特許 6409584 自動車用外部操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6409584

(24)【登録日】2018年10月5日

(45)【発行日】2018年10月24日

(54)【発明の名称】自動車用外部操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 65/02 20060101AFI20181015BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20181015BHJP

【ＦＩ】

   B62D65/02

   G01M17/007 D

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-6154(P2015-6154)

(22)【出願日】2015年1月15日

(65)【公開番号】特開2016-132272(P2016-132272A)

(43)【公開日】2016年7月25日

【審査請求日】2017年3月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄二

【審査官】 鈴木 敏史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２１４０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１５５７５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０７−２４８２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０２２９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ６５／０２

Ｇ０１Ｍ １７／００７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車のステアリングホイールを、該自動車の外部から操舵可能な自動車用外部操舵装置であって、
自動車のステアリングホイールに取り付けられるホイール取付部と、
自動車のシートにおける、ヘッドレストの支持部に取り付けられるヘッドレスト取付部と、
該ヘッドレスト取付部に対して上記ホイール取付部を回動可能に連結するとともに、該ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線の位置及び姿勢を変更するよう変形可能な連結部と、
該連結部、上記ヘッドレスト取付部又は上記ホイール取付部に設けられて、該ヘッドレスト取付部に対して該ホイール取付部を回動させる回転駆動源と、
該回転駆動源の回転を制御する制御部と、
該制御部を操作する操作部と、を備え、
上記制御部は、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールを右方向に操舵するよう、上記回転駆動源の出力軸を右方向に回転させるための右方向リレーと、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールを左方向に操舵するよう、上記回転駆動源の出力軸を左方向に回転させるための左方向リレーと、上記連結部分の一方に設けられて、上記回転駆動源の出力軸の回転を受けて回転する回転体と、上記連結部分の他方に設けられて、上記回転体の外周に接触する導通端子とを有しており、
上記操作部は、上記右方向リレーを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な右方向スイッチと、上記左方向リレーを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な左方向スイッチと、上記自動車のステアリングホイールを中央位置に復帰させるための復帰スイッチとを有しており、
該復帰スイッチは、上記回転体及び上記導通端子を経由して、上記右方向リレー及び上記左方向リレーに通電可能な状態で設けられており、
上記回転体の軸方向一方側に位置する第１回転体部分には第１端子が接触しており、上記回転体の軸方向他方側に位置する第２回転体部分には第２端子が接触しており、
上記回転体は、上記第１回転体部分の外周に螺旋状に形成され、上記ホイール取付部が右方向に回転された状態で、上記第１端子と上記導通端子とを導通させる第１螺旋状溝部と、上記第２回転体部分の外周に螺旋状に形成され、上記ホイール取付部が左方向に回転された状態で、上記第２端子と上記導通端子とを導通させる第２螺旋状溝部と、該第２螺旋状溝部と上記第１螺旋状溝部との間において、上記導通端子と導通不能に形成された非導通部とを、外周に有しており、
上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールが中央位置にあるときには、上記導通端子が上記非導通部に対向して、上記第１螺旋状溝部又は上記第２螺旋状溝部に対する上記導通端子の導通状態が遮断されるよう設定されており、
上記第１端子と上記導通端子とが上記第１螺旋状溝部を介して導通しているときには、上記復帰スイッチが操作されたときに上記左方向リレーが通電されるよう構成されており、一方、上記第２端子と上記導通端子とが上記第２螺旋状溝部を介して導通しているときには、上記復帰スイッチが操作されたときに上記右方向リレーが通電されるよう構成されていることを特徴とする自動車用外部操舵装置。

【請求項2】

上記連結部は、複数のアーム部と、該複数のアーム部のうちの１つ又は複数に設けられ、該アーム部を伸縮可能にする伸縮部材と、上記アーム部同士の連結部分に設けられた複数の自在継手とを有しており、
上記回転駆動源は、上記ホイール取付部と上記アーム部との連結部分、上記ヘッドレスト取付部と上記アーム部との連結部分、又は上記アーム部が２つに分割された分割アーム部同士の連結部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用外部操舵装置。

【請求項3】

上記複数の自在継手は、上記ホイール取付部側に設けられた第１自在継手と、上記ヘッドレスト取付部側に設けられた第２自在継手とによって構成されており、
上記複数のアーム部は、上記ホイール取付部と上記第１自在継手とに取り付けられた第１アーム部と、上記第１自在継手と上記第２自在継手とに取り付けられた第２アーム部と、上記ヘッドレスト取付部と上記第２自在継手とに取り付けられた第３アーム部とによって構成されており、
上記伸縮部材は、上記第１アーム部、上記第２アーム部及び上記第３アーム部のうちのいずれか１つに設けられているとともに、シリンダケースと、該シリンダケース内を移動するシリンダロッドとによって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車用外部操舵装置。

【請求項4】

上記連結部は、複数のアーム部と、該複数のアーム部のうちの少なくとも２つに設けられ、該アーム部を伸縮可能にする伸縮部材と、上記アーム部同士の連結部分に設けられた１つ又は複数の自在継手とを有しており、
上記回転駆動源は、上記ホイール取付部と上記アーム部との連結部分、上記ヘッドレスト取付部と上記アーム部との連結部分、又は上記アーム部が２つに分割された分割アーム部同士の連結部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用外部操舵装置。

【請求項5】

上記複数のアーム部は、上記ホイール取付部側に設けられた第１アーム部と、上記ヘッドレスト取付部側に設けられた第２アーム部とによって構成されており、
上記自在継手は、上記第１アーム部と上記第２アーム部とを連結しており、
上記伸縮部材は、上記第１アーム部及び上記第２アーム部に設けられているとともに、シリンダケースと、該シリンダケース内を移動するシリンダロッドとによって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の自動車用外部操舵装置。

【請求項6】

上記ホイール取付部は、上記ステアリングホイールの全体を径方向に挟み込む構造を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車用外部操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵車輪が浮いた状態の自動車のステアリングホイールを、自動車の外部から操舵可能な自動車用外部操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の品質確認試験等においては、車体と車輪との隙間の大きさを確認するために、自動車をジャッキアップして車輪を宙に浮かせている。また、この状態において、ステアリングホイールによって操舵車輪（操舵可能な車輪）を操舵して、操舵車輪の操舵角度を適宜変化させたときの車体と操舵車輪との隙間の大きさを確認している。
例えば、特許文献１のステアリングホイールの操作装置は、遠隔操作によって正逆回転制御されるモータと、トルククラッチを介してモータに接続された回転体と、回転体の外周に等間隔に設けられてステアリングホールに取り付けられる少なくとも３本のロッドと、モータのケーシングの回り止めをする係止ロッドとを備えている。この操作装置によれば、ステアリングホイールを遠隔操作によって左右いずれの方向にも回転させることができる。また、特許文献２の車両用ステアリングの遠隔操作装置においても、特許文献１と同様の構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実公昭６１−４６０７２号公報

【特許文献2】特開昭５７−２２９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の操作装置においては、ステアリングホイールを回転させるモータ、回転体等の回転構造部分がステアリングホイールの中心位置に配置されている。また、中心位置に配置された回転構造部分から放射状にロッド等の取付部分が設けられている。そして、ステアリングホイールの中心位置に対して、回転構造部分の中心位置が可能な限り偏心しないようにしている。この偏心が生じると、ステアリングホイールを回転させることが困難になるためである。そのため、ステアリングホイールに操作装置を取り付ける際には、操作装置がステアリングホイールに対して偏心しないように注意する必要があり、必ずしも取り扱いが容易ではない。なお、この課題は、特許文献２においても同様に生じる。

【0005】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ステアリングホイールに対する中心位置合わせが不要であり、自動車への取付を簡単にすることができる自動車用外部操舵装置を提供しようとして得られたものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、自動車のステアリングホイールを、該自動車の外部から操舵可能な自動車用外部操舵装置であって、
自動車のステアリングホイールに取り付けられるホイール取付部と、
自動車のシートにおける、ヘッドレストの支持部に取り付けられるヘッドレスト取付部と、
該ヘッドレスト取付部に対して上記ホイール取付部を回動可能に連結するとともに、該ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線の位置及び姿勢を変更するよう変形可能な連結部と、
該連結部、上記ヘッドレスト取付部又は上記ホイール取付部に設けられて、該ヘッドレスト取付部に対して該ホイール取付部を回動させる回転駆動源と、
該回転駆動源の回転を制御する制御部と、
該制御部を操作する操作部と、を備え、
上記制御部は、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールを右方向に操舵するよう、上記回転駆動源の出力軸を右方向に回転させるための右方向リレーと、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールを左方向に操舵するよう、上記回転駆動源の出力軸を左方向に回転させるための左方向リレーと、上記連結部分の一方に設けられて、上記回転駆動源の出力軸の回転を受けて回転する回転体と、上記連結部分の他方に設けられて、上記回転体の外周に接触する導通端子とを有しており、
上記操作部は、上記右方向リレーを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な右方向スイッチと、上記左方向リレーを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な左方向スイッチと、上記自動車のステアリングホイールを中央位置に復帰させるための復帰スイッチとを有しており、
該復帰スイッチは、上記回転体及び上記導通端子を経由して、上記右方向リレー及び上記左方向リレーに通電可能な状態で設けられており、
上記回転体の軸方向一方側に位置する第１回転体部分には第１端子が接触しており、上記回転体の軸方向他方側に位置する第２回転体部分には第２端子が接触しており、
上記回転体は、上記第１回転体部分の外周に螺旋状に形成され、上記ホイール取付部が右方向に回転された状態で、上記第１端子と上記導通端子とを導通させる第１螺旋状溝部と、上記第２回転体部分の外周に螺旋状に形成され、上記ホイール取付部が左方向に回転された状態で、上記第２端子と上記導通端子とを導通させる第２螺旋状溝部と、該第２螺旋状溝部と上記第１螺旋状溝部との間において、上記導通端子と導通不能に形成された非導通部とを、外周に有しており、
上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールが中央位置にあるときには、上記導通端子が上記非導通部に対向して、上記第１螺旋状溝部又は上記第２螺旋状溝部に対する上記導通端子の導通状態が遮断されるよう設定されており、
上記第１端子と上記導通端子とが上記第１螺旋状溝部を介して導通しているときには、上記復帰スイッチが操作されたときに上記左方向リレーが通電されるよう構成されており、一方、上記第２端子と上記導通端子とが上記第２螺旋状溝部を介して導通しているときには、上記復帰スイッチが操作されたときに上記右方向リレーが通電されるよう構成されていることを特徴とする自動車用外部操舵装置にある。

【発明の効果】

【0007】

上記自動車用外部操舵装置（単に、外部操舵装置ということがある。）は、ヘッドレスト取付部をシートにおけるヘッドレストの支持部に取り付けることにより、自動車に対する位置が固定される。また、ホイール取付部の構造は、ステアリングホイールに取り付けられる構造であれば、どのような構造とすることもできる。そして、ホイール取付部をステアリングホイールに取り付ける際には、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線を、ステアリングホイールの中心位置に合わせる必要がない。言い換えれば、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線が、ステアリングホイールの中心位置から偏心していてもよい。

【0008】

外部操舵装置を動作させるときには、作業者等が操作部を操作し、操作部による指令を受けて制御部が回転駆動源の回転を制御して、ヘッドレスト取付部に対してホイール取付部が右方向又は左方向に回動する。このとき、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線がステアリングホイールの中心位置から偏心している場合には、ステアリングホイールの回動に伴って、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の位置及び姿勢が変化する。そして、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の位置及び姿勢の変化に対しては、連結部が変形することによって対応することができる。
そのため、ステアリングホイールに対する外部操舵装置の中心位置合わせを不要にすることができ、自動車への外部操舵装置の取付を簡単にすることができる。また、ステアリングホイールへのホイール取付部の取付を簡単にすることができる。

【0009】

それ故、上記外部操舵装置によれば、ステアリングホイールに対する中心位置合わせが不要であり、自動車への取付を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例にかかる、外部操舵装置を示す説明図。

【図2】実施例にかかる、外部操舵装置の構造をモデル化した状態で示す説明図。

【図3】実施例にかかる、ステアリングホイールが図２の状態から１８０°回動されたときの外部操舵装置の構造をモデル化した状態で示す説明図。

【図4】実施例にかかる、操舵車輪が浮いた状態の自動車を示す説明図。

【図5】実施例にかかる、外部操舵装置の初期状態を示す回路図。

【図6】実施例にかかる、外部操舵装置におけるモータの出力軸が右方向に回転した状態を示す回路図。

【図7】実施例にかかる、ステアリングホイールが、右方向に回転した状態から中央位置に復帰する状態を示す回路図。

【図8】実施例にかかる、外部操舵装置におけるモータの出力軸が左方向に回転した状態を示す回路図。

【図9】実施例にかかる、ステアリングホイールが、左方向に回転した状態から中央位置に復帰する状態を示す回路図。

【図10】実施例にかかる、他の外部操舵装置の一部の構造をモデル化した状態で示す説明図。

【図11】実施例にかかる、他の外部操舵装置の一部の構造をモデル化した状態で示す説明図。

【図12】実施例にかかる、他の外部操舵装置の構造をモデル化した状態で示す説明図。

【図13】実施例にかかる、他の外部操舵装置の構造をモデル化した状態で示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

上述した外部操舵装置における好ましい実施の形態について説明する。
上記外部操舵装置においては、上記連結部は、複数のアーム部と、該複数のアーム部のうちの１つ又は複数に設けられ、該アーム部を伸縮可能にする伸縮部材と、上記アーム部同士の連結部分に設けられた複数の自在継手とを有しており、上記回転駆動源は、上記ホイール取付部と上記アーム部との連結部分、上記ヘッドレスト取付部と上記アーム部との連結部分、又は上記アーム部が２つに分割された分割アーム部同士の連結部分に設けられていてもよい。

【0012】

この場合には、ステアリングホイールの回動に伴って、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線の位置及び姿勢が変化する際には、伸縮部材によって１つ又は複数のアーム部の長さが変化し、自在継手によって複数のアーム部の姿勢（傾斜角度）が変化することができる。そのため、伸縮部材及び自在継手を用いることにより、連結部が変形する構造を容易に形成することができる。
なお、アーム部は、自在継手の取付部分によって構成されていてもよく、自在継手の取付部分に連結された部材によって構成されていてもよい（以下同様）。

【0013】

また、上記複数の自在継手は、上記ホイール取付部側に設けられた第１自在継手と、上記ヘッドレスト取付部側に設けられた第２自在継手とによって構成されており、上記複数のアーム部は、上記ホイール取付部と上記第１自在継手とに取り付けられた第１アーム部と、上記第１自在継手と上記第２自在継手とに取り付けられた第２アーム部と、上記ヘッドレスト取付部と上記第２自在継手とに取り付けられた第３アーム部とによって構成されており、上記伸縮部材は、上記第１アーム部、上記第２アーム部及び上記第３アーム部のうちのいずれか１つに設けられているとともに、シリンダケースと、該シリンダケース内を移動するシリンダロッドとによって構成されていてもよい。
この場合には、３つのアーム部と１つの伸縮部材と２つの自在継手とを用いることにより、連結部が変形する構造をさらに容易に形成することができる。

【0014】

また、上記連結部は、複数のアーム部と、該複数のアーム部のうちの少なくとも２つに設けられ、該アーム部を伸縮可能にする伸縮部材と、上記アーム部同士の連結部分に設けられた１つ又は複数の自在継手とを有しており、上記回転駆動源は、上記ホイール取付部と上記アーム部との連結部分、上記ヘッドレスト取付部と上記アーム部との連結部分、又は上記アーム部が２つに分割された分割アーム部同士の連結部分に設けられていてもよい。
この場合には、ステアリングホイールの回動に伴って、連結部における、ホイール取付部に連結される部分の回動中心軸線の位置及び姿勢が変化する際には、伸縮部材によって２つ以上のアーム部の長さが変化し、自在継手によってアーム部の姿勢（傾斜角度）が変化することができる。そのため、伸縮部材及び自在継手を用いることにより、連結部が変形する構造を容易に形成することができる。

【0015】

また、上記複数のアーム部は、上記ホイール取付部側に設けられた第１アーム部と、上記ヘッドレスト取付部側に設けられた第２アーム部とによって構成されており、上記自在継手は、上記第１アーム部と上記第２アーム部とを連結しており、上記伸縮部材は、上記第１アーム部及び上記第２アーム部に設けられているとともに、シリンダケースと、該シリンダケース内を移動するシリンダロッドとによって構成されていてもよい。
この場合には、２つのアーム部と２つの伸縮部材と１つの自在継手とを用いることにより、連結部が変形する構造をさらに容易に形成することができる。

【0016】

また、上記ホイール取付部は、上記ステアリングホイールの全体を径方向に挟み込む構造を有していてもよい。
この場合には、ホイール取付部の構造を極めて簡単にすることができる。

【0017】

また、上記制御部は、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールを右方向に操舵するよう、上記回転駆動源の出力軸を右方向に回転させるための右方向リレーと、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールを左方向に操舵するよう、上記回転駆動源の出力軸を左方向に回転させるための左方向リレーとを有しており、上記操作部は、上記右方向リレーを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な右方向スイッチと、上記左方向リレーを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な左方向スイッチとを有している。
これにより、作業者が、操作部における右方向スイッチ及び左方向スイッチを操作することにより、外部操舵装置を自動車の外部から簡単に操作することができる。

【0018】

また、上記制御部は、上記連結部分の一方に設けられて、上記回転駆動源の出力軸の回転を受けて回転する回転体と、上記連結部分の他方に設けられて、上記回転体の外周に接触する導通端子とを有しており、上記操作部は、上記自動車のステアリングホイールを中央位置に復帰させるための復帰スイッチを有しており、該復帰スイッチは、上記回転体及び上記導通端子を経由して、上記右方向リレー及び上記左方向リレーに通電可能な状態で設けられており、上記回転体の軸方向一方側に位置する第１回転体部分には第１端子が接触しており、上記回転体の軸方向他方側に位置する第２回転体部分には第２端子が接触しており、上記回転体は、上記第１回転体部分の外周に螺旋状に形成され、上記ホイール取付部が右方向に回転された状態で、上記第１端子と上記導通端子とを導通させる第１螺旋状溝部と、上記第２回転体部分の外周に螺旋状に形成され、上記ホイール取付部が左方向に回転された状態で、上記第２端子と上記導通端子とを導通させる第２螺旋状溝部と、該第２螺旋状溝部と上記第１螺旋状溝部との間において、上記導通端子と導通不能に形成された非導通部とを、外周に有しており、上記ホイール取付部が取り付けられた上記自動車のステアリングホイールが中央位置にあるときには、上記導通端子が上記非導通部に対向して、上記第１螺旋状溝部又は上記第２螺旋状溝部に対する上記導通端子の導通状態が遮断されるよう設定されており、上記第１端子と上記導通端子とが上記第１螺旋状溝部を介して導通しているときには、上記復帰スイッチが操作されたときに上記左方向リレーが通電されるよう構成されており、一方、上記第２端子と上記導通端子とが上記第２螺旋状溝部を介して導通しているときには、上記復帰スイッチが操作されたときに上記右方向リレーが通電されるよう構成されている。

【0019】

これにより、作業者が復帰スイッチを操作することによって、ステアリングホイールの回動位置を、操舵車輪が自動車の正面を向く中央位置に極めて簡単に復帰させることができる。そのため、外部操舵装置を用いたステアリングホイールの操作性を格段に向上させることができる。

【実施例】

【0020】

以下に、自動車用外部操舵装置にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の自動車用外部操舵装置１（以下、単に外部操舵装置１という。）は、図１、図２、図４に示すように、操舵車輪８５が浮いた状態の自動車８のステアリングホイール８１を、自動車８の外部から操舵するものである。外部操舵装置１は、ホイール取付部２１、ヘッドレスト取付部２２、連結部３、回転駆動源としてのモータ５、制御部６Ａ及び操作部６Ｂを備えている。なお、図２は、外部操舵装置１の構造をモデル化した状態で示す。

【0021】

ホイール取付部２１は、自動車８のステアリングホイール８１に取り付けられる。ヘッドレスト取付部２２は、自動車８のシート８２における、ヘッドレスト８４の支持部８３に取り付けられる。連結部３は、ヘッドレスト取付部２２に対してホイール取付部２１を回動可能に連結するとともに、ホイール取付部２１に連結される部分３１１の回動中心軸線Ｃ２の位置及び姿勢を変更するよう変形可能である。
モータ５は、連結部３に設けられており、ヘッドレスト取付部２２に対してホイール取付部２１を回動させるよう構成されている。制御部６Ａは、モータ５の回転を制御するよう構成されており、操作部６Ｂは、作業者による入力を受けて制御部６Ａを操作するよう構成されている。

【0022】

以下に、本例の外部操舵装置１について、図１〜図１３を参照して詳説する。
図４に示すように、外部操舵装置１は、自動車８の品質確認試験において、ジャッキ装置８６によって自動車８の車体８０が持ち上げられ、操舵車輪８５が浮いた状態において、操舵車輪８５と車体８０との隙間Ｋの大きさを検査する際に用いられる。また、外部操舵装置１によってステアリングホイール８１を回動させて操舵車輪８５を左右に操舵し、操舵車輪８５の操舵角度を適宜変化させたときの隙間Ｋの大きさを検査している。

【0023】

図１、図２に示すように、本例の連結部３は、ヘッドレスト取付部２２とホイール取付部２１とに取り付けられた３つのアーム部３１，３２，３３と、第２アーム部３２に設けられて第２アーム部３２を伸縮可能にする伸縮部材３２０と、３つのアーム部３１，３２，３３同士の連結部分に設けられた２つの自在継手４１，４２とを有している。本例のモータ５は、ホイール取付部２１と第１アーム部３１との連結部分に設けられている。モータ５は、ホイール取付部２１を右方向Ｒ及び左方向Ｌの両方向に回転させることが可能である。

【0024】

図２に示すように、本例の複数の自在継手４１，４２は、ホイール取付部２１側に設けられた第１自在継手４１と、ヘッドレスト取付部２２側に設けられた第２自在継手４２とによって構成されている。各自在継手４１，４２は、ユニバーサルジョイントとも呼ばれ、交差する２つの軸の角度を任意の角度に変更可能な状態で、一方の軸から他方の軸へ回転力を伝達できる継手部材である。

【0025】

本例の複数のアーム部３１，３２，３３は、ホイール取付部２１と第１自在継手４１とに取り付けられた第１アーム部３１と、第１自在継手４１と第２自在継手４２とに取り付けられた第２アーム部３２と、ヘッドレスト取付部２２と第２自在継手４２とに取り付けられた第３アーム部３３とによって構成されている。本例の伸縮部材３２０は、シリンダケース３２１と、シリンダケース３２１内を移動するシリンダロッド３２２とによって構成されている。第２アーム部３２は、伸縮部材３２０によって構成されている。

【0026】

なお、伸縮部材３２０は、第２アーム部３２に設ける代わりに、第１アーム部３１に設けることもできる。また、第２アーム部３２は、伸縮部材３２０、第１自在継手４１の取付部分及び第２自在継手４２の取付部分によって構成されていてもよい。また、第１アーム部３１は、第１自在継手４１の取付部分によって構成されていてもよく、第３アーム部３３は、第２自在継手４２の取付部分によって構成されていてもよい。

【0027】

図５は、外部操舵装置１の電気的構成を示す。同図に示すように、制御部６Ａは、モータ５の回転制御をするための機器が搭載された装置本体として構成されており、操作部６Ｂは、モータ５の回転を制御するために、作業者によって操作可能な操作ボックスとして構成されている。制御部６Ａは、モータ本体部５１が取り付けられた第１アーム部３１の連結端部３１１に取り付けられている。操作部６Ｂは、自動車８のドア窓部等から自動車８の外部に取り出されて使用される。作業者は、自動車８の外部において操作部６Ｂを操作することによってモータ５の回転を制御することができる。

【0028】

図２に示すように、モータ５のステータを含むモータ本体部５１は、ホイール取付部２１と第１アーム部３１との連結部分における、第１アーム部３１の連結端部３１１に取り付けられている。モータ５のロータと一体化された出力軸５２は、ホイール取付部２１と第１アーム部３１との連結部分における、ホイール取付部２１の被連結部２１３に取り付けられている。

【0029】

ホイール取付部２１は、モータ５の出力軸５２が取り付けられて、ステアリングホイール８１に対向して配置されるベース部２１１と、ベース部２１１に移動可能に設けられて、ステアリングホイール８１の全体を径方向に挟み込む一対の挟持部２１２とを有している。ベース部２１１は、ステアリングホイール８１の径方向に伸びるフレームとして形成されている。一対の挟持部２１２は、ベース部２１１の長手方向の両側に分かれて設けられている。一対の挟持部２１２は、ステアリングホイール８１の外周に係合する、Ｖ形状断面等の簡単な形状を有している。

【0030】

図１に示すように、ヘッドレスト取付部２２は、自動車８の運転席側シート８２の背もたれ部８２０の上部に設けられた支持部としての一対の支持穴８３に差し込まれる一対の支持ロッド２２１を有している。一対の支持穴８３は、背もたれ部８２０にヘッドレスト８４の一対の支持ロッドを差し込むために設けられた穴である。ヘッドレスト取付部２２は、背もたれ部８２０の上部からヘッドレスト８４が取り外された状態において、一対の支持ロッド２２１を一対の支持部８３に差し込むことによって背もたれ部８２に取り付けられる。

【0031】

図５に示すように、制御部６Ａには、ホイール取付部２１が取り付けられた自動車８のステアリングホイール８１を右方向Ｒに操舵するよう、モータ５に右方向Ｒの動力を伝達する右方向リレー６１Ｒと、ホイール取付部２１が取り付けられた自動車８のステアリングホイール８１を左方向Ｌに操舵するよう、モータ５に左方向Ｌの動力を伝達する左方向リレー６１Ｌとが搭載されている。
操作部６Ｂには、右方向リレー６１Ｒを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な右方向スイッチ６２Ｒと、左方向リレー６１Ｌを作動させるためのスイッチ入力操作が可能な左方向スイッチ６２Ｌと、自動車８のステアリングホイール８１を中央位置に復帰させるための復帰スイッチ６２Ｓとが設けられている。
ここで、図５は、右方向スイッチ６２Ｒ、左方向スイッチ６２Ｌ及び復帰スイッチ６２Ｓのいずれも操作されていない、外部操舵装置１の初期状態を示す。

【0032】

制御部６Ａを構成する各リレー６１Ｒ，６１Ｌ及び操作部６Ｂを構成する各スイッチ６２Ｒ，６２Ｌ，６２Ｓは、直流電流によって動作するものである。制御部６Ａ及び操作部６Ｂを動作させる電源には、自動車８に搭載されているバッテリーを用いることができる。
図５〜図９において、符号Ｐはプラス電源を示し、符号Ｎはマイナス電源を示す。各リレーは、電磁リレーであり、入力側のソレノイド６１１が通電されることによって、出力側の接点６１２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に動作する構造を有している。各リレー６１Ｒ，６１Ｌの接点６１２がＯＦＦ状態であるときには、モータ５の電源線の一つがマイナス電源Ｎに接続され、各リレー６１Ｒ，６１Ｌの接点６１２がＯＮ状態にあるときには、モータ５の電源線の一つがプラス電源Ｐに接続される。

【0033】

図２に示すように、制御部６Ａは、ステアリングホイール８１の回転位置を検出するための回転体７と、回転体７の外周に接触する導通端子６３とを有している。回転体７は、モータ５の出力軸５２と、ホイール取付部２１の被連結部２１３との間に設けられており、出力軸５２の回転を受けて回転するよう構成されている。導通端子６３は、モータ５のモータ本体部５１が設けられた第１アーム部３１の連結端部３１１に設けられている。
モータ５の出力軸５２の回転によって、第１アーム部３１の連結端部３１１に対してホイール取付部２１の被連結部２１３が回転すると、回転体７が導通端子６３に対して相対的に回転して、導通端子６３が、回転体７の外周に接触する軸方向位置が変化する。

【0034】

なお、図１０に示すように、モータ５の出力軸５２をホイール取付部２１の被連結部２１３に直接取り付け、回転体７は、出力軸５２に対してギヤ５３等を介して連結し、回動継手５４等を介して第１アーム部３１に回動可能に設けることもできる。また、図１１に示すように、第１アーム部３１の連結端部３１１とホイール取付部２１の被連結部２１３との間に回転体７を回動継手５４等によって回動可能に設け、回転体７にギヤ５３等を介して出力軸５２を連結することもできる。いずれの場合においても、モータ５の出力軸５２の回転を受けて回転体７を回転させることができる。

【0035】

図５に示すように、復帰スイッチ６２Ｓは、回転体７及び導通端子６３を経由して、右方向リレー６１Ｒ及び左方向リレー６１Ｌに通電可能な状態で設けられている。回転体７の軸方向一方側に位置する第１回転体部分７０１の端部には第１端子６４１が接触しており、回転体７の軸方向他方側に位置する第２回転体部分７０２の端部には第２端子６４２が接触している。導通端子６３、第１端子６４１及び第２端子６４２は、回転体７に対向して配置された端子台６３０に設けられている。導通端子６３、第１端子６４１及び第２端子６４２は、端子台６３０から突出して回転体７に接触している。
導通端子６３は、回転体７が回転したとき、回転体７の外周に接触する軸方向の位置が変化するよう構成されている。回転体７の外周には、導通端子６３が接触して、導通端子６３の軸方向への移動を案内する螺旋状溝部７０が形成されている。

【0036】

螺旋状溝部７０は、回転体７の第１回転体部分７０１の外周に螺旋状に形成された第１螺旋状溝部７１と、回転体７の第２回転体部分７０２の外周に螺旋状に形成された第２螺旋状溝部７２とからなる。第１螺旋状溝部７１と第２螺旋状溝部７２とは、同一の回転方向に向けて螺旋状に形成されている。第１螺旋状溝部７１は、ホイール取付部２１及びステアリングホイール８１が右方向Ｒに回転された状態で、第１端子６４１と導通端子６３とを導通させるよう構成されている。第２螺旋状溝部７２は、ホイール取付部２１及びステアリングホイール８１が左方向Ｌに回転された状態で、第２端子６４２と導通端子６３とを導通させるよう構成されている。
また、第１回転体部分７０１の端部（第１螺旋状溝部７１の形成箇所よりも軸方向の一方側の外側部分）には、第１端子６４１が接触する第１平坦外周面７４１が形成されている。第２回転体部分７０２の端部（第２螺旋状溝部７２の形成箇所よりも軸方向の他方側の外側部分）には、第２端子６４２が接触する第２平坦外周面７４２が形成されている。

【0037】

また、図５に示すように、回転体７の外周における、第１螺旋状溝部７１と第２螺旋状溝部７２との中間位置には、導通端子６３と導通不能である非導通部７３が形成されている。非導通部７３は、回転体７と導通端子６３との導通状態を遮断するために設けられた部分である。そして、回転体７と導通端子６３との位置関係は、ホイール取付部２１が取り付けられた自動車８のステアリングホイール８１が中央位置にあるときには、導通端子６３が非導通部７３に対向し、回転体７に対する導通端子６３の導通状態が遮断されるよう設定されている。

【0038】

第１螺旋状溝部７１、第２螺旋状溝部７２、各平坦外周面７４１，７４２は、銅、アルミニウム、鉄等の導通部材によって形成されている。非導通部７３は、樹脂等の非導通部材によって形成されている。図示は省略するが、回転体７は、非導通性のベース部材に対して導通部材を設けることによって形成することができ、導通性のベース部材に対して非導通部材を設けることによって形成することもできる。

【0039】

図６に示すように、第１端子６４１と導通端子６３とが第１螺旋状溝部７１を介して導通しているときには、図７に示すように、復帰スイッチ６２Ｓが操作されたときに左方向リレー６１Ｌが通電されるよう構成されている。一方、図８に示すように、第２端子６４２と導通端子６３とが第２螺旋状溝部７２を介して導通しているときには、図９に示すように、復帰スイッチ６２Ｓが操作されたときに右方向リレー６１Ｒが通電されるよう構成されている。
ここで、図６は、右方向スイッチ６２Ｒが操作されて、右方向リレー６１Ｒが動作するとともにモータ５の出力軸５２が右方向Ｒに回転し、導通端子６３が第１螺旋状溝部７１に接触する状態を示す。また、図８は、左方向スイッチ６２Ｌが操作されて、左方向リレー６１Ｌが動作するとともにモータ５の出力軸５２が左方向Ｌに回転し、導通端子６３が第２螺旋状溝部７２に接触する状態を示す。

【0040】

制御装置６は、復帰スイッチ６２Ｓが操作されたときに、自動車８のステアリングホイール８１及びホイール取付部２１が右方向Ｒに回転している場合には、図７に示すように、第１端子６４１と導通端子６３とが第１螺旋状溝部７１を介して導通されて、左方向リレー６１Ｌが動作し、その後、導通端子６３が非導通部７３と対向するまでの間、モータ５の出力軸５２が左方向Ｌに回転するよう構成されている。
一方、制御装置６は、復帰スイッチ６２Ｓが操作されたときに、自動車８のステアリングホイール８１及びホイール取付部２１が左方向Ｌに回転している場合には、図９に示すように、第２端子６４２と導通端子６３とが第２螺旋状溝部７２を介して導通されて、右方向リレー６１Ｒが動作し、その後、導通端子６３が非導通部７３と対向するまでの間、モータ５の出力軸５２が右方向Ｒに回転するよう構成されている。

【0041】

図６に示すように、右方向スイッチ６２ＲのＯＮの操作を受けて、右方向リレー６１ＲがＯＮになったときには、モータ５の出力軸５２が右方向Ｒに回転し、ステアリングホイール８１が右方向Ｒに操舵される。このとき、回転体７は、モータ５の出力軸５２とともに右方向Ｒへ回転し、導通端子６３が第１螺旋状溝部７１に沿って、回転体７の第１回転体部分７０１の端部に向かって移動する。そして、導通端子６３と第１端子６４１とが第１螺旋状溝部７１によって導通された状態が形成される。

【0042】

そして、この状態において、図７に示すように、復帰スイッチ６２ＳのＯＮの操作がされると、導通端子６３と第１端子６４１との導通によって左方向リレー６１ＬがＯＮになる。これにより、導通端子６３が非導通部７３と対向するまでの間、モータ５の出力軸５２が左方向Ｌに回転する。そして、導通端子６３が非導通部７３と対向したときには、左方向リレー６１Ｌのソレノイド６１１がＯＦＦになり、ホイール取付部２１及びステアリングホイール８１が中央位置に復帰する。

【0043】

図８に示すように、左方向スイッチ６２ＬのＯＮの操作を受けて、左方向リレー６１ＬがＯＮになったときには、モータ５の出力軸５２が左方向Ｌに回転し、ステアリングホイール８１が左方向Ｌに操舵される。このとき、回転体７は、モータ５の出力軸５２とともに左方向Ｌへ回転し、導通端子６３が第２螺旋状溝部７２に沿って、回転体７の第２回転体部分７０２の端部に向かって移動する。そして、導通端子６３と第２端子６４２とが第２螺旋状溝部７２によって導通された状態が形成される。

【0044】

そして、この状態において、図９に示すように、復帰スイッチ６２ＳのＯＮの操作がされると、導通端子６３と第２端子６４２との導通によって右方向リレー６１ＲがＯＮになる。これにより、導通端子６３が非導通部７３と対向するまでの間、モータ５の出力軸５２が右方向Ｒに回転する。そして、導通端子６３が非導通部７３と対向したときには、右方向リレー６１Ｒのソレノイド６１１がＯＦＦになり、ホイール取付部２１及びステアリングホイール８１が中央位置に復帰する。

【0045】

次に、本例の外部操舵装置１の作用効果について説明する。
本例の外部操舵装置１は、ヘッドレスト取付部２２をヘッドレスト８４を支持する支持部８３に取り付けることにより、自動車８に対する取付位置が固定される。また、ホイール取付部２１の構造は、ステアリングホイール８１に取り付けられる構造であれば、どのような構造とすることもできる。本例のホイール取付部２１は、ステアリングホイール８１の全体を径方向に挟み込む一対の挟持部２１２による簡単な構造を有している。

【0046】

そして、ホイール取付部２１をステアリングホイール８１に取り付ける際には、図２に示すように、第１アーム部３１の連結端部３１１の回動中心軸線Ｃ２を、ステアリングホイール８１の中心位置Ｃ１に合わせる必要がない。言い換えれば、第１アーム部３１の連結端部３１１の回動中心軸線Ｃ２が、ステアリングホイール８１の中心位置Ｃ１から偏心していてもよい。図３には、ステアリングホイール８１が図２の状態から１８０°回動されたときの外部操舵装置１を示す。

【0047】

外部操舵装置１を動作させるときには、作業者が操作部６Ｂを操作し、操作部６Ｂによる指令を受けて制御部６Ａがモータ５の回転を制御して、ヘッドレスト取付部２２及び第１アーム部３１に対してホイール取付部２１が右方向Ｒ又は左方向Ｌに回動する。このとき、第１アーム部３１の連結端部３１１の回動中心軸線Ｃ２がステアリングホイール８１の中心位置Ｃ１から偏心している場合には、図３に示すように、ステアリングホイール８１の回動に伴って、第１アーム部３１の連結端部３１１の位置及び姿勢が変化する（ヘッドレスト取付部２２から第１アーム部３１の連結端部３１１までの距離が変化する）。このとき、伸縮部材３２０によって第２アーム部３２の長さが変化するとともに、各自在継手４１，４２によって第１アーム部３１及び第２アーム部３２の姿勢（傾斜角度）が変化することができる。

【0048】

そして、伸縮部材３２０及び自在継手４１，４２を利用して連結部３が変形することによって、第１アーム部３１の連結端部３１１の位置及び姿勢の変化に対応することができる。
そのため、ステアリングホイール８１に対する外部操舵装置１の中心位置合わせを不要にすることができ、自動車への外部操舵装置１の取付を簡単にすることができる。また、ステアリングホイール８１へのホイール取付部２１の取付を簡単にすることができる。

【0049】

それ故、本例の自動車用外部操舵装置１によれば、ステアリングホイール８１に対する中心位置合わせが不要であり、自動車への取付を簡単にすることができる。

【0050】

また、外部操舵装置１は、シート８２におけるヘッドレスト８４の支持部８３を利用して、自動車８に対する取付位置を固定することができ、ステアリングホイール８１の回転位置を狙いの回転位置にすることが容易である。
また、回転体７及び導通端子６３を利用した制御装置６の構造により、作業者が復帰スイッチ６２Ｓを操作したときには、ステアリングホイール８１の回転位置を、操舵車輪８５が自動車８の正面を向く中央位置に極めて簡単に復帰させることができる。そのため、外部操舵装置１を用いたステアリングホイール８１の操作性を格段に向上させることができる。

【0051】

また、外部操舵装置１の構造は、次のように種々の構造とすることもできる。
具体的には、第２アーム部３２を伸縮可能にする代わりに、第１アーム部３１又は第３アーム部３３を伸縮可能にすることができる。また、モータ５、回転体７、導通端子６３等は、上記実施例に示した部位とは異なる部位に取り付けることもできる。

【0052】

例えば、図１２に示すように、第２アーム部３２の代わりに、第１アーム部３１に伸縮部材３１０（シリンダ３１１及びシリンダロッド３１２）を設け、モータ５、回転体７、導通端子６３等を、ヘッドレスト取付部２２と第３アーム部３３との連結部分に設けることができる。また、モータ５、回転体７及び導通端子６３は、第２アーム部３２に設けることも可能である。

【0053】

また、図１３に示すように、第２自在継手４２を廃止し、第１アーム部３１に伸縮部材３１０（シリンダ３１１及びシリンダロッド３１２）を設けるとともに第２アーム部３２に伸縮部材３２０（シリンダ３２１及びシリンダロッド３２２）を設ける。さらに、第１アーム部３１と第２アーム部３２とを第１自在継手４１によって連結し、第２アーム部３２をヘッドレスト取付部２２に連結することもできる。
また、アーム部３１，３２，３３のいずれかを２の分割アーム部に分割し、この分割アーム部同士の間にモータ５、回転体７及び導通端子６３を配置することもできる。

【符号の説明】

【0054】

１ 外部操舵装置
２１ ホイール取付部
２１１ ベース部
２１２ 挟持部
２２ ヘッドレスト取付部
３ 連結部
３１ 第１アーム部
３２ 第２アーム部
３３ 第３アーム部
４１ 第１自在継手
４２ 第２自在継手
５ モータ
６Ａ 制御部
６ＢＡ 操作部
６１Ｒ 右方向リレー
６１Ｌ 左方向リレー
６２Ｒ 右方向スイッチ
６２Ｌ 左方向スイッチ
６２Ｓ 復帰スイッチ
６３ 導通端子
６４１ 第１端子
６４２ 第２端子
７ 回転体
７１ 第１螺旋状溝部
７２ 第２螺旋状溝部
７３ 非導通部
８ 自動車
８１ ステアリングホイール
８２ シート
８３ 支持部
８４ ヘッドレスト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】