JP2016206005A - Load detection device and operation system for vehicle - Google Patents

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英広 赤堀
Hidehiro Akahori
英広 赤堀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure a load.SOLUTION: A load detection device comprises a contact body 11 on which a pressing load acts by being pressed, a load detection body 12 disposed so as to face the contact body 11 on the side in the contact body 11 pressing direction and detecting a pressing load acting on the contact body 11 as a divided pressing load obtained by dividing the pressing load for each area, a processing unit 15 for calculating a direction of the pressing load acting on the contact body 11 by compositing the divided pressing loads detected by the load detection body 12, and a frame body 14 for covering a peripheral part 11bB of the contact body 11 in the state of exposing the central part of the contact body 11 to the opposite side to the load detection body 12 and restricting pressure on the peripheral part 11bB of the contact body 11.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、荷重検出装置及び車両用操作システムに関する。   The present invention relates to a load detection device and a vehicle operation system.

押圧されて作用する押圧荷重の方向を検出するものとして、荷重検出装置が知られている。荷重検出装置としては、測定対象物との接触部(接触体)を備え、接触部に作用する押圧荷重を測定する荷重センサ(荷重検出体)を有する荷重測定システムが知られている(例えば下記の特許文献1)。この技術においては、荷重センサの荷重検出層を4つのゾーンに分割し、各ゾーンの電圧変化量を測定することで接触部に作用する押圧荷重を垂直荷重(圧縮荷重)とせん断荷重に分離して測定する。垂直荷重は、各ゾーンの電圧変化量の総和として、せん断荷重は、電圧変化として測定する。荷重測定システムは、測定した垂直荷重とせん断荷重に基づいて作用する押圧荷重の方向を測定する。   A load detection device is known as a device that detects the direction of a pressing load that acts when pressed. As a load detection device, a load measurement system having a contact portion (contact body) with a measurement object and having a load sensor (load detection body) that measures a pressing load acting on the contact portion is known (for example, the following) Patent Document 1). In this technology, the load detection layer of the load sensor is divided into four zones, and the pressure load acting on the contact part is separated into a vertical load (compression load) and a shear load by measuring the amount of voltage change in each zone. To measure. The vertical load is measured as the sum of the voltage changes in each zone, and the shear load is measured as the voltage change. The load measuring system measures the direction of the pressing load acting based on the measured vertical load and shear load.

特開2013−079831号公報JP2013-079831A

ところで、接触体は、周縁部を押圧すると、接触体の押圧位置が押し下げられ、押圧位置から最も離れた位置が浮き上がるおそれがある。このため、押圧位置に対向して配設された荷重検出体には圧縮荷重が作用し、浮き上がった位置に対向して配設された荷重検出体には引張荷重が作用するおそれがある。このように、荷重検出装置及び車両用操作システムにおいては、押圧荷重を正確に測定するという点で改善の余地がある。   By the way, if a contact body presses a peripheral part, the press position of a contact body will be pushed down and there exists a possibility that the position furthest away from the press position may float. For this reason, there is a possibility that a compressive load acts on the load detection body arranged opposite to the pressing position, and a tensile load acts on the load detection body arranged opposite to the lifted position. Thus, in the load detection device and the vehicle operation system, there is room for improvement in that the pressing load is accurately measured.

そこで、本発明は、押圧荷重を正確に測定することができる荷重検出装置及び車両用操作システムを提供することを、その目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a load detection device and a vehicle operation system that can accurately measure a pressing load.

上記目的を達成する為、本発明は、押圧されて押圧荷重が作用する接触体と、前記接触体が押圧される押圧方向側において前記接触体と対向して配設され、前記接触体に作用する前記押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体と、前記分割押圧荷重を合成して前記接触体に作用する前記押圧荷重の方向を算出する処理部と、前記接触体の中央部を前記荷重検出体と反対側に露出した状態で前記接触体の周縁部を覆い、前記接触体の前記周縁部に対する押圧を規制する枠体と、を備える、ことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a contact body that is pressed and is subjected to a pressing load, and is disposed opposite to the contact body on a pressing direction side where the contact body is pressed and acts on the contact body. A load detecting body that detects the pressing load as a divided pressing load divided into regions, a processing unit that calculates the direction of the pressing load acting on the contact body by combining the divided pressing loads, and the contact body A frame body that covers a peripheral edge portion of the contact body in a state where the central portion of the contact body is exposed to the side opposite to the load detection body and restricts the pressing of the contact body against the peripheral edge portion.

また、前記荷重検出体は、圧縮荷重を検出可能であり、前記枠体は、前記荷重検出体が検出する前記分割押圧荷重が引張荷重となることを規制する、ことが望ましい。   Moreover, it is desirable that the load detection body can detect a compressive load, and the frame body regulates that the divided pressing load detected by the load detection body becomes a tensile load.

また、前記接触体と前記荷重検出体との間に介在する弾性体、を備える、ことが望ましい。   Moreover, it is desirable to provide the elastic body interposed between the said contact body and the said load detection body.

また、押圧されて押圧荷重が作用する接触体、前記接触体が押圧される押圧方向側において前記接触体と対向して配設され、前記接触体に作用する前記押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体、前記分割押圧荷重を合成して前記接触体に作用する前記押圧荷重の方向を算出する処理部、及び、前記接触体の中央部を前記荷重検出体と反対側に露出した状態で前記接触体の周縁部を覆い、前記接触体の前記周縁部に対する押圧を規制する枠体、を有する荷重検出装置と、車載装置が有する作動形態に割り当てられた操作形態に基づいて前記車載装置を制御する制御装置と、を備え、前記荷重検出装置は、操作者の前記車載装置に対する操作意志に応じた前記操作形態が前記接触体を押圧した際の前記押圧荷重の方向として入力され、前記制御装置は、前記処理部において算出された前記押圧荷重の方向に基づいて前記車載装置を制御する、ことを特徴としている。   In addition, the contact body that is pressed to apply a pressing load, and is disposed to face the contact body on the pressing direction side where the contact body is pressed, and the pressing load that acts on the contact body is divided for each region. A load detection body that detects the divided pressing load, a processing section that synthesizes the divided pressing loads and calculates a direction of the pressing load that acts on the contact body, and a center portion of the contact body opposite to the load detection body A load detecting device having a frame that covers the peripheral edge of the contact body in a state exposed to the side and restricts the pressing of the contact body against the peripheral edge, and an operation configuration assigned to the operation configuration of the in-vehicle device. And a control device that controls the in-vehicle device based on the direction of the pressing load when the operation mode according to the operator's intention to operate the on-vehicle device presses the contact body. It is to input, the control device controls the vehicle device based on the direction of the pressure load calculated in the processing unit, is characterized in that.

本発明に係る荷重検出装置及び車両用操作システムは、押圧荷重を正確に測定することができる、という効果を奏する。   The load detection device and the vehicle operation system according to the present invention have an effect that the pressing load can be accurately measured.

図1は、実施形態の操作スイッチ及び車両用操作システムを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an operation switch and a vehicle operation system according to an embodiment. 図2は、操作スイッチを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the operation switch. 図3は、操作スイッチを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the operation switch. 図4は、操作スイッチを示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the operation switch. 図5は、操作スイッチにおける接触体と荷重センサとを示す概略構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration showing the contact body and the load sensor in the operation switch. 図6は、変形例1の操作スイッチを示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the operation switch of the first modification. 図7は、変形例2の操作スイッチを示す正面図である。FIG. 7 is a front view showing the operation switch of the second modification. 図8は、従来の操作スイッチを示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing a conventional operation switch. 図9は、従来の操作スイッチを示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing a conventional operation switch.

以下に、本発明に係る荷重検出装置及び車両用操作システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a load detection device and a vehicle operation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

[実施形態]
本発明に係る荷重検出装置及び車両用操作システムの実施形態の1つを図1から図5に基づいて説明する。
[Embodiment]
One embodiment of a load detection device and a vehicle operation system according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態の操作スイッチ(荷重検出装置)10は、一例として、図1及び図2に示すように、車両用操作システム1に適用され、車室内のステアリングホイール100に配置される。車両用操作システム1は、車載装置110を操作するための操作スイッチ10と、制御装置20と、を備える。   As an example, the operation switch (load detection device) 10 of the present embodiment is applied to the vehicle operation system 1 and disposed on the steering wheel 100 in the vehicle interior, as shown in FIGS. 1 and 2. The vehicle operation system 1 includes an operation switch 10 for operating the in-vehicle device 110 and a control device 20.

ここで、車載装置110とは、操作者による車両用操作システム1の操作に伴い作動する機能(作動形態)を少なくとも1つ有するもののことである。例えば、この車載装置110としては、車両の灯火機器(前照灯や尾灯)、方向指示器及びワイパーなどが該当する。また、車室内に搭載されているものの場合には、オーディオ類やラジオ等の音響機器、空気調和機(いわゆるエアーコンディショナー)などが車載装置110に該当する。また、この車載装置110としては、車両そのものに搭載されているものではないが、車室内への持ち込みによって車両に搭載されることになった機器(例えば携帯電話や携帯音楽プレーヤーなど)についても該当する。   Here, the in-vehicle device 110 is a device having at least one function (operation form) that operates in accordance with the operation of the vehicle operation system 1 by the operator. For example, the in-vehicle device 110 corresponds to a vehicle lighting device (headlight or taillight), a direction indicator, a wiper, or the like. Moreover, in the case of what is mounted in a vehicle interior, audio equipment, audio equipment, such as radio, an air conditioner (so-called air conditioner), etc. correspond to the vehicle-mounted device 110. The in-vehicle device 110 is not mounted on the vehicle itself, but is also applicable to devices (for example, mobile phones and portable music players) that are mounted on the vehicle when brought into the vehicle interior. To do.

なお、本実施形態において、以下の説明における押圧方向は、操作スイッチ10を押圧した際に作用する押圧荷重の方向である。   In the present embodiment, the pressing direction in the following description is the direction of the pressing load that acts when the operation switch 10 is pressed.

操作スイッチ10は、車室内のステアリングホイール100におけるステアリングコラム側と反対側に配置される。操作スイッチ10は、操作方向が割り当てられた車載装置110を操作するための所謂ポインティングデバイスである。操作スイッチ10は、操作者の車載装置110に対する操作意志に応じた操作形態が操作方向である押圧方向として入力される。操作スイッチ10のそれぞれの操作方向には、少なくとも1つの車載装置110における少なくとも1つの機能が割り当てられている。   The operation switch 10 is disposed on the side opposite to the steering column side of the steering wheel 100 in the vehicle interior. The operation switch 10 is a so-called pointing device for operating the in-vehicle device 110 to which an operation direction is assigned. The operation switch 10 is input as an operation direction corresponding to the operator's intention to operate the in-vehicle device 110 as a pressing direction. At least one function in at least one on-vehicle device 110 is assigned to each operation direction of the operation switch 10.

本実施形態において、操作スイッチ10における操作形態は、例えば、車載装置110の複数の機能の中から所望のものを選択するための機能選択操作、或る機能が持つ複数の選択条件の中から所望のものを選択するための条件選択操作、これら選択したものを決定して駆動又は停止するための決定操作等に利用することができる。機能選択操作とは、例えば、車載装置110が音響機器の場合、メディア選択機能、音量選択機能、トラック選択機能等の中から所望の機能を選択する操作のことである。条件選択操作とは、例えば、音量選択機能が選択された場合に、所望の音量を選択する操作のことである。この操作形態としては、複数の方向の操作が設定される。   In the present embodiment, the operation mode of the operation switch 10 is, for example, a function selection operation for selecting a desired one from a plurality of functions of the in-vehicle device 110, and a desired one from a plurality of selection conditions possessed by a certain function. It can be used for a condition selection operation for selecting a thing, a decision operation for determining and driving or stopping the selected one. The function selection operation is, for example, an operation for selecting a desired function from a media selection function, a volume selection function, a track selection function, and the like when the in-vehicle device 110 is an acoustic device. The condition selection operation is, for example, an operation for selecting a desired volume when a volume selection function is selected. As this operation mode, operations in a plurality of directions are set.

この操作スイッチ10は、図2ないし図4に示すように、接触体11と、荷重ベクトルセンサ(荷重検出体)12と、弾性体13と、枠体14と、処理部15と、これらの一部を内部に収納するケーシング10Aと、を備える。操作スイッチ10は、後述する制御装置20と電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the operation switch 10 includes a contact body 11, a load vector sensor (load detection body) 12, an elastic body 13, a frame body 14, a processing unit 15, and one of these. A casing 10 </ b> A for housing the part therein. The operation switch 10 is electrically connected to a control device 20 described later.

ケーシング10Aは、直方体形状の箱型に形成されている。ケーシング10Aは、後述する接触体11と荷重ベクトルセンサ12と弾性体13と処理部15とを内部に収納する。ケーシング10Aは、1つの側面10Aa(図2参照)をステアリングホイール100側に当接させた状態でステアリングホイール100側に固定される。ケーシング10Aは、側面10Aaから突出して形成された嵌合脚部10Bを有する。この嵌合脚部10Bには、嵌合孔10Baが形成されている。ケーシング10Aは、ステアリングホイール100側に配設された凸状の嵌合凸部100aを嵌合孔10Baに嵌合させることでステアリングホイール100側に取付けられる。また、ケーシング10Aは、側面10Aaと対向する側面10Abの中央部に配設された円形の貫通孔10Ac(図4参照)を有する。貫通孔10Acは、内部に収容した接触体11の少なくとも一部をケーシング10Aの外部に露出させる。   The casing 10A is formed in a rectangular parallelepiped box shape. The casing 10A houses a contact body 11, a load vector sensor 12, an elastic body 13, and a processing unit 15 to be described later. The casing 10A is fixed to the steering wheel 100 side with one side surface 10Aa (see FIG. 2) in contact with the steering wheel 100 side. The casing 10A has a fitting leg 10B formed so as to protrude from the side surface 10Aa. A fitting hole 10Ba is formed in the fitting leg 10B. The casing 10A is attached to the steering wheel 100 side by fitting a convex fitting convex portion 100a disposed on the steering wheel 100 side into the fitting hole 10Ba. Further, the casing 10A has a circular through hole 10Ac (see FIG. 4) disposed in the central portion of the side surface 10Ab facing the side surface 10Aa. The through hole 10Ac exposes at least a part of the contact body 11 accommodated therein to the outside of the casing 10A.

接触体11は、作用する押圧荷重の大きさ、方向が後述する荷重ベクトルセンサ12によって検出されて処理部15によって算出されるものである。接触体11は、後述する弾性体13より高い剛性を有する材料で構成されている。接触体11は、円柱部11aと鍔部11cとが一体にとなって、全体が中実の部材として形成されている。   The contact body 11 is detected by a load vector sensor 12 (described later) and is calculated by the processing unit 15. The contact body 11 is made of a material having higher rigidity than the elastic body 13 described later. The contact body 11 is formed as a solid member with the cylindrical portion 11a and the flange portion 11c integrated.

円柱部11aは、中心軸線Xを有する円柱状に形成されている。ここでは、円柱部11aの中心軸線Xに沿った方向を軸線方向とする。後述の荷重ベクトルセンサ12は、この円柱部11aの軸線方向の一方側の端面と対向するように配設されている。円柱部11aにおける荷重ベクトルセンサ12側の端面は、センサ側端面11aAという。センサ側端面11aAは、接触体11に作用する押圧荷重を荷重ベクトルセンサ12側に作用させる端面である。   The cylindrical portion 11a is formed in a cylindrical shape having a central axis X. Here, the direction along the central axis X of the cylindrical portion 11a is defined as the axial direction. A load vector sensor 12 to be described later is disposed so as to face an end surface on one side in the axial direction of the cylindrical portion 11a. The end surface on the load vector sensor 12 side in the cylindrical portion 11a is referred to as a sensor-side end surface 11aA. The sensor-side end surface 11aA is an end surface that causes a pressing load acting on the contact body 11 to act on the load vector sensor 12 side.

押圧面11bは、円柱部11aの軸線方向においてセンサ側端面11aAと反対側の端面である。この押圧面11bは、少なくとも一部がケーシング10Aの貫通孔10Acから露出し、操作者が手指で押圧する部分である。押圧面11bは、操作者の手指で押圧可能な大きさである。押圧面11bにおける中心点を含む部分は、中央部11bAという。また、押圧面11bにおける半径方向の外側は、周縁部11bBという。周縁部11bBは、接触体11の当該部分を押圧した際に荷重ベクトルセンサ12に引張荷重が作用する部分のことである。   The pressing surface 11b is an end surface opposite to the sensor-side end surface 11aA in the axial direction of the cylindrical portion 11a. The pressing surface 11b is a portion that is at least partially exposed from the through hole 10Ac of the casing 10A and pressed by the operator's finger. The pressing surface 11b has a size that can be pressed by an operator's finger. A portion including the center point on the pressing surface 11b is referred to as a central portion 11bA. Further, the outer side in the radial direction of the pressing surface 11b is referred to as a peripheral portion 11bB. The peripheral edge portion 11bB is a portion where a tensile load acts on the load vector sensor 12 when the portion of the contact body 11 is pressed.

鍔部11cは、円柱部11aの外周面に配設されている。鍔部11cは、リング状に形成され、半径方向外側に突設されている。この鍔部11cは、後述するケーシング10Aの内部において接触体11を位置決めして固定するものである。   The flange portion 11c is disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11a. The flange portion 11c is formed in a ring shape and protrudes outward in the radial direction. The flange portion 11c is for positioning and fixing the contact body 11 inside a casing 10A described later.

このように構成された接触体11は、円柱部11aの中心軸線Xがケーシング10Aの貫通孔10Acの中心軸線と一致し、かつ、円柱部11aの中心軸線Xが後述する荷重ベクトルセンサ12に対して垂直となるように、ケーシング10A内に配設されている。このとき、接触体11は、押圧面11bがケーシング10Aの貫通孔10Acから露出した状態で、鍔部11cが貫通孔10Acと押え部材との間に保持され位置決めされる。   In the contact body 11 configured in this way, the central axis X of the cylindrical portion 11a coincides with the central axis of the through hole 10Ac of the casing 10A, and the central axis X of the cylindrical portion 11a is against the load vector sensor 12 described later. Are arranged in the casing 10A so as to be vertical. At this time, the contact body 11 is positioned while the flange portion 11c is held between the through hole 10Ac and the pressing member in a state where the pressing surface 11b is exposed from the through hole 10Ac of the casing 10A.

また、このように構成された接触体11においては、押圧面11bの中央部11bAが押圧されて車載装置110に対する操作意志に応じた操作形態が入力される。本実施形態において、操作形態としては、例えば、接触体11の中央部11bAを押圧しながらいずれかの方向に傾ける操作、接触体11の中央部11bAを含むいずれかの位置を中心点Pに向かって押圧する操作がある。接触体11は、例えば、中央部11bAを円柱部11aの軸線方向に押圧することで決定操作が入力され、中央部11bAを押圧しながらいずれかの方向に傾けたり、中央部11bA以外を中心点Pに向かって押圧したりすることで選択操作が入力される。ここで、中心点Pは、円柱部11aの中心軸線Xと円柱部11aのセンサ側端面11aAとの交点である。   Moreover, in the contact body 11 comprised in this way, the center part 11bA of the press surface 11b is pressed, and the operation form according to the operation intention with respect to the vehicle-mounted apparatus 110 is input. In the present embodiment, as an operation mode, for example, an operation of tilting in any direction while pressing the central portion 11bA of the contact body 11, or any position including the central portion 11bA of the contact body 11 toward the center point P. There is an operation to press. For the contact body 11, for example, a determination operation is input by pressing the central portion 11bA in the axial direction of the cylindrical portion 11a, and the contact body 11 is tilted in any direction while pressing the central portion 11bA, or other than the central portion 11bA. The selection operation is input by pressing toward P. Here, the center point P is an intersection of the center axis X of the cylindrical part 11a and the sensor side end face 11aA of the cylindrical part 11a.

荷重ベクトルセンサ12は、ケーシング10A内において、円柱部11aのセンサ側端面11aAと後述する弾性体13を挟んで対向して配置される。また、荷重ベクトルセンサ12のセンサ面は、円柱部11aの中心軸線Xと直交して配置される。荷重ベクトルセンサ12は、押圧荷重を検出するものである。より詳しくは、荷重ベクトルセンサ12は、圧縮荷重(垂直荷重)及び水平荷重を検出するものである。この荷重ベクトルセンサ12は、垂直荷重が引張荷重である場合、正しく押圧荷重を算出することができないものである。荷重ベクトルセンサ12は、検出した値を処理部15に出力する。   The load vector sensor 12 is disposed in the casing 10A so as to face the sensor-side end surface 11aA of the cylindrical portion 11a with an elastic body 13 described later interposed therebetween. Further, the sensor surface of the load vector sensor 12 is arranged orthogonal to the central axis X of the cylindrical portion 11a. The load vector sensor 12 detects a pressing load. More specifically, the load vector sensor 12 detects a compressive load (vertical load) and a horizontal load. The load vector sensor 12 cannot correctly calculate the pressing load when the vertical load is a tensile load. The load vector sensor 12 outputs the detected value to the processing unit 15.

本実施形態における荷重ベクトルセンサ12は、一例として次のように構成されている。   The load vector sensor 12 in the present embodiment is configured as follows as an example.

この荷重ベクトルセンサ12は、矩形のシート状に形成されている。荷重ベクトルセンサ12は、対向して配設され、それぞれに電極が配設された一対の第1基板12a,第2基板12bと、一対の電極間に挟持される抵抗体12cと、を有する。   The load vector sensor 12 is formed in a rectangular sheet shape. The load vector sensor 12 includes a pair of first substrate 12a and second substrate 12b that are disposed to face each other and electrodes are disposed on each of the load vector sensors 12, and a resistor 12c that is sandwiched between the pair of electrodes.

第1基板12aは、矩形の1枚のシート状に形成されている。第2基板12bは、この第1基板12aと対向して、配設されている。   The first substrate 12a is formed in a single rectangular sheet. The second substrate 12b is disposed to face the first substrate 12a.

第2基板12bは、矩形状のシート状に形成され、複数が配設されている。各第2基板12bは、第1基板12aを4等分した面積を有する。各第2基板12bは、円柱部11aのセンサ側端面11aAに対向して配設されている。各第2基板12bは、重なり合う部分がないように配設されている。また、各第2基板12bは、接触体11の押圧面11bの中央部11bAが軸線方向に押圧された場合、同一の押圧荷重を検出するように配置されている。   The second substrate 12b is formed in a rectangular sheet shape, and a plurality of the second substrates 12b are arranged. Each second substrate 12b has an area obtained by dividing the first substrate 12a into four equal parts. Each second substrate 12b is disposed to face the sensor-side end surface 11aA of the cylindrical portion 11a. Each second substrate 12b is arranged so that there is no overlapping portion. Moreover, each 2nd board | substrate 12b is arrange | positioned so that the same pressing load may be detected, when center part 11bA of the press surface 11b of the contact body 11 is pressed by the axial direction.

本実施形態において、第2基板12bは、例示として、図5に示すように、円柱部11aのセンサ側端面11aAを中心角90°で均等に4分割した分割領域A1,A2,A3,A4に対向してそれぞれ配設されている。具体的に、荷重ベクトルセンサ12は、複数の第2基板12bとして4つの第2基板12b,12b,12b,12bを含んで構成されている。また、第2基板12b,12b,12b,12bは、第1基板12aにおいて対向する辺の中点同士を結ぶ線で分割して得られる4つの領域とそれぞれ対向して配設されている。第2基板12bは、図5において二点鎖線で示す円柱部11aのセンサ側端面11aAの右下側の分割領域A1に作用する分割押圧荷重を検出する。第2基板12bは、同様に示す円柱部11aのセンサ側端面11aAの左下側の分割領域A2に作用する分割押圧荷重を検出する。第2基板12bは、同様に示す円柱部11aのセンサ側端面11aAの左上側の分割領域A3に作用する分割押圧荷重を検出する。第2基板12bは、同様に示す円柱部11aのセンサ側端面11aAの右上側の分割領域A4に作用する分割押圧荷重を検出する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, for example, the second substrate 12b is divided into divided regions A1, A2, A3, and A4 that are divided into four equally at the center angle 90 ° from the sensor side end surface 11aA of the cylindrical portion 11a. They are arranged opposite to each other. Specifically, the load vector sensor 12 includes four second substrates 12b 1 , 12b 2 , 12b 3 , 12b 4 as a plurality of second substrates 12b. Further, the second substrates 12b 1 , 12b 2 , 12b 3 , 12b 4 are arranged to face the four regions obtained by dividing the first substrate 12a by the line connecting the midpoints of the opposite sides. ing. The second substrate 12b 1 detects the divided pressing load acting on the divided area A1 of the lower right side of the sensor side end face 11aA of the cylindrical portion 11a shown by a two-dot chain line in FIG. The second substrate 12b 2 detects the divided pressing load acting on the lower left divided area A2 of the sensor side end face 11aA of the cylindrical part 11a shown in the same manner. The second substrate 12b 3 detects the divided pressing load acting on the divided area A3 on the upper left side of the sensor-side end surface 11aA of the cylindrical portion 11a shown in the same manner. The second substrate 12b 4 detects the divided pressing load acting on the divided area A4 on the upper right side of the sensor-side end face 11aA of the cylindrical portion 11a shown in the same manner.

抵抗体12cは、第1基板12aと同一形状の矩形の1枚のシート状に形成されている。抵抗体12cは、電気伝導性を有する材料で構成され、電圧を印加した状態で荷重が作用すると電気抵抗値が変化する特性を有するものである。   The resistor 12c is formed in a single rectangular sheet having the same shape as the first substrate 12a. The resistor 12c is made of a material having electrical conductivity, and has a characteristic that an electrical resistance value changes when a load is applied with a voltage applied.

このような構成の荷重ベクトルセンサ12は、第1基板12aの電極と第2基板12b,12b,12b,12bの電極との間の電圧、すなわち、分割領域A1,A2,A3,A4に作用する荷重に応じた電圧をそれぞれ検出する。以下の説明においては、第1基板12aの電極と第2基板12b,12b,12b,12bの電極との間の電圧を「分割領域の電圧」という。分割押圧荷重は、この分割領域の電圧の電圧変化量によって、ベクトルとして表すことができる。また、荷重ベクトルセンサ12に作用する押圧荷重は、分割押圧荷重を合成することでベクトルとして表すことができる。このため、荷重ベクトルセンサ12は、分割領域の電圧変化量をそれぞれ検出し後述する処理部15に出力する。 Such load vector sensor 12 configuration, electrode and a second substrate 12b 1 of the first substrate 12a, 12b 2, 12b 3, the voltage between the 12b 4 of the electrode, i.e., divided area A1, A2, A3, A voltage corresponding to the load acting on A4 is detected. In the following description, the voltage between the electrodes of the first substrate 12a and the electrodes of the second substrates 12b 1 , 12b 2 , 12b 3 , 12b 4 is referred to as “divided region voltage”. The divided pressing load can be expressed as a vector by the voltage change amount of the voltage in the divided area. The pressing load acting on the load vector sensor 12 can be expressed as a vector by combining the divided pressing loads. For this reason, the load vector sensor 12 detects the amount of voltage change in each divided region and outputs it to the processing unit 15 described later.

弾性体13は、接触体11と荷重ベクトルセンサ12との間に介在するものである。弾性体13は、円柱部11aと同径の円柱状に形成されている。弾性体13の中心軸線は、円柱部11aの中心軸線Xと一致する。弾性体13は、荷重ベクトルセンサ12側の端面13aと対向する端面13bが円柱部11aのセンサ側端面11aAと接着されている。また、弾性体13は、荷重ベクトルセンサ12の面12aBと接着されている。この面12aBは、第1基板12aの第2基板12bと対向する面12aAと反対側の面である。この弾性体13は、弾性を有する材料で構成されている。この弾性体13は、接触体11に作用する押圧荷重によって弾性変形し、その押圧荷重を荷重ベクトルセンサ12に作用させる。この弾性体13は、操作者の手指によって接触体11が押圧されると接触体11と荷重ベクトルセンサ12との間で圧縮され、操作者の手指が接触体11から離れるとその弾性力により元の形状に復帰する。   The elastic body 13 is interposed between the contact body 11 and the load vector sensor 12. The elastic body 13 is formed in a cylindrical shape having the same diameter as the cylindrical portion 11a. The central axis of the elastic body 13 coincides with the central axis X of the cylindrical portion 11a. The elastic body 13 has an end face 13b opposite to the end face 13a on the load vector sensor 12 side and is bonded to the sensor-side end face 11aA of the cylindrical portion 11a. The elastic body 13 is bonded to the surface 12aB of the load vector sensor 12. The surface 12aB is a surface opposite to the surface 12aA facing the second substrate 12b of the first substrate 12a. The elastic body 13 is made of an elastic material. The elastic body 13 is elastically deformed by a pressing load acting on the contact body 11, and the pressing load is applied to the load vector sensor 12. The elastic body 13 is compressed between the contact body 11 and the load vector sensor 12 when the contact body 11 is pressed by the operator's finger, and when the operator's finger is separated from the contact body 11, the elastic body 13 is restored by its elastic force. Return to shape.

枠体14は、ケーシング10Aの側面10Abに配設されている。枠体14は、リング状に形成されている。枠体14は、中心軸線Xが接触体11の円柱部11aの中心軸線Xと一致するようにケーシング10Aに組み付けられている。この枠体14は、押圧面11bの中央部11bAを開口14dから露出させた状態で押圧面11bの周縁部11bBを覆うものである。本実施形態においては、枠体14の側面10Abと反対側の側面14aと同一平面上に、開口14dから露出した押圧面11bの頂点が位置している。この枠体14は、外周面14bと内周面14cとを有する。   The frame body 14 is disposed on the side surface 10Ab of the casing 10A. The frame 14 is formed in a ring shape. The frame body 14 is assembled to the casing 10 </ b> A so that the center axis X coincides with the center axis X of the cylindrical portion 11 a of the contact body 11. The frame body 14 covers the peripheral edge portion 11bB of the pressing surface 11b with the central portion 11bA of the pressing surface 11b exposed from the opening 14d. In the present embodiment, the apex of the pressing surface 11b exposed from the opening 14d is located on the same plane as the side surface 14a opposite to the side surface 10Ab of the frame body 14. The frame 14 has an outer peripheral surface 14b and an inner peripheral surface 14c.

外周面14bは、押圧面11bより大径である。   The outer peripheral surface 14b has a larger diameter than the pressing surface 11b.

内周面14cの径は、押圧面11bの周縁部11bBを覆う大きさに設定されている。押圧面11bは、枠体14の開口14dを介してケーシング10Aの外側に露出している。   The diameter of the inner peripheral surface 14c is set to a size that covers the peripheral edge portion 11bB of the pressing surface 11b. The pressing surface 11b is exposed to the outside of the casing 10A through the opening 14d of the frame body 14.

処理部15は、分割押圧荷重を合成して接触体11に作用する押圧荷重の方向、すなわち、押圧方向を算出する情報処理を行うものである。また、処理部15は、後述する制御装置20と電気的に接続されている。本実施形態において、処理部15は、荷重ベクトルセンサ12に対応し一例として次のように構成されている。   The processing unit 15 performs information processing for calculating the direction of the pressing load acting on the contact body 11 by combining the divided pressing loads, that is, the pressing direction. The processing unit 15 is electrically connected to a control device 20 described later. In the present embodiment, the processing unit 15 corresponds to the load vector sensor 12 and is configured as follows as an example.

処理部15は、荷重ベクトルセンサ12から出力された分割領域の電圧変化量に基づいて荷重ベクトルセンサ12に作用する押圧荷重の方向を算出して、接触体11に対する操作者の操作方向を判定する機能を有する。より詳しくは、処理部15は、分割領域の電圧の電圧変化量によって、分割押圧荷重をベクトルとして算出する。そして、処理部15は、分割押圧荷重を合成することで荷重ベクトルセンサ12に作用する押圧荷重をベクトルとして算出する。算出した押圧荷重は、垂直成分が垂直荷重であり、水平成分がせん断荷重である。このようにして、算出した垂直荷重とせん断荷重とに基づいて算出した荷重ベクトルセンサ12に作用する押圧荷重の方向を接触体11に対する操作者の操作形態として判定する。処理部15は、判定した接触体11に対する操作者の操作形態に応じた出力信号を制御装置20に送信する。   The processing unit 15 calculates the direction of the pressing load acting on the load vector sensor 12 based on the voltage change amount of the divided area output from the load vector sensor 12 and determines the operation direction of the operator with respect to the contact body 11. It has a function. More specifically, the processing unit 15 calculates the divided pressing load as a vector based on the voltage change amount of the voltage in the divided area. Then, the processing unit 15 calculates a pressing load acting on the load vector sensor 12 as a vector by combining the divided pressing loads. In the calculated pressing load, the vertical component is the vertical load, and the horizontal component is the shear load. In this way, the direction of the pressing load acting on the load vector sensor 12 calculated based on the calculated vertical load and shear load is determined as the operation mode of the operator with respect to the contact body 11. The processing unit 15 transmits an output signal corresponding to the determined operation mode of the operator to the contact body 11 to the control device 20.

具体的に、例えば、算出されたせん断荷重がゼロの場合、処理部15は、接触体11の中央部11bAを軸線方向に押圧されて決定操作が入力されたと判定して、その旨の出力信号を出力する。算出されたせん断荷重がゼロ以外の場合、処理部15は、接触体11の中央部11bAを押圧しながら傾けたり、中央部11bA以外を中心点Pに向かって押圧されたりすることで選択操作が入力されたと判定して、その旨の出力信号を出力する。   Specifically, for example, when the calculated shear load is zero, the processing unit 15 determines that the central portion 11bA of the contact body 11 is pressed in the axial direction and the determination operation is input, and an output signal indicating that Is output. When the calculated shear load is other than zero, the processing unit 15 performs the selection operation by tilting while pressing the central portion 11bA of the contact body 11 or by pressing the portion other than the central portion 11bA toward the central point P. It is determined that it has been input, and an output signal to that effect is output.

制御装置20は、操作スイッチ10の処理部15から出力された制御信号に基づいて、車載装置110に対する指令(駆動指令又は停止指令)を送り、操作者の接触体11に対する操作に応じて車載装置110の機能を駆動又は停止させるものである。このため、制御装置20は、操作スイッチ10及び車載装置110と電気的に接続されている。ここで、車載装置110に対する指令は、車載装置110を直接駆動又は停止させる指令であってもよく、車載装置110の制御装置に対する指令であってもよい。車載装置110の制御装置は、指令を制御装置20から受信した場合、その指令内容に基づいて、車載装置110の機能を駆動又は停止させる。   The control device 20 sends a command (drive command or stop command) to the in-vehicle device 110 based on the control signal output from the processing unit 15 of the operation switch 10, and the in-vehicle device according to the operation of the operator on the contact body 11. The function of 110 is driven or stopped. For this reason, the control device 20 is electrically connected to the operation switch 10 and the in-vehicle device 110. Here, the command for the in-vehicle device 110 may be a command for directly driving or stopping the in-vehicle device 110, or a command for the control device of the in-vehicle device 110. When the control device of the in-vehicle device 110 receives a command from the control device 20, the control device drives or stops the function of the in-vehicle device 110 based on the content of the command.

次に、本実施形態の操作スイッチ10及び車両用操作システム1の効果を説明する。   Next, effects of the operation switch 10 and the vehicle operation system 1 of the present embodiment will be described.

本実施形態の操作スイッチ10及び車両用操作システム1において、接触体11は、枠体14によって押圧面11bの周縁部11bBが覆われているため、操作者の手指による押圧面11bの周縁部11bBに対する押圧を抑制することができる。また、接触体11においては、操作者の手指が接触体11の押圧面11bの中央部を押下し易くすることができる。   In the operation switch 10 and the vehicle operation system 1 according to the present embodiment, the contact body 11 has the peripheral edge portion 11bB of the pressing surface 11b by the operator's finger because the peripheral edge portion 11bB of the pressing surface 11b is covered by the frame body 14. Can be suppressed. Further, in the contact body 11, the operator's finger can easily press down the central portion of the pressing surface 11 b of the contact body 11.

ここで、従来の車両用操作システムにおける操作スイッチ300について図8及び図9に基づいて説明する。操作スイッチ300は、実施形態の操作スイッチ10において接触体11の形状と同一形状の接触体310を備え、かつ、上述の枠体14を備えていないものである。また、操作スイッチ300は、操作スイッチ10と同様の荷重ベクトルセンサ12,弾性体13,処理部(図示省略),ケーシング(図示省略)を備えている。   Here, the operation switch 300 in the conventional vehicle operation system will be described with reference to FIGS. The operation switch 300 includes the contact body 310 having the same shape as the contact body 11 in the operation switch 10 of the embodiment, and does not include the frame body 14 described above. The operation switch 300 includes a load vector sensor 12, an elastic body 13, a processing unit (not shown), and a casing (not shown) similar to those of the operation switch 10.

接触体310は、円柱部310aと、鍔部310bと、を有する。円柱部310aの荷重ベクトルセンサ12側の端面310Aと対向する端面である押圧面310Bは、操作者が手指で押圧する端面である。この接触体310において、円柱部310aの周縁部が押圧位置P1において押圧されると、円柱部310aは、押圧位置P1側が荷重ベクトルセンサ12側に押し下げられ、押圧位置P1に対する反対側の位置P2が浮き上がる。このため、押圧位置P1の下方に位置する荷重ベクトルセンサ12の第2基板12bには、圧縮荷重が作用し、周縁部が浮き上がった位置P2の下方に位置する荷重ベクトルセンサ12の第2基板12bには、引張荷重が作用する。荷重ベクトルセンサ12は垂直荷重が引張荷重である場合、正しく押圧荷重を算出することができないものであるため、荷重ベクトルセンサ12は、接触体310に作用する押圧荷重の方向を正確に検出できない。 The contact body 310 has a cylindrical portion 310a and a flange portion 310b. A pressing surface 310B, which is an end surface facing the end surface 310A on the load vector sensor 12 side of the cylindrical portion 310a, is an end surface that the operator presses with fingers. In the contact body 310, when the peripheral edge of the cylindrical portion 310a is pressed at the pressing position P1, the cylindrical portion 310a is pressed down toward the load vector sensor 12 on the pressing position P1 side, and a position P2 on the opposite side to the pressing position P1 is set. Float up. Therefore, the second substrate 12b 1 of the load vector sensor 12 located below the pressing position P1, the compression load is applied, the second substrate of the load vector sensor 12 positioned below the position P2 floated peripheral edge portion the 12b 2, the tensile load is applied. Since the load vector sensor 12 cannot correctly calculate the pressing load when the vertical load is a tensile load, the load vector sensor 12 cannot accurately detect the direction of the pressing load acting on the contact body 310.

これに対して、本実施形態においては、枠体14によって接触体11の押圧面11bの周縁部11bBが覆われているため、操作者が押圧面11bの周縁部11bBを手指で押圧することを規制することができる。このため、操作スイッチ10においては、荷重ベクトルセンサ12に引張荷重が作用することを規制することができる。これにより、操作スイッチ10は、荷重ベクトルセンサ12に引張荷重が作用することで押圧荷重を正しく算出できないことを回避して、いつでも正しく押圧荷重を算出することができる。   On the other hand, in this embodiment, since the peripheral part 11bB of the pressing surface 11b of the contact body 11 is covered with the frame 14, the operator presses the peripheral part 11bB of the pressing surface 11b with a finger. Can be regulated. For this reason, in the operation switch 10, it can regulate that a tensile load acts on the load vector sensor 12. As a result, the operation switch 10 can always correctly calculate the pressing load by avoiding that the pressing load cannot be correctly calculated due to the tensile load acting on the load vector sensor 12.

また、本実施形態の操作スイッチ10及び車両用操作システム1において、枠体14によって接触体11の押圧面11bの周縁部11bBが覆われているため、操作者は、操作スイッチ10を押圧する際に、押圧面11bの周縁部11bBを押圧しないように注意を払う必要がなくなる。すなわち、操作スイッチ10は、操作者の負担を軽減することができる。   Further, in the operation switch 10 and the vehicle operation system 1 according to the present embodiment, since the peripheral portion 11bB of the pressing surface 11b of the contact body 11 is covered by the frame body 14, the operator presses the operation switch 10. In addition, it is not necessary to pay attention not to press the peripheral edge portion 11bB of the pressing surface 11b. That is, the operation switch 10 can reduce the burden on the operator.

以上示したように、本実施形態の操作スイッチ10及び車両用操作システム1は、荷重を正確に測定することができる。   As described above, the operation switch 10 and the vehicle operation system 1 of the present embodiment can accurately measure the load.

[変形例1]
前述した実施形態の車両用操作システム1において、操作スイッチ10は、枠体14の側面14aの開口14dから露出した押圧面11bが側面14aより荷重ベクトルセンサ12側に位置しているものとして説明した。これに対して、本変形例の車両用操作システム2の操作スイッチ30は、枠体34の側面34aの開口34dから露出した押圧面31bは、側面34aと同一平面上に位置している。
[Modification 1]
In the vehicle operation system 1 of the above-described embodiment, the operation switch 10 has been described on the assumption that the pressing surface 11b exposed from the opening 14d of the side surface 14a of the frame body 14 is positioned on the load vector sensor 12 side from the side surface 14a. . On the other hand, in the operation switch 30 of the vehicle operation system 2 of this modification, the pressing surface 31b exposed from the opening 34d of the side surface 34a of the frame 34 is located on the same plane as the side surface 34a.

本変形例の車両用操作システム2は、前述した実施形態の車両用操作システム1において、操作スイッチ10を図6に示す操作スイッチ30に置き換えたものである。   The vehicle operation system 2 of this modification is obtained by replacing the operation switch 10 with the operation switch 30 shown in FIG. 6 in the vehicle operation system 1 of the above-described embodiment.

この操作スイッチ30は、接触体31と、荷重ベクトルセンサ32と、弾性体33と、枠体34と、処理部(図5参照)と、これらの一部を内部に収納するケーシング(図示省略)と、を備える。   The operation switch 30 includes a contact body 31, a load vector sensor 32, an elastic body 33, a frame body 34, a processing unit (see FIG. 5), and a casing (not shown) that houses a part thereof. And comprising.

接触体31は、第1円柱部31aと第2円柱部31bと鍔部31cとが一体となって、全体が中実の部材として形成されている。   As for the contact body 31, the 1st cylindrical part 31a, the 2nd cylindrical part 31b, and the collar part 31c are united, and the whole is formed as a solid member.

第1円柱部31aは、操作者によって押圧された際の荷重を荷重ベクトルセンサ12側の端面(センサ側端面)31aAを介して後述する荷重ベクトルセンサ12側に作用させる。この第1円柱部31aのセンサ側端面31aA側と反対側には、第2円柱部31bが延設されている。   The first cylindrical portion 31a applies the load when pressed by the operator to the load vector sensor 12 side, which will be described later, via an end surface (sensor side end surface) 31aA on the load vector sensor 12 side. A second cylindrical portion 31b extends on the side opposite to the sensor-side end surface 31aA side of the first cylindrical portion 31a.

第2円柱部31bは、第1円柱部31aより小径の円柱形状である。第2円柱部31bは、中心軸線Xが第1円柱部31aの中心軸線Xと一致して配設されている。第2円柱部31bは、第1円柱部31a側の端面とは反対側における端面である押圧面が露出し、操作者が手指で押圧する部分となる。押圧面は、操作者の手指で押圧可能な大きさである。第1円柱部31aと第2円柱部31bとの境界部には、半径方向外側にリング状の鍔部31cが突設されている。   The second cylindrical portion 31b has a cylindrical shape with a smaller diameter than the first cylindrical portion 31a. The second cylindrical portion 31b is arranged such that the central axis X coincides with the central axis X of the first cylindrical portion 31a. The second cylindrical portion 31b is a portion where the pressing surface which is the end surface on the side opposite to the end surface on the first cylindrical portion 31a side is exposed, and the operator presses with a finger. The pressing surface has a size that can be pressed with the finger of the operator. A ring-shaped flange 31c protrudes radially outward from the boundary between the first cylindrical portion 31a and the second cylindrical portion 31b.

荷重ベクトルセンサ32は、実施形態の荷重ベクトルセンサ12と同様に構成され、一対の基板32a、32bと、一対の電極間に挟持される抵抗体32cと、を有する。本変形例で基板32bは、4つの第2基板32b,32b,32b,32bで構成されている(図5参照)。 The load vector sensor 32 is configured in the same manner as the load vector sensor 12 of the embodiment, and includes a pair of substrates 32a and 32b and a resistor 32c sandwiched between the pair of electrodes. In this modification, the substrate 32b includes four second substrates 32b 1 , 32b 2 , 32b 3 , 32b 4 (see FIG. 5).

枠体34は、接触体31の第2円柱部31bの押圧面を露出させ、かつ、側面34aと同一平面上に位置させた状態で第1円柱部31aの荷重ベクトルセンサ12と反対側における端面の周縁部31aBを覆って配設される。側面34aにおいては、中央部に形成された開口34dから第2円柱部31bの押圧面が露出する。このような構成の枠体34は、接触体31の第2円柱部31bの押圧面を操作者の手指によって押下可能とする。また、枠体34は、第1円柱部31aの周縁部31aBを覆うことで操作者の手指が周縁部31aBを押圧することを抑制する。   The frame body 34 exposes the pressing surface of the second cylindrical portion 31b of the contact body 31 and is positioned on the same plane as the side surface 34a. The end surface of the first cylindrical portion 31a on the side opposite to the load vector sensor 12 Is disposed so as to cover the peripheral edge 31aB. In the side surface 34a, the pressing surface of the second cylindrical portion 31b is exposed from the opening 34d formed in the center portion. The frame 34 having such a configuration enables the pressing surface of the second cylindrical portion 31b of the contact body 31 to be pressed by the operator's fingers. Moreover, the frame 34 suppresses that an operator's finger | toe presses the peripheral part 31aB by covering the peripheral part 31aB of the 1st cylindrical part 31a.

弾性体33,処理部,ケーシング36は、実施形態の弾性体13,処理部15,ケーシング10Aと同様に形成されている。   The elastic body 33, the processing unit, and the casing 36 are formed in the same manner as the elastic body 13, the processing unit 15, and the casing 10A of the embodiment.

このように構成された操作スイッチ30及び車両用操作システム2においても、実施形態と同様に、枠体34によって接触体31の第1円柱部31aの周縁部31aBが覆われているため、操作者が第1円柱部31aの周縁部31aBを手指で押圧することを規制することができる。このため、操作スイッチ30においては、荷重ベクトルセンサ32に引張荷重が作用することを規制することができる。これにより、操作スイッチ30は、荷重ベクトルセンサ32に引張荷重が作用することで荷重を正しく算出できないことを回避して、いつでも正しく荷重を算出することができる。   Also in the operation switch 30 and the vehicle operation system 2 configured as described above, the peripheral portion 31aB of the first columnar portion 31a of the contact body 31 is covered with the frame body 34 as in the embodiment. However, it can control that peripheral edge 31aB of the 1st cylindrical part 31a is pressed with a finger. For this reason, in the operation switch 30, it is possible to restrict a tensile load from acting on the load vector sensor 32. Accordingly, the operation switch 30 can always correctly calculate the load by avoiding that the load cannot be correctly calculated due to the tensile load acting on the load vector sensor 32.

また、第2円柱部31bの押圧面が側面34aの開口34dから露出し、側面34aと同一平面上に位置しているので、操作者は、第2円柱部31bの押圧面を押圧し易い。すなわち、操作スイッチ30は、操作性を向上することができる。   Further, since the pressing surface of the second cylindrical portion 31b is exposed from the opening 34d of the side surface 34a and is located on the same plane as the side surface 34a, the operator can easily press the pressing surface of the second cylindrical portion 31b. That is, the operation switch 30 can improve operability.

以上示したように、本変形例においても、操作スイッチ30及び車両用操作システム2は、荷重を正確に測定することができる。   As described above, also in this modification, the operation switch 30 and the vehicle operation system 2 can accurately measure the load.

[変形例2]
前述した実施形態の車両用操作システム1において、操作スイッチ10は、枠体14の側面14aの開口14dから接触体11の平面状の押圧面11bが露出するものとして説明した。これに対して、本変形例の車両用操作システム3の操作スイッチ40は、枠体44の側面44aの開口44dから曲面部41bが露出する。
[Modification 2]
In the vehicle operation system 1 of the above-described embodiment, the operation switch 10 has been described on the assumption that the planar pressing surface 11b of the contact body 11 is exposed from the opening 14d of the side surface 14a of the frame body 14. On the other hand, in the operation switch 40 of the vehicle operation system 3 of this modification, the curved surface portion 41b is exposed from the opening 44d of the side surface 44a of the frame body 44.

本変形例の車両用操作システム3は、前述した実施形態の車両用操作システム1において、操作スイッチ10を図7に示す操作スイッチ40に置き換えたものである。   The vehicle operation system 3 of this modification is obtained by replacing the operation switch 10 with the operation switch 40 shown in FIG. 7 in the vehicle operation system 1 of the above-described embodiment.

この操作スイッチ40は、接触体41と、荷重ベクトルセンサ42と、弾性体43と、枠体44と、処理部(図5参照)と、これらの一部を内部に収納するケーシング(図示省略)と、を備える。   The operation switch 40 includes a contact body 41, a load vector sensor 42, an elastic body 43, a frame body 44, a processing unit (see FIG. 5), and a casing (not shown) that houses a part of them. And comprising.

接触体41は、円柱部41aと曲面部41bと鍔部41cとが一体となって、全体が中実の部材として形成されている。   The contact body 41 is formed as a solid member with the cylindrical portion 41a, the curved surface portion 41b, and the flange portion 41c being integrated.

円柱部41は、操作者によって押圧された際の荷重を荷重ベクトルセンサ42側の端面(センサ側端面)41aAを介して後述する荷重ベクトルセンサ42側に作用させる。   The cylindrical portion 41 applies the load when pressed by the operator to the load vector sensor 42 side to be described later via an end surface (sensor side end surface) 41aA on the load vector sensor 42 side.

曲面部41bは、円柱部41aの軸線方向においてセンサ側端面41aAと反対側に配設されている。曲面部41bは、円柱部41aの軸線方向において荷重ベクトルセンサ42と反対側に凸状に湾曲したドーム状に形成されている。曲面部41bには、曲面部41bに対して凹状に押圧面41bAが形成されている。曲面部41bは、少なくとも一部がケーシングの貫通孔から露出し、操作者が手指で押圧する部分である。曲面部41bは、操作者の手指で押圧可能な大きさである。曲面部41bにおける円柱部41aとの境界部を含む部分は、周縁部41bBという。周縁部41bBは、接触体41の当該部分を押圧した際に荷重ベクトルセンサ12に引張荷重が作用する部分のことである。   The curved surface portion 41b is disposed on the side opposite to the sensor side end surface 41aA in the axial direction of the cylindrical portion 41a. The curved surface portion 41b is formed in a dome shape that is convexly curved on the opposite side of the load vector sensor 42 in the axial direction of the cylindrical portion 41a. The curved surface portion 41b is formed with a pressing surface 41bA that is concave with respect to the curved surface portion 41b. The curved surface portion 41b is a portion that is at least partially exposed from the through hole of the casing and pressed by the operator's finger. The curved surface portion 41b has a size that can be pressed with the fingers of the operator. A portion including a boundary portion with the cylindrical portion 41a in the curved surface portion 41b is referred to as a peripheral edge portion 41bB. The peripheral edge portion 41bB is a portion where a tensile load acts on the load vector sensor 12 when the portion of the contact body 41 is pressed.

鍔部41cは、円柱部41aと曲面部41bとの境界部に配設されている。鍔部41cは、リング状に形成され、半径方向外側に突設されている。   The collar portion 41c is disposed at a boundary portion between the cylindrical portion 41a and the curved surface portion 41b. The collar portion 41c is formed in a ring shape and protrudes outward in the radial direction.

荷重ベクトルセンサ42は、実施形態の荷重ベクトルセンサ12と同様に構成され、一対の基板42a、42bと、一対の電極間に挟持される抵抗体42cと、を有する。本変形例で基板42bは、4つの第2基板42b,42b,42b,42bで構成されている(図5参照)。 The load vector sensor 42 is configured in the same manner as the load vector sensor 12 of the embodiment, and includes a pair of substrates 42a and 42b and a resistor 42c sandwiched between the pair of electrodes. In this modification, the substrate 42b is composed of four second substrates 42b 1 , 42b 2 , 42b 3 , 42b 4 (see FIG. 5).

枠体44は、接触体41の曲面部41bの押圧面41bAを露出した状態で曲面部41bの周縁部41bBを覆って配設される。   The frame body 44 is disposed so as to cover the peripheral edge portion 41bB of the curved surface portion 41b with the pressing surface 41bA of the curved surface portion 41b of the contact body 41 exposed.

また、弾性体43,処理部35,ケーシングは、実施形態の弾性体13,処理部15,ケーシング10Aと同様に形成されている。   Moreover, the elastic body 43, the process part 35, and a casing are formed similarly to the elastic body 13, the process part 15, and casing 10A of embodiment.

このように構成された操作スイッチ40及び車両用操作システム3において、曲面部41bがドーム型に形成されているので、操作スイッチ40は、周縁部41bBに対する押圧を規制することができる。このように、枠体44によって接触体41の曲面部41bの周縁部41bBが覆われていることに加えて、曲面部41bのドーム型の形状であるため、操作スイッチ40は、操作者が周縁部41bBを手指で押圧することをより確実に規制することができる。   In the operation switch 40 and the vehicle operation system 3 configured as described above, since the curved surface portion 41b is formed in a dome shape, the operation switch 40 can regulate the pressing on the peripheral edge portion 41bB. Thus, in addition to the peripheral portion 41bB of the curved surface portion 41b of the contact body 41 being covered by the frame body 44, the operation switch 40 has a peripheral shape 41bB. It can control more reliably pressing part 41bB with a finger.

また、操作スイッチ40及び車両用操作システム3において、曲面部41bがドーム型に形成されているので、操作スイッチ40は、押圧力を中心点Pに向かって作用させ易くすることができる。このため、操作者が意識して中心点Pに向かって押圧しなくても、曲面部41bにおいて中心点Pに向かって荷重が作用し易く、操作スイッチ40は、荷重ベクトルセンサ42に引張荷重が作用し難くすることができる。これにより、操作スイッチ40は、操作性を損なうことなく、荷重ベクトルセンサ12に引張荷重が作用することで荷重を正しく算出できないことを回避して、いつでも正しく荷重を算出することができる。   In the operation switch 40 and the vehicle operation system 3, the curved surface portion 41 b is formed in a dome shape, so that the operation switch 40 can easily apply the pressing force toward the center point P. For this reason, even if the operator does not consciously press toward the center point P, a load is likely to act on the curved surface portion 41b toward the center point P, and the operation switch 40 causes a tensile load to be applied to the load vector sensor 42. It can be made difficult to act. Accordingly, the operation switch 40 can always calculate the load correctly without impairing the operability, avoiding that the load cannot be correctly calculated due to the tensile load acting on the load vector sensor 12.

以上示したように、本変形例においても、操作スイッチ40及び車両用操作システム3は、荷重を正確に測定することができる。   As described above, also in this modification, the operation switch 40 and the vehicle operation system 3 can accurately measure the load.

ところで、前述した実施形態や変形例では、例示として操作スイッチ10,30,40をステアリングホイール100の操作者側に設けるものとして説明したが、操作スイッチ10,30,40は、例えばステアリングコラム(図示省略)を含む車室内の他の場所に配設されていてもよい。   In the above-described embodiments and modifications, the operation switches 10, 30, and 40 have been described as being provided on the operator side of the steering wheel 100 as an example. However, the operation switches 10, 30, and 40 are, for example, a steering column (illustrated). (May be omitted).

また、前述した実施形態や変形例において、例示として処理部15,35,45が操作スイッチ10,30,40の備える構成要素であるものとして説明したが、処理部は、その機能が実装されていればよく、例えば、制御装置20の備える構成要素として実装されていてもよい。この場合、荷重ベクトルセンサ12,32,42は、検出した分割領域の電圧変化量及び電圧変化を制御装置20の処理部に出力すればよい。また、例えば、処理部は、独立した処理装置として構成されていてもよい。この場合、処理装置は、操作スイッチ10,30,40及び制御装置20と電気的に接続されている。荷重ベクトルセンサ12,32,42は、検出した分割領域の電圧変化量及び電圧変化を処理装置に出力し、処理装置は、算出した荷重の方向、すなわち、接触体11,31,41に対する操作者の操作形態に応じた出力信号を制御装置20に出力する。   In the above-described embodiments and modifications, the processing units 15, 35, and 45 have been described as examples of the constituent elements of the operation switches 10, 30, and 40, but the functions of the processing units are implemented. For example, it may be implemented as a component included in the control device 20. In this case, the load vector sensors 12, 32, and 42 may output the detected voltage change amount and voltage change of the divided area to the processing unit of the control device 20. For example, the processing unit may be configured as an independent processing device. In this case, the processing device is electrically connected to the operation switches 10, 30 and 40 and the control device 20. The load vector sensors 12, 32, and 42 output the detected voltage change amount and voltage change of the divided regions to the processing device, and the processing device operates the calculated load direction, that is, the operator for the contact bodies 11, 31, and 41. An output signal corresponding to the operation mode is output to the control device 20.

また、荷重ベクトルセンサは、垂直荷重である圧縮荷重及び水平荷重を検出するものであればよく、前述した実施形態や変形例において例示した荷重ベクトルセンサ12,32,42の構成に限定されるものではない。例えば、荷重ベクトルセンサの第2基板は、2、3又は5以上の第2基板で構成されていてもよい。こうした第2基板の数は、例えば、割り当てた接触体11,31,41に対する操作者の操作形態の数、すなわち、接触体11,31,41を押圧した際に検出させる荷重の方向の数などに応じて設定すればよい。   Further, the load vector sensor only needs to detect a compressive load and a horizontal load, which are vertical loads, and is limited to the configuration of the load vector sensors 12, 32, and 42 exemplified in the above-described embodiments and modifications. is not. For example, the second substrate of the load vector sensor may be composed of two, three, five or more second substrates. The number of such second substrates is, for example, the number of operation modes of the operator with respect to the assigned contact bodies 11, 31, 41, that is, the number of load directions to be detected when the contact bodies 11, 31, 41 are pressed. It may be set according to

さらに、操作スイッチ10,30,40は、垂直荷重である圧縮荷重及び水平荷重を検出する荷重ベクトルセンサによって荷重の方向を判定する所謂ポインティングデバイスとして適用できれば車両用操作システムに限定されず適用することができる。   Further, the operation switches 10, 30, and 40 are not limited to the vehicle operation system as long as they can be applied as a so-called pointing device that determines a load direction by a load vector sensor that detects a compressive load and a horizontal load that are vertical loads. Can do.

1 車両用操作システム
10 操作スイッチ(荷重検出装置)
10A ケーシング
11 接触体
11b 押圧面
11bA 中央部
11bB 周縁部
12 荷重ベクトルセンサ(荷重検出体)
13 弾性体
14 枠体
15 処理部
20 制御装置
100 ステアリングホイール
110 車載装置
1 Vehicle Operation System 10 Operation Switch (Load Detection Device)
10A Casing 11 Contact body 11b Press surface 11bA Center part 11bB Peripheral part 12 Load vector sensor (load detection body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Elastic body 14 Frame 15 Processing part 20 Control apparatus 100 Steering wheel 110 Vehicle-mounted apparatus

Claims (4)

押圧されて押圧荷重が作用する接触体と、
前記接触体が押圧される押圧方向側において前記接触体と対向して配設され、前記接触体に作用する前記押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体と、
前記分割押圧荷重を合成して前記接触体に作用する前記押圧荷重の方向を算出する処理部と、
前記接触体の中央部を前記荷重検出体と反対側に露出した状態で前記接触体の周縁部を覆い、前記接触体の前記周縁部に対する押圧を規制する枠体と、
を備えることを特徴とする荷重検出装置。
A contact body that is pressed to apply a pressing load;
A load detection body that is disposed opposite to the contact body on the pressing direction side where the contact body is pressed and detects the pressing load acting on the contact body as a divided pressing load divided for each region;
A processing unit that synthesizes the divided pressing load and calculates a direction of the pressing load acting on the contact body;
A frame that covers the peripheral edge of the contact body in a state where the central part of the contact body is exposed on the opposite side of the load detection body, and restricts the pressing of the contact body against the peripheral edge;
A load detection device comprising:
前記荷重検出体は、圧縮荷重を検出可能であり、
前記枠体は、前記荷重検出体が検出する前記分割押圧荷重が引張荷重となることを規制する、
請求項1に記載の荷重検出装置。
The load detector is capable of detecting a compressive load,
The frame body regulates that the divided pressing load detected by the load detection body is a tensile load.
The load detection device according to claim 1.
前記接触体と前記荷重検出体との間に介在する弾性体、
を備える請求項1または2に記載の荷重検出装置。
An elastic body interposed between the contact body and the load detector;
A load detection device according to claim 1 or 2.
押圧されて押圧荷重が作用する接触体、前記接触体が押圧される押圧方向側において前記接触体と対向して配設され、前記接触体に作用する前記押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体、前記分割押圧荷重を合成して前記接触体に作用する前記押圧荷重の方向を算出する処理部、及び、前記接触体の中央部を前記荷重検出体と反対側に露出した状態で前記接触体の周縁部を覆い、前記接触体の前記周縁部に対する押圧を規制する枠体、を有する荷重検出装置と、
車載装置が有する作動形態に割り当てられた操作形態に基づいて前記車載装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記荷重検出装置は、操作者の前記車載装置に対する操作意志に応じた前記操作形態が前記接触体を押圧した際の前記押圧荷重の方向として入力され、
前記制御装置は、前記処理部において算出された前記押圧荷重の方向に基づいて前記車載装置を制御する、
ことを特徴とする車両用操作システム。
A contact body that is pressed and is subjected to a pressing load, and is divided and divided by dividing the pressing load that is disposed facing the contact body on the pressing direction side where the contact body is pressed and that acts on the contact body. A load detection body to detect as a load, a processing section for calculating the direction of the pressing load acting on the contact body by synthesizing the divided pressing load, and a central portion of the contact body on the opposite side to the load detection body A load detecting device having a frame that covers the peripheral edge of the contact body in an exposed state and restricts the pressing of the contact body against the peripheral edge;
A control device for controlling the in-vehicle device based on the operation mode assigned to the operation mode of the in-vehicle device
With
The load detection device is input as a direction of the pressing load when the operation mode according to an operator's intention to operate the on-vehicle device presses the contact body,
The control device controls the in-vehicle device based on the direction of the pressing load calculated in the processing unit.
A vehicle operating system characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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