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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung und ein diese aufweisendes Instrument.
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Die Lehre des
japanischen Patents Nr. 2953492B2 hat eine Schaltvorrichtung eines Fahrzeuginstruments zum Gegenstand. Bei dieser Schaltvorrichtung ist zur Betätigung eines Schalters ein Betätigungsknopf vorgesehen, und Kunstharzfedern sind parallel zum Schalter angeordnet, um den Betätigungsknopf in seiner Achsrichtung vom Schalter wegzudrücken.
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Außerdem beschreibt die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. 2006-123850A ein Fahrzeuginstrument, das die Zuverlässigkeit einer Lötstelle einer Schalterklemme verbessern kann. Bei diesem Fahrzeuginstrument ist der Schalter auf einer Schaltungsplatine des Fahrzeuginstruments eingebaut und ein Betätigungsknopf wird von einem Loch im Frontdeckel des Fahrzeuginstruments derart aufgenommen, daß der Betätigungsknopf in seiner Achsrichtung vor und zurück bewegt werden kann und um eine Mittelachse des Betätigungsknopfs drehbar ist.
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Bei der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-123850A wird, wenn der Betätigungsknopf um seine Mittelachse gedreht wird, ein betätigbarer Abschnitt des Schalters gedreht. Außerdem wird beim Niederdrücken des Betätigungsknopfs in Achsrichtung der betätigbare Abschnitt des Schalters niedergedrückt. Der Betätigungsknopf ist kippbar am betätigbaren Abschnitt des Schalters angebracht und es ist eine Metallfeder (Schraubenfeder) vorgesehen, die den Betätigungsknopf gegen eine Seite eines inneren Umfangsabschnitts des Lochs im Frontdeckel drückt. Die Metallfeder ist getrennt vorn Betätigungsknopf vorgesehen und parallel zum Schalter angeordnet.
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Beim
japanischen Patent Nr. 2953492B2 sind die Kunstharzfedern parallel zum Schalter vorgesehen. Außerdem ist bei der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-123850A die Metallfeder getrennt vom Betätigungsknopf und parallel zum Schalter vorgesehen. Wie oben dargelegt, ist gemäß den Techniken des Standes der Technik die den Betätigungsknopf haltende Feder die Metallfeder oder die Kunstharzfeder.
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Im Falle der Metallfeder entstehen unvorteilhafterweise zusätzliche Kosten für die Metallfeder und es ist unvorteilhafterweise ein zusätzlicher Schritt für die Montage der Metallfeder erforderlich. Dadurch erhöhen sich unvorteilhafterweise die Kosten. Falls die Kunstharzfedern parallel zum Schalter vorgesehen sind, nimmt unvorteilhafterweise die Größe der Betätigungsknopfanordnung (den Betätigungsknopf und die Federn einschließend) in einer zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs rechtwinkligen Richtung gemessen zu, so daß der für die Montage der Betätigungsknopfanordnung, die den Betätigungsknopf und die Federn einschließt, erforderliche Raum unvorteilhafterweise zunimmt, wodurch eine räumliche Begrenzung für die Anordnung der Komponenten besteht, die eine eingeschränkte Gestaltungsfreiheit zur Folge hat.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit den obigen Nachteilen. Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die zumindest eine Reduzierung ihrer Kosten oder eine Reduzierung ihrer Größe oder beides ermöglicht. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Instrument für ein Fahrzeug zu schaffen; das eine solche Schaltvorrichtung aufweist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltvorrichtung für ein Instrument geschaffen. Die Schaltvorrichtung schließt einen Betätigungsknopf und einen Schalter ein. Der Betätigungsknopf ist aus einem Kunstharzmaterial geformt und kann manuell niedergedrückt werden, d. h. er kann durch die Hand eines Benutzers niedergedrückt werden. Der Schalter kann durch die Betätigung des Betätigungsknopfs niedergedrückt werden, um eine entsprechende Schaltaktion auszuführen, wenn der Betätigungsknopf durch den Benutzer niedergedrückt wird. Der Betätigungsknopf schließt einen federelastischen Abschnitt ein, der einstückig mit dem Betätigungsknopf geformt ist und in axialer Richtung des Betätigungsknopfs vorspringt. Der federelastische Abschnitt ist geeignet, gegen den Schalter eine federnde Reaktionskraft auszuüben, wenn der Betätigungsknopf vom Benutzer betätigt wird, um den Schalter niederzudrücken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Instrument für ein Fahrzeug vorgesehen, das die oben beschriebene Schaltvorrichtung und eine Anzeigevorrichtung einschließt. Die Betriebsart der Anzeigevorrichtung kann durch die Schaltvorrichtung verändert werden.
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Die Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen ihrer Aufgaben, Merkmale und Vorteile am besten anhand der folgenden Beschreibung, der folgenden Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden. Von diesen ist
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1 eine schematische Frontansicht eines Instruments (Geschwindigkeitsanzeiger) eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Querschnittsansicht nach der Linie II-II in 1;
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3 eine teilweise vergrößerte, den Bereich III in 2 darstellende Querschnittsansicht, die einen Bereich um den distalen Endabschnitt des Betätigungsknopfs zeigt;
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4 eine perspektivische Teilansicht in Richtung eines Pfeils IV in 3, die die Gestaltung einer Ausnehmung eines Gehäuses vor dem Zeitpunkt der Montage einer Instrumententafel zeigt und
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5 eine vergrößerte Teilansicht, die den distalen Endabschnitt des Betätigungsknopfs der Ausführungsform zeigt.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1–5 beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, wird ein Instrument der vorliegenden Erfindung als ein Geschwindigkeitsmeßinstrument 1 ausgeführt, das in eine Instrumententafel (Armaturenbrett) eingebaut ist, die sich an der Vorderseite des Insassenraums eines Fahrzeugs (z. B. eines Automobils) befindet. Die 1 ist eine schematische Frontansicht eines Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 der vorliegenden Erfindung. Die 2 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie II-II in 1.
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Das Geschwindigkeitsmeßinstrument 1 ist ein Zeigerinstrument, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt. Das Geschwindigkeitsmeßinstrument 1 schließt eine Skalenplatte (Instrumententafel) 2 und einen Zeiger (Nadel) 3 ein. Der Zeiger 3 ist derart schwenkbar gelagert, daß er die Skalenplatte 2 überstreichen kann, damit er eine auf einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit basierende Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigen kann. Ein digitales Hodometer/digitaler Wegmesser (Indikator) 4 ist am unteren Teil des Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 angeordnet. Das Hodometer/der Wegmesser 4 besitzt die Funktion eines Hodometers, das die Gesamtwegstrecke des Fahrzeugs anzeigt, und die Funktion eines Wegmessers, der auf null zurückgesetzt werden kann, um die Strecke einer bestimmten Fahrt anzuzeigen. Diese beiden Funktionen sind durch Betätigung des Betätigungsknopfs 5 aufeinanderfolgend einschaltbar.
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Der (auch als Fahrstreckenknopf bezeichnete) Betätigungsknopf 5 ist im rechten, unteren Teil des Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 in 1 angeordnet. Der Betätigungsknopf 5 ist stabförmig gestaltet und durch einen Insassen (Fahrer), d. h. einen Benutzer des Fahrzeugs betätigbar, um einen Schalter 7 des Hodometers/Wegmessers 4 zu betätigen. Der Betätigungsknopf 5, der einen unten beschriebenen, aus Kunstharz bestehenden Federabschnitt 25e einschließt, ist einstückig aus einem Kunstharzmaterial (insbesondere Polyacetalharz, abgekürzt POM) geformt.
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Die 3 ist eine teilweise vergrößerte, den Bereich III in 2 darstellende Querschnittsansicht, die einen Bereich um den distalen Endabschnitt des Betätigungsknopfs 5 zeigt. Unter Bezugnahme auf 3 ist der Schalter 7, der als Hodoometer/Wegmesserschalter dient, vorgesehen, um die Anzeige am Hodometer/Wegmesser 4 der 1 zu ändern oder den Wegmesser durch einen vom Insassen ausgeübten Druck zurückzustellen. Der Schalter 7 ist mit einer Platine 8 einer gedruckten Schaltung auf zwei mit der gedruckten Schaltung in Kontakt stehenden Seiten des Schalters 7 verlötet. Der Schalter 7 ist in Form eines zweistufigen Zylinders gestaltet. Insbesondere ist ein zylindrisches Schaltergehäuse 7b des Schalters 7 mit der Platine 8 der gedruckten Schaltung verlötet und eine Feder (Schraubenfeder) 7c wird vom Inneren des Schaltergehäuses 7b aufgenommen. Ein zylindrischer Schalterkopf 7a des Schalters 7 wird axial beweglich vom Schaltergehäuse 7b aufgenommen und von der Feder 7c gegen den Betätigungsknopf 5 gedrückt.
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Wenn der Schalterkopf 7a in 3 zur rechten Seite gedrückt wird, wird die Feder 7c zusammengedrückt, um dem Schalterkopf 7a das Niederdrücken in Richtung auf die Innenseite des Schaltergehäuses 7b zu gestatten. Dadurch wird der Schalter 7 in einen eingeschalteten Zustand verbracht, um ein Kontaktsignal auszugeben, d. h. ein den Einschaltzustand anzeigendes Signal (wodurch eine entsprechende Schaltaktion ausgelöst wird). Beispielsweise kann auf das Kontaktsignal ansprechend eine Betriebsmodus des Hodometers/Wegmessers 4 von beispielsweise dem Hodometer zum Wegmesser und umgekehrt umgeschaltet werden. Alternativ kann in dem Zustand, in welchem am Hodometer/Wegmesser 4 der Wegmesser angezeigt wird, der Wegmesser auf null zurückgesetzt werden, wenn der Betätigungsknopf 5 länger als eine vorgegebene Zeitspanne niedergedrückt wird. Wenn das Niederdrücken des Schalterkopfs 7a beendet wird, um den Schalter 7 in einen ausgeschalteten Zustand zu bringen, d. h. wenn der Schalterkopf 7a aus dem eingeschalteten Zustand gelöst wird, wird der Schalterkopf 7a durch die Feder 7c gegen die linke Seite in 3 gedrückt. Dadurch wird der Schalter 7 in den ausgeschalteten Zustand verbracht, um die Ausgabe des Kontaktsignals zu stoppen. Das Kontaktsignal wird in eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit (ECU) eingegeben, die einen Mikrocomputer einschließt, der eine CPU, ein ROM und ein Ram besitzt.
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Signale verschiedener Sensoren werden als Fahrzeuginformation über eine Eingabeschaltung in den Mikrocomputer eingegeben. Auch kann der Mikrocomputer mit einer anderen Fahrzeuginformation über die Verbindung mit anderen ECUS des Fahrzeugs über ein Kommunikationsnetzwerk (z. B. ein als CAN abgekürztes Steuerungsbereichsnetzwerk) versorgt werden. Der Mikrocomputer führt die oben erörterte Aktion zur Steuerung der Anzeige des Hodometers/Wegmessers 4 der 1 basierend auf der eingegebenen Fahrzeuginformation und dem Eingangssignal (Eingeschaltet-Signal oder Ausgeschaltet-Signal) vom Schalter 7 aus durch.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, erstreckt sich der Betätigungsknopf 5 durch ein Durchgangsloch 10 eines Linsenelements (eine transparente Abdeckung) 9, die als transparentes Oberflächenelement des Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 dient. Der distale Endabschnitt (insbesondere ein zylindrischer Vorsprung 25e2 des oben im Detail beschriebenen federelastischen Harzabschnitts 25e) des Betätigungsknopfs 5 berührt den Schalterkopf 7a des Schalters 7 der auf der des Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 montiert ist.
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Der Schalterkopf 7a des Schalters 7 wird federelastisch durch die Feder 7c in der von der Platine 8 der gedruckten Schaltung wegführenden Richtung belastet und kann, wie oben erörtert, gegen die Innenseite des Schaltergehäuses 7b und von dieser weg bewegt werden. Wenn der Schalterkopf 7a in 3 nach der rechten Seite gedrückt wird, wird der Schalterkopf 7a gegen die Innenseite des Schaltergehäuses 7b gedrückt, während die federelastische Reaktionskraft in der Gegenrichtung zu Richtung ausgeübt wird, in der der Schraubenkopf 7a niedergedrückt wird. Wenn der Betrag, um den der Schalterkopf 7a niedergedrückt wird, einen vorgegebenen Betrag erreicht, wird der Schalter 7 eingeschaltet. Bei dieser Ausführungsform ist der Schalter 7 ein Schalter, der kein Klickgefühl vermittelt.
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In 3 wird der Betätigungsknopf 5 derart gekippt, daß er eine Seite (die untere Seite in 3) eines inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 berührt, während der Betätigungsknopf 5 einen Abstand von der gegenüberliegenden Seite (die obere Seite in 3) des inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 aufweist, der in einer zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 rechtwinkligen Richtung der einen Seite des inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 gegenüberliegt. Das Linsenelement 9 ist aus einem wasserklaren, transparenten Kunstharzmaterial gefertigt. Der Fahrer des Fahrzeugs sieht die Skalenplatte 2 und den Zeiger 3 durch das Linsenelement 9, Wie in 3 gezeigt, erstreckt sich der Betätigungsknopf 5 durch eine Öffnung 16 des Gehäuses 15, das mit der Skalenplatte 2 verbunden ist. Der Betätigungsknopf 5 besitzt einen Flansch 5a der nach der Montage des Betätigungsknopfs 5 am Gehäuse 15 nahe einem Einlaß der Öffnung 16 des Gehäuses 15 positioniert ist. Ein abgebogener Abschnitt 5b, der eine Montageposition (Winkelposition) des Betätigungsknopfs 5 relativ zum Gehäuse 15 festlegt, ist einstückig mit dem Flansch 5a ausgebildet.
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Der abgebogene Abschnitt 5b ist hakenförmig ausgebildet und paßt in eine Ausnehmung 17 des Gehäuses 15. Der abgebogene Abschnitt 5b ist eine Sicherheitsstruktur, die eine irrtümliche Montage des Betätigungsknopfs 5 in der Art verhindert, daß der Betätigungsknopf 5 nicht in seiner Position montiert werden kann, so lang der abgebogene Abschnitt 5b nicht in der Ausnehmung 17 aufgenommen ist.
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Der Flansch 5a dient als einstückig mit dem Betätigungsknopf 5 ausgebildete Abdeckblende zur Abdeckung einer weißen Oberfläche des Gehäuses, die sich auf der Bodenseite (rechte Seite in 3) einer Ausnehmung 18 des Gehäuses 15 befindet.
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Außerdem schließt der Betätigungsknopf 5 eine bogenförmige Rippe (ein bogenförmiger Abschnitt) 21 ein, der in gleitendem Kontakt mit der Oberfläche einer inneren Umfangswand (radialen inneren Endoberfläche) 20 eines ringförmigen Vorsprungs (Stützabschnitt) 15a steht, der vom Rest des Gehäuses 15 radial einwärts vorspringt und sich wie ein Ring in Umfangsrichtung erstreckt. Wenn der Betätigungsknopf 5 gekippt wird, gleitet die bogenförmige Rippe 21 entlang der inneren Umfangsoberfläche 20 des ringförmigen Vorsprungs 15a des Gehäuses 15.
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Ein Bogen der bogenförmigen Rippe 21 (eine bogenförmige, äußere Oberfläche der bogenförmigen Rippe 21) ist als ein Segment eines gedachten Kreises ausgebildet, d. h. ist derart ausgebildet, daß er sich längs des gedachten Kreises erstreckt, dessen Zentrum in einem Gelenkabschnitt 22 liegt. Weil die bogenförmige Rippe 21 derart gestaltet ist, daß sie die Bogenform aufweist, kann der Betätigungsknopf 5 sanft um den Gelenkabschnitt 22 gekippt werden. Deshalb ist es möglich, eine nicht kontinuierliche Bewegung des Betätigungsknopfs 5 zu begrenzen.
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Außerdem schließt der Betätigungsknopf 5 einen Vorsprung (Abschnitt mit reduziertem Durchmesser) 5d ein, der sich axial vom Flansch 5a in Richtung auf den Schalter 7 erstreckt und in einer zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 rechtwinkligen Richtung im Vergleich mit einem proximalen Abschnitt (linker Abschnitt in 3) des Betätigungsknopfs 5 eine reduzierte Größe aufweist. Zwei federelastische Klauen, d. h. eine erste und eine zweite federelastische Klaue 25a, 25b, erstrecken sich von einem distalen Endteil des Vorsprungs 5d aus radial nach außen und in axialer Richtung weg vom distalen Endteil des Vorsprungs 5d, d. h. weg vom Schalter 7 gegen die ringförmige Rippe 15a derart, daß die erste und die zweite federelastische Klaue 25a, 25b in Bezug auf die Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 einander diametral so gegenüberliegen, daß sie eine V-förmige Anordnung aufweisen. Die erste und die zweite federelastische Klaue 25a, 25b sind einstückig mit dem Vorsprung 5d des Betätigungsknopfs 5 ausgebildet und sind in axialer Richtung des Betätigungsknopfs 5 zwischen dem federelastischen Kunstharzabschnitt 25e des Betätigungsknopfs 5 und dem ringförmigen Vorsprung 15a des Gehäuses 15 positioniert. Wenn der Betätigungsknopf 5 in die Öffnung 16 eingesetzt wird, werden die erste und die zweite federelastische Klaue 25a, 25b durch den ringförmigen Vorsprung 15a federelastisch radial einwärts gedrückt, so daß sie in einer rechtwinklig zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 verlaufenden Richtung gemessen eine reduzierte Abmessung aufweisen, und sich dann radial auswärts ausdehnen, d. h. zurückspringen, so daß sie in einer rechtwinklig zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 verlaufenden Richtung gemessen eine vergrößerte Abmessung aufweisen.
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Die erste und die zweite federelastische Klaue 25a, 25b weisen jeweils unterschiedliche axiale Höhen (unterschiedliche axiale Erstreckungen) auf, die vom distalen Endteil des Vorsprungs 5d aus gemessen sind, derart, daß ein vorspringender Endabschnitt der ersten federelastischen Klaue den Gelenkabschnitt 22 bildet, um den der Betätigungsknopf 5 nach dem Empfang einer Reaktionskraft über den federelastischen Kunststoffabschnitt 25e ansprechend auf die federelastische Kraft verschwenkbar ist.
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Wie oben erörtert, sind die Abmessung der ersten federelastischen Klaue 25a und die Abmessung der zweiten federelastischen Klaue 25b von einander verschieden. Insbesondere berührt der vorspringende Endabschnitt der auf der unteren Seite der 3 positionierten ersten federelastischen Klaue 25a eine Seitenwandoberfläche (in 3 eine rechte Seitenwandoberfläche) des ringförmigen Vorsprungs 15a des Gehäuses 15 auf der dem Schalter 7 zugewandten Seite des ringförmigen Vorsprungs 15a. Dazu im Gegensatz ist zwischen der zweiten federelastischen Klaue 25b und der Seitenwandoberfläche (der rechten Seitenwandoberfläche in 3) des ringförmigen Vorsprungs 15a des Gehäuses 15 in axialer Richtung ein Spalt 26 vorgesehen, so daß die zweite federelastische Klaue 25b die Seitenwandoberfläche (die rechte Seitenwandoberfläche in 3) des ringförmigen Vorsprungs 15a des Gehäuses 15 nicht berührt, d. h. der vorspringende Endabschnitt der zweiten federelastischen Klaue 25b hält einen axialen Abstand vom ringförmigen Vorsprung 15a.
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Wenn die erste und die zweite federelastische Klaue 25a, 25b einmal in die Öffnung 16 des Gehäuses 15 hinter den ringförmigen Vorsprung 15a eingesetzt sind, federn sie wieder, sich von einander entfernend, zurück, so daß das Entfernen des Betätigungsknopfs 5 aus der Öffnung 16 durch den ringförmigen Vorsprung 15a beschränkt ist, an dem die erste federelastische Klaue 25a anliegt.
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Die 4 ist eine perspektivische Ansicht in Richtung eines Pfeils IV in 3, die die Gestaltung einer Ausnehmung eines Gehäuses vor dem Zeitpunkt der Montage der Instrumententafel 2 zeigt. Die Ausnehmung 18 des Gehäuses 15 weist die Form eines Schlüssellochs auf. Insbesondere ist bei der Ausnehmung 18 ein Abschnitt eines kreisförmigen Lochs mit einem Durchmesser W1 (z. B. in diesem Falle 10,5 mm) mit einer sich radial auswärts erstreckenden rechteckigen Ausnehmung versehen, Deshalb ist eine Abmessung W2 (z. B. in diesem Falle 12,5 mm) der Ausnehmung 18, die im Bereich dieser sich radial auswärts erstreckenden Ausnehmung 18a in diametraler Richtung der Ausnehmung 18 gemessen wird, größer als die Abmessung W1. Der abgebogene Abschnitt 5b des Betätigungsknopfs 5 der 3 wird von der sich radial nach außen erstreckenden Ausnehmung 18a aufgenommen.
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Die die Form eines Schlüssellochs aufweisende Ausnehmung 18 dient als eine Führung, die den Betätigungsknopf 5 derart führt, daß er in geeigneter Weise in der Ausnehmung 18, und dadurch in der Öffnung 16 angeordnet, montiert werden kann. Das heißt, mit der Ausnehmung in Form eines Schlüssellochs ist es möglich, die Montageausrichtung (Winkelposition) des Betätigungsknopfs 5 relativ zum Gehäuse 15 zu bestimmen.
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Der federelastische Harzabschnitt 25e, der in Spiralform gestaltet ist, ist kontinuierlich am distalen Endteil des Vorsprungs 5d des Betätigungsknopfs 5 der 3 als integrierter Teil des Betätigungsknopfs aus dem gleichen Harzmaterial wie jenes des Betätigungsknopfs 5 ausgebildet. Die 5 ist eine vergrößerte Teilansicht, die den distalen Endteil des Betätigungsknopfs 5 zeigt. Die axiale Endoberfläche (obere Endfläche in 5) des vorspringenden Endabschnitts der ersten, dem Flansch 5a zugewandten, federelastischen Klaue 25a bildet den Gelenkabschnitt 22.
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Ein dünnes Harzteil 25e1, das mit einer flachen, plattenartigen Gestalt ausgebildet ist, ragt axial von der ersten federelastischen Klaue 25a hervor, die einstückig mit dem Vorsprung 5d ausgeformt ist. Der in Spiralform gestaltete federelastische Harzabschnitt 25e ist einstückig mit dem dünnen Harzteil 25e1 geformt und ragt spiralförmig von diesem vor. Der zylindrische Vorsprung (vorstehender Endteil) 25e2 ist am distalen Ende des federelastischen Harzabschnitts 25e ausgebildet, um in Kontakt mit dem Schalterkopf 7a des in 3 gezeigten Schalters 7 zu kommen.
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In einem freien Zustand des federelastischen Harzabschnitts 25e besteht, wie in 5 gezeigt, in axialer Richtung ein Spalt 25g zwischen dem Vorsprung 5d und dem federelastischen Harzabschnitt 25e. Jedoch wird beim in 3 gezeigten, zusammengebauten Zustand des Betätigungsknopfs 5 der federelastische Harzabschnitts 25e derart gegen den Vorsprung 5d gedrückt, daß der Spalt 25 g 0 mm und dadurch beseitigt wird. Das wird dadurch ermöglicht, daß die Federkonstante des federelastischen Harzabschnitts 25e kleiner eingestellt wird als die Federkonstante der Feder 7c des Schalters 7. Mit anderen Worten, der federelastische Harzabschnitt 25e ist weicher als die Feder 7c des Schalters 7.
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Es wird nun eine Aktion der Ausführungsform beschrieben. In 3 ist der Betätigungsknopf 5 in die Ausnehmung 18 und die Öffnung 16 des Gehäuses 15 derart eingesetzt, daß die erste und die zweite Klaue 25a, 25b radial nach außen gespreizt sind. In diesem Zustand berührt der zylindrische Vorsprung 25e2, der sich an dem spiralförmig gestalteten distalen Ende des federelastischen Harzabschnitts 25e befindet, den Schalterkopf 7a des Schalters 7.
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In diesem Zustand wird von der sich im Inneren des Schaltergehäuses 7b befindenden Feder 7c über den Schalterkopf 7a in Richtung des Pfeils A5 in 3 die Reaktionskraft auf den zylindrischen Vorsprung 25e2 ausgeübt, der sich am distalen Ende des federelastischen Abschnitts 25e befindet. Zu diesem Zeitpunkt steht der Gelenkabschnitt 22 der ersten federelastischen Klaue 25a in Kontakt mit der Oberfläche der Seitenwand des ringförmigen Vorsprungs 15a des Gehäuses 15. Deshalb wird, selbst wenn der Betätigungsknopf 5 durch die Reaktionskraft (auch als Vorspannung bezeichnet) belastet wird, nur innerhalb eines Kippbereichs des Betätigungsknopfs 5 und eines Verformungsbereichs des federelastischen Harzabschnitts 25e bewegt.
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Der federelastische Harzabschnitt 25e wird durch die Reaktionskraft (Vorspannung) des Schalters 7 belastet und übt eine federnde Reaktionskraft in Richtung eines Pfeils A6 in 3 aus. Die Dimensionseinstellungen des Schalters 7, des Betätigungsknopfs 5 und des Gehäuses 15 sind derart erfolgt, daß der Schalter 7 in diesem Zustand noch nicht eingeschaltet ist. Der zylindrische Vorsprung 25e2, der sich am distalen Ende des federelastischen Harzabschnitts 25e befindet, wird von der Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 in 3 aufwärts abgelenkt, Mit anderen Worten, der zylindrische Vorsprung 25e2 befindet sich auf der einen Seite der Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5, die in einer rechtwinklig zur Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 verlaufenden Richtung dem Gelenkabschnitt 22 gegenüberliegt.
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Der Gelenkabschnitt 22 ist auf der unteren Seite der Mittelachse 5s ausgebildet, die der oberen Seite der Mittelachse 5s gegenüberliegt, wo sich der zylindrische Vorsprung 25e2 befindet. Deshalb kann der Betätigungsknopf 5 wirksam durch die von den Pfeilen A5, A6 in 3 angezeigten Reaktionskräfte gekippt werden und der Betätigungsknopf 5 kann derart gehalten werden, daß er die eine Seite (untere Seite in 3) des inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 berührt.
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Der federelastische Harzabschnitt 25e ist nahe dem Schalter 7 in einer Schaltrichtung von ihm (der Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5) angeordnet, d. h. er befindet sich in einer Tandem- oder Serienanordnung nahe am Schalter 7. Die erforderliche Reaktionskraft, die zum Festhalten des Betätigungsknopfs 5 in dem in 3 gezeigten Zustand benötigt wird, wird durch die Reaktionskraft (Vorspannung) des Schalters 7 und die Reaktionskraft des federelastischen Harzabschnitts 25e zur Verfügung gestellt. Mit anderen Worten, die Reaktionskraft des Schalters 7 (d. h. die Reaktionskraft der Feder 7c) wird durch die Reaktionskraft des federelastischen Harzabschnitts 25e unterstützt.
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Außerdem werden die erste und die zweite federelastische Klaue 25a, 25b, die aus dem Kunstharz gefertigt sind dem Zeitpunkt radial einwärts zusammengedrückt, zu dem der federelastische Harzabschnitt 25e in die Öffnung 16 eingesetzt wird, und werden dann nach der positionierenden Montage des federelastischen Harzabschnitts 25e in der Öffnung 16 radial nach außen gespreizt, während sie die Oberfläche der innere Umfangswandung der Öffnung 16 berühren. Der Gelenkabschnitt 22 ist, wie oben erörtert, am vorspringenden Endabschnitt der ersten federelastischen Klaue 25a ausgebildet.
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Somit kann der Betätigungsknopf 5 an seinem Platz in der Öffnung 16 dadurch montiert werden, daß einfach der Betätigungsknopf 5 durch die Schnappwirkung der ersten und der zweiten federelastische Klaue 25a, 25b in die Öffnung 15 eingesetzt wird und dadurch die Montage des Betätigungsknopfs 5 erleichtert wird. Die Skalenplatte 2 und das Linsenelement 9 werden nach dem Eingriff der ersten federelastischen Klaue 25a und der Oberfläche der Seitenwandung (der rechten Oberfläche der Seitenwand in 3) des ringförmigen Vorsprungs 15a des Gehäuses 15 auf der dem Schalter 7 zugewandten Seite des ringförmigen Vorsprungs 15a montiert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der federelastische Harzabschnitt 25e verwendet, der einstückig und kontinuierlich mit dem Betätigungsknopf 5 geformt ist, so daß die Kosten im Vergleich zu dem Falle reduziert werden, in dem die getrennte Metallfeder verwendet wird, Zudem erfolgt die Formgebung des federelastischen Harzabschnitts 25e gemeinsam (in Serie) mit dem Betätigungsknopf 5 (genauer gesagt dem Vorsprung 5d des Betätigungsknopfs 5). Auch kann der federelastische Harzabschnitt 25e federelastisch nur in der Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 gebogen werden, ohne in einer zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 rechtwinkligen Richtung gespreizt zu werden. Deshalb nimmt die Größe des Betätigungsknopfs 5 (einschließlich des federelastischen Harzabschnitts 25e) in einer Richtung rechtwinklig zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 gemessen, d. h. in 3 in der Richtung von oben nach unten gemessen, nicht zu. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform die rechtwinklig zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 gemessene Größe des federelastischen Harzabschnitts 25e gleich oder kleiner als die rechtwinklig zur Achsrichtung des Betätigungsknopfs 5 gemessene Größe des Schalterkopfs 7a. Dadurch kann Platz eingespart werden.
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Des Weiteren wird in dem in 3 gezeigten Haltezustand des Betätigungsknopfs 5 in welchem der Betätigungsknopf 5 nicht durch den Insassen gedrückt ist, der Betätigungsknopf 5 derart gehalten, daß er die eine Seite des inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 berührt, das ein Bestandteil des Instruments ist. Bei diesem Haltezustand wird ein Verhältnis erfüllt, wonach eine Minimalkraft Fh, die von der axialen Seite her, auf der der Schalter 7 positioniert ist, auf den Betätigungsknopf 5 einwirken muß, um ihn im Kontaktzustand zu halten < die federelastische Reaktionskraft Fe des federelastischen Harzabschnitts 25e < eine maximale Reaktionskraft Fs des Schalters 7 in dem Zustand, in dem der Schalter 5 nicht voll niedergedrückt ist, um die entsprechende Schaltreaktion auszuführen. Die Minimalkraft Fh die zum Halten des Betätigungsknopfs 5 erforderlich ist, ist bei dieser speziellen Ausführungsform auf 0,6 N eingestellte Auf diese Weise ist der Schalter 7 im zusammengebauten Zustand, in welchem der Betätigungsknopf 5 an seinem Platz in der Öffnung 16 montiert ist, nicht eingeschaltet. Außerdem wird, wenn der Betätigungsknopf 5 gegen den Schalter 7 gedrückt wird, der im stationären Zustand gehaltene Betätigungsknopf 5 gegen den Schalter 7 betätigt. Deshalb werden die Rationskraft des federelastischen Harzabschnitts 25e und die Reaktionskraft des Schalters 7 erhöhz und schließlich wird der Schalter 7 eingeschaltet. Dabei kann, falls gewünscht, die vorliegende Ausführungsform derart modifiziert werden, daß der Schalter 7 ausgeschaltet wird, wenn der Betätigungsknopf 5 durch den Insassen gedrückt wird.
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Der federelastische Harzabschnitt 25e ermöglicht die Schaltaktion des Schalters 7 durch den Betätigungsknopf 5 selbst in einem Zustand, in welchem eine vorgegebene Reaktionskraft des Schalters 7 wegen einer Toleranzänderung jeder entsprechenden Komponente nicht erhalten werden kann. Das heißt, der federelastische Harzabschnitt 25e kann eine durch eine Veränderung der Fertigungstoleranz einer jeden entsprechenden Komponente verursachte Knappheit der Reaktionskraft kompensieren.
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Des Weiteren ändert die (nicht gezeigte) CPU, die das Signal vom Schalter 7 erhält, die Anzeige des in 1 gezeigten digitalen Hodometers/Wegmessers 4, wenn der Schalter 7 eingeschaltet wird. Außerdem wird der Betätigungsknopf 5 derart gekippt, daß er die eine Seite (die untere Seite in 3) des inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 berührt, das ein Bestandteil des Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 ist und durch das sich der Betätigungsknopf 5 erstreckt. Deshalb ist es möglich, die Erzeugung von Geräuschen zu begrenzen, die durch wiederholte Kollisionen des Betätigungsknopfs 5 mit dem inneren Umfangswandabschnitt des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 als Folge von durch Schwingungen des Fahrzeugs entstehenden Schwingungen des Betätigungsknopfs 5 verursacht werden. Überdies kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Betätigungsknopf 5 gegen den Schalter 7 gedrückt werden und ist nicht drehbar. Alternativ kann der Betätigungsknopf 5 derart gestaltet sein, daß er drehbar ist, um, falls gewünscht, eine entsprechende Funktion (beispielsweise die Einstellung der Helligkeit der Instrumentenbeleuchtung) auszuführen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können der Betätigungsknopf 5, der Schalter 7, die Platine 8 der gedruckten Schaltung, das Gehäuse 15 und das Linsenelement 9 als Schaltvorrichtung 100 des Geschwindigkeitsmeßinstruments 1 (kurz: das Instrument) dienen, durch die die Betriebsweise des Hodometers/Wegmessers 4 (Indikators) verstellbar ist, während die Platine 8 der gedruckten Schaltung, das Gehäuse 15 und das Linsenelement 9 als gemeinsame Komponenten dienen, die zum Geschwindigkeitsmeßinstrument (Instrument) 1 oder zum das Geschwindigkeitsmeßinstrument 1 aufweisenden Armaturenbrett gehören.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Das heißt, die obige Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden. Beispielsweise ist bei der obigen Ausführungsform der Betätigungsknopf der dem Geschwindigkeitsmeßinstrument zugeordnete Wegstreckenknopf. Der Betätigungsknopf (und dadurch die Schaltvorrichtung und der Indikator) können bei jedem anderen Teil des Armaturenbretts als dem Geschwindigkeitsmeßinstrument vorgesehen sein. Außerdem ist der Betätigungsknopf 5 (und dadurch die Schaltvorrichtung) der vorliegenden Erfindung nicht auf jenen des digitalen Hodometers/Wegmessers beschränkt. Das heißt, der Betätigungsknopf (und dadurch die Schaltvorrichtung) der vorliegenden Erfindung kann als Einstellknopf (und damit als Schaltvorrichtung) zur Einstellung der Beleuchtung einer Indikatorlampe des Fahrzeugs oder als ein Einstellknopf (und somit als Schaltvorrichtung) zur Rückstellung oder Einstellung verschiedener Vorrichtungen, wie der Uhr eines Fahrzeugs, anwendbar sein. Zusätzlich kann der Betätigungsknopf (und dadurch die Schaltvorrichtung) der vorliegenden Erfindung als Einstellknopf (und dadurch als Schaltvorrichtung) zur Änderung der angezeigten Information von einer Information (beispielsweise einem durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch) in eine andere Information (beispielsweise eine mit dem Kraftstoffvorrat noch zu bewältigende Strecke) auf einem anderen Indikator als einem Hondometer/Wegmesser anwendbar sein.
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Außer dem Ändern der Anzeige auf einem Hondometer/Wegmmesser oder dem Rückstellen eines Wegmessers, kann der Betätigungsknopf (und damit die Schaltvorrichtung) der vorliegenden Erfindung beispielsweise als Einstellknopf (eine Schaltvorrichtung) benutzt werden, um nach dem Drücken des Betätigungsknopfs durch den Insassen die Indikatorlampe abzuschalten, die in einem eingeschalteten Zustand war. Des Weiteren kann der Betätigungsknopf (und damit die Schaltvorrichtung) der vorliegenden Erfindung für andere Meßinstrumente (Indikatoren) als Kraftfahrzeugindikatoren verwendet werden. Beispielsweise kann der Betätigungsknopf (und damit die Schaltvorrichtung) der vorliegenden Erfindung als Betätigungsknopf (und damit als Schaltvorrichtung) für andere Fahrzeuge (z. B. Züge, Flugzeuge) oder für ein Instrument (Indikator) einer Fabrik, wo das Instrument großen Schwingungen ausgesetzt ist, verwendet werden.
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Bei der obigen Ausführungsform ist der federelastische Harzabschnitt 25e als die Schraubenfeder ausgebildet. Jedoch ist die Gestaltung des federelastischen Harzabschnitts 25e nicht auf die Schraubenfeder beschränkt. Beispielsweise kann der federelastische Harzabschnitt 25e als eine Auslegerfeder ausgebildet werden, die mit einem Ende mit dem dünnen Harzteil 25e1 verbunden ist und dessen anderes Ende den zylindrischen Vorsprung 25e2 aufweist. Selbst mit dieser Abwandlung können Vorteile ähnlich den oben erörterten erreicht werden.
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Bei der obigen Ausführungsform ist der zylindrische Vorsprung 25e2 oberhalb der Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 positioniert, d. h. er ist auf der einen Seite der Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 positioniert, die dem Gelenkabschnitt Fh in einer zur Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 rechtwinkligen Richtung gegenüberliegt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, solang die über den zylindrischen Vorsprung 25e2 auf den Betätigungsknopf 5 ausgeübte Kraft das Kippen des Betätigungsknopfes 5 bewirkt, um ihn gegen die eine Seite des inneren Umfangsabschnitts des Durchgangslochs 10 des Linsenelements 9 zu drücken, kann die Position des zylindrischen Vorsprungs 25e2 in jede andere, geeignete Position geändert werden. Beispielsweise kann der Betätigungsknopf 5 über die Mittelachse 5s des Betätigungsknopfs 5 ausgerichtet werden. Außerdem kann alternativ der zylindrische Vorsprung 25e2 auf der anderen Seite der Mittelachse des Betätigungsknopfs 5 positioniert werden, wo der Gelenkabschnitt 22 angeordnet ist.
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Des Weiteren entfällt bei der obigen Ausführungsform der Spalt 25g beim in 3 gezeigten Haltezustand. Alternativ kann, falls erwünscht, beim in 3 gezeigten Haltezustand ein kleinerer Spalt als der in 5 gezeigte Spalt 25g zwischen der Vorsprung 5d und dem federelastischen Harzabschnitt 25e vorgesehen werden. In einem solchen Falle kann der Spalt zu dem Zeitpunkt entfernt werden, in dem der Betätigungsknopf 5 vom Benutzer niedergedrückt wird, um die Anzeige am Hodometer/Wegmesser 4 oder einem anderen Indikator zu ändern.
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Außerdem ist bei der obigen Ausführungsform, falls gewünscht, die Zahl der Federn 7c eins. Alternativ kann, falls gewünscht, der Schalter 7 mehr als eine Feder besitzen. Beispielsweise kann der Schalter 7 eine doppelte Feder (z. B. eine erste und eine zweite koaxial zueinander angeordnete Feder) aufweisen. In einem solchen Falle kann die Federkonstante des federelastischen Harzabschnitts 25e kleiner sein als die Federkonstante der doppelten Feder.
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Zusätzliche Verteile und Modifikationen werden sich für den Fachmann leicht erschließen. Die Erfindung in weiterem Sinne ist deshalb nicht auf die gezeigten speziellen Details, charakteristischen Vorrichtungen und erläuternden Beispiele beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2953492 B2 [0002, 0005]
- JP 2006-123850 A [0003, 0004, 0005]
