JP2024022348A

JP2024022348A - 検出機構

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Publication number: JP2024022348A
Application number: JP2022125860A
Authority: JP
Inventors: 伸昭三宅; Nobuaki Miyake; 洋大平; Hiroshi Ohira; 康正近藤; Yasumasa Kondo; 浩司武岡; Koji Takeoka
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-16
Also published as: US20240044672A1

Abstract

【課題】仮に導電布の織糸がほつれた場合でも織糸のほつれ長さを短くする。【解決手段】ステアリングホイールでは、第１糸２４と第２糸２６とが縫製されてセンサ電極２２が構成されている。ここて、センサ電極２２の外周に凹部２２Ｂが設けられており、凹部２２Ｂが第１糸２４を切断している。このため、センサ電極２２の外周内側の第１糸２４の長さを短くでき、仮に当該第１糸２４がほつれた場合でも、当該第１糸２４のほつれ長さを短くできる。【選択図】図６

Description

本発明は、導電布を備える検出機構に関する。

下記特許文献１に記載の静電容量センサでは、縦糸と横糸とが織られて交点が形成されることで検出電極が構成されている。

ここで、この静電容量センサでは、検出電極の外周と縦糸及び横糸との角度が４５°にされており、検出電極の外周において縦糸及び横糸が切断されている（段落［００８１］参照）。

特開２０２１－８２５７３号公報

本発明は、上記事実を考慮し、仮に導電布の織糸がほつれた場合でも織糸のほつれ長さを短くできる検出機構を得ることが目的である。

本発明の第１態様の検出機構は、接触体に設けられ、前記接触体への人の接触を検出する検出部と、前記検出部に設けられると共に、織糸と織糸とが織られて交点を形成することで構成され、導電性を有する導電布と、前記導電布の外周に設けられ、織糸を切断する凹部と、を備える。

本発明の第２態様の検出機構は、本発明の第１態様の検出機構において、前記導電布の外周に沿う織糸を前記凹部が切断する。

本発明の第３態様の検出機構は、本発明の第１態様又は第２態様の検出機構において、同一の織糸を複数の前記凹部が切断する。

本発明の第４態様の検出機構は、本発明の第３態様の検出機構において、複数の前記凹部が前記導電布の外周に沿って連続して配置される。

本発明の第５態様の検出機構は、本発明の第１態様～第４態様の何れか１つの検出機構において、前記導電布の外周から内側に２番目の前記交点を形成する織糸を前記凹部が切断する。

本発明の第６態様の検出機構は、本発明の第１態様～第５態様の何れか１つの検出機構において、前記導電布の外周から内側に２番目の前記交点を形成する織糸の当該交点から前記凹部による切断位置までの距離が当該交点から前記検出部の外周までの最短距離に比し小さくされる。

本発明の第７態様の検出機構は、本発明の第１態様～第６態様の何れか１つの検出機構において、前記検出部の一側に前記導電布が設けられると共に、前記検出部の他側に導電体が設けられ、かつ、前記導電布の外周から内側に２番目の前記交点を形成する織糸の当該交点から前記凹部による切断位置までの距離が当該交点から前記検出部の外周を通る前記導電体までの最短距離に比し小さくされる。

本発明の第１態様の検出機構は、接触体の検出部が接触体への人の接触を検出する。また、検出部では、織糸と織糸とが織られて交点を形成することで導電布が構成されており、導電布が導電性を有する。

ここで、導電布の外周に凹部が設けられており、凹部が織糸を切断する。このため、導電布の外周内側の織糸の長さを短くでき、仮に導電布の織糸がほつれた場合でも、織糸のほつれ長さを短くできる。

本発明の第２態様の検出機構では、導電布の外周に沿う織糸を凹部が切断する。このため、導電布の外周に織糸が沿う場合でも、当該織糸を凹部が切断できて、当該織糸のほつれ長さを短くできる。

本発明の第３態様の検出機構では、同一の織糸を複数の凹部が切断する。このため、当該織糸のほつれ長さを効果的に短くできる。

本発明の第４態様の検出機構では、複数の凹部が導電布の外周に沿って連続して配置される。このため、凹部の配置間隔を小さくでき、織糸のほつれ長さを効果的に短くできる。

本発明の第５態様の検出機構では、導電布の外周から内側に２番目の交点を形成する織糸を凹部が切断する。このため、導電布の外周から内側に１番目の交点における織糸同士の結合が破断された場合でも、導電布の外周から内側に２番目の交点を形成する織糸のほつれ長さを短くできる。

本発明の第６態様の検出機構では、導電布の外周から内側に２番目の交点を形成する織糸の当該交点から凹部による切断位置までの距離が、当該交点から検出部の外周までの最短距離に比し、小さくされる。このため、仮に導電布の外周から内側に２番目の交点を形成する織糸がほつれた場合でも、当該織糸のほつれ長さを当該交点から検出部の外周までの最短距離に比し小さくでき、当該織糸が導電布以外の部分に導通することを抑制できる。

本発明の第７態様の検出機構では、検出部の一側に導電布が設けられると共に、前記検出部の他側に導電体が設けられる。また、導電布の外周から内側に２番目の交点を形成する織糸の当該交点から凹部による切断位置までの距離が、当該交点から検出部の外周を通る導電体までの最短距離に比し小さくされる。このため、仮に導電布の外周から内側に２番目の交点を形成する織糸がほつれた場合でも、当該織糸のほつれ長さを当該交点から検出部の外周を通る導電体までの最短距離に比し小さくでき、当該織糸が導電体に導通することを抑制できる。

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センサ電極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におけるセンサ電極の傾斜端の中間部を示す表側から見た拡大展開図である。本発明の実施形態に係るステアリングホイールにおけるセンサ電極の傾斜端の端部を示す表側から見た拡大展開図である。

図１には、本発明の実施形態に係る接触体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、接触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、接続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とを接続している。

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とを一体に接続すると共に、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、それぞれ検出機構を構成する検出部としての略長尺矩形シート状のセンサ２０（図２の（Ａ）及び（Ｂ）、図３、図４参照）が設けられており、センサ２０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２０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２０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２０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２０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２０の幅方向中央は、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２０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２０の表側部分（リム部１０Ｂの径方向外側部分）には、導電布（センサ部）としての略長尺矩形布状のセンサ電極２２が設けられており、センサ電極２２の長手方向一側及び幅方向一側は、それぞれセンサ２０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２２は、織糸としての第１糸２４（経糸及び緯糸の一方）と第２糸２６（経糸及び緯糸の他方）とが織られて交点２８（交差部分）を形成することで構成されており（図４及び図５参照）、図４及び図５では、センサ電極２２の一部における第１糸２４及び第２糸２６の概略が示されて、第１糸２４の配置間隔及び第２糸２６の配置間隔が現実のものよりも大きく示されている。センサ電極２２は、第１糸２４と第２糸２６とが織られた状態で、外周全体に金属メッキが形成されて、導電性を有しており、第１糸２４と第２糸２６とは、交点２８において金属メッキによって結合されて導通されている。第１糸２４は、センサ電極２２の長手方向一側へ向かうに従いセンサ電極２２の幅方向一側へ向かう方向に傾斜されると共に、第２糸２６は、センサ電極２２の長手方向他側へ向かうに従いセンサ電極２２の幅方向一側へ向かう方向に傾斜されており、第１糸２４及び第２糸２６は、センサ電極２２の長手方向及び幅方向に対して４５°傾斜している。センサ電極２２は、第１糸２４の延在方向及び第２糸２６の延在方向に伸張不能にされると共に、第１糸２４の延在方向及び第２糸２６の延在方向とは異なる方向に伸張可能にされており、センサ電極２２は、長手方向及び幅方向に伸張可能にされている。

センサ電極２２の長手方向一側部の幅方向他側における外周には、直線状の傾斜端２２Ａが形成されており、傾斜端２２Ａは、センサ電極２２の長手方向一側へ向かうに従いセンサ電極２２の幅方向一側へ向かう方向に傾斜されている。傾斜端２２Ａは、センサ電極２２の長手方向及び幅方向に対して４５°傾斜しており、傾斜端２２Ａのセンサ電極２２内側では、傾斜端２２Ａに沿って第１糸２４が配置されている。また、センサ電極２２の外周は、傾斜端２２Ａの両外側において、センサ電極２２の外側に突出されている。

傾斜端２２Ａには、三角形状の凹部２２Ｂ（図６及び図７参照）が複数形成されており、複数の凹部２２Ｂは、それぞれ端辺がセンサ電極２２の長手方向と幅方向とに平行にされると共に、傾斜端２２Ａの全体において傾斜端２２Ａに沿って連続して配置されている。センサ電極２２の傾斜端２２Ａ（凹部２２Ｂの開放端を含む）から内側に１番目及び２番目の第１糸２４（以下、当該１番目の第１糸２４を「第１糸２４Ａ」といい、当該２番目の第１糸２４を「第１糸２４Ｂ」という）は、凹部２２Ｂによって切断されており、センサ電極２２の傾斜端２２Ａより内側では、当該１番目の第１糸２４Ａと第２糸２６との交点２８（以下「交点２８Ａ」という）は、略全て切断されると共に、当該２番目の第１糸２４Ｂと第２糸２６との交点２８（以下「交点２８Ｂ」という）は、一部切断されて一部残存している。また、センサ電極２２の傾斜端２２Ａから内側に１番目の第１糸２４Ａは、少なくとも傾斜端２２Ａの両外側において、センサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って１番目の交点２８Ａを形成しており、センサ電極２２の傾斜端２２Ａから内側に２番目の第１糸２４Ｂは、少なくとも傾斜端２２Ａの両外側において、センサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って２番目の交点２８Ｂを形成している。

センサ２０の裏側部分（リム部１０Ｂの径方向内側部分）には、導電体（シールド部）としての略長尺矩形布状のシールド電極３０が設けられており、シールド電極３０は、センサ電極２２と略同一の構成にされているが、凹部２２Ｂが形成されていない。

センサ電極２２とシールド電極３０との間には、絶縁部としての略長尺矩形シート状の絶縁体３２が設けられており、絶縁体３２は、長手方向一側及び幅方向一側がそれぞれセンサ２０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３２には、センサ電極２２及びシールド電極３０が固定されており、絶縁体３２の外周は、センサ電極２２の外周及びシールド電極３０の外周の外側に配置されている。絶縁体３２は、樹脂製にされており、絶縁体３２は、センサ電極２２とシールド電極３０とを電気的に絶縁している。

センサ電極２２及びシールド電極３０は、それぞれ、長手方向一側かつ幅方向一側の部分において、車両の制御装置３６（ＥＣＵ）に電気的に接続されている。

リム部１０Ｂの外周全体には、検出機構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２０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、リム部１０Ｂを乗員が把持して、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３６において、乗員の手とセンサ２０のセンサ電極２２との間に発生する静電容量が検出されて、乗員のリム部１０Ｂの把持（手の皮革３８への接触）が検出される。また、制御装置３６によりセンサ２０のセンサ電極２２とシールド電極３０とが同電位に制御されている。これにより、センサ電極２２とリム芯金１２Ｂとの間に寄生容量が発生することがシールド電極３０により制限されることで、乗員の手とセンサ電極２２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、乗員のリム部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、リム部１０Ｂにおいて、例えば、センサ２０が内部材１８の外周に巻付けられて組付けられる際には、センサ電極２２に外周外側への摩擦力が作用されることで、センサ電極２２の外周から内側に第１糸２４又は第２糸２６に沿って１番目の交点２８の結合（第１糸２４と第２糸２６との結合）が破断され易い。しかも、センサ電極２２の傾斜端２２Ａでは、凹部２２Ｂからセンサ電極２２内側に第１糸２４又は第２糸２６に沿って１番目の交点２８の結合も破断され易い。このため、当該各交点２８を形成する第１糸２４及び第２糸２６がほつれ易くされている。

ここで、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに凹部２２Ｂが設けられており、凹部２２Ｂが第１糸２４Ａ、２４Ｂを切断している。このため、傾斜端２２Ａのセンサ電極２２内側の第１糸２４Ａ、２４Ｂの長さを短くできる。これにより、仮に当該第１糸２４Ａ、２４Ｂがほつれた場合でも、当該第１糸２４Ａ、２４Ｂのほつれ長さを短くできて、当該第１糸２４Ａ、２４Ｂがセンサ電極２２とセンサ電極２２以外の部分とを導通させることを抑制できる。

また、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに沿う第１糸２４Ａ、２４Ｂを凹部２２Ｂが切断している。このため、傾斜端２２Ａに第１糸２４Ａ、２４Ｂが沿う場合でも、当該第１糸２４Ａ、２４Ｂを凹部２２Ｂが切断できて、当該第１糸２４Ａ、２４Ｂのほつれ長さを短くできる。

さらに、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに沿う同一の第１糸２４Ａ、２４Ｂを複数の凹部２２Ｂが切断している。このため、当該第１糸２４Ａ、２４Ｂのほつれ長さを効果的に短くできる。

しかも、複数の凹部２２Ｂがセンサ電極２２の傾斜端２２Ａに沿って連続して配置されている。このため、凹部２２Ｂの配置間隔を小さくでき、第１糸２４Ａ、２４Ｂのほつれ長さを効果的に短くできる。

また、傾斜端２２Ａの両外側においてセンサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って２番目の交点２８Ｂを形成する第１糸２４Ｂを凹部２２Ｂが切断している。このため、傾斜端２２Ａの両外側においてセンサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って１番目の交点２８Ａの結合が破断された場合でも、傾斜端２２Ａの両外側においてセンサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って２番目の交点２８Ｂ（最外の凹部２２Ｂから第１糸２４Ｂに沿って２番目の交点２８Ｂ）を形成する第１糸２４Ｂのほつれ長さ（当該交点２８Ｂを起点とする延出長さ）を短くできる。

さらに、傾斜端２２Ａの両外側においてセンサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って２番目の交点２８Ｂ（最外の凹部２２Ｂから第１糸２４Ｂに沿って２番目の交点２８Ｂ）を形成する第１糸２４Ｂの当該交点２８Ｂから凹部２２Ｂによる切断位置までの距離が、当該交点２８Ｂからセンサ２０の外周（絶縁体３２の外周）までの最短距離に比し、小さくされている。このため、仮に当該交点２８Ｂを形成する第１糸２４Ｂがほつれた場合でも、当該第１糸２４Ｂのほつれ長さ（当該交点２８Ｂを起点とする延出長さ）を当該交点２８Ｂからセンサ２０の外周までの最短距離に比し小さくでき、当該第１糸２４Ｂがセンサ電極２２以外の部分に導通することを抑制できて、センサ電極２２が当該第１糸２４Ｂを介してセンサ電極２２以外の部分に導通することを抑制できる。

しかも、傾斜端２２Ａの両外側においてセンサ電極２２の外周から内側に第２糸２６に沿って２番目の交点２８Ｂ（最外の凹部２２Ｂから第１糸２４Ｂに沿って２番目の交点２８Ｂ）を形成する第１糸２４Ｂの当該交点２８Ｂから凹部２２Ｂによる切断位置までの距離が、当該交点２８Ｂからセンサ２０の外周（絶縁体３２の外周）を通るシールド電極３０までの最短距離に比し、小さくされている。このため、仮に当該交点２８Ｂを形成する第１糸２４Ｂがほつれた場合でも、当該第１糸２４Ｂのほつれ長さ（当該交点２８Ｂを起点とする延出長さ）を当該交点２８Ｂからセンサ２０の外周を通るシールド電極３０までの最短距離に比し小さくでき、当該第１糸２４Ｂがシールド電極３０に導通することを抑制できて、センサ電極２２が当該第１糸２４Ｂを介してシールド電極３０に導通することを抑制できる。

なお、本実施形態では、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに複数の凹部２２Ｂが連続して設けられる。しかしながら、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに複数の凹部２２Ｂが間隔をあけて設けられてもよい。

また、本実施形態では、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに凹部２２Ｂが複数設けられる。しかしながら、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに設けられる凹部２２Ｂの数は複数でも１つでもよい。

さらに、本実施形態では、センサ電極２２の傾斜端２２Ａに凹部２２Ｂが設けられる。しかしながら、センサ電極２２の傾斜端２２Ａ以外の外周に凹部２２Ｂが設けられてもよい。

また、本実施形態では、センサ電極２２の外周に凹部２２Ｂが設けられる。しかしながら、シールド電極３０（導電布）の外周に凹部２２Ｂが設けられてもよい。

さらに、本実施形態では、センサ２０にセンサ電極２２、シールド電極３０及び絶縁体３２が設けられる。しかしながら、センサ２０に、センサ電極２２が設けられて、シールド電極３０及び絶縁体３２が設けられなくてもよい。

また、本実施形態では、センサ２０がステアリングホイール１０（接触体）に設けられる。しかしながら、センサ２０がステアリングホイール１０以外の接触体（例えば車両のシート）に設けられてもよい。

１０・・・ステアリングホイール（接触体）、２０・・・センサ（検出部）、２２・・・センサ電極（導電布）、２２Ｂ・・・凹部、２４・・・第１糸（織糸）、２６・・・第２糸（織糸）、２８・・・交点、３０・・・シールド電極（導電体）

Claims

接触体に設けられ、前記接触体への人の接触を検出する検出部と、
前記検出部に設けられると共に、織糸と織糸とが織られて交点を形成することで構成され、導電性を有する導電布と、
前記導電布の外周に設けられ、織糸を切断する凹部と、
を備える検出機構。
前記導電布の外周に沿う織糸を前記凹部が切断する請求項１記載の検出機構。
同一の織糸を複数の前記凹部が切断する請求項１記載の検出機構。
複数の前記凹部が前記導電布の外周に沿って連続して配置される請求項３記載の検出機構。
前記導電布の外周から内側に２番目の前記交点を形成する織糸を前記凹部が切断する請求項１記載の検出機構。
前記導電布の外周から内側に２番目の前記交点を形成する織糸の当該交点から前記凹部による切断位置までの距離が当該交点から前記検出部の外周までの最短距離に比し小さくされる請求項１記載の検出機構。
前記検出部の一側に前記導電布が設けられると共に、前記検出部の他側に導電体が設けられ、かつ、前記導電布の外周から内側に２番目の前記交点を形成する織糸の当該交点から前記凹部による切断位置までの距離が当該交点から前記検出部の外周を通る前記導電体までの最短距離に比し小さくされる請求項１記載の検出機構。