JP6942013B2 - スイッチ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ装置に関し、特に、ステアリングホイールに搭載されるスイッチ装置に関する。
従来、車両に搭載される音響システムとして、車両周辺の状況を立体音像で呈示するものがあり、この音響システムは、音を放出するスピーカと、車両周辺の状況に応じた出力信号をスピーカに出力する制御装置とを備える（例えば、特許文献１を参照）。この制御装置は、自車両を取り巻く複数の走行車両の位置、相対速度、車間距離などの安全走行に関わるパラメータを導出する手段と、パラメータと予め設定してなる危急度判定条件とを比較することにより自車両が置かれている危急度ランクを判定する手段と、危急度ランクによる判定結果に応じてパラメータの信号を仮想音源生成信号に変換する信号変換回路の手段と、仮想音源生成信号を信号増幅回路を用いてパルス的な増幅信号に変換する手段と、増幅信号をスピーカに入力して仮想音源位置にパルス的音響を呈示する信号処理回路の手段を有して構成されている。
特開２００２−１３３５９６号公報
しかし、従来、車室内で立体音像を生成する場合、音を放出するスピーカを別途設ける必要があるという課題があった。
したがって、本発明の目的は、ステアリングホイールに配置されて、立体音像を生成できるスイッチ装置を提供することにある。
［１］上記目的を達成するため、車両のステアリングホイールに配置されるスイッチ装置であって、操作ノブと、前記操作ノブに対する操作を検出すると共に、前記操作ノブを振動させる電磁素子と、を備えた車両に搭載されるスイッチ部と、前記操作ノブが前記操作に対応して振動するように前記電磁素子を制御する第一制御、及び前記操作ノブが可聴帯域で振動するように前記電磁素子を制御する第二制御のうちの少なくとも一方を実行する制御部と、を有し、前記操作ノブからの放射音の指向性が前記車両の乗員の耳に向けて強くなるように配置されている、スイッチ装置を提供する。
［２］前記電磁素子は、ピエゾ圧電素子である、上記［１］に記載のスイッチ装置であってもよい。
［３］また、前記スイッチ部は、少なくとも２つ、前記ステアリングホイールに備えられ、前記制御部は、前記スイッチ部から出力される音による立体音像が維持されるように各スイッチ部から出力される音の特性を制御することを前記第二制御の一部として実行する、上記［１］又は［２］に記載のスイッチ装置であってもよい。
本発明のスイッチ装置によれば、ステアリングホイールに配置されて、立体音像を生成できる。
図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が車両のイステアリングホイールに搭載された場合のステアリングホイールを運転者からみた正面図である。 図２は、図１に示すスイッチ装置において、Ａ―Ａ断面を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が車両のステアリングホイールに搭載された場合のスイッチ装置の配置例を車両の上方向から見た上平面図である。 図４は、図３に示すスイッチ装置において、Ｃ方向から見た、側面図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の概略構成を示すブロック構成図である。 図６は、操作ノブを駆動する右チャンネルの駆動信号波形の一例であり、タッチ操作に対応して操作ノブを振動させる触覚呈示駆動の駆動信号Ｓｈ１、操作ノブからビープ音を発生させるための駆動信号Ｓｓ１、操作ノブから音声を発生させるための駆動信号Ｓｓ１´である。
（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車両５のステアリングホイール８に配置されるスイッチ装置１であって、操作ノブ３１、４１と、操作ノブ３１、４１に対する操作を検出すると共に、操作ノブ３１、４１を振動させる電磁素子としてのピエゾ素子３２、４２と、を備えた車両５に搭載されるスイッチ部３０、４０と、操作ノブ３１、４１が操作に対応して振動するようにピエゾ素子３２、４２を制御する第一制御、及び操作ノブ３１、４１が可聴帯域で振動するようにピエゾ素子３２、４２を制御する第二制御のうちの少なくとも一方を実行する制御部１００と、を有し、操作ノブ３１、４１からの放射音の指向性が車両５の乗員である運転者２０の耳に向けて強くなるように配置されて構成されている。
本実施の形態では、乗員が運転者２０であるものとして説明する。
（スイッチ部３０、４０）
スイッチ部３０、４０は、図１に示すように、車両５のステアリングホイール８に取り付けられている。また、スイッチ部は、１つ又は２以上のものとしてステアリングホイール８に備えられるが、本実施の形態では、図１に示すように、２つのスイッチ部３０、４０が、ステアリングホイール８の中心線８ａを挟んで対称に配置されているものとして説明する。
スイッチ部３０、４０は、車両操作に関するスイッチ、空調制御、オーディオ制御、カーナビゲーション操作、等に使用できるステアリングスイッチである。スイッチ部３０、４０は、例えば、ステアリングロールコネクタ（図示省略）を介して、車両本体側に電気的に接続することができる。スイッチ部３０、４０への右音声信号Ｓ１、左音声信号Ｓ２等は、例えば、このステアリングロールコネクタを介して、車両本体側から入力することができる。
図２に示すように、スイッチ部３０は、板状のパネルである操作ノブ３１と、操作ノブ３１に伝達部材３５を介して接続された電磁素子であるピエゾ素子３２から概略構成されている。伝達部材３５は、金属、樹脂、ゴム等の弾性体、等、力、振動を伝達しやすい材質の柱状体である。ピエゾ素子３２は、スポーク部９に設けられた基板３３上に実装されている。操作ノブ３１は、図２に示すように、板状のパネルであり、スポーク部９の表面と面一とされて配置され、段差のないシームレススイッチとして構成されている。スイッチ部４０も同様の構成とされている。
ピエゾ素子３２は、例えば、円板形状を有する圧電体と、圧電体よりも半径が大きい円板形状を有する金属シムと、を備えたユニモルフ型の圧電素子である。この圧電素子には、圧電体と電気的に接続する上部配線と、金属シムと電気的に接続される下部配線と、が接続されている。
なお変形例として圧電素子は、例えば、２枚の圧電体を金属シムの両面に設けたバイモルフ型圧電素子であっても良い。
圧電体の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などが用いられる。圧電体は、例えば、これらの材料を用いて形成された膜を積層して形成された積層型の圧電体である。なお圧電体は、厚み方向に分極し、厚み方向の変形に対して出力が大きくなるように構成されている。金属シムは、例えば、導電性を有するリン青銅やステンレスなどによって形成されている。
ピエゾ素子３２は、操作ノブ３１が押圧されると、押圧力に対応した電圧を発生し、押圧操作信号Ｓ０を発生する。これにより、ピエゾ素子３２は、操作ノブ３１への操作を検知するスイッチ素子として機能する。
また、ピエゾ素子３２は、電圧が印加されることにより変形し、伝達部材３５を介して接続された操作ノブ３１を図２に示す上下方向Ｂに変位させる。これにより、操作ノブ３１に対して操作された指等にピエゾ素子３２側からの触覚呈示を行なうアクチュエータとして機能すると共に、ピエゾ素子３２により操作ノブ３１を可聴帯域で加振して音を発生させる音源部としても機能する。
上記のことから、操作ノブ３１は、触覚呈示を行なう接触部位として機能すると共に、可聴帯域で加振されて音を発生させる音源部（スピーカ）として機能する。したがって、スイッチ部３０、４０は、所定の周波数帯域において音を出力でき、車両側からの制御により、例えば、警告音、警告音声等を出力できる。
なお、電磁素子としては、上記したピエゾ素子３２には限られない。例えば、磁気回路とコイルで構成され、コイルの移動により電流を発生してコイルへの操作力を検知すると共に、磁気回路側の磁界を変化させることにより、コイルを移動させて振動を発生させる、ボイスコイルモータ等も使用可能である。
図３において、車両５の前方から後方に向けて、スイッチ部から運転者２０の耳の方向をＸ方向、車両５の幅方向をＹ方向、Ｘ軸とＹ軸の外積で定義される方向を車両５の上下方向のＺ方向とする。図３に示すように、スイッチ部３０は、その指向性が運転者２０の右耳２１に向けて強くなるように配置されている。また、スイッチ部４０は、その指向性が運転者２０の左耳２２に向けて強くなるように配置されている。すなわち、スイッチ部３０、４０をステアリングホイール８に搭載することにより、スイッチ部３０の出力軸３０ａが運転者２０の右耳２１の方向になるようにでき、また、スイッチ部４０の出力軸４０ａが運転者２０の左耳２２の方向になるようにできる。
また、図４に示すように、スイッチ部４０を運転者２０の耳に向けてやや上向きに配置する。このために、図４に示すように、Ｘ軸、Ｚ軸がＹ軸の回りに少し回転したＸ、Ｙ、Ｚ軸となっている。
図４に示すように、スイッチ部３０、４０をステアリングホイール８に搭載することにより、スイッチ部４０の出力軸４０ａが運転者２０の左耳２２の方向になるように、スイッチ部４０がやや上向き（Ｘ軸方向）に配置される。スイッチ部３０も同様に、やや上向き（Ｘ軸方向）に配置される。これにより、２つのスイッチ部３０、４０の指向性が乗員の耳２１、２２に向けて強くなるように配置された構成となる。したがって、操作ノブ３１、４１からの放射音の指向性が車両５の運転者２０の耳２１、２２に向けて強くなる。
（制御部１００）
制御部１００は、例えば、記憶されたプログラムに従って、所定の演算、処理実行等を行うＣＰＵ(Central Processing Unit)、半導体メモリであるＲＡＭ(Random Access Memory)及びＲＯＭ(Read Only Memory)等から構成されるマイクロコンピュータを備える。このＲＯＭには、例えば、制御部１００が動作するためのプログラムと、各種のパラメータ等が格納されている。また制御部１００は、音像の定位制御を行なうための音像制御部１０１を備えている。
図５に示すように、制御部１００には、スイッチ部３０、４０が接続されている。スイッチ部３０、４０からは、押圧操作信号ＳＯ１、ＳＯ２が入力される。また、スイッチ部３０、４０のピエゾ素子３２、４２に対して、押圧操作信号ＳＯ１、ＳＯ２に対応して触覚呈示を行なう触覚呈示信号Ｓｈ１、Ｓｈ２が出力される。また、スイッチ部３０、４０のピエゾ素子３２、４２に対して、警告音、警告音声等を出力するための音声信号Ｓｓ１、Ｓｓ２が音像制御部１０１を介して出力される。
（制御部１００による触覚呈示制御）
制御部１００は、第一制御として、操作ノブ３１、４１が操作に対応して振動するようにピエゾ素子３２、４２を制御する。すなわち、押圧操作信号ＳＯ１、ＳＯ２に基づいて、操作ノブ３１、４１を操作する操作者に対して、振動等により、触覚呈示を行なうことができる。制御部１００は、押圧操作があったときに、触覚呈示信号Ｓｈ１、Ｓｈ２をピエゾ素子３２、４２に出力することで、例えば、操作ノブ３１、４１を上方向に所定の力で１回又は複数回だけ突き上げる動作をすることにより、触覚呈示を行なうことができる。あるいは、所定の周期で振動させて、触覚呈示を行なうことができる。
（制御部による音像の定位制御）
制御部１００は、第二制御として、操作ノブ３１、４１が可聴帯域で振動するようにピエゾ素子３２、４２を制御する。また、制御部１００は、スイッチ部３０、４０から出力される音による立体音像が維持されるように各スイッチ部３０、４０から出力される音の特性を制御することを上記第二制御の一部として、以下に示すように実行する。
図３に示すように、音像制御部１０１内に、スイッチ部３０（ピエゾ素子３２）を駆動する駆動部１１０、スイッチ部４０（ピエゾ素子４２）を駆動する駆動部１２０を備えている。駆動部１１０は、右音声信号Ｓ１と左音声信号Ｓ２の位相調整信号Ｓ２１を加算した右音声駆動信号Ｓｓ１を増幅してスイッチ部３０を駆動する。同様に、駆動部１２０は、左音声信号Ｓ２と右音声信号Ｓ１の位相調整信号Ｓ１２を加算した左音声駆動信号Ｓｓ２を増幅してスイッチ部４０を駆動する。これにより、スイッチ部３０の操作ノブ３１が振動して右音声駆動信号Ｓｓ１に基づく右チャンネルの音声が出力され、スイッチ部４０の操作ノブ３１が振動して左音声駆動信号Ｓｓ２に基づく左チャンネルの音声が出力される。
位相調整回路１１５は、右音声信号Ｓ１の位相を調整（位相遅延）して、駆動部１２０に位相調整信号Ｓ１２を出力する。位相調整は、右音声信号Ｓ１と位相調整信号Ｓ１２の位相差αとして適宜設定可能である。
同様に、位相調整回路１２５は、左音声信号Ｓ２の位相を調整（位相遅延）して、駆動部１１０に位相調整信号Ｓ２１を出力する。位相調整は、左音声信号Ｓ２と位相調整信号Ｓ２１の位相差αとして適宜設定可能である。なお、この位相差αの設定は、２つのスイッチ部３０、４０が座席１０の中心線１１を挟んで対称に配置されている場合であり、スイッチ部３０、４０が座席１０の中心線１１を挟んで非対称に配置されている場合等は、位相調整回路１１５と位相調整回路１２５で設定される位相差は異なる値とすることができる。
上記説明した駆動部１１０、１２０、位相調整回路１１５、１２５は、それぞれ、ゲインの調整が可能である。したがって、図３で示すように、駆動部１１０における右音声信号Ｓ１と位相調整信号Ｓ２１の加算割合、駆動部１２０における左音声信号Ｓ２と位相調整信号Ｓ１２の加算割合を調節できる。また、スイッチ部３０の操作ノブ３１、スイッチ部４０の操作ノブ４１から出力される音圧を調節でき、左右のステレオ音のバランスを調節することもできる。
制御部１００は、２つの操作ノブ３１、４１から出力される音による立体音像が維持されるように各操作ノブから出力される音の特性を制御する。
右耳２１には、スイッチ部３０から出力される右チャンネルの音ＳＤ１と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄが到達すると共に、スイッチ部４０から出力される左チャンネルの音ＳＤ２と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄが到達する。
右耳２１に到達する右チャンネルの音は、右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄである。
また、右耳２１に到達する左チャンネルの音は、左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄである。
したがって、制御部１００は、右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄの合成音が最大となり、左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄの合成音が最小となるように制御する。
右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄの合成音が右耳２１において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ１１を進む音ＳＤ１と距離Ｌ２１を進む音ＳＤ１ｄとの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差αを設定する。なお、距離Ｌ１１は、スイッチ部３０から右耳２１までの距離、距離Ｌ２１は、スイッチ部４０から右耳２１までの距離である。
左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄの合成音が右耳２１において最小となるようにするには、距離Ｌ２１を進む音ＳＤ２と距離Ｌ１１を進む音ＳＤ２ｄとの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差αを設定する。
上記示した左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄの合成音が右耳２１において最小となるように設定することにより、右耳２１の位置において、右チャンネルの音ＳＤ１と左チャンネルの音ＳＤ２のクロストークが低減あるいは相殺される。
同様にして、左耳２２には、スイッチ部４０から出力される左チャンネルの音ＳＤ２と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄが到達すると共に、スイッチ部３０から出力される右チャンネルの音ＳＤ１と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄが到達する。
左耳２２に到達する左チャンネルの音は、左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄである。
また、左耳２２に到達する右チャンネルの音は、右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄである。
したがって、制御部１００は、左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄの合成音が最大となり、右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄの合成音が最小となるように制御する。
左チャンネルの音ＳＤ２と左チャンネルの位相調整された音ＳＤ２ｄの合成音が左耳２２において最大となるようにするには、例えば、制御部１００は、距離Ｌ２２を進む音ＳＤ２と距離Ｌ１２を進む音ＳＤ２ｄの位相差が、２πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差αを設定する。なお、距離Ｌ２２は、スイッチ部４０から左耳２２までの距離、距離Ｌ１２は、スイッチ部３０から左耳２２までの距離である。
右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄの合成音が左耳２２において最小となるようにするには、距離Ｌ１２を進む音ＳＤ１と距離Ｌ２２を進む音ＳＤ１ｄの位相差が、πｎ（ｎ＝０、１、２・・・）となるように位相差αを設定する。
上記示した右チャンネルの音ＳＤ１と右チャンネルの位相調整された音ＳＤ１ｄの合成音が左耳２２において最小となるように設定することにより、左耳２２の位置において、左チャンネルの音ＳＤ２と右チャンネルの音ＳＤ１のクロストークが低減あるいは相殺される。
上記示した制御部１００による位相調整により、耳元に音を定位させることができ、２つのスイッチ部３０、４０から出力される音による立体音像が維持されるように制御することができる。
（スイッチ部３０、４０の動作例）
スイッチ部３０、４０の動作を、図６に示す、操作ノブを駆動する右チャンネルの駆動信号波形の例を用いて説明する。制御部１００は、例えば、時間ｔ１において、操作ノブの押圧操作に対応して触覚呈示駆動の駆動信号Ｓｈ１をピエゾ素子３２に出力することにより、操作ノブ３１を振動させる。例えば、図６に示すように、単発のパルスにより操作ノブ３１を上方向に突き上げる動作により、触覚呈示を行なう。
また、時間ｔ２において、駆動信号Ｓｓ１´として可聴帯域の周波数の正弦波を発生させ、これをピエゾ素子３２に出力することにより、操作ノブ３１を振動させる。これにより、運転者２０に警告音として、ビープ音で報知することができる。スイッチ部３０は、警告音を発生させる音源（スピーカ）として機能する。
また、時間ｔ３において、駆動信号Ｓｓ１として可聴帯域の音声信号を発生させ、音像制御部１０１を介してピエゾ素子３２に出力する。また、駆動信号Ｓｓ１にステレオ対応した左チャンネルの駆動信号Ｓｓ２として可聴帯域の音声信号を発生させ、音像制御部１０１を介してピエゾ素子４２に出力する。これにより、操作ノブ３１、４１を音声信号に対応して振動させることができる。スイッチ部３０、４０は、警告音声を発生させる音源（スピーカ）として機能し、立体音像が維持されるように、定位制御を行なうことができる。
本発明の実施の形態は、上記示した２つのスイッチ部に限られず、３以上のスイッチ部がステアリングホイールの中心線８ａを挟んで配置される場合にも適用可能である。すなわち、各スイッチ部から出力される音のスイッチ部から乗員の耳までの距離と位相差とを考慮し、右耳、左耳それぞれにおいて、合成音が最大、最小になるように位相差を設定することにより、右チャンネルの音と左チャンネルの音のクロストークが低減あるいは相殺される。これにより、３以上のスイッチ部の場合においても、耳元に音を定位させることができ、３つ以上のスイッチ部から出力される音による立体音像が維持されるように制御することができる。
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車両５のステアリングホイール８に配置されるスイッチ装置１であって、操作ノブ３１、４１と、操作ノブ３１、４１に対する操作を検出すると共に、操作ノブ３１、４１を振動させる電磁素子としてのピエゾ素子３２、４２と、を備えた車両５に搭載されるスイッチ部３０、４０と、操作ノブ３１、４１が操作に対応して振動するようにピエゾ素子３２、４２を制御する第一制御、及び操作ノブ３１、４１が可聴帯域で振動するようにピエゾ素子３２、４２を制御する第二制御のうちの少なくとも一方を実行する制御部１００と、を有し、操作ノブ３１、４１からの放射音の指向性が車両５の乗員である運転者２０の耳に向けて強くなるように配置されて構成されている。これにより、スイッチ部は、第一制御により、操作ノブへの押圧操作に対応して触覚呈示を行なう機能を有する共に、第二制御により、可聴帯域で加振されて音を発生させる音源部（スピーカ）としても機能する。
（２）スイッチ部は、車両本体のステリングホイール等に搭載できるが、音を発生させるためのスピーカの搭載スペースが不要となり、小型化に寄与する。
（３）スイッチ装置１は、スイッチ部が備える触覚呈示のための電磁素子（ピエゾ素子）を、音あるいは音声発生にも使用できる構成とされているので、コストアップなしでスピーカ機能を備えることが可能となる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…スイッチ装置、５…車両、８…ステアリングホイール、８ａ…中心線、９…スポーク部、１０…座席、１１…中心線、２０…運転者、２１…右耳、２２…左耳、３０…スイッチ部、３０ａ…出力軸、３１…操作ノブ、３２…ピエゾ素子、３３…基板、３５…伝達部材、４０…スイッチ部、４０ａ…出力軸、４１…操作ノブ、４２…ピエゾ素子、４３…基板、１００…制御部、１０１…音像制御部、１１０…駆動部、１１５…位相調整回路、１２０…駆動部、１２５…位相調整回路、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２…距離、Ｓ１…右音声信号、Ｓ１２…位相調整信号、Ｓ２…左音声信号、Ｓ２１…位相調整信号、ＳＤ１、ＳＤ１ｄ、ＳＤ２、ＳＤ２ｄ…音、α…位相差

Claims (3)

  1. 車両のステアリングホイールに配置されるスイッチ装置であって、
    操作ノブと、前記操作ノブに対する操作を検出すると共に、前記操作ノブを振動させる電磁素子と、を備えた車両に搭載されるスイッチ部と、
    前記操作ノブが前記操作に対応して振動するように前記電磁素子を制御する第一制御、及び前記操作ノブが可聴帯域で振動するように前記電磁素子を制御する第二制御のうちの少なくとも一方を実行する制御部と、を有し、
    前記ステアリングホイールの中心線を挟んで対称に第１のスイッチ部と第２のスイッチ部が配置され、前記第１のスイッチ部の放射音の出力軸が前記車両の運転者の右耳に、前記第２のスイッチ部の放射音の出力軸が前記運転者の左耳に、それぞれ向けて強くなるように配置されている、スイッチ装置。
  2. 前記電磁素子は、ピエゾ素子である、請求項１に記載のスイッチ装置。
  3. 前記スイッチ部は、少なくとも２つ、前記ステアリングホイールに備えられ、
    前記制御部は、前記スイッチ部から出力される音による立体音像が維持されるように各スイッチ部から出力される音の特性を制御することを前記第二制御の一部として実行する、請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7070486B2 (ja) 2019-03-21 2022-05-18 株式会社デンソー 車載電源装置の制御装置
DE102020111405A1 (de) * 2020-04-27 2021-10-28 Tdk Electronics Ag Bedienelement und Fahrzeug mit Bedienelement
FR3114173B1 (fr) * 2020-09-14 2022-11-11 Pa Cotte Sa Système de commande haptique
US11743656B2 (en) 2021-05-27 2023-08-29 Harman International Industries, Incorporated Multi-stage structure-borne sound and vibration sensor
US12436025B2 (en) 2021-05-27 2025-10-07 Harman International Industries, Incorporated Multi-stage structure-borne sound and vibration sensor
US11533568B1 (en) * 2021-05-27 2022-12-20 Harman International Industries, Incorporated Structure-borne sound and vibration sensor
JP7744444B2 (ja) * 2022-01-17 2025-09-25 本田技研工業株式会社 ステアリング装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000149167A (ja) * 1998-11-10 2000-05-30 Nissan Motor Co Ltd 警報装置
JP2001028799A (ja) * 1999-05-10 2001-01-30 Sony Corp 車載用音響再生装置
JP2002133596A (ja) 2000-10-27 2002-05-10 Hitachi Ltd 車載外界認識装置
JP2006157497A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品およびこれを用いた電子機器、装置
JP2008162466A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Toyoda Gosei Co Ltd ステアリングホイール
JP5805974B2 (ja) * 2010-03-31 2015-11-10 ティーケー ホールディングス，インコーポレーテッド ステアリングホイールセンサ
JP5598180B2 (ja) * 2010-09-02 2014-10-01 パナソニック株式会社 ステアリングスイッチおよび車両用操作システム
JP5787173B2 (ja) * 2012-02-24 2015-09-30 株式会社デンソー 車両用音出力装置
JP2014046867A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Sony Corp 入力装置
EP2806664B1 (en) * 2013-05-24 2020-02-26 Harman Becker Automotive Systems GmbH Sound system for establishing a sound zone
JP6723638B2 (ja) 2016-03-30 2020-07-15 日本カーバイド工業株式会社 粘着剤組成物および粘着シート

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