JP6839183B2 - 車載機器用、特に暖房、換気、及び／又は空調システム用操作ユニット - Google Patents

Description

本発明は、車載機器用操作ユニットに関し、車載機器とは特に暖房、換気、及び／又は空調システムである。しかしながら、原則的に操作ユニットは、ラジオ、娯楽情報装置、及び／又はナビゲーション装置のようなその他の車載機器の制御にも利用可能である。

車載機器用操作ユニットは様々なデザインのものが知られている。近年、操作ユニットの作動要素が手動で作動された際に聴覚又は触覚フィードバックが行われる操作ユニットがますます普及している。一般に、作動要素は、接触を感知する部品であり、多様なコマンドを入力するための複数の記号フィールドを含む。

操作ユニットの作動が検知された際の触覚フィードバックの構想は、「力覚、力フィードバック」とも呼ばれる。通常押圧される作動要素は、記号フィールドに接触が行われたことを認識し、対応する制御機能をトリガーするために、可能な限り小さいストロークのみを実行することが求められる。快適性の観点から、具体的には例えば作動要素の縁部が手動で押圧された際にも、すなわち作動要素の重心又は作動要素の操作パネルの重心から離れた場所で押圧された際にも、作動要素全体が平行移動することが望ましい。

操作ボタンと、複数の記号フィールドを含む操作パネルを含む操作要素との平行誘導が、先行技術から周知である。

一部のケースでは、この目的のために板ばねの様々な設計が用いられるが、これらは、高まる快適性の要求を完全に満たすことはできない。

操作パネルに対して鉛直に延出するウェブの両側において、移動方向に複数のレバー対に連結的に接続され、一方のレバー対は固定軸受に連結的に取り付けられ、対向するレバー対は摺動軸受に連結的に取り付けられる、可逆的に押圧可能な押しボタンが独国特許出願公開第１０ ２０１４ ００７ ９８８号から周知である。

保持要素の４つの縁部上に配置される単独のばね梁システムであって、ボタン要素を支持する枠体が４つの個別ばね梁によって弾力的に設置されるばね梁システムが独国特許出願公開第３６ １６ ６６９号に記載されている。

別のボタン誘導設計が、独国特許出願公開第１９７ ５７ ９２８号及び独国特許出願公開第３７ １１ ７８９号から周知である。

独国特許出願公開第１０ ２０１４ ００７ ９８８号 独国特許出願公開第３６ １６ ６６９号 独国特許出願公開第１９７ ５７ ９２８号 独国特許出願公開第３７ １１ ７８９号

本発明の目的は、押圧可能な操作要素、特には複数の記号フィールドを含む操作パネルを有するもの、の平行誘導を改善することである。

この目的を達成するために、本発明は特には暖房、換気、及び／又は空調システムである車載機器用操作ユニットを提供する。操作ユニットは、手動で作動可能な作動要素と、作動要素を保持するための保持装置と、作動要素を保持装置に弾性設置するための軸受装置とを含み、軸受装置は１以上の第１板ばね対を含み、１以上の第１板ばね対は互いの上に離間して配置され互いに平行に延出する２枚の板ばねを含み、各板ばねは第１端部とその反対側に位置する第２端部とを有し、板ばねの第１端部と第２端部とはスペーサー要素によって互いに剛性接合され、１以上の第１板ばね対は、板ばねの第１端部において、作動要素に直接又は間接に弾性接合され、かつ板ばねの第２端部において、保持装置に直接又は間接に弾性接合される。

本発明によれば、操作ユニットにおいて軸受装置は、作動要素と保持装置との間に１以上の第２板ばね対を含み、１以上の第２板ばね対は、１以上の第１板ばね対に対して０°以外の角度で配向され、特には、１以上の第１板ばね対に対して鉛直に配向される。

本発明において、操作ユニットの１以上の手動で作動可能な作動要素は、保持装置上に弾性設置され、この目的のために、作動要素と保持装置との間に配置された軸受装置が用いられる。この軸受装置は１以上の板ばね対を含む。この第１板ばね対は互いの上に離間して配置され互いに平行に延出する２枚の板ばねを含み、その端部はスペーサー要素によって離間して保持されている。板ばねの端部のうち一方の対は、作動要素に直接的又は間接的に固定され、板ばねの端部のうち他方の対は、保持装置に直接的又は間接的に固定される。このような板ばねの弾性設置は、端部間が固定された板ばねの弾性を活用し、作動要素の押圧時の平行移動をもたらす。厳密には、これは、数ミリから０．数ミリといった比較的短いストロークにしか適用されない。押圧時の作動要素の移動方向が、作動要素の操作パネルに対して略鉛直であり、処理中に空間内でその配向が変化しないことが肝要である（平行誘導）。

平行誘導、ならびに、作動要素の移動方向が操作パネル上の作動位置からは本質的に独立して操作パネルに対して鉛直であることを確実にするために、本発明においては、軸受装置が、１以上の第１板ばね対に加え、１以上の第１板ばね対に対して０°以外の角度で配向され、特には、１以上の第１板ばね対に対して鉛直に配向される１以上の第２板ばね対を含む。これにより、押圧時の作動要素の平行誘導、特には作動要素上で押圧力が加えられた位置とは独立した平行誘導、が大きく改善される。このようにして、操作パネルの平行誘導を通じて、操作パネルの下向きの移動が行われる。傾斜が大幅に抑制される。

上述のような操作パネルの平行誘導の利点は、作動（すなわち作動要素の手動のストローク動作）を検出するセンサシステムの設計をより単純にでき、疑いがある場合には傾斜に応答可能である点である。しかしながら、このような傾斜は大幅に抑制されているため、傾斜を検知するこのセンサシステムはこの点では影響を持たない。作動要素全体で、単独の移動センサ又は力センサだけで十分であることが理想である。これは、本発明による操作ユニットの設計におけるハードウェア面の複雑さを大きく軽減する。

本発明の更に有利な発展形において、軸受装置は、互いに平行に配向された２以上の第１板ばね対を含み、１以上の第２板ばね対は、１以上の第１板ばね対（６４）のそれぞれに対して０°以外の角度で配向され、特には、１以上の第１板ばね対（６４）のそれぞれに対して鉛直に配向されてよい。本発明のこの改良においては、互いに平行に配向された２つの第１板ばね対が存在し、本発明において設けられる１以上の第２板ばね対は、第１板ばね対に対して０°以外の角度で、特には鉛直に、配置される。

ただし、本発明の上述の実施形態の別法として、軸受装置は、互いに平行に配置された２以上の第２板ばね対を含み、第２板ばね対のそれぞれは、１以上の第１板ばね対に対して０°以外の特定の同一角度で配向され、特には、１以上の第１板ばね対に対して鉛直に配向されてよい。この変形では、互いに平行に配向された２つの第２板ばね対が存在し、第１板ばね対は２つの第２板ばね対に対して０°以外の角度で延出し、特には鉛直に配向される。

本発明の更に有利な変形において、軸受装置は、２以上の第１板ばね対及び２以上の第２板ばね対を含み、第１板ばね対は互いに平行に配置され、第２板ばね対は互いに平行に配置され、第１板ばね対は第２板ばね対に対して０°以外の角度で、特には鉛直に、配向されてよい。

一般に、本稿記載のような操作ユニットは矩形の作動要素、又は略矩形の操作パネルを有する作動要素を備えている。作動要素もしくはその操作パネルは、略直線的でありかつ各対が対向して位置される４つの縁部を含むことが好ましい。ここで、軸受装置が２つの第１板ばね対及び２つの第２板ばね対を有し、板ばね対のそれぞれが、板ばねが平行もしくは略平行に延出するように、すなわちそれぞれの端部の延長線上にあるように、４つの縁部のそれぞれに配置されると有利である。

本発明の更に有利な実施形態において、第１板ばね対及び第２板ばね対は、互いに角度を有して、特には直角に、延出する２つの板ばねを含む一体的な角ばった板ばね対として設計されてよい。この変形では、第１板ばね対及び第２板ばね対はそれぞれ一体的に設計され、組み立ての複雑さを低減させる。第１板ばね対及び第２板ばね対のそれぞれの板ばねは、互いの上に配置され、対として見た場合に互いに角度を有して、特には直角に、配向される。このような角ばった板ばね対は、略矩形の作動要素、又は略矩形の操作パネルを有する作動要素の、対角に対向する２つの角領域に有利に配置可能である。

本発明の上述の実施形態において、すなわち角ばった板ばね対を用いる場合、角ばった板ばねのそれぞれが２本の脚を含み、各脚が自由端と、対応する他方の脚にそれぞれ一体的に接合された接続端とを有し、脚の自由端は作動要素に直接的又は間接的に接合され、脚の接続端は保持装置に直接的又は間接的に接合されている、又はその逆である場合も有利であり得る。

上述のとおり、各板ばね対の板ばねはスペーサー要素によって離間して保持されている。角ばった板ばねを用いる場合、角ばった板ばね対の１つにつき、このようなスペーサー要素が３つ存在することが好ましく、より具体的には、角ばった板ばねの２つの脚の自由端のそれぞれにスペーサー要素が１つずつ、ならびに、２つの角ばった板ばねの接続端の間に更なるスペーサー要素が存在することが好ましい。

本発明の更に有利な実施形態において、操作ユニットは更に、最小の作動力又は最小の作動ストロークが検出された際に作動要素を強制的に移動させるためのアクチュエータを備える。最小の力の適用又は最小の動作ストロークは、センサによって検出され、起動・評価ユニットに転送される。この場合センサは本発明の操作ユニットの一部であってよい。この結果、例えば横軸電機子ソレノイドとして設計された機械的アクチュエータが起動される。電機子が一度引き付けられると、作動要素のストローク動作又は横軸モーメントが増大する（限定的な範囲で）。しかしながら、アクチュエータは、作動要素の作動成功の触覚フィードバックとしての役割を果たす、作動要素の振動動作を実行するためにも用いることができる。なお、例えば聴覚又は視覚といった他のフィードバックを行うことも可能である。

以下、２つの例示的実施形態及び図面を用いて、本発明を更に詳細に説明する。

本例示的実施形態における、９つの作動又は制御／記号フィールドを含む、押圧可能で弾性設置された作動要素の操作パネルの上面図。 図１に図示の作動要素の底面側の斜視図。 下部に配置された板ばね軸受要素を含む作動要素を図示する図２の矢印ＩＩＩに対応する側面図。 下部に配置された板ばね軸受要素を含む作動要素を図示する図２の矢印ＩＶに対応する側面図。 下部に配置された板ばね軸受要素を含む作動要素を図示する図２の矢印Ｖに対応する側面図。 下部に配置された板ばね軸受要素を含む作動要素を図示する図２の矢印ＶＩに対応する側面図。 図１から図６に図示の作動要素が、初期状態、すなわち作動要素に力が加わっていない状態で弾性設置された筐体の断面図。 作動要素が手動で作動され、センサシステムが作動を検出した際の、図７の断面図と同様の断面図。 例えば作動要素の触覚フィードバックとしての役割を果たす、作動要素の押圧方向の更なる移動のためのアクチュエータの起動後の、図７及び図８と同様の断面図。 板ばね軸受要素の設計が異なる以外は図１の上面図に図示されたものと同様の作動要素の底面図。 側面側に配置された板ばね軸受要素を含む、図１０の矢印ＸＩ方向における作動要素の側面図。 側面側に配置された板ばね軸受要素を含む、図１０の矢印ＸＩＩ方向における作動要素の側面図。 側面側に配置された板ばね軸受要素を含む、図１０の矢印ＸＩＩＩ方向における作動要素の側面図。 側面側に配置された板ばね軸受要素を含む、図１０の矢印ＸＩＶ方向における作動要素の側面図。

図１から図６は、作動要素１０が押圧された際にその配向を維持する、すなわち平行移動を行う、操作パネル１２を含む作動要素１０の設計及び弾性設置を図示する。図７に示すとおり、この作動要素１０は、作動要素１０が軸受装置１８によって押圧可能に弾性設置される、例えば板状である保持装置１６を含む、筐体１４内に設置される。

図１によれば、操作パネル１２は複数（例示的実施形態においては９つ）の制御又は記号フィールド２０を含む。作動要素１０を保持装置１６に弾性的に固定する軸受装置１８は、作動要素１０の操作パネル１２と逆側である底面側２２に配置される。この目的のために、図１から図９に示す例示的実施形態における軸受装置１８は、作動要素１０の底面側２２の対角に対向する２つの角領域２８、３０に配置される２つの角ばった板ばね対２４、２６を含む。角ばった板ばね対２４、２６はそれぞれ、本例示的実施形態において矩形でありそれぞれ２本の脚３６、３８を有する２つの板ばね３２、３４を含む。それぞれの脚の端部を離間して保持し、かつ作動要素１０の底面側２２に接合されたスペーサー要素４０、４２は、互いの上に配置された平行の脚３６、３８それぞれの自由端に位置する。この目的のために、スペーサー要素４０、４２はそれぞれ、脚３６、３８に隣接する領域における上側の角ばった板ばね３４のそれぞれを越えて延出し、その結果オフセット４４がもたらされる。

角領域又は、角ばった板ばね３２、３４の一対の脚３６、３８の接続端４６に、更なるスペーサー要素４８が同様に設けられる。図２の参照番号５０、５２には、角ばった板ばね対２４、２６が、これら角領域２８、３０、すなわち接続端４６の領域、において保持装置１６に設置されていることが示されている。

角ばった板ばね対２４、２６の、作動要素１０の底面側２２への接続、ならびに保持装置１６への設置が、図３から図６に示す側面図により大きく示されている。

図７から図９は、操作ユニット５４に設置された場合の作動要素１０の作動時の別の状況を示している。操作ユニット５４は、筐体１４、保持装置１６、及び軸受装置１８を含む。更に、この例示的実施形態において、操作ユニットは、作動時に作動要素１０が移動する経路を基に、所望の機能をトリガーするために作動要素１０に最小の作動力が加えられたことを検出する２つの距離又は力センサ５６も備える。また、本例示的実施形態において、操作ユニット５４は、横軸電機子ソレノイドとして設計されたアクチュエータ５８を含む。センサ５６とアクチュエータ５８とは、評価及び起動ユニット６０を介して互いに接続されている。

図７は、作動要素１０がまだ作動されていない状態（アイドル位置）を示している。図８は、操作パネル１２に、例えば力が加えられる方向を示す矢印６２の位置に、作動力が加えられた状態を示している。作動要素１０が下向きに移動される際、操作パネル１２の配向は維持され、すなわち操作パネル１２は平行移動を行う。角ばった板ばね対、本例示的実施形態においては各対が平行に配向される４つの板ばね対６４、６６は、操作パネル１２の配向を確実に維持する。ここで、互いに平行に配向された２つの第１板ばね対６４は、第２板ばね対６６に対して横断方向に配向される。

図１０から図１４は、図１から図９に示した例示的実施形態における軸受装置１８の別の例示的実施形態を示す。対応する軸受装置１８には、図１０において参照番号１８’を付す。図１０から図１４に示されている要素には、図１から図９に示した例示的実施形態のそれらと対応している（同一、及び／又は機能的に同等である）限り、同一の参照番号を付す。

図１０から図１４の例示的実施形態において、互いから分離して設計及び配置され、それぞれ２つの板ばね３６、３８を含む４つの板ばね対６４、６６が設けられている。４つの板ばね対６４、６６は、作動要素１０の底面側２２において４つの縁領域６８、７０、７２、７４に分散されている。図１０から図１４において、参照番号５０は板ばね対が保持装置１６に取り付けられる場所を示す。これらの図面において、参照番号４４は板ばね対６４、６６が作動要素１０の底面側２２に接続される場所を示す。

１０ 作動要素
１２ 作動要素の操作パネル
１４ 筐体
１６ 保持装置
１８ 作動要素の軸受装置
１８’ 作動要素の軸受装置
２０ 操作パネルの記号フィールド
２２ 作動要素の底面側
２４ 角ばった板ばね対
２６ 角ばった板ばね対
２８ 作動要素の角領域
３０ 作動要素の角領域
３２ 角ばった板ばね
３４ 角ばった板ばね
３６ 角ばった板ばねの脚
３８ 角ばった板ばねの脚
４０ （角ばった）板ばね対のスペーサー要素
４２ （角ばった）板ばね対のスペーサー要素
４４ 操作要素への板ばね対の固定
４６ 脚の接続端
４８ （角ばった）板ばね対のスペーサー要素
５０ 保持装置への角ばった板ばね対の接続
５２ 保持装置への角ばった板ばね対の接続
５４ 操作ユニット
５６ 力又は移動センサ
５８ アクチュエータ
６０ 評価及び起動ユニット
６２ 力が加えられる位置
６４ 板ばね対
６６ 板ばね対
６８ 作動要素の縁領域
７０ 作動要素の縁領域
７２ 作動要素の縁領域
７４ 作動要素の縁領域

Claims (7)

1. 車載機器用操作ユニットであって、
   手動で作動可能な作動要素（１０）と、
   前記作動要素（１０）を保持するための保持装置（１６）と、
   前記作動要素（１０）を前記保持装置（１６）に弾性設置するための軸受装置（１８）とを含み、
   前記軸受装置（１８）は１以上の第１板ばね対（６４）を含み、前記１以上の第１板ばね対（６４）は互いの上に離間して配置され互いに平行に延出する２枚の板ばね（３６）を含み、各板ばね（３６）は第１端部とその反対側に位置する第２端部とを有し、前記板ばね（３６）の前記第１端部と第２端部とはスペーサー要素（４０）によって互いに剛性接合され、
   前記１以上の第１板ばね対（６４）は、前記板ばね（３６）の前記第１端部において、前記作動要素（１０）に直接又は間接に弾性接合され、かつ前記板ばね（３６）の前記第２端部において、前記保持装置（１６）に直接又は間接に弾性接合され、
   前記軸受装置（１８）は、前記作動要素（１０）と前記保持装置（１６）との間に２以上の第１板ばね対及び２以上の第２板ばね対（６４、６６）を含み、
   前記第１板ばね対（６４）は互いに平行に配置され、前記第２板ばね対（６６）は互いに平行に配置され、前記第１板ばね対（６４）は前記第２板ばね対（６６）に対して垂直に配向されることを特徴とする操作ユニット。
2. 前記作動要素（１０）は、略直線的でありかつ各対が対向して位置される４つの縁部（６８、７０、７２、７４）を含む矩形に設計され、２以上の第１板ばね対及び２以上の第２板ばね対（６４、６６）は前記作動要素（１０）の４つの縁のそれぞれに沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。
3. 互いの上に配置された板ばね対（６４、６６）それぞれの前記板ばね（３６）の前記２つの端部は、前記スペーサー要素（４０）によって離間して保持されてい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。
4. 第１板ばね対及び第２板ばね対（６４、６６）は、互いに直角に延出する２つの板ばね（３２、３４）を含む一体的な角ばった板ばね対（２４、２６）として設計されることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の操作ユニット。
5. 角ばった板ばね（３２、３４）はそれぞれ２つの脚（３６、３８）を含み、各脚（３６、３８）は自由端と、他方の脚（３６、３８）にそれぞれ一体的に接合された接続端（４６）とを有し、
   前記脚（３６、３８）の前記自由端は前記作動要素（１０）に直接的又は間接的に接合され、前記脚（３６、３８）の前記接続端（４６）は前記保持装置（１６）に直接的又は間接的に接合されている、又はその逆であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の操作ユニット。
6. 前記脚（３６、３８）の前記自由端はそれぞれのスペーサー要素（４０）によって離間して保持され、前記脚（３６、３８）の前記接続端（４６）は別のスペーサー要素（４８）によって離間して保持されることを特徴とする請求項５に記載の操作ユニット。
7. 角ばった板ばね対（２４、２６）はそれぞれ、前記作動要素（１０）の、対角に対向する２つの角領域（２８、３０）のそれぞれに少なくとも配置されることを特徴とする請求項２及び請求項４に記載の、又は請求項２及び請求項４に従属する請求項５又は請求項６のいずれか一項に記載の、操作ユニット。

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