JP2019202620A - アシストグリップ - Google Patents

Abstract

【課題】片手でステアリングを操作してもステアリング操作を容易にできるアシストグリップを提供する。【解決手段】ステアリング軸２周りに回転するステアリング１に取り付けられるアシストグリップ１０であって、ステアリング１に取り付けられる取付部１１と、人が保持するグリップ部２２が設けられた取付部１１に回転可能に設けられる回転軸２１を有する補助動力部２０と、を備えており、補助動力部２０は、回転軸２１を回転させる動力源２３と、回転軸２１の回転をステアリング軸周りの回転させる力に変換してステアリング１に伝達する伝達機構と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、アシストグリップに関する。

自動車のステアリング操作をする際に、ステアリング操作に必要な力を軽減しステアリング操作を容易にするために、パワーステアリング技術が開発されている。パワーステアリング技術では、モータや油圧等によってステアリングの操作に必要な力を補助しており、操作者は小さい力で快適にステアリングを操作することができる。

ところで、ステアリングは通常両手で操作するが、障碍者の方や健常者でも片手が使えない状態にある場合には、片手でもステアリングを操作できるように、グリップを設ける場合がある（特許文献１〜４等参照）。かかるグリップは、ステアリングに固定された本体部に回転可能に回転軸が設けられており、この回転軸に操作者が保持するグリップが設けられている。このような構造であれば、グリップを保持してステアリングを操作したときに、ステアリングの回転に伴ってグリップの位置が変わっても、持ち手は常に同じ姿勢（つまり指が上を向いた状態）に維持できる。したがって、片手であっても安定してステアリングを操作することができる。

実開平０６−０１８１４６号公報 実用新案登録公報０３０３２６６７号公報 実用新案登録公報０３０５９１７９号公報 実用新案登録公報０３１０７０６２号公報

しかし、上述したようなグリップは、ステアリングに対して手の姿勢を一定に保つ上では有効であるが、グリップを保持してステアリングを操作する際に、その操作力を補助する機能は有していない。上述したようなパワーステアリングによってステアリングの操作に必要な力は少なくできるものの、片手の力が非常に弱い方の場合、上述したグリップを保持してステアリングを操作した場合、パワーステアリングによる補助力だけではステアリング操作に負担を感じる場合がある。

本発明は上記事情に鑑み、片手でステアリングを操作してもステアリング操作を容易にできるアシストグリップを提供することを目的とする。

第１発明のアシストグリップは、ステアリング軸周りに回転するステアリングに取り付けられるグリップであって、前記ステアリングに取り付けられる取付部と、人が保持するグリップ部が設けられた前記取付部に回転可能に設けられる回転軸を有する補助動力部と、を備えており、該補助動力部は、前記回転軸を回転させる動力源と、前記回転軸の回転を前記ステアリング軸周りの回転させる力に変換して前記ステアリングに伝達する伝達機構と、を備えていることを特徴とする。

第１発明によれば、グリップを保持してステアリングをステアリング軸周りに回転させれば、補助動力部の動力源が発生する駆動力によってステアリングを回転させる力を補助することができる。すると、片手の力が非常に弱い方であっても、ステアリング操作を容易に行うことができる。

本実施形態のアシストグリップ１０を設けたステアリング１の概略説明図であって、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 （Ａ）は本実施形態のアシストグリップ１０の概略断面図であり、（Ｂ）は伝達機構２５の概略説明図である。 伝達機構２５の作動を説明した図であり、（Ａ）は図１（Ａ）においてステアリング１を時計回りに回転させる場合であり、（Ｂ）は図１（Ａ）においてステアリング１を反時計回りに回転させる場合である。

本発明のアシストグリップは、車両の操舵に使用されるステアリングに取り付けられるグリップであり、グリップをもってステアリングを操作する人が操作に必要とする力を軽減できるようにしたことに特徴を有している。

本発明のアシストグリップが取り付けられるステアリングはとくに限定されない。例えば、乗用車やトラクタ等の操舵用ステアリングや船舶用の操舵用ステアリング等のように、回転軸周りに回転するステアリングを、本発明のアシストグリップが取り付けられるステアリングとして挙げることができる。

以下の説明では、本発明のアシストグリップを車両の操舵用のステアリングに取り付けた場合を代表として説明する。

（本実施形態のアシストグリップ１０）
図面に基づいて、本実施形態のアシストグリップ１０を説明する。

＜ステアリング＞
まず、本実施形態のアシストグリップ１０が取り付けられるステアリングについて簡単に説明する。

図１において、符号１は操舵用のステアリングを示しており、符号２は操舵用ステアリング１が取り付けられるステアリング軸を示している。ステアリング１は、環状のホイール部１ａと、ステアリング軸２に取り付けられるボス部１ｂと、ボス部１ｂとホイール部１ａを連結するリム部１ｒと、を備えている。このステアリング１のボス部１ｂはステアリング軸２の先端に取り付けられており、このステアリング軸２は車両の操舵機構（図示せず）に取り付けられている。したがって、ステアリング１を操作してステアリング軸２周りにそのホイール部１ａを回転させれば、車両を操舵することができる。

なお、ステアリング軸２が取り付けられる操舵機構はとくに限定されず、パワーステアリング機能を有するものや、パワーステアリング機能を有しないものなど、その構造等はとくに限定されない。

＜アシストグリップ１０＞
図１に示すように、本実施形態のアシストグリップ１０は、ステアリング１に取り付けられる取付部１１と、この取付部１１に設けられる補助動力部２０と、を備えている。

そして、本実施形態のアシストグリップ１０では、補助動力部２０のグリップ部２２を保持して操作者がステアリング１を操作すれば、操作者の操作力を補助動力部２０によってアシストできるようになっている。つまり、本実施形態のアシストグリップ１０を使用すれば、片手の力が非常に弱い方であっても、ステアリング操作に容易に行うことができるようになる。

以下、本実施形態のアシストグリップ１０の構成を詳細に説明する。

＜取付部１１＞
図１および図２に示すように、取付部１１は、ステアリング１のホイール部１ａに取り付けられるものである。この取付部１１は、ホイール部１ａを挟んで保持する保持部１２と、保持部１２に連結された中空な箱状のケース部１３と、を備えている。

保持部１２は、例えば、板状の部材をＵ字状に曲げて形成された部材を採用でき、その開口からホイール部１ａを挿入して、ホイール部１ａに固定するような構造を採用することができる。この場合、ネジやボルト等によって開口を開いたり閉じたりできるようにすれば、保持部１２によって簡単に取付部１１をホイール部１ａに着脱できる。また、凹みを有する二枚の板状部材によって保持部１２を形成してもよい。この場合も、二枚の板状部材の凹みの間にホイール部１ａを配置して、ネジやボルト等によって両者間を接近離間させれば、保持部１２によって簡単に取付部１１をホイール部１ａに着脱できる。なお、保持部１２の構造はとくに限定されず、ホイール部１ａに着脱できる構造であればよい。

上述した保持部１２には、ケース部１３が設けられている。このケース部１３は、補助動力部２０の回転軸２１が回転可能に取り付けられている。そして、ケース部１３内には、回転軸２１と連結された伝達機構２５が収容されている。なお、ケース部１３は、伝達機構２５を収容できるようになっていればよく、その形状や大きさはとくに限定されない。

＜補助動力部２０＞
図２に示すように、補助動力部２０は、回転軸２１と、この回転軸２１と連結されたグリップ部２２と、回転軸２１と連結された伝達機構２５と、を備えている。

＜補助動力部２０＞
回転軸２１は、その基端部分（図２では下端部分）がケース部１３内に挿入されており、基端部分がベアリングなどによってケース部１３に対して回転可能に取り付けられている。この回転軸２１において、ケース部１３から突出している部分には、ケース２１ｃが設けられており、このケース２１ｃ内に回転軸２１の先端部が収容されている。なお、回転軸２１の先端部もベアリングなどによってケース２１ｃに対して回転可能に取り付けられている。

このケース２１ｃ内には、動力源２３も収容されている。そして、回転軸２１に設けられた歯車２１ａと、モータ等の動力源２３の主軸２３ｂに設けられた歯車２３ａとによって、回転軸２１と動力源２３とが連結されている。つまり、動力源２３が駆動すると、その駆動力が歯車２３ａ、歯車２１ａを介して回転軸２１に伝達され、回転軸２１が回転するようになっている。この回転軸２１には、公知のトルクセンサが設けられており、回転軸２１に加わるトルクを検出できるようになっている。

なお、図２では、回転軸２１と動力源２３とが別々に設けられている場合を説明したが、動力源２３にモータを使用した場合にはモータの主軸を回転軸２１としてもよい。

＜グリップ部２２＞
回転軸２１の先端部分にはグリップ部２２が設けられている。このグリップ部２２は、ステアリング１を操作するときに操作者が保持する部分である。このグリップ部２２の形状や大きさ等はとくに限定されず、操作者が持ちやすく操作しやすい形状、大きさであればよい。このグリップ部２２は回転軸２１やケース２１ｃに対して着脱できるようになっていることが望ましい。すると操作者に合わせて適切なグリップ部２２に変更できる。

＜伝達機構２５＞
図２に示すように、ケース部１３内には伝達機構２５が設けられている。この伝達機構２５は、ケース部１３に固定されたラック２６を備えている。このラック２６は、その歯が並ぶ方向がステアリング１のホイール部１ａの周方向とほぼ平行となるように設けられている。言い換えれば、保持部１２によって取付部１１をホイール部１ａに取り付けると、歯が並ぶ方向がホイール部１ａの周方向とほぼ平行となるようにラック２６が設けられている。ラック２６には、歯車２９が噛み合っており、この歯車２９が歯車２８を介して回転軸２１に設けられた歯車２７に噛み合っている。つまり、ラック２６には、歯車２８，２９を介して、歯車２７の回転（つまり回転軸２１の回転）が伝達されるようになっている。

かかる構成であるので、動力源２３を回転させれば、動力源２３の主軸２３ｂに設けられた歯車２３ａから駆動力が回転軸２１に設けられた歯車２１ａに伝達され、回転軸２１が回転する。すると、回転軸２１の回転に伴って伝達機構２５の歯車２７が回転し、歯車２８，２９を介して駆動力がラック２６に供給される。すると、ラック２６には、その歯が並んだ方向（図２（Ｂ）では上下方向）にラック２６を移動させるような駆動力が加わるので、ラック２６とともにステアリング１を回転させることができる。

したがって、動力源２３を作動すれば、伝達機構２５を介して駆動力をラック２６に供給できる。

なお、各歯車の大きさや歯数はとくに限定されない。図２、図３では、歯車２７の直径が歯車２１ａ、歯車２３ａの直径よりも大きくなっているが、歯車２７の直径は歯車２１ａ、歯車２３ａよりも大きくなっていることが望ましい。この場合、動力源２３が発生する駆動力に比べて大きな力でステアリング１を移動させることができる。すると、動力源２３を小型化できるので、アシストグリップ１０を小型化できる。したがって、アシストグリップ１０をステアリング１に取り付けても、ステアリング１の回転等の邪魔にならないし、アシストグリップ１０を取り付けたことによる操作性の低下も防止できる。

＜制御部３０＞
制御部３０は、動力源２３の作動を制御して、ステアリング操作の際に発生させる補助力を制御する機能を有している。より詳しくは、制御部３０は、回転軸２１に加わるトルクを検出るトルクセンサを備えており、このトルクセンサが検出した回転軸２１に加わるトルクに基づいて、動力源２３の作動を制御する機能を有している。つまり、制御部３０は、トルクセンサの検出値に基づいて補助動力部２０の動力源２３が発生する駆動力を制御できるので、操作する人の感覚にあったステアリング操作を実施することができる。

この制御部３０は、以下のように作動して、グリップ部２２を操作する人の動きに合わせて、動力源２３から供給する駆動力を制御して、ステアリング１の作動を調整している。

まず、回転軸２１に対して基準値以上の大きさの回転トルクが加わったことをトルクセンサが検出すると、制御部３０は、トルクセンサが検出した回転トルクよりも大きい逆向きの回転トルクが発生するように動力源２３を作動させる。

例えば、図１に示す矢印Ａの方向（図３（Ａ）の矢印Ａの方向）にステアリング１が回転するように人がグリップ部２２を動かそうと力を加えたとする。すると、グリップ部２２に設けられている回転軸２１は、歯車２７および歯車２８を介してラック２６に連結されているので、加えた力の反力として、回転軸２１には図３（Ａ）における矢印ａに示すような方向の回転トルクが発生する。すると、その回転トルクを打ち消す方向に回転軸２１が回転するように制御部３０は動力源２３を駆動させる。つまり、図３（Ａ）の矢印ｂの方向に歯車２３ａが回転するように動力源２３を駆動させる。しかも、制御部３０は、人が加えた力に起因する回転トルクよりも大きな回転トルクを発生させるように動力源２３を駆動させるので、ステアリング１には伝達機構２５の歯車２７〜２９とラック２６を介して矢印Ａの方向に人が加えた力よりも大きい力が加わる。したがって、人がグリップ部２２を介して加えた力以上の力でステアリング１を矢印Ａの方向に作動させることができる。

なお、図１に示す矢印Ｂの方向（図３（Ｂ）の矢印Ｂの方向）にステアリング１が回転するように人がグリップ部２２を動かそうと力を加えた場合は、図３（Ｂ）における矢印ａに示すような方向の回転トルクが発生する。したがって、図３（Ｂ）の矢印ｂの方向に歯車２３ａが回転するように動力源２３を駆動させれば、人がグリップ部２２を介して加えた力以上の力で、ステアリング１を矢印Ｂの方向に作動させることができる。

一方、回転軸２１に対して加わっている回転トルクが基準値より小さくなると、制御部３０は、動力源２３の作動を停止して動力源２３からの駆動力の供給を停止する。例えば、人が意図的にステアリング１を回転させている場合や、外部から強い力でステアリング１が回転されているような状態でなくても、ステアリング１が若干回転される場合があり、このような場合でも回転軸２１に対して回転トルクが加わる場合がある。このような状態では回転軸２１に加わる回転トルクは小さいので、動力源２３による補助が無くても操作者が操作を行うことに負担は無い。このような状態でも動力源２３を作動させた場合には、動力源２３の駆動力に対抗するような力を操作者が加えなければならなくなるので、操作する人の負担が大きくなる。したがって、回転軸２１に対して基準値よりも小さい力しか加わっていない場合には、制御部３０は、動力源２３を作動させず、または、作動を停止して、回転軸２１に駆動力を供給しないようにすることが望ましい。

＜クラッチ機能＞
制御部３０は、外部からの指令によって動力源２３の作動を停止する機能を有していてもよい。例えば、グリップ部２２にボタンなどを設けておき、そのボタンを操作すると動力源２３の作動を停止させるようになっていてもよい。ステアリング１の復元力によってステアリング１が回転する際等に動力源２３の作動を停止できるので、ステアリング１の操作を自然に近づけることができる。

また、クラッチ機能を設けた場合、動力源２３に回生機能を設けておくことが望ましい。クラッチ機能によって動力源２３の作動を停止すると、ステアリング１の復元力によって動力源２３の歯車２３ａが回転されることになる。したがって、回生機能を設けておけば、歯車２３ａの回転力（つまりステアリング１の復元力）によって動力源２３に電力を提供する電池等に蓄電することができるという利点が得られる。

本発明のアシストグリップは、乗用車やトラクタ等の操舵用ステアリングに取り付けるグリップとして適用している。

１ ステアリング
２ ステアリング軸
１０ アシストグリップ
１１ 取付部
２０ 補助動力部
２１ 回転軸
２２ グリップ部
２３ 動力源
２５ 伝達機構
３０ 制御部

Claims (3)

1. ステアリング軸周りに回転するステアリングに取り付けられるグリップであって、
   前記ステアリングに取り付けられる取付部と、
   人が保持するグリップ部が設けられた前記取付部に回転可能に設けられる回転軸を有する補助動力部と、を備えており、
   該補助動力部は、
   前記回転軸を回転させる動力源と、
   前記回転軸の回転を前記ステアリング軸周りの回転させる力に変換して前記ステアリングに伝達する伝達機構と、を備えている
   ことを特徴とするアシストグリップ。
2. 前記補助動力部は、
   前記グリップの操作に伴って前記回転軸に加わる回転トルクを検出するトルクセンサと、
   該トルクセンサの検出値に基づいて前記動力源の作動を制御する制御部と、を備えており、
   前記制御部は、
   前記回転軸に対して基準値以上の大きさの回転トルクが加わったことを前記トルクセンサが検出すると、前記トルクセンサが検出した回転トルクよりも大きい逆向きの回転トルクが発生するように前記動力源から駆動力を供給する
   を特徴とする請求項１記載のアシストグリップ。
3. 前記制御部は、
   外部からの指令によって動力源の作動を停止する機能を有している
   を特徴とする請求項２記載のアシストグリップ。

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