JP4709170B2 - 節度装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作部材の操作に節度を与える節度装置に関する。

従来、自動車の各種コントロールに使用されるロータリスイッチ装置は、例えば、特許文献１に開示されているスイッチ装置のように、ケース内面に形成された山部及び谷部を交互に有する節度面部と、ケース内のロータ側に設けられたコイルばね及びこのコイルばねにより節度面部に当接するように付勢されたボールとからなる節度機構を有している。

このような構成の節度機構によれば、使用者が操作ノブを回動してスイッチ操作を行う場合、ロータの回動に伴ってボールが山部を超えて谷部に移動し、この谷部に落ち込む。すなわち、ボールが山部を超える前後において操作ノブに与えられるフィードバック力が変化する。これにより、操作ノブ（操作部材）の回動に節度が与えられている。
実開平５−９４９２２号公報

上述の特許文献１のものでは、操作部材を回動した時に節度が与えられる回動角度（以下、節度角度という）が、節度面の山部及び谷部の形成ピッチ（角度ピッチ）に制約されてしまう問題がある。この問題を解決するものとして、図４に示す構成の節度装置が考えられている。

図４において、例えばインストルメントパネル１の裏面側の適宜部位に取り付けられた装置ベース２には、軸３が回動可能に支承されている。この軸３において前記インストルメントパネル１の表面側に突出する端部（図では上端部）には、操作部材４が軸３と一体回動する形態に取り付けられている。さらに、この軸３の下端には、操作部材４の回動位置を検出するためのロータリーエンコーダ５のディスク５ａが軸３と一体回動する形態に取り付けられている。

さらに、軸３の下端側に被吸着部６が軸３と一体回動する形態に設けられており、この被吸着部材６の上面には磁性板からなる被吸着体６ａが取着されている。この被吸着体６ａの上方部には、電磁石７が、軸３とは無関係に回動可能に、且つ微小距離で上下動可能に設けられている。この電磁石７と装置ベース２との間には、合成樹脂からなるばね板８、８が設けられており、このばね板８、８の一端は前記装置ベース２に取着され、他端は前記電磁石７に取着されている。このばね板８、８は、軸３の回動に対して抵抗を与えるものである。なお軸３には適宜の操作対象物が付設あるいは連結される。

この図の構成において、通常は、電磁石７が断電されており、操作部材４が使用者により回動操作されると、軸３、ディスク５ａ、被吸着部６が一体回動する。そして、操作部材４が所定角度回動されると、ロータリーエンコーダ５がこの所定角度を検出し、これに基づいて図示しない制御部が電磁石７に通電する。すると、電磁石７と被吸着体６ａとが吸着状態となって当該電磁石７、被吸着体６ａ、軸３、操作部材４が一体化状態となる。従って、この状態から使用者が操作部材４をさらに回動すると、板ばね８、８の他端がその回動方向へ弾性変形することによって復元方向へばね力を発生し、使用者が回動抵抗を受け、電磁石が断電したときに回動抵抗がなくなる。回動抵抗の差により節度が与えられる。

しかし、この構成では、合成樹脂製のばね板８、８を使用するため、ばね機能を奏するための形状の設定が難しいとともに、ばね力設定のための材料選定も難しく、総じて節度感の設定が難しいといった問題があった。また、節度感の滑らか度合いとか、急激度合いなどの微妙な設定も困難であった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱などの設定が容易となる節度装置を提供することにある。

本発明は、装置ベースに回動操作可能に設けられた操作部材と、ほぼＶ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、前記装置ベースに設けられた電磁石と、前記操作部材の回動位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段により検出された前記操作部材の回動位置に応じて前記電磁石を通断電制御する制御手段とを備え、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記操作部材と一体回動可能に設けると共に、他方を、前記電磁石の断電時に前記操作部材と一体回動し電磁石の通電時に該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される構成としてなるところに特徴を有する。

この構成において、使用者が操作部材を回動操作すると、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方が、前記操作部材と一体回動し、他方が、前記電磁石の断電時に前記操作部材と一体回動する。従って、電磁石の断電時には、操作部材の回動操作に伴って前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との両方が回動し、節度感は発生しない。そして、該他方が、操作部材が所定の回動位置に達すると、位置検出手段により当該所定の回動位置が検出され、制御手段により、電磁石が通電される。この通電により、前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段とのうちの他方が、該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される。すると、抵抗付与手段の押圧部材がコイルばねのばね力に抗して回動抵抗受部の凹面部を絶対的にあるいは相対的に摺動するようになり、コイルばねのばね力が増加して抵抗感が強くなる。そして、操作部材が所定の回動位置に達すると、電磁石が断電され、この抵抗感がなくなる。コイルばねによる抵抗感の急変により節度感が発生する。

この構成の場合、前記所定の回動位置の変更により、節度角度を容易に変更できる。また、ほぼＶ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、該コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段とで、節度を与える構成であるから、コイルばねの選定と、凹面部の傾斜角度の設定により節度感の間隔と強弱の設定が容易となる。

本発明によれば、節度角度の設定が容易であり、且つ、節度感の強弱など種々の設定が容易となる。

以下、本発明を例えば自動車のヒータコントロール用スイッチの操作装置に適用した一実施例につき図１ないし図３を参照して説明する。
操作装置２０の装置ベース２１は、インストルメントパネル２２の裏面側の適宜部位に取り付けられている。この装置ベース２１には軸２３が回動可能に支承されている。この軸２３において前記インストルメントパネル２２の表面側に突出する端部（図では上端部）には、操作部材２４が軸２３と一体回動する形態に取り付けられている。さらに、この軸２３において装置ベース２１から下方へ突出する下端部には、操作部材２４の回動位置を検出するための位置検出手段としてのロータリーエンコーダ２５のディスク２５ａが軸２３と一体回動する形態に取り付けられている。

前記装置ベース２１にはほぼ円筒形の電磁石２６が取着されており、この電磁石２６の中空部を軸２３が挿通している。
また、軸２３における電磁石２６上方部には、円筒状の回動抵抗受部２７が軸２３と一体回動するように設けられており、この回動抵抗受部２７の内面には、図２に示すように、ほぼＶ形の凹面部２８が形成されている。この凹面部２８は、斜面２８ａと斜面２８ｂとでほぼＶ形をなす。

また、この回動抵抗受部２７の内部における軸２３部分には、抵抗付与手段２９が設けられている。この抵抗付与手段２９は、被吸着部材３０と、鋼線製コイルばね３１と、押圧部材３２と、ガイド筒部３３とを有する。

前記被吸着部材３０は、磁性材から構成されており、円筒部３０ａと、これの下端部に形成された径大な被吸着部３０ｂとを有した構成である。前記被吸着部３０ｂは、前記電磁石２６の上面と軸方向で対向している。この被吸着部材３０は、軸２３に回動可能に嵌合されている。

前記ガイド筒部３３は前記被吸着部材３０の円筒部３０ａに遠心方向へ延びるように取着されており、このガイド筒部３３の先端側の内部には前記押圧部材３２を移動可能に収容配置している。さらにこのガイド筒部３３の内部には、前記コイルばね３１が圧縮状態で収容配置されており、このコイルばね３１は鋼線たとえばばね用鋼線から構成されたものである。このコイルばね３１のばね力により、図２に示すように、押圧部材３２が前記凹面部２８の谷中心部に押圧付勢されている。

制御ユニット３４は、装置ベース２１に設けられており、この制御ユニット３４には、電磁石２６を所定の回動位置で通電及び断電するための制御手段たる制御回路３５が備えられている。また制御ユニット３４には、手動操作されて前記通断電パターン（所定の回動位置）を任意に設定するための設定手段（図示せず）が設けられている。つまり、この設定手段の操作に基づいて前記制御回路３５における電磁石２６に対する通断電パターンを変更可能としている。この場合、該所定の回動位置は、例えば角度１５度（角度１５度の範囲で通電、次の角度１５度の範囲で断電）に設定されている。なお軸２３には適宜の操作対象物が付設あるいは操作対象部に連結される。この制御回路３５に前記ロータリーエンコーダ２５の回動位置検出信号が与えられるようになっている。

図１及び図２の状態では、電磁石２６が断電されている状態を示しており、この状態では、押圧部材３２は、回動抵抗受部２７の凹面部２８の谷中心部に押圧付勢されており、前記被吸着部材３０が軸２３に対して回動可能である。この状態から、使用者が操作部材２４を矢印Ａ方向（図２参照）に回動操作すると、軸２３、回動抵抗受部２７、ディスク２５ａが一体回動する。この場合、上述したように、押圧部材３２が回動抵抗受部２７の凹面部２８の谷中心部に押圧付勢され、且つ被吸着部材３０が軸２３に対して回動可能であるから、押圧部材３２も一体回動する。つまり、電磁石２６の断電時には、操作部材２４の回動操作に伴って前記回動抵抗受部２７と前記抵抗付与手段２７との両方が回動し、節度感は発生しない。

制御回路３５は、ロータリーエンコーダ２５からの信号により操作部材２４の回動操作開始を検知し、該操作部材２４がこの開始時点から前記１５度の回動を検知すると、電磁石２６を通電する（図３（ａ）参照）。この通電により電磁石２６が被吸着部材３０において対向する被吸着部３０ｂを吸着固定もしくは吸引固定する。

これにより押圧部材３２が回動不能状態に固定され、回動抵抗受部２７は、引き続き使用者による回動操作力を受けて矢印Ａ方向へ回動される。このときに、該回動抵抗受部２７の凹面部２８の斜面２８ａが押圧部材３２と摺接し、押圧方向へのコイルばね３１のばね力が増加し、該回動抵抗受部２７が回動抵抗を使用者が徐々に強く感じるようになる。（図３（ｂ）参照）。この電磁石２６に対する通電を、角度１５度の回動が検出されるまで行い、断電する。この断電により、押圧部材３２は、斜面２８ａの谷中心部へ戻り、回動抵抗がなくなる。このときに節度感が与えられる。この断電は、次の角度１５度が検出されるまで行われる。

このように本実施例によれば、電磁石２６を通電及び断電するタイミングである前記所定の回動位置の変更により、節度角度を容易に変更できる。また、コイルばね３１と凹面部２８の傾斜角度の設定により節度感の強弱や間隔の設定が容易となる。

また、本実施例によれば、使用者によって操作される設定手段を備え、制御回路３５が、該設定手段の操作に基づいて、前記電磁石２６に対する通断電パターンを変更するから、節度角度を任意に変更できて、利便性に優れている。

なお、上記実施例では、前記回動抵抗受部２７と前記抵抗付与手段２９とのうち、回動抵抗受部２７を、前記操作部材２４と一体回動可能に設けると共に、前記抵抗付与手段２９を、前記電磁石２６の断電時に前記操作部材２４と一体回動し電磁石２６の通電時に該電磁石２６に吸着されて非回動状態に固定される構成としたが、抵抗付与手段２９を、前記操作部材２４と一体回動可能に設けると共に、前記回動抵抗受部２７を、前記電磁石２６の断電時に前記操作部材２４と一体回動し電磁石２６の通電時に該電磁石２６に吸着されて非回動状態に固定される構成としても良い。

また、電磁石２６の通電と断電の角度範囲は前述した１５度に限られず、また、通電の角度範囲と断電の角度範囲も同じでなくても良い。また、位置検出手段としては、ロータリーエンコーダに限られず、複数のリミットスイッチを所定角度位置に配置する構成でも良く、種々変更できる。また、本発明は、自動車のヒータコントロール用スイッチの操作装置以外の操作装置に広く適用できるものである。

本発明の一実施例を示す自動車のヒータコントロール用スイッチの操作装置の縦断正面図 抵抗付与手段部分での横断平面図 （ａ）は電磁石の通断電パターンを示す図、（ｂ）は節度感変化の様子を示す図 従来例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、２０は操作装置、２１は装置ベース、２２はインストルメントパネル、２３は軸、２４は操作部材、２５はロータリーエンコーダ（位置検出手段）、２６は電磁石、２７は回動抵抗受部、２８は凹面部、２９は抵抗付与手段、３０は被吸着部材、３１はコイルばね、３２は押圧部材、３５は制御回路（制御手段）を示す。

Claims (2)

1. 装置ベースに回動操作可能に設けられた操作部材と、
   ほぼＶ形の凹面部を有する回動抵抗受部と、
   鋼線製コイルばね及び押圧部材を有し、コイルばねのばね力により、前記押圧部材を回動抵抗受部の前記凹面部に対して押圧して回動抵抗を与えるための抵抗付与手段と、
   前記装置ベースに設けられた電磁石と、
   前記操作部材の回動位置を検出する位置検出手段と、
   この位置検出手段により検出された前記操作部材の回動位置に応じて前記電磁石を通断電制御する制御手段とを備え、
   前記回動抵抗受部と前記抵抗付与手段との一方を、前記操作部材と一体回動可能に設けると共に、他方を、前記電磁石の断電時に前記操作部材と一体回動し電磁石の通電時に該電磁石に吸着されて非回動状態に固定される構成としてなることを特徴とする節度装置。
2. 使用者によって操作される設定手段を備え、
   前記制御手段は、該設定手段の操作に基づいて、前記電磁石に対する通断電パターンを変更することを特徴とする請求項１に記載の節度装置。

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