JPH08169261A - 自動車用多機能ステアリング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンドルのリムの内側に各種計器、操作スイ
ッチおよびエアーバッグなどを含む表示パネルが非回転
状態で配置され、これにより計器の視認やスイッチ類の
操作を安全に行える、自動車用の多機能ステアリング機
構を提供する。 【構成】 ステアリングシャフト３２と平行に支持シャ
フト１２が配置され、支持シャフトにハンドル１０が回
転可能に取り付けられる。ハンドル１０は歯車手段１
９，２８を介してステアリングシャフト３２を回転操作
できるようにする。支持シャフト１２は中空とされ、支
持シャフト１２の先端に取り付けられた非回転の表示パ
ネル２２に備えられている各種計器やスイッチ２７，２
９に対する連続した配線を可能にする。ステアリングシ
ャフト３２の伸縮部分４０，４２、および支持シャフト
１２のスライド可能な取り付けにより、ハンドル１０の
伸縮性を得る。また、枢支ピン５０による支持コラム１
２の枢着、およびステアリングシャフト３２のユニバー
サルジョイント３８により傾動（チルト）性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の多機能ステ
アリング機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】長年にわたり、各種機能に係わる制御装
置を従来のステアリングコラムに装着することが行われ
てきている。しかしながら、ステアリングコラムに都合
よく配置できる手操作スイッチの個数には実質的に限界
がある。電子情報スーパーハイウェーが急速に発展され
る時代には、表示器の開発および自動車における情報の
使用が更に容易に操作できるスイッチの必要性をもたら
す。

【０００３】このようなスイッチをハンドルに配置する
試みがなされてきた。例えば自動車の警笛は、コラムか
ら突出して配置されないときにはハンドルの中央に配置
されてきた。このような装置がただ１つ使用される場
合、または１つ以上使用される場合には、１９７９年６
月１２日付けでビューチ氏に付与された米国特許第４１
５７８５４号明細書に開示されているような従来のスリ
ップリングおよび接触子（ｗｉｐｅｒ ｄｅｖｉｃｅ）
が、非回転ステアリングシャフトおよびハンドルの間で
各装置に電気を導くために使用できる。それぞれ異なる
機能を制御する少ないとは言えない個数のスイッチが使
用されねばならないとき、ハンドルと支持コラムとの間
に配置されるスリップリングの個数に限界があるため
に、スリップリング構造を実現できなくなる。

【０００４】この結果として、最近設計された従来の自
動車は、運転者のまわりに多数の電子的表示器および装
置の全てが配置されて備えられている。これらの表示器
および装置はステアリングコラムの左側からダッシュボ
ードを横切って天井まで達するように配置されている。
多くは視認し作動させることが困難であり、運転者は長
い時間見上げまたは見おろすことで事故が発生しかねな
いという本当のリスクを有している。多くは明るかった
り、ほの暗い照明の中では視認することが困難である。
電子装置および装置系の激増は、ある種の装置が運転者
／操作者に対して、もっと悪いことには走行径路中の他
の運転者に対して、多大のリスクを負わさねば使用すな
わち作動できないというところにまで達している。

【０００５】この問題、特に急激に増加する高齢人口に
よるこの問題を認識している米国連邦高速道路公団
（Ｕ．Ｓ．Ｆｅｄｅｒａｌ Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｇｅｎ
ｃｙ）は、高齢の運転者が容易に使用できる自動車用計
器、制御装置および座席を開発するためにカリフォルニ
ア工科大学のデザイン学生に補助金を与えた。

【０００６】ハンドルの周縁より内側に位置される非回
転表示器は設計視点および特に実用性の両面から望まれ
るように変化できるので、これらの与えられた問題点を
解決するために多くの試みがなされた。得られた解決策
は一般的に複雑で精巧なものであった。

【０００７】例えば、１９８６年１０月７日付けでレイ
ハード氏に付与された米国特許第４６１６２２４号明細
書は、装置作動に関する情報をハンドルと支持コラムと
の間で伝達するために対をなす送信機／受信機を開示し
ており、１９８４年３月２０日付けでツチダ氏他に付与
された米国特許第４４５６９０３号明細書および１９８
２年３月２３日付けでタナカ氏他に付与された米国特許
第４３２１４７４号明細書は、ハンドルの複数のスイッ
チによる信号の多重化、およびその多重出力信号に応答
して信号を発生する発光装置を開示し、デコーダーユニ
ットを発光装置の出力信号の解読のために備えており、
また１９８７年１月６日付けでヤマダ氏に付与された米
国特許第４６３５０２９号明細書は、これもまた静止ユ
ニットとハンドルに取り付けられた制御ボードとの間の
情報伝達のために光を使用し、発光手段および受信手段
を静止ユニットおよび制御ボードの各々に備えている。
このような電気的装置系は複雑で、高価且つ精巧とな
る。

【０００８】表示パネルをハンドルの中央に、そのハン
ドルに対して非回転に保持するために、各種の機械装置
が使用できる。例えば、米国特許第４３６８４５４号は
そのような１つの装置系を開示している。

【０００９】ここで引用した各種の遠隔装置系に代わる
安価で頑丈な代替装置系を提供するために、ハンドルの
周縁より内側に位置される非回転表示器に対して直接に
結線する接続を使用した１つの簡単な機械的装置系は、
１９９３年６月８日付けでオキ氏に付与されたカナダ国
特許第１３１８８８３号明細書および１９９１年１２月
１７日付けでオキ氏に付与された米国特許第５０７２６
２８号明細書に記載され、特許請求されている。オキ氏
に付与されたこれらのカナダ国特許および米国特許の装
置系は、偏倚したステアリングシャフトと、ハンドルの
中央に配置される表示器に対する配線コネクタを担持す
る中央の中空担持シャフトとを有している。ステアリン
グシャフトおよび担持シャフトのための結果的に得られ
るハウジングは、従来の単一のステアリングシャフト用
のものよりも大きな直径に作られる。したがって、偏倚
したステアリングシャフトおよび中央担持シャフトを有
するハンドルに傾斜（チルト）機能および伸縮機能を備
えつけることは問題があった。

【００１０】先に引用したカナダ国特許第１３１８８３
３号および米国特許第５０７２６２８号の特許権者でも
ある本発明の発明者は、静止した中央表示器を有するハ
ンドルに傾斜機構および伸縮機構を装備するこの問題を
解決した。

【００１１】これらの問題の解決にあたり、運転に役立
つように、または車体内部からの通信能力を付加し、及
び／又は運転者／乗客の快適さを増すために開発された
多くの装置は危険なものであり、既に危険な道路に新し
い危険性を生み出し得るものであることを、発明者は考
慮した。例えば、事故は運転者の手中の携帯電話によっ
て引き起こされかねない。それでも、音声通信は情報ス
ーパーハイウェーと一体のものでなければならない。

【００１２】今日利用できる情報スーパーハイウェーに
関する最も進んだ技術によれば、結局のところ、たった
２つの基本的なメディアがあるだけであることに疑う余
地はない。これらの２つとは音声および画像のメッセー
ジである。それ故に、これまでの設計は、音声および画
像のインターフェースとなる装置を最も都合のよい、効
果的な、満足できる、そして最も重要なことであるが運
転位置に対して危険性が最も少ない箇所に配置するとい
うことであった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】現在使用されている装
置に関して、電話は必要な装置である。しかしながら現
在の形態では自動車の運転中に使用することは危険すぎ
る。

【００１４】音声娯楽および情報装置、すなわちＡＭ／
ＦＭラジオ、テープ再生装置、ＣＤプレーヤーなどはま
すます増えている。これらの装置／装置系は作動がまさ
に複雑で、視認が困難であり、また制御装置は手を伸ば
して操作するのが難しい。

【００１５】視認に良好で、操作が容易な理想的な箇所
は、操作者／運転者の前方右側である。

【００１６】それ故に、出願人はハンドルの内側で、操
作者／運転者の前方右側に配置されるマスターパネルを
提供する。このマスターパネルは、静止してハンドルで
回転されることのないように、ハンドルとは独立され
る。

【００１７】ハンドルは、操作者／運転者の最適視認位
置にマスターパネルの位置を微調整できるように、伸縮
機能および傾斜（チルト）機能を含んでいる。

【００１８】

【課題を達成するための手段】本発明によると表示コン
ソールを含む自動車用の多機能ステアリング機構が提供
されるのであり、この多機能ステアリング機構は、支持
シャフトと平行であるが偏倚されているステアリングシ
ャフトを経て自動車の少なくとも１つの車輪と操舵連結
された回転自在なハンドルと、ハンドルの周縁より内側
に配置されて、支持シャフトに非回転に取り付けられた
表示パネルと、支持シャフト内を延在し、個々の配線が
表示パネルの個々のユニットに直接に連結される配線ト
ラスと、一端がハンドルのハブを通して回転可能に支持
され、他端がユニバーサルジョイントを経て第２シャフ
ト部分に連結された伸縮用の第１シャフト部分を含むス
テアリングシャフトと、ステアリングシャフトの第２シ
ャフト部分のハウジングによって支持された軸受部材で
あって、この軸受部材を通して支持シャフトの自由端が
延在するように軸受部材によって支持シャフトがスライ
ド可能に取り付けられ、第１シャフト部分が軸受部材内
に回転できるように取り付けられた軸受部材とを含み、
この軸受部材はユニバーサルジョイントと整合されてい
る１対の枢動部材を介してハウジングに対して枢動する
ように構成されている。

【００１９】この機構は、ステアリングシャフトと直径
方向に相対して支持シャフトから偏倚されたバランスシ
ャフトを含み、このバランスシャフトは軸受部材を通し
てスライド可能に支持され、一端をハンドルのハブで支
持されることが好ましい。ステアリングシャフトの伸縮
用第１シャフト部分は第１および第２伸縮用部材と、こ
の第１および第２伸縮用部材のそれぞれの回転を阻止す
る手段とを含み、この手段は、例えば第１および第２伸
縮用部材の一方に備えたキー溝が第１および第２伸縮用
部材の他方に備えたキーと係合するようになされる。

【００２０】第１および第２伸縮用部材の伸縮作動およ
びバランスシャフトと支持シャフトとのスライド作動を
阻止するように手操作されるクランプが備えられる。こ
のクランプは一方のシャフトに対して作用することが必
要とされるだけである。何故なら、一方のシャフトのス
ライド作動が不可能であれば、それらの全てはスライド
しないように阻止されるからである。クランプはバラン
スシャフトに作用することが好ましいとされる。

【００２１】ハウジングの枢動位置の手動調整を行うた
めに手操作部が備えられ、また手操作クランプがハウジ
ングに対する軸受部材の枢動を防止するために備えられ
得る。

【００２２】本発明の実施例がここに例として図面を参
照して説明される。

【００２３】

【実施例】図面で、ハンドル１０は支持シャフト１２に
回転可能に軸支されている。支持シャフト１２はその下
端部１４の部分が軸受部材１６内をスライドして伸長で
きるようになされている。ハンドル１０は、支持シャフ
ト１２の他端部２０の部分に、支持シャフト１２の周囲
のカラー１８で担持されている。シャフト１２は表示パ
ネル２２に通じる配線トラスを担持するように中空であ
り、この表示パネル２２はハンドル１０の周縁より内側
に位置されて支持コラム１２の端部２０に取り付けられ
ている。それぞれの表示パネル２２からのトラス配線
は、表示パネルに配置されているそれぞれのスイッチま
たは表示ユニットから、それらが関係する制御装置／制
御されるユニットに連続されて導かれている。

【００２４】表示パネルスクリーン２１は、道路地図な
どのような多種メディアのデータを運転者の指示によっ
て表示するカラーモニターとされ得る。エアーバッグ容
器のカバー２３は、表示パネル２２のモニター部分、例
えば図示したように下部を占めることだけを必要とす
る。表示装置２７は、運転者が電話を手に持つ必要がな
いように固定位置に取り付けられるか運転者に接近した
位置に調整することのできる引っ込み式コラムに取り付
けられるマイクロフォンスピーカー、および娯楽装置系
の制御パネルなど、そして幾つかの作動用押しボタン２
９、例えば走行（クルーズ）制御、安全装置、ライト、
暖房装置、緊急用フラッシャーランプ、座席調整装置な
ど、を備えた通信制御パネルとされ得る。電話を含めて
ある種の音声機能を果たすようになされるスピーカーが
表示パネルに備えられ得る。

【００２５】ハンドルは何れかの都合よい形状にするこ
とができるが、しかしながら円形且つ皿形状に形成し、
表示パネル２２の前面をハンドル１０のなす平面と一致
させるかその平面から僅かに凹むようにして、皿表面が
連続面とされるか１つまたはそれ以上のスポーク２５を
含んで構成されることが好ましい。ハンドル１０はハブ
１９を有しており、このハブが軸受２６で支持コラム１
２に軸支される。ハブ１９の円筒外面は、細長いステア
リングシャフト３２の端部２５に取り付けられる対応し
た歯車２８と係合するように、歯を形成されている。

【００２６】歯車２８を担持する端部２４は、シャフト
３２の直径よりも拡径されて、ハブ１９の円筒外面の歯
車と良好に係合するようになされることができる。ハブ
１９とシャフト３２の端部２４との間の噛み合いは、例
えば歯車のように何れかの適当な形式とすることがで
き、ここで詳細には説明しない。ハンドル１０およびハ
ブ１９の回転によってステアリングシャフト３２の部分
３４はハブの軸受４８および軸受部材１６の軸受４９を
通る長手軸線のまわりに回転可能であり、ハブ１９の歯
車がステアリングシャフト３２の端部２４の歯車２８と
噛み合ってステアリングシャフトを回転させる。

【００２７】ステアリングシャフト３２は、ユニバーサ
ルジョイント３８で端部を連結された突き合わされた２
つの部材３４および３６で構成されている。部材３４は
軸受部材１６を通して延在し、回転可能に軸支されてい
る。部分３４は１対の伸縮部材４０および４２で構成さ
れ、これらの伸縮部材は互いに対して非回転とされてい
る。部材４０および４２のそれぞれの非回転性は、部材
４０のシャフト軸線に平行なキー溝４４が部材４２のキ
ー４６と係合することで達成できる。

【００２８】軸受部材１６は、ステアリングシャフト３
２および支持シャフト１２のためのハウジング４８の上
端部に枢支されている。軸受部材１６は一対の枢支ピン
５０によりハウジング４８に枢着されている。これらの
枢支ピン５０の一方はハウジング４８の片側に位置さ
れ、他方の枢支ピン５０は一方の枢支ピンと直接に相対
するとともにユニバーサルジョイント３８と直線をなし
て、ハウジング４８の他側に位置されている。したがっ
て、軸受部材１６の枢動はステアリングシャフトの部分
３４および支持シャフト１２に傾動を引き起こす。この
結果、ハンドル１０は傾斜される。

【００２９】勿論、ハウジング４８の側部５２の輪郭
は、ハウジング内部で軸受部材１６が傾動できるように
形成されることが必要である。図示したように、ハウジ
ング４８は概略的に四角い横断面形状であり、側部５２
は平坦である。他の形状も勿論のことながら可能であ
る。このような形状は、１対の相対する平坦な平行側部
５２を有する何れかの形状とすることができる。上端部
および下端部側部５２が例えば内方へ向けて彎曲される
ならば、傾動に対してある程度の制限が生まれる。事
実、この傾動の制限は多くの場合に好ましく、ハウジン
グ４８のスロット５６を通して突出するレバー５４はこ
の目的で備えられる。

【００３０】レバー５４は、手操作部分５８およびシャ
ンク部分６０を有している。スロット５６は彎曲されて
軸受部材１６の枢動半径に合致される。シャンク部分６
０の先端部は、シャンクのスクリューねじおよびロック
ナット６２により軸受部材１６に取り付けられる。追加
のロックナット６５がシャンクの基端部に与えられ得
る。ロックナット６５はスロット５６内でのシャンクの
動きを阻止して、選択した傾斜が保持されるようにして
いる。

【００３１】追加のバランスシャフト６４がステアリン
グシャフトの部分３４に対して反対の関係状態で備えら
れる。バランスシャフト６４はこの構造に対して特別な
剛性を付加する。シャフト６４の一端はカラー１８に係
止され、シャフト６４の他端は軸受部材１６の線形軸受
の内部をスライド可能になされる得る。

【００３２】ステアリングシャフトの部分３４は、その
部材４２のキー４６がその部材４０のキー溝４４の中に
挿入されて伸縮可能とされていることから、またシャフ
ト１２およびシャフト６４が軸受部材１６の内部を直線
的にスライド可能であることから、ハンドル１０の直線
的な位置を調整することができる。ハンドル１０は、シ
ャフト１２およびシャフト６４が軸受部材１６を通って
ハウジング内へスライドされ、部材４２が部材４０の中
に収縮されるようにハンドルを押すことにより、ハウジ
ング４８に近い位置へ移動されることができる。ハンド
ル１０は、支持シャフト１２およびバランスシャフト６
４をハウジングからスライドさせて引き出し、キー溝４
４内でキー４６を移動させて伸長用部材４２を部材４０
から引き出すようにハンドルを引っ張ることにより、ハ
ウジングから離れるように移動されることができる。ス
トッパー６６，６７が備えられてハンドルの直線的な移
動を制限するようになすことができる。図示されるよう
に、ストッパー６６，６７は支持シャフト１２上に位置
されているが、バランスシャフト６４に備えることも同
じように可能である。

【００３３】図２は、ストッパー６６，６７が軸受部材
１６に対するシャフト１２の直線的なスライド移動を何
れも阻止していない中間的な位置で示している。しかし
ながら、図３はシャフト１２がハウジングから可能な限
り伸長されて、ストッパー６６，６７が軸受部材１６の
後面に係合している状態を示している。

【００３４】勿論、ハンドルの伸長および収縮、および
その傾動を阻止するために手操作可能なロッキング機構
の備えられることが望ましい。伸縮装置および傾動装置
に関するこのようなロッキング機構は、簡単なナットお
よびボルトユニット、迅速作動のばね付勢された止め具
ロック、または他の一般に使用されている通常装置とす
ることができる。図示したように、クランプの１つの適
当な形態は、バランスシャフト６４を固定クランプ７４
に強固にクランプしてバランスシャフトが直線的に移動
できないようにするために、１つの位置においてクラン
プブロック７２を保持するようになすレバー７０を含み
得る。レバー７０が第２の位置においては、クランプブ
ロック７２はシャフト６４との係合を解放されて、直線
的な移動が可能とされる。注目すべきことは、シャフト
６４，１２または部材４０の何れか１つが直線的に移動
できないように固定されたならば、他の何れの部材も直
線的に移動できなくなるということである。ステアリン
グシャフト部材３４は軸受部材１６内で回転可能である
から、ハンドルに対して如何なる悪影響も及ぼさないの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】表示装置を備えたハンドルの全体図。

【図２】半分ほど伸長された位置で本発明を具現するハ
ンドルコラムを示している頂部断立面図。

【図３】最大限に引き出されて限界ストッパーに当接さ
れている支持シャフトを示す図１に類似の破断図。

【図４】傾動およびロッキング手段を示す図３の線４−
４に沿う一方の側の断立面図。

【図５】伸縮ロッキングクランプ手段を示す図３の線５
−５に沿う他側の立面図。

【図６】図２の線６−６に沿う断面図。

【符号の説明】

１０ ハンドル １２ 支持シャフト １６ 軸受部材 １８ カラー １９ ハブ ２２ 表示パネル ２６ 軸受 ２７ 表示装置 ３２ ステアリングシャフト ４０，４２ 伸縮部材 ４４ キー溝 ４６ キー ４８ ハウジング ５０ 枢支ピン ５８ 操作部 ６４ バランスシャフト ６６，６７ ストッパー ７０ レバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーチン ディー． オキ カナダ国オンタリオ州，ドン ミルズ，バ ンベリー ロード 96

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示コンソールを含む自動車用多機能ス
   テアリング機構であって、支持シャフトと平行であるが
   偏倚されているステアリングシャフトを経て自動車の少
   なくとも１つの車輪と操舵連結された回転自在なハンド
   ルと、 ハンドルの周縁より内側に配置されて、支持シャフトに
   非回転に取り付けられた表示パネルと、 支持シャフト内を延在し、個々の配線が表示パネルの個
   々のユニットに直接に連結される配線トラスと、 一端がハンドルのハブを通して回転可能に支持され、他
   端がユニバーサルジョイントを経て第２シャフト部分に
   連結された伸縮用の第１シャフト部分を含むステアリン
   グシャフトと、 ステアリングシャフトの第２シャフト部分のハウジング
   によって支持された軸受部材であって、この軸受部材を
   通して支持シャフトの自由端が延在するように軸受部材
   によって支持シャフトがスライド可能に取り付けられ、
   第１シャフト部分が軸受部材内に回転できるように取り
   付けられた軸受部材とを含み、 この軸受部材はユニバーサルジョイントと整合されてい
   る１対の枢動部材を介してハウジングに対して枢動する
   ように構成されていることを特徴とする多機能ステアリ
   ング機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のステアリング機構であ
   って、ステアリングシャフトと直径方向に相対した支持
   シャフトから偏倚されたバランスシャフトを含み、該バ
   ランスシャフトは軸受部材を通してスライド可能に、且
   つ一端にてハンドルのハブで支持されていることを特徴
   とする多機能ステアリング機構。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のステアリング機構であ
   って、ステアリングシャフトの伸縮用の第１シャフト部
   分が第１および第２伸縮用部材、および該第１および第
   ２伸縮用部材の相対的な回転を阻止するための手段を含
   んでなることを特徴とする多機能ステアリング機構。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のステアリング機構であ
   って、回転阻止手段が第１および第２伸縮用部材の一方
   に備えられたキー溝を含み、該キー溝が第１および第２
   伸縮用部材の他方に備えられたキーと係合することを特
   徴とする多機能ステアリング機構。
5. 【請求項５】 請求項２に記載のステアリング機構であ
   って、クランプが備えられ、このクランプが第１および
   第２伸縮用部材による伸縮、およびバランスシャフトお
   よび支持シャフトのスライドを阻止するように手操作可
   能なことを特徴とする多機能ステアリング機構。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のステアリング機構であ
   って、クランプがバランスシャフトに作用することを特
   徴とする多機能ステアリング機構。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のステアリング機構であ
   って、ハウジングに対する軸受部材の枢動位置を手動調
   整するためにレバーが備えられたことを特徴とする多機
   能ステアリング機構。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のステアリング機構であ
   って、ハウジングに対する軸受部材の枢動を阻止するた
   めに手動調整可能なクランプが備えられたことを特徴と
   する多機能ステアリング機構。