JP4308529B2 - 操作スティック用センタリングデバイスおよび自動車用調節デバイス - Google Patents

Description

（発明の分野）
本発明は、添付の請求項１のプリアンブルに従う細長い要素用のセンタリングデバイス、および、添付の請求項３のプリアンブルに従う自動車用の調節デバイスに関する。

（発明の背景）
種々の目的に対する調節デバイスで構成された様々な異なるタイプのセンタリングデバイスが存在する。例えば、ビークルのギアボックスを操作するギアシフト等の操作デバイスである。ギア制御器は、コンソール、コンソール中で移動可能な、かつ、様々なギアの位置間で調節可能なギアスティックを提示する。ギアスティックと様々なロッキング機関との両方をサスペンションすることによって、必ず必要とされる交差による様々なゆるんだ遊びおよび振動のソースの例である。従来の解決方法によると、交差に対する必要条件は、コストに対して検討される必要がある。調節可能な部品とその調節可能な部品が中でサスペンションされるコンソールとの間において、多くの場合、穴の中で移動可能なピンを有するロッキング機関の形態で様々な位置を保持するデバイスが存在する。中途半端な遊びによって、あいまいなロッキング位置および振動といった感覚が生じ得る。

（発明の要旨）
本発明の目的は、センタリングデバイスおよび調節デバイスを提供することである。このデバイスにおいて、遊びによる上記の欠陥、および、小さな交差のための高コストが無視される。

この目的は、本発明に従うセンタリングデバイスまたは調節デバイスの手段によって得られる。これらのデバイスの特徴は、それぞれ、添付の請求項１および３から明確となる。

本発明によるデバイスによって、細長い要素と細長い要素に関連するホルダとの間の相互作用で発生する部品は、任意の遊びが起こることなく比較的大きな交差で製造され得る。

本発明は、添付の図面を参照して、例示的な実施形態によって以下でより詳細に説明される。

（好ましい実施形態）
示される例は、自動車（ｍｏｔｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅ）用の操作デバイス等の調節デバイスである。例えば、自動車におけるエンジンのギアボックスの操作用のギアシフティングデバイスである。ギアボックスは、手動のギアボックスか自動のギアボックスかのいずれかであり得る。示される例において、操作デバイスは、主に自動のギアボックスとして意図される。明確にするために、その操作デバイスは、様々なギアの位置間における調節用の比較的単純な調節運動が与えられている。より詳細には、２つまたはいくつかの所定の位置間の単一のピボット軸周りの単純なピボット移動である。

調節デバイスは、ここから、操作デバイスと呼ばれる。調節デバイスは、ここから操作部品１と呼ばれる調節可能部品を提示する。操作部品１は、自動車に取り付けられたコンソール２に移動可能に配置される。操作部品１は、スティックノブ４を有する操作スティック３を提示する。スティックノブ４は、操作デバイスがギアシフティングデバイスである場合、オペレータ（すなわち、ドライバ）によってグリップされることを意図している。スティックノブを用いる手動の手段によって、操作部品１は、コンソール２に対して様々な操作位置間で調節されるように意図される。操作部品１は、操作軸５によってコンソール２に移動可能に配置される。操作軸５は、例で示されるように、コンソールに、より詳細には側面部６、７に取り付けられ、コンソールに同軸に配置された穴を通って延びる。操作軸５は、代替的に、コンソールに固定して配置され得る。一方、操作部品１は、軸５周りに回転可能に配置された軸ケーシング８を提示する。両方の場合において、操作部品は、回転１０の幾何学的軸を定義する。操作部品１は、回転１０の幾何学的軸周りで、操作部品１の操作位置間におけるベアリングに回転可能に配置される。示される例において、スティック３は、次いで、図２において紙面に垂直に、スティック長手軸９を通って広がる平面に基本的に沿うピボット運動によって調節可能である。

操作デバイスの様々な固定された位置（ギアシフトデバイスの場合にはそのギアの位置）を規定するために、および、これらの位置において操作スティック３を保持するために、動作位置保持機関１２の形態で位置保持デバイス１１（示される例では、位置保持デバイス１１は、その調節位置で操作部品１に加えられる）、および、コンソール２内の固定位置保持機関１３（この固定位置保持機関１３によって移動可能な機関が相互作用するように意図される）が配置される。移動可能な位置保持機関１２は、基本的に細長く、ピン１４または操作部品１に、より詳細には、操作部品１に固定されて取り付けられたホルダ１５に配置されるプランジャを提示する。ピン１４は、ピン１４がホルダ１５の長手軸に沿って向けられたばね力にバイアスされるようにばねでバイアスされている。長手軸２１は、ピボット軸に対して半径方向に、示される例において、ピボット軸１０に対してクロスウェイ（ｃｒｏｓｓｗａｙ）に関する。

固定位置保持機関は１３は、操作コンソール２、または、窪みを提示する部分（すなわち、ピン１４の丸い終端部１７に面した凹部ガイド面１６）に固定して取り付けられた機関によって構成される。ばねをバイアスしているために、ピンは、窪みガイド面の底に移動することを目指す。ピンは、明確な位置が得られるように形成されている。例で示されたように、Ｖ型のガイド面は、ピラミッドに形成され得ることが選択され、それにより、ガイド面の図２に対応する形状は、紙面を交差する断面で見られる場合においてさえ存在する。ガイド面１６は、代替的に、丸い終端部１７と同様の形状を有し得、それにより、所定の位置で表面が接触する。Ｖ型のガイド面の場合、明確な位置を提供する得られた２つの（ピラミッド形の場合には４つの）接触点が存在する。ガイド面１６の角度は、ばね力に対して選択されているので、操作スティック２の回転軸１０周りの操作スティック２のピボット運動がピン１４の内部への放射状の運動を生じさせる。それにより、ピンは、ピンの明確な位置を離れ、第２の明確な位置が対応する形状によって見つけられるまで、図２の紙面に垂直な方向に広がる経路に沿った回転運動に追随する。

ピン１４のホルダ１５に対するピン１４の遊びがあることを考慮するために、本発明に従う調節デバイスは、図２〜５を参照して以下でより詳細に説明される設計を用いたセンタリングデバイスが提供される。本発明によると、ばねによってバイアスされたピン１４は、サスペンションされ、それにより、ピン１４は、ホルダ１５内で直接は移動不可能であるが、２つの中間のガイドケーシング、フロントまたは外部ケーシング１８、および、リアまたは内部ケーシング１９を介しては移動可能である。ピン１４およびケーシング１８、１９は、別の移動部であり、基本的にホルダ１５のキャビティ２０に収められている。キャビティ２０は、左右対称で回転可能である。すなわち、キャビティ２０は、移動可能な位置保持機関の長手軸２１に対する円形放射状の断面を提示する。フロントケーシング１８は、次に、キャビティ２２を提示し、適切に、基本的には筒状であり、ピンのヘッド２３に対する内部スライド面を形成する。ここで、フロントのケーシングは、少なくとも部分的に図４で示されるフロントの開口部２４から広がる。溝またはスリット２５、２６、２７を示すピンのヘッドと同じ高さの部分に少なくともある。このように、開口部のケーシングは、徐々に放射状に弾性になり、きっちりと大きさを合わせられる。すなわち、任意の遊びなく、ピン１４のヘッドに、より詳細には、ヘッドの筒のジャケット形状をした面２８に接続される。より詳細には以下を参照。あるいは、ヘッドとケーシングとの両方は、円ではない形状を有し得る。それらは、三角形、矩形、または、多角形、あるいは、円ではない楕円等の形状であり得る。

ピンは、ガイドシャフト３０内にテーパ−化されたステップ２９によって、後方を向く。この手段によって、スペースがケーシングのキャビティ２２における圧力コイル３１用に作られる。より詳細には、シャフト３０周りのばねコイルのような形状の圧力コイルは、ピン１４のステップ２９とキャビティ２２の内部表面３２との間に張り詰めている。

ホルダ１５のキャビティ２０は、筒状のピン１４における延長部分の主な部分に沿っており、フロントケーシング１８の外直径を若干越えた直径を有する。これにより、キャビティの内部を向くケーシング壁３４とケーシング１８の外部を向く筒状のケーシング壁３５との間の中空形状のケーシング３３がある。さらに、ケーシング１８のフロントまたは前面の、すなわち、ケーシングの前面の開口部２４に接続されたフロントケーシング１８は、突き出た部分３６に変化する。開口部２４から「後ろ」にある円錐は、ガイド面３７を向く。これは、ホルダ１５内のキャビティ２０の前の開口部３９周りに広がる対応する円錐ガイド面３８と相互作用するように、および、円錐ガイド面３８からの支持を得るように配置される。前のケーシング１８が常に後ろを向いた、すなわち、図３における軸２１に沿った軸力でバイアスされるばねであるので、円錐ガイド面３７、３８は、ピン１４の方向における選択された部分３６急な左右対称の力を生成する。このように、フロントケーシング１８は、ガイドピンに対するセンタリングジャケットを形成する。ガイドピンは、ホルダ１５に対してピンのヘッド２３におけるピン１４に対する遊びなく位置をセンタリングおよび生成する。

リアキャステイング１９がより小さいケーシングであるが、軸方向のリアケーシングの大きさを特に考慮すると、リアケーシング１９は、対応する機能を有する。リアケーシング１９は、フロントケーシングのリアエンド４１における適切な筒状開口部４０を通って突き出た部分におけるピン１４の後ろ向きのガイドシャフト３０を包み込む。ガイドシャフトの外部を向いた筒状のケーシング面４２、および、その内部を向いた筒状のケーシング面を有する開口部は、ガイドシャフトが開口部４０のケーシングのリアエンド４１をガイドするような大きさである。ホルダ１５に対する内部エンド４３におけるピンのセンタリングは、内部ケーシング１９によって想定され、ホルダ１５のキャビティ２０の部分４５における円錐のガイド面４４と相互作用することによって内部ケーシング１９によって確実にされる。キャビティ２０のこのリア円錐ガイド面４４は、前の円錐ガイド面３９と類似しており、ピン１４のフロントエンドに対して内部の後ろの方向にテーパー化されており、シャフト３０のセンタリングすなわち、そのリアエンド４３、に対するリアキャステイング１９上の対応するリア円錐リアガイド面４６と相互作用する。より詳細には、リアケーシング１９は、ピンのばねバイアスに対して反対の方向に、すなわち、軸方向に後ろの方向にばね力にさらされている。このことは、ばねコイル４７等に設計された圧力コイルによって確実にされている。これは、２つのシートの間に配置されている。第１のシート４８は、フロントケーシング１８のリア部分４１の外部に配置されている。他方のシート４９は、ケーシングの円錐ガイド面４６から離れたリアケーシング１９上の窪みによって形成されている。このばねコイル４７は、ピン１４の圧力コイル３１に対して短いコイル長さを有し、より大きなばね３１よりかなり弱い。このばねにより、全ての円錐面が意図された接触位置にあることを確実にする。

図４の分解図において、全ての構成されたコンポーネントは、ホルダ１５から離して考えられ得る。一方、図５は、若干離れて圧力をかけられた２つのばね３１、４７を有する位置を用いて、動作する使用位置にある対応する部品を示している。この２つの図から、リア、すなわち、より小さなケーシング１９は、また、スリットを提供され、示された例では、３つ以上の溝５０、５１、５２を提示する。これらの３つ以上の溝５０、５１、５２は、ケーシングの全体の軸方向長さに沿って延び、ケーシングを１つのピースに保持するために、適切には半径方向に通り抜け得ない。溝によって、内部ガイド面５３は、ピン１４の方向に放射状に若干弾力性を作られ、より詳細には、再び図３を見ると、ガイドシャフト３０の外部を向く筒のケーシング形状ガイド面５４が作られる。

結論として、センタリングデバイスを有する位置保持デバイスの機能は、以下の通りである。ピン１４は、ピンの終端部１７と共に、この位置保持機関１３に対して端部位置制限（すなわち、ガイド面の変更位置によるガイド面１６）を有して保持される。ガイド面に沿ってピンが移動する場合、ピン１４は、軸２１に沿ったホルダ１５に対する異なる軸の相対的位置を想定することを許可される。ピン１４とフロントケーシング１８との間でバイアスされている圧力コイル３１によって、これは、ホルダ内の一方向に（すなわち、図３の軸方向の右へ）あるばね３１によって一定にバイアスされたばねである。ケーシングの円錐ガイド面３７とホルダの円錐ガイド面との間の相互作用によって、ホルダ１５の長手軸方向に対するピンの長手軸２１のセンタリングを行い、従って、それらは一致する。ケーシング１８は、ホルダに対してセンタリングされるだけではなく、ピンに対してもセンタリングされる。なぜなら、ケーシングの終端部３６（従ってケーシングのガイド面３７も）は、セクションに分割され（例えば、３つのセクションで示される）、円錐面と後方への軸力との相互作用によって、ケーシングの終端部３６は、完全に左右対称の力で半径方向内部にケーシング面を押し、これにより、ケーシングの内部を向く面とピンの外部を向くガイド滑り面２８との間の内部滑り面の任意の遊びが排除されるからである。このように、ホルダ１５に対してピン１４の遊びが完全にセンタリングされ、かつ、自由にされる。対応する様態において、リアのより小さいケーシング１９は、（すなわち、図３で示される長手軸２１の方向の右に）内部方向のばね軸力の下にある。これは、より大きなばね３１がより小さなばねに打ち勝つために、内部ケーシングがより小さなばね４７によって右方向へとバイアスされ、一方で、より小さなばねの第１のシート４１は、通常軸方向には移動しないという事実によるためである。リアケーシング１９がまた溝に区切られているので、より小さなコイル４７からのコイル効果によって、ケーシングは、円錐ガイド面４４、４６との相互作用によって、センタリングされる。ケーシングがガイドシャフト３０に対抗して放射状に押しつけられるので、また、ピン４３のリア端部に遊びが自由のセンタリングが存在し、これにより、ピンの軸移動にかかわらず、ピンは、常にホルダ１５の同軸となっている。

固定位置保持機関１３が明確な位置を提供しているので、および、移動位置保持機関１２が、遊び無しで相互作用する十分にセンタリングされた部品を有しているので、操作スティック３は、また、明確な所定の位置に維持される。第１に示された例では、これは、回転軸に関する角度位置に関係するが、また、長手方向の（軸１０に沿った）変位位置からなり得る。これは、例えば、自動車用のギアシャフトスティックの場合であり得る。この場合、回転位置と長手方向の変位位置との両方が想定され得る。エンジンビークルに対して、明確な遊びがフリーの位置は、特に貴重であり得る。なぜなら、遊びは、エンジンにおける振動音を引き起こし得るからである。遊びは、エンジンが運動し、かつ、駆動源を引き起こす振動を有するので、エンジンの振動音を引き起こすためである。遊びを排除することによって、および、センタリングすることによって、交差の必要性をより小さい状態で、構成部品が製造され得る。このことは、製造コストがより低いことを意味する。

図６および７の実施形態の例は、上記の代替物を示す。ここで、長手軸１０に沿った長手方向変位によって、位置調整が行われる。センタリングデバイスおよび位置保持デバイスは、第１の例と同じ方法で設計かつされ、機能する。これらの部品の説明に対して、図１〜５の説明が参照される。示された例の位置調節は、軸ケーシング１７０を提示する調節可能部品３によって最も単純に実行され得る。この軸ケーシング１７０は、まだ回転軸の役目を果たす軸５に沿って長手方向に変位可能である。すなわち、図１〜２および６〜７に従う実施形態の例は、１つの調節デバイスおよび同じ調節デバイス（例えば、ギアスティック）に組み込まれ得、この場合、シフトスティックは、回転可能かつ様々なギア位置間で横方向に移動可能である。軸５は、代替的に移動可能に配置され得る。すなわち、回転可能、かつ、コンソール２の２つのサスペンション穴の長手方向の変位可能である。例えば、横方向の移動位置は、２つの位置で示されるように、長手軸の位置で配置された少なくとも２つの凹部１７１、１７２を有する固定位置保持機関１６によって確実にされる。

上記の実施例において、位置保持デバイスのセンタリングによって、間接的に、遊びがシャフト５に吸収される。すなわち、調節部分３のケーシングを有する調節部分３が軸５の上に配置される場合、遊びの風合いを排除する軸ケーシング１７０に対する放射状の力がある。

図８および９に従う実施形態の第３の例は、本発明に従うセンタリングデバイスが調節軸２０５に配置される方法を示し、この例は、第１の例と同じ設計を有し、ホルダ２１５がまた、ホルダ内で軸方向に移動可能ではないピン２７３で形成されることが異なっており、コンソール２の１つの端部２０７に凹部ガイド機関２７４にガイドされる。反対の端部２０６では、凹部制御機関２７５が配置され、凹部制御機関２７５に対してピンヘッド２２３が図１および２と同じようにばねでバイアスされる。２つのピン２２３、２７３および制御機関２７４、２７５は、軸２１０周りにシフトスティック３の回転に対して遊びが自由のサスペンションを形成する。

本発明は、上述され、かつ、実施形態の例で示された図面におけるものに制限されないが、添付の特許請求の範囲のフレーム内で変化され得る。例えば、位置保持デバイスは、また、様々な位置間において調節可能であり得る調節デバイスにおいて一部によって用いられてもよい。この部分は、純粋に並進運動を実行するように構成される。すなわち、所定の位置間における線形または弧に沿った長手方向変位運動である。さらに、固定され、かつ、移動している位置保持機関をシフト可能にし、それにより、溝が調節可能な部品において配置され、一方で、ホルダおよびピンは、コンソールにおいて配置される。

明確にするために、非常に単純な操作デバイスが選択されたが、実際に、例えばギアシフトデバイスの種類の操作デバイスに対して、より複雑な運動パターンを与え得る。
このような操作デバイスは、本発明に従って遊びを排除する原理を利用することによって可能である。さらに、操作デバイスの移動および位置が操作されるべきメカニズムに変換される方法が記載されていない。これは、最も単純な形態では、操作軸の幾何学的軸からの一定の距離にある操作部に接続されているワイヤまたわワイヤによって行われる。これにより、回転運動は、前後の線形運動に変換される。この運動は、例えば、ギアボックスに搬送される。あるいは、操作部の運動および位置は、電気的にまたは光学的に検出され得、ギアボックスへの信号を介して変換される。操作デバイスの移動および位置に対してボックス油圧で変換される。調節デバイスは、原理的に、自動車のギアボックスを操作する完全に異なる目的のために用いられ得る。

図１は、本発明に従う位置ロッキングデバイスによって提供された調節デバイスの第１の実施形態の斜視図である。 図２は、図１調節デバイスにの長手方向の断面図である。 図３は、本発明に従う位置ロッキングデバイスを通る長手方向断面図である。 図４は、ホルダを有しない位置ロッキングデバイスの分解図である。 図５は、図４に従うデバイスの斜視図である。 図６は、第２の実施形態に従う調節デバイスを通る側面図である。 図７は、第２の実施形態に従う調節デバイスを通る図解の長手方向断面図である。 図８は、第３の実施形態に従う調節デバイスの斜視図である。 図９は、第３の実施形態に従う調節デバイスの図解の断面図である。

Claims (6)

1. 操作スティックを整列するために適合されたセンタリングデバイスであって、
   ガイド面を有する保持機関部と、
   該操作スティックに取り付けられ、そして第１の端部、第２の端部、これらの間を延びるキャビティ、および該第１の端部から該第２の端部に延びる長手軸を有するホルダであって、さらに該第１の端部の近位方向に位置決めされたシートを含むホルダと、
   第１の端部、第２の端部、および円錐部を有するケーシングであって、該円錐部が該ケーシングの第１の端部の近位方向に配置され、該ケーシングが該ホルダのシートに隣接する該ケーシングの円錐部とともに位置決めされ、該ケーシングが該ホルダーの第２の端部に向かって、該円錐部が該ホルダーのシートに対して圧力を付与する傾向にあるにようにバイアスされるケーシングと、
   シャフトおよびヘッドを有するピンであって、該シャフトが該ケーシング内に位置決めされ、そして該ヘッドが該保持機関部のガイド面の近位方向に位置決めされ、該保持機関部に向かって、該ピンのヘッドが該ガイド面に対して力で押す傾向にあるようにバイアスされるピンとを備え、
   ここで、該ケーシングの円錐部が、該ホルダの長手軸に対して該ケーシングおよび該ピンのセンタリングのために、該シートと接触する、センタリングデバイス。
2. 前記保持機関部が、前記操作スティックを前記ホルダの長手軸の回りに回転するためのサスペンションを構成する、請求項１に記載のセンタリングデバイス。
3. コンソールであって該コンソール中に配置された操作デバイスを有し、該操作デバイスが異なる位置間で調節可能であるコンソールと、
   該操作デバイスを複数の所定の位置に、かつこれら位置の間に移動および固定するための位置保持デバイスであって、該位置保持デバイスが、
   操作スティックに取り付けられ、そして第１の端部、第２の端部、これらの間に延びるキャビティ、および該第１の端部から該第２の端部に延びる長手軸を有するホルダであって、該第１の端部の近位方向に位置決めされるシートをさらに備えるホルダーと、
   第１の端部、第２の端部、および円錐部を有するケーシングであって、該円錐部が該ケーシングの第１の端部の近位方向に配置され、該ケーシングが該ホルダのシートに隣接する該ケーシングの円錐部とともに位置決めされ、該ケーシングが該ホルダーの第２の端部に向かって、該円錐部が該ホルダーのシートに対して圧力を付与する傾向にあるにようにバイアスされるケーシングと、
   シャフトおよびヘッドを有するピンであって、該シャフトが該ケーシング内に位置決めされ、そして該ヘッドが保持機関部のガイド面の近位方向に位置決めされ、該保持機関部に向かって、該ピンのヘッドが該ガイド面に対して力で押す傾向にあるようにバイアスされるピンとを備え、
   ここで、該ケーシングの円錐部が、該ホルダの長手軸に対して該ケーシングおよび該ピンのセンタリングのために、該シートと接触する、調節デバイス。
4. 前記ケーシングが、前記シャフトおよび前記円錐部に沿って延びるスリットを含み、該スリットが前記ホルダの長手軸の方向に延び、それによって該ケーシングに放射状に弾性の開口部を提供し、ここで、前記ピンが該放射状に弾性の開口部内に捕獲される、請求項３に記載の調節デバイス。
5. 前記ケーシングが、互いに連通するフロントケーシングおよびリアケーシングを含み、該リアケーシングが該ケーシングの第２の端部に隣接する第２の円錐部を有し、ここで、前記ホルダがガイド面を備えたリアシートを含み、そして該第２の円錐部がそれに隣接して位置決めされ、ここで、前記調節可能なデバイスが、前記円錐部を前記保持機関部のガイド面に対して押す傾向にある力より小さい軸方向のばね力を示す、該フロントケーシングと該リアケーシングとの間に位置決めされるコイルをさらに含み、それによって、該円錐部および該第２の円錐部を該シートおよび該リアシートとそれぞれ接触するようにし、該ピンをフロントエンドおよびリアエンドの両方でセンタリングする、請求項３に記載の調節デバイス。
6. 前記リアケーシングに、該リアケーシングを部分セクションに分割するスリットが提供され、そして前記軸方向のばね力が前記ピンに対して内部半径方向に該セクションを押す、請求項５に記載の調節デバイス。

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