JP2019000992A

JP2019000992A - 表皮材及びステアリングホイール

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Publication number: JP2019000992A
Application number: JP2017114892A
Authority: JP
Inventors: 敦勧内山; Atsuyuki Uchiyama; 真奈宮川; Mana Miyagawa
Original assignee: Joyson Safety Systems Japan GK
Current assignee: Joyson Safety Systems Japan GK
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2019-01-10

Abstract

【課題】導電性を有し、柔軟性を確保しつつ、少ない層構造で容易に加工することが可能な表皮材及びステアリングホイールを提供する。【解決手段】表皮材１は、所定の部品の表面に取り付けられる基材層１１と、基材層１１に積層される弾性体層１２と、弾性体層１２に塗装されるコート層１３と、を備え、弾性体層１２は、導電性材料１２ａを含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、導電性を有する表皮材及び導電性を有する表皮材を用いたステアリングホイールの技術分野に属するものである。

近年、人の心拍数又は脈拍数等の生体信号を電気的な情報として取得する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の技術は、皮革の表面にベースコート層及びトップコート層が形成される。ベースコート層は、皮革の表面上に成膜され、トップコート層よりも柔軟性が高い。トップコート層は、塗料を塗工することにより形成される第１トップコート層と第２トップコート層からなる。第１トップコート層と第２トップコート層の少なくとも一方にはカーボン系導電性粒子が含有されている。

特許５４８０３９６号公報

第１トップコート層と第２トップコート層は、塗装することにより形成されるので、柔軟性が低い。したがって、人が触れた時の柔軟性を向上させるために、第１トップコート層と第２トップコート層の他に柔軟性の高いベースコート層が必要である。すなわち、柔軟性を与える層、導電性を有する層及びコーティング層の３つの層が必要であった。

皮革との密着性を向上させるため、ベースコート層には柔軟性を向上させるための未架橋処方を実施し、トップコート層には耐性を向上させるための架橋の進んだコーティング処方を実施していた。そのため、複雑な加工工程で皮革の表面に三層が形成されていた。また、三層構造のために、剛性が上がり、人が触れた時に硬い感触となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、導電性を有し、柔軟性を確保しつつ、少ない層構造で容易に加工することが可能な表皮材及びステアリングホイールを提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明にかかる表皮材は、
所定の部品の表面に取り付けられる基材層と、
前記基材層に積層される弾性体層と、
前記弾性体層に塗装されるコート層と、
を備え、
前記弾性体層は、導電性材料を含む
ことを特徴とする。

また、本発明にかかる表皮材では、
前記弾性体層は、導電性粒子を含む発泡ウレタンからなる
ことを特徴とする。

また、本発明にかかる表皮材では、
前記コート層は、導電性粒子を含む
ことを特徴とする。

また、本発明にかかるステアリングホイールは、
環状のリム部と、
前記リム部を覆う前記表皮材と、
前記表皮材の前記弾性体層を検出電極として静電容量を検出する検出部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明にかかる表皮材によれば、所定の部品の表面に取り付けられる基材層と、前記基材層に積層される弾性体層と、前記弾性体層に塗装されるコート層と、を備え、前記弾性体層は、導電性材料を含むので、導電性を有し、柔軟性を確保しつつ、少ない層構造で容易に加工することが可能となる。

また、本発明にかかる表皮材によれば、前記弾性体層は、導電性粒子を含む発泡ウレタンからなるので、導電性を有する弾性体層１２の厚みを確保し、電極としての性能を向上させることが可能となる。

また、本発明にかかる表皮材によれば、前記コート層は、導電性材料を含むので、把持する手に対してより近い位置に導電性材料が存在することになり、的確に検出することが可能となる。

また、本発明にかかるステアリングホイールは、環状のリム部と、前記リム部を覆う前記表皮材と、前記表皮材の前記弾性体層を検出電極として静電容量を検出する検出部と、を備えるので、柔軟性を確保し、好感触を与えつつ、少ない層構造で容易に加工することができ、且つ、導電性を有し、把持の状況を的確に検出することが可能となる。

本発明に係る表皮材の断面を示す。本発明に係る表皮材を用いたステアリングホイールを示す。図２におけるIII-III断面を示す。図２におけるIV-IV断面を示す。

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明に係る表皮材１の断面を示す。

表皮材１は、所定の部品の表面に取り付けられる基材層１１と、基材層１１に積層される弾性体層１２と、弾性体層１２に塗装されるコート層１３と、を備える。

基材層１１は、最も外側のトップレザー、トップレザーから裂かれたスプリットレザー、又は、表面仕上げ前のクラスト革等の天然皮革、人工皮革、合成皮革、不織布、ゴムシート、若しくは、織物等でよい。

天然皮革は、牛等のほ乳類、鳥類、は虫類等の皮革でよい。人工皮革は、不織布をベースとして、樹脂をコーティングした物である。合成皮革は、布や綿等の織物及び編物に樹脂をコーティングした物である。

弾性体層１２は、柔軟性のある弾性体を用いる。弾性体は、発泡材を含むエラストマー材料、ゴム材料、若しくは、ポリ塩化ビニル等を有する。エラストマー材料は、スチレン系、シリコン系、オレフィン系又はウレタン系等でよい。ゴム材料は、ブタジエンゴム、シリコンゴム又はエチレンプロピレンジエンゴム等でよい。特に、ポリオールを主成分とするＡ液とジフェニルメタンジイソシアネートを主成分とするＢ液とを混合して得られる２液性発泡ウレタンが好ましい。

弾性体層１２は、弾性体に導電性材料１２ａを含む。導電性材料１２ａは、銀、銅、金、プラチナ、パラジウム、鉄、ニッケル又はカーボン等を用いればよい。導電性材料１２ａを含むことによって、弾性体層１２は、導電性を有する。導電性材料１２ａは、導電性粒子からなることが好ましい。

コート層１３は、弾性体層１２の表面を塗装し、コーティングする。塗料は、水系、溶剤系どちらでもよい。また、主剤と硬化剤を混合して使用する２液系塗料又は単体で使用する１液塗料でもよい。塗料は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂又はフッ素樹脂等を含有してもよい。なお、コート層１３は、絶縁層であっても、導電層であってもよい。導電層を形成するには、導電性材料を含む塗料を使用すればよい。弾性体層１２とコート層１３をあわせた厚みは、１５０μｍ以下が好ましい。

表皮材１は、柔軟性を有するため、人と接触した時に柔軟で良好な感触を与えることができる。また、表皮材１は、導電性を有するため、人と接触したことを検出するセンサの一部として用いることができる。例えば、車両のステアリングホイールのリムの表皮、ドアハンドルの表皮、シートの表皮、インストルメントパネルの表皮、エアバッグカバー、又は、内装トリムの表皮等に用いられる。

本実施形態の表皮材１によれば、弾性体層１２は、導電性材料１２ａを含むので、導電性を有し、従来の三層構造と比較して、柔軟性があり、少ない層構造で容易に加工することが可能である。また、弾性体層１２は、導電性粒子を含む発泡ウレタンからなるので、導電性を有する弾性体層１２の厚みを確保し、電極としての性能を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の表皮材１によれば、コート層１３は、導電性材料を含むので、把持する手に対してより近い位置に導電性材料が存在することになり、的確に検出することが可能となる。

次に、本実施形態の表皮材１を車両のステアリングホイール２０の主に環状のリム２０ａの表皮に用いた例について説明する。

図２は、本実施形態の表皮材１を用いたステアリングホイール２０を示す。図３は、図２におけるIII-III断面を示す。

ステアリングホイール２０は、環状のリム部２０ａと、リム部２０ａの中心に設置されるハブ部２０ｂと、を有する。ハブ部２０ｂは、左右及び下方でリム部２０ａと連結される。

リム部２０ａは、環状で導電性の芯金２１と、芯金２１を被覆する絶縁性の芯金被覆部２２と、芯金被覆部２２を覆う表皮材１と、を有する。芯金２１は、芯金被覆部２２内に設置され、金属等の導電性部材からなる。本実施形態の芯金２１は、断面がＵ字状に形成されているが、これに限らず、どのような断面でもよい。本実施形態の芯金被覆部２２は、発泡ウレタン等の軟質材料であって、芯金２１を被覆する。なお、芯金被覆部２２は、硬質材料であってもよい。本実施形態の表皮材１は、このリム部２０ａを覆うように巻き付けられる。

ハブ部２０ｂは、導電性のフレーム２３と、フレーム２３を覆うフレーム被覆部２４と、を有する。フレーム２３は、金属等の導電性部材からなり、芯金２１と連結される。本実施形態のフレーム２３は、左右及び下方で芯金２１と連結される。すなわち、芯金２１とフレーム２３とが電極の１つとなる。本実施形態のフレーム被覆部２４は、発泡ウレタン等の軟質材料であって、フレーム２３を被覆する。

なお、芯金被覆部２２は、主に芯金２１を被覆するが、フレーム２３を被覆してもよい。また、フレーム被覆部２４は、主にフレーム２３を被覆するが、芯金２１を被覆してもよい。本実施形態では、芯金被覆部２２及び表皮材１は、ハブ部２０ｂの左右上方及び下方の一部も被覆する。

図４は、図２におけるIV-IV断面を示す。

芯金被覆部２２及び表皮材１は、リム部２０ａを上方、左右側方、下方の４つの部分に分けて被覆する。それぞれの連結部分は、図４に示すように、折り曲げて芯金被覆部２２に挿入される。表皮材１のうち導電性を有する弾性体層１２は、リード線１５で結ばれる。

ステアリングホイール２０は、検出部３０を有する。検出部３０は、表皮材１の弾性体層１２と、芯金２１及びフレーム２３と、をそれぞれ電極として、その間の静電容量を検出する静電容量センサ３１と、静電容量センサ３１が検出した静電容量の変化に基づきステアリングホイール２０の把持状況を判定する判定部３２と、静電容量センサ３１と判定部３２を結ぶリード線３３と、を有する。

運転者がリム部２０ａを把持すると、静電容量センサ３１で検出される静電容量が、リム部２０ａが把持されていない時の静電容量に対して変化する。これに伴い変化した電流値と予め定めた閾値とを比較し、リム部２１ａが把持されているか否かを判定する。

本実施形態の表皮材１を用いたステアリングホイール２０によれば、柔軟性を確保し、好感触を与えつつ、少ない層構造で容易に加工することができ、且つ、導電性を有し、把持の状況を的確に検出することが可能となる。

なお、本実施形態では、表皮材１をステアリングホイール２０に用いた例を説明したがこれに限らない。例えば、表皮材１は、シート、ドアハンドル、インパネ、ＤＡＢカバー又は内装トリム等に用いてもよい。本実施形態の表皮材１を用いることによって、適用された製品に人が接触したか否かを判定することができる。

以上、本実施形態の表皮材１によれば、所定の部品の表面に取り付けられる基材層１１と、基材層１１に積層される弾性体層１２と、弾性体層１２に塗装されるコート層１３と、を備え、弾性体層１２は、導電性材料１２ａを含むので、導電性を有し、柔軟性を確保しつつ、少ない層構造で容易に加工することが可能となる。

また、本実施形態の表皮材１によれば、弾性体層１２は、導電性粒子を含む発泡ウレタンからなるので、導電性を有する弾性体層１２の厚みを確保し、電極としての性能を向上させることが可能となる。

さらに、本実施形態のステアリングホイール２０によれば、環状のリム部２１と、リム部２１を覆う表皮材１と、表皮材１の弾性体層１２を検出電極として静電容量を検出する検出部と、を備えるので、柔軟性を確保し、好感触を与えつつ、少ない層構造で容易に加工することができ、且つ、導電性を有し、把持の状況を的確に検出することが可能となる。

なお、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

本発明の表皮材１は、導電性を有し、柔軟性を確保しつつ、少ない層構造で容易に加工することが可能である。

１…表皮材、１１…基材層、１２…弾性体層、１２ａ…導電性材料、１３…コート層、１５…リード線、２０…ステアリングホイール、２０ａ…リム部、２０ｂ…ハブ部、２１…芯金、２２…芯金被覆部、２３…フレーム、２４…フレーム被覆部、３０…検出部、３１…静電容量センサ、３２…判定部、３３…リード線

Claims

基材層と、
前記基材層に積層される弾性体層と、
前記弾性体層に塗装されるコート層と、
を備え、
前記弾性体層は、導電性材料を含む
ことを特徴とする表皮材。
前記弾性体層は、導電性粒子を含む発泡ウレタンからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の表皮材。
前記コート層は、導電性材料を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表皮材。
環状のリム部と、
前記リム部を覆う請求項１乃至３のいずれか１つに記載の表皮材と、
前記表皮材の前記弾性体層を検出電極として静電容量を検出する検出部と、
を備える
ことを特徴とするステアリングホイール。