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JP2010211270A - Operation feel feedback input device - Google Patents

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JP2010211270A
JP2010211270A JP2009053508A JP2009053508A JP2010211270A JP 2010211270 A JP2010211270 A JP 2010211270A JP 2009053508 A JP2009053508 A JP 2009053508A JP 2009053508 A JP2009053508 A JP 2009053508A JP 2010211270 A JP2010211270 A JP 2010211270A
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JP
Japan
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operation unit
rotation
electric motor
input device
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2009053508A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Furuki
茂 古木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation feel feedback input device that generates large rotational resistance with less power and also generates autonomous torque. <P>SOLUTION: The operation feel feedback input device 10 includes: a rotary operation part 12; an encoder 18 which detects a rotating state of the operation part 12; an armature rotor 22 which rotates with the operation part 12; an electromagnetic brake 24 which applies rotational resistance to the operation part 12 through the armature rotor 22; and an electric motor 30 which applies autonomous torque to the operation part 12 through a rotating shaft 14. A control part 28 drives the electromagnetic brake 24, when the rotational resistance is applied, to suppress the consumption of power, and also autonomously rotates the operation part 12 by driving the electric motor 30. Winding 24b is disposed outside the electric motor 30, thereby reducing the total length of the body. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができ、その際、操作者に力学的な操作感触を付与することができる操作感触付与型入力装置に関する。   The present invention relates to an operation feeling imparting type input device that can be used as an input device for various electronic devices, in-vehicle electrical components, and the like, and can impart a dynamic operation feeling to an operator.

この種の操作感触付与型入力装置に関して、操作部に操作感触を付与するアクチュエータとして回転モータを用いるものや(例えば、特許文献1参照。)、電磁ブレーキを用いるもの(例えば、特許文献2参照。)等が先行技術として知られている。   With regard to this type of operation feeling imparting type input device, a rotary motor is used as an actuator for imparting an operation feeling to the operation unit (for example, see Patent Document 1), or an electromagnetic brake is used (for example, see Patent Document 2). ) Etc. are known as prior art.

前者の先行技術は、回転モータの出力によって操作部を自立的に回転させることができるため、その回転力の方向を適宜切り替えることで、例えば操作者の回転操作と反対方向に回転抵抗を発生させることもできるし、回転操作と同じ方向に自立回転力を発生させることもできる。また、操作者が操作を止めた(操作部から手を離した)状態でも、自立回転力によって操作部を所望の回転位置(原点位置等)まで復帰させることもできる。   In the former prior art, since the operation unit can be rotated independently by the output of the rotary motor, the rotational force is generated in a direction opposite to the rotation operation of the operator, for example, by appropriately switching the direction of the rotational force. It is also possible to generate a self-supporting rotational force in the same direction as the rotational operation. In addition, even when the operator stops the operation (releases the hand from the operation unit), the operation unit can be returned to a desired rotation position (origin position or the like) by a self-supporting rotational force.

一方で後者の先行技術は、電磁ブレーキによる摩擦で回転抵抗を発生させることはできるものの、その動作はあくまで受動的であり、操作部を自立的に回転させることはできない。ただし電磁ブレーキは、摩擦を利用して大きな回転抵抗を発生させることができるため、回転モータに比べて電力の変換効率に優れるという利点がある。例えば、操作部の回転をある特定の位置で規制しようとする場合(いわゆる壁感触を付与する場合)、電磁ブレーキは回転モータに比較して電力の消費が少ないという利点がある。   On the other hand, although the latter prior art can generate rotational resistance by friction caused by an electromagnetic brake, the operation is passive, and the operation unit cannot be rotated autonomously. However, the electromagnetic brake can generate a large rotational resistance by using friction, and therefore has an advantage that the power conversion efficiency is superior to that of the rotary motor. For example, when the rotation of the operation unit is to be restricted at a specific position (when a so-called wall feel is imparted), the electromagnetic brake has an advantage that it consumes less electric power than the rotary motor.

特開2006−251845号公報JP 2006-251845 A 特開2005−28510号公報JP 2005-28510 A

上記のように、操作部を自立的に回転させるためには、アクチュエータに回転モータを使用する必要がある。この場合、操作部に回転抵抗を発生させることもできるし、自立的に回転させることもできるが、より少ない電力で大きな回転抵抗を発生させる用途には向いていない。これに対し、電磁ブレーキを用いた場合はより少ない電力で大きな回転抵抗を発生することができるものの、操作部を自立的に回転させることはできなくなる。   As described above, in order to rotate the operation unit independently, it is necessary to use a rotary motor for the actuator. In this case, a rotation resistance can be generated in the operation unit, or it can be rotated independently, but it is not suitable for use in generating a large rotation resistance with less power. On the other hand, when the electromagnetic brake is used, a large rotational resistance can be generated with less electric power, but the operation unit cannot be rotated autonomously.

そこで本発明は、より少ない電力で大きな回転抵抗を発生させることができ、合わせて自立的な回転力を発生させることができる操作感触付与型入力装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention is intended to provide an operation feeling imparting type input device that can generate a large rotational resistance with less electric power and can generate a self-supporting rotational force.

解決手段1:本発明は、操作者により回転操作される操作部と、操作部の回転状態を検出して出力する回転状態検出手段と、操作部への回転操作に対する回転抵抗又は操作部を自立的に回転させる自立回転力の少なくとも一方を操作部に与えるアクチュエータと、回転状態検出手段からの出力に基づき算出した操作部の回転位置とその回転方向に基づきアクチュエータの作動状態を制御する制御手段とを備えた操作感触付与型入力装置である。   Solution 1: The present invention provides an operation unit that is rotated by an operator, a rotation state detection unit that detects and outputs the rotation state of the operation unit, and a rotation resistance or operation unit for the rotation operation to the operation unit. An actuator that provides the operating unit with at least one of the self-supporting rotational force that rotates automatically, and a control unit that controls the operating state of the actuator based on the rotational position and the rotational direction of the operating unit calculated based on the output from the rotational state detecting unit; Is an operation feeling imparting type input device.

その上で本発明におけるアクチュエータは、操作部とともに回転するロータ部材を操作部とともに回転しない状態に固定されたステータ部材に圧着させて回転抵抗を発生させるブレーキ手段と、操作部を回転させて自立回転力を発生させるモータ手段とから構成されている。   On that basis, the actuator according to the present invention is a self-rotating rotation by rotating the operating portion by rotating the operating portion by pressing the rotor member rotating together with the operating portion to the stator member fixed in a non-rotating state together with the operating portion. Motor means for generating force.

上記のように本発明では、アクチュエータをブレーキ手段とモータ手段の2つの駆動源から構成することができる。このため、アクチュエータは操作部に回転抵抗を発生させる場合、ブレーキ手段又はモータ手段のいずれを用いてもよい(両方を用いてもよい)が、特に大きな回転抵抗を発生させる場合は主にブレーキ手段を活用することで、全体として消費電力を少なく抑えることができる。またモータ手段を活用すれば、所望の回転位置まで操作部を自立的に回転させることができる。   As described above, in the present invention, the actuator can be composed of two drive sources, the brake means and the motor means. For this reason, the actuator may use either brake means or motor means (both may be used) when generating rotational resistance in the operation unit, but mainly generates braking means when generating particularly large rotational resistance. By using, power consumption can be reduced as a whole. Further, if the motor means is utilized, the operation unit can be rotated autonomously to a desired rotation position.

またアクチュエータは、ブレーキ手段だけで回転抵抗を発生させることもできるし、あるいは、モータ手段だけで回転抵抗を発生させることもできる。さらに、モータ手段とブレーキ手段とを協働させて(パラレルに)回転抵抗を発生させることもできるので、必要に応じてより強力な回転抵抗を発生することができる。   In addition, the actuator can generate rotational resistance only with the brake means, or it can generate rotational resistance with only the motor means. Furthermore, since the rotation resistance can be generated by cooperating the motor means and the brake means (in parallel), a stronger rotation resistance can be generated as necessary.

さらにアクチュエータは、ブレーキ手段により回転抵抗を発生させながら、同時にモータ手段によって自立回転力を発生させることもできる。この場合、操作者には自分の操作に対する適度な抵抗感触を付与しつつ、その間に操作部があたかも自立的に回転していくことがあるかのような感触を与えることができる。これにより、回転抵抗の発生を主にブレーキ手段で賄うことで消費電力を少なく抑えながら、自立回転力を発生可能なモータ手段を合わせて使用することで、より多様な操作感触の付与を実現することができる。   Further, the actuator can generate a self-supporting rotational force simultaneously with the motor means while generating rotational resistance with the brake means. In this case, it is possible to give the operator a feeling as if the operation unit may rotate autonomously while giving an appropriate resistance feeling to his / her operation. As a result, the use of motor means capable of generating a self-supporting rotational force while using a motor means capable of generating a self-supporting rotational force while reducing the power consumption by mainly covering the generation of rotational resistance with the brake means realizes a greater variety of operational feeling. be able to.

解決手段2:解決手段1の操作感触付与型入力装置において、モータ手段は、操作部の回転軸線上に出力軸を有した電動モータである。またブレーキ手段は、磁性材料から構成されて操作部の回転軸線の方向に移動可能に設置されたロータ部材と、通電時にロータ部材をステータ部材に吸着させる電磁コイルとを有した電磁ブレーキである。このとき電磁コイルが電動モータの外周で回転軸線の周りに形成されている態様が好ましい。   Solution 2: In the operation feeling imparting type input device of Solution 1, the motor means is an electric motor having an output shaft on the rotation axis of the operation unit. The brake means is an electromagnetic brake having a rotor member made of a magnetic material and installed so as to be movable in the direction of the rotation axis of the operation unit, and an electromagnetic coil that attracts the rotor member to the stator member when energized. At this time, an aspect in which the electromagnetic coil is formed around the rotation axis on the outer periphery of the electric motor is preferable.

上記の態様であれば、モータ手段及びブレーキ手段をそれぞれ電動モータ及び電磁ブレーキとしたとき、電動モータの外側に電磁ブレーキの電磁コイルを形成することで、回転軸方向への小型化を図ることができる。   If it is said aspect, when a motor means and a brake means are made into an electric motor and an electromagnetic brake, respectively, size reduction to a rotating shaft direction can be achieved by forming the electromagnetic coil of an electromagnetic brake in the outer side of an electric motor. it can.

また、電磁コイルを電動モータの外側に形成している分、電磁コイルの巻径を大きくできるため、巻径が小さい構造(例えば回転軸の外側近傍で電磁コイルを形成した場合)に比較して大きな磁力を発生することができる。また巻径を大きくした場合、より少ない電力で充分な磁力を発生することができるので、省電力化を図りつつ、効率的に回転抵抗を発生することができる。さらに、巻径の拡大に合わせてステータ部材とロータ部材の外径を大きくすれば、それだけ大きな摩擦力を得ることができるため、より効率的に回転抵抗を発生することができる。また、巻径を大きくした分、かわりに巻数を減らしたとしても充分な磁力を発生することができるため、回転抵抗を犠牲にすることなく、電磁コイルの巻数減少による装置の小型化にも寄与することもできる。   Moreover, since the winding diameter of the electromagnetic coil can be increased because the electromagnetic coil is formed outside the electric motor, compared to a structure with a small winding diameter (for example, when the electromagnetic coil is formed near the outside of the rotating shaft). A large magnetic force can be generated. Further, when the winding diameter is increased, a sufficient magnetic force can be generated with less electric power, so that it is possible to efficiently generate rotational resistance while saving power. Furthermore, if the outer diameters of the stator member and the rotor member are increased in accordance with the increase in the winding diameter, a larger frictional force can be obtained, so that a rotational resistance can be generated more efficiently. In addition, even if the number of turns is reduced instead of increasing the winding diameter, sufficient magnetic force can be generated, contributing to downsizing of the device by reducing the number of turns of the electromagnetic coil without sacrificing rotational resistance. You can also

解決手段3:解決手段2において、電磁ブレーキは、回転軸線の周りに複重をなして配置された内側筒状部と外側筒状部との間に形成される環状の空間内に電磁コイルを収容したコイルケースをさらに有していてもよい。また電動モータは、操作部の回転軸に取り付けられた電機子コイル及び電機子コイルの外周側にクリアランスをおいて配置された磁石を有していてもよい。この場合、磁石がコイルケースの内側筒状部の内周面に取り付けられている態様が好ましい。   Solution 3: In Solution 2, the electromagnetic brake includes an electromagnetic coil in an annular space formed between the inner cylindrical portion and the outer cylindrical portion that are arranged around the rotation axis. You may have further accommodated the coil case. The electric motor may include an armature coil attached to the rotating shaft of the operation unit and a magnet disposed with a clearance on the outer peripheral side of the armature coil. In this case, a mode in which the magnet is attached to the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion of the coil case is preferable.

上記の態様であれば、電磁ブレーキのコイルケース(特に内側筒状部)を電動モータの外側ケース(ケーシング)としても利用できるので、それだけ部品点数を削減し、また構造の簡素化を図ることができる。   If it is said aspect, since the coil case (especially inner cylindrical part) of an electromagnetic brake can be utilized also as the outer case (casing) of an electric motor, it can aim at the simplification of a structure by reducing the number of parts that much. it can.

解決手段4:解決手段1から3において、制御手段は、ブレーキ手段又はモータ手段のいずれか一方だけを作動させることとする。   Solution 4: In the solutions 1 to 3, the control means operates only one of the brake means and the motor means.

上記のように、電磁ブレーキ及び電動モータを用いて回転抵抗又は自立回転力を発生させる場合、両方を同時に作動させることもできる(解決手段1)。その上で、ブレーキ手段(電磁ブレーキ)又はモータ手段(電動モータ)のいずれか一方だけを作動させることで、互いの磁界が干渉したり、一方で発生させた磁界が他方の動作に影響を及ぼしたりするのを防止することができる。   As described above, when the rotational resistance or the self-supporting rotational force is generated using the electromagnetic brake and the electric motor, both of them can be operated simultaneously (solution means 1). In addition, by operating only one of the brake means (electromagnetic brake) or the motor means (electric motor), the mutual magnetic fields interfere with each other, or the magnetic field generated on one side affects the operation of the other. Can be prevented.

特に解決手段2,3のように電磁ブレーキの電磁コイルを電動モータの外側に形成している場合、構造的な近接によって相互の干渉や影響が生じやすくなるため、制御上で電磁ブレーキと電動モータとを使い分けておくことにより、予期しない相互の干渉や影響の発生を未然に防止することができる。   In particular, when the electromagnetic coil of the electromagnetic brake is formed outside the electric motor as in Solution 2 and 3, since the mutual proximity and influence are likely to occur due to structural proximity, the electromagnetic brake and the electric motor are controlled. By properly using these, it is possible to prevent unexpected interference and influences from occurring.

第1実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the operation feeling provision type | mold input device of 1st Embodiment. 回転部材と摩擦板との連結関係を示す平面図(図1中のII−II断面を含む)である。It is a top view (including II-II section in Drawing 1) showing the connection relation of a rotation member and a friction board. 操作感触付与型入力装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the control system of an operation feeling provision type | mold input device. 制御部(演算部)が実行する制御処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the control process which a control part (calculation part) performs. 演算処理において演算に用いることができるフォースカーブの第1例及び第2例を示した図である。It is the figure which showed the 1st example and 2nd example of the force curve which can be used for a calculation in a calculation process. 演算処理において演算に用いることができるフォースカーブの第3例及び第4例を示した図である。It is the figure which showed the 3rd example and 4th example of the force curve which can be used for a calculation in a calculation process. 第2実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the operation feeling provision type | mold input device of 2nd Embodiment. 第3実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the operation feeling provision type | mold input device of 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器(コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器)をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス(ユーザインタフェース)として利用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The operation feeling imparting type input device of the present invention is used as an input device (user interface) for in-vehicle electrical components such as car navigation devices as well as various electronic devices (computer devices, audio devices, video devices), for example. Can do.

〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態の操作感触付与型入力装置10の全体的な構成を示す概略図である。図1中、操作感触付与型入力装置10の機械的な構成は、その大部分が縦断面により示されている。また図1中、操作感触付与型入力装置10の電気的な構成はブロック要素として示されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an operation feeling imparting type input device 10 according to the first embodiment. In FIG. 1, most of the mechanical configuration of the operation feeling imparting type input device 10 is shown by a vertical section. In FIG. 1, the electrical configuration of the operation feeling imparting type input device 10 is shown as a block element.

〔操作部〕
操作感触付与型入力装置10は操作部12を備えており、この操作部12は、例えば回転式のつまみ形状(ダイヤル形状)をなしている。操作者は操作部12をつまんだ状態で回転操作することができ、このとき操作部12は図中に一点鎖線で示される回転軸線CLの回りに回転する。
[Operation section]
The operation feeling imparting type input device 10 includes an operation unit 12. The operation unit 12 has, for example, a rotary knob shape (dial shape). The operator can rotate the operation unit 12 while pinching the operation unit 12. At this time, the operation unit 12 rotates about a rotation axis CL indicated by a one-dot chain line in the drawing.

操作部12は、例えば回転軸14の一端に連結されている。この回転軸14は上記の回転軸線CLに沿って操作部12から一方向(図1中の下方向)に延びており、回転軸14は操作部12とともに回転軸線CLの回りに回転する。   The operation unit 12 is connected to one end of the rotating shaft 14, for example. The rotation shaft 14 extends in one direction (downward in FIG. 1) from the operation unit 12 along the rotation axis CL, and the rotation shaft 14 rotates around the rotation axis CL together with the operation unit 12.

なお回転軸14には、その軸方向の途中に弾性部材15が介挿して設けられている。このため回転軸14は、弾性部材15を挟んで軸方向に第1パーツ14aと第2パーツ14bとに分割された構造を有している。なお、弾性部材15と第1パーツ14a、第2パーツ14bとは、それぞれの接合部で強固に接合されている。また弾性部材15には、例えば材料としてゴムを使用することができる。   The rotary shaft 14 is provided with an elastic member 15 in the middle of the axial direction. For this reason, the rotating shaft 14 has the structure divided | segmented into the 1st part 14a and the 2nd part 14b in the axial direction on both sides of the elastic member 15. FIG. The elastic member 15 and the first part 14a and the second part 14b are firmly joined at the respective joints. For the elastic member 15, for example, rubber can be used as a material.

〔回転状態の検出〕
回転軸14(第1パーツ14a)の外周には、被検出体であるコード板16が取り付けられている。このコード板16は回転軸14を中心とした薄板の円盤形状をなしており、その周方向には一定ピッチで図示しないスリットが形成されている。またコード板16の外周部には、回転方向の原点位置を基点として周方向に図示しないインデックス(遮光部)が形成されている。
[Rotation detection]
A code plate 16 that is a detection target is attached to the outer periphery of the rotating shaft 14 (first part 14a). The code plate 16 has a thin disk shape centered on the rotating shaft 14, and slits (not shown) are formed at a constant pitch in the circumferential direction. In addition, an index (light-shielding portion) (not shown) is formed on the outer peripheral portion of the code plate 16 in the circumferential direction with the origin position in the rotation direction as a base point.

回転軸14の近傍位置には、検出部として例えば光学式のエンコーダ18が設置されている。このエンコーダ18は、例えば2条の検出光を用いて互いに異なる位置でコード板16のスリットを透過させることができる。操作部12が回転操作されると、これに伴って回転軸14とともにコード板16が回転し、エンコーダ18から互いに位相差を持った回転角信号(A相及びB相のエンコーダパルス)が出力される。なおエンコーダ18は、アナログ式のエンコーダ(例えば磁気センサ型)でもよい。   For example, an optical encoder 18 is installed in the vicinity of the rotating shaft 14 as a detection unit. The encoder 18 can transmit the slits of the code plate 16 at different positions using, for example, two detection light beams. When the operation unit 12 is rotated, the code plate 16 is rotated together with the rotating shaft 14, and rotation angle signals (A phase and B phase encoder pulses) having a phase difference from each other are output from the encoder 18. The The encoder 18 may be an analog encoder (for example, a magnetic sensor type).

また回転軸14には、例えば第2パーツ14bの軸方向でみた中央付近に回転部材20が取り付けられている。回転部材20は、例えば円盤形状の本体部20aを有しており、この本体部20aは回転軸14(第2パーツ14b)を中心としてラジアル方向に拡がっている。本体部20aの中央位置には貫通孔20bが形成されており、この貫通孔20bは本体部20aを厚み方向に貫通して形成されている。そして回転部材20は、貫通孔20bの内部に回転軸14(第2パーツ14b)を挿通させた状態で回転軸14に固定されている。このため回転部材20は、操作部12が操作されると回転軸14とともに回転軸線CLの回りに回転する。   For example, the rotating member 20 is attached to the rotating shaft 14 near the center of the second part 14b in the axial direction. The rotating member 20 has, for example, a disk-shaped main body portion 20a, and the main body portion 20a extends in the radial direction around the rotating shaft 14 (second part 14b). A through hole 20b is formed at the center position of the main body 20a, and the through hole 20b is formed so as to penetrate the main body 20a in the thickness direction. The rotating member 20 is fixed to the rotating shaft 14 with the rotating shaft 14 (second part 14b) inserted through the through hole 20b. For this reason, the rotating member 20 rotates around the rotation axis CL together with the rotating shaft 14 when the operation unit 12 is operated.

〔アーマチュアロータ(ロータ部材)〕
また回転軸14には、回転軸線CLに沿う方向でみて回転部材20に隣接する位置にアーマチュアロータ22が取り付けられている。このアーマチュアロータ22もまた、例えば円盤形状の本体部22aを有するとともに、その中央位置には挿通孔22bが形成されている。アーマチュアロータ22の挿通孔22bもまた本体部22aを厚み方向に貫通しているが、その内径は回転軸14の外径よりもわずかに大きい。このためアーマチュアロータ22は回転軸14(第2パーツ14b)に対して固定されておらず、回転軸14や回転部材20に対しては回転軸線CLの回りに相対回転が可能な状態で支持されている。
[Armature rotor (rotor member)]
An armature rotor 22 is attached to the rotary shaft 14 at a position adjacent to the rotary member 20 when viewed in the direction along the rotary axis CL. The armature rotor 22 also has a disk-shaped main body 22a, for example, and an insertion hole 22b is formed at the center thereof. The insertion hole 22b of the armature rotor 22 also penetrates the main body portion 22a in the thickness direction, but its inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the rotating shaft 14. For this reason, the armature rotor 22 is not fixed to the rotating shaft 14 (second part 14b), and is supported so as to be capable of relative rotation around the rotating axis CL with respect to the rotating shaft 14 and the rotating member 20. ing.

またアーマチュアロータ22は、挿通孔22b内に回転軸14(第2パーツ14b)を挿通させた状態で、中心軸線CLに沿う方向へ僅かに変位可能である。なお回転軸14の外周面と挿通孔22bの内周面との間には、例えば回転軸14に沿ってスライド自在な軸受(図示していない)が設けられていてもよい。またアーマチュアロータ22は、その全体が磁性材料(例えば鉄)で構成されている。   Further, the armature rotor 22 can be slightly displaced in the direction along the central axis CL with the rotating shaft 14 (second part 14b) inserted through the insertion hole 22b. In addition, between the outer peripheral surface of the rotating shaft 14, and the inner peripheral surface of the insertion hole 22b, the bearing (not shown) which can slide along the rotating shaft 14 may be provided, for example. The entire armature rotor 22 is made of a magnetic material (for example, iron).

〔電磁ブレーキ(ブレーキ手段)〕
第1実施形態の操作感触付与型入力装置10は、アクチュエータの構成要素として電磁ブレーキ24を備えている。この電磁ブレーキ24は、例えば中空の円柱形状をなすケース型コア24a(ステータ部材)を有しており、このケース型コア24aの内部にフープ状の巻線24b(電磁コイル)を配置した構造である。ケース型コア24aの中央には例えば樹脂製の軸受24cが設けられており、回転軸14の他端部(図1でみて下端部)はこの軸受24cを介してケース型コア24aに回転自在に支持されている。電磁ブレーキ24は、巻線24bに通電された状態でケース型コア24aに電磁力を発生させ、上記のアーマチュアロータ22をスラスト方向に吸着することができる。
[Electromagnetic brake (brake means)]
The operation feeling imparting type input device 10 of the first embodiment includes an electromagnetic brake 24 as a component of the actuator. The electromagnetic brake 24 has a case type core 24a (stator member) having a hollow cylindrical shape, for example, and a structure in which a hoop-like winding 24b (electromagnetic coil) is arranged inside the case type core 24a. is there. A resin bearing 24c, for example, is provided at the center of the case core 24a, and the other end (the lower end as viewed in FIG. 1) of the rotary shaft 14 is rotatable to the case core 24a via the bearing 24c. It is supported. The electromagnetic brake 24 can generate an electromagnetic force in the case-type core 24a in a state where the winding 24b is energized, and can adsorb the armature rotor 22 in the thrust direction.

なお、回転軸14の他端(第2パーツ14b)はケース型コア24aを貫通して回転部材20やアーマチュアロータ22と反対方向(図1でみて下方向)へ突出しており、この突出位置で回転軸14(第2パーツ14b)にはフランジ形状のストッパ26が取り付けられている。このストッパ26は、ケース型コア24aに対して回転軸14がその軸方向(図1で上方向)へずれるのを防止している。   The other end (second part 14b) of the rotating shaft 14 passes through the case core 24a and protrudes in the opposite direction (downward as viewed in FIG. 1) to the rotating member 20 and the armature rotor 22, and at this protruding position. A flange-shaped stopper 26 is attached to the rotary shaft 14 (second part 14b). The stopper 26 prevents the rotating shaft 14 from shifting in the axial direction (upward in FIG. 1) with respect to the case mold core 24a.

〔電動モータ(モータ手段)〕
また第1実施形態の操作感触付与型入力装置10は、アクチュエータの構成要素として上記の電磁ブレーキ24とは別に電動モータ30を備えている。第1実施形態において、電動モータ30は例えばDCモータである。電動モータ30は、その出力軸が回転軸14(第2パーツ14b)と一体化されているか、もしくは回転軸14と同軸に連結されている。
[Electric motor (motor means)]
Further, the operation feeling imparting type input device 10 of the first embodiment includes an electric motor 30 as a component of the actuator, in addition to the electromagnetic brake 24 described above. In the first embodiment, the electric motor 30 is a DC motor, for example. The output shaft of the electric motor 30 is integrated with the rotating shaft 14 (second part 14b) or is coaxially connected to the rotating shaft 14.

ここでは特に図示していないが、電磁ブレーキ24及び電動モータ30は、それぞれ別の装置本体や、操作感触付与型入力装置10を収容する筐体に固定されている。このため操作部12が回転操作されても、それによって電磁ブレーキ24や電動モータ30が連れ回りすることはない。   Although not specifically illustrated here, the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are fixed to separate device bodies and housings that house the operation feeling imparting type input device 10. For this reason, even if the operation part 12 is rotationally operated, the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are not rotated by it.

また操作感触付与型入力装置10は制御部28を備えており、この制御部28にはエンコーダ18や電磁ブレーキ24、電動モータ30が接続されている。なお、制御部28を中心とした制御系の構成についてはさらに後述する。   Further, the operation feeling imparting type input device 10 includes a control unit 28, and an encoder 18, an electromagnetic brake 24, and an electric motor 30 are connected to the control unit 28. The configuration of the control system centering on the control unit 28 will be further described later.

〔自立回転力の付与〕
操作感触付与型入力装置10は、アクチュエータを構成する電動モータ30に通電することで、その駆動力により回転軸14を回転させ、操作部12に自立的な回転力(自立回転力)を付与することができる。
[Give self-supporting rotational force]
The operation feeling imparting type input device 10 energizes the electric motor 30 constituting the actuator, thereby rotating the rotating shaft 14 by the driving force and imparting a self-supporting rotational force (self-supporting rotational force) to the operation unit 12. be able to.

〔回転抵抗の付与〕
また操作感触付与型入力装置10は、上記の電磁ブレーキ24に通電することでアーマチュアロータ22を引き付け、アーマチュアロータ22を介して回転部材20に摩擦抵抗を付与し、それによって操作部12に回転抵抗を付与することができる。このため第1実施形態では、アーマチュアロータ22と回転部材20との間で相互に回転が伝達される構造を採用している。
[Granting rotation resistance]
Further, the operation feeling imparting type input device 10 attracts the armature rotor 22 by energizing the electromagnetic brake 24 described above, and imparts a frictional resistance to the rotating member 20 via the armature rotor 22, thereby causing the operating portion 12 to have a rotational resistance. Can be granted. For this reason, the first embodiment employs a structure in which rotation is transmitted between the armature rotor 22 and the rotating member 20.

すなわちアーマチュアロータ22には、その表面(図1では上面)から突出する2つの連結突起22cが設けられている。これら連結突起22cは、いずれもアーマチュアロータ22(本体部22a)の表面から回転部材20に向けて延びている。一方、回転部材20には、2つの連結突起22cにそれぞれ対応する位置に連結孔20cが形成されている。これら連結孔20cは本体部20aをその厚み方向に貫通して延びており、それぞれ内部に連結突起22cが挿通されている。また各連結突起22cは連結孔20c内に挿通された状態で、回転部材20(本体部20a)の表面(図1では上面)からある程度突出するだけの全長を有している。   That is, the armature rotor 22 is provided with two connection protrusions 22c that protrude from the surface (the upper surface in FIG. 1). These connection protrusions 22c all extend from the surface of the armature rotor 22 (main body portion 22a) toward the rotating member 20. On the other hand, the rotation member 20 has connection holes 20c formed at positions corresponding to the two connection protrusions 22c. These connection holes 20c extend through the main body portion 20a in the thickness direction, and connection protrusions 22c are inserted into the connection holes 20c, respectively. Each connection protrusion 22c has a total length that protrudes to some extent from the surface (upper surface in FIG. 1) of the rotating member 20 (main body portion 20a) in a state of being inserted into the connection hole 20c.

図2は、回転部材20とアーマチュアロータ22との連結関係を示す平面図(図1中のII−II断面を含む)である。図2に示されているように、2本の連結突起22cは回転部材20の各連結孔20c内に挿通された状態にあり、この状態で回転部材20とアーマチュアロータ22との相対回転は規制されている。このため、電磁ブレーキ24によってアーマチュアロータ22を引き付けると、アーマチュアロータ22を介して回転部材20に回転方向への摩擦抵抗が付与された状態となる。ただし、上記のように連結突起22cは連結孔20c内で軸方向への移動は規制されていないため、回転軸14全体に軸方向への力が及ぶことはない。   FIG. 2 is a plan view (including a II-II cross section in FIG. 1) showing a connection relationship between the rotating member 20 and the armature rotor 22. As shown in FIG. 2, the two connecting projections 22c are inserted into the connecting holes 20c of the rotating member 20, and the relative rotation between the rotating member 20 and the armature rotor 22 is restricted in this state. Has been. For this reason, when the armature rotor 22 is attracted by the electromagnetic brake 24, a frictional resistance in the rotation direction is imparted to the rotating member 20 via the armature rotor 22. However, as described above, the connection protrusion 22c is not restricted from moving in the axial direction in the connection hole 20c, and thus the axial force does not reach the entire rotating shaft 14.

〔電動モータによる回転抵抗の付与〕
また第1実施形態では、電動モータ30によって回転抵抗を付与することもできる。すなわち、操作者による操作部12の回転操作の方向と反対方向に電動モータ30を駆動することで、操作部12に回転抵抗を付与することが可能である。ただしこの場合、電磁ブレーキ24に比較して消費電力は多くなる。
[Give rotation resistance by electric motor]
In the first embodiment, rotation resistance can be applied by the electric motor 30. That is, it is possible to apply a rotational resistance to the operation unit 12 by driving the electric motor 30 in a direction opposite to the direction of the rotation operation of the operation unit 12 by the operator. However, in this case, power consumption increases compared to the electromagnetic brake 24.

上記の弾性部材15は、操作部12に回転抵抗が付与された状態で操作部12が操作されると、その回転方向にねじり変形(弾性変形)を生じる。ただし弾性部材15には、付与される回転抵抗が最大の状態で操作部12が操作されたとしても、そのときのトルクに対して充分な剛性を有する材料を用いるため、そこで弾性部材15が降伏したり、破断したりすることはない。したがって弾性部材15は、通常の弾性範囲内で変形しつつ、操作部12が受ける操作力を第1パーツ14aから第2パーツ14b及び回転部材20に伝達することができる。   The elastic member 15 causes torsional deformation (elastic deformation) in the rotation direction when the operation unit 12 is operated in a state where rotational resistance is applied to the operation unit 12. However, since the elastic member 15 is made of a material having sufficient rigidity with respect to the torque at that time even when the operating portion 12 is operated in a state where the applied rotational resistance is the maximum, the elastic member 15 yields there. And will not break. Therefore, the elastic member 15 can transmit the operation force received by the operation unit 12 from the first part 14 a to the second part 14 b and the rotation member 20 while being deformed within a normal elastic range.

これにより、操作者がある程度の操作力を操作部12に加えると、電磁ブレーキ24に対してアーマチュアロータ22をスリップさせながら操作部12を引き続き回転させることができる。あるいは、電動モータ30により回転抵抗を付与している状態であっても、操作者がある程度の操作力を操作部12に加えると、その回転抵抗(操作方向と反対方向への自立回転力)に抗して電動モータ30を逆回転させながら、引き続き操作部12を回転させることができる。   Accordingly, when the operator applies a certain amount of operating force to the operation unit 12, the operation unit 12 can be continuously rotated while the armature rotor 22 is slipped with respect to the electromagnetic brake 24. Alternatively, even when a rotational resistance is applied by the electric motor 30, if the operator applies a certain amount of operating force to the operation unit 12, the rotational resistance (self-supporting rotational force in the direction opposite to the operation direction) is applied. The operation unit 12 can be continuously rotated while the electric motor 30 is rotated in the reverse direction.

一方で弾性部材15は、上記のように弾性変形を生じた状態で操作者が操作部12から手を離したり、操作力を緩めたりすると、それまでの変形状態から復帰することができる。この復帰に伴い、弾性部材15は第1パーツ14aとともに操作部12及びコード板16をそれまでと逆方向へ僅かに回転させる。したがって、回転抵抗が付与された状態で操作部12が操作力を受けなくなると、操作部12の回転角度はそれまでの回転方向と逆方向へ僅かに変化する。   On the other hand, the elastic member 15 can be returned from the deformation state until then when the operator releases the operation part 12 or loosens the operation force in a state where the elastic deformation has occurred as described above. With this return, the elastic member 15 slightly rotates the operation unit 12 and the code plate 16 together with the first part 14a in the opposite direction. Therefore, when the operation unit 12 does not receive the operation force in a state where the rotation resistance is applied, the rotation angle of the operation unit 12 slightly changes in the direction opposite to the rotation direction so far.

〔制御系の構成〕
図3は、操作感触付与型入力装置10の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。制御部28は、例えばプロセッサ(CPU)を用いた演算部28aを有する他、RAM、ROM等のメモリデバイスを用いた記憶部28b、そして入力部28c及び出力部28dを有したマイクロコンピュータとして構成されている。
[Control system configuration]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the control system of the operation feeling imparting type input device 10. The control unit 28 includes, for example, a calculation unit 28a using a processor (CPU), a storage unit 28b using a memory device such as a RAM and a ROM, a microcomputer having an input unit 28c and an output unit 28d. ing.

上記のエンコーダ18から出力される回転角信号は、それぞれ入力部28cでA/D変換されて演算部28aに入力される。演算部28aは、この入力信号に基づいて回転軸14(操作部12)の回転角度及び回転方向を演算する。また演算部28aは、回転角度及び回転方向の演算結果に基づいて制御信号を出力し、電磁ブレーキ24や電動モータ30の作動状態を制御する。このとき電磁ブレーキ24に対する制御信号は、出力部28dを通じて電磁ブレーキ24に供給される駆動電流又は駆動電圧に変換される。また電動モータ30に対する制御信号は、そのときの回転方向(CCW/CW)別に出力部28dを通じて駆動電流又は駆動電圧に変換される。   The rotation angle signals output from the encoder 18 are A / D converted by the input unit 28c and input to the calculation unit 28a. The calculation unit 28a calculates the rotation angle and rotation direction of the rotating shaft 14 (operation unit 12) based on the input signal. The calculation unit 28 a outputs a control signal based on the calculation result of the rotation angle and the rotation direction, and controls the operation state of the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30. At this time, the control signal for the electromagnetic brake 24 is converted into a drive current or a drive voltage supplied to the electromagnetic brake 24 through the output unit 28d. The control signal for the electric motor 30 is converted into a drive current or a drive voltage through the output unit 28d for each rotation direction (CCW / CW) at that time.

〔外部システムとの接続〕
なお第1実施形態の操作感触付与型入力装置10は、例えば外部システムとしての表示装置32に接続して利用することができる。この場合、操作感触付与型入力装置10は、その制御部28から表示装置32に対して、表示制御に関する外部出力信号を出力することができる。
[Connection with external system]
Note that the operation feeling imparting type input device 10 of the first embodiment can be used by being connected to a display device 32 as an external system, for example. In this case, the operation feeling imparting type input device 10 can output an external output signal related to display control from the control unit 28 to the display device 32.

例えば、表示装置32が有する表示画面(図示していない)上に操作部12の回転位置(座標上でみた回転角度)と連動させてポインタ等を表示させる場合、制御部28はポインタの表示位置を指示するための回転角座標を外部出力信号として出力する。表示装置32は、制御部28から受け取った回転角座標に基づいて表示画面上にポインタを表示する。これにより表示装置32は、操作部12の回転角度の変化に連動してリアルタイムに表示画面上でポインタを移動させることができる。ただし、このような構成は特に必須ではなく、特に操作感触付与型入力装置10が表示装置32に接続されていなくてもよい。   For example, when a pointer or the like is displayed on a display screen (not shown) of the display device 32 in conjunction with the rotation position of the operation unit 12 (rotation angle viewed on coordinates), the control unit 28 displays the pointer display position. Is output as an external output signal. The display device 32 displays a pointer on the display screen based on the rotation angle coordinates received from the control unit 28. Accordingly, the display device 32 can move the pointer on the display screen in real time in conjunction with the change in the rotation angle of the operation unit 12. However, such a configuration is not particularly essential, and the operation feeling imparting type input device 10 may not be connected to the display device 32 in particular.

〔制御処理〕
次に図4は、制御部28(主に演算部28a)が実行する制御処理の手順例を示すフローチャートである。なお制御処理の手順は、例えば記憶部28bに制御プログラムとして記憶されている。以下、各手順に沿って説明する。
[Control processing]
Next, FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure example of control processing executed by the control unit 28 (mainly the calculation unit 28a). The procedure of the control process is stored as a control program in the storage unit 28b, for example. Hereinafter, it demonstrates along each procedure.

ステップS10:先ず演算部28aは、初期設定処理を実行する。この処理では、例えばエンコーダ18から入力された現時点での検出信号を記憶し、この状態を操作部12の初期位置に設定する。また演算部28aは、記憶部28bに予め記憶されている座標軸のデータを読み込み、この座標軸上で操作部12の初期位置を初期の回転角座標に設定する。なお座標軸は、操作部12の回転位置を回転角度(θ)で表したものである。   Step S10: First, the calculation unit 28a executes an initial setting process. In this process, for example, the current detection signal input from the encoder 18 is stored, and this state is set as the initial position of the operation unit 12. In addition, the calculation unit 28a reads the coordinate axis data stored in advance in the storage unit 28b, and sets the initial position of the operation unit 12 to the initial rotation angle coordinate on the coordinate axis. The coordinate axis represents the rotation position of the operation unit 12 by a rotation angle (θ).

ステップS20:次に演算部28aは、角度検出処理を実行する。この処理は、現在の操作部12の回転角度(回転位置)を検出するためのものである。例えば、演算部28aはエンコーダ18からの検出信号に基づき、先の初期設定処理で設定した初期位置から操作部12がいずれの方向へどれだけの角度だけ回転したかを検出する。そして演算部28aは、検出した回転方向及び回転角度に基づき、上記の座標軸上でみた操作部12の回転角度に対応する現在の回転角座標(θ)を演算する。   Step S20: Next, the computing unit 28a performs angle detection processing. This process is for detecting the current rotation angle (rotation position) of the operation unit 12. For example, the calculation unit 28a detects, based on the detection signal from the encoder 18, how much angle the operation unit 12 has rotated in which direction from the initial position set in the previous initial setting process. Then, the calculation unit 28a calculates the current rotation angle coordinate (θ) corresponding to the rotation angle of the operation unit 12 viewed on the coordinate axis based on the detected rotation direction and rotation angle.

ステップS30:次に演算部28aは、演算処理を実行する。この処理は、先の角度検出処理で演算した現在の回転角座標(θ)と予め用意されたフォースカーブとに基づき、アクチュエータ(電磁ブレーキ24、電動モータ30)により発生させる回転抵抗又は自立回転力の大きさ(自立回転力については方向も)を演算するためのものである。なおフォースカーブのプロファイルデータは、例えば予め記憶部28bに記憶させておくことができる。なおフォースカーブについては、具体例を挙げてさらに後述する。   Step S30: Next, the calculation unit 28a executes calculation processing. This process is based on the current rotation angle coordinate (θ) calculated in the previous angle detection process and a force curve prepared in advance, and a rotational resistance or a self-supporting rotational force generated by the actuator (electromagnetic brake 24, electric motor 30). This is for calculating the magnitude of (and the direction for a self-supporting rotational force). The force curve profile data can be stored in advance in the storage unit 28b, for example. The force curve will be described later with a specific example.

ステップS40:続いて演算部28aは、アクチュエータ駆動処理を実行する。この処理は、先の演算処理での演算結果に基づいてアクチュエータ(電磁ブレーキ24、電動モータ30)を作動させることにより、操作部12に回転抵抗を付与したり、自立回転力を付与したりするものである。これにより、実際に操作者が行う操作部12の操作に対して操作感触を付与することができる。   Step S40: Subsequently, the calculation unit 28a executes actuator drive processing. In this process, the actuator (electromagnetic brake 24, electric motor 30) is actuated based on the calculation result in the previous calculation process, thereby providing the operating unit 12 with rotational resistance or applying independent rotation force. Is. Thereby, an operation feeling can be given to the operation of the operation unit 12 actually performed by the operator.

ステップS50:そして演算部28aは、信号出力処理を実行する。この処理は、上述した外部の表示装置32に対して外部出力信号を出力するためのものである。具体的には、演算部28aは、現在の操作部12の回転角度に対応する回転角座標(θ)を外部出力信号として表示装置32に出力する。表示装置32は、この外部出力信号に基づいて表示画面32上におけるポインタ等の表示位置を制御することができる。なお、操作感触付与形入力装置10を表示装置32に接続していない場合、この信号出力処理(ステップS50)を実行する必要はない。   Step S50: The computing unit 28a executes signal output processing. This process is for outputting an external output signal to the external display device 32 described above. Specifically, the calculation unit 28a outputs the rotation angle coordinate (θ) corresponding to the current rotation angle of the operation unit 12 to the display device 32 as an external output signal. The display device 32 can control the display position of a pointer or the like on the display screen 32 based on the external output signal. When the operation feeling imparting input device 10 is not connected to the display device 32, it is not necessary to execute this signal output process (step S50).

電源投入後、演算部28aが上記の各処理(ステップS20〜ステップS50)を定常的に実行することにより、現在の操作部12の回転角度に対応する回転角座標(θ)がリアルタイムで演算される。また演算部28aがそのときの回転角座標(θ)に基づいてアクチュエータ(電磁ブレーキ24、電動モータ30)を駆動することにより、回転角度の変化に応じて操作部12に付与される回転抵抗や自立回転力(大きさと方向)も変化する。   After the power is turned on, the calculation unit 28a steadily executes the above processes (steps S20 to S50), whereby the rotation angle coordinate (θ) corresponding to the current rotation angle of the operation unit 12 is calculated in real time. The In addition, the calculation unit 28a drives the actuator (the electromagnetic brake 24, the electric motor 30) based on the rotation angle coordinate (θ) at that time, so that the rotation resistance applied to the operation unit 12 according to the change in the rotation angle, The self-supporting rotational force (size and direction) also changes.

〔フォースカーブの例〕
図5は、上記の演算処理(ステップS30)において演算に用いることができるフォースカーブの第1例(図5中(A))及び第2例(図5中(B))を示した図である。以下、それぞれについて説明する。
[Example of force curve]
FIG. 5 is a diagram showing a first example ((A) in FIG. 5) and a second example ((B) in FIG. 5) of force curves that can be used for the calculation in the above calculation process (step S30). is there. Each will be described below.

〔第1例:右回転時〕
図5中(A):第1例のフォースカーブは、例えば操作部12が右方向(回転軸14の上方からみて右方向)に回転する場合の制御に適用可能なプロファイルデータとして記憶部28bに記憶されている。フォースカーブが破線で示されている部分は、そこでの回転抵抗を電磁ブレーキ24により発生させることを表しており、フォースカーブが実線で示されている部分は、そこでの自立回転力を電動モータ30により発生させることを表している。また縦軸の上側は左方向への回転抵抗(FL)の大きさを表し、縦軸の下側は右方向への自立回転力(FR)の大きさを表している。
[First example: When turning right]
5A: The force curve of the first example is stored in the storage unit 28b as profile data applicable to control when the operation unit 12 rotates in the right direction (right direction as viewed from above the rotation shaft 14), for example. It is remembered. A portion where the force curve is indicated by a broken line represents that the rotational resistance is generated by the electromagnetic brake 24, and a portion where the force curve is indicated by a solid line indicates that the self-supporting rotational force is expressed by the electric motor 30. It is generated by. The upper side of the vertical axis represents the magnitude of the rotational resistance (FL) in the left direction, and the lower side of the vertical axis represents the magnitude of the self-supporting rotational force (FR) in the right direction.

〔区間A:θ0≦θ≦θ2〕
先ず、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ0〜θ1までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブに基づき、右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30を駆動する。これにより、操作者が特に操作しなくても、操作部12が自立的に右方向へ回転する。
[Section A: θ0 ≦ θ ≦ θ2]
First, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ0 and θ1 on the coordinate axis, the calculation unit 28a generates a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction based on the force curve. The electric motor 30 is driven to give to the operation unit 12. Thereby, even if an operator does not operate in particular, the operation part 12 rotates to the right direction independently.

操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ1の右側へ移動すると、操作部12に与えられる右方向への自立回転力は次第に減少していく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ2に達すると、操作部12に与えられる自立回転力は0になる。このため特に操作者が操作部12を操作しなければ、そこで操作部12は回転を停止する。なお、この区間Aにおいて操作者が操作部12を操作した場合でも同様の動作となる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the right of θ1 on the coordinate axis, the right-handed rotational force applied to the operation unit 12 gradually decreases. When the rotation angle (θ) reaches θ2 on the coordinate axis, the self-supporting rotational force applied to the operation unit 12 becomes zero. For this reason, unless the operator operates the operation unit 12 in particular, the operation unit 12 stops rotating. The same operation is performed even when the operator operates the operation unit 12 in this section A.

〔区間B:θ2≦θ≦θn〕
次に、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θn(ただしθn>θ2)までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブの破線部分と実線部分のそれぞれに基づき、左方向への回転抵抗(極大値Fa)と右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電磁ブレーキ24と電動モータ30とを交互に駆動する。
[Section B: θ2 ≦ θ ≦ θn]
Next, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ2 and θn (where θn> θ2) on the coordinate axis, the calculation unit 28a applies to each of the broken line portion and the solid line portion of the force curve. Based on this, the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are alternately driven so as to give the operating unit 12 the rotational resistance (maximum value Fa) in the left direction and the self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction.

具体的には、先ず回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θ3までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき、電磁ブレーキ24により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。これにより、操作者が操作部12を回転させていくにつれて、次第に抵抗力が高まっていくような操作感触が付与されることになる。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ3に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除する。これにより、操作者に対してクリック感触を付与することができる。   Specifically, first, when the rotation angle (θ) is between θ2 and θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a is based on the force curve (broken line portion) and the magnitude of the rotation resistance to be applied by the electromagnetic brake 24. Is gradually increased toward the maximum value Fa. Thereby, as the operator rotates the operation unit 12, an operation feeling that gradually increases the resistance force is given. When the rotation angle (θ) reaches θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once. Thereby, a click feeling can be provided to the operator.

さらに演算部28aはフォースカーブ(実線部分)に基づき、その瞬間から右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動を開始する。これにより、クリック感触を付与した直後にあたかも操作部12の回転が急に加速された(軽くなった)かのような操作感触が付与されることになる。なお、このとき付与される自立回転力は、検出される操作部12の回転角度(θ)が座標軸上で右方向に移動するにつれて次第に減少していく。   Further, based on the force curve (solid line part), the calculation unit 28a starts driving the electric motor 30 to give the operation unit 12 a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction from that moment. As a result, the operation feeling as if the rotation of the operation unit 12 was suddenly accelerated (lightened) immediately after the click feeling was given. Note that the self-supporting rotational force applied at this time gradually decreases as the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves rightward on the coordinate axis.

この後も同様に、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ4〜θ5までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき電磁ブレーキ24により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ5に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除し、回転角度(θ)が座標軸上でθ6に達するまでの間、フォースカーブ(実線部分)に基づいて右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動を開始する(座標軸上でθ6〜θ7,θ7〜θnまでの間も同様。)。   Similarly, when the rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ4 and θ5 on the coordinate axis, the calculation unit 28a is provided with the rotational resistance to be applied by the electromagnetic brake 24 based on the force curve (dashed line portion). Is gradually increased toward the maximum value Fa. When the rotation angle (θ) reaches θ5 on the coordinate axis, the computing unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once, and the force curve (solid line portion) until the rotation angle (θ) reaches θ6 on the coordinate axis. ) To start the electric motor 30 so as to give the operation unit 12 a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction (the same applies to θ6 to θ7 and θ7 to θn on the coordinate axes).

〔区間C:θn≦θ≦θw〕
操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθnの右側へ移動すると、演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき、そこから最大値Fmaxに向けて回転抵抗を増大させるべく電磁ブレーキ24を駆動する。これにより、操作者に対して次第に操作部12の回転操作が重くなっていくかのような操作感触を付与することができる。
[Section C: θn ≦ θ ≦ θw]
When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the right side of θn on the coordinate axis, the calculation unit 28a is based on the force curve (broken line portion), and from there, the electromagnetic brake 24 increases the rotation resistance toward the maximum value Fmax. Drive. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling as if the rotation operation of the operation unit 12 gradually becomes heavier.

そして、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθwに達すると、そこで演算部28aは最大値Fmaxの回転抵抗を付与するべく電磁ブレーキ24を最大電圧(電流)で駆動する。これにより操作者に対して、あたかも操作部12の回転操作が規制されたかのような操作感触(壁に突き当たった感触)を付与することができる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 reaches θw on the coordinate axis, the calculation unit 28a drives the electromagnetic brake 24 with the maximum voltage (current) so as to apply the rotation resistance of the maximum value Fmax. As a result, it is possible to give the operator an operation feeling as if the rotation operation of the operation unit 12 was restricted (a feeling of hitting the wall).

〔第2例:左回転時〕
次に、左回転時に適用できる第2例のフォースカーブについて説明する。
図5中(B):第2例のフォースカーブは、例えば操作部12が左方向(回転軸14の上方からみて左方向)に回転する場合の制御に適用可能なプロファイルデータとして記憶部28bに記憶されている。第2例においても同様に、フォースカーブが破線で示されている部分は、そこでの回転抵抗を電磁ブレーキ24により発生させることを表しており、フォースカーブが実線で示されている部分は、そこでの自立回転力を電動モータ30により発生させることを表している。
[Second example: When turning counterclockwise]
Next, a second example force curve that can be applied during left rotation will be described.
In FIG. 5B, the force curve of the second example is stored in the storage unit 28b as profile data applicable to control when the operation unit 12 rotates leftward (leftward as viewed from above the rotation shaft 14), for example. It is remembered. Similarly, in the second example, the portion where the force curve is indicated by a broken line indicates that the rotational resistance is generated by the electromagnetic brake 24, and the portion where the force curve is indicated by a solid line is there. This means that the self-rotating force is generated by the electric motor 30.

この場合、縦軸の上側は左方向への自立回転力(FL)の大きさを表し、縦軸の下側は右方向への回転抵抗(FR)の大きさを表している。また操作部12の回転操作に伴い、回転角度(θ)は座標軸上で左方向へ移動するものとする。   In this case, the upper side of the vertical axis represents the magnitude of the self-supporting rotational force (FL) in the left direction, and the lower side of the vertical axis represents the magnitude of the rotational resistance (FR) in the right direction. Further, it is assumed that the rotation angle (θ) moves to the left on the coordinate axis in accordance with the rotation operation of the operation unit 12.

〔区間A:θ2≦θ≦θ0〕
先ず、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ0〜θ1(右から左への移動)までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブに基づき、左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30を駆動する。これにより、操作者が特に操作しなくても、操作部12が自立的に左方向へ回転する。
[Section A: θ2 ≦ θ ≦ θ0]
First, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ0 and θ1 (movement from right to left) on the coordinate axis, the calculation unit 28a is independent in the left direction based on the force curve. The electric motor 30 is driven so as to apply a rotational force (maximum value Fa) to the operation unit 12. Thereby, even if an operator does not operate in particular, the operation part 12 rotates to the left direction independently.

操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ1の左側へ移動すると、操作部12に与えられる左方向への自立回転力は次第に減少していく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ2に達すると、操作部12に与えられる自立回転力は0になる。このため特に操作者が操作部12を操作しなければ、そこで操作部12は回転を停止する。なお、この区間Aにおいて操作者が操作部12を操作した場合でも同様の動作となる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the left side of θ1 on the coordinate axis, the left-handed self-rotating force applied to the operation unit 12 gradually decreases. When the rotation angle (θ) reaches θ2 on the coordinate axis, the self-supporting rotational force applied to the operation unit 12 becomes zero. For this reason, unless the operator operates the operation unit 12 in particular, the operation unit 12 stops rotating. The same operation is performed even when the operator operates the operation unit 12 in this section A.

〔区間B:θn≦θ≦θ2〕
次に、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θn(ただしθ2>θn)までの間にある場合は以下となる。すなわち、演算部28aはフォースカーブの破線部分と実線部分のそれぞれに基づき、右方向への回転抵抗(極大値Fa)と左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電磁ブレーキ24と電動モータ30とを交互に駆動する。
[Section B: θn ≦ θ ≦ θ2]
Next, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ2 and θn (where θ2> θn) on the coordinate axis, the following occurs. That is, the arithmetic unit 28a is to provide the operating unit 12 with a rotational resistance (maximum value Fa) in the right direction and a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the left direction based on the broken line portion and the solid line portion of the force curve. The electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are driven alternately.

具体的には、先ず回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θ3までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき、電磁ブレーキ24により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。これにより、操作者が操作部12を回転させていくにつれて、次第に抵抗力が高まっていくような操作感触が付与されることになる。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ3に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除する。これにより、操作者に対してクリック感触を付与することができる。   Specifically, first, when the rotation angle (θ) is between θ2 and θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a is based on the force curve (broken line portion) and the magnitude of the rotation resistance to be applied by the electromagnetic brake 24. Is gradually increased toward the maximum value Fa. Thereby, as the operator rotates the operation unit 12, an operation feeling that gradually increases the resistance force is given. When the rotation angle (θ) reaches θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once. Thereby, a click feeling can be provided to the operator.

さらに演算部28aはフォースカーブ(実線部分)に基づき、その瞬間から左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動を開始する。これにより、クリック感触を付与した直後にあたかも操作部12の回転が急に加速された(軽くなった)かのような操作感触が付与されることになる。ここでも同様に、付与される自立回転力は、検出される操作部12の回転角度(θ)が座標軸上で左方向に移動するにつれて次第に減少していく。   Further, based on the force curve (solid line portion), the calculation unit 28a starts driving the electric motor 30 so as to give the operation unit 12 a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the left direction from that moment. As a result, the operation feeling as if the rotation of the operation unit 12 was suddenly accelerated (lightened) immediately after the click feeling was given. Similarly, the self-supporting rotational force to be applied gradually decreases as the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves leftward on the coordinate axis.

この後も同様に、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ4〜θ5までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき電磁ブレーキ24により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ5に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除し、回転角度(θ)が座標軸上でθ6に達するまでの間、フォースカーブ(実線部分)に基づいて左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動を開始する(座標軸上でθ6〜θ7,θ7〜θnまでの間も同様。)。   Similarly, when the rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ4 and θ5 on the coordinate axis, the calculation unit 28a is provided with the rotational resistance to be applied by the electromagnetic brake 24 based on the force curve (dashed line portion). Is gradually increased toward the maximum value Fa. When the rotation angle (θ) reaches θ5 on the coordinate axis, the computing unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once, and the force curve (solid line portion) until the rotation angle (θ) reaches θ6 on the coordinate axis. ) To start the electric motor 30 so as to give the operation unit 12 a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the left direction (the same applies to θ6 to θ7 and θ7 to θn on the coordinate axes).

〔区間C:θw≦θ≦θn〕
操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθnの左側へ移動すると、演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき、そこから最大値Fmaxに向けて回転抵抗を増大させるべく電磁ブレーキ24を駆動する。これにより、操作者に対して次第に操作部12の回転操作が重くなっていくかのような操作感触を付与することができる。
[Section C: θw ≦ θ ≦ θn]
When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the left of θn on the coordinate axis, the calculation unit 28a is based on the force curve (broken line portion), and from there, the electromagnetic brake 24 increases the rotation resistance toward the maximum value Fmax. Drive. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling as if the rotation operation of the operation unit 12 gradually becomes heavier.

そして、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθwに達すると、そこで演算部28aは最大値Fmaxの回転抵抗を付与するべく電磁ブレーキ24を最大電圧(電流)で駆動する。これにより操作者に対して、あたかも操作部12の回転操作が規制された(壁に突き当たった)かのような操作感触(壁感触)を付与することができる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 reaches θw on the coordinate axis, the calculation unit 28a drives the electromagnetic brake 24 with the maximum voltage (current) so as to apply the rotation resistance of the maximum value Fmax. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling (wall feel) as if the rotation operation of the operation unit 12 was restricted (abutted against the wall).

〔第1例及び第2例のまとめ〕
上述した第1例及び第2例のフォースカーブを用いてアクチュエータ(電磁ブレーキ24、電動モータ30)の作動状態を制御した場合、右回転又は左回転のいずれについても、操作部12に回転抵抗を付与する場合は電磁ブレーキ24だけが駆動されることになる。このため、電動モータ30の動力で回転抵抗を発生させる場合に比較して、より少ない電力で大きな回転抵抗を発生させることができる。特に操作部12の回転を規制する場合(壁パターン)は大きな回転抵抗を必要とするが、電磁ブレーキ24は電動モータ30に比べて変換効率がよいため、それだけ消費電力を少なくすることができる。
[Summary of the first example and the second example]
When the operation state of the actuator (the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30) is controlled using the force curves of the first example and the second example described above, the operation unit 12 is provided with a rotational resistance for either the right rotation or the left rotation. When applying, only the electromagnetic brake 24 is driven. For this reason, compared with the case where a rotational resistance is generated with the power of the electric motor 30, a large rotational resistance can be generated with less electric power. In particular, when the rotation of the operation unit 12 is restricted (wall pattern), a large rotational resistance is required. However, since the electromagnetic brake 24 has better conversion efficiency than the electric motor 30, power consumption can be reduced accordingly.

一方で、アクチュエータとして電磁ブレーキ24だけでなく、電動モータ30も使用することにより、操作部12を所望の回転位置(座標軸上のθ2)まで自立的に回転させることができるし、回転操作の途中で操作部12の回転を加速するような自立回転力を付与することもできる。   On the other hand, by using not only the electromagnetic brake 24 but also the electric motor 30 as an actuator, the operation unit 12 can be rotated autonomously to a desired rotation position (θ2 on the coordinate axis), and in the middle of the rotation operation. Thus, a self-supporting rotational force that accelerates the rotation of the operation unit 12 can be applied.

〔フォースカーブの第3例〕
次に図6は、上記の演算処理(ステップS30)において演算に用いることができるフォースカーブの第3例(図6中(A))及び第4例(図6中(B))を示した図である。これら第3,第4例は、操作部12の回転を大きく規制する場合(壁パターン時)にのみ電磁ブレーキ24を駆動し、それ以外の場合は電磁ブレーキ24を駆動せず、電動モータ30だけを駆動するものである。以下、それぞれについて説明する。
[Third example of force curve]
Next, FIG. 6 shows a third example (A in FIG. 6) and a fourth example (B in FIG. 6) of force curves that can be used for the calculation in the above calculation process (step S30). FIG. In these third and fourth examples, the electromagnetic brake 24 is driven only when the rotation of the operation unit 12 is largely restricted (during the wall pattern), and in other cases, the electromagnetic brake 24 is not driven and only the electric motor 30 is driven. Is to drive. Each will be described below.

〔第3例:右回転時〕
図6中(A):第3例のフォースカーブは、操作部12が右方向に回転する場合の制御に適用可能なプロファイルデータである。
[Third example: When turning right]
In FIG. 6, (A): The force curve of the third example is profile data applicable to control when the operation unit 12 rotates in the right direction.

〔区間A:θ0≦θ≦θ2〕
先ず、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ0〜θ1までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブに基づき、右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30を駆動する。これにより、操作者が特に操作しなくても、操作部12が自立的に右方向へ回転する。
[Section A: θ0 ≦ θ ≦ θ2]
First, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ0 and θ1 on the coordinate axis, the calculation unit 28a generates a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction based on the force curve. The electric motor 30 is driven to give to the operation unit 12. Thereby, even if an operator does not operate in particular, the operation part 12 rotates to the right direction independently.

操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ1の右側へ移動すると、操作部12に与えられる右方向への自立回転力は次第に減少していく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ2に達すると、操作部12に与えられる自立回転力は0になる。このため特に操作者が操作部12を操作しなければ、そこで操作部12は回転を停止する。なお、この区間Aにおいて操作者が操作部12を操作した場合でも同様の動作となる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the right of θ1 on the coordinate axis, the right-handed rotational force applied to the operation unit 12 gradually decreases. When the rotation angle (θ) reaches θ2 on the coordinate axis, the self-supporting rotational force applied to the operation unit 12 becomes zero. For this reason, unless the operator operates the operation unit 12 in particular, the operation unit 12 stops rotating. The same operation is performed even when the operator operates the operation unit 12 in this section A.

〔区間B:θ2≦θ≦θn〕
次に、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θn(ただしθn>θ2)までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブに基づき、左方向への回転抵抗(極大値Fa)と右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の作動状態だけを制御する。
[Section B: θ2 ≦ θ ≦ θn]
Next, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ2 and θn (where θn> θ2) on the coordinate axis, the calculation unit 28a performs a rotation resistance in the left direction based on the force curve. Only the operating state of the electric motor 30 is controlled so as to give the operation unit 12 the (maximum value Fa) and the self-supporting rotational force in the right direction (maximum value Fa).

具体的には、先ず回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θ3までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(上側の登り区間)に基づき、電動モータ30により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。これにより、操作者が操作部12を回転させていくにつれて、次第に抵抗力が高まっていくような操作感触が付与されることになる。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ3に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除する。これにより、操作者に対してクリック感触を付与することができる。   Specifically, when the rotation angle (θ) is between θ2 and θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a determines the rotation resistance to be applied by the electric motor 30 based on the force curve (upward climbing section). The size is gradually increased toward the maximum value Fa. Thereby, as the operator rotates the operation unit 12, an operation feeling that gradually increases the resistance force is given. When the rotation angle (θ) reaches θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once. Thereby, a click feeling can be provided to the operator.

さらに演算部28aはフォースカーブに基づき、その瞬間から右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動力を制御する。このとき電動モータ30の回転方向は、それまでの左方向(CCW)から右方向(CW)に反転することになる。これにより、クリック感触を付与した直後にあたかも操作部12の回転が急に加速された(軽くなった)かのような操作感触が付与されることになる。また、このとき付与される自立回転力は、検出される操作部12の回転角度(θ)が座標軸上で右方向に移動するにつれて次第に減少していく。   Furthermore, the calculation unit 28a controls the driving force of the electric motor 30 to give the operation unit 12 a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction from the moment based on the force curve. At this time, the rotation direction of the electric motor 30 is reversed from the previous left direction (CCW) to the right direction (CW). As a result, the operation feeling as if the rotation of the operation unit 12 was suddenly accelerated (lightened) immediately after the click feeling was given. Further, the self-supporting rotational force applied at this time gradually decreases as the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves rightward on the coordinate axis.

この後も同様に、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ4〜θ5までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(次の登り区間)に基づき電動モータ30により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ5に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除し、回転角度(θ)が座標軸上でθ6に達するまでの間、フォースカーブに基づいて右方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動力を制御する(座標軸上でθ6〜θ7,θ7〜θnまでの間も同様。)。   Similarly, when the rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ4 and θ5 on the coordinate axis, the calculation unit 28a should be applied by the electric motor 30 based on the force curve (next climbing section). The magnitude of the rotational resistance is gradually increased toward the maximum value Fa. When the rotation angle (θ) reaches θ5 on the coordinate axis, the calculation unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once, and based on the force curve until the rotation angle (θ) reaches θ6 on the coordinate axis. The driving force of the electric motor 30 is controlled so as to give a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the right direction to the operation unit 12 (the same applies to θ6 to θ7 and θ7 to θn on the coordinate axes).

〔区間C:θn≦θ≦θw〕
操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθnの右側へ移動すると、演算部28aは電動モータ30の駆動を停止する。そして演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき、そこから最大値Fmaxに向けて回転抵抗を増大させるべく、今度は電磁ブレーキ24を駆動する。これにより、操作者に対して次第に操作部12の回転操作が重くなっていくかのような操作感触を付与することができる。
[Section C: θn ≦ θ ≦ θw]
When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the right side of θn on the coordinate axis, the calculation unit 28 a stops driving the electric motor 30. The calculation unit 28a then drives the electromagnetic brake 24 to increase the rotational resistance from the force curve (broken line portion) toward the maximum value Fmax. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling as if the rotation operation of the operation unit 12 gradually becomes heavier.

そして、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθwに達すると、そこで演算部28aは最大値Fmaxの回転抵抗を付与するべく電磁ブレーキ24を最大電圧(電流)で駆動する。これにより操作者に対して、あたかも操作部12の回転操作が規制された(壁に突き当たった)かのような操作感触(壁感触)を付与することができる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 reaches θw on the coordinate axis, the calculation unit 28a drives the electromagnetic brake 24 with the maximum voltage (current) so as to apply the rotation resistance of the maximum value Fmax. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling (wall feel) as if the rotation operation of the operation unit 12 was restricted (abutted against the wall).

〔第4例:左回転時〕
図6中(B):第4例のフォースカーブは、操作部12が左方向(回転軸14の上方からみて左方向)に回転する場合の制御に適用可能なプロファイルデータである。ここでも同様に、縦軸の上側は左方向への自立回転力(FL)の大きさを表し、縦軸の下側は右方向への回転抵抗(FR)の大きさを表している。また操作部12の回転操作に伴い、回転角度(θ)は座標軸上で左方向へ移動するものとする。
[Fourth example: When turning counterclockwise]
In FIG. 6, (B): The force curve of the fourth example is profile data applicable to control when the operation unit 12 rotates leftward (leftward when viewed from above the rotation shaft 14). Here, similarly, the upper side of the vertical axis represents the magnitude of the self-supporting rotational force (FL) in the left direction, and the lower side of the vertical axis represents the magnitude of the rotational resistance (FR) in the right direction. Further, it is assumed that the rotation angle (θ) moves to the left on the coordinate axis in accordance with the rotation operation of the operation unit 12.

〔区間A:θ2≦θ≦θ0〕
先ず、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ0〜θ1(右から左への移動)までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブに基づき、左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30を駆動する。これにより、操作者が特に操作しなくても、操作部12が自立的に左方向へ回転する。
[Section A: θ2 ≦ θ ≦ θ0]
First, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ0 and θ1 (movement from right to left) on the coordinate axis, the calculation unit 28a is independent in the left direction based on the force curve. The electric motor 30 is driven so as to apply a rotational force (maximum value Fa) to the operation unit 12. Thereby, even if an operator does not operate in particular, the operation part 12 rotates to the left direction independently.

操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ1の左側へ移動すると、操作部12に与えられる左方向への自立回転力は次第に減少していく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ2に達すると、操作部12に与えられる自立回転力は0になる。このため特に操作者が操作部12を操作しなければ、そこで操作部12は回転を停止する。なお、この区間Aにおいて操作者が操作部12を操作した場合でも同様の動作となる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the left side of θ1 on the coordinate axis, the left-handed self-rotating force applied to the operation unit 12 gradually decreases. When the rotation angle (θ) reaches θ2 on the coordinate axis, the self-supporting rotational force applied to the operation unit 12 becomes zero. For this reason, unless the operator operates the operation unit 12 in particular, the operation unit 12 stops rotating. The same operation is performed even when the operator operates the operation unit 12 in this section A.

〔区間B:θn≦θ≦θ2〕
次に、検出された操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θn(ただしθ2>θn)までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブに基づき、右方向への回転抵抗(極大値Fa)と左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の作動状態だけを制御する。
[Section B: θn ≦ θ ≦ θ2]
Next, when the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ2 and θn (where θ2> θn) on the coordinate axis, the calculation unit 28a is based on the force curve and rotates to the right. Only the operating state of the electric motor 30 is controlled so as to give the operation unit 12 the (maximum value Fa) and the left-handed independent rotation force (maximum value Fa).

具体的には、先ず回転角度(θ)が座標軸上でθ2〜θ3までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(下側の下り区間)に基づき、電動モータ30により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。これにより、操作者が操作部12を回転させていくにつれて、次第に抵抗力が高まっていくような操作感触が付与されることになる。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ3に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除する。これにより、操作者に対してクリック感触を付与することができる。   Specifically, when the rotation angle (θ) is between θ2 and θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a is based on the force curve (downward downward section) and should be applied by the electric motor 30. Is gradually increased toward the maximum value Fa. Thereby, as the operator rotates the operation unit 12, an operation feeling that gradually increases the resistance force is given. When the rotation angle (θ) reaches θ3 on the coordinate axis, the calculation unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once. Thereby, a click feeling can be provided to the operator.

さらに演算部28aはフォースカーブに基づき、その瞬間から左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動力を制御する。このとき電動モータ30の回転方向は、それまでの右方向(CW)から左方向(CCW)に反転することになる。これにより、クリック感触を付与した直後にあたかも操作部12の回転が急に加速された(軽くなった)かのような操作感触が付与されることになる。また、このとき付与される自立回転力は、検出される操作部12の回転角度(θ)が座標軸上で左方向に移動するにつれて次第に減少していく。   Further, the calculation unit 28a controls the driving force of the electric motor 30 so as to give the operation unit 12 a self-supporting rotational force (maximum value Fa) in the leftward direction from the moment based on the force curve. At this time, the rotation direction of the electric motor 30 is reversed from the previous right direction (CW) to the left direction (CCW). As a result, the operation feeling as if the rotation of the operation unit 12 was suddenly accelerated (lightened) immediately after the click feeling was given. Further, the self-supporting rotational force applied at this time gradually decreases as the detected rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves leftward on the coordinate axis.

この後も同様に、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθ4〜θ5までの間にある場合、演算部28aはフォースカーブ(次の下り区間)に基づき電動モータ30により付与するべき回転抵抗の大きさを極大値Faに向けて次第に増加させていく。そして回転角度(θ)が座標軸上でθ5に達すると、演算部28aはそこで一気に回転抵抗の付与を解除し、回転角度(θ)が座標軸上でθ6に達するまでの間、フォースカーブに基づいて左方向への自立回転力(極大値Fa)を操作部12に与えるべく電動モータ30の駆動力を制御する(座標軸上でθ6〜θ7,θ7〜θnまでの間も同様。)。   Similarly, when the rotation angle (θ) of the operation unit 12 is between θ4 and θ5 on the coordinate axis, the calculation unit 28a should be applied by the electric motor 30 based on the force curve (next descending section). The magnitude of the rotational resistance is gradually increased toward the maximum value Fa. When the rotation angle (θ) reaches θ5 on the coordinate axis, the calculation unit 28a cancels the application of the rotation resistance at once, and based on the force curve until the rotation angle (θ) reaches θ6 on the coordinate axis. The driving force of the electric motor 30 is controlled so as to give the left-handed self-rotating force (maximum value Fa) to the operation unit 12 (the same applies to θ6 to θ7 and θ7 to θn on the coordinate axes).

〔区間C:θw≦θ≦θn〕
操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθnの左側へ移動すると、演算部28aは電動モータ30の駆動を停止する。そして演算部28aはフォースカーブ(破線部分)に基づき、そこから最大値Fmaxに向けて回転抵抗を増大させるべく、今度は電磁ブレーキ24を駆動する。これにより、操作者に対して次第に操作部12の回転操作が重くなっていくかのような操作感触を付与することができる。
[Section C: θw ≦ θ ≦ θn]
When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 moves to the left side of θn on the coordinate axis, the calculation unit 28 a stops driving the electric motor 30. The calculation unit 28a then drives the electromagnetic brake 24 to increase the rotational resistance from the force curve (broken line portion) toward the maximum value Fmax. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling as if the rotation operation of the operation unit 12 gradually becomes heavier.

そして、操作部12の回転角度(θ)が座標軸上でθwに達すると、そこで演算部28aは最大値Fmaxの回転抵抗を付与するべく電磁ブレーキ24を最大電圧(電流)で駆動する。これにより操作者に対して、あたかも操作部12の回転操作が規制された(壁に突き当たった)かのような操作感触(壁感触)を付与することができる。   When the rotation angle (θ) of the operation unit 12 reaches θw on the coordinate axis, the calculation unit 28a drives the electromagnetic brake 24 with the maximum voltage (current) so as to apply the rotation resistance of the maximum value Fmax. Thereby, it is possible to give the operator an operation feeling (wall feel) as if the rotation operation of the operation unit 12 was restricted (abutted against the wall).

〔第4例及び第5例のまとめ〕
上述した第4例及び第5例のフォースカーブを用いてアクチュエータ(電磁ブレーキ24、電動モータ30)の作動状態を制御した場合、右回転又は左回転のいずれについても、操作部12の回転を大きく規制する場合(壁パターン)は電磁ブレーキ24だけが駆動されることになる。このため、電動モータ30の動力で回転抵抗を発生させる場合に比較して、より少ない電力で大きな回転抵抗を発生させることができる。
[Summary of the fourth and fifth examples]
When the operation states of the actuators (electromagnetic brake 24, electric motor 30) are controlled using the force curves of the fourth and fifth examples described above, the rotation of the operation unit 12 is greatly increased for either the right rotation or the left rotation. In the case of regulation (wall pattern), only the electromagnetic brake 24 is driven. For this reason, compared with the case where a rotational resistance is generated with the power of the electric motor 30, a large rotational resistance can be generated with less electric power.

なお、上記の第1〜第4例では、最大値Fmaxの回転抵抗を電磁ブレーキ24のみで発生させているが、電磁ブレーキ24と合わせて電動モータ30を駆動することにより、さらに強力な回転抵抗を付与することもできる。これにより、操作部12の回転操作をより強固に規制することで、極めて明快な壁感触を付与することができる。   In the first to fourth examples, the rotational resistance of the maximum value Fmax is generated only by the electromagnetic brake 24. However, by driving the electric motor 30 together with the electromagnetic brake 24, a more powerful rotational resistance is generated. Can also be given. Thereby, the very clear wall feel can be provided by restricting the rotation operation of the operation unit 12 more firmly.

〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態の操作感触付与形入力装置10について説明する。図7は、第2実施形態の操作感触付与型入力装置10の全体的な構成を示す概略図である。第2実施形態では、上記の電磁ブレーキ24を電動モータ30の外側に配置することで、電磁ブレーキ24と電動モータ30とを回転軸14の長手方向でみた同じ位置に配置した点が第1実施形態と大きく異なっている。その他の構成については第1実施形態と共通であり、ここでは共通の構成には図示とともに同じ符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
[Second Embodiment]
Next, the operation feeling imparting type input device 10 of the second embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of the operation feeling imparting type input device 10 of the second embodiment. In the second embodiment, the electromagnetic brake 24 is arranged outside the electric motor 30 so that the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are arranged at the same position as viewed in the longitudinal direction of the rotary shaft 14 in the first embodiment. It is very different from the form. The other configurations are the same as those in the first embodiment, and here, the same reference numerals are given to the common configurations together with the drawings, and redundant descriptions are omitted.

〔電磁ブレーキの構成〕
第2実施形態では、電動モータ30を回転軸14の長手方向でみてアーマチュアロータ22に近接した位置に配置するとともに、その外周位置に電磁ブレーキ24の巻線24b(電磁コイル)を形成している。このため電磁ブレーキ24は、電動モータ30の外側を二重に取り囲む外側筒状部24d及び内側筒状部24eを有しており、これら二重の筒状部24d,24eをケーシングとして、その間に形成された環状の空間内に巻線24bを収容した構造を有する。なお巻線24bは、例えばボビン24fに巻かれた状態で収容されている。
[Configuration of electromagnetic brake]
In the second embodiment, the electric motor 30 is disposed at a position close to the armature rotor 22 when viewed in the longitudinal direction of the rotary shaft 14 and the winding 24b (electromagnetic coil) of the electromagnetic brake 24 is formed at the outer peripheral position thereof. . For this reason, the electromagnetic brake 24 has an outer cylindrical portion 24d and an inner cylindrical portion 24e that double surround the outside of the electric motor 30, and the double cylindrical portions 24d and 24e serve as casings between them. The winding 24b is accommodated in the formed annular space. The winding 24b is accommodated in a state wound around, for example, a bobbin 24f.

また上記の内側筒状部24eは、回転軸14の長手方向でみた一端(図7では上端)に内フランジ部24gを有しており、この内フランジ部24gは、内側筒状部24eの一端から回転軸14の中心方向に向かって環状に拡がっている。内フランジ部24gの表面(図7では上面)は電磁ブレーキ24の作動時(巻線24bへの通電時)にアーマチュアロータ22に接触し、摩擦力を発生させる摩擦面となる。なお摩擦面は、外側筒状部24dの端縁(図7では上端縁)やボビン24fの外面(図7では上面)にも形成される(ステータ部材)。   The inner cylindrical portion 24e has an inner flange portion 24g at one end (upper end in FIG. 7) viewed in the longitudinal direction of the rotating shaft 14, and the inner flange portion 24g is one end of the inner cylindrical portion 24e. To the center of the rotary shaft 14. The surface of the inner flange portion 24g (the upper surface in FIG. 7) is a friction surface that comes into contact with the armature rotor 22 and generates a frictional force when the electromagnetic brake 24 is actuated (when the winding 24b is energized). The friction surface is also formed on the edge (upper edge in FIG. 7) of the outer cylindrical portion 24d and the outer surface (upper surface in FIG. 7) of the bobbin 24f (stator member).

〔電動モータの配置〕
電動モータ30は、内側筒状部24eの内側に嵌め合わせるようにして配置されており、これにより電磁ブレーキ24と電動モータ30とが相互に連結された状態となっている。また上記の内フランジ部24gは、その裏面(図7で下面)にて電動モータ30に接することにより、電動モータ30と電磁ブレーキ24とを回転軸14の方向に関して相互に位置決めしている。なお、特に図示していないが、内フランジ部24gを貫通するねじ等によって電磁ブレーキ24と電動モータ30とを相互に固定してもよい。
[Arrangement of electric motor]
The electric motor 30 is disposed so as to be fitted inside the inner cylindrical portion 24e, whereby the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are connected to each other. Further, the inner flange portion 24g contacts the electric motor 30 on the back surface (the lower surface in FIG. 7), thereby positioning the electric motor 30 and the electromagnetic brake 24 with respect to the direction of the rotary shaft 14. Although not particularly illustrated, the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 may be fixed to each other with a screw or the like penetrating the inner flange portion 24g.

第2実施形態の構造によれば、第1実施形態のように電磁ブレーキ24と電動モータ30とを回転軸線CL上で別々の位置に配置した構造と比較して、全体的に短縮化(短胴化)を図ることができる。このため、例えば図示しない装置本体への取り付けに際し、回転軸14の長手方向(軸方向)にスペース的な余裕がない場合であっても対応することができる。また、全体として軸方向への小型化を図ることにより、装置本体の小型化にも寄与することができる。   According to the structure of the second embodiment, as compared with the structure in which the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are arranged at different positions on the rotation axis CL as in the first embodiment, the overall length is shortened (shortened). Torso). For this reason, for example, when attaching to an apparatus main body (not shown), even when there is no space in the longitudinal direction (axial direction) of the rotating shaft 14, it can be dealt with. Further, by reducing the size in the axial direction as a whole, it is possible to contribute to size reduction of the apparatus main body.

また第2実施形態の場合、電動モータ30の外側で巻線24bを形成しているため、それだけ巻線24bの巻径を大きくすることができる。これにより、第1実施形態の構造と比較して大きな磁力を発生することができる。また、巻線24bの巻径を大きくした場合、より少ない電力(駆動電流、駆動電圧)でも充分な磁力を発生させることができるので、省電力化を図りつつ、効率的に回転抵抗を発生することができる。さらに、巻径の拡大に合わせてアーマチュアロータ22や筒状部24d,24e(ステータ部材)の外径を大きくすることにより、それだけ大きな摩擦力を得ることができる。   In the case of the second embodiment, since the winding 24b is formed outside the electric motor 30, the winding diameter of the winding 24b can be increased accordingly. Thereby, compared with the structure of 1st Embodiment, a big magnetic force can be generated. In addition, when the winding diameter of the winding 24b is increased, a sufficient magnetic force can be generated with less power (driving current, driving voltage), so that rotational resistance is efficiently generated while saving power. be able to. Further, by increasing the outer diameters of the armature rotor 22 and the cylindrical portions 24d and 24e (stator members) in accordance with the increase in the winding diameter, a larger frictional force can be obtained.

また、巻線24bの巻径を大きくした分、かわりに巻数を減らしたとしても充分な磁力を発生することができるため、電磁ブレーキ24による回転抵抗を犠牲にすることなく、巻数の減少による全体の小型化にも寄与することもできる。   In addition, even if the number of turns is reduced instead of increasing the winding diameter of the winding 24b, a sufficient magnetic force can be generated. Therefore, the entire number of turns can be reduced without sacrificing the rotational resistance of the electromagnetic brake 24. It can also contribute to downsizing.

〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態の操作感触付与形入力装置10について説明する。図8は、第3実施形態の操作感触付与型入力装置10の全体的な構成を示す概略図である。第3実施形態もまた、第2実施形態と同様に電磁ブレーキ24を電動モータ30の外側に配置することで、電磁ブレーキ24と電動モータ30とを回転軸14の長手方向でみた同じ位置に配置した点が第1実施形態と大きく異なっている。その他の構成については第1実施形態と共通であり、ここでは共通の構成には図示とともに同じ符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
[Third Embodiment]
Next, the operation feeling imparting type input device 10 of the third embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of the operation feeling imparting type input device 10 according to the third embodiment. In the third embodiment, the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 are arranged at the same position as viewed in the longitudinal direction of the rotary shaft 14 by arranging the electromagnetic brake 24 outside the electric motor 30 as in the second embodiment. This point is greatly different from the first embodiment. The other configurations are the same as those in the first embodiment, and here, the same reference numerals are given to the common configurations together with the drawings, and redundant descriptions are omitted.

〔電動モータの構成〕
第3実施形態では、電動モータ30の構造が第2実施形態と少し異なっている。すなわち電動モータ30は、その内部構造体として永久磁石30a及び電機子コイル30bを有している。このうち電機子コイル30bについては、第1,第2実施形態と同様に回転軸14(電動モータ30の出力軸)に取り付けられているが、永久磁石30aが電磁ブレーキ24の内側筒状部24eの内周面に取り付けられている。
[Configuration of electric motor]
In the third embodiment, the structure of the electric motor 30 is slightly different from that of the second embodiment. That is, the electric motor 30 has a permanent magnet 30a and an armature coil 30b as its internal structure. Among them, the armature coil 30b is attached to the rotary shaft 14 (the output shaft of the electric motor 30) as in the first and second embodiments, but the permanent magnet 30a is the inner cylindrical portion 24e of the electromagnetic brake 24. It is attached to the inner peripheral surface.

第3実施形態の構造によれば、電磁ブレーキ24のコイルケースとなる内側筒状部24eを電動モータ30の外側ケース(ケーシング)としても利用することができる。このため、電動モータ30を1つの駆動部品として用意する必要がなく、それだけ部品点数を削減し、さらに小型化を図ることができる。   According to the structure of the third embodiment, the inner cylindrical portion 24 e serving as the coil case of the electromagnetic brake 24 can also be used as the outer case (casing) of the electric motor 30. For this reason, it is not necessary to prepare the electric motor 30 as one drive component, the number of components can be reduced by that much, and further miniaturization can be achieved.

第3実施形態の場合、内側筒状部24eの他端(図8では下端)開口に円盤部材30cが取り付けられており、これにより内側筒状部24eの内部(電動モータ30の外側ケース内部)が閉塞されている。また、内フランジ部24gの内側には円盤状の軸受24cが配置されており、これと対向する円盤部材30cにも同様に円盤状の軸受24cが配置されている。そして、これら2つの軸受24cにより回転軸14(電動モータ30の出力軸)が回転自在に支持されており、円盤部材30cの外面(図8では下面)には第1実施形態と同様のストッパ26が取り付けられている。   In the case of the third embodiment, the disk member 30c is attached to the opening of the other end (the lower end in FIG. 8) of the inner cylindrical portion 24e. Is blocked. Further, a disk-shaped bearing 24c is disposed inside the inner flange portion 24g, and a disk-shaped bearing 24c is similarly disposed on the disk member 30c facing the disk-shaped bearing 24c. The rotating shaft 14 (the output shaft of the electric motor 30) is rotatably supported by these two bearings 24c, and a stopper 26 similar to that of the first embodiment is provided on the outer surface (the lower surface in FIG. 8) of the disk member 30c. Is attached.

また第3実施形態では、円盤部材30cから突出(図8では下方に突出)した回転軸14の部分にコード板16が取り付けられており、これに合わせてエンコーダ18が円盤部材30cの外面(図8では下面)に取り付けられている。これにより、さらに装置全体の短縮化(短胴化)を図ることができる。   In the third embodiment, the code plate 16 is attached to the portion of the rotary shaft 14 that protrudes from the disk member 30c (projects downward in FIG. 8), and the encoder 18 moves along the outer surface of the disk member 30c (see FIG. 8 is attached to the lower surface. As a result, the entire apparatus can be further shortened (shortened).

なお第3実施形態では、回転軸線CLの方向でみたコード板16と回転部材20との位置関係から、操作部12と回転部材20との間に弾性部材15が設けられていない。この場合でも、例えば回転部材20の本体部20aとアーマチュアロータ22とを僅かに相対的に回転可能な構造とし、これらの間に弾性部材(例えば板ばね、樹脂ばね等)を介挿した状態で本体部20aとアーマチュアロータ22とを相互に連結することで、弾性部材15を用いることなく操作部12の逆回転を検出することができる。   In the third embodiment, the elastic member 15 is not provided between the operation unit 12 and the rotating member 20 because of the positional relationship between the code plate 16 and the rotating member 20 viewed in the direction of the rotation axis CL. Even in this case, for example, the main body 20a of the rotating member 20 and the armature rotor 22 are structured to be slightly rotatable, and an elastic member (for example, a leaf spring, a resin spring, etc.) is interposed between them. By connecting the main body 20a and the armature rotor 22 to each other, the reverse rotation of the operation unit 12 can be detected without using the elastic member 15.

〔第2,第3実施形態の制御例〕
第2,第3実施形態の操作感触付与型入力装置10についても、第1実施形態と同様の制御例(図3〜図6)を適用することができる。特に上述したフォースカーブ(図5,図6)のように、回転抵抗の付与に関して一時に電磁ブレーキ24又は電動モータ30のいずれか一方だけを作動させ、両方を同時に作動させない制御手法であれば、電磁ブレーキ24の発生させた磁界が電動モータ30の発生させる磁界と干渉したり、逆に電動モータ30の発生させた磁界が電磁ブレーキ24の発生させる磁界と干渉したりすることがないし、一方から他方への磁界の影響が予期せず発生するのを確実に防止することができる。
[Control Example of Second and Third Embodiments]
The same control examples (FIGS. 3 to 6) as in the first embodiment can also be applied to the operation feeling imparting type input device 10 in the second and third embodiments. In particular, as in the above-described force curve (FIGS. 5 and 6), with respect to the application of rotational resistance, only one of the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 is operated at a time and both are not operated simultaneously. The magnetic field generated by the electromagnetic brake 24 does not interfere with the magnetic field generated by the electric motor 30, and conversely, the magnetic field generated by the electric motor 30 does not interfere with the magnetic field generated by the electromagnetic brake 24. It is possible to reliably prevent the unexpected influence of the magnetic field on the other side.

上述した各実施形態の操作感触付与型入力装置10によれば、電磁ブレーキ24と電動モータ30とを合わせて備えることにより、より大きな回転抵抗を少ない電力で得ることができる上、自立的に操作部12を回転させることができる。また、回転抵抗の付与と合わせて自立回転力を付与することができるため、単純にいずれか一方だけを付与する場合と比較して、より多様性に富んだ操作感触の付与パターンを実現することができる。   According to the operation feeling imparting type input device 10 of each embodiment described above, by providing the electromagnetic brake 24 and the electric motor 30 together, a larger rotational resistance can be obtained with less electric power, and the operation can be performed autonomously. The part 12 can be rotated. In addition, since a self-supporting rotational force can be applied in conjunction with the application of rotational resistance, it is possible to realize a more diverse operational feeling application pattern than when only one of them is applied. Can do.

なお、上記の制御例で挙げたフォースカーブは図示のものに限らず、その他のパターンを採用してもよい。   The force curve given in the above control example is not limited to the illustrated one, and other patterns may be adopted.

また、回転状態の検出はコード板16とエンコーダ18との組み合わせだけでなく、例えば反射板とフォトスイッチとの組み合わせで実現してもよいし、上述したようにアナログ式の検出手段を用いてもよい。   Further, the detection of the rotation state is not limited to the combination of the code plate 16 and the encoder 18, but may be realized by, for example, a combination of a reflection plate and a photoswitch, or an analog detection means as described above. Good.

なお、上述した実施形態では、操作部が回転操作されるものを例示したが、例えば操作部としてスライド操作等の他の移動形態を有するものにも本発明を適用することが可能である。この場合、例えば往復移動式のアクチュエータ(リニアアクチュエータ等)を用いて操作部を自立的にスライド移動させるとともに、操作部の移動状態(座標)をエンコーダ等で検出し、その検出結果に基づきアクチュエータの作動状態を制御すればよい。   In the above-described embodiment, the operation unit is rotated. However, the present invention can also be applied to an operation unit having other movement forms such as a slide operation. In this case, for example, the operating unit is independently slid using a reciprocating actuator (linear actuator or the like), and the moving state (coordinates) of the operating unit is detected by an encoder or the like. What is necessary is just to control an operation state.

また、上述した実施形態では、アクチュエータとして電気を動力源とした電動モータおよび電磁ブレーキを例示したが、例えば油圧や空圧等の他のエネルギーを動力源としたモータやブレーキを用いてもよい。   In the above-described embodiment, an electric motor and an electromagnetic brake using electricity as a power source are illustrated as actuators. However, for example, a motor or a brake using other energy such as hydraulic pressure or pneumatic pressure as a power source may be used.

その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。   In addition, the shapes and arrangements of the various members shown together with the drawings are all preferable examples, and it goes without saying that these can be appropriately changed when implementing the present invention.

10 操作感触付与型入力装置
12 操作部
14 回転軸
16 コード板
18 エンコーダ
20 回転部材
22 アーマチュアロータ
24 電磁ブレーキ
24b 巻線(電磁コイル)
28 制御部
28a 演算部
28d 出力部
30 電動モータ
30a 永久磁石
30b 電機子コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Operation feeling provision type input device 12 Operation part 14 Rotating shaft 16 Code board 18 Encoder 20 Rotating member 22 Armature rotor 24 Electromagnetic brake 24b Winding (electromagnetic coil)
28 Control part 28a Operation part 28d Output part 30 Electric motor 30a Permanent magnet 30b Armature coil

Claims (4)

操作者により回転操作される操作部と、
前記操作部の回転状態を検出して出力する回転状態検出手段と、
前記操作部への回転操作に対する回転抵抗又は前記操作部を自立的に回転させる自立回転力の少なくとも一方を前記操作部に与えるアクチュエータと、
前記回転状態検出手段からの出力に基づき算出した前記操作部の回転位置とその回転方向に基づき前記アクチュエータの作動状態を制御する制御手段とを備えた操作感触付与型入力装置であって、
前記アクチュエータは、
前記操作部とともに回転するロータ部材を前記操作部とともに回転しない状態に固定されたステータ部材に圧着させて前記回転抵抗を発生させるブレーキ手段と、前記操作部を回転させて前記自立回転力を発生させるモータ手段とから構成されることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
An operation unit that is rotated by an operator;
Rotation state detection means for detecting and outputting the rotation state of the operation unit;
An actuator that provides the operating unit with at least one of a rotational resistance to a rotating operation to the operating unit or a self-supporting rotational force that rotates the operating unit independently;
An operation feeling imparting type input device comprising: a rotation position of the operation unit calculated based on an output from the rotation state detection means; and a control means for controlling an operation state of the actuator based on the rotation direction thereof.
The actuator is
A brake member that presses a rotor member that rotates together with the operation unit against a stator member that is fixed so as not to rotate together with the operation unit to generate the rotation resistance, and rotates the operation unit to generate the self-supporting rotational force. An operation feeling imparting type input device comprising: motor means.
請求項1に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記モータ手段は、
前記操作部の回転軸線上に出力軸を有した電動モータであり、
前記ブレーキ手段は、
磁性材料から構成されて前記操作部の回転軸線の方向に移動可能に設置された前記ロータ部材及び通電時に前記ロータ部材を前記ステータ部材に吸着させる電磁コイルを有した電磁ブレーキであり、
前記電磁コイルが前記電動モータの外周で前記回転軸線の周りに形成されていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
The operation feeling imparting type input device according to claim 1,
The motor means includes
An electric motor having an output shaft on the rotation axis of the operation unit;
The brake means includes
An electromagnetic brake comprising a magnetic member and an electromagnetic coil configured to adsorb the rotor member to the stator member when energized, and the rotor member installed to be movable in the direction of the rotation axis of the operation unit;
The operation feeling imparting type input device, wherein the electromagnetic coil is formed around the rotation axis on an outer periphery of the electric motor.
請求項2に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記電磁ブレーキは、
前記回転軸線の周りに複重をなして配置された内側筒状部と外側筒状部との間に形成される環状の空間内に前記電磁コイルを収容したコイルケースをさらに有し、
前記電動モータは、
前記操作部の回転軸に取り付けられた電機子コイル及び前記電機子コイルの外周側にクリアランスをおいて配置された磁石を有しており、
前記磁石が前記コイルケースの前記内側筒状部の内周面に取り付けられていることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
The operation feeling imparting type input device according to claim 2,
The electromagnetic brake is
A coil case that houses the electromagnetic coil in an annular space formed between the inner cylindrical portion and the outer cylindrical portion that are arranged around the rotation axis;
The electric motor is
An armature coil attached to the rotating shaft of the operation unit and a magnet disposed with a clearance on the outer peripheral side of the armature coil;
The operation feeling imparting type input device, wherein the magnet is attached to an inner peripheral surface of the inner cylindrical portion of the coil case.
請求項1から3のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記ブレーキ手段又は前記モータ手段のいずれか一方だけを作動させることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
In the operation feeling imparting type input device according to any one of claims 1 to 3,
The control means includes
Only the brake means or the motor means is actuated, and an operation feeling imparting type input device is provided.
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