CN101226422B

CN101226422B - 输入设备

Info

Publication number: CN101226422B
Application number: CN2008100035486A
Authority: CN
Inventors: 胜田英嗣; 早濑文隆; 齐木真一
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: CN101226422A; JP2008177090A

Abstract

提供一种输入设备，其包括与旋转和摆动的旋转轴成整体的指轮，用于探测该旋转轴的旋转量的编码器(旋转探测器)，以及通过旋转轴的摆动而被操作的开关，其中在该旋转轴和旋转探测器之间设置第一齿轮(旋转元件)，以及其中该第一齿轮轴以不仅摆动而且将旋转轴的旋转传递到第一齿轮的方式连接到第一齿轮。该指轮被推动以操作开关时施加的操作负荷不被施加到编码器，而是被施加到连接旋转轴的第一齿轮。

Description

输入设备

技术领域

本发明涉及一种包括操作部分和旋转探测器的输入设备，该操作部分被配置为以不仅旋转而且被推动的方式来操作，该旋转探测器用于探测该操作部分的旋转量。

背景技术

在例如用于操作机动车辆的车内导航系统的输入设备中设置有操作部分，该操作部分被配置为以不仅旋转而且被推动的方式来操作，以及这种类型的操作部分通常被称为指轮，因为在很多情况下，该操作部分被拇指操作。该指轮与旋转并摆动的旋转轴成整体，以及旋转轴的一端被连接到用于探测该指轮的旋转量的编码器(旋转探测器)，以及该旋转轴的另一端被布置在面对输入确定开关的位置中。然后，当指轮旋转时，根据编码器探测的旋转轴的旋转量，顺序地选择在显示屏上显示的项目。此外，当指轮被推动时，通过旋转轴的摆动而操作开关，以便输入如此选择的项目(例如，参考JP-2001-A-350573)。

根据如上构造的输入设备，通过旋转和推动指轮，可容易地执行输入操作。但是，由于指轮的旋转轴在其一端被编码器支撑，推动指轮时施加的操作负荷直接施加到编码器。由于这些原因，存在引起编码器故障的担心，该情况导致输入设备的耐用性和可靠性降低的问题。

此外，在该类型的输入设备中，当他或她旋转指轮时，操作感觉被用户获得或感觉到，例如，以便用户可以利用感觉来识别指轮的旋转量。但是，在如上构造的输入设备中，当他或她旋转指轮时，由用户感觉到的操作感觉被给予支撑指轮的旋转轴一端的编码器。由于这些情况，当旋转指轮时由用户感觉到的操作感觉不能被任意地设置，由此，不能实现可以满足用户需求的操作感觉。

发明内容

鉴于这些情况作出本发明，本发明的目的是提供一种输入设备，该输入设备可以防止由于操作部分被推动时在其处施加的操作负荷引起的旋转探测器故障，以及可以提高其耐用性和可靠性。

本发明的另外目的是提供一种可以任意地设置操作部分被旋转时感觉到的操作感觉的输入设备，以便实现满足用户需求的操作感觉。

根据本发明的一个方面，提供一种输入设备，包括与旋转和摆动的旋转轴成整体的操作部分，用于探测旋转轴的旋转量的旋转探测器，以及通过旋转轴的摆动而被操作的开关，其中在旋转轴和旋转探测器之间设置旋转元件，以及其中该旋转轴以不仅摆动而且将旋转轴的旋转传递到旋转元件的方式连接到旋转元件。

根据本发明的输入设备，当操作部分被旋转时，旋转轴的旋转被传递到旋转元件，以及旋转探测器探测旋转元件的旋转量作为操作部分的旋转量。另一方面，当该操作部分被推动时，旋转轴以旋转元件作为支点，在接合部分摆动，由此操作该开关。在此情况下，操作部分被推动时施加的操作负荷被施加到连接旋转轴的旋转元件，由此，如此施加的操作负荷决不被直接施加到旋转探测器，由此，当推动操作部分时，可以防止否则将由施加到其上的操作负荷引起的旋转探测器的故障，由此可以增加输入设备的耐用性和可靠性。

根据本发明的一个方面，提供一种输入设备，包括与旋转和摆动的旋转轴成整体的操作部分，用于探测旋转轴的旋转量的旋转探测器，以及由旋转轴的摆动而被操作的开关，该输入设备包括通过使周向侧面部分在剖面上形成为非圆形形状而布置在旋转轴的周向侧面部分上的点按接收部分，以及与该点按接收部分弹性接触的接触部分。

根据本发明的输入设备，当操作部分被旋转时，接触部分相对于非圆形剖面的点按接收部分的弹性接触部分随旋转轴旋转而改变，并且当发生这种情况时，点按感觉(操作感觉)被给予操作部分的旋转。在该结构中，通过调整接触部分与点按接收部分弹性接触的强度，当操作部分被旋转时感觉到的操作感觉可以被任意地设置，由此可以实现可以满足用户需求的操作感觉。

附图说明

图1示出了本发明实施例的竖直剖面的侧视图，示意地示出输入设备的内部结构。

图2是输入设备的竖直剖面的侧视图，示出了指轮被推动的状态。

图3是输入设备的正视图。

图4示出了接合部分和所接合的部分的视图。

图5示出了本发明实施例的竖直剖面的侧视图，示意地示出输入设备的内部结构。

图6是输入设备的竖直剖面的侧视图，示出了指轮被推动的状态。

图7是输入设备的正视图。

图8示出了点按接收部分和接触件的视图。

具体实施方式

第一实施例

下面，将通过参考附图描述本发明的第一实施例，在第一实施例中，本发明被应用于例如用于控制机动车辆的车内导航系统的输入设备1。在第一实施例中，图3所示的输入设备1布置在例如将图中未示出的方向盘的中心部分(毂)和外部周边部分(轮辋)连接在一起的中间部分(轮辐)上。

在构成输入设备1的外壳的壳主体2上设置指轮3(对应于操作部分)，指轮3基本上被设置在壳主体2的中心部分中，在指轮3的左右侧上分别设置一对大按钮4，5，以及在指轮3下面设置一对左右小按钮6，7。指轮3基本上形成为其轴线水平地延伸的圆盘形状，以及不仅沿图3中的箭头A1，A2表示的方向绕旋转轴17旋转，而且借助之后将描述的结构，沿图1中的箭头B表示的方向从输入设备1的前表面侧被推动。大按钮4，5和小按钮6，7被制成分别从输入设备1的前表面侧被推动，且当这些按钮4，5，6，7被如此操作时，在壳主体2内设置的开关8，9，10，11分别被操作。

接下来，将参考图1描述输入设备1的内部结构。壳主体2由构成壳主体2的背部侧面(图1中的下侧)的基本部件12、覆盖基本部件12的盖部件13以及覆盖该盖部件13的前侧(图1中的上侧)的前盖14组成。在基本部件12的中心部分中设置排泄孔12a，以及在盖部件13和前盖14的中心部分中分别设置开口13a和开口14a。

除指轮3之外，在壳主体2中设置编码器15(对应于旋转探测器)和开关16。编码器15探测旋转轴17的旋转量并被布置控制基底18上，控制基底18布置在壳主体2内的一个侧(图1中的左手边)部分中。开关16决定车内导航系统的输入操作，以及被布置在壳主体2内的另一侧面(图1中的右手边)部分中。

指轮3与旋转轴17成整体，并被布置在被排泄孔12a、开口13a和开口14a限定的空间内。此外，指轮3的周向侧部分的一部分被制成从壳主体2的前表面凸出。在旋转轴17的一端(图1中的左手边)设置接合部分20，以及这个接合部分20形成为沿径向视察的基本上球形形状以及沿轴向视察的多边形形状(例如，六边形形状)。

此外，直径比旋转轴17大的直径加大部分21设置在旋转轴17的另一端(图1中的右侧)，以及该直径加大部分21被放置并支撑在适合于覆盖开关16的可弹性变形的开关盖22上。此外，位于指轮3的左右侧附近的旋转轴17的部分被壁12b和壁13b围绕，壁12b从排泄孔12b向前凸出(图1中向上)为U形，壁13b从开口13a向后凸出(图1中向下)为U-形，由此通过如此形成的壁，尽可能地防止水朝向壳主体2内的编码器15侧和开关16侧侵入。

在控制基底18上设置齿轮支撑部件23，以及在齿轮支撑部件23上布置轴线水平取向的第一齿轮24(对应于旋转元件)和轴线竖直取向的第二齿轮25。沟槽部分24a形成在第一齿轮24的周向侧部分上从而沿第一齿轮24的周向方向延伸，以及在沟槽部分24a中装配在齿轮支撑部件23上设置的支撑部分23a和在盖部件13的内表面上设置的支撑部分13c，由此第一齿轮24被支撑成绕其水平轴线旋转。

在第二齿轮25的前侧(图1中的上侧)上的中心部分中形成支承孔25a，从盖部件13的内表面向后凸出的轴部分13d被插入支承孔25a中，由此第二齿轮25被支撑成绕其竖直轴线旋转。旋转轴25b布置在第二齿轮25的后侧(图1中的下侧)上的中心部分中从而向后延伸，该旋转轴25b被连接到编码器15。

在此情况下，第一齿轮24和第二齿轮25分别由斜齿轮构成，斜齿轮以其轴线互相垂直相交的方式装配在一起，第二齿轮25响应于第一齿轮24的旋转而旋转。

如图4所示，在第一齿轮24的中心部分中形成具有沿轴向观察的六边形剖面的孔作为接合部分24b，以便对应于接合部分20(是六边形形状)的周向侧部分的形状，以及旋转轴17的接合部分20被插入接合部分24b中。由此不仅第一齿轮24被制成当指轮3被旋转时被旋转轴17旋转，而且旋转轴17被制成当指轮3被推动时，在作为支点的旋转轴的一端(接合部分20)，沿图1中的箭头C表示的方向摆动。

接下来，将通过参考图1和2描述至此描述的结构的功能。

当用户沿图3中的箭头A1表示的方向或箭头A2表示的方向旋转指轮3时，第一齿轮24被旋转轴17旋转，第二齿轮25响应于第一齿轮24的旋转而旋转。编码器15探测第二齿轮25的旋转量，以及根据编码器15如此探测的旋转量，顺序地选择显示在车内的导航系统的显示屏(未示出)上的项目。

当在选择希望项目的状态中用户沿图1中的箭头B表示的方向推动指轮3时，在作为支点的接合部分20处，旋转轴17沿图1中的箭头C表示的方向摆动，由此如图2所示，开关16被直径加大部分21操作，从而实施所选项目的输入。

因此，根据至此描述的第一实施例，当指轮3被旋转时，旋转轴17的旋转被传递到第一齿轮24，以及编码器15探测被第一齿轮24旋转的第二齿轮25的旋转量作为指轮3的旋转量。另一方面，当指轮3被推动时，旋转轴17在作为支点的接合部分20处摆动，由此操作开关16。在发生这种情况时，当指轮3被推动时施加的操作负荷被施加到连接旋转轴17的第一齿轮24，但是在任何情况下都不被直接施加到编码器15，由此可以防止编码器15由于指轮3被推动时施加的操作负荷而发生故障，由此可以增加输入设备1的耐用性和可靠性。

此外，由于第一齿轮24和第二齿轮25被设置在旋转轴17和编码器15之间，被施加操作负荷的第一齿轮24被构造成介于编码器15和第二齿轮25之间，由此可以进一步防止指轮3被推动时施加的操作负荷直接施加到编码器。

注意本发明不局限于至此描述的实施例，由此，可以按以下方式修改或改进本发明。

接合部分20的形状不局限于沿轴向观察的六边形形状，而是可以形成为五边形形状，该五边形形状与六边形形状相比，直边之间的角的数目减小一个，或形成为直边之间的角的数目比六边形形状大的七边形形状或八边形形状。当发生这种情况时，接合部分24b可仅须设置成对应于形成的接合部分的周向侧面部分的形状。

第一齿轮24和第二齿轮25的轴线互相倾斜地相交的结构可以被采用。

第二实施例

下面，参考5至8描述根据本发明的第二实施例。在图5至8中，与第一实施例相同的部件被赋予相同的标记，其详细说明将被省略。

在旋转轴17的另一端，在周向侧面部分上设置点按接收部分23，当沿其轴向方向观察旋转轴17时点按接收部分23在横截面上为非圆形。在第二实施例中，如图8所示，该点按接收部分23形成为沿旋转轴17的周向方向交替地布置多个(在此情况下，12个)峰状部分24和多个(在此情况下，12个)谷状部分25的形状。

容纳部分26设置在基体部件12上从而从基体部件12的内表面向前凸出(在图5中向上)，以及在该容纳部分26中容纳接触件27(对应于接触部分)。该接触件27处于通过压缩卷簧28沿图5中的箭头C表示的方向朝向旋转轴17上的点按接收部分23偏置的状态，由此接触件27与点按接收部分23弹性接触。

靠近指轮3的左右侧的旋转轴17的部分被壁12b和壁13b围绕，壁12b从排泄孔12a向前凸出为U形，壁13b从开口13a向后凸出(图5中向下)为U形，由此通过如此设置的壁尽可能地防止水侵入壳主体2中的编码器15侧和开关16侧。

接下来，将通过参考图5和6描述至此描述的结构的功能。

当用户沿图7中的箭头A1或箭头A2表示的方向旋转指轮3时，第一齿轮30被旋转轴17旋转，第二齿轮31响应于第一齿轮30的旋转而旋转。当发生这种情况时，随着旋转轴17旋转，接触件27与点按接收部分23的峰状部分24和谷状部分25交替地弹性接触。即，随着旋转轴17旋转，接触件27相对于非圆形剖面的点按接收部分23的弹性接触位置改变。编码器15探测第二齿轮31的旋转量，以及根据如此探测的旋转量，顺序地选择显示在车内导航系统的显示屏(未示出)上的项目。

当用户在希望项目被选择的状态下沿图5中的箭头B表示的方向推动指轮3时，在作为支点的接合部分20处，旋转轴17沿图5中的箭头D表示的方向摆动，由此通过直径加大部分21操作开关16，如图6所示，由此执行所选项目的输入。

因此，如至此所述的，根据第二实施例，当指轮3被旋转时，接触部分27相对于非圆形剖面的点按接收部分23的弹性接触位置随旋转轴17旋转而改变，由此点按感觉(操作感觉)被传给指轮3的旋转。在该结构中，通过调整接触件27与点按接收部分23弹性接触的强度，可以任意地设置指轮3被旋转时感觉到的操作感觉，由此可以实现满足用户需求的操作感觉。

此外，可以实现指轮3被旋转时感觉到的操作感觉，而不依赖编码器15。

注意本发明不局限于至此所述的第二实施例，而是可以按以下方式修改和改进。

峰状部分24和谷状部分25的数目不局限于12，因此，可以设置超过或小于12个的峰状部分24和谷状部分23。此外，可以在旋转轴17的周向侧部分上仅仅设置一个峰状部分24或一个谷状部分25。

点按接收部分23的形状不局限于峰状部分24和谷状部分25交替地布置的形状，由此，点按接收部分23可以形成为在旋转轴17的轴向上观察的截面上的多边形形状(例如，六边形形状)。

接触件27不局限于被压缩卷簧28偏置，而是可以构造成借助于例如片簧与点按接收部分23直接弹性接触。

至于旋转轴17和编码器15之间的连接，代替在旋转轴17和编码器15之间设置第一齿轮30和第二齿轮31的结构，旋转轴17可以在其一端直接连接到编码器15。

本发明不仅可以被应用于用于控制机动车辆的车内导航系统的输入设备，而且也可以被应用于包括操作部分和旋转探测装置的输入设备，操作部分被配置为不仅旋转而且也被推动，旋转探测装置用于探测该操作部分的旋转量。

Claims

1.一种输入设备，包括：

操作部分，与旋转且摆动的旋转轴成整体；

旋转探测器，探测该旋转轴的旋转量；

开关，由该旋转轴的摆动操作；以及

旋转元件，布置在该旋转轴和该旋转探测器之间，

其中该旋转轴被连接到该旋转元件，使得该旋转轴可以摆动并且该旋转轴的旋转被传递到该旋转元件。

2.根据权利要求1所述的输入设备，其中连接到所述旋转探测器的旋转轴的轴线与所述旋转元件的轴线垂直相交。