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安装在车辆上的操纵杆开关实用新型专利

更新时间:2024-10-13
安装在车辆上的操纵杆开关实用新型专利 专利申请类型:实用新型专利;
源自:日本高价值专利检索信息库;

专利名称:安装在车辆上的操纵杆开关

专利类型:实用新型专利

专利申请号:CN202010597027.9

专利申请(专利权)人:东洋电装株式会社,本田技研工业株式会社
权利人地址:日本东京

专利发明(设计)人:金田亮平,高山史典,小林道崇,岛田昌彦

专利摘要:提供一种具有改善的操作感的操纵杆开关。在操纵杆开关中,点击感发生器的点击表面与开关移动本体的端部邻接,开关移动本体的端部响应于操作杆的操作围绕转动支点转动,并通过对操作杆的操作产生反作用力而产生点击感。点击表面的区域形成朝向转动支点凸起的凸曲面形状,其中在开关移动本体从第一角度转动到第二角度的行程中,所述区域在反作用力从峰值开始减小的第一位置与反作用力变为零的第二位置之间。所述区域的曲率半径在与所述区域中的第一位置相邻的部分处最大。

主权利要求:
1.一种操纵杆开关,包括:
外壳;
点击感发生器,所述点击感发生器放置在所述外壳内;以及
开关移动本体,所述开关移动本体放置在所述点击感发生器内,并且响应于操作杆的操作而相对于所述外壳围绕转动支点转动,其中,所述点击感发生器包括点击表面,所述点击表面与所述开关移动本体的端部邻接,并且通过对所述操作杆的操作产生反作用力来产生点击感,从第一位置到第二位置的所述点击表面的区域形成朝向所述转动支点凸起的凸曲面形状,其中,在所述开关移动本体从由所述点击感发生器与所述开关移动本体形成的第一角度转动到由所述点击感发生器与所述开关移动本体形成的并且与所述第一角度不同的第二角度的行程中,所述第一位置和所述第二位置分别是反作用力从峰值开始减小的位置和反作用力变为零的位置,并且所述区域的曲率半径不是恒定的,并且在与所述区域中的第一位置相邻的部分处最大。
2.根据权利要求1所述的操纵杆开关,其中,在由所述开关移动本体与所述点击感发生器形成的角度之中,所述第一角度是所述开关移动本体保持面向所述点击感发生器并且处于中性状态下的角度。
3.根据权利要求1所述的操纵杆开关,其中,所述区域的曲率半径在与所述区域中的第二位置相邻的部分处最小。
4.根据权利要求1所述的操纵杆开关,其中,所述区域包括彼此具有不同曲率半径的多个凸曲面。
5.根据权利要求4所述的操纵杆开关,其中,在所述多个凸曲面之中相邻的凸曲面之间的接触部分处,在与所述操作杆的转动轴正交的相邻的凸曲面的横截面中,到所述相邻的凸曲面中的一个的虚切线和到所述相邻的凸曲面中的另一个的虚切线是共用的。
6.根据权利要求1所述的操纵杆开关,其中,所述区域包括第一凸曲面和第二凸曲面,所述第一凸曲面包括与所述第一位置相邻的部分,所述第二凸曲面包括与所述第二位置相邻的部分并且与所述第一凸曲面连续。
7.根据权利要求6所述的操纵杆开关,其中,所述第一凸曲面的曲率半径大于所述第二凸曲面的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的操纵杆开关,其中,在所述点击表面中的某个面和所述点击表面的与所述区域中的第一位置相邻的一部分之间的接触部分处,在与所述操作杆的转动轴正交的点击表面的横截面中,到所述某个面的虚切线和到与所述第一位置相邻的部分的虚切线是共用的,其中,所述某个面是在所述开关移动本体从所述第一角度转动到所述第二角度的行程中所述开关移动本体在所述开关移动本体到达所述第一位置之前直接邻接的面。 说明书 : 安装在车辆上的操纵杆开关技术领域[0001] 本发明涉及一种安装在车辆等上的操纵杆开关。背景技术[0002] 传统上,已知:操纵杆开关安装在车辆上,并且当通过操作杆的操作而转动的开关移动本体与点击感发生器的点击表面邻接时,产生点击感。例如,公开(Kokai)号为2017‑103177的日本特开专利中所述的,当连接到转动构件上作为操作杆的点击件在点击表面上移动时,操纵杆开关产生点击感。特别是,在点击件在点击表面上移动的行程中,对使操作杆转动的操作的反作用力在峰值之后下降,产生点击感。[0003] 在公开(Kokai)号为2017‑103177的日本特开专利中公开的操纵杆开关抑制了点击件与点击表面之间的碰撞噪声,以实现车内空间的安静。但是,如果反作用力在峰值之后立即出现的下降太大,则这种反作用力可能会给操作者带来手感不舒服的感觉,这是操纵杆开关的操作感觉方面的问题。发明内容[0004] 本发明提供了一种具有改善的操作感的操纵杆开关。[0005] 因此,本发明的一个方面提供了一种操纵杆开关,包括:外壳;放置在外壳内的点击感发生器;以及开关移动本体,所述开关移动本体放置在点击感发生器内,并响应于操作杆的操作相对于外壳围绕转动支点转动。点击感发生器包括点击表面,所述点击表面与开关移动本体的端部邻接,并通过对操作杆的操作产生反作用力来产生点击感。从第一位置到第二位置的点击表面的区域形成朝向转动支点凸起的凸曲面形状,其中,在开关移动本体从由点击感发生器与开关移动本体形成的第一角度转动到由点击感发生器与开关移动本体形成的并且与第一角度不同的第二角度的行程中,第一位置和第二位置分别是反作用力从峰值开始减小的位置和反作用力变为零的位置。所述区域的曲率半径不是恒定的,并且在与所述区域中的第一位置相邻的部分处最大。[0006] 根据本发明,可以改善操纵杆开关的操作感。[0007] 本发明的其他特征将参考附图从示例性实施例的以下描述中变得清楚。附图说明[0008] 图1是操纵杆开关的透视图。[0009] 图2是壳体的侧视图。[0010] 图3是沿图2的线A‑A截取的截面图。[0011] 图4是点击表面及其周边的局部透视图。[0012] 图5是示出了对开关移动本体的操作的反作用力(负载)对应于点击表面上的每个位置的变化的示意图。[0013] 图6是示意性地示出了点击表面的第三面与第四面之间的关系的视图。具体实施方式[0014] 下文将参考附图描述本发明的实施例。应当注意,这里将描述一个示例,其中本发明应用于控制方向指示器的操纵杆开关,作为安装在车辆等上的操纵杆开关。但是,本发明可以应用于控制除方向指示器以外的操纵杆开关。[0015] 图1是根据本发明实施例的操纵杆开关的透视图。图2是操纵杆开关100的壳体的侧视图。操纵杆开关100安装在例如车辆上,并且是允许操作员执行指示方向的操作的结构。操纵杆开关100的壳体以盒状形状形成,并且主要包括第一外壳20、第二外壳30和第三外壳40。在操纵杆开关100中,操纵杆本体10放置为相对于操纵杆开关100的壳体能够转动。操纵杆本体10主要包括操作杆11和开关移动本体12。操作杆11由使用者转动。下文,通过使用图1中的XYZ坐标系来定义方向。[0016] 图3是沿图2的线A‑A截取的截面图。在图3中,从Z方向看容纳在操纵杆开关100的壳体中的主要部件,并且省略一些组件的图示。图3主要示出了第三外壳40、开关移动本体12和点击感发生器50。[0017] 操纵杆本体10能够整体上围绕转动中心O(也称为转动支点或转动轴)自由转动。转动中心O基本平行于Z轴。实际上,操纵杆本体10通过将设置在壳体的任何一个(外壳20、30和40中的至少一个)上的轴和操纵杆本体10与设置在另一个上的轴承接合而能够转动。穿过开关移动本体12的端部13的端部位置和转动中心O的虚直线被定义为L1。在操纵杆本体10中,操作杆11和开关移动本体12通过连接本体16、螺旋弹簧15和其他插入构件(未示出)连接。开关移动本体12响应于使用者对操作杆11的操作而转动。此外,开关移动本体12放置为使得开关移动本体12可以通过螺旋弹簧15的弹性而相对于操作杆11在虚直线L1的方向上以弹性方式位移。[0018] 在具有盒状形状的第三外壳40内,放置点击感发生器50。应当注意,通过与图1中所示的第二外壳30接合来固定点击感发生器50。第三外壳40由树脂形成。点击感发生器50由弹性构件形成为一体,所述弹性构件具有比第三外壳40的弹性高的弹性。点击感发生器50的材料例如是弹性体,但可以是另一个弹性构件。开关移动本体12放置在点击感发生器50内。[0019] 点击感发生器50的(面向开关移动本体12的端部13的)内部件包括点击表面60‑1和60‑2,所述点击表面用于通过与端部13邻接来产生点击感。在点击表面60‑1与60‑2之间的边界处,形成山谷(valley)54。端部13通过螺旋弹簧15的弹性以弹性方式与点击表面60‑1和60‑2邻接。因此,随着开关移动本体12的转动,端部13在点击表面60‑1和60‑2上滑动,同时通过螺旋弹簧15的弹性在虚直线L1的方向上以弹性方式位移。当端部13通过点击表面60‑1和60‑2时,使用者操作操作杆11所需的负载发生很大变化,这是点击感。后面将参考图4和图5来描述点击表面60‑1和60‑2的细节。[0020] 开关移动本体12能够从中性位置(也称为非操作位置或第一角度)(沿+X方向和‑X方向)双向转动。转动位置是开关移动本体12的中性位置,在所述转动位置中,端部13相对于点击表面60‑1与60‑2之间的山谷54处于直立位置。在图3中,开关移动本体12位于中性位置处。处于开关移动本体12的中性状态的虚直线L1与Y轴基本平行。开关移动本体12的沿+X方向(图3中的顺时针方向)的转动端位置对应于例如右转指示位置,并且沿‑X方向的转动端位置对应于例如左转指示位置。[0021] 根据车辆的规格,对应于每个转动位置的车辆的功能不同。应当注意,由具有开关移动本体12的点击感发生器50形成的角度通过由虚直线L1与穿过转动中心O和山谷54的虚直线形成的角度来表示。因此,开关移动本体12在+X方向上从中性位置转动到转动端位置(或在‑X方向上从中性位置转动到转动端位置)的行程对应于开关移动本体12从第一角度转动到与第一角度不同的第二角度的行程。应当注意,在由开关移动本体12与点击感发生器50形成的角度之中,第一角度是开关移动本体12保持面向点击感发生器50并且处于中性状态的角度。[0022] 开关移动本体12具有拐角14‑1和14‑2。点击感发生器50具有邻接壁56‑1和56‑2。通过与邻接壁56‑1邻接的+X侧拐角14‑1,限制开关移动本体12在+X方向上的转动范围。通过与邻接壁56‑2邻接的‑X侧拐角14‑2,限制开关移动本体12在‑X方向上的转动范围。[0023] 应当注意,尽管未示出,但是在操纵杆开关100的壳体中布置了端子板,多个固定触点放置在端子板上。随着开关移动本体12的转动,设置在开关移动本体12上的接触件在端子板上滑动。通过接触件与多个固定触点接触和分离,实现电接触和电分离。[0024] 图4是点击表面60‑1和60‑2及其周边的局部透视图。点击表面60‑1和点击表面60‑2配置为在开关移动本体12的中性状态下相对于虚直线L1基本是线对称的。因此,将点击表面60‑1的配置和操作作为代表来描述。[0025] 点击表面60‑1包括第一面61、第二面62、第三面63、第四面64和第五面65,它们按从山谷54到邻接壁56‑1的顺序连续延伸。第一面61包括+Z侧面61a和‑Z侧面61b,并且朝向‑Y方向凹陷。由于端部13具有曲面形状,当在点击表面60‑1上滑动时,严格地说,端部13在与+Z侧面61a和‑Z侧面61b都邻接的同时位移,而不与由+Z侧面61a和‑Z侧面61b形成的山谷邻接。类似于+Z侧面61a和‑Z侧面61b,第二面62、第三面63、第四面64和第五面65分别包括+Z侧面62a、63a、64a和65a以及‑Z侧面62b、63b、64b和65b。[0026] 图5是示出在开关移动本体12从非操作位置沿+X方向转动的行程中,对开关移动本体12的转动的反作用力(负载)(换句话说,对操作杆11的操作的反作用力)的变化,对应于点击表面60‑1上的位置。为了方便起见,图5示出了沿X‑Y平面切割的点击表面60‑1的横截面以及反作用力的变化。点击表面60‑1上的位置由位置P0到P7表示。此外,反作用力的变化曲线示出了在开关移动本体12从非操作位置沿+X方向转动的行程中的转变。换句话说,图5示出了在开关移动本体12转动直到由点击感发生器50与开关移动本体12的形成的角度从第一角度(在非操作位置处形成的角度)变为第二角度(沿+X方向的转动的端部位置处形成的角度)的行程中的转变。水平轴表示转动角度(度),而垂直轴表示负载(N),用于示出反作用力的变化的曲线。开关移动本体12的非操作位置对应于转动角度G0和点击表面60‑1上的位置P0。应当注意,开关移动本体12的转动角度(度)与使用者操作操作杆11的角度基本匹配。此外,负载(N)相对于开关移动本体12的转动的变化与使用者操作操作杆11所需的负载的变化基本匹配。[0027] 应当注意,在参考图5的描述中,为了方便起见,端部13的转动位置表示为虚直线L1与点击表面60‑1之间的交点。转动角度G1到G7对应于位置P1到P7,但是两者的相位在整个行程中并不总是相匹配,因为端部13具有曲面形状。例如,取决于点击表面60‑1的角度的变化,虚直线L1到达山谷的时刻可以与反作用力突然变化的时刻不匹配。应当注意,严格地说,端部13不与用作点击表面60‑1上的山谷的部分(位置P0和P2中的每一个)邻接。为了便于理解,图5相应地示出了转动角度G1到G7和位置P1到P7,同时聚焦于导致反作用力变化的位置与实际发生反作用力变化的时刻之间的对应关系。[0028] 首先,对点击表面60‑1的形状进行说明。第一面61是从位置P0到位置P2的区域中的面。第二面62是从位置P2到位置P4的区域中的面。第三面63是从位置P4到位置P5的区域中的面。第四面64是从位置P5到位置P7的区域中的面。第一面61和第五面65是平坦的面。第二面62、第三面63和第四面64各自形成朝向转动中心O(+Y方向)凸起的凸曲面形状。应当注意,第二面62可以是平坦的面。[0029] 对开关移动本体12在从非操作位置沿+X方向转动的行程(下文称为右转行程)中的反作用力的变化进行描述。首先,反作用力从转动角度G0急剧增加到转动角度G1。之后,反作用力朝向转动角度G2逐渐减小。随后,当端部13与第二面62邻接时,反作用力急剧增加,并且,在端部13与第二面62邻接期间,反作用力具有从转动角度G3到转动角度G4的峰值。应当注意,当在开关移动本体12的转动角度到达转动角度G3之前释放对开关移动本体12的操作时,开关移动本体12自动返回到非操作位置。此操作的功能是称为“换道(lanechange)”的功能,用于将转向灯点亮预定次数。[0030] 当开关移动本体12的转动角度超过转动角度G4时,反作用力减小。位置P4(第一位置)对应于反作用力从峰值开始减小的时刻。之后,当开关移动本体12的转动角度超过转动角度G5时,反作用力的减少量增加,并且在转动角度G6处反作用力变为零。位置P6(第二位置)对应于反作用力变为零的时刻。在开关移动本体12的转动角度超过转动角度G6时,反作用力是相反的。即,在开关移动本体12的转动角度超过转动角度G6之后,力作用于开关移动本体12,以协助开关移动本体12沿+X方向的操作,而不是阻挡开关移动本体12的操作的反作用力。[0031] 这里,第三面63和第四面64是具有相互不同曲率半径的凸曲面。由于从位置P4到位置P6的区域R1包括整个第三面63以及第四面64的靠近位置P5的一部分,因此,区域R1具有朝向转动中心O凸起的凸曲面形状。然而,区域R1的曲率半径不是恒定的,并且在位置P5处变化。在区域R1中,第三面63(第一凸曲面)的曲率半径大于第四面64(第二凸曲面)的曲率半径。如果区域R1的形状被设计为单个平面或凸曲面,使得反作用力以均匀的速率变化,同时转动角度从转动角度G4变化为转动角度G6,则当反作用力从位置P4处的峰值减小时,反作用力出现大幅度下降。这恶化了操纵杆开关100在产生点击感的时刻的操作感。另一方面,在本实施例中,区域R1包括第四面64和第三面63的多个曲面,并且第三面63的曲率半径被设置为大于第四面64的曲率半径。这可以抑制当反作用力从P4位置处的峰值下降时引起的反作用力下降,并且减轻操作感的恶化。[0032] 当开关移动本体12的转动角度超过转动角度G6之后拐角14‑1在转动角度G7处(反作用力反转之后的位置)与邻接壁56‑1邻接时,右转行程结束。从该状态开始,当操作员将开关移动本体12沿相反方向(‑X方向)转动到转动角度变得小于转动角度G6的转动位置时,开关移动本体12自动返回到非操作位置。[0033] 图6是示意性地示出了第三面63与第四面64之间的关系的视图。由于曲率半径太大而无法以实际尺寸被视觉识别,因此在图6中放大和示出了每个面的曲率半径。包括第三面63的弧63A的圆被定义为C1,而包括第四面64的弧64A的圆被定义为C2。圆C1大于圆C2。弧63A和弧64A是彼此连续的凸曲面,并且两个凸曲面在作为接触部分的位置P5处邻接。在位置P5处,在与操作杆11的转动轴(转动中心O)正交的第三面63和第四面64或点击表面60‑1的横截面中,到作为相邻凸曲面之一的弧63A的虚切线L2与到作为另一个凸曲面的弧64A的虚切线L2共用。换句话说,弧63A和弧64A在位置P5处互相相切。这使得在位置P5(转动角度G5)处反作用力的变化平稳,并且在开关移动本体12的端部13在相邻的凸曲面之间移动的同时,改善了操纵杆开关100的操作感。[0034] 应当注意,与第二面62与第三面63之间的接触部分对应的位置P4可以具有类似于图6所示的关系。即,在与操作杆11的转动轴(转动中心O)正交的第二面62和第三面63或者点击表面60‑1的横截面中,到第二面62的弧的虚切线可以与到第三面63的弧的虚切线共用,并且两个凸曲面都可以在位置P4处相切。这使得在位置P4(转动角度G4)处的反作用力的变化平稳。在此,第二面62是在右转行程中端部13在其到达位置P4之前直接邻接的面。第三面63是在区域R1中与位置P4相邻的部分。[0035] 如上所述,满足曲率半径的大小之间的关系,所述关系使得第三面63的曲率半径大于第四面64的曲率半径。因此,区域R1的曲率半径在与区域R1中的位置P4相邻的部分(在包括位置P4在内的位置P4附近)处最大。此外,区域R1的曲率半径在与区域R1中的位置P6相邻的部分(在包括位置P6在内的位置P6附近)处最小。[0036] 通常,在装备有上述变道功能的车辆中,为了避免使用者在仅执行变道操作的意图下将操作杆11完全转动到右转指示位置或左转指示位置的操作,在位置P2到P3之间的位置处,倾向于将反作用力峰值设置为高。假设反作用力变为零的转动角度与之前相同,则将反作用力的峰值在该位置处设置为高,与之前相比,增加了从转动角度G4衰减到转动角度G6所需的反作用力的量。这使得:当反作用力从P4位置处的峰值减小时,会导致反作用力的下降幅度增大的趋势。结果,操纵杆开关100操作时的冲击可能传递到手上,并且恶化操纵杆开关100的操作感。[0037] 然而,在本实施例中,区域R1的曲率半径在与区域R1中的位置P4相邻的部分(在包括位置P4在内的位置P4附近)处最大。结果,在满足右转行程中的反作用力通过在转动角度G4处的峰值并在转动角度G6处变为零的条件的同时,当反作用力从在位置P4处的峰值减小时,可以使反作用力的下降最小。因此,根据本实施例,当产生点击感时,可以改善操纵杆开关100的操作感。此外,通过减小反作用力的下降,还可以抑制操纵杆开关100操作期间的异常噪声,并且提高操纵杆开关100的组成构件的操作耐久性。[0038] 此外,由于第三面63和第四面64在位置P5处互相相切,因此可以使位置P5(转动角度G5)处的反作用力的变化平稳,并且可以改善凸曲面之间的操作感。[0039] 应当注意,区域R1具有两个具有不同曲率半径的凸曲面,但本发明不限于此。即,区域R1的曲率半径在与区域R1中的位置P4相邻的部分(在包括位置P4在内的位置P4附近)处最大即可。此外,在区域R1中,可以存在三个或更多个具有不同曲率半径的凸曲面,即,区域R1可以由三个或更多个具有不同曲率半径的连续凸曲面形成。此外,该配置不限于区域R1的曲率半径逐步变化的配置,但是曲率半径可以在区域R1中逐渐变化(无级变化)。在这种配置的情况下,优选的是区域R1的曲率半径在与区域R1中的位置P6相邻的部分(在包括位置P6在内的位置P6附近)处最小,但这不是必不可少的。[0040] 以上基于其优选实施例详细描述了本发明,但本发明不限于具体实施例,而是本发明范围之内的各种形式也包括在本发明中。[0041] 本申请要求于2019年7月5日提交的第2019‑125834号日本专利申请的优先权,其全部内容通过引用合并于此。

专利地区:日本

专利申请日期:2020-06-28

专利公开日期:2024-08-30

专利公告号:CN112185743B


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