TWI342579B - Rotary/push-button controller - Google Patents

Description

1342579 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種旋轉/按壓控制器，具有可以繞轉軸轉動 的操作環，這個操作環係以可以轉動的方式設置在位於操 作環內並與操作環同軸的保持圓筒上，保持圓筒的一端有 輸入及/或顯示區，操作環及/或保持圓筒可以抵抗彈簧力朝 轉軸的軸向方向從中性位置移動到控制開關的操作位置。 本發明的旋轉/按壓控制器還具有同軸地設置在操作環上 的旋轉發送器環，這個旋轉發送器環同軸地設置靠近一旋 轉發送器，該旋轉發送器係與保持圓筒固定連接的旋轉發 送器的旁邊，因此可以檢測旋轉發送器環與旋轉發送器之 間的相對轉動位置。 【先前技術】 大家都知道這一類的旋轉/按壓控制器只有操作環是可 以轉動的，而保持圓筒及轉軸都是不能轉動的。 這一類的旋轉/按壓控制器常見於汽車中用來操作多媒 體系統或導航系統，或是用來操作汽車的子系統（例如空調 設備）。使用旋轉/按壓控制器時可以經由轉動操作環到達 所要的選單項目，然後再按壓操作環及/或保持圓筒及/或輸 入及顯示區以及接通開關元件以選出這個選單項目。 可以在不使用操作環的情況下，在輸入及顯示區上顯 示及/或選出數字、字母、或是符號。 也可以將輸入及顯示區設計得非常靈敏，以作爲選單 輔助及/或輸入之用。例如可以利用手指的移動在輸入及顯 示區中輸入線條、符號、數字、或是字母。 1342579 由於輸入及顯示區在汽車中的安裝位置是固定的，而 這個位置是針對方向盤位於左邊的汽車且慣用右手的駕駛 人而設計的。因此對慣用左人的駕駛人或是坐在駕駛人旁 邊的乘客而言，要操作旋轉/按壓控制器是一件很困難的 事。 【發明內容】 本發明的目的是要提出一種對操作位置的不同排列方 式及從不同的操作位置都很容易操作的旋轉/按壓控制器。 爲達到上述目的，本發明提出的方法是將輸入及/或顯 示區設計成可以繞轉軸轉動。 這樣就可以將輸入及/或顯示區轉動到對操作者而言最 方便的操作位置，也就是說操作者在這個操作位置不但便 於在輸入及/或顯示區上書寫，也便於從輸入及/或顯示區上 讀取資料。 這樣坐在駕駛人旁邊且慣用右手的乘客就不必像從前 一樣必須極度伸長他的右肩和右手，並轉動手關節，才能 搆到輸入k /或顯示區。 同樣的，慣用左手的駕駛人也可以享受到本發明帶來 的便利性。 本發明的旋轉/按壓控制器不需更改結構設計就可以同 時適用於方向盤位於左邊的汽車和方向盤位於右邊的汽 車。 爲了讓駕駛人及坐在駕駛人旁邊的乘客都很容易接近 及操作，可以將旋轉/按壓控制器設置在中央座位扶手或中 間托架上。 1342579 一種有利的安裝方式是將輸入及/或顯示區固定在保 持圓筒上，同時保持圓筒可以繞轉軸轉動以及可以沿著 轉軸移動。爲了避免在操作操作環時保持圓筒跟著作不必 要的轉動，可以將保持圓筒設計成在中性位置不能繞轉軸 轉動，而在操作位置或介於中性位置及操作位置之間的中 間位置則可以繞轉軸轉動。 如果將保持圓筒製作成導管狀，同時將保持圓筒的導 管通道的內壁以可以轉動及可以軸向移動的方式設置在固 定的導向圓筒上，則在導管直徑甚小而導管長度甚大的情 況下，保持圓筒的傾覆力矩就會保持在很小的程度，這樣 保持圓筒轉動時就不會被卡住或鉤住。 可以將導向圓筒固定在承載構件上，而且可以用印刷 電路板作爲承載構件。 可以將開關元件設置在承載構件上，只要按壓及直線 移動保持圓筒就可以使開關元件沿著轉軸進入操作位置， 並由保持圓筒控制這個開關元件。 用一種很簡單的方式就可以使保持圓筒回復到中性位 置’那就是在承載構件上設置彈簧元件，並利用這個彈簧 元件的彈簧力將保持圓筒朝中性位置的方向推動。 這樣旋轉發送器及操作環自然而然的也會受到彈簧力 的作用。 爲了縮小旋轉/按壓控制器的體積，一種簡單的構造方 式是可以將保持圓筒設計成在其面對承載構件的端部具有 調整元件’這個調整元件經由一個或多個開口從徑向伸入 導向圓筒內，這一個或多個開口在相對於轉軸的周向上具 1342579 有大於調整元件的距離，因此可以經由調整元件控制設置 在導向圓筒內的承載構件上的開關元件。 同時調整元件可以被彈簧元件的彈簧力沿著保持圓筒 的中性位置的方向推動，而且可以將調整元件設計成一個 徑向延伸的橋形接片或是由多個橋形接片構成的橋形接片 組。 導向圓筒的開口的終端在切線方向構成止檔，這些止 檔的作用是限制保持圓筒繞轉軸的可轉動性。 另外一種簡單的構造方式是可以使在導向圓筒中的開 口的終端（也就是遠離承載元件的那一個終端）構成限制保 持圓筒離開開關元件的軸向移動性的止檔。 一種能夠在不同的轉動位置制止保持圓筒轉動的簡單 設計是使在導向圓筒中的開口的終端（也就是遠離承載元 件的那一個終端）具有一個或多個在開口的徑向切線方向 上彼此相隔一定距離排列的軸向卡合凹槽，開關元件或開 關元件的一部分能夠從軸向卡入這個或這些軸向卡合凹槽 內。 另外一種可行的方式是在開口靠近承載構件的終端上 設置卡合元件，這個卡合元件具有一個或多個在開口的徑 向切線方向上彼此相隔一定距離排列的軸向卡合凹槽，開 關元件或開關元件的一部分能夠從軸向卡入這個或這些軸 向卡合凹槽內。 將開關元件設置在導向圓筒內並與導向圓筒同心的作 法亦有助於縮小旋轉/按壓控制器的體積。 採用這種作法時也可以將彈簧元件設計成把開關元件 1342579 環繞住。 彈簧兀件可以是一種螺旋壓縮彈簧或彈性體構件。 如果當作用力大到一定程度時就可以克服操作環或旋 轉發送器環與旋轉發送器之間的連結，則在與旋轉發送器 固定連結的保持圓筒被轉動到另外一個操作位置時，操作 環的位置也會同時調整。 這個連結可以是一種摩擦阻力式的連結。 如果這個連結是一種卡合連結，則操作者憑觸覺就可 以感覺到是否已到達調整位置。 輸入及/或顯示區可..以具有按鍵區。 另外一種可行的方式是將輸入及/或顯示區設計成一種 接觸敏感式的輸入及/或顯示區，例如操作者只需在接觸敏 感式的輸入及/或顯示區上移動一根手指就可以經由手寫 方式輸入數字或字母。 可以將輸入及/或顯不區設計成能夠從正面或背面照 亮，及/或具有觸覺振動回饋裝置。 爲了防止髒東西跑進去，一種簡單的方法是以輸入及/ 或顯示區將保持圓筒背對開關元件的那一個終端封住。 爲了保證輸入及/或顯示區能夠被調彆到正確的操作位 置，可以在輸入及/或顯示區或保持圓筒背對開關元件的那 —個終端上設置一個或多個個軸向及/或徑向凸出的撥桿 元件，如果設有多個撥桿元件’則最好是使這些撥桿元件 均勻的分佈在輸入及/或顯示區或保持圓筒的圓周上。 【實施方式】 以下以配合圖式及實施例對本發明的內容及優點做進 1342579 一步的說明。 旋轉/按壓控制器的導向圓筒 圖式中顯示的旋轉/按壓控制器具有作爲承載構件用的 印刷電路板（1)，導管狀的導向圓筒（2)的一端固定在印刷電 路板（1)上。 導向圓筒（2)內有與導向圓筒（2)同心的開關元件（3)。開 關元件（3)的一端也是固定在印刷電路板（1 )，並可經由位於 印刷電路板（1)另一端的控制面（4)被控制。 開關元件（3)被環狀的彈性體構件（5)環繞住。 在導向圓筒#(2)的圓筒狀外壁上有導管狀的保持圓筒 (6)。保持圓筒（6)的圓筒狀內壁除了可以軸向移動外還可以 繞轉軸（7)轉動。 從第2圖可以看出，在導向圓筒（2)面對印刷電路板（1) 的那一端有3個均句分佈在其圓周上的開口（8)，這3個開 口（8)在切線方向上延伸約90° 。 該延伸長度也可以選擇90°以外的角度。 從保持圓筒（6)伸出一組由3個橋形接片（9)構成的橋形 接片組。這3個橋形接片（9)沿著朝轉軸（7)的徑向方向穿過 開口（8)進入導向圓筒（2)。橋形接片（9)的徑向內部終端均在 導向圓筒（2)的中心與圓筒狀的開關栓（1〇)連接。橋形接片 (9)的徑向內部終端在此形成止檔（12)，當保持圓筒（6)轉動 時，橋形接片（9)會被止檔（12)制動。 橋形接片（9)的徑向外部終端則是固定在保持圓筒（6) 上。 開關栓（1 0)伸入彈性體構件（5)的圓筒形同軸開口 -10- 1342579 (1 1)，且其中性位置位於開關元件（3)的控制面（4)上。 橋形接片（9)面對印刷電路板（1)的那一邊靠在彈性體 構件（5)面對橋形接片（9)的一端上’同時彈性體構件（5)的預 應力將橋形接片（9)背對印刷電路板（1)的那一邊推向開口 (8)的軸向終端，也就是推向構成遠離印刷電路板（1)的止檔 (13)的開口（8)的軸向終端。 保持圓筒（6)從導向圓筒（2)的相應終端向外伸出的背 對印刷電路板（1)的那一端有帶有輸入及/或顯示區（14)的 圓片狀閉鎖構件（15)放入保持圓筒（6)的通道開口’並將保 持圓筒封住。 此外，在保持圓筒（6)背對印刷電路板U)的那個環形面 的圓周上有均勻分佈多個軸向凸出的栓釘狀的驅動元件 (16)，操作者可以經由這些驅動元件（16)用手使保持圓筒繞 轉軸（7)轉動。 保持圓筒（6)靠近印刷電路板（1)的終端部分被固定在 保持圓筒（6)上的環狀的旋轉發送器U7)環繞住。 保持圓筒（6)靠近遠離印刷電路板（1)的終端部分上有 可以繞轉軸（7)轉動的操作環（18)。操作環（18)具有旋轉發送 器環，操作環（18)的這個旋轉發送器環軸向靠在旋轉發送 器（17)上，旋轉發送器環及操作環U8)與旋轉發送器（17)之 間的相對轉動位置都可以被旋轉發送器（1 7)測得’因爲旋 轉發送器（17)會將相應的信號引向一個未在圖式中繪出的 處理單元。 這樣就可以選出特定的選單項目。 旋轉發送器環與旋轉發送器（Π)之間對應於各種不同 -11 - 1342579 選單項目的相對位置是由旋轉發送器環及旋轉發送器（17) 之間的卡合連結（未圖示）的對應卡合位置所決定。 如第3圖所示，爲了防止保持圓筒（6)在被彈性體（5)從 印刷電路板移開的中性位置繞轉軸轉動，故在印刷電路板 (1)上設置卡合元件（19)。卡合元件（19)沿著開口（8)伸展， 並在開口（8)朝切線方向的終端上具有兩個卡合凹槽（20)， 這兩個卡合凹槽（20)的寬度略大於橋形接片（9)的寬度。 同樣的，橋形接片（9)也是從軸向略微伸入卡合凹槽（20) 內。保持圓筒（6)的卡合位置就是由這兩個卡合凹槽（20)決 定的。 如果要將保持圓筒（6)的卡入卡合凹槽（20)的橋形接片 (9)繞轉軸（7)轉動到卡入另一個卡合凹槽（20)爲止，則這個 橋形接片（9)會產生彈性變形，使其能夠在卡合元件（19)上 方被移動，以便再卡入另外一個卡合凹槽（20)。 第4圖顯示另外一種具有相同功能的實施例。 在第4圖的實施例中，在開口（8)遠離印刷電路板（1)並 構成止檔（13)的終端上有兩個'卡合凹槽（20，）。這兩個卡合 凹槽（20’）分別位於開口（8)在切線方向的兩個終端上。 由於卡合凹槽（20’）寬度略大於橋形接片（9)的寬度，因 此橋形接片（9)在位置會被彈性體構件（5)推入卡合凹槽（20，） 並卡住。 要轉動時只需將保持圓筒（6)朝印刷電路板（1)的方向 移動一段相當於卡合凹槽（20’）的深度的距離，以解除卡合 即可。 本發明的旋轉/按壓控制器被安裝在汽車中用來操作 -12- 1342579 « * 多媒體系統或導航系統’或是用來操作汽車的空調設備。 例如操作者可以經由轉動操作環（丨8)到達所要的選單項 目’然後再按壓保持圓筒（6)或操作環（18)及/或輸入及顯 示區（14)，使保持圓筒（6)或操作環（18)離開中性位置，進 ♦ 入靠近印刷電路板（1 )且能夠經由開關栓（1 〇)控制開關元 件（3 )的操作位置。 操作者也可以選取在輸入及顯示區（14)上顯示的數 字、字母、或是功能符號，以輸入電話號碼、城市名稱、 或是街道名稱等資料。 如果輸入及顯示區（14)是一種接觸敏感式的輸入及顯 示區，則操作者只需在輸入及顯示區（14)上移動一根手指 就可以用手寫方式輸入數字、字母、或是其他的符號。 - 操作者只需按下開關元件（3)就可以確認輸入的資料是 否正確。 【圖式簡單說明】 第1圖旋轉/按壓控制器的一個斷面圖。 第2圖保持圓同及導向圓同沿圖式的II-II線的一個前 視圖。 第3圖如第1圖的旋轉/按壓控制器的導向圓筒中的開 口區域的第一種實施例的前視圖。 第4圖如第】圖的旋轉/按壓控制器的導向圓筒中的開 口區域的第二種實施例的前視圖。 【主要元件符號說明】 1 印刷電路板 2 導向圓筒 -13· 1342579 3 開 關 元 件 4 控 制 面 5 彈 性 體 構 件 6 保 持 圓 筒 7 轉 軸 8 開 □ 9 橋 形 接 片 10 開 關 栓 11 同 軸 開 □ 12 止 檔 13 止 檔 14 輸 入 及 m 不區 15 閉 鎖 構 件 16 驅 動 元 件 17 旋 轉 發 送 器 18 操 作 環 19 卡 合 元 件 20 卡 合 凹 槽 20, 卡合凹槽 -14-

Claims (1)

1342579 第96 1 1 03 39號「旋轉/按壓控制器」專利案 (201 1年2月22日修正） 十、申請專利範圍： 1. 一種旋轉/按壓控制器’具有一可以繞轉軸轉動的操作 環’該操作環係以可以轉動的方式設置在一保持圓筒， 該保持圓筒係同軸地設置於該操作環內，該保持圓筒的 —端帶有一輸入及/或顯示區，該操作環及/或該保持圓筒 可以抵抗彈簧力朝轉軸的軸向方向從一中性位置移動到 一控制開關的操作位置，該旋轉/按壓控制器還具有一同 軸設置在該操作環上的旋轉發送器環，該旋轉發送器環 同軸地設置靠近一旋轉發送器，該旋轉發送器係與該保 持圓筒固定連接，因此可以檢測該旋轉發送器環相對於 該旋轉發送器的相對轉動位置，其特徵爲：該輸入及/或 顯示區（14)可以繞著轉軸（7)轉動。 2 ·如申請專利範圍第1項的旋轉/按壓控制器，其中該輸入 及/或顯不區（14)係固定在該保持圓筒（6)上，同時該保持 圓筒（6)設置成可以繞著轉軸（7)轉動。 3. 如申請專利範圍第2項的旋轉/按壓控制器，其中該保持 圓筒（6)在該中性位置不能繞轉軸（7)轉動，而在該操作位 置或介於該中性位置及該操作位置之間的中間位置則可 以繞著轉軸（7)轉動》 4. 如申請專利範圍第2項的旋轉/按壓控制器，其中將該保 持圓筒（6)製作成導管狀，同時將該保持圓筒（6)的導管通 道的內壁以可以轉動及可以軸向移動的方式設置在一固 定的導向圓筒（2)上。 1342579 >> ai 5.如申請專利範圍第3項的旋轉/按壓控制器’其中將該保 持圓筒（6)製作成導管狀’同時將該保持圓筒（6)的導管通 道的內壁以可以轉動及可以軸向移動的方式設置在一固 定的導向圓筒（2)上。 ' 6.如申請專利範圍第4項的旋轉/按壓控制器’其中該導向 圓筒（2)固定在一承載構件上。 7. 如申請專利範圍第5項的旋轉/按壓控制器’其中該導向 圓筒（2)固定在一承載構件上。 8. 如申請專利範圍第6項的旋轉/按壓控制器，其中該承載 構件是一印刷電路板（1)。 9. 如申請專利範圍第7項的旋轉/按壓控制器，其中該承載 構件是一印刷電路板（1)。 • 10.如申請專利範圍第9項的旋轉/按壓控制器，其中開關元 . 件（3)被設置在該承載構件上，同時該開關元件（3)在該操 作位置上被該保持圓筒（6)控制。 Π.如申請專利範圍第10項的旋轉/按壓控制器，其中在該 承載構件上設置一彈簧元件，並利用該彈簧元件的彈簧 力將該保持圓筒（6)朝該中性位置的方向推動。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項的旋轉/按壓控制器，其中該保 持圓筒（6)面對該承載構件的端部具有一調整元件，該調 整元件經由一個或多個開口（8)從徑向伸入該導向圓筒（2) 內，該一個或多個開口（8)在相對於該轉軸（7)的周向上具 有大於該調整元件的距離，因此可以經由該調整元件控 制設置在該導向圓筒（2)內的承載構件上的開關元件（3)。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項的旋轉/按壓控制器，其中該調 1342579 整元件被彈簧元件的彈簧力沿著該保持圓筒（6)的中性 位置的方向推動。 1 4.如申請專利範圍第1 2項的旋轉/按壓控制器，其中該調 整元件是一徑向延伸的橋形接片或是由多個橋形接片（9) 構成的一橋形接片組。 15.如申請專利範圍第13項的旋轉/按壓控制器，其中該調 整元件是一徑向延伸的橋形接片或是由多個橋形接片（9) 構成的一橋形接片組。 1 6.如申請專利範圍第1 2項的旋轉/按壓控制器，其中該導 向圓筒（2)的開口（8)的終端在切線方向構成止檔（12)，這 些止檔（12)會限制該保持圓筒（6)繞轉軸（7)的可轉動性。 17. 如申請專利範圍第16項的旋轉/按壓控制器，其中在該 導向圓筒（2)中的開口（8)的終端，也就是遠離承載元件的 終端，構成限制該保持圓筒（6)離開該開關元件的軸向移 動性的止檔（1 3)。 18. 如申請專利範圍第a項的旋轉/按壓控制器，其中在該 導向圓筒（2)中的開口（8)的終端，也就是遠離承載元件的 終端’具有一個或多個在開口（8)的徑向切線方向上彼此 相隔一定距離排列的軸向卡合凹槽（2〇’ ），該開關元件 或該開關元件的一部分能夠從軸向卡入該或該等軸向卡 合凹槽（20’ ）內。 1 9 ·如申請專利範圍第u項的旋轉/按壓控制器，其中在該 開口（8)靠近承載構件的終端上設置—卡合元件，該卡合 兀件具有一個或多個在開口（8)的徑向切線方向上彼此 相隔一定距離排列的軸向卡合凹槽（2〇)，該開關元件或 1342579 該開關元件的一部分能夠從軸向卡入該或該等軸向卡合 凹槽（20)內。 2 〇.如申請專利範圍第12項的旋轉/按壓控制器，其中該開 關元件（3)位於該導向圓筒（2)內並與該導向圓筒（2)同 心。 21. 如申請專利範圍第20項的旋轉/按壓控制器，其中該彈 簧元件環繞著該開關元件（3)。 22. 如申請專利範圍第1 1項的旋轉/按壓控制器，其中該彈 簧元件是一種螺旋壓縮彈簧或彈性體構件（5)。 23. 如申請專利範圍第22項的旋轉/按壓控制器，其中當作用 力大到一定程度時，可以克服該操作環（18)或該旋轉發送 器環與該旋轉發送器（17)之間的連結。 2 4.如申請專利範圍第23項的旋轉/按壓控制器，其中該連 結是一種摩擦阻力式的連結。 25. 如申請專利範圍第23項的旋轉/按壓控制器，其中該連 結是一種卡合連結。 26. 如申請專利範圍第1項至第22項中任一項的运轉/按壓 控制器，其中：該輸入及/或顯示區具有一按鍵區。 27. 如申請專利範圍第1項至第22項中任一項的旋轉/按壓 控制器，其中該輸入及/或顯示區（14)是一種接觸敏感式 的輸入及/或顯示區（14)。 2 8.如申請專利範圍第27項的旋轉/按壓控制器，其中該輸 入及/或顯示區係從正面或背面照亮。 2 9.如申請專利範圍第27項的旋轉/按壓控制器，其中該輸 入及/或顯示區具有一觸覺振動回饋裝置。 1342579 3 0.如申請專利範圍第1項至第22項中任一項的旋轉/按壓 控制器’其中該保持圓筒（6)背對該開關元件的終端被該 輸入及/或顯示區（14)封住。 31.如申請專利範圍第1項至第22項中任一項的旋轉/按壓 控制器’其中該輸入及/或顯示區或該保持圓筒（6)背對 該開關元件的終端具有一個或多個個軸向及/或徑向凸 出的驅動元件（16)。 32·如申請專利範圍第31項的旋轉/按壓控制器，其中這些 驅動兀件（16)均句地分佈在該輸入及/或顯示區或該保 持圓筒（6)的圓周上。