JP5087001B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に限定するものではないが、自動車にとってとくに有用なステアリング装置を開示し、また以下の説明は、分かりやすくすることのみを目的として、この分野に関して言及する。

しかし、本装置はまた、路面電車、農業機械、公共輸送車両、モーターボート、水陸両用車両等、またはたとえ直進走行でなくとも、走行できるあらゆる車両にとって有用である。

よく知られているように、初期の自動車から始まって、ステアリング制御は常にステアリング装置から伝達されるものであり、このステアリング装置は、通常「ステアリングホイール（ハンドル）」として知られており、中央ハブに固着し、ステアリングコラムによって前輪の方向位置を制御するステアリング機構に連結している。

長年にわたって、ステアリングホイールはデザイン、人間工学、調整などにおいて変更、改善されてきた。

最近では、高さ、傾きを調節でき、異なる材料で形成したより強靱かつより軽量のステアリングホイールが存在し、またステアリングコラムの変更により衝撃を吸収することのできるステアリングホイールは、より端的に言えば、衝突時にドライバーを守るよう即座に膨張可能なクッション（いわゆる「エアバッグ」）を備えている。

ステアリングホイールの形状は、いくつかのケースにおいて変化してきており、例えば「フォーミュラワン」では、運転中、および車両に乗り降りする際の、より制限されたスペースにおける必要性を満たすために、半円形でドライバーから取り外し可能なハンドルが使われてきている。

しかし、ステアリングを制御する方法は、変化してこなかった。

ステアリング制御は、車両のドライバーによってステアリングホイールに加えられるが、安全規則および高速道路交通法規は、車両によりよく制御するために、ドライバーに運転中両手でハンドルを握ることを要求している。

しかし、例えば後進、Ｕターンのような特殊な運転状況では、ステアリングホイールを両手で持ち続けるのは不快である。後進する間、ドライバーの姿勢（若干もしくは完全に後方を向いている姿勢)は通常の運転姿勢と比べて不自然であり、それにより、ハンドルから片手を離す傾向がある。

さらに、急激な進路変更、ステアリング修正など、肘を曲げる場合には、回転に対して固有抵抗を持つステアリングホイールを適時制御するのはまた困難である。

この不便さは、ラリー、ロードレース、トラックレースなどのような、ただでさえ極限運転状況の下では明らかである。

曲がる、Ｕターンする、後進する際に、頻繁にハンドルから手を離させないようにするということは、ステアリングホイールに手を追従させることである。可能な限りのステアリングホイールの回転に追従させれば、ステアリングホイールの方向に腕をねじらせることになる。この事実は、腕の筋肉に連続して負荷をかけることとなり、その負荷は非直線の進路に比例し、次第に増加していく。

本田技研工業（株）による特開平１１−２４２８４９号記載のステアリング装置の場合、ステアリングホイールの転舵中に回転方向とは逆側の腕が連続して一定のストレスが加わる。
さらに、上述した負荷は、未熟もしくはあまり運転しないドライバーにとって無視できない問題である。

ラリー、ロードレースまたはトラックレースのような極限運転状況の下では、曲がる際の交差加速は、腕や肩への負荷をさらに増加させ、車両を運転するのに高い身体的労力を必要とさせる。

本発明の目的は、上記の欠点を解決するために、構造的、機能的な特徴を持つステアリング装置を提供することである。

本発明の特有の目的は、このように、運転時のより高い安全性を保証し、ステアリング制御のために必要な労力を減らし、その際の腕や肩への負荷を減らすことである。

これらの目的は、中心ハブによってステアリングコラムに固定され、前輪の方向の制御機構を操作するステアリングコラムと一緒に回転可能である支持構体を備えるステアリング装置によって達成される。支持構体は、支持構体に連結した少なくとも２個の取っ手を備え、これら取っ手の少なくとも一方を可動とし、この可動取っ手を支持構体が存在し回転する平面にほぼ直交する軸線の周りに回転可能にし、ステアリングコラムの軸線の周りに、支持構体に手動で回転運動を加えることができる。

本発明の好適な実施例によれば、ステアリング装置は２個の可動の取っ手を備え、それらは上述の支持構体の中間平面に対して対称な位置において支持構体に取り付け、それら可動取っ手はドライバーの２つの手で自然に握れる形状に形成する。
本発明の特徴と利点は、例示的かつ非制限的なものとして実現された、実施例に関して以下に添付の図面につき説明することから明らかになるであろう。

以下の説明に関連するすべての図面、および図面の簡単な説明において、ステアリング装置は、本願人が「中央」として定義し、すなわち車両の直進走行を可能にする位置、または、本願人が「回転した」と定義し、すなわちステアリング制御により達する位置をとることができる。

図１（ａ，ｂ，ｃ，およびｄ）に示す実施例に言及すると、ステアリング装置は、中心孔４を有し、２個のスポーク３ａ，３ｂによって一体に構成した支持構体２を備え、この中心孔４は、ステアリングコラム（図示せず）に固着するものであり、これら各部分をすべて、図１ａ、１ｂ、および１ｄに詳細に示す。

中心孔４はステアリングコラムに嵌合し、支持構体２をステアリングコラム自体に取り付けることができる。このステアリングコラムは、ステアリング装置１の回転を、転向部材、例えば車輪、トラック、舵等に作用することによって、生ずる車両の走行方向を変化させる制御を行う機構に伝達すべきものである。

２個の枢軸６ａ，６ｂを、中心孔４に対して遠位の位置において、スポーク３ａ，３ｂの端部に取り付け、各枢軸は、関連するスポークの平面に対して直交する軸線の周りに回転可能とする。

取っ手７ａ，７ｂを、各枢軸の遊端に固定する。各取っ手はひねり取っ手として形成し、各枢軸６ａ，６ｂの軸線にほぼ直交する平面、したがって、支持構体２の平面とほぼ平行な平面に存在する。

有利には、本発明によれば、支持構体２およびひねり取っ手７は、枢軸６ａ，６ｂによって機械的に連結するが、それぞれ回転できるよう互いには結合せず、２つの互いに平行な平面上で、それぞれステアリングコラムおよび枢軸６ａ，６ｂの軸線の周りに回転可能にし、かつ中間平面Ａ−Ａに関して対称な位置で支持構体に取り付ける。

このことは、支持構体２がステアリングコラムの軸線の周りにある角度に回転する一方で、ひねり取っ手７自体も、コラムの周りにおける支持構体２の回転に追従しつつ、枢軸６ａ，６ｂの軸線の周りに、ステアリングコラムの軸線の周りにおける支持構体２の回転角とは異なる角度に回転可能であることを意味する。

さらに、２個のひねり取っ手７は、枢軸６ａ，６ｂの軸線の周りにそれぞれ回転できるよう枢軸に結合せず、互いに異なる大きさの角度で回転することもできる。

従来のステアリングホイールでは、支持構体２がステアリングコラムの周りに角度αに回転する場合、ステアリング制御のために使用する腕のねじれ角は角度αと同一の大きさを有する。腕は、ねじれの限界に到達すると、ステアリングホイールから非同期的に分離し、そして再び初期位置をとり、ステアリング制御動作を完了する。

有利なことに、本発明によれば、ステアリング装置１をステアリングコラムの周りに角度αにわたり回転する際に、ステアリング制御のために使用する腕のねじれ角はゼロに近い。ひねり取っ手７は、支持構体２の回転に対して反対の方向に回転可能であり、したがって、ステアリングコラムの周りにおける腕のねじれに対して釣り合いをとることができる。言い換えれば、支持構体の回転と腕のねじれが等しくかつ逆向きであるため、合力がゼロとなる。

支持構体２、および取っ手７に加わる回転の合力は、ステアリング装置１の制御のため腕および肩による仕事を表すため、腕および肩に加わる負荷が最小限またはゼロに近いことは明らかである。

ステアリング制御は主に前腕によって行われるが、前腕がする仕事は無視できる程度である。したがって、ステアリングは、日常の運転、および非日常の状況、例えばラリー、ロードレース、トラックレース等での特殊なケースにおける運転の双方において、より便利となり、さらにより迅速に行える。ラリー、ロードレース、トラックレース等での特殊なケースでは、ステアリングの容易さは重要な要素であり、本発明によるステアリング装置を使用する利点はより明白である。

２個の可動の取っ手７ａ，７ｂに代わるものとして、片方の取っ手を支持構体２に回転不能に固定するとともに、中間軸線Ａ−Ａに関して対称的に配置する取っ手を自由回転可能のままとすることができる。

さらに、本発明は、車両が停止しているときには支持構体２からひねり取っ手７を取り外すことができ、車両の不正使用を防止する。

支持構体２は、１個以上のスポークを有することができ、また代案として、スポーク３なしの設計にすることもでき、例えば、ステアリングコラムに固定するための中心孔４から延びるディスクとして形成する。

特に、スポーク３は図９に示すタイプとすることができ、この場合、それらスポーク間の角度は調節可能である。なぜなら、スポークは、ハブまたはステアリングコラムに、着座部１２０によって、予め決められて運転中には変更不可の位置に装着するからである。スポークの角度または数は、ドライバーの格段の安全性および快適性に対する要求に応ずる。

上記を考慮すると、本発明によるステアリング装置を使用するすべての車両に対して、より良好な運転条件が整うことは明らかである。安全性は大幅に増す。そして操舵中にステアリングホイールから手を離す必要はもはやなく、これは、例えばＵターン中に起こる短い半径のカーブの間でさえも。腕および肩に大きく負荷がかかることはない。運転はよりリラックスして行うことができ、ステアリングはより迅速に行える。そして、取っ手が取り外し可能であることは、窃盗に対して十分な安全性を保証する。

図３ａ、３ｂ、４ａおよび４ｄは、本発明の第２の実施例における、２つの異なる操作位置を示す。図中では、図１ａ〜図１ｄの図群におけるのと同じまたは類似した部分には、すでに用いたものと同じ参照符号を再び用い、かつ、変更した部分には１００を足した参照符号を用いて示す。

この実施例において、取っ手は通常のステアリングホイールにおける２個の円弧セグメントにより構成し、指をあてがう凹みを設けることができる。このように、ステアリング装置２０は上述の基本的な実施例と比較してより快適に握ることができる。

図５ａ〜図５ｄおよび図６ａ〜図６ｄは、本発明の第３の実施例における、２つの異なる操作位置を示す。図中では、図１ａ〜図１ｄの図群におけるのと同じまたは類似した部分には、すでに用いたのと同じ参照符号を再び用い、また変更した部分には２００を足した参照符号を用いて示す。

この実施例において、取っ手は、２個の反転した「牛の角」のような形状に形成し、指をあてがうための凹みを設けることができる。

特に、図５ａ、５ｂにおいて、枢軸６ａ，６ｂは、望ましくは、対応するスポーク３ａ，３ｂが有する溝孔２１０に調節可能な位置に固定する。代案として、溝孔は取っ手２０７に形成することもでき、これによって、２個の溝孔のうち一方における形状に対応するよう、またドライバー（運転手）の特別な要求を考慮して、取っ手を配置することができる。

このような溝孔は、本発明の他の実施例においても設けることができる。

図７ａ〜図７ｄの図群には、本発明の第４の実施例を示し、図１ａ〜図１ｄの図群におけるのと同じまたは類似する部分には、すでに用いたのと同じ参照符号を再び用い、変更した部分には３００を足した参照符号を用いて示す。

図７ａ〜図７ｄにおいて、ステアリング装置４０は、反転した「牛の角」の形状をしたタイプの取っ手３０７を、中央位置に配置し、異なる視点で見た状態を示す。この実施例において、ステアリング装置４０は円弧状の２個のセグメント、すなわち上方セグメント１１、および下方セグメント１２を有する。

これら２個のセグメントを、それぞれに対応するスポーク１３，１４によってハブに固着し、ステアリング装置４０に加えるステアリング制御によって、スポークと一緒に回転する。

この実施例において、ドライバーは、長い直線道路の走行中に手をあてがうのに、従来型ステアリングホイールの形状を利用することができる。

図から容易に理解できるように、取っ手の回転は、２個の円弧状セグメント１１，１２によって妨げられることもなければ、調整されることもない。このように、これら円弧状セグメントの存在は、新しいステアリングホイールをより従来型的に見せ、型破りのようには見せないようにするのに有用な審美的効果を有するものである。

明らかに、図７ａ〜図７ｄの実施例において、取っ手は上述した実施例のような形状、特に図５の実施例のような形状にして形成することができ、したがって従来型のステアリングホイール形状を維持するのである。

図８ａ〜図８ｄの図群は、本発明の第５の実施例を示し、図７ａ〜図７ｄの図群におけるのと同じまたは類似した部分には、すでに用いたのと同じ参照符号を再び用い、変更した部分には１００を足した参照符号を用いて示す。

図８ａ〜図８ｄにおいて、ステアリング装置５０は反転した「牛の角」のような形状をしたタイプの取っ手３０７を中央位置に配置し、様々な視点から見た状態を示す。この実施例では、ステアリング装置５０には、下方の円弧状のセグメント１１２を設ける。

セグメントはスポーク１１４によってハブに固着し、ステアリング装置５０に加えられるステアリング制御において、スポークと一緒に回転する。

本発明の非常に重要な特徴は、図８ａ〜図８ｄに示すように、従来型ステアリングホイールのクラウン形状における少なくとも一部を、または全体を省略することができるということである。これにより、ドライバー用のエアバッグを必ずしもステアリングホイールに配置する必要はなく、運転席の前のダッシュボード、すなわち、例えば搭乗者に与えられるのと同じ位置を利用することができる。

このようなエアバッグの位置は、現在の製造において組み立てるハブを変更または改変することによって、車両の購入後にも、ステアリング装置を装着し、容易に適合させることができる。

さらに、運転の安全性と快適性において有利となるように、計器システムの視認性を著しく改善することができる。

最後に、さらに、現在はステアリングホイールのクラウン形状部に沿って配置している制御装置（例えば、変速装置制御、オーディオ装置制御等）をステアリングホイールに配置するのをより容易にする。

明らかに、ステアリング装置の形態は、平面タイプ、カップ状タイプ、または任意の既知のタイプにすることもできる。

本発明によるステアリング装置の基本的な実施例を示し、（ａ）は第１の操作位置を上方から見た平面図、（ｂ）は図１ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｃ）は図１ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｄ）は図１ａに示す装置の部分斜視図である。 本発明によるステアリング装置の基本的な実施例を示し、（ａ）は第２の操作位置を上方から見た平面図、（ｂ）は図２ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｃ）は図２ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｄ）は図２ａに示す装置の部分斜視図である。 本発明によるステアリング装置の第２の実施例を示し、（ａ）は第１の操作位置を上方から見た平面図、（ｂ）は図３ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図である。 本発明によるステアリング装置の第２の実施例を示し、（ａ）は第２の操作位置を上方から見た平面図、（ｂ）は図４ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図である。 本発明によるステアリング装置の第３の実施例を示し、（ａ）は第１の操作位置を上方から見た平面図、（ｂ）は図５ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｃ）は図５ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｄ）は図５ａに示す装置の部分斜視図 本発明によるステアリング装置の第３の実施例を示し、（ａ）は第２の操作位置を上方から見た平面図、（ｂ）は図６ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｃ）は図６ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｄ）は図６ａに示す装置の部分斜視図である。 本発明によるステアリング装置の第４の実施例を示し、（ａ）は上方から見た平面図、（ｂ）は図７ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｃ）は図７ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｄ）は図７ａに示す装置の部分斜視図である。 本発明によるステアリング装置の第５の実施例を示し、（ａ）は上方から見た平面図、（ｂ）は図８ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｃ）は図８ａに示す装置の、矢印の方向から見た側面図、（ｄ）は図８ａに示す装置の部分斜視図である。 先行する図面に示す本発明によるステアリング装置に使用可能なスポークの上方 から見た平面図である。

Claims (10)

1. ステアリングコラムに支持構体を固着するための中心孔（４）を有する該支持構体（２）であって、ステアリング機構を操作するようステアリングコラムと一緒に回転可能とした該支持構体（２）と、
   前記中心孔（４）に対して遠位の位置で前記支持構体（２）に連結した回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）と、を備えた、ステアリング装置（３０，４０，５０）において、
   前記回転可能な２個の取っ手は、前記支持構体（２）が存在し回転する平面に対してほぼ直交する軸線の周りに、同時におよび自由に０°〜３６０゜にわたり回転可能とし、これにより、手動で前記ステアリングコラムの軸線周りの回転運動を支持構体（２）に付与することができる構成とし、
   前記回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）は第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部は、前記支持構体（２）に対して回転可能に連結し、また第２端部は自由端部とし、前記第１端部と前記第２端部との間には間隙を生じて、前記回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）のそれぞれは、ドライバーの手が握り易い、牛の角の形状をしたＵ字状取っ手として構成し、
   前記支持構体（２）はスポーク（３ａ，３ｂ）を有し、前記回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）を枢軸（６ａ，６ｂ）によって前記支持構体（２）に回転可能に連結しており、前記枢軸（６ａ，６ｂ）は対応のスポーク（３ａ，３ｂ）に固着し、かつ枢軸自体の軸線の周りに回転可能とし、
   前記枢軸（６ａ，６ｂ）を溝孔（２１０）内で調節可能位置に固着した
   ことを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記スポーク（３ａ，３ｂ）をハブ、ステアリングコラム、もしくは他のスポークに着脱可能に連結した、ステアリング装置。
3. 請求項１に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記スポーク（３ａ，３ｂ）を他のスポークに対して角度調節可能にした、ステアリング装置。
4. 請求項１に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、互いに他方のスポークに対して角度調節可能な少なくとも２個のスポーク（３ａ，３ｂ）を備える、ステアリング装置。
5. 請求項１に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）を、前記スポーク（３ａ，３ｂ）における前記中心孔（４）と比較して遠位の位置に配置した、ステアリング装置。
6. 請求項１に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記溝孔（２１０）を前記スポーク（３ａ，３ｂ）に形成した、ステアリング装置。
7. 請求項１に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、溝孔（２１０）を、前記回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）に形成される、ステアリング装置。
8. 請求項６または７に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）を前記枢軸（６）により支持構体（２）に着脱可能に連結した、ステアリング装置。
9. 請求項８に記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記支持構体（２）の中間平面（Ａ−Ａ）に関して対称な位置において支持構体（２）に取り付けた回転可能な２個の取っ手（２０７，３０７）を備え、前記回転可能な取っ手（２０７，３０７）はドライバーの従来型のステアリングホイールにおける部分形状となるように形成した、ステアリング装置。
10. 請求項１記載のステアリング装置（３０，４０，５０）において、前記取っ手（２０７，３０７）に、手動制御手段を組み付けた、ステアリング装置。

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