JP6165481B2 - 把持状態検出センサ - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両のステアリングホイール（ハンドル）などの被把持部に対する、運転者の把持状態を検出する把持状態検出センサに関する。

特許文献１、２には、ステアリングホイールに配置される荷重センサが開示されている。特許文献１に記載の荷重センサによると、導電ゴムのインピーダンスの変化を基に、荷重を検出することができる。特許文献２に記載の荷重センサによると、静電容量の変化を基に、荷重を検出することができる。

特許文献３には、ステアリングホイールに配置される接触センサが開示されている。同文献の段落［００２０］には、接触センサとして、静電センサ、赤外線反射式距離センサ、感圧センサ、温度センサが例示、列挙されている。

特開平５−３４５５６９号公報 特開２００７−７６４９１号公報 特開２００９−２４８６２９号公報

ところで、近年、車両の安全性向上の見地から、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を、詳しく検出したいというニーズが高くなっている。すなわち、運転者がステアリングホイールを把持する場合は、まずステアリングホイールに手を近づけ、次にステアリングホイールに手で触れ、最後にステアリングホイールを手で握るという動作を行う。このような、非接触、接触、把持という把持状態を、詳しく認識したいというニーズが高くなっている。

しかしながら、特許文献１〜３に開示されているステアリングホイールには、いずれも単一種類のセンサ（荷重センサ、または感圧センサ）が配置されているだけである。このため、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができない。

例えば、ステアリングホイールに荷重センサだけを配置しても、ステアリングホイールに対する運転者の接近を検出することは困難である。一方、ステアリングホイールに接触センサだけを配置しても、ステアリングホイールに対する運転者の把持を検出することは困難である。

そこで、本発明は、ステアリングホイールなどの被把持部に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することが可能な把持状態検出センサを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の把持状態検出センサは、運転者が把持して操作する乗物の被把持部に配置される把持状態検出センサであって、絶縁性を有しエラストマー製の第一基材と、該第一基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一表側電極と、該第一基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一裏側電極と、を備え、前記運転者の接近に伴い該第一表側電極と該第一裏側電極との間の静電容量が変化することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近、座標を検出する近接センサ部と、該近接センサ部の裏側に配置され、該近接センサ部を介して該運転者から加わる荷重を基に、該被把持部に対する該運転者の押込を検出する荷重センサ部と、を備えることを特徴とする。

ここで、「接近」には、非接触は勿論、接触も含まれる。また、「エラストマー製」には、対象物（第一基材、第一表側電極、第一裏側電極）がエラストマー単体製の場合は勿論、対象物がエラストマー以外の含有物（例えば、対象物に導電性を付与する場合は、導電性フィラー）を有する場合も含まれる。また、「押込」には、被把持部に対する把持、押圧が含まれる。

本発明の把持状態検出センサは、近接センサ部と、荷重センサ部と、を備えている。近接センサ部は、静電容量の変化を基に、被把持部に対する運転者（例えば、運転者の手（掌、指）など）の接近を検出することができる。また、近接センサ部は、静電容量が変化した座標を基に、運転者の面方向の座標を検出することができる。また、荷重センサ部は、被把持部に対する運転者の押込を検出することができる。このように、本発明の把持状態検出センサによると、被把持部に対する運転者の接近、押込、座標を検出することができる。すなわち、被把持部に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができる。

また、近接センサ部は、表側（荷重入力側）から裏側に向かって、第一表側電極と、第一基材と、第一裏側電極と、を備えている（ただし、隣り合う層の間に他の層が介在していてもよい）。第一表側電極、第一基材、第一裏側電極は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、近接センサ部は柔軟である。したがって、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、柔軟な近接センサ部は、運転者から加わる荷重を、面方向に分散しにくい。このため、面方向の座標の検出精度が高い。

また、柔軟な近接センサ部は、被把持部の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状の被把持部に対して、被把持部の形状に沿うように、把持状態検出センサを配置することができる。したがって、被把持部の形状に対する汎用性が高い。

なお、本発明の把持状態検出センサの近接センサ部は、荷重センサ部と組み合わせずに、単独で用いることもできる。

（１−１）好ましくは、上記（１）の構成において、前記近接センサ部は、前記運転者の接近に伴い前記第一表側電極と前記第一裏側電極との間の静電容量が増加することを基に、該運転者の接近、座標を検出する構成とする方がよい。本構成によると、自己容量型の静電容量型センサを、近接センサ部として用いることができる。

（１−２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記第一表側電極、前記第一基材、前記第一裏側電極のエラストマー（導電性フィラーなどの含有物を除くエラストマー単体）のヤング率は、いずれも３０ＭＰａ以下である構成とする方がよい。本構成によると、近接センサ部が柔軟になる。このため、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、面方向の座標の検出精度が高い。また、被把持部の形状に対する汎用性が高い。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記近接センサ部は、前記運転者の接近に伴い前記第一表側電極と該運転者との間に静電容量が発生し、該第一表側電極と前記第一裏側電極との間の静電容量が減少することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近、座標を検出する構成とする方がよい。本構成によると、相互容量型の静電容量型センサを、近接センサ部として用いることができる。このため、マルチタッチ（多点同時接触）に対応しやすい。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記荷重センサ部は、絶縁性を有しエラストマー製の第二基材と、該第二基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二表側電極と、該第二基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二裏側電極と、を備え、前記荷重により該第二表側電極と該第二裏側電極との間の電極間距離が短くなり、該第二表側電極と該第二裏側電極との間の静電容量が増加することを基に、前記被把持部に対する前記運転者の押込を検出する構成とする方がよい。

本構成の把持状態検出センサの荷重センサ部によると、静電容量の変化を基に、押込（具体的には、押込の有無、押込の程度、荷重の有無、荷重の程度、荷重の値など）を検出することができる。

また、荷重センサ部は、表側から裏側に向かって、第二表側電極と、第二基材と、第二裏側電極と、を備えている（ただし、隣り合う層の間に他の層が介在していてもよい）。第二表側電極、第二基材、第二裏側電極は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、荷重センサ部は柔軟である。したがって、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。

また、柔軟な荷重センサ部は、被把持部の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状の被把持部に対して、被把持部の形状に沿うように、把持状態検出センサを配置することができる。したがって、被把持部の形状に対する汎用性が高い。

（３−１）好ましくは、上記（３）の構成において、前記第二表側電極、前記第二基材、前記第二裏側電極のエラストマー（導電性フィラーなどの含有物を除くエラストマー単体）のヤング率は、いずれも３０ＭＰａ以下である構成とする方がよい。本構成によると、荷重センサ部が柔軟になる。このため、把持状態検出センサを被把持部に配置しても、被把持部が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、被把持部の形状に対する汎用性が高い。

（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記近接センサ部と前記荷重センサ部との間に配置され、導電性を有し接地された中間層を備える構成とする方がよい。本構成によると、近接センサ部と荷重センサ部との間に、中間層が介在している。中間層は導電性を有している。また、中間層は接地されている。このため、近接センサ部と荷重センサ部とが、互いのノイズの悪影響を受けにくい。したがって、近接センサ部、荷重センサ部の検出精度が高くなる。

（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記中間層の表裏両側のうち少なくとも一方に配置され、絶縁性を有しエラストマー製の絶縁スペーサを備える構成とする方がよい。

本構成によると、近接センサ部の第一裏側電極と、荷重センサ部の第二表側電極と、の間の表裏方向距離（電極間距離）を長くすることができる。このため、第一裏側電極と第二表側電極との間に浮遊容量が発生するのを抑制することができる。したがって、近接センサ部と荷重センサ部との相互干渉を低減させることができ、検出精度が高くなる。

（５−１）好ましくは、上記（５）の構成において、前記荷重センサ部は、前記被把持部に対する前記運転者の座標を検出可能であり、前記絶縁スペーサは、前記荷重が面方向に分散するのを抑制する荷重分散抑制機構を有する構成とする方がよい。

第一裏側電極と第二表側電極との間における浮遊容量の発生を抑制するためには、絶縁スペーサの表裏方向厚さは、より厚い方が好ましい。しかしながら、絶縁スペーサの表裏方向厚さを厚くすると、運転者から加わる荷重が、絶縁スペーサを伝達する際に、面方向（具体的には、絶縁スペーサの表裏方向に直交する方向。絶縁スペーサの表面または裏面が延在する方向）に分散されやすくなる。このため、絶縁スペーサの裏側の荷重センサ部において、面方向の座標の検出精度が低くなってしまう。

この点、本構成の絶縁スペーサは、荷重分散抑制機構を備えている。このため、運転者から加わる荷重が、絶縁スペーサを伝達する際に、面方向に分散されにくい。したがって、面方向の座標の検出精度が高くなる。また、荷重の検出精度が高くなる。

（５−２）好ましくは、上記（５−１）の構成において、前記荷重センサ部は、表側または裏側から見て、複数の前記第二表側電極と複数の前記第二裏側電極とが重複して形成される複数の重複部を有し、前記荷重分散抑制機構は、表側または裏側から見て、面方向に隣り合う該重複部間に介在している構成とする方がよい。

面方向に隣り合う複数の重複部（つまり荷重検出部）のうち、任意の重複部の表側から、絶縁スペーサを介して、荷重が入力される場合を想定する。本構成によると、任意の重複部と、当該重複部の隣りの重複部と、の間に、荷重分散抑制機構が介在している。このため、絶縁スペーサにおいて、荷重が面方向に分散しにくい。したがって、入力された当該荷重が、隣りの重複部に誤伝達されるのを抑制することができる。

（５−３）好ましくは、上記（５−１）または（５−２）の構成において、前記荷重分散抑制機構は、前記絶縁スペーサの表面または裏面に凹設される荷重分散抑制溝である構成とする方がよい。

絶縁スペーサにおいて荷重分散抑制溝が形成されている部分は、荷重分散抑制溝が形成されていない部分と比較して、表裏方向厚さが薄くなる。このため、面方向のばね定数が小さくなる。したがって、荷重が面方向に分散するのを抑制することができる。

（５−４）好ましくは、上記（５−１）または（５−２）の構成において、前記荷重分散抑制機構は、前記絶縁スペーサを表裏方向に貫通する荷重分散抑制孔である構成とする方がよい。

絶縁スペーサにおいて荷重分散抑制孔が形成されている部分は、荷重分散抑制孔が形成されていない部分と比較して、面方向のばね定数が小さくなる。このため、荷重が面方向に分散するのを抑制することができる。

（６）好ましくは、上記（３）ないし（５）のいずれかの構成において、前記近接センサ部は、複数の前記第一表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第一表側絶縁層と、複数の前記第一裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第一裏側絶縁層と、を備え、前記荷重センサ部は、複数の前記第二表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第二表側絶縁層と、複数の前記第二裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第二裏側絶縁層と、を備え、下記（ａ）および（ｂ）のうち、少なくとも一方を充足する構成とする方がよい。
（ａ）該近接センサ部において、該第一表側電極は、前記第一基材および該第一表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第一裏側電極は、該第一基材および該第一裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。
（ｂ）該荷重センサ部において、該第二表側電極は、前記第二基材および該第二表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第二裏側電極は、該第二基材および該第二裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。

本構成によると、第一表側電極、第一裏側電極、第二表側電極、第二裏側電極を簡単に形成することができる。また、これらの電極の形成と配置とを同時に行うことができる。また、これらの電極の形状設定の自由度が高くなる。また、これらの電極の形状の精度が高くなる。また、（ａ）の場合、第一表側電極と第一裏側電極との相対的な位置合わせが容易になる。同様に、（ｂ）の場合、第二表側電極と第二裏側電極との相対的な位置合わせが容易になる。

（７）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記被把持部は、ステアリングホイールである構成とする方がよい。本構成によると、ステアリングホイールに対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができる。

本発明によると、ステアリングホイールなどの被把持部に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することが可能な把持状態検出センサを提供することができる。

本発明の把持状態検出センサの一実施形態となる把持状態検出センサが配置されたステアリングホイールの正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。 同把持状態検出センサのセンサ積層体の荷重センサ部のＺ方向透過正面図である。 同荷重センサ部のＺ方向分解正面図である。 同センサ積層体の近接センサ部のＺ方向透過正面図である。 同近接センサ部のＺ方向分解正面図である。 図５のＸ方向左端の２つの重複部付近の拡大図である。 同センサ積層体のＺ方向断面図である。 同把持状態検出センサのブロック図である。 （ａ）は、図８の枠Ｘ内の、手が接近していない状態における拡大図である。（ｂ）は、図８の枠Ｘ内の、手が接近している状態における拡大図である。 （ａ）は、図８の枠ＸＩ内の、手が押し込まれていない状態における拡大図である。（ｂ）は、図８の枠ＸＩ内の、手が押し込まれている状態における拡大図である。 同把持状態検出センサの制御ユニットが実行する処理のフローチャートである。 その他の実施形態の把持状態検出センサの絶縁スペーサのＺ方向正面図である。

以下、本発明の把持状態検出センサの実施の形態について説明する。

［把持状態検出センサの構成］
まず、本実施形態の把持状態検出センサの構成について説明する。以下の図面においては、ステアリングホイールの周方向をＸ方向、ステアリングホイールの径方向断面の周方向をＹ方向、ステアリングホイールの径方向断面の径方向をＺ方向と定義する。

図１に、本実施形態の把持状態検出センサが配置されたステアリングホイールの正面図を示す。図１に示すように、円形のステアリングホイール８には、三つの把持状態検出センサ１が、配置されている。三つの把持状態検出センサ１は、各々、１２０°に亘ってＸ方向に延在している。

図２に、図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図を示す。図２に示すように、把持状態検出センサ１は、センサ積層体６と、制御ユニット（図略）と、を備えている。センサ積層体６は、柔軟なシート状を呈している。センサ積層体６は、ステアリングホイール８の芯部８０に巻装（一巻き）されている。具体的には、センサ積層体６のＹ方向両端は、ステアリングホイール８の径方向内端で互いに当接している。また、センサ積層体６のＹ方向中央は、ステアリングホイール８の径方向外端に配置されている。センサ積層体６の外周面は、ステアリングホイール８の表皮８１により覆われている。運転者が直接触れるのは、表皮８１である。

｛センサ積層体６｝
センサ積層体６は、近接センサ部２と、荷重センサ部３と、中間部４と、を備えている。荷重センサ部３は、芯部８０の外周面を覆っている。近接センサ部２は、荷重センサ部３のＺ方向表側（図２に示す表皮８１側）に配置されている。中間部４は、荷重センサ部３と近接センサ部２との間に配置されている。

（荷重センサ部３）
図３に、本実施形態の把持状態検出センサのセンサ積層体の荷重センサ部のＺ方向透過正面図を示す。図４に、同荷重センサ部のＺ方向分解正面図を示す。図４の白抜き矢印は積層順を示す。図４のハッチング矢印は印刷順を示す。

図３、図４に示すように、荷重センサ部３は、Ｚ方向表側からＺ方向裏側（図２に示す芯部８０側）に向かって、第二表側絶縁層３２と、８つの第二表側配線ａ１〜ａ８と、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８と、第二中間表側絶縁層３５と、第二基材３０と、第二中間裏側絶縁層３６と、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２と、２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２と、第二裏側絶縁層３３と、が積層されることにより、形成されている。

第二基材３０は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第二基材３０は、柔軟であり、絶縁性を有している。

第二中間表側絶縁層３５は、アクリルゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第二中間表側絶縁層３５は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二中間表側絶縁層３５は、第二基材３０の表面に積層されている。

８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８は、各々、柔軟であり、導電性を有している。８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８は、第二中間表側絶縁層３５の表側に配置されている。８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８は、各々、Ｙ方向に長い樽状を呈している。８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８は、Ｘ方向に並んで配置されている。８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８は、荷重センサ部３のＹ方向中央線Ｌ２に対して、線対称に配置されている。図２に示すように、Ｙ方向中央線Ｌ２は、ステアリングホイール８の径方向外端に配置されている。

８つの第二表側配線ａ１〜ａ８は、各々、銀ペースト製である。８つの第二表側配線ａ１〜ａ８は、各々、導電性を有している。８つの第二表側配線ａ１〜ａ８は、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８の配線部の表面を覆っている。

第二表側絶縁層３２は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第二表側絶縁層３２は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二表側絶縁層３２は、８つの第二表側配線ａ１〜ａ８、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８を挟んで、第二基材３０の表面に積層されている。

第二中間裏側絶縁層３６は、アクリルゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第二中間裏側絶縁層３６は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二中間裏側絶縁層３６は、第二基材３０の裏面に積層されている。

２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、各々、柔軟であり、導電性を有している。２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、第二中間裏側絶縁層３６の裏側に配置されている。２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、各々、Ｘ方向に長いラック状（直線鋸歯状）を呈している。２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、Ｙ方向に並んで配置されている。２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、荷重センサ部３のＹ方向中央線Ｌ２に対して、線対称に配置されている。

２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２は、各々、銀ペースト製である。２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２は、各々、導電性を有している。２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２は、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２の配線部の裏面を覆っている。２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２は、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２のＸ方向略全長に亘って、延在している。

第二裏側絶縁層３３は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第二裏側絶縁層３３は、柔軟であり、絶縁性を有している。第二裏側絶縁層３３は、２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２を挟んで、第二基材３０の裏面に積層されている。

第二表側絶縁層３２の裏面には、８つの第二表側配線ａ１〜ａ８、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二中間表側絶縁層３５が、スクリーン印刷されている。第二裏側絶縁層３３の表面には、２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２、第二中間裏側絶縁層３６が、スクリーン印刷されている。

表側または裏側から見て、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８と、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２と、は表裏方向（荷重伝達方向）に重複している。すなわち、図３にハッチングで示すように、第二表側電極ｙ１〜ｙ８と第二裏側電極ｘ１、ｘ２との間には、合計１６個の重複部αが形成されている。すなわち、重複部αは、Ｘ方向に８個並んでいる。また、重複部αは、Ｙ方向に２個並んでいる。

（近接センサ部２）
図５に、本実施形態の把持状態検出センサのセンサ積層体の近接センサ部のＺ方向透過正面図を示す。図６に、同近接センサ部のＺ方向分解正面図を示す。図５の一点鎖線は、荷重センサ部３の重複部αの外形線である。図６の第一表側電極Ｘ１、Ｘ２を囲む一点鎖線は、荷重センサ部３の第二裏側電極ｘ１、ｘ２の外形線である。図６の第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８を囲む一点鎖線は、荷重センサ部３の第二表側電極ｙ１〜ｙ８の外形線である。図６の白抜き矢印は積層順を示す。図６のハッチング矢印は印刷順を示す。

図５、図６に示すように、近接センサ部２は、Ｚ方向表側からＺ方向裏側に向かって、第一表側絶縁層２２と、２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２と、２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２と、第一基材２０と、８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８と、８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８と、第一裏側絶縁層２３と、が積層されることにより、形成されている。

第一基材２０は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第一基材２０は、柔軟であり、絶縁性を有している。

２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２は、各々、銀ペースト製である。２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２は、各々、導電性を有している。２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２は、第一基材２０の表面に積層されている。

２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２は、各々、柔軟であり、導電性を有している。２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２は、２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２を挟んで、第一基材２０の表側に配置されている。２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２は、各々、Ｘ方向に長いラック状を呈している。２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２は、Ｙ方向に並んで配置されている。２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２は、近接センサ部２のＹ方向中央線Ｌ１に対して、線対称に配置されている。図２に示すように、Ｙ方向中央線Ｌ１は、ステアリングホイール８の径方向外端に配置されている。２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２と、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２と、は表裏方向に重複している。

第一表側絶縁層２２は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第一表側絶縁層２２は、柔軟であり、絶縁性を有している。第一表側絶縁層２２は、２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２を挟んで、第一基材２０の表面に積層されている。

８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８は、各々、銀ペースト製である。８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８は、各々、導電性を有している。８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８は、第一基材２０の裏面に積層されている。

８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、各々、柔軟であり、導電性を有している。８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８を挟んで、第一基材２０の裏側に配置されている。８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、各々、Ｙ方向に長い樽状を呈している。８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、Ｘ方向に並んで配置されている。８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、近接センサ部２のＹ方向中央線Ｌ１に対して、線対称に配置されている。８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８と、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８と、は表裏方向に重複している。

第一裏側絶縁層２３は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。第一裏側絶縁層２３は、柔軟であり、絶縁性を有している。第一裏側絶縁層２３は、８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８を挟んで、第一基材２０の裏面に積層されている。

第一基材２０の表面には、２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一表側絶縁層２２が、スクリーン印刷されている。第一基材２０の裏面には、８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第一裏側絶縁層２３が、スクリーン印刷されている。

図７に、図５のＸ方向左端の２つの重複部α付近の拡大図を示す。図７に示すように、第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一裏側電極Ｙ１には、各々、短手方向幅が広い広幅部β１と、短手方向幅が狭い狭幅部β２と、が交互に並んで配置されている。広幅部β１は、菱形状を呈している。狭幅部β２は、長方形状を呈している。狭幅部β２は、隣り合う広幅部β１同士を連結している。

表側または裏側から見て、隣り合う広幅部β１同士は表裏方向（荷重伝達方向）に重複していない。すなわち、図７にハッチングで示すように、複数の広幅部β１は、第一基材２０の表面または裏面が展開する方向に、並んでいる。図７に点線で示すように、隣り合う広幅部β１間には、電界γが形成されている。

（中間部４）
図８に、本実施形態の把持状態検出センサのセンサ積層体のＺ方向断面図（詳しくは、図３、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向断面図）を示す。図２、図８に示すように、中間部４は、荷重センサ部３と近接センサ部２との間に配置されている。中間部４は、中間層４０と、絶縁スペーサ４１と、を備えている。

中間層４０は、近接センサ部２のＺ方向裏側に配置されている。中間層４０は、外面に金属がコーティングされたポリエステル繊維からなる布製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。中間層４０は、柔軟であり、導電性を有している。中間層４０は、アース（接地）されている。

絶縁スペーサ４１は、荷重センサ部３のＺ方向表側に配置されている。絶縁スペーサ４１は、ウレタンゴム製であって、Ｘ方向に長い帯状を呈している。絶縁スペーサ４１は、柔軟であり、絶縁性を有している。

｛制御ユニット｝
図９に、本実施形態の把持状態検出センサのブロック図を示す。図９に示すように、制御ユニット７は、制御部７０と、送信部７１と、受信部７２と、コンピュータ７３と、を備えている。

（制御部７０）
制御部７０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）７００と、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７０１と、を備えている。ＤＳＰ７００は、マイコン（演算部）として用いられる。ＳＲＡＭ７０１は、記憶部として用いられる。ＳＲＡＭ７０１には、接近（非接触または接触）、小荷重（弱い把持）、大荷重（強い把持）を判別するためのしきい値（接近しきい値、小荷重しきい値、大荷重しきい値）が格納されている。また、ＳＲＡＭ７０１には、近接センサ部２における運転者の手ＨのＸ方向（図１参照）、Ｙ方向（図２参照）の座標を特定するための、マップが格納されている。ＳＲＡＭ７０１は、ＤＳＰ７００に、電気的に接続されている。

（送信部７１）
送信部７１は、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７１０と、ＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）７１１と、マルチプレクサ７１２と、２つのオペアンプ７１３と、を備えている。

ＤＡＣ７１０は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。ＤＡＣ７１０は、ＤＳＰ７００に電気的に接続されている。ＤＤＳ７１１は、正弦波発振器として用いられる。ＤＤＳ７１１は、ＤＡＣ７１０に電気的に接続されている。アナログのマルチプレクサ７１２は、ＤＤＳ７１１に電気的に接続されている。マルチプレクサ７１２は、正弦波電流を、２つのオペアンプ７１３に、順次切り替えながら、走査的に出力する。２つのオペアンプ７１３は、各々、マルチプレクサ７１２から入力された電流を、電圧に変換している。すなわち、２つのオペアンプ７１３は、各々、電流−電圧変換器として用いられる。２つのオペアンプ７１３は、２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２に、電気的に接続されている。

（受信部７２）
受信部７２は、４つのＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７２０と、４つのローパスフィルタ７２１と、４つのマルチプレクサ７２２と、８つのオペアンプ７２３と、を備えている。

８つのオペアンプ７２３は、８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８に、電気的に接続されている。８つのオペアンプ７２３は、各々、電流−電圧変換器として用いられる。４つのアナログのマルチプレクサ７２２は、８つのオペアンプ７２３に電気的に接続されている。４つのマルチプレクサ７２２は、８つのオペアンプ７２３に、順次切り替えられながら、接続される。４つのローパスフィルタ７２１は、各々、電圧の高周波成分をカットしている。４つのローパスフィルタ７２１は、４つのマルチプレクサ７２２に電気的に接続されている。４つのＡＤＣ７２０は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。４つのＡＤＣ７２０は、４つのローパスフィルタ７２１に電気的に接続されている。また、４つのＡＤＣ７２０は、ＤＳＰ７００に電気的に接続されている。

（コンピュータ７３）
コンピュータ７３は、ＤＳＰ７００に電気的に接続されている。コンピュータ７３は、アクチュエータ（図略。例えば警報装置など）に、運転者の把持状態（接近、小荷重入力、大荷重入力など）に応じたコマンドを送信する。

なお、制御ユニット７は、図９に示す近接センサ部２同様に、図３に示す荷重センサ部３にも、電気的に接続されている。すなわち、荷重センサ部３の２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２には、マルチプレクサを介して、順次、走査的に電圧が供給される。８つの第二表側配線ａ１〜ａ８、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８からは、電流が出力される。

［把持状態検出センサ１の近接センサ部２の動き］
次に、本実施形態の把持状態検出センサ１の近接センサ部２の動きについて説明する。図１０（ａ）に、図８の枠Ｘ内の、手が接近していない状態における拡大図を示す。図１０（ｂ）に、図８の枠Ｘ内の、手が接近している状態における拡大図を示す。図１０（ａ）に示すように、第一表側電極Ｘ１と第一裏側電極Ｙ１との間には、図９に示す送信部７１から供給される電圧により、静電容量Ｃａが発生する。

図１０（ｂ）に示すように、運転者の手（導電性を有し、人体を介してアースされている。）Ｈが表皮８１に接近すると、第一表側電極Ｘ１と手Ｈとの間に、静電容量Ｃｂが発生する。このため、手Ｈが接近していない状態（図１０（ａ））と比較して、手Ｈが接近している状態（図１０（ｂ））の方が、図９に示すオペアンプ７２３に入力される電流が小さくなる。この電流の変化を基に、ＤＳＰ７００は、第一表側電極Ｘ１と第一裏側電極Ｙ１との間の、静電容量の変化量を算出する。

［把持状態検出センサ１の荷重センサ部３の動き］
次に、本実施形態の把持状態検出センサ１の荷重センサ部３の動きについて説明する。図１１（ａ）に、図８の枠ＸＩ内の、手が押し込まれていない状態における拡大図を示す。図１１（ｂ）に、図８の枠ＸＩ内の、手が押し込まれている状態における拡大図を示す。図１１（ａ）に示すように、手が押し込まれていない状態においては、誘電層である第二基材３０、第二中間表側絶縁層３５、第二中間裏側絶縁層３６に、荷重が加わっていない。第二基材３０、第二中間表側絶縁層３５、第二中間裏側絶縁層３６のＺ方向厚さは、第二表側電極ｙ１と第二裏側電極ｘ１との間の、電極間距離ｄに相当する。

ここで、図８に示すように、近接センサ部２を構成する部材、中間部４は、いずれも柔軟である。このため、手が押し込まれると、近接センサ部２、中間部４のうち、手に押圧された部分は、局所的に裏側に没入する。すなわち、近接センサ部２や中間部４が、全面的に下方に変位することはない。

図１１（ｂ）に示すように、手が押し込まれると、表側から加わる荷重Ｆにより、第二基材３０、第二中間表側絶縁層３５、第二中間裏側絶縁層３６が局所的に圧縮される。このため、第二表側電極ｙ１と第二裏側電極ｘ１との間の、電極間距離ｄが短くなる。この電極間距離ｄの変化を基に、図９に示すＤＳＰ７００は、第二表側電極ｙ１と第二裏側電極ｘ１との間の、静電容量の変化量を算出する。

［把持状態検出センサ１の接近、小荷重、大荷重の判別方法］
次に、本実施形態の把持状態検出センサ１の接近、小荷重、大荷重の判別方法について説明する。図１２に、本実施形態の把持状態検出センサの制御ユニットが実行する処理のフローチャートを示す。

図９に示すように、制御ユニット７は、所定のサンプリング周期で、近接センサ部２の静電容量、荷重センサ部３の静電容量を監視している。すなわち、図９に示すＤＳＰ７００は、所定のサンプリング周期で、ＳＲＡＭ７０１に格納されている小荷重しきい値ｔｈ１と、荷重センサ部３の静電容量の変化量ΔＣ２と、を比較している（図１２のＳ１（ステップ１。以下同様）、Ｓ２）。

比較（以下、「第一の比較」と称する。）の結果、変化量ΔＣ２が小荷重しきい値ｔｈ１よりも小さい場合は、ＤＳＰ７００は、荷重センサ部３に荷重が加わっていないと判別する（図１２のＳ３）。この場合、図９に示すＤＳＰ７００は、ＳＲＡＭ７０１に格納されている接近しきい値ｔｈ３と、近接センサ部２の静電容量の変化量ΔＣ１と、を比較する（図１２のＳ４、Ｓ５）。

比較（以下、「第二の比較」と称する。）の結果、変化量ΔＣ１が接近しきい値ｔｈ３以上の場合は、ＤＳＰ７００は、近接センサ部２に運転者の手が接近（接触を含む）していると判別する（図１２のＳ６）。また、ＤＳＰ７００は、手が接近している座標を特定する。ＤＳＰ７００は、手の接近、座標に関する情報を、コンピュータ７３に伝送する。コンピュータ７３は、ＤＳＰ７００からの情報に対応するコマンドを、アクチュエータに送信する。一方、第二の比較の結果、変化量ΔＣ１が接近しきい値ｔｈ３未満の場合は、ＤＳＰ７００は、近接センサ部２に手が接近していないと判別する（図１２のＳ１０）。

一方、第一の比較（図１２のＳ２）の結果、変化量ΔＣ２が小荷重しきい値ｔｈ１以上の場合は、図９に示すＤＳＰ７００は、ＳＲＡＭ７０１に格納されている大荷重しきい値ｔｈ２と、変化量ΔＣ２と、を比較する（図１２のＳ７）。

比較（以下、「第三の比較」と称する。）の結果、変化量ΔＣ２が大荷重しきい値ｔｈ２未満の場合は、ＤＳＰ７００は、手により小荷重が入力されたと判別する（図１２のＳ８）。また、ＤＳＰ７００は、手が押し込まれている座標を特定する。ＤＳＰ７００は、手の小荷重、座標に関する情報を、コンピュータ７３に伝送する。コンピュータ７３は、ＤＳＰ７００からの情報に対応するコマンドを、アクチュエータに送信する。一方、第三の比較の結果、変化量ΔＣ２が大荷重しきい値ｔｈ２以上の場合は、ＤＳＰ７００は、手により大荷重が入力されたと判別する（図１２のＳ９）。また、ＤＳＰ７００は、手が押し込まれている座標を特定する。ＤＳＰ７００は、手の大荷重、座標に関する情報を、コンピュータ７３に伝送する。コンピュータ７３は、ＤＳＰ７００からの情報に対応するコマンドを、アクチュエータに送信する。

このように、本実施形態の把持状態検出センサ１は、把持状態検出センサ１に対する手の把持状態に応じて、「把持状態検出センサ１から手が離間していること」、「把持状態検出センサ１に手が接近していること、および接近座標」、「把持状態検出センサ１に手から小荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」、「把持状態検出センサ１に手から大荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」を、判別することができる。

［作用効果］
次に、本実施形態の把持状態検出センサ１の作用効果について説明する。図２に示すように、本実施形態の把持状態検出センサ１は、近接センサ部２と、荷重センサ部３と、を備えている。図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、近接センサ部２は、静電容量Ｃａの変化を基に、図１に示すステアリングホイール８に対する運転者の手Ｈの接近を検出することができる。また、近接センサ部２は、静電容量Ｃａが変化した座標を基に、運転者の手ＨのＸ方向、Ｙ方向の座標を検出することができる。また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、荷重センサ部３は、ステアリングホイール８に対する運転者の手Ｈの押込を検出することができる。このように、本実施形態の把持状態検出センサ１によると、ステアリングホイール８に対する運転者の手Ｈの接近、押込、座標を検出することができる。すなわち、ステアリングホイール８に対する運転者の把持状態を、詳しく検出することができる。

また、図６、図８に示すように、近接センサ部２は、Ｚ方向表側（荷重入力側）からＺ方向裏側に向かって、第一表側電極Ｘ１、Ｘ２と、第一基材２０と、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８と、を備えている。第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一基材２０、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、近接センサ部２は柔軟である。したがって、把持状態検出センサ１をステアリングホイール８に配置しても、ステアリングホイール８が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。また、柔軟な近接センサ部２は、運転者の手Ｈから加わる荷重を、Ｘ方向、Ｙ方向に分散しにくい。このため、Ｘ方向、Ｙ方向の座標の検出精度が高い。

また、柔軟な近接センサ部２は、ステアリングホイール８の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状のステアリングホイール８に対して、ステアリングホイール８の形状に沿うように、把持状態検出センサ１を配置することができる。したがって、ステアリングホイール８の形状に対する汎用性が高い。

なお、本実施形態の把持状態検出センサ１の近接センサ部２は、荷重センサ部３と組み合わせずに、単独で用いることもできる。

また、本実施形態の把持状態検出センサ１の近接センサ部２として用いられているのは、相互容量型の静電容量型センサである。すなわち、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、近接センサ部２は、運転者の手Ｈの接近に伴い第一表側電極Ｘ１と手Ｈとの間に静電容量Ｃｂが発生し、第一表側電極Ｘ１と第一裏側電極Ｙ１との間の静電容量Ｃａが減少することを基に、ステアリングホイール８に対する手Ｈの接近、座標を検出している。このため、マルチタッチ（多点同時接触）に対応しやすい。

また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、本実施形態の把持状態検出センサ１の荷重センサ部３によると、電極間距離ｄの変化に伴う静電容量の変化を基に、手Ｈの押込（具体的には、押込の有無、押込の程度、荷重の有無、荷重の程度、荷重の値など）を検出することができる。

また、図４、図８に示すように、荷重センサ部３は、Ｚ方向表側からＺ方向裏側に向かって、第二表側電極ｙ１〜ｙ８と、第二基材３０と、第二裏側電極ｘ１、ｘ２と、を備えている。第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二基材３０、第二裏側電極ｘ１、ｘ２は、いずれも、樹脂と比較して柔軟な、エラストマー製である。このため、荷重センサ部３は柔軟である。したがって、把持状態検出センサ１をステアリングホイール８に配置しても、ステアリングホイール８が本来有している触感を損ねるおそれが小さい。

また、柔軟な荷重センサ部３は、ステアリングホイール８の形状に対する追従性が高い。このため、あらゆる形状のステアリングホイール８に対して、ステアリングホイール８の形状に沿うように、把持状態検出センサ１を配置することができる。したがって、ステアリングホイール８の形状に対する汎用性が高い。

また、図２、図８に示すように、近接センサ部２と荷重センサ部３との間には、中間層４０が介装されている。中間層４０は導電性を有している。また、中間層４０は接地されている。このため、近接センサ部２と荷重センサ部３とが、互いのノイズの悪影響を受けにくい。したがって、近接センサ部２、荷重センサ部３の検出精度が高くなる。

また、図２、図８に示すように、近接センサ部２と荷重センサ部３との間には、絶縁スペーサ４１が介装されている。このため、近接センサ部２と荷重センサ部３とをＺ方向に離間させることができる。したがって、近接センサ部２と荷重センサ部３との間に、浮遊容量が発生するのを抑制することができる。したがって、近接センサ部２と荷重センサ部３との相互干渉を低減させることができ、検出精度が高くなる。

また、図４にハッチング矢印で示すように、第二表側絶縁層３２の裏面には、８つの第二表側配線ａ１〜ａ８、８つの第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二中間表側絶縁層３５が、スクリーン印刷されている。また、第二裏側絶縁層３３の表面には、２つの第二裏側配線ｂ１、ｂ２、２つの第二裏側電極ｘ１、ｘ２、第二中間裏側絶縁層３６が、スクリーン印刷されている。このため、第二表側配線ａ１〜ａ８、第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二中間表側絶縁層３５、第二裏側配線ｂ１、ｂ２、第二裏側電極ｘ１、ｘ２、第二中間裏側絶縁層３６を、簡単に形成することができる。また、これらの部材の形成と配置とを同時に行うことができる。また、これらの部材の形状設定の自由度が高くなる。また、これらの部材の形状の精度が高くなる。また、これらの部材間の相対的な位置合わせが容易になる。

また、図６にハッチング矢印で示すように、第一基材２０の表面には、２つの第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、２つの第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一表側絶縁層２２が、スクリーン印刷されている。また、第一基材２０の裏面には、８つの第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、８つの第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第一裏側絶縁層２３が、スクリーン印刷されている。このため、第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一表側絶縁層２２、第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第一裏側絶縁層２３を、簡単に形成することができる。また、これらの部材の形成と配置とを同時に行うことができる。また、これらの部材の形状設定の自由度が高くなる。また、これらの部材の形状の精度が高くなる。また、これらの部材間の相対的な位置合わせが容易になる。

＜その他＞
以上、本発明の把持状態検出センサの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図１３に、その他の実施形態の把持状態検出センサの絶縁スペーサのＺ方向正面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。図１３に示すように、絶縁スペーサ４１の重複部α（一点鎖線ハッチングで示す）に相当する部分の周囲には、荷重分散抑制溝４１０が配置されている。荷重分散抑制溝４１０は、絶縁スペーサ４１の裏面に凹設されている。本実施形態の荷重センサ部は、運転者の手の座標を検出する。

図８に示すように、近接センサ部２と荷重センサ部３との間における浮遊容量の発生を抑制するためには、絶縁スペーサ４１のＺ方向厚さは、より厚い方が好ましい。しかしながら、絶縁スペーサ４１のＺ方向厚さを厚くすると、運転者の手から加わる荷重が、絶縁スペーサ４１を伝達する際に、Ｘ方向、Ｙ方向に分散されやすくなる。このため、絶縁スペーサ４１のＺ方向裏側の荷重センサ部３において、Ｘ方向、Ｙ方向の座標の検出精度が低くなってしまう。

この点、本実施形態の把持状態検出センサの絶縁スペーサ４１は、荷重分散抑制溝４１０を備えている。絶縁スペーサ４１において荷重分散抑制溝４１０が形成されている部分は、荷重分散抑制溝４１０が形成されていない部分と比較して、Ｚ方向厚さが薄くなる。このため、Ｘ方向、Ｙ方向のばね定数が小さくなる。したがって、荷重がＸ方向、Ｙ方向に分散するのを抑制することができる。

絶縁スペーサ４１に荷重分散抑制溝４１０を配置すると、運転者の手から加わる荷重が、絶縁スペーサ４１を伝達する際に、Ｘ方向、Ｙ方向に分散されにくい。したがって、荷重センサ部３において、Ｘ方向、Ｙ方向の座標の検出精度が高くなる。また、荷重の検出精度が高くなる。なお、荷重分散抑制溝４１０の代わりに、絶縁スペーサ４１をＺ方向に貫通する、荷重分散抑制孔を配置してもよい。

上記実施形態においては、車両のステアリングホイール８に把持状態検出センサ１を配置した。しかしながら、飛行機の操縦桿、船舶の舵、自転車やバイクのハンドル、電車のレバーなどに把持状態検出センサを配置してもよい。すなわち、被把持部の種類は限定しない。

荷重センサ部３の種類は特に限定しない。電気抵抗の変化（増加、減少）を基に押込を検出する抵抗変化型センサ、ロードセル（歪みゲージ）、導通の有無を基に押込を検出するメンブレンスイッチなどであってもよい。

近接センサ部２としては、上述した相互容量型（図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、手の接近に伴い第一表側電極Ｘ１と第一裏側電極Ｙ１との間の静電容量Ｃａが減少するタイプ）の静電容量型センサを用いることができる。また、自己容量型（手の接近に伴い第一表側電極Ｘ１と第一裏側電極Ｙ１との間の静電容量Ｃａが増加するタイプ）の静電容量型センサを用いることができる。

上記実施形態においては、図１２に示すように、把持状態検出センサ１に対する手の状態に応じて、ＤＳＰ７００が、「把持状態検出センサ１に手から小荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」、「把持状態検出センサ１に手から大荷重が加わっていること、および荷重が加わっている座標」を、判別した。しかしながら、荷重の値そのものを、ＤＳＰ７００が算出してもよい。

第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８の配置パターンは特に限定しない。図７に示すように、Ｚ方向表側またはＺ方向裏側から見て、互いの広幅部β１同士が、面方向に並んでいればよい。広幅部β１は、六角形状、八角形状などの多角形状、円形状などであってもよい。

第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二裏側電極ｘ１、ｘ２の配置パターンは特に限定しない。図３に示すように、Ｚ方向表側またはＺ方向裏側から見て、第二表側電極ｙ１〜ｙ８と第二裏側電極ｘ１、ｘ２との間に、重複部αが形成できればよい。

図４に示すように、上記実施形態においては、第二表側絶縁層３２に、第二表側配線ａ１〜ａ８、第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二中間表側絶縁層３５をスクリーン印刷した。また、第二裏側絶縁層３３に、第二裏側配線ｂ１、ｂ２、第二裏側電極ｘ１、ｘ２、第二中間裏側絶縁層３６をスクリーン印刷した。しかしながら、第二基材３０に、第二表側配線ａ１〜ａ８、第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二表側絶縁層３２をスクリーン印刷してもよい。また、第二基材３０に、第二裏側配線ｂ１、ｂ２、第二裏側電極ｘ１、ｘ２、第二裏側絶縁層３３をスクリーン印刷してもよい。

図６に示すように、上記実施形態においては、第一基材２０に、第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一表側絶縁層２２をスクリーン印刷した。また、第一基材２０に、第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第一裏側絶縁層２３をスクリーン印刷した。しかしながら、第一表側絶縁層２２に、第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、第一表側電極Ｘ１、Ｘ２をスクリーン印刷してもよい。また、第一裏側絶縁層２３に、第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８をスクリーン印刷してもよい。

また、スクリーン印刷の代わりに、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、パッド印刷、リソグラフィー、ディスペンサー印刷などを用いてもよい。また、予め成形した各部材を接着することにより、近接センサ部２、荷重センサ部３を作製してもよい。

また、第一表側配線Ｂ１、Ｂ２、第一裏側配線Ａ１〜Ａ８、第二表側配線ａ１〜ａ８、第二裏側配線ｂ１、ｂ２は、配置しなくてもよい。

第一基材２０、第二基材３０に用いられるエラストマーの材質は特に限定しない。エラストマーは、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムから選ばれる一種以上を含んでいてもよい。こうすると、第一基材２０、第二基材３０の比誘電率が高くなる。このため、静電容量を大きくすることができる。

第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二裏側電極ｘ１、ｘ２に用いられるエラストマーの材質は特に限定しない。エラストマーは、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどを含んでいてもよい。

第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二裏側電極ｘ１、ｘ２に用いられる導電性フィラーの材質は特に限定しない。導電性フィラーは、炭素材料および金属から選ばれる一種以上からなるものであってもよい。金属としては、導電性の高い銀、銅等が好適である。よって、導電性フィラーとして、銀、銅等の微粒子、あるいは表面に銀等のめっきを施した微粒子を使用することができる。また、炭素材料は、導電性が良好で、比較的安価である。このため、炭素材料からなる導電性フィラーを用いると、把持状態検出センサ１の製造コストを低減することができる。炭素材料としては、例えば、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブの誘導体、グラファイト、導電性炭素繊維などが挙げられる。特に、導電性カーボンブラック、グラファイト、導電性炭素繊維は、導電性が良好で、比較的安価である。このため、これらの材料を用いると、把持状態検出センサ１の製造コストを削減することができる。

第一表側絶縁層２２、第一裏側絶縁層２３、第二表側絶縁層３２、第二裏側絶縁層３３、第二中間表側絶縁層３５、第二中間裏側絶縁層３６に用いられるエラストマーの材質は特に限定しない。エラストマーは、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレン共重合体ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレンゴムなどを含んでいてもよい。

また、中間層４０用の導電性繊維としては、前記導電性フィラーを含む繊維を用いてもよい。また、中間層４０は、織布製、編布製、不織布製、エラストマー製などであってもよく、これらの外面に導電性塗料を塗布したものでもよい。

また、中間層４０自体が、例えば第一表側電極Ｘ１、Ｘ２、第一裏側電極Ｙ１〜Ｙ８、第二表側電極ｙ１〜ｙ８、第二裏側電極ｘ１、ｘ２などに用いられるような、導電性塗料製であってもよい。この場合、中間層４０を、第一裏側絶縁層２３、絶縁スペーサ４１に、塗布（例えばスクリーン印刷など）してもよい。

１：把持状態検出センサ。
２：近接センサ部、２０：第一基材、２２：第一表側絶縁層、２３：第一裏側絶縁層。
３：荷重センサ部、３０：第二基材、３２：第二表側絶縁層、３３：第二裏側絶縁層、３５：第二中間表側絶縁層、３６：第二中間裏側絶縁層。
４：中間部、４０：中間層、４１：絶縁スペーサ、４１０：荷重分散抑制溝。
６：センサ積層体。
７：制御ユニット、７０：制御部、７００：ＤＳＰ、７０１：ＳＲＡＭ、７１：送信部、７１０：ＤＡＣ、７１１：ＤＤＳ、７１２：マルチプレクサ、７１３：オペアンプ、７２：受信部、７２０：ＡＤＣ、７２１：ローパスフィルタ、７２２：マルチプレクサ、７２３：オペアンプ、７３：コンピュータ。
８：ステアリングホイール、８０：芯部、８１：表皮。
α：重複部、β１：広幅部、β２：狭幅部、γ：電界、Ａ１〜Ａ８：第一裏側配線、Ｂ１、Ｂ２：第一表側配線、Ｃａ：静電容量、Ｃｂ：静電容量、ΔＣ１：変化量、ΔＣ２：変化量、Ｆ：荷重、Ｈ：手、Ｌ１、Ｌ２：Ｙ方向中央線、Ｘ１、Ｘ２：第一表側電極、Ｙ１〜Ｙ８：第一裏側電極、ａ１〜ａ８：第二表側配線、ｂ１、ｂ２：第二裏側配線、ｄ：電極間距離、ｔｈ１：小荷重しきい値、ｔｈ２：大荷重しきい値、ｔｈ３：接近しきい値、ｘ１、ｘ２：第二裏側電極、ｙ１〜ｙ８：第二表側電極。

Claims (7)

1. 運転者が把持して操作する乗物の被把持部に配置される把持状態検出センサであって、
   絶縁性を有しエラストマー製の第一基材と、
   該第一基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一表側電極と、
   該第一基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第一裏側電極と、
   を備え、
   前記運転者の接近に伴い該第一表側電極と該第一裏側電極との間の静電容量が変化することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近および該運転者が接近している座標を検出する近接センサ部と、
   該近接センサ部の裏側に配置され、該近接センサ部を介して該運転者から加わる荷重を基に、該被把持部に対する該運転者の押込を検出する荷重センサ部と、
   を備えることを特徴とする把持状態検出センサ。
2. 前記近接センサ部は、
   前記運転者の接近に伴い前記第一表側電極と該運転者との間に静電容量が発生し、該第一表側電極と前記第一裏側電極との間の静電容量が減少することを基に、前記被把持部に対する該運転者の接近および該運転者が接近している座標を検出する請求項１に記載の把持状態検出センサ。
3. 前記荷重センサ部は、
   絶縁性を有しエラストマー製の第二基材と、
   該第二基材の表側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二表側電極と、
   該第二基材の裏側に配置され、導電性を有しエラストマー製の複数の第二裏側電極と、
   を備え、
   前記荷重により該第二表側電極と該第二裏側電極との間の電極間距離が短くなり、該第二表側電極と該第二裏側電極との間の静電容量が増加することを基に、前記被把持部に対する前記運転者の押込を検出する請求項１または請求項２に記載の把持状態検出センサ。
4. 前記近接センサ部と前記荷重センサ部との間に配置され、導電性を有し接地された中間層を備える請求項３に記載の把持状態検出センサ。
5. 前記中間層の表裏両側のうち少なくとも一方に配置され、絶縁性を有しエラストマー製の絶縁スペーサを備える請求項４に記載の把持状態検出センサ。
6. 前記近接センサ部は、複数の前記第一表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第一表側絶縁層と、複数の前記第一裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第一裏側絶縁層と、を備え、
   前記荷重センサ部は、複数の前記第二表側電極の表側に配置されるエラストマー製の第二表側絶縁層と、複数の前記第二裏側電極の裏側に配置されるエラストマー製の第二裏側絶縁層と、を備え、
   下記（ａ）および（ｂ）のうち、少なくとも一方を充足する請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の把持状態検出センサ。
   （ａ）該近接センサ部において、該第一表側電極は、前記第一基材および該第一表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第一裏側電極は、該第一基材および該第一裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。
   （ｂ）該荷重センサ部において、該第二表側電極は、前記第二基材および該第二表側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されていると共に、該第二裏側電極は、該第二基材および該第二裏側絶縁層のうち、少なくとも一方に印刷されている。
7. 前記被把持部は、ステアリングホイールである請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の把持状態検出センサ。

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