(57)【要約】【課題】  ステアリングホイールやペダル、シート等の運転レイアウト要素を効率よく位置決め可能であって、その移動機構も好適に設置できる運転レイアウト検証装置を提供する。【解決手段】  本発明の代表的な構成は、自動車の運転席を模擬した運転レイアウト検証装置１００において、乗員に踏まれるペダルを含むペダルユニット１１０および乗員が把持するステアリングホイール１２２を含むステアリングユニット１２０を一体化したペダル・ステアリングユニット１０４と、ペダル・ステアリングユニット１０４を左右方向に移動させる移動機構１４０とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の運転席を模擬した運転レイアウト検証装置において、
乗員に踏まれるペダルを含むペダルユニットおよび該乗員が把持するステアリングホイールを含むステアリングユニットを一体化したペダル・ステアリングユニットと、
前記ペダル・ステアリングユニットを左右方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする運転レイアウト検証装置。
【請求項２】
前記ペダル・ステアリングユニットは、前記ペダルユニットと前記ステアリングユニットとを一体化する上下方向に伸びる支柱を有し、
前記ペダルユニットは、それぞれが上下方向に移動可能な複数の前記ペダルを有し、
前記ステアリングユニットは、前記ステアリングホイールに連結するステアリングシャフトと、左右方向に伸び車内側の端部で前記ステアリングシャフトを支持し車外側の端部で前記支柱に直接的または間接的に連結されるステアリングシャフト基部とを有することを特徴とする請求項１に記載の運転レイアウト検証装置。
【請求項３】
前記ステアリングユニットは、前記ステアリングシャフト基部の車外側の端部にて該ステアリングシャフト基部を回転可能にまたは前後方向へ移動可能に前記支柱に連結するステアリングピボットをさらに有することを特徴とする請求項２に記載の運転レイアウト検証装置。
【請求項４】
前記ステアリングシャフト基部は、左右方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項３に記載の運転レイアウト検証装置。
【請求項５】
前記複数のペダルは、上位階層に属するペダルと、該上位階層に属するペダルが上下方向に移動するとこれに連動して上下方向に移動する下位階層に属するペダルとを有することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の運転レイアウト検証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の運転席のレイアウト開発、運転姿勢や乗降性の検証等に用いられる運転レイアウト検証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車には、様々な体格の乗員に対して快適な乗り心地を提供できるように、ステアリングホイールやペダル、シート等の位置を調整する機能が搭載されている。よく見られる例では、ステアリングホイール（ステアリングシャフト）の角度調整、シートの前後位置調整、シートの座面の上下調整等がある。以下、乗員に対するこれらの配置関係を「運転レイアウト」と称する。
【０００３】
運転レイアウトをより多くの体格の乗員に適応させるには、ステアリングホイールやペダル、シート等の可動域を大きく取る必要がある。しかし、不必要に可動域を大きく取っても無駄にしかならず、車両の大型化を招いたり、車室内の美観を損なったりするおそれがある。そこで、かかる可動域について過不足のない適切な範囲を検証するために、自動車の運転席を模擬したモックアップが用いられる。
【０００４】
例えば非特許文献１では、運転装置のモックアップのレイアウトを変更しながら多数の動作を測定し、これらの動作をその類似度に基づいて動作分布図としてレイアウトすることで、どのような動作がありうるかを設計者に提示する。また、動作分布図上の任意の点で動作を合成することにより、新しい設計パラメータに対応する動作を予測する。これにより、非特許文献１では、設計の初期段階において運転レイアウトに対する操作性の予見が可能となるとされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】栗山繁、外１名、“自動車運転動作の行動戦略可視化”、[online]、平成２１年１１月３０日発行、独立行政法人 産業技術総合研究所、第４０頁（PDFファイル第４６頁）、平成２３年８月１日検索、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.aist.go.jp/digbook/annual_report/h20/book.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、上述したようなモックアップは、実車と同様にステアリングホイールやペダル、シート等の各運転レイアウト要素がそれぞれ独立して可動するように構成される。しかし、人間の体の特性上、身長が高ければ腕や脚は長くなり、低ければ腕や脚は短くなるので、各運転レイアウト要素の配置には相関関係がある。各運転レイアウト要素の配置に相関関係があるにも拘らず、それぞれを１つ１つ動かし位置決めするのは非効率である。
【０００７】
また、各運転レイアウト要素それぞれが独立して可動するためには、各運転レイアウト要素毎に移動機構（レールやアームなど）が必要となる。しかし、各運転レイアウト要素毎に移動機構を備える場合、互いの干渉を防止しなければならないので、可動範囲が狭くなったり動作方向に制約が出たりするおそれがある。さらに、すべての運転レイアウト要素が独立して可動する場合、位置決めの際の基準がない問題もある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、ステアリングホイールやペダル、シート等の運転レイアウト要素を効率よく位置決め可能であって、その移動機構も好適に設置できる運転レイアウト検証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、自動車の運転席を模擬した運転レイアウト検証装置において、乗員に踏まれるペダルを含むペダルユニットおよび乗員が把持するステアリングホイールを含むステアリングユニットを一体化したペダル・ステアリングユニットと、ペダル・ステアリングユニットを左右方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、移動機構により左右方向に移動可能に、ペダルユニットおよびステアリングユニットを一体化したペダル・ステアリングユニットが備えられる。ペダルユニット、ステアリングユニットのいずれか一方を左右方向に移動させる場合、通常、他方も左右方向に移動させると考えられるが、本構成によればこれらが一体化されているため効率よく位置決めを行うことができる。また、本構成によればこれらが一体化されているため、それぞれについて独立した移動機構を設ける必要がなく、構造の簡略化、スペースの有効利用を図れる。
【００１１】
ペダル・ステアリングユニットは、ペダルユニットとステアリングユニットとを一体化する上下方向に伸びる支柱を有し、ペダルユニットは、それぞれが上下方向に移動可能な複数のペダルを有し、ステアリングユニットは、ステアリングホイールに連結するステアリングシャフトと、左右方向に伸び車内側の端部でステアリングシャフトを支持し車外側の端部で支柱に直接的または間接的に連結されるステアリングシャフト基部とを有するとよい。
【００１２】
かかる構成によれば、ペダルユニットとステアリングユニットとを好適に一体化することができる。とりわけ、ステアリングシャフトは前方から支持されるのではなく、ステアリングシャフト基部によって側方（左右方向）から支持される。そのため、運転席の前部のスペースを考慮する必要がなく、また運転席の前部で乗員の足元と干渉するおそれがない。
【００１３】
ステアリングユニットは、ステアリングシャフト基部の車外側の端部にてステアリングシャフト基部を回転可能にまたは前後方向へ移動可能に支柱に連結するステアリングピボットをさらに有するとよい。かかる構成によれば、上位階層に属するペダル・ステアリングユニットを位置決めした後、乗員の個人差に当たる細かな部分をその下位階層に属するステアリングピボットにて調整することができる。よって、ステアリングホイールを簡便に好適な位置に位置決めすることができる。
【００１４】
ステアリングシャフト基部は、左右方向に伸縮可能であるとよい。かかる構成によれば、上位階層に属するペダル・ステアリングユニットを位置決めした後、乗員の個人差に当たる細かな部分をその下位階層に属するステアリングシャフト基部にて調整することができる。よって、ステアリングホイールを簡便に好適な位置に位置決めすることができる。
【００１５】
複数のペダルは、上位階層に属するペダルと、上位階層に属するペダルが上下方向に移動するとこれに連動して上下方向に移動する下位階層に属するペダルとを有するとよい。かかる構成によれば、複数のペダルの運転レイアウトを効率よく位置決め可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ステアリングホイールやペダル、シート等の運転レイアウト要素を効率よく位置決め可能であって、その移動機構も好適に設置できる運転レイアウト検証装置を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態にかかる運転レイアウト検証装置の側面図である。
【図２】図１の運転レイアウト検証装置の正面図である。
【図３】図１の運転レイアウト検証装置の上面図である。
【図４】図１の運転レイアウト検証装置の階層構造について説明するブロック図である。
【図５】図１のペダルユニットの応用例について示す図である。
【図６】図５の応用例の階層構造について説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態にかかる運転レイアウト検証装置１００の側面図である。なお、図中のＸ軸は前後方向、図中のＹ軸は左右方向、図中のＺ軸は上下方向を示すものとする。
【００２０】
図１に示すように、運転レイアウト検証装置１００は、自動車の運転席を模擬したモックアップである。運転レイアウト検証装置１００は、シート１０２と、乗員に踏まれるペダルを含むペダルユニット１１０および乗員が把持するステアリングホイール１２２を含むステアリングユニット１２０を一体化したペダル・ステアリングユニット１０４とを備える。シート１０２は、前後位置調整および座面の上下調整可能に、シャシ１０６上に備えられる。
【００２１】
図２は、図１の運転レイアウト検証装置１００の正面図である。図２に示すように、ペダル・ステアリングユニット１０４は、移動機構１４０によって左右方向に移動可能にシャシ１０６上に備えられる。ペダル・ステアリングユニット１０４としてペダルユニット１１０とステアリングユニット１２０の台座部分を共通化することで、それぞれについて独立した移動機構を設ける必要がないため、構造の簡略化およびシャシ１０６上のスペースの有効利用を図ることができる。したがって、複数の移動機構が互いに干渉しないように配慮する負担がなく、単一の移動機構１４０を好適に設置することができる。
【００２２】
また、移動機構１４０は、前後方向および上下方向にはペダル・ステアリングユニット１０４を移動させず、左右方向にのみ移動させる。一方、シート１０２は、前後位置調整および座面の上下調整可能であるが、左右方向には移動できない。したがって、同じ方向にはペダル・ステアリングユニット１０４またはシート１０２のいずれか一方しか移動できず、必ずいずれか一方が位置決めの際の基準となるので、運転レイアウトの位置決めを好適に行うことができる。なお、移動機構１４０は、例えばレール等で構成される。
【００２３】
図２に示すように、ペダルユニット１１０は、アクセルペダル１１２、ブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６を有する。ここでは、アクセルペダル１１２は、上下方向（ｚ軸方向）にのみ可動に構成される。ブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６は、前後方向（ｘ軸方向）、左右方向（ｙ軸方向）、上下方向（ｚ軸方向）に可動に構成される。
【００２４】
アクセルペダル１１２を前後方向、左右方向に可動としないのは、冗長な可動機構（移動機構）を排除するとともに、位置決めを容易にするためである。仮にアクセルペダル１１２を前後方向、左右方向に可動とすると、すべてのペダルが前後方向、左右方向に可動となり位置決めの際の基準がなくなる問題が生じる。
【００２５】
図３は、運転レイアウト検証装置１００の上面図である。図３（ａ）がステアリングピボット１２８について説明する図であり、図３（ｂ）がステアリングシャフト基部１２６について説明する図である。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ステアリングユニット１２０は、ステアリングホイール１２２と、ステアリングホイール１２２に連結するステアリングシャフト１２４とを有する。また、ステアリングユニット１２０は、左右方向に伸び車内側の端部でステアリングシャフト１２４を支持するステアリングシャフト基部１２６と、ステアリングシャフト基部１２６の車外側の端部に連結するステアリングピボット１２８とを有する。ステアリングピボット１２８は、ピボット本体１３０と前後軸１３２とからなる。
【００２７】
本実施形態では、ステアリングシャフト１２４が前方から支持されるのではなく、ステアリングシャフト基部１２６によって側方（左右方向）から支持される。そのため、運転席の前部のスペースを考慮する必要がなく、また運転席の前部で乗員の足元と干渉するおそれがない。
【００２８】
ステアリングユニット１２０とペダルユニット１１０は、上下方向に伸びる支柱１４２によって一体化される。支柱１４２はペダルユニット１１０の車外側から上方へと伸び、その上部にてステアリングピボット１２８の前後軸１３２と連結する（図１参照）。前後軸１３２は前後方向に伸びる部材であって、上下方向に移動可能に支柱１４２に連結される（図１参照）。なお、支柱１４２は、ステアリングシャフト基部１２６の車外側の端部に、直接的に連結されてもよい。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、ピボット本体１３０は、前後方向へスライド可能に前後軸１３２に連結される。また、ピボット本体１３０は、ステアリングシャフト基部１２６を回転可能に（ステアリングホイール１２２の仰角を調整可能に）支持する。よって、ピボット本体１３０を前後方向に移動させてステアリングホイール１２２の位置を前後方向に調整でき、ステアリングシャフト基部１２６を回転させてステアリングホイール１２２の仰角を調整することができる。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、ステアリングシャフト基部１２６は、左右方向に伸縮可能に構成される。これにより、ステアリングホイール１２２の位置を左右方向に調整することができる。
【００３１】
図４は、運転レイアウト検証装置１００の階層構造について説明するブロック図である。図４に示すように、上述した運転レイアウト検証装置１００は、シャシ１０６を上位階層とする階層構造を形成する。かかる階層構造では、上位階層は下位階層の変動の影響を受けないが、下位階層は上位階層の変動の影響を受ける。移動機構１４０を介してシャシ１０６上に備えられるペダル・ステアリングユニット１０４はシャシ１０６の下位階層であり、シャシ１０６を移動させるとペダル・ステアリングユニット１０４も共に移動する。
【００３２】
ステアリングユニット１２０およびペダルユニット１１０は、ペダル・ステアリングユニット１０４の下位階層である。ペダル・ステアリングユニット１０４を左右方向に移動させると、当然ながらこれらは共に左右方向に移動する。また、ステアリングピボット１２８はステアリングユニット１２０の下位階層であり、ステアリングシャフト基部１２６はステアリングピボット１２８の下位階層である。また、アクセルペダル１１２、ブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６は、ペダルユニット１１０の下位階層である。このような階層構造を採用することで、効率よく運転レイアウトの位置決めを行うことができる。
【００３３】
これは、人間の体の特性上、身長が高ければ腕や脚は長くなり低ければ腕や脚は短くなるというように、各運転レイアウト要素の配置には相関関係が存在するからである。例えば、シート１０２に対してステアリングホイール１２２を近づける場合、通常、シート１０２に対してアクセルペダル１１２、ブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６も近づける。本実施形態では、まず相関関係のある各運転レイアウト要素を高次の階層で調整し、低次の階層で乗員の個人差に当たる細かな部分を調整する構成のため、効率よく運転レイアウトの位置決めを行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態のような階層構造を採用すれば、下位階層の運転レイアウト要素は、上位階層の運転レイアウト要素に対しての可動域だけを確保すればよい。そのため、下位階層の運転レイアウト要素の移動機構が大きくならず、構造の簡略化、スペースの有効利用を図ることができる。
【００３５】
図５は、図１のペダルユニットの応用例（以下「ペダルユニット２１０」と称する）について示す図である。図６は、図５の応用例の階層構造について説明するブロック図である。
【００３６】
図５、図６に示すように、かかる応用例では、アクセルペダル１１２、ブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６が階層化され、上位階層であるアクセルペダル１１２が上下方向に移動すると、下位階層であるブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６がこれに連動して上下方向に移動するように構成される。また、上位階層であるブレーキペダル１１４が上下方向に移動すると、下位階層であるクラッチペダル１１６がこれに連動して上下方向に移動するように構成される。この階層化は、アクセルペダル１１２とブレーキペダル１１４を連結板１４４で連結し、ブレーキペダル１１４とクラッチペダル１１６を連結板１４６で連結することで実現される。
【００３７】
アクセルペダル１１２、ブレーキペダル１１４、クラッチペダル１１６は、すべて乗員の足で操作するものであり、その運転レイアウトには相関関係がある。したがって、上記のように階層化することで、各ペダルを簡便に好適な位置に位置決めすることができる。なお、階層化はかかる例に限られず、例えば、ブレーキペダル１１４を最も高次の階層としてもよいし、アクセルペダル１１２とブレーキペダル１１４のみを階層化したりしてもよい。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、自動車の運転席のレイアウト開発、運転姿勢や乗降性の検証等に用いられる運転レイアウト検証装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１００…運転レイアウト検証装置、１０２…シート、１０４…ペダル・ステアリングユニット、１０６…シャシ、１１０、２１０…ペダルユニット、１１２…アクセルペダル、１１４…ブレーキペダル、１１６…クラッチペダル、１２０…ステアリングユニット、１２２…ステアリングホイール、１２４…ステアリングシャフト、１２６…ステアリングシャフト基部、１２８…ステアリングピボット、１３０…ピボット本体、１３２…前後軸、１４０…移動機構、１４２…支柱、１４４、１４６…連結板
【図１】
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【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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