(57)【要約】【課題】把持部材に加えられる荷重をより正確に検出する。【解決手段】荷重検出装置１は、グリップハンドル３１に加えられた荷重を検出する。支持体１１は、左方に面している第一部分１１１と右方に面している第二部分１１２を有している。可動体１２は、前記荷重に応じて、支持体１１に対して左方および右方へ変位可能である。可動体１２は、第一可動部１２１、第二可動部１２２、および連結部１２３を備えている。第一可動部１２１は、支持体１１の第一部分１１１に対向している。第二可動部１２２は、支持体１１の第二部分１１２に対向している。連結部１２３は、第一部分１１１と第二部分１１２を相対変位不能に連結している。センサ１３は、可動体１２の変位に対応する信号Ｓを出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持部材に加えられた荷重を検出する荷重検出装置であって、
第一方向に面している第一部分および当該第一方向と逆の第二方向に面している第二部分を有している支持体と、
前記荷重に応じて、前記支持体に対して前記第一方向および前記第二方向に変位可能な可動体と、
前記可動体の変位に対応する信号を出力するセンサと、
を備えており、
前記可動体は、
前記第一部分に対向している第一可動部と、
前記第二部分に対向している第二可動部と、
前記第一可動部と前記第二可動部を相対変位不能に連結している連結部と、
を備えている、
荷重検出装置。
【請求項２】
前記センサは、
前記第一可動部の前記第二方向への変位に対応する第一信号を前記信号として出力する第一センサと、
前記第二可動部の前記第一方向への変位に対応する第二信号を前記信号として出力する第二センサと、
を含んでいる、
請求項１に記載の荷重検出装置。
【請求項３】
前記センサは、前記第一可動部と前記第一部分の間、および前記第二可動部と前記第二部分の間に配置されて前記荷重により弾性変形可能な部分を備えている、
請求項１または２に記載の荷重検出装置。
【請求項４】
前記連結部は、前記支持体を貫通して延びている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の荷重検出装置。
【請求項５】
前記信号に基づいて前記荷重を特定するプロセッサを備えている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持部材に加えられる荷重を検出する荷重検出装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ドアを開閉するためにユーザがドアハンドルを把持する際に加えられる荷重を検出する装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１６６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、把持部材に加えられる荷重をより正確に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための一態様は、把持部材に加えられた荷重を検出する荷重検出装置であって、
第一方向に面している第一部分および当該第一方向と逆の第二方向に面している第二部分を有している支持体と、
前記荷重に応じて、前記支持体に対して前記第一方向および前記第二方向に変位可能な可動体と、
前記可動体の変位に対応する信号を出力するセンサと、
を備えており、
前記可動体は、
前記第一部分に対向している第一可動部と、
前記第二部分に対向している第二可動部と、
前記第一可動部と前記第二可動部を相対変位不能に連結している連結部と、
を備えている。
【０００６】
ユーザに把持されつつ操作される把持部材には、相反する二方向への荷重が加わる。しかしながら、上記の構成によれば、連結部によって第一可動部と第二可動部が相対変位不能に連結されているので、二方向の荷重のうち量を等しくする部分については相殺に供され、二方向の荷重の差分に対応する量と向きに応じて、可動部が一方向にのみ変位する。したがって、当該変位の方向と量を検出すれば、把持部材に加えられた荷重の向きと量を検出できる。例えば二方向へ独立して変位可能な二つの可動部を備えている構成の場合、二つの変位量を検出し、さらにその差分を算出する処理が必要となる。そのような構成と比較すると、検出誤差の発生を抑制しやすい。したがって、把持部材に加えられた荷重をより正確に検出できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、把持部材に加えられる荷重をより正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る荷重検出装置の構成を例示している。
【図２】図１の荷重検出装置が搭載される車両の一部を例示している。
【図３】図１の荷重検出装置の動作を例示している。
【図４】図１の荷重検出装置の別構成例を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いられる各図面においては、各要素を認識可能な大きさとするために縮尺が適宜変更されている。添付の図面において、矢印Ｆは、車両の前方向を表している。矢印Ｂは、車両の後方向を表している。矢印Ｕは、車両の上方向を表している。矢印Ｄは、車両の下方向を表している。矢印Ｌは、車両の左方向を表している。矢印Ｒは、車両の右方向を表している。ここで「左」と「右」は、当該車両の運転席から見た方向に対応している。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る荷重検出装置１の構成を例示している。図２の（Ａ）は、車両の上方向から見たドア２の一部の断面とドアトリム３の一部の断面を模式的に示している。ドアトリム３は、ドア２の内面に対向するように配置されたドア２の内装部品である。ドアトリム３は、グリップハンドル３１を備えている。図２の（Ｂ）に示されるように、グリップハンドル３１は、乗員の手Ｈによってドア２の開閉時に掴まれるように構成および配置されている。荷重検出装置１は、グリップハンドル３１に加えられる荷重ＬＤを検出するための装置である。グリップハンドル３１は、把持部材の一例である。
【００１１】
図１に示されるように、荷重検出装置１は、支持体１１を備えている。支持体１１は、第一部分１１１と第二部分１１２を備えている。第一部分１１１は、車両の左方に面している。第二部分１１２は、車両の右方に面している。車両の左方は、第一方向の一例である。車両の右方は、第二方向の一例である。支持体１１は、ドアトリム３内における適宜の位置に固定される。
【００１２】
荷重検出装置１は、可動体１２を備えている。可動体１２は、支持体１１に対して車両の左右方向へ変位可能である。可動体１２は、第一可動部１２１、第二可動部１２２、および連結部１２３を備えている。第一可動部１２１は、支持体１１の第一部分１１１に対向するように配置されている。第二可動部１２２は、支持体１１の第二部分１１２に対向するように配置されている。連結部１２３は、第一可動部１２１と第二可動部１２２を相対変位不能に連結している。
【００１３】
図２の（Ｂ）に示されるように、グリップハンドル３１は、左側壁３１１と右側壁３１２を備えている。乗員の手Ｈにより把持されると、左側壁３１１には第一把持荷重ＧＬ１が加えられ、右側壁３１２には第二把持荷重ＧＬ２が加えられる。第一把持荷重ＧＬ１は、車両の右方に向かう成分を有している。第二把持荷重ＧＬ２は、車両の左方へ向かう成分を有している。
【００１４】
図１に示されるように、可動体１２の第一可動部１２１は、グリップハンドル３１の左側壁３１１に固定されうる。これにより、第一可動部１２１は、左側壁３１１に加えられた第一把持荷重ＧＬ１を受ける。他方、可動体１２の第二可動部１２２は、グリップハンドル３１の右側壁３１２に固定されうる。これにより、第二可動部１２２は、右側壁３１２に加えられた第二把持荷重ＧＬ２を受ける。
【００１５】
連結部１２３は、第一把持荷重ＧＬ１と第二把持荷重ＧＬ２により第一可動部１２１と第二可動部１２２が相対変位しないように第一可動部１２１と第二可動部１２２を支持している。少なくとも連結部１２３は、そのような支持が可能な程度の剛性を有している。
【００１６】
荷重検出装置１は、センサ１３を備えている。センサ１３は、可動体１２の変位に対応する信号Ｓを出力するように構成されている。信号Ｓは、変位の向きと変位量を情報として含む。
【００１７】
センサ１３による可動体１２の変位の検出は、周知の適宜の手法を用いて行なわれうる。例えば、支持体１１における特定の点と可動体１２における特定の距離の変化が、光学的手法や電磁誘導的手法により検出されうる。可動体１２における適宜の箇所に加速度センサを配置してもよい。
【００１８】
信号Ｓは、適宜の信号処理回路を介してプロセッサ１４に入力される。プロセッサ１４は、信号Ｓに基づいて、グリップハンドル３１に加えられた荷重ＬＤの向きと大きさを特定する。この特定結果は、例えばドア２の開閉を補助するアクチュエータを動作させるための機構（不図示）へ送られる。
【００１９】
プロセッサ１４は、荷重検出装置１の一部として設けられてもよいし、荷重検出装置１とは独立して車両における適宜の箇所に配置されてもよい。
【００２０】
前者の場合、プロセッサ１４は、上述した処理を実現するコンピュータプログラムを実行可能なマイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの専用集積回路によって実現されうる。このような構成によれば、荷重の検出からアクチュエータの動作制御に至る処理を高速化できる。
【００２１】
後者の場合、プロセッサ１４は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよい。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。プロセッサ１４は、ＲＯＭ上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。
【００２２】
図１の（Ｂ）に示されるように、ドア２を開ける操作が行なわれる際には、第一把持荷重ＧＬ１に加え、車両の右方へ向かう右操作荷重ＲＯＬがグリップハンドル３１の左側壁３１１に加えられる。グリップハンドル３１には車両の左方へ向かう第二把持荷重ＧＬ２も加えられているが、第二把持荷重ＧＬ２よりも第一把持荷重ＧＬ１と右操作荷重ＲＯＬの総和の方が大きいので、全体として車両の右方へ向かう荷重ＬＤが、グリップハンドル３１に加えられる。換言すると、第一把持荷重ＧＬ１に対応する力、第二把持荷重ＧＬ２に対応する力、および右操作荷重ＲＯＬに対応する力の合力は、荷重ＬＤとして車両の右方を向く。
【００２３】
図３の（Ａ）は、この状況における荷重検出装置１の動作を例示している。当該合力に対応する荷重ＬＤにより、可動体１２は、支持体１１に対して右方へ変位する。センサ１３は、この変位の方向と量に対応する信号Ｓを出力する。プロセッサ１４は、信号Ｓに基づいて、グリップハンドル３１に加えられた車両の右方への荷重ＬＤを検出する。
【００２４】
図１の（Ｂ）に示されるように、ドア２を閉じる操作が行なわれる際には、第二把持荷重ＧＬ２に加え、車両の左方へ向かう左操作荷重ＬＯＬがグリップハンドル３１の右側壁３１２に加えられる。グリップハンドル３１には車両の右方へ向かう第一把持荷重ＧＬ１も加えられているが、第一把持荷重ＧＬ１よりも第二把持荷重ＧＬ２と左操作荷重ＬＯＬの総和の方が大きいので、全体として車両の左方へ向かう荷重ＬＤが、グリップハンドル３１に加えられる。換言すると、第一把持荷重ＧＬ１に対応する力、第二把持荷重ＧＬ２に対応する力、および左操作荷重ＬＯＬに対応する力の合力は、荷重ＬＤとして車両の左方を向く。
【００２５】
図示を省略するが、この場合、当該合力に対応する荷重ＬＤにより、可動体１２は、支持体１１に対して左方へ変位する。センサ１３は、この変位の方向と量に対応する信号Ｓを出力する。プロセッサ１４は、信号Ｓに基づいて、グリップハンドル３１に加えられた車両の左方への荷重ＬＤを検出する。
【００２６】
図３の（Ｂ）に示された比較例を参照しつつ、上記のような構成の有利性について説明する。当該比較例においては、第一可動部１２１と第二可動部１２２が相対変位可能とされている。第一可動部１２１の支持体１１に対する変位は、第一センサ１３１によって検出される。第一センサ１３１は、当該変位に対応する第一信号Ｓ１を出力する。第二可動部１２２の支持体１１に対する偏位は、第二センサ１３２によって検出される。第二センサ１３２は、当該変位に対応する第二信号Ｓ２を出力する。
【００２７】
この場合、第一把持荷重ＧＬ１に対応する力と右操作荷重ＲＯＬに対応する合力により、第一可動部１２１と支持体１１の第一部分１１１との間隔が狭まる。第一センサ１３１は、この変位に対応する第一信号Ｓ１を出力する。他方、第二把持荷重ＧＬ２に対応する力により、第二可動部１２２と支持体１１の第二部分１１２との間隔が狭まる。第二センサ３２は、この変位に対応する第二信号Ｓ２を出力する。プロセッサ１４は、第一信号Ｓ１が示す荷重と第二信号Ｓ２が示す荷重の差分を算出することにより、第一把持荷重ＧＬ１に対応する力、第二把持荷重ＧＬ２に対応する力、および右操作荷重ＲＯＬに対応する力の合力としての車両の右方へ向かう荷重ＬＤの大きさを検出する。
【００２８】
グリップハンドル３１のようにユーザに把持されつつ操作される部材には、相反する二方向への荷重が加わる。しかしながら、本実施形態によれば、連結部１２３によって第一可動部１２１と第二可動部１２２が相対変位不能に連結されているので、二方向の荷重のうち量を等しくする部分については相殺に供され、二方向の荷重の差分に対応する量と向きに応じて、可動体１２が一方向にのみ変位する。したがって、当該変位の方向と量を検出すれば、グリップハンドル３１に加えられた荷重の向きと量を検出できる。比較例のように二方向へ独立して変位可能な二つの可動部を備えている構成の場合、二つの変位量を検出し、さらにその差分を算出する処理が必要となる。そのような構成と比較すると、検出誤差の発生を抑制しやすい。したがって、グリップハンドル３１に加えられた荷重をより正確に検出できる。
【００２９】
図４は、荷重検出装置１の別構成例を示している。本例においては、センサ１３は、第一センサ１３１と第二センサ１３２を含んでいる。第一センサ１３１は、第一可動部１２１の右方への変位に対応する第一信号Ｓ１を出力する。第一信号Ｓ１は、右方への変位量を情報として含む。第二センサ１３２は、第二可動部１２２の左方への変位に対応する第二信号Ｓ２を出力する。第二信号Ｓ２は、左方への変位量を情報として含む。
【００３０】
第一信号Ｓ１と第二信号Ｓ２は、適宜の信号処理回路を介してプロセッサ１４に入力される。プロセッサ１４は、第一信号Ｓ１と第二信号Ｓ２に基づいて、グリップハンドル３１に加えられた荷重ＬＤの向きと大きさを特定する。この特定結果は、例えばドア２の開閉を補助するアクチュエータを動作させるための機構（不図示）へ送られる。
【００３１】
このような構成によれば、プロセッサ１４は、第一信号Ｓ１と第二信号Ｓ２のいずれが入力されたかに基づいて、可動体１２の変位方向（すなわち荷重ＬＤの向き）を特定できる。第一信号Ｓ１と第二信号Ｓ２は変位量を情報として含んでいれば十分であるので、第一センサ１３１と第二センサ１３２の構成を簡略化できる。これにより、荷重検出装置１の大型化も抑制できる。
【００３２】
第一センサ１３１は、支持体１１の第一部分１１１と第一可動部１２１の間に配置されて弾性変形可能な部分を含みうる。例えば、第一センサ１３１は、導電ゴムでありうる。可動体１２が右方へ変位すると、第一部分１１１と第一可動部１２１との間隔が狭まり、導電ゴムが圧縮される。導電ゴムは、可動体１２の変位量に対応する圧縮量に応じた第一信号Ｓ１を出力する。
【００３３】
第二センサ１３２は、支持体１１の第二部分１１２と第二可動部１２２の間に配置されて弾性変形可能な部分を含みうる。例えば、第二センサ１３２は、導電ゴムでありうる。可動体１２が左方へ変位すると、第二部分１１２と第二可動部１２２との間隔が狭まり、導電ゴムが圧縮される。導電ゴムは、可動体１２の変位量に対応する圧縮量に応じた第二信号Ｓ２を出力する。
【００３４】
この場合、弾性変形量に応じた信号を出力するセンサを支持体１１と可動体１２の間に挟むだけの非常に簡易な構成でグリップハンドル３１に加えられた荷重ＬＤを検出できるだけでなく、荷重が解除されたときに弾性復帰力によって可動体１２を初期位置に復帰させることができる。したがって、可動体１２の変位量をより正確に検出できる。
【００３５】
弾性体の変形量に応じて可動体の変位（加えられた荷重）を検出するセンサは、入力としての荷重と出力としての弾性変形量の関係が非線形であり、入力荷重が大きいほど荷重の検出精度が低下することが一般的である。一例として、第一把持荷重ＧＬ１に対応する力と右操作荷重ＲＯＬに対応する力の合力が５１Ｎであり、第二把持荷重ＧＬ２が５０Ｎである場合を考える。両者の差分に対応する車両の右方へ向かう１Ｎの荷重ＬＤが、プロセッサ１４に検出される。図３の（Ｂ）に示される比較例の構成においては、上記のように１Ｎの小荷重を最終的に検出するために、第一センサ１３１と第二センサ１３２が、それぞれ５１Ｎと５０Ｎという大荷重を検出する必要がある。したがって、検出される荷重が各センサの弾性変形特性の影響を受けやすい。
【００３６】
他方、本実施形態の構成によれば、車両の右方へ向かう荷重と車両の左方へ向かう荷重の差分である１Ｎが、第一センサ１３１によって検出される。よって、構成を簡易化可能な弾性体の変形量に応じて可動体の変位を検出するセンサを使用しつつも、グリップハンドル３１に加えられる荷重を正確に検出できる。
【００３７】
図１と図４に示されるように、可動体１２の連結部１２３は、支持体１１を貫通して延びるように構成されうる。このような構成によれば、空間の利用効率を高めて荷重検出装置１の大型化を抑制できる。しかしながら、第一可動部１２１と第二可動部１２２を相対変位不能に連結できれば、連結部１２３は、適宜の態様をとりうる。
【００３８】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。
【００３９】
上記の説明においては、車両の右側部に配置されたドアトリム３に搭載された荷重検出装置１を例示した。車両の左側部に配置されたドアのドアトリムにも左右対称の構成を有する荷重検出装置１が搭載されうる。
【００４０】
上記の荷重検出装置１により検出される荷重が加えられる対象は、ドアトリム３のグリップハンドル３１に限られない。上記の荷重検出装置１は、ユーザが把持しつつ操作される適宜の部材に搭載されうる。
【符号の説明】
【００４１】
１：荷重検出装置、１１：支持体、１１１：第一部分、１１２：第二部分、１２：可動体、１２１：第一可動部、１２２：第二可動部、１２３：連結部、１３：センサ、１３１：第一センサ、１３２：第二センサ、１４：プロセッサ、３１：グリップハンドル、ＬＤ：荷重、Ｌ：左方向、Ｒ：右方向、Ｓ：信号、Ｓ１：第一信号、Ｓ２：第二信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020176975.tif 000006