(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物との間に静電容量を生じる検出電極層と、
シールド電極層と、
該検出電極層と該シールド電極層との間に配置される絶縁層と、
を備え、
該絶縁層は熱可塑性エラストマーを有し、
該絶縁層の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、体積抵抗率は１×１０１２Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする静電容量結合方式センサ。
【請求項２】
前記絶縁層は、無機フィラーを有する請求項１に記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項３】
前記無機フィラーは、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である粒子を有する請求項２に記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項４】
前記無機フィラーは、難燃性の粒子を有する請求項２に記載の静電容量結合方式センサ。  
【請求項５】
前記難燃性の粒子は、水酸化マグネシウムである請求項４に記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項６】
前記絶縁層のタイプＡデュロメータ硬さは、３５以上９０未満である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項７】
前記絶縁層の引張強さは０．１ＭＰａ以上であり、破断伸びは１００％以上である請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項８】
前記熱可塑性エラストマーは、スチレン系エラストマーおよびオレフィン系エラストマーから選ばれる一種以上である請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項９】
前記検出電極層と前記絶縁層、および前記シールド電極層と該絶縁層、の少なくとも一方は、粘着剤を用いずに固定されている請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１０】
前記検出電極層と前記絶縁層、および前記シールド電極層と該絶縁層、のいずれも粘着剤を用いずに固定されている請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１１】
前記検出電極層は、導電性ゴムまたは導電性布からなる請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１２】
前記シールド電極層は、導電性布からなる請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１３】
前記検出電極層および前記シールド電極層は導電性布からなり、
該導電性布の少なくとも一部は前記絶縁層に埋入されている請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１４】
ステアリングホイールに配置される請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１５】
前記ステアリングホイールはヒータ層を備え、
前記シールド電極層が該ヒータ層側に配置される請求項１４に記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１６】
前記シールド電極層と前記ヒータ層は、粘着剤を用いずに固定されている請求項１５に記載の静電容量結合方式センサ。
【請求項１７】
請求項１３に記載の静電容量結合方式センサの製造方法であって、
前記絶縁層の表面に前記検出電極層となる導電性布を重ね、該絶縁層の裏面に前記シールド電極層となる導電性布を重ねて積層体を形成する積層工程と、
該積層体を加熱下で表裏方向に加圧することにより、該絶縁層を該導電性布に融着させる融着工程と、
を有することを特徴とする静電容量結合方式センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリングホイール、内装部品などに配置され、人の近接、接触などを検出可能な静電容量結合方式センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両においては、乗員の状態を検出する様々なセンサが搭載される。例えば、特許文献１、２には、ステアリングホイールのリム部（グリップ）に配置される接触センサが開示されている。当該接触センサは、シールド層とセンサ層とを備え、乗員とセンサ層との間に生じる静電容量の変化に基づいて、運転者がステアリングホイールに接触したか否かを検出する。一方、冬季や寒冷地においてはリム部が冷たくなる。これによる運転しづらさや不快感を軽減するために、リム部にヒータを取付けたステアリングホイールが知られている。特許文献１、２に記載されているステアリングホイールにおいて、ヒータは、接触センサの下側（芯体側）に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−８７８８３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９０８５６号公報
【特許文献３】特開昭６１−１９６８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６に、接触センサおよびヒータを備える従来のステアリングホイールの径方向断面図を示す。図６に示すように、ステアリングホイール９は、芯体２０と、ヒータ層３０と、接触センサ９０と、表皮４０と、を備えている。ステアリングホイール９は、芯体２０から径方向外側に向かって複数の層が積層される積層構造を有している。ヒータ層３０は、芯体２０の外周面を覆っている。接触センサ９０は、ヒータ層３０の外周面を覆っている。表皮４０は、接触センサ９０の外周面を覆っている。運転者が触れるのは、表皮４０である。【０００５】
接触センサ９０は、検出電極層９１と、シールド電極層９２と、絶縁層９３と、を有している。検出電極層９１は、表皮４０側に配置され、運転者の手（検出対象物）との間に静電容量を生じる。シールド電極層９２は、ヒータ層３０側に配置され、ヒータ層３０からのノイズを遮蔽する。絶縁層９３は、検出電極層９１とシールド電極層９２との間に配置されている。検出電極層９１と絶縁層９３との間には、粘着層９４が配置されている。シールド電極層９２と絶縁層９３との間には、粘着層９５が配置されている。粘着層９４、９５は、隣り合う二層を接着している。同様に、ヒータ層３０とシールド電極層９２との間には、粘着層３１が配置されている。粘着層３１は、ヒータ層３０とシールド電極層９２とを接着している。表皮４０と検出電極層９１との間には、粘着層４１が配置されている。粘着層４１は、表皮４０と検出電極層９１とを接着している。【０００６】
運転者がステアリングホイール９を握った際の感触を向上させるため、絶縁層９３には、ポリエチレンフォームなどの発泡樹脂が用いられる。しかし、発泡樹脂の熱伝導率は０．０４Ｗ／ｍ・Ｋ程度と小さい。加えて、積層される層同士を接着する粘着層３１、４１、９４、９５の熱伝導率も小さい。このため、ヒータ層３０により加熱しても、その熱が表皮４０に伝達されるまでに時間を要し、運転者がなかなか温かさを感じられないという問題があった。また、層同士を粘着剤で接着するため、粘着剤を塗布する工程などが必要になる分だけ製造工程が多くなり、コスト高になっていた。【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、触感が良好で、従来よりも熱伝導性が高い静電容量結合方式センサを提供することを課題とする。また、当該静電容量結合方式センサを低コストで製造することができる製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決するため、本発明の静電容量結合方式センサは、検出対象物との間に静電容量を生じる検出電極層と、シールド電極層と、該検出電極層と該シールド電極層との間に配置される絶縁層と、を備え、該絶縁層は熱可塑性エラストマーを有し、該絶縁層の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、体積抵抗率は１×１０１２Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする。【０００９】
（２）上記課題を解決するため、本発明の静電容量結合方式センサの製造方法は、前記検出電極層および前記シールド電極層は導電性布からなり、該導電性布の少なくとも一部は前記絶縁層に埋入されている形態の上記本発明の静電容量結合方式センサの製造方法であって、前記絶縁層の表面に前記検出電極層となる導電性布を重ね、該絶縁層の裏面に前記シールド電極層となる導電性布を重ねて積層体を形成する積層工程と、該積層体を加熱下で表裏方向に加圧することにより、該絶縁層を該導電性布に融着させる融着工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
（１）本発明の静電容量結合方式センサにおいては、絶縁層に熱可塑性エラストマーを使用する。熱可塑性エラストマーは柔軟である。このため、人が触れる部材にセンサを配置しても触感が低下しにくい。また、絶縁層の体積抵抗率は大きい。このため、検出電極層とシールド電極層との間の絶縁性を充分に確保することができ、センサ機能が阻害されるおそれは少ない。また、絶縁層の熱伝導率は従来と比較して大きい。このため、センサの熱伝導性は従来と比較して高くなる。したがって、例えば本発明の静電容量結合方式センサを、ステアリングホイールのヒータ層の外側に配置すると、ヒータ層の熱が表皮まで速やかに伝達され、ステアリングホイールが温まるまでの時間を短縮することができる。【００１１】
絶縁層は熱可塑性エラストマーを有する。このため、積層される電極層が導電性ゴムからなる場合には、熱可塑性エラストマーと導電性ゴムとの粘着性を利用して、粘着剤を用いずに、電極層と絶縁層とを固定することができる。また、熱可塑性エラストマーは加熱により軟化する。よって、例えば積層される電極層が多数の空隙を有する導電性布からなる場合には、電極層と絶縁層とを熱圧着し、軟化した絶縁層を電極層の空隙に含浸させることにより、粘着剤を用いずに電極層と絶縁層とを固定することができる。このように、本発明の静電容量結合方式センサによると、層同士の固定に粘着剤を使用しないで済むため、製造工程を削減することができ、コストの削減を図ることができる。【００１２】
なお、特許文献３には、ステアリングホイールに正特性サーミスタからなる発熱体を配置し、その外側を熱伝導性に優れた合成樹脂製の放熱層で覆う構成が記載されている。しかし、特許文献３に記載されている放熱層は、センサを構成する部材ではない。このため、当該放熱層は、合成樹脂に導電性の金属フィラーを配合して形成されており、導電性を有する。よって、当該放熱層を、静電容量結合方式センサの絶縁層として使用することはできない。また、特許文献３には、放熱層の材料として、熱可塑性エラストマーは記載されていない。【００１３】
（２）本発明の静電容量結合方式センサの製造方法おいては、検出電極層およびシールド電極層が導電性布からなる形態の本発明の静電容量結合方式センサを製造する。絶縁層に含まれる熱可塑性エラストマーは、加熱により軟化する。一方、導電性布は繊維間に多数の空隙を有する。このため、導電性布を絶縁層に重ねて熱圧着することにより、軟化した絶縁層が導電性布に含浸し、導電性布の少なくとも一部が絶縁層に埋入される。これにより、粘着剤を用いずに、絶縁層と導電性布（検出電極層およびシールド電極層）とを固定することができる。本発明の製造方法によると、検出電極層である導電性布の少なくとも一部と、シールド電極層である導電性布の少なくとも一部と、が絶縁層に埋入されている形態の本発明の静電容量結合方式センサを、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態の静電容量結合方式センサが配置されたステアリングホイールの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】同ステアリングホイールの積層構造を説明するための断面模式図である。
【図４】第二実施形態の静電容量結合方式センサが配置されたステアリングホイールの積層構造を説明するための断面模式図である。
【図５】第三実施形態の静電容量結合方式センサが配置されたステアリングホイールの積層構造を説明するための断面模式図である。
【図６】従来のステアリングホイールの径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の静電容量結合方式センサおよびその製造方法の実施の形態について説明する。
【００１６】
＜第一実施形態＞
［構成］
まず、本実施形態の静電容量結合方式センサの構成を説明する。図１に、本実施形態の静電容量結合方式センサが配置されたステアリングホイールの正面図を示す。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。図３に、同ステアリングホイールの積層構造を説明するための断面模式図を示す。
【００１７】
図１に示すように、ステアリングホイール８は、リム部８０と、連結部８１と、を有している。リム部８０は、環状を呈し、運転者に把持される。連結部８１は、リム部８０とステアリングシャフト（図略）とを接続している。図１中、点線で示すように、リム部８０には、静電容量結合方式センサ１が配置されている。
【００１８】
図２、図３に示すように、リム部８０は、芯体２０と、ヒータ層３０と、静電容量結合方式センサ１と、表皮４０と、を有している。
【００１９】
芯体２０は、金属製の中実の棒であり、環状を呈している。芯体２０は、連結部８１を介してステアリングシャフトに接続されている。
【００２０】
ヒータ層３０は、電熱線が配置された不織布からなる。ヒータ層３０は、芯体２０の外周面を覆っている。ヒータ層３０は、通電により電熱線が発熱することにより、リム部８０を加温する。ヒータ層３０と静電容量結合方式センサ１との間には、粘着層３１が配置されている。粘着層３１は、ヒータ層３０と静電容量結合方式センサ１（具体的には後述するシールド電極層１１）とを接着している。
【００２１】
静電容量結合方式センサ１は、柔軟なシート状を呈している。静電容量結合方式センサ１は、ヒータ層３０の上から芯体２０に巻装（一巻き）されている。静電容量結合方式センサ１は、ヒータ層３０の外周面を覆っている。静電容量結合方式センサ１は、検出電極層１０と、シールド電極層１１と、絶縁層１２と、を有している。
【００２２】
検出電極層１０は、導電性布からなる。検出電極層１０の体積抵抗率は１０−２Ω・ｃｍのオーダーである。検出電極層１０は、表皮４０側に配置され、運転者の手（検出対象物）との間に静電容量を生じる。検出電極層１０は、図２、図３中、点線で示すように、そのほぼ全体が絶縁層１２に埋入されている。シールド電極層１１は、検出電極層１０と同じ導電性布からなる。シールド電極層１１は、ヒータ層３０側に配置されている。シールド電極層１１は接地されており、ヒータ層３０からのノイズを遮蔽する。シールド電極層１１は、図２、図３中、点線で示すように、そのほぼ全体が絶縁層１２に埋入されている。
【００２３】
絶縁層１２は、検出電極層１０とシールド電極層１１との間に配置されている。絶縁層１２は、スチレン系エラストマーと、オレフィン系エラストマーと、酸化マグネシウム粒子と、を有している。酸化マグネシウム粒子の熱伝導率は、４５Ｗ／ｍ・Ｋである。酸化マグネシウム粒子は、本発明における無機フィラーの概念に含まれる。絶縁層１２の熱伝導率は、０．５Ｗ／ｍ・Ｋであり、体積抵抗率は１×１０１３Ω・ｃｍである。絶縁層１２のタイプＡデュロメータ硬さは５６である。
【００２４】
表皮４０は、樹脂製であり、静電容量結合方式センサ１の外周面を覆っている。表皮４０と静電容量結合方式センサ１との間には、粘着層４１が配置されている。粘着層４１は、表皮４０と静電容量結合方式センサ１（具体的には検出電極層１０）とを接着している。
【００２５】
［製造方法］
次に、本実施形態の静電容量結合方式センサの製造方法を説明する。まず、絶縁層１２の表面に検出電極層１０用の導電性布を重ね、裏面にシールド電極層１１用の導電性布を重ねて積層体を形成する（積層工程）。次に、積層体を熱プレスする。これにより、軟化した絶縁層１２が導電性布に含浸し、絶縁層１２が導電性布に融着される（融着工程）。同時に、導電性布（検出電極層１０およびシールド電極層１１）は絶縁層１２に埋入される。このようにして、静電容量結合方式センサ１が製造される。
【００２６】
製造した静電容量結合方式センサ１を、シールド電極層１１を内側にして、芯体２０に巻装されたヒータ層３０の外周面を覆うように配置する。ヒータ層３０の表面には粘着剤が塗布されている。これにより、ヒータ層３０とシールド電極層１１とが接着される。それから、表皮４０を、検出電極層１０を覆うように配置する。表皮４０の裏面には粘着剤が塗布されている。これにより、表皮４０と検出電極層１０とが接着される。このようにして、ステアリングホイール８のリム部８０が製造される。
【００２７】
［静電容量結合方式センサの動き］
次に、本実施形態の静電容量結合方式センサの動きを説明する。運転者の手（導電性を有し、人体を介してアースされている。）が表皮４０に接近すると、検出電極層１０と手との間に、静電容量が発生する。検出電極層１０には、図示しない検出回路部が電気的に接続されている。当該検出回路部は、手が接近していない状態から手が接近している状態における静電容量の変化量を算出し、算出された値に基づいて、運転者がステアリングホイール８に接触したか否かを判別する。
【００２８】
［作用効果］
次に、本実施形態の静電容量結合方式センサおよびその製造方法の作用効果を説明する。静電容量結合方式センサ１によると、絶縁層１２に柔軟な熱可塑性エラストマー（スチレン系エラストマーおよびオレフィン系エラストマー）を使用する。また、検出電極層１０およびシールド電極層１１も柔軟な導電性布からなる。このため、静電容量結合方式センサ１の全体が柔軟であり、リム部８０の触感は良好である。また、絶縁層１２の体積抵抗率は大きい。このため、検出電極層１０とシールド電極層１１との間の絶縁性を充分に確保することができ、センサ機能が阻害されにくい。また、絶縁層１２の熱伝導率は従来と比較して大きい。加えて、絶縁層２０と検出電極層１０およびシールド電極層１１との間には、粘着層がない。このため、静電容量結合方式センサ１の熱伝導性は、従来と比較して高くなる。したがって、ヒータ層３０の熱が表皮４０まで速やかに伝達され、リム部８０の昇温時間を短縮することができる。これにより、冬季や寒冷地で運転する場合にも、運転者は速やかに温かさを感じることができ、運転しづらさや不快感が軽減される。
【００２９】
静電容量結合方式センサ１においては、絶縁層１２に熱可塑性エラストマーを使用するため、粘着剤を用いずに熱可塑性エラストマーの加熱による軟化を利用して、絶縁層１２と検出電極層１０およびシールド電極層１１とを固定することができる。検出電極層１０およびシールド電極層１１は、いずれも導電性布からなる。このため、本実施形態の静電容量結合方式センサの製造方法によると、２枚の導電性布で絶縁層１２を挟み熱プレスすることにより、絶縁層１２が導電性布に含浸し、粘着剤を使用しなくても、絶縁層１２に検出電極層１０およびシールド電極層１１を固定することができる。これにより、従来必要であった粘着剤の塗布工程が不要になり、製造工程が削減される分だけコストの削減を図ることができる。
【００３０】
＜第二実施形態＞
本実施形態の静電容量結合方式センサと、第一実施形態の静電容量結合方式センサとの相違点は、検出電極層が導電性布ではなく導電性ゴムからなる点である。本実施形態の静電容量結合方式センサの製造方法と、第一実施形態の静電容量結合方式センサの製造方法との相違点は、検出電極層をシールド電極層とは別に絶縁層に圧着して固定する点である。ここでは、相違点を中心に説明する。
【００３１】
図４に、本実施形態の静電容量結合方式センサが配置されたステアリングホイールの積層構造を説明するための断面模式図を示す。なお、図４は、図３と対応しており、図３と同じ部位については同じ符号で示す。
【００３２】
図４に示すように、リム部８０は、芯体２０と、ヒータ層３０と、静電容量結合方式センサ１と、表皮４０と、を有している。静電容量結合方式センサ１は、検出電極層１３と、シールド電極層１１と、絶縁層１２と、を有している。検出電極層１３は、エラストマーと導電材とを有する導電性ゴムからなる。検出電極層１３の体積抵抗率は１０−２Ω・ｃｍのオーダーである。検出電極層１３は、絶縁層１２の表面（径方向外側の面）に固定されている。
【００３３】
静電容量結合方式センサ１は、以下のようにして製造される。まず、絶縁層１２の裏面にシールド電極層１１用の導電性布を重ねて熱プレスする。これにより、軟化した絶縁層１２が導電性布に含浸し、絶縁層１２が導電性布に融着される。同時に、導電性布（シールド電極層１１）は、図４中、点線で示すように、絶縁層１２に埋入される。次に、絶縁層１２の表面に検出電極層１３用の導電性ゴムを重ねてプレスする。こうすると、絶縁層１２に含まれる熱可塑性エラストマーと導電性ゴムとの粘着性により、検出電極層１３と絶縁層１２とが固定される。
【００３４】
本実施形態の静電容量結合方式センサおよびその製造方法と、第一実施形態の静電容量結合方式センサおよびその製造方法とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。
【００３５】
本実施形態によると、検出電極層１３は導電性ゴムからなる。このため、検出電極層１３、ひいては静電容量結合方式センサ１の全体がより柔軟になり、リム部８０の触感が向上する。また、検出電極層１３と絶縁層１２とを固定する際には、絶縁層１２に含まれる熱可塑性エラストマーと導電性ゴムとの粘着性を利用するため、加熱する必要はない（勿論、粘着剤も必要ない）。
【００３６】
＜第三実施形態＞
本実施形態の静電容量結合方式センサは、第一実施形態の静電容量結合方式センサと同じである。しかし、本実施形態のステアリングホイールのリム部は、静電容量結合方式センサとヒータ層との間に粘着層が配置されていない点において、第一実施形態のリム部の構成と相違する。ここでは、相違点を中心に説明する。
【００３７】
図５に、本実施形態の静電容量結合方式センサが配置されたステアリングホイールの積層構造を説明するための断面模式図を示す。なお、図５は、図３と対応しており、図３と同じ部位については同じ符号で示す。
【００３８】
図５に示すように、リム部８０は、芯体２０と、ヒータ層３０と、静電容量結合方式センサ１と、表皮４０と、を有している。静電容量結合方式センサ１は、検出電極層１３と、シールド電極層１１と、絶縁層１２と、を有している。シールド電極層１１は、図５中、点線で示すように、そのほぼ全体が絶縁層１２に埋入されている。すなわち、絶縁層１２は、シールド電極層１１に含浸している。さらに絶縁層１２は、図５中、波線で示すように、ヒータ層３０の表層部分にも含浸している。これにより、静電容量結合方式センサ１は、ヒータ層３０に固定されている。静電容量結合方式センサ１とヒータ層３０との間には、粘着層は配置されていない。
【００３９】
本実施形態のリム部８０は、以下のようにして製造される。まず、絶縁層１２の表面に検出電極層１０用の導電性布を重ね、裏面にシールド電極層１１用の導電性布とヒータ層３０用の不織布とをこの順で重ねて、積層体を形成する。次に、積層体を熱プレスする。これにより、軟化した絶縁層１２が導電性布および不織布に含浸し、絶縁層１２が導電性布および不織布に融着される。同時に、導電性布（検出電極層１０およびシールド電極層１１）は絶縁層１２に埋入される。これにより、ヒータ層３０と静電容量結合方式センサ１とが固定される。それから、静電容量結合方式センサ１が固定されたヒータ層３０を芯体２０の外周面に巻き付ける。最後に、表皮４０を、検出電極層１０を覆うように配置する。表皮４０の裏面には粘着剤が塗布されている。これにより、表皮４０と検出電極層１０とが接着される。このようにして、ステアリングホイール８のリム部８０が製造される。
【００４０】
本実施形態と、第一実施形態とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態によると、絶縁層１２に含まれる熱可塑性エラストマーの加熱による軟化を利用して、静電容量結合方式センサ１を構成する検出電極層１０およびシールド電極層１１だけでなく、ヒータ層３０も一緒に固定する。検出電極層１０およびシールド電極層１１は導電性布からなり、ヒータ層３０は不織布からなる。つまり、これらはいずれもシート状の布部材からなる。よって、これらの布部材を絶縁層１２に積層して熱プレスすることにより、絶縁層１２が布部材に含浸し、粘着剤を使用しなくても、層同士を固定することができる。これにより、粘着剤の塗布工程を減らすことができ、コストの削減を図ることができる。
【００４１】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の静電容量結合方式センサおよびその製造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００４２】
［絶縁層］
絶縁層に用いられる熱可塑性エラストマーは、特に限定されない。スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、エステル系、アミド系などのエラストマーから適宜選択すればよい。熱可塑性エラストマーは、一種類でも二種類以上用いてもよい。例えば、スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳなどが挙げられる。オレフィン系エラストマーとしては、ＥＥＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡなどの他、エチレンとαオレフィンとの共重合体（エチレン−オクテン共重合体）などが挙げられる。
【００４３】
絶縁層は熱可塑性エラストマー以外のゴム、樹脂を含んでいてもよい。例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）などのゴムを含む場合には、絶縁層の柔軟性が向上する。絶縁層の柔軟性を向上させるという観点から、絶縁層に可塑剤などの柔軟性付与成分を含有させてもよい。
【００４４】
絶縁層の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。好適な熱伝導率は、０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。絶縁層の熱伝導率を大きくするという観点から、絶縁層は、熱伝導率が比較的大きく、かつ絶縁性の無機フィラーを有することが望ましい。絶縁層の熱伝導率を大きくするために用いる無機フィラーの好適な熱伝導率は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導率が比較的大きい無機フィラーとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素などが挙げられる。
【００４５】
また、絶縁層に難燃性を付与するという観点から、絶縁層は、難燃性かつ絶縁性の無機フィラーを有することが望ましい。絶縁層を有する無機フィラーとしては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化ホウ素などが挙げられる。
【００４６】
センサの触感を良くするという観点から、絶縁層は柔軟であることが望ましい。例えば、絶縁層のタイプＡデュロメータ硬さは、３５以上９０未満であると好適である。当該硬さが９０以上の場合には、人が触れた時に硬く感じてしまい触感が低下する。反対に当該硬さが３５未満の場合には、柔らか過ぎて取り扱い難くなるため、組み付けなどの作業性が低下する。また、組み付け性、耐久性を向上させるという観点から、絶縁層の引張強さは、０．１ＭＰａ以上、さらには２．０ＭＰａ以上であると好適である。絶縁層の破断伸びは、１００％以上、さらには５００％以上であると好適である。
【００４７】
検出電極層とシールド電極層との間の絶縁性を確保して、センサ機能を維持するという観点から、絶縁層の体積抵抗率は、１×１０１２Ω・ｃｍ以上である。好適な体積抵抗率は、１×１０１３Ω・ｃｍ以上である。絶縁層は、検出電極層とシールド電極層との間に配置される。絶縁層は、二つの電極層の間に介在していればよく、電極層に含浸していても、電極層に含浸せずに接しているだけでもよい。
【００４８】
絶縁層を押出し加工により成形する場合には、熱可塑性エラストマーなどの材料の流動性を向上させる目的で、板状フィラーを含有させてもよい。板状フィラーとしては、タルク、窒化ホウ素などの絶縁性の高い材料を用いればよい。
【００４９】
［検出電極層］
検出電極層は、導電性を有し、柔軟であることが望ましい。検出電極層の好適な体積抵抗率は、１０Ω・ｃｍ未満である。１Ω・ｃｍ以下であるとより好適である。検出電極層は、導電性ゴムまたは導電性布から形成すればよい。
【００５０】
導電性ゴムは、エラストマーと導電材とを有する。エラストマーとしては、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ウレアゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムなどの架橋ゴム、および熱可塑性エラストマーから選ばれる一種以上を用いればよい。導電材としては、銀、金、銅、ニッケル、ロジウム、パラジウム、クロム、チタン、白金、鉄、およびこれらの合金などからなる金属粒子、酸化亜鉛、酸化チタンなどからなる金属酸化物粒子、チタンカーボネートなどからなる金属炭化物粒子、銀、金、銅、白金、およびニッケルなどからなる金属ナノワイヤ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、黒鉛、薄層黒鉛、グラフェンなどの導電性炭素材料の中から、適宜選択すればよい。導電性ゴムは、架橋剤、架橋促進剤、分散剤、補強材、可塑剤、老化防止剤、着色剤などを含んでいてもよい。
【００５１】
導電性布としては、導電性繊維の織物、不織布などを用いればよい。導電性繊維は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル繊維に、導電性が高い銅、ニッケルなどのめっきを施したものが挙げられる。
【００５２】
［シールド電極層］
シールド電極層は、検出電極層に対するノイズを遮蔽するという観点から、高い導電性を有することが望ましい。シールド電極層の好適な体積抵抗率は、１×１０−１Ω・ｃｍ未満である。シールド電極層の材質は、検出電極層のそれと同じでも異なってもよい。高い導電性と柔軟性との両方を実現するためには、シールド電極層は、上述した導電性布から形成されることが望ましい。
【００５３】
［製造方法］
絶縁層に検出電極層およびシールド電極層を固定するには、絶縁層に検出電極層およびシールド電極層の少なくとも一方を重ねた状態で、必要に応じて加熱しながら加圧すればよい。また、絶縁層を厚さ方向に二つに分割した第一絶縁層と第二絶縁層とを準備して、第一絶縁層に検出電極層を固定し、第二絶縁層にシールド電極層を固定した後、第一絶縁層と第二絶縁層とを重ねて圧着してもよい。
【００５４】
上記実施形態においては、静電容量結合方式センサと、それに積層される表皮、ヒータ層（相手部材）とを粘着剤により接着した。粘着剤の種類は特に限定されない。例えば、アクリル系粘着剤などが挙げられる。あるいは、タイプＡデュロメータ硬さが３５未満で粘着性を有し、かつ熱伝導率が０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱可塑性樹脂を配置して、粘接着により固定してもよい。
【００５５】
［用途］
本発明の静電容量結合方式センサの検出対象物としては、人の手などが挙げられる。本発明の静電容量結合方式センサは、車両のステアリングホイールの他、ドアトリム、アームレスト、コンソールボックス、インストロメントパネル、ヘッドレスト、シートなどの内装部品に配置され、人の近接、接触を検出するセンサとして好適である。なお、上記実施形態のように、本発明の静電容量結合方式センサをステアリングホイールに配置する場合、リム部には必ずしもヒータが配置される必要はない。
【実施例】
【００５６】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。【００５７】
＜静電容量結合方式センサの製造＞
［実施例１］
まず、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）（旭化成（株）製「タフテック（登録商標）Ｈ１２２１」１００質量部およびオレフィン系熱可塑性エラストマー（ダウ・ケミカル日本（株）製「エンゲージ（登録商標）ＸＬＴ８６７７」）５０質量部に、無機フィラーとしての酸化マグネシウム粉末（宇部マテリアルズ（株）製「ＲＦ−５０ＳＣ」、熱伝導率４５Ｗ／ｍ・Ｋ）２００質量部を添加して、コンパウンディング用二軸押出機（（株）日本製鋼所製「ＴＥＸ（登録商標）２５αIII」）にて温度２００℃で混練し、ペレット状のコンパウンドを製造した。次に、コンパウンドを、単軸押出機（（株）プラスチック工学研究所製「ＵＴ−２５」）にてＴダイ押出し加工して、幅１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのエラストマーシートを製造した。続いて、エラストマーシートを所定の長さに切断し、それを二枚の導電性布（セーレン（株）製「Ｓｕｉ−１０−５１１Ｍ」）で挟んで積層体を作製した。そして、当該積層体をプレス成型機（三友工業（株）製の１５０トンプレス機）で熱プレスして、エラストマーシートの厚さ方向両面に導電性布を融着した。このようにして、導電性布（検出電極層）／エラストマーシート（絶縁層）／導電性布（シールド電極層）からなる静電容量結合方式センサ（以下単に「センサ」と称す）を製造した。製造したセンサにおいて、導電性布は、ほぼ全体がエラストマーシートに埋入されている。【００５８】
［実施例２］
スチレン系熱可塑性エラストマーの配合量を５０質量部、オレフィン系熱可塑性エラストマーの配合量を１００質量部に変更した点以外は実施例１と同様にして、実施例２のセンサを製造した。【００５９】
［実施例３］
オレフィン系熱可塑性エラストマーに代えて、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、住友化学（株）製「エクセレン（登録商標）ＧＨ０３０」を５０質量部配合した点以外は実施例１と同様にして、実施例３のセンサを製造した。【００６０】
［実施例４］
酸化マグネシウム粉末の配合量を３００質量部に変更した点以外は実施例１と同様にして、実施例２のセンサを製造した。【００６１】
［実施例５］
酸化マグネシウム粉末の配合量を１５０質量部に変更し、これに加えて難燃性を有する無機フィラーとして水酸化マグネシウム粉末（協和化学工業（株）製「キスマ（登録商標）５」）を１５０質量部添加してコンパウンドを製造した点以外は、実施例１と同様にして、実施例５のセンサを製造した。【００６２】
［実施例６］
酸化マグネシウム粉末に加えて、難燃性を有する無機フィラーとして水酸化マグネシウム粉末（同上）を１５０質量部添加してコンパウンドを製造した点以外は、実施例１と同様にして、実施例６のセンサを製造した。【００６３】
［比較例１］
スチレン系熱可塑性エラストマーおよびオレフィン系熱可塑性エラストマーを用いずに、低密度ポリエチレン（同上）の１５０質量部に酸化マグネシウム粉末を添加して、コンパウンドを製造した点以外は実施例１と同様にして、比較例１のセンサを製造した。比較例１のセンサにおいても、電極層の導電性布は、ほぼ全体がエラストマーシートに埋入されていた。【００６４】
［比較例２］
酸化マグネシウム粉末を配合しない点以外は実施例１と同様にして、比較例２のセンサを製造した。【００６５】
［比較例３］
酸化マグネシウム粉末に代えて、カーボンブラック（三菱ケミカル（株）製「＃３０３０Ｂ」）を１５質量部配合した点以外は実施例１と同様にして、比較例３のセンサを製造した。【００６６】
＜絶縁層の物性測定＞
実施例および比較例のセンサを構成するエラストマーシート（以下、「絶縁層」と称す）のタイプＡデュロメータ硬さ、熱伝導率、体積抵抗率、引張強さ、および破断伸びを測定した。測定方法は以下の通りである。【００６７】
［タイプＡデュロメータ硬さ］
ＪＩＳ  Ｋ６２５３−３：２０１２に準拠した硬度計（高分子計器（株）製「ＡＳＫＥＲ  Ｐ１−Ａ型」）を用いて、厚さ１ｍｍの絶縁層を３枚重ねてタイプＡデュロメータ硬さを測定した。タイプＡデュロメータ硬さとしては、押針と絶縁層とが接触した直後の瞬間値を採用した。【００６８】
［熱伝導率］
ＪＩＳ  Ａ１４１２−２：１９９９の熱流計法に準拠した、英弘精機（株）製「ＨＣ−１１０」を用いて熱伝導率を測定した。【００６９】
［体積抵抗率］
ＪＩＳ  Ｋ６２７１−２：２０１５の平行端子電極法に準拠した、ケースレーインスツルメンツ社製「高電圧ソース・メジャーユニット２３７」を用いて、体積抵抗率を測定した。印加電圧は１００Ｖとした。【００７０】
［引張強さおよび破断伸び］
ＪＩＳ  Ｋ６２５１：２０１７に規定される引張試験を行い、引張強さおよび破断伸びを測定した。破断伸びは、同ＪＩＳに規定される切断時伸び（Ｅｂ）と同義である。引張試験は、ダンベル状５号形の試験片を用い、引張速度を１００ｍｍ／ｍｉｎとして行った。【００７１】
表１に、絶縁層の成分および物性の測定結果をまとめて示す。
【表１】
0006511210.tif 000002
【００７２】
表１に示すように、実施例１〜６のセンサを構成する絶縁層の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、体積抵抗率は１×１０１２Ω・ｃｍ以上であった。すなわち、実施例１〜６のセンサを構成する絶縁層は、本発明において規定された絶縁層に相当する。また、実施例１〜６のセンサを構成する絶縁層のタイプＡデュロメータ硬さは９０未満、かつ引張強さは２．０ＭＰａ以上であることから、当該絶縁層は柔軟であると共に、組み付け性、耐久性に優れることがわかる。このうち、実施例１〜５の絶縁層については、破断伸びが５００％以上であり伸び特性に優れるが、実施例６の絶縁層については、無機フィラーの配合量が多いため、他の実施例と比較して破断伸びが低下した。一方、無機フィラーとして水酸化マグネシウム粉末を加えた実施例５、６の絶縁層については、それを含まない実施例と比較して、体積抵抗率が大きくなった。
【００７３】
これに対して、比較例１のセンサを構成する絶縁層は、熱可塑性エラストマーを含まない。このため、当該絶縁層のタイプＡデュロメータ硬さは９０、破断伸びは４００％となり、当該絶縁層は柔軟性に乏しいことがわかる。また、比較例２のセンサを構成する絶縁層は、熱伝導率が大きい無機フィラーを含まない。このため、当該絶縁層の熱伝導率は小さくなった。また、比較例３のセンサを構成する絶縁層は、熱伝導率が大きい無機フィラーではなく導電性を有するカーボンブラックを含む。このため、当該絶縁層の体積抵抗率は小さく、本発明の静電容量結合方式センサには適さないことがわかる。【００７４】
以上より、本発明において規定された絶縁層によると、触感が良好で、熱伝導性が高い静電容量結合方式センサを構成できることが確認された。【００７５】
＜絶縁層の難燃性評価＞
実施例および比較例のセンサを構成する絶縁層の難燃性を評価した。難燃性の評価は、自動車内装材料の燃焼試験である米国連邦自動車安全規格「ＦＭＶＳＳ  Ｎｏ．３０２」（ＩＳＯ  ３７９５、ＪＩＳ  Ｄ  １２０１）に基づいて行った。当該燃焼試験は、Ｕ字状の治具に試験片を固定して、試験片の一端側にバーナーの炎を接炎した時の燃焼速度を測定するものである。燃焼速度は、接炎する一端から３８ｍｍ地点にＡ標線を設置し、同一端から２９２ｍｍ地点にＢ標線を設置して、Ａ標線とＢ標線との間の２５４ｍｍの燃焼区間で測定する。そして、以下の３つの要件のいずれかを満たすものを、規格適合と判定する。
１．試験片に着火しない、またはＡ標線手前で自消する。
２．燃焼距離５１ｍｍ以内かつ６０秒以内で自消する。
３．燃焼速度が１０２ｍｍ／分以下である。
表２に、燃焼試験の結果を示す。
【表２】
0006511210.tif 000003
【００７６】
表２に示すように、無機フィラーとして水酸化マグネシウム粉末を含む実施例５、６の絶縁層は、規格適合になったが、水酸化マグネシウム粉末を含まない実施例および比較例の絶縁層は、規格不適合となった。以上より、難燃性の無機フィラーを添加すると、触感が良好で、熱伝導性が高く、さらに難燃性が高い静電容量結合方式センサを構成できることが確認された。
【符号の説明】
【００７７】
１：静電容量結合方式センサ、８：ステアリングホイール、１０：検出電極層、１１：シールド電極層、１２：絶縁層、１３：検出電極層、２０：芯体、３０：ヒータ層、３１：粘着層、４０：表皮、４１：粘着層、８０：リム部、８１：連結部。
【要約】
静電容量結合方式センサ（１）は、検出対象物との間に静電容量を生じる検出電極層（１０）と、シールド電極層（１１）と、検出電極層（１０）とシールド電極層（１１）との間に配置される絶縁層（１２）と、を備え、絶縁層（１２）は熱可塑性エラストマーを有し、絶縁層（１２）の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、体積抵抗率は１×１０１２Ω・ｃｍ以上である。検出電極層（１０）およびシールド電極層（１１）が導電性布からなる場合、絶縁層（１２）の表面に検出電極層（１０）用の導電性布を重ね、絶縁層（１２）の裏面にシールド電極層（１１）用の導電性布を重ねて積層体を形成し、該積層体を加熱下で表裏方向に加圧することにより、絶縁層（１２）を導電性布に融着させて、静電容量結合方式センサ（１）を製造する。【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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