JP2006210221A - センタ復帰機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 騒音を低減しつつ操作感触を劣化させずに長寿命化が図れるセンタ復帰機構を提供すること。
【解決手段】 支持部材７と、この支持部材７に回動可能に支持された操作ノブ１１と、この操作ノブ１１をセンタ位置に自動復帰させるセンタ復帰機構１２とを備え、このセンタ復帰機構１２は、支持部材７と操作ノブ１１との間に介設された回動体の付勢部９３と、付勢部９３の穴部９３ａにコイルバネ１３を介して移動可能に挿着されたポリアセタール樹脂製のホルダ１４と、ホルダ１４に形成された球面状の受部１４ｃに回転可能に抱持されたポリアミド樹脂製のボール１５とから主として構成されている。そして、ボール１５がコイルバネ１３の付勢力を受けてカム面８２ａの谷部８２ｂに圧接されているときに操作ノブ１１はセンタ位置に保持され、操作ノブ１１を回動操作することにより、ボール１５がコイルバネ１３の付勢力に抗してカム面８２ａの谷部８２ｂから山部８２ｅ，８２ｆへと移行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車載用ステアリングスイッチ等に備えられる操作部材をセンタ位置に自動復帰させるセンタ復帰機構に関する。

従来より、センタ復帰機構を有する車載用ステアリングスイッチの一例として、ステアリングホイールに装着された支持部材と、この支持部材に回動可能に支持された操作ノブ（操作部材）と、支持部材と操作部材との間に介設され、コイルバネの付勢力を受けてＶ字状のカム面に圧接された押圧子とを備え、この押圧子がカム面の谷部に位置するときに操作ノブがセンタ位置に保持され、操作ノブを回動操作することにより、押圧子がコイルバネの付勢力に抗してカム面の谷部から山部へ移行するように構成された自動変速機操作用のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された車載用ステアリングスイッチでは、運転者が指で操作ノブを回動操作するのに伴って、押圧子がコイルバネを圧縮しながらカム面上を谷部から山部に向かって摺動し、所定の回動位置まで達するとそれ以上回動できないように規制される。このとき、所定のスイッチがオンとなり、このオン信号に基づいて自動変速機がドライブレンジからマニュアル的なシフト制御モードに切り換わり、所定レンジにシフト操作される。そして、運転者が操作ノブから指を離し、操作ノブから操作力が除去されると、押圧子はコイルバネの弾発力によってカム面上を山部から谷部に向かって摺動する。これにより、操作ノブはセンタ位置に自動復帰してスイッチがオフとなり、自動変速機はシフト制御モードからドライブレンジに戻る。
特開２００３−１１８５８７号公報（第４−８頁、図３）

前述した従来のセンタ復帰機構おいては、操作ノブの操作回数を長寿命化するために、高硬度な鋼球が押圧子として使用されているが、このような鋼球を使用した場合、鋼球がカム面と接触する時に大きな騒音が発生するという問題があった。そこで、このような騒音を抑制するために押圧子として合成樹脂製のボールを使用することが考えられるが、この場合、合成樹脂製のボールがコイルバネの端部で強く押圧された状態で使用されるため、ボールがほとんど回転することなくカム面上を摺動することになり、その結果、ボールの表面が経年的に偏摩耗して操作ノブの操作感触を劣化させるという別の問題が発生する。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、騒音を低減しつつ操作感触を劣化させずに長寿命化が図れるセンタ復帰機構を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、支持部材と、この支持部材に揺動可能に支持された操作部材と、前記支持部材と前記操作部材との間に介設され、コイルバネの付勢力を受けてカム面に圧接された合成樹脂製のボールとを備え、前記ボールが前記カム面の谷部にあるときに前記操作部材がセンタ位置に保持され、前記操作部材を揺動操作することにより、前記ボールが前記コイルバネの付勢力に抗して前記カム面の谷部から山部へ移行するように構成されたセンタ復帰機構であって、前記コイルバネと前記ボールとの間に合成樹脂製のホルダを介設し、このホルダに前記ボールを回転可能に抱持する球面状の受部を形成する構成とした。

このように構成されたセンタ復帰機構では、合成樹脂製のボールが合成樹脂製のホルダに形成された球面状の受部で抱持されるため、ボールがカム面に対して強い力で圧接されても、このカム面上を円滑に回転することができる。したがって、カム面との接触時における衝突音の発生を合成樹脂製のボールを使用して抑制できるのみならず、ボールの偏摩耗が長期に亘って防止されるため、操作感触の劣化を防止して長寿命化を図ることができる。

上記構成において、前記ホルダの受部に前記ボールと接触する複数の突起部を設けると、異物がホルダの受部とボールとの間に入り込んだとしても、該異物は複数の突起部間に形成される凹部へと移動し易くなるため、ボールがカム面上をより円滑に回転できて好ましい。この場合、複数の突起部間に形成される凹部内に潤滑剤を充填しておくことが好ましく、このような構成を採用すると、潤滑剤が突起部と受部間に常時安定して供給されるため、ボールの円滑な回転が長期間確保されてより長寿命化を図ることができる。

また、上記構成において、前記ボールと前記ホルダとが異種の合成樹脂からなることが好ましく、このような構成を採用すると、同種の合成樹脂同士の摺動で起こりやすい吸着現象を防止できるので、さらなる長寿命化を実現することができる。この場合、前記ボールと前記ホルダのいずれか一方がポリアミドからなり、いずれか他方がポリアセタールからなることが好ましく、このような構成を採用すると、ボールとホルダを一般的な合成樹脂で形成できるので、センタ復帰機構を低コストで実現することができる。

本発明によるセンタ復帰機構は、合成樹脂製のボールが合成樹脂製のホルダに形成された球面状の受部で抱持されるため、ボールがカム面に対して強い力で圧接されても、このカム面上を円滑に回転することができる。したがって、カム面との接触時における騒音を低減できるのみならず、ボールの偏摩耗が長期に亘って防止され、操作感触の劣化を防止して長寿命化を図ることができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る車載用ステアリングスイッチが付設されたステアリングホイールの外観図、図２は図１のII−II線に沿う要部断面図、図３は該車載用ステアリングスイッチの分解斜視図、図４は該車載用ステアリングスイッチに備えられるセンタ復帰機構の要部断面図、図５は該センタ復帰機構の動作を説明するための要部断面図である。

本実施形態例に係るセンタ復帰機構は車載用ステアリングスイッチに適用されたものである。図１に示すように、この車載用ステアリングスイッチ１は、自動車のステアリングホイール２に付設されて自動変速機を操作するために使用されるようになってり、ステアリングホイール２は、円環状のリング部３と、このリング部３の内周側から中央に向かって延設されるスポーク部４，５と、これらスポーク部４，５を覆うパッド部６とから構成されている。

図２と図３に示すように、この車載用ステアリングスイッチ１は、ステアリングホイール２のスポーク部４，５に装着される支持部材７と、この支持部材７の内部に設けられる支持体８および回動体９と、支持部材７に回動可能に支持され、リング部３とスポーク部４，５とに囲まれる空間１０（図１参照）内に突出させた操作ノブ１１と、この操作ノブ１１の回動方向に応じて所定の信号を出力可能なスイッチ部（図示せず）と、操作ノブ１１をセンタ位置に自動復帰させるセンタ復帰機構１２とから主として構成されている。なお、車載用ステアリングスイッチ１は、操作性を向上させるためにステアリングホイール２の左右両側に設けてあり、形状が互いに左右対称で構成および動作は同じであるので、以下では右側の車載用ステアリングスイッチ１について説明することとし、左側の車載用ステアリングスイッチ１については説明を省略する。

各部材について詳細に説明すると、支持部材７は、切り欠き７０ａが形成された第１支持部材７０と、切り欠き７１ａが形成された第２支持部材７１とから構成されており、これら第１支持部材７０と第２支持部材７１はスポーク部４，５を挟むように配置されている。そして、切り欠き７０ａと切り欠き７１ａとが合わさって支持部材７の上部に開口が形成され、この開口から操作ノブ１１を突出させるようになっている。

支持体８は、直方体状の外観を呈する基台８０と、この基台８０上に立設された一対の軸受部８１と、基台８０の一側縁部からＬ字状に立設された壁部８２とから概略構成されており、両軸受部８１にはそれぞれ軸孔８１ａが同軸上に形成され、壁部８２の一側面にはカム面８２ａが形成されている。図４に示すように、このカム面８２ａはＶ字状に屈曲した面からなり、中央部に形成された谷部８２ｂと、この谷部８２ｂの両側に段差部８２ｃ，８２ｄを設けてそれぞれ形成された山部８２ｅ，８２ｆとを有している。このように構成された支持体８は、支持部材７の開口近傍に配置されており、基台８０が支持部材７の内壁部に固定されている。

回動体９は、円筒状の基体部９０と、この基体部９０の外周面にそれぞれ所定の角度間隔で突設された突部９１とストッパ部９２および付勢部９３とから概略構成されており、基体部９０の軸心方向の両端面には同軸上に配置された軸部９０ａ，９０ａがぞれぞれ突設されている。かかる回動体９は、基体部９０に形成された軸部９０ａが軸受部８１の軸孔８１ａにそれぞれ係合されることで、支持体８に回動可能に支持されている。また、回動体９の突部９１に操作ノブ１１が固定され、支持部材７と操作ノブ１１との間に回動体９が介設されることで、操作ノブ１１は支持部材７に対して回動操作可能となっている。そして、操作ノブ１１が図２のＡ方向に所定角度だけ回動操作されると、回動体９のストッパ部９２が支持体８の基台８０上面に当接することでそれ以上の回動が規制される。また、操作ノブ１１が同図のＢ方向に所定角度だけ回動操作されると、ストッパ部９２が第２支持部材７１の内壁面に当接することでそれ以上の回動が規制されるようになっている。

センタ復帰機構１２は、回動体９に設けられた付勢部９３と、コイルバネ１３と、ポリアセタール樹脂からなるホルダ１４と、ポリアミド樹脂からなるボール１５と、支持体８のカム面８２ａとから主として構成される。付勢部９３には円筒状の穴部９３ａが形成されており、この穴部９３ａにコイルバネ１３を介してホルダ１４が移動可能に挿着されると共に、ボール１５がホルダ１４によって回転可能に支持されている。このボール１５はコイルバネ１３の付勢力によってカム面８２ａ上に圧接されており、ボール１５がカム面８２ａの谷部８２ｂに位置するときに、操作ノブ１１がセンタ位置に保持されるようになっている（図４参照）。そして、操作ノブ１１がセンタ位置からＡ方向へ回動操作されたときに、ボール１５はコイルバネ１３の付勢力に抗してカム面８２ａの谷部８２ｂから段差部８２ｃを乗り越えて山部８２ｅへ移行するようになっている（図５参照）。また、操作ノブ１１がセンタ位置からＢ方向へ回動操作されたときに、ボール１５はコイルバネ１３の付勢力に抗してカム面８２ａの谷部８２ｂから段差部８２ｄを乗り越えて山部８２ｆへ移行するようになっている。

図４に示すように、前記ホルダ１４は、円筒状の保持部１４ａと、この保持部１４ａの一端面に立設された係合部１４ｂとからなり、この係合部１４ｂはコイルバネ１３の内径部に挿入されている。保持部１４ａには球面状の受部１４ｃが形成されており、この受部１４ｃにボール１５が回転可能に抱持されている。また、受部１４ｃの内周面には複数の突起部１４ｄがほぼ全面に亘って形成されており、これら突起部１４ｄの間に凹部が形成されているので、ゴミ等の異物がホルダ１４の受部１４ｃとボール１５との間に入り込んだとしても、操作ノブ１１の操作中に異物が各突起部１４ｄ間の凹部へと移動し易くなり、ボール１５をカム面８２ａ上でより円滑に回転させることができる。

このように構成された車載用ステアリングスイッチ１では、操作ノブ１１がプッシュ／プル操作されると、その操作ノブ１１の回動方向に応じて図示しないスイッチ部から出力される電気信号が切り換えられ、例えば、一方の電気信号が出力されると自動変速機がドライブレンジからマニュアル的なシフトアップ制御に切り換わり、他方の電気信号が出力されるとマニュアル的なシフトダウン制御に切り換わるようになっている。また、操作ノブ１１に対する操作力が除去されると、センタ復帰機構１２によって操作ノブ１１がセンタ位置に復帰し、上記スイッチ部はオフとなり、自動変速機がドライブレンジに戻るようになっている。

次に、前述の如く構成された車載用ステアリングスイッチ１の動作について詳述する。

図２と図４に示すように、操作ノブ１１に外力が与えられていない非操作状態（中立状態）にあるとき、ボール１５はコイルバネ１３の付勢力を受けてカム面８２ａの谷部８２ｂに圧接されているので、操作ノブ１１はセンタ位置に安定的に保持されている。このとき、スイッチ部は動作されておらず、車載用ステアリングスイッチ１はオフ状態となっている。

この中立状態から運転者が操作ノブ１１を親指等でプッシュ操作して図２のＡ方向に回動させると、操作ノブ１１と一体的に回動体９が回動し、これに伴って付勢部９３では、図５に示すように、ボール１５がコイルバネ１３を圧縮しながらカム面８２ａの谷部８２ｂから段差部８２ｃを乗り越えた後、山部８２ｅ上を同図Ｃ方向へ向かって回転しながら摺動していく。そして、ストッパ１４が支持体８に当接すると、操作ノブ１１はそれ以上回動できないように規制されると共に、回動体９の回動に伴ってスイッチ部がオン状態となる。このとき出力されたオン信号によって、自動変速機はドライブレンジからマニュアル的なシフトアップ制御に切り換わり、適宜シフトアップ動作が行われる。

この状態で運転者が操作ノブ１１から親指を離し、操作ノブ１１に対する操作力が除去されると、ボール１５はコイルバネ１３の付勢力によってプッシュ操作時とは反対方向に移動を開始し、カム面８２ａの山部８２ｅ上を谷部８２ｂに向かって摺動した後、谷部８２ｂに圧接された状態となってセンタ位置に復帰する。これにより、スイッチ部がオフ状態になると共に、自動変速機はドライブレンジに戻る。また、この過程でボール１５が段差部８２ｃから谷部８２ｂへ落ち込むように移動することで、操作ノブ１１にクリック感が付与されるようになっており、これにより、操作者は操作ノブ１１がセンタ位置に復帰したことを確実に把握でき、操作性に優れた構成となっている。なお、ポリアミド樹脂からなるボール１５を使用しているため、クリック生起時にボール１５が谷部８２ｂと衝突する際の衝突音の発生が抑制されている。

また、非操作状態（中立状態）から運転者が操作ノブ１１を人差指等でプル操作して図２のＢ方向に回動させると、操作ノブ１１と一体的に回動体９が回動し、これに伴って付勢部９３では、ボール１５がコイルバネ１３を圧縮しながらプッシュ操作時とは異なる他方側の段差部８２ｄを乗り越えた後、山部８２ｆ上を回転しながら摺動して谷部８２ｂから離れていく。そして、ストッパ１４が第２支持部材７１の内壁に当接して、操作ノブ１１がそれ以上回動できないように規制されると共に、回動体９の回動に伴ってスイッチ部がオン状態となる。このとき出力されたオン信号によって、自動変速機はドライブレンジからマニュアル的なシフトダウン制御に切り換わり、適宜シフトダウン動作が行われる。

この状態で運転者が操作ノブ１１から人差指を離し、操作ノブ１１に対する操作力が除去されると、ボール１５はコイルバネ１３の付勢力によってプル操作時とは反対方向に移動を開始し、山部８２ｆ上を谷部８２ｂに向かって摺動した後、センタ位置に復帰する。これにより、スイッチ部がオフ状態になると共に、自動変速機はドライブレンジに戻る。また、この過程でボール１５が段差部８２ｄから谷部８２ｂへ落ち込むように移動することで、操作ノブ１１にクリック感が付与されるようになっており、これにより、操作者は操作ノブ１１がセンタ位置に復帰したことを確実に把握できる。このクリック生起時においても、ボール１５が谷部８２ｂと衝突する際の衝突音の発生を抑制することができるようになっている。

上述の如く構成された車載用ステアリングスイッチ１では、１つの操作ノブ１１を選択的にプッシュ／プル操作することによって、２種類の制御をおこなうことができると共に、操作力の除去された操作ノブ１１をセンタ位置に自動復帰させて操作ノブ１１の中立状態を安定的に保持できる。これにより、操作性に優れた車載用ステアリングスイッチを実現でき、自動車を円滑に操作することができる。

このように本実施形態例では、合成樹脂製のボール１５が合成樹脂製のホルダ１４に形成された球面状の受部１５ｃで抱持されているため、ボール１５がコイルバネ１３の付勢力を受けてカム面８２ａに対して強い力で圧接されても、このカム面８２ａ上を円滑に回転することができる。これにより、ボール１５の偏摩耗を長期に亘って防止することができ、操作ノブ１１の操作感触が劣化してしまうことを防止して操作ノブ１１の操作回数を長寿命化することができる。また、弾力性を有する合成樹脂製のボール１５を使用したので、ボール１５のカム面８２ａとの接触時における衝突音の発生が抑制され、騒音の低減化を図ることができる。

また、本実施形態例では、ホルダ１４の受部１５ｃにボール１５と多点接触する複数の突起部１４ｄを設けたので、ゴミ等の異物が受部１４ｃとボール１５との間に入り込んだとしても、操作ノブ１１の操作中に異物が各突起部１４ｄ間の凹部へと移動し易くなり、ボール１５をカム面８２ａ上でより円滑に回転させることができる。これにより、ボール１５の偏摩耗をより確実に抑制することができるので、操作感触が劣化してしまうことを防止して操作回数をさらに長寿命化することができる。

また、本実施形態例では、異種の合成樹脂を用いてボール１５とホルダ１４を形成したので、同種の合成樹脂同士の摺動で懸念される吸着現象を防止でき、ボール１５のカム面８２ａ上での円滑な回転を確保して長寿命化が図れる。特に、ボール１５とホルダ１４の材質として、ポリアミドとポリアセタールのような一般的な合成樹脂を採用したので、車載用ステアリングスイッチ１を低コストで実現することができる。なお、本実施形態例では、ボール１５の材質をポリアミドとし、ホルダ１４の材質をポリアセタールとしたが、これとは逆にボール１５をポリアセタールとし、ホルダ１４をポリアミドとしてもよい。また、ボール１５とホルダ１４の材質として、上述したようなポリアミドやポリアセタールだけに限らず、ポリプロピレンやフッ素系樹脂などの中から適宜異種のものを組み合わせて用いるようにしてもよい。

なお、上記実施形態例において、ホルダ１４の受部１４ｃの表面にグリス等の潤滑剤１６を塗布してもよく（図４と図５参照）、これにより、ボール１５のより円滑な回転が確保できるばかりでなく、各突起部１４ｄ間に潤滑剤１６を長期間にわたって保持することができるため、ボール１５の円滑な回転を長期間確保して操作ノブ１１の操作回数をより長寿命化することができる。

また、上記実施形態例では、本発明のセンタ復帰機構を車載用ステアリングスイッチに適用した場合について説明したが、これに限ることはなく、本発明は操作部材をセンタ位置に自動復帰させる構成を有する各種機器に適用可能である。

本発明の実施形態例に係る車載用ステアリングスイッチが付設されたステアリングホイールの外観図である。 図１のII−II線に沿う要部断面図である。 該車載用ステアリングスイッチの分解斜視図である。 該車載用ステアリングスイッチに備えられるセンタ復帰機構の要部断面図である。 該センタ復帰機構の動作を説明するための要部断面図である。

符号の説明

１ 車載用ステアリングスイッチ
２ ステアリングホイール
７ 支持部材
８ 支持体
９ 回動体
１１ 操作ノブ（操作部材）
１２ センタ復帰機構
１３ コイルバネ
１４ ホルダ
１４ａ 保持部
１４ｂ 係合部
１４ｃ 受部
１４ｄ 突起部
１５ ボール
１６ 潤滑剤
８２ａ カム面
８２ｂ 谷部
８２ｅ，８２ｆ 山部
９３ 付勢部

Claims (5)

1. 支持部材と、この支持部材に揺動可能に支持された操作部材と、前記支持部材と前記操作部材との間に介設され、コイルバネの付勢力を受けてカム面に圧接された合成樹脂製のボールとを備え、前記ボールが前記カム面の谷部にあるときに前記操作部材がセンタ位置に保持され、前記操作部材を揺動操作することにより、前記ボールが前記コイルバネの付勢力に抗して前記カム面の谷部から山部へ移行するように構成されたセンタ復帰機構であって、
   前記コイルバネと前記ボールとの間に合成樹脂製のホルダを介設し、このホルダに前記ボールを回転可能に抱持する球面状の受部を形成したことを特徴とするセンタ復帰機構。
2. 請求項１の記載において、前記ホルダの受部に前記ボールと接触する複数の突起部を設けたことを特徴とするセンタ復帰機構。
3. 請求項２の記載において、前記各突起部の間に形成される凹部内に潤滑剤を充填したことを特徴とするセンタ復帰機構。
4. 請求項１または２の記載において、前記ボールと前記ホルダとが異種の合成樹脂からなることを特徴とするセンタ復帰機構。
5. 請求項４の記載において、前記ボールと前記ホルダのいずれか一方がポリアミドからなり、いずれか他方がポリアセタールからなることを特徴とするセンタ復帰機構。

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