JP7380548B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイール等の操作部材の位置と姿勢とを変化させて運転者の前方空間を広げることのできるステアリング装置に関する。

車両の自動運転においてシステムが全責任をもつ自動運転レベル３以上の状態では、運転者が車両の操作に責任を持つ必要が無く、ステアリングホイールを持つ必要がなくなる。従って自動運転時にステアリングホイールが移動し運転者の前方の空間が広く確保されれば運転者の快適性を高めることが出来る。そのため、自動運転時にはステアリングホイールを車両の前側の退避場所に移動させる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３－１１８５９１号公報

従来、運転者の体格に合わせてステアリングホイールの位置を微調整するためにコラムにはテレスコピック機構が備えられている。このテレスコピック機構の可動距離を長くし、自動運転時にはステアリングホイールを運転者からできるだけ遠ざけることも提案されている。

しかし、ステアリングホイールを往復動させるストローク分の長さがテレスコピック機構に必要となるため、テレスコピック機構を取り付ける場所に制限が出てくるという問題があった。

また、テレスコピック機構の可動距離を長くすると、ステアリングホイールの後退動作、および進出動作に時間がかかり、自動運転から手動運転への運転者への権限移譲が短時間でできないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ステアリングホイール等の操作部材を退避させた状態ではコンパクトになり、速やかに出退可能なステアリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つであるステアリング装置は、車両の操舵に用いられるステアリング装置であって、操作部材が取り付けられ、前記車両の前側と運転者側との間で出退方向に往復動する可動体と、前記可動体を前記出退方向に案内し、自身も前記出退方向に往復動する中間ガイドと、前記車両に取り付けられ、前記中間ガイドを前記出退方向に案内する基礎ガイドと、前記基礎ガイドに対し前記中間ガイドを往復動させる出退駆動源を有する第一出退機構と、前記出退駆動源、または前記出退駆動源とは別の駆動源の駆動力を用い前記中間ガイドに対して前記可動体を往復動させる第二出退機構とを備える。

本発明によれば、操作部材の出退のストロークを長くすることができ、運転者前方の空間を広く確保することができる。また、操作部材の後退時においては、ステアリング装置をコンパクトにできるため、車両におけるステアリング装置の設置領域を小さくすることが可能となる。また、可動体のストロークと中間ガイドのストロークが比較的短く、かつ連動しているため、操作部材を速やかに出退させることができる。

実施の形態１に係るステアリング装置を示す斜視図である。 実施の形態１に係るステアリング装置を車両前方の下方から示す斜視図である。 実施の形態１に係る操作部材が折りたたまれたステアリング装置を示す斜視図である。 実施の形態１に係るステアリング装置の縮んだ状態を車両側方の下方から示す斜視図である。 実施の形態１に係る突出状態の操作部材をダッシュボード内に収容する際のステアリング装置の動作の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る操作部材を運転者に向かって突出させた状態のステアリング装置をダッシュボートと共に示す斜視図である。 実施の形態１に係る操作部材のダッシュボードへの収容開始時の状態を示す斜視図である。 実施の形態１に係る操作部材がダッシュボードに収容される終盤の状態を示す斜視図である。 実施の形態２に係るステアリング装置を示す斜視図である。 実施の形態２に係る中間レールと基礎レールとの配置関係を示す断面図である。

次に、本発明に係るステアリング装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

（実施の形態１）
図１は、ステアリング装置を運転者側の上方から示す斜視図である。図２は、ステアリング装置を車両前方の下方から示す斜視図である。ステアリング装置１００は、手動運転と自動運転とを切り替えることができる自動車、バス、トラック、建設機械、農業機械などの車両に取り付けられる装置であり、操作部材１１０と、可動体１２３と、中間ガイド１２４と、基礎ガイド１２５と、第一出退機構１２１と、第二出退機構１２２とを備えている。本実施の形態１の場合、ステアリング装置１００は、折りたたみ機構１３０と、反力発生装置１４０とをさらに備えている。ステアリング装置１００は、いわゆるステアバイワイヤと言われるシステムに組み込まれる装置であり、操作部材１１０とタイヤとは機械的に接続されておらず、操作部材１１０の操舵角を示す情報を出力することによりモータによりタイヤを旋回させて転舵する。

操作部材１１０は、手動運転時において運転者に操作され車輪の角度（転舵角）を指示するためのいわゆるステアリングホイールであり、二つの直進把持部１１１と、下連結部１１２を備えている。本実施の形態１の場合、操作部材１１０は、円環状の部材であり、さらに上連結部１１３と接続部１１４とを備えている。

直進把持部１１１は、手動運転時に車両を直進させる際の操作部材１１０の姿勢において、運転者が両手でそれぞれ把持し易いように配置された部分であり、操作部材１１０の回転中心を含む水平面から上方に操舵軸を中心とする３０度程度の角度範囲がそれぞれ直進把持部１１１に該当する。

下連結部１１２は、二つの直進把持部１１１を連結し下方突出状に湾曲する部分である。本実施の形態１の場合、下連結部１１２は、半円弧状に湾曲している。

上連結部１１３は、二つの直進把持部１１１を連結し上方突出状に湾曲する部分である。本実施の形態１の場合、上連結部１１３は、部分円弧状に湾曲している。

下連結部１１２、および上連結部１１３は、手動運転時の操舵の際に運転者が把持することができる。従って、操舵の際の手のポジションを任意に選択することができ、操舵の容易性を向上させ、操舵ミスを抑制して安全性を向上させることが可能となる。また、操作部材１１０が環状であれば、全体として構造的強度が向上し、鋭利に突出する部分がないため二次衝突時に運転者に対する安全性を高めることができる。

なお、操作部材１１０を、２つの直進把持部１１１、下連結部１１２、および上連結部１１３の各部に分けて説明しているが、操作部材１１０は、環状の部材であり、直進把持部１１１、下連結部１１２、および上連結部１１３を明確に区別することは困難である。

また、操作部材１１０は、円環状に限定されるわけではなく、楕円、長円、多角形等でもよく、これらを組み合わせたものでもかまわない。また、下連結部１１２、および上連結部１１３を湾曲していると説明したが、本明細書、および請求の範囲において湾曲とは、多角形の一部など、直線や角部を含む概念として使用している。

接続部１１４は、操作部材１１０と折りたたみ機構１３０とを接続し、操作部材１１０の外周の中心が操舵軸上に位置する様に保持する部材である。本実施の形態１の場合、接続部１１４は、２つの直進把持部１１１の下端部分から、操作部材１１０の操舵軸に向かって突出する部材であり、操作部材１１０の直径方向に沿って延在している。

なお、接続部１１４は、図面等に記載された形状、配置、姿勢などに限定されるものでは無く、任意に設定することが可能である。

可動体１２３は、操作部材１１０が取り付けられ、車両の前側と運転者側との間で出退方向１２９に往復動する部材である。本実施の形態１の場合、可動体１２３は、反力発生装置１４０、および折りたたみ機構１３０を介して操作部材１１０が取り付けられる部材となっている。可動体１２３の形状や構造は、特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合、箱形状の中間ガイド１２４の内方に収容できる大きさである。可動体１２３は、中間ガイド１２４の内方において出退方向１２９に延在した状態で中間ガイド１２４に固定された直動ガイド１５１に沿って、出退方向１２９に往復動することができるものとなっている。

中間ガイド１２４は、可動体１２３を出退方向１２９に案内し、自身も出退方向１２９に往復動する部材である。中間ガイド１２４は、基礎ガイド１２５の運転者側の端部に達した場合、基礎ガイド１２５よりも運転者側に突出するものとなっている。これにより、可動体１２３を基礎ガイド１２５の長さ以上に出退させることができる。

中間ガイド１２４の形状や構造は特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合は、矩形の箱型形状であり、出退方向１２９に延在する直動ガイド１５１を収容状態で備えている。また、箱形状の中間ガイド１２４の天板には、操作部材１１０を後退させた際に反力発生装置１４０の一部が嵌まり込む切り欠き部１５２を備えている。切り欠き部１５２は、中間ガイド１２４の天板の厚さ方向に貫通した切り欠きである。また、中間ガイド１２４は、操作部材１１０を後退させた状態で、反力発生装置１４０の一部を収容することができる大きさの箱形状となっている。これにより、操作部材１１０を後退させた状態で、ステアリング装置１００を特に上下方向においてコンパクトにすることが可能となる。

基礎ガイド１２５は、車両に取り付けられ、中間ガイド１２４を出退方向１２９に案内する部材である。基礎ガイド１２５の形状や構造は特に限定されるものでは無いが、本実施の形態１の場合、基礎ガイド１２５は、出退方向１２９において、可動体１２３、および中間ガイド１２４よりも長い部材であり、図４に示すように、環状の操作部材１１０の直径と同程度、または直径よりも若干長くなるように設定されている。これにより、操作部材１１０を後退させた状態、つまりステアリング装置１００が最も縮んだ状態では、出退方向１２９においてステアリング装置１００の長さは基礎ガイド１２５の長さになるため、ステアリング装置１００を特に出退方向１２９においてコンパクトにすることが可能となる。また、基礎ガイド１２５は、中間ガイド１２４を出退方向１２９に案内し、かつ出退方向１２９を軸とした中間ガイド１２４の回転を抑止する二本のレール１６９を備えている。

なお、本実施の形態１の場合、基礎ガイド１２５は、ヒンジ１２８、およびブラケット１３３を介して車両に取り付けられており、出退方向１２９においては車両に固定されているが、ヒンジ１２８周りに傾動するチルト機構が採用されている。

第一出退機構１２１は、基礎ガイド１２５に対し中間ガイド１２４を往復動させる機構であり、出退駆動源１２６を備えている。第一出退機構１２１の構造は特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合、第一出退機構１２１としては、第一ネジ軸１６１、および第一ナット１６３が相対的に直動するボールネジが採用されている。また、第一出退機構１２１は、出退駆動源１２６の駆動力が伝達される駆動力伝達機構１６６が採用されている。

第一ネジ軸１６１は、外周面に螺旋状の溝が設けられた軸体であり、出退方向１２９に延在し、基礎ガイド１２５に対し、出退方向１２９、および出退方向１２９を軸として回転する回転方向のいずれにも動かないように固定されている。

第一ナット１６３は、刺し通された第一ネジ軸１６１の周面に設けられた螺旋状の溝とボールを介して係合する部材であり、中間ガイド１２４の端面に対し、出退方向１２９には固定され、出退方向１２９を軸として回転する回転方向には回転するように取り付けられている。第一ナット１６３は、中間ガイド１２４に対し基礎ガイド１２５側に突出するように取り付けられており、第一ナット１６３に刺し通される第一ネジ軸１６１は、中間ガイド１２４から外方に向かって突出状に延在する。

また、第一ナット１６３は、出退駆動源１２６により駆動力伝達機構１６６を介して回転駆動力が付与され、正回転、または逆回転することにより出退方向１２９に延在する第一ネジ軸１６１に対して中間ガイド１２４を往復動させることができるものとなっている。なお、中間ガイド１２４は、基礎ガイド１２５のレール１６９により回転が規制されているため、第一ナット１６３の回転に伴って回転することはない。

駆動力伝達機構１６６は、特に限定されるものではなく、第一ナット１６３に回転駆動力を付与する機構であればよい。駆動力伝達機構１６６は、例えば、ベルトドライブ、歯車の組み合わせなどを例示することができる。本実施の形態１の場合は、歯車の組み合わせが採用されている。出退駆動源１２６は、特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合は、電動モータが用いられており、中間ガイド１２４と共に可動体１２３も出退方向１２９に駆動させる力を発生させている。

第二出退機構１２２は、出退駆動源１２６の駆動力を用い、中間ガイド１２４の往復動に連動して可動体１２３を往復動させる機構である。第二出退機構１２２の構造は特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合、第二出退機構１２２は、第二ネジ軸１６２、および第二ナット１６４が相対的に直動するボールネジが採用されている。

第二ネジ軸１６２は、第一ネジ軸１６１と同様、外周面に螺旋状の溝が設けられた軸体である。また、第二ネジ軸１６２は、出退方向１２９に延在し、中間ガイド１２４に対し、出退方向１２９には固定されているが、出退方向１２９を軸として回転するように中間ガイド１２４に取り付けられている。

第二ナット１６４は、刺し通された第二ネジ軸１６２の溝とボールを介して係合する部材であり、可動体１２３の端面に固定されている。第二ナット１６４は、中間ガイド１２４内に収容された状態で可動体１２３に取り付けられている。以上により、第二出退機構１２２は、中間ガイド１２４に回転可能に取り付けられた第二ネジ軸１６２を回転させることにより、第二ネジ軸１６２に刺し通された第二ナット１６４が出退方向１２９に往復動可能となっており、第二ナット１６４に伴い可動体１２３が中間ガイド１２４に対して往復動する。

また、第二ネジ軸１６２は、出退駆動源１２６により駆動力伝達機構１６６を介して第一ナット１６３と共に回転駆動力が付与されている。つまり、第二ネジ軸１６２と第一ナット１６３とは連動している。

以上のように本実施の形態１の場合、第一出退機構１２１、および第二出退機構１２２は、共にボールネジが採用されている。これにより出退駆動源１２６により操作部材１１０をスムーズに出退させることができるばかりでなく、手動により操作部材１１０を出退させることも可能である。

折りたたみ機構１３０は、可動体１２３に取り付けられ、出退方向１２９と交差する軸である折りたたみ軸（図中Ｙ軸方向）周りに操作部材１１０を回転させ、可動体１２３に対して操作部材１１０を折りたたむ機構である。

折りたたみ機構１３０は、折りたたみ軸（図中Ｙ軸方向）周りにおいて、下連結部１１２が車両の前側に向く方向に向くように、操作部材１１０の全体を可動体１２３に対して回転させる。折りたたみ機構１３０の構造は、特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合、折りたたみ軸体１３１と、折りたたみ駆動源１３２とを備えている。

折りたたみ軸体１３１は、操作部材１１０の直径上、または直径と平行な軸上に配置される棒状の部材である。本実施の形態１の場合は、水平に配置され、可動体１２３に回転可能に固定されている。折りたたみ軸体１３１の両端部にはそれぞれ操作部材１１０の接続部１１４の先端が固定的に取り付けられている。

折りたたみ駆動源１３２は、折りたたみ軸体１３１を軸周りに回転させ、折りたたみ軸体１３１を介して、操作部材１１０を可動体１２３に対して回転させて折りたたむ動力を発生させる。本実施の形態１の場合、折りたたみ駆動源１３２は、電動モータが採用されている。

反力発生装置１４０は、操作部材１１０を運転者が回して操舵する際に、運転者の力に反するトルクを操作部材１１０に付与する装置である。この反力発生装置１４０は、タイヤと操作部材とが機械的に接続されていた従来の車両において運転者が操舵に必要な力の感覚などを再現する装置である。本実施の形態１の場合、反力発生装置１４０は、反力モータ１４１を備え、可動体１２３と折りたたみ機構１３０との間に介在配置されている。なお、反力発生装置１４０は、減速機を備える場合もある。

次に、車両に取り付けられたステアリング装置１００の動作について説明する。図５は、突出状態の操作部材をダッシュボード内に収容する際のステアリング装置の動作の流れを示すフローチャートである。

手動運転から自動運転に変更されたことを示す情報をステアリング装置１００が受信すると、図６に示すように、運転者に向かって突出状態の操作部材１１０は、設定位置にまで戻される（Ｓ１０１）。設定位置は、限定されるものではないが、本実施の形態１の場合は、手動運転時に車両を直進させる際の操作部材１１０の姿勢、いわゆるセンター位置である。また、操作部材１１０を設定位置に戻す回転移動は、反力発生装置１４０により行う。また、設定位置において操作部材１１０をロック機構等によりロックしてもよい。

次に、出退駆動源１２６を動作させて中間ガイド１２４、および可動体１２３を連動して動作させ、操作部材１１０の後退を開始する（Ｓ１０２）。

次に、折りたたみ機構１３０を動作させて操作部材１１０を出退方向１２９と交差する軸で回転させ、可動体１２３に対し操作部材１１０の折りたたみを開始する（Ｓ１０３）。

ここで、操作部材１１０を設定位置に戻すタイミングと、操作部材１１０の後退開始タイミングと、操作部材１１０の折りたたみ開始タイミングは、上記の順番に限定されず、順序が入れ替わっても、または少なくとも２つのタイミングが同時でもかまわない。また、後退と折りたたみは同じ期間内に実行してもよく、また操作部材１１０の折りたたみ完了後に後退を開始してもかまわない。なお、操作部材１１０の後退を先に開始すると、折りたたまれている途中の操作部材１１０の上連結部１１３が運転者と干渉する可能性を低減させることが可能となる。

次に、折りたたみ機構１３０は、操作部材１１０が、ダッシュボード２０１に挿入される前に操作部材１１０の折りたたみを完了させる（Ｓ１０４）。操作部材１１０の折りたたみ角度は特に限定されるものではないが、本実施の形態１の場合、折りたたみ機構１３０は、折りたたみ駆動源１３２に基づき折りたたみ軸体１３１を回転させることにより、図３、図７に示すように、直進把持部１１１と下連結部１１２とを含む面が出退方向１２９に平行、または略平行になるまで操作部材１１０を回転させて折りたたむ。このように、操作部材１１０を折りたたむことにより、出退方向１２９においてダッシュボード２０１に対する操作部材１１０の投影面積を小さくすることができ、操作部材１１０をダッシュボード２０１内に収容する際に操作部材１１０が通過する開口部２０２の面積を抑制することができる。従って、ダッシュボード２０１の構造的強度の低下を抑制しつつダッシュボード２０１の美観を向上させることが可能となる。

また、出退方向１２９に平行、または略平行になるまで操作部材１１０が折りたたまれた状態において、反力発生装置１４０は、直進把持部１１１と下連結部１１２とに囲まれた空間内に位置するように配置されている。これにより、出退方向１２９に対し操作部材１１０を平行、または略平行になるまで折りたたむことができる。また、操作部材１１０をダッシュボード２０１内に収容する際に、操作部材１１０が通過するダッシュボード２０１の開口部２０２の一部を利用して反力発生装置１４０も通過させることができる。その際、開口部２０２の大きさを大きく確保する必要がなく、開口部２０２の大きさを抑制できる。また、ステアリング装置１００をダッシュボード２０１内にコンパクトに収容することが可能となる。

次に、中間ガイド１２４、および可動体１２３をさらに後退させ、図８に示すように、折りたたみが完了した操作部材１１０を反力発生装置１４０、および折りたたみ機構１３０と共にダッシュボード２０１の開口部２０２に通過させる（Ｓ１０５）。

最後に、操作部材１１０が上連結部１１３に至るまでダッシュボード２０１内に収容されれば、ステアリング装置１００の後退動作を停止し、操作部材１１０の収納を完了する（Ｓ１０６）。

一方、収容状態の操作部材１１０をダッシュボード２０１内から進出させる際のステアリング装置の動作の流れは、上記流れと逆に行われる。ここで、操作部材１１０を進出させている間、または進出完了時において、自動運転によって転舵されている転舵角をステアリング装置１００が取得し、転舵角に応じた操舵角を決定する。そして、操舵角に対応した操作部材１１０の回転角になるように、反力発生装置１４０が操作部材１１０を操舵軸周りに回転させてもかまわない。これによれば、運転者に違和感を与えることなく、自動運転から手動運転にスムーズに移行させることが可能となる。

以上の実施の形態１のように、ステアリング装置１００が、中間ガイド１２４を備えることにより、出退方向１２９において基礎ガイド１２５の長さを短くしても操作部材１１０のストロークを十分確保することが可能となる。また、図４に示すようにステアリング装置１００を縮ませた状態では、出退方向１２９において、中間ガイド１２４、可動体１２３、操作部材１１０、折りたたみ機構１３０、および反力発生装置１４０が基礎ガイド１２５内に収まっている。従って、ダッシュボード２０１内の空間が狭い場合でも、ステアリング装置１００を配置することができ、ダッシュボード２０１の設計の自由度を向上させることが可能となる。

また、可動体１２３と中間ガイド１２４とが連動して出退するため、操作部材１１０を進出させる期間、後退させる期間の短縮化を図ることが可能となる。

また、手動運転時において、運転者が比較的容易に操舵することができる円環状で大型の操作部材１１０であっても、自動運転時においては、操作部材１１０をダッシュボード２０１内にコンパクトに収容し、運転者前方の空間を広く確保することができ、運転者に快適性を提供することができる。また、運転者が乗り降りする際に、操作部材１１０を退避させて、運転者を容易に乗り降りさせることも可能である。

また、自動運転時において、比較的大型の操作部材１１０を運転者から隔離することができるため、誤操作防止となり、安全が確保される。

また、操作部材１１０を大型化したり、下連結部１１２、上連結部１１３を設けるなどハンドル形状を自由に設計しても、ダッシュボード２０１に設ける開口部２０２の面積を抑制することができる。またこれにより、ダッシュボード２０１に取り付けられる計器類や表示装置などを大型化したり、形状の自由度を確保したりすることができる。

また、中間ガイド１２４を備えることにより、出退方向１２９において基礎ガイド１２５の長さを短くしても操作部材１１０のストロークを十分確保することが可能となる。また、図４に示すようにステアリング装置１００を縮ませた状態では、出退方向１２９において、中間ガイド１２４、可動体１２３、操作部材１１０、折りたたみ機構１３０、および反力発生装置１４０が基礎ガイド１２５内に収まっている。従って、ダッシュボード２０１内の空間が狭い場合でも、ステアリング装置１００を配置することができ、ダッシュボード２０１の設計の自由度を向上させることが可能となる。

また、可動体１２３と中間ガイド１２４とが連動して出退するため、操作部材１１０を進出させる期間、後退させる期間の短縮化を図ることが可能となる。

また、手動運転時において、運転者が比較的容易に操舵することができる円環状で大型の操作部材１１０であっても、自動運転時においては、操作部材１１０をダッシュボード２０１内にコンパクトに収容し、運転者前方の空間を広く確保することができ、運転者に快適性を提供することができる。また、運転者が乗り降りする際に、操作部材１１０を退避させて、運転者を容易に乗り降りさせることも可能である。

また、自動運転時において、比較的大型の操作部材１１０を運転者から隔離することができるため、誤操作防止となり、安全が確保される。

また、操作部材１１０を大型化したり、下連結部１１２、上連結部１１３を設けるなどハンドル形状を自由に設計しても、ダッシュボード２０１に設ける開口部２０２の面積を抑制することができる。またこれにより、ダッシュボード２０１に取り付けられる計器類や表示装置などを大型化したり、形状の自由度を確保したりすることができる。

（実施の形態２）
続いて、ステアリング装置１００の他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態１と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。

図９は、実施の形態２に係るステアリング装置を運転者側の上方から示す斜視図である。図１０は、実施の形態２に係る縮んだ状態のステアリング装置の反力発生装置近傍の断面を示す断面図である。実施の形態２に係るステアリング装置１００は、実施の形態１に係るステアリング装置１００と同様、車両に取り付けられる操舵装置であり、操作部材１１０と、可動体１２３と、中間ガイド１２４と、基礎ガイド１２５と、第一出退機構１２１と、第二出退機構１２２と、折りたたみ機構１３０と、反力発生装置１４０とを備えている。ステアリング装置１００は、操作部材１１０とタイヤとは機械的に接続されておらず、操作部材１１０の操舵角を示す情報を出力することによりモータによりタイヤを旋回させて転舵する。

実施の形態２の操作部材１１０は、角が丸められた八角の扁平環状であり、直線状の二つの直進把持部１１１と、下連結部１１２と、上連結部１１３とを備えている。操作部材１１０は、折りたたみ機構１３０から幅方向に広がるにつれて出退方向１２９の進出側に徐々に傾く接続部１１４により折りたたみ機構１３０と接続されている。

実施の形態２に係る中間ガイド１２４は、中間レール１７１と、中間ブロック１７２と、中間フレーム１７３とを備えている。

中間レール１７１は、出退方向１２９に延在する棒状の部材である。中間レール１７１の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態２の場合、断面矩形の棒状であり、対向する両側面にはそれぞれ、中間ブロック１７２が備える球体と係合する長手方向に延在する溝を備えている。一対の中間レール１７１は、幅方向（図中Ｙ軸方向）において可動シャフト１８０の両側にそれぞれ配置されている。なお本実施の形態の場合、中間レール１７１は、同形状の部材が面対称に配置されているが、異なる形状の中間レール１７１が配置されてもよい。

中間ブロック１７２は、中間レール１７１の側方において中間レール１７１にそれぞれ案内される部材である。中間ブロック１７２の形状、構造は特に限定されるものではないが、実施の形態２の場合、中間ブロック１７２は、中間レール１７１が備える溝と中間ブロック１７２の本体との間で転がる複数の球体を備えている。中間ブロック１７２は、球体が中間レール１７１と当接して転がりながら移動する経路である当接部と、中間ブロック１７２の移動によって当接部から排出された球体を再び当接部に戻す経路である循環部とを備えている。中間ブロック１７２は、一対の中間レール１７１にそれぞれ対向する様に取り付けられている。一対の中間ブロック１７２の対向する面には、可動体１２３が備える可動フレーム１２０が架橋状に取り付けられている。

なお、実施の形態２の場合、中間レール１７１と中間ブロック１７２とにより球体が循環するいわゆるリニアガイドを構成しているが、中間ガイド１２４が備える直動機構はこれに限定されるものではない。例えば中間ガイド１２４は、球体が中間ブロック１７２に回転可能に固定されているボールスライド構造でもよく、球体を備えず中間ブロック１７２と中間レール１７１とが面接触して摺動するスライド構造などでもよい。

中間フレーム１７３は、後述の基礎ガイド１２５が備える一対の基礎ブロック１８２に架橋状に取り付けられ、一対の中間レール１７１を出退方向１２９に延在するように保持する部材である。

実施の形態２に係る基礎ガイド１２５は、基礎レール１８１と、基礎ブロック１８２と、基礎フレーム１８３とを備えている。

基礎レール１８１は、出退方向１２９に延在する棒状の部材である。基礎レール１８１の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態２の場合、中間レール１７１と同形状の部材が用いられている。一対の基礎レール１８１は、幅方向（図中Ｙ軸方向）において一対の中間レール１７１の外側にそれぞれ配置されている。基礎レール１８１は、一対の基礎レール１８１を含む仮想的な直方体の最小領域内に一対の中間レール１７１を含む最小領域の一部が含まれるように配置されている。このように基礎レール１８１、および中間レール１７１を配置することにより、基礎レール１８１が配置される領域、および中間レール１７１が出退する領域を全体として薄型にすることができ、折りたたまれて中間レール１７１の下方に配置される操作部材１１０のスペースなどを容易に確保することが可能となる。

基礎ブロック１８２は、基礎レール１８１の側方において基礎レール１８１にそれぞれ案内される部材である。基礎ブロック１８２の形状、構造は特に限定されるものではないが、実施の形態２の場合、基礎ブロック１８２は、中間ブロック１７２と同じものが用いられている。基礎ブロック１８２は、一対の基礎レール１８１にそれぞれ対向する様に取り付けられている。一対の基礎ブロック１８２の対向する面には、中間フレーム１７３が架橋状に取り付けられ、中間フレーム１７３を介して中間レール１７１が取り付けられている。

基礎フレーム１８３は、車体に取り付けられ、一対の基礎レール１８１を出退方向１２９に延在するように保持する部材である。実施の形態２の場合、基礎フレーム１８３は、基礎レール１８１を保持するレール保持部１８４と、レール保持部１８４を介して一対の基礎レール１８１を連結する基礎梁部１８５を備えている。基礎梁部１８５は、レール保持部１８４を含む直方体の最小領域よりも基礎レール１８１の配置されている側と反対側に突出した状態で配置されている。基礎梁部１８５は、ステアリング装置１００が車体に取り付けられた状態において、図１０に示すように、車体の一部であり左右方向に延在する車体ビーム２００と出退方向１２９から見た際に少なくとも一部が重なるように配置される。これにより、中間フレーム１７３や可動シャフト１８０が出退方向１２９に移動する際、中間フレーム１７３や可動シャフト１８０の基礎梁部１８５との干渉なく、基礎フレーム１８３をできる限り上方に配置できる。そのため、チルト機構１９０の支点を上方に配置することが可能となる。また、減速機１４２等の周辺部材を配置する場合の自由度を向上させることが可能となる。また、車体ビーム２００に突出箇所があった場合でも、突出箇所との干渉を回避しつつ基礎フレーム１８３をできる限り上方に配置することができ、操作部材１１０の収容スペースや、通過領域と運転者の足との間隔をできる限り広くすることが可能となる。

実施の形態２に係る可動体１２３は、反力発生装置１４０と操作部材１１０とを連結する可動シャフト１８０を備えている。可動シャフト１８０は、管状の部材であり、管軸が出退方向１２９に沿うように配置され、一対の中間レール１７１を含む直方体の最小領域と少なくとも一部が重なるように配置されている。さらに、可動シャフト１８０は、一対の基礎レール１８１を含む直方体の最小領域とも一部が重なるように配置されている。また、可動シャフト１８０は、図１０に示すように、減速機１４２を介して反力モータ１４１と接続されており、反力モータ１４１の回転軸は、一対の中間レール１７１を含む最小領域とは交差しない位置に配置されている。このように、可動シャフト１８０、反力モータ１４１を配置することにより、ステアリング装置１００を薄型化することが可能となり、ステアリング装置１００を車体内に配置する場合の自由度を向上させることが可能となる。

実施の形態２の場合、可動体１２３は、チルト機構１９０（図９参照）を介して、中間ガイド１２４の中間ブロック１７２に接続されている。チルト機構１９０は、モータや機械要素を組み合わせることにより構成されており、入力された信号に基づき操作部材１１０が上下方向に移動するように、可動体１２３の全体を中間ガイド１２４に対して傾動させる。これにより、チルト機構１９０が備えるモータや減速機を小型化することができ、ステアリング装置１００の内側にチルト機構１９０を収容してステアリング装置１００全体の小型化を図ることができる。また、ステアリング装置１００全体を傾動させる場合に比べてステアリング装置１００の剛性を高めることが可能となる。また、進出状態のステアリング装置１００において、ダッシュボード２０１（図６など参照）から突出する可動体１２３のみ傾動させるため、傾動範囲を大きくすることが可能となる。また、ステアリング装置１００を後退させる際に可動体１２３と車体などとが干渉する位置においては可動体１２３を傾動させて干渉を回避することができる。

以上の実施の形態２のように、中間レール１７１、および基礎レール１８１を仮想的な一平面と重なるように配置することで、ステアリング装置１００全体を薄型化することが可能となる。従って、運転者が手動運転時に操作する操作部材１１０をダッシュボード２０１内に収容できる程度の長いストローク（ロングスライド）を確保しながら、車体ビーム２００と運転者の膝や足との間の狭い空間にステアリング装置１００を高い自由度で配置することが可能となる。さらに、操作部材１１０をダッシュボード２０１の内側に収容した状態において、運転者の足下に広い空間を確保することが可能となる。

また、基礎レール１８１を最も長くすることにより、ステアリング装置１００の長いストローク（ロングスライド）を確保しながら、剛性を高めることができ、操作部材１１０を運転者が操作する際の安定性や、可動体１２３を出退させる際の安定性を確保することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態１、２に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、実施の形態１、２では、ステアリング装置１００として、２段階で伸縮する装置を説明したが、ステアリング装置１００は、第一中間ガイド、第二中間ガイドなどを備え、３段階以上で伸縮する装置であってもかまわない。

また、折りたたみ機構１３０は、折りたたみ駆動源１３２を備えず、運転者の操作により回転する機構であってもよい。また、第一出退機構１２１、および第二出退機構１２２により操作部材１１０が後退する駆動力を利用して操作部材１１０を可動体１２３に対して回転させる機構であってもよい。

また、第一出退機構１２１、および第二出退機構１２２は、中間ガイド１２４を備えた多段階の伸縮機構ばかりでなく、パンタグラフ機構などの平行リンク機構を採用してもかまわない。

また、第一出退機構１２１、および第二出退機構１２２は、一つの出退駆動源１２６に基づき同時に動作する場合を説明したが、第一出退機構１２１、および第二出退機構１２２は、別々に駆動源を備えても構わない。

本発明は、手動運転が可能であり、かつ自動運転が可能な自動車、バス、トラック、農機、建機など車輪、または無限軌道などを備えた車両などに利用可能である。

１００…ステアリング装置、１１０…操作部材、１１１…直進把持部、１１２…下連結部、１１３…上連結部、１１４…接続部、１２０…可動フレーム、１２１…第一出退機構、１２２…第二出退機構、１２３…可動体、１２４…中間ガイド、１２５…基礎ガイド、１２６…出退駆動源、１２８…ヒンジ、１２９…出退方向、１３０…機構、１３１…軸体、１３２…駆動源、１３３…ブラケット、１４０…反力発生装置、１４１…反力モータ、１４２…減速機、１５１…直動ガイド、１５２…切り欠き部、１６１…第一ネジ軸、１６２…第二ネジ軸、１６３…第一ナット、１６４…第二ナット、１６６…駆動力伝達機構、１６９…レール、１７１…中間レール、１７２…中間ブロック、１７３…中間フレーム、１８０…可動シャフト、１８１…基礎レール、１８２…基礎ブロック、１８３…基礎フレーム、１８４…レール保持部、１８５…基礎梁部、１９０…チルト機構、２００…車体ビーム、２０１…ダッシュボード、２０２…開口部

Claims (9)

1. 車両の操舵に用いられるステアリング装置であって、
   操作部材が取り付けられ、前記車両の前側と運転者側との間で出退方向に往復動する可動体と、
   前記可動体を前記出退方向に案内し、自身も前記出退方向に往復動する中間ガイドと、
   前記車両に取り付けられ、前記中間ガイドを前記出退方向に案内する基礎ガイドと、
   出退方向において前記中間ガイドと一体となって移動可能であり、前記基礎ガイドに対し前記中間ガイドを往復動させる出退駆動源を有する第一出退機構と、
   前記出退駆動源の駆動力を用い前記中間ガイドに対して前記可動体を往復動させる第二出退機構と
   を備えるステアリング装置。
2. 車両の操舵に用いられるステアリング装置であって、
   操作部材が取り付けられ、前記車両の前側と運転者側との間で出退方向に往復動する可動体と、
   前記可動体を前記出退方向に案内し、自身も前記出退方向に往復動する中間ガイドと、
   前記車両に取り付けられ、前記中間ガイドを前記出退方向に案内する基礎ガイドと、
   前記基礎ガイドに対し前記中間ガイドを往復動させる出退駆動源を有する第一出退機構と、
   前記出退駆動源とは別の駆動源の駆動力を用い前記中間ガイドに対して前記可動体を往復動させる第二出退機構と
   を備えるステアリング装置。
3. 前記操作部材はステアリングホイールであり、
   前記可動体に接続され、前記出退方向と交差する軸である折りたたみ軸周りに前記操作部材を回転させる折りたたみ機構をさらに備える
   請求項１または２に記載のステアリング装置。
4. 前記操作部材は円環状であり、
   前記折りたたみ機構は、反力発生装置を介して前記折りたたみ機構に接続され、
   前記折りたたみ機構により折りたたまれた前記操作部材の内方には、前記反力発生装置の少なくとも一部が収容される
   請求項３に記載のステアリング装置。
5. 前記操作部材を後退させた状態において、前記中間ガイドは、前記反力発生装置の一部を収容し、前記反力発生装置の一部が嵌まり込む切り欠き部を備える
   請求項４に記載のステアリング装置。
6. 前記中間ガイドは、
   前記出退方向に延在する一対の中間レールと、前記中間レールにそれぞれ案内される中間ブロックとを備え、
   前記基礎ガイドは、
   前記出退方向に延在する一対の基礎レールと、前記基礎レールにそれぞれ案内され、前記中間レールが取り付けられる基礎ブロックとを備え、
   前記中間レールと前記基礎レールは一対の前記中間レールを含む直方体の最小領域と一対の前記基礎レールを含む直方体の最小領域との少なくとも一部が重なるように配置される
   請求項１または２に記載のステアリング装置。
7. 前記可動体は、
   前記操作部材が取り付けられる可動シャフトと、
   前記可動シャフトを介して前記操作部材に付与する反力を発生させる反力発生装置とを備え、
   一対の前記中間レールを含む直方体の最小領域と前記可動シャフトとの少なくとも一部が重なるように配置される
   請求項６に記載のステアリング装置。
8. 前記基礎ガイドは、
   一対の前記基礎レールを連結する基礎梁部を有する基礎フレームを備え、
   前記基礎梁部は、車体の一部であり左右方向に延在する車体ビームと前記出退方向から見た際に少なくとも一部が重なるように配置される
   請求項６または７に記載のステアリング装置。
9. 前記操作部材が上下方向に移動するように、前記可動体を前記中間ガイドに対し傾動させるチルト機構を備える
   請求項１から８のいずれか一項に記載のステアリング装置。

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