特開 2024-73737 ステアリングホイール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073737

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】ステアリングホイール

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/04 20060101AFI20240523BHJP

【ＦＩ】

B62D1/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184601

(22)【出願日】2022-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076473

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 昭夫

(72)【発明者】

【氏名】家田 将旭

(72)【発明者】

【氏名】野倉 邦裕

(72)【発明者】

【氏名】黄 峻

(72)【発明者】

【氏名】井坂 琉那

(72)【発明者】

【氏名】長縄 明敏

【テーマコード（参考）】

3D030

【Ｆターム（参考）】

3D030DA34

3D030DB06

(57)【要約】

【課題】ステアリングシャフトの水平面に対する角度が小さい車両に搭載される場合であっても、簡易な構成で、運転者が操舵部を把持する際の手首の負担を軽減するとともに、操舵部の操作性が低下することを抑制することができるステアリングホイールを提供する。
【解決手段】ステアリングホイール１０は、車両５０のステアリングシャフト５５に連結されるボス部３と、運転者Ｍに把持され、ステアリングシャフト５５を中心に回転操舵される操舵部１とを備える。操舵部１は、ステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒと直交する平面Ｓに対し、前方側に倒れるように傾斜した操舵面Ｐを形成する一般部１ａｘ１、１ｂｘ１と、一般部１ａｘ１、１ｂｘ１の下端部１ａｘ１ｂ、１ｂｘ１ｂから前方に向かって屈曲する屈曲部１ａｘ２、１ｂｘとを有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の操舵軸に連結されるボス部と、
運転者に把持され、前記操舵軸を中心に回転操舵される操舵部であって、前記操舵軸の回転軸線と直交する平面に対し、前方側に倒れるように傾斜した操舵面を形成する第１の領域と、前記第１の領域の下端部から前方に向かって屈曲する第２の領域と、を有する操舵部と、
を備えることを特徴とするステアリングホイール。

【請求項2】

前記第１の領域の少なくとも一部は、鉛直方向において前記ボス部の中心に対して上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。

【請求項3】

前記第２の領域の全域は、鉛直方向において前記ボス部の中心に対して下方に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングホイール。

【請求項4】

前記第２の領域は、前記平面に対して略平行に延びていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。

【請求項5】

前記操舵部の左右方向の外側の端面には、内側の端面よりも摩擦係数が高いグリップ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。

【請求項6】

前記ステアリングホイールは、前記操舵軸の水平面に対する角度が０度以上、２０度未満の前記車両に搭載されることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。

【請求項7】

前記ステアリングホイールは、前記操舵部の回転角度を検出するセンサを備え、該センサの検出結果に応じてタイヤを転舵させる前記車両に搭載されることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載されるステアリングホイールに関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるステアリングホイールは、車両の操舵軸としてのステアリングシャフトに連結されるボス部と、運転者に把持され、ステアリングシャフトを中心に回転操舵される操舵部を備える。操舵部の操舵面は、ステアリングシャフトに対して直交するように配置されることが一般的である。

【0003】

また、ステアリングホイールの下方の空間、即ち運転者の足元の空間は、ステアリングシャフトの水平面に対する角度が小さくなる程、広く設計しやすい。ここで操舵部の操舵面がステアリングシャフトの回転軸線に対して直交して配置される構成において、ステアリングシャフトの水平面に対する角度が小さい場合、操舵部の操舵面が水平面に対して垂直に近い角度に配置されることになる。この場合、運転者が操舵部を把持する際に手首に負担がかかりやすくなる。

【0004】

一方、特許文献１では、ステアリングシャフトの回転軸線と直交する平面に対し、操舵面が前方に倒れるように傾斜して配置されたステアリングホイールが記載されている。このような構成により、操舵面の水平面に対する角度が小さくなるため、運転者が操舵部を把持する際に手首にかかる負担が軽減される。

【0005】

また、上記構成を採用する場合、操舵部の下部が運転者の腹部付近に近づくことになるため、運転者が操舵部を回転させた際に運転者の肘関節と腹部とが干渉しやすくなり、操舵部の操作性が低下するおそれがある。これに対して特許文献１では、操舵部の回転角度の増大に応じて操舵面を水平面に対して垂直に近づけるように変化させる機構を設けることにより、操舵部の下部を運転者の腹部付近から離間させて、操舵部の操作性が低下することを抑制する構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０－１１１２４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の構成では、操舵部の回転角度の増大に応じて操舵面を水平面に対して垂直に近づけるように変化させるための機構として、アクチュエータ、モータ、ギアなどを有する機構が設けられている。このような機構を設ける場合、ステアリングホイールの構成が複雑化し、部品点数の増加や組立性の悪化を招来するおそれがある。

【0008】

そこで本発明は、ステアリングシャフトの水平面に対する角度が小さい車両に搭載される場合であっても、簡易な構成で、運転者が操舵部を把持する際の手首の負担を軽減するとともに、操舵部の操作性が低下することを抑制することができるステアリングホイールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための本発明に係るステアリングホイールの代表的な構成は、車両の操舵軸に連結されるボス部と、運転者に把持され、前記操舵軸を中心に回転操舵される操舵部であって、前記操舵軸の回転軸線と直交する平面に対し、前方側に倒れるように傾斜した操舵面を形成する第１の領域と、前記第１の領域の下端部から前方に向かって屈曲する第２の領域と、を有する操舵部と、を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、ステアリングホイールにおいて、ステアリングシャフトの水平面に対する角度が小さい車両に搭載される場合であっても、簡易な構成で、運転者が操舵部を把持する際の手首の負担を軽減するとともに、操舵部の操作性が低下することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るステアリングホイールを搭載した車両の運転席の周囲を左側から見た図である。

【図2】ステアリングホイールの正面図と断面図である。

【図3】ステアリングホイールの背面図である。

【図4】ステアリングホイールの平面図である。

【図5】ステアリングホイールの左側面図である。

【図6】ステアリングホイールの斜視図である。

【図7】ステアリングホイールを搭載した車両の運転席の周囲を左側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態に係るステアリングホイール１０について説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、相対配置は、特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0013】

図１は、本実施形態に係るステアリングホイール１０を搭載した車両５０の運転席５９の周囲を左側から見た図である。図２は、ステアリングホイール１０の正面図及び断面図である。図３は、ステアリングホイール１０の背面図である。図４は、ステアリングホイール１０の平面図である。図５は、ステアリングホイール１０の左側面図である。図６は、ステアリングホイール１０の斜視図である。

【0014】

以下の説明において、ステアリングホイール１０に関して記載する各方向は、図１に示す車両５０にステアリングホイール１０が搭載された状態の方向を意味する。つまり左右方向は、ステアリングホイール１０を搭載した車両５０の左方向と右方向、具体的には運転者Ｍから見た左方向と右方向を意味する。前後方向は、車両５０の前方向と後方向、具体的には運転者Ｍから見た前方向と後方向を意味する。上下方向は、鉛直方向の上方向と下方向を意味する。

【0015】

図１に示す様に、ステアリングホイール１０は、操舵軸としてのステアリングシャフト５５に連結されることにより車両５０に搭載されている。車両５０は、ステアリングシャフト５５の外周部を部分的に覆ってステアリングシャフト５５を支持するコラムチューブ５６ａと、ステアリングシャフト５５におけるインストルメントパネル５７から後方に突出した部分を覆うコラムカバー５６ｂから構成されるステアリングコラム５６を備える。ステアリングホイール１０は、インストルメントパネル５７から後方に突出したステアリングシャフト５５の先端に取り付けられる。

【0016】

図２～図６に示す様に、ステアリングホイール１０は、ステアリングシャフト５５に連結されるボス部３と、ボス部３の周囲に配置され、運転者Ｍに把持されて回転操舵される操舵部１を有する。ボス部３は、ステアリングホイール１０の前面側で、且つ、ステアリングホイール１０の略中心に配置された鋼製の部材であり、ステアリングシャフト５５が挿通されて嵌合される軸穴３ａを有する。ボス部３の軸穴３ａにステアリングシャフト５５の先端が挿通され嵌合した状態で、ステアリングシャフト５５の先端がナット止めされることにより、ボス部３とステアリングシャフト５５とが連結される。

【0017】

また、ボス部３は、不図示の支持板金に支持されている。不図示の支持板金によるボス部３の支持は、例えば両者をダイキャスト加工によって一体成形する方法や、支持板金に対してビス等で固定する方法などが採られ得る。この支持板金は、ステアリングホイール１０の前側と側面側とを覆うロアカバー５と、ステアリングホイール１０の後側を覆うパッド４との間の空間に配置されている。このパッド４とロアカバー５との間の空間には、不図示の支持板金の他に、不図示のエアバッグや不図示のホーンスイッチなどが設けられている。

【0018】

操舵部１は、ボス部３の左右両側に位置し、運転者Ｍによって把持される部材である。操舵部１は、ボス部３の左側で略上下方向に延びる左操舵部１ａと、ボス部３の右側で略上下方向に延びる右操舵部１ｂから構成されている。左操舵部１ａは、芯金１ｗと、芯金１ｗの外周部を覆う基材１ｖと、左操舵部１ａの前面の左側から後面の左側に亘って基材１ｖの外周部を覆うカバー部材１ｚ（グリップ部）を有する。また、右操舵部１ｂは、ボス部３を基準として左操舵部１ａと左右対称の形状であり、形状以外の構成は同一であるため、左操舵部１ａと左右対称の形状の芯金１ｗ、基材１ｖ、及びカバー部材１ｚ（グリップ部）を有する。本実施形態において、芯金１ｗはアルミ合金製であり、基材１ｖはアクリル樹脂製であり、カバー部材１ｚはウレタン樹脂製であるものの、他の材料でこれらを形成してもよい。カバー部材１ｚは、運転者Ｍが操舵部１を把持する際の触感やグリップ性を良好とするために設けられ、基材１ｖよりも表面の摩擦係数が高く構成された部材であり、接着剤によって基材１ｖの外周部に接着固定されている。このカバー部材１ｚにより、操舵部１の左右方向の外側の端面が内側（ボス部３側）の端面よりも触感が良好且つグリップ性が高く構成されている。なお、左操舵部１ａ及び右操舵部１ｂにおけるカバー部材１ｚが設けられている部分の上下方向の幅Ｋ１（図２）は、運転者Ｍの手の幅の平均値以上の幅を確保するため、本実施形態では１２０ｍｍに設定されている。幅Ｋ１は、１１０ｍｍ≦Ｋ１≦１３０ｍｍの範囲に設定されるのが好ましい。

【0019】

また、左操舵部１ａは、上部から下部にかけて運転者Ｍに近接するように後方に向かって延びる一般部１ａｘ１（第１の領域）と、一般部１ａｘ１の下端部１ａｘ１ｂから前方に屈曲する屈曲部１ａｘ２（第２の領域）を有する。同様に、右操舵部１ｂは、上部から下部にかけて運転者Ｍに近接するように後方に向かって延びる一般部１ｂｘ１（第１の領域）と、一般部１ｂｘ１の下端部１ｂｘ１ｂから前方に屈曲する屈曲部１ｂｘ２（第２の領域）を有する。一般部１ａｘ１、１ｂｘ１は、鉛直方向においてボス部３の中心に対して上方から下方に亘って配置されている。屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２は、その全域が鉛直方向においてボス部３の中心に対して下方に配置されている。なお、図５に示す一点鎖線はボス部３の中心線である。これらの一般部１ａｘ１、１ｂｘ１及び屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２は、芯金１ｗの形状等を変化させることにより簡単に形成することができる。

【0020】

また、左操舵部１ａの上端部１ａ１の右端と下端部１ａ２の左端とを結ぶ仮想線と鉛直方向との成す角度θ５（図２）は、本実施形態では１５度に設定されている。右操舵部１ｂは、左操舵部１ａと左右対称形状であることから、右操舵部１ｂの上端部１ｂ１の左端と下端部１ｂ２の右端とを結ぶ仮想線と鉛直方向との成す角度も１５度に設定されている。このように角度θ５を１５度に設定することにより、運転者Ｍを自然な運転姿勢に誘導することができる。

【0021】

また、ステアリングホイール１０は、左操舵部１ａの上端部１ａ１と右操舵部１ｂの上端部１ｂ１とを連結する上連結部７を有する。上連結部７は、左操舵部１ａ及び右操舵部１ｂとビス９３によってそれぞれ連結されている。また、上連結部７の左右方向の中央部は、ボス部３を支持する不図示の支持板金と不図示のビスによって連結されている。また、ステアリングホイール１０は、左操舵部１ａの下端部１ａ２とボス部３を支持する支持板金とを連結する左連結部８と、右操舵部１ｂの下端部１ｂ２とボス部３を支持する支持板金とを連結する右連結部９を有する。左操舵部１ａと左連結部８は、不図示のビスによって連結されている。右操舵部１ｂと右連結部９は、不図示のビスによって連結されている。また、左連結部８及び右連結部９は、ボス部３を支持する不図示の支持板金と不図示のビスによって連結されている。このようにして操舵部１は、上連結部７、左連結部８、右連結部９、及びボス部３を支持する支持板金を介してボス部３に連結されている。

【0022】

また、左操舵部１ａの左端面と右操舵部１ｂの右端面との間の距離Ｋ２（図４）は、本実施形態では３７０ｍｍに設定されている。これを実現するために、上連結部７における左操舵部１ａとの連結部７ａが延びる方向と左右方向との成す角度θ１ａ（図４）、及び上連結部７における右操舵部１ｂとの連結部７ｂが延びる方向と左右方向との成す角度θ１ｂ（図４）は、本実施形態ではそれぞれ３０．４度に設定されている。従来の操舵部が円環状のステアリングホイールにおいて、操舵部の外端面を基準とした直径は約３７０ｍｍである。このため、本実施形態のように距離Ｋ２を３７０ｍｍに設定することにより、操舵部１が円環状である場合と同等の操舵性を実現することができる。

【0023】

運転者Ｍは、操舵部１の左操舵部１ａを左手で把持し、右操舵部１ｂを右手で把持し、ステアリングシャフト５５を中心として操舵部１を回転操舵することによって車両５０を右折又は左折させて車両５０の進行方向を変更する。本実施形態のステアリングホイール１０は、操舵部１の回転角度を検出する不図示のセンサを備え、当該センサの検出結果に応じて車両５０がタイヤを転舵させるステア・バイ・ワイヤ・システムを採用している。

【0024】

次に、ステアリングホイール１０を構成する各部材の位置関係などについて詳しく説明する。図７は、ステアリングホイール１０を搭載した車両５０の運転席５９を左側から見た図である。なお、図７は、図１に対して、水平面Ｈやステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒや操舵面Ｐなどを挿入した図に相当する。

【0025】

図７に示す様に、車両５０におけるステアリングシャフト５５の水平面Ｈに対する角度θ２は、本実施形態では１２度に設定されている。この角度θ２は、通常は２０度程度に設定されるのが一般的である。しかしながら、角度θ２が小さくなる程、運転者Ｍの足元の空間を広く設計できることから、本実施形態では角度θ２を通常より小さく設定している。この角度θ２は、０度≦θ２＜２０度の範囲で設定されるのが好ましい。

【0026】

また、角度θ２が小さい値に設定されており、且つ、操舵部１の操舵面Ｐがステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒと直交する平面Ｓと平行に設けられている場合、操舵面Ｐが水平面Ｈに対して垂直に近い角度に配置されることになる。ここでいう操舵部１の操舵面Ｐとは、左操舵部１ａの一般部１ａｘ１の後端面１ａｘ１ａと右操舵部１ｂの一般部１ｂｘ１の後端面１ｂｘ１ａとに接する仮想平面である。また、ステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒとは、ステアリングシャフト５５の回転中心を結ぶ仮想線であり、無限に延びる仮想線である。この場合、運転者Ｍが操舵部１を把持する際に手首に負担がかかりやすくなる。

【0027】

そこで本実施形態では、操舵面Ｐがステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒと直交する平面Ｓに対し、前方側に倒れるように傾斜している。換言すれば、操舵部１において、左操舵部１ａの一般部１ａｘ１と右操舵部１ｂの一般部１ｂｘ１は、ステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒと直交する平面Ｓに対し、前方側に倒れるように傾斜した操舵面Ｐを形成するように構成されている。このような構成により、角度θ２が小さい場合であっても、操舵面Ｐの水平面Ｈに対する角度を水平に近づけることができるため、運転者Ｍの足元に広い空間を確保しつつ、運転者Ｍが操舵部１を把持する際に手首にかかる負担を軽減することができる。

【0028】

また、操舵面Ｐを平面Ｓに対して上記のように傾斜させる場合、操舵部１の下部が運転者Ｍの腹部付近に近づくことになる。このため、運転者Ｍが操舵部１を回転させた際に運転者Ｍの肘関節と腹部とが干渉しやすくなり、操舵部１の操作性が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、操舵部１の下部において、一般部１ａｘ１、１ｂｘ１の下端部１ａｘ１ｂ、１ｂｘ１ｂから前方に屈曲する屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２を設けている。これにより操舵部１の下部を運転者Ｍの腹部付近から離間させることができるため、操舵部１の操作性が低下することを抑制することができる。なお、ここでいう屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２が前方に屈曲するとは、少なくとも一般部１ａｘ１、一般部１ｂｘ１が延びる方向に対して前方に向かって屈曲することを意味し、必ずしも屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２が前後方向において前方に向かって延びている必要はない。つまり操舵面Ｐと屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２との成す角度θ４が、運転者Ｍから離間する方向を正とする場合に正の値となるように屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２が構成されていればよい。本実施形態では、角度θ４は２４．５度に設定されている。

【0029】

また、操舵部１の一般部１ａｘ１、１ｂｘ１や屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２は、芯金１ｗの形状などを変化させることによって簡易に形成することができる。このため、本実施形態のステアリングホイール１０によれば、ステアリングシャフト５５の水平面Ｈに対する角度が小さい車両５０に搭載される場合であっても、簡易な構成で、運転者Ｍが操舵部１を把持する際の手首の負担を軽減するとともに、操舵部１の操作性が低下することを抑制することができる。

【0030】

また、本実施形態では、ステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒと直交する平面Ｓと操舵面Ｐとの成す角度θ３を２５度に設定している。これは通常２０度に設定される角度θ２を１２度に傾けた傾斜分を補正するための８度に対し、操舵部１の操作性を考慮して更に１７度傾けて、これらの８度と１７度の合計値として角度θ３を２５度としている。角度θ３は、少なくとも２０度から角度θ２を引いた値とすることにより、運転者Ｍが操舵部１を把持する際に手首にかかる負担を通常と同程度まで軽減することができる。つまりθ３≧２０－θ２（度）に設定することにより、運転者Ｍが操舵部１を把持する際に手首にかかる負担を通常以上に軽減することができる。角度θ３は０度＜θ３≦５０度の範囲で設定されるのが好ましい。

【0031】

また、本実施形態では、操舵部１の屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２がステアリングシャフト５５の回転軸線Ｒと直交する平面Ｓと略平行に延びている。ここでいう略平行とは、屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２の後端面１ａｘ２ａ、１ｂｘ２ａが平面Ｓに対して平行に延びる構成の他に、平行から±５度の範囲でずれて延びている構成が含まれる。また、本実施形態では、平面Ｓと屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２の後端面１ａｘ２ａ、１ｂｘ２ａとの間の距離Ｋ３は２０．３ｍｍに設定されている。このような構成により、運転者Ｍの腹部と屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２との間の距離が、仮に操舵部１が円環状である場合の距離と同等となる。

【0032】

なお、本実施形態では、ステア・バイ・ワイヤ・システムを採用したステアリングホイール１０について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、操舵部１の回転操舵時にステアリングシャフト５５を介して車両５０のタイヤを機械的に転舵させる構成としてもよい。但し、ステア・バイ・ワイヤ・システムを採用する場合、操舵部１の回転角度が相対的に小さくなり、操舵部１の回転方向において屈曲部１ａｘ２、１ｂｘ２が運転者Ｍの腹部付近に配置されやすくなるため、上述した効果をより得やするため好ましい。

【0033】

また、本実施形態では、操舵部１が上下方向に概ね直線的に延びる操舵部１を備えるステアリングホイール１０を例示して本発明を説明したものの、本発明はこれに限られず、他の形状の操舵部１に本発明を適用してもよい。例えば、円環状の操舵部１に本発明を適用しても、上記同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0034】

１…操舵部、１ａｘ１、１ｂｘ１…一般部（第１の領域）、１ａｘ２、１ｂｘ２…屈曲部（第２の領域）、１ｚ…カバー部材（グリップ部）、３…ボス部、１０…ステアリングホイール、５０…車両、５５…ステアリングシャフト（操舵軸）、Ｈ…水平面、Ｍ…運転者、Ｐ…操舵面、Ｒ…回転軸線、Ｓ…平面（操舵軸の回転軸線と直交する平面）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】