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WO2019225252A1 - 表皮材及びステアリングホイール - Google Patents

表皮材及びステアリングホイール Download PDF

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Publication number
WO2019225252A1
WO2019225252A1 PCT/JP2019/016975 JP2019016975W WO2019225252A1 WO 2019225252 A1 WO2019225252 A1 WO 2019225252A1 JP 2019016975 W JP2019016975 W JP 2019016975W WO 2019225252 A1 WO2019225252 A1 WO 2019225252A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
skin material
layer
conductive
elastic body
steering wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/016975
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敦勧 内山
真奈 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joyson Safety Systems Japan GK
Original Assignee
Joyson Safety Systems Japan GK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joyson Safety Systems Japan GK filed Critical Joyson Safety Systems Japan GK
Publication of WO2019225252A1 publication Critical patent/WO2019225252A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245—Measuring pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/296—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electromyography [EMG]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/06—Rims, e.g. with heating means; Rim covers

Definitions

  • the present invention belongs to the technical field of a conductive skin material and a steering wheel using a conductive skin material.
  • Patent Document 1 a technique for acquiring a biological signal such as a person's heart rate or pulse rate as electrical information has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • a base coat layer and a top coat layer are formed on the surface of leather.
  • the base coat layer is formed on the leather surface and is more flexible than the top coat layer.
  • the top coat layer is composed of a first top coat layer and a second top coat layer formed by applying a paint. At least one of the first topcoat layer and the second topcoat layer contains carbon-based conductive particles.
  • first top coat layer and the second top coat layer are formed by painting, the flexibility is low. Therefore, in order to improve the flexibility when touched by a person, a highly flexible base coat layer is required in addition to the first top coat layer and the second top coat layer. That is, three layers were required: a layer that gives flexibility, a conductive layer, and a coating layer.
  • the base coat layer was subjected to an uncrosslinked formulation to improve flexibility, and the top coat layer was subjected to a highly crosslinked coating formulation to improve resistance. . Therefore, three layers were formed on the surface of the leather by a complicated processing process. In addition, because of the three-layer structure, the rigidity has been increased, and it has become a hard feel when touched by a person.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide a skin material that has electrical conductivity and can be easily processed with a small number of layer structures while ensuring flexibility. It is to provide a steering wheel.
  • the skin material according to the present invention is: A base material layer attached to a surface of a predetermined component; An elastic layer laminated on the base material layer; With The elastic layer includes a conductive material.
  • the elastic body layer is made of urethane foam containing conductive particles.
  • a coat layer is provided on the elastic layer.
  • the shield layer includes a conductive material.
  • the coat layer includes a conductive material.
  • the steering wheel according to the present invention is An annular rim portion including a conductive metal core and an insulating metal core coating that covers the metal core;
  • With The elastic layer is a sensor electrode for detecting a capacitance when the rim portion is grasped or released.
  • the steering wheel according to the present invention is An annular rim portion including a conductive metal core and an insulating metal core coating that covers the metal core;
  • the skin material covering the rim, With The skin material whose surface is not insulated serves as an electrode to detect electrical characteristics.
  • the steering wheel according to the present invention is The skin material is divided into a right skin material and a left skin material, An insulating part is provided between the right skin material and the left skin material.
  • the skin material includes a base material layer attached to a surface of a predetermined component, and an elastic body layer laminated on the base material layer, and the elastic body layer includes a conductive material. Therefore, it is possible to easily process with a small number of layer structures while having conductivity and ensuring flexibility.
  • the said elastic body layer consists of foaming urethane containing electroconductive particle, ensuring the thickness of the elastic body layer which has electroconductivity, and improving the performance as an electrode. Is possible.
  • the coating layer coated on the elastic body layer is provided, the durability of the skin material can be improved.
  • the skin material concerning this invention is equipped with the shield layer laminated
  • the coating layer includes a conductive material
  • the detection target and the conductive coating layer are in direct contact with each other, and electrical characteristics such as weak current, voltage, and resistance are obtained. It becomes possible to measure.
  • a human hand touches it is possible to measure changes in the state of the human body over time, such as heart rate, pulse, blood pressure, increase / decrease in hand sweat, and obtain heart rate, hand surface conductivity, and electrocardiogram it can.
  • an annular rim portion including a conductive metal core and an insulating metal core covering portion that covers the metal core, and the skin material that covers the rim portion
  • the elastic body layer is a sensor electrode for detecting the electrostatic capacity when the rim portion is grasped or released, and is therefore grounded through the vehicle body. It is possible to shield the influence from the mandrel that changes, and to accurately detect the capacitance between the human hand and the elastic layer.
  • an annular rim portion including a conductive metal core and an insulating metal core covering portion that covers the metal core, and the skin material that covers the rim portion, Because the skin material whose surface is not insulated acts as an electrode to detect electrical characteristics, the human hand and the conductive coating layer will be in direct contact with each other, and electrical characteristics such as weak current, voltage, resistance, etc. It becomes possible to measure. Therefore, during driving, changes in the state of the human body such as heart rate, pulse rate, blood pressure, increase / decrease in hand sweat can be measured over time, and heart rate, surface conductivity of the hand, and electrocardiogram waveform can be obtained.
  • the skin material is divided into a right skin material and a left skin material, and an insulating portion is provided between the right skin material and the left skin material. Therefore, it is possible to accurately detect the gripping state separately on the left and right.
  • a conductive skin material is applied to the surface, a human hand and the conductive coating layer are in direct contact with each other, and it is possible to measure electrical characteristics such as weak current, voltage, and resistance. Therefore, during driving, changes in the state of the human body such as heart rate, pulse rate, blood pressure, increase / decrease in hand sweat can be measured over time, and heart rate, surface conductivity of the hand, and electrocardiogram waveform can be obtained.
  • FIG. 5 shows a cross section of a steering using the skin material of the second embodiment according to the present invention at a portion corresponding to FIG. 4.
  • stiring using the skin material of 2nd Embodiment based on this invention of the part corresponding to FIG. 3 are shown.
  • the change of the electrostatic capacitance of steering using the skin material of a 2nd embodiment concerning the present invention is shown.
  • seat using the skin material 1 of 1st Embodiment or 2nd Embodiment is shown.
  • seat using the skin material of 2nd Embodiment is shown.
  • the cross section of the skin material of 3rd Embodiment which concerns on this invention is shown.
  • the cross section of the skin material of 4th Embodiment which concerns on this invention is shown.
  • the steering wheel using the skin material of 3rd Embodiment or 4th Embodiment is shown.
  • the electrode state of the steering wheel using the skin material of 3rd Embodiment or 4th Embodiment is shown.
  • the change of the voltage at the time of holding the steering wheel using the skin material of 3rd Embodiment or 4th Embodiment with both hands is shown.
  • FIG. 1 shows a cross section of the skin material 1 of the first embodiment according to the present invention.
  • the skin material 1 includes a base material layer 11 attached to the surface of a predetermined component, an elastic body layer 12 laminated on the base material layer 11, and a coat layer 13 coated on the elastic body layer 12.
  • the base material layer 11 is the outermost top leather, split leather torn from the top leather, or natural leather such as crust leather before surface finishing, artificial leather, synthetic leather, non-woven fabric, rubber sheet, or woven fabric. Good.
  • Natural leather may be leather such as cattle and other mammals, birds and reptiles. Artificial leather is a non-woven fabric base coated with a resin. Synthetic leather is a fabric or knitted fabric such as cotton or cotton coated with a resin.
  • the elastic body layer 12 uses a flexible elastic body.
  • the elastic body includes an elastomer material including a foam material, a rubber material, or polyvinyl chloride.
  • the elastomer material may be styrene, silicon, olefin or urethane.
  • the rubber material may be butadiene rubber, silicon rubber or ethylene propylene diene rubber.
  • a two-component foamed urethane obtained by mixing a liquid A mainly composed of polyol and a liquid B mainly composed of diphenylmethane diisocyanate is preferable.
  • the elastic body layer 12 includes a conductive material 12a in an elastic body.
  • a conductive filler or paste such as silver, copper, gold, platinum, palladium, iron, nickel, or carbon may be used.
  • the elastic body layer 12 has conductivity.
  • the conductive material 12a is preferably made of conductive particles.
  • the coating layer 13 paints and coats the surface of the elastic body layer 12.
  • the paint may be either water-based or solvent-based. Alternatively, a two-component paint used by mixing a main agent and a curing agent or a one-component paint used alone may be used.
  • the paint may contain a urethane resin, an acrylic resin, a silicon resin, a fluorine resin, or the like.
  • the total thickness of the elastic body layer 12 and the coat layer 13 is preferably 150 ⁇ m or less.
  • the skin material 1 Since the skin material 1 has flexibility, it can give a soft and good feel when it comes into contact with a person. Moreover, since the skin material 1 has electroconductivity, it can be used as a part of sensor which detects having contacted the person. For example, it is used for a rim skin of a steering wheel of a vehicle, a skin of a door handle, a skin of a seat, a skin of an instrument panel, an airbag cover, or a skin of an interior trim.
  • the elastic body layer 12 since the elastic body layer 12 includes the conductive material 12a, the elastic layer 12 has conductivity, is more flexible than the conventional one, and is easily processed with a small layer structure. Is possible. Moreover, since the elastic body layer 12 consists of foaming urethane containing electroconductive particle, it becomes possible to ensure the thickness of the elastic body layer 12 which has electroconductivity, and to improve the performance as an electrode.
  • FIG. 2 shows a steering wheel 20 using the skin material 1 of the first embodiment.
  • FIG. 3 shows a III-III cross section in FIG.
  • the steering wheel 20 has an annular rim portion 20a and a hub portion 20b installed at the center of the rim portion 20a.
  • the hub portion 20b is connected to the rim portion 20a on the left and right and below.
  • the rim portion 20 a includes an annular conductive core metal 21, an insulating core metal coating portion 22 that covers the core metal 21, and a skin material 1 that covers the core metal coating portion 22.
  • the cored bar 21 is installed in the cored bar cover 22 and is made of a conductive member such as metal.
  • the cross section of the cored bar 21 of this embodiment is U-shaped, it is not restricted to this, What kind of cross section may be sufficient.
  • the cored bar covering portion 22 of the present embodiment is a soft material such as urethane foam and covers the cored bar 21.
  • the cored bar covering portion 22 may be a hard material.
  • the skin material 1 of this embodiment is wound so as to cover the rim portion 20a.
  • the hub portion 20 b includes a conductive frame 23 and a frame covering portion 24 that covers the frame 23.
  • the frame 23 is made of a conductive member such as metal and is connected to the cored bar 21.
  • the frame 23 of the present embodiment is connected to the cored bar 21 on the left and right and below. That is, the core metal 21 and the frame 23 are one of the electrodes.
  • the frame covering portion 24 of the present embodiment is a soft material such as urethane foam and covers the frame 23.
  • the cored bar covering portion 22 mainly covers the cored bar 21, but may cover the frame 23.
  • the frame covering portion 24 mainly covers the frame 23, but may cover the cored bar 21.
  • the cored bar covering portion 22 and the skin material 1 also cover the left and right upper and lower portions of the hub portion 20b.
  • FIG. 4 shows an IV-IV cross section in FIG.
  • the cored bar covering portion 22 and the skin material 1 cover the rim portion 20a by dividing it into four parts, upper, left and right sides, and lower. As shown in FIG. 4, each connecting portion is bent and inserted into the cored bar covering portion 22.
  • the elastic body layer 12 having conductivity in the skin material 1 is connected by a lead wire 15.
  • the steering wheel 20 detects the capacitance between the elastic body layer 12 serving as a sensor electrode and the hand holding the rim portion 20a.
  • the capacitance when the hand is placed and when it is released changes, and information on the change in the capacitance is sent to the determination unit 31 such as an ECU connected to the elastic layer 12 via the connector 32 and the lead wire 33. Is transmitted.
  • the capacitance detected by the elastic layer 12 serving as the sensor electrode changes with respect to the capacitance when the rim portion 20a is not gripped.
  • the determination unit 31 determines whether or not the rim portion 20a is gripped by comparing the current value that has changed along with the predetermined threshold value.
  • the steering wheel 20 using the skin material 1 of the first embodiment it is possible to easily process with a small number of layer structures while ensuring flexibility and giving a good feel, and having conductivity, It is possible to accurately detect the gripping situation.
  • FIG. 5 shows a cross section of the skin material of the second embodiment according to the present invention.
  • the skin material 1 includes a base material layer 11 attached to the surface of a predetermined part, an elastic body layer 12 laminated on the base material layer 11, a coat layer 13 coated on the elastic body layer 12, and a coat layer 13. And a shield layer 14 to be laminated.
  • the base material layer 11, the elastic body layer 12, and the coat layer 13 may be made of the same material as in the first embodiment.
  • the shield layer 14 uses a flexible elastic body.
  • the elastic body includes an elastomer material including a foam material, a rubber material, or polyvinyl chloride.
  • the elastomer material may be styrene, silicon, olefin or urethane.
  • the rubber material may be butadiene rubber, silicon rubber or ethylene propylene diene rubber.
  • a two-component foamed urethane obtained by mixing a liquid A mainly composed of polyol and a liquid B mainly composed of diphenylmethane diisocyanate is preferable.
  • the shield layer 14 includes a conductive material 14a in an elastic body.
  • a conductive material 14a silver, copper, gold, platinum, palladium, iron, nickel, carbon, or the like may be used.
  • the shield layer 14 has conductivity.
  • the conductive material 14a is preferably made of conductive particles.
  • the shield layer 14 the elastic body layer 12 and the core metal 21 are capacitively coupled, and a disturbance when detecting the electrostatic capacitance between the hand holding the rim portion 20 a and the elastic body layer 12. It can suppress becoming a factor.
  • FIG. 6 shows a cross section of the steering using the skin material of the second embodiment according to the present invention at a portion corresponding to FIG.
  • FIG. 7 shows a cross-section and electrical connection of a steering wheel using the skin material of the second embodiment according to the present invention in a portion corresponding to FIG.
  • FIG. 8 shows a change in the capacitance of the steering using the skin material of the second embodiment according to the present invention.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents voltage
  • the solid line represents the signal electrode of the elastic body layer 12
  • the broken line represents the shield layer electrode of the shield layer 14.
  • the core metal covering portion 22 and the skin material 1 of the second embodiment cover the rim portion 20a by dividing it into four parts, upper, left and right sides, and lower, as in the first embodiment shown in FIG. Each connecting portion is bent and inserted into the cored bar covering portion 22 as shown in FIG. Of the skin material 1, the conductive elastic layer 12 is connected by a lead wire 15, and the shield layer 14 is connected by a lead wire 16.
  • the steering wheel 20 detects the capacitance between the elastic body layer 12 serving as a sensor electrode and the hand holding the rim portion 20a.
  • the capacitance when the hand is placed and when the hand is released changes, and information on the change in the capacitance is transmitted to a determination unit 31 such as an ECU connected to the elastic body layer 12.
  • the cored bar 21 and the frame (not shown) of the second embodiment are grounded.
  • the signal electrode and the shield layer electrode have substantially the same voltage as shown in FIG.
  • the amplitude of the signal electrode is smaller than that of the shield layer electrode, and the capacitance detected by the determination unit 31 is less than the rim.
  • the capacitance changes when the portion 20a is not gripped.
  • the capacitance that has changed with this is compared with a predetermined threshold value, and it is determined whether or not the rim portion 20a is gripped.
  • a shield layer that can be easily processed with a small number of layer structures while ensuring flexibility and giving a good feel, and having conductivity.
  • the electrical influence on the elastic body layer 12 can be shielded, and stable performance can be ensured regardless of the surrounding conditions.
  • FIG. 9 shows a sheet using the skin material 1 of the first embodiment or the second embodiment.
  • FIG. 10 shows electrical connection of sheets using the skin material of the second embodiment.
  • the seat 40 has a seat portion 41.
  • the skin material 1 of 1st Embodiment or 2nd Embodiment is provided in at least one part. Further, the sheet 40 detects the electrostatic capacitance between the elastic body layer 12 of the skin material 1 serving as a sensor electrode and a person sitting on the seat 41. Capacitance changes when sitting on the seat 41 and when not sitting, and information on changes in these capacities is sent to the determination unit 31 such as an ECU connected to the elastic layer 12 from the connector 32 and the lead wire. 33 is transmitted.
  • a seat frame (not shown) is grounded.
  • the signal electrode When a person sits on the seat portion 41, as shown in FIG. 8B, the signal electrode has a smaller amplitude than the shield layer electrode, and the capacitance detected by the determination unit 31 indicates that the person is seated. It changes with respect to the electrostatic capacity when not sitting on 41. The capacitance that has changed with this is compared with a predetermined threshold value to determine whether or not a person is sitting on the seat 41.
  • the shield layer 14 can be easily processed with a small layer structure while ensuring flexibility and giving a good feel, and having conductivity. It becomes possible to detect the seating situation more accurately by providing.
  • FIG. 11 shows a cross section of the skin material 1 of the third embodiment according to the present invention.
  • the skin material 1 of the third embodiment includes a base material layer 11 attached to the surface of a predetermined component, and an elastic body layer 12 laminated on the base material layer 11, and the elastic body layer 12 has conductivity. .
  • the base material layer 11 and the elastic body layer 12 may be made of the same material as in the first embodiment. Further, the third embodiment is used to obtain various biological information by detecting weak current in the human body through the hand of the human body using the conductivity of the elastic body layer 12.
  • the skin material 1 of the third embodiment it is possible to easily process with fewer layer structures as compared with the conventional case.
  • FIG. 12 shows a cross section of the skin material 1 of the fourth embodiment according to the present invention.
  • the skin material 1 of the fourth embodiment includes a base material layer 11 attached to the surface of a predetermined component, an elastic body layer 12 laminated on the base material layer 11, and a coat layer 13 coated on the elastic body layer 12.
  • the elastic body layer 12 and the coat layer 13 have conductivity.
  • the fourth embodiment is used to obtain various biological information by detecting weak current in the human body through the hand of the human body using the conductivity of the elastic body layer 12.
  • the coat layer 13 in the skin material 1 of the fourth embodiment is a conductive layer.
  • a paint containing a conductive material may be used.
  • the coating layer 13 includes a conductive material
  • the detection target and the conductive coating layer are in direct contact with each other, and at least electric conductance, electrical resistance, current, voltage, etc. Characteristics can be detected. It is also possible to measure electrical characteristics such as weak current, voltage, resistance, and the like.
  • electrical characteristics such as weak current, voltage, resistance, and the like.
  • changes in the state of the human body over time such as heart rate, pulse, blood pressure, increase or decrease in hand sweat, and obtain heart rate, surface conductivity of the hand, and ECG waveform. it can.
  • FIG. 13 shows a steering wheel 20 using the skin material 1 of the third embodiment or the fourth embodiment.
  • the 13 has an annular rim portion 20a and a hub portion 20b installed at the center of the rim portion 20a.
  • the hub portion 20b is connected to the rim portion 20a on the left and right and below.
  • the skin material 1 of the third embodiment or the fourth embodiment is used for the rim portion 20a. Further, an insulating portion 50 is provided between the right skin material 1R and the left skin material 1L. Therefore, the right skin material 1R and the left skin material 1L are in an insulated state.
  • the steering wheel 20 has electrodes 12 and 13 of conductive layers made of the elastic body layer 12 or the coat layer 13 of the skin material 1.
  • the skin material 1 including this electrode is partitioned by an insulating portion 50 and is divided into left and right.
  • the electrodes 12L and 13L made of the left conductive layer and the electrodes 12R and 13R made of the right conductive layer are connected to a determination unit 31 such as an ECU installed in the steering wheel 20 via a connector 32 and a lead wire 33, respectively.
  • the determination unit 31 can measure the conductance of the surface of the hand by touching the steering wheel 20 with either the left or right hand.
  • FIG. 14 shows an electrode state of the steering wheel 20 using the skin material 1 of the third embodiment or the fourth embodiment.
  • FIG. 14A shows the conductance of the right electrode
  • FIG. 14B shows the conductance of the left electrode.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents conductance.
  • the determination unit 31 detects that the conductance of the right skin material 1R has changed, as shown in FIG. 14 (a).
  • the determination unit 31 detects that the conductance of the left skin material 1L has changed as shown in FIG. 14 (b). Accordingly, the determination unit 31 determines whether or not the rim portion 20a is gripped.
  • the steering wheel 20 using the skin material 1 of the third or fourth embodiment it is possible to easily process with a small number of layer structures while ensuring flexibility and giving a good feeling, and having conductivity. It is possible to accurately detect the gripping state. In addition, it is possible to accurately detect the gripping state divided into left and right. Furthermore, when the gripping state changes, such as when the person is nervous and sweats the palm, the electrode state also changes, so the gripping state can be detected more accurately.
  • FIG. 15 shows a change in voltage when the steering wheel 20 using the skin material 1 of the third embodiment or the fourth embodiment is gripped with both hands.
  • the steering wheel 20 using the skin material 1 of the third embodiment or the fourth embodiment can measure a heart rate.
  • the right skin material 1R and the left skin material 1L are gripped by different hands, current flows from one hand to the other through the human body.
  • the voltage of this current changes due to the heartbeat. Therefore, as shown in FIG. 15, the change in voltage according to time can be measured, and during operation, changes in the state of the human body such as heart rate, pulse, blood pressure, increase / decrease in hand sweat can be measured over time, Heart rate, hand surface conductivity, and ECG waveform can be obtained.
  • the human hand and the conductive coating layer are in direct contact with each other, and other electrical characteristics such as weak current and resistance can be measured.
  • the skin material 1 may be used for a door handle, an instrument panel, a DAB cover, an interior trim, or the like.
  • the skin material 1 of the present embodiment it can be determined whether or not a person has touched the applied product.
  • the base material layer 11 attached to the surface of the predetermined component and the elastic body layer 12 laminated on the base material layer 11 are provided. Since the conductive material 12a is included, it is possible to easily process with a small number of layer structures while having conductivity and ensuring flexibility.
  • the elastic body layer 12 consists of foaming urethane containing electroconductive particle, the thickness of the elastic body layer 12 which has electroconductivity is ensured, and the performance as an electrode is improved. It becomes possible to make it.
  • the durability of the skin material 1 can be improved.
  • the shield layer 14 is laminated on the base material layer 11 on the side opposite to the elastic body layer 12, and the shield layer 14 includes a conductive material. Electrical influence on the layer 12 can be shielded, and stable performance can be ensured regardless of the surrounding conditions.
  • the coating layer 13 contains a conductive material, the detection target and the conductive coating layer 13 are in direct contact with each other, and an electric current such as a weak current, voltage, resistance, or the like. It becomes possible to measure the characteristics.
  • an electric current such as a weak current, voltage, resistance, or the like. It becomes possible to measure the characteristics.
  • a human hand touches it is possible to measure changes in the state of the human body over time, such as heart rate, pulse, blood pressure, increase / decrease in hand sweat, etc., and obtain heart rate, hand surface conductivity, electrocardiogram waveform it can.
  • the annular rim portion 20a including the conductive core metal 21 and the insulating core metal covering portion 22 that covers the core metal 21, and the skin material that covers the rim portion 20a. 1 and the elastic body layer 12 is a sensor electrode for detecting the electrostatic capacity when the rim portion 20a is grasped or released, and is therefore grounded through the vehicle body so that the voltage varies depending on the running state. Then, the influence from the cored bar whose capacitance changes can be shielded, and the capacitance between the human hand and the elastic layer can be accurately detected.
  • the skin material 1 is divided into the right skin material 1R and the left skin material 1L, and the insulating portion 50 is provided between the right skin material 1R and the left skin material 1L. Is provided. Therefore, it is possible to accurately detect the gripping state separately on the left and right.
  • the conductive skin material 1 is applied to the surface, the human hand and the conductive coat layer 13 are in direct contact with each other, and it is possible to measure electrical characteristics such as weak current, voltage, and resistance. . Therefore, during driving, changes in the state of the human body such as heart rate, pulse rate, blood pressure, increase / decrease in hand sweat can be measured over time, and heart rate, surface conductivity of the hand, and electrocardiogram waveform can be obtained.
  • the skin material 1 of the present invention has electrical conductivity and can be easily processed with a small layer structure while ensuring flexibility.
  • SYMBOLS 1 Skin material, 11 ... Base material layer, 12 ... Elastic body layer, 12a ... Conductive material, 13 ... Coat layer, 14 ... Shield layer, 15 ... Lead wire, 20 ... Steering wheel, 20a ... Rim part, 20b ... Hub part, 21 ... core metal, 22 ... core metal coating part, 23 ... frame, 24 ... frame coating part, 331 ... judgment unit, 32 ... connector, 33 ... lead wire

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Abstract

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。表皮材１は、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、弾性体層１２とは反対側で基材層１１に積層されるシールド層１４と、を備え、弾性体層２３は、導電性材料を含むことを特徴とする。

Description

表皮材及びステアリングホイール
  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、
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、
　前記弾性体層に塗装されるコート層を備える
ことを特徴とする。
　また、本発明にかかる表皮材では、
　前記弾性体層とは反対側で前記基材層に積層されるシールド層を備え、
　前記シールド層は、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、
　前記コート層は、導電性材料を含む
ことを特徴とする。
　また、本発明にかかるステアリングホイールは、
　導電性の芯金及び前記芯金を被覆する絶縁性の芯金被覆部を含む環状のリム部と、
　前記リム部を覆う前記表皮材と、
を備え、
　前記弾性体層は、前記リム部を把持又は手放した時の静電容量を検出するためのセンサ電極である
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、
　導電性の芯金及び前記芯金を被覆する絶縁性の芯金被覆部を含む環状のリム部と、
　前記リム部を覆う前記表皮材と、
を備え、
　表面が絶縁されていない前記表皮材が電極となって電気特性を検出する
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、
　前記表皮材は、右の表皮材と左の表皮材に分けられ、
　前記右の表皮材と前記左の表皮材の間に絶縁部を備える
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、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、前記弾性体層に塗装されるコート層を備えるので、前記表皮材の耐久性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、前記弾性体層とは反対側で前記基材層に積層されるシールド層を備え、前記シールド層は、導電性材料を含むので、弾性体層への電気的な影響を遮蔽することができ、周囲の状況に関わらず安定した性能を確保することができる。
　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、検出対象と導電性のコート層が直接触れることになり、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。また、人の手が触れる場合、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
　また、本発明にかかるステアリングホイールによれば、導電性の芯金及び前記芯金を被覆する絶縁性の芯金被覆部を含む環状のリム部と、前記リム部を覆う前記表皮材と、を備え、前記弾性体層は、前記リム部を把持又は手放した時の静電容量を検出するためのセンサ電極であるので、車体を通して接地されているために走行状態によって電圧が変化し静電容量が変化する芯金からの影響を遮蔽することができ、人の手と弾性体層との間の静電容量を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によれば、導電性の芯金及び前記芯金を被覆する絶縁性の芯金被覆部を含む環状のリム部と、前記リム部を覆う前記表皮材と、を備え、表面が絶縁されていない前記表皮材が電極となって電気特性を検出するので、人の手と導電性のコート層が直接触れることになり、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。したがって、運転中に、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
　また、本発明にかかるステアリングホイールによれば、表皮材は、右の表皮材と左の表皮材に分けられ、前記右の表皮材と前記左の表皮材の間に絶縁部を備える。したがって、左右に分けて把持状況を的確に検出することが可能となる。表面に導電性の表皮材を適用した場合には、人の手と導電性のコート層が直接触れることになり、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。したがって、運転中に、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
本発明に係る第１実施形態の表皮材の断面を示す。 本発明に係る第１実施形態の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。 本発明に係る第２実施形態の表皮材の断面を示す。 図４に相当する部分の本発明に係る第２実施形態の表皮材を用いたステアリングの断面を示す。 図３に相当する部分の本発明に係る第２実施形態の表皮材を用いたステアリングの断面及び電気的接続を示す。 本発明に係る第２実施形態の表皮材を用いたステアリングの静電容量の変化を示す。 第１実施形態又は第２実施形態の表皮材１を用いたシートを示す。 第２実施形態の表皮材を用いたシートの電気的接続を示す。 本発明に係る第３実施形態の表皮材の断面を示す。 本発明に係る第４実施形態の表皮材の断面を示す。 第３実施形態又は第４実施形態の表皮材を用いたステアリングホイールを示す。 第３実施形態又は第４実施形態の表皮材を用いたステアリングホイールの電極状態を示す。 第３実施形態又は第４実施形態の表皮材を用いたステアリングホイールを両手で握った場合の電圧の変化を示す。
　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、本発明に係る第１実施形態の表皮材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の導電性フィラーやペーストを用いればよい。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。表皮材全体の厚みが１．３ｍｍの場合、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。
　第１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。
　次に、第１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、第１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では、センサ電極となる弾性体層１２とリム部２０ａを把持する手の間の静電容量を検出する。手を置いた時と放した時の静電容量が変化し、これらの静電容量の変化の情報は、弾性体層１２とつながれたＥＣＵ等の判断ユニット３１にコネクタ３２及びリード線３３を介して伝達される。
　運転者がリム部２０ａを把持すると、センサ電極となる弾性体層１２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、判断ユニット３１は、リム部２０ａが把持されているか否かを判定する。
　第１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。
　図５は、本発明に係る第２実施形態の表皮材の断面を示す。
　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、コート層１３に積層されるシールド層１４と、を備える。
　基材層１１、弾性体層１２及びコート層１３は、第１実施形態と同様の材料でよい。
　シールド層１４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。
　シールド層１４は、弾性体に導電性材料１４ａを含む。導電性材料１４ａ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、シールド層１４は、導電性を有する。導電性材料１４ａは、導電性粒子からなることが好ましい。
　このように、シールド層１４を設けることによって、弾性体層１２と芯金２１が容量結合し、リム部２０ａを把持する手と弾性体層１２との間の静電容量を検出する際の外乱要因となることを抑制することができる。
　図６は、図４に相当する部分の本発明に係る第２実施形態の表皮材を用いたステアリングの断面を示す。図７は、図３に相当する部分の本発明に係る第２実施形態の表皮材を用いたステアリングの断面及び電気的接続を示す。図８は、本発明に係る第２実施形態の表皮材を用いたステアリングの静電容量の変化を示す。図８において、横軸は時間、縦軸は電圧、実線は弾性体層１２の信号電極、破線はシールド層１４のシールド層電極である。
　第２実施形態の芯金被覆部２２及び表皮材１は、図２に示した第１実施形態と同様に、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６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、シールド層１４はリード線１６で結ばれる。
　ステアリングホイール２０では、センサ電極となる弾性体層１２とリム部２０ａを把持する手の間の静電容量を検出する。手を置いた時と放した時の静電容量が変化し、これらの静電容量の変化の情報は、弾性体層１２とつながれたＥＣＵ等の判断ユニット３１に伝達される。第２実施形態の芯金２１及び図示しないフレームは、接地されている。
　運転者がリム部２０ａを把持していない場合、図８（ａ）に示すように、信号電極とシールド層電極は、ほぼ同様の電圧である。
　図２に示した第１実施形態と同様に、運転者がリム部２０ａを把持すると、信号電極がシールド層電極に対して振幅が小さくなり、判断ユニット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静電容量と予め定めた閾値とを比較し、リム部２０ａが把持されているか否かを判定する。
　第２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、導電性を有するシールド層１４を設けたことで弾性体層１２への電気的な影響を遮蔽することができ、周囲の状況に関わらず安定した性能を確保することができる。
　図９は、第１実施形態又は第２実施形態の表皮材１を用いたシートを示す。図１０は、第２実施形態の表皮材を用いたシートの電気的接続を示す。
　シート４０は、座部４１を有する。座部４１は、第１実施形態又は第２実施形態の表皮材１が少なくとも一部に設けられる。また、シート４０では、センサ電極となる表皮材１の弾性体層１２と座部４１に座った人の間の静電容量を検出する。座部４１に座った時と座っていない時の静電容量が変化し、これらの静電容量の変化の情報は、弾性体層１２とつながれたＥＣＵ等の判断ユニット３１にコネクタ３２及びリード線３３を介して伝達される。図示しないシートフレームは、接地されている。
　人が座部４１に座ると、図８（ｂ）に示したように、信号電極がシールド層電極に対して振幅が小さくなり、判断ユニット３１で検出される静電容量が、人が座部４１に座っ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静電容量と予め定めた閾値とを比較し、人が座部４１に座っているか否かを判定する。
　第２実施形態の表皮材１を用いたシート４０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、導電性を有するシールド層１４を設けたことで着座の状況をより的確に検出することが可能となる。
　図１１は、本発明に係る第３実施形態の表皮材１の断面を示す。
　第３実施形態の表皮材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、を備え、弾性体層１２は導電性を有する。
　基材層１１及び弾性体層１２は、第１実施形態と同様の材料でよい。また、第３実施形態は、弾性体層１２に導通性があることを利用して人体の手を介して人体内の微弱電流を検知して様々な生体情報を得るために用いられる。
　第３実施形態の表皮材１によれば、従来と比較して、より少ない層構造で容易に加工することが可能である。
　図１２は、本発明に係る第４実施形態の表皮材１の断面を示す。
　第４実施形態の表皮材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及びコート層１３は導電性を有する。
　第４実施形態は、弾性体層１２に導通性があることを利用して人体の手を介して人体内の微弱電流を検知して様々な生体情報を得るために用いられる。
　第４実施形態の表皮材１におけるコート層１３は、導電層である。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。
　第４実施形態の表皮材１によれば、コート層１３が導電性材料を含むので、検出対象と導電性のコート層が直接触れることになり、少なくともコンダクタンス、電気抵抗、電流、電圧等の電気特性を検出することができる。また、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。さらに、人の手が触れる場合、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
　図１３は、第３実施形態又は第４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１３に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。
　第３実施形態又は第４実施形態の表皮材１は、リム部２０ａに用いられる。また、右の表皮材１Ｒと左の表皮材１Ｌの間には、絶縁部５０が設けられる。したがって、右の表皮材１Ｒと左の表皮材１Ｌは、絶縁状態である。
　ステアリングホイール２０は、表皮材１の弾性体層１２又はコート層１３からなる導電層の電極１２，１３を有する。この電極を含む表皮材１は、絶縁部５０で仕切られていて、左右に分割されている。左の導電層からなる電極１２Ｌ，１３Ｌと右の導電層からなる電極１２Ｒ，１３Ｒは、ステアリングホイール２０内に設置されたＥＣＵ等の判断ユニット３１にそれぞれコネクタ３２及びリード線３３を介して接続される。判断ユニット３１は、左右どちらかの手をステアリング２０に触れることで、手の表面のコンダクタンスを測定することができる。
　図１４は、第３実施形態又は第４実施形態の表皮材１を用いたステアリングホイール２０の電極状態を示す。図１４（ａ）は、右の電極のコンダクタンスを示し、図１４（ｂ）は、左の電極のコンダクタンスを示す。なお、図１４において、横軸は時間、縦軸はコンダクタンスを示す。
　運転者が右のリム部２０ａを把持すると、図１４（ａ）に示すように、右の表皮材１Ｒのコンダクタンスが変化したことが判断ユニット３１で検出される。運転者が左のリム部２０ａを把持すると、図１４（ｂ）に示すように、左の表皮材１Ｌのコンダクタンスが変化したことが判断ユニット３１で検出される。これに伴い判断ユニット３１は、リム部２０ａが把持されているか否かを判定する。
　第３又は第４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。また、左右に分けて把持状況を的確に検出することが可能となる。さらに、緊張して手のひらに汗をかく等、把持の状況が変化した場合、電極状態も変化するので、把持の状況をより的確に検出することが可能となる。
　図１５は、第３実施形態又は第４実施形態の表皮材１を用いたステアリングホイール２０を両手で握った場合の電圧の変化を示す。
　第３実施形態又は第４実施形態の表皮材１を用いたステアリングホイール２０は、心拍を測定することができる。右の表皮材１Ｒと左の表皮材１Ｌをそれぞれ別の手で握ると、一方の手から他方の手へ人体を介して電流が流れる。この電流は、心臓の鼓動によって電圧が変化する。したがって、図１５に示すように、時間に応じた電圧の変化を測定し、運転中に、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。なお、人の手と導電性のコート層が直接触れることになり、微弱電流、抵抗等の他の電気特性を測定することも可能となる。
　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又はシート４０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、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、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。
　また、本実施形態の表皮材１によれば、弾性体層１２に塗装されるコート層１３を備えるので、表皮材１の耐久性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、弾性体層１２とは反対側で基材層１１に積層されるシールド層１４を備え、シールド層１４は、導電性材料を含むので、弾性体層１２への電気的な影響を遮蔽することができ、周囲の状況に関わらず安定した性能を確保することができる。
　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、検出対象と導電性のコート層１３が直接触れることになり、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。また、人の手が触れる場合、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
　さらに、本実施形態のステアリングホイール２０によれば、導電性の芯金２１及び芯金２１を被覆する絶縁性の芯金被覆部２２を含む環状のリム部２０ａと、リム部２０ａを覆う表皮材１と、を備え、弾性体層１２は、リム部２０ａを把持又は手放した時の静電容量を検出するためのセンサ電極であるので、車体を通して接地されているために走行状態によって電圧が変化し静電容量が変化する芯金からの影響を遮蔽することができ、人の手と弾性体層との間の静電容量を的確に検出することが可能となる。
　また、本実施形態のステアリングホイール２０によれば、導電性の芯金２１及び芯金２１を被覆する絶縁性の芯金被覆部２２を含む環状のリム部２０ａと、リム部２０ａを覆う表皮材１と、を備え、表面が絶縁されていない表皮材１が電極となって電気特性を検出するので、人の手と導電性のコート層１３が直接触れることになり、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。したがって、運転中に、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
　また、本実施形態のステアリングホイール２０によれば、表皮材１は、右の表皮材１Ｒと左の表皮材１Ｌに分けられ、右の表皮材１Ｒと左の表皮材１Ｌの間に絶縁部５０を備える。したがって、左右に分けて把持状況を的確に検出することが可能となる。表面に導電性の表皮材１を適用した場合には、人の手と導電性のコート層１３が直接触れることになり、微弱電流、電圧、抵抗等の電気特性を測定することが可能となる。したがって、運転中に、心拍、脈拍、血圧、手汗の増減等、人体の状態変化を経時的に測定することができ、心拍数、手の表面導電性、心電図波形を得ることができる。
　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、１４…シールド層、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、３３１…判断ユニット、３２…コネクタ、３３…リード線

Claims (7)

  1. 　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、
    　前記弾性体層とは反対側で前記基材層に積層されるシールド層と、
    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。
  2. 　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。
  3. 　前記シールド層は、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。
  4. 　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乃至３のいずれか１つに記載の表皮材。
  5. 　導電性の芯金及び前記芯金を被覆する絶縁性の芯金被覆部を含む環状のリム部と、
    　前記リム部を覆う請求項３に記載の表皮材と、
    　前記リム部を把持する手と前記弾性体層との間の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。
  6. 　導電性の芯金及び前記芯金を被覆する絶縁性の芯金被覆部を含む環状のリム部と、
    　前記リム部を覆う請求項４に記載の表皮材と、
    を備え、
    　表面が絶縁されていない前記表皮材が電極となって電気特性を検出する
    ことを特徴とするステアリングホイール。
  7. 　前記表皮材は、右の表皮材と左の表皮材に分けられ、
    　前記右の表皮材と前記左の表皮材の間に絶縁部を備える
    ことを特徴とする請求項６に記載のステアリングホイール。
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