专利名称：车辆用操作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用操作装置，该车辆用操作装置具有监视器，其显示与搭载于车辆上的车载设备相关联的信息；以及操作旋钮，其根据监视器上所显示的信息对车载设备输出操作指令信号。
技术背景通过下述专利文献1公知有如下的技术为了操作车辆的音响装置 和空调装置等车载设备，在控制箱上设置可倾动且可旋转的操作旋钮， 操作该操作旋钮来进行监视器上所显示的车载设备的多个操作菜单显示 画面的切换和多个功能显示画面的切换。专利文献1:日本特开2003-220893号公报但是，上述专利文献1所述的技术为操作旋钮可超过36(T无限制 地旋转，操作旋钮的旋转角大时，乘车者需要改变对操作旋钮的握持来 进行操作，具有操作性差的问题。并且，上述专利文献1所述的技术为 在控制箱上分别独立地设置模式返回开关和操作旋钮，所以，需要将手 从操作旋钮离开来操作模式返回开关，从而仍然具有操作性差的问题。发明内容本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，能够提高切换车 载设备的监视器上所显示的多个操作菜单显示画面和功能显示画面的操 作旋钮的操作性。为了达成上述目的，根据本发明的第1特征，提出了一种车辆用操作装置，该车辆用操作装置具有监视器，其显示与搭载于车辆上的车载设备相关联的信息；以及操作旋钮，其根据监视器上所显示的信息对 车载设备输出操作指令信号，其特征在于，通过操作旋钮向多个方向的倾动、操作旋钮绕轴预定角度范围的转动、和设置在操作旋钮前部的主 开关的操作，进行监视器上所显示的车载设备的多个操作菜单显示画面 的切换和多个功能显示画面的切换。并且，根据本发明的第2特征，是在所述第1特征的基础上提出的 车辆用操作装置，其特征在于，通过设置在操作旋钮的左右两侧部的副 开关的操作，使监视器上所显示的显示画面返回到上级显示画面。并且，根据本发明的第3特征，在所述第1或所述第2特征的基础 上提出的车辆用操作装置，其特征在于，操作旋钮具有第1负载可变机 构，该第1负载可变机构根据操作旋钮的倾动角改变操作负载，来对操 作赋予适度感。并且，根据本发明的第4特征，在所述第3特征的基础上，提出了 一种车辆用操作装置，其特征在于，操作旋钮在非操作时保持在倾动方 向的中立位置。并且，根据本发明的第5特征，在所述第3特征的基础上提出的车 辆用操作装置，其特征在于，操作旋钮的第1负载可变机构具有导向装 置，该导向装置向正确的倾动方向引导操作旋钮。并且，根据本发明的第6特征，在所述第1或所述第2特征的基础 上提出的车辆用操作装置，其特征在于，操作旋钮具有第2负载可变机 构，该第2负载可变机构根据操作旋钮的转动角改变操作负载，来对操 作赋予适度感。并且，根据本发明的第7特征，在所述第6特征的基础上提出的车 辆用操作装置，其特征在于，第2负载可变机构具有锁定(click stop)装 置，该锁定装置能使操作旋钮在转动方向的多个位置上停止。另外，实施例的导槽18b、滑动部件40和弹簧41对应于本发明的 第l负载可变机构，实施例的配合板42、球45和弹簧46对应于本发明 的第2负载可变机构。根据本发明的第1特征，通过操作旋钮向多个方向的倾动、操作旋 钮绕轴在预定角度范围内的转动、和设置在操作旋钮前部的主开关的操 作，能够进行监视器上所显示的车载设备的多个操作菜单显示画面的切换和多个功能显示画面的切换。此时，操作旋钮不是无限制地绕轴转动， 而是限制成仅能在预定角度范围内转动，所以，对操作旋钮进行转动操 作时，不需要改变对该操作旋钮的握持，从而能够减轻手腕的负担，提 高了操作性。而且，因为主开关设置在操作旋钮的前部，所以，手不用 从操作旋钮离开就能够操作主开关，从而操作性进一步得以提高。根据本发明的第2特征，对设置在操作旋钮的左右两侧部的副幵关 进行操作时，监视器上所显示的显示画面返回到上级显示画面，所以， 能够容易地进行向上级显示画面返回的操作。而且，副开关设置在操作 旋钮的左右两侧部，所以，无论乘车者和操作旋钮处于什么样的位置关 系，都能够容易地操作副开关。根据本发明的第3特征，设置在操作旋钮上的第1负载可变机构根 据操作旋钮的倾动角改变操作负载，所以，能够对操作旋钮的操作赋予 适度感，从而提高了操作感。根据本发明的第4特征，操作旋钮在非操作时保持在倾动方向的中 立位置，所以，乘车者不需要特意使操作旋钮返回到中立位置，从而能 够提高操作性。 .根据本发明的第5特征，第1负载可变机构具有导向装置，该导向装置向正确的倾动方向引导操作旋钮，所以，能够防止操作旋钮向与正 确的倾动方向不同的方向倾动。根据本发明的第6特征，设置在操作旋钮上的第2负载可变机构根 据操作旋钮的转动角改变操作负载，所以，能够对操作旋钮的操作赋予 适度感，从而提高了操作感。根据本发明的第7特征，第2负载可变机构具有锁定装置，该锁定装置能使操作旋钮在转动方向的多个位置上停止，所以，能够使操作旋 钮适度地停止在转动方向的多个位置上，从而能够提高操作感并避免误 操作。
图1是汽车的车厢前部的立体图。(第1实施例)图2是图1的2方向的放大向视图。(第l实施例)图3是图2的3方向的向视图。(第1实施例) 图4是图2的4方向的向视图。(第l实施例) 图5是沿图4的5-5线的剖视图。(第1实施例) 图6是沿图5的6-6线的剖视图。(第1实施例) 图7是沿图5的7-7线的剖视图。(第l实施例) 图8是沿图5的8-8线的剖视图。(第1实施例) 图9是沿图5的9-9线的剖视图。(第1实施例) 图10示出导槽的变形例，是与所述图9对应的图。(第l实施例) 图11是示出操作旋钮的倾动角和负载之间的关系的曲线图。(第1. 实施例)图12是主开关和副开关的功能的说明图。(第1实施例) 图13是第2实施例的与所述图2对应的图。(第2实施例) 图14是图13的14方向的向视图。(第2实施例) 图15是沿图13的15-15线的剖视图。(第2实施例) 图16是主开关和滑动部件的立体图。(第2实施例)符号说明18b:导槽(第1负载可变机构)；30:操作旋钮；31:主开关(Main Switch);32:副开关(Sub-Switch);40:滑动部件(第1负载可变机构)；41:弹簧(第l负载可变机构)；42:配合板(clickplate)(第2负载可变机构);45:球(第2负载可变机构)；46:弹簧(第2负载可变机构)。
具体实施方式
下面，根据附图所示的本发明的实施例来说明本发明的实施方式。实施例1图1 图12示出本发明的第1实施例。如图1所示，在中心副仪表板13的上面配置有变速杆14，在该变速杆14的后方配置有接口装置15，其中，中心副仪表板13在轿车的驾 驶席11和副驾驶席12之间沿前后方向延伸。如图1 图9所示，接口装置15具有箱状的壳体16和覆盖其上表 面的盖17，在壳体16的内部由四根支承脚19…支承基板18。由销21、 21将框架状的外部万向架(Outer Gimbal) 22左右摆动自如地支承在、 竖立设置于基板18的上表面上的前后一对的支柱20、 20之间，由左右 一对的销23、 23将板状的内部万向架24前后摆动自如地支承在该外部 万向架22的内部。因此，内部万向架24相对于基板18能够前后左右地 摆动。上部支轴24a和下部支轴24b从内部万向架24的中心朝上下方向突 出，旋转轴25的下端内周旋转自如地嵌合在上部支轴24a的上端外周上， 并利用螺栓26止脱。旋转轴25的上半部贯通于在盖17上形成的开口 17a 并向上方突出。上部旋钮半体27和下部旋钮半体28嵌合，以便从上下 夹持从旋转轴25的上端向后方突出的突起25a，并且上部旋钮半体27和 下部旋钮半体28利用螺栓29、 29连接成一体。上部旋钮半体27和下部 旋钮半体28协动，构成球状的操作旋钮30，该操作旋钮30经由旋转轴 25与基板18连接，所以该操作旋钮30能够与基板18 —起向前后左右倾 动。在本实施例中，操作旋钮30的直径为80mm，通过采用该尺寸，人 的手能够容易地握持操作旋钮30。并且，操作旋钮30具有后侧的手掌支 承部30a和前侧的手指承载部30b，手掌支承部30a和手指承载部30b的 边界是图5的P点。该P点是自然握持操作旋钮30时，与食指和中指的 根部对应的部分。在操作旋钮30的前表面设有主开关31 ，在操作旋钮30的左右两侧 面设有一对副开关32、 32。主幵关31由滚动开关(Scroll Switch) 33和 执行开关34构成，左右分割成两部分的滚动开关33可绕支承在旋转轴25前端上的支轴35旋转，夹持在分割成两部分的滚动开关33之间的执 行开关34，可绕在滚动开关33的支轴35的上方配置的支轴36向后方摆 动。通过在支轴35和旋转轴25之间设置的旋转编码器37来检测滚动开 关33的旋转角，通过设置在旋转轴25上的开关元件38来检测执行开关 34的操作。并且，左右的副开关32、 32主要发挥取消幵关的功能，通过 设置在旋转轴25上的开关元件39、 39来检测副开关32、 32的操作。
在基板18的中央部形成有部分球状的凹部18a，在该凹部18a上形 成有向八个方向呈放射状延伸的星形的导槽18b。在中空部24c中收纳有 滑动部件40，该中空部24c形成在内部万向架24的下部支轴24b的内部， 该滑动部件40利用弹簧41向下方施力，以使形成在下端的半球状的滑 动部40a与所述导槽18b抵接。
关于导槽18b的各个槽的形状，在图9的第1实施例中，从径向内 侧朝向外侧简单地形成为锥形，在图10的变形例中，从径向内侧朝向外 侧，最初为恒定宽度，接着为锥形。
在旋转轴25的下端一体地形成有圆板状的配合板42，在配合板42 的下表面，在以旋转轴25为中心的圆周上形成有七个配合孔42a…，并 且，在七个配合孔42a…的径向内侧形成有一个配合孔42b。在内部万向 架24上经由支轴43枢轴支承有球座44的中间部，利用弹簧46对收纳 在球座44内部的球45施力，使球45可嵌合在所述配合孔42a…、42b 中的任一个中。利用杆48将支承在内部万向架24下表面上的螺线管47 和球座44下端连接起来，对螺线管47进行伸縮驱动而使球座44绕支轴 43摆动时，球45能够移动到与配合孔42a…嵌合的径向外侧位置和与棘 爪孔42b嵌合的径向内侧位置。利用旋转编码器49检测旋转轴25相对 于内部万向架24的旋转角。
接着，说明具有上述结构的第l实施例的作用。
操作旋钮30可向前方、后方、右方、左方、右前方、左前方、右后 方和左后方这八个方向倾动，这八个方向与图9和图10所示的基板18 的凹部18a的导槽18b的延伸方向相对应。即，经由外部万向架22和内 部万向架24被倾动自如地支承的操作旋钮30处于中立位置时，滑动部件40的滑动部40a在稳定状态下卡合在星形的导槽18b的中心，该滑动 部件40利用弹簧41的弹力从与操作旋钮30 —体的下部支轴24b向下突 出，由此，操作旋钮30保持在中立位置。并且，在操作旋钮30倾动后 的位置使手离开时，操作旋钮30由未图示的恢复装置恢复到中立位置。
操作旋钮30从该状态向八个方向中的一个方向倾动时，沿着锥形的 导槽18b从径向内侧朝外侧引导滑动部件40的滑动部40a，随着导槽18b 的槽宽变窄，滑动部件40克服弹簧41的弹力被压入下部支轴24b的中 空部24c内，由此，操作旋钮30的倾动产生了预定的负荷。
图11的实线与图9的导槽18b (第1实施例)对应，随着操作旋钮 30的倾动角的增加，负载成线性增加，滑动部40a超过导槽18b时，负 载为恒定值。
图11的虚线与图10的导槽18b (第1实施例的变形例)对应，随着 操作旋钮30的倾动角的增加，负载成线性增加到滑动部40a与导槽18b 的平行部卡合为止，滑动部40a在导槽18b的平行部上滑动的期间，负 载保持为恒定值，滑动部40a在导槽18b的锥形部上滑动的期间，负载 成线性增加，滑动部40a超过导槽18b时，负载为恒定值。
这样，根据导槽18b的形状，使操作旋钮30的倾动适度，以此提高 操作感，并且，即使在向偏离八个方向的方向对操作旋钮30进行操作时， 在导槽18b的作用下，也能够向正确的方向引导操作旋钮30。
这样，当使操作旋钮30向八个方向倾动时，未图示的接点闭合，向 控制单元输出与倾动方向对应的信号。
并且，当使操作旋钮30向左右旋转时，与操作旋钮30—体的旋转 轴25相对于上部支轴24a旋转，由此，与旋转轴25—体的配合板42相 对于内部万向架24相对旋转。通过未图示的开关的操作，螺线管47伸 长，球座44摆动到图5的顺时针方向的位置时，球45的位置移动到径 向内侦lj，所以该球45嵌合在位于配合板42的径向内侧的一个棘爪孔42b 中，将操作旋钮30稳定地保持在转动方向的中立位置。使操作旋钮30 从该状态向左右方向旋转时，球45克服弹簧46的弹力从棘爪孔42b脱 离时产生负荷，从而能够使操作旋钮30从中立位置起的转动适度。并且，通过未图示的开关的操作，螺线管47收縮，球座44摆动到
图5的逆时针方向的位置时，球45的位置移动到径向外侧，所以该球45 嵌合到位于配合板42的径向外侧的七个配合孔42a…的某一个中，将操 作旋钮30稳定地保持在转动方向的七个位置上。使操作旋钮30向左右 方向旋转时，球45克服弹簧46的弹力从配合孔42a脱离时产生负荷， 从而能够使操作旋钮30的转动适度。
这样，当操作旋钮30转动时，与其转动位置对应的信号由旋转编码 器49向控制装置输出。另外，操作旋钮30的转动角的限制位置为夹着 中立位置左右各25。，操作了操作旋钮30后使手离开时，操作旋钮30 利用未图示的恢复装置自动地恢复到中立位置。操作旋钮30的可转动范 围被限制在夹着中立位置左右各25° ,所以，乘车者不用换手握持操作 旋钮30就能够进行操作，从而提高了操作性。
当乘车者握持操作旋钮30时，手掌支承在操作旋钮30的手掌支承 部30a上，中指和食指支承在手掌支承部30a前方的手指承载部30b上。 在该状态下，中指和食指的前端与主开关31接触，所以能够顺利地进行 滚动开关33的旋转操作和执行开关34的按下操作，并且，利用拇指或 无名指能够顺利地进行左右的副开关32、 32的按下操作。
由图5可知，握持操作旋钮30使其倾动时，为了使指尖不被夹在操 作旋钮30的下端和盖17之间，形成有用于在盖17的开口 17a的周围确 保空间的凹部17b。设操作旋钮30的上下方向的高度为L1，设操作旋钮 30的下端和凹部17b的最深部之间的高度为L2时，L1〉L2成立。由此， 能够防止操作旋钮30从盖17突出很多，从而能够防止妨碍变速杆14的 操作。
并且，设包含主开关31的操作旋钮30的前后方向长度为L3，其中 手指承载部30b的前后方向长度(=主开关31的直径)为L4，图5的L4 的右端部虽然没有图示，但例如以人的食指和中指的分歧点为基准时， L3和L4之间满足L3〉2xL4的关系。由此，不仅能够充分地确保操作旋 钮3O的手掌支承部30a的尺寸，稳定且良好地支承手掌，而且能够顺利 地操作主开关31 (特别是滚动开关34)。如上所述，在通过向八个方向的倾动和绕自己轴线的左右各25。的
范围内的转动来输出信号的操作旋钮30上，设置主开关31和副开关32、 32，所以，通过基于操作旋钮30的姿势(位置)的信号以及基于主开关 31和副开关32、 32的操作的信号的组合，能够输出多个指令。并且，通 过在操作旋钮30上设置主开关31和副开关32、 32，当握持操作旋钮30 时，指尖自然地到达主开关31和副开关32、 32，不用摸索主开关31和 副开关32、 32的位置就能够容易地进行操作，从而能够可靠地防止误操 作的发生。
接着，说明接口装置15的功能。
接口装置15通过监视器的画面，利用操作旋钮30、主开关31和副 开关32、 32的操作的组合，来控制导航系统、音响系统、空调系统这多 个系统。
主开关31通过执行开关34的按下而从初始画面调出菜单画面，并 且通过滚动开关33的旋转来选择项目，通过执行开关34的按下进行确 定。副开关32、 32依次切换菜单画面，并且在转移到下级画面时，作为 取消开关来发挥功能，并且，在转移到多级的下级画面时，通过长按副 开关32、 32而一下子恢复到菜单画面来作为取消开关来发挥功能。
更加详细地说明，如图12所示，在监视器的初始画面下按下主开关 31 (执行开关34)时，显示导航系统的最上级画面(导航主画面)，当按 下副幵关32、 32时依次显示导航系统的最上级画面一音响系统的最上级 画面(音响插入画面)一空调系统的最上级画面(空调插入画面)。
并且，在导航系统的最上级画面(导航主画面)下按下主开关31时， 显示导航系统的第二级画面(导航菜单画面)，进一步按下主开关31时， 显示导航系统的第三级画面(导航子菜单画面)。
并且，在音响系统的最上级画面(音响插入画面)下按下主开关31 时，显示音响系统的第二级画面(音响主画面)，进一步按下主开关31 时，显示音响系统的第三级画面(音响子画面)。
并且，在空调系统的最上级画面(空调插入画面)下按下主开关31 时，显示空调系统的第二级画面(空调主画面)，进一步按下主开关31时，显示空调系统的第三级画面(空调子画面)。
另一方面，代替主幵关31而按下副开关32、 32时，每次从下级画 面切换为上级画面，最终恢复到最上级画面。并且，当长按(2秒以上) 副开关32、 32时，能够一下子从下级画面恢复到最上级画面。这样，副 开关32、 32通过按下时间的长短可发挥两种功能，所以能够抑制开关数 量的增加并提高了操作性。
进而，通过同时操作主开关31和副开关32、 32，不用增加不必要 的开关的数量就能够发挥以下各种功能。
当同时按下主开关31 (执行开关34)和按下副开关32、 32时，
例l:分配单功能
，在各个画面操作中，自由指定特别常用的功能 ，在地图画面中，切换图随车转显示和指北显示
例2:调出菜单
，调出与通常菜单不同的菜单 ，在地图功能画面中，调出可自由定制的菜单 在音响画面中调出功能设定画面
当同时旋转主开关31 (滚动开关33)和按下副开关32、 32时，
例l:分配捷径
直接调出位于下级的选择操作所必要的特定单功能 ，在任何画面下直接调出电话簿(需要进行选择操作)
例2:模拟量性的操作 ，在各个画面操作中，自由指定特别常用的功能 在地图画面中进行角度调节，在空调画面中进行风量调节等
并且，操作旋钮30的八个方向的倾动操作用于导航画面的任意方向
的滚动、音响画面的来源变更、空调画面的功能切换，并且，操作旋钮
30的转动操作用于导航画面、音响画面中的音量调节、空调画面中的温 度调节、风量调节等。 实施例2
图13 图16示出本发明的第2实施例。而且，在第2实施例中， 对与第i实施例的部件对应的部件标注与第1实施例的符号相同的符号，从而省略重复的说明。第1实施例的操作旋钮30是大致球形，但是，第2实施例的操作旋钮30在上下方向上形成为扁平形状。操作旋钮30的前后方向尺寸与第1 实施例同样为80mm。设操作旋钮30上下方向的高度为L1，设操作旋钮 30下端和盖17上表面之间的高度为L2时，L1〉L2成立。并且，设包含 主开关31的操作旋钮30的前后方向长度为L3，其中手指承载部30b的 前后方向长度为L4，图14的L4的右端部虽然没有图示，但例如以人的 食指和中指的分歧点为基准时，在L3和L4之间满足L3〉2xL4的关系。 这些尺寸L1 L4的大小关系与第1实施例相同。在第2实施例中，除了操作旋钮30的形状与第1实施例不同以外， 主开关31的结构也与第1实施例不同。第1实施例的主开关31为滚动 开关33在一定情况下旋转，执行开关34与滚动开关33不同时被按下， 但是，第2实施例的主开关31是滚动开关33和执行开关34 —体旋转， 并且一体地被按下。艮P，在第2实施例中，具有滑动部件54，该滑动部件54利用前部 横向构件52和后部橫向构件53来连接一对侧构件51、 51的，在滑动部 件54前端的侧构件51、51之间利用支轴55旋转自如地支承有主开关31 ， 并且，通过旋转编码器49检测支轴55的旋转。滑动部件54前后滑动自 如地支承在滑轨56上，该滑轨56形成于操作旋钮30的内部，在滑动部 件54的后部横向构件53和滑轨56的后端之间，配置有向前方对滑动部 件54施力的弹簧57，在滑轨56上以与前部横向构件52的后表面对置的 方式设有开关元件38。第2实施例的其他结构与第1实施例相同。但是，当主开关31旋转时，其旋转角由旋转编码器49检测，并且， 按下主开关31时，滑动部件54沿着滑轨56后退，前部横向构件52按 压开关元件38来检测主开关31的按下。通过该第2实施例也能够达成与所述第1实施例相同的作用效果。以上，详细叙述了本发明的实施例，但是，本发明在不脱离其主旨 的范围内可进行各种设计变更。例如，操作旋钮30的倾动方向不限于实施例的八个方向，并且，操 作旋钮30的可转动范围不限于实施例的左右各25° 。
权利要求
1. 一种车辆用操作装置，该车辆用操作装置具有监视器，其显示与搭载于车辆上的车载设备相关联的信息；以及操作旋钮(30)，其根据监视器上所显示的信息对车载设备输出操作指令信号，其特征在于，通过操作旋钮(30)向多个方向的倾动、操作旋钮(30)绕轴在预定角度范围内的转动、和设置在操作旋钮(30)前部的主开关(31)的操作，进行监视器上所显示的车载设备的多个操作菜单显示画面的切换和多个功能显示画面的切换。
2. 根据权利要求l所述的车辆用操作装置，其特征在于， 通过设置在操作旋钮(30)的左右两侧部的副开关(32)的操作，使监视器上所显示的显示画面返回到上级显示画面。
3. 根据权利要求1或2所述的车辆用操作装置，其特征在于， 操作旋钮(30)具有第1负载可变机构(18b、 40、 41)，该第1负载可变机构(18b、 40、 41)根据操作旋钮(30)的倾动角改变操作负载， 来对操作赋予适度感。
4. 根据权利要求3所述的车辆用操作装置，其特征在于， 操作旋钮(30)在非操作时保持在倾动方向的中立位置。
5. 根据权利要求3所述的车辆用操作装置，其特征在于， 操作旋钮(30)的第1负载可变机构(18b、 40、 41)具有导向装置，该导向装置向正确的倾动方向引导操作旋钮(30)。
6. 根据权利要求1或2所述的车辆用操作装置，其特征在于， 操作旋钮(30)具有第2负载可变机构(42、 45、 46)，该第2负载可变机构(42、 45、 46)根据操作旋钮(30)的转动角改变操作负载， 来对操作赋予适度感。
7. 根据权利要求6所述的车辆用操作装置，其特征在于，第2负载可变机构(42、 45、 46)具有锁定装置，该锁定装置能使 操作旋钮(30)在转动方向的多个位置上停止。
全文摘要
本发明提供一种车辆用操作装置，该车辆用操作装置中通过操作旋钮(30)向八个方向的倾动、操作旋钮(30)绕轴的转动、和设置在操作旋钮(30)上的主开关(31)和副开关(32)的操作，能够进行监视器上所显示的车载设备的多个操作菜单显示画面的切换和多个功能显示画面的切换。在该情况下，操作旋钮(30)不是无限制地绕轴转动，而是被限制成仅能在预定角度范围内转动，所以，对操作旋钮(30)进行转动操作时，不需要改变对该操作旋钮(30)的握持，能够减轻手腕的负担，提高了操作性。而且，因为主开关(31)和副开关(32)设置在操作旋钮(20)上，所以，手不用从操作旋钮(30)离开就能够进行操作，操作性进一步提高。
文档编号B60R16/02GK101233016SQ20068002792
公开日2008年7月30日 申请日期2006年7月25日 优先权日2005年7月29日
发明者山田一 申请人:本田技研工业株式会社