特表 2023-503158 ブレーキ機能付ステアリングホイール及びそのステアリングホイールを備えた操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-26

(54)【発明の名称】ブレーキ機能付ステアリングホイール及びそのステアリングホイールを備えた操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/04 20060101AFI20230119BHJP

   B60T 7/02 20060101ALI20230119BHJP

   B60T 7/08 20060101ALI20230119BHJP

   B60T 7/10 20060101ALI20230119BHJP

   G09B 9/04 20060101ALN20230119BHJP

   A63F 13/245 20140101ALN20230119BHJP

【ＦＩ】

B62D1/04

B60T7/02 A

B60T7/08 Z

B60T7/10 J

G09B9/04 A

A63F13/245

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022530686

(86)(22)【出願日】2020-11-10

(85)【翻訳文提出日】2022-05-24

(86)【国際出願番号】 CN2020127681

(87)【国際公開番号】W WO2021104001

(87)【国際公開日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】201911180398.0

(32)【優先日】2019-11-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522205046

【氏名又は名称】張 兆▲チ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】張 兆▲チ▼

【テーマコード（参考）】

3D030

3D124

【Ｆターム（参考）】

3D030DB12

3D030DB19

3D124AA15

3D124AA16

3D124AA17

3D124BB01

3D124CC31

3D124CC43

3D124DD41

3D124DD67

(57)【要約】

【課題】 ブレーキ機能付ステアリングホイール及び該ステアリングホイールを備えた操舵装置を提供すること。
【解決手段】 ハンドルと、ステアリングシャフトと、コントローラとを備えたブレーキ機能付ステアリングホイールに関し、前記ハンドルはステアリングシャフトの一端に連結され、ハンドル本体と、スポーク部とを備え、ハンドル本体はスポーク部を介してステアリングシャフトに連結され、前記ハンドル本体とスポーク部との間、又はハンドル本体のドライバーから離れた側、或いはスポーク部とステアリングシャフトとの間、若しくはステアリングシャフトにフォースセンサー、光電センサー、力学的波センサー或いはスイッチが設けられ、かつコントローラに接続され、前記コントローラはブレーキシステムに接続される。構造が単純で、安定かつ信頼的で、コストが低く、操作が便利で、使用者が学習や使用しやすく、使用者の記憶負担が特に軽く、既存の操作方法との互換性も良く、大きい普及の見通しを有する。また、上記ブレーキ機能付ステアリングホイールを備えた操舵装置を開示する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブレーキ機能付ステアリングホイールであって、ハンドルと、ステアリングシャフトと、コントローラとを備え、前記ハンドルは、前記ステアリングシャフトの一端に連結され、ハンドル本体と、スポーク部とを備え、前記ハンドル本体は前記スポーク部を介して前記ステアリングシャフトに連結され、前記ハンドル本体と前記スポーク部との間、又は前記ハンドル本体のドライバーから離れた側、又は前記スポーク部と前記ステアリングシャフトとの間、又は前記ステアリングシャフト上、又は前記ステアリングシャフトと隣り合う機械組立体にフォースセンサー、光電センサー、力学的波センサー或いはスイッチが設けられ、前記フォースセンサー、前記光電センサー、前記力学的波センサー又は前記スイッチは前記コントローラに接続され、力検出、距離測定、又は導通ロジック検出のデータを前記コントローラに送信し、前記コントローラはブレーキシステムに接続され、前記フォースセンサー、光電センサー、力学的波センサー又はスイッチと前記コントローラとの間、或いは前記コントローラと前記ブレーキシステムとの間の指令は有線又は無線方法で伝送することができる
ことを特徴とするブレーキ機能付ステアリングホイール。

【請求項2】

前記フォースセンサーが前記ステアリングシャフトに設けられた場合、前記ステアリングシャフトは、中空構造で、内部に連結ロッドを介して頂部に連結された連結円盤が設けられ、内部に少なくとも一端が開口部を有する連結円筒がされに設けられ、前記連結ロッドは前記開口部を挿通し、前記開口部の周囲と前記連結円盤との間に少なくとも１つの支持スプリングが設けられ、前記支持スプリングがある程度圧縮されると、前記フォースセンサーを押し付けることができ、前記連結円筒は前記ステアリングシャフトの他端から直接又は中間連結部材を介して通って突き出る
請求項１に記載のブレーキ機能付ステアリングホイール。

【請求項3】

前記フォースセンサーが前記ステアリングシャフトに設けられた場合、前記ステアリングシャフトは、中空構造で、内部に方向が逆になる２つバーブが設けられ、一方の前記バーブの柄部は中空構造の頂部に固定され、他方の前記バーブの柄部が前記ステアリングシャフトの他端から直接又は中間連結部材を介して通って突き出る
請求項１に記載のブレーキ機能付ステアリングホイール。

【請求項4】

前記フォースセンサーが前記ステアリングシャフトに設けられた場合、第１載置台をさらに備え、前記ステアリングシャフトに第２載置台が設けられ、前記フォースセンサーは前記第１載置台と前記第２載置台との間に設けられ、前記第２載置台に対応する制限装置をさらに備える
請求項１に記載のブレーキ機能付ステアリングホイール。

【請求項5】

前記ステアリングシャフトは、上半分と、下半分とを備え、前記フォースセンサーが前記上半分と前記下半分との間に設けられる
請求項１に記載のブレーキ機能付ステアリングホイール。

【請求項6】

前記フォースセンサーの設置部位に一方向変位制御装置がさらに設けられ、前記一方向変位制御装置は、前記フォースセンサー設置部位の両端に設けられたキー溝及びキーを備え、前記キーは前記キー溝に沿ってのみ一方向に摺動することで、前記フォースセンサーに一方向にのみ圧力を受けさせることができる
請求項１ないし５のいずれかに記載のブレーキ機能付ステアリングホイール。

【請求項7】

操舵装置であって、
請求項１に記載のブレーキ機能付ステアリングホイールを備える
ことを特徴とする操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステアリングホイールに関し、特に、ステアリング機構のブレーキ制御構造に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、自動車を代表とする交通用具又は他の機械設備のブレーキは、一般的にペダルの形が用いられており、アクセルペダルへの距離も比較的近く、操作方式も類似している。ドライバーの操作の変則或いは情緒不安定のとき、ドライバーの操作ミスが発生しやすくなる。一部のドライバーは、ハイヒール又はサンダルで運転することがあるため、誤操作のリスクがさらに高まっていた。同時に、一部のドライバーは、どのペダルがブレーキであるかを認識できない、忘れることもあることも排除するものではない。アクセルをブレーキとして踏み込むと、特に、緊急事態において、深刻な結果及び重大な損失につながる可能性がある。

【0003】

この問題を解決するため、一部の技術的手段では、ハンドルにブレーキボタンを設ける、又はハンドルに圧力センサーを取り付けてドライバーの握り具合を測定する等の方法を用い、対応する制御装置を介してブレーキが必要な時自動ブレーキをかけ、例えば特許文献１、特許文献２等である。ただし、これらの技術的手段には、いくつかの問題がある可能性があり、すなわち、ハンドルを回すことができるため、緊急事態においてハンドルのブレーキボタンを素早く正確に押すことができない場合があり、ハンドルに一周の圧力センサーを取り付けて握り圧力の特性を分析する方法は、誤操作を起こす或いは確実にブレーキ動作をトリガすることができないことにつながる。

【0004】

また、いくつかの従来の技術的手段は、比較的複雑で実施コストが高いため、メーカーは自動車（特にローエンド、ロープロファイル、低価格の車）に実施されることを望まず、従来技術の普及が困難になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】中国実用新案登録第ＣＮ２０４２５０００８Ｕ号公告公報

【特許文献2】中国特許出願第ＣＮ１０５７３０４２３Ａ号公開公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、背景技術に存在する欠点及び問題点に着目して改善と革新を加え、操作が特に便利で、使用者が学習や使用しやすく、使用者の記憶負担が特に軽く、既存の操作方法との互換性も良く、信頼性も高く、実施コストが低く、ブレーキ及び相関保護動作をトリガ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】

【0007】

本発明の技術的手段は、ハンドルと、ステアリングシャフトと、コントローラとを備えたブレーキ機能付ステアリングホイールを提供する。前記ハンドルは、ステアリングシャフトの一端に連結され、ハンドル本体と、スポーク部とを備え、ハンドル本体はスポーク部を介してステアリングシャフトに連結され、前記ハンドル本体とスポーク部との間、又はハンドル本体のドライバーから離れた側、或いはスポーク部とステアリングシャフトとの間、若しくはステアリングシャフト、又はハンドルのステアリングシャフトと隣り合う機械組立体にフォースセンサー、光電センサー、力学的波センサー或いはスイッチが設けられ、前記フォースセンサー、光電センサー、力学的波センサー又はスイッチはコントローラに接続され、力検出、距離測定、又は導通ロジック検出のデータをコントローラに送信し、前記コントローラはブレーキシステムに接続され、フォースセンサー、光電センサー、力学的波センサー又はスイッチとコントローラとの間、或いはコントローラとブレーキシステムとの間の指令は有線又は無線方法で伝送することができる。

【0008】

フォースセンサーがステアリングシャフトに設けられた場合、前記ステアリングシャフトは、中空構造で、内部に連結ロッドを介して頂部に連結された連結円盤が設けられ、内部に少なくとも一端が開口部を有する連結円筒がされに設けられ、前記連結ロッドは前記開口部を挿通し、開口部の周囲と連結円盤との間に少なくとも１つの支持スプリングが設けられ、支持スプリングがある程度圧縮されると、フォースセンサーを押し付けられることができ、前記連結円筒はステアリングシャフトの他端から直接又は中間連結部材を介して通って突き出る。

【0009】

フォースセンサーがステアリングシャフトに設けられた場合、前記ステアリングシャフトは、中空構造で、内部に方向が逆になる２つバーブが設けられ、一方のバーブの柄部は中空構造の頂部に固定され、他方のバーブの柄部がステアリングシャフトの他端から直接又は中間連結部材を介して通って突き出る。

【0010】

フォースセンサーがステアリングシャフトに設けられた場合、第１載置台をさらに備え、前記ステアリングシャフトに第２載置台が設けられ、前記フォースセンサーは第１載置台と第２載置台との間に設けられ、第２載置台に対応する制限装置をさらに備える。

【0011】

前記ステアリングシャフトは、上半分と、下半分とを備え、前記フォースセンサーが上半分と下半分との間に設けられる。

【0012】

前記フォースセンサーの設置部位に一方向変位制御装置がさらに設けられ、前記一方向変位制御装置は、フォースセンサー設置部位の両端に設けられたキー溝及びキーを備え、前記キーはキー溝に沿ってのみ一方向に摺動することで、フォースセンサーに一方向にのみ圧力を受けさせることができる。

【0013】

本発明的の別の技術的手段は、前記ステアリングホイールを備えた操舵装置又は自動車、建設機械、船舶、飛行機、農業機械、運転訓練シミュレータ、遠隔運転コントローラ、ゲームコントローラ等を含むがこれらに限定されない設備、或いはこれらのアセンブルとするものを提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明の利点及び有利な効果：本発明は、ステアリングホイールにテンションセンサーを設けるため、リアルタイムでドライバーのハンドルに加える張力の大きさを計測できる。センサーによって検出された張力値がしきい値を超えない場合、指令は生成されず、動作がトリガされず、センサーによって検出された張力がしきい値を超えた場合、コントローラはブレーキシステムに指令を発してブレーキ動作をトリガする。張力がしきい値を超えた時にブレーキ指令を発するだけでなく、該設備の機能に関連する他の保護又は緊急停止指令を同時に発することもでき、例えば同時に、アクセルペダル機能を無効にさせ、散水車に散水を停止させ、ハーベスターに収穫を停止させ、ミキサーに撹拌を停止させるなどの指令を発することもできる。複数のしきい値を設定することで、異なる張力の大きさで異なるブレーキ動作を生じることができる。軽く引いたときは、ゆっくりとブレーキをかけ、強く引くとき、強くブレーキをかける。このように、ドライバーは、「ハンドルを引いてブレーキをかける」ことを覚えるだけで、アクセルの操作方法とは全く異なり、従来の運転方法に影響を与えることなく、アクセルをブレーキとして踏む状況を最小限に抑えることができ、従来のブレーキ操作を補完する重要なもので、さらに従来のブレーキ操作方法に置き換えることもできる。本発明は、ガソリンやディーゼル等の在来エネルギーを動力源とする交通用具に使用されるだけでなく、電気エネルギー、太陽光エネルギー、天然ガス、アルコール類、水素等の様々な比較的新しいエネルギーを動力とする交通用具にも使用できる。運転自動化レベルがますます高まっている現代において、代替のブレーキ方法として、非常事態において手動で緊急ブレーキをかける時に使用されることができることは、積極的な意義を持っている。本発明は、構造が単純で、安定かつ信頼的で、コストが低く、大きい普及の見通しを有する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例１の全体構造の概略図である。

【図2】実施例２の全体構造の概略図である。

【図3】実施例３の全体構造の概略図である。

【図4】実施例４の全体構造の概略図である。

【図5】実施例４の部分的な構造の概略図である。

【図6】実施例５の部分的な構造の概略図である。

【図7】実施例６の部分的な構造の概略図である。

【図8】実施例における一方向変位制御装置の概略構成図である。

【図9】図８の前面図である。

【図10】光電センサー、力学的波センサー又はスイッチの４つの設置関係の比較を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の理解を容易にするため、以下に関連の図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。本発明の好ましい実施例は、添付の図面に示されている。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で達成することができ、本明細書に記載されている実施例に限定されない。むしろ、これらの実施例は、本発明の開示内容をより明確的かつ完全になるように提供することを目的とする。

【0017】

ある要素が、他の要素の「上に設けられている」と説明されているときは、他の要素（端部を含む）の上に直接設けられるようになっていてもよいし、又は介在する要素が存在していてもよいことを理解されたい。

【0018】

特に他に定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術および科学用語は、本発明が属する分野の当業者が普通に理解するものと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、具体的な実施を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図するものではない。

【0019】

（実施例１）
図１に示すように、ブレーキ機能付ステアリングホイールであって、ハンドル１と、ステアリングシャフト２と、コントローラ３とを備え、前記ハンドル１はステアリングシャフト２の一端に連結され、ハンドル本体４と、スポーク部５とを備え、ハンドル本体４はスポーク部５を介してステアリングシャフト２に連結され、前記ハンドル本体４とスポーク部５との間にフォースセンサー６が設けられ、前記フォースセンサー６はコントローラ３に接続され、前記コントローラ３はブレーキシステム７に接続される。

【0020】

前記フォースセンサー６の設置部位に図８、図９に示す一方向変位制御装置８がさらに設けられ、前記一方向変位制御装置８は、ハンドル本体４に接続された第１セグメント９と、スポーク部５に接続された第２セグメント１０とを備え、前記フォースセンサー６が第１セグメント９と第２セグメント１０との間に設けられ、前記第１セグメント９と第２セグメント１０との接合部にスリーブ１１がさらに設けられ、前記スリーブ１１内にキー１２が設けられ、前記第１セグメント９と第２セグメント１０の対応する部位にキー溝１３が設けられ、前記キー１２はキー溝１３内に位置すると共にキー溝１３に沿って移動する。したがって、前記第１セグメント９及び第２セグメント１０は、相対的に回転できず、フォースセンサー６がスリーブ８の軸方向に受けた力を測定する。前記スリーブ１１は、独立した構成要素であり得るか、第１セグメント又は第２セグメントとの一体構造であり得る。

【0021】

（実施例２）
図２に示すように、実施例１と比較すると、本実施例に記載のフォースセンサー６は、スポーク部５とステアリングシャフト２との間に設けられる。同様に、フォースセンサー６に一定の方向を測定させるため、対応する一方向変位制御装置を設けることもできる。

【0022】

（実施例３）
図３に示すように、ブレーキ機能付ステアリングホイールであって、ハンドル１と、ステアリングシャフト２と、ハンドル１の大きさに合わせる剛性リム１２とを備え、フォースセンサー６は、ハンドル１のドライバーから離れた側に設けられ、リム１２とハンドル１との間に位置する。

【0023】

（実施例４）
図４、図５に示すように、本実施例におけるフォースセンサー６がステアリングシャフト２に設けられ、前記ステアリングシャフト２は、前記ステアリングシャフト２は、中空構造で、内部に連結ロッド１３を介して頂部に連結された連結円盤１４が設けられ、内部に少なくとも一端が開口部を有する連結円筒１５がされに設けられ、前記連結ロッド１３は前記開口部を挿通し、開口部の周囲と連結円盤１４との間に少なくとも１つの支持スプリング１６が設けられ、支持スプリング１６がある程度圧縮されると、フォースセンサー６を押し付けることができ、前記連結円筒１５はステアリングシャフト２の底端から直接又は中間連結部材を介して通って突き出る。

【0024】

（実施例５）
図４、図６に示すように、本実施例におけるフォースセンサー６がステアリングシャフト２に設けられ、前記ステアリングシャフト２は、中空構造で、内部に方向が逆になる２つバーブ１７が設けられ、一方のバーブ１７の柄部は中空構造の頂部に固定され、他方のバーブ１７の柄部がステアリングシャフト２の底端から直接又は中間連結部材を介して通って突き出る。フォースセンサー６は、２つのバーブ１７の交点に設けられる。

【0025】

（実施例６）
図４、図７に示すように、本実施例におけるフォースセンサー６がステアリングシャフト２に設けられ、ステアリングシャフトに固定された第２載置台１８に位置し、ステアリングシャフト２の外部に第１載置台１９がさらに設けられ、前記フォースセンサー６は第１載置台１９と第２載置台１８との間に設けられ、第２載置台１８に対応する制限装置２０をさらに備える。前記第１載置台１９及び制限装置２０は、本発明と隣り合う他の機械組立体に固設される、又は自体が他の機械組立体の一体部分であり得る。

【0026】

本発明は、ハンドルがドライバーに向かって引っ張られたときに圧力センサーにかかる力を検出するものである。コントローラは、１つ又は複数の圧力センサーの受ける圧力状況に応じて、あらかじめ設定されたた圧力しきい値と比較し、受ける圧力が当該しきい値に達するか超えると、ブレーキ要求が発生したと判断し、コントローラはブレーキシステムにブレーキ指令を発することができる。スイッチを用いた実施例において、コントローラは、スイッチの閉成の有無を条件としてブレーキシステムにブレーキ指令を発するかどうかを決定する。同時に、アクセルペダル機能を無効にさせる指令を発することもできる。本発明の原理及び実施例の構造を目浮か区にすることに基づき、当業者は、従来の電子技術（例えば特許文献１内のプロセッサ又は実施例２内の制御モジュール等）を利用でき又は必要性に応じて回路設計を行って圧力センサーのデータを読み取り、創造性の活動をすることなく、交通用具自体のブレーキシステムと相互作用することができる。

【0027】

前記圧力センサーとコントローラとの間又はコントローラとブレーキシステムとの間の通信接続方法は、有線接続或いは無線接続であり得、この２つの通信方法は両方とも成熟した従来技術である。同様に、光電センサー、力学的波センサー又はスイッチを使用する場合、図１０に示すように、光電センサー、力学的波センサー又はスイッチ２２をステアリングシャフト２の中空構造内に設け、或いはステアリングシャフト２及びそれに対応するマンドレル２３に各々設けることができ、ここでマンドレル２３とステアリングシャフトは、互いに対して上下にのみ移動することができ、回転することはできない。当然、実際の設置関係には、これらの４種類に限定されず、該機能を達成できる他の設置関係も含めるべきでる。

【0028】

前述の複数の実施例におけるハンドルは、従来の自動車のステアリング制御装置にすぎず、本発明はガソリンやディーゼル等の在来エネルギーを動力源とする交通用具に使用されるだけでなく、電気エネルギー、太陽光エネルギー、天然ガス、アルコール類、水素、原子力等の様々な比較的新しいエネルギーを動力とする交通用具にも使用でき、建設機械又は農業機械或いは運転訓練シミュレータ若しくは遠隔運転コントローラ又はゲームコントローラの操舵装置にも使用でき、当然その他の装置上のハンドルの形態は実施例に記載されているものと異なる場合がある。実施例に記載されるいくつかの一方向変位検出装置は、数例であり、ステアリングシャフトの軸方向に沿った圧力を独立して検出できる構造を有する限り、本発明の技術的効果を奏することができる。

【0029】

本発明の前記実施例は、あくまでも本発明の好ましい実施形態を明らかにするものであって、本発明の技術的思想及び範囲を限定するものではなく、本発明の設計概念から逸脱しないことを前提として、当業者が本発明の技術的手段に対して行った多種多様な変形及び改良は、均しく本発明の保護範囲に含まれる。本発明の保護を求める技術内容の全ては、特許請求の範囲に記載されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】