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Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-054858 , eingereicht am 11. März 2010, die hiermit durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hebelbetätigungsvorrichtung, die z. B. als Richtungsänderungssignal- bzw. Blinkersignal-Schaltervorrichtung oder Scheibenwischer-Schaltervorrichtung eines Kraftfahrzeugs verwendbar ist.
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Hebelbetätigungsvorrichtungen, die als Blinkersignal-Schaltervorrichtungen oder als Scheibenwischer-Schaltervorrichtungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden, beinhalten im Allgemeinen einen säulenförmigen Betätigungshebel, der von einem Gehäuse wegragt, das z. B. an einer Lenksäule befestigt ist. Der Betätigungshebel kann entlang von zwei Betätigungsebenen verschwenkt werden, die im Wesentlichen orthogonal zueinander sind. Der Betätigungshebel wird entlang der einzelnen Betätigungsebenen selektiv betätigt, und in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung des Betätigungshebels werden mehrere Arten von Betätigungssignalen abgegeben.
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Eine bekannte Halterungskonstruktion eines Betätigungshebels in einer Hebelbetätigungsvorrichtung dieses Typs beinhaltet einen Halter, der einen Basisbereich des Betätigungshebels derart abstützt, dass der Basisbereich entlang einer ersten Betätigungsebene schwenkbar ist; ein erstes Antriebselement, das in elastischer Berührung mit einer ersten Steuerfläche steht, die an einer inneren Rückwand des Halters vorgesehen ist; ein Gehäuse, das den Halter derart abstützt, dass der Halter entlang einer zweiten Betätigungsebene schwenkbar ist, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Betätigungsebene ist; ein zweites Antriebselement, das in elastischer Berührung mit einer zweiten Steuerfläche steht, die an einer inneren Rückwand des Gehäuses vorgesehen ist; und eine Detektionseinrichtung, die in der Lage ist, die Schwenkvorgänge des Betätigungshebels entlang der ersten und der zweiten Betätigungsebene individuell zu detektieren, wobei das erste und das zweite Antriebselement im Wesentlichen auf einer einzigen geraden Linie angeordnet sind (s. z. B. ungeprüfte
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2001-6494 ).
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Wenn bei der Hebelbetätigungsvorrichtung gemäß dem einschlägigen Stand der Technik mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ein Benutzer den Betätigungshebel entlang der ersten Betätigungsebene betätigt, führt der Betätigungshebel eine Schwenkbewegung in Bezug auf den Halter und das Gehäuse aus. Ansprechend auf diesen Vorgang führt das erste Antriebselement eine Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche aus und erzeugt ein Klickgefühl, und ein in der Detektionseinrichtung enthaltener Schiebeschalter wird durch den Basisbereich des Betätigungshebels antriebsmäßig bewegt und eingeschaltet. Wenn der Benutzer den Betätigungshebel entlang der zweiten Betätigungsebene betätigt, führt der Betätigungshebel eine Schwenkbewegung zusammen mit dem Halter in Bezug auf das Gehäuse aus. Ansprechend auf diesen Vorgang führt das zweite Antriebselement eine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche aus und erzeugt ein Klickgefühl, und ein weiterer in der Detektionseinrichtung enthaltener Schiebeschalter wird durch den Halter antriebsmäßig bewegt und eingeschaltet.
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Bei der vorstehend beschriebenen Hebelbetätigungsvorrichtung gemäß dem eischlägigen Stand der Technik sind das erste Antriebselement, das in elastischer Berührung mit der inneren Rückwand des Halters steht, sowie das zweite Antriebselement, das in elastischer Berührung mit der inneren Rückwand des Gehäuses steht, im Wesentlichen auf einer einzigen geraden Linie angeordnet, so dass ein gewünschtes Klickgefühl erzeugt wird, wenn der Betätigungshebel entlang der ersten oder der zweiten Betätigungsebene betätigt wird. Es besteht somit ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, die Größe der Halterungskonstrukt des Betätigungshebels zu verkleinern. Mit anderen Worten ist bei dem Beispiel des Standes der Technik ein Mechanismus zum Abstützen des Basisbereichs des Betätigungshebels in einer solchen Weise, dass die gewünschten Betätigungen ausgeführt werden können, in der Tiefenrichtung notwendigerweise lang. Dadurch ist es schwierig, die Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung zu verkleinern.
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In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Umstände des einschlägigen Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Hebelbetätigungsvorrichtung, deren Größe verkleinert werden kann.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Hebelbetätigungsvorrichtung ein bewegliches Halterungselement, das einen Basisbereich eines Betätigungshebels derart haltert, dass der Basisbereich entlang einer ersten Betätigungsebene schwenkbar ist; ein Gehäuse, das das bewegliche Halterungselement derart abstützt, dass das bewegliche Halterungselement entlang einer zweiten Betätigungsebene schwenkbar ist, wobei die zweite Betätigungsebene im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Betätigungsebene ist; einen Aktuator-Halter, der an dem Basisbereich des Betätigungshebels derart angebracht ist, dass der Aktuator-Halter entlang der zweiten Betätigungsebene rotationsbeweglich ist; einen ersten Aktuator, der von dem Aktuator-Halter unter Zwischenanordnung einer ersten elastischen Vorspanneinrichtung gehalten ist; und einen zweiten Aktuator, der von dem beweglichen Halterungselement unter Zwischenanordnung einer zweiten elastischen Vorspanneinrichtung gehalten ist. Das Gehäuse weist eine erste Steuerfläche und eine zweite Steuerfläche auf, und der erste Aktuator und der zweite Aktuator befinden sich in elastischer Berührung mit der ersten Steuerfläche bzw. der zweiten Steuerfläche.
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Bei der Hebelbetätigungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion halten der Aktuator-Halter und das bewegliche Halterungselement den ersten Aktuator bzw. den zweiten Aktuator, wobei der Aktuator-Halter mit dem Basisbereich des Betätigungshebels schwenkbar verbunden ist. Die erste Steuerfläche und die zweite Steuerfläche, entlang der die Aktuatoren verschiebbar sind, sind an der gleichen Fläche in dem Gehäuse vorgesehen. Auf diese Weise kann die Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung durch Reduzieren der Tiefe von dieser verkleinert werden. Beim Verschwenken des Betätigungshebels entlang der ersten Betätigungsebene führt der zweite Aktuator, der von dem beweglichen Halterungselement gehalten ist, das sich nicht zusammen mit dem Basisbereich des Betätigungshebels bewegt, keine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche aus, und nur der erste Aktuator, der von dem Aktuator-Halter gehalten ist, der sich zusammen mit dem Basisbereich des Betätigungshebels bewegt, führt eine Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche aus. Wenn der Betätigungshebel entlang der zweiten Betätigungsebene verschwenkt wird, führt der erste Aktuator aufgrund der Reaktionskraft, die er von der ersten Steuerfläche erhält, mit der der erste Aktuator stets in Berührung steht, keine Gleitbewegung entlang der ersten Steuerfläche aus, und nur der zweite Aktuator, der von dem beweglichen Halterungselement gehalten ist, das sich zusammen mit dem Basisbereich des Betätigungshebels bewegt, führt eine Gleitbewegung entlang der zweiten Steuerfläche aus. Somit können die erste Steuerfläche und die zweite Steuerfläche an verschiedenen Positionen auf der gleichen Fläche des Gehäuses vorgesehen werden. Mit dieser Konstruktion können das Klickgefühl (Betätigungsgefühl), das bei Betätigung des Betätigungshebels entlang der ersten Betätigungsebene erzeugt wird, und das Klickgefühl, das bei Betätigung des Betätigungshebels entlang der zweiten Betätigungsebene erzeugt wird, entlang von gewünschten Betätigungsgefühl-Wahrnehmungskurven vorgegeben werden, ohne dass es dazwischen zu Interferenzen kommt. Auf diese Weise kann eine Hebelbetätigungsvorrichtung mit gutem Betätigungsgefühl geschaffen werden.
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Die Hebelbetätigungsvorrichtung kann ferner ein erstes Rotationselement, das von einem an dem Aktuator-Halter vorgesehenen ersten Antriebsbereich rotationsmäßig bewegt wird, sowie ein zweites Rotationselement aufweisen, das von einem an dem beweglichen Halterungselement vorgesehenen zweiten Antriebsbereich rotationsmäßig bewegt wird. Das erste und das zweite Rotationselement können jeweilige zu detektierende Objekte aufweisen und an dem Gehäuse angebracht sein, und eine Leiterplatte, auf der Detektoren angebracht sind, kann an dem Gehäuse befestigt werden, wobei die Detektoren den zu detektierenden Objekten zugewandt gegenüberliegen. In diesem Fall kann der Raum für den Detektionsmechanismus zum Detektieren der Betätigungsvorgänge des Betätigungshebels entlang der ersten und der zweiten Betätigungsebene reduziert werden, und die Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung kann noch weiter verkleinert werden. Hierbei kann es sich bei dem ersten und dem zweiten Antriebsbereich um Verzahnungsbereiche, bei den zu detektierenden Objekten um Permanentmagneten und bei den Detektoren um Magnetsensoren handeln. In diesem Fall kann die Information hinsichtlich des Schwenkvorgangs des Betätigungshebels entlang der ersten und der zweiten Betätigungsebene von den Verzahnungsbereichen in exakter Weise auf die entsprechenden Rotationselemente übertragen werden. Die Betätigungsposition des Betätigungshebels kann somit durch Detektieren von Magnetfeldänderungen, die durch Änderungen bei den rotationsmäßigen Positionen der Permanentmagneten hervorgerufen werden, mittels der Magnetsensoren extrem exakt detektiert werden, wobei sich die Permanentmagneten zusammen mit dem Rotationselementen drehen. Da die Permanentmagneten mit den Magnetsensoren nicht in Berührung treten, kann ein Kontinuitätsdefekt aufgrund von Verschleiß oder dergleichen verhindert werden, und die Lebensdauer der Vorrichtung kann verlängert werden.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion kann der Aktuator-Halter ein Paar Befestigungswandbereiche, die einander zugewandt gegenüberliegen, sowie einen ersten Haltebereich aufweisen, der den ersten Aktuator hält, wobei der erste Haltebereich in einer Richtung entgegengesetzt zu den Befestigungswandbereichen wegragt, und die Befestigungswandbereiche können an dem Basisbereich des Betätigungshebels schwenkbar angebracht sein. Das bewegliche Halterungselement kann einen hohlen Rahmenkörper, der die Befestigungswandbereiche des Aktuator-Halters umgibt, und einen zweiten Haltebereich aufweisen, der den zweiten Aktuator hält, wobei der zweite Haltebereich von dem hohlen Rahmenkörper in der gleichen Richtung wegragt, in der auch der erste Haltebereich wegragt. Eines von zwei Paaren von einander gegenüberliegenden Wandbereichen des Rahmenkörpers kann an dem Basisbereich des Betätigungshebels schwenkbar angebracht sein, und das andere der beiden Paare von einander gegenüberliegenden Wandbereichen kann an dem Gehäuse schwenkbar angebracht sein. In diesem Fall lässt sich die Konstruktion der Hebelbetätigungsvorrichtung vereinfachen, und die Größe von dieser lässt sich noch weiter reduzieren.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Perspektivansicht einer Hebelbetätigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Hebelbetätigungsvorrichtung;
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3 eine Perspektivansicht eines Halterungsmechanismus, der einen Basisbereich eines Betätigungshebels in der Hebelbetätigungsvorrichtung abstützt;
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4 eine Perspektivansicht des Halterungsmechanismus der 3 bei Betrachtung von unten;
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5 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Halterungsmechanismus der 3;
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6 eine Perspektivansicht einer Kraftübertragungseinrichtung für einen Drehknopf, der in der Hebelbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist;
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7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der inneren Konstruktion eines distalen Endbereichs des Betätigungshebels der Hebelbetätigungsvorrichtung;
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8 eine Schnittdarstellung der 7 entlang der Linie VIII-VIII;
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9 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Zuammenwirkungszustands eines ersten Aktuators, wenn sich der Betätigungshebel in einer neutralen Position in der Hebelbetätigungsvorrichtung befindet;
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10 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Zusammenwirkungszustands des ersten Aktuators, wenn der Betätigungshebel ausgehend von 9 im Uhrzeigersinn betätigt wird;
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11 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Zusammenwirkungszustands des ersten Aktuators, wenn der Betätigungshebel ausgehend von 9 im Gegenuhrzeigersinn betätigt wird;
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12 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Zusammenwirkungszustands eines zweiten Aktuators, wenn sich der Betätigungshebel in einer neutralen Position in der Hebelbetätigungsvorrichtung befindet;
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13 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Zusammenwirkungszustands des zweiten Aktuators, wenn der Betätigungshebel ausgehend von 12 im Uhrzeigersinn betätigt wird;
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14 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Eingriffszustands des zweiten Aktuators, wenn der Betätigungshebel ausgehend von 12 im Gegenuhrzeigersinn betätigt wird; und
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15 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung von Ausgangswellen, die von einem Magnetsensor zum Feststellen einer Betätigungsposition des Drehknopfes der Hebelbetätigungsvorrichtung abgegeben werden.
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Eine Hebelbetätigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 15 beschrieben. Die Hebelbetätigungsvorrichtung wird als Richtungsänderungssignal- bzw. Blinkersignal-Schaltervorrichtung eines Kraftfahrzeugs verwendet. Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Hebelbetätigungsvorrichtung ein Gehäuse 1, das z. B. an einer Lenksäule (nicht gezeigt) befestigt ist, sowie einen Betätigungshebel 2, der von dem Gehäuse 1 wegragt. Der Betätigungshebel 2 ist entlang von zwei zueinander orthogonalen Betätigungsebenen (erste und zweite Betätigungsebene) schwenkbar und kann entlang der einzelnen Betätigungsebenen selektiv betätigt werden. Eine Mehrzahl von Betätigungselementen, wie z. B. ein Drehknopf 3 und ein Schiebeknopf 4, sind an der äußeren Peripherie des Betätigungshebels 2 vorgesehen. Die Betätigungselemente können individuell betätigt werden.
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Bei dem Gehäuse 1 handelt es sich um einen kastenförmigen Körper, der durch Kombinieren eines oberen Gehäuseteils 11, eines unteren Gehäuseteils 12, einer Steuerflächenplatte 13 und einer Bodenplatte 14 miteinander gebildet ist, wobei diese Elemente in 2 dargestellt sind. Das obere Gehäuseteil 11 und das untere Gehäuseteil 12 sind im Schnappeingriff aneinander angebracht, indem an dem unteren Gehäuseteil 12 vorgesehene Eingriffsklauen 12a in in dem oberen Gehäuseteil 11 ausgebildete Eingriffsöffnungen 11a eingepasst sind, so dass eine Öffnung an der Oberseite des unteren Gehäuseteils 12 von dem oberen Gehäuseteil 11 überdeckt ist. U-förmige Aussparungsbereiche 12b sind in Seitenwandbereichen des unteren Gehäuseteils 12 an Stellen gebildet, an denen die Aussparungsbereiche 12b einander gegenüberliegen. Die Aussparungsbereiche 12b haben die Funktion von Lagerbereichen und stützen zusammen mit Teilen von nicht gezeigten Innenwänden des oberen Gehäuseteils 11 Tragachsen 16f eines im Folgenden noch zu beschreibenden beweglichen Halterungselements 6 derart ab, dass die Tragachsen 16f drehbar sind. Die Steuerflächenplatte 13 ist an einer Innenfläche eines hinteren Wandbereichs 12c des unteren Gehäuseteils 12 festgelegt. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Steuerflächenplatte 13 an verschiedenen Stellen mit einer ersten Steuerfläche 13a und einer zweiten Steuerfläche 13b versehen, so dass die Richtungen, in denen Scheitelbereiche und Vertiefungen in der ersten und der zweiten Steuerfläche 13a und 13b angeordnet sind, einander kreuzen. Die Steuerflächen 13a und 13b bilden Teile einer inneren Wandfläche des Gehäuses 1. Eine Öffnung 1a (s. 9 und 12) ist auf einer Seite des Gehäuses 1 ausgebildet, die dem hinteren Wandbereich 12c gegenüber liegt, wenn das obere Gehäuseteil 11 und das unteren Gehäuseteil 12 miteinander kombiniert sind. Der Betätigungshebel 2 ragt durch die Öffnung 1a hindurch nach außen. Die Bodenplatte 14 ist an dem unteren Gehäuseteil 12 derart befestigt, dass eine Öffnung am Boden des unteren Gehäuseteils 12 überdeckt ist. Die Bodenplatte 14 weist Befestigungsöffnungen 14a und 14b zum Befestigen von im Folgenden noch zu beschreibenden Detektionszahnrädern 23 und 26 an vorbestimmten Stellen auf. Wie in den 12 bis 14 gezeigt ist, befindet sich eine Leiterplatte 15 in der Nähe von sowie parallel zu der Bodenplatte 14, und auf der Leiterplatte 15 sind Magnetsensoren 25 und 28 angebracht.
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Ein hohl ausgebildeter Basisbereich 20, der in den Betätigungshebel 2 integriert ist, ist in dem Gehäuse 1 angeordnet. Der Basisbereich 20 stützt einen Basisendbereich des Betätigungshebels 2 ab und ist derart gehaltert, dass der Basisbereich 20 durch die in den 1 bis 5 dargestellte Konstruktion entlang von zwei zueinander orthogonalen Richtungen schwenkbar ist. Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet der Basisbereich 20 einen zylindrischen Bereich 20a, auf den der Betätigungshebel 2 gepasst ist; einen rechteck-rohrförmigen Bereich 20b, der sich von dem zylindrischen Bereich 20a fortsetzt; ein Paar erster Achsen 20c, die von zwei entgegengesetzten Wänden des rechteck-rohrförmigen Bereichs 20b nach außen weg ragen; sowie ein Paar zweiter Achsen 20d, die von den anderen beiden einander entgegengesetzten Wänden des rechteck-rohrförmigen Bereichs 20b nach außen wegragen. Die axiale Mitte der ersten Achsen 20c und die axiale Mitte der zweiten Achsen 20d sind zueinander orthogonal.
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Der Betätigungshebel 2 ist derart gehaltert, dass der Betätigungshebel 2 durch das bewegliche Halterungselement 6, die Lagerbereiche (Aussparungsbereiche 12b) des Gehäuses 1, einen Aktuator-Halter 7, einen ersten Aktuator 8 und einen zweiten Aktuator 9 in zwei zueinander orthogonalen Richtungen schwenkbar ist. Das bewegliche Halterungselement 6 stützt den Basisbereich 20 des Betätigungshebels 2 derart ab, dass der Basisbereich 20 entlang einer ersten Betätigungsebene P1 (Ebene orthogonal zu der axialen Mitte der ersten Achsen 20c) rotationsbeweglich ist. Die Lagerbereiche stützen das bewegliche Halterungselement 6 derart ab, dass das bewegliche Halterungselement 6 entlang einer zweiten Betätigungsebene P2 (Ebene orthogonal zu der axialen Mitte der Tragachsen 16f) rotationsbeweglich ist. Der Aktuator-Halter 7 ist an dem Basisbereich 20 derart angebracht, dass der Aktuator-Halter 7 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 schwenkbar ist. Der erste Aktuator 8 wird von dem Aktuator-Halter 7 unter Zwischenanordnung einer Torsionsfeder 18 (erste elastische Vorspanneinrichtung) gehalten. Der zweite Aktuator 9 wird von dem beweglichen Halterungselement 6 unter Zwischenanordnung einer Torsionsfeder 19 (zweite elastische Vorspanneinrichtung) gehalten. Wenn der Betätigungshebel 2 entlang der ersten Betätigungsebene P1 betätigt wird, bewegt sich das bewegliche Halterungselement 6 nicht. Jedoch führt der Aktuator-Halter 7 eine Rotationsbewegung zusammen mit dem Basisbereich 20 entlang der ersten Betätigungsebene P1 aus, so dass nur der erste Aktuator 8 eine Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche 13a ausführt. Wenn der Betätigungshebel 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 betätigt wird, bewegt sich der Aktuator-Halter 7 nicht, wie dies im Folgenden beschrieben wird. Jedoch führt das bewegliche Halterungselement 6 eine Rotationsbewegung zusammen mit dem Basisbereich 20 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 aus, so dass nur der zweite Aktuator 9 eine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche 13b ausführt. Bei der ersten Betätigungsebene P1 handelt es sich um eine Ebene, die entlang der Bodenplatte 14 verläuft, sowie die Ebene der 9 bis 11, und bei der zweiten Betätigungsebene P2 handelt es sich um eine Ebene, die entlang der Seitenwandbereiche des Gehäuses 1 verläuft, sowie die Ebene der 12 bis 14.
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Bei dem beweglichen Halterungselement 6 handelt es sich um einen hohlen Rahmenkörper, der durch Schnappverbindung eines Basiselements 16 mit einer Überbrückungsplatte 17 gebildet ist. Wie in 5 gezeigt ist, beinhaltet das Basiselement 16 einen Bodenbereich 16a; ein Paar Seitenwandbereiche 16b, die in der gleichen Richtung von den Enden des Bodenbereichs 16a weg ragen: einen Aktuator-Haltebereich 16c (zweiter Haltebereich), der von einem der Seitenwandbereiche 16b in Richtung auf die zweite Steuerfläche 13b der Steuerflächenplatte 13 weg ragt; sowie einen Verzahnungsbereich 16d, der mit einem Relaiszahnrad 22 an der Bodenseite von dem Bodenbereich 16a kämmt. Ein Paar Lageraussparungen 16e und 17a, die das Paar der ersten Achsen 20c an dem Basisbereich 20 drehbar abstützen, sind in den einander gegenüberliegenden Flächen des Bodenbereichs 16a bzw. der Überbrückungsplatte 17 ausgebildet. Das Paar der Tragachsen 16f ist derart ausgebildet, dass sie von den Außenflächen der Seitenwandbereiche 16b nach außen ragen, wobei sie von den Lagerbereichen (Aussparungsbereichen 12b) des Gehäuses 1 drehbar abgestützt sind. Die Tragachsen 16f dienen als Drehachsen des beweglichen Halterungselements 6 in Bezug auf das Gehäuse 1. Das an dem Gehäuse 1 angebrachte bewegliche Halterungselement 6 ist um die axiale Mitte der Tragachsen 16f entlang der zweiten Betätigungsebene P2 rotationsbeweglich. Das axiale Zentrum der Tragachsen 16f stimmt mit den axialen Zentrum der zweiten Achsen 20d an dem Basisbereich 20 überein. Der Basisbereich 20 und das bewegliche Halterungselement 6 können sich zusammen entlang der zweiten Betätigungsebene P2 rotationsmäßig bewegen, wobei die Tragachsen 16f als die Drehachsen dienen. Wenn sich der Basisbereich 20 jedoch entlang der ersten Betätigungsebene P1 rotationsmäßig bewegt, wobei die ersten Achsen 20c als Drehachsen dienen, führt das bewegliche Halterungselement 6 keine Rotationsbewegung zusammen mit dem Basisbereich 20 aus. Die Torsionsfeder 19 und der zweite Aktuator 9 sind an dem Aktuator-Haltebereich 16c angebracht und werden von diesem gehalten. Der zweite Aktuator 9 wird mit einer Vorspannkraft von der Torsionsfeder 19 beaufschlagt, so dass sich der zweite Aktuator 9 stets in elastischer Berührung mit der zweiten Steuerfläche 13b befindet. Wie in 4 gezeigt ist, ist der Verzahnungsbereich 16d als Teil eines Kegelrads ausgebildet. Der Verzahnungsbereich 16d kämmt mit einem Bereich 22a mit kleinem Durchmesser des Relaiszahnrads 22, der entlang der Bodenplatte 14 rotationsbeweglich ist, d. h. derart rotationsbeweglich ist, dass die Rotationsachse des Relaiszahnrads 22 orthogonal zu der Bodenplatte 14 ist. Das Detektionszahnrad 23, das ebenfalls entlang der Bodenplatte 14 drehbar ist, kämmt mit einem Bereich 22b mit großem Durchmesser des Relaiszahnrads 22. Somit kann der Verzahnungsbereich 16d das Detektionszahnrad 23 durch rotationsmäßiges Bewegen des dazwischen vorgesehenen Relaiszahnrads 22 drehen. Im Spezielleren wird dann, wenn sich das bewegliche Halterungselement 6 rotationsmäßig um die Tragachsen 16f bewegt, die Rotationsantriebskraft von dem Verzahnungsbereich 16d auf das Relaiszahnrad 22 übertragen, und die Rotationsrichtung wird in eine dazu orthogonale Richtung umgewandelt. Danach dreht das Relaiszahnrad 22 das Detektionszahnrad 23 mit einer höheren Drehzahl.
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Das Relaiszahnrad 22 und das Detektionszahnrad 23 sind an der Bodenplatte 14 des Gehäuses 1 drehbar gehaltert. Ein Permanentmagnet 24 ist an der Bodenfläche des Detektionszahnrads 23 festgelegt. Die Befestigungsposition des Detektionszahnrads 23 ist durch die Befestigungsöffnung 14 in der Bodenplatte 14 derart geregelt, dass der Permanentmagnet 24 dem Magnetsensor 25 auf der Leiterplatte 15 an einer nahe bei diesem befindlichen Stelle zugewandt gegenüberliegt. Eine Veränderung im Magnetfeld, die durch eine Veränderung in der rotationsmäßigen Position des Permanentmagneten 24 veranlasst ist, der sich zusammen mit dem Detektionszahnrad 23 dreht, wird von dem Magnetsensor 25 detektiert. Somit kann die rotationsmäßige Position des beweglichen Halterungselements 6, mit anderen Worten, die Betätigungsposition des Betätigungshebels 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2, exakt festgestellt werden. Das Relaiszahnrad 22 ist aus folgendem Grund zwischen dem Verzahnungsbereich 16d und dem Detektionszahnrad 23 vorgesehen. Genauer gesagt wäre bei einer Ausbildung des Detektionszahnrads 23 und des Verzahnungsbereichs 16d in einer derartigen Weise, dass diese direkt miteinander kämmen, ein Winkelbereich, in dem das Detektionszahnrad 23 ansprechend auf die Betätigung des Betätigungshebels 2 rotationsmäßig bewegt werden kann, extrem klein im Vergleich zu dem maximalen Detektionswinkelbereich des Magnetsensors 25. Um dies zu vermeiden, ist das Relaiszahnrad 22 zwischen dem Verzahnungsbereich 16d und dem Detektionszahnrad 23 vorgesehen, um den Winkelbereich des Detektionszahnrads 23 auf einen Bereich nahe dem maximalen Detektionswinkelbereich des Magnetsensors 25 zu vergrößern, so dass eine mit hoher Genauigkeit erfolgende Detektion der Betriebsposition des Betätigungshebels 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 ermöglicht ist.
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Wie in 5 gezeigt ist, beinhaltet der Aktuator-Halter 7 ein Paar Befestigungswandbereiche 7b, die einander zugewandt gegenüber liegen und jeweils eine Achsenöffnung 7a aufweisen; einen Aktuator-Haltebereich 7c (erster Haltebereich), der in einer Richtung entgegengesetzt zu den Befestigungswandbereichen 7b weg ragt; und einen Verzahnungsbereich 7d, der mit dem Detektionszahnrad 26 kämmt, an der Bodenseite von dem Haltebereich 7c. Die Achsenöffnungen 7a in den Befestigungswandbereichen 7b nehmen die zweiten Achsen 20d an dem Basisbereich 20 in rotationsbeweglicher Weise auf. Somit ist der Aktuator-Halter 7 an dem Basisbereich 20 derart angebracht, dass der Aktuator-Halter 7 um die axiale Mitte der zweiten Achsen 20d rotationsbeweglich ist. Ferner wird der erste Aktuator 8, der sich stets in elastischer Berührung mit der ersten Steuerfläche 13a befindet, mit einer Reaktionskraft beaufschlagt, die durch die Vorspannkraft der Torsionsfeder 18 von der ersten Steuerfläche 13a erzeugt wird, und ist an einer Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche 13a gehindert. Wenn sich der Basisbereich 20 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 rotationsmäßig bewegt, wobei die Tragachsen 16f als Drehachsen dienen, führt der Aktuator-Halter 7 somit keine rotationsmäßig Bewegung zusammen mit dem Basisbereich 20 aus. Stattdessen führt das bewegliche Halterungselement 6 eine rotationsmäßige Bewegung entlang der zweiten Betätigungsebene P2 zusammen mit dem Basisbereich 20 aus, so dass nur der zweite Aktuator 9 eine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche 13b ausführt. Der Aktuator-Halter 7 führt nur dann eine rotationsmäßige Bewegung zusammen mit dem Basisbereich 20 aus, wenn der Basisbereich 20 eine Rotationsbewegung entlang der ersten Betätigungsebene P1 ausführt, wobei die ersten Achsen 20c als Drehwellen dienen. Die Torsionsfeder 18 und der erste Aktuator 8 sind an dem Aktuator-Haltebereich 7c angebracht und werden von diesem gehalten. Der erste Aktuator 8 wird mit der Vorspannkraft von der Torsionsfeder 18 beaufschlagt, so dass der erste Aktuator 8 stets in elastischer Berührung mit der ersten Steuerfläche 13a steht. Der Verzahnungsbereich 7d kämmt mit dem Detektionszahnrad 26, das entlang der Bodenplatte 14 rotationsbeweglich ist. Wenn der Aktuator-Halter 7 sich zusammen mit dem Basisbereich 20 entlang der ersten Betätigungsebene P1 rotationsmäßig bewegt, wird die Rotationsantriebskraft von dem Verzahnungsbereich 7d auf das Detektionszahnrad 26 übertragen, so dass sich das Detektionszahnrad 26 dreht.
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Das Detektionszahnrad 26 ist an der Bodenplatte 14 des Gehäuses 1 gehaltert, und ein Permanentmagnet 27 ist an der Bodenfläche des Detektionszahnrads 26 befestigt. Die Befestigungsposition des Detektionszahnrads 26 ist durch die Befestigungsöffnung 14b in der Bodenplatte 14 derart geregelt, dass der Permanentmagnet 27 dem Magnetsensor 28 auf der Leiterplatte 15 in einer Position nahe bei diesem zugewandt gegenüber liegt. Eine Veränderung in dem Magnetfeld, die durch eine Veränderung in der rotationsmäßigen Position des sich zusammen mit dem Detektionszahnrad 26 drehenden Permanentmagneten 27 hervorgerufen wird, wird von dem Magnetsensor 28 detektiert. Somit kann die rotationsmäßige Position des Aktuator-Halters 7, mit anderen Worten, die Betätigungsposition des Betätigungshebels 2 entlang der ersten Betätigungsebene P1, exakt festgestellt werden.
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Im Folgenden werden der Betätigungshebel 2, die innere Konstruktion von diesem und die an der äußeren Peripherie des Betätigungshebels 2 vorgesehenen Betätigungselemente, wie z. B. der Drehknopf 3, beschrieben. Der Betätigungshebel 2 beinhaltet ein Paar halbzylindrische Körper 31 und 32, die mit dem Basisbereich 20 integriert ausgebildet sind, sowie eine zylindrische Endabdeckung 33, die mit einem distalen Endbereich eines zylindrischen Körpers integriert ausgebildet ist, der durch Kombinieren der halbzylindrischen Körper 31 und 32 gebildet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die halbzylindrischen Körper 31 und 32 durch Schnappeingriff aneinander angebracht, und die Endabdeckung 33 ist auf die halbzylindrischen Körper 31 und 32 aufgeschnappt. Die halbzylindrischen Körper 31 und 32 sind in einem mittleren Bereich von diesen gekrümmt. Wie in 1 gezeigt ist, weist somit der Betätigungshebel 2 eine zylindrische Formgebung auf, die einen Krümmungsbereich 2a beinhaltet und von dem Basisbereich 20 nach außen weg ragt.
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Der Betätigungshebel 2 beinhaltet einen im Wesentlichen zylindrischen Bereich 2b auf der Seite des distalen Endes des Krümmungsbereichs 2a. Der Drehknopf 3 und der Schiebeknopf 4 sind am Umfang des im Wesentlichen zylindrischen Bereichs 2b vorgesehen, und ein Verriegelungsknopf 5 (s. 7) ist an dem distalen Ende des im Wesentlichen zylindrischen Bereichs 2b vorgesehen. Eine Schaltereinheit 30 ist in dem im Wesentlichen zylindrischen Bereich 2b derart angeordnet, dass sie sich in Axialrichtung von diesem erstreckt. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Schaltereinheit 30 in erster Linie ein Gehäuse, das durch Kombinieren eines Trägergehäuseteils 34 und eines Abdeckgehäuseteils 35 miteinander in einer derartigen Weise gebildet ist, dass das Trägergehäuseteil 34 und das Abdeckgehäuseteil 35 einander zugewandt gegenüber liegen; ferner beinhaltet die Schaltereinheit 30 solche Komponenten wie Zahnräder 40 bis 45, einen Steuerflächenhebel 46 und Schraubenfedern 47, die in dem Gehäuse angeordnet sind; sowie eine Leiterplatte 36, die der Bodenfläche des Trägergehäuses 34 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Schaltereinheit 30 ist in dem Betätigungshebel 2 derart angeordnet, dass sich die Gehäuseteile 34 und 35 und die Leiterplatte 36 in Axialrichtung des im Wesentlichen zylindrischen Bereichs 2b erstrecken. Wie in 7 gezeigt ist, ist ein Flachkabel 21 mit der Leiterplatte 36 verbunden und erstreckt sich durch den Betätigungshebel 2 in das Innere des Gehäuses 1.
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Bei dem Zahnrad 40 handelt es sich um ein Ringzahnrad mit großem Durchmesser, und bei den Zahnrädern 41 bis 43 handelt es sich um Drehzahl erhöhende Zahnräder bzw. Übersetzungszahnräder, die mit dem Ringzahnrad 40 kämmen. Die vier Zahnräder 40 bis 43 sind dazu ausgebildet, als Kraftübertragungseinrichtung für den Drehknopf 3 zu dienen. Das Zahnrad 44 ist dazu ausgebildet, als Kraftübertragungseinrichtung für den Schiebeknopf 4 zu dienen, und das mit einem Betätigungsbereich 45a ausgestattete Zahnrad 45 ist dazu ausgebildet, als Kraftübertragungseinrichtung für den Verriegelungsknopf 5 zu dienen. Permanentmagneten 51 bis 55 sind an den Bodenflächen der Zahnräder 41 bis 45 mit Ausnahme des Ringzahnrads 40 befestigt. Die Permanentmagneten 51 bis 55 sind jeweils Magnetsensoren 61 bis 65 zugewandt gegenüberliegend angeordnet, die auf der Leiterplatte 36 an Positionen in der Nähe von diesen angebracht sind. Das Trägergehäuseteil 34 weist eine Mehrzahl von Befestigungsöffnungen 34a zum Befestigen der Zahnräder 41 bis 45 an vorbestimmten Stellen auf, und das Abdeckgehäuseteil 35 weist eine Mehrzahl von Lageröffnungen 35a zum Abstützen der Achsen der Zahnräder 41 bis 45 auf. Die Zahnräder 41 bis 45 sind derart gelagert, dass die Zahnräder 41 bis 45 entlang der Leiterplatte 36 drehbar sind, mit anderen Worten derart, dass die Rotationsachsen der Zahnräder 41 bis 45 orthogonal zu der Leiterplatte 36 sind. Das Ringzahnrad 40 kämmt mit den Zahnrädern 41 bis 43 in die Zahnräder 41 bis 43 umgebender Weise und ist ebenfalls derart gelagert, dass das Zahnrad 40 entlang der Leiterplatte 36 rotationsbeweglich ist.
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Der Drehknopf 3 ist außen auf Stufenbereiche 31a und 32a gepasst, die an den halbzylindrischen Körpern 31 bzw. 32 gebildet sind, und ist derart gelagert, dass der Drehknopf 3 innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs drehbar ist. Unter Bezugnahme auf 6 sind Bereiche 3a mit Mehrfachsteigung bzw. Mehrfachführung, die durch eine Mehrzahl von Führungsnuten gebildet sind, an dem Innenumfang des Drehknopfes 3 gebildet. Die Bereiche 3a mit Mehrfachsteigung sind als Leitgewindebereich zum rotationsmäßigen Bewegen des Ringzahnrads 40 ausgebildet, und haben die Funktion eines Schneckenrads, wenn der Drehknopf 3 gedreht wird. Die Bereiche 3a mit Mehrfachsteigung an dem Drehknopf 3 kämmen mit einer Außenverzahnung 40a an dem Außenumfang des Ringzahnrads 40. Die Ebene orthogonal zu der Rotationsachse des Drehknopfes 3 und die Ebene orthogonal zu der Rotationsachse des Ringzahnrads sind zueinander orthogonal. Bei Rotation des Drehknopfes 3 wird die Antriebskraft auf das Ringzahnrad 40 übertragen, während die Rotationsrichtung in eine dazu orthogonale Richtung geändert wird. Das Ringzahnrad 40 kann um einen gewünschten Rotationswinkel rotationsmäßig bewegt werden, indem der Steigungswinkel der Führungsnuten entsprechend vorgegeben ist. Eine Innenverzahnung 40b, die mit den Übersetzungszahnrädern 41 bis 43 kämmt, ist an dem Innenumfang des Ringzahnrads 40 vorgesehen. Wenn sich das Ringzahnrad 40 dreht, werden die Übersetzungszahnräder 41 bis 43 derart angetrieben, dass sie sich in der gleichen Richtung drehen, so dass sich die Permanentmagneten 41 bis 53 ebenfalls jeweils zusammen mit den Übersetzungszahnrädern 41 bis 43 drehen. Änderungen in den Magnetfeldern, die durch Änderungen in den rotationsmäßigen Positionen der Permanentmagneten 51 bis 53 bedingt sind, können durch die Magnetsensoren 61 bis 63 exakt festgestellt werden. Die Befestigungspositionen der Übersetzungszahnräder 41 bis 43 sind durch die entsprechenden Befestigungsöffnungen 34a in dem Tragegehäuseteil 34 vorgegeben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die drei Übersetzungszahnräder 41 bis 43 entlang der inneren Peripherie des Ringzahnrads 40 mit konstanten Intervallen zwischeneinander angeordnet, wobei sie auch die gleichen charakteristischen Eigenschaften bzw. Kennwerte aufweisen. Die jeweils an den Übersetzungszahnrädern 41 bis 43 angebrachten Permanentmagneten 51 bis 53 weisen ebenfalls die gleichen magnetischen Kennwerte auf. Die Magnetsensoren 61 bis 63, die den Permanentmagneten 51 bis 53 jeweils an Stellen in der Nähe von diesen zugewandt gegenüber liegen, weisen ebenfalls die gleichen Detektionskennwerte auf.
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Der Schiebeknopf 4 beinhaltet einen Betätigungsbereich 4a, der an einer in dem halbzylindrischen Körper 31 ausgebildeten Öffnung 31b freiliegt, und ist an dem Abdeckgehäuse 35 derart schwenkbar gelagert, dass der Betätigungsbereich 4a entlang der Umfangsrichtung des halbzylindrischen Körpers 31 verschiebbar ist. Ein Verzahnungsbereich 4b, der Teil eines Kegelrads ist, ist an der einen Seite des Schiebeknopfes 4 vorgesehen. Der Verzahnungsbereich 4b kämmt mit dem Zahnrad 44, bei dem es sich um ein Detektionszahnrad handelt. Beim Verschieben des Schiebeknopfes 4 wird das Zahnrad 44 durch den Verzahnungsbereich 4b antriebsmäßig bewegt, so dass es längs der Leiterplatte 36 eine Rotationsbewegung ausführt und sich damit der Permanentmagnet 54 zusammen mit dem Zahnrad 44 dreht. Eine Veränderung in dem Magnetfeld, die durch eine Veränderung in der rotationsmäßigen Position des Permanentmagneten 34 hervorgerufen wird, kann durch den Magnetsensor 64 exakt festgestellt werden. Der Befestigungsbereich des Zahnrads 44 ist durch die entsprechende Befestigungsöffnung 34a in dem Trägergehäuseteil 34 geregelt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt der Permanentmagnet 54 die gleichen magnetischen Kennwerte wie die Permanentmagneten 51 bis 53, und der Magnetsensor 64 besitzt die gleichen Detektionskennwerte wie die Magnetsensoren 61 bis 63.
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Der Verriegelungsknopf 5 beinhaltet einen Betätigungsbereich 5a, der an einer in den halbzylindrischen Körpern 31 und 32 an deren distalem Ende ausgebildeten Öffnung 2c (s. 7) frei liegt. Der Verriegelungsknopf 5 ist durch distale Endbereiche der Gehäuseteile 34 und 35 schwenkbar derart gelagert, dass die in Längsrichtung gelegenen Enden des Betätigungsbereichs 5a selektiv in Richtung auf das Innere des Betätigungshebels 2 gedrückt werden können. Ein Verzahnungsbereich 5b ist an der Rückseite des Betätigungsbereichs 5a des Verriegelungsknopfes 5 vorgesehen und kämmt mit dem Zahnrad 45, bei dem es sich um ein Detektionszahnrad handelt. Wenn die Enden des Verriegelungsknopfes 5 selektiv mit Druck beaufschlagt werden, dreht sich das Zahnrad 45 zusammen mit dem Permanentmagneten 55. Eine Veränderung im Magnetfeld, die durch eine Veränderung in der rotationsmäßigen Position des Permanentmagneten 55 hervorgerufen wird, kann durch den Magnetsensor 65 exakt festgestellt werden. Das Zahnrad 45 ist mit einem Betätigungsbereich 45a versehen, und bei Bewegung des Betätigungsbereichs 45a über einen Scheitelbereich der Steuerfläche des Steuerflächenhebels 46 hinweg wird ein Klickgefühl erzeugt. Der Steuerflächenhebel 46 ist durch die Gehäuseteile 34 und 35 rotationsbeweglich gehalten, und das Paar der Schraubenfedern 47 ist zwischen dem Steuerflächenhebel 46 und dem Verriegelungsknopf 5 angeordnet. Wenn der Verriegelungsknopf 5 gedrückt wird, wird der Verriegelungsknopf 5 nach Aufhebung der Druckbeaufschlagung durch den Steuerflächenhebel 46 und die Schraubenfedern 47 dazu veranlasst, automatisch in die Ausgangsposition zurückzukehren. Die Befestigungsposition des Zahnrads 45 ist durch die entsprechende Befestigungsöffnung 34a in dem Trägergehäuseteil 34 geregelt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Permanentmagnet 55 die gleichen magnetischen Kennwerte wie die Permanentmagneten 51 bis 54 auf, und der Magnetsensor 65 weist die gleichen Detektionskennwerte wie die Magnetsensoren 61 bis 64 auf.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Ringmagneten, die auf um 180 Grad voneinander getrennte Nordpole und Südpole magnetisiert sind, als Permanentmagneten 24, 27 und 51 bis 55 verwendet, und GMR-Sensoren bzw. Sensoren, die den Riesenmagnetowiderstandseffekt nutzen, werden als Magnetsensoren 25, 28 und 61 bis 65 verwendet. Die Formgebungen und die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagneten können jedoch nach Bedarf gewählt werden, und es können auch MRE-Sensoren, Hallelemente usw. als Magnetsensoren verwendet werden.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Hebelbetätigungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion erläutert. Als erstes wird dabei die Arbeitsweise des Betätigungshebels 2 beschrieben. Die 9 und 12 veranschaulichen den Zustand, in dem der Betätigungshebel 2 in keiner Richtung verschwenkt ist und in einer neutralen Position gehalten ist. In diesem Zustand befindet sich der erste Aktuator 8, der durch die Torsionsfeder 18 vorgespannt ist, in elastischer Berührung mit einer Vertiefung der ersten Steuerfläche 13a, so dass der Aktuator-Halter 7 stabil festgehalten ist. Ferner befindet sich der zweite Aktuator 9, der durch die Torsionsfeder 19 vorgespannt ist, in elastischer Berührung mit einer Vertiefung der zweiten Steuerfläche 13b, so dass das bewegliche Halterungselement 6 ebenfalls stabil festgehalten ist.
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Wenn der Betätigungshebel 2 ausgehend von diesem Zustand entlang der ersten Betätigungsebene P1 verschwenkt wird, die parallel zu der Blattebene der 9 ist, bewegt sich das bewegliche Halterungselement 6 nicht zusammen mit dem Basisbereich 20 des Betätigungshebels 20, so dass der durch das bewegliche Halterungselement 6 gehaltene zweite Aktuator 9 keine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche 13b ausführt. Somit führt nur der erste Aktuator 8, der von dem Aktuator-Halter 7 gehalten ist, der sich zusammen mit dem Basisbereich 20 des Betätigungshebels 2 bewegt, eine Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche 13a aus. Somit führt der Aktuator-Halter 7 zusammen mit dem Basisbereich 20 eine Rotationsbewegung aus, so dass der erste Aktuator 8 entlang der ersten Steuerfläche 13a verschoben wird und der Verzahnungsbereich 7d das Detektionszahnrad 26 rotationsmäßig bewegt. Wenn der Betätigungshebel 2 in 9 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, erzeugt der erste Aktuator 8 ein Klickgefühl, indem er sich über einen der Scheitelbereiche der ersten Steuerfläche 13a hinweg bewegt, und wird an einem Ende der ersten Steuerfläche 13a unmittelbar nach der Erzeugung des Klickgefühls zurückgehalten. Somit drehen sich der Aktuator-Halter 7 und der Basisbereich 20 in die in 10 dargestellte Position und werden dann gestoppt. Wenn der Betätigungshebel in 9 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, erzeugt der erste Aktuator 8 ein Klickgefühl, indem er sich über den anderen der Scheitelbereiche der ersten Steuerfläche 13a hinweg bewegt, und wird an dem anderen Ende der ersten Steuerfläche 13a unmittelbar nach der Erzeugung des Klickgefühls zurückgehalten. Somit drehen sich der Aktuator-Halter 7 und der Basisbereich 20 in die in 11 dargestellte Position und werden gestoppt. Ansprechend auf die Rotationsbewegung des Aktuator-Halters 7 und des Basisbereichs 20 wird das Detektionszahnrad 26 um einen bestimmten Betrag in einer bestimmten Rotationsrichtung gedreht. Die Veränderung in dem Magnetfeld, die durch die Veränderung in der rotationsmäßigen Position des an dem Detektionszahnrad 26 festgelegten Permanentmagneten 27 hervorgerufen wird, wird von dem Magnetsensor 28 (s. 12 bis 14) detektiert, so dass die Betätigungsposition des Betätigungshebels 2 entlang der ersten Betätigungsebene P1 exakt festgestellt werden kann. Wenn der Betätigungshebel 2 in die in 10 dargestellte Position geschwenkt wird, kann somit ein Schalter zum Aufleuchtenlassen einer einen Richtungswechsel nach rechts anzeigenden Lampe ansprechend auf ein von dem Magnetsensor 28 abgegebenes Detektionssignal eingeschaltet werden. In ähnlicher Weise kann dann, wenn der Betätigungshebel 2 in die in 11 dargestellte Position verschwenkt wird, ein Schalter zum Aufleuchtenlassen einer einen Richtungswechsel nach links anzeigenden Lampe ansprechend auf ein von dem Magnetsensor 28 abgegebenes Detektionssignal eingeschaltet werden.
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Wenn der in der neutralen Position gehaltene Betätigungshebel 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 verschwenkt wird, die parallel zu der Blattebene der 12 ist, führt das bewegliche Halterungselement 6 eine rotationsmäßige Bewegung zusammen mit dem Basisbereich 20 aus. Somit führt der zweite Aktuator 9 eine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche 13b aus, und der Verzahnungsbereich 16d dreht das Detektionszahnrad 23, indem er das zwischen diesen vorgesehene Relaiszahnrad 22 dreht. Wie jedoch vorstehend beschrieben worden ist, sind der Basisbereich 20 und der Aktuator-Halter 7 derart miteinander verbunden, dass sich der Basisbereich 20 und der Aktuator-Halter 7 individuell entlang der zweiten Betätigungsebene P2 rotationsmäßig bewegen können, anstatt sich zusammen rotationsmäßig zu bewegen. Außerdem wird der von dem Aktuator-Haltebereich 7c gehaltene Aktuator 8 mit einer Reaktionskraft von der ersten Steuerfläche 13a beaufschlagt, mit der der erste Aktuator 8 stets in Berührung steht, und wird an einer Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche 13a gehindert. Selbst wenn der Betätigungshebel 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 verschwenkt wird, bewegt sich somit der Aktuator-Halter 7 nicht zusammen mit dem Betätigungshebel 2. Wenn der Betätigungshebel 2 in 12 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, erzeugt nur der zweite Aktuator 9 ein Klickgefühl, indem er sich über den Scheitelbereich der zweiten Steuerfläche 13b hinweg bewegt, und wird an einem Ende der zweiten Steuerfläche 13b unmittelbar nach der Erzeugung des Klickgefühls zurückgehalten. Somit drehen sich das bewegliche Halterungselement 6 und der Basisbereich 20 in die in 13 dargestellte Position und werden dann gestoppt. Wenn der Betätigungshebel 2 in 12 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, wird der zweite Aktuator 9 nicht an dem anderen Ende der zweiten Steuerfläche 13b zurückgehalten, wie dies in 14 gezeigt ist. Beim Aufheben der Betätigungskraft wird somit der zweite Aktuator 9 in die Vertiefung der zweiten Steuerfläche 13b zurück gedrückt, und das bewegliche Halterungselement 6 und der Basisbereich 20 kehren automatisch in den in 12 dargestellten Zustand zurück. Ansprechend auf die Rotationsbewegung des beweglichen Halterungselements 6 und des Basisbereichs 20 wird das Detektionszahnrad 23 um einen bestimmten Betrag in einer bestimmten Rotationsrichtung gedreht. Die Veränderung im Magnetfeld, die durch die Veränderung in der rotationsmäßigen Position des an dem Detektionszahnrad 23 angebrachten Permanentmagneten 24 hervorgerufen wird, wird von dem Magnetsensor 25 detektiert, so dass die Betätigungsposition des Betätigungshebels 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 exakt festgestellt werden kann. Wenn der Betätigungshebel 2 in die in 13 dargestellte Position verschwenkt wird, kann somit ein Schalter zum Veranlassen einer Höherstellung der Scheinwerfer ansprechend auf ein von dem Magnetsensor 25 abgegebenes Detektionssignal eingeschaltet werden. In ähnlicher Weise kann bei Verschwenken des Betätigungshebels 2 die in 14 dargestellte Position ein Schalter zum Veranlassen eines Blinkens der Scheinwerfer ansprechend auf ein von dem Magnetsensor 25 abgegebenes Detektionssignal eingeschaltet werden.
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Im Folgenden werden die Vorgänge beschrieben, die bei Betätigung der Betätigungselemente, wie z. B. des Drehknopfes 3, an dem Betätigungshebel 2 ausgeführt werden. Wenn der Benutzer den Drehknopf 3 dreht, wird das Ringzahnrad 40 durch die an dem Innenumfang des Drehknopfes 3 ausgebildeten Bereiche 3a mit Mehrfachsteigung rotationsmäßig bewegt. Somit drehen sich die Übersetzungszahnräder 41 bis 43, die mit der Innenverzahnung 40b des Ringzahnrads 40 kämmen, jeweils zusammen mit den Permanentmagneten 51 bis 53 mit einer höheren Drehzahl. Die Rotationsrichtungen und die Rotationswinkel der Übersetzungszahnräder 41 bis 43 sind durch die Rotationsrichtung des Drehknopfes 3 und das Rotationsausmaß von diesem vorgegeben. Wenn Magnetfeldänderungen, die durch Veränderungen bei den rotationsmäßigen Positionen der Permanentmagneten 51 bis 53 bedingt sind, von den Magnetsensoren 61 bis 63 detektiert werden, erhält man Ausgansgwellen, wie diese im oberen Teil der 15 veranschaulicht sind. Die Wellen werden in Pulswellen umgeformt, wie diese im unteren Teil der 15 dargestellt sind. Sechs Betätigungspositionen des Drehknopfes 3 innerhalb einer einzelnen Umdrehung von diesem können auf der Basis der Kombination der Pulswellen in einfacher und exakter Weise festgestellt werden. Mit anderen Worten können Veränderungen in den rotationsmäßigen Positionen der Permanentmagneten 51 bis 53 von den Magnetsensoren 61 bis 63 jeweils exakt detektiert werden, und der Drehknopf 3 kann als Drehschalter mit hoher Auflösung verwendet werden, der sechs detektierbare Betätigungspositionen aufweist. Wenn jedoch die Anzahl der zu detektierenden Betätigungspositionen des Drehknopfes 3 nicht groß ist, können auch nur ein oder zwei der Übersetzungszahnräder 41 bis 43 mit einem daran angebrachten Permanentmagneten vorgesehen werden.
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Wenn der Benutzer den Schiebeknopf 4 verschiebt, dreht sich der Permanentmagnet 54 zusammen mit dem Zahnrad 44. Die Betätigungsposition des Schiebeknopfes 4 kann durch Feststellen der Veränderung im Magnetfeld, die durch die Veränderung in der rotationsmäßigen Position des Permanentmagneten 54 hervorgerufen wird, mittels des Magnetsensors 64 exakt festgestellt werden. Somit kann das Betätigungselement als Schiebeschalter mit hoher Zuverlässigkeit verwendet werden.
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Wenn der Benutzer den Verriegelungsknopf 5 drückt, dreht sich der Permanentmagnet 55 zusammen mit dem Zahnrad 45. Die Betätigungsposition des Verriegelungsknopfes 5 kann durch Feststellen der Änderung in dem Magnetfeld, die durch die Veränderung in der rotationsmäßigen Position des Permanentmagneten 55 hervorgerufen wird, mittels des Magnetsensors 65 exakt festgestellt werden. Somit kann das Betätigungselement als Kippschalter mit hoher Zuverlässigkeit verwendet werden. Wenn der Verriegelungsknopf 5 gedrückt wird und das Zahnrad 45 rotationsmäßig bewegt wird, veranlasst der Betätigungsbereich 45a ferner eine rotationsmäßige Bewegung des Steuerflächenhebels 46, und die Schraubenfedern 47 werden elastisch zusammengedrückt. Bei Aufheben der Betätigungskraft wird der Steuerflächenhebel 46 durch die von den Schraubenfedern 47 aufgebrachte Federkraft in der entgegengesetzten Richtung betätigt, und der Steuerflächenhebel 46 veranlasst eine antriebsmäßige Bewegung des Betätigungsbereichs 45a, um dadurch das Zahnrad 45 in die ursprüngliche Rotationsposition zurück zu drehen.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, beinhaltet die Hebelbetätigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das bewegliche Halterungselement 6, das den Basisbereich 20 des Betätigungshebels 2 derart abstützt, dass der Basisbereich 20 entlang der ersten Betätigungsebene P1 schwenkbar ist; das Gehäuse 1, das das bewegliche Halterungselement 6 derart abstützt, dass das bewegliche Halterungselement 6 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 schwenkbar ist, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Betätigungsebene P1 ist; den Aktuator-Halter 7, der an dem Basisbereich 20 des Betätigungshebels 2 derart angebracht ist, dass der Basisbereich 20 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 rotationsbeweglich ist; den ersten Aktuator 8, der von dem Aktuator-Halter 7 unter Zwischenanordnung der Torsionsfeder 18 (erste elastische Vorspanneinrichtung) gehalten ist; und den zweiten Aktuator, der von dem beweglichen Halterungselement 6 unter Zwischenanordnung der Torsionsfeder 19 (zweite elastische Vorspanneinrichtung) gehalten ist. Das Gehäuse 1 ist mit der ersten Steuerfläche 13a und der zweiten Steuerfläche 13b versehen, wobei der erste Aktuator 8 und der zweite Aktuator 9 in elastischer Berührung mit der ersten Steuerfläche 13a bzw. der zweiten Steuerfläche 13b stehen. Somit können die erste Steuerfläche 13a und die zweite Steuerfläche 13b, entlang der die Aktuatoren 8 und 9 eine Verschiebebewegung ausführen, an der gleichen Fläche (einer inneren Wandoberfläche) des Gehäuses 1 vorgesehen werden. Somit kann die Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung reduziert werden, indem die Tiefe von dieser vermindert ist. Bei Verschwenken des Betätigungshebels 2 entlang der ersten Betätigungsebene P1, führt nur der erste Aktuator 8 eine Verschiebebewegung entlang der ersten Steuerfläche 13a aus. Wenn der Betätigungshebel 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 verschwenkt wird, führt nur der zweite Aktuator 9 eine Verschiebebewegung entlang der zweiten Steuerfläche 13b aus. Somit können die erste Steuerfläche 13a und die zweite Steuerfläche 13b an verschiedenen Positionen im Wesentlichen auf der gleichen Fläche des Gehäuses 1 vorgesehen werden. Mit dieser Konstruktion können das Klickgefühl (Betätigungsgefühl), das bei Betätigung des Betätigungshebels 2 entlang der ersten Betätigungsebene P1 erzeugt wird, sowie das Klickgefühl, das bei Betätigung des Betätigungshebels 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 erzeugt wird, entlang gewünschter Klickgefühl-Wahrnehmungskurven vorgegeben werden, ohne dass es dazwischen zu Interferenzen kommt. Somit lässt sich eine Hebelbetätigungsvorrichtung mit einem guten Betätigungsgefühl schaffen. Zum Verkleinern der Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung durch Reduzieren der Tiefe von dieser kann ein gemeinsamer Aktuator dazu veranlasst werden, eine Verschiebebewegung entlang einer Steuerfläche auszuführen, die die Form einer viereckigen pyramidenförmigen Aussparung aufweist. Bei einer derartigen Konstruktion kommt es jedoch im zentralen Bereich der Aussparung zu einem Überlappen von Kontaktbereichen, an denen ein Endbereich des Aktuators mit der Aussparung in Berührung steht, wenn der Betätigungshebel entlang der ersten und der zweiten Betätigungsebene betätigt wird. Es besteht somit ein Risiko, dass gleichzeitig ein Klickgefühl entsprechend der Betätigung des Betätigungshebels entlang der ersten Betätigungsebene und ein Klickgefühl entsprechend der Betätigung des Betätigungshebels entlang der zweiten Betätigungsebene generiert werden können und sich diese gegenseitig beeinträchtigen.
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Ferner beinhaltet bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Aktuator-Halter 7 das Paar der Befestigungswandbereiche 7b, die einander zugewandt gegenüberliegen, sowie den Aktuator-Haltebereich 7c, der in einer entgegengesetzten Richtung zu den Befestigungswandbereichen 7b wegragt und den ersten Aktuator 8 hält. Die zweiten Achsen 20d an dem Basisbereich 20 des Betätigungshebels 2 sind durch die Achsenöffnungen 7a gehaltert, die in den Betätigungswandbereichen 7b ausgebildet sind. Das bewegliche Halterungselement 6 beinhaltet einen hohlen Rahmenkörper, der durch Kombinieren des die Befestigungswandbereiche 7b umschließenden Basiselements 16 und der Überbrückungsplatte 17 gebildet ist, sowie den Aktuator-Haltebereich 16c, der in der gleichen Richtung wegragt, in der der Aktuator-Haltebereich 7c wegragt und der den zweiten Aktuator 9 hält. Die Lageraussparungen 16e und 17a sind in einem der beiden einander zugewandt gegenüberliegenden Paare von Wandbereichen des beweglichen Halterungselements 6 ausgebildet, und zwar genauer gesagt in den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Bodenbereichs 16a und der Überbrückungsplatte 17. Die ersten Achsen 20c an dem Basisbereich 20 des Betätigungshebels 2 sind durch die Lageraussparungen 16e und 17a schwenkbar gelagert. Die Tragachsen 16f, die von den Außenflächen des anderen der beiden Paare von Wandbereichen wegragen, d. h. von den Seitenwandbereichen 16b, sind durch die Lagerbereiche (Aussparungsbereiche 12b) des Gehäuses 1 schwenkbar gelagert. Auf diese Weise lässt sich die Konstruktion der Hebelbetätigungsvorrichtung vereinfachen, und die Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung lässt sich noch weiter reduzieren.
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Wie aus den 12 bis 14 ersichtlich ist, sind bei der Hebelbetätigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Aktuator-Halter 7 und das bewegliche Halterungselement 6 nahe beieinander angeordnet. Somit sind auch der Verzahnungsbereich 7d an der Bodenseite des Aktuator-Halters 7 und der Verzahnungsbereich 16d an der Bodenseite des beweglichen Halterungselements 6 nahe beieinander angeordnet. Als Ergebnis hiervon sind auch die Detektionszahnräder 26 und 23 nahe beieinander angeordnet, und die an den Zahnrädern 26 und 23 angebrachten Permanentmagneten 27 bzw. 24 befinden sich in der gleichen Ebene. Somit können die dem Permanentmagneten 27 und 24 entsprechenden Magnetsensoren 28 bzw. 25 auf der gemeinsamen Leiterplatte 15 angebracht werden, und die Größe von dieser kann reduziert werden. Der Raum für den Detektionsmechanismus (wobei der Detektionsmechanismus die Verzahnungsbereiche 7d und 16d, die Detektionszahnräder 26 und 23, die Permanentmagneten 27 und 24, die Magnetsensoren 28 und 25 sowie die Leiterplatte 15 beinhaltet) kann somit verkleinert werden, und die Größe der Hebelbetätigungsvorrichtung kann noch weiter reduziert werden. Beim Verschwenken des Betätigungshebels 2 entlang der ersten Betätigungsebene P1 dreht der Verzahnungsbereich 7d des Aktuator-Halters 7 das Detektionszahnrad 26, und die Detektion wird in entsprechender Weise ausgeführt. Beim Verschwenken des Betätigungshebels 2 entlang der zweiten Betätigungsebene P2 dreht der Verzahnungsbereich 16d des beweglichen Halterungselements 6 das Detektionszahnrad 23, und die Detektion wird in entsprechender Weise ausgeführt. Somit kann die Information hinsichtlich des Schwenkvorgangs des Betätigungshebels 2 entlang der Betätigungsebenen P1 und P2 durch die Verzahnungsbereiche 7d und 16d exakt auf die Detektionszahnräder 26 bzw. 23 übertragen werden. Ferner sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Permanentmagneten 24 und 27 an den Detektionszahnrädern 23 bzw. 26 jeweils als zu detektierende Objekte angebracht, und die Permanentmagneten 24 und 27 drehen sich zusammen mit den Detektionszahnrädern 23 bzw. 26, wobei sie den Magnetsensoren 25 bzw. 28 an Stellen in der Nähe von diesen zugewandt gegenüberliegen. Die Betätigungsposition des Betätigungshebels 2 kann durch Detektieren der Magnetfeldänderungen, die durch die Änderungen in den rotationsmäßigen Positionen der Permanentmagneten 24 und 27 bedingt sind, mittels der Magnetsensoren 25 und 28 äußerst genau festgestellt werden. Da die Permanentmagneten 24 und 27 nicht mit den Magnetsensoren 25 und 28 in Berührung treten, kann ein Kontinuitätsdefekt aufgrund von Verschleiß oder dergleichen verhindert werden, und die Lebensdauer der Hebelbetätigungsvorrichtung kann verlängert werden.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Halterungskonstruktion des Betätigungshebels, wobei die vorstehende Formgebung des Betätigungshebels, die an der äußeren Peripherie des Betätigungshebels vorgesehenen Betätigungselemente usw. in beliebiger Weise gewählt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-054858 [0001]
- JP 2001-6494 [0004]
