shape having a central axis parallel to the y direction.
  • the first protrusion 154 is located in the first groove 132-5.
  • the second protrusion 155 is located in the second groove 132-6.
  • the movement of the first protrusion 154 is limited between the first groove 132-5 and the first support 131, and the second protrusion 155 Is restricted between the second groove 132-6 and the second support member 132, so that the amount of rotation of the rotator 150 is restricted.
  • the first protrusion 154 cannot substantially move in the x direction within the first groove 132-5
  • the second protrusion 155 cannot substantially move in the x direction within the second groove 132-6.
  • the rotator 150 rotates around a rotation axis parallel to the y direction, the rotator 150 rotates around the first protrusion 154 and the second protrusion 155.
  • the support shaft 180 extends to the outside of the rotating body 150 from the z1 side end in the housing portion 152-4 of the rotating body 150 in the z2 direction.
  • the support shaft 180 includes a z1 side cylindrical portion 181 having a central axis along the z direction and a z2 side rectangular column portion 182 having a central axis along the z direction.
  • the central axes of the cylindrical portion 181 and the quadrangular prism portion 182 pass through the center of rotation of the rotating body 150.
  • the cylindrical portion 181 extends from the inside of the storage portion 152-4 to the vicinity of the second lower opening 132-2 of the second support body 132 in the internal space 133.
  • the diameter of the cylindrical portion 181 is smaller than the diameter of the inner wall 152-5 of the storage portion 152-4.
  • the quadrangular column part 182 extends from the z2 side end of the cylindrical part 181 to the outside of the second support 132 through the second lower opening 132-2.
  • the actuator 160 includes a substantially cylindrical cylindrical portion 161 having a central axis in the z direction, and an annular contact portion protruding in a direction orthogonal to the z direction from the z2 side end portion of the cylindrical portion 161. 162.
  • the actuator 160 has a through-hole 163 that penetrates the cylindrical portion 161 and the contact portion 162 in the z direction.
  • the through-hole 163 has a substantially cylindrical shape having an axis in the z direction, and the diameter changes in three stages according to the position in the z direction. The diameter near the z1 side end is larger than the diameter near the z2 side end.
  • the diameter of the outer surface of the cylindrical portion 161 is substantially the same as the diameter of the inner wall 152-5 of the storage portion 152-4, but is slightly smaller.
  • a part of the cylindrical portion 161 on the z1 side is located in the storage portion 152-4.
  • the storage unit 152-4 slidably supports the actuator 160 that is at least partially stored in the storage unit 152-4. In the state shown in FIG. 8, the actuator 160 moves only in the z direction along the inner wall 152-5.
  • At least a part of the support shaft 180 is slidably positioned in the through hole 163.
  • the cylindrical portion 181 of the support shaft 180 is located in the through hole 163.
  • the diameter near the z2 side end of the through hole 163 is substantially equal to the diameter of the cylindrical portion 181 but is slightly larger. Therefore, the actuator 160 slides with respect to the cylindrical portion 181 in a region in the vicinity of the contact portion 162 in the through hole 163, and moves only in the z direction along the cylindrical portion 181.
  • the second elastic member 172 is at least partially stored in the storage portion 152-4.
  • the second elastic member 172 is a coil spring fitted around the cylindrical portion 181.
  • the z1 side end portion of the second elastic member 172 is supported by the z1 side end portion of the storage portion 152-4.
  • the z2 side end of the second elastic member 172 is located in the gap between the cylindrical portion 161 and the columnar portion 181.
  • a gap between the cylindrical portion 161 and the column portion 181 extends partway along the contact portion 162.
  • the second elastic member 172 biases the actuator 160 in the z2 direction between the rotating body 150 and the actuator 160.
  • the contact portion 162 is located between the storage portion 152-4 of the rotating body 150 and the second lower opening 132-2 of the second support body 132 in the z direction. A part of the contact portion 162 is in contact with the cam portion 132-4. The contact portion 162 is urged along the support shaft 180 by the second elastic member 172, and as a result, is urged toward the cam portion 132-4. The contact portion 162 moves along the unevenness of the cam portion 132-4.
  • the operation lever 120 shown in FIG. 8 rotates with the rotating body 150 and can be shifted to a plurality of shift positions.
  • the operation lever 120 includes an operation shaft 121, a stopper 122, a nut 123, a lock lower part 124, a lock relay part 125, a lock upper part 126, a button 127, and an operation cover 128.
  • the operation shaft 121 extends in the z1 direction from the end on the z2 side in the shaft hole 151-4 of the rotating body 150 to the outside of the support 130.
  • the operation shaft 121 has a substantially cylindrical shape having a central axis substantially parallel to the z direction.
  • the central axis of the operation shaft 121 passes through the center of rotation of the rotating body 150.
  • the operation shaft 121 has two locking grooves 121-1 in the vicinity of the end on the z1 side.
  • the two locking grooves 121-1 each extend in the z2 direction from the z1 side end of the operation shaft 121 along the outer peripheral curved surface of the operation shaft 121.
  • the stopper 122 shown in FIG. 7 is an annular member and is provided with two protrusions facing inward. As shown in FIG. 11, each of the two protrusions of the stopper 122 has a different locking groove 121-1. It is inset. The stopper 122 does not move in the z2 direction more than the two locking grooves 121-1.
  • the operating shaft 121 is provided with a thread 121-2 near the end on the z1 side.
  • the length in the z direction of the region where the screw thread 121-2 is provided is shorter than the two locking grooves 121-1.
  • a nut 123 is fitted around the screw thread 121-2.
  • an operation cover 128 shown in FIG. 2 is fixed between the stopper 122 and the nut 123. That is, the operation cover 128 moves integrally with the operation shaft 121.
  • the lock lower part 124 is disposed between the stopper 122 and the rotating body 150.
  • the lock lower part 124 includes a lock cylindrical part 124-1 and a lock body 124-2. Both the lock cylindrical portion 124-1 and the lock main body 124-2 have a substantially cylindrical shape having a central axis parallel to the z direction.
  • the lock main body 124-2 extends in the z2 direction from the z2 side end of the lock cylindrical portion 124-1, and has a larger diameter than the lock cylindrical portion 124-1.
  • the diameter of the outer peripheral curved surface of the lock main body 124-2 is substantially the same as the diameter of the first upper opening 131-1 of the support 130.
  • the lock main body 124-2 is located in the first upper opening 131-1.
  • the first elastic member 171 is at least partially housed in the shaft hole 151-4.
  • the first elastic member 171 is a coil spring that is fitted around the operation shaft 121.
  • the z2 side end portion of the first elastic member 171 is fixed to the z2 side end portion in the shaft hole 151-4.
  • the z1 side end portion of the first elastic member 171 is fixed to the z2 side end portion of the lock body 124-2.
  • the first elastic member 171 biases the lock lower portion 124 in the z1 direction between the rotating body 150 and the lock lower portion 124.
  • the lock relay portion 125 is an annular member that surrounds the operation shaft 121 between the stopper 122 and the lock lower portion 124.
  • the lock relay part 125 moves in the z2 direction, the lock lower part 124 is pushed in the z2 direction.
  • the lock relay part 125 is pushed in the z1 direction.
  • the lock relay part 125 does not move in the z1 direction beyond the stopper 122.
  • the lock upper portion 126 includes an annular portion 126-1 surrounding the operation shaft 121, two legs 126-2 extending from the annular portion 126-1 in the z2 direction, and spaced apart from the z1 side end portion of the operation shaft 121 in the z1 direction.
  • a first triangular protrusion 126-3 is included.
  • the first triangular protrusion 126-3 is fixed to the annular portion 126-1.
  • the lock upper portion 126 is separated from the operation shaft 121, the stopper 122, and the nut 123.
  • the button 127 shown in FIG. 7 is supported by the operation cover 128 (FIG. 1) so as to be movable in the y direction.
  • the button 127 has a second triangular protrusion 127-1 protruding in the z2 direction in the operation cover 128 (FIG. 1).
  • the inclined surface of the first triangular protrusion 126-3 of the lock upper portion 126 and the inclined surface of the second triangular protrusion 127-1 are arranged to face each other.
  • the operation cover 128 shown in FIG. 2 accommodates a part of the operation shaft 121, the stopper 122, the nut 123, the lock lower part 124, the lock relay part 125, the lock upper part 126, and a part of the button 127 shown in FIG. ing.
  • the operation cover 128 (FIG. 2) is fixed to the operation shaft 121 by a stopper 122 and a nut 123 shown in FIG.
  • the lock lower part 124, the lock relay part 125, the lock upper part 126, and the button 127 shown in FIG. 8 are movable relative to the operation cover 128 (FIG. 2).
  • the position detection unit 140 illustrated in FIG. 8 detects the shift position of the operation lever 120 based on the position of the support shaft 180.
  • the position detection unit 140 includes a fixing unit 141 fixed to the housing 110 (FIG. 1) and a slide mechanism 142 that can move relative to the fixing unit 141.
  • the slide mechanism 142 is composed of a plurality of members that move in accordance with the movement of the quadrangular column portion 182 of the support shaft 180.
  • the position detection unit 140 detects the shift position of the operation lever 120 according to the movement of the slide mechanism 142 with respect to the fixed unit 141.
  • the position detector 140 may mechanically detect the shift position by another mechanism, and may detect the shift position by optical, magnetic, electrical, or other principles. There may be.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the multidirectional input device 100 in the same cross section as FIG. 8 in the unlocked state.
  • the button 127 is pushed in the y2 direction in the initial state shown in FIG. 11, the lock upper portion 126 moves downward as shown in FIG.
  • the lock relay portion 125 and the lock lower portion 124 are pushed in the z2 direction by the lock upper portion 126, the first elastic member 171 is compressed and the lock main body 124-2 is pushed into the internal space 133 of the support 130.
  • the operation lever 120 In the unlocked state shown in FIG. 14, the operation lever 120 is moved in the first rotation direction 191 shown in FIG. 4 (that is, the direction that tilts in the y1 direction) and in the second rotation direction 192 shown in FIG. ) And the third rotation direction 193 shown in FIG. 5 (that is, the direction of tilting in the x1 direction).
  • the operation lever 120 is rotated in the second rotation direction 192.
  • the operation of the multidirectional input device 100 is the same in any rotation direction.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the multidirectional input device 100 in the same cross section as that of FIG. 11 in a state of being rotated in the second rotation direction 192.
  • the rotating body 150 rotates while maintaining the center position.
  • the first sliding surface 151-3 slides along the first sliding support surface 131-3, and the second sliding surface 152-3 slides along the second sliding support surface 132-3.
  • the contact portion 162 of the actuator 160 moves along the cam portion 132-4.
  • the operational feeling is transmitted to the operation lever 120 by the unevenness of the contact portion 162 and the cam portion 132-4.
  • a click feeling is transmitted to the operation lever 120 when the contact portion 162 gets over the mountain of the cam portion 132-4.
  • the movement of the support shaft 180 is detected by the position detector 140 and transmitted as an electric signal to a control circuit (not shown) of the vehicle.
  • the rotating body is compared with the case where the actuator 160 is located away from the rotating body 150.
  • the distance from 150 to the cam portion 132-4 can be shortened, and an operational feeling can be given to the operator while downsizing as compared with the prior art.
  • the actuator 160 and the second elastic member 172 are at least partially housed in the housing portion 152-4 of the rotating body 150, at least one of the actuator 160 and the second elastic member 172. Can be shortened from the position of the rotary member 150 to the cam portion 132-4, and the operator can feel a smaller size than before. .
  • the size can be reduced and the number of parts can be reduced as compared with the case where different members are combined.
  • the storage portion 152-4 includes the inner wall 152-5 that slidably supports the actuator 160, and the actuator 160 moves along the inner wall 152-5, so that the actuator 160 is guided. Therefore, it is possible to reduce the size as compared with a case where a separate part is provided.
  • At least a part of the support shaft 180 extending from the storage portion 152-4 to the outside of the rotating body 150 is slidably positioned in the through hole 163 of the actuator 160.
  • the play of the actuator 160 can be prevented and the operational feeling can be enhanced.
  • the size can be reduced as compared with the case where another component that detects the shift position is provided. .
  • the present invention can be applied to a multidirectional input device such as a vehicle, an aircraft, a ship, or a spacecraft.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Multidirectional input device, 120 ... Operation lever, 130 ... Support 131 ... 1st support, 131-3 ... 1st sliding support surface 132 ... 2nd support, 132-3 ... 2nd sliding support surface 132-4 ... Cam part 140 ... Position detecting part 150 ... Rotating body 151-3 ... First sliding surface 152-3 ... Second sliding surface 152-4 ... Storage part 152-5 ... Inner wall 160 ... Actuator, 163 ... through hole, 172 ... second elastic member, 180 ... support shaft

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Abstract

多方向入力装置１００は、仮想球面の少なくとも一部を構成する第１摺動面１５１－３と第２摺動面１５２－３と、仮想球面の外部から内部に向けて窪んだ収納部１５２－４を含む回転体１５０と、第１摺動面１５１－３と第２摺動面１５２－３とを摺動可能に支持することにより回転体１５０を回転可能に支持する支持体１３０と、収納部１５２－４内に少なくとも部分的に収納されたアクチュエータ１６０と、アクチュエータ１６０に当接するカム部１３２－４と、回転体１５０とアクチュエータ１６０との間でアクチュエータ１６０をカム部に向けて付勢する第２弾性部材１７２と、回転体１５０と共に回転して複数のシフト位置にシフト操作可能な操作レバー１２０とを備える。

Description

多方向入力装置
　本発明は、多方向入力装置に関し、特に、車両のトランスミッションを切り替える多方向入力装置に関するものである。
　操作レバーのシフト位置を切り替えることにより車両のトランスミッションを切り替える多方向入力装置が知られている。多方向入力装置には、シフト位置の変更を操作者に体感させるため、操作感を発生する機構が設けられる。特許文献１に記載の多方向入力装置は、定位置で回転する球体状の摺動球面と、摺動球面に固定された操作レバーと、摺動球面から離れた位置で操作レバーと共に動くピンと、ピンの移動経路上に位置するカム面とを備える。特許文献１の多方向入力装置では、摺動球面を中心として操作レバーを動かすと、ピンがカム面上に沿って動くことで、操作感が得られる。
特開２０１５－７９３８号明細書
　しかしながら、特許文献１の多方向入力装置では、摺動球面から離れた位置にピンが設けられているので、全体の寸法が大きくなるという不利益がある。また、ピンが回転の中心から遠いので、カム面の寸法が大きく、さらに全体の寸法が大きくなるという不利益がある。
　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、従来よりも小型化しながら操作者に操作感を与えることができる多方向入力装置を提供することにある。
　本発明は、仮想球面の少なくとも一部を構成する摺動面と、仮想球面の外部から内部に向けて窪んだ収納部を含む回転体と、摺動面を摺動可能に支持することにより回転体を回転可能に支持する支持体と、収納部内に少なくとも部分的に収納されたアクチュエータと、アクチュエータに当接するカム部と、回転体とアクチュエータとの間でアクチュエータをカム部に向けて付勢する弾性部材と、回転体と共に回転して複数のシフト位置にシフト操作可能な操作レバーと、を備える、多方向入力装置である。
　この構成によれば、アクチュエータが回転体の収納部内に少なくとも部分的に収納されているので、アクチュエータが回転体から離れた位置にある場合に比べて、回転体からカム部までの距離を短くすることができ、従来よりも小型化しながら操作者に操作感を与えることができる。
　好適には本発明の多方向入力装置において、弾性部材が、収納部内に少なくとも部分的に収納されている。
　この構成によれば、アクチュエータと弾性部材とが回転体の収納部内に少なくとも部分的に収納されているので、アクチュエータと弾性部材との少なくとも一方が回転体から離れた位置にある場合に比べて、回転体からカム部までの距離を短くすることができ、従来よりも小型化しながら操作者に操作感を与えることができる。
　好適には本発明の多方向入力装置において、カム部と支持体とが、一体形成されている。
　この構成によれば、カム部と支持体とが、一体形成されているので、別部材を組み合わせた場合に比べて、小型化を図り、かつ部品点数を減らすことができる。
　好適には本発明の多方向入力装置において、収納部が、アクチュエータを摺動可能に支持する内壁を含み、アクチュエータが、内壁に沿って移動する。
　この構成によれば、収納部が、アクチュエータを摺動可能に支持する内壁を含み、アクチュエータが、内壁に沿って移動するので、アクチュエータを案内するための部品を別に設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。
　好適には本発明の多方向入力装置において、収納部内から回転体の外部に延びた支持軸をさらに備え、アクチュエータが、貫通孔を有し、支持軸の少なくとも一部が、貫通孔内に摺動可能に位置しており、アクチュエータが、支持軸に沿って移動する。
　この構成によれば、収納部内から回転体の外部に延びた支持軸の少なくとも一部が、アクチュエータの貫通孔内に摺動可能に位置しており、アクチュエータが、支持軸に沿って移動するので、アクチュエータのガタつきを防ぐことができ、操作感触を高めることができる。
　好適には本発明の多方向入力装置において、支持軸の位置に基づいてシフト位置を検出する位置検出部をさらに備える。
　この構成によれば、支持軸の位置に基づいてシフト位置を検出する位置検出部をさらに備えるので、シフト位置を検出する別部品を設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。
　本発明によれば、従来よりも小型化しながら操作者に操作感を与えることができる。
本発明の実施形態に係る多方向入力装置の斜視図である。 筐体を省略した図１に示す多方向入力装置の斜視図である。 筐体と操作カバーとを省略した図１に示す多方向入力装置の斜視図である。 筐体と操作カバーとを省略した図１に示す多方向入力装置の背面図である。 筐体と操作カバーとを省略した図１に示す多方向入力装置の側面図である。 ｚ１側から見た、筐体と操作カバーとを省略した図１に示す多方向入力装置の分解斜視図である。 ｚ２側から見た、筐体と操作カバーとを省略した図１に示す多方向入力装置の分解斜視図である。 図４の８－８線を通る断面における多方向入力装置の断面図である。 ｘ１側から見た、図６に示す第２支持体の斜視図である。 ｘ２側から見た、図６に示す第２支持体の斜視図である。 図５の１１－１１線を通る断面における多方向入力装置の断面図である。 ｚ１側から見た、図６に示す回転体と操作軸との斜視図である。 ｚ２側から見た、図６に示す回転体と操作軸と支持軸との斜視図である。 ロック解除状態での、図８と同じ断面における多方向入力装置の断面図である。 第２回転方向に回転した状態での、図１１と同じ断面における多方向入力装置の断面図である。
（全体構成）
　以下、本発明の実施形態に係る多方向入力装置について説明する。図１は、本実施形態の多方向入力装置１００の斜視図である。多方向入力装置１００は、車両に固定されて多方向入力装置１００の構成要素の一部を収容する筐体１１０と、筐体１１０に対して相対的に移動可能な操作レバー１２０とを含む。操作レバー１２０の大部分は、筐体１１０の外に位置している。操作レバー１２０は、車両の運転手が握ることが可能な操作カバー１２８を含む。
　操作レバー１２０は、車両の運転手が手で操作することにより、筐体１１０に対して複数のシフト位置に傾けることができる。多方向入力装置１００は、操作レバー１２０のシフト位置に応じた電気信号を、車両の制御装置に送ることにより、車両のトランスミッションを切り替える。
　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方向を上方向と呼び、ｚ２方向を下方向と呼ぶ場合がある。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。
　図２は、筐体１１０（図１）を省略した多方向入力装置１００の斜視図である。図２に示すように、多方向入力装置１００は、支持体１３０と位置検出部１４０とをさらに含む。支持体１３０の大部分が筐体１１０（図１）内に位置し、筐体１１０（図１）に固定されている。位置検出部１４０は、全体が筐体１１０（図１）内に位置し、支持体１３０の外部で筐体１１０（図１）に部分的に固定されており、操作レバー１２０のシフト位置を検出する。
　図３は、図１に示す筐体１１０と操作カバー１２８とを省略した多方向入力装置１００の斜視図である。図４は、図１に示す筐体１１０と操作カバー１２８とを省略した多方向入力装置１００の背面図である。図５は、図１に示す筐体１１０と操作カバー１２８とを省略した多方向入力装置１００の側面図である。図６と図７とは、図１に示す筐体１１０と操作カバー１２８とを省略した多方向入力装置１００の分解斜視図である。図６は、ｚ１側から見た図である。図７は、ｚ２側から見た図である。
　図８は、図４の８－８線を通るｚｘ平面に平行な断面をｙ２側からｙ１方向に見た断面図である。図８に示すように、支持体１３０内には内部空間１３３が設けられている。多方向入力装置１００は、内部空間１３３内に、図６に示すような回転体１５０とアクチュエータ１６０と第１弾性部材１７１と第２弾性部材１７２と支持軸１８０とをさらに含む。以下、各構成要素について詳細に説明する。
（支持体）
　図４に示すように、支持体１３０は、ｚ１側の第１支持体１３１とｚ２側の第２支持体１３２とを含む。第１支持体１３１と第２支持体１３２とは、図示しないねじで相互に固定されている。
　図６に示すように、第１支持体１３１には、ｚ１側に第１上開口１３１－１が設けられている。図８に示すように、第１上開口１３１－１は、内部空間１３３のｚ１側端部に設けられており、内部空間１３３をｚ１方向に開放する。第１上開口１３１－１は、ｚ方向に短く、ｚ方向に略直交する方向に広がる円盤状の空間である。
　図７に示すように、第１支持体１３１には、ｚ２側に第１下開口１３１－２が設けられている。図８に示すように、第１下開口１３１－２は、ｚ方向において内部空間１３３の途中に設けられており、第２支持体１３２に面している。第１下開口１３１－２は、ｚ２側から回転体１５０の一部を、第１支持体１３１内の内部空間１３３に収容できる大きさをもつ。
　図８に示すように、第１支持体１３１は、ｚ方向において第１上開口１３１－１と第１下開口１３１－２との間に、内部空間１３３に面した第１摺動支持面１３１－３をもつ。第１摺動支持面１３１－３は、１つの仮想球面のｚ１側の半分をｘｙ平面に平行な２面で切断して得られる環状の面の一部である。ｚ方向に直交する方向において、第１摺動支持面１３１－３のｚ２側端縁の大きさは、第１下開口１３１－２の大きさと略同一である。内部空間１３３のうち、第１上開口１３１－１と第１摺動支持面１３１－３との間の空間は、ｚ方向に直交する方向において、第１上開口１３１－１よりも広く、かつ、第１摺動支持面１３１－３のｚ１側端部よりも狭い。
　図９は、ｘ１側から見た第２支持体１３２の斜視図である。図１０は、ｘ２側から見た第２支持体１３２の斜視図である。
　図９に示すように、第２支持体１３２には、ｚ１側に第２上開口１３２－１が設けられている。図８に示すように、第２上開口１３２－１は、ｚ方向において内部空間１３３の途中に設けられており、第１支持体１３１に面している。第２上開口１３２－１は、ｚ１側から回転体１５０の一部を、第２支持体１３２内の内部空間１３３に収容できる大きさをもつ。第１下開口１３１－２と第２上開口１３２－１とは、略同一の大きさをもち、ｚ方向に互いに密着している。
　図７に示すように、第２支持体１３２には、ｚ２側に第２下開口１３２－２が設けられている。第２下開口１３２－２は、ｚ方向から見たとき、ｙ１方向とｙ２方向とｘ２方向との３方向に延びた略Ｔ字状である。図８に示すように、第２下開口１３２－２は、内部空間１３３のｚ２側端部に設けられており、内部空間１３３をｚ２方向に開放する。
　図８に示すように、第２支持体１３２は、ｚ方向において第２上開口１３２－１と第２下開口１３２－２との間に、内部空間１３３に面した第２摺動支持面１３２－３をもつ。第２摺動支持面１３２－３は、１つの仮想球面のｚ２側の半分をｘｙ平面に平行な２面で切断して得られる環状の面の一部である。ｚ方向に直交する方向において、第２摺動支持面１３２－３のｚ１側端縁の大きさは、第２上開口１３２－１の大きさと略同一である。
　第２摺動支持面１３２－３を規定する仮想球面の直径は、第１摺動支持面１３１－３を規定する仮想球面の直径より大きい。第２摺動支持面１３２－３を規定する仮想球面の中心位置は、第１摺動支持面１３１－３を規定する仮想球面の中心位置と略同一である。
　図８に示すように、第２支持体１３２は、ｚ方向において第２摺動支持面１３２－３と第２下開口１３２－２との間に、内部空間１３３に面したカム部１３２－４をもつ。カム部１３２－４は、内部空間１３３に向けた凹凸であり、ｚ方向の位置に応じて、ｚ方向に直交する方向の広がりが異なっている。カム部１３２－４と支持体１３０とは、一体形成されている。図９に示すように、カム部１３２－４の凹凸は、第２支持体１３２のｙ１側の内面と、ｙ２側の内面と、ｘ２側の内面に形成されている。図１０に示すように、カム部１３２－４の凹凸は、第２支持体１３２のｘ１側の内面には設けられていない。
　図１１は、図５の１１－１１線を通るｙｚ平面に平行な断面をｘ１側からｘ２方向に見た断面図である。図９に示すように、第２支持体１３２は、第２上開口１３２－１付近において、第２上開口１３２－１のｙ１側端縁からｙ１方向に窪んだ第１溝１３２－５と、第２上開口１３２－１のｙ２側端縁からｙ２方向に窪んだ第２溝１３２－６とを含む。図１１に示すように、第１溝１３２－５と第２溝１３２－６とは、第２支持体１３２単体ではｚ１方向に開口しているが、第１支持体１３１と組み合わせた状態では、第１支持体１３１によりふさがれている。
（回転体）
　図１２は、ｚ１側から見た回転体１５０と後述する操作軸１２１との斜視図である。図１３は、ｚ２側から見た回転体１５０と後述する操作軸１２１と後述する支持軸１８０との斜視図である。図１２に示すように、回転体１５０は、第１球体部１５１と第２球体部１５２と接続部１５３と第１突起１５４と第２突起１５５とを含む。
　図１２に示すように、第１球体部１５１は、ｘｙ平面に略平行なｚ１側の第１上面１５１－１と、ｘｙ平面に略平行なｚ２側の第１下面１５１－２と、第１摺動面１５１－３とを含む。第１摺動面１５１－３は、１つの仮想球面のｚ１側の半分を第１上面１５１－１と第１下面１５１－２とで切断して得られる面の一部である。第１球体部１５１は、略円形の第１上面１５１－１の中央からｚ２方向に窪んだ略円筒形の軸穴１５１－４を含む。
　図１３に示すように、第２球体部１５２は、ｘｙ平面に略平行なｚ１側の第２上面１５２－１と、ｘｙ平面に略平行なｚ２側の第２下面１５２－２と、第２摺動面１５２－３とを含む。第２摺動面１５２－３は、１つの仮想球面のｚ２側の半分を第２上面１５２－１と第２下面１５２－２とで切断して得られる面の一部である。第２球体部１５２は、略円形の第２下面１５２－２の中央からｚ１方向に窪んだ略円筒形の収納部１５２－４を含む。収納部１５２－４は、第２摺動面１５２－３を規定する仮想球面の外部から内部に向けて窪んでいる。収納部１５２－４は、ｚ方向に平行な中心軸をもつ円筒形の内壁１５２－５をもつ。
　図１１に示すように、第１摺動面１５１－３と第２摺動面１５２－３とは、各々異なる仮想球面の少なくとも一部を構成する。第１摺動面１５１－３を規定する仮想球面の直径は、第１摺動支持面１３１－３を規定する仮想球面の直径と略同一であるが、わずかに小さい。第２摺動面１５２－３を規定する仮想球面の直径は、第２摺動支持面１３２－３を規定する仮想球面の直径と略同一であるが、わずかに小さい。第１摺動面１５１－３を規定する仮想球面の中心位置と、第１摺動支持面１３１－３を規定する仮想球面の中心位置と、第２摺動面１５２－３を規定する仮想球面の中心位置と、第２摺動支持面１３２－３を規定する仮想球面の中心位置とは、略同一である。第１摺動面１５１－３は、第１摺動支持面１３１－３に沿って摺動する。第２摺動面１５２－３は、第２摺動支持面１３２－３に沿って摺動する。すなわち、支持体１３０は、第１摺動面１５１－３と第２摺動面１５２－３とを摺動可能に支持することにより、回転体１５０を１つの中心の周りに回転可能に支持する。
　軸穴１５１－４を規定する円筒の中心軸と、収納部１５２－４を規定する円筒の中心軸とは、一致しており、ｚ方向に略平行で、回転体１５０の回転の中心を通る。
　図１２に示すように、接続部１５３は、第１球体部１５１と第２球体部１５２との間をｚ方向に接続する。第２球体部１５２は、第１球体部１５１のｚ２側に位置する。第１突起１５４は、第１球体部１５１のｙ１側からｙ１方向に突出しており、ｙ方向に平行な中心軸をもつ略円筒形である。第２突起１５５は、第１球体部１５１のｙ２側からｙ２方向に突出しており、ｙ方向に平行な中心軸をもつ略円筒形である。
　図１１に示すように、第１突起１５４は、第１溝１３２－５の中に位置している。第２突起１５５は、第２溝１３２－６の中に位置している。回転体１５０がｘ方向に平行な回転軸を中心として回転するとき、第１突起１５４の移動が第１溝１３２－５と第１支持体１３１との間に制限され、かつ、第２突起１５５の移動が第２溝１３２－６と第２支持体１３２との間に制限されるので、回転体１５０の回転量が制限される。第１突起１５４は、第１溝１３２－５内でｘ方向にほぼ移動できず、かつ、第２突起１５５が第２溝１３２－６内でｘ方向にほぼ移動できない。回転体１５０がｙ方向に平行な回転軸を中心として回転するとき、回転体１５０は、第１突起１５４と第２突起１５５とを中心として回転する。
（支持軸）
　図８に示すように、支持軸１８０は、回転体１５０の収納部１５２－４内のｚ１側端部からｚ２方向に向けて、回転体１５０の外部まで延びている。図１３に示すように、支持軸１８０は、ｚ方向に沿った中心軸をもつｚ１側の円柱部１８１と、ｚ方向に沿った中心軸をもつｚ２側の四角柱部１８２とを含む。
　図８に示すように、円柱部１８１と四角柱部１８２との中心軸は、回転体１５０の回転の中心を通る。円柱部１８１は、内部空間１３３内で、収納部１５２－４内から第２支持体１３２の第２下開口１３２－２付近まで延びている。円柱部１８１の直径は、収納部１５２－４の内壁１５２－５の直径よりも小さい。四角柱部１８２は、円柱部１８１のｚ２側端部から、第２下開口１３２－２を通って第２支持体１３２の外まで延びている。
（アクチュエータと第２弾性部材）
　図６に示すように、アクチュエータ１６０は、ｚ方向に中心軸をもつ略円筒形の円筒部１６１と、円筒部１６１のｚ２側端部からｚ方向に直交する方向に突出した環状の当接部１６２とを含む。アクチュエータ１６０は、円筒部１６１と当接部１６２とをｚ方向に貫通した貫通孔１６３をもつ。図８に示すように、貫通孔１６３は、ｚ方向に軸をもつ略円筒形であり、直径がｚ方向の位置に応じて３段階に変化する。ｚ１側端部付近の直径は、ｚ２側端部付近の直径よりも大きい。
　図８に示すように、円筒部１６１の外面の直径は、収納部１５２－４の内壁１５２－５の直径と略同一であるが、わずかに小さい。円筒部１６１のｚ１側の一部が、収納部１５２－４内に位置している。収納部１５２－４は、収納部１５２－４内に少なくとも部分的に収納されたアクチュエータ１６０を摺動可能に支持する。アクチュエータ１６０は、図８に示す状態において、内壁１５２－５に沿ってほぼｚ方向にのみ移動する。
　支持軸１８０の少なくとも一部が、貫通孔１６３内に摺動可能に位置する。具体的には、支持軸１８０の円柱部１８１が貫通孔１６３内に位置する。貫通孔１６３のｚ２側端部付近の直径は、円柱部１８１の直径に略等しいが、わずかに大きい。従って、アクチュエータ１６０は、貫通孔１６３のうち当接部１６２の付近の領域において円柱部１８１に対して摺動し、円柱部１８１に沿ってほぼｚ方向にのみ移動する。
　第２弾性部材１７２は、収納部１５２－４内に少なくとも部分的に収納されている。第２弾性部材１７２は、円柱部１８１の周りにはめ込まれたコイルばねである。第２弾性部材１７２のｚ１側端部は、収納部１５２－４のｚ１側端部で支持されている。第２弾性部材１７２のｚ２側端部は、円筒部１６１と円柱部１８１との間の隙間に位置している。円筒部１６１と円柱部１８１との間の隙間は、当接部１６２の途中まで延びている。第２弾性部材１７２は、回転体１５０とアクチュエータ１６０との間でアクチュエータ１６０をｚ２方向に付勢している。
　当接部１６２は、ｚ方向において、回転体１５０の収納部１５２－４と第２支持体１３２の第２下開口１３２－２との間に位置する。当接部１６２の一部が、カム部１３２－４に当接している。当接部１６２は、第２弾性部材１７２により支持軸１８０に沿って付勢されており、その結果カム部１３２－４に向けて付勢されているので、回転体１５０が回転したとき、当接部１６２がカム部１３２－４の凹凸に沿って移動する。
（操作レバーと第１弾性部材）
　図８に示す操作レバー１２０は、回転体１５０と共に回転して複数のシフト位置にシフト操作可能である。図６に示すように、操作レバー１２０は、操作軸１２１とストッパ１２２とナット１２３とロック下部１２４とロック中継部１２５とロック上部１２６とボタン１２７と操作カバー１２８とを含む。
　図８に示すように、操作軸１２１は、回転体１５０の軸穴１５１－４内のｚ２側端部から、支持体１３０の外までｚ１方向に延びている。操作軸１２１は、ｚ方向に略平行な中心軸をもつ略円柱形である。操作軸１２１の中心軸は、回転体１５０の回転の中心を通る。
　図１２に示すように、操作軸１２１は、ｚ１側端部付近に２つの係止溝１２１－１をもつ。２つの係止溝１２１－１は、各々、操作軸１２１の外周曲面に沿って操作軸１２１のｚ１側端部からｚ２方向に向けて延びている。図７に示すストッパ１２２は、環状部材であり、内側に向けて２つの突起が設けられており、図１１に示すように、ストッパ１２２の２つの突起の各々が、異なる係止溝１２１－１にはめ込まれている。ストッパ１２２は、２つの係止溝１２１－１よりもｚ２方向には動かない。
　図１２に示すように、操作軸１２１は、ｚ１側端部付近にねじ山１２１－２が設けられている。ねじ山１２１－２の設けられている領域のｚ方向の長さは、２つの係止溝１２１－１よりも短い。図８に示すように、ねじ山１２１－２の周りにナット１２３がはめ込まれている。図示しないが、ストッパ１２２とナット１２３との間で、図２に示す操作カバー１２８が固定されている。すなわち、操作カバー１２８は、操作軸１２１と一体的に動く。
　ロック下部１２４は、ストッパ１２２と回転体１５０との間に配置されている。ロック下部１２４は、ロック円筒部１２４－１とロック本体１２４－２とを含む。ロック円筒部１２４－１とロック本体１２４－２とは、いずれも、ｚ方向に平行な中心軸をもつ略円筒形である。ロック本体１２４－２は、ロック円筒部１２４－１のｚ２側端部からｚ２方向に延びており、ロック円筒部１２４－１よりも直径が大きい。ロック本体１２４－２の外周曲面の直径は、支持体１３０の第１上開口１３１－１の直径と略同一である。ロック本体１２４－２は、第１上開口１３１－１内に位置する。
　第１弾性部材１７１は、軸穴１５１－４内に少なくとも部分的に収納されている。第１弾性部材１７１は、操作軸１２１の周りにはめ込まれたコイルばねである。第１弾性部材１７１のｚ２側端部は、軸穴１５１－４内のｚ２側端部に固定されている。第１弾性部材１７１のｚ１側端部は、ロック本体１２４－２のｚ２側端部に固定されている。第１弾性部材１７１は、回転体１５０とロック下部１２４との間でロック下部１２４をｚ１方向に付勢している。
　ロック中継部１２５は、ストッパ１２２とロック下部１２４との間において、操作軸１２１を囲む環状部材である。ロック中継部１２５がｚ２方向に移動すると、ロック下部１２４がｚ２方向に押される。ロック下部１２４がｚ１方向に移動すると、ロック中継部１２５がｚ１方向に押される。ロック中継部１２５は、ストッパ１２２を越えてｚ１方向に移動しない。
　ロック上部１２６は、操作軸１２１を囲む環状部１２６－１と、環状部１２６－１からｚ２方向に延びた２つの脚１２６－２と、操作軸１２１のｚ１側端部からｚ１方向に離間した第１三角突起１２６－３を含む。第１三角突起１２６－３は、環状部１２６－１に固定されている。ロック上部１２６は、操作軸１２１とストッパ１２２とナット１２３とから離れている。ロック上部１２６がｚ２方向に移動すると、脚１２６－２を介してロック中継部１２５がｚ２方向に押される。ロック中継部１２５がｚ１方向に移動すると、脚１２６－２を介してロック上部１２６がｚ１方向に押される。
　図７に示すボタン１２７は、操作カバー１２８（図１）により、ｙ方向に移動可能に支持されている。ボタン１２７は、操作カバー１２８（図１）内に、ｚ２方向に突出した第２三角突起１２７－１をもつ。図１１に示すように、ロック上部１２６の第１三角突起１２６－３の傾斜面と第２三角突起１２７－１の傾斜面とが、対向配置されている。ボタン１２７がｙ２方向に移動すると、ロック上部１２６がｚ２方向に押される。ロック上部１２６がｚ１方向に移動すると、ボタン１２７がｙ１方向に押される。
　図２に示す操作カバー１２８は、図８に示す操作軸１２１の一部とストッパ１２２とナット１２３とロック下部１２４とロック中継部１２５とロック上部１２６とボタン１２７の一部とを内部に収容している。操作カバー１２８（図２）は、図８に示すストッパ１２２とナット１２３とにより操作軸１２１に固定されている。図８に示すロック下部１２４とロック中継部１２５とロック上部１２６とボタン１２７とは、操作カバー１２８（図２）に対して相対的に移動可能である。
（位置検出部）
　図８に示す位置検出部１４０は、支持軸１８０の位置に基づいて操作レバー１２０のシフト位置を検出する。位置検出部１４０は、筐体１１０（図１）に固定された固定部１４１と、固定部１４１に対して相対的に移動可能なスライド機構１４２とを含む。スライド機構１４２は、支持軸１８０の四角柱部１８２の移動に伴って動く複数の部材で構成されている。位置検出部１４０は、固定部１４１に対するスライド機構１４２の動きに応じて、操作レバー１２０のシフト位置を検出する。他の例において、位置検出部１４０は、他の機構により機械的にシフト位置を検出するものであってもよく、光学的、磁気的、電気的、その他の原理によりシフト位置を検出するものであってもよい。
（動作）
　次に、多方向入力装置１００の動作について説明する。図８に示す初期状態では、第１弾性部材１７１の弾性力により、ロック本体１２４－２が第１上開口１３１－１内にはまっているので、操作レバー１２０により回転体１５０を回転させることができない。
　図１４は、ロック解除状態での、図８と同じ断面における多方向入力装置１００の断面図である。図１１に示す初期状態で、ボタン１２７をｙ２方向に押すと、図１４に示すようにロック上部１２６が下方に移動する。ロック上部１２６により、ロック中継部１２５とロック下部１２４とがｚ２方向に押されると、第１弾性部材１７１が圧縮されて、ロック本体１２４－２が支持体１３０の内部空間１３３内に押し込まれる。
　図１４に示すロック解除状態では、操作レバー１２０を、図４に示す第１回転方向１９１（すなわち、ｙ１方向へ倒れる方向）と図４に示す第２回転方向１９２（すなわち、ｙ２方向へ倒れる方向）と図５に示す第３回転方向１９３（すなわち、ｘ１方向へ倒れる方向）とに回転させることが可能となる。以下、操作レバー１２０を第２回転方向１９２に回転させたときの動作について説明する。多方向入力装置１００の動作は、いずれの回転方向においても同様である。
　図１５は、第２回転方向１９２に回転した状態での、図１１と同じ断面における多方向入力装置１００の断面図である。回転体１５０は、中心位置を保ったまま回転する。第１摺動面１５１－３が、第１摺動支持面１３１－３に沿って摺動し、第２摺動面１５２－３が、第２摺動支持面１３２－３に沿って摺動する。アクチュエータ１６０の当接部１６２がカム部１３２－４に沿って動く。このとき、当接部１６２とカム部１３２－４の凹凸によって操作レバー１２０に操作感が伝達される。具体的には、当接部１６２がカム部１３２－４の山を乗り越えるときに、操作レバー１２０にクリック感が伝わる。さらに、支持軸１８０の動きが、位置検出部１４０により検出され、電気信号として車両の制御回路（図示せず）に伝達される。
（まとめ）
　本実施形態によれば、アクチュエータ１６０が回転体１５０の収納部１５２－４内に少なくとも部分的に収納されているので、アクチュエータ１６０が回転体１５０から離れた位置にある場合に比べて、回転体１５０からカム部１３２－４までの距離を短くすることができ、従来よりも小型化しながら操作者に操作感を与えることができる。
　本実施形態によれば、アクチュエータ１６０と第２弾性部材１７２とが回転体１５０の収納部１５２－４内に少なくとも部分的に収納されているので、アクチュエータ１６０と第２弾性部材１７２との少なくとも一方が回転体１５０から離れた位置にある場合に比べて、回転体１５０からカム部１３２－４までの距離を短くすることができ、従来よりも小型化しながら操作者に操作感を与えることができる。
　本実施形態によれば、カム部１３２－４と支持体１３０とが一体形成されているので、別部材を組み合わせた場合に比べて、小型化を図り、かつ部品点数を減らすことができる。
　本実施形態によれば、収納部１５２－４が、アクチュエータ１６０を摺動可能に支持する内壁１５２－５を含み、アクチュエータ１６０が、内壁１５２－５に沿って移動するので、アクチュエータ１６０を案内するための部品を別に設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。
　本実施形態によれば、収納部１５２－４内から回転体１５０の外部に延びた支持軸１８０の少なくとも一部が、アクチュエータ１６０の貫通孔１６３内に摺動可能に位置しており、アクチュエータ１６０が、支持軸１８０に沿って移動するので、アクチュエータ１６０のガタつきを防ぐことができ、操作感触を高めることができる。
　本実施形態によれば、支持軸１８０の位置に基づいてシフト位置を検出する位置検出部１４０をさらに備えるので、シフト位置を検出する別部品を設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。
　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。
　本発明は、例えば、車両、航空機、船舶、宇宙船などの多方向入力装置に適用可能である。
１００…多方向入力装置、１２０…操作レバー、１３０…支持体
１３１…第１支持体、１３１－３…第１摺動支持面
１３２…第２支持体、１３２－３…第２摺動支持面
１３２－４…カム部、１４０…位置検出部
１５０…回転体、１５１－３…第１摺動面、１５２－３…第２摺動面
１５２－４…収納部、１５２－５…内壁
１６０…アクチュエータ、１６３…貫通孔、１７２…第２弾性部材、１８０…支持軸

Claims (6)

  1. 　仮想球面の少なくとも一部を構成する摺動面と、前記仮想球面の外部から内部に向けて窪んだ収納部を含む回転体と、
    　前記摺動面を摺動可能に支持することにより前記回転体を回転可能に支持する支持体と、
    　前記収納部内に少なくとも部分的に収納されたアクチュエータと、
    　前記アクチュエータに当接するカム部と、
    　前記回転体と前記アクチュエータとの間で前記アクチュエータを前記カム部に向けて付勢する弾性部材と、
    　前記回転体と共に回転して複数のシフト位置にシフト操作可能な操作レバーと、
    　を備える、多方向入力装置。
  2. 　前記弾性部材が、前記収納部内に少なくとも部分的に収納されている、
    　請求項１に記載の多方向入力装置。
  3. 　前記カム部と前記支持体とが、一体形成されている、
    　請求項１または請求項２に記載の多方向入力装置。
  4. 　前記収納部が、前記アクチュエータを摺動可能に支持する内壁を含み、
    　前記アクチュエータが、前記内壁に沿って移動する、
    　請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の多方向入力装置。
  5. 　前記収納部内から前記回転体の外部に延びた支持軸をさらに備え、
    　前記アクチュエータが、貫通孔を有し、
    　前記支持軸の少なくとも一部が、前記貫通孔内に摺動可能に位置しており、
    　前記アクチュエータが、前記支持軸に沿って移動する、
    　請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の多方向入力装置。
  6. 　前記支持軸の位置に基づいて前記シフト位置を検出する位置検出部をさらに備える、
    　請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の多方向入力装置。
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