回転ノブのノイズを低減するための装置及び方法

本発明は、概して意図しない回転ノブの可聴ノイズを低減するための装置及び方法に関する。具体的には、回転ノブ組立体内の複数の戻り止めに起因する意図しないノイズやフィードバックを減少させるための装置及び方法に係る。

温度制御装置のように車両の設定を調整するため、車両の制御盤で操作する回転ノブ組立体は公知である。このような回転ノブは、車両内のボリュームまたは温度を調整するために使用することができるが、これらに限定されない。このような回転ノブは、ボタンを使用することによって、ユーザーは自身が感じる以上に優れた制御を行うことができる。現在、いくつかの回転ノブは、回転ノブの位置をユーザーに警告するため、操作中にユーザーにフィードバックを提供するように設計されている。このようなフィードバックは、停止及び/または触覚フィードバックを含んでもよいが、それだけには限定されない。典型的には、このような回転ノブ組立体は、制御盤、制御盤に回転可能に取り付けられた回転ノブ、及び回転ノブ内に配置された複数の戻り止めを含んでもよい。また、モータが回転ノブに結合されてもよく、回転ノブの位置と方向を検出するようにセンサが備えられていてもよい。更に、マイクロプロセッサがモータ及びセンサと通信することができるようになっていてもよい。マイクロプロセッサは、センサによって検出された回転ノブの位置を受信するように構成されてもよく、回転ノブを介してユーザーに触覚フィードバックを送信することができる。

触覚フィードバックを提供することに加えて、回転ノブを操作したときにクリック音または可聴ノイズを発生することがあり得る。クリック音または可聴ノイズは、回転ノブ内の複数の戻り止めによって引き起こされ得る。具体的には、ノブの回転中に一定の力が組立体に加えられ、これにより回転ノブ組立体の一部が複数の戻り止めとの接触を失って係外することとなる。その結果、接触が回復し、または回転ノブ組立体が再係合すると、クリック音や可聴ノイズが発生する。このようなクリック音または可聴ノイズは、ユーザーにとって邪魔なものであって、総体的に車両ユーザーの楽しみを阻害するものとなり得る。例えば、クリック音や可聴ノイズは、ユーザーが車内または車外の他の人との会話に交じって聴こえ得るかもしれないし、車両全体に響き渡る音楽やラジオの音声を含んで車両に起因する他の音に交じって聴こえるかも知れないが、これらに限定されるものではない。

現在のところ、回転ノブを操作したとき戻り止めによって引き起こされるクリック音もしくは可聴ノイズを防ぐ解決策または装置は存在しない。従って、回転ノブのノイズを低減するための方法のみならず回転ノブの操作に起因する望ましくないノイズを低減する機能を有する改良された回転ノブ組立体の必要性に迫られている。

本発明の態様は、複数の戻り止めによって引き起こされる回転ノブのノイズを低減するための装置と方法を提供する。ノイズを低減するための装置は、回転ノブ組立体である。

回転ノブ組立体の態様は、概して円筒形の本体と、概して円筒形の本体の周囲から外向きに突出した角フランジを有する回転保持器を含んでいる。更に、複数の戻り止めが角フランジ上に配置されている。角フランジは、第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる第1の材料で作られている。複数の戻り止めは第1の材料とは異なる第2の材料から作られていて、第2の材料は第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能である。第1の材料と第2材料は、回転ノブを操作したときに複数の戻り止めによって発生するノイズを減衰するように構成されている。回転ノブ組立体の他の態様は、第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる複数の材料から作られている角フランジ及び/または第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる複数の材料から作られる複数の戻り止めを含んでいてもよい。複数の材料は、回転ノブを操作したときに複数の戻り止めによって発生するノイズを減衰するように構成されている。

回転ノブ組立体の別の態様は、車両制御パネルの背面カバーに取り付けられた第1のベゼルと、回転ノブ組立体を受け止め第1のベゼルに取り付けられた第2のベゼルと、少なくとも一つのストッパを有し第2のベゼル内に配置された戻り止めバネを含む。回転ノブ組立体は、概して円筒形の本体と、概して円筒形の本体から周囲に外向きに突出する角フランジを有する回転保持器を更に含んでいる。角フランジは、その上に配置された複数の戻り止めを有している。複数の戻り止めは戻り止めバネに係合し、回転保持器は戻り止めバネの周りで回転するように構成されている。安定リングは、戻り止めバネに回転保持器を取り付けるために、回転保持器の概して円筒形の本体内に配置され、外側のノブは第1のベゼルに回転自在に取り付けられ、回転保持器を取り囲んで回転ノブを形成する。回転保持器の角フランジは、第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる第1の材料で作られ、複数の戻り止めは、第1の材料とは異なる第2の材料から作られており、第2の材料は、第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能なものであり、第1の材料と第2の材料は、複数の戻り止めが戻り止めバネと係外し再係合するときに複数の戻り止めによって発生するノイズを減衰するように構成されている。回転ノブ組立体の他の態様は、第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる複数の材料から作られた角フランジ及び/または第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる複数の材料から作られる複数の戻り止めを含んでいてもよい。複数の材料は、複数の戻り止めが戻り止めバネと係外し再係合するときに複数の戻り止めによって発生するノイズを減衰するように構成されている。

回転ノブのノイズを低減するための方法の一態様は、概して円筒形の本体と、概して円筒形の本体から周囲に外向きに突出する角フランジを有する回転保持器を提供することを含み、角フランジはその上に配置された複数の戻り止めを有している。角フランジは第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能な第1の材料で作られており、複数の戻り止めは第1の材料とは異なる第2の材料から作られており、第2の材料は第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能なものであり、第1の材料と第2の材料は、回転ノブを操作したときに複数の戻り止めによって発生するノイズを減衰するように構成されている。

本発明の態様は様々な利点を提供する。例えば、異なるタイプの材料で作られた回転保持器の構成が、回転ノブを操作したときに複数の戻り止めによって発生するクリック音もしくは可聴ノイズを吸収及び/または低減する。また、車両のユーザーは、回転ノブ組立体の操作にあまり気を散らされることなく、クリック音及び/または可聴ノイズが低減されるので車の総体的な楽しみが増すことになる。加えて、クリック音やその他のノイズに邪魔されることなく、ユーザーは車両内部または外部での会話ができるようになり、音楽やラジオの音声も快適に聴取することができるようになる。

添付の図面に関連して考慮されるときに、以下の詳細な説明を参照することでよりよく理解されるようになるので、本発明の他の利点は容易に認められるであろう。

本発明に従って、その上に配置された回転ノブ組立体を有する車両の制御パネルを示す。

本発明に従った車両の制御パネルと回転ノブ組立体の分解図を示す図である。

本発明に従った回転ノブ組立体の分解図を示す図である。

従来技術の回転保持器の斜視図である。

本発明に従った回転ノブ組立体の改良された回転保持器の斜視図である。

本発明に従った改良された回転保持器の別の実施形態の斜視図である。

本発明に従った回転ノブ組立体内の改善された回転保持器を半径方向から示す図である。

本発明に従った回転ノブ組立体内の改善された回転保持器を半径方向から示す図である。

本発明に従った回転ノブ組立体のノイズを低減するための方法のフローチャートである。

本発明の詳細な実施例が本明細書において提供されるが、開示された実施例は単なる例示であり、様々な代替の形態で実施することができることを理解すべきである。これらの実施例は、発明の可能な全ての形態を例証及び記述することを意図するものではない。むしろ、明細書中で使用される用語は、限定ではなく説明の言葉であり、本発明の精神及び発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ得ることが理解される。

本明細書に開示された態様は、組立体の回転ノブを操作したとき、複数の戻り止めによって発生するノイズを低減するように構成された回転ノブ組立体を提供する。他の態様は、回転ノブで発生する騒音を低減させる方法を含む。回転ノブ組立体は、概して円筒形の本体を有する回転保持器と、概して円筒形の本体から周囲に外向きに突出した角フランジ及び角フランジ上に配置された複数の戻り止めを含んでいる。角フランジは第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる第1の材料で作られており、複数の戻り止めは第一の材料とは異なる第2の材料で作られており、第2の材料は第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能であり、回転ノブを操作したとき、複数の戻り止めによって発生するノイズを第1の材料と第2材料が減衰するように構成されている。この方法は、上述したような回転保持器を提供することを含む。

当業者には理解されるように、図示され図面のいずれかを参照して説明する本発明の様々な特徴は、明示的に図示されず説明されない本発明の実施例を創出するために、一つ以上の他の図に示された特徴と組み合わせてもよい。例示された機能の組み合わせは、典型的な適用のための代表的な実施例を提供する。しかし、本発明の教示に適っている機能の種々の組み合わせ及び改変は、特定の用途または実装のために所望され得る。

図1は、本発明に従った回転ノブ組立体12を有する車両のコントロールパネル10の説明図である。回転ノブ組立体12は、図1に示すように車両内の温度を調節するように構成してもよいし、オーディオのボリュームを含めた他の車両機能を調整するように構成してもよいが、これに限定されるものではない回転ノブ14を有してもよい。車両のコントロールパネル10は、選択された機能に関する情報を表示する液晶ディスプレイ(LCD)画面16と、車両の他の機能を選択及び/または調整するための複数のボタンを有するボタンキャップパネル18を備えていてもよい。

図2は、本発明に従った車両のコントロールパネル10の分解図である。車両の制御パネル10は、背面カバー20を含んでいる。背面カバー20は、車両のダッシュボードまたはフロントコンソール内に配置することができる。背面カバー20は、車両の制御パネル10の骨格として役目を果たす。プリント配線板(PWB)22は、車両の制御パネル10内の種々の電子部品を電気的に接続するために背面カバー20上に配置してもよい。スイッチマット24をプリント配線板(PWB)22上に配置することもできる。スイッチマット24は、様々な電子部品とプリント配線板(PWB)22との間をインタフェースするように設計されている。スイッチマット24は、ゼブラコネクタのような少なくとも一つのコネクタ26を受け止めるが、これに限定されない。少なくとも一つのコネクタ26は、図2に示すような二つのコネクタまたは二つのゼブラコネクタであってもよい。少なくとも一つのコネクタ26は、LCD画面16とプリント配線板(PWB)22との間の仲介として使用してもよい。

また、図2に関しては、液晶ディスプレイ(LCD)ホルダ28が少なくとも一つのコネクタ26を受け止めてもよいし、ディフューザ30がLCDホルダ28上に配置されて光をLCDスクリーン16越しに分散してもよい。金属フレーム32とボタン保持器34は、LCDスクリーン16を完全にまたは部分的に囲んでいてもよい。加えて、少なくとも1つの光ガイド36を、ボタン保持器34に隣接するスイッチマット24上に配置してもよい。少なくとも一つの光ガイド36は、複数の光ガイドとすることができる。少なくとも一つの光ガイド36は、例えばハローリングを介して光を回転ノブ14の前部の周囲に分散するために使用することができる。

図2は、少なくとも1つの光ガイド36とボタン保持器34上に配置された第1のベゼル38を更に示している。第1のベゼル38は、スイッチマット24とPWB22を介して背面カバー20に固定することができる。第1のベゼル38は、他に関数ベゼルとして知られ、回転ノブ組立体12を形成する構成要素を受け止めるように構成してもよい。液晶ディスプレイ(LCD)画面16を保護するために保護レンズ42を第1のベゼル38に取り付けてもよく、回転ノブ組立体12を受け止めるために第2のベゼル40を第1のベゼル38上に配置してもよい。第2のベゼル40は、回転ノブ組立体12を受け止めるための装飾的なベゼルとすることができる。分割バー44を保護レンズ42に隣接する第一のベゼル38内に配置してもよく、同様にして複数のボタン珠玉46を第一のベゼル38内に配置することもできる。ボタンキャップパネル18は、ボタン珠玉46を被って第1のベゼル38に固定され、液晶ディスプレイ(LCD)画面16と保護レンズ42を囲むことになる。

加えて、図2は回転ノブ組立体12の構成要素を示している。回転ノブ組立体12は、第2のベゼル40を介して第1のベゼル38に回転自在に固定することができる。複数の戻り止め48を回転ノブ14内に配置してもよい。特に、回転ノブ組立体12は、ボタンキャップ50と、ボタンキャップ50を受け止めるように設計されたクロムリング52を含む。回転ノブ組立体12は、クロムリング52を受け止めるように設計された回転グリップまたは外側ノブ54と、回転グリップまたは外側ノブ54内に配置されたハローリング56も含む。更に、回転ノブ組立体12は、ボタン保持器58、珠玉チムニー60、回転保持器62及び戻り止めバネ64を含む。回転ノブ組立体12については、図3を参照しながら以下でより詳細に説明する。

図3は、本発明に従った回転ノブ組立体12の分解図である。図2と同様に、図3にはPWB22と、プリント配線板22上に配置されたスイッチマット24と、第1のベゼル38及び第1のベゼル38内に配置された第2のベゼル40が示されている。戻し止めバネ64は、第2のベゼル40内に配置され第2のベゼル40内で浮遊することができる。戻し止めバネ64は、回転ノブ14が特定の位置に回転されたときにユーザーに警告するための少なくとも一つのストップ66を有していてもよい。回転保持器62は、戻し止めバネ64上に配置され、戻し止めバネ64の周りで回転することができる。回転保持器62は、この上に配置された複数の戻り止め48を有していてもよい。回転保持器62については、図4〜6で更に説明する。回転グリップまたは外側ノブ54は回転保持器62を囲み、回転ノブ14を形成するためにクロムリング52を受け止める。

図4は、回転ノブの従来技術に沿った回転保持器70の斜視図である。回転保持器70は、円筒体72の周りから外方に突出した角フランジ74を備える概して円筒形の本体72を有していてもよい。角フランジ74は、複数の戻り止め76またはその上に配置された凹凸面を有していてもよい。複数の戻り止め76は、回転ノブを操作したときに戻り止めバネ(図示せず)に係合することができる。回転保持器70、角フランジ74、及び複数の角フランジ74上に配置された戻り止め76は、それぞれ同一の材料で作られている。安定リング(図示せず)が戻り止めバネに回転保持具70を固定してもよい。

ユーザーが図4に示される従来技術の回転保持器70との組み合わせで図1の回転ノブを操作すると様々な力が回転ノブに印加され、回転ノブの回転位置をユーザーに警告するために触覚フィードバックや振動などの所望する色々なフィードバック、及びクリック音または可聴ノイズのような不要なフィードバックをもたらす。

このような力は、定力とディテント力を含んでいる。定力は、ユーザーが操作したときに回転ノブによって体験される一定のトルクや運動である。しかるにディテント力は、ユーザーが回転ノブを操作または回転させると、回転ノブの回転角度に基づいて変化するトルクや運動である。回転の時点で、より速い回転速度やスピードがユーザーによって印加されたときに、複数の戻り止めは戻り止めバネとの接触状態を失って戻り止めバネから係外する。複数の戻り止め76と角フランジ74が戻り止めバネと接触したままであるかまたは再係合すると、クリック音や他の可聴ノイズなどの望ましくないノイズが発生する。以下に説明するように、図5〜6の回転保持器62は、図4に示した従来技術による問題を解決するものである。

図5は、本発明による改良された回転保持器62の斜視図である。上述したように、回転保持器62は、概して円筒状の本体80と、円筒状の本体80の周りで外方に突出する角フランジ82を有していてもよい。角フランジ82は、複数の戻り止め48またはその上に配置された凹凸面を有していてもよい。角フランジ82は、第1の材料で作ることができる。第1の材料は、第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる材料であってもよい。このような材料は、プラスチック、ゴム、ビニール、樹脂、及び類似の材料を含むポリマー材料または熱可塑性エラストマーであってもよいが、これらに限定されるものではない。また、第1の材料は、所定の厚さと所定の強度を有していてもよい。材料の種類や材料の所定の厚さは、回転ノブ組立体12によって発生するノイズを減衰または吸収するのを支援することになる。更に、回転ノブのガタツキや圧縮を制御するために、安定リング84を回転保持器62内に配置することができ、安定リング84に二つの摩擦面を持たせることができる。安定リング84は金属材料で作ってもよい。

第1の材料で作られる角フランジ82の一部とは異なり、複数の戻り止め48は第1の材料とは別の第2の材料で作ることができる。第2の材料は、ハイトレルを含むポリマー材料または熱可塑性エラストマーであってもよいが、これらに限定されない。第2の材料は、所定の厚さ及び所定の強度を有するものであってもよい。第2の材料の第1の材料の所定の厚さとは異なっていてもよい。所定の厚さは、回転ノブが動作するときに複数の戻り止めから発生する騒音を減衰させるプロセスを支援することになる。第2の材料は、第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能な材料であってもよい。第2の所定の閾値は、第1の材料の第1の所定の閾値と同一または同等であってもよい。

運転中において、第1の材料及び第2の材料は、回転ノブを回す間に複数の戻り止めに加えられる力に起因する複数の戻り止め48が発生するノイズを低減するように構成されている。図4の従来技術とは異なり、第1の材料と第2の材料の組み合わせがバリアとして働き、回転ノブが高速で回転するとき、即ち複数の戻り止め48が戻り止めバネから係外して再係合しながら戻り止めバネと接触するときに、クリック音や可聴ノイズを吸収または減衰する。

図6には回転保持器62の別の斜視図が示されている。上述したように、回転保持器62は、上面に複数の戻り止め48が配置された角フランジ82を有する筒状体80内に配置される安定リング(図示せず)を有していてもよい。角フランジ82は、第1の材料からなる第1の部分86を有していてもよい。複数の戻り止め48は、第2の材料から作ることができる。更に、角フランジ82は、第3の材料からなる第2の部分88を有していてもよい。角フランジ82の第1の部分86は第2の部分88上に配置され、複数の戻り止め48は第1の部分86上に配置されている。

上述したように、第1の材料はポリマー材料または熱可塑性エラストマーで作られてもよく、第2の材料は、第1の材料とは異なるポリマー材料または熱可塑性エラストマーで作ることができる。第1及び第2の材料は、第1の所定の閾値または第1及び第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能なものであってもよい。第3の材料は、第1の材料と第2の材料と異なっていてもよく、または第1及び第2の材料のうちの一つであってもよい。第3の材料は、ポリマー材料または熱可塑性エラストマーであってもよく、第3の所定の閾値を超えるトルクを維持することができるものであってもよい。同様に、第3の材料は所定の厚さと強度を有するものであってもよい。また、回転保持器62の筒状体80は、複数の戻り止め48と同じ材料で作られてもよいし、異なる材料から作られてもよい。

図7A〜Bは、本発明に従った回転保持器62と戻り止めバネ64の様々な半径方向から見た場合の図である。具体的には、図7Aは戻り止めバネ64に係合する回転保持器62の斜視図を示す。一方、図7Bは戻り止めバネ64に係合する回転保持器62の上面図を示している。上述したように、回転保持器62は筒状の円筒体80を有していてもよく、この円筒体80から外向きに延びる角フランジ82を備えている。また、回転保持器62は、角フランジ82上に配置された複数の戻り止め48を有していてもよい。角フランジ82は第1の材料で作ることができる一方、複数の戻り止め48は第1の材料とは異なる第2の材料で作ることができる。加えて、回転保持器62は、戻り止めバネ64と接触していてもよい。戻り止めバネ64は、第1のベゼル38上に配置することができる。複数の戻り止め48は、破線Aで示すように戻り止めバネ64の周りで回転する(図7A)。回転ノブが、特に複数の戻り止め48が戻り止めバネ64の周りで回転する間、第1の材料及び第2の材料の組み合わせは、回転時に複数の戻り止め48に印加される力F(Θ)に起因して発生するノイズを低減するように構成することができる。言い換えれば、第1の材料及び第2の材料はバリアとして作用し、回転ノブが高速で回転するとき、即ち複数の戻り止め48が係外して戻り止めバネ64と再係合しながら接触をするときにクリック音や他の可聴ノイズを吸収または減衰させる。

図8は、回転ノブ組立体から発生するノイズを低減する本発明に従った方法のフローチャート図である。この方法は、車両の制御パネル100の背面カバーに固定された第1のベゼルを提供し、回転ノブを受けるための第2のベゼルを提供することを含み、第2のベゼルは第1のベゼル102に固定することができる。回転ノブを特定の位置に回転したときユーザーに警告するために、少なくとも一つのストッパを備えた戻り止めバネ104を設けてもよい。

また、この方法は回転保持器106を提供または形成することを含む。回転保持器は、概して円筒形の本体と、概して円筒形の本体の周囲から外向きに突出した角フランジを有する。角フランジは、その上に配置された複数の戻り止めを有していてもよい。角度のフランジは、第1の所定の閾値を超えるトルクを維持することができる第1の材料で作ることができ、複数の戻り止めは、第1の材料とは異なる第2の材料で作ることができる。第2の材料は、第2の所定の閾値を超えるトルクを維持することが可能なものであってもよい。また、第1の材料及び第2の材料は、回転ノブを操作したとき、複数の戻り止めによって発生するノイズを減衰させるように構成することができる。

角フランジは、第1の材料からなる第1の部分及び第3の材料からなる第2の部分を有している。具体的には、複数の戻り止めが角フランジの第1の部分上に配置され、角フランジの第1の部分が角フランジの第2の部分上に配置されてもよい。外側のノブは、回転保持器を囲み、第2のベゼルを介して第1のベゼルに回転可能に取り付けられ、回転ノブ108を形成することができる。安定リングを回転保持器及び外側ノブ110内に配置してもよい。特に、安定リングは回転保持器を戻り止めバネに締結させ、複数の戻り止めが戻り止めバネに係合する。

本発明の実施例を図示し説明してきたが、これらの実施例が本発明の全ての可能な形態を図示し説明していることを意図するものではない。むしろ、明細書中で使用される用語は、限定と言うよりも説明の言葉であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることが理解される。また、特徴及び種々の実施の態様は、本発明の更なる実施例を形成するために組み合わせることも可能である。