JP6075607B2 - ステアリングスイッチ、ステアリングホイール - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリングホイールに設けられるステアリングスイッチ、及び、ステアリングホイールに関するものである。

従来から、車両のステアリングホイールに、例えば、エアコンやオーディオ機器の操作用のステアリングスイッチを設けることが行われている。従来のステアリングスイッチは、機械式のシーソータイプやジョグダイアルタイプであった。

また、特許文献１には、回転可能な操作部材の両面に操作スイッチを設けて、操作面の配置面積を大きくすることなく複数の車載機器に対する遠隔操作を可能とする技術が開示されている。

特開２０１０−１８８８６２号公報

しかし、特許文献１のように両面に機械式のスイッチを設けると、ステアリングスイッチの厚みが増す上に、配線が多くなる。したがって、特許文献１の技術では、ステアリングスイッチの構造が複雑になり、全体が大型化してしまうという問題があった。
また、特許文献１の技術では、配線が多いことから、回転により変形させられる配線の負荷も大きくなり、ステアリングスイッチの操作性が悪化するという問題があった。

本発明の課題は、配線を少なくでき、小型化が容易であって、操作性の良好なステアリングスイッチ、ステアリングホイールを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１の発明は、ステアリングホイール（１）に取り付けられ、操作入力を受け付けるステアリングスイッチ（１０，２０）であって、第１のタッチパネル（１１ａ，２１ａ）と、前記第１のタッチパネルとは異なる操作を行うことができる第２のタッチパネル（１１ｂ，２１ｂ）と、前記第１のタッチパネル及び前記第２のタッチパネルを支持する筐体（１１，２１）と、を備え、前記第１のタッチパネルと前記第２のタッチパネルとは、背面同士を合わせて一体化されており、前記筐体が回転して操作面を変更できるようにステアリングホイールに対して取り付けられており、前記第１のタッチパネルのタッチを検出するタッチ用電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）は、前記第２のタッチパネルのタッチを検出する電極を兼ね、前記タッチ用電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）を前記第１のタッチパネル（１１ａ）又は前記第２のタッチパネル（１１ｂ）の表面に設け、前記筐体（１１）は所定の厚さを有し、前記タッチ用電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）によるタッチ検出結果により行われる操作指示が前記第１のタッチパネル（１１ａ）の操作であるのか、又は、前記第２のタッチパネル（１１ｂ）の操作であるかを、検知電圧の違いにより判定する操作判定部（１３０）を備えること、を特徴とするステアリングスイッチ（１０，２０、３０）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のステアリングスイッチにおいて、前記第１のタッチパネル（１１ａ，２１ａ）と前記第２のタッチパネル（１１ｂ，２１ｂ）とのいずれを操作面とするのかを検出する検出部（１３，１４）を備えること、を特徴とするステアリングスイッチ（１０，２０）である。

請求項３の発明は、請求項２に記載のステアリングスイッチにおいて、前記タッチ用電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）は、静電容量式センサとして構成されており、前記検出部は、前記タッチ用電極と同様な静電式容量センサとして形成された操作面検出用電極（１３，１４）を有すること、を特徴とするステアリングスイッチ（１０，２０）である。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のステアリングスイッチにおいて、前記タッチ用電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）によるタッチ検出結果により行われる操作指示の内容を前記検出部の検出結果に基づいて変更するように制御するステアリングスイッチ制御部（１００）を備えること、を特徴とするステアリングスイッチ（１０，２０）である。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のステアリングスイッチ（１０，２０）を有するステアリングホイール（１）である。

本発明によれば、第１のタッチパネルのタッチを検出するタッチ用電極は、第２のタッチパネルのタッチを検出する電極を兼ねる。よって、ステアリングスイッチは、配線を少なくでき、小型化が容易である。また、配線が少ないことから、筐体の回転移動に対する配線の負荷も少なくなり、操作性が向上する。さらに、機械式のスイッチを使用していないことからも、小型化が容易である。

本発明の第１実施形態によるステアリングスイッチ１０を備えるステアリングホイール１を示す概略図である。 ステアリングスイッチ１０の第２のタッチパネル１１ｂを露出した状態におけるステアリングホイール１の概略図である。 ステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａ側と第２のタッチパネル１１ｂ側とを示す図である。 ステアリングスイッチ１０を第１のタッチパネル１１ａ側から見た概略斜視図である。 表面操作状態におけるステアリングスイッチ１０を示す図である。 軸部材１６を乗員側から見た図である。 裏面操作状態におけるステアリングスイッチ１０を示す図である。 ステアリングスイッチ１０の制御回路の概略を示すブロック図である。 第２実施形態のステアリングスイッチ２０を示す概略斜視図である。 第３実施形態のステアリングスイッチ３０を第１のタッチパネル１１ａ側から見た概略斜視図である。 ステアリングスイッチ３０の制御回路の概略を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるステアリングスイッチ１０を備えるステアリングホイール１を示す概略図である。図１では、ステアリングホイール１を、車両が直進する回転位置で示しており、以下、この位置を直進位置と呼ぶ。また、図１は、ステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａを乗員側に露出した状態を示している。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。

ステアリングホイール１は、スポーク部１ａの乗員側の面にステアリングスイッチ１０を備えている。なお、本実施形態では、ステアリングスイッチ１０は、乗員側からステアリングホイール１に向かって右側（ステアリングホイール１を直進位置にした状態における右側）にのみ設けている。しかし、ステアリングホイール１は、他の位置のスポーク部１ｂ，１ｃ等にもステアリングスイッチ１０を有していてもよい。

図２は、ステアリングスイッチ１０の第２のタッチパネル１１ｂを露出した状態におけるステアリングホイール１の概略図である。
本実施形態のステアリングスイッチ１０は、図１及び図２に示すように、筐体１１が回転して乗員側に露出する面を第１のタッチパネル１１ａとした状態（以下、表面操作状態と呼ぶ）と第２のタッチパネル１１ｂを乗員側に露出する状態（以下、裏面操作状態と呼ぶ）とに切り換えることができる。

図３は、ステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａ側と第２のタッチパネル１１ｂ側とを示す図である。
ステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａは、エアコン１１０（図８参照）の操作が可能である。ステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａには、表記領域１０１ａ〜１０１ｄが設けられている。
表記領域１０１ａは、温度を上げるときにタッチ操作される領域である。
表記領域１０１ｂは、温度を下げるときにタッチ操作される領域である。
表記領域１０１ｃは、風量を上げるときにタッチ操作される領域である。
表記領域１０１ｄは、風量を下げるときにタッチ操作される領域である。

ステアリングスイッチ１０の第２のタッチパネル１１ｂは、オーディオ機器１２０（図８参照）の操作が可能である。ステアリングスイッチ１０の第２のタッチパネル１１ｂには、表記領域１０２ａ〜１０２ｄが設けられている。
表記領域１０２ａは、音量を上げるときにタッチ操作される領域である。
表記領域１０２ｂは、音量を下げるときにタッチ操作される領域である。
表記領域１０２ｃは、選曲を進めるときにタッチ操作される領域である。
表記領域１０２ｄは、選曲を戻すときにタッチ操作される領域である。

表記領域１０１ａと表記領域１０２ａとは、互いに背中合わせで対向して配置されている。表記領域１０１ｂと表記領域１０２ｂとは、互いに背中合わせで対向して配置されている。表記領域１０１ｃと表記領域１０２ｃとは、互いに背中合わせで対向して配置されている。表記領域１０１ｄと表記領域１０２ｄとは、互いに背中合わせで対向して配置されている。
また、表記領域１０１ａ〜１０１ｄ、及び、表記領域１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれ、操作面フィルム１０１，１０２に印刷表記されている。この操作面フィルム１０１，１０２は、後述する筐体１１の表面及び裏面に貼り付けられている。

図４は、ステアリングスイッチ１０を第１のタッチパネル１１ａ側から見た概略斜視図である。
図５は、表面操作状態におけるステアリングスイッチ１０を示す図である。図５（ａ）は、表面操作状態におけるステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａ側を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）中に示した矢印Ａ−Ａで切断した断面を示す。図５（ｃ）は、表面操作状態におけるステアリングスイッチ１０の第２のタッチパネル１１ｂ側を示す。
図６は、軸部材１６を乗員側から見た図である。
図７は、裏面操作状態におけるステアリングスイッチ１０を示す図である。図７（ａ）は、裏面操作状態におけるステアリングスイッチ１０の第２のタッチパネル１１ｂ側を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）中に示した矢印Ｂ−Ｂで切断した断面を示す。図７（ｃ）は、裏面操作状態におけるステアリングスイッチ１０の第１のタッチパネル１１ａ側を示す。
なお、これら図４と、図５と、図７とでは、各電極の構成が見えるように、上述の表記領域１０１ａ〜１０１ｄ、及び、表記領域１０２ａ〜１０２ｄを有する操作面フィルム１０１，１０２を省略して示している。
ステアリングスイッチ１０は、筐体１１と、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄと、操作面検出用電極１３，１４と、筐体支持部材１５と、軸部材１６と、基準電位電極１７，１８とを備えている。

筐体１１は、第１のタッチパネル１１ａと第２のタッチパネル１１ｂとを有している。第１のタッチパネル１１ａと第２のタッチパネル１１ｂとは、背面同士を併せて一体化されている。本実施形態では、筐体１１は、電気回路を形成した基板により２つのタッチパネルとしての構成と、筐体としての構成とを兼ねるように形成されている。なお、２つの別々に構成されたタッチパネルをさらに別部品により構成された筐体により一体化するような形態としてもよい。筐体１１の第１のタッチパネル１１ａには、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄが設けられている。

タッチ用電極１２ａ〜１２ｄは、いずれも静電容量の変化を検出可能な静電容量センサの電極である。これらタッチ用電極１２ａ〜１２ｄは、第１のタッチパネル１１ａへのタッチを検出する電極と、第２のタッチパネル１１ｂへのタッチを検出する電極との両方を兼ねている。タッチ用電極１２ａ〜１２ｄは、第１のタッチパネル１１ａ側に設けられているが、筐体１１（基板素材）を間に挟んでも第２のタッチパネル１１ｂ側における静電容量の変化も充分に検出が可能である。よって、一つのタッチ用電極によって第１のタッチパネル１１ａ側と第２のタッチパネル１１ｂ側の両側のタッチを検出可能である。

タッチ用電極１２ａは、表記領域１０１ａ及び表記領域１０２ａへのタッチの検出を行う。
タッチ用電極１２ｂは、表記領域１０１ｂ及び表記領域１０２ｂへのタッチの検出を行う。
タッチ用電極１２ｃは、表記領域１０１ｃ及び表記領域１０２ｃへのタッチの検出を行う。
タッチ用電極１２ｄは、表記領域１０１ｄ及び表記領域１０２ｄへのタッチの検出を行う。

操作面検出用電極１３，１４は、筐体１１の第１のタッチパネル１１ａ側であって、軸部材１６に近い位置に並んで配置されている。操作面検出用電極１３，１４は、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄと同様に、いずれも静電容量の変化を検出可能な静電容量センサの電極である。操作面検出用電極１３，１４は、第１のタッチパネル１１ａと第２のタッチパネル１１ｂとのいずれを操作面とするのかを検出する検出部を構成する。操作面検出用電極１３，１４による操作面の検出方法については、後述する。

筐体支持部材１５は、筐体１１を軸部材１６に対して回転可能となるように支持する部材である。本実施形態では、筐体支持部材１５は、筐体１１の隣り合う２つの角付近をそれぞれ挟む形態で２つ設けられている。

軸部材１６は、筐体１１の一端部の近傍に配置されている。軸部材１６は、筐体１１が表面操作状態と裏面操作状態との間で回転移動するときの回転中心となる。よって、筐体１１は、本をめくるような形態で回転移動することが可能となる。軸部材１６には、その軸線に沿った方向の中央に、外側の両側に対称に突出した板状の棚部１６ｂ，１６ｃが形成されている。

基準電位電極１７，１８は、それぞれ、軸部材１６の棚部１６ｂ，１６ｃの乗員側の面に設けられている。基準電位電極１７，１８は、ステアリングスイッチ１０の回路における基準電位（接地電位）と等電位となるように、不図示の配線により筐体１１の接地電極と接続されている。基準電位電極１７，１８は、例えば、金属テープ等の導電シート類を貼り付けることにより形成できる。
基準電位電極１７は、表面操作状態において操作面検出用電極１３と重なる位置に配置されている。一方の基準電位電極１８は、裏面操作状態において操作面検出用電極１４と重なる位置に配置されている。よって、筐体１１が表面操作状態となると、基準電位電極１７と操作面検出用電極１３とが接近して静電容量の変化を操作面検出用電極１３により検出でき、筐体１１が表面操作状態にあることを検出できる。一方、筐体１１が裏面操作状態となると、基準電位電極１８と操作面検出用電極１４とが接近して静電容量の変化を操作面検出用電極１４により検出でき、筐体１１が裏面操作状態にあることを検出できる。

なお、本実施形態では、基準電位電極１７，１８を独立して形成したが、筐体支持部材１５及び軸部材１６をメッキしたり、導電性のある金属製にしたりして、筐体１１の基板部分の接地電極と導通させるようにしてもよい。この場合、筐体１１が表面操作状態にあるときには、操作面検出用電極１３と棚部１６ｂとは重なり、操作面検出用電極１４と棚部１６ｂとは重ならないように棚部１６ｂの一部を切欠いて形成するとよい。同様に、筐体１１が裏面操作状態にあるときには、操作面検出用電極１４と棚部１６ｃとは重なり、操作面検出用電極１３と棚部１６ｃとは重ならないように棚部１６ｃの一部を切欠いて形成するとよい。

図８は、ステアリングスイッチ１０の制御回路の概略を示すブロック図である。
ステアリングスイッチ１０は、上述した構成の他に、ステアリングスイッチ制御部１００を備えている。ステアリングスイッチ制御部１００は、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄによるタッチ検出結果により行われる操作指示の内容を検出部（操作面検出用電極１３，１４）の検出結果に基づいて変更するように制御する。すなわち、操作面検出用電極１３が基準電位電極１７に接近して静電容量の変化を検出すると、表面操作状態であると判断できる。よって、この場合、ステアリングスイッチ制御部１００は、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄによるタッチ検出結果を、エアコン１１０の操作指示であるとして、エアコン１１０へ操作指示内容を伝える。一方、操作面検出用電極１４が基準電位電極１８に接近して静電容量の変化を検出すると、裏面操作状態であると判断できる。よって、この場合、ステアリングスイッチ制御部１００は、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄによるタッチ検出結果を、オーディオ機器１２０の操作指示であるとして、オーディオ機器１２０へ操作指示内容を伝える。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１のタッチパネル１１ａのタッチを検出するタッチ用電極１２ａ〜１２ｄは、第２のタッチパネル１１ｂのタッチを検出する電極を兼ねる。よって、ステアリングスイッチ１０は、配線を少なくでき、小型化が容易である。また、配線が少ないことから、筐体１１の回転移動に対する配線の負荷も少なくなり、操作性が向上する。さらに、機械式のスイッチを使用していないことからも、小型化が容易である。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態のステアリングスイッチ２０を示す概略斜視図である。図９（ａ）は、第１のタッチパネル２１ａが乗員側を向いた状態を示し、図９（ｂ）は、第２のタッチパネル２１ｂが乗員側を向いた状態を示している。
なお、第２実施形態のステアリングスイッチ２０は、筐体２１の回転する形態が異なる他は、第１実施形態のステアリングスイッチ１０と同様な形態をしている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

第２実施形態のステアリングスイッチ２０は、筐体２１がその略中心付近を回転中心軸として回転移動できるように、軸部材２６が設けられている。ステアリングスイッチ２０は、筐体２１が回転移動することにより、表面側の第１のタッチパネル２１ａが乗員側を向いた状態（表面操作状態）と、裏面側の第２のタッチパネル２１ｂが乗員側を向いた状態（表面操作状態）とを切り換える。

この第２実施形態に示すように、本発明では、筐体の回転中心軸の位置は、適宜変更して実施することができる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態のステアリングスイッチ３０を第１のタッチパネル１１ａ側から見た概略斜視図である。
図１１は、ステアリングスイッチ３０の制御回路の概略を示すブロック図である。
第３実施形態のステアリングスイッチ３０は、第１実施形態のステアリングスイッチ１０において検出部として機能している操作面検出用電極１３，１４と、基準電位電極１７，１８とが設けられていない。また、第３実施形態のステアリングスイッチ３０は、第１実施形態のステアリングスイッチ１０における検出部（１３，１４）の代わりに、操作判定部１３０を備えている。以上の点が異なる他は、第３実施形態のステアリングスイッチ３０は、第１実施形態のステアリングスイッチ１０と同様な形態をしている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

タッチ用電極１２ａ〜１２ｄは、第１のタッチパネル１１ａ側に設けられている。したがって、第２のタッチパネル１１ｂ側からの接触検知は、第１のタッチパネル１１ａ側からの接触検知に対して検知距離が筐体１１の厚さだけ離間している。よって、第１のタッチパネル１１ａ側からの接触検知によって出力される電圧と、第２のタッチパネル１１ｂ側からの接触検知によって出力される電圧とが相違することとなる。したがって、本実施形態のようにタッチ用電極１２ａ〜１２ｄを筐体１１の一面側に配置することによって、別のタッチ用電極や第１実施形態における検出部（操作面検出用電極１３，１４）等を設けることなく、容易に第１のタッチパネル１１ａ又は第２のタッチパネル１１ｂに接触しているかを判定することができる。筐体１１内部にタッチ用電極１２ａ〜１２ｄを一体にインサート成形して設けてもよいが、タッチ用電極１２ａ〜１２ｄを第１のタッチパネル１１ａ及び第２のタッチパネル１１ｂの表面からの距離を変えて出力電圧が相違するようにすることが好ましい。

このように構成することにより、筐体１１の板圧分だけ距離が違うので、電圧値にも違いが生じ、別の電極を設けることなくタッチされている側がどちらの面であるのかを判定可能である。タッチ面とタッチ用電極１２ａ〜１２ｄとの距離が近いと、電極に誘起される容量が大きくなることで、電極の発振波形のなまりが大きくなり、基準電圧を超える時間が短くなるため、出力されるパルス波形の時間幅が短くなって、電圧値が低下する。よって、距離が近い方が、距離が遠い方よりも電圧値が小さくなり、この電圧値の差によって、タッチされている面が第１のタッチパネル１１ａ側であるのか、第２のタッチパネル１１ｂ側であるのかを判定可能である。

操作判定部１３０は、上述した電圧値の差に基づいて、タッチされている面が第１のタッチパネル１１ａ側であるのか、第２のタッチパネル１１ｂ側であるのかを判定する。
ステアリングスイッチ制御部１００は、操作判定部１３０の判定結果を用いて、操作対象がエアコン１１０であるのか、オーディオ機器１２０であるのかを判定する。

以上説明したように、第３実施形態によれば、ステアリングスイッチ３０は、検出部（操作面検出用電極１３，１４）を設けなくとも、正しく制御を行うことができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

例えば、各実施形態において、ステアリングスイッチは、エアコン、オーディオ機器の操作に利用される例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、ナビゲーション機器、携帯電話、車両の運転モードの切り換え等、操作内容は、どのような内容であってもよい。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１ ステアリングホイール
１ａ，１ｂ，１ｃ スポーク部
１０ ステアリングスイッチ
１１ 筐体
１１ａ 第１のタッチパネル
１１ｂ 第２のタッチパネル
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ タッチ用電極
１３，１４ 操作面検出用電極
１５ 筐体支持部材
１６ 軸部材
１６ｂ，１６ｃ 棚部
１７，１８ 基準電位電極
２０ ステアリングスイッチ
２１ 筐体
２１ａ 第１のタッチパネル
２１ｂ 第２のタッチパネル
２６ 軸部材
１００ ステアリングスイッチ制御部
１０１ 操作面フィルム
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ 表記領域
１０２ 操作面フィルム
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ 表記領域
１１０ エアコン
１２０ オーディオ機器
３０ ステアリングスイッチ
１３０ 操作判定部

Claims (5)

1. ステアリングホイールに取り付けられ、操作入力を受け付けるステアリングスイッチであって、
   第１のタッチパネルと、
   前記第１のタッチパネルとは異なる操作を行うことができる第２のタッチパネルと、
   前記第１のタッチパネル及び前記第２のタッチパネルを支持する筐体と、
   を備え、
   前記第１のタッチパネルと前記第２のタッチパネルとは、背面同士を合わせて一体化されており、前記筐体が回転して操作面を変更できるようにステアリングホイールに対して取り付けられており、
   前記第１のタッチパネルのタッチを検出するタッチ用電極は、前記第２のタッチパネルのタッチを検出する電極を兼ね、
   前記タッチ用電極を前記第１のタッチパネル又は前記第２のタッチパネルの表面に設け、前記筐体は所定の厚さを有し、
   前記タッチ用電極によるタッチ検出結果により行われる操作指示が前記第１のタッチパネルの操作であるのか、又は、前記第２のタッチパネルの操作であるかを、検知電圧の違いにより判定する操作判定部を備えること、
   を特徴とするステアリングスイッチ。
2. 請求項１に記載のステアリングスイッチにおいて、
   前記第１のタッチパネルと前記第２のタッチパネルとのいずれを操作面とするのかを検出する検出部を備えること、
   を特徴とするステアリングスイッチ。
3. 請求項２に記載のステアリングスイッチにおいて、
   前記タッチ用電極は、静電容量式センサとして構成されており、
   前記検出部は、前記タッチ用電極と同様な静電式容量センサとして形成された操作面検出用電極を有すること、
   を特徴とするステアリングスイッチ。
4. 請求項２又は請求項３に記載のステアリングスイッチにおいて、
   前記タッチ用電極によるタッチ検出結果により行われる操作指示の内容を前記検出部の検出結果に基づいて変更するように制御するステアリングスイッチ制御部を備えること、
   を特徴とするステアリングスイッチ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のステアリングスイッチを有するステアリングホイール。

Images