JPH0627494Y2 - ステアリングホイール用センサ - Google Patents

ステアリングホイール用センサ

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JPH0627494Y2
JPH0627494Y2 JP1987147182U JP14718287U JPH0627494Y2 JP H0627494 Y2 JPH0627494 Y2 JP H0627494Y2 JP 1987147182 U JP1987147182 U JP 1987147182U JP 14718287 U JP14718287 U JP 14718287U JP H0627494 Y2 JPH0627494 Y2 JP H0627494Y2
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JP
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steering wheel
sensor
ring portion
outer periphery
external force
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JP1987147182U
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雅典 永田
千春 戸谷
祐成 野口
和雄 立石
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Toyoda Gosei Co Ltd
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【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はステアリングホイール本体のリング部に配設し
たステアリングホイール用センサに関するもので、特
に、ステアリングホイール本体のリングに加わる外力を
検出するステアリングホイール用センサに関するもので
ある。
[従来の技術] 従来のこの種のステアリングホイール用センサには、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用センサは、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。
自動車のハンドルの操作輪に把持力感知要素を設け、把
持力の変化に基づいて注意喚起体の回路を開閉制御する
実開昭60−182244号公報に掲載の技術も、この
種の技術である。
[考案が解決しようとする問題点] しかし、上記のような従来のステアリングホイール用セ
ンサは、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り、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、居眠り防止装置の検出器として使用するに
は、手の圧力の微妙な変化を検出する必要があり、従来
のステアリングホイール用センサでは、実用化できなか
った。
そこで、本考案はステアリングホイールのリング部に加
わる外力の微妙な変化を、外界の条件に影響されること
なくアナログ的に検出することができるステアリングホ
イール用センサの提供を課題とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本考案にかかるステアリングホイール用センサは、内部
電極を形成するステアリングホイール本体のリング部
と、前記リング部の外周に形成した発泡層と、前記発泡
層の外周に形成し、可撓性フィルムの内面に設けた複数
の外部電極及び外面に設けた配線と、前記可撓性フィル
ムの外周に形成した絶縁層と、前記絶縁層の外周に形成
したシールド層とを有するものである。
[作用] 本考案においては、ステアリングホイール本体のリング
部の略全周に、外力によって変位し、その変位を静電容
量の変化に変換する複数のセンサをシールド層の内部に
配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] 第1図は本考案の一実施例のステアリングホイール用セ
ンサのリング部の垂直切断による拡大断面図で、第2図
は同じくリング部の中心線に沿って切断した中央部の要
部拡大断面図である。第3図は本考案の一実施例のステ
アリングホイール用センサのリング部に積層する電極の
一部を示す正面図である。また、第4図は本実施例のス
テアリングホイール用センサのリング部に積層する電極
の他の例の一部を示す正面図である。
図において、ステアリングホイール本体のリング部10
を構成する芯金1は、公知のスポーク部及びボス部と共
にステアリングホイール本体を構成するもので、通常、
アルミニューム、鉄等からなり、内部電極を形成するも
のである。インテグラルスキンウレタンフォーム層2
は、前記芯金1の外周に成形したもので、均一の厚みを
有し、外力により容易に凹みを生じ、外力を取り除くと
自己の弾性力により復元するものであり、本実施例の発
泡層となるものである。このインテグラルスキンウレタ
ンフォーム層2の外周には、可撓性フィルム3の内側に
形成した外部電極4a、並びに可撓性フィルム3の外側
に蒸着により形成した垂直分岐線4b及び配線4cを有
している。前記可撓性フィルム3は絶縁基板となるもの
で、自己復元力を有する弾性を有する、また、可撓性フ
ィルム3の内側に形成した外部電極4aは、厚膜からな
る銅箔を貼着して形成したものである。そして、垂直分
岐線4b及び配線4cは、前記厚膜からなる銅箔を貼着
して形成した外部電極4aと、電気的に導通状態とする
蒸着またメッキ等の多層印刷基板を形成する技術により
形成したものであり、これでインテグラルスキンウレタ
フォーム層2の外周を覆うように積層している。なお、
この可撓性フィルム3の内側に形成した外部電極4a、
及びそれらを電気的に接続する垂直分岐線4b及び配線
4cは、第3図の平面図に示すように配設されている
が、第4図のように、可撓性フィルム3の内側に一列に
形成した外部電極4a、及びそれらを電気的に接続する
垂直分岐線(図示せず)及び配線4cとすることがで
き、これをインテグラルスキンウレタンフォーム層2の
外周に巻回して配設することができる。
また、前記可撓性フィルム3の外側には、配線4cを覆
うように、外面に蒸着金属層からなるシールド層6を有
する絶縁層5を積層する。このシールド層6は前記外部
電極4a及び垂直分岐線4b及び配線4cを電気的また
は電気的及び磁気的に遮断するものである。なお、本実
施例では、外面に蒸着金属層からなるシールド層6を有
する絶縁層5を積層しているが、絶縁層5の外周に金属
箔からなるシールド層6を有する絶縁5を積層している
が、絶縁層5の外周に金属箔からなるシールド層6を配
設してもよい。
そして、前記外面に蒸着金属層からなるシールド層6を
有する絶縁層5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せて色
彩及び表面処理が行なわれる。更に、この表皮層7は上
記各層間の接合には接着剤が使用されるが、それらの層
を強固に一体化する。
このように積層された外部電極4a及び垂直分岐線4b
及び配線4cからなるセンサ単位は、第5図のステアリ
ングホイール本体のリング部10に配設したセンサ単位
の説明図のように、右上部センサRA、右側部センサR
B、右下部センサRC、及び左上部センサLA、左側部
センサLB、左下部センサLCに分割して配線される。
したがって、前記右上部センサRA、右側部センサR
B、右下部センサRC、及び左上部センサLA、左側部
センサLB、左下部センサLCにより、動作位置を検出
することができるが、その使用目的によっては、前記セ
ンサ単位を任意に分割することもできる。しかし、汎用
性を考慮するとき、複数に分割されるセンサ単位は、最
小センサ数の単位を第5図のように6分割してあれば、
リング部10の握り位置検出、居眠り防止装置の居眠り
検出、緊張度の検出、クラクションのスイッチ等に使用
できる。
上記のように構成した本実施例のステアリングホイール
用センサの静電容量は、次式で近似するとができる。
可撓性フィルム3の内側に形成した外部電極4aと内部
電極を形成する芯金1との有効対向面積をS[m2]イン
テグラルスキンウレタンフォーム層2の厚さをt
[m]、比誘電率をεとすると、その静電容量C
[F]は次式で近似させることができる。
C={ε・ε・S}/t[F] 但し、εは真空中の誘電率 実際の静電容量C[F]は内部電極を形成する管状の芯
金1と外部電極4aとを対向させたとき、相互の対向距
離t[m]、並びに外部電極4aの有効対向面積S
[m2]によってきまる。この場合、相互の対向距離を保
持するためにインテグラルスキンウレタンフォーム層2
の厚さt[m]を用いるが、これを薄くするように外力
が作用すると、内部と外部の電極距離が減少し、静電容
量C[F]は増加する。また、同じ外力の作用によりイ
ンテグラルスキンウレタンフォーム層2の密度が大にな
り、比誘電率εも大きくなって静電容量C[F]は更
に増大する。
このようにして静電容量C[F]の変化分を検出するこ
とができるから、ステアリングホイール本体のリング部
10に配設した右上部センサRA、右側部センサRB、
右下部センサRC、及び左上部センサLA、左側部セン
サLB、左下部センサLCのそれぞれについて、予め握
る握力等の外力と静電容量C[F]の変化分との対応を
設定しておけば、ステアリングホイールを操作したとき
の握力の度合を静電容量の変化として検出することがで
きる。この検出信号は外部電極の大きさと電極の数によ
って静電容量を設定することが可能であり、また各右上
部センサRA、右側部センサRB、右下部センサRC、
及び左上部センサLA、左側部センサLB、左下部セン
サLCから検出される信号を電気的に識別することによ
って操作中の握る位置を判別することができる。
このように、本考案のステアリングホイール用センサ
は、ステアリングホイール本体と、そのステアリングホ
イール本体のリング部10の略全周に、外力によって変
位し、その変位を静電容量の変化に変換する複数に配設
した右上部センサRA、右側部センサRB、右下部セン
サRC、及び左上部センサLA、左側部センサLB、左
下部センサLC等のセンサを具備するものであり、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、複数に分割して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。
特に、完成した本実施例のステアリングホイール用セン
サの各右上部センサRA、右側部センサRB、右下部セ
ンサRC、及び左上部センサLA、左側部センサLB、
左下部センサLCの初期出力を基準値、零として設定す
ることにより、手の圧力の微妙な変化をアナログ値で検
出することができる。
また、この実施例においては、可撓性フィルム3の内側
に形成した外部電極4aと、配線4cとは可撓性フィル
ム3の厚みだけ離れており、また、垂直分岐線4bは外
部電極4aの裏面で行なっていることから、配線4c及
び垂直分岐線4bは検出出力に影響を殆どおよぼさな
い。
ところで、上記実施例においては、ステアリングホイー
ル本体のリング部の略全周に、外力によって変位し、そ
の変位を静電容量の変化に変換する複数配設したセンサ
を、インテグラルスキンウレタンフォーム層2を挾ん
で、可撓性フィルム3の内側に形成した外部電極4aと
芯金1とを対向したものであるが、本考案を実施する場
合には、両電極を弾性体からなる絶縁体の両面に形成し
たものを配設してもよい。いずれにせよ、静電容量の変
化を利用して外力を検出できればよい。
[考案の効果] 以上のように、本考案のステアリングホイール用センサ
は、ステアリングホイール本体のリング部の外界に、外
力によって変位し、その変位を静電容量の変化に変換す
る複数配設したセンサと、その外周にシールド層を具備
するものであり、シールド層によって温度及び手の状態
等のステアリングホイール本体のおかれた外界の条件に
影響を受けることなく、かつステアリングホイール本体
のリング部の外周に、複数に分割して配設することによ
り、外力が加わっている位置が検出でき、外力の大きさ
をアナログ出力することができ、更に、その外力の位置
の検出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例のステアリングホイール用セ
ンサのリング部の垂直切断による拡大断面図、第2図は
同じくリング部の中心線に沿って切断した中央部の要部
拡大断面図、第3図は本考案の一実施例のステアリング
ホイール用センサのリング部に積層する電極の配置の一
部を示す正面図、第4図は本実施例のステアリングホイ
ール用センサのリング部に積層する電極の配置の他の例
を示す正面図、第5図はステアリングホイール本体のリ
ング部に配設したセンサ単位の説明図である。 図において、 1:芯金、10:リング部、 2:インテグラルスキンウレタンフォーム層、 3:可撓性フィルム、4a:外部電極、 5:絶縁層、6:シールド層、 7:表皮層、 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 戸谷 千春 愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)考案者 野口 祐成 茨城県新治郡桜村並木1丁目2番地 工業 技術院機械技術研究所内 (72)考案者 立石 和雄 東京都八王子市谷野町914―33 株式会社 横浜システム研究所内 審査官 奥 直也 (56)参考文献 実開 昭60−182244(JP,U) 特公 昭51−1148(JP,B1)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部電極を形成するステアリングホイール
    本体のリング部と、 前記リング部の外周に形成した発泡層と、 前記発泡層の外周に形成し、可撓性フィルムの内面に設
    けた複数の外部電極及び外面に設けた配線と、 前記可撓性フィルムの外周に形成した絶縁層と、 前記絶縁層の外周に形成したシールド層と を具備することを特徴とするステアリングホイール用セ
    ンサ。
JP1987147182U 1987-09-26 1987-09-26 ステアリングホイール用センサ Expired - Lifetime JPH0627494Y2 (ja)

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JPS6451564U JPS6451564U (ja) 1989-03-30
JPH0627494Y2 true JPH0627494Y2 (ja) 1994-07-27

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