JP2019209905A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極部による検出精度を向上する。【解決手段】ステアリングホイール１２では、電極部２８において、センサ電極３２が絶縁帯３４によって被覆されており、絶縁帯３４では、誘電率が絶縁帯３４Ａよりも絶縁帯３４Ｂにおいて大きくされている。これにより、ステアリングホイール１２に運転者が触れた際の静電容量の変化が絶縁帯３４Ａ側よりも絶縁帯３４Ｂ側において大きくなるので、運転者のタッチ操作等に対する検出精度が向上される。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。

特許文献１の把持検出装置では、複数の電極部がリムの周方向（長手方向周り）に配置されると共に、各々ステアリングホイールの周方向に延びており、電極部のリム周方向の配置間隔は、ステアリングホイールの内周側よりステアリングホイールの外周側が大きくされている。また、少なくとも２つの電極部による電極組と、電極組の２つの電極部の間に配置された他の電極部とが、人体の近接を検出することで、運転者がステアリングホイールを把持したと判定される。

特開２０１７−０２４６０３号公報

ところで、運転者には、ステアリングホイールにおいてタッチ操作のし易い領域(位置）とタッチ操作のし難い領域とがある。運転者がステアリングホイールに同様にタッチ操作を行ったつもりでも、タッチ操作をし易い領域とタッチ操作をし難い領域とでは、接触面積が相違して、静電容量の変化量に相違が生じることがある。このため、静電容量の変化から運転者がタッチ操作等をしたか否かを判定する際の判定結果にばらつきが生じ、運転者によるタッチ操作等の検出精度が低下する。

本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、電極部による検出精度が向上されたステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様のステアリング装置は、操作者によって把持されて操作されることで操舵対象が操舵されるステアリング体と、センサ電極及び前記センサ電極を被覆する絶縁性の被覆部を含み、操作者が前記被覆部を介して前記センサ電極に近接することで静電容量が変化する第１部及び第２部が設けられると共に、前記静電容量の変化が前記第１部より前記第２部において大きくされる電極部と、を備える。

第２の態様のステアリング装置は、第１の態様のステアリング装置において、前記第１部が前記ステアリング体の径方向外側から操作者側の範囲に設けられている。

第３の態様のステアリング装置は、第１の態様又は第２の態様のステアリング装置において、前記被覆部の誘電率が前記第１部より前記第２部において大きくされている。

第４の態様のステアリング装置は、第１の態様から第３の態様の何れか１のステアリング装置において、前記被覆部の厚さが前記第１部より前記第２部において薄くされている。

第５の態様のステアリング装置は、第４の態様のステアリング装置において、前記被覆部の厚さが前記第１部から前記第２部に向かうにしたがって薄くされている。

第６の態様のステアリング装置は、第１の態様から第５の態様の何れか１のステアリング装置において、前記第１部において前記被覆部に開口部が設けられている。

第７の態様のステアリング装置は、第６の態様のステアリング装置において、前記被覆部の全面に前記開口部が配列されていると共に、前記被覆部の前記開口部による開孔率が前記第１部より前記第２部において小さくされている。

第８の態様のステアリング装置は、第１の態様から第７の態様の何れか１のステアリング装置において、前記第１部において前記センサ電極に非電極部分が設けられている。

第９の態様のステアリング装置は、第８の態様のステアリング装置において、前記センサ電極の全面が網目状とされていると共に、前記センサ電極の非電極部分の面積比率が前記第１部より前記第２部において小さくされている。

第１の態様のステアリング装置では、ステアリング体が操作者によって把持されて操作されることで、操舵対象が操舵される。電極部では、センサ電極を絶縁性の被覆部が被覆しており、電極部の第１部及び第２部では、操作者が被覆部を介してセンサ電極に近接することで、静電容量が変化する。

電極部では、静電容量の変化が第１部より第２部において大きくされる。このため、操作者がステアリング体に第２部において触れた場合でも、静電容量の変化が小さくなるのを抑制できて、電極部による検出精度を向上できる。

第２の態様のステアリング装置では、電極部の第１部がステアリング体の径方向外側から操作者側の範囲に設けられている。このため、ステアリング体の径方向外側から操作者側の範囲に操作者が比較的触れ易い領域が含まれることで、操作者がステアリング体に第２部において触れた場合でも、静電容量の変化が小さくなるのを抑制できて、電極部による検出精度を向上できる。

第３の態様のステアリング装置では、被覆部の誘電率が第１部より第２部において大きくされている。これにより、第１部における静電容量の変化より第２部における静電容量の変化を大きくできる。

第４の態様のステアリング装置では、被覆部の厚さが第１部より第２部において薄くされている。これにより、センサ電極と操作者との距離を第１部より第２部を小さくできて、第１部における静電容量の変化より第２部における静電容量の変化を大きくできる。

第５の態様のステアリング装置では、被覆部の厚さが第１部から第２部に向かうにしたがって薄くされている。これにより、第１部と第２部との境界部分において静電容量の変化にばらつきが生じるのを抑制できる。

第６の態様のステアリング装置では、第１部において被覆部に開口部が設けられている。これにより、第１部の誘電率を第２部よりも小さくできて、第１部における静電容量の変化より第２部における静電容量の変化を大きくできる。

第７の態様のステアリング装置では、被覆部の全面に開口部が配列されており、被覆部の開口部による開孔率が第１部より第２部において小さくされている。これにより、第１部における静電容量の変化より第２部における静電容量の変化を大きくできる。

第８の態様のステアリング装置では、第１部においてセンサ電極に非電極部分が設けられている。これにより、第１部においてセンサ電極の電極部分の面積を小さくでき、第１部における静電容量の変化より第２部における静電容量の変化を大きくできる。

第９の態様のステアリング装置では、センサ電極の全面が網目状とされており、センサ電極の非電極部分の面積比率が第１部より第２部において小さくされている。これにより、第１部における静電容量の変化より第２部における静電容量の変化を効果的に大きくできる。

第１〜第４の実施形態に係るステアリングホイールの正面図である。 第１〜第４の実施形態に係る接触検出装置の概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るリム部のステアリングホイール周方向視の断面図である。 第１の実施形態に係る接触検出装置の主要部のステアリングホイール径方向断面の展開図である。 （Ａ）は、静電容量の変化の一例を示す線図、（Ｂ）は、（Ａ）の静電容量の変化に対する判定結果を示す線図である。 （Ａ）は、第２の実施形態に係る電極部の主要部のステアリングホイール径方向断面の展開図、（Ｂ）は、第２の実施形態に係るステアリングホイールの主要部の径方向断面図である。 （Ａ）は、第３の実施形態に係る電極部の主要部の展開図、（Ｂ）は、第３の実施形態に係るステアリングホイールの主要部の径方向断面図である。 第３の実施形態に係る表皮部材の他の一例を示す展開図である。 （Ａ）は、第４の実施形態に係るセンサ電極の展開図、（Ｂ）は、第４の実施形態に係るステアリングホイールの主要部の径方向断面図である。

以下、図面を参照して本発明の第１〜第４の実施形態について詳細に説明する。
第１〜第４の実施形態に係るステアリング装置１０は、ステアリング体としてのステアリングホイール１２を備えており、ステアリングホイール１２は、操作者としての車両（操作対象）を運転する運転者（乗員）が着座する座席（運転席）の車両前側に配置されている。また、第１〜第４の実施形態に係るステアリング装置１０には、接触検出装置（タッチセンサ）１４が設けられている。接触検出装置１４は、自動運転モードで走行可能な車両等に設けられて、運転者がステアリングホイール１２を握っている（把持している）か、及び運転者の指などがステアリングホイール１２に接触しているか否か等の検出に用いられる。

〔第１の実施形態〕
図１には、ステアリングホイール１２が運転者側から見た正面図にて示され、図２には、接触検出装置１４の概略構成がブロック図にて示されている。なお、図面では、ステアリングホイール１２径方向が矢印Ｒにて示され、ステアリングホイール１２周方向が矢印Ｌ１にて示されている。また、図面では、車両前側が矢印ＦＲにて示され、車幅右側が矢印ＨＲにて示されている。

図１に示すように、ステアリングホイール１２は、把持部としての円環状のリム部１６、中心部分に設けられたボス部１８、及びステー部２０によって構成されている。図３には、第１の実施形態に係るステアリングホイール１２の主要部がステアリングホイール１２径方向に沿った断面図（ステアリングホイール１２周方向視の断面図）にて示され、図４には、第１の実施形態における接触検出装置１４の主要部のステアリングホイール１２径方向断面が展開図にて示されている。

ステアリングホイール１２には、金属製の芯金が設けられており、芯金は、ステアリングホイール１２の骨格を形成する。芯金は、リム部１６のリム芯金部２２（図３参照）、ボス部１８のボス芯金部（図示省略）、及びステー部２０のステー芯金部（図示省略）によって構成されており、ステアリングホイール１２のリム芯金部２２は、円環状（リング状）に形成されている。ステアリングホイール１２では、リム芯金部２２とボス芯金部とがステー芯金部によって連結されて、リム部１６、ボス部１８及びステー部２０が一体とされている。

ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト（図示省略）を備えており、ステアリングシャフトは、軸線方向が車両前後方向とされて車体に回転可能に支持されている。ステアリングホイール１２は、ボス部１８のボス芯金部がステアリングシャフトの車両後側端部に固定されており、ステアリングホイール１２は、ステアリングシャフトに支持されてステアリングシャフトと一体回転可能となっている。

このため、ステアリングホイール１２が回転操作されることで、ステアリングシャフトが回転されて、車両が操舵される。なお、図１では、車両を直進させる状態における回転位置（直進操舵位置）のステアリングホイール１２が示されている。

図３に示すように、ステアリングホイール１２のリム部１６は、ステアリングホイール１２径方向断面が略円状（略楕円状でもよい）とされており、リム部１６内には、基体２４が配置されている。基体２４は、絶縁材料としてのウレタンなどの樹脂材料が用いられ、円環状に形成されており、基体２４は、ステアリングホイール１２径方向断面外周が略円状（略楕円状でもよい）に形成されている。なお、図面では、ステアリングホイール１２径方向断面におけるリム部１６の周方向（長手方向周り）が矢印Ｌ２にて示されている。

基体２４内には、リム芯金部２２がインサート成形により収容されており、リム芯金部２２は、基体２４によって被覆されている。また、基体２４の外周には、皮革製（樹脂製などの他の加飾材料でもよい）の加飾部材２６が配置されており、基体２４は、ステアリングホイール１２径方向断面における全周、及びステアリングホイール１２周方向の全周（全域）が加飾部材２６によって被覆されている。これにより、ステアリングホイール１２では、リム部１６が加飾部材２６によって加飾されている。

図２に示すように、接触検出装置１４は、電極部２８及び計測部３０を含んで構成されている。接触検出装置１４は、自己容量方式とされており、電極部２８の静電容量（容量値）及び静電容量の変化（容量値の変化）が計測部３０によって計測される。

電極部２８は、シート状又はフィルム状の導電性材料によって帯状に形成されたセンサ電極３２、及び絶縁性材料によって帯状に形成された被覆部としての絶縁帯３４を含んで構成されており、電極部２８は、リム部１６において基体２４と加飾部材２６との間に配置されている。

図１及び図２に示すように、電極部２８には、２本のセンサ電極３２が用いられている。図１に示すように、センサ電極３２の各々の長手方向の長さは、ステアリングホイール１２のリム部１６において、ステアリングホイール１２の略半周分の長さとされている。また、２本のセンサ電極３２は、リム部１６において互いに重なることなく、ステアリングホイール１２周方向に略半周ずつの範囲で配置されている。

図４に示すように、センサ電極３２は、幅方向がリム部１６の周方向とされ、基体２４の外周の略全周に巻付けられている。これにより、センサ電極３２は、ステアリングホイール１２周方向及びリム部１６周方向の略全周に渡って基体２４の外周面に取付けられており、センサ電極３２は、ステアリングホイール１２の直進操舵位置において右側と左側とに配置されている。

図１に示すように、絶縁帯３４は、長手方向がステアリングホイール１２周方向とされ、リム部１６においてステアリングホイール１２の全周に渡って配置されている。また、図４に示すように、絶縁帯３４は、幅方向がリム部１６周方向とされて、センサ電極３２の各々のリム部１６外周側において、リム部１６周方向の全周に渡って巻付けられている。

これにより、センサ電極３２は、加飾部材２６及び絶縁帯３４によって被覆されており、運転者がステアリングホイール１２のリム部１６を握ったり触れたりした際には、センサ電極３２に運転者の手や指が近接される。センサ電極３２では、運転者の手や指が近接されることで、運転者（手や指）がセンサ電極３２に対向する面積に応じて静電容量が変化する。

図２に示すように、計測部３０には、２本のセンサ電極３２の各々が電気的に接続されており、計測部３０は、２本のセンサ電極３２を一つとみなし、センサ電極３２における静電容量及び静電容量の変化を計測（検出）する。また、計測部３０は、計測した静電容量あるいは静電容量に応じた信号を出力する。

計測部３０には、静電容量計測用のＭＣＵ（Micro Controller Unit）等が用いられており、計測部３０は、所定のサンプリング間隔で静電容量（容量値）Ｃを検出して、検出された静電容量又は静電容量に応じた電流値等の信号を出力する。この際、計測部３０は、所定回数分の静電容量の平均値又は加重平均値等を算出して、算出結果を出力してもよい。また、計測部３０では、予め設定されたしきい値と静電容量又は静電容量の変化とから、運転者がステアリングホイール１２（リム部１６）を握っているか或いは運転者がステアリングホイール１２に触れているか等を判定（把持判定及びタッチ判定）し、判定結果を出力してもよい。

ここで、ステアリングホイール１２に運転者（運転者の指等）が触れるタッチ操作を例に、計測部３０における処理を説明する。図５（Ａ）には、センサ電極３２における静電容量Ｃの変化の一例が線図にて示され、図５（Ｂ）には、図４（Ａ）の静電容量Ｃの変化に対して計測部３０から出力（ＯＵＴ）されるタッチ操作の判定結果が線図にて示されている。なお、計測部３０では、所定回数分の静電容量Ｃの計測値の平均値Ｃａを用い、静電容量Ｃを計測するごとに更新した平均値Ｃａを静電容量（容量値）として用いてタッチ判定を行なう。図５（Ａ）には、計測される静電容量Ｃが実線にて示され、平均値Ｃａが一点鎖線にて示されている。

計測部３０には、静電容量Ｃの基準値Ｃref、判定しきい値ONth及び非判定しきい値OFFthが設定されている。タッチ判定において、基準値Ｃrefは、運転者がステアリングホイール１２に触れていない状態で計測される静電容量Ｃ等が用いられる。また、基準値Ｃrefは、運転者が一方の手でステアリングホイール１２を握った状態における静電容量Ｃ等を用いてもよく、基準値Ｃrefは、運転者がステアリングホイール１２を握っていない場合と運転者が一方の手で握っている場合とで切替えられてもよい。

タッチ判定において、判定しきい値ONthは、運転者の指がステアリングホイール１２に触れることによる静電容量Ｃの変化量（増加量）が適用される。判定しきい値ONthは、運転者の指がステアリングホイール１２に触れていると確実に判断できる静電容量Ｃの変化が適用されることが好ましい。また、タッチ判定において、非判定しきい値OFFthは、タッチ状態から非タッチ状態となることによる静電容量Ｃの変化量（減少量）ΔＣに応じて設定される。計測部３０では、ＭＣＵが用いられることで、基準値Ｃref、判定しきい値ONth、及び非判定しきい値OFFthをステアリングホイール１２等に合せて設定できる。

なお、運転者のステアリングホイール１２に対する把持判定では、判定しきい値ONthとして運転者の片手又は両手がステアリングホイール１２を把持する（握る）ことにより変化（増加）する静電容量Ｃ等が適用される。また、把持判定における非判定しきい値OFFthは、運転者の片手又は両手がステアリングホイール１２から離れた状態（非把持状態）となることによる静電容量Ｃの変化量に応じて設定される。計測部３０は、タッチ判定とは別に運転者のステアリングホイール１２の把持に合せて基準値Ｃref、判定しきい値ONth、及び非判定しきい値OFFthが設定されることで、運転者のステアリングホイール１２の把持及び非把持を判定できる。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、運転者がステアリングホイール１２（リム部１６）に触れると静電容量Ｃが増加して平均値Ｃａが増加する。これにより、平均値Ｃａが判定しきい値ONthに達すると、計測部３０は、運転者がステアリングホイール１２に触れたと判定する（タッチ判定）。また、運転者がステアリングホイール１２から離れると、静電容量Ｃが減少して平均値Ｃａが減少する。これにより、平均値Ｃａが非判定しきい値OFFthに達すると、計測部３０は、運転者がステアリングホイール１２から離れたと判定する（非タッチ判定）。

ところで、平行な電極間に生じる静電容量Ｃは、電極間の誘電率ε、電極間の距離ｄ、及び面積（対向面積）Ｓから、以下の式で表される。但し、ε_０は、真空中の誘電率、ε_ｒは、比誘電率としている（ε＝ε_０・ε_ｒ）。
Ｃ＝（ε・Ｓ）／ｄ＝（ε_０・ε_ｒ・Ｓ）／ｄ

したがって、静電容量Ｃは、距離ｄ及び面積Ｓが同様の場合、誘電率εが大きいほど変化が大きくなる。

第１の実施形態に係る電極部２８では、絶縁帯３４が誘電率εの異なる複数の絶縁材料によって形成されている。図４に示すように、絶縁帯３４には、幅方向の中間部に第１部を構成する絶縁帯３４Ａが配置され、絶縁帯３４Ａの幅方向両側に第２部を構成する絶縁帯３４Ｂが配置されている。絶縁帯３４Ａの幅寸法は、絶縁帯３４全体の幅寸法の略半分（略１／２）とされており、絶縁帯３４Ａの幅方向の中心線が絶縁帯３４の幅方向の中心線ＣＬに重ねられている。

また、絶縁帯３４Ａには、誘電率ε_１（比誘電率ε_ｒ１）の絶縁材料が用いられ、絶縁帯３４Ｂには、誘電率ε_２（比誘電率ε_ｒ２）の絶縁材料が用いられており、絶縁帯３４Ｂの誘電率ε_２は、絶縁帯３４Ａの誘電率ε_１よりも大きくされている（ε_１＜ε_２、ε_ｒ１＜ε_ｒ２）。これにより、電極部２８では、センサ電極３２における単位面積当たりの静電容量の変化が、絶縁帯３４Ａ側よりも絶縁帯３４Ｂ側が大きくされている。

電極部２８は、センサ電極３２の絶縁帯３４Ａ側及び絶縁帯３４Ｂ側が一体で加飾部材２６によって覆われている。このため、センサ電極３２における絶縁帯３４Ａ側の静電容量の変化と絶縁帯３４Ｂ側の静電容量の変化との相違は、主に絶縁帯３４Ａの誘電率ε_１と絶縁帯３４Ｂの誘電率ε_２との相違に起因している。

図１及び図２に示すように、電極部２８では、絶縁帯３４Ａがステアリングホイール１２の外周部３６側（径方向外側）に配置され、絶縁帯３４Ｂがステアリングホイール１２の内周部３８側（径方向内側）に配置されている。これにより、電極部２８では、接触面積が同様であれば、運転者がステアリングホイール１２の外周部３６に触れた場合よりも、運転者がステアリングホイール１２の内周部３８に触れた場合の方が、センサ電極３２における静電容量の変化が大きくなる。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。
ステアリング装置１０では、運転者がステアリングホイール１２（リム部１６）を握ったり触れたりすることで、センサ電極３２における静電容量Ｃが変化する。計測部３０では、センサ電極３２の静電容量Ｃの変化が、判定しきい値ONthを越えることで、運転者がステアリングホイール１２に握っているか又は触れていると判定する。

ステアリングホイール１２のリム部１６周面には、運転者が比較的触れ易い領域（外周部３６）と、運転者が比較的触れ難い領域（内周部３８）とがあり、運転者が同様にステアリングホイール１２に触れたとしても、触れ難い領域への運転者の接触面積は、触れ易い領域への運転者の接触面積より小さく（狭く）なり易い。

ここで、電極部２８には、センサ電極３２を覆う絶縁帯３４が設けられており、絶縁帯３４は、誘電率ε_１の絶縁帯３４Ａと誘電率ε_２が誘電率ε_１よりも大きい（ε_１＜ε_２）絶縁帯３４Ｂとによって構成されている。また、電極部２８では、ステアリングホイール１２において、絶縁帯３４Ａが運転者の比較的触れ易い外周部３６側とされ、絶縁帯３４Ｂが運転者の比較的触れ難い内周部３８側とされている。

このため、電極部２８では、運転者がステアリングホイール１２をタッチ操作した際、タッチ位置によって静電容量Ｃの変化がばらつくのが抑制される。これにより、ステアリングホイール１２において、運転者が比較的触れ難い領域（内周部３８）に運転者が触れているにもかかわらず、運転者が触れていないと判定（非タッチ判定）されるのを抑制でき、タッチ判定の検出精度を向上できる。

しかも、判定しきい値ONthが低い（小さい）場合、運転者が触れていないにもかかわらずタッチ判定される誤判定が生じ易いが、電極部２８では、判定しきい値ONthを高く（大きく）できる。このため、接触検出装置１４では、計測部３０に誤判定が生じるのを抑制できて、タッチ操作等の検出精度を向上できる。

運転者は、ステアリングホイール１２（リム部１６）を握る際に、ステアリングホイール１２の径外側（外周部３６側）よりも径内側（内周部３８側）が触れ難い。また、運転者がステアリングホイール１２を握る際には、ステアリングホイール１２の径外側（外周部３６側）に掌が接触し、ステアリングホイール１２径内側（内周部３８側）に指が触れる。このため、運転者がステアリングホイール１２を緩く握る（握りを緩める）際には、指先側を緩めた場合より、掌側を緩める（掌をステアリングホイール１２から離す）場合に、接触面積が大きく変化する。これにより、運転者がステアリングホイール１２を緩く握ったり、握りを緩めたりすると、静電容量Ｃの変化にばらつきが生じ易い。

これに対して、電極部２８では、ステアリングホイール１２の外周部３６側に絶縁帯３４Ａが配置され、内周部３８側に絶縁帯３４Ｂが配置されており、運転者がステアリングホイール１２の握りを緩めても、静電容量Ｃが減少するのを抑制できる。これにより、計測部３０では、運転者によるステアリングホイール１２の把持の判定に誤判定が生じるのを抑制でき、運転者によるステアリングホイール１２の把持の検出精度が向上される。

さらに、１本のセンサ電極３２に対し、計測部３０が１個のみ設けられている。このため、２本のセンサ電極３２について、センサ電極３２ごとに計測部３０を設ける場合とは異なり、コストを削減できる。

なお、第１の実施形態では、加飾部材２６とは別に被覆部としての絶縁帯３４（３４Ａ、３４Ｂ）を設けた。しかしながら、被覆部とは別に加飾部材を設けずに、被覆部がステアリング体を加飾してもよい（加飾部材を被覆部として用いてもよい）。

〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態の基本的構成は、第１の実施形態と同様にされており、第２の実施形態では、第１の実施形態のリム部１６に替えてリム部４０が用いられ、リム部４０には、第１の実施形態の電極部２８に替えて電極部４２が設けられている。図６（Ａ）には、第２の実施形態に係る電極部４２の主要部のステアリングホイール１２径方向断面が展開図にて示されており、図６（Ｂ）には、第２の実施形態に係るステアリングホイール１２の主要部がステアリングホイール１２径方向の断面図にて示されている。

図６（Ａ）に示すように、電極部４２には、加飾部材及び絶縁性の被覆部としての表皮部材４４が用いられている。表皮部材４４は、皮革製の帯状に形成されて、センサ電極３２の運転者側（基体２４とは反対側）を覆っている。

表皮部材４４には、幅方向の中間部に第１部を構成する厚肉部４４Ａが形成され、幅方向の両側に第２部を構成する薄肉部４４Ｂが形成されている。表皮部材４４では、厚肉部４４Ａが厚さｄ１とされ、薄肉部４４Ｂが厚さｄ２とされており、薄肉部４４Ｂは、厚肉部４４Ａよりも薄くされている（ｄ１＞ｄ２）。また、表皮部材４４の厚さは、厚肉部４４Ａから薄肉部４４Ｂに向かうにしたがって薄くされている。

図６（Ｂ）に示すように、リム部４０には、基体２４の外周に表皮部材４４が配置され、基体２４と表皮部材４４との間にセンサ電極３２が配置されている。表皮部材４４は、幅方向が基体２４の周方向とされており、表皮部材４４は、基体２４のステアリングホイール１２径方向断面における全周、及びステアリングホイール１２周方向における全周を被覆している。これにより、表皮部材４４は、ステアリングホイール１２の加飾部材として用いられ、リム部４０（ステアリングホイール１２）を加飾している。

電極部４２において静電容量Ｃは、以下の式で表される。
Ｃ＝（ε・Ｓ）／ｄ＝（ε_０・ε_ｒ・Ｓ）／ｄ

ここで、電極部４２では、距離ｄが表皮部材４４の厚さに相当し、電極部４２では、距離ｄが厚肉部４４Ａより薄肉部４４Ｂが小さくされている（ｄ１＞ｄ２）。このため、電極部４２では、厚肉部４４Ａ側における静電容量の変化よりも薄肉部４４Ｂ側における静電容量の変化が大きくなっている。

表皮部材４４は、幅方向の中心線ＣＬがステアリングホイール１２径方向とされて、厚肉部４４Ａがステアリングホイール１２の外周部３６側（径外側）に配置され、薄肉部４４Ｂがステアリングホイール１２の内周部３８側（径外側）に配置されている。これにより、ステアリングホイール１２では、運転者が接触した際の静電容量の変化が、外周部３６側よりも内周部３８側において大きくなる。

このように構成されている第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。これにより、電極部４２では、ステアリングホイール１２へのタッチ位置が異なっても静電容量Ｃの変化がばらつくのを抑制できて、タッチ操作の判定結果にばらつきが生じるのを抑制できる。また、電極部４２では、リム部４０の握りが緩められても、把持判定の判定結果にばらつきが生じるのを抑制できる。したがって、運転者のステアリングホイール１２への把持やタッチ操作等の判定精度を向上できる。

なお、以上説明した第２の実施形態では、表皮部材４４（被覆部）の厚さを厚肉部４４Ａ（第１部）から薄肉部４４Ｂ（第２部）に向かうにしたがって薄くした。しかしながら、被覆部材は、幅方向の中央部に厚さｄ１の厚肉部分を設け、厚肉部分の幅方向両側に厚さｄ２の薄肉部分を設けた２段構造であってもよい。

また、第２の実施形態では、表皮部材４４（被覆部）において厚肉部４４Ａ（第１部）及び薄肉部４４Ｂ（第２部）が同様の誘電率となっている。しかしながら、被覆部は、第１部と第２部とで、厚さ及び誘電率が異なってもよく、例えば、第１部の厚さよりも第２部の厚さを薄くすると共に、第１部の誘電率よりも第２部の誘電率を大きくしてもよい。これにより、第１部における静電容量の変化より、第２部における静電容量の変化をより大きくできて、把持判定やタッチ判定の判定結果にばらつきが生じるのを効果的に抑制できて、判定精度をより向上できる。

〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態の基本的構成は、第１の実施形態と同様にされている。第３の実施形態では、第１の実施形態のリム部１６に替えてリム部５０が用いられ、リム部５０には、第１の実施形態の電極部２８に替えて電極部５２が用いられている。図７（Ａ）には、第３の実施形態に係る電極部５２の主要部が展開図にて示され、図７（Ｂ）には、第３の実施形態に係るステアリングホイール１２の主要部が径方向の断面図にて示されている。

図７（Ａ）に示すように、電極部５２には、加飾部材及び絶縁性の被覆部としての表皮部材５４が用いられており、表皮部材５４は、皮革製の帯状に形成されて、センサ電極３２の運転者側（基体２４とは反対側）を覆っている。

表皮部材５４には、幅方向の中間部に第１部を構成する穴あき部５４Ａが配置され、穴あき部５４Ａの幅方向の両側に第２部を構成する非穴あき部５４Ｂが配置されている。穴あき部５４Ａには、開口部としての複数のパンチ孔５６が形成されており、パンチ孔５６は、穴あき部５４Ａにおいて表皮部材５４の幅方向及び長手方向に配列されている。パンチ孔５６の各々は、略円孔（三角形や四角形等の他の開口形状であってもよい）とされて、表皮部材５４の穴あき部５４Ａに貫通形成されている。

図７（Ｂ）に示すように、リム部５０には、基体２４の外周に表皮部材５４が巻付けられており、基体２４と表皮部材５４との間にセンサ電極３２が配置されている。表皮部材５４は、幅方向が基体２４の周方向とされており、表皮部材５４は、基体２４のステアリングホイール１２径方向断面における全周、及びステアリングホイール１２周方向における全周を被覆している。これにより、リム部５０（ステアリングホイール１２）は、表皮部材５４によって加飾されている。

上記したように、電極部５２において静電容量Ｃは、以下の式で表される。
Ｃ＝（ε・Ｓ）／ｄ＝（ε_０・ε_ｒ・Ｓ）／ｄ

ここで、空気の誘電率（比誘電率）は、表皮部材５４を形成する皮革の誘電率（比誘電率）に比して小さく、穴あき部５４Ａでは、パンチ孔５６内の誘電率が空気の誘電率となっている。このため、穴あき部５４Ａの全面積に対するパンチ孔５６の開口総面積の比率を開孔率とすると、穴あき部５４Ａの実質的な誘電率（平均誘電率）は、開孔率によって変化し、開孔率が大きくなるほど穴あき部５４Ａの実質的な誘電率が小さくなる。また、開孔率は、パンチ孔５６のサイズ（内径）や数（配列密度）によって変化し、穴あき部５４Ａには、所定の開孔率となるようにパンチ孔５６のサイズ及び配列（数）が定められている。

表皮部材５４では、穴あき部５４Ａの誘電率（比誘電率）が穴あき部５４Ｂの誘電率より小さくなっており、電極部５２では、穴あき部５４Ａにおける静電容量の変化よりも非穴あき部５４Ｂにおける静電容量の変化が大きくなる。

また、表皮部材５４は、幅方向の中心線ＣＬがステアリングホイール１２径方向とされて、穴あき部５４Ａがステアリングホイール１２の外周部３６側に配置されると共に、非穴あき部５４Ｂがステアリングホイール１２の内周部３８側に配置されている。これにより、ステアリングホイール１２では、運転者が接触した際の静電容量の変化が、ステアリングホイール１２の外周部３６側よりも内周部３８側において大きくなる。

このように構成されている第３の実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。これにより、電極部５２では、ステアリングホイール１２へのタッチ位置が異なっても静電容量Ｃの変化がばらつくのを抑制できて、タッチ操作等の判定結果にばらつきが生じるのを抑制できる。また、電極部５２では、リム部５０の握りが緩められても、把持判定の判定結果にばらつきが生じるのを抑制できる。したがって、運転者のステアリングホイール１２への把持やタッチ操作等の判定精度を向上できる。

しかも、ステアリングホイール１２を加飾する表皮部材５４にパンチ孔５６が形成されるので、パンチ孔５６により表皮部材５４をさらに加飾できる。これにより、表皮部材５４では、パンチ孔５６がステアリングホイール１２を加飾できて、ステアリングホイール１２の意匠性をより効果的に向上できる。

なお、第３の実施形態では、表皮部材５４（被覆部）にパンチ孔５６（開口部）が形成された穴あき部５４Ａ（第１部）及びパンチ孔５６が形成されていない非穴あき部５４Ｂ（第２部）を設けた。しかしながら、被覆部は、全面に開口部が形成されてもよい。

図８には、開口部が全面に形成された絶縁性の被覆部としての表皮部材６０が示されている。表皮部材６０は、皮革製の帯状とされており、幅方向の中間部に第１部を構成する穴あき部６０Ａが配置され、穴あき部６０Ａの幅方向の両側に第２部を構成する穴あき部６０Ｂが配置されている。穴あき部６０Ａには、開口部としての複数のパンチ孔５６Ａが幅方向及び長手方向に配列されて貫通形成されており、穴あき部６０Ｂには、開口部としての複数のパンチ孔５６Ｂが幅方向及び長手方向に配列されて貫通形成されている。

パンチ孔５６Ａ、５６Ｂは、サイズ（内径）及び数（配列密度）の少なくとも一方が異なっており、パンチ孔５６Ａは、穴あき部６０Ａにおいて所定の開孔率となるように形成され、パンチ孔５６Ｂは、穴あき部６０Ｂにおいて穴あき部６０Ａの開孔率よりも低い開孔率となるように形成されている。これにより、表皮部材６０では、穴あき部６０Ａの誘電率（平均誘電率）よりも穴あき部６０Ｂの誘電率（平均誘電率）が大きくされ、穴あき部６０Ａにおける静電容量の変化よりも穴あき部６０Ｂにおける静電容量の変化が大きくされている。

このように構成されている表皮部材６０を表皮部材５４に替えて用いることで、表皮部材５４を用いた場合と同様の効果を奏することができる。しかも、表皮部材６０は、全面にパンチ孔５６Ａ、５６Ｂが形成されるので、表皮部材６０によってステアリングホイール１２をより効果的に加飾できて、ステアリングホイール１２の意匠性をより効果的に向上できる。

なお、第３の実施形態では、表皮部材５４、６０（被覆部）を貫通するようにパンチ孔５６、５６Ａ，５６Ｂ（開口部）を形成した。しかしながら、開口部は、被覆部を貫通せずに有底であってもよい。また、有底の開口部は、基体の径外側に向けて開口されてもよく、基体側（センサ電極側）に開口されてもよい。また、被覆部には、幅方向の中間部から幅方向の端部に向かうにしたがって開孔率が低くなるように開口部が形成されてもよい。

さらに、第２の実施形態では、表皮部材５４（被覆部）に穴あき部５４Ａ（第１部）と非穴あき部５４Ｂ（第２部）を設けるか、表皮部材６０（被覆部）に穴あき部６０Ａ（第１部）と穴あき部６０Ｂ（第２部）を設けて、第１部と第２部とで開孔率を異ならせた。しかしながら、被覆部は、開孔率の異なる第１部と第２部とに、誘電率の異なる絶縁性材料が用いられてもよく、また、被覆部は、開孔率の異なる第１部と第２部とで厚さが異なってもよい。例えば、開孔率の大きい第１部の誘電率を開孔率の小さい第２部の誘電率よりも大きくしたり、開孔率の小さい第２部の厚さを開孔率の大きい第１部の厚さよりも薄くしたりすればよい。これにより、第１部における静電容量の変化より、第２部における静電容量の変化をさらに大きくできて、把持判定やタッチ判定の判定結果にばらつきが生じるのをより効果的に抑制できて、判定精度をより一層向上できる。

〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態を説明する。第４の実施形態の基本的構成は、第１の実施形態と同様にされている。第４の実施形態では、第１の実施形態のリム部１６に替えてリム部６６が設けられており、リム部６６には、第１の実施形態の電極部２８に替えて電極部６８が用いられている。図９（Ａ）には、第４の実施形態に係る電極部６８の主要部が展開図にて示され、図９（Ｂ）には、ステアリングホイール１２の主要部がステアリングホイール１２径方向の断面図にて示されている。

図９（Ａ）に示すように、電極部６８は、導電材料によって形成された帯状かつシート状（フィルム状であってもよい）のセンサ電極７０と、加飾部材及び絶縁性の被覆部としての皮革製帯状の表皮部材７２とを含んで構成されている。

センサ電極７０には、幅方向の中間部に第１部を構成する網状のメッシュ電極７０Ａが配置され、メッシュ電極７０Ａの幅方向の両側に第２部を構成する網状のメッシュ電極７０Ｂが配置されている。

図９（Ｂ）に示すように、リム部６６には、基体２４の外周側に電極部６８が配置されており、電極部６８は、基体２４の外周にセンサ電極７０が巻付けられ、センサ電極７０の外周側（基体２４とは反対側）が表皮部材７２によって被覆されている。表皮部材７２の幅方向は、基体２４の周方向とされており、表皮部材７２は、基体２４のステアリングホイール１２径方向断面における全周、及びステアリングホイール１２周方向における全周を被覆している。これにより、表皮部材７２が、リム部６６を被覆して、リム部６６を加飾している。

電極部６８において静電容量Ｃは、以下の式で表される。
Ｃ＝（ε・Ｓ）／ｄ＝（ε_０・ε_ｒ・Ｓ）／ｄ

電極部６８において距離ｄは、表皮部材７２の厚さであり、誘電率ε（比誘電率εｒ）は、表皮部材７２を形成する皮革の誘電率となる。このため、電極部６８において静電容量Ｃは、面積（対向面積）Ｓに応じて変化する。また、メッシュ電極７０Ａ、７０Ｂは、網目（開口部分）が非電極部分となり、網目の周囲が電極部分となっており、メッシュ電極７０Ａ、７０Ｂにおいて、面積Ｓは、編目を除いた電極部分の面積となる。

ここで、センサ電極７０では、メッシュ電極７０Ａに比してメッシュ電極７０Ｂの編目が密にされており（メッシュ電極７０Ａの網目が粗くされており）、メッシュ電極７０Ａの開孔率がメッシュ電極７０Ｂの開孔率より大きくされている。このため、メッシュ電極７０Ａ、７０Ｂでは、同様の面積が対向された場合に、実質的な面積Ｓが、メッシュ電極７０Ａよりもメッシュ電極７０Ｂが大きく（広く）なる。これにより、センサ電極７０では、メッシュ電極７０Ａにおける静電容量の変化よりメッシュ電極７０Ｂにおける静電容量の変化が大きくなっている。

図９（Ｂ）に示すように、センサ電極７０は、幅方向の中心線ＣＬがステアリングホイール１２径方向とされて、メッシュ電極７０Ａがステアリングホイール１２の外周部３６側に配置され、メッシュ電極７０Ｂがステアリングホイール１２の内周部３８側に配置される。これにより、ステアリングホイール１２では、運転者が接触した際の静電容量Ｃの変化が、ステアリングホイール１２の外周部３６側よりも内周部３８側が大きくなる。

このように構成されている第４の実施形態では、第１の実施形態から第３の実施形態と同様の効果を奏することができる。これにより、電極部６８では、ステアリングホイール１２へのタッチ位置が異なっても静電容量Ｃの変化がばらつくのを抑制できて、タッチ操作等の判定結果にばらつきが生じるのを抑制できる。また、電極部６８では、リム部６６の握りが緩められても、把持判定の判定結果にばらつきが生じるのを抑制できる。したがって、運転者のステアリングホイール１２への把持やタッチ操作等の判定精度を向上できる。

なお、以上説明した第４の実施形態では、センサ電極７０がメッシュ電極７０Ａ（第１部）及びメッシュ電極７０Ｂ（第２部）によって形成されている。しかしながら、電極部では、センサ電極が第１部と第２部とで開孔率が異なり、かつ第１部の開孔率より第２部の開孔率が小さければよい。例えば、センサ電極は、幅方向の中間部が第１部を構成するメッシュ電極によって形成され、メッシュ電極の幅方向両側が第２部を構成する非メッシュ電極（全面電極、開孔率がゼロの電極）によって構成されてもよい。

また、第４の実施形態では、電極部６８に表皮部材７２（被覆部）を用いた。しかしながら、被覆部としては、表皮部材７２に替えて、第１部と第２部とで誘電率が異なる被覆部（第１の実施形態の絶縁帯３４）、第１部と第２部とで厚さの異なる被覆部（第２の実施形態の表皮部材５４）、又は第１部と第２部とで開孔率の異なる被覆部（第３の実施形態の表皮部材６０等）を用いてもよく、被覆部は、これらが組み合わされて構成されてもよい。

なお、以上説明した第１〜第４の実施形態では、ステアリングホイール１２の外周部３６側に第１部（絶縁帯３４Ａ、厚肉部４４Ａ、穴あき部５４Ａ、穴あき部６０Ａ、メッシュ電極７０Ａの何れか少なくとも一つ）を配置すると共に、ステアリングホイール１２の内周部３８側に第２部（絶縁帯３４Ｂ、薄肉部４４Ｂ、非穴あき部５４Ａ、穴あき部６０Ｂ、メッシュ電極７０Ｂの何れか少なくとも一つ）を配置した。しかしながら、第２部は、ステアリング体において操作者の触れ難い部分に配置されればよい。また、第１部は、ステアリング体において操作者が触れ易い部分であればよく、第１部は、基体の操作者側（運転者側）、又は基体においてステアリング体径外側から操作者側までの範囲において、基体の略半周（略１／２周）の範囲に配置されればよい。

また、第１〜第４の実施形態では、被覆部（絶縁帯３４、表皮部材４４、５４，６０、センサ電極７０）の幅方向の中央部分に第１部（絶縁帯３４Ａ、厚肉部４４Ａ、穴あき部５４Ａ、６０Ａ、メッシュ電極７０Ａ）を配置し、第１部の幅方向両側に第２部（絶縁帯３４Ｂ、薄肉部４４Ｂ、非穴あき部５４Ｂ、穴あき部６０Ｂ、メッシュ電極７０Ｂ）を配置した。しかしながら、被覆部は、幅方向の一側に第１部が配置され、幅方向の他側に第２部が配置されてもよい。この場合においても、被覆部を基体に巻付けることで、電極部において第１部の幅方向の両側に第２部が配置された状態が得られる。

さらに、第１〜第４の実施形態では、２本のセンサ電極を用いたが、センサ電極の数は、１本でもよく３本以上であってもよい。また、第１〜第４の実施形態では、ステアリングホイール１２の周方向の略全周に渡ってセンサ電極を配置したが、センサ電極は、運転者が通常把持している領域などのステアリング体の周方向の一部の領域に配置されてもよい。

また、第１〜第４の実施形態では、２本のセンサ電極を１本のセンサ電極とみなして静電容量の変化を計測した。しかしながら、センサ電極ごとに計測部を設けて、センサ電極ごとの静電容量の変化を計測するようにしてもよい。これにより、ステアリング体における操作者の把持位置や接触位置の特定を可能にできる。

１０…ステアリング装置、１２…ステアリングホイール、２４…基体、２８、４２、５２、６８…電極部、３２、７０…センサ電極、３４…絶縁帯（被覆部）、４４、５４、６０，７２…表皮部材（被覆部）、５６（５６Ａ、５６Ｂ）…パンチ孔（開口部）、７０Ａ、７０Ｂ…メッシュ電極（第１部及び第２部）。

Claims (9)

1. 基体が操作者によって把持されて操作されることで操舵対象が操舵されるステアリング体と、
   幅方向が前記基体の周方向とされて前記基体の外周に設けられたセンサ電極、及び前記センサ電極の前記基体とは反対側を被覆する絶縁性の被覆部材を含み、前記センサ電極の幅方向において前記被覆部材を介して操作者が前記センサ電極に近接することで静電容量が変化する第１部分、及び前記静電容量の変化が前記第１部分より大きくされた第２部分が設けられた電極部と、
   を備えるステアリング装置。
2. 前記電極部は、前記第１部分が、前記基体の前記ステアリング体の径方向外側から前記基体の操作者側の範囲の半周に設けられた請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記電極部は、前記被覆部材の誘電率が前記第１部分と前記第２部分とで異なる請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記電極部は、前記被覆部材の厚さが前記第１部分と前記第２部分とで異なる請求項１から請求項３の何れか１項に記載のステアリング装置。
5. 前記電極部は、前記センサ電極の幅方向において前記被覆部材の厚さが前記第１部分から前記第２部分に向かうにしたがって薄くされている請求項４に記載のステアリング装置。
6. 前記第１部分における前記被覆部材には、複数の開口部が配列されている請求項１から請求項５の何れか１項に記載のステアリング装置。
7. 前記被覆部材には、全面に開口部が配列されていると共に、前記開口部による開孔率が前記第１部分より前記第２部分が小さくされている請求項６に記載のステアリング装置。
8. 前記電極部は、前記第１部分における前記センサ電極が網目状とされた請求項１から請求項７の何れか１項に記載のステアリング装置。
9. 前記センサ電極は、全面が網目状とされると共に、非電極部分の面積比率が前記第１部分よりも前記第２部分が小さくされている請求項８に記載のステアリング装置。