JP2013001284A - 情報提示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造にてステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報の提示が可能な技術を提供する。
【解決手段】ロッド部４１は、ホイール部５１の外郭に複数の孔に棒状のロッド４２を列状に埋め込んで構成される。ロッド４２は軸線方向に往復移動可能に支持されており、無荷重の状態で一端がホイール部５１の表面とほぼ面一で停止する。カム部４３は、ホイール部５１の周方向に沿ってロッド部４１の内側に隣接して展張されたベルト状体４６に膨隆形状のカム４４が複数形成されている。カム部４３はホイール部５１の周方向（上下方向）に沿って変位する。その過程でカム４４がロッド４２に接触し、そのロッド４２に対して荷重を加えることにより、そのロッド４２はカム４４の形状に沿って押し出されてホイール部５１の表面から突出する。これにより、把持部を握っている運転者の手に触力覚的作用を及ぼし、触力覚情報を提示する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のステアリングホイールを介して運転者に対して触力覚情報を提示する情報提示装置に関する。

従来、車両のステアリングホイールを介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示することで、車両の状態に関する警報等を運転者に伝える技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の警報装置は、ステアリングホイール内に多数の可動するロッドを配置し、このロッドの動きによって運転者に対して触力覚情報を提示するものである。また、運転者に対して提示する情報の内容に応じて、複数のロッドの動作パターンを変化させることで、複数種類の情報を提示できるようになっている。

特開２００８−１４９８４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の警報装置では、多数のロッドの動作を個別に制御して動作パターンを形成しており、駆動の制御が複雑であるという問題がある。また、多数のロッドの各個にそれぞれ駆動モータを備えるため、機械的構造が複雑で製造コストも高くなるという問題もある。さらに、ステアリングホイールの広い範囲で情報提示をするために触覚提示手段の規模を大きくすると、その分ロッドと駆動部品が多く必要になるので、製造コストが跳ね上がることになる。

本発明は、上記問題を解決するためになされており、簡単な構造にてステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報の提示が可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、ステアリングホイールの把持部を介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示する情報提示装置であって、カム状部と、作用部と、カム駆動手段とを備えることを特徴とする。

カム状部は、把持部の内部に設けられ、複数のカムが把持部の周方向に沿って列状に形成され、その複数のカムからなるカム列を把持部の周方向に沿って一斉に変位可能な構造を有する。作用部は、把持部の内部に設けられ、変位するカムに接触してその形状に沿って把持部の表面方向に往復運動することで運転者の手に触力覚的作用を与える複数のロッドが、カム状部に沿って把持部の周方向に列状に配列した構造を有する。カム駆動手段は、カム列が作用部のロッド列に沿って変位して各ロッドに対して作用するようにカム状部を駆動する。

このように構成された本発明によれば、カム列によって複数のロッドに変位を与えるという簡素な構成にて情報提示が可能である。また、複数のロッドに変位を与えるカム列は１つのカム駆動手段によって一斉に駆動することができるので、個々のロッドにそれぞれモータ等の駆動手段を設ける必要がない。このような構成によれば、ステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じてロッドの個数やカム状部に形成されるカムの個数を増やせばよく、カム状部を駆動する駆動手段の数を増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。

つぎに、請求項２に記載の情報提示装置は以下の特徴を有する。すなわち、カム状部に形成された複数のカムは、一定間隔で列状に配列しており、また、作用部における複数のロッドは、一定間隔で列状に配列している。そして、カム同士の間隔と、ロッド同士の間隔とが異なる。

仮に、ロッド同士の間隔と、それを押し出すカム同士の間隔とが同一である場合、カムを変位した際に各ロッドがカムと接触するタイミングが全て同じになり、全てのロッドが同時に振幅する動作態様になる。これに対し、ロッド同士の間隔とカム同士の間隔とが互いに異なるように構成した場合、ロッド同士の作動タイミングをずらすことができる。その際、列状に配列するロッドがカムの変位方向に沿って所定の時間差で連鎖して作動するので、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示できる。

そこで、方向性を持った触力覚情報を提示できるという特徴を利用し、請求項３に記載のように構成することができる。すなわち、カム駆動手段は、カム列がロッド列に沿った第１の方向に一方的に変位するようにカム状部を駆動させる第１の動作態様と、カム列が第１の方向とは反対方向のロッド列に沿った第２の方向に一方的に変位するようにカム状部を駆動させる第２の動作態様と、カム列の変位方向を第１の方向と第２の方向とに周期的に切替えて定常振動するようにカム状部を駆動させる第３の動作態様とを、提示する情報の内容に応じて切替える。

このようにすることで、例えば、ステアリングホイールを握る拳の小指側（下側）から親指側（上側）へ向けて登っていくような感触や、逆に親指側（上側）から小指側（下側）へと下がっていくような感触、あるいは、上下に振動する感触等を使い分けて、様々な内容の情報を提示できる。

さらに、請求項４に記載の情報提示装置のように、ステアリングホイールの右手側の把持部と左手側の把持部との２箇所にそれぞれ独立してカム状部、作用部及びカム駆動手段を備え、右手側のカム駆動手段と左手側のカム駆動手段とにおいて、第１の動作態様、第２の動作態様、及び第３の動作態様の組合せを変えることにより、運転者の手に作用する触力覚情報のパターンを切替えるようにしてもよい。

このような構成によれば、単独で触力覚情報の提示を行う場合より、更にバリエーションに富んだ情報提示を行うことができる。例えば、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用の進行方向を左右の把持部で互いに同じにすることで、前又は後に押し出すような感触を生み出すことができる。これにより、例えば、前進・後退や加速・減速といった速度に関する情報提示が可能になる。また、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用の進行方向を左右の把持部で互い違いにすることで、左右に回転するような感触を生み出すことができる。これにより、例えば、左右の方向指示に関する情報提示が可能になる。また、左右の把持部で共に定常振動を発生することで、例えば、注意喚起用に関する情報提示が可能になる。

つぎに、請求項５に記載のように、カム状部は、ロッドに作用するカム同士の間隔を変更するカム間隔変更手段を備えていてもよい。カム同士の間隔を変更することで、カムがロッドに作用するタイミングが変わり、ロッドの作動間隔やロッド間での作動パターンが変化する。その結果、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用を変化させることができ、提示可能な情報内容にバリエーションをもたらすことができる。

なお、カム同士の間隔を変更するための具体的な手法としては、請求項６に記載のようにすることが考えられる。すなわち、カム状部は、カム同士の間隔が互いに異なる複数のカム列を備え、カム間隔変更手段は、ロッドに作用するカム列を選択的に切替えることで、ロッドに作用するカム同士の間隔を変更する。このような構成によれば、ロッドに作用するカムの間隔を段階的に切替えることができる。

あるいは、請求項７に記載のようにしてもよい。すなわち、カム状部は、伸縮性のある部材を介してカム同士を連結してカム列が形成されており、カム間隔変更手段は、カム状部をカム列の方向に伸縮させることで、ロッドに作用するカム同士の間隔を変更する。このような構成によれば、ロッドに作用するカムの間隔をある程度自由に変化させることができる。

あるいは、請求項８に記載のように、ロッドの位置を変更することでロッド同士の間隔を変えるロッド間隔変更手段を備えていてもよい。ロッド同士の間隔を変更することで、カム同士の間隔を変更するのと同様に、ロッドにカムが作用するタイミングが変わり、ロッドの作動間隔やロッド間での作動パターンが変化する。その結果、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用を変化させることができ、提示可能な情報内容にバリエーションをもたらすことができる。

つぎに、請求項９に係る発明は、ステアリングホイールの把持部を介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示する情報提示装置であって、カム状部と、作用部と、ロッド駆動手段とを備えることを特徴とする。

カム状部は、把持部の内部に設けられ、複数のカムが把持部の周方向に沿って列状に形成されている。作用部は、把持部の内部に設けられ、変位しながらカムに接触してその形状に沿って把持部の表面方向に往復運動することで運転者の手に触力覚的作用を与える複数のロッドが、カム状部に沿って把持部の周方向に列状に配列し、その複数のロッドからなるロッド列を把持部の周方向に沿って一斉に変位可能に構成されている。ロッド駆動手段は、ロッド列がカム状部のカム列に沿って変位して各カムと接触するように作用部を駆動する。

このように構成された本発明によれば、カム列によって複数のロッドに変位を与えるという簡素な構成にて情報提示が可能である。また、カム列によって変位を与えられるロッド列は１つのロッド駆動手段によって一斉に駆動することができるので、個々のロッドにそれぞれモータ等の駆動手段を設ける必要がない。このような構成によれば、ステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じてロッドの個数やカム状部に形成されるカムの個数を増やせばよく、作用部を駆動するロッド駆動部の数を増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。

情報提示装置のシステム構成を示すブロック図である。 触力覚情報提示部の構造を示す説明図である。 ロッドの作動状況の推移を示す説明図である。 情報提示内容のバリエーションを示す説明図である。 ロッドの間隔を変更する機構を示す説明図である。 カムの間隔を変更する機構を示す説明図である。 カムの間隔を切替える機構を示す説明図である。 情報提示範囲の変形例を示す説明図である。 ロッド列を変位して触力覚的作用を発生する機構を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではなく様々な態様にて実施することが可能である。
［システム構成］
実施形態の情報提示装置のシステム構成について、図１を参照しながら説明する。情報提示装置は、車両に搭載されるもので、運転者が操作するステアリングホイール５０を介して車両の状態に関する情報を運転者に対して提示する。情報の提示は、ステアリングホイール５０を握る運転者の手に触力覚的作用により示される触力覚情報を与えることで行われる。

情報提示装置は、システム構成として、車両内外センサ１０と、車両状態検出部２０と、支援情報生成部３０と、触力覚情報提示部４０とを備える。
車両内外センサ１０は、運転者に提示する情報を生成するのに必要な車両内外の各種状態を検知するためのセンサ類である。その内容としては、例えば、周辺車両との距離を計測する距離センサ、自車両の速度を計測する速度センサ、ステアリングの舵角を計測する舵角センサ、アクセルの操作量を検知するアクセルセンサ、ブレーキの操作量を検知するブレーキセンサ、車両の加速度を検知する加速度センサ、車線を検知する車線検知センサ等が挙げられるが、どのようなセンサを採用するかについては任意の設計事項である。

車両状態検出部２０及び支援情報生成部３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等を備えた周知の情報処理装置（例えば、マイクロコンピュータ）として構成されている。車両状態検出部２０は、車両内外センサ１０から入力された各種検知情報に基づいて、自車両の状態（車両の走行状態や各装置の状態、周辺車両状況等）を検出し、その検出結果を支援情報生成部３０に入力する。

支援情報生成部３０は、車両状態検出部２０から入力された検出結果に応じて、触力覚情報提示部４０において提示する情報内容を生成し、その情報内容を触力覚情報提示部４０に入力する。生成する情報内容の一例としては、車両状態に基づいて加速や減速等の速度調整を要する状況であると判断した場合には、加速あるいは減速指示情報を生成し、左右へのステアリング操作を要する状況であると判断した場合には、左転回あるいは右転回指示情報を生成し、何らかの異常を報知する場合や注意喚起を必要とする状況であると判断した場合には、異常報知情報や注意喚起情報を生成する。その他、どのような情報内容を生成するかについては任意の設計事項である。

触力覚情報提示部４０は、車両の操舵装置を構成するステアリングホイール５０の内部に設置され、ステアリングホイール５０を把持する運転者の手に作用する触力覚情報を発生する。触力覚情報提示部４０は、ロッド部４１、カム部４３、カム駆動部４５、及び、それらの駆動を制御する駆動制御部からなる。

触力覚情報提示部４０の各部が組込まれるステアリングホイール５０は、運転者が把持するための外周部分を構成する環状のホイール部５１と、ステアリングホイールの基部となるボス部５３と、ホイール部５１をボス部５３に接続するスポーク部５２からなる。このうち、ホイール部５１のおよそ１時から５時の範囲にあたる右把持部の内部と、およそ７時から１１時の範囲にあたる左把持部の内部のそれぞれ箇所に、ロッド部４１及びカム部４３のセットが個別に設けられている。

ロッド部４１は、ホイール部５１の各把持部の外周側に沿って複数のロッドが一定間隔で列状に配列したロッド列を備える。ロッド部４１の各ロッドは、カム部４３に形成されたカム形状に沿ってホイール部５１の内部から表面に突出するように往復運動することで運転者の手に触力覚的作用を与える。

カム部４３は、ホイール部５１の各把持部に配置されたロッド部４１に沿って、ロッド部４１の更に内側に配置される。このカム部４３は、把持部の内部をホイール部５１の周形状に沿って展張された環状のベルト状体に、一定間隔で膨隆状のカムが列状に形成されている。各カムは、ロッド部４１の各ロッドの真下に位置するときに、そのロッドをホイール部５１の径方向に押し出すようなっている。

カム部４３の両端部分は例えば滑車等により支持されており、これを支点にしてカム部４３全体が回転し把持部内部を往復循環する。カム部４３が回転することで、カム部４３に形成されたカム列がホイール部５１の周形状に沿って一斉に変位する。これにより、各カムがロッド部４１の各ロッドに順次作用し、ロッド部４１を作動させて触力覚的作用を生成する。

カム駆動部４５は、左右の把持部に設けられた各カム部４３に対して１つずつ設けられており、モータ等の駆動力によりカム部４３を回転させる。これにより、カム部４３に形成されている複数のカムを１つの駆動手段で一斉に変位させることができるようになっている。また、カム駆動部４５は、カム部４３を時計回りと反時計回りの任意の方向に回転させることができるようになっている。これにより、ロッド部４１に作用する側のカム列の変位方向を、図面上に示す下から上へ向かう方向と上から下へ向かう方向とで切替可能となっている。

触力覚情報提示部４０の駆動制御部は、支援情報生成部３０から入力された情報内容に応じてカム駆動部４５を作動させるための作動信号を生成し、カム駆動部４５に入力する電子回路部品である。カム駆動部４５は、駆動制御部から入力された作動信号に従って作動する。

［ロッド部４１、カム部４３の詳細な説明］
つぎに、ホイール部５１の把持部に設けられるロッド部４１及びカム部４３の詳細な構造について、図２を参照しながら説明する。図２は、ホイール部５１の把持部の内部構造を示す断面図である。

図２に示すように、ロッド部４１は、中空状のホイール部５１の外郭に一定間隔Ｌ２で設けられた複数の貫通孔に、棒状のロッド４２（図２では４２ａ〜４２ｄを示す）を長手（軸線）方向に埋め込んで構成されている。各ロッド４２は、例えば弾性体によりロッド４２の軸線方向に往復移動可能なようにホイール部５１に支持されており、無荷重の状態ではロッド４２の一端がホイール部５１の表面とほぼ面一になる位置に停止するように取付けられる。図２に示す事例では、ロッド４２ｂ〜４２ｄがその状態に該当する。

一方、カム部４３は、ホイール部５１の周方向に沿ってロッド部４１の内側に隣接して展張されたベルト状体４６に一定間隔Ｌ１で膨隆形状のカム４４（図２では４４ａ〜４４ｅを示す）が形成されている。カム部４３は、カム駆動部４５の作動に従ってホイール部５１の周方向（図面上に示す上下方向）に沿って変位する。

その過程において、変位するカム４４がロッド４２に接触し、そのロッド４２に対してホイール部５１の内側から外側に向けて荷重を加えることにより、そのロッド４２はカム４４の形状に沿って押し出されてホイール部５１の表面から突出する。これにより、把持部を握っている運転者の手に触力覚的作用を及ぼす。図２に示す事例では、カム４４ａと接触しているロッド４２ａがその状態に該当する。そして、カム４４が更に変位してロッド４２との接触状態が解消すると、ロッド４２は弾性力により元の位置に復帰する。カム部４３を継続して変位させることで、ロッド部４１の各ロッド４２が順次繰り返し作動し、連続的な触力覚的作用を発生する。

なお、カム４４同士の間隔Ｌ１とロッド４２同士の間隔Ｌ２とは、互いに異なる寸法になるよう設計されている。図２に示す事例では、Ｌ１＜Ｌ２となっている。これにより、複数のロッド４２間で互いの作動タイミングをずらすことができる。この場合、列状に配列するロッド４２がカム部４３の変位方向に沿って所定の時間差で連鎖して作動するので、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示できる。この原理について、図３を参照しながら説明する。

図３の上側は、カム部４３を変位させているときの４つのロッド４２ａ〜４２ｄの作動状態の推移を示すタイムチャートである。このタイムチャートは横軸に時間ｔをとり、縦軸にロッドの変位ｙをとったものである。下側の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各図は、各時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４におけるロッド４２とカム４４との位置関係を示したものである。なお、図３に示す事例では、ロッド間隔Ｌ２がカム間隔Ｌ１よりも大きくなっており、カム部４３が図面上に示す下から上に向かって一定速度で変位する状況を想定している。

最初に、時刻ｔ１において、図中の最下方に位置するロッド４２ａにカム４４ａが接触することで、ロッド４２ａが作動する。このとき、図中に示す他のロッドは何れも作動していない。

つぎに、時刻ｔ２において、カム部４３が上方に少し変位すると、図中の下から２番目に位置するロッド４２ｂにカム４４ｂが接触することで、ロッド４２ｂが作動する一方、ロッド４２ａとカム４４ａとの接触が解消することで、ロッド４２ａが元の位置に戻っている。この時点ではロッド４２ｃ，４２ｄはまだ作動していない。

つぎに、時刻ｔ３において、カム部４３が上方に更に変位すると、図中の下から３番目に位置するロッド４２ｃにカム４４ｃが接触することで、ロッド４２ｃが作動する一方、ロッド４２ｂとカム４４ｂとの接触が解消することで、ロッド４２ｂが元の位置に戻っている。この時点ではロッド４２ｄはまだ作動していない。

そして、時刻ｔ４において、カム部４３が上方に更に変位すると、図中の下から４番目に位置するロッド４２ｄにカム４４ｄが接触することで、ロッド４２ｄが作動する一方、ロッド４２ｃとカム４４ｃとの接触が解消することで、ロッド４２ｂが元の位置に戻っている。以降、カム部４３の変位を継続すると、時刻ｔ１〜ｔ４の間における各ロッド４２の作動を１サイクルとし、同じサイクルを順次繰返す。

このように、カム部４３が下から上に向かって変位することで、その動きに応じてロッド４２ａ〜４２ｄが順次連鎖的に作動し、触力覚的作用が一方向に進行する方向性のある触力覚情報を提示できる。また、カム部４３の変位方向を反対方向に切替えることで、触力覚的作用の進行方向も反対方向に切替えることができる。

［情報提示内容のバリエーション］
触力覚情報提示部４０において、カム部４３の変位方向の切替によってロッド部４１における触力覚的作用の進行方向を切替えられることについては既に説明したとおりである。そこで、触力覚的作用の進行方向の組合せにより実現可能な情報提示内容のバリエーションについて、図４を参照しながら説明する。

図４（ａ）に示す事例は、ステアリングホイール５０の左側把持部において図面上に示す下から上に向けて進行する（すなわち時計回り）触力覚的作用を発生させ、右側把持部において下から上に向けて進行する（すなわち反時計回り）触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して前に進むような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、加速や前進等を促す旨の指示といった、車両を前に進ませることに関する情報提示を行うことができる。

図４（ｂ）に示す事例は、ステアリングホイール５０の左側把持部において図面上に示す上から下に向けて進行する（すなわち反時計回り）触力覚的作用を発生させ、右側把持部において上から下に向けて進行する（すなわち時計回り）触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して後に下がるような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、減速や停止、あるいは後退等を促す旨の指示といった、車両の前進を抑制することに関する情報提示を行うことができる。

図４（ｃ）に示す事例は、ステアリングホイール５０の左側把持部において図面上に示す下から上に向けて進行する（すなわち時計回り）触力覚的作用を発生させ、右側把持部において上から下に向けて進行する（すなわち時計回り）触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して時計回りに回る、すなわち右方向に曲がるような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、右転回や右方向への進路変更等を促す旨の指示といった、右方向に操舵することに関する情報提示を行うことができる。

図４（ｄ）に示す事例は、ステアリングホイール５０の左側把持部において図面上に示す上から下に向けて進行する（すなわち反時計回り）触力覚的作用を発生させ、右側把持部において下から上に向けて進行する（すなわち反時計回り）触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して反時計回りに回る、すなわち左方向に曲がるような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、左転回や左方向への進路変更等を促す旨の指示といった、左方向に操舵することに関する情報提示を行うことができる。

図４（ｅ）に示す事例は、ステアリングホイール５０の左右両方の把持部において、上下に細かく振動する触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して強い注意を喚起させることができる。そこで、例えば、何らかの異常や危険、注意すべき対象の存在を知らせる等、注意喚起に関する情報提示を行うことができる。

［ロッド間隔を変更可能にする構成の説明］
触力覚情報提示部４０において、ロッド部４１を構成する各ロッド４２同士の間隔を変更することで、各ロッド４２がカム４４と接触し作動するタイミングが変化する。その結果、運転者の手に与える感触を変えることができ、より多様な情報提示が可能となる。ここでは、ロッド４２同士の間隔を変更可能にする構成について、図５を参照しながら説明する。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ロッド間隔（ピッチ）を変更するための構成としてピッチ可変板４７をロッド部４１に装着し、このピッチ可変板４７の作用によりロッド間隔をそれぞれ変更した事例を示すものである。

ピッチ可変板４７は、板状の部材に各ロッド４２を挿通させるための細長いスリットが形成されている。これらのスリット短手方向の幅は、ロッド４２よりやや大きい程度であり、この幅によってスリットに挿通されるロッド４２の位置を規定する。また、各スリットは長手方向に互いに非平行に配置されており、Ａ方向矢視図に示すように右側から左側に向かって徐々に間隔が開く放射状になっている。なお、スリットの間隔が開く向きについては反対方向でも構わない。

一方、ピッチ可変板４７に挿通される各ロッド４２は、ピッチ可変板４７のスリットの傾きに合わせて図面上での上下方向にスライドするようになっている。また、ホイール部５１の外郭部分には、ロッド４２を露出させるための溝孔５１１が形成されている。この溝孔５１１の長さは、各ロッド４２がスライドする最大幅に合わせた寸法となっている。

このような構成において、ピッチ可変板４７をＡ方向矢視図での左右方向にスライドさせることで、ピッチ可変板４７のスリットとカム列とが交差する部分におけるスリット同士の間隔に合わせて、ロッド４２同士の間隔を狭めたり広げたりできる。ピッチ可変板４７の移動は、例えば、ピッチ可変板４７を駆動するための駆動手段（図示省略）を設け、触力覚情報提示部４０の駆動制御部が、提示すべき情報内容に応じてピッチ可変板４７を駆動するための駆動手段を制御し、自動的にロッド間隔を調節するように構成することが考えられる。

そして、図５（ａ）に示す事例は、ピッチ可変板４７のスリットの中央部分にロッド４２が位置するようにピッチ可変板４７を移動させた状態を示している。このときのロッド間隔は調節可能範囲で中間程度の幅（Ｌ１）となる。また、図５（ｂ）に示す事例は、ピッチ可変板４７のスリットの左端にロッド４２が位置するようにピッチ可変板４７を右側に最大限移動させた状態を示している。このときのロッド間隔は調節可能範囲で最大幅（Ｌ２）となる。また、図５（ｃ）に示す事例は、ピッチ可変板４７のスリットの右端にロッド４２が位置するようにピッチ可変板４７を左側に最大限移動させた状態を示している。このときのロッド間隔は調節可能範囲で最少幅（Ｌ３）となる。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）では、ロッド間隔がそれぞれ異なる状態であるが、作動状況の比較を容易にするためカム部４３の位相位置は全て同じにしてある。このとき、ロッド間隔が異なることで、カム部４３の位相位置が同じであっても各ロッド４２の作動状況がそれぞれ異なっていることに注目されたい。

［カム間隔を変更可能にする構成の説明］
触力覚情報提示部４０において、ロッド間隔を変更する他、カム部４３に形成されている各カム４４同士の間隔を変更することでも、各ロッド４２がカム４４と接触し作動するタイミングが変化する。その結果、ロッド間隔を変更したときと同様に、カム間隔を変更することでも、運転者の手に与える感触を変えることができ、より多様な情報提示が可能となる。ここでは、カム４４同士の間隔を変更可能にする構成について、図６，７に示す２つの事例を参照しながら説明する。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、カム間隔を変更するための構成として、カム４４同士を例えばバネやゴムのような伸縮性のある弾性体で連結したカム部４３を構成し、そのカム部４３全体の長さを変えて弾性体を伸縮させることにより、カム間隔をそれぞれ変更した事例を示すものである。

カム部４３の長さを変更するには、カム部４３の端部に設けられた滑車４８の位置を図面上に示す上下方向に移動することで行う。滑車４８の移動は、例えば、滑車４８を移動するための移動手段（図示省略）を設け、触力覚情報提示部４０の駆動制御部が、提示すべき情報内容に応じて滑車４８を移動するための移動手段を制御し、自動的にカム間隔を調節するように構成することが考えられる。

図６（ａ）に示す事例は、滑車４８の位置を上下方向の移動可能範囲における中程度の位置に移動させた状態を示している。このときのカム間隔は調節可能範囲で中間程度の幅（Ｌ１）となる。また、図６（ｂ）に示す事例は、滑車４８の位置を上下方向の移動可能範囲における下方の位置に移動させた状態を示している。このとき、カム部４３の長さ方向にかかる張力が減少してカム４４を連結している弾性体が収縮することにより、カム間隔が小さくなる（Ｌ２）。また、図６（ｃ）に示す事例は、滑車４８の位置を上下方向の移動可能範囲における上方の位置に移動させた状態を示している。このとき、カム部４３の長さ方向にかかる張力が増大してカム４４を連結している弾性体が伸長することにより、カム間隔が大きくなる（Ｌ３）。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すとおり、カム間隔が異なることで、各ロッド４２の作動状況がそれぞれ異なっていることに注目されたい。

つぎに、図７（ａ），（ｂ）は、カム間隔を変更するための構成として、カム部４３のベルト状体４６に、カム間隔が互いに異なる２つのカム列を個別に形成し、ロッド部４１に作用するカム列を何れか一方に切替えることにより、カム間隔をそれぞれ変更した事例を示すものである。

ベルト状体４６には、ロッド部４１と対面する作用側の面と、ロッド部４１と対面しない非作用側の面の両面に、カム間隔が互いに異なるカム列４４ｘ，４４ｙが形成されている。本事例では、カム列４４ｘにおけるカム同士の間隔はＬ１で、カム列４４ｙにおけるカム同士の間隔はＬ２となっており、間隔Ｌ１，Ｌ２の大小関係は、Ｌ１＞Ｌ２である。ロッド部４１に作用するカム間隔を変更するには、ベルト状体４６のカム面をロッド部４１に対して反転させ、ロッド部４１と対面するカム列４４ｘ，４４ｙを入れ替えることで行う。

カム列４４ｘ，４４ｙの入れ替えは、例えば、カム部４３のベルト状体４６を反転させるための駆動手段（図示省略）を設け、触力覚情報提示部４０の駆動制御部が、提示すべき情報内容に応じてベルト状体４６を反転させるための駆動手段を制御し、自動的にカム間隔を切替えするように構成することが考えられる。

図７（ａ）に示す事例は、カム列４４ｘ（間隔：Ｌ１）が形成されている面をロッド部４１に対面させた状態を示している。この状態でカム部４３を駆動させると、カム列４４ｘがロッド部４１に作用し、カム間隔に応じたタイミングで各ロッド４２が作動する。一方、図７（ｂ）に示す事例は、カム列４４ｙ（間隔：Ｌ２）が形成されている面をロッド部４１に対面させた状態を示している。この状態でカム部４３を駆動させると、カム列４４ｙがロッド部４１に作用し、カム間隔に応じたタイミングで各ロッド４２が作動する。

図７（ａ），（ｂ）では、ロッド部４１に作用する側のカム間隔がそれぞれ異なる状態であるが、作動状況の比較を容易にするためカム部４３の位相位置は同じにしてある。このとき、カム間隔が異なることで、カム部４３の位相位置が同じであっても各ロッド４２の作動状況がそれぞれ異なっていることに注目されたい。

［情報提示範囲のバリエーション］
本実施形態の変形例として、情報提示範囲のバリエーションについて図８を参照しながら説明する。

図８（ａ）は、ホイール部５１の左右の把持部に対応した情報提示範囲を、右側は１２時から６時までの範囲に広げ、左側は６時から１２時までの範囲に広げた事例を示すものである。図８（ａ）に示す事例では、図１に示す事例と比較して、より広範囲で情報提示が可能である。その分、ロッド部４１やカム部４３の延長に伴い、ロッドの個数やカムの個数は増加するものの、左右のカム部４３を駆動するためのカム駆動部４５の個数自体は増加していないため、コスト的に有利な構成である。

図８（ｂ）は、ホイール部５１の全周にわたって配置したロッド部４１を、同じくホイール部５１の全周にわたって配置した単独のカム部４３によって作動させる構成を示すものである。図８（ｂ）に示す事例では、左右の把持部で独立した情報提示を行うことはできないものの、単一のカム駆動部４５でホイール部５１の全周にわたって触力覚的作用を発生させることができる点において、コスト的に有利な構成である。

［効果］
上記実施形態の情報提示装置によれば、以下の効果を奏する。
カム部４３に形成された複数のカム４４よって複数のロッド４２を作動させるという簡素な構成にて、運転者に対する触力覚情報の提示が可能である。複数のロッド４２を作動させるカム部４３は１つのカム駆動部４５によって一斉に駆動することができるので、個々のロッド４２にそれぞれモータ等の駆動手段を設ける必要がない。よって、ステアリングホイール５０の広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じてロッド部４１やカム部４３を延長すればよく、カム駆動部４５の数を増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。

ロッド間隔とカム間隔とが互いに異なるように構成したことで、列状に配列するロッド４２がカム４４の変位方向に沿って所定の時間差で連鎖して作動するので、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示できる。このような方向性を持った触力覚情報を提示できるという利点を活かし、例えば、ステアリングホイールを握る拳の小指側（下側）から親指側（上側）へ向けて登っていくような感触や、逆に親指側（上側）から小指側（下側）へと下がっていくような感触、あるいは、上下に振動する感触等を使い分けて、様々な内容の情報を提示できる。

ステアリングホイールの右手側の把持部と左手側の把持部との２箇所にそれぞれ独立してロッド部４１及びカム部４３を設けたことで、左右の把持部で独立して触力覚情報のパターンを切替えることができる。これにより、バリエーションに富んだ情報提示を行うことができる。

カム間隔やロッド間隔を変更可能にすることで、ロッドの作動間隔やロッド間の作動パターンを任意に変化させることができる。その結果、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用を変化させることができ、提示可能な情報内容にバリエーションをもたらすことができる。

［別実施形態］
上述までの実施形態では、ロッド部４１に対してカム部４３側を変位させることで、カムをロッドに作用させ、ロッドの作動による触力覚的作用を発生させる構成について説明した。これに対し、カム側を固定し、ロッド側をカムに対して変位させることで、カムをロッドに作用させて触力覚的作用を発生させるような構成であってもよい。このような構成について、図９を参照しながら説明する。

図９は、別実施形態におけるホイール部５１の把持部の内部構造を示す断面図であり、作動状態の時系列の変化を（ａ），（ｃ），（ｃ）の順に表したものである。
図９に示すように、ロッド部６１は、ホイール部５１の内部において、ホイール部５１の周方向に沿って展張された支持体６３に、棒状の複数のロッド６２が、図面上に示す左右方向に長手（軸線）方向を向けて一定間隔で支持されて構成されている。ロッド部６１は、ロッド駆動部６６の作動に従ってホイール部５１の周方向（図面上に示す上下方向）に沿って全体的に変位する。

一方、カム部６４は、ホイール部５１の周方向に沿って、ロッド部６１の内側に隣接するようにして複数の膨隆形状のカム６５が一定間隔で形成されている。なお、カム部６４は、ホイール部５１に対して固定されている。また、ホイール部５１の外郭には、カム部６４の各カム６５と正対する位置にロッド６２を突出させるための貫通孔が設けられている。

図９（ａ）に示す状態では、カム６５とロッド６２とが何れも接触しておらず、ロッド６２はホイール部５１の外側には露出していない。この状態から、ロッド部６１を図面上に示す下方向に徐々に変位させると、変位する複数のロッド６２が同時に各カム６５に接触し、各カム６５からホイール部５１の外側に向けて荷重を受ける。その結果、図９（ｂ）に示すとおり、ロッド部６１全体がカム６５の形状に沿って図面上で示す右側に押し出され、各ロッド６２がホイール部５１の表面から突出する。これにより、把持部を握っている運転者の手に触力覚的作用を及ぼす。

そして、ロッド部６１が更に変位してロッド６２とカム６５との接触状態が解消すると、図９（ｃ）に示すとおり、ロッド部６１は元の位置に復帰する。ロッド部６１を継続して変位させることで、ロッド部６１が繰り返し往復運動し、断続的な触力覚的作用を発生する。

このように構成された別実施形態では、カム部６４列によって変位を与えられるロッド部６１は１つのロッド駆動部６６によって一斉に駆動することができるので、個々のロッドにそれぞれモータ等の駆動手段を設ける必要がない。よって、ステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じてロッド６２及びカム６５の個数を増やせばよく、ロッド駆動部６６の数を増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。

１０…車両内外センサ、２０…車両状態検出部、３０…支援情報生成部、４０…触力覚情報提示部、４１…ロッド部、４２…ロッド、４３…カム部、４４…カム、４５…カム駆動部、４６…ベルト状体、４７…ピッチ可変板、４８…滑車、５０…ステアリングホイール、５１…ホイール部、５１１…溝孔、５２…スポーク部、５３…ボス部、６１…ロッド部、６２…ロッド、６３…ロッド支持体、６４…カム部、６５…カム、６６…ロッド駆動部。

Claims (9)

1. ステアリングホイールの把持部を介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示する情報提示装置であって、
   前記把持部の内部に設けられ、複数のカムが前記把持部の周方向に沿って列状に形成され、その複数のカムからなるカム列を前記把持部の周方向に沿って一斉に変位可能に構成されたカム状部と、
   前記把持部の内部に設けられ、変位する前記カムに接触してその形状に沿って前記把持部の表面方向に往復運動することで運転者の手に触力覚的作用を与える複数のロッドが、前記カム状部に沿って前記把持部の周方向に列状に配列したロッド列からなる作用部と、
   前記カム列が前記作用部のロッド列に沿って変位して各ロッドに対して作用するように前記カム状部を駆動するカム駆動手段とを備えること
   を特徴とする情報提示装置。
2. 請求項１に記載の情報提示装置において、
   前記カム状部に形成された複数のカムは、一定間隔で列状に配列しており、
   前記作用部における複数のロッドは、一定間隔で列状に配列しており、
   前記カム同士の間隔と、前記ロッド同士の間隔とが異なること
   を特徴とする情報提示装置。
3. 請求項２に記載の情報提示装置において、
   前記カム駆動手段は、前記カム列が前記ロッド列に沿った第１の方向に一方的に変位するように前記カム状部を駆動させる第１の動作態様と、前記カム列が前記第１の方向とは反対方向の前記ロッド列に沿った第２の方向に一方的に変位するようにカム状部を駆動させる第２の動作態様と、前記カム列の変位方向を前記第１の方向と前記第２の方向とに周期的に切替えて定常振動するように前記カム状部を駆動させる第３の動作態様とを、提示する情報の内容に応じて切替えること
   を特徴とする情報提示装置。
4. 請求項３に記載の情報提示装置において、
   ステアリングホイールの右手側の把持部と左手側の把持部との２箇所にそれぞれ独立して前記カム状部、前記作用部及び前記カム駆動手段を備え、
   右手側の前記カム駆動手段と左手側の前記カム駆動手段とにおいて、前記第１の動作態様、前記第２の動作態様、及び前記第３の動作態様の組合せを変えることにより、運転者の手に作用する触力覚情報のパターンを切替可能であること
   を特徴とする情報提示装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の情報提示装置において、
   前記カム状部は、前記ロッドに作用する前記カム同士の間隔を変更するカム間隔変更手段を備えること
   を特徴とする情報提示装置。
6. 請求項５に記載の情報提示装置において、
   前記カム状部は、前記カム同士の間隔が互いに異なる複数のカム列を備え、
   前記カム間隔変更手段は、前記ロッドに作用する前記カム列を選択的に切替えることで、前記ロッドに作用する前記カム同士の間隔を変更すること
   を特徴とする情報提示装置。
7. 請求項５に記載の情報提示装置において、
   前記カム状部は、伸縮性のある部材を介して前記カム同士を連結してカム列が形成された構成を有し、
   前記カム間隔変更手段は、前記カム状部を前記カム列の方向に伸縮させることで、前記ロッドに作用する前記カム同士の間隔を変更すること
   を特徴とする情報提示装置。
8. 請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の情報提示装置において、
   前記作用部は、前記ロッドの位置を変更することで前記ロッド同士の間隔を変えるロッド間隔変更手段を備えること
   を特徴とする情報提示装置。
9. ステアリングホイールの把持部を介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示する情報提示装置であって、
   前記把持部の内部に設けられ、複数のカムが前記把持部の周方向に沿って列状に形成されたカム状部と、
   前記把持部の内部に設けられ、変位しながら前記カムに接触してその形状に沿って前記把持部の表面方向に往復運動することで運転者の手に触力覚的作用を与える複数のロッドが、前記カム状部に沿って前記把持部の周方向に列状に配列し、その複数のロッドからなるロッド列を前記把持部の周方向に沿って一斉に変位可能に構成された作用部と、
   前記ロッド列が前記カム状部のカム列に沿って変位して前記各カムと接触するように前記作用部を駆動するロッド駆動手段とを備えること
   を特徴とする情報提示装置。