JP2010092858A - プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】回転運動と並進運動とを提供するプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体を提供する。
【解決手段】本発明は、ハウジングの中へ侵入することなく、ハウジングの中の電子機器を制御するものである。ノブ組立体はＯ−リング、ガスケットのシールなしに作動できる。回転式ノブは工具なしに組立及び交換でき、さらに、回転式ノブが損傷しても、ハウジングのシールが損傷を受けることはない。
【選択図】図１

Description

本発明はノブ組立体に関するものである。より詳しくは、本発明は、ハウジングの中に物理的な接触することなく、ハウジングの中にある電子機器を制御するプッシュボタン式であり回転式のノブに関する。

多くの電子式ハウジングにおいて、空間を多く必要とし、制御機能は一つのコントロールノブに集約されている。例えば、いくつかの電子機器を作動させるために数個の回転位置を有している回転式ノブがプッシュボタンと組み合わされていて、プッシュボタンスイッチは電子機器をオン−オフするだけである。ハウジングの中の電子機器における多くの制御機能を可能にする場合、プッシュボタン回転式ノブはハウジングの組立を複雑にし、コントロールノブの交換を困難なものにしている。

このタイプのコントロールノブは、電子機器に種々の指令を伝達するために、電子機器のハウジングの中への突起を必要とする。突起はハウジングに開口部を必要とし、そのため電子機器への環境汚染及び電磁妨害（ＥＭＩ）をもたらす。

環境汚染及びＥＭＩを軽減するために、このタイプのコントロールノブはＯ−リング、ガスケット等を必要とする。このことは、コントロールノブの組立及びメンテナンスを複雑なものにしている。さらに、コントロールノブはハウジングの中に挿入する突出部材を必要としていて、この突出部材がハウジングの内部体積を占有し他の目的に使用できないものにしている。

前述したように、本発明は従来の回転式のノブ組立体に打ち勝つ回転式のノブ組立体を提供するものであって、本発明における回転式のノブ組立体はハウジングの中への突起を必要とせず、ハウジングの中の電子機器の接触を必要としないものである。本発明におけるプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体は、電子機器のハウジングの中への突起がなく、電子機器との接触することなく電子機器を制御できるものである。

本目的を達成するために、本発明はプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体を提供していて、そのプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体が、エンコーダと回転式ノブとハウジングの境界面とを備えていて、エンコーダはハウジングの中に配置されており、回転式ノブはハウジングの外部に配置されていて、回転式ノブの角度方向は、制御機能としてエンコーダにより解読されており、ハウジングの境界面はエンコーダと回転式ノブとの間に挟さまれていて、ハウジングの中への環境リークパス及び電磁妨害パスを防止しており、エンコーダは、回転式ノブの角度方向を解読できるように形成されていて、境界面は、ハウジングを回転式ノブから物理的に遮断している。

本発明は、さらにプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体を含んでいるオペレータコントロールユニットを提供していて、エンコーダと回転式ノブとプッシュボタンとハウジングの境界面とを備えており、エンコーダはハウジングの中に配置されており、回転式ノブはハウジングの外部に配置されていて、角度Θの回転角度は、制御機能としてエンコーダにより解読されており、プッシュボタンは回転式ノブの中に配置されていて、回転式ノブの軸方向並進を提供するようになっており、ハウジングの境界面はエンコーダと回転式ノブとの間に挟さまれていて、ハウジングの中への環境リークパス及び電気的干渉パスを防止しており、エンコーダは、回転式ノブの角度方向を解読できるように形成されていて、境界面は、ハウジングを回転式ノブから物理的に遮断している。

本発明は、さらにハウジングの中に配置された電子機器の制御方法を提供していて、電子機器の制御方法が、ハウジングの外部に配置された回転式ノブを押す段階と、回転式ノブを回転させる段階と、回転式ノブの並進位置と回転位置とを、ハウジングの中に配置されたエンコーダに、回転式ノブとエンコーダとの間の物理的な接触なしに通信する段階と、回転式ノブの並進位置と回転位置とをエンコーダにより解読する段階と、解読する段階に応答して、電子機器の制御機能を作動する段階と、を含んでいる。

前述の説明および以下の説明は例示であって本発明を限定するものではない。

添付図面を参照して以下の詳細説明を読むことにより、本発明を理解することができるであろう。

図１は、本発明における回転式のノブ組立体の断面図である。 図２は、図１における回転式のノブ組立体の分解図である。 図３は、図１における矢視３−３から見た回転式のノブ組立体の斜視図である。 図４は、本発明における回転式のノブ組立体の断面図であって、ノブ組立体と共に作動するエンコーダを含んでいる。

本発明は、プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体に関する。ノブ組立体は回転運動と軸に沿った並進運動とを提供する。従来のノブ及びスイッチとは異なり、本発明はハウジングの中への突起を必要とせずにハウジングの中の電子機器を制御するようになっている。本発明における部品はＯリング、ガスケット等のシールなしに作動できるようになっている。

本発明におけるプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体は多くの利点を有していて、ノブ組立体のいずれの部品もハウジングから突出していない。例えば、（１）環境汚染を生じ、電磁妨害を生じるようなハウジングの中へのリークパスはない、（２）ハウジングの内部体積は従来の回転式ノブに必要とされる内部体積より非常に小さい、（３）ハウジングにおける大きなボスが回転式ノブを案内するために使用されている。というのはボスはハウジングの中へ入り込む必要がないからである、そして（４）回転式ノブ及び回転式ノブとハウジングとの境界をシールするためにシーラント又は接着剤を必要としない。

従来のノブ及びスイッチはノブ組立体の部品を組立てるために多くの工程及び工具を必要とする。本発明におけるプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体は組立工程が簡単である。例えば、（１）回転式ノブは工具なしに組立及び交換することができる、（２）回転式ノブはハウジングの内部に接近することなく組立及び交換ができるので、ハウジングの中の部品に環境汚染又は電磁妨害をもたらすことはない。さらに、回転式ノブが損傷しても、ハウジングのシールが損傷を受けることはない。これらの利点は以下の説明で理解されるであろう。

図１及び２に本発明の実施形態が図示されている。プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体全体は、符号１０で付番されていて、回転式ノブ１２とプッシュボタン１６とを含んでおり、それらはハウジング２４のハウジングボス２４ｂと境界になっている。磁石２２は、ハウジング２４の境界面２４ｃに隣接するプッシュボタンの側面においてプッシュボタン１６の中央ボスの中へ挿入されている。

磁石２２の回転位置及び並進位置はハウジング２４に配置されたエンコーダ３２により読み取られる（図４参照）。磁石２２及びエンコーダ３２は共にオペレータコントロールユニットとして作用していて、そして境界面２４ｃを介して通信しており、従って、ハウジング２４の中の電子機器を作動するための種々のモード及び機能をユーザが制御できるようになっている。

スナップドーム２０がプッシュボタン１６と外部境界面２４ｃとの間に設けられている。スナップドーム２０はハウジングから離なれるように湾曲した中央部分に位置していて、境界面２４ｃからプッシュボタン１６を離間するように付勢している。

回転式のノブ組立体をシールするために、そして回転式のノブ組立体１０の内部に粒子状物質が蓄積するのを防ぐために、Ｏ−リング１４及び１８が含まれている。

図１に図示するように、プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０は、ハウジング２４の中へ突出することなくハウジングボス２４ｂにおいてハウジング２４と係合している。回転式ノブ１２は円周スロット３４の中にスナップ保持機構１２ｂを含んでいる。ハウジングボス２４ｂはロック用延伸部２４ｄを含んでいる。円周スロット３４がハウジングボス２４ｂを受容していて、ハウジングボス２４ｂはスナップ保持機構１２ｂにより所定位置に保持されている。スナップ保持機構はハウジングボス２４ｂのロック用延伸部２４ｄとかみ合っている。スナップ保持機構１２ｂは、ハウジングボス２４ｂをハウジングボス２４ｂの内表面において保持している。一方回転式ノブ１２は、ハウジングボス２４ｂの外表面を囲んでいる。プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０をハウジング２４へ取り付けるこの取り付け構造が組立及び交換を容易なものとし、そしてハウジングを開けること及びハウジングの内部に接触することを不要なものにしている。

操作にあたって、プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体はＺ軸３０を中心に回転運動を行ない、かつＺ軸３０に沿って並進運動を行なう。回転式ノブに挿入されるプッシュボタン１６は、回転式ノブ１２の回転運動とは関係なくハウジング２４に向かってＺ軸３０に沿って押し込むことができる。スナップドーム２０はばねと同様な付勢は、ユーザがハウジングの中の電子機器を作動するためにボタンを押した場合ユーザに触覚のフィードバックを提供する。プッシュボタンを押すことが停止されると、スナップドーム２０はスプリングバックし、そしてプッシュボタンもスプリングバックされる。

Ｚ軸３０に対する磁石２２の角度位置及び並進位置は、回転式ノブ１２を押し、回転し解除する順序により変更することができる。この変更は、ハウジング表面２４ｃに対面して配置されたエンコーダ３２（図４）により解読又は読み取られる。一例として、回転式ノブ１２は角度ΘでＺ軸３０を中心に回転し押すことができる。角度Θは、ユーザが望むように（例えば）機能Ａで作動するべくエンコーダ３２により決定される。エンコーダ３２は、ハウジング２４の中の電子機器に対して機能Ａを作動することができる。別の例として、制御機能は単に回転式ノブ及び／又はプッシュボタンを押したり解除することにより実行される。押したり解除したりすると、回転式ノブがすぐにエンコーダ３２に近ずくので、エンコーダは磁気強度の変化を検出する。

図２は、プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０とハウジング２４の一部分との分解図である。磁石２２はプッシュボタン１６の中へ挿入されている。キー１６ｂが外周面に配列されているプッシュボタン１６は、回転式ノブ１２の内周面に配列されているはめ合いスロット１２ｃの中へ挿入される。挿入は、ハウジングに近い側から行なうことができる。

スナップドーム２０は磁石２２とプッシュボタン１６との真下のハウジングボス２４ｂの中心部に配置される（図１）。前述したように、スナップドーム２０はユーザがプッシュボタン１６を押した場合に触覚のフィードバックを提供するようになっている。Ｏ−リング１４及び１８が図２に図示されているが、詳細は説明しない。

図３は図１における矢視３−３から見たプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０の斜視図である。プッシュボタン１６のキー１６ｂ及び回転式ノブ１２のはめ合いスロット１２ｃが整列されかつ係合されている場合、ユーザは回転式ノブ１２を回転することにより磁石２２を回転できるようになっている。プッシュボタン１６のキー１６ｂ及び回転式ノブ１２のはめ合いスロット１２ｃは、整列され係合されている場合、Ｚ軸３０に沿った軸方向並進用のガイドとして作用する。

図４は断面図であって、エンコーダ３２とプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０との間の関係を図示していて、プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０が磁石２２を含んでいる。エンコーダ３２は全体がハウジング２４の中に配置されていて、そして境界面２４ｃによりプッシュボタン式であり回転式のノブ組立体１０から隔てられている。磁石２２の回転位置及び並進位置は、直接的に接触することなくエンコーダ３２により磁気的に検出される。このことが、接触することなく磁石とエンコーダとの間の通信を可能にしている。

接触することなく通信が行なえるので、回転式のノブ組立体１０は過酷な環境にふさわしいものとなっている。磁石２２とエンコーダ３２とは境界面２４ｃを介して離間されていて、その離間距離Ｔは（例えば）０．５−１．８mmである。

特定の実施形態を例として本発明を説明したけれども、本発明は本実施形態に限定されるものではない。従って、本発明を逸脱することなく請求範囲内において、修正と改良は可能である。

１０ プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体
１２ 回転式ノブ
１６ プッシュボタン
２４ ハウジング
３２ エンコーダ

Claims (20)

1. エンコーダと回転式ノブとハウジングの境界面とを備えているノブ組立体であって、
   前記エンコーダは前記ハウジングの中に配置されており、
   前記回転式ノブは前記ハウジングの外部に配置されていて、前記回転式ノブの角度方向は、制御機能として前記エンコーダにより解読されており、前記ハウジングの前記境界面は前記エンコーダと前記回転式ノブとの間に挟さまれていて、前記ハウジングの中への環境リークパス及び電磁妨害パスを防止しており、
   前記エンコーダは、前記回転式ノブの角度方向を解読できるように形成されていて、
   前記境界面は、前記ハウジングを前記回転式ノブから物理的に遮断している、
   ノブ組立体。
2. 前記エンコーダは、前記回転式ノブの軸方向の並進を別の制御機能として解読するべく形成されている、請求項１に記載のノブ組立体。
3. 前記境界面には、前記回転式ノブと前記エンコーダとの間の導電体を設けるための物理的な開口部がない、請求項１に記載のノブ組立体。
4. 前記境界面には、前記ハウジングの中へ入り込む前記回転式ノブの物理的要素を設けるための物理的な開口部がない、請求項１に記載のノブ組立体。
5. 前記回転式ノブが磁石を含んでいて、
   前記エンコーダが、制御機能として前記磁石の回転角度を解読するべく形成されている、請求項１に記載のノブ組立体。
6. 前記回転式ノブが磁石を含んでいて、そして前記エンコーダが、制御機能として前記磁石の軸方向並進を解読するべく形成されている、請求項１に記載のノブ組立体。
7. 前記回転式ノブがプッシュボタンを含んでいて、
   前記磁石が前記プッシュボタンの中に挿入されており、
   前記プッシュボタンは制御機能を実行するために前記磁石を軸方向に並進させる、請求項６に記載のノブ組立体。
8. 前記プッシュボタンが突出したキーを有している円筒壁を含んでいて、前記突出したキーは前記円筒壁の外周面に配列されていて、
   前記回転式ノブが前記突出したキーを受容するためのはめ合いスロットを含んでおり、
   前記突出したキーが前記はめ合いスロットに受容され、そして前記回転式ノブが回転されると、前記磁石が回転される、請求項７に記載のノブ組立体。
9. 前記ハウジングは、前記回転式ノブにボスを提供するために前記境界面から延伸している円筒状の突出を含んでいる、請求項１に記載のノブ組立体。
10. 前記回転式ノブが、円周スロットの中にスナップ保持機構を含んでいて、
    前記ボスがロック用延伸部を含んでおり、
    前記ロック用延伸部が前記円周スロットの中の前記スナップ保持機構とかみ合っている、請求項１に記載のノブ組立体。
11. 前記回転式ノブが触角的フィードバック機構を含んでいて、
    前記触角的フィードバック機構が、前記回転式ノブと前記ハウジングの前記境界面との間に挟さまれており、
    前記回転式ノブが軸方向に並進されると、前記触角的フィードバック機構がユーザへフィードバックを提供する、請求項１に記載のノブ組立体。
12. 前記触角的フィードバック機構がスナップドームを含んでいる、請求項１１に記載のノブ組立体。
13. プッシュボタン式であり回転式のノブ組立体を含んでいるオペレータコントロールユニットであって、
    エンコーダと回転式ノブとプッシュボタンとハウジングの境界面とを備えているオペレータコントロールユニットにおいて、
    前記エンコーダは前記ハウジングの中に配置されており、
    前記回転式ノブは前記ハウジングの外部に配置されていて、角度Θの回転角度は、制御機能として前記エンコーダにより解読されており、前記プッシュボタンは前記回転式ノブの中に配置されていて、前記回転式ノブの軸方向並進を提供するようになっており、
    前記ハウジングの前記境界面は前記エンコーダと前記回転式ノブとの間に挟さまれていて、前記ハウジングの中への環境リークパス及び電気的干渉パスを防止しており、
    前記エンコーダは、前記回転式ノブの角度方向を解読できるように形成されていて、
    前記境界面は、前記ハウジングを前記回転式ノブから物理的に遮断している、
    オペレータコントロールユニット。
14. 磁石が前記プッシュボタンの中に配置されていて、
    前記エンコーダが、電導体なしに前記磁石の角度方向と軸方向並進とを解読している、請求項１３に記載のオペレータコントロールユニット。
15. 前記プッシュボタンが突出したキーを有している円筒壁を含んでいて、前記突出したキーは前記円筒壁の外周面に配列されていて、
    前記回転式ノブが前記突出したキーを受容するためのはめ合いスロットを含んでおり、
    前記突出したキーが前記はめ合いスロットに受容され、そして前記回転式ノブが回転されると、前記磁石が回転される、請求項１３に記載のオペレータコントロールユニット。
16. 前記ハウジングは、前記回転式ノブにボスを提供するために前記境界面から延伸している円筒状の突出を含んでいる、請求項１３に記載のオペレータコントロールユニット。
17. 前記回転式ノブが、円周スロットの中にスナップ保持機構を含んでいて、
    前記ボスがロック用延伸部を含んでおり、
    前記ロック用延伸部が前記円周スロットの中の前記スナップ保持機構とかみ合っている、請求項１６に記載のオペレータコントロールユニット。
18. ハウジングの中に配置された電子機器の制御方法であって、
    前記ハウジングの外部に配置された回転式ノブを押す段階と、
    前記回転式ノブを回転させる段階と、
    前記回転式ノブの並進位置と回転位置とを、前記ハウジングの中に配置されたエンコーダに、前記回転式ノブと前記エンコーダとの間の物理的な接触なしに通信する段階と、
    前記回転式ノブの前記並進位置と回転位置とを前記エンコーダにより解読する段階と、
    前記解読する段階に応答して、前記電子機器の制御機能を作動する段階と、
    を含んでいる電子機器の制御方法。
19. 磁石が前記回転式ノブの中に配置されていて、
    前記磁石は前記回転式ノブの前記並進位置と回転位置とを接触することなく通信する、請求項１８に記載の電子機器の制御方法。
20. 前記回転式ノブを押す段階が、前記回転式ノブと前記ハウジングとの間に挟さまれた触角的フィードバック機構を付勢し、そしてユーザにフィードバックを提供している、請求項１８に記載の電子機器の制御方法。

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