JP5215226B2 - 車両用スイッチ装置 - Google Patents
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Description
一対のパドルスイッチ40は、車両左右方向に伸びる一対の第1スポーク部16の背面側に固定されている。各パドルスイッチ40は、第1スポーク部16の背面側からリム部11の背面側に向かって伸びるレバー(操作子)42を備えている。運転者は、ステアリングホイール10のリム部11を握りながら、パドルスイッチ40のレバー42を指先で正面側(手前側)に引くことにより、視線を大きく移す必要がなく変速操作を行うことができるため、操作性を向上させることができる。
また、シフトスイッチとは別に操作音発生手段を設けることで、シフトスイッチからの変速切替信号の出力タイミングに対する、操作音発生手段からの操作音の発生タイミングを任意に設定することができる。この場合、変速切替信号の出力から変速機が応答するまでの実際の応答時間に対して、操作音の発生タイミングから変速機が応答するまでの体感上の応答時間を任意に設定することができる。そのため、乗員に対して、自身の操作完了意識に追従した操作感覚を与えることができる。
なお、操作音の音質等についても独立して設定することができるので、設計の自由度を向上させることができる。
また、操作音の発生に同期して操作子に作用する反力を変動させることで、この反力変動が操作子を介して乗員に伝達された時点で、乗員はスイッチ操作が確実に行われたことを判断することができる。これにより、聴覚に加え触覚に基づいてスイッチ操作の判断を行うことができるため、より快適な操作感覚を得ることができる。
また、前記操作音発生手段は、前記ハウジングに支持されて前記操作子の回動操作力を前記コンタクトに向けて伝達する中間子(例えば、実施形態におけるステム本体72)を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、操作子の回動操作によって金属音を発生させることで、例えば樹脂部品同士の接触音等に比べて、小さい操作量で比較的大きい操作音を発生させることが可能となる。また、中間子の長さ等を調整することで、操作子から中間子に回動操作力が伝達されるタイミングを調整することができるので、これに伴いコンタクトの反転タイミングを調整することができる。したがって、シフトスイッチの変速切替信号の発生タイミングと独立して、かつ容易に操作音の発生タイミングを調整することができる。
また、前記操作音発生手段は、前記支軸の軸方向に沿って前記シフトスイッチと並列配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、軸方向に直交する方向に沿ってシフトスイッチおよび操作音発生手段を並列配置した場合に比べて、少なくとも支軸の軸方向に直交する方向におけるスイッチ装置の長さを短縮することができるので、スイッチ装置のコンパクト化を図ることができる。これにより、操作子の回動範囲(ストローク)を短縮することができるので、操作性を向上させることができる。
本発明によれば、操作音の発生から変速機が応答するまでの体感上の応答時間を、変速切替信号の出力から変速機が応答するまでの実際の応答時間以上に設定することができる。これにより、乗員の操作完了意識に応じて過敏でない適度な時間でスイッチ操作(システム応答)がなされていると、乗員に判断させることができるので、乗員に対して快適な操作感覚を与えることができる。
本発明によれば、変速切替信号の出力から変速機が応答するまでの実際の応答時間が比較的長い場合に、シフトスイッチにおける変速切替信号の出力タイミングよりも、操作音発生手段における操作音の発生タイミングを遅く設定することで、実際の応答時間よりも体感上の応答時間を短く設定することができる。これにより、実際の応答時間の遅れを見かけ上短縮することができるので、乗員の操作完了意識に対する見かけ上の追従性を向上させ、乗員に対して不快感を与えることがない。
また、シフトスイッチとは別に操作音発生手段を設けることで、シフトスイッチからの変速切替信号の出力タイミングに対する、操作音発生手段からの操作音の発生タイミングを任意に設定することができる。この場合、変速切替信号の出力から変速機が応答するまでの実際の応答時間に対して、操作音の発生タイミングから変速機が応答するまでの体感上の応答時間を任意に設定することができる。そのため、乗員に対して、自身の操作完了意識に追従した操作感覚を与えることができる。
なお、操作音の音質等についても独立して設定することができるので、設計の自由度を向上させることができる。
図1は、ステアリングホイール10の正面図である。
ステアリングホイール10は、周囲のリム部11と、中央のハブ部12と、両者を連結するスポーク部16,17とを備えている。スポーク部16,17は、ハブ部12から±Y方向に伸びる一対の第1スポーク部16,16と、ハブ部12から−Z方向に伸びる第2スポーク部17とを備えている。
ハブ部12は、逆三角形状に形成されている。ハブ部12の表面には、警笛を鳴らすためのスイッチとして機能するホーンパッド13が配置されている。ハブ部12はリム部11より−X方向に配置され、ホーンパッド13の内側にエアバッグ等が収納されている。
ステアリングホイール10(図1参照)は、アルミニウム等の金属材料からなる芯金20を、ポリウレタン等で被覆して形成されている。芯金20は、リム部11の骨格を構成するリム部芯金21と、ハブ部12の底面骨格を構成する底面芯金22と、両者間を連結する連結芯金23とを備えている。なお、底面芯金22の形成面はリム部芯金21の形成面より−X方向に配置されているので、連結芯金23はX方向と交差するように斜めに伸びている。そして、連結芯金23における底面芯金22側の内半部がハブ部12の側面骨格を構成し、連結芯金23におけるリム部芯金21側の外半部がスポーク部16,17や後述するスイッチ群14の骨格を構成している。
また車両用スイッチとして、車両の変速操作を行うパドルスイッチ40が設けられている。パドルスイッチ40として、シフトダウン操作を行うシフトダウンスイッチ40aと、シフトアップ操作を行うシフトアップスイッチ40bとが設けられている。一対のパドルスイッチ40は、一対の第1スポーク部16の背面側に固定されている。
図3〜5に示すように、パドルスイッチ40は、運転者により回動操作されるレバー42と、レバー42を回動可能に支持する固定部50とを備えている。
一方、背面レバー44は、先端側が正面レバー43と同様に平面視略扇状に形成されるとともに、基端側にはY方向に沿って延出する首部46が形成されている。この首部46は、固定部50の後述するケーシング51の蓋体として機能するものである。
また、図4,5に示すように、ケーシング51内には、車両の図示しない自動変速機に電気的に接続される制御基板56が配置されている。制御基板56上には、パドルスイッチ40による変速制御を行うための図示しない駆動回路が実装されており、駆動回路はハーネス59を介して自動変速機の制御部に電気的に接続されている。また、制御基板56上には、シフトスイッチ61およびサウンドスイッチ(操作音発生手段)62が回動軸55の軸方向(Z方向)に沿って並列配置されている。
図6,7に示すように、サウンドスイッチ62は、いわゆるタクトスイッチ(登録商標)であり、開口部を有するハウジング64と、ハウジング64の開口部を閉塞するように配置されたラバーステム65と、ハウジング64とラバーステム65との間に配置されたメタルコンタクト66とを備えている。
具体的に、ステム本体72が貫通孔73内を下方に向けて移動することで、メタルコンタクト66を下方に向けて押圧する押圧力が作用するようになっている。そして、所定の押圧力を超えた時点で、メタルコンタクト66の湾曲方向が反転し、その外周側から中心部に向けて下方に向けて湾曲するようになっている。この状態で、メタルコンタクト66の中心部と底部67の中央部分の接点69とが接触して金属音(接触音)が発生する。
一方、ステム本体72が貫通孔73内を上方に向けて移動することで、メタルコンタクト66への押圧力が除々に緩和されるようになっている。そして、所定の押圧力を下回った時点で、メタルコンタクト66の湾曲方向が復元する。なお、本実施形態においては、コストダウンを目的として汎用のスイッチを用いたが、接触音を発生させることのみを目的とするのであれば、接点69とを接点70とを導通させる必要はなく、接点を設ける必要もない。接点を設ける場合には、シフトスイッチ61と機能を共通化してバックアップ用に用いてもよい。
図8に示すように、シフトスイッチ61は、制御基板56上に設けられた枠状のベース部75と、ベース部75の内側に配置されたラバーコンタクト76と、ベース部75とラバーコンタクト76とを連結する撓み部77とを備えている。すなわち、ラバーコンタクト76は、撓み部77の弾性変形によって、制御基板56に接近離間する方向(X方向)に往復移動が可能とされている。そして、ラバーコンタクト76の背面側には端子78が形成されており、ラバーコンタクト76と制御基板56との接触時において、制御基板56に実装された接点(不図示)が切り替わることで、自動変速機の制御部に向けて変速切替信号が出力され、変速操作が行われるようになっている。なお、本実施形態のシフトスイッチ61では、端子78と接点との接触時に操作音(接触音)が発生しないようになっている。
また、ラバーコンタクト76の上面側には、ラバーコンタクト76の背面側(−X方向)に向けて突出する突出部79が形成されている。
また、図4,9に示すように、ブラケット52の先端側には、ブラケット52の背面側に突出形成された収容部90が形成されている。この収容部90は、+Z方向に向けて開口する箱型形状のものであり、上述した正面レバー43の貫通孔45内に挿入されている。そして、収容部90内には、付勢手段91を介してクリックピン92が収容されている。このクリックピン92は、付勢手段91を収容するように形成された角柱形状の筒部93と、収容部90の開口側に形成され開口から突出する球面部94とを備えている。筒部93は、付勢手段91の伸長方向(収容部90の開口方向)に沿って形成され、その先端部(−Z方向)と収容部90の底部95との間には僅かながらクリアランスを有している。一方、筒部93の基端側(+Z方向)には、筒部93の内側(付勢手段91の伸長方向に直交する方向)に向けて張り出す内フランジ部96が形成されている。したがって、付勢手段91は、その一端側が収容部90の底部95に当接している一方、他端側が内フランジ部96の内側に当接しており、クリックピン92を筒部93の開口方向に向けて付勢している。また、球面部94は、内フランジ部96の内周縁に開口から突出するように形成されている。
クリック98上には、レバー42の回動操作によりクリックピン92の球面部94が摺動するようになっている。したがって、クリック98は、上述した付勢手段91によって厚さ方向(+Z方向)に向けて付勢されるため、レバー42は、ステアリングホイール10の中心側から外周側にかけて固定部50から離反するように付勢されることになる(−X方向)。なお、上述したクリックピン92およびクリック98により、レバー42に付勢力(反力)を発生させる反力変動発生手段を構成している。
運転者は、図1に示すステアリングホイール10のリム部11を握りながら、パドルスイッチ40のレバー42を指先で手前側に引き寄せることにより、車両変速の定常操作を行うことができる。すなわち、ステアリングホイール10の外周側におけるレバー42の先端が、レバー42の操作点42Pとなる。
次に、上述したステアリングホイール10の作用について説明する。以下の説明では、主として変速操作時におけるパドルスイッチ40の作用について説明する。図10〜12は、パドルスイッチ40の動作説明図であり、図10は図7に相当する断面図、図11は図8に相当する断面図、図12は図9に相当する断面図である。
運転者は、初期状態にあるレバー42(図10〜12中鎖線参照)の操作点42Pを操作し、レバー42を+X方向に引き寄せると、レバー42は固定部50の固定点50Pを中心にして矢印S方向に回動しようとする。
同様に、図11(a)に示すように、レバー42が+X方向に向けて引き寄せられると、レバー42による押圧力が押圧部材83のフランジ部85を介してシフトスイッチ61におけるラバーコンタクト76の突出部79に伝達される。これにより、撓み部77が弾性変形するとともに、これに追従してラバーコンタクト76が+X方向に向けて移動する。
一方、図12(a)に示すように、レバー42が+X方向に向けて引き寄せられると、正面レバー43に取り付けられたクリック98が+X方向に移動するとともに、貫通孔45が収容部90に挿入されていく。すると、クリックピン92の球面部94と、クリック98の凹部99との嵌合が解除され、第1傾斜面101上を摺動する。この時、レバー42が+X方向に引き寄せられることで、クリック98と収容部90との距離が除々に接近していくことになるので、両者間に介在するクリックピン92がクリック98により収容部90内へ押し込まれるようにして移動する。これに伴い、付勢手段91が圧縮され、付勢手段91からレバー42を介して運転者に伝達される付勢力(反力)が一定の割合で増加する。
これに同期して、図11(a)に示すように、レバー42をさらに+X方向に引き寄せると、ラバーコンタクト76の端子78が制御基板56に接触し、端子78と制御基板56に実装された接点が切り替わる。これにより、制御基板56から自動変速機の制御部に向けて変速切替信号が出力される。そして、変速切替信号を受信した自動変速機の制御部は、変速切替信号に基づいて自動変速機の変速操作を行うようになっている。なお、本実施形態では、ラバーコンタクト76の端子78と、制御基板56との接触時点(接点切替時点)から変速操作が行われるまでの時間をシステム応答時間とする。
さらに、図12(a)に示すように、クリックピン92の球面部94がクリック98の第1傾斜面101と第2傾斜面102との境界部分を乗り越え、第2傾斜面102上を摺動する。この場合、第2傾斜面102は、第1傾斜面101に比べて緩斜面に形成されているため、第1傾斜面101を摺動する場合に比べて付勢手段91の付勢力の増加量が緩やかになる。そして、この付勢力の増加量の変動は、レバー42を介して運転者に伝達される。これにより、運転者は、レバー42の移動を視認することなく、聴覚に加え触覚に基づいてレバー42のストローク量(回動量)を判断することができる。
また、図12(b)に示すように、クリックピン92の球面部94が第2傾斜面102上を摺動することで、クリックピン92の先端部が収容部90内の底部95に近接する位置まで押し込まれるようになっている。
以上により、変速操作時におけるレバー42の操作が終了する。
この時、図7に示すように、レバー42が復元すると、押圧部材83によるサウンドスイッチ62への押圧力が解除され、ステム本体72がステムベース71の貫通孔73内を−X方向に移動する。これにより、ステム本体72によるメタルコンタクト66への押圧力が徐々に解除され、所定の押圧力を下回った時点でメタルコンタクト66の湾曲方向が復元する。すなわち、メタルコンタクト66の中央部分が−X方向に向けて屈曲する一方、外周部分が底部67に向けて撓む。
同様に、図8に示すように、レバー42が復元すると、押圧部材83によるシフトスイッチ61への押圧力が除々に解除され、撓み部77が復元する。撓み部77の復元に追従してラバーコンタクト76が制御基板56から離反する方向(−X方向)に向けて移動する。その結果、ラバーコンタクト76の端子78と制御基板56の接点との導通が解除されるようになっている。
この構成によれば、パドルスイッチ40の回動操作によりシフトスイッチ61から自動変速機に向けて変速切替信号が出力されるとともに、サウンドスイッチ62から金属音が発生することで、スイッチ操作が確実に行われた否かを、サウンドスイッチ62の金属音に基づいて判断することができる。これにより、レバー42の回動状態を視認することなく、また実際に自動変速機が動作するまで待機することなく、スイッチ操作が確実に行われた否かを聴覚によって判断することができる。したがって、パドルスイッチ40の操作性を向上させた上で、運転者に対してスイッチ操作の操作感覚を十分に与えることができる。
また、シフトスイッチ61とは別にサウンドスイッチ62を設けることで、シフトスイッチ61からの変速切替信号の出力タイミングに対する、サウンドスイッチ62からの金属音の発生タイミングを任意に設定することができる。この場合、変速切替信号の出力から自動変速機が応答するまでの実際の応答時間に対して、金属音の発生タイミングから自動変速機が応答するまでの体感上の応答時間を任意に設定することができる。そのため、運転者に対して、自身の操作完了意識に追従した操作感覚を与えることができる。
なお、サウンドスイッチ62は、材質等を選択することで、操作音の音質等についても独立して変更することができるので、設計の自由度を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、タクトスイッチ(登録商標)を用いて、メタルコンタクト66と接点69との金属音を発生させることで、例えば樹脂部品同士の接触音等に比べて、小さい操作量で比較的大きい操作音を発生させることが可能となる。
例えば、サウンドスイッチ62における金属音の発生タイミングや、シフトスイッチ61からの変速切替信号の出力タイミング、およびクリックタイミングは適宜設定変更が可能である。この場合、金属音の発生タイミングは、上述したようにステム本体72の長さ等を変更することで調整可能である。すなわち、ステム本体72の長さ等を調整することで、レバー42の回動操作時において、レバー42と押圧部材83とが接触するタイミングを調整することができるので、押圧部材83に押圧力が伝達されるタイミングを調整することができる。その結果、メタルコンタクト66の反転タイミングを調整することができるので、シフトスイッチ61の変速切替信号の発生タイミングから独立して、かつ容易に操作音の発生タイミングを調整することができる。
また、変速切替信号の出力タイミングは、例えば、ラバーコンタクト76と制御基板56との距離を変更することで調整可能である。また、クリックタイミングは、例えば、第1傾斜面101と第2傾斜面102とのそれぞれの長さを変更することで調整可能である。
具体的には、変速切替信号の出力タイミングから自動変速機の制御部が応答するまでのシステム応答時間が比較的短い場合には、変速切替信号の出力タイミングに対して金属音の発生タイミングを早く設定することで、実際のシステム応答時間に比べてシステムの体感上の応答時間を長く設定することができる。これにより、運転者の操作完了意識に応じて過敏でない適度な時間でシステム応答がなされていると、運転者に判断させることができるので、運転者に快適な操作感覚を与えることができる。
Claims (6)
- ステアリングホイール周縁に配される支軸に対して回動可能に設けられた操作子と、
乗員が前記操作子を回動操作することにより押圧されて変速機の変速切替信号を発生するシフトスイッチと、
前記シフトスイッチとは別に設けられ、前記操作子を回動操作することにより操作音を発生する操作音発生手段とを備え、
前記操作音発生手段による操作音の発生に同期して、前記操作子に作用する反力を変動させる反力変動発生手段を備えていることを特徴とする車両用スイッチ装置。 - ステアリングホイール周縁に配される支軸に対して回動可能に設けられた操作子と、
乗員が前記操作子を回動操作することにより押圧されて変速機の変速切替信号を発生するシフトスイッチと、
前記シフトスイッチとは別に設けられ、前記操作子を回動操作することにより操作音を発生する操作音発生手段とを備え、
前記操作音発生手段は、ハウジング内に設けられて前記操作子の回動操作の度に屈曲することで、前記ハウジングと当接して操作音を発生させるコンタクトを備えていることを特徴とする車両用スイッチ装置。 - 前記操作音発生手段は、前記ハウジングに支持されて前記操作子の回動操作力を前記コンタクトに向けて伝達する中間子を備えていることを特徴とする請求項2記載の車両用スイッチ装置。
- 前記操作音発生手段は、前記支軸の軸方向に沿って前記シフトスイッチと並列配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の車両用スイッチ装置。
- 前記操作音発生手段は、前記シフトスイッチの接点切替と同時、あるいは接点切替前に操作音が発生するように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両用スイッチ装置。
- 前記操作音発生手段は、前記シフトスイッチの接点切替後に操作音が発生するように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両用スイッチ装置。
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