JP2016225259A - 把持検出装置及びセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールのリムに組み込まれた際に、運転者の体の一部が軽く触れた場合などに生じる誤検出を防止することができるセンサを提供する。
【解決手段】センサ２０は、リム１２に取付可能な下側基板２２と、下側基板２２の上方に配置される上側基板２６と、Ｘ方向に沿って配置される複数の検出接点対８０とを備える。検出接点対８０のそれぞれは、下側基板２２の上面に取り付けられる下側電極５０と、下側電極５０に対向するように上側基板２６の下面に取り付けられる上側電極６０とから構成される。センサ２０は、検出接点対８０のＸ方向の両側に配置されるスペーサ２４を含む。スペーサ２４は、上側電極６０と下側電極５０とが離間するように上側基板２６と下側基板２２との間に配置される。上側電極６０のＸ方向の最大幅は、下側電極５０のＸ方向の最大幅よりも小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、把持検出装置及びセンサに係り、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センサに関するものである。

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を把持しているか否かを検出することも行われている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような従来の方法では、静電容量式のタッチセンサにより検出される静電容量の変化を用いてリムの把持状態を検出しているため、運転者の体の一部がステアリングホイールのリムに軽く接触しただけでリムが把持されたものと誤検出してしまうことがある。

特開２０１３−７５６５３号公報

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、運転者の体の一部が軽く触れた場合などに生じる誤検出を防止することができる把持検出装置及びこれに用いられるセンサを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、ステアリングホイールのリムに組み込まれた際に、運転者の体の一部が軽く触れた場合などに生じる誤検出を防止することができるセンサが提供される。このセンサは、上記リムに取付可能な下側基板と、上記下側基板の上方に配置される上側基板と、上記リムが延びる方向に垂直な断面の周方向に対応する第１の方向に沿って配置される複数の検出接点対とを備えている。これらの複数の検出接点対のそれぞれは、上記下側基板の上面に取り付けられる下側電極と、該下側電極に対向するように上記上側基板の下面に取り付けられる上側電極とから構成される。また、上記センサは、上記複数の検出接点対のそれぞれの上記第１の方向の両側に配置されるスペーサと、上記上側電極に電気的に接続される上側配線と、上記下側電極に電気的に接続される下側配線とを備えている。上記スペーサは、互いに対向する上記上側電極と上記下側電極とが離間するように上記上側基板と上記下側基板との間に配置される。上記上側電極の上記第１の方向の最大幅は、該上側電極に対応する上記下側電極の上記第１の方向の最大幅よりも小さい。

このように、本発明に係るセンサは、静電容量の変化ではなく、検出接点対における上側電極と下側電極との物理的接触を検出するものであるため、このセンサをステアリングホイールのリムに組み込んで把持検出装置を構成した場合には、運転者が実際にリムを把持して上側基板に力を加えて上側電極を下側電極に押し付けない限り検出信号が出力されない。したがって、運転者の体の一部がステアリングホイールのリムに軽く接触しただけでは検出信号が出力されず、リムの把持状態の誤検出を防止することができる。

また、上側電極の第１の方向における最大幅が下側電極の第１の方向における最大幅よりも小さくなっているため、センサをステアリングホイールのリムに取り付けた際に上側電極の縁部が下側電極の上面に接触することがない。すなわち、運転者が実際にリムを把持して上側基板に力を加えてはじめて上側電極が下側電極に接触することとなるため、リムを把持していない状態で検出信号が出力されるような事態を防止することができる。

上記上側電極の外形は円形であることが好ましい。上記下側電極の外形も円形であることが好ましく、上記下側電極を上記上側電極と同心状に配置することが好ましい。

上記上側配線は、上記複数の検出接点対の上側電極に接続される共通配線を含んでいてもよい。この場合において、上記下側配線が、上記複数の検出接点対の下側電極のそれぞれに別個に接続される複数の個別配線を含んでいてもよい。このような構成により、それぞれの検出接点対の導通を個別に検出することができるので、それぞれの検出接点の導通状態に基づいてリムの特定の場所の把持を検出することができる。あるいは、上記下側配線が、上記複数の検出接点対の下側電極に接続される共通配線を含んでいてもよく、上記上側配線が、上記複数の検出接点対の上側電極のそれぞれに別個に接続される複数の個別配線を含んでいてもよい。この場合においても、それぞれの検出接点対の導通を個別に検出することができるので、それぞれの検出接点の導通状態に基づいてリムの特定の場所の把持を検出することができる。

上記複数の検出接点対を含む電極ユニットを上記リムが延びる方向に対応する第２の方向に沿って複数設けることが好ましい。このような構成により、リムが延びる方向に沿った広い範囲でリムの把持状態を検出することが可能となる。

本発明の第２の態様によれば、運転者の体の一部が軽く触れた場合などに生じる誤検出を防止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、ステアリングホイールのリムに装着された上述したセンサと、上記センサの上記上側配線部及び上記下側配線部に接続される把持検出部とを備えている。この把持検出部は、上記センサの上記上側電極と該上側電極に対応する下側電極との間の導通に基づいて運転者が上記リムを把持したことを検出する。

本発明に係る把持検出装置によれば、静電容量の変化ではなく、検出接点対における上側電極と下側電極との物理的接触を検出するものであるため、運転者の体の一部が軽く触れた場合などに生じる誤検出を防止することができる。

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１のＡ−Ａ線断面を模式的に示す図である。 図１に示す把持検出装置における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センサの状態を示すものである。 図３に示すセンサの底面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図５に示すスペーサの平面図である。 図３に示すセンサをリムのコアに取り付けた状態を示す図である。 図５のＣ−Ｃ線断面図である。 図５に示すセンサの上側基板上に形成される上側電極とその配線の一部を模式的に示す底面図である。 図５に示すセンサの下側基板上に形成される下側電極とその配線の一部を模式的に示す平面図である。 図１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１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１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３に示すセンサをリムのコアの外周面に取り付けたときのセンサの変形を模式的に示す図である。 上側電極及び下側電極のＸ方向における最大幅が同じであるセンサをリムのコアの外周面に取り付けたときのセンサの変形を模式的に示す図である。

以下、本発明に係る把持検出装置の実施形態について図１から図１５を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１５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１から図１５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。

図１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１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３０と、センサ２０，２０と把持検出部３０とを電気的に接続する配線部４０，４０とを備えている。それぞれのセンサ２０は、ハブ１４内の把持検出部３０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４０に接続される接続部２１を有している。本実施形態では、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、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、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。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面を模式的に示す図である。図２に示すように、センサ２０は、リム１２のコア１６の断面の外周面を略全面にわたり覆うようにコア１６の周りに取り付けられている。センサ２０の外周面上には、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。

図２に示すように、センサ２０は、コア１６の外周面に取り付けられた下側基板２２と、下側基板２２上に固定されたスペーサ２４と、スペーサ２４上に固定された上側基板２６と、下側基板２２の上面に取り付けられた複数の下側電極５０と、上側基板２６の下面に取り付けられた複数の上側電極６０とを含んでいる。上側基板２６、スペーサ２４、下側基板２２、コア１６、緩衝材１７、及びスキン１８の固定は、例えば両面粘着テープや接着材を用いて行うことができる。ここで、１対の下側電極５０と上側電極６０は、互いに対向するとともに互いに離間する１つの検出接点対８０を構成するものである。本実施形態では、複数の検出接点対８０がコア１６の断面の周方向Ｒに沿って所定の間隔で配置されている。

図３は、リム１２に組み込まれる前のセンサ２０を示す平面図であり、図４は底面図である。また、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３及び図４に示すように、上側基板２６と下側基板２２は、同一の外形をしており、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）などの可撓性を有する樹脂から形成される。図３及び図４において、Ｙ方向は、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１参照）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２参照）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。

図３に示すように、上側基板２６は、Ｙ方向に長い略矩形状の板材から構成されており、Ｙ方向に沿って所定の間隔でＸ方向の両側に切り欠き７０が形成されている。このような切り欠き７０を形成することによって、上側基板２６は、複数の略短冊状の基板片２６ＡがＹ方向に連結された構造となっている。同様に、図４に示すように、下側基板２２は、Ｙ方向に長い略矩形状の板材から構成されており、Ｙ方向に沿って所定の間隔でＸ方向の両側に切り欠き７１が形成されている。このような切り欠き７１を形成することによって、下側基板２２は、複数の略短冊状の基板片２２ＡがＹ方向に連結された構造となっている。

図５に示すように、上側基板２６と下側基板２２との間にはスペーサ２４が配置されている。図６は、このスペーサ２４の平面図である。図６に示すように、スペーサ２４は、上側基板２６及び下側基板２２と略同一の外形をしており、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）などの可撓性を有する樹脂から形成される。スペーサ２４は、Ｙ方向に長い略矩形状の板材から構成されており、Ｙ方向に沿って所定の間隔でＸ方向の両側に切り欠き７２が形成されている。このような切り欠き７２を形成することによって、スペーサ２４は、複数の略短冊状のスペーサ片２４ＡがＹ方向に連結された構造を有している。

ここで、下側基板２２の１つの基板片２２Ａとその上に配置されたスペーサ片２４Ａ及び下側電極５０、このスペーサ片２４Ａの上に配置された上側基板２６の基板片２６Ａ、及びこの基板片２６Ａに形成された上側電極６０を１つのまとまりとして電極ユニット７５（図３及び図４参照）ということとする。センサ２０は、複数の電極ユニット７５がＹ方向に連結された構造を有している。

図７は、このような構成のセンサ２０をリム１２のコア１６に取り付けた状態を示す平面図であり、センサ２０がスキン１８（図２参照）で覆われる前の状態を示している。図７に示すように、センサ２０のＸ方向の中央がコア１６の環状部の外周部に沿うように取り付けられる。ここで、上述したように、互いに隣接する電極ユニット７５間に切り欠き７０，７１，７２が形成されているので、センサ２０をコア１６の外周面に取り付けた際に、図７に示すように、リム延在方向Ｅに隣接する電極ユニット７５が重なり合うことを防止することができるとともに、センサ２０がコア１６の外周面を覆う面積を大きくすることができる。

図６に示すように、スペーサ２４のそれぞれのスペーサ片２４Ａには、上側電極６０及び下側電極５０に対応して複数の貫通孔２５がＸ方向に沿って所定の間隔で形成されている。本実施形態では、それぞれのスペーサ片２４Ａに５つの貫通孔２５が形成されているが、貫通孔２５の個数はこれに限られるものではない。

図５に示すように、スペーサ２４の貫通孔２５の中に互いに対向する上側電極６０と下側電極５０（すなわち検出接点対８０）が位置している。すなわち、それぞれの検出接点対８０のＸ方向の両側にはスペーサ２４が位置している。このスペーサ２４によって、それぞれの検出接点対８０の上側電極６０と下側電極５０とが互いに離間されており、このように上側電極６０と下側電極５０とを互いに離間した状態でセンサ２０をコア１６の外周面に取り付けることが可能となっている。

図８は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図８に示すように、上側電極６０及び下側電極５０はいずれも外形が円形であり、同心状に配置されている。また、上側電極６０の直径は下側電極５０の直径よりも小さくなっている。例えば、上側電極６０の直径を下側電極５０の直径の１／２にすることができる。このような構成により、上側電極６０の全面が、対応する下側電極５０に対向するようになっている。このような上側電極６０及び下側電極５０は、例えば銀ペーストをそれぞれ上側基板２６及び下側基板２２に印刷することにより形成することができる。

図８に示すように、それぞれの検出接点対８０はスペーサ２４に周囲を囲まれている。すなわち、それぞれの検出接点対８０のＸ方向の両側にはスペーサ２４の第１の包囲部２４Ｂが位置しており、それぞれの検出接点対８０のＹ方向に両側にはスペーサ２４の第２の包囲部２４Ｃが位置している。したがって、センサ２０をコア１６の外周面に取り付けた際には、それぞれの検出接点対８０のコア断面周方向Ｒの両側には第１の包囲部２４Ｂが位置し、リム延在方向Ｅの両側には第２の包囲部２４Ｃが位置することとなる。このようなスペーサ２４により上側電極６０と下側電極５０とが互いに離間した状態でセンサ２０がコア１６の外周面に取り付けられる。そして、上側基板２６の外側から下側基板２２に向けて力が加わると、上側基板２６がコア１６側に押されて撓み、その部分の上側電極６０が下側電極５０に接触するようになっている。

図９は、上側基板２６上に形成される上側電極６０とその配線の一部を模式的に示す底面図である。図９に示すように、上側基板２６には、上側電極６０に加えて、上側電極６０に電気的に接続される上側配線として共通配線６２が形成されている。この共通配線６２は、すべての上側電極６０と電気的に接続される。この共通配線６２は、センサ２０の接続部２１まで延びており、ここで共通配線６２が把持検出部３０から延びる配線部４０（図１参照）の端子に接続されることによって、把持検出部３０と上側電極６０とが電気的に接続される。なお、このような共通配線６２は、上側基板２６上に例えば銀ペーストを印刷することにより形成することができる。

図１０は、下側基板２２上に形成される下側電極５０とその配線の一部を模式的に示す平面図である。図１０では、理解を容易にするために、隣り合う２つの基板片２２Ａについての配線のみ図示し、他の基板片２２Ａについての配線は図示を省略する。図１０に示すように、下側基板２２には、下側電極５０に加えて、下側電極５０に電気的に接続される下側配線として複数の個別配線５２が形成されている。これらの個別配線５２は、それぞれ対応する下側電極５０と電気的に接続される。これらの個別配線５２はセンサ２０の接続部２１まで延びており、ここでそれぞれの個別配線５２が把持検出部３０から延びる配線部４０（図１参照）の端子に接続されることによって、把持検出部３０とそれぞれの下側電極５０とが電気的に接続される。なお、このような個別配線５２は、下側基板２２上に例えば銀ペーストを印刷することにより形成することができる。

個別配線５２は下側電極５０の数だけ必要となるが、個別配線５２の数が多い場合には、多層配線構造を用いることができる。例えば、図１０において実線で示す個別配線５２Ａを下層に形成し、レジストなどを用いて個別配線５２Ａを絶縁し、そのレジストの上に図１０において点線で示す個別配線５２Ｂを上層として形成することができる。なお、図１０に図示した２つの基板片２２Ａ以外の基板片２２Ａからの個別配線を形成するために３層以上の多層構造とすることもできる。

図１１から図１３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１１から図１３では、理解を容易にするために、隣り合う２つの電極ユニット７５Ａ，７５Ｂについての配線のみ図示し、他の電極ユニットについての配線は図示を省略する。図１１から図１３に示すように、把持検出部３０は、電極ユニット７５Ａにおける共通配線６２Ａとそれぞれの個別配線５２Ａ１〜５２Ａ５との間に接続される検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５と、電極ユニット７５Ｂにおける共通配線６２Ｂとそれぞれの個別配線５２Ｂ１〜５２Ｂ５との間に接続される検出回路３２Ｂ１〜３２Ｂ５と、これらの検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５及び３２Ｂ１〜３２Ｂ５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判断部３４とを含んでいる。

検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５は、電極ユニット７５Ａにおける共通配線６２Ａとそれぞれの個別配線５２Ａ１〜５２Ａ５との間の導通を検出するものであり、検出回路３２Ｂ１〜３２Ｂ５は、電極ユニット７５Ｂにおける共通配線６２Ｂとそれぞれの個別配線５２Ｂ１〜５２Ｂ５との間の導通を検出するものである。すなわち、電極ユニット７５Ａの検出回路３２Ａ１は、上側電極６０Ａ１と下側電極５０Ａ１との接触（検出接点対８０Ａ１の導通）を検出し、検出回路３２Ａ２は、上側電極６０Ａ２と下側電極５０Ａ２との接触（検出接点対８０Ａ２の導通）を検出し、検出回路３２Ａ３は、上側電極６０Ａ３と下側電極５０Ａ３との接触（検出接点対８０Ａ３の導通）を検出し、検出回路３２Ａ４は、上側電極６０Ａ４と下側電極５０Ａ４との接触（検出接点対８０Ａ４の導通）を検出し、検出回路３２Ａ５は、上側電極６０Ａ５と下側電極５０Ａ５との接触（検出接点対８０Ａ５の導通）を検出する。電極ユニット７５Ｂの検出回路３２Ｂ１は、上側電極６０Ｂ１と下側電極５０Ｂ１との接触（検出接点対８０Ｂ１の導通）を検出し、検出回路３２Ｂ２は、上側電極６０Ｂ２と下側電極５０Ｂ２との接触（検出接点対８０Ｂ２の導通）を検出し、検出回路３２Ｂ３は、上側電極６０Ｂ３と下側電極５０Ｂ３との接触（検出接点対８０Ｂ３の導通）を検出し、検出回路３２Ｂ４は、上側電極６０Ｂ４と下側電極５０Ｂ４との接触（検出接点対８０Ｂ４の導通）を検出し、検出回路３２Ｂ５は、上側電極６０Ｂ５と下側電極５０Ｂ５との接触（検出接点対８０Ｂ５の導通）を検出する。

運転者がステアリングホイール１０のリム１２を把持すると、その把持する力によって把持した部分の上側基板２６がコア１６側に押されて撓む。これに伴い、その部分の上側電極６０が下側電極５０に接触してこの検出接点対８０が導通することとなる。上述した検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５，３２Ｂ１〜３２Ｂ５は、このリム１２の把持により生ずる検出接点対８０Ａ１〜８０Ａ５，８０Ｂ１〜８０Ｂ５の導通を検出するものであり、判断部３４は検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５，３２Ｂ１〜３２Ｂ５からの検出結果に応じて運転者がリム１２を把持しているか否かを判断する。

このとき、判断部３４は、任意の基準に従ってリム１２の把持状態を判断することができる。例えば、少なくとも１個の検出接点対の導通を検出したときに把持状態にあると判断してもよいし、所定の個数以上の検出接点対の導通を検出したときに把持状態にあると判断してもよいし、特定の位置に対応する２以上の検出接点対の導通を検出したときに把持状態にあると判断してもよいし、２つ以上の電極ユニット７５においてそれぞれ１つ以上の検出接点対の導通を検出したときに把持状態にあると判断してもよいし、１つ以上の電極ユニット７５においてすべての検出接点対の導通を検出したときに把持状態にあると判断してもよいし、その他様々な基準を設定することができる。本実施形態における判断部３４は、２つ以上の電極ユニット７５においてそれぞれ１つ以上の検出接点対８０の導通を検出したときに把持状態にあると判断するものとする。

図１１は、運転者がステアリングホイール１０のリム１２を把持していない状態を示している。この状態では、すべての検出接点対８０Ａ１〜８０Ａ５，８０Ｂ１〜８０Ｂ５において上側電極６０が下側電極５０から離間しているため、いずれの個別配線５２Ａ１〜５２Ａ５，５２Ｂ１〜５２Ｂ５も共通配線６２Ａ，６２Ｂと導通していない。したがって、把持検出部３０の検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５，３２Ｂ１〜３２Ｂ５は検出接点対８０Ａ１〜８０Ａ５，８０Ｂ１〜８０Ｂ５の導通を検出することはなく、検出回路３２Ａ１〜３２Ａ５，３２Ｂ１〜３２Ｂ５からの出力を受けた判断部３４は、運転者がリム１２を把持していないと判断する。

図１２は、運転者がステアリングホイール１０のリム１２の一部に接触した状態を示している。この状態では、電極ユニット７５Ａにおける検出接点対８０Ａ２，８０Ａ３の上側電極６０Ａ２，６０Ａ３がそれぞれ下側電極５０Ａ２，５０Ａ３に接触している。これにより、把持検出部３０の検出回路３２Ａ２，３２Ａ３が検出接点対８０Ａ２，８０Ａ３の導通を検出し、この検出結果（検出信号）が判断部３４に送られる。このとき、検出回路３２Ｂ１〜３２Ｂ５が電極ユニット７５Ｂの検出接点対８０Ｂ１〜８０Ｂ５の導通を検出しておらず、「２つ以上の電極ユニット７５においてそれぞれ１つ以上の検出接点対８０の導通を検出した」という把持状態の判定条件が満たされていないので、判断部３４は、運転者がリム１２を把持していないと判断する。

図１３は、運転者がステアリングホイール１０のリム１２を把持した状態を示している。この状態では、電極ユニット７５Ａにおける検出接点対８０Ａ１〜８０Ａ４の上側電極６０Ａ１〜６０Ａ４がそれぞれ下側電極５０Ａ１〜５０Ａ４に接触し、電極ユニット７５Ｂにおける検出接点対８０Ｂ２〜８０Ｂ４の上側電極６０Ｂ２〜６０Ｂ４がそれぞれ下側電極５０Ｂ２〜５０Ｂ４に接触している。これにより、把持検出部３０の検出回路３２Ａ１〜３２Ａ４，３２Ｂ２〜３２Ｂ４が検出接点対８０Ａ１〜８０Ａ４，８２Ｂ２〜８２Ｂ４の導通を検出し、この検出結果（検出信号）が判断部３４に送られる。このとき、２つの電極ユニット７５Ａ，７５Ｂにおける１つ以上の検出接点対８０Ａ１〜８０Ａ４，８２Ｂ２〜８２Ｂ４の導通が検出されており、「２つ以上の電極ユニット７５においてそれぞれ１つ以上の検出接点対８０の導通を検出した」という把持状態の判定条件が満たされることとなるので、判断部３４は、運転者がリム１２を把持していると判断し、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、本実施形態におけるセンサ２０は、静電容量の変化ではなく、検出接点対８０における上側電極６０と下側電極５０との物理的接触を検出するものであるため、運転者が実際にリム１２を把持して上側基板２６に力を加えて上側電極６０を下側電極５０に押し付けない限り検出信号が出力されない。したがって、運転者の体の一部がステアリングホイール１０のリム１２に軽く接触しただけでは検出信号が出力されず、リム１２の把持状態の誤検出を防止することができる。

また、本実施形態では、それぞれの上側電極６０に接続される上側配線を単一の共通配線６２とし、下側電極５０に接続される下側配線をそれぞれの下側電極５０に対応する個別配線５２としているので、それぞれの検出接点対８０の導通を把持検出部３０において個別に検出することができる。したがって、それぞれの検出接点対８０の導通状態に基づいてリム１２の特定の場所の把持を検出することができる。なお、上側電極６０に接続される上側配線と下側電極５０に接続される下側配線の双方を個別配線により構成してもよい。あるいは、リム１２の特定の場所の把持を検出する必要がなければ、上側電極６０に接続される上側配線と下側電極５０に接続される下側配線のそれぞれを単一の共通配線により構成してもよい。このような構成にすることにより配線コストを削減することができる。また、本実施形態の構成を逆にして、上側電極６０に接続される上側配線を個別配線とし、下側電極５０に接続される下側配線を単一の共通配線としてもよい。

さらに、本実施形態では、図７に示すように、複数の電極ユニット７５をリム延在方向Ｅに配置しているため、リム延在方向Ｅに沿った広い範囲でリム１２の把持状態を検出することが可能となる。なお、センサ２０を単一の電極ユニット７５で構成してもよいことは言うまでもない。

また、上側電極６０及び／又は下側電極５０を押圧によって接点抵抗が変化する感圧電極により構成してもよい。このような感圧電極は、感圧インクを上側基板２６及び／又は下側基板２２に印刷することにより形成することができる。このような感圧電極を利用することにより、リム１２の把持状態だけではなく、運転者がリム１２を把持している力を検出することも可能となる。

本実施形態では、上述したように、上側電極６０の直径が下側電極５０の直径よりも小さくなっており、上側電極６０のＸ方向における最大幅が下側電極５０のＸ方向における最大幅よりも小さくなっている（図８参照）。このような構成により、センサ２０をコア１６に取り付けた際に上側電極６０を下側電極５０から確実に離間させることができる。以下、この点について詳しく述べる。

図１４は、センサ２０をコア１６の外周面に取り付けたときのセンサ２０の変形を模式的に示す図である。センサ２０をコア１６の外周面に取り付ける際には、図３に示すセンサ２０をコア１６の外周面に沿って曲げる必要がある。このとき、下側基板２２をコア１６の外周面に沿って曲げると、これに伴って上側基板２６が曲がるが、上側基板２６は下側基板２２よりもコア１６の断面の径方向外側に位置しているため、図１４に示すように、下側基板２２及び検出接点対８０の両側のスペーサ２４の第１の包囲部２４Ｂがコア断面周方向Ｒに引っ張られて延びることとなる。これにより、センサ２０をコア１６の外周面に取り付けた後の第１の包囲部２４Ｂの厚さｔ₁（図１４参照）がセンサ２０をコア１６に取り付ける前のスペーサ２４の厚さｔ₀（図５参照）よりも小さくなる。一方で、スペーサ２４の第２の包囲部２４Ｃ（図８参照）は、コア断面周方向Ｒに沿って連続的に形成されているため引っ張りの影響を受けにくく、センサ２０をコア１６に取り付ける前のスペーサ２４の厚さｔ₀からの変化が小さい。このため、図１４に示すように、センサ２０は、上側電極６０の近傍では上側基板２６の曲率が大きく、スペーサ２４の第１の包囲部２４Ｂの近傍では上側基板２６の曲率が小さくなる。

ここで、上側電極６０の直径を大きくして上側電極６０のＸ方向における最大幅を下側電極５０のＸ方向における最大幅と同一にしたとすると、図１５に示すように、上述した上側基板２６の曲率の変化により、センサ２０をコア１６の外周面に取り付けた際に上側電極６０のＸ方向の縁部６０Ｃが下側電極５０の上面に接触してしまう。このような状態では検出接点対８０が常に導通した状態となるため、把持検出部３０による正確な把持検出ができない。これに対して、本実施形態では、上側電極６０のＸ方向における最大幅が下側電極５０のＸ方向における最大幅よりも小さくなっているため、センサ２０をコア１６の外周面に取り付けた際に上側電極６０の縁部が下側電極５０の上面に接触することがない。すなわち、運転者が実際にリム１２を把持して上側基板２６に力を加えてはじめて上側電極６０が下側電極５０に接触することとなるため、リム１２を把持していない状態で検出信号が出力されるような事態を防止することができる。

上述した実施形態においては、把持検出部３０をステアリングホイール１０のハブ１４内に配置した例について説明したが、把持検出部３０の位置はこれに限られるものではない。例えば、ステアリングコラム（図示せず）やダッシュボード（図示せず）の内部に把持検出部３０を配置してもよい。

また、上述した実施形態では、上側基板２６及び下側基板２２の外形がともに円形であったが、上側基板２６及び下側基板２２の外形は必ずしも同一である必要はない。

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。

なお、本明細書において使用した「上側」や「下側」などの位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。

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 センサ
２１ 接続部
２２ 下側基板
２２Ａ 基板片
２４ スペーサ
２４Ａ スペーサ片
２４Ｂ 第１の包囲部
２４Ｃ 第２の包囲部
２５ 貫通孔
２６ 上側基板
２６Ａ 基板片
３０ 把持検出部
３２Ａ１〜３２Ａ５，３２Ｂ１〜３２Ｂ５ 検出回路
３４ 判断部
４０ 配線部
５０ 下側電極
５２ 個別配線
６０ 上側電極
６２ 共通配線
７０ 切り欠き
７１ 切り欠き
７２ 切り欠き
７５ 電極ユニット
８０ 検出接点対

Claims (9)

1. ステアリングホイールのリムに組み込まれるセンサであって、
   前記リムに取付可能な下側基板と、
   前記下側基板の上方に配置される上側基板と、
   前記リムが延びる方向に垂直な断面の周方向に対応する第１の方向に沿って配置される複数の検出接点対であって、前記下側基板の上面に取り付けられる下側電極と、該下側電極に対向するように前記上側基板の下面に取り付けられる上側電極とから構成される複数の検出接点対と、
   前記複数の検出接点対のそれぞれの前記第１の方向の両側に配置されるスペーサであって、互いに対向する前記上側電極と前記下側電極とが離間するように前記上側基板と前記下側基板との間に配置されるスペーサと、
   前記上側電極に電気的に接続される上側配線と、
   前記下側電極に電気的に接続される下側配線と、
   を備え、
   前記上側電極の前記第１の方向の最大幅は、該上側電極に対応する前記下側電極の前記第１の方向の最大幅よりも小さい
   ことを特徴とするセンサ。
2. 前記上側電極の外形は円形であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記下側電極の外形は円形であり、前記上側電極と同心状に配置されることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
4. 前記上側配線は、前記複数の検出接点対の上側電極に接続される共通配線を含む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センサ。
5. 前記下側配線は、前記複数の検出接点対の下側電極のそれぞれに別個に接続される複数の個別配線を含むことを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
6. 前記下側配線は、前記複数の検出接点対の下側電極に接続される共通配線を含む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センサ。
7. 前記上側配線は、前記複数の検出接点対の上側電極のそれぞれに別個に接続される複数の個別配線を含むことを特徴とする請求項６に記載のセンサ。
8. 前記複数の検出接点対を含む電極ユニットを前記リムが延びる方向に対応する第２の方向に沿って複数設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサ。
9. 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８のいずれか一項に記載のセンサと、
   前記センサの前記上側配線及び前記下側配線に接続され、前記センサの前記上側電極と該上側電極に対応する下側電極との間の導通状態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。

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