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【発明の名称】 ステアリング操作装置
【発明者】 【氏名】下 薗 亮
【要約】 【課題】従来のステアリング操作装置は、車両へのセッティングに多くの手間と時間がかかるなどの問題点があった。

【解決手段】シートＳに固定する基台１と、基台１に対して回動自在な支柱２と、支柱２に対してその軸線方向および軸回り方向に移動可能なモータ支持体３と、モータ支持体３に対して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を備えたステアリング操作装置とし、セッティングの簡略化を実現した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両の運転席のシートに固定する基台と、基台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と、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なモータ支持体と、モータ支持体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たことを特徴とするステアリング操作装置。
【請求項２】 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。
【請求項３】 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。
【請求項４】 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。
【請求項５】 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。
【請求項６】 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。
【請求項７】 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。
【発明の詳細な説明】【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、基台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と、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なモータ支持体と、モータ支持体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た構成とし、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。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、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、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、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、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、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、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。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、シートＳの下側およびシートバック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、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、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。
【出願人】 【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
【出願日】 平成１１年１月２０日（１９９９．１．２０）
【代理人】 【識別番号】１０００７７６１０
【弁理士】
【氏名又は名称】小塩 豊
【公開番号】 特開２０００−２１４０５０（Ｐ２０００−２１４０５０Ａ）
【公開日】 平成１２年８月４日（２０００．８．４）
【出願番号】 特願平１１−１２２５９