JPH07234628A - 模擬ステアリング装置 - Google Patents

模擬ステアリング装置

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JPH07234628A
JPH07234628A JP6046354A JP4635494A JPH07234628A JP H07234628 A JPH07234628 A JP H07234628A JP 6046354 A JP6046354 A JP 6046354A JP 4635494 A JP4635494 A JP 4635494A JP H07234628 A JPH07234628 A JP H07234628A
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steering
steering shaft
electric motor
shaft
clutch
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Toshiya Yamaguchi
俊哉 山口
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Sega Enterprises Ltd
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    • A63F2300/8017—Driving on land or water; Flying

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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
ング装置を提供する点にある。 【構成】 模擬ステアリング装置１では、箱状体２とパ
ネル３とを貫通するステアリングシャフト４がベアリン
グ５を介して回転自在に枢支され、該ステアリングシャ
フト４の手前端にステアリングホイール６が一体に装着
され、ステアリングシャフト４の左右にパウダークラッ
チ12と電動モータ19とが配設され、ステアリングシャフ
ト４と一体の従動プーリ８とパウダークラッチ12の駆動
プーリ17とに出力無端ベルト18が架渡されるとともに、
パウダークラッチ12の従動プーリ16と電動モータ19の駆
動プーリ22とに入力無端ベルト23が架渡されている。

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の関するものである。
【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が直結さ
れ、または伝動機構を介して連結されたため、モータに
て発生するトルクがそのままステアリングシャフトおよ
びステアリングホイールを介して運転者に伝達される結
果、モータのトルクおよび回転速度をコンピュータで微
妙に制御しなければならず、高性能のコンピュータを必
要とし、必然的にコストが高くなるのが避けられなかっ
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、基体と、該基体に
回転自在に枢支されるとともに一端にステアリングホイ
ールを一体に備えたステアリングシャフトと、該ステア
リングシャフトの中立位置に対するステアリングシャフ
トの操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、該ステア
リングシャフトの一方に位置して回転軸が該ステアリン
グシャフトに対して平行に指向して設けられた電動モー
タと、前記ステアリングシャフトを挟んで前記電動モー
タの反対側に配置されるとともに該ステアリングシャフ
トと回転軸が平行なクラッチと、前記モータの回転軸と
一体の駆動プーリおよび前記クラッチの入力部材と一体
の従動プーリに架渡された入力無端ベルトと、前記クラ
ッチの出力部材と一体の駆動プーリおよび前記ステアリ
ングシャフトと一体の従動プーリに架渡された出力無端
ベルトと、前記操舵方向検出手段により検出されたステ
アリングシャフト操舵方向と逆の方向へ前記電動モータ
を動作させる制御手段とを備えた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、前記ステアリングホイールを運転者が時計方向また
は反時計方向へ操舵すると、前記操舵方向検出手段から
の操舵方向検出信号を受けた制御手段によって前記電動
モータがその操舵方向と逆の方向へ回転し、該電動モー
タの回転トルクが、モータ回転軸と一体の前記駆動プー
リから前記入力無端ベルト、前記クラッチ入力部材と一
体の前記従動プーリ、前記クラッチ、前記クラッチ出力
部材と一体の前記駆動プーリ、前記出力無端ベルト、前
記ステアリングシャフトと一体の前記従動プーリおよび
該ステアリングシャフトを介してステアリングホイール
に伝達される。
【０００６】このように本発明においては、前記電動モ
ータの回転トルクが、プーリおよび無端ベルトよりなる
２組のベルト伝動機構と前記クラッチを介してステアリ
ングホイールに伝達されるので、これらのベルト伝動機
構およびクラッチにて生ずる滑りにより、前記電動モー
タの回転トルクが適宜軽減される結果、電動モータのト
ルクおよび回転速度を微妙に制御する必要がなくなり、
前記制御手段は頗る簡略化されて、大巾なコストダウン
が可能となる。
【０００７】また本発明では、請求項２記載のように構
成することにより、前記電動モータおよびクラッチに介
装された入力無端ベルトの張力と、該クラッチおよびス
テアリングシャフトに介装された出力無端ベルトの張力
とを自由に調節して、前記電動モータによる前記ステア
リングホイールへの操舵反力を適正に調整することがで
きる。
【０００８】さらに本発明においては、請求項３記載の
ように構成すれば、前記制御手段および電動モータの動
作が停止した状態になると、前記自動復帰手段により前
記ステアリングシャフトおよびステアリングホイールは
自動的に中立状態に復帰することができ、模擬運転開始
時に乗物が直進状態で前進することができる。
【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。模擬ステアリング装置１は、乗物
の一種たる図示されない自動車の運転席の前方の運転パ
ネルに付設されている。
【００１０】模擬ステアリング装置１では、上側面が欠
除した箱状体２と、その手前側に張設されたパネル３と
で基体が構成され、該箱状体２とパネル３とを貫通する
ステアリングシャフト４がハウジング５を介して該箱状
体２およびパネル３に回転自在に枢支され、該ステアリ
ングシャフト４の手前端にステアリングホイール６が一
体に装着されている。
【００１１】またステアリングシャフト４には、アーム
７と従動プーリ８とハート状のカム９と操舵角検出駆動
ギヤ10とが一体に嵌着され、前記パネル３にはストッパ
ー11が一体に固着されており、ステアリングシャフト４
およびステアリングホイール６がアーム７とストッパー
11とで片側に約 135°の範囲内に制限されて回転操舵さ
れるようになっている。
【００１２】さらにステアリングシャフト４の左方に位
置して、強磁性粉粒体を内蔵したパウダークラッチ12が
クラッチ取付部材15を介して箱状体２に左右に移動可能
に取付けられ、該パウダークラッチ12の入力部材たる円
板13に従動プーリ16が一体に固着されるとともに、該パ
ウダークラッチ12の出力部材たる出力軸14に従動プーリ
16よりも小径の駆動プーリ17が一体に嵌着され、ステア
リングシャフト４の従動プーリ８とパウダークラッチ12
の駆動プーリ17とに出力無端ベルト18が架渡されてお
り、前記パウダークラッチ12が通電されると、内部の強
磁性粉体が凝縮してパウダークラッチ12が接続状態に設
定されるとともに、パウダークラッチ12を流れる電流の
大小に応じて伝達トルクが調整されるようになってい
る。
【００１３】さらにまたステアリングシャフト４を挟ん
でパウダークラッチ12と反対側に位置して、電動モータ
19が箱状体２に取付部材21を介して箱状体２に左右に移
動可能に取付けられ、該電動モータ19のモータ回転軸20
に駆動プーリ22が一体に嵌着され、該駆動プーリ22とパ
ウダークラッチ12の従動プーリ16とに入力無端ベルト23
が架渡されており、電動モータ19の回転トルクが駆動プ
ーリ22、入力無端ベルト23および従動プーリ16を介して
パウダークラッチ12の円板13に伝達されるようになって
いる。
【００１４】しかも操舵角検出駆動ギヤ10の上下に位置
し、該操舵角検出駆動ギヤ10に噛合うモータ制御用操作
角検出駆動ギヤ24とゲーム画面制御用操作角検出駆動ギ
ヤ25とがブラケット26, 27を介して箱状体２に回転自在
に枢支され、該モータ制御用操作角検出駆動ギヤ24およ
びゲーム画面制御用操作角検出駆動ギヤ25に、モータ制
御用操舵角検出センサー28およびゲーム画面制御用操舵
角検出センサー29がそれぞれ設けられている。
【００１５】またカム９の左方に隣接して自動復帰レバ
ー30が軸32を介して箱状体２に左右へ揺動自在に枢支さ
れ、自動復帰レバー30の窓31から右方へ露出するよう
に、カムフォロワー33がピン34を介して自動復帰レバー
30に枢着され、箱状体２に植設された取付ピン35と自動
復帰レバー30との下端に引張コイルスプリング36が張設
されており、該引張コイルスプリング36のスプリング力
によりカムフォロワー33がカム９のハート状凹部に嵌込
むようにカム９のカム表面に押付けられており、パウダ
ークラッチ12または電動モータ19の非動作時に、この押
付け力により、ステアリングシャフト４およびステアリ
ングホイール６は自動的に中立位置に復帰されるように
なっている。
【００１６】さらに図３に図示されるように、クラッチ
取付部材15の左方と取付部材21の右方とに調節ネジ37,
38が一体に固着され、該調節ネジ37, 38は箱状体２と一
体の受片39, 40を貫通し、該調節ネジ37, 38の先端にナ
ット41, 42がそれぞれ螺着されている。
【００１７】さらにまた前記モータ制御用操舵角検出セ
ンサー28の検出信号でステアリングシャフト４が時計方
向または反時計方向に回転されたことを検出した時に、
ステアリングシャフト４を反時計方向または時計方向へ
回転駆動させるように電動モータ19を制御する図示され
ない制御手段が設けられている。
【００１８】図示の実施例は前記したように構成されて
いるので、パウダークラッチ12が通電されずに遮断され
た状態においては、引張コイルスプリング36のスプリン
グ力によりカムフォロワー33がカム９に押付けられ、ス
テアリングシャフト４およびステアリングホイール６は
中立状態から左右いずれかの方向に回転していても、自
動的に中立状態に復帰することができる。
【００１９】またパウダークラッチ12が通電されずに遮
断状態となっておれば、ステアリングホイール６を時計
方向または反時計方向に操舵した結果、モータ制御用操
舵角検出センサー28の検出信号を受信した制御手段でも
って電動モータ19が反時計方向または時計方向に回転し
ても、その回転トルクはステアリングシャフト４および
ステアリングホイール６に伝達されない。
【００２０】しかしパウダークラッチ12を通電して接続
状態に設定したまま、ステアリングホイール６を時計方
向または反時計方向に操舵すると、ステアリングホイー
ル６の操舵方向を検出したモータ制御用操舵角検出セン
サー28からの検出信号によって制御手段が動作し、この
制御手段からの制御信号によって電動モータ19がステア
リングホイール６の操舵方向と逆方向の反時計方向また
は時計方向に回転し、その回転トルクは、駆動プーリ2
2、入力無端ベルト23、従動プーリ16、パウダークラッ
チ12、駆動プーリ17、出力無端ベルト18、従動プーリ
８、およびステアリングシャフト４を介してステアリン
グホイール６に伝達され、運転者は操舵方向と逆向きの
操舵反力を受け、歯車機構におけるバックラッシュがな
いため、実際の自動車を操舵した時と同じような操舵間
隔を持つことができる。
【００２１】また電動モータ19のモータ回転軸20とステ
アリングホイール６のステアリングシャフト４とは、駆
動プーリ22、入力無端ベルト23、従動プーリ16よりなる
入力ベルト伝動機構と、パウダークラッチ12と、駆動プ
ーリ17、出力無端ベルト18、従動プーリ８よりなる出力
ベルト伝動機構とを介して接続されているため、これら
の滑りにより、電動モータ19の回転トルクが運転者の操
舵力に応じて減殺され、電動モータ19の回転トルクの制
御や電動モータ19の回転速度の制御を行なう必要がな
く、前記制御手段の構造が著しく単純化し、模擬ステア
リング装置１は安価となる。
【００２２】そして運転者がステアリングホイール６を
一方向へ操舵した後、その操舵力を緩めると、電動モー
タ19による反対方向の操舵力によってステアリングホイ
ール６は元の中立位置に戻り、その時にモータ制御用操
舵角検出センサー28の検出信号が零となり、電動モータ
19は停止するため、普通の自動車と同じような運転感覚
が得られる。
【００２３】さらに調節ネジ37, 38を適宜螺回すること
により出力無端ベルト18、入力無端ベルト23張り状態を
増減し、適切な滑りを前記ベルト伝動機構に与えて、適
正な操舵反力を得ることができる。
【００２４】しかも、パウダークラッチ12への電流を増
減することにより、操舵反力をより一層微妙に調整する
ことができる。
【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の一実施例
を図示した分解斜視図である。
【図２】前記実施例の正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２の側面図である。
【図５】前記実施例におけるカムの正面図である。
【符号の説明】
１…模擬ステアリング装置、２…箱状体、３…パネル、
４…ステアリングシャフト、５…ハウジング、６…ステ
アリングホイール、７…アーム、８…従動プーリ、９…
カム、10…操舵角検出駆動ギヤ、11…ストッパー、12…
パウダークラッチ、13…円板、14…出力軸、15…クラッ
チ取付部材、16…従動プーリ、17…駆動プーリ、18…出
力無端ベルト、19…電動モータ、20…モータ回転軸、21
…取付部材、22…駆動プーリ、23…入力無端ベルト、24
…モータ制御用操作角検出駆動ギヤ、25…ゲーム画面制
御用操作角検出駆動ギヤ、26, 27…ブラケット、28…モ
ータ制御用操舵角検出センサー、29…ゲーム画面制御用
操舵角検出センサー、30…自動復帰レバー、31…窓、32
…軸、33…カムフォロワー、34…ピン、35…取付ピン、
36…引張コイルスプリング、37, 38…調節ネジ、39, 40
…受片、41, 42…ナット。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 模擬乗物装置において、基体と、該基体
    に回転自在に枢支されるとともに一端にステアリングホ
    イールを一体に備えたステアリングシャフトと、該ステ
    アリングシャフトの中立位置に対するステアリングシャ
    フトの操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、該ステ
    アリングシャフトの一方に位置して回転軸が該ステアリ
    ングシャフトに対して平行に指向して設けられた電動モ
    ータと、前記ステアリングシャフトを挟んで前記電動モ
    ータの反対側に配置されるとともに該ステアリングシャ
    フトと回転軸が平行なクラッチと、前記モータの回転軸
    と一体の駆動プーリおよび前記クラッチの入力部材と一
    体の従動プーリに架渡された入力無端ベルトと、前記ク
    ラッチの出力部材と一体の駆動プーリおよび前記ステア
    リングシャフトと一体の従動プーリに架渡された出力無
    端ベルトと、前記操舵方向検出手段により検出されたス
    テアリングシャフト操舵方向と逆の方向へ前記電動モー
    タを動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする模
    擬ステアリング装置。
  2. 【請求項２】 前記電動モータとクラッチとは、前記ス
    テアリングシャフトに対し接離調整可能に前記基体に取
    付けられたことを特徴とする請求項１記載の模擬ステア
    リング装置。
  3. 【請求項３】 前記ステアリングシャフトを中立位置に
    復帰させる自動復帰手段が設けられたことを特徴とする
    請求項１記載の模擬ステアリング装置。
JP6046354A 1994-02-21 1994-02-21 模擬ステアリング装置 Withdrawn JPH07234628A (ja)

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