(57)【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静電容量センサであって、
前記リムが延びるリム延在方向に対応する第１の方向に沿って直線状に延び、前記リムに組み込まれた際に前記リムの外周に配置されることとなる外周側直線電極と、
前記第１の方向に沿って直線状に延び、前記リムに組み込まれた際に前記リムの内周に配置されることとなる内周側直線電極と、
湾曲しつつ全体として前記第１の方向に沿って延び、前記リムに組み込まれた際に前記リムの前記外周と内周との間に配置されることとなる少なくとも１つの湾曲電極と、
を含む複数の電極と、
前記複数の電極のそれぞれから延びる配線と、
可撓性を有する絶縁フィルムであって、
前記複数の電極が載置される複数の電極フィルム部と、
前記第１の方向と交わるように延びて前記複数の電極フィルム部を接続する接続フィルム部であって、前記配線を内部に含む接続フィルム部と、
を含む絶縁フィルムと、
前記接続フィルム部から前記第１の方向に離間した位置で、前記複数の電極フィルム部のうち前記第１の方向と垂直な第２の方向で隣り合う電極フィルム部を互いに連結する少なくとも１つの連結部であって、折り曲げ可能な折曲部を有する少なくとも１つの連結部と、
を備え、
前記連結部は、前記折曲部を折り曲げることにより該連結部により連結される前記隣り合う電極フィルム部の間の距離を所定の距離に調整し、前記リムに組み込まれた際に前記隣り合う電極フィルム部に載置される前記電極の間の距離を前記リム延在方向に沿って一定にするように構成されている、
ことを特徴とする静電容量センサ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの連結部は、前記隣り合う電極フィルム部の前記第１の方向の端部を互いに連結する連結部を含むことを特徴とする請求項１の静電容量センサ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの連結部は、前記隣り合う電極フィルム部の前記第１の方向の端部と前記接続フィルム部との間で前記隣り合う電極フィルム部を互いに連結する連結部を含むことを特徴とする請求項２の静電容量センサ。
【請求項４】
前記連結部は、前記隣り合う電極フィルム部の一方から延びる第１の基部と、前記隣り合う電極フィルム部の他方から延びる第２の基部とを含み、
前記連結部の前記折曲部は、前記第１の基部と前記第２の基部との間に配置され、
前記連結部は、前記折曲部を前記第１の基部及び前記第２の基部の一方に重なるように折り曲げることにより、該連結部により連結される前記隣り合う電極フィルム部の間の距離を縮小するように構成され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】
前記連結部の前記折曲部は、前記第１の基部との境界部、前記第１の基部と前記第２の基部との間の中央部、及び前記第２の基部との境界部で折れ曲がるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の静電容量センサ。
【請求項６】
前記連結部の前記折曲部は、前記第１の基部との境界部及び前記第２の基部との境界部で折れ曲がるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の静電容量センサ。
【請求項７】
前記連結部の長手方向に垂直な方向における前記折曲部の幅は、前記連結部の長手方向に垂直な方向における前記第１の基部及び前記第２の基部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項８】
前記連結部は、前記隣り合う電極フィルム部の一方から延びる第１の基部と、前記隣り合う電極フィルム部の他方から延びる第２の基部とを含み、
前記連結部の前記折曲部は、前記第１の基部の端部と前記第２の基部の端部とに接続され、
前記連結部は、前記折曲部を前記第１の基部及び前記第２の基部の双方に重なるように折り曲げることにより、該連結部により連結される前記隣り合う電極フィルム部の間の距離を拡大するように構成され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９】
前記連結部の前記折曲部は、前記第１の基部の前記端部との境界部及び前記第２の基部の前記端部との境界部で折れ曲がるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の静電容量センサ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの連結部は前記絶縁フィルムと一体的に形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の静電容量センサ。
【請求項１１】
ステアリングホイールのリムに装着された請求項１から１０のいずれか一項に記載の静電容量センサと、
前記静電容量センサの前記配線に接続され、前記静電容量センサの前記複数の電極における静電容量の変化に基づ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、
を備えたことを特徴とする把持検出装置。
【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、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、エアバッグなどを制御するために、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。最近では、複数の電極を用いてより正確にリムの把持状態を検出するようにした静電容量センサも開発されている（例えば、特許文献１の図２６参照）
【０００３】
図１は、このようなステアリングホイールのリムに組み込まれる従来の静電容量センサを示す模式図である。図１に示す静電容量センサは、リムが延びる方向に沿って延びる複数の電極５０１〜５０６を有しており、これらの電極５０１〜５０６は、可撓性を有する絶縁フィルム５１０上に配置されている。これらの電極５０１〜５０６のうち、最も長い電極５０３と最も短い電極５０６は直線状に延びている。図１において電極５０３の左側に位置する電極５０１と電極５０２は左側に湾曲しており、電極５０３と電極５０６との間に位置する電極５０４と電極５０５は右側に湾曲している。これらの電極５０１〜５０６は、絶縁フィルム５１０の接続フィルム部５１０Ａによって互いに接続されている。
【０００４】
最も長い電極５０３はリムの最外周に配置され、最も短い電極５０６はリムの最内周に配置されるため、これらの電極５０３，５０６は直線状に形成すればリムが延びる方向に沿って配置することができる。一方、電極５０１，５０２，５０４，５０５は、リムの最外周と最内周との間の曲面上で隣り合う電極間の間隔が一定となるように配置しなければならないので、図１に示すようにリムの形状や大きさに合わせた湾曲形状とする必要がある。
【０００５】
このような静電容量センサをステアリングホイールのリムに組み込む際には、電極５０１〜５０６をリムに沿って取り付けていくことになるが、電極５０１〜５０６は、接続フィルム部５１０Ａが接続される部分においてのみ互いに接続されているため、接続フィルム部５１０Ａから離れた位置ではそれぞれの電極５０１〜５０６を独立して位置決めしなければならない。このように、接続フィルム部５１０Ａから離れた位置では電極５０１〜５０６を適切な位置に配置することが難しく、隣り合う電極の間隔を一定にすることが難しいという問題がある。隣り合う電極の間隔が一定でない場合には、把持検出装置によるリムの把持状態の検出も不正確になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１２３２２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、リムに組み込む際に複数の電極を適切な位置に配置することが容易な静電容量センサを提供することを第１の目的とする。
【０００８】
本発明は、リムの把持状態を正確に検出することができる把持検出装置を提供することを第２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、リムに組み込む際に複数の電極を適切な位置に配置することが容易な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。上記静電容量センサは、複数の電極と、上記複数の電極のそれぞれから延びる配線と、可撓性を有する絶縁フィルムとを備える。上記複数の電極は、上記リムが延びるリム延在方向に対応する第１の方向に沿って直線状に延び、上記リムに組み込まれた際に上記リムの外周に配置されることとなる外周側直線電極と、上記第１の方向に沿って直線状に延び、上記リムに組み込まれた際に上記リムの内周に配置されることとなる内周側直線電極と、湾曲しつつ全体として上記第１の方向に沿って延び、上記リムに組み込まれた際に上記リムの上記外周と内周との間に配置されることとなる少なくとも１つの湾曲電極とを含んでいる。上記絶縁フィルムは、上記複数の電極が載置される複数の電極フィルム部と、上記第１の方向と交わるように延びて上記複数の電極フィルム部を接続する接続フィルム部とを含んでいる。この接続フィルム部は、上記配線を内部に含んでいる。上記静電容量センサは、上記接続フィルム部から上記第１の方向に離間した位置で、上記複数の電極フィルム部のうち上記第１の方向と垂直な第２の方向で隣り合う電極フィルム部を互いに連結する少なくとも１つの連結部をさらに備えている。この連結部は、折り曲げ可能な折曲部を有している。上記連結部は、上記折曲部を折り曲げることにより該連結部により連結される上記隣り合う電極フィルム部の間の距離を所定の距離に調整し、上記リムに組み込まれた際に上記隣り合う電極フィルム部に載置される上記電極の間の距離を上記リム延在方向に沿って一定にするように構成されている。
【００１０】
このような構成により、連結部の折曲部を折り曲げることによって電極フィルム部の間の距離を所定の距離に調整することができるので、静電容量センサをリムに組み込む際に、これらの隣り合う電極フィルム部に載置される電極の間の距離をリム延在方向に沿って一定に維持することが容易になる。このため、リム内で電極を適切な位置に配置することが容易になる。
【００１１】
上記連結部は、上記隣り合う電極フィルム部の上記第１の方向の端部を互いに連結するものであってもよいし、上記隣り合う電極フィルム部の上記第１の方向の端部と上記接続フィルム部との間で上記隣り合う電極フィルム部を互いに連結するものであってもよい。
【００１２】
また、上記連結部は、上記隣り合う電極フィルム部の一方から延びる第１の基部と、上記隣り合う電極フィルム部の他方から延びる第２の基部とを含んでいてもよい。上記連結部の上記折曲部は、上記第１の基部と上記第２の基部との間に配置されていてもよい。上記連結部は、上記折曲部を上記第１の基部及び上記第２の基部の一方に重なるように折り曲げることにより、該連結部により連結される上記隣り合う電極フィルム部の間の距離を縮小するように構成されていてもよい。この場合において、上記連結部の上記折曲部は、上記第１の基部との境界部、上記第１の基部と上記第２の基部との間の中央部、及び上記第２の基部との境界部で折れ曲がるように構成されていてもよいし、あるいは、上記第１の基部との境界部及び上記第２の基部との境界部で折れ曲がるように構成されていてもよい。
【００１３】
上記連結部の長手方向に垂直な方向における上記折曲部の幅は、上記連結部の長手方向に垂直な方向における上記第１の基部及び上記第２の基部の幅よりも小さいことが好ましい。このような構成にすることで、連結部の折曲部が第１の基部及び第２の基部に比べて折れ曲がり易くなるので、折曲部を折り曲げる作業がしやすくなる。
【００１４】
また、上記連結部は、上記隣り合う電極フィルム部の一方から延びる第１の基部と、上記隣り合う電極フィルム部の他方から延びる第２の基部とを含んでいてもよい。上記連結部の上記折曲部は、上記第１の基部の端部と上記第２の基部の端部とに接続されていてもよい。上記連結部は、上記折曲部を上記第１の基部及び上記第２の基部の双方に重なるように折り曲げることにより、該連結部により連結される上記隣り合う電極フィルム部の間の距離を拡大するように構成されていてもよい。この場合において、上記連結部の上記折曲部は、上記第１の基部の上記端部との境界部及び上記第２の基部の上記端部との境界部で折れ曲がるように構成されていてもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、リムの把持状態を正確に検出することができる把持検出装置が提供される。この把持検出装置は、上述した静電容量センサと、上記静電容量センサの上記配線に接続される把持検出部とを備えている。上記静電容量センサはステアリングホイールのリムに装着される。上記把持検出部は、上記静電容量センサの上記複数の電極における静電容量の変化に基づいて運転者が上記リムを把持したことを検出できるように構成される。
【００１６】
このような構成により、連結部の折曲部を折り曲げることによって電極フィルム部の間の距離を所定の距離に調整することができるので、静電容量センサをリムに組み込む際に、これらの隣り合う電極フィルム部に載置される電極の間の距離をリム延在方向に沿って一定に維持することが容易になる。このため、リム内で電極を適切な位置に配置することが容易になり、リムの把持状態をより正確に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リムに組み込む際に複数の電極を適切な位置に配置することが容易な静電容量センサが提供される。また、本発明によれば、リムの把持状態を正確に検出することができる把持検出装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ステアリングホイールのホイールコアに装着される従来の静電容量センサを示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態における把持検出装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面を模式的に示す図である。
【図４】図２に示す把持検出装置における静電容量センサを示す平面図であり、ステアリングホイールのリムに組み込む前の静電容量センサの状態を示すものである。
【図５Ａ】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５Ｂ】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５Ｃ】図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】図２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７Ａ】図４に示す静電容量センサの１つの連結部を模式的に示す部分拡大図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＥ−Ｅ線断面図である。
【図８Ａ】図７Ａの連結部の折曲部を折り曲げる工程を示す部分拡大図である。
【図８Ｂ】図８Ａの断面図である。
【図９Ａ】図７Ａの連結部の折曲部を折り曲げる工程を示す部分拡大図である。
【図９Ｂ】図９Ａの断面図である。
【図１０Ａ】図４に示す静電容量センサの１つの連結部を模式的に示す部分拡大図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの正面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａの連結部の折曲部を折り曲げる工程を示す部分拡大図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの正面図である。
【図１２Ａ】図１０Ａの連結部の折曲部を折り曲げる工程を示す部分拡大図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの正面図である。
【図１３Ａ】図１０Ａの連結部の折曲部を折り曲げる工程を示す部分拡大図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの正面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態における静電容量センサを示す平面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態における静電容量センサの連結部を模式的に示す平面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態における静電容量センサの連結部を模式的に示す平面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施形態における静電容量センサの連結部を模式的に示す平面図である。
【図１８Ａ】図１７に示す連結部の折曲部を折り曲げた状態を示す部分拡大図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのＦ−Ｆ線断面図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施形態における静電容量センサの連結部を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る把持検出装置の実施形態について図２から図１９を参照して詳細に説明する。なお、図２から図１９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２から図１９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。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態における把持検出装置１の構成を模式的に示す図である。図２に示すように、把持検出装置１は、ステアリングホイール１０のリム１２に組み込まれた２つの静電容量センサ２０，２０と、ステアリングホイール１０のハブ１４内に配置された把持検出部２２と、静電容量センサ２０，２０と把持検出部２２とを電気的に接続する配線部２３，２３とを備えている。それぞれの静電容量センサ２０は、ハブ１４内の把持検出部２２からステアリングホイール１０のスポーク１５の内部を通って延びる配線部２３に接続される接続部２１を有している。把持検出部２２は、静電容量センサ２０，２０により検出される静電容量の変化に基づいて運転者がリム１２を把持したか否かを判断する。なお、本実施形態では、静電容量センサ２０，２０は、リム１２の左右両側の２箇所に設けられているが、静電容量センサ２０の位置や数は図示のものに限られるものではない。例えば、静電容量センサ２０の数を１つにしてもよく、あるいは３つ以上にすることもできる。
【００２１】
図３は、図２のＡ−Ａ線断面を模式的に示す図である。図３に示すように、静電容量センサ２０は、リム１２のコア１６の周りに取り付けられる６つのセンサ部３１〜３６を有している。これらのセンサ部３１〜３６は、コア１６の断面の周方向に離間して配置されている。静電容量センサ２０の外周面上には、静電容量センサ２０による凹凸を吸収してリム１２の表面に凹凸が生じないようにするための緩衝材１７が設けられている。この緩衝材１７の外周面は、革などから構成されるスキン１８により覆われており、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。
【００２２】
図４は、リム１２に組み込まれる前の静電容量センサ２０を示す平面図である。図４に示すように、静電容量センサ２０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４０を有している。図４において、Ｙ方向は、静電容量センサ２０をコア１６の外周面に取り付けた際のリム１２（コア１６）が延びる方向Ｅ（図２参照）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３参照）に対応している。以下、リム１２（コア１６）が延びる方向をリム延在方向Ｅ、コア１６の断面の周方向をコア断面周方向Ｒということがある。
【００２３】
図４に示すように、上述した６つのセンサ部３１〜３６は、Ｙ方向に沿って直線状に延びる外周側直線センサ部３１及び内周側直線センサ部３２と、湾曲しつつ全体としてＹ方向に沿って延びる第１の湾曲センサ部３３、第２の湾曲センサ部３４、第３の湾曲センサ部３５、及び第４の湾曲センサ部３６とを含んでいる。これらのセンサ部３１〜３６は、Ｘ方向に互いに離間して配置されており、図３に示すように、リム１２に組み込まれた際にコア断面周方向Ｒに互いに離間して配置されるようになっている。また、センサ部３１〜３６は、それぞれのＹ方向の略中央で絶縁フィルム４０の接続フィルム部４０Ａによって互いに接続されている。本実施形態では、接続フィルム部４０Ａは、センサ部３１〜３６が延びる方向と垂直な方向（Ｘ方向）に延びているが、これに限られるものではなく、センサ部３１〜３６が延びる方向と交わる方向に延びていればよい。
【００２４】
外周側直線センサ部３１は、Ｙ方向に沿って直線状に延びる絶縁フィルム４０の外周側電極フィルム部４０Ｂと、Ｙ方向に沿って直線状に延びる外周側直線電極５１とを含んでいる。外周側直線電極５１は、両面粘着テープや接着材を用いて外周側電極フィルム部４０Ｂ上に固定される。内周側直線センサ部３２は、Ｙ方向に沿って直線状に延びる絶縁フィルム４０の内周側電極フィルム部４０Ｃと、Ｙ方向に沿って直線状に延びる内周側直線電極５２とを含んでいる。内周側直線電極５２は、両面粘着テープや接着材を用いて内周側電極フィルム部４０Ｃ上に固定されている。
【００２５】
静電容量センサ２０をリム１２に組み込んだ際には、外周側直線電極５１を含む外周側直線センサ部３１がリム１２の最外周にリム延在方向Ｅに沿って配置され、内周側直線電極５２を含む内周側直線センサ部３２がリム１２の最内周にリム延在方向Ｅに沿って配置される。このため、外周側直線電極５１のＹ方向の長さは、内周側直線電極５２のＹ方向の長さよりも長くなっている。
【００２６】
第１の湾曲センサ部３３は、図４において最も左側に位置しており、左側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に沿って延びる絶縁フィルム４０の第１の湾曲電極フィルム部４０Ｄと、左側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に沿って延びる第１の湾曲電極５３とを含んでいる。第１の湾曲電極５３は、両面粘着テープや接着材を用いて第１の湾曲電極フィルム部４０Ｄ上に固定される。
【００２７】
第２の湾曲センサ部３４は、Ｘ方向において第１の湾曲センサ部３３と外周側直線センサ部３１との間に位置している。この第２の湾曲センサ部３４は、左側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に沿って延びる絶縁フィルム４０の第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅと、左側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に沿って延びる第２の湾曲電極５４とを含んでいる。ここで、第１の湾曲電極５３の湾曲の度合は第２の湾曲電極５４の湾曲の度合よりも大きくなっている。第２の湾曲電極５４は、両面粘着テープや接着材を用いて第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅ上に固定される。
【００２８】
第３の湾曲センサ部３５は、外周側直線センサ部３１に対して第２の湾曲センサ部３４とは反対側に位置している。この第３の湾曲センサ部３５は、右側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に延びる絶縁フィルム４０の第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆと、右側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に延びる第３の湾曲電極５５とを含んでいる。第３の湾曲電極５５は、両面粘着テープや接着材を用いて第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆ上に固定される。
【００２９】
第４の湾曲センサ部３６は、Ｘ方向において第３の湾曲センサ部３５と内周側直線センサ部３２との間に位置している。この第４の湾曲センサ部３６は、右側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に延びる絶縁フィルム４０の第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇと、右側に湾曲しつつ全体としてＹ方向に延びる第４の湾曲電極５６とを含んでいる。ここで、第４の湾曲電極５６の湾曲の度合は第３の湾曲電極５５の湾曲の度合よりも大きくなっている。第４の湾曲電極５６は、両面粘着テープや接着材を用いて第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇ上に固定される。
【００３０】
図５Ａは図４のＢ−Ｂ線断面図、図５Ｂは図４のＣ−Ｃ線断面図、図５Ｃは図４のＤ−Ｄ線断面図である。図４及び図５Ａ〜図５Ｃに示すように、本実施形態の静電容量センサ２０は、電極５１〜５６からＸ方向に延びる３本の配線８１〜８３を有する配線部８０を備えている。これらの配線８１〜８３は、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、上述した絶縁フィルム４０の接続フィルム部４０Ａ内に形成される。
【００３１】
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、配線８１〜８３は電極５１〜５６より下方に形成されている。図５Ａに示すように、配線８１は、接続部８４，８４を介して第１の湾曲電極５３及び第３の湾曲電極５５と電気的に接続されている。また、図５Ｂに示すように、配線８２は、接続部８５，８５を介して外周側直線電極５１及び内周側直線電極５２と電気的に接続されている。図５Ｃに示すように、配線８３は、接続部８６，８６を介して第２の湾曲電極５４及び第４の湾曲電極５６と電気的に接続されている。これらの配線８１〜８３、接続部８４〜８６、及び電極５１〜５６は、銀や銅などの導電性の材料から構成される。また、図示は省略するが、各電極５１〜５６はそれぞれレジストなどの絶縁体により被覆されている。
【００３２】
配線部８０の配線８１〜８３は、静電容量センサ２０の接続部２１（図２参照）まで延びており、ここで配線８１〜８３が把持検出部２２から延びる配線部２３（図２参照）の端子に接続されることによって、把持検出部２２と上述した電極５１〜５６とが電気的に接続される。
【００３３】
図６は、把持検出装置１の回路構成を模式的に示す図である。図５Ａ〜図５Ｃ及び図６に示すように、第１の湾曲電極５３及び第３の湾曲電極５５は共通の配線８１に接続され、外周側直線電極５１及び内周側直線電極５２は共通の配線８２に接続され、第２の湾曲電極５４及び第４の湾曲電極５６は共通の配線８３に接続されている。このように、コア断面周方向Ｒに沿って隣り合う３つの電極がそれぞれ異なる配線８１〜８３に接続されるように構成されている。
【００３４】
図６に示すように、把持検出部２２は、配線８１を介して第１の湾曲電極５３及び第３の湾曲電極５５に接続されたＣ／Ｖ変換回路９１と、配線８２を介して外周側直線電極５１及び内周側直線電極５２に接続されたＣ／Ｖ変換回路９２と、配線８３を介して第２の湾曲電極５４及び第４の湾曲電極５６に接続されたＣ／Ｖ変換回路９３と、これらのＣ／Ｖ変換回路９１〜９３にそれぞれ接続された検出回路９４〜９６と、検出回路９４〜９６に接続された判断部９７とを含んでいる。
【００３５】
Ｃ／Ｖ変換回路９１〜９３は、接続された電極を積分回路の一部とし、電極の静電容量値によってデューティ比が変化する電圧パルスを生成することにより、静電容量値を電圧パルスに変換するものである。検出回路９４〜９６は、Ｃ／Ｖ変換回路９１〜９３から出力される電圧パルスを直流化して所定の閾値と比較することにより、運転者の手のリム１２への近接又は接触を検出するものである。
【００３６】
判断部９７は、検出回路９４〜９６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。例えば、判断部９７は、検出回路９４〜９６のうち１つ又は２つの検出回路が手の近接又は接触を検出した場合には、運転者の手がリム１２に接触したと判断し、すべての検出回路９４〜９６が手の近接又は接触を検出した場合に、運転者の手がリム１２を把持したと判断し、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、エアバッグなどに制御信号を出力する。このようにすべての検出回路９４〜９６が手の近接又は接触を検出した場合に運転者の手がリム１２を把持したと判断することで、柔らかい腕などが２つの電極にまたがって接触した場合に運転者の手がリム１２を把持したと誤検出することを防止することができる。
【００３７】
図４に戻って、静電容量センサ２０は、外周側電極フィルム部４０ＢのＹ方向の端部と第２の湾曲電極フィルム部４０ＥのＹ方向の端部とを連結する連結部４１，４１と、外周側電極フィルム部４０ＢのＹ方向の端部と第３の湾曲電極フィルム部４０ＦのＹ方向の端部とを連結する連結部４３，４３と、第１の湾曲電極フィルム部４０ＤのＹ方向の端部と第２の湾曲電極フィルム部４０ＥのＹ方向の端部とを連結する連結部４５，４５と、第３の湾曲電極フィルム部４０ＦのＹ方向の端部と第４の湾曲電極フィルム部４０ＧのＹ方向の端部とを連結する連結部４７，４７とを備えている。これらの連結部４１，４３，４５，４７は、絶縁フィルム４０と一体的に形成してもよいし、あるいは絶縁フィルム４０とは別の部材により構成してもよい。これらの連結部４１，４３，４５，４７とは略同一の構造であるため、以下では連結部４１を中心として説明する。
【００３８】
図７Ａは図４に示す連結部４１を模式的に示す部分拡大図、図７Ｂは図７ＡのＥ−Ｅ線断面図である。図７Ａ及び図７Ｂでは、連結部４１の長手方向をＸ'方向、連結部４１の長手方向に垂直な方向をＹ'方向としている。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、連結部４１は、外周側電極フィルム部４０ＢのＹ方向の端部からＸ'方向に延びる基部４１Ａと、第２の湾曲電極フィルム部４０ＥのＹ方向の端部からＸ'方向に延びる基部４１Ｂと、基部４１Ａと基部４１Ｂとの間に配置されこれらを互いに接続する折曲部４１Ｃとを含んでいる。この折曲部４１Ｃを以下に述べるように折り曲げることによって、外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間の距離を調整できるようになっている。本実施形態では、図４における外周側電極フィルム部４０ＢのＹ方向の端部と第２の湾曲電極フィルム部４０ＥのＹ方向の端部との間の距離が、接続フィルム部４０Ａにおける外周側電極フィルム部４０Ｂと第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅとの間の距離よりも長いので、折曲部４１Ｃを折り曲げることによって外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間の距離を縮小して接続フィルム部４０Ａにおける外周側電極フィルム部４０Ｂと第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅとの間の距離と等しくしている。
【００３９】
具体的には、折曲部４１Ｃと基部４１Ａとの境界部４２Ａ、折曲部４１Ｃと基部４１Ｂとの境界部４２Ｂ、及び折曲部４１ＣのＸ'方向中央部４２Ｃは、折曲部４１Ｃを折り曲げやすくするために例えば薄肉になっている。なお、折曲部４１Ｃを折り曲げやすくするために薄肉にする代わりにこれらの部分に溝を形成してもよい。このような連結部４１において、境界部４２Ａ及び境界部４２Ｂを谷折り、折曲部４１ＣのＸ'方向中央部４２Ｃを山折りにすると、図８Ａ及び図８Ｂに示すように折曲部４１Ｃが折れ曲がる。折曲部４１ＣのＸ'方向中央部４２Ｃを完全に折り曲げて基部４１Ｂ側に倒すと、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、折曲部４１Ｃが基部４１Ｂに重なって折曲部４１Ｃの基部４１Ａと基部４１Ｂとの間の距離が縮小される。
【００４０】
このように、本実施形態では、折曲部４１Ｃを折り曲げることによって、外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間のＸ'方向の距離を図７Ａに示すＤ1から図９Ａに示すＤ2に変化させることができる。ここで、折曲部４１ＣのＸ'方向の幅をＷ1とすると、Ｄ2＝Ｄ1−Ｗ1となる。このＤ2は、接続フィルム部４０Ａにおける外周側電極フィルム部４０Ｂと第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅとの間のＸ方向の距離Ｄ3（図４参照）と等しくなるように設計される。
【００４１】
なお、本実施形態では、図７Ａに示すように、Ｙ'方向における連結部４１の折曲部４１Ｃの幅は、Ｙ'方向における連結部４１の基部４１Ａ，４１Ｂの幅よりも小さくなっている。したがって、連結部４１の折曲部４１Ｃは基部４１Ａ，４１Ｂに比べて折れ曲がり易くなっており、上述した折曲部４１Ｃを折り曲げる作業がしやすくなっている。
【００４２】
同様に、外周側電極フィルム部４０ＢのＹ方向の端部と第３の湾曲電極フィルム部４０ＦのＹ方向の端部とを連結する連結部４３は、外周側電極フィルム部４０ＢのＹ方向の端部から延びる基部４３Ａと、第３の湾曲電極フィルム部４０ＦのＹ方向の端部から延びる基部４３Ｂと、基部４３Ａと基部４３Ｂとの間に配置されこれらを互いに接続する折曲部４３Ｃとを含んでいる。この折曲部４３Ｃを上述した連結部４１の折曲部４１Ｃと同様に折り曲げることによって、外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆの端部との間の距離を接続フィルム部４０Ａにおける外周側電極フィルム部４０Ｂと第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆとの間のＸ方向の距離Ｄ4（図４参照）に縮小することができる。これにより、外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆの端部との間の距離が接続フィルム部４０Ａにおける外周側電極フィルム部４０Ｂと第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆとの間の距離と等しくなるようになっている。
【００４３】
また、第１の湾曲電極フィルム部４０ＤのＹ方向の端部と第２の湾曲電極フィルム部４０ＥのＹ方向の端部とを連結する連結部４５は、第２の湾曲電極フィルム部４０ＥのＹ方向の端部から延びる基部４５Ａと、第１の湾曲電極フィルム部４０ＤのＹ方向の端部から延びる基部４５Ｂと、基部４５Ａと基部４５Ｂとの間に配置されこれらを互いに接続する折曲部４５Ｃとを含んでいる。この折曲部４５Ｃを上述した連結部４１の折曲部４１Ｃと同様に折り曲げることによって、第１の湾曲電極フィルム部４０ＤのＹ方向の端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間の距離を接続フィルム部４０Ａにおける第１の湾曲電極フィルム部４０Ｄと第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅとの間のＸ方向の距離Ｄ5（図４参照）に縮小することができる。これにより、第１の湾曲電極フィルム部４０Ｄの端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間の距離が接続フィルム部４０Ａにおける第１の湾曲電極フィルム部４０Ｄと第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅとの間の距離と等しくなるようになっている。
【００４４】
また、第３の湾曲電極フィルム部４０ＦのＹ方向の端部と第４の湾曲電極フィルム部４０ＧのＹ方向の端部とを連結する連結部４７は、第３の湾曲電極フィルム部４０ＦのＹ方向の端部から延びる基部４７Ａと、第４の湾曲電極フィルム部４０ＧのＹ方向の端部から延びる基部４７Ｂと、基部４７Ａと基部４７Ｂとの間に配置されこれらを互いに接続する折曲部４７Ｃとを含んでいる。この折曲部４７Ｃを上述した連結部４１の折曲部４１Ｃと同様に折り曲げることによって、第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆの端部と第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの端部との間の距離を接続フィルム部４０Ａにおける第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆと第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの間のＸ方向の距離Ｄ6（図４参照）に縮小することができる。これにより、第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆの端部と第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの端部との間の距離が接続フィルム部４０Ａにおける第３の湾曲電極フィルム部４０Ｆと第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇとの間の距離と等しくなるようになっている。
【００４５】
図４に示すように、静電容量センサ２０は、内周側電極フィルム部４０ＣのＹ方向の端部と第４の湾曲電極フィルム部４０ＧのＹ方向の端部とを連結する連結部６１，６１を備えている。この連結部６１は、絶縁フィルム４０と一体的に形成してもよいし、あるいは絶縁フィルム４０とは別の部材により構成してもよい。図１０Ａはこの連結部６１を模式的に示す部分拡大図、図１０Ｂは図１０Ａの正面図である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂでは、図４に示す連結部６１を少し回転させてＸ''方向及びＹ''方向を規定している。
【００４６】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、連結部６１は、内周側電極フィルム部４０ＣのＹ方向の端部からＸ''方向に延びる基部６１Ａと、第４の湾曲電極フィルム部４０ＧのＹ方向の端部からＸ''方向に延びる基部６１Ｂと、基部６１Ａの端部と基部６１Ｂの端部とを互いに接続する折曲部６１Ｃとを含んでいる。図１０Ａに示すように、連結部６１は略Ｚ字状に形成されている。この折曲部６１Ｃを以下に述べるように折り曲げることによって、内周側電極フィルム部４０Ｃの端部と第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの端部との間の距離を調整できるようになっている。本実施形態では、図４における内周側電極フィルム部４０ＣのＹ方向の端部と第４の湾曲電極フィルム部４０ＧのＹ方向の端部との間の距離が、接続フィルム部４０Ａにおける内周側電極フィルム部４０Ｃと第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇとの間の距離よりも短いので、折曲部６１Ｃを折り曲げることによって内周側電極フィルム部４０Ｃの端部と第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの端部との間の距離を伸長して接続フィルム部４０Ａにおける内周側電極フィルム部４０Ｃと第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇとの間の距離と等しくしている。
【００４７】
具体的には、折曲部６１Ｃと基部６１Ａとの境界部６２Ａ及び折曲部６１Ｃと基部６１Ｂとの境界部６２Ｂは、折曲部６１Ｃを折り曲げやすくするために例えば薄肉になっている。なお、折曲部６１Ｃを折り曲げやすくするために薄肉にする代わりにこれらの部分に溝を形成してもよい。このような連結部６１において、例えば境界部６２Ａを山折り、境界部４２Ｂを谷折りにすると、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、折曲部６１Ｃの端部６３Ａが境界部６２Ａを中心として回転し、折曲部６１Ｃの端部６３Ｂが境界部６２Ｂを中心として回転する。さらに折曲部６１Ｃを折り曲げていくと、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、折曲部６１Ｃの端部６３Ａ及び端部６３Ｂがさらに回転し、最終的には、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、折曲部６１Ｃの端部６３Ａが基部６１Ａに重なり、折曲部６１Ｃの端部６３Ｂが基部６１Ｂに重なる。
【００４８】
このように、本実施形態では、折曲部６１Ｃを折り曲げることによって、内周側電極フィルム部４０Ｃの端部と第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの端部との間の距離を図１０Ａに示すＤ7から図１３Ａに示すＤ8に拡大することができる。このＤ8は、接続フィルム部４０Ａにおける内周側電極フィルム部４０Ｃと第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇとの間のＸ方向の距離Ｄ9（図４参照）と等しくなっている。
【００４９】
このような構成の静電容量センサ２０をリム１２に組み込む際には、まず接続フィルム部４０Ａをリム１２のコア１６の周囲に両面粘着テープや接着材を用いて固定する。このとき、外周側直線電極５１がリム１２のコア１６の最外周に配置され、内周側直線電極５２がリム１２のコア１６の最内周に配置されるように接続フィルム部４０Ａを配置する。そして、外周側電極フィルム部４０Ｂ及び内周側電極フィルム部４０Ｃをリム延在方向Ｅに沿ってコア１６の外周面及び内周面に固定していく。
【００５０】
次に、湾曲電極５３〜５６をコア１６の最外周と最内周との間でリム延在方向Ｅに沿ってそれぞれ固定する。これらの湾曲電極５３〜５６は、コア１６の最外周と最内周との間の曲面上をリム延在方向Ｅに沿って配置されるものであるため、隣り合う電極間の距離が一定となるようにコア１６の曲面形状に合わせて位置を調整しながら固定しなければならない。
【００５１】
このとき、連結部４１の折曲部４１Ｃを上述したように折り曲げることによって、外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間との距離を接続フィルム部４０Ａにおける外周側電極フィルム部４０Ｂと第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅとの間の距離と等しくすることができる。したがって、外周側電極フィルム部４０Ｂに載置される外周側直線電極５１と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅに載置される第２の湾曲電極５４との間の距離をリム延在方向Ｅに沿って一定にすることが容易になる。同様に、連結部４３の折曲部４１Ｃ、連結部４５の折曲部４５Ｃ、連結部４７の折曲部４７Ｃ、及び連結部６１の折曲部６１Ｃをそれぞれ折り曲げることによって、隣り合うフィルム部の端部間の距離を接続フィルム部４０Ａにおける隣り合う電極フィルム部間の距離と等しくすることができるので、これらの電極フィルム部に載置される電極間の距離をリム延在方向Ｅに沿って一定にすることが容易になる。
【００５２】
上述した実施形態では、それぞれの電極フィルム部のＹ方向の端部に連結部４１，４３，４５，４７，６１を設けた例について説明したが、このような連結部を設ける位置は電極フィルム部のＹ方向の端部に限られるものではない。例えば、図１４に示すように、上述した連結部４１，４３，４５，４７，６１に加えて、電極フィルム部のＹ方向の端部と接続フィルム部４０Ａとの間にも同様の連結部１４１，１４３，１４５，１４７，１６１を設けてもよい。また、連結部の数は図示したものに限られるものでもない。また、図示はしないが、それぞれの電極フィルム部のＹ方向の端部に連結部を設けずに、電極フィルム部のＹ方向の端部と接続フィルム部４０Ａとの間にのみ連結部を設けてもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態では、図７Ａに示すように、連結部４１の折曲部４１Ｃは、両側の基部４１Ａ，４１ＢのＹ'方向の中央に設けられているが、図１５に示す連結部２４１のように、折曲部４１Ｃに代えて、基部４１ＡのＹ'方向の端部と基部４１ＢのＹ'方向の端部とをＸ'方向に沿って直線状に接続する折曲部２４１Ｃを設けてもよい。あるいは、図１６に示す連結部３４１のように、基部４１ＡのＹ'方向の端部と基部４１ＢのＹ'方向の端部とを斜めに接続する折曲部３４１Ｃを設けてもよい。これらの構造は、他の連結部４３，４５，４７，６１，１４１，１４３，１４５，１４７にも適用することができる。
【００５４】
また、上述した実施形態では、図７Ａに示す連結部４１において、折曲部４１Ｃと基部４１Ａとの境界部４２Ａ、折曲部４１Ｃと基部４１Ｂとの境界部４２Ｂ、及び折曲部４１ＣのＸ'方向中央部４２Ｃで折曲部４１Ｃを折り曲げているが、これ以外の折り曲げ方向を採用することもできる。例えば、図１７に示すように、折曲部４１Ｃと基部４１Ａとの境界部４２Ａ及び折曲部４１Ｃと基部４１Ｂとの境界部４２Ｂでのみ折り曲げるようにしてもよい。例えば、境界部４２Ａを山折り、境界部４２Ｂを谷折りにすると、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように折曲部４１Ｃを折り曲げることができる。このように折曲部４１Ｃを曲げることによって、外周側電極フィルム部４０Ｂの端部と第２の湾曲電極フィルム部４０Ｅの端部との間のＸ'方向の距離を図７Ａに示すＤ1から図１８Ａに示すＤ10＝Ｄ1−２Ｗ1に大きく縮小することができる。この折り曲げ方も、他の連結部４３，４５，４７，６１，１４１，１４３，１４５，１４７に適用することができる。
【００５５】
また、上述した実施形態で説明した連結部６１にける折曲部６１Ｃの端部６３Ａ，６３Ｂの大きさを変えてもよい。例えば、図１９に示すように、折曲部６１Ｃの端部６３Ａ，６３Ｂを大きくしてもよい。このようにすれば、図１０Ａに示す場合に比べて、内周側電極フィルム部４０Ｃの端部と第４の湾曲電極フィルム部４０Ｇの端部との間で伸長される距離がより大きくなる。
【００５６】
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】
【００５７】
１    把持検出装置
１０    ステアリングホイール
１２    リム
１４    ハブ
１５    スポーク
１６    コア
１７    緩衝材
１８    スキン
２０    静電容量センサ
２１    接続部
２２    把持検出部
２３    配線部
３１    外周側直線センサ部
３２    内周側直線センサ部
３３    第１の湾曲センサ部
３４    第２の湾曲センサ部
３５    第３の湾曲センサ部
３６    第４の湾曲センサ部
４０    絶縁フィルム
４０Ａ  接続フィルム部
４０Ｂ  外周側電極フィルム部
４０Ｃ  内周側電極フィルム部
４０Ｄ  第１の湾曲電極フィルム部
４０Ｅ  第２の湾曲電極フィルム部
４０Ｆ  第３の湾曲電極フィルム部
４０Ｇ  第４の湾曲電極フィルム部
４１，４３，４５，４７    連結部
４１Ａ，４１Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４７Ａ，４７Ｂ    基部
４１Ｃ，４３Ｃ，４５Ｃ，４７Ｃ    折曲部
４２Ａ，４２Ｂ  境界部
４２Ｃ  中央部
５１    外周側直線電極
５２    内周側直線電極
５３    第１の湾曲電極
５４    第２の湾曲電極
５５    第３の湾曲電極
５６    第４の湾曲電極
６１    連結部
６１Ａ，６１Ｂ    基部
６１Ｃ    折曲部
６３Ａ，６３Ｂ    端部
８０    配線部
８１〜８３    配線
８４〜８６    接続部
９１〜９３    Ｃ／Ｖ変換回路
９４〜９６    検出回路
９７    判断部
１４１，１４３，１４５，１４７，１６１，２４１，３４１    連結部
２４１Ｃ，３４１Ｃ  折曲部
【図１】
0006415396.tif 000002
【図２】
0006415396.tif 000003
【図３】
0006415396.tif 000004
【図４】
0006415396.tif 000005
【図５Ａ】
0006415396.tif 000006
【図５Ｂ】
0006415396.tif 000007
【図５Ｃ】
0006415396.tif 000008
【図６】
0006415396.tif 000009
【図７Ａ】
0006415396.tif 000010
【図７Ｂ】
0006415396.tif 000011
【図８Ａ】
0006415396.tif 000012
【図８Ｂ】
0006415396.tif 000013
【図９Ａ】
0006415396.tif 000014
【図９Ｂ】
0006415396.tif 000015
【図１０Ａ】
0006415396.tif 000016
【図１０Ｂ】
0006415396.tif 000017
【図１１Ａ】
0006415396.tif 000018
【図１１Ｂ】
0006415396.tif 000019
【図１２Ａ】
0006415396.tif 000020
【図１２Ｂ】
0006415396.tif 000021
【図１３Ａ】
0006415396.tif 000022
【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
0006415396.tif 000025
【図１６】
0006415396.tif 000026
【図１７】
0006415396.tif 000027
【図１８Ａ】
0006415396.tif 000028
【図１８Ｂ】
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【図１９】
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