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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehschaltermechanismus
für eine
Bedienungstafel, die beispielsweise bei einer Fahrzeugklimaanlage
zum Einsatz kommen kann.
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STAND DER TECHNIK
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Ein
Drehschalter in der verwandten Technik, wie sie aus dem ungeprüften
japanischen Patent Nr. H 9-288934 hervorgeht,
weist eine Schalttafel mit mehreren Schaltkontaktpunkten, eine elastische Druckbeaufschlagungsplatte
mit mehreren Armeinheiten, die an den einzelnen Armeinheiten vorgesehene
Kontaktabschnitte an den Schaltkontaktpunkten hält, und einen Drehkörper auf,
der drehbar an der Schalttafel vorgesehen ist und an der unteren Fläche der
Schalttafel vorgesehene Niederdrückabschnitte
aufweist, die mit den Armeinheiten in Kontakt kommen und diese somit
niederdrücken.
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In
Verbindung mit einem bei einer bekannten Fahrzeugklimaanlage verwendeten
Drehschalter muss viel Platz vorgesehen werden, weil Druckschalter
und die Anzeigelichtquelle zuweilen auf der Leiterplatte vorgesehen
sind, auf der sich die Kontaktpunkte des Drehschalters befinden.
Aus diesem Grund ergibt sich bei der Verwendung des Drehschalters
aus der obigen Schrift insofern ein Problem, weil für das Vorsehen
von Druckschaltern, der Anzeigelichtquelle u. ä. nur begrenzt Platz zur Verfügung steht,
weil ein großer
Bereich der Leiterplatte von den Kontaktpunkten eingenommen wird.
Da der Knopf des Drehschalters fest an den Kontaktpunkten befestigt
ist, ist es außerdem
schwierig, die Position des für
den Knopf an der Bedienungstafel vorgesehenen Lochs genau auf die
Position des an der Leiterplatte befestigten Knopfs auszurichten,
was die Installierung an der Leiterplatte erschwert.
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Aus
der
EP 0 771 681 ist
eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines
Drehschaltermechanismus für
eine Bedienungstafel, der reichlich Platz auf einer Leiterplatte
lässt,
das Auslegungsverfahren zur Auslegung von elektronischen Teilen
u. ä. auf
der Leiterplatte erleichtert und für gute Anbringbarkeit für den Schaltknopf
sorgt.
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Zur
Bewältigung
der oben beschriebenen Aufgabe wird eine Vorrichtung nach Anspruch
1 bereitgestellt.
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Durch
die vorliegende Erfindung, bei der einfach die Antriebsteile in
spezifischen Abständen
am Umfangsrand am Ende des weiter innen an der Bedienungstafel angeordneten
Drehschalters vorzusehen sind und der Erfassungsschalter zum Erfassen eines
Vorbeigehens der Antriebsteile und der Richtung ihres Vorbeigehens
im oder in der Nähe
des Bewegungsbereichs der Antriebsteile z. B. auf der Leiterplatte
vorzusehen ist, wird somit für
reichlich Platz auf der Leiterplatte gesorgt, wodurch das oben besprochene
Problem gelöst
wird.
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Außerdem können die
am Drehknopf ausgebildeten Antriebsteile entlang dem Radius des
Drehknopfs vorstehen oder sie können
vom äußeren Umfangsrand
am Ende des Drehknopfs in axialer Richtung vorstehen. Der Erfassungsschalter
besteht wünschenswerterweise
aus einem physikalischen Erfassungsschalter mit einem beweglichen
Teil, das sich entlang einer der Richtung des Vorbeigehens der Antriebsteile
entsprechenden Richtung bewegen kann und entweder parallel zu den
Antriebsteilen oder senkrecht zu diesen eingestellt werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
den Antriebsteilen und dem beweglichen Teil ein Zwischenübertragungsmechanismus
vorgesehen ist, der die Abstände
zwischen den einzelnen Antriebsteilen zu einem für die Bewegung des beweglichen
Teils benötigten Abstand
umwandelt. Wenn beispielsweise der Drehknopf einen kleineren Durchmesser
hat und somit die Abstände
zwischen den Antriebsteilen ebenfalls kleiner sind, kann die Bewegung
des beweglichen Teils über
eine derartig kleine Strecke zwischen den Antriebsteilen am Erfassungsschalter
nicht erfasst werden. In einem solchen Fall kann durch die Bereitstellung
des Zwischenübertragungsmechanismus
dem beweglichen Teil des Erfassungsschalters gestattet werden, sich über eine
Strecke zu bewegen, die so groß ist,
dass sie erfasst werden kann.
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Darüber hinaus
sollte der Zwischenübertragungsmechanismus
einen ersten Arm, der durch die Antriebsteile zur Bewegung veranlasst
wird, einen zweiten Arm, der das bewegliche Teil zur Bewegung veranlasst,
und einen zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm vorgesehenen
Stützpunktabschnitt aufweisen,
wobei die Länge
des ersten Arms und die Länge
des zweiten Arms entsprechend dem Verhältnis des Abstands zwischen
den Antriebsteilen zu dem für
die Bewegung des beweglichen Teils benötigten Abstand eingestellt
sind. Der erste und der zweite Arm können in einer einzigen Geraden,
senkrecht zueinander oder in einem bestimmten Winkel zueinander
eingestellt sein. Die Antriebsteile können jeweils aus einem Zahn
eines am Ende des Drehknopfs ausgebildeten Antriebszahnrads bestehen, und
der Zwischenübertragungsmechanismus
kann aus einem Arbeitszahnrad, das in das Antriebszahnrad eingreift
und sich dreht, während
sich die Antriebsteile bewegen, und aus einem Arbeitsabschnitt bestehen,
der am Arbeitszahnrad befestigt ist und sich dreht, während sich
das Arbeitszahnrad dreht, damit sich das bewegliche Teil bewegt,
wobei das Verhältnis
der Anzahl von Zähnen
des Antriebszahnrads und der Anzahl von Zähnen des Arbeitszahnrads und
der Anzahl der Arbeitsabschnitte entsprechend dem Verhältnis der
Steigung bzw. Teilung am Antriebszahnrad zu dem für die Bewegung
des beweglichen Teils benötigten
Abstand eingestellt wird.
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Ferner
weist der Drehschaltermechanismus mehrere Erfassungsschalter auf,
die bei von den Phasen der Antriebsteile verschiedenen Phasen positioniert
sind, wobei die einzelnen Erfassungsschalter aufeinanderfolgend
das Vorbeigehen der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens
erfassen können,
während
sich die Antriebsteile über eine
dem Abstand zwischen den einzelnen Antriebsteilen entsprechende
Strecke bewegen. Durch das Annehmen dieser Struktur, bei der mehrere
Erfassungsschalter bei von den Phasen der Antriebsteile verschiedenen
Phasen positioniert sind, können
die einzelnen Erfassungsschalter aufeinanderfolgend das Vorbeigehen
der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens erfassen,
während
sich die Antriebsteile über
die dem Abstand zwischen den Antriebsteilen entsprechende Strecke
bewegen, d. h. während
sie über
eine einzige Steigung bzw. Teilung der Antriebsteile gehen, und
es kann eine gewünschte
Anzahl von Signalen, die den Drehwinkel des Drehknopfs entsprechend
der Anzahl von Antriebsteilen darstellen, erzeugt werden, selbst
wenn die Abstände
zwischen den einzelnen Antriebsteilen so groß eingestellt sind, dass die
nötige
Bewegung des beweglichen Teils gestattet ist.
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Während der
Erfassungsschalter aus einem physikalischen Erfassungsschalter besteht,
der das Vorbeigehen der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens
erfasst, indem er die Bewegung des Arbeitsteils in dem oben beschriebenen
Beispiel erfasst, kann der erfindungsgemäße Erfassungsschalter auch
aus einem optischen Erfassungsschalter mit einem lichtemittierenden
Element und einem lichtempfangenden Element bestehen, der das Vorbeigehen
der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens erfasst, indem
er einen Lichtwechsel während
des Vorbeigehens der Antriebsteile zwischen dem lichtemittierenden
Element und dem lichtempfangenden Element erfasst.
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Wenn
in der Mitte des Drehknopfs eine lichtemittierende Quelle für die Anzeigeeinheit
vorgesehen ist, braucht zur Erfassung des Vorbeigehens der Antriebsteile
und die Richtung ihres Vorbeigehens außerdem nur das lichtempfangende
Element vorgesehen zu sein. Darüber
hinaus kann der Erfassungsschalter eine beliebige Struktur haben,
solange er das Vorbeigehen der Antriebsteile und die Richtung ihres
Vorbeigehens durch Erfassung einer Änderung in einer elektromagnetischen
Welle, einer Schallwelle, eines elektrischen Felds, eines magnetischen Felds
o. Ä. anstatt
einer Änderung
eines sichtbaren Lichtstrahls, wie oben beschrieben, erfassen kann.
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KURZE DARSTELLUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Teilstirnansicht eines Beispiels einer Bedienungstafel nach einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
Schnittansicht der in 1 gezeigten Bedienungstafel,
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3 eine
Perspektivansicht der zylindrischen Antriebseinheit und des Erfassungsschalters nach
einer ersten Ausführungsform,
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4 eine
Perspektivansicht der Bedienungstafel nach einer zweiten Ausführungsform,
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5 eine
Perspektivansicht der zylindrischen Antriebseinheit und des Erfassungsschalters nach
einer dritten Ausführungsform,
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6 eine
Schnittansicht der Bedienungstafel nach der dritten Ausführungsform,
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7 eine
Schnittansicht der Bedienungstafel nach einer vierten Ausführungsform,
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8 eine
Perspektivansicht der zylindrischen Antriebseinheit und des Erfassungsschalters nach
einer fünften
Ausführungsform,
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9 eine
Perspektivansicht der zylindrischen Antriebseinheit und des Erfassungsschalters nach
einer sechsten Ausführungsform,
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10 eine
Perspektivansicht der zylindrischen Antriebseinheit nach einer siebten
Ausführungsform,
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11 eine
Perspektivansicht der zylindrischen Antriebseinheit nach einer achten
Ausführungsform,
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12 die
Zwischenübertragungseinheit nach
einer neunten Ausführungsform,
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13 die
Zwischenübertragungseinheit nach
einer zehnten Ausführungsform,
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14 die
Zwischenübertragungseinheit nach
einer elften Ausführungsform,
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15 die
zylindrische Antriebseinheit, den ersten Erfassungsschalter und
den zweiten Erfassungsschalter nach einer zwölften Ausführungsform und
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16 eine
Schnittansicht eines Beispiels eines bekannten Erfassungsschalters.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
folgt eine Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen.
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1 und 2 zeigen
ein Beispiel einer Bedienungstafel für eine Klimaanlage. An dieser
Bedienungstafel 1 sind ein an der Vorderfläche eines Gehäuses 2 vorstehender
Drehschaltermechanismus 3 und ein innerhalb einer Wähleinheit 11 des Drehschaltermechanismus 3 angeordneter
Druckschaltermechanismus 4 beispielsweise mit einer Anzeigeeinheit 13 versehen,
die in der Mitte des Druckschaltermechanismus 4 vorgesehen
ist. Außerdem ist
an der Vorderfläche
des Gehäuses 2 eine
lichtemittierende Anzeigeeinheit 14 vorgesehen.
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Der
Druckschaltermechanismus 4, bei dem es sich beispielsweise
um einen automatischen Schalter zum An-/Ausschalten der Klimaanlage
handeln kann, weist einen Druckknopf 5, der verschiebbar
an einem zylindrischen Montageabschnitt 7 montiert ist,
der durchgängig
am Gehäuse 2 vorgesehen ist,
und einen Druckschalter 6 auf, der auf einer Leiterplatte 8 vorgesehen
ist und am inneren Ende mit dem Umfangsrand des Druckknopfs 5 in
Kontakt steht, wobei ein spezifischer Raum 10 im Druckschaltermechanismus 4 gebildet
wird.
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Der
Drehschaltermechanismus 3 weist einen Drehknopf 16,
der aus der von der Oberfläche
des Gehäuses 2 vorstehenden
Wähleinheit 11 und
einer zylindrischen Antriebseinheit 12, die mit der Wähleinheit 11 in
Eingriff kommt, besteht, und einen Erfassungsschalter 15 auf.
Bei der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein mit der Wähleinheit 11 in Eingriff
stehender Eingriffsteil 18 an einem Umfangsrand 17 (siehe 3)
an einem Ende der zylindrischen An triebseinheit 12 mit
Antriebsteilen 20 ausgebildet, die entlang dem Radius der
zylindrischen Antriebseinheit 12 vorstehen und in einem spezifischen
Abstand entlang dem Umfang am Umfangsrand 19 am anderen
Ende der zylindrischen Antriebseinheit 12 ausgebildet sind.
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Der
Erfassungsschalter 15, bei dem es sich um einen sogenannten
bidirektionalen Dreipunktkontaktschalter handelt, der in der Technik
bekannt ist, kann ein bewegliches Teil 21, dessen vorderes
Ende sich entlang der Richtung um die Welle 21a bewegt, in
der sich die Antriebsteile 20 bewegen, während die Antriebsteile 20 vorbeigehen,
wobei Kontakt gehalten wird, einen Nockenabschnitt 22,
der die Bewegung des beweglichen Teils 21 überträgt, eine
Schaltfeder 24, die Kontaktpunkte 24a und 24b verursacht, die
an ihrem Vorderende ausgebildet sind, während sich der Nockenabschnitt 22 bewegt,
Kontaktpunkte T1, T2 und T3, die an der Fläche ausgebildet sind, gegen
die die Kontaktpunkte 24a und 24b gleiten, ein Gehäuse 23,
an dem die Kontaktpunkte T1, T2 und T3 mit dem Nockenabschnitt 22 versehen
sind und in dem die Schaltfeder 24 untergebracht ist und
an dem die Welle 21a drehbar befestigt ist, und einen Deckelabschnitt 23a mit
einer Öffnung
aufweisen, durch die die Antriebsteile 20 vorstehen und
die Arme 22a und 22b des Nockenabschnitts 22 halten.
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In
der oben beschriebenen Struktur wird das bewegliche Teil 21 entlang
Richtung P1 nach unten gedrückt,
während
die Antriebsteile 21 entlang Richtung P1 gehen; dadurch
veranlasst der Arm 22a des Nockenabschnitts 22 die
Schaltfeder 24 dazu, sich entlang Richtung A zu bewegen.
Somit kommt der Anschluss 24a in Kontakt mit dem Kontaktpunkt
T2 und der Anschluss 24b kommt in Kontakt mit dem Kontaktpunkt
T1, wodurch die Anschlüsse
T1 und T2 in einen Kontaktzustand versetzt werden. Da das bewegliche
Teil 21 jedoch nach dem Vorbeigehen eines der Antriebsteile 20 in
seine Ausgangsposition zurückgesetzt
wird, kehrt auch die Schaltfeder 24 in ihre Ausgangsposition
zurück,
wodurch die Anschlüsse T1
und T2 wieder voneinander getrennt werden. Wenn sich die Antriebsteile 20 um
eine Steigungseinheit bzw. Teilungseinheit entlang der Richtung
P1 bewegen, wird auf diese Weise am Anschluss T2 ein einziges Signal
erzeugt. Wenn sich die Antriebsteile 20 um eine Steigungseinheit
bzw. Teilungseinheit entlang der Richtung P2 bewegen, bewegt sich
auf ähnliche
Weise die Schaltfeder 24 entlang der Richtung B und kehrt
dann in ihre Ausgangsposition zurück, um die Anschlüsse T1 und
T3 in einen Kontaktzustand zu versetzen, wodurch am Anschluss T3
ein einziges Signal erzeugt wird.
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Wenn
der Fahrer die Wähleinheit 11 über einen
bestimmten Bereich dreht, geht somit eine bestimmte Anzahl von Antriebsteilen 20 nacheinander über den
Erfassungsschalter 15, wodurch sich das bewegliche Teil 21 eine
bestimmte Anzahl von Malen bewegt, wodurch der Erfassungsschalter 15 wiederum
veranlasst wird, die spezifische Anzahl an Signalen abzugeben, die
die Richtung des Vorbeigehens der Antriebsteile angibt. Genauer
gesagt, wenn die Wähleinheit 11 gedreht
wird, um die Temperatureinstellung beispielsweise von 25°C zu 28°C zu ändern, und
unter der Annahme, dass die Antriebsteile 20 mit Abständen, die
jeweils einer Erhöhung
von 0,5° entsprechen,
an der Bedienungstafel 1 in 1 ausgebildet
sind, erlangen der Kontaktpunkt T1 und der Kontaktpunkt T3, die
in Kontakt kommen, wenn die Temperatur höhergestellt wird (z. B. entlang
Richtung P2), sechs Mal einen Kontaktzustand am Erfassungsschalter 15,
wodurch sechs Signale erzeugt werden, die Richtung P2 am Anschluss
T3 angeben, damit der Fahrer prüfen
kann, dass die Temperatureinstellung von 25°C auf 28°C geändert wurde. Wenn die Temperatureinstellung
von 28°C
zu 24°C
gesenkt wurde, erlangen der Kontaktpunkt T1 und der Kontaktpunkt
T2, die in Kontakt kommen, wenn die Temperatur niedrigergestellt
wird (z. B. entlang Richtung P1), acht Mal einen Kontaktzustand,
wodurch acht Signale erzeugt werden, die Richtung P1 am Anschluss
T2 angeben, damit die Temperatureinstellungsänderung von 28°C auf 24°C geprüft werden kann.
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Wie
in 2 dargestellt, ist darüber hinaus innen für ausreichend
Platz für
die Unterbringung des Druckschaltermechanismus 4 gesorgt,
indem der Drehschaltermechanismus 3 aus der ersten Ausführungsform
verwendet wird; folglich kann einer der Lichtwege, d. h. ein Lichtweg 26a eines
Lichtleiters 26, im Druckschaltermechanismus 4 untergebracht werden,
so dass der Platz zur Unterbringung der Lichtquelle für die Anzeige 13 des
Druckschaltermechanismus 4 leicht gewährleistet werden kann. Da die
Antriebsteile 20 des Drehknopfs 16 und das bewegliche
Teil 21 des Erfassungsschalters 15 bei dieser
Ausführungsform
nicht aneinander befestigt sind, wird die Funktion des Erfassungsschalters 15 nicht beeinträchtigt,
solange das bewegliche Teil 21 so eingestellt ist, dass
es den Drehbereich der Antriebsteile 20 schneidet, selbst
wenn während
des Mon tagevorgangs eine leichte Abmessungsfehlausrichtung eintritt,
so dass der Montagevorgang vereinfacht werden kann. Es ist anzumerken,
dass die Bezugsnummer 26b einen Lichtweg angibt, auf dem
die Anzeigeeinheit 14 mit Licht versorgt wird, und die
Bezugsnummer 27 bezeichnet eine Lampe, die eine Lichtquelle darstellt
und auf der Leiterplatte 8 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform
wird zwar eine Lampe als Lichtquelle verwendet, aber stattdessen
kann auch eine LED verwendet werden.
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Bei
der in 4 gezeigten zweiten Ausführungsform weist ein Drehknopf 16A in
einem Drehschaltermechanismus 3A eine vom Gehäuse 2 vorstehende
Wähleinheit 11A,
eine Stabeinheit 29, die an einem zylindrischen Anbringabschnitt 28 montiert ist,
der in der Mitte der Wähleinheit 11A vorgesehen ist,
und eine an einem Ende der Stabeinheit 29 vorgesehene Scheibeneinheit 30 auf.
Die sich entlang dem Radius der Scheibeneinheit 30 erstreckenden Antriebsteile 20A sind
mit bestimmten Abständen
um die Scheibeneinheit 30 herum ausgebildet, um eine Bewegung
eines beweglichen Teils 28 des Erfassungsschalters 15 zu
veranlassen. Es ist anzumerken, dass bei dieser und bei nachfolgenden
Ausführungsformen
dieselben Bezugsnummer für
identische Bauteile oder für
Bauteile verwendet werden, die dieselben Wirkungen wie die in der
oben beschriebenen Ausführungsform
haben, um wiederholte Erläuterungen
zu vermeiden.
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Da
dank dieser Struktur für
einen bestimmten Raum 31 zwischen dem Drehknopf 16A und
der Leiterplatte 8 gesorgt werden kann, kann ein elektronisches
Teil 32 vorgesehen werden, bei dem es sich um einen Widerstand,
einen Kondensator oder eine Leiterplatte handeln kann und das das
Licht von der Lampe 27 leitet, um eine Lichtabstrahlung
am Umfangsrand der Wähleinheit 11A zu
erzielen.
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An
einer zylindrischen Antriebseinheit 12B bei einer in 5 dargestellten
dritten Ausführungsform
sind die Antriebsteile 20B so ausgebildet, dass sie entlang
der Achse der zylindrischen Antriebseinheit 12B über einen
bestimmten Abstand entlang dem Umfang von einem Umfangsrand 19b am
anderen Ende der zylindrischen Antriebseinheit 12B vorstehen.
Die die Antriebsteile 20B bei dieser Ausführungsform
nicht entlang der radialen Richtung vorstehen, ist die Abmessung
entlang der axialen Richtung wahrscheinlich größer als bei den vorherigen Ausführungsformen.
Am Umfangsrand der zylindrischen Antriebseinheit 12B entlang
der radialen Richtung ist jedoch für Platz gesorgt.
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Ein
in 6 gezeigter Drehschaltermechanismus 3B weist
einen Drehknopf 16B auf, der durch die Ausbildung einer
Wähleinheit 11B und
der zylindrischen Antriebseinheit 12B in der dritten Ausführungsform
erzielt wird, und als eine integrierte Einheit mit einer auf der
Leiterplatte 8 in der Mitte des Drehknopfs 16B vorgesehenen
Lichtquelle 35. Außerdem besteht
der Drehknopf 16B in der Ausführungsform aus einem durchsichtigen
Harz, einem gefärbten transparenten
Harz oder einem gefärbten
opaken Harz wie einem milchig weißen Harz, und am Drehknopf 16B selbst
wird durch Verwendung der Lichtquelle 35 eine Lichtabstrahlung
erreicht. Ein Ring aus einem durchsichtigen Harz, einem gefärbten transparenten
Harz oder einem gefärbten
opaken Harz wie einem milchig weißen Harz, dessen Farbe sich
von der Farbe des Drehknopfs 16B unterscheidet, ist am Außenumfang
des Drehknopfs 16B vorgesehen. Dadurch können mehrere
Anzeigen mit einer einzigen Lichtquelle realisiert werden. Es ist
anzumerken, dass die zylindrische Antriebseinheit 12B und
der Drehknopf 16B bei der dritten Ausführungsform zwar als eine integrierte
Einheit ausgebildet sind, aber stattdessen auch als getrennte Teile
ausgebildet und dann durch Montieren o. Ä. zusammengebaut werden können.
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Bei
einem Drehschaltermechanismus 3C bei einer in 7 gezeigten
vierten Ausführungsform, die
sich durch Modifizieren der zylindrischen Antriebseinheit 12B der
dritten Ausführungsform
ergibt, erstreckt sich ein Flanschabschnitt 42 von einer
bestimmten Position an der zylindrischen Antriebseinheit 12B entlang
der radialen Richtung nach außen, ein
am Flanschabschnitt 42 entlang laufender Nutabschnitt 40 ist
an der unteren Seitenfläche
des Flanschabschnitts 42 ausgebildet, ein Teil des Nutabschnitts 40 hat
eine größere Tiefe
zu Positionierungszwecken, und die Position wird eingestellt, wenn
eine Kugel 38 eines Klickmechanismus 37 in den
tieferen Teil geht. Diese Position entspricht einer Position der Antriebsteile 20C.
Es ist anzumerken, dass der Klickmechanismus der Ausführungsform
zwar aus einer Kugel 38 besteht, die durch eine Feder in
den Nutabschnitt 40 gedrückt wird, dass der Klickmechanismus aber
stattdessen beispielsweise aus einer Tellerfeder bestehen kann.
Darüber
hinaus ist die Wähleinheit 11C in
der Ausführungsform
als von der zylindrischen An triebseinheit 12C getrenntes
Teil ausgeführt,
indem ein transparentes Harz o. Ä.
verwendet wird, und eine Folie 41 zum Blockieren von Licht
ist über dem
Bereich ausgebildet, in dem kein Licht abgestrahlt werden muss,
um sicherzustellen, dass Licht nur dort abgestrahlt wird, wo es
nötig ist.
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Bei
der in 8 gezeigten fünften
Ausführungsform
sind die Antriebsteile 20D am Umfangsrand 19D am
anderen Ende einer zylindrischen Antriebseinheit 12D, die
einen Drehknopf 16E darstellt, als Zahnradzähne ausgebildet,
und der Erfassungsschalter 15 ist entlang der radialen
Richtung vorgesehen. Da der Erfassungsschalter 15 in diesem
Fall entlang der radialen Richtung vorgesehen ist, ist für ausreichend
Platz entlang der axialen Richtung gesorgt.
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Bei
der in 9 gezeigten sechsten Ausführungsform sind Antriebsteile 20E an
einem Umfangsrand 19E am anderen Ende einer einen Drehknopf 16E darstellenden
zylindrischen Antriebseinheit 12E als Zahnradzähne ausgebildet,
und der Erfassungsschalter 15 ist an einer Nebenleiterplatte 8A vorgesehen,
die senkrecht zu der in den obigen Figuren erwähnten Hauptleiterplatte 8 steht.
Da dadurch der Erfassungsschalter 15 in einer beliebigen
Position montiert werden kann, vorausgesetzt, er wird in der Nähe der zylindrischen
Antriebseinheit 12E vorgesehen, steht bei der Auslegung
ein höherer
Freiheitsgrad zur Verfügung.
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Bei
der in 10 gezeigten siebten Ausführungsform
sind die als Zahnradzähne
an einem Umfangsrand 19F am anderen Ende einer zylindrischen Antriebseinheit 12F ausgebildeten
Antriebsteile 20F im Bereich der unteren Fläche der
zylindrischen Antriebseinheit 12F angeordnet. Dank dieser
Struktur ist die Abmessung entlang der radialen Richtung im Vergleich
zu der bei der fünften
und sechsten Ausführungsform,
wie sie in 8 bzw. 9 gezeigt
werden, reduziert.
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Bei
der in 11 gezeigten achten Ausführungsform
sind plattenartige Antriebsteile 20F an einem Umfangsrand 19G am
anderen Ende einer zylindrischen Antriebseinheit 12G im
Bereich der unteren Fläche
der zylindrischen Antriebseinheit 12F angeordnet. Auch
in diesem Fall kann die Abmessung entlang der radialen Richtung
im Vergleich zu der bei der fünften
und sechsten Ausführungsform,
wie sie in 8 bzw. 9 gezeigt
werden, und bei der in 10 gezeigten siebten Ausführungsform
reduziert werden.
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Bei
der in 12 gezeigten neunten Ausführungsform
ist ein Zwischenübertragungsmechanismus 50 zwischen
den Antriebsteilen 20 und dem beweglichen Teil 21 in
einer Struktur vorgesehen, bei der die Steigung bzw. Teilung der
Antriebsteile 20, die an der den Drehknopf 16 darstellenden
zylindrischen Antriebseinheit 12 ausgebildet sind, nicht
groß genug ist,
um die erforderliche Bewegung des beweglichen Teils 21 am
Erfassungsschalter 15 zu gestatten, d. h. in einer Struktur,
in der der Drehknopf 16 einen kleinen Radius hat.
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Der
Zwischenübertragungsmechanismus 50 weist
einen ersten Arm 52 und einen zweiten Arm 53, die
an den beiden gegenüberliegenden
Seiten eines Drehstützpunkts 51 vorgesehen
sind, und eine Feder 55 auf, die einen Haltemechanismus 54 darstellt,
der den ersten und den zweiten Arm 52 und 53 in
spezifischen Positionen hält.
Darüber
hinaus wird das vordere Ende des ersten Arms 52 von den
Antriebsteilen 20 zur Bewegung veranlasst, während ein
Arbeitsabschnitt 56, der das bewegliche Teil 21 bewegt,
am vorderen Ende des zweiten Arms 53 vorgesehen ist. Der
Arbeitsabschnitt 56 hat eine Eingriffsnut 57,
die mit dem beweglichen Teil 21 in Eingriff steht, und
seine Seitenfläche
zum Erfassungsschalter 15 ist in einem Bogen ausgebildet,
der sich über
eine bestimmte Länge
erstreckt, um sicherzustellen, dass das bewegliche Teil 21 nicht
aus dem Arbeitsabschnitt 56 ausrücken kann. Darüber hinaus
sollte das Verhältnis der
Länge L1
des ersten Arms 52 zu der Länge L2 des zweiten Arms 53 so
eingestellt werden, dass es dem Verhältnis von der Steigung bzw.
Teilung P1 der Antriebsteile 20 zu der Betriebssteigung
bzw. Betriebsteilung P2 des beweglichen Teils 21 entspricht oder
etwas größer als
dieses ist (L1/L2 ≥ P1/P2).
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Unter
normalen Umständen
muss die zylindrische Antriebseinheit 12 einen Durchmesser
von mindestens 46 mm haben, um ein einzelnes EIN-Signal entsprechend
einem Drehwinkel von 10°,
um den die zylindrische Antriebseinheit 12 gedreht wird, zu
erzeugen, da das bewegliche Teil 21 am Erfassungsschalter 15 einen
Betriebsabstand von 4 mm braucht. Wenn der Durchmesser der zylindrischen Antriebseinheit 12 jedoch
kleiner als 46 mm ist, beispielsweise 23 mm, dann ist die Steigung
bzw. Teilung der Antriebsteile 20 2 mm; durch Einstellen
des Verhältnisses
der Längen
des ersten und des zweiten Arms 52 und 53 am Zwischenübertragungsmechanismus 50 auf
gleich oder größer als
1:2 kann dem entsprechend die Betriebssteigung bzw. Betriebsteilung
P2 des Erfassungsschalters 15 auf gleich oder größer als
4 mm eingestellt werden, und so kann am Erfassungsschalter 15 ein
EIN-Signal entsprechend dem Drehbereich von 10°, über den die zylindrische Antriebseinheit 12 gedreht
wird, erzeugt werden.
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Während der
erste Arm 52 und der zweite Arm 53 im Zwischenübertragungsmechanismus 50 in der
in 12 gezeigten neunten Ausführungsform auf einer einzelnen
Geraden vorgesehen sind und der Erfassungsschalter 15 in
einer Verlängerung
der Geraden vorgesehen ist, stehen der erste Arm 52 und
der zweite Arm 53 bei der in 13 gezeigten zehnten
Ausführungsform
senkrecht zueinander, ausgehend vom Drehstützpunkt 51, wobei
der Erfassungsschalter 15 an einer anderen Position vorgesehen
ist, als an der in der neunten Ausführungsform angenommenen. Während der
Erfassungsschalter 15 in der Ausführungsform entlang der senkrechten Richtung
vorgesehen ist, kann die Position des Erfassungsschalters 15 frei
variiert werden, indem der zweite Arm 53 in einem bestimmten
Winkel bezüglich der
Position des ersten Arms 52 eingestellt wird.
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Bei
der in 14 gezeigten elften Ausführungsform
bestehen die Antriebsteile 20 aus den Zähnen eines Antriebszahnrads 60,
das an der zylindrischen Antriebseinheit 12 ausgebildet
ist, und ein Zwischenübertragungsmechanismus 50B besteht aus
einem Arbeitszahnrad 61, das mit dem Antriebszahnrad 60 und
mindestens einem Arbeitsabschnitt 62 in Eingriff steht,
der sich mit dem Arbeitszahnrad 61 dreht.
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Zur
Erläuterung
der Ausführungsform
wird davon ausgegangen, dass vier Arbeitsabschnitte 62 über einen
einheitlichen Abstand ausgebildet sind; wenn entsprechend einem
Drehwinkel von 10°,
um den die zylindrische Antriebseinheit 12 gedreht wird, ein
EIN-Signal durch den Erfassungsschalter 15 ausgegeben werden
soll, muss das Verhältnis
des Radius des Antriebszahnrads 60 und des Radius des Arbeitszahnrads 61 zum Übersetzungsverhältnis auf 9:1
eingestellt werden, da vier Arbeitsabschnitte 62 vorliegen.
Da das Verhältnis
zwischen den Radien und dem Übersetzungsverhältnis verringert
werden kann, indem die Anzahl der Arbeitsabschnitte 62 vergrößert wird,
sollte außerdem
das Verhältnis
des Radius des Antriebszahnrads 60 und des Radius des Arbeitszahnrads 61 zum Übersetzungsverhältnis verstellt
werden, indem die Steigung bzw. Teilung der Arbeitsabschnitte 62 berücksichtigt
wird, um weitere Vielfalt zu erzielen.
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Wenn
die zylindrische Antriebseinheit 12 einen kleineren Durchmesser
hat, wird, wie oben erläutert,
die Steigung bzw. Teilung der Antriebsteile 20 kleiner
als die Betriebssteigung bzw. Betriebsteilung des beweglichen Teils 21;
dementsprechend wird der Winkel (Phase) α1 der um die zylindrische Antriebseinheit 12 ausgebildeten
Antriebsteile 20 größer eingestellt
als der mindestens erforderliche Winkel (Phase), und die Erfassungsschalter 15 sind
jeweils mit einer Phase α2
versehen, die bei der zwölften Ausführungsform
von Phase α1
verschieden ist, damit die einzelnen Erfassungsschalter 15 nacheinander
Signale ausgeben können,
wenn sich die Antriebsteile 20 über einen bestimmten Bereich
bewegen.
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Wenn
beispielsweise der durch benachbarte Antriebsteile 20 gebildete
Winkel (Phase) α1
20° ist, wie
in 5 gezeigt, und die beiden Erfassungsschalter in
Verbindung mit dieser Struktur vorgesehen sind, wird der durch ein
bewegliches Teil 21A eines ersten Erfassungsschalters 15A und
ein bewegliches Teil 21B eines zweiten Erfassungsschalters 15B gebildete
Winkel (Phase) α2
nach folgender Formel eingestellt: 20n + C (C = 10). Im Einzelnen
wird die Position des zweiten Erfassungsschalters 15B in einer
Position an einer 30°-Phase,
einer 50°-Phase, einer 70°-Phase ...
oder einer 330°-Phase
bezüglich der
Position des ersten Erfassungsschalters 15A eingestellt.
Wenn sich die Antriebsteile 20 um 10° bewegen, bewirken sie, dass
sich entweder das bewegliche Teil 21A oder das bewegliche
Teil 21B des ersten Erfassungsschalters 15A oder
des zweiten Erfassungsschalters 15B bewegt, und wenn sich
die Antriebsteile 20 um weitere 10° bewegen, wird bewirkt, dass
sich das andere bewegliche Teil 21A oder 21B bewegt.
Obwohl die Antriebsteile 20 über Abstände von 20° eingestellt sind, geben der
erste Erfassungsschalter 15A und der zweite Erfassungsschalter 15B somit
jeweils ein Signal ab, wenn die zylindrische Antriebseinheit 12 um
20° gedreht
wird, und daher werden entsprechend einer Drehung der zylindrischen Antriebseinheit 12 von
20° zwei
Signale erhalten. Wenn die Antriebsteile 20 jedoch jeweils
in einer 30°-Phase
eingestellt sind, sollten ein zweiter Erfassungsschalter an einer
Phase 30n + 10 und ein dritter Erfassungsschalter an einer Phase
30n + 20 bezüglich
der Position eines ersten Erfassungsschalters vorgesehen werden, um
ein Signal entsprechend jeder 10°-Drehung
der zylindrischen Antriebseinheit 12 zu erhalten, obwohl
die Antriebsteile 20 über
30°-Abstände ausgebildet
sind.
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Indem
die Antriebsteile 20 so voneinander beabstandet ausgebildet
werden, dass die Mindestbetriebssteigung bzw. Mindestbetriebsteilung
(etwa 4 mm) für
die beweglichen Teile 21 gestattet ist, und indem die mehreren
Erfassungsschalter 15 in spezifischen Phasen (zentralen
Winkeln) vorgesehen werden, die sich von den Phasen (zentralen Winkeln)
der Antriebsteile 20 unterscheiden, wie oben beschrieben,
kann ein EIN-Signal durch einen der Erfassungsschalter entsprechend
einem spezifischen Winkel, um den der Drehknopf 16 gedreht
wird, erhalten werden. Wenn α1
die Phase der Antriebsteile 20 bedeutet und M die Anzahl
der vorgesehenen Erfassungsschalter, kann somit die Phase α2, an der
ein F-ter Erfassungsschalter einzustellen ist, durch die folgende
Formel (1) bestimmt werden. Es ist anzumerken, dass n eine natürliche Zahl
ist und 0 < α2 < 360. α2
= n·α1 + F(α1/M) (1)
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Der
Erfassungsschalter 15 besteht zwar aus einem physikalischen
Erfassungsschalter, der das Vorbeigehen der Antriebsteile in den
oben beschriebenen Strukturen erfasst, kann aber auch jeweils aus einem
optischen Erfassungsschalter mit einem lichtemittierenden Element
und einem lichtempfangenden Element bestehen, der das Vorbeigehen
der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens erfasst, indem
er die Lichtänderung
erfasst, die eintritt, während
die Antriebsteile zwischen dem lichtemittierenden Element und dem
lichtempfangenden Element vorbeigehen. Wenn eine lichtemittierende
Quelle für
die Anzeigeeinheit in der Mitte des Drehknopfs vorgesehen ist, braucht
darüber
hinaus nur das lichtempfangende Element vorgesehen zu werden, um das
Vorbeigehen der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens
zu erfassen. Ein in der vorliegenden Erfindung verwendeter Erfassungsschalter
kann außerdem
eine beliebige Struktur haben, solange er in der Lage ist, das Vorbeigehen
der Antriebsteile und die Richtung ihres Vorbeigehens zu erfassen,
indem er anstatt die Veränderung
eines sichtbaren Lichtstrahls, wie oben beschrieben, die in einer
elektromagnetischen Welle, einer akustischen Welle o. Ä. auftretende
Veränderung
erfasst. Die Verwendung von physikalischen Erfassungsschaltern ist
hier jedoch am wünschenswertesten,
da sie am preiswertesten sind.
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TECHNISCHE ANWENDBARKEIT
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der das Vorbeigehen von Antriebsteilen, die in bestimmten
Abständen
am Umfangsrand eines Drehknopfs an einem Ende weiter innen an einer
Bedienungstafel ausgebildet sind, und die Richtung ihres Vorbeigehens
unter Verwendung eines Erfassungsschalters erfasst werden, muss
der Erfassungsschalter wie oben erläutert nur im Bewegungsbereich
der Antriebsteile oder in der Nähe
ihres Bewegungsbereichs, beispielsweise auf einer Leiterplatte,
vorgesehen sein; somit steht auf der Leiterplatte reichlich Platz
zur Verfügung,
um den Freiheitsgrad bezüglich Auslegung
der Teile auf der Leiterplatte zu verbessern. Da dadurch der Weg
des von der Lichtquelle auf der Leiterplatte emittierten Lichts
frei ausgelegt werden kann, ist die Auslegungsfreiheit weiter verbessert.
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Da
die Antriebsteile am Drehknopf und das bewegliche Teil des Erfassungsschalters
nicht aneinander befestigt sind, ist es zudem nicht nötig, den Drehknopf
mit absoluter Präzision
auf den Erfassungsschalter auszurichten, und so lässt sich
der Drehschaltermechanismus leicht montieren. Da der Erfassungsschalter
aus einem preisgünstigen
Schalter bestehen kann, können
außerdem
die Herstellungskosten gesenkt werden.