特許 7481192 ステアリング把持センサ及びステアリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】ステアリング把持センサ及びステアリング

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/04 20060101AFI20240501BHJP

   H01H 36/00 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

B62D1/04

H01H36/00 J

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020129298

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022026032

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】318002149

【氏名又は名称】Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】長田 健志

(72)【発明者】

【氏名】内山 敦勧

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 広樹

【審査官】瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１３７０５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０７７７８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０７３３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６７７４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０２６２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１２６０５４００（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－１１７１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ １／００， ５／０４， ６／００

Ｇ０１Ｌ １／００，２５／００

Ｈ０１Ｈ ３６／００

Ｈ０３Ｋ １７／９５５，１７／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングの把持状態を検知するセンサであって、
導電糸と繊維糸とを編み込んだ編み物からなるセンサレイヤを備え、
前記センサレイヤは、前記ステアリングの環状形状の周方向に沿って設置され、前記ステアリングの環状形状の周方向に沿った任意の部分に応じてセンサ感度を変更して形成される、
ステアリング把持センサ。

【請求項2】

前記センサレイヤと、導電性材料で形成されるシールドレイヤと、前記センサレイヤと前記シールドレイヤとの間に介在する絶縁体層と、を備える三層構造であり、
前記シールドレイヤは前記ステアリングの芯金と前記センサレイヤとの間に配置される、
請求項１に記載のステアリング把持センサ。

【請求項3】

前記シールドレイヤは、前記センサレイヤよりも電流密度が高くなるよう形成される、
請求項２に記載のステアリング把持センサ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のステアリング把持センサを備えるステアリング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ステアリング把持センサ及びステアリングに関する。

【背景技術】

【0002】

車両のステアリングの把持状態を検出するセンサが提案されている。

【0003】

例えば特許文献１には、環状のステアリングの全周にわたって被覆される、導電性布からなる電極シートによって、運転者の手がステアリングに接触していることを検知する静電容量型のセンサについて開示されている。導電性布は、導電性繊維を縦糸と横糸として織ることにより形成される織物であり、導電性繊維は、例えばポリエチレン等の樹脂繊維の表面に銅やニッケル等の導電性金属をメッキすることにより形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１１７１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のステアリング把持センサでは、電極層をステアリングに設置する際に融着材料を溶融させながらステアリング外面に接合させるなど、手間がかかる場合がある。

【0006】

本開示は、ステアリングに簡易に設置可能なステアリング把持センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態の一観点に係るステアリング把持センサは、ステアリングの把持状態を検知するセンサであって、導電糸と繊維糸とを編み込んだ編み物からなるセンサレイヤを備え、前記センサレイヤは、前記ステアリングの環状形状の周方向に沿って設置され、前記ステアリングの環状形状の周方向に沿った任意の部分に応じてセンサ感度を変更して形成される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ステアリングに簡易に設置可能なステアリング把持センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係るステアリング把持センサの積層構造を示す模式図

【図2】ステアリング把持センサのステアリングへの設置状態の一例を示す図

【図3】ステアリング把持センサが設置されたステアリングの断面の模式図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0011】

図１は、実施形態に係るステアリング把持センサ１の積層構造を示す模式図である。図２は、ステアリング把持センサ１のステアリング１０への設置状態の一例を示す図である。図３は、ステアリング把持センサ１が設置されたステアリング１０の断面の模式図である。

【0012】

ステアリング１０は、車両を操舵するために運転者により操作される操舵装置の一部であり、運転者により把持される環状の部材である。なお、図２の例ではステアリング１０は円環状であるが、例えば楕円形状などでもよい。以下の説明では、ステアリング１０の円環形状に沿った方向を「環状方向」と表記する。

【0013】

また、図３に示すように、ステアリング１０の環状方向に直交する断面では、ステアリング１０の中心には芯金１１が配置されており、最も外側の部分にはゴムや合成皮革などのカバー１２で包囲されている。なお、図３の例ではステアリング１０の断面形状は略円形状であるが、楕円など他の形状でもよい。以下の説明では、ステアリング１０の断面形状の中心側と外周側とを結ぶ方向を「径方向」と表記し、断面の円形状の外周に沿った方向を「周方向」と表記する。

【0014】

ステアリング把持センサ１は、ステアリング１０の把持状態を検知するセンサである。図１、図３に示すように、ステアリング把持センサ１は、センサレイヤ２と、シールドレイヤ３と、絶縁体層４とが積層される三層構造である。ステアリング把持センサ１は、図１に示すように帯形状に形成され、図２に示すようにセンサの長手方向がステアリング１０の環状方向に沿うように、センサはステアリング１０に取り付けられる。

【0015】

また、図１、図３に示すように、ステアリング把持センサ１の三層構造は、ステアリング１０の径方向内側から外側に向けてシールドレイヤ３、絶縁体層４、センサレイヤ２の順で積層配置される。

【0016】

センサレイヤ２は、運転者の手がステアリング１０に接触していることを検知する。センサレイヤ２は、銅やニッケル合金などの導電性材料で形成される導電糸９と、ポリプロピレンなどの繊維糸とを編み込んだマット状の編み物からなる。センサレイヤ２は、帯形状の長手方向に沿って導電糸９が延在し、短手方向に繊維糸が延在するように形成される。導電糸９は、短手方向に沿って複数が配列される。

【0017】

センサレイヤ２の帯形状の長手方向の両端部には一対の電極５，６が設けられる。一方の電極５は、コネクタ１３を介して電源に接続され、他方の電極６はグランドに接地される。複数の導電糸９は、その両端が一対の電極５，６のそれぞれに電気的に接続されている。

【0018】

電極５，６はたとえば銅板で形成される。電極５，６と導電糸９との接続は半田付けでもよいし、導電性接着剤による接着でもよい。

【0019】

本実施形態のステアリング把持センサ１は、静電容量型センサであり、センサレイヤ２を静電容量センサの静電容量を構成する一方の電極として機能させ、運転者の手を他方の電極として機能させる。運転者の手がステアリング１０を把持する状態では、運転者の手がセンサレイヤ２に接近するため、把持していない状態と比較してセンサレイヤ２の静電容量が増加する傾向がある。本実施形態では、センサレイヤ２の電極５，６と電気的に接続される車両ＥＣＵなどの検出装置を用いて、電極５，６を介してセンサレイヤ２の導電糸９に発生する静電容量の変化を検出することによって、運転者がステアリング１０を把持しているか否かを判別できる。例えば、一方の電極５がコネクタ１３を介して検出装置に電気的に接続され、他方の電極６が接地される。

【0020】

また、センサレイヤ２は、図２に示すようにステアリング１０に沿って設置された状態において、ステアリング１０の部位に応じてセンサ感度を変更して形成されるのが好ましい。これにより、例えば運転者がステアリング１０を把持する際に、把持しやすい部分のセンサ感度を強くするなどすれば、把持状態の検知精度を向上できる。センサ感度の変更は、例えば、編み込みパターンを変える、導電糸９の材料を変える、導電糸９の本数を変える、複数の導電糸９の疎密を異ならせる、などの手法が挙げられる。

【0021】

シールドレイヤ３は、センサレイヤ２の導電糸９と同様の銅などの導電性材料からなる導電糸を縦糸及び横糸として編み込んだ編み物からなる。シールドレイヤ３は、ステアリング１０の径方向の中心側の芯金１１と、外周側のセンサレイヤ２との間に配置される。このようにシールドレイヤ３を配置することにより静電遮蔽が起こり、芯金１１で発生した電磁波がセンサレイヤ２に干渉することを抑制できる。

【0022】

シールドレイヤ３は、センサレイヤ２よりも電流密度が高くなるよう形成されるのが好ましい。言い換えると、シールドレイヤ３は、マット状の表面の単位面積当たりに流れる電流が、センサレイヤ２のものより多くなるよう形成されている。このような条件を満たすためには、例えばシールドレイヤ３を構成する導電糸の編み目をセンサレイヤ２より密にすることや、単位面積当たりの導電糸の量を増やすこと、などが挙げられる。このようにシールドレイヤ３の電流密度をセンサレイヤ２より高くすることにより、上述の干渉抑制の効果を促進できる。

【0023】

シールドレイヤ３は、長手方向の両端が一対の電極７、８に電気的に接続されている。シールドレイヤ３は、電極７、８を介してグランドに接地されることによって、静電遮蔽の効果を発揮できる。

【0024】

なお、図１の例では、センサレイヤ２の一方の電極５と、シールドレイヤ３の一方の電極７とが単一のコネクタ１３に接続される構成を例示しているが、配線の態様はこれに限られない。電極５との電極７とは電気的に接続されず、センサレイヤ２とシールドレイヤ３とは個別に動作するものである。

【0025】

絶縁体層４は、センサレイヤ２とシールドレイヤ３との間に介在する。絶縁体層４は例えばウレタンフォームなどの絶縁性材料で形成される。絶縁体層４は、センサレイヤ２とシールドレイヤ３との距離を所定値以上にとるために配置される。

【0026】

ステアリング把持センサ１の各層のセンサレイヤ２と絶縁体層４、シールドレイヤ３と絶縁体層４は、例えば両面テープなどにより互いに接着されて、一体的な積層構造となる。

【0027】

ステアリング把持センサ１は、このような三層構造とされた状態で、図２、図３に示すように、ステアリング１０の芯金１１に巻き付けられる。より詳細には、長手方向がステアリング１０の環状方向に沿うように、かつ、一対の電極がステアリング１０の下部中央にて対向するように設置される。また、短手方向がステアリング１０の径方向に沿うように設置される。その後に、さらに図３に示すようにセンサ１の外周側にカバー１２が巻き付けられることで、ステアリング１０に固定された状態で設置される。したがって、従来のセンサのように溶着接合などの工程が不要であり、ステアリング１０に簡易に設置可能となる。

【0028】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【符号の説明】

【0029】

１ ステアリング把持センサ
２ センサレイヤ
３ シールドレイヤ
４ 絶縁体層
９ 導電糸
１０ ステアリング

【図1】

【図2】

【図3】