JP2014154392A

JP2014154392A - 操作装置

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Publication number: JP2014154392A
Application number: JP2013023591A
Authority: JP
Inventors: Yukihide Ota; 幸秀太田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: JP5994667B2

Abstract

【課題】従動ギアの回転で回転量を検出する構造の回転操作体と、透過照明される押動操作体とを近づけて配置することを可能にする。
【解決手段】ユーザにより押動操作され、かつ透過照明されるダイヤル１０と、ユーザにより回転操作されるノブ２０とを備える操作装置は、ダイヤル１０の回転操作力で回転する主動ギア３０と、主動ギア３０に係合して回転し、エンコーダ５０により回転量が検出される従動ギア４０と、光源８０から出射した光を反射してノブ２０の入射面２１ａへ導くリフレクタ７２と、リフレクタ７２と一体に樹脂成形され、従動ギア４０の回転軸部４２が挿入される貫通穴７１ａが形成されるとともに、エンコーダ５０の側と主動ギア３０の側とに仕切る仕切り板７１と、を備える。そして、従動ギア部４１よりも貫通穴７１ａを大きく形成することで、エンコーダ５０の側から従動ギア部４１を貫通穴７１ａに挿入可能に構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ユーザにより押動操作され、かつ透過照明される押動操作体と、ユーザにより回転操作される回転操作体と、を備える操作装置に関する。

例えば、車両のインストルメントパネルに搭載された操作装置には、ユーザにより回転操作されるダイヤル（回転操作体）や、ユーザにより押動操作される押動操作体（ノブ）等、各種の操作体が並べて配置されている。そして、特許文献１には、ダイヤルとともに回転する主動ギアと、主動ギアに係合して回転する従動ギアとを備え、従動ギアの回転量をセンサで検出することで、ダイヤルの回転操作量を検出する構造が開示されている。

特開２００１−１８４９６９号公報

さて、本発明者は、図４に示すように、ダイヤル１０ｘとノブ２０ｘが並べて配置され、光源８０ｘでノブ２０ｘを透過照明する操作装置において、ダイヤル１０ｘで主動ギア３０ｘを回転させ、主動ギア３０ｘに係合する従動ギア４０ｘの回転量をセンサ５０ｘで検出する構造を実施している。

このようにノブ２０ｘを透過照明させる場合には、ノブ２０ｘの裏側（ユーザの反対側）にリフレクタ７２ｘを配置して、光源８０ｘからの光をノブ２０ｘの入射面２１ａｘに向けて反射させることを要する。これにより、ノブ２０ｘ以外の箇所から光が漏れ出てユーザに視認されることを防止する。

また、センサ５０ｘの側と主動ギア３０ｘの側に仕切る仕切り板７１ｘを、リフレクタ７２ｘとともに樹脂で一体に形成し、仕切り板７１ｘの貫通穴７１ａｘに従動ギア４０ｘを挿入して保持させている。

しかしながら、図４に示す構造では、従動ギア４０ｘを貫通穴７１ａｘに挿入するための挿入スペース（図中の二点鎖線参照）を確保しなければならないので、従動ギア４０ｘの上部（挿入スペース）にリフレクタ７２ｘを位置させることができない、という制約が生じる。その結果、ノブ２０ｘについても従動ギア４０ｘの上部に位置させることができなくなり、ひいては、ダイヤル１０ｘとノブ２０ｘとの隙間ＣＬが大きくなるという問題が生じる。そのため、ダイヤル１０ｘとノブ２０ｘを近づけて配置することができず、場合によっては隙間ＣＬを埋める目隠し部材９０ｘが必要になる、といった問題が生じる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、従動ギアの回転で回転量を検出する構造の回転操作体と、透過照明される押動操作体とを近づけて配置することを可能にした操作装置を提供することにある。

開示されたひとつの発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示された発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、ユーザにより押動操作され、かつ透過照明される押動操作体（２０）と、ユーザにより回転操作される回転操作体（１０）と、を備える操作装置であって、前記回転操作体の回転操作力で回転する主動ギア（３０）と、前記主動ギアに係合して回転し、回転量検出手段（５０）により回転量が検出される従動ギア（４０）と、光源（８０）から出射した光を反射して前記押動操作体の入射面（２１ａ）へ導くリフレクタ（７２）と、前記リフレクタと一体に樹脂成形され、前記従動ギアの回転軸部（４２）が挿入配置される貫通穴（７１ａ）が形成されるとともに、前記回転量検出手段の側と前記主動ギアの側とを仕切る仕切り板（７１）と、を備える。

そして、前記従動ギアのうち前記主動ギアと係合する従動ギア部（４１）の直径よりも、前記貫通穴の直径を大きく形成することで、前記回転量検出手段の側から前記主動ギアの側へ前記従動ギア部を前記貫通穴に挿入可能に構成されていることを特徴とする。

これによれば、回転量検出手段の側から従動ギアを貫通穴に挿入する構造であるため、従動ギアの上部、つまり従動ギアに対して仕切り板の反対側スペースに、従動ギアを貫通穴に挿入するための挿入スペースを確保することを不要にできる。そのため、従動ギアの上部にリフレクタを位置させることができるようになるので、ノブについても従動ギア４０ｘの上部に位置させることができるようになる。よって、従動ギアの回転で回転量を検出する構造の回転操作体と、透過照明される押動操作体とを、近づけて配置することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る操作装置が、車室内のインストルメントパネルに搭載された状態を示す正面図。図１のII―II断面図。本発明の第２実施形態に係る操作装置を示す断面図。本発明の比較対象となる構造の操作装置を示す断面図。

以下、本発明にかかる操作装置を車両用操作装置に適用した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の各実施形態相互において、図中の同一符号を付した部分の構成は、互いに同一もしくは均等であり、その説明を援用する。

（第１実施形態）
図１に示す本実施形態の操作装置は、車両の室内に設けられたインストルメントパネル１に搭載されたものであり、ダイヤル１０（回転操作体）およびノブ２０（押動操作体）を複数備えている。図１は、ダイヤル１０およびノブ２０を一つずつ示すよう、操作装置の一部分を示すものである。ダイヤル１０は、図２に示す円筒形状の把持部１０ａを有しており、把持部１０ａの外周面をユーザが指で摘んで、図中の矢印Ｙ１に示すように回転操作するように構成されている。

ノブ２０は、インストルメントパネル１の手前側から奥側へユーザにより押動操作される（図２中の矢印Ｙ２参照）。図１の例では、車載空調装置を操作する操作装置に本発明を適用しており、例えば、ダイヤル１０は車室内の空調設定温度を操作し、ノブ２０は空調装置の駆動と停止をオンオフ操作するものである。

これら複数のダイヤル１０およびノブ２０は、インストルメントパネル１の意匠面に沿って並べて配置されている。車両のインストルメントパネル１の場合、ダイヤル１０およびノブ２０の搭載スペースに限りがあるので、ダイヤル１０とノブ２０の間隔ＣＬを小さくする要求が高い。また、ダイヤル１０およびノブ２０の配置レイアウトの自由度を高める意味でも、前記間隔ＣＬを小さくする要求が高い。

図２に示すように、操作装置は、以下に説明する主動ギア３０、従動ギア４０、エンコーダ５０（回転量検出手段）、回路基板６０、仕切り板７１、リフレクタ７２、７３および光源８０を備える。

主動ギア３０は、ダイヤル１０に取り付けられており、ダイヤル１０の回転操作力で回転する。詳細には、主動ギア３０の回転中心とダイヤル１０の回転中心とが一致するよう、主動ギア３０は把持部１０ａの内周面に取り付けられている。なお、図２の例では主動ギア３０およびダイヤル１０を別々に樹脂成形しているが、一体に樹脂成形して、主動ギア３０およびダイヤル１０を一つの部品にしてもよい。

主動ギア３０に形成されている主動ギア部３１は、従動ギア４０に形成されている従動ギア部４１と係合し、従動ギア４０を回転させる。主動ギア部３１の直径は従動ギア部４１の直径よりも大きく設定されているため、主動ギア３０およびダイヤル１０の回転量に対して、従動ギア４０の回転量は多くなる。

主動ギア３０の回転中心と従動ギア４０の回転中心とは一致せず、かつ、これらの回転中心が平行となるよう、両ギア３０、４０は配置されている。両ギア部３１、４１の係合位置は、把持部１０ａの外周面よりも径方向外側に位置する。また、図１に示す正面視において、従動ギア４０の回転中心がノブ２０と重複する位置となるよう、従動ギア４０は配置されている。なお、ダイヤル１０およびノブ２０は、従動ギア４０の径方向に並べて配置されている。

従動ギア４０は、従動ギア部４１、回転軸部４２、カバー部４３および環状凸部４３ａを備えており、これらは樹脂にて一体に成形されている。回転軸部４２の一端には従動ギア部４１が設けられ、他端にはエンコーダ５０が取り付けられている。エンコーダ５０は、従動ギア４０の回転量を検出する。つまり、基準位置に対するダイヤル１０の回転操作量を検出する。

エンコーダ５０は、回路基板６０のうち主動ギア３０の反対側に実装され、仕切り板７１は回路基板６０に対してエンコーダ５０の反対側に配置され、両ギア部３１、４１は仕切り板７１に対してエンコーダ５０の反対側に配置されている。要するに、仕切り板７１は、操作装置の内部空間をエンコーダ５０の側と両ギア部３１、４１の側とに仕切っている。

そして、仕切り板７１の貫通穴７１ａおよび回路基板６０の貫通穴６０ａに回転軸部４２を挿入して従動ギア４０を配置することで、従動ギア４０は、仕切り板７１の一方の側に位置する主動ギア３０の回転を、他方の側に位置するエンコーダ５０へ伝達する。

貫通穴７１ａの直径は従動ギア部４１の直径よりも大きく形成されている。これにより、エンコーダ５０の側から主動ギア３０の側へ従動ギア部４１を貫通穴７１ａに挿入可能に構成されている。カバー部４３は、エンコーダ５０の側から貫通穴７１ａを覆うように、仕切り板７１に対してエンコーダ５０の側に位置する。カバー部４３は円板形状であり、円板の直径は貫通穴７１ａの直径よりも大きく形成されている。

カバー部４３の外周縁部には、仕切り板７１に向かって突出する環状凸部４３ａが形成されている。環状凸部４３ａは、貫通穴７１ａの周りに環状円形に延びる形状であり、仕切り板７１に形成された環状凹部７１ｂに嵌め込まれている。なお、環状凸部４３ａは環状凹部７１ｂに接触した状態で嵌め込まれているので、従動ギア４０が回転すると、環状凸部４３ａは環状凹部７１ｂ内を摺動する。

ノブ２０は、ユーザにより指で押される操作部２１と、操作部２１の外縁からユーザの反対側に延び、かつ、操作部２１を環状に取り囲む形状の環状部２２と、を備えて構成されている。操作部２１は透光性を有しており、回路基板６０に実装された光源８０により透過照明される（図２中の波線矢印参照）。

操作部２１の裏面（ユーザの反対側の面）は、透過照明光が入射される入射面２１ａに相当し、リフレクタ７２、７３は、入射面２１ａに向けて光を反射することで、入射面２１ａを透過することなくユーザの側に光が漏れ出ることを防止する。なお、従動ギア４０の回転中心線方向において、従動ギア部４１の投影部分（従動ギア４０の上部）に位置するリフレクタをギア上部リフレクタ７２と呼び、それ以外の部分に位置するリフレクタを本体リフレクタ７３と呼ぶ。

リフレクタ７２、７３は、環状部２２の内面に対向するように環状に延びる形状であり、環状の内周面７２ａには、光反射性の高い塗料の印刷が施されている等、光反射性を高める処置が施されている。本体リフレクタ７３は、環状部２２の内面に平行に沿い、図２の上下方向に延びる形状であり、ギア上部リフレクタ７２は、従動ギア部４１との干渉を避けるべく、従動ギア部４１の上部において本体リフレクタ７３に対して傾いた形状である。したがって、図１に示す上面視において、リフレクタ７２、７３の下端部分Ａ１の形状は、従動ギア部４１との干渉を避けた形状であるのに対し、リフレクタ７２、７３の上端部分Ａ２の形状は、操作部２１の外形形状と相似の形状である。

操作部２１のうち上端部分Ａ２で囲まれた領域が透過照明領域２１ａであり、この透過照明領域２１ａが透過照明されるようにリフレクタ７２、７３は光を反射する。換言すれば、リフレクタ７２、７３は、透過照明領域２１ａ以外の部位からユーザ側に光が漏れ出ることを防止する。なお、操作部２１の透過照明領域２１ａの部分に、図示しない記号や文字を印刷し、その印刷部分を透過照明するようにしてもよいし、透過照明領域２１ａの全体を透過照明するようにしてもよい。

ノブ２０の環状部２２は、リフレクタ７２、７３により、上下移動可能な状態で保持されている。また、ダイヤル１０および主動ギア３０は、ボス部材７６に回転可能な状態で保持されている。そして、リフレクタ７２、７３、仕切り板７１およびボス部材７６は、樹脂により一体に成形されている。したがって、この樹脂一体構造物は、ダイヤル１０、主動ギア３０およびノブ２０を保持する保持部材として機能している。なお、ダイヤル１０、主動ギア３０およびノブ２０は、回路基板６０の反対側から樹脂一体構造物に組みつけられている。

以上に説明した本実施形態では、要するに、以下に列挙する特徴を備える。そして、それらの各特徴により以下に説明する作用効果が発揮される。

＜特徴１＞
仕切り板７１に形成された貫通穴７１ａを従動ギア部４１よりも大きく形成することで、エンコーダ５０の側から従動ギア部４１を貫通穴７１ａへ挿入可能に構成している。

そのため、リフレクタ７２の側から従動ギア４０を貫通穴７１ａへ挿入する場合に必要となる挿入スペース（図４の二点鎖線参照）を不要にでき、従動ギア４０の上部にリフレクタ７２を位置させることができるようになる。その結果、ノブ２０の透過照明領域２１ａを、従動ギア４０の上部に位置させることができるようになるので、ダイヤル１０とノブ２０を近づけて配置することが可能となる。よって、ダイヤル１０とノブ２０との隙間ＣＬを小さくすることができるので、ダイヤル１０およびノブ２０の配置レイアウトの自由度を向上でき、また、前記隙間ＣＬを十分に小さくして、図４に例示する目隠し部材９０ｘを不要にできる。

＜特徴２＞
従動ギア４０は、エンコーダ５０の側から貫通穴７１ａを覆うカバー部４３を有する。そのため、ユーザが飲み物をインストルメントパネル１（意匠パネル）上にかけてしまった場合等、水分が貫通穴７１ａを通じて回路基板６０に達することを、カバー部４３で抑制できる。しかも、カバー部４３には仕切り板７１に嵌め込まれる環状凸部４３ａが形成されているので、水分が回路基板６０に浸入することの回避確実性を向上できる。

＜特徴３＞
従動ギア４０には、仕切り板７１の環状凹部７１ｂに嵌め込まれる環状凸部４３ａが形成されているので、従動ギア４０が径方向に位置決めされ、両ギア部３１、４１の係合不良発生を抑制できる。

（第２実施形態）
図３に示す本実施形態では、上記第１実施形態の構成に加え、以下に説明するガイド部７４およびフック部７５が、仕切り板７１と一体に樹脂成形されている。

ガイド部７４は、従動ギア４０を貫通穴７１ａへ挿入する時に、従動ギア４０を径方向へ所定位置にガイドするものである。ガイド部７４は、仕切り板７１のうち貫通穴７１ａの外周縁部からリフレクタ７２の側に延びる形状である。ガイド部７４の内面７４ａ（従動ギア４０に対向する面）は、従動ギア４０の回転中心方向（図３の上下方向）に対して傾くテーパ形状である。図３の例では、一対の対向するガイド部７４を複数本設けているが、ガイド部は、回転軸部４２の回りに環状に延びる円錐形状であってもよい。

フック部７５は、従動ギア４０が貫通穴７１ａからエンコーダ５０の側へ抜け落ちることを防止する機能を有する。フック部７５は、仕切り板７１のうち貫通穴７１ａの外周縁部から回路基板６０の側に延びる形状であり、フック部７５の先端７５ａは、カバー部４３の下面（回路基板６０の側の面）に接触する。

図３の状態ではフック部７５は弾性変形していないが、弾性変形させると、従動ギア４０の貫通穴７１ａへの挿入軌跡から外れた位置に先端７５ａを位置させることができる。したがって、フック部７５を弾性変形させれば、従動ギア４０を貫通穴７１ａへ挿入して組付け可能となり、該組付けの完了後は、フック部７５を自然状態に戻して先端７５ａをカバー部４３の下面に接触させることができる。

以上により、本実施形態ではガイド部７４を備えるので、従動ギア４０を貫通穴７１ａへ挿入して所定位置に組み付ける作業をする際に、従動ギア部４１がガイド部７４により径方向の所定位置へガイドされるので、その組み付け作業性を向上できる。

さらに本実施形態では、フック部７５を備えるので、エンコーダ５０の側から貫通穴７１ａへ従動ギア４０を挿入して組み付けることを、フック部７５を弾性変形させることで可能にでき、かつ、その組み付け完了後においては、フック部７５の先端７５ａがカバー部４３の下面に接触するので、従動ギア４０が貫通穴７１ａからエンコーダ５０の側へ抜け落ちることを防止できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、従動ギア４０に環状凸部４３ａを形成し、仕切り板７１に環状凹部７１ｂを形成しているが、これらの凹凸を逆にして、従動ギア４０に環状凹部を形成し、仕切り板７１に環状凸部を形成してもよい。

・上記環状凸部４３ａおよび環状凹部７１ｂは、環状凸部４３ａの内周面および外周面の両方で従動ギア４０を径方向に位置決めする形状であるが、内周面および外周面のいずれかで位置決めする形状であれば、図２に示す凹凸の形状に限られるものではない。

・上記第１実施形態では、従動ギア４０の環状凸部４３ａを仕切り板７１の環状凹部７１ｂに嵌め込んでおり、環状凸部４３ａと環状凹部７１ｂとが接触して摺動する構造であるが、非接触の状態で環状凸部４３ａを環状凹部７１ｂ内に嵌め込んでもよいし、環状凸部４３ａおよび環状凹部７１ｂを廃止してもよい。この場合、カバー部４３も共に廃止してもよい。

・上記第１実施形態では、カバー部４３を従動ギア４０に一体成形しているが、カバー部４３を従動ギア４０とは別体に形成して、従動ギア４０または仕切り板７１にカバー部４３を取り付けるように構成してもよい。

・上記各実施形態では、車載空調装置を操作する操作装置に本発明を適用しているが、車載空調装置に適用する以外にも、ナビゲート装置やオーディオ装置等の各種装置に本発明は適用できる。

１０…ダイヤル（回転操作体）、２０…ノブ（押動操作体）、２１ａ…入射面、３０…主動ギア、４０…従動ギア、４１…従動ギア部、４２…回転軸部、４３…カバー部、４３ａ…環状凸部、５０…エンコーダ（回転量検出手段）、７１…仕切り板、７１ａ…貫通穴、７１ｂ…環状凹部、７２…リフレクタ、７４…ガイド部、７５…フック部、８０…光源。

Claims

ユーザにより押動操作され、かつ透過照明される押動操作体（２０）と、ユーザにより回転操作される回転操作体（１０）と、を備える操作装置であって、
前記回転操作体の回転操作力で回転する主動ギア（３０）と、
前記主動ギアに係合して回転し、回転量検出手段（５０）により回転量が検出される従動ギア（４０）と、
光源（８０）から出射した光を反射して前記押動操作体の入射面（２１ａ）へ導くリフレクタ（７２）と、
前記リフレクタと一体に樹脂成形され、前記従動ギアの回転軸部（４２）が挿入配置される貫通穴（７１ａ）が形成されるとともに、前記回転量検出手段の側と前記主動ギアの側とに仕切る仕切り板（７１）と、
を備え、
前記従動ギアのうち前記主動ギアと係合する従動ギア部（４１）の直径よりも、前記貫通穴の直径を大きく形成することで、前記回転量検出手段の側から前記主動ギアの側へ前記従動ギア部を前記貫通穴に挿入可能に構成されていることを特徴とする操作装置。
前記従動ギアは、前記仕切り板に対して前記回転量検出手段の側から前記貫通穴を覆うカバー部（４３）を有することを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
前記仕切り板および前記従動ギアのいずれか一方には、前記貫通穴の周りに環状に延びる環状凹部（７１ｂ）が形成され、他方には、前記環状凹部に嵌め込まれる環状凸部（４３ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の操作装置。
前記仕切り板には、前記従動ギアの前記貫通穴への挿入時に該従動ギアを径方向へ所定位置にガイドする、テーパ形状のガイド部（７４）が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の操作装置。
前記仕切り板には、弾性変形可能なフック部（７５）が形成されており、
前記フック部は、
前記従動ギアの前記貫通穴への挿入軌跡から外れた位置に弾性変形可能であるとともに、
弾性変形していない状態では前記挿入軌跡上に位置し、前記従動ギアが前記貫通穴から前記回転量検出手段の側へ抜け落ちることを防止する機能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の操作装置。