JP2017003291A - Grip detecting device and capacitance sensor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a grip detection device and a capacitance sensor, and more particularly to a grip detection device for detecting that a driver grips a rim of a steering wheel of an automobile and a capacitance sensor used therefor.
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) Various sensors are mounted on the automobile, and various devices are controlled using signals detected by these sensors. For example, in order to control a car navigation system, a driving support system, a heater, an air bag, etc. depending on whether or not the driver is gripping the rim of the steering wheel, a capacitive sensor is incorporated in the rim. It is also detected whether or not the driver is holding the rim based on a change in capacitance between the electrode of the capacitance sensor and the driver's hand. Recently, a capacitance sensor that detects a grip state of a rim more accurately using a plurality of electrodes has also been developed (see, for example, FIG. 26 of Patent Document 1).
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。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional capacitance sensor incorporated in the rim of such a steering wheel. The capacitance sensor shown in FIG. 1 has a plurality of
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に配置されるため、リムが延びる方向に沿って配置できるように図1に示すような湾曲形状とする必要がある。したがって、これらの電極501,502,504,505の湾曲形状はリムの形状や大きさに合わせて設計される。
Since the
しかしながら、ステアリングホイールのリムの環状形状や断面形状、大きさなどは自動車によって異なっており、上述したような従来の静電容量センサでは、リムの形状や大きさが変わる度に電極501,502,504,505の湾曲形状を設計する必要があり、製造コストが上昇するという問題がある。したがって、様々なリムの形状や大きさに対応できる汎用性を有する静電容量センサが要望されている。
However, the annular shape, cross-sectional shape, size, and the like of the rim of the steering wheel differ depending on the vehicle. In the conventional electrostatic capacitance sensor as described above, the
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、安価な構成で様々な形状や大きさのリムに組み込むことができる汎用性のある静電容量センサ及びこれを備えた把持検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and includes a versatile capacitance sensor that can be incorporated into a rim of various shapes and sizes with an inexpensive configuration, and the same. It is an object to provide a grip detection device.
本発明の第1の態様によれば、安価な構成で様々な形状や大きさのリムに組み込むことができる汎用性のある静電容量センサが提供される。この静電容量センサは、可撓性を有する絶縁フィルムと、上記絶縁フィルム上で第1の方向に沿って直線状に延びる外周側直線電極と、上記絶縁フィルム上で上記第1の方向に沿って直線状に延びる内周側直線電極と、上記絶縁フィルム上で上記第1の方向に沿って延びる少なくとも1つの中間電極と、上記外周側直線電極、上記内周側直線電極、及び上記中間電極のそれぞれから延びる配線とを備えている。上記外周側直線電極は、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、上記内周側直線電極は、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、上記中間電極は、上記リムに組み込まれた際に上記リムの上記外周と上記内周との間に配置される。上記中間電極は、上記第1の方向に互いに離間して配置される複数の分割電極部と、これらの分割電極部のうち隣り合う分割電極部を互いに電気的に連結する少なくとも1つの連結電極部とを含んでいる。上記絶縁フィルムは、上記第1の方向に沿って延びる外周側フィルム部と、上記第1の方向に沿って延びる内周側フィルム部と、上記第1の方向に互いに離間して配置される複数の分割フィルム部と、これらの分割フィルム部のうち隣り合う分割フィルム部を互いに連結する少なくとも1つの連結フィルム部と、上記第1の方向と交わる方向に延びて上記外周側フィルム部、上記内周側フィルム部、及び上記分割フィルム部を接続する接続フィルム部とを含んでいる。上記外周側フィルム部には上記外周側直線電極が載置され、上記内周側フィルム部には上記内周側直線電極が載置される。上記分割フィルム部には上記中間電極の分割電極部が載置され、上記連結フィルム部には上記中間電極の連結電極部が載置される。上記接続フィルム部は上記配線を内部に含んでいる。上記中間電極の連結電極部の幅が、上記分割電極部の幅よりも狭い。また、上記連結フィルム部の幅が、上記分割フィルム部の幅よりも狭い。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a versatile capacitance sensor that can be incorporated into a rim of various shapes and sizes with an inexpensive configuration. The capacitance sensor includes a flexible insulating film, an outer peripheral linear electrode extending linearly along the first direction on the insulating film, and the first direction on the insulating film. An inner peripheral side linear electrode extending in a straight line, at least one intermediate electrode extending along the first direction on the insulating film, the outer peripheral side linear electrode, the inner peripheral side linear electrode, and the intermediate electrode Wiring extending from each of the two. The outer peripheral linear electrode is disposed on the outer periphery of the rim when incorporated in the rim, and the inner peripheral linear electrode is disposed on the inner periphery of the rim when incorporated in the rim. The electrode is disposed between the outer periphery and the inner periphery of the rim when incorporated in the rim. The intermediate electrode includes a plurality of divided electrode portions that are spaced apart from each other in the first direction, and at least one connecting electrode portion that electrically connects adjacent divided electrode portions among the divided electrode portions. Including. The insulating film includes a plurality of outer peripheral film portions extending along the first direction, an inner peripheral film portion extending along the first direction, and a plurality of insulating films spaced apart from each other in the first direction. A plurality of divided film portions, at least one connecting film portion for connecting adjacent divided film portions among these divided film portions, and the outer peripheral side film portion, the inner circumference extending in a direction crossing the first direction. The side film part and the connection film part which connects the said division | segmentation film part are included. The outer circumferential side linear electrode is placed on the outer circumferential side film portion, and the inner circumferential side linear electrode is placed on the inner circumferential side film portion. The divided electrode portion of the intermediate electrode is placed on the divided film portion, and the connecting electrode portion of the intermediate electrode is placed on the connecting film portion. The connection film portion includes the wiring inside. The width of the connecting electrode portion of the intermediate electrode is narrower than the width of the divided electrode portion. Moreover, the width | variety of the said connection film part is narrower than the width | variety of the said division | segmentation film part.
このように、リムの外周と内周との間に配置される中間電極を複数の分割電極部に分け、分割電極部の幅よりも幅が狭い連結電極部でこれら複数の分割電極部を接続し、対応する連結フィルムの幅も分割フィルム部の幅よりも狭くすることにより、静電容量センサをリムに組み込む際に連結電極部及び連結フィルム部を撓ませることでリムの外面の形状に合わせて分割電極部を配置することができる。したがって、リムの形状や大きさが変わっても、連結電極部及び連結フィルム部を撓ませることにより静電容量センサをリムに組み込むことができ、リムの形状や大きさに合わせた専用設計が不要となり、静電容量センサの製造コストを低減することができる。 In this way, the intermediate electrode arranged between the outer periphery and the inner periphery of the rim is divided into a plurality of divided electrode portions, and the plurality of divided electrode portions are connected by a connecting electrode portion that is narrower than the width of the divided electrode portion. The width of the corresponding connecting film is also narrower than the width of the split film part, so that when connecting the capacitance sensor to the rim, the connecting electrode part and connecting film part are bent to match the shape of the outer surface of the rim. Thus, the divided electrode portion can be arranged. Therefore, even if the shape and size of the rim changes, the capacitance sensor can be incorporated into the rim by bending the connecting electrode portion and connecting film portion, eliminating the need for a dedicated design that matches the shape and size of the rim. Thus, the manufacturing cost of the capacitance sensor can be reduced.
上記連結電極部及び上記連結フィルム部は、上記第1の方向に対して斜めに延びていることが好ましい。また、上記中間電極の上記複数の分割電極部の上記第1の方向における長さの総和は、上記外周側直線電極の上記第1の方向における長さよりも小さく、上記内周側直線電極の上記第1の方向における長さよりも大きいことが好ましい。 It is preferable that the connection electrode part and the connection film part extend obliquely with respect to the first direction. In addition, the sum of the lengths of the plurality of divided electrode portions of the intermediate electrode in the first direction is smaller than the length of the outer peripheral linear electrode in the first direction, and the inner peripheral linear electrode It is preferable that the length is larger than the length in the first direction.
上記静電容量センサは、上記外周側フィルム部及び上記内周側フィルム部の少なくとも一方と上記分割フィルム部との間を連結する第1の調整部を含んでいてもよい。この第1の調整部は、折り曲げることにより上記外周側直線電極又は上記内周側直線電極と上記中間電極との間の距離を調整できるように構成される。この第1の調整部は、上記第1の方向に対して斜めに延びていることが好ましい。 The capacitance sensor may include a first adjustment unit that connects at least one of the outer peripheral side film part and the inner peripheral side film part and the divided film part. The first adjusting unit is configured to be able to adjust the distance between the outer peripheral linear electrode or the inner peripheral linear electrode and the intermediate electrode by bending. The first adjusting portion preferably extends obliquely with respect to the first direction.
このような第1の調整部を折り曲げることによって、外周側直線電極と中間電極との間の距離を調整することができる。したがって、第1の調整部を適切な位置で折り曲げることにより、外周側直線電極と中間電極との間の距離を適切な距離に維持しつつ、外周側フィルム部から延びる第1の調整部によって分割フィルム部を支持することができる。したがって、複数の分割電極部をリムの外面に配置していく際の分割電極部の位置決め及び位置の保持が容易になる。 The distance between the outer straight electrode and the intermediate electrode can be adjusted by bending the first adjusting portion. Therefore, it is divided by the first adjusting portion extending from the outer peripheral side film portion while keeping the distance between the outer peripheral side straight electrode and the intermediate electrode at an appropriate distance by bending the first adjusting portion at an appropriate position. The film part can be supported. Therefore, it becomes easy to position and maintain the position of the divided electrode portions when arranging the plurality of divided electrode portions on the outer surface of the rim.
また、上記静電容量センサは、上記中間電極を複数備えていることが好ましい。この場合において、上記静電容量センサは、上記第2の方向で隣り合う上記分割フィルム部を互いに連結する第2の調整部を含んでいてもよい。この第2の調整部は、折り曲げることにより隣り合う上記中間電極の間の距離を調整できるように構成される。この第2の調整部は、上記第1の方向に対して斜めに延びていることが好ましい。 The capacitance sensor preferably includes a plurality of the intermediate electrodes. In this case, the capacitance sensor may include a second adjustment unit that connects the divided film portions adjacent in the second direction. The second adjustment unit is configured to be able to adjust the distance between the adjacent intermediate electrodes by bending. The second adjusting portion preferably extends obliquely with respect to the first direction.
このような第2の調整部を折り曲げることによって、隣り合う中間電極間の距離を調整することができる。したがって、第2の調整部を適切な位置で折り曲げることにより、隣り合う中間電極間の距離を適切な距離に維持しつつ、第2の調整部によって隣り合う中間フィルム部を支持することができる。したがって、複数の分割電極部をリムの外面に配置していく際の分割電極部の位置決め及び位置の保持が容易になる。 The distance between the adjacent intermediate electrodes can be adjusted by bending the second adjusting portion. Therefore, by bending the second adjustment part at an appropriate position, the adjacent intermediate film part can be supported by the second adjustment part while maintaining the distance between the adjacent intermediate electrodes at an appropriate distance. Therefore, it becomes easy to position and maintain the position of the divided electrode portions when arranging the plurality of divided electrode portions on the outer surface of the rim.
本発明の第2の態様によれば、安価な構成で様々な形状や大きさのリムに組み込むことができる汎用性のあ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外周側直線電極、上記内周側直線電極、及び上記中間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。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a versatile grip detection device that can be incorporated into a rim having various shapes and sizes with an inexpensive configuration. The grip detection device includes the above-described capacitance sensor and a grip detection unit connected to the wiring of the capacitance sensor. The capacitance sensor is attached to the rim of the steering wheel. The grip detection unit can detect that the driver has gripped the rim based on a change in capacitance in the outer peripheral linear electrode, the inner peripheral linear electrode, and the intermediate electrode of the capacitance sensor. Configured.
このように、リムの外周と内周との間に配置される中間電極を複数の分割電極部に分け、第2の方向における幅が分割電極部の第2の方向における幅よりも狭い連結電極部でこれら複数の分割電極部を接続することにより、静電容量センサをリムに組み込む際に連結電極部及び連結フィルム部を撓ませることでリムの外面の形状に合わせて分割電極部を配置することができる。したがって、リムの形状や大きさが変わっても、連結電極部及び連結フィルム部を撓ませることにより静電容量センサをリムに組み込むことができ、リムの形状や大きさに合わせた専用設計が不要となり、把持検出装置の製造コストを低減することができる。 As described above, the intermediate electrode disposed between the outer periphery and the inner periphery of the rim is divided into a plurality of divided electrode portions, and the connecting electrode is smaller in width in the second direction than in the second direction of the divided electrode portions. By connecting the plurality of divided electrode portions at the portion, the divided electrode portions are arranged in accordance with the shape of the outer surface of the rim by bending the connecting electrode portion and the connecting film portion when the capacitance sensor is incorporated into the rim. be able to. Therefore, even if the shape and size of the rim changes, the capacitance sensor can be incorporated into the rim by bending the connecting electrode portion and connecting film portion, eliminating the need for a dedicated design that matches the shape and size of the rim. Thus, the manufacturing cost of the grip detection device can be reduced.
本発明によれば、安価な構成で様々な形状や大きさのリムに組み込むことができる汎用性のある静電容量センサ及びこれを備えた把持検出装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the versatile electrostatic capacitance sensor which can be integrated in a rim with various shapes and sizes with an inexpensive configuration, and a gripping detection apparatus including the same are provided.
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9を参照して詳細に説明する。なお、図2から図9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9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。 Hereinafter, embodiments of the grip detection device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 9, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In FIGS. 2 to 9, the scale and size of each component are exaggerated, and some components may be omitted.
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。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
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。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 3, the
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。
FIG. 4 is a plan view showing the
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、Y方向に沿って延びる第1の中間センサ部33、第2の中間センサ部34、第3の中間センサ部35、及び第4の中間センサ部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。
As shown in FIG. 4, the above-described six
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フィルム部40C上に固定されている。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。
The outer peripheral side
第1の中間センサ部33は、図4において最も左側に位置しており、Y方向に沿って延びる絶縁フィルム40の第1の中間フィルム部40Dと、Y方向に沿って延びる第1の中間電極53とを含んでいる。第1の中間電極53は、両面粘着テープや接着材を用いて第1の中間フィルム部40D上に固定される。第1の中間電極53は、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割電極部63(図4に示す例では7個)と、隣り合う分割電極部63を互いに電気的に接続する複数の連結電極部73(図4に示す例では6個)とを含んでいる。これに対応して、第1の中間フィルム部40Dは、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割フィルム部41と、隣り合う分割フィルム部41を互いに連結する複数の連結フィルム部42とを含んでいる。
The first
第2の中間センサ部34は、X方向において第1の中間センサ部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の中間センサ部34は、Y方向に沿って延びる絶縁フィルム40の第2の中間フィルム部40Eと、Y方向に沿って延びる第2の中間電極54とを含んでいる。第2の中間電極54は、両面粘着テープや接着材を用いて第2の中間フィルム部40E上に固定される。第2の中間電極54は、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割電極部64(図4に示す例では7個)と、隣り合う分割電極部64を互いに電気的に接続する複数の連結電極部74(図4に示す例では6個)とを含んでいる。これに対応して、第2の中間フィルム部40Eは、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割フィルム部43と、隣り合う分割フィルム部43を互いに連結する複数の連結フィルム部44とを含んでいる。
The second
第3の中間センサ部35は、外周側直線センサ部31に対して第2の中間センサ部34とは反対側に位置している。この第3の中間センサ部35は、Y方向に沿って延びる絶縁フィルム40の第3の中間フィルム部40Fと、Y方向に沿って延びる第3の中間電極55とを含んでいる。第3の中間電極55は、両面粘着テープや接着材を用いて第3の中間フィルム部40F上に固定される。第3の中間電極55は、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割電極部65(図4に示す例では7個)と、隣り合う分割電極部65を互いに電気的に接続する複数の連結電極部75(図4に示す例では6個)とを含んでいる。これに対応して、第3の中間フィルム部40Fは、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割フィルム部45と、隣り合う分割フィルム部45を互いに連結する複数の連結フィルム部46とを含んでいる。
The third
第4の中間センサ部36は、X方向において第3の中間センサ部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の中間センサ部36は、Y方向に沿って延びる絶縁フィルム40の第4の中間フィルム部40Gと、Y方向に沿って延びる第4の中間電極56とを含んでいる。第4の中間電極56は、両面粘着テープや接着材を用いて第4の中間フィルム部40G上に固定される。第4の中間電極56は、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割電極部66(図4に示す例では7個)と、隣り合う分割電極部66を互いに電気的に接続する複数の連結電極部76(図4に示す例では6個)とを含んでいる。これに対応して、第4の中間フィルム部40Gは、Y方向に互いに離間して配置される複数の分割フィルム部47と、隣り合う分割フィルム部47を互いに連結する複数の連結フィルム部48とを含んでいる。
The fourth
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。
5A is a sectional view taken along line BB in FIG. 4, FIG. 5B is a sectional view taken along line CC in FIG. 4, and FIG. 5C is a sectional view taken along line DD in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5A to 5C, the
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の中間電極53の分割電極部63及び第3の中間電極55の分割電極部65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の中間電極54の分割電極部64及び第4の中間電極56の分割電極部66と電気的に接続されている。これらの配線81〜83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。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the
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。
The
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の中間電極53及び第3の中間電極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の中間電極54及び第4の中間電極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。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration of the
図6に示すように、把持検出部22は、配線81を介して第1の中間電極53及び第3の中間電極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の中間電極54及び第4の中間電極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。
As shown in FIG. 6, the
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。
The C /
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。
The
図7は、図4に示す静電容量センサ20の外周側直線センサ部31の中央の左側の部分拡大図である。図7に示すように、第1の中間電極53の連結電極部73及び第2の中間電極54の連結電極部74は、Y方向に対して斜めに延びている。図7において、第1の中間電極53の連結電極部73Aは、分割電極部63AのY方向縁部の図中左端から隣接する分割電極部63BのY方向縁部の図中右端へ斜めに延びている。同様に、第2の中間電極54の連結電極部74Aは、配線83に接続される分割電極部64AのY方向縁部の図中左端から隣接する分割電極部64BのY方向縁部の図中右端へ斜めに延びている。すなわち、第1の中間電極53の連結電極部73Aと第2の中間電極54の連結電極部74Aとは互いに平行に延びている。
FIG. 7 is a partial enlarged view of the center left side of the outer peripheral side
また、第1の中間電極53の連結電極部73Bは、分割電極部63BのY方向縁部の図中右端から隣接する分割電極部63CのY方向縁部の図中左端へ斜めに延びている。同様に、第2の中間電極54の連結電極部74Bは、分割電極部64BのY方向縁部の図中右端から隣接する分割電極部64CのY方向縁部の図中左端へ斜めに延びている。すなわち、第1の中間電極53の連結電極部73Bと第2の中間電極54の連結電極部74Bとは互いに平行に延びている。
Further, the connecting
一方で、第1の中間電極53の連結電極部73Aと連結電極部73Bとは斜めに延びる方向が逆になっており、第2の中間電極54の連結電極部74Aと連結電極部74Bとは斜めに延びる方向が逆になっている。図4に示すように、第1の中間電極53及び第2の中間電極54においては、連結電極部73,74の延びる方向がY方向に沿って交互に変化している。
On the other hand, the connecting
第1の中間フィルム部40Dの分割フィルム部41の形状は、第1の中間電極53の分割電極部63に略相似しているが、分割フィルム部41の大きさは分割電極部63よりも少し大きくなっている。この分割フィルム部41上に第1の中間電極53の分割電極部63が載置される。また、第1の中間フィルム部40Dの連結フィルム部42の形状は、第1の中間電極53の連結電極部73に略相似しているが、連結フィルム部42の大きさは連結電極部73よりも少し大きくなっている。この連結フィルム部42上に第1の中間電極53の連結電極部73が載置される。
The shape of the
第2の中間フィルム部40Eの分割フィルム部43の形状は、第2の中間電極54の分割電極部64に略相似しているが、分割フィルム部43の大きさは分割電極部64よりも少し大きくなっている。この分割フィルム部43上に第2の中間電極54の分割電極部64が載置される。また、第2の中間フィルム部40Eの連結フィルム部44の形状は、第2の中間電極54の連結電極部74に略相似しているが、連結フィルム部44の大きさは連結電極部74よりも少し大きくなっている。この連結フィルム部44上に第2の中間電極54の連結電極部74が載置される。
The shape of the
図7に示すように、第1の中間電極53の連結電極部73のX方向の幅W73は、第1の中間電極53の分割電極部63のX方向の幅W63よりも狭くなっており、第2の中間電極54の連結電極部74のX方向の幅W74は、第2の中間電極54の分割電極部64のX方向の幅W64よりも狭くなっている。同様に、第1の中間フィルム部40Dの連結フィルム部42のX方向の幅は、第1の中間フィルム部40Dの分割フィルム部41のX方向の幅よりも狭くなっており、第2の中間フィルム部40Eの連結フィルム部44のX方向の幅は、第2の中間フィルム部40Eの分割フィルム部43のX方向の幅よりも狭くなっている。このようなX方向の幅が狭くなった連結電極部73,74及び連結フィルム部42,44を撓ませることにより、後述するように、リム12の外面の形状に合わせて分割電極部63,64をリム12の外面に配置することができる。
As shown in FIG. 7, the width W 73 in the X direction of the
図8は、図4に示す静電容量センサ20の外周側直線センサ部31の中央の右側の部分拡大図である。図8に示すように、第3の中間電極55の連結電極部75及び第4の中間電極56の連結電極部76は、Y方向に対して斜めに延びている。図8において、第3の中間電極55の連結電極部75Aは、配線81に接続される分割電極部65AのY方向縁部の図中左端から隣接する分割電極部65BのY方向縁部の図中右端へ斜めに延びている。同様に、第4の中間電極56の連結電極部76Aは、配線83に接続される分割電極部66AのY方向縁部の図中左端から隣接する分割電極部66BのY方向縁部の図中右端へ斜めに延びている。すなわち、第3の中間電極55の連結電極部75Aと第4の中間電極56の連結電極部76Aとは互いに平行に延びている。
FIG. 8 is a partial enlarged view on the right side of the center of the outer peripheral side
また、第3の中間電極55の連結電極部75Bは、分割電極部65BのY方向縁部の図中右端から隣接する分割電極部65CのY方向縁部の図中左端へ斜めに延びている。同様に、第4の中間電極56の連結電極部76Bは、分割電極部66BのY方向縁部の図中右端から隣接する分割電極部66CのY方向縁部の図中左端へ斜めに延びている。すなわち、第3の中間電極55の連結電極部75Bと第4の中間電極56の連結電極部76Bとは互いに平行に延びている。
Further, the connecting
一方で、第3の中間電極55の連結電極部75Aと連結電極部75Bとは斜めに延びる方向が逆になっており、第4の中間電極56の連結電極部76Aと連結電極部76Bとは斜めに延びる方向が逆になっている。図4に示すように、第3の中間電極55及び第4の中間電極56においては、連結電極部75,76の延びる方向がY方向に沿って交互に変化している。
On the other hand, the connecting
第3の中間フィルム部40Fの分割フィルム部45の形状は、第3の中間電極55の分割電極部65に略相似しているが、分割フィルム部45の大きさは分割電極部65よりも少し大きくなっている。この分割フィルム部45上に第3の中間電極55の分割電極部65が載置される。また、第3の中間フィルム部40Fの連結フィルム部46の形状は、第3の中間電極55の連結電極部75に略相似しているが、連結フィルム部46の大きさは連結電極部75よりも少し大きくなっている。この連結フィルム部46上に第3の中間電極55の連結電極部75が載置される。
The shape of the
第4の中間フィルム部40Gの分割フィルム部47の形状は、第4の中間電極56の分割電極部66に略相似しているが、分割フィルム部47の大きさは分割電極部66よりも少し大きくなっている。この分割フィルム部47上に第4の中間電極56の分割電極部66が載置される。また、第4の中間フィルム部40Gの連結フィルム部48の形状は、第4の中間電極56の連結電極部76に略相似しているが、連結フィルム部48の大きさは連結電極部76よりも少し大きくなっている。この連結フィルム部48上に第4の中間電極56の連結電極部76が載置される。
The shape of the
図8に示すように、第3の中間電極55の連結電極部75のX方向の幅W75は、第3の中間電極55の分割電極部65のX方向の幅W65よりも狭くなっており、第4の中間電極56の連結電極部76のX方向の幅W76は、第4の中間電極56の分割電極部66のX方向の幅W66よりも狭くなっている。同様に、第3の中間フィルム部40Fの連結フィルム部46のX方向の幅は、第3の中間フィルム部40Fの分割フィルム部45のX方向の幅よりも狭くなっており、第4の中間フィルム部40Gの連結フィルム部48のX方向の幅は、第4の中間フィルム部40Gの分割フィルム部47のX方向の幅よりも狭くなっている。このようなX方向の幅が狭くなった連結電極部75,76及び連結フィルム部46,48を撓ませることにより、後述するように、リム12の外面の形状に合わせて分割電極部65,66をリム12の外面に配置することができる。
As shown in FIG. 8, the width W 75 in the X direction of the connecting
図4に戻って、絶縁フィルム40は、外周側フィルム部40Bと第2の中間フィルム部40Eとの間を連結する複数の調整フィルム部40H(図4に示す例では6個)と、外周側フィルム部40Bと第3の中間フィルム部40Fとの間を連結する複数の調整フィルム部40I(図4に示す例では6個)とを有している。これらの調整フィルム部40H,40Iは、Y方向に対して斜めに延びている。
Returning to FIG. 4, the insulating
さらに、絶縁フィルム40は、第1の中間フィルム部40Dと第2の中間フィルム部40Eとの間を連結する複数の調整フィルム部40J(図4に示す例では6個)と、第3の中間フィルム部40Fと第4の中間フィルム部40Gとの間を連結する複数の調整フィルム部40K(図4に示す例では6個)とを有している。これらの調整フィルム部40J,40Kは、Y方向に対して斜めに延びている。本実施形態では、調整フィルム部40H,40I,40J,40Kが外周側直線電極51に対して線対称となるように構成されているが、これに限られるものではない。
Furthermore, the insulating
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、上述した外周側直線電極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。中間電極53〜56は、リム12のコア16の最外周と最内周との間にそれぞれ配置される。中間電極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、コア16の曲面形状に合わせて配置する必要がある。本実施形態では、上述したように、中間電極53〜56のそれぞれを複数の分割電極部63〜66に分け、分割電極部63〜66の幅よりも幅が狭い連結電極部73〜76でこれら複数の分割電極部63〜66を接続し、対応する連結フィルム部42,44,46,48の幅も分割フィルム部41,43,45,47の幅よりも狭くしているため、静電容量センサ20をリム12に組み込む際に連結電極部73〜76及び連結フィルム部42,44,46,48を撓ませることでリム12の外面の形状に合わせて分割電極部63〜66をリム12の外面に配置することができる。したがって、リム12の形状や大きさが変わっても、連結電極部73〜76及び連結フィルム部42,44,46,48を撓ませることにより静電容量センサ20をリム12に組み込むことができ、リム12の形状や大きさに合わせた専用設計が不要となり、静電容量センサ20及び把持検出装置1のコストを低減することができる。なお、本明細書における「幅」は、外周側直線電極51及び内周側直線電極52が延びる方向に垂直な方向(本実施形態においてはX方向)における幅をいう。
When the
なお、上述したように、中間電極53〜56は、コア16の最外周と最内周との間にそれぞれ配置されるものであるため、それぞれの中間電極53〜56の分割電極部63〜66のY方向における長さの総和は、外周側直線電極51のY方向における長さよりも小さく、内周側直線電極52のY方向における長さよりも大きくなっている。
As described above, since the
ここで、中間電極54,55が載置された中間フィルム部40E,40Fは、複数の調整フィルム部40H,40I(第1の調整部)によって外周側直線電極51が載置された外周側フィルム部40Bと連結されており、これらの調整フィルム部40H,40Iを折り曲げることによって、外周側直線電極51と中間電極54,55との間の距離を調整することができる。したがって、調整フィルム部40H,40Iを適切な位置で折り曲げることにより、外周側直線電極51と中間電極54,55との間の距離を適切な距離に維持しつつ、外周側フィルム部40Bから延びる調整フィルム部40H,40Iによって中間フィルム部40E,40Fを支持することができる。これにより、複数の分割電極部64,65をコア16の外面に配置していく際の分割電極部64,65の位置決めが容易になる。なお、本実施形態では、絶縁フィルム40を用いて、調整フィルム部40H,40Iを中間フィルム部40E,40F及び外周側フィルム部40Bと一体的に形成した例について説明しているが、上述した第1の調整部を絶縁フィルム40とは別の部材により構成することもできる。
Here, the
同様に、中間電極53,56が載置された中間フィルム部40D,40Gは、複数の調整フィルム部40J,40K(第2の調整部)によって中間フィルム部40E,40Fと連結されており、これらの調整フィルム部40J,40Kを折り曲げることによって、中間電極54と中間電極53との間の距離及び中間電極55と中間電極56との間の距離を調整することができる。したがって、調整フィルム部40J,40Kを適切な位置で折り曲げることにより、中間電極54と中間電極53との間の距離及び中間電極55と中間電極56との間の距離を適切な距離に維持しつつ、中間フィルム部40E,40Fから延びる調整フィルム部40J,40Kによって中間フィルム部40D,40Gを支持することができる。これにより、複数の分割電極部63,66をコア16の外面に配置していく際の分割電極部63,66の位置決めが容易になる。なお、本実施形態では、絶縁フィルム40を用いて、調整フィルム部40J,40Kを中間フィルム部40D,40E,40F,40Gと一体的に形成した例について説明しているが、上述した第2の調整部を絶縁フィルム40とは別の部材により構成することもできる。
Similarly, the
上述した実施形態においては、図4に示すように、それぞれの中間電極53〜56において連結電極部73〜76の延びる方向がY方向に沿って交互に変化する例を説明したが、図9に示すように、それぞれの中間電極53〜56における連結電極部73〜76が同一の方向に延びていてもよい。図9に示す例では、すべての中間電極53〜56における連結電極部73〜76が同一の方向に延びているが、中間電極53〜56ごとに連結電極部73〜76が延びる方向を変化させてもよい。
In the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 4, the example in which the extending direction of the
また、上述した実施形態においては、外周側フィルム部40Bと中間フィルム部40E,40Fとの間を調整フィルム部40H,40Iで連結した例について説明したが、これらの調整フィルム部40H,40Iに代えて、あるいはこれらの調整フィルム部40H,40Iに加えて、内周側フィルム部40Cと中間フィルム部40Gとの間に同様の調整フィルム部を設けてもよい。このような調整フィルム部は、折り曲げることにより内周側直線電極52と中間電極56との間の距離を調整できるように構成される。
Moreover, in embodiment mentioned above, although the example which connected between the outer peripheral
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。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the present invention may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
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の中間センサ部
34 第2の中間センサ部
35 第3の中間センサ部
36 第4の中間センサ部
40 絶縁フィルム
40A 接続フィルム部
40B 外周側フィルム部
40C 内周側フィルム部
40D 第1の中間フィルム部
40E 第2の中間フィルム部
40F 第3の中間フィルム部
40G 第4の中間フィルム部
40H 調整フィルム部(第1の調整部)
40I 調整フィルム部(第1の調整部)
40J 調整フィルム部(第2の調整部)
40K 調整フィルム部(第2の調整部)
41,43,45,47 分割フィルム部
42,44,46,48 連結フィルム部
51 外周側直線電極
52 内周側直線電極
53 第1の中間電極
54 第2の中間電極
55 第3の中間電極
56 第4の中間電極
63〜66 分割電極部
73〜76 連結電極部
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
DESCRIPTION OF
40I adjustment film section (first adjustment section)
40J Adjustment film part (second adjustment part)
40K adjustment film part (second adjustment part)
41, 43, 45, 47
Claims (8)
可撓性を有する絶縁フィルムと、
前記絶縁フィルム上で第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、
前記絶縁フィルム上で前記第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、
前記絶縁フィルム上で前記第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前記内周との間に配置されることとなる少なくとも1つの中間電極であって、
前記第1の方向に互いに離間して配置される複数の分割電極部と、
前記複数の分割電極部のうち隣り合う分割電極部を互いに電気的に連結する少なくとも1つの連結電極部と、
を含む少なくとも1つの中間電極と、
前記外周側直線電極、前記内周側直線電極、及び前記中間電極のそれぞれから延びる配線と、
を備え、
前記絶縁フィルムは、
前記第1の方向に沿って延び、前記外周側直線電極が載置される外周側フィルム部と、
前記第1の方向に沿って延び、前記内周側直線電極が載置される内周側フィルム部と、
前記第1の方向に互いに離間して配置される複数の分割フィルム部であって、前記中間電極の分割電極部が載置される複数の分割フィルム部と、
前記複数の分割フィルム部のうち隣り合う分割フィルム部を互いに連結する少なくとも1つの連結フィルム部であって、前記中間電極の連結電極部が載置される少なくとも1つの連結フィルム部と、
前記第1の方向と交わる第2の方向に延びて前記外周側フィルム部、前記内周側フィルム部、及び前記分割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、
を含み、
前記中間電極の連結電極部の幅が、前記分割電極部の幅よりも狭く、
前記連結フィルム部の幅が、前記分割フィルム部の幅よりも狭い、
ことを特徴とする静電容量センサ。 A capacitive sensor built into the rim of the steering wheel,
A flexible insulating film;
An outer peripheral side linear electrode that extends linearly along the first direction on the insulating film and is disposed on the outer periphery of the rim when incorporated in the rim;
An inner peripheral side straight electrode that extends linearly along the first direction on the insulating film and is disposed on the inner periphery of the rim when incorporated in the rim;
At least one intermediate electrode extending along the first direction on the insulating film and disposed between the outer periphery and the inner periphery of the rim when incorporated in the rim; ,
A plurality of divided electrode portions disposed apart from each other in the first direction;
At least one connecting electrode portion that electrically connects adjacent divided electrode portions among the plurality of divided electrode portions; and
At least one intermediate electrode comprising:
Wiring extending from each of the outer peripheral side linear electrode, the inner peripheral side linear electrode, and the intermediate electrode;
With
The insulating film is
An outer peripheral side film portion extending along the first direction and on which the outer peripheral side straight electrode is placed; and
Extending along the first direction, an inner peripheral film portion on which the inner peripheral linear electrode is placed; and
A plurality of divided film portions arranged separately from each other in the first direction, wherein a plurality of divided film portions on which the divided electrode portions of the intermediate electrode are placed;
At least one connection film part that connects adjacent division film parts among the plurality of division film parts, and at least one connection film part on which the connection electrode part of the intermediate electrode is placed;
A connection film extending in a second direction intersecting with the first direction and connecting the outer peripheral side film part, the inner peripheral side film part, and the divided film part, the connection film including the wiring therein And
Including
The width of the connecting electrode portion of the intermediate electrode is narrower than the width of the divided electrode portion,
The width of the connecting film part is narrower than the width of the divided film part,
A capacitance sensor.
前記第2の方向で隣り合う前記分割フィルム部を互いに連結する第2の調整部であって、折り曲げることにより隣り合う前記中間電極の間の距離を調整可能な第2の調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項4又は5に記載の静電容量センサ。 A plurality of the intermediate electrodes;
A second adjusting unit that connects the divided film portions adjacent to each other in the second direction, and further includes a second adjusting unit that can adjust a distance between the adjacent intermediate electrodes by bending; The capacitance sensor according to claim 4 or 5, wherein
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外周側直線電極、前記内周側直線電極、及び前記中間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。 The capacitance sensor according to any one of claims 1 to 7, which is attached to a rim of a steering wheel,
A driver grips the rim based on a change in capacitance at the outer circumference side linear electrode, the inner circumference side linear electrode, and the intermediate electrode of the capacitance sensor connected to the wiring of the capacitance sensor. A grip detection unit for detecting
A gripping detection device comprising:
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