JP5947919B2 - 静電容量センサ及びステアリング - Google Patents

Description

この発明は、自動車のステアリングに用いられる静電容量センサ及びステアリングに関する。

金属テープによって自動車のステアリングを覆い、乗員の手がステアリングに触れているか否かを検知する静電容量センサが知られている（特許文献１）。静電容量センサは、乗員の手と当該金属箔との間の静電容量の変化を検知することによって乗員の手がステアリングに触れているか否かを検出するものであり、例えばステアリング内にヒータを設置し、このヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御に使用することも可能であるし、エアバッグ等の制御に使用することも可能である。

特開昭６３−３０５０７４号公報

特許文献１においては、ステアリングの骨格部分（以下、ステアリングコアと呼ぶ。）を絶縁シートで覆い、ここに金属テープを巻き付け、更にこれをヒータ及びカバーパッドによって覆っている。従って、異なる複数の作業工程を必要とする。

本発明はこの様な課題に鑑みなされたものであり、取り付け作業の容易な静電容量センサ及びステアリングを提供することを目的としている。

本発明に係る静電容量センサは、ステアリングに装着される静電容量センサである。また、本発明の一態様に係る静電容量センサは、絶縁性を有する可撓性基板と、可撓性基板の表面に設けられた静電容量検出電極とを有し、ステアリングホイールの延びる方向に沿う第１部分と、ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に第１部分から延出する第２部分とを有し、ステアリングコアを全面的に覆う様に形成されている。即ち、本発明に係る静電容量センサは、例えばメンブレンやＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）から形成することが可能である。また、ステアリングホイールの延びる方向に沿う第１部分と、ステアリングホイールの延びる方向と交差する方向に第１部分から延出する第２部分とを有し、ステアリングコアの全面を覆う事が可能であるから、複数の作業工程を必要とせず、取り付け作業の容易な静電容量センサを提供することが可能である。

上記静電容量センサは、前記第１部分及び第２部分の少なくとも一方が、複数に分割されていても良い。また、上記態様に係る静電容量センサは、上記可撓性基板の裏面に、更にシールド電極を有していてもよい。即ち、例えばステアリングコア等、上記可撓性基板よりも内側に金属部品が含まれていた場合、シールド電極を配置することによってこの様な金属部品の検出信号への影響を排除することが可能である。ここで、本発明の一態様に係る静電容量センサはメンブレンやＦＰＣ等によって形成することが可能であるため、シールド電極も可撓性基板と一体に形成することが可能である。従って、作業工程を増やすことなくシールド電極の取り付けも行う事が可能である。

また、上記静電容量検出電極は、上記第２部分にも形成することが可能である。静電容量検出電極を上記第２部分にも形成することによって、静電容量の検知範囲を密にして、きめ細かな検出を実現することが可能である。また、係る場合には、静電容量検出電極が、上記可撓性基板を縁取りする形状の配線を有していてもよい。静電容量検出電極の構成要素としてこの様な配線を設けた場合、この配線が一か所断線した様な場合にも、他の経路を通じて検知信号を制御部に送信することが可能である。

また、本発明に係るステアリングは、ステアリングコアと、このステアリングコアに装着される静電容量センサとを備える。この静電容量センサは、絶縁性を有する可撓性基板と、可撓性基板の表面に設けられた静電容量検出電極とを有する。また、この静電容量センサは、ステアリングのホイールの延びる方向に沿う第１部分と、ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に第１部分から延出する第２部分とを有し、ステアリングコアを全面的に覆う様に形成されている。また、上記態様に係る静電容量センサは、上記可撓性基板の裏面に、更にシールド電極を有していてもよい。更に、静電容量検出電極は、ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に複数に分割され、隣接する静電容量検出電極は、それぞれ独立して静電容量を検出可能に構成されていても良い。これにより、隣接する静電容量検出電極の一方のみが乗員の手を検出するか、両方が乗員の手を検出するかで、乗員の手がホイールに接触しているのか、把持しているのかを判別することができる。また、その際、静電容量検出電極は、隣接する静電容量検出電極同士がそれぞれ異なる組に属するように複数の組に分割され、同一の組に属する複数の静電容量検出電極が共通接続されるようにすると、電極から制御装置までの配線数を低減することができる。

また、本発明の一態様に係るステアリングは、静電容量センサとの間に、静電容量センサの検知信号に応じて発熱するヒータを有する。更に、本発明のこれらの態様に係るステアリングにおいては、上記ステアリングコアに静電容量センサを覆う緩衝材が装着されていてもよい。この様な緩衝材は、ステアリングコアに静電容量センサを取り付けた際に生じる凹凸を軽減する効果があるが、静電容量センサと上記緩衝材とを一体形成することによって、ステアリングへの取り付け作業を更に軽減することが可能である。

本発明によれば、取り付け作業の容易な静電容量センサを提供することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る静電容量センサの動作原理を示す模式図である。 同実施形態に係る静電容量センサの配置例を示す概略図である。 図２のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。 図３のＢ−Ｂ′線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。 同静電容量センサの形状を示す平面図である。 同静電容量センサをステアリングコアに装着した状態を示す部分的な正面図である。 図６のＣ−Ｃ′線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。 同静電容量センサの一部の構成を示す平面図である。 同静電容量センサの一部の構成を示す平面図である。 同静電容量センサの一部の構成を示す平面図である。 同静電容量センサの一部の構成を示す平面図である。 同静電容量センサの一部の構成を示す平面図である。 同静電容量センサの一部の構成を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る静電容量センサの一部の構成例を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る静電容量センサの形状を示す平面図である。 図２６の実施形態のステアリングコアの模式的な断面図である。

［１．第１の実施形態］
［１−１．第１の実施形態に係る静電容量センサの動作原理］
以下、本発明の第１の実施形態に係る静電容量センサについて説明する。本実施形態に係る静電容量センサの動作原理について、図１を参照して説明する。本実施形態に係る静電容量センサは、乗員の手と、静電容量センサ中の電極との間の静電容量の変化を検知することによって、乗員の手がステアリングに触れているか否かを検出するものである。即ち、図１（ａ）に示す通り、乗員の手がステアリングから離れている状態では、静電容量センサは、車体と金属箔との間の静電容量を検知する。しかしながら、図１（ｂ）に示す通り、乗員の手がステアリングに近付くと、静電容量センサと車体の間に乗員が介在することになるので、静電容量センサで検知される静電容量が変化する。従って、静電容量センサによって検知された静電容量が所定の閾値以上になった場合には、乗員の手がステアリングに触れていると判断することが可能である。

［１−２．第１の実施形態に係るステアリング及び静電容量センサの概略構成］
図２は、本実施形態に係るステアリングの概略図である。ステアリング１のホイール１１内部には、本実施形態に係る静電容量センサ２が配置される。本実施形態において、静電容量センサ２は、ホイール１１の上部から右側に約１２０°分の範囲と、左側に約１２０°分の範囲とに、独立して設けられ、それぞれの範囲について、乗員の両手のそれぞれが接触しているか否かを検知する。また、ホイール１１の下側約１２０°分の範囲には、静電容量センサ２が設けられていない。これは、ホイール１１の下側には乗員の足が接触するおそれがあり、これによってホイール１１に乗員の手が接触しているとの誤検知を生じるおそれがあるためである。左右に配置された静電容量センサ２は、それぞれコンタクト配線２ａを介してステアリングコラム１２内に配置された制御装置３に接続される。コンタクト配線２ａは、ステアリングコラム１２に対応する位置に設けられるのが好ましい。これにより無駄な端子部や配線を不要とすることができるからである。

尚、本実施形態においてはホイールの下側約１２０°分の範囲に静電容量センサ２を設けていないが、この様な静電容量センサ２を設けない範囲は適宜調整可能である。ただし、この様な静電容量センサ２を設けない範囲を約６０°未満とすると乗員の足が静電容量センサ２に接触する恐れがあり、１８０°を超えた場合には静電容量センサの設置範囲が乗員の手が触れる範囲よりも少なくなってしまい、乗員の手が接触しているか否かを適切に検知できなくなる恐れがある。従って、静電容量センサ２を設けない範囲は、おおよそ下側６０°以上１８０°以下の範囲で調整することが考えられる。尚、本実施形態においては静電容量センサ２を２つ配置しているが、用途に応じて３つ以上に分割したり１つにまとめたりすることも可能である。例えば乗員の位置や姿勢を詳細に検知したい場合等には、静電容量センサ２をよりきめ細かい範囲で分割すること等が考えられる。

図３は、図２のＡ−Ａ´方向に見たホイール１１の断面図である。ホイール１１の中心部分は、ステアリングコア１１１である。ステアリングコア１１１は、静電容量センサ２によって覆われている。また、静電容量センサ２をステアリングコア１１１に巻き付けると、ホイール１１表面に凹凸を生じることがあるが、この様な凹凸は緩衝材１１２で覆う事によって軽減可能である。緩衝材１１２は、例えばラバーシート等のゴム材料や発泡ウレタン等の発泡樹脂にて形成することができる。静電容量センサ２によってできた凹凸を吸収し、表面側を平らにするためには、緩衝材１１２がステアリングコア１１１の全周に亘って設けられていることが好ましい。また、緩衝材１１２は、乗員の手と触れる革等から形成されるステアリングスキン１１３によって覆われる。尚、各層の接着は、例えば両面粘着テープや接着剤によって行う事が考えられる。

図４は、図３のＢ−Ｂ´線に沿って切断し、矢印方向に見た静電容量センサ２の断面図である。静電容量センサ２は、絶縁性を有する可撓性基板２１と、この可撓性基板２１の表面に設けられ、静電容量の変化を検知する静電容量検出電極２２と、静電容量検出電極層２２を覆うレジスト層２４とを有する。また、静電容量センサ２は、可撓性基板２１の裏面に設けられ、ステアリングコア１１１に含まれる金属部品等が検出信号に及ぼす影響を排除するシールド電極２５と、このシールド電極２５を覆う粘着層２７とを有する。静電容量検出電極２２は、可撓性基板２１の表面に設けられた表面配線層２２１及びこの表面配線層２２１を覆う電極層２２２を備える。シールド電極２５は、可撓性基板２１の裏面に設けられた裏面配線層２５１及びこの裏面配線層２５１を覆うシールド層２５２とを備える。尚、本実施形態においては静電容量検出電極２２を表面配線層２２１及び電極層２２２から構成しているが、表面配線層２２１及び電極層２２２のうちの一方を省略し、他方のみから静電容量検出電極２２を構成することも可能である。同様に、本実施形態においてはシールド電極２５を裏面配線層２５１及びシールド層２５２によって構成しているが、裏面配線層２５１及びシールド層２５２のうちの一方を省略し、他方のみからシールド電極２５を構成することも可能である。

［１−３．第１の実施形態に係る静電容量センサ２の平面形状］
本実施形態に係る静電容量センサ２は、メンブレン又はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等、可撓性を有する基板上に形成された構成を有する。従って、金属箔等を用いて静電容量センサを構成する場合と比較して自由な形状に構成することが可能である。本実施形態に係る静電容量センサ２は、ステアリングコア１１１に取り付けられていない状態においては、図５に示す通り、第１部分２ｃの両側に第１部分２ｃの延びる方向と直交する方向に延びる複数の切れ込み２ｂを有することによって、第２部分２ｄが分割され、第１部分２ｃの両側（上下方向のそれぞれ）に複数の第２部分２ｄが形成される。複数の切れ込み２ｂを有することにより、他の部分が重なることなく環状のステアリングコア１１１にフィットしてステアリングコア１１１の全面を覆う事が可能な様に形成される。換言すると、静電容量センサ２は、ホイール１１の延びる方向、則ちホイール１１の外周部分に沿って延びる第１部分２ｃと、この第１部分２ｃの延びる方向と直交する方向に延出する複数の第２部分２ｄとを有する。第２部分２ｄは台形状に形成され、先端部分が基端部分と比較して細くなる。

切り込み２ｂの幅は、基本的には隣接する第２部分２ｄが重ならないように第１部分２ｃから離れるほど広くなるような幅に設定すれば良い。すなわち、後述するように、第１部分２ｃは、ステアリングコア１１１の外周（最も直径が大きい部分）に配置されるので、ある位置Ｘにおける切り込み２ｂの幅は、ステアリングコア１１１の最外周位置における長さと位置Ｘにおける円周方向の長さとの差分を、切り込み２ｂの数で割った幅よりも広く設定すれば良い。但し、上記差分を切り込み２ｂの数で割った幅の２倍よりも広いと、隙間が多くなりすぎ、静電容量検出電極２２を形成する面積が小さくなり、感度が低下するため好ましくない。

取り付けに際しては、図６に示す様に、ステアリングコア１１１の外周に沿って第１部分２ｃの粘着層２７をステアリングコア１１１に密着させ、続いて第２部分２ｄをステアリングコア１１１の内周側に向かって折り込むことにより、静電容量センサ２でステアリングコア１１１の全面を覆う。この際、第２部分２ｄがお互いに重なることが無い様に複数の切れ込み２ｂが形成されていれば、ステアリング１の凹凸を軽減することが可能である。また、静電容量検出電極２２同士が重ならないようにすることにより、寄生容量値が変わって感度が低下するといった不具合も生じない。更に、静電容量センサ２における静電容量検出電極２２の面積を十分に確保するためには、静電容量センサ２をステアリングコア１１１に装着したときに生じる隙間は極力少ないことが望ましい。具体的には、最も広い隙間の幅が、第２部分２ｄの幅の半分以下であることが望ましい。図７に示すように、第１部分２ｃはステアリングコア１１１の最外周に装着され、第２部分２ｄがそこからステアリングコア１１１の周方向に沿って巻き付けられることにより、皺が生じることなく、ステアリングコア１１１に静電容量センサ２を容易に装着することができる。また、この様な取り付け作業は、金属のテープをステアリングコア１１１に巻き付ける場合と比較して簡便である。

［１−４．第１の実施形態に係る静電容量センサ２の各層の構成］
図８は、第１の実施形態に係る静電容量センサ２の可撓性基板２１と、表面配線層２２１を示す平面図である。可撓性基板２１は、例えばポリイミドやＰＥＴの様な薄くて可撓性のあるフィルムが用いられ、例えば打ち抜き工程により、図５を用いて説明した形状に形成される。また表面配線層２２１には、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等が用いられ、外形形状に沿って形成される。即ち、上述した第２部分２ｄに該当する部分２１ｄにも表面配線層２２１が形成される。従って、静電容量の検知範囲が密になり、きめ細かな検出が実現される。また、表面配線層２２１は、可撓性基板２１の形状を縁取りする様な配線を有しており、例えばこの配線が一か所断線した様な場合にも、他の経路を通じて検知信号を制御部３に送信することが可能である。また、配線が可撓性基板２１の外形を縁取りする様な形状なので、最大限検知エリアが広がり、検知感度が向上する。更に、本実施形態に係る静電容量センサ２はメンブレン又はＦＰＣから形成することが可能であるため、金属テープを巻き付ける方法と比較して自由なパターニングが可能である。従って、有効な範囲のみに金属を配置することによって材料費の削減をすることが可能である。また、本実施形態においては表面配線層２２１を自由にパターニングすることが可能であり、例えば可撓性基板２１の形状を縁取りする様な配線の内側に、後述する裏面配線層２５１のメッシュ部２５１ｂの様なパターンを有するメッシュ部を設けることも可能である。この場合には、より好適に乗員の手の位置を検出することが可能であると考えられる。また、この様なメッシュ部は、例えば銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）をベタ塗りする様な場合と比較して、安価に製造することが可能である。更に、例えば電極層２２２を省略して表面配線層２２１のみから静電容量検出電極２２を構成する場合には、表面配線２２１に上記メッシュ部を設けることにより、検出範囲を狭めることなく製造工程を削減することが可能である。

図９は、第１の実施形態に係る静電容量センサ２の電極層２２２を示す平面図である。電極層２２２は、本実施形態においては表面配線層２２１及びコンタクト配線２ａを覆う様に、導電性及び可撓性を有するカーボンで縁取り配線の内側を塗り潰すことによって形成される。電極層２２２は、静電容量センサ２の静電容量検知用の電極として動作する。即ち本実施形態に係る静電容量センサ２は、表面配線層２２１と電極層２２２を合わせた静電容量検出電極２２の電位を、コンタクト配線２ａを介して制御装置３に入力して静電容量を検知している。また、図８は、レジスト層２４を示す平面図である。レジスト層２４は、静電容量検出電極２２の側面まで覆うように、レジスト材をベタ塗りすることによって形成される。これにより、水分等の異物が静電容量検出電極２２側に侵入することを防止している。レジスト材としては、ポリエステル系のものや、アクリル系のものを使用することが考えられる。

図１１は、第１の実施形態に係る静電容量センサ２の裏面配線層２５１を示す平面図である。裏面配線層２５１には銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等が用いられ、可撓性基板２１の形状を縁取りするようにパターニングされた縁取り部２５１ａと、この縁取り部２５１ａの内部にメッシュ状（網状）に形成されたメッシュ部２５１ｂとを有する。従って、縁取り部２５１ａが一か所断線した様な場合においても、他の経路を通じて裏面配線層２５１全体の電位を調整することが可能である。尚、裏面配線層２５１は、本実施形態においては銀（Ａｇ）からなる。

図１２は、第１の実施形態に係る静電容量センサ２のシールド層２５２を示す平面図である。シールド層２５２には導電性及び可撓性を有するカーボン材料が用いられ、裏面配線層２５１を覆う様に、可能性基板２１の形状を縁取りするようにパターニングされた縁取り部２５２ａと、この縁取り部２５２ａの内部にメッシュ状（網状）に形成されたメッシュ部２５２ｂとを有する。尚、本実施形態においてはシールド層２５２を縁取り部２５２ａ及びメッシュ部２５２ｂから形成しているが、上記導電性及び可撓性を有するカーボン材料をベタ塗りすることによって形成することも可能である。図１３は、第１の実施形態に係る静電容量センサ２の粘着層２７を示す平面図である。粘着層２７は、可撓性基板２１の裏面全体を覆う様に粘着材をベタ塗りすることによって形成される。なお、これら表面配線層２２１，電極層２２２，裏面配線層２５１，シールド層２５２，レジスト層２４，粘着層２７は、例えばスクリーン印刷やオフセット印刷により形成することができる。

［２．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明に係るステアリングは基本的には第１の実施形態に係るステアリング１とほぼ同様に構成されるが、図１４に示す通り、本実施形態においてはステアリングコア１１１と静電容量センサ２との間に、静電容量センサ２の検知信号に応じて発熱するヒータ１１４を更に有している。この様な構成においてはヒータ１１４をシールド電極２５よりも内側に配置する為、ヒータ１１４による検知信号の影響を排除して乗員の手がホイール１１に触れているか否かを検知することが可能である。また、第１の実施形態と同様、本実施形態においても静電容量センサ２をホイール１１の二つの領域に分割して配置しているため、本実施形態においては乗員の手が接触している領域についてのみヒータをＯＮにすることが可能であり、低消費電力化が可能である。

［３．その他の実施形態］
次に、本発明のその他の実施形態について説明する。図５において、本発明に係る静電容量センサの平面形状の一例を示したが、静電容量センサ２の平面形状は必ずしも図５に示す形状と同様にする必要は無く、複数の切れ込み２ｂを有することによってステアリングコア１１１に巻き付けることが可能な形状であれば、採用可能である。例えば第１の実施形態においてはホイール１１の延びる方向に沿う第１部分２ｃの両側からホイール１１の延びる方向と交差する方向に第２部分２ｄが延出する形状を採用していたが、図１５に示す通り、静電容量センサ２Ａは、ホイール１１に沿って延びる第１部分２Ａｃとその片側のみから第１部分と直交するように延出させた第２部分２Ａｄとで構成することも可能である。第２部分２Ａｄは、第１部分２Ａｃから離れるに従い、幅が細くなり、中間部分からは逆に幅が広くなって末端で一番太くなるように形成されている。この実施形態でも、第１部分２Ａｃがステアリングコア１１１の最外周に装着され、第２部分２Ａｄの最も幅が狭い部分がステアリングコア１１１の最内周に装着される。この実施形態によれば、第１部分２Ａｃの片側からしか第２部分２Ａｄが設けられていないので、ステアリングコア１１１への装着が更に容易になる。また、第２部分２Ａｄをステアリングコア１１１に巻きつけた際に、最も検知が難しくなるステアリングコア１１１の内周に確実に静電容量検知電極２２を設けることができるので、検出感度が向上する。なお、第１の実施形態においては第２部分２Ａｄが、先端部分が基端部分よりも細い台形状に形成されるが、図１６及び図１７に示す通り、静電容量センサ２Ｂ，２Ｃとして、第２部分２Ｂｄ，２Ｃｄの幅を先端部分の幅に合わせ、短冊状に形成することも可能である。このような形状であると、加工が容易になる。

また、複数の切れ込みを有することによってステアリングコア１１１に巻き付けることが可能な形状であれば、必ずしも第１部分を長方形に形成する必要は無い。即ち、例えば図１８及び図１９に示す通り、静電容量センサ２Ｄ，２Ｅとして、第１部分２Ｄｃ，２Ｅｃを円環状に形成することも可能である。第１部分２Ｄｃ，２Ｅｃはステアリングコア１１１の形状と同様に円環状に形成されている為、ステアリングコア１１１の一面方向の面から静電容量センサ２Ｄ，２Ｅを貼りつけることが可能であり、更に容易な取り付け作業が可能となる。また、ステアリングコア１１１の形状と同様に円環状にしているので、皺が発生し難いという利点がある。

更に、図２０に示す通り、静電容量センサ２Ｆとして、例えば第２部分２ｄを分割することに変えて、ホイール１１に沿って形成される第１部分２Ｆｃを複数に分割し、これと直交する第２部分２Ｆｄと第１部分２Ｆｃを連結するように１つ設ける様にしてもよい。このように形成することにより、貼り付け自由度が向上する。また、図２１に示す通り、例えば結合部分２Ｇｅから更に第１部分２Ｇｃを静電容量センサ２ＧＡ，２ＧＢに枝分かれさせ、この枝分かれさせた第１部分２Ｇｃから第２部分２Ｇｄを延出させることも可能である。結合部分２Ｇｅを枝分かれさせるパターンを採用した場合、きめ細かい検知が要求される部分や特殊な形状のステアリングコア１１１にも静電容量センサ２を取りつけることが可能である。

更に、図２２、図２３に示すように、静電容量センサ２Ｈ，２Ｉとして、複数の切れ込み２Ｈｂ，２Ｉｂを、互い違いに形成し、全体としてジグザグパターンとなるように第１部分２Ｈｃ，２Ｉｃと第２部分２Ｈｄ，２Ｉｄを形成する様にしてもよい。これらの実施形態によれば、第１部分２Ｈｃ，２Ｉｃが図中横方向につながる直線ではないので、ステアリングコア１１１に対する装着位置が多少ずれても、適切に貼り付けることができ、また、皺が寄りにくいという利点がある。

図２４は、第１の実施形態における静電容量検出電極２２を、ホイール１１の延びる方向と交差する方向に２つに分割し、ホイール１１の延びる方向に沿う第１部分２Ｊｃの図中上側を静電容量検出電極２２ａ、下側を静電容量検出電極２２ｂとしている。これらの静電容量検出電極２２ａ，２２ｂは、それぞれ独立して静電容量を検出可能に構成されている。この実施形態によれば、静電容量検出電極２２ａ，２２ｂの一方のみが乗員の手の接触を検出した場合には、乗員の手のホイール１１に対する接触範囲が狭いため、乗員の手がホイール１１に触れたと判断し、両方が乗員の手の接触を検出した場合には、乗員の手の接触範囲が２つの静電容量検出電極２２ａ，２２ｂの両方を覆う１８０°近い範囲であるため、乗員の手がホイール１１を把持したと判断することができる。これにより、各種機器を最適状態にコントロールすることが可能になる。

図２５は、図２１に示した実施形態の上下に枝分かれした静電容量センサ２ＫＡ，２ＫＢにそれぞれ別々の静電容量検出電極２２ｃ，２２ｄを形成し、これらを上記と同様、独立して静電容量の検出を可能とするようにしても良い。この場合でも、先の実施形態と同様に、乗員の手の接触と把持との識別が可能になる。この実施形態によれば、静電容量センサ２ＫＡ，２ＫＢが上下に枝分かれしているので、手が触れただけで「把持」と誤検出してしまうことを防止することができ、検知精度が向上するという利点がある。

図２６の静電容量センサ２Ｌは、ホイール１１の延びる方向に沿う第１部分２Ｌｃを複数（この例では６つ）設け、図２７に示すように、ステアリングコア１１１の周方向に６つの第１部分２Ｌｃを所定間隔で配置するようにした例を示している。６つの第１部分２Ｌｃのうち、ステアリングコア１１１に装着状態で対向配置される静電容量検出電極２２同士が共通接続されている。第１部分２Ｌｃと交差する方向に延びる第２部分２Ｌｄには、３本の配線層２３ａが形成され、各配線層２３ａは、同一組に含まれる静電容量検出電極２２同士を接続する。

この実施形態によれば、乗員の手がステアリングコア１１１の周方向に隣接する複数の第１部分２Ｌｃの静電容量検出電極２２が配置されている角度範囲を覆った場合には、複数の静電容量検出電極２２の組が検出対象の接触を検出することになるので、乗員の手がホイール１１を把持している状態であると判断することができる。一方、乗員の手がホイール１１に触っただけの場合には、一つの組に属する第１部分２Ｌｃの静電容量検出電極２２のみが検出対象の接触を検出することになるので、乗員の手がホイール１１に触れていると判断することができる。

なお、この実施形態では、ホイール１１に沿って延びる第１部分２Ｌｃのうち、ホイール１１の外周部分及び内周部分に装着される第１部分２Ｌｃは、ほぼ直線上に延びる形状を有し、それらの間に配置される第１部分２Ｌｃは、ホイール１１の曲率に合わせた円弧状に形成されている。円弧状の部分の曲率半径は、可撓性基板２１を含めた第１部分２Ｌｃの可撓性、伸縮性などを考慮して決定すれば良い。また、図２０で示した実施形態の第１部分２Ｆｂを、図２４に示したような円弧状に形成するようにしても良い。

１…ステアリング、 ２…静電容量センサ、 ２ａ…コンタクト配線、 ２ｂ…切れ込み、 ２ｃ…第１部分、 ２ｄ…第２部分、 ３…制御部、 １１…ホイール、 １２…ステアリングコラム、 ２１…可撓性基板、 ２２…静電容量検出電極、 ２２１…表面配線層、 ２２２…電極層、 ２４…レジスト層、 ２５…シールド電極、 ２５１…裏面配線層、 ２５２…シールド層、 ２７…粘着層、 １１１…ステアリングコア、 １１２…緩衝材、 １１３…ステアリングスキン、 １１４…ヒータ。

Claims (13)

1. ステアリングに装着される静電容量センサであって、
   絶縁性を有する可撓性基板と、
   前記可撓性基板の上に設けられた静電容量検出電極と
   を有し、
   前記ステアリングのホイールの延びる方向に沿う第１部分と、ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に前記第１部分から延出する第２部分とを有し、ステアリングコアを全面的に覆う様に形成されている
   ことを特徴とする静電容量センサ。
2. 前記第１部分及び第２部分の少なくとも一方が、複数に分割されている
   ことを特徴とする請求項１記載の静電容量センサ。
3. 前記可撓性基板の裏面に、シールド電極を有することを特徴とする請求項１記載の静電容量センサ。
4. 前記静電容量検出電極は、前記第２部分にも形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の静電容量センサ。
5. 前記静電容量検出電極は、前記可撓性基板を縁取りする形状の配線を有することを特徴とする請求項４記載の静電容量センサ。
6. 前記静電容量検出電極は、前記ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に複数に分割され、隣接する静電容量検出電極は、それぞれ独立して静電容量を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の静電容量センサ。
7. 前記静電容量検出電極は、前記隣接する静電容量検出電極同士がそれぞれ異なる組に属するように複数の組に分割され、
   同一の組に属する複数の静電容量検出電極は共通接続されている
   ことを特徴とする請求項６記載の静電容量センサ。
8. ステアリングコアと、
   このステアリングコアに装着される静電容量センサとを備えたステアリングにおいて、
   前記静電容量センサは、
   絶縁性を有する可撓性基板と、
   前記可撓性基板の上に設けられた静電容量検出電極と、
   を有し、
   ステアリングのホイールの延びる方向に沿う第１部分と、前記ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に前記第１部分から延出する第２部分とを有し、前記ステアリングコアを全面的に覆う様に形成されている
   ことを特徴とするステアリング。
9. 前記可撓性基板の裏面に、シールド電極を有することを特徴とする請求項８記載のステアリング。
10. 前記ステアリングコアと前記静電容量センサとの間に、前記静電容量センサの検知信号に応じて発熱するヒータを有する事を特徴とする請求項９記載のステアリング。
11. 前記ステアリングコアに、前記静電容量センサを覆う緩衝材が装着されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項記載のステアリング。
12. 前記静電容量検出電極は、前記ステアリングのホイールの延びる方向と交差する方向に複数に分割され、隣接する静電容量検出電極は、それぞれ独立して静電容量を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項８記載のステアリング。
13. 前記静電容量検出電極は、前記隣接する静電容量検出電極同士がそれぞれ異なる組に属するように複数の組に分割され、
    同一の組に属する複数の静電容量検出電極は共通接続されている
    ことを特徴とする請求項１２記載のステアリング。

Images