摆动操作型输入装置 |
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| 申请号 | CN201110205280.6 | 申请日 | 2011-07-21 | 公开(公告)号 | CN102347159B | 公开(公告)日 | 2014-02-19 |
| 申请人 | 阿尔卑斯电气株式会社; | 发明人 | 杉野尚树; 今野悟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种能够容易地提高检测 精度 、且容易确保操作按钮的轴连接构造具有可承受大操作 力 的机械强度的摆动操作型输入装置。在按钮嵌合固定部件的两 侧壁 部的嵌合孔分别以止转状态嵌合固定有轴，各轴被壳体的 轴承 壁部轴支承。操作按钮外装于按钮嵌合固定部件，通过将固定螺钉紧固于轴而使操作按钮和按钮嵌合固定部一体化，从而，两者经由轴被轴承壁部支承为转动自如。在横切操作按钮的旋转中心线的区域，使检测单元的磁 铁 与磁 传感器 相互接近地对置，当对操作按钮进行旋转操作时，按钮嵌合固定部件的驱动部驱动 磁铁 ，从而能够利用检测传感器检测该 磁场 的变化。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种摆动操作型输入装置，其特征在于，具备： |
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| 说明书全文 | 摆动操作型输入装置技术领域背景技术[0002] 以往，已知在能够生成用于驱动控制机动车的电动车窗开闭用电动机的信号的开关装置等中，具有利用检测机构检测可摆动的操作按钮的旋转操作角度而获取规定的输入信号的输入装置。在这种输入装置中，可以采用使滑动件与导电图案滑动接触的接触式的检测机构，但若采用由磁传感器检测磁铁的磁场变化的非接触式的检测机构，则由于能够避免摩擦引起的接触不良而容易实现长寿命化。 [0003] 在如此利用磁传感器能够检测可摆动的操作按钮的旋转操作角度的现有的输入装置中(例如参照专利文献1)，在被支承为转动自如的操作按钮的下方装入有磁传感器和配设有信号处理电路等的电路机构部，并且，在磁传感器的附近配置有磁铁，该磁铁构成为与操作按钮一体地摆动。而且，伴随操作按钮的旋转操作，磁铁与磁传感器接近或远离，因此，利用磁传感器检测出的磁铁的磁场变化从而获取与操作按钮的旋转操作位置对应的信号。例如，当磁传感器检测出操作按钮被旋转操作至规定的推动位置时，输出正转驱动电动机的信号而进行电动车窗的打开动作。另外，当磁传感器检测出操作按钮被反向旋转操作至规定的拉回位置时，输出反转驱动电动机的信号而进行电动车窗的关闭动作。 [0004] 专利文献：日本特开2001-118465号公报 [0005] 然而，在以前的现有的摆动操作型输入装置中，为了使被检测体(磁铁)与装入操作按钮的下方的检测机构(磁传感器)接近，该被检测体摆动至从操作按钮的旋转中心线离开一定程度的位置。但是，若不将从被检测体至操作按钮的旋转中心线的距离设定得短，则操作按钮的旋转动作与被检测体的旋转动作之间容易产生误差，因此，不易得到高的检测精度。由此，该现有的输入装置即使可以用作检测接通/断开的开关装置等，也难以极其细致地检测操作按钮的旋转操作角度，例如，不适合根据操作按钮的旋转操作角度获取模拟的输入信号这种用途。 [0006] 因此，可以考虑到在操作按钮的旋转中心线的附近配置检测机构和被检测体的结构，但若采用这种结构，则会产生检测机构与被检测机构容易与操作按钮的支承轴干涉的其他问题。即，对于操作按钮被赋予比较大的操作力的摆动操作型输入装置而言，通常采用由安装于操作按钮的金属轴等构成的支承轴的两端部支承于壳体的构造，因此，为了避免与该支承轴干涉，不得不将检测机构与被检测体配置成从操作按钮的旋转中心线远离一定程度。 发明内容[0007] 因此，本发明是鉴于上述现有技术而做出的，其目的在于提供一种能够容易地提高检测精度、并且容易确保操作按钮的轴连接构造具有可承受大操作力的机械强度的摆动操作型输入装置。 [0008] 为了实现上述目的，本发明的摆动操作型输入装置具备：筒状的轴，在其内周面设有内螺纹部；按钮安装部件，其将该轴分别以止转状态嵌合固定在设置于两侧壁部的嵌合孔中；壳体，其将轴支承所述轴的一对轴承部设置在相对置的位置；操作按钮，其以设于两侧壁部的安装孔分别与所述嵌合孔对置的状态外装于所述按钮安装部件；固定螺钉，其贯通所述安装孔而螺纹紧固于所述内螺纹部；电路基板，其以横切所述操作按钮的旋转中心线的方式收容于所述壳体；检测机构，其安装于该电路基板上；被检测体，其被所述按钮安装部件驱动且与所述按钮安装部件一体地旋转，通过将所述固定螺钉紧固于所述轴而使所述操作按钮与所述按钮安装部件一体化，且所述操作按钮和按钮安装部件经由所述轴被所述轴承部支承为转动自如，并且，在相对置的所述轴承部彼此之间且横切所述操作按钮的旋转中心线的区域配置有所述检测机构和所述被检测体且使所述检测机构和所述被检测体相互接近或接触。 [0009] 在如此构成的摆动操作型输入装置中，在使作为旋转轴的轴嵌合固定于外装有操作按钮的按钮安装部件的两侧壁部而组装于壳体之后，将固定螺钉紧固于该轴而使操作按钮和按钮安装部件一体化，从而能够使操作按钮与按钮安装部件轴连接于壳体。从而，能够在壳体的相对置的轴承部彼此之间不与轴干涉地有效确保横切操作按钮的旋转中心线的区域，通过在该区域配置检测机构和被检测体，能够将被检测体至操作按钮的旋转中心线的距离设定得短，当然也能够使被检测体配置在操作按钮的旋转中心线上。因此，操作按钮的旋转动作和被检测体的旋转动作之间不易产生误差，从而能够进行高精度的检测，并且能够使用尺寸短机械强度高的轴来容易地确保操作按钮的轴连接构造具有可承受大操作力的机械强度，因此，容易提高耐久性。 [0010] 在上述结构中，若检测机构为磁传感器、被检测机构为磁铁、所述磁传感器和磁铁在横切操作按钮的旋转中心线的区域接近且对置、并且设于按钮安装部件的驱动部和保持磁铁的磁铁保持架在横切操作按钮的旋转中心的区域卡合，则能够避免接触式检测机构所令人担心的磨损引起的接触不良，因此容易实现长寿命化，从而优选。 [0011] 另外，在上述结构中，当在壳体上设有凸轮面，与该凸轮面弹性相接的致动器被按钮安装部件保持，当对操作按钮进行旋转操作时，致动器沿凸轮面滑动，此时，对操作按钮的操作力被分散赋予给轴和致动器，因此，不易引起应力集中而提高耐久性，并且，在对操作按钮进行旋转操作时，由于凸轮面的作用而容易产生咔哒感，因而优选。 [0012] 另外，在上述结构中，当在操作按钮与安装部件之间设置有导光体时，能够容易地将用于从背面侧照光操作按钮的导光体装入规定位置，因而优选。 [0013] 另外，在上述结构中，若在按钮安装部件的嵌合孔形成有由操作按钮的侧壁部闭塞的D形切口(D cut)形状的凹状台阶部并且嵌入该凹状台阶部的卡合凸缘部设于轴上，则在组装时仅将轴嵌入嵌合孔即可使轴相对于按钮安装部件成为止转的状态，并且仅将操作按钮覆盖该按钮安装部件即可防止轴的脱落，因此能够提高组装作业性，因而优选。 [0014] 发明效果 [0015] 根据本发明的摆动操作型输入装置，在使成为旋转轴的轴嵌合固定于按钮安装部件的两侧壁部而安装于壳体之后，将固定螺钉紧固于该轴而使操作按钮和按钮安装部件一体化，从而能够使两者轴连接于壳体，因此能够在壳体的相对置的轴承部彼此之间不与轴干涉地有效确保横切操作按钮的旋转中心线的区域。由此，通过在该区域配置检测机构和被检测体，能够将被检测体至操作按钮的旋转中心线的距离设定得短，也容易抑制操作按钮的旋转动作与被检测体的旋转动作之间的误差，从而能够有效实现检测精度高的输入装置。另外，能够使用尺寸短机械强度高的轴，从而容易确保操作按钮的轴连接构造具有可承受大操作力的机械强度，因此，容易提高该输入装置的耐久性。另外，操作按钮可以作为按钮安装部件的外装体而形成，因此，对于该输入装置而言容易进行操作按钮的成形加工。附图说明 [0016] 图1是本发明的实施方式例的摆动操作型输入装置的外观图。 [0017] 图2是从与图1不同的方向观察该输入装置的外观图。 [0018] 图3是该输入装置的分解立体图。 [0019] 图4是该输入装置的剖面图。 [0020] 图5是用于说明该输入装置的操作按钮的轴连接构造的分解立体图。 [0021] 图6是表示将该输入装置具备的操作按钮和按钮安装部件组装于壳体时的组装步骤的说明图。 [0022] 图7是与图6(A)对应的主要部分立体图。 [0023] 图8是与图6(B)对应的主要部分立体图。 [0024] 符号说明 [0025] 1 壳体 [0026] 1a 轴承壁部(轴承部) [0027] 1c 轴孔 [0028] 2 操作按钮 [0029] 2a 安装孔 [0030] 2b 侧壁部 [0031] 2c、2d 照光部 [0032] 3 按钮嵌合固定部件(按钮安装部件) [0033] 3a 嵌合孔 [0034] 3b 驱动部 [0035] 3c 导向筒 [0036] 3d 凹状台阶部 [0037] 3e 侧壁部 [0038] 4 磁铁(被检测体) [0039] 5 磁传感器(检测机构) [0040] 6 辅助基板(电路基板) [0041] 7 检测单元 [0042] 10 致动器 [0043] 13 凸轮部件 [0044] 13a 凸轮面 具体实施方式[0045] 以下，参照附图说明本发明的实施方式例，图1～图5所示的摆动操作型输入装置用作例如对机动车的停车制动器进行电子控制的控制器等。该摆动操作型输入装置主要包括：合成树脂制的壳体1；被壳体1的轴承壁部1a支承为转动自如且可进行拉回操作的操作按钮2；一体化到操作按钮2的背面侧的按钮嵌合固定部件3(按钮安装部件)；包括保持在磁铁保持架17上的磁铁4(被检测体)和安装在辅助基板6上的磁传感器5(检测机构)等的检测单元7；设有控制电路8的主基板9；通过操作按钮2被按压驱动的两根棘轮(クリック)用致动器10及四根复位专用致动器11；覆盖检测单元7等的防尘防水用的罩12；设有使致动器10滑动的凸轮面13a的凸轮部件13；覆盖壳体1的里侧开口的盖体14； 作为操作按钮2及按钮嵌合固定部件3的旋转轴且由轴承壁部1a轴支承的轴15；与该轴 15固定连结的固定螺钉16。此外，检测单元7、主基板9、致动器10、11、罩12、凸轮部件13等均收容于壳体1的内部。 [0046] 在壳体1的上部的相对置的位置竖立设置有轴承壁部1a，轴15分别穿过所述两轴承壁部1a的轴孔1c且被轴支承为转动自如。如后述那样，通过将固定螺钉16紧固于该轴15，使操作按钮2与按钮嵌合固定部件3一体化，所述操作按钮2和按钮嵌合固定部件3经由轴15被壳体1的轴承壁部1a支承为转动自如。另外，如图5所示，在壳体1的一对轴承壁部1a之间的大致中央部配置有检测单元7，该检测单元7被防尘防水用的罩12覆盖。 [0047] 在操作按钮2的两侧壁部2b形成有安装孔2a，在按钮嵌合固定部件3的两侧壁部3e形成有嵌合孔3a。操作按钮2外装于按钮安装部件3，通过将贯通安装孔2a的固定螺钉 16紧固于嵌合固定在嵌合孔3a的金属制的轴15，从而使这些操作按钮2与按钮嵌合固定部件3一体化。按钮嵌合固定部件3的两侧壁部3e以夹着壳体1的一对轴承壁部1a的方式配置，轴15从按钮嵌合固定部件3的嵌合孔3a侧向壳体1的轴孔1c内嵌入。另外，操作按钮2外装于按钮安装部件3且使安装孔2a与嵌合孔3a对置，从安装孔2a侧插入的固定螺钉16紧固于轴15。如图6和图7所示，在按钮嵌合固定部件3的嵌合孔3a形成有扩宽为D形切口(D-cut)形状的凹状台阶部3d，该凹状台阶部3d被操作按钮2的侧壁部2b闭塞。另外，如图6和图8所示，轴15形成为在内周面设有内螺纹部15a的筒状，固定螺钉 16螺合于该内螺纹部15a，并且，设于轴15的一端部的非圆形的卡合凸缘部15b嵌入嵌合孔3a的凹状台阶部3d。即，轴15被以止转状态嵌合固定于嵌合孔3a，通过将固定螺钉16紧固于该轴15而使操作按钮2固定，从而能够使轴15、按钮安装部件3和操作按钮2三者始终一体旋转。 [0048] 在此，参照图6～图8详细说明将操作按钮2和按钮嵌合固定部件3组装于壳体1时的组装顺序。首先，如图6(A)和图7所示，从壳体1的上方以覆盖一对轴承壁部1a的方式组装按钮嵌合固定部件3，使各嵌合孔3a与各轴孔1c对置。其次，如图6(B)和图8所示，将轴15从按钮嵌合固定部件3的侧壁部3e的外侧向嵌合孔3a内插入，将该轴15的圆筒部分嵌入轴孔1c，并且，将轴15的卡合凸缘部15b嵌合固定于嵌合孔3a的凹状台阶部 3d。如此，通过使非圆形的卡合凸缘部15b与凹状台阶部3d卡合，使轴15以止转状态嵌合固定于按钮嵌合固定部件3。另外，轴孔1c的内壁面作为内径与轴15的圆筒部分的外径大致同等的圆滑的圆筒面而形成，因此，该轴15被轴承壁部1a轴支承为转动自如。 [0049] 其次，如图6(C)所示，通过将操作按钮2从壳体1的上方覆盖按钮嵌合固定部件3而插接(snap)结合，从而使各安装孔2a与各轴15的中空部对置。该插接结合是将形成于操作按钮2的多个部位的插接爪2e(参照图5)与按钮嵌合固定部件3的对应的卡止部 3f(参照图5)卡止的结合，因此，容易进行将外装体即操作按钮2安装于按钮嵌合固定部件3的外嵌作业。当如此将操作按钮2外嵌于按钮嵌合固定部件3时，嵌入嵌合孔3a的轴 15由于凹状台阶部3d内的卡合凸缘部15b与操作按钮2的侧壁部2b对置而被限制位置，因此，轴15成为止拔状态。之后，如图6(D)所示，将固定螺钉16从操作按钮2的侧壁部2b的外侧向安装孔2a内插入，通过将该固定螺钉16螺合于内螺纹部15a而紧固于轴15上。 由此，使操作按钮2和按钮嵌合固定部件3可靠地一体化，因此，两者2、3以轴15为旋转轴而一体地摆动。另外，由于操作按钮2和按钮嵌合固定部件3的轴心部分被一体化，因此，在两者2、3的旋转动作中不会产生晃动。 [0050] 在操作按钮2的前壁部设有被导光体26照光的显示功能用的照光部2c；通过导光体27照光的指示器用的照光部2d。一侧的导光体26的后端面与灯管21的前端面对置，另一侧的导光体27的后端面与灯管22的前端面对置。如图4所示，在主基板9上安装有作为光源的LED28、29，从各LED射出的光分别被灯管21、22引导而被导向导光体26、27，因此，操作按钮2的照光部2c、2d能够从背面侧被照光。此外，这些导光部26、27被定位组装在按钮嵌合固定部件3的前面侧(图5中的上表面侧)，通过将操作按钮2外嵌于按钮嵌合固定部件3而固定于两者2、3之间。 [0051] 在按钮嵌合固定部件3的两侧壁部3e之间设有：卡止磁铁保持架17的被驱动部17a并进行旋转驱动的驱动部3b；滑动自如地插入两根致动器10的两个导向筒3c；能够按压驱动四根致动器11的未图示的四个按压部。在各导向筒3c插入有螺旋弹簧18，致动器 10被螺旋弹簧18施力而始终与凸轮部件13的凸轮面13a弹性相接。 [0052] 检测单元7检测操作按钮2的旋转操作角度，如图4所示，该检测单元7主要包括：利用圆环状的永久磁铁使N极和S极在远离180度的位置磁化的磁铁4；横切操作按钮2的旋转中心线L的辅助基板6；安装于该辅助基板6而与磁铁4接近对置的GMR等磁传感器5；保持磁铁4的合成树脂制的磁铁保持架17；由金属板构成的箱状的磁密封壳体20。 磁铁4和磁传感器5配置在壳体1的相对置的轴承壁部1a彼此之间且横切操作按钮2的旋转中心线L的区域。这些磁铁4和磁传感器5由磁密封壳体20覆盖，磁密封壳体20与辅助基板6的接地导体部电连接。在磁铁保持架17上设有配置在磁密封壳体20的外侧的被驱动部17a，该被驱动部17a卡止于按钮嵌合固定部件3的驱动部3b，因此，当旋转操作操作按钮2时，磁铁保持架17被驱动而一体地旋转。因此，操作按钮2与磁铁4始终以旋转中心线L为中心一体地旋转。另外，在辅助基板6安装有用于将来自磁传感器5的信号向主基板9输出的连接器24。 [0053] 主基板9使用安装螺钉23载置固定于盖体14，在该主基板9上利用螺纹紧固等载置固定有凸轮部件13。在凸轮部件13的凸轮面13a上形成有谷部和台阶部，当旋转操作操作按钮2时，致动器10与其连动地滑动到凸轮面13a上。 [0054] 在盖体14的外壁面的多个部位设有爪部14a，通过将这些爪部14a嵌入壳体1的对应的卡止孔1b，从而使盖体14与壳体1插接结合。在该盖体14内的一侧收容有致动器11的后端部和螺旋弹簧25。并且，当将操作按钮2向跟前旋转操作(拉回操作)时，由于在按钮嵌合固定部件3的所述按压部被按压驱动的致动器11向里侧滑动移动而弹性压缩螺旋弹簧25，因此，当去除对操作按钮2的操作力时，在螺旋弹簧25的弹性恢复力的作用下，致动器11向跟前滑动移动而被推回按钮嵌合固定部件3。 [0055] 接下来，对如此构成的摆动操作型输入装置的动作进行说明。在没有操作操作按钮2时(非操作时)，致动器10被凸轮面13a的谷部保持，因此，操作按钮2被保持为没有倾斜的姿势。 [0056] 当用户把持操作按钮2进行向跟前旋转的拉回操作时，按钮嵌合固定部件3与操作按钮2一体地旋转，因此，驱动部3b旋转驱动被驱动部17a，使磁铁保持架17及磁铁4与操作按钮2一体旋转。此时，磁铁4生成的磁场的方向旋转与操作按钮2相同的角度，因此，通过磁传感器5检测出的磁铁4的磁场与操作按钮2的旋转操作角度对应地产生较大变化。即，根据磁传感器5的检测信号，能够高精度掌握操作按钮2的旋转操作角度。由此，在本实施方式例的摆动操作型输入装置中，通过适当处理从磁传感器5向主基板9的控制电路8输出的信号，从而使成为制动对象的停车制动器的制动力根据旋转操作角度的大小而模拟地增大。 [0057] 另外，伴随对操作按钮进行拉回操作2的动作，致动器10在弹性压缩螺旋弹簧18的同时滑动到凸轮面13a上，并且，致动器11在弹性压缩螺旋弹簧25的同时向里侧滑动移动。并且，操作按钮2的旋转操作角度达到规定的大小时，致动器10越上凸轮面13a的台阶部而产生咔哒感，并且，作为利用磁传感器5检测此时的旋转操作角度的结果，将停车制动器的制动力作为最大的信号向控制电路输出。 [0058] 另外，当对操作按钮2的操作力被去除时，螺旋弹簧18的弹性恢复力将致动器10向凸轮面13a的谷部推回，并且，螺旋弹簧25的弹性恢复力将致动器11向跟前滑动移动，从而通过这些致动器10、11将按钮嵌合固定部件3推回至初始位置。由此，操作按钮2向初始位置自动复位。 [0059] 如以上说明的那样，在本实施方式例的摆动操作型输入装置中，在将作为旋转轴的轴15嵌合固定于外装操作按钮2的按钮嵌合固定部件3的两侧壁部3e而组装于壳体1内后，将固定螺钉16紧固于该轴15而使操作按钮2和按钮安装部件3一体化，从而由于操作按钮2及按钮安装部件3轴连接于壳体1的轴承壁部1a，因此，在壳体1的相对置的轴承壁部1a彼此之间，能够不与轴15干涉地有效确保横切操作按钮2的旋转中心线L的区域。并且，由于将磁传感器5和磁铁4配置在该区域内，并且将磁铁4设定在旋转中心线L上，因此，在该输入装置中，操作按钮2的旋转动作与磁铁4的旋转动作之间的误差极小，从而能够期待高检测精度。另外，能够使用尺寸短且机械强度高的轴15，由于容易确保操作按钮 2的轴连接构造具有可承受大操作力的机械强度，因此，该输入装置的耐久性也容易提高。 另外，可以将操作按钮2作为按钮安装部件3的外装体而形成，因此，该输入装置容易进行操作按钮2的成形加工。 [0060] 另外，在本实施方式的摆动操作型输入装置中，将与固定设置于壳体1内的凸轮面13a弹性相接的致动器10保持在按钮安装部件3的导向筒3c上，在对操作按钮2进行旋转操作时，被操作按钮2施力的致动器10沿凸轮面13a滑动，并且，复位专用的致动器11也被操作按钮2施力。由此，即使针对操作按钮2的操作力过大，由于该操作力分散地赋予给轴15和致动器10、11，因此不易引起应力集中而容易提高耐久性。另外，对操作按钮2进行旋转操作时，利用凸轮面13a能够产生咔哒感，因此操作性良好。 [0061] 另外，在本实施方式例的摆动操作型输入装置中，在操作按钮2和按钮安装部件3的之间夹设有导光体26、27，因此，能够容易地将用于从背面侧对操作按钮2进行照光的导光体26、27组装在规定位置。 [0062] 另外，在本实施方式例的摆动操作型输入装置中，在按钮安装部件3的嵌合孔3a形成有由操作按钮2的侧壁部2b闭塞的D形切口形状的凹状台阶部3d，并且，由于嵌入该凹状台阶部3d的卡合凸缘部15b设于轴15上，因此仅通过在组装时将轴15嵌入嵌合孔3a，从而该轴15成为相对于按钮安装部件3止转的状态。并且，仅将操作按钮2覆盖该按钮安装部件3即可防止轴15的脱落。由此，该输入装置的安装作业性良好。 [0063] 此外，在上述实施方式例中，对操作按钮2被赋予大操作力的摆动操作型输入装置进行了例示，因此，除棘轮用致动器10和螺旋弹簧18之外，还使用复位专用致动器11和螺旋弹簧25，但在不需要大操作力的摆动操作型输入装置的情况下，即使省略致动器11和螺旋弹簧25也能够稳定地动作。另外，在上述实施方式例中，对只可进行操作按钮2的拉回操作的摆动操作型输入装置进行了例示，但是不言而喻的是，本发明也能适用于仅可进行推定操作的输入装置、可选择进行拉回操作和推动操作的输入装置。 [0064] 另外，在上述实施方式例中，为了检测操作按钮2的旋转操作角度，使磁传感器5与同操作按钮2一体旋转的磁铁4接近对置，但在使滑动件与导电图案滑动连接的接触式的检测机构配置在横切操作按钮2的旋转中心线L的区域时，也会因抑制操作按钮2的旋转动作和滑动件的旋转动作之间的误差而提高检测精度。其中，在接触式检测机构中，由于担心长期使用和磨损引起的接触不良，因此，采用如本实施方式例的非接触式的检测机构时容易实现长寿命化。 |
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