JPS647671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車運転の模擬練習用に設けられ
た自動車運転練習機における操舵装置に関するも
のである。

従来より、自動車運転の練習用のシミユレーシ
ヨン装置として、画面を見ながら運転操作を行う
自動車運転練習機が使用されているが、その操舵
装置は、ステアリングホイールの回転操作に対す
る操舵反力については考慮されておらず、実感に
欠けている。

すなわち、実際の自動車の走行においては、ス
テアリングホイールを回転操作すると、タイヤと
地面との接触状態の関係から反力を生じ、所用の
接作力を要する一方、ステアリングホイールを回
転操作した後の走行時には、上記反力によつてス
テアリングホイールは復帰回転するものであり、
従来の練習機における操舵装置では単なる操作抵
抗が付与されているに過ぎないものである。

本発明はかかる点に鑑み、ステアリングホイー
ルの回転操作に応じて回転する回転軸と、該回転
軸の外周に装着したコイルスプリングと、該コイ
ルスプリングの一端部の捩り変位と回転軸の回転
とを連係する第１機構と、コイルスプリングの他
端部の捩り変位と回転軸の回転とを連係する第２
機構とを備え、上記第１機構および第２機構は、
回転軸に対して自由回転しコイルスプリングの端
部と係合するフリーアームと、回転軸と一体に回
転し上記フリーアームに連係して該フリーアーム
をコイルスプリングの捩り変位を増加する方向に
回転する回転アームと、中立点において上記フリ
ーアームのコイルスプリングの捩り変位を減少す
る方向への回転を規制するストツパーとをそれぞ
れを有し、第１機構と第２機構とは対称形に配置
されている自動車運転練習機における操舵装置を
提供し、ステアリングホイールをいずれの方向に
回転操作しても、コイルスプリングを同様に捩り
変形させて操舵反力を得るようにし、実際の運転
状態に近似した操作感を得て練習効果を向上させ
んとするものである。

以下、本発明の実施例を図面に沿つて説明す
る。

＜実施例 １＞ 第１図に示す自動車運転練習機の操舵装置１に
おいて、２はステアリング軸３の一端に固定され
たステアリングホイールで、ステアリング軸３の
他端は、固定枠５に取り付けられた支持部材６Ａ
を継手４を介して回転自在に支承されている。

また、７は上記ステアリング軸３と平行に両端
が支持部材６Ａ，６Ｂに支承された回転軸で、該
回転軸７には上記ステアリング軸３の回転が歯車
８ａ，８ｂによる伝達機構８によつて伝達され
る。なお、この伝達機構８の減速比はほぼ2.5〜
3.0に設定され、歯車８ａ，８ｂのほかチエーン
なども使用できる。

上記回転軸７の外周には筒体９を介してコイル
スプリング１０が配設され、該コイルスプリング
１０は捩り変形により回転力を生起するものが使
用される。

一方、１１Ａは上記コイルスプリング１０の一
端部１０ａ（前端）と回転軸７の回転とを連係す
る第１機構、１１Ｂはコイルスプリング１０の他
端部１０ｂ（後端）と回転軸７の回転とを連係す
る第２機構であつて、第１機構１１Ａと第２機構
１１Ｂとは同一構造に設けられたものが、コイル
スプリング１０の両端において互いに対称となる
ように配設されている。

上記第１機構１１Ａおよび第２機構１１Ｂにお
いて、１２Ａおよび１２Ｂは、コイルスプリング
１０の両端にそれぞれ配設された回転アームで、
該回転アーム１２Ａ，１２Ｂは回転軸７に固定さ
れて該回転軸７と一体に回転する。また、１３Ａ
および１３Ｂは、それぞれ上記回転アーム１２
Ａ，１２Ｂと支持部材６Ａ，６Ｂとの間に設けら
れたフリーアームで、該フリーアーム１３Ａ，１
３Ｂは上記回転軸７に遊嵌されて自由回転する。

さらに、１４Ａおよび１４Ｂは、上記両フリー
アーム１３Ａ，１３Ｂにおいて回転軸７と平行に
立設された係合バーで、該係合バー１４Ａ，１４
Ｂは先端部がそれぞれ上記コイルスプリング１０
の両端部１０ａ，１０ｂに係合するとともに、上
記回転アーム１２Ａ，１２Ｂと当接可能に設けら
れている。一方、１５Ａおよび１５Ｂは、上記両
支持部材６Ａ，６Ｂに突設されたストツパーで、
該ストツパー１５Ａ，１５Ｂはフリーアーム１３
Ａ，１３Ｂと当接可能に設けられている。

上記第１機構１１Ａおよび第２機構１１Ｂにお
けるコイルスプリング１０の端部１０ａ，１０
ｂ、回転アーム１２Ａ，１２Ｂ、フリーアーム１
３Ａ，１３Ｂ、係合バー１４Ａ，１４Ｂおよびス
トツパー１５Ａ，１５Ｂの係合関係は、第２図に
示すように、ステアリングホイール２が非操作状
態すなわち回転軸７に回転力が作用していない中
立点にあるときに、第１機構１１Ａにおいては、
コイルスプリング１０の弾性力（復元回転力）は
一端部１０ａに係合した係合バー１４Ａを介して
フリーアーム１３Ａに作用し、このフリーアーム
１３Ａはその一側辺がストツパー１５Ａに当接し
て停止しており、回転アーム１２Ａは係合バー１
４Ａに当接していてもコイルスプリング１０の回
転力は作用していないものである。第２機構１１
Ｂにおいても同様に、コイルスプリング１０の弾
性力は他端部１０ｂに係合した係合バー１４Ｂを
介してフリーアーム１３Ｂに作用し、このフリー
アーム１３Ｂはその一側辺がストツパー１５Ｂに
当接して停止しており、回転アーム１２Ｂは上記
係合バー１４Ｂに当接していてもコイルスプリン
グ１０の回転力は作用していない。

その際、コイルスプリング１０の回転力は一端
部１０ａと他端部１０ｂとでは逆方向に作用する
ため、第１機構１１Ａにおけるストツパー１５Ａ
に対するフリーアーム１３Ａの当接方向と、第２
機構１１Ｂにおけるストツパー１５Ｂに対するフ
リーアーム１３Ｂの当接方向とは反対となり、全
体として第１機構１１Ａと第２機構１１Ｂとは対
称形に配置されている。

次に、本例の動作を説明すれば、第２図に示す
状態から回転軸７が左回転するように、すなわち
ステアリングホイール２を右回転操作したときに
は、第３図に示す如く、この回転軸７の回転に伴
つて第１機構１１Ａの回転アーム１２Ａが左回転
し、該回転アーム１２Ａが係合バー１４Ａに当接
してフリーアーム１３Ａを左回転するとともに、
コイルスプリング１０の一端部１０ａをコイルス
プリング１０の巻数が増加するように捩り変位さ
せる。一方、上記回転軸７の左回転に伴い、第２
機構１１Ｂの回転アーム１２Ｂも左回転するが、
この回転アーム１２Ｂの回転は係合バー１４Ｂか
ら離れる方向であつて、コイルスプリング１０の
他端部１０ｂと係合した係合バー１４Ｂはフリー
アーム１３Ｂがストツパー１５Ｂに当接した状態
で停止している。その際、ステアリングホイール
２にはコイルスプリング１０の変位による弾性力
が操舵反力として作用する。

上記回転軸７の左回転は、フリーアーム１３Ａ
の他側辺がストツパー１５Ａに反対側から当接す
るまで行われ、その間のステアリングホイール２
の回転数は実際の自動車における回転数と同等の
ほぼ２回転半に設定すべく、上記伝達機構８の減
速比を決定するものである。

この操作状態からステアリングホイール２より
手を離すと、コイルスプリング１０の復元回転力
は係合バー１４Ａを介して回転アーム１２Ａに作
用し、回転軸７を復帰回転させてステアリングホ
イール２を戻すものであり、フリーアーム１３Ａ
がストツパー１５Ａに当接して停止する。

また、ステアリングホイール２が上記と逆に左
回転操作されて回転軸７が右回転したときにおい
ては、回転軸７と一体に第２機構１１Ｂの回転ア
ーム１２Ｂが右回転し、この回転アーム１２Ｂが
係合バー１４Ｂに当接しこの係合バー１４Ｂを介
してフリーアーム１３Ｂを右回転し、コイルスプ
リング１０の他端部１０ｂを変位させるものであ
り、このとき第１機構１１Ａの回転アーム１２Ａ
は係合バー１４Ａから離れる方向に回転し、フリ
ーアーム１３Ａはストツパー１５Ａに当接して停
止したままであり、ステアリングホイール２には
コイルスプリング１０の変位に伴う前記と同一の
大きさの操舵反力が作用する。その回転はフリー
アーム１３Ｂの他側辺がストツパー１５Ｂに反対
側から当接するまで行われ、ステアリングホイー
ル２から手を離すと、係合部１０ｂから係合バー
１４Ｂを介して回転アーム１２Ｂに作用する回転
力で回転軸７が復帰回転し、フリーアーム１３Ｂ
がストツパー１５Ｂに当接するまでステアリング
ホイール２を復帰回転させる。

＜実施例 ２＞ 本例は第４図に示すように、実施例１ではステ
アリングホイール２の操作によるステアリング軸
３の回転を伝達機構８によつて減速して回転軸７
に伝達し、ステアリングホイール２の複数回の回
転操作を許容するようにしているが、この実施例
ではステアリングホイール２によつて回転される
ステアリング軸３を継手４を介して回転軸１６に
直結し、回転軸１６がステアリング軸３の回転に
伴つて複数回転するようにした例を示している。

上記回転軸１６に対しては、前例と同様に筒体
９の外周にコイルスプリング１０が装着され、こ
のコイルスプリング１０の一端部１０ａと回転軸
１６との回転とを連係する第１機構１７Ａ、およ
び上記コイルスプリング１０の他端部１０ｂと回
転軸１６の回転とを連係する第２機構１７Ｂが、
それぞれ両側で対称形となるように配設されてい
る。

上記第１機構１７Ａおよび第２機構１７Ｂにお
いて、１８Ａおよび１８Ｂは、回転軸１６に固定
されて該回転軸１６と一体に回転する回転アー
ム、また、１９Ａおよび１９Ｂは、回転軸１６に
遊嵌されて自由回転する第１フリーアームで、該
第１フリーアーム１９Ａ，１９Ｂにおいては上記
コイルスプリング１０の両端部１０ａ，１０ｂと
係合する係合バー２０Ａ，２０Ｂが突設されてい
る。

上記第１フリーアーム１９Ａ，１９Ｂと回転ア
ーム１８Ａ，１８Ｂとの間には、それぞれ第２フ
リーアーム２１Ａ，２１Ｂおよび第３フリーアー
ム２２Ａ，２２Ｂが順に配設され、第２フリーア
ーム２１Ａ，２１Ｂには第１フリーアーム１９
Ａ，１９Ｂと当接する係止部２１ａ，２１ｂが突
設され、また、第３フリーアーム２２Ａ，２２Ｂ
には第２フリーアーム２１Ａ，２１Ｂと当接する
係止部２２ａ，２２ｂが突設されている。さら
に、前記回転アーム１８Ａ，１８Ｂには上記第３
フリーアーム２２Ａ，２２Ｂと当接する係止部１
８ａ，１８ｂが突設されている。

一方、上記回転アーム１８Ａ，１８Ｂと前記支
持部材６Ａ，６Ｂとの間には、それぞれ第４フリ
ーアーム２３Ａ，２３Ｂおよび第５フリーアーム
２４Ａ，２４Ｂが順に配設され、第４フリーアー
ム２３Ａ，２３Ｂには第１フリーアーム１９Ａ，
１９Ｂと当接する係止部２３ａ，２３ｂが突設さ
れ、また、第５フリーアーム２４Ａ，２４Ｂには
第４フリーアーム２３Ａ，２３Ｂと当接する係止
部２４ａ，２４ｂが突設され、さらに、前記支持
部材６Ａ，６Ｂに突設されたストツパー１５Ａ，
１５Ｂは第５フリーアーム２４Ａ，２４Ｂと当接
可能に設けられている。

ステアリングホイール２の中立点での各アーム
等の係合状態は、第１機構１７Ａにおいては、第
１フリーアーム１９Ａに対しその右側辺（係合バ
ー２０Ａと一端部１０ａとの係合位置の反対側）
に第２フリーアーム２１Ａの係止部２１ａおよび
第４フリーアーム２３Ａの係止部２３ａがそれぞ
れ当接し、この第２フリーアーム２１Ａおよび第
４フリーアーム２３Ａの右側辺に対し、第３フリ
ーアーム２２Ａの係止部２２ａおよび第５フリー
アーム２４Ａの係止部２４ａがそれぞれ当接し、
さらに、第３フリーアーム２２Ａの右側辺には回
転アーム１８Ａの係止部１８ａが、第５フリーア
ーム２４Ａの右側辺にはストツパー１５Ａがそれ
ぞれ当接している。一方、第２機構１７Ｂにおい
ては、上記第１機構１７Ａと全く逆に順次左側辺
に当接した対称形に配設されている。

上記構造により、回転軸１６の回転は回転アー
ム１８Ａ，１８Ｂから第３フリーアーム２２Ａ，
２２Ｂ、第２フリーアーム２１Ａ，２１Ｂを介し
て第１フリーアーム１９Ａ，１９Ｂに伝達され、
コイルスプリング１０の端部１０ａ，１０ｂに係
合した係合バー２０Ａ，２０Ｂによつて、コイル
スプリング１０を変位させるものである。また、
第１フリーアーム１９Ａ，１９Ｂの回転は、第４
フリーアーム２３Ａ，２３Ｂおよび第５フリーア
ーム２４Ａ，２４Ｂを介し、この第５フリーアー
ム２４Ａ，２４Ｂがストツパー１５Ａ，１５Ｂに
当接することによつて停止される。

次に、本例の動作を説明すれば、第４図に示す
状態からステアリングホイール２が左回転操作さ
れたときには、回転軸１６も左回転して第１機構
１７Ａの回転アーム１８Ａは、それぞれ当接して
いる第３フリーアーム２２Ａおよび第２フリーア
ーム２１Ａを介して第１フリーアーム１９Ａを左
回転して、係合バー２０Ａに係合しているコイル
スプリング１０の一端部１０ａを変位させる。回
転軸１６の回転が１回転を越えると、第１フリー
アーム１９Ａは第４フリーアーム２３Ａの係止部
２３ａに反対側から当接して、この第４フリーア
ーム２３Ａを回転させ、さらに回転軸１６が回転
すると、第４フリーアーム２３Ａが第５フリーア
ーム２４Ａの係止部２４ａに当接して回転し、第
５フリーアーム２４Ａがストツパー１５Ａに当接
することによりステアリングホイール２の最大回
転操作位置を規制する。

このとき、第２機構１７Ｂにおいては、第１フ
リーアーム１９Ｂは第４フリーアーム２３Ｂ、第
５フリーアーム２４Ｂを介してストツパー１５Ｂ
との当接によつて停止している一方、回転軸１６
の回転に伴う回転アーム１８Ｂの回転は、第３フ
リーアーム２２Ｂ、第２フリーアーム２１Ｂを順
次反対側に自由回転させることにより、第１フリ
ーアーム１９Ｂの停止状態を干渉することなく、
その回転を許容するものである。

また、ステアリングホイール２から手を離すと
コイルスプリング１０の復元回転力により、第１
フリーアーム１９Ａは回転アーム１８Ａとともに
右回転し、回転軸１６を介してステアリングホイ
ール２を中立点まで復帰回転させる。

上記と逆にステアリングホイール２が中立点よ
り右回転操作されたときには、上記動作と反対の
動作を行うものであつて、第２機構１７Ｂの第１
フリーアーム１９Ｂが回転してコイルスプリング
１０を変位させる一方、第１フリーアーム１９Ａ
は停止しており、第５フリーアーム２４Ｂがスト
ツパー１５Ｂに当接するまでステアリングホイー
ル２の回転操作が行われ、手を離せば復帰回転す
る操舵反力が得られるものである。

なお、フリーアームの数と係止部の位置を変更
することにより、ステアリングホイール２の許容
回転数は適宜変更可能である。

上記両実施例において、中立点でのコイルスプ
リング１０の初期変位置すなわち初期力を変更す
ることにより、操舵力の初期値が変更できるもの
である。

従つて、以上の如き本発明によれば、ステアリ
ングホイールの操作に応じて回転する回転軸の外
周に装着したコイルスプリングと、このコイルス
プリングの両端にそれぞれ配設しコイルスプリン
グの端部の捩り変位と回転軸の回転とを連係する
第１機構及び第２機構とにより、１つの回転軸、
１つのコイルスプリングで左右どちらの回転操作
に対しても同じ操舵反力を得ることができるよう
にしたために、実際の運転状態における操作感と
近似した操作感を簡易な機構によつて得ることが
でき、練習効果の向上が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例１を示
し、第１図は一部省略した側面図、第２図は第１
図の―線に沿う一部省略した断面正面図、第
３図は作動状態を示す同断面正面図、第４図は実
施例２を示す一部省略した側面図である。 １……操舵装置、２……ステアリングホイー
ル、３……ステアリング軸、６Ａ，６Ｂ……支持
部材、７，１６……回転軸、１０……コイルスプ
リング、１０ａ，１０ｂ……端部、１１Ａ，１７
Ａ……第１機構、１１Ｂ，１７Ｂ……第２機構、
１２Ａ，１２Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ……回転アー
ム、１３Ａ，１３Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ……フリー
アーム、１５Ａ，１５Ｂ……ストツパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステアリングホイールの回転操作に応じて回
   転する回転軸と、該回転軸の外周に装着したコイ
   ルスプリングと、該コイルスプリングの一端部の
   捩り変位と回転軸の回転とを連係する第１機構
   と、コイルスプリングの他端部の捩り変位と回転
   軸の回転とを連係する第２機構とを備え、上記第
   １機構および第２機構は、回転軸に対して自由回
   転しコイルスプリングの端部と係合するフリーア
   ームと、回転軸と一体に回転し上記フリーアーム
   に連係して該フリーアームをコイルスプリングの
   捩り変位を増加する方向に回転する回転アーム
   と、中立点において上記フリーアームのコイルス
   プリングの捩り変位を減少する方向への回転を規
   制するストツパーとをそれぞれ有し、第１機構と
   第２機構とは対称形に配置されていることを特徴
   とする自動車運転練習機における操舵装置。