JP4644611B2 - 車両のセンターパネル構造体 - Google Patents

Description

本発明は、車両のセンターパネル構造体に係わり、特に、車両のインストルメントパネルのほぼ中央部に設けられたセンターパネル構造体に関する。

近年、自動車のインテリアデザインに独自性が要求されており、計器盤の操作スイッチ（操作ボタン）に関しても機能面のみならずインテリアの一部としてのデザイン部品に位置付けられている。
例えば、図１には、このようなデザイン要求に基づいて設計された車両のセンターパネルの例が示されており、ＤＩＮと呼ばれる既製サイズのオーディオモジュール操作パネルを廃し、独自の意匠パネルとして形成されている。

ところで、この種の操作パネル（以下「センターパネル」と言う）のスイッチ構造（操作ボタン構造）は、例えば、特開平８−２０７６２２で開示されたものを図２に示すように、意匠面を形成するパネル５０と押動可能に配設せしめたボタン５２及びボタン５４等から構成されている。
さらに、他の例として、特許第３４６６９５５号に開示されたものを図３に示すように、センターパネルは、多数のボタン５６と、これらのボタン５６の表面上に形成された文字や図柄を照明するための、非照明部位への漏洩光を遮光する目的で配設した遮光ケース５８を備えている。

特開平８−２０７６２２号公報 特許第３４６６９５５号

次に、図４により、上述した従来技術をより詳細に説明する。
図４は、オーディオの機能を操作する操作スイッチ（操作ボタン）を備えた従来のセンターパネルを示す断面図である。図４において、６０はセンターパネル全体を形成する意匠面パネルである。また、６２は各種操作ボタンで、パネル６０の背面から装着して、押動可能に配置されている。さらに、これらのボタン６２の背面には遮光ケース６４を介してＬＥＤとスイッチ６８とを搭載したプリント配線板７０が保持されている。
このようにして、ＬＥＤ６６によってボタン６２の表面に形成された表示文字の夜間照明を行うと共に、ボタン６２を押圧してスイッチ６８の電気接点を押動することによってプリント配線板７０から特定のボタンの操作情報を電気的に知り得るように構成されている。

ところで、ナビディスプレー等に用いられるタッチパネルが知られているが、このタッチパネルは非作動時に何らデザイン的要素を持っておらず、車両のインテリアデザインとしての役割を果たす事はできない。

上述した従来のセンターパネル構造は、操作ボタン、遮光ケース、パネル等多くの構成部材を必要とし、かつ、可動部材である操作ボタンは、パネルとの隙間精度要求及び押動時の引っ掛かり、戻り不良等を無くす必要があるので、高い寸法精度で成型する事が求められる。

同時に、パネル、操作ボタン及び遮光ケース類は樹脂成型材料によって構成されるため、成型部品点数に応じた成型コストが発生し、かつ部品種類数と同じ成型金型を必要とするという問題がある。

また、遮光性能／照明性能及び釦の押動フィーリングの改善を含めた改善工数は膨大なものとなる。かかる構造により、従来のセンターパネルは、部材価格の増大、金型費用の増加、開発費用の増加を招き、結果的に製品価格の増加を招いていた。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決した車両のセンターパネル構造体を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両のインストルメントパネルのほぼ中央部に設けられたセンターパネル構造体であって、各種の操作を行うための三次元の任意の意匠形状を持つ複数の操作ボタン部及びパネル本体部とが樹脂成型材料により一体成型されたセンターパネル部と、操作ボタン部の各々に設けられ操作者がその操作ボタン部を操作したことを検出する検出手段と、操作者がどの操作ボタンを操作したかを検知し且つこの検知信号を出力する検知手段と、を有することを特徴としている。

また、本発明において、好ましくは、上記検出手段は、各操作ボタン部に設けられた電気導電性材料からなる電極であり、この電極の静電容量の変化から操作者の各操作ボタン部の操作を検出する。
また、本発明において、好ましくは、上記検出手段は、各操作ボタン部に設けられた発光素子と受光素子とからなる光検出手段であり、この受光素子の出力信号の変化から操作者の各操作ボタン部の操作を検出する。
さらに、本発明は、好ましくは、更に、パネル本体部の上記操作ボタン部の近傍に設けられ、その操作ボタン部に加わる操作者の押圧力を検出する押圧力検出手段とを有する。

また、本発明において、好ましくは、検出手段である電極は、金属箔シートで形成されている。

さらに、本発明は、車両のインストルメントパネルのほぼ中央部に設けられたセンターパネル構造体であって、各種の操作を行うための三次元の任意の意匠形状を持つ複数の操作ボタン部を備えたセンターパネル部と、操作ボタン部の各々に設けられ操作者がその操作ボタン部を操作したことを検出する金属箔シートの検出電極と、操作者がどの操作ボタンを操作したかを検知し且つこの検知信号を出力する検知手段と、を有することを特徴としている。

本発明によれば、操作ボタン部とパネル本体部を一体成型したので、操作ボタン部とパネル本体部との間隙が無くなるので、遮光ケースを不要とすることができる。

本発明によれば、センターパネル部に三次元の任意意匠を形成可能であるから車両のインテリアデザイン要求を満たす事ができるにも関わらず、その構成部品はセンターパネル部とプリント配線板とだけにする事が可能で、上述した部材費用の大幅な削減と金型費用、開発費用をも同時に削減可能となる。

また、本発明のセンターパネル構造体は、液晶デスプレー上に配したタッチパネル等とは異なり、非作動時にも操作釦の配置を視認可能である事、また立体的釦形状によるブラインドタッチをも可能にし得るといった効果も備えている。

さらに、本発明のセンターパネル構造体は、操作ボタン部とパネル本体部とを一体成型とので、従来存在していた両者間の機械的隙間が無いことによる被水耐性が格段に向上するというメリットもある。

次に、本発明の車両のセンターパネル構造体の第１実施形態を図５〜図７を参照して説明する。

図５は、車両のインストルメントパネルのほぼ中央部に配設され計器盤の操作パネルを構成する本発明のセンターパネルの第１実施形態を示す断面図である。
図５に示すように、センターパネル部１は、樹脂成型材料により一体形成されたパネル本体部２と複数の操作ボタン部４とから構成されている。パネル本体部２は、任意の部位に所定形状の操作釦形状を三次元（立体的）に成型した操作ボタン部４を具備している。

プリント配線板６が、パネル本体部２の背面に固定され、このプリント配線板６には、操作ボタン部４を背面から照明するＬＥＤ８及び所望の電子回路部品を配設されている。

図６は、操作ボタン部４の拡大図及び断面図である。図６に示すように、操作ボタン部４の表面は任意の塗装色で塗装されると共に、操作機能表示文字（ＰＯＷＥＲ）１０がレーザカットにより形成されている。ここで、操作ボタン部４は、三次元形状に形成されているが、具体的に言えば、周囲に溝が形成されており、溝から突出し、さらに、表面もなだらかに隆起した形状となっている。さらに、表示文字部分に凹凸を形成するようにしても良い。

操作ボタン部４の板厚内にインサート成型された電気導電性材料より成る検出電極１２が設けられており、この検出電極１２には、リード１４が接続され、プリント配線板６に向かって突出している。なお、検出電極１２は、操作ボタン部４の背面側に設けても良い。

図７は第１実施形態におけるプリント配線板６上に形成せしめた電気回路構成を示すブロック図である。図７に示すように、プリント配線板６上に形成せしめた電気回路は、１２のリード１４と接続せしめた静電容量検出回路１６と、この静電容量検出回路１６の出力信号を入力せしめて、操作ボタン部４の操作状態を判定するマイクロコンピュータ１８と、このマイクロコンピュータ１８の検出結果を、図示しないワイヤーハーネスを介して電気的に出力する端子２０と、ブザー等の報知手段２２を備えている。

またＬＥＤ８は、マイクロコンピュータ１８によって制御され操作ボタン部４の背面から夜間照明光を供給する。
なお、検出電極１２及びＬＥＤ８は、センターパネル部１上に要求される操作機能数、すなわち操作ボタン部４の数に対応して複数個配設されている。

以上の構成によって、センターパネル部１の意匠面においては所望の操作釦形状を配した三次元形状の任意意匠を形成することができる。

そして、複数配した操作ボタン部４のうち、操作者が意図した所望の機能を表示する部位（例えば“ＰＯＷＥＲ”）の表面を指で触れる事によって、この操作ボタン部４の検出電極１２と、図示しない電気的接地との間の静電容量が変化する。
従って、かかる静電容量の変化を静電容量検出回路１６が検出する事によってマイクロコンピュータ１８は、どの操作ボタン部４が押圧されたかを検知し、その結果を端子２０から図示しないシリアル信号等の電気的伝送手段によって送出する。
また、マイクロコンピュータ１８は押圧状態を検出すると同時に報知手段２２を作動させて操作者へのフィードバックを行う。

なお、静電容量検出回路１６としては、既知静電容量−周波数変換回路、あるいは静電容量−電圧変換回路等、多様な回路方式が利用可能である。

また、本実施形態では静電容量検出回路１６の出力を受けて、マイクロコンピュータ１８によって操作ボタン部４の押圧状態を判定するものとしたが、マイクロコンピュータ１８の代わりに、別の信号処理回路手段、例えばアナログ演算回路、コンパレータ回路等が採用可能である。

さらには、本実施形態においては、複数存在する操作ボタン部４のどの部位（操作ボタン）が操作されたかを、検出電極１２によって静電容量の変化として検出するものとしたが、この代わりに、各操作ボタン部毎に発光素子と受光素子を配設せしめ、操作者の指が近接した時に生じる受光素子の出力変化を利用して操作部位を特定するようにしても良い。

次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。

第１実施形態においてはセンターパネル部１上に配設した操作ボタン部４を操作者が指で触れた事によってその操作ボタン部４の操作状態を検出するように構成した。
この場合、例えば、この操作者が意図せず操作ボタン部４を触れた場合にも、静電容量検出回路１６の出力状態が変化し、結果的に対応する電子機器の機能が応動するといった懸念がある。

この問題点を解決するために、第２実施形態においては、操作ボタン部４への押圧状態を第１実施形態と同様にして検出する事に加えて、センターパネル部１の全体にかかる応力（押圧力）の状態を検出する応力検出手段（押圧力検出手段）３０を配設した。

このようにして、静電容量検出回路１６によって操作者による操作ボタン部４の押圧部位を特定し、かつ応力検出手段３０とによって操作者の押圧力を測定する。
従って、操作者が意図せず操作ボタン部４に触れた場合と、意図して所望の操作力で押した場合とを区別可能であるから、いわゆる誤操作の可能性を大幅に削減する事ができる。

次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。
この第３実施形態においては、上述した第１及び第２実施形態と同様に、操作ボタン部とパネル本体部とを樹脂成型材料により一体成型してもよく、又は、第１及び第２実施形態と異なり、操作ボタン部とパネル本体部とをそれぞれ樹脂成型材料で別々に形成するようにしてもよい。ここでは、操作ボタン部とパネル本体部とをそれぞれ樹脂成型材料で別々に形成した例を説明する。

この第３実施形態において、操作ボタン部３２は、全体的に円筒形でその円形頂面に模様が付されており、印刷フィルム３４、金属箔シートからなる検出電極３６、射出成形部材３８から構成されている。
印刷フィルム３４は、支持フィルム３４ａ、この支持フィルム３４ａの内側面に形成された模様３４ｂ、この模様模様３４ｂを被覆するバインダー層３４ｃとから構成されている。ここで、模様３４ｂは、さらに、「ＰＯＷＥＲ」等の文字３４ｂ−１と、この文字３４ｂ-１を包囲するように配置される背景地３４ｂ−２とから構成されている。

操作ボタン部３２の検出電極３６には、リード１４が接続されており、プリント配線板６に向かって突出し、タッチパネルスイッチを構成している。
第３実施形態においては、さらに、射出成形部材３８の底部には、プッシュロッド４０が取り付けられ、このプッシュロッド４０の下端部４０ａがプリント配線板６に取り付けられたコンタクトスイッチ４０に当接するように配置され、これにより、プッシュ式スイッチを構成している。

次に、第３実施形態の作用を説明する。第３実施形態においては、操作者により、操作ボタン部３２が押し下げられてコンタクトスイッチ４０によってスイッチがオン、オフされるか、或いは、操作者の指がタッチパネルスイッチ３６，１４に触れてスイッチがオン、オフされるかのいずれによってもスイッチがオン、オフされるので、作動が確実になる。

特に、本実施形態のように、操作ボタン部３２のような円筒形状の比較的小さなボタンにおけるタッチパネルスイッチでは、操作ボタン部３２にタッチする操作者の指の面積は小さいので、通常、指と検出電極との間に形成される静電容量の変化が小さく、タッチを検出し難いのであるが、本実施形態では、検出電極３６を金属箔シートで構成しているので、指と検出電極３６との間には（薄い）印刷フィルム３２しか存在しないので、大きな静電容量変化が生じ、タッチ検出感度を向上させることができる。

なお、第１及び第２実施形態においても、第３実施形態と同様に、検出電極１２を金属箔シートにより形成してもよい。

車両のインテリアデザイン例を示す図である。 従来技術の説明図である。 従来技術の説明図である。 従来技術を示す詳細説明図である。 本発明のセンターパネル構造体の第１実施形態を示す断面図である。 図５の要部拡大平面図及び断面図である。 本発明の第１実施形態による電気回路ブロック図である。 本発明のセンターパネル構造体の第２実施形態を示す断面図である。 本発明のセンターパネル構造体の第３実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ センターパネル部
２ パネル本体部
４ 操作ボタン部
６ プリント配線板
８ ＬＥＤ
１０ 操作機能表示文字
１２ 検出電極
１４ リード
１６ 静電容量検出回路
１８ マイクロコンピュータ
２０ 端子
２２ 報知手段
３０ 応力検出手段（押圧力検出手段）
３２ 操作ボタン部
３４ 印刷フィルム
３６ 検出電極
３８ 射出成形部材

Claims (2)

1. 車両のインストルメントパネルのほぼ中央部に設けられたセンターパネル構造体であって、
   各種の操作を行うための三次元の任意の意匠形状を持つ複数の操作ボタン部及びパネル本体部とが樹脂成型材料により一体成型されたセンターパネル部と、
   上記操作ボタン部の各々に設けられ操作者がその操作ボタン部を操作したことを検出する検出手段と、
   操作者がどの操作ボタンを操作したかを検知し且つこの検知信号を出力する検知手段と、
   上記パネル本体部の上記操作ボタン部の近傍に設けられ、上記操作者が上記操作ボタン部を押圧することにより上記センターパネル部の全体にかかる押圧力を検出する押圧力検出手段とを有し、
   上記検出手段は、各操作ボタン部に設けられた電気導電性材料からなる電極であり、この電極の静電容量の変化から操作者の各操作ボタン部の操作を検出する
   ことを特徴とする車両のセンターパネル構造体。
2. 上記検出手段である電極は、金属箔シートで形成されている請求項１記載の車両のセンターパネル構造体。

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