JP2011076355A

JP2011076355A - 操作装置

Info

Publication number: JP2011076355A
Application number: JP2009226907A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Mizui; 伸朗水井
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】複数種類の操作が単一のダイヤルでできて、見栄えを良くすることのできる操作装置を提供する。
【解決手段】ダイヤル７の引出しまたは押込み操作により、平歯車（駆動歯車）１６が内歯歯車２０または２１と噛合する。また、第１のスイッチ２８または第２のスイッチ２９がオン作動し、青色の発光ダイオード２６または緑色の発光ダイオード２７が点灯し、その光が表示部材３３の透過部を透過し、これにより、操作対象の種別を明らかにする。そこで、ダイヤル７を回転操作すると、操作対象を操作する第１のプーリ１８または第２のプーリ１９に回転が伝わる。これにより、２種類の操作が単一のダイヤル７でできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤル式で且つ機械式の操作装置に関する。

従来より、例えば自動車など車両においては、空調装置の、風量の調整、吹出口の切換え、及び設定温度の切換えなどをするのに、ダイヤル式で且つ機械式の操作装置を備えたものが供されている。その操作装置は、それぞれ別個のダイヤルからなるものであり、各ダイヤルを回転操作することで、上記空調装置の風量の調整、吹出口の切換え、及び設定温度の切換えなどをするダンパを、それぞれケーブルを介して動かすようになっている。

従って、このものの場合、操作の種類が３つであれば３個のダイヤルというように、操作の種類数に応じた個数のダイヤルが備えられているのであり、それらがインストルメントパネルに配列されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−１７０４４８号公報

上記従来のものの場合、操作の種類数に応じた個数のダイヤルが備えられ、それらがインストルメントパネルに配列されていることで、見栄えが良くないという問題点を有している。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、複数種類の操作が単一のダイヤルでできて、見栄えを良くすることのできる操作装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の操作装置は、回転可能に且つ回転中心軸線方向に移動可能に設けられたダイヤルと、複数の操作対象を操作するための複数個の回転体と、少なくとも１個の従動歯車からなり当該従動歯車の回転を前記複数個の各回転体に伝達する複数の回転伝達手段と、前記ダイヤルと一体に動作するように設けられ、前記ダイヤルの回転軸線方向の移動に応じて前記複数の従動歯車のうちのいずれかと噛合して前記ダイヤルの回転を当該噛合した従動歯車に伝達して前記複数の回転体を選択的に回転させる駆動歯車と、前記ダイヤルの表面に設けられ、単色光を透過させる少なくとも１つの透過部からなる表示部を、前記複数個の各回転体に一対一の関係をもって、透過させる単色光の色が互いに異なるように複数種形成した表示部材と、前記表示部材に当該表示部材の裏側から光を照射するように設けられ、それぞれ前記複数の各表示部を透過する単色光を発する複数の光源と、前記ダイヤルの前記回転中心軸線方向の移動に応じて作動し、前記複数の光源のうち、前記ダイヤルによって回転される前記回転体と一対一の関係をもつ前記表示部を透過する色を発する光源を選択的に発光させるスイッチ装置とを備えたことを特徴とする。

上記手段によれば、操作の対象（例えば、風量調整または吹出口の切替え）に応じて、互いに異なる色に照明される表示部材の表示部を確認しながら、ダイヤルを回転軸中心線方向に引出し（または押込み）操作して、操作の対象を選択する。その選択をした上でダイヤルを回転操作すれば、駆動歯車が該当する回転伝達手段の従動歯車と噛合することにより、ダイヤルの回転を選択した操作の対象を操作するための回転体に伝達し、この回転体の回転により操作対象を操作することができる。

これにより、複数種類の操作対象が単一のダイヤルで操作でき、従来のように操作の種類数に応じた個数のダイヤルを必要としないので、それらがインストルメントパネルに配列されることもなく、見栄えを良くすることができる。

本発明の第１の実施形態を示す操作装置の断面図図１と異なる状態で示す操作装置の断面図表示部材に表示されるシンボルを示す正面図（ａ）風量調整のシンボルを示す図、（ｂ）吹出口の切替えのシンボルを示す図駆動歯車と従動歯車の噛合の動作説明のための部分的な側面図本発明の第２の実施形態を示す操作装置の断面図本発明の第３の実施形態を示すダイヤルの正面図

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
まず、図１は、車両、特には自動車用の操作装置１を、車両のインストルメントパネル２に取り付けた状態を示している。この図１のように、インストルメントパネル２には、円形の開口部３が設けられ、インストルメントパネル２の裏側（図１では下側）の開口部３の周りに、円筒状の取付け部４が突設されている。取付け部４の外周面には係合爪５が設けられ、内周面には軸方向に延びる複数の溝６が設けられている。操作装置１のインストルメントパネル２への取付けは、ダイヤル７をインストルメントパネル２の開口部３に、裏側（図１では下側）から表側に突出させるように挿入し、操作装置１の主体としての主ケース８の一端部の筒状部８ａを取付け部４に嵌合し、筒状部８ａの取付け孔９を係合爪５に抜け止めのために係合させることで行っている。

ダイヤル７は、環状の摘み部１０と、この摘み部１０の表側の一端部の内側に一体に設けられた透明プラスチック製の端板部１１とからなる。摘み部１０の他端部には抜け止めリブ１２が設けられ、インストルメントパネル２からの抜け止めをしている。端板部１１の中心には、主ケース８の底方に向かって延びる軸１３が固定されている。
軸１３は、主ケース８の内底面に設けられた円筒状の軸受け部１４により、回転可能に且つ回転中心軸線方向に移動可能に支持されている。軸１３の軸受け部１４側の端部近くには、一対の円板１５が設けられ、軸１３の途中には、１個の平歯車１６が取り付けられている。

主ケース８には、プーリ収納部１７が形成されていて、このプーリ収納部１７に環状の第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９が回転可能に配設されている。第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９の内周面には、内歯歯車２０及び２１が形成されている。この第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９の支持構成は、当該第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９の内周側に形成した環状軸部１８ａ及び１９ａを、主ケース８の中間部に形成されたプーリ収納部１７の円形内周面１７ａ及び１７ｂに回転可能に嵌合支持するというものである。

第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９の内側には前記軸１３が挿通されている。この軸１３は、前述の説明から明らかなように、ダイヤル７と一体に動作、つまりダイヤル７と一体に回転し且つ回転中心軸線方向に移動する。そして、この軸１３に固定された前記平歯車１６は、ダイヤル７の回転中心軸線方向の移動により、第１のプーリ１８の内歯歯車２０及び第２のプーリ１９の内歯歯車２１に選択的に噛合するように構成されている。この場合、図５に示すように、外歯１６ａ及び内歯２０ａ,２１ａの端部は鋭角状に形成されていて、これにより平歯車１６の外歯１６ａが回転中心軸線方向に移動するとき、内歯歯車２０の内歯２０ａまたは内歯歯車２１の内歯２１ａと円滑に噛み合うようにしている。なお、図５では内歯歯車２０は省略した。

そして、平歯車１６が内歯歯車２０,２１のいずれかと選択的に噛合すると、ダイヤル７の回転が平歯車１６から内歯歯車２０,２１に伝達される。従って、平歯車１６は駆動歯車として機能し、内歯歯車２０,２１は従動歯車として機能する。そして、内歯歯車２０,２１の回転がとりもなおさず第１のプーリ１８,第２のプーリ１９の回転となり、従って内歯歯車２０,２１は複数（この場合２つ）の回転伝達手段として機能する。

第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９には、それぞれ第１のワイヤ２２及び第２のワイヤ２３が巻装されている。第１のワイヤ２２は、空調装置の風量の調整をするスイッチ装置（図示しない）に連なって、当該スイッチ装置（操作対象）を作動させるものである。第２のワイヤ２３は、空調装置の吹出口の切換えをするダンパ（図示しない）に連なって、当該ダンパ（操作対象）を動かすものである。

軸１３には、ダイヤル７の後側（図１で下側）近くに位置して、基板２４が相対回転可能に支持されている。この基板２４は、軸１３の段部面２５とダイヤル７の抜け止めリブ１２との間に挟まれていて軸１３と一体的に回転中心軸線方向に移動するようになっている。また、基板２４の外周縁部には、取付け部４の溝６に係合する複数個の突起部２４ａが突設されていて、この突起部２４ａと溝６との係合によって基板２４の回転が規制される。従って、基板２４は、軸１３と回転中心軸線方向には一体的に移動するが、軸１３の回転に対しては静止したままで回転しないようになる。このような基板２４のダイヤル７側の前面（図１では上面）には、青色の発光ダイオード２６と緑色の発光ダイオード２７が交互に等間隔に４個設けられ、端板部１１を裏側から照射するようになっている。

主ケース８のプーリ収納部１７の奥方（図１では下方）には、スイッチ装置を構成する第１のスイッチ２８,第２のスイッチ２９が内壁面に突設されている。第１のスイッチ２８は、共通可動接片３０と固定接片３１とからなり、第２のスイッチ２９は、共通可動接片３０と固定接片３２とからなる。共通可動接片３０は、一対の円板１５の間に挟まれている。ダイヤル７が引出し操作または押込み操作されて、軸１３が前後（図１では上下）に移動するのに伴い、共通可動接片３０も前後に弾性変形し、これにより、共通可動接片３０と固定接片３１とが接して、第１のスイッチ２８がオン作動し、また、共通可動接片３０と固定接片３２とが接して、第２のスイッチ２９がオン作動する。第１のスイッチ２８は青色の発光ダイオード２６と電気的に接続されているとともに、第２のスイッチ２９は緑色の発光ダイオード２７と電気的に接続されていて、第１のスイッチ２８のオン作動により、青色の発光ダイオード２６が点灯し、第２のスイッチ２９のオン作動により、緑色の発光ダイオード２７が点灯する。

ここで、ダイヤル７の端板部１１の表面には、例えば、表面プラズモンカラーフィルタからなる表示部材３３が装着されている。この表面プラズモンカラーフィルタは、ガラス基板上に成膜したアルミニウム薄膜に、所望の単色光の波長の半分程度の周期的なホールアレイを形成し、表面をシリコン酸化膜でカバーしたものである。ホールアレイの形成された部分は、ホールアレイの周期によって決まる特定の周波数成分を持つ表面プラズモンにより、特定の単色光のみが透過されるようになるという特性を有している（出典：「ナノ加工技術が生み出すナノフォトニックデバイス」独立行政法人物質・材料研究機構,平成２１年３月２６日発表）。

本実施形態では、青色の光を透すようにホールアレイが形成された部分（透過部）を第１の表示部３４とし、緑色の光を透すようにホールアレイが形成された部分（透過部）を第２の表示部３５とする。図３に示すように、第１の表示部３４及び第２の表示部３５は重ならないように表示部材３３の複数個所に間欠的に形成されている。この間欠的に形成された第１の表示部３４及び第２の表示部３５は第１のプーリ１８及び第２のプーリ１９の回転量（操作量）、ひいては回転体の回転によって操作対象が操作される内容を表示するものである。

具体的には、図４（ａ）に示すように、第１の表示部３４は、複数の透過部、即ちファンを示すファン形状部３４ａと、ファン停止を示す０（ゼロ）３４ｂと、送風量の大小を３段階で示す１〜３の数字形状部３４ｃ〜３４ｅの５個の分散した透過部からなり、図４（ｂ）に示すように、第２の表示部３５は、複数の透過部、即ち吹出される風の向きを示す５個の分散した透過部３５ａ〜３５ｅからなり、これら分散した透過部３４ａ〜３４ｅ及び３５ａ〜３５ｅが所定の角度間隔をもって並べて設けられている。インストルメントパネル２の表面には指標３６が設けられていて、ダイヤル７の回転により分散した透過部（以下、シンボルと称する）３４ａ〜３４ｅ及び３５ａ〜３５ｅが回転し、操作設定の状態（風量または風向）が指標３６の指し示すものになる。

次に、上記構成の作用について説明する。
まず、図１はダイヤル７を押込んだ状態が示されており、この平歯車１６が内歯歯車２０に噛合し、また第１のスイッチ２８がオン作動していて、青色の発光ダイオード２６が点灯している。このとき、図４（ａ）に示すように、表示部材３３においては、風量調整のシンボル３４ａ〜３４ｅが青色に照明されている。この状態で、摘み部１０を掴んでダイヤル７を回転操作すると、ダイヤル７の回転が、平歯車１６及び内歯歯車２０によって、第１のプーリ１９に伝達される。例えば、風量０（ゼロ）の位置に指標３６が向いている状態から、右回りにダイヤル７を風量３の位置まで回転させると、第１のプーリ１９の回転により、第１のワイヤ２２を介して車両の空調装置の風量３への切換えをするスイッチ装置（図示しない）が作動され、風量の切換えが行われる。

吹出口の切替えをする際は、図１に示した状態から、ダイヤル７の摘み部１０を掴んで引出し操作し、図２に示した状態になるようにする。図２に示した状態になると、平歯車１６が内歯歯車２１に噛合するとともに、第２のスイッチ２９がオン作動して、緑色の発光ダイオード２７が点灯している。このとき、図４（ｂ）に示すように吹出口の切替えのシンボル３５ａ〜３５ｅが緑色に照明されている。この状態で、摘み部を掴んでダイヤル７を回転操作すると、ダイヤル７の回転が、平歯車１６及び内歯歯車２１によって、第２のプーリ１９に伝達される。第２のプーリ１９の回転により、第２のワイヤ２３を介して車両の空調装置の吹出口の切換えをするダンパ（図示しない）が動かされ、吹出口の切換えが行われる。

このように本実施形態によれば、風量の切替え操作と、吹出口の切換え操作とを１個のダイヤル７によって行うことができる。このため、インストルメントパネル２に設けるダイヤル７の個数を減少させることができ、見栄えを良くすることができる。また、ダイヤル７に表示部材３３を設け、この表示部材３３に第１の表示部３４と第２の表示部３５を設け、風量の切替え操作を行う場合には、第１の表示部３４だけが明るく照らし出され、吹出口の切換え操作を行う場合には、第２の表示部３５だけが明るく照らし出されるので、複数種の操作のうち、実際に操作する種類についての表示を１個のダイヤル７で行うことができる。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６には上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分についてだけ説明する。

図６に示すように、プーリ収納部１７には、ダイヤル７の回転中心軸線方向に隔てて２個の従動平歯車３７及び３８が回転軸３９及び４０を介して回転可能に配設されている。回転軸３９及び４０は、軸受け部４１,４２に回転可能に支持される。
これら各従動平歯車３７及び３８には、軸１３に固定された平歯車１６がダイヤル７の回転中心軸線方向の移動によって選択的に噛合し、ダイヤル７の回転を各従動平歯車３７及び３８に伝達するようになっている。

また、プーリ収納部１７内には、各従動平歯車３７及び３８に噛合する従動平歯車４３,４４が配設されている。これら従動平歯車４３及び４４はそれぞれ主ケース８の軸受け部４５及び４６に回転可能に支持された回転軸４７及び４８に固定されている。そして、各回転軸４７及び４８には、回転体としてのプーリ４９及び５０が固定されている。
従って、従動平歯車３７及び３８が平歯車１６によって回動駆動されると、その回転が従動平歯車４３及び４４に伝達されてプーリ４９及び５０を回転させるようになっていて、従動平歯車３７及び３８と従動平歯車４３及び４４はダイヤル７の回転をプーリ４９及び５０に伝達する回転伝達手段として機能する。プーリ４９及び５０には第１のワイヤ２２、第２のワイヤ２３が巻装されている。
このような構成とした第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について図７を参照して説明する。なお、図７には上記第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分についてだけ説明する。

図７では、吹出口の切替えを示す第２の表示部３５に、異なる２色の単色光が透過するようになっている。具体的には、人の絵のシンボル５１ａ〜５１ｅは緑色の単色光、風向を示す矢印のシンボル５２ａ〜５２ｅは黄色の単色光が透過される。そして、図示はしないが、基板２４のダイヤル７側の前面に、青色の発光ダイオード２６と緑色の発光ダイオード２７に加えて、黄色の発光ダイオードが２個設けられ、この等間隔に設けられた６個の発光ダイオードにより、端板部１１が裏側から照射される。第１のスイッチ２８がオン作動すると、青色の発光ダイオード２６が点灯し、第２のスイッチ２９がオン作動すると、緑色の発光ダイオード２７と黄色の発光ダイオードが点灯する。
このような構成とした第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば、従動歯車、軸、回転体、プーリ、及びワイヤは、上記した個数より多くしてもよく、表示部材３３は上記した表面プラズモンカラーフィルタ以外のものでもよい。また、全体も車両用以外の操作装置に適用できるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更または拡張して実施し得る。

図面中、１は操作装置、２はインストルメントパネル、７はダイヤル、１３は軸、１６は平歯車（駆動歯車）、１８,１９,４９,５０はプーリ（回転体）、２０,２１は内歯歯車（従動歯車,回転伝達手段）、３７,３８,４３,４４は従動平歯車（従動歯車,回転伝達手段）、２６,２７は発光ダイオード（光源）、２８,２９は第１,第２のスイッチ（スイッチ装置）、３３は表示部材、３４,３５は表示部、３４ａ〜３４ｅ, ３５ａ〜３５ｅ, ５１ａ〜５１ｄ, ５２ａ〜５２ｅは透過部を示す。

Claims

回転可能に且つ回転中心軸線方向に移動可能に設けられたダイヤルと、
複数の操作対象を操作するための複数個の回転体と、
少なくとも１個の従動歯車からなり当該従動歯車の回転を前記複数個の各回転体に伝達する複数の回転伝達手段と、
前記ダイヤルと一体に動作するように設けられ、前記ダイヤルの回転軸線方向の移動に応じて前記複数の従動歯車のうちのいずれかと噛合して前記ダイヤルの回転を当該噛合した従動歯車に伝達して前記複数の回転体を選択的に回転させる駆動歯車と、
前記ダイヤルの表面に設けられ、単色光を透過させる少なくとも１つの透過部からなる表示部を、前記複数個の各回転体に一対一の関係をもって、透過させる単色光の色が互いに異なるように複数種形成した表示部材と、
前記表示部材に当該表示部材の裏側から光を照射するように設けられ、それぞれ前記複数の各表示部を透過する単色光を発する複数の光源と、
前記ダイヤルの前記回転中心軸線方向の移動に応じて作動し、前記複数の光源のうち、前記ダイヤルによって回転される前記回転体と一対一の関係をもつ前記表示部を透過する色を発する光源を選択的に発光させるスイッチ装置と、を備えた操作装置。