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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Bedienfeld, das als Bestandteil des Interieurs eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, und insbesondere einen Berührungssensor, der zusammen mit der Airbag-Abdeckung eines Airbags in dem Kraftfahrzeug installiert ist, sowie eine in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung.
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Stand der Technik
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Airbagsysteme zum Schutz für Passagiere eines Kraftfahrzeugs sind im Falle des Fahrersitzes in einem Lenkrad, einem passagierseitigen Armaturenbrett und in anderen Orten installiert und Airbags sind mit Airbagabdeckungen abgedeckt und hinter denselben angeordnet. Im Falle eines Auftreffens, wie zum Beispiel einer Kollision, löst das Airbagsystem aus, sodass die Airbagabdeckung aufreißt und die Airbags sich aufblasen, um den Aufschlag der Passagiere abzuschwächen.
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Der in dem Lenkrad auf der Fahrerseite untergebrachte Airbag ist groß genug, den Passagier abzudecken, wenn sich der Airbag aufbläst. Daher benötigt der Airbag, auch wenn er in einem gefalteten Zustand untergebracht ist, einen bestimmten Lagerraum. Dies bedeutet, dass die Airbagabdeckung, aus welcher der Airbag austritt, ebenfalls eine relativ große Fläche beansprucht. Folglich befindet sich im Allgemeinen in dem mittleren Bereich des Lenkrads, in welchem die Airbagabdeckung aufgenommen ist, nichts außer einem Emblem oder Ähnlichem.
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Mittlerweile können Steuerschalter, wie zum Beispiel Knöpfe oder Eingabesensoren, mit welcher eine Eingabe für eine Ausrüstung bzw. Ausstattung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann, auf dem Lenkrad angeordnet sein. Zum Beispiel beschreibt die ungeprüfte
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung einer PCT-Anmeldung) Nr. 2007-504983 (Patentliteratur 1) kleine Berührungssensoren, die auf den Speichen eines Lenkrads und einer Airbagabdeckung vorgesehen sind. Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- PTL1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung Nr. 2007-504983 )
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Wie in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2007-504983 (Patentliteratur 1) beschrieben, weisen die meisten auf den Lenkrädern angeordneten Berührungssensoren kleine Flächen für Eingabeeinheiten auf. Somit ist es schwierig, Eingaben für große Bildschirme durchzuführen. Fahrer bedienen jedoch verschiedene Geräte, wie zum Beispiel ein Audiogerät bzw. eine Stereoanlage, eine Klimaanlage, eine Spiegeleinstelleinrichtung und eine Sitzeinstelleinrichtung, in dem sie Schalter verwenden. Die Anzahl von Bedienschaltern nimmt zu und diese Bedieneinheiten tendieren dazu, größer zu werden, weil die Fahrzeuge eine größere Funktionalität aufweisen und höher entwickelt werden. Folglich ist es schwieriger geworden, diese Bedienschalter in kleinen Flächen, wie zum Beispiel den Speichen eines Lenkrads, anzuordnen.
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Mittlerweile weist der mittlere Abschnitt des Lenkrads eine große Fläche auf und es handelt sich um einen Bereich, in dem der Fahrer in einfacher Weise Bedienvorgänge durchführen kann. Weil jedoch ein Airbag aus dem mittleren Bereich austritt, ist es schwierig, einen Berührungssensor in dem mittleren Bereich anzuordnen.
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Im Hinblick auf die oben genannten Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Berührungssensor, der in einem Bereich verwendbar ist, aus welchem ein Airbag austritt, wie zum Beispiel den mittleren Bereich eines Lenkrads, sowie eine in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung einschließlich des Berührungssensors zu schaffen.
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Lösung der Aufgabe
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen stellt die vorliegende Erfindung einen Berührungssensor zur Verfügung, der an einer an der Außenseite eines Airbags vorgesehene Airbagabdeckung angebracht ist und eine Kunstharz- bzw. Kunststoffschicht aufweist, in der ein Elektrodenabschnitt und eine elektrische Leitung gebildet sind, wobei der Berührungssensor Endabschnitte aufweist, die einen Einführbereich bilden, welchen der Airbag während der Auslösung eines Airbagsystems passiert.
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Der Berührungssensor, der an der außerhalb des Airbags vorgesehenen Airbagabdeckung angebracht ist und die Kunstharz- bzw. Kunststoffschicht aufweist, in welcher der Elektrodenabschnitt und die elektrische Leitung gebildet sind, weist die Endabschnitte auf, die den Einführbereich bilden, welchen der Airbag während des Auslösens des Airbagsystems passiert. Durch das Passieren bzw. Hindurchtreten durch den Einführbereich kann der aufgeblasene Airbag leicht austreten, ohne dass unnötiger Widerstand auf den Airbag aufgebracht wird.
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Der Einführabschnitt in dem Berührungssensor kann als ein Schlitz ausgebildet sein. Das Vorsehen des Schlitzes in dem Berührungssensor ermöglicht es, dass der Airbag durch den Schlitz austritt. Somit verhindert das Vorsehen des Berührungssensors nicht den Betrieb des Airbagsystems.
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Des weiteren können die Endabschnitte des Berührungssensors der überlappende Abschnitt der Kunststoffschicht sein. Weil die Endabschnitte der Kunststoffschicht des Berührungssensors den überlappenden Abschnitt bilden, trennt eine Aufbringung einer Druckkraft auf die Endbereiche in einfacher Weise die Endbereiche und bildet somit den Einführabschnitt, wodurch es dem Airbag ermöglicht wird, auszutreten. Folglich verhindert das Vorsehen des Berührungssensors nicht den Betrieb des Airbagsystems.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung mit dem Berührungssensor und der Airbagabdeckung zur Verfügung. Weil der Berührungssensor zusammen mit der Airbagabdeckung vorgesehen ist, kann eine Berührungseingabeeinheit auf der Oberfläche der Airbagabdeckung vorgesehen sein, welche den Airbag lagert bzw. unterbringt.
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Die in die Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung kann des Weiteren eine oberhalb des Berührungssensors angeordnete Anzeige aufweisen. Zum Beispiel kann die Anzeige auf der Oberfläche der Airbagabdeckung vorgesehen sein und der Berührungssensor kann ebenfalls auf der Oberfläche der Airbagabdeckung vorgesehen sein. Weil die in die Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung die Anzeige aufweist, funktioniert die Eingabevorrichtung als eine Anzeigevorrichtung. Es sind jedoch Ideen hinsichtlich des Designs, wie zum Beispiel das Vorsehen von separaten Anzeigen in Abschnitten oberhalb und unterhalb des Abreißbereichs der Airbagabdeckung notwendig, sodass die Anzeige nicht verhindert, dass der Airbag austritt.
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Die Airbagabdeckung kann einen dünnwandigen Bereich aufweisen, der während des Auslösens des Airbagsystems aufreißt und die Endabschnitte des Berührungssensors können entlang des dünnwandigen Bereichs angeordnet sein. Die Airbagabdeckung weist den dünnwandigen Bereich auf, welcher während des Auslösens des Airbagsystems aufreißt, und die Endabschnitte des Berührungssensors sind entlang des dünnwandigen Bereichs angeordnet. Somit befindet sich der leicht aufzureißende Abschnitt der Airbagabdeckung benachbart zu den Endabschnitten oder dem Einführbereich des Berührungssensors. Dies erlaubt es, dass sich der Airbag in einfacher Weise aufbläst und austritt.
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Die Airbagabdeckung kann eine gekrümmte Form aufweisen und der Berührungssensor kann eine Form aufweisen, welche der gekrümmten Form folgt. Die Form des Berührungssensors, welche der gekrümmten Form der Airbagabdeckung folgt, erlaubt es, dass der Berührungssensor in vollem Kontakt mit der Airbagabdeckung ist. Somit weist der Berührungssensor eine hohe Sensitivität auf.
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Der Berührungssensor kann in die Airbagabdeckung integriert bzw. einteilig mit derselben ausgebildet sein. Die einteilige Ausführung des Berührungssensors und der Airbagabdeckung führt zu einer Verringerung der Anzahl von Bauteilen und einer effizienten Nutzung des Raums.
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Eine solche in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung kann in den mittleren Bereich eines Lenkrads angeordnet sein. Das Vorsehen der in die Airbagabdeckung integrierten Eingabevorrichtung in dem mittleren Bereich des Lenkrads ermöglicht es, dass ein Bereich, der eine große Fläche aufweist und in relativ einfacher Weise von einem Fahrer bedient werden kann, als ein Eingabeteil oder ein Anzeigeteil dient. Der Eingabeteil oder der Anzeigeteil kann so angeordnet sein, dass er nicht verhindert, dass der Airbag austritt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei dem Berührungssensor oder der in die Airbagabdeckung integrierten Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Berührungssensor auf der Oberfläche der Airbagabdeckung, hinter welcher der Airbag angeordnet ist, angeordnet sein, wodurch er in einfacher Weise innerhalb des Zugriffsbereichs des Fahrers bedient werden kann und nicht verhindert, dass der Airbag auslöst.
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Des Weiteren kann bei dem Berührungssensor und der in die Airbagabdeckung integrierten Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der Berührungssensor in dem mittleren Bereich des Lenkrads angeordnet sein, das eine gekrümmte Form aufweist. Somit kann die Form des Berührungssensors freier gestaltet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht eines Lenkrads, in welchem ein Berührungssensor und eine in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 vorgesehen sind.
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2 ist eine schematische Schnittansicht des mittleren Bereichs des Lenkrads aus 1.
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3 ist eine Draufsicht auf den Berührungssensor.
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4 ist eine perspektivische Ansicht des Berührungssensors aus 1, der sich entlang der Form einer Airbagabdeckung krümmt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Berührungssensors in einer weiteren Ausführungsform entsprechend 4.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden weitere Details der vorliegenden Erfindung basierend auf Ausführungsformen beschrieben. Überlappende Erläuterungen von gleichen Elementen in den nachfolgenden Ausführungsformen werden weggelassen. Des Weiteren werden überlappende Erläuterungen von gemeinsamen Materialien, Herstellungsverfahren, Wirkungen und anderen gemeinsamen Punkten weggelassen.
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Ausführungsform 1 (Fig. 1–Fig. 4):
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Nachfolgend wird eine in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Lenkrad 1 zeigt, an welchem eine in eine Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung 10 angebracht ist. 2 ist eine schematische Schnittansicht der in die Airbagabdeckung integrierten Eingabevorrichtung 10.
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Wie in 2 dargestellt ist, weist die in die Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung 10 eine Airbagabdeckung 12 und einen Berührungssensor 11 hinter der Airbagabdeckung 12 auf. Eine Anzeigeeinheit 13, die Schalter oder ähnliches anzeigt, die von einem Fahrer bedient werden, ist auf der vorderen Seite der Airbagabdeckung 12 vorgesehen.
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Die Airbagabdeckung 12 ist aus einem synthetischen Harz bzw. Kunstharz bzw. Kunststoff oder einem thermoelastischen Elastomer hergestellt und es handelt sich üblicherweise um ein Oberflächenmaterial, hinter welchem ein Airbag (nicht dargestellt) gelagert bzw. angeordnet ist. Die Airbagabdeckung 12 ist zerbrechlich, sodass sich während des Auslösens eines Airbagsystems der Airbag aufbläst und in Richtung des Fahrers austritt.
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Insbesondere ist in der Airbagabdeckung 12 ein dünnwandiger Bereich (Abreißbereich) 14 gebildet, der während des Auslösens des Airbagsystems aufreißt. Der dünnwandige Bereich 14 ist in Form einer im Wesentlichen H-förmigen Nut ausgebildet, sodass der Airbag nach dem Zerreißen bzw. Brechen des dünnwandigen Bereichs 14 in einfacher Weise austritt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Airbag hinter dem Lenkrad 1 als das fahrerseitige Airbagsystem angeordnet und die Airbagabdeckung 12 ist in einem mittleren Bereich 1a des Lenkrads 1 angeordnet.
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Die Anzeigeeinheit 13 auf der Oberfläche der Airbagabdeckung 12 zeigt Schalter oder ähnliches an, die gedruckt sind oder mit Vorsprüngen oder Vertiefungen ausgebildet sind.
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Der Berührungssensor 11 befindet sich hinter der Airbagabdeckung 12 und folgt der Form der Airbagabdeckung 12 und ist in Kontakt mit und in die Airbagabdeckung 12 integriert. Der Berührungssensor 11 weist einen Schlitz 11a entlang des dünnwandigen Bereichs 14 auf.
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Wie in 3 dargestellt, ist in dem Berührungssensor 11 ein kapazitiver Sensor in einer Kunststoffschicht bzw. Kunststofffolie 1b angeordnet, die als ein Basismaterial ausgebildet ist. Elektrodenabschnitte 11c sind aus einer Kupferfolie oder leitfähigen Polymeren auf der Kunststoffschicht 11b ausgebildet. Leitungen 11b sind mit einem Anschluss 11e verbunden, um eine Veränderung der Kapazität zu detektieren, wenn sich ein Finger dem Berührungssensor 11 nähert. Der Anschluss 11e ist mit einer Leiterplatte oder einem Detektierelement verbunden und detektiert eine Veränderung der Kapazität. Der Schlitz 11a, der im Wesentlichen H-förmig ausgeführt ist, ist jedoch in der Kunststofffolie 11b als das Basismaterial gebildet. Somit sind die Elektrodenabschnitte 11c auf den gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 11a in dem mittleren Bereich der Kunststofffolie 11b vorgesehen, um den Schlitz 11a zu vermeiden.
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Die Airbagabdeckung 12 und der Berührungssensor 11 sind unter Verwendung von doppelseitigem Klebeband oder Klebstoff oder durch Ultraschallschweißen, Wärmeschweißen, thermisches Abdichten oder andere Verfahren miteinander verbunden. Eine große bzw. breite Oberfläche, die annähernd die gesamte Oberfläche des Berührungssensors 11 einnimmt, oder ein Abschnitt des Berührungssensors 11, wie zum Beispiel ein Endabschnitt, können an der Airbagabdeckung 12 angebracht bzw. befestigt sein.
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Bei der in die Airbagabdeckung integrierten Eingabevorrichtung 10 ist der Berührungssensor 11, welcher den Schlitz 11a aufweist, hinter der Airbagabdeckung angeordnet und in dieselbe integriert. Somit kann der eine große Fläche aufweisende Berührungssensor 11 überall außer in dem dünnwandigen Berührungssensor 14 vorgesehen sein. Folglich können unterschiedliche Schaltfunktionen für den mittleren Bereich 1a des Lenkrads 1 vorgesehen sein, wo der Fahrer in einfacher Weise Bedienvorgänge durchführen kann.
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Des Weiteren kann der Berührungssensor 11 trotz seiner relativ großen Fläche aufgrund des Schlitzes 11a in einfacher Weise gebogen werden. Somit kann der Berührungssensor 11 der Airbagabdeckung 12, die als Ganzes eine gekrümmte Form aufweist, folgen und an derselben angebracht sein. Folglich weist der Berührungssensor 11 eine hohe Sensibilität bzw. Empfindlichkeit auf.
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Der Berührungssensor 11 ist in dem mittleren Bereich 1a des Lenkrads 1 vorgesehen. Dies verhindert jedoch nicht, dass die Airbagabdeckung 12 während des Auslösens des Airbagsystems aufreißt, wodurch es ermöglicht wird, dass sich der Airbag aufbläst. 4 stellt den Berührungssensor 11 dar, der sich entlang der Form der Airbagabdeckung 12 biegt.
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Verschiedene Änderungen können an der in die Airbagabdeckung integrierten Eingabevorrichtung 10 durchgeführt werden. Der Schlitz 11a in dem Berührungssensor 11 kann anstatt im Wesentlichen H-förmig ausgeführt zu sein durch Segmentlinien gebildet sein, welche es ermöglichen, dass das Basismaterial 11b teilweise verbunden wird. Es ist zu bevorzugen, dass der Schlitz 11a eine zerbrechliche Form aufweist, sodass der Airbag durch den Schlitz 11a hindurch geht bzw. denselben passiert, wenn sich der Airbag aufbläst.
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Es ist zu bevorzugen, dass die Kunststoffschicht 11b als das Basismaterial des Berührungssensors 11 so geformt ist, dass sie im Voraus entlang der Form der Airbagabdeckung 12 gekrümmt ist. Die Kunststoffschicht 11b kann jedoch auch eine flache, plattenartige Form aufweisen. Die Kunststoffschicht 11b kann durch Erzeugen verschiedener Schnitte oder Schlitze, die von dem Schlitz 11a verschieden sind, durch welche der Airbag hindurchgeht entlang der Airbagabdeckung 12, gebogen und an derselben befestigt werden.
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Des Weiteren können der Berührungssensor 11 und die Anzeige 13 auf der Vorderseite der Airbagabdeckung 12 angeordnet sein, anstatt den Berührungssensor 11 hinter der Airbagabdeckung 12 anzuordnen.
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Des Weiteren kann, wenn die Anzeige und der Bildschirm eines Fahrzeugnavigationssystems in dem mittleren Bereich vorgesehen sind, ein Raum oberhalb eines oberen Bereichs einer mittleren Konsole, wo der Bildschirm des Fahrzeugnavigationssystems angeordnet worden ist, für andere Zwecke verwendet werden.
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Wenn die Airbagabdeckung 12 oder der Berührungssensor 11 so ausgeführt sind, dass sie teilweise lichtdurchlässig sind, erlaubt dies der Anzeigeeinheit 13, die Positionen der Elektrodenabschnitte 11c des Berührungssensors 11 mittels Gegenlicht bzw. Hintergrundbeleuchtung anzuzeigen. Der Weiteren ist es möglich, zu bewirken, dass ein gewünschter Ort Licht ausstrahlt, und zwar durch Anordnen von LEDs oder EL-Elementen als Hintergrundbeleuchtungsquellen in dem Basismaterial 11b des Berührungssensors 11 oder durch Verwenden des Berührungssensors 11 als eine Lichtführung.
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Weil der mittlere Bereich 1a des Lenkrads 1 eine Hupe aufweist, ist es zu bevorzugen, dass eine Eingabe für den Berührungssensor 11 separat von einer Eingabe für die Hupe detektiert wird. Zum Beispiel sind die folgenden Einstellungen möglich: Wenn ein Finger die Oberfläche der Airbagabdeckung 12 leicht berührt, detektiert der Berührungssensor 11 die Eingabe mit einer hohen Empfindlichkeit. Wenn jedoch ein großer Druck auf die Airbagabdeckung 12 detektiert wird, detektiert die Hupe die Eingabe, der Berührungssensor detektiert jedoch keine Eingabe.
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Zusätzlich zu dem fahrerseitigen Airbag, der hinter dem Lenkrad 1 angeordnet ist, beinhalten Beispiele von Airbagsystemen einen passagierseitigen Airbag, einen Seitenairbag, einen Vorhang- bzw. Curtain Airbag und einen Knie Airbag. Die Berührungssensoren 11 und die in die Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung 10 können auch bei diesen Airbagsystemen verwendet werden. Die Berührungssensoren 11 können auf den Oberflächen der diese Airbags aufnehmenden Airbagabdeckungen angeordnet sein, sodass die Airbags während des Auslösens der Airbags nicht am Aufblasen und Austreten gehindert werden.
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Zum Beispiel kann eine in die Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung 10 vorgesehen sein, in welcher der Berührungssensor 11 sich auf einem passagierseitigen Armaturenbrett befindet.
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Ausführungsform 2 (Fig. 5):
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Berührungssensors 21 der vorliegenden Ausführungsform. 5 stellt den Berührungssensor 21 dar, des sich entlang der Form einer Airbagabdeckung biegt. Der Berührungssensor 21 ist mit einer Kunststofffolie bzw. -schicht 21b gebildet und weist einen überlappenden Bereich 24 auf, in welchem die Kunststoffschicht 21b überlappt. Der überlappende Bereich 24 dient als ein Einführbereich, durch welchen ein Airbag während des Aufblasens des Airbags hindurchgeht. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform dadurch, dass der überlappende Bereich 24 statt des Schlitzes 11a als der Einführbereich dient. Elektrodenabschnitte 21c, Leitungen 21d und ein Anschluss 21e weisen Formen, Größen oder ähnliches auf, die unterschiedlich von denjenigen der Elektrodenabschnitte 11c, der Leitungen 11d und des Anschlusses 11e sind, aber ähnliche Funktionen aufweisen.
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Bei dem Berührungssensor 21 überlappen Bereiche der Kunststoffschicht 21b miteinander ohne einen Spalt, wodurch die Fläche verringert wird, in welcher die Elektrodenabschnitte 21c nicht vorgesehen sein können. Eine Bedienung mittels Berührung kann von einer Seite des überlappenden Bereichs 24 zu der anderen Seite desselben durchgeführt werden.
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Auch in dem Berührungssensor 21 öffnet die Anwendung einer Druckkraft auf den überlappenden Bereich 24 in einfacher Weise den überlappenden Bereich und erzeugt einen Spalt. Dies ermöglicht es dem Airbag, durch den Spalt hindurchzugehen bzw. den Spalt zu passieren. Somit kann der Widerstand für das Austreten des Airbags auf ein niedriges Niveau gesenkt werden.
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Die in den Ausführungsformen beschriebenen strukturellen Elemente können verändert und kombiniert werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Solche Änderungen und Kombinationen sollten in der technischen Idee der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkrad
- 1a
- mittlerer Bereich
- 10, 20
- in einer Airbagabdeckung integrierte Eingabevorrichtung
- 11, 21
- Berührungssensor
- 11a
- Schlitz
- 11b, 21b
- Kunststoffschicht (Basismaterial)
- 11c, 21c
- Elektrodenabschnitt
- 11d, 21d
- Leitung
- 11e, 21e
- Anschluss
- 12
- Airbagabdeckung
- 13
- Anzeigeeinheit
- 14
- dünnwandiger Bereich (abreißender Bereich)
- 24
- überlappender Bereich (abreißender Bereich)
