JP2014104956A - 車輌空調用コントロール操作装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】 円筒状の操作ノブを備えたコントロール操作装置において、可能なるかぎり構成簡単にして小型軽量化することを目的とする。
【解決手段】 操作ノブ５１に一体的に設けた連動ギア５６と、この連動ギア５６とかさ歯車で連結させた回転部材５９と、ベース５２の第２取付枠５２ｂに形成した弧状孔部６１ａと、第２取付枠５２ｂに形成した直線孔部６１ｂとからなるガイド孔６１と、中程に駆動軸６０ａを、一端部に摺動軸６０ｂを設けると共に他端部を出力部６０ｃとして形成した揺動部材６０とを設け、前記揺動部材６０の駆動軸６０ａを前記弧状孔部６１ａを通して前記回転部材５９の連動軸孔５９ｃに軸支し、その摺動軸６０ｂを前記直線孔部６１ｂに突入させ、さらに、その出力部６１ｃに空調装置を動作制御するコントロールケーブル６２を連結した構成となっている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、操作ノブの回動操作にしたがう駆動力をコントロールケーブルを介して空調装置に伝達し、空調装置を動作制御する車輌空調用コントロール操作装置に関する。

図１０及び図１１は、広く知られている車輌空調用コントロール操作装置（第１従来例）を示し、図１０は同装置の正面図、図１１は同装置の平面図である。
図示する如く、風向調節用の操作ノブ１１、風量調節用の操作ノブ１２、温度調節用の操作ノブ１３がダイヤル式の操作ノブとして操作パネル１０に回動可能に設けられ、さらに、リアデフスイッチの操作ボタン１４、エアコンスイッチの操作ボタン１５、内外気切換スイッチの操作ボタン１６が設けられている。

また、操作パネル１０は、ベース１７の前面側に設けられたハウジング部１７ａに取り付けられ、さらに、ハウジング部１７ａより後方に水平に延設させたベース１７には、上記した操作ノブ１１、１３のギアシャフト１８、２４を可動自在に軸受けする軸受部１９、２５が設けられている。

すなわち、操作ノブ１１がギアシャフト１８の一端部側に軸着され、また、ギアシャフト１８にはかさ歯車１８ａが設けられ、その他端部がベース１７に設けられた軸受部１９によって軸受けされている。
そして、かさ歯車１８ａをギアレバー２０のギア部２０ａに噛合させ、操作ノブ１１の回動をギアレバー２０に伝達させるようになっている。

ギアレバー２０は、ベース１７に形成した筒状の支軸部２１に回動自在に軸支されており、そして、このギアレバー２０のアーム部２０ｂには空調装置（図示省略）を動作制御するためのコントロールケーブル２２が連結されている。

したがって、操作ノブ１１を回動操作することにより、かさ歯車１８ａに連動したギアレバー２０が回動し、コントロールケーブル２２のインナーケーブル２２ａが押し出され、また、引き戻されて空調装置の風向き調節が行われる。
なお、コントロールケーブル２２は、インナーケーブル２２ａを摺動可能に内装させたアウターケーブル２２ｂを有するもので、アウターケーブル２２ｂの一端部がベース１７に配設したクランプ２３に固着されている。

また、操作ノブ１３についても上記同様に、一端側に操作ノブ１３を軸着したギアシャフト２４の他端側が軸受部２５によって回転自在に軸受けされ、また、このギアシャフト２４に設けられたかさ歯車２４ａが軸支部２６によって軸支されたギアレバー２７のギア部２７ａに噛合し、さらに、ギアレバー２７のアーム部２７ｂにコントロールケーブル２８が連結されている。

したがって、操作ノブ１３を回動操作することにより、コントロールケーブル２８のインナーケーブル２８ａが押し出され、また、引き戻されて空調装置の温度調節が行われる。
なお、コントロールケーブル２８は、コントロールケーブル２２と同様に、インナーケーブル２８ａとアウターケーブル２８ｂとからなり、アウターケーブル２８ｂの一端部がケース１７に配設したクランプ２９に固着されている。

一方、上記したコントロール操作装置の場合、操作ノブの前面側に突出した凸状のノブ部を指先で摘んで操作するため、操作力が伝達しにくく、操作性が好ましくない。
また、インナーケーブル２２ａがギアレバー２０のアーム部２０ｂの旋回動にしたがって移動するため、インナーケーブル２２ａの駆動部分に曲げ応力が加わり、アウターケーブル２２ｂに対するインナーケーブル２２ａの摺動抵抗が増し、また、コントロールケーブルの耐久性に問題があった。
この関係は、インナーケーブル２８ａについても同様となる。
さらに、従来の凸状のノブ部では、ノブ部の内側にプッシュスイッチやロータリースイッチの操作部材を配設することができなかった。

このことから、操作ノブを円筒状に形成したコントロール操作装置が提案されている。
図１２はこの種のコントロール操作装置（第２従来例）を示し、図示する如く、操作ノブ３１が円筒状に形成され、その後方外周にはかさ歯車からなる連動ギア３２が一体的に固着され、また、その連動ギア３２には太陽ギア３３が噛合し、さらに、太陽ギア３３には遊星ギア３４が噛合している。

なお、操作ノブ３１は、ベース３５内に突出形成したベース円筒部３５ａの外周に回動可能に嵌装されている。
また、太陽ギア３３は、連動ギア３２に噛合させるかさ歯車３３ａと遊星ギア３４に噛合させる平歯車３３ｂを有し、ベース３５に直立形成した支軸３５ｂに回動可能に軸支されている。

さらに、遊星ギア３４は、太陽ギア３３を中心としてベース３５に形成した弧状の案内軸孔３６にギア軸３４ａを突入させ、また、太陽ギア３３の平歯車３３ｂとベース３５に設けた弧状ギア３７とに噛合させることで、旋回動方向が案内されるようになっている。
また、この遊星ギア３４の回動中心から離れた偏心位置に設けた連結部材３８には、コントロールケーブル３９のインナーケーブル３９ａが連結されており、さらに、遊星ギア３４の回転にしがって旋回動する連結部材３８の旋回軌跡の両端部を結んだ延長線上にクランプ４０が配設されている。
なお、連結部材３８は、遊星ギア３４に対し回転可能に取付けられている。

このように構成したコントロール装置は、操作ノブ３１の回動操作により、連動ギア３２に連動される太陽ギア３３が回動し、これより、遊星ギア３４が連動されて太陽ギア３３の周りを自転しながら旋回動する。
したがって、遊星ギア３４が、図１３に示すように、図示実線３４Ａと図示鎖線３４Ｂの間で旋回することから、連結部材３８が遊星ギア３４の自転と旋回によって、図示矢印４１のように直線的に移動し、インナーケーブル３９ａを押し出し、また、引き戻し空調装置を動作制御する。

この結果、インナーケーブル３９ａの移動軌跡が近似直線軌跡となり、インナーケーブル３９ａに生じる曲げを極力少なくすることができる。
なお、上記したコントロール装置は、例えば、操作ノブ３１を風向調節用ノブまたは温度調節用ノブとした場合、内部には風量調節用ノブ４２をも設けることができる。
この風量調節用ノブ４２はロータリースイッチ４３をスイッチ動作させるようになっている。

特開２００３−２６７０３４号公報 特許第４９０４５４６号公報

上記した第２従来例のコントロール操作装置は、コントロールケーブル３９のインナーケーブル３９ａが図示矢印４１に沿って直線的に押し出され、また、引き戻されるから、コントロールケーブル３９の耐久性が増し、また、摺動抵抗も少なくなり、その上、 円筒状の操作ノブ３１を備えていることから、操作性に優れるコントロール操作装置となっている。
ところが、このコントロール操作装置は、装置形態が大型化し、重量も増大すると言う問題があり、実用的には必ずしも好ましくなかった。

そこで、本発明では上記した実情にかんがみ、円筒状の操作ノブを備え、コントロールケーブルの耐久性を高め、かつ、摺動抵抗も少なくし、さらに、可能なるかぎり小型軽量化に適するコントロール操作装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明では第１の発明として、円筒状に形成した操作ノブと、ベースに回転自在に軸支し、前記操作ノブの回転操作に連動して回転させる回転部材と、前記回転部材の回転中心から偏心した位置の旋回軌跡に平行させてベースに形成した弧状孔部と、前記回転部材の外周から回転中心に向かう直線に平行させ、かつ、前記弧状孔部の中程に連通させるようにしてベースに形成した直線孔部とからなるガイド孔と、中程に駆動軸を、一端部に摺動軸を設けると共に他端部を出力部として形成した揺動部材とを設け、前記揺動部材をベース外に配設し、その駆動軸を前記ガイド孔の弧状孔部を通して前記回転部材の回転中心から偏心した位置に回転可能に軸支し、その摺動軸を前記ガイド孔の直線孔部に突入させ、さらに、その出力部に空調装置を動作制御するコントロールケーブルを連結して構成したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置を提案する。

第２の発明としては、ベースに回転可能に設けた円筒状の操作ノブと、前記操作ノブに一体的に設けたかさ歯車からなる円筒状の連動ギアと、この連動ギアに噛合させるかさ歯車を有し、前記操作ノブの回転中心軸線に対し直交する方向としてベース内に設けた支軸部に軸支させた回転部材と、前記回転部材の回転中心から偏心した位置の旋回軌跡に平行させてベースに形成した弧状孔部と、前記回転部材の外周から回転中心に向かう直線に平行させ、かつ、前記弧状孔部の中程に連通させるようにしてベースに形成した直線孔部とからなるガイド孔と、中程に駆動軸を、一端部に摺動軸を設けると共に他端部を出力部として形成した揺動部材とを設け、前記揺動部材をベース外に配設し、その駆動軸を前記ガイド孔の弧状孔部を通して前記回転部材の回転中心から偏心した位置に回転可能に軸支し、その摺動軸を前記ガイド孔の直線孔部に突入させ、さらに、その出力部に空調装置を動作制御するコントロールケーブルを連結して構成したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置を提案する。

第３の発明としては、上記第２の発明のコントロール操作装置において、前記操作ノブを回動操作可能に支持する円筒状支持体と、この円筒状支持体を固定する第１取付枠と、当該第１取付枠の下方部所に一体的に設け、かつ、前記操作ノブの回転軸線方向に延設した第２取付枠とからなるベースと、前記ベースの第２取付枠に形成した前記ガイド孔とを設け、前記第２取付枠内には、前記回転部材を軸支する軸支部を設けると共に、前記揺動部材は当該第２取付枠外に配設し、その駆動軸を前記ガイド孔の弧状孔部を通して前記回転部材の回転中心から偏心した位置に回転可能に軸支し、その摺動軸を前記ガイド孔の直線孔部に突入させ、さらに、その出力部に空調装置を動作制御するコントロールケーブルを連結して構成したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置を提案する。

第４の発明としては、上記第２の発明のコントロール操作装置において、前記操作ノブの円筒状内には、前記コントロールケーブルによる動作制御とは別の動作制御を行う操作スイッチノブを配設したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置を提案する。

本発明では、ベースに形成したガイド孔と揺動部材とによってスコット・ラッセル近似平行運動機構を構成しており、この平行運動機構によって、回転部材の回転運動を直線運動に変換している。
すなわち、操作ノブの回転操作に連動して回転部材が回転すると、この回転部材の回転に連動されて揺動部材の駆動軸が駆動されガイド孔の弧状孔部内を移動するため、揺動部材の摺動軸がガイド孔の直線孔部内を移動する。

したがって、揺動部材が回転部材の回転にしたがって摺動軸を中心に旋回するため、揺動部材の出力部が直線的に移動する。
つまり、揺動部材の出力部に連結したコントロールケーブルが直線的に送り出され、また、引き戻されることから、コントロールケーブルの駆動部に曲げ応力が加わらない。
このことから、コントロールケーブルの耐久性が維持され、また、コントロールケーブルが少ない摺動抵抗のものとなる上、円筒状の操作ノブを備えていることから、操作性に優れるコントロール操作装置となる。

また、特に、本発明のコントロール操作装置は、スコット・ラッセル近似平行運動機構を採用して、操作ノブに連動する回転部材の回転運動を直線運動に変換し、コントロールケーブルを移動させる構成としたので、構成簡単にして小型軽量化に適するコントロール操作装置となる。
さらに、本発明では、第４の発明のように、上記操作ノブによる動作制御とは別の動作制御を行う操作スイッチノブを上記の操作ノブ内に設けることができる。

本発明の一実施形態として示したコントロール操作装置の正面図である。 上記コントロール操作装置の底面図である。 上記コントロール操作装置の後部上方から見た斜視図である。 上記コントロール操作装置の後部下方から見た斜視図である。 図１上のＡ−Ａ線断面図である。 上記コントロール操作装置の分解斜視図である。 上記コントロール操作装置に備えたベースと回転部材とを示した拡大斜視図である。 コントロールケーブルの押し出し動作を示す上記コントロール操作装置の部分的な底面図である。 コントロールケーブルの引き戻し動作を示す図８同様の底面図である。 第１従来例として示したコントロール操作装置の正面図である。 第１従来例のコントロール操作装置の平面図である。 第２従来例として示したコントロール操作装置の断面図である。 第２従来例のコントロール操作装置の動作を示す簡略的な平面図である。

次に、本発明の一実施形態について図面に沿って説明する。
図１はコントロール操作装置の正面図、図２は同コントロール操作装置の底面図、図３は後部上方から見た上記コントロール操作装置の斜視図、図４は後部下方から見た上記コントロール操作装置の斜視図、図５は図１上のＡ−Ａ線断面図、図６は上記コントロール操作装置の分解斜視図である。

これらの図面に示すように、５１は円筒形に形成した温度調節用の操作ノブで、この操作ノブ５１は、図５、図６から分かる通り、ベース５２に固着するベース円筒体５３の外周に回転可能に取付けてあり，また、ベース円筒体５３内には、風量調節用の操作スイッチノブ５４が配設してある。

操作ノブ５１は、図１に示すように、指標５１ａをシンボル５１ｂに合わせるように操作して温度調節し、操作スイッチノブ５４は指標５４ａをシンボル５４ｂに合わせるように操作することで、ロータリースイッチ５５（図５参照）をスイッチ動作させて風量調節する。
さらに、図５、図６から分かるように、操作ノブ５１にはかさ歯車５６ａを有するリング状の連動ギア５６が一体的に設けてある。

一方、上記したベース円筒体５３を固着するベース５２は、縦型形成の第１取付枠５２ａと、この第１取付枠５２ａの下方部所に横型形成し、操作ノブ５１の回転軸線方向に延設した第２取付枠５２ｂとより構成してある。
そして、第１取付枠５２ａには、上記した操作ノブ５１や操作スイッチノブ５４を装備する他、上記したロータリースイッチ５５やコネクタ５７などを装備した回路基板５８などが取り付けてあり、また、第２取付枠５２ｂには回転部材５９が装備してある。

すなわち、回転部材５９は、図５、図６より分かる通り、かさ歯車５９ａを有するほぼ半円形状の板状体で、これには、回転中心に設けた回転軸孔５９ｂと回転中心から離れた偏心位置に設けた連動軸孔５９ｃとが設けてある。
なお、上記の回転部材５９は必ずしも半円形板とせずに円形板とすることができる。
この回転部材５９は、その回転軸孔５９ｂを第２取付枠５２ｂに直立形成した支持軸５２ｃに嵌着してある。
つまり、回転部材５９を第２取付枠５２ｂ内に回転可能に軸着すると共に、そのかさ歯車５９ａを連動ギア５６のかさ歯車５６ａに噛合させてある。

他方、ベース５２の第２取付枠５２ｂには、揺動部材６０と共にスコット・ラッセル近似平行運動機構を構成するガイド孔６１が形成してある。
すなわち、図２、図７より分かるように、ガイド孔６１は第２取付枠５２ｂに設けた弧状孔部６１ａと直線孔部６１ｂとより形成してある。

詳しくは、弧状孔部６１ａは、回転部材５９に設けた連動軸孔５９ｃの旋回軌跡に平行させた弧状孔として形成してあり、また、直線孔部６１は回転部材５９の外周５９ｄから回転中心に向かう直線に平行させ、かつ、上記の弧状孔部６１ａの中程に連通させた直線孔として形成してある。

上記した揺動部材６０は、図２、図６より分かるように、中程に駆動軸６０ａを、一端部に摺動軸６０ｂをそれぞれ設け、他端部を出力部６０ｃとした長形の板状体となっている。
上記の揺動部材６０は第２取付枠５２ｂの外面側に配設し、その駆動軸６０ａは、上記したガイド孔６１の弧状孔部６１ａを通して回転部材５９の連動軸孔５９ｃに回転可能に軸着してあり、また、その摺動軸６０ｂは、上記のガイド孔６１の直線孔部６１ｂ内に突入させてある。

また、上記揺動部材６０の出力部６０ｃには、コントロールケーブル６２のインナーケーブル６２ａが連結させてある。
なお、コントロールケーブル６２は、アウターケーブル６２ｂの一端部が第２取付枠５２ｂに設けたクランプ６３に固着してある。

上記のように構成したコントロール操作装置は、操作ノブ５１を回動動作すれば、連動ギア５６が操作ノブ５１と一体的に回動するから、かさ歯車５６ａ、５９ａによって連結された回転部材５９が支持軸５２ｃを中心にして回動する。
したがって、回転部材５９の連動軸孔５９ｃに駆動軸６０ａを軸着した揺動部材６０が回動部材５９の回動にしたがって摺動軸６０ｂを支点に旋回する。

例えば、操作ノブ５１を右回動させれば、回転部材５９も右回動（上方から見て）するため、揺動部材６０の駆動軸６０ａが回転部材５９の回動に連動されてガイド孔６１の弧状孔部６１ａ内を移動する。
したがって、駆動軸６１が弧状孔部６１ａ内を移動するに伴い摺動軸６０ｂがガイド孔６１の直線孔部６１ｂ内を摺動することから、揺動部材６０が、図８に示すように、摺動軸６０ｂを支点に右旋回（図２上）する。

揺動部材６０がこのように旋回する場合、その出力部６０ｃが図８の矢印６４ａ方向に直線的に移動するので、インナーケーブル６２ａが矢印６４ａ方向に直線的に押し出され、空調装置の温度調節が行われる。
上記とは反対に、操作レバー５１を左方向に回動操作すれば、回転部材５９が左回動（上方から見て）するため、揺動部材６０が左旋回（図２上）し、その出力部６０ｃが、図９に示す矢印６４ｂ方向に直線的に移動する。
したがって、インナーケーブル６２ａが矢印６４ｂ方向に直線的に押し出され、空調装置の温度調節が行われる。

上記したように、揺動部材６０とガイド孔６１からなるスコット・ラッセル近似平行運動機構を備えたので、揺動部材６０が操作ノブ５２の回動操作量に対応して旋回し、コントロールケーブル６２のインナーケーブル６２ａを直線的に押し出し、また、引き戻すので、コントロールケーブル６２の駆動部には曲げ応力が加わらず、コントロールケーブル６２の摺動抵抗も少ない。

その上、上記実施形態の如く、本発明のコントロール操作装置は、操作ノブ５１と、回転部材５９と、スコット・ラッセル近似平行運動機構とが主な構成部品となっているため、構成簡単にして小型軽量化に適するコントロール操作装置となる。
なお、上記実施形態に示した連動ギア５６は操作ノブ５２と一体に形成することもでき、操作ノブ５１は風向調節用の操作ノブとしても同様に実施することができる。

自動車などの車輌に備える空調用コントロール操作装置に適用することができる。

５１ 操作ノブ
５２ ベース
５２ａ 第１取付枠
５２ｂ 第２取付枠
５６ 連動ギア
５６ａ かさ歯車
５９ 回転部材
５９ａ かさ歯車
５９ｂ 回転軸孔
５９ｃ 連動軸孔
６０ 揺動部材
６０ａ 駆動軸
６０ｂ 摺動軸
６０ｃ 出力部
６１ ガイド孔
６１ａ 弧状孔部
６１ｂ 直線孔部
６２ コントロールケーブル

Claims (4)

1. 円筒状に形成した操作ノブと、
   ベースに回転自在に軸支し、前記操作ノブの回転操作に連動して回転させる回転部材と、
   前記回転部材の回転中心から偏心した位置の旋回軌跡に平行させてベースに形成した弧状孔部と、前記回転部材の外周から回転中心に向かう直線に平行させ、かつ、前記弧状孔部の中程に連通させるようにしてベースに形成した直線孔部とからなるガイド孔と、
   中程に駆動軸を、一端部に摺動軸を設けると共に他端部を出力部として形成した揺動部材とを設け、
   前記揺動部材をベース外に配設し、その駆動軸を前記ガイド孔の弧状孔部を通して前記回転部材の回転中心から偏心した位置に回転可能に軸支し、その摺動軸を前記ガイド孔の直線孔部に突入させ、さらに、その出力部に空調装置を動作制御するコントロールケーブルを連結して構成したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置。
2. ベースに回転可能に設けた円筒状の操作ノブと、
   前記操作ノブに一体的に設けたかさ歯車からなる円筒状の連動ギアと、
   この連動ギアに噛合させるかさ歯車を有し、前記操作ノブの回転中心軸線に対し直交する方向としてベース内に設けた支軸部に軸支させた回転部材と、
   前記回転部材の回転中心から偏心した位置の旋回軌跡に平行させてベースに形成した弧状孔部と、前記回転部材の外周から回転中心に向かう直線に平行させ、かつ、前記弧状孔部の中程に連通させるようにしてベースに形成した直線孔部とからなるガイド孔と、
   中程に駆動軸を、一端部に摺動軸を設けると共に他端部を出力部として形成した揺動部材とを設け、
   前記揺動部材をベース外に配設し、その駆動軸を前記ガイド孔の弧状孔部を通して前記回転部材の回転中心から偏心した位置に回転可能に軸支し、その摺動軸を前記ガイド孔の直線孔部に突入させ、さらに、その出力部に空調装置を動作制御するコントロールケーブルを連結して構成したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置。
3. 請求項２に記載したコントロール操作装置において、
   前記操作ノブを回動操作可能に支持する円筒状支持体と、
   この円筒状支持体を固定する第１取付枠と、当該第１取付枠の下方部所に一体的に設け、かつ、前記操作ノブの回転軸線方向に延設した第２取付枠とからなるベースと、
   前記ベースの第２取付枠に形成した前記ガイド孔とを設け、
   前記第２取付枠内には、前記回転部材を軸支する軸支部を設けると共に、前記揺動部材は当該第２取付枠外に配設し、その駆動軸を前記ガイド孔の弧状孔部を通して前記回転部材の回転中心から偏心した位置に回転可能に軸支し、その摺動軸を前記ガイド孔の直線孔部に突入させ、さらに、その出力部に空調装置を動作制御するコントロールケーブルを連結して構成したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置。
4. 請求項２に記載したコントロール操作装置において、
   前記操作ノブの円筒状内には、前記コントロールケーブルによる動作制御とは別の動作制御を行う操作スイッチノブを配設したことを特徴とする車輌空調用コントロール操作装置。
   
   
   
   
   
   
   
   

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