JP6401139B2 - ステアリング用機器操作装置 - Google Patents

Description

この発明は、ステアリング用機器操作装置に係り、特に、ステアリングホイールを把持しつつ自動車に搭載された車載機器を操作するためのステアリング用機器操作装置に関する。

近年、自動車に搭載された車載機器、例えばナビゲーション機器、オーディオ機器および空調機器などを、自動車を運転しつつ安全に操作することが求められている。そこで、車載機器を操作するための機器操作部をステアリングホイールに配置したステアリング用機器操作装置が提案されている。

一般的に、ステアリング用機器操作装置は、ステアリングホイールの把持部を把持して運転する運転者の妨げとならないように、把持部の内側に位置するスポーク部に機器操作部が配置されている。しかしながら、機器操作部の位置によっては運転者が把持部から手を放して機器操作部を操作する必要があり、機器操作部をより安全に操作可能なステアリング用機器操作装置が求められている。

そこで、機器操作部を安全に操作するための技術として、例えば、特許文献１には、車両のハンドルを運転者が両手で握っている状態で、運転者の一方の親指が接する範囲に第１の検知手段を配置し、他方の親指が接する範囲に第２の検知手段を配置して、検知手段へのタッチ操作によって車載機器の入力を行うタッチ入力装置が提案されている。このタッチ入力装置は、親指が接する範囲に検知手段を配置することにより、手をハンドルから放すことなく検知手段に触れることができ、検知手段を安全に操作することができる。

特開２０１４−２１１６９０号

しかしながら、特許文献１のタッチ入力装置は、検知手段の位置を感覚的に把握することが困難であるため、運転者は検知手段を操作するために視線を検知手段に一旦移して検知手段の位置を確認する必要があった。また、検知手段を操作する際に、運転者の親指がスポーク部側に移されるのに従って把持部が適切な姿勢で把持されなくなり、ステアリングホイールの操舵に影響を与えるおそれもある。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、ステアリングホイールの把持部を把持しつつ安全に操作することができるステアリング用機器操作装置を提供することを目的とする。

この発明に係るステアリング用機器操作装置は、自動車を運転する運転者がステアリングホイールの把持部を把持しつつ自動車に搭載された車載機器を操作するためのステアリング用機器操作装置であって、環形状を有すると共に把持部の外周を囲むように配置され、自らの中心軸の周りに回転可能に取り付けられると共に中心軸の両端部が揺動するように傾斜可能に取り付けられた機器操作部と、機器操作部の動きに応じて車載機器の動作を制御する機器制御部とを備え、車載機器は、運転者に対向するように配置された表示部を有し、表示部の左右方向に車載機器の動作における第１の系統を並べて表示すると共に表示部の上下方向に車載機器の動作における第２の系統を並べて表示し、機器操作部は、把持部の内部に配置されて把持部の内周に沿って所定の幅で環状に延びるように形成され、且つ、機器制御部に接続されて把持部の内部に配置された回転検出部に対向する位置に中央接点が配置されると共に、機器制御部に接続されて把持部の内部に回転検出部を挟んで配置された一対の傾斜検出部に対向する位置に一対の端部接点が中央接点を挟んで配置された支持部を有し、機器操作部の回転に応じて中央接点が回転検出部に接続されると共に、機器操作部の傾斜に応じて一対の端部接点が一対の傾斜検出部に接続され、機器制御部は、中央接点が回転検出部に接続されることにより、機器操作部が運転者に対して右回転した回転量に応じて第１の系統を右方向に選択すると共に機器操作部が運転者に対して左回転した回転量に応じて第１の系統を左方向に選択し、一対の端部接点が一対の傾斜検出部に接続されることにより、機器操作部が運転者に向かって上方向に傾斜した回数に応じて第２の系統を上方向に選択すると共に機器操作部が運転者に向かって下方向に傾斜した回数に応じて第２の系統を下方向に選択するものである。

ここで、機器操作部は、ほぼ真円の外周縁を有することが好ましい。

また、機器操作部は、把持部の厚み方向に中心軸が平行移動するようにスライド可能に取り付けられることが好ましい。
また、機器制御部は、機器操作部がスライドすることにより車載機器の動作を決定することができる。

また、機器操作部の動きをロックするロック部をさらに有することが好ましい。
また、運転者の指が機器操作部に当接する当接範囲が広がるように、把持部において機器操作部が配置された位置の表面側と裏面側に幅広な凹部を有することが好ましい。

この発明によれば、機器操作部が環形状を有すると共に把持部の外周を囲むように配置されて自らの中心軸の周りに回転可能に取り付けられると共に中心軸の両端部が揺動するように傾斜可能に取り付けられるので、ステアリングホイールの把持部を把持しつつ安全に操作することができるステアリング用機器操作装置を提供することが可能となる。

この発明の一実施の形態に係るステアリング用機器操作装置を備えた自動車の構成を示す図である。 ステアリングホイールの構成を示す図である。 把持部を囲むように配置された機器操作部を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 機器操作部を操作する様子を示す図である。 機器操作装置の構成を示す断面図である。 表示部の左右方向と上下方向に２次元的に系統を並べて表示した様子を示す図である。 機器操作部の動きをロックするロック部の構成を示す図である。 把持部に形成された幅広な凹部を示す図である。 載置部の中央部近傍に配置された機器操作部を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、この発明の一実施の形態に係るステアリング用機器操作装置を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、運転席１と、運転席１の前側に配置されるインストルメントパネル２と、運転席１とインストルメントパネル２との間に配置されるステアリングホイール３と、インストルメントパネル２に配置されるナビゲーション機器４と、ステアリングホイール３に配置される機器操作装置５とを有する。

インストルメントパネル２は、車室の前部を車幅方向に延びるように配置され、ナビゲーション機器４を含む様々な車載機器が配置されている。
ナビゲーション機器４は、自動車を運転する運転者Ｄ等に向けて地図情報などを表示する表示部４ａを有する。この表示部４ａは、インストルメントパネル２の車幅方向中央部に運転席１に対向するように配置されている。

ステアリングホイール３は、表面Ｓが運転席１に対向すると共に裏面Ｒがインストルメントパネル２に対向するように配置されている。図２に示すように、ステアリングホイール３は、円環形状を有する把持部６と、把持部６のほぼ中央部に配置されるボス部７と、把持部６とボス部７とを接続するスポーク部８とを有する。
把持部６は、運転者Ｄが自動車を運転する際に把持するもので、中心軸が前方から後方へ向かって緩やかに上方へ傾斜しつつ延びるように配置され、円形状の横断面を有するように形成されている。また、把持部６の両側部側には、内周面から内側に突出する載置部９が設けられている。この載置部９は、運転者Ｄが把持部６を把持した際に親指を載置するためのもので、把持部６の上半部、すなわち把持部６の中心軸より上側に配置されている。
スポーク部８は、ボス部７の両側部と下部からそれぞれ把持部６に延びるように形成されている。

機器操作装置５は、運転者Ｄがステアリングホイール３の把持部６を把持しつつナビゲーション機器４を操作するためのもので、把持部６の右側部側に配置された機器操作部１０を有する。この機器操作部１０は、把持部６の上半部において載置部９の下部近傍に配置されている。機器操作部１０は、環形状を有し、把持部６の外周を囲むように配置されている。図３に示すように、機器操作部１０は、ほぼ真円の外周縁を有すると共にその外径が把持部６より大きくなるように形成されており、把持部６の外周面から全周にわたって突出するように配置されている。

機器操作部１０は、図４（Ａ）に示すように、自らの中心軸Ｌの周りに回転可能に把持部６に取り付けられている。これにより、機器操作部１０は、表面Ｓ側と裏面Ｒ側が車両に対して左右方向に回転移動し、例えば、運転者Ｄにより機器操作部１０の表面Ｓ側が左右方向に回転操作される。
なお、把持部６には、機器操作部１０をスムーズに操作できるように、機器操作部１０が配置される位置に凹部１１が形成されている。

また、機器操作部１０は、図４（Ｂ）に示すように、把持部６の表面Ｓと裏面Ｒとの間、すなわち把持部６の厚み方向Ｔに機器操作部１０の中心軸Ｌの両端部が揺動するように傾斜可能に把持部６に取り付けられている。ここで、中心軸Ｌは、把持部６の中央を厚み方向Ｔに揺動する。これにより、機器操作部１０は、表面Ｓ側と裏面Ｒ側が把持部６に沿って上下方向に移動し、例えば、運転者Ｄにより機器操作部１０の表面Ｓ側が上下方向に傾斜操作される。

さらに、機器操作部１０は、図４（Ｃ）に示すように、把持部６の厚み方向Ｔに中心軸Ｌが平行移動するようにスライド可能に把持部６に取り付けられている。これにより、機器操作部１０は、例えば表面Ｓ側を裏面Ｒ側に向かって押されることよりスライド操作される。
なお、機器操作部１０は、傾斜操作またはスライド操作された後、元の中立姿勢、すなわち傾斜およびスライドされていない姿勢に戻るように付勢されている。

次に、機器操作装置５の構成を詳細に説明する。
図５に示すように、機器操作装置５は、把持部６の内部に機器操作部１０に対応して配置された動き検出部１２と、動き検出部１２およびナビゲーション機器４にそれぞれ接続された機器制御部１３とを有する。

ここで、把持部６は、芯金部１４と、芯金部１４の外側を覆う表皮部１５と、芯金部１４と表皮部１５との間に配置される軟質な軟質部１６とを有する。芯金部１４は、把持部６を支持するもので、把持部６の中央部を環状に延びるように配置されている。軟質部１６はポリウレタンなどの樹脂材料から構成することができ、表皮部１５は合成皮革などの皮材料から構成することができる。

機器操作部１０は、把持部６の内部に配置された支持部１７を有する。支持部１７は、円環形状を有すると共に把持部６が延びる方向に幅広く形成されており、把持部６の内部において機器操作部１０を支持するものである。
動き検出部１２は、支持部１７の底面の中央部に配置された中央接点１８ａと、支持部１７の底面に中央接点１８ａを挟むように配置された端部接点１８ｂおよび１８ｃと、中央接点１８ａに対向して配置された回転検出部１９ａと、端部接点１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ対向して配置された傾斜検出部１９ｂおよび１９ｃとを有する。

中央接点１８ａは、支持部１７の周方向に並んで配置されており、機器操作部１０が回転することにより回転検出部１９ａに順次接続される。
端部接点１８ｂおよび１８ｃは、機器操作部１０が傾斜またはスライドされることにより傾斜検出部１９ｂおよび１９ｃに接続される。
回転検出部１９ａは、中央接点１８ａとの接続による検出信号を機器制御部１３に出力する。すなわち、回転検出部１９ａは、ロータリースイッチと同様の機構で機器操作部１０の回転を検出するものである。傾斜検出部１９ｂおよび傾斜検出部１９ｃは、端部接点１８ｂおよび端部接点１８ｃの接続による検出信号を機器制御部１３に出力する。

機器制御部１３は、動き検出部１２から出力される検出信号に基づいて機器操作部１０の動きを求め、機器操作部１０の動きに応じてナビゲーション機器４の動作を制御する。
具体的には、機器制御部１３は、回転検出部１９ａから入力される検出信号に基づいて機器操作部１０が回転した回転量、すなわち所定の位置を基準として機器操作部１０が左右方向に回転した回転距離を求め、その回転量に応じてナビゲーション機器４の動作における第１の系統を制御する。また、機器制御部１３は、端部接点１８ｂおよび１８ｃから入力される検出信号に基づいて機器操作部１０が傾斜した回数、すなわち傾斜していない機器操作部１０の中立姿勢を基準として上下方向に傾斜された回数を求め、その傾斜回数に応じてナビゲーション機器４の動作における第２の系統を制御する。さらに、機器制御部１３は、端部接点１８ｂおよび１８ｃから入力される検出信号に基づいて機器操作部１０のスライド移動を検出し、そのスライド移動に応じてナビゲーション機器４の動作を制御する。

次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、図１に示すように、運転者Ｄがステアリングホイール３の把持部６を把持して自動車の運転を行う。ここで、運転者Ｄが、自動車を運転しつつナビゲーション機器４を操作したい場合には、図２に示すように、機器操作部１０に指を置いてナビゲーション機器４の操作を行う。

この時、機器操作部１０は、把持部６に配置されているため、手および指を大きく動かす必要はなく、把持部６を適切な把持姿勢で把持した状態で安全に機器操作部１０を操作することができる。また、機器操作部１０は、把持部６の外周を囲むように配置されると共に回転および傾斜可能に取り付けられているため、把持部６の形状に応じた複数の操作をスムーズに行うことができる。
さらに、機器操作部１０は、ほぼ真円の外周縁を有するため、回転しても一定の形態を保つことができ、回転操作を安定して行うことができる。また、機器操作部１０は、図３に示すように、把持部６の外周面から突出するように配置されているため、視線を機器操作部１０に移すことなく、指の触覚だけで機器操作部１０の位置を把握することができる。また、機器操作部１０は、把持部６の外周面から全周にわたって突出するため、安定して操作することができる。

ナビゲーション機器４は、例えば、図６に示すように、表示部４ａの左右方向に系統Ｍ１を並べて表示すると共に表示部４ａの上下方向に系統Ｍ２を並べて表示する。
運転者Ｄは、表示部４ａに表示された系統Ｍ１を選択したい場合には、図４（Ａ）に示すように、機器操作部１０を回転操作する。この時、例えば運転者Ｄが機器操作部１０の表面Ｓ側に触れて回転操作すると、機器操作部１０は左右方向に回転操作されることになり、この操作方向は表示部４ａに表示された系統Ｍ１の配列方向と一致するものとなる。このため、機器操作部１０の回転操作を感覚的に行うことができ、機器操作部１０の操作に関心を移すことなく、自動車を安定して運転することができる。
図５に示すように、動き検出部１２が機器操作部１０の回転を順次検出し、機器制御部１３が機器操作部１０の回転量に応じて系統Ｍ１を左右方向に選択する。例えば、系統Ｍ１において「ア」から右方向に３項目分だけ進むように機器操作部１０が回転された場合には「エ」が選択されることになる。

続いて、運転者Ｄは、表示部４ａに表示された系統Ｍ２を選択したい場合には、図４（Ｂ）に示すように、機器操作部１０を傾斜操作する。この時、例えば運転者Ｄが機器操作部１０の表面Ｓ側に触れて傾斜操作すると、機器操作部１０は上下方向に傾斜操作されることになり、この操作方向は表示部４ａに表示された系統Ｍ２の配列方向と一致するものとなる。このため、回転操作と同様に、機器操作部１０の傾斜操作を感覚的に行うことができ、機器操作部１０の操作に関心を移すことなく、自動車を安定して運転することができる。
機器操作部１０の傾斜は動き検出部１２により検出され、機器制御部１３が機器操作部１０の傾斜回数に応じて系統Ｍ２を上下方向に選択する。例えば、機器制御部１３は、傾斜検出部１９ｂのみから検出信号が入力される場合、すなわち傾斜検出部１９ｂと端部接点１８ｂが接続されると共に傾斜検出部１９ｃと端部接点１８ｃが開放されている場合には、機器操作部１０が上方へ傾斜操作されたと判断する。反対に、傾斜検出部１９ｃのみから検出信号が入力される場合には、機器操作部１０が下方へ傾斜操作されたと判断する。
機器制御部１３は、例えば、機器操作部１０が下方向に２回だけ傾斜操作された場合には、「エ」から下方向に２項目分進んで「セ」を選択することになる。

このようにして、運転者Ｄは、系統Ｍ１およびＭ２のうち「セ」を選択すると、図４（Ｃ）に示すように、機器操作部１０をスライド操作する。このスライド操作も感覚的に行うことができ、機器操作部１０の操作に関心を移すことなく、自動車を安定して運転することができる。
機器操作部１０のスライドは動き検出部１２により検出され、機器制御部１３が選択された項目を決定する。機器制御部１３は、傾斜検出部１９ｂと傾斜検出部１９ｃの両者から検出信号が入力される場合、すなわち傾斜検出部１９ｂと端部接点１８ｂが接続されると共に傾斜検出部１９ｃと端部接点１８ｃが接続されている場合には、機器操作部１０がスライド操作されたと判断する。
これにより、機器制御部１３は、所望の項目として「セ」を決定する。
このように、運転者Ｄは、自動車を運転しつつ安全に機器操作部１０の操作を行うことができる。

本実施の形態によれば、機器操作部１０が環形状を有すると共に把持部６の外周を囲むように配置されて回転および傾斜可能に取り付けられているため、把持部６を把持しつつ安全に機器操作部１０の操作を行うことができる。

なお、上記の実施の形態において、機器操作装置５は、機器操作部１０の動きをロックするロック部をさらに有することが好ましい。
例えば、図７に示すように、機器操作装置５は、把持部６の凹部１１にロック部２１を設けることができる。このロック部２１は、凹部１１に段差を形成するもので、その外径が機器操作部１０の内径とほぼ同じ径を有するように形成されている。このため、機器操作部１０を凹部１１からロック部２１に移動させると、ロック部２１の外周面が機器操作部１０の内周面に当接し、機器操作部１０の動きをロックすることができる。
このように、機器操作部１０の動きをロックすることにより、機器操作部１０の誤操作を防ぐことができ、自動車を安定して運転することができる。

また、上記の実施の形態において、運転者Ｄの指が機器操作部１０に当接する当接範囲が広がるように把持部６において機器操作部１０が配置された位置に幅広な凹部を有することが好ましい。
例えば、図８に示すように、把持部６の凹部１１に換えて凹部２２を配置することができる。この凹部２２は、凹部１１に対して表面Ｓ側と裏面Ｒ側を幅広に形成したものである。一般的に、運転者Ｄは、親指と人差し指で機器操作部１０の表面Ｓ側と裏面Ｒ側に触れて操作する傾向があり、凹部２２を形成することにより親指と人差し指に対する機器操作部１０の当接範囲を広げることができる。
このように、機器操作部１０の当接範囲を広げることにより、把持部６を把持しつつスムーズに機器操作部１０の操作を行うことができる。

また、上記の実施の形態では、機器操作部１０は、把持部６において載置部９の下部近傍に配置されたが、把持部６を囲むように配置されていればよく、この位置に限られるものではない。ここで、機器操作部１０は、把持部６の角度および載置部９の位置などに応じて操作性が高い位置に配置することが好ましい。例えば、図９に示すように、載置部９の中央部近傍に機器操作部２３を配置することができる。

また、上記の実施の形態では、機器操作部１０は、把持部６の厚み方向Ｔに中心軸Ｌの両端部が揺動するように傾斜されたが、中心軸Ｌの両端部が揺動するように傾斜できればよく、厚み方向Ｔに限定されるものではない。例えば、厚み方向Ｔに直交する把持部６の幅方向に中心軸Ｌが揺動するように傾斜することもできる。
また、上記の実施の形態では、機器操作部１０は、把持部６の厚み方向Ｔのみに中心軸Ｌの両端部が揺動するように傾斜されたが、厚み方向Ｔに加えて他の方向にも中心軸Ｌの両端部が揺動するように傾斜させてもよい。例えば、把持部６の厚み方向Ｔと幅方向に中心軸Ｌの両端部が揺動するように傾斜させることができる。これにより、機器操作部１０は、複数の方向に傾斜操作を行うことができ、ナビゲーション機器４の多様な動作を制御することができる。

また、上記の実施の形態では、機器制御部１３は、ナビゲーション機器４の動作を制御したが、これに限られるものではなく、他の車載機器の動作を制御してもよい。機器制御部１３は、例えば、オーディオ機器および空調機器などの動作を機器操作部１０の動きに応じて制御することができる。

１ 運転席、２ インストルメントパネル、３ ステアリングホイール、４ ナビゲーション機器、４ａ 表示部、５ 機器操作装置、６ 把持部、７ ボス部、８ スポーク部、９ 載置部、１０，２３ 機器操作部、１１，２２ 凹部、１２ 動き検出部、１３ 機器制御部、１４ 芯金部、１５ 表皮部、１６ 軟質部、１７ 支持部、１８ａ 中央接点、１８ｂ，１８ｃ 端部接点、１９ａ 回転検出部、１９ｂ，１９ｃ 傾斜検出部、２１ ロック部、Ｄ 運転者、Ｓ 表面、Ｒ 裏面、Ｌ 中心軸、Ｔ 厚み方向、Ｍ１，Ｍ２ 系統。

Claims (6)

1. 自動車を運転する運転者がステアリングホイールの把持部を把持しつつ自動車に搭載された車載機器を操作するためのステアリング用機器操作装置であって、
   環形状を有すると共に前記把持部の外周を囲むように配置され、自らの中心軸の周りに回転可能に取り付けられると共に前記中心軸の両端部が揺動するように傾斜可能に取り付けられた機器操作部と、
   前記機器操作部の動きに応じて前記車載機器の動作を制御する機器制御部と
   を備え、
   前記車載機器は、前記運転者に対向するように配置された表示部を有し、前記表示部の左右方向に前記車載機器の動作における第１の系統を並べて表示すると共に前記表示部の上下方向に前記車載機器の動作における第２の系統を並べて表示し、
   前記機器操作部は、前記把持部の内部に配置されて前記把持部の内周に沿って所定の幅で環状に延びるように形成され、且つ、前記機器制御部に接続されて前記把持部の内部に配置された回転検出部に対向する位置に中央接点が配置されると共に、前記機器制御部に接続されて前記把持部の内部に前記回転検出部を挟んで配置された一対の傾斜検出部に対向する位置に一対の端部接点が前記中央接点を挟んで配置された支持部を有し、前記機器操作部の回転に応じて前記中央接点が前記回転検出部に接続されると共に、前記機器操作部の傾斜に応じて前記一対の端部接点が前記一対の傾斜検出部に接続され、
   前記機器制御部は、前記中央接点が前記回転検出部に接続されることにより、前記機器操作部が前記運転者に対して右回転した回転量に応じて前記第１の系統を右方向に選択すると共に前記機器操作部が前記運転者に対して左回転した回転量に応じて前記第１の系統を左方向に選択し、前記一対の端部接点が前記一対の傾斜検出部に接続されることにより、前記機器操作部が前記運転者に向かって上方向に傾斜した回数に応じて前記第２の系統を上方向に選択すると共に前記機器操作部が前記運転者に向かって下方向に傾斜した回数に応じて前記第２の系統を下方向に選択するステアリング用機器操作装置。
2. 前記機器操作部は、ほぼ真円の外周縁を有する請求項１に記載のステアリング用機器操作装置。
3. 前記機器操作部は、前記把持部の厚み方向に前記中心軸が平行移動するようにスライド可能に取り付けられる請求項１または２に記載のステアリング用機器操作装置。
4. 前記機器制御部は、前記機器操作部がスライドすることにより前記車載機器の動作を決定する請求項３に記載のステアリング用機器操作装置。
5. 前記機器操作部の動きをロックするロック部をさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のステアリング用機器操作装置。
6. 前記運転者の指が前記機器操作部に当接する当接範囲が広がるように、前記把持部において前記機器操作部が配置された位置の表面側と裏面側に幅広な凹部を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のステアリング用機器操作装置。