(57)【要約】【課題】運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置に用いられる静電容量センサを提供する。【解決手段】静電容量センサ２０は、ステアリングホイール１０のリム１２に組み込まれるセンサ部２１Ａ１等と、センサ部２１Ａ１等に電気的に接続される第１の配線４０Ａ１等及び第２の配線５１〜５７を備える。センサ部２１Ａ１等のそれぞれは、第１の配線４０Ａ１等に電気的に接続され、リム１２に組み込まれる際にリム１２のコア１６側に位置することとなる下側電極２３Ａ１等と、第２の配線５１〜５７に電気的に接続され、下側電極２３Ａ１等の上方で下側電極２３Ａ１等に対向する上側電極２５Ａ１等と、下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間に介在する誘電性を有する弾性材２６とを含む。第２の配線５１〜５７の電位は接地電位に設定される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールのリムに組み込まれる少なくとも１つのセンサ部と、
前記少なくとも１つのセンサ部に電気的に接続される第１の配線及び第２の配線と
を備え、
前記少なくとも１つのセンサ部は、
前記第１の配線に電気的に接続され、前記リムに組み込まれる際に前記リムのコア側に位置することとなる下側電極と、
前記第２の配線に電気的に接続され、前記下側電極の上方で前記下側電極に対向する上側電極と、
前記下側電極と前記上側電極との間に介在する誘電性を有する弾性材と
を含み、
前記第２の配線の電位は接地電位に設定される
ことを特徴とする静電容量センサ。
【請求項２】
前記弾性材は、前記リムのうち前記少なくとも１つのセンサ部が組み込まれる部分を形成する材料よりも柔らかい材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量センサ。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセンサ部が組み込まれる部分及び前記弾性材はいずれもポリウレタンで形成されており、
前記弾性材は、前記少なくとも１つのセンサ部が組み込まれる部分のポリウレタンよりも軟質なポリウレタンフォームである
ことを特徴とする請求項２に記載の静電容量センサ。
【請求項４】
前記下側電極が前記上側電極に全面的に対向していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項５】
前記第１の配線を覆うように形成されたシールド電極であって、その電位が接地電位に設定されるシールド電極と、
前記第１の配線と前記シールド電極との離間距離を一定に保つように前記第１の配線と前記シールド電極との間に介在する絶縁材であって、前記弾性材よりも硬質な絶縁材と
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項６】
前記下側電極が形成された下側電極形成部と、前記上側電極が形成された上側電極形成部と、前記第１の配線が配置された配線部とを含む基板をさらに備え、
前記下側電極形成部は、その長手方向における一方の端部において前記上側電極形成部に接続されるとともに、他方の端部において前記配線部に接続されており、
前記上側電極形成部は、その長手方向における一方の端部において前記下側電極形成部に接続されるとともに、前記下側電極形成部に対向するように全体的に前記下側電極形成部と平行に延びている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項７】
前記第１の配線を覆うように前記上側電極の長手方向における前記配線部側の端部に接続されたシールド電極であって、その電位が接地電位に設定されるシールド電極と、
該シールド電極と前記配線部との離間距離を一定に保つように前記シールド電極と前記配線部との間に設けられた絶縁材であって、前記弾性材よりも硬質な絶縁材と
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の静電容量センサ。
【請求項８】
ステアリングホイールのリムに組み込まれた請求項１から７のいずれか一項に記載の静電容量センサと、
該静電容量センサを用いて運転者が前記リムを把持したことを検出する把持検出部と
を備え、
前記把持検出部は、
前記静電容量センサの前記第１の配線に電気的に接続される静電容量検出回路であって、前記静電容量センサの前記下側電極と前記上側電極との間の静電容量の変化を検出する静電容量検出回路と、
前記静電容量検出回路からの出力に基づいて前記リムの把持状態を判断する判断部と
を含むことを特徴とする把持検出装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのセンサ部が前記リムの断面の周方向に沿って少なくとも３つ設けられており、
前記把持検出部は、３つの前記少なくとも１つのセンサ部のうち少なくとも２つの少なくとも１つのセンサ部の各々において静電容量の変化量が所定の閾値を超えたときに、前記リムが把持されたことを検出することを特徴とする請求項８に記載の把持検出装置。
【請求項１０】
単一の基板を用意し、
前記基板の第１の領域に第１の電極を形成し、
前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に前記第１の電極から延びる第１の配線を形成し、
前記第１の電極の長手方向において前記第１の領域に対して前記第２の領域と反対側に位置する第３の領域に第２の電極を形成し、
その後、前記第１の電極上に誘電性を有する弾性材を配置し、
前記弾性材を配置した後、前記基板を前記第１の電極と前記第２の電極との境界部で折り返すことにより前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記弾性材を挟み込む
ことを特徴とする静電容量センサの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の配線が形成された前記第２の領域に前記弾性材よりも硬質な絶縁材を配置し、
前記弾性材及び前記絶縁材を配置した後、前記基板を前記境界部で折り返すことにより前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記弾性材を挟み込むとともに、前記第１の配線と前記第２の電極との間に前記絶縁材を挟み込む
ことを特徴とする請求項１０に記載の静電容量センサの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の製造方法により静電容量センサを製造し、
前記静電容量センサの前記第１の電極がステアリングホイールのリムのコア側に位置するように、前記静電容量センサを前記リムに組み込み、
前記静電容量センサと接続することにより運転者がステアリングホイールのリムを把持したことを検出する把持検出部を用意し、
前記静電容量センサの前記第１の配線と前記把持検出部とを電気的に接続するとともに、前記静電容量センサの前記第２の電極の電位を接地電位に設定する
ことを特徴とする把持検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持検出装置及び静電容量センサに係り、特に自動車のステアリングホイールのリムを運転者が把持したことを検出する把持検出装置及びこれに用いられる静電容量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車には様々なセンサが実装されており、これらのセンサにより検出された信号を用いて各種機器の制御が行われている。例えば、運転者がステアリングホイールのリムを把持しているか否かに応じて車載機器を制御するために、リムに静電容量センサを組み込み、静電容量センサの電極と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて運転者がリムを把持しているか否かを検出することも行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このような従来の静電容量センサは電極間に生じる静電容量の変化に基づきリムが把持されたことを検出するものである。そのため、このような電極に対して運転者の手などが接近すると、運転者の手も一定の導電性を有するため、運転者の手を介して接地と電極との間に静電容量が形成され、その結果、電極の静電容量が変化してしまう。したがって、従来の静電容量センサを備える把持検出装置によれば、運転者がリムを把持していない場合（すなわち、運転者の手などが近接した場合や単に接触した場合）であっても、運転者がリムを「把持」したと誤検知する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置に用いられる静電容量センサを提供することを第２の目的とする。
【０００７】
また、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置に用いられる静電容量センサを簡便にかつ低コストで製造することが可能な方法を提供することを第３の目的とする。
【０００８】
さらに、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置を簡便にかつ低コストで製造することが可能な方法を提供することを第４の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置に用いられる静電容量センサが提供される。この静電容量センサは、ステアリングホイールのリムに組み込まれる少なくとも１つのセンサ部と、上記少なくとも１つのセンサ部に電気的に接続される第１の配線及び第２の配線とを備える。上記少なくとも１つのセンサ部は、上記第１の配線に電気的に接続され、上記リムに組み込まれる際に上記リムのコア側に位置することとなる下側電極と、上記第２の配線に電気的に接続され、上記下側電極の上方で上記下側電極に対向する上側電極と、上記下側電極と上記上側電極との間に介在する誘電性を有する弾性材と含む。上記第２の配線の電位は接地電位に設定される。
【００１０】
このような構成によれば、リムのコアに対して相対的に遠い側に位置する上側電極の電位が接地電位に設定されるため、下側電極と上側電極との離間距離の変化に応じて静電容量が変化することになる。この場合において、運転者の手などが静電容量センサに接近したり接触したりしているだけの状態では、運転手の手などと上側電極との間で静電容量が生じず、また下側電極と上側電極との間に介在する弾性材によって下側電極と上側電極との間の離間距離が変化せず、静電容量が変化することがない。一方、運転者が静電容量センサを押圧した（すなわち、リムを握った）状態では、下側電極と上側電極との間の離間距離が変化して静電容量が変化することになる。したがって、本発明に係る静電容量センサを備える把持検出装置をステアリングホイールに組み込んだ際には、運転者がリムを握って初めて下側電極と上側電極との間の静電容量が変化することとなり、確実に把持状態を検出することが可能となる。
【００１１】
上記弾性材は、上記リムのうち上記少なくとも１つのセンサ部が組み込まれる部分を形成する材料よりも柔らかい材料で形成されていることが好ましい。このような構成により、把持検出のタイムラグが生じることなく把持を検出することが可能となる。また、上記少なくとも１つのセンサ部が組み込まれる部分及び上記弾性材はいずれもポリウレタンで形成されてもよい。この場合において、上記弾性材は、上記少なくとも１つのセンサ部が組み込まれる部分のポリウレタンよりも軟質なポリウレタンフォームであることが好ましい。このような構成により、把持検出のタイムラグが生じることなく把持を検出することが可能となる。
【００１２】
上記下側電極が上記上側電極に全面的に対向していることが好ましい。これにより、平面視において下側電極が上側電極からはみ出してしまうことが防止され、誤検知を効果的に防止できる。また、上記静電容量センサは、上記第１の配線を覆うように形成されたシールド電極と、上記第１の配線と上記シールド電極との離間距離を一定に保つように上記第１の配線と上記シールド電極との間に介在する絶縁材とをさらに備えてもよい。上記シールド電極の電位は接地電位に設定される。また、上記絶縁材は上記弾性材よりも硬質な材料で形成される。このような構成により、第１の配線が配置された領域に運転者の手などが接近した場合や、該領域に運転者の手などが接触した場合でも、運転者の手と第１の配線との間に静電容量が生じてしまうことが防止される。
【００１３】
上記静電容量センサは、上記下側電極が形成された下側電極形成部と、上記上側電極が形成された上側電極形成部と、上記第１の配線が配置された配線部とを含む基板をさらに備えてもよい。ここで、上記下側電極形成部は、その長手方向における一方の端部において上記上側電極形成部に接続されるとともに、他方の端部において上記配線部に接続されてもよい。また、上記上側電極形成部は、その長手方向における一方の端部において上記下側電極形成部に接続されるとともに、上記下側電極形成部に対向するように全体的に上記下側電極形成部と平行に延びていてもよい。また、上記静電容量センサは、上記第１の配線を覆うように上記上側電極の長手方向における上記配線部側の端部に接続されたシールド電極と、該シールド電極と上記配線部との離間距離を一定に保つように上記シールド電極と上記配線部との間に設けられた絶縁材とをさらに備えてもよい。上記シールド電極の電位は接地電位に設定される。また、上記絶縁材は上記弾性材よりも硬質な材料で形成される。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置が提供される。この把持検出装置は、ステアリングホイールのリムに組み込まれた上述の静電容量センサと、該静電容量センサを用いて運転者が上記リムを把持したことを検出する把持検出部とを備える。上記把持検出部は、上記静電容量センサの上記第１の配線に電気的に接続される静電容量検出回路と、上記静電容量検出回路からの出力に基づいて上記リムの把持状態を判断する判断部とを含んでいる。上記静電容量検出回路は、上記静電容量センサの上記下側電極と上記上側電極との間の静電容量の変化を検出する。
【００１５】
このような構成によれば、リムのコアに対して相対的に遠い側に位置する上側電極の電位が接地電位に設定されるため、下側電極と上側電極との離間距離の変化に応じて静電容量が変化することになる。この場合において、運転者の手などが静電容量センサに接近したり接触したりしているだけの状態では、運転手の手などと上側電極との間で静電容量が生じず、また下側電極と上側電極との間に介在する弾性材によって下側電極と上側電極との間の離間距離が変化せず、静電容量が変化することがない。一方、運転者が静電容量センサを押圧した（すなわち、リムを握った）状態では、下側電極と上側電極との間の離間距離が変化して静電容量が変化することになる。したがって、本発明に係る把持検出装置をステアリングホイールに組み込んだ際には、運転者がリムを握って初めて下側電極と上側電極との間の静電容量が変化することとなり、確実に把持状態を検出することが可能となる。
【００１６】
上記センサ部を上記リムの断面の周方向に沿って少なくとも３つ設けてもよい。この場合において、上記把持検出部は、３つの上記センサ部のうち少なくとも２つのセンサ部の各々において静電容量の変化量が所定の閾値を超えたときに、上記リムが把持されたことを検出してもよい。このような構成により、把持検出の精度を高めることが可能となる。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置に用いられる静電容量センサを簡便にかつ低コストで製造することが可能な方法が提供される。この製造方法では、まず、単一の基板を用意する。上記基板の第１の領域に第１の電極を形成する。上記基板の上記第１の領域に隣接する第２の領域に上記第１の電極から延びる第１の配線を形成する。また、上記第１の電極の長手方向において上記第１の領域に対して上記第２の領域と反対側に位置する第３の領域に第２の電極を形成する。その後、上記第１の電極上に誘電性を有する弾性材を配置する。そして、上記弾性材を配置した後、上記基板を上記第１の電極と上記第２の電極との境界部で折り返すことにより上記第１の電極と上記第２の電極との間に上記弾性材を挟み込む。
【００１８】
このように、本製造方法によれば、単一の基板上に電極や配線を形成することで静電容量センサを製造することができるため、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
【００１９】
この製造方法において、上記第１の配線が形成された上記第２の領域に上記弾性材よりも硬質な絶縁材を配置してもよい。そして、上記弾性材及び上記絶縁材を配置した後、上記基板を上記境界部で折り返すことにより上記第１の電極と上記第２の電極との間に上記弾性材を挟み込むとともに、上記第１の配線と上記第２の電極との間に上記絶縁材を挟み込んでもよい。これにより、シールド電極と第１の配線との間に絶縁材が介在する静電容量センサを簡単に製造することができる。
【００２０】
本発明の第４の態様によれば、運転者がリムを把持したことを確実に検出することが可能な把持検出装置を簡便にかつ低コストで製造することが可能な方法が提供される。この製造方法では、まず、上述した方法により静電容量センサを製造し、上記静電容量センサの上記第１の電極がステアリングホイールのリムのコア側に位置するように、上記静電容量センサを上記リムに組み込む。また、上記静電容量センサと接続することにより運転者がステアリングホイールのリムを把持したことを検出する把持検出部を用意する。そして、上記静電容量センサの上記第１の配線と上記把持検出部とを電気的に接続するとともに、上記静電容量センサの上記第２の電極の電位を接地電位に設定する。
【００２１】
このように、本製造方法によれば、単一の基板で形成された静電容量センサを用いて把持検出装置を構成できるため、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、リムのコアに対して相対的に遠い側に位置する上側電極の電位が接地電位に設定されるので、運転者が上側電極を下側電極に向かって押圧して初めて下側電極と上側電極との間の静電容量が変化することとなる。したがって、確実に把持状態を検出し得る把持検出装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態における把持検出装置を上方から見た斜視図であってステアリングのリムに組み込まれた状態を示す図である。
【図２】図１に示す把持検出装置を下方から見た斜視図であって、ステアリングのリムに組み込まれた状態を示す図である。
【図３】図１に示す把持検出装置の構成を示す平面図であって、ステアリングのリムに組み込まれた状態を示す図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図である。
【図５】図１に示す把持検出装置の構成を示す図であり、ステアリングのリムに取り付けられる前の把持検出装置を示す平面図である。
【図６】図５に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５に示す把持検出装置の展開図であり、弾性材及び絶縁材が配置される前の状態を示す図である。
【図８】図５に示す把持検出装置の展開図であり、弾性材及び絶縁材が配置された後の状態を示す図である。
【図９】図４に示す把持検出装置の回路構成を模式的に示す図である。
【図１０Ａ】図９に示す把持検出装置の初期化状態における作用を説明するための図である。
【図１０Ｂ】図９に示す把持検出装置のスキン接触状態における作用を説明するための図である。
【図１０Ｃ】図９に示す把持検出装置の変形状態における作用を説明するための図である。
【図１１】図９に示す把持検出装置の判断部における処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る把持検出装置の実施形態について図１から図１１を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１１において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図１１においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態における把持検出装置１を上方から見た斜視図、図２は把持検出装置１を下方から見た斜視図、図３は把持検出装置１を示す平面図である。図１から図３に示すように、把持検出装置１が組み込まれたステアリングホイール１０は、円環状のリム（把持部）１２と、リム１２からリム１２の内側に延びるスポーク１４とを含んでいる。
【００２６】
図４は、図３のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す図である。図４における上側はリム１２の表側（図３の紙面表側）、換言すれば運転者側に対応しており、下側はリム１２の裏側（図３の紙面裏側）、換言すれば自動車のダッシュボード側に対応しており、左側は図３に示すリム１２の左側外周部に対応している。図１から図４に示すように、リム１２は、コア（芯金）１６と、コア１６を全周に渡って覆うクッション材１７と、クッション材１７の外周面を覆うスキン１８とを含んでいる。運転者は、このスキン１８の上からリム１２を握って自動車を操縦する。本実施形態におけるクッション材１７はポリウレタンから形成されている。なお、図１から図３ではクッション材１７の一部とスキン１８とが省略して示されている。
【００２７】
図１から図３に示すように、本実施形態における把持検出装置１は、リム１２のクッション材１７の外表面に周設された静電容量センサ２０と、スポーク１４のうちリム１２に隣接する部分に配置された把持検出部６０とを備えており、把持検出装置１の全体がステアリングホイール１０に組み込まれている。本実施形態における把持検出部６０は、例えば集積回路（ＩＣ）で構成されており、図示しない信号線によって外部の車載装置に接続されている。
【００２８】
図１から図３に示すように、静電容量センサ２０は、リム１２の表側に設けられたセンサ部２１Ａ１，２１Ａ２からなるセンサ列２１ａ（図３参照）と、リム１２の外周側に設けられたセンサ部２１Ｂ１，２１Ｂ２からなるセンサ列２１ｂ（図１及び図２参照）と、リム１２の裏側に設けられたセンサ部２１Ｃ１，２１Ｃ２からなるセンサ列２１ｃ（図２参照）とを含んでいる。センサ部２１Ａ１，２１Ｂ１，２１Ｃ１とセンサ部２１Ａ２，２１Ｂ２，２１Ｃ２との間にはシールド電極２２が配置されている。このシールド電極２２の下側には、センサ部２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２，２１Ｃ１，２１Ｃ２（以下、「センサ部２１Ａ１等」ということがある。）から延びる配線が位置しており、これらの配線により、把持検出部６０と静電容量センサ２０とが電気的に接続される。なお、上述した配線及びシールド電極２２については後に詳細に述べる。
【００２９】
以下、本明細書において、「下側」はリム１２のコア１６に対して相対的に近い側を意味し、「上側」はコア１６に対して相対的に遠い側を意味するものとする。
【００３０】
図４に示すように、センサ部２１Ａ２はスキン１８に覆われており、クッション材１７の外表面に取り付けられた（組み込まれた）下側電極２３Ａ２と、下側電極２３Ａ２の上側に位置する上側電極２５Ａ２と、下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との間に設けられた誘電性を有する弾性材２６とを含んでいる。同様に、センサ部２１Ｂ２はスキン１８に覆われており、クッション材１７の外表面に取り付けられた（組み込まれた）下側電極２３Ｂ２と、下側電極２３Ｂ２の上側に位置する上側電極２５Ｂ２と、下側電極２３Ｂ２と上側電極２５Ｂ２との間に設けられた誘電性を有する弾性材２６とを含んでいる。同様に、センサ部２１Ｃ２はスキン１８に覆われており、クッション材１７の外表面に取り付けられた（組み込まれた）下側電極２３Ｃ２と、下側電極２３Ｃ２の上側に位置する上側電極２５Ｃ２と、下側電極２３Ｃ２と上側電極２５Ｃ２との間に設けられた誘電性を有する弾性材２６とを含んでいる。
【００３１】
本実施形態において、このような弾性材２６は、クッション材１７よりも軟質なポリウレタンフォームで形成されており、このようなポリウレタンフォームとして、例えば、ポロン（ＰＯＲＯＮ（登録商標））を用いてもよい。
【００３２】
後述するように、下側電極２３Ａ２，２３Ｂ２，２３Ｃ２及び上側電極２５Ａ２，２５Ｂ２，２５Ｃ２は、単一の基板３０上に形成される。本実施形態において、この基板３０は、可撓性を有する絶縁材料（例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））からなる絶縁フィルムとして形成されてもよい。他のセンサ部２１Ａ１，２１Ｂ１，２１Ｃ１もセンサ部２１Ａ２，２１Ｂ２，２１Ｃ２と同様の構成を有する。
【００３３】
図５は、把持検出装置１がステアリングホイール１０に組み込まれる前の状態を示す平面図である。図５において、Ｙ方向は、把持検出装置１をステアリングホイール１０に組み込んだ際のリム１２（コア１６）が延びる方向Ｅ（図３参照）に対応しており、Ｘ方向はこの方向Ｅに垂直なコア１６の断面の周方向Ｒ（図４参照）に対応している。以下、このような方向Ｅをリム延在方向、方向Ｒをコア断面周方向ということがある。
【００３４】
図５に示すように、把持検出装置１の静電容量センサ２０は、Ｙ方向の長さが最も長い第１のセンサ列２１ｂと、第１のセンサ列２１ｂの右側（＋Ｘ方向側）に配置された第２のセンサ列２１ａと、第１のセンサ列２１ｂの左側（−Ｘ方向側）に配置された第３のセンサ列２１ｃとを含んでいる。第１のセンサ列２１ｂは直線上に延びており、＋Ｙ方向側に位置するセンサ部２１Ｂ１と、−Ｙ方向側に位置するセンサ部２１Ｂ２とを有している。第２のセンサ列２１ａは右側に湾曲しており、＋Ｙ方向側に位置するセンサ部２１Ａ１と、−Ｙ方向側に位置するセンサ部２１Ａ２とを有している。第３のセンサ列２１ｃは、第２のセンサ列２１ａと実質的に同じ曲率で左側に湾曲しており、＋Ｙ方向側に位置するセンサ部２１Ｃ１と、−Ｙ方向側に位置するセンサ２１部Ｃ２とを有している。
【００３５】
図５に示すように、センサ列２１ａ〜２１ｃは互いにＸ方向に離間して配置されている。また、右方向に湾曲する第２のセンサ列２１ａが直線状の第１のセンサ列２１ｂの右側に配置されるとともに、第２のセンサ列２１ａと同一の曲率で左方向に湾曲する第３のセンサ列２１ｃが第１のセンサ列２１ｂの左側に配置される。このような構成により、図１から図３に示すように、静電容量センサ２０をリム１２に組み込む際に、第１のセンサ列２１ｂをリム１２の外周側に、第２のセンサ列２１ａをリム１２の表側に、第３のセンサ列２１ｃをリム１２の裏側にそれぞれ配置することができる。すなわち、センサ列２１ａ〜２１ｃは、リム１２の断面周方向Ｒに沿って等間隔に配置された状態でリム延在方向Ｅに沿って周設される。
【００３６】
図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。図６に示すように、第１のセンサ列２１ｂは、基板３０上に形成された下側電極２３Ｂ１及び上側電極２５Ｂ１が互いに対向してなるセンサ部２１Ｂ１と、基板３０上に形成された下側電極２３Ｂ２及び上側電極２５Ｂ２が互いに対向してなるセンサ部２１Ｂ２とを含んでいる。互いに対向する下側電極２３Ｂ１と上側電極２５Ｂ１との間には誘電性を有する弾性材２６が設けられており、同様に、互いに対向する下側電極２３Ｂ２と上側電極２５Ｂ２との間にも誘電性を有する弾性材２６が設けられている。第１のセンサ列２１ｂのＹ方向における中央部には、上側電極２５Ｂ２と一体的に形成されたシールド電極２２が配置されており、このシールド電極２２の下側に配線（図６では、配線４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｃ１，４０Ｃ２が示されている）が配置されている。この配線は、基板３０の配線部３１上に形成されている。配線部３１とシールド電極２２との間には、弾性材２６よりも硬質な絶縁材２８が設けられている。なお、第２のセンサ列２１ａ及び第３のセンサ列２１ｃも第１のセンサ列２１ｂと同様の構成を有するため、これらセンサ列２１ａ，２１ｃの断面についての説明は省略する。
【００３７】
図６に示すように、センサ列２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、上側電極と下側電極とが互いに対向するように単一の基板３０を折り返すことで形成されるものである。ここで、図７及び図８は、このような単一の基板３０が折り返される前の状態を示す展開図である。なお、図７は、弾性材２６及び絶縁材２８が配置される前の状態を示すものである。
【００３８】
図７に示すように、単一の基板３０は、後述する拡張部３２を除いて、Ｙ方向における中央部をＸ方向に延びる線Ｌに対して実質的に線対称な外形を有している。単一の基板３０は、この線Ｌに沿って延びる配線部３１と、配線部３１を挟んで＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側の双方に位置する電極形成部とを含んでいる。
【００３９】
この電極形成部は、配線部３１の左端部から左方向に湾曲しながら＋Ｙ方向に括れ部Ｎ１まで延びる第１の湾曲部３３Ｃ１と、括れ部Ｎ１から右方向に湾曲しながら＋Ｙ方向に延びる第２の湾曲部３５Ｃ１と、配線部３１の左端部から左方向に湾曲しながら−Ｙ方向に括れ部Ｎ２まで延びる第３の湾曲部３３Ｃ２と、括れ部Ｎ２から右方向に湾曲しながら−Ｙ方向に延びる第４の湾曲部３５Ｃ２とを含んでいる。
【００４０】
また、電極形成部は、第１の湾曲部３３Ｃ１に隣接して配線部３１から＋Ｙ方向に括れ部Ｎ３まで直線状に延びる第１の直線部３３Ｂ１と、括れ部Ｎ３から＋Ｙ方向に直線状に延びる第２の直線部３５Ｂ１と、第３の湾曲部３３Ｃ２に隣接して配線部３１から−Ｙ方向に括れ部Ｎ４まで直線状に延びる第３の直線部３３Ｂ２と、括れ部Ｎ４から−Ｙ方向に直線状に延びる第４の直線部３５Ｂ２とを含んでいる。該第４の直線部３５Ｂ２は、その−Ｙ方向における端部でＸ方向に広がる拡張部３２を含んでいる。
【００４１】
さらに、電極形成部は、第１の直線部３３Ｂ１の右隣りで配線部３１から右方向に湾曲しながら＋Ｙ方向に括れ部Ｎ５まで延びる第５の湾曲部３３Ａ１と、括れ部Ｎ５から左方向に湾曲しながら＋Ｙ方向に延びる第６の湾曲部３５Ａ１と、第３の直線部３３Ｂ２の右隣りで配線部３１から右方向に湾曲しながら−Ｙ方向に括れ部Ｎ６まで延びる第７の湾曲部３３Ａ２と、括れ部Ｎ６から左方向に湾曲しながら−Ｙ方向に延びる第８の湾曲部３５Ａ２とを含んでいる。
【００４２】
図７に示すように、配線部３１は、その長手方向（Ｘ方向）における中央部近傍に存在するＹ方向に延長した第１の領域３１ａと、第１の領域３１ａの左側に位置する第２の領域３１ｂと、第１の領域３１ａの右側に位置する第３の領域３１ｃとを含んでいる。第１の領域３１ａの中央部には、上述した把持検出部６０が固定されている。
【００４３】
図７に示すように、上述した電極形成部には、以下のように複数の下側電極及び複数の上側電極が形成されている。すなわち、第１の湾曲部３３Ｃ１（下側電極形成部）に下側電極２３Ｃ１が形成されており、第２の湾曲部３５Ｃ１（上側電極形成部）に上側電極２５Ｃ１が形成されており、第３の湾曲部３３Ｃ２（下側電極形成部）に下側電極２３Ｃ２が形成されており、第４の湾曲部３５Ｃ２（上側電極形成部）に上側電極２５Ｃ２が形成されている。
【００４４】
また、第１の直線部３３Ｂ１（下側電極形成部）に下側電極２３Ｂ１が形成されており、第２の直線部３５Ｂ１（上側電極形成部）に上側電極２５Ｂ１が形成されており、第３の直線部３３Ｂ２（下側電極形成部）に下側電極２３Ｂ２が形成されており、第４の直線部３５Ｂ２のうち拡張部３２にシールド電極２２が形成されており、第４の直線部３５Ｂ２のうち拡張部３２を除く部分（上側電極形成部）に上側電極２５Ｂ２がシールド電極２２と一体的に形成されている。
【００４５】
さらに、第５の湾曲部３３Ａ１（下側電極形成部）に下側電極２３Ａ１が形成されており、第６の湾曲部３５Ａ１（上側電極形成部）に上側電極２５Ａ１が形成されており、第７の湾曲部３３Ａ２（下側電極形成部）に下側電極２３Ａ２が形成されており、第８の湾曲部３５Ａ２（上側電極形成部）に上側電極２５Ａ２が形成されている。
【００４６】
図７に示すように、上側電極２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ｂ１，２５Ｂ２，２５Ｃ１，２５Ｃ２（以下、「上側電極２５Ａ１等」ということがある。）は、これらの外形が下側電極２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ｂ１，２３Ｂ１，２３Ｃ１，２３Ｃ２（以下、「下側電極２３Ａ１等」ということがある。）の外形よりも大きくなるように形成されている。
【００４７】
図７に示すように、下側電極２３Ａ１，２３Ｂ１，２３Ｃ１の−Ｙ方向側の端部からはそれぞれ配線４０Ａ１，４０Ｂ１，４０Ｃ１（第１の配線）が延びており、下側電極２３Ａ２，２３Ｂ２，２３Ｃ２の＋Ｙ方向側の端部からはそれぞれ配線４０Ａ２，４０Ｂ２，４０Ｃ２（第１の配線）が延びている。これらの配線４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｃ１，４０Ｃ２（以下、「配線４０Ａ１等」ということがある。）は、配線部３１のうち第２の領域３１ｂに配置され、第１の領域３１ａの中央部に固定された把持検出部６０に電気的に接続される。すなわち、下側電極２３Ａ１等は、配線４０Ａ１等を介して把持検出部６０に電気的に接続された状態となっている。
【００４８】
図７に示すように、把持検出部６０からは第１の延出配線６１及び第２の延出配線６２が延びている。第１の延出配線６１は、配線部３１の第３の領域３１ｃ上に配置されており、把持検出装置１がステアリングホイール１０に組み込まれる際には、第１の延出配線６１の電位が接地電位に設定される。同様に、第２の延出配線６２は配線部３１の第３の領域３１ｃ上に配置されており、把持検出装置１がステアリングホイール１０に組み込まれる際には、把持検出装置１に電力を供給する電源（図示せず）に電気的に接続される。
【００４９】
図７に示すように、上側電極２５Ａ１の−Ｙ方向側の端部における右端からは配線５１（第２の配線）が延びている。配線５１は、第５の湾曲部３３Ａ１の右縁部、配線部３１の第２の領域３１ｂの上縁部の一部、配線部３１の第１の領域３１ａ、及び配線部３１の第３の領域３１ｃに配置されている。把持検出装置１がステアリングホイール１０に組み込まれる際には、配線５１の電位が接地電位に設定される。
【００５０】
上側電極２５Ａ１の−Ｙ方向側の端部における左端からは配線５３（第２の配線）が延びている。配線５３は、第５の湾曲部３３Ａ１の左縁部、第２の領域３１ｂの上縁部の一部、及び第１の直線部３３Ｂ１の右縁部に配置されており、上側電極２５Ｂ１の−Ｙ方向側の端部における右端に電気的に接続された状態となっている。上側電極２５Ｂ１の−Ｙ方向側の端部における左端からは配線５５（第２の配線）が延びている。配線５５は、第１の直線部３３Ｂ１の左縁部、第２の領域３１ｂの上縁部の一部、及び第１の湾曲部３３Ｃ１の右縁部に配置されており、上側電極２５Ｃ１の−Ｙ方向側の端部における右端に電気的に接続された状態となっている。上側電極２５Ｃ１の−Ｙ方向側の端部における左端からは配線５７（第２の配線）が延びている。配線５７は、第１の湾曲部３３Ｃ１、配線部３１、及び第３の湾曲部３３Ｃ２のそれぞれにおける左縁部に配置されており、上側電極２５Ｃ２の＋Ｙ方向側の端部における左端に電気的に接続された状態となっている。
【００５１】
上側電極２５Ｃ２の＋Ｙ方向側の端部における右端からは配線５６（第２の配線）が延びている。配線５６は、第３の湾曲部３３Ｃ２の右縁部、配線部３１の第２の領域３１ｂの下縁部の一部、及び第３の直線部３３Ｂ２の左縁部に配置されており、上側電極２５Ｂ２の＋Ｙ方向側の端部における左端に電気的に接続された状態となっている。上側電極２５Ｂ２の＋Ｙ方向側の端部における右端からは配線５４（第２の配線）が延びている。配線５４は、第３の直線部３３Ｂ２の右縁部、配線部３１の第２の領域３１ｂの下縁部の一部、及び第７の湾曲部３３Ａ２の左縁部に配置されており、上側電極２５Ａ２の＋Ｙ方向側の端部における左端に電気的に接続された状態となっている。
【００５２】
上側電極２５Ａ２の＋Ｙ方向側の端部における右端からは配線５２（第２の配線）が延びている。配線５２は、第７の湾曲部３３Ａ２の右縁部、配線部３１の第２の領域３１ｂの下縁部の一部、配線部３１の第１の領域３１ａ、及び配線部３１の第３の領域３１ｃに配置されている。把持検出装置１がステアリングホイール１０に組み込まれる際には、配線５２の電位が接地電位に設定される。
【００５３】
このような構成により、配線５１〜５７と、上側電極２５Ａ１等と、シールド電極２２とが互いに電気的に接続された状態となっている。したがって、把持検出装置１をステアリングホイール１０に組み込む際に配線５１，５２の電位を接地電位に設定することにより、上側電極２５Ａ１等の電位及びシールド電極２２の電位も共に接地電位に設定される。
【００５４】
なお、これらの電極や配線を両面粘着テープや接着剤を用いて基板３０上に固定してもよいし、銀ペーストなどを用いて基板３０上に印刷形成してもよい。
【００５５】
図８に示すように、基板３０の上面の一部は、誘電性を有する複数の弾性材２６と単一の絶縁材２８とによって覆われている。上述したように、弾性材２６は、ステアリングホイール１０のコア１６を覆うクッション材１７（図１から図３参照）よりも軟質なポリウレタンフォームで形成されている。一方、絶縁材２８は、このような弾性材２６よりも硬質な材料（例えば樹脂）で形成されている。
【００５６】
図８に示すように、複数の弾性材２６は、基板３０の第１の湾曲部３３Ｃ１、第３の湾曲部３３Ｃ２、第１の直線部３３Ｂ１、第３の直線部３３Ｂ２、第５の湾曲部３３Ａ１、及び第７の湾曲部３３Ａ２上に配置される。すなわち、下側電極２３Ａ１等を覆うように基板３０の下側電極形成部に配置される。一方、絶縁材２８は、配線４０Ａ１等（第１の配線）を覆うように配線部３１の第２の領域３１ｂ上に配置される。図６に示すように、静電容量センサ２０は、このような弾性材２６及び絶縁材２８が配置された単一の基板３０を折り返すことによって形成されたものである。
【００５７】
以下、このような静電容量センサ２０及び静電容量センサ２０を含む把持検出装置１の製造方法の一例について説明する。図７に示すように、把持検出装置１を製造する際には、まず、単一の基板３０を用意し、この基板３０の第１の湾曲部３３Ｃ１上の領域（第１の領域）、第３の湾曲部３３Ｃ２上の領域（第１の領域）、第１の直線部３３Ｂ１上の領域（第１の領域）、第３の直線部３３Ｂ２上の領域（第１の領域）、第５の湾曲部３３Ａ１上の領域（第１の領域）、第７の湾曲部３３Ａ２上の領域（第１の領域）にそれぞれ下側電極２３Ｃ１、２３Ｃ２、２３Ｂ１、２３Ｂ２、２３Ａ１、２３Ａ２（第１の電極）を形成する。また、これらの第１の領域に隣接する配線部３１上の領域（第２の領域）には、下側電極２３Ａ１等から延びる第１の配線４０Ａ１等を形成する。
【００５８】
さらに、基板の第２の湾曲部３５Ｃ１上の領域（第３の領域）、第４の湾曲部３５Ｃ２上の領域（第３の領域）、第２の直線部３５Ｂ１上の領域（第３の領域）、第４の直線部３５Ｂ２上の領域（第３の領域）、第６の湾曲部３５Ａ１上の領域（第３の領域）第７の湾曲部３３Ａ２上の領域（第３の領域）にそれぞれ上側電極２５Ｃ１、２５Ｃ２、２５Ｂ１、２５Ｂ２、２５Ａ１、２５Ａ２（第２の電極）を形成する。これらの第３の領域のそれぞれは、下側電極２３Ａ１の長手方向において上述した第１の領域に対して第２の領域と反対側に位置している。
【００５９】
このとき、第４の直線部３５Ｂ２の拡張部３２上の領域には上側電極２５Ｂ２とともにシールド電極２２を形成する。また、配線部３１上の領域には延出配線６１，６２を形成する。そして、第１の配線４０Ａ１等及び延出配線６１，６２と電気的に接続されるように把持検出部６０を配線部３１上の所定の領域に固定する。なお、上述した下側電極２３Ａ１等、上側電極２５Ａ１等、シールド電極２２、第１の配線４０Ａ１等、第２の配線５１〜５７、及び延出配線６１，６２は例えば銀ペーストで印刷形成することができる。
【００６０】
その後、図８に示すように、基板３０上に弾性材２６及び絶縁材２８を配置する。弾性材２６及び絶縁材２８を配置した後、第２の湾曲部３５Ｃ１を括れ部Ｎ１で上方（図８の紙面表側）に折り返して下側電極２３Ｃ１と上側電極２５Ｃ１との間に弾性材２６を挟み込み、第４の湾曲部３５Ｃ２を括れ部Ｎ２で上方に折り返して下側電極２３Ｃ２と上側電極２５Ｃ２との間に弾性材２６を挟み込む。
【００６１】
また、第２の直線部３５Ｂ１を括れ部Ｎ３で上方に折り返して下側電極２３Ｂ１と上側電極２５Ｂ１との間に弾性材２６を挟み込み、第４の直線部３５Ｂ２を括れ部Ｎ４で上方に折り返して下側電極２３Ｂ２と上側電極２５Ｂ２との間に弾性材２６を挟み込むとともに、配線部３１の第２の領域３１ｂとシールド電極２２との間に絶縁材２８を挟み込む。
【００６２】
さらに、第６の湾曲部３５Ａ１を括れ部Ｎ５で上方に折り返して下側電極２３Ａ１と上側電極２５Ａ２との間に弾性材２６を挟み込み、第８の湾曲部３５Ａ２を括れ部Ｎ６で上方に折り返して下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との間に弾性材２６を挟み込む。以上の工程により、図５に示す静電容量センサ２０が形成される。
【００６３】
ここで、上述したように、拡張部３２を除いて、基板３０は線Ｌに対して線対称に形成されているため、上述のように基板３０を折り返すことにより、第１の湾曲部３３Ｃ１と第２の湾曲部３５Ｃ１とが互いに全面的に対向し、第３の湾曲部３３Ｃ２と第４の湾曲部３５Ｃ２とが互いに全面的に対向した状態となる。同様に、第１の直線部３３Ｂ１と第２の直線部３５Ｂ１とが互いに全面的に対向し、第３の直線部３３Ｂ２と第４の直線部３５Ｂ２とが互いに全面的に対向した状態となる。また、同様に、第５の湾曲部３３Ａ１と第６の湾曲部３５Ａ１とが互いに全面的に対向し、第７の湾曲部３３Ａ２と第８の湾曲部３５Ａ２とが互いに全面的に対向した状態となる。
【００６４】
また、上述したように、上側電極２５Ａ１等は、これらの外形が下側電極２３Ａ１等の外形よりも大きくなるように形成されているため、上述のように基板３０を折り返すことにより、下側電極２３Ａ１等が上側電極２５Ａ１等に全面的に対向した状態となる（図４及び図６参照）。
【００６５】
その後、図１から図３に示すように、下側電極２３Ｂ１，２３Ｂ２がリム１２のコア１６側に位置するようにセンサ部２１Ｂ１，２１Ｂ２（すなわち、第１のセンサ列２１ｂ）をステアリングホイール１０のリム１２の外周側に取り付け、下側電極２３Ａ１，２３Ａ２がリム１２のコア１６側に位置するようにセンサ部２１Ａ１，２１Ａ２（すなわち、第２のセンサ列２１ａ）をリム１２の表側に取り付け、下側電極２３Ｃ１，２３Ｃ２がリム１２のコア１６側に位置するようにセンサ部２１Ｃ１，２１Ｃ２（すなわち、第３のセンサ列２１ｃ）をリム１２の裏側に取り付け、基板３０の配線部３１のうち第１の領域３１ａ（すなわち、把持検出部６０）をスポーク１４のうちリム１２との境界部近傍に取り付ける。
【００６６】
そして、第２の配線５１，５２及び第１の延出配線６１の電位を接地電位に設定し、第２の延出配線６２を電源に接続するとともに、把持検出部６０と外部の車載装置とを信号線（図示せず）で接続することにより、図１から図３に示す把持検出装置１が完成する。
【００６７】
図９は、上述した製造方法により製造された把持検出装置１（図１から図３参照）の回路構成を模式的に示す図である。図９では、理解を容易にするために、図４に対応する部分の配線のみ図示し、他の部分についての配線は図示を省略する。図９に示すように、リム１２のうち図４に対応する部分において、リム１２の表側（運転者側）にセンサ部２１Ａ２が組み込まれており、リム１２の外周側にセンサ部２１Ｂ２が組み込まれており、リム１２の裏側にセンサ部２１Ｃ２が組み込まれている。上述したように、ステアリングホイール１０に組み込まれた際に、センサ部２１Ａ２の上側電極２５Ａ２、センサ部２１Ｂ２の上側電極２５Ｂ２、及びセンサ部２１Ｃ２の上側電極２５Ｃ２の電位が（配線５１，５２を介して）接地電位に設定される。一方、センサ部２１Ａ２の下側電極２３Ａ２、センサ部２１Ｂ２の下側電極２３Ｂ２、及びセンサ部２１Ｃ２の下側電極２３Ｃ２は、それぞれ（配線４０Ａ２，４０Ｂ２，４０Ｃ２を介して）把持検出部６０に電気的に接続される。
【００６８】
図９に示すように、把持検出部６０は、配線４０Ａ２を介してセンサ部２１Ａ２の下側電極２３Ａ２に電気的に接続される静電容量検出回路６３Ａ２と、配線４０Ｂ２を介してセンサ部２１Ｂ２の下側電極２３Ｂ２に電気的に接続される静電容量検出回路６３Ｂ２と、配線４０Ｃ２を介してセンサ部２１Ｃ２の下側電極２３Ｃ２に電気的に接続される静電容量検出回路６３Ｃ２と、静電容量検出回路６３Ａ２，６３Ｂ２，６３Ｃ２からの出力に基づいてステアリングホイール１０のリム１２の把持状態を判断する判断部６４とを含んでいる。
【００６９】
静電容量検出回路６３Ａ２，６３Ｂ２，６３Ｃ２は、下側電極２３Ａ２，２３Ｂ２，２３Ｃ２と、対象物（運転者）の押圧により下側電極２３Ａ２，２３Ｂ２，２３Ｃ２に近づいた上側電極２５Ａ２，２５Ｂ２，２５Ｃ２との間の静電容量の変化量を検出するものである。具体的には、任意の時点（初期化状態）における下側電極と上側電極との間の静電容量の値を基準として検出された電極間の静電容量の変化量を所定の閾値と比較することにより、運転者の手によってリム１２が把持されたことを検出するものである。本実施形態では、自動車のエンジンを作動（始動）させた時点で初期化するように（初期化状態となるように）設定されている。
【００７０】
以下、運転者が手をリム１２の表側に位置するセンサ部２１Ａ２に近接させ、さらにセンサ部２１Ａ２をリム１２に向かって押圧し、その後手での押圧を止めた場合を例として、静電容量検出回路６３Ａ２において検出される静電容量の変化量について説明する。
【００７１】
ここで、図１０Ａは上述の初期化状態における把持検出装置１の作用を示す図、図１０Ｂは後述するスキン接触状態における把持検出装置１の作用を示す図、図１０Ｃは後述する変形状態における把持検出装置１の作用を示す図である。
【００７２】
図１０Ａに示すように、上述の初期化状態では、センサ部２１Ａ２の下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との間には、下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との離間距離に基づく静電容量αが生じる（実際には、静電容量αとそれ以外の寄生容量の和となるが、議論を容易にするため、ここでは静電容量α以外の寄生容量を無視する）。
【００７３】
ところで、従来技術においては、この初期化状態から運転者の手がセンサ部の上側電極に接近すると（接近状態）、運転者の手も一定の導電性を有するため、運転者の手を介して接地と上側電極との間に静電容量が形成される結果、上側電極の静電容量が変化する。
【００７４】
しかしながら、本実施形態によれば、センサ部２１Ａ２の上側電極２５Ａ２の電位は接地電位に設定されているため（すなわち、上側電極２５Ａ２及び運転者の手の双方の電位はともに接地電位であるため）、初期化状態から運転者の手が接近した場合でも、上側電極２５Ａ２と手との間に静電容量が発生しない。すなわち、上側電極２５Ａ２の静電容量は初期化状態から変化しない。したがって、接近状態における下側電極２３Ａ２と上側電極Ａ２との間に生じる静電容量は両電極の離間距離に基づく静電容量αのままである。すなわち、接近状態では、下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との間に生じる静電容量の初期化状態からの変化量は実質的に０である。
【００７５】
その後、図１０Ｂに示すように、運転者の手２が上側電極２５Ａ２を覆うスキン１８（図４参照）に接触しても（スキン接触状態）、上述したようにセンサ部２１Ａ２の上側電極２５Ａ２の電位は接地電位に設定されているため、下側電極２３Ａ２と上側電極Ａ２との間に生じる静電容量は静電容量αのままである。すなわち、スキン接触状態では、図１０Ｂに示すように、下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との間に生じる静電容量の初期化状態からの変化量は実質的に０である。
【００７６】
このスキン接触状態から、運転者が手２でリム１２を把持すると、上側電極２５Ａ２が下側電極２３Ａ２に向かってさらに押圧され、図１０Ｃに示すように、誘電性を有する弾性材２６が潰れるように変形して上側電極２５Ａ２と下側電極２３Ａ２との離間距離が縮まっていく（変形状態）。そして、これに伴い、上側電極２５Ａ２と下側電極２３Ａ２との間の静電容量が増加し、α＋βとなる。すなわち、図１０Ｃに示すように、この状態における下側電極２３Ａ２と上側電極２５Ａ２との間に生じる静電容量の初期化状態からの変化量はβである。
【００７７】
その後、運転者がリム１２から手２を離すと、上側電極２５Ａ２は弾性材２６の弾性力によって図１０Ａに示す状態に戻り、初期化状態からの静電容量の変化量も０に戻る。
【００７８】
本実施形態における把持検出装置１は、このような静電容量の変化量に基づき、運転者がステアリングホイール１０のリム１２を把持したか否かを検出するものである。以下、リム１２が把持されたことを検出するための方法の一例について説明する。
【００７９】
本実施形態における把持検出部６０は、所定の閾値Ｄに基づきステアリングホイール１０のリム１２が把持された否かを判断するものである。図９に示す静電容量検出回路６３Ａ２は、上側電極２５Ａ２と下側電極２３Ａ２との間の静電容量の変化量が閾値Ｄを超えた場合に運転者の手２によってセンサ部２１Ａ２が押圧されたと判断し、判断部６４に制御信号を出力する。同様に、静電容量検出回路６３Ｂ２は、上側電極２５Ｂ２と下側電極２３Ｂ２との間の静電容量の変化量が閾値Ｄを超えた場合に運転者の手２によってセンサ部２１Ｂ２が押圧されたと判断し、判断部６４に制御信号を出力する。また、静電容量検出回路６３Ｃ２は、上側電極２５Ｃ２と下側電極２３Ｃ２との間の静電容量の変化量が閾値Ｄを超えた場合に運転者の手２によってセンサ部２１Ｃ２が押圧されたと判断し、判断部６４に制御信号を出力する。
【００８０】
センサ部２１Ａ２，２１Ｂ２，２１Ｃ２のうちどのセンサ部の静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたときに判断部６４がリム１２が把持されたものと判断するか、又はいくつのセンサ部における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたときに判断部６４がリム１２が把持されたものと判断するかは必要に応じて任意に定義することができる。
【００８１】
本実施形態における判断部６４は、以下の定義に基づいてリム１２が把持されたか否かを判断する。すなわち、１）リム１２の外周側に配置されたセンサ部２１Ｂ２、表側に配置されたセンサ部２１Ａ２、及び裏側に配置されたセンサ部２１Ｃ２のうちの１つの静電容量の変化量のみが閾値Ｄを超えたときは、リム１２が把持されたとは判断しない。２）該３つのセンサ部のうち２つ以上のセンサ部における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたときは、リム１２が把持されたものと判断する。本実施形態においては、判断部６４は内部にカウンタＣを有しており、このカウンタＣを用いて静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたセンサの数を検出している。
【００８２】
図１１は、判断部６４が上述の定義に基づきリム１２が把持されたことを判断するフローの一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施形態における判断部６４は、まず、リム１２の外側に配置されたセンサ部２１Ｂ２における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。判断部６４が静電容量検出回路６３Ｂ２から静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたこと（すなわち、センサ部２１Ｂ２が押圧されたこと）の制御信号を受けた場合、判断部６４は、カウンタＣを１つ増加させる（ステップＳ１０２）。一方、静電容量検出回路６３Ｂ２からこのような制御信号を受けない場合にはカウンタＣの値は変わらない。
【００８３】
次に、判断部６４は、リム１２の表側に配置されたセンサ部２１Ａ２における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。判断部６４が静電容量検出回路６３Ａ２から静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたこと（すなわち、センサ部２１Ａ２が押圧されたこと）の制御信号を受けた場合、判断部６４は、カウンタＣを１つ増加させる（ステップＳ１０４）。一方、静電容量検出回路６３Ａ２からこのような制御信号を受けない場合にはカウンタＣの値は変わらない。
【００８４】
次に、判断部６４は、リム１２の裏側に配置されたセンサ部２１Ｃ２における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたか否かを判断する（ステップＳ１０５）。判断部６４が静電容量検出回路６３Ｃ２から静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたこと（すなわち、センサ部２１Ｃ２が押圧されたこと）の制御信号を受けた場合、判断部６４は、カウンタＣを１つ増加させる（ステップＳ１０６）。一方、静電容量検出回路６３Ｃ２からこのような制御信号を受けない場合にはカウンタＣの値は変わらない。
【００８５】
以上のステップの後、判断部６４は、カウンタＣが２以上であるか否かを判断する（ステップ１０７）。カウンタＣが２以上である場合、判断部６４は、３つのセンサ部２１Ａ２，２１Ｂ２，２１Ｃ２のうち２つ以上のセンサ部における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えているので、リム１２が把持されたと判断し（ステップ１０８）、制御信号を上述した信号線を介して外部のカーナビゲーションシステムや運転支援システム、ヒータ、エアバックなどの車載機器に出力する。
【００８６】
一方、カウンタＣがゼロ又は１である場合、３つのセンサ部２１Ａ２，２１Ｂ２，２１Ｃ２のうち２つ以上のセンサ部における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えていないので、リム１２が把持されていないと判断する（ステップ１０９）。
【００８７】
以上のように、本実施形態における把持検出装置１によれば、リム１２のコア１６に対して相対的に遠い側に位置する上側電極２５Ａ１等の電位が接地電位に設定されているため、上述した接近状態において、下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間の静電容量が変化することがない。また、下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間には、弾性材２６が介在しているため、上述したスキン接触状態においても下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間の静電容量が変化することがない。すなわち、本実施形態によれば、運転者が上側電極２５Ａ１等を下側電極２３Ａ１等に向かって押圧して（すなわち、リム１２を握って）初めて下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間の静電容量が変化するため、確実に把持状態を検出することができる。換言すれば、運転者がリム１２に手２を接近させただけの場合や、単に手２がリム１２に触れただけの場合に「把持」と誤検知されることが防止される。
【００８８】
ところで、上述したように、静電容量センサ２０はクッション材１７（図４参照）の上に配置されるものであるため、仮にクッション材１７が下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間に介在する弾性材２６よりも柔らかい場合、運転者が上側電極２５Ａ１等を押圧した際には、弾性材２６が変形する前にクッション材１７が変形してしまう。そして、これにより、運転者が押圧してから弾性材２６が変形する（すなわち、上側電極２５Ａ１等が下側電極２３Ａ１等に向かって接近する）までの間にタイムラグが生じ、把持を検出するタイミングがずれてしまう問題が生じる。
【００８９】
しかしながら、本実施形態における弾性材２６はクッション材１７に比べて柔らかい材料で形成されているため、運転者がリム１２を押圧した際には、クッション材１７が変形する前に弾性材２６が変形する。すなわち、クッション材１７が変形する前に上側電極２５Ａ１等が下側電極２３Ａ１等に接近する。したがって、本実施形態によれば、上述したような把持検知のタイムラグが生じることが防止される。
【００９０】
また、上側電極２５Ａ１等と下側電極２３Ａ１等との間にこのような柔らかい弾性材２６が介在しているため、把持検出装置１を構成するためにセンサ部２１Ａ１等をリム１２に巻き付けた場合でも、上側電極２５Ａ１等と下側電極２３Ａ１等とが互いに接触することがなく、両電極の離間距離が一定に保たれる。
【００９１】
ところで、図７に示すように、配線部３１の第２の領域３１ｂには、下側電極２３Ａ１等と把持検出部６０とを電気的に接続する配線４０Ａ１等が配置されている。この第２の領域３１ｂに運転者の手２などの検出対象物が接近すると、この検出対象物と配線４０Ａ１等との間に静電容量が生じてしまい、把持検出部６０が「把持」を誤検知してしまうおそれがある。
【００９２】
しかしながら、本実施形態によれば、図６に示すように、第２の領域３１ｂが接地電位を有するシールド電極２２に覆われた状態になっている。そのため、仮に検出対象物がこの第２の領域３１ｂに接近した場合でも、検出対象物と配線４０Ａ１等との間にシールド電極２２が介在することにより、検出対象物と配線４０Ａ１等との間に静電容量が生じることが抑制される。すなわち、シールド電極２２と配線４０Ａ１等との間の静電容量が変化することが抑制される。したがって、本実施形態によれば、検出対象物が第２の領域３１ｂに接近した際に把持検出部６０が「把持」と誤検知することを防止できる。
【００９３】
また、図６に示すように、第２の領域３１ｂとシールド電極２２との間には絶縁材２８が介在している。そして、この絶縁材２８は、弾性材２６よりも硬質な材料で形成されている。このような構成により、仮に運転者がリム１２のうち第２の領域３１ｂが位置する部分を押圧した場合でも、シールド電極２２と第２の領域３１ｂとの離間距離が変化してしまうことが抑制される。すなわち、シールド電極２２と配線４０Ａ１等との間の静電容量が変化してしまうことが抑制される。したがって、本実施形態によれば、運転者がリム１２のうち第２の領域３１ｂが位置する部分を押圧した際に把持検出部６０が「把持」と誤検知することを防止できる。
【００９４】
ところで、接地電位に設定された上側電極２５Ａ１等を下側電極２３Ａ１等の上に配置したとしても、平面視において下側電極２３Ａ１等が上側電極２５Ａ１等からはみ出している場合、このはみ出した部分においては、検出対象物と下側電極２３Ａ１等との間に介在する上側電極２５Ａ１等が存在しないため、はみ出した部分に検出対象物が接近すると、検出対象物とはみ出した部分との間に静電容量が発生してしまう。その結果、運転者がリム１２を把持していないにもかかわらず、把持検出部６０が「把持」を誤検知してしまうおそれがある。
【００９５】
しかしながら、図４及び図６に示すように、本実施形態における下側電極２３Ａ１等は、上側電極２５Ａ１等に全面的に対向するように形成されている。換言すれば、把持検出装置１は、図５に示す平面視において下側電極２３Ａ１等が上側電極２５Ａ１等からはみ出さないように構成されている。したがって、上述したような誤検知が生じることがない。
【００９６】
また、図８に示すように、本実施形態によれば、単一の基板３０に電極や配線等を形成した後に、基板３０上に弾性材２６や絶縁材２８を配置し、単一の基板３０を折り返すことにより弾性材２６や絶縁材２８を挟み込むことで把持検出装置１を構成することができる。換言すれば、１枚の基板でこのような静電容量センサ及び把持検出装置を製造することができるため、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
【００９７】
また、図１及び図３に示すように、本実施形態における把持検出部６０は、静電容量センサ２０に近接するようにスポーク１４のうちリム１２に隣接する部分に配置されているため、短い配線でリム１２と把持検出部６０とを接続させることができる。したがって、配線コストを低減することができ、その結果、製造コストをさらに低減することができる。
【００９８】
なお、上述した実施形態における把持検出装置１は、シールド電極２２を挟んで＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側の双方に位置する２つのセンサ部からなるセンサ列を３つ含むように静電容量センサを構成し、リム断面周方向Ｒに沿って３つのセンサ列を配置しているが、このようなセンサ部の数及び配置は必要に応じて変更し得ることは言うまでもない。ただし、複数のセンサ部を設けることで、複数のセンサ部における静電容量の変化量が所定の閾値を超えたときに「把持」と判断することが可能となり、検出精度を高めることができる。したがって、センサ部を複数設けることが好ましい。また、リム断面周方向Ｒにおける検出対象領域を広げる観点から、このようなセンサ部をリム断面周方向Ｒに沿って３つ以上設けることがさらに好ましい。例えば、センサ部をリム断面周方向Ｒに沿って６つ設けてもよい。
【００９９】
また、上述した実施形態では、センサ部のうち２つ以上のセンサ部における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたときに判断部６４が「把持」と判断する例を説明したが、すべてのセンサ部における静電容量の変化量が閾値Ｄを超えたときに判断部６４が「把持」と判断するように把持検出部６０を構成してもよい。
【０１００】
また、上述した実施形態では、静電容量の変化量に基づきリム１２の把持を検出するように構成されているが、下側電極２３Ａ１等と上側電極２５Ａ１等との間に生じる静電容量の絶対値に基づきリム１２の把持を判断するように把持検出部６０を構成してもよい。また、静電容量の絶対値を検出する代わりに、静電容量に応じて変化する物理量を検出することにより静電容量の値を間接的に検出してもよい。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、単一の判断部６４を有する把持検出部６０について説明したが、複数の判断部を把持検出部６０に形成してもよい。より具体的には、把持検出部６０は、配線部３１を挟んで図７における＋Ｙ方向側に位置する下側電極２３Ａ１，２３Ｂ１，２３Ｃ１に対応する静電容量検出回路に接続される判断部と、−Ｙ方向側に位置する下側電極２３Ａ２，２３Ｂ２，２３Ｃ２に対応する静電容量検出回路に接続される判断部とを含んでもよい。このような構成により、配線部３１を挟んで＋Ｙ方向側に位置するリム１２の領域と、−Ｙ方向側に位置するリム１２の領域とにおける把持を独立して判断することができる。すなわち、リム１２のエリアを区別して「把持」を判断することが可能となる。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、静電容量センサ２０をスポーク１４の近傍に（図３参照）を組み込んだ例を説明したが、静電容量センサ２０を組み込む位置はこれに限られない。例えば、静電容量センサ２０をリム１２の全周にわたって組み込んでもよい。また、上述した実施形態では、単一の静電容量センサ２０をリム１２に組み込んだ例を説明したが、複数の静電容量センサ２０をリム１２に組み込んでもよい。
【０１０３】
また、上述した実施形態では、３つのセンサ列２１ａ，２１ｂ，２１ｃを単一の基板３０により形成した例を説明したが、センサ列ごとに別の基板を用いてもよい。また。上述した実施形態では、基板３０を折り返すことによりそれぞれのセンサ部２１Ａ１等を単一の基板により構成しているが、それぞれのセンサ部２１Ａ１等を２つの基板、すなわち上側電極が取り付けられる基板と下側電極が取り付けられる基板とにより構成してもよいことは言うまでもない。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、把持検出部６０をスポーク１４のうちリム１２との境界部近傍に設けたが、把持検出部６０を設ける位置はこれに限られない。例えば、スポーク１４の中心部に設けてもよいし、スポーク１４以外の部分に設けてもよい。
【０１０５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０６】
１      把持検出装置
２      手
１０      ステアリングホイール
１２      リム
１４      スポーク
１６      コア
１７      クッション材
１８      スキン
２０      静電容量センサ
２１Ａ１，２１Ｂ１，２１Ｃ１  センサ部
２１Ａ２，２１Ｂ２，２１Ｃ２  センサ部
２１ａ    第２のセンサ列
２１ｂ    第１のセンサ列
２１ｃ    第３のセンサ列
２２      シールド電極
２３Ａ１，２３Ｂ１，２３Ｃ１  下側電極
２３Ａ２，２３Ｂ２，２３Ｃ２  下側電極
２５Ａ１，２５Ｂ１，２５Ｃ１  上側電極
２５Ａ２，２５Ｂ２，２５Ｃ２  上側電極
２６      弾性材
２８      絶縁材
３０      基板
３１      配線部
３１ａ    第１の領域
３１ｂ    第２の領域
３１ｃ    第３の領域
３２      拡張部
３３Ａ１  第５の湾曲部（下側電極形成部）
３３Ａ２  第７の湾曲部（下側電極形成部）
３３Ｂ１  第１の直線部（下側電極形成部）
３３Ｂ２  第３の直線部（下側電極形成部）
３３Ｃ１  第１の湾曲部（下側電極形成部）
３３Ｃ２  第３の湾曲部（下側電極形成部）
３５Ａ１  第６の湾曲部（上側電極形成部）
３５Ａ２  第８の湾曲部（上側電極形成部）
３５Ｂ１  第２の直線部（上側電極形成部）
３５Ｂ２  第４の直線部（上側電極形成部）
３５Ｃ１  第２の湾曲部（上側電極形成部）
３５Ｃ２  第４の湾曲部（上側電極形成部）
４０Ａ１，４０Ｂ１，４０Ｃ１  第１の配線
４０Ａ２，４０Ｂ２，４０Ｃ２  第１の配線
５１〜５７  第２の配線
６０      把持検出部
６１      第１の延出配線
６２      第２の延出配線
６３Ａ２，６３Ｂ２，６３Ｃ２  静電容量検出回路
６４      判断部
【図１】
2018039478.tif 000003
【図２】
2018039478.tif 000004
【図３】
2018039478.tif 000005
【図４】
2018039478.tif 000006
【図５】
2018039478.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018039478.tif 000009
【図８】
2018039478.tif 000010
【図９】
2018039478.tif 000011
【図１０Ａ】
2018039478.tif 000012
【図１０Ｂ】
2018039478.tif 000013
【図１０Ｃ】
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【図１１】
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