JP7164866B2 - Steering wheel integrated with capacitance sensor and capacitance sensor - Google Patents
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本発明はステアリングホイールに好適に用いられる静電容量センサと、その静電容量センサを備えた静電容量センサ一体型ステアリングホイールに関する。
BACKGROUND OF THE
車両のステアリングホイールは、車両の運転に欠くことができない車両用部品であって、運転の際には運転者がステアリングホイールをしっかりと把持して操作するものであった。そのため、運転の安全性向上を図る観点から、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を詳しく検出すべく、ステアリングホイールに圧力センサを設ける技術が知られている。こうした技術は例えば特開2014-190712号公報(特許文献1)等に記載されている。 2. Description of the Related Art A steering wheel of a vehicle is a vehicle component that is indispensable for driving a vehicle, and is operated by a driver by firmly gripping the steering wheel during driving. Therefore, from the viewpoint of improving driving safety, there is known a technique in which a pressure sensor is provided on the steering wheel in order to detect in detail the state of the driver's grip on the steering wheel. Such technology is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-190712 (Patent Document 1).
しかしながら、近年は自動運転技術の発達によりステアリングホイールの扱い方も変わってきており、運転者はステアリングホイールに対して手を添えるだけで良い場面が増加するとともに、そうした運転者の状態を検出することに対する要求が高まっている。 However, in recent years, the way the steering wheel is handled has changed due to the development of autonomous driving technology, and the number of situations where the driver only needs to put his hand on the steering wheel has increased. There is an increasing demand for
こうした要求に対して、対象物に対する接触又は非接触を検出する用途には、フィルム上に電極を配置した静電容量センサが知られており、こうした技術の適用も考えられるが、ステアリングホイールの形状に鑑み平面状の静電容量センサの適用には難があった。そこで本発明は、ステアリングホイールに対して適用が容易な静電容量センサを提供することを目的とするものである。 In response to such demands, a capacitance sensor with electrodes arranged on a film is known for use in detecting contact or non-contact with an object. In view of this, it is difficult to apply a planar capacitive sensor. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a capacitance sensor that can be easily applied to a steering wheel.
上記目的を達成するために本発明は以下のように構成される。即ち本発明は、ステアリングホイールのリム部の長手方向に沿う形状の導電性成形体と、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿う形状のフィルム回路基板と、を有する静電容量センサである。 In order to achieve the above objects, the present invention is configured as follows. That is, the present invention is a capacitance sensor having a conductive molded body shaped along the longitudinal direction of a rim of a steering wheel, and a film circuit board shaped along the spokes of the steering wheel.
本発明の静電容量センサは、ステアリングホイールのリム部の長手方向に沿う形状の導電性成形体と、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿う形状のフィルム回路基板と、を有するため、リム部に対するヒトの手の接触又は非接触を静電容量の変化として検知することができる。したがって、自動運転の際などにリム部にヒトの手が触れていない場合に警告する等の利用を図ることができる。 The capacitance sensor of the present invention has a conductive molded body shaped along the longitudinal direction of the rim portion of the steering wheel and a film circuit board shaped along the spoke portion of the steering wheel. Hand contact or non-contact can be detected as a change in capacitance. Therefore, it is possible to make use such as issuing a warning when the rim portion is not touched by a human hand during automatic driving or the like.
本発明は、前記導電性成形体は前記リム部の長手方向全長に対する一部の長さを有するものとして構成できる。前記導電性成形体は、前記リム部の長手方向全長に対する一部の長さを有するため、リム部の中でもこの導電性成形体が形成された部分についてのヒトの接触、非接触を検知することができる。 In the present invention, the conductive molded body can be configured to have a length that is part of the length of the rim portion in the longitudinal direction. Since the conductive molded body has a length that is part of the length of the rim portion in the longitudinal direction, it is possible to detect human contact or non-contact with the portion of the rim portion where the conductive molded body is formed. can be done.
本発明は、前記導電性成形体は前記リム部を形成するコアを覆うものとして構成できる。前記導電性成形体は、前記リム部を形成するコアを覆うため、ステアリングホイールの一部として組み込むことができる。また、ヒトの手がリム部を握ったり、離したりする行為が、導電性成形体とヒトの手との間の距離の変化に直結させることができ、リム部に対するヒトの手の接触又は非接触を確実に検知することができる。 In the present invention, the conductive molded body can be configured to cover the core forming the rim portion. The electrically conductive molded body covers the core forming the rim portion, so that it can be incorporated as part of the steering wheel. In addition, the act of gripping and releasing the rim portion with a human hand can directly cause a change in the distance between the conductive molding and the human hand, and the contact or non-contact of the human hand with the rim portion. Contact can be reliably detected.
本発明は、前記フィルム回路基板は平板状に形成され実質的にガウス曲率が0となる曲面以外の曲面を有しないものとして構成できる。前記フィルム回路基板は、平板状に形成され実質的にガウス曲率が0となる曲面以外の曲面を有しないため、フィルム回路基板に歪みを生じさせることなく静電容量センサをステアリングホイール内に配置することができる。そのため、収まりが良く静電容量センサをステアリングホイール内に収容することができる。 According to the present invention, the film circuit board is formed in a flat plate shape and has no curved surface other than a curved surface having a Gaussian curvature of substantially zero. Since the film circuit board is formed in a flat plate shape and has no curved surface other than a curved surface having a Gaussian curvature of substantially 0, the capacitance sensor can be arranged in the steering wheel without causing distortion in the film circuit board. be able to. Therefore, the capacitive sensor can be easily accommodated in the steering wheel.
本発明は、前記フィルム回路基板の回路配線と前記導電性成形体とが、前記回路配線に設けた成形体接続端を通じて導通接続するものとして構成できる。静電容量センサでは、前記フィルム回路基板の回路配線と前記導電性成形体とが、前記回路配線に設けた成形体接続端を通じて導通接続するため、曲面を有する導電性成形体に対してフィルム回路基板の回路配線と確実に導通させることができる。 The present invention can be configured such that the circuit wiring of the film circuit board and the conductive molding are conductively connected through molded body connection ends provided on the circuit wiring. In the capacitance sensor, since the circuit wiring of the film circuit board and the conductive molded body are conductively connected through the molded body connection end provided on the circuit wiring, the film circuit is connected to the conductive molded body having a curved surface. It is possible to reliably conduct with the circuit wiring of the substrate.
さらに本発明は、ステアリングホイールのリム部に対する操作者の接触又は非接触を検知する静電容量センサを備える静電容量センサ一体型ステアリングホイールについて、前記静電容量センサは、前記リム部の長手方向に沿うとともに前記リム部に備わるコアを覆う導電性成形体と、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿うとともに前記導電性成形体に交差するフィルム回路基板とを有することを特徴とする静電容量センサ一体型ステアリングホイールである。 Further, the present invention relates to a steering wheel integrated with a capacitance sensor, which includes a capacitance sensor for detecting contact or non-contact of an operator with a rim portion of the steering wheel, wherein the capacitance sensor is arranged in the longitudinal direction of the rim portion. and a conductive molded body that covers the core provided in the rim portion along the rim, and a film circuit board that extends along the spoke portion of the steering wheel and intersects the conductive molded body. Body type steering wheel.
本発明は、ステアリングホイールのリム部に対する操作者の接触又は非接触を検知する静電容量センサを備える静電容量センサ一体型ステアリングホイールについて、前記静電容量センサは、前記リム部の長手方向に沿うとともに前記リム部に備わるコアを覆う導電性成形体と、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿うとともに前記導電性成形体に交差するフィルム回路基板とを有するものとして構成したため、静電容量センサのフィルム回路基板に対して無理な変形をさせることなく収まり良くステアリングホイール内に配置することができる。そのため、ステアリングホイールへの静電容量センサの取り付けが容易である。 The present invention relates to a steering wheel integrated with a capacitance sensor that detects contact or non-contact of an operator with respect to the rim of the steering wheel, wherein the capacitance sensor extends in the longitudinal direction of the rim. and a film circuit board along the spoke portion of the steering wheel and intersecting the conductive molded body. It can be placed in the steering wheel without forcibly deforming the circuit board. Therefore, it is easy to attach the capacitance sensor to the steering wheel.
本発明は、前記導電性成形体を前記リム部の長手方向全長を複数に分割した複数の互いに絶縁する導電性成形体として形成し、当該導電性成形体ごとに形成される複数の前記静電容量センサを有するものとして構成できる。静電容量センサ一体型ステアリングホイールは、前記導電性成形体を前記リム部の長手方向全長を複数に分割した複数の互いに絶縁する導電性成形体として形成し、当該導電性成形体ごとに形成される複数の前記静電容量センサを有するため、リム部の所望の箇所ごとに別の静電容量センサを配置することができ、この所望の箇所におけるヒトの手の接触又は非接触を検知することができる。 In the present invention, the conductive molded body is formed as a plurality of mutually insulated conductive molded bodies obtained by dividing the entire length in the longitudinal direction of the rim portion, and the plurality of electrostatic discharge electrodes formed for each of the conductive molded bodies is formed. It can be configured with a capacitive sensor. In the steering wheel integrated with the capacitance sensor, the conductive molded body is formed as a plurality of mutually insulated conductive molded bodies obtained by dividing the entire length of the rim portion in the longitudinal direction. Since it has a plurality of the capacitance sensors, it is possible to arrange another capacitance sensor for each desired location of the rim portion, and to detect contact or non-contact of a human hand at this desired location. can be done.
本発明は、前記リム部を左右に2分割したときの左側静電容量センサと右側静電容量センサとを有するものとすることができる。静電容量センサ一体型ステアリングホイールでは、前記リム部を左右に2分割したときの左側静電容量センサと右側静電容量センサとを有するため、リム部の左側と右側とで互いに独立して、ヒトの手の接触又は非接触を検知することができる。 The present invention can have a left capacitance sensor and a right capacitance sensor when the rim portion is divided into left and right halves. Since the steering wheel integrated with the capacitance sensor has the left side capacitance sensor and the right side capacitance sensor when the rim portion is divided into left and right, the left side and the right side of the rim portion are independent of each other, Human hand contact or non-contact can be detected.
本発明は、前記リム部を前後に2分割したときの前側静電容量センサと後側静電容量センサとを有するものとすることができる。静電容量センサ一体型ステアリングホイールでは、前記リム部を前後に2分割したときの前側静電容量センサと後側静電容量センサとを有するため、リム部の前側と後側とで互いに独立して、ヒトの手の接触又は非接触を検知することができる。 The present invention can have a front-side capacitance sensor and a rear-side capacitance sensor when the rim portion is divided into two front and rear portions. Since the steering wheel integrated with the capacitance sensor has the front side capacitance sensor and the rear side capacitance sensor when the rim portion is divided into the front and rear sides, the front side and the rear side of the rim portion are independent of each other. can detect contact or non-contact of a human hand.
本発明の静電容量センサ及び静電容量センサ一体型ステアリングホイールによれば、ステアリングホイールのリム部に対するヒトの手の接触又は非接触を検知することができる。 According to the capacitance sensor and the capacitance sensor integrated steering wheel of the present invention, it is possible to detect contact or non-contact of the human hand with the rim portion of the steering wheel.
実施形態に従い本発明をさらに詳細に説明する。なお、各実施形態で共通する部材については、同一の符号を付して重複説明を省略する。また、共通する材質、作用、効果等についても重複説明を省略する。 The present invention will be described in further detail according to embodiments. Members common to each embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof are omitted. Duplicate explanations of common materials, actions, effects, etc. are also omitted.
<第1実施形態[図1~図3]>: 本実施形態の静電容量センサ1を装着したステアリングホイールAの模式平面図を図1に、その一部断面図を図2にそれぞれ示す。また、図3にはこの静電容量センサ1の平面図を示す。ステアリングホイールAは、手で握って操作するリム部Rと、そのリム部Rから円の中心に向かって延びるスポーク部Sを有する。そして図2で示すように、リム部Rの中心には、硬質の芯材であるコアCを有している。リム部RとコアCは、何れも無端環状に形成されており、具体的には円環形状に形成されている。本実施形態の静電容量センサ1では、図1における右側と左側にそれぞれ対称に2つの静電容量センサ1a,1bが設けられている。なお静電容量センサ1a,1bを区別しない場合には両者の何れか一方、又は双方を合わせて静電容量センサ1とも言うものとする。これらの一の静電容量センサ1は、図3で示すように、導電性成形体12と、この導電性成形体12に接続するフィルム回路基板13とを有して構成されている。
<First Embodiment [Figs. 1 to 3]>: Fig. 1 is a schematic plan view of a steering wheel A to which a
前記静電容量センサ1についてその構成要素に基づいてより詳しく説明する。静電容量センサ1の構成要素である導電性成形体12は、図2で示すように、ステアリングホイールAのコアCを包むように円筒形状に形成され、その材質はゴム状弾性体に導電性充填材を分散させたもの、あるいは導電性高分子から形成される。ゴム状弾性体には、シリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム等の熱硬化性ゴム、又はスチレン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、ブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン-酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーを例示できる。シリコーンゴムは、圧縮永久歪が小さく温度特性が良い点で好ましい。導電性充填材には、カーボンブラック、黒鉛、グラファイト、グラフェン、炭素繊維、カーボンナノチューブ等の導電性カーボン、又は銀、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄等の金属又は合金類の粉体等を例示できる。なお、導電性成形体12は、上述のコアCに沿った曲がった円筒形状に形成できるほか、真っ直ぐな円筒形状とすることもできる。真っ直ぐな円筒形状とした場合は、曲げながらコアに被せることができる。
The
こうした材質からなる導電性成形体12は、JIS-A硬度が40~70であることが好ましく、50~60であることがより好ましい。また、導電性成形体12の体積抵抗率は、1~50Ω・cmであることが好ましい。1Ω・cm未満では、抵抗率を低くするために導電性充填材の配合量が多く、導電性成形体12が硬く脆くなってしまう可能性がある。一方、50Ω・cmを超える場合には、導電性が低すぎて、静電容量変化を捉えにくい。
The conductive molded
静電容量センサ1の別の構成要素であるフィルム回路基板13は、図3で示すように、基材フィルム31上に回路配線32が形成され、さらにその表面にレジスト層33が形成されたものである。なお、図3で示すレジスト層33は、基材フィルム31よりも一回り小さく、透明であるものとして記しているが、レジスト層33は、基材フィルム31の全表面に設けても良く、また不透明であっても良い。
As shown in FIG. 3, the
基材フィルム31は、可撓性のあるフィルム状物であり、ポリアミド又はポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等の樹脂フィルムを用いることができ、成形性や耐熱性に優れた材質を用いることが好ましい。こうした材質以外には、合成ゴム又は熱可塑性エラストマーからなる弾性シート、又は織布、不織布等の布地、紙等を用いることもできる。
The
回路配線32は、高い導電性を示す部位であって、図3で示すように、端子部34に端を発し、成形体接続端14を通じて導電性成形体12と導通させている。成形体接続端14は、回路配線32の端部における導電性成形体12との接触面を広く形成した部位であり、回路配線32をレジスト層33で覆っていても、導電性成形体12との導通接続を確保するためレジスト層33には覆われていない。また成形体接続端14は、後述する回路配線32に用いることのできる材料と同様の材料、又は金属箔等で形成することができる。なお、回路配線32と導電性成形体12との確実で十分な導通が確保できれば成形体接続端14を設けずとも良い。
The
回路配線32の材質は、より具体的には銅等の金属箔をエッチングして配線形状に形成したもの、銀等の金属粉末や導電性カーボン粉末等を含有した導電塗料を印刷して配線形状に形成したものが挙げられる。金属粉末やカーボン粉末は、球状又は繊維状、針状、鱗片状などの様々な形状の粒子を用いることができる。
More specifically, the material of the
レジスト層33は、傷付き、水分、腐食性ガス等から回路配線32を保護する部位であり、例えばアクリル系又はウレタン系、ポリエステル系などの材料から形成される塗膜や、種々の樹脂フィルムをレジスト層33とすることができる。
The resist
端子部34は、静電容量センサ1を他部品へ導通接続させるためのコネクタ部位であり、ステアリングホイールAの中央部分やスポーク部S上に配置することができ、回路配線32上を導電性の金属箔やカーボン塗膜層で覆うことで形成できる。端子部34は、他部品へのコネクタ用途の他、導電性成形体12にまで導通する導通面として形成することができる。
The
こうしたフィルム回路基板13は、導電性成形体12の少なくとも一部に接触するように導電性成形体12と一体に形成される。静電容量センサ1では、図2で示すように、スポーク部Sの表面からリム部Rにおける芯材(コアC)のおよそ1/3を覆う程度に延びたフィルム回路基板13が導電性成形体12と結合している。そして、フィルム回路基板13上の回路配線32は、成形体接続端14を通じて導電性成形体12と導通接続される。一方で、フィルム回路基板13の反対側は、スポーク部Sを通じてステアリングホイールAの中央部に延び、フィルム回路基板13の端部に設けた端子部34を通じて他の電子部品に接続される。
Such a
フィルム回路基板13と導電性成形体12の一体化には、導電性成形体12の成形金型にフィルム回路基板13をインサート成形する方法が挙げられる。導電性成形体12に対するフィルム回路基板13の密着性向上のため、フィルム回路基板13に接着剤又はプライマーを塗布したり、紫外線照射等の表面処理をしたりしてもよい。
The integration of the
こうした静電容量センサ1は、冒頭で説明したようにステアリングホイールAに組み込まれるが、コアCと導電性成形体12とは、電気的に絶縁されていることが好ましい。コアCは、鉄又はアルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の金属及び少なくともこれらの一の金属を含有する合金類等から形成されるため、コアCと導電性成形体12が直接接触しているとコアCを通じて電流が流れてしまうからである。そのため、コアCの外面あるいは導電性成形体12の内面には、絶縁性被膜、又はシリコーンゴム、ウレタン系エラストマー等からなる絶縁性の層を配置することが好ましい。導電性成形体12をコアCに固定するには、接着剤又は粘着剤、両面テープ等を用いることができる。あるいは、導電性成形体12の端部どうしが接する箇所を糸等で縫い合わせることで、巻き付けた状態に固定することができる。
Such a
ステアリングホイールAは、その表面に皮革又はウレタンシート等からなる外皮Eを巻き付けて被覆することで静電容量センサ1を設けたステアリングホイールAが得られる。外皮Eは、導電性成形体12の表面を被覆するため、絶縁性である方が好ましい。導電性であると隣接する静電容量センサ1間の絶縁が取り難いからである。外皮Eの厚さは0.1~5mmが好ましく、0.5~3mmがより好ましい。0.1mmより薄いと剥がれが生じるおそれがある。一方で、5mmより厚いと静電容量センサ1で検知する感度が悪くなるおそれがある。外皮Eを導電性成形体12の表面に固定するには、接着剤や両面テープ等を用いることができる。
The surface of the steering wheel A is covered with an outer skin E made of leather, urethane sheet, or the like, so that the steering wheel A provided with the
外皮Eの端部同士を縫い合わせることで、静電容量センサ1をステアリングホイールAの表面に固定する場合には、縫い目の突出部分ができる場合があるが、縫い目のできる箇所に沿って予め導電性成形体12に凹溝を設けておくことで、この縫い目を凹溝内に収め縫い目の突出を小さくすることができる。
When the
静電容量センサ1によれば、リム部Rに設けた導電性成形体12と、リム部Rを握る運転者の手との間の静電容量を端子部34につながる制御回路(図示せず)で計測し、その静電容量変化からリム部Rを握っているか、握っていないかの相違を検出することができる。
According to the
<変形例1-1[図4]>: 前記実施形態の静電容量センサ1では、図3で示すように、長方形状のフィルム回路基板13が、ステアリングホイールAのスポーク部S上に配置され、フィルム回路基板13の末端がリム部Rに載るように構成し、リム部Rに沿って半円状に形成される導電性成形体12の中央部分に成形体接続端14が設けられていた。一方、変形例1-1として示す静電容量センサ1cでは、図4で示すように、フィルム回路基板13をスポーク部Sの長さ方向のみならずリム部Rの長さ方向にまで延伸させて、その末端に成形体接続端14を設けた。即ち、リム部Rに沿って半円状に形成される導電性成形体12の上下端部分で成形体接続端14を通じて回路配線32と導電性成形体12とが導通するようにした。こうした静電容量センサ1を有するステアリングホイールAもまた、リム部Rに対するヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。
<Modification 1-1 [FIG. 4]>: In the
<変形例1-2[図5]>: 変形例1-2の静電容量センサ1dでは、導電性成形体12の中央部分に成形体接続端14a1を設けて端子部34と導通接続する回路配線32a1を設ける一方で、導電性成形体12の両端部分に成形体接続端14a2,14a3を設けて端子部34と導通接続する2本の回路配線32a2,32a3を先の回路配線32aとは別に設けている。この2本の回路配線32a2,32a3もまた互いに導通しない別の回路配線32としている。こうした静電容量センサ1dを有するステアリングホイールAもまた、リム部Rに対するヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。こうした態様とすることで、成形体接続端14a1,14a2,14a3同士の間の静電容量の検出値を比べて、ステアリングホイールAのどの位置に手が接しているかを検出することが可能になる。
<Modification 1-2 [FIG. 5]>: In the
変形例1-2の静電容量センサ1dは、互いに別の回路配線32a1,32a2,32a3とした3本の回路配線32の一部を静電容量変化の検知に利用するのではなく、例えば、ヒーター用途に利用することもできる。回路配線32a2,32a3を利用し、導電性成形体12の長軸にわたって電圧を印加することで、成形体接続端14a2,14a3間の導電性成形体12を発熱させることができる。
The
<変形例1-3[図6]>: 第1実施形態として説明した静電容量センサ1を取り付けたステアリングホイールAでは、左右の2部位に分け、リム部Rのほぼ左側半分全域に導電性成形体12を設けた静電容量センサ1aと、リム部Rのほぼ右側半分全域に導電性成形体12を設けた静電容量センサ1bとを備えるものとして構成した。しかしながら、リム部Rにおける導電性成形体12の数、及び配置状態を変更することができ、こうした導電性成形体12の態様が変化した静電容量センサ1とすることができる。
<Modification 1-3 [FIG. 6]>: The steering wheel A to which the
図6で示す静電容量センサ1eは、リム部Rの左側半分についてさらに3つに分けた導電性成形体12を形成したものである。これら3つの導電性成形体12、即ち、左中導電性成形体12aと左上導電性成形体12bと左下導電性成形体12cの3つの導電性成形体12を互いに絶縁し、これらの導電性成形体12a,12b,12cにそれぞれ導通する回路配線32a,32b,32cを設けることで、3つの導電性成形体12a,12b,12cごとにヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。隣接する導電性成形体12どうしの間には、絶縁性のゴム状弾性体を配置するなどしてその隙間を埋めることが好ましい。
The
静電容量センサ1eにおける左中導電性成形体12aと回路配線32aとの接続は、左中導電性成形体12aの両端に設けた2つの成形体接続端14a1,14a2を通じて行われる。また、左上導電性成形体12bと回路配線32bとの接続は、左上導電性成形体12bの末端に設けた成形体接続端14bを通じて行われ、左下導電性成形体12cと回路配線32cとの接続は、左下導電性成形体12cの末端に設けた成形体接続端14cを通じて行われる。
The connection between the left middle conductive molded
なお、左中導電性成形体12a、左上導電性成形体12b、左下導電性成形体12cという名称は互いに区別する目的で付けた名称でありその名称の表す位置に限定配置すべきものではない。したがって、ここではリム部Rの左側半分を3等分した導電性成形体12を示したが、リム部Rの所望の位置の検出を目的とすれば、その部位を他の部位と絶縁するような導電性成形体12を設けるように構成することができる。
The middle left conductive molded
<変形例1-4[図7]>: 変形例1-4として説明する静電容量センサ1fでは、前記静電容量センサ1d(変形例1-2)及び静電容量センサ1e(変形例1-3)を組み合わせたような構成をしている。静電容量センサ1dと同様に一の導電性成形体12aに対して互いに絶縁する3本の回路配線32a1,32a2,32a3を設けるとともに、静電容量センサ1eと同様に、互いに絶縁する3つの導電性成形体12a,12b,12cを設けている。こうした静電容量センサ1fを有するステアリングホイールAもまた、リム部Rに対するヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。回路配線32a2,32a3を利用し、導電性成形体12aの長軸にわたって電圧を印加すると、成形体接続端14a2,14a3間の導電性成形体12aを発熱させて、ヒーターとして用いることができる。
<Modification 1-4 [Fig. -3) is combined. Three circuit wirings 32a1, 32a2, and 32a3 that are insulated from each other are provided for one conductive molded
<変形例1-5[図8]>: 前記例における静電容量センサ1a~1bでは、導電性成形体12を円筒形状としてリム部RのコアCの全周を包囲するように設ける形態として説明したが、導電性成形体12をリム部Rの前面、側面、又は後面に配置するなど、リム部Rの断面における上下左右方向に分けた導電性成形体12を形成することができる。
<Modification 1-5 [FIG. 8]>: In the
図8で示す静電容量センサ1g,1hを取り付けたステアリングホイールAでは、導電性成形体12をリム部Rの前面に配置した前面導電性成形体12dと、スポーク部Sの前面に配置する前面フィルム回路基板13dを有する静電容量センサ1gと、導電性成形体12をリム部Rの後面に配置した後面導電性成形体12eと、スポーク部Sの後面に配置する後面フィルム回路基板13eを有する静電容量センサ1hとをステアリングホイールAに取り付けたものである。これらの静電容量センサ1g,1hによれば、リム部Rの前面及び後面に対するヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。
In the steering wheel A to which the
<第2実施形態[図9]>: 本実施形態の静電容量センサ2を装着したステアリングホイールAの断面図を図9に示す。本実施形態で説明する静電容量センサ2は、フィルム回路基板13が平坦なままで導電性成形体12と一体に形成されている点に特徴がある。そのためフィルム回路基板13をリム部Rにおける円環形状のコアCの表面に沿って曲がった形状に変形成形する必要がない。そうした一方で静電容量センサ2ではコアC表面と、スポーク部Sにおける芯材Dとの高さ調整のため高さ調整部15を設けている。こうした静電容量センサ2を有するステアリングホイールAもまた、リム部Rに対するヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。
<Second Embodiment [Fig. 9]>: Fig. 9 shows a cross-sectional view of a steering wheel A to which the
<変形例2-1[図10]>: 変形例2-1として示す静電容量センサ2bでは、高さ調整部15を設けずに、フィルム回路基板13の長さをコアCにまでは至らない長さとして形成する一方で、コアCと導電性成形体12との間に絶縁性のコア被覆部16を設けた。こうした構成とすることがで、フィルム回路基板13は折曲げ又は撓み変形をさせない平板状に形成することができる。
<Modification 2-1 [Fig. In addition, an insulating
<変形例2-2[図11]>: 変形例2-2として示す静電容量センサ2cでは、高さ調整部15を設けずに、フィルム回路基板13の長さをコアCにまでは至らない長さとして形成する一方で、コアCと導電性成形体12との間に絶縁性のコア被覆部16と、コア被覆部16の内面側に導電性のグランド層17を設けた。グランド層17からはフィルム回路基板13が延びている。グランド層17があることで、コアC側からのノイズを妨げることができる。
<Modification 2-2 [Fig. An insulating
<第3実施形態[図12]>: 本実施形態の静電容量センサ3の平面図を図12に示す。静電容量センサ3は、導電性成形体12を長尺の平坦板形状等の薄層状に形成したものである。静電容量センサ3では、薄層状の導電性成形体12をリム部RのコアCに巻き付けることで簡単にステアリングホイールAに静電容量センサ3を取り付けることができる。導電性成形体12が低硬度で伸びの良いゴム状弾性体であることによって、リム部Rへの巻き付け固定が容易になる。こうした静電容量センサ3を有するステアリングホイールAもまた、リム部Rに対するヒトの手の接触・非接触の有無を検出することができる。
<Third Embodiment [FIG. 12]>: FIG. 12 shows a plan view of the
上記実施形態は本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態の変更又は公知技術の付加、組合せ等を行い得るものであり、それらの技術もまた本発明の範囲に含まれるものである。例えば、変形例1-1~変形例1-5として示した態様と第2実施形態として示した態様を組み合わせるなどの変更が可能である。 The above embodiments are examples of the present invention, and modifications of the embodiments, additions, combinations, etc. of known techniques can be performed without departing from the scope of the present invention, and such techniques are also within the scope of the present invention. It is included. For example, modifications such as combining the aspects shown as modifications 1-1 to 1-5 with the aspects shown as the second embodiment are possible.
また、導電性成形体12はステアリングホイールAに沿った長手方向の導電性を有すれば良いことから、その全体を導電性のゴム状弾性体にする場合に代えて、絶縁性のゴム状弾性体の表面に導電性塗料による塗膜を設けた形態とするなど、導電性成形体12の一部を導電性とすることができる。
In addition, since the conductive molded
フィルム回路基板13には、種々の電子部品を実装することができる。例えばLED等の発光素子、タクトスイッチ等の入力素子、マイク又はスピーカ等の音響素子、その他の各種センサ、撮像素子などが挙げられる。フィルム回路基板13に実装された電子部品は、導電性成形体12に埋め込まれるか、または導電性成形体12を貫通し表出して、一体に構成することができる。
Various electronic components can be mounted on the
静電容量センサ1は、フィルム回路基板13がコアCの約1/3を被覆する形態として説明したが、その被覆の程度は適宜変更できる。静電容量センサ1は、コアCの全周を覆うように導電性成形体12の内側面の全体にフィルム回路基板13を一体に形成しても良く、又一部分に一体に形成しても良い。
Although the
静電容量センサ1には、ヒーター等の発熱素子を配置することも可能である。導電性成形体12に電熱線を配置して発熱するヒーター部を設けることができる。ヒーター部は導電性成形体12の表面に、あるいは導電性成形体12に埋め込んで設けることができる。なお、ヒーター部と導電性成形体12との間には、静電容量センサ1の検出を妨げることがないよう電気絶縁性である絶縁層を有することが好ましい。
A heating element such as a heater can also be arranged in the
A ステアリングホイール
R リム部
C コア
S スポーク部
D スポーク部の芯材
E 外皮
1,1a~1h,2,2b,2c,3 静電容量センサ
12 導電性成形体
12a 左中導電性成形体
12b 左上導電性成形体
12c 左下導電性成形体
12d 前面導電性成形体
12e 後面導電性成形体
13 フィルム回路基板
13d 前面フィルム回路基板
13e 後面フィルム回路基板
31 基材フィルム
32,32a1~32a3,32a,32b,32c 回路配線
33 レジスト層
34 端子部
14,14a1~14a3,14a,14b,14c 成形体接続端
15 高さ調整部
16 コア被覆部
17 グランド層
A steering wheel R rim portion C core S spoke portion D core material of spoke portion E
Claims (9)
前記ステアリングホイールのスポーク部に沿う形状のフィルム回路基板と、を有し、
前記フィルム回路基板は、平板状に形成され実質的にガウス曲率が0となる曲面以外の曲面を有しない静電容量センサ。 a conductive molded body shaped along the longitudinal direction of the rim of the steering wheel;
a film circuit board shaped along the spokes of the steering wheel,
The film circuit board is formed in a flat plate shape and has no curved surface other than a curved surface having a Gaussian curvature of substantially zero.
前記ステアリングホイールのスポーク部に沿う形状のフィルム回路基板と、を有し、
前記フィルム回路基板の回路配線と前記導電性成形体とが、前記回路配線に設けた成形体接続端を通じて導通接続する静電容量センサ。 a conductive molded body shaped along the longitudinal direction of the rim of the steering wheel;
a film circuit board shaped along the spokes of the steering wheel,
A capacitance sensor in which the circuit wiring of the film circuit board and the conductive molded body are conductively connected through a molded body connecting end provided on the circuit wiring.
前記静電容量センサは、前記リム部の長手方向に沿うとともに前記リム部に備わるコアを覆う導電性成形体と、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿うとともに前記導電性成形体に交差するフィルム回路基板とを有し、前記フィルム回路基板は、平板状に形成され実質的にガウス曲率が0となる曲面以外の曲面を有しないことを特徴とする静電容量センサ一体型ステアリングホイール。 A capacitance sensor integrated steering wheel equipped with a capacitance sensor that detects contact or non-contact of an operator with respect to the rim of the steering wheel,
The capacitance sensor includes a conductive molded body extending along the longitudinal direction of the rim portion and covering a core provided on the rim portion, and a film circuit board extending along the spoke portion of the steering wheel and intersecting the conductive molded body. , wherein the film circuit board has no curved surface other than a flat curved surface having a Gaussian curvature of substantially zero.
前記静電容量センサは、前記リム部の長手方向に沿うとともに前記リム部に備わるコアを覆う導電性成形体と、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿うとともに前記導電性成形体に交差するフィルム回路基板とを有し、前記フィルム回路基板の回路配線と前記導電性成形体とが、前記回路配線に設けた成形体接続端を通じて導通接続することを特徴とする静電容量センサ一体型ステアリングホイール。 A capacitance sensor integrated steering wheel equipped with a capacitance sensor that detects contact or non-contact of an operator with respect to the rim of the steering wheel,
The capacitance sensor includes a conductive molded body extending along the longitudinal direction of the rim portion and covering a core provided on the rim portion, and a film circuit board extending along the spoke portion of the steering wheel and intersecting the conductive molded body. , wherein the circuit wiring of the film circuit board and the conductive molded body are conductively connected through a molded body connecting end provided on the circuit wiring.
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