CN1822273A - 控制开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使包括操作旋钮的负荷较高的旋转驱动机构为紧凑的结构，容易使整体小型化的控制开关装置。其中，控制开关装置具备：安装在辐条上的支持部件(4)，可以旋转地支持在保持构件(10)上、可以向空间(2)内突出地倾斜操作的操作旋钮(5)，组装到操作旋钮的筒状部(5b)内的作为复位机构的按压件(11)和螺旋弹簧(12)，形成固定触点群并保持在支持部件内部的电路板(7)，突设有橡胶开关群并被安放到电路板上的橡胶板(8)；按压件与固定在支持部件上的保持构件的凸轮面弹性接触。由操作旋钮的驱动部按压驱动的按压开关机构(S1)由配置在成为操作旋钮的倾倒操作方向的背面一侧的空间内的橡胶开关(9)和固定触点(16)构成。

Description

控制开关装置

技术领域

本发明涉及安装在汽车的方向盘上、用于操作自动变速器等各种设备的控制开关装置。

背景技术

以往，我们知道在汽车的方向盘的作为握持部的环形部(圆环状部分)的内侧安装有控制开关装置，驾驶者通过操作该控制开关装置进行例如在行驶速度范围内在行驶中手动地加档或减档的技术。

作为这样的控制开关装置的已有技术例，提出了如下方案(参照例如专利文献1)：将按钮开关或滑动开关等各种信号输出单元收容到安装在方向盘的辐条或衬垫(Pad)上的支持部件内部，通过倾倒操作可以旋转地支持在该支持部件上的操作旋钮(Knob)或者按压操作配置在支持部件前面的操作键从所希望的信号输出单元中输出电信号。

在这样的已有技术的控制开关装置中，用于操作自动变速器的操作旋钮突出到方向盘的环形部与衬垫之间的空间内地配置，能够向前后方向倾倒操作。由此，由于驾驶者能够在握住方向盘的环形部的状态下用拇指等操作操作旋钮，因此能够期待良好的操作性。由于该操作旋钮连接在旋转体的上部，固定在支持部件内部的支持体的轴承部分轴支承该旋转体，因此操作旋钮可以旋转地支持在支持部件上，能够进行倾倒操作。上述旋转体上突设有向斜下方延伸的弹性单元和几乎向正下方延伸的切换单元。由于该弹性单元中组装有螺旋弹簧和按压件，按压件一直与上述支持体上形成的引导面弹性接触，因此如果倾倒操作操作旋钮，则按压件沿引导面移动，压缩螺旋弹簧，如果撤消操作力，则操作旋钮在螺旋弹簧的弹力的作用下自动恢复到非操作位置。并且，在支持体的下方近似水平地设置有小的电路板，由该电路板上形成的多个固定触点和设置了与这些固定触点接触或分离的滑动子的滑动部件构成当倾倒操作操作旋钮时由上述切换单元驱动的滑动开关机构。即，由于该切换单元与滑动部件结合，当倾倒操作操作旋钮时滑动部件通过切换单元在电路板上滑动，因此上述滑动子与上述多个固定触点的接触位置变化，输出与该位置变化相对应的电信号。另外，在上述支持体的侧壁形成有凸起部，通过使该凸起部嵌入支持部件的内壁上形成的凹部内，将支持体定位固定在支持部件的内部。

上述已有技术的控制开关装置在使操作旋钮倾倒时需要克服螺旋弹簧的弹力的操作力，因此需要包括操作旋钮的负荷比较高的旋转驱动机构。并且，在支持部件的前面配置有用于输入例如取消信号等切换信号的多个操作键，通过按压操作这些操作键驱动的按压开关机构配设在几乎垂直地设置于支持部件内部的电路板上。

如上所述，在已有技术的控制开关装置中，突出到方向盘的环形部分与衬垫(Pad)之间的空间内的操作旋钮和倾倒操作该操作旋钮时由切换单元驱动而输出电信号的信号输出单元(滑动开关机构)配置在隔着操作旋钮的旋转中心的几乎相反的一侧。因此，连接操作旋钮和具有切换单元的旋转体的摆动体的长度变长，由该摆动体或按压件和支持体等构成的负荷比较高的旋转驱动机构大型化了，存在难以使装置整体小型化的问题。并且，由于难以使上述摆动体为一体成型品，不得不采用连接操作旋钮和旋转体这2个部件的结构，因此组装性也很难说好。

专利文献1日本特开2003-118587号公报(第3-6页，图4)

发明内容

本发明就是鉴于已有技术的这些实际情况，其目的是要提供一种使包括操作旋钮的负荷比较高的旋转驱动机构的结构紧凑，容易使整体小型化的控制开关装置。

为了达到上述目的，本发明的控制开关装置采用以下结构：具备：在握持部的内侧通过辐条设置有衬垫的方向盘；安装在该方向盘上的支持部件；可以旋转地被支持在该支持部件上、向上述握持部与上述衬垫之间的空间突出、并且被来自正面一侧的操作力进行倾倒操作的操作旋钮；具有弹性部件、使上述操作旋钮自动地恢复到非操作位置的复位机构；以及，被保持在上述支持部件中、通过倾倒操作时的上述操作旋钮的驱动输出电信号的信号输出单元；在上述操作旋钮的背面一侧延伸设置上述支持部件，在该延伸部分与上述操作旋钮之间配置有上述信号输出单元。

由于这种结构的控制开关装置通过有效地将作为操作旋钮的倾倒操作方向的背面一侧的空间作为信号输出单元的配置空间来使用，操作旋钮能够直接驱动该信号输出单元，因此包括操作旋钮的负荷比较高的驱动旋转机构的结构变得紧凑，也提高了组装性。结果，控制开关装置的小型化变得容易，也能够降低组装成本。

在上述结构中，如果具备保持在上述支持部件上的电路板，在该电路板上设置由可以接触或分离地相对的固定触点和可动触点构成的按压开关机构作为上述信号输出单元，上述操作旋钮进行倾倒操作时驱动上述可动触点的话，则能够使操作旋钮的倾倒操作方向与按压驱动可动触点的方向大体一致，因此能够使信号输出单元的结构简单，比较理想。其中，虽然上述按压开关机构有可能使用按扣开关，但在例如采用在上述电路板上形成固定触点，同时在该电路板上安放具有可动触点的橡胶开关的按压开关机构的情况下，也可以在操作旋钮上设置按压上述橡胶开关使其弹性变形用的驱动部。此时，驱动部的与橡胶开关相对的部位为倾斜面，该倾斜面优选离操作旋钮的旋转中心越远与橡胶开关的间隔越大地倾斜，由于通过这样驱动部随着操作旋钮的倾倒操作几乎直接地按压橡胶开关，因此能够确实地防止按压开关机构的误动作，操作感也良好。

并且，如果在上述结构中上述复位机构具备受上述弹性部件的弹力作用的按压件和保持在上述支持部件上、与上述按压件弹性接触的凸轮面，上述按压件设置在上述凸轮面与上述操作旋钮之间的话，则通过克服弹性部件的弹力倾倒操作操作旋钮，能够使按压件沿凸轮面移动，因此如果撤消操作力的话，操作旋钮能够在上述弹力的作用下确实地自动恢复到非操作位置。此时，如果上述弹性部件为螺旋弹簧，在上述操作旋钮上突设有使与上述凸轮面相对的一侧为开口端的筒状部，上述螺旋弹簧和上述按压件被组装于该筒状部中的状态的话，则能够使负荷比较高的操作旋钮用的复位机构的结构紧凑，有利于装置整体小型化，而且，当使操作旋钮倾倒时能够使按压件确实地追随，能够防止螺旋弹簧脱落，因此容易提高该复位机构的可靠性。

并且，优选具备在离开上述信号输出单元的位置被保持在上述支持部件上的另外的信号输出单元，以及在预定的操作被允许的状态下，支持在上述支持部件上驱动上述另外的信号输出单元的操作部件。由此，能够实现可以输入各种切换信号的多功能的控制开关装置。

发明的效果：本发明的控制开关装置由于是灵活使用成为操作旋钮的倾倒操作方向的背面一侧的空间，在那里配置信号输出单元的结构，因此操作旋钮能够直接驱动该信号输出单元。因此，包括操作旋钮的负荷比较高的驱动旋转机构的结构变得紧凑，也提高了组装性，能够获得小型化容易且能够降低组装成本的优良的控制开关装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式例的控制开关装置的外观图。

图2是表示安装有该控制开关装置的方向盘的主视图。

图3是该控制开关装置的分解透视图。

图4是沿图1的IV-IV线的剖视图。

图5是沿图1的V-V线的剖视图。

图6是沿图1的VI-VI线的剖视图。

图7是表示该控制开关装置中具备的操作旋钮和保持构件的安装结构的说明图。

图8是倾倒操作该操作旋钮时的动作说明图。

图9(a)(b)是本发明的其他实施方式例的控制开关装置的操作旋钮的动作说明图。

具体实施方式

下面参照附图说明发明的实施方式，图1为本发明的实施方式例的控制开关装置的外观图，图2为表示安装有该控制开关装置的方向盘的主视图，图3为该控制开关装置的分解透视图，图4为沿图1的IV-IV线的剖视图，图5为沿图1的V-V线的剖视图，图6为沿图1的VI-VI线的剖视图，图7为表示该控制开关装置中具备的操作旋钮和保持构件的安装结构的说明图，图8为倾倒操作该操作旋钮时的动作说明图。

如图2所示，汽车的方向盘1大致由作为握持部的圆环状的环形部1a、延伸到环形部1a内侧的辐条1b、在环形部1a的内侧的中央覆盖辐条1b的衬垫(pad)1c构成，在环形部1a与衬垫1c之间的多个地方(例如3个)区分出空间2。并且，各控制开关装置3分别安装在衬垫1c的左右两侧，各控制开关装置3的一部分向上方的空间2内突出。另外，在本实施方式例中，由于位于衬垫1c左右的两控制开关装置3仅形状左右对称，其结构和动作基本相同，因此以下仅就位于衬垫1c左侧的控制开关装置3进行说明。

该控制开关装置3主要由安装在方向盘1的辐条1b上的支持部件4，可以旋转地支持在该支持部件4上、向方向盘1的空间2内突出的可以倾倒操作的操作旋钮5，配置在支持部件4的前面的多个(例如4个)操作部件6，固定在支持部件4内部的电路板7，在多个地方突设了内设有图中没有示出的可动触点的橡胶开关9、安放在电路板7上的橡胶板8，按扣嵌入支持部件4中可以旋转地支持操作旋钮5的保持构件10，给操作旋钮5施加操作负荷或恢复力的按压件11和螺旋弹簧12构成。如后面将要叙述的那样，操作旋钮5能够用驾驶者的手指倾倒操作(按压操作)，通过该倾倒操作进行例如减档操作。另外，位于衬垫1c右侧的控制开关装置3通过倾倒操作操作旋钮5进行例如加档操作。

支持部件4为由树脂成型品的主壳体13和背面壳体14嵌合成一体的部件，在主壳体13的前面附设有装饰盖15。这些主壳体13和背面壳体14在从前后夹住方向盘1的辐条1b的状态下定位固定，主壳体13的上方延伸部13a和背面壳体14的上方延伸部14a在操作旋钮5的背面侧突出到方向盘1的空间2内。在主壳体13的上方延伸部13a上设置有被操作旋钮5覆盖的开口13b，并且，在主壳体13上设置用于配置各操作部件6的多个开口13c。电路板7和橡胶板8组装到该支持部件4的内部，同时保持构件10组装到主壳体13的开口13b内。

操作旋钮5为树脂成型品，如图7所示，在该操作旋钮5上设置一对轴孔5a，通过将保持构件10的支轴10c嵌入该轴孔5a内，操作旋钮5可以旋转地被支持在保持构件10上。在操作旋钮5的背面突设有筒状部5b，按压件11和螺旋弹簧12组装到该筒状部5b内(参照图6)。并且，在操作旋钮5的背面设置有驱动部5c，该驱动部5c与突设在橡胶板8的延伸部8a上的橡胶开关9相对。另外，该驱动部5c的与该橡胶开关9相对的面为倾斜的斜面，离操作旋钮5的旋转中心越远，与该橡胶开关9之间的间隔越宽。

保持构件10为树脂成型品，在内底面上具备设置了凸轮面10a的底板10b和设置了上述支轴10c或卡合孔10d的一对侧壁10e，底板10b的两端成形为竖设了侧壁10e的形状。如图7所示，该保持构件10通过将各侧壁10e上设置的卡合孔10d嵌合到突设在主壳体13的开口13b内的一对嵌合凸起13d上这样的按扣嵌合而被安装，由此，可以将保持构件10定位固定在上方延伸部13a。保持构件10的凸轮面10a的截面形成为近似V字形，在螺旋弹簧12的弹力的作用下，按压件11一直与凸轮面10a弹性接触。如后面将要叙述的那样，当操作旋钮5处于非操作状态时，按压件11与凸轮面10a的谷底弹性接触，而当倾斜操作操作旋钮5使按压件11倾斜时，螺旋弹簧12被压缩，弹力增大，同时按压件11从凸轮面10a的谷底向顶部(倾斜面)改变弹性接触位置。

在电路板7的与各橡胶开关9相对应的位置上，形成有固定触点16，与从这些固定触点16引出的图中没有示出的配线图形相连的端子17安装在电路板7的一角。如图3所示，在电路板7的一侧延伸设置有具有方孔状的缺口7b的延伸板7a，该缺口7b成为让按压件11移动自由地贯穿的避让孔。安放在电路板7上的橡胶板8的平面形状与电路板7相同，橡胶板8的安放在延伸板7a上的区域延伸设置有具有缺口8b的延伸部8a。在该延伸部8a上突设有由操作旋钮5按压驱动的1个橡胶开关9，位于延伸板7a上的固定触点16与内设在该橡胶开关9中的图中没有示出的可动触点可以接触或分离地相对置，构成按压开关机构S1。并且，在橡胶板8的延伸部8a以外的区域突设有6个由各操作部件6按压驱动的橡胶开关9和4个形状与相邻的橡胶开关9相同、没有内设可动触点的橡胶凸起9a，通过使位于电路板7的延伸板7a以外区域的各固定触点16与内设于位于其上方的各橡胶开关9内的可动触点可以接触或分离地相对置，分别构成6组按压开关机构S2。即，如从图6可知的那样，该控制开关装置3设计成，即使在电路板7的一侧配置操作旋钮5和各操作部件6，在电路板7的另一侧紧邻缺口7b、8b的位置配置凸轮面10a，在操作旋钮5与凸轮面10a之间设置按压件11，也不会使整个装置的纵深尺寸增大。

另外，由于配置在支持部件4前面的各操作部件6由橡胶开关9或橡胶凸起9a支持，可被按压操作或摆动操作，因此为了操作这些操作部件6，只要施加可以弯曲橡胶开关9或橡胶凸起9a的操作力就可以了。而操作旋钮5由于是在使按压件11与凸轮面10a的谷底弹性接触的状态下支持在保持构件10上，因此为了倾倒操作该操作旋钮5，必须压缩螺旋弹簧12使按压件11离开该谷底部，所以需要克服螺旋弹簧12的弹力的负荷比较高的操作力。

在这种结构的控制开关装置3中，首先说明包括操作旋钮5的负荷比较高的旋转驱动机构的动作。如图6所示，当操作旋钮5处于非操作状态时，由于按压件11在螺旋弹簧12的弹力的作用下与凸轮面10a的谷底弹性接触，因此操作旋钮5的驱动部5c位于离开延伸板7a上的橡胶开关9的位置，因此该橡胶开关9的可动触点保持不与相对的固定触点16接触，按压开关机构S1处于OFF状态。如果在这种状态下从正面一侧给操作旋钮5施加操作力使其倾倒，则如图8所示由于按压件11在操作旋钮5的筒状部5b的驱动下倾倒，因此在筒状部5b内螺旋弹簧12被压缩，弹力逐渐增大，按压件11从凸轮面10a的谷底向顶部(倾斜面)改变弹性接触位置，当按压件11离开谷底时产生咔哒(click)感。并且，由于随着操作旋钮5的倾倒操作驱动部5c压下延伸板7a上的橡胶开关9，因此该橡胶开关9的可动触点与相对的固定触点16接触，从按压开关机构S1输出接通信号。因此，可以根据该接通信号在行驶速度范围内在行驶中手动地减档。

然后，当像上述那样撤消对倾倒操作的操作旋钮5的操作力时，由于按压件11受螺旋弹簧12的弹力的作用被从凸轮面10a的顶部压回到谷底，因此该按压件11驱动筒状部5b使操作旋钮5自动恢复到图6所示的非操作位置。并且，由于驱动部5c伴随操作旋钮5的恢复动作离开延伸板7a上的橡胶开关9，因此该橡胶开关9的可动触点从接触的固定触点16被拉开，使按压开关机构S1回到OFF状态。

下面说明配置在支持部件4前面的各操作部件6的动作。当按压操作位置于图1上侧的操作部件6时，由于该操作部件6按压驱动对应的橡胶开关9产生弹性变形(弯曲变形)，因此该橡胶开关9的可动触点与相对的固定触点16接触，从按压开关机构S2输出ON信号，当撤消操作力时，在该橡胶开关9的弹力的作用下自动恢复到非操作位置。并且，当向上或向下摆动操作位于图1下侧的操作部件6时，由于该操作部件6分别与摆动的方向相对应按压驱动各自对应的橡胶开关9和橡胶凸起9a使其产生弹性变形(弯曲变形)，因此该橡胶开关9的可动触点与相对的固定触点16接触从按压开关机构S2输出ON信号，当撤消操作力时，在该橡胶开关9和橡胶凸起9a的弹力作用下自动恢复到非操作位置。另外，当橡胶开关9或橡胶凸起9a被按压驱动弯曲变形时，产生咔哒感。

这样一来，由于本实施方式例的控制开关装置3使用成为操作旋钮5的倾倒操作方向的背面一侧的空间，在那里配置操作旋钮5用的按压开关机构S1，因此包括操作旋钮5的负荷比较高的旋转驱动机构成为比较紧凑的结构，实现装置整体的小型化。并且，不必在按压开关机构S1与操作旋钮5之间设置另外的部件，操作旋钮5的驱动部5c能够直接驱动按压开关机构S1的橡胶开关9，因此成为有利于削减零部件的数量和提高组装性的结构。另外，如图6所示，由于该驱动部5c成为与橡胶开关9相对的倾斜面，驱动部5c随着操作旋钮5的倾斜操作几乎直线地按压该橡胶开关9，因此按压开关机构S1难以引起误动作，能够获得良好的操作感。

并且，由于该控制开关装置3将操作旋钮5用的按压开关机构S1和各操作部件6用的多个按压开关机构S2全部配设在共同的电路板7上，各按压开关机构S1、S2的橡胶开关9群也突设在共同的橡胶板8上，因此实现了大幅度地削减零部件的数量，电连接也简单化了。所以，该控制开关装置3的组装性极其优良。而且，该控制开关装置3通过分别在电路板7的延伸板7a和安放于该延伸板7a上的橡胶板8的延伸部8a上设置缺口7b、8b，使这些延伸板7a和延伸部8a不妨碍按压件11的动作地配置，因此能够不妨碍装置整体小型化地确保包括操作旋钮5的负荷比较高的旋转驱动机构所需要的安装空间。

并且，由于该控制开关装置3的具有凸轮面10a的保持构件10不通过另外的部件可以旋转地支持操作旋钮5，该保持构件10通过按扣嵌合就能够简单且准确地安装到支持部件4(主壳体13)上，因此容易确保包括操作旋钮5的负荷比较高的旋转驱动机构的位置精度，其组装作业也能够容易地进行。而且，由于保持构件10为在底板10b的两端竖设了侧壁10e的简单的形状，因此无疑不会影响该旋转驱动机构的小型化。而且，由于在保持构件10的各侧壁10e上临近地设置有与主壳体13的嵌合凸起13d相对应的卡合孔10d和与操作旋钮5的轴孔5a相对应的支轴10c，因此该保持构件10能够几乎同时地安装到支持部件4(主壳体13)和操作旋钮5上，所以该旋转驱动机构的组装作业也变得极其容易。另外，嵌合凸起13d与卡合孔10d的凹凸关系可以相反，轴孔5a与支轴10c的凹凸关系也可以相反。

并且，由于该控制开关装置3的用于使操作旋钮5自动地恢复到非操作位置的按压件11和螺旋弹簧12处于组装到操作旋钮5的筒状部5b中的状态，因此能够使负荷比较高的操作旋钮5用的复位机构结构紧凑，有利于装置整体小型化。而且，当用该筒状部5b倾倒操作旋钮5时能够使按压件11确实地追随，同时能够防止螺旋弹簧12的脱落，因此该复位机构的可靠性也高。

图9为本发明的其他实施方式例的控制开关装置的操作旋钮的动作说明图，该图(a)表示操作旋钮的非操作状态，图(b)表示操作旋钮的倾倒操作状态。另外，在图9中，由于与上述实施方式例相对应的部分添加相同的附图标记，因此省略重复说明。

图9所示的控制开关装置21通过使用能够产生比较大的弹力的扭簧22作为使操作旋钮5自动恢复到非操作位置的弹性部件，省略了上述按压件11和筒状部5b和凸轮面10a等，这一点与上述实施方式例大不相同。由此，该控制开关装置21的包括操作旋钮5的负荷比较高的旋转驱动机构的结构极其简单，容易进一步促进小型化。

另外，虽然在上述实施方式例中，说明的是作为握持部的环形部1a为圆环状的方向盘1的情况，但握持部的形状并不局限于圆环状，也可以是通过辐条设置在衬垫两侧的圆弧形状的握持部、或通过辐条从衬垫两侧向上方设置的半圆弧状的握持部。

Claims (7)

1.一种控制开关装置，其特征在于，具备：在握持部的内侧通过辐条设置有衬垫的方向盘；安装在该方向盘上的支持部件；可以旋转地被支持在该支持部件上、向上述握持部与上述衬垫之间的空间突出、并且被来自正面一侧的操作力进行倾倒操作的操作旋钮；具有弹性部件、使上述操作旋钮自动地恢复到非操作位置的复位机构；以及，被保持在上述支持部件中、通过倾倒操作时的上述操作旋钮的驱动输出电信号的信号输出单元；

在上述操作旋钮的背面一侧延伸设置上述支持部件，在该延伸部分与上述操作旋钮之间配置有上述信号输出单元。

2.如权利要求1所述的控制开关装置，其特征在于，具备保持在上述支持部件上的电路板，在该电路板上设置由可以接触或分离地使固定触点和可动触点相对配置而构成的按压开关机构，将该按压开关机构作为上述信号输出单元，上述操作旋钮进行倾倒操作时驱动上述可动触点。

3.如权利要求2所述的控制开关装置，其特征在于，上述按压开关机构的上述固定触点形成在上述电路板上，且具有上述可动触点的橡胶开关被安放在上述电路板上，并且，在上述操作旋钮上设置有按压上述橡胶开关使其弹性变形用的驱动部。

4.如权利要求3所述的控制开关装置，其特征在于，上述驱动部的与上述橡胶开关相对的部位为倾斜面，该倾斜面离上述操作旋钮的旋转中心越远与上述橡胶开关的间隔越大地倾斜着。

5.如权利要求1所述的控制开关装置，其特征在于，上述复位机构具备受上述弹性部件的弹力作用的按压件和保持在上述支持部件上、与上述按压件弹性接触的凸轮面，上述按压件设置在上述凸轮面与上述操作旋钮之间。

6.如权利要求5所述的控制开关装置，其特征在于，上述弹性部件为螺旋弹簧，在上述操作旋钮上突设有使与上述凸轮面相对的一侧为开口端的筒状部，上述螺旋弹簧和上述按压件被组装于该筒状部中。

7.如权利要求1所述的控制开关装置，其特征在于，具备在离开上述信号输出单元的位置被保持在上述支持部件上的另外的信号输出单元，以及在预定的操作被允许的状态下，支持在上述支持部件上驱动上述另外的信号输出单元的操作部件。

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