JP5018647B2 - 車両用操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された車両用操作装置に関するものである。

電子機器に接続されるマウスやトラックボール等のポインティングデバイスを用いて、電子機器の動作を操作したり、表示装置の画面上において、その操作方向に対応してポインタ等を移動させたりする操作装置がある。これらの入力装置は、ユーザによって操作されることにより、その操作方向に対応した座標を電子機器に出力するものである。このような操作装置は、ナビゲーション装置，エアコンパネル，あるいはオーディオ機器等の車載機器にも利用されている。

車両では、運転者の視線移動を少なくするために、運転席からは離れているが運転者の視界に近い位置に表示装置が配置されている。このため、従来の操作手段であるタッチパネルでは運転者（ユーザ）の手が届かなくなり、安定した操作ができなくなるため、運転者が運転姿勢を大きく変えずに手の届く位置であるセンターコンソールに、ポインティングデバイスが取り付けられ、所望の車載機器を遠隔操作可能な構成となっている。

ポインティングデバイスとしては、電動走行型の車椅子のアームレスト部またはフットレスト部に選択可能に装着され、操作レバーを前後左右に操作することにより車体の前進，後進，左右旋回等の操縦を行う操作ユニットにおいて、操作部材の平面的な移動量を大きくすることができるとともに、正確な方向操作を行い易くすることができる方向操作用の方向操作用の操作ユニット構造が考案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−２８０４９８号公報

車両のセンターコンソールは、計器パネルに比べて被水や埃等の異物の侵入に対してより厳しい環境下にあるといえる。また、ポインティングデバイスは、可動範囲が大きく、例えば図８（符号は図３等と共通）のように、操作ノブ２１，操作軸２２のような可動部と筐体２０のような固定部との隙間（ＡおよびＢ）を大きく取らなければならないため、タッチパネル等のような他の操作パネルと比べて、異物や水の侵入に対して脆弱な構造となってしまう。

特許文献１の例でも、操作ユニットの防水や防塵対策については、開示・示唆ともなされていない。

上記問題を背景として、本発明の課題は、可動部の隙間からの異物や水の侵入を防止可能な車両用操作装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための車両用操作装置は、車両に搭載され、少なくとも１つ以上の電子機器の操作を行うための車両用操作装置において、乗員により操作される操作部と、操作部に設けられた操作軸を収納・支持する筐体と、筐体に設けられて、操作軸が挿通され、該操作部の操作に応じて該操作軸が自在に移動可能な形状に開口された開口部と、一端が筐体の開口部形成面に固着され、他端が操作部の該開口部との対向面に接触する蛇腹状の接触部を有するとともに、操作軸の周囲の少なくとも一部を囲うように配設されるカバー部材と、備え、カバー部材は、乗員が操作部を操作したとき、操作部の作動範囲内において、操作部との接触を保ったまま移動することを前提とする。

上記構成によって、操作部の操作軸が自在に移動可能ための空間（開口部や操作部と筐体との隙間）が、カバー部材により囲われるため、可動部（操作部）の隙間からの異物や水の侵入を防止することが可能となる。また、操作部とカバー部材とが接しているため、ユーザが操作部を操作した際には、摩擦により操作反力が生ずる。これにより、操作部を操作していることを表示装置（視覚）以外からも認識でき、ユーザの操作感を向上することもできる。

また、本発明の車両用操作装置におけるカバー部材は、弾性部材からなり、操作部の操作方向に付勢されて伸縮するように構成される。

上記構成によって、操作部が移動した場合でも、操作部と筐体との隙間が発生せず、異物や水の侵入を防止することが可能となる。また、操作部の移動を妨げないようにすることもできる。さらに、カバー部材と操作軸との隙間をより小さくすることで、カバー部材により操作軸を固定・支持することができ、操作部のガタツキを防止することができる。

また、本発明の車両用操作装置におけるカバー部材は、操作部の開口部との対向面に固着されないように構成される。

上記構成によって、異物や水の侵入を防止することが可能となるとともに、操作部の移動を妨げないようにすることができる。また、ユーザが操作部を操作すると、操作部はカバー部材との接触を保ちつつ移動する。このとき、カバー部材は操作部に追従して動かないため、ワイパのように動作する。よって、操作部の開口部との対向面に付着した埃を除去できるという効果も期待できる。

また、本発明の車両用操作装置におけるカバー部材の接触部は、操作部の開口部との対向面に複数の接点を有して接触するように構成される。

上記構成によって、ユーザが操作部を操作したときの、操作部の開口部との対向面に付着した埃を除去できるという効果を、さらに大きくすることができる。

また、本発明の車両用操作装置におけるカバー部材は、操作部の開口部との対向面に固着されるように構成される。

上記構成によって、固着しない場合に比べて、異物や水の侵入を防止する効果をさらに大きくすることが可能となる。

また、本発明の車両用操作装置におけるカバー部材は、操作部の開口部との対向面に複数の固着点を有して固着されるように構成される。

上記構成によって、カバー部材と操作部とを、より強固に固着することができるとともに、異物や水の侵入を防止する効果も、より大きくすることが可能となる。

また、本発明の車両用操作装置におけるカバー部材は、蛇腹状の伸縮部を有するように構成される。

上記構成によって、カバー部材と操作軸との隙間をより小さくすることができ、異物や水の侵入を防止する効果を大きくすることが可能となる。また、操作部の開口部との対向面に複数の接点を有して接触するので、上述の、操作部の開口部との対向面に付着した埃を除去できるという効果も期待できる。さらに、カバー部材と操作軸との隙間をより小さくすることで、カバー部材により操作軸を固定・支持することができ、操作部のガタツキを防止することができる。

また、本発明の車両用操作装置における伸縮部は、操作部の左右の移動に応じて伸縮するように構成される。

ユーザの操作部の操作方向は、左右方向であることが多い。上記構成によって、カバー部材の形状を単純なものとすることができ、製造コストを抑制することが可能となる。

また、本発明の車両用操作装置における伸縮部は、操作部の前後の移動に応じて伸縮するように構成される。

ユーザの操作部の操作方向は、前後方向であることが多い。上記構成によって、カバー部材の形状を単純なものとすることができ、製造コストを抑制することが可能となる。

以下、本発明の車両用操作装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に、車両用操作装置１の全体構成を示す。図１のように、車両用操作装置１は、遠隔操作デバイス（以下、ポインタ操作部という）２と、例えば車両のインストルメントパネル中央部３００等に取り付けられた表示装置６と、これらを制御するコントローラ１０（図３参照）と、を備える。

ポインタ操作部２は、例えばシフトレバー７の後方のような、ユーザである運転者の手の届く範囲に取り付けられた、操作ノブ２１を左右方向（Ｘ−Ｘ方向）あるいは前後方向（Ｙ−Ｙ方向）に移動（スライド）操作することにより、表示装置６の表示画面６０上にて、ポインタＰの位置を変化させ位置指示ないし位置選択するポインティングデバイスとして構成される。

図２にポインタ操作部２の斜視図を示す。図２に示すように、筐体２０の内部から上方に突出配置された操作ノブ２１を、ユーザが例えば前後あるいは左右にスライド操作することにより、各車載用機器の選択や機能調整等を行うことができる。

図３に、ポインタ操作部２の内部構造を示す断面図と、該ポインタ操作部２が接続するコントローラ１０のブロック図とを示す。図３のように、ポインタ操作部２の筐体２０の上部には、開口部２７がある。操作ノブ２１に接続された操作軸２２が開口部２７に挿通されて滑車支え２３に接続されている。滑車支え２３の両端には滑車２４が取り付けられている。また、滑車２４は、平面状の板２５の上を転動可能なようになっている。さらに、板２５には、滑車２４の位置を検出するセンサ２５ａが含まれ、センサ２５ａからの信号はコントローラ１０に送られる。

センサ２５ａは、例えば、板２５に縦横に配置され、滑車２４が板２５に接触している位置を座標として検出する周知の静電センサあるいは圧電センサ等の接触センサを用いる。また、滑車２４に周知のロータリエンコーダを取り付け、滑車２４がどちら方向にどれだけ回転しているのかを検出するようにしてもよい。

また、開口部２７の外縁２８には、カバー部材２６が取り付けられている。図４に、カバー部材２６を上面から見た斜視図を示す。カバー部材２６は、例えばゴムや熱可塑性エラストマー等の弾性部材により形成される。また、カバー部材２６は、蛇腹状の伸縮部２６ａを有する。この伸縮部２６ａを有することで、カバー部材２６と操作軸２２との間隙（図３のＡ’に相当）を小さくすることができるとともに、操作ノブ２１の動きを妨げないという効果がある。図４の例では、操作ノブ２１がＸ−Ｘ方向（左右方向）およびＹ−Ｙ方向（前後方向）に操作されると、操作ノブ２１の操作方向に付勢されて伸縮するようになっている。なお、カバー部材２６の構成の詳細については後述する。

カバー部材２６の全体形状については、図４の略直方体形状の他に、略円柱形状のような他の形状であってもよい。開口部２７についても同様で、略矩形状の他に、略円形状であってもよい。

図３に戻り、表示装置６は、例えば周知のＬＣＤ表示装置として構成される。なお、図１の表示画面６０は地図表示画面であるが、表示画面はこれに限らず、機能設定画面，メニュー選択画面でもよい。

コントローラ１０は、ポインタ操作部２の制御を司るコントローラＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備える。コントローラＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１，不揮発性メモリ１０２，ＲＡＭ１０３，入力サポート１０９がバス１０５を介して接続されたマイクロプロセッサからなる。また、車内ネットワークを構築するシリアル通信バス９とコントローラＥＣＵ１００内部のバス１０５とは、シリアル通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０６を介して接続されている。不揮発性メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する制御プログラム１０２ａおよびそれに必要なデータを記憶しており、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１が制御プログラム１０２ａを実行する際に作業領域として利用される。

また、センサ２５ａからフィードバックされる位置検出信号を、入力サポート１０９を介して受信する。そして、コントローラ１０は、センサ２５ａからフィードバックされた位置検出信号に基づいて滑車２４がどちら方向にどれだけ回転しているのかを判定し、その判定結果に基づくポインタＰの位置情報を算出して表示装置６に出力する。そして、表示装置６は、位置検出信号等を受信すると、操作ノブ２１の操作方向に対応付けて画面に表示されている各種操作を実行するための処理を行う。

図５を用いて、カバー部材２６の構成の詳細について説明する。まず、図５（ａ）に、カバー部材２６（図３の向かって左側のものに相当）の蛇腹部２６ａの上部が、接触部２６ｂにおいて対向する操作ノブ２１の下面に接触している例を示す。この例では、蛇腹部２６ａが一部収縮した状態を示している。このように、カバー部材２６が操作ノブ２１の下面に接触していることで、操作ノブ２１の下面と筐体２０の上面との間隙（図３あるいは図８のＢに相当）を塞ぐことになり、筐体２０の内部への水や埃（異物）の侵入を防ぐことができる。

ユーザが操作ノブ２１を図面の左方向にスライド操作したとき、操作軸２２とカバー部材２６との間隙Ａ’（図３参照）の間ではカバー部材２６の影響を殆ど受けずに、操作ノブ２１を操作することができる。さらに操作を続け、操作軸２２がカバー部材２６の端部に接した場合、カバー部材２６の反力を受けるものの、カバー部材２６が収縮するので、操作ノブ２１と開口部２７の外縁２８の間（図３あるいは図８のＡに相当）で操作ノブ２１を操作することができる。

また、操作ノブ２１が外縁２８に近づくにつれて、カバー部材２６の収縮の度合いも大きくなり、カバー部材２６の発生する反力は大きくなる。これにより、ユーザは、操作ノブ２１がどの位置にあるかを、操作ノブ２１を見ることなく認識することができる。

次に、図５（ｂ）に、カバー部材２６の伸縮部２６ａの上部が、対向する操作ノブ２１の下面に接触している別例を示す。カバー部材２６の操作ノブ２１との接触部２６ｂは、略鋸歯状に形成され、その頂点部分が操作ノブ２１の下面に接触している。ユーザが操作ノブ２１をスライド操作したとき、操作ノブ２１が接触部２６ｂとの接触を保ったまま移動することで、この接触部２６ｂがワイパの役割を果たし、操作ノブ２１の下部に付着した埃や汚れを除去することが可能となる。

また、図５（ｂ）の状態で、接触部２６ｂを対向する操作ノブ２１の下面に固着させてもよい。

次に、図５（ｃ）に、カバー部材２６の伸縮部２６ａの上部が、カバー部材２６の操作ノブ２１との接触部２６ｂにおいて固着している例を示す。固着していることにより、操作ノブ２１の下面と筐体２０の上面との間隙（図３あるいは図８のＢに相当）を完全に塞ぐことになり、筐体２０の内部への水や埃（異物）の侵入を防ぐことができる。また、カバー部材２６は伸縮部２６ａを有しているので、操作ノブ２１の操作に支障をきたすことはない。

図６に、カバー部材２６の構成の詳細の別例を示す。図６の例では、カバー部材２６が上述のような収縮部を有しない構成をとる。すなわち、図６（ａ）の断面図のように、開口部２７の外縁２８には、操作軸２２を囲むようにカバー部材２６が取り付けられている。そして、カバー部材２６の上部は操作ノブ２１の下面に接している。

図６（ｂ）に、図６（ａ）におけるカバー部材２６（向かって左側）の構成の別例を示す。図６（ｂ）のように、カバー部材２６の接触部２６ｂは、略鋸歯状に形成され、その頂点部分が操作ノブ２１の下面に接触している。図５（ｂ）の例と同様に、ユーザが操作ノブ２１をスライド操作したとき、操作ノブ２１が接触部２６ｂとの接触を保ったまま移動することで、この接触部２６ｂがワイパの役割を果たし、操作ノブ２１の下部に付着した埃や汚れを除去することが可能となる。また、図６（ｃ）のように、接触部２６ｂにおける略鋸歯状の部分を複数設けてもよく、このようにすることで、前述の埃や汚れの除去効果を増大することができる。

図６のいずれの例においても、カバー部材２６を操作ノブ２１の下部に固着する構成としてもよい。

図７に、カバー部材２６の構成の詳細の別例を示す。図７の例は、図３において、蛇腹部を有しない構成である。この場合の接触部２６ｂは、面として操作ノブ２１の下部に接触している。また、接触部２６ｂは、伸縮性のある部材が用いられるため、操作ノブ２１（操作軸２２）がカバー部材２６との間隙Ａ’を超えて操作されても、操作に支障がないようになっている。また、図５あるいは図６と同様に、接触部２６ｂは、１つ以上の略鋸歯状の部分を有してもよく、このときには、埃や汚れの除去効果を増大することができる。さらに、接触部２６ｂの一部を操作ノブ２１に固着させてもよい。また、接触部２６ｂに伸縮性のある部材が用いられたり、接触部２６ｂが操作ノブ２１の操作方向に対して折りたたみ可能な構造であれば、間隙Ａ’をゼロとして、カバー部材２６が操作軸２２に接する、あるいは固着するようにすることもできる。

図９〜図１１を用いて、本発明のポインタ操作部２の構成の別例について説明する。まず、図９に、ポインタ操作部２の構成の別例を示す斜視図を示す。図９の例は、図２の構成において、操作ノブ２１を外して操作軸２２を延長し、ユーザがこの操作軸２２を操作する、いわゆるジョイスティックタイプのポインティングデバイスとして構成されるものである。この場合、操作軸２２は例えば略角柱状であり、カバー部材２６が操作軸２２の周囲を囲むように接している。操作軸２２の形状については特に制約はない。

図１０に、図９のポインタ操作部２の内部構成を筐体２０の底面から見た断面図を示す。なお、ポインタ操作部２は、図３と同様のコントローラ１０に接続されているが、コントローラ１０は図３と同一の構成であるため、図示を省略してある。

筐体２０の低部をなす基台２２０には、第１および第２の駆動レバー２２５，２２６が回転可能に支持されており、これら駆動レバー２２５，２２６には駆動体２２７を介して操作軸２２が連結されている。第１の駆動レバー２２５は第１のロータリエンコーダ２２３の回転軸に平行な軸２２５ａを中心に回転可能であり、第１の駆動レバー２２５の先端には第１のロータリエンコーダ２２３の回転軸に固着したギヤ２２１ｇに噛合する歯部２２１ｂが形成されている。

また、第２の駆動レバー２２６は第２のロータリエンコーダ２２４の軸に平行な軸２２６ａを中心に回転可能であり、第２の駆動レバー２２６の先端には第２のロータリエンコーダ２２４の回転軸に固着したギヤ２２２ｇに噛合する歯部２２２ｂが形成されている。

第１および第２のロータリエンコーダ２２３，２２４からフィードバックされる位置検出信号（出力パルス）は、コントローラ１０に出力される。コントローラ１０は、入力サポート１０９を介して受信した位置検出信号に基づいて、表示装置６における操作軸２２（ポインタＰ）の位置を算出し、表示装置６に表示制御信号を出力する。

図１０の構成において、ギヤ２２１ｇを第１の回転モータ２２１の回転軸に固着させ、ギヤ２２２ｇを第２の回転モータ２２２の回転軸に固着させ、ユーザが操作軸２２から手を離したときに、それぞれのモータを回転制御して、そのときの操作軸２２の位置を予め定められた時間維持するようにしてもよい。また、操作軸２２の操作位置に応じて、操作反力を発生するように各モータ（２２１，２２２）を回転制御してもよい。

図１１を用いて、カバー部材２６の状態の詳細について説明する。まず、図１１（ａ）に、ユーザが操作軸２２を操作しないときの、カバー部材２６の状態のＸ−Ｘ方向の断面図を示す。操作軸２２の左右のカバー部材２６は、蛇腹部２６ａの付勢力によって操作軸２２をそれぞれ左右から押すことになるが、左右からの付勢力はほぼ均衡しているので、操作軸２２は中立位置を保っている。

図１１（ｂ）のように、ユーザが操作軸２２を向かって左側に動かしたとき、操作軸２２の左側のカバー部材２６（蛇腹部２６）は収縮し、操作軸２２の右側のカバー部材２６（蛇腹部２６）は伸長して操作軸２２と接した状態を保つように付勢力が維持されるため、操作軸２２との間に隙間が発生せず、筐体２０の内部への水や埃（異物）の侵入を防ぐことができる。

また、図１１（ｂ）において、ユーザが操作軸２２を左側に動かすことで、左右のカバー部材２６（蛇腹部２６）と操作軸２２との接点の位置が変化する。図１１（ｂ）の例では、接点の位置が、操作軸２２が中立位置にある状態から距離ｄだけ移動している。そこで、カバー部材２６の操作軸２２に接する部分（先端部２６ｂ）を図５（ｂ）のような鋸歯状とすれば、操作軸２２に付着した汚れを除去することが可能となる。

また、カバー部材２６の先端部２６ｂを、操作軸２２に固着する構成としてもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

車両用操作装置の全体構成を示す図。 ポインタ操作部の斜視図。 ポインタ操作部の内部構造を示す断面図と、該ポインタ操作部が接続するコントローラのブロック図。 カバー部材の一例を示す斜視図。 カバー部材の伸縮部の構成例を示す図。 ポインタ操作部の内部構造の別例を示す断面図。 ポインタ操作部の内部構造の別例を示す断面図。 従来のポインタ操作部の内部構成を示す断面図。 ポインタ操作部の構成の別例を示す斜視図。 図９のポインタ操作部の内部構成を示す断面図。 図９のポインタ操作部のカバー部材の伸縮部の構成例を示す断面図。

符号の説明

１ 車両用操作装置
２ 遠隔操作デバイス（ポインタ操作部）
６ 表示装置
１０ コントローラ
２０ 筐体
２１ 操作ノブ
２２ 操作軸
２３ 滑車支え
２４ 滑車
２５ 板
２６ カバー部材
２６ａ 伸縮部
２６ｂ 接触部
２７ 開口部
２８ 外縁
１００ コントローラＥＣＵ

Claims (6)

1. 車両に搭載され、少なくとも１つ以上の電子機器の操作を行うための車両用操作装置において、
   乗員により操作される操作部と、
   前記操作部に設けられた操作軸を収納・支持する筐体と、
   前記筐体に設けられて、前記操作軸が挿通され、該操作部の操作に応じて該操作軸が自在に移動可能な形状に開口された開口部と、
   一端が前記筐体の前記開口部形成面に固着され、他端が前記操作部の該開口部との対向面に接触する蛇腹状の接触部を有するとともに、前記操作軸の周囲の少なくとも一部を囲うように配設されるカバー部材と、
   を備え、
   前記カバー部材は、前記乗員が前記操作部を操作したとき、前記操作部の作動範囲内において、前記操作部との接触を保ったまま移動することを特徴とする車両用操作装置。
2. 前記カバー部材は、弾性部材からなり、前記操作部の操作方向に付勢されて伸縮する請求項１に記載の車両用操作装置。
3. 前記カバー部材の接触部は、前記操作部の前記開口部との対向面に複数の接点を有して接触する請求項１または請求項２に記載の車両用操作装置。
4. 前記カバー部材の接触部は、前記操作部の左右の移動に応じて伸縮する伸縮部を有する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用操作装置。
5. 前記カバー部材の接触部は、前記操作部の前後の移動に応じて伸縮する伸縮部を有する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操作装置。
6. 前記カバー部材の接触部は略鋸歯状に形成され、その鋸歯の頂点部分が前記操作部に接触している請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用操作装置。

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