JP2023530928A

JP2023530928A - 車両用操作ユニット

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Publication number: JP2023530928A
Application number: JP2022576794A
Authority: JP
Inventors: フスト，ヴィンフリート
Original assignee: ベーア－ヘラーサーモコントロールゲーエムベーハー
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2023-07-20
Also published as: DE102020115847A1; US20230282429A1; EP4164911A1; CN115803213A; WO2021254676A1; KR20230024276A; DE102020115847B4

Abstract

車両用の操作ユニット（１０）は、操作表面（１８）を備える操作要素（２０）であって、押下されることによって、動作方向（５６）において静止位置から機能始動位置まで移動可能であり、機能始動位置から再び静止位置に戻るように移行可能な操作要素（２０）を備える。ここで、平行ガイド装置（６８）によって、操作表面（１８）が平行に移動することが提供される。平行ガイド装置（６８）は、少なくとも一対の互いに噛合する第１及び第２のレバー（６４，６６）を備え、第１及び第２のレバー（６４，６６）は、遊びを有して自在連結された状態で支持要素（４４）に搭載されている。支持要素（４４）も、操作要素（２０）に接続されている。支持要素（４４）は、保持要素（５２）において軸方向にガイドされる。レバー（６４，６６）は、軸受ブロック（７２，７４）において、実質的に遊びを有さずに、揺動可能に搭載されているので、操作要素（２０）は、押下運動に対して横方向の方向において、実質的に遊びを有していない。平行ガイド装置（６８）は、製造技術的に比較的単純に実現される許容差に合わせて構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用操作ユニットに関し、特に、大面積の操作要素の改善された平行ガイドを備える車両用操作ユニットに関する。

現在の車両用の操作原理は、比較的大面積のタッチディスプレイを備える操作ユニットを含む。ディスプレイ表面（操作表面）に接触することだけでは、所望の操作機能がシステムに受け入れられたかどうかがユーザに必ずしも合図されないので、オペレータに、光学、音響、又は、触感フィードバックを入力指令の受領確認として与えることが試みられている。具体的には、「触覚フィードバック」として知られるフィードバック原理は、快適であるため、有利であることが証明されている。ここで、受動的触覚フィードバックと能動的触覚フィードバックとが区別される。能動的触覚フィードバックは、操作要素（ディスプレイ）の能動的なパルス状の機械的励起を必要とし、このため、アクチュエータ要素に関するだけでなく望ましくない振動を緩衝することに関して、構造的に高コストになり得る。この点に関して有利であるのは、いわゆる受動的触覚フィードバックである。この受動的触覚フィードバックでは、操作要素（例えばディスプレイ）を押下すると、機械スイッチまたは一般的に運動学的要素が、パルス状かつ機械的に操作要素に作用する。これは、ユーザにとって触感的に信頼できるものである。

大きな操作表面を有する操作要素は、具体的には、中心から外れた位置で手動作動されると、倒れる傾向にあり、平進的な押下運動を行わない。しかしながら、理想的な状況である、１つの機械スイッチ又は運動学的要素だけを受動的触覚フィードバックに使用可能とするためには、操作表面が平行に保持された状態で操作要素の押下運動が行われる、操作要素の平行持ち上げ運動を提供する必要がある。このためのアプローチは、例えば以下の文献、すなわち、ドイツ国特許明細書第３４３３７１９号（ＤＥ－Ｃ）、ドイツ国公開特許第３６４３９２７号（ＤＥ－Ａ）、ドイツ国特許明細書第４４０１６４４号（ＤＥ－Ｃ）、ドイツ国特許明細書第１９６０１４９２号（ＤＥ－Ｃ）、ドイツ国公開特許第１９７５７９２８号（ＤＥ－Ａ）、ドイツ国公開特許第１０２００８０１９１２４号（ＤＥ－Ａ）、ドイツ国公開特許第１０２０１１０８５７２５号（ＤＥ－Ａ）、ドイツ国特許第１０２０１７２２０７８０号（ＤＥ－Ｂ）、ドイツ国公開特許第１０２０１７２２２６０１号（ＤＥ－Ａ）、ドイツ国公開特許第１０２０１８１２１６７８号（ＤＥ－Ａ）、ドイツ国公開特許第１０２０１９２０３０３１号（ＤＥ－Ａ）、欧州特許公開第０３０４８４７号（ＥＰ－Ａ）、欧州特許第１４５８０００号（ＥＰ－Ｂ）、欧州特許第２４４９４４８号（ＥＰ－Ｂ）、米国特許公開第５８１３５２１号（ＵＳ－Ａ）、米国特許公開第２０１０／０１７２０８０号（ＵＳ－Ａ）、国際公開第２０１１／０００９１０号（ＷＯ－Ａ）、国際公開第２０１４／１９８４１８号（ＷＯ－Ａ）、及び、国際公開第２０１６／１８３４９８号（ＷＯ－Ａ）に記載されている。

本発明の課題は、車両用の操作ユニットの操作要素のための、満たされる必要のある最も狭い許容差に合わせた、簡素な構成の平行ガイド装置を提供することにある。

この課題を解決するために、本発明によれば、車両用操作ユニット（すなわち車両への取り付け用の操作ユニット）が提案される。操作ユニットは、
操作表面を備える操作要素であって、押下されることによって、動作方向において静止位置から機能始動位置まで往復運動可能にガイドされる操作要素と、
操作要素が動作方向及びその反対方向に移動する際に、操作要素を平行ガイドするための平行ガイド装置と、を備え、
平行ガイド装置は、
操作要素に対向する上面と操作要素に離反した下面とを有する保持要素と、
少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーを備えるレバーアセンブリと、
第１のレバーが動作方向に対して横方向に延びる揺動軸を中心に揺動可能に搭載された少なくとも１つの第１の軸受ブロック、及び、第２のレバーが動作方向に対して横方向に延びる揺動軸を中心に揺動可能に搭載された少なくとも１つの第２の軸受ブロック、を備える軸受アセンブリであって、両方のレバーの揺動軸は互いに平行に延びている軸受アセンブリと、
操作要素用の対向し合う２つの支持要素であって、操作要素から動作方向に突出し、保持要素の貫通開口部を通って、及び／又は、保持要素の横側を通過して、保持要素の下面を超えて延びる２つの支持要素と、を備え、
レバーアセンブリ及び軸受アセンブリは、保持要素の下方、及び、２つの支持要素の間に配置されており、
各レバーは、その揺動軸から延びる第１のレバーアームと、その揺動軸から第１のレバーアームの反対側に延びる第２のレバーアームと、を有し、
少なくとも１つの第１のレバーの第１のレバーアームは、一方の支持要素の凹部開口部を有する継手凹部によって、自在連結された状態で収容され、
少なくとも１つの第２のレバーの第１のレバーアームは、他方の支持要素の凹部開口部を有する継手凹部によって、自在連結された状態で収容され、
少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーの第２のレバーアームは、互いに揺動係合されている。

本発明に係る操作ユニットの原理は、操作要素を、動作方向、すなわち静止位置から機能始動位置までの方向、及び、動作方向に対して反対方向に平行ガイドするための平行ガイド装置を含む。平行ガイド装置は、固定された保持要素の下方に、レバーアセンブリを備える。レバーアセンブリは、基本的に従来技術の原理から公知であり、すなわち、例えばドイツ国特許明細書第４４０１６４４号（ＤＥ－Ｃ）及びドイツ国特許第１０２０１７２２０７８９号（ＤＥ－Ｂ）から、又は、上述の国際特許文献から公知である。

保持要素の下方にあるレバーの構成は、保持要素の上方に、様々な操作原理、例えば（機械的、容量的、光学的、誘導的に作用する）キー、ロッカースイッチ、アクチュエータ、回転／プレス式アクチュエータ、ディスプレイ、タッチディスプレイ、「固定」記号を有するタッチパッドのために場所を提供するという利点を提供する。

本発明の有効な一発展形態では、２つの支持要素の継手凹部はいずれも、作動要素の運動によって生じる少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーの揺動時に、継手凹部の内部において、対応する第１のレバーアームが凹部開口部に向かう方向及びその反対方向に滑動することを可能にすると共に、継手凹部の内部において、対応する第１のレバーアームが作動要素の動作方向及びその反対方向に移動することを妨げるような形状（いわゆる「スライディングシート」）を有している。

しかしながら、本発明の本発展形態によれば、このレバーアセンブリの原理は、特に容易であり、単純な方法で実現される長さ調節補償を備える。第１及び第２のレバーを自在連結することは、遊びを有する継手によって行われる。継手の内部では、継手の固定された継手部分の中に収容された第１のレバー及び第２のレバーの端部が、動作方向に対して横方向に移動可能である。同じことが、両方のレバーの間の継手連結部にも当てはまる。遊びを設けることにより、製造技術的に容易に実現可能な、特に単純なレバーアセンブリの構成が可能であり、過大な許容差要件を満たす必要は無い。

好ましくはディスプレイ及び具体的にはタッチスクリーンである操作要素は、固定された保持要素の上方に配置されている。保持要素は、場合によっては、操作ユニットのハウジング内に配置されている。操作要素は、保持要素に向かって対向した支持要素を備えている。支持要素は、保持要素から突出し、保持要素の貫通開口部を通って、又は、保持要素の縁部凹部を通って延びている。保持要素の下面には、２つの軸受ブロックが設けられている。各軸受ブロックは、２つのレバーのうちの一方を揺動可能に搭載している。この揺動継手は、実質的に遊びを有していない。２つのレバーは、保持要素の下方に配置された平面であって、保持要素に対してほぼ平行に延びる平面（レバーが揺動していない場合）に延在している。両方のレバーは、互いに対向する端部において遊びを有して噛合し、互いに離反した端部が、各支持要素に形成された継手凹部の中に収容されている。各レバーは、２つのレバーアームを有し、詳細に言えば、対応する軸受ブロックの対応する揺動継手の両側にレバーアームを有している。各第１のレバーアームは、支持要素の継手凹部によって収容されており、他方で、両方のレバーの各第２のレバーアームは、互いに噛合している。これは、場合によっては歯車（好ましくはインボリュート歯車）によって、又は、両方のレバーの第１のレバーアームが対応する支持要素の中に収容される類似の継手構成によって行われる。

操作要素が押下されると、又は、機能始動位置から再び静止位置に達すると、両方のレバーの第１のレバーアームは、対応する支持部の継手凹部の中でわずかに移動する。つまり、その点において、支持要素の継手凹部は、継手凹部が隣接した対応する支持要素の凹部開口部に向かう方向、及びその反対方向における、対応する第１のレバーアームの滑動を可能にする（スライディングシート）。

本発明に係る操作ユニットでは、機能を始動させることは、操作要素を形成するタッチスクリーン内のタッチセンサによって行われてもよいし、又は、操作要素が機能始動位置に着くと作動されるスイッチによって行われてもよい。これら両方のメカニズムの組み合わせを用いることも可能である。

本発明の有効な実施形態では、各第１のレバーアームは、継手凹部のうちの１つに収容される継手端部を有し、各継手凹部は、凹部開口部に隣接する収容空間を有し、収容空間は、対応する第１のレバーアームの継手端部を包囲して、収容空間の内部における第１のレバーアームの継手端部の、操作要素の動作方向及びその反対方向への運動を妨げると共に、対応する第１のレバーアームの継手端部をクランク状にガイドして、収容空間の内部において、第１のレバーアームの継手端部が滑動することを許容してもよい。

ここで、各継手凹部が、ほぼＵ字型に構成されていることが有利な点であり得る。レバーアセンブリの両方のレバーを示す側面図を参照すると、支持要素における各継手凹部は、横たわった「Ｕ」の形に構成されており、「Ｕ」の開口部は、凹部開口部であり、継手凹部は、この凹部開口部に隣接している。継手凹部の深さは、両方のレバーのうちの一方のレバーの対応する第１のレバーアームの、継手凹部に収容された継手端部が、レバーを保持要素に対してほぼ平行に配向する際に、継手凹部の底部に対してまだ遊びを有し、対応する第１のレバーアームの継手端部が、レバーアームの最大揺動位置において、さらにまだ継手凹部によって収容されるように、選択される。

好ましくは、各レバーが、対応する第１のレバーアームで、各継手端部を形成する２つ又は３つの突起部を介して、自在連結されて、対応する支持要素又は支持要素のそれぞれ２つ又は３つの支持部（支持棒）に収容されている。これによって、アセンブリ全体のねじれ耐性が提供され、操作要素の操作表面の押下時の平行ガイドが、例えば、操作要素がエッジ領域又は縁部領域において押下された場合にも確保され、平行ガイド又はレバーアセンブリの材料の反りに対する脆弱性、及び、レバーアセンブリと支持要素との継手連結部の材料の反りに対する脆弱性が低減される。材料の反りは、特に、プラスチック射出成型部品の場合、特に大型に構成された部品の場合に問題となり得る。

本発明のさらに有効な実施形態では、操作要素は、２つの縦縁部と２つの横縁部とを有する、ほぼ四角形の輪郭を有している必要がある。ここで、支持要素は、操作要素の２つの横縁部に沿って、又は、２つの縦縁部に沿って、操作要素から動作方向に向けて突出している場合がさらに有利である。

さらなる構造的に有利な本発明の一形態では、各支持要素は互いに離間された２つの支持棒を備え、支持棒はいずれも、縦縁部及び横縁部によって形成される操作要素のエッジ領域において、これから動作方向に向かって突出する。ここで、各支持棒は１つの継手凹部を備える。

上述した本発明の形態では、少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーの第１のレバーアームの各継手端部が、対応する支持要素の支持棒の継手凹部の中に挿入された２つの継手端部突起部を有する場合が有利である（スライディングシート）。

第１のレバーアームの支持要素に対する継手連結部について、材料の反りに対する脆弱性を回避／低減することに関して上述したように、少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーの第２のレバーアームが、２つ又は３つの区域を自在連結させて互いに接続されていることが有利であり得る。この区域内では、一方のレバーの第２のレバーアームは、他方のレバーの第２のレバーアームの継手凹部内に挿入された継手突起部を有しており、すなわち「スライディングシート」を有している。

上述のように、少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーの第２のレバーアームが、いずれも、１つの継手端部を備え、２つの継手端部のうちの一方は、他方の継手端部が挿入された継手凹部を備えており、継手凹部の内部における動作方向及びその反対方向への運動が妨げられると共に、動作方向に対して直交する滑動が可能である場合に、さらに有利である。

少なくとも１つの第１のレバー及び少なくとも１つの第２のレバーの第２のレバーアームが、いずれも、１つの継手端部を備え、２つの継手端部が互いに噛合している場合に、有利であり得る。
レバーアセンブリに関連して、レバーアセンブリが、第１及び第２のレバーから成る少なくとも一対のレバーを備えることは既述の通りである。第１及び第２のレバーは、どちらも揺動可能に軸受ブロックに搭載されており、その互いに対向する端部は、互いに自在連結されている。これら両方のレバーは、２つの板状の構造に従って、ねじれ耐性を有して形成されていることが可能であり、これは、特に材料に依存して行われなければならない。レバーアセンブリに（しかしながら、支持要素及び軸受ブロックにも）適した材料として、例えば金属よりも実質的に軽量かつ加工が容易な材料として、プラスチックが提供される。材料を節約するために、板状のレバーを構造的に強化する必要がある。これは、強化リブ又は同様のものによって実現可能であり、当業者には、プラスチックから成る部材を構造的に強化することに関して言えば、良く知られているはずである。

上述のように、操作要素の操作表面は、手の指といった動作する物体によるディスプレイの接触を検知するためのタッチセンサを有するディスプレイを備える。

場合によっては、操作要素に、ディスプレイに加えて、少なくとも１つのロッカースイッチ及び／又は少なくとも１つのプッシュキー及び／又は少なくとも１つのプッシュボタン及び／又は少なくとも１つの回転／プレス式アクチュエータが配置されていてもよい。

横方向のガイドをさらに改善するために、操作要素が、動作方向に対して横方向に延びる平面において望ましくない位置ずれをしないように、例えばピン／穴収容型ガイドによりガイドされる場合が有利である。このガイドは、保持要素と操作要素との間の、例えば共通の直線上に位置しない３か所において行われることが可能であり、すなわち、軸方向のピン／穴収容型滑動ガイドにより行われることが好ましい。

操作ユニットはさらに、操作要素が配置される凹部が形成された前面を備えるハウジングを備え、保持要素が、ハウジングの中、及び／又は、ハウジングに当接して、固定されていてもよい。

車両用操作ユニットは、操作要素が接触された後に押下されると様々な操作機能が始動する複数の記号フィールドが、操作要素の操作表面に設けられており、この操作ユニットには、触覚フィードバックが備えられていることが有効である。近年、このような原理が、有効な機能始動のフィードバックに対して、光学信号及び音響信号によって行うことが定着している。触覚フィードバックについて、受動的なシステムと能動的なシステムとに区別される。能動的なシステムでは、操作要素は、アクチュエータによって、機械的パルス励起が行われ、このため、オペレータが触感的に感じることができる。このような能動的な触覚フィードバックシステムは、その構造が、比較的複雑である。これよりももっと単純なものは、いわゆる受動的な触覚フィードバックシステムである。このシステムでは、スイッチが使用され、このスイッチは、スイッチのスイッチ始動機構が、作動力が上昇すると、まず少しずつ動き、ある地点で、さらなる始動力上昇を伴わずに自動的に機能始動位置に「移行」する場合に、特徴的な作動力／経路／曲線を有する。このために、典型的には、湾曲したバネ鋼ワッシャーが使用される。このような特徴を有するスイッチは、触覚フィードバックを提供し、従来のキーから公知の一般的な挙動に相当する。ここで、このようなスイッチを本発明に係る操作ユニットに使用すれば、このようなスイッチを１つだけ使用して、本発明に係る操作ユニットに触覚フィードバックの機能を与えることが可能である。

本発明の有効な一形態によれば、操作ユニットは、つまり、スイッチハウジング及びスイッチ作動機構を備える機械スイッチを備え、
スイッチハウジングは、保持要素の上面又は下面に配置され、スイッチ作動機構の静止位置から機能始動位置への運動は、操作要素によって動作可能であり、又は、
スイッチハウジングは、保持要素の下面に配置され、スイッチ作動機構は、互いに揺動係合した２つの第２のレバーアームのうちの一方によって、動作可能であり、又は、
スイッチハウジングは、互いに揺動係合した２つの第２のレバーアームのうちの一方に配置され、スイッチ作動機構は、作動要素が静止位置から機能始動位置に移動する際に、保持要素によって動作可能であり、又は、
スイッチは、一方の支持要素の下方に配置されており、スイッチ作動機構は、操作要素が静止位置から機能始動位置に移動する際に、対応する支持要素によって、又は、対応する支持要素の延長部における対向面によって動作可能である。

スイッチは、保持要素と操作要素との間、つまり固定要素と可動要素との間に配置されている。許容差に関して言えば、この原理は、スイッチが、レバーと操作要素との間に配置されていること、つまりこれらの間で両側から「挟まれている」ことが好ましい。

換言すると、スイッチは、操作要素が静止位置から機能始動位置に移動する際に、機械的に直接又は間接的に運動可能なパルス励起機構を備える運動学的ユニットを含む。機械的運動によって機械エネルギーを生成すると共に、操作要素が機能始動位置に達すると、エネルギーをパルス状に放出して、操作要素に直接又は間接的に機械作用する。

スイッチハウジングは、例えばバネ鋼から成るスナップドームが一体化されたスイッチマットのドーム（キートップとも呼ばれる）として実現可能である。そして同様に、スイッチ作動機構の機能は、内側に突出したプランジャーを含むドームが担う。プランジャーの正面は、導電性材料でコーティングされており、押下された状態で、１つの基板上の２つの接点フィールドが短絡する。

上述のように、操作要素が、バックライトを含むか又は含まないディスプレイであって、例えば、記号、アイコン、英数字、又は、絵の形の変更可能な情報を表示する表示面を操作表面として有するディスプレイを備えていてもよいし、又は、操作要素が、変更不可能な情報、具体的にはバックライトで照射された、記号、アイコン、英数字、又は、絵の形を表示する表示面を操作表面として備えていてもよい。

本発明の本質的な一特徴は、異なる継手連結において可能な限り少ない許容差で実施される、互いに滑動する接触面を、できる限り小さく構成することである。このため、典型的にはプラスチックから成る部品の、場合によっては起こり得る材料の反りは、できる限り小さいか、又は、容易に補償可能である。

以下に、本発明の一実施形態を、図面を参照しながらより詳細に説明する。
操作要素が静止位置にある操作ユニットを示す概略的な断面図である。押下された状態つまり機能始動位置にある操作要素を備える操作ユニットを示す概略的な断面図である。図１の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った操作ユニットの水平断面を示す上面図である。

図１には、本発明に係る操作ユニット１０の一実施形態の構成が、概略的に断面図及び斜視図に示されている。操作ユニット１０は、ハウジング１２を備え、ハウジング１２の前面１４には、押下可能な操作要素２０の操作表面１８が設けられている。操作要素２０は、操作表面１８の一部に、タッチセンサ２４を備えるディスプレイ２２を含む。操作表面１８は、個々の操作フィールド２６を含む。タッチセンサ２４の下方には、ディスプレイ２２の本来の表示ユニット２８が設けられており、その背後には、例えば拡散器３２を備えるバックライトユニット３０が設けられている。ディスプレイ２２は、操作要素用ホルダー３４の上に配置されており、その上には、さらなる機械的操作要素２０が設けられていてもよい。このさらなる機械的操作要素２０には、例えば、隣り合って配置された多数のロッカースイッチ又はトグルスイッチ３６、回転／プレス式アクチュエータ３８、及び、１つ又は複数のプッシュボタン４０が含まれる。操作表面１８は、例えばガラス又はプラスチックから成ることが可能な１つのいわゆるカバープレート４２から形成されている。さらなる機械的操作要素２０の領域において、カバープレート４２は、対応する凹部を含む。追加的に、操作要素２０は、容量的に作用するキーボードや、又は、場合によっては、ディスプレイの代わりに、「固定」記号を有するタッチパッドを含んでいてもよい。

操作要素２０は、ハウジング１２の底部４６の方を向いた支持棒４８の形に形成された支持要素４４を備えている。典型的には、操作要素用ホルダー３４の下面にこのような支持棒４８が４つ設けられている。

操作要素２０は、符号５０で示されるように、保持要素５２に弾性的に搭載されていてもよい。保持要素５２は、ハウジング１２にわたって又はハウジング１２を橋渡しして、ハウジング１２の底部４６にほぼ平行に延びている。この保持板は、貫通開口部５４を有しており、この貫通開口部５４を通って、支持棒４８が保持要素５２の下方まで延びている。操作要素用ホルダー３４は、保持要素５２において、軸方向にガイドされ、操作要素の動作方向に対して直交する平面における位置ずれを生じさせないようにしている。このために、さね継ぎ型又はピン／穴収容型ガイドが３つ設けられている。そのうちの２つが図示されており、これらはいずれも１つのガイドピン５８を操作要素用ホルダー３４に有している。ガイドピン５８は、保持要素５２に形成されたガイド凹部６０の中に挿入される。これらの互いに滑動し合う表面同士は、材料の反りに対して敏感でない軸方向のガイドを構成するために、出来る限り小型に形成されている。つまり、保持要素５２は、固定された平進ガイド要素の機能を有しており、この固定された平進ガイド要素に対して、可動の対向ガイド要素、つまりこの場合は支持棒４８が軸方向にかつ遊び無しにガイドされる。

上述のさらなる操作要素（ロッカースイッチ又はトグルスイッチ３６、回転／プレス式アクチュエータ３８、及び、プッシュボタン４０）は、保持要素５２の上面に配置され、カバープレート４２に形成された開口部５９を通って、これを超えて上方に突出している。これらのさらなる操作要素によって作動されるスイッチ接点が、基板５７の上に設けられている。基板５７は、スイッチマット５５を介して保持要素５２の下面に配置されている。操作要素の動作を機械的に伝導してスイッチ接点を閉鎖するように作用させることが、プランジャー５３によって行われる。プランジャー５３は、保持要素５２を貫通し、軸方向に移動可能に搭載されていると共に、スイッチマット５５のスイッチングドームの上に載せられている。しかしながら、スイッチングドームについては詳細に図示されていない。

保持要素５２の下方には、２つのレバー６４，６６を含むレバーアセンブリ６２が設けられている。これら両方のレバー６４，６６は、本実施形態では、平面状に構成されており、ねじれ耐性を有している。レバー６４，６６は保持要素５２と共に、平行ガイド装置６８を形成する。この平行ガイド装置６８は、操作フィールド２６のうちの１つに手動で圧力が加えられた時に操作表面１８が平行に移動することを可能にする。この平行ガイド装置６８には、さらに軸受アセンブリ７０が含まれる。軸受アセンブリ７０は、第１のレバー６４を揺動可能に搭載するための第１の軸受ブロック７２と、第２のレバー６６を揺動可能に搭載するための第２の軸受ブロック７４とを備える。これら２つの揺動軸は、符号７６で示されている。

両方のレバー６４，６６を揺動可能に搭載することによって、第１のレバー６４の両側に、第１のレバーアーム７８及び第２のレバーアーム８０が形成される。第２のレバー６６については、第１のレバーアーム８２及び第２のレバーアーム８４が形成される。両方のレバー６４、６６の第２のレバーアーム８０、８４は、継手連結部８６によって互いに結合されており、他方で、第１のレバー６４の第１のレバーアーム７８の継手端部７７は、自在連結された状態で２つの支持棒４８に結合されており、第２のレバー６６の第１のレバーアーム８２の継手端部８１は、別の２つの支持棒４８に自在連結された状態で結合されている。継手端部７７及び８１は、図３から明らかであるように、突起部７５又は７９として構成されている。

図２に明示されているように、レバー同士の自在連結、及び、レバーと支持棒４８との自在連結は、一次元における遊びを有する継手によって提供される。したがって、各支持棒４８は、収容空間８９を備える継手凹部８８を有し、この収容空間８９には、対応する支持棒４８の凹部開口部９０を通ってアクセス可能である。同様に、継手連結部８６も、一方のレバー（本実施形態では、第１のレバー６４）の第２のレバーアーム８０の継手端部８５に、継手凹部９２を備えている。継手凹部９２は、同様に、収容空間９３を備えると共に凹部開口部９４が設けられており、これを通って、他方のレバー（本実施形態では、レバー６６）の第２のレバーアーム８４の継手端部８３が挿入されている。ここで、この継手の構成は、これが、自在連結された状態で収容される各レバー又はレバーアームの継手端部７７、８１、８３の滑動を、詳細に言えば、動作方向５６に直交する方向に、すなわち各凹部開口部９４に接近及び離反する方向において許容するようになっている。

この手順及び構造の背景は、図２を参照することにより明らかになる。図２には、操作要素２０の操作表面１８に圧力が加えられると、平行ガイド方向６８はどのように動作するかが概略的に示されている。その後、つまり、第１及び第２のレバー６４、６６が揺動し、これによって、支持棒４８にいずれも自在連結された状態で搭載されたその継手端部７７、８１が、対応する継手凹部８８の内部で、各凹部開口部に向かって移動する（スライディングシート）。継手連結部８６も同じように動作する。

本発明に係る操作ユニット１０は、評価及び制御ユニット９６をさらに含む。評価及び制御ユニット９６は、ディスプレイ２２のタッチセンサ２４からの信号９８、機械スイッチ１０２からの信号１００、及び、他の様々な操作要素２０からの信号１０４を受信する。ここで、評価及び制御ユニット９６は、受信した信号に応じて異なる操作機能を制御する、又は、これを作動させる。これについては、車両用多機能操作ユニットについて公知の通りである。例えばスイッチハウジング１０１及びスイッチ作動機構１０３を備える機械スイッチ１０２は、操作フィールド２６のうちの１つが手動により有効に作動されたことを検知すると、このことを評価及び制御ユニット９６に通知するように機能する。機械スイッチ１０２はさらに、ユーザに対して、本実施形態では受動的に行われる触覚フィードバックとして機能する。スイッチ１０２の機構は、手の指が操作フィールド２６のうちの１つに載せられて、操作要素２０が押下された時に、触感的に感じることができる。

上述のように、スイッチ１０２は、スイッチマットに集積された構成部材であり得る。つまり、押下時にバネ座金を作動させるスイッチングドームが設けられているか、又は、スイッチが作動すると、バネ座金が押下されて突然「跳ね回り」、この状態から、押下時に操作要素を押し付けている力が停止されると、つまり操作要素が「解放」されると、弛緩された状態に移行する。このようにして、スイッチは、操作要素が押下された位置からその静止位置まで戻る運動にも作用する。

操作要素は、符号５０で示したバネに対して代替的に、レバーアセンブリ６２のレバー６４、６６の一部である重りにより支持されることも可能である。図２を参照すると、操作要素が下方に移動すると、両方のレバー６４、６６が、そのそれぞれの揺動軸７６の間で上方に向かって動くことが認識される。ここで、これらのレバーのうちの少なくとも１つ（例えば、第２のレバー６６の第２のレバーアーム８４）に重りを取り付ける場合、又は、重りをレバーと一体に形成する場合、操作要素に対する押下力が停止されると、すなわち操作要素が解放されると、この重りは、第２のレバー６６の第２のレバーアーム８４を下方に引っ張ることになる。つまりこの発展形態では、符号５０に示されるようなバネを使った軸受は、必ずしも必要ない。

平行ガイド装置６８の構成において留意すべき製造技術的に比較可能な個々の狭い許容差とは、支持棒４８の保持要素５２に対する、又は、保持要素５２の貫通開口部５４の縁部に対するさね継ぎ型ガイド、及び、両方のレバー６４、６６の互いに対する継手連結部、及び、レバー６４、６６と支持棒４８との継手連結部のことであり、すなわち動作方向５６における寸法だけを指す。この寸法に関して、自在連結された状態で連結されたレバー６４、６６の端部は、遊びを有していないか、又は、最小遊びだけを有している必要がある。

１０操作ユニット
１２ハウジング
１４前面
１８操作要素の操作表面
２０操作要素
２２ディスプレイ
２４操作要素のタッチセンサ
２６操作表面上の操作フィールド
２８ディスプレイの表示ユニット
３０ディスプレイのバックライトユニット
３２ディスプレイの拡散器
３４操作要素用ホルダー
３６操作要素のトグルスイッチ
３８操作要素の回転／プレス式アクチュエータ
４０操作要素のプッシュボタン
４２操作要素のカバープレート
４４操作要素の支持要素
４６ハウジングの底部
４８支持要素の支持棒
５０操作要素の弾性軸受
５２保持要素
５３プランジャー
５４保持要素の貫通開口部
５５スイッチマット
５６操作要素の動作方向
５７基板
５８ガイドピン
５９カバープレートの開口部
６０ガイド凹部
６２平行ガイド装置のレバーアセンブリ
６４レバーアーム装置の第１のレバー
６６レバーアーム装置の第２のレバー
６８平行ガイド装置
７０レバー用の軸受アセンブリ
７２第１の軸受ブロック
７４第２の軸受ブロック
７５継手端部の突起部
７６各レバーの揺動軸
７７第１のレバーの第１のレバーアームの継手端部
７８第１のレバーの第１のレバーアーム
７９継手端部の突起部
８０第１のレバーの第２のレバーアーム
８１第２のレバーの第１のレバーアームの継手端部
８２第２のレバーの第１のレバーアーム
８３第１のレバーの第２のレバーアームの継手端部
８４第２のレバーの第２のレバーアーム
８５第２のレバーの第２のレバーアームの継手端部
８６継手連結部
８８支持棒の継手凹部
８９継手凹部の収容空間
９０継手凹部の凹部開口部
９２継手凹部
９３継手凹部の収容空間
９４継手凹部の凹部開口部
９６制御ユニット
９８信号
１００信号
１０１スイッチのスイッチハウジング
１０２スイッチ
１０３スイッチ作動機構
１０４信号

ドイツ国特許明細書第３４３３７１９号（ＤＥ－Ｃ）ドイツ国公開特許第３６４３９２７号（ＤＥ－Ａ）ドイツ国特許明細書第４４０１６４４号（ＤＥ－Ｃ）ドイツ国特許明細書第１９６０１４９２号（ＤＥ－Ｃ）ドイツ国公開特許第１９７５７９２８号（ＤＥ－Ａ）ドイツ国公開特許第１０２００８０１９１２４号（ＤＥ－Ａ）ドイツ国公開特許第１０２０１１０８５７２５号（ＤＥ－Ａ）ドイツ国特許第１０２０１７２２０７８０号（ＤＥ－Ｂ）ドイツ国公開特許第１０２０１７２２２６０１号（ＤＥ－Ａ）ドイツ国公開特許第１０２０１８１２１６７８号（ＤＥ－Ａ）ドイツ国公開特許第１０２０１９２０３０３１号（ＤＥ－Ａ）欧州特許公開第０３０４８４７号（ＥＰ－Ａ）欧州特許第１４５８０００号（ＥＰ－Ｂ）欧州特許第２４４９４４８号（ＥＰ－Ｂ）米国特許公開第５８１３５２１号（ＵＳ－Ａ）米国特許公開第２０１０／０１７２０８０号（ＵＳ－Ａ）国際公開第２０１１／０００９１０号（ＷＯ－Ａ）国際公開第２０１４／１９８４１８号（ＷＯ－Ａ）国際公開第２０１６／１８３４９８号（ＷＯ－Ａ）

Claims

操作表面（１８）を備える操作要素（２０）であって、押下されることによって、動作方向（５６）において静止位置から機能始動位置まで往復運動可能にガイドされる操作要素（２０）と、
前記操作要素（２０）が前記動作方向（５６）及びその反対方向に移動する際に、前記操作要素（２０）を平行ガイドするための平行ガイド装置（６８）と、を備える車両用操作ユニットであって、
前記平行ガイド装置（６８）は、
前記操作要素（２０）に対向する上面と前記操作要素（２０）に離反した下面とを有する保持要素（５２）と、
少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び少なくとも１つの第２のレバー（６６）を備えるレバーアセンブリ（６２）と、
前記第１のレバー（６４）が前記動作方向（５６）に対して横方向に延びる揺動軸（７６）を中心に揺動可能に搭載された少なくとも１つの第１の軸受ブロック（７２）、及び、前記第２のレバー（６６）が前記動作方向（５６）に対して横方向に延びる揺動軸（７６）を中心に揺動可能に搭載された少なくとも１つの第２の軸受ブロック（７４）、を備える軸受アセンブリ（７０）であって、両方の前記レバー（６４，６６）の前記揺動軸（７６）は互いに平行に延びている軸受アセンブリ（７０）と、
前記操作要素（２０）用の対向し合う２つの支持要素（４４）であって、前記操作要素（２０）から前記動作方向（５６）に突出し、前記保持要素（５２）の貫通開口部（５４）を通って、及び／又は、前記保持要素（５２）の横側を通過して、前記保持要素（５２）の下面を超えて延びる２つの支持要素（４４）と、を備え、
前記レバーアセンブリ（６２）及び前記軸受アセンブリ（７０）は、前記保持要素（５２）の下方、及び、前記２つの支持要素（４４）の間に配置されており、
各前記レバー（６４，６６）は、その揺動軸（７６）から延びる第１のレバーアーム（７８，８２）と、その揺動軸（７６）から前記第１のレバーアーム（７８，８２）の反対側に延びる第２のレバーアーム（８０，８４）と、を有し、
前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）の前記第１のレバーアーム（７８）は、一方の前記支持要素（４４）の凹部開口部（９０）を有する継手凹部（８８）によって、自在連結された状態で収容され、
前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）の前記第１のレバーアーム（８２）は、他方の前記支持要素の凹部開口部（９０）を有する継手凹部（９２）によって、自在連結された状態で収容され、
前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）の前記第２のレバーアーム（８０，８４）は、互いに揺動係合されている、車両用操作ユニット。
前記２つの支持要素（４４）の前記継手凹部（９２）はいずれも、前記作動要素の運動によって生じる前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）の揺動時に、前記継手凹部（８８）の内部において、対応する前記第１のレバーアーム（７８，８２）が前記凹部開口部（９０）に向かう方向及びその反対方向に滑動することを可能にすると共に、前記継手凹部（８８）の内部において、対応する前記第１のレバーアーム（７８，８２）が前記作動要素の前記動作方向（５６）及びその反対方向に移動することを妨げるような形状を有していることを特徴とする、請求項１に記載の、操作ユニット。
各前記第１のレバーアーム（７８，８２）は、前記継手凹部（８８）のうちの１つに収容される継手端部（７７，８１）を有し、各前記継手凹部（８８）は、前記凹部開口部（９０）に隣接する収容空間（８９，９３）を有し、前記収容空間（８９，９３）は、対応する前記第１のレバーアーム（７８，８２）の前記継手端部（７７，８１）を包囲して、前記収容空間（８９，９３）の内部における第１のレバーアーム（７８，８２）の前記継手端部（７７，８１）の、前記操作要素（２０）の動作方向（５６）及びその反対方向への運動を妨げると共に、対応する前記第１のレバーアーム（７８，８２）の前記継手端部（７７，８１）をクランク状にガイドして、前記収容空間（８９，９３）の内部において、前記第１のレバーアーム（７８，８２）の継手端部（７７，８１）が滑動することを許容することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の操作ユニット。
各前記継手凹部（８８）は、ほぼＵ字型に構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）は、２つの縦縁部と２つの横縁部とを有する、ほぼ四角形の輪郭を有していることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記支持要素（４４）は、前記操作要素（２０）の前記２つの横縁部に沿って、又は、前記２つの縦縁部に沿って、前記操作要素（２０）から前記動作方向（５６）に向けて突出していることを特徴とする、請求項５に記載の操作ユニット。
各保持要素は、互いに離間された２つの支持棒（４８）を備え、４つの前記支持棒（４８）が、四角形の角のように配置されて、前記操作要素（２０）から前記動作方向（５６）に向けて突出しており、各前記支持棒は、１つの継手凹部（８８）を有することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）の前記第１のレバーアーム（７８，８２）の各継手端部（７７，８１）は、対応する前記支持要素（４４）の前記支持棒（４８）の前記継手凹部（８８）の中に挿入された２つの継手端部突起部（７５，７９）を有することを特徴とする、請求項７に記載の操作ユニット。
前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）の前記第２のレバーアーム（８０，８４）は、いずれも、１つの継手端部（８３，８５）を備え、前記２つの継手端部（８３，８５）のうちの一方は、他方の継手端部（８３，８５）が挿入された継手凹部（９２）を備えており、前記継手凹部（９２）の内部における前記動作方向（５６）及びその反対方向への運動が妨げられると共に、前記動作方向（５６）に対して直交する滑動が可能であることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）の前記第２のレバーアーム（８０，８４）は、いずれも、１つの継手端部（８３，８５）を備え、２つの前記継手端部（８３，８５）は互いに噛合していることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記少なくとも１つの第１のレバー（６４）及び前記少なくとも１つの第２のレバー（６６）は、いずれも、平面状に、かつ、ねじれ耐性を有して構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記軸受アセンブリ（７０）は、複数の第１の軸受ブロック（７２）及び複数の第２の軸受ブロック（７４）を備え、前記第１の軸受ブロック（７２）及び前記複数の第２の軸受ブロック（７４）は、対応する前記レバー（６４，６６）の前記揺動軸（７６）の長さにわたって分散された状態で配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）の前記操作表面（１８）は、手の指といった動作する物体による接触を検知するための、タッチセンサ（２４）を備えるディスプレイ（２２）、並びに／又は、タッチセンサ及び記号を有するタッチパッドを含むことを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）には、前記ディスプレイ（２２）に加えて、少なくとも１つのロッカースイッチ（３６）及び／又は少なくとも１つのプッシュボタン（４０）及び／又は少なくとも１つの回転ボタン及び／又は少なくとも１つの回転／プレス式アクチュエータ（３８）が配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）は、動作方向（５６）に対して横方向に延びる平面において望ましくない位置ずれをしないように、例えばさね継ぎ型又はピン／穴収容型ガイド（６１）によりガイドされることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）は、前記保持要素（５２）において、前記動作方向（５６）に対して横方向に延びる平面における望ましくない位置ずれをしないように、例えばさね継ぎ型又はピン／穴収容型ガイド（６１）によりガイドされることを特徴とする、請求項１５に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）が配置される凹部が形成された前面を備えるハウジングであって、前記保持要素（５２）が、前記ハウジングの中、及び／又は、前記ハウジングに当接して、固定されているハウジングを特徴とする、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記保持要素（５２）に固定されているハウジング（１２）を特徴とする、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の操作ユニット。
スイッチハウジング（１０１）及びスイッチ作動機構（１０３）を備える機械スイッチ（１０２）を特徴とし、
前記スイッチハウジング（１０１）は、前記保持要素（５２）の上面又は下面に配置され、前記スイッチ作動機構（１０３，５３）の前記静止位置から前記機能始動位置への運動は、前記操作要素（２０）によって動作可能であり、又は、
前記スイッチハウジング（１０１）は、前記保持要素（５２）の下面に配置され、前記スイッチ作動機構（１０３）は、互いに揺動係合した２つの前記第２のレバーアーム（８０，８４）のうちの一方によって、動作可能であり、又は、
前記スイッチハウジング（１０１）は、互いに揺動係合した２つの第２のレバーアーム（８０，８４）のうちの一方に配置され、前記スイッチ作動機構（１０３）は、前記作動要素が前記静止位置から前記機能始動位置に移動する際に、前記保持要素（５２）によって動作可能であり、又は、
前記スイッチ（１０２）は、一方の前記支持要素（４４）の下方に配置されており、前記スイッチ作動機構（１０３）は、前記操作要素（２０）が前記静止位置から前記機能始動位置に移動する際に、対応する前記支持要素（４４）によって、又は、対応する前記支持要素（４４）の延長部における対向面によって動作可能であることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の操作ユニット。
前記操作要素（２０）が前記静止位置から前記機能始動位置に移動する際に、機械的に直接又は間接的に運動可能なパルス励起機構を備える運動学的ユニットであって、機械的運動によって機械エネルギーを生成すると共に、前記操作要素（２０）が前記機能始動位置に達すると、前記エネルギーをパルス状に放出して、前記操作要素（２０）に直接又は間接的に機械作用する、運動学的ユニットを特徴とする、請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の操作ユニット。