JP5000160B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の操舵装置に関する。より具体的には、ハンドルの平面と、ステアリングシャフトの回転軸とが直角でない車両用の操舵装置に関する。

従来より、車両には、運転者の操作に応じて転舵輪を転舵する操舵装置が設けられる。
この操舵装置は、ステアリングシャフトと、このステアリングシャフトに連結されたハンドルと、を備える。このステアリングシャフトには、ステアリングシャフトの回転角度に応じて転舵輪の転舵角を変化させる伝達機構を介して、転舵輪が連結されている。
この転舵装置によれば、運転者がハンドルの一部を把持して回転させると、ステアリングシャフトも回転し、このステアリングシャフトの回転角度に応じて転舵輪が転舵される。

ところで、このような操舵装置では、ハンドルは、ステアリングシャフトの回転軸がこのハンドルを含む平面に垂直となるように、ステアリングシャフトに連結される（例えば、特許文献１）。
このような操舵装置では、ハンドルを回転させても、このハンドルの回転軌道は、運転者が把持する位置に係わらず同一である。すなわち、運転者は、ハンドルのどの位置を把持しても、常に同一の回転軌道上でハンドルを回転させることとなるため、運転者にとって操作し易くなっている。
特開２００４−１８９１０９号公報

ところで、運転者がハンドルを把持する場合には、運転者は、ハンドルを含む平面をハンドル面として、このハンドル面に対して略垂直にして把持する。さらに、このように把持したハンドルを操作する場合には、運転者は、ハンドルを両手で把持したまま、このハンドル面内でハンドルを回転させている。よって、運転者によるハンドルの操舵操作は、ハンドルを握力のみで把持して回す動作が主体となるため、運転者は、ハンドルを放さないように把持する動作を継続して運転する必要がある。
このため、快適に操作できる操舵装置が望まれていた。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、運転者が、快適に操作できる操舵装置を提供することを目的とする。

（１） 運転者が車両を操舵するための操舵装置であって、ステアリングシャフト（例えば、後述のステアリングシャフト１０）と、当該ステアリングシャフトを回転させるハンドル（例えば、後述のハンドル２０）と、を備え、当該ハンドルを含む平面（例えば、後述のハンドル面）と前記ステアリングシャフトの回転軸との成す角度は、直角以外の角度であることを特徴とする操舵装置。

（１）の発明によれば、ハンドルを含む平面をハンドル面として、このハンドル面とステアリングシャフトの回転軸との成す角度は、直角以外の角度である。このような操舵装置では、ハンドルを回転させると、ハンドルの回転軌道は運転者が把持する位置に応じて異なることとなる。すなわち、ハンドルのうち、運転者が把持する位置の回転軌道は、このハンドルのハンドル面に含まれなくなる。

より具体的には、このような操舵装置では、ハンドルを回転させると、このハンドルのハンドル面は、運転者が把持する位置の回転軌道に対して０°でない角度をもって移動することとなる。
このため、ハンドル面内に沿った力を作用させるだけでなく、このハンドル面に対して垂直な方向に力を作用させることによっても、ハンドルを回転させることができる。

これにより、運転者は、例えば、ハンドルを軽く把持した状態で、運転者の前方へ押すように操作してハンドルを回転させることができる。したがって、運転者は、ハンドルを握力のみで把持して操作する必要がないので、快適に操作できる。

（２） 前記ハンドルは、最大左操舵角と最大右操舵角との成す角度が３６０°以内であることを特徴とする（１）に記載の操舵装置。

（２）の発明によれば、ハンドルの回転角度が０°である状態から、左右のどちらかに回転させて操舵する場合、運転者は、ハンドルを多くても半回転させるだけでよい。
したがって、運転者は、ハンドルを頻繁に持ち替えることなく、ハンドルを軽く把持した状態から、ハンドルを押したり引いたりする動作も使って、ハンドルを回転させることができるので、より快適に操作できる。

（３） 前記ハンドルの平面と前記ステアリングシャフトの回転軸との成す角度を調整可能な角度調整機構（例えば、後述のチルト機構２１３）をさらに備えることを特徴とする（１）または（２）に記載の操舵装置。

（３）の発明によれば、ハンドル面と回転軸との成す角度を、ハンドルのステアリングシャフトに対する取り付け角度として、この取り付け角度を調整できる。これにより、運転者は、取り付け角度を調整して、ハンドル面を押す動作に対するハンドルの回転量を変化させることができる。
したがって、運転者は、ハンドルの取り付け角度を、運転者が操作しやすい角度に設定することができる。

（１）の発明によれば、運転者は、例えば、ハンドルを軽く把持した状態で、運転者の前方へ押すように操作してハンドルを回転させることができる。したがって、運転者は、ハンドルを握力のみで把持して操作する必要がないので、快適に操作できる。
（２）の発明によれば、運転者は、ハンドルを頻繁に持ち替えることなく、ハンドルを押したり引いたりする動作も使って、ハンドルを回転させることができるので、より快適に操作できる。
（３）の発明によれば、運転者は、取り付け角度を調整することにより、ハンドル面を押す動作に対するハンドルの回転量を変化させることができる。したがって、運転者は、ハンドルの取り付け角度を、運転者が操作しやすい角度に設定することができる。

以下、実施例の操舵装置について、図面を参照しながら説明する。

初めに、図１から図６を参照して、実施例１の操舵装置１について説明する。
図１は、操舵装置１の外観を示す斜視図である。
図２は、操舵装置１の側面図である。
操舵装置１は、車両に連結されたステアリングシャフト１０と、運転者が車両を操舵するために操作するハンドル２０と、を備える。

ステアリングシャフト１０は、棒状であり、その中心軸を回転軸として回転可能に支持されている。このステアリングシャフト１０の基端側は、ハンドル２０の操作に応じて車両の転舵輪を変化させる伝達機構（図示せず）に連結されている。また、このステアリングシャフト１０の先端側は、ハンドル２０と連結されており、このハンドル２０を回転可能に支持している。すなわち、ステアリングシャフト１０は、ハンドル２０とともに回転し、これにより、運転者によるハンドル２０の回転操作を伝達機構に伝達する。

また、このハンドル２０の最大左操舵角と最大右操舵角との成す角度は、３６０°以内であるとする。すなわち、ハンドル２０を、左に最も回転させた状態から、右に最も回転した状態にするまで、運転者がこのハンドル２０を回転させる角度は３６０°以内である。

ハンドル２０は、ステアリングシャフト１０の先端に連結されるセンターコア部２１と、このセンターコア部２１に支持された把持部２２と、を備える。
把持部２２は、運転者が把持できるように、円環状に形成されている。
センターコア部２１は、略円板状のセンターコア本体２１１と、このセンターコア本体２１１の外周面から略水平方向に突出した２つの連結部２１２Ｌ，２１２Ｒと、を含んで構成される。これら連結部２１２Ｌ，２１２Ｒの先端は、把持部２２を含む平面をハンドル面として、このハンドル面とセンターコア部２１を含む平面とが平行になるように、把持部２２の内周面に連結される。

図２に示すように、センターコア本体２１１は、その中心がステアリングシャフト１０の回転軸上に位置し、さらに、後述の基準状態におけるハンドル２０のハンドル面とステアリングシャフト１０の回転軸との成す角度が、直角以外の角度θとなるようにして、ステアリングシャフト１０の先端に連結される。また、以下では、このハンドル面と回転軸との角度θを取り付け角度θとして、この取り付け角度θは、９０°より大きく１８０°以下の範囲内であるものとする。
このようにして、ハンドル２０をステアリングシャフト１０に連結することにより、運転者は、把持部２２を把持してハンドル２０を回転させて、ステアリングシャフト１０を回転させることができる。

また、以上のように構成された操舵装置１において、ハンドル２０の連結部２１２Ｌ，２１２Ｒが、水平方向の左右両側に位置した状態を、ハンドル２０の基準状態とする。すなわち、ハンドル２０の連結部２１２Ｌ，２１２Ｒが、水平方向の左右両側に位置した状態では、転舵輪の転舵角は０°であるとする。
なお、上述の図１及び図２では、従来の操舵装置との比較のために、ステアリングシャフト１０の回転軸がハンドル面に直交した場合における把持部の位置を、２点鎖線で図示している。

次に、以上のように構成された操舵装置１におけるハンドル２０の回転軌道について、図３から図５を参照して説明する。
図３は、操舵装置１の上面図であり、ハンドル２０の基準状態を示す図である。
図４は、操舵装置１の上面図であり、ハンドル２０を基準状態から略５０°回転させた状態を示す図である。
図５は、操舵装置１の上面図であり、ハンドル２０を基準状態から略１００°回転させた状態を示す図である。
なお、これら図３から図５では、従来の操舵装置との比較のために、ステアリングシャフト１０の回転軸がハンドル面に直交した場合における把持部の位置を、２点鎖線で図示している。また、図３から図５が示す操舵装置１の上面図とは、操舵装置１を、上述の図２中上方から視た図である。

ここでは、図３から図５に示すように、ハンドル２０を基準状態から略１００°回転させた場合におけるハンドル２０の回転軌道について、操舵装置１と、従来の操舵装置とを比較して説明する。

まず、従来の操舵装置におけるハンドルの回転軌道について説明する。
従来の操舵装置では、回転軸はハンドル面に直交しているため、ハンドルを回転させても、ハンドル面は移動せずに同じ平面内に含まれる。また、運転者が把持する部分の回転軌道は、このハンドル面内に含まれることとなる。

次に、操舵装置１におけるハンドル２０の回転軌道について説明する。
なお、以下では、把持部２２のうち運転者が両手で把持する部分を、それぞれ、右手把持点Ｇ_Ｒ及び左手把持点Ｇ_Ｌとして、これら把持点Ｇ_Ｒ，Ｇ_Ｌが、３次元空間内に描く回転軌道について説明する。

まず、図３に示すように、ハンドル２０の基準状態では、運転者は、右手及び左手で、把持部２２の連結部２１２Ｒ側及び連結部２１２Ｌ側を把持する。すなわち、運転者は、把持部２２のうち、従来の操舵装置の把持部と、操舵装置１の把持部２２との交点を把持する。また、ハンドル２０の基準状態における右手把持点Ｇ_Ｒ及び左手把持点Ｇ_Ｌの、３次元空間内の位置を、それぞれ、Ｇ_Ｒ０及びＧ_Ｌ０とする。

図３に示す基準状態にあるハンドル２０を、運転者から視て左に略５０°回転させると、ハンドル２０は図４に示す状態になる。この回転に伴い、運転者の右手把持点Ｇ_Ｒ及び左手把持点Ｇ_Ｌは、それぞれ、Ｇ_Ｒ０，Ｇ_Ｌ０から、Ｇ_Ｒ５０，Ｇ_Ｌ５０に移動する。

この状態から、さらに左に略５０°回転させると、ハンドル２０は図５に示す状態になる。また、この回転に伴い、運転者の右手把持点Ｇ_Ｒ及び左手把持点Ｇ_Ｌは、それぞれ、Ｇ_Ｒ５０，Ｇ_Ｌ５０からＧ_Ｒ１００，Ｇ_Ｌ１００に移動する。

したがって、以上のようなハンドル２０の回転に伴い、運転者が把持する右手把持点Ｇ_Ｒ及び左手把持点Ｇ_Ｌは、それぞれ、Ｇ_Ｒ０→Ｇ_Ｒ５０→Ｇ_Ｒ１００及びＧ_Ｌ０→Ｇ_Ｌ５０→Ｇ_Ｌ１００の回転軌道をたどる。また、図５に示すように、この回転軌道は、従来の操舵装置におけるハンドル面内に含まれることとなる。
また、このような把持点Ｇ_Ｒ，Ｇ_Ｌの回転軌道に対して、ハンドル２０のハンドル面は、図３から図５に示すように、把持点の回転軌道（従来の操舵装置のハンドル面）に対して所定の角度をもって移動することとなる。

すなわち、操舵装置１では、ハンドル２０を回転させると、このハンドル２０のハンドル面は、運転者が把持する把持点Ｇ_Ｒ，Ｇ_Ｌの回転軌道に対して０°でない角度をもって移動することとなる。

次に、以上のように構成された操舵装置１の操舵操作について、図６を参照して説明する。
図６は、操舵装置１の上面図であり、運転者がハンドル２０を略５０°回転した状態からさらに略５０°回転させた状態を示す図である。

ここでは、図６に示すように、ハンドル２０が運転者から視て左に略５０°回転した状態から、さらに左に回転させる場合における右手及び左手の操舵操作について、操舵装置１と、従来の操舵装置とを比較して説明する。

まず、従来の操舵装置における、運転者の操舵操作は以下のようになる。
すなわち、従来の操舵装置では、上述のように、ハンドルを回転させても、ハンドル面は移動せずに同じ平面内に含まれる。このため、運転者は、ハンドル面に対して垂直にしてハンドルを把持した状態で、このハンドル面内に沿ってハンドルを回転させることとなる。

したがって、従来の操舵装置では、運転者の右手は、ハンドルを握力のみで把持して回す動作が主体となり、運転者は、ハンドルを放さないように把持する動作を継続する必要がある。
また、このようにハンドルを左に回転させると、運転者の左手は、運転者の腰部の辺りに位置することとなる。このような場合、運転者の左手が自身の腰部に近づくにつれて、小指側から指が離れることとなるため、運転者は、左手で把持部を把持することが困難になる。したがって、ハンドルの操舵操作は右手に大きく依存することになる場合がある。

一方、操舵装置１における、運転者の操舵操作は以下のようになる。
まず、運転者は、把持部２２の連結部２１２Ｒ側及び連結部２１２Ｌ側を、それぞれ、右手及び左手で軽く把持する。より具体的には、運転者は、自身の手首をハンドル２０のハンドル面に対して略垂直にして、把持部２２を両手で軽く把持する。

上述のように、操舵装置１では、ハンドル２０を回転させると、このハンドル面は、運転者が把持する把持点の回転軌道に対して所定の角度をもって移動することとなる。
より具体的には、ハンドル２０を５０°から１００°に回転させると、運転者の右手把持点Ｇ_Ｒの位置は、Ｇ_Ｒ５０からＧ_Ｒ１００へと変化し、この回転軌道Ｇ_Ｒ５０→Ｇ_Ｒ１００は、図６に示すように、運転者が垂直にして把持するハンドル面に対して傾くこととなる。

したがって、この操舵装置１における右手の動作は、従来の操舵装置と同様にハンドル面に沿った方向（図６中の矢印５０）へ力を作用させる動作に加えて、このハンドル面に対して垂直な方向（図６中の矢印６０）へ力を作用させることによってもハンドル２０を回転させることができる。
すなわち、運転者は、このように回転軌道Ｇ_Ｒ５０→Ｇ_Ｒ１００に対して傾いた把持部２２を利用することにより、把持部２２を軽く把持した状態で、指の付け根の周辺や手のひらで押すことでハンドル２０を回転させることができる。したがって、ハンドル２０の把持部２２を把持する動作に頼る割合を減らすことができる。

また、操舵装置１における、運転者の左手の動作は次のようになる。
操舵装置１においても、ハンドル２０を運転者から視て左に回転させると、左手は運転者の腰部の辺りに位置することとなる。しかしながら、操舵装置１では、このような場合であっても、運転者は、指を把持部２２に係止させて、この把持部２２を運転者の手前側に引き寄せることによって、左手でも操舵操作を継続することが可能になる。したがって、どちらか片方の手に依存した操舵操作にはならない。

以上のように構成された操舵装置１によれば、以下のような効果がある。
ハンドル２０の把持部２２を含む平面をハンドル面として、このハンドル面とステアリングシャフト１０の回転軸との成す角度は、直角以外の角度である。このような操舵装置１では、ハンドル２０を回転させると、ハンドル２０の回転軌道は運転者が把持する位置に応じて異なることとなる。すなわち、ハンドル２０のうち、運転者が把持する位置の回転軌道は、このハンドル２０のハンドル面に含まれなくなる。
より具体的には、このような操舵装置１では、ハンドル２０を回転させると、このハンドル２０のハンドル面は、運転者が把持する位置の回転軌道に対して０°でない角度をもって移動することとなる。
このため、ハンドル面内に沿った力を作用させるだけでなく、このハンドル面に対して垂直な方向に力を作用させることによっても、ハンドル２０を回転させることができる。
これにより、運転者は、例えば、ハンドル２０の把持部２２を軽く把持した状態で、運転者の前方へ押すように操作してハンドル２０を回転させることができる。したがって、運転者は、把持部２２を握力のみで把持して操作する必要がないので、快適に操作できる。

また、この操舵装置１によれば、上述のように、ハンドル２０の最大左操舵角と最大右操舵角との成す角度を３６０°以内にした。これにより、ハンドル２０の基準状態から、左右のどちらかに回転させて操舵する場合、運転者は、ハンドル２０を多くても半回転させるだけでよい。
したがって、運転者は、ハンドル２０の把持部２２を頻繁に持ち替えることなく、把持部２２を軽く把持した状態から、を押したり引いたりする動作も使って、ハンドル２０を回転させることができるので、より快適に操作できる。

次に、図７を参照して、実施例２の操舵装置１Ａについて説明する。なお、以下の実施例２の説明にあたって、実施例１と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図７は、実施例２の操舵装置１Ａの側面図である。
実施例２の操舵装置１Ａは、ハンドル２０Ａのセンターコア部２１Ａの構成が、実施例１の操舵装置１と異なる。より具体的には、センターコア部２１Ａは、ハンドル２０Ａのハンドル面とステアリングシャフト１０の回転軸との成す角度を調整可能な角度調整機構としてのチルト機構２１３をさらに備える点が、実施例１と異なる。

センターコア部２１Ａは、略円板状のセンターコア本体２１１と、このセンターコア本体２１１の外周面から略水平方向に突出した２つの連結部２１２Ｌ，２１２Ｒと、センターコア本体２１１の中心に設けられたチルト機構２１３と、このチルト機構２１３を覆うセンターコアカバー２１４と、を含んで構成される。

チルト機構２１３は、ステアリングシャフト１０の先端に連結されており、これにより、ハンドル２０Ａのハンドル面と、ステアリングシャフト１０の回転軸とのなす角度θを取り付け角度θとして、この取り付け角度θが調整可能となっている。
センターコアカバー２１４は、半球状のカバーであり、その先端には、チルト機構２１３に連結されたステアリングシャフト１０が挿通される挿通孔が形成されている。このセンターコアカバー２１４は、ステアリングシャフト１０を挿通孔に挿通させた状態で、センターコア本体２１１に取り付けられており、これにより、取り付け角度θが調整できるようにチルト機構２１３を覆う。

以上のように構成された操舵装置１Ａによれば、運転者は、この取り付け角度θを調整することにより、ハンドル面を押す動作に対するハンドル２０の回転量を変化させることができる。
したがって、運転者は、ハンドル２０の取り付け角度を、運転者が操作しやすい角度に設定することができる。

次に、図８及び図９を参照して、実施例３の操舵装置１Ｂについて説明する。なお、以下の実施例３の説明にあたって、実施例１と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図８は、操舵装置１Ｂのハンドル２０Ｂの正面図である。
実施例３の操舵装置１Ｂは、ハンドル２０Ｂの把持部２２Ｂの構成が、実施例１と異なる。

把持部２２Ｂは、棒状の左把持部２２１ＢＬ及び右把持部２２１ＢＲで構成される。これら左把持部２２１ＢＬ及び右把持部２２１ＢＲは、それぞれ、センターコア本体２１１の平面内で、連結部２１２Ｌ，２１２Ｒに略垂直に連結されている。これにより、把持部２２Ｂを含む平面をハンドル２０Ｂのハンドル面として、このハンドル面とステアリングシャフト１０の回転軸との成す角度が、直角以外の角度になるようにできる。

ステアリングシャフト１０の回転軸がハンドル面に直交していない操舵装置１Ｂでは、このハンドル２０Ｂの操作は、把持部２２Ｂを押し引きする動作が主体となる。このため、運転者が把持する把持部の形状は、本実施例の把持部２２Ｂのように円環状でなくてもよい。

＜変形例＞
図９は、実施例３の変形例の、操舵装置１Ｃのハンドル２０Ｃの正面図である。
このハンドル２０Ｃの把持部２２Ｃは、円弧状の左把持部２２１ＣＬ及び右把持部２２１ＣＲで構成される。これら左把持部２２１ＣＬ及び右把持部２２１ＣＲは、センターコア本体２１１の平面内で、連結部２１２Ｌ，２１２Ｒに略垂直に連結されている。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。

例えば、実施例では、取り付け角度θは、９０°より大きく１８０°以下の範囲内にあるとしたが、これに限らない。
例えば、取り付け角度θを、９０°より小さく０°より大きい範囲内にすることにより、ハンドルを押し引きする動作を逆にすることができる。したがって、運転者は、より快適に操舵できる場合がある。

実施例１の操舵装置の斜視図である。 操舵装置の側面図である。 操舵装置の上面図であり、ハンドルの基準状態を示す図である。 操舵装置の上面図であり、ハンドルを基準状態から略５０°回転させた状態を示す図である。 操舵装置の上面図であり、ハンドルを基準状態から略１００°回転させた状態を示す図である。 操舵装置の上面図であり、運転者が、ハンドルを略５０°回転した状態からさらに略５０°回転させた状態を示す図である。 実施例２の操舵装置の側面図である。 実施例３の操舵装置のハンドルの正面図である。 実施例３の変形例の、操舵装置のハンドルの正面図である。

符号の説明

１ 操舵装置
１０ ステアリングシャフト
２０ ハンドル
２１３ チルト機構（角度調整機構）
２２ 把持部

Claims (3)

1. 運転者が車両を操舵するための操舵装置であって、
   ステアリングシャフトと、
   当該ステアリングシャフトを回転させる円環状のハンドルと、
   当該円環状のハンドルを含む平面と前記ステアリングシャフトの回転軸との成す角度を調整可能な角度調整機構と、を備え、
   前記ハンドルを含む平面と前記回転軸との成す角度を直角以外の角度にすると、当該ハンドルを回転したときの前記ハンドルの把持部の回転軌跡は、基準状態のハンドルを含む平面に対して傾くことを特徴とする操舵装置。
2. 前記ハンドルは、最大左操舵角と最大右操舵角との成す角度が３６０°以内であることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
3. 前記ステアリングシャフト及び前記ハンドルは、前記ハンドルを含む平面が運転者に対向するように設けられることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の操舵装置。

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