(57)【要約】【課題】荷重を正確に測定すること。【解決手段】押圧されて押圧荷重が作用する接触体１１と、接触体１１が押圧される押圧方向側において接触体１１と対向して配設され、接触体１１に作用する押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体１２と、分割押圧荷重を合成して接触体１１に作用する押圧荷重の方向を算出する処理部１５と、接触体１１の中央部１１ｂＡを荷重検出体１２と反対側に露出した状態で接触体１１の周縁部１１ｂＢを覆い、接触体１１の周縁部１１ｂＢに対する押圧を規制する枠体１４と、を備える。接触体１１は、押圧方向と反対側に凸状に形成された曲面部１１ｂを有する。【選択図】図３
2016206007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧されて押圧荷重が作用する接触体と、
前記接触体が押圧される押圧方向側において前記接触体と対向して配設され、前記接触体に作用する前記押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体と、
前記分割押圧荷重を合成して前記接触体に作用する前記押圧荷重の方向を算出する処理部と、
前記接触体の中央部を前記荷重検出体と反対側に露出した状態で前記接触体の周縁部を覆い、前記接触体の前記周縁部に対する押圧を規制する枠体と、
を備え、
前記接触体は、前記押圧方向と反対側に凸状に形成された曲面部を有する、
ことを特徴とする荷重検出装置。
【請求項２】
前記荷重検出体は、圧縮荷重を検出可能であり、
前記枠体は、前記荷重検出体が検出する前記分割押圧荷重が引張荷重となることを規制する、
請求項１に記載の荷重検出装置。
【請求項３】
前記接触体と前記荷重検出体との間に介在する弾性体、
を備える請求項１または２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、荷重検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押圧されて作用する押圧荷重の方向を検出するものとして、荷重検出装置が知られている。荷重検出装置としては、測定対象物との接触部（接触体）を備え、接触部に作用する押圧荷重を測定する荷重センサ（荷重検出体）を有する荷重測定システムが知られている（例えば下記の特許文献１）。この技術においては、荷重センサの荷重検出層を４つのゾーンに分割し、各ゾーンの電圧変化量を測定することで接触部に作用する押圧荷重を垂直荷重（圧縮荷重）とせん断荷重に分離して測定する。垂直荷重は、各ゾーンの電圧変化量の総和として、せん断荷重は、電圧変化として測定する。荷重測定システムは、測定した垂直荷重とせん断荷重に基づいて作用する押圧荷重の方向を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７９８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、接触体は、周縁部を押圧すると、接触体の押圧位置が押し下げられ、押圧位置から最も離れた位置が浮き上がるおそれがある。このため、押圧位置に対向して配設された荷重検出体には圧縮荷重が作用し、浮き上がった位置に対向して配設された荷重検出体には引張荷重が作用するおそれがある。このように、荷重検出装置においては、押圧荷重を正確に測定するという点で改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、押圧荷重を正確に測定することができる荷重検出装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為、本発明は、押圧されて押圧荷重が作用する接触体と、前記接触体が押圧される押圧方向側において前記接触体と対向して配設され、前記接触体に作用する前記押圧荷重を領域毎に分割した分割押圧荷重として検出する荷重検出体と、前記分割押圧荷重を合成して前記接触体に作用する前記押圧荷重の方向を算出する処理部と、前記接触体の中央部を前記荷重検出体と反対側に露出した状態で前記接触体の周縁部を覆い、前記接触体の前記周縁部に対する押圧を規制する枠体と、を備え、前記接触体は、前記押圧方向と反対側に凸状に形成された曲面部を有する、ことを特徴としている。
【０００７】
また、前記荷重検出体は、圧縮荷重を検出可能であり、前記枠体は、前記荷重検出体が検出する前記分割押圧荷重が引張荷重となることを規制する、ことが望ましい。
【０００８】
また、前記接触体と前記荷重検出体との間に介在する弾性体、を備える、ことが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る荷重検出装置は、押圧荷重を正確に測定することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態の操作スイッチ及び車両用操作システムを示す概略図である。
【図２】図２は、操作スイッチを示す斜視図である。
【図３】図３は、操作スイッチを示す断面図である。
【図４】図４は、操作スイッチを示す部分断面図である。
【図５】図５は、操作スイッチにおける接触体と荷重センサとを示す概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、変形例１の操作スイッチを示す部分断面図である。
【図７】図７は、従来の操作スイッチを示す正面図である。
【図８】図８は、従来の操作スイッチを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る荷重検出装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
［実施形態］
本発明に係る荷重検出装置の実施形態の１つを図１から図５に基づいて説明する。
【００１３】
本実施形態の操作スイッチ（荷重検出装置）１０は、一例として、図１及び図２に示すように、車両用操作システム１に適用され、車室内のステアリングホイール１００に配置される。車両用操作システム１は、車載装置１１０を操作するための操作スイッチ１０と、制御装置２０と、を備える。
【００１４】
ここで、車載装置１１０とは、操作者による車両用操作システム１の操作に伴い作動する機能（作動形態）を少なくとも１つ有するもののことである。例えば、この車載装置１１０としては、車両の灯火機器（前照灯や尾灯）、方向指示器及びワイパーなどが該当する。また、車室内に搭載されているものの場合には、オーディオ類やラジオ等の音響機器、空気調和機（いわゆるエアーコンディショナー）などが車載装置１１０に該当する。また、この車載装置１１０としては、車両そのものに搭載されているものではないが、車室内への持ち込みによって車両に搭載されることになった機器（例えば携帯電話や携帯音楽プレーヤーなど）についても該当する。
【００１５】
なお、本実施形態において、以下の説明における押圧方向は、操作スイッチ１０を押圧した際に作用する押圧荷重の方向である。
【００１６】
操作スイッチ１０は、車室内のステアリングホイール１００におけるステアリングコラム側と反対側に配置される。操作スイッチ１０は、操作方向が割り当てられた車載装置１１０を操作するための所謂ポインティングデバイスである。操作スイッチ１０は、操作者の車載装置１１０に対する操作意志に応じた操作形態が操作方向である押圧方向として入力される。操作スイッチ１０のそれぞれの操作方向には、少なくとも１つの車載装置１１０における少なくとも１つの機能が割り当てられている。
【００１７】
本実施形態において、操作スイッチ１０における操作形態は、例えば、車載装置１１０の複数の機能の中から所望のものを選択するための機能選択操作、或る機能が持つ複数の選択条件の中から所望のものを選択するための条件選択操作、これら選択したものを決定して駆動又は停止するための決定操作等に利用することができる。機能選択操作とは、例えば、車載装置１１０が音響機器の場合、メディア選択機能、音量選択機能、トラック選択機能等の中から所望の機能を選択する操作のことである。条件選択操作とは、例えば、音量選択機能が選択された場合に、所望の音量を選択する操作のことである。この操作形態としては、複数の方向の操作が設定される。
【００１８】
この操作スイッチ１０は、図２ないし図４に示すように、接触体１１と、荷重ベクトルセンサ（荷重検出体）１２と、弾性体１３と、枠体１４と、処理部１５と、これらの一部を内部に収納するケーシング１０Ａと、を備える。操作スイッチ１０は、後述する制御装置２０と電気的に接続されている。
【００１９】
ケーシング１０Ａは、直方体形状の箱型に形成されている。ケーシング１０Ａは、後述する接触体１１と荷重ベクトルセンサ１２と弾性体１３と処理部１５とを内部に収納する。ケーシング１０Ａは、１つの側面１０Ａａ（図２参照）をステアリングホイール１００側に当接させた状態でステアリングホイール１００側に固定される。ケーシング１０Ａは、側面１０Ａａから突出して形成された嵌合脚部１０Ｂを有する。この嵌合脚部１０Ｂには、嵌合孔１０Ｂａが形成されている。ケーシング１０Ａは、ステアリングホイール１００側に配設された凸状の嵌合凸部１００ａを嵌合孔１０Ｂａに嵌合させることでステアリングホイール１００側に取付けられる。また、ケーシング１０Ａは、側面１０Ａａと対向する側面１０Ａｂの中央部に配設された円形の貫通孔１０Ａｃ（図４参照）を有する。貫通孔１０Ａｃは、内部に収容した接触体１１の少なくとも一部をケーシング１０Ａの外部に露出させる。
【００２０】
接触体１１は、作用する押圧荷重の大きさ、方向が後述する荷重ベクトルセンサ１２によって検出されて処理部１５によって算出されるものである。接触体１１は、後述する弾性体１３より高い剛性を有する材料で構成されている。接触体１１は、円柱部１１ａと曲面部１１ｂと鍔部１１ｃとが一体となって、全体が中実の部材として形成されている。
【００２１】
円柱部１１ａは、中心軸線Ｘを有する円柱状に形成されている。ここでは、円柱部１１ａの中心軸線Ｘに沿った方向を軸線方向とする。後述の荷重ベクトルセンサ１２は、この円柱部１１ａの軸線方向の一方側の端面と対向するように配設されている。円柱部１１ａにおける荷重ベクトルセンサ１２側の端面は、センサ側端面１１ａＡという。センサ側端面１１ａＡは、接触体１１に作用する押圧荷重を荷重ベクトルセンサ１２側に作用させる端面である。
【００２２】
曲面部１１ｂは、円柱部１１ａの軸線方向においてセンサ側端面１１ａＡと反対側に配設されている。曲面部１１ｂは、円柱部１１ａの軸線方向において荷重ベクトルセンサ１２と反対側に凸状に湾曲したドーム状に形成されている。曲面部１１ｂは、少なくとも一部がケーシング１０Ａの貫通孔１０Ａｃから露出し、操作者が手指で押圧する部分である。曲面部１１ｂは、操作者の手指で押圧可能な大きさである。曲面部１１ｂにおける頂部を含む部分は、中央部１１ｂＡという。また、曲面部１１ｂにおける円柱部１１ａとの境界部を含む部分は、周縁部１１ｂＢという。周縁部１１ｂＢは、接触体１１の当該部分を押圧した際に荷重ベクトルセンサ１２に引張荷重が作用する部分のことである。
【００２３】
鍔部１１ｃは、円柱部１１ａと曲面部１１ｂとの境界部に配設されている。鍔部１１ｃは、リング状に形成され、半径方向外側に突設されている。この鍔部１１ｃは、ケーシング１０Ａの内部において接触体１１を位置決めして固定するものである。
【００２４】
このように構成された接触体１１は、円柱部１１ａの中心軸線Ｘがケーシング１０Ａの貫通孔１０Ａｃの中心軸線と一致し、かつ、円柱部１１ａの中心軸線Ｘが後述する荷重ベクトルセンサ１２に対して垂直となるように、ケーシング１０Ａ内に配設されている。このとき、接触体１１は、曲面部１１ｂがケーシング１０Ａの貫通孔１０Ａｃから露出した状態で、鍔部１１ｃが貫通孔１０Ａｃと押え部材との間に保持され位置決めされる。
【００２５】
また、このように構成された接触体１１においては、曲面部１１ｂの中央部１１ｂＡが押圧されて車載装置１１０に対する操作意志に応じた操作形態が入力される。本実施形態において、操作形態としては、例えば、接触体１１の中央部１１ｂＡを押圧しながらいずれかの方向に傾ける操作、接触体１１の中央部１１ｂＡを含むいずれかの位置を中心点Ｐに向かって押圧する操作がある。接触体１１は、例えば、中央部１１ｂＡを円柱部１１ａの軸線方向に押圧することで決定操作が入力され、中央部１１ｂＡを押圧しながらいずれかの方向に傾けたり、中央部１１ｂＡ以外を中心点Ｐに向かって押圧したりすることで選択操作が入力される。ここで、中心点Ｐは、円柱部１１ａの中心軸線Ｘと円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡとの交点である。
【００２６】
荷重ベクトルセンサ１２は、ケーシング１０Ａ内において、円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡと後述する弾性体１３を挟んで対向して配置される。また、荷重ベクトルセンサ１２のセンサ面は、円柱部１１ａの中心軸線Ｘと直交して配置される。荷重ベクトルセンサ１２は、押圧荷重を検出するものである。より詳しくは、荷重ベクトルセンサ１２は、圧縮荷重（垂直荷重）及び水平荷重を検出するものである。この荷重ベクトルセンサ１２は、垂直荷重が引張荷重である場合、正しく押圧荷重を算出することができないものである。荷重ベクトルセンサ１２は、検出した値を処理部１５に出力する。
【００２７】
本実施形態における荷重ベクトルセンサ１２は、一例として次のように構成されている。
【００２８】
この荷重ベクトルセンサ１２は、矩形のシート状に形成されている。荷重ベクトルセンサ１２は、対向して配設され、それぞれに電極が配設された一対の第１基板１２ａ，第２基板１２ｂと、一対の電極間に挟持される抵抗体１２ｃと、を有する。
【００２９】
第１基板１２ａは、矩形の１枚のシート状に形成されている。第２基板１２ｂは、この第１基板１２ａと対向して配設されている。
【００３０】
第２基板１２ｂは、矩形状のシート状に形成され、複数が配設されている。各第２基板１２ｂは、第１基板１２ａを４等分した面積を有する。各第２基板１２ｂは、円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡに対向して配設されている。各第２基板１２ｂは、重なり合う部分がないように配設されている。また、各第２基板１２ｂは、接触体１１の曲面部１１ｂの中央部１１ｂＡが軸線方向に押圧された場合、同一の押圧荷重を検出するように配置されている。
【００３１】
本実施形態において、第２基板１２ｂは、例示として、図５に示すように、円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡを中心角９０°で均等に４分割した分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対向してそれぞれ配設されている。具体的に、荷重ベクトルセンサ１２は、複数の第２基板１２ｂとして４つの第２基板１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｂ４を含んで構成されている。また、第２基板１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｂ４は、第１基板１２ａにおいて対向する辺の中点同士を結ぶ線で分割して得られる４つの領域とそれぞれ対向して配設されている。第２基板１２ｂ１は、図５において二点鎖線で示す円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡの右下側の分割領域Ａ１に作用する分割押圧荷重を検出する。第２基板１２ｂ２は、同様に示す円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡの左下側の分割領域Ａ２に作用する分割押圧荷重を検出する。第２基板１２ｂ３は、同様に示す円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡの左上側の分割領域Ａ３に作用する分割押圧荷重を検出する。第２基板１２ｂ４は、同様に示す円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡの右上側の分割領域Ａ４に作用する分割押圧荷重を検出する。
【００３２】
抵抗体１２ｃは、第１基板１２ａと同一形状の矩形の１枚のシート状に形成されている。抵抗体１２ｃは、電気伝導性を有する材料で構成され、電圧を印加した状態で荷重が作用すると電気抵抗値が変化する特性を有するものである。
【００３３】
このような構成の荷重ベクトルセンサ１２は、第１基板１２ａの電極と第２基板１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｂ４の電極との間の電圧、すなわち、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に作用する荷重に応じた電圧をそれぞれ検出する。以下の説明においては、第１基板１２ａの電極と第２基板１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｂ４の電極との間の電圧を「分割領域の電圧」という。分割押圧荷重は、この分割領域の電圧の電圧変化量によって、ベクトルとして表すことができる。また、荷重ベクトルセンサ１２に作用する押圧荷重は、分割押圧荷重を合成することでベクトルとして表すことができる。このため、荷重ベクトルセンサ１２は、分割領域の電圧変化量をそれぞれ検出し後述する処理部１５に出力する。
【００３４】
弾性体１３は、接触体１１と荷重ベクトルセンサ１２との間に介在するものである。弾性体１３は、円柱部１１ａと同径の円柱状に形成されている。弾性体１３の中心軸線は、円柱部１１ａの中心軸線Ｘと一致する。弾性体１３は、荷重ベクトルセンサ１２側の端面１３ａと対向する端面１３ｂが円柱部１１ａのセンサ側端面１１ａＡと接着されている。また、弾性体１３は、荷重ベクトルセンサ１２の面１２ａＢと接着されている。この面１２ａＢは、第１基板１２ａの第２基板１２ｂと対向する面１２ａＡと反対側の面である。この弾性体１３は、弾性を有する材料で構成されている。この弾性体１３は、接触体１１に作用する押圧荷重によって弾性変形し、その押圧荷重を荷重ベクトルセンサ１２に作用させる。この弾性体１３は、操作者の手指によって接触体１１が押圧されると接触体１１と荷重ベクトルセンサ１２との間で圧縮され、操作者の手指が接触体１１から離れるとその弾性力により元の形状に復帰する。
【００３５】
枠体１４は、ケーシング１０Ａの側面１０Ａｂに配設されている。枠体１４は、リング状に形成されている。枠体１４は、中心軸線Ｘが接触体１１の円柱部１１ａの中心軸線Ｘと一致するようにケーシング１０Ａに組み付けられている。この枠体１４は、曲面部１１ｂの中央部１１ｂＡを開口１４ｄから露出させた状態で曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢを覆うものである。本実施形態においては、枠体１４の側面１０Ａｂと反対側の側面１４ａと同一平面上に、開口１４ｄから露出した曲面部１１ｂの頂点が位置している。この枠体１４は、外周面１４ｂと内周面１４ｃとを有する。
【００３６】
外周面１４ｂは、曲面部１１ｂより大径である。
【００３７】
内周面１４ｃは、側面１４ａ側から側面１０Ａｂ側に向かうにつれて半径方向の内側に傾斜する傾斜面状に形成されている。この内周面１４ｃによって、枠体１４の開口１４ｄは、側面１０Ａｂ側に向かって縮径している。この内周面１４ｃの径は、曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢを覆う大きさに設定されている。曲面部１１ｂは、枠体１４の開口１４ｄを介してケーシング１０Ａの外側に露出している。
【００３８】
処理部１５は、分割押圧荷重を合成して接触体１１に作用する押圧荷重の方向、すなわち、押圧方向を算出する情報処理を行うものである。また、処理部１５は、後述する制御装置２０と電気的に接続されている。本実施形態において、処理部１５は、荷重ベクトルセンサ１２に対応し一例として次のように構成されている。
【００３９】
処理部１５は、荷重ベクトルセンサ１２から出力された分割領域の電圧変化量に基づいて荷重ベクトルセンサ１２に作用する押圧荷重の方向を算出して、接触体１１に対する操作者の操作方向を判定する機能を有する。より詳しくは、処理部１５は、分割領域の電圧の電圧変化量によって、分割押圧荷重をベクトルとして算出する。そして、処理部１５は、分割押圧荷重を合成することで荷重ベクトルセンサ１２に作用する押圧荷重をベクトルとして算出する。算出した押圧荷重は、垂直成分が垂直荷重であり、水平成分がせん断荷重である。このようにして、算出した垂直荷重とせん断荷重とに基づいて算出した荷重ベクトルセンサ１２に作用する押圧荷重の方向を接触体１１に対する操作者の操作形態として判定する。処理部１５は、判定した接触体１１に対する操作者の操作形態に応じた出力信号を制御装置２０に送信する。
【００４０】
具体的に、例えば、算出されたせん断荷重がゼロの場合、処理部１５は、接触体１１の中央部１１ｂＡを軸線方向に押圧されて決定操作が入力されたと判定して、その旨の出力信号を出力する。算出されたせん断荷重がゼロ以外の場合、処理部１５は、接触体１１の中央部１１ｂＡを押圧しながら傾けたり、中央部１１ｂＡ以外を中心点Ｐに向かって押圧されたりすることで選択操作が入力されたと判定して、その旨の出力信号を出力する。
【００４１】
制御装置２０は、操作スイッチ１０の処理部１５から出力された制御信号に基づいて、車載装置１１０に対する指令（駆動指令又は停止指令）を送り、操作者の接触体１１に対する操作に応じて車載装置１１０の機能を駆動又は停止させるものである。このため、制御装置２０は、操作スイッチ１０及び車載装置１１０と電気的に接続されている。ここで、車載装置１１０に対する指令は、車載装置１１０を直接駆動又は停止させる指令であってもよく、車載装置１１０の制御装置に対する指令であってもよい。車載装置１１０の制御装置は、指令を制御装置２０から受信した場合、その指令内容に基づいて、車載装置１１０の機能を駆動又は停止させる。
【００４２】
次に、本実施形態の操作スイッチの効果を説明する。
【００４３】
本実施形態の操作スイッチ１０において、曲面部１１ｂがドーム型に形成されているので、操作スイッチ１０は、周縁部１１ｂＢに対する押圧を規制することができる。
【００４４】
また、本実施形態の操作スイッチ１０において、曲面部１１ｂがドーム型に形成されているので、操作スイッチ１０は、押圧荷重を中心点Ｐに向かって作用させ易くすることができる。このため、操作者が意識して中心点Ｐに向かって押圧しなくても、曲面部１１ｂにおいて中心点Ｐに向かって押圧荷重が作用し易く、操作スイッチ１０は、荷重ベクトルセンサ１２に引張荷重が作用し難くすることができる。これにより、操作スイッチ１０は、操作性を損なうことなく、荷重ベクトルセンサ１２に引張荷重が作用することで押圧荷重を正しく算出できないことを回避して、いつでも正しく押圧荷重を算出することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態の操作スイッチ１０において、接触体１１は、枠体１４によって曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢが覆われているため、操作者の手指のよる曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢに対する押圧を抑制することができる。また、接触体１１においては、操作者の手指が接触体１１の曲面部１１ｂの中央部１１ｂＡを押下し易くすることができる。
【００４６】
ここで、従来の車両用操作システムにおける操作スイッチ３００について図７及び図８に基づいて説明する。操作スイッチ３００は、実施形態の操作スイッチ１０において接触体１１の形状を接触体３１０に置き換え、かつ、上述の枠体１４を備えていないものである。また、操作スイッチ３００は、操作スイッチ１０と同様の荷重ベクトルセンサ１２，弾性体１３，処理部（図示省略），ケーシング（図示省略）を備えている。
【００４７】
接触体３１０は、円柱部３１０ａと、鍔部３１０ｂと、を有する。また、接触体３１０は、上述の接触体１１の曲面部１１ｂに相当する構成を有していない構成である。円柱部３１０ａの荷重ベクトルセンサ１２側の端面３１０Ａと対向する端面３１０Ｂは、操作者が手指で押圧する端面である。この接触体３１０において、円柱部３１０ａの周縁部が押圧位置Ｐ１において押圧されると、円柱部３１０ａは、押圧位置Ｐ１側が荷重ベクトルセンサ１２側に押し下げられ、押圧位置Ｐ１に対する反対側の位置Ｐ２が浮き上がる。このため、押圧位置Ｐ１の下方に位置する荷重ベクトルセンサ１２の第２基板１２ｂ１には、圧縮荷重が作用し、周縁部が浮き上がった位置Ｐ２の下方に位置する荷重ベクトルセンサ１２の第２基板１２ｂ２には、引張荷重が作用する。荷重ベクトルセンサ１２は垂直荷重が引張荷重である場合、正しく押圧荷重を算出することができないものであるため、荷重ベクトルセンサ１２は、接触体３１０に作用する押圧荷重の方向を正確に検出できない。
【００４８】
これに対して、本実施形態においては、枠体１４によって接触体１１の曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢが覆われているため、操作者が曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢを手指で押圧することを規制することができる。このため、操作スイッチ１０においては、荷重ベクトルセンサ１２に引張荷重が作用することを規制することができる。これにより、操作スイッチ１０は、荷重ベクトルセンサ１２に引張荷重が作用することで押圧荷重を正しく算出できないことを回避して、いつでも正しく押圧荷重を算出することができる。
【００４９】
また、本実施形態の操作スイッチ１０において、枠体１４によって接触体１１の曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢが覆われているため、操作者は、操作スイッチ１０を押圧する際に、曲面部１１ｂの周縁部１１ｂＢを押圧しないように注意を払う必要がなくなる。すなわち、操作スイッチ１０は、操作者の負担を軽減することができる。
【００５０】
また、本実施形態の操作スイッチ１０において、内周面１４ｃによって枠体１４の開口１４ｄが側面１０Ａｂ側に向かって縮径しているので、操作者は、拡径された開口１４ｄから手指を近づけていけば手指が接触体１１に自然と誘導される。このため、操作スイッチ１０は、操作性を損なわない。
【００５１】
以上示したように、本実施形態の操作スイッチ１０は、押圧荷重を正確に測定することができる。
【００５２】
［変形例１］
前述した実施形態の車両用操作システム１において、操作スイッチ１０は、枠体１４の開口１４ｄから露出した曲面部１１ｂの頂部が枠体１４の側面１４ａと同一平面上に位置しているものとして説明した。これに対して、本変形例の車両用操作システム２の操作スイッチ３０は、枠体３４の開口３４ｄから露出した曲面部３１ｂの頂部は、枠体３４の側面１０Ａｂと反対側の側面３４ａから突出している。
【００５３】
本変形例の車両用操作システム２は、前述した実施形態の車両用操作システム１において、操作スイッチ１０を図６に示す操作スイッチ３０に置き換えたものである。
【００５４】
この操作スイッチ３０は、接触体３１と、荷重ベクトルセンサ３２と、弾性体３３と、枠体３４と、処理部３５（図５参照）と、これらの一部を内部に収納するケーシング（図示省略）と、を備える。
【００５５】
接触体３１は、実施形態の接触体１１と同一形状に形成され、いずれも中実の部材である円柱部３１ａと曲面部３１ｂと鍔部３１ｃとが一体に形成されたものである。
【００５６】
荷重ベクトルセンサ３２は、実施形態の荷重ベクトルセンサ１２と同様に構成され、一対の基板３２ａ、３２ｂと、一対の電極間に挟持される抵抗体３２ｃと、を有する。本変形例で基板３２ｂは、４つの第２基板３２ｂ１，３２ｂ２，３２ｂ３，３２ｂ４で構成されている（図５参照）。
【００５７】
枠体３４は、接触体３１の曲面部３１ｂの中央部３１ｂＡを突出させた状態で曲面部３１ｂの周縁部３１ｂＢを覆って配設される。枠体３４の開口３４ｄから露出した曲面部３１ｂの頂部は、枠体３４の側面３４ａから突出している。本実施形態において、枠体３４の開口３４ｄからは、曲面部３１ｂの中央部３１ｂＡが突出している。
【００５８】
弾性体３３，処理部３５，ケーシングは、実施形態の弾性体１３，処理部１５，ケーシング１０Ａと同様に形成されている。
【００５９】
このように構成された操作スイッチ３０は、曲面部３１ｂの頂部が枠体３４の開口３４ｄから突出しているので、操作者は、曲面部３１ｂを押圧し易い。すなわち、操作スイッチ３０は、操作性を向上することができる。
【００６０】
ところで、前述した実施形態や変形例では、接触体１１，３１は、その軸線方向において荷重ベクトルセンサ１２，３２に対して反対側に凸状に形成されていればよく、その形状はドーム状に限定されない。接触体１１，３１は、例えば、半球体のような球体の一部であってもよい。
【００６１】
また、前述した実施形態や変形例において、例示として操作スイッチ１０，３０をステアリングホイール１００の操作者側に設けるものとして説明したが、操作スイッチ１０，３０は、例えばステアリングコラム（図示省略）を含む車室内の他の場所に配設されていてもよい。
【００６２】
また、前述した実施形態や変形例において、例示として処理部１５，３５が操作スイッチ１０，３０の備える構成要素であるものとして説明したが、処理部は、その機能が実装されていればよく、例えば、制御装置２０の備える構成要素として実装されていてもよい。この場合、荷重ベクトルセンサ１２，３２は、検出した分割領域の電圧変化量を制御装置２０の処理部に出力すればよい。また、例えば、処理部は、独立した処理装置として構成されていてもよい。この場合、処理装置は、操作スイッチ１０，３０及び制御装置２０と電気的に接続されている。荷重ベクトルセンサ１２，３２は、検出した分割領域の電圧変化量を処理装置に出力し、処理装置は、算出した押圧荷重の方向、すなわち、接触体１１，３１に対する操作者の操作形態に応じた出力信号を制御装置２０に出力する。
【００６３】
また、荷重ベクトルセンサは、垂直荷重である圧縮荷重及び水平荷重を検出するものであればよく、前述した実施形態や変形例において例示した荷重ベクトルセンサ１２，３２の構成に限定されるものではない。例えば、荷重ベクトルセンサの第２基板は、２、３又は５以上の第２基板で構成されていてもよい。こうした第２基板の数は、例えば、割り当てた接触体１１，３１に対する操作者の操作形態の数、すなわち、接触体１１，３１を押圧した際に検出させる押圧荷重の方向の数などに応じて設定すればよい。
【００６４】
さらに、操作スイッチ１０，３０は、圧縮荷重及び水平荷重を検出する荷重ベクトルセンサによって押圧荷重の方向を判定する所謂ポインティングデバイスとして適用できれば車両用操作システムに限定されず適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  車両用操作システム
１０  操作スイッチ（荷重検出装置）
１０Ａ  ケーシング
１１  接触体
１１ｂ  曲面部
１１ｂＡ  中央部
１１ｂＢ  周縁部
１２  荷重ベクトルセンサ（荷重検出体）
１３  弾性体
１４  枠体
１５  処理部
２０  制御装置
１００  ステアリングホイール
１１０  車載装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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