(57)【要約】【課題】摩擦を利用しつつ横方向の加速度が発生する運転状態に適した操舵反力を付加して良好な操舵感を発生させることが可能な操舵反力付加装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイールと一体回転可能に連結されるドラム１１と、ドラム１１の外周１１ｂに巻き掛けられる摩擦部１２ａ、及び摩擦部１２ａの両側に連なりかつドラム１１の外周から引き出される一対の引き出し部１２ｂを有する帯状部材１２と、摩擦部１２ａがドラム１１の外周１１ｂに押し付けられるように一対の引き出し部１２ｂのそれぞれを保持する保持具１３と、車両に横方向の加速度が発生したときに、少なくともいずれか一方の引き出し部１２ｂに該引き出し部１２ｂの張力を高める方向の力を加速度に応じた大きさで付加する張力付加機構２０とを操舵反力付加装置１０に設ける。【選択図】図２
2009018665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングホイールと一体回転可能に連結される回転体と、
前記回転体の前記外周に巻き掛けられる摩擦部、及び該摩擦部の両側に連なりかつ前記回転体の外周から引き出される一対の引き出し部を有する帯状部材と、
前記一対の引き出し部のそれぞれを張力が作用している状態で保持する帯状部材保持手段と、
車両に横方向の加速度が発生したときに、少なくともいずれか一方の引き出し部に、前記回転体の外周に対する前記摩擦部の押し付け力を高める方向の力を前記加速度に応じた大きさで付加する張力付加手段と、
を備えたことを特徴とする操舵反力付加装置。
【請求項２】
前記張力付加手段は、前記加速度が大きい場合は小さい場合よりも前記押し付け力を高める方向の力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の操舵反力付加装置。
【請求項３】
前記一対の引き出し部が前記横方向に並べられた状態で前記回転体の外周から前記略同一方向に引き出され、
前記張力付加手段には、前記回転体を挟んで前記一対の引き出し部の反対側に設定された支点を中心として前記横方向に揺動回転可能な振り子部と、前記支点の回りに該振り子部と一体に回転であり、前記一対の引き出し部を外側から挟み込むように延ばされた一対のアームとが設けられ、前記一対のアームの先端には、前記一対の引き出し部のそれぞれと外側から接触する押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の操舵反力付加装置。
【請求項４】
前記引き出し部が前記回転体から上方に引き出され、前記振り子部の前記支点が前記回転体の中心よりも下方に設定されるとともに、前記振り子部は、前記支点よりも下方に配置された錘を備えていることを特徴とする請求項３に記載の操舵反力付加装置。
【請求項５】
前記引き出し部が前記回転体から上方に引き出され、前記振り子部の前記支点が前記回転体の中心よりも下方に設定されるとともに、前記振り子部は、前記回転体の中心よりも上方に配置された錘を備えていることを特徴とする請求項３に記載の操舵反力付加装置。
【請求項６】
前記張力付加手段は、前記振り子部の揺動運動に対して減衰作用を与えるダンパーを備えていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の操舵反力付加装置。
【請求項７】
前記回転体の外周に対する前記摩擦部の押し付け力を高める方向に前記一対の引き出し部のそれぞれを押さえ込む引き出し部支持手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の操舵反力付加装置。
【請求項８】
前記回転体の外周に対する前記摩擦部の押し付け力を高める方向に前記一対の引き出し部のそれぞれと接触する一対の接触子と、前記一対の接触子のそれぞれを前記一対の引き出し部の振れに追従して変位可能な状態で支持しつつ、前記押し付け力を高める方向への力を前記一対の接触子のそれぞれに付加する接触子支持手段とを有する張力調整機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の操舵反力付加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリングホイールに操舵反力を付加する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリングシャフトの外周に弾性体リングを装着し、その弾性体リングを車両に作用する横方向の加速度に応じて締め付けることにより、ステアリングホイールに操舵反力を付加する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。その他に、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３６８２８６号公報
【特許文献２】特開平１０−３５５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の操舵反力付加装置のように摩擦部材をその背後から回転体の外周に押し付ける構造では、押し付け力の偏りで摩擦部材が傾いて接触面間にくさび効果が生じるおそれがある。くさび効果が生じると摩擦力が顕著に増加し、その一方、回転方向が反転したときにはくさび効果が失われて摩擦力が急激に低下する。このため、摩擦力の意図しない変動が大きく、横方向の加速度に対して適切な操舵反力の変化を与えることができないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、摩擦を利用しつつ横方向の加速度が発生する運転状態に適した操舵反力を付加して良好な操舵感を発生させることが可能な操舵反力付加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】
【０００６】
本発明の操舵反力付加装置は、車両のステアリングホイールと一体回転可能に連結される回転体と、前記回転体の前記外周に巻き掛けられる摩擦部、及び該摩擦部の両側に連なりかつ前記回転体の外周から引き出される一対の引き出し部を有する帯状部材と、前記一対の引き出し部のそれぞれを張力が作用している状態で保持する帯状部材保持手段と、車両に横方向の加速度が発生したときに、少なくともいずれか一方の引き出し部に、前記回転体の外周に対する前記摩擦部の押し付け力を高める方向の力を前記加速度に応じた大きさで付加する張力付加手段とを備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の操舵反力付加装置によれば、帯状部材の摩擦部を回転体の外周に巻き掛けつつ、帯状部材の一対の引き出し部を適度に張った状態で帯状部材保持手段にて保持することにより、引き出し部に張力が作用する。この張力で摩擦部が回転体の外周に押し付けられて回転体と摩擦部との間に摩擦力が発生し、その摩擦力によりステアリングホイールに操舵反力が付加される。車両に横方向の加速度が発生した場合、例えば、ドライバがステアリングホイールを操作して車両が旋回し、その旋回に伴って横方向の加速度が生じた場合には、張力付加手段により、回転体の外周に対する摩擦部の押し付け力を高める方向の力が少なくともいずれか一方の引き出し部に対して加速度に応じた大きさで付加される。これにより、横方向の加速度に応じて操舵反力を変化させることができる。
【０００８】
本発明によれば、引き出し部に作用する張力によって摩擦部を回転体に押し付けているので、摩擦部を回転体の外周に対して満遍なく押し付けることが可能であり、くさび効果のような局部的かつ不安定な現象が生じ難い。これにより、帯状部材保持手段にて設定される張力に対応した摩擦力を回転体と摩擦部との間に確実に作用させることができる。張力付加手段も、引き出し部に張力を高める方向の力を加えるように構成されているため、横方向の加速度に応じた摩擦力の変化を確実に生じさせることができる。すなわち、本発明によれば、帯状部材保持手段によって設定され、かつ張力付加手段によって付加される張力に対応した摩擦力を回転体と摩擦部との間に確実に作用させ、その摩擦力の意図しない変動を抑えることができる。このため、横方向の加速度が発生する運転状態に適した操舵反力を付加して良好な操舵感を発生させることが可能となる。
【０００９】
本発明の操舵反力付加装置の一形態において、前記張力付加手段は、前記加速度が大きい場合は小さい場合よりも前記押し付け力を高める方向の力を増加させてもよい（請求項２）。この形態によれば、横方向の加速度が大きいときには操舵反力も増加するため、さらに良好な操舵感を発生させることができる。
【００１０】
本発明の操舵反力付加装置の一形態において、前記一対の引き出し部が前記横方向に並べられた状態で前記回転体の外周から前記略同一方向に引き出され、前記張力付加手段には、前記回転体を挟んで前記一対の引き出し部の反対側に設定された支点を中心として前記横方向に揺動回転可能な振り子部と、前記支点の回りに該振り子部と一体に回転であり、前記一対の引き出し部を外側から挟み込むように延ばされた一対のアームとが設けられ、前記一対のアームの先端には、前記一対の引き出し部のそれぞれと外側から接触する押圧部が設けられてもよい（請求項３）。この形態によれば、車両に加速度が発生すると、振り子部には支点の回りの質量分布に応じた回転モーメントが発生して振り子部が揺動回転する。その振り子部の揺動回転により、一対のアームが支点の回りに回転していずれか一方のアームに設けられた押圧部が一方の引き出し部を外側から押し込む。これにより、一方の引き出し部に張力を高める方向の力が付加される。振り子部の質量分布を調整することにより、加速度と、押圧部が付加する張力との対応関係を変化させ、それにより操舵感の設定自由度を高めることができる。
【００１１】
振り子部を利用する上記の形態において、前記引き出し部が前記回転体から上方に引き出され、前記振り子部の前記支点が前記回転体の中心よりも下方に設定されるとともに、前記振り子部は、前記支点よりも下方に配置された錘を備えていてもよい（請求項４）。この形態によれば、錘に作用する加速度の方向に振り子部が揺動回転すると、支点からみて錘とは逆方向に一対のアームが変位する。これにより、一対の引き出し部のうち、加速度の方向に位置している引き出し部、つまり錘が変位する側と同一の側に位置する引き出し部が押圧部にて押し込まれる。ステアリングホイールの回転操作に起因して横方向の加速度が生じた場合、押圧部にて押し込まれる引き出し部は回転体の回転に伴って緩み側となり、その緩み側の張力が押圧部の押し込み操作によって高められる。
【００１２】
振り子部を利用する上記の形態において、前記引き出し部が前記回転体から上方に引き出され、前記振り子部の前記支点が前記回転体の中心よりも下方に設定されるとともに、前記振り子部は、前記回転体の中心よりも上方に配置された錘を備えていてもよい（請求項５）。この形態によれば、錘に作用する加速度の方向に振り子部が揺動回転すると、支点からみて錘と同一方向に一対のアームが変位する。これにより、一対の引き出し部のうち、加速度の方向とは反対側に位置している引き出し部、つまり錘が変位する側に対して反対側に位置する引き出し部が押圧部にて押し込まれる。ステアリングホイールの回転操作に起因して横方向の加速度が生じた場合、押圧部にて押し込まれる引き出し部は回転体の回転に伴って張り側となり、その張り側の張力が押圧部の押し込み操作によって高められる。この形態によれば、錘が支点の上方に位置するため、錘の自重が押圧部による押し込み力を高める方向に作用する。支点の下方に振り子部を延ばす必要がなく、回転体の下方における張力付加手段の設置スペースを削減できる。特に、ステアリングコラム内に張力付加手段を配置する場合には、ステアリングコラムの下方の乗員用のスペースを十分に確保できる。
【００１３】
本発明の一形態において、前記張力付加手段は、前記振り子部の揺動運動に対して減衰作用を与えるダンパーを備えていてもよい（請求項６）。この形態によれば、振り子部の揺動運動をダンパーによって緩衝することができるので、路面外乱が激しい等の理由で横方向の加速度が頻繁に変化する場合でも、振り子部を緩やかに揺動させて操舵反力の頻繁な変化を抑え、それにより操舵感の悪化を防ぐことができる。
【００１４】
本発明の操舵反力付加装置の一形態においては、前記回転体の外周に対する前記摩擦部の押し付け力を高める方向に前記一対の引き出し部のそれぞれを押さえ込む引き出し部支持手段を備えてもよい（請求項７）。引き出し部支持手段にて一対の引き出し部を押さえ込むことにより、回転体の外周からの摩擦部の巻き解きを規制して回転体と帯状部材との接触面積の減少を抑え、あるいは帯状部材と回転体との接触面積を増加させることができる。
【００１５】
本発明の操舵反力付加装置の一形態においては、前記回転体の外周に対する前記摩擦部の押し付け力を高める方向に前記一対の引き出し部のそれぞれと接触する一対の接触子と、前記一対の接触子のそれぞれを前記一対の引き出し部の振れに追従して変位可能な状態で支持しつつ、前記押し付け力を高める方向への力を前記一対の接触子のそれぞれに付加する接触子支持手段とを有する張力調整機構をさらに備えてもよい（請求項８）。回転体が摩擦部に対して回転したときに、その回転方向の前方側に引き出されている一方の引き出し部には緩みが生じることがある。しかしながら、本形態によれば、緩み側となる引き出し部の振れに追従して接触子が変位しつつ、接触子支持手段から付加される力でその接触子が引き出し部を押さえ込む。このため、緩みに起因する張力の低下が緩和又は防止される。これにより、摩擦力の意図しない変動を抑え、張力付加手段による操舵反力の調整効果を確実に発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明の操舵反力付加装置によれば、回転体から引き出された一対の引き出し部の張力によって摩擦部を回転体に押し付け、かつ横方向の加速度が発生した場合には、回転体の外周に対する摩擦部の押し付け力を高める力を帯状部材の引き出し部に付加するようにしたので、帯状部材保持手段によって設定され、かつ張力付加手段によって調整される張力に対応する摩擦力を回転体と摩擦部との間に確実に発生させ、その摩擦力の意図しない変動を抑えることができる。このため、横方向の加速度が発生する運転状態に適した操舵反力を付加して良好な操舵感を発生させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の形態］
図１は本発明の第１の形態に係る操舵反力付加装置の要部を示す図、図２は図１のII−II線に沿った断面図である。なお、図２の左右方向が車両の横方向に相当する。操舵反力付加装置１０は、ステアリングホイール１と不図示の車輪との間の機械的な連結をなくし、ステアリングホイール１の操作を電気信号に置き換えて車輪の操舵を制御するいわゆるステアバイワイヤ方式の操舵機構に適用される。操舵機構それ自体の構成は公知の機構と同様でよく、その詳細は省略する。
【００１８】
操舵反力付加装置１０は、ステアリングシャフト２上に設けられた回転体としてのドラム１１と、そのドラム１１の外周に巻き掛けられる帯状部材１２と、その帯状部材１２を保持する帯状部材保持手段としての保持具１３と、帯状部材１２の張力を調整するための張力調整機構１４と、ステアリングシャフト２の先端に連結された反力発生用のモータ１５と、車両の横方向の加速度に応じた力を帯状部材１２に付加する張力付加機構２０とを備えている。ステアリングシャフト２はステアリングホイール１と一体回転可能であり、不図示の軸受機構によりその軸線の周りに回転自在に支持される。ステアリングシャフト２はステアリングホイール１を回転自在に支持する軸部材として機能する。モータ１５はステアリングシャフト２を介してステアリングホイール１に擬似的な操舵反力を付加するために設けられている。モータ１５による反力制御は本発明の要旨ではないので詳細な説明は省略する。
【００１９】
ドラム１１は厚さ一定の円盤状であり、その中心にはステアリングシャフト２を通すための貫通孔１１ａが設けられている。ドラム１１はキー１６を介してステアリングシャフト２と周方向に噛み合わされることにより、ステアリングシャフト２と一体回転可能に連結されている。ドラム１１の外周１１ｂは貫通孔１１ａの軸線を中心とする円筒面状に形成されている。ドラム１１の外周１１ｂの摩擦係数は一定である。貫通孔１１ａからステアリングシャフト２を抜き取ることにより、ドラム１１はステアリングシャフト２から取り外し可能である。なお、直径が異なる複数種類のドラム１１が予め用意され、それらのドラム群から適当な直径のドラム１１がステアリングシャフト２に取り付けられる。
【００２０】
帯状部材１２は一例としてばね鋼にて構成されている。帯状部材１２は、ドラム１１の外周１１ｂに巻き掛けられる摩擦部１２ａと、その摩擦部１２ａの両側に連なりかつドラム１１の外周から略同一方向（図２において上方向）に引き出される一対の引き出し部１２ｂとを備えている。帯状部材１２の幅及び厚さは全長に亘って一定である。
【００２１】
保持具１３は、帯状部材１２の一対の引き出し部１２ｂのそれぞれの端部が固定される固定プレート１３ａと、その固定プレート１３ａの中心に取り付けられてドラム１１とは反対側に突出するねじ軸１３ｂとを備えている。ねじ軸１３ｂが車体の固定部３に通され、そのねじ軸１３ｂ上の一対のナット１７ａ、１７ｂが固定部３に締め付けられることにより、引き出し部１２ｂが幾らか張られた状態で保持具１３が車体の定位置に固定される。つまり、保持具１３は、引き出し部１２ｂのそれぞれを張力が作用している状態で定位置に保持する帯状部材保持手段として機能する。帯状部材１２の引き出し部１２ｂに作用する張力は、ねじ軸１３ｂの固定部３に対する取り付け位置をねじ軸１３ｂの軸線方向に変化させることにより適宜に調整することができる。なお、ナット１７ｂに代えて固定部３にねじ穴が設けられてもよい。あるいは、ねじ軸１３ｂに代えて固定部３にねじ軸を取り付け、そのねじ軸を固定プレート１３ａにねじ込んでもよい。保持具１３を車体に取り付けるための手段は、ステアリングシャフト２の回転中心線から保持具１３までの距離を変化させて帯状部材１２の張力を調整できるものであればよく、上記の他にも適宜の構成を用いてよい。なお、帯状部材１２に与えるべき張力が決まっていれば、保持具１３を車体に対して位置調整可能に取り付けることなく、保持具１３を定位置で固定してもよい。
【００２２】
張力調整機構１４は、一対の引き出し部１２ｂのそれぞれに対して外側から接触する一対の接触子１４ａと、それらの接触子１４ａの背面側とばね支持部１８との間に介装されたコイルばね１４ｂとを備えている。コイルばね１４ｂは適度に圧縮された状態で取り付けられている。これにより、各接触１４ａは引き出し部１２ｂの左右方向の振れに追従して変位できるように支持されつつ、コイルばね１４ｂの反発力で引き出し部１２ｂに向かって押圧される。接触子１４ａにて引き出し部１２ｂが押し込まれることにより、それらの引き出し部１２ｂの張力が高められて摩擦部１２ａをドラム１１の外周１１ｂに押し付け力が増加する。ばね支持部１８はコイルばね１４ｂをその反発力に抗して保持できるものであればよい。ばね支持部１８の位置を図中の左右方向に調整可能としてもよい。
【００２３】
張力付加機構２０は振り子部２１と操作部２２とを備えている。振り子部２１は、支点２３の周りに回転可能に連結されたレバー２４と、そのレバー２４の下端に取付けられた錘２５と、支点２３の周囲に組み込まれたダンパー２６とを備えている。支点２３は、ドラム１１の下方にてステアリングシャフト２と同軸的に配置されている。錘２５の質量は、車両の横方向加速度とこれに対して帯状部材１２の引き出し部１２ｂに加えるべき力との対応関係に基づいて定められる。ダンパー２６は、支点２３を中心としたレバー２４の揺動運動に対して適度な減衰作用を与える。
【００２４】
操作部２２は、レバー２４の上端に連結されて左右方向に延びる基部２７と、その基部２７の両端から上方に向かって延びる一対のアーム２８とを備えている。アーム２８は引き出し部１２ｂを外側から挟み込むように延ばされ、それらの先端には引き出し部１２ｂに対して外側から接触する押圧部２９がアーム２８の先端を拡大するように設けられている。一対の押圧部２９は加速度Ｇが発生していない状態で引き出し部１２ｂに軽度に接触し、その状態で錘２５は支点２３の鉛直下方に位置している。つまり、本形態では、支点２３からみて錘２５がアーム２８の反対側に配置されている。
【００２５】
以上のように構成された操舵反力付加装置１０においては、帯状部材１２の張力によって摩擦部１２ａがドラム１１の外周１１ｂに押し付けられることにより、これらの摩擦部１２ａとドラム１１との間に摩擦力が作用する。ドライバがステアリングホイール１を左右いずれか一方向に回転操作すると、その摩擦力に抗してドラム１１がステアリングシャフト２と一体的に回転し、ステアリングシャフト２の回転に対して抵抗が生じる。これにより、ドラム１１と摩擦部１２ａとの間の摩擦力に応じた操舵反力がステアリングホイール１に付加される。
【００２６】
摩擦部１２ａに対してドラム１１が回転を始めた場合、それらの間の摩擦が静止摩擦から動摩擦に変化し、その回転方向の前方側に引き出される一方の引き出し部１２ｂ、例えば図２においてドラム１１が時計方向に回転する場合には左側の引き出し部１２ｂ、に緩みが生じ得る。あるいは、ドラム１１の回転中でも、スティックスリップ現象が生じて一方の引き出し部１２ｂに緩みが生じ得る。このような場合には、その緩み側の引き出し部１２ｂに配置された接触子１４ａがコイルばね１４ｂの力で押されて引き出し部１２ｂを張力を高める方向に押し込む。これにより、張力の変動が抑制される。これにより、ドラム１１と摩擦部１２ａとの間の摩擦力の意図しない変動が抑えられる。
【００２７】
さらに、ステアリングホイール１の操作によって横方向の加速度が生じた場合には、錘２５が支点２３を中心として加速度の方向に揺動し、押圧部２９が緩み側の引き出し部１２ｂを押し込むことにより、その引き出し部１２ｂの張力が高められる。押圧部２９は、引き出し部１２ｂから受ける反力と、錘２５から受ける力とが釣り合った位置で停止する。例えば、図３に示すようにステアリングホイール１を反時計方向（矢印Ａ方向）に回転操作した場合には車両が左に旋回して右方向の加速度Ｇが発生する。この場合、錘２５が右方に変位し、これに伴って操作部２２が支点２３の周りに反時計方向（矢印Ｂ方向）に回転することにより、右側のアーム２８が緩み側となる右側の引き出し部１２ｂに向かって変位する。これにより、右側のアーム２８の先端の押圧部２９が引き出し部１２ｂを押し込み、その押し込み力と引き出し部１２ｂからの反力とが釣り合った位置で押圧部２９が停止する。これにより、右側の引き出し部１２ｂの張力が高められる。押圧部２９が引き出し部１２ｂを押し込む力は錘２５に作用する加速度Ｇが大きいほど増加する。従って、押圧部２９にて押し込まれる引き出し部１２ｂの張力も加速度Ｇが大きいほど増加する。これにより、ドラム１１に対する摩擦部１２ａの押し付け力が加速度Ｇに応じて増加し、これに伴って、ドラム１１と摩擦部１２ａとの間に作用する摩擦力も加速度Ｇに応じて大きくなる。その結果、操舵反力も加速度Ｇが大きいほど増加する。
【００２８】
本形態の操舵反力付加装置１０においては、帯状部材１２の摩擦部１２ａをその背後（外側）からばね等によってドラム１１に押し込むのではなく、保持具１３にて引き出し部１２ｂを張った状態で保持することにより、帯状部材１２に張力を与えて摩擦部１２ａをドラム１１の外周に押し付けている。このため、摩擦部１２ａをドラム１１の外周に満遍なく押し付けることができ、くさび効果のような局部的かつ不安定な現象も生じ難い。このため、保持具１３によって設定された張力に対応した摩擦力を確実に発生させることができる。加えて、張力調整機構１４及び張力付加機構２０は、いずれも帯状部材１２の引き出し部１２ｂを押し込んで帯状部材１２の張力を変化させることにより、ドラム１１と摩擦部１２ａとの間の摩擦力の意図しない変動を抑え、あるいは加速度に応じた変化を意図的に発生させるものである。従って、これらの機構１４、２０による摩擦力の調整又は補正作用も確実に発揮される。これらの作用が相俟って、横方向の加速度が発生する運転状態に適した操舵反力をステアリングホイール１に対して確実に付加して良好な操舵感を発生させることができる。
【００２９】
さらに、張力付加機構２０においては、支点２３の回りにダンパー２６が配置されているため、路面外乱等の影響で横方向の加速度の変動が激しい場合でも、錘２５が緩慢に動作する。そのため、張力付加機構２０による摩擦力の調整効果が急激に発生することがなく、操舵反力の頻繁な変化で操舵感が悪化するおそれもない。
【００３０】
図４は、本形態の操舵反力付加装置１０において実現される横方向の加速度とドラム１１と摩擦部１２ａとの間に発生する摩擦力との対応関係をその比較例とともに示す図である。縦軸の右側は加速度が右方向に作用する場合、左側は加速度が左方向に作用する場合に対応する。また、横軸の上方はステアリングホイール１をその中立位置から回転させる場合の摩擦力を、横軸の下方はステアリングホイール１を中立位置に向かって戻す場合の摩擦力をそれぞれ示す。
【００３１】
まず、張力付加機構２０を省略した場合には、細線Ｌ０にて示すように摩擦力が加速度に関わりなくほぼ一定に維持される。これに対して、張力付加機構２０を加えた場合には、実線Ｌ１にて示すように、加速度が増加するに従って摩擦力も大きくなる。錘２５の質量を増加させることにより、破線Ｌ２で示すように摩擦力変化の勾配を大きくする等、摩擦力の変化特性は様々に設定することができる。
【００３２】
本形態の操舵反力付加装置１０においては、ドラム１１の直径、保持具１３の位置、張力調整機構１４の押圧力又は位置を調整して帯状部材１２の張力を変化させることにより、摩擦力を増減させて操舵反力を適宜に調整することができる。また、上記の手法以外にも、ドラム１１の外周１１ｂの摩擦係数、ドラム１１に対する摩擦部１２ａの接触面の摩擦係数を変化させることによっても、操舵反力を調整することができる。
【００３３】
［第２の形態］
図５は本発明の第２の形態に係る操舵反力付加装置１０Ａを示している。本形態の操舵反力付加装置１０Ａは、第１の形態に対して張力付加機構の構成を変更したものであり、その余の構成は第１の形態と同じである。よって、第１の形態の操舵反力付加装置１０と共通する部分には図５において同一の参照符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３４】
図５に示すように、本形態の張力付加機構２０Ａは、上述した第１の形態と同様に振り子部２１Ａ及び操作部２２Ａを備えている。振り子部２１Ａは、支点２３を中心として回転可能な振り子リング３０を有し、その振り子リング３０の上端に錘２５が取り付けられている。ステアリングシャフト２は振り子リング３０を貫くように配置される。支点２３は、ステアリングシャフト２の下方かつドラム１１から軸線方向に幾らか離して設定される。一方、操作部２２Ａは、振り子リング３０の周上から帯状部材１２の一対の引き出し部１２ｂに向かってステアリングシャフト２と概略平行に延ばされた一対のアーム３１を有し、それらのアーム３１の先端に押圧部２９が設けられている。押圧部２９は加速度Ｇが発生していない状態で引き出し部１２ｂに軽度に接触し、それにより振り子リング３０は錘２５が支点２３の真上に位置する状態で保持される。
【００３５】
本形態によれば、錘２５に横方向の加速度Ｇが作用すると、振り子リング３０が支点２３を中心としてその加速度Ｇの方向に傾き、その傾きに伴って加速度Ｇの作用方向と反対側に位置する押圧部（図５の例では左側の押圧部）２９が、帯状部材１２の張り側となる引き出し部１２ｂを押し込む。その押圧部２９が引き出し部１２ｂを押し込む力と、引き出し部１２ｂが押圧部２９に与える反力とが釣り合った位置で振り子リング３０が停止する。これにより、引き出し部１２ｂに張力を高める力が付加されてドラム１１に対する摩擦部１２ａの押し付け力が増加する。その結果、ドラム１１と摩擦部１２ａとの間の摩擦力が増加する。  
【００３６】
本形態では、上述した第１の形態と比較して、加速度Ｇの方向と押圧部２９にて押し込まれる引き出し部１２ｂとの対応関係が逆であるが、加速度Ｇの発生時に、一対の引き出し部１２ｂから摩擦部１２ａに伝わる合計張力が張力付加機構２０Ａによって増加する点では変わりがない。よって、第１の形態と同様に、横方向の加速度が発生する運転状態に適した操舵反力をステアリングホイール１に対して確実に付加して良好な操舵感を発生させることができる。しかも、本形態では振り子リング３０が傾いたときに、錘２５の自重が振り子リング３０の傾きを増加させる方向に作用する。従って、引き出し部１２ｂにより大きな力を付加することができる。また、支点２３の下方に錘２５が突出せず、保持具１３あるいは張力調整機構１４と同一の側に振り子部２１Ａが配置されるので、張力付加機構２０Ａの設置スペースを削減できる。張力付加機構２０Ａをステアリングコラム内に配置する場合、そのステアリングコラムの下方には乗員用のスペースが必要となるので、その乗員用のスペースを確保する点で本形態は有利である。さらに、支点２３から錘２５までの距離を大きく取ることができるので、支点２３の回りにより大きな回転モーメントを発生させて効率を高められる利点がある。
【００３７】
本発明は上述した形態に限ることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、回転体としてのドラム１１はステアリングシャフト２に限らず、ステアリングホイール１と一体に回転可能に連結される限りにおいて適宜の位置に設けてよい。但し、中間部品の介在による遊び、ガタつき、摩擦等の影響を排除するためには、ステアリングホイール１と回転体との間に介在する部品数が少ないほど好ましい。この観点からは、ステアリングシャフト２に回転体を設けることが有利である。
【００３８】
本形態では一対の引き出し部１２ｂをドラム１１の外周から略同一方向に引き出しているが、これに限らず、引き出し部１２ｂを互いに異なる方向に引き出してもよい。例えば、必要な摩擦力が得られる限りにおいて、摩擦部１２ａの周方向長さをドラム１１の外周１１ｂの１／４周程度に短縮して引き出し部１２ｂを互いに反対方向に引き出し、それらの引き出し部１２ｂを互いに異なる保持具で保持してもよい。帯状部材１２の材質はばね鋼に限らず適宜に変更してよい。摩擦部１２ａのドラム１１に対する接触面の摩擦係数を高める一方で、引き出し部１２ｂは摩擦部１２ａよりも弾性係数を小さく設定して引き出し部１２ｂを弾性変形し易くする等、摩擦部１２ａと引き出し部１２ｂとの間で物理特性に差を与えてもよい。
【００３９】
帯状部材保持手段も固定プレート１３ａとねじ軸１３ｂとを用いた例に限らず、フックその他各種の手段にて引き出し部１２ｂを保持することができる。張力調整機構１４は、ドラム１１の外周に対する摩擦部１２ａの押し付け力を高める方向に一対の引き出し部１２ｂのそれぞれと接触する一対の接触子１４ａと、一対の接触子１４ａのそれぞれを一対の引き出し部１２ｂの振れに追従して変位可能な状態で支持しつつ、摩擦部１２ａの押し付け力を高める方向への力を一対の接触子１４ａのそれぞれに付加する接触子支持手段とを有する限りにおいて適宜に変更可能である。例えば、接触子支持手段は、圧縮に対する反発力を利用して接触子１４ａを押し出す例に限らず、引張ばねを利用して接触子１４ａに力を付加するものでもよい。接触子１４ａの背後に油室を形成し、その油室の内部に油圧を作用させて接触子１４ａに所定方向の力を付加してもよい。各引き出し部１２ｂに対して２以上の接触子１４ａを接触させてもよい。
【００４０】
上記の形態では、張力調整機構１４が引き出し部支持手段として機能する。しかしながら、引き出し部支持手段は、接触子を引き出し部の触れに追従して変位可能に支持する構成に限らない。例えば、図２において一対の引き出し部１２ｂを内側に適度に押し込んだ位置で接触子を固定することにより、それらの接触子を引き出し部支持手段として機能させてもよい。引き出し部支持手段にて引き出し部を押し込むことにより、ドラム（回転体）に対する摩擦部の巻き解きを規制し、ドラムと帯状部材との間の接触面積の減少を抑えることができる。また、引き出し部支持手段を設けた場合には、これを省略した場合と比較して、帯状部材の回転体に対する接触範囲の周方向長さを拡大し、それにより帯状部材と回転体との接触面積を増加させることができる利点がある。
【００４１】
張力付加手段は、一方の引き出し部１２ｂのみに力を付加する例に限らず、両者に対して、摩擦部１２ａの押し付け力を高める方向の力を付加するものでもよい。例えば、第１の形態の張力付加機構２０と第２の形態の張力付加機構２０Ａとを併用すれば、いずれの方向の加速度に対しても摩擦部１２ａの押し付け力を高める方向の力を付加することができる。また、上記の形態では、ステアリングホイール１の操作で車両が旋回し、横方向の加速度が発生した場合を例に挙げて説明したが、車両が横滑りして横方向の加速度が発生するなど、他の要因で横方向の加速度が発生した場合であっても、上記と同様に操舵反力が高められることは勿論である。さらに、本発明の張力付加手段は、アクチュエータ等を用いて引き出し部１２ｂに張力を高める方向の力を付加する形態で実施してもよい。錘を利用する場合でも、その錘と押圧部との間には、リンク機構等の各種の運動伝達機構を設けることができる。
【００４２】
本発明の操舵反力付加装置は、ステアバイワイヤ式の操舵機構に限らず、ステアリングホイールと車輪とが機械的に連結された型式の操舵機構にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の形態に係る操舵反力付加装置の要部を示す図。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】ステアリングホイールを反時計方向に回転操作したときの状態を示す図。
【図４】本形態の操舵反力付加装置において実現される横方向の加速度と摩擦力との対応関係をその比較例とともに示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係る操舵反力付加装置の要部を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４４】
１  ステアリングホイール
２  ステアリングシャフト
１０  操舵反力付加装置
１１  ドラム（回転体）
１１ｂ  ドラムの外周
１２  帯状部材
１２ａ  摩擦部
１２ｂ  引き出し部
１３  保持具（帯状部材保持手段）
１４  張力調整機構（引き出し部支持手段）
１４ａ  接触子
１４ｂ  コイルばね（接触子支持手段）
２０  張力付加機構（張力付加手段）
２１、２１Ａ  振り子部
２３  支点
２５  錘
２６  ダンパー
２８、３１  アーム
２９  押圧部
【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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