DE112022001734T5

DE112022001734T5 - Rotierender schalter

Info

Publication number: DE112022001734T5
Application number: DE112022001734.1T
Authority: DE
Inventors: Daisaku SUGAWARA
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2024-01-04
Also published as: JPWO2022202301A1; WO2022202301A1; JP7413606B2; CN116868144A; US20230407959A1

Abstract

Rotierender Schalter, in welchem ein Steigungswinkel der Rotation zwischen Haltepositionen eines Knopfes zum Zeitpunkt des Schaltens vorbestimmter Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt ist, der durch Division von 360 Grad durch eine erste ganze Zahl A (wobei A ≥ N) erhalten wird, und ein Steigungswinkel der Rotation zwischen Stop-Positionen eines Ankers, die den Haltepositionen zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen entsprechen, auf einen Winkel gesetzt wird, der durch Division von 360 Grad durch eine zweite ganze Zahl B (wobei A > B ≥ N) erhalten wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen rotierenden Schalter.
[Stand der Technik]
Zum Beispiel wurde als Bedienvorrichtung für einen Drehschalter oder dergleichen zum Durchführen von Schaltvorgängen in einem an einem Fahrzeug wie einem Automobil montierten Getriebe eine rotierende Eingabevorrichtung verwendet, die in der Lage ist, eine rotierende Operation mittels eines Knopfes durchzuführen, der ein Gefühl der Mäßigung vermittelt und einen Haltemechanismus zum Halten des Knopfes in Haltepositionen bereitstellt, die den jeweiligen Schaltpositionen entsprechen.
Für eine solche rotierende Eingabevorrichtung wurde eine Technik zur Steuerung der Operation einer elektromagnetischen Bremse offenbart, die in der Lage ist, die Rotation des Knopfes zu begrenzen, indem sie die Schaltposition bestimmt, in der der Knopf gehalten wird, indem sie einen Drehwinkel des Ankers detektiert, der sich mittels Rotierens des Knopfes dreht, und den Anker mittels einer magnetischen Kraft in Übereinstimmung mit der Schaltposition, in der der Knopf gehalten wird, anzieht (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 1 bis 3 unten).
[Verwandte Stand der Technik Dokumente]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Japanische offengelegte
Patentanmeldung Nr. 2020-530145
[Patentdokument 2] Japanische offengelegte
Patentanmeldung Nr. 2012-079295
[Patentdokument 3] Japanische offengelegte
Patentanmeldung Nr. 2010-062075

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll]
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben jedoch festgestellt, dass, wenn das Verhältnis zwischen der Anzahl der Schaltpositionen des Knopfes, dem Rotation Steigungswinkel des Knopfes und dem Rotation Steigungswinkel des Ankers nicht angemessen gesetzt ist, verschiedene Probleme im Zusammenhang mit der Rotationsoperation des Knopfes auftreten können (zum Beispiel ist das Betriebsgefühl für jede Operation unterschiedlich, die Schaltposition kann nicht genau auf der Grundlage des Rotationswinkels des Ankers bestimmt werden, die Halteposition ist vor und nach der Rotation unterschiedlich, wenn der Knopf einmal gedreht wird, und dergleichen) in der verwandten Technik.
[Mittel zur Lösung des Problems]
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt einen rotierenden Schalter bereit. Der rotierende Schalter umfasst einen Knopf, der rotierend betätigt werden kann; einen Nockenmechanismus, der konfiguriert ist, um den Knopf in Haltepositionen zu halten, die jeweiligen vorbestimmten Schaltpositionen entsprechen; eine elektromagnetische Bremse, die ein Joch und einen Anker umfasst, der zusammen mit dem Knopf über einen Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus drehbar ist, der konfiguriert ist, um die Rotation des Ankers und des Knopfes zu beschränken, indem das Joch den Anker anzieht, wenn es erregt wird; eine Rotationswinkel-Detektionseinheit, die konfiguriert ist, um einen Rotationswinkel des Ankers zu detektieren; eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine vorbestimmte Schaltposition zu bestimmen, an welcher der Knopf unter den vorbestimmten Schaltpositionen, deren Anzahl N ist, gehalten wird, basierend auf dem Rotationswinkel des Ankers, der durch die Rotationswinkel-Detektionseinheit detektiert wird; und eine Bremssteuereinheit, die konfiguriert ist, um die Operation der elektromagnetischen Bremse basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit zu steuern. In dem rotierenden Schalter wird ein Steigungswinkel der Rotation zwischen den Haltepositionen des Knopfes zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der durch Teilen von 360 Grad durch eine erste ganze Zahl A (wobei A ≥ N) erhalten wird, und ein Steigungswinkel der Rotation zwischen den Stop-Positionen des Ankers, die den Haltepositionen zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen entsprechen, wird auf einen Winkel gesetzt, der durch Division von 360 Grad durch eine zweite ganze Zahl B (wobei A > B ≥ N) erhalten wird.
[Effekte der Erfindung]
Gemäß einer Ausführungsform ist es möglich, das Auftreten verschiedener Probleme im Zusammenhang mit der Rotationsoperation des Knopfes zu unterdrücken.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]

[1] Eine perspektivische Außenansicht einer rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
[2] Eine Seitenansicht der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform.
[3] Eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform.
[4] Eine perspektivische Explosionsdarstellung der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform von oben gesehen.
[5] Eine perspektivische Explosionsansicht der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform in der Ansicht von unten.
[6] Eine perspektivische Explosionsansicht eines Hauptkörpers, enthalten in der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform.
[7] Eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform.
[8] Eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform.
[9] Ein Diagramm, das eine elektrische Konfiguration der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
[10] Eine perspektivische Außenansicht der elektromagnetischen Bremseinheit gemäß der Ausführungsform.
[11] Eine perspektivische Explosionsansicht der elektromagnetischen Bremseinheit gemäß der Ausführungsform.
[12] Eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie D-D, die die Konfiguration des elastischen Mechanismus zeigt, der in der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform umfasst ist.
[13] Ein Diagramm, das verschiedene Ausführungsbedingungen für jedes Beispiel der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
[14] Eine Ansicht, die schematisch Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einem ersten Beispiel zeigt.
[15] Ein schematisches Diagramm, das einen Rotationszustand eines Ankers zeigt, der in der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß dem ersten Beispiel enthalten ist.
[16] Ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel darstellt.
[17] Eine Ansicht, die schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einem dritten Beispiel zeigt.
[18] Ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einem vierten Beispiel darstellt.
[19] Eine Ansicht, die schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einem fünften Beispiel zeigt.
[20] Eine Ansicht, die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung gemäß einem sechsten Beispiel schematisch darstellt.

[Ausführungsform der Erfindung]
Nachfolgend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung eine Z-Achsen-Richtung in den Zeichnungen als eine Auf-Ab-Richtung, eine X-Achsen-Richtung in den Zeichnungen als eine Vorder-Hinter-Richtung und eine Y-Achsen-Richtung in den Zeichnungen als eine Links-Rechts-Richtung bezeichnet. Darüber hinaus wird eine positive Richtung der X-Achse als eine Vorwärtsrichtung bezeichnet, eine positive Richtung der Y-Achse als eine Rechtsrichtung und eine positive Richtung der Z-Achse als eine Aufwärtsrichtung. Diese Richtungen veranschaulichen die relative Positionsbeziehung in einer Vorrichtung und schränken die Installationsrichtung und die Bedienungsrichtung der Vorrichtung nicht ein. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle Geräte, die dieselbe relative Positionsbeziehung in der Vorrichtung aufweisen, sowie diejenigen, die unterschiedliche Installationsrichtungen und Bedienungsrichtungen aufweisen.
(Übersicht der rotierenden Eingabevorrichtung 100)
1 ist eine perspektivische Außenansicht einer rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform. 2 ist eine Seitenansicht der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform.
Die in 1 dargestellte rotierende Eingabevorrichtung 100 wird in der Nachbarschaft eines Fahrersitzes in einem Fahrzeug, z. B. einem Automobil, installiert. Die rotierende Eingabevorrichtung 100 ist ein sogenannter „Drehschalter“ und wird von einem Fahrer des Fahrzeugs rotierend betätigt, um den Schaltvorgang eines am Fahrzeug montierten Getriebes durchzuführen. Die rotierende Eingabevorrichtung 100 gibt ein Steuersignal, das einer Operation des Fahrers entspricht, nach außen aus, um das Getriebe des Fahrzeugs elektrisch zu steuern. Das heißt, die rotierende Eingabevorrichtung 100 basiert auf einem so genannten Shift-by-Wire-System.
Die rotierende Eingabevorrichtung 100 kann auch für andere Zwecke als den Schaltvorgang des Fahrzeuggetriebes verwendet werden. Zum Beispiel kann die rotierende Eingabevorrichtung 100 in einer anderen Vorrichtung als einem Automobil verwendet werden (zum Beispiel in einem Flugzeug, einem Schienenfahrzeug, einem Spielautomaten, einem ferngesteuerten Controller oder dergleichen). Obwohl die rotierende Eingabevorrichtung 100 eine elektrische Konfiguration zur Ausgabe eines elektrischen Signals aufweist, das der Operation des Schaltens entspricht, wird in der vorliegenden Ausführungsform auf die Darstellung und Beschreibung der elektrischen Konfiguration verzichtet.
Wie in 1 dargestellt, ist am obersten Abschnitt der rotierenden Eingabevorrichtung 100 ein zylindrischer Knopf 110 bereitgestellt, der durch Drehung bedient werden kann. Die äußere periphere Seitenfläche des Knopfes 110 ist ein zylindrisches Einstellteil 112, welches ein von einer oberen Oberfläche 111 des Knopfes 110 separates Element ist. Die obere Oberfläche 111 rotiert nicht. Andererseits ist das Einstellteil 112 ein Beispiel für einen „Knopf, welcher rotierend bedient werden kann", und ist in einer Draufsicht von oben (positive Richtung der Z-Achse) um eine Rotationsmittelachse AX gegen den Uhrzeigersinn (eine Pfeilrichtung D1 in 1 dargestellt) und im Uhrzeigersinn (eine Pfeilrichtung D2 in 2 dargestellt) drehbar. Der Fahrer des Fahrzeugs kann mittels Rotieren des Einstellteils 112 die Schaltpositionen des am Fahrzeug montierten Getriebes zwischen den Schaltpositionen (zum Beispiel „P“ (Parken), „R“ (Rückwärts), „N“ (Neutral), „D“ (Fahren) und dergleichen) schalten.
Die rotierende Eingabevorrichtung 100 kann die Schaltpositionen des Getriebes jedes Mal schalten, wenn sich das Einstellteil 112 um einen vorbestimmten Winkel rotiert, und kann das Einstellteil 112 an Haltepositionen stoppen und halten, die den jeweiligen vorbestimmten Schaltpositionen entsprechen, und zwar durch einen Nockenmechanismus 100B (siehe 7), um die Rotation des Einstellteils 112 zu beschränken. Darüber hinaus kann die rotierende Eingabevorrichtung 100 dem Fahrer des Fahrzeugs durch den Nockenmechanismus 100B jedes Mal, wenn das Einstellteil 112 um den vorbestimmten Winkel rotiert, ein Klickgefühl bereitstellen. Dementsprechend kann die rotierende Eingabevorrichtung 100 dem Fahrer des Fahrzeugs eine haptische Rückmeldung aufweisen, um zu erkennen, dass die Schaltung der Schaltposition zuverlässig durchgeführt wurde. Die rotierende Eingabevorrichtung 100 kann die Rotation des Einstellteils 112 auch durch eine elektromagnetische Bremseinheit 190 bremsen. So kann die rotierende Eingabevorrichtung 100 verhindern, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Schaltposition ungewollt umschaltet.
(Konfiguration der rotierenden Eingabevorrichtung 100)
3 ist eine Querschnittsansicht der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform entlang der Linie A-A (siehe 1). 4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform in der Ansicht von oben. 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform in der Ansicht von unten.
Wie in 3 bis 5 dargestellt, umfasst die rotierende Eingabevorrichtung 100 den Knopf 110, einen rotierenden zylindrischen Körper 120, eine Nockeneinheit 130 und einen Hauptkörper 100A.
Wie oben beschrieben, ist der Knopf 110 ein säulenförmiges (insbesondere zylindrisches mit einem geschlossenen oberen Teil) Element aus Harz, das die obere Oberfläche 111 und das Einstellteil 112 aufweist. An der inneren peripheren Oberfläche des Einstellteils 112 sind Haken 113 integral mit dem Einstellteil 112 entlang der inneren peripheren Oberfläche bereitgestellt. Jeder der Mehrzahl von Haken 113 ist so bereitgestellt, dass er von der inneren umlaufenden Oberfläche des Einstellteils 112 nach unten hervorsteht und in einen entsprechenden Klauen-Teil 121 eingreift, welches in dem rotierenden zylindrischen Körper 120 enthalten ist.
Der rotierende zylindrische Körper 120 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Harzelement, das unterhalb des Knopfes 110 angeordnet ist. Ein Rahmenteil 151 eines Gehäuses 150, welches der Hauptkörper 100A aufweist, wird in den Zylinder des rotierenden zylindrischen Körpers 120 von der unteren Öffnung des rotierenden zylindrischen Körpers 120 eingebracht. Der rotierende zylindrische Körper 120 wird von dem Rahmenteil 151 schwenkbar gestützt.
Die Mehrzahl der Klauen-Teile 121 sind entlang der äußeren periphere Oberfläche des oberen Abschnitts des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausgebildet. Jeder der Mehrzahl der an dem Einstellteil 112 bereitgestellten Haken 113 greift in einen entsprechenden Klauen-Teil 121 ein. Somit ist der rotierende zylindrische Körper 120 an dem Einstellteil 112 an dem oberen Abschnitt befestigt und rotiert integral mit dem Einstellteil 112, wenn eine Rotationsoperation an dem Einstellteil 112 durchgeführt wird.
Auf der inneren umlaufenden Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ist eine Nockenfläche 122 über den gesamten Umfang der inneren umlaufenden Oberfläche ausgebildet. Die Nockenfläche 122 weist eine Konfiguration auf, in welcher Nockenerhöhungen 122A kontinuierlich angeordnet sind.
An der Unterseite der Nockenfläche 122 ist auf der inneren umlaufenden Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 über den gesamten Umfang der inneren umlaufenden Oberfläche ein internes Zahnrad 123 ausgebildet. Das interne Zahnrad 123 geht in jedes der drei Planetengetriebe 142 ein, die in einem Planetengetriebe Mechanismus 140 enthalten sind, welcher am obersten Abschnitt des Rahmenteils 151 des Gehäuses 150 bereitgestellt ist. Dementsprechend kann der rotierende zylindrische Körper 120 veranlassen, jedes der drei Planetengetriebe 142 zu rotieren, wenn der rotierende zylindrische Körper 120 selbst rotiert. Das heißt, das interne Zahnrad 123 kann die Rotation des Einstellteils 112 und des rotierenden zylindrischen Körpers 120 auf den Planetengetriebe Mechanismus 140 übertragen.
Die Nockeneinheit 130 umfasst einen Halter 131 und Kontaktelemente 132. Der Halter 131 ist ein dünnes zylindrisches Harzelement und hält die Mehrzahl der Kontaktelemente 132 darin. Jedes der Mehrzahl von Kontaktelementen 132 hat eine zylindrische Form, deren spitzer Endteil eine Halbkugel Form ausbildet, und ein Teil des halbkugelförmigen spitzen Endteils steht von der äußeren peripheren Seitenfläche des Halters 131 nach außen hervor. Die Nockeneinheit 130 ist am obersten Abschnitt des Rahmenteils 151 des Gehäuses 150 befestigt und wird an der Innenseite der Nockenfläche 122 des rotierenden zylindrischen Körpers 120 angeordnet, indem das Rahmenteil 151 in den zylindrischen Körper 120 eingebracht wird. Die Nockeneinheit 130 bildet zusammen mit der Nockenfläche 122 einen „Nockenmechanismus 100B“. Die Nockeneinheit 130 kann die Rotation des Einstellteils 112 in einer vorbestimmten Halteposition stoppen und halten und als Reaktion auf die Operation der Rotation des Einstellteils 112 ein Klickgefühl bereitstellen, indem jedes der Mehrzahl von Kontaktelementen 132 in Kontakt mit der Nockenoberfläche 122 kommt und darauf gleitet. Einzelheiten des „Nockenmechanismus 100B“ werden später unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
(Konfiguration des Hauptkörpers 100A)
Die Konfiguration des Hauptkörpers 100A wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Hauptkörpers 100A, der die rotierende Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform umfasst. Wie in 6 dargestellt, umfasst der Hauptkörper 100A das Gehäuse 150, den Planetengetriebe Mechanismus 140, die elektromagnetische Bremseinheit 190, eine Gummischicht 160, ein Substrat 170 und eine Abdeckung 180.
Das Gehäuse 150 ist ein im Wesentlichen rechteckiges, parallelepipedisches, Harz kastenförmiges Element. Der im Wesentlichen zylindrische Rahmenteil 151 ist integral am oberen Abschnitt des Gehäuses 150 bereitgestellt. Wie oben beschrieben, wird der Rahmenteil 151 in den Zylinder des rotierenden zylindrischen Körpers 120 von der unteren Öffnung des rotierenden zylindrischen Körpers 120 aus eingebracht. Ein Sonnenrad 141, das der Planetengetriebe Mechanismus 140 umfasst, und die elektromagnetische Bremseinheit 190 sind in dem Zylinder des Rahmenteils 151 angeordnet. Drei Stützschäfte 152 stehen auf der oberen Oberfläche des Rahmenteils 151. Die drei Stützschäfte 152 stützen schwenkbar die jeweiligen drei Planetengetriebe 142, die in den Planetengetriebe Mechanismus 140 umfasst sind. Darüber hinaus ist ein Stützschaft 153 bereitgestellt, welcher von der Mitte (auf der Rotations-Mittelachse AX) der Deckenoberfläche im Zylinder des Rahmenteils 151 herabhängt. Der Stützschaft 153 stützt schwenkbar das Sonnenrad 141, das in dem Planetengetriebe Mechanismus 140 umfasst ist.
Der Planetengetriebe Mechanismus 140 überträgt die Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120 auf die elektromagnetische Bremseinheit 190. Der Planetengetriebe Mechanismus 140 umfasst das an der inneren umlaufenden Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausgebildete interne Zahnrad 123, das Sonnenrad 141, die drei Planetengetriebe 142 und eine Sonnenrad-Basis 143. Das Sonnenrad 141 ist auf der Rotationsmittelachse AX und am oberen Endteil im Zylinder des Rahmenteils 151 des Gehäuses 150 angeordnet. Die drei Planetengetriebe 142 sind in gleichen Intervallen (Intervalle von 120 Grad) um das Sonnenrad 141 angeordnet (auf demselben Umfang, zentriert auf der Rotations-Mittelachse AX). Jedes der drei Planetengetriebe 142 ist schwenkbar (rotierbar) gestützt durch den entsprechenden Stützschaft 152, welcher bereitgestellt ist, sodass er von der oberen Oberfläche des Rahmenteils 151 des Gehäuses 150 nach oben hervorsteht. Dabei rotiert jedes der drei Planetengetriebe 142 um das Sonnenrad 141, dreht sich aber nicht um dieses. So kann in dem Planetengetriebe Mechanismus 140 ein verdrahtetes Element wie eine flexible gedruckte Schaltung (FPC) oder ähnliches zwischen zwei benachbarten Planetengetriebe 142 angeordnet werden. Jedes der drei Planetengetriebe 142 greift mit dem Sonnenrad 141 im Rahmenteil 151 des Gehäuses 150 über eine Öffnung 151A, die in einem Wandteil zwischen den Planetengetrieben 142 und dem Sonnenrad 141 ausgebildet ist. Wenn der Rahmenteil 151 des Gehäuses 150 in den rotierenden zylindrischen Körper 120 eingebracht wird, greift jedes der drei Planetengetriebe 142 mit dem internen Zahnrad 123, das an der inneren Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausgebildet ist, ein. Dementsprechend dreht sich jedes der drei Planetengetriebe 142 zusammen mit dem an der inneren peripheren Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausgebildeten internen Zahnrad 123, und die Rotation des internen Zahnrades 123 wird auf das Sonnenrad 141 übertragen, das eine geringere Anzahl von Zähnen als das interne Zahnrad 123 aufweist, wodurch die Geschwindigkeit der Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120 erhöht wird, um das Sonnenrad 141 zu rotieren. Die Sonnenrad Basis 143 ist an der Unterseite des Sonnenrads 141 bereitgestellt und weist einen größeren Durchmesser als das Sonnenrad 141 und einen Anker 191 auf, der in der elektromagnetischen Bremseinheit 190 umfasst ist. Die Sonnenrad Basis 143 ist ebenfalls ein dünnes rohrförmiges Element mit einem geschlossenen oberen Teil, ist integral mit dem Sonnenrad 141 ausgebildet und rotiert integral mit dem Sonnenrad 141. Der Anker 191 ist in dem Zylinder der Sonnenrad-Basis 143 angeordnet, verschraubt und befestigt. Somit rotiert die Sonnenrad-Basis 143 integral mit dem Anker 191. Eine Durchgangsöffnung 141A ist in der Mitte des Sonnenrads 141 und der Sonnenrad Basis 143 in vertikaler Richtung des Sonnenrads 141 ausgebildet. Von der Oberseite der Durchgangsöffnung 141A aus wird der Stützschaft 153 als Rotationsmittelschaft eingebracht. Von der Unterseite der Durchgangsöffnung 141A aus ist der obere Endteil eines rotierenden Schaftelements 197, das in der elektromagnetischen Bremseinheit 190 enthalten ist, keilgezahnt, d.h. mit freier Rotation in der axialen Richtung und mit eingeschränkter Rotation in der Drehrichtung aufgrund der Form. Dementsprechend rotiert das Sonnenrad 141 integral mit dem rotierenden Schaftelement 197 in einem Zustand, in dem die Anziehung zwischen dem Anker 191 und einem Joch 192 nicht gestört wird.
Die elektromagnetische Bremseinheit 190 ist unterhalb der Sonnenrads Basis 143 des Planetengetriebe Mechanismus 140 im Zylinder des Rahmenabschnitts 151 des Gehäuses 150 angeordnet. Die elektromagnetische Bremseinheit 190 ist eine Vorrichtung, die fähig ist, die Rotation des Einstellteils 112 zu bremsen. Insbesondere weist die elektromagnetische Bremseinheit 190 in ihrem obersten Teil den Anker 191 auf. Der Anker 191 ist mit der Deckenoberfläche im Zylinder der Sonnenrad Basis 143 des Planetengetriebe Mechanismus 140 verschraubt und befestigt. Dementsprechend rotiert der Anker 191 zusammen mit dem rotierenden zylindrischen Körper 120, den drei Planetengetrieben 142, dem Sonnenrad 141 und der Sonnenrads Basis 143 um die Rotationsmittelachse AX, wenn sich das Einstellteil 112 dreht. Die elektromagnetische Bremseinheit 190 kann die Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120, der drei Planetengetriebe 142, des Sonnenrads 141, des Sonnenrad Basis 143 und des Einstellteils 112 bremsen, indem sie die Rotation des Ankers 191 mit einer elektromagnetischen Bremse 190A abbremst. Die detaillierte Konfiguration der elektromagnetischen Bremseinheit 190 wird später unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben.
Zum Beispiel, wenn eine vorbestimmte Sperrbedingung erfüllt ist, aktiviert die elektromagnetische Bremseinheit 190 die elektromagnetische Bremse 190A, um die Rotation des Ankers 191 zu bremsen und dadurch die Rotationsoperation des Einstellteils 112 zu deaktivieren. Somit kann die elektromagnetische Bremseinheit 190, wenn die vorbestimmte Sperrbedingung erfüllt ist, ein unbeabsichtigtes und unangemessenes Schalten der Schaltposition verhindern. Die vorbestimmte Sperrbedingung ist zum Beispiel, wenn die Schaltposition auf „P“ gesetzt ist und das Bremspedal nicht betätigt wird, oder wenn die Rotationsoperation zum Schalten der Schaltposition auf „R“ in einem Zustand durchgeführt wird, in dem sich das Fahrzeug vorwärtsbewegt, oder dergleichen.
Die Gummischicht 160 ist ein Element, das zum Überlappen der oberen Oberfläche 170A des Substrats 170 bereitgestellt wird. Die Gummischicht 160 ist aus einem elastischen Material (zum Beispiel Silikonkautschuk oder dergleichen) ausgebildet. Da die Gummischicht 160 die gesamte obere Oberfläche 170A des Substrats 170 bedeckt, kann verhindert werden, dass die obere Oberfläche 170A des Substrats 170 mit Wasser bedeckt wird, selbst wenn Wasser in das Innere des Gehäuses 150 eindringt.
Das Substrat 170 ist eine flache Platte Komponente, die in der Draufsicht eine viereckige Form aufweist. Im Inneren des Gehäuses 150 ist das Substrat 170 waagerecht im Bezug zur XY-Ebene auf der oberen Oberfläche der Abdeckung 180 fest installiert. Zum Beispiel wird für das Substrat 170 eine gedruckte Schaltung (PWB) verwendet. Ein magnetischer Rotationswinkel detektierender Sensor 171 als ein Beispiel für eine „Rotationswinkel Detektionseinheit“ ist auf der oberen Oberfläche 170A des Substrats 170 angebracht. Der Rotationswinkel detektierende Sensor 171 ist an einer Position unmittelbar unterhalb des rotierenden Schaftelements 197 der elektromagnetischen Bremseinheit 190 bereitgestellt und einem Magneten 198 zugewandt, der an der unteren Endfläche des rotierenden Schaftelements 197 bereitgestellt ist. Der Rotationswinkel detektierende Sensor 171 kann den Rotationswinkel des rotierenden Schaftelements 197 detektieren, indem er eine durch die Rotation des Magneten 198 verursachte Änderung der Richtung des magnetischen Flusses erfasst. Der Rotationswinkel detektierende Sensor 171 kann ein Rotationswinkelsignal, das den detektierten Rotationswinkel anzeigt, über einen in der Abdeckung 180 bereitgestellten Verbinder 182 an eine Steuervorrichtung 200 ausgeben. Da sich das rotierende Schaftelement 197 integral mit dem Sonnenrad 141 und dem Anker 191 dreht, ist der von dem Rotationswinkel detektierenden Sensor 171 detektierte Rotationswinkel des rotierenden Schaftelements 197 auch der Rotationswinkel des Sonnenrads 141 und des Ankers 191. In der Steuervorrichtung 200 kann der Rotationswinkel des rotierenden zylindrischen Körpers 120 unter Verwendung eines Übersetzungsverhältnisses berechnet werden, das der Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123 des rotierenden zylindrischen Körpers 120 und der Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141 entspricht. Der berechnete Rotationswinkel des zylindrischen Rotationskörpers 120 wird als Rotationswinkel der Rotationsoperation detektiert, die von dem Einstellteil 112 durchgeführt wird, das sich integral mit dem rotierenden zylindrischen Körper 120 dreht, und wird für den Zweck verwendet, um ein Schaltpositions-Schaltsignal auszugeben, um die Operation der elektromagnetischen Bremseinheit 190 zu steuern oder dergleichen gemäß dem Detektionsergebnis. Bei der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform wird der magnetische Rotationswinkel detektierende Sensor 171 (GMR-Sensor) als Beispiel für einen „Sensor“ zum Detektieren eines Rotationswinkels verwendet. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die rotierende Eingabevorrichtung 100 kann einen Sensor eines anderen Typs (zum Beispiel eines optischen Typs, eines mechanischen Typs, eines elektrostatischen Typs, eines Widerstandstyps oder dergleichen) als weiteres Beispiel für den „Sensor“ zum Detektieren des Rotationswinkels verwenden.
Die Abdeckung 180 ist ein harz- und plattenförmiges Bauteil, das die untere Öffnung des Gehäuses 150 verschließt und in der Draufsicht eine viereckige Form aufweist. Die Abdeckung 180 wird mit vier Schrauben 181, die jeweils in die vier Ecken der Abdeckung 180 eindringen, an das Gehäuse 150 geschraubt und befestigt. An der unteren Oberfläche der Abdeckung 180 ist der Verbinder 182 (siehe 5) mit einer viereckigen, rohrförmigen Form bereitgestellt, die nach unten hervorsteht. Im Inneren des Verbinders 182 sind Verbinder Pins (nicht dargestellt) so angeordnet, dass sie von der unteren Oberfläche des Substrats 170 nach unten hängen. Wenn ein externer Verbinder (nicht abgebildet) in den Verbinder 182 eingesteckt wird, bewirkt der Verbinder 182, dass die Mehrzahl der Pins des Verbinders elektrisch mit dem externen Verbinder verbunden wird.
(Konfiguration des Nockenmechanismus 100B)
7 ist eine Querschnittsansicht der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform entlang der Linie B-B (siehe 2). 7 zeigt einen Querschnitt der rotierenden Eingabevorrichtung 100 in der oben beschriebenen Höhenposition der Nockenfläche 122 des rotierenden zylindrischen Körpers 120.
Wie in 7 dargestellt, ist der Halter 131, der in der Draufsicht eine kreisförmige Form aufweist, innerhalb der Nockenfläche 122 angeordnet, die an der inneren peripheren Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausgebildet ist. Die vier Kontaktelemente 132 sind in Intervallen von 90 Grad auf der Innenseite der äußeren peripheren Seitenfläche des Halters 131 angeordnet. Jedes der vier Kontaktelemente 132 weist eine zylindrische Form auf, die sich in radialer Richtung des Halters 131 nach außen erstreckt, und der spitze Endteil davon ist halbkugelförmig ausgebildet. Der halbkugelförmige Teil der Spitze des Kontaktelements 132 steht von der äußeren peripheren Seitenfläche des Halters 131 heraus. Jedes der vier Kontaktelemente 132 ist außerdem durch eine Spiralfeder 133 in radialer Richtung nach außen vorgespannt. Dementsprechend wird jedes der vier Kontaktelemente 132 gegen die Nockenfläche 122 des rotierenden zylindrischen Körpers 120 gedrückt, wodurch die Nockenfläche 122 gedrückt wird.
Der rotierende zylindrische Körper 120 rotiert integral mit dem Einstellteil 112. Dagegen rotiert der Halter 131 nicht, da er am Rahmenteil 151 des Gehäuses 150 befestigt ist. Jedes der vier Kontaktelemente 132 gleitet entlang der Nockenfläche 122 gemäß der Rotation des Einstellteils 112 und des rotierenden zylindrischen Körpers 120. Jedes der vier Kontaktelemente 132 ist auch in radialer Richtung des Rahmenteils 151 beweglich, während es entlang der Nockenfläche 122 gleitet und die Spiralfeder 133 in Übereinstimmung mit der Rotation des Einstellteils 112 und des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausdehnt und zusammenzieht. Darüber hinaus wird jedes der vier Kontaktelemente 132 an einem der Talabschnitte 122B gestoppt und gehalten, wobei jeder dieser Abschnitte eine Halteposition zwischen den beiden benachbarten Nockenerhöhungen 122A darstellt, jedes Mal wenn der Einstellteil 112 und der rotierende zylindrische Körper 120 um einen vorbestimmten Winkel rotieren.
Jedes Kontaktelement 132 wird allmählich in Richtung der Rotationsmittelachse AX durch zwei benachbarte Nockenerhöhungen 122A von einem Zustand, in dem das Kontaktelement 132 an einem Talabschnitt 122B gehalten wird, der die Halteposition zwischen den beiden benachbarten Nockenerhöhungen 122A darstellt, zu einem Zustand gedrückt, in dem das Kontaktelement 132 den oberen Teil der Nockenerhöhung 122A in der Rotationsrichtung Seite der beiden benachbarten Nockenerhöhungen in Übereinstimmung mit der Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers und des Einstellteils 112 erreicht. Entsprechend nimmt die Last für die Rückführung des rotierenden zylindrischen Körpers 120 und des Einstellteils 112 in die entgegengesetzte Richtung der Rotation allmählich zu.
Sobald jedes Kontaktelement 132 in Übereinstimmung mit der Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120 und des Einstellteils 112 die Oberseite der Nockenerhöhung 122A in der Rotationsrichtung Seite der beiden benachbarten Nockenerhöhungen 122A passiert, bewegt sich das Kontaktelement 132 durch die elastische Kraft der Spiralfeder 133 in radialer Richtung nach außen. Jedes Kontaktelement 132 gleitet dann in den nächsten Talabschnitt 122B, während es die Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120 und des Einstellteils 112 in der Rotationsrichtung über die Nockenerhöhung 122A vorspannt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Belastung, die mit der Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120 und des Knopfes 110 verbunden ist, schnell reduziert. Wenn jedes Kontaktelement 132 den nächsten Talabschnitt 122B erreicht, wird die Rotation des rotierenden zylindrischen Körpers 120 gestoppt, und der rotierende zylindrische Körper 120 wird in dieser Position gehalten.
Der Nockenmechanismus 100B kann als Reaktion auf die Rotationsoperation des Einstellabschnitts 112 ein Betriebsgefühl (das sogenannte Klickgefühl) bereitstellen, indem er die auf den rotierenden zylindrischen Körper 120 und den Einstellabschnitt 112 ausgeübte Rotationslast wie oben beschrieben ändert. Der Nockenmechanismus 100B kann auch, wenn die Rotationsoperation des Einstellteils 112 beendet ist, den Einstellteil 112 in den Talabschnitt 122B, der die Halteposition zwischen den beiden nächstgelegenen Nockenerhöhungen 122A ist, rotieren und dann den Einstellteil 112 in der nächstgelegenen Halteposition halten.
(Konfiguration des Planetengetriebe Mechanismus 140)
8 ist eine Querschnittsansicht der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform entlang der Linie C-C (siehe 2). 8 zeigt einen Querschnitt der rotierenden Eingabevorrichtung 100 in der oben beschriebenen Höhenposition des internen Zahnrads 123 des rotierenden zylindrischen Körpers 120.
Wie in 8 dargestellt, kämmt das an der inneren umlaufenden Oberfläche des rotierenden zylindrischen Körpers 120 ausgebildete interne Zahnrad 123 mit jedem der drei Planetengetriebe 142, die im Planetengetriebe Mechanismus 140 umfasst sind. Dementsprechend kann das interne Zahnrad 123 das Sonnenrad 141, das mit jedem der drei Planetengetriebe 142 eingreift, mittels Rotierens jedes der drei Planetengetriebe 142 an Ort und Stelle in Übereinstimmung mit der Rotation durch die Rotationsoperation des Einstellteils 112 und des rotierenden zylindrischen Körpers 120 drehen. Wenn ferner eine Bremskraft auf die Rotation des Sonnenrads 141 durch die elektromagnetische Bremseinheit 190 ausgeübt wird, überträgt das interne Zahnrad 123 die Bremskraft auf den rotierenden zylindrischen Körper 120, so dass sich das Einstellteil 112 und der rotierende zylindrische Körper 120 nicht drehen.
Hier, wie in 8 dargestellt, beträgt die Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123 64, was größer ist als 20, die Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141. Somit kann in der rotierenden Eingabevorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Bremskraft auf die Rotation des Sonnenrads 141 durch die elektromagnetische Bremseinheit 190 ausgeübt wird, die Bremskraft um das 3,2-fache (=64÷20) verstärkt und auf den rotierenden zylindrischen Körpers 120 und das Einstellteil 112 übertragen werden. Wenn die Rotationsoperation mittels des Einstellteils 112 durchgeführt wird, kann der Rotationswinkel der Rotationsoperation außerdem verstärkt werden, um das rotierende Schaftelement 197 zu rotieren, das in der elektromagnetischen Bremseinheit 190 umfasst ist. Das heißt, in der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der auf dem Substrat 170 angebrachte Sensor 171 zur Detektion des Rotationswinkels durch Verstärkung des Rotationswinkels zuverlässiger erkennen, dass die Rotationsoperation durchgeführt wird, selbst wenn eine Rotationsoperation mit einem relativ kleinen Rotationswinkel durch den Einstellteil 112 durchgeführt wird.
(Elektrische Konfiguration der rotierenden Eingabevorrichtung 100)
9 ist ein Diagramm, das eine elektrische Konfiguration der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform zeigt. Wie in 9 dargestellt, umfasst die rotierende Eingabevorrichtung 100 den Rotationswinkel detektierenden Sensor 171, die elektromagnetische Bremse 190A und die Steuervorrichtung 200.
Die Steuervorrichtung 200 ist mit dem Rotationswinkel detektierenden Sensor 171 verbunden, der auf dem Substrat 170 und der elektromagnetischen Bremse 190A angebracht ist. Die Steuervorrichtung 200 umfasst eine Einheit zur Berechnung des Rotationswinkels 201, eine Einheit zur Beschränkung der Rotation 202, eine Einheit zum Steuern des automatischen Lösens 203 und eine Bestimmungseinheit 204. Die Rotation beschränkende Einheit 202 und die Einheit zum Steuern des automatische Lösens 203 sind Beispiele für eine „Bremssteuereinheit“.
Die Rotationswinkel-Berechnungseinheit 201 berechnet den Rotationswinkel des rotierenden zylindrischen Körpers 120 als den Rotationswinkel des Einstellteils 112 unter Verwendung des Rotationswinkels, der durch ein Detektionssignal des Rotationswinkel-Detektionssensors 171 detektiert wird, und der Übersetzungsverhältnisse, die der Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123 des rotierenden zylindrischen Körpers 120, der Anzahl der Zähne jedes der drei Planetengetriebe 142 und der Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141 entsprechen.
Die Bestimmungseinheit 204 berechnet und bestimmt die aktuelle Schaltposition basierend auf dem Rotationswinkel angezeigt mittels des Detektionssignals des Rotationswinkels detektierenden Sensors 171 oder des von der Rotationswinkel-Berechnungseinheit 201 berechneten Rotationswinkels des Einstellteils 112.
Wenn die Rotation beschränkende Einheit 202 feststellt, dass die vorbestimmte Verriegelungsbedingung auf der Grundlage des von der Bestimmungseinheit 204 berechneten Bestimmungsergebnisses der aktuellen Schaltposition erfüllt ist (zum Beispiel, wenn die Schaltposition auf „P“ gesetzt ist und das Bremspedal nicht betätigt wird, oder wenn die Rotationsoperation zum Schalten der Schaltposition auf „R“ in einem Zustand durchgeführt wird, in dem sich das Fahrzeug vorwärts bewegt), steuert die Rotation beschränkende Einheit 202, dass die elektromagnetische Bremse 190A aktiviert wird, wodurch die Rotation des Einstellteils 112 beschränkt wird.
Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte Entriegelungsbedingung auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der aktuellen Schaltposition, die von der Bestimmungseinheit 204 berechnet wird, erfüllt ist (zum Beispiel, wenn die Schaltposition auf „P“ gesetzt ist und das Bremspedal betätigt wird oder wenn eine Rotation des Einstellteils 112 in der Richtung entgegengesetzt zur Überdrehungsrichtung detektiert wird), führt die automatische Entriegelungssteuereinheit 203 eine Steuerung durch, um die Erregung der elektromagnetischen Bremse 190A zu lösen, um die Beschränkung der Rotation des Einstellteils 112 aufzuheben.
Die Steuervorrichtung 200 ist so konfiguriert, dass sie eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-LeseSpeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und dergleichen umfasst. Jede oben beschriebene Funktion der Steuervorrichtung 200 wird zum Beispiel durch die CPU realisiert, die ein im ROM der Steuervorrichtung 200 gespeichertes Programm ausführt.
(Konfiguration der elektromagnetischen Bremseinheit 190)
10 ist eine perspektivische Außenansicht der elektromagnetischen Bremseinheit 190 gemäß der Ausführungsform. 11 ist eine perspektivische Explosionsansicht der elektromagnetischen Bremseinheit 190 gemäß dieser Ausführungsform. Wie in 10 und 11 dargestellt, umfasst die elektromagnetische Bremseinheit 190 die elektromagnetische Bremse 190A, ein Jochhalteelement 194, drei Tellerfedern 195, ein dem Joch gegenüberliegendes Element 196, das rotierende Schaftelement 197 und den Magneten 198.
Obwohl das Jochhalteelement 194 in der Ausführungsform getrennt vom Joch 192 bereitgestellt wird, kann das Jochhalteelement 194 integral mit dem Joch 192 bereitgestellt werden, um die Anzahl der Komponenten und die Anzahl der Montageschritte zu reduzieren.
Obwohl das dem Joch gegenüberliegende Element 196 in dieser Ausführungsform getrennt vom Gehäuse 150 bereitgestellt wird, kann das dem Joch gegenüberliegende Element 196 auch integral mit dem Gehäuse 150 bereitgestellt werden, um die Anzahl der Komponenten und die Anzahl der Montageschritte zu verringern.
Die elektromagnetische Bremse 190A umfasst den Anker 191, das Joch 192 und eine Spule 193.
Der Anker 191 ist ein scheibenförmiges Element, das im obersten Teil der elektromagnetischen Bremseinheit 190 angeordnet ist. Der Anker 191 ist mit der Deckenoberfläche im Zylinder der Sonnenrad Basis 143 des Planetengetriebe Mechanismus 140 verschraubt und befestigt. Dementsprechend kann der Anker 191 mittels Rotation integral mit dem Sonnenrad 141 und der Sonnenradbasis 143 des Planetengetriebe Mechanismus 140 rotieren. Zum Beispiel ist der Anker 191 aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) gebildet, so dass er von der durch die elektromagnetische Bremse 190A generierten Magnetkraft angezogen wird. Eine Durchgangsöffnung 191A, die den Anker 191 in vertikaler Richtung durchdringt, ist in der Mitte des Ankers 191 (auf der Rotationsmittelwelle AX) ausgebildet. Das rotierende Schaftelement 197 wird in die Durchgangsöffnung 191A eingebracht.
Das Joch 192 ist ein säulenförmiges Element, das unterhalb des Ankers 191 angeordnet ist. Das Joch 192 ist mit einem ausgesparten Teil 192A ausgebildet, das eine zylindrische Form aufweist und von der oberen Oberfläche des Jochs 192 nach unten ausgespart ist. Eine Durchgangsöffnung 192B, die das Joch 192 in vertikaler Richtung durchdringt, ist in der Mitte des Jochs 192 (auf dem Rotationsmittelschaft AX) ausgebildet. Das rotierende Schaftelement 197 ist in die Durchgangsöffnung 192B eingebracht. Das Joch 192 ist aus einem magnetischen Material (zum Beispiel Eisen) ausgebildet.
Die Spule 193 wird in zylindrischer Form ausgebildet, indem ein elektrischer Draht in mehreren Lagen um den ausgesparten Teil 192A des Jochs 192 gewickelt wird.
Die elektromagnetische Bremse 190A generiert eine elektromagnetische Kraft, wenn die Spule 193 erregt wird. Die elektromagnetische Bremse 190A zieht den Anker 191 durch die elektromagnetische Kraft an das Joch 192 an, wenn die Spule 193 erregt wird, erhöht die Last in der Drehrichtung des Ankers 191 und bremst die Rotation des Sonnenrads 141, das integral mit dem Anker 191 rotiert, wodurch die Rotation des Einstellteils 112 und des rotierenden zylindrischen Körpers 120 gebremst wird, der in Verbindung mit dem Sonnenrad 141 rotiert.
Das Jochhalteelement 194 ist ein scheibenförmiges Element aus Harz, das das Joch 192 hält, indem es an die untere Oberfläche des Jochs 192 geschraubt und befestigt wird. Eine Durchgangsöffnung 194A, die das Jochhalteelement 194 in vertikaler Richtung durchdringt, ist in der Mitte des Jochhalteelements 194 (auf der rotierenden Mittelwelle AX) ausgebildet. Das rotierende Schaftelement 197 wird in die Durchgangsöffnung 194A eingebracht. Während es das Joch 192 hält, ist das Jochhalteelement 194 zusammen mit dem Joch 192 in einem Raum 196B angeordnet, der von einem äußeren peripheren Wandteil 196A des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196 umgeben ist, so dass es um das rotierende Schaftelement 197 rotierbar ist. An der äußeren peripheren Seiten-Oberfläche des Jochhalteelements 194 sind vier hervorstehende Abschnitte 194B, die in radialer Richtung nach außen ragen, in Intervallen von 90 Grad bereitgestellt. An der oberen Oberfläche jedes der vier hervorstehenden Abschnitte 194B ist eine Nockenfläche 194C ausgebildet.
Jede der drei Tellerfedern 195 ist ein streifenförmiges elastisches Element aus Metall. Jede der drei Tellerfedern 195 ist horizontal in Bezug auf die XY-Ebene außerhalb einer Öffnung 196D des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196 angeordnet. Jede der drei Tellerfedern 195 wird von dem Halteteil 196E des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196 gehalten. Jede der drei Tellerfedern 195 drückt auf die entsprechende Nockenfläche 194C, die an der Unterseite der Feder 195 angeordnet ist, des hervorstehenden Abschnitts 194B des Jochhalteelements 194.
Das dem Joch gegenüberliegende Element 196 ist ein Harzelement, das eine zylindrische Form mit einem offenen oberen Teil und einem geschlossenen unteren Teil aufweist. Das dem Joch gegenüberliegende Element 196 ist mit der oberen Oberfläche 170A des Substrats 170 verschraubt und befestigt. Das dem Joch gegenüberliegende Element 196 weist den zylindrischen Teil der äußeren peripheren Wand 196A auf. Der Innendurchmesser des Teils der äußeren peripheren Wand 196A ist größer als die Außendurchmesser des Jochs 192 und des Jochhalteelements 194. So kann das dem Joch gegenüberliegende Element 196 das Joch 192 und das Jochhalteelement 194 in dem von dem äußeren peripheren Wandteil 196A umgebenen Raum 196B rotierbar stützen. Eine Durchgangsöffnung 196C, die das gegenüberliegende Element 196 in vertikaler Richtung durchdringt, ist in der Mitte (auf der Rotationsachse AX) des gegenüberliegenden Elements 196 (der inneren Bodenfläche des Raums 196B) ausgebildet. Das rotierende Schaftelement 197, das das Joch 192 und das Jochhalteelement 194 rotierbar stützt, wird in die Durchgangsöffnung 196C eingebracht.
Die vier Öffnungen 196D sind in Intervallen von 90 Grad in dem äußeren peripheren Wand-Teil 196A des gegenüberliegenden Elements 196 ausgebildet. In jeder Öffnung 196D ist der hervorstehende Abschnitt 194B des Jochhalteelements 194 angeordnet.
Das dem Joch gegenüberliegende Element 196 weist vier Teile 196E auf, die für die jeweiligen vier Öffnungen 196D bereitgestellt werden. Jeder der Halteabschnitte 196E ist so bereitgestellt, dass er von der entsprechenden Öffnung 196D in radialer Richtung nach außen hervorsteht. Jeder der Halteabschnitte 196E hält die Tellerfeder 195 in einem horizontalen Zustand, in dem die Tellerfeder mit der Nockenfläche 194C in Kontakt ist.
Das rotierende Schaftelement 197 ist ein im Wesentlichen rundes stabförmiges Element, das sich in vertikaler Richtung auf der Rotationsmittelachse AX erstreckt. Das rotierende Schaftelement 197 geht durch das dem Joch gegenüberliegende Element 196, das Jochhalteelement 194, das Joch 192 und den Anker 191. Der obere Endteil des rotierenden Schaftelements 197 ist in die Durchgangsöffnung 141A des Sonnenrads 141 eingepasst. Somit rotiert das rotierende Schaftelement 197 integral mit dem Sonnenrad 141 um die Rotationsmittelachse AX. Das rotierende Schaftelement 197 stützt rotierbar das Jochhalteelement 194 und das Joch 192.
Der Magnet 198 ist auf der unteren Oberfläche des rotierenden Schaftelements 197 so angeordnet, dass er dem Rotationswinkel detektierenden Sensor 171 zugewandt ist. So ermöglicht der Magnet 198 dem Rotationswinkel detektierenden Sensor 171, den Rotationswinkel des rotierenden Schaftelements 197 zu detektieren.
(Konfiguration des elastischen Mechanismus 190B)
12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Querschnittsansicht entlang der Linie D-D (siehe 10), die die Konfiguration eines elastischen Mechanismus 190B zeigt, der in der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform umfasst ist. Der elastische Mechanismus 190B umfasst die Nockenflächen 194C, die auf dem Jochhalteelement 194 bereitgestellt sind, und die Tellerfedern 195, die auf dem den Joch gegenüberliegenden Element 196 bereitgestellt sind.
Wie in 12 dargestellt, weist die in dem äußeren peripheren Wand Teil 196A des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196 ausgebildete Öffnung 196D eine Breite W1 in einer Richtung orthogonal zur radialen Richtung des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196 auf. Wie in 12 dargestellt, ist die Breite W1 größer als eine Breite W2 des hervorstehenden Abschnitts 194B des Jochhalteelements 194. Somit sind das Jochhalteelement 194 und das Joch 192 um einen vorbestimmten Winkel sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn rotierbar, bis der hervorstehende Abschnitt 194B des Jochhalteelements 194 mit der Innenkante der Öffnung 196D in Berührung kommt. Der Rotationswinkel, der dem Abstand von (W1-W2) ÷ 2 entspricht, ist ein Beispiel für den „vorgegebenen Winkel, in dem das Joch rotierbar gehalten wird“.
Wie in 12 dargestellt, ist die Nockenfläche 194C auf der oberen Oberfläche des hervorstehenden Abschnitts 194B des Jochhalteelements 194 ausgebildet, das das Joch hält. Die Nockenfläche 194C weist eine V-förmige Aussparung mit der niedrigsten Position in der Mitte in Breitenrichtung auf.
Auf der Oberseite der Nockenfläche 194C ist die Tellerfeder 195 waagerecht zur XY-Richtung angeordnet. Bei der Tellerfeder 195 handelt es sich um ein streifenförmiges, elastisches Element aus Metall, das sich senkrecht zur radialen Richtung des Jochhalteelements 194 erstreckt. Wie in 12 dargestellt, werden beide Endteile der Tellerfeder 195 in ihrer Erstreckungsrichtung von dem Halteteil 196E des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196 gehalten. Darüber hinaus weist die Tellerfeder 195, wie in 12 dargestellt, einen hervorstehenden Abschnitt 195A auf, der am mittleren Teil in der Erstreckungsrichtung nach unten hervorsteht. Wie in 12 dargestellt, drückt der hervorstehende Abschnitt 195A mit dem oberen Teil auf die Nockenfläche 194C.
Wie in 12 dargestellt, hält der elastische Mechanismus 190B, der wie oben konfiguriert ist, einen Zustand aufrecht, in dem der hervorstehende Abschnitt 195A der Tellerfeder 195 in einen zentralen Halteabschnitt 194Ca der Nockenfläche 194C durch eine Druckkraft eingepasst ist, die von dem hervorstehenden Teil 195A der Tellerfeder 195 auf die Nockenfläche 194C ausgeübt wird, wenn der Einstellabschnitt 112 nicht überrotiert ist. Das heißt, der elastische Mechanismus 190B hält das Joch 192 und das Jochhalteelement 194 so, dass es nicht leicht in Bezug auf das dem Joch gegenüberliegende Element 196 rotiert werden kann.
Wenn die Operation der Überdrehung, bei der die Rotationsoperation des Einstellteils 112 kontinuierlich durchgeführt wird, in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Rotation des Einstellteils 112 durch die elektromagnetische Bremse 190A beschränkt ist, rotieren das Joch 192 und das Jochhalteelement 194 zusammen mit dem Einstellteil 112, da der Anker 191 durch die elektromagnetische Bremse 190A an das Joch 192 angezogen wird. Dementsprechend bewegt sich der hervorstehende Abschnitt 194B des Jochhalteelements 194 drehend (in umlaufender Richtung) innerhalb der Öffnung 196D des dem Joch gegenüberliegenden Elements 196.
Zu diesem Zeitpunkt drückt die Nockenfläche 194C des hervorstehenden Abschnitts 194B den hervorstehenden Abschnitt 195A der Tellerfeder 195 allmählich mittels der schrägen Oberflächen, die die V-Form bilden, nach oben, wobei jede der Höhenpositionen der schrägen Oberflächen allmählich erhöht wird. Dementsprechend wird die Tellerfeder 195 elastisch verformt, um eine Rückstoßkraft zu generieren, die Rückstoßkraft erhöht eine Druckkraft auf die Nockenfläche 194C, und die Druckkraft drückt auf die schrägen Oberflächen der Nockenfläche 194C, um eine Rotationsantriebskraft auf das Jochhalteelement 194 in der Richtung zu generieren, die der Überrotationsrichtung entgegengesetzt ist.
Mittels dieser rotierenden Betätigungskraft drehen sich das Joch 192 und das Jochhalteelement 194 in die zur Überrotationsrichtung entgegengesetzte Richtung, wenn die Überrotationsoperation des Einstellteils 112 aufgehoben wird. Wenn der hervorstehende Teil 195A der Tellerfeder 195 in den zentralen Halteabschnitt 194Ca der Nockenfläche 194C eingepasst wird, stoppt das Jochhalteelement 194 die Rotation in die entgegengesetzte Richtung und kehrt in den ursprünglichen Zustand zurück (Zustand, in dem der elastische Mechanismus 190B das Joch 192 und das Jochhalteelement 194 so hält, dass sie nicht leicht rotiert werden können), der in 12 dargestellt ist.
Wenn sich das Jochhalteelement 194 und das Joch 192 entgegen der Richtung der Überrotationsrichtung drehen, dreht sich das direkt mit dem Anker 191 verbundene Einstellteil 112 in die Richtung entgegen der Überrotationsrichtung. Dies liegt daran, dass der Anker 191 von der elektromagnetischen Bremse 190A an das Joch 192 angezogen wird. Wenn die Drehung des Einstellteils 112 in der der Überdrehrichtung entgegengesetzten Richtung durch den Rotationswinkel Detektionssensor 171 detektiert wird, hebt die Steuereinheit zum automatische Auslösen 203 der Steuervorrichtung 200 die Beschränkung der Rotation des Einstellteils 112 auf, indem sie die Erregung der elektromagnetischen Bremse 190A aufhebt.
Die rotierende Eingabevorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform umfasst drei elastische Mechanismen 190B, die in gleichen Intervallen (90 Grad) entlang des Außenumfangs des Jochs 192 angeordnet sind. Die drei elastischen Mechanismen 190B führen gleichzeitig die in 12 beschriebene Reihe von Operationen aus. Dementsprechend kann die rotierende Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform eine gleiche Wirkung (Halten und Vorspannen) durch die drei elastischen Mechanismen 190B bereitstellen.
Obwohl die Konfigurationen der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung oben im Detail beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifikationen oder Änderungen können im Rahmen des in den Ansprüchen beschriebenen Umfangs der vorliegenden Offenbarung gebildet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Teil (Einstellteil 112) des Knopfes 110 so konfiguriert, dass er rotiert, aber auch der gesamte Knopf 110 kann so konfiguriert sein, dass er rotiert. „Rotation des Knopfes“ umfasst in dieser Beschreibung sowohl eine Konfiguration, in der ein Teil des Knopfes rotiert, als auch eine Konfiguration, in der der gesamte Knopf rotiert.
Bei der rotierenden Eingabevorrichtung 100 der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Konfiguration des elastischen Mechanismus 190B zum Beispiel auch nicht auf die in der Ausführungsform beschriebene Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann die Tellerfeder 195 an dem Jochhalteelement 194 bereitgestellt werden, und die Nockenfläche 194C kann an dem den Joch gegenüberliegenden Element 196 bereitgestellt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wenden sich die Tellerfeder 195 und die Nockenfläche 194C zum Beispiel in vertikaler Richtung zu, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, und die Tellerfeder 195 und die Nockenfläche 194C können sich auch in radialer Richtung zuwenden.
Zum Beispiel ist der elastische Mechanismus zwar in der oben beschriebenen Ausführungsform zwischen dem den Joch gegenüberliegenden Element 196 und dem Jochhalteelement 194 bereitgestellt, doch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der elastische Mechanismus zwischen dem den Joch gegenüberliegenden Element 196 und dem Joch 192 bereitgestellt werden, ohne das Jochhalteelement 194 bereitzustellen.
Darüber hinaus wird zum Beispiel in der oben beschriebenen Ausführungsform die Tellerfeder 195 als elastischer Körper verwendet, der in dem elastischen Mechanismus 190B umfasst ist, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, und ein anderer elastischer Körper (zum Beispiel Gummi, eine Spiralfeder oder dergleichen) kann verwendet werden.
[Beispiele]
Nachfolgend werden Beispiele für die rotierende Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 13 bis 17 beschrieben. 13 ist ein Diagramm, das verschiedene bevorzugte Ausführungsbedingungen jedes Beispiels der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform illustriert.
Zunächst werden bevorzugte Bedingungen für jeden Durchmesser d des Knopfes, einen Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes, einen Gesamtdrehwinkel θ2 der Operation des Knopfes, eine Anzahl von Schaltpositionen N, eine Anzahl von Haltepositionen A pro eine Umdrehung des Knopfes (= erste ganze Zahl A), eine Anzahl von Stoppen-Positionen B pro eine Umdrehung des Ankers (= zweite ganze Zahl B) und eine Geschwindigkeitserhöhungsrate zwischen dem Knopf und dem Anker (= A ÷ B) allein oder in Kombination beschrieben.
Der Zustand des Durchmessers d des Knopfes 110 sollte bevorzugter Weise zumindest gleich oder größer als 45 mm sein, damit der Operator den Knopf sicher bedienen kann, indem er ihn mit der Handfläche umschließt.
Der Zustand des Steigungswinkels θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes ist vorzugsweise gleich oder größer als 20 Grad, wenn der Durchmesser des Knopfes wie oben beschrieben gleich oder größer als 45 mm ist, da bei einem zu kleinen Steigungswinkel die Möglichkeit einer fehlerhaften Operation wie das Überschreiten der Stoppen-Position besteht.
Die Bedingung des Rotationsoperationswinkels θ2 des Knopfes ist vorzugsweise kleiner als oder gleich 90 Grad, um den Knopf 110 nur durch die Bewegung des Handgelenks des Operators zu bedienen, ohne die Halteposition der Finger des Operators zu verändern, die den Knopf 110 halten, wenn der Durchmesser des Knopfes gleich oder größer als 45 mm ist, wie oben beschrieben.
Da die Bedingung des Steigungswinkels θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes vorzugsweise gleich oder größer als 20 Grad ist und der Gesamtdrehwinkel θ2 der Operation des Knopfes vorzugsweise kleiner oder gleich 90 Grad ist, wie oben beschrieben, ist die Bedingung der Anzahl der Schaltpositionen N, die gesetzt werden können, vorzugsweise kleiner oder gleich 5 (die Anzahl der Rotationsoperationen, die gewählt werden können, beträgt bis zu 4, da 90 Grad ÷ 20 = 4,25). In diesem Fall wird auf die Anzahl der Schaltpositionen N vorzugsweise durch die Auswahl von „4“ oder „5“ gesetzt, zum Beispiel durch die Schaltpositionen „P“, „R“, „N“, „D“ und „S“.
Wenn die Anzahl der zu setzenden Schaltpositionen N „4“ ist, wird die Rotationsoperation dreimal bei kleiner oder gleich 90 Grad (der Gesamtdrehwinkel θ2 der Operation des Knopfes) durchgeführt, so dass der Rotationswinkel pro Operation kleiner oder gleich 30 Grad (= 90 Grad ÷ 3) ist. Dementsprechend liegt der Steigungswinkel der Rotation θ1 zwischen den Positionen, in denen der Knopf gehalten wird, bei N=4 vorzugsweise zwischen 20 Grad und 30 Grad einschließlich.
Wenn die Anzahl der zu setzenden Schaltpositionen N „5“ ist, wird die Rotationsoperation viermal mit einem Winkel kleiner oder gleich 90 Grad (der Gesamtdrehwinkel θ2 der Operation des Knopfes) durchgeführt, so dass der Rotationswinkel pro Operation kleiner oder gleich 22,5 Grad (= 90 Grad ÷ 4) ist. Dementsprechend liegt der Steigungswinkel der Rotation θ1 zwischen den Positionen, in denen der Knopf gehalten wird, vorzugsweise zwischen 20 Grad und 22,5 Grad, wenn N = „5“ ist.
Die Bedingung für die Anzahl der Positionen A pro Umdrehung des Knopfes (= erste ganze Zahl A) ist vorzugsweise A ≥ N zu sein, da es wünschenswert ist, dass alle N Positionen mit einer Umdrehung des Knopfes 110 gewählt werden können. Um darüber hinaus immer das gleiche Gefühl für die Operation zu erhalten, unabhängig davon, in welcher Position der Operator die Operation beginnt, wenn der Knopf 110 endlos rotierend betätigt wird, ist es bevorzugt, dass ein Winkel für eine Rotation (= 360 Grad) gleichmäßig aufgeteilt ist und die Operation auch bei endloser Rotationsoperation immer wieder an der gleichen, vorher gesetzten Position gestoppt wird. Insbesondere ist es vorzuziehen, dass ein Wert (Winkel), der sich aus der Division von 360 Grad durch die Anzahl der Haltepositionen A ergibt, eine ganze Zahl A ist, die eine ganze Zahl oder eine endliche Dezimalzahl ist, deren Nachkommastellen enden.
Wie oben beschrieben, liegt die Bedingung des Steigungswinkels θ1 zwischen den Positionen, in denen der Knopf gehalten wird, vorzugsweise zwischen 20 Grad und 22,5 Grad, wenn die Anzahl der zu setzenden Schaltpositionen N „5“ beträgt. Daher ist ein bevorzugter Wert, der als erste ganze Zahl A genommen werden kann, entweder „18“ oder „16“, und der Steigungswinkel der Rotation θ1 zwischen den Positionen, in denen der Knopf gehalten wird, beträgt in diesem Fall 20 Grad bzw. 22,5 Grad.
Wie oben beschrieben, liegt die Bedingung des Rotation Steigungswinkels θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes vorzugsweise zwischen 20 Grad und 30 Grad, wenn die Anzahl der zu setzenden Schaltpositionen N „4“ beträgt. Daher ist der bevorzugte Wert, der als erste ganze Zahl A genommen werden kann, einer der Werte „18“, „16“, „15“ und „12“, und die Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes sind in diesem Fall 20 Grad, 22,5 Grad, 24 Grad bzw. 30 Grad.
Für die Bedingung der Anzahl der Stopppositionen B pro eine Umdrehung des Ankers (= zweite ganze Zahl B) ist es vorteilhaft, dass zur zuverlässigen und einfachen Bestimmung der Schaltpositionen , der Anker 191 immer an einer vorbestimmten Rotationsposition anhält, unabhängig davon, in welcher Position der Operator die Operation in Bezug auf den Knopf 110 beginnt, und ein vom Rotationswinkel detektierender Sensor 171 detektierter Winkel zustand des Ankers 191 einer der vorbestimmten Winkelzustände ist, wenn der Knopf 110 endlos rotierend betrieben wird. Da der Anker 191 mit einer erhöhten Geschwindigkeit in Bezug auf den Knopf 110 rotierend angetrieben wird, ist die bevorzugte Bedingung für das Verhältnis zwischen der Anzahl der Haltepositionen A pro einer Umdrehung des Knopfes 110 und der Anzahl der Stoppen-Positionen B pro einer Umdrehung des Ankers 191, dass die Anzahl der Haltepositionen A größer ist als die Anzahl der Stoppen-Positionen B (A > B). Da jede Stopp-Position des Ankers 119 jeder Schaltposition zugeordnet ist, ist die bevorzugte Bedingung für die Beziehung zwischen der Anzahl der Stopp-Positionen B pro Umdrehung des Ankers 119 und der Anzahl der Schaltpositionen N, dass die Anzahl der Stopp-Positionen B gleich oder größer ist als die Anzahl der Schaltpositionen N (B ≥ N). Daher ist die bevorzugte Bedingung für die Beziehung zwischen der Anzahl der Haltepositionen A, der Anzahl der Stoppen Positionen B und der Anzahl der Schaltpositionen N A > B ≥ N.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass der einer Rotation (= 360 Grad) entsprechende Winkel gleichmäßig durch den Steigungswinkel zwischen den Stopp-Positionen des Ankers 191 geteilt wird, und dass der Anker 191 beim endlosen Drehen des Knopfes 110 wiederholt an vorher gesetzten Positionen gestoppt wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass ein Wert (Winkel), der sich aus der Division von 360 Grad durch die Anzahl der Stopp Positionen B ergibt, eine ganze Zahl B ist, die eine ganze Zahl oder eine endliche Dezimalzahl ist, deren Nachkommastellen enden. Darüber hinaus ist eine Geschwindigkeitserhöhungsrate, die ein Wert ist, der sich aus der Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B (= A ÷ B) ergibt, vorzugsweise gleich oder größer als das Zweifache aufgrund der Forderung nach einer Verkleinerung der elektromagnetischen Bremse und vorzugsweise gleich oder größer als das Vierfache, um zu verhindern, dass der Knopf durchrutscht, wenn der Operator Handschuhe trägt und die Trägheit des Ankers 191 zu groß ist.
Von den oben beschriebenen bevorzugten Bedingungen, wenn die Anzahl der Schaltpositionen N „5“ ist, ist der bevorzugte Wert, der als erste ganze Zahl A genommen werden kann, entweder „18“ oder „16“.
Wenn A=„18“ gesetzt wird, ist der Wert von B, der alle oben genannten Bedingungen erfüllt, einer der Werte „5“, „6“, „8“ und „9“, und die Geschwindigkeitserhöhungsrate (= A ÷ B) ist in diesem Fall „3,6“, „3“, „2,25“ bzw. „2“ mal.
Wenn A=„16“ gesetzt wird, ist der Wert von B, der zumindest eine der oben genannten Bedingungen erfüllt, entweder „5“ oder „8“, und die Geschwindigkeitserhöhungsrate (= A ÷ B) beträgt in diesem Fall das „3,2-fache“ bzw. „2-fache“.
Von den oben beschriebenen bevorzugten Bedingungen, wenn die Anzahl der Schaltpositionen N „4“ ist, ist der bevorzugte Wert, der als erste ganze Zahl A genommen werden kann, einer der Werte „18“, „16“, „15“ und „12“.
Wenn A=„18“ gesetzt wird, ist der Wert von B, der alle oben genannten Bedingungen erfüllt, einer der Werte „5“, „6“, „8“ und „9“, und die Geschwindigkeitserhöhungsrate (= A ÷ B) ist in diesem Fall „3,6“, „3“, „2,25“ bzw. „2“ mal.
Wenn A=„16“ gesetzt wird, ist der Wert von B, der zumindest eine der oben genannten Bedingungen erfüllt, einer der Werte „4“, „5“ und „8“, und die Geschwindigkeitserhöhungsrate (= A ÷ B) ist in diesem Fall „4“, „3,2“ bzw. „2“ mal.
Wenn A=„15“ gesetzt wird, ist der Wert von B, der zumindest eine der oben genannten Bedingungen erfüllt, einer der Werte „4“, „5“ und „6“, und die Geschwindigkeitserhöhungsrate (= A ÷ B) ist in diesem Fall „3,75“, „3“ bzw. „2,5“ mal.
Wenn A=„12“ gesetzt wird, ist der Wert von B, der zumindest eine der oben genannten Bedingungen erfüllt, einer der Werte „4“, „5“ und „6“, und die Geschwindigkeitserhöhungsrate (= A ÷ B) ist in diesem Fall „3“, „2,4“ bzw. „2“ mal.
13 veranschaulicht die oben erwähnten verschiedenen bevorzugten Durchführungsbedingungen.
(Erstes Beispiel)
14 ist ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einem ersten Beispiel darstellt. Wie in 14 dargestellt, sind im ersten Beispiel die vorbestimmten Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „P“, „R“, „N“, „D“ und „S“. Das heißt, im ersten Beispiel ist die Anzahl der vorbestimmten Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „5“.
Wie in 14 dargestellt, wird im ersten Beispiel der Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf „20 Grad“ gesetzt, wobei es sich um einen Winkel handelt, der sich durch Division von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A ergibt (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist. Das heißt, im ersten Beispiel ist die erste ganze Zahl A „18“.
Wie in 14 dargestellt, beträgt im ersten Beispiel der Rotationsoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112), der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, „80 Grad“, was die Bedingung „kleiner oder gleich 90 Grad“ erfüllt.
Im ersten Beispiel wird der Rotatoin Steigungswinkel des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der sich durch Division von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B ergibt (wobei A > B ≥ N), die die Anzahl der Stopp-Positionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist. Im ersten Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird die zweite ganze Zahl B auf einen der Werte „5“, „6“, „8“ und „9“ gesetzt.
Wie in 14 dargestellt, ist im ersten Beispiel der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Wie in 13 dargestellt, ist im ersten Beispiel die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus), die durch Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B erhalten wird, „3,6“, „3“, „2,25“ oder „2“, und alle von ihnen erfüllen die Bedingung „zwischen 2 und 4, einschließlich“.
Eine Ausführungsform, in der die Anzahl der Schaltpositionen N auf „5“, die erste ganze Zahl A auf „18“ und die zweite ganze Zahl B auf „5“ gesetzt ist, wird als repräsentatives Beispiel neben anderen verschiedenen Bedingungen für das erste Beispiel ausführlicher beschrieben.
15 ist ein schematisches Diagramm, das einen Rotationszustand des Ankers 191 zeigt, der in der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß dem ersten Beispiel umfasst ist. Wie in 15 dargestellt, ist der Anker 191, da die zweite ganze Zahl B „5“ ist, so gesetzt, dass er in der Lage ist, an fünf Stopp-Positionen anzuhalten, die alle 72 Grad bereitgestellt werden. Da die Anzahl der Schaltpositionen N zum Beispiel „5“ ist, werden, wie in 15 dargestellt, die fünf Schaltpositionen „P“, „R“, „N“, „D“ und „S“ den jeweiligen Stopp-Positionen zugewiesen.
In diesem Beispiel bedeutet das Setzen der ersten ganzen Zahl A auf „18“ und der zweiten ganzen Zahl B auf „5“, dass die Erhöhung der Geschwindigkeit der Rotation des Knopfes 110 auf das „3,6“-fache erfolgt, so dass der Winkelabstand zwischen den Stopp Positionen des Ankers 191, der 20 Grad (= 360 Grad ÷ 18) des Winkelabstands zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 entspricht, 72 Grad (= 360 Grad ÷ 5) beträgt. Konkret wird die Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123, das sich integral mit dem Knopf 110 dreht, auf das 3,6-fache der Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141 gesetzt, das integral mit dem Anker 191 rotiert. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann zum Beispiel, wenn die Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123 auf 72 Zähne und die Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141 auf 20 Zähne gesetzt wird, eine „3,6-fache“ (= 72 Zähne ÷ 20 Zähne) Geschwindigkeitserhöhung erreicht werden.
Wie oben beschrieben, wurde unter den verschiedenen Bedingungen für das erste Beispiel die Ausführungsform, in der die Anzahl der Schaltpositionen N auf „5“, die erste ganze Zahl A auf „18“ und die zweite ganze Zahl B auf „5“ gesetzt ist, im Detail als repräsentatives Beispiel beschrieben. Da jedoch die Erklärung für einzelne Kombinationen von bevorzugten Bedingungen in anderen Ausführungsformen und anderen Beispielen die gleiche ist wie die obige Erklärung, wird im Folgenden auf eine detaillierte Erklärung verzichtet. Eine andere bevorzugte Geschwindigkeitserhöhungsrate kann ebenfalls in der gleichen Weise wie oben auf einen gewünschten Zustand gesetzt werden, indem die Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123 und die Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141 in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeitserhöhungsrate eingestellt werden. Beispiele für die „gewünschte Geschwindigkeitserhöhungsrate“ (= Anzahl der Zähne des internen Zahnrades 123 ÷ Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141) sind „3,75“ (= 75 Zähne ÷ 20 Zähne), „3.2“ (= 64 Zähne ÷ 20 Zähne), „3“ (= 60 Zähne ÷ 20 Zähne), „2,5“ (= 50 Zähne ÷ 20 Zähne), „2,4“ (= 48 Zähne ÷ 20 Zähne), „2,25“ (= 45 Zähne ÷ 20 Zähne) und „2“ (= 40 Zähne ÷ 20 Zähne) mal. Es ist vorzuziehen, eine optimale Anzahl von Zähnen in Übereinstimmung mit der Größe des Geräts oder dergleichen zu wählen, wobei eine gewünschte Geschwindigkeit beibehalten wird.
In 8 ist ein Beispiel dargestellt, in dem die Anzahl der Zähne des internen Zahnrads 123 64 Zähne und die Anzahl der Zähne des Sonnenrads 141 20 Zähne beträgt, und die Geschwindigkeitserhöhung wie oben beschrieben „3,2“ (= 64 Zähne ÷ 20 Zähne) mal ist.
(Zweites Beispiel)
16 ist ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einem zweiten Beispiel zeigt. Wie in 16 dargestellt, sind in dem zweiten Beispiel die vorbestimmten Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „P“, „R“, „N“, „D“ und „S“. Das heißt, im zweiten Beispiel ist die Anzahl der vorbestimmten Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „5“.
Wie in 16 dargestellt, wird im zweiten Beispiel der Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf „22,5 Grad“ gesetzt, d.h. auf einen Winkel, der sich durch Division von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A ergibt (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist. Das heißt, im zweiten Beispiel ist die erste ganze Zahl A „16“.
Wie in 16 dargestellt, beträgt im zweiten Beispiel der Rotationsoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112), der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, „90 Grad“, was die Bedingung „kleiner oder gleich 90 Grad“ erfüllt.
Im zweiten Beispiel wird der Steigungswinkel der Rotation des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der sich durch Division von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B ergibt (wobei A > B ≥ N), die die Anzahl der Stopp-Positionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist. Im zweiten Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird die zweite ganze Zahl B entweder auf „5“ oder „8“ gesetzt.
Wie in 16 dargestellt, ist im zweiten Beispiel der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Wie in 13 dargestellt, ist im zweiten Beispiel die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus), die durch Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B erhalten wird, „3,2“ oder „2“, und alle erfüllen die Bedingung von „zwischen 2 und 4, einschließlich“.
(Drittes Beispiel)
17 ist ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einem dritten Beispiel zeigt. Wie in 17 dargestellt, sind im ersten Beispiel die vorgegebenen Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „P“, „R“, „N“ und „D“. Das heißt, im dritten Beispiel ist die Anzahl der vorgegebenen Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „4“.
Wie in 17 dargestellt, wird im dritten Beispiel der Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf „20 Grad“ gesetzt, d.h. auf einen Winkel, der sich durch Division von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A ergibt (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist. Das heißt, im dritten Beispiel ist die erste ganze Zahl A „18“.
Wie in 17 dargestellt, beträgt im dritten Beispiel der Rotationsoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112), der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, „60 Grad“, was die Bedingung „kleiner oder gleich 90 Grad“ erfüllt.
Im dritten Beispiel wird der Steigungswinkel der Rotation des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der sich durch Division von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B ergibt (wobei A > B ≥ N), die die Anzahl der Stopp-Positionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist. Im ersten Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird die zweite ganze Zahl B auf einen der Werte „5“, „6“, „8“ und „9“ gesetzt.
Wie in 17 dargestellt, ist im dritten Beispiel der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Darüber hinaus ist, wie in 13 dargestellt, in dem dritten Beispiel die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus), die durch Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B erhalten wird, „3,6“, „3“, „2,25“ oder „2“, und alle von ihnen erfüllen die Bedingung „zwischen 2 und 4, einschließlich“.
(Viertes Beispiel)
18 ist ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einem vierten Beispiel zeigt. Wie in 18 dargestellt, sind im vierten Beispiel die vorgegebenen Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „P“, „R“, „N“ und „D“. Das heißt, im dritten Beispiel ist die Anzahl der vorgegebenen Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „4“.
Wie in 18 dargestellt, wird im vierten Beispiel der Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf „22,5 Grad“ gesetzt, d. h. auf einen Winkel, der sich durch Division von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A ergibt (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist. Das heißt, im vierten Beispiel ist die erste ganze Zahl A „16“.
Wie in 18 dargestellt, beträgt der Rotationsoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112), der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, im vierten Beispiel „67,5 Grad“, was die Bedingung „kleiner oder gleich 90 Grad“ erfüllt.
Im vierten Beispiel wird der Steigungswinkel der Rotation des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der sich durch Division von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B ergibt (wobei A > B ≥ N), die die Anzahl der Stoppen-Positionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist. Im vierten Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird die zweite ganze Zahl B auf einen der Werte „4“, „5“ und „8“ gesetzt.
Wie in 18 dargestellt, ist im vierten Beispiel der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Ferner ist, wie in 13 dargestellt, im vierten Beispiel die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus), die durch Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B erhalten wird, „4“, „3,2“ oder „2“, und alle diese erfüllen die Bedingung „zwischen 2 und 4, einschließlich“.
(Fünftes Beispiel)
19 ist ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einem fünften Beispiel zeigt. Wie in 19 dargestellt, sind im dritten Beispiel die vorbestimmten Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „P“, „R“, „N“ und „D“. Das heißt, im dritten Beispiel ist die Anzahl der vorgegebenen Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „4“.
Wie in 19 dargestellt, wird im fünften Beispiel der Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf „24 Grad“ gesetzt, d.h. auf einen Winkel, der sich durch Division von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A ergibt (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist. Das heißt, im dritten Beispiel ist die erste ganze Zahl A „15“.
Wie in 19 dargestellt, beträgt im fünften Beispiel der Rotationsoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112), der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, „72 Grad“, was die Bedingung „kleiner oder gleich 90 Grad“ erfüllt.
Im fünften Beispiel wird der Steigungswinkel der Rotation des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der sich durch Division von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B ergibt (wobei A > B ≥ N), die die Anzahl der Stopp-Positionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist. Im fünften Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird die zweite ganze Zahl B auf einen der Werte „4“, „5“ und „6“ gesetzt.
Wie in 19 dargestellt, ist im fünften Beispiel der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Wie in 13 dargestellt, beträgt im fünften Beispiel die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus), die durch Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B erhalten wird, „3,75“, „3“ oder „2,5“, und alle diese Werte erfüllen die Bedingung „zwischen 2 und 4, einschließlich“.
(Sechstes Beispiel)
20 ist ein Diagramm, das schematisch die Schaltpositionen der rotierenden Eingabevorrichtung 100 gemäß einem sechsten Beispiel zeigt. Wie in 20 dargestellt, sind im sechsten Beispiel die vorbestimmten Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „P“, „R“, „N“ und „D“. Das heißt, im sechsten Beispiel ist die Anzahl der vorgegebenen Schaltpositionen, in denen der Knopf 110 (Einstellteil 112) gehalten wird, „4“.
Wie in 20 dargestellt, wird im sechsten Beispiel der Rotation Steigungswinkel θ1 zwischen den Haltepositionen des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf „30 Grad“ gesetzt, d.h. auf einen Winkel, der sich durch Division von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A ergibt (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist. Das heißt, im ersten Beispiel ist die erste ganze Zahl A „12“.
Wie in 20 dargestellt, beträgt im sechsten Beispiel der Rotationsoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112), der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, „90 Grad“, was die Bedingung „kleiner oder gleich 90 Grad“ erfüllt.
Im vierten Beispiel wird der Steigungswinkel der Rotation des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der sich durch Division von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B ergibt (wobei A > B ≥ N), die die Anzahl der Stopp-Positionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist. Im sechsten Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird die zweite ganze Zahl B auf einen der Werte „4“, „5“ und „6“ gesetzt.
Wie in 20 dargestellt, ist im sechsten Beispiel der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Wie in 13 dargestellt, beträgt im sechsten Beispiel die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus), die durch Division der ersten ganzen Zahl A durch die zweite ganze Zahl B erhalten wird, „3“, „2,4“ oder „2“, und alle diese Werte erfüllen die Bedingung „zwischen 2 und 4, einschließlich“.
Wie oben beschrieben, wird bei jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel der Steigungswinkel der Rotation des Knopfes 110 (Einstellteil 112) zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt, der durch Teilung von 360 Grad durch die erste ganze Zahl A (wobei A ≥ N), die die Anzahl der Stopp Positionen pro Umdrehung des Knopfes 110 ist, und der Steigungswinkel der Rotation des Ankers 191 zum Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt wird, der durch Teilen von 360 Grad durch die zweite ganze Zahl B (wobei A > B ≥ N), welche die Anzahl der Haltepositionen pro Umdrehung des Ankers 191 ist.
Dementsprechend kann bei den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten Beispiel bis sechsten Beispiel, da der Rotation Steigungswinkel θ1 des Knopfes 110 (Einstellteil 112) auch nach einer beliebigen Rotation immer konstant ist, ist es möglich bei der Rotationoperation des Knopfes 110 (Einstellteil 112) immer ein konstantes Betriebsgefühl zu erreichen. In den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel kann die Operation des Knopfes 110 (Einstellteil 112) von der vorbestimmten Schaltposition aus durch die elektronische Steuerung der Steuervorrichtung 200 leicht durchgeführt werden, selbst wenn die Stromversorgung des Systems einmal ausgeschaltet wird, nachdem die Schaltposition durch die Rotationsoperation des Knopfes 110 (Einstellteil 112) in eine andere Schaltposition als die vorbestimmte Schaltposition umgeschaltet wurde.
Bei den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel ist der Rotation Steigungswinkel des Ankers 191 auch nach einer beliebigen Rotationoperation immer konstant, und es gibt zumindest N Stopppositionen, die N Schaltpositionen in einer Rotation entsprechen. Daher kann die aktuelle Schaltposition durch Detektieren der aktuellen Stopp-Position des Ankers bestimmt werden.
Darüber hinaus detektiert in den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel der Rotationswinkel detektierende Sensor 171 den Rotationswinkel des Ankers 191 nach Drehzahlerhöhung mittels des Planetengetriebe Mechanismus 140. Daher kann die Steuervorrichtung 200 die elektromagnetische Bremse 190A zu einem genaueren Zeitpunkt steuern.
In jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel ist der Durchmesser d des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 45 mm.
Dementsprechend ist bei den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel der Knopf 110 (Einstellteil 112) leicht zu greifen, und es ist möglich, die Leichtigkeit der Rotationsoperation des Knopfes 110 zu verbessern.
Bei jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel ist der Rotation Steigungswinkel θ1 des Knopfes 110 (Einstellteil 112) gleich oder größer als 20 Grad.
Dementsprechend können die rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel eine fehlerhafte Operation der Rotationsoperation durch den Knopf 110 (Einstellteil 112) unterdrücken. Wenn der Steigungswinkel der Rotation θ1 kleiner als 20 Grad ist, kann der Knopf 110 fälschlicherweise in eine andere Schaltposition als die gewünschte Schaltposition gebracht werden.
In jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel ist der für das Schalten der N Schaltpositionen erforderliche Rotationoperationswinkel θ2 des Knopfes 110 (Einstellteil 112) kleiner oder gleich 90 Grad (d. h. der Steigungswinkel der Rotation × die Anzahl der Schaltpositionen N-1).
So kann der Operator bei den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel die N Schaltpositionen wechseln, ohne die Art und Weise zu ändern, wie der Knopf 110 zu greifen ist. Zum Beispiel ist ein allgemeiner beweglicher Bereich, in dem die Operation nur durch die Bewegung des Handgelenks des Operators durchgeführt werden kann, ohne die Art und Weise zu ändern, wie der Knopf zu greifen ist, kleiner als oder gleich 90 Grad.
In jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel liegt die Geschwindigkeitserhöhungsrate (d.h. die erste ganze Zahl A ÷ die zweite ganze Zahl B) durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus) zwischen 2 und 4, einschließlich.
Dementsprechend können die rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten Beispiel bis zum sechsten Beispiel das Auftreten eines Problems des Betriebsgefühls bei der Rotationsoperation des Knopfes 110 (Einstellteil 112) unterdrücken. Zum Beispiel, wenn die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus) größer als 4 ist, wird der Beginn der Bewegung des Knopfes 110 (Einstellteil 112) aufgrund des Einflusses der Trägheit des Ankers 191 langsam. Insbesondere wenn der Operator Handschuhe trägt, besteht die Gefahr, dass der Knopf 110 (Einstellteil 112) abrutscht und eine schnelle Operation nicht möglich ist. Zum Beispiel ist ferner, wenn die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus) größer als 4 ist, aufgrund des Einflusses der Trägheit des Ankers 191 die Beschränkung der Rotation des Knopfes 110 (Einstellteil 112) durch die elektromagnetische Bremse 190A schwierig durchzuführen, und der Knopf 110 (Einstellteil 112) kann möglicherweise nicht an einer gewünschten Stopp Position angehalten werden. Außerdem ist zum Beispiel, wenn die Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Planetengetriebe Mechanismus 140 (Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus) kleiner als 2 ist, die elektromagnetische Bremse 190A, die ein großes Bremsmoment generieren kann, erforderlich, was es schwierig machen kann, die Größe der Vorrichtung zu reduzieren.
In jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel ist der „Mechanismus zur Drehzahlerhöhung“ der Planetengetriebe-Mechanismus 140, der das im mittleren Teil des Mechanismus bereitgestellte Sonnenrad 141, die um das Sonnenrad 141 bereitgestellten Planetengetriebe 142 und das internen Zahnrad 123 umfasst. Die Rotationskraft des Knopfes 110 (Einstellteil 112) wird vom internen Zahnrad 123 eingegeben, über die Planetengetriebe 142, die sich an Ort und Stelle rotieren, auf das Sonnenrad 141 übertragen und vom Sonnenrad 141 auf den Anker 191 ausgegeben.
Somit können die rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel den „Mechanismus zur Erhöhung der Geschwindigkeit“ in einem relativ kleinen Raum realisieren. Daher kann eine Vergrößerung des Geräts unterdrückt werden.
In jeder der rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel umfasst der Knopf 110 die obere Fläche 111, die nicht rotierbar ist, und den Einstellteil 112 (äußerer peripherer Teil), der rotierbar betrieben werden kann.
Dementsprechend ist es bei den rotierenden Eingabevorrichtungen 100 gemäß dem ersten bis sechsten Beispiel, da die obere Oberfläche 111 nicht rotiert, möglich, ein richtungsweisendes Design auf der oberen Oberfläche 111 anzuordnen oder zu verhindern, dass ein mit der oberen Oberfläche 111 verbundenes Bauteil, wie z.B. eine Verdrahtung, verdreht wird.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021 - 052132 , die am 25. März 2021 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
[Liste der Bezugszeichen]

100: rotierende Eingabevorrichtung
100A: Hauptkörper
100B: Nockenmechanismus
110: Knopf
111: obere Oberfläche
112: Einstellteil
113: Haken
120: rotierender zylindrischer Körper
121: Krallen-Teil
122: Nockenoberfläche
122A: Nockenerhöhung
122B: Talabschnitt
123: Zahnkranz
130: Nockeneinheit
131: Halter
132: Kontaktelement
133: Spiralfeder
140: Planetengetriebe
141: Sonnenrad
141A: Durchgangsloch
142: Planetengetriebe
143: Sonnenrad Basis
150: Gehäuse
151: Teil des Rahmens
151A: Öffnung
152: Stützschaft
153: Stützschaft
160: Gummischicht
170: Substrat
170A: obere Oberfläche
171: Rotationswinkel detektierender Sensor
180: Abdeckung
181: Schraube
182: Verbinder
190: elektromagnetische Bremseinheit
190A: Elektromagnetische Bremse
190B: elastischer Mechanismus
191: Anker
191A: Durchgangsöffnung
192: Joch
Seite 192A: Aussparung
192B: Durchgangsöffnung
193: Spule
194: Joch Halteteil
194A: Durchgangsloch
194B: vorstehender Abschnitt
194C: Nockenoberfläche
194Ca: Zentraler Halteabschnitt
195: Tellerfeder
195A: konvexer Abschnitt
196: Joch gegenüberliegendes Element
196A: äußeres peripheres Wandteil
196B: Raum
196C: Durchgangsloch
196D: Öffnung
196E: Halteteil
197: rotierendes Schaftelement
198: Magnet
200: Steuervorrichtung
201: Rotationswinkel Berechnungseinheit
202: Rotationbeschränkungseinheit
203: Einheit zum Steuern des automatischen Lösens
204: Bestimmungseinheit
N: Anzahl der Schaltpositionen
θ1: Steigungswinkel der Rotation zwischen den Knopf Haltepositionen
θ2: Rotationsoperationswinkel des Knopfes
A: erste ganze Zahl (Anzahl der Haltepositionen pro Drehung des Knopfes)
B: zweite ganze Zahl (Anzahl der Stop Positionen pro Umdrehung des Ankers)
A ÷ B: Geschwindigkeitserhöhungsrate
d: Knopfdurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020530145 [0003]
JP 2012079295 [0003]
JP 2010062075 [0003]
JP 2021 [0155]
JP 052132 [0155]

Claims

Ein rotierender Schalter, aufweisend: einen Knopf, der rotierend betreibbar ist; einen Nockenmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er den Knopf in Haltepositionen hält, die den jeweiligen vorbestimmten Schaltpositionen entsprechen; eine elektromagnetische Bremse, die ein Joch und einen Anker umfasst, rotierbar zusammen mit dem Knopf via einen Geschwindigkeitserhöhung Mechanismus, wobei die elektromagnetische Bremse konfiguriert ist, um die Rotation des Ankers und des Knopfes zu beschränken, indem das Joch den Anker anzieht, wenn es erregt ist; eine Rotationswinkel-Detektionseinheit, konfiguriert zum Detektieren eines Rotationswinkels des Ankers; eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine vorbestimmte Schaltposition, in der der Knopf gehalten wird, unter der vorbestimmten Schaltpositionen, deren Anzahl N ist, basierend auf dem Rotationswinkel des Ankers, der von der Rotationswinkel Detektionseinheit detektiert wird, zu bestimmen; und eine Bremssteuereinheit, konfiguriert zum Steuern einer Operation der elektromagnetischen Bremse basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit, wobei ein Steigungswinkel der Rotation zwischen den Haltepositionen des Knopfes zu einem Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen auf einen Winkel gesetzt wird, der durch Division von 360 Grad mittels einer ersten ganze Zahl A erhalten wird (wobei A ≥ N), und wobei ein Steigungswinkel der Rotation zwischen Stop-Positionen des Ankers, die den Haltepositionen zu einem Zeitpunkt des Schaltens der vorbestimmten Schaltpositionen entsprechen, auf einen Winkel gesetzt wird, der durch Division von 360 Grad mittels einer zweiten ganze Zahl B erhalten wird (wobei A > B ≥ N) .
Der rotierende Schalter gemäß Anspruch 1, wobei ein Durchmesser des Knopfes gleich oder größer als 45 mm ist.
Der rotierende Schalter gemäß Anspruch 2, wobei der Steigungswinkel der Rotation des Knopfes gleich oder größer als 20 Grad ist.
Der rotierende Schalter gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei ein Rotationswinkel des Knopfes, der zum Schalten der N Schaltpositionen erforderlich ist, kleiner als oder gleich 90 Grad ist.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Geschwindigkeitserhöhungsrate durch den Geschwindigkeitserhöhung Mechanismus zwischen 2 und einschließlich 4 liegt.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Geschwindigkeitserhöhung Mechanismus ein Planetengetriebe-Mechanismus ist, wobei der Planetengetriebe Mechanismus ein Sonnenrad, das in einem zentralen Teil des Planetengetriebe-Mechanismus bereitgestellt ist, Planetengetriebe, die um das Sonnenrad bereitgestellt sind, und ein innen Getriebe umfasst, und wobei der Geschwindigkeitserhöhung Mechanismus so konfiguriert ist, dass er eine Rotationskraft des Knopfes vom inneren Getriebe eingibt, die Rotationskraft über die Planetengetriebe, die an Ort und Stelle rotieren, auf das Sonnenrad überträgt und die Rotationskraft vom Sonnenrad auf den Anker ausgibt.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Knopf eine obere Oberfläche umfasst, die nicht rotiert, und einen äußeren Peripherieteil, der rotierbar betreibbar ist.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste ganze Zahl A 18 ist, und wobei die zweite ganze Zahl B eine der Zahlen 5, 6, 8 oder 9 ist.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste ganze Zahl A 16 ist, und wobei die zweite ganze Zahl B eine der Zahlen 4, 5 oder 8 ist.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste ganze Zahl A 15 ist, und wobei die zweite ganze Zahl B eine der Zahlen 4, 5 oder 6 ist.
Der rotierende Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste ganze Zahl A 12 ist, und wobei die zweite ganze Zahl B eine der Zahlen 4, 5 oder 6 ist.