JP2016206005A - Load detection device and operation system for vehicle - Google Patents
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Abstract
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.
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.
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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12b1,12b2,12b3,12b4を含んで構成されている。また、第2基板12b1,12b2,12b3,12b4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12b1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12b2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12b3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12b4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
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
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12b1,12b2,12b3,12b4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12b1,12b2,12b3,12b4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
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
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
外周面14bは、押圧面11bより大径である。
The outer
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
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
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
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
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
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
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
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
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12b1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12b2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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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32b1,32b2,32b3,32b4で構成されている(図5参照)。
The
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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42b1,42b2,42b3,42b4で構成されている(図5参照)。
The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015087866A JP2016206005A (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Load detection device and operation system for vehicle |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006194709A (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Honda Motor Co Ltd | Load sensor |
-
2015
- 2015-04-22 JP JP2015087866A patent/JP2016206005A/en not_active Abandoned
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