专利名称：带有由光导背光照明的旋转开关的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有旋转开关的控制设备，其特别地设置为用于装备机动车控制面板，例如用于控制空调通风系统的功能。
背景技术：
通常，机动车的空调通风系统包括控制面板，该控制面板设有多个布置在板上的旋转开关。这些旋转开关被设置为用于通过操作旋钮来控制各种功能，尤其是加热温度、通风速度、在车辆座舱内通风空气流的朝向。每个旋转开关都至少部分地被周边显示区域围绕，其中所述周边显示区域包括与所控制的功能相关的符号，并标识旋转开关的各个角位 置。出于实用原因和美学原因，设置背光照明设备，用于允许照明每个旋转开关，尤其是用于照明布置在旋钮上并标识旋转开关角位置的指示物，以及用于照明周边显示区域。为了增加该同一控制设备所控制的功能的数量，经常要求在旋转开关的中心处布置一个或多个按钮，这些按钮本身也包括背光照明设备。目前，为了实现这种类型的在其中心处包括至少一个按钮的旋转开关，使用管状旋转编码器，该编码器安装在板上，并同时提供电气开关功能和触觉功能，即力回馈功能(英文为“feeling”)。触觉功能特别地允许使用者辨识确定数量的角位置，其中所述角位置的形式为分度凹口。这种类型的旋转开关的一个缺陷在于其直径是固定的，这是因为其直径取决于所选择的旋转编码器。对于触觉功能也是同样的，该触觉功能在设计时由旋转编码器的制造者来决定。这种类型的旋转开关因此不允许控制面板的设计者使直径和触觉功能适应车辆制造者的特殊要求。关于背光照明设备，目前的解决方案一般要求大量的场致发光二极管(英文为“LED”)，这些场致发光二极管中的一部分布置在周边显示区域的符号下方，而另一部分则布置在旋转开关下方各个角位置处，以照明在该旋转开关的各个角位置上的光指示物。这些解决方案不完全令人满意，因为这些解决方案造成在板上空间拥挤的问题以及大量光源产生的热能所造成的发热问题。特别地，由于在旋转开关中心处及下方的可用空间不大，非常难以包含光指示物和装备旋转开关中心处的按钮的光指示器的背光照明。
发明内容
本发明旨在提出上述问题的一种经济的解决方案。为此，本发明提出一种控制设备，尤其是用于机动车的控制设备，该控制设备包括板、布置在该板上的旋转开关和周边显示区域、和背光照明设备，背光照明设备被设置为用于背光照明旋转开关和周边显示区域，旋转开关包括旋钮，该旋钮被安装为围绕轴线相对于板旋转，该旋钮包括与旋钮一起转动的光指示物，周边显示区域包括围绕旋转开关布置的固定光符号，所述控制设备的特征在于，该背光照明设备包括至少一个光源，该光源与光导配合同时照明光指示物和周边显示区域，其中所述光导由单一部件实现，并固定在板上。借助于本发明，可以为车辆制造者提供控制设备在旋转开关尺寸(高度、直径)和旋转开关中心处按钮的尺寸和数量方面的大的多样性。此外，本发明通过摆脱使用标准旋转编码器，从而允许使触觉功能与背光照明功能解除关联。本发明因此允许个性设置每个旋转开关，尤其是在背光照明、触觉功能、直径等方面。根据本发明的背光照明设备提供的照明强度水平和照明均匀性水平主要由光导的选择来决定，尤其是由光导的材料、表面外观、形状的选择来决定，这允许根据本发明的控制设备具有大的外观多样性。
根据本发明的其他有利特征
-周边显示区域由光导的大体是横向的部分来背光照明；
-光源相对于旋转开关和周边显示区域横向地偏移，而光导则包括从光源延伸到横向部分的周边边缘的引导部分；
-控制设备包括两个光源，而引导部分则包括两个分支，这两个分支每个都从横向部分的周边边缘延伸到所关联的光源；
-横向部分布置在板的上方，以形成轴向空间；
-引导部分包括在光源和横向部分的周边边缘之间的倾斜部分，其中所述光源大体地位于板处；
-在轴向空间中布置可旋转地与旋钮连接的可动电气开关设备，以产生取决于旋钮角位置的开关信号；
-光导大体地呈片状，所述片包括入口表面，该入口表面被设置为用于允许由源发出的光在片的平面中传播，横向部分的至少一个横向表面包括凸起的结构，所述凸起的结构旨在使一部分在横向部分中传播的光向着光导外部漫射到周边显示区域的固定光符号的方向上；
-光导包括轴向部分，该轴向部分在旋钮的内部从横向部分的内部周边边缘向着指示物延伸，以背光照明指示物；
-轴向部分在围绕旋转轴线的角扇区上延伸，所述角扇区大体地对应于光指示物的最大移动角幅度；
-轴向部分由多个轴向舌件构成，其中所述舌件围绕旋转轴线以圆弧的形式延伸；
-构成光导的中间元件布置在旋钮中，以将来自于轴向部分的光引导到光指示物；
-旋转开关包括至少一个按钮，该按钮布置在由旋钮限定的环状空间中，并与布置在板上的按钮开关配合；
-旋转开关包括管状主体，该管状主体可旋转地与旋钮连接，横向部分按照角扇区围绕管状主体延伸，其中所述角扇区的端部限定角空间，在该角空间中设置管状主体和安装在板上的机械元件之间的机械连接机构；
-机械元件为带齿的轮子，该带齿的轮子与布置在管状主体上的齿配合；
-机械元件为弹性可屈的片，该片与布置在管状主体上的凸轮表面配合，以在旋钮上产生力回馈。
阅读以下详细说明并参照示例性而非限制性地给出的附图，本发明的其他特征、目的和优点将变得显而易见。在这些附图中
-图I为正视图，该正视图示出了包括根据本发明教导的控制设备并配有两个侧旋转开关和一个中央旋转开关的控制面板；
-图2为类似于图I的视图，该视图示出了图I的控制面板，其中去除了它的前面板以显示出装备左侧旋转开关和中央旋转开关的背光照明设备；
-图3为沿着图4中的视角V3的透视图，该透视图示出了图I的控制面板的右侧旋转开关及其背光照明设备；
-图4为沿着图3中的视角V4的透视图，该透视图示出了图3的右侧旋转开关，其中去除了它的旋钮；
-图5为沿着图3中的视角V5的部分分解透视图，该部分分解透视图示出了图3的右侧旋转开关；
-图6为侧视图，该侧视图示出了图I的控制面板的中央旋转开关及其背光照明设
备;
-图7为透视图，该透视图示出了图6的中央旋转开关及其背光照明设备；
-图8为沿着与图7的角度略微不同的角度的透视图，该透视图示出了图6的中央旋转开关，其中去除了它的旋钮。
具体实施例方式在以下说明中，相同或类似的元件用相同的附图标记来表示。在图I和图2中，示出了机动车的控制面板10，该控制面板包括第一控制设备12和第二控制设备14，其中所述第一控制设备被设置为用于控制空调通风系统，而所述第二控制设备则被设置为用于控制其他系统，例如车载收音机和导航系统。控制面板10被设置为布置在车辆的仪表盘中。该控制面板包括前面板或盖15,该前面板固定在呈板状的支撑框架17上。控制设备12、14安装在板19上，该板在这里为印刷电路板，该板固定在支撑框架17上，位于前面板15的后方。图2示出了没有前面板15和第二控制设备14的控制面板10。控制设备12、14配置有旋转开关16、18、20和按钮22，以及所关联的背光照明设备24、26、28。围绕每个旋转开关16、18、20布置周边显示区域30、32、34。每个周边显示区域30、32、34都包括固定的光符号36，例如象形符号或其他几何图案，所述光符号表示与旋转开关16、18、20各个角位置关联的各个功能，并被背光照明。根据所示出的实施例，周边显示区域30、32、34位于前面板15的围绕旋转开关16、18、20的部分上。考虑图I和图2，根据所示出的实施例，左侧旋转开关16用于控制定向空调通风系统的空气流的功能，中央旋转开关18用于控制空调通风系统的吹风机的速度，而右侧旋转开关20用于控制空调通风系统的加热温度。每个旋转开关16、18、20都包括环状旋钮38，该环状旋钮被安装为相对于板19围绕大致垂直于板19的轴线Al旋转。每个旋钮38都包括周边光指示物40，该周边光指示物与旋钮38 —起转动，并且由与旋转开关16、18、20关联的背光照明设备24、26、28来背光照明。光指示物40允许标识旋钮38和相关联的旋转开关16、18、20的工作角位置。特别地考虑图3至图8，每个旋转开关16、18、20都包括管状主体42，该管状主体可旋转地与旋钮38连接。该管状主体42包括横向臂44，该横向臂设有电气接触装置，该电气接触装置通过滑动与布置在板19上的导电轨道配合，以构成可动电气开关设备，该可动电气开关设备允许产生电气开关信号，该电气开关信号取决于旋钮38的角位置，并且与旋转开关16、18、20控制的功能相关。
根据在附图中示出的实施例，侧旋转开关16、20每个都包括与空调通风系统连接的齿轮传动机械连接机构46，用以控制例如叶片(未示出)的枢转。机械连接机构46在这里包括带齿的轮子48，该带齿的轮子与布置在管状主体42上的齿50啮合。此外，中央旋转开关18包括机械触觉设备52，该机械触觉设备呈弹性可屈的片54的形式，该弹性可屈的片固定在板19上，并与布置在所关联的管状主体42上的开槽的凸轮表面56配合，以在使用者手动地操作旋钮时在旋钮38上产生力回馈。 当然，触觉设备52可以以不同的方式来实现，例如借助于弹性地偏压在凸轮表面56上的分度指来实现。有利地，每个旋转开关16、18、20都包括按钮22，该按钮布置在由旋钮38限定的、在管状主体42内部的环形空间中。按钮22被设置为用于与布置在板19上的按钮开关58配合，以控制例如空调通风系统的开启和关闭，或用于控制空调通风系统的特定工作模式(例如除雾)的启动。在这里，每个按钮22都具有其自己的背光照明设备(未示出)，该背光照明设备不同于用于旋转开关16、18、20的背光照明设备。根据本发明的教导，每个旋转开关16、18、20及其关联的周边显示区域30、32、34都由相同的背光照明设备24、26、28来背光照明。为此，每个背光照明设备24、26、28都包括至少一个光源60，该光源与光导62、64、66配合，同时照明光指示物40和所关联的周边显示区域30、32、34。光导62、64、66以具有胜任导光功能的光学特性的材料制成。优选地，光导由塑料材料制成，例如半透明的聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸酯(PMMA)。如在图3至图8中可见，每个光导62、64、66都由单一部件来实现，并且固定安装在板19上。有利地，光源60相对于旋转开关16、18、20和相关联的周边显示区域30、32、34横向地偏移。该光源在这里由场致发光二级管构成，该场致发光二极管安装在板19上，并是侧向发光类型的，以沿着大体地平行于板19平面的方向向着相关联的光导62、64、66的入口表面68发出光线。根据一个实施变型(未示出)，光源60可以是竖直发光类型的二极管(英语为“topled”)。在该情况下，光导62、64、66的形状和入口表面68根据二极管的发光配置来调整。在图中示出的实施例中，侧背光照明设备24、28的侧光导62、66按照在图3至图5中详细地示出的第一实施例来实现。侧光导62、66大致相同，并且被布置为大体地相对于穿过中央旋转开关18的轴向对称平面是对称的。中央背光照明设备26的中央光导64按照在图6至图8中详细地示出的第二实施例来实现。根据本发明的教导，每个光导62、64、66都大体地具有片状，其中所述片包括入口表面68，该入口表面布置在片的边缘中，并被设置为用于允许源60发出的光在片的平面中传播。每个光导62、64、66都包括大体地为横向的部分70,该横向部分呈环形扇区的形状，并被设置为用于背光照明相关联的周边显示区域30、32、34。该横向部分70因此在固定的光符号36下方延伸。为了允许该背光照明，横向部分70的下表面72在固定的光符号36的直线上包括凸起的光学结构74，这些光学结构旨在使一部分在横向部分70中传播的光向着光导62、64、66的外部漫射到固定光符号36的方向上。光学结构74可以是表面的粗糙，由此构成在光导62、64、66中传播的光线的微反射表面。这些光学结构74可以通过在制造光导62、64、66时的模制来获得，或通过实施在下表面72上的表面处理来获得。在附图中，光学结构74以非常示意并且放大的方式示出。有利地，横向部分70布置在板19的上方，以在横向部分70的下表面72和板19的上表面之间形成轴向空间E。这允许在横向部分70下方布置构件。特别地，在本实施例中，轴向空间E允许横向臂44的布置和通过，该横向臂用于与旋转开关16、18、20关联的可动电气开关设备。 由围绕旋转开关16、18、20的管状主体42的横向部分70构成的角扇区(secteurangulaire)的周向端部允许空出角空间A，在该角空间中，可以布置构件，例如用于侧旋转开关16、20的齿轮传动机械连接机构46，及例如用于中央旋转开关18的触觉设备52。在这里,每个光导62、64、66都包括引导部分76,该引导部分从光源60延伸到横向部分70的周边边缘。从光源60直至横向部分70，引导部分76包括布置在板19上的平面部分78、和倾斜部分79，它们允许以尽可能高的效率来收集并传递源60发出的光线。为了改善该效率，引导部分76和横向部分70的周边边缘包括凹口 80，这些凹口以最佳的方式分布，以使光线偏向对于背光照明最有用的区域，并最大程度地避免周边边缘造成的光损失。有利地,光导62、64、66可以在横向部分上包括矮墙81,所述矮墙以合适的方式来布置，以最小化周边显示区域30、32、34以外的杂散发光。为了改善背光照明的效率，光导62、64、66优选地包括两个光源60，并且引导部分76包括两个分支82、84，这两个分支每个都从横向部分70的周边边缘延伸到相关联的光源60。根据本发明的优选实施例，光导62、64、66包括轴向部分86,该轴向部分在相关联的旋钮38内部从横向部分70的内部周边边缘88向着光指示物40延伸。这里，内部/外部朝向相对于轴线Al径向地定义。这里，轴向部分86由多个轴向舌件90构成，这些轴向舌件围绕旋转轴线Al以以圆弧形式延伸。每个舌件90都通过连接部分91与横向部分70的内部周边边缘88连接，其中所述连接部分是弯曲或倾斜的，以最大程度地保证在光导62、64,66中传播的光线完全地向着轴向部分86的上端部92折射。轴向部分86被设置为用于背光照明光指示物40。为此，轴向部分86在围绕旋转轴线Al的角扇区上延伸,所述角扇区大体地对应于光指示物40的最大移动角幅度,而光指示物40则大体地布置在轴向部分86的直线上。为了保证最优地将光引导到光指示物40，呈轴向杆形式的中间光导94布置在旋钮38中。该中间光导94大体地从轴向部分86的上轴向端部延伸到在旋钮38的上部分中构成光指示物40的窗口。现在描述使根据第一实施例的光导62、66和根据第二实施例的光导64相区别的元件。
在根据第一实施例的光导62、66中，两个分支82、84在两个光源60处会和，其中所述两个光源在板19上大致相邻。在根据第二实施例的光导64中，两个分支82、84大致平行，并且限定横向空间T，相关联的两个光源60在板19上彼此相距相对较远。有利地，在两个分支82、84之间的自由空间用于布置支撑和定位部分96、98，该支撑和定位部分被设置为用于构成相关联的光导62、64、66在板19上的支撑和定位元件。在这里，每个支撑和固定部分96、98都与相关联的光导62、64、66的主体一起由单一部件实现。在对应于侧光导62、66的第一实施例中，支撑和定位部分96从横向部分70的周边边缘向着板延伸。在对应于中央光导64的第二实施例中，支撑和定位部分98由横梁构成，该横梁在 分支82、84的两个平面部分78之间横向地延伸。有利地，每个支撑和定位部分96、98都包括块(plot) 99，该块被接收在中间板的互补容腔(未不出)中，其中所述中间板被设置为用于在光导62、64、66的上方安装在板19和前面板15之间。由此，每个光导62、64、66都由中间板来在板19上维持就位。额外地，中央光导64包括两个定位凹口 101、102，这两个定位凹口分别与两个分支82、84形成一体，并被设置为用于以互补的方式来接收布置在中间板上的两个定位榫(未示出)。根据中央光导64的优选实施例，附属支撑爪100在横向部分70下方在与支撑和固定部分98相对之处延伸，以保证中央光导64在板19上的良好的稳定性。
权利要求
1.ー种控制设备(12)，尤其是用于机动车的控制设备，所述控制设备包括 -板(19); -布置在所述板(19)上的旋转开关(16、18、20)和周边显示区域(30、32、34)； -背光照明设备(24、26、28)，所述背光照明设备被设置为用于背光照明所述旋转开关(16、18、20)和所述周边显示区域(30、32、34)，所述旋转开关(16、18、20)包括旋钮(38)，所述旋钮被安装为相对于所述板(19)围绕轴线(Al)旋转，所述旋钮(38)包括与所述旋钮(38) —起转动的光指示物(40),所述周边显示区域(30、32、34)包括围绕所述旋转开关(16、18、20)布置的固定光符号(36), 所述控制设备的特征在于，所述背光照明设备(24、26、28)包括至少ー个光源(60)，所述光源与光导(62、64、66)配合，同时照明所述光指示物(40)和所述周边显示区域(30、32、34)，所述光导(62、64、66)由单一部件实现,并固定在所述板(19)上。
2.如权利要求I所述的旋转控制设备(12)，其特征在干，所述周边显示区域(30、32、34)由所述光导(62、64、66)的大体横向部分(70)来背光照明。
3.如权利要求2所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述光源(60)相对于所述旋转开关(16、18、20)和所述周边显示区域(30、32、34)横向地偏移，所述旋转控制设备的特征还在于，所述光导(62、64、66)包括引导部分(76)，所述引导部分从所述光源(60)延伸到所述横向部分(70)的周边边缘。
4.如权利要求3所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述旋转控制设备包括两个光源(60)，所述旋转控制设备的特征还在于，所述引导部分(76)包括两个分支(82、84)，所述两个分支每个都从所述横向部分(70 )的周边边缘延伸到相关联的光源(60 )。
5.如权利要求3或4所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述横向部分(70)布置在所述板(19)的上方，以形成轴向空间(E)。
6.如权利要求5所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述引导部分(76)包括在所述光源(60)和所述横向部分(70)的周边边缘之间的倾斜部分(79)，其中所述光源大体地位于所述板(19)处。
7.如权利要求5或6所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，可旋转地与所述旋钮(38)连接的可动电气开关设备被布置在所述轴向空间(E)中，以产生取决于所述旋钮(38)的角位置的开关信号。
8.如权利要求2至7中任一项所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述光导(62、64、66)大体地具有片状，其中所述片包括入口表面，所述入口表面被设置为用于允许所述源(60)发出的光在所述片的平面中传播，所述旋转控制设备的特征还在于，所述横向部分(70)的至少ー个横向表面包括凸起结构，所述凸起结构g在使一部分在所述横向部分(70)中传播的光向着所述光导(62、64、66)的外部漫散到所述周边显示区域(30、32、34)的所述固定光符号(36)的方向上。
9.如权利要求2至8中任一项所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述光导(62、64、66)包括轴向部分(86)，所述轴向部分在所述旋钮(38)内部从所述横向部分(70)的内部周边边缘向着所述指示物(40)延伸，以背光照明所述指示物(40)。
10.如权利要求9所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述轴向部分(86)在围绕所述旋转轴线(Al)的角扇区上延伸，所述角扇区大体地对应于所述光指示物(40)的最大移动角幅度。
11.如权利要求10所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述轴向部分(86)由多个轴向舌件(90)构成,所述轴向舌件围绕所述旋转轴线(Al)以圆弧的形式延伸。
12.如权利要求9至11中任一项所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，构成光导的中间元件(94)被布置在所述旋钮(38)中，以将来自所述轴向部分(86)的光引导到所述光指示物(40)。
13.如权利要求2至12中任一项所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述旋转开关(16、20)包括管状主体(42)，所述管状主体可旋转地与所述旋钮(38)连接，所述旋转控制设备的特征还在于，所述横向部分(70)按照角扇区围绕所述管状主体(42)延伸，所述角扇区的端部限定角空间，所述旋转控制设备的特征还在于，在所述管状主体(42)和安装在所述板(19)上的机械元件之间的机械连接机构(46)被设置在所述角空间中。
14.如权利要求13所述的旋转控制设备(12)，其特征在干，所述机械元件是带齿的轮子(48)，所述带齿的轮子与布置在所述管状主体(42)上的齿(50)配合。
15.如权利要求13所述的旋转控制设备(12)，其特征在于，所述机械元件是弹性可屈的片(54)，所述弹性可屈的片与布置在所述管状主体(42)上的凸轮表面(56)配合，以在所述旋钮(38)上产生カ回馈。
全文摘要
本发明涉及一种控制设备(12)，尤其是用于机动车的控制设备，该控制设备包括旋转开关(16、18)和周边显示区域，所述旋转开关和周边显示区域布置在板(19)上，并且由背光照明设备(24、26)背光照明，所述旋转开关(16、18)包括旋钮(38)，所述旋钮被安装为相对于所述板(19)围绕轴线旋转，所述旋钮(38)包括与所述旋钮(38)一起转动的光指示物(40)，所述周边显示区域包括围绕所述旋转开关(16、18)布置的固定光符号(36)，所述控制设备的特征在于，所述背光照明设备(24、26)包括至少一个光源(60)，所述光源与光导(62、64)配合，同时照明所述光指示物(40)和所述周边显示区域(30、32)。
文档编号B60K37/06GK102792243SQ201180014017
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月9日 优先权日2010年3月17日
发明者A.乌尔, L.芬德勒尔 申请人:德尔菲技术公司