スイッチ装置

【課題】簡単な構成で異なる操作を行うことができるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ装置の制御回路は、時間にかかわらず各スイッチの第１接点または第２接点が回転方向に沿って順にオンする回転操作条件が成立した場合は回転モードを設定し、何れかのスイッチの第２接点がオンした場合は方向モードを設定し、スイッチの各接点がオンする毎にモードに応じた信号を出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノブに対する操作によりオンする複数のスイッチを備えたスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のステアリングホイールの表面のカバー部分に、車載機器例えばオーディオ装置の操作に関する押しボタン式のスイッチ装置を設け、ステアリングホイールを握ったままオーディオ装置を操作することを可能とすることにより運転者の操作性の向上を図ることが行われている（特許文献１参照）。具体的には、例えば４個のノブを十字状に配置した十字ノブを有したスイッチ装置において、十字ノブに対する操作によりディスプレイに表示されている複数の曲の中から上下左右の方向操作を行うことにより希望する曲を選択して再生することができる。また、スイッチ装置の近傍にボリュームを調整するための回転ノブを設け、回転ノブに対する回転操作によりディスプレイに表示されている音量レベルを調整することができる。つまり、ディスプレイに表示されている２つの操作モードを実現するには十字ノブと回転ノブの２つが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４２４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ステアリングホイールに十字ノブと回転ノブの両方を設けるには、それらの小型化を図る必要があり、コストが高くなると共に操作性が悪化する。特に回転ノブは回転機構を必要とすることから、全体構成が複雑となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で異なる操作を行うことができるスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のスイッチ装置は、中心位置に対して同心円状に配置され、押圧ストロークに応じて順にオンする第１接点及び第２接点を有した３個以上のスイッチと、前記スイッチをオンするためのノブと、前記スイッチの第１接点が所定順にオンする第１操作、または第２接点が所定順にオンする第２操作に応じて対応する信号を出力する信号出力手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような発明によれば、ノブに対する押圧操作の強さ及び所定順に応じた操作に応じて異なる信号を出力することができるので、スイッチ装置に対して異なる操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態における全体構成を示すブロック図
【図２】ステアリングホイールの正面図
【図３】スイッチ装置の平面図
【図４】スイッチの電気回路図
【図５】第１接点のオン状態で示す図４相当図
【図６】第１及び第２接点のオン状態で示す図４相当図
【図７】制御回路の動作を示すフローチャート
【図８】回転操作に応じたスイッチのオンオフ状態を示す図
【図９】ディスプレイに表示されている方向操作を示す図
【図１０】ディスプレイに表示されている回転操作を示す図
【図１１】本発明の第２実施形態を示す図１相当図
【図１２】なぞり操作を示す図８相当図
【図１３】図２相当図
【図１４】図９相当図
【図１５】本発明の第３実施形態を示す図１相当図
【図１６】図１２相当図
【図１７】図２相当図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図１０を参照して説明する。
図２は、ステアリングホイールの正面図である。ステアリングホイール１は、外周に位置するリング部２と、このリング部２の内周の中央部に、複数（３箇所）のスポーク部３を介して設けられたセンタパッド部４とを備えている。運転席前部のステアリングコラムには図示しないステアリングシャフトが回転可能に支持されており、そのステアリングシャフトの先端部にステアリングホイール１が装着されている。
【０００９】
ステアリングホイール１には、運転者がリング部２を手で握ったままで例えば親指で操作可能な位置、つまり、スポーク部３のうち図示左に位置する部分にスイッチ装置５が設けられている。以下、このスイッチ装置５について詳述する。
図１はスイッチ装置の電気的構成を示すブロック図、図３はスイッチ装置の正面図である。スイッチ装置５は、中心位置Ａに対して同心円状に配置された第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄと、これらのスイッチ６ａ〜６ｄを押圧操作するための第１〜第４ノブ７ａ〜７ｄと、第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄからの信号を受ける制御回路８（回転操作判定手段、信号出力手段に相当）とから構成されている。第１〜第４ノブ７ａ〜７ｄには操作方向を示す矢印が示されており、図示上方向の矢印が示された第１ノブ７ａに対応して第１スイッチ６ａが設けられ、図示右方向の矢印が示された第２ノブ７ｂに対応して第２スイッチ６ｂが設けられ、図示下方向の矢印が示された第３ノブ７ｃに対応して第３スイッチ６ｃが設けられ、図示左方向の矢印が示された第４ノブ７ｄに対応して第４スイッチ６ｄが設けられている。そして、ステアリングホイール１においてスイッチ装置５の下方となる部位には決定ボタン９が設けられている。
【００１０】
ここで、第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄは、第１接点及び第２接点を有した２段接点スイッチである。
図４は２段接点スイッチの電気回路図である。２段接点スイッチは押圧ストロークに応じて順に接点がオンするもので、押圧ストロークが例えば０．７ｍｍとなると図５に示すように１段目の第１接点６ｘがオンし、１．５ｍｍとなると図６に示すように第１接点６ｘに加えて２段目の第２接点６ｙがオンするようになっている。また、第１接点６ｘがオンするストローク位置となると押圧操作に対して節度が付与され、その位置からさらに進んだストローク位置で第２接点６ｙがオンするようになっている。
【００１１】
スイッチ装置５は図示しないステアリングロールコネクタを介してインストルメントパネルに設置されたオーディオ装置と接続されており、そのオーディオ装置に操作信号を出力することで選択した曲の再生が可能となっている。この場合、スイッチ装置５はステアリングホイール１を握った左手の親指で操作可能な位置に設けられていることから、運転者は、運転中においてスイッチ装置５を視認することなく操作可能となっている。
【００１２】
車両のインストルメントパネルにはオーディオ装置のディスプレイ１０（図９，１０参照）が設置されており、オーディオ装置のハードディスク装置或いはオーディオ装置に接続された外部装置（ＤＶＤ、ＣＤ、ＵＳＢメモリなど）に記憶されている曲から所定数の曲を表示可能となっている。尚、ディスプレイ１０に曲を表示したり、ディスプレイ１０に表示する曲を変更したりするには、ディスプレイ１０の周囲に設けられているキーに対する操作で行うようになっている。
【００１３】
制御回路８は、第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘ及び第２接点６ｙから受信するオン信号に基づいて後述するように方向モード又は回転モードを設定可能となっている。方向モードとは、第１〜第４ノブ７ａ〜７ｄ（以下「十字ノブ７」という）の上下左右方向の何れかの部位を押圧することによりディスプレイ１０に表示されている複数の曲から所望の曲を選択する方向を指示するためのモードである。回転モードとは、十字ノブ７を時計周り或いは反時計周りに順に押圧することにより音量レベルを調整するためのモードである。
【００１４】
次に上記構成の作用について説明する。尚、スイッチ装置５は、電源投入（イグニッションスイッチのＯＮ）時は何れのモードにも設定されておらず、図７に示す判定前の状態に設定されているものとする。また、ディスプレイ１０には複数の曲が表示されており、ディスプレイ１０の中央に位置する曲が反転表示されて選択されているものとする。
運転者が、現在選択されている曲と異なる曲を選択する場合は、現在選択されている曲に対する希望の曲が位置する方向に基づいてステアリングホイール１に設けられたスイッチ装置５の十字ノブ７を押圧操作する。つまり、ディスプレイ１０には図９に示すように現在選択されている曲に対して移動可能な方向を示す矢印Ｂが表示されているので、十字ノブ７において移動方向に位置するノブを押圧することにより希望する曲を選択する。具体的には、希望する曲が現在選択されている曲の斜め右上方向に位置している場合は、第１ノブ７ａを強く押圧操作してから第２ノブ７ｂを強く押圧、或いは第２ノブ７ｂを強く押圧操作してから第１ノブ７ａを強く押圧操作する。これにより、現在選択されている曲の斜め右上方向に表示されている曲を選択することができる。曲の選択を終了した場合は、スイッチ装置５の下方に設けられている決定ボタン９を押圧操作する。これにより、オーディオ装置が現在選択されている曲を再生し、車室内の図示しないスピーカから曲が出力される。
【００１５】
さて、再生されている曲の音量レベルを調整する場合は、運転者は、十字ノブ７に対して最初（１段目）の節度が感じられる程度に押圧操作しながら回転操作（第１操作に相当）する。つまり、音量レベルを高める場合は、十字ノブ７を時計周りで順に押圧操作し、音量を低下する場合は、十字ノブ７を反時計周りで順に押圧操作する。この場合、回転操作の起点となるノブは何れのノブであっても構わない。
【００１６】
スイッチ装置５の制御回路８は、図４に示すモード判定用のフローチャートを実行している。このフローチャートは、全てのスイッチ６ａ〜６ｄがオフしている状態を起点として開始する。運転者による回転操作により全てのスイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘ及び第２接点６ｙがオフした状態から何れかのスイッチ、例えば第１スイッチ６ａの第１接点６ｘがオンした場合は、回転操作が行われたかを次のように判定する。この判定中においては、何の信号もオーディオ装置に送信することはない。
【００１７】
運転者が第１ノブ７ａを起点としてスイッチ装置５を時計周りに押圧操作した場合、まず、第１スイッチ６ａの第１接点６ｘのみがオンしてから、押圧位置が第１ノブ７ａと第２ノブ７ｂとが跨った位置となると、第１スイッチ６ａに加えて第２スイッチ６ｂの第１接点６ｘもオンし、押圧位置が第２ノブ７ｂとなると、第１スイッチ６ａの第１接点６ｘがオフし、第２スイッチ６ｂの第１接点６ｘのみがオンする（このような順で２個のスイッチの第１接点６ｘが順にオンオフとなる条件を「回転操作条件」という）。この回転操作条件が時間にかかわらず成立した場合は（図８参照）、回転操作が行われたと判定し、回転モードを設定する。この場合、制御回路８は、回転が確定したことから、＋信号を出力する。
オーディオ装置は、スイッチ装置５から＋信号を受信したときは、図１０に示すようにディスプレイ１０にボリューム画面Ｃをポップアップ表示し、音量レベルを高めることを示す時計回りの矢印を表示すると共に音量レベルを１段階高める。
【００１８】
上述のように回転モードを設定した状態で、運転者が回転操作を継続すると、スイッチがオンする毎に＋信号が出力されるので、オーディオ装置は、＋信号が入力する毎に音量レベルを段階的に高める。そして、運転者は、所望の音量レベルとなったところで回転操作を終了する。スイッチ装置５は、スイッチがオフしてから、次のスイッチがＢｍｓ内にオンするかを監視しており、オンすることなくＢｍｓ経過したときは判定前状態（全てのスイッチがオフ状態）となる。そして、オーディオ装置は、＋信号が入力しなくなることから、ボリューム画面の表示を終了すると共にその時点の音量レベルを確定する。
一方、スイッチ装置５は、反時計周りとなるように十字ノブ７が回転操作された場合は、回転モードを設定し、スイッチがオンする毎に−信号を送信するので、オーディオ装置は、−信号を受信したときは、音量レベルを低下することを示す反時計周りの矢印をポップアップ表示すると共に−信号を受信する毎に音量レベルを低下する。
【００１９】
このような回転モードから方向モードを設定するには、十字ノブ７の何れかに対する強い（２段目の）押圧操作（第２操作に相当）により希望する曲を選択する。これにより、スイッチ装置５の制御回路８は、図７に示すように何れかのスイッチ６ａ〜６ｄの第２接点６ｙがオンするので、方向モードであると判定してから、方向を確定し、その確定した方向を送信する。これにより、十字ノブ７に対する上下左右方向への押圧操作により方向モードを設定して希望する曲を選択することができる。
【００２０】
このような実施形態によれば、スイッチ装置５の制御回路８は、第１〜４スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘがオンオフする順番及び第２接点６ｙがオンするかに基づいて方向操作か回転操作かを判定し、方向操作であると判定した場合は方向モードを設定し、回転操作であると判定した場合は回転モードを設定し、スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘ或いは第２接点６ｙがオンする毎にモードに応じた信号を出力するので、ディスプレイ１０に表示されている２つの操作モードを実現するのに１つの十字ノブ７で実施可能となり、簡単な構成で方向操作及び回転操作を行うことができる。
しかも、このような効果はスイッチ装置５の制御回路８のソフト変更で実施できるので、回転ノブを設ける構成に比較して、コストが上昇することなく容易に実施することができる。
【００２１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図１１ないし図１４を参照して説明するに、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この第２実施形態は、各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘを回転操作判定用に加えてなぞり操作判定用として用いることを特徴とする。尚、本実施形態では、図１３に示すようにステアリングホイール１に設けられたスイッチ装置５は、中心位置を中心として揺動可能な１個の円盤状のノブ１１により各スイッチ６ａ〜６ｄがオンするように構成されている。
【００２２】
スイッチ装置５の電気的構成を示す図１１において、制御回路８は、各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘの出力及び第２接点６ｙの出力を入力して回転操作を示す信号、或いはなぞり方向を示す信号、或いは方向操作されたスイッチの入力を示す信号を出力するように構成されている。回転操作及び方向操作の判定方法は第１実施形態と同一であるので、その説明を省略する。また、スイッチ装置５からの信号の出力対象はカーナビゲーション装置である。
【００２３】
図１２は右方向へのなぞり操作（第１操作に相当）を示しており、第４スイッチ６ｄの第１接点６ｘがオンするのに続いて第２スイッチ６ｂの第１接点６ｘがオンする右方向へのなぞり操作を示している。そして、制御回路８は、第４スイッチ６ｄの第１接点６ｘがオンするのに続いて第２スイッチ６ｂの第１接点６ｘがオンした場合は、右方向へのなぞり方向であると判定する。このなぞり操作としては、第２スイッチ６ｂの第１接点６ｘがオンするのに続いて第４スイッチ６ｄの第１接点６ｘがオンする左方向へのなぞり操作、第３スイッチ６ｃの第１接点６ｘがオンするのに続いて第１スイッチ６ａの第１接点６ｘがオンする上方向へのなぞり操作、第１スイッチ６ａの第１接点６ｘがオンするのに続いて第３スイッチ６ｃの第１接点６ｘがオンする下方向へのなぞり操作が設定されている。
制御回路８は、各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘが所定順にオンすることに基づいて回転操作またはなぞり方向を示す信号を出力し、第２接点６ｙがオンすることに基づいて方向操作を示す信号を出力する。
【００２４】
図１１に戻って、カーナビゲーション装置は、制御回路８からの各信号に応じて操作を判定して所定動作を実行する。即ち、カーナビゲーション装置は、入力信号が各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘが所定順にオンすることによる右周りへの回転操作を示していた場合は拡大と判定して表示している地図を拡大し、左周りへの回転操作を示していた場合は縮小と判定して表示している地図を縮小する。また、右方向へのなぞり操作を示していた場合は曲飛ばしと判定して選曲する曲を飛ばし、左方向へのなぞり操作を示していた場合は曲戻しと判定して選曲する曲を戻す。そして、上方向へのなぞり操作を示していた場合は音量アップと判定して音量を増加し、下方向へのなぞり操作を示していた場合は音量ダウンと判定して音量を低下する。この場合、判定した操作を示す矢印を図１４に示すようにポップアップ表示するので、使用者は操作内容を確認することができる。また、入力信号が各スイッチ６ａ〜６ｄの第２接点６ｙがオンすることによる方向操作を示していた場合は、表示されている地図をスクロールしたり、目的地を決定するために移動したりする。
このような実施形態によれば、第１実施形態で説明した回転操作及び方向操作に加えて各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘが所定順にオンすることでなぞり操作も判定可能としたので、スイッチ装置５の用途を一層高めることができる。
【００２５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図１５ないし図１７を参照して説明する。この第３実施形態は、決定スイッチをなぞり操作検出用としても用いることに特徴を有する。
図１７に示すようにノブ１１の中心が決定操作用として設定されていると共に、図１５に示すように第１〜第４スイッチ６ａ〜６ｄの中心位置に２段接点を有する決定スイッチ６ｅが配置されており、ノブ１１の中心位置への押圧操作により決定スイッチ６ｅがオンするようになっている。この場合、ノブ１１の中心を節度が付与されるまで押圧操作することにより決定スイッチ６ｅの第１接点６ｘがオンし、さらに強く押圧操作することにより第２接点６ｙがオンする。制御回路８は、決定スイッチ６ｅの第１接点６ｘからの信号も入力するようになっている。尚、決定スイッチ６ｅの第２接点６ｙからの信号はカーナビゲーション装置に出力されている。
【００２６】
使用者がなぞり操作する場合は、図１６に示すように決定スイッチ６ｅがオンすることから、制御回路８は、各スイッチ６ａ〜６ｄの第１接点６ｘからの信号に基づいて回転操作となぞり操作とを判別する場合に決定スイッチ６ｅがオンしたときは、回転操作の判別を終了し、なぞり操作が行われたかを判定するようになる。
このような実施形態によれば、決定スイッチ６ｅをなぞり操作の判別用としても用いることにより回転操作の無駄な判別を行わないようにしたので、なぞり操作の判定精度を高めることができる。
【００２７】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
第１実施形態において中心位置から全方向に対して揺動操作可能な１つのノブを設け、スイッチに対応した部位を押圧する方向操作に応じて希望する方向に位置するスイッチをオンすると共に、中心位置を中心とした所定の回転方向に沿って押圧操作する回転操作に応じて回転方向に沿って位置するスイッチを順にオンするように構成してもよい。
回転方向に隣接するスイッチが同時にオンする状態を経ることを回転操作条件としたが、この条件を省略するようにしてもよい。つまり、何れかのスイッチがオンしてから所定時間内に回転方向に位置する次のスイッチがオンすることを回転操作条件としてもよい。
スイッチの数は３個あれば回転方向を検出可能であることから、スイッチとしては３個以上設ければよい。
スイッチ装置をステアリングホイール以外に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
図面中、５はスイッチ装置、６ａ〜６ｄはスイッチ、６ｘは第１接点、６ｙは第２接点、７ａ〜７ｄはノブ、８は制御回路（回転操作判定手段、信号出力手段）、１１はノブである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心位置に対して同心円状に配置され、押圧ストロークに応じて順にオンする第１接点及び第２接点を有した３個以上のスイッチと、
前記スイッチをオンするためのノブと、
前記スイッチの第１接点が所定順にオンする第１操作、または第２接点が所定順にオンする第２操作に応じて対応する信号を出力する信号出力手段と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記スイッチの第１接点の何れかがオンしてから回転方向となる次のスイッチの第１接点がオンした場合は回転操作条件が成立したと判定する回転操作判定手段を備え、
前記信号出力手段は、前記回転操作判定手段が前記回転操作条件は成立したと判定した場合は、回転モードを設定して次の前記スイッチがオンする毎に回転方向を示す回転信号を出力し、前記スイッチの第２接点がオンした場合は、方向モードを設定して次の前記スイッチがオンする毎に当該スイッチに対応した方向信号を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記スイッチは前記中心位置を中心として点対称となる位置に配置され、
前記信号出力手段は、前記中心位置を対称とする前記スイッチの第１接点が順にオンした場合は、なぞり操作を設定して当該なぞり操作の方向を示す方向信号を出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記中心位置に対応して設けられ、第１接点及び第２接点を有した決定スイッチを備え、
前記信号出力手段は、前記決定スイッチの第２接点がオンした場合は確定信号を出力し、何れかのスイッチの第１接点がオンしてから前記決定スイッチの第１接点がオンした場合は、回転モードの判別を行わないことを特徴とする請求項３記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記ノブは前記スイッチに対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記ノブは、前記中心位置から全方向に対して揺動操作可能に設けられ、前記スイッチに対応した部位を押圧する押圧操作に応じて対応する前記スイッチをオンすると共に、前記中心位置を中心とした所定の回転方向に沿って押圧操作する回転操作に応じて回転方向に沿って位置するスイッチを順にオンするように設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のスイッチ装置。

【図１】