自動車用手動入力装置

【課題】ダイヤル自体を複数の位置に移動保持させることで、動作機能を切換える他、ダイヤルに節度的回転機能を付与することで、回転操作性の向上が可能な、自動車用手動入力装置を提供する。
【解決手段】移動保持機構によって移動させて、所定位置で保持する他、回動操作可能なダイヤルと、ダイヤルの保持位置を検出する位置検出手段と、ダイヤルの回転量を電気信号に変換する回転量変換手段とを備える。
ダイヤルの回転操作に対し、節度的回転機能を付与する、回転節度機構を設ける。
回転節度機構は、ダイヤルを支持する操作軸を挿通する挿通口近傍に固設される節度ロッドと、節度ロッドにおけるボールが、弾発的に当接移動する円盤形状の節度盤とを有する。節度盤は操作軸を介して同軸的に固定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤル自体を手動的に移動保持させることで、車両搭載用機器類の動作機能を切換える一方、その機能をダイヤル操作により実行する際に、簡単な節度機構でダイヤル操作を可能とした、自動車用手動入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に搭載される種々の電装機器類は、ステアリングホイール近傍のインストルメントパネルや、コンソール近傍に設けた操作手段によって、操作モードの切換え表示を行ったり、操作指令を出力して所望の操作を行ってきた。
これらの操作は、運転操作に先立ち、または合間になされるものであるから、できるだけ、手数の少なく操作が単純であることが望ましい。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ディスプレイと組合わせて種々の機能をコントロールする車載用手動入力装置１を開示している。この装置では、ダイヤル２全体を左右に移動してモードを切換え、ダイヤル２を回して、コントロールしている。また、回転節度は、モータ３を使用した力覚付与システムにより自在に設定可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４９３２４号公報
【０００５】
また、機械的に回転ダイヤルの節度を切換える手動入力装置１がある（特許文献２）。
構成としては、操作軸４にフィーリング生成パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３か（図８参照）、ボール節度のどちらかが複数設定され（図９参照）、これを切換えるアクチュエータ５を備えている。
【０００６】
【特許文献２】特許第３９２０５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１における手動入力装置１は、回転ダイヤル２の節度フィーリングを、モータ３を使用した力覚付与システムにより自由に変更可能であるが、システムが複雑、且つ製造コスト高であり、設置スペースも嵩張る。
一方、特許文献２で提案されている一つの実施形態では、図８に示すように、回転軸に複数のフィーリング生成パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３に加えて、ボール型節度を移動させる機構６と、アクチュエータ５を要する。
また、別の実施形態では、フィーリング生成パターンＰは一つであるが、ボールｂとバネｓが複数であり、それらを移動させる機構とアクチュエータ５が必要となる（図９参照）。
いずれにしても、特許文献２にかかる手動入力装置は、設置スペースが大で、節度ボール部を移動させる機構と、アクチュエータ５と位置センサ７が必要不可欠であり、コスト高は避けられない。
本発明は、以上のような不都合を改善するために提案されたものであって、手動入力装置として、より簡単な構成で、省スペース化が可能で、アクチュエータを不要とし、操作フィーリングの向上を図った、自動車用手動入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車載用電装機器に操作指令を与えて車載用電装機器を操作するための自動車用手動入力装置であって、移動保持機構によって複数の位置へ移動させて、保持可能であり、且つ回動操作可能な単一のダイヤルと、ダイヤルの保持位置を検出する位置検出手段と、ダイヤルの回転量を電気信号に変換する回転量変換手段と、位置検出手段の検出したダイヤルの保持位置から、予め定められている機能種類を導出し、回転量変換手段からの出力信号に基づき、導出された機能に対する制御系を決定して機能を実行する制御部とを具備し、ダイヤルは、ダイヤルの回転操作に対し、節度的回転機能を付与する回転節度機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、ダイヤルを移動させることで、移動保持機構によって複数の位置へ移動させて、ダイヤルを保持することができる。
その際、位置検出手段の検出したダイヤルの保持位置から、予め定められている機能種類を導出し、回転量変換手段からの出力信号に基づき、導出された機能に対する制御系を決定して機能を実行することができる。
ここで、ダイヤルは、回転操作に当たり、回転節度機構によって節度的回転機能を付与される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、移動保持機構は、ハウジング内において、基端部を中心として揺動可能に取付けた、揺動体と、この揺動体を介してダイヤルを複数の位置へ節度的に移動させて保持する移動節度機構とを具備することを特徴とする。
【００１１】
これにより、ダイヤルを所望の位置に移動させることで、揺動体が基端部を中心として、節度機構により、節度的に移動すると共に、その位置において揺動体を保持することで、ダイヤルをその位置に保持することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、回転節度機構は、先端に転動部材を段発的に支持した節度ロッドと、この節度ロッドの転動部材がダイヤルの回転操作時に節度的に当接移動する円盤状の節度盤とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、ダイヤルを回転操作すると、節度ロッドの転動部材が、円盤状の節度盤を、節度的に移動することで、ダイヤルに対し、節度的回転機能が付与される。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、節度ロッドは、ダイヤルを支持する操作軸近傍のハウジング側に固設する一方、節度盤は、ダイヤルに同軸的に固定し、節度盤には、節度ロッドにおける転動部材が節度的に転動する、同心円状の径の異なる転動部を備え、これら転動部は、それぞれ等間隔毎に節度溝を備えたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、ダイヤルを移動し、各機能を示す保持位置にもたらした際に、回転節度機構における節度ロッドに対し、操作軸と共に節度盤が移動しても、節度ロッドにおける転動部材は、対応する径の異なる転動部のいずれかに当接して節度的に転動することができる。
【００１６】
さらに請求項５に記載の発明は、ダイヤルの保持位置に、選択した機能を表示する表示部を備え、ダイヤルの保持位置と表示部の表示が関連付けられた関係に設定する構成としたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、ダイヤルを移動させることにより、機能の切換えと表示を行う。このため、ダイヤルノブ以外の操作部品が不要となる。
ダイヤルの停止位置と表示が関連付けられた関係に設定されているため、操作者は、操作に容易に習熟することができ、その分、運転に集中することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる自動車用手動入力装置について、好ましい実施形態を挙げ、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１、図２に、本発明にかかる自動車用手動入力装置１０を示す。
この自動車用手動入力装置１０は、車載用電装機器（ここでは車載用エアコン）に操作指令を与えて車載用電装機器を操作するためのもので、例えば、運転席におけるステアリングホイール近傍のインストルメントパネルに設けられる。運転者が、運転中であっても、手を伸ばして、容易に操作できるようにするためである。
すなわち、自動車用手動入力装置１０は、ハウジング１１内に配設した移動保持機構１２によって所定範囲で移動させ、所定位置で保持するように設けられた、操作手段であるダイヤル１３を有している。かかるダイヤル１３は、後述するが、ハウジング１１表面のパネル１４上面に操作軸（後述）を介して設けている。
また、ハウジング１１内には、ダイヤル１３の保持位置を検出する位置検出手段１５と、ダイヤル１３の回転量を電気信号に変換する回転量変換手段１６とを内蔵している（図２参照）。この場合、回転量変換手段１６は、ダイヤル１３と同軸的に設けているが、回転量変換手段１６に代えて非接触スイッチを用いる場合は、ダイヤルの回転を検出できれば、同軸でなくてもよい。
【００２０】
ハウジング１１は、表面のパネル１４に、ほぼ中心位置にダイヤル１３を位置させ、図中、ダイヤル１３の上部側にダイヤル１３の保持位置を表示し、且つ、各機能を表示するための表示部１７を配設している。
また、パネル１４中心には、ダイヤル１３を支持する操作軸１８を挿通し、ダイヤル１３を所定範囲で移動可能とするための挿通口１９を形成している。
【００２１】
次に、ハウジング１１内でダイヤル１３を移動可能に支持する移動保持機構１２について説明する。
移動保持機構１２は、ハウジング１１内において、ハウジング１１表面のパネル１４に向かって、直交するように植設されたボス２０に、基端部を、ボス２０の軸を中心として揺動可能に取付けた、揺動体２１と、ボス２０近傍に配設した節度機構２２とを備えている。かかる機構により、ダイヤル１３は、ハウジング１１表面のパネル１４上を、所定の範囲で、節度機構２２により、節度的に揺動可能としている。
【００２２】
そして、パネル１４裏面側には、ダイヤル１３の回転操作に対し、節度的回転機能を付与する、回転節度機構２３を構成する節度ロッド２３ａが固設され、節度ロッド２３ａが弾発的に当接移動する節度盤２３ｂを操作軸１８に同軸的に固定している（図３参照）。
【００２３】
位置検出手段１５は、揺動体２１の節度機構２２近傍に搭載している。位置検出手段１５には、フォトセンサなど周知のものを用いることが可能である。
【００２４】
回転量変換手段１６は、ロータリエンコーダであり、揺動体２１先端側に取付けたダイヤル１３と、操作軸１８を介して同軸的に取付けられている。
【００２５】
次に、ハウジング１１表面のパネル１４の、ダイヤル１３の上部側に位置する表示部１７は、例えば機能として、中央が温度表示部Ｔ、図中、左がブロアＢ、右がモード表示部Ｍとなっていて、周知の表示手段（液晶、ＬＥＤ等）により、シンボルマークや、数字（７セグメントディスプレイ）を構成している。
かかる各表示部の位置に、ダイヤル１３を揺動体２１の節度機構２２によって移動し、保持する構成である。なお、ここでの節度機構２２は、ハウジング１１表面のパネル１４に向かって、直交するように突設したポスト内に配置したコイルスプリング（図示省略）に、弾発的に支持したボールを有し、かかるボールを揺動体２１側に固設した節度盤（図示省略）に節度的に移動可能に当接している。この場合、節度盤は、例えば平坦な転動面に、ダイヤル１３を揺動体２１を介して、表示部１７における温度表示部Ｔ、ブロアＢ、モード表示部Ｍの位置で保持するための節度溝を設けている。
【００２６】
そして、ダイヤル１３の回転操作に対し、節度的回転機能を付与する、回転節度機構２３について、詳細に説明する。
回転節度機構２３における節度ロッド２３ａは、ダイヤル１３を支持する操作軸１８を挿通する挿通口１９近傍に固設される。節度ロッド２３ａにはコイルスプリング（図示省略）により弾発的に支持されるボールｂが設けられている（図３参照）。
一方、かかる節度ロッド２３ａにおけるボールｂが、弾発的に当接移動する節度盤２３ｂは、円盤形状のもので、節度ロッド２３ａにおけるボールｂが節度的に転動する、同心円状の径の異なる第１、第２、第３転動部２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成している（図４参照）。
これら第１〜第３転動部２４ａ〜２４ｃには、それぞれ等間隔毎に節度溝２５ａ〜２５ｃが形成されている。
このような回転節度機構２３によれば、ダイヤル１３を支持する揺動体２１を、節度機構２２によって移動し、各機能を示す保持位置にもたらした際に、回転節度機構２３における節度ロッド２３ａに対し、操作軸１８と共に節度盤２３ｂが移動しても、節度ロッド２３ａにおけるボールｂは、対応する第１〜第３転動部２４ａ〜２４ｃのいずれかに当接して節度的に転動する構成である。
【００２７】
そして、以上のような構成の自動車用手動入力装置１０において、揺動体２１の位置検出手段１５、揺動体２１先端側に取付けたダイヤル１３の操作軸１８と同軸的に取付けられているロータリエンコーダ１６、並びに、ハウジング１１表面パネル１４の表示部１７は制御部２６と電気的に接続している（図６参照）。
制御部２６は、これら位置検出手段１５、ロータリエンコーダ１６から、検出信号を受け入れて信号処理を行い、種々判定を行うと共に、表示部１７に表示信号を発する。
【００２８】
次に、自動車用手動入力装置１０の作用を説明する。
当初、自動車用手動入力装置１０において、ダイヤル１３が、ハウジング１１の表面のパネル１４の中央、すなわち、表示部１７の温度表示部Ｔの位置に、保持されていることは、揺動体２１の位置検出手段１５によって検出され、かかる検出信号は、制御部２６に送られる。
制御部２６には、ロータリエンコーダ１６からパルス信号が送られており、ダイヤル１３が位置検出手段１５により、ダイヤル１３が表示部１７の温度表示部Ｔの位置に、保持されていると認識されると、制御部２６はロータリエンコーダ１６からのパルス信号を、温度コントロール信号と判断する。このため、ダイヤル１３を回転操作することで、ロータリエンコーダ１６が回転して、温度コントロール信号が調整され、温度制御が可能となる。
なお、ダイヤル１３の回転操作による温度調整の度合いは、表示部１７の温度表示部Ｔに表示されるので、容易に確認することができる。
【００２９】
ところで、ダイヤル１３が、パネル１４の中央である表示部１７の温度表示部Ｔの位置に、保持されているときには、ダイヤル１３の回転操作に対し、節度的回転機能を付与する、回転節度機構２３における節度ロッド２３ａは、かかる節度ロッド２３ａにおけるボールｂが、操作軸１８に固定した節度盤２３ｂの転動面のうち、第２転動部２４ｂに当接している（図４参照）。
かかる状態で、ダイヤル１３を回転操作することで、節度ロッド２３ａにおけるボールｂが第２転動部２４ｂ上を、等間隔毎の節度溝２５ｂにより、節度的に移動することができ、ダイヤル１３の回転操作による温度調整を節度的な回転操作で行うことができる。
【００３０】
次に、機能をブロアに切換えるときは、ダイヤル１３を持って、図中、左方に移動させる。これにより、ダイヤル１３を中央で保持する節度機構２２による保持状態が解除され、揺動体２１が左方へ移動し、再び、左の保持位置において、節度機構２２により揺動体２１を保持することができる。
ダイヤル１３と共に、揺動体２１、操作軸１８、操作軸１８に固定した節度盤２３ｂが左方に移動すると、回転節度機構２３における節度ロッド２３ａが転動する節度盤２３ｂの転動面のうち、第２転動部２４ｂから第１転動部２４ａに移動する。
かかる状態で、位置検出手段１５から検出信号が制御部２６に送られると、制御部２６は、ロータリエンコーダ１６からのパルス信号を、ブロアコントロール信号として判断することになり、ダイヤル１３を、節度ロッド２３ａにおけるボールｂが第１転動部２４ａ上を、等間隔毎の節度溝２５ａにより、節度的に移動することで、節度的な回転操作を行うことができ、ロータリエンコーダ１６が回転して、ブロアコントロール信号が調整され、ブロアの出力制御が可能となる。
このブロアの出力調整においても、表示部１７のブロアＢ（インジケータ）に調整度合いが表示されるので、調整操作をより確実なものとすることができる。
【００３１】
さらにブロアの動作モードを切換えるときは、ダイヤル１３を持って、図中、右方に移動させる。これによって揺動体２１が右方へ移動し、右の保持位置において、節度機構１１により揺動体２１を保持することができる。
ダイヤル１３と共に、揺動体２１、操作軸１８、操作軸１８に固定した節度盤２３ｂが右方に移動すると、回転節度機構２３における節度ロッド２３ａが転動する節度盤２３ｂの転動面は、第３転動部２４ｃに移動する。
かかる状態で、位置検出手段１５から検出信号が制御部２６に送られると、制御部２６は、ロータリエンコーダ１６からのパルス信号を、モード切換え信号として判断することになる。
モード表示部Ｍでは、この状態で、現在のブロアの動作モード（ブロアの吹出し方向）が表示されているので、ダイヤル１３を、節度ロッド２３ａにおけるボールｂが第３転動部２４ｃ上を、等間隔毎の節度溝２５ｃにより、節度的に移動することで、節度的な回転操作を行うことができ、ブロアの動作モードを切換えることができる。
【００３２】
以上のように自動車用手動入力装置１０では、ダイヤル１３が一つだけであり、移動操作量も、図１で示すように、ダイヤル１３の径以下であるので、省スペース化を実現することができる。
また、自動車用手動入力装置１０は、上述のように、機能選択のために、いずれの位置にダイヤル１３を移動操作しても、その選択保持位置において、ダイヤルの回転操作を、簡単な機構で、操作にふさわしい、節度的回転操作を付与することができるため、これまでの図７、図８、図９に示す手動操作装置のように、複数の節度盤や、節度機構は不要である。また、アクチュエータやコントロール用の位置センサも不要であり、さらには、力覚付与を行う複雑なシステムは不要となり、製造コストも抑制することができる。
【００３３】
なお、上述の自動車用手動入力装置１０は、本実施形態に限られない。
例えば、本実施形態では、回転節度機構２３の節度ロッド２３ａが、ハウジング１１内のパネル１４裏面に固定して、節度盤２３ｂを、ダイヤル１３の操作軸１８と共に、回転させる構成であるが、節度ロッド２３ａをダイヤル１３と共に回転するように取付けて、節度盤２３ｂ側を固定する構成としてもよい。
【００３４】
また、ダイヤル１３の操作軸１８に同心的に固定した節度盤２３ｂの同心円的な第１〜第３転動部２４ａ〜２４ｃ間に凸部を設けることができる。
これにより、ダイヤル１３を移動操作する際に、回転節度機構２３の節度ロッド２３ａにおけるボールｂが、第１〜第３転動部２４ａ〜２４ｃそれぞれの位置において、留まることができる。これによって、ダイヤル１３を、機能を示す保持位置で保持することができ、揺動体２１における節度機構２２をなくすことができる。
【００３５】
また、ダイヤル１３を移動保持する構成として、揺動体２１を用いたリンク機構ではなく、スライド機構を用いることもできる。
【００３６】
また、ダイヤル１３と同軸的に設けたロータリエンコーダ１６は、パルススイッチ、抵抗式のものでもよい。
【００３７】
さらに、本発明の自動車用手動入力装置１０は、車載用エアコンだけでなく、その他の切換え操作が必要な車載用電装機類に応用することができる。
例えば、ダイヤルをプッシュしたときに、オンするスイッチを取付けることにより、ダイヤルの回転により選択して、プッシュ操作で決定するような操作にも応用することができる。
すなわち、プッシュ機能により、（１）ダイヤルそのものの位置、（２）回転位置、（３）プッシュ機能により、３段階の選択を、一つのダイヤルで操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる自動車用手動入力装置の一実施形態を示す、模式的な構成正面説明図である。
【図２】図１に示す、模式的な側面説明図である。
【図３】図１に示す自動車用手動入力装置のダイヤルと、ロータリエンコーダと、ダイヤルに回転節度機能をもたせるのに用いられる回転節度機構の配置構成を示した、要部説明図である。
【図４】図３に示す回転節度機構における節度盤の平面図である。
【図５】図４においてＡ−Ａ線に沿った要部断面図である。
【図６】図１に示す自動車用手動入力装置の、電気系統のブロック図である。
【図７】従来の手動入力装置の一例を示す、断面図である。
【図８】従来の手動入力装置の別例を示す、断面図である。
【図９】従来の手動入力装置の別例を示す、断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０自動車用手動入力装置
１１ハウジング
１２移動保持機構
１３ダイヤル
１４パネル
１５位置検出手段
１６ロータリエンコーダ
１７表示部
１８操作軸
１９挿通口
２０ボス
２１揺動体
２２節度機構
２３回転節度機構
２３ａ節度ロッド
２３ｂ節度盤
２４ａ第１転動部
２４ｂ第２転動部
２４ｃ第３転動部
２５ａ〜２５ｃ節度溝
２６制御部
Ｔ温度表示部
Ｂブロア
Ｍモード表示部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載用電装機器に操作指令を与えて車載用電装機器を操作するための自動車用手動入力装置であって、
移動保持機構によって複数の位置へ移動させて、保持可能であり、且つ回動操作可能な単一のダイヤルと、
前記ダイヤルの保持位置を検出する位置検出手段と、
前記ダイヤルの回転量を電気信号に変換する回転量変換手段と、
前記位置検出手段の検出した前記ダイヤルの保持位置から、予め定められている機能種類を導出し、前記回転量変換手段からの出力信号に基づき、導出された機能に対する制御系を決定して前記機能を実行する制御部と、
を具備し、
前記ダイヤルは、ダイヤルの回転操作に対し、節度的回転機能を付与する回転節度機構を備えたことを特徴とする自動車用手動入力装置。
【請求項２】
前記移動保持機構は、ハウジング内において、基端部を中心として揺動可能に取付けた、揺動体と、
この揺動体を介して前記ダイヤルを複数の位置へ節度的に移動させて保持する移動節度機構と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の自動車用手動入力装置。
【請求項３】
前記回転節度機構は、先端に転動部材を段発的に支持した節度ロッドと、
この節度ロッドの転動部材が前記ダイヤルの回転操作時に節度的に当接移動する円盤状の節度盤と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用手動入力装置。
【請求項４】
前記節度ロッドは、ダイヤルを支持する操作軸近傍のハウジング側に固設する一方、前記節度盤は、前記ダイヤルに同軸的に固定し、
前記節度盤には、前記節度ロッドにおける転動部材が節度的に転動する、同心円状の径の異なる転動部を備え、
これら転動部は、それぞれ等間隔毎に節度溝を備えたことを特徴とする請求項３に記載の自動車用手動入力装置。
【請求項５】
前記ダイヤルの保持位置に、選択した機能を表示する表示部を備え
前記ダイヤルの保持位置と前記表示部の表示が関連付けられた関係に設定する構成としたことを特徴とする請求項１ないし４に記載の自動車用手動入力装置。

【図１】