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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Eingabevorrichtungen, die beispielsweise zur Bedienung von elektrischen Geräten oder Fahrzeugen verwendet werden. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Eingabevorrichtung, die die Bedienung eines elektrischen Geräts, eines Fahrzeugs oder einer anderen Ausrüstung durch Zulassen eines Drehens eines Knopfes durch eine menschliche Hand ermöglicht.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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EP 1 480 238 A2 offenbart eine Eingabevorrichtung mit einer Kraftrückkopplungsfunktion. Wenn ein Knopf um einen vorbestimmten Drehwinkel gedreht wird und dieser Winkel von einem Drehgeber erfasst wird, wird eine elektromagnetische Bremse von einem Steuergerät aktiviert und die Drehung des Knopfes wird blockiert. Dann, während der Knopf durch die elektromagnetische Bremse blockiert ist, bestimmt die Steuerung, ob eine Betätigungskraft auf den Knopf in der Richtung ausgeübt wurde, in der der Drehwinkel des Knopfes vergrößert wird. Wenn die Steuerung feststellt, dass die Betätigungskraft nicht in der Richtung auf den Knopf aufgebracht wurde (wenn die Betätigungskraft in die andere Richtung aufgebracht wurde), wird die Verriegelung des Knopfes gelöst.
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Herkömmlich wurden Eingabevorrichtungen mit Knöpfen, die per Hand gedreht werden, und Drehwertgebern ausgerüstet, die Rotationswinkel dieser Knöpfe erfassen. Beispielsweise offenbart PTL 1 eine Eingabevorrichtung mit einem Sperrmechanismus zum Verhindern eines Drehens eines Knopfes und einer elastischen Komponente, die zwischen dem Sperrmechanismus und einer Welle angeordnet ist, die den Knopf hält. Die Eingabevorrichtung verhindert ein Drehen des Knopfes durch den Sperrmechanismus und erlaubt gleichzeitig, dass der Knopf geringfügig gedreht wird, infolge der Biegsamkeit der elastischen Komponente. Die Eingabevorrichtung erfasst das geringfügige Drehen des Knopfes und kann so den gesperrten Zustand in Antwort auf Erfassungsergebnisse aufheben, wie es in PTL 1 offenbart ist.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
JP 2005 - 19113 A -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Eingabevorrichtung bereitzustellen, die in Dicke entlang einer Achse einer Rotationswelle relativ niederkommen kann.
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Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, umfasst eine Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die in Anspruch 1 definierten Merkmale.
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Eine Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst ein Drehen eines Knopfes und ermöglicht damit die Bedienung eines elektrischen Geräts oder eines Fahrzeugs. Zur gleichen Zeit kann die Eingabevorrichtung in Dicke entlang einer Achse einer Rotationswelle relativ niederkommen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Eingabevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine Querschnittsansicht der Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in einem Gehäuse eingebaut ist.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Flansch, eine elastische Komponente und eine Armatur illustriert.
- 5 ist eine Aufsicht auf die Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die an einem Fahrzeug angebracht ist.
- 6 ist eine Aufsicht, die einen Rotationszustand des Flansches relativ zu der Armatur zeigt.
- 7 ist eine Aufsicht, die einen anderen Rotationszustand des Flansches relativ zu der Armatur zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Vor einem Beschreiben einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden Probleme hinsichtlich einer herkömmlichen Vorrichtung kurz beschrieben. Die Eingabevorrichtung, die in PTL 1 offenbart ist, umfasst einen Knopf, eine Welle, die den Knopf hält, eine elastische Komponente und einen Sperrmechanismus, die in einer geraden Linie entlang einer Rotationsachse angeordnet sind. Diese Konfiguration macht es schwierig für die Eingabevorrichtung, in Dicke entlang der Rotationsachse niederzukommen.
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Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun im Detail hier mit Bezug auf die Zeichnungen in geeigneter Weise beschrieben. Eine Beschreibung, die detaillierter als nötig ist, kann jedoch ausgelassen werden. Beispielsweise kann eine detaillierte Beschreibung von bekanntem Gegenstand oder eine sich wiederholende Beschreibung einer im Wesentlichen identischen Konfiguration ausgelassen werden. Derartige Auslassungen dienen dazu, dass die folgende Beschreibung nicht über ein nötiges Maß hinaus redundant ist, und helfen dem Fachmann dabei, die folgende Beschreibung in einfacher Weise zu verstehen.
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Es ist zu bemerken, dass die beiliegenden Zeichnungen und die folgende Beschreibung von den Erfindern für den Fachmann vorgesehen sind, um die vorliegende Offenbarung vollständig zu verstehen, und nicht dahingehend ausgelegt werden sollen, den Geist und Umfang der beiliegenden Ansprüche zu beschränken.
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Die Zeichnungen sind schematische Ansichten, die in geeigneter Weise betont, vereinfacht, vergrößert oder verkleinert sind, um die vorliegende Erfindung zu illustrieren. Daher können Formen, Positionsbeziehungen oder Verhältnisse in den Zeichnungen von denen von tatsächlichen Komponenten abweichen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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3 ist eine Querschnittsansicht der Eingabevorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in ein Gehäuse eingebaut ist.
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Mit Bezug auf diese Zeichnungen ist die Eingabevorrichtung 100 eine Vorrichtung, die Signale in ein elektrisches Gerät, ein Fahrzeug oder eine andere Ausrüstung in Antwort auf eine Drehbetätigung durch eine menschliche Hand eingeben kann. Die Eingabevorrichtung 100 umfasst einen Knopf 101, eine Rotationswelle 102, einen Flansch 103, eine elastische Komponente 104, eine Rotationssteuereinheit 105 und einen Detektor 106. In dieser beispielhaften Ausführungsform weist die Eingabevorrichtung 100 eine Sperreinheit 107, einen Schalter 108 (siehe 2 und 3), eine stationäre Welle 109 (siehe 3) und ein Gehäuse 200 (siehe 3) auf.
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Der Knopf 101 ist eine Komponente, die ausgestaltet ist, durch eine menschliche Hand erfasst und gedreht zu werden. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Knopf 101 zylindrisch und weist eine Länge auf, die gleich oder kürzer als ein Durchmesser ist. Eine äußere Umfangsfläche des Knopfes 101 weist ein gerändeltes Muster (nicht gezeigt) auf, um zu verhindern, dass Finger zum Zeitpunkt der Drehbedienung abrutschen. Der Knopf 101, der in den Zeichnungen illustriert ist, erscheint massiv. Der Knopf 101 kann jedoch im Inneren hohl sein. Der Knopf 101 ist aus Metall, Harz oder einem beliebig ausgewählten Material erstellt. Der Knopf 101 kann, außer der zylindrischen Form, jedwede äußere Erscheinung annehmen, wie beispielsweise eine Sternform.
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Die Rotationswelle 102 ist eine stabförmige Komponente, die mit dem Knopf 101 verbunden ist. Die Rotationswelle 102 dreht sich zusammen mit dem Knopf 101, der durch eine menschliche Hand gedreht wird. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Rotationswelle 102 koaxial mit dem Knopf 101 und hält den Knopf 101 in lösbarer Weise. Wie in 3 gezeigt, ist die Rotationswelle 102 röhrenförmig, sodass die Rotationswelle 102 in koaxialer Weise auf die stationäre Welle 109 passt, die in dem Gehäuse 200 steht. Die Rotationswelle 102 ist ausgestaltet, um sich um die stationäre Welle 109 zu drehen. Eine äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 ist mit vier ersten Vorsprüngen 121 versehen, die sich entlang einer Achse der Rotationswelle 102 erstrecken und die radial vorstehen. Die ersten Vorsprünge 121 sind entlang des Umfangs gleichmäßig beabstandet.
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Keine besondere Beschränkung wird hinsichtlich eines Materials vorgenommen, aus dem die Rotationswelle 102 erstellt ist. Die Rotationswelle 102 sollte jedoch vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material erstellt sein, wenn die Rotationssteuereinheit 105, der Detektor 106 und die Sperreinheit 107, die später beschrieben werden, Funktionen unter Nutzung magnetischer Kraft durchführen. Die Rotationswelle 102 kann beispielsweise aus einem Harz gemacht sein.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Flansch, eine elastische Komponente und eine Armatur illustriert.
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Der Flansch 103 ist eine Komponente, die um die äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 angeordnet ist. Die Komponente ist ausgestaltet, um sich zusammen mit der Rotationswelle 102 zu drehen und ein Drehen der Rotationswelle 102 zu regeln.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, ist der Flansch 103 plattenförmig, und ringförmige Komponenten mit vier ersten Einschnitten 131 sind gleichmäßig an einer inneren Umfangsfläche voneinander beabstandet. Die ersten Einschnitte 131 passen jeweils auf die ersten Vorsprünge 121, die an der Rotationswelle 102 vorgesehen sind. Die ersten Einschnitte 131 und die ersten Vorsprünge 121 passen akkurat aufeinander in einer Umfangsrichtung der Rotationswelle 102. Der Flansch 103 dreht sich zusammen mit der Rotationswelle 102, wenn sich die Rotationswelle 102 in eine jede Richtung dreht. Wenn der Flansch 103 davon abgehalten wird, sich relativ zum Gehäuse 200 zu drehen, wird auch die Rotationswelle 102 davon abgehalten, sich relativ zum Gehäuse 200 zu drehen.
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Die ersten Einschnitte 131 bewegen sich in glatter Weise an den ersten Vorsprüngen 121 entlang der Achse der Rotationswelle 102. Auch wenn die Rotationswelle 102 sich axial versetzt, verbleibt der Flansch 103 axial unverändert.
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Keine bestimmte Beschränkung ist hinsichtlich des Materials vorgenommen, aus dem der Flansch 103 erstellt ist. Der Flansch 103 sollte jedoch vorzugsweise aus Eisen oder einem anderen Metall erstellt sein, wenn der Flansch 103 mit der elastischen Komponente 104, die später beschrieben wird, verbunden und an diese durch Vulkanisation gebunden wird.
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Alternativ kann die Rotationswelle 102 erste Einschnitte aufweisen, die sich axial erstrecken und radial eingeführt sind, während der Flansch 103 mit ersten Vorsprüngen versehen ist, die in die ersten Einschnitte eingepasst sind und entlang der ersten Einschnitte verschiebbar sind.
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Die elastische Komponente 104 ist um die äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 angeordnet und an dem Flansch 103 befestigt. Die elastische Komponente 104 weist eine Flexibilität auf, die dem Flansch 103 erlaubt, sich um die Rotationswelle 102 bis zu einem vorbestimmten Winkel zu drehen.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die elastische Komponente 104 eine plattenförmige und ringförmige Komponente, die dicker ist als der Flansch 103. Die elastische Komponente 104 weist vier zweite Einschnitte 142 auf, die an einer inneren Umfangsfläche gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die zweiten Einschnitte 142 sind derart angeordnet, dass die zweiten Einschnitte mit den ersten Einschnitten 131 ausgerichtet sind und auf die ersten Vorsprünge 121 passen, die an der Rotationswelle 102 vorgesehen sind. Die zweiten Einschnitte 142 sind breiter als die ersten Einschnitte 141 in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 102. Daher passen die zweiten Einschnitte 142 und die ersten Vorsprünge 121 aufeinander mit einem vorbestimmten Maß an Spiel, das zwischen den Einschnitten und den jeweiligen Vorsprüngen existiert. Die zweiten Einschnitte 142 bewegen sich in glatter Weise entlang der ersten Vorsprünge 121 entlang der Achse der Rotationswelle 102. Auch wenn die Rotationswelle 102 in axialer Richtung versetzt wird, verbleibt die elastische Komponente 104 gemeinsam mit dem Flansch 103 in axialer Richtung unverändert.
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Die elastische Komponente 104 ist aus einem Material hergestellt, das Flexibilität aufweist und damit dem befestigten Flansch 103 erlaubt, sich in geringer Weise in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 102 zu bewegen. Das Material weist auch eine Rückstellkraft auf, und die elastische Komponente 104 kann daher den Flansch 103 zurück in eine originale Position bringen. Insbesondere umfassen Beispiele des Materials, aus dem die elastische Komponente 104 hergestellt ist, flexible Elastomere und Hartgummi.
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Wenn die Rotationswelle 102 erste Einschnitte aufweist, die in radialer Richtung eingeprägt sind und sich axial erstrecken, kann die elastische Komponente 104 gemeinsam mit dem Flansch 103 mit zweiten Vorsprüngen versehen sein, die in die ersten Einschnitte passen und die entlang der ersten Einschnitte verschiebbar sind. In diesem Fall besteht ein vorbestimmtes Maß an Spiel zwischen den ersten Einschnitten und den jeweiligen zweiten Vorsprüngen in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 102.
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Die Rotationssteuereinheit 105 ist eine Vorrichtung, die ein Drehen der elastischen Komponente 104 um die Rotationswelle 102 ermöglicht oder verhindert. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Rotationssteuereinheit 105 eine elektromagnetische Bremse. Mit Bezug auf 2 und 3 umfasst die Rotationssteuereinheit 105 die Armatur 151, einen Elektromagneten 152 und ein Joch 153.
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Die Armatur 151 ist eine Komponente, die um die äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 angeordnet ist und mit einer Seite der elastischen Komponente 104 gegenüberliegend zum Flansch 103 befestigt ist.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Armatur 151 eine plattenförmige und kreisförmige Komponente, die in Dicke äquivalent zu dem Flansch 103 ist. Die Armatur 151 weist vier dritte Einschnitte 154 auf, die an einer inneren Umfangsfläche gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die dritten Einschnitte 154 sind derart angeordnet, dass die dritten Einschnitte mit den ersten Einschnitten 131 ausgerichtet sind und auf die ersten Vorsprünge 121 passen, die an der Rotationswelle 102 vorgesehen sind. Die dritten Einschnitte 154 sind in Breite äquivalent zu den zweiten Einschnitten 142 und weiter als die ersten Einschnitte 131 in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 102. Damit passen die dritten Einschnitte 154 und die ersten Vorsprünge 121 mit einem vorbestimmten Maß an Spiel aufeinander, das zwischen den Einschnitten und den jeweiligen Vorsprüngen existiert. Die dritten Einschnitte 154 bewegen sich in glatter Weise entlang der ersten Vorsprünge 121 entlang einer Achse der Rotationswelle 102. Auch wenn die Rotationswelle 102 in axialer Weise versetzt wird, verbleibt die Armatur 151 gemeinsam mit dem Flansch 103 in axialer Richtung unverändert.
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Die Armatur 151 ist aus einem magnetischen Material hergestellt, das dazu führt, dass die Armatur 151 durch Einschalten des Elektromagneten 152 fixiert und durch Ausschalten des Elektromagneten 152 freigegeben wird. Insbesondere umfassen Beispiele des Materials, aus dem die Armatur 151 hergestellt ist, Eisen.
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Wenn die Rotationswelle 102 erste Einschnitte aufweist, die in radialer Richtung eingeprägt sind und sich in axialer Richtung erstrecken, kann die Armatur 151 gemeinsam mit dem Flansch 103 mit dritten Vorsprüngen versehen sein, die in die ersten Einschnitte passen und die entlang der ersten Einschnitte verschiebbar sind. In diesem Fall existiert ein vorbestimmtes Maß an Spiel zwischen den ersten Einschnitten und den jeweiligen dritten Vorsprüngen in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 102.
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Der Flansch 103 und die Armatur 151 werden mit der elastischen Komponente 104, die zwischen den zwei Komponenten eingesetzt ist, an ihrem Platz gehalten. Keine besondere Beschränkung besteht hinsichtlich des Verfahrens des Haltens des Flansches 103, der elastischen Komponente 104 und der Armatur 151 an ihrem Platz. Diese Komponenten können beispielsweise miteinander durch ein Adhäsiv verbunden sein. Wenn die elastische Komponente 104 aus Gummi hergestellt ist, können der Flansch 103, die elastische Komponente 104 und die Armatur 151 miteinander verbunden und durch Vulkanisation aneinander gebunden werden, während die elastische Komponente 104 zwischen dem Flansch 103 und der Armatur 151 gebildet wird, die einander um ein vorbestimmtes Intervall gegenüberliegen.
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Der Elektromagnet 152 ist eine Spule eines Leiters, die um die äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 angeordnet ist. Der Elektromagnet 152 ist ausgelegt, um eine magnetische Kraft in Antwort auf elektrische Leistung zu erzeugen, die von außen zugeführt wird, und um in einen Zustand zu gelangen, in dem keine magnetische Krafterzeugung vorliegt, wenn die elektrische Leistungszufuhr unterbrochen wird. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Elektromagnet 152 eine kreisförmige Komponente, die sich um die Rotationswelle 102 windet und ist angeordnet und enthalten in dem Joch 153.
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Das Joch 153 ist eine Komponente, die um die äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 angeordnet ist und steuert magnetischen Fluss, der von dem Elektromagneten 152 erzeugt wird. Das Joch 153 hält die Armatur 151 davon ab, sich um die Rotationswelle 102 zu drehen, indem eine Reibung mit der Armatur 151 durch eine starke magnetische Anziehung der Armatur 151 erzeugt wird. Wenn der magnetische Fluss von dem Elektromagneten 152 verschwindet, reduziert das Joch 153 die Reibung mit der Armatur 151 infolge der verlorenen Anziehung der Armatur 151 und erlaubt damit der Armatur 151, sich um die Rotationswelle 102 zu drehen.
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Keine besondere Beschränkung wird auf die Form des Jochs 153 gelegt. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Joch 153 ein kreisförmiger Container zum Aufnehmen des Elektromagneten 152. Das Joch 153 ist aus einem magnetischen Material hergestellt, das eine Steuerung des magnetischen Flusses erlaubt, der von dem Elektromagneten 152 erzeugt wird. Insbesondere umfassen Beispiele des Materials, aus dem das Joch 153 hergestellt ist, Eisen.
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Der Detektor 106 ist eine Vorrichtung, die einen Rotationszustand der Rotationswelle 102 erfasst. In dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst der Detektor 106 ein Hauptzahnrad 160, ein erstes Zahnrad 161, ein zweites Zahnrad 162 und Sensoren 163.
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Das Hauptzahnrad 160 ist ein Stirnrad, das koaxial an der Rotationswelle 102 angebracht ist und sich zusammen mit der Rotationswelle 102 dreht. Das erste Zahnrad 161 und das zweite Zahnrad 162 sind Stirnräder, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen und mit dem Hauptzahnrad 160 zum Drehen in Eingriff stehen. Das erste Zahnrad 161 und das zweite Zahnrad 162 sind mit Magneten ausgestattet, die Sensoren 163 erlauben, ein Drehen des jeweiligen Zahnrads zu erfassen.
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Die Sensoren 163 sind Elemente, die ein Drehen des ersten und zweiten Zahnrads 161, 162 erfassen. In dieser beispielhaften Ausführungsform weisen die Sensoren 163 magnetoresistive Elemente zum individuellen Erfassen von Bewegungen der Magneten auf, die jeweils an den ersten und zweiten Zahnrädern 161 und 162 angebracht sind.
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In dem Detektor 106 erfassen zwei Sensoren 163 ein Drehen von jeweils dem ersten und dem zweiten Zahnrad 161 und 162, die individuell mit dem Hauptzahnrad 160 in Eingriff stehen und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Diese Konfiguration erlaubt es dem Detektor, nicht nur einen relativen Rotationszustand der Rotationswelle 102 über das Hauptzahnrad 160 zu erfassen, sondern auch einen absoluten Rotationszustand, das heißt einen Rotationszustand der Rotationswelle 102 hinsichtlich des Gehäuses 200.
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Der Detektor kann ein Drehwertgeber oder jegliches Gerät abweichend von der oben beschriebenen Vorrichtung sein.
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Die Sperreinheit 107 ist eine Knackgefühlsvorrichtung, die verwendet wird, um eine Hand einer Person mit einer Kraftrückmeldung über die Rotationswelle 102 zu versehen, um der Person zu erlauben zu wissen, dass der Knopf 101 bis zu einer vorbestimmten Winkelposition gedreht wurde. Die Sperreinheit 107 ist ausgelegt, um die menschliche Hand, die den Knopf 101 dreht, mit einem Knackgefühl (einem Klickgefühl) eines Stiftes zu versehen, der gegen eine Klinke belastet ist, im Eingriff mit der Klinke steht oder des Stiftes, der sich von der Klinke löst. In dieser beispielhaften Ausführungsform erzeugt die Sperreinheit 107 Knackgefühle unter Verwendung von Magnetismus und steuert den Zustand des Magnetismus zum Regeln der Erzeugung eines Knackgefühls wie durch Ändern oder Auflösen des Knackgefühls.
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Der Schalter 108 ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, eine axiale Bewegung der Rotationswelle 102 zu erfassen. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Schalter 108 ein Drückschalter, der ausgestaltet ist, eine menschliche Bewegung durch Drücken des Knopfes 101 über die Rotationswelle 102 zu erfassen und ein Signal zu senden.
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Das Gehäuse 200 ist eine Komponente, die an einem elektrischen Gerät, einem Fahrzeug oder einer anderen Ausrüstung befestigt ist und als eine Positionsreferenz zum Drehen des Knopfes 101 und zum Pressen oder Ziehen des Knopfes 101 fungiert. Das Gehäuse 200 hält das Joch 153, einen Teil der Rotationssteuereinheit 105 an ihrer Stelle und hält einen Teil der Sperreinheit 107 an seiner Stelle. Das Gehäuse 200 ist mit dem Schalter 108 und den Sensoren 163 ebenso wie mit dem ersten und zweiten Zahnrad 161 und 162 ausgestattet.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Eingabevorrichtung 100 in das Gehäuse 200 eingebaut. Insbesondere nimmt das Gehäuse 200 die Eingabevorrichtung 100 mit Ausnahme des Knopfes 101 und eines Endes der Rotationswelle 102 auf.
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Die Eingabevorrichtung 100, die oben beschrieben ist, umfasst den Flansch 103, die elastische Komponente 104, die Rotationssteuereinheit 105, den Detektor 106 und die Sperreinheit 107, die um die äußere Umfangsfläche der Rotationswelle 102 angeordnet sind. Diese Komponenten sind nicht auf der Achse der Rotationswelle 102 angeordnet. Als ein Ergebnis kann die Eingabevorrichtung 100 in Dickenrichtung entlang der Achse der Rotationswelle 102 niederkommen.
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Die Rotationswelle 102 passt auf die Armatur 151, wobei ein vorbestimmtes Maß an Spiel zwischen den zwei Komponenten in der Umfangsrichtung der Rotationswelle 102 besteht. Diese Konfiguration erlaubt es der elastischen Komponente 104, bis zu einem Maß des Spiels zwischen der Rotationswelle 102 und der elastischen Komponente 104 und/oder der Armatur 151 verformt zu werden, und erlaubt damit dem Knopf 101, gedreht zu werden, während die Armatur 151 befestigt ist. Wenn jedoch der Knopf 101 bis zu einer vorbestimmten Winkelposition entsprechend dem Maß an Spiel gedreht wurde, kommt die Rotationswelle 102 mit der befestigten Armatur 151 oder der elastischen Komponente 101 in Eingriff, und der Knopf 101 dreht sich nicht weiter. Mit anderen Worten, auch wenn eine Person den Knopf 101 mit einer starken Kraft dreht, beugt sich die Rotationswelle 102 lediglich bis zum Ausmaß an Spiel, sodass die elastische Komponente 104 nicht zwangsweise gebeugt wird. Diese Konfiguration kann die Last verringern, die auf die elastische Komponente 104 aufgebracht wird, und das Leben der Eingabevorrichtung 100 verbessern.
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Die Bedienung der Eingabevorrichtung 100, die durch eine menschliche Hand betätigt wird, wird nun beschrieben, wobei die Eingabevorrichtung 100 als Beispiel genommen wird, die an einem Fahrzeug angebracht ist.
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5 ist eine Aufsicht der Eingabevorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Wie in der Figur gezeigt, ist die Eingabevorrichtung 100 an einem Fahrzeug (nicht gezeigt) angebracht, um einen Betriebszustand des Fahrzeugs zu ändern. P, R, N, D und L in der Zeichnung bezeichnen jeweilige Bedeutungen: P: parken (eine Position, in der die Reifen gesperrt sind); N: neutral (eine Position, bei der die Reifen nicht gesperrt sind); D: fahren (eine Position zum normalen Fahren); L: niedrig (eine Position für das Fahrzeug, das eine Motorbremse usw. benötigt); und R: rückwärts (eine Position, in der das Fahrzeug rückwärtsfährt).
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Ein Fahrer benutzt normalerweise die Eingabevorrichtung 100 zum Zeitpunkt des Fahrens des Fahrzeugs zum Auswählen des Betriebszustandes des Fahrzeugs durch Drehen des Knopfes 101. Eine Führung 111 ist an dem Knopf 101 angeschrieben, um eine ausgewählte Position zu bezeichnen. Die Sperreinheit steuert ein Drehmoment von der Rotationswelle, um so eine starke Kraftrückmeldung zu erzeugen, wenn die Führung 111 eine der Positionen P, R, N, D und L angibt. Der Detektor sendet Informationen hinsichtlich der Position P, R, N, D oder L, die durch die Führung 111 angegeben wird, an das Fahrzeug.
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Während die Führung 111 die Position D angibt, hält die Rotationssteuereinheit die Armatur befestigt und hält damit den Knopf 101 davon ab, gedreht zu werden. Dies ist beabsichtigt, um die Position der Führung 111 davon abzuhalten, unbeabsichtigt zu L zu wechseln, während sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, oder in ähnlichen Situationen. Dies verhindert, dass eine Motorbremse abrupt angelegt wird.
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Der Fahrer ändert die Position der Führung 111 von D zu L durch Drehen des Knopfes 101 im Uhrzeigersinn während des Drückens des Knopfes 101. Ein Drücken des Knopfes 101 drückt den Schalter über die Rotationswelle. Der Schalter emittiert dann ein Signal zum Freigeben der Rotationssteuereinheit. Dies erlaubt dem Fahrer, die Position der Führung 111 zu L zu ändern.
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Wenn die Führung 111 bei L positioniert ist, ist es nicht nötig, im Uhrzeigersinn gedreht zu werden, sodass die Rotationssteuereinheit die Armatur in einem Fahrmodus befestigt. In diesem Modus sind unter Bezug auf 6 die ersten Einschnitte 131 des Flansches 103 zentral in sowohl den zweiten Einschnitten 142 der elastischen Komponente 104 und den dritten Einschnitten 154 der Armatur 151 angeordnet.
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Der Fahrer dreht den Knopf 101 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Zurückbringen der Führung 111 von der L-Position zu der D-Position. Da in diesem Fall die Armatur 151 der Rotationssteuereinheit befestigt ist, wird der Flansch 103, wie es in 7 gezeigt ist, in geringem Ausmaß entgegen dem Uhrzeigersinn zusammen mit dem Drehen des Knopfes 101 infolge des Beugens der elastischen Komponente 104 und des Spiels zwischen den ersten Vorsprüngen 121 und den dritten Einschnitten 154 gedreht. Der Detektor erfasst das geringfügige Drehen des Knopfes 101 entgegen dem Uhrzeigersinn über die Rotationswelle 102. Die Rotationssteuereinheit 105 empfängt ein Signal, das in Antwort auf das erfasste Ergebnis gesendet wird, und löst dann die Armatur 151. Diese Konfiguration erlaubt es dem Fahrer, die Führung 111 zu der D-Position ohne eine besondere Bewusstheit zurückzubringen.
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Anderenfalls kann der Fahrer irrtümlich den Knopf 101 und die Führung 111, die bei L positioniert ist, weiter im Uhrzeigersinn drehen. Da in diesem Fall, wie bei dem oben beschriebenen Fall, die Armatur 151 der Rotationssteuereinheit befestigt ist, dreht sich der Knopf 101 in geringer Weise im Uhrzeigersinn infolge der Beugung der elastischen Komponente 104 und des Spiels zwischen den ersten Vorsprüngen 121 und den dritten Einschnitten 154. Der Detektor erfasst die geringe Drehung des Knopfes 101 im Uhrzeigersinn über die Rotationswelle 102. Das Fahrzeug empfängt ein Signal, das in Antwort auf das erfasste Ergebnis gesendet wurde, und informiert den Fahrer hinsichtlich der inkorrekten Aktion durch einen Alarm oder andere Mittel. In der Zwischenzeit verbleibt die Armatur 151 der Rotationssteuereinheit befestigt. Diese Konfiguration erlaubt es dem Fahrer, die inkorrekte Aktion zu bemerken.
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Wenn sich das Fahrzeug nicht in dem Fahrtmodus befindet oder in anderen ähnlichen Situationen, können die Rotationssteuereinheit oder die Sperreinheit inaktiviert werden, um zu erlauben, dass der Knopf 101 frei gedreht wird. Diese Konfiguration erlaubt der Eingabevorrichtung 100, Funktionen zu erfüllen, wie ein Justieren der Flussrate von Luft von einer Klimaanlage oder anderer Ausrüstung, oder zum Justieren einer Lautstärke von einem Audiosystem, während es dem Knopf 101 möglich ist, sich beispielsweise frei zu drehen.
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In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Knopf 101 lediglich innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs infolge des Beugens der elastischen Komponente 104 und des Spiels zwischen den ersten Vorsprüngen 121 und den dritten Einschnitten 154 gedreht werden, während ein Drehen der Armatur 151 durch die Rotationssteuereinheit 105 unterbunden wird. Die Eingabevorrichtung 100 weist den Detektor 106 zum Erfassen einer geringfügigen Drehung durch die Rotationswelle 102 auf und kann damit in einfacher Weise die Rotationssteuereinheit 105 freigeben und andere Steuerungen durchführen. Diese Konfiguration erlaubt der Eingabevorrichtung 100, eine exzellente Bedienbarkeit bereitzustellen.
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Während die Armatur 151 fixiert ist, ist ein Drehen des Flansches 103 auf die Breite einer jeden der dritten Einschnitte 154 beschränkt. Als ein Ergebnis ist die elastische Komponente 104 niemals übermäßig gebeugt. Diese Konfiguration kann die Last verringern, die auf die elastische Komponente 104 wirkt, ebenso wie auf Verbindungen des Flansches 103, der elastischen Komponente 104 und der Armatur 151, wodurch der Eingabevorrichtung 100 erlaubt wird, eine große Haltbarkeit und ein langes Leben bereitzustellen.
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Der Umfang der vorliegenden Offenbarung sollte nicht auf die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt sein. Beispielsweise kann eine andere beispielhafte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung durch freies Kombinieren von Komponenten implementiert werden, die hier beschrieben sind, oder durch Auslassen einiger der Komponenten. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung sollte Modifikationen und Variationen umfassen, da der Fachmann verschiedene Designänderungen zu der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform hinzufügen kann, ohne vom Geist und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
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In der beispielhaften Ausführungsform, die oben beschrieben ist, umfasst die Eingabevorrichtung 100 beispielsweise die Sperreinheit 107 und den Schalter 108. Die Eingabevorrichtung kann insbesondere diese Komponenten auch nicht aufweisen.
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Die Eingabevorrichtung 100 kann zum Bedienen von Ausrüstung und jeglichen elektrischen Geräten verwendet werden, wie beispielsweise Fernsehern oder Klimaanlagen, abweichend von dem hier beispielhaft genannten Fahrzeug.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann auf Fahrzeuge, elektrische Geräte und andere Ausrüstung angewandt werden, die durch eine Drehbedienung gesteuert werden.
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BEZUGSZEICHEN IN DEN ZEICHNUNGEN
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- 100
- Eingabevorrichtung
- 101
- Knopf
- 102
- Rotationswelle
- 103
- Flansch
- 104
- elastische Komponente
- 105
- Rotationssteuereinheit
- 106
- Detektor
- 107
- Sperreinheit
- 108
- Schalter
- 109
- stationäre Welle
- 111
- Führung
- 121
- erster Vorsprung
- 131
- erster Einschnitt
- 142
- zweiter Einschnitt
- 151
- Armatur
- 152
- Elektromagnet
- 153
- Joch
- 154
- dritter Einschnitt
- 160
- Hauptzahnrad
- 161
- erstes Zahnrad
- 162
- zweites Zahnrad
- 163
- Sensor
- 200
- Gehäuse
