輸入設備的製作方法

2023-06-21 23:24:51 1

專利名稱：輸入設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括操作部分和旋轉探測器的輸入設備，該操作部分被配置為以 不僅旋轉而且被推動的方式來操作，該旋轉探測器用於探測該操作部分的旋轉量。 在例如用於操作機動車輛的車內導航系統的輸入設備中設置有操作部分，該操作 部分被配置為以不僅旋轉而且被推動的方式來操作，以及這種類型的操作部分通常被稱為 指輪，因為在很多情況下，該操作部分被拇指操作。該指輪與旋轉並擺動的旋轉軸成整體， 以及旋轉軸的一端被連接到用於探測該指輪的旋轉量的編碼器(旋轉探測器)，以及該旋 轉軸的另一端被布置在面對輸入確定開關的位置中。然後，當指輪旋轉時，根據編碼器探測 的旋轉軸的旋轉量，順序地選擇在顯示屏上顯示的項目。此外，當指輪被推動時，通過旋轉 軸的擺動而操作開關，以便輸入如此選擇的項目(例如，參考JP-2001-A-350573)。
根據如上構造的輸入設備，通過旋轉和推動指輪，可容易地執行輸入操作。但是， 由於指輪的旋轉軸在其一端被編碼器支撐，推動指輪時施加的操作負荷直接施加到編碼 器。由於這些原因，存在引起編碼器故障的擔心，該情況導致輸入設備的耐用性和可靠性降 低的問題。 此外，在該類型的輸入設備中，當他或她旋轉指輪時，操作感覺被用戶獲得或感覺 到，例如，以便用戶可以利用感覺來識別指輪的旋轉量。但是，在如上構造的輸入設備中，當 他或她旋轉指輪時，由用戶感覺到的操作感覺被給予支撐指輪的旋轉軸一端的編碼器。由 於這些情況，當旋轉指輪時由用戶感覺到的操作感覺不能被任意地設置，由此，不能實現可 以滿足用戶需求的操作感覺。 鑑於這些情況作出本發明，本發明的目的是提供一種輸入設備，該輸入設備可以 防止由於操作部分被推動時在其處施加的操作負荷引起的旋轉探測器故障，以及可以提高 其耐用性和可靠性。 本發明的另外目的是提供一種可以任意地設置操作部分被旋轉時感覺到的操作 感覺的輸入設備，以便實現滿足用戶需求的操作感覺。 根據本發明的一個方面，提供一種輸入設備，包括與旋轉和擺動的旋轉軸成整體 的操作部分，用於探測旋轉軸的旋轉量的旋轉探測器，以及通過旋轉軸的擺動而被操作的 開關，其中在旋轉軸和旋轉探測器之間設置旋轉元件，以及其中該旋轉軸以不僅擺動而且 將旋轉軸的旋轉傳遞到旋轉元件的方式連接到旋轉元件。 根據本發明的輸入設備，當操作部分被旋轉時，旋轉軸的旋轉被傳遞到旋轉元件，
背景技術：

發明內容
3以及旋轉探測器探測旋轉元件的旋轉量作為操作部分的旋轉量。另一方面，當該操作部分 被推動時，旋轉軸以旋轉元件作為支點，在接合部分擺動，由此操作該開關。在此情況下，操 作部分被推動時施加的操作負荷被施加到連接旋轉軸的旋轉元件，由此，如此施加的操作 負荷決不被直接施加到旋轉探測器，由此，當推動操作部分時，可以防止否則將由施加到其 上的操作負荷引起的旋轉探測器的故障，由此可以增加輸入設備的耐用性和可靠性。
根據本發明的一個方面，提供一種輸入設備，包括與旋轉和擺動的旋轉軸成整體
的操作部分，用於探測旋轉軸的旋轉量的旋轉探測器，以及由旋轉軸的擺動而被操作的開 關，該輸入設備包括通過使周向側面部分在剖面上形成為非圓形形狀而布置在旋轉軸的周 向側面部分上的點按接收部分，以及與該點按接收部分彈性接觸的接觸部分。 根據本發明的輸入設備，當操作部分被旋轉時，接觸部分相對於非圓形剖面的點
按接收部分的彈性接觸部分隨旋轉軸旋轉而改變，並且當發生這種情況時，點按感覺(操 作感覺)被給予操作部分的旋轉。在該結構中，通過調整接觸部分與點按接收部分彈性接 觸的強度，當操作部分被旋轉時感覺到的操作感覺可以被任意地設置，由此可以實現可以 滿足用戶需求的操作感覺。


圖1示出了本發明實施例的豎直剖面的側視圖，示意地示出輸入設備的內部結 構。 圖2是輸入設備的豎直剖面的側視圖，示出了指輪被推動的狀態。 圖3是輸入設備的正視圖。 圖4示出了接合部分和所接合的部分的視圖。 圖5示出了本發明實施例的豎直剖面的側視圖，示意地示出輸入設備的內部結 構。 圖6是輸入設備的豎直剖面的側視圖，示出了指輪被推動的狀態。 圖7是輸入設備的正視圖。 圖8示出了點按接收部分和接觸件的視圖。
具體實施方式

第一實施例 下面，將通過參考附圖描述本發明的第一實施例，在第一實施例中，本發明被應用 於例如用於控制機動車輛的車內導航系統的輸入設備1。在第一實施例中，圖3所示的輸入 設備l布置在例如將圖中未示出的方向盤的中心部分(轂)和外部周邊部分(輪輞)連接 在一起的中間部分(輪輻)上。 在構成輸入設備1的外殼的殼主體2上設置指輪3 (對應於操作部分)，指輪3基 本上被設置在殼主體2的中心部分中，在指輪3的左右側上分別設置一對大按鈕4，5，以及 在指輪3下面設置一對左右小按鈕6， 7。指輪3基本上形成為其軸線水平地延伸的圓盤形 狀，以及不僅沿圖3中的箭頭A1， A2表示的方向繞旋轉軸17旋轉，而且藉助之後將描述的 結構，沿圖1中的箭頭B表示的方向從輸入設備1的前表面側被推動。大按鈕4，5和小按 鈕6，7被製成分別從輸入設備1的前表面側被推動，且當這些按鈕4，5，6，7被如此操作時，在殼主體2內設置的開關8，9， 10， 11分別被操作。 接下來，將參考圖1描述輸入設備1的內部結構。殼主體2由構成殼主體2的背 部側面(圖1中的下側)的基本部件12、覆蓋基本部件12的蓋部件13以及覆蓋該蓋部件 13的前側(圖l中的上側)的前蓋14組成。在基本部件12的中心部分中設置排洩孔12a， 以及在蓋部件13和前蓋14的中心部分中分別設置開口 13a和開口 14a。
除指輪3之外，在殼主體2中設置編碼器15(對應於旋轉探測器)和開關16。編 碼器15探測旋轉軸17的旋轉量並被布置控制基底18上，控制基底18布置在殼主體2內 的一個側(圖1中的左手邊)部分中。開關16決定車內導航系統的輸入操作，以及被布置 在殼主體2內的另一側面(圖1中的右手邊)部分中。 指輪3與旋轉軸17成整體，並被布置在被排洩孔12a、開口 13a和開口 14a限定的 空間內。此外，指輪3的周向側部分的一部分被製成從殼主體2的前表面凸出。在旋轉軸 17的一端(圖1中的左手邊)設置接合部分20，以及這個接合部分20形成為沿徑向視察 的基本上球形形狀以及沿軸向視察的多邊形形狀(例如，六邊形形狀)。
此外，直徑比旋轉軸17大的直徑加大部分21設置在旋轉軸17的另一端(圖1中 的右側)，以及該直徑加大部分21被放置並支撐在適合於覆蓋開關16的可彈性變形的開 關蓋22上。此外，位於指輪3的左右側附近的旋轉軸17的部分被壁12b和壁13b圍繞，壁 12b從排洩孔12b向前凸出(圖1中向上)為U形，壁13b從開口 13a向後凸出(圖1中向 下)為U-形，由此通過如此形成的壁，儘可能地防止水朝向殼主體2內的編碼器15側和開 關16側侵入。 在控制基底18上設置齒輪支撐部件23，以及在齒輪支撐部件23上布置軸線水平 取向的第一齒輪24(對應於旋轉元件)和軸線豎直取向的第二齒輪25。溝槽部分24a形成 在第一齒輪24的周向側部分上從而沿第一齒輪24的周向方向延伸，以及在溝槽部分24a 中裝配在齒輪支撐部件23上設置的支撐部分23a和在蓋部件13的內表面上設置的支撐部 分13c，由此第一齒輪24被支撐成繞其水平軸線旋轉。 在第二齒輪25的前側(圖1中的上側)上的中心部分中形成支承孔25a，從蓋部 件13的內表面向後凸出的軸部分13d被插入支承孔25a中，由此第二齒輪25被支撐成繞 其豎直軸線旋轉。旋轉軸25b布置在第二齒輪25的後側(圖1中的下側)上的中心部分 中從而向後延伸，該旋轉軸25b被連接到編碼器15。 在此情況下，第一齒輪24和第二齒輪25分別由斜齒輪構成，斜齒輪以其軸線互相
垂直相交的方式裝配在一起，第二齒輪25響應於第一齒輪24的旋轉而旋轉。 如圖4所示，在第一齒輪24的中心部分中形成具有沿軸向觀察的六邊形剖面的孔
作為接合部分24b，以便對應於接合部分20(是六邊形形狀)的周向側部分的形狀，以及旋
轉軸17的接合部分20被插入接合部分24b中。由此不僅第一齒輪24被製成當指輪3被
旋轉時被旋轉軸17旋轉，而且旋轉軸17被製成當指輪3被推動時，在作為支點的旋轉軸的
一端(接合部分20)，沿圖1中的箭頭C表示的方向擺動。 接下來，將通過參考圖1和2描述至此描述的結構的功能。 當用戶沿圖3中的箭頭A1表示的方向或箭頭A2表示的方向旋轉指輪3時，第一 齒輪24被旋轉軸17旋轉，第二齒輪25響應於第一齒輪24的旋轉而旋轉。編碼器15探測 第二齒輪25的旋轉量，以及根據編碼器15如此探測的旋轉量，順序地選擇顯示在車內的導
5航系統的顯示屏(未示出)上的項目。 當在選擇希望項目的狀態中用戶沿圖1中的箭頭B表示的方向推動指輪3時，在 作為支點的接合部分20處，旋轉軸17沿圖1中的箭頭C表示的方向擺動，由此如圖2所示， 開關16被直徑加大部分21操作，從而實施所選項目的輸入。 因此，根據至此描述的第一實施例，當指輪3被旋轉時，旋轉軸17的旋轉被傳遞到 第一齒輪24，以及編碼器15探測被第一齒輪24旋轉的第二齒輪25的旋轉量作為指輪3的 旋轉量。另一方面，當指輪3被推動時，旋轉軸17在作為支點的接合部分20處擺動，由此 操作開關16。在發生這種情況時，當指輪3被推動時施加的操作負荷被施加到連接旋轉軸 17的第一齒輪24，但是在任何情況下都不被直接施加到編碼器15，由此可以防止編碼器15 由於指輪3被推動時施加的操作負荷而發生故障，由此可以增加輸入設備1的耐用性和可 靠性。 此外，由於第一齒輪24和第二齒輪25被設置在旋轉軸17和編碼器15之間，被施 加操作負荷的第一齒輪24被構造成介於編碼器15和第二齒輪25之間，由此可以進一步防 止指輪3被推動時施加的操作負荷直接施加到編碼器。 注意本發明不局限於至此描述的實施例，由此，可以按以下方式修改或改進本發 明。 接合部分20的形狀不局限於沿軸向觀察的六邊形形狀，而是可以形成為五邊形
形狀，該五邊形形狀與六邊形形狀相比，直邊之間的角的數目減小一個，或形成為直邊之間
的角的數目比六邊形形狀大的七邊形形狀或八邊形形狀。當發生這種情況時，接合部分24b
可僅須設置成對應於形成的接合部分的周向側面部分的形狀。 第一齒輪24和第二齒輪25的軸線互相傾斜地相交的結構可以被採用。 第二實施例 下面，參考5至8描述根據本發明的第二實施例。在圖5至8中，與第一實施例相 同的部件被賦予相同的標記，其詳細說明將被省略。 在旋轉軸17的另一端，在周向側面部分上設置點按接收部分23，當沿其軸向方向 觀察旋轉軸17時點按接收部分23在橫截面上為非圓形。在第二實施例中，如圖8所示，該 點按接收部分23形成為沿旋轉軸17的周向方向交替地布置多個(在此情況下，12個)峰 狀部分24和多個(在此情況下，12個)谷狀部分25的形狀。 容納部分26設置在基體部件12上從而從基體部件12的內表面向前凸出(在圖 5中向上)，以及在該容納部分26中容納接觸件27 (對應於接觸部分)。該接觸件27處於 通過壓縮巻簧28沿圖5中的箭頭C表示的方向朝向旋轉軸17上的點按接收部分23偏置 的狀態，由此接觸件27與點按接收部分23彈性接觸。 靠近指輪3的左右側的旋轉軸17的部分被壁12b和壁13b圍繞，壁12b從排洩孔 12a向前凸出為U形，壁13b從開口 13a向後凸出(圖5中向下)為U形，由此通過如此設 置的壁儘可能地防止水侵入殼主體2中的編碼器15側和開關16側。
接下來，將通過參考圖5和6描述至此描述的結構的功能。 當用戶沿圖7中的箭頭Al或箭頭A2表示的方向旋轉指輪3時，第一齒輪30被旋 轉軸17旋轉，第二齒輪31響應於第一齒輪30的旋轉而旋轉。當發生這種情況時，隨著旋轉 軸17旋轉，接觸件27與點按接收部分23的峰狀部分24和谷狀部分25交替地彈性接觸。即，隨著旋轉軸17旋轉，接觸件27相對於非圓形剖面的點按接收部分23的彈性接觸位置 改變。編碼器15探測第二齒輪31的旋轉量，以及根據如此探測的旋轉量，順序地選擇顯示 在車內導航系統的顯示屏(未示出)上的項目。 當用戶在希望項目被選擇的狀態下沿圖5中的箭頭B表示的方向推動指輪3時， 在作為支點的接合部分20處，旋轉軸17沿圖5中的箭頭D表示的方向擺動，由此通過直徑 加大部分21操作開關16，如圖6所示，由此執行所選項目的輸入。 因此，如至此所述的，根據第二實施例，當指輪3被旋轉時，接觸部分27相對於非 圓形剖面的點按接收部分23的彈性接觸位置隨旋轉軸17旋轉而改變，由此點按感覺(操 作感覺)被傳給指輪3的旋轉。在該結構中，通過調整接觸件27與點按接收部分23彈性 接觸的強度，可以任意地設置指輪3被旋轉時感覺到的操作感覺，由此可以實現滿足用戶 需求的操作感覺。 此外，可以實現指輪3被旋轉時感覺到的操作感覺，而不依賴編碼器15。
注意本發明不局限於至此所述的第二實施例，而是可以按以下方式修改和改進。
峰狀部分24和谷狀部分25的數目不局限於12，因此，可以設置超過或小於12個 的峰狀部分24和谷狀部分23。此外，可以在旋轉軸17的周向側部分上僅僅設置一個峰狀 部分24或一個谷狀部分25。 點按接收部分23的形狀不局限於峰狀部分24和谷狀部分25交替地布置的形狀， 由此，點按接收部分23可以形成為在旋轉軸17的軸向上觀察的截面上的多邊形形狀(例 如，六邊形形狀)。 接觸件27不局限於被壓縮巻簧28偏置，而是可以構造成藉助於例如片簧與點按 接收部分23直接彈性接觸。 至於旋轉軸17和編碼器15之間的連接，代替在旋轉軸17和編碼器15之間設置 第一齒輪30和第二齒輪31的結構，旋轉軸17可以在其一端直接連接到編碼器15。
本發明不僅可以被應用於用於控制機動車輛的車內導航系統的輸入設備，而且也 可以被應用於包括操作部分和旋轉探測裝置的輸入設備，操作部分被配置為不僅旋轉而且 也被推動，旋轉探測裝置用於探測該操作部分的旋轉量。
權利要求
一種輸入設備，包括操作部分，與旋轉且擺動的旋轉軸成整體；旋轉探測器，探測該旋轉軸的旋轉量；開關，由該旋轉軸的擺動操作；點按接收部分，通過使周向側面部分形成為在截面上為非圓形形狀而布置在所述旋轉軸的所述周向側面部分上；以及接觸部分，與該點按接收部分彈性接觸。
2. 根據權利要求1所述的輸入設備，還包括布置在所述旋轉軸的一端和所述旋轉探測 器之間的旋轉元件，其中該點按接收部分被設置在所述旋轉軸的另一端上。
全文摘要
提供一種輸入設備，其包括與旋轉和擺動的旋轉軸成整體的指輪，用於探測該旋轉軸的旋轉量的編碼器(旋轉探測器)，以及通過旋轉軸的擺動而被操作的開關，其中在該旋轉軸和旋轉探測器之間設置第一齒輪(旋轉元件)，以及其中該第一齒輪軸以不僅擺動而且將旋轉軸的旋轉傳遞到第一齒輪的方式連接到第一齒輪。該指輪被推動以操作開關時施加的操作負荷不被施加到編碼器，而是被施加到連接旋轉軸的第一齒輪。
文檔編號G06F3/033GK101702104SQ200910205699
公開日2010年5月5日 申請日期2008年1月18日 優先權日2007年1月19日
發明者早瀨文隆, 勝田英嗣, 齊木真一 申請人:株式會社東海理化電機製作所