(57)【要約】【課題】温度特性を改善して、操作者がステアリングホイールを把持しているのかを検出する精度が向上したヒータ装置を提供する。【解決手段】ヒータ装置２５は、ヒータ線２６と、シールド電極２１Ｋとを備え、シールド電極２１Ｋは、ヒータ線２６における第１の配線パターン２１Ａ１に対向して配置される第１のシールド電極部分２１Ｋ１と、ヒータ線２６における第２の配線パターン２１Ａ２に対向して配置される第２のシールド電極部分２１Ｋ２とを有し、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２は、リム２１の円周方向と垂直な方向に互いに対向するように配置され、かつ、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２の接続部Ｋが、第１および第２の配線パターン２１Ａ１、２１Ａ２の接続部Ａに対向するように、直列に接続されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムを備えるステアリングホイールに配置されるヒータ装置であって、
前記リムに取り付けられる基材と、
前記基材上に配置されるヒータ線と、
前記ヒータ線よりも前記リムの内側に配置されるシールド電極と、
前記ヒータ線の先端または後端に接続され、前記ヒータ線の静電容量を計測するセンサ部とを備え、
前記ヒータ線は、直列に接続される第１の配線パターンと第２の配線パターンとを形成し、
前記第１および第２の配線パターンは、
（ａ）前記ヒータ線の先端側から後端側に向かう向きが互いに逆になるように、前記リムの円周方向である第１方向に沿って配置され、かつ、
（ｂ）前記第１方向と垂直な第２方向に互いに対向するように配置され、
前記シールド電極は、
前記リムの径方向において前記第１の配線パターンに対向して配置される第１のシールド電極部分と、前記リムの径方向において前記第２の配線パターンに対向して配置される第２のシールド電極部分とを有し、
前記第１および第２のシールド電極部分は、
（ｃ）前記第２方向に互いに対向するように配置され、かつ、
（ｄ）前記第１および第２のシールド電極部分の接続部が、前記第１および第２の配線パターンの接続部に、前記リムの径方向において対向するように、直列に接続されている
ヒータ装置。
【請求項２】
前記第１および第２の配線パターンのそれぞれは、
直列に接続されるＮ個（Ｎは２以上の整数）の配線ブロックからなり、
前記第１の配線パターンにおけるＮ個の配線ブロックと、前記第２の配線パターンにおけるＮ個の配線ブロックとは、
前記ヒータ線の先端側から後端側に向かうＮ個の配線ブロックの配置の向きが互いに逆になるように、前記第１方向に沿って配置され、かつ、前記第２方向に互いに対向するように配置され、
前記互いに対向する配線ブロックの組における静電容量に対する前記センサ部の感度の和が、他の互いに対向する配線ブロックの組における静電容量に対する前記センサ部の感度の和と実質的に等しい、
請求項１に記載のヒータ装置。
【請求項３】
前記第１および第２の配線パターンのそれぞれに含まれる前記のＮ個の配線ブロックのそれぞれは、前記ヒータ線の一部がメアンダ状に繰り返し折り返されたメアンダ部分を有し、
前記第１および第２のシールド電極部分のそれぞれは、
前記第１または第２の配線パターンに含まれる複数のメアンダ部分のそれぞれに前記リムの径方向において対向する電極片が、直列に接続された状態に形成されている
請求項２に記載のヒータ装置。
【請求項４】
各前記配線ブロックは、前記ヒータ線が前記第１方向と前記第１方向の反対方向との折り返しを繰り返して、前記第２方向または前記第２方向とは反対方向に延びるように配置された、
請求項２または３に記載のヒータ装置。
【請求項５】
前記ヒータ線は、前記第１および第２の配線パターンに加えて、前記ステアリングホイールのスポークに配設されるスポーク配線パターンをさらに形成し、前記スポーク配線パターンは前記ヒータ線の先端または後端のうち前記センサ部が接続される側から遠い、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒータ装置を備えた、
ステアリングホイール。
【請求項７】
前記ヒータ装置の前記第１の配線パターンは、操作者と対向しない前記リムの裏側部に配設された、
請求項６記載のステアリングホイール。
【請求項８】
請求項６または７に記載のステアリングホイールを備える、
運輸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータ装置、そのヒータ装置を備えるステアリングホイール、およびそのステアリングホイールを備える運輸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間や貨物を輸送するための、自動車等の車両、鉄道、飛行機、船舶等の運輸装置の事故を防止するため、運輸装置の操作者が居眠りをしていないかを検出する装置の必要性が高まっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、操作者の手と車両のステアリングホイールとの間の接触を、ステアリングホイールの加熱器（ヒータ装置）を用いて連続的にモニタリングする技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、操作者の手と車両のステアリングホイールとの間の接触を検知する装置である静電容量検出装置が開示されている。また、この静電容量検出装置とヒータとを備えたステアリングホイールについても記載されている。
【０００５】
図１は、特許文献２の静電容量検出装置を示す図である。
【０００６】
静電容量検出装置は、ステアリングホイール９１８のトリム９２２と金属フレーム９２４との間に配置されたセンシング電極９２６およびシールド電極９２８を備える。このような静電容量検出装置では、センシング電極９２６と車両のシャーシとの間の静電容量を検出する。また、このステアリングホイール９１８にはヒータ（図示せず）が備えられ、そのヒータと静電容量検出装置によってヒータ装置が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４０７１２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１１７７１９号
【特許文献３】特開２０１１−１２１４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１または２におけるヒータ装置では、温度特性によって、操作者がステアリングホイールを把持しているのかを検出する精度が低くなる場合があるという課題がある。
【０００９】
具体的には、特許文献１のヒータ装置では、ステアリングホイールの加熱によって、手がステアリングホイールに接触したか否かを検出する感度が変化することが想定される。加えて、エアコンの温風または冷風が直接ハンドルに吹き付けられたり、日陰から日向に入り直射日光が当たるなどにより、ステアリングホイールの温度が変化した場合に、手がステアリングホイールに接触したか否かを検出する感度が変化することが想定される。つまり、このヒータ装置には温度特性があり、手がステアリングホイールに触れていないにもかかわらず、手が触れたと検知してしまうことがある。また、特許文献２のヒータ装置（ヒータを含む静電容量検出装置）では、シールド電極によって、その温度特性が改善されている。しかし、センシング電極９２６の形状によっては、シールド電極による電界の遮蔽が不十分になり、温度特性が顕著に表れることがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様のヒータ装置は、リムを備えるステアリングホイールに配置されるヒータ装置であって、前記リムに取り付けられる基材と、前記基材上に配置されるヒータ線と、前記ヒータ線よりも前記リムの内側に配置されるシールド電極と、前記ヒータ線の先端または後端に接続され、前記ヒータ線の静電容量を計測するセンサ部とを備え、前記ヒータ線は、直列に接続される第１の配線パターンと第２の配線パターンとを形成し、前記第１および第２の配線パターンは、（ａ）前記ヒータ線の先端側から後端側に向かう向きが互いに逆になるように、前記リムの円周方向である第１方向に沿って配置され、かつ、（ｂ）前記第１方向と垂直な第２方向に互いに対向するように配置され、前記シールド電極は、前記リムの径方向において前記第１の配線パターンに対向して配置される第１のシールド電極部分と、前記リムの径方向において前記第２の配線パターンに対向して配置される第２のシールド電極部分とを有し、前記第１および第２のシールド電極部分は、（ｃ）前記第２方向に互いに対向するように配置され、かつ、（ｄ）前記第１および第２のシールド電極部分の接続部が、前記第１および第２の配線パターンの接続部に、前記リムの径方向において対向するように、直列に接続されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、温度特性を改善して、操作者がステアリングホイールを把持しているのかを検出する精度が向上したヒータ装置、ステアリングホイールおよび運輸装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は従来技術のヒータ装置を示す図である。
【図２】図２は従来技術の他のヒータ装置の配線パターンを説明する図である。
【図３】図３は第１実施形態による車両のステアリングホイールおよびその周辺部の模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは第１実施形態によるステアリングホイールの正面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは第１実施形態によるステアリングホイールの側面図である。
【図５】図５は第１実施形態によるステアリングホイールのリムの横断面図である。
【図６】図６は第１実施形態によるヒータ装置の配線パターンの配線経路を説明する図である。
【図７】図７は第１実施形態によるヒータ装置の配線パターンの配線ブロックを説明する図である。
【図８】図８はシールド電極の課題を説明するための図である。
【図９】図９は、第１実施形態におけるシールド電極の配置および構成を示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態におけるセンサ信号の信号路を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態におけるシールド電極の配置および構成の他の例を示す図である。
【図１２】図１２は第１実施形態によるヒータ装置を説明する図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは第１実施形態によるヒータ装置の配線パターンのステアリングホイールへの埋設位置を説明する図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは第１実施形態によるヒータ装置の配線パターンのステアリングホイールへの埋設位置を説明する図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは第１実施形態によるヒータ装置の配線パターンのステアリングホイールへの埋設位置を説明する図である。
【図１４】図１４は第１実施形態によるヒータ装置の動作原理を説明する図である。
【図１５】図１５は第１実施形態による車両のブロック図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは第２実施形態によるヒータ装置の配線パターンの配線経路を説明する図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは第２実施形態におけるシールド電極の配置および構成を示す図である。
【図１７】図１７は第２実施形態によるヒータ装置の配線パターンのステアリングホイールへの埋設位置を説明する図である。
【図１８】図１８は配線パターンおよびシールド電極の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の第１の態様のヒータ装置は、リムを備えるステアリングホイールに配置されるヒータ装置であって、前記リムに取り付けられる基材と、前記基材上に配置されるヒータ線と、前記ヒータ線よりも前記リムの内側に配置されるシールド電極と、前記ヒータ線の先端または後端に接続され、前記ヒータ線の静電容量を計測するセンサ部とを備え、前記ヒータ線は、直列に接続される第１の配線パターンと第２の配線パターンとを形成し、前記第１および第２の配線パターンは、（ａ）前記ヒータ線の先端側から後端側に向かう向きが互いに逆になるように、前記リムの円周方向である第１方向に沿って配置され、かつ、（ｂ）前記第１方向と垂直な第２方向に互いに対向するように配置され、前記シールド電極は、前記リムの径方向において前記第１の配線パターンに対向して配置される第１のシールド電極部分と、前記リムの径方向において前記第２の配線パターンに対向して配置される第２のシールド電極部分とを有し、前記第１および第２のシールド電極部分は、（ｃ）前記第２方向に互いに対向するように配置され、かつ、（ｄ）前記第１および第２のシールド電極部分の接続部が、前記第１および第２の配線パターンの接続部に、前記リムの径方向において対向するように、直列に接続されている。
【００１４】
これにより、センシング電極９２６に相当するヒータ線の第１および第２の配線パターンの全体の形状が略Ｕ字状であっても、その形状に合った略Ｕ字状のシールド電極が用いられるため、温度特性を改善することができる。その結果、操作者がステアリングホイールを把持しているのかを検出する精度を向上することができる。
【００１５】
ここで、従来の構成におけるさらなる課題を説明する。図２は特許文献３のヒータ装置の構成を示す平面図である。図２に示す配線パターンをもつヒータ装置を特許文献１の加熱器に採用することにより、操作者の手とステアリングホイールとの間の接触を検出することができる。しかしながら、この場合、操作者の手がステアリングホイールのどの部分と接触しているか、すなわち、操作者の手が加熱器のどの部分の上方に置かれているかにより、配線パターン９２１Ａの静電容量の大きさが異なる。そのため、検出される周波数の差が変化してしまうという課題がある。
【００１６】
周波数の差ではなく静電容量の差により手とステアリングホイールとの接触を検出する場合でも、操作者の手がステアリングホイールに触れる位置が異なると、静電容量を計測するセンサ部からみたインピーダンスが異なる。よって、操作者が同じ把持状態でステアリングホイールを把持しても、把持する位置が異なると、静電容量の増加量は同じではない。なお、「把持状態」とは、操作者の手がステアリングホイールにどの程度の接触面積で接触しているかを意味する。
【００１７】
例えば、操作者が図２の領域９ＴＣ１の上方に手を置いてステアリングホイールを把持した場合と、領域９ＴＣ２の上方に手を置いて同じ態様でステアリングホイールを把持した場合とでは、静電容量を計測するセンサ部が測定した静電容量の増加量は同じではない。
【００１８】
よって、特許文献１と特許文献３の技術を組み合わせたとしても、操作者がステアリングホイールを把持しているのかを検出する精度が低いセンシング装置しか得られない。
【００１９】
そこで、本発明の第２の態様のヒータ装置では、前記第１および第２の配線パターンのそれぞれは、直列に接続されるＮ個（Ｎは２以上の整数）の配線ブロックからなり、前記第１の配線パターンにおけるＮ個の配線ブロックと、前記第２の配線パターンにおけるＮ個の配線ブロックとは、前記ヒータ線の先端側から後端側に向かうＮ個の配線ブロックの配置の向きが互いに逆になるように、前記第１方向に沿って配置され、かつ、前記第２方向に互いに対向するように配置され、前記互いに対向する配線ブロックの組における静電容量に対する前記センサ部の感度の和が、他の互いに対向する配線ブロックの組における静電容量に対する前記センサ部の感度の和と実質的に等しくてもよい。
【００２０】
これにより、ステアリングホイールに触れる位置によって検出感度が異なってしまうことを抑えることができる。
【００２１】
本発明の第３の態様のヒータ装置では、前記第１および第２の配線パターンのそれぞれに含まれる前記のＮ個の配線ブロックのそれぞれは、前記ヒータ線の一部がメアンダ状に繰り返し折り返されたメアンダ部分を有し、前記第１および第２のシールド電極部分のそれぞれは、前記第１または第２の配線パターンに含まれる複数のメアンダ部分のそれぞれに前記リムの径方向において対向する電極片が、直列に接続された状態に形成されていてもよい。
【００２２】
これにより、温度特性をさらに改善することができる。
【００２３】
本発明の第４の態様のヒータ装置は、第１の態様において、各配線ブロックは、ヒータ線が第１方向と第１方向の反対方向との折り返しを繰り返して、第２方向または第２方向とは反対方向に延びるように配置される。
【００２４】
本発明の第５の態様のヒータ装置は、第１の態様において、ヒータ線は、第１および第２の配線パターンに加えて、ステアリングホイールのスポークに配設されるスポーク配線パターンをさらに形成し、スポーク配線パターンはヒータ線の先端または後端のうちセンサ部が接続される側から遠い。
【００２５】
本発明の第６の態様は、ステアリングホイールに向けられており、第１から第５のいずれかの態様のヒータ装置を備える。
【００２６】
本発明の第７の態様のステアリングホイールは、第６の態様において、ヒータ装置の第１の配線パターンは、操作者と対向しないリムの裏側部に配設される。
【００２７】
本発明の第８の態様は、運輸装置に向けられており、第６または第７のいずれかの態様のステアリングホイールを備える。
【００２８】
なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００２９】
なお、運輸装置として車両を一例として説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態による車両のステアリングホイールおよびその周辺部の模式図である。車両１は、ステアリングホイール２、スピーカ３、液晶ディスプレイ等の表示装置４、シフトレバー７６、運転座席７７、助手席７８、第２制御部８、およびフロントガラス７９を備えている。スピーカ３および表示装置４は注意喚起装置の一例である。また、ステアリングホイール２は、ヒータ装置２５を内蔵している。ヒータ装置２５は、２つのヒータ素子２１ＨＥと、第１制御部２４とを備えている。第１制御部２４は図示しない接続線を介して第２制御部８と電気的に接続している。第２制御部８は、図示しない接続線を介してスピーカ３と表示装置４に電気的に接続している。
【００３１】
図４Ａはステアリングホイール２の正面図であり、図４Ｂはステアリングホイール２の右側面図である。ステアリングホイール２は、円環状をしたリム２１と、ステアリングホイール２の中央部に位置するパッド２２と、リム２１とパッド２２を連結するスポーク２３を有している。リム２１にはヒータ素子２１ＨＥが埋設されており、パッド２２の内部には第１制御部２４が配設されている。３本のスポーク２３のうちの１本の内部には、複数の接続線２９が配設されている。そして、接続線２９を介して２つのヒータ素子２１ＨＥが第１制御部２４と電気的に接続している。
【００３２】
ステアリングホイール２が中立位置にあるとき、リム２１の上側の領域を上側部２１Ｓとし、下側の領域を下側部２１Ｔとする。また、中立位置において、ステアリングホイール２の操作者から見てリム２１の右側の領域を右側部２１Ｒとし、左側の領域を左側部２１Ｌとする。さらに、中立位置において、ステアリングホイール２の操作者に対向するリム２１の領域を表側部２１Ｕとし、表側部２１Ｕの反対側の領域を裏側部２１Ｖとする。
【００３３】
なお、本実施形態において、「中立位置」とは、車両１が直進するように操舵されたステアリングホイール２の位置（操舵角＝０°の位置）を意味する。また、「中立位置」は、車両１に限らず、運輸装置が直進するように操舵されたステアリングホイール２の位置である。
【００３４】
図５は、図４Ａに示した３−３線におけるリム２１の断面図である。図５において、リム２１の径方向に内周側の領域を内周部２１Ｉとし、リム２１の径方向に外周側の領域を外周部２１Ｏとする。リム２１は、金属製の芯材２１Ｆと、芯材２１Ｆを被覆している樹脂層２１Ｇと、ヒータ素子２１ＨＥを備えている。ここで、ヒータ素子２１ＨＥは、基材である不織布２１Ｈと、不織布２１Ｈの上にヒータ線が縫いつけられた配線パターン２１Ａと、その配線パターン２１Ａよりもリム２１の内側に配置されるシールド電極２１Ｋとにより構成されている。ヒータ素子２１ＨＥは、ヒータ素子２１ＨＥが樹脂層２１Ｇの周囲を取り巻くように、樹脂層２１Ｇに接着固定されている。リム２１は、さらに、例えば革、木材、樹脂等からなる表層２１Ｊを備え、表層２１Ｊはヒータ素子２１ＨＥを被覆している。
【００３５】
なお、図５においては、ヒータ素子２１ＨＥの配線パターン２１Ａの埋設状態を理解し易くするため、本来は不織布２１Ｈに隠れているため点線で示すべき部分がすべて実線で示されている。また、不織布２１Ｈ、配線パターン２１Ａおよびシールド電極２１Ｋの厚さも、見やすさを考慮してデフォルメされている。また、シールド電極２１Ｋは、ヒータ線によって形成される配線パターン２１Ａよりもリム２１の内側（芯材２１Ｆ側）に配置され、配線パターン２１Ａとともに、リム２１の表層２１Ｊの下に埋設されている。
【００３６】
図６は、本実施形態のヒータ装置２５のヒータ素子２１ＨＥの配線パターン２１Ａを説明する図である。本実施形態では、ステアリングホイール２を暖めるためのヒータ素子２１ＨＥの配線パターン２１Ａが、ステアリングホイール２への操作者の手の接触を検出するために利用される。配線パターン２１Ａは、１本のヒータ線２６を繰り返し折り返して、不織布２１Ｈ上に配置することにより構成されている。ここで、１本のヒータ線２６は、複数の細い金属線をより合わせて１本にした線であってもよい。配線パターン２１Ａのヒータ線２６は不織布２１Ｈに縫い付けられて、不織布２１Ｈと一体化している。なお、図６では、配線パターン２１Ａを分かりやすく説明するために、シールド電極２１Ｋを図示していないが、シールド電極２１Ｋは、この不織布２１Ｈに一体化されたヒータ線２６からなる配線パターン２１Ａよりもリム２１の内側に配置されている。そして、このヒータ線２６が縫い付けられた不織布２１Ｈと、図６に図示されてないシールド電極とからヒータ素子２１ＨＥが構成されている。
【００３７】
配線パターン２１Ａは、温度分布を均一化するため、不織布２１Ｈ上に精確に配置されている。このように配線パターン２１Ａが精確に配置されたヒータ素子２１ＨＥをリム２１の表層２１Ｊの下に埋設することによって、静電容量を計測（後に詳述する）する精度が向上する。
【００３８】
なお、本実施形態においては、リム２１の円周方向を第１方向（以下、Ｙ方向という）とし、第１方向と垂直な方向を第２方向（以下、Ｘ方向という）と定義して説明する。また、図５に示すリム２１の断面図における芯材２１Ｆから表層２１Ｊに向かう方向を径方向と定義して説明する。
【００３９】
図６において、左側部用不織布部２１ＨＬは、ステアリングホイール２が中立位置にあるときに、リム２１の左側部２１Ｌの樹脂層２１Ｇに接着固定される不織布２１Ｈである。左側部用不織布部２１ＨＬのＸ方向における両方の端２１Ｈ１を、図５に示した内周部２１Ｉの頂部２１ＩＴ近傍に配置して、左側部用不織布部２１ＨＬは樹脂層２１Ｇに接着固定される。
【００４０】
図６に示すように、第１制御部２４は配線パターン２１Ａの静電容量を計測するためのセンサ部２４Ｓと、ヒータ線２６への電力の供給を制御する電源部２４Ｐを備えている。また、配線パターン２１Ａは、配線パターン２１Ａと第１制御部２４との間の配線経路において、センサ部２４Ｓに接続されるセンサ部側端部２１ＡＣと、センサ部側端部２１ＡＣと反対側の端部である反対側端部２１ＡＤとを備えている。なお、センサ部２４Ｓの回路におけるグラウンドは電源部２４Ｐのグラウンドと共通になっているので、図６ではグラウンドの表記を省略している。
【００４１】
配線パターン２１Ａは直列に接続される第１の配線パターン２１Ａ１と第２の配線パターン２１Ａ２からなる。第１の配線パターン２１Ａ１は直列に接続される複数の配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１４からなる。また、第２の配線パターン２１Ａ２は直列に接続される複数の配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２４からなる。第１の配線パターン２１Ａ１と第２の配線パターン２１Ａ２とは、実質的にＹ方向に延びる境界部２１Ａ３を挟んでＸ方向に対向する位置に配置されている。
【００４２】
図７は、一例として、図６においてＸ方向に互いに対向する１組の配線ブロック２１Ａ１２、２１Ａ２３を拡大した図である。図７を参照して配線ブロック２１Ａ１２、２１Ａ２３について以下に説明する。
【００４３】
配線ブロック２１Ａ１２は、配線パターン２１Ａの配線上で反対側端部２１ＡＤよりセンサ部側端部２１ＡＣに近い第１の配線パターン２１Ａ１に含まれる。配線ブロック２１Ａ２３は、配線パターン２１Ａの配線上でセンサ部側端部２１ＡＣより反対側端部２１ＡＤに近い第２の配線パターン２１Ａ２に含まれる。
【００４４】
配線ブロック２１Ａ１２、２１Ａ２３は、複数の折りたたみ部２１Ａ４が複数の折り返し部２１Ａ５で連結し、Ｘ方向またはＸ方向と反対方向に沿って延びるようなパターンで構成されている。また、折りたたみ部２１Ａ４はＸ方向となす角度よりもＹ方向となす角度が小さくなるように延びている。
【００４５】
図６に示すように、第１の配線パターン２１Ａ１において、センサ部側端部２１ＡＣを起点にする左端の配線ブロック２１Ａ１１のヒータ線２６がＹ方向に延びて、隣合う配線ブロック２１Ａ１２を構成する。ヒータ線２６は、さらにＹ方向に延びて、隣合う配線ブロック２１Ａ１３を構成する。このように、複数の配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１４がセンサ部側端部２１ＡＣから実質的にＹ方向に順に並んで配置されることで、第１の配線パターン２１Ａ１は構成される。右端の配線ブロック２１Ａ１４を構成するヒータ線２６は、境界部２１Ａ３を横切ってＸ方向に延び、第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ２１を構成する。
【００４６】
ヒータ線２６は、第２の配線パターン２１Ａ２の右端の配線ブロック２１Ａ２１からＹ方向の反対方向に隣合う配線ブロック２１Ａ２２に延びて、配線ブロック２１Ａ２２を構成する。このように、複数の配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２４が、第１の配線パターン２１Ａ１と境界部２１Ａ３を挟んで、Ｙ方向と反対方向に順に並んで配置されることで、第２の配線パターン２１Ａ２は構成される。そして、第２の配線パターン２１Ａ２の左端の配線ブロック２１Ａ２４において、ヒータ線２６は反対側端部２１ＡＤで終端される。
【００４７】
センサ部側端部２１ＡＣは、左端の配線ブロック２１Ａ１１におけるＹ方向の一方の縁端部に設けられている。反対側端部２１ＡＤは、左端の配線ブロック２１Ａ２４におけるＹ方向の一方の縁端部に設けられている。センサ部側端部２１ＡＣは、第１の配線パターン２１Ａ１の折りたたみ部２１Ａ４のＹ方向の縁端部である。一方、反対側端部２１ＡＤは、第２の配線パターン２１Ａ２の折りたたみ部２１Ａ４のＹ方向の縁端部である。センサ部側端部２１ＡＣと反対側端部２１ＡＤには、第１制御部２４への接続線２９が接続されている。
【００４８】
次に、図８〜図１１を用いて、本実施形態におけるシールド電極２１Ｋについて説明する。
【００４９】
図８は、シールド電極の課題を説明するための図である。
【００５０】
ヒータ装置２５において配線パターン２１Ａが発熱すると、例えばウレタンからなる樹脂層２１Ｇの温度が上昇する。ヒータ素子２１ＨＥがシールド電極２１Ｋを備えていない場合には、この樹脂層２１Ｇの温度変化によって、センサ部２４Ｓによるセンシングの感度が変化する。つまり、温度特性がある。このような温度特性を改善するためには、配線パターン２１Ａと金属製の芯材２１Ｆとの間に電界（電気力線）が生じないようにする必要がある。
【００５１】
そこで、例えば、配線パターン２１Ａと金属製の芯材２１Ｆとの間に電界（電気力線）が生じないように、特許文献２に開示されているシールド電極を、配線パターン２１Ａの全てに対向させて配置することが想定される。例えば、図８に示すように、略長尺矩形平板状のシールド電極を配置する。しかし、この図８に示すシールド電極では、温度特性を十分に改善することができない。
【００５２】
具体的には、配線パターン２１Ａに入力される信号（センサ信号）と同じ信号を同時にシールド電極に入力することによって、配線パターン２１Ａと金属製の芯材２１Ｆとの間の電界を遮蔽することができる。センサ信号は、周期性を有するパルス信号である。センサ信号を配線パターン２１Ａに入力すると、そのセンサ信号は、配線パターン２１Ａのヒータ線２６に沿って流れる。一方、このようなセンサ信号と同様の信号（シールド信号）を図８に示すシールド電極に入力すると、配線パターン２１Ａのヒータ線２６よりもシールド電極の信号路の方が短いため、配線パターン２１Ａの終端に向かうにつれて、センサ信号とシールド信号との間に位相のずれが生じる。このような位相のずれがあると、配線パターン２１Ａと金属製の芯材２１Ｆとの間に電界が生じてしまい、温度特性を十分に改善することができない。
【００５３】
図９は、本実施形態におけるシールド電極２１Ｋの配置および構成を示す図である。なお、図９では、配線パターン２１Ａとシールド電極２１Ｋとを分かりやすくするために、それぞれを実線および網掛けによって示しているが、シールド電極２１Ｋは、不織布２１Ｈの裏側（紙面奥側）に配置されている。
【００５４】
本実施形態におけるシールド電極２１Ｋは、ヒータ線２６からなる配線パターン２１Ａに、リム２１の径方向において対向して配置されるが、図８に示すシールド電極とは異なり、略Ｕ字状に形成されている。つまり、シールド電極２１Ｋは、第１の配線パターン２１Ａ１に対向して配置される第１のシールド電極部分２１Ｋ１と、第２の配線パターン２１Ａ２に対向して配置される第２のシールド電極部分２１Ｋ２とを有する。また、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２は、Ｘ方向（第２方向）に互いに対向するように配置される。さらに、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２の接続部Ｋが、第１および第２の配線パターン２１Ａ１、２１Ａ２の接続部Ａに、リム２１の径方向において対向するように、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２は直列に接続されている。
【００５５】
また、第１のシールド電極部分２１Ｋ１における接続部Ｋと反対側の端、つまり、センサ部側端部２１ＡＣに対応する端と、センサ部２４Ｓとは、接続線２９を介して接続されている。
【００５６】
センサ部２４Ｓは、接続線２９を介して配線パターン２１Ａに対してセンサ信号を出力するとともに、他の接続線２９を介してシールド電極２１Ｋに対してシールド信号を出力する。これらの信号は位相を揃えて出力される。なお、配線パターン２１Ａに流れるセンサ信号の波形を観測することによって、配線パターン２１Ａにおける静電容量の変化が検出される。
【００５７】
図１０は、センサ信号の信号路を説明するための図である。
【００５８】
センサ信号は、配線パターン２１Ａにおけるヒータ線２６に沿って流れる。ここで、配線パターン２１Ａにおける配線ブロックでは、ヒータ線２６は、メアンダ状に繰り返し折り返されている。また、そのメアンダ状をなすヒータ線２６の一部の長さは、センサ信号の波長と比べて十分に短い。したがって、このメアンダ状に繰り返し折り返されたヒータ線２６の一部に流れるセンサ信号と、その一部と隣り合う部分に流れるセンサ信号とは互いに打ち消しあう。したがって、ヒータ線２６に流れるセンサ信号の信号路を、図１０の（ｂ）または（ｃ）のように近似することができる。
【００５９】
図９に示すシールド電極２１Ｋにおけるシールド信号の信号路は、図１０の（ｃ）のように近似されたセンサ信号の信号路に類似している。したがって、図９に示すシールド電極２１Ｋでは、センサ信号とシールド信号との位相のずれを抑えることができる。その結果、配線パターン２１Ａと金属製の芯材２１Ｆとの間に電界が生じることを抑制し、温度特性を十分に改善することができる。
【００６０】
図１１は、本実施形態におけるシールド電極２１Ｋの配置および構成の他の例を示す図である。なお、図１１では、図９と同様、配線パターン２１Ａとシールド電極２１Ｋとを分かりやすくするために、それぞれを実線および網掛けによって示しているが、シールド電極２１Ｋは、不織布２１Ｈの裏側（紙面奥側）に配置されている。
【００６１】
上述のように、ヒータ線２６に流れるセンサ信号の信号路は、図１０の（ｂ）のように近似することができる。そこで、本実施形態におけるシールド電極２１Ｋは、複数の電極片２１Ｋ１１〜２１Ｋ１８からなる第１のシールド電極部分２１Ｋ１と、複数の電極片２１Ｋ２１〜２１Ｋ２８からなる第２のシールド電極部分２１Ｋ２とを備えてもよい。これらの電極片２１Ｋ１１〜２１Ｋ１８、２１Ｋ２１〜２１Ｋ２８はそれぞれ、上述のメアンダ状をなすヒータ線２６の一部に、リム２１の径方向において対向するように配置されている。
【００６２】
つまり、第１の配線パターン２１Ａ１に含まれる配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１４のそれぞれは、ヒータ線２６の一部がメアンダ状に繰り返し折り返されたメアンダ部分を有する。同様に、第２の配線パターン２１Ａ２に含まれる配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２４のそれぞれは、ヒータ線２６の一部がメアンダ状に繰り返し折り返されたメアンダ部分を有する。このような配線パターン２１Ａに対して、本実施形態における第１のシールド電極部分２１Ｋ１は、第１の配線パターン２１Ａ１に含まれる複数のメアンダ部分のそれぞれにリム２１の径方向において対向する電極片２１Ｋ１１〜２１Ｋ１８が直列に接続された状態に形成されている。同様に、本実施形態における第２のシールド電極部分２１Ｋ２は、第２の配線パターン２１Ａ２に含まれる複数のメアンダ部分のそれぞれにリム２１の径方向において対向する電極片２１Ｋ２１〜２１Ｋ２８が直列に接続された状態に形成されている。
【００６３】
図１１に示すシールド電極２１Ｋにおけるシールド信号の信号路は、図１０の（ｂ）のように近似されたセンサ信号の信号路に類似している。ここで、図１０の（ｂ）のように近似されたセンサ信号の信号路は、図１０の（ｃ）のように近似されたセンサ信号の信号路よりも現実に近い信号路である。したがって、図１１に示すシールド電極２１Ｋでは、センサ信号とシールド信号との位相のずれをより抑えることができる。その結果、配線パターン２１Ａと金属製の芯材２１Ｆとの間に電界が生じることをより抑制し、温度特性をさらに改善することができる。
【００６４】
図１２は、本実施形態のヒータ装置２５の正面図である。なお、図１２では、配線パターン２１Ａを見え易くするためにシールド電極２１Ｋを省略している。第１制御部２４の紙面左側には、図６で説明した左側部用不織布部２１ＨＬが配置されている。左側部用不織布部２１ＨＬの配線パターン２１Ａと第１制御部２４は、接続線２９を介して電気的に接続されている。また、第１制御部２４の紙面右側には、リム２１の右側部２１Ｒに埋設されることとなる右側部用不織布部２１ＨＲが配置されている。右側部用不織布部２１ＨＲの配線パターン２１Ａと第１制御部２４は、接続線２９を介して電気的に接続されている。右側部用不織布部２１ＨＲおよびそれに配置された配線パターン２１Ａと、左側部用不織布部２１ＨＬおよびそれに配置された配線パターン２１Ａとは、第１制御部２４の中心線をはさんで線対称の形状をしている。
【００６５】
本実施形態では、不織布２１Ｈを左側部用不織布部２１ＨＬと右側部用不織布部２１ＨＲという２つの領域に分割し、各々に配線パターン２１Ａを具備させている。そのため、不織布２１Ｈを分割せずに１つの不織布に全ての配線パターン２１Ａを配置した場合と比べて、不織布２１Ｈをリム２１の樹脂層２１Ｇに巻きつけ易い。なお、不織布２１Ｈは２つの領域に分割されるものに限定されず、１つの不織布であっても、３つ以上に分割された不織布であってもよい。
【００６６】
図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはリム２１のどの部分に配線パターン２１Ａのどの部分が埋設されるのかを説明する図である。図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはそれぞれステアリングホイール２の表面、裏面、右側面を示している。本実施形態では、図１２の左側部用不織布部２１ＨＬにおける配線パターン２１Ａの第１の配線パターン２１Ａ１の配線ブロック２１Ａ６、２１Ａ７と、第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ８、２１Ａ９が、それぞれ、図１３Ａ、１３Ｂで示すリム２１の左側部２１Ｌの部分２１Ｐ６、２１Ｐ７、２１Ｐ８、２１Ｐ９に埋設されている。また、図１２の右側部用不織布部２１ＨＲにおける配線パターン２１Ａの第１の配線パターン２１Ａ１の配線ブロック２１Ａ６、２１Ａ７と、第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ８、２１Ａ９が、それぞれ、図１３Ａ、１３Ｂで示すリム２１の右側部２１Ｒの部分２１Ｐ６、２１Ｐ７、２１Ｐ８、２１Ｐ９に埋設されている。
【００６７】
なお、図１２においては、理解を容易にするため、左側部用不織布部２１ＨＬおよび右側部用不織布部２１ＨＲにおける配線ブロック２１Ａ６〜２１Ａ９をそれぞれ点線で囲っている。また、図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにおいてはリム２１の各部分２１Ｐ６、２１Ｐ７、２１Ｐ８、２１Ｐ９の範囲を明確にするためハッチングを付している。
【００６８】
ここで、本実施形態におけるヒータ装置２５のセンシングに関する動作原理について説明する。ヒータ装置２５は配線パターン２１Ａと、車両１のシャーシなどのグラウンドとの間で静電容量をもっている。操作者の手がステアリングホイール２に触れると、配線パターン２１Ａと手との間の静電容量が増加するので、センサ部２４Ｓからみた配線パターン２１Ａの静電容量は増加する。第１制御部２４において、センサ部２４Ｓが配線パターン２１Ａの静電容量を計測する。
【００６９】
第１制御部２４は、計測された静電容量の大きさに応じたアナログ電圧信号（第１信号ＳＧ１）を生成する。そして、第２制御部８は第１信号ＳＧ１を連続的にモニタリングして静電容量の増加量を演算し、操作者の手がステアリングホイール２に触れているのか否かを判別する。なお、操作者の手がリム２１を覆う面積が大きいほど静電容量の増加量が大きくなる。
【００７０】
図１４は、操作者のステアリングホイール２に対する把持状態が一定であれば、静電容量の増加量も手の置かれた箇所によらず一定になることを説明する図である。なお、図１４においても図１２と同様、配線パターン２１Ａを見え易くするためにシールド電極２１Ｋを省略している。ここで、図６に示した配線ブロック２１Ａ１１〜１４をさらにＹ方向に２分割し、配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１８としている。同様に、図６に示した配線ブロック２１Ａ２１〜２４をさらにＹ方向に２分割し、配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２８としている。配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１８、２１Ａ２１〜２１Ａ２８の様に定義したとしても、上記した第１の配線パターン２１Ａ１と第２の配線パターン２１Ａ２を含む配線パターン２１Ａについての定義はそのまま適用できる。
【００７１】
すなわち、種々の配線パターン２１Ａに対して一般的には、第１の配線パターン２１Ａ１および第２の配線パターン２１Ａ２のそれぞれは、直列に接続されるＮ個（Ｎは２以上の整数）の配線ブロックからなる。たとえば、図６の配線パターン２１ＡではＮ＝４であり、図１４の配線パターン２１ＡではＮ＝８である。
【００７２】
図１４に示した数値（１〜１６）は、操作者の手がステアリングホイール２に触れたときにセンサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量を示している。各数値は、第１の配線パターン２１Ａ１の各配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１８と、第２の配線パターン２１Ａ２の各配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２８における相対的な数値である。
【００７３】
配線パターン２１Ａの配線上でセンサ部２４Ｓから最も近い紙面左端の配線ブロック２１Ａ１１における、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量ΔＣ１を最大の１６とする。第１の配線パターン２１Ａ１の各配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１８におけるΔＣ１は、センサ部２４Ｓから遠くなるにつれて小さくなる。第１の配線パターン２１Ａ１の紙面右端の配線ブロック２１Ａ１８におけるΔＣ１を９とする。
【００７４】
配線パターン２１Ａの配線上で配線ブロック２１Ａ１８よりさらにセンサ部２４Ｓから遠い、第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ２１における、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量ΔＣ２を８とする。第２の配線パターン２１Ａ２の各配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２８におけるΔＣ２はセンサ部２４Ｓから遠くなるにつれて小さくなる。第２の配線パターン２１Ａ２の紙面左端の配線ブロック２１Ａ２８におけるΔＣ２を最小の１とする。
【００７５】
図１４における紙面下方のブロック矢印は、第１の配線パターン２１Ａ１の各配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１８における、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量ΔＣ１が、紙面右方向の配線ブロックほど相対的に大きな値（１６）から中程度の値（９）に変わることを示している。また、紙面上方のブロック矢印は、第２の配線パターン２１Ａ２の各配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２８における、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量ΔＣ２が、紙面左方向の配線ブロックほど相対的に中程度の値（８）から小さな値（１）になることを示している。
【００７６】
操作者はステアリングホイール２を握る時、リム２１のＹ方向の位置が略等しい表側部２１Ｕと裏側部２１Ｖに手が接触する。例えば、配線ブロック２１Ａ１１と２１Ａ２８の上方に手が置かれたとき、配線ブロック２１Ａ１１に対してΔＣ１は１６で、配線ブロック２１Ａ２８に対してΔＣ２は１なので、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量は１７（＝１６＋１）になる。すなわち、Ｙ方向の位置が略等しく、境界部２１Ａ３を挟んで互いに対向する配線ブロックの組の上方に手が置かれたときに、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量はΔＣ１とΔＣ２の和となるが、いずれも１７で一定となる。
【００７７】
本実施形態では、配線ブロック２１Ａ１１と配線ブロック２１Ａ２８の組、配線ブロック２１Ａ１２と配線ブロック２１Ａ２７の組、配線ブロック２１Ａ１３と配線ブロック２１Ａ２６の組、配線ブロック２１Ａ１４と配線ブロック２１Ａ２５の組、配線ブロック２１Ａ１５と配線ブロック２１Ａ２４の組、配線ブロック２１Ａ１６と配線ブロック２１Ａ２３の組、配線ブロック２１Ａ１７と配線ブロック２１Ａ２２の組、配線ブロック２１Ａ１８と配線ブロック２１Ａ２１の組、のいずれの組の上方に操作者が手を置いたとしても、インピーダンスは異ならない。操作者がステアリングホイール２を握る場合、リム２１の表側部２１Ｕと裏側部２１Ｖに同時に手が接触する。配線パターン２１Ａの配線上で、センサ部２４Ｓから近い第１の配線パターン２１Ａ１と、センサ部２４Ｓから遠い第２の配線パターン２１Ａ２の上方に、手が同時に置かれるため、どの組の配線ブロックの上方に手が置かれてもインピーダンスは同じになる。
【００７８】
手が置かれた位置によらずにインピーダンスがほぼ一定であるので、操作者のステアリングホイール２に対する把持状態が一定であれば、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量も手の置かれた位置によらず一定となる。
【００７９】
ヒータ素子２１ＨＥをリム２１に埋設すると、各配線ブロックにおける静電容量は、その配設位置によって影響を受ける。そのため、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量の和は、ある互いに対向する配線ブロックの組と、他の互いに対向する配線ブロックの組との間で必ずしも同一にはならず、多少のばらつきがある。しかし、例えば、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量の和に２０％程度のばらつきがあったとしても、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２に触れているのか否かを正しく判別することができる。
【００８０】
そのため、第１の配線パターン２１Ａ１の配線ブロック２１Ａ１１〜２１Ａ１８と、第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ２１〜２１Ａ２８とは、必ずしも同じパターンである必要はない。互いに対向する配線ブロックの組における静電容量に対するセンサ部２４Ｓの感度の和が、他の互いに対向する配線ブロックの組における静電容量に対するセンサ部２４Ｓの感度の和と、実質的に等しければよい。実質的に等しいとは、２０％程度のばらつきがあったとしても許容されるという意味である。
【００８１】
ここで、図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃでは、図１２に示す配線パターン２１Ａの第１の配線パターン２１Ａ１の配線ブロック２１Ａ６、２１Ａ７をリム２１の裏側に配置している。また、配線パターン２１Ａの第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ８、２１Ａ９をリム２１の表側に配置している。配線ブロック２１Ａ６、２１Ａ７における静電容量に対するセンサ部２４Ｓの感度は、配線ブロック２１Ａ８、２１Ａ９における静電容量に対するセンサ部２４Ｓの感度より高い。リム２１の表側部２１Ｕに第１の配線パターン２１Ａ１の配線ブロック２１Ａ６、２１Ａ７を配置すると、手がリム２１の表側部２１Ｕだけに触れていても、センサ部２４Ｓは比較的大きい静電容量の増加量を検出する。その場合、第２制御部８は、手がステアリングホイール２をしっかりと把持していると誤って判断してしまう。その様な誤検知を避けるために、リム２１の表側部２１Ｕに第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ８、２１Ａ９を配置する。それにより、操作者にステアリングホイール２を確実に把持するように促すことが可能となる。
【００８２】
しかしながら、本実施形態はこのような構成に限定されるものではなく、第１の配線パターン２１Ａ１の配線ブロック２１Ａ６、２１Ａ７と第２の配線パターン２１Ａ２の配線ブロック２１Ａ８、２１Ａ９を逆に配置する構成であってもかまわない。例えば、センサ部２４Ｓを接続するヒータ線２６の端部を電源部２４Ｐと逆にして、第２の配線パターン２１Ａ２を、配線パターン２１Ａの配線上で反対側端部２１ＡＤよりセンサ部側端部２１ＡＣに近くにしてもよい。したがって、一般的には、ヒータ線２６の静電容量を計測するセンサ部２４Ｓは、ヒータ線２６の先端または後端に接続される。
【００８３】
操作者がステアリングホイール２をしっかり握る場合、手は大きな接触面積でリム２１の裏側部２１Ｖに接触するが、そうでない場合は、接触面積は小さいかゼロである。操作者がステアリングホイール２をしっかり握る場合、手が裏側部２１Ｖに接触する面積は、表側部２１Ｕに接触する面積よりも大きい。よって、センサ部２４Ｓが手の接触を検出する感度が高い第１の配線パターン２１Ａ１をリム２１の裏側部２１Ｖに埋設すれば、操作者によるステアリングホイール２の把持状態を検出する精度は高くなる。
【００８４】
また、第１の配線パターン２１Ａ１は、操作者と対向するリム２１の表側部２１Ｕと裏側部２１Ｖのうち、主として裏側部２１Ｖに埋設されていれば良い。なお、「第１の配線パターン２１Ａ１が、操作者と対向するリム２１の表側部２１Ｕと裏側部２１Ｖのうち主として裏側部２１Ｖに埋設されている」の文言は、「第１の配線パターン２１Ａ１が、リム２１の表側部２１Ｕと裏側部２１Ｖのうち裏側部２１Ｖのみに埋設されている」という態様を含む。
【００８５】
本実施形態では、リム２１の左側部２１Ｌと右側部２１Ｒにそれぞれ配線パターン２１Ａが埋設されている。第１制御部２４のセンサ部２４Ｓが配線パターン２１Ａにおける静電容量の増加量をモニタリングする。それにより、手がリム２１の左側部２１Ｌおよび／または右側部２１Ｒを把持している状態が正確に検出される。
【００８６】
図１５は、本実施形態における車両１のブロック図である。第１制御部２４において、第１センサ部２４Ｓ１はリム２１の左側部２１Ｌに埋設された配線パターン２１Ａの静電容量ＣＬを計測する。第２センサ部２４Ｓ２はリム２１の右側部２１Ｒに埋設された配線パターン２１Ａの静電容量ＣＲを計測する。そして、処理部２４ＰＲは静電容量ＣＬ、ＣＲの大きさに応じたアナログ電圧信号（第１信号ＳＧ１）を生成し、車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて操作者の手とステアリングホイール２の間の把持状態を判定する。
【００８７】
第２制御部８は、把持状態が好ましくないと判定したときは、車両１に設けられたスピーカ３に第２信号ＳＧ２を出力し、表示装置４に第３信号ＳＧ３を出力する。第２信号ＳＧ２を受信したスピーカ３は、例えば「ステアリングホイールを握って下さい」のような警告音声を出力する。第３信号ＳＧ３を受信した表示装置４は、例えば「安全のため、しっかりステアリングホイールを握って下さい」のような警告を表示する。
【００８８】
本実施形態のヒータ装置２５およびステアリングホイール２によれば、シールド電極２１Ｋによって、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の温度特性を効果的に改善することができる。さらに、本実施形態のヒータ装置２５およびステアリングホイール２によれば、操作者のステアリングホイール２に対する把持状態が一定であれば、手の置かれた箇所によらずセンサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量も一定となる。それにより、操作者の手のステアリングホイール２に対する把持状態を検出する精度が向上する。また、本実施形態のステアリングホイール２を備えた車両１は、操作者の手のステアリングホイール２に対する把持状態を検出する精度が向上するため、操作者に適切に警告することができる。それにより、車両１の安全性は向上する。
【００８９】
なお、第１の配線パターン２１Ａ１および第２の配線パターン２１Ａ２は、複数の折りたたみ部２１Ａ４を複数の折り返し部２１Ａ５で連結して構成され、Ｘ方向に沿って延びている。また、折りたたみ部２１Ａ４はＸ方向となす角度よりもＹ方向となす角度が小さくなるように延びている。すなわち、折りたたみ部２１Ａ４は、Ｙ方向に実質的に延びている。
【００９０】
よって、Ｙ方向と垂直なＸ方向に配線パターン２１Ａが引っ張られてもヒータ線２６の折れや断線を防止することができる。また、配線パターン２１ＡがＹ方向に伸ばされることによるヒータ線２６の折れや断線は、複数の配線ブロックを設けることにより防止することができる。
【００９１】
また、Ｙ方向に折りたたみ部２１Ａ４が実質的に延びているので、配線パターン２１Ａの形状がリム２１の表層２１Ｊに浮き出しにくく、それ故、ステアリングホイール２の美観を損ねることを抑えることができる。また、操作者は配線パターン２１Ａの形状が浮き出すことによる違和感を覚えにくい。
【００９２】
また、車両１が、スピーカ３や表示装置４などの注意喚起装置を備えているので、操作者にステアリングホイール２をしっかり握るように注意喚起でき、結果として交通事故を減少させることができる。なお、本実施形態において、注意喚起装置とはスピーカ３や表示装置４に限らず、ステアリングホイール２の操作者に警告を発して注意を喚起する装置である。
【００９３】
また、本実施形態においては、第１制御部２４は、配線パターン２１Ａの静電容量を計測し処理することにより、静電容量をアナログ電圧信号に変換した第１信号ＳＧ１を第２制御部８に出力する。ここで、第１制御部２４は、アナログ電圧信号をデジタル化した第１信号ＳＧ１を出力してもよい。第１制御部２４は、計測された静電容量データを処理してアナログ電圧信号またはデジタル信号を生成し、さらに処理を進めて、操作者の手とステアリングホイール２との間の接触状態を判断してもよい。
【００９４】
なお、本実施形態では、図１２のように不織布２１Ｈを左側部用不織布部２１ＨＬと右側部用不織布部２１ＨＲの２つに分割して配線パターン２１Ａを配置しているが、本発明はその構成に限定されない。不織布２１Ｈを３つ以上に分割し、それに対応して配線パターン２１Ａやセンサ部２４Ｓも３つ以上具備させることもできる。この構成により、操作者の手がステアリングホイール２のどの部分にどれくらいの接触面積で接触しているかを、より高精度に検出することができる。
【００９５】
また、図１２の構成では、２枚の不織布部２１ＨＬ、２１ＨＲを用いているが、１枚の不織布２１Ｈの中に配線パターン２１Ａを複数に分割して配置する構成としてもよい。
【００９６】
また、本実施形態において配線パターン２１Ａは、１本のヒータ線２６を繰り返し折り返して、不織布２１Ｈ上に配置することにより構成したが、ヒータ線２６は１本だけでなく、複数本で構成されていてもよい。
【００９７】
また、本実施形態では、センサ部側端部２１ＡＣと反対側端部２１ＡＤとは、Ｙ方向に関して最も外側の配線ブロックにおけるＹ方向の一方の縁端部に設けている。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、センサ部側端部２１ＡＣと反対側端部２１ＡＤとが、Ｙ方向に関して最も外側の配線ブロックにおけるＸ方向の縁端部に設けられる構成としてもよい。
【００９８】
（第２実施形態）
図１６Ａ〜図１７を参照して第２実施形態について説明する。図１６Ａは、本実施形態のヒータ装置３５の配線パターン２１Ｂと第１制御部２４までの配線経路を示す図である。なお、図１６Ａでは、配線パターン２１Ｂを分かりやすく説明するために、シールド電極２１Ｋを図示していない。図１６Ｂは、本実施形態におけるシールド電極２１Ｋの配置および構成を示す図である。本実施の形態におけるシールド電極２１Ｋは、不織布２１Ｈに一体化されたヒータ線２６からなる配線パターン２１Ｂに、リム２１の径方向において対向するように配置されている。そして、このヒータ線２６が縫い付けられた不織布２１Ｈと、シールド電極２１Ｋとからヒータ素子２１ＨＥが構成されている。なお、図１６Ｂでは、図９および図１１と同様、配線パターン２１Ａとシールド電極２１Ｋとを分かりやすくするために、それぞれを実線および網掛けによって示しているが、シールド電極２１Ｋは、不織布２１Ｈの裏側（紙面奥側）に配置されている。図１７はステアリングホイール２のどの部分に配線パターン２１Ｂのどの部分が埋設されるのかを説明する図であり、ステアリングホイール２の表側面（操作者に対向する側の面）を示している。
【００９９】
本実施形態のヒータ装置３５は、ステアリングホイール２に埋設されるヒータ素子２１ＨＥと、センサ部２４Ｓとを備える。図１６Ａには、ステアリングホイール２の左側部２１Ｌに埋設されるヒータ素子２１ＨＥが示されている。ヒータ素子２１ＨＥは、左側部用不織布部２１ＨＬと、左側部用不織布部２１ＨＬ上に配置された配線パターン２１Ｂを備える。
【０１００】
第１実施形態ではステアリングホイール２のスポーク２３には配線パターン２１Ａは埋設されていない。本実施形態においては、配線パターン２１Ｂは、第１実施形態と同様の配線パターンに加えて、スポーク２３に埋設されるスポーク配線パターン部２１ＢＳを備えている。以下に、第１実施形態との差異を中心に説明し、共通する事項については説明を省略又は簡略化する。
【０１０１】
図１６Ａにおいて、配線パターン２１Ｂは、スポーク２３に埋設されるスポーク配線パターン部２１ＢＳを２つ備えている。紙面下側のスポーク配線パターン部２１ＢＳはスポーク２３の表側面の部分２１ＰＳ（図１７参照）に埋設される。また、紙面上側のスポーク配線パターン部２１ＢＳは、スポーク２３の裏側面のうち図１７に示した部分２１ＰＳと対応する部分に埋設されている。このスポーク配線パターン部２１ＢＳはスポーク２３を暖めて、操作者のスポーク２３に対する把持を快適なものにする。
【０１０２】
２つのスポーク配線パターン部２１ＢＳは、いずれも、配線パターン２１Ｂの配線上ではセンサ部側端部２１ＢＣよりも反対側端部２１ＢＤに近い。そのため、スポーク配線パターン部２１ＢＳにおける静電容量に対するセンサ部２４Ｓの感度は低いので、操作者の手がスポーク配線パターン部２１ＢＳの上方に置かれても、センサ部２４Ｓが検出する静電容量の増加量は小さい。したがって、操作者がしっかりとステアリングホイール２を握っているか否かを第２制御部８が判定するときに、スポーク配線パターン部２１ＢＳがその判定に与える影響は小さい。
【０１０３】
図１２と同様に、右側部用不織布部２１ＨＲに設けられた配線パターン２１Ｂと、左側部用不織布部２１ＨＬに設けられた配線パターン２１Ｂとは、第１制御部２４の中心線をはさんで線対称の形状をしている。右側部用不織布部２１ＨＲに設けられた配線パターン２１Ｂもスポーク配線パターン部２１ＢＳを２つ備えている。
【０１０４】
また、スポーク配線パターン部２１ＢＳは隣接する配線ブロック２１Ｂ１４、２１Ｂ１５、２１Ｂ２３、２１Ｂ２４とは別個の配線パターンである。仮に、スポーク配線パターン部２１ＢＳをなくして、スポーク２３を暖めるために配線ブロック２１Ｂ１４、２１Ｂ１５や、配線ブロック２１Ｂ２３、２１Ｂ２４がスポーク配線パターン部２１ＢＳの領域まで拡張されたとする。その場合、同じ把持状態であったとしても、配線ブロック２１Ｂ１４と配線ブロック２１Ｂ２４の組と、配線ブロック２１Ｂ１５と配線ブロック２１Ｂ２３の組は、他の配線ブロックの組と、静電容量の増加量が同じにならない。そのため、操作者の手がステアリングホイール２にどれくらいの接触面積で接触しているかを、高精度に検出することができない。
【０１０５】
図１７に示すように本実施形態では、ステアリングホイール２にスポーク２３が３つ設けられていたが、左側部２１Ｌに２つと、右側部２１Ｒに２つの合計４つのスポーク２３が設けられていてもよい。この場合、図１６Ａを用いて説明すると、配線パターン２１Ｂの紙面上側の領域に２つのスポーク配線パターン部２１ＢＳが設けられ、配線パターン２１Ｂの紙面下側の領域に２つのスポーク配線パターン部２１ＢＳが設けられる。スポーク配線パターン部２１ＢＳの数については任意の数とすることができる。
【０１０６】
また、図１６Ｂに示すように、本実施形態におけるシールド電極２１Ｋは、不織布２１Ｈに一体化されたヒータ線２６からなる配線パターン２１Ｂに、リム２１の径方向に対向するように配置されている。第１実施形態と同様に、シールド電極２１Ｋは、略Ｕ字状に形成されている。このシールド電極２１Ｋの第１のシールド電極部分２１Ｋ１は、第１の配線パターン２１Ａ１に、リム２１の径方向において対向するように配置され、第２のシールド電極部分２１Ｋ２は、第２の配線パターン２１Ａ２に、リム２１の径方向において対向するように配置される。なお、本実施形態では、第２のシールド電極部分２１Ｋ２における接続部Ｋと反対側の端、つまり、センサ部側端部２１ＢＣに対応する端と、センサ部２４Ｓとが、接続線２９を介して接続されている。
【０１０７】
なお、第１実施形態および第２実施形態は、例示であって様々な変形形態をとることもできる。
【０１０８】
図１８は、配線パターンおよびシールド電極２１Ｋの変形例を示す図である。なお、図１８では、ステアリングホイール２に備えられている配線パターン、シールド電極２１Ｋおよびセンサ部２４Ｓに着目し、その他の構成要素を省略している。
【０１０９】
例えば、ヒータ線２６は、直列に接続される第１の配線パターン２０１Ａ１と第２の配線パターン２０１Ａ２とを形成する。第１の配線パターン２０１Ａ１は、上記第１実施形態および第２実施形態における第１の配線パターン２１Ａ１に相当するが、配線ブロックを１つのみ有する。同様に、第２の配線パターン２０１Ａ２は、上記第１実施形態および第２実施形態における第２の配線パターン２１Ａ２に相当するが、配線ブロックを１つのみ有する。なお、第１および第２の配線パターン２０１Ａ１、２０１Ａ２から配線パターン２０１Ａが構成されている。第１および第２の配線パターン２０１Ａ１、２０１Ａ２は、（ａ）ヒータ線２６の先端側から後端側に向かう向きが互いに逆になるように、リム２１の円周方向である第１方向（Ｙ方向）に沿って配置され、かつ、（ｂ）第１方向と垂直な第２方向（Ｘ方向）に互いに対向するように配置されている。
【０１１０】
このような配線パターン２０１Ａに対して、例えば図８に示すシールド電極を用いても、温度特性の問題が生じる。そこで、配線パターン２０１Ａに対しても、第１実施形態における図９に示すシールド電極２１Ｋを用いることにより、温度特性を改善することができる。
【０１１１】
つまり、本変形例においても、シールド電極２１Ｋは、リム２１の径方向において第１の配線パターン２０１Ａ１に対向して配置される第１のシールド電極部分２１Ｋ１と、リム２１の径方向において第２の配線パターン２０１Ａ２に対向して配置される第２のシールド電極部分２１Ｋ２とを有する。第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２は、第２方向（Ｘ方向）に互いに対向するように配置される。さらに、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２の接続部Ｋが、第１および第２の配線パターン２０１Ａ１、２０１Ａ２の接続部Ａに、リム２１の径方向において対向するように、第１および第２のシールド電極部分２１Ｋ１、２１Ｋ２は直列に接続されている。
【０１１２】
このような配線パターン２０１Ａに対しても、シールド電極２１Ｋによって、温度特性を十分に改善することができる。
【０１１３】
また、例えば、第２制御部８に第１信号ＳＧ１のデータを長期間保存するための記憶部を設けることができる。近年、操作者が車両１のステアリングホイール２を握ることなく車両１を運行させる、いわゆる自動運転技術の開発が活発化されている。この車両１の自動運転技術には、車両１に取り付けたカメラからの映像情報、全地球測位システム（ＧＰＳ）からの位置情報、レーザレーダ装置により測定された距離情報などが利用される。このような自動運転の車両１に本発明のステアリングホイール２を適用すれば、操作者のステアリングホイール２に対する把持状態を後に分析することが可能となる。
【０１１４】
例えば、自動運転の車両１が交通事故を起こした場合、記憶部に保存された第１信号ＳＧ１のデータを解析することにより、操作者のステアリングホイール２の把持状態を特定できる。そのため、事故の責任が操作者によるステアリングホイール２の操作ミスなのか否か、自動運転プログラムのバグなのか否か、事故の相手車両の責任の方が大きいのか否か等を事故後に究明できる可能性が高くなる。
【０１１５】
第１実施形態、第２実施形態では、操作者のステアリングホイール２への接触を検出するために配線パターンに特徴を有するヒータ装置２５、３５を開示した。これにより、ステアリングホイール２を加熱するヒータ素子２１ＨＥにセンサ部２４Ｓを接続するだけで、操作者のステアリングホイール２への接触を検出できる。それ以外にも、操作者のステアリングホイール２への接触を検出するための専用の配線パターンをリム２１に埋設できる場合にも、上記実施形態に示した配線パターンを用いることができる。その場合は、ヒータ装置とは別の構成となるため、グリップセンサ装置となる。
【０１１６】
その場合、グリップセンサ装置は、リムを備えたステアリングホイールに配設され、基材と、基材上に１本の電極線が配置された配線パターンと、配線パターンの静電容量を計測するセンサ部とを備え、配線パターンは各実施形態で示した配線パターンとなる。
【０１１７】
第１実施形態、第２実施形態では、車両１について説明したが、それ以外にも例えば鉄道、飛行機、船舶等の人間や貨物を輸送するための運輸装置およびそのステアリングホイールに、本願発明のヒータ装置を適用することができる。
【０１１８】
なお、本願発明に関して、用語「ステアリングホイール」は、各種タイプの操舵グリップ・ハンドルをも包含するものである。したがって、例えば自動車などの車両の用途に限定されず、航空機の操縦桿や船舶の舵も本願発明におけるステアリングホイールの技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
操作者がステアリングホイールを把持する状態を検出する精度が向上したヒータ装置、ステアリングホイールおよび運輸装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１    車両（運輸装置）
２    ステアリングホイール
３    スピーカ
４    表示装置
８    第２制御部
２１    リム
２１Ａ、２１Ｂ、２０１Ａ、９２１Ａ    配線パターン
２１Ａ１、２０１Ａ１    第１の配線パターン
２１Ａ２、２０１Ａ２    第２の配線パターン
２１Ａ３    境界部
２１Ａ１１〜２１Ａ１８、２１Ａ２１〜２１Ａ２８、２１Ａ６、２１Ａ７、２１Ａ８、２１Ａ９、２１Ｂ１４、２１Ｂ１５、２１Ｂ２３、２１Ｂ２４    配線ブロック
２１ＡＣ、２１ＢＣ    センサ部側端部
２１ＡＤ、２１ＢＤ    反対側端部
２１ＢＳ    スポーク配線パターン部
２１Ｈ    不織布（基材）
２１Ｋ    シールド電極
２１Ｋ１    第１のシールド電極部分
２１Ｋ２    第２のシールド電極部分
２１Ｋ１１〜２１Ｋ１８、２１Ｋ１１〜２１Ｋ１８    電極片
２３    スポーク
２４    第１制御部
２４Ｓ    センサ部
２４Ｐ    電源部
２５、３５    ヒータ装置
２６    ヒータ線
２９    接続線
Ａ、Ｋ    接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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