WO2015083617A1

WO2015083617A1 - 操作ユニット

Info

Publication number: WO2015083617A1
Application number: PCT/JP2014/081424
Authority: WO
Inventors: 慎二安藤
Original assignee: 株式会社東海理化電機製作所
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-06-11
Also published as: EP3078933A1; EP3078933A4; EP3078933B1; JP5926234B2; JP2015108592A

Abstract

車両のステアリングシャフト（１）に組み付け可能な操作ユニット（２）は、ボディ（３）と、ボディ（３）に着脱可能に取り付けられたレバーユニット（５）であって、操作可能に構成され、第１コネクタ（７）を含むレバーユニット（５）と、基板（６）であって、基板（６）上に設けられ、かつレバーユニット（５）の第１コネクタ（７）に電気的に接続された第２コネクタ（８）と、基板（６）上に設けられ、かつレバーユニット（５）の操作量を検出するように構成された制御部（１４）とを含む基板（６）とを備える。操作ユニット（２）は、レバーユニット（５）のボディ（３）への第１組付方向（Ａ）が、レバーユニット（５）の第１コネクタ（７）の基板（５）上の第２コネクタ（８）への挿入方向（Ｂ）と同じであり、かつ基板（５）のボディ（３）への第２組付方向（Ｃ）が、第１組付方向（Ａ）及び挿入方向（Ｂ）と反対となるように構成されている。

Description

操作ユニット

　本発明は、複数の操作系の操作を検出可能な操作ユニットに関する。

　従来、車両には、ステアリングシャフト（ステアリングホイール）の回転量を検出する角度検出素子（舵角センサ等）が設けられている（特許文献１等参照）。特許文献１において、ステアリングシャフトは、角度検出素子が実装された基板（制御基板）を貫通するように取り付けられている。つまり、角度検出素子が実装される基板には、貫通した孔が形成され、この孔にステアリングシャフトが相対回動可能に挿通されている。また、基板に設けられたコネクタには、レバーユニット（レバーコンビネーションスイッチユニット）が接続される。

特開２００４－２６２２７０号公報

　基板が故障したときには、基板を新しいものに取り替える必要がある。特許文献１の場合、基板を交換するためには、例えばステアリングホイールの取り外し、レバーコンビネーションスイッチのモジュール（一例はハウジング）の取り外し、レバーユニットの取り外しの順に、複数の部品を取り外さなければ基板を取り外すことができない。よって、基板交換の作業が面倒である問題があった。

　本発明の目的は、基板交換の作業性をよくすることができる操作ユニットを提供することにある。

　本願発明の一側面は、車両のステアリングシャフトに組み付け可能な操作ユニットであって、ボディと、前記ボディに着脱可能に取り付けられたレバーユニットであって、操作可能に構成され、かつ第１コネクタを含む前記レバーユニットと、基板であって、前記基板上に設けられ、かつ前記レバーユニットの第１コネクタに電気的に接続された第２コネクタと、前記基板上に設けられ、かつ前記レバーユニットの操作量を検出するように構成された制御部とを含む前記基板とを備え、前記ボディは、前記レバーユニットのボディへの第１組付方向が、前記レバーユニットの第１コネクタの前記基板上の第２コネクタへの挿入方向と同じであり、かつ前記基板の前記ボディへの第２組付方向が、前記第１組付方向及び挿入方向と反対となるように構成されている。

　上記構成において、前記ボディは、前記ボディに対する前記レバーユニットの組み付け、および前記第１コネクタの前記第２コネクタへの接続が同時に実施されるように構成されていることが好ましい。

　上記構成において、前記基板は、前記ステアリングシャフトの軸と平行に配置されていることが好ましい。
　上記構成において、前記ステアリングシャフトに固定され、該ステアリングシャフトと同期して回動するメインギヤと、前記メインギヤと噛み合って回動する１つ以上のサブギヤと、前記基板に実装され、１つ以上のサブギヤの回動を検出する角度検出素子とをさらに備えることが好ましい。

　上記構成において、前記メインギヤは、前記ステアリングシャフトの軸と交差するように配置され、前記１つ以上のサブギヤ及び角度検出素子は、前記ステアリングシャフトの軸と平行に配置されていることが好ましい。

　上記構成において、前記レバーユニットは、２つのレバーユニットのうちの１つであり、前記２つのレバーユニットは、前記ステアリングシャフトを挟んで両側に配置されていることが好ましい。

　上記構成において、前記ボディは、前記ステアリングシャフトを貫挿するための貫通孔を有し、前記基板は、前記貫通孔と離間して前記ボディに取り付けられることが好ましい。

　上記構成において、前記基板は、前記ボディに取り付けられ、前記第２コネクタを実装する第１取付面を含むことが好ましい。
　上記構成において、前記基板は、前記第１取付面とは反対側の第２取付面と、該第２取付面に実装された外部接続端子とを含むことが好ましい。

　本発明によれば、操作ユニットにおいて、基板交換の作業性をよくすることができる。

一実施形態の操作ユニットの斜視図。正面から見た操作ユニットの概略構成図。側面から見た操作ユニットの概略構成図。操作ユニットの分解斜視図。操作ユニットの部品の組み付け方を示す説明図。操作ユニットの部品の取り外し方を示す説明図。

　以下、一実施形態の操作ユニットを図１～図６に従って説明する。
　図１に示すように、車両のステアリングシャフト１には、操作ユニット２が組み付けられている。操作ユニット２は、車両における複数の操作系の操作を検出可能に構成されている。操作ユニット２には、本体部分をなすボディ３が設けられ、このボディ３にステアリングシャフト１が相対回動可能に挿通されている。例えば、ボディ３の中央部には摺動孔４が貫設され、この摺動孔４にはステアリングシャフト１が回動可能に支持されている。

　操作ユニット２には、ユーザによって操作されるレバーユニット５が備え付けられている。レバーユニット５は、ボディ３に対して着脱可能に組み付けられる。レバーユニット５は、例えばレバーコンビネーションスイッチ用のものであることが好ましい。例えば、２つのレバーユニット５が、ステアリングシャフト１を挟んで両側に設けられる。各レバーユニット５は、内部のスイッチやセンサ等によってレバー操作を検出し、その操作信号を出力する。

　図２に示すように、操作ユニット２は、操作ユニット２に関係する各種電子部品が実装された基板（制御基板）６を備える。２つのレバーユニット５には、２つのコネクタ７がそれぞれ設けられている。基板６には、２つのコネクタ７がそれぞれ電気的に接続される２つのコネクタ８が実装されている。基板６に対向するコネクタ７の面、すなわち図２におけるコネクタ７の下面にコネクタ接続面が配置される。基板６と反対側のコネクタ８の面、すなわち図２におけるコネクタ８の上面にコネクタ接続面が配置される。例えば、各コネクタ８は、基板６の端部に配置される。基板６は、ボディ３に取り付けられ、コネクタ８を実装する第１取付面と、第１取付面とは反対側の第２取付面と、該第２取付面に実装された外部接続端子１５とを含む。実施形態では、コネクタ８の数をレバーユニット５の数に合わせているが、コネクタ８の数は制限されない。

　図３に示すように、操作ユニット２には、ステアリングシャフト１の回動を検出する舵角センサ９が操作ユニット２と一体的に設けられることが好ましい。すなわち、操作ユニット２は、ステアリングシャフト１に固定されて同ステアリングシャフト１と同期して回転するメインギヤ１０と、メインギヤ１０と噛み合って回動する１つ以上（本例は２つ）のサブギヤ１１と、基板６に実装され、各々、サブギヤ１１の回動を検出する１つ以上（本例は２つ）角度検出素子１２とを備える。操作ユニット２は、ステアリングシャフト１の回動（一例は回動量や回転方向）とレバーユニット５の操作との両方を検出可能である。

　メインギヤ１０は、例えば中央の挿通孔１３にステアリングシャフト１が挿通されることにより、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と交差するように配置される。メインギヤ１０は、ステアリングシャフト１と軸Ｌ１回りに一体回動する。２つのサブギヤ１１は、該サブギヤ１１の中心軸がステアリングシャフト１の軸Ｌ１と平行となるように配置されることが好ましい。つまり、メインギヤ１０及び２つのサブギヤ１１は、同一平面上に配置されるのではなく、メインギヤ１０と２つのサブギヤ１１とのなす角が９０度となるように配置されるとよい。

　基板６は、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と平行に配置されることが好ましい。例えば、ボディ３は、ステアリングシャフト１を貫挿するための摺動孔（貫通孔）４を有し、基板６は、貫通孔と離間してボディ３に取り付けられる。そして、この基板６に実装される２つの角度検出素子１２も、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と平行に配置されるとよい。各角度検出素子１２は、対応するサブギヤ１１と対向するように配置されている。実施形態では、角度検出素子１２の数をサブギヤ１１の数に合わせているが、角度検出素子１２の数は制限されない。角度検出素子１２は、例えばＭＲＥセンサ等の磁気センサであるとよい。

　基板６には、操作ユニット２を制御する制御部１４が実装されている。制御部１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。制御部１４は、レバーユニット５から操作信号を受け取り、レバーユニット５の操作状態を検出する。制御部１４は、角度検出素子１２から供給された検出信号に基づいて、ステアリングシャフト１の回転量（回転位置）を検出する。基板６の裏面には、車載された他の機器に電気接続される外部接続端子１５が設けられている。制御部１４は、検出したレバーユニット５のスイッチ情報やステアリングシャフト１の舵角情報を、外部接続端子１５を介して他の車載機器に出力する。

　図４に示すように、ボディ３の背面には、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１に沿って延びる座部１６が形成されることが好ましい。座部１６には、２つの挿通孔１７が形成されてもよい。各挿通孔１７には、ボディ３に組み付けられるレバーユニット５の対応するコネクタ７が通される。実施形態では、挿通孔１７の数をレバーユニット５の数に合わせていたが、挿通孔１７の数は制限されない。

　操作ユニット２は、レバーユニット５をボディ３に取り付けるレバーユニット５の組付方向（図４の矢印Ａ方向）と、レバーユニット５のコネクタ７を基板６のコネクタ８に取り付けるコネクタ７の挿入方向（図４の矢印Ｂ方向）とが、同じであるように構成されている。また、操作ユニット２は、基板６をボディ３に組み付ける基板６の組付方向（図４の矢印Ｃ方向）が、前述したレバーユニット５の組付方向（図４の矢印Ａ方向）及びコネクタ７の挿入方向（図４の矢印Ｂ方向）と反対となるように構成されている。言い換えると、操作ユニット２は、レバーユニット５のボディ３への第１組付方向が、レバーユニット５のコネクタ７の基板５上のコネクタ８への挿入方向と同じであり、かつ基板５のボディ３への第２組付方向が、第１組付方向及び挿入方向と反対となるように構成されている。また、操作ユニット２において、レバーユニット５のボディ３への組み付けが、２つのコネクタ７の２つのコネクタ８への接続が同時に実施されるとよい。

　基板６は、例えば箱状のケース１８によってケーシングされるとよい。メインギヤ１０は、例えばカバー１９によってケーシングされるとよい。サブギヤ１１は、例えばギヤホルダ２０によって摺動可能にケーシングされるとよい。

　次に、図５及び図６を用いて、操作ユニット２の作用を説明する。
　図５に示すように、基板６は、レバーユニット５の組付方向Ａ（コネクタ７，８の挿入方向Ｂ）に対して反対の組付方向Ｃに沿ってボディ３に組み付けられる。基板６をボディ３に組み付ける構造は、例えばスナップフィット構造や、ねじ構造など、種々の取り付け構造が採用可能である。いずれにせよ、基板６は、ステアリングシャフト１の側方から操作ユニット２のボディ３に組み付けることが可能である。

　各レバーユニット５は、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１に対して略直交する組付方向Ａに沿ってボディ３に挿し込まれて、各レバーユニット５がボディ３に連結される。この場合、２つのレバーユニット５のボディ３への組み付けが、２つのコネクタ７の２つのコネクタ８への接続が同時に実施される。これにより、レバーユニット５の組み付けとコネクタ７，８の接続とを一度に行うことが可能となる。

　図６に示すように、例えば基板６の故障時において基板６を取り替えるときには、ケース１８を組付方向Ｃと反対の方向（図６の矢印Ｃ’方向）に引っ張ってボディ３から取り外し、基板６も矢印Ｃ’方向に引っ張ってボディ３から取り外す。そして、新しい基板６を用意し、新しい基板６をステアリングシャフト１の側方からボディ３に組み付ける。このように、基板６の交換にあたっては、ステアリングホイールやレバーユニット５を取り外す必要がないので、基板６の交換を簡単な作業で実施することが可能となる。

　本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
　（１）レバーユニット５のボディ３への組付方向Ａとレバーユニット５のコネクタ７の挿入方向Ｂとを同じ方向とし、基板６のボディ３への組付方向Ｃをその反対方向とした。これにより、例えばレバーユニット５をボディ３に組み付いた状態のままにして、基板６のみをボディ３から取り外すことが可能となる。すなわち、基板６が故障等して交換を行うとき、わざわざレバーユニット５等をボディ３から取り外さなくとも、基板６を交換することが可能となる。よって、基板交換の作業性をよくすることができる。

　（２）基板交換の作業性が向上すれば、交換作業にかかる費用も安価となる。
　（３）レバーユニット５をボディ３に組み付けるとき、同時にレバーユニット５のコネクタ７が基板６のコネクタ８に接続される。レバーユニット５をボディ３に組み付ければ、それと同時にレバーユニット５のコネクタ７の接続も実施される。よって、レバーユニット５の組付作業性をよくすることができる。

　（４）操作ユニット２は、レバーユニット５の操作を検出する機能を備えたボディ３に、ステアリングシャフト１の回転を検出する舵角センサ９が一体化されている。よって、レバーユニット５の操作とステアリングシャフト１の回動とを１つの操作ユニット２で検出することが可能となるので、ステアリングシャフト１の周囲の部品点数を少なく抑えることができる。

　（５）基板６は、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と平行に配置されている。このため、基板６を例えばステアリングシャフト１の側方に位置させるような配置をとらせることが可能となるので、基板６の形状を、ステアリングシャフト１を貫通させるような形状とせずに済む。よって、基板６が一般的な形状で済み、歩留まりが悪くならない。また、ステアリングシャフト１の側方から基板６を交換することも可能となるので、基板交換の作業性の確保に一層有利となる。

　（６）メインギヤ１０は、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と交差する方向に配置され、サブギヤ１１及び角度検出素子１２は、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と平行する方向に配置される。よって、メインギヤ１０及びサブギヤ１１が操作ユニット２（ステアリングシャフト１）の径方向に並ばずに済むので、操作ユニット２の径方向におけるサイズを小さく抑えることができる。

　（７）２つのレバーユニット５は、ボディ３の両側にそれぞれ設けられる。このように、２つのレバーユニット５が両側にそれぞれ存在していても、各レバーユニット５の組み付けは楽であるので、組付作業が大幅に面倒になることはない。

　なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
　・レバーユニット５の操作は、例えばボディ３に配設されたスイッチやセンサ等で検出してもよい。

　・レバーユニット５の組み付けとコネクタ７の接続とを同時に実施できることに限らず、これらを別々の工程に分けてもよい。
　・レバーユニット５で操作できる機器は、ウインカー、ワイパー、ヘッドライト、クルーズコントロールなど、種々の機器や装置が適用可能である。すなわち、レバーユニット５に割り振られる操作機能は、走行系の機器を操作するためのものであれば、どのようなものでもよい。

　・レバーユニット５とボディ３との組み付けは、例えばスナップフィットやねじなど、種々の組み付け方法が採用可能である。もちろん、これらの組み付け部位の構造も、種々のものに変更可能である。

　・レバーユニット５の形状や構造は、種々のものに変更可能である。
　・レバーユニット５は、ステアリングシャフト１に対して上から接続される構造に限らず、例えば横からなど、他の向きに変更可能である。

　・レバーユニット５の組付方向Ａは、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１に対して略直交方向に限らず、他の方向に変更可能である。これに伴い、レバーユニット５のコネクタ７の挿入方向Ｂや基板６の組付方向Ｃも、種々の方向に変更可能である。

　・レバーユニット５は、ボディ３の片側にのみ配置されてもよい。
　・基板６とボディ３との組み付けは、例えばスナップフィットやねじなど、種々の組み付け方法が採用可能である。

　・基板６は、ステアリングシャフト１の軸Ｌ１と平行に配置されることに限らず、他の向きに変更することも可能である。
　・制御部１４は、レバーユニット５用と舵角センサ９用とで、それぞれ別に設けられてもよい。

　・舵角センサ９は、例えばメインギヤ１０のみにより構成されるセンサでもよい。
　・角度検出素子１２は、光学センサ等の他のセンサに変更可能である。
　・操作ユニット２は、舵角センサ９が別体となっていてもよい。

　・操作ユニット２は、ステアリングシャフト１を備えた機器や装置であれば、種々のものに適用可能である。

Claims

　車両のステアリングシャフトに組み付け可能な操作ユニットであって、
　ボディと、
　前記ボディに着脱可能に取り付けられたレバーユニットであって、操作可能に構成され、第１コネクタを含む前記レバーユニットと、
　基板であって、前記基板上に設けられ、かつ前記レバーユニットの第１コネクタに電気的に接続された第２コネクタと、前記基板上に設けられ、かつ前記レバーユニットの操作量を検出するように構成された制御部とを含む前記基板とを備え、
　前記操作ユニットは、
　前記レバーユニットのボディへの第１組付方向が、前記レバーユニットの第１コネクタの前記基板上の第２コネクタへの挿入方向と同じであり、かつ前記基板の前記ボディへの第２組付方向が、前記第１組付方向及び挿入方向と反対となるように構成されている、操作ユニット。
　前記操作ユニットは、前記ボディに対する前記レバーユニットの組み付け、および前記第１コネクタの前記第２コネクタへの接続が同時に実施されるように構成されている、請求項１に記載の操作ユニット。
　前記ステアリングシャフトに固定され、該ステアリングシャフトと同期して回動するメインギヤと、
　前記メインギヤと噛み合って回動する１つ以上のサブギヤと、
　前記基板に実装され、前記１つ以上のサブギヤの回動を検出する角度検出素子とをさらに備える請求項１または２に記載の操作ユニット。
　前記基板は、前記ステアリングシャフトの軸と平行に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の操作ユニット。
　前記メインギヤは、前記ステアリングシャフトの軸と交差するように配置され、
　前記１つ以上のサブギヤ及び角度検出素子は、前記ステアリングシャフトの軸と平行に配置されている、請求項３に記載の操作ユニット。
　前記レバーユニットは、２つのレバーユニットのうちの１つであり、
　前記２つのレバーユニットは、前記ステアリングシャフトを挟んで両側に配置されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の操作ユニット。
　前記ボディは、前記ステアリングシャフトを貫挿するための貫通孔を有し、
　前記基板は、前記貫通孔と離間して前記ボディに取り付けられる、請求項１～６のいずれか１項に記載の操作ユニット。
　前記基板は、
　前記ボディに取り付けられ、前記第２コネクタを実装する第１取付面を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の操作ユニット。
　前記基板は、
　前記第１取付面とは反対側の第２取付面と、該第２取付面に実装された外部接続端子とを含む、請求項８の操作ユニット。