JP2009302004A

JP2009302004A - 操作装置

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Publication number: JP2009302004A
Application number: JP2008158031A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Tokutome; 哲夫徳留
Original assignee: Yuhshin Co Ltd; Yuhshin Seiki Kogyo KK
Current assignee: U Shin Ltd
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: JP5210059B2

Abstract

【課題】全体の小型化が可能であり、操作性がよい操作装置を提供する。
【解決手段】複数の選択項目を有する２以上の設定モードを備え、所定の設定モードを選択し、所定の選択項目を選択するための操作装置１０であって、回転操作が可能で、かつ、回転中心の軸方向に沿って移動可能に配設したダイヤルノブ１６と、ダイヤルノブ１６の回転方向および回転量を検出する回転操作検出手段と、ダイヤルノブ１６の軸方向に沿った移動位置を検出する押込位置検出手段と、押込位置検出手段によって検出した移動位置に応じて複数の設定モードのうち予め設定された所定の設定モードに変更するとともに、回転操作検出手段によって検出したダイヤルノブ１６の回転操作に応じて選択した設定モード中の選択項目を変更する変更手段と、を備えた構成としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、少ない操作部数で多機能な操作が可能な操作装置に関するものである。

車両の空調装置用操作装置は、車内の温度調節を行う温度設定モードの切換操作部と、車内への送風量調節を行う風量設定モードの切換操作部と、車内への吹出口調節を行う風向設定モードの切換操作部とを備えている。そして、これら切換操作部は、それぞれ回転操作が可能なダイヤルノブにより構成されている。また、操作装置は、これら切換操作部の他に、空調装置を動作および停止するためのスイッチや、コンプレッサを動作および停止するためのオンオフスイッチからなる操作部を備えている。

ダイヤルノブやスイッチなどの操作部は、ある程度の小型化は可能である。しかし、この操作装置を実際に操作する乗員の多くは運転者である。そのため、操作部を小型化した場合には、運転者が位置を確認するために、運転中に何回も視点を変える必要があるため好ましくなく、逆に大きい方が好ましい。しかし、３個のダイヤルノブと複数のスイッチとを搭載した場合には、操作装置が大型化して外観が悪くなる。

そこで、特許文献１では、各設定モードの切り換えをプッシュスイッチによって変更する構成とし、１個のダイヤルノブで選択している設定モード中の選択項目を変更可能とした操作装置が提供されている。
特開２００６−１９９１９９号公報

しかし、この特許文献１の操作装置では、プッシュスイッチを操作してモード変更を行った後に、ダイヤルノブに手を延ばして（変更して）選択項目を変更する必要がある。そのため、１つの設定モードの選択項目を変更する際に、２箇所のスイッチの位置を確認する必要があるため、やはり操作性が悪いという問題がある。

本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、全体の小型化が可能であり、操作性がよい操作装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の操作装置は、複数の選択項目を有する２以上の設定モードを備え、所定の設定モードを選択し、所定の選択項目を選択するための操作装置であって、回転操作が可能で、かつ、回転中心の軸方向に沿って移動可能に配設したダイヤルノブと、前記ダイヤルノブの回転方向および回転量を検出する回転操作検出手段と、前記ダイヤルノブの軸方向に沿った移動位置を検出する押込位置検出手段と、前記押込位置検出手段によって検出した前記ダイヤルノブの移動位置に応じて複数の設定モードのうち予め設定された所定の設定モードに変更するとともに、前記回転操作検出手段によって検出した前記ダイヤルノブの回転操作に応じて選択した設定モード中の選択項目を変更する変更手段と、を備えた構成としている。

この操作装置によれば、回転可能かつ軸方向に移動可能にダイヤルノブを設け、ダイヤルノブの軸方向の移動位置によって複数の設定モードのうち所定の設定モードを変更可能に選択できる。そして、この状態で、ダイヤルノブを回転させることにより、選択した設定モード中の選択項目を変更することができる。よって、ダイヤルノブの数は勿論、選択用のプッシュスイッチの数も削減できる。その結果、全体の小型化を図ることができるとともに、設計（デザイン）の自由度も向上できる。しかも、所定の設定モード中の選択項目を変更する際には、ダイヤルノブの位置を１回確認するだけで良いため、操作性を飛躍的に向上することができる。

この操作装置では、前記押込位置検出手段は、前記ダイヤルノブに固定した可動電極と、前記可動電極の対向位置に設けた固定電極と、前記可動電極と固定電極との間隔の変化によって生じる電気的変化を検出することにより、前記ダイヤルノブの押込位置を可動電極と固定電極とが非接触状態で検出する検出回路と、を備えることが好ましい。このように、可動電極と固定電極とが接触しない構成とすることにより、押込位置を検出するために物理的な作用を無くすことができる。よって、スムーズなダイヤルノブの操作が可能になるうえ、接点部分がないため信頼性および耐久性を向上できる。

この場合、前記ダイヤルノブの把持部を、前記可動電極に対して電気的導通が可能な導通部とし、前記検出回路は、固定電極を介して入力される電気的変化により、人体の接触状態および非接触状態を検出することが好ましい。このようにすれば、振動が加わったり、意図しない物理的外力が加わることにより、ダイヤルノブが回転しても、選択項目が変更されることを防止できる。そして、このように構成するために、可動電極側に複雑な電気回路や電源を設ける必要がないため、簡単に構成することが可能である。

また、前記ダイヤルノブは、前記押込位置検出手段を配設した基板に回転可能および軸方向に移動可能に保持されるもので、前記基板に固定され、前記ダイヤルノブを保持するベース部と、前記ダイヤルノブを基板に対して離反する方向に付勢するスプリングと、前記スプリングの端部と基板との間に配設したボール部材と、前記ダイヤルノブの基板に対する離反を規制するホルダーと、を備えることが好ましい。このようにすれば、ダイヤルノブを安定状態で回転および進退させることができる。また、ダイヤルノブは、軸方向に押圧力を負荷し、進出した第１移動位置から押し込んだ第２移動位置に移動させた状態で、負荷を解除すると、スプリングの付勢力によって第１移動位置に戻る。そのため、この第１移動位置を、頻繁に使用する可能性が高い設定モードに割り当てることにより、更に利便性の向上を図ることができる。

なお、この操作装置は、車両の空調装置の設定を変更するために適用することにより、特に有効である。即ち、車内の温度調節を行う温度設定モード、車内への送風量調節を行う風量設定モードおよび車内への吹出口調節を行う風向設定モードを備え、各設定モードの選択項目を変更して車内の空調を行う空調装置の操作装置において、前記構成とすることが好ましい。

この場合、ダイヤルノブをスプリングの付勢力で第１移動位置に保持する構成では、第１移動位置で変更を可能とする設定モードは、温度設定モードのように、オートモードおよびマニュアルモードのいずれでも使用するものに設定することが好ましい。また、第２移動位置で変更を可能とする設定モードは、車内への送風量調節を行う風量設定モードや車内への吹出口調節を行う風向設定モードなど、オートモードを選択している場合に使用頻度が極めて少ないものに設定することが好ましい。

本発明の操作装置では、１個のダイヤルノブの軸方向の移動位置によって複数の設定モードのうち所定の設定モードを変更可能に選択できるうえ、所定の設定モードを選択した状態で、ダイヤルノブを回転させることにより、選択した設定モード中の選択項目を変更することができる。よって、ダイヤルノブの数は勿論、モード選択用のプッシュスイッチの数も削減できるため、全体の小型化を図ることができるとともに、設計（デザイン）の自由度も向上できる。しかも、所定の設定モード中の選択項目を変更する際には、ダイヤルノブの位置を１回確認するだけで良いため、操作性を飛躍的に向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

本発明に係る実施形態の操作装置１０は、図１に示すように、例えば車両のインストルメントパネルに装着された液晶パネル１の下部に配設され、複数の選択項目を有する２以上の設定モードを備えた空調装置の設定モードおよび選択項目を変更するためのものである。

まず、車両の空調装置は、コンプレッサから吐出された冷媒を車外側熱交換器、減圧弁および車内側熱交換器へと流動させる冷房サイクルと、車内側熱交換器、減圧弁および車外側熱交換器へと流動させる暖房サイクルとを備えている。そして、これら冷房サイクルと暖房サイクルとは、本発明の操作装置１０の操作によって四方弁が動作されて、切り換えられる。また、車内の温度調節、車内への送風量調節および車内への吹出口変更も、同様に操作装置１０の操作によって切り換えられるものである。

また、液晶パネル１は、本発明の操作装置１０の操作による空調装置の動作の設定状態を表示するものである。この液晶パネル１には、上側に温度設定モードの選択項目である設定温度を示す温度設定表示部２が設けられている。この温度表示部の下側には、風向設定モードの選択項目である吹出口（方向）を示す風向設定表示部３が設けられている。この風向設定表示部３の下側には、風量設定モードの選択項目である吹出口からの送風量を示す風量設定表示部４が設けられている。そして、風向設定表示部３の右側には、風向設定および風量設定を車内のセンサの検出値に基づいて自動変更するオートモード、および、前記設定を乗員によって手動変更するマニュアルモードの選択状態を示す変更設定表示部５が設けられている。

そして、本実施形態の操作装置１０は、空調装置の機能であるオートモードおよびマニュアルモードを変更する。また、温度設定モード、風向設定モードおよび風量設定モードのうち、所定の設定モードを選択し、かつ、各設定モードで予め設定された複数の選択項目を、所定の項目に変更するためのものである。

具体的には、第１実施形態の操作装置１０は、５個のスイッチ１１〜１５と、１個のダイヤルノブ１６とを備えている。

各スイッチ１１〜１５は、押圧操作により一対の接点が接触し、押圧操作を解除することにより接点が離反する常開のプッシュスイッチからなる。そのうち、最上部に位置するオンスイッチ１１は、空調装置の動作を開始するためのものである。その下部のオフスイッチ１２は、空調装置の動作を停止するためのものである。その下部のエアコンスイッチ１３は、コンプレッサの駆動および停止を順番に変更するためのものである。その下部のオートスイッチ１４は、空調装置の制御を自動のオートモードに設定するためのものである。その下部のモードスイッチ１５は、風向設定モードの選択項目を変更するためのものである。具体的には、このモードスイッチ１５は、操作前の状態がオートモードの場合、操作によりマニュアルモードに変更し、かつ、風向設定モードの選択項目を、操作前の選択項目の次の項目に変更するものである。また、操作前の状態がマニュアルモードの場合、操作によりマニュアルモードを維持し、かつ、風向設定モードの選択項目を、操作前の選択項目の次の項目に変更するものである。

前記ダイヤルノブ１６は、図２（Ａ）に示すように、プリント基板２７に固定したベース部３２に対して外嵌するように装着し、その外周部をホルダー３４により離脱不可能に規制することにより、プリント基板２７に対して回転可能で、かつ、回転中心の軸方向に沿って移動可能に配設したものである。そして、このダイヤルノブ１６の回転方向および回転量を後述するマイコン４２により検出し、該マイコン４２を介して温度設定モードまたは風量設定モードの選択項目を変更する。また、このダイヤルノブ１６の軸方向に沿った移動位置をマイコン４２により検出し、選択項目を変更する設定モードを、温度設定モードおよび風量設定モードのいずれかに変更するものである。

具体的には、ダイヤルノブ１６は、下端開口の円筒形状をなす樹脂製のもので、その開口端には可動電極部１７が設けられている。この可動電極部１７は、樹脂の表面に導電性メッキを施すことにより、該ダイヤルノブ１６に固定した状態で設けられている。具体的には、この可動電極部１７は、図２（Ｂ）に示すように、開口端から周方向に所定間隔をもって設けた回転検出用可動接点部１８と、開口端面からなる円環状の押込検出用可動接点部１９とを備えている。そのうち、回転検出用可動接点部１８は、径方向外向きに突出する６個の突片２０が設けられ、各突片２０の先端部に設けられている。また、このダイヤルノブ１６の外周部は、乗員が回転操作を行うための把持部２１を構成する。この把持部２１は、表面に可動電極部１７に対して電気的導通を可能とするために導電性メッキを施した導通部としている。

また、ダイヤルノブ１６には、開口端面の対向位置に、一対の付勢手段配設部２２が設けられている。この付勢手段配設部２２は、開口端面から閉鎖端に向けて円形状をなすように延びるもので、その内部には、ダイヤルノブ１６をプリント基板２７に対して離反する方向に付勢するスプリング２３と、該スプリング２３の端部と基板との間に位置されるボール部材２４とが配設されている。また、ダイヤルノブ１６の内部には、別体の回転子２５が配設されている。これらダイヤルノブ１６と回転子２５とは、ダイヤルノブ１６の内周部に設けたスライド溝４８と、回転子２５の外周部に設けた凸部４９との係合により、一体的に回転可能で、かつ、ダイヤルノブ１６の回転中心の軸方向に沿って移動可能に取り付けられている。この回転子２５には、その開口端に径方向内向きに突出する係止爪部２６が設けられている。

前記プリント基板２７は、図２（Ｃ）に示すように、ダイヤルノブ１６の可動電極部１７の対向位置に設けた固定電極部２８を備えている。この固定電極部２８は、周方向に所定間隔をもって複数設けた回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６，２９Ｂ１〜２９Ｂ６，２９Ｃ１〜２９Ｃ６と、これらの内部に位置する円環状をなす押込検出用固定接点部３０とを備えている。即ち、本実施形態では、６個の回転検出用可動接点部１８に対して、それぞれ３個の回転検出用固定接点部２９Ａ１，２９Ｂ１，２９Ｃ１〜２９Ａ６，２９Ｂ６，２９Ｃ６を設けた構成としている。また、プリント基板２７には、一対のホルダー固定孔３１が設けられている。

前記ベース部３２は、下端開口の円筒状をなす樹脂製のもので、その外周部の開口端面に軸方向に延びるネジ孔が形成され、プリント基板２７に対してネジ止めにより固定されるものである。このベース部３２の開口端の外周部には、段状をなすように係止溝３３が設けられている。この係止溝３３には、ダイヤルノブ１６を組み付けた状態で、回転子２５の係止爪部２６が係止する。これにより、回転子２５は、ベース部材３２に対して回転可能および軸方向に移動不可能に保持される。従って、回転子２５と一体的に回転するダイヤルノブ１６は、回転子２５を介してベース部材３２に回転可能に保持される。

前記ホルダー３４は、ダイヤルノブ１６の突片２０の表面を覆う表面被覆部３５と、該表面被覆部３５の外端縁から突片２０の側面を覆うように突出した側面被覆部３６とを備えた円環状のものである。そして、このホルダー３４の側面被覆部３６には、プリント基板２７のホルダー固定孔３１を貫通する一対の固定片３７が設けられている。そして、このホルダー３４の表面被覆部３５がダイヤルノブ１６の突片２０に係合することで、ダイヤルノブ１６をベース部材３２に対して軸方向に沿った外向きの移動を規制する構成としている。

このようにベース部３２、回転子２５およびホルダー３４を介して装着したダイヤルノブ１６は、回転子２５を介してのベース部３２による保持、および、ホルダー３４の表面被覆部３５による突片２０の被覆により、プリント基板２７に対して回転可能に保持される。また、ダイヤルノブ１６は、ボール部材２４を介したスプリング２３の付勢力により、プリント基板２７に対して離反した第１移動位置に付勢されている。さらに、ダイヤルノブ１６は、プリント基板２７に向けて押圧されると、回転子２５の外周面でガイドされた状態で、スプリング２３の付勢力に抗して回転中心である軸方向に沿って近接した第２移動位置に移動できる。また、その押圧が解除されると、スプリング２３の付勢力によって第２移動位置から第１移動位置に移動され、ホルダー３４により外向きの移動が所定位置で規制される。なお、第１移動位置では、ダイヤルノブ１６の可動電極部１７とプリント基板２７の固定電極部２８との間に、所定の隙間Ｓ（例えば０．３ｍｍ）が形成され、非接触状態を維持する。

前記プリント基板２７は、図示しない別体の制御基板に接続されている。この制御基板には、図３に示すように、回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６に接続される第１回転操作検出回路３８と、回転検出用固定接点部２９Ｂ１〜２９Ｂ６に接続される第２回転操作検出回路３９と、回転検出用固定接点部２９Ｃ１〜２９Ｃ６に接続される第３回転操作検出回路４０と、押込検出用固定接点部３０に接続される押込操作検出回路４１とが実装されている。また、制御基板には、スイッチ１１〜１５の操作、各検出回路３８〜４１を介して検出したダイヤルノブ１６の操作に基づいて、液晶パネル１および空調装置を構成する各機構（駆動部品）を制御する制御部としてマイコン４２が実装されている。

各検出回路３８〜４１は、それぞれ図４に示すように、発振器４３に並列接続された比較器４４（ＥＸＯＲ回路）を備えている。そして、第１回転操作検出回路３８の比較器４４の入力部Ｙには、回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６が接続されている。また、第２回転操作検出回路３９の比較器４４の入力部Ｙには、回転検出用固定接点部２９Ｂ１〜２９Ｂ６が接続されている。また、第３回転操作検出回路４０の比較器４４の入力部Ｙには、回転検出用固定接点部２９Ｃ１〜２９Ｃ６が接続されている。また、押込操作検出回路４１の比較器４４の入力部Ｙには、押込検出用固定接点部３０が接続されている。さらに、比較器４４の出力部Ｚには、複数の波形をマイコン４２が読込可能な一定の電圧値に変換するための積分回路４５が接続されている。

そして、マイコン４２は、回転検出用可動接点部１８と、回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６，２９Ｂ１〜２９Ｂ６，２９Ｃ１〜２９Ｃ６と、回転操作検出回路３８〜４０とで、ダイヤルノブ１６の回転方向および回転量を検出する回転操作検出手段の役割をなす。また、押込検出用可動接点部１９と、押込検出用固定接点部３０と、押込操作検出回路４１とで、ダイヤルノブ１６の軸方向に沿った移動位置を検出する押込位置検出手段の役割をなす。さらに、マイコン４２は、押込操作検出回路４１を介して検出したダイヤルノブ１６の移動位置に応じて、具体的には、非移動位置では温度設定モードの選択項目（温度設定）を変更可能とし、押込位置では風量設定モードの選択項目（風量設定）を変更可能とし、かつ、回転操作検出回路３８〜４０を介して検出したダイヤルノブ１６の回転方向および回転量に応じて温度設定モードまたは風量設定モードの選択項目を変更する変更手段の役割をなす。

次に、マイコン４２によるダイヤルノブ１６の接触検知、回転検知および押込検知の作用について具体的に説明する。

まず、比較器４４には、発振器４３からの電圧がそれぞれ入力されている。そして、ダイヤルノブ１６に人体が触れていない状態では、図５（Ａ）に示すように、比較器４４の入力部ＸＹのいずれにも同一の方形波が入力される。従って、両入力部での入力が合致（オン・オンまたはオフ・オフ）し、比較器４４の出力部Ｚからの出力はオフ信号（０Ｖ）となる。その結果、積分回路４５からマイコン４２への出力もない。

そして、図５（Ｂ）に示すように、ダイヤルノブ１６に人体が触れると、導電性メッキが施された把持部２１により、可動電極部１７を構成する回転検出用可動接点部１８および押込検出用可動接点部１９が人体と導通する。この状態では、回転検出用可動接点部１８および押込検出用可動接点部１９に対向するプリント基板２７の固定電極部２８を構成する回転検出用固定接点部２９および押込検出用固定接点部３０が、人体を介して接地された状態と等価となる。これにより、比較器４４の入力部Ｙでは静電容量が増加した状態となり、入力部Ｙに入力される方形波の立ち上がり、および、立ち下がりが遅れる。その結果、比較器４４の出力部Ｚからの出力波形は、その遅れに対応した周期が短い方形波となる。そして、積分回路４５では、その出力を一定の電圧値に変換し、マイコン４２に出力する。その結果、マイコン４２は、この信号の入力の有無により、人体が接触しているか否かを検出できる。

また、ダイヤルノブ１６が時計回りに回転されると、可動電極部１７を構成する回転検出用可動接点部１８が時計回りに回転する。これにより、回転検出用可動接点部１８に対向する回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６、回転検出用固定接点部２９Ｂ１〜２９Ｂ６および回転検出用固定接点部２９Ｃ１〜２９Ｃ６が順番に切り換えられる。即ち、上述のように、回転検出用可動接点部１８と対向する回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６，２９Ｂ１〜２９Ｂ６，２９Ｃ１〜２９Ｃ６が接続された回転操作検出回路３９，３９，４０は、マイコン４２に対して信号を出力するため、マイコン４２には、回転操作検出回路３８，３９，４０の順番で信号が入力される。逆に、ダイヤルノブ１６が反時計回りに回転されると、回転操作検出回路４０，３９，３８の順番で信号が入力される。そのため、信号が入力される順番により、ダイヤルノブ１６の回転方向を検出することができる。また、同一の回転操作検出回路３８〜４０からの入力数により操作（回転）量を検出することができる。

さらに、ダイヤルノブ１６が押し込まれると、図５（Ｃ）に示すように、人体がダイヤルノブ１６に触れた場合と同様に、可動電極部１７が人体に導通し、プリント基板２７の固定電極部２８の押込検出用固定接点部３０が人体を介して接地された状態と等価となる。しかも、可動電極部１７と固定電極部２８との隙間Ｓが小さくなるため、押込操作検出回路４１の比較器４４の入力部Ｙの静電容量は更に増加する。これにより、入力部Ｙに入力される方形波の立ち上がり、および、立ち下がりが更に遅れる。その結果、積分回路４５からマイコン４２に入力される信号は、人体がダイヤルノブ１６を触れた場合より大きくなる。よって、マイコン４２は、その入力信号の大きさにより、ダイヤルノブ１６を押し込んだ状態であるか否かを検出できる。

このように、本実施形態の構成によれば、マイコン４２は、検出回路３８〜４１を介して可動電極部１７と固定電極部２８との間隔（隙間Ｓ）の電気的変化を検出し、信号の入力の有無によりダイヤルノブ１６に人体が触れているか否かを検出できる。また、回転操作検出回路３８〜４０の入力順番および入力数により、ダイヤルノブ１６の回転方向および回転量を検出できる。さらに、押込操作検出回路４１から入力される信号の強弱により、ダイヤルノブ１６を押し込んでいるか否を検出することができる。

そして、本実施形態では、入力信号の強弱を判断するためのしきい値を記憶部であるメモリ４６に記憶している。そして、入力信号がしきい値より低い場合、即ち、ダイヤルノブ１６を押し込んでいない状態では、オートモードおよびマニュアルモードのいずれでも共通して変更を受け付ける温度設定モードの設定温度を変更する。また、入力信号がしきい値より高い場合、即ち、ダイヤルノブ１６を押し込んでいる状態では、マニュアルモードでしか変更しない風量設定モードの選択項目を変更する。

次に、マイコン４２による制御について具体的に説明する。

まず、オンスイッチ１１が操作されることにより、空調装置の始動操作がなされると、マイコンは、ステップＳ１で、メモリ４６に記憶した各データを初期化する。ここで、この初期化とは、スイッチ１１〜１５およびダイヤルノブ１６の操作を検出する待機時間（例えば１０msec）等のデータを全てリセットする。また、メモリ４６から前の制御内容を読み込み、同様の条件で制御を開始する。即ち、前の制御条件がオートモードである場合にはオートモードで制御を開始し、前の制御条件がマニュアルモードである場合にはその時の選択項目（設定条件）で制御を開始するものである。

ついで、ステップＳ２で、待機時間が経過するまで待機する。そして、待機時間が経過すると、ステップＳ３のスイッチ操作判定処理と、ステップＳ４のダイヤル操作判定処理とを並行処理する。そして、これらの操作判定処理が終了すると、ステップＳ５で、判定したスイッチ１１〜１５およびダイヤルノブ１６の操作に基づいて制御内容を決定してメモリ４６に記憶した後、ステップＳ６で、その制御内容に対応する制御信号を空調装置および液晶パネル１に出力する。

次に、ステップＳ３のスイッチ操作判定処理について具体的に説明する。

ステップＳ３において、オンスイッチ１１の操作を検出した場合には、既に空調装置の制御を実行しているため、誤操作であると判断して、その操作を受け付けない。また、オフスイッチ１２の操作を検出した場合には、空調装置の制御を停止する。また、エアコンスイッチ１３の操作を検出した場合には、コンプレッサを動作させていない場合には動作させ、動作させている場合には動作を停止する。また、オートスイッチ１４の操作を検出した場合には、オードモードで制御を実行している場合にはオートモードを継続し、マニュアルモードで制御を実行している場合にはオートモードに制御を変更する。また、モードスイッチ１５の操作を検出した場合には、オートモードで制御を実行している場合にはマニュアルモードに変更するとともに風向を変更し、マニュアルモードで制御を実行している場合にはマニュアルモードを継続するとともに風向を変更する。

次に、ステップＳ４のダイヤル操作判定処理について具体的に説明する。

このダイヤル操作判定処理では、マイコン４２は、図７に示すように、まず、ステップＳ４−１で、押込操作検出回路４１との接続ポートを読み込み、その入力信号Ｖｃｏｍとしきい値とを比較する。そして、入力信号Ｖｃｏｍがしきい値以上である場合にはステップＳ４−２に進み、変更する設定モードを風量設定モードに変更してステップＳ４−４に進む。また、入力信号Ｖｃｏｍがしきい値未満である場合にはステップＳ４−３に進み、変更する設定モードを温度設定モードに変更してステップＳ４−４に進む。

ステップＳ４−４では、回転操作検出回路３８〜４０との接続ポートを読み込み、検出順番の向きを判断する。そして、第１回転操作検出回路３８、第２回転操作検出回路３９、そして、第３回転操作検出回路４０の順番である場合にはステップＳ４−５に進み、アップカウントで回転操作検出回路３８〜４０から入力される信号の入力数によって操作量を判断してステップＳ４−９に進む。また、検出順番の向きが異なる場合にはステップＳ４−６に進む。

ステップＳ４−６では、検出順番の向きが、第３回転操作検出回路４０、第２回転操作検出回路３９、そして、第１回転操作検出回路３８の順番である場合にはステップＳ４−７に進み、ダウンカウントで操作量を判断してステップＳ４−９に進む。また、検出順番が異なる場合にはステップＳ４−８に進み、方向不定、即ち、ダイヤルノブ１６の回転操作なしと判断してステップＳ４−９に進む。

ステップＳ４−９では、カウント数を決定してメモリ４６に記憶した後、ステップＳ４−１０で、カウント数と各設定条件との関連付けを行うダイヤル位置決定を行ってリターンする。

次に、ステップＳ４のダイヤル操作判定処理による液晶パネル１の遷移について説明する。

例えば空調装置をオートモードで制御を行っており、ダイヤルノブ１６を操作していない状態では、液晶パネル１は、図８の上段中央に位置する通常状態の表示である。この状態で、ダイヤルノブ１６を押し込むことなく時計回りに回転（Ｓ４−３→Ｓ４−５）させると、図８の上段右側に示すように、温度設定モードの設定温度が１℃上げられる。また、ダイヤルノブを押し込むことなく反時計回りに回転（Ｓ４−３→Ｓ４−７）させると、図８の上段左側に示すように、温度設定モードの設定温度が１℃下げられる。

一方、図８の上段中央の通常状態で、ダイヤルノブ１６を押込操作する（Ｓ４−２）と、図８の下段中央に示すように、風量設定モードの風量設定表示部４と、オートモードの選択状態を示す変更設定表示部５とを表示し、温度設定表示部２および風向設定表示部３は消灯した状態となる。なお、この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、上段中央の通常状態に戻る。即ち、本実施形態では、ダイヤルノブ１６を押込操作しただけでは、オートモードからマニュアルモードへの変更はしないように構成している。

また、ダイヤルノブ１６の押込状態で、更に時計回りに回転（Ｓ４−２→Ｓ４−５）させると、図８の下段右中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風量設定モードの風量設定が１レベル上げられる。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、下段右端に示すように、温度設定表示部２および風向設定表示部３が再び点灯され、設定が確定（ステップＳ５）される。

さらに、ダイヤルノブ１６の押込状態で、更に反時計回りに回転（Ｓ４−２→Ｓ４−７）させると、図８の下段左中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風量設定モードの風量設定が１レベル下げられる。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、下段左端に示すように、温度設定表示部２および風向設定表示部３が再び点灯され、設定が確定（ステップＳ５）される。

なお、以上の例では、設定温度を１℃変更した後にダイヤルノブ１６の操作を止めて、その設定を確定するようにしているが、ダイヤルノブ１６の回転操作量を増やして、設定温度２℃や３℃およびそれ以上変更した後にダイヤルノブ１６の操作を止めて、その温度にて設定を確定することも可能である。勿論、これは風量設定モードにおいても同様である。

このように、本実施形態の操作装置１０では、回転可能かつ軸方向に移動可能にダイヤルノブ１６を設け、ダイヤルノブ１６の軸方向の移動位置によって複数の設定モードのうち所定の設定モードを変更可能に選択する構成としている。そして、この設定モード選択状態で、ダイヤルノブ１６を回転させることにより、選択した設定モード中の選択項目を変更する構成としている。よって、ダイヤルノブ１６の数は勿論、選択用のスイッチの数を削減できる。その結果、全体の小型化を図ることができるとともに、設計（デザイン）の自由度も向上できる。しかも、設定モードを変更した後、引き続いてその設定モード中の選択項目を変更する際には、ダイヤルノブ１６の位置を１回確認するだけで良いため、操作性を飛躍的に向上することができる。

また、本実施形態では、可動電極部１７と固定電極部２８とを非接触状態に保持し、その間の電気的静電容量の変化により押込（第２移動）位置を検出できるようにしている。そして、このように物理的な接触作用を無くすことにより、スムーズなダイヤルノブ１６の操作を実現できる。しかも、摩擦による損傷に伴う電気的な検出精度の低下を防止できるため、信頼性および耐久性を向上できる。また、可動電極側に複雑な電気回路や電源を設ける必要がないため、簡単に構成することが可能である。しかも、電気的変化が生じない場合には、マイコン４２は操作を検出できないため、振動が加わったり、意図しない物理的外力が加わることにより、ダイヤルノブ１６が回転しても、選択項目が変更されることを防止できる。

さらに、本実施形態では、ダイヤルノブ１６がプリント基板２７から離反した第１移動位置を、頻繁に使用する可能性が高く、かつ、オートモードおよびマニュアルモードの両方で使用する温度設定モードの温度設定を変更するように割り当てている。また、ダイヤルノブ１６がプリント基板２７に近接した第２移動位置を、オートモードを選択している場合に使用頻度が極めて少ない車内への送風量調節を行う風量設定モードの風量設定を変更するように割り当てている。そのため、乗員の操作性を向上することができる。

図９および図１０は第１実施形態の操作装置１０の変形例を示す。この変形例では、図９に示すように、ダイヤルノブ１６の押込状態で選択項目を変更する設定モードを、吹出口を変更する風向設定モードとした点で、第１実施形態と相違している。なお、下端に位置するスイッチ１５’は、風向設定モードの代わりに風量設定モードを変更する構成としている。この変形例では、マイコン４２により第１実施形態と同様に制御される。

そして、空調装置をオートモードで制御を行っており、ダイヤルノブ１６を操作していない状態では、液晶パネル１は、図１０の上段中央に位置する通常状態の表示である。この状態で、ダイヤルノブ１６を押し込むことなく、時計回りに回転させると、図１０の上段右側に示すように、設定温度が１℃上げられ、反時計回りに回転させると、図１０の上段左側に示すように、設定温度が１℃下げられる。

一方、ダイヤルノブ１６を押込操作すると、図１０の下段中央に示すように、風向設定モードの風向設定表示部３と、オートモードの選択状態を示す変更設定表示部５とを表示し、温度設定表示部２および風量設定表示部４は消灯した状態となる。

そして、この押込状態で、更に時計回りに回転させると、図１０の下段右中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風向設定モードの風向設定が、予め設定された順番の次のモードに変更される。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、下段右端に示すように、温度設定表示部２および風量設定表示部４が再び点灯され、設定が確定される。

また、押込状態で、更に反時計回りに回転させると、図１０の下段左中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風向設定モードの風向設定が予め設定された順番の前のモードに変更される。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、下段左端に示すように、温度設定表示部２および風量設定表示部４が再び点灯され、設定が確定される。

このように構成した第１実施形態の変形例は、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

図１１および図１２は第２実施形態の操作装置１０を示す。この第２実施形態では、図１１に示すように、ダイヤルノブ１６の押込状態を２段階で検出可能とし、第１段階の押込状態で風向設定モードの風向設定を変更可能とし、第２段階の押込状態で風量設定モードの風量設定を変更可能とした点で、第１実施形態と大きく相違している。なお、第２実施形態では、ダイヤルノブ１６と回転子２５との間に、押込状態を節度により認識できるように凹凸部を設けることが好ましい。また、マイコン４２は、第１実施形態と同様に、押込操作検出回路４１からの入力信号の大きさにより、ダイヤルノブ１６を触ったのみの非押込位置（第２移動位置）、１段階押し込んだ第３移動位置、２段階押し込んだ第１移動位置を検出可能に構成している。さらに、ダイヤルノブ１６により風量設定モードおよび風向設定モードを変更可能とすることに伴い、第１実施形態に示す下端のスイッチ１５は設けていない。

この第２実施形態では、空調装置をオートモードで制御を行っており、ダイヤルノブ１６を操作していない状態では、液晶パネル１は、図１２の上段中央に位置する通常状態の表示である。この状態で、ダイヤルノブ１６を押し込むことなく、時計回りに回転させると、図１２の上段右側に示すように、設定温度が１℃上げられ、反時計回りに回転させると、図１２の上段左側に示すように、設定温度が１℃下げられる。

また、ダイヤルノブ１６を１段階押込操作すると、図１２の中段中央に示すように、風向設定モードの風向設定表示部３と、オートモードの選択状態を示す変更設定表示部５とを表示し、温度設定表示部２および風量設定表示部４は消灯した状態となる。

そして、この１段階押込状態で、時計回りに回転させると、図１２の中段右中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風向設定モードの風向設定が、予め設定された順番の次のモードに変更される。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、中段右端に示すように、温度設定表示部２および風量設定表示部４が再び点灯され、設定が確定される。

また、１段階押込状態で、反時計回りに回転させると、図１２の中段左中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風向設定モードの風向設定が予め設定された順番の前のモードに変更される。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、中段左端に示すように、温度設定表示部２および風量設定表示部４が再び点灯され、設定が確定される。

さらに、ダイヤルノブ１６を２段階押込操作すると、図１２の下段中央に示すように、風量設定モードの風量設定表示部４と、オートモードの選択状態を示す変更設定表示部５とを表示し、温度設定表示部２および風向設定表示部３は消灯した状態となる。

そして、この２段階押込状態で、時計回りに回転させると、図１２の下段右中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風量設定モードの風量設定が１レベル上げられる。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、下段右端に示すように、温度設定表示部２および風向設定表示部３が再び点灯され、設定が確定される。

また、２段階押込状態で、反時計回りに回転させると、図１２の下段左中側に示すように、変更設定表示部５がマニュアルモードに変更されるとともに、風量設定モードの風量設定が１レベル下げられる。この状態で、ダイヤルノブ１６の押込操作を止めると、下段左端に示すように、温度設定表示部２および風向設定表示部３が再び点灯され、設定が確定される。

このように構成した第２実施形態の操作装置１０は、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができるうえ、更にスイッチの設置数を削減できる。

図１３は第３実施形態の操作装置１０を示す。この第３実施形態では、ダイヤルノブ１６の押込位置を機械的なプッシュスイッチ５２のオンオフ状態により検出するようにした点で、第１実施形態と大きく相違している。

図１３（Ａ）に示すように、ダイヤルノブ１６は、下端開口の円筒形状をなす樹脂製のものである。この第３実施形態のダイヤルノブ１６には、第１実施形態と同様に、付勢手段配設部２２が設けられ、その内部にスプリング２３とボール部材２４とが配設されている。また、本実施形態のダイヤルノブ１６には、閉鎖端部の中央から内向きに突出するスイッチ作動部４７が突設されている。このダイヤルノブ１６の内部には、別体の回転子２５が配設されている。これらダイヤルノブ１６と回転子２５とは、ダイヤルノブ１６の内周部に設けたスライド溝４８と、回転子２５の外周部に設けた凸部４９との係合により、一体的に回転可能で、かつ、ダイヤルノブ１６の回転中心の軸方向に沿って移動可能に取り付けられている。

そして、本実施形態では、第１実施形態のような可動電極部１７は、ダイヤルノブ１６には設けられていないうえ、把持部２１にも電気的導通を可能とするための導電性メッキも施されていない。代わりに、回転子２５の下端に、径方向外向きに突出するフランジ部５０が設けられ、このフランジ部５０の下面に、図１３（Ｂ）に示すように、可動電極部である回転検出用可動接点部１８が設けられている。また、回転子２５には、ダイヤルノブ１６のスイッチ作動部４７を貫通させるための貫通孔５１が設けられている。さらに、ダイヤルノブ１６に配設したボール部材２４は、スプリング２３とフランジ部５０との間に位置するように配設されている。

一方、プリント基板２７は、図１３（Ｃ）に示すように、ダイヤルノブ１６の可動電極部１７の対向位置に、固定電極部である回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６，２９Ｂ１〜２９Ｂ６，２９Ｃ１〜２９Ｃ６が設けられている。そして、円環状をなす押込検出用固定接点部の代わりに、中心に位置するようにスイッチ作動部４７により押圧されることにより、一対の接点が接触し、押圧操作を解除することにより接点が離反する常開のプッシュスイッチ５２が配設されている。なお、図１３（Ｃ）中、第１実施形態の押込検出用固定接点部３０と同様の位置には共通接点部５３が設けられている。この共通接点部５３は、径方向外側に位置するいずれかの回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６，２９Ｂ１〜２９Ｂ６，２９Ｃ１〜２９Ｃ６との間にかけて、対向する回転検出用可動接点部１８が位置することにより導通が可能となり、マイコン４２に信号を出力するためのものである。

なお、ベース部３２は、外周部に係止溝３３を設けていない点で第１実施形態と相違する。また、ホルダー３４は、第１実施形態と同様に、表面被覆部３５と側面被覆部３６とを備え、側面被覆部３６に固定片３７を設けたものである。

このように構成した第３実施形態のダイヤルノブ１６は、非押込状態ではプッシュスイッチ５２がオフ状態を維持する。そして、この状態で、回転検出用可動接点部１８、回転検出用固定接点部２９Ａ１〜２９Ａ６，２９Ｂ１〜２９Ｂ６，２９Ｃ１〜２９Ｃ６および共通接点部５３により、ダイヤルノブ１６の回転操作を第１実施形態と同様にして検出すると、その回転方向に従って、オートモードおよびマニュアルモードのいずれでも変更を受け付ける温度設定モードの設定温度を増減する。

また、乗員がダイヤルノブ１６の押込操作を行うと、プッシュスイッチ５２がオン状態となる。そして、この状態で、ダイヤルノブ１６の回転操作を検出すると、その回転方向にしたがって、風量設定モードまたは風向設定モードの選択項目を変更する。

なお、本発明の操作装置１０は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、第３実施形態では、１個のプッシュスイッチ５２だけで構成しているため、第１移動位置と第２移動位置しか検出できない構成であるが、２以上のスイッチを配設することにより、２以上の移動位置を検出することも可能である。このようにすれば、第２実施形態のように、１個のダイヤルノブ１６で３種の設定モードを変更することが可能となる。

また、前記実施形態では、本発明の操作装置１０を車両の空調装置の設定条件を変更する場合を例に挙げて説明したが、車両用空調装置に限られず、種々の機器に適用することが可能であり、いずれに適用しても同様の作用および効果を得ることができる。

本発明に係る第１実施形態の操作装置を車両空調装置に適用した状態を示す正面図である。（Ａ）は操作装置の断面図、（Ｂ）はダイヤルノブの底面図、（Ｃ）はプリント基板の平面図である。操作装置の構成を示すブロック図である。図３の操作検出回路の構成を示すブロック図である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は操作検出回路の入出力波形を示すグラフである。マイコンによる制御を示すフローチャートである。図６のダイヤル操作判定処理を示すフローチャートである。ダイヤル操作判定処理による液晶パネルの遷移を示す概略図である。第１実施形態の変形例を示す正面図である。ダイヤル操作判定処理による変形例の液晶パネルの遷移を示す概略図である。第２実施形態の操作装置を車両空調装置に適用した状態を示す正面図である。ダイヤル操作判定処理による第２実施形態の液晶パネルの遷移を示す概略図である。（Ａ）は第３実施形態の操作装置の断面図、（Ｂ）は回転子の底面図、（Ｃ）はプリント基板の平面図である。

符号の説明

１…液晶パネル
２〜５…表示部
１０…操作装置
１１〜１５…スイッチ
１６…ダイヤルノブ
１７…可動電極部
１８…回転検出用可動接点部（回転操作検出手段）
１９…押込検出用可動接点部（押込位置検出手段）
２１…把持部
２３…スプリング
２４…ボール部材
２５…回転子
２７…プリント基板
２８…固定電極部
２９Ａ〜２９Ｃ…回転検出用固定接点部（回転操作検出手段）
３０…押込検出用固定接点部（押込位置検出手段）
３２…ベース部
３４…ホルダー
３８〜４０…回転操作検出回路（回転操作検出手段）
４１…押込操作検出回路（押込位置検出手段）
４２…マイコン（回転操作検出手段，押込位置検出手段，変更手段）

Claims

複数の選択項目を有する２以上の設定モードを備え、所定の設定モードを選択し、所定の選択項目を選択するための操作装置であって、
回転操作が可能で、かつ、回転中心の軸方向に沿って移動可能に配設したダイヤルノブと、
前記ダイヤルノブの回転方向および回転量を検出する回転操作検出手段と、
前記ダイヤルノブの軸方向に沿った移動位置を検出する押込位置検出手段と、
前記押込位置検出手段によって検出した前記ダイヤルノブの移動位置に応じて複数の設定モードのうち予め設定された所定の設定モードに変更するとともに、前記回転操作検出手段によって検出した前記ダイヤルノブの回転操作に応じて選択した設定モード中の選択項目を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする操作装置。
前記押込位置検出手段は、
前記ダイヤルノブに固定した可動電極と、
前記可動電極の対向位置に設けた固定電極と、
前記可動電極と固定電極との間隔の変化によって生じる電気的変化を検出することにより、前記ダイヤルノブの押込位置を可動電極と固定電極とが非接触状態で検出する検出回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
前記ダイヤルノブの把持部を、前記可動電極に対して電気的導通が可能な導通部とし、
前記検出回路は、固定電極を介して入力される電気的変化により、人体の接触状態および非接触状態を検出するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
前記ダイヤルノブは、前記押込位置検出手段を配設した基板に回転可能および軸方向に移動可能に保持されるもので、
前記基板に固定され、前記ダイヤルノブを保持するベース部と、
前記ダイヤルノブを基板に対して離反する方向に付勢するスプリングと、
前記スプリングの端部と基板との間に配設したボール部材と、
前記ダイヤルノブの基板に対する離反を規制するホルダーと、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の操作装置。