JP6706710B1

JP6706710B1 - 操作パネル

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Publication number: JP6706710B1
Application number: JP2019170331A
Authority: JP
Inventors: 近藤　大輔; 大輔近藤; 勇一福光; 秀人氏家
Original assignee: Marelli Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2039-09-19
Also published as: US20220352891A1; WO2021053927A1; CN113966289B; JP2021046108A; CN113966289A; US11863176B2

Abstract

【課題】使用者によるスイッチの操作を荷重センサが検出する正確性を向上させる。【解決手段】車両に設けられる操作パネル２は、少なくとも一部が曲面状に形成され、車両の車室内に露出するパネル部材３と、パネル部材３に設けられ、使用者によって押圧操作されるスイッチ４と、パネル部材３の裏面に臨んで設けられ、パネル部材３が変位することによって作用する荷重に基づきスイッチ４が操作されたことを検出する荷重センサ７と、を備え、荷重センサ７は、スイッチ４が操作されたときに当該スイッチ４の変位量よりもパネル部材３が大きく変位する位置に設けられる。【選択図】図５

Description

本発明は、操作パネルに関するものである。

特許文献１には、タッチ位置センサと荷重センサとを用いて、フィニッシャに設けられたスイッチの操作を検出する車両用内装部品が開示されている。この車両用内装部品では、使用者の指がスイッチに触れたことをタッチ位置センサによって検出し、使用者がスイッチを操作したことを荷重センサによって検出する。

特許第６５６３０９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用内装部品では、荷重センサを二つ設ける例が示されているが、荷重センサをどのように配置するかについて具体的な検討はなされていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、使用者によるスイッチの操作を荷重センサが検出する正確性を向上させることを目的とする。

本発明のある態様によれば、車両に設けられる操作パネルは、少なくとも一部が曲面状に形成され、前記車両の車室内に露出するパネル部材と、前記パネル部材に設けられ、使用者によって押圧操作される操作部と、前記パネル部材の裏面に臨んで設けられ、前記パネル部材が変位することによって作用する荷重に基づき前記操作部が操作されたことを検出する荷重センサと、を備え、前記荷重センサは、前記操作部が操作されたときに当該操作部の変位量よりも前記パネル部材が大きく変位する位置に設けられ、前記パネル部材は、先端部が前記荷重センサに臨むように前記裏面から突出する突出部を有し、前記突出部は、複数に分割して設けられる分割突出部からなる。

上記態様では、荷重センサは、操作部が操作されたときに当該操作部の変位量よりもパネル部材が大きく変位する位置に設けられる。そのため、荷重センサは、使用者の操作によって操作部に作用する荷重よりも大きな荷重を検出する。したがって、使用者による操作部の操作を荷重センサが検出する正確性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る操作パネルが適用される車両用内装部品の構成を示す斜視図である。図２は、操作パネルの分解斜視図である。図３は、パネル部材の背面からの斜視図である。図４は、突出部が設けられる位置におけるパネル部材及び本体部の断面図である。図５は、タッチ位置センサ及び荷重センサの構成について説明する断面図である。図６は、操作パネルの背面からの斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る操作パネル２、及び操作パネル２が適用される車両用内装部品としてのインストルメントパネル１について説明する。

まず、図１を参照して、インストルメントパネル１について説明する。図１は、インストルメントパネル１の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、インストルメントパネル１は、操作パネル２を有する。インストルメントパネル１は、車両の車室内に設けられる。インストルメントパネル１は、運転席の正面を含む車室の前方に設けられる。インストルメントパネル１には、自動車の情報を示す計器類（図示省略）が配置される。

次に、図２から図６を参照して、操作パネル２について説明する。

図２は、操作パネル２の分解斜視図である。図３は、パネル部材３の背面からの斜視図である。図４は、突出部３１が設けられる位置におけるパネル部材３及び本体部８の断面図である。図５は、タッチ位置センサ６及び荷重センサ７の構成について説明する断面図である。図６は、操作パネル２の背面からの斜視図である。

図２に示すように、操作パネル２は、パネル部材３と、センサモジュール５と、本体部８と、を備える。

パネル部材３は、少なくとも一部が曲面状である自由曲面状に形成される。パネル部材３は、車両の車室内に露出する。パネル部材３は、操作部としてのスイッチ４を有する。

スイッチ４は、パネル部材３の一部として設けられる。スイッチ４は、使用者によって押圧操作される。スイッチ４は、空調装置（エアコンディショナ）を操作するための第１スイッチ４ａ〜第１０スイッチ４ｊを有する。

第１スイッチ４ａと第２スイッチ４ｂと第９スイッチ４ｉと第１０スイッチ４ｊとは、空調装置の温度を調節するためのスイッチである。第３スイッチ４ｃは、リアデフォッガのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのスイッチである。第４スイッチ４ｄは、フロントデフロスタのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのスイッチである。第５スイッチ４ｅと第６スイッチ４ｆとは、空調装置の風量を調節するためのスイッチである。第７スイッチ４ｇは、オートモードのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのスイッチである。第８スイッチ４ｈは、内外気の切り換えをするためのスイッチである。

図３に示すように、パネル部材３は、突出部３１と、取付部３２と、を有する。

突出部３１は、パネル部材３の裏面から突出する。各々の突出部３１は、複数に分割して設けられる分割突出部３１１からなる。これにより、各々の分割突出部３１１を小さく形成できるので、パネル部材３を樹脂材料の射出成形によって形成したときに、裏面に大きな突出部が形成される場合と比較して、パネル部材３の表面にヒケが発生することを抑制することができる。

図４に示すように、各々の突出部３１は、パネル部材３の平面部分３ａに形成される。即ち、パネル部材３の表面が曲面形状であっても、突出部３１が形成される裏面には平面部分３ａが形成される。これにより、各々の突出部３１における各分割突出部３１１の突出量を同じにすることができる。

突出部３１は、第１突出部３１ａと、第２突出部３１ｂと、第３突出部３１ｃと、を有する。第１突出部３１ａは、後述する第１荷重センサ７ａに臨む。第２突出部３１ｂは、後述する第２荷重センサ７ｂに臨む。第３突出部３１ｃは、後述する第３荷重センサ７ｃに臨む。第２突出部３１ｂは、第１突出部３１ａよりも突出量が大きい。第３突出部３１ｃは、第２突出部３１ｂよりも突出量が大きい。第１〜第３突出部３１ａ〜３１ｃの突出量は、パネル部材３の形状に応じて設定される。

図５に示すように、突出部３１は、先端部３１１ａが荷重センサ７に臨む。分割突出部３１１は、パネル部材３と荷重センサ７との間の距離が同じになるような突出量に各々形成される。即ち、パネル部材３の表面が曲面形状であっても、分割突出部３１１の荷重センサ７に当接する先端部３１１ａは、荷重センサ７の表面と平行な平面上にある。これにより、分割突出部３１１の一部のみが荷重センサ７に当接するのではなく、すべての分割突出部３１１を荷重センサ７に当接させることができる。

図３に示すように、取付部３２は、突出部３１から長手方向に離間した位置に設けられる。これにより、使用者がスイッチ４を操作したときにパネル部材３が変形することを妨げない。

図２に示すように、センサモジュール５は、センサシート５ａと、タッチ位置センサ６と、荷重センサ７と、を有する。

センサシート５ａは、基板部１１に接続される。センサシート５ａは、タッチ位置センサ６及び荷重センサ７と基板部１１とを電気的に接続する。

タッチ位置センサ６は、パネル部材３の裏面に臨んで、センサシート５ａ上に設けられる。タッチ位置センサ６は、各スイッチ４に対応して設けられる。タッチ位置センサ６は、各スイッチ４に使用者の指が触れたことを検知する。即ち、第１〜第１０スイッチ４ａ〜４ｊに対応する位置には、第１〜第１０タッチ位置センサ６ａ〜６ｊが各々設けられる。

図５に示すように、タッチ位置センサ６は、パネル部材３の裏面に、各スイッチ４に対応して設けられる。タッチ位置センサ６は、静電容量式近接センサである。タッチ位置センサ６は、センサシート５ａ上に配置された板状の電極６２を有する。

タッチ位置センサ６は、例えば１０［ｍｓ］の周期で、静電容量値を測定する。使用者の指がスイッチ４に触れると、タッチ位置センサ６によって測定される静電容量値が変化する。タッチ位置センサ６は、この静電容量値の変化に基づき、使用者の指がどのスイッチ４に触れたかを検出する。

図２に示すように、荷重センサ７は、パネル部材３の裏面に臨んで、センサシート５ａ上に設けられる。荷重センサ７は、スイッチ４が操作された際にパネル部材３が変位することによって作用する荷重を検出する。即ち、荷重センサ７は、使用者が各スイッチ４に加えた荷重を検出する。荷重センサ７は、検出した荷重に基づき、スイッチ４が操作されたことを検出する。荷重センサ７は、第１荷重センサ７ａと、第２荷重センサ７ｂと、第３荷重センサ７ｃと、を備える。

第１荷重センサ７ａは、第３スイッチ４ｃと第４スイッチ４ｄとの間であって、第３スイッチ４ｃ及び第４スイッチ４ｄの下方に設けられる。第２荷重センサ７ｂは、第５スイッチ４ｅと第６スイッチ４ｆとの間であって、第５スイッチ４ｅ及び第６スイッチ４ｆの下方に設けられる。第３荷重センサ７ｃは、第７スイッチ４ｇと第８スイッチ４ｈとの間であって、第７スイッチ４ｇ及び第８スイッチ４ｈの下方に設けられる。

図５に示すように、荷重センサ７は、板状の第１電極７１と、板状の第２電極７２と、スペーサ７３と、を有する。

第１電極７１は、本体部８に臨んで、センサシート５ａ上に設けられる。第２電極７２は、パネル部材３の裏面に臨んで、センサシート５ａ上に設けられる。スペーサ７３は、パネル部材３とセンサシート５ａとの間に設けられて、第１電極７１と第２電極７２とが所定の間隙を有して対向するように配置される。スペーサ７３は、弾性変形可能に設けられ、使用者によってスイッチ４が操作されると圧縮されて変形する。

荷重センサ７は、電極としての第１電極７１及び第２電極７２を保持するセンサシート５ａの端部に形成される突出片７０をグラウンド部として、突出片７０が折り返されることによって包み込まれる静電容量式変位センサである。これにより、突出片７０が折り返された部分がクローズ状態になるので、電荷が漏れることを防止できる。したがって、荷重センサ７による誤検知を抑制することができる。

荷重センサ７は、例えば、１０［ｍｓ］の周期で、静電容量値を計測する。使用者が指でスイッチ４を押し込むと、スイッチ４の位置を中心にパネル部材３が凹むように変形する。パネル部材３が凹むと、第１電極７１と第２電極７２との距離が小さくなる。そのため、第１電極７１と第２電極７２との間の静電容量値が変化する。荷重センサ７は、この静電容量値の変化に基づき、パネル部材３に作用した荷重の大きさ（荷重検出強度）を検出する。

ここで、図５に示すように、パネル部材３の上端部３６は、車体に取り付けられる固定端であり、下端部３７は、他の部材に取り付けられない自由端である。荷重センサ７は、スイッチ４よりも下端部３７に近い位置に設けられる。即ち、荷重センサ７は、スイッチ４が操作されたときに当該スイッチ４の変位量よりもパネル部材３が大きく変位する位置に設けられる。

これにより、荷重センサ７は、使用者の操作によってスイッチ４に作用する荷重よりも大きな荷重を検出することになる。したがって、使用者によるスイッチ４の操作を荷重センサ７が検出する正確性を向上させることができる。

図２に示すように、本体部８は、ベース部９と、照明部１０と、基板部１１と、ケース部１２と、振動発生デバイスとしての一対のソレノイド１３と、を有する。

ベース部９は、車体に取り付けられる。ベース部９には、照明部１０を埋め込むための複数の貫通孔が形成される。

照明部１０は、光を通す透明な部材である。照明部１０は、第１〜第１０スイッチ４ａ〜４ｊの各々に対応して複数設けられる。照明部１０は、第１〜第１０スイッチ４ａ〜４ｊを裏面から照射する光を透過させる。

基板部１１は、ベース部９とケース部１２との間に設けられる。基板部１１には、タッチ位置センサ６及び荷重センサ７からの電気信号が入力される。基板部１１は、車両のコントローラ（図示省略）に、入力された電気信号に応じた電気信号を出力する。基板部１１には、照明部１０を各々照射する複数の発光部（図示省略）が実装される。発光部は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）によって構成される。

ケース部１２は、ベース部９の裏側に挿入されると共に、車体に取り付けられる。ケース部１２は、ソレノイド１３の一端を保持する。

図６に示すように、本体部８は、車体に取り付けられる複数の取付部８ａを有する。これにより、本体部８は、車体に取り付けられて剛性が確保される。これに対して、パネル部材３は、本体部８から長手方向に離間した位置にて車体に取り付けられる。よって、使用者がスイッチ４を押圧操作したときには、車体への取付剛性が確保された本体部８に対してパネル部材３が変形する。したがって、使用者がスイッチ４を押圧操作した際に、荷重センサ７に押圧力が作用するようにでき、例えば車体など他の部分へ押圧力が逃げることが抑制される。

図２に示すように、ソレノイド１３は、パネル部材３の裏面側に配置される。ソレノイド１３は、スイッチ４が操作された際に、パネル部材３を振動させることによって、使用者の指に触感を発生させる。ソレノイド１３は、コイル（図示省略）と可動鉄心（図示省略）と、を有する。

ソレノイド１３は、コイルに通電されると、可動鉄心をパネル部材３に向けて変位させる。一方、ソレノイド１３は、コイルへの通電が停止されると、可動鉄心をパネル部材３から離間させる。これにより、ソレノイド１３は、パネル部材３に振動を発生させる。

ソレノイド１３の一端はケース部１２によって保持される。よって、可動鉄心の変位によって発生する振動を、パネル部材３に確実に伝達することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

車両に設けられる操作パネル２は、少なくとも一部が曲面状に形成され、車両の車室内に露出するパネル部材３と、パネル部材３に設けられ、使用者によって押圧操作されるスイッチ４と、パネル部材３の裏面に臨んで設けられ、パネル部材３が変位することによって作用する荷重に基づきスイッチ４が操作されたことを検出する荷重センサ７と、を備え、荷重センサ７は、スイッチ４が操作されたときに当該スイッチ４の変位量よりもパネル部材３が大きく変位する位置に設けられる。

この構成では、荷重センサ７は、スイッチ４が操作されたときに当該スイッチ４の変位量よりもパネル部材３が大きく変位する位置に設けられる。そのため、荷重センサ７は、使用者の操作によってスイッチ４に作用する荷重よりも大きな荷重を検出する。したがって、使用者によるスイッチ４の操作を荷重センサ７が検出する正確性を向上させることができる。

また、パネル部材３は、先端部３１１ａが荷重センサ７に臨むように裏面から突出する突出部３１を有する。

この構成によれば、先端部３１１ａが荷重センサ７に臨むように突出する突出部３１が形成されるので、パネル部材３が曲面形状であっても、使用者によってスイッチ４が押圧操作された際の荷重を荷重センサ７に伝達することができる。

また、突出部３１は、複数に分割して設けられる分割突出部３１１からなる。

この構成によれば、各々の分割突出部３１１を小さく形成できるので、パネル部材３を樹脂材料の射出成形によって形成したときに、裏面に大きな突出部が形成される場合と比較して、パネル部材３の表面にヒケが発生することを抑制することができる。

また、分割突出部３１１は、パネル部材３と荷重センサ７との間の距離が同じになるような突出量に各々形成される。

この構成によれば、パネル部材３の表面が曲面形状であっても、分割突出部３１１の荷重センサ７に当接する先端部３１１ａは、荷重センサ７の表面と平行な平面上にある。これにより、分割突出部３１１の一部のみが荷重センサ７に当接するのではなく、すべての分割突出部３１１を荷重センサ７に当接させることができる。

また、突出部３１は、前記パネル部材の平面部分３ａに形成される。

この構成によれば、パネル部材３の表面が曲面形状であっても、突出部３１が形成される裏面には平面部分３ａが形成されるので、各々の突出部３１における各分割突出部３１１の突出量を同じにすることができる。

荷重センサ７は、第１電極７１及び第２電極７２を保持するセンサシート５ａの端部に形成される突出片７０をグラウンド部として、突出片７０が折り返されることによって包み込まれる静電容量式センサである。

この構成によれば、突出片７０が折り返された部分がクローズ状態になるので、電荷が漏れることを防止できる。したがって、荷重センサ７による誤検知を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、荷重センサ７を静電容量式とする例を示した。しかしながら、荷重センサ７としては、抵抗線式、拡散式、成膜式等の他の荷重センサを使用することができる。

また、上記実施形態では、スイッチ４を空調装置の操作のためのスイッチとする例を示した。しかしながら、スイッチ４としては、カーオーディオの操作のためのスイッチとしてもよいし、その他の操作のためのスイッチとしてもよい。

また、上記実施形態では、荷重センサ７を３つ設ける例を示した。しかしながら、荷重センサ７は、１つ若しくは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

上記実施形態では、スイッチ４を１０つ設ける例を示した。しかしながら、スイッチ４の数は、この態様に限定されない。

上記実施形態では、本発明をインストルメントパネル１に設けられた操作パネル２に適用する例を示した。しかしながら、本発明は、コンソールやアームレストに設けられた入力装置に適用できる。また、本発明は、家具や電化製品等に設けられた入力装置に適用することができる。

１インストルメントパネル（車両用内装部品）
２操作パネル
３パネル部材
３ａ平面部分
４スイッチ（操作部）
５センサモジュール
５ａセンサシート
６タッチ位置センサ
７荷重センサ
７０突出片
８本体部
３１突出部
６２電極
７１第１電極（電極）
７２第２電極（電極）
３１１分割突出部
３１１ａ先端部

Claims

車両に設けられる操作パネルであって、
少なくとも一部が曲面状に形成され、前記車両の車室内に露出するパネル部材と、
前記パネル部材に設けられ、使用者によって押圧操作される操作部と、
前記パネル部材の裏面に臨んで設けられ、前記パネル部材が変位することによって作用する荷重に基づき前記操作部が操作されたことを検出する荷重センサと、
を備え、
前記荷重センサは、前記操作部が操作されたときに当該操作部の変位量よりも前記パネル部材が大きく変位する位置に設けられ、
前記パネル部材は、先端部が前記荷重センサに臨むように前記裏面から突出する突出部を有し、
前記突出部は、複数に分割して設けられる分割突出部からなる、
ことを特徴とする操作パネル。
請求項１に記載の操作パネルであって、
前記分割突出部は、前記パネル部材と前記荷重センサとの間の距離が同じになるような突出量に各々形成される、
ことを特徴とする操作パネル。
車両に設けられる操作パネルであって、
少なくとも一部が曲面状に形成され、前記車両の車室内に露出するパネル部材と、
前記パネル部材に設けられ、使用者によって押圧操作される操作部と、
前記パネル部材の裏面に臨んで設けられ、前記パネル部材が変位することによって作用する荷重に基づき前記操作部が操作されたことを検出する荷重センサと、
を備え、
前記荷重センサは、前記操作部が操作されたときに当該操作部の変位量よりも前記パネル部材が大きく変位する位置に設けられ、
前記パネル部材は、先端部が前記荷重センサに臨むように前記裏面から突出する突出部を有し、
前記突出部は、前記パネル部材の平面部分に形成される、
ことを特徴とする操作パネル。
車両に設けられる操作パネルであって、
少なくとも一部が曲面状に形成され、前記車両の車室内に露出するパネル部材と、
前記パネル部材に設けられ、使用者によって押圧操作される操作部と、
前記パネル部材の裏面に臨んで設けられ、前記パネル部材が変位することによって作用する荷重に基づき前記操作部が操作されたことを検出する荷重センサと、
を備え、
前記荷重センサは、前記操作部が操作されたときに当該操作部の変位量よりも前記パネル部材が大きく変位する位置に設けられ、
前記荷重センサは、電極を保持するセンサシートの端部に形成される突出片をグラウンド部として、前記突出片が折り返されることによって包み込まれる静電容量式センサである、
ことを特徴とする操作パネル。