JP4816227B2 - ダイアル式操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両（特に、自動車）等に備えられた電子機器の操作に使用するダイアル式操作装置に関する。

特開２０００−６７６９６号公報 特開２００１−１８４９６９号公報

自動車等の車両においては、搭載される電子機器、例えば空調装置やカーオーディオシステム、さらにはカーナビゲーションシステムを操作するための操作ユニットが車内に設けられる。操作ユニットには、車両の搭乗者が必要に応じて操作するための操作部が設けられる。このうち、空調装置の風量調整操作部、温度調整操作部あるいは吹き出し口選択操作部や、カーオーディオシステムの音量操作部などにダイアル式操作装置が多く採用されている（特許文献１，２）。特許文献１，２のダイアル式操作装置は、ダイアル操作部の半径方向外側に配置されたロータリー可変抵抗の回転軸に小ギア（第二ギア）を取り付け、ダイアル外周面に形成された大ギア（第一ギア）と噛み合せることで、ダイアルの回転変位を回転角度変位検出部（例えばロータリー可変抵抗）に伝達するようにしている。

上記のようなダイアル式操作装置においては、第一ギアと第二ギアとを目視確認しつつ噛み合せる際に、噛み合せの位相が１歯か２歯程度ずれた場合に組立作業者が非常に確認しづらく、誤組付けが発生しやすい。このような誤組付けが発生すると、各操作角度位置に対応した回転角度変位検出部の検出値に誤差が生じ、正確な操作設定状態が得られなくなる問題がある。

本発明の課題は、ダイアル操作部の操作角度変位が回転角度変位検出部にギア伝達される操作装置において、組立時のギアの噛み合い位相ずれを極めて容易に確認でき、ひいては誤組付け不良を発生しにくいダイアル式操作装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の課題を解決するために、本発明のダイアル式操作装置は、外周面に第一ギアを備えたダイアル操作部と、該ダイアル操作部の第一ギアに噛み合う第二ギアと、当該第二ギアと同軸的に取り付けられた回転角度変位検出部と、ダイアル操作部の操作角度位置を複数の角度保持位置の任意のものに保持する操作角度位置保持機構とを備え、
操作角度位置保持機構による予め定められた確認用角度保持位置において、第一ギアと第二ギアとが正規の位相関係で噛み合うように組み付けられた正規組付け状態においてのみ当該正規組付け状態であることを反映した正規視認状態が出現し、該正規組付け状態から逸脱した位相関係で組み付けられた誤組付け状態では正規視認状態が出現しない位置関係にて、ダイアル操作部の操作軸線方向にて操作前面側から視認可能な位置に確認用マークが形成され、
ダイアル操作部の外周面には、操作軸線方向にて第一ギアよりも操作前面側にラジアル方向に突出するフランジ部が、第一ギアと第二ギアの操作前面側主表面の一部とを覆う形で形成され、
確認用マークは、正規組付け状態において確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、正規視認状態としてフランジ部の外形線に沿ってマーク輪郭が現われるように第二ギアの操作前面側主表面に形成されてなることを特徴とする。

ギアの噛み合い位相が正常か否かは、ギアか、該ギアと一体回転する部材に位相確認用のマークを付与し、そのマークの位置ずれで確認する方法が考えられる。しかし、ギア回転角度が歯間隔単位で細かく位置保持可能になっていると、歯１〜２個分程度の位相ずれにより生ずるマークずれは、該歯ずれに相当する小角度だけギアを回転すれば一見解消された状態になってしまい、組付け位相が正常であると誤認される惧れもある。そこで本発明者らは、ダイアル式操作装置に設けられた操作角度位置保持機構を巧みに利用することで、ギアに歯ずれが生じているかどうかを簡単に確認できる巧妙な方式を見出して本発明を完成させるに至ったものである。

すなわち、本発明のダイアル式操作装置には、ダイアル操作部の角度変更単位を規定するとともに操作に適度なクリック感を生じさせるため、操作角度間隔を第一ギアの歯間隔の２倍よりも大きく設定した操作角度位置保持機構が具備される。この構成では、ダイアル操作部は、ある角度保持位置から次の角度保持位置に移動するためには、複数個の歯数分だけギアが回転する必要がある。そこで、このうちの１つの角度保持位置を確認用角度保持位置として定め、ギアの組付け位相が正常であって、その確認用角度保持位置にダイアル操作部が位置させたときに正規視認状態（例えば、予め定められた基準位置からマークがずれていない状態）となるよう、第二ギアとダイアル操作部の少なくともいずれかに確認用マークを形成するのである。この場合、確認用角度保持位置から、隣接する角度保持位置のいずれかにダイアル操作部が回転すると、確認用マークはその角度保持位置間隔に対応する複数歯分だけ位置ずれを起こし、正規視認状態は崩れる。一方、ギアの組付け位相が１歯だけずれた場合は、確認用角度保持位置においても確認用マークの視認位置は１歯分だけずれて視認され、正規視認状態は崩れる。この場合、ダイアル操作部の角度位置がたとえ隣接する角度保持位置に移っても、角度保持位置の間隔が２歯分以上に定められているので、確認用マークが偶発的に正規視認状態と一致することはありえず、この場合も正規視認状態は崩れる（つまり、誤組付け状態において確認用角度保持位置以外の角度保持位置にて正規視認状態が偶発的に出現することもない）。すなわち、ギアの組付け位相が正常であり、かつ角度保持位置が確認用角度保持位置となったときに、正規視認状態が一義的に出現することになるので、上記第一ギアと第二ギアとの組付け位相ずれを簡単かつ確実に確認することができる。なお、２歯ないし３歯程度の組付け位相ずれも確認できるようにするため、ダイアル操作部の角度保持位置間隔は、ギアの歯間隔の３倍以上（より望ましくは４倍以上）に設定するのがよい。

確認用マークは、第二ギアとダイアル操作部の少なくともいずれかにおいて、ダイアル操作部の操作軸線方向にて操作前面側から視認可能な位置に形成しておくことが、マークの視認性を高める上で望ましい（視認性は多少悪化するが、ギアやダイアル操作部の周側面に確認用マークを形成することも不可能ではない）。

ダイアル操作部の外周面には、操作軸線方向にて第一ギアよりも操作前面側にラジアル方向に突出するフランジ部が、第一ギアと第二ギアの操作前面側主表面の一部とを覆う形で形成される場合がある。このとき、確認用マークは第二ギア又はフランジ部の操作前面側主表面に形成しておくと、確認用マークの視認及び正常視認状態の把握が容易である。具体的には、ダイアル操作部を操作軸線周りに回転可能に支持する支持ベース部を設け、操作角度位置保持機構を、該支持ベース部上にて操作前面側に突出するとともに、上記フランジ部の裏面周方向に角度間隔にて形成された複数の凹部のいずれかに選択的に係合する係合凸部を有するものとして構成できる。すなわち、操作角度位置保持機構はフランジ部を利用して形成できるが、その代償として、ギア組付け位相の確認に好都合な第一ギアと第二ギアの噛み合い部がフランジ部に隠蔽されることになる。しかし、上記の構成では確認用マークが第二ギア又はフランジ部の操作前面側主表面に形成されるので、噛み合い部がフランジ部に隠蔽されているにも拘わらず、ギア組付け位相が正常であるかどうかを確実に把握できる。

この場合、確認用マークは、正規組付け状態において確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、正規視認状態としてフランジ部の外形線に沿ってマーク輪郭が現われるように第二ギアの操作前面側主表面に形成することができる。誤組付け状態となっている場合、確認用角度保持位置においてマーク輪郭は、ずれた歯数分だけフランジ部の外形線から傾いて現われるので、正規視認状態からの逸脱を非常に把握しやすい利点がある。

この場合、確認用マークがフランジ部の外形線に沿う線状マークとすることができる。線状マークは形成が容易であり、フランジ部外形線からの位置ずれも確認しやすい利点がある。特に、第二ギアを、線状マークが溝状又はリブ状に形成された樹脂成形体とする場合、線状マークをギア成形時に一括形成できるので製造も容易である。

本実施形態では、第二ギアの操作前面側主表面の軸線を含む中央領域は該主表面に開口する凹状部により薄肉化され、線状マークが該凹状部内に形成されている。

なお、確認用マークは、正規組付け状態において確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、正規視認状態として第二ギアに面する側のマーク輪郭が全長に渡って第二ギアの外周縁の内側に位置するようフランジ部の操作前面側主表面に形成されてなり、誤組付け状態となっている場合は、いずれの角度保持位置においてもマーク輪郭の一方の端部が第二ギアの外周縁の外側に逸脱して現われるように形成することもできる。この方式によっても、誤組付け状態の識別を確実に行うことができる。

次に、確認用マークは、該確認用マークの周囲領域とは異なる反射率を呈する反射対比領域として形成することも可能である。外光反射に基づいて確認用マークの位置を容易に確認することができる。また、反射光量差に基づいて確認用マークの画像領域とその周囲領域との間に明確なコントラストが形成されるので、画像認識を用いた組付け位相検査工程においても、誤組付けの検出精度を向上することができる。

また、確認用マークは、該確認用マークの周囲領域とは異なる色彩を呈するマーク着色領域として形成することも可能である。確認用マークを周囲領域との色彩の差により容易に識別することができる。

また、第二ギアの、確認用角度保持位置において確認用マークと予め定められた相対角度関係で視認される位置には、該確認用マークとは別の補助マークを形成することも可能である。このような補助マークを用いることで、画像撮影等による確認用マークの現在位置の把握をより確実に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明のダイアル操作装置の要部を示す平面図であり、図２は側面図である。該ダイアル式操作装置１は、外周面に第一ギア１５２を備えたダイアル操作部２３と、該ダイアル操作部２３の第一ギア１５２に噛み合う第二ギア１５３と、当該第二ギア１５３と同軸的に取り付けられた回転角度変位検出部４３（例えばロータリー可変抵抗器である）と、ダイアル操作部２３の操作角度位置を、第一ギア１５２の歯間隔の２倍よりも大きな角度間隔にて定められた複数の角度保持位置の任意のものに保持する操作角度位置保持機構４０とを備える。

また、第二ギア１５３には、操作角度位置保持機構４０による予め定められた確認用角度保持位置において、第一ギア１５２と第二ギア１５３とが正規の位相関係で噛み合うように組み付けられた正規組付け状態においてのみ当該正規組付け状態であることを反映した正規視認状態が出現し、該正規組付け状態から逸脱した位相関係で組み付けられた誤組付け状態では正規視認状態が出現しない位置関係にて確認用マーク１１が形成されている。

ダイアル操作部２３の外周面には、操作軸線方向にて第一ギア１５２よりも操作前面側にラジアル方向に突出するフランジ部２４が、第一ギア１５２と第二ギア１５３の操作前面側主表面の一部とを覆う形で形成されている。ダイアル操作部２３は、支持ベース部２上に突出した筒状の支持部２３に同心的に外挿され、当該支持部の周囲にて軸線周りの回転操作が可能となっている。また、ダイアル操作部２３の外側には、操作部２３と一体回転するカバー体５が取り付けられる。

操作角度位置保持機構４０は、該支持ベース部２上にて操作前面側に突出するとともに、上記フランジ部２４の裏面周方向に角度間隔にて形成された複数の凹部２４Ｃのいずれかに選択的に係合する係合凸部４１を有するものとして構成されている。係合凸部４１は、具体的にはフランジ部２４に対応した位置にて支持ベース部２上に突設された凸部支持体内に図示しないばねにより、フランジ部２４の裏面側に弾性付勢された形で取り付けられている。ダイアル操作部２３が回転操作されると、係合凸部４１はばねの付勢力に抗して凹部２４Ｃから離脱し、次の凹部２４Ｃが到来するとばねの弾性復帰力によりこれにはまり込む。

操作角度位置保持機構４０は上記のフランジ部２４を利用して形成されており、第一ギア１５２と第二ギア１５３の噛み合い部はフランジ部２４に隠蔽されている。そして、確認用マーク１１は第二ギア１５３の操作前面側主表面に形成されている。具体的には、正規組付け状態において確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、正規視認状態としてフランジ部２４の外形線に沿ってマーク輪郭が現われるように第二ギア１５３の操作前面側主表面に形成されている。図５に示すように、確認用マーク１１は、フランジ部２４の外形線に沿う線状マーク１１とされている。第二ギア１５３は樹脂射出成形体であり、線状マーク１１は溝状部１１又はリブ状部１１’として成形時に同時形成されたものである。本実施形態では、第二ギア１５３の操作前面側主表面の軸線を含む中央領域は該主表面に開口する凹状部により薄肉化され、線状マーク１１が該凹状部内に形成されている。

ギアの噛み合い位相が正常か否かは、ギアか、該ギアと一体回転する部材に位相確認用のマークを付与し、そのマークの位置ずれで確認する方法が考えられる。しかし、ギア回転角度が歯間隔単位で細かく位置保持可能になっていると、歯１〜２個分程度の位相ずれにより生ずるマークずれは、該歯ずれに相当する小角度だけギアを回転すれば一見解消された状態になってしまい、組付け位相が正常であると誤認される惧れもある。

しかし、上記のダイアル式操作装置１には、操作角度間隔を第一ギア１５２の歯間隔の２倍よりも大きく設定した操作角度位置保持機構４０が具備される。この構成では、ダイアル操作部２３は、ある角度保持位置から次の角度保持位置に移動するためには、複数個の歯数分だけギアが回転する必要がある。そこで、このうちの１つの角度保持位置を確認用角度保持位置として定める。図１は、ダイアル操作部２３が確認用角度保持位置に位置した状態を示している。

第二ギア１５３に対する確認用マーク１１の形成位置は、図１に示すごとく、ギア１５２，１５３の組付け位相が正常であって、その確認用角度保持位置にダイアル操作部２３を位置させたときに正規視認状態、具体的にはフランジ２４の外形線２４Ｇが確認用マーク１１の輪郭線（線状マークの幅方向の一縁）と一致した視認状態が実現するように定められている。この場合、図３の右又は左に示すように、図１の確認用角度保持位置から、隣接する角度保持位置のいずれかにダイアル操作部２３が回転すると、確認用マーク１１はその角度保持位置間隔に対応する複数歯分だけ位置ずれを起こし、確認用マーク１１がフランジ部２４の外形線２４Ｇからずれて正規視認状態は崩れる。

一方、図４の左に示すごとく、ギアの組付け位相が１歯だけずれた場合は、確認用角度保持位置においても確認用マーク１１の視認位置はその分フランジ部２４の外形線２４Ｇからずれて視認され、この場合も正規視認状態は崩れる。そして、ダイアル操作部２３の角度位置がたとえ隣接する角度保持位置に移っても、角度保持位置の間隔が２歯分以上に定められているので、確認用マーク１１が偶発的に正規視認状態と一致することはありえず、この場合も正規視認状態は崩れる。

また、確認用マーク１１をフランジ部２４の外形線２４Ｇに無理に一致させようとすると、図４の右に示すように、操作角度位置保持機構４０において係合凸部４１はフランジ部２４側の隣接する凹部２４Ｃ，２４Ｃの中間位置、すなわち、角度保持位置としては許容されていない不安定な角度位置に位置決めしなければならなくなる。このように、図１に示すごとく、ギアの組付け位相が正常であり、かつ角度保持位置が確認用角度保持位置となったときに、正規視認状態が一義的に出現することになるので、上記第一ギア１５２と第二ギア１５３との組付け位相ずれを簡単かつ確実に確認することができる。また、図４の左に示すように、誤組付け状態となっている場合、確認用角度保持位置においてマーク輪郭は、ずれた歯数分だけフランジ部２４の外形線２４Ｇから傾いて現われるので、正規視認状態からの逸脱を非常に把握しやすい。

なお、本実施形態では、第二ギア１５３の、確認用角度保持位置において確認用マーク１１と予め定められた相対角度関係で視認される位置に、該確認用マーク１１とは別の補助マーク１２が形成されている。このような補助マーク１２を用いることで、画像撮影等による確認用マーク１１の現在位置の把握をより確実に行うことができる。補助マーク１２は、ここでは、第二ギア１５３の組付けに使用する治具上に突設された位置決めピンを挿通するための位置決めピン挿通用貫通穴とされている。

以下、本発明の変形例について説明する。
確認用マークは、該確認用マークの周囲領域とは異なる反射率を呈する反射対比領域として形成することも可能である。外光反射に基づいて確認用マーク１１の位置を容易に確認できる。また、反射光量差に基づいて確認用マーク１１の画像領域とその周囲領域との間に明確なコントラストが形成されるので、画像認識を用いた組付け位相検査工程においても、誤組付けの検出精度を向上することができる。図５には、このような確認用マークとして、第二ギア１５３の樹脂製の本体の主表面に、上記の線状マークとして、金属薄膜、あるいはメタリック塗装膜等として形成された反射マーク１１Ｒを形成した例を示している。

図６の構成においては、第二ギア１５３の主表面において、確認用角度保持位置においてフランジ部２４に隠蔽される領域に確認用マーク１１Ａを形成している。組み付けが正常であれば、第二ギア１５３の回転軸部１５４側の領域輪郭線は、フランジ部２４の外形線２４Ｇと一致する。この確認用マーク１１Ａは、上記隠蔽される領域を反射対比領域として、ここに金属薄膜、あるいはメタリック塗装膜等として形成された反射マークとして形成されている。一方、反射対比領域の周囲を光沢仕上げされた平滑面とし、反射対比領域を、梨地処理等の面粗しによりつや消し処理した、確認用マークをなすつや消しマーク領域１１Ｍとすることも可能である（もちろん、つや消しマーク領域１１Ｍと平滑面領域とを互いに反転させることもできる）。

また、図７に示すように、確認用マークは、該確認用マーク１１Ｃの周囲領域とは異なる色彩を呈するマーク着色領域として形成することも可能である。確認用マーク１１を周囲領域との色彩の差により容易に識別することができる。このようなマーク着色領域は着色層を塗装ないし印刷により形成することができるし、また、対応する外観色彩を呈する着色用成形体を、当該着色用成形体の表面が露出するように一体成形することで形成することもできる。図７の構成では、第二ギア１５３の歯部を形成する外周縁領域を、確認用マーク１１Ｃをなすマーク着色領域とした例である（もちろん、反射対比領域に置き換えることも可能である）。

さらに、図８は、確認用マークをフランジ部２４に形成した例である。具体的には該フランジ部２４に対し確認用マーク１１Ｂが、正規組付け状態において確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、正規視認状態として第二ギア１５３に面する側のマーク輪郭が全長に渡って第二ギア１５３の外周縁の内側に位置するよう、フランジ部２４の操作前面側主表面に形成されている。そして、図中に矢印で示すように、誤組付け状態となっている場合は、いずれの角度保持位置においてもマーク輪郭の一方の端部が第二ギア１５３の外周縁の外側に逸脱して現われるように、確認用マーク１１Ｂの周方向長さが調整されている。この確認用マーク１１Ｂも、上記の反射対比領域あるいはマーク着色領域として形成することが可能である。

図９は、第二ギア１５３の主表面に線状マークからなる第一確認用マーク１１を、フランジ部２４に反射対比領域あるいはマーク着色領域として形成された第二確認用マーク１１Ｂを形成した例である。

本発明のダイアル式操作装置の一例を示す平面図。 同じく側面図。 正常組付け時における確認用マークの作用説明図。 誤組付け時における確認用マークの作用説明図。 確認用マークの第一例を示す説明図。 確認用マークの第二例を示す説明図。 確認用マークの第三例を示す説明図。 確認用マークの第四例を示す説明図。 確認用マークの第五例を示す説明図。

符号の説明

２ 支持ベース部
１１ 確認用マーク
１２ 補助マーク
２３ ダイアル操作部
２４ フランジ部
２４Ｃ 凹部
４０ 操作角度位置保持機構
４１ 係合凸部
４３ 回転角度変位検出部
１５２ 第一ギア
１５３ 第二ギア

Claims (8)

1. 外周面に第一ギアを備えたダイアル操作部と、該ダイアル操作部の前記第一ギアに噛み合う第二ギアと、当該第二ギアと同軸的に取り付けられた回転角度変位検出部と、前記ダイアル操作部の操作角度位置を複数の角度保持位置の任意のものに保持する操作角度位置保持機構とを備え、
   前記操作角度位置保持機構による予め定められた確認用角度保持位置において、前記第一ギアと前記第二ギアとが正規の位相関係で噛み合うように組み付けられた正規組付け状態においてのみ当該正規組付け状態であることを反映した正規視認状態が出現し、該正規組付け状態から逸脱した位相関係で組み付けられた誤組付け状態では前記正規視認状態が出現しない位置関係にて、前記ダイアル操作部の操作軸線方向にて操作前面側から視認可能な位置に確認用マークが形成され、
   前記ダイアル操作部の外周面には、前記操作軸線方向にて前記第一ギアよりも操作前面側にラジアル方向に突出するフランジ部が、前記第一ギアと前記第二ギアの操作前面側主表面の一部とを覆う形で形成され、
   前記確認用マークは、前記正規組付け状態において前記確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、前記正規視認状態として前記フランジ部の外形線に沿ってマーク輪郭が現われるように前記第二ギアの操作前面側主表面に形成されてなることを特徴とするダイアル式操作装置。
2. 前記ダイアル操作部を前記操作軸線周りに回転可能に支持する支持ベース部を有し、前記操作角度位置保持機構は、前記支持ベース部上にて前記操作前面側に突出するとともに、前記フランジ部の裏面周方向に所定の角度間隔にて形成された複数の凹部のいずれかに選択的に係合する係合凸部を有する請求項１記載のダイアル式操作装置。
3. 前記確認用マークが前記フランジ部の外形線に沿う線状マークとされている請求項１又は請求項２記載のダイアル式操作装置。
4. 前記第二ギアは、前記線状マークが溝状又はリブ状に形成された樹脂成形体である請求項３記載のダイアル式操作装置。
5. 前記確認用マークは、前記正規組付け状態において前記確認用角度保持位置にて操作前面側から視認した際に、前記正規視認状態として前記第二ギアに面する側のマーク輪郭が全長に渡って前記第二ギアの外周縁の内側に位置するよう前記フランジ部の操作前面側主表面に形成されてなり、前記誤組付け状態となっている場合は、いずれの前記角度保持位置においても前記マーク輪郭の一方の端部が前記第二ギアの外周縁の外側に逸脱して現われるようになっている請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のダイアル式操作装置。
6. 前記確認用マークは該確認用マークの周囲領域とは異なる反射率を呈する反射対比領域として形成されている請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のダイアル式操作装置。
7. 前記確認用マークは該確認用マークの周囲領域とは異なる色彩を呈するマーク着色領域として形成されている請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のダイアル式操作装置。
8. 前記第二ギアの、前記確認用角度保持位置において前記確認用マークと予め定められた相対角度関係で視認される位置に、該確認用マークとは別の補助マークが形成されている請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のダイアル式操作装置。

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