CN101017743B - 表盘式控制器 - Google Patents

Abstract

一种表盘式控制器包括：表盘；位移转换器，用于将由所述表盘的转动操作引起的转动位移转换为所述表盘沿所述表盘的转轴的轴向位移；及位移检测器，用于基于所述表盘的所述轴向位移的检测结果来检测并输出与所述表盘的转角相关的信息。

Description

表盘式控制器

技术领域

本发明大体涉及用在车辆中的控制器。

背景技术

近年来，通过使用操作控制单元来控制诸如空调机、车载音响系统、及导航系统等各种车用系统及装置。操作控制单元具有由使用者(即车辆使用者)操作以输入各种输入信号来控制那些装置的操作单元。除了其他操作部件外，将空调机的用于控制空气量、空气温度、或排气位置的操作部件或车载音响系统的用于控制音量的操作部件等设置为表盘式控制器(参见日本专利文献JP-A-H11-273506、JP-A-2000-67696、及JP-A-2001-184969)。

在上述各文献中描述的表盘式控制器均在操作表盘的中心部(操作表盘的转轴所处位置)具有诸如按压开关、或LED指示器等辅助装置。操作表盘通常成排布置在仪表面板上，并通过使得操作表盘的转动检测单元处于各个操作表盘的外周来防止两个或更多相邻操作表盘的辅助装置之间的干涉。根据专利文献JP-A-H11-273506的描述，通过将具有碳膜电阻的可变电阻器印刷在沿操作表盘的外周的衬底上来检测表盘的转角。根据专利文献JP-A-2000-67696及JP-A-2001-184969的描述，通过将转动可变电阻器的转轴上的小齿轮与操盘表盘的外周上的大齿轮相关联，操作表盘的转动运动可传递至该转动可变电阻器。

但是，专利文献JP-A-H11-273506中所揭示的操作表盘的结构需要印刷在合适地成形以布置在仪表面板上的衬底上的较大弧形碳膜电阻器，这会导致衬底的制造成本增加。此外，设置碳膜电阻器所需的额外空间消耗了衬底上的有限空间，由此减小了其他电路元件的安装空间并导致衬底的空间效率劣化。另一方面，专利文献JP-A-2000-67696及JP-A-2001-184969的公开中提出的结构需要占据较大平面空间的转动可变电阻器或小齿轮布置在操作表盘的外部位置，由此因作为仪表面板上的操作表盘的背景空间的增大平面空间而限制了尺寸及/或设计。此外，当多个操作表盘需要布置在为具有小齿轮等所要求的距离内的区域中时，操作表盘的背景空间的增大会成为问题。

发明内容

着眼于上述及其他问题，本发明提供了一种表盘式控制器，该表盘式控制器通过在设计方面较少的要求而具有较小的体积。

根据本发明的一个方面，该表盘式控制器包括：表盘；位移转换器，用于将由所述表盘的转动操作引起的转动位移转换为所述表盘沿所述表盘的转轴的轴向位移；及位移检测器，用于基于所述表盘的所述轴向位移的检测结果来检测并输出与所述表盘的转角相关的信息。具有上述结构的表盘式控制器检测在表盘的轴向方向上的位移，由此位移检测机构需要的空间较小。这使得用于控制器的安装空间较小，因此，较小体积的表盘式控制器具有在设计上较少的限制以及变更设计的更大适应性。

根据本发明的另一方面，通过在控制器的主体中设置辅助装置，表盘式控制器可提供更多的优点。以此方式，辅助装置不会与位移检测机构干涉。此外，控制器自身需要较小的安装空间，改进了布置灵活性等。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器的主体布置在壳体上，而位移指示器布置在主体的壳体一侧。以此方式，具有多个选择位置的表盘式控制器需要较小的安装空间。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器使用分别独立于表盘布置的位移指示器及位移检测器。以此方式，表盘式控制器具有较简单的结构及就设置及/或设计而言更大的自由度。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器使用电阻器以电气检测表盘的转角。以此方式，表盘式控制器需要较小的安装空间，且来自电阻器的输出信号可方便地转换为表盘的转角。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器使用具有弹性构件的表盘，该弹性构件将弹性力施加至在斜坡上滑动的指示器。以此方式，通过位移检测器方便地检测表盘在表盘式控制器中的转角。该指示器及斜坡可形成为凸轮机构。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器使用凸轮机构，该凸轮机构采用呈台阶状的斜坡。以此方式，表盘式控制器可适用为对物理量进行步进选择的控制器。此外，该表盘式控制器可获得稳定的控制感觉。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器的表盘形成为筒，而凸轮机构布置在位于筒的底部的槽中。以此方式，表盘式控制器的外形得到改进。

根据本发明的另一方面，表盘式控制器采用布置在主体中的保持器来保持表盘并提供辅助滑动表面设置空间。以此方式，简化了表盘式控制器的结构，并缩小了表盘式控制器的安装空间。

附图说明

本发明的其他目的、特征、及优点通过以下参考附图所做的详细描述将变得更为清楚，其中：

图1示出了本发明的车内操作单元的正视图；

图2示出了本发明的实施例中的表盘式控制器中的电路的示意性视图；

图3示出了该实施例中的表盘式控制器的立体分解图；

图4A示出了图3中主体的横截面；

图4B示出了图3中主体的仰视图；

图5A及图5B示出了对安装支撑筒的说明；

图6A示出了线性可变电阻器单元的横截面；

图6B示出了在图6A中沿线VIB-VIB所取的线性可变电阻器单元的横截面；

图6C示出了在图6A中沿线VIC-VIC所取的线性可变电阻器单元的横截面；

图7A示出了在线性可变电阻器单元中等效电路的示意性视图；

图7B示出了线性可变电阻器单元的特性视图；

图8示出了图3中表盘式控制器的操作的说明性视图；

图9A示出了图3中表盘式控制器的主体的第一修改示例的横截面；

图9B示出了图3中表盘式控制器的主体的第一修改示例的仰视图；

图10示出了图9A及图9B中表盘式控制器的操作的说明性视图；

图11示出了对辅助滑动面的修改示例的说明；

图12示出了对凸轮机构的修改示例的说明；

图13示出了具有图12的凸轮机构的表盘式控制器的说明性视图；

图14示出了图3的表盘式控制器的第二修改示例的横截面；

图15示出了位移检测单元的第一修改示例的横截面；及

图16示出了位移检测单元的第二修改示例的横截面。

具体实施方式

参考附图描述本发明的实施例及其修改示例。

图1示出了作为本发明的示例的车内操作单元U的正视图。车内操作单元U用于控制车辆内作为车用电子装置的空调机。车内操作单元U容纳在树脂壳体(即，仪表面板)200内。壳体200的正面(即，车内操作单元U的正面)具有表盘式控制器1A、1B及1C(通过使用标号1来将三个控制器1A、1B及1C作为整体单元来表示)。表盘式控制器1A、1B及1C成排地串联布置在壳体200上以由使用者进行转动操作。

每个表盘式控制器1A、1B及1C均用于控制空调功能，且表盘式控制器1A、1B及1C分别起温度设定单元、排气选择单元、以及气流选择单元。壳体200的正面沿表盘式控制器1A、1B及1C的各个表盘10的外周具有功能显示区域201A、201B及201C。通过转动表盘10的指示器2I以与预定角位置对准，每个表盘10均用于选择被赋予各个功能显示区域201A、201B及201C的预定角位置的功能的期望选择/操作状态。

相较于其他两个控制器1B、1C的角位置的步调，表盘式控制器1A的表盘10具有用于半连续性控制空气温度的角位置的更精细步调。表盘式控制器1B、1C具有等角间距布置的五个角位置。排气选择单元的表盘式控制器1B的五个角位置被分别指定为“面部排气”、“面部+脚部排气”、“脚部排气”、“脚部+除雾排气”、及“除雾排气”。气流选择单元的表盘式控制器1C的五个角位置分别被指定为“关(关闭)”、“低(气流档位I，或自动)”、“气流档位II”、“气流档位III”、及“高(气流档位IV)”。

如图4A及图4B所示，表盘式控制器1包括表盘10、当表盘10转动时将表盘10的角位移转换为沿表盘10的转轴的轴向位移的位移转换器100、以及检测在由转换器100转换后沿转轴的轴向位移并基于轴向位移的检测结果输出关于表盘10的转角的信息的位移检测单元70。如图4A及4B所示，在本实施例中，表盘的由使用者操作的上表面界定为第一面，而第一面的在表盘10上的相反侧界定为第二面。

表盘10具有筒状主体21，且该主体21的内部具有通过表盘10的第一面暴露的非转动辅助装置3。如图1所示，辅助装置3为按压开关，并具有用于指示开/关状态的指示器4。通过将位移检测单元70在表盘10的转轴的径向方向上相对于辅助装置3布置在径向外侧，辅助装置3的操作机构容纳在主体21的内部。

就第一面沿表盘10的转轴的运动而言，主体21静止地布置在壳体200上，并可绕转轴转动。如图3所示，沿主体21的第二面的周向呈盘旋斜坡状的位移形成表面23P被布置用于转换表盘10在转动操作中的位移。此外，如图4A所示，支撑基体61具有绕转轴处于预定角位置的位移检测单元70，而该位移检测单元70面对位移形成表面23P，并具有用于检测位移形成表面23P沿转轴的位置的轴向位移检测器70。本实施例中的支撑基体61为用于实施位移检测单元70(例如，以下描述的线性可变电阻器单元)及触感式开关62的电路系统的衬底。

具体而言，位移转换器100形成为独立于表盘10的个体，并包括位置指示器71以及将表盘10的在转动操作中的位移转换为沿表盘10的转轴的轴向位移的位移转换机构23。轴向位移检测器70检测位置指示器71的沿表盘10的转轴的轴向位移，并基于轴向位移的检测结果输出相关于表盘式控制器1的转角的信息。

如图6C所示，本实施例中的轴向位移检测器70被形成为可变电阻器，其包括关联于位置指示器71的运动沿表盘10的转轴移动的滑动触点76、以及就阻抗值而言由滑动触点76可变地划分的阻抗导体75。如图2所示，阻抗导体75的一端(即，端子72A：#1)与+5V的信号源耦合，而其另一端(即，端子72B：#2)与地耦合。滑动触点76起通过以滑动触点76划分阻抗导体75而形成的半桥式电路的分压的输出点(即，端子72C：#3)的作用。

表盘10的转角反映至分压，由此通过将分压供应至包括ECU等的控制器153来检测。然后，控制器153基于分压的输入值根据表盘10的转角理解用于车用装置的指令的内容，并将指令输出至电机152(具体而言，输出至电机152的驱动器151)。关联于气温设定单元的表盘式控制器1A的电机152驱动空气混合调节阀以混合冷气及暖气。关联于排气选择单元的表盘式控制器1B的电机152驱动排气切换调节阀。关联于气量选择单元的表盘式控制器1C的电机152为风扇电机。

位移转换器100包括根据表盘10在正向转动方向及反向转动方向上的转动操作而在轴向方向上双向运动的中部23。当将“向前”界定为在轴向方向上从第一面至第二面的方向，而将“向后”界定为与“向前”相反的方向时，如图6A所示布置用于朝向中部23偏压位置指示器71的向后偏压构件77。当中部23在向前方向上移动时，克服来自向后偏压构件77的力根据中部23的运动在向前方向上驱动位置指示器71，并且当通过来自向后偏压构件77的力中部23在向后方向移动时，根据中部23的向后运动在向后方向上驱动位置指示器71。

在本发明中，如图6A及6C所示，向后偏压构件77为由盘簧制成的弹性构件77，其穿过转轴相对于中部23布置在位置指示器71的相反一侧。在图4A中示出的支撑基体61从相对于位置指示器71的相反一侧支撑弹性构件77。弹性构件77在中部23与支撑基体61之间的空间中被压缩一个位移，该位移直接与中部23在向前方向上的行程成比例。

如图3所示，位移转换器100布置在表盘10的第二面一侧，并形成为凸轮机构100，该凸轮机构100将沿表盘10的外周具有呈盘旋斜坡状滑动凸轮表面(即，位移形成表面)23P的中部(凸轮单元)23与根据表盘10在正反方向上的转动沿滑动凸轮表面23P滑动进行轴向方向上的运动的凸轮随动件(即，位置指示器)71进行结合。

如图6A所示，凸轮随动件71及弹性构件77为线性可变电阻器单元70的一部分。线性可变电阻器单元70包括在上侧具有开口的壳体73以及用于封闭该开口的盖体74。尽管为了方便描述图中所示的线性可变电阻器单元70的结构的原因，壳体73的开口示出为在上侧，但壳体73的开口并不一定必须面向上布置。换言之，在以下描述中，诸如“向上”及“向下”的术语并不一定限制线性可变电阻器单元70的布置的方位。

壳体73由树脂制成，而壳体73的内壁具有设置在其上的引线框78。引线框78由金属制成，且其上形成有多个端子框78A、78B及78C。端子框78A具有设置在其上端的横向框78H。端子框78A、78B及78C的下端穿过壳体73的底部，并与垫片72A、72B及72C电耦合以表面安装在底部的相反侧上。在三个框中间的端子框78B以及横向框78H与由呈纵向细长状碳膜制成的阻抗导体75相耦合。导线框78通过插入模制固定到壳体73上使得框78的主表面与壳体73的内壁一致。

壳体73具有用于将盘簧(弹性构件)77定位在底部的上表面上的位置标记器73b。盘簧77由位置标记器73b定位使得下端装配在其上。盘簧77的上端抵靠凸轮随动件71。凸轮随动件71具有抵靠滑动凸轮表面23(图3)并由树脂制成的球形上端。凸轮随动件71的主体形成为圆柱状，而凸轮随动件71的主体的下端在直径上减小并装配在盘簧77的内部上侧。

凸轮随动件71具有从盖体74的通孔74h伸出的上端，并具有金属滑动框79布置在其上的下端。滑动框79的两端的每一个均具有形成在其上的滑动触点76，且其中一个滑动触点76与阻抗导体75接触，同时另一个滑动触点76在上下方向上与端子框78C滑动接触。与滑动触点76一体形成的滑动框79由诸如用于弹簧的磷青铜或铍铜等弹性金属材料制成。滑动触点76从滑动框79的两端朝向下侧延伸成带形，而带形的中部具有弹性地抵靠阻抗导体75或端子框78C的突起切割部。

在图6A中，凸轮随动件71随着表盘10的转动而向上/向下移动。因此，如图7A所示，滑动触点76将阻抗导体75按直接与凸轮随动件71的位置成比例的比率来划分。以此方式，如图7B所示，垫片72C处的分压线性地改变。在本实施例中，阻抗导体75具有10kΩ的额定阻抗值，并将凸轮随动件71的最大伸出长度确定为7.5mm。

如图12所示，滑动凸轮表面23P可形成为整体倾斜表面。例如，用于控制气温设定的表盘式控制器1A可使用来以连续方式或以半连续方式控制其角位置，由此其整体可有效地以上述倾斜形状起作用。另一方面，因为使用排气选择及气量选择来选择离散的特性或级进的量，故用于控制排气选择/气量选择的表盘式控制器1B、1C可优选地沿表盘10的外周具有台阶形状，如图3所示，该台阶形状由交替连续的斜坡部25以及平坦部24构成。如图8所示，以此方式，表盘10在平坦部24中任何位置的转动位置对应于表示相同角位置的相同输出电压，由此有效地起到了级进地输出检测的角位置的作用。

图4B示出了滑动凸轮表面23P的仰视图。斜坡部25以倾斜阴影线示出。T1及T2为表盘10的转动操作的转动极限。通过布置在壳体200及主体21两者上的止挡块，表盘10的转动被限制在转动极限T1/T2之间。

如图2所示，表盘10具有呈筒状的主体，而在主体21的一端上形成有滑动凸轮表面23P。主体21覆盖地并同心地布置在具有筒状外形并在壳体200的正面突起的转动支撑凸起50上。转动支撑凸起50具有围绕其基部在仪表面板上的环形凹部53，用于隐藏形成在主体21的第二面一侧的凸轮机构23。凸轮随动件71从形成在环形凹部53的底部上的通孔54伸出。

如图4A所示，主体21的内部中布置有筒状安装支撑22。筒状安装支撑22与主体21的内壁同心地布置，其中两者之间保持有筒状缝隙空间。筒状安装支撑22的第二面侧端部在外表面上具有连接肋26，用于将外侧连接至主体21的内表面。肋26在径向方向上弹性地将支撑22的外表面与主体21的内表面相连接。在对应于筒状安装支撑22的第一面的位置处，转动支撑凸起50的外表面具有保持筒状安装支撑22以防止掉落的凸起保持器55。连接肋26沿主体21的外表面形成为筒状。保持器55具有三角形横截面，三角形的底边形成抵靠表面，而其斜边形成为用于导引筒状安装支撑22从第一面一侧插入的导引面(导引面可具有曲面)。主体21、筒状安装支撑22、以及连接肋26一体地形成为由树脂(例如，ABS树脂)制成的注塑成型体2。

如图5A及图5B所示，注塑成型体2从其第二面一侧安装在转动支撑凸起50上。筒状安装支撑22通过在径向方向上弹性伸展而通过凸起保持器55使得第一面被保持器55捕获并保持。

形成为按压开关的辅助装置3具有树脂模制主体，该主体具有呈盘状的按扭体30以及布置在按钮体30的反向一侧的滑动筒32。辅助装置3由诸如ABS树脂等的树脂形成。筒32在轴向方向上插入转动支撑凸起50，并由允许筒32的预定范围的轴向运动的凸起50可移动地支撑。当沿转轴向前移动时，筒32通过其第二面按压位于衬底61上的触感式开关62。触感式开关62否则通过由布置在其内的弹簧向后按压而关闭。如图3所示，筒32具有在其外表面上径向向外延伸的导引肋33，用于通过配合导引槽51(成对肋52)来导引其滑动运动。导引肋33及导引槽51起按钮体30及筒32相对于转动支撑凸起50的转动运动的止动器的作用。在本实施例中，作为导引肋33及导引槽51的结合的止动器结构被布置在筒32的外周的多个位置处。

尽管参考附图已结合其优选实施例对本发明进行了充分地描述，但需要注意的是本领域的技术人员将理解存在各种改变及修改示例。

以下描述表盘式控制器的修改示例。在以下描述中类似的部件具有类似的标号，且简化或省去对类似部件的描述。

通过应用以下结构，表盘式控制器的表盘10优选地以步进方式转动。即，表盘10被保持在临时保持表盘10的转动的保持器的多个预定位置中的一个位置处。在多个预定位置处，表盘10优选地由向表盘10施加保持力以在那位置进行稳定的保持的保持器所保持。具体而言，表盘10的转动可被保持在凸轮随动件71面对平坦部24的角位置以改进稳定性及位置精确性。

用于在特定角位置保持表盘10的保持器可以以下方式设置。即，如图9A及图9B所示，表盘10的第二面设置有独立于滑动凸轮表面23P形成的辅助滑动表面91，而支撑基体61设置有辅助滑动构件90，当表盘10转动时，该辅助滑动构件90在转轴的预定角位置处以滑动接触方式面对辅助滑动表面91。当表盘10转动时，辅助滑动构件90的边缘以滑动接触方式越过辅助滑动表面91。保持器包括在轴向方向上从辅助滑动表面91及辅助滑动构件90其中一者突起的凸起位置标记器90t、以及与凸起位置标记器90t适当配合的凹入位置标记器92。以此方式，当表盘10位于预定角位置处时，凸起位置标记器90t与凹入位置标记器92配合，而当表盘10转动时，通过弹性地越过在表盘10的转动方向上的边缘，凸起位置标记器90t与凹入位置标记器92分离。因此，凸起位置标记器90t与凹入位置标记器92之间的配合以增加的稳定性将表盘10保持在预定角位置处，而以弹性方式将凸起位置标记器90t从凹入位置标记器92分离则提供了在转动方向上由边缘引起的大小合适的抵抗力。因此，由使用者对表盘式控制器的操作获得了改进的稳定性及位置精确性。

如图9B所示，辅助滑动表面91及滑动凸轮表面23P在转轴的径向方向上于各个不同位置处以至少部分重叠的形式形成。以此方式，辅助滑动表面91及滑动凸轮表面23P在径向方向上不会彼此干涉，由此就操作的转角而言提供了增加的自由度。该结构对具有超过180度转角的操作特别有利。即，从T1至T2的转角由滑动凸轮表面23P覆盖，而从T1’至T2’的转角由辅助滑动表面91覆盖。根据图9A，辅助滑动表面91形成在肋26的第二面一侧。此外，因为为了构成表盘10在结构上需要筒状安装支撑22与主体21之间的连接，故形成在连接肋26上的辅助滑动表面91提供了增加的空间效率。此外，滑动凸轮表面23P形成在主体21的第二面上，由此使得辅助滑动表面91的位置位于在径向上不同于滑动凸轮表面23P的位置处。

支撑基体61可在保持器(凸起位置标记器90t/凹入位置标记器92)的各个位置具有辅助弹性构件59以压配合位置标记器90t及92。以此情况下，来自辅助弹性构件59的力起用于从凹入标记器92分离凸起位置标记器90t的抵抗力的作用，且当表盘10转动时还起用于按压凸起标记器90t于辅助滑动表面91上的按压力的作用。因此，通过支撑基体61与位置标记器90t及92之间的摩擦所引起的用于分离及位置稳定性的抵抗力通过调整弹性构件59的弹性被适当地施加至表盘10的转动操作。因此，防止了表盘10因车辆的振动及/或较小的外部力而导致在周向方向上位移。

如图9A及图9B所示，辅助滑动表面91及滑动凸轮表面23P分别形成在相反方向上倾斜的盘旋斜坡，而随着表盘10的转动，辅助滑动构件90及凸轮随动件71在相反方向上沿转轴运动。此外，弹性构件77及辅助弹性构件59分别被支撑基体61及凸轮随动件71或辅助凸轮随动件90按压达与随动件71及90在向前方向上的位移成比例的程度。

例如，如图9A所示，辅助弹性构件59是布置在壳体200中的环状凹部53的底部上的盘簧(其一端埋在凹部53中)。在该结构中，由弹性构件77产生的在斜坡上按压凸轮随动件71的用于表盘10的转动反作用力通过在相反方向上由辅助弹性构件59所产生的在斜坡上按压辅助凸轮随动件90的另一转动反作用力而抵消，由此基于对转动反作用力的抵消而为表盘10的转动操作提供了合适的操作感觉。

此外，如果不存在辅助结构，则随着表盘10朝向转动极限的转动弹性构件77被进一步按压，在转动操作中由凸轮随动件71所产生的摩擦会增大。但是，辅助弹性构件59与在相反方向上倾斜的斜坡(辅助滑动表面91)的结合提供了辅助反作用力，该辅助反作用力以反比例形式对表盘10的转动产生辅助摩擦，由此基于提供了恒定的总摩擦而为表盘的转动操作提供了合适的操作感觉。当以下条件满足时就可正确地提供恒定的总摩擦。即，(1)弹性构件77与辅助弹性构件59两者的弹性常数大小相同，且(2)当表盘10转动至两个转动极限时，弹性构件77与辅助弹性构件59被按压相同的量。即，两个斜坡(即，两个滑动表面)的位移量相同。

参考图9A、图9B中的示图及图10中的图形，更详细地说明了由弹性构件77、59及凸轮随动件71、90所产生的转动反作用力M1、M2的关系。如上所述，滑动凸轮表面23P及辅助滑动表面91具有交替的平坦部(24、94)及斜坡部(25、95)。此外，平坦部94在其中布置有凹入位置标记器92。以此方式，来自凸轮随动件71的转动反作用力M1由朝向向反方向的反向反作用力M2抵消以减小表盘10的操作中的奇怪感觉，而表盘10的角位置通过位置标记器92的配合被稳定地保持，由此在操作表盘式控制器1B、1C时为使用者提供了合适的操作感觉。此外，替代交替地设置平坦部94及斜坡部95，辅助滑动表面91可仅具有带凹入位置标记器92的平坦部94。

另一方面，如图12所示，表盘式控制器1A可具有形成为整体斜坡表面的滑动凸轮表面23P。在此情况下，如图13所示，辅助滑动表面91也可形成为整体斜坡表面，其中位置标记器92以紧密布置方式布置在其中。以此方式，转动反作用力与反向反作用力合适的抵消。此外，如图13中的虚线所示，辅助滑动表面91可以是不具有位置标记器92的斜坡。

图14示出了位移转换器100的修改示例。在此情况下，在轴向方向上移动的中部被设置为外螺纹件而非中部(凸轮单元)23。在此结构中，设置有与表盘10同心布置以传递表盘10的转动的第一齿轮152以及与第一齿轮152配合在轴向方向上双向移动的第二齿轮153。此外，内螺纹件150以以下方式设置。即，内螺纹件150使得外螺纹件151从其第一面一侧穿过，而外螺纹件151的第二面侧端从内螺纹件150的第二面一侧突出。具体而言，内螺纹件150穿孔形成在壳体200的底部。

外螺纹件151拧入内螺纹件150以通过壳体200由其第二面侧端抵靠线性可变电阻器单元70的凸轮随动件71。外螺纹件151在其顶部具有第一齿轮152以与布置在表盘10的外周上的第二齿轮153相配合。允许第一齿轮152在轴向方向上双向移动(即，当其转动时允许推动运动)。外螺纹件151随表盘10的转动而向上或向下移动，而由电阻器单元70检测在轴向方向上的运动。以此方式，表盘10稳定地定位在特定角位置而无需使用位置标记器的配合机构。此外，根据表盘10的转角可精确地改变外螺纹件151从内螺纹件150的伸出量。

第一齿轮152的齿数少于第二齿轮153的齿数。即，第一齿轮152在直径上小于第二齿轮153。当表盘10从一个转动极限转动至另一极限时，第一齿轮152转动数次。筒状安装支撑22的第二面一侧从主体2的第二面一侧伸出，且支撑22的伸出部具有第二齿轮153布置在其上。以此方式，为了节省空间，第一齿轮152在转轴侧面上紧密地布置于表盘10。

除了由电阻器单元制成外，可通过各种传感器来形成位移检测单元70。图15示出了检测单元70由诸如压电元件、电容器、或应变片等的重量传感器133制成的示例。以此方式，根据凸轮随动件71的运动由压缩弹性构件131所产生的位移被传递至重量传感器133。因此，通过图4中的凸轮机构或通过图14中的螺纹机构，表盘10的转动操作被转换为凸轮随动件71的位移，而来自弹性构件131的力被检测为来自重量传感器133的输出以检测表盘10的转角。在此情况下，重量传感器133及弹性构件131具有插入其中的弹簧挡块132。

图16示出了通过使用光学传感器的位移检测机构。即，通过使用金属材料在位移形成表面23P上形成反射器162，而通过光学距离传感器160来检测表面23P在表盘10的轴向方向上的位移。光学传感器160从发光单元161朝向反射器162发射激光脉冲LP，并由光接收单元162接收反射的脉冲。以此方式，基于发射与接收激光脉冲LP之间的经过时间来检测从表面23P的位移(即，距离)。

可以理解的是，这些改变及修改示例可落入由所附权利要求界定的本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种表盘式控制器，包括：

表盘；

位移转换器，用于将由所述表盘的转动操作引起的转动位移转换为所述表盘沿所述表盘的转轴的轴向位移；及

位移检测器，用于基于所述表盘的所述轴向位移的检测结果来检测并输出与所述表盘的转角相关的信息，

其中所述位移转换器包括：

位置指示器，其以沿所述表盘的所述转轴轴向可移动的方式独立于所述表盘布置；及

位移转换机构，用于在其传动过程中将由所述表盘的所述转动操作引起的所述转动位移转换为所述位置指示器沿所述转轴的所述轴向位移，

其中，所述位移检测器检测所述位置指示器沿所述表盘的所述转轴的位置，且所述位移检测器基于对所述位置指示器的位置的检测结果来输出所述表盘的转角，

其中，所述位移检测器包括滑动电触点以及可变电阻器，所述滑动电触点可与所述位置指示器的运动相关联地沿所述表盘的所述转轴移动，所述可变电阻器就所述可变电阻器的阻抗值而言通过所述滑动电触点可变地划分。

2.如权利要求1所述的表盘式控制器，其中：

所述表盘具有位于一个轴向端上的可受外部操作的第一面、以及位于与所述一个轴向端相反的另一轴向端上的第二面，

所述表盘具有筒状主体，

所述表盘的所述主体具有布置在其中的辅助装置，该辅助装置以不可转动方式从所述第一面暴露，且

相较于所述辅助装置，所述位移检测器在径向方向上被布置在距离所述表盘的所述转轴更靠外的位置。

3.如权利要求2所述的表盘式控制器，还包括：

用于使所述表盘的所述主体布置在其上的壳体；

用于支撑所述表盘的支撑基体；及

轴向位置检测器，

其中，所述表盘的所述主体以围绕所述转轴可转动的方式布置在所述壳体上，其中所述第一面固定在静止位置，

所述位移转换器具有沿所述第二面的外周形成为盘旋斜坡状的位移形成表面，且

所述位移检测器包括所述轴向位置检测器，所述轴向位置检测器在预定角位置处布置在所述支撑基体上以面对所述位移形成表面来检测所述位移形成表面在所述表盘的轴向方向上的位置。

4.如权利要求1所述的表盘式控制器，其中：

所述位移转换机构包括根据所述表盘在正向及反向转动方向上的所述转动操作沿所述表盘的所述转轴在向前及向后方向上双向移动的中部，

所述表盘具有位于一个轴向端上的可受外部操作的第一面、以及位于与所述一个轴向端相反的另一轴向端上的第二面，

所述位置指示器被向后偏压构件朝向所述中部在向后方向上按压，所述向后方向定义为从所述第二面到所述第一面的方向，并且是向前方向的相反方向，

当所述中部在所述向前方向上移动时，所述位置指示器根据所述中部的运动克服来自向后偏压构件的力而在所述向前方向上被驱动，且

当所述中部在所述向后方向上移动时，所述位置指示器根据所述中部的所述运动通过来自所述向后偏压构件的力在所述向后方向上被驱动。

5.如权利要求4所述的表盘式控制器，其中：

所述向后偏压构件包括沿所述转轴相对于所述位置指示器布置在所述中部的相反侧的弹性构件、以及从所述位置指示器的相反侧支撑所述弹性构件的支撑基体，且

处于所述中部与所述支撑基体之间的空间中的所述弹性构件被压缩一个位移，该位移直接与所述中部在所述向前方向上的行程成比例。

6.如权利要求5所述的表盘式控制器，其中：

所述位移转换机构布置在所述表盘的第二面一侧，且

所述位移转换机构被构造为凸轮机构，该凸轮机构包括：

凸轮部，其具有沿所述表盘的外周方向呈盘旋斜坡状的滑动凸轮表面作为所述中部；及

凸轮随动件，其沿所述滑动凸轮表面滑动以根据所述表盘的正向转动及反向转动而沿所述表盘的所述转轴双向移动。

7.如权利要求6所述的表盘式控制器，其中：

所述滑动凸轮表面形成为平坦部与斜坡部交替连续的台阶状。

8.如权利要求6所述的表盘式控制器，还包括：

表盘保持器，用于将所述表盘保持在预定角位置，

其中界定有围绕所述表盘的所述转轴处于各个不同预定角度的多个所述预定角位置以保持所述表盘。

9.如权利要求8所述的表盘式控制器，其中：

所述滑动凸轮表面形成为平坦部与斜坡部交替连续，且

所述预定角位置被界定为将所述凸轮随动件定位在所述平坦部上的预定角度。

10.如权利要求8所述的表盘式控制器，其中：

所述表盘的所述第二面具有独立于所述滑动凸轮表面形成的辅助滑动表面，

所述支撑基体具有辅助滑动构件，当所述表盘转动时，所述辅助滑动构件在所述转轴的预定角位置处以滑动接触状态面对所述辅助滑动表面，

当所述表盘转动时，所述辅助滑动构件的端部以滑动接触状态跟随所述辅助滑动表面，

所述表盘保持器包括从所述辅助滑动表面及所述辅助滑动构件中一者突出的凸起位置标记器、以及处于所述辅助滑动表面及所述辅助滑动构件中另一者上装配至所述凸起位置标记器的凹入位置标记器，

当所述表盘位于所述预定角位置时，所述凸起位置标记器配合所述凹入位置标记器，且

当所述表盘转动时，所述凸起位置标记器通过弹性地越过在所述表盘的转动方向上的边缘而分离所述凹入位置标记器。

11.如权利要求10所述的表盘式控制器，其中：

所述辅助滑动表面及所述滑动凸轮表面分别在所述转轴的径向方向上的不同位置处形成有至少部分重叠的角区域。

12.如权利要求10所述的表盘式控制器，其中：

所述凹入位置标记器形成在所述辅助滑动表面上，

所述凸起位置标记器形成在所述辅助滑动构件上，

所述支撑基体具有在所述预定角位置将所述凸起位置标记器朝向所述凹入位置标记器弹性地偏压的辅助弹性构件，且

所述凸起位置标记器通过克服来自所述辅助弹性构件的力而分离所述凹入位置标记器，并且在来自所述辅助弹性构件的力施加于其上的情况下以滑动接触状态在所述辅助滑动表面上滑动。

13.如权利要求6所述的表盘式控制器，

所述表盘的所述第二面具有独立于所述滑动凸轮表面形成的辅助滑动表面，

所述支撑基体具有辅助滑动构件，当所述表盘转动时，所述辅助滑动构件在所述转轴的预定角位置以滑动接触状态面对所述辅助滑动表面，

所述辅助滑动表面形成为辅助滑动凸轮表面，所述辅助滑动凸轮表面具有在相对于所述滑动凸轮表面的所述盘旋斜坡形状的反向的盘旋斜坡形状，

当所述表盘转动时，所述辅助滑动构件形成为辅助凸轮随动件，其相对于所述凸轮随动件的所述移动沿所述表盘的所述转轴反向移动，且

在所述凸轮随动件与所述支撑基体之间的所述向后偏压构件中的弹性构件被压缩一个位移，该位移与所述凸轮随动件向前的行程直接成比例，且

在所述辅助凸轮随动件与所述支撑基体之间的辅助弹性构件被压缩一个位移，该位移与所述辅助凸轮随动件向前的行程直接成比例。

14.如权利要求13所述的表盘式控制器，其中：

所述滑动凸轮表面形成为平坦部与斜坡部交替连续的台阶状，

所述辅助滑动凸轮表面形成为平坦部与斜坡部交替连续的台阶状，其在所述滑动凸轮表面中朝向所述斜坡部的相反方向倾斜，且

在所述辅助滑动凸轮表面上的所述斜坡部被形成为所述凸轮随动件的接触所述滑动凸轮表面上的所述斜坡部之一的所述预定角位置使得所述辅助凸轮随动件接触所述辅助滑动凸轮表面上的所述斜坡部之一。

15.如权利要求14所述的表盘式控制器，其中：

凹入位置标记器形成在所述辅助滑动表面上，且

所述凹入位置标记器形成在所述辅助滑动凸轮表面上的所述平坦部上。

16.如权利要求6所述的表盘式控制器，其中：

所述表盘具有筒状主体，且

所述滑动凸轮表面形成在所述主体的端面上。

17.如权利要求16所述的表盘式控制器，其中：

所述主体同心地覆盖布置在转动支撑凸起部上，所述转动支撑凸起部突起地布置在壳体的正面一侧，

所述转动支撑凸起部在仪表面板上的基部位置附近具有环状凹部，用于在所述主体的所述第二面一侧隐藏所述凸轮机构，且

所述凸轮随动件从所述环状凹部的底表面突出。

18.如权利要求10所述的表盘式控制器，还包括：

筒状安装支撑单元；

连接肋；及

转动支撑凸起部的外周，

其中所述表盘具有筒状主体，

所述滑动凸轮表面形成在所述主体的端面上，

所述主体同心地覆盖布置在转动支撑凸起部上，所述转动支撑凸起部突起地布置在壳体的正面一侧，

所述转动支撑凸起部在仪表面板上的基部位置附近具有环状凹部，用于在所述主体的所述第二面一侧隐藏所述凸轮机构，

所述凸轮随动件从所述环状凹部的底表面突出，

所述筒状安装支撑单元在径向方向上以从所述主体的内周表面上向内分离方式设置，

所述连接肋以弹性方式在第二面一侧连接所述筒状安装支撑单元的外周表面与所述主体的内周表面，所述弹性方式允许所述筒状安装支撑单元的第一端在周向方向上形成弹性位移，

所述转动支撑凸起部的外周表面具有凸起保持器，用于在对应于所述筒状安装支撑单元的所述第一端的位置处保持所述筒状安装支撑单元以防止掉落，且

所述辅助滑动表面形成在所述连接肋的第二面一侧。

19.如权利要求4所述的表盘式控制器，还包括：

同心地布置在所述表盘上以与所述表盘一体地转动的第一齿轮；

以沿所述表盘的所述转轴双向轴向可滑动方式与所述第一齿轮配合的第二齿轮；

在所述表盘的轴向方向上从所述第二齿轮的第二面突起以与所述表盘一体地转动的外螺纹件；及

在所述表盘的所述轴向方向上固定地布置以与所述外螺纹件螺纹啮合的内螺纹件，其中所述外螺纹件从所述内螺纹件的第一侧拧入所述内螺纹件，且其中所述外螺纹件的第二端从所述内螺纹件的第二侧伸出，

其中所述内螺纹件的所述第一侧与所述表盘的所述第一面相同地定向，

所述第二齿轮的所述第二面、所述外螺纹件的所述第二端、以及所述内螺纹件的所述第二侧与所述表盘的所述第二面相同地定向，且

所述外螺纹件形成作为所述中部。

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