JP7444122B2 - ステアリングハンドル - Google Patents

Description

本発明は、車両等の乗物を操舵する際に運転者によって操作されるステアリングハンドルに関する。

車両等の乗物には、操舵装置の一部として、第１軸線を有し、かつその第１軸線を中心として、正逆両方向へ回転するステアリングシャフトが設けられている。このステアリングシャフトには、乗物の運転者が把持して操作するステアリングハンドルが取付けられる。

特許文献１には、車両の直進時の位置から、第１軸線の周りに大きく、例えば９０°以上回転された場合であっても、運転者の手首に負荷がかかりにくいステアリングハンドルが記載されている。

このステアリングハンドルは、ボス部、一対のスポーク部及び一対の把持部を備えている。ボス部は、ステアリングシャフトに一体回転可能に取付けられる。両スポーク部は、車両の直進時に、ボス部から、互いに左右方向における反対方向へ延びる第２軸線を有している。両スポーク部は、第２軸線を中心として正逆両方向へ回転し得るようにボス部に支持されている。両把持部は、両スポーク部のボス部から遠い側の端部に固定されている。

上記ステアリングハンドルでは、両把持部を第２軸線の周りで回転させることが可能である。そのため、運転者は、両把持部を第２軸線の周りで回転させながら、ステアリングシャフトの第１軸線の周りで回転させることで、手首を自然な角度に維持することができる。ステアリングハンドルを、第１軸線の周りで９０°以上回転させる場合であっても、手首を不自然な角度で曲げなくてすみ、手首に負荷がかかりにくい。

特開２００４－３４８４９号公報

ここで、車両の直進時には、両把持部がボス部の左右両側方に位置する。このときの第２軸線の周りにおける把持部の位置を中立位置とする。中立位置に位置する各把持部のうち、第２軸線よりも上方部分が、運転者に近づく側へ回転する方向を手前方向とし、運転者から遠ざかる側へ回転する方向を奥方向とする。

運転者が、中立位置に位置する両把持部を第１軸線の周りで回転させる際、手首の構造上、各把持部を奥方向へ回転させた場合には、手前方向へ回転させた場合よりも多く回転できることが判っている。

例えば、右側の把持部について注目する。運転者は、両把持部を、第１軸線の周りで反時計回り方向へ回転させる際には、右側の把持部のうち、第２軸線よりも上方部分を手前方向へ回転させる。また、運転者は、両把持部を、第１軸線の周りで時計回り方向へ回転させる際には、右側の把持部のうち、第２軸線よりも上方部分を奥方向へ回転させる。運転者は、各把持部を手前方向へ回転させた場合よりも奥方向へ多くの角度回転させること
ができる。左側の把持部についても同様である。

ところが、上記特許文献１では、上述したような、回転方向による最大回転角度の違いが考慮されていない。また、上記特許文献１では、車両直進時に各把持部を中立位置に復帰させる点についても考慮されていない。そのため、把持部の操作性の点で改善の余地がある。

こうした問題は、上記従来のステアリングハンドルが設けられた乗物であれば、車両に限らず共通して起こり得る。

上記課題を解決するステアリングハンドルは、第１軸線を有し、かつ前記第１軸線を中心として正逆両方向へ回転するステアリングシャフトを備える乗物に適用されるものであり、前記ステアリングシャフトに一体回転可能に取付けられるボス部と、前記乗物の直進時に、前記ボス部から互いに左右方向における反対方向へ延びる第２軸線を有し、かつ前記第２軸線を中心として正逆両方向へ回転し得るように前記ボス部に支持された一対のスポーク部と、各スポーク部に固定された把持部とを備えるステアリングハンドルであって、前記直進時における各把持部の前記第２軸線の周りにおける位置を中立位置とするとともに、各把持部のうち、前記第２軸線よりも上方部分が運転者に近づく側へ回転する方向を手前方向とし、かつ前記運転者から遠ざかる側へ回転する方向を奥方向とした場合、前記ボス部と各スポーク部との間には、各把持部の前記中立位置から前記手前方向への最大回転角度と、前記奥方向への最大回転角度とをそれぞれ規定するとともに、前記直進時に各把持部を前記中立位置に復帰させる回転制御機構が設けられており、各回転制御機構では、前記奥方向への最大回転角度が、前記手前方向への最大回転角度よりも大きく設定されている。

上記の構成によれば、乗物の直進時には、各スポーク部及び各把持部が、ボス部の左右両側方に位置する。また、各把持部は、第２軸線を中心とする回転方向には、中立位置に位置する。

上記の状態から、各把持部が第１軸線の周りを正逆いずれかの方向へ回転されると、その回転は、スポーク部、ボス部を介してステアリングシャフトに伝達される。この伝達により、乗物の操舵が行なわれ、乗物の進行方向が変更される。上記第１軸線を中心とする各把持部の回転は、第２軸線を中心とする各把持部の正逆回転を伴いながら行なわれる。このように、各把持部が第２軸線の周りで回転するため、回転しないものに比べ、運転者は、把持部を把持したままで、ステアリングハンドルを第１軸線の周りで大きく回転させることが可能である。

ここで、運転者が、中立位置に位置する各把持部を第１軸線の周りで回転させる際、各把持部を奥方向へ回転させることのできる角度は、手前方向へ回転させることのできる角度よりも大きい。

この点、上記の構成によれば、各把持部の中立位置から手前方向への最大回転角度と、奥方向への最大回転角度とが回転制御機構によって規定される。しかも、奥方向への最大回転角度が、手前方向への最大回転角度よりも大きく規定される。そのため、各把持部が第１軸線の周りで大きく回転された場合に、各把持部を手前方向よりも奥方向へ多く回転させることが可能である。

また、第２軸線の周りでの各把持部の回転により、各把持部を把持した運転者の手首にかかる負荷が軽減され、把持部の操作性が向上する。また、各把持部を奥方向へ多く回転
させる途中で回転が規制されることが起こりにくく、回転規制に起因する底付きの発生が抑制される。そのため、各把持部を第２軸線の周りでスムーズに回転させ、第１軸線の周りでスムーズに回転させることが可能となる。

さらに、乗物の進行方向を直進方向に戻すために、各把持部が、ボス部の左右両側方となる箇所まで、第１軸線の周りで回転されると、各把持部が回転制御機構によって中立位置に復帰される。従って、運転者は、各把持部を第１軸線の周りで回転させるだけでよい。各把持部を第１軸線の周りで回転させる操作とは別に、各把持部を中立位置に復帰させる操作を行なわなくて済み、この点でも把持部の操作性が向上する。

上記ステアリングハンドルにおいて、各回転制御機構は、各把持部が前記第２軸線の周りで回転されたときに回転トルクを発生して各把持部に作用させる回転トルク発生機構部を備え、前記回転トルク発生機構部は、前記中立位置で前記回転トルクを最小にすることが好ましい。

上記の構成によれば、両把持部の第１軸線の周りでの回転に際し、各把持部が第２軸線の周りで回転されると、回転トルク発生機構部によって回転トルクが発生される。この回転トルクは、各把持部を第２軸線の周りで回転させる際の操舵荷重として、各把持部を把持した手を通じて運転者に伝わる。

車両の直進時であって、各把持部がボス部の左右両側方に位置するときには各把持部が中立位置に位置する。このときには、各把持部に作用する回転トルクは最小となる。
上記の状態から両把持部が第１軸線の周りで回転され、それに伴って各把持部が第２軸線の周りで回転されると、各把持部に作用する回転トルクが大きくなる。

従って、第１軸線及び第２軸線のそれぞれの周りで把持部を回転させることに伴い回転トルクが変化する。これに伴い、操舵荷重が変化し、操舵感が向上する。
上記ステアリングハンドルにおいて、前記回転制御機構毎の前記回転トルク発生機構部は、各把持部が前記最大回転角度回転されたときに前記回転トルクを最大にすることが好ましい。

上記の構成によれば、各把持部に作用する回転トルクは、各把持部が中立位置から回転すると増大し、各把持部が最大回転角度回転されたときに最大となる。
このように、各把持部が中立位置に位置するときと最大回転角度回転されたときとにおいて、回転トルクが、各把持部の第２軸線の周りでの回転角度に対応したものとなり、操舵感がさらに向上する。

上記ステアリングハンドルにおいて、前記回転制御機構毎の前記回転トルク発生機構部は、前記中立位置からの前記把持部の回転角度が大きくなるに従い前記回転トルクを徐々に増大させることが好ましい。

上記の構成によれば、回転トルクは、中立位置からの各把持部の回転角度が大きくなるに従い徐々に増大する。従って、運転者が把持部を第２軸線の周りで大きく回転させていることを、把持部を把持した手を通じて運転者に直感的に感じさせることで、操舵感をより一層向上させることが可能となる。

上記ステアリングハンドルによれば、把持部の操作性の向上を図ることができる。

ステアリングハンドルにおける骨格部分の斜視図。 図１の骨格部分の部分分解斜視図。 回転カム、プッシャ及び弾性部材の分解斜視図。 プッシャを把持部側から見た斜視図。 プッシャを第１軸線側から見た斜視図。 回転カムを第１軸線側から見た斜視図。 回転カムを第１軸線側から見た側面図。 回転カムの正面図。 図１１における回転制御機構を拡大して示す部分正面図。 図９の回転制御機構の部分断面図。 把持部が中立位置に位置するときのステアリングハンドルにおける骨格部分の部分正面図。 図１１の骨格部分の側面図。 把持部が中立位置から手前方向へ最大回転角度回転されたときのステアリングハンドルにおける骨格部分の部分正面図。 図１３における回転カムを第１軸線側から見た側面図。 図１３の骨格部分の側面図。 図１３における回転制御機構を拡大して示す部分正面図。 把持部が中立位置から奥方向へ最大回転角度回転されたときのステアリングハンドルにおける骨格部分の部分正面図。 図１７における回転カムを第１軸線側から見た側面図。 図１７の骨格部分の側面図。 図１７における回転制御機構を拡大して示す部分正面図。

以下、ステアバイワイヤシステムが適用された車両の操舵装置に用いられるステアリングハンドルに具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
ステアバイワイヤシステムとは、ステアリング操作を機械的な連結ではなく、電気信号でアクチュエータを介して操舵するシステムである。このシステムが適用された車両では、ステアリングハンドルを、ステアリングシャフトの周りで大きく、例えば最大で１５０度程度回転させることがあり得る。

なお、以下の記載においては、車両の前進方向を前方とし、後進方向を後方として説明する。また、上下方向は車両の上下方向を意味し、左右方向は車幅方向であって車両の前進時の左右方向と一致するものとする。

図１に示すように、車室内の運転席の前方には、車両を操舵する際に運転者（図示略）によって操作される操舵装置１０が設けられている。操舵装置１０は、第１軸線Ｌ１を有するステアリングシャフト１１及びステアリングハンドル１２を備えている。ステアリングシャフト１１は、第１軸線Ｌ１を中心として正逆両方向へ回転可能である。ステアリングシャフト１１は、後方ほど高くなるように車両の前後方向に対し傾斜した状態で配置されている。

本実施形態では、ステアリングハンドル１２の各部について説明する際には、第１軸線Ｌ１を基準とする。この第１軸線Ｌ１に沿う方向を単に「前後方向」という。また、第１軸線Ｌ１に沿う方向の前方を単に「前方」、「前」等といい、第１軸線Ｌ１に沿う方向の後方を単に「後方」、「後」等というものとする。

なお、図１では、ステアリングハンドル１２の骨格部分のみが図示されている。
ステアリングハンドル１２は、ボス部２０、一対のスポーク部４０、及び一対の把持部
５５を備えている。次に、各部材について説明する。

＜ボス部２０＞
ボス部２０は、筒状部２１、板状部２２、一対の支持部２３を備えている。筒状部２１は、ステアリングシャフト１１の後端部に一体回転可能に取付けられる。板状部２２は平板状をなしており、厚み方向をステアリングハンドル１２の前後方向に合致させた状態で配置されている。板状部２２は、上記筒状部２１の後端部に固定されている。一対の支持部２３は、板状部２２よりも後方であって、第１軸線Ｌ１を挟んだ状態で互いに対向する箇所に配置されている。各支持部２３は、自身の前端部において板状部２２に固定されている。両支持部２３は、第１軸線Ｌ１を挟んで互いに面対称の関係を有する形状をなしている。

図１及び図２に示すように、各支持部２３は、前壁部２４と、一対の支持壁部２７，３５とを備えている。前壁部２４は、スポーク部４０の第２軸線Ｌ２に沿って延びる平らな第１規制面２５を有している。一対の支持壁部２７，３５は、それぞれ平板状をなしており、第２軸線Ｌ２に対し直交している。両支持壁部２７，３５は、第２軸線Ｌ２に沿う方向に平行に離間した状態で、上記前壁部２４から後方へ突出している。

図２及び図１０に示すように、支持壁部２７は、第２軸線Ｌ２に沿う方向へ延びる挿通孔３１を有している。挿通孔３１は、小径孔部３２と、小径孔部３２よりも内径の大きな大径孔部３３とを有している。小径孔部３２は大径孔部３３よりも、第１軸線Ｌ１に近い箇所に位置している。

図９及び図１０に示すように、支持壁部２７は第２規制面２８を有している。第２規制面２８は、支持壁部２７のうち、支持壁部３５に対向する面であって、挿通孔３１（大径孔部３３）の周りの部分によって構成されている。

支持壁部３５は、第２軸線Ｌ２に沿う方向へ延びる挿通孔３６を有している。挿通孔３６は、小径孔部３７と、小径孔部３７よりも内径の大きな大径孔部３８とを有している。小径孔部３７は、大径孔部３８よりも第１軸線Ｌ１に近い箇所に位置している。

＜スポーク部４０＞
図１及び図２に示すように、各スポーク部４０は、第２軸線Ｌ２を有するシャフトによって構成されている。両スポーク部４０は、ボス部２０の径方向外方であって、ボス部２０を挟んで互いに対向する箇所に配置されている。両第２軸線Ｌ２は、車両の直進時に、ボス部２０から互いに左右方向における反対方向へ延びた状態となる。表現を変えると、両第２軸線Ｌ２は、ボス部２０から左右方向における両側へ放射状に延びた状態となる。なお、ここでの「放射状に延びた状態」には、第１軸線Ｌ１に対し直交する面に沿って延びる状態が含まれるほか、第１軸線Ｌ１に対し直交に近い状態で交差する面に沿って延びる状態も含まれる。例えば、第１軸線Ｌ１から径方向外方へ遠ざかるに従い運転者に近づくように、第１軸線Ｌ１に対し直交に近い状態で交差する面に沿って延びる状態が、上記「放射状に延びた状態」に含まれる。

一対のスポーク部４０は、第１軸線Ｌ１を挟んで互いに面対称の関係を有する形状をなしている。そのため、ここでは右方のスポーク部４０についてのみ説明する。
図２及び図１０に示すように、スポーク部４０の一部は、円柱状の一般部４１によって構成されている。スポーク部４０のうち、一般部４１よりも第１軸線Ｌ１に近い部分は、それぞれ円柱状をなす複数（４つ）の軸部４２，４３，４４，４５によって構成されている。これらの軸部４２～４５は、第１軸線Ｌ１に近いものほど外径が小さくなるように形成されている。軸部４２の一部には、第２軸線Ｌ２に対し平行に延びる平面部４６が形成
されている（図１０参照）。軸部４５の外周には雄ねじ４７が形成されている。

スポーク部４０は、第２軸線Ｌ２を中心として正逆両方向へ回転し得るように、第１軸線Ｌ１に近い端部において、ボス部２０に支持されている。より詳しくは、支持壁部３５における大径孔部３８には軸受４８が装着され、この軸受４８に軸部４２が挿通されている。スポーク部４０は、軸受４８により支持壁部３５に対し、正逆両方向へ回転可能に支持されている。支持壁部２７における大径孔部３３には軸受４９が装着され、この軸受４９に軸部４４が挿通されている。スポーク部４０は、軸受４９により支持壁部２７に対し、正逆両方向へ回転可能に支持されている。

スポーク部４０における軸部４４の一部と、軸部４５の全体とは、支持壁部２７よりも第１軸線Ｌ１側へ露出し、滑りワッシャ（スラストワッシャ）５１及びワッシャ５２に挿通されている。そして、軸部４５にナット５３が締付けられている。

＜把持部５５＞
図１及び図２に示すように、一対の把持部５５は、運転者の手によって把持される箇所であり、第１軸線Ｌ１を挟んで互いに面対称の関係を有する形状をなしている。各把持部５５は、各スポーク部４０の両端部のうち、第１軸線Ｌ１から遠い端部に固定されており、スポーク部４０と一体で、第２軸線Ｌ２の周りを正逆両方向へ回転可能である。

ここで、図１１及び図１２に示すように、車両の直進時における各把持部５５の第２軸線Ｌ２の周りにおける位置を「中立位置」とする。図１に示すように、各把持部５５のうち、第２軸線Ｌ２よりも上方部分が、運転者に近づく側へ回転する方向を「手前方向」とする。各把持部５５のうち、第２軸線Ｌ２よりも上方部分が、運転者から遠ざかる側へ回転する方向を「奥方向」とする。

図１及び図２に示すように、ボス部２０と各スポーク部４０との間には、回転制御機構６０が設けられている。両回転制御機構６０の構造は、第１軸線Ｌ１を挟んで互いに面対称の関係を有している。そのため、ここでは、右方の回転制御機構６０についてのみ説明する。

＜回転制御機構６０＞
回転制御機構６０は、次の機能を有している（図７参照）。
・把持部５５の中立位置から手前方向への最大回転角度θ２を規定する。

・把持部５５の中立位置から奥方向への最大回転角度θ１を規定する。
・車両の直進時に把持部５５を中立位置に復帰させる。
図１～図３に示すように、回転制御機構６０は、回転カム６１、プッシャ７１及び弾性部材８１を主要な部材として備えている。次に、各部材について説明する。

＜回転カム６１＞
図６及び図７に示すように、回転カム６１は第２軸線Ｌ２に沿う方向へ延びる挿通孔６２を有していて、全体として円環状をなしている。挿通孔６２の多くの部分は、第２軸線Ｌ２を中心として円弧状に湾曲している。挿通孔６２は平面部６３を一部に有している。図９及び図１０に示すように、回転カム６１は、両支持壁部２７，３５間であって、支持壁部３５に接近した箇所に滑りワッシャ６９を介して配置されている。そして、軸部４２が滑りワッシャ６９に挿通されている。また、平面部４６が、挿通孔６２の平面部６３に対向するように、軸部４２が回転カム６１に挿通されている。この形態の挿通により、回転カム６１がスポーク部４０に対し一体回転可能に取付けられている。

図６～図８に示すように、回転カム６１は、第２軸線Ｌ２に沿う方向の両方の面のうち、第１軸線Ｌ１に近い面にカム面６４を有している。カム面６４は、回転カム６１の全周にわたって形成されている。

カム面６４は、傾斜面６５，６６の組合わせを２組有している。各組における傾斜面６５，６６は、第２軸線Ｌ２の周りの半分（１８０度）の領域に形成されている。傾斜面６５，６６は、それぞれ回転カム６１の径方向における外方へ膨らむ円弧状をなしている。

各組における傾斜面６５は、把持部５５が手前方向へ回転されたときに、後述するプッシャ７１の接触部７７が接触する傾斜面である。各組における傾斜面６６は、把持部５５が奥方向へ回転されたときに接触部７７が接触する傾斜面である。

各組における傾斜面６５，６６は、第２軸線Ｌ２に直交する面Ｐ１に対し、それぞれ反対方向に傾斜している。傾斜面６５，６６のそれぞれの傾斜角度は、第２軸線Ｌ２の周りの位置に拘らず同一に設定されている。表現を変えると、各傾斜面６５，６６は、面Ｐ１に対し単一の角度で傾斜している。各組における傾斜面６５，６６が、面Ｐ１に対しそれぞれなす傾斜角度は、互いに同一に設定されている。

各組における傾斜面６５，６６は、第２軸線Ｌ２の周りに互いに隣り合っている。両傾斜面６５，６６は、把持部５５に近い側の端部において互いに、境界部６７を介して繋がっている。各境界部６７は、第２軸線Ｌ２に沿う方向には、各傾斜面６５，６６において把持部５５に最も近い箇所に位置する。各傾斜面６５，６６は、境界部６７から第２軸線Ｌ２の周りに遠ざかるに従い、把持部５５から第２軸線Ｌ２に沿う方向に遠ざかる。

一方の組における傾斜面６５と、他方の組における傾斜面６６とは、第２軸線Ｌ２の周りに互いに隣り合っている。
＜プッシャ７１＞
図４及び図５に示すように、プッシャ７１は第２軸線Ｌ２に沿う方向へ延びる挿通孔７２を有していて、全体として円環状をなしている。挿通孔７２は、小径孔部７３と、小径孔部７３よりも内径の大きな大径孔部７４とを有している。小径孔部７３及び大径孔部７４は、段差部７５を介して、第２軸線Ｌ２に沿う方向に互いに隣り合っている。大径孔部７４は小径孔部７３よりも、第１軸線Ｌ１に近い箇所に位置している。そして、図１０に示すように、スポーク部４０の軸部４３が挿通孔７２においてプッシャ７１に挿通されている。

プッシャ７１は、回転を規制された状態で、第２軸線Ｌ２に沿う方向にスライド可能に配置されている。より詳しくは、図４及び図５に示すように、プッシャ７１は、第２軸線Ｌ２に沿って延びる平らな第１被規制面７６を前部に有している。プッシャ７１は、第１被規制面７６において、支持部２３の上述した第１規制面２５に対しスライド可能に接触している（図２参照）。

プッシャ７１は、一対の接触部７７を有している。両接触部７７は、プッシャ７１において、第２軸線Ｌ２を間に挟んで相対向する箇所に位置している。各接触部７７は、第２軸線Ｌ２に沿って把持部５５側へ突出している。各接触部７７の先端面は球面によって構成されている。各接触部７７は、この球面においてカム面６４に接触している。

＜弾性部材８１＞
図３及び図１０に示すように、弾性部材８１は、プッシャ７１を回転カム６１側へ付勢するためのものであり、本実施形態では、圧縮コイルばねが弾性部材８１として用いられている。弾性部材８１は、スポーク部４０の軸部４３の周りに配置されている。弾性部材
８１の多くの部分は、プッシャ７１の大径孔部７４内に配置されている。弾性部材８１は、第２軸線Ｌ２に沿う方向については、支持壁部２７と、プッシャ７１の段差部７５との間に圧縮された状態で配置されている。そのため、プッシャ７１は、弾性部材８１から回転カム６１に向かう方向の付勢力を常に受けている。

回転制御機構６０は、さらに、中立位置に位置する把持部５５の正逆各方向への最大回転角度θ１，θ２を規定する規制部を備えている。規制部は、第１規制部８３及び第２規制部８５からなる。

＜第１規制部８３＞
図１７及び図２０に示すように、第１規制部８３は、把持部５５が中立位置から奥方向へ回転されたときの最大回転角度θ１を規定する機能を有している。第１規制部８３は、プッシャ７１のスライドを規制することで、上記機能を実現している。

第１規制部８３は、上述した支持壁部２７の第２規制面２８と、プッシャ７１に形成された第２被規制面７８とによって構成されている。第２被規制面７８は、プッシャ７１の第２軸線Ｌ２に沿う方向の両側面のうち、第１軸線Ｌ１に近い側の側面であって、挿通孔７２（大径孔部７４）の周りの部分によって構成されており、第２規制面２８に対向している。第２被規制面７８は、第２軸線Ｌ２に対し交差、本実施形態では直交する平らな面によって構成されている。

第１規制部８３は、第２軸線Ｌ２に沿う方向のうち、第１軸線Ｌ１に近づく方向へのプッシャ７１のスライドに伴い、図２０に示すように、第２被規制面７８が第２規制面２８に接触することにより、同方向へのスライドを規制する。第１規制部８３は、このスライドの規制により、把持部５５が最大回転角度θ１を越えて奥方向へ回転するのを規制する。

＜第２規制部８５＞
図１３～図１６に示すように、第２規制部８５は、把持部５５が中立位置から手前方向へ回転されたときの最大回転角度θ２を規定する機能を有している。第２規制部８５は、回転カム６１の手前方向の回転を規制することによって、上記機能を実現している。

第２規制部８５は、図６～図８に示すように、回転カム６１に形成された平らな２つの規制壁面６８を備えている。各規制壁面６８は、各組の傾斜面６５のうち、上記境界部６７とは反対側の端縁を起点とし、第２軸線Ｌ２に沿って把持部５５から遠ざかる側へ延びている。傾斜面６５，６６が２組設けられ、一方の組の傾斜面６５と他方の組の傾斜面６６とが隣り合っている本実施形態では、規制壁面６８は、一方の組の傾斜面６５と、他方の組の傾斜面６６との間の面によって構成されている。

第２規制部８５は、回転カム６１の回転に伴い、図１４に示すように、各規制壁面６８が、対応する接触部７７に接触することにより、把持部５５が最大回転角度θ２を越えて手前方向へ回転するのを規制する。

さらに、図７に示すように、第１規制部８３によって規制される奥方向の最大回転角度θ１は、第２規制部８５によって規制される手前方向の最大回転角度θ２よりも大きく設定されている。本実施形態では、最大回転角度θ１が約１３０度に設定され、最大回転角度θ２が約５０度に設定されているが、変更可能である。

従って、第２軸線Ｌ２の周りにおける各傾斜面６５，６６の長さを周長とすると、傾斜面６６の周長は傾斜面６５の周長よりも長く設定されている。
図１及び図２に示すように、上記の構成を有する回転制御機構６０のうち、ボス部２０における支持部２３、回転カム６１、プッシャ７１及び弾性部材８１によって、回転トルク発生機構部８７が構成されている。回転トルク発生機構部８７は、把持部５５が第２軸線Ｌ２の周りで正逆各方向へ回転されたときに回転トルクをそれぞれ発生して把持部５５に作用させる機能を担っている。

図７及び図８に示すように、回転トルク発生機構部８７は、把持部５５が中立位置に位置するとき、すなわち、接触部７７が境界部６７に接触するときに回転トルクを最小にする。

回転トルク発生機構部８７は、把持部５５が奥方向へ回転されたとき、中立位置からの回転角度が大きくなるに従い、すなわち、傾斜面６６の接触部７７との接触箇所が境界部６７から遠ざかるに従い、回転トルクを徐々に増大させる。そして、図１７～図２０に示すように、回転トルク発生機構部８７は、把持部５５が奥方向へ最大回転角度θ１回転されたとき、すなわち、第１規制部８３によって回転が規制されたときに回転トルクを最大にする。

図７及び図８に示すように、回転トルク発生機構部８７は、把持部５５が手前方向へ回転されたとき、中立位置からの回転角度が大きくなるに従い、すなわち、傾斜面６５の接触部７７との接触箇所が境界部６７から遠ざかるに従い、回転トルクを徐々に増大させる。そして、図１３～図１６に示すように、回転トルク発生機構部８７は、把持部５５が手前方向へ最大回転角度θ２回転されたとき、すなわち、第２規制部８５によって回転が規制されたときに回転トルクを最大にする。

なお、上記回転トルクは、把持部５５が手前方向へ回転されたときにも奥方向へ回転されたときにも、回転角度の増加とともに、０．１［Ｎ・ｍ］～１．５［Ｎ・ｍ］の範囲で増加する特性となるように設定されることが望ましい。回転トルクが上記の範囲にあると、把持部５５が少しの力で回転することが起こりにくく、把持部５５を安定して回転させることが可能である。また、把持部５５を回転させるのに過大な力を加えなくてもよく、手首に過大な負荷がかかるのを抑制可能である。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用について説明する。また、作用に伴い生ずる効果についても併せて説明する。
図１及び図２に示すように、各回転制御機構６０では、プッシャ７１が、第１被規制面７６において支持部２３の第１規制面２５に接触している。第１被規制面７６及び第１規制面２５のいずれも第２軸線Ｌ２に沿って延びている。そのため、プッシャ７１は、第１被規制面７６が第１規制面２５に接触した状態で、第２軸線Ｌ２に沿う方向へスライド可能である。また、平らな第１被規制面７６が、平らな第１規制面２５に接触することで、プッシャ７１が第２軸線Ｌ２の周りで回転することを規制される。

車両の直進時には、各スポーク部４０及び各把持部５５が、ボス部２０の左右両側方に位置する。また、図９～図１２に示すように、各把持部５５は、第２軸線Ｌ２を中心とする回転方向には、中立位置に位置する。各回転制御機構６０では、弾性部材８１によって回転カム６１側へ付勢されたプッシャ７１の各接触部７７が、カム面６４の対応する境界部６７に押付けられる（図７、図８の各二点鎖線参照）。

このときには、各把持部５５に作用する回転トルクは最小となる。この回転トルクは、各把持部５５を第２軸線Ｌ２の周りで回転させる際の操舵荷重として、各把持部５５を把持した手を通じて運転者に伝わる。運転者が感ずる操舵荷重は最小となる。

上記の状態から、運転者により両把持部５５に対し、上記回転トルクに抗し、第１軸線Ｌ１の周りの正逆いずれかの方向に回転させようとする力、すなわち、時計回り方向又は反時計回り方向へ向かう力が加えられると、各回転制御機構６０が次のように作用する。

図１に示すように、運転者が各把持部５５に加えた上記力は、各スポーク部４０、ボス部２０を介してステアリングシャフト１１に伝達される。この伝達により、両把持部５５、両スポーク部４０、ボス部２０及びステアリングシャフト１１が第１軸線Ｌ１の周りを回転する。操舵装置１０が作動し、車両の操舵が行なわれ、車両の進行方向が変更される。上記第１軸線Ｌ１を中心とする各把持部５５の回転は、同把持部５５を把持した運転者の手首の構造から、第２軸線Ｌ２を中心とする各把持部５５の正逆両回転を伴いながら行なわれる。

このように、各把持部５５が第２軸線Ｌ２の周りで回転するため、回転しないものに比べ、運転者は、各把持部５５を把持したままで、ステアリングハンドル１２を第１軸線Ｌ１の周りで大きく（９０度以上）回転させることができる。

ここで、例えば、右側の把持部５５について着目すると、同把持部５５が第１軸線Ｌ１の周りを反時計回り方向へ回転されると、図１３～図１６に示すように、同把持部５５が上記回転トルクに抗して手前方向へ回転される。

回転制御機構６０では、スポーク部４０が回転カム６１を伴い、把持部５５と一体となって、同把持部５５と同一方向である手前方向へ回転する。回転カム６１の回転に伴い、カム面６４が第２軸線Ｌ２の周りを手前方向へ回転する。カム面６４において、プッシャ７１の各接触部７７に接触する箇所が変化する。各接触箇所が各境界部６７から各傾斜面６５に移ると、弾性部材８１を弾性変形（圧縮）させながらプッシャ７１を第１軸線Ｌ１側へ押し返す力が発生する。この力により、プッシャ７１が第２軸線Ｌ２に沿って第１軸線Ｌ１側へスライドする。

上記力は、回転カム６１の回転に伴い、各傾斜面６５の各接触部７７との接触箇所が、各境界部６７から周方向へ遠ざかるに従い増加する。また、回転カム６１の回転に伴い、弾性部材８１の圧縮量が増加し、回転トルクが増加する。従って、回転トルクは、把持部５５の回転角度に応じて変化する特性となる。中立位置から手前方向への把持部５５の回転角度が大きくなるに従い、操舵荷重が増加する。

第２軸線Ｌ２の周りにおける把持部５５の回転に伴い、回転カム６１が最大回転角度θ２回転すると、各規制壁面６８がプッシャ７１の対応する接触部７７に接触する（図１４、図１６参照）。これらの接触により、回転カム６１がそれ以上手前方向へ回転することが規制される。これに伴い、把持部５５が最大回転角度θ２を越えて回転することが規制される。また、このときには、弾性部材８１の圧縮量が最大となり、回転トルク及び操舵荷重が最大となる。なお、プッシャ７１の第２被規制面７８は、支持壁部２７の第２規制面２８から把持部５５側へ離れている。

これに対し、右側の把持部５５が第１軸線Ｌ１の周りを時計回り方向へ回転されると、図１７～図２０に示すように、同把持部５５が、上記回転トルクに抗して奥方向へ回転する。

回転制御機構６０では、スポーク部４０が回転カム６１を伴い、把持部５５と一体となって、同把持部５５と同一方向である奥方向へ回転する。回転カム６１の回転に伴い、カム面６４が第２軸線Ｌ２の周りを奥方向へ回転する。カム面６４において、プッシャ７１の各接触部７７に接触する箇所が変化する。各接触箇所が各境界部６７から各傾斜面６６
に移ると、弾性部材８１を弾性変形（圧縮）させながらプッシャ７１を第１軸線Ｌ１側へ押し返す力が発生する。この力により、プッシャ７１が第２軸線Ｌ２に沿って第１軸線Ｌ１側へスライドする。

上記力は、回転カム６１の回転に伴い、各傾斜面６６の各接触部７７との接触箇所が、各境界部６７から周方向へ遠ざかるに従い増加する。また、回転カム６１の回転に伴い、弾性部材８１の圧縮量が増加し、回転トルクが増加する。従って、回転トルクは、把持部５５の回転角度に応じて変化する特性となる。中立位置から奥方向への把持部５５の回転角度が大きくなるに従い、操舵荷重が増加する。

把持部５５の上記奥方向への回転に伴い、回転カム６１が回転すると、プッシャ７１が回転カム６１によって押されて支持壁部２７に接近する。把持部５５が回転カム６１を伴い最大回転角度θ１回転すると、プッシャ７１の第２被規制面７８が支持壁部２７の第２規制面２８に接触する（図２０参照）。第２被規制面７８及び第２規制面２８のいずれも第２軸線Ｌ２に対し交差（直交）している。そのため、第２被規制面７８の第２規制面２８との接触により、プッシャ７１がそれ以上第１軸線Ｌ１側へスライドすることが規制される。これに伴い、把持部５５が最大回転角度θ１を越えて回転することが規制される。また、このときには、弾性部材８１の圧縮量が最大となり、回転トルク及び操舵荷重が最大となる。

このように、各把持部５５が中立位置に位置するときには、回転トルク（操舵荷重）が最小となる。各把持部５５が中立位置から正逆いずれの方向へ回転したときにも、その回転角度に拘わらず、回転トルク（操舵荷重）が中立位置での回転トルク（操舵荷重）よりも大きくなる。そのため、本実施形態のステアリングハンドル１２によれば、回転トルク及び操舵荷重について考慮されておらず、それらが回転量（回転角度）に拘わらず一定である特許文献１に比べ、操舵感が向上する。

また、回転角度が最大になると、回転トルク（操舵荷重）が最大となる。このように、回転トルク（操舵荷重）が、第２軸線Ｌ２の周りにおける各把持部５５の回転角度に対応したものとなるため、操舵感がさらに向上する。

さらに、上記回転トルク（操舵荷重）は、中立位置からの各把持部５５の回転角度が大きくなるに従い徐々に増加する特性となる。運転者が各把持部５５を第２軸線Ｌ２の周りで大きく回転させていることを、各把持部５５を把持した手を通じて運転者に直感的に感じさせることができ、操舵感をより一層向上させることができる。

ここで、上述したように、運転者が、中立位置に位置する各把持部５５を第１軸線Ｌ１の周りで回転させる際、各把持部５５を奥方向へ回転させた場合には、手首の構造上、手前方向へ回転させた場合よりも多く回転させることが可能である。

この点、本実施形態では、各把持部５５の中立位置から奥方向への最大回転角度θ１が第１規制部８３によって規制される。各把持部５５の中立位置から手前方向への最大回転角度θ２が第２規制部８５によって規定される。しかも、奥方向への最大回転角度θ１が、手前方向への最大回転角度θ２よりも大きく規定される。そのため、各把持部５５が第１軸線Ｌ１の周りで大きく回転された場合に、各把持部５５を手前方向よりも奥方向へ多く回転させることができる。

また、各第２軸線Ｌ２の周りにおける各把持部５５の回転により、各把持部５５を把持した運転者の手首にかかる負荷を軽減することができ、両把持部５５の操作性が向上する。また、各把持部５５を奥方向へ多く回転させる途中で回転が規制されることが起こりに
くく、回転規制に起因する底付きの発生が抑制される。そのため、各把持部５５を、第２軸線Ｌ２の周りでスムーズに回転させ、ひいては、ステアリングハンドル１２を第１軸線Ｌ１の周りでスムーズに回転させることができる。

ここで、一般に、ステアバイワイヤシステムが適用された車両では、ステアリングハンドル１２の操舵域が±約１５０度といわれている。本実施形態では、各把持部５５を、中立位置から手前方向へ最大で約５０度回転でき、奥方向へ最大で約１３０度回転できる。そのため、各把持部５５を各第２軸線Ｌ２の周りで回転させることで、ステアリングハンドル１２を第１軸線Ｌ１の周りで±約１８０度回転させることが可能である。従って、本実施形態のステアリングハンドル１２は、ステアバイワイヤシステムが適用された車両の操舵に適している。

上記の状態から、運転者により、各把持部５５に加えられる上記方向の力が弱められると、両把持部５５、両スポーク部４０、ボス部２０及びステアリングシャフト１１が第１軸線Ｌ１の周りを上記とは逆方向へ回転する。各把持部５５に対し、上記直進時の位置に戻そうとする力が加えられた場合も同様である。車両の進行方向が直進方向に戻される。上記第１軸線Ｌ１を中心とする各把持部５５の回転は、各第２軸線Ｌ２を中心とする各把持部５５の上記とは逆方向の回転を伴いながら行なわれる。

各回転制御機構６０では、各スポーク部４０が各回転カム６１を伴い、各把持部５５と一体となって上記とは逆方向へ回転する。各回転カム６１の回転に伴いカム面６４が第２軸線Ｌ２の周りを上記とは逆方向へ回転する。各カム面６４の傾斜面６５，６６において、プッシャ７１の対応する接触部７７に接触する箇所が変化し、各境界部６７が、対応する接触部７７に近づく。これに伴い、弾性部材８１を弾性変形（圧縮）させながらプッシャ７１を第１軸線Ｌ１側へ押し返す力が減少する。図７、図８、図１１及び図１２に示すように、この力は、カム面６４毎の各境界部６７が、対応する接触部７７に接触したときに最小となる。

このように、各把持部５５を各第２軸線Ｌ２の周りで回転させる際の操舵荷重が、中立位置に近づくに従い減少する。そのため、上記操舵荷重が回転量に拘らず一定である場合よりも、両把持部５５の操舵感が向上する。

また、車両の進行方向を直進方向に戻すために、各把持部５５が、ボス部２０の左右両側方となる箇所まで、第１軸線Ｌ１の周りで回転されると、車両の直進時には、各境界部６７がプッシャ７１の各接触部７７に接触し、各把持部５５が中立位置に戻される。

従って、運転者は、各把持部５５を第１軸線Ｌ１の周りで回転させるだけでよい。各把持部５５を第１軸線Ｌ１の周りで回転させる操作とは別に、各把持部５５を中立位置に復帰させる操作を行なわなくて済み、この点でも両把持部５５の操作性が向上する。

本実施形態によると、上記以外にも、次の効果が得られる。
・各第２軸線Ｌ２の周りにおける各把持部５５の回転トルクは、弾性部材８１（圧縮コイルばね）の圧縮量と対応する。圧縮量が多くなるに従い回転トルクが増加する。

従って、例えば、圧縮コイルばねを、ばね定数の異なる圧縮コイルばねに変えることによって、圧縮量を変更することができる。また、各第２軸線Ｌ２に直交する面Ｐ１に対する傾斜面６５，６６の傾斜角度を変えることによって、圧縮量を変更することができる。

そのため、ばね定数及び傾斜角度の少なくとも一方を変えることで、圧縮コイルばねの圧縮量を変え、各第２軸線Ｌ２の周りでの各把持部５５の回転角度と回転トルクとの関係
（特性）を低コストで変更することができる。

・本実施形態では、プッシャ７１毎に２つの接触部７７を設けている。両接触部７７を、第２軸線Ｌ２を挟んで対向する箇所に配置している。カム面６４における傾斜面６５，６６の組合わせを２組設けている。組毎の境界部６７を、第２軸線Ｌ２を挟んで対向する箇所に設定している。各接触部７７を、各組の傾斜面６５，６６に接触させている。

そのため、プッシャ７１に接触部７７が１つのみ設けられ、傾斜面６５，６６の組合わせが回転カム６１に１組のみ設けられる場合に比べ、接触部７７をカム面６４に安定した状態で押付けることができる。

・本実施形態では、プッシャ７１の前部に形成した平らな第１被規制面７６を、ボス部２０の支持部２３に形成した平らな第１規制面２５に接触させることで、プッシャ７１が第２軸線Ｌ２の周りで回転するのを規制するようにしている（図２参照）。そのため、プッシャ７１の上記回転を規制する機構を、プッシャ７１及びボス部２０とは別に設けた場合よりも、回転制御機構６０の部品点数を少なくできる。また、回転制御機構６０の小型化を図ることができ、搭載性を向上できる。

・本実施形態では、プッシャ７１の内部（大径孔部７４）に弾性部材８１の多くの部分を配置している（図１０参照）。そのため、弾性部材８１をプッシャ７１の外部に配置した場合よりも回転制御機構６０の小型化を図ることができ、この点でも搭載性を向上できる。

・本実施形態では、プッシャ７１に形成された第２被規制面７８を、同プッシャ７１のスライドに伴い支持壁部２７の第２規制面２８に接触させることで、把持部５５が中立位置から奥方向へ回転されたときの最大回転角度θ１を規定するようにしている。そのため、把持部５５に対し、第２軸線Ｌ２の周りで回転させようとする大きな力が加えられた場合でも、最大回転角度θ１を越えて回転するのを規制することができる。

これは、以下の理由による。本実施形態では、プッシャ７１の一方の側面のうち、挿通孔７２の周りの部分を第２被規制面７８としている。支持壁部２７において支持壁部３５に対向する面のうち、挿通孔３１（大径孔部３３）の周りの部分を第２規制面２８としている。そのため、第２被規制面７８及び第２規制面２８として、大きな面積を確保することができ、プッシャ７１の広い第２被規制面７８を、支持壁部２７の広い第２規制面２８によって受け止めることができるからである。

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。上記実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・各把持部５５が、中立位置から奥方向へ回転されたときには、中立位置から手前方向へ回転されたときとは異なる特性で回転トルクを発生させてもよい。このようにすると、各把持部５５を、第１軸線Ｌ１の周りで回転させる際、回転の方向に応じて操作荷重及び操舵感を異ならせることができる。

・プッシャ７１における接触部７７の数が１又は３以上に変更されてもよい。この場合、傾斜面６５，６６の組合わせの数が、接触部７７の数と同じ数となるように変更される。

・傾斜面６５，６６の傾斜角度は、第２軸線Ｌ２の周りの位置に応じて異なっていても
よい。例えば、傾斜面６５，６６は、上記面Ｐ１に傾斜することを条件に、第２軸線Ｌ２に沿う方向に膨らむように湾曲する湾曲面、又は凹むように湾曲する湾曲面によって構成されてもよい。

上記変形例によると、把持部５５の回転に伴い変化する操舵荷重の特性を変えることができる。
・弾性部材８１として、圧縮コイルばねとは異なる種類のばねが用いられてもよい。

また、弾性部材８１として、プッシャ７１を回転カム６１側へ付勢できるものであることを条件として、ばねとは異なる部材が用いられてもよい。
・第２被規制面７８及び第２規制面２８は、第２軸線Ｌ２に対し、直交とは異なる角度で交差してもよい。

・回転カム６１におけるカム面６４が上記実施形態とは反対側の面、すなわち、把持部５５側の面に形成されてもよい。この場合には、プッシャ７１及び弾性部材８１が回転カム６１よりも把持部５５側に配置される。プッシャ７１は、弾性部材８１により第１軸線Ｌ１側へ付勢されて、接触部７７がカム面６４に押付けられる。

・カム面６４における傾斜面６５，６６が境界部６７を挟んで周方向へ離れていて、その境界部６７が上記面Ｐ１に対し平行な面によって構成されてもよい。
・回転制御機構６０は、中立位置に位置する把持部５５の手前方向の最大回転角度θ２を規定するために、第２軸線Ｌ２の周りでの回転カム６１の回転を直接規制する代わりに、プッシャ７１のスライドを規制してもよい。

・回転制御機構６０は、中立位置に位置する把持部５５の奥方向の最大回転角度θ１を規定するために、プッシャ７１のスライドを規制する代わりに、第２軸線Ｌ２の周りでの回転カム６１の回転を直接規制してもよい。

・上記ステアリングハンドルは、車両以外の乗物、例えば、航空機、船舶等における操舵装置のステアリングハンドルに適用することもできる。

１１…ステアリングシャフト
１２…ステアリングハンドル
２０…ボス部
４０…スポーク部
５５…把持部
６０…回転制御機構
８７…回転トルク発生機構部
Ｌ１…第１軸線
Ｌ２…第２軸線
θ１，θ２…最大回転角度

Claims (4)

1. 第１軸線を有し、かつ前記第１軸線を中心として正逆両方向へ回転するステアリングシャフトを備える乗物に適用されるものであり、前記ステアリングシャフトに一体回転可能に取付けられるボス部と、前記乗物の直進時に、前記ボス部から互いに左右方向における反対方向へ延びる第２軸線を有し、かつ前記第２軸線を中心として正逆両方向へ回転し得るように前記ボス部に支持された一対のスポーク部と、各スポーク部に固定された把持部とを備えるステアリングハンドルであって、
   前記直進時における各把持部の前記第２軸線の周りにおける位置を中立位置とするとともに、各把持部のうち、前記第２軸線よりも上方部分が運転者に近づく側へ回転する方向を手前方向とし、かつ前記運転者から遠ざかる側へ回転する方向を奥方向とした場合、
   前記ボス部と各スポーク部との間には、各把持部の前記中立位置から前記手前方向への最大回転角度と、前記奥方向への最大回転角度とのそれぞれを規定する規制部を備えるとともに、前記直進時に各把持部を前記中立位置に復帰させる回転制御機構が設けられており、
   前記規制部は、前記奥方向への最大回転角度を規定する第１規制部と、前記手前方向への最大回転角度を規定する第２規制部を備え、
   前記ボス部は、前記第２軸線に対し直交するように延びる規制面を備え、
   前記回転制御機構は、前記第２軸線方向の一方側に被規制面を有するとともに前記第２軸線に沿って他方側に突出する接触部を有するプッシャと、前記第２軸線方向の一方側に前記第２軸線に沿って延びる規制壁面を有する回転カムとを備え、
   前記第１規制部は、前記規制面と前記被規制面とによって構成され、
   前記第２規制部は、前記接触部と前記規制壁面とによって構成され、
   各回転制御機構では、前記奥方向への最大回転角度が、前記手前方向への最大回転角度よりも大きく設定されているステアリングハンドル。
2. 各回転制御機構は、各把持部が前記第２軸線の周りで回転されたときに回転トルクを発生して各把持部に作用させる回転トルク発生機構部を備え、
   前記回転トルク発生機構部は、前記中立位置で前記回転トルクを最小にする請求項１に記載のステアリングハンドル。
3. 前記回転制御機構毎の前記回転トルク発生機構部は、各把持部が前記最大回転角度回転されたときに前記回転トルクを最大にする請求項２に記載のステアリングハンドル。
4. 前記回転制御機構毎の前記回転トルク発生機構部は、前記中立位置からの前記把持部の回転角度が大きくなるに従い前記回転トルクを徐々に増大させる請求項３に記載のステアリングハンドル。