JP2023032819A - 電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールの外観性を確保しつつ、ステアリングホイールの製造コストの高騰化を抑制することができる電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法を提供する。
【解決手段】電極構造体２０は、車両３に設けられたステアリングホイール１に配置される電極構造体２０であって、絶縁体２１と、ステアリングホイール１の芯金１１と対向する面である絶縁体２１の第１面２１ａに配置される第１電極３１と、絶縁体２１の第１面２１ａと反対側の面である第２面２１ｂに配置される第２電極３２と、絶縁体２１から芯金１１へ向かって突出する突出部２３と、芯金１１に掛合する掛合部２２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法に関する。

従来、切削工具を用いてステアリングホイールの発泡体に切れ込みを入れ、切れ込みの第１の層および第２の層のそれぞれにセンサの導電体を導入する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開公報第２０１８／１４５８６８号

しかしながら、ステアリングホイールの発泡体に形成された切れ込みによって外観性が悪化してしまうことがある。また、切れ込み作業およびセンサの導電体を導入するための工数が増加することで、ステアリングホイールの製造コストが高騰化してしまうことがある。

そこで、本開示は、ステアリングホイールの外観性を確保しつつ、ステアリングホイールの製造コストの高騰化を抑制することができる電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法を提供する。

本開示の一態様に係る電極構造体は、車両に設けられたステアリングホイールに配置される電極構造体であって、絶縁体と、前記ステアリングホイールの芯金と対向する面である前記絶縁体の第１面に配置される第１電極と、前記絶縁体の前記第１面と反対側の面である第２面に配置される第２電極と、前記絶縁体から前記芯金へ向かって突出する突出部と、前記芯金に掛合する掛合部と、を備える。

なお、これらの包括的または具体的な側面は、システム、装置、方法、記録媒体、または、コンピュータプログラムで実現されてもよく、システム、装置、方法、記録媒体、および、コンピュータプログラムの任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の電極構造体等は、ステアリングホイールの外観性を確保しつつ、ステアリングホイールの製造コストの高騰化を抑制することができる。

図１は、実施の形態におけるステアリングホイールが配置された車両の車室を示す図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における実施の形態のステアリングホイールを示す断面図である。 図３は、実施の形態におけるステアリングホイールを示す断面斜視図である。 図４は、実施の形態におけるステアリングホイールを示すブロック図である。 図５は、実施の形態におけるステアリングホイールの製造方法を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態の変形例１におけるステアリングホイールを示す断面図である。 図７は、実施の形態の変形例２におけるステアリングホイールを示す断面図である。 図８は、実施の形態の変形例３におけるステアリングホイールを示す断面図である。 図９は、実施の形態の変形例４におけるステアリングホイールを示す断面図である。

本開示の一態様に係る電極構造体は、車両に設けられたステアリングホイールに配置される電極構造体であって、絶縁体と、前記ステアリングホイールの芯金と対向する面である前記絶縁体の第１面に配置される第１電極と、前記絶縁体の前記第１面と反対側の面である第２面に配置される第２電極と、前記絶縁体から前記芯金へ向かって突出する突出部と、前記芯金に掛合する掛合部と、を備える。

これによれば、電極構造体を予め芯金に取付けることができる。これにより、ステアリングホイールを形成する際に電極構造体をステアリングホイールの内部に配置することができる。このため、従来のように、ステアリングホイールを形成してから、ステアリングホイールに切り込みを入れて第１電極および第２電極を配置する必要もない。このため、ステアリングホイールの外観性が悪化したり、ステアリングホイールの製造に関する工数が増加したりし難くなる。

したがって、電極構造体は、ステアリングホイールの外観性を確保しつつ、ステアリングホイールの製造コストの高騰化を抑制することができる。

特に、この電極構造体では、絶縁体から芯金へ向かって突出する突出部と、芯金に掛合する掛合部とによって、芯金に対する第１電極および絶縁体の姿勢を確保することができる。このため、突出部および掛合部は第１電極と芯金とが電気的に接続されてしまうことを抑制することができる。その結果、電極構造体をステアリングホイールの把持検知に用いる場合、運転者の手がステアリングホイールを把持することを精度よく検知することができる。

また、突出部と掛合部とが芯金に対する第１電極および絶縁体の姿勢を確保することができるため、ステアリングホイールの樹脂成型時において、電極構造体を確実にステアリングホイールに組み込むことができる。

また、突出部が芯金と第１電極との距離を保つことができ、かつ、掛合部が絶縁体を芯金に掛合することで、掛合部が芯金に絶縁体を固定することができる。このため、ステアリングホイールの樹脂成型時の圧力によって、絶縁体が芯金に対して位置ズレしたり、ステアリングホイールの周方向に対して回転ズレしたりすることを抑制することができる。

また、本開示の一態様に係る電極構造体は、車両に設けられたステアリングホイールに配置される電極構造体であって、硬質プラスチックからなる絶縁体と、前記ステアリングホイールの芯金と対向する面である前記絶縁体の第１面に配置される第１電極と、前記絶縁体の前記第１面と反対側の面である第２面に配置される第２電極と、を備える。

この電極構造体においても、第１電極および第２電極が配置された絶縁体が硬質プラスチックで構成されるため、例えば、芯金に対する第１電極および絶縁体の姿勢を確保しつつ、電極構造体を予め芯金に取付けることができる。これにより、上述と同様の作用効果を奏する。

また、本開示の一態様に係るステアリングホイールは、電極構造体と、前記芯金と、前記電極構造体を覆う発泡体と、を備える。

このステアリングホイールにおいても、上述と同様の作用効果を奏する。

また、本開示の一態様に係るステアリングホイールの製造方法は、電極構造体が備える前記掛合部を前記芯金に掛合させ、前記掛合部を前記芯金に掛合させた状態で、発泡体を用いて前記電極構造体を覆う。

このステアリングホイールの製造方法においても、上述と同様の作用効果を奏する。

また、電極構造体において、前記掛合部は、前記芯金に形成された第１凹部に掛合する第２凹部を有する。

これによれば、第１凹部と第２凹部とが掛合するため、掛合部は、芯金に絶縁体を固定することができる。このため、ステアリングホイールの樹脂成型時の圧力によって、絶縁体が芯金に対して位置ズレしたり、ステアリングホイールの周方向に対して回転ズレしたりすることを抑制することができる。

また、電極構造体では、前記ステアリングホイールの周方向と垂直な平面で前記ステアリングホイールを切断した場合の断面において、前記突出部と前記掛合部とが前記芯金を挟み、かつ、前記突出部と前記掛合部とが対向する位置に配置される。

これによれば、突出部が絶縁体を支持する位置と対応する個所で、掛合部が絶縁体を支持することができる。このため、突出部および掛合部は、第１電極が芯金に接触しないように、芯金に対して第１電極および絶縁体を離間した状態で配置することができる。

また、ステアリングホイールを形成する際に、第１電極と絶縁体との間に発泡体を充填することができる空間を確保することができる。このため、第１電極と絶縁体との間に発泡体を樹脂成型することができる。

また、ステアリングホイールの樹脂成型時の圧力によって、絶縁体が芯金に対して位置ズレしたり、ステアリングホイールの周方向に対して回転ズレしたりすることをより抑制することができる。

また、電極構造体において、前記芯金は、前記ステアリングホイールの周方向と垂直な平面で前記ステアリングホイールを切断した場合の断面において、湾曲状の湾曲部を有し、前記突出部は、前記湾曲部と対向する位置に配置される。

これによれば、芯金が湾曲部を有していても、第１電極が芯金に接触しないように、突出部が湾曲部に対して第１電極および絶縁体を離間した状態で配置することができる。

また、電極構造体において、前記突出部および前記掛合部は、前記絶縁体と一体的に形成される。

これによれば、絶縁体に、突出部および掛合部を接着等する工程の増加を抑制することができる。

また、電極構造体において、前記絶縁体、前記第１電極、および、前記第２電極は、前記ステアリングホイールの周方向と垂直な平面で前記ステアリングホイールを切断した場合の断面において、少なくとも前記ステアリングホイールの外周側から前記ステアリングホイールにおける前記車両の後方側までの範囲に配置される。

これによれば、運転者の手がステアリングホイールを把持した場合、運転者の手がステアリングホイールの表面に接触し易い個所に電極構造体を配置することができる。このため、運転者の手による把持を確実に検出することができる。

また、ステアリングホイールの全体に亘って電極構造体を配置する必要がないため、電極構造体における材料費の高騰化を抑制することができる。

また、電極構造体において、前記突出部および前記掛合部は、前記突出部および前記掛合部のそれぞれの輪郭の角部を丸めた曲面部分を有する。

これによれば、ステアリングホイールを製造するうえで、例えば、芯金、絶縁体、第１電極、および、第２電極を覆うように発泡体を充填する際に、発泡体を流動させることができる。このため、突出部および掛合部の周囲を発泡体によって確実に充填することができる。

また、電極構造体において、前記絶縁体は、樹脂材料で構成され、前記第１電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成され、前記第２電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。

これによれば、樹脂材料を用いて、芯金の形状および大きさに応じた絶縁体を形成することができる。また、絶縁体に第１電極および第２電極を配置することができるため、絶縁体、第１電極および第２電極が一体化された部材を芯金に容易に組付けることができる。さらに、絶縁体に一定の強度を確保すれば、絶縁体は、第１電極を芯金から離間した状態で第１電極を配置させることができる。

また、電極構造体において、前記第１電極には、前記第２電極に印加される交流電圧と同位相の交流電圧が印加される。

これによれば、第１電極と第２電極との間の静電容量を打ち消す、または、小さくすることができる。このため、運転者の手によるステアリングホイールの把持を検出する制御回路を用いれば、制御回路は、この手がステアリングホイールを把持した際に生じる、第２電極と運転者の手との間における静電容量の変化を精度よく検出することができるようになる。

また、電極構造体において、前記芯金は、円環状をなし、前記絶縁体は、前記芯金の外周側の面に沿って配置される形状を有する。

これによれば、芯金の外形に応じて絶縁体を配置することができる。このため、この電極構造体の汎用性を高めることができる。

また、電極構造体において、前記第１電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成され、前記第２電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。

これによれば、絶縁体に第１電極および第２電極を配置することができるため、絶縁体、第１電極および第２電極が一体化された部材を芯金に容易に組付けることができる。さらに、絶縁体に一定の強度を確保すれば、絶縁体は、第１電極を芯金から離間した状態で第１電極を配置させることができる。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の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。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、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、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

また、以下の実施の形態において、略等間隔またはＴ字状等の表現を用いている。例えば、略等間隔またはＴ字状は、完全に等間隔またはＴ字であることを意味するだけでなく、実質的に等間隔またはＴ字である、すなわち数％程度の誤差を含むことも意味する。また、略等間隔またはＴ字状は、本開示による効果を奏し得る範囲において等間隔またはＴ字という意味である。他の「略」、「状」を用いた表現についても同様である。

（実施の形態）
＜構成：ステアリングホイール１＞
図１は、実施の形態におけるステアリングホイール１が配置された車両３の車室を示す図である。

図１に示すように、ステアリングホイール１は、例えば車両３の操舵輪に対して操舵角を与えることができる。

ステアリングホイール１は、リム１０を有する。リム１０は、リム１０の内周面に配置されたＴ字状のスポーク９と一体的に形成されている。

図２および図３に示すように、リム１０は、芯金１１と、電極構造体２０と、電極構造体２０を覆う発泡体１２とを備える。ここで、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における実施の形態のステアリングホイール１を示す断面図である。図３は、実施の形態におけるステアリングホイール１を示す断面斜視図である。また、図３では、発泡体１２の輪郭を破線で示している。

［芯金１１］
芯金１１は、金属製の円環状の芯である。具体的には、芯金１１は、円環状の第１部１１ａと、第１部１１ａの外周側に配置された円環状の第２部１１ｂとを有する。第１部１１ａの一端縁と第２部１１ｂの一端縁とは互いに連結されている。つまり、芯金１１は、芯金１１の周方向と垂直な平面で芯金１１を切断した場合の断面（以下、芯金１１の断面ということがある。）がＵ字状、Ｖ字状、J字状、Ｃ字状等の形状である。

また、芯金１１の断面がＵ字状、Ｖ字状、J字状、Ｃ字状等の形状であるため、第１部１１ａと第２部１１ｂとの間には、第１凹部１０ａが形成されている。第１凹部１０ａは、円環状をなした凹部である。本実施の形態では、第１凹部１０ａは、リム１０における車両３の前方側（リム１０に対する座席側と反対側）に形成されている。

また、芯金１１は、湾曲状の湾曲部１３を有する。具体的には、湾曲部１３は、芯金１１の断面における芯金１１の外周側の面であり、第１部１１ａと第２部１１ｂとの接続部分に形成されている。

［電極構造体２０］
電極構造体２０は、運転者の手によるステアリングホイール１の把持を検出する装置に用いられる。具体的には、電極構造体２０には、運転者の手によってステアリングホイール１の把持を検出することが可能な制御回路４０が接続されている。運転者の手によってリム１０が把持されると、電極構造体２０の電極とその手との間の静電容量が変化する。制御回路４０は、電極構造体２０の電極から、静電容量が変化した出力信号に基づいて把持を検出する。具体的には、制御回路４０は、その電極の静電容量、またはその静電容量に応じた値（変化量）を計測し、その値に基づいて、運転者の手によるリム１０の把持を検出する。このような、制御回路４０は、専用回路または汎用プロセッサで構成されている。また、制御回路４０は、例えば図１のスポーク９に埋設されている。

また、電極構造体２０は、車両３に設けられたステアリングホイール１に配置されている。本実施の形態では、電極構造体２０は、ステアリングホイール１のリム１０に埋設されている。具体的には、電極構造体２０は、絶縁体２１と、掛合部２２と、突出部２３と、第１電極３１と、第２電極３２とを備える。

絶縁体２１は、芯金１１と同様な円環状をなし、芯金１１とともに同心円状となるように、芯金１１の外周側の面に沿って配置されている。つまり、絶縁体２１は、芯金１１よりも大径となる。

また、絶縁体２１における芯金１１と対向する面である第１面２１ａには第１電極３１が配置され、絶縁体２１における第１面２１ａとは反対側の面である第２面２１ｂには第２電極３２が配置されている。絶縁体２１は、第１電極３１と第２電極３２とが電気的に接続されないように、第１電極３１と第２電極３２とが重なるように配置することができる。このような、絶縁体２１は、例えば、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等の硬質プラスチック等の樹脂材料で構成されている。

また、絶縁体２１は、一定の板厚が確保されている。一定の板厚とは、例えば、絶縁体２１の厚みが数ｍｍ程度の厚みである。絶縁体２１が一定の板厚を確保しているため、剛性が確保される。このため、ステアリングホイール１の樹脂成型時において、絶縁体２１は、変形し難く、姿勢を維持することができる。

また、絶縁体２１は、掛合部２２に支持されることで、芯金１１に対して所定距離だけ離間した状態で配置されている。言い換えると、絶縁体２１に配置された第１電極３１が芯金１１に対して所定距離だけ離間した状態で配置される。また、絶縁体２１と芯金１１との間には、第１電極３１および発泡体１２が配置されている。

掛合部２２は、絶縁体２１を芯金１１に支持することが可能な支持片である。具体的には、掛合部２２は、芯金１１に形成された第１凹部１０ａに掛合する第２凹部２２ａを有する。掛合部２２の一部が芯金１１の第１凹部１０ａに挿入されるとともに、第２凹部２２ａに芯金１１の第１部１１ａの端部が挿入されることで、掛合部２２は、芯金１１に形成されている第１凹部１０ａに掛合する。これにより、掛合部２２が芯金１１に連結される。

ここで、芯金１１の第１部１１ａの端部とは、芯金１１の断面において、車両３の前方側となる第１部１１ａの先端部分である。

また、掛合部２２は、掛合部２２の輪郭の角部が丸められた曲面部分２２ｂを有する。具体的には、掛合部２２では、掛合部２２に形成されている角部が丸みを帯びるように、角部の所定半径のＲが付けられている。曲面部分２２ｂは、掛合部２２が発泡体１２と接触する部分全てに形成されていてもよい。これにより、発泡体１２を充填する際に、発泡体１２が流動することで、発泡体１２によって掛合部２２の周囲が確実に充填されるようになる。

また、掛合部２２は、絶縁体２１と一体的に構成され、破壊することなしに絶縁体２１と分離不能である。なお、掛合部２２は、破壊することなしに絶縁体２１と分離可能な別体であってもよい。この場合、例えば、掛合部２２に形成された凹部と、絶縁体２１に形成された凸部とを連結することで、掛合部２２が絶縁体２１に連結されてもよい。また、掛合部２２が接着剤または連結部材等によって絶縁体２１と連結されてもよい。

また、掛合部２２は、芯金１１および絶縁体２１に複数配置されている。例えば、４つまたは８つの掛合部２２が、芯金１１および絶縁体２１に配置されていてもよい。なお、本開示で示した掛合部２２の数は、あくまでも一例であり、本開示で示した数に限定されない。また、１以上の掛合部２２を一組とした複数組が、リム１０上に略等間隔に配置されていてもよい。

また、掛合部２２は、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料で構成されている。

突出部２３は、芯金１１の湾曲部１３と対向する位置に配置されている。また、突出部２３は、絶縁体２１から芯金１１へ向かって突出している。突出部２３の先端は、芯金１１と当接している。つまり、突出部２３は、絶縁体２１と芯金１１との間に配置されている。このため、突出部２３は、絶縁体２１および第１電極３１と芯金１１とが接触しないように、芯金１１に対する絶縁体２１の姿勢を維持することができる。

また、突出部２３は、突出部２３の輪郭の角部を丸められた曲面部分２２ｂを有する。具体的には、突出部２３では、突出部２３に形成されている角部が丸みを帯びるように、角部の所定半径のＲが付けられている。これにより、発泡体１２を充填する際に、発泡体１２が流動することで、発泡体１２によって突出部２３の周囲が確実に充填されるようになる。

また、突出部２３は、絶縁体２１と一体的に形成され、破壊することなしに絶縁体２１と分離不能である。なお、突出部２３は、破壊することなしに絶縁体２１と分離可能な別体であってもよい。この場合、例えば、突出部２３に形成された凹部と、絶縁体２１に形成された凸部とを連結することで、突出部２３が絶縁体２１に連結されてもよい。また、突出部２３が接着剤または連結部材等によって絶縁体２１と連結されてもよい。

また、突出部２３は、芯金１１および絶縁体２１に複数配置されている。例えば、４つまたは８つの突出部２３が、芯金１１および絶縁体２１に配置されていてもよい。なお、本開示で示した突出部２３の数は、あくまでも一例であり、本開示で示した数に限定されない。また、突出部２３は、芯金１１および絶縁体２１に略等間隔に配置されていてもよい。

ここで、絶縁体２１と掛合部２２と突出部２３との関係について説明する。

本実施の形態では、掛合部２２は、絶縁体２１の周方向と垂直な平面で絶縁体２１を切断したときの断面（以下、絶縁体２１の断面ということがある。）において、絶縁体２１の一端部に配置されている。また、突出部２３は、絶縁体２１の断面における、絶縁体２１の他端部に配置されている。このため、絶縁体２１の断面を見た場合、絶縁体２１の一端部が掛合部２２に支持され、絶縁体２１の他端部が突出部２３に支持される。これにより、突出部２３および掛合部２２は、絶縁体２１および第１電極３１を芯金１１から離間させた状態となるように、芯金１１に対する絶縁体２１の姿勢を維持させることができる。

また、突出部２３は、例えばポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料で構成されている。

ここで、芯金１１と掛合部２２と突出部２３との関係について説明する。

本実施の形態では、リム１０の周方向と垂直な平面でリム１０を切断したときの断面（以下、リム１０の断面ということがある。）において、突出部２３と掛合部２２とが芯金１１を挟み、かつ、突出部２３と掛合部２２とが芯金１１を介して対向する位置に配置されている。具体的には、突出部２３および掛合部２２のそれぞれが絶縁体２１に複数配置されているため、複数の突出部２３と複数の掛合部２２とが一対一、一対多または多対一で対応するように、複数の突出部２３および複数の掛合部２２は、略等間隔となるように絶縁体２１に配置されている。つまり、リム１０の断面では、絶縁体２１の他端部に配置された突出部２３と、絶縁体２１の一端部に配置された掛合部２２とが芯金１１を挟むように配置されている。このため、電極構造体２０を強固に芯金１１に取付けることができる。

第１電極３１は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。第１電極３１が金属シート、または、金属板の場合、金属シート、または、金属板が接着剤等によって絶縁体２１の第１面２１ａに貼り付けられる。第１電極３１は、例えば、銅またはアルミニウム等を含んだ金属である。

また、第１電極３１は、絶縁体２１と同様の円環状をなしている。第１電極３１は、ステアリングホイール１の芯金１１と対向する面である絶縁体２１の第１面２１ａに配置されている。つまり、第１電極３１は、発泡体１２を介して芯金１１と対向する絶縁体２１の内周側の面に沿って配置されている。また、第１電極３１は芯金１１から離間して配置されており、第１電極３１と芯金１１との間には発泡体１２が充填されている。このため、第１電極３１は、芯金１１と電気的に接続されない。

また、第１電極３１には、第２電極３２に印加される交流電圧と同位相の交流電圧が印加される。第１電極３１に印加される交流電圧は、図４に示すように、制御回路４０が電源部４１を制御することで、電源部４１から印加される交流電圧である。ここで、図４は、実施の形態におけるステアリングホイール１を示すブロック図である。

ここで、図４の電源部４１は、制御回路４０に制御されることで、ハーネスを介して第１電極３１および第２電極３２に交流電圧を印加することができる。

図２および図３に示すように、第１電極３１および第２電極３２に同位相の交流電圧を印加することで、第１電極３１と第２電極３２との間の静電容量を打ち消す、または、小さくすることができる。このため、制御回路４０は、第２電極３２と運転者の手との間に発生した静電容量の変化を検出することができる。

第２電極３２は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。第２電極３２が金属シート、または、金属板の場合、金属シート、または、金属板が接着剤等によって絶縁体２１の第２面２１ｂに貼り付けられる。第２電極３２は、例えば、銅またはアルミニウム等を含んだ金属である。

また、第２電極３２は、絶縁体２１と同様の円環状をなしている。第２電極３２は、絶縁体２１の第１面２１ａと反対側の面である第２面２１ｂに配置されている。つまり、第２電極３２は、第１電極３１とともに絶縁体２１を挟むように絶縁体２１の外周側の面に沿って配置されている。

また、第２電極３２には、交流電圧が印加される。第２電極３２に印加される交流電圧は、制御回路４０が図４の電源部４１を制御することで、電源部４１から印加される交流電圧である。ここで、第２電極３２は絶縁体２１の外周側の面に配置されているため、リム１０において第２電極３２が配置されている部位が、運転者の手によって把持されると、第２電極３２とその手との間に静電容量が形成される。したがって、制御回路４０は、その静電容量の変化に応じて、手によるリム１０の把持を検出することができる。

また、第１電極３１および第２電極３２において、第１電極３１と第２電極３２と重ねて見た場合、第１電極３１が第２電極３２の全てを覆い、かつ、第２電極３２が第２面２１ｂに配置される表面積よりも、第１電極３１が第１面２１ａに配置される表面積の方が大きい。このため、第１電極３１は、第２電極３２と芯金１１との間の静電容量が変化を抑制するようにシールドすることができる。

また、絶縁体２１、第１電極３１、および、第２電極３２は、ステアリングホイール１のリム１０の周方向と垂直な平面でステアリングホイール１を切断した場合の断面（以下、ステアリングホイール１の断面ということがある。）において、少なくともステアリングホイール１のリム１０の外周側の部分からリム１０における車両３の後方側の部分までの範囲に配置されている。

本実施の形態では、絶縁体２１、第１電極３１、および、第２電極３２は、リム１０の断面の周方向に沿って、少なくとも１／４周の範囲に亘って配置されている。図２では、絶縁体２１、第１電極３１、および、第２電極３２は、二点鎖線で示される２つの直線Ｖ１、Ｖ２の間の範囲Ａよりも大きい範囲に亘って配置されている。このように、運転者の手がリム１０を把持した場合の手が接触し易い個所に、絶縁体２１、第１電極３１、および、第２電極３２が配置されることで、電極構造体２０では、運転者の手による把持を精度よく検出することができる。

［発泡体１２］
発泡体１２は、運転者の手が把持する部分であり、ステアリングホイール１におけるリム１０の外殻を構成している。発泡体１２は、電極構造体２０を覆うポリウレタン等のウレタン樹脂の樹脂材料からなる。発泡体１２は、絶縁体２１、掛合部２２、突出部２３、第１電極３１、第２電極３２および芯金１１を埋設している。つまり、絶縁体２１、掛合部２２、突出部２３、第１電極３１、第２電極３２および芯金１１は、発泡体１２から露出しないように、発泡体１２によって覆われている。

＜ステアリングホイール１の製造方法＞
図５は、実施の形態におけるステアリングホイール１の製造方法を示すフローチャートである。

まず、図５に示すように、芯金１１と、電極構造体２０とを準備する。芯金１１の第１凹部１０ａに電極構造体２０における掛合部２２の第２凹部２２ａを掛合させて組付ける（Ｓ１１：組付け工程）。これにより、電極構造体２０が備える掛合部２２を芯金１１に掛合させた状態である、電極構造体２０が芯金１１に組付けられた組付け構造体が得られる。

次に、組付け構造体を金型のキャビティ内に固定し、金型を型締めする。そして、掛合部２２を芯金１１に掛合させた状態で、発泡体１２を用いて電極構造体２０を覆う。つまり、金型に形成されているゲートから射出成形樹脂を金型内のキャビティに流し込む（Ｓ１２：射出工程）。射出成形樹脂は、例えばポリウレタン等のウレタン樹脂の樹脂材料である。

これにより、発泡体１２は、掛合部２２を芯金１１に掛合させた状態で、電極構造体２０を覆うことができる。こうして、ステアリングホイール１を得ることができる。

＜作用効果＞
本実施の形態における電極構造体２０、ステアリングホイール１およびステアリングホイール１の製造方法の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態の電極構造体２０は、車両３に設けられたステアリングホイール１に配置される電極構造体２０であって、絶縁体２１と、ステアリングホイール１の芯金１１と対向する面である絶縁体２１の第１面２１ａに配置される第１電極３１と、絶縁体２１の第１面２１ａと反対側の面である第２面２１ｂに配置される第２電極３２と、絶縁体２１から芯金１１へ向かって突出する突出部２３と、芯金１１に掛合する掛合部２２と、を備える。

これによれば、電極構造体２０を予め芯金１１に取付けることができる。これにより、ステアリングホイール１を形成する際に電極構造体２０をステアリングホイール１の内部に配置することができる。このため、従来のように、ステアリングホイールを形成してから、ステアリングホイールに切り込みを入れて第１電極および第２電極を配置する必要もない。このため、本実施の形態では、ステアリングホイール１の外観性が悪化したり、ステアリングホイール１の製造に関する工数が増加したりし難くなる。

したがって、電極構造体２０は、ステアリングホイール１の外観性を確保しつつ、ステアリングホイール１の製造コストの高騰化を抑制することができる。

特に、この電極構造体２０では、絶縁体２１から芯金１１へ向かって突出する突出部２３と、芯金１１に掛合する掛合部２２とによって、芯金１１に対する第１電極３１および絶縁体２１の姿勢を確保することができる。このため、突出部２３および掛合部２２は第１電極３１と芯金１１とが電気的に接続されてしまうことを抑制することができる。その結果、電極構造体２０をステアリングホイール１の把持検知に用いる場合、運転者の手がステアリングホイール１を把持することを精度よく検知することができる。

また、突出部２３と掛合部２２とが芯金１１に対する第１電極３１および絶縁体２１の姿勢を確保することができるため、ステアリングホイール１の樹脂成型時において、電極構造体２０を確実にステアリングホイール１に組み込むことができる。

また、突出部２３が芯金１１と第１電極３１との距離を保つことができ、かつ、掛合部２２が絶縁体２１を芯金１１に掛合することで、掛合部２２が芯金１１に絶縁体２１を固定することができる。このため、ステアリングホイール１の樹脂成型時の圧力によって、絶縁体２１が芯金１１に対して位置ズレしたり、ステアリングホイール１の周方向に対して回転ズレしたりすることを抑制することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０は、車両３に設けられたステアリングホイール１に配置される電極構造体２０であって、硬質プラスチックからなる絶縁体２１と、ステアリングホイール１の芯金１１と対向する面である絶縁体２１の第１面２１ａに配置される第１電極３１と、絶縁体２１の第１面２１ａと反対側の面である第２面２１ｂに配置される第２電極３２と、を備える。

この電極構造体２０においても、第１電極３１および第２電極３２が配置された絶縁体２１が硬質プラスチックで構成されるため、例えば、芯金１１に対する第１電極３１および絶縁体２１の姿勢を確保しつつ、電極構造体２０を予め芯金１１に取付けることができる。これにより、上述と同様の作用効果を奏する。

また、本実施の形態のステアリングホイール１は、電極構造体２０と、芯金１１と、電極構造体２０を覆う発泡体１２と、を備える。

このステアリングホイール１においても、上述と同様の作用効果を奏する。

また、本実施の形態のステアリングホイール１の製造方法は、電極構造体２０が備える掛合部２２を芯金１１に掛合させる。そして、掛合部２２を芯金１１に掛合させた状態で、発泡体１２を用いて電極構造体２０を覆う。

このステアリングホイール１の製造方法においても、上述と同様の作用効果を奏する。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、掛合部２２は、芯金１１に形成された第１凹部１０ａに掛合する第２凹部２２ａを有する。

これによれば、第１凹部１０ａと第２凹部２２ａとが掛合するため、掛合部２２は、芯金１１に絶縁体２１を固定することができる。このため、ステアリングホイール１の樹脂成型時の圧力によって、絶縁体２１が芯金１１に対して位置ズレしたり、ステアリングホイール１の周方向に対して回転ズレしたりすることをより抑制することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、ステアリングホイール１の周方向と垂直な平面でステアリングホイール１を切断した場合の断面において、突出部２３と掛合部２２とが芯金１１を挟み、かつ、突出部２３と掛合部２２とが対向する位置に配置される。

これによれば、突出部２３が絶縁体２１を支持する位置と対応する個所で、掛合部２２が絶縁体２１を支持することができる。このため、突出部２３および掛合部２２は、第１電極３１が芯金１１に接触しないように、芯金１１に対して第１電極３１および絶縁体２１を離間した状態で配置することができる。

また、ステアリングホイール１を形成する際に、第１電極３１と絶縁体２１との間に発泡体１２を充填することができる空間を確保することができる。このため、第１電極３１と絶縁体２１との間に発泡体１２を樹脂成型することができる。

また、ステアリングホイール１の樹脂成型時の圧力によって、絶縁体２１が芯金１１に対して位置ズレしたり、ステアリングホイール１の周方向に対して回転ズレしたりすることをより抑制することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、芯金１１は、ステアリングホイール１の周方向と垂直な平面でステアリングホイール１を切断した場合の断面において、湾曲状の湾曲部１３を有する。そして、突出部２３は、湾曲部１３と対向する位置に配置される。

これによれば、芯金１１が湾曲部１３を有していても、第１電極３１が芯金１１に接触しないように、突出部２３が湾曲部１３に対して第１電極３１および絶縁体２１を離間した状態で配置することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、突出部２３および掛合部２２は、絶縁体２１と一体的に形成される。

これによれば、絶縁体２１に、突出部２３および掛合部２２を接着等する工程の増加を抑制することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、絶縁体２１、第１電極３１、および、第２電極３２は、ステアリングホイール１の周方向と垂直な平面でステアリングホイール１を切断した場合の断面において、少なくともステアリングホイール１の外周側からステアリングホイール１における車両３の後方側までの範囲に配置される。

これによれば、運転者の手がステアリングホイール１を把持した場合、運転者の手がステアリングホイール１の表面に接触し易い個所に電極構造体２０を配置することができる。このため、運転者の手による把持を確実に検出することができる。

また、ステアリングホイール１の全体に亘って電極構造体２０を配置する必要がないため、電極構造体２０における材料費の高騰化を抑制することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、突出部２３および掛合部２２は、突出部２３および掛合部２２のそれぞれの輪郭の角部を丸めた曲面部分２２ｂを有する。

これによれば、ステアリングホイール１を製造するうえで、例えば、芯金１１、絶縁体２１、第１電極３１、および、第２電極３２を覆うように発泡体１２を充填する際に、発泡体１２を流動させることができる。このため、突出部２３および掛合部２２の周囲を発泡体１２によって確実に充填することができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、絶縁体２１は、樹脂材料で構成される。また、第１電極３１は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。そして、第２電極３２は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。

これによれば、樹脂材料を用いて、芯金１１の形状および大きさに応じた絶縁体２１を形成することができる。また、絶縁体２１に第１電極３１および第２電極３２を配置することができるため、絶縁体２１、第１電極３１および第２電極３２が一体化された部材を芯金１１に容易に組付けることができる。さらに、絶縁体２１に一定の強度を確保すれば、絶縁体２１は、第１電極３１を芯金１１から離間した状態で第１電極３１を配置させることができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、第１電極３１には、第２電極３２に印加される交流電圧と同位相の交流電圧が印加される。

これによれば、第１電極３１と第２電極３２との間の静電容量を打ち消す、または、小さくすることができる。このため、運転者の手によるステアリングホイール１の把持を検出する制御回路４０を用いれば、制御回路４０は、この手がステアリングホイール１を把持した際に生じる第２電極３２と運転者の手との間における静電容量の変化を精度よく検出することができるようになる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、芯金１１は、円環状をなしている。そして、絶縁体２１は、芯金１１の外周側の面に沿って配置される形状を有する。

これによれば、芯金１１の外形に応じて絶縁体２１を配置することができる。このため、この電極構造体２０の汎用性を高めることができる。

また、本実施の形態の電極構造体２０において、第１電極３１は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。そして、第２電極３２は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される。

これによれば、絶縁体２１に第１電極３１および第２電極３２を配置することができるため、絶縁体２１、第１電極３１および第２電極３２が一体化された部材を芯金１１に容易に組付けることができる。さらに、絶縁体２１に一定の強度を確保すれば、絶縁体２１は、第１電極３１を芯金１１から離間した状態で第１電極３１を配置させることができる。

（実施の形態の変形例１）
本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１では、掛合部１２２ａが芯金１１と掛合している点で実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールと相違する。本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１の構成および機能は、実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールの構成および機能と同一の構成および機能については同一の符号を付して構成および機能に関する詳細な説明を省略する。

図６は、実施の形態の変形例１におけるステアリングホイール１を示す断面図である。

本変形例の掛合部１２２ａは、図６に示すように、芯金１１の第１部１１ａおよび第２部１１ｂに亘って配置されることで、芯金１１と掛合している。つまり、掛合部１２２ａの第２凹部２２ａは、芯金１１の第１部１１ａから第２部１１ｂに亘って芯金１１を挟むように芯金１１に掛合されている。これにより、掛合部１２２ａと芯金１１とがより強固に連結することができる。このため、ステアリングホイール１の樹脂成型時の圧力によって、絶縁体２１が芯金１１に対して位置ズレしたり、ステアリングホイール１の周方向に対して回転ズレしたりすることを抑制することができる。

（実施の形態の変形例２）
本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１では、掛合部１２２ｂが芯金１１の第２部１１ｂと掛合している点で実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールと相違する。本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１の構成および機能は、実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールの構成および機能と同一の構成および機能については同一の符号を付して構成および機能に関する詳細な説明を省略する。

図７は、実施の形態の変形例２におけるステアリングホイール１を示す断面図である。

本変形例の掛合部１２２ｂは、図７に示すように、芯金１１の第２部１１ｂと掛合している。具体的には、掛合部１２２ｂは、絶縁体２１から芯金１１の第２部１１ｂまで延びている。また、芯金１１の第１部１１ａは掛合部１２２ｂと当接している。また、掛合部１２２ｂの第２凹部２２ａは、芯金１１の第２部１１ｂと掛合している。これにより、掛合部１２２ｂが芯金１１の第１部１１ａと当接した状態で第２部１１ｂに連結されることで、掛合部１２２ｂと芯金１１とがより強固に連結することができる。このため、ステアリングホイール１の樹脂成型時の圧力によって、絶縁体２１が芯金１１に対して位置ズレしたり、ステアリングホイール１の周方向に対して回転ズレしたりすることを抑制することができる。

（実施の形態の変形例３）
本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１では、掛合部１２２ｃが芯金１１の第１部１１ａおよび第２部１１ｂと掛合している点で実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールと相違する。本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１の構成および機能は、実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールの構成および機能と同一の構成および機能については同一の符号を付して構成および機能に関する詳細な説明を省略する。

図８は、実施の形態の変形例３におけるステアリングホイール１を示す断面図である。

本変形例の掛合部１２２ｃは、図８に示すように、芯金１１の第１部１１ａおよび第２部１１ｂと掛合している。具体的には、掛合部１２２ｃは、絶縁体２１から芯金１１の第１部１１ａを介して第２部１１ｂまで延びている。また、掛合部１２２ｃには、２つの第２凹部２２ａが形成されている。２つの第２凹部２２ａのうちの一方の第２凹部２２ａは芯金１１の第１部１１ａと掛合し、２つの第２凹部２２ａのうちの他方の第２凹部２２ａは芯金１１の第２部１１ｂと掛合している。これにより、一方の第２凹部２２ａが芯金１１の第１部１１ａに連結され、他方の第２凹部２２ａが芯金１１の第２部１１ｂに連結されることで、掛合部１２２ｃと芯金１１とがより強固に連結することができる。このため、ステアリングホイール１の樹脂成型時の圧力によって、絶縁体２１が芯金１１に対して位置ズレしたり、ステアリングホイール１の周方向に対して回転ズレしたりすることを抑制することができる。

（実施の形態の変形例４）
本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１ａでは、絶縁体２１とは別体の絶縁体が設けられている点で実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールと相違する。本変形例の電極構造体２０およびステアリングホイール１ａの構成および機能は、実施の形態の電極構造体およびステアリングホイールの構成および機能と同一の構成および機能については同一の符号を付して構成および機能に関する詳細な説明を省略する。また、本変形例では、絶縁体２１を第１絶縁体２１とよび、絶縁体２１とは別体の絶縁体を第２絶縁体２９とよぶ。

図９は、実施の形態の変形例４におけるステアリングホイール１ａを示す断面図である。

本変形例では、図９に示すように、芯金１１と第１電極３１との間には、第２絶縁体２９が配置されている。具体的には、第２絶縁体２９は、円環状をなしており、芯金１１の外周側の面に沿って、芯金１１と第１電極３１との間に配置されている。つまり、第２絶縁体２９は、芯金１１と第１電極３１とで挟まれている。これにより、第２絶縁体２９は、第２絶縁体２９と芯金１１との間、かつ、第２絶縁体２９と第１電極３１との間に発泡体１２が侵入しないように、芯金１１と第１電極３１との間を埋めることができる。

また、第２絶縁体２９は、電極構造体２０の構成要素に含まれていてもよく、ステアリングホイール１ａの構成要素に含まれていてもよい。

また、第２絶縁体２９は、例えば、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等の硬質プラスチック等の樹脂材料で構成されている。

これにより、第１電極３１と芯金１１とが接触しないように、芯金１１に対する第１絶縁体２１の姿勢を維持することができるため、第１電極３１と芯金１１との距離をより確実に確保することができる。

（その他の変形例）
以上、本開示に係る電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法について、上記各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を実施の形態に施したものも、本開示の範囲に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態に係る電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法では、ステアリングホイールの断面において、突出部と掛合部とが対向する位置に配置されていなくてもよい。具体的には、突出部および掛合部が絶縁体に複数配置されている場合、複数の突出部と複数の掛合部とが対応しないように、複数の突出部および複数の掛合部が絶縁体に配置されていてもよい。つまり、リムの断面では、絶縁体の他端部に配置された突出部、および、絶縁体の一端部に配置された掛合部のうちのいずれか一方だけが配置されていてもよい。例えば、４つの掛合部と６つの突出部とが、ステアリングホイールの断面において、突出部と掛合部とが対向する位置に配置されていなくてもよい。この場合、発泡体を樹脂成型する際に、射出成形樹脂の流動性が妨げられてしまうことを抑制することができる。

また、上記実施の形態に係る電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法において、ステアリングホイールは、制御回路をさらに備えていてもよい。

なお、上記の各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示の電極構造体、ステアリングホイールおよびステアリングホイールの製造方法は、例えば車両のステアリングホイール等に適用可能である。

１、１ａ ステアリングホイール
３ 車両
１０ａ 第１凹部
１１ 芯金
１２ 発泡体
１３ 湾曲部
２０ 電極構造体
２１ 絶縁体（第１絶縁体）
２１ａ 第１面
２１ｂ 第２面
２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ 掛合部
２２ａ 第２凹部
２２ｂ 曲面部分
２３ 突出部
３１ 第１電極
３２ 第２電極

Claims (14)

1. 車両に設けられたステアリングホイールに配置される電極構造体であって、
   絶縁体と、
   前記ステアリングホイールの芯金と対向する面である前記絶縁体の第１面に配置される第１電極と、
   前記絶縁体の前記第１面と反対側の面である第２面に配置される第２電極と、
   前記絶縁体から前記芯金へ向かって突出する突出部と、
   前記芯金に掛合する掛合部と、を備える、
   電極構造体。
2. 前記掛合部は、前記芯金に形成された第１凹部に掛合する第２凹部を有する、
   請求項１に記載の電極構造体。
3. 前記ステアリングホイールの周方向と垂直な平面で前記ステアリングホイールを切断した場合の断面において、前記突出部と前記掛合部とが前記芯金を挟み、かつ、前記突出部と前記掛合部とが対向する位置に配置される、
   請求項１または２に記載の電極構造体。
4. 前記芯金は、前記ステアリングホイールの周方向と垂直な平面で前記ステアリングホイールを切断した場合の断面において、湾曲状の湾曲部を有し、
   前記突出部は、前記湾曲部と対向する位置に配置される、
   請求項１または２に記載の電極構造体。
5. 前記突出部および前記掛合部は、前記絶縁体と一体的に形成される、
   請求項１～４の何れか１項に記載の電極構造体。
6. 前記絶縁体、前記第１電極、および、前記第２電極は、前記ステアリングホイールの周方向と垂直な平面で前記ステアリングホイールを切断した場合の断面において、少なくとも前記ステアリングホイールの外周側から前記ステアリングホイールにおける前記車両の後方側までの範囲に配置される、
   請求項１～５の何れか１項に記載の電極構造体。
7. 前記突出部および前記掛合部は、前記突出部および前記掛合部のそれぞれの輪郭の角部を丸めた曲面部分を有する、
   請求項１～６の何れか１項に記載の電極構造体。
8. 前記絶縁体は、樹脂材料で構成され、
   前記第１電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成され、
   前記第２電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される、
   請求項１～７の何れか１項に記載の電極構造体。
9. 前記第１電極には、前記第２電極に印加される交流電圧と同位相の交流電圧が印加される、
   請求項１～８の何れか１項に記載の電極構造体。
10. 車両に設けられたステアリングホイールに配置される電極構造体であって、
    硬質プラスチックからなる絶縁体と、
    前記ステアリングホイールの芯金と対向する面である前記絶縁体の第１面に配置される第１電極と、
    前記絶縁体の前記第１面と反対側の面である第２面に配置される第２電極と、を備える、
    電極構造体。
11. 前記芯金は、円環状をなし、
    前記絶縁体は、前記芯金の外周側の面に沿って配置される形状を有する、
    請求項１０に記載の電極構造体。
12. 前記第１電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成され、
    前記第２電極は、金属メッキ、金属シート、または、金属板で構成される、
    請求項１０または１１に記載の電極構造体。
13. 請求項１～１２の何れか１項に記載の電極構造体と、
    前記芯金と、
    前記電極構造体を覆う発泡体と、を備える、
    ステアリングホイール。
14. 請求項１～９の何れか１項に記載の電極構造体が備える前記掛合部を前記芯金に掛合させ、
    前記掛合部を前記芯金に掛合させた状態で、発泡体を用いて前記電極構造体を覆う、
    ステアリングホイールの製造方法。

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