JP2008301959A - ステアリングホイール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の生体情報を安定して検出する。
【解決手段】ステアリングホイール１０では、リム部１８に設けられた生体センサ２６に乗員の手が接触されることで生体センサ２６が乗員の生体情報を検出すると共に、リム部１８に設けられたひずみゲージ３２が生体センサ２６への乗員の手の接触力を検出する。ここで、生体センサ２６への乗員の手の接触力が所定値以上であることがひずみゲージ３２によって検出された際に、当該生体センサ２６が検出した乗員の生体情報によって、乗員の正確な生体情報を得ることができる。このため、乗員の生体情報を安定して検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングホイールの外周部を乗員の手が把持可能にされたステアリングホイール構造に関する。

ステアリングホイール構造としては、ステアリングホイールの外周部に電位式心拍センサが設けられて、乗員の心拍を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。

ここで、このステアリングホイール構造では、乗員の手がステアリングホイールの外周部を把持しない状態で電位式心拍センサに軽く接触しているだけの際等、電位式心拍センサへの乗員の手の接触力が小さい際には、電位式心拍センサによる乗員の心拍の検出が不正確になる。これにより、乗員の心拍の検出が不安定になる可能性がある。
特開平１１−２２５９７５号公報

本発明は、上記事実を考慮し、乗員の生体情報を安定して検出できるステアリングホイール構造を得ることが目的である。

請求項１に記載のステアリングホイール構造は、車両に設けられ、外周に設けられた外周部を乗員の手が把持可能にされたステアリングホイールと、前記ステアリングホイールに設けられ、前記手が接触されることで乗員の生体情報を検出可能にされた生体検出手段と、前記ステアリングホイールに設けられ、前記生体検出手段への前記手の接触力が所定値以上であることを検出可能にされた接触検出手段と、を備えている。

請求項２に記載のステアリングホイール構造は、請求項１に記載のステアリングホイール構造において、前記生体検出手段及び接触検出手段を前記外周部に前記ステアリングホイール周方向に亘ってそれぞれ複数設けた、ことを特徴としている。

請求項３に記載のステアリングホイール構造は、請求項１又は請求項２に記載のステアリングホイール構造において、前記接触検出手段は、前記生体検出手段への前記手の接触力の値を検出可能にされた、ことを特徴としている。

請求項４に記載のステアリングホイール構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のステアリングホイール構造において、前記接触検出手段は、前記生体検出手段への前記手の接触力によって変形されて前記生体検出手段への前記手の接触力が検出される変形部材を有する、ことを特徴としている。

請求項５に記載のステアリングホイール構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のステアリングホイール構造において、前記接触検出手段は、前記生体検出手段への前記手の接触力によって全体が移動されて前記生体検出手段への前記手の接触力が検出される移動部材を有する、ことを特徴としている。

請求項１に記載のステアリングホイール構造では、車両に設けられたステアリングホイールの外周に外周部が設けられており、外周部を乗員の手が把持可能にされている。ステアリングホイールには生体検出手段が設けられており、生体検出手段に乗員の手が接触されることで、生体検出手段が乗員の生体情報を検出可能にされている。

ここで、ステアリングホイールに接触検出手段が設けられており、生体検出手段への乗員の手の接触力が所定値以上であることを接触検出手段が検出可能にされている。このため、例えば、生体検出手段への乗員の手の接触力が、生体検出手段が乗員の正確な生体情報を検出するための最小値以上であることを接触検出手段が検出した際に、生体検出手段が検出した乗員の生体情報によって、乗員の正確な生体情報を得ることができる。これにより、乗員の生体情報を安定して検出することができる。

請求項２に記載のステアリングホイール構造では、生体検出手段及び接触検出手段が外周部にステアリングホイール周方向に亘ってそれぞれ複数設けられている。このため、乗員の手の外周部への接触位置に拘らず、乗員の生体情報を検出することができる。

請求項３に記載のステアリングホイール構造では、接触検出手段が生体検出手段への乗員の手の接触力の値を検出可能にされている。このため、生体検出手段への乗員の手の接触力を良好に検出することができる。

請求項４に記載のステアリングホイール構造では、生体検出手段への乗員の手の接触力によって変形部材が変形されて、生体検出手段への乗員の手の接触力が検出される。このため、生体検出手段への乗員の手の接触力を良好に検出することができる。

請求項５に記載のステアリングホイール構造では、生体検出手段への乗員の手の接触力によって移動部材の全体が移動されて、生体検出手段への乗員の手の接触力が検出される。このため、生体検出手段への乗員の手の接触力を良好に検出することができる。

［第１の実施の形態］
図２には、本発明のステアリングホイール構造が適用されて構成された第１の実施の形態に係るステアリングホイール１０が車両後側から見た正面図にて示されており、図３には、ステアリングホイール１０が車幅方向から見た側面図にて示されている。

本実施の形態に係るステアリングホイール１０には、中央部としてのボス部１２が設けられており、ボス部１２は、ステアリングホイール１０の正面視中央部分に配置されている。ボス部１２には、円軸状のステアリングシャフト１４の車両後側端（上端）が固定されており、ステアリングホイール１０はステアリングシャフト１４を中心軸としてステアリングシャフト１４と一体に回転可能にされている。

ボス部１２には、接続部としての所定数（本実施の形態では３つ）のスポーク部１６の基端が固定されており、スポーク部１６は、ボス部１２からステアリングホイール１０の径方向外側へ延伸されると共に、ボス部１２と一体に回転可能にされている。

所定数のスポーク部１６の先端には、外周部としての円環状のリム部１８が固定されており、リム部１８は、ステアリングホイール１０の周方向に沿って配置されて中心軸がステアリングシャフト１４の中心軸と一致されると共に、ボス部１２及び所定数のスポーク部１６と一体に回転可能にされている。リム部１８は、車両の乗員（運転手）の手が把持可能にされており、リム部１８を乗員の手が把持した状態で、ステアリングホイール１０が回転されることで、ステアリングシャフト１４が回転されて、車両が操舵される。

図１に示す如く、リム部１８の内部には、内側部材としての金属製円環状の芯材２０が設けられており、芯材２０は、ステアリングホイール１０の周方向に沿って配置されている。芯材２０の外周には、外側部材（意匠部材）としての円環状のステアリング材２２が固定されており、ステアリング材２２は、ステアリングホイール１０の周方向に沿って配置されて、芯材２０を被覆している。

リム部１８には、生体検出機構２４が設けられている。

リム部１８には、ステアリング材２２のステアリングホイール１０径方向外側部分において、生体検出手段としての金属製円柱状の生体センサ２６が複数設けられており、複数の生体センサ２６は、リム部１８にステアリングホイール１０の周方向全体に亘って等間隔に配置されている（図２及び図３参照）。

生体センサ２６は、ステアリングホイール１０の径方向に移動可能にされており、生体センサ２６と芯材２０との間には、付勢手段としてのコイルスプリング２８が絶縁状態で架け渡されている。生体センサ２６は、リム部１８の表面（ステアリング材２２の表面）から僅かに突出されており、乗員の手が生体センサ２６に接触して生体センサ２６を押圧することで、生体センサ２６がコイルスプリング２８の付勢力に抗して芯材２０側（ステアリングホイール１０径方向内側）へ移動可能にされている。また、コイルスプリング２８の付勢力は、弱くされている。

生体センサ２６は、例えば通電された導電体にされており、生体センサ２６に乗員の手が接触されることで、生体センサ２６が乗員の生体情報（例えば心拍等の生理状態）を検出可能にされている。生体センサ２６には、生体計測手段としての生体計測器３０が接続されており、生体計測器３０は、生体センサ２６が検出した乗員の生体情報に基づき、乗員の生体情報を計測可能にされている。

生体センサ２６と芯材２０との間には、接触検出手段の変形部材としてのひずみゲージ３２が架け渡されており、ひずみゲージ３２は、生体センサ２６がコイルスプリング２８の付勢力に抗して芯材２０側へ移動された際に、変形されてひずみを発生することで、ひずみ量（すなわちコイルスプリング２８の収縮量）ひいてはコイルスプリング２８の付勢力の値（すなわち生体センサ２６への乗員の手の接触力の値）を検出可能にされている。また、ひずみゲージ３２は、弱い圧力でひずみを発生して、ひずみ量を検出可能にされている。

ひずみゲージ３２は、接触計測手段としてのひずみ計測器３４に接続されており、ひずみ計測器３４は、ひずみゲージ３２のひずみ量に基づき、コイルスプリング２８の収縮量及びコイルスプリング２８の付勢力の値から、生体センサ２６への乗員の手の接触力の値を計測可能にされている。

生体計測器３０及びひずみ計測器３４は、制御手段としての制御装置３６に接続されており、制御装置３６は、生体計測器３０及びひずみ計測器３４の計測結果に基づき、乗員の手の接触力が所定値（閾値）以上である生体センサ２６における乗員の生体情報を正確な乗員の生体情報として採用する。また、当該所定値としては、乗員の手がリム部１８を把持した状態で生体センサ２６に接触している際と乗員の手がリム部１８を把持しない状態で生体センサ２６に軽く接触している際とを判別できる値にしたり、車両の通常の運転中に乗員の手がリム部１８を把持する際における生体センサ２６への乗員の手の接触力の最大値よりも僅かに小さい値にしたりして、生体センサ２６が乗員の正確な生体情報を検出するための生体センサ２６への乗員の手の接触力の最小値にされている。なお、乗員の右手が接触する生体センサ２６と乗員の左手が接触する生体センサ２６とを使用して乗員の生体情報を得るのが好ましい。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成のステアリングホイール１０では、リム部１８に設けられた生体センサ２６に乗員の手が接触されることで、生体センサ２６が、コイルスプリング２８の付勢力に抗して芯材２０側へ移動されると共に、乗員の生体情報を検出可能にされている。さらに、リム部１８に設けられたひずみゲージ３２が、生体センサ２６への乗員の手の接触力の値を検出可能にされている。

ここで、生体センサ２６への乗員の手の接触力が所定値（生体センサ２６が乗員の正確な生体情報を検出するための生体センサ２６への乗員の手の接触力の最小値）以上であることがひずみゲージ３２によって検出された際に、当該ひずみゲージ３２に対応する生体センサ２６が検出した乗員の生体情報によって、乗員の正確な生体情報を得ることができる。これにより、乗員の生体情報を安定して検出することができる。

さらに、生体センサ２６及びひずみゲージ３２がリム部１８にステアリングホイール周方向に亘ってそれぞれ複数設けられている。このため、車両の運転中に乗員の手のリム部１８に対する把持位置（リム部１８への接触位置）がリム部１８の何れの周方向位置にあっても、乗員の生体情報を安定して検出することができる。これにより、乗員の生理状態の急な変化に対応することができる。

また、生体センサ２６への乗員の手の接触力によってひずみゲージ３２が変形されて、ひずみゲージ３２が生体センサ２６への乗員の手の接触力の値を検出可能にされている。このため、生体センサ２６への乗員の手の接触力を良好に検出することができる。

さらに、ひずみゲージ３２は弱い圧力でひずみを発生してひずみ量を検出可能にされている。このため、コイルスプリング２８の付勢力を弱くすることができ、生体センサ２６をコイルスプリング２８の付勢力に抗して芯材２０側へ移動させるための生体センサ２６への乗員の手の接触力を小さくすることができる。これにより、乗員の手がリム部１８を把持する際に乗員が違和感を受けることを抑制することができる。

［第２の実施の形態］
図４には、本発明のステアリングホイール構造が適用されて構成された第２の実施の形態に係るステアリングホイール５０の主要部が車両後側から見た断面図にて示されている。

本実施の形態に係るステアリングホイール５０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。

本実施の形態に係るステアリングホイール５０では、上記第１の実施の形態におけるひずみゲージ３２及びひずみ計測器３４は設けられていない。

生体センサ２６と芯材２０との間には、接触検出手段としての検出スイッチ５２が設けられており、検出スイッチ５２は、一対の電極５４、５６を有している。一方の電極５４（移動部材）は、生体センサ２６の芯材２０側の面に絶縁状態で固定されると共に、他方の電極５６は、芯材２０の生体センサ２６側の面に絶縁状態で固定されており、一対の電極５４、５６はステアリングホイール５０径方向において互いに離間された状態（ＯＦＦ状態）で対向している。

検出スイッチ５２は、生体センサ２６がコイルスプリング２８の付勢力に抗して芯材２０側へ移動された際に、一方の電極５４（一方の電極５４の全体）が生体センサ２６と共に移動されて他方の電極５６に接触される（ＯＮ状態にされる）ことで、一方の電極５４の移動量が所定量であること（すなわちコイルスプリング２８の収縮量が所定量であること）ひいてはコイルスプリング２８の付勢力が所定値以上であること（すなわち生体センサ２６への乗員の手の接触力が所定値以上であること）を検出可能にされている。

検出スイッチ５２（一対の電極５４、５６）は、接触計測手段としての接触力計測器５８に接続されており、接触力計測器５８は、一対の電極５４、５６が接触される（ＯＮ状態にされる）ことに基づき、一方の電極５４の移動量及びコイルスプリング２８の収縮量が所定量であること及びコイルスプリング２８の付勢力が所定値以上であることから、生体センサ２６への乗員の手の接触力が所定値以上であることを計測可能にされている。

生体計測器３０及び接触力計測器５８は、制御装置３６に接続されており、制御装置３６は、生体計測器３０及び接触力計測器５８の計測結果に基づき、乗員の手の接触力が所定値（閾値）以上である生体センサ２６における乗員の生体情報を正確な乗員の生体情報として採用する。また、当該所定値は、上記第１の実施の形態と同様に、生体センサ２６が乗員の正確な生体情報を検出するための生体センサ２６への乗員の手の接触力の最小値にされている。

ここで、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

特に、検出スイッチ５２では、生体センサ２６への乗員の手の接触力によって一方の電極５４が移動されて他方の電極５６に接触される（ＯＮ状態にされる）ことで、生体センサ２６への乗員の手の接触力が所定値以上であることを検出可能にされている。このため、生体センサ２６への乗員の手の接触力を良好に検出することができる。

さらに、検出スイッチ５２では、生体センサ２６の芯材２０側への移動及び一方の電極５４の他方の電極５６側への移動がコイルスプリング２８の付勢力のみに抗して行われる。このため、生体センサ２６を芯材２０側へ移動させるための生体センサ２６への乗員の手の接触力を小さくすることができ、乗員の手がリム部１８を把持する際に乗員が違和感を受けることを抑制することができる。

なお、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、複数の生体センサ２６（コイルスプリング２８及びひずみゲージ３２又は検出スイッチ５２を含む）をリム部１８にステアリングホイール１０の周方向に沿って等間隔に配置した構成としたが、複数の生体センサ２６（コイルスプリング２８及びひずみゲージ３２又は検出スイッチ５２を含む）をリム部１８にステアリングホイール１０の周方向に沿って等間隔でない間隔で配置した構成としてもよい。

また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、生体センサ２６（コイルスプリング２８及びひずみゲージ３２又は検出スイッチ５２を含む）をリム部１８のステアリングホイール１０径方向外側部分に設けた構成としたが、生体センサ２６（コイルスプリング２８及びひずみゲージ３２又は検出スイッチ５２を含む）をリム部１８のステアリングホイール１０径方向内側部分、乗員側部分（車両後側部分）又は反乗員側部分（車両前側部分）に設けた構成としてもよい。さらに、生体センサ２６（コイルスプリング２８及びひずみゲージ３２又は検出スイッチ５２を含む）をボス部１２やスポーク部１６に設けた構成としてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るステアリングホイールの主要部を示す車両後側から見た断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るステアリングホイールを示す車両後側から見た正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るステアリングホイールを示す車幅方向から見た側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るステアリングホイールの主要部を示す車両後側から見た断面図である。

符号の説明

１０ ステアリングホイール（ステアリングホイール構造）
１８ リム部（外周部）
２６ 生体センサ（生体検出手段）
３２ ひずみゲージ（接触検出手段、変形部材）
５０ ステアリングホイール（ステアリングホイール構造）
５２ 検出スイッチ（接触検出手段）
５４ 電極（移動部材）

Claims (5)

1. 車両に設けられ、外周に設けられた外周部を乗員の手が把持可能にされたステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールに設けられ、前記手が接触されることで乗員の生体情報を検出可能にされた生体検出手段と、
   前記ステアリングホイールに設けられ、前記生体検出手段への前記手の接触力が所定値以上であることを検出可能にされた接触検出手段と、
   を備えたステアリングホイール構造。
2. 前記生体検出手段及び接触検出手段を前記外周部に前記ステアリングホイール周方向に亘ってそれぞれ複数設けた、ことを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール構造。
3. 前記接触検出手段は、前記生体検出手段への前記手の接触力の値を検出可能にされた、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のステアリングホイール構造。
4. 前記接触検出手段は、前記生体検出手段への前記手の接触力によって変形されて前記生体検出手段への前記手の接触力が検出される変形部材を有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載のステアリングホイール構造。
5. 前記接触検出手段は、前記生体検出手段への前記手の接触力によって全体が移動されて前記生体検出手段への前記手の接触力が検出される移動部材を有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載のステアリングホイール構造。

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