JPH0411567A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はステアリングホイール本体のリング部に配設し
た半導体圧力センサを具備するもので、特に、ステアリ
ングホイール本体のリング部に加わる外力を検出するス
テアリングホイールに関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のステアリングホイールには、ステアリン
グホイール本体のリング部の略全体に空気層を形成して
、リング部に加わっている外力を検出するものがあった
。また、ステアリングホイール本体のリング部の略全体
に電極を配設し、その電極間を手で短絡することにより
、ステアリングホイールのリング部に手が置かれている
ことを検出するものがあった。

これらのステアリングホイールは、主に、居眠り防止装
置の検出器として使用されており、通常の正常運転との
違いにより警報出力を発生させていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような従来のステアリングホイールは、
ステアリングホイール本体のリング部の温度条件により
空気圧が変化したり、或いは、手の汗により電気抵抗が
変化する等の使用条件によリ、その出力が変化するとい
う問題があった。この使用条件による誤差をなくすには
、使用条件によって変動する範囲を除外できる閾値を設
定し、２値化した出力として用いることにより対応して
いた。

ところが、現今のようにステアリングホイールに対して
グリップ部の評価、スポーク部の位置・形状の評価、そ
の握り心地の評価が研究開発の対象となってくると、前
述のような技術では研究者の要望するデータを得ること
ができない。

そこで、本発明はステアリングホイールのリング部に加
わる外力を正確に検出できるステアリングホイールの提
供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかるステアリングホイールは、ステアリング
ホイール本体のリング部及び／またはスポーク部に、外
力によって機械的に変位し、その機械的変位を電気的変
化に変換する直径１１０１ＩＩから直径３１１Ｉｍ程度
の大きさの半導体圧力センサを複数個埋設したものであ
る。

［作用］ 本発明においては、ステアリングホイール本体のリング
部の略全周に、外力によって機械的に変位し、その機械
的な変位を電気的変化に変換する直径１０ｍｍから直径
３ｍｍ程度の大きさの半導体圧力センサを複数個埋設し
たものであるから、温度及び手の状態等の外界の条件に
影響を受けることなく、かつ、ステアリングホイール本
体のリング部の略全周に、複数配設することにより、外
力が加わっている位置が検出でき、外力の大きさと、そ
の外力の位置の検出を行なうことができる。

［実施例コ 第１図の（ａ）は本発明の一実施例のステアリングホイ
ールのリング部に一部切断面を有する要部切断図及び（
ｂ）は半導体圧力センサの斜視図である。第２図は本発
明の一実施例のステアリングホイールのリング部の切断
面であり、また、第３図は本発明の実施例で使用した半
導体圧力センサの構成を示す説明図である。

図において、ステアリングホイール本体１は公知のよう
に、芯金５を基に、リング部２、スポーク部３及びボス
部を覆うパッド部４を有するものである。なお、本実施
例で使用するステアリングホイール本体１は、必ずしも
芯金５を有するものに限定されるものではなく、製品と
しては芯金５を有するか、ここでの使用では芯金５を有
しないステアリングホイールも含まれる。合成樹脂層６
は塩化ビニルで成形したもの、或いはインテグラルスキ
ンウレタンフオーム等のステアリングホイールとして公
知の材料で成形したものである。また、この合成樹脂層
６の外周には、合成皮革からなる表皮層７を形成する。

この表皮層７はユーザーの好みに合わせて色彩及び表面
処理が行なわれる。この表皮層７の接合には接着剤が使
用され、それらは強固に一体化されている。

前記合成樹脂層６のパッド側の面及び反パッド側の面の
リング部２及び／または必要に応じてスポーク部３には
、所定の必要個所に後述する半導体圧力センサ１０のケ
ーシングの径以下の挿着穴８を穿設する。前記挿着穴８
の深さは芯金５に到達するのが望ましいが、リング部２
の合成樹脂層６の厚みが特定されていないから、そこに
挿入する半導体圧力センサ１０の高さ（ｈ）を合成樹脂
層６の厚みが薄いものに合せた場合には、挿着穴８の深
さは半導体圧力センサ１０の高さ（ｈ）に一致し、その
半導体圧力センサ１０の上面が合成樹脂層６の表面に一
致すればよい。

前記半導体圧力センサ１０は第３図のように構成されて
いる。

まず、結晶化ガラスのベース１１の上面にガラス層１２
を形成し、そこにシリコンダイヤフラム１３を接合する
。これによって、結晶化ガラスのベース１１の上面のガ
ラス層１２とシリコンダイヤフラム１３との間の空間に
、真空の圧力基準室を形成している。前記シリコンダイ
ヤフラム１３の上面には歪みゲージ１４が形成されてお
り、更にその上面には、歪みゲージ１４を保護する保護
膜１５が形成されている。また、前記歪のゲージ１４は
ブリッジ回路構成として金線等からなる導線１６に接続
されており、歪みゲージ１４の歪出力を導線１６で検出
できるようになっている。この実施例の半導体圧力セン
サ１０の構成は半導体歪ゲージとして公知である。

前記結晶化ガラスのベース１１はセラミックス製の底板
２１に接合されている。そして、歪みゲージ１４の周囲
を保護するセラミックス製の筒体２２が底板２１に接合
され、前記底板２１に対して立設されている。なお、前
記底板２１及び筒体２２は、本実施例の半導体圧力セン
サ１０のケーシングを構成する。また、前記筒体２２の
内側にはシリコーンゴム製のロッド２３が挿入されてお
り、外力を歪みゲージ１４に伝達するように機能してい
る。前記歪みゲージ１４の周囲を保護する筒体２２の下
端から、歪みゲージ１４に接続された導線１６にフレキ
シブル基板からなるリード線２４を接続し、筒体２２の
外周に沿って導出し、パッド部４の内側に内蔵する図示
しない制御部まで、リング部２の内外周及び／またはス
ポーク部３に沿って刻設したリード線挿着溝９に挿着さ
せている。

本実施例のステアリングホイールを製造するには、まず
、対象となるステアリングホイール本体１に合成樹脂層
６を形成した状態で、目的に応じた所定の個所に、底板
２１及び筒体２２の大きさに合致した挿着穴８を穿設す
る。この際の、挿着穴８を穿設する箇所は、試験研究の
対象に応じて、例えば、ドライバーの手が通常向れの位
置にあるかのデータを得る場合には、全周に穿設するこ
とになり、通常走行状態のステアリングホイールを握る
握力を検出する場合には、通常走行状態で握る位置とな
る。そこに半導体圧力センサ１０を挿着し、リング部２
の外周に沿って刻設したリード線挿着溝９にリード線２
４を挿入し、その端部をパッド部４の内側に内蔵する図
示しない制御部まで導き、所定の信号処理装置に入力す
る。そして、前記リング部２及び半導体圧力センサ１０
の外周に、ユーザーの好みに合わせて色彩及び表面処理
が行なわれた合成皮革からなる表皮層７を形成する。

このように製造された本実施例のステアリングホイール
は、次のように作用する。

ステアリングホイール１を握る握力は、表皮層７を介し
て、半導体圧力センサ１０のシリコーンゴム製のロッド
２３によって、歪みゲージ１４に伝達される。前記歪み
ゲージ１４に加えられた歪量は、リード線２４を介して
パッド部４の制御部に出力される。

このとき、シリコーンゴム製のロッド２３の歪みゲージ
１４の反対側の表面に形成された表皮層７の弾性によっ
て、前記歪みゲージ１４に加えられた歪量は変化するこ
とから、表皮層７の性状によって、その出力を較正する
必要がある。

しかし、半導体圧力センサ１０のケーシングの底板２１
側は、譬え、シリコーンゴム製のロッド２３に加えられ
る外力が強（でも、或いは筒体２２に外力が加わっても
、その直径が半導体圧力センサ１０の大きさに近似し、
１０ｍｍから３ｍｍ程度であれば、その面積とステアリ
ングホイール本体１を構成する合成樹脂層６の材料の性
状から、半導体圧力センサ１０のケーシングが芯金５に
当接していなくとも、ケーシング側の変位は無視できる
。特に、シリコーンゴム製のロッド２３に加えられる外
力が強い場合には、ロッド２３は歪みケージ１４に面接
触して歪みゲージ１４の破損を回避する。更に、ロッド
２３に加えられる外力が大きい場合には、シリコーンゴ
ム製のロッド２３の径が大きくなり、筒体２２との接触
圧を増し、歪みゲージ１４に異常圧力が加わるのを防止
することができる。

このように、本発明の実施例のステアリングホイールは
、ステアリングホイール本体１と、前記ステアリングホ
イール本体１のリング部２の合成樹脂層６と表皮層７と
の間に複数個埋設され、外力によって機械的に変位し、
その機械的変位を電気的変化に変換する直径１０ｍｍか
ら直径３ｍｍ程度の半導体圧力センサ１０とを具備する
ものである。

したがって、ステアリングホイール１を握る握力は、表
皮層７を介してリング部２に埋設した複数個の半導体圧
力センサ１０に、シリコーンゴム製のロッド２３により
伝達され、歪みゲージ１４にその圧力を伝達する。歪み
ゲージ１４に加えられた歪量は、リード線２４を介して
パッド部４の制御部に入力される。

このとき、半導体圧力センサ１０の直径が１０ｍｍから
３ｍｍ程度の範囲の大きさであるから、その面積とステ
アリングホイール本体１を構成する合成樹脂層６の材料
の性状から、半導体圧力センサ１０のケーシングが芯金
５に当接していなくとも、ケーシング側の変位は無視で
き、グリップ部２の評価、その握り心地の評価が研究開
発の対象の場合、研究者の要望するデータを正確に検出
することができる。

また、半導体圧力センサ１０の直径が１０ｔ＋ｎから３
＋＋ｎ＋程度であるから、合成樹脂層６の外周に形成し
た表皮層７を握ったとき、半導体圧力センサ１０による
三次元的な曲面の変化による違和感が感じられない。特
に、シリコーンゴム製のロッド２３に平均的な曲面を形
成しておけば、ステアリングホイールを変更しても、前
記半導体圧力センサ１０の形状及び大きさをその都度変
更する必要がない。

ところで、上記実施例のステアリングホイール本体１の
リング部２及び／またはスポーク部３に複数個埋設され
、外力によって機械的に変位し、その機械的変位を電気
的変化に変換する直径１０■ｍから直径３ｍｍ程度の半
導体圧力センサ１０は、半導体圧力センサ１０の底板２
１を独立させたものであるが、底板２１を共通化して使
用することもできる。特に、ステアリングホイール本体
１のリング部２の合成樹脂層６を２分割としたものでは
、底板２１の形態の設計自由度を増すことができる。

また、この実施例の半導体圧力センサ１０は、ケーシン
グを含めて直径１０ｍｍから直径３ｍｍ程度のものを使
用したが、本発明を実施する場合のケーシングの筒体２
２は、硬度の高い材料に限定されるものでなく、柔軟性
に富んだ材料で形成してもよい。したかって、本発明を
実施する場合の半導体圧力センサ１０は、結果的に、少
くとも、直径１０ｍｍから直径３ｍｍ程度であればよい
。

ホイールを握っていても、半導体圧力センサによる三次
元な曲面の変化による違和感が感じられない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のステアリングホイールは、ステ
アリングホイール本体のリング部及び／またはスポーク
部に、外力によって機械的に変位し、その機械的変位を
電気的変化に変換する直径が１０ｍｍから３ｍｍの範囲
の大きさの半導体圧力センサを複数個埋設したものであ
るから、ステアリングホイールを握る握力は、リング部
に埋設した複数個の半導体圧力センサに伝達され、その
半導体圧力センサから圧力に対応した電気信号出力を得
ることができる。このとき、半導体圧力センサの直径が
１０１ＩＩＩ１１から３ｍｍ程度であるから、ステアリ
ングホイールを握る握力によるケーシング側の変位は無
視でき、グリップ部の評価、その握り心地の評価が、研
究者の要望するデータとして正確に検出することができ
る。しかも、ステアリング

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のステアリングホイールのリ
ング部に一部切断面を有する要部切断図及び半導体圧力
センサの斜視図、第２図は本発明の一実施例のステアリ
ングホイールのリング部の切断面図、第３図は本発明の
実施例で使用した半導体圧力センサの構成を示す説明図
である。 図において、 １ニステアリンクホイ一ル本体 ２：リング部 ６：合成樹脂層 ７：表皮層 １０：半導体圧力センサ である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 ６：合成樹脂層 ７：表皮層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステアリングホィール本体と、 前記ステアリングホィール本体のリング部及び／または
   スポーク部に複数個埋設され、外力による機械的変位を
   電気的変化に変換する直径１０ミリメートルから直径３
   ミリメートルの範囲の大きさの半導体圧力センサとを具
   備することを特徴とするステアリングホィール。