JP4333726B2

JP4333726B2 - 車両用ステアリングハンドル

Info

Publication number: JP4333726B2
Application number: JP2006302507A
Authority: JP
Inventors: 忠幸鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: JP2007045413A

Description

本発明は、車両用ステアリングハンドルに係り、特に、グリップを備えた車両用ステアリングハンドルに関する。

この種の車両用ステアリングハンドルでは、中立位置における左右方向寸法が前後方向寸法よりも大きく形成されていて左右に回転するハンドル本体の左右両端に揺動自在なグリップが設けられている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
特開平１１−４８９８５号公報特開平１１−３４２８１９号公報特開平１１−３４２８４９号公報

ところで、従来の車両用ステアリングハンドルでは、中立位置におけるグリップの位置（初期位置）を調整することができなくて、中立位置においてグリップを運転者に合った初期位置に設定することができない。

本発明は、支持軸を中立位置から左回転するとき（例えば、ステアリングレバーが中立位置から下方に回動操作されるとき）の作動と、支持軸を中立位置から右回転するとき（例えば、ステアリングレバーが中立位置から上方に回動操作されるとき）の作動を異にすべくなされたものであり、操舵出力軸としても機能する支持軸に連結されたステアリングレバーにグリップが組付けられている車両用ステアリングハンドルにおいて、前記支持軸と前記ステアリングレバーが減速ギヤ機構を介して連結されていて、この減速ギヤ機構では、前記ステアリングレバーが中立位置から下方に回動操作される際の減速ギヤ比が、前記ステアリングレバーが中立位置から上方に回動操作される際の減速ギヤ比に比して大きくなるように設定されていることに特徴がある。この場合において、前記ステアリングレバーと前記減速ギヤ機構がそれぞれ左右一対であり、左右の前記ステアリングレバーを連動させる連結手段が設けられていることも可能である。

本発明による車両用ステアリングハンドルにおいては、上記のように構成されているため、支持軸を中立位置から所定量回動するときに、ステアリングレバーが中立位置から下方に回動操作される際の角度は、ステアリングレバーが中立位置から上方に回動操作される際の角度より小さい。このため、中立位置からの操舵操作時において、腕が伸びる方向で操作性がよいステアリングレバーの上方への操作量を大きくすることができるとともに、腕が縮む方向で窮屈になり操作性がわるいステアリングレバーの下方への操作量を小さくすることができて、操舵時の操作性を向上させることが可能である。

以下に、本発明を図面に基づいて説明する。図１〜図３は車両用ステアリングハンドルの第１実施形態を示していて、このステアリングハンドルＡは、操舵出力軸としても機能する支持軸１１と、この支持軸１１に組付けた左右一対のステアリングレバー１２，１３と、支持軸１１およびステアリングレバー１２，１３の基端部を運転者側から覆うパッド１４と、各ステアリングレバー１２，１３の先端部に組付けた左右一対のグリップ１５，１６を備えている。

支持軸１１は、回転可能に支持されていて、その回転に応じて転舵輪（図示省略）が直接または間接的に操舵されるように構成されている。各ステアリングレバー１２，１３は、基端部にて支持軸１１に固着されていて、支持軸１１と一体的に回動する。パッド１４は、車体に支持されていて、支持軸１１とステアリングレバー１２，１３の回動時にも回動しない。

各グリップ１５，１６は、図２に示したように、揺動軸２１の先端に固着されていて、揺動軸２１と一体的に回動する。揺動軸２１は、各ステアリングレバー１２，１３に一対の軸受２２，２３を介して回動可能に組付けられていて、基端ネジ部に螺着したナット２４により抜け止め固定されている。また、揺動軸２１には、ウォームホイール２５が一体的に設けられていて、このウォームホイール２５はウォームギヤ２６とによりウォーム減速機を構成している。

ウォームギヤ２６は、図３に示したように、各ステアリングレバー１２，１３の先端部に一対の軸受２７，２８を介して回転可能に組付けられていて、ウォームホイール２５に係合しており、ダイヤル２９にて回転操作可能である。ウォームホイール２５とウォームギヤ２６によって構成されるウォーム減速機は、中立位置での各グリップ１５，１６の位置調整（各ステアリングレバー１２，１３に対する各グリップ１５，１６のグリップ角調整）のための調整手段（角度調整手段）であり、その減速比は、グリップ側からの回転では動かないように設定されている。

上記のように構成した第１実施形態のステアリングハンドルＡにおいては、各グリップ１５，１６を手で握って支持軸１１を中心に各ステアリングレバー１２，１３を回動操作することにより、支持軸１１が回動して車両の操舵が可能である。また、このステアリングハンドルＡにおいては、ダイヤル２９を回転操作することにより、ウォームギヤ２６とウォームホイール２５を介して揺動軸２１を回動させ各グリップ１５，１６を揺動させることが可能であるため、中立位置における各グリップ１５，１６の位置（初期位置）を調整することが可能であり、中立位置において各グリップ１５，１６を運転者の好みの運転姿勢、操作性に適合した初期位置に設定することが可能である。

上記した第１実施形態においては、揺動軸２１にウォームホイール２５を一体的に設けて実施したが、図４に示した第１変形実施形態のように、揺動軸２１とウォームホイール２５間に、例えば、ゴムブッシュや捩りばね等の弾性体３１を介装して、揺動軸２１とウォームホイール２５を所定量相対回転可能とすることも可能である。

この場合の弾性体３１は、一端部を揺動軸２１に連結し他端部をウォームホイール２５に連結するようにして設けられていて、弾性変形により揺動軸２１とウォームホイール２５の相対回転を許容する。このため、この場合には、中立位置において各グリップ１５，１６を初期位置に戻す機能を維持しながら、操舵時の操作フィーリングを向上させることが可能である。

また、上記した第１実施形態においては、ウォームギヤ２６をダイヤル２９にて手動操作可能に構成して実施したが、図５に示した第２変形実施形態のように、ウォームギヤ２６を小型電気モータＭにて電動操作可能として実施することも可能である。この場合において、中立位置における各グリップ１５，１６の初期位置を検出するセンサ、例えば、図６に示した第３変形実施形態のように、ウォームギヤ２６の回転角センサＳを設けて、その初期位置を記憶させて運転者が代わる場合に有効なメモリー機能を持たせることも可能である。なお、中立位置における各グリップ１５，１６の初期位置を検出するセンサは、小型電気モータＭの回転角を検出するセンサでもよく、ウォームホイール２５の回転角を検出するセンサでもよい。

また、ウォームギヤ２６を小型電気モータＭにて電動操作可能として実施する場合において、支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３の回転角をセンサにて検出可能とし、支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３の回転角に応じて、各ステアリングレバー１２，１３に対する各グリップ１５，１６のグリップ角が所望の角度（例えば、運転者が操作し易い角度）にフィードバック制御により自動調整されるように構成して実施することも可能である。

この場合において、図７に例示したように、支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３の回転方向とは逆方向に各グリップ１５，１６を各ステアリングレバー１２，１３に対してそれぞれ回転させることも可能である。また、図８に例示したように、一方のグリップ１５を支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３の回転方向とは同方向に回転させるとともに、他方のグリップ１６を支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３の回転方向とは逆方向に回転させることも可能である。

また、上記した第１実施形態においては、操舵出力軸としても機能する支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３が一体的に回動するように構成して、支持軸１１と各ステアリングレバー１２，１３の回転角が同量となるように実施したが、図９に示した第２実施形態のステアリングハンドルＢのように、操舵出力軸としても機能する支持軸１１と左右一対のステアリングレバー１２，１３が左右一対の楕円ギヤ機構Ｇ１，Ｇ２と連結ギヤ機構Ｇ３を介して連結されるように構成して、支持軸１１と各ステアリングレバー１２，１３の回転角がそれぞれ異なるように実施することも可能である。

左方の楕円ギヤ機構Ｇ１は、左方のステアリングレバー１２と連結軸４１を介して一体的に連結した楕円ギヤ５１と、連結ギヤ機構Ｇ３の左方円形ギヤ６１に連結軸４２を介して一体的に連結されて楕円ギヤ５１に噛合する楕円ギヤ５２によって構成されている。この楕円ギヤ機構Ｇ１においては、左方のステアリングレバー１２が図９に示した中立位置から下方に回動操作される際の減速ギヤ比が左方のステアリングレバー１２が中立位置から上方に回動操作される際の減速ギヤ比に比して大きくなるように設定されている。なお、連結軸４１，４２は、図示位置で回動するように設けられている。

一方、右方の楕円ギヤ機構Ｇ２は、右方のステアリングレバー１３と連結軸４３を介して一体的に連結した楕円ギヤ５３と、連結ギヤ機構Ｇ３の右方円形ギヤ６２に連結軸４４を介して一体的に連結されて楕円ギヤ５３に噛合する楕円ギヤ５４によって構成されている。この楕円ギヤ機構Ｇ２においては、右方のステアリングレバー１３が図９に示した中立位置から下方に回動操作される際の減速ギヤ比が右方のステアリングレバー１３が中立位置から上方に回動操作される際の減速ギヤ比に比して大きくなるように設定されている。なお、連結軸４３，４４は、図示位置で回動するように設けられている。

また、連結ギヤ機構Ｇ３は、左右一対の楕円ギヤ機構Ｇ１，Ｇ２を連動させることにより左右一対のステアリングレバー１２，１３を連動させるものであり、上記した左右一対の円形ギヤ６１，６２と、支持軸１１と一体的に連結されて左右一対の円形ギヤ６１，６２に噛合する中央の円形ギヤ６３によって構成されている。なお、この第２実施形態の各ステアリングレバー１２，１３と各グリップ１５，１６の連結関係は、上記した第１実施形態の各ステアリングレバー１２，１３と各グリップ１５，１６の図２および図３に示した連結関係と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

上記のように構成した第２実施形態のステアリングハンドルＢにおいては、各グリップ１５，１６を手で握って各ステアリングレバー１２，１３を回動操作することにより、支持軸１１が回動して車両の操舵が可能である。また、このステアリングハンドルＢにおいても、上記した第１実施形態のステアリングハンドルＡと同様に、ダイヤル２９を回転操作することにより、ウォームギヤ２６とウォームホイール２５を介して揺動軸２１を回動させ各グリップ１５，１６を揺動させることが可能であるため、中立位置における各グリップ１５，１６の位置（初期位置）を調整することが可能であり、中立位置において各グリップ１５，１６を運転者の好みの運転姿勢、操作性に適合した初期位置に設定することが可能である。

また、この第２実施形態のステアリングハンドルＢにおいては、左方の楕円ギヤ機構Ｇ１にて、左方のステアリングレバー１２が中立位置から下方に回動操作される際の減速ギヤ比が中立位置から上方に回動操作される際の減速ギヤ比に比して大きくなるように設定され、右方の楕円ギヤ機構Ｇ２にて、右方のステアリングレバー１３が中立位置から下方に回動操作される際の減速ギヤ比が中立位置から上方に回動操作される際の減速ギヤ比に比して大きくなるように設定されている。

このため、図１０に示したように、左方のステアリングレバー１２が中立位置（実線位置）から上方に角度θLu回動操作されて上方位置（二点鎖線位置）に移動するとき（支持軸１１が中立位置から所定量右回転するとき）、右方のステアリングレバー１３が中立位置（実線位置）から下方に角度θRd回動操作されて下方位置（二点鎖線位置）に移動し、左方のステアリングレバー１２が中立位置（実線位置）から下方に角度θLd回動操作されて下方位置（一点鎖線位置）に移動するとき（支持軸１１が中立位置から所定量左回転するとき）、右方のステアリングレバー１３が中立位置（実線位置）から上方に角度θRu回動操作されて上方位置（一点鎖線位置）に移動する。

ところで、支持軸１１を中立位置から所定量回動するときに、左方のステアリングレバー１２が中立位置から下方に回動操作される際の角度θLdは、右方のステアリングレバー１３が中立位置から上方に回動操作される際の角度θRuより小さく、右方のステアリングレバー１３が中立位置から下方に回動操作される際の角度θRdは、左方のステアリングレバー１２が中立位置から上方に回動操作される際の角度θLuより小さい。このため、中立位置からの操舵操作時において、腕が伸びる方向で操作性がよい各ステアリングレバー１２，１３の上方への操作量を大きくすることができるとともに、腕が縮む方向で窮屈になり操作性がわるい各ステアリングレバー１２，１３の下方への操作量を小さくすることができて、操舵時の操作性を向上させることが可能である。

上記した第２実施形態においては、左右一対の楕円ギヤ機構Ｇ１，Ｇ２を連動させることにより左右一対のステアリングレバー１２，１３を連動させる連結手段として連結ギヤ機構Ｇ３を採用して実施したが、この連結手段として図１１に示した連結ベルト機構Ｃ１または図１２に示した連結リンク機構Ｃ２を採用して実施することも可能である。

図１１に示した連結ベルト機構Ｃ１は、左右一対の円形ギヤ７１，７２と、これらの円形ギヤ７１，７２を連結するベルト７３によって構成されている。左方の円形ギヤ７１は、楕円ギヤ機構Ｇ１の楕円ギヤ５２に連結軸４２を介して一体的に連結されている。一方、右方の円形ギヤ７２は、楕円ギヤ機構Ｇ２の楕円ギヤ５４に連結軸４４を介して一体的に連結されている。なお、図１１に示したステアリングハンドルＢにおいては、連結軸４２または４４が操舵出力軸としても機能するように構成されている。また、図１１に示したステアリングハンドルＢの他の構成は、図９に示したステアリングハンドルＢの構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

図１２に示した連結リンク機構Ｃ２は、左右一対のアーム８１，８２と、これらのアーム８１，８２を連結するリンク８３によって構成されている。左方のアーム８１は、楕円ギヤ機構Ｇ１の楕円ギヤ５２に連結軸４２を介して一体的に連結されている。一方、右方のアーム８２は、楕円ギヤ機構Ｇ２の楕円ギヤ５４に連結軸４４を介して一体的に連結されている。リンク８３は、左端にてピン８４を介してアーム８１の先端部に回動可能に連結され、右端にてピン８５を介してアーム８２の先端部に回動可能に連結されている。なお、図１２に示したステアリングハンドルＢにおいては、連結軸４２または４４が操舵出力軸としても機能するように構成されている。また、図１２に示したステアリングハンドルＢの他の構成は、図９に示したステアリングハンドルＢの構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

車両用ステアリングハンドルの第１実施形態を概略的に示す正面図である。図１に示した各ステアリングレバーと各グリップの関係を示す要部拡大部分縦断側面図である。図２の３−３線に沿った断面図である。図３に示した部位の第１変形実施形態を示す正面図である。図３に示した部位の第２変形実施形態を示す正面図である。図３に示した部位の第３変形実施形態を示す正面図である。図５または図６に示した小型電気モータをステアリングレバーの回転角に応じてフィードバック制御するときの一例を示す作動説明図である。図５または図６に示した小型電気モータをステアリングレバーの回転角に応じてフィードバック制御するときの他の例を示す作動説明図である。車両用ステアリングハンドルの第２実施形態を概略的に示す正面図である。図９に示した第２実施形態の作動説明図である。図９に示した第２実施形態の第１変形実施形態を示す正面図である。図９に示した第２実施形態の第２変形実施形態を示す正面図である。

符号の説明

１１…支持軸（出力軸）、１２，１３…ステアリングレバー、１４…パッド、１５，１６…グリップ、２１…揺動軸、２２，２３…軸受、２４…ナット、２５…ウォームホイール、２６…ウォームギヤ、２７，２８…軸受、２９…ダイヤル、３１…弾性体、Ｍ…小型電気モータ、Ｓ…回転角センサ、４１，４２，４３，４４…連結軸、５１，５２，５３，５４…楕円ギヤ、６１，６２，６３…円形ギヤ、Ｇ１，Ｇ２…楕円ギヤ機構、Ｇ３…連結ギヤ機構、７１，７２…円形ギヤ、７３…ベルト、Ｃ１…連結ベルト機構、８１，８２…アーム、８３…リンク、８４，８５…ピン、Ｃ２…連結リンク機構、Ａ…ステアリングハンドル、Ｂ…ステアリングハンドル。

Claims

操舵出力軸としても機能する支持軸に連結されたステアリングレバーにグリップが組付けられている車両用ステアリングハンドルにおいて、前記支持軸と前記ステアリングレバーが減速ギヤ機構を介して連結されていて、この減速ギヤ機構では、前記ステアリングレバーが中立位置から下方に回動操作される際の減速ギヤ比が、前記ステアリングレバーが中立位置から上方に回動操作される際の減速ギヤ比に比して大きくなるように設定されていることを特徴とする車両用ステアリングハンドル。
請求項１に記載の車両用ステアリングハンドルにおいて、前記ステアリングレバーと前記減速ギヤ機構がそれぞれ左右一対であり、左右の前記ステアリングレバーを連動させる連結手段が設けられていることを特徴とする車両用ステアリングハンドル。