(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールネジが一体に形成されたステアリングシャフトと、前記ボールネジ部分をかこむとともにステアリングシャフトを支持するシャーシと、前記シャーシ内に前記ボールネジ部分を中間に位置してこれと平行に配置される２本の案内棒と、前記案内棒の各々にそれぞれの端部が対向するように設けられる２個ずつの圧縮バネと、ボールネジナット部に固着されるとともに対向する前記圧縮バネの端部間に位置する移動板と、前記ステアリングシャフトに歯車を介して連結される回転式オイルダンパと、前記ステアリングシャフトの端部に直接取り付けられた角度検出センサとからなることを特徴とする模擬運転装置用操縦装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は主として自動車の運転訓練や交通安全教育のための模擬運転装置において、運転者がステアリングホイールを回したときに感じる反力、抵抗力の発生を実際の自動車に近いものとし、ステアリングホイールを回した角度の検出を精度よくし、さらに、組み立て、保守点検の作業性向上が期待できる模擬運転装置用操縦装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の模擬運転装置用操縦装置は、自動車の場合、図２に示すように構成される。実際の自動車のステアリングシャフト２０１の一端にステアリングホイール２０２を取り付け、他端にプーリ２０３と、他端の先に歯車２０４を設ける。この歯車２０４にベルト２０５、歯車２０６を介して操縦角度検出センサーとしてのポテンショメータ２０７を連結する。プーリ２０３にはひも２０８の一端が取り付けられ、巻かれるようになっている。ひも２０８の他端は小プーリ２０９を介して渦巻きバネ２１０に取り付けられている。これらステアリングシャフト２０１とプーリ２０３を支持する軸受２１１、渦巻きバネ２１０を支持する軸受２１３、小プーリ２０９を支持する軸受２１２、歯車２０６を支持する軸受２１４、ポテンショメータ２０７等は運転席本体のフレーム２１５に固定されている。
【０００３】
ステアリングホイール２０２を回すとひも２０８がプーリ２０３に巻取られ、渦巻きバネ２１０は他端が取り付けられたひも２０８で回されるように引っ張られて縮まり、反力を発生する。一方、ステアリングシャフト２０１の回転は歯車２０４及びベルト２０５を介して歯車２０６に伝えられ、ポテンショメータ２０７で検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の模擬運転装置用操縦装置は、反力の発生を渦巻きバネ２１０のみによっていた。しかし、この反力はバネ特有のねばりのないものであり、ヒステリシス及びダンピングが小さい、また、ステアリングセンター付近での反力、抵抗力がない等、実際の自動車のステアリング反力とは異なるものとなっていた。さらに、ステアリングホイール２０２の操縦回転角度の検出はステアリングシャフト２０１から歯車２０４，２０６やベルト２０５を介して行われていたため、遊びや滑りが生じ、正確さや精度に欠けたものになっていた。また、使用部品に実際の自動車の部品、例えばステアリングシャフト等の大型のものを使用するため小型化が難しく、組み立て、保守点検時の作業が困難だった。
【０００５】
この発明は、従来の模擬運転装置用操縦装置の上記問題点を解決するためなされたものであり、実際の自動車に近いステアリング反力の発生、精度の高い操縦回転角度の検出及び、その装置の組み立て、保守点検の作業性の向上を図ることができる模擬運転装置用操縦装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る模擬運転装置用操縦装置は、ボールネジが一体に形成されたステアリングシャフトと、前記ボールネジ部分をかこむとともにステアリングシャフトを支持するシャーシと、前記シャーシ内に前記ボールネジ部分を中間に位置してこれと平行に配置される２本の案内棒と、前記案内棒の各々にそれぞれの端部が対向するように設けられる２個ずつの圧縮バネと、ボールネジナット部に固着されるとともに対向する前記圧縮バネの端部間に位置する移動板と、前記ステアリングシャフトに歯車を介して連結される回転式オイルダンパと、前記ステアリングシャフトの端部に直接取り付けられた角度検出センサとからなるものである。
【０００７】
【作用】
上記のように構成することにより、次のように作用する。ステアリングホイールを回転させたとき、その回転に応じてステアリングシャフトのボールネジナット部が移動する。それとともに移動板が移動し、各案内棒に設けられた２個ずつの合計４個の圧縮バネのうち、移動方向にある２個のものを圧縮しこれにより反力が生じる。さらに、ステアリングシャフトの回転が歯車を介して回転式オイルダンパに伝達されるとき、その回転は回転式オイルダンパにより抵抗を受ける。この抵抗力は前記圧縮バネの反力に付加され、自動車特有のヒステリシス、ダンピングを持った反力を発生する。また、角度センサはステアリングシャフトに直結して直接に回転角度を検出する。ステアリングシャフトのボールネジナット部、移動板、圧縮バネはシャーシに収容され、回転式オイルダンパと角度検出センサはステアリングシャフトに連結されていて、ステアリングシャフト一体型としたことにより、小型ユニットとすることができ、組み立て時には操縦装置単体での組み立て作業を行え、保守点検時には簡単にユニットを取り外すことが可能となる。
【０００８】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を説明する。図１は操縦装置の構成を示した平面図、図３は斜視図である。図１、図３において、１０１はステアリングシャフト、１０２はボールネジの雄ネジ、１０３はボールネジのボールネジナット部、１０４はシャーシ、１０５，１０６は案内棒、１０７，１０８，１０９，１１０は圧縮バネ、１１１は移動板、１１２，１１３は歯車、１１４は回転式オイルダンパ、１１５は角度検出センサを構成するポテンショメータ、１１６はステアリングホイール取付部、１１７は補助板である。
【０００９】
ステアリングシャフト１０１にはボールネジが一体に形成され雄ネジ１０２が刻まれ、ボールネジの雌ネジが刻まれるボールネジナット部１０３がはまって、ボールネジナット部１０３はステアリングシャフト１０１の回転によりその長さ方向に移動可能となっている。この雄ネジ１０２の部分はこれと平行な２本の案内棒１０５，１０６で中間に挟まれるようにされ、シャーシ１０４によって囲まれる。案内棒１０５，１０６のそれぞれには２個ずつの圧縮バネ１０７，１０８と１０９，１１０が設けられる。圧縮バネ１０７と１０８は案内棒１０５上で互いに端部を対向し、圧縮バネ１０９と１１０は案内棒１０６上で互いに端部を対向するように設けられる。ボールネジナット部１０３にはそれが移動する方向と直角の面を有する移動板１１１が固着される。このとき、移動板１１１は、圧縮バネ１０７と１０８との間及び圧縮バネ１０９と１１０との間に位置する。ステアリングシャフト１０１の一端部はシャーシ１０４の一側面１０４ａで支持され、歯車１１２が取り付けられる。歯車１１２はもう一つの歯車１１３とかみ合ってステアリングシャフト１０１の回転を回転式オイルダンパ１１４の回転軸に連結する。回転式オイルダンパ１１４は例えば不二精器（株）製の「ロータリダンパ」を用いることができる。また、ステアリングシャフト１０１の先端はポテンショメータ１１５の回転軸と直接に連結されている。回転式オイルダンパ１１４とポテンショメータ１１５はシャーシ１０４にネジで固着した補助板１１７に取り付けられる。ステアリングシャフト１０１の他端に形成したステアリングホイール取付部１１６に図示しないステアリングホイールが取り付けられる。
【００１０】
図１において、ステアリングホイール取付部１１６に取り付けられる図示しないステアリングホイールを回転させると、ステアリングシャフト１０１が回転し、ボールネジナット部１０３が回転方向に応じて矢印のいずれかの方向に移動する。ボールネジナット部１０３に取り付けた移動板１１１によって圧縮バネ１０７又は１０８及び圧縮バネ１０９又は１１０が圧縮され反力が生じる。例えば、ボールネジナット部１０３が矢印の右側に移動するときは、圧縮バネ１０８と圧縮バネ１１０が圧縮され、矢印の左側のときは、圧縮バネ１０７と１０９が圧縮される。ステアリングシャフト１０１の回転と同時に、その一端部に取り付けられる歯車１１２とそれとかみ合っている歯車１１３が回転し回転式オイルダンパ１１４に伝えて、回転式オイルダンパ１１４は回転に対して抵抗力を発生する。また、ステアリングシャフト１０１に直接連結されているポテンショメータ１１５によりその時の操縦角が検出される。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮バネをボールネジナット部に固着された移動板の移動により圧縮し、回転式オイルダンパをステアリングシャフトに連結して回転することにより、圧縮バネが出す反力に回転式オイルダンパによるダンピングを付加することにより、ヒステリシスを持ちネバリのある高級感を与える反力を得ることができる。また、センター付近でもダンパが効いて反力０になることはない。
【００１２】
ステアリングシャフトにボールネジを一体に形成し、ボールネジ部分を中間にするように２個ずつの圧縮バネを配置しそれをシャーシで囲んでいるから、バネを用いる反力機構を小型化かつシャーシに収容取付して装置をユニット化でき、組み立て、保守時に取り付け取り外しを容易し、ユニット化された操縦装置を運転装置と離れた場所で保守をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操縦装置の一実施例の構成を示した平面図である。
【図２】従来の操縦装置の一実施例の構成図である。
【図３】本発明の操縦装置の一実施例の構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
１０１…ステアリングシャフト、１０２…ボールネジの雄ネジ、１０３…ボールネジのボールネジナット部、１０４…シャーシ、１０５，１０６…案内棒、１０７，１０８，１０９，１１０…圧縮バネ、１１１…移動板、１１２，１１３…歯車、１１４…回転式オイルダンパ、１１５…ポテンショメータ（角度検出センサ）、１１６…ステアリングホイール取付部、１１７…補助板。
【図１】
0003612359.tif 000002
【図２】
0003612359.tif 000003
【図３】
0003612359.tif 000004