JPH06242720A - 模擬ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中立状態から左右いずれか一方へステアリン
グホイールを回転させた際に、その操舵方向と反対方向
の操舵反力を運転者に与えるように模擬した模擬ステア
リング装置を供する。 【構成】 模擬乗物装置１は、左右に８台並んだ模擬Ｆ
１自動車２よりなり、各模擬Ｆ１自動車２は、鉛直方向
へ直立した支柱３に架設されたガードレール４で挟まれ
ており、該模擬Ｆ１自動車２の前方には、プロジェクタ
５がそれぞれ配設されるとともに、その下方に図示され
ないスピーカが配設され、かつ模擬Ｆ１自動車２の前方
左側にコイン投入器６が配置され、しかもその最左側模
擬Ｆ１自動車２の左側にコントロール卓７が設けられて
おり、各模擬Ｆ１自動車２のコイン投入器６にコインを
投入して各模擬Ｆ１自動車２にプレーヤ８が乗込み、コ
ントロール卓７の近くに立った人がコントロール卓７を
操作すると、プロジェクタ５にはＦ１走行競技場の場面
が現われて、スピーカからエンジン騒音が発せられ、Ｆ
１レースと同様な雰囲気が形成されるようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転者が操舵する実際
の乗物を遊戯用または運転訓練用に模擬した模擬ステア
リング装置の改良に係り、特に中立状態から左右いずれ
か一方へステアリングホイールを回転させた際に、その
操舵方向と反対方向の操舵反力を運転者に与えるように
模擬した模擬ステアリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】特開平２−271382号公報には、模擬走行状
態の路面の状況や走行速度等に対応して操舵方向に対し
て反対方向の操舵反力を運転者に与えるようにした従来
の模擬ステアリング装置が記載されている。

【０００３】

【解決しようとする課題】特開平２−271382号公報記載
のものでは、ステアリングシャフトにモータを直結さ
せ、中立状態を境にモータを正逆させるようにしたた
め、切換え直後でモータに発生するトルク発生の応答性
が良くなく、しかも操舵角の小さな状態でのモータトル
クが小さく、実際の運転と異なる運転感覚を運転者に与
えていた。そしてコンピュータによりモータへの供給電
力を制御するようにしたため、構造が複雑化してコスト
高が避けられなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用効果】本発明
は、このような難点を克服した模擬ステアリング装置の
改良に係り、模擬乗物装置において、ステアリングホイ
ールに連結されたステアリングシャフトと、該ステアリ
ングシャフトにそれぞれクラッチ出力端が連結された１
対のクラッチと、１個の電動モータと、該電動モータの
回転力をそれぞれ正逆方向に前記１対のクラッチに伝達
させる伝導手段と、前記ステアリングホイールを中立状
態から左右いずれか一方へ回転させた状態を検知するス
テアリング検知手段と、該ステアリング検知手段の検知
信号を受けて前記一対のクラッチいずれか一方を動作さ
せる制御手段とからなることを特徴とするものである。

【０００５】本発明は前記したように構成されているの
で、前記模擬乗物装置の稼動状態では、電動モータを一
方向へ回転させておき、運転者がステアリングホイール
を中立状態から左右いずれか一方へ操舵すると、ステア
リング検知手段からの検知信号を受けて前記制御手段か
らの制御信号より前記操舵方向と逆方向へ回転する一方
のクラッチが動作し、該クラッチの接続動作で前記電動
モータの回転トルクが前記ステアリングホイールへ該ホ
イールの回転方向と逆向きに伝達され、運転者には路面
からの操舵抵抗力を受けたような感覚が与えられる。

【０００６】また本発明では、運転者が一方の操舵状態
から他方の操舵状態に切換操舵すると、これ迄動作して
いた一方のクラッチが非動作に切換えられるとと同時に
他方のクラッチが動作し、これ迄ステアリングホイール
に加えられていた電動機の回転トルクと逆向きの回転ト
ルクが前記ステアリングホイールに伝達され、運転者に
は実際に路面を走行したと同様な操舵感覚が与えられ
る。

【０００７】このように本発明においては、常時一方向
へ回転している電動モータの回転トルクを相互に逆向き
の一対のクラッチのいずれか一方の動作でステアリング
ハンドルに伝達させるようになっているため、応答性が
優れているのみならず、操舵角が小さくても大きな操舵
抵抗力を発生させることができるので、実際に自動車を
運転したと同様な操舵感覚を得ることができる。

【０００８】また本発明では、電動モータを１個だけ用
い、クラッチだけ１個余分に設けるだけで足りるため、
大巾なコストアップを抑制することができる。

【０００９】

【実 施 例】以下図面に図示された本発明の一実施例
について説明する。模擬乗物装置１は、左右に８台並ん
だ模擬Ｆ１自動車２よりなり、各模擬Ｆ１自動車２は、
鉛直方向へ直立した支柱３に架設されたガードレール４
で挟まれており、該模擬Ｆ１自動車２の前方には、プロ
ジェクタ５がそれぞれ配設されるとともに、その下方に
図示されないスピーカが配設され、かつ模擬Ｆ１自動車
２の前方左側にコイン投入器６が配置され、しかもその
最左側模擬Ｆ１自動車２の左側にコントロール卓７が設
けられており、各模擬Ｆ１自動車２のコイン投入器６に
コインを投入して各模擬Ｆ１自動車２にプレーヤ８が乗
込み、コントロール卓７の近くに立った人がコントロー
ル卓７を操作すると、プロジェクタ５にはＦ１走行競技
場の場面が現われて、スピーカからエンジン騒音が発せ
られ、Ｆ１レースと同様な雰囲気が形成されるようにな
っている。

【００１０】また模擬Ｆ１自動車２は、前方支持部９の
球面軸受10を介して上下、左右に揺動可能にかつ左右に
傾動自在に枢支され、模擬Ｆ１自動車２の後部中央に後
方へガイド軸11が突設され、その下方で左右水平方向へ
架設された基台12に摺動枠13が左右へ摺動自在に嵌装さ
れ、該摺動枠13の中央より上方へ突出したガイド片14の
ガイド溝15にガイド軸11が上下へ移動自在に嵌合されて
いる。

【００１１】そして摺動枠13の左右両端に球面軸受16を
介して左右１対のピッチング用エアシリンダ17の下端が
枢着され、該１対のピッチング用エアシリンダ17の上端
は球面軸受18を介して模擬Ｆ１自動車２の両側後部に枢
着されており、左右１対のピッチング用エアシリンダ17
が同時に伸長または短縮すると、模擬Ｆ１自動車２は前
方支持部９の球面軸受10を中心に上下にピッチングし、
左右１対のピッチング用エアシリンダ17のいずれか一方
を伸長して他方を短縮すれば、模擬Ｆ１自動車２は前方
支持部９の球面軸受10とガイド軸11とを中心に左右にロ
ーリングするようになっている。

【００１２】さらに基台12と一体のブラケット19と摺動
枠13と一体のブラケット20とには、左右１対のエアシリ
ンダ22，23を直列に結合してなるヨーイング用エアシリ
ンダ21の各ピストンロッド24，25の先端が連結されてお
り、両エアシリンダ22，23のピストンロッド24，25が同
時に伸長した場合には、ヨーイング用エアシリンダ21の
全長が伸長して模擬Ｆ１自動車２の後部は右方に振れて
左方へ方向を変えたようになり、ピストンロッド24，25
が同時に短縮した場合には、ヨーイング用エアシリンダ
21の全長が短縮して模擬Ｆ１自動車２の後部は左方へ振
れて右方へ方向を変え、ピストンロッド24，25のいずれ
か一方が伸長し他方が短縮した場合には、模擬Ｆ１自動
車２の後部は中央に位置して直進状態となるようになっ
ている。

【００１３】さらにまた図５，図６に図示されるよう
に、模擬Ｆ１自動車２の底部左右両側にシートレール26
が架設され、該シートレール26にローラ27を介して移動
台28が前後に移動自在に嵌装され、左右シートレール26
の中央にシート調整用エアシリンダ29が配設され、シー
ト調整用エアシリンダ29のピストンロッド30の先端が移
動台28に結合され、移動台28の右側上方にシート調整ス
イッチ31が設けられている。

【００１４】しかも移動台28の右側にラック32が取付け
られるとともにシートレール26にシートロックエアシリ
ンダ33が設けられ、シートロックエアシリンダ33のピス
トンロッド34の先端はロックレバー35の一端に枢着され
ており、シート調整スイッチ31の前部または後部を押す
と、シートロックエアシリンダ33が伸長して、ロックレ
バー35のロックピン36がラック32より外れるとともに、
シート調整用エアシリンダ29が伸長または短縮して、シ
ート37が移動台28とともに前方または後方へ移動し、シ
ート調整スイッチ31を中立に戻すとシートロックエアシ
リンダ33が短縮して、ロックレバー35のロックピン36が
ラック32に係合して、シート37が固定されるようになっ
ている。

【００１５】また図２，図７および図８に図示されるよ
うに、模擬Ｆ１自動車２の前方にステアリングユニット
38が配設され、該ステアリングユニット38のフレーム39
にステアリングシャフト40が回転自在に枢支され、該ス
テアリングシャフト40にユニバーサルジョイント41を介
してハンドルシャフト42が連結され、ハンドルシャフト
42にステアリングホイール43が一体に装着されている。

【００１６】さらにステアリングシャフト40にプーリ44
が一体に嵌着され、ステアリングシャフト40より下方両
側に左右１対のクラッチ45が配設され、該１対のクラッ
チ45の出力軸46にそれぞれドライブプーリ47が嵌着さ
れ、プーリ44およびドライブプーリ47に無端ベルト48が
架渡されている。

【００１７】さらにまた一方のクラッチ45の下方に電動
モータ49が配設され、電動モータ49のモータ軸50と一体
のモータプーリ51とクラッチ45の入力軸52と一体のクラ
ッチプーリ53とフレーム39に枢支されたアイドラプーリ
54とに無端ベルト55が図７に図示されるように架渡され
ており、電動モータ49の回転力は一方のクラッチ45ａに
は同じ方向へ、他方のクラッチ45ｂには逆方向へ伝達さ
れるようになっている。

【００１８】しかもステアリングシャフト40の両側に左
右１対の検出器56が配設されており、ステアリングシャ
フト40が中立状態から左右いずれかの方向へどの程度回
転したかを検出するようになっている。

【００１９】またフレーム39にはアクセルペダル57とブ
レーキペダル58とが配設され、該アクセルペダル57、ブ
レーキペダル58の踏込み量を検出するアクセル検出器5
9、ブレーキ検出量60が設けられている。

【００２０】図示の実施例は前記したように構成されて
いるので、プレーヤ８がそれぞれプレーを行なおうとす
る模擬Ｆ１自動車２に近寄り、そのコイン投入器６にコ
インを投入してから、模擬Ｆ１自動車２に乗込み、シー
ト37の前後位置を調整し、スタート準備を整えることが
できる。

【００２１】そしてコントロール卓７の近くに立った人
がコントロール卓７を操作すると、プロジェクタ５に出
走直前の場面が現われるとともに、エンジン騒音が発生
せられ、あたかもＦ１レース直前の状況が再現される。

【００２２】そしてスタートの合図が出されると、各プ
レーヤ８はクラッチやアクセルを操作するとともに、ス
テアリングホイール43を操作すると、プロジェクタ５に
はそれらの操作に対応した画面が現われ、適正な運転操
作が行なわれているか否か、コンピュータで判断され、
不適正な運転操作が行なわれた場合には、事故発生の場
面に切換えられる。

【００２３】このプレーヤ８がステアリングホイール43
を中立から左右いずれかの一方、例えば左方へ回すと、
時計方向へ回転するクラッチ45ａが接続状態となり、こ
のクラッチ45ａの動作でステアリングホイール43を右方
へ戻すトルクが働き、実際の運転状況と同様な操舵抵抗
力が発生し、プレーヤ８は実際に運転したような運転感
覚を得ることができる。

【００２４】またステアリングホイール43の操舵角が小
さくても直ちに大きな操舵抵抗力を発生するので、実車
を運転したと同様な臨場観を体験できる。

【００２５】さらに、１個の電動モータ49で足りるた
め、ステアリングユニット38の構造が簡略化されてコス
トダウンが可能となる。

【００２６】さらにまた、ステアリングホイール43の操
舵が適切でない場合には、模擬Ｆ１自動車２が路面より
外れて安全地帯に乗上げた画面がプロジェクタ５に現れ
るとともに、１対のクラッチ45ａ，45ｂが交互に動作し
て、ステアリングホイール43に交互に逆向きのトルクが
作用し、ハンドルが取られた状態が再現される。

【００２７】さらに路面の状況等によってクラッチ45の
伝達トルク量をコンピュータにより制御できるようにな
っているので、臨場感が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る模擬ステアリング装置を備えた模
擬乗物装置の斜視図である。

【図２】その側面図である。

【図３】その平面図である。

【図４】その正面図である。

【図５】シートの側面図である。

【図６】シートの平面図である。

【図７】ステアリングユニットの正面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿って截断した断面図で
ある。

【図９】車体ピッチング、ローリング、ヨーイング状態
を図示した斜視図である。

【符号の説明】

１…模擬乗物装置、２…模擬Ｆ１自動車、３…支柱、４
…ガードレール、５…プロジェクタ、６…コイン投入
器、７…コントロール卓、８…プレーヤ、９…前方支持
部、10…球面軸受、11…ガイド軸、12…基台、13…摺動
枠、14…ガイド片、15…ガイド溝、16…球面軸受、17…
ピッチング用エアシリンダ、18…球面軸受、19，20…ブ
ラケット、21…ヨーイング用エアシリンダ、22，23…エ
アシリンダ、24，25…ピストンロッド、26…シートレー
ル、27…ローラ、28…移動台、29…シート調整用エアシ
リンダ、30…ピストンロッド、31…シート調整スイッ
チ、32…ラック、33…シートロックエアシリンダ、34…
ピストンロッド、35…ロックレバー、36…ロックピン、
37…シート、38…ステアリングユニット、39…フレー
ム、40…ステアリングシャフト、41…ユニバーサルジョ
イント、42…ハンドルシャフト、43…ステアリングホイ
ール、44…プーリ、45…クラッチ、46…出力軸、47…ド
ライブプーリ、48…無端ベルト、49…電動モータ、50…
モータ軸、51…モータプーリ、52…入力軸、53…クラッ
チプーリ、54…アイドラプーリ、55…無端ベルト、56…
検出器、57…アクセルペダル、58…ブレーキペダル、59
…アクセル検出器、60…ブレーキ検出量。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年５月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 模擬乗物装置において、ステアリングホ
   イールに連結されたステアリングシャフトと、該ステア
   リングシャフトにそれぞれクラッチ出力端が連結された
   １対のクラッチと、１個の電動モータと、該電動モータ
   の回転力をそれぞれ正逆方向に前記１対のクラッチに伝
   達させる伝導手段と、前記ステアリングホイールを中立
   状態から左右いずれか一方へ回転させた状態を検知する
   ステアリング検知手段と、該ステアリング検知手段の検
   知信号を受けて前記一対のクラッチいずれか一方を動作
   させる制御手段とからなることを特徴とする模擬ステア
   リング装置。