JPWO2018168843A1 - 情報伝達装置 - Google Patents

Abstract

簡素な構成により、操作部を把持する運転者により確実に所定の情報を伝達するための触覚による刺激を付与することができる情報伝達装置を提供することを目的とする。この目的を達成するため、本発明の情報伝達装置は、操作者が触れる操作部２に設けられ、触覚による刺激に基づいて、操作者に情報を伝達するものであって、操作部２の表面２Ａに沿って操作部２内に収容された移動体２１と、移動体２１を操作部２の表面２Ａに沿って移動させる駆動手段３０と、を備え、移動体２１は、複数の凸部２２と、隣り合う凸部２２の間に設けられた凹部２３とが延在方向に連続して設けられており、凸部２２の頂部２２Ａは、操作部２の表面２Ａよりも突出している。

Description

本発明は、操作部を操作する者に、当該操作部を介して触覚的に情報を伝達する情報伝達装置に関する。特に、車両等の操舵用のステアリング装置において、運転に必要な情報等を運転者に触覚的に伝達するのに好適な情報伝達装置に関する。

従来より、ユーザーへの情報伝達は、視覚や聴覚を通じて行われてきた。最近では、振動や衝撃などをユーザーインターフェースとして使用するハプティクスの研究が盛んになってきている。このような触覚を通じたユーザーへの情報伝達技術は、車両などの安全運転支援システムに応用されている。例えば、操舵用のステアリングホイールのリング部に所定の振動パターンを付与して、運転者への衝突予測情報や、走向案内情報、運転者の異常状態情報等を伝達している。このような情報伝達技術に関する技術的思想は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているものがある。

特許文献１に開示された情報伝達式ステアリング装置は、ステアリングホイールを介して情報を伝達するものであって、ステアリングホイールの外周部に設けられた触覚を機械的に刺激する機械式触覚刺激部と、機械式触覚刺激部を駆動する駆動部と、駆動部を動作させる動作源と、伝達する情報に応じて動作源を制御する制御部とを備えている。具体的には、特許文献１における機械的触覚刺激部は、ステアリングホイールの外周部に中心から径方向へ反復動作可能な複数のピンを備え、当該ピンが、楕円形状の回転体の回転によって、ステアリングホイールの中心から最も離れた状態と、最も近づいた状態と、これらの中間の状態に変位することで、ステアリングホイールの外周部に進行波を形成している。楕円形状の回転体の回転は、ベルトにて連結されたアクチュエータを回転制御させることにより制御している。

また、特許文献２に開示された運転者用情報伝達装置は、車両の操舵用のステアリングホイールと、このステアリングホイールに配設され、ステアリングホイールのリング部を把持する運転者が触覚により知覚可能となる振動で、かつ、異なって知覚可能となる複数種類の振動パターンによって、リング部の把持部位を振動可能な振動発生部と、運転者の周りの検知手段からの情報から運転者に伝達する情報を判定し、判定した情報に対応した複数種類の内の所定の振動パターンを実行させるように、振動発生部の作動を制御する制御部と、を具備しており、振動発生部が、個別に制御されて振動可能な複数の振動部位を備えるとともに、複数の振動部位が、リング部の左右の部位に各々配設されている。

特開２０１２−３５６８２号公報 特開２０１４−６９６２５号公報

上述した特許文献１に開示された情報伝達式ステアリング装置は、ステアリングホイールに設けられた機械的触覚刺激部が、径方向に移動可能な複数のピンと当該ピンを径方向に押し上げる楕円形状の回転体により構成されている。そのため、部品点数が多く、組立作業性が悪いという問題がある。また、ピンがステアリングホイールの中心から離れる方向への移動は、楕円形状の回転体により押し出して行われている。そのため、ピンと楕円形状の回転体とが連結されていない場合、ピンをステアリングホイールの中心に近づく方向への移動はピンの自重に依存するしかない。そのため、ピンの取付位置によっては移動させることができない。また、ピンが楕円形状の回転体と連結して設けられている場合には、回転体の回転によって、径方向への移動を追従させることができる。しかし、ピンは、回転体よりもステアリングホイールの外周側に配置されているため、回転体自体の回転角度がピンによって制約され、連続した回転動作を行うことができない。

一方、上述した特許文献２に開示された運転者用情報伝達装置は、ステアリングホイールのリング部の左右の部位に複数の振動発生部を配置し、これら振動発生部を所定の振動パターンで振動することで運転者に情報を伝達していた。そのため、運転者が複数の振動発生部に同時に触れていなければ、運転者は正確に情報を認識することができず、所望する目的を果たせない問題がある。

よって、市場からは、簡素な構成により、操作部を把持する運転者に所定の情報をより確実に伝達する刺激を与えることができる情報伝達装置の開発が要望されてきた。

そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下の情報伝達装置を提供するに至った。すなわち、本発明に係る情報伝達装置は、操作者が触れる操作部に設けられ、触覚による刺激に基づいて前記操作者に情報を伝達するものであって、前記操作部の表面に沿って前記操作部内に収容された移動体と、前記移動体を前記操作部の表面に沿って移動させる駆動手段と、を備え、前記移動体は、複数の凸部と、隣り合う凸部の間に設けられた凹部とが延在方向に連続して設けられており、前記凸部の頂部は、前記操作部の表面よりも突出していることを特徴とする。

本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体の前記凸部の頂部を、前記操作部の全周にわたって、当該操作部の表面よりも突出して設けたことが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体の前記凸部の頂部を、前記操作部の特定の領域のみにおいて、当該操作部の表面よりも突出して設けることも好ましい。

この場合、前記操作部は前記特定の領域を複数備え、各特定の領域に、前記移動体をそれぞれ設けたことも好ましい。

また、本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体を前記操作部の外周側、及び／又は、内周側の表面に沿って設けたことが好ましい。

さらに、本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体を前記操作部の前記操作者と対向する側、及び／又は、当該対向する側とは反対側の表面に沿って設けることもできる。

本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体が環状であることが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置において、前記移動体は、前記操作部の延在方向に沿って設けられた案内部に収容されていることが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置において、前記案内部は、溝であることがより好ましい。

また、本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体を外部から被覆する被覆体を備えたものであることが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置は、前記凸部の前記操作部の表面からの突出長が、１ｍｍ以上、かつ、５ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置は、前記複数の凸部がそれぞれ独立して、前記操作部の表面方向へ付勢する弾性部材を介して前記移動体に設けることもできる。

本発明に係る情報伝達装置は、前記凸部の頂部が曲面であることが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置は、前記移動体の移動方向、移動速度及び／又は移動時間を制御する制御部を備えることが好ましい。

本発明に係る情報伝達装置は、前記操作部がステアリングホイールの環状のリム部としてもよい。

本発明によれば、操作者が触れる操作部の表面に沿って操作部内に収容された移動体と、移動体を操作部の表面に沿って移動させる駆動手段とを備え、移動体は、複数の凸部と、隣り合う凸部の間に設けられた凹部とが延在方向に連続して設けられており、凸部の頂部は、操作部の表面よりも突出している。このため、伝達する情報に応じて凸部と凹部とが連続して設けられた移動体を操作部の表面に沿って移動させることにより、操作部を操作する者に触覚による刺激を介して情報を伝達することができる。本発明は、凸部と凹部とが連続して形成された移動体を、操作部の表面に沿って駆動手段により移動させて操作者に触覚による刺激を付与するものであるため、操作者に刺激を付与する機構を簡素な構成により実現することができる。

本発明の情報伝達装置を適用した第１実施形態のステアリングホイールの概略構成図である。 第１実施形態の移動体の収容状態を示す模式的な構成図である。 第２実施形態の移動体の収容状態を示す模式的な構成図である。 案内溝内に収容された移動体の部分拡大断面図である。 図１のａ−ａ断面図である。 案内溝内に収容された移動体の部分拡大側面図である。 他の実施の形態としての移動体の部分拡大断面図である。 リム部の内周側に移動体を設けたステアリングホイールの概略構成図である。 リム部の運転者に対向する側に移動体を設けたステアリングホイールの概略構成図である。 リム部の運転者に対向する側とこれとは反対側に移動体を設けた場合の図１のａ−ａ断面図である。 リム部の側面から運転者に対向する側にわたって移動体を設けた場合の図１のａ−ａ断面図である。 被覆体を備えたリム部の断面図である。 他の実施の形態としての移動体の部分拡大断面図である。 本発明の情報伝達装置の制御ブロック図である。 第３実施形態の情報伝達装置を採用したステアリングホイールの概略構成図である。 図１５の部分拡大模式縦断正面図である。 第４実施形態の情報伝達装置を採用したステアリングホイールの概略背面図である。 図１７のｂ−ｂ断面図である。

以下、本発明に係る情報伝達装置の一実施の形態として、車両に設けられたステアリングホイールに用いられる情報伝達装置を例に挙げて図面を参照して説明する。

図１は本実施の形態に係る情報伝達装置２０を備えたステアリングホイール１を正面から見た概略図である。ステアリングホイール１は、車両に設けられる操舵用のステアリングホイールである。ステアリングホイール１は、環状のリム部２と、このリム部２の中央に配置したボス部３と、これらリム部２とボス部３とを連結する３本のスポーク部４によって全体が構成される。環状のリム部２は、本願における操作者に相当する運転者が把持する操作部である。ボス部３は、当該車両の図示しないステアリングシャフトに固定される。また、ボス部３は、図示しない周知のエアバッグ装置を備えており、パッド５によって、前面（運転者側の面）及び上面が被覆されている。

本実施の形態に係るステアリングホイール１は、ステアリング芯材を備えている。このステアリング芯材は、リム部２に配置される断面略Ｕ字状のリム部芯材６（図５にのみ図示する）と、ステアリングシャフトに固定される図示しないボス部芯材と、ボス部芯材とリム部芯材６とを連結する図示しないスポーク部芯材とを備えている。このステアリング芯材は、リム部２と、スポーク部４のリム部２側の一部においてリム部芯材６の外周を被覆する被覆層７が設けられている。

被覆層７は、例えば、発泡ポリウレタンに代表される樹脂等により構成されている。そのため、リム部２及びリム部２近傍のスポーク部４は、運転者にとって安定した操作を実現することができる所定の肉厚を備えた把持部とされる。被覆層７の表面は、人工皮革や、合成皮革等から構成される皮革カバー８によって被覆されていてもよい。

本実施の形態において、情報伝達装置２０は、図１に示すように、運転者が把持するリム部２に設けられ、運転者にリム部２を介して伝達情報に応じた触覚による刺激を付与する。以下に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る情報伝達装置２０について説明する。

本発明の実施形態に係る情報伝達装置２０は、図１〜図３に示すように、運転者が把持するリム部２内に収容された移動体２１と、移動体２１をリム部２の表面２Ａに沿って移動させる駆動手段３０とを備えている。移動体２１は、運転者が把持する又は触れるリム部２の表面２Ａに沿ってリム部２内に収容されており、複数の凸部２２と、隣り合う凸部２２の間に設けられた凹部２３とが延在方向に連続して形成されている。複数の凸部２２の頂部２２Ａは、少なくともリム部２の表面２Ａよりも外方に突出して設けられている。

図１〜図３に示す実施形態では、移動体２１は、環状に形成されたリム部２の外周全域に対応して環状に構成されている。このうち、図１及び図２に示す第１実施形態では、移動体２１の凸部２２の頂部２２Ａが、リム部２の全周にわたって、リム部２の表面よりも突出するように形成されている。一方、図３に示す第２実施形態では、移動体２１の凸部２２の頂部２２Ａがリム部２の特定の領域のみにおいて、リム部２の表面よりも突出するように形成されている。ここでは、第１実施形態を例に挙げて説明し、その後、当該実施形態と異なる点のみ第２実施形態について述べる。

（１）第１実施形態
第１実施形態の移動体２１は、環状に形成されたリム部２と略同心的な環状を呈している。この実施形態の移動体２１は、可撓性を備えたゴム部材や、軟質合成樹脂にて構成されていても良く、硬質合成樹脂などによって構成されていても良い。図４の部分拡大図に示すように、第１実施形態の移動体２１は、外周面２１Ａの全域にわたって複数の半球状の凸部２２と、隣り合う凸部２２の間の凹部２３とが交互に連続して形成されている。半球状の凸部２２は、外方に向けて突出して形成されており、隣り合う凸部２２とは、所定の間隔をおいて形成されている。隣り合う凸部２２の間は、例えば、各凸部２２の頂部を結ぶ仮想円よりも小さい凹部２３とされる。これにより、凸部２２と凹部２３とは、移動体２１の移動方向、すなわち、周方向にわたって交互に連続して形成される。

一方、リム部２の外周側には、リム部２の延在方向に沿って案内部が設けられており、当該案内部に移動体２１が移動可能に収容されている。ここで、図５にリム部２の断面図を示し、図６に外周側から見たリム部２の部分拡大側面図を示す。図面から分かるように、リム部２を構成する被覆層７は、リム部２の延在方向に沿って、この場合、リム部２の周方向に沿って、リム部２の外周に相当する側面に向けて開口した案内部としての案内溝９が形成されている。この案内溝９内に上述した移動体２１がリム部２の周方向に移動自在に収容されている。案内溝９内に収容された移動体２１は、凸部２２が案内溝９の開口縁部９Ａよりも外方に突出した状態で、リム部２の表面２Ａに沿って配置され、図６中の実線矢印で示したように、周方向に移動可能とされる。この実施形態において、案内溝９は、リム部２の外周全域に対応した環状の連続溝とされている。よって、環状の移動体２１は、案内溝９内において、時計回り及び反時計回りのいずれの方向に連続して移動可能である。

図４に示す「ｄ」は、リム部２の表面２Ａから突出する凸部２２の突出長である。この突出長ｄは、移動体２１の移動により、ステアリングホイール１を操作する運転者に触覚による刺激を付与しうる範囲で任意に設定される。具体的に、突出長ｄは、１ｍｍ以上、かつ、５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。凸部２２の突出長ｄが１ｍｍ未満であると、リム部２を把持する運転者が移動体２１の移動による触覚刺激を感知し難く、５ｍｍを超えていると、リム部２を把持する際に、運転者に違和感を与える場合があるからである。なお、この場合、突出長ｄの基準となるリム部２の表面２Ａは、リム部２に皮革カバー８を設けた場合と、設けない場合とで異なる。図４に示すようにリム部２の被覆層７に皮革カバー８を設けていない場合には、被覆層７の表面がリム部２の表面２Ａとする。他方、リム部２の被覆層７に皮革カバー８を取り付けた場合には、当該リム部２の外表面となる皮革カバー８表面がリム部２の表面２Ａとなる。

リム部２を把持する運転者の触覚を考慮すると、移動体２１が備える凸部２２の頂部２２Ａの形状は、図４に示すように、曲面であることが好ましい。第１実施形態の移動体２１の凸部２２の頂部２２Ａの形状は、半球状を採用している。本発明において凸部２２の頂部２２Ａの形状に特に限定はないが、移動体２１の移動方向と平行に切断したときの断面形状が所定の曲率の円弧形状球面を採用することで、リム部２を把持する運転者の指や掌が凸部２２に触れたときの触覚が柔らかくなるからである。

凸部２２の頂部２２Ａは、移動体２１の移動方向と平行に切断したときの断面形状が、球面形状以外にも、外方に向かって先細りとなる略台形形状であることも好ましい。図７は、凸部２２の頂部２２Ｂの断面形状が略台形形状である場合を示している。移動体２１の移動方向と平行に切断したときの凸部２２の頂部２２Ｂ断面が先細りとなる略台形形状であることにより、移動方向が時計回りであっても反時計回りであっても凸部２２がリム部２を把持する運転者の指や掌に引っかかり難くなる。

また、図６に示す「ｅ」は、移動体２１の凸部２２が連続して形成されている領域における隣り合う凸部２２の間隔である。この間隔ｅは、リム部２を把持する運転者への移動体２１の移動による情報伝達を考慮すると、少なくとも５０ｍｍ以下であることが好ましい。この間隔ｅが５０ｍｍを超えると、複数の凸部２２の移動を連続した触覚による刺激としてリム部２を把持する運転者に伝え難くなるからである。

上述した第１実施形態では、移動体２１をリム部２の外周側の表面２Ａに沿って設けて、移動体２１の凸部２２がリム部２の表面２Ａよりも突出するように構成している。しかしながら、本発明において、移動体２１をリム部２に設ける位置は、リム部２の外周側に限られず、図８に示すように内周側であっても、外周側と内周側の両者であってもよい。

これ以外にも、図９に示すように、リム部２の運転者に対向する側の表面２Ａに沿って移動体２１を設けてもよい。また、リム部２の運転者と対向する側とは反対側の表面２Ａに沿って移動体２１を設けてもよい。さらに、図１０のリム部２の断面図に示すように、リム部２の運転者と対向する側及びその反対側の両者の表面２Ａに沿って移動体２１を設けてもよい。運転者が親指（第１指）と人差指（第２指）の２指、若しくは、これに加えて中指（第３指）の３指をリム部２に添えて操作する場合、これらの指は、自然とリム部２の運転者に対向する側及び／又は当該対向する側とは反対側の表面２Ａに触れることが多く、運転者に触覚刺激による情報伝達が行いやすいからである。

また、上述した移動体２１をリム部２の内周側や運転者と対向する側の表面２Ａに設けた場合、運転者の指が触れやすいことを考慮すると、スポーク部４が連結されるスポーク部４の根元部分に相当するリム部２の表面２Ａに沿って移動体２１が移動するように、当該移動体２１を設けることも好ましい。運転者によっては、スポーク部４の根元部分に相当するリム部２に指をかけてリム部２を操作する場合もあるからである。

また、上述した以外にも、リム部２断面において移動体２１の凸部２２がリム部２の表面２Ａから突出している領域は、図１１に示すように、リム部２の外周に相当する側面からリム部２の運転者に対向する側とは反対側、すなわち、後面に相当する範囲に設けられることも好ましい。通常、運転者が両手でリム部２を把持した場合、親指（第１指）が環状のリム部２の内周側からかけられ、人差指、中指、薬指、小指（第２指〜第５指）が環状のリム部２の外周側からかけられる。そのため、運転者の指や掌との接触面積をより確保することができる位置、すなわち、外周側に沿ってかけられた人差指、中指、薬指、小指や掌がリム部２に触れる位置に、移動体２１の凸部２２が突出する領域が配置されることで、運転者に触覚刺激による情報伝達が確実に行えるからである。

上述してきた実施形態では、環状に形成された移動体２１の外周面２１Ａ全域にわたって複数の凸部２２と凹部２３とが交互に連続して形成されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、環状に形成された移動体２１の外周面２１Ａの一部の領域のみに複数の凸部２２と凹部２３とが交互に連続して形成された凹凸領域を形成し、この凹凸領域と、この凹凸領域が形成されていない平坦領域とを、環状に形成された移動体２１の外周面２１Ａに交互に配置しても良い。

上述したいずれの実施形態であっても、図５に示すように、案内溝９の開口縁部９Ａには、内部に収容した移動体２１が案内溝９から離脱するのを防止するための離脱防止部１０が備えられていることが好ましい。離脱防止部１０は、被覆層７と一体に形成されていても、被覆層７の案内溝９の開口縁に着脱自在に取り付けられてもいずれの場合であっても良い。例えば、移動体２１が可撓性を備えた材料により構成されている場合には、離脱防止部１０が被覆層７と一体に形成されていても、移動体２１を撓ませることにより、案内溝９内に移動体２１を収容することができる。他方、移動体２１自体を撓ませて案内溝９内に収容することができない場合には、離脱防止部１０を被覆層７から外した状態で、案内溝９内に移動体２１を収容した後、離脱防止部１０を取り付ければよい。

上述したリム部２は、案内溝９内に収容された移動体２１を外部から被覆する被覆体２４を備えることが好ましい。例えば、図１２には、図５のリム部２に被覆体２４を備えた状態を示す。被覆体２４は、伸縮性のあるゴム等で構成されることが好ましいが、被覆体２４は、伸縮性のないものであっても、案内溝９に沿った移動体２１の移動を規制しないものであればよい。また、被覆体２４は、少なくとも案内溝９の開口部を被覆できればよく、例えば、案内溝９に沿ってその直上にのみ設けてもよい。図１２では、被覆体２４は、伸縮性のあるゴム等で構成されており、リム部２全体を被覆する構成を採用している。リム部２が案内溝９内に収容された移動体２１を外部から被覆する被覆体２４を備えることにより、案内溝９内の移動体２１の移動に応じて、被覆体２４は、部分的に凸部２２の頂部２２Ａの通過による外方への膨らみ変形（伸び）と、凹部２３の通過による復元（縮み）を繰り返す。よって、リム部２を把持する運転者は、移動体２１に直接触れることなく、移動体２１の移動による凸部２２と凹部２３の移動を触覚として感知することができる。この場合、運転者は、移動体２１の凸部２２と凹部２３の移動による触覚刺激を被覆体２４を介して受けることができるため、より一層、移動体２１からの刺激を滑らかに感知することが可能となる。また、案内溝９が被覆体２４で覆われているため、案内溝９へ異物が入るのを防止することができる。

また、本件発明において、上述した移動体２１の凸部２２が、弾性部材２５を介して移動体２１に設けられても良い。例えば、図１３には、弾性部材２５を介して凸部２２を構成する球体２６が設けられた状態を示す。なお、図１３においては、球体２６は二つしか示されていないが、これは作図上の関係であり、図１３に示す移動体２１においても、球体２６は、移動体２１の延在方向に多数設けられている。図１３における移動体２１は、各凸部２２を構成するそれぞれの球体２６をリム部２の径方向（外方）に向けてそれぞれ独立して移動自在に保持する筒状の球体保持部２７を備え、移動体２１の本体と各球体２６との間に、常に外方（リム部２の表面２Ａ）に向けて伸張する方向に球体２６を付勢する弾性部材２５が配置されている。図１３では、弾性部材２５としてコイルばねが採用されている。球体保持部２７の外方側開口端部２７Ａの内径は、球体２６の外径よりも小さく形成されており、球体２６が球体保持部２７から飛び出るのを防止している。球体２６が弾性部材２５に付勢されて球体保持部２７に保持されているため、移動体２１が移動して凸部２２を構成する球体２６がリム部２を把持する運転者の指や掌と接触すると、球体２６は、凸部２２と移動体２１の本体との間に介在する弾性部材２５の付勢力に逆らって、球体保持部２７内に沈み込む。よって、弾性部材２５の付勢力により、リム部２を把持する運転者には、凸部２２の移動による適度な触覚による刺激が付与されるとともに、移動体２１を構成する球体２６の移動がリム部２を把持する運転者の指や掌によって規制されることもない。

（２）第２実施形態
次に、図３に戻って、第２実施形態としての情報伝達装置２０について説明する。第２実施形態としての情報伝達装置２０は、移動体２１の凸部２２が、リム部２の全周にわたってリム部２の表面よりも突出して形成されていない点で、上述した第１実施形態としての移動体と異なる。すなわち、第２実施形態の情報伝達装置は、リム部２の特定の領域のみにおいて移動体２１の凸部２２がリム部２の表面２Ａよりも突出するように形成されている。

具体的に、第２実施形態のリム部２の外周側には、運転者が把持することが高いと想定される特定の領域のみにおいて移動体２１の凸部２２がリム部２の表面２Ａよりも突出し、それ以外の非形成領域１２において移動体２１がリム部２内に埋没する環状の案内部１３が形成されている。運転者が把持することが高いと想定される特定の領域としては、例えば、ステアリングホイール１の直進走行状態を基準としたときに、１時方向から３時方向に相当する右手把持領域１１Ｒや、９時方向から１１時方向に相当する左手把持領域１１Ｌ、５時方向から７時方向に相当する下部把持領域１１Ｕを挙げることができる。図３では、各特定の領域と非形成領域をそれぞれ実線矢印で示す。

リム部２に形成される案内部１３は、特定の領域に相当する外周側では、上述した第１実施形態の場合と同様、移動体２１が内部に収容された状態で、凸部２２の頂部２２Ａがリム部２の表面２Ａよりも突出する深さに案内溝１３Ａが形成されている。特定の領域以外の非形成領域１２に相当する外周側では、凸部２２の頂部２２Ａがリム部２の表面２Ａから突出しない位置に連通路１３Ｂが形成されている。連通路１３Ｂは、リム部２を構成する被覆層７内に埋まった状態で形成されていることが好ましい。これら案内溝１３Ａと連通路１３Ｂとは、連通して環状に形成されている。

当該構成により、案内部１３内に収容した移動体２１は、案内溝１３Ａに位置する凸部２２のみ、頂部２２Ａがリム部２の表面２Ａから突出した状態となり、連通路１３Ｂに位置する凸部２２はリム部２内に埋まった状態となる。よって、運転者は、リム部２を把持する位置によって、触覚による情報伝達を任意に得ることができる。

次に、上述した第１実施形態及び第２実施形態の情報伝達装置２０が備える駆動手段３０について説明する。駆動手段３０は、移動体２１を時計回り及び反時計回りに移動させるものであり、モータ３３と、モータ３３を駆動制御する制御部３５とを備えている。

図２に示すように、本実施の形態において、駆動手段３０は、環状に形成された移動体２１の内周面２１Ｂに連続して形成されたラック３１と、ラック３１と噛合するピニオンギア３２と、ピニオンギア３２を回転駆動させるモータ３３を備えている。ピニオンギア３２及びモータ３３は、移動体２１に形成されたラック３１と噛合可能とする位置に配置されていればよい。本実施の形態では、移動体２１の内周側であって、リム部２と連結されたスポーク部４内に収容されている。モータ３３の駆動により、ピニオンギア３２が所定の方向に回転すると、ピニオンギア３２と移動体２１のラック３１の噛合により、移動体２１が案内溝９（又は案内部１３）内において所定の方向に移動する。本発明において、駆動手段３０は、上述した移動体２１をリム部２の表面２Ａに沿って移動させることができるものであれば、任意の構成を採用することができ、特に限定されない。

次に、上述したモータ３３を駆動制御する制御部３５について、図１４の制御ブロック図を参照して説明する。制御部３５は汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、記憶手段としてのメモリ３６や計時手段としてのタイマ３７等を内蔵している。制御部３５の入力側には、車両の運転に関する情報を入力する各種機器の制御部（情報源）が接続されている。本実施の形態において、車両の運転に関する情報源として、衝突予測情報の情報源である接近検知センサ４１と、運転者の異常状態情報の情報源である異常検知センサ４２と、走行案内情報の情報源であるカーナビゲーションシステム４３等を採用する。接近検知センサ４１は、被衝突物の接近を検知するものであって、例えば、車両の被衝突物との相対速度や距離を検知可能とするミリ波レーダ等を用いることができる。異常検知センサ４２は、運転者の異常状態を検知するものであって、例えば、運転者の瞳孔の状態を撮影する赤外線カメラ等を用いることができる。そして、制御部３５の出力側には、少なくとも上述したモータ３３が接続されている。

制御部３５に内蔵されているメモリ３６には、運転者に伝達する情報に応じたモータ３３の駆動制御パターンが記憶されている。本実施の形態において、運転者に伝達する情報は、接近検知センサ４１により検出される衝突予測情報と、異常検知センサ４２により検出される運転者の異常状態情報と、カーナビゲーションシステム４３から出力される走行案内情報である。衝突予測情報と異常状態情報は、いずれも安全運転に支障を来すおそれの高い緊急警報であり、緊急警報パターンが記憶されている。走行案内情報は、右折案内情報と左折案内情報とがあり、走行案内箇所までの距離に応じて複数種類の例えば２種類の走行案内パターン（右折予告パターン、左折予告パターン、右折指示パターン、左折指示パターン）がある。これら緊急警報パターンと、各走行案内パターンは、モータ３３の駆動方向、駆動速度及び／又は駆動時間の組合せにより、異なるパターンを構成する。なお、各パターンのモータ３３の駆動制御の一例を以下の表１に示す。

以上の構成により、本実施の形態に係る情報伝達装置２０の動作について説明する。制御部３５に接近検知センサ４１から衝突予測情報が入力された場合、制御部３５は、メモリ３６から緊急警報パターンを読み出し、モータ３３を駆動制御する。一例として、緊急警報パターンは、モータ３３の駆動方向を、短時間で正方向（ここでは、図２に示した移動体２１を時計回りに移動させる方向とする。）と逆方向（ここでは、移動体２１を反時計回りに移動させる方向とする。）に交互に切り替え、駆動速度を２段階に分けた場合の速い方とする。モータ３３の駆動時間は、衝突予告情報が解除されるまでとする。これにより、移動体２１が、短時間で正方向と逆方向に交互に高速で移動して、移動体２１の凸部２２がリム部２を把持する運転者の指や掌を刺激する。したがって、運転者は触覚として危険が近づいていることを知ることができる。制御部３５に異常検知センサ４２から異常状態情報が入力された場合には、制御部３５は、メモリ３６から緊急警報パターンを読み出し、モータ３３を駆動制御する。緊急警報パターンは、衝突予測情報が入力された場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。

次に、制御部３５にカーナビゲーションシステム４３から走行案内情報が入力された場合について説明する。入力された走行案内情報が右折を予告する情報である場合、制御部３５は、メモリ３６から右折予告パターンを読み出し、モータ３３を駆動制御する。一例として、右折予告パターンは、モータ３３の駆動方向を、リム部２を右折の方向に案内する方向、この場合、正方向とし、駆動速度を２段階に分けた場合の遅い方とする。モータ３３の駆動時間は、所定時間、例えば、１．０秒とする。入力された走行案内情報が左折を予告する情報である場合、制御部３５は、メモリ３６から左折予告パターンを読み出し、モータ３３を駆動制御する。一例として、左折予告パターンは、モータ３３の駆動方向を、リム部２を左折の方向に案内する方向、この場合、逆方向とし、駆動速度を２段階に分けた場合の遅い方とする。モータ３３の駆動時間は、所定時間、例えば、１．０秒とする。これにより、複数の凸部２２と凹部２３とを備えた移動体２１が、リム部２の操作方向を示唆する方向に移動して、リム部２を把持する運転者の指や掌に触覚による刺激を付与する。

また、入力された走行案内情報が右折を指示する情報である場合、制御部３５は、メモリ３６から右折指示パターンを読み出し、モータ３３を駆動制御する。一例として、右折指示パターンは、モータ３３の駆動方向を、リム部２を右折の方向に案内する方向、この場合、正方向とし、駆動速度を２段階に分けた場合の速い方とする。モータ３３の駆動時間は、所定時間、例えば、０．５秒とする。入力された走行案内情報が左折を指示する情報である場合、制御部３５は、メモリ３６から左折指示パターンを読み出し、モータ３３を駆動制御する。一例として、左折指示パターンは、モータ３３の駆動方向を、リム部２を左折の方向に案内する方向、この場合、逆方向とし、駆動速度を２段階に分けた場合の速い方とする。モータ３３の駆動時間は、所定時間、例えば、０．５秒とする。これにより、複数の凸部２２と凹部２３とを備えた移動体２１が、リム部２の操作方向を示唆する方向に、予告の際よりも速い速度で移動して、リム部２を把持する運転者の指や掌に触覚による刺激を付与する。移動体２１の移動速度を例えば３０ｒｐｍとすれば、駆動時間が１．０秒の場合、移動体２１の１／２周分の凸部２２と凹部２３とによる触覚刺激が運転者の指や掌に付与され、また、駆動時間が０．５秒の場合、移動体２１の１／４周分の凸部２２と凹部２３とによる触覚刺激が運転者の指や掌に付与される。

このように、情報伝達装置２０は、カーナビゲーションシステム４３からの走行案内情報を、この走行案内情報に応じて異なるパターンで移動する移動体２１により、触覚として運転者に伝達することができる。特に、本発明に係る情報伝達装置２０は、凸部２２と凹部２３とが交互に連続して形成された移動体２１をリム部２の表面２Ａに沿って駆動手段３０により移動させて運転者に規則性のある触覚による刺激を付与するものであるため、運転者に刺激を付与する機構を簡素な構成により実現することができる。よって、組立作業性が容易であり、駆動手段３０もラック３１、ピニオンギア３２及びモータ３３と簡素な構成であるため、部品コストの低減を図ることができる。

特に、第１実施形態に係る移動体２１は、リム部２の全周の広い領域にわたって、単一のモータ３３で移動制御されるため、リム部２の広い領域で、運転者に移動体２１の移動による触覚刺激を付与することができる。よって、運転者がリム部２のいずれかの位置を把持していれば、運転者に触覚による指摘を介して情報を伝達することができる。

上述した本実施形態では、リム部２の表面２Ａに沿って、環状の移動体２１を一つ設け、単一のモータ３３を駆動制御することで、リム部２の外周面２Ａ全域にわたって移動する移動体２１の制御を行っている。しかし、本発明において、移動体及びモータの数はこれに限定されるものではなく、複数、設けても良い。以下に、複数の移動体を個別の駆動手段によって駆動制御した実施形態の例として、第３実施形態及び第４実施形態を例に挙げて説明する。

（３）第３実施形態
第３実施形態の情報伝達装置５０では、図１５に示すように、リム部２の特定の領域のみに、移動体１２を設けている。図１５では、運転者が左右の指や掌によって把持することが高いと想定される特定の領域、例えば、ステアリングホイール１の直進走行状態を基準としたときに、１時方向から４時方向に相当する右手把持領域１１Ｒと、８時方向から１１時方向に相当する左手把持領域１１Ｌの各領域に、移動体をそれぞれ設けている。ここでは、右手把持領域１１Ｒに移動体１２Ｒを設け、左手把持領域１１Ｌに移動体１２Ｌを設けている。図１５では、右手把持領域１１Ｒと左手把持領域１１Ｌをそれぞれ実線矢印で示す。

各把持領域１１Ｒ、１１Ｌに設けられる移動体１２Ｒ、１２Ｌは、上述した移動体２１と同様に、複数の凸部２２と、隣り合う凸部２２の間に設けられた凹部２３とが延在方向に連続して形成されている。各移動体１２Ｒ、１２Ｌは、例えば、可撓性材料にて環状に構成された無端ベルト状を呈している。

ここで、図１６に、移動体１２Ｒがリム部２に取り付けられた状態を示す模式断面図を示す。図１６に示すように、リム部２の右手把持領域１１Ｒには、移動体２１を収容する案内溝５１が形成されている。この案内溝５１の両端部には、環状の移動体１２Ｒを折り返して循環移動可能とするターン用搬送ロール５２、５２を備える。これらターン用搬送ロール５２、５２のうち少なくともいずれか一方が、移動体１２Ｒの内周面に形成されたラック３１と噛合するピニオンギア３２の機能を兼ね備えていることが好ましい。これらターン用搬送ロール５２、５２に環状の移動体１２Ｒを架け渡して配置する。このとき、案内溝５１の開口側に位置する移動体１２Ｒは、凸部２２の頂部２２Ａがリム部２の表面２Ａから外方に突出した状態で配置される。

移動体１２Ｒを駆動制御すべく、例えば、上述した一方のターン用搬送ロール５２には、移動体１２Ｒを駆動するモータ（駆動手段）５３が接続されている。当該構成により、モータ５３を駆動すると、移動体１２Ｒは、ターン用搬送ロール５２、５２により、案内溝５１内で循環駆動する。これにより、案内溝５１の開口側に位置する移動体１２Ｒは、凸部２２の頂部２２Ａがリム部２の表面２Ａから突出した状態で移動し、リム部２を把持する運転者に触覚による刺激を付与し、所定の情報を伝達することができる。一方、ターン用搬送ロール５２を折り返して移動する凸部２２は、リム部２内に形成された案内溝５１内を移動する。そのため、案内溝５１の開口側を移動する移動体１２Ｒと逆の方向に移動する移動体１２Ｒが運転者の指や掌に触れることを回避できる。

把持領域１１Ｌ、１１Ｒに設けられる移動体１２Ｒ、１２Ｌは、それぞれ独立して駆動する駆動手段によって移動制御されることが好ましい。このような構成を採用することで、運転者への触覚的な情報伝達のバリエーションを増やすことができ、また、伝達する情報の正確性を向上させることが可能となる。

第３実施形態では、ターン用搬送ロール５２に架け渡された無端ベルト状の移動体１２Ｒ、１２Ｌを回転駆動してリム部２の特定の領域のみにおいて移動体を移動させている。これ以外にも、リム部２の特定の領域、例えば、上述した右手把持領域１１Ｒと、左手把持領域１１Ｌに形成した案内溝５１内に、当該案内溝５１の範囲内で移動する移動体１２を設けてもよい。この場合、移動体１２は、例えば、少なくとも１つ以上の凸部２２を備えたものであって、案内溝５１が形成されている範囲よりも小さく構成されている。この移動体１２は、全体として内周面にラックが形成された弓型を呈している。そして、案内溝５１内には、移動体１２のラックと噛み合うピニオンギアが設けられている。当該構成により、ピニオンギアをモータなどの駆動手段により回転させることで、移動体１２は、案内溝５１内を往復移動制御可能とされる。ここで用いる駆動手段としては、例えば、回転型のモータを用いることができる。これ以外にもリニア型超音波モータを用いることができるが、この場合、移動体１２にラックを設ける必要がない。いずれの場合であっても、特定の領域に形成された案内溝５１内に移動体１２を移動させることで、運転者に触覚による刺激を付与できる。

（４）第４実施形態
第４実施形態の情報伝達装置６０も第３実施形態の情報伝達装置５０と同様に、リム部２の特定の領域のみに移動体６１を設けている。この情報伝達装置６０は、略円環状のリム部２を径方向で切断したときのリム部２断面における外周表面２Ａに沿って移動体６１が移動するように設けたものである。図１７は、情報伝達装置６０を備えたステアリングホイール１を後側から見た図であり、移動体６１は、スポーク部４が連結される根元部分の周辺のリム部２に設けられている。

移動体６１は、上述した移動体２１と同様に、複数の凸部２２と、隣り合う凸部２２の間に設けられた凹部２３とが延在方向に連続して形成されている。この移動体６１は、上述した第３実施形態の移動体１２と同様、環状に構成された無端ベルト状を呈している。

ここで、図１８に移動体６１が設けられている箇所でリム部２を切断した断面図を示す。図１８に示すように、リム部２には、当該リム部２の断面における外周方向に沿って移動体６１を収容する案内溝６２が形成されている。ここでは、案内溝６２が、リム部２の外周に相当する側面からリム部２の運転者に対向する側とは反対側、すなわち、後面に相当する範囲に形成されている。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の範囲に形成することができる

この移動体６１は、第３実施形態の移動体１２と同様に、当該環状の移動体６１を折り返して循環移動可能とするターン用搬送ロール６３、６３に架け渡されている。これにより、移動体６１を駆動するモータ（駆動手段）６４を駆動すると、案内溝６２の開口側に位置する移動体６１は、凸部２２の頂部２２Ａがリム部２の表面２Ａから突出した状態で移動し、リム部２を把持する運転者に触覚による刺激を付与し、所定の情報を伝達することができる。一方、ターン用搬送ロール６３を折り返して移動する凸部２２は、リム部２内に形成された案内溝６２内を移動する。そのため、案内溝６１の開口側を移動する移動体６１と逆の方向に移動する移動体１２Ｒが運転者の指や掌に触れることを回避できる。

なお、本実施形態における移動体６１は、リム部２のいずれの箇所に設けることができ、それぞれの移動体６１に接続されるモータ６４を独立して駆動制御することもできる。当該構成によっても、運転者への触覚的な情報伝達のバリエーションを増やすことができ、また、伝達する情報の正確性を向上させることが可能となる。

第４実施形態では、リム部２を径方向で切断したときのリム部２断面における外周表面２Ａに沿って移動体を設けているが、リム部２の特定の領域のみに移動体を設ける方法としてはこれ以外の方法も採用できる。例えば、環状の移動体６１を案内する案内溝６２は、リム部２の特定の把持領域において、リム部２の運転者に対向する側、内周側、運転者とは反対側、外周側を順に巡る軌道を描く循環溝としてもよい。具体的に、ステアリングホイール１の直進走行状態を基準としたときに、３時方向から５時方向に形成した右手把持領域を例に挙げて説明する。案内溝６２は、３時方向から４時方向にかけてリム部２の運転者に対向する側の表面に形成される。そして、４時方向から５時方向にかけて、案内溝６２はリム部２の運転者に対向する側の表面から内周面側の表面に渡って形成される。この５時方向では、案内溝６２は、内周面側の表面から運転者に対向する側とは反対側の面、即ち、後側の表面をまわりこみ、５時方向から４時方向にかけて後側の表面に形成される。後側表面の４時方向に形成された案内溝６２は、内周面側の表面を通って運転者に対向する側の表面に回り込む。そして、４時方向において後側から運転者と対向する側に形成された案内溝６２は、４時方向から３時方向にかけて運転者と対向する側の表面から外周側の表面に形成され、外周側の表面から運転者に対向する側の表面に戻る。このようにして、案内溝６２は、特定の把持領域において、リム部２の運転者に対向する側、内周側、運転者とは反対側、外周側を巡る環状を呈する構成としてもよい。

移動体６１がこのような環状の案内溝６２内を移動することにより、移動体６１は、特定の把持領域において、リム部２の運転者に対向する側、内周側、運転者とは反対側、外周側を移動していくことができる。この場合、運転者がステアリングホイール１をしっかり把持した場合でも、軽く手を置いた状態でも、いずれかの位置で移動体６１が手に触れる可能性がより高くなる。なお、移動体６１がリム部２の特定の把持領域において巡る軌道はこれに限定されない。

なお、上述したいずれの実施形態でも、環状に形成された移動体２１に複数の凸部２２と凹部２３とが交互に連続して形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の球体を数珠状につなぎ合わせて移動体を構成し、この移動体全体を回転移動させることによって、リム部２を把持する運転者に触覚的に情報を伝達しても良い。また、上述した実施形態では、駆動手段として主に回転型モータを挙げているが、これに限定されるものではなく、例えば、リニア型モータなどを用いてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、車両等のステアリングホイールに、本発明の情報伝達装置を採用した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、操作者が直接触れて操作を行う操作部であれば、本発明の情報伝達装置を採用することができる。よって、本発明の情報伝達装置が採用される操作部は、環状の操作部に限られず、操作部は直線状であってもよく、操作部の形状は任意である。また、操作部の表面に沿って複数の凸部を備えた移動体を移動させる構成を採用することができるものであれば、足で操作するペダル等のいかなる形状の操作部であってもよい。

本発明にかかる情報伝達装置は、操作部の表面に沿って凸部と凹部とが連続して設けられた移動体を移動させることにより操作者に触覚による刺激を付与するものであるため、操作者が連続的に把持（接触）して操作を行う操作部において特に有用である。

１ ステアリングホイール
２ リム部
２Ａ 表面
３ ボス部
４ スポーク部
５ パッド
６ リム部芯材
７ 被覆層
８ 皮革カバー
９、５１、６２ 案内溝（案内部）
９Ａ 開口縁部
１０ 離脱防止部
１１Ｒ 右手把持領域
１１Ｌ 左手把持領域
１１Ｕ 下部把持領域
１２Ｒ、１２Ｌ、２１、６１ 移動体
２０、５０、６０ 情報伝達装置
２１Ａ 移動体の外周面
２２ 凸部
２２Ａ、２２Ｂ 頂部
２３ 凹部
２４ 被覆体
２５ 弾性部材
２６ 球体
２７ 球体保持部
２７Ａ 外方側開口端部
３０ 駆動手段
３１ ラック
３２ ピニオンギア
３３、５３、６４ モータ
３５ 制御部
３６ メモリ（記憶手段）
３７ タイマ（計時手段）
４１ 接近検知センサ
４２ 異常検知センサ
４３ カーナビゲーションシステム
５２、６３ ターン用搬送ロール

Claims (15)

1. 操作者が触れる操作部に設けられ、触覚による刺激に基づいて前記操作者に情報を伝達する情報伝達装置であって、
   前記操作部の表面に沿って前記操作部内に収容された移動体と、
   前記移動体を前記操作部の表面に沿って移動させる駆動手段と、を備え、
   前記移動体は、複数の凸部と、隣り合う凸部の間に設けられた凹部とが延在方向に連続して設けられており、前記凸部の頂部は、前記操作部の表面よりも突出していることを特徴とする情報伝達装置。
2. 前記移動体の前記凸部の頂部を、前記操作部の全周にわたって、当該操作部の表面よりも突出して設けた請求項１に記載の情報伝達装置。
3. 前記移動体の前記凸部の頂部を、前記操作部の特定の領域のみにおいて、当該操作部の表面よりも突出して設けた請求項１に記載の情報伝達装置。
4. 前記操作部は前記特定の領域を複数備え、各特定の領域に、前記移動体をそれぞれ設けた請求項３に記載の情報伝達装置。
5. 前記移動体を前記操作部の外周側、及び／又は、内周側の表面に沿って設けた請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
6. 前記移動体を前記操作部の前記操作者と対向する側、及び／又は、当該対向する側とは反対側の表面に沿って設けた請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
7. 前記移動体が環状である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
8. 前記移動体は、前記操作部の延在方向に沿って設けられた案内部に収容された請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
9. 前記案内部は、溝である請求項８に記載の情報伝達装置。
10. 前記移動体を外部から被覆する被覆体を備えた請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
11. 前記凸部の前記操作部の表面からの突出長が、１ｍｍ以上、かつ、５ｍｍ以下である請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
12. 前記複数の凸部がそれぞれ独立して、前記操作部の表面方向へ付勢する弾性部材を介して前記移動体に設けられる請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
13. 前記凸部の頂部が曲面である請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
14. 前記移動体の移動方向、移動速度及び／又は移動時間を制御する制御部を備えた請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の情報伝達装置。
15. 前記操作部がステアリングホイールの環状のリム部である請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の情報伝達装置。

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