JP3588710B2

JP3588710B2 - Steering operation device

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Publication number: JP3588710B2
Application number: JP01225999A
Authority: JP
Inventors: 薗亮下
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP2000214050A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テストコースやシャシーダイナモメータにおいて、走行する車両のステアリングホイールを自動的に操作するのに用いられるステアリング操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のステアリング操作装置としては、例えば、特開平７−２４８２７９号公報に記載されているものがある。同公報に記載のステアリング操作装置は、開度および長さの調整が可能な２本の脚体を有する支持台を備え、車両のフロアにおけるシートレールに、各脚体の下端部を位置調整して固定すると共に、支持台の上端部に、ステアリング操作用のサーボモータを傾斜角度調整可能に備えている。また、ステアリングホイールにはステアリングアームが装着してあり、サーボモータの出力軸とステアリングアームとを自在継手およびスプライン軸を介して連結することにより、全体でラフなセッティングを可能にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来のステアリング操作装置にあっては、シートレールに固定する支持台を備えた構成であるため、当該操作装置を車両にセッティングするには、先ず運転席のシートを取外さなければならず、その後、２本の脚体の開度および長さやシートレールに対する位置をそれぞれ調整すると共に、シートレールに対して各脚体の下端部をボルトで固定しなければならないので、セッティングに多くの時間と手間がかかるという問題があった。また、サーボモータとステアリングアームの間に、双方の間隔調整を行うためのスプライン軸を設けていたため、スプライン軸の噛み合い量が少ないと、大きな振動を受けたりステアリングホイールのチルトロックが外れたりした場合にスプライン軸の部分で外れる恐れがあり、これらの問題を解決することが課題であった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、車両へのセッティングを簡単に行うことができると共に、大きな振動等を受けても本来のステアリング操作機能を確実に維持することができるステアリング操作装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるステアリング操作装置は、請求項１として、車両の運転席のシートに固定する基台と、軸線を車体左右方向とした下側の回動軸により基台に対して下端部が回動自在な支柱と、支柱に対してその上端側の軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在なモータ支持体と、軸線を車体左右方向とした上側の回動軸によりモータ支持体に対して回動自在なステアリング操作用モータと、ステアリングホイールに対して着脱可能なステアリングアームと、ステアリング操作用モータの出力軸の回転をステアリングアームに伝達する自在継手を備え、基台が、シート上に載置した状態でシートバックに当接するフレームと、運転席の裏側に通して基台を固定するベルトを備えている構成とし、請求項２として、ステアリングアームが、自在継手への連結部分を中心にして放射状に複数の保持アームを備えており、各保持アームは、軸線方向をステアリングホイールの半径方向とした調整用ボルトにより同半径方向に移動可能なスライド体と、スライド体の移動を拘束解除する固定手段を備え、スライド体に、ステアリングホイールの外周部に係合するフックを備えた構成とし、請求項３として、モータ支持体が、ステアリング操作用モータを間にして自在継手と同軸上に配置される第２の自在継手を備えている構成とし、請求項４として、支柱に対してモータ支持体が着脱可能である構成とし、請求項５として、ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を備えた構成とし、請求項６として、請求項１〜３のいずれかに記載のステアリング操作装置において、支柱に対してモータ支持体を着脱可能に設けると共に、ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を設け、モータ支持体に換えて支柱に対して着脱可能な軸支持体と、軸支持体に対して一端部を車両左右方向の軸回りに回動自在に連結した軸体を備え、軸支持体が、支柱に対してその軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在であると共に、軸体の他端部に、着脱手段のステアリング操作用モータ側の機構を設けた構成とし、請求項７として、ステアリング操作用モータの出力軸の回転を検出する操作角度検出手段と、ステアリングアームの回転操作力を検出する操作力検出手段と、操作角度検出手段や操作力検出手段からの検出信号に基づいてステアリング操作用モータを制御する制御手段を備えた構成としており、上記の構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わるステアリング操作装置では、運転席のシートに固定する基台を用いているので、当然のことながらシートの取外しは行わない。基台は、シート上に載置されるとともにバックシートにフレームを当接させた状態にし、運転席の裏側に通したベルトにより固定される。そして、車両において当該ステアリング操作装置をセッティングするには、ステアリングホイールに対してステアリング操作用モータの出力軸がほぼ同軸状態となるように、支柱に対してその上端側の軸線方向（車両上下方向）にモータ支持体の位置調整を行う。つまり、下側の回動軸により基台に対して支柱が車両左右方向の軸回りに回動自在であると共に、支柱に対してその軸回りにモータ支持体が回動自在であり、且つ上側の回動軸によりモータ支持体に対してステアリング操作用モータが車両左右方向の軸回りに回動自在であるので、支柱の軸線方向にモータ支持体の位置調整を行えば、支柱の起立角度やステアリング操作用モータの傾斜角度および左右振れ角度が自在に変化し、支柱の軸線方向に対するモータ支持体の移動を拘束すれば、支柱の起立角度やステアリング操作用モータの傾斜角度および左右振れ角度が決定されて、セッティングは完了となる。こののち、ステアリング操作用モータを駆動すると、出力軸の回転が自在継手およびステアリングアームを介してステアリングホイールに伝達されることとなり、下側の回動軸による基台に対する支柱の回動、支柱に対するモータ支持体の回動、上側の回動軸によるモータ支持体に対するステアリング操作用モータの回動および自在継手の回動により、各構成体の互いの位置誤差や車両走行時の振動を吸収する。
【０００７】
本発明の請求項２に係わるステアリング操作装置では、ステアリングホイールにステアリングアームを装着するに際し、自在継手への連結部分を中心にして放射状に設けた複数の保持アームにおいて、調整用ボルトの操作によりスライド体を移動させて、スライド体とともに移動するフックをステアリングホイールの外周部に係合させ、この状態で固定手段によりスライド体の移動を拘束すれば、各フックによってステアリングホイールにステアリングアームが固定される。
【０００８】
本発明の請求項３に係わるステアリング操作装置では、モータ支持体がステアリング操作用モータを間にして自在継手と同軸上に配置される第２の自在継手を備えているので、ステアリングアームとモータ支持体の間において、ステアリング操作用モータが出力軸両端側の２つの自在継手で保持された状態となり、これにより振動の吸収性能が高められる。
【０００９】
本発明の請求項４に係わるステアリング操作装置では、支柱に対してモータ支持体が着脱可能であるので、ステアリングアーム、自在継手、ステアリング操作用モータおよびモータ支持体を一方の組とし、支柱および基台を他方の組として双方を分離し得る。
【００１０】
本発明の請求項５に係わるステアリング操作装置では、ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を備えたので、ステアリングアームを一方の組とし、ステアリング操作用モータ、モータ支持体、支柱および基台を他方の組として双方を分離し得る。このとき、自在継手は、着脱手段の位置によっていずれかの組に含まれる。
【００１１】
本発明の請求項６に係わるステアリング操作装置では、請求項１〜３のいずれかに記載のステアリング操作装置において、支柱に対してモータ支持体を着脱可能に設けると共に、ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を設けている。したがって、運転席のシートに基台および支柱を残し、ステアリングホイールにステアリングアームを装着した状態で、モータ支持体およびステアリング操作用モータを分離し得る。そして、当該ステアリング操作装置では、モータ支持体に換えて支柱に対して着脱可能な軸支持体と、軸支持体に対して一端部を車両左右方向の軸回りに回動自在に連結した軸体を備え、軸支持体が、支柱に対してその軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在であると共に、軸体の他端部に、着脱手段のステアリング操作用モータ側の機構を設けているので、上記したようにモータ支持体およびステアリング操作用モータを分離したのち、支柱に軸支持体を装着すると共に、ステアリングアームと軸体との間で着脱手段を結合し、ステアリングホイールと軸体とがほぼ同軸状態となるように、支柱の軸線方向に軸支持体を位置調整して固定することにより、振動吸収の機能を備えたうえで、ステアリングホイールが固定された状態となる。
【００１２】
本発明の請求項７に係わるステアリング操作装置では、操作角度検出手段でステアリング操作用モータの出力軸の回転を検出し、操作力検出手段ステアリングアームの回転操作力を検出し、これらの検出信号を入力する制御手段において、主としてステアリング操作用モータの操作角度や操作力のフィードバック制御が行われる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるステアリング操作装置によれば、車両へのセッティングに際して、従来のような運転席のシートの取外し作業、シートレールに対するボルトの調整および固定作業、あるいはステアリングホイールとステアリング操作用モータとの間隔調整作業が一切不要であり、しかも、シートバックに当接したフレームおよび運転席の裏側に通したベルトにより基台をシート上に固定し、ステアリングホイールとステアリング操作用モータの出力軸とがほぼ同軸状態となるように、支柱の軸線方向にモータ支持体の位置調整を行えばよいので、セッティングにかかる手間や時間を大幅に低減することができる。また、下側の回動軸による基台に対する支柱の回動、支柱に対するモータ支持体の回動、上側の回動軸によるモータ支持体に対するステアリング操作用モータの回動、および自在継手の回動により、ラフなセッティングが可能であって、作業をより容易に且つ迅速に行うことができると共に、それぞれの回動部位により各構成体の互いの位置誤差や車両走行時の振動を良好に吸収することができ、走行中に大きな振動等を受けても本来のステアリング操作機能を確実に維持することができると同時に、シート上にしっかりと固定した基台によりステアリング操作時の反力を確実に受け止めることができる。さらに、位置調整を行う部位が支柱とモータ支持体の間だけであるため、セッティング後に構成体を固定する手段も支柱とモータ支持体の間だけに設ければ良く、例えば調整可能な２本の脚体を用いた従来の装置に比べて、構造の簡略化、部品点数の削減および低コスト化などを実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に係わるステアリング操作装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、ステアリングアームの各保持アームに、調整用ボルトの操作によりステアリングホイールの半径方向に移動するスライド体およびフックを備えたことから、きわめて簡単な調整操作で直径の異なるステアリングホイールに各フックを自在に合わせることができると共に、固定手段の操作によってステアリングホイールにステアリングアームを簡単に且つ確実に固定することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係わるステアリング操作装置によれば、請求項１および２と同様の効果を得ることができるうえに、第２の自在継手を備えたモータ支持体を採用したことにより、ステアリング操作用モータを出力軸両端側の２つの自在継手で保持した状態にして、振動の吸収性能をより一層高めることができる。
【００１６】
本発明の請求項４に係わるステアリング操作装置によれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるうえに、支柱に対してモータ支持体が着脱可能であることから、支柱とモータ支持体を分離することにより、車両へのセッティングあるいは取外しの際に、これらの作業のさらなる容易化および迅速化を実現することができる。
【００１７】
本発明の請求項５に係わるステアリング操作装置によれば、請求項１〜４と同様の効果を得ることができるうえに、ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を備えたことから、着脱手段でステアリング操作用モータとステアリングアームを分離することにより、車両へのセッティングあるいは取外しの際に、これらの作業のさらなる容易化および迅速化を実現することができ、とくに、ステアリングホイールに対するステアリングアームの着脱を個別に行うことができるので、ステアリングアームの着脱を楽に行うことができるほか、ステアリングアームに対するステアリング操作用モータの軸合わせをより一層容易に行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項６に係わるステアリング操作装置によれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるうえに、基台、支柱およびステアリングアームを残して、ステアリング操作用モータを軸体に交換することができ、とくに、シャシーダイナモメータ上で行う車両走行試験において、振動吸収性能を備えたうえでステアリングホイールを固定状態にすることができる。このように、一部の構成体の交換によってステアリングホイールを操作する機能と固定する機能の両方を得ることができ、製作費用の低減などを実現することもできる。
【００１９】
本発明の請求項７に係わるステアリング操作装置によれば、請求項１〜６と同様の効果を得ることができるうえに、操作角度検出手段、操作力検出手段および制御手段を採用したことにより、ステアリング操作用モータの操作角度や操作力を正確に制御して、安定した操作や人為的なものにより近い操作を行うことができると共に、例えばテストコースにおける走行試験の用途範囲の拡大などを図ることができる。
【００２０】
【実施例】
図１〜図４は、本発明に係わるステアリング操作装置の一実施例を説明する図である。
【００２１】
図１に示すステアリング操作装置は、車両の運転席のシートＳに固定する基台１と、基台１に対して下端部を車両左右方向の軸回りに回動自在に取付けた支柱２と、支柱２に対してその上端側の軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在なモータ支持体３と、モータ支持体３に対して車両左右方向の軸回りに回動自在なステアリング操作用モータ４と、ステアリングホイールＨに対して着脱可能なステアリングアーム５と、ステアリング操作用モータ４の出力軸６の回転をステアリングアーム５に伝達する自在継手７を備えている。
【００２２】
基台１は、この実施例の場合、車両自動運転装置の架台を利用したものであって、アクセル、ブレーキおよびクラッチの各ペダルを操作するペダル操作機構８と、ギアを操作するギア操作機構９と、エンジンキーを操作するキー操作機構１０を備えている。これらの機構は、各々の該当部位を操作するアームやアームを駆動するアクチュエータにより構成してある。この基台１は、シートＳ上に載置した状態でシートバックＢに当接するフレーム１１を備えると共に、運転席の裏側であるシートＳの下側および同じく運転席の裏側であるシートバックＢの背面側に通した各ベルト１２，１３により、シートＳ上にしっかりと固定され、ステアリング操作時の反力を確実に受け止める。
【００２３】
支柱２は、上端部が開放された円筒状の部材であって、図２に示すように、下端部にコ字形のジョイント１４が下向きに開放した状態で設けてある。他方、基台１の背面中央部にはブラケット１５が設けられ、このブラケット１５に、軸線を車両左右方向とした下側の回動軸１６が一対の軸受１７，１７により回動自在に設けてある。支柱２は、ジョイント１４の両側を回動軸１６の両端部に固定することにより、基台１に対して車両左右方向の軸回りに回動自在になっている。
【００２４】
モータ支持体３は、軸線中心となる内側のロッド１８と、外側のパイプ１９を備えている。ロッド１８は、上下に設けた軸受２０，２０によってパイプ１９に対して軸回りに回動自在であり、下端部に、パイプ１９の抜け止めを構成するボルト２１およびワッシャ２２が設けてあると共に、上端部に、コ字形のフレーム２３が上向きに開放した状態で設けてある。このモータ支持体３は、パイプ１９を支柱２の内部に摺動自在に挿入することにより、支柱２に対してその上端側の軸線方向（上下方向）に位置調整可能であると共に、軸受け２０によって支柱２の軸回りにロッド１８が回動自在になっている。
【００２５】
また、支柱２とモータ支持体３には、モータ支持体３の上下移動を拘束解除するクランプ２４が設けてある。クランプ２４は、支柱２においてその軸線方向に沿って形成され且つ同支柱２の上端に開放されたスリット２５と、支柱２においてスリット２５を間にして対峙する一対の突片２６，２６と、一方の突片２６を貫通して他方の突片２６に螺着したねじ２７を備えている。そして、クランプ２４は、回動操作で他方の突片２６に対するねじ２７のねじ込み量を変えることにより、スリット２５の間隔を増減させて支柱２の直径を変化させ、支柱２の直径を小さくした場合に、その内部のモータ支持体３のパイプ１９に支柱２の内面を圧接させて同パイプ１９を拘束する。
【００２６】
さらに、モータ支持体３は、支柱２に対して着脱可能であり、クランプ２４による拘束を解除すれば、支柱２から抜き出す要領で取外すことができる。
【００２７】
ステアリング操作用モータ４は、その一端側に出力軸６を突出状態に備えると共に、本体部の外周にフランジ状のブラケット２８を備えており、先のモータ支持体３のコ字形フレーム２３の両側に、軸線を車体左右方向とした上側の回動軸である軸受付の回動ピン２９，２９を介してブラケット２８の両側を連結することにより、車両左右方向の軸回りに回動自在になっている。なお、正確には、支柱２の軸回りにモータ支持体３が回動自在であるため、ステアリング操作用モータ４は、支柱２の軸線に直交する軸（回動ピン２７）回りに回動自在である。
【００２８】
ステアリングアーム５は、自在継手７への連結部分を中心にして放射状に複数の保持アーム３０を備えている。この実施例では、１２０度間隔で３本の保持アーム３０を備えている。各保持アーム３０は、図４に示すように、先端側が開放された筒状部３１を有しており、筒状部３１に、内側にめねじを形成したパイプ状のねめじ部材３２が収容してあると共に、スライド体３３が摺動自在に挿入してある。めねじ部材３２は、筒状部３１の奥において、外側から貫通させたピン３４により軸線方向の移動が規制されている。
【００２９】
スライド体３３は、その軸線上に調整用ボルト３５を貫通させると共に、ビス３６によって調整用ボルト３５の抜け止めがしてあり、調整用ボルト３５の頭部に、手による操作を容易にするための摘み３７が設けてあると共に、つまみ３７の近傍に、ステアリングホイールＨの外周部に外側から係合するフック３８を備えている。このスライド体３３は、筒状部３１に摺動自在に挿入すると共に、調整用ボルト３５を筒状部３１内のめねじ部材３２に螺着することにより、軸線方向をステアリングホイールＨの半径方向とした調整用ボルト３５よって同半径方向に移動可能になっている。つまり、スライド体３３は、摘み３７の回動操作でめねじ部材３２に対する調整用ボルト３５のねじ込み量を変えることにより、ステアリングホイールＨの半径方向に移動する。なお、スライド体３３には、移動調整をより容易にするための目盛Ｍが設けてある。
【００３０】
また、ステアリングアーム５の各保持アーム３０は、スライド体３３の移動を拘束解除する固定手段３９を備えている。この固定手段３９は、先の支柱２とモータ支持体３のクランプ２４と同様に、筒状部３１においてその軸線方向に沿って形成され且つ同筒状部３１の先端に開放されたスリット４０と、筒状部３１においてスリット４０を間にして対峙する一対の突片４１，４１と、一方の突片４１を貫通して他方の突片４１に螺着したねじ４２を備えている。そして、固定手段３９は、回動操作で他方の突片４１に対するねじ４２のねじ込み量を変えることにより、スリット４０の間隔を増減させて筒状部３１の直径を変化させ、筒状部３１の直径を小さくした場合に、その内部のスライド体３３を拘束する。
【００３１】
ステアリング操作用モータ４の出力軸６とステアリングアーム５の間に設けた自在継手７は、図３に示すように、２つの連結部材４３，４４を回転軸に直交する十字軸Ｃで連結したものである。ステアリング操作用モータ４側となる連結部材４３には、出力軸６を嵌合する連結孔４５と、連結孔４５に嵌合した出力軸６に対して直径方向に嵌合する抜け止め用ピン４６が設けてある。
【００３２】
他方、ステアリングアーム５側となる連結部材４４には、ステアリングアーム５の中心軸４７との間に、双方を結合分離する着脱手段４８が設けてある。着脱手段４８は、いわゆるカップリングであって、連結部材４４側のソケット４８Ａと、中心軸４７側のプラグ４８Ｂを備えている。ソケット４８Ａは、プラグ４８Ｂを挿脱する円筒部４９に、その内外に突没自在な係止用ボール５０を備えると共に、円筒部４９の外側に、ばね５１により付勢され且つ係止用ボール５０を円筒部４９の内側に突出させた状態で拘束するスリーブ５２を備えている。他方、プラグ４８Ｂは、外周に係止用ボール５０が係合する係止用溝５３を有し、ステアリングアーム５の中心軸４７にキー５４により固定される。この着脱手段４８は、ソケット４８Ａのスリーブ５２を十字軸Ｃ側に移動させることにより、プラグ４８Ｂの着脱が自在となり、ソケット４８Ａにプラグ４８Ｂを装着してスリーブ５２を戻せば、双方の結合状態を維持する。
【００３３】
上記の構成を備えたステアリング操作装置は、運転席のシートＳに固定する基台１を用いているので、当然のことながらシートＳの取外しは不要である。そして、車両へのセッティングを行うには、予め支柱２とモータ支持体３を分離すると共に、着脱手段４８によりステアリング操作用モータ４とステアリングアーム５を分離しておくと、作業が非常に容易になる。
【００３４】
まず、運転席のシートＳに基台１を固定する。このとき、支柱２は、シートＳの車両左右方向のほぼ中央に位置する。次に、ステアリングホイールＨにステアリングアーム５を装着する。このとき、ステアリングアーム５は、各保持アーム３０において、摘み３７を回動操作すると、調整用ボルト３５の作用でスライド体３３およびフック３８がステアリングリングホイールＨの半径方向に無段階に移動するので、直径の異なる複数種類のステアリングホイールＨに自在に対応することが可能であり、各フック３８をステアリングホイールＨの外周部に係止したのち、各固定手段３９でスライド体３３を拘束すれば、ステアリングホイールＨに確実に装着される。このように、ステアリングアーム５は、摘み３７と固定手段３９の簡単な操作だけでステアリングホイールＨに装着される。
【００３５】
その後、支柱２にモータ支持体３を装着すると共に、着脱手段４８を結合し、位置調整を行う。このとき、当該ステアリング操作装置では、ステアリングホイールＨに対してステアリング操作用モータ４の出力軸６がほぼ同軸状態となるように、支柱２の軸線方向（上下方向）におけるモータ支持体３の位置調整だけを行えば良い。
【００３６】
つまり、下側の回動軸１６により基台１に対して支柱２が車両左右方向の軸回りに回動自在であると共に、支柱２に対してその軸回りにモータ支持体３が回動自在であり、且つ上側の回動軸である回動ピン２９によりモータ支持体３に対してステアリング操作用モータ４が車両左右方向の軸回りに回動自在であるので、支柱２の上端側の軸線方向にモータ支持体３を移動させれば、支柱２の起立角度やステアリング操作用モータ４の傾斜角度および左右振れ角度が自在に変化する。したがって、ステアリング操作用モータ４が所定の姿勢となるようにモータ支持体３の位置調整を行ったのち、クランプ２４により支柱２に対するモータ支持体３の移動を拘束すれば、支柱２の起立角度やステアリング操作用モータ４の傾斜角度および左右振れ角度が決定され、セッティングは完了となる。
【００３７】
このように、当該ステアリング操作装置は、例えば２本の脚体を有する従来の装置のように、複数のクランプの拘束解除を行いながら複数の位置で位置調整を行う必要がなく、支柱２に対するモータ支持体３の位置調整を行ってクランプ２４で拘束するだけなので、セッティングにかかる手間が非常に少なく、セッティングを短時間で行い得るものとなっている。
【００３８】
そして、当該ステアリング操作装置は、ステアリング操作用モータ４を駆動すると、出力軸６の回転が自在継手７およびステアリングアーム５を介してステアリングホイールＨに伝達されることとなり、基台１に対する支柱２の回動、支柱２に対するモータ支持体３の回動、モータ支持体３に対するステアリング操作用モータ４の回動および自在継手７の回動により、各構成体の間に上下左右のずれが生じても出力軸６の回転をステアリングホイールＨに滑らかに伝達し、且つ車両走行時の振動を良好に吸収する。このような振動吸収機能は、各構成体のラフなセッティングも可能にし、各構成体の互いの位置誤差も吸収する。また、上記の説明から明らかなように、車両への装着が容易であるから、車両からの取外しも容易である。
【００３９】
図５は、本発明に係わるステアリング操作装置の他の実施例を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
図示のステアリング操作装置は、ステアリングアーム５における各保持アーム３０が筒状部３１を有し、筒状部３１に、第１調整用ボルト５５を収容すると共に、第２調整用ボルト５６を螺合貫通させたスライド体５７が挿設してある。第１調整用ボルト５５は、筒状部３１の奥において、外側から貫通させたピン５８により筒状部３１の軸線上に固定してある。また、第１調整用ボルト５５と第２調整用ボルト５６は、互いに逆ねじが形成してある。スライド体５７は、筒状部３１の外側において、第２調整用ボルト５６に、固定手段としての固定用ナット５９と、ステアリングホイールＨの外周部に係合するフック３８が設けてあると共に、筒状部３１内において、第１調整用ボルト５５とも螺合している。
【００４１】
つまり、スライド体５７は、互いに逆ねじの第１および第２の調整用ボルト５５，５６に螺合することによってターンバックルのように作用し、回動操作によってフック３８とともにステアリングホイールＨの半径方向に移動調整可能である。また、調整後には、固定用ナット５９を締めることにより、この固定用ナット５９がダブルナットとして作用してスライド体５７の移動を拘束する。
【００４２】
図６は、本発明に係わるステアリング操作装置のさらに他の実施例を説明する図である。
【００４３】
図示のステアリング操作装置は、モータ支持体６０が、ステアリング操作用モータ４を間にして自在継手７と同軸上に配置される第２の自在継手６１を備えている。第２の自在継手６１は、先の実施例で説明したもの（図３参照）と同様に十字軸を有している。
【００４４】
モータ支持体６０は、図１に基づいて説明した実施例と同様に、支柱２に挿入されるロッド６２およびパイプ６３と、コ字形フレーム６４を備えている。図１に示す実施例では、コ字形フレーム２３をステアリング操作用モータ４の下側から回動自在に装着したが、この実施例では、コ字形フレーム６４をステアリング操作用モータ４の後方側から装着してその上下で固定しており、軸線を車体左右方向とした上側の回動軸を含む第２の自在継手６１によって、モータ支持体６０に対してステアリング操作用モータ４を車両左右方向に回動自在にしている。
【００４５】
また、モータ支持体６０は、ロッド６２と第２の自在継手６１の間に、双方の回動を拘束解除するクランプ６５を備えている。クランプ６５は、ロッド６２の上端部に、互いに隙間をおいて軸線方向に延出する一対の突片６２ａ，６２ａを設けると共に、両突片６２ａ，６２ａの上端部間に、第２の自在継手６１の一方側に設けたジョイント６６を挿入し、一方の突片６２ａおよびジョイント６６に貫通して他方の突片６２ａに螺合するねじ６７を備えている。このクランプ６５は、回動操作によりねじ６７を締めると、両突片６２ａ，６２ａでジョイント６６が挟まれてロッド６２に対する第２の自在継手６１の回動を拘束し、ねじ６７を緩めればその拘束を解除する。
【００４６】
上記のステアリング操作装置は、先の実施例と同様の作用および効果を得ることができるほか、ステアリングアーム５とモータ支持体６０の間において、ステアリング操作用モータ４が出力軸両端側の２つの自在継手７，６１で保持された状態となるので、振動の吸収性能がより高められる。
【００４７】
図７は、本発明に係わるステアリング操作装置のさらに他の実施例を説明する図である。
【００４８】
図示のステアリング操作装置は、図１に示したステアリング操作装置を基本構成としたうえで、図１に示すモータ支持体３に換えて、支柱２に対して着脱可能な軸支持体６８と、軸支持体６８に対して一端部を車両左右方向の軸回りに回動自在に連結した軸体６９を備えており、軸支持体６８が、支柱２に対してその軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在であると共に、軸体６９の他端部に、図３に示す着脱手段４８のステアリング操作用モータ４側の機構つまりソケット４８Ａが設けてある。
【００４９】
軸支持体６８は、図１に示すモータ支持体３と同様に、支柱２に挿入されるロッド７０およびパイプ７１や、ロッド７０の上端に設けたコ字形フレーム７２を備えると共に、支柱２との間には、パイプ７１の軸線方向の移動を拘束解除するクランプ２４を備えており、コ字形フレーム７２に設けた回動軸７３により、軸体６９の一端部を回動自在に連結している。また、この実施例の軸体６９は、その中間部に、回転伝達の断続を行う手動式または電磁式のクラッチ７４を備えている。
【００５０】
上記のステアリング操作装置は、図１に示すステアリング操作装置において、支柱２からモータ支持体３を分離するとともに着脱手段４８を分離して、モータ支持体３およびステアリング操作用モータ４を取外したのち、支柱２に軸支持体６８を装着すると共に、軸体６９とステアリングアーム５との間で着脱手段４８を結合する。そして、ステアリング操作用モータ４の位置調整を同様に、ステアリングホイールＨと軸体６９とが同軸状態となるように、支柱２の軸線方向に軸支持体６８の位置調整を行い、その後、クランプ２４により軸支持体６８の軸線方向の移動を拘束する。
【００５１】
すなわち、上記のステアリング操作装置は、車両にセットすることにより、振動吸収の機能を備えたうえで、ステアリングホイールＨを固定した状態にすることができ、クラッチ７４を解除すればステアリングホイールＨを回転させることができる。このようなステアリング操作装置は、とくに、シャシーダイナモメータ上で車両の走行試験を行う際に用いられ、先の実施例で説明したステアリングホイール操作装置との間で構成を一部共用することにより、製作費用も低減される。
【００５２】
図８は、本発明に係わるステアリング操作装置のさらに他の実施例を説明する図である。
【００５３】
図示のステアリング操作装置は、図１に示したステアリング操作装置と同様の基本構成を備えており、その他に、ステアリング操作用モータ４の出力軸６の回転を検出する操作角度検出手段７５と、ステアリングアーム５の回転操作力を検出する操作力検出手段７６と、操作角度検出手段７５や操作力検出手段７６からの検出信号に基づいてステアリング操作用モータ４を制御する制御手段７７を備えている。
【００５４】
操作角度検出手段７５は、エンコーダやポテンショメータを用いており、ステアリング操作用モータ４に取付けてあって、検出信号（操作角度）を制御手段７７に入力する。操作力検出手段７６は、歪みゲージを用いており、ステアリング操作用モータ４の出力軸６に取付けてあって、検出信号（操作力）をストレインアンプ等の増幅器７８を介して制御手段７７に入力する。また、制御手段７７には、車速、エンジン回転数およびテストコースのコース誘導信号や、ビーコン発信器７９からの指令入力用ビーコンが入力される。
【００５５】
上記構成を備えたステアリング操作装置は、制御手段７７において、各検出手段７５，７６からの検出信号を入力し、指令入力用ビーコン等に基づいてステアリングの操作角度および操作力の制御方式を選択すると共に、検出結果をフィードバックする制御を行い、その一方で、各検出手段７５，７６以外の検出信号も用いてＰＩＤ制御あるいはフィードフォワード制御を行い、操作角度および操作力を制御する。これにより、ステアリング操作用モータ４に指令が与えられ、ステアリングアーム５を介してステアリングホイールＨをコントロールする。
【００５６】
上記ステアリング操作装置では、先の各実施例と同様の作用および効果を得ることができるうえに、ステアリング操作用モータ４の操作角度や操作力を正確に制御して、安定した操作や人為的なものにより近い操作を行うと共に、例えばテストコースにおける走行試験の用途範囲の拡大なども実現し得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるステアリング操作装置の一実施例を説明する側面図である。
【図２】支柱、モータ支持体およびステアリング操作用モータを説明する側部断面図（ａ）、ステアリング操作用モータの背面図（ｂ）、支柱上端部のクランプを説明する正面図（ｃ）、および支柱の下端部を説明する背面図（ｄ）である。
【図３】自在継手を分解状態にして示す断面図（ａ）、およびステアリングアームの中心軸とプラグとの連結を説明する断面図（ｂ）である。
【図４】ステアリングアームを説明する片側省略の断面図（ａ）、固定手段を説明する断面図（ｂ）、および筒状部とスライド体の平面図（ｃ）である。
【図５】本発明に係わるステアリング操作装置の他の実施例におけるステアリングアームを説明する片側省略の断面図である。
【図６】本発明に係わるステアリング操作装置のさらに他の実施例を説明する側部断面図（ａ）、およびモータ支持体の上端部のクランプを説明する背面図（ｂ）である。
【図７】本発明に係わるステアリング操作装置のさらに他の実施例を説明する側面図（ａ）、および背面側からの断面図（ｂ）である。
【図８】本発明に係わるステアリング操作装置のさらに他の実施例を説明する側面図である。
【符号の説明】
Ｈステアリングホイール
Ｓシート
１基台
２支柱
３６０モータ支持体
４ステアリング操作用モータ
５ステアリングアーム
６出力軸
７自在継手
１２１３ベルト
１６回動軸（上側の回動軸）
２９回動ピン（下側の回動軸）
３０保持アーム
３３５７スライド体
３５調整用ボルト
３８フック
３９固定手段
４８着脱手段
５５第１調整用ボルト
５６第２調整用ボルト
５９固定用ナット（固定手段）
６１第２の自在継手
６８軸支持体
６９軸体
７５操作角度検出手段
７６操作力検出手段
７７制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering operation device used for automatically operating a steering wheel of a traveling vehicle on a test course or a chassis dynamometer.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of steering operation device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-248279. The steering operation device described in the publication includes a support base having two legs that can be adjusted in opening and length, and adjusts the lower end of each leg to a seat rail on a vehicle floor. And a servomotor for steering operation is provided at the upper end of the support base so that the tilt angle can be adjusted. Further, a steering arm is mounted on the steering wheel, and the output shaft of the servomotor and the steering arm are connected via a universal joint and a spline shaft, thereby enabling rough setting as a whole.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional steering operation device as described above has a support base fixed to a seat rail, in order to set the operation device on a vehicle, first remove a driver seat. After that, the opening and length of the two legs and the position with respect to the seat rail must be adjusted, and the lower end of each leg must be fixed to the seat rail with bolts. There is a problem that it takes a lot of time and effort. In addition, since the spline shaft for adjusting the distance between the two is provided between the servo motor and the steering arm, if the meshing amount of the spline shaft is small, large vibrations may occur or the steering wheel tilt lock may be released. In addition, there is a possibility that the spline shaft may come off, and solving these problems has been a problem.
[0004]
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to easily perform setting to a vehicle and to surely maintain an original steering operation function even when receiving a large vibration or the like. It is an object of the present invention to provide a steering operation device that can be used.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a steering operation device includes a base fixed to a driver's seat of a vehicle, and a lower end pivoted with respect to the base by a lower rotation axis having an axis line in the vehicle left-right direction. The motor is supported by a movable support, a motor support capable of adjusting its position in the axial direction on the upper end side of the support and rotatable in the direction around the axis, and an upper rotary shaft whose axis is in the lateral direction of the vehicle body. A steering operation motor that is rotatable with respect to the body, a steering arm that is detachable from the steering wheel, and a universal joint that transmits the rotation of the output shaft of the steering operation motor to the steering arm. 3. A steering device according to claim 2, further comprising: a frame that comes into contact with the seat back while being placed on the seat; and a belt that passes through the back side of the driver's seat to fix the base. Is provided with a plurality of holding arms radially about a connection portion to a universal joint, and each holding arm is a slide that can be moved in the same radial direction by an adjusting bolt whose axial direction is the radial direction of the steering wheel. 4. A structure comprising a body and fixing means for releasing the movement of the slide body, wherein the slide body is provided with a hook engaged with an outer peripheral portion of the steering wheel. And a second universal joint disposed coaxially with the universal joint with the motor interposed therebetween. As a fourth aspect, the motor support is detachable from the column, and as a fifth aspect, According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a structure comprising a detachable means for coupling and separating both between the steering operation motor and the steering arm. In the tearing operation device, a motor support is detachably provided to the support, and a detachable means for coupling and separating both is provided between the steering operation motor and the steering arm. A possible shaft support, and a shaft connected to the shaft support at one end so as to be rotatable around an axis in the lateral direction of the vehicle, and the shaft support can be adjusted in its axial direction with respect to the column. And a mechanism which is rotatable around the axis and is provided at the other end of the shaft body with a mechanism on the side of the steering operation motor of the attachment / detachment means. Operating angle detecting means for detecting rotation, operating force detecting means for detecting a rotational operating force of the steering arm, and steerin based on detection signals from the operating angle detecting means and the operating force detecting means. And a control means for controlling the motor for operating the motor. The above-mentioned structure serves as a means for solving the conventional problems.
[0006]
Effect of the Invention
In the steering operation device according to the first aspect of the present invention, since the base fixed to the driver's seat is used, the seat is not removed as a matter of course. The base is placed on the seat and the frame is brought into contact with the back seat, and is fixed by a belt passing behind the driver's seat. Then, in order to set the steering operation device in the vehicle, an axial direction on the upper end side of the support column (vehicle vertical direction) such that the output shaft of the steering operation motor is substantially coaxial with the steering wheel. Next, the position of the motor support is adjusted. That is, the column is rotatable around the axis in the vehicle left-right direction with respect to the base by the lower rotation shaft, and the motor support is rotatable around the axis with respect to the column. Since the steering operation motor is rotatable around the axis in the vehicle left-right direction with respect to the motor support by the rotation axis of the support, if the position of the motor support is adjusted in the axial direction of the support, the standing angle of the support If the inclination angle and the left-right deflection angle of the steering operation motor change freely, and the movement of the motor support relative to the axis direction of the support is restricted, the upright angle of the support column and the inclination angle and left-right deflection angle of the steering operation motor are determined. Then, the setting is completed. Thereafter, when the steering operation motor is driven, the rotation of the output shaft is transmitted to the steering wheel via the universal joint and the steering arm, and the rotation of the column with respect to the base by the lower rotation shaft and the rotation of the column with respect to the column are performed. By the rotation of the motor support, the rotation of the steering operation motor with respect to the motor support by the upper rotation shaft, and the rotation of the universal joint, mutual positional errors of the components and vibration during traveling of the vehicle are absorbed.
[0007]
In the steering operation device according to the second aspect of the present invention, when the steering arm is mounted on the steering wheel, the plurality of holding arms provided radially around the connecting portion to the universal joint slide by operating the adjustment bolt. When the body is moved and the hook that moves with the slide body is engaged with the outer periphery of the steering wheel, and the movement of the slide body is restrained by the fixing means in this state, the steering arm is fixed to the steering wheel by each hook. .
[0008]
In the steering operation device according to the third aspect of the present invention, the motor support includes the second universal joint which is arranged coaxially with the universal joint with the steering operation motor interposed therebetween. The steering operation motor is held between the two bodies by the two universal joints at both ends of the output shaft, thereby improving the vibration absorbing performance.
[0009]
In the steering operation device according to claim 4 of the present invention, since the motor support is detachable from the support, the steering arm, the universal joint, the steering operation motor and the motor support are formed as one set, and the support and the base are mounted. The table can be the other set to separate them.
[0010]
In the steering operation device according to the fifth aspect of the present invention, since the steering operation motor and the steering arm are provided with attachment / detachment means for coupling and separating both, the steering arm is formed as one set, and the steering operation motor and the motor support are provided. The body, strut and base can be separated as the other set. At this time, the universal joint is included in one of the sets depending on the position of the attaching / detaching means.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a steering operation device according to any one of the first to third aspects, wherein a motor support is detachably provided on the support, and a steering operation motor and a steering arm are provided. Attaching and detaching means for coupling and separating the two is provided. Therefore, the motor support and the steering operation motor can be separated while the base and the support are left in the driver's seat and the steering arm is mounted on the steering wheel. In the steering operation device, a shaft support detachably attached to the column in place of the motor support, and a shaft body having one end connected to the shaft support so as to be rotatable around an axis in the vehicle left-right direction. The shaft support is adjustable in position in the axial direction with respect to the column and is rotatable in the direction around the axis. At the other end of the shaft, a mechanism on the side of the motor for steering operation of the attaching / detaching means is provided. After the motor support and the steering operation motor are separated as described above, the shaft support is mounted on the support, and the attaching / detaching means is connected between the steering arm and the shaft. The position of the shaft support is adjusted and fixed in the direction of the axis of the column so that the shaft and the shaft are almost coaxial. To become.
[0012]
In the steering operation device according to claim 7 of the present invention, the operation angle detection means detects the rotation of the output shaft of the steering operation motor, the operation force detection means detects the rotational operation force of the steering arm, and outputs these detection signals. In the input control means, feedback control of the operation angle and operation force of the steering operation motor is mainly performed.
[0013]
【The invention's effect】
According to the steering operation device according to the first aspect of the present invention, when setting to a vehicle, a conventional operation for removing a driver's seat from a driver's seat, adjusting and fixing bolts to a seat rail, or for operating a steering wheel and a steering wheel. There is no need to adjust the distance from the motor, and the base is fixed on the seat by the frame that abuts the seat back and the belt that passes through the back of the driver's seat. It is only necessary to adjust the position of the motor support in the axial direction of the column so that the two are substantially coaxial with each other, so that the labor and time required for setting can be greatly reduced. Further, the rotation of the column with respect to the base with the lower rotation axis, the rotation of the motor support with respect to the column, the rotation of the steering operation motor with respect to the motor support with the upper rotation axis, and the rotation of the universal joint. By doing so, rough setting is possible, and the work can be performed more easily and quickly, and the respective rotating parts can favorably absorb mutual positional errors of the components and vibrations during running of the vehicle. This ensures that the original steering operation function can be reliably maintained even when subjected to large vibrations while driving, and that the reaction force during steering operation is reliably received by the base firmly fixed on the seat. be able to. Further, since the position to be adjusted is only between the support and the motor support, a means for fixing the structure after setting may be provided only between the support and the motor support. Compared to a conventional device using legs, simplification of the structure, reduction in the number of parts, reduction in cost, and the like can be realized.
[0014]
According to the steering operation device of the second aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and in addition, the holding arm of the steering arm can be provided in the radial direction of the steering wheel by operating the adjustment bolt. With a movable slide and hooks, each hook can be freely adjusted to a steering wheel with a different diameter by a very simple adjustment operation, and the steering arm is easily and reliably attached to the steering wheel by operating the fixing means. Can be fixed to
[0015]
According to the steering operation device according to the third aspect of the present invention, the same effects as those of the first and second aspects can be obtained, and further, by adopting the motor support having the second universal joint, the steering operation can be performed. With the operating motor held by the two universal joints at both ends of the output shaft, the vibration absorbing performance can be further enhanced.
[0016]
According to the steering operation device of the fourth aspect of the present invention, the same effects as those of the first to third aspects can be obtained, and since the motor support is detachable from the support, the support and the motor are provided. By separating the support, it is possible to further facilitate and speed up these operations when setting or removing the vehicle.
[0017]
According to the steering operation device according to the fifth aspect of the present invention, the same effects as those of the first to fourth aspects can be obtained, and in addition, the detachable means for coupling and separating the steering operation motor and the steering arm is provided. Because of this, the steering operation motor and the steering arm are separated by the attachment / detachment means, which makes it possible to further facilitate and speed up these operations when setting or removing the vehicle, especially, Since the attachment and detachment of the steering arm to and from the steering wheel can be performed individually, the attachment and detachment of the steering arm can be performed easily, and the axis of the steering operation motor can be more easily aligned to the steering arm.
[0018]
According to the steering operation device according to the sixth aspect of the present invention, the same effects as those of the first to third aspects can be obtained, and the steering operation motor is mounted on the shaft body while leaving the base, the support, and the steering arm. In particular, in a vehicle running test performed on a chassis dynamometer, the steering wheel can be fixed while providing vibration absorption performance. As described above, both the function of operating the steering wheel and the function of fixing the steering wheel can be obtained by exchanging a part of the components, and the production cost can be reduced.
[0019]
According to the steering operation device according to the seventh aspect of the present invention, the same effects as those of the first to sixth aspects can be obtained, and the operation angle detection means, the operation force detection means, and the control means are employed. Accurately control the operating angle and operating force of the steering operation motor so that stable operations and operations that are more artificial can be performed, and, for example, the range of applications for running tests on test courses can be expanded. Can be.
[0020]
【Example】
FIGS. 1 to 4 are views for explaining an embodiment of a steering operation device according to the present invention.
[0021]
The steering operation device shown in FIG. 1 includes a base 1 fixed to a seat S in a driver's seat of a vehicle, a column 2 having a lower end portion mounted on the base 1 so as to be rotatable around an axis in the left-right direction of the vehicle, A motor support 3 whose position can be adjusted in the axial direction on the upper end side with respect to the support column 2 and is rotatable around the axis, and a steering that is rotatable around the axis in the vehicle left-right direction with respect to the motor support 3. The steering motor 5 includes a steering arm 5 that can be attached to and detached from the steering wheel H, and a universal joint 7 that transmits the rotation of the output shaft 6 of the steering operation motor 4 to the steering arm 5.
[0022]
In this embodiment, the base 1 utilizes a gantry of an automatic vehicle driving system, and includes a pedal operating mechanism 8 for operating each pedal of an accelerator, a brake and a clutch, and a gear operating mechanism 9 for operating a gear. And a key operation mechanism 10 for operating an engine key. These mechanisms are constituted by an arm for operating each corresponding part and an actuator for driving the arm. The base 1 includes a frame 11 that abuts on a seatback B while being placed on the seat S, and also includes a seatback B on the backside of the driver's seat and the seatback B on the backside of the driver's seat. By the belts 12 and 13 passing through the back side, the belt is securely fixed on the seat S, and reliably receives a reaction force at the time of steering operation.
[0023]
The support 2 is a cylindrical member having an open upper end, and is provided with a U-shaped joint 14 opened downward at the lower end as shown in FIG. On the other hand, a bracket 15 is provided at the center of the rear surface of the base 1, and a lower rotating shaft 16 whose axis is in the vehicle left-right direction is rotatably provided by a pair of bearings 17, 17 on the bracket 15. is there. The support column 2 is rotatable around the base 1 in the vehicle left-right direction by fixing both sides of the joint 14 to both ends of the rotation shaft 16.
[0024]
The motor support 3 includes an inner rod 18 serving as an axis center and an outer pipe 19. The rod 18 is rotatable around an axis with respect to the pipe 19 by bearings 20 and 20 provided on the upper and lower sides, and a bolt 21 and a washer 22 constituting a stopper of the pipe 19 are provided at a lower end thereof. At the upper end, a U-shaped frame 23 is provided in a state opened upward. The position of the motor support 3 can be adjusted in the axial direction (vertical direction) on the upper end side of the support 2 by inserting a pipe 19 slidably into the support 2, and the motor support 3 is supported by a bearing 20. The rod 18 is rotatable around the axis of the column 2.
[0025]
Further, the support 2 and the motor support 3 are provided with clamps 24 for releasing the vertical movement of the motor support 3. The clamp 24 includes a slit 25 formed along the axial direction of the support 2 and opened at the upper end of the support 2, and a pair of protruding pieces 26, 26 facing the support 2 with the slit 25 therebetween. And a screw 27 that penetrates through the projecting piece 26 and is screwed to the other projecting piece 26. Then, the clamp 24 changes the diameter of the column 2 by increasing or decreasing the interval between the slits 25 by changing the screwing amount of the screw 27 into the other protruding piece 26 by a rotating operation, thereby reducing the diameter of the column 2. Then, the inner surface of the column 2 is brought into pressure contact with the pipe 19 of the motor support 3 therein to restrain the pipe 19.
[0026]
Furthermore, the motor support 3 can be attached to and detached from the column 2, and can be detached from the column 2 by releasing the clamp 24.
[0027]
The steering operation motor 4 has an output shaft 6 protruding at one end thereof, and a flange-like bracket 28 on the outer periphery of the main body, and is provided on both sides of the U-shaped frame 23 of the motor support 3. By connecting both sides of the bracket 28 via rotating pins 29, 29 with bearings, which are upper rotating shafts whose axis is the vehicle left-right direction, it is possible to freely rotate around the vehicle left-right axis. I have. To be precise, since the motor support 3 is rotatable about the axis of the column 2, the steering operation motor 4 is rotatable about an axis (rotation pin 27) orthogonal to the axis of the column 2. It is.
[0028]
The steering arm 5 is provided with a plurality of holding arms 30 radially around a portion connected to the universal joint 7. In this embodiment, three holding arms 30 are provided at intervals of 120 degrees. As shown in FIG. 4, each holding arm 30 has a cylindrical portion 31 having an open distal end, and a pipe-like screw member 32 having an internal thread formed in the cylindrical portion 31. In addition, the slide body 33 is slidably inserted. The axial movement of the female screw member 32 is restricted by a pin 34 penetrating from the outside at the back of the cylindrical portion 31.
[0029]
The slide body 33 has the adjustment bolt 35 penetrated on the axis thereof and the screw 36 prevents the adjustment bolt 35 from coming off. The head of the adjustment bolt 35 is used to facilitate manual operation. In addition to the knob 37, a hook 38 is provided near the knob 37 so as to be engaged with the outer peripheral portion of the steering wheel H from outside. The slide body 33 is slidably inserted into the tubular portion 31 and the adjusting bolt 35 is screwed to the female screw member 32 in the tubular portion 31 so that the axial direction is the radial direction of the steering wheel H. The adjustment bolt 35 can be moved in the same radial direction. That is, the slide body 33 moves in the radial direction of the steering wheel H by changing the screwing amount of the adjusting bolt 35 into the female screw member 32 by rotating the knob 37. The slide body 33 is provided with a scale M for making the movement adjustment easier.
[0030]
Further, each holding arm 30 of the steering arm 5 includes a fixing means 39 for releasing the movement of the slide body 33. The fixing means 39 includes a slit 40 formed along the axial direction of the cylindrical portion 31 and opened at the tip of the cylindrical portion 31, similarly to the support column 2 and the clamp 24 of the motor support 3. The cylindrical portion 31 includes a pair of projecting pieces 41, 41 facing each other with the slit 40 interposed therebetween, and a screw 42 that penetrates one projecting piece 41 and is screwed to the other projecting piece 41. Then, the fixing means 39 changes the diameter of the cylindrical portion 31 by changing the screwing amount of the screw 42 into the other protruding piece 41 by rotating operation, thereby changing the diameter of the cylindrical portion 31 by increasing or decreasing the interval between the slits 40. When the diameter is reduced, the slide body 33 therein is restrained.
[0031]
As shown in FIG. 3, the universal joint 7 provided between the output shaft 6 of the steering operation motor 4 and the steering arm 5 has two connecting members 43 and 44 connected by a cross shaft C orthogonal to the rotation axis. It is. The connecting member 43 on the steering operation motor 4 side has a connecting hole 45 into which the output shaft 6 is fitted, and a retaining pin 46 into which the output shaft 6 fitted into the connecting hole 45 is diametrically fitted. Is provided.
[0032]
On the other hand, the connecting member 44 on the steering arm 5 side is provided with attachment / detachment means 48 between the central axis 47 of the steering arm 5 for coupling and separating the two. The attachment / detachment means 48 is a so-called coupling, and includes a socket 48A on the connecting member 44 side and a plug 48B on the center shaft 47 side. The socket 48A has a cylindrical portion 49 into which the plug 48B is inserted and withdrawn, and a locking ball 50 which can be protruded and retracted inside and outside thereof. Is provided with a sleeve 52 that restrains the protruding portion from the inside of the cylindrical portion 49. On the other hand, the plug 48 </ b> B has a locking groove 53 on the outer circumference with which the locking ball 50 is engaged, and is fixed to the center shaft 47 of the steering arm 5 by a key 54. The attachment / detachment means 48 allows the plug 48B to be freely attached / detached by moving the sleeve 52 of the socket 48A to the cross shaft C side. When the plug 48B is attached to the socket 48A and the sleeve 52 is returned, the connection state of the both is changed. maintain.
[0033]
Since the steering operation device having the above configuration uses the base 1 fixed to the seat S in the driver's seat, it is not necessary to remove the seat S as a matter of course. In order to perform the setting on the vehicle, it is very easy to separate the column 2 and the motor support 3 in advance and separate the steering operation motor 4 and the steering arm 5 by the attaching / detaching means 48. Become.
[0034]
First, the base 1 is fixed to the seat S in the driver's seat. At this time, the column 2 is located substantially at the center of the seat S in the vehicle left-right direction. Next, the steering arm 5 is mounted on the steering wheel H. At this time, when the knob 37 of each holding arm 30 is operated to rotate, the slide body 33 and the hook 38 move steplessly in the radial direction of the steering ring wheel H by the action of the adjusting bolt 35. It is possible to freely cope with a plurality of types of steering wheels H having different diameters. If each hook 38 is locked on the outer peripheral portion of the steering wheel H and the slide body 33 is restrained by each fixing means 39, It is securely mounted on the steering wheel H. As described above, the steering arm 5 is mounted on the steering wheel H by simple operation of the knob 37 and the fixing means 39.
[0035]
Thereafter, the motor support 3 is mounted on the column 2 and the attachment / detachment means 48 is connected to perform position adjustment. At this time, in the steering operation device, the position of the motor support 3 in the axial direction (up and down direction) of the column 2 is adjusted so that the output shaft 6 of the steering operation motor 4 is substantially coaxial with the steering wheel H. You just have to do it.
[0036]
That is, the column 2 is rotatable around the base 1 with respect to the base 1 by the lower rotation shaft 16, and the motor support 3 is rotatable around the axis with respect to the column 2. In addition, the steering operation motor 4 is rotatable around the left-right axis of the vehicle with respect to the motor support 3 by the rotation pin 29 which is the upper rotation axis. If the motor support 3 is moved in the direction, the upright angle of the support column 2, the inclination angle of the steering operation motor 4, and the right and left swing angle can be freely changed. Therefore, after the position of the motor support 3 is adjusted so that the steering operation motor 4 has a predetermined posture, and the movement of the motor support 3 with respect to the support 2 is restrained by the clamp 24, the standing angle of the support 2 The tilt angle and the left-right swing angle of the steering operation motor 4 are determined, and the setting is completed.
[0037]
As described above, the steering operation device does not need to perform position adjustment at a plurality of positions while releasing the restraint of a plurality of clamps, unlike a conventional device having two legs, for example. Since the position of the support 3 is only adjusted and restrained by the clamp 24, the time and effort required for setting is very small, and the setting can be performed in a short time.
[0038]
When the steering operation device drives the steering operation motor 4, the rotation of the output shaft 6 is transmitted to the steering wheel H via the universal joint 7 and the steering arm 5. Due to the rotation, the rotation of the motor support 3 with respect to the support 2, the rotation of the steering operation motor 4 with respect to the motor support 3, and the rotation of the universal joint 7, even if the components are displaced vertically and horizontally. The rotation of the output shaft 6 is smoothly transmitted to the steering wheel H, and the vibration during traveling of the vehicle is well absorbed. Such a vibration absorbing function also enables rough setting of each component, and also absorbs a positional error of each component. In addition, as is clear from the above description, the mounting on the vehicle is easy, and therefore, the mounting on the vehicle is also easy.
[0039]
FIG. 5 is a view for explaining another embodiment of the steering operation device according to the present invention. The same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
[0040]
In the illustrated steering operation device, each holding arm 30 of the steering arm 5 has a tubular portion 31, and the first adjusting bolt 55 is accommodated in the tubular portion 31, and the second adjusting bolt 56 is screwed into the tubular portion 31. A penetrated slide body 57 is inserted. The first adjustment bolt 55 is fixed on the axis of the cylindrical portion 31 by a pin 58 penetrating from the outside at the back of the cylindrical portion 31. The first adjusting bolt 55 and the second adjusting bolt 56 are formed with reverse screws. The slide body 57 is provided with a fixing nut 59 as a fixing means and a hook 38 for engaging with the outer peripheral portion of the steering wheel H on the second adjusting bolt 56 outside the cylindrical portion 31. In the shape part 31, it is also screwed with the first adjustment bolt 55.
[0041]
That is, the slide body 57 acts like a turnbuckle by being screwed into the first and second adjustment bolts 55 and 56 having opposite threads, and is rotated together with the hook 38 in the radial direction of the steering wheel H by a rotating operation. The movement can be adjusted. After the adjustment, by tightening the fixing nut 59, the fixing nut 59 acts as a double nut to restrict the movement of the slide body 57.
[0042]
FIG. 6 is a view for explaining still another embodiment of the steering operation device according to the present invention.
[0043]
The illustrated steering operation device includes a second universal joint 61 in which the motor support 60 is arranged coaxially with the universal joint 7 with the steering operation motor 4 interposed therebetween. The second universal joint 61 has a cross shaft like the one described in the previous embodiment (see FIG. 3).
[0044]
The motor support 60 includes a rod 62 and a pipe 63 to be inserted into the column 2 and a U-shaped frame 64, as in the embodiment described with reference to FIG. In the embodiment shown in FIG. 1, the U-shaped frame 23 is rotatably mounted from below the steering operation motor 4, but in this embodiment, the U-shaped frame 64 is mounted from the rear side of the steering operation motor 4. The steering operation motor 4 is turned in the vehicle left-right direction with respect to the motor support 60 by a second universal joint 61 including an upper rotation axis whose axis is the vehicle body left-right direction. I am free to move.
[0045]
In addition, the motor support 60 includes a clamp 65 between the rod 62 and the second universal joint 61 for releasing the rotation of both. The clamp 65 has a pair of projecting pieces 62a, 62a extending in the axial direction with a gap therebetween at the upper end of the rod 62, and a second universal joint between the upper ends of the projecting pieces 62a, 62a. A joint 66 provided on one side of 61 is inserted, and is provided with a screw 67 that penetrates the one protrusion 62a and the joint 66 and is screwed to the other protrusion 62a. When the screw 67 is tightened by a turning operation, the joint 66 is sandwiched between the two projecting pieces 62 a, 62 a to restrict the turning of the second universal joint 61 with respect to the rod 62, and if the screw 67 is loosened, Release the restraint.
[0046]
The above-described steering operation device can obtain the same operation and effect as those of the previous embodiment. In addition, between the steering arm 5 and the motor support 60, the steering operation motor 4 is provided with two free ends on both ends of the output shaft. Since the state is held by the joints 7 and 61, the vibration absorbing performance is further enhanced.
[0047]
FIG. 7 is a view for explaining still another embodiment of the steering operation device according to the present invention.
[0048]
The illustrated steering operation device has the basic configuration of the steering operation device shown in FIG. 1, and a shaft support 68 that can be attached to and detached from the column 2 instead of the motor support 3 shown in FIG. 1. A shaft 69 having one end connected to the support 68 so as to be rotatable around an axis in the vehicle left-right direction is provided, and the position of the shaft support 68 in the axial direction with respect to the column 2 is adjustable. At the other end of the shaft 69, a mechanism on the steering operation motor 4 side of the attachment / detachment means 48 shown in FIG. 3, that is, a socket 48A is provided.
[0049]
As with the motor support 3 shown in FIG. 1, the shaft support 68 includes a rod 70 and a pipe 71 inserted into the column 2, and a U-shaped frame 72 provided at the upper end of the rod 70. A clamp 24 for releasing the axial movement of the pipe 71 is provided between them, and one end of a shaft body 69 is rotatably connected by a rotating shaft 73 provided on a U-shaped frame 72. . Further, the shaft body 69 of this embodiment is provided with a manual or electromagnetic clutch 74 for interrupting the transmission of rotation at an intermediate portion thereof.
[0050]
The steering operation device described above differs from the steering operation device shown in FIG. 1 in that the motor support 3 is separated from the column 2 and the attaching / detaching means 48 is separated, and the motor support 3 and the steering operation motor 4 are removed. The shaft support 68 is mounted on the column 2, and the attachment / detachment means 48 is connected between the shaft 69 and the steering arm 5. Similarly, the position of the steering operation motor 4 is adjusted such that the steering wheel H and the shaft 69 are coaxial with each other so as to adjust the position of the shaft support 68 in the axial direction of the column 2. This restricts the movement of the shaft support 68 in the axial direction.
[0051]
That is, the steering operation device described above can be provided with a vibration absorbing function by being set in the vehicle, and can fix the steering wheel H. When the clutch 74 is released, the steering wheel H rotates. Can be done. Such a steering operation device is used, in particular, when performing a running test of a vehicle on a chassis dynamometer, and by partially sharing the configuration with the steering wheel operation device described in the above embodiment, Manufacturing costs are also reduced.
[0052]
FIG. 8 is a diagram illustrating still another embodiment of the steering operation device according to the present invention.
[0053]
The illustrated steering operation device has the same basic configuration as the steering operation device illustrated in FIG. 1, and additionally includes an operation angle detection unit 75 that detects the rotation of the output shaft 6 of the steering operation motor 4, An operating force detecting means 76 for detecting a rotational operating force of the arm 5 and a control means 77 for controlling the steering operation motor 4 based on detection signals from the operating angle detecting means 75 and the operating force detecting means 76 are provided.
[0054]
The operation angle detection means 75 uses an encoder or a potentiometer, is attached to the steering operation motor 4, and inputs a detection signal (operation angle) to the control means 77. The operation force detecting means 76 uses a strain gauge, is attached to the output shaft 6 of the steering operation motor 4, and inputs a detection signal (operation force) to the control means 77 via an amplifier 78 such as a strain amplifier. I do. The control means 77 receives a vehicle speed, an engine speed, a course guidance signal for a test course, and a command input beacon from a beacon transmitter 79.
[0055]
In the steering operation device having the above configuration, the control unit 77 inputs detection signals from the detection units 75 and 76 and selects a control method of the steering operation angle and the operation force based on a command input beacon or the like. At the same time, control is performed to feed back the detection result, and on the other hand, PID control or feedforward control is performed using the detection signals other than the detection means 75 and 76 to control the operation angle and operation force. Thus, a command is given to the steering operation motor 4 to control the steering wheel H via the steering arm 5.
[0056]
In the steering operation device, the same operation and effect as those of the above embodiments can be obtained. In addition, the operation angle and the operation force of the steering operation motor 4 can be accurately controlled to achieve stable operation and artificial operation. In addition to performing operations that are closer to the ones, it is also possible to realize, for example, expansion of the range of use of a running test on a test course.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view illustrating an embodiment of a steering operation device according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are side sectional views illustrating a support, a motor support, and a steering operation motor; FIG. 2B is a rear view of the steering operation motor; FIG. It is a rear view (d) explaining the lower end part of a support | pillar.
FIGS. 3A and 3B are a cross-sectional view showing the universal joint in an exploded state, and a cross-sectional view illustrating the connection between the center shaft of the steering arm and the plug.
FIGS. 4A and 4B are a cross-sectional view (a) illustrating one side of a steering arm, a cross-sectional view illustrating a fixing unit, and a plan view of a tubular portion and a slide body.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a steering operation device according to another embodiment of the present invention, with one side omitted, illustrating a steering arm.
FIGS. 6A and 6B are a side sectional view illustrating a further embodiment of the steering operating device according to the present invention, and a rear view illustrating a clamp at an upper end portion of a motor support.
FIGS. 7A and 7B are a side view and a cross-sectional view from the rear side illustrating a steering operation device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view for explaining still another embodiment of the steering operation device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
H steering wheel
S sheet
1 base
2 props
360 motor support
4 Motor for steering operation
5 Steering arm
6 Output shaft
7 Universal joint
12 13 belt
16 Rotation axis (upper rotation axis)
29 Rotation pin (lower rotation axis)
30 Holding arm
33 57 Slide body
35 Adjustment bolt
38 hook
39 fixing means
48 Attaching and detaching means
55 1st adjustment bolt
56 2nd adjustment bolt
59 Fixing nut (fixing means)
61 Second Universal Joint
68 shaft support
69 shaft
75 Operation angle detection means
76 Operating force detection means
77 control means

Claims

車両の運転席のシートに固定する基台と、軸線を車体左右方向とした下側の回動軸により基台に対して下端部が回動自在な支柱と、支柱に対してその上端側の軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在なモータ支持体と、軸線を車体左右方向とした上側の回動軸によりモータ支持体に対して回動自在なステアリング操作用モータと、ステアリングホイールに対して着脱可能なステアリングアームと、ステアリング操作用モータの出力軸の回転をステアリングアームに伝達する自在継手を備え、基台が、シート上に載置した状態でシートバックに当接するフレームと、運転席の裏側に通して基台を固定するベルトを備えていることを特徴とするステアリング操作装置。A base fixed to the driver's seat of the vehicle, a column whose lower end is rotatable with respect to the base by a lower rotation axis whose axis is in the lateral direction of the vehicle body, and an upper end of the column with respect to the column. A motor support that is position-adjustable in the axial direction and is rotatable around the axis, a steering operation motor that is rotatable with respect to the motor support by an upper rotation shaft whose axis is the vehicle body left-right direction, A frame that has a steering arm that can be attached to and detached from the steering wheel, and a universal joint that transmits the rotation of the output shaft of the steering operation motor to the steering arm. The base abuts on the seat back with the base resting on the seat A steering operation device comprising a belt passing through the back of the driver's seat and fixing the base.

ステアリングアームが、自在継手への連結部分を中心にして放射状に複数の保持アームを備えており、各保持アームは、軸線方向をステアリングホイールの半径方向とした調整用ボルトにより同半径方向に移動可能なスライド体と、スライド体の移動を拘束解除する固定手段を備え、スライド体に、ステアリングホイールの外周部に係合するフックを備えたことを特徴とする請求項１に記載のステアリング操作装置。The steering arm is provided with a plurality of holding arms radially about the connection part to the universal joint, and each holding arm can be moved in the same radial direction by adjusting bolts whose axial direction is the radial direction of the steering wheel The steering operating device according to claim 1, further comprising: a slide unit; and a fixing unit configured to release the movement of the slide unit, and the slide unit includes a hook that engages with an outer peripheral portion of the steering wheel.

モータ支持体が、ステアリング操作用モータを間にして自在継手と同軸上に配置される第２の自在継手を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング操作装置。The steering operating device according to claim 1 or 2, wherein the motor support includes a second universal joint arranged coaxially with the universal joint with the steering operating motor interposed therebetween.

支柱に対してモータ支持体が着脱可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のステアリング操作装置。The steering operating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor support is detachable from the support.

ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のステアリング操作装置。The steering operating device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a detachable unit that couples and separates the steering operating motor and the steering arm.

請求項１〜３のいずれかに記載のステアリング操作装置において、支柱に対してモータ支持体を着脱可能に設けると共に、ステアリング操作用モータとステアリングアームの間に双方を結合分離する着脱手段を設け、モータ支持体に換えて支柱に対して着脱可能な軸支持体と、軸支持体に対して一端部を車両左右方向の軸回りに回動自在に連結した軸体を備え、軸支持体が、支柱に対してその軸線方向に位置調整可能で且つ軸回り方向に回動自在であると共に、軸体の他端部に、着脱手段のステアリング操作用モータ側の機構を設けたことを特徴とするステアリング操作装置。The steering operation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor support is detachably provided to the support column, and a detachable unit is provided between the steering operation motor and the steering arm for coupling and separating both. A shaft support that can be attached to and detached from the support in place of the motor support, and a shaft that has one end connected to the shaft support so as to be rotatable around an axis in the vehicle left-right direction. The position of the support is adjustable in the axial direction, and the support is rotatable around the axis, and the other end of the shaft is provided with a mechanism on the side of the motor for steering operation of the attachment / detachment means. Steering operation device.

ステアリング操作用モータの出力軸の回転を検出する操作角度検出手段と、ステアリングアームの回転操作力を検出する操作力検出手段と、操作角度検出手段や操作力検出手段からの検出信号に基づいてステアリング操作用モータを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のステアリング操作装置。Operating angle detecting means for detecting the rotation of the output shaft of the steering operating motor; operating force detecting means for detecting the rotational operating force of the steering arm; and steering based on detection signals from the operating angle detecting means and the operating force detecting means. The steering operating device according to any one of claims 1 to 6, further comprising control means for controlling the operating motor.