(57)【要約】【課題】  操舵装置の操作性を向上する。【解決手段】  操舵装置１０は、運転者の腕の前後動のみにより操作せしめられる操作ハンドル２０と、この操作ハンドル２０の動作を前輪２の転舵動作に変換する変換機構３０と、を備え、運転者が肘を曲げて操作ハンドル２０を持ち車両を直進させるときの操作ハンドル２０の姿勢から、運転者が肘を伸ばしたときの操作ハンドル２０の姿勢の間で、前輪２が最大転舵となるようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の腕の前後動のみにより操作せしめられる操作子と、この操作子の動作を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構と、を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
運転者が肘を曲げて前記操作子を持ち車両を直進させるときの該操作子の姿勢から、運転者が肘を伸ばしたときの該操作子の姿勢の間で、前記転舵輪が最大転舵となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記操作子は、運転席の側方あるいは側部前方に配置されて車両の前後方向に回転可能に設置されたレバーからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用操舵装置における操作子としては丸形の回転ハンドルが一般的である。
また、特許文献１には、丸形の回転ハンドルを操作子とする操舵装置であって、車両のステアリング系の舵角比（ステアリングの操舵角に対する転舵輪の転舵角の比）を車速に応じて変化させる可変舵角比装置を備えた車両用操舵装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２６０９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、回転ハンドルを操作子とする一般的な操舵装置の場合、転舵輪を大きく転舵させるときには回転ハンドルを持った両腕を交差させたり、操作途中で回転ハンドルを持ち替えなければならず、操作性が悪かった。また、可変舵角比装置を備えている場合であっても、転舵輪を最大転舵させるときには同様のハンドル操作が必要で、操作性が悪かった。
そこで、この発明は、操作子を持った腕を交差させたり操作子の持ち替えが不要な車両用操舵装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、運転者の腕の前後動のみにより操作せしめられる操作子（例えば、後述する実施例における操作ハンドル２０、操作レバー４５ａ，４５ｂ）と、この操作子の動作を転舵輪（例えば、後述する実施例における前輪２）の転舵動作に変換する変換機構（例えば、後述する実施例における変換機構３０）と、を備えることを特徴とする車両用操舵装置（例えば、後述する実施例における操舵装置１０）である。
このように構成することにより、運転者は操作子を持った腕を前後動させるだけで操舵することができる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、運転者が肘を曲げて前記操作子を持ち車両を直進させるときの該操作子の姿勢から、運転者が肘を伸ばしたときの該操作子の姿勢の間で、前記転舵輪が最大転舵となるように設定されていることを特徴とする。
このように構成することにより、運転者は操作子を持った腕の肘を伸ばす動作を１回行うだけで転舵輪を最大転舵することができる。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記操作子は、運転席（例えば、後述する実施例における運転席５）の側方あるいは側部前方に配置されて車両（例えば、後述する実施例における車両１）の前後方向に回転可能に設置されたレバー（例えば、後述する実施例における操作レバー４５ａ，４５ｂ）からなることを特徴とする。
このように構成することにより、運転者は腕を前後動させてレバーを車両前後方向に回転するだけで操舵することができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、運転者は操作子を持った腕を前後動させるだけで操舵することができるので、操作性が向上する。
請求項２に係る発明によれば、運転者は操作子を持った腕の肘を伸ばす動作を１回行うだけで転舵輪を最大転舵することができるので、操作子を持った両腕を交差させたり操作子の持ち替えが不要となり、操作性が向上する。
請求項３に係る発明によれば、運転者は腕を前後動させてレバーを車両前後方向に回転するだけで操舵することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明に係る車両用操舵装置の実施例を図１から図８の図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
この発明に係る車両用操舵装置の実施例１を図１から図４の図面を参照して説明する。
車両１は、前輪２，２を転舵輪、後輪３，３を駆動輪とする４輪車であり、車体フレーム４に支持された後輪３は図示しないエンジン等の駆動装置により回転駆動されるようになっている。前輪２は、車体フレーム４におけるフロントクロスメンバ４ａの両端に回転可能に支持されたナックル３１の車軸部３１ａに回転可能に取り付けられている。
また、車体フレーム４には前輪２と後輪３の間であって車幅方向略中央に運転席５が設置されており、この運転席５の前方に操舵装置１０が設けられている。
【００１０】
操舵装置１０は、運転者が操作する操作ハンドル（操作子）２０と、操作ハンドル２０の動作を前輪２，２の転舵動作に変換する変換機構３０とから構成されている。
変換機構３０は、前述したナックル３１、ステアリングシャフト３３、タイロッド３４、ピットマンアーム３８を主要構成とする。
【００１１】
ステアリングシャフト３３は車幅方向略中央に配置され、フロントクロスメンバ４ａの後方から運転席５の上方に向かって後方側に傾斜する姿勢に設置されている。詳述すると、フロントクロスメンバ４ａの車幅方向略中央には車両後方側に延びるサポートアーム３５が固定されており、このサポートアーム３５の先端にステアリングシャフト３３の下端部を回転可能に支持する支持部３６が設けられている。また、車体フレーム４におけるセンタクロスメンバ４ｂの車幅方向略中央からはステアリングサポートアーム４ｃが斜め前方に立ち上がるように延設されており、このステアリングサポートアーム４ｃの先端にステアリングシャフト３３の上部を回転可能に支持する支持部３７が設けられている。ステアリングシャフト３３はこれら支持部３６，３７によって回転可能に支持されている。
【００１２】
ステアリングシャフト３３には、支持部３６から上方へ若干離間した位置に、ピットマンアーム３８が固定されており、このピットマンアーム３８とナックル３１のナックルアーム３１ｂがタイロッド３４により連結されている。これにより、ステアリングシャフト３３を回転すると、ステアリングシャフト３３と一体にピットマンアーム３８が回転し、ピットマンアーム３８に連結されたタイロッド３４，３４がナックル３１，３１を回転させ、前輪２，２を転舵させることとなる。
【００１３】
操作ハンドル２０は、ステアリングシャフト３３の上端部に固定された細長いベースプレート２１と、ベースプレート２１の長手方向の両端部に設置された一対のグリップ２２，２２から構成されている。操作ハンドル２０は、車両１を直進させる状態に保持するときにベースプレート２１の長手方向を車幅方向に沿わせるように配置されている。以下、車両１の直進を保持するときの操作ハンドル２０の姿勢を「直進保持姿勢」と称す。
グリップ２２は、ベースプレート２１に対して上方に起立する姿勢に取り付けられている。なお、グリップ２２はベースプレート２１に固定してもよいし、グリップ２２の軸を中心にして回転可能に取り付けてもよい。
ここで、操作ハンドル２０が直進保持姿勢にあるときに、運転者が左右両方の肘を曲げた状態でグリップ２２，２２を掴むことができるように、予め運転席５と操作ハンドル２０との相対位置関係が設定されている。
【００１４】
この操舵装置１０においては、運転者は操作ハンドル２０のグリップ２２，２２を左右の手で持ち、左右の腕を前後に曲げ伸ばしすることによって、ステアリングシャフト３３を回転することができ、前輪２，２を転舵させることができる。換言すると、運転者は操作ハンドル２０を持った腕を前後動させるだけで操舵することができる。
【００１５】
また、直進保持姿勢における操作ハンドル２０のグリップ２２，２２を掴んだ運転者が、一方の腕を伸ばしたときにその腕の肘が真っ直ぐに伸びる前における操作ハンドル２０の姿勢で、前輪２，２の転舵角が最大になるように、予めグリップ２２，２２間の寸法やその他各部の寸法が設定されている。
したがって、運転者は操作ハンドル２０を持った腕の肘を伸ばす動作を１回行うだけで前輪２，２を最大転舵することができる。すなわち、従来の丸形回転ハンドルにおいて大きな転舵角を得るときにはハンドルを持った両腕を交差させたりハンドルの持ち替えが必要であったが、この操舵装置１０では不要であり、操作性が極めてよくなる。なお、図１〜図４において、実線は直進保持姿勢の状態を示し、二点鎖線は前輪２，２を最大転舵した状態を示している。
また、運転者は腕を前後動するだけの単純動作で操舵することができるので、操舵速度が速くなる。また、この操作は人間の拮抗二関節動作を主体としているので操作負荷と疲労を低減することができる。
【実施例２】
【００１６】
次に、この発明に係る車両用操舵装置の実施例２を図５から図８の図面を参照して説明する。
実施例２の操舵装置１０においては、実施例１の操舵装置１０における操作ハンドル２０がなく、操作ハンドル２０の代わりとなる操作レバー（操作子）４５ａ，４５ｂが運転席５の側方であって運転席５の前方に設置されている。以下、実施例１の操舵装置１０との相違点について詳述する。
【００１７】
車体フレーム４には、センタクロスメンバ４ｂの前方にサブクロスメンバ４ｄが設けられており、このサブクロスメンバ４ｄの上にベースプレート４０が固定されている。ベースプレート４０の上には車幅方向に互いに離間して３つの軸受４１，４２，４３が設置されており、運転席５側から見て左側の軸受４１と中央の軸受４２によってシャフト４４ａが軸心を車幅方向に沿わせ回転可能に支持され、運転席５側から見て右側の軸受４３と中央の軸受４２によってシャフト４４ｂが軸心を車幅方向に沿わせ回転可能に支持されている。また、中央の軸受４２内にはシャフト４４ａ，４４ｂを連動するとともに互いの回転方向を逆にする逆転機構（図示せず）が内蔵されており、シャフト４４ａとシャフト４４ｂは常に逆方向に同角度だけ回転するようにされている。
【００１８】
シャフト４４ａ，４４ｂはその先端を軸受４１，４３から突出させており、シャフト４４ａ，４４ｂの先端に操作レバー４５ａ，４５ｂがシャフト４４ａ，４４ｂに対して直交して配置され固定されている。つまり、操作レバー４５ａ，４５ｂは、軸受４１〜４３を介して車体フレーム４に、シャフト４４ａ，４４ｂを回転中心にして車両１の前後方向へ回転可能に支持されている。なお、操作レバー４５ａ，４５ｂの先端にはそれぞれグリップ４６が固定されている。
【００１９】
そして、これらシャフト４４ａ，４４ｂの回転動作はリンク機構を介してステアリングシャフト３３の回転動作に変換される。詳述すると、シャフト４４ａ，４４ｂには、中央の軸受４２の近傍に、スイングプレート４７ａ，４７ｂが先端をシャフト４４ａ，４４ｂの径方向外側へ延ばして固定されている。一方、ステアリングシャフト３３には、支持部３７の近傍にパイロットプレート４８が固定されている。パイロットプレート４８はその中央にステアリングシャフト３３を貫通固定させており、両端を互いに１８０度離間する方向に延ばしている。そして、運転席５側から見て左側のスイングプレート４７ａの先端部とパイロットプレート４８の左端部とがパイロットアーム４９ａによって連結され、右側のスイングプレート４７ｂの先端部とパイロットプレート４８の右端部とがパイロットアーム４９ｂによって連結されている。
その他の構成については実施例１の操舵装置１０と同じであるので、図５〜図８において同一態様部分に同一符号を付し、説明を省略する。
なお、この操舵装置１０においては、ナックル３１、ステアリングシャフト３３、タイロッド３４、ピットマンアーム３８、シャフト４４ａ，４４ｂ、スイングプレート４７ａ，４７ｂ、パイロットプレート４８、パイロットアーム４９ａ，４９ｂ、は変換機構３０を構成する。
【００２０】
このように構成された操舵装置１０においては、例えば、操作レバー４５ａを前方に傾転するとシャフト４４ａが同方向に回転し、前述した逆転機構の作用によりシャフト４４ｂが逆方向に回転し、操作レバー４５ｂが後方に傾転する。そして、シャフト４４ａ，４４ｂが回転すると、スイングプレート４７ａ，４７ｂ、パイロットアーム４９ａ，４９ｂ、パイロットプレート４８のリンク機構により、ステアリングシャフト３３が回転せしめられ、さらに、ステアリングシャフト３３が回転すると、ピットマンアーム３８、タイロッド３４、ナックル３１のリンク機構により、前輪２が転舵せしめられる。
【００２１】
また、この操舵装置１０においては、操作レバー４５ａ，４５ｂは、車両１を直進させる状態に保持するときに、いずれも鉛直方向よりも若干前傾する姿勢となるように設定されている。以下、車両１の直進を保持するときの操作レバー４５ａ，４５ｂの姿勢を「直進保持姿勢」と称す。なお、パイロットプレート４８は、操作レバー４５ａ，４５ｂを直進保持姿勢にしたときに、その長手方向が車幅方向に沿うように配置されている。
ここで、操作レバー４５ａ，４５ｂを直進保持姿勢にしたときに、運転者が左右両方の肘を曲げた状態でグリップ４６，４６を掴むことができるように、予め運転席５と操作レバー４５ａ，４５ｂとの相対位置関係が設定されている。
【００２２】
この操舵装置１０においては、運転者は操作レバー４５ａ，４５ｂのグリップ４６，４６を左右の手で持ち、左右の腕を前後に曲げ伸ばしすることによって、ステアリングシャフト３３を回転することができ、前輪２，２を転舵させることができる。換言すると、運転者は操作レバー４５ａ，４５ｂを持った腕を前後動させるだけで操舵することができる。
【００２３】
また、直進保持姿勢における操作レバー４５ａ，４５ｂのグリップ４６，４６を掴んだ運転者が、一方の腕を伸ばしたときにその腕の肘が真っ直ぐに伸びる前における操作レバー４５ａ，４５ｂの姿勢で、前輪２，２の転舵角が最大になるように、予め各部の寸法が設定されている。
したがって、運転者は操作レバー４５ａ，４５ｂを持った腕の肘を伸ばす動作を１回行うだけで前輪２，２を最大転舵することができる。すなわち、従来の丸形回転ハンドルにおいて大きな転舵角を得るときにはハンドルを持った両腕を交差させたりハンドルの持ち替えが必要であったが、この操舵装置１０では不要であり、操作性が極めてよくなる。なお、図５〜図８において、実線は直進保持姿勢の状態を示し、二点鎖線は前輪２，２を最大転舵した状態を示している。
また、運転者は腕を前後動するだけの単純動作で操舵することができるので、操舵速度が速くなる。また、この操作は人間の拮抗二関節動作を主体としているので操作負荷と疲労を低減することができる。
なお、この実施例２ではシャフト４４ａ，４４ｂを一直線上に配置しているが、シャフト４４ａ，４４ｂを平面視において大きく開いたＶ字状に配置してもよい。また、シャフト４４ａ，４４ｂを正面視において大きく開いたＶ字状に配置してもよい。このようにすると、操作負荷と疲労をより低減することができる。
【実施例３】
【００２４】
次に、この発明に係る車両用操舵装置の実施例３を図９、図１０の図面を参照して説明する。
実施例３の操舵装置１０は、実施例２と同様の操作レバー４５ａ，４５ｂを備えているが、操作レバー４５ａ，４５ｂの動作を前輪２，２の転舵動作に変換する変換機構３０が実施例２と大きく異なっている。
【００２５】
詳述すると、実施例２と同様に、操作レバー４５ａ，４５ｂに連結された左右一対のシャフト４４ａ，４４ｂが、ベースプレート４０の上に設置された３つの軸受４１，４２，４３によって回転可能に支持されており、中央の軸受４２に内蔵された逆転機構によってシャフト４４ａ，４４ｂは連動し互いに逆方向に回転するようにされている。また、操作レバー４５ａ，４５ｂの先端にはグリップ４６が固定されている。
実施例３における操作レバー４５ａ，４５ｂが実施例２のものと相違するのは、操作レバー４５ａ，４５ｂの下端がシャフト４４ａ，４４ｂとの連結部よりも下方に突出していることである。そして、左側の操作レバー４５ａの下端と左側のナックル３１のナックルアーム３１ｂの先端がタイロッド５０ａによって連結され、右側の操作レバー４５ｂの下端と右側のナックル３１のナックルアーム３１ｂの先端がタイロッド５０ｂによって連結されている。
実施例３の操舵装置１０においては、ナックル３１、シャフト４４ａ，４４ｂ、タイロッド５０ａ，５０ｂによって変換機構３０が構成され、実施例２における変換機構３０よりも構成が簡単になる。
【００２６】
このように構成された操舵装置１０においては、例えば、左側の操作レバー４５ａを前方に傾転するとシャフト４４ａが同方向に回転し、前述した逆転機構の作用によりシャフト４４ｂが逆方向に回転し、右側の操作レバー４５ｂが後方に傾転する。そして、操作レバー４５ａを前方に傾転すると、操作レバー４５ａの下端に連結されたタイロッド５０ａが後方に引かれ、その結果、左側のナックル３１が平面視で時計回り方向に回転し、左側の前輪２が右旋回方向に転舵せしめられる。また、これと同時に、右側の操作レバー４５ｂが後方に傾転するので、操作レバー４５ｂの下端に連結されたタイロッド５０ｂが前方に押し出され、その結果、右側のナックル３１も平面視で時計回り方向に回転し、右側の前輪２も右旋回方向に転舵せしめられる。左側の操作レバー４５ａを後方に傾転した場合（換言すると、右側の操作レバー４５ｂを前方に傾転した場合）は、左右のナックル３１が平面視で反時計回り方向に回転し、左右の前輪２は左旋回方向に転舵せしめられる。
【００２７】
この実施例３の操舵装置１０によっても、実施例２の操舵装置１０と同様の作用・効果を得ることができる。
すなわち、運転者は操作レバー４５ａ，４５ｂのグリップ４６，４６を左右の手で持ち、左右の腕を前後に曲げ伸ばしすることによって、前輪２，２を転舵させることができる。換言すると、運転者は操作レバー４５ａ，４５ｂを持った腕を前後動させるだけで操舵することができる。また、運転者は操作レバー４５ａ，４５ｂを持った腕の肘を伸ばす動作を１回行うだけで前輪２，２を最大転舵することができ、操作性が極めてよい。なお、図９および図１０において、実線は直進保持姿勢の状態を示し、二点鎖線は前輪２，２を最大転舵した状態を示している。
また、運転者は腕を前後動するだけの単純動作で操舵することができるので、操舵速度が速くなる。また、この操作は人間の拮抗二関節動作を主体としているので操作負荷と疲労を低減することができる。
【００２８】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した各実施例では、操作子の動作を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構を完全に機械的に構成したが、操作子への入力を電気的に処理して転舵輪の転舵量を電気的に制御する変換機構で構成することも可能である。
また、前述した各実施例では、車両を運転席だけしかないレーシングカートとしているが、この発明に係る車両用操舵装置は助手席等複数の座席を備えた一般的な車両にも搭載可能であり、また、４輪車両に限るものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に係る車両用操舵装置の実施例１における外観斜視図である。
【図２】前記実施例１の車両用操舵装置を備えた車両の平面図である。
【図３】前記実施例１の車両の側面図である。
【図４】前記実施例１の車両の正面図である。
【図５】この発明に係る車両用操舵装置の実施例２における外観斜視図である。
【図６】前記実施例２の車両用操舵装置を備えた車両の平面図である。
【図７】前記実施例２の車両の側面図である。
【図８】前記実施例２の車両の正面図である。
【図９】この発明に係る車両用操舵装置の実施例３における外観斜視図である。
【図１０】前記実施例３の車両用操舵装置を備えた車両の平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
２  前輪（転舵輪）
５  運転席
１０  操舵装置
２０  操作ハンドル（操作子）
３０  変換機構
４５ａ，４５ｂ  操作レバー（操作子）
【図１】
2005231391.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005231391.tif 000009
【図８】
2005231391.tif 000010
【図９】
2005231391.tif 000011
【図１０】
2005231391.tif 000012