(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングハブ部、ステアリングホイールを周回する芯金を含むホイール部、及び該ステアリングハブ部から延出し、該ホイール部に連なるスポーク部を有するステアリングホイールの製造方法であって、
樹脂フィルムからなる基板、該基板の第１面に設けられた検知回路、該検知回路を覆う絶縁層、該基板の該第１面とは反対側の第２面に設けられたシールド回路、及び該シールド回路を覆う粘着材を有するシート状のセンサを、ステアリング周回方向に沿う円弧形又は円環形で、断面形状がＵ字形又はＣ字形で、該絶縁層が外側、該粘着材が内側となるように加工する工程と、
前記芯金を覆うように発泡合成樹脂層を形成する工程と、
加工後の前記センサを、内側の粘着材を用いて前記発泡合成樹脂層に装着する工程と、
前記センサに皮革を直接巻き付けて前記皮革を縫合する工程と、
を備えるステアリングホイールの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記シート状のセンサを用いて、断面形状がＵ字形の第１センサ及び第２センサを作製し、
該第１センサを前記発泡合成樹脂層の乗員側に装着し、
該第１センサの外表面が該第２センサの外表面に段差なく連続するように、該第２センサを該発泡合成樹脂層の反乗員側に装着することを特徴とするステアリングホイールの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記シート状のセンサを用いて、前記ステアリング周回方向に沿う円弧形の第３センサ及び第４センサを作製し、
該第３センサ及び該第４センサをステアリング周回方向に隣接させ、かつ該第３センサの外表面が該第４センサの外表面に段差なく連続するように、該第３センサ及び該第４センサを前記発泡合成樹脂層に装着することを特徴とするステアリングホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者によって把持されているか否かを検出するステアリングホイール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリングホイールに静電容量センサを取り付け、運転者がステアリングホイールを把持しているか否か検出するステアリングホイールが知られている。【０００３】
特許文献１には、ステアリングコアに装着される静電容量センサであって、絶縁性を有する可撓性基板と、可撓性基板の上に設けられ、ステアリングコアに装着された状態で、ステアリングのホイールが延びる方向を軸心としたステアリングコアの周方向に並設され、それぞれがホイールの延びる方向に延在するように形成された複数の静電容量検出電極とを有するものが記載されている。【０００４】
特許文献１のステアリングホイールは、静電容量センサをステアリングコアに配置することにより生じるホイール表面の凹凸を軽減するため、静電容量センサを緩衝材で覆い、緩衝材を革（ステアリングスキン）で覆っている。しかし、革の下に緩衝材があることで、ステアリングホイールの表面硬度が低くなるという問題があった。緩衝材を使用しなければ表面硬度を高くすることができるが、静電容量センサによる凹凸が革に現れ、意匠面の外観を損なっていた。【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１４７５３１号公報
【特許文献２】特開２０１３−９０８３４号公報
【特許文献３】特開平５−３１０１３０号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１９０８４号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、センサが装着され、表面硬度を維持し、且つ、意匠性に優れたステアリングホイール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
第１発明のステアリングホイールは、ステアリングハブ部、ホイール部、及び該ステアリングハブ部から延出し、該ホイール部に連なるスポーク部を有するステアリングホイールであって、前記ホイール部は、ステアリングホイールを周回する芯金と、前記芯金を覆う発泡合成樹脂層と、前記発泡合成樹脂層を覆うセンサと、前記センサを直接覆い、前記ホイール部の最表面を形成する皮革と、を備え、前記センサは、ステアリング周回方向に延在する円弧形又は円環形であり、断面形状がＵ字形又はＣ字形となっていることを特徴とするものである。
【０００８】
第１発明の一態様では、前記センサは、断面形状がＵ字形の第１センサ及び第２センサを含み、該第１センサは前記発泡合成樹脂層の乗員側を覆い、該第２センサは前記発泡合成樹脂層の反乗員側を覆う。
【０００９】
第１発明の一態様では、前記第１センサの外表面は、前記第２センサの外表面に段差なく連続している。
【００１０】
第１発明の一態様では、前記センサは、前記ステアリング周回方向に延在する円弧形の第３センサ及び第４センサを含み、該第３センサと該第４センサとは該ステアリング周回方向に隣接して設けられている。
【００１１】
第１発明の一態様では、前記第３センサの外表面は、前記第４センサの外表面に段差なく連続している。
【００１２】
第１発明の一態様では、前記ステアリング周回方向に延在する円弧形の複数のセンサが設けられており、前記複数のセンサは、前記ステアリング周回方向の端部の少なくとも一方が、前記ホイール部と前記スポーク部との連結箇所に位置し、該連結箇所において、各センサにハーネスが接続されている。
【００１３】
第１発明の一態様では、前記発泡合成樹脂層には、前記ホイール部と前記スポーク部との連結箇所から、前記ステアリング周回方向に延在する円弧形のセンサの端部まで溝が設けられており、該センサに接続されたハーネスが該溝内に配置されている。
【００１４】
第１発明の一態様では、前記センサは断面形状がＣ字形であり、前記ステアリング周回方向に沿った隙間が設けられており、該隙間は、前記皮革を縫合する縫合糸の直下に位置する。
【００１５】
第１発明の一態様では、前記センサは静電容量センサである。
【００１６】
第１発明の一態様では、前記センサは、樹脂フィルムからなる基板、該基板の第１面に設けられた検知回路、及び該基板の該第１面とは反対側の第２面に設けられたシールド回路を有する。
【００１７】
第２発明のステアリングホイールの製造方法は、ステアリングハブ部、ステアリングホイールを周回する芯金を含むホイール部、及び該ステアリングハブ部から延出し、該ホイール部に連なるスポーク部を有するステアリングホイールの製造方法であって、樹脂フィルムからなる基板、該基板の第１面に設けられた検知回路、該検知回路を覆う絶縁層、該基板の該第１面とは反対側の第２面に設けられたシールド回路、及び該シールド回路を覆う粘着材を有するシート状のセンサを、ステアリング周回方向に沿う円弧形又は円環形で、断面形状がＵ字形又はＣ字形で、該絶縁層が外側、該粘着材が内側となるように加工する工程と、前記芯金を覆うように発泡合成樹脂層を形成する工程と、加工後の前記センサを、内側の粘着材を用いて前記発泡合成樹脂層に装着する工程と、前記センサに皮革を直接巻き付けて前記皮革を縫合する工程と、を備えるものである。
【００１８】
第２発明の一態様では、前記シート状のセンサを用いて、断面形状がＵ字形の第１センサ及び第２センサを作製し、該第１センサを前記発泡合成樹脂層の乗員側に装着し、該第１センサの外表面が該第２センサの外表面に段差なく連続するように、該第２センサを該発泡合成樹脂層の反乗員側に装着する。
【００１９】
第２発明の一態様では、前記シート状のセンサを用いて、前記ステアリング周回方向に沿う円弧形の第３センサ及び第４センサを作製し、該第３センサ及び該第４センサをステアリング周回方向に隣接させ、かつ該第３センサの外表面が該第４センサの外表面に段差なく連続するように、該第３センサ及び該第４センサを前記発泡合成樹脂層に装着することを特徴とするステアリングホイールの製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のステアリングホイールでは、発泡合成樹脂層を覆うセンサが、ステアリング周回方向に延在する円弧形又は円環形であり、断面形状がＵ字形又はＣ字形となっており、外表面が段差なく連続している。このセンサを皮革が直接覆っているため、表面硬度を維持し、且つ、意匠性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は実施の形態に係るステアリングホイールの斜視図である。
【図２】図２は図１のステアリングホイールの一部の拡大図である。
【図３】図３は図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図４は実施の形態に係る静電容量センサの賦形加工前の斜視図である。
【図５】図５は静電容量センサの平面図である。
【図６】図６は図５のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】図７は実施の形態に係る静電容量センサの賦形加工後の斜視図である。
【図８】図８は実施の形態に係る静電容量センサのホイール部への取付方法を説明する図である。
【図９】図９は静電容量センサを取り付けたホイール部の平面図である。
【図１０】図１０は別の実施の形態に係る静電容量センサの平面図である。
【図１１】図１１は別の実施の形態に係る静電容量センサの斜視図である。
【図１２】図１２は別の実施の形態に係る静電容量センサの斜視図である。
【図１３】図１３は発泡ウレタン層に設けたハーネス用の溝を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。以下の説明において、ステアリングホイールの左右方向とは、それぞれ、該ステアリングホイールを車両直進時の操舵姿勢とした状態における車体の左右方向に合致する。また、ステアリングホイールの１２時側及び６時側は、ステアリングホイールを正面から（即ち乗員側から）見たときの上側及び下側を示し、３時側は右側、９時側は左側を示す。
【００２３】
図１は実施の形態に係るステアリングホイール１の斜視図であり、図２はステアリングホイール１の一部の拡大図であり、図３は図１のIII-III線に沿う断面図である。ステアリングホイール１は、この実施の形態では所謂３本スポークタイプのものであり、その中央のステアリングハブ部７から左右及び下方の三方に向かってそれぞれスポーク部８Ｌ，８Ｒ，８Ｄが延出し、各スポーク部８Ｌ，８Ｒ，８Ｄの先端側がそれぞれステアリングホイール１の外周のホイール部２に連なっている。
【００２４】
なお、ステアリングホイール１に設けられるスポーク部の個数及び配置はこれに限定されない。ステアリングハブ部７の中央のボス部７ａが車両のステアリングシャフト（図示略）の先端に係合する。
【００２５】
ホイール部２は、ステアリングホイール１を周回する芯金３と、芯金３を覆う発泡合成樹脂層（この実施の形態では発泡ウレタン層４）と、発泡ウレタン層４を覆うようにホイール部２の全周にわたって設けられたセンサ１０と、センサ１０を覆い、ホイール部２の最表面を形成する皮革５とを有する。センサ１０は、静電容量センサであり、ハーネス２２の一端が接続されている。ハーネス２２はスポーク部８Ｌ、８Ｒを通って、他端が電子制御ユニット２０に接続されている。
【００２６】
電子制御ユニット２０は、センサ１０で検知された静電容量を電圧に変換するＣ−Ｖ変換回路や、Ｃ−Ｖ変換回路からの電圧を示すアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号に基づいて運転者がステアリングホイール１を把持しているか否か判定するＣＰＵ、後述するシールド回路１３（図６参照）に電圧を印加するシールド駆動回路等を有する。
【００２７】
皮革５は、センサ１０及び発泡ウレタン層４を一巻きし、縫合糸６によって縫い合わせたものである。縫合糸６を目立たないようにし、かつホイール部２を運転者が握ったときに縫合部がなるべく手に接触しないようにするために、ホイール部２の内周側で皮革５が縫い合わせられている。皮革５は、ホイール部２をステアリング軸心回り方向Ｄ２（図２参照）に連続して１周している。皮革５としては、牛革などの天然皮革のほか、人工皮革を用いることができる。
【００２８】
図４、図５は、ホイール部２に装着する前のセンサ１０を示す。図６は図５のIV-IV線に沿う断面図である。図６に示すように、センサ１０は、基板１１と、基板１１の一方の面（表面）に設けられた検知回路１２と、基板１１の他方の面（裏面）に設けられたシールド回路１３とを有する。検知回路１２は、レジスト等の絶縁層１４によって覆われている。また、シールド回路１３は、絶縁性のアクリル系粘着材１５によって覆われている。
【００２９】
基板１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリエステルのような賦形加工可能な樹脂フィルムを用いることができる。検知回路１２及びシールド回路１３には、銀、銅、カーボン等を用いることができる。図５に示すように、検知回路１２は基板１１上のほぼ全面を網羅するように設けることが好ましい。
【００３０】
基板１１の厚みは０．０３〜０．０７ｍｍ程度である。また、センサ１０の厚みは０．２〜０．３ｍｍ程度である。
【００３１】
芯金３を発泡ウレタン層４で覆ったものと同一形状の金型を準備し、この金型を用いて、図４，５に示すようなシート状のセンサ１０を加熱し、賦形加工することで、図７に示すような、ホイール部２の周回方向Ｄ１（図１参照）に沿って延在する円弧形で、断面が略Ｕ字形となる。賦形加工されたセンサ１０では、基板１１の裏面側のシールド回路１３及び粘着材１５がＵ字形状の内側、基板１１の表面側の検知回路１２及び絶縁層１４がＵ字形状の外側に位置する。賦形加工後、後述する発泡ウレタン層４への取り付けの際に不要となる部分は切断して除去する。図７に示すように、センサ１０には、ハーネス２２との接続用の張出部Ｈが設けられていてもよい。
【００３２】
図７に示すような、ホイール部２の周回方向に沿って延在する円弧形で、断面が略Ｕ字形となっているセンサ１０を、ホイール部２の全面を覆う分だけ作製する。例えば、図８、図９に示すように、ホイール部２の乗員側を、ホイール部２の周回方向に１／４周分覆うセンサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄと、ホイール部２の反乗員側を、ホイール部２の周回方向に１／４周分覆うセンサ１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈと、を作製する。図８，９では説明の便宜上、スポーク部やハブ部の図示を省略している。
【００３３】
図８に示すように、断面略Ｕ字形のセンサ１０Ａ〜１０Ｈの内側に発泡ウレタン層４を嵌合させ、粘着材１５で接着することで、センサ１０Ａ〜１０Ｈを装着することができる。
【００３４】
センサ１０Ａ〜１０Ｈは、ホイール部２の周回方向の一端が、ホイール部２の３時側又は９時側に位置するように装着される。例えば、図９に示すように、センサ１０Ａは、ホイール部２の１２時側から３時側までの乗員側に装着される。センサ１０Ｂは、ホイール部２の３時側から６時側までの乗員側に装着される。センサ１０Ｃは、ホイール部２の６時側から９時側までの乗員側に装着される。センサ１０Ｄは、ホイール部２の９時側から１２時側までの乗員側に装着される。
【００３５】
同様に、センサ１０Ｅは、ホイール部２の１２時側から３時側までの反乗員側に装着される。センサ１０Ｆは、ホイール部２の３時側から６時側までの反乗員側に装着される。センサ１０Ｇは、ホイール部２の６時側から９時側までの反乗員側に装着される。センサ１０Ｈは、ホイール部２の９時側から１２時側までの反乗員側に装着される。
【００３６】
発泡ウレタン層４に装着されたセンサ１０Ａ〜１０ＨのＵ字形状の端縁部Ｅ１，Ｅ１（図７参照）は、発泡ウレタン層４を介して対向するセンサ１０Ａ〜１０ＨのＵ字形状の端縁部Ｅ１，Ｅ１と、軸心回り方向Ｄ２において重なりなく接触することが好ましい。これにより、センサ１０Ａからセンサ１０Ｅにかけて、外表面が段差なく連続する。同様に、センサ１０Ｂからセンサ１０Ｆにかけて、外表面が段差なく連続する。センサ１０Ｃからセンサ１０Ｇにかけて、外表面が段差なく連続する。センサ１０Ｄからセンサ１０Ｈにかけて、外表面が段差なく連続する。
【００３７】
発泡ウレタン層４に装着されたセンサ１０Ａ〜１０Ｈのうち、ステアリング周回方向Ｄ１の端部Ｅ２（図７参照）は、ステアリング周回方向Ｄ１に隣接するセンサ１０Ａ〜１０Ｈの端部Ｅ２に重なりなく接触することが好ましい。例えば、センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、外表面が段差なく連続する。同様に、センサ１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈは、外表面が段差なく連続する。
【００３８】
ハーネス２２は、センサ１０と同数設けられ、この実施の形態では、センサ１０Ａ〜１０Ｈに対応する８本のハーネス２２が設けられる。ホイール部２の３時側及び９時側において、センサ１０Ａ〜１０Ｈをそれぞれ対応するハーネス２２の一端に接続する。ハーネス２２の他端は、電子制御ユニット２０に接続されている。その後、センサ１０Ａ〜１０Ｈを皮革５で覆い、ステアリング内周側にて皮革５を縫合糸６で縫い合わせることで、ステアリングホイール１が作製される。
【００３９】
運転者がステアリングホイール１を把持すると、検知回路１２で静電容量の変化が検知され、電子制御ユニット２０は、運転者がステアリングホイール１を把持したと判断する。
【００４０】
本実施の形態では、ホイール部２（発泡ウレタン層４）の表面を、乗員側と反乗員側とに２分割、ステアリング周回方向に４分割の合計８つの領域に分割し、各分割領域に、四分円弧形で、断面が略Ｕ字形となるように賦形加工したセンサ１０Ａ〜１０Ｈを装着する。センサ１０Ａ〜１０Ｈを隙間無く配置することで、センサ１０Ａ〜１０Ｈの外表面は段差なく連続し、センサ１０Ａ〜１０Ｈを皮革５で覆った場合に、凹凸が現れず、意匠性に優れたものとなる。
【００４１】
また、発泡ウレタン層４にセンサ１０Ａ〜１０Ｈを装着し、センサ１０Ａ〜１０Ｈを皮革５で直接覆うため、ホイール部２の表面硬度を維持することができる。また、皮革５とセンサ１０Ａ〜１０Ｈとの間に緩衝材を設ける必要がないため、重量や製造コストを削減することができると共に、製造工程を簡易化することができる。
【００４２】
上記実施の形態において、発泡ウレタン層４を介して互いに対向するセンサ１０Ａ〜１０ＨのＵ字の端縁部Ｅ１同士が接触せず、端縁部Ｅ１間に極めて小さな隙間が空いていてもよい。特に、ステアリング内周側は、皮革５を縫い合わせる縫合糸６があり、皮革５を巻いた際に端縁部Ｅ１間の隙間による凹凸が現れ難いため、端縁部Ｅ１間に極めて小さな隙間が空いていてもよい。また、ステアリング周回方向Ｄ１に隣接するセンサ１０Ａ〜１０Ｈの端部Ｅ２同士が接触せず、端部Ｅ２間に極めて小さな隙間が空いていてもよい。
【００４３】
上記実施の形態では、ホイール部２（発泡ウレタン層４）の表面を、乗員側と反乗員側とに２分割、ステアリング周回方向に４分割の合計８つの領域に分割する場合について説明したが、図１０に示すように、乗員側と反乗員側とに２分割、ステアリング周回方向に２分割の合計４つの領域に分割し、各分割領域に、半円弧形で、断面が略Ｕ字形となるように賦形加工したセンサ１０Ｉ、１０Ｊ、１０Ｋ、１０Ｌを装着してもよい。
【００４４】
センサ１０Ｉは、ホイール部２の乗員側の、９時側から１２時側を経て３時側まで延在する。センサ１０Ｊは、ホイール部２の乗員側の、３時側から６時側を経て９時側まで延在する。センサ１０Ｋは、ホイール部２の反乗員側の、９時側から１２時側を経て３時側まで延在する。センサ１０Ｌは、ホイール部２の反乗員側の、３時側から６時側を経て９時側まで延在する。
【００４５】
図１１に示すように、ホイール部２（発泡ウレタン層４）の表面を、乗員側と反乗員側とに２分割し、各分割領域に、円環形で、断面が略Ｕ字形となるように賦形加工したセンサ１０Ｍ、１０Ｎを装着してもよい。センサ１０Ｍは、ホイール部２の乗員側に装着され、センサ１０Ｎは、ホイール部２の反乗員側に装着される。
【００４６】
図１２に示すように、ホイール部２（発泡ウレタン層４）の表面を、乗員側と反乗員側とには分割せず、ステアリング周回方向に４つの領域に分割し、各分割領域に、四分円弧形で、断面が略Ｃ字形となるように賦形加工したセンサ１０Ｏ、１０Ｐ、１０Ｑ、１０Ｒを装着してもよい。Ｃ字形状の端縁部間は、ステアリング周回方向に沿った小さな隙間Ｇとなっており、この隙間Ｇからホイール部２をセンサ１０Ｏ〜１０Ｒの内側に挿入し、ホイール部２にセンサ１０Ｏ〜１０Ｒを嵌合させる。この隙間Ｇは、皮革５を縫合する縫合糸６の直下に位置することが好ましい。
【００４７】
ホイール部２（発泡ウレタン層４）の表面を、乗員側と反乗員側とには分割せず、ステアリング周回方向に２つの領域に分割し、各分割領域に、半円弧形で、断面が略Ｃ字形となるように賦形加工したセンサを装着してもよい。
【００４８】
また、円環形で、断面が略Ｃ字形となるように賦形加工したセンサをホイール部２（発泡ウレタン層４）の表面に装着してもよい。
【００４９】
スポーク部８Ｌ，８Ｒ，８Ｄに設けられるハーネス２２との接続性を考慮し、ホイール部２の周回方向に沿って延在する円弧形のセンサは、周回方向の一端が、ホイール部２の３時側又は９時側に位置することが好ましい。図１に示すように、ステアリングホイール１が３本スポークタイプのものである場合、ステアリング周回方向におけるセンサの一端は、ホイール部２の６時側に位置していてもよい。
【００５０】
ステアリング周回方向における両端ともが、ホイール部２の３時側、６時側、又は９時側に位置しないセンサがある場合は、図１３に示すように、ホイール部とスポーク部との接続箇所からセンサ端部まで延びるハーネス用の溝３０を発泡ウレタン層４に形成し、この溝３０内にハーネス２２を配置し、センサまでハーネス２２を延ばす。発泡ウレタン層４に形成するハーネス用の溝３０を、縫合糸６の位置に合わせてステアリング内周側に設けることで、ホイール部２の内部にハーネス２２を通した場合でも、ステアリングホイール１の外観や触感に影響が出ないようにすることができる。
【００５１】
上記実施の形態では、発泡ウレタン層４と皮革５との間に設けるセンサ１０が静電容量センサである場合について説明したが、センサ１０は圧力センサなどの他のセンサであってもよい。
【００５２】
皮革５が複数枚の皮革で構成されている場合、ステアリング周回方向Ｄ１に隣接するセンサの境界は、皮革を縫い合わせる縫合部に位置させることが好ましい。
【００５３】
センサ１０は、ステアリング周回方向の全周にわたって設けられていてもよいし、スポーク部８Ｌ，８Ｒ，８Ｄとホイール部２との連結箇所及びその近傍にはセンサ１０を設けなくてもよい。
【００５４】
上記実施の形態は、いずれも本発明の一例であり、本発明は図示の状態に限定されない。
【００５５】
本出願は、２０１６年４月１８日付で出願された日本特許出願２０１６−０８３０１３に基づいており、その全体が引用により援用される。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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