JP2023055420A - ステアリング - Google Patents

Abstract

【課題】検出部のコストを低減する。【解決手段】ステアリングホイールでは、乗員の手とリム部１０Ｂのセンサ電極２４との間に発生する静電容量が検出されて、乗員の手のリム部１０Ｂへの接触が検出される。ここで、センサ電極２４がリム部１０Ｂの周方向において第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとに分離されている。このため、センサ電極２４の設置面積を小さくできて、センサ電極２４のコストを低減できる。【選択図】図５

Description

本発明は、把持部への乗員の接触を検出部が検出するステアリングに関する。

下記特許文献１に記載のステアリングホイールでは、リムに静電容量センサが設けられており、リムへの乗員の接触を静電容量センサが検出する。

ここで、このステアリングホイールでは、リムの周方向（断面周方向）において静電容量センサが連続して配置されている。

特開２０２１－２８２２１号公報

本発明は、上記事実を考慮し、検出部のコストを低減できるステアリングを得ることが目的である。

本発明の第１態様のステアリングは、乗員が把持する把持部と、前記把持部に設けられると共に、前記把持部の周方向において第１分離部と第２分離部とに分離され、前記把持部への乗員の接触を検出する検出部と、を備える。

本発明の第２態様のステアリングは、本発明の第１態様のステアリングにおいて、前記第１分離部が前記把持部の乗員側に配置されると共に、前記第２分離部が前記把持部の乗員とは反対側に配置される。

本発明の第３態様のステアリングは、本発明の第１態様又は第２態様のステアリングにおいて、前記第１分離部と前記第２分離部とが接続される。

本発明の第４態様のステアリングは、本発明の第１態様～第３態様の何れか１つのステアリングにおいて、前記把持部の周方向における前記第１分離部の配置範囲及び前記把持部の周方向における前記第２分離部の配置範囲の少なくとも一方が前記把持部の周方向における前記第１分離部及び前記第２分離部の非配置範囲に比し小さくされる。

本発明の第５態様のステアリングは、本発明の第１態様～第４態様の何れか１つのステアリングにおいて、前記検出部が前記把持部の操作径方向片側に配置される。

本発明の第６態様のステアリングは、本発明の第１態様～第５態様の何れか１つのステアリングにおいて、前記把持部の操作径方向一側と操作径方向他側とに連続して配置され、前記把持部の操作径方向一側に配置される前記検出部と前記把持部の操作径方向他側に配置される前記検出部とを支持する支持部を備える。

本発明の第１態様のステアリングでは、乗員が把持部を把持する。また、把持部の検出部が把持部への乗員の接触を検出する。

ここで、検出部が把持部の周方向において第１分離部と第２分離部とに分離される。このため、検出部が把持部の周方向において分離されない場合とは異なり、検出部を小さくできて、検出部のコストを低減できる。

本発明の第２態様のステアリングでは、検出部の第１分離部が把持部の乗員側に配置されると共に、検出部の第２分離部が把持部の乗員とは反対側に配置される。このため、乗員による把持部の乗員側と乗員とは反対側との間での挟持を検出部が検出できる。

本発明の第３態様のステアリングでは、検出部の第１分離部と第２分離部とが接続される。このため、第１分離部と第２分離部とをそれぞれ制御する必要をなくすことができ、検出部の制御を簡単にできる。

本発明の第４態様のステアリングでは、把持部の周方向における第１分離部の配置範囲及び把持部の周方向における第２分離部の配置範囲の少なくとも一方が、把持部の周方向における第１分離部及び第２分離部の非配置範囲に比し小さくされる。このため、検出部を一層小さくできて、検出部のコストを一層低減できる。

本発明の第５態様のステアリングでは、検出部が把持部の操作径方向片側に配置される。このため、把持部に対する乗員の片手の接触を検出部が検出できる。

本発明の第６態様のステアリングでは、把持部の操作径方向一側に配置される検出部と把持部の操作径方向他側に配置される検出部とを支持部が支持する。

ここで、支持部が把持部の操作径方向一側と操作径方向他側とに連続して配置される。このため、把持部に支持部を組付けることで、把持部に操作径方向一側及び操作径方向他側の検出部を容易に組付けることができる。

本発明の実施形態に係るステアリングホイールを示す前側から見た正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るステアリングホイールの主要部を示す図であり、（Ａ）は、前側から見た正面図であり、（Ｂ）は、後側から見た背面図である。 本発明の実施形態に係るステアリングホイールの主要部を示す前側から見た分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るステアリングホイールのセンサを示す表側から見た展開図である。 本発明の実施形態に係るステアリングホイールのリム部を示す断面図（図１の５－５線断面図）である。

図１には、本発明の実施形態に係るステアリングとしてのステアリングホイール１０が前側から見た正面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１０の前側を矢印ＦＲで示し、ステアリングホイール１０の右側を矢印ＲＨで示し、ステアリングホイール１０の上側を矢印ＵＰで示している。

本実施形態に係るステアリングホイール１０は、車両後側において車両の運転席に対向されており、ステアリングホイール１０は、運転席に着座する乗員（運転者、接触者）の車両前側に配置されている。また、ステアリングホイール１０の前側、右側及び上側は、それぞれ車両の後側、右側及び上側に向けられている。

図１に示す如く、ステアリングホイール１０の中央部分には、固定部としてのボス部１０Ａが設けられており、ステアリングホイール１０の外周部分には、把持部としての正面視円環状のリム部１０Ｂが設けられている。ボス部１０Ａとリム部１０Ｂとの間には、連結部としてのスポーク部１０Ｃが３個設けられており、スポーク部１０Ｃは、ボス部１０Ａから左側、右側及び下側に延出されて、ボス部１０Ａとリム部１０Ｂとを連結している。

ステアリングホイール１０には、骨格部材としての金属製の芯金１２が設けられている。

芯金１２の中央部分には、板状のボス芯金１２Ａが設けられており、ボス芯金１２Ａは、ボス部１０Ａを構成している。ボス芯金１２Ａは、車両における支持軸としての円柱状のステアリングシャフト１４の車両後側端（車両上側端）に固定されており、ステアリングシャフト１４は、リム部１０Ｂと同軸上に配置されている。ステアリングホイール１０（芯金１２）は、ステアリングシャフト１４に一体回転可能に支持されており、乗員がリム部１０Ｂを把持してステアリングホイール１０を周方向に回転操作することで、ステアリングシャフト１４が中心軸線周りに回転されて、車両が操舵される。

芯金１２の外周部分には、正面視円環状のリム芯金１２Ｂ（図５参照）が設けられており、リム芯金１２Ｂは、リム部１０Ｂを構成している。ボス芯金１２Ａとリム芯金１２Ｂとの間には、長尺板状のスポーク芯金１２Ｃが３個設けられており、スポーク芯金１２Ｃは、ボス芯金１２Ａから左側、右側及び下側（ステアリングホイール１０の径方向外側）に延出されて、ボス芯金１２Ａとリム芯金１２Ｂとを一体に連結すると共に、スポーク部１０Ｃを構成している。

ボス部１０Ａ及びスポーク部１０Ｃには、被覆部材としての板状のパッド１６が設けられており、パッド１６は、ボス芯金１２Ａ及びスポーク芯金１２Ｃの前側に取付けられて、ボス芯金１２Ａ及びスポーク芯金１２Ｃの前側を被覆している。

リム部１０Ｂの長手方向（ステアリングホイール１０の周方向）及び周方向（長手方向周りの方向）における全体には、設置部材としての正面視円環状の内部材１８（図３及び図５参照）が設けられており、内部材１８は、軟質樹脂製（例えばポリウレタン製）にされると共に、長手方向に垂直な断面の外形が略円状にされている。内部材１８内には、リム芯金１２Ｂが収容されており、内部材１８は、リム芯金１２Ｂに固定されている。

リム部１０Ｂの左側部分及び右側部分には、それぞれ検出機構２０を構成する検出部材としての略長尺矩形シート状のセンサ２２（図２の（Ａ）及び（Ｂ）、図３、図４参照）が設けられており、センサ２２は、内部材１８の外周に巻付けられて貼付けられている。センサ２２の長手方向は、リム部１０Ｂの長手方向に沿って湾曲されて配置されており、センサ２２の長手方向一側（図４の矢印Ｌの方向）は、リム部１０Ｂの長手方向下側に向けられている。センサ２２の幅方向は、リム部１０Ｂの周方向に沿って湾曲されて配置されており、センサ２２の幅方向一側（図４の矢印Ｗの方向）は、リム部１０Ｂの周方向後側に向けられている。センサ２２の幅方向中央側は、リム部１０Ｂのステアリングホイール１０径方向外側に配置されており、センサ２２の幅方向両端は、リム部１０Ｂのステアリングホイール１０径方向内側に配置されている。

センサ２２の表側部分（リム部１０Ｂの径方向外側部分）には、検出部（センサ部）としての略長尺矩形状のセンサ電極２４が設けられており、センサ電極２４の長手方向一側及び幅方向一側は、それぞれセンサ２２の長手方向一側及び幅方向一側に向けられている。センサ電極２４は、布の外周全体に金属メッキ２６が形成されて構成されており、センサ電極２４は、金属メッキ２６によって導電性を有している。

センサ電極２４の長手方向一側端部以外の部分は、センサ電極２４の幅方向（リム部１０Ｂの周方向）において、第１分離部としての略長尺矩形状の第１電極２４Ａと第２分離部としての略長尺矩形状の第２電極２４Ｂとに分離されており（図５参照）、第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂは、センサ電極２４の長手方向に延伸されている。第１電極２４Ａは、センサ電極２４の幅方向他側に配置されて、リム部１０Ｂの前側（乗員側）に配置されており、第２電極２４Ｂは、センサ電極２４の幅方向一側に配置されて、リム部１０Ｂの後側（乗員とは反対側）に配置されている。

第１電極２４Ａのリム部１０Ｂ周方向寸法は、第２電極２４Ｂのリム部１０Ｂ周方向寸法に比し大きくされており、リム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａの配置範囲は、リム部１０Ｂの周方向における第２電極２４Ｂの配置範囲に比し大きくされている。第１電極２４Ａのリム部１０Ｂ周方向寸法及び第２電極２４Ｂのリム部１０Ｂ周方向寸法のそれぞれは、リム部１０Ｂのステアリングホイール１０径方向外側及び径方向内側における第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとの間の周方向寸法に比し小さくされており、リム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａの配置範囲及びリム部１０Ｂの周方向における第２電極２４Ｂの配置範囲のそれぞれは、リム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂの非配置範囲のそれぞれに比し小さくされている。

センサ電極２４の長手方向一側端部は、接続部としての略矩形状の接続電極２４Ｃにされており、接続電極２４Ｃは、第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂと接続されて、第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとを接続（電気的に接続）している。

センサ２２の裏側部分（リム部１０Ｂの径方向内側部分）には、支持部を構成するキャンセル部としての略長尺矩形状のキャンセル電極３０が設けられており、キャンセル電極３０は、センサ電極２４と略同一の構成にされている。また、キャンセル電極３０の長手方向一側端部以外の部分は、センサ電極２４とは異なり、分離されていない。

センサ電極２４の長手方向一側かつ幅方向一側の端部とキャンセル電極３０の長手方向一側かつ幅方向一側の端部とは、それぞれ車両の制御装置３２（ＥＣＵ、図４参照）に電気的に接続されている。

センサ電極２４とキャンセル電極３０との間には、支持部を構成する絶縁部としての略長尺矩形シート状の絶縁体３４が設けられており、絶縁体３４の長手方向一側及び幅方向一側は、それぞれセンサ２２の長手方向一側及び幅方向一側に向けられている。絶縁体３４は、樹脂製にされると共に、センサ電極２４及びキャンセル電極３０が固定されており、絶縁体３４は、センサ電極２４とキャンセル電極３０とを電気的に絶縁している。

リム部１０Ｂの外周全体には、検出機構２０を構成する外周部材としての皮革３８が設けられており、皮革３８は、センサ２２を被覆すると共に、リム部１０Ｂの表側面（径方向外側面）を構成している。

次に、本実施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、乗員の手がリム部１０Ｂの皮革３８の表側面に接触した際に、制御装置３２において、乗員の手とセンサ２２のセンサ電極２４との間に発生する静電容量が検出されて、乗員の手のリム部１０Ｂ（皮革３８）への接触が検出される。そして、リム部１０Ｂのセンサ電極２４配置位置（リム部１０Ｂ外周の径方向内側にセンサ電極２４が配置される位置）への乗員の手の接触面積が所定面積以上にされて、乗員の手とセンサ電極２４との間の静電容量が所定静電容量以上である場合には、制御装置３２において、乗員によるリム部１０Ｂの把持が検出される。また、制御装置３２によりセンサ２２のセンサ電極２４とキャンセル電極３０とが同電位に制御されている。これにより、センサ電極２４とリム芯金１２Ｂとの間に寄生容量が発生することがキャンセル電極３０により制限されることで、乗員の手とセンサ電極２４との間に発生する静電容量が当該寄生容量により変化することが抑制されて、乗員によるリム部１０Ｂの把持の検出精度が低下することが抑制される。

ところで、乗員がステアリングホイール１０を回転操作するためには、乗員がリム部１０Ｂを適切に把持する必要があり、乗員がリム部１０Ｂを適切に把持する場合には、リム部１０Ｂの前側（乗員側）における乗員の掌とリム部１０Ｂの後側（乗員とは反対側）における乗員の手指（例えば親指以外の全ての手指）との間でリム部１０Ｂが挟持される。

ここで、センサ電極２４がリム部１０Ｂの周方向において第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとに分離されている。このため、センサ電極２４がリム部１０Ｂの周方向において分離されない場合とは異なり、乗員がリム部１０Ｂを適切に把持しない場合でも、リム部１０Ｂのセンサ電極２４配置位置への乗員の手の接触面積が大きくなって乗員によるリム部１０Ｂの把持が検出されることを抑制できる。しかも、センサ電極２４の設置面積を小さくできて、センサ電極２４のコストを低減できる。

さらに、センサ電極２４の第１電極２４Ａがリム部１０Ｂの前側に配置されると共に、センサ電極２４の第２電極２４Ｂがリム部１０Ｂの後側に配置されている。このため、乗員の手によるリム部１０Ｂの前側と後側との間での挟持をセンサ電極２４が検出でき、乗員がリム部１０Ｂを適切に把持した場合に、リム部１０Ｂのセンサ電極２４配置位置への乗員の手の接触面積を大きくできて、乗員によるリム部１０Ｂの把持を検出できる。また、乗員の手によりリム部１０Ｂがステアリングホイール１０径方向内側とステアリングホイール１０径方向外側との間で挟持されて、乗員がリム部１０Ｂを適切に把持しない場合には、リム部１０Ｂのセンサ電極２４配置位置への乗員の手の接触面積を小さくできて、乗員によるリム部１０Ｂの把持が検出されることを抑制できる。

しかも、リム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａの配置範囲及びリム部１０Ｂの周方向における第２電極２４Ｂの配置範囲のそれぞれがリム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂの非配置範囲のそれぞれに比し小さくされている。このため、センサ電極２４の設置面積を一層小さくできて、センサ電極２４のコストを一層低減できる。また、リム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂの非配置範囲のそれぞれがリム部１０Ｂの周方向における第１電極２４Ａの配置範囲及びリム部１０Ｂの周方向における第２電極２４Ｂの配置範囲のそれぞれに比し大きくされる。このため、乗員の手によりリム部１０Ｂがステアリングホイール１０径方向内側とステアリングホイール１０径方向外側との間で挟持されて、乗員がリム部１０Ｂを適切に把持しない場合には、リム部１０Ｂのセンサ電極２４配置位置への乗員の手の接触面積を効果的に小さくできて、乗員によるリム部１０Ｂの把持が検出されることを効果的に抑制できる。

また、センサ電極２４では、第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとが接続電極２４Ｃによって接続されている。このため、制御装置３２が第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとをそれぞれ制御する必要をなくすことができ、制御装置３２によるセンサ電極２４の制御を簡単にできる。しかも、第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとのセンサ電極２４幅方向における配置間隔の精度を接続電極２４Ｃによって高くでき、第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂのリム部１０Ｂ周方向における配置位置の精度を高くできる。

さらに、センサ２２では、センサ電極２４とは異なり、絶縁体３４及びキャンセル電極３０が幅方向において分離されていない。このため、内部材１８の外周にセンサ２２を容易に巻付けることができ、リム部１０Ｂにセンサ２２を容易に組付けることができると共に、センサ電極２４（第１電極２４Ａ及び第２電極２４Ｂを含む）のリム部１０Ｂにおける配置位置の精度を高くできる。

しかも、上述の如く、センサ２２では、センサ電極２４が幅方向において第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとに分離されている。このため、センサ２２を容易に長手方向及び幅方向において湾曲させることができて、内部材１８の外周にセンサ２２を容易に巻付けることができ、リム部１０Ｂにセンサ２２を容易に組付けることができる。

また、リム部１０Ｂの左側（回転操作径方向一側）及び右側（回転操作径方向他側）のそれぞれに、センサ２２が配置されて、センサ電極２４が配置されている。このため、左側のセンサ電極２４が乗員の片手（例えば左手）によるリム部１０Ｂの把持を検出できると共に、右側のセンサ電極２４が乗員の片手（例えば右手）によるリム部１０Ｂの把持を検出できる。

なお、本実施形態では、センサ電極２４の長手方向一側端部において第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとが接続電極２４Ｃによって接続される。しかしながら、これと共に、又は、これに代えて、センサ電極２４の長手方向一側端部以外の部分（例えば長手方向他側端部）において第１電極２４Ａと第２電極２４Ｂとが接続されてもよい。

さらに、本実施形態では、リム部１０Ｂの左側におけるセンサ２２の絶縁体３４及びキャンセル電極３０とリム部１０Ｂの右側におけるセンサ２２の絶縁体３４及びキャンセル電極３０とがそれぞれ別体にされる。しかしながら、左側の絶縁体３４と右側の絶縁体３４とが一体にされてもよく、左側のキャンセル電極３０と右側のキャンセル電極３０とが一体にされてもよい。この場合、左側のセンサ２２と右側のセンサ２２とが一体にされて、リム部１０Ｂの左側と右側とに絶縁体３４及びキャンセル電極３０の少なくとも一方が連続して配置される。このため、リム部１０Ｂ（内部材１８の外周）に絶縁体３４及びキャンセル電極３０を組付けることで、リム部１０Ｂに左側及び右側のセンサ電極２４を容易に組付けることができると共に、リム部１０Ｂの長手方向における左側及び右側のセンサ電極２４の配置位置の精度を高くできる。

１０・・・ステアリングホイール（ステアリング）、１０Ｂ・・・リム部（把持部）、２４・・・センサ電極（検出部）、２４Ａ・・・第１電極（第１分離部）、２４Ｂ・・・第２電極（第２分離部）、３０・・・キャンセル電極（支持部）、３４・・・絶縁体（支持部）

Claims (6)

1. 乗員が把持する把持部と、
   前記把持部に設けられると共に、前記把持部の周方向において第１分離部と第２分離部とに分離され、前記把持部への乗員の接触を検出する検出部と、
   を備えるステアリング。
2. 前記第１分離部が前記把持部の乗員側に配置されると共に、前記第２分離部が前記把持部の乗員とは反対側に配置される請求項１記載のステアリング。
3. 前記第１分離部と前記第２分離部とが接続される請求項１又は請求項２記載のステアリング。
4. 前記把持部の周方向における前記第１分離部の配置範囲及び前記把持部の周方向における前記第２分離部の配置範囲の少なくとも一方が前記把持部の周方向における前記第１分離部及び前記第２分離部の非配置範囲に比し小さくされる請求項１～請求項３の何れか１項記載のステアリング。
5. 前記検出部が前記把持部の操作径方向片側に配置される請求項１～請求項４の何れか１項記載のステアリング。
6. 前記把持部の操作径方向一側と操作径方向他側とに連続して配置され、前記把持部の操作径方向一側に配置される前記検出部と前記把持部の操作径方向他側に配置される前記検出部とを支持する支持部を備える請求項１～請求項５の何れか１項記載のステアリング。

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