ステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステム
【課題】ステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムの提供。
【解決手段】車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、を備え、前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステム。
【解決手段】車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、を備え、前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はスイッチ装置に係り、さらに詳しくは、運転者の操舵に際して円滑な動作を行えると共に迅速な認知を可能にするための簡単な構造のスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
スイッチ装置は、車両、工作機械、端末、マルチメディア機器およびゲーム機などの装置に選択および操作のための装置として採用されている。しかしながら、装置の様々な機能的選択のためにスイッチ装置に関する様々な研究・開発が進んでいる。単なるプッシュスイッチ型の押しボタンスイッチに加えて、軸方向への回動を可能にするロータリースイッチもあり、様々な変形構造に関しても様々な研究がなされて生産段階に至っている。
【0003】
一方、スイッチ装置によって操作される対象が複雑であり、且つ、様々な機能を求めるため、スイッチ装置にも複合的な階層的作動機能を選択するための機能が求められる。しかしながら、従来の技術によるスイッチ装置の場合、段階的な動作を通じて階層的な作動機能が行えるとはいえ、これは、単に従来の技術によるスイッチ装置のスイッチノブに配設されるアイコンに照明光を照射するための光源が配設される構成を取るものに過ぎないため、様々な作動モードに対応する能動的な表示機能を行うことができず、ユーザーが別途のディスプレイを見つめなければならないという煩雑さがあった。
すなわち、スイッチ装置を操作するためにスイッチ装置のスイッチノブおよびディスプレイを同時に見つめなければならないため、操作が煩雑であり、しかも、車両などに取り付けられるスイッチ装置の場合、前方注意力が分散されて車両走行の安全性を悪化させるという問題点があった。なお、従来の技術によるスイッチ装置の別のタイプとして、静電容量型のスイッチ構造を取ることにより、ディスプレイとスイッチ装置とを一体化させる構成を取ったものが提案されているが、タッチスイッチの場合に操作応答性が弱く、しかも、ユーザーに操作感を直感させることができないという不都合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、車両のステアリングホイールに取り付けられ、コンパクトであり、しかも、製造コストを格段に削減させる他、操作性を増大させた簡単な構造のステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステム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】
【0005】
上述した目的を達成するために、本発明は、車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、を備え、前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置を提供する。
【0006】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールがなす平面上において回動動作を行い、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターは前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動してもよい。
【0007】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールの前面側に配設され、前記ハプティックシャフトの回転中心軸は車両ステアリングホイールが回動を行う平面と交差してもよい。
【0008】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトは、両端に配設される第1の端部および第2の端部を備えていてもよい。
【0009】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、前記ハプティックシャフトの第1の端部と連結され、且つ、前記ハプティックホイールデバイス感知部は前記ハプティックシャフトの第2の端部と連結されてもよい。
【0010】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブと前記ハプティックシャフトの第1の端部との間には、前記ハプティックノブおよび前記ハプティックシャフトの第1の端部間の相対回動を防止するシャフトノブホルダーが介装されてもよい。
【0011】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイス感知部と前記ハプティックシャフトの第2の端部との間には、前記ハプティックホイールデバイス感知部および前記ハプティックシャフトの第2の端部間の相対回動を防止するシャフト感知ホルダーが介装されてもよい。
【0012】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイス感知部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーター側と連結されるデバイス感知ボディ部と、前記デバイス感知ボディ部の回動状態を検出するデバイス感知センサー部と、を備え、前記デバイス感知ボディ部は、前記シャフト感知ホルダーとの相対回動が制限されるように連結されて前記ハプティックシャフトにつれ回動するデバイス感知メインプーリーと、前記デバイス感知メインプーリーから離れて連結されるデバイス感知サブプーリーと、前記デバイス感知メインプーリーと前記デバイス感知サブプーリーとを連結するデバイス感知ベルトと、前記デバイス感知サブプーリーに連結されて前記デバイス感知サブプーリーにつれ回動し、前記デバイス感知センサー部の対応する位置に回動自在に配設されるデバイススロットと、を備えていてもよい。
【0013】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記デバイス感知メインプーリーと前記デバイス感知サブプーリーとの回転比は、1以上であってもよい。
【0014】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、前記ハプティックノブが前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動する場合にスイッチング信号を出力するプッシュスイッチ部を備えていてもよい。
【0015】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記プッシュスイッチ部は、前記回路基板部に配設されるプッシュスイッチと、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターと一緒に垂直移動するプッシュ駆動部と、を備えていてもよい。
【0016】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記プッシュスイッチは、複数設けられてもよい。
【0017】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイス感知部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターと一緒に垂直移動してもよい。
【0018】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、透光材料から形成され、前記回路基板部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターの端部に前記ハプティックシャフトの第1の端部が貫設されるノブ基板を有し、前記ノブ基板には光を出射するハプティックノブ光源部が設けられてもよい。
【0019】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの外縁には、前記ハプティックノブと独立して垂直移動するボタンスイッチ部が設けられてもよい。
【0020】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンスイッチ部は、一方の面が前記ハプティックホイールハウジング部の外部に露設される前記ハプティックノブの外縁に配設されるボタンノブと、一方の端は前記ボタンノブの内部に配設され、他方の端は前記ハプティックホイールハウジング部の内部に前記回路基板部に向かって配設されるボタンガイドと、前記ボタンガイドに取設されて前記ボタンガイドと一緒に前記ハプティックホイールハウジング部に垂直移動可能に配設されるボタンガイドホルダーと、前記回路基板部の一方の面の上に前記ボタンガイドホルダーと接触自在に配設されるボタンスイッチと、を備えていてもよい。
【0021】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドホルダーの一方の側にはボタンガイドホルダーストッパーが設けられ、前記ボタンガイドホルダーストッパーの対応する位置であって前記ハプティックホイールハウジング部には前記ボタンガイドホルダーの抜脱を防止するように前記ボタンガイドホルダーストッパーと接触可能なホイールハウジングボディボタンガイドホルダーストッパーが設けられてもよい。
【0022】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドホルダーには前記ボタンスイッチを駆動するボタンガイドホルダー駆動部が設けられてもよい。
【0023】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンスイッチ部は、ボタン光源部をさらに備え、前記ボタンガイドは、導光材料から形成されてもよい。
【0024】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドホルダー駆動部の一方の面には、前記ボタンガイドと接触して前記ボタンガイドを支持するボタンガイドホルダー駆動部載置面が形成されてもよい。
【0025】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドと前記ボタンノブとの間には、所定の周波数領域の光のみを透過させるボタンカラーフィルターが設けされてもよい。
【0026】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの一方の面には凹溝構造のハプティックノブ窪みが形成され、前記ハプティックノブ窪みの前記ハプティックノブの回転中心に垂直な方向への窪みの深さは、前記ハプティックノブの中央から半径方向に進むにつれて減少されてもよい。
【0027】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの一方の面には、一方の面から突設されるハプティックノブ把持部が設けられてもよい。
【0028】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの一方の面には、接触摩擦力を増大させるように二重射出により形成されるハプティックノブ接触面が設けられてもよい。
【0029】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックシャフトの回転中心軸は、車両ステアリングホイールが回動を行う平面に平行に配設されてもよい。
【0030】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールの背面側に車両ステアリングホイールのホイールリムから所定の距離以内に離れて配設されてもよい。
【0031】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記所定の距離は、運転者が前記ホイールリムを把持した状態で操作可能な距離であってもよい。
【0032】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブと前記ハプティックホイールデバイス部との間には、前記ハプティックノブと前記ハプティックホイールデバイス部との間の回動状態を伝達するハプティック伝達部が設けられてもよい。
【0033】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、前記ハプティックノブの動作に連動する所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備えていてもよい。
【0034】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、車両ステアリングホイールのホイールリムに配設され、前記ステアリングホイール光源部から入射する光を受光して外部に出射するホイールリム光源出射部をさらに備えていてもよい。
【0035】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、外部の車両制御装置から伝達される電気的信号に基づいて所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備えていてもよい。
【0036】
本発明の他の一面によれば、 本発明は、車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部の一方の面の上に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、を備え、前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置と、前記ステアリングホイールハプティック装置と導通される制御部と、前記制御部と導通され、所定の作動モードに関する所定のデータが記憶された記憶部と、を備えるステアリングホイールハプティックシステムを提供する。
【発明の効果】
【0037】
上述した構成を有する本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、下記の効果を有する。
【0038】
まず、第一に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されて、運転者に車両ステアリングホイールを把持した状態での円滑な操作を行わせることができる。
【0039】
第二に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、両軸回動方式のハプティックホイールデバイスアクチュエーターを備えて、一層コンパクトで且つ正確な回動感知構造を達成することができる。
【0040】
第三に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトと連結されるハプティックノブを通じて回動動作およびプッシュ動作を同時に行うことにより、コンパクトな構成および正確な動作を両立させることができ、プッシュスイッチ部を通じたディレクショナル動作も実現可能にすることにより、駆動されるスイッチを一元化させた簡潔な構造を提供して製造を容易ならしめるとともに、製造コストを格段に削減することができる。
【0041】
第四に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックノブの外縁に配設されるボタンスイッチ部を通じてより簡潔で且つ複合化したスイッチング機能を実現することができる。
【0042】
第五に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックノブまたはボタンスイッチ部にそれぞれの光源部を介してスイッチング動作による所定の光を出射して、運転者に一層迅速に視認せしめることができる。
【0043】
第六に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、カラーフィルターを通じて簡潔で且つ複合化したアイコン出力機能を実現して安価な製造コストでの複合化した機能実現を達成することができる。
【0044】
第七に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターが固設されることにより、ハプティックノブを操作するに当たって慣性モーメントの影響を極力抑えて操作を容易ならしめることができる。
【0045】
第八に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されて、運転者がステアリングホイールを把持した状態でも、親指を用いたサムホイール方式の駆動構造若しくは親指以外の人差し指、中指などの指を用いた駆動構造を形成して、運転者による円滑な駆動動作を実現することもできる。
【0046】
第九に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ステアリングホイール光源部を通じて、ハプティックノブの動作に連動して、若しくは、所定の光を出射して運転者に視覚的情報を与えることにより、運転者は、一層迅速で且つ円滑にスイッチング動作状態または車両警告または案内状態などを認知して対応することができる。
【0047】
本発明は図面に示す一実施形態を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、この技術分野の通常の知識を持った者であればこれから種々の変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置が取り付けられたステアリングホイールの概略平面図である。
【図2】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置が車両ステアリングホイールの前面に取り付けられた状態を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略平面図である。
【図5】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略断面図である。
【図6】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のハプティックノブの概略断面図である。
【図7】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略分解斜視図である。
【図8】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部の概略斜視図である。
【図9】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部のボタンガイドホルダーおよびホイールハウジングボディの概略部分拡大斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略部分拡大斜視図である。
【図11】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の部分拡大底面斜視図である。
【図12】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置を備えるステアリングホイールハプティックシステムの概略ブロック線図である。
【図13】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のハプティックノブの回動動作を示す概略状態斜視図である。
【図14】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部の動作を示す概略状態斜視図である。
【図15】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のシャフトノブホルダーの変形例の概略斜視図である。
【図16】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部の概略部分拡大斜視図である。
【図17】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンカラーフィルターのボタンカラーフィルターボディの概略平面図である。
【図18】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の取付状態を示す概略背面図である。
【図19】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の車両ステアリングホイール背面側に配設された状態を示す概略状態図である。
【図20】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の部分拡大背面図である。
【図21】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略部分斜視図である。
【図22】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置を運転者が操作する状態での位置関係を示す概略状態図である。
【図23】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のステアリングホイール光源部の概略部分拡大斜視図である。
【図24】本発明のさらに他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置を備えるステアリングホイールハプティックシステムの概略ブロック線図である。
【図25】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のステアリングホイール光源部の変形例の概略平面図である。
【図26】図25における符号Bの部分拡大斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下、添付図面に基づき、ステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムについて詳細に説明する。
【実施例】
【0050】
本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置10は、車両のステアリングホイール2に取り付けられて運転者に一層楽な操作感およびハプティック感を与えて警告などの物理的警告機能を行うことにより、運転者の注意力および便宜性の増大を図るものである。
【0051】
車両ステアリングホイール2は、ホイールリム2Aと、ホイールハブ2B、2Cと、を備えていてもよいが、ホイールリム2Aは、ホイールハブスポーク2Cを介してホイールハブボディ2Bと連結される。この実施形態において、ホイールリムはリング状を呈しているが、運転者が操舵をするための接触領域が形成できる限り、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の構成が採用可能である。
【0052】
本発明のステアリングホイールハプティック装置10は、車両ステアリングホイールの前面側または背面側に配設される。すなわち、図1および図2に示すように、車両ステアリングホイール2の前面にステアリングホイールハプティック装置10が配設されてもよく、図18および図19に示すように、ステアリングホイールハプティック装置10はステアリングホイール2の背面側に配設されてもよい。まず、車両ステアリングホイール2の前面に配設される構造において、ステアリングホイールハプティック装置10はホイールハブボディ2Bに配設されるが、運転者に簡単な操作を行わせるサムホイール型の構造が達成できる限り、様々に配設可能である。ステアリングホイールハプティック装置10は車両ステアリングホイール2の前面側に配設されるが、車両ステアリングホイール2がなす平面PLNに対してステアリングホイールハプティック装置10の後述するハプティックシャフトの長手方向、究極的に、ハプティックノブが回動動作を行う回動中心軸I−Iが交差する構造を取ることにより、運転者に親指を用いた円滑な回動動作を行わせることができる。
【0053】
より具体的に、ステアリングホイールハプティック装置10は、ハプティックホイールハウジング部100と、回路基板部200と、ハプティックホイールデバイス部300と、を備えるが、回路基板部200およびハプティックホイールデバイス部300はハプティックホイールハウジング部100に安定的に取り付けられる。
【0054】
ハプティックホイールハウジング部100は、車両ステアリングホイール2、より具体的に、この実施形態において、ホイールハブボディ2Bに安定的に固設される。ハプティックホイールハウジング部10は、ホイールハウジングカバー110と、ホイールハウジングボディ120と、ホイールハウジングベース130と、を備えるが、ホイールハウジングカバー110と、ホイールハウジングボディ120およびホイールハウジングベース130は係合されて他の構成要素を収容するための内部空間を形成する。
【0055】
ホイールハウジングカバー110にはホイールハウジングカバー貫通口113が配設されるが、ホイールハウジングカバー貫通口113を介して後述するハプティックホイールデバイス部300が貫設される。ホイールハウジングカバー110の端部側にはホイールハウジング取付部カバー取付部カバー取付部111が配設されるが、ホイールハウジング取付部カバー取付部111は、後述するホイールハウジングボディ120および/またはホイールハウジングベース130と係合される構造を形成する。
【0056】
ホイールハウジングカバー110のホイールハウジングカバー貫通口113寄りの内側にはホイールハウジングカバーボタンノブガイド115が配設されるが、ホイールハウジングカバーボタンノブガイド115は、後述するボタンスイッチ部500のボタンノブ510の安定的な垂直移動状態を形成する。
【0057】
ホイールハウジングボディ120はホイールハウジングカバー110と接するように配設されるが、ホイールハウジングボディ120はホイールハウジングボディ貫通口123を備える。ホイールハウジングボディ貫通口123はホイールハウジングカバー貫通口113と連結されてハプティックホイールデバイス部300の安定的な連結状態を形成する。ホイールハウジングボディ120の外側にはホイールハウジングボディ取付部121が配設されるが、ホイールハウジングボディ取付部121はホイールハウジング取付部カバー取付部111と係合されて両者間の結合が強固になる。
【0058】
ホイールハウジングボディ貫通口123の外周には放射方向に延設するホイールハウジングボディボタンノブ隔壁124が配設されるが、これは、後述するボタンノブ510の安定的な垂直移動を導く。ホイールハウジングボディボタンノブ隔壁124は複数設けられていてもよいが、ホイールハウジングボディボタンノブ隔壁124の間にはホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125が介装される。ホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125には、後述するボタンスイッチ部500の少なくとも一部の構成要素が貫通自在に配設される。ホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125の内側面には、後述するボタンガイドホルダー540の安定的な垂直移動を導くと共に、誤組立を防止するためのホイールハウジングボディボタンホルダーガイド126が配設される。なお、ホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125の内側面にはホイールハウジングボディボタンホルダーストッパー127が配設されるが、これにより、ボタンノブ510が後述するボタンスイッチ550などを通じた垂直復元力によって不意にホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125から抜脱することが防止される。
【0059】
ホイールハウジングベース130は、ホイールハウジングボディ120を挟んでホイールハウジングカバー110と対向して配設される。ホイールハウジングベース130の外周にはホイールハウジングベース取付部131が配設されるが、ホイールハウジングベース取付部131はホイールハウジング取付部カバー取付部111と係合されて両者間の結合が強固になる。
【0060】
ホイールハウジングベース130にはホイールハウジングベースコネクター132が配設されるが、ホイールハウジングベースコネクター132には後述する回路基板部200からの基板コネクターピン211が配設されて外部電気装置との電気的接続がなされる。ここで、図面符号200の構成要素に対して回路基板という名称が付されているが、回路配線が形成できる限り、通常のプリント回路基板により実現されてもよく、インサート射出構造に形成されてもよく、LEDなどから発せられる熱を外部に放出するためのメタル基板として形成されてもよいなど電気的信号の伝達が行える限り、種々の構成が採用可能である。
【0061】
回路基板部200は、ハプティックホイールハウジング部100の内部に配設される。ここで、回路基板部200は単一の基板から形成されてもよいが、この実施形態においては、複数の基板を有する構造を取っている。プリント回路基板200は、他の構成要素、特に、後述するハプティックホイールデバイス部300と電気的に接続されてハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフトに回動力を与えるか、あるいは、回動状態を感知する電気的信号を伝達する。
【0062】
回路基板部200は、メイン基板210と、感知基板220と、フレキシブル基板230と、ノブ基板240と、を備える。メイン基板210は、ホイールハウジングボディ120とホイールハウジングベース130との間に介装され、メイン基板211にはコネクターピン211が配設されて外部電気装置と導通される。メイン基板211の中央にはメイン基板貫通口213が配設されるが、これにより、メイン基板貫通口213を介して他の構成要素、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310が貫設されることが可能になる。
【0063】
感知基板220には、後述するハプティックホイールデバイス部300のハプティックホイールデバイス感知部330の構成要素が配設される。感知基板220は、メイン基板210に垂直に配設されるが、これは本発明の一実施形態の例示に過ぎず、本発明の感知基板の配設構造がこれに制限されることなく、場合によって、メイン基板と一体化されるなど様々に変形可能である。この実施形態において、感知基板220は、ハプティックホイールデバイス部300のハプティックホイールデバイスフィクスチャー320のフィクスチャーベース323に固設されてメイン基板210とは垂直に配設される構造を形成する。
【0064】
フレキシブル基板230は、垂直に配設される構造のメイン基板210および感知基板220間の円滑な電気的接続のために両端がそれぞれの基板に連結される。この実施形態において、メイン基板210および感知基板220がフレキシブル基板230を介して連結されているが、メイン基板と感知基板とが直結される構造を形成してもよい。
【0065】
ノブ基板240は、後述するハプティックホイールデバイス部300のハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の上端側に配設され、ノブ基板240にはハプティックノブ光源部340が配設されるが、これを通じてハプティックノブ301を介した光出射機能が行われてもよい。
【0066】
ハプティックホイールデバイス部300はハプティックホイールハウジング部100に配設されるが、ハプティックホイールデバイス部100は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320と、ハプティックホイールデバイス感知部330と、を備える。ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は回路基板部200と電気的接続構造を形成して、これを通じた電気的信号を内外部の制御部などから受け取って、記憶部などに予め設定された方式によって、操作者が前記ハプティックノブを回す状態に対応して、または、車両状態などの警告などのためのある所定の記憶された対応方式によって所定の回転力または衝撃力または回転阻止力を生成して操作者に力覚を与える。
この実施形態において、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は電気モーターによって実現される。この実施形態によるハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は、両軸電気モーターにより形成されるが、ここで、両軸とは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターの両端に回転軸が配設される構造のことをいう。両軸電気モーターにより実現されるハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313には、それぞれハプティックノブ301およびハプティックホイールデバイス感知部330が連結される。ハプティックシャフト311、313は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の両端に配設されるが、ハプティックシャフト311、313は、第1の端部311と、第2の端部313と、を備える。ハプティックシャフトの第1の端部311はハプティックノブ301と連結され、ハプティックシャフトの第2の端部313は後述するハプティックホイールデバイス感知部330と連結される。
【0067】
ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320によってハプティックホイールハウジング部100に安定的に配設され、後述するプッシュスイッチ部400のプッシュスイッチ駆動部420と一緒に安定的な垂直移動状態を達成する。ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320は、フィクスチャーボディ321と、フィクスチャーベース323と、を備えるが、フィクスチャーボディ321の上端にはフィクスチャーボディ貫通口326が配設され、フィクスチャーベース323の下端にはフィクスチャーベース貫通口324が配設される。両軸電気モーター構造のハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313は、それぞれフィクスチャーボディ貫通口326およびフィクスチャーベース貫通口324を介してそれぞれ上下端に貫設される。フィクスチャーボディ321およびフィクスチャーベース323の外周にはそれぞれフィクスチャー取付部が配設され、これを通じてボルトなどのフィクスチャー締付部328が配設されて、フィクスチャーボディ321とフィクスチャーベース323との間の係合状態が強固になる。
【0068】
フィクスチャーボディ321の上端にはフィクスチャーボディノブ基板載置部327が形成されるが、フィクスチャーボディノブ基板載置部327には回路基板部200のノブ基板240が配設されて安定的な固定状態が得られる。フィクスチャーベース323の一方の側にはフィクスチャーベース感知取付部325が配設されるが、フィクスチャーベース感知取付部325は、ハプティックホイールデバイス感知部330のサブプーリーシャフト336が回動可能な安定的な取付状態を達成する。
【0069】
ハプティックノブ301はハプティックシャフト311と連結され、ハプティックホイールハウジング部100の一方の面の上に露設される。ハプティックノブ301は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311と連結されるが、これらの間にシャフトノブホルダー312が介装されてもよい。シャフトノブホルダー312は、ハプティックノブ301とハプティックシャフト311、313の第1の端部311との間に介装されるが、シャフトノブホルダー312を介してハプティックノブ301とハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313の第1の端部との間の不意の相対回動を防止することができる。
【0070】
シャフトノブホルダー312およびハプティックシャフトの第1の端部311は嵌め止め構成を取り、シャフトノブホルダー312の外周は面取りされた多角形構造をなして接触領域間の相対回動が阻止される構造を取ってもよい。また、シャフトノブホルダー312aはこれに限定されるものではなく、別途のノブスクリューなどの締付手段を介してハプティックシャフトの第1の端部とシャフトノブホルダーとの間の係合状態を形成してもよいなど、ハプティックノブとハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトとの間の相対回動を防止する構造を取る限り、種々の構成が採用可能である。
【0071】
ハプティックノブ301は、ハプティックノブプレート301aと、ハプティックノブボディ301bと、を備えるが、ハプティックノブボディ301bの下部にはハプティックノブボディ溝部301cが凹設されてシャフトノブホルダー312が収容可能となる。ハプティックノブボディ301bの一方の面の上にはハプティックノブプレート301aが配設されるが、ハプティックノブボディ301bおよびハプティックノブプレート301aは一体に形成されてもよい。ハプティックノブプレート301aの一方の面の上には後述するハプティックノブ把持部301−2が形成されるが、これにより、ユーザーは、ハプティックノブ301の円滑な回動動作、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313を中心とする回動動作を滑りなしで円滑に行うことができる。
【0072】
また、ハプティックノブ301の一方の面にはハプティックノブ窪み301−1が形成される。ハプティックノブ窪み301−1は凹溝状に形成されるが、ハプティックノブ窪み301−1は中央領域に進むにつれてハプティックノブ301の回転軸に向かって深く食い込む構造を取る。すなわち、ハプティックノブ窪み301−1はハプティックノブ301の回転中心に垂直な方向への窪みの深さd1、d2がハプティックノブ301の中央から半径方向に進むにつれて減少される構造を有する。すなわち、図6に示すように、ハプティックノブ301の中央領域でのハプティックノブ窪み301−1の深さd1は、ハプティックノブ301の外縁領域でのハプティックノブ窪み301−1の深さd2よりも遥かに大きな値を有するように構成されて、運転者の指、特に、親指を用いてハプティックノブ301の回動動作を行うに当たって、運転者に一層円滑な回動動作を行わせることができる。
【0073】
このような構造により、運転者がステアリングホイール2を調整しつつ親指などの指を用いて回動動作を行うに当たって、接触状態を容易に形成して、運転者にハプティックノブ301の円滑な回動動作を行わせることができる。すなわち、ハプティックノブ窪みがないか、あるいは、半球状に凸状に突き出た構造の場合、親指などによりハプティックノブの表面を押圧した状態で円滑な回動動作を行うことが困難であるのに対し、この構造のハプティックノブ窪み付きハプティックノブは、親指などにより表面を押圧した状態で、特に、他の指でステアリングホイールのホイールリムを把持した状態でも、運転者に一層円滑な回動動作を行わせることができる。
【0074】
さらに、これらに加えて、ハプティックノブ301には、回動動作を円滑に行うための構成要素がさらに設けられていてもよい。すなわち、ハプティックノブ301の一方の面にはハプティックノブ把持部301−2が形成されるが、ハプティックノブ把持部301−2はハプティックノブ301の一方の面から突設される。このようなハプティックノブ把持部301−2の構成により、運転者が親指などを用いてハプティックノブ301の回動動作を行う場合に滑りなしで円滑な回動状態を維持することができる。
【0075】
このようなハプティックノブ301は単体から構成されてもよいが、場合によって、 ハプティックノブ301を通じた運転者の操作を一層円滑にするために二重射出構造に形成されてもよい。すなわち、ハプティックノブ301の一方の面には運転者の指などの皮膚との滑りがあまり起こらない材質から形成されるハプティックノブ接触面301−3が形成される構造を取ってもよい。例えば、ハプティックノブ301は、図面符号301−4で示す部分は一次的にポリカーボネート(PC)などの材質から形成され、その一方の面にポリウレタンなどの熱可塑性弾性体により二重射出されてハプティックノブ接触面301−3が付設される構造を取ってもよい。この場合、運転者のハプティックノブ操作に際して指などの汗などによる滑りを防止して、運転者に円滑な回動動作を行わせることができる。
【0076】
ハプティックホイールデバイス感知部330は、ハプティックシャフト311、313の第2の端部313と連結されてハプティックシャフトの回転状態、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の作動状態を感知する。ハプティックホイールデバイス感知部330およびハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトの第2の端部はハプティックホイールデバイス感知部330と連結されるが、これらの間の相対回動を防止するためにハプティックシャフトの第2の端部とハプティックホイールデバイス感知部330との間にはシャフト感知ホルダー314が介装される。シャフト感知ホルダー314は、ハプティックシャフトの第1の端部とハプティックノブとの間の連結に用いられるシャフトノブホルダー312に対応する構成要素であって、この形状および構造はシャフトノブホルダー312の技術と重複し、シャフトノブホルダー312については既に説明されているため、その詳細な説明は省略する。
【0077】
ハプティックホイールデバイス感知部330は、この実施形態において、光検出器により実現されるが、ハプティックホイールデバイス感知部330は、デバイス感知ボディ部330aと、デバイス感知センサー部339と、を備える。デバイス感知ボディ部330aは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310側と連結されてハプティックシャフトの回動状態を出力し、デバイス感知センサー部319はデバイス感知ボディ部330aの回動状態を検出する。この実施形態において、デバイス感知ボディ部はハプティックシャフトの回動状態を機械的に伝達するための構造に形成され、デバイス感知センサー部はデバイス感知ボディ部の回動を検出する光センサーにより実現されるが、デバイス感知ボディ部にマグネットが着磁され、デバイス感知センサー部は磁気センサーを備える構成を取ってもよい。この実施形態におけるデバイス感知ボディ部330aは、デバイス感知メインプーリー331と、デバイス感知サブプーリー335と、デバイス感知ベルト333と、デバイススロット337と、を備える。デバイス感知メインプーリー331は、シャフト感知ホルダー314との相対回動が制限されるように連結されてハプティックシャフトの第2の端部313につれ回動する。デバイス感知メインプーリー331の中央にはメインプーリー取付部332(図10参照)が配設されるが、シャフト感知ホルダー314はメインプーリー取付部332に挿着される。デバイス感知メインプーリー331の下端にはデバイス感知メインプーリー331を通じたハプティックシャフトの安定的な駆動を行うとともに、正確な力覚形成のための構成要素としてのシャフト慣性体315が配設される。シャフト慣性体315もドーナツ状に形成されてデバイス感知メインプーリー331のメインプーリー長軸部332に外嵌される。場合によって、シャフト慣性体315およびデバイス感知メインプーリー331は一体に形成されてもよいが、この実施形態によるシャフト慣性体は別体に形成されてボルトなどの締付部材を介してデバイス感知メインプーリー315の下端に固設される。
【0078】
デバイス感知サブプーリー335は、デバイス感知メインプーリー331から離れて連結され、デバイス感知ベルト333は、デバイス感知メインプーリー331とデバイス感知サブプーリー335とを連結してデバイス感知メインプーリー331の機械的な回動状態をデバイス感知サブプーリー335に伝達する。デバイススロット337は、デバイス感知サブプーリー335に同軸状に連結される構造を取るが、デバイス感知サブプーリー335につれ回動する。デバイススロット337は、サブプーリーシャフト336によって回動自在に支持される。サブプーリーシャフト336は、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320のフィクスチャーベース323に回動自在に取り付けられるが、フィクスチャーベース323にはフィクスチャーベース感知取付部325が形成され、サブプーリーシャフト336はフィクスチャーベース感知取付部325に挿設される。デバイス感知サブプーリー335およびデバイススロット337はサブプーリーシャフト336に取り付けられる。フィクスチャーベース323とデバイス感知サブプーリー335との間の円滑な相対回動のために、サブプーリーシャフト336とデバイス感知サブプーリー335との間にはサブプーリーブッシング338がさらに介装されていてもよい。
【0079】
デバイス感知センサー部339はデバイススロット337に隣設されるが、デバイス感知センサー部339は感知基板220に配設される。デバイス感知センサー部339は光センサーにより実現されるが、デバイススロット337はデバイス感知センサー部339の発光部および受光部の間に介装されてハプティックシャフトの第2の端部の回動状態はデバイス感知メインプーリー、デバイス感知ベルトおよびデバイス感知サブプーリーおよびデバイススロットを経てデバイス感知センサー部に光学信号の変化を通じた電気的信号の変化を出力せしめる。このような変化された電気的信号は、ホイールハウジングベースコネクター132に配設されるコネクターピンを介して制御部などの内外部の電気装置に送信可能である。
【0080】
この実施形態において、デバイス感知メインプーリー331とデバイス感知サブプーリーとの回転比は、1以上の値を有することが好ましい。運転者の指により操作されるハプティックノブ301が1回転する間に、すなわち、ハプティックノブ301と連結されて同軸回転を行うデバイス感知メインプーリー331が1回転する間にデバイス感知サブプーリー335は複数回回転することにより、究極的に、ハプティックノブ301の1回転に対するデバイス感知センサー部339を通じた分解能を増大させて、ハプティックノブ301およびハプティックシャフトの一層正確な回転状態の感知を行うことができる。
【0081】
前記実施形態において、ハプティックホイールデバイス感知部はプーリー/ベルト構造を取るものと説明されているが、ハプティックノブまたはハプティックシャフトの正確な回動状態が感知できる限り、ハプティックホイールデバイス感知部は歯車伝達構造を取ってもよいなど種々の構成が採用可能である。歯車構造を取る場合、ハプティックシャフト側歯車と、ハプティックホイールデバイス感知部のデバイススロットが配設される歯車とは直結されてもよく、場合によって、これらの歯車の間に1以上の遊び歯車(アイドルギア)が配設されて連結される構造を取ってもよい。なお、前記実施形態において、ハプティックホイールデバイス感知部は光センサー構造を有するものと説明されたが、ハプティックノブの回転状態が感知できる限り、種々の構成が採用可能である。
【0082】
かようなハプティックノブ、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター、ハプティックホイールデバイス感知部の構成を通じて操作者の意図通りの操作状態がハプティックノブを介してハプティックホイールデバイス感知部において感知され、ハプティックホイールデバイス感知部において感知された操作状態に対応して、または、所定の方式によって警告などの動作を実現するために、内外部の電気装置から伝達される所定の方式によって、両軸モーターにより実現されるハプティックホイールデバイスアクチュエーターにおいて生成される所定の力覚信号はハプティックノブを介して操作者に伝達されて、操作者に一層安定的で且つ正確な触覚的認知を感じさせることができる。このようなハプティックノブ301は、車両ステアリングホイール2がなす実質的な平面上において回動動作を行うが、ハプティックノブ301は、上述したように、ハプティックシャフトを中心軸として回動回動動作を行う。このような回動回動動作を通じて、ユーザーは、車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aを通じた操舵状態を維持するとともに、親指を通じたステアリングホイールハプティック装置10の操作が行えるサムホイール方式の動作を実現することができる。これは、運転者がスイッチ操作のために、ステアリングホイール、より具体的に、ホイールリムから手を離さなさければならないなどの動作をなくして、ホイールリムを把持した状態で運転者の前方注意力を損なわないつつもハプティックノブを通じた円滑な所定のメニュー選択などの操作性能を増大させることを可能にする。例えば、シーソー動作またはヒンジ点を中心としてスクロール動作を行う従来の構造をディスプレイ装置と結び付けて所定の選択メニューを画像ディスプレイする装置を構築するに当たって、運転者が所定の選択動作を行う際に、選択操作力を調整することが困難であることを理由に選択しようとするメニューを見逃してしまったりするなどの問題点が伴われていたが、この構造によるサムホイール駆動方式のステアリングホイールハプティック装置の場合、時計回り方向または反時計回り方向に親指の回動動作を行って、選択しようとするメニューを迅速で且つ正確に選択することができ、この過程において一層円滑な力覚を与えることができるというメリットがある。なお、このようなステアリングホイールハプティック装置の回動動作に連動するユーザーインタフェースの様々な製作を可能にする。
【0083】
一方、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置は、ハプティックノブを通じたプッシュ動作、すなわち、車両ステアリングホイールがなす平面に垂直な方向である長手方向への垂直移動を可能にする。このような構造を通じて、ステアリングホイールハプティック装置は、サムホイール駆動方式の円滑な回動回動動作およびプッシュ動作を通じて一層様々な動作を実現することができる。ステアリングホイールハプティック装置の垂直移動を通じたスイッチング信号の変化を出力するためのプッシュスイッチ部500がさらに設けられていてもよい。プッシュスイッチ部400は、プッシュスイッチ410と、プッシュスイッチ駆動部420と、を備える。プッシュスイッチ410は、回路基板部200のメイン基板210の一方の面の上に配設されるが、この実施形態において、プッシュスイッチ410は、垂直移動可能なタクトスイッチにより実現されるが、メタルドームスイッチにより実現されてもよいなど、垂直プッシュ動作が行える限り、様々な構成が採用可能である。プッシュスイッチ駆動部420は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と一緒に垂直移動してプッシュスイッチ410のオン/オフ切り換えを行う。プッシュスイッチ駆動部420は、プッシュスイッチ駆動ボディ421と、プッシュスイッチ駆動突起423と、を備える。プッシュスイッチ駆動ボディ421はリング状の構造を有するが、プッシュスイッチ駆動ボディ421の中央にはプッシュスイッチ駆動ボディ貫通口422が設けられ、プッシュスイッチ駆動ボディ貫通口422にはハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の外周に配設されるハプティックホイールデバイスフィクスチャー320が貫設される。プッシュスイッチ駆動ボディ貫通口422の内側にはプッシュスイッチ駆動取付部424が配設され、これに対応する位置であってハプティックホイールデバイスフィクスチャー320の外周にはフィクスチャーボディプッシュスイッチ駆動取付部322が配設されるが、プッシュスイッチ駆動取付部424はフィクスチャーボディプッシュスイッチ駆動取付部322と係合されて、プッシュスイッチ駆動ボディ421およびハプティックホイールデバイスフィクスチャー320の安定的な組立工程を達成するとともに、取付状態を維持することができる。なお、プッシュスイッチ駆動ボディの外周には締付部が設けられてフィクスチャーボディとフィクスチャーベースとの間の係合時に一緒に締め付られる構造を取ってもよい。
【0084】
プッシュスイッチ駆動突起423はプッシュスイッチ駆動ボディ421の外周に配設されるが、プッシュスイッチ駆動突起423はプッシュスイッチ410と直接的な接触状態を形成し、プッシュスイッチ410の初期支持状態を通じてプッシュスイッチ駆動突起423、プッシュスイッチ駆動ボディ421、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310およびハプティックノブ301の順次的な連結構造の支持状態を一定に維持することができ、プッシュスイッチ410よりも大きな外力がハプティックノブ301に加えられる場合に所定の垂直移動状態を形成することができる。
【0085】
本発明の一実施形態によるプッシュスイッチ410は複数設けられるが、複数のプッシュスイッチ410の数に対応してプッシュスイッチ駆動突起423も複数設けられる。この実施形態においては、複数(4個)のプッシュスイッチ410およびプッシュスイッチ駆動突起423を通じて、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310およびハプティックノブ301はプッシュスイッチ310を通じた安定的な支持状態を形成することができる。
【0086】
外力が加えられていない常時の場合に、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310はプッシュスイッチ410によって安定的な垂直支持状態を形成するが、運転者などのユーザーがハプティックノブ301を所定の値以上の力で垂直に押圧する場合に、ハプティックノブ301、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320およびプッシュスイッチ駆動部420を介してプッシュスイッチ410の電気的信号の変化が発生する。この実施形態において、プッシュスイッチ410は4個設けられるが、ハプティックノブ301の押圧方向に応じて個別のスイッチング動作を行うこともできる。例えば、ハプティックノブ301の平面図における右上端を押圧する場合、所定の領域のみが押圧されて全体的にハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は一方の端側のみが下動するチルト動作を実現することもできる。これに対し、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と連結されるハプティックノブ301の中央領域を水平をなしつつ垂直に押圧する場合に、全体的な垂直押圧動作が行われて4個のプッシュスイッチが駆動される信号を形成することもできる。場合によって、ハプティックノブ301の中心、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の中心軸を基準として対角に配設されるプッシュスイッチが同時にまたは所定時間内に連続して押圧される場合に、個別のチルト動作ではなく、全体の垂直押圧動作として認識させる構造を取ってもよい。
【0087】
一方、プッシュスイッチ部400のプッシュスイッチ410はメイン基板210の上に固設される構造を取り、プッシュスイッチ駆動部420のみがハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と一緒に垂直移動する構造を取るのに対し、上述したハプティックホイールデバイス感知部330はハプティックホイールデバイスアクチュエーターと一緒に垂直移動する構造を取ってもよい。ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310が配設されるハプティックホイールデバイスフィクスチャー320のフィクスチャーベース323に感知基板220が固設され、デバイス感知ボディ部のデバイス感知メインプーリーはハプティックシャフトと連結され、且つ、デバイス感知サブプーリーはフィクスチャーベースに連結されることにより、究極的に、デバイス感知センサー部およびデバイス感知ボディ部はハプティックホイールデバイス部と一緒に垂直移動する構造を形成する。このような構造を通じて、プッシュ動作を行うプッシュスイッチ部および回動動作を行うハプティックホイールデバイス部間の連結が究極的にハプティックノブを通じて行われる構造を形成することにより、プッシュ垂直移動および回動回動動作の一体化を図ることができ、これにより、運転者などの操作者に優れた操作感を与えることができ、安定的であり、しかも、チルト機能も同時に行えるなど多角的な動作を実現することができる。
【0088】
上述した回動回動動作およびプッシュ/チルト動作を行うとともに、それぞれの機能を行う際に光の出射を通じて視認性を向上させるための構成要素がさらに設けられていてもよい。本発明のハプティックホイールデバイス部300は、ハプティックノブ光源部340を備えていてもよいが、ハプティックノブ光源部340(図15参照)は、この実施形態において、回路基板部200のノブ基板240に配設される。ノブ基板240は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の端部にハプティックシャフトの第1の端部311が貫設されるようにハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の上端に配設されるが、より具体的に、フィクスチャーボディ321の上端にはフィクスチャーボディノブ基板載置部327が配設される。フィクスチャーボディノブ基板載置部327(図5参照)にノブ基板240が収容されるが、ノブ基板240は別途のラインを介してメイン基板210と電気的な接続構造を形成することができる。ノブ基板240の一方の面の上にはハプティックノブ光源部340が配設されるが、ハプティックノブ光源部340はLEDなどの光源により実現される。ハプティックノブ301はポリカーボネート(PC)などの透光材料から形成されてノブ基板240上のハプティックノブ光源部340から発せられる光を外部に円滑に伝達することができる。ハプティックノブ光源部340は複数設けられていてもよいが、本発明に係るハプティックノブ光源部340は、青色(B)、緑色(G)、赤色(R)の光を出射するLEDが均等に角分割されて配設されてもよく、多色が出力可能に単一化したモジュールが1以上配設され、それぞれのLEDにより実現されるハプティックノブ光源部340から出射する光はハプティックノブボディ301bの下面を通って外部に透光および/または導光されて外部に出射する。このようなハプティックノブ光源部340の作動状態は、所定の方式、例えば、所定の周期おきに点滅するか、一定の信号周期にて出力するか、あるいは、所定のカラーが同時に出力されて合成されたカラーを出力するなど、所定の制御方式によって、様々なカラー、強さまたは周期の光を外部に出射することにより、運転者などのユーザーにステアリングホイールハプティック装置の作動状態またはユーザーによって選択された操作状態などを迅速に視認させることができる。
【0089】
他方、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置10は、ボタンスイッチ部500を備えて、ハプティックホイールデバイス部と一緒に複合操作機能を行うことができる。ボタンスイッチ部500はハプティックノブ301の外縁に配設されるが、ハプティックノブ301を通じたハプティックホイールデバイスアクチュエーターまたはプッシュスイッチ部とは独立した垂直移動動作を行うことで、所定の変化されたスイッチング信号を生成することができる。本発明の実施形態によるボタンスイッチ部500は、ハプティックノブ301を中心として外縁を取り囲む構成を取るが、ボタンスイッチ部500は、ボタンノブ510と、ボタンガイド530と、ボタンホルダー540と、ボタンスイッチ550と、を備える。ボタンノブ510は、一方の面がハプティックホイールハウジング部100の外部に露出されるようにハプティックノブ301の外縁に配設される。ボタンノブ510は、ボタンノブヘッド511と、ボタンノブボディ513と、を備えるが、ボタンノブヘッド511はハプティックノブ301の外縁に露設され、ボタンノブボディ513はボタンノブヘッド511の下端に配設される。ボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513は別体に構成されてもよいが、この実施形態においては、一体に形成される構造を取っている。
【0090】
ボタンノブヘッド511の一方の面を通じてボタンノブアイコン512が表示されてもよいが、ボタンノブアイコン512は、ボタンノブヘッド512の一方の面の上に直接的に形成されてもよく、場合によって、ボタンノブヘッド512はポリカーボネートなどの透明材料から形成され、下部に配設される後述する別途の表示素子を介して出力される構造を取ってもよい。
【0091】
ボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513は内部に空間を有する構成を取って、ボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513が形成する空間にボタンガイド530が配設されてもよい。ボタンガイド530は、一方の端がボタンノブ510の内部に配設され、他方の端が前記ハプティックホイールハウジング部100の内部に回路基板部200を向くように配設される。すなわち、ボタンガイド530は、一方の端がボタンノブヘッド511とボタンノブボディ513とが形成する内部空間に配設され、他方の端がメイン基板210を向くように配設される。ボタンガイド530は、ボタンガイドヘッド531と、ボタンガイドボディ533と、を備える。ボタンガイドヘッド531およびボタンガイドボディ533は、この実施形態において、一体に形成されているが、別体に形成されてもよい。ボタンガイドヘッド531の一方の端にはボタンガイドボディ533が連結されるが、ボタンガイドヘッド531の上端はボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513が形成する内部空間に挿設され、ボタンガイドボディ533の端部はボタンスイッチ550が配設されるメイン基板210を向くように、後述するボタンガイドホルダー540の内部に配設される。ボタンガイド530は透明または所定のカラーの導光材料から形成されるが、ボタンガイドボディ533の端部を介して流入する光はボタンガイドヘッド531の一方の面を介して外部に伝達される。ボタンガイドボディ533の側面にはボタンガイドボディ取付部535が配設されるが、ボタンガイドボディ取付部535の対応する位置であってボタンガイドホルダー540の側面にはホルダー取付部544が配設され、ボタンガイドボディ取付部535およびホルダー取付部544は係合される構造を形成する。ボタンガイドボディ533の外周面にはボタンガイドボディ溝534が凹設されるが、ボタンガイドボディ溝534はボタンガイドホルダー540に凹設されるホルダー収容部溝542と係合されてボタンガイド530とボタンガイドホルダー540との間の円滑な係合構造を形成して、ハプティックホイールハウジング部100への円滑な取付および組立時の誤組立の防止を両立させることができる。
【0092】
ボタンガイドホルダー540はボタンガイド530に取り付けられてボタンガイド530と一緒にハプティックホイールハウジング部100、より具体的に、ホイールハウジングボディ120に安定的に垂直移動可能に配設される。ボタンガイドホルダー540は、ホイールハウジングボディ120の一方の面の上に形成されるホイールハウジングボタンノブ貫通口125に垂直移動可能に嵌入するが、ボタンガイドホルダー540の外周面には長手方向に沿って形成されるボタンガイドホルダーライン546が配設される。ボタンガイドホルダーライン546の対応する位置であってホイールハウジングボタンノブ貫通口125の内周にはホイールハウジングボディボタンホルダーガイド126が配設されるが、ボタンガイドホルダーライン546およびホイールハウジングボディボタンホルダーガイド126は垂直移動可能に係合される構造を取る。
【0093】
ボタンガイドホルダー540にはボタンガイドホルダー駆動部543が配設されるが、ボタンガイドホルダー駆動部543はボタンガイドホルダー540の中央に形成されたボタンガイドホルダー収容部541の内側下端から延設して下部に配設されるボタンスイッチ550と常時接触状態を維持するように形成される。すなわち、ボタンガイドホルダー540と、ボタンガイド530およびボタンノブ510は別途の支持手段を介して支持される構造を取ってもよいが、この実施形態においては、順次にボタンスイッチ550によって支持される構造を取っている。
【0094】
このような構造により、運転者などのユーザーによってボタンノブ510に加えられる圧力は、ボタンガイド530およびボタンガイドホルダー540を介してボタンスイッチ550に伝達される。ここで、ボタンガイドホルダー駆動部543は、ボタンガイドホルダー540のボタンガイドホルダー収容部541の内側面から延設して下部を向く構造を取るが、ボタンガイドホルダー駆動部543の上面にはボタンガイドホルダー駆動部載置面547が形成されてボタンガイドボディ係止部536の係止状態を形成する。すなわち、ボタンガイド530の下端には分岐される2つのボタンガイド分岐部537が形成され、中央にはボタンガイドボディ係止部536が形成されるが、ボタンガイドボディ係止部536はボタンガイドホルダー駆動部載置面547と接して安定的な取付構造を形成する。ボタンガイド分岐部537はボタンガイドボディ530の下端から両側に分岐されるが、これにより、ボタンスイッチ550の側部に配設されるボタン光源部560からの光を上部に伝達するための構造が形成される。ボタン光源部560は、発光ダイオード(LED)などの光源により実現されるが、ボタン光源部560はそれぞれのボタンガイドに対して複数配設されることにより、ボタンガイド分岐部に別々に割り当てられる構造を取ってもよい。ボタンガイド530は、ポリカーボネートなどの透明な導光材料から形成されてもよく、所定のカラーを有する構造を取ってもよい。
【0095】
さらに、ボタンスイッチ部500には、ボタン光源部から発せられる光を用いて様々なアイコンを形成する表示素子がさらに設けられていてもよい。加えて、ボタン光源部は、それぞれのボタンガイドまたはボタンカラーフィルターに対して複数のカラーの光を出射する構造を取る。ボタンスイッチ部500は、ボタンカラーフィルター520をさらに備えていてもよいが、ボタンカラーフィルター520は、ボタンカラーフィルターベース521と、ボタンカラーフィルターボディ523と、を備える。ボタンカラーフィルターベース521は導光材料から形成されて、ボタンカラーフィルターベース521の下面を通って流入する光を全面に満遍なく吹き付ける機能を行う。ボタンカラーフィルターボディ523は、複数のカラーの光を出射するボタン光源部からの第1のカラー光を出射する第1の透過領域523aと、ボタン光源部からの他の第2のカラー光を出射する第2の透過領域523bと、第1の透過領域と第2の透過領域とが交差する交差領域523cと、第1のカラー光および第2のカラー光を両方とも遮断する遮断領域523dと、を備えるが、交差領域523cは、第1の透過領域523aおよび第2の透過領域523cと一緒にそれぞれ第1のボタンアイコン512aおよび第2のボタンアイコン512bを形成することができる。例えば、ボタン光源部は、赤色LEDおよび青色LEDを備えていてもよく、第1の透過領域は赤色光を出射し、第2の透過領域は青色光を出射する構造を取ることにより、第1の透過領域、第2の透過領域および交差領域などを介して所定の「USER SET」または「
」などのアイコンを選択的に表示することができる。
【0096】
前記実施形態においては、ステアリングホイールハプティック装置が車両ステアリングホイールの前面側に配設される構造について説明されたが、本発明の他の実施形態として、ステアリングホイールハプティック装置10sは、車両ステアリングホイール2の背面側にも配設されてもよい。すなわち、図18および図19に示すように、ステアリングホイールハプティック装置10sはステアリングホイール2の背面側に配設されるが、図19に示すように、ステアリングホイールハプティック装置10sのハプティックシャフトの回転中心軸、究極的に、ステアリングホイールハプティック装置10sのハプティックノブ301sの回転中心軸II−IIが車両ステアリングホイール2が回動を行う平面PLNに平行に配設される構造を取ることにより、運転者は、人差し指、中指など、できる限り親指以外の指を用いてより一層円滑にステアリングホイールハプティック装置10sを駆動して触覚的伝達を行うこともできる。
【0097】
ステアリングホイールハプティック装置10sは、図21に示すように、ハプティックホイールハウジング部100sと、回路基板部と、ハプティックホイールデバイス300sと、を備えるが、ハプティックホイールハウジング部100sは、車両ステアリングホイールのホイールボディと一体化された構造を形成し、回路基板部がここに組み込まれる構造を取ってもよいなど様々に変形可能である。この実施形態においては、ハプティックホイールデバイス300sを中心に説明する。ハプティックホイールデバイス部300sは、ハプティックシャフト311s付きハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sと、ハプティックシャフト311sと連結され、外部に露出されるハプティックノブ301sと、ハプティックシャフト311sの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部330sと、を備える。ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sは電気モーターにより実現されるが、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sおよびハプティックノブ301sはハプティック伝達部310−1s、310−2s、310−3sを介して連結される。すなわち、ハプティックシャフト311sの端部にはハプティック伝達プーリー310−1sが配設され、ハプティックノブ301sのハプティックノブボディ301−1sの端部301−2sにはハプティック連結プーリー310−3sが配設され、ハプティック伝達プーリー301−sおよびハプティック連結プーリー310−3sはハプティック伝達ベルト310−2sを介して連結されて、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sからの動力を受け取って所定のハプティック機能をハプティックノブに伝達することができる。ここで、ハプティックノブへの動力伝達はプーリー構造により行われると記述されたが、歯車動力伝達構造を取ってもよく、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターとハプティックノブとが直結される構造を取ってもよいなど様々に変形可能である。
【0098】
ここで、ハプティックノブ301sは、ハプティックホイールハウジング部(図示せず)の内部に配設されるが、ハプティックホイールハウジング部から延設するハプティックノブガイド101s、102sを介して安定的な回動を行うための支持構造をさらに備えてもよい。
【0099】
ハプティックホイールデバイス感知部330sは、ハプティックノブ301sと連結される。すなわち、ハプティックホイールデバイス感知部330sは、デバイス感知スロット397sと、デバイス感知センサー部339sと、を備えるが、デバイス感知スロット397sはハプティックノブ301sに同軸状に連結されてもよく、デバイス感知センサー部339sはデバイス感知スロット397sに隣設される光センサーにより実現されてもよく、場合によって、磁気センサーにより実現されてもよい。デバイス感知センサー部339sは、回路基板部の感知基板220sに配設される。このような構造により、所定のハプティック動作が実現され、且つ、運転者によるハプティックノブの回動動作を感知することにより、所定のスイッチング機能を行うとともに正確な力覚情報を与えることができる。
【0100】
図22には、本発明の他の実施形態により車両ステアリングホイール2の背面側に配設されるステアリングホイールハプティック装置の運転者による作動状態が示してあるが、通常、所定のスイッチング動作は、カーブなどの曲線走路の走行中ではなく、直進走行の状態で行われる確率が高いが、直進走行中に、運転者は、車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aを把持した状態で中指などの指を用いてハプティックノブ301sを操作することができ、ハプティックノブ301sを通じて所定の力覚情報を円滑に受け取ることもできる。このように、ハプティックノブ301sは、車両ステアリングホイール2の背面側に配設されるが、車両ステアリングホイールのホイールリム2Aから所定の距離以内に離れて配設される。この実施形態において、所定の距離は、例えば、5cm〜20cmであるが、これに制限されるものではなく、所定の距離は、運転者の親指を除く指で車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aを把持した状態で円滑な操作が行える限り、いなかる距離であってもよい。なお、ステアリングホイールの回転旋回動作の有無は、ステアリングアングルセンサー(図示せず)からの信号に基づいて判別され、ステアリングホイールの回転旋回動作中に発生するハプティックノブの接触がユーザーの意図通りの接触であるか否か、およびステアリングホイールの回動が運転者の意図通りの回動であるか否かを判別して、ステアリングホイールハプティック装置の動作を制御することもできる。
【0101】
他方、本発明のステアリングホイールハプティック装置10は、ハプティックノブまたはボタンノブを除く領域にスイッチング動作に対応する光を出射したり、所定の警告状態で車両が進入する場合にこれを運転者に光出射したりするために、別途の光源部をさらに備えていてもよい。すなわち、本発明のステアリングホイールハプティック装置10は、ステアリングホイール光源部4B、5Bを備えるが、ステアリングホイール光源部4B、5Bは、車両ステアリングホイール2に配設される。より具体的に、図23に示すように、ステアリングホイール光源部4B、5Bは、ホイールハブボディ2Bとホイールスポーク2Cとの間に介装される。ステアリングホイール光源部4B、5Bは、ステアリングホイール光源部4Bと、ステアリングホイール光伝達部5Bと、を備えるが、ステアリングホイール光源部4BはLEDなどの光源により実現される。この実施形態において、ステアリングホイール光源部4Bはホイールハブボディ2B側に配設されるが、ホイールハブボディ2Bのホイールハブボディ収容部2B−1にはステアリングホイール光源基板3Bが配設され、ステアリングホイール光源部4Bはステアリングホイール光源基板3Bの一方の面の上に配設される。なお、ステアリングホイール光源基板3B上のステアリングホイール光源部4Bの数および出力カラーなどは様々に変更可能である。ステアリングホイール光伝達部5Bは導光体により実現されるが、ステアリングホイール光伝達部5Bは、ステアリングホイール光伝達ボディ5B−1と、ステアリングホイール光伝達入力部5B−2と、を備える。ステアリングホイール光伝達入力部5B−2を介してステアリングホイール光源部4Bから出射した光がステアリングホイール光伝達ボディ5B−1を介して外部に出射する。このような光出射機能を通じて、運転者は、速やかに光信号を認知することにより、出力信号に円滑に対応することができる。このようにステアリングホイール光源部を介して出射する光は、ハプティックノブの回動動作に対応する所定の光を出射することもでき、場合によって、外部の車両制御装置から伝達される電気的信号による出力、例えば、駐車ブレーキの未解除、車両の開扉、トランク開き、自動制動システム(ABS)の故障、車両バッテリーの放電または電気自動車の充電量低下状態警告、エンジンオイル圧力警告、タイヤ低圧または高圧状態警告、安全ベルト未着用状態警告、エンジンチェック警告など運転者に所定の警告または案内機能を行う必要がある場合に、ステアリングホイール光源部を通じて所定の光出射機能を行うことにより、運転者に速やかな認知および対応を行わせることができる。
【0102】
このような警告はハプティック機能と独立して行われてもよく、同時に行われてもよい。それぞれの警告状態などをクラスごとに分類し、それぞれのクラスにハプティック機能または光出射機能を事前に設定することができるが、現在の車両の状態が所定のクラスに相当する場合、これに対応するハプティック機能または光出射機能が実行されてもよい。例えば、駐車ブレーキの未解除、車両の開扉、トランク開きなどの状態はクラス1に分類し、ハプティック機能の振動出力およびステアリングホイール光源部を通じた光出射は1段階に設定して、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのモーターは、定格出力の20%とし、ステアリングホイール光源の最大光出射の20%とし、且つ、出力周期を1秒とすることができる。
【0103】
また、ABS故障、車両バッテリーの放電または電気自動車の充電量低下状態警告、エンジンオイル圧力警告などはクラス2に分類し、ハプティック機能の振動出力およびステアリングホイール光源部を通じた光出射は2段階に設定して、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのモーターは、定格出力の40%とし、ステアリングホイール光源の最大光出射の40%とし、且つ、出力周期を50msとすることができる。
【0104】
さらに、タイヤ低圧または高圧状態警告、安全ベルト未着用状態警告、エンジンチェック警告などはクラス3に分類し、ハプティック機能の振動出力およびステアリングホイール光源部を通じた光出射は3段階に設定して、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのモーターは、定格出力の70%とし、ステアリングホイール光源の最大光出射の70%とし、且つ、出力周期を10msとすることができる。このように所定のクラスは設計仕様に応じて変化させて、当該警告機能の重要度を変化させてもよい。
【0105】
さらに、前記実施形態において、ステアリングホイール光源部はホイールハブボディとホイールスポークとの間に介装される構造を取っているが、本発明はこれに制限されるものではなく、様々に変形可能である。すなわち、図25および図26に示すように、ステアリングホイール光源部は、ホイールリム光源出射部6Aをさらに備えていてもよい。換言するに、ホイールリム光源出射部6Aは、車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aに配設されるが、ホイールリム光源出射部6Aは所定のライン型の導光材料から形成され、ホイールリム2Aにはホイールリム光源出力収容部2A−1が形成されてもよい。ホイールリム光源出射部6Aの端部は、図24における部分切欠拡大領域のように、ステアリングホイール光源4Aからの光を受光するステアリングホイール光源伝達部5Bと当接することにより、ステアリングホイール光源4Aからの光を受光して外部に出射することもできる。この実施形態において、図示はしないが、ホイールリム光源出射部は別途の光源から光を受光してもよい。このような構成により、より一層円滑な光出射機能を行うことができる。なお、このような光出射機能は、車両のダッシュボードまたはセンターファシアなど車両内に組み込まれる別途の出射装置により行われてもよい。
【0106】
他方、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置は、他の構成要素と組み合わせられてステアリングホイールハプティックシステム1に設けられていてもよい。すなわち、図12に示すように、ステアリングホイールハプティックシステム1は、制御部20と連結される記憶部30を有する装置から構成されてもよく、演算部40をさらに有する装置により実現されてもよい。ハプティックノブ301を介して回動動作を行うに当たって、力覚を与えるハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部330と、ハプティックノブ301を有し、車両ステアリングホイール2の前面側または背面側に配設されるステアリングホイールハプティック装置10と、を備え、場合によって、ステアリングホイールハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の垂直移動を通じてプッシュ動作を行うプッシュスイッチ部400およびハプティックノブ301の外縁に配設されるボタンスイッチ部500と連結されてこれらの間の電気的信号の送受信を行う。
【0107】
ステアリングホイールハプティック装置10のスイッチ部から入力される信号はステアリングホイールハプティックシステム1の制御部20に転送され、制御部20は、これと導通される記憶部30に予め記憶された、作動ユニットに対する所定の作動モード、例えば、空調装置の作動温度調節モード、目的地選択または経路探索などのナビゲーションの作動のためのナビゲーションモードなどの作動モードに関する所定のデータと、ステアリングホイールハプティック装置10から入力された信号とに基づいて、演算部40に所定の演算過程を行わせて所定の制御信号を算出し、これを出力部に転送する。前記ステアリングホイールハプティックシステム1は、出力部として、ステアリングホイールハプティック装置10に設けられるハプティックホイールデバイスアクチュエーター部310を備えていてもよく、別途の画像表示のためのディスプレイ部50および/または音響出力のための音響出力部60を備えていてもよい。しかしながら、制御部20からの制御信号が直接的に制御対象となる作動ユニット70、例えば、自動車の空調装置、ナビゲーションなどの作動ユニットに転送されてもよい。
【0108】
さらに、ステアリングホイールハプティックシステム1は、制御部20と接続される記憶部30を有する装置から構成されてもよく、演算部40をさらに有する装置により実現されてもよい。ここで、制御部は、単体型に実現されてもよく、複数体型に実現されてもよい。すなわち、図24に示すように、制御部20がハプティック通信部7などを介して別途の車両制御部8などと通信を行うことにより、ディスプレイ部50、音響出力部60およびナビゲーション/車両オーディオ/空調システム/警告ランプなどの対象作動ユニット70の制御機能を行う別途の車両制御部40を通じて出力制御を行うこともできる。このとき、車両制御部8は、車両感知部9と接続されて、車両の状態、すなわち、車両駐車ブレーキ作動信号、エンジンチェックまたはタイヤ圧力センサーなど車両状態を感知する車両感知部9などの信号に基づいて、運転者に警告をするための前記実施形態におけるクラス分類による警告動作を行うこともできる。
【0109】
前記実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明はこれらに制限されることなく、様々な構成が採用可能である。
【技術分野】
【0001】
本発明はスイッチ装置に係り、さらに詳しくは、運転者の操舵に際して円滑な動作を行えると共に迅速な認知を可能にするための簡単な構造のスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
スイッチ装置は、車両、工作機械、端末、マルチメディア機器およびゲーム機などの装置に選択および操作のための装置として採用されている。しかしながら、装置の様々な機能的選択のためにスイッチ装置に関する様々な研究・開発が進んでいる。単なるプッシュスイッチ型の押しボタンスイッチに加えて、軸方向への回動を可能にするロータリースイッチもあり、様々な変形構造に関しても様々な研究がなされて生産段階に至っている。
【0003】
一方、スイッチ装置によって操作される対象が複雑であり、且つ、様々な機能を求めるため、スイッチ装置にも複合的な階層的作動機能を選択するための機能が求められる。しかしながら、従来の技術によるスイッチ装置の場合、段階的な動作を通じて階層的な作動機能が行えるとはいえ、これは、単に従来の技術によるスイッチ装置のスイッチノブに配設されるアイコンに照明光を照射するための光源が配設される構成を取るものに過ぎないため、様々な作動モードに対応する能動的な表示機能を行うことができず、ユーザーが別途のディスプレイを見つめなければならないという煩雑さがあった。
すなわち、スイッチ装置を操作するためにスイッチ装置のスイッチノブおよびディスプレイを同時に見つめなければならないため、操作が煩雑であり、しかも、車両などに取り付けられるスイッチ装置の場合、前方注意力が分散されて車両走行の安全性を悪化させるという問題点があった。なお、従来の技術によるスイッチ装置の別のタイプとして、静電容量型のスイッチ構造を取ることにより、ディスプレイとスイッチ装置とを一体化させる構成を取ったものが提案されているが、タッチスイッチの場合に操作応答性が弱く、しかも、ユーザーに操作感を直感させることができないという不都合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、車両のステアリングホイールに取り付けられ、コンパクトであり、しかも、製造コストを格段に削減させる他、操作性を増大させた簡単な構造のステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステム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】
【0005】
上述した目的を達成するために、本発明は、車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、を備え、前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置を提供する。
【0006】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールがなす平面上において回動動作を行い、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターは前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動してもよい。
【0007】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールの前面側に配設され、前記ハプティックシャフトの回転中心軸は車両ステアリングホイールが回動を行う平面と交差してもよい。
【0008】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトは、両端に配設される第1の端部および第2の端部を備えていてもよい。
【0009】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、前記ハプティックシャフトの第1の端部と連結され、且つ、前記ハプティックホイールデバイス感知部は前記ハプティックシャフトの第2の端部と連結されてもよい。
【0010】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブと前記ハプティックシャフトの第1の端部との間には、前記ハプティックノブおよび前記ハプティックシャフトの第1の端部間の相対回動を防止するシャフトノブホルダーが介装されてもよい。
【0011】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイス感知部と前記ハプティックシャフトの第2の端部との間には、前記ハプティックホイールデバイス感知部および前記ハプティックシャフトの第2の端部間の相対回動を防止するシャフト感知ホルダーが介装されてもよい。
【0012】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイス感知部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーター側と連結されるデバイス感知ボディ部と、前記デバイス感知ボディ部の回動状態を検出するデバイス感知センサー部と、を備え、前記デバイス感知ボディ部は、前記シャフト感知ホルダーとの相対回動が制限されるように連結されて前記ハプティックシャフトにつれ回動するデバイス感知メインプーリーと、前記デバイス感知メインプーリーから離れて連結されるデバイス感知サブプーリーと、前記デバイス感知メインプーリーと前記デバイス感知サブプーリーとを連結するデバイス感知ベルトと、前記デバイス感知サブプーリーに連結されて前記デバイス感知サブプーリーにつれ回動し、前記デバイス感知センサー部の対応する位置に回動自在に配設されるデバイススロットと、を備えていてもよい。
【0013】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記デバイス感知メインプーリーと前記デバイス感知サブプーリーとの回転比は、1以上であってもよい。
【0014】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、前記ハプティックノブが前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動する場合にスイッチング信号を出力するプッシュスイッチ部を備えていてもよい。
【0015】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記プッシュスイッチ部は、前記回路基板部に配設されるプッシュスイッチと、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターと一緒に垂直移動するプッシュ駆動部と、を備えていてもよい。
【0016】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記プッシュスイッチは、複数設けられてもよい。
【0017】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックホイールデバイス感知部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターと一緒に垂直移動してもよい。
【0018】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、透光材料から形成され、前記回路基板部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターの端部に前記ハプティックシャフトの第1の端部が貫設されるノブ基板を有し、前記ノブ基板には光を出射するハプティックノブ光源部が設けられてもよい。
【0019】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの外縁には、前記ハプティックノブと独立して垂直移動するボタンスイッチ部が設けられてもよい。
【0020】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンスイッチ部は、一方の面が前記ハプティックホイールハウジング部の外部に露設される前記ハプティックノブの外縁に配設されるボタンノブと、一方の端は前記ボタンノブの内部に配設され、他方の端は前記ハプティックホイールハウジング部の内部に前記回路基板部に向かって配設されるボタンガイドと、前記ボタンガイドに取設されて前記ボタンガイドと一緒に前記ハプティックホイールハウジング部に垂直移動可能に配設されるボタンガイドホルダーと、前記回路基板部の一方の面の上に前記ボタンガイドホルダーと接触自在に配設されるボタンスイッチと、を備えていてもよい。
【0021】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドホルダーの一方の側にはボタンガイドホルダーストッパーが設けられ、前記ボタンガイドホルダーストッパーの対応する位置であって前記ハプティックホイールハウジング部には前記ボタンガイドホルダーの抜脱を防止するように前記ボタンガイドホルダーストッパーと接触可能なホイールハウジングボディボタンガイドホルダーストッパーが設けられてもよい。
【0022】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドホルダーには前記ボタンスイッチを駆動するボタンガイドホルダー駆動部が設けられてもよい。
【0023】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンスイッチ部は、ボタン光源部をさらに備え、前記ボタンガイドは、導光材料から形成されてもよい。
【0024】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドホルダー駆動部の一方の面には、前記ボタンガイドと接触して前記ボタンガイドを支持するボタンガイドホルダー駆動部載置面が形成されてもよい。
【0025】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ボタンガイドと前記ボタンノブとの間には、所定の周波数領域の光のみを透過させるボタンカラーフィルターが設けされてもよい。
【0026】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの一方の面には凹溝構造のハプティックノブ窪みが形成され、前記ハプティックノブ窪みの前記ハプティックノブの回転中心に垂直な方向への窪みの深さは、前記ハプティックノブの中央から半径方向に進むにつれて減少されてもよい。
【0027】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの一方の面には、一方の面から突設されるハプティックノブ把持部が設けられてもよい。
【0028】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブの一方の面には、接触摩擦力を増大させるように二重射出により形成されるハプティックノブ接触面が設けられてもよい。
【0029】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックシャフトの回転中心軸は、車両ステアリングホイールが回動を行う平面に平行に配設されてもよい。
【0030】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールの背面側に車両ステアリングホイールのホイールリムから所定の距離以内に離れて配設されてもよい。
【0031】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記所定の距離は、運転者が前記ホイールリムを把持した状態で操作可能な距離であってもよい。
【0032】
前記ステアリングホイールハプティック装置において、前記ハプティックノブと前記ハプティックホイールデバイス部との間には、前記ハプティックノブと前記ハプティックホイールデバイス部との間の回動状態を伝達するハプティック伝達部が設けられてもよい。
【0033】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、前記ハプティックノブの動作に連動する所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備えていてもよい。
【0034】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、車両ステアリングホイールのホイールリムに配設され、前記ステアリングホイール光源部から入射する光を受光して外部に出射するホイールリム光源出射部をさらに備えていてもよい。
【0035】
前記ステアリングホイールハプティック装置は、前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、外部の車両制御装置から伝達される電気的信号に基づいて所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備えていてもよい。
【0036】
本発明の他の一面によれば、 本発明は、車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部の一方の面の上に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、を備え、前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置と、前記ステアリングホイールハプティック装置と導通される制御部と、前記制御部と導通され、所定の作動モードに関する所定のデータが記憶された記憶部と、を備えるステアリングホイールハプティックシステムを提供する。
【発明の効果】
【0037】
上述した構成を有する本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、下記の効果を有する。
【0038】
まず、第一に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されて、運転者に車両ステアリングホイールを把持した状態での円滑な操作を行わせることができる。
【0039】
第二に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、両軸回動方式のハプティックホイールデバイスアクチュエーターを備えて、一層コンパクトで且つ正確な回動感知構造を達成することができる。
【0040】
第三に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトと連結されるハプティックノブを通じて回動動作およびプッシュ動作を同時に行うことにより、コンパクトな構成および正確な動作を両立させることができ、プッシュスイッチ部を通じたディレクショナル動作も実現可能にすることにより、駆動されるスイッチを一元化させた簡潔な構造を提供して製造を容易ならしめるとともに、製造コストを格段に削減することができる。
【0041】
第四に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックノブの外縁に配設されるボタンスイッチ部を通じてより簡潔で且つ複合化したスイッチング機能を実現することができる。
【0042】
第五に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックノブまたはボタンスイッチ部にそれぞれの光源部を介してスイッチング動作による所定の光を出射して、運転者に一層迅速に視認せしめることができる。
【0043】
第六に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、カラーフィルターを通じて簡潔で且つ複合化したアイコン出力機能を実現して安価な製造コストでの複合化した機能実現を達成することができる。
【0044】
第七に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターが固設されることにより、ハプティックノブを操作するに当たって慣性モーメントの影響を極力抑えて操作を容易ならしめることができる。
【0045】
第八に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されて、運転者がステアリングホイールを把持した状態でも、親指を用いたサムホイール方式の駆動構造若しくは親指以外の人差し指、中指などの指を用いた駆動構造を形成して、運転者による円滑な駆動動作を実現することもできる。
【0046】
第九に、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムは、ステアリングホイール光源部を通じて、ハプティックノブの動作に連動して、若しくは、所定の光を出射して運転者に視覚的情報を与えることにより、運転者は、一層迅速で且つ円滑にスイッチング動作状態または車両警告または案内状態などを認知して対応することができる。
【0047】
本発明は図面に示す一実施形態を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、この技術分野の通常の知識を持った者であればこれから種々の変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置が取り付けられたステアリングホイールの概略平面図である。
【図2】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置が車両ステアリングホイールの前面に取り付けられた状態を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略平面図である。
【図5】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略断面図である。
【図6】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のハプティックノブの概略断面図である。
【図7】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略分解斜視図である。
【図8】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部の概略斜視図である。
【図9】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部のボタンガイドホルダーおよびホイールハウジングボディの概略部分拡大斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略部分拡大斜視図である。
【図11】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の部分拡大底面斜視図である。
【図12】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置を備えるステアリングホイールハプティックシステムの概略ブロック線図である。
【図13】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のハプティックノブの回動動作を示す概略状態斜視図である。
【図14】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部の動作を示す概略状態斜視図である。
【図15】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のシャフトノブホルダーの変形例の概略斜視図である。
【図16】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンスイッチ部の概略部分拡大斜視図である。
【図17】本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のボタンカラーフィルターのボタンカラーフィルターボディの概略平面図である。
【図18】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の取付状態を示す概略背面図である。
【図19】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の車両ステアリングホイール背面側に配設された状態を示す概略状態図である。
【図20】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の部分拡大背面図である。
【図21】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置の概略部分斜視図である。
【図22】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置を運転者が操作する状態での位置関係を示す概略状態図である。
【図23】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のステアリングホイール光源部の概略部分拡大斜視図である。
【図24】本発明のさらに他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置を備えるステアリングホイールハプティックシステムの概略ブロック線図である。
【図25】本発明の他の実施形態によるステアリングホイールハプティック装置のステアリングホイール光源部の変形例の概略平面図である。
【図26】図25における符号Bの部分拡大斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下、添付図面に基づき、ステアリングホイールハプティック装置およびこれを備えるステアリングホイールハプティックシステムについて詳細に説明する。
【実施例】
【0050】
本発明の一実施形態によるステアリングホイールハプティック装置10は、車両のステアリングホイール2に取り付けられて運転者に一層楽な操作感およびハプティック感を与えて警告などの物理的警告機能を行うことにより、運転者の注意力および便宜性の増大を図るものである。
【0051】
車両ステアリングホイール2は、ホイールリム2Aと、ホイールハブ2B、2Cと、を備えていてもよいが、ホイールリム2Aは、ホイールハブスポーク2Cを介してホイールハブボディ2Bと連結される。この実施形態において、ホイールリムはリング状を呈しているが、運転者が操舵をするための接触領域が形成できる限り、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の構成が採用可能である。
【0052】
本発明のステアリングホイールハプティック装置10は、車両ステアリングホイールの前面側または背面側に配設される。すなわち、図1および図2に示すように、車両ステアリングホイール2の前面にステアリングホイールハプティック装置10が配設されてもよく、図18および図19に示すように、ステアリングホイールハプティック装置10はステアリングホイール2の背面側に配設されてもよい。まず、車両ステアリングホイール2の前面に配設される構造において、ステアリングホイールハプティック装置10はホイールハブボディ2Bに配設されるが、運転者に簡単な操作を行わせるサムホイール型の構造が達成できる限り、様々に配設可能である。ステアリングホイールハプティック装置10は車両ステアリングホイール2の前面側に配設されるが、車両ステアリングホイール2がなす平面PLNに対してステアリングホイールハプティック装置10の後述するハプティックシャフトの長手方向、究極的に、ハプティックノブが回動動作を行う回動中心軸I−Iが交差する構造を取ることにより、運転者に親指を用いた円滑な回動動作を行わせることができる。
【0053】
より具体的に、ステアリングホイールハプティック装置10は、ハプティックホイールハウジング部100と、回路基板部200と、ハプティックホイールデバイス部300と、を備えるが、回路基板部200およびハプティックホイールデバイス部300はハプティックホイールハウジング部100に安定的に取り付けられる。
【0054】
ハプティックホイールハウジング部100は、車両ステアリングホイール2、より具体的に、この実施形態において、ホイールハブボディ2Bに安定的に固設される。ハプティックホイールハウジング部10は、ホイールハウジングカバー110と、ホイールハウジングボディ120と、ホイールハウジングベース130と、を備えるが、ホイールハウジングカバー110と、ホイールハウジングボディ120およびホイールハウジングベース130は係合されて他の構成要素を収容するための内部空間を形成する。
【0055】
ホイールハウジングカバー110にはホイールハウジングカバー貫通口113が配設されるが、ホイールハウジングカバー貫通口113を介して後述するハプティックホイールデバイス部300が貫設される。ホイールハウジングカバー110の端部側にはホイールハウジング取付部カバー取付部カバー取付部111が配設されるが、ホイールハウジング取付部カバー取付部111は、後述するホイールハウジングボディ120および/またはホイールハウジングベース130と係合される構造を形成する。
【0056】
ホイールハウジングカバー110のホイールハウジングカバー貫通口113寄りの内側にはホイールハウジングカバーボタンノブガイド115が配設されるが、ホイールハウジングカバーボタンノブガイド115は、後述するボタンスイッチ部500のボタンノブ510の安定的な垂直移動状態を形成する。
【0057】
ホイールハウジングボディ120はホイールハウジングカバー110と接するように配設されるが、ホイールハウジングボディ120はホイールハウジングボディ貫通口123を備える。ホイールハウジングボディ貫通口123はホイールハウジングカバー貫通口113と連結されてハプティックホイールデバイス部300の安定的な連結状態を形成する。ホイールハウジングボディ120の外側にはホイールハウジングボディ取付部121が配設されるが、ホイールハウジングボディ取付部121はホイールハウジング取付部カバー取付部111と係合されて両者間の結合が強固になる。
【0058】
ホイールハウジングボディ貫通口123の外周には放射方向に延設するホイールハウジングボディボタンノブ隔壁124が配設されるが、これは、後述するボタンノブ510の安定的な垂直移動を導く。ホイールハウジングボディボタンノブ隔壁124は複数設けられていてもよいが、ホイールハウジングボディボタンノブ隔壁124の間にはホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125が介装される。ホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125には、後述するボタンスイッチ部500の少なくとも一部の構成要素が貫通自在に配設される。ホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125の内側面には、後述するボタンガイドホルダー540の安定的な垂直移動を導くと共に、誤組立を防止するためのホイールハウジングボディボタンホルダーガイド126が配設される。なお、ホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125の内側面にはホイールハウジングボディボタンホルダーストッパー127が配設されるが、これにより、ボタンノブ510が後述するボタンスイッチ550などを通じた垂直復元力によって不意にホイールハウジングボディボタンノブ貫通口125から抜脱することが防止される。
【0059】
ホイールハウジングベース130は、ホイールハウジングボディ120を挟んでホイールハウジングカバー110と対向して配設される。ホイールハウジングベース130の外周にはホイールハウジングベース取付部131が配設されるが、ホイールハウジングベース取付部131はホイールハウジング取付部カバー取付部111と係合されて両者間の結合が強固になる。
【0060】
ホイールハウジングベース130にはホイールハウジングベースコネクター132が配設されるが、ホイールハウジングベースコネクター132には後述する回路基板部200からの基板コネクターピン211が配設されて外部電気装置との電気的接続がなされる。ここで、図面符号200の構成要素に対して回路基板という名称が付されているが、回路配線が形成できる限り、通常のプリント回路基板により実現されてもよく、インサート射出構造に形成されてもよく、LEDなどから発せられる熱を外部に放出するためのメタル基板として形成されてもよいなど電気的信号の伝達が行える限り、種々の構成が採用可能である。
【0061】
回路基板部200は、ハプティックホイールハウジング部100の内部に配設される。ここで、回路基板部200は単一の基板から形成されてもよいが、この実施形態においては、複数の基板を有する構造を取っている。プリント回路基板200は、他の構成要素、特に、後述するハプティックホイールデバイス部300と電気的に接続されてハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフトに回動力を与えるか、あるいは、回動状態を感知する電気的信号を伝達する。
【0062】
回路基板部200は、メイン基板210と、感知基板220と、フレキシブル基板230と、ノブ基板240と、を備える。メイン基板210は、ホイールハウジングボディ120とホイールハウジングベース130との間に介装され、メイン基板211にはコネクターピン211が配設されて外部電気装置と導通される。メイン基板211の中央にはメイン基板貫通口213が配設されるが、これにより、メイン基板貫通口213を介して他の構成要素、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310が貫設されることが可能になる。
【0063】
感知基板220には、後述するハプティックホイールデバイス部300のハプティックホイールデバイス感知部330の構成要素が配設される。感知基板220は、メイン基板210に垂直に配設されるが、これは本発明の一実施形態の例示に過ぎず、本発明の感知基板の配設構造がこれに制限されることなく、場合によって、メイン基板と一体化されるなど様々に変形可能である。この実施形態において、感知基板220は、ハプティックホイールデバイス部300のハプティックホイールデバイスフィクスチャー320のフィクスチャーベース323に固設されてメイン基板210とは垂直に配設される構造を形成する。
【0064】
フレキシブル基板230は、垂直に配設される構造のメイン基板210および感知基板220間の円滑な電気的接続のために両端がそれぞれの基板に連結される。この実施形態において、メイン基板210および感知基板220がフレキシブル基板230を介して連結されているが、メイン基板と感知基板とが直結される構造を形成してもよい。
【0065】
ノブ基板240は、後述するハプティックホイールデバイス部300のハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の上端側に配設され、ノブ基板240にはハプティックノブ光源部340が配設されるが、これを通じてハプティックノブ301を介した光出射機能が行われてもよい。
【0066】
ハプティックホイールデバイス部300はハプティックホイールハウジング部100に配設されるが、ハプティックホイールデバイス部100は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320と、ハプティックホイールデバイス感知部330と、を備える。ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は回路基板部200と電気的接続構造を形成して、これを通じた電気的信号を内外部の制御部などから受け取って、記憶部などに予め設定された方式によって、操作者が前記ハプティックノブを回す状態に対応して、または、車両状態などの警告などのためのある所定の記憶された対応方式によって所定の回転力または衝撃力または回転阻止力を生成して操作者に力覚を与える。
この実施形態において、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は電気モーターによって実現される。この実施形態によるハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は、両軸電気モーターにより形成されるが、ここで、両軸とは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターの両端に回転軸が配設される構造のことをいう。両軸電気モーターにより実現されるハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313には、それぞれハプティックノブ301およびハプティックホイールデバイス感知部330が連結される。ハプティックシャフト311、313は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の両端に配設されるが、ハプティックシャフト311、313は、第1の端部311と、第2の端部313と、を備える。ハプティックシャフトの第1の端部311はハプティックノブ301と連結され、ハプティックシャフトの第2の端部313は後述するハプティックホイールデバイス感知部330と連結される。
【0067】
ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320によってハプティックホイールハウジング部100に安定的に配設され、後述するプッシュスイッチ部400のプッシュスイッチ駆動部420と一緒に安定的な垂直移動状態を達成する。ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320は、フィクスチャーボディ321と、フィクスチャーベース323と、を備えるが、フィクスチャーボディ321の上端にはフィクスチャーボディ貫通口326が配設され、フィクスチャーベース323の下端にはフィクスチャーベース貫通口324が配設される。両軸電気モーター構造のハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313は、それぞれフィクスチャーボディ貫通口326およびフィクスチャーベース貫通口324を介してそれぞれ上下端に貫設される。フィクスチャーボディ321およびフィクスチャーベース323の外周にはそれぞれフィクスチャー取付部が配設され、これを通じてボルトなどのフィクスチャー締付部328が配設されて、フィクスチャーボディ321とフィクスチャーベース323との間の係合状態が強固になる。
【0068】
フィクスチャーボディ321の上端にはフィクスチャーボディノブ基板載置部327が形成されるが、フィクスチャーボディノブ基板載置部327には回路基板部200のノブ基板240が配設されて安定的な固定状態が得られる。フィクスチャーベース323の一方の側にはフィクスチャーベース感知取付部325が配設されるが、フィクスチャーベース感知取付部325は、ハプティックホイールデバイス感知部330のサブプーリーシャフト336が回動可能な安定的な取付状態を達成する。
【0069】
ハプティックノブ301はハプティックシャフト311と連結され、ハプティックホイールハウジング部100の一方の面の上に露設される。ハプティックノブ301は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311と連結されるが、これらの間にシャフトノブホルダー312が介装されてもよい。シャフトノブホルダー312は、ハプティックノブ301とハプティックシャフト311、313の第1の端部311との間に介装されるが、シャフトノブホルダー312を介してハプティックノブ301とハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313の第1の端部との間の不意の相対回動を防止することができる。
【0070】
シャフトノブホルダー312およびハプティックシャフトの第1の端部311は嵌め止め構成を取り、シャフトノブホルダー312の外周は面取りされた多角形構造をなして接触領域間の相対回動が阻止される構造を取ってもよい。また、シャフトノブホルダー312aはこれに限定されるものではなく、別途のノブスクリューなどの締付手段を介してハプティックシャフトの第1の端部とシャフトノブホルダーとの間の係合状態を形成してもよいなど、ハプティックノブとハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトとの間の相対回動を防止する構造を取る限り、種々の構成が採用可能である。
【0071】
ハプティックノブ301は、ハプティックノブプレート301aと、ハプティックノブボディ301bと、を備えるが、ハプティックノブボディ301bの下部にはハプティックノブボディ溝部301cが凹設されてシャフトノブホルダー312が収容可能となる。ハプティックノブボディ301bの一方の面の上にはハプティックノブプレート301aが配設されるが、ハプティックノブボディ301bおよびハプティックノブプレート301aは一体に形成されてもよい。ハプティックノブプレート301aの一方の面の上には後述するハプティックノブ把持部301−2が形成されるが、これにより、ユーザーは、ハプティックノブ301の円滑な回動動作、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310のハプティックシャフト311、313を中心とする回動動作を滑りなしで円滑に行うことができる。
【0072】
また、ハプティックノブ301の一方の面にはハプティックノブ窪み301−1が形成される。ハプティックノブ窪み301−1は凹溝状に形成されるが、ハプティックノブ窪み301−1は中央領域に進むにつれてハプティックノブ301の回転軸に向かって深く食い込む構造を取る。すなわち、ハプティックノブ窪み301−1はハプティックノブ301の回転中心に垂直な方向への窪みの深さd1、d2がハプティックノブ301の中央から半径方向に進むにつれて減少される構造を有する。すなわち、図6に示すように、ハプティックノブ301の中央領域でのハプティックノブ窪み301−1の深さd1は、ハプティックノブ301の外縁領域でのハプティックノブ窪み301−1の深さd2よりも遥かに大きな値を有するように構成されて、運転者の指、特に、親指を用いてハプティックノブ301の回動動作を行うに当たって、運転者に一層円滑な回動動作を行わせることができる。
【0073】
このような構造により、運転者がステアリングホイール2を調整しつつ親指などの指を用いて回動動作を行うに当たって、接触状態を容易に形成して、運転者にハプティックノブ301の円滑な回動動作を行わせることができる。すなわち、ハプティックノブ窪みがないか、あるいは、半球状に凸状に突き出た構造の場合、親指などによりハプティックノブの表面を押圧した状態で円滑な回動動作を行うことが困難であるのに対し、この構造のハプティックノブ窪み付きハプティックノブは、親指などにより表面を押圧した状態で、特に、他の指でステアリングホイールのホイールリムを把持した状態でも、運転者に一層円滑な回動動作を行わせることができる。
【0074】
さらに、これらに加えて、ハプティックノブ301には、回動動作を円滑に行うための構成要素がさらに設けられていてもよい。すなわち、ハプティックノブ301の一方の面にはハプティックノブ把持部301−2が形成されるが、ハプティックノブ把持部301−2はハプティックノブ301の一方の面から突設される。このようなハプティックノブ把持部301−2の構成により、運転者が親指などを用いてハプティックノブ301の回動動作を行う場合に滑りなしで円滑な回動状態を維持することができる。
【0075】
このようなハプティックノブ301は単体から構成されてもよいが、場合によって、 ハプティックノブ301を通じた運転者の操作を一層円滑にするために二重射出構造に形成されてもよい。すなわち、ハプティックノブ301の一方の面には運転者の指などの皮膚との滑りがあまり起こらない材質から形成されるハプティックノブ接触面301−3が形成される構造を取ってもよい。例えば、ハプティックノブ301は、図面符号301−4で示す部分は一次的にポリカーボネート(PC)などの材質から形成され、その一方の面にポリウレタンなどの熱可塑性弾性体により二重射出されてハプティックノブ接触面301−3が付設される構造を取ってもよい。この場合、運転者のハプティックノブ操作に際して指などの汗などによる滑りを防止して、運転者に円滑な回動動作を行わせることができる。
【0076】
ハプティックホイールデバイス感知部330は、ハプティックシャフト311、313の第2の端部313と連結されてハプティックシャフトの回転状態、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の作動状態を感知する。ハプティックホイールデバイス感知部330およびハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトの第2の端部はハプティックホイールデバイス感知部330と連結されるが、これらの間の相対回動を防止するためにハプティックシャフトの第2の端部とハプティックホイールデバイス感知部330との間にはシャフト感知ホルダー314が介装される。シャフト感知ホルダー314は、ハプティックシャフトの第1の端部とハプティックノブとの間の連結に用いられるシャフトノブホルダー312に対応する構成要素であって、この形状および構造はシャフトノブホルダー312の技術と重複し、シャフトノブホルダー312については既に説明されているため、その詳細な説明は省略する。
【0077】
ハプティックホイールデバイス感知部330は、この実施形態において、光検出器により実現されるが、ハプティックホイールデバイス感知部330は、デバイス感知ボディ部330aと、デバイス感知センサー部339と、を備える。デバイス感知ボディ部330aは、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310側と連結されてハプティックシャフトの回動状態を出力し、デバイス感知センサー部319はデバイス感知ボディ部330aの回動状態を検出する。この実施形態において、デバイス感知ボディ部はハプティックシャフトの回動状態を機械的に伝達するための構造に形成され、デバイス感知センサー部はデバイス感知ボディ部の回動を検出する光センサーにより実現されるが、デバイス感知ボディ部にマグネットが着磁され、デバイス感知センサー部は磁気センサーを備える構成を取ってもよい。この実施形態におけるデバイス感知ボディ部330aは、デバイス感知メインプーリー331と、デバイス感知サブプーリー335と、デバイス感知ベルト333と、デバイススロット337と、を備える。デバイス感知メインプーリー331は、シャフト感知ホルダー314との相対回動が制限されるように連結されてハプティックシャフトの第2の端部313につれ回動する。デバイス感知メインプーリー331の中央にはメインプーリー取付部332(図10参照)が配設されるが、シャフト感知ホルダー314はメインプーリー取付部332に挿着される。デバイス感知メインプーリー331の下端にはデバイス感知メインプーリー331を通じたハプティックシャフトの安定的な駆動を行うとともに、正確な力覚形成のための構成要素としてのシャフト慣性体315が配設される。シャフト慣性体315もドーナツ状に形成されてデバイス感知メインプーリー331のメインプーリー長軸部332に外嵌される。場合によって、シャフト慣性体315およびデバイス感知メインプーリー331は一体に形成されてもよいが、この実施形態によるシャフト慣性体は別体に形成されてボルトなどの締付部材を介してデバイス感知メインプーリー315の下端に固設される。
【0078】
デバイス感知サブプーリー335は、デバイス感知メインプーリー331から離れて連結され、デバイス感知ベルト333は、デバイス感知メインプーリー331とデバイス感知サブプーリー335とを連結してデバイス感知メインプーリー331の機械的な回動状態をデバイス感知サブプーリー335に伝達する。デバイススロット337は、デバイス感知サブプーリー335に同軸状に連結される構造を取るが、デバイス感知サブプーリー335につれ回動する。デバイススロット337は、サブプーリーシャフト336によって回動自在に支持される。サブプーリーシャフト336は、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320のフィクスチャーベース323に回動自在に取り付けられるが、フィクスチャーベース323にはフィクスチャーベース感知取付部325が形成され、サブプーリーシャフト336はフィクスチャーベース感知取付部325に挿設される。デバイス感知サブプーリー335およびデバイススロット337はサブプーリーシャフト336に取り付けられる。フィクスチャーベース323とデバイス感知サブプーリー335との間の円滑な相対回動のために、サブプーリーシャフト336とデバイス感知サブプーリー335との間にはサブプーリーブッシング338がさらに介装されていてもよい。
【0079】
デバイス感知センサー部339はデバイススロット337に隣設されるが、デバイス感知センサー部339は感知基板220に配設される。デバイス感知センサー部339は光センサーにより実現されるが、デバイススロット337はデバイス感知センサー部339の発光部および受光部の間に介装されてハプティックシャフトの第2の端部の回動状態はデバイス感知メインプーリー、デバイス感知ベルトおよびデバイス感知サブプーリーおよびデバイススロットを経てデバイス感知センサー部に光学信号の変化を通じた電気的信号の変化を出力せしめる。このような変化された電気的信号は、ホイールハウジングベースコネクター132に配設されるコネクターピンを介して制御部などの内外部の電気装置に送信可能である。
【0080】
この実施形態において、デバイス感知メインプーリー331とデバイス感知サブプーリーとの回転比は、1以上の値を有することが好ましい。運転者の指により操作されるハプティックノブ301が1回転する間に、すなわち、ハプティックノブ301と連結されて同軸回転を行うデバイス感知メインプーリー331が1回転する間にデバイス感知サブプーリー335は複数回回転することにより、究極的に、ハプティックノブ301の1回転に対するデバイス感知センサー部339を通じた分解能を増大させて、ハプティックノブ301およびハプティックシャフトの一層正確な回転状態の感知を行うことができる。
【0081】
前記実施形態において、ハプティックホイールデバイス感知部はプーリー/ベルト構造を取るものと説明されているが、ハプティックノブまたはハプティックシャフトの正確な回動状態が感知できる限り、ハプティックホイールデバイス感知部は歯車伝達構造を取ってもよいなど種々の構成が採用可能である。歯車構造を取る場合、ハプティックシャフト側歯車と、ハプティックホイールデバイス感知部のデバイススロットが配設される歯車とは直結されてもよく、場合によって、これらの歯車の間に1以上の遊び歯車(アイドルギア)が配設されて連結される構造を取ってもよい。なお、前記実施形態において、ハプティックホイールデバイス感知部は光センサー構造を有するものと説明されたが、ハプティックノブの回転状態が感知できる限り、種々の構成が採用可能である。
【0082】
かようなハプティックノブ、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター、ハプティックホイールデバイス感知部の構成を通じて操作者の意図通りの操作状態がハプティックノブを介してハプティックホイールデバイス感知部において感知され、ハプティックホイールデバイス感知部において感知された操作状態に対応して、または、所定の方式によって警告などの動作を実現するために、内外部の電気装置から伝達される所定の方式によって、両軸モーターにより実現されるハプティックホイールデバイスアクチュエーターにおいて生成される所定の力覚信号はハプティックノブを介して操作者に伝達されて、操作者に一層安定的で且つ正確な触覚的認知を感じさせることができる。このようなハプティックノブ301は、車両ステアリングホイール2がなす実質的な平面上において回動動作を行うが、ハプティックノブ301は、上述したように、ハプティックシャフトを中心軸として回動回動動作を行う。このような回動回動動作を通じて、ユーザーは、車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aを通じた操舵状態を維持するとともに、親指を通じたステアリングホイールハプティック装置10の操作が行えるサムホイール方式の動作を実現することができる。これは、運転者がスイッチ操作のために、ステアリングホイール、より具体的に、ホイールリムから手を離さなさければならないなどの動作をなくして、ホイールリムを把持した状態で運転者の前方注意力を損なわないつつもハプティックノブを通じた円滑な所定のメニュー選択などの操作性能を増大させることを可能にする。例えば、シーソー動作またはヒンジ点を中心としてスクロール動作を行う従来の構造をディスプレイ装置と結び付けて所定の選択メニューを画像ディスプレイする装置を構築するに当たって、運転者が所定の選択動作を行う際に、選択操作力を調整することが困難であることを理由に選択しようとするメニューを見逃してしまったりするなどの問題点が伴われていたが、この構造によるサムホイール駆動方式のステアリングホイールハプティック装置の場合、時計回り方向または反時計回り方向に親指の回動動作を行って、選択しようとするメニューを迅速で且つ正確に選択することができ、この過程において一層円滑な力覚を与えることができるというメリットがある。なお、このようなステアリングホイールハプティック装置の回動動作に連動するユーザーインタフェースの様々な製作を可能にする。
【0083】
一方、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置は、ハプティックノブを通じたプッシュ動作、すなわち、車両ステアリングホイールがなす平面に垂直な方向である長手方向への垂直移動を可能にする。このような構造を通じて、ステアリングホイールハプティック装置は、サムホイール駆動方式の円滑な回動回動動作およびプッシュ動作を通じて一層様々な動作を実現することができる。ステアリングホイールハプティック装置の垂直移動を通じたスイッチング信号の変化を出力するためのプッシュスイッチ部500がさらに設けられていてもよい。プッシュスイッチ部400は、プッシュスイッチ410と、プッシュスイッチ駆動部420と、を備える。プッシュスイッチ410は、回路基板部200のメイン基板210の一方の面の上に配設されるが、この実施形態において、プッシュスイッチ410は、垂直移動可能なタクトスイッチにより実現されるが、メタルドームスイッチにより実現されてもよいなど、垂直プッシュ動作が行える限り、様々な構成が採用可能である。プッシュスイッチ駆動部420は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と一緒に垂直移動してプッシュスイッチ410のオン/オフ切り換えを行う。プッシュスイッチ駆動部420は、プッシュスイッチ駆動ボディ421と、プッシュスイッチ駆動突起423と、を備える。プッシュスイッチ駆動ボディ421はリング状の構造を有するが、プッシュスイッチ駆動ボディ421の中央にはプッシュスイッチ駆動ボディ貫通口422が設けられ、プッシュスイッチ駆動ボディ貫通口422にはハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の外周に配設されるハプティックホイールデバイスフィクスチャー320が貫設される。プッシュスイッチ駆動ボディ貫通口422の内側にはプッシュスイッチ駆動取付部424が配設され、これに対応する位置であってハプティックホイールデバイスフィクスチャー320の外周にはフィクスチャーボディプッシュスイッチ駆動取付部322が配設されるが、プッシュスイッチ駆動取付部424はフィクスチャーボディプッシュスイッチ駆動取付部322と係合されて、プッシュスイッチ駆動ボディ421およびハプティックホイールデバイスフィクスチャー320の安定的な組立工程を達成するとともに、取付状態を維持することができる。なお、プッシュスイッチ駆動ボディの外周には締付部が設けられてフィクスチャーボディとフィクスチャーベースとの間の係合時に一緒に締め付られる構造を取ってもよい。
【0084】
プッシュスイッチ駆動突起423はプッシュスイッチ駆動ボディ421の外周に配設されるが、プッシュスイッチ駆動突起423はプッシュスイッチ410と直接的な接触状態を形成し、プッシュスイッチ410の初期支持状態を通じてプッシュスイッチ駆動突起423、プッシュスイッチ駆動ボディ421、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310およびハプティックノブ301の順次的な連結構造の支持状態を一定に維持することができ、プッシュスイッチ410よりも大きな外力がハプティックノブ301に加えられる場合に所定の垂直移動状態を形成することができる。
【0085】
本発明の一実施形態によるプッシュスイッチ410は複数設けられるが、複数のプッシュスイッチ410の数に対応してプッシュスイッチ駆動突起423も複数設けられる。この実施形態においては、複数(4個)のプッシュスイッチ410およびプッシュスイッチ駆動突起423を通じて、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310およびハプティックノブ301はプッシュスイッチ310を通じた安定的な支持状態を形成することができる。
【0086】
外力が加えられていない常時の場合に、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310はプッシュスイッチ410によって安定的な垂直支持状態を形成するが、運転者などのユーザーがハプティックノブ301を所定の値以上の力で垂直に押圧する場合に、ハプティックノブ301、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310、ハプティックホイールデバイスフィクスチャー320およびプッシュスイッチ駆動部420を介してプッシュスイッチ410の電気的信号の変化が発生する。この実施形態において、プッシュスイッチ410は4個設けられるが、ハプティックノブ301の押圧方向に応じて個別のスイッチング動作を行うこともできる。例えば、ハプティックノブ301の平面図における右上端を押圧する場合、所定の領域のみが押圧されて全体的にハプティックホイールデバイスアクチュエーター310は一方の端側のみが下動するチルト動作を実現することもできる。これに対し、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と連結されるハプティックノブ301の中央領域を水平をなしつつ垂直に押圧する場合に、全体的な垂直押圧動作が行われて4個のプッシュスイッチが駆動される信号を形成することもできる。場合によって、ハプティックノブ301の中心、すなわち、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の中心軸を基準として対角に配設されるプッシュスイッチが同時にまたは所定時間内に連続して押圧される場合に、個別のチルト動作ではなく、全体の垂直押圧動作として認識させる構造を取ってもよい。
【0087】
一方、プッシュスイッチ部400のプッシュスイッチ410はメイン基板210の上に固設される構造を取り、プッシュスイッチ駆動部420のみがハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と一緒に垂直移動する構造を取るのに対し、上述したハプティックホイールデバイス感知部330はハプティックホイールデバイスアクチュエーターと一緒に垂直移動する構造を取ってもよい。ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310が配設されるハプティックホイールデバイスフィクスチャー320のフィクスチャーベース323に感知基板220が固設され、デバイス感知ボディ部のデバイス感知メインプーリーはハプティックシャフトと連結され、且つ、デバイス感知サブプーリーはフィクスチャーベースに連結されることにより、究極的に、デバイス感知センサー部およびデバイス感知ボディ部はハプティックホイールデバイス部と一緒に垂直移動する構造を形成する。このような構造を通じて、プッシュ動作を行うプッシュスイッチ部および回動動作を行うハプティックホイールデバイス部間の連結が究極的にハプティックノブを通じて行われる構造を形成することにより、プッシュ垂直移動および回動回動動作の一体化を図ることができ、これにより、運転者などの操作者に優れた操作感を与えることができ、安定的であり、しかも、チルト機能も同時に行えるなど多角的な動作を実現することができる。
【0088】
上述した回動回動動作およびプッシュ/チルト動作を行うとともに、それぞれの機能を行う際に光の出射を通じて視認性を向上させるための構成要素がさらに設けられていてもよい。本発明のハプティックホイールデバイス部300は、ハプティックノブ光源部340を備えていてもよいが、ハプティックノブ光源部340(図15参照)は、この実施形態において、回路基板部200のノブ基板240に配設される。ノブ基板240は、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の端部にハプティックシャフトの第1の端部311が貫設されるようにハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の上端に配設されるが、より具体的に、フィクスチャーボディ321の上端にはフィクスチャーボディノブ基板載置部327が配設される。フィクスチャーボディノブ基板載置部327(図5参照)にノブ基板240が収容されるが、ノブ基板240は別途のラインを介してメイン基板210と電気的な接続構造を形成することができる。ノブ基板240の一方の面の上にはハプティックノブ光源部340が配設されるが、ハプティックノブ光源部340はLEDなどの光源により実現される。ハプティックノブ301はポリカーボネート(PC)などの透光材料から形成されてノブ基板240上のハプティックノブ光源部340から発せられる光を外部に円滑に伝達することができる。ハプティックノブ光源部340は複数設けられていてもよいが、本発明に係るハプティックノブ光源部340は、青色(B)、緑色(G)、赤色(R)の光を出射するLEDが均等に角分割されて配設されてもよく、多色が出力可能に単一化したモジュールが1以上配設され、それぞれのLEDにより実現されるハプティックノブ光源部340から出射する光はハプティックノブボディ301bの下面を通って外部に透光および/または導光されて外部に出射する。このようなハプティックノブ光源部340の作動状態は、所定の方式、例えば、所定の周期おきに点滅するか、一定の信号周期にて出力するか、あるいは、所定のカラーが同時に出力されて合成されたカラーを出力するなど、所定の制御方式によって、様々なカラー、強さまたは周期の光を外部に出射することにより、運転者などのユーザーにステアリングホイールハプティック装置の作動状態またはユーザーによって選択された操作状態などを迅速に視認させることができる。
【0089】
他方、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置10は、ボタンスイッチ部500を備えて、ハプティックホイールデバイス部と一緒に複合操作機能を行うことができる。ボタンスイッチ部500はハプティックノブ301の外縁に配設されるが、ハプティックノブ301を通じたハプティックホイールデバイスアクチュエーターまたはプッシュスイッチ部とは独立した垂直移動動作を行うことで、所定の変化されたスイッチング信号を生成することができる。本発明の実施形態によるボタンスイッチ部500は、ハプティックノブ301を中心として外縁を取り囲む構成を取るが、ボタンスイッチ部500は、ボタンノブ510と、ボタンガイド530と、ボタンホルダー540と、ボタンスイッチ550と、を備える。ボタンノブ510は、一方の面がハプティックホイールハウジング部100の外部に露出されるようにハプティックノブ301の外縁に配設される。ボタンノブ510は、ボタンノブヘッド511と、ボタンノブボディ513と、を備えるが、ボタンノブヘッド511はハプティックノブ301の外縁に露設され、ボタンノブボディ513はボタンノブヘッド511の下端に配設される。ボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513は別体に構成されてもよいが、この実施形態においては、一体に形成される構造を取っている。
【0090】
ボタンノブヘッド511の一方の面を通じてボタンノブアイコン512が表示されてもよいが、ボタンノブアイコン512は、ボタンノブヘッド512の一方の面の上に直接的に形成されてもよく、場合によって、ボタンノブヘッド512はポリカーボネートなどの透明材料から形成され、下部に配設される後述する別途の表示素子を介して出力される構造を取ってもよい。
【0091】
ボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513は内部に空間を有する構成を取って、ボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513が形成する空間にボタンガイド530が配設されてもよい。ボタンガイド530は、一方の端がボタンノブ510の内部に配設され、他方の端が前記ハプティックホイールハウジング部100の内部に回路基板部200を向くように配設される。すなわち、ボタンガイド530は、一方の端がボタンノブヘッド511とボタンノブボディ513とが形成する内部空間に配設され、他方の端がメイン基板210を向くように配設される。ボタンガイド530は、ボタンガイドヘッド531と、ボタンガイドボディ533と、を備える。ボタンガイドヘッド531およびボタンガイドボディ533は、この実施形態において、一体に形成されているが、別体に形成されてもよい。ボタンガイドヘッド531の一方の端にはボタンガイドボディ533が連結されるが、ボタンガイドヘッド531の上端はボタンノブヘッド511およびボタンノブボディ513が形成する内部空間に挿設され、ボタンガイドボディ533の端部はボタンスイッチ550が配設されるメイン基板210を向くように、後述するボタンガイドホルダー540の内部に配設される。ボタンガイド530は透明または所定のカラーの導光材料から形成されるが、ボタンガイドボディ533の端部を介して流入する光はボタンガイドヘッド531の一方の面を介して外部に伝達される。ボタンガイドボディ533の側面にはボタンガイドボディ取付部535が配設されるが、ボタンガイドボディ取付部535の対応する位置であってボタンガイドホルダー540の側面にはホルダー取付部544が配設され、ボタンガイドボディ取付部535およびホルダー取付部544は係合される構造を形成する。ボタンガイドボディ533の外周面にはボタンガイドボディ溝534が凹設されるが、ボタンガイドボディ溝534はボタンガイドホルダー540に凹設されるホルダー収容部溝542と係合されてボタンガイド530とボタンガイドホルダー540との間の円滑な係合構造を形成して、ハプティックホイールハウジング部100への円滑な取付および組立時の誤組立の防止を両立させることができる。
【0092】
ボタンガイドホルダー540はボタンガイド530に取り付けられてボタンガイド530と一緒にハプティックホイールハウジング部100、より具体的に、ホイールハウジングボディ120に安定的に垂直移動可能に配設される。ボタンガイドホルダー540は、ホイールハウジングボディ120の一方の面の上に形成されるホイールハウジングボタンノブ貫通口125に垂直移動可能に嵌入するが、ボタンガイドホルダー540の外周面には長手方向に沿って形成されるボタンガイドホルダーライン546が配設される。ボタンガイドホルダーライン546の対応する位置であってホイールハウジングボタンノブ貫通口125の内周にはホイールハウジングボディボタンホルダーガイド126が配設されるが、ボタンガイドホルダーライン546およびホイールハウジングボディボタンホルダーガイド126は垂直移動可能に係合される構造を取る。
【0093】
ボタンガイドホルダー540にはボタンガイドホルダー駆動部543が配設されるが、ボタンガイドホルダー駆動部543はボタンガイドホルダー540の中央に形成されたボタンガイドホルダー収容部541の内側下端から延設して下部に配設されるボタンスイッチ550と常時接触状態を維持するように形成される。すなわち、ボタンガイドホルダー540と、ボタンガイド530およびボタンノブ510は別途の支持手段を介して支持される構造を取ってもよいが、この実施形態においては、順次にボタンスイッチ550によって支持される構造を取っている。
【0094】
このような構造により、運転者などのユーザーによってボタンノブ510に加えられる圧力は、ボタンガイド530およびボタンガイドホルダー540を介してボタンスイッチ550に伝達される。ここで、ボタンガイドホルダー駆動部543は、ボタンガイドホルダー540のボタンガイドホルダー収容部541の内側面から延設して下部を向く構造を取るが、ボタンガイドホルダー駆動部543の上面にはボタンガイドホルダー駆動部載置面547が形成されてボタンガイドボディ係止部536の係止状態を形成する。すなわち、ボタンガイド530の下端には分岐される2つのボタンガイド分岐部537が形成され、中央にはボタンガイドボディ係止部536が形成されるが、ボタンガイドボディ係止部536はボタンガイドホルダー駆動部載置面547と接して安定的な取付構造を形成する。ボタンガイド分岐部537はボタンガイドボディ530の下端から両側に分岐されるが、これにより、ボタンスイッチ550の側部に配設されるボタン光源部560からの光を上部に伝達するための構造が形成される。ボタン光源部560は、発光ダイオード(LED)などの光源により実現されるが、ボタン光源部560はそれぞれのボタンガイドに対して複数配設されることにより、ボタンガイド分岐部に別々に割り当てられる構造を取ってもよい。ボタンガイド530は、ポリカーボネートなどの透明な導光材料から形成されてもよく、所定のカラーを有する構造を取ってもよい。
【0095】
さらに、ボタンスイッチ部500には、ボタン光源部から発せられる光を用いて様々なアイコンを形成する表示素子がさらに設けられていてもよい。加えて、ボタン光源部は、それぞれのボタンガイドまたはボタンカラーフィルターに対して複数のカラーの光を出射する構造を取る。ボタンスイッチ部500は、ボタンカラーフィルター520をさらに備えていてもよいが、ボタンカラーフィルター520は、ボタンカラーフィルターベース521と、ボタンカラーフィルターボディ523と、を備える。ボタンカラーフィルターベース521は導光材料から形成されて、ボタンカラーフィルターベース521の下面を通って流入する光を全面に満遍なく吹き付ける機能を行う。ボタンカラーフィルターボディ523は、複数のカラーの光を出射するボタン光源部からの第1のカラー光を出射する第1の透過領域523aと、ボタン光源部からの他の第2のカラー光を出射する第2の透過領域523bと、第1の透過領域と第2の透過領域とが交差する交差領域523cと、第1のカラー光および第2のカラー光を両方とも遮断する遮断領域523dと、を備えるが、交差領域523cは、第1の透過領域523aおよび第2の透過領域523cと一緒にそれぞれ第1のボタンアイコン512aおよび第2のボタンアイコン512bを形成することができる。例えば、ボタン光源部は、赤色LEDおよび青色LEDを備えていてもよく、第1の透過領域は赤色光を出射し、第2の透過領域は青色光を出射する構造を取ることにより、第1の透過領域、第2の透過領域および交差領域などを介して所定の「USER SET」または「
」などのアイコンを選択的に表示することができる。
【0096】
前記実施形態においては、ステアリングホイールハプティック装置が車両ステアリングホイールの前面側に配設される構造について説明されたが、本発明の他の実施形態として、ステアリングホイールハプティック装置10sは、車両ステアリングホイール2の背面側にも配設されてもよい。すなわち、図18および図19に示すように、ステアリングホイールハプティック装置10sはステアリングホイール2の背面側に配設されるが、図19に示すように、ステアリングホイールハプティック装置10sのハプティックシャフトの回転中心軸、究極的に、ステアリングホイールハプティック装置10sのハプティックノブ301sの回転中心軸II−IIが車両ステアリングホイール2が回動を行う平面PLNに平行に配設される構造を取ることにより、運転者は、人差し指、中指など、できる限り親指以外の指を用いてより一層円滑にステアリングホイールハプティック装置10sを駆動して触覚的伝達を行うこともできる。
【0097】
ステアリングホイールハプティック装置10sは、図21に示すように、ハプティックホイールハウジング部100sと、回路基板部と、ハプティックホイールデバイス300sと、を備えるが、ハプティックホイールハウジング部100sは、車両ステアリングホイールのホイールボディと一体化された構造を形成し、回路基板部がここに組み込まれる構造を取ってもよいなど様々に変形可能である。この実施形態においては、ハプティックホイールデバイス300sを中心に説明する。ハプティックホイールデバイス部300sは、ハプティックシャフト311s付きハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sと、ハプティックシャフト311sと連結され、外部に露出されるハプティックノブ301sと、ハプティックシャフト311sの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部330sと、を備える。ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sは電気モーターにより実現されるが、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sおよびハプティックノブ301sはハプティック伝達部310−1s、310−2s、310−3sを介して連結される。すなわち、ハプティックシャフト311sの端部にはハプティック伝達プーリー310−1sが配設され、ハプティックノブ301sのハプティックノブボディ301−1sの端部301−2sにはハプティック連結プーリー310−3sが配設され、ハプティック伝達プーリー301−sおよびハプティック連結プーリー310−3sはハプティック伝達ベルト310−2sを介して連結されて、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310sからの動力を受け取って所定のハプティック機能をハプティックノブに伝達することができる。ここで、ハプティックノブへの動力伝達はプーリー構造により行われると記述されたが、歯車動力伝達構造を取ってもよく、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターとハプティックノブとが直結される構造を取ってもよいなど様々に変形可能である。
【0098】
ここで、ハプティックノブ301sは、ハプティックホイールハウジング部(図示せず)の内部に配設されるが、ハプティックホイールハウジング部から延設するハプティックノブガイド101s、102sを介して安定的な回動を行うための支持構造をさらに備えてもよい。
【0099】
ハプティックホイールデバイス感知部330sは、ハプティックノブ301sと連結される。すなわち、ハプティックホイールデバイス感知部330sは、デバイス感知スロット397sと、デバイス感知センサー部339sと、を備えるが、デバイス感知スロット397sはハプティックノブ301sに同軸状に連結されてもよく、デバイス感知センサー部339sはデバイス感知スロット397sに隣設される光センサーにより実現されてもよく、場合によって、磁気センサーにより実現されてもよい。デバイス感知センサー部339sは、回路基板部の感知基板220sに配設される。このような構造により、所定のハプティック動作が実現され、且つ、運転者によるハプティックノブの回動動作を感知することにより、所定のスイッチング機能を行うとともに正確な力覚情報を与えることができる。
【0100】
図22には、本発明の他の実施形態により車両ステアリングホイール2の背面側に配設されるステアリングホイールハプティック装置の運転者による作動状態が示してあるが、通常、所定のスイッチング動作は、カーブなどの曲線走路の走行中ではなく、直進走行の状態で行われる確率が高いが、直進走行中に、運転者は、車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aを把持した状態で中指などの指を用いてハプティックノブ301sを操作することができ、ハプティックノブ301sを通じて所定の力覚情報を円滑に受け取ることもできる。このように、ハプティックノブ301sは、車両ステアリングホイール2の背面側に配設されるが、車両ステアリングホイールのホイールリム2Aから所定の距離以内に離れて配設される。この実施形態において、所定の距離は、例えば、5cm〜20cmであるが、これに制限されるものではなく、所定の距離は、運転者の親指を除く指で車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aを把持した状態で円滑な操作が行える限り、いなかる距離であってもよい。なお、ステアリングホイールの回転旋回動作の有無は、ステアリングアングルセンサー(図示せず)からの信号に基づいて判別され、ステアリングホイールの回転旋回動作中に発生するハプティックノブの接触がユーザーの意図通りの接触であるか否か、およびステアリングホイールの回動が運転者の意図通りの回動であるか否かを判別して、ステアリングホイールハプティック装置の動作を制御することもできる。
【0101】
他方、本発明のステアリングホイールハプティック装置10は、ハプティックノブまたはボタンノブを除く領域にスイッチング動作に対応する光を出射したり、所定の警告状態で車両が進入する場合にこれを運転者に光出射したりするために、別途の光源部をさらに備えていてもよい。すなわち、本発明のステアリングホイールハプティック装置10は、ステアリングホイール光源部4B、5Bを備えるが、ステアリングホイール光源部4B、5Bは、車両ステアリングホイール2に配設される。より具体的に、図23に示すように、ステアリングホイール光源部4B、5Bは、ホイールハブボディ2Bとホイールスポーク2Cとの間に介装される。ステアリングホイール光源部4B、5Bは、ステアリングホイール光源部4Bと、ステアリングホイール光伝達部5Bと、を備えるが、ステアリングホイール光源部4BはLEDなどの光源により実現される。この実施形態において、ステアリングホイール光源部4Bはホイールハブボディ2B側に配設されるが、ホイールハブボディ2Bのホイールハブボディ収容部2B−1にはステアリングホイール光源基板3Bが配設され、ステアリングホイール光源部4Bはステアリングホイール光源基板3Bの一方の面の上に配設される。なお、ステアリングホイール光源基板3B上のステアリングホイール光源部4Bの数および出力カラーなどは様々に変更可能である。ステアリングホイール光伝達部5Bは導光体により実現されるが、ステアリングホイール光伝達部5Bは、ステアリングホイール光伝達ボディ5B−1と、ステアリングホイール光伝達入力部5B−2と、を備える。ステアリングホイール光伝達入力部5B−2を介してステアリングホイール光源部4Bから出射した光がステアリングホイール光伝達ボディ5B−1を介して外部に出射する。このような光出射機能を通じて、運転者は、速やかに光信号を認知することにより、出力信号に円滑に対応することができる。このようにステアリングホイール光源部を介して出射する光は、ハプティックノブの回動動作に対応する所定の光を出射することもでき、場合によって、外部の車両制御装置から伝達される電気的信号による出力、例えば、駐車ブレーキの未解除、車両の開扉、トランク開き、自動制動システム(ABS)の故障、車両バッテリーの放電または電気自動車の充電量低下状態警告、エンジンオイル圧力警告、タイヤ低圧または高圧状態警告、安全ベルト未着用状態警告、エンジンチェック警告など運転者に所定の警告または案内機能を行う必要がある場合に、ステアリングホイール光源部を通じて所定の光出射機能を行うことにより、運転者に速やかな認知および対応を行わせることができる。
【0102】
このような警告はハプティック機能と独立して行われてもよく、同時に行われてもよい。それぞれの警告状態などをクラスごとに分類し、それぞれのクラスにハプティック機能または光出射機能を事前に設定することができるが、現在の車両の状態が所定のクラスに相当する場合、これに対応するハプティック機能または光出射機能が実行されてもよい。例えば、駐車ブレーキの未解除、車両の開扉、トランク開きなどの状態はクラス1に分類し、ハプティック機能の振動出力およびステアリングホイール光源部を通じた光出射は1段階に設定して、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのモーターは、定格出力の20%とし、ステアリングホイール光源の最大光出射の20%とし、且つ、出力周期を1秒とすることができる。
【0103】
また、ABS故障、車両バッテリーの放電または電気自動車の充電量低下状態警告、エンジンオイル圧力警告などはクラス2に分類し、ハプティック機能の振動出力およびステアリングホイール光源部を通じた光出射は2段階に設定して、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのモーターは、定格出力の40%とし、ステアリングホイール光源の最大光出射の40%とし、且つ、出力周期を50msとすることができる。
【0104】
さらに、タイヤ低圧または高圧状態警告、安全ベルト未着用状態警告、エンジンチェック警告などはクラス3に分類し、ハプティック機能の振動出力およびステアリングホイール光源部を通じた光出射は3段階に設定して、ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのモーターは、定格出力の70%とし、ステアリングホイール光源の最大光出射の70%とし、且つ、出力周期を10msとすることができる。このように所定のクラスは設計仕様に応じて変化させて、当該警告機能の重要度を変化させてもよい。
【0105】
さらに、前記実施形態において、ステアリングホイール光源部はホイールハブボディとホイールスポークとの間に介装される構造を取っているが、本発明はこれに制限されるものではなく、様々に変形可能である。すなわち、図25および図26に示すように、ステアリングホイール光源部は、ホイールリム光源出射部6Aをさらに備えていてもよい。換言するに、ホイールリム光源出射部6Aは、車両ステアリングホイール2のホイールリム2Aに配設されるが、ホイールリム光源出射部6Aは所定のライン型の導光材料から形成され、ホイールリム2Aにはホイールリム光源出力収容部2A−1が形成されてもよい。ホイールリム光源出射部6Aの端部は、図24における部分切欠拡大領域のように、ステアリングホイール光源4Aからの光を受光するステアリングホイール光源伝達部5Bと当接することにより、ステアリングホイール光源4Aからの光を受光して外部に出射することもできる。この実施形態において、図示はしないが、ホイールリム光源出射部は別途の光源から光を受光してもよい。このような構成により、より一層円滑な光出射機能を行うことができる。なお、このような光出射機能は、車両のダッシュボードまたはセンターファシアなど車両内に組み込まれる別途の出射装置により行われてもよい。
【0106】
他方、本発明に係るステアリングホイールハプティック装置は、他の構成要素と組み合わせられてステアリングホイールハプティックシステム1に設けられていてもよい。すなわち、図12に示すように、ステアリングホイールハプティックシステム1は、制御部20と連結される記憶部30を有する装置から構成されてもよく、演算部40をさらに有する装置により実現されてもよい。ハプティックノブ301を介して回動動作を行うに当たって、力覚を与えるハプティックホイールデバイスアクチュエーター310と、ハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部330と、ハプティックノブ301を有し、車両ステアリングホイール2の前面側または背面側に配設されるステアリングホイールハプティック装置10と、を備え、場合によって、ステアリングホイールハプティックホイールデバイスアクチュエーター310の垂直移動を通じてプッシュ動作を行うプッシュスイッチ部400およびハプティックノブ301の外縁に配設されるボタンスイッチ部500と連結されてこれらの間の電気的信号の送受信を行う。
【0107】
ステアリングホイールハプティック装置10のスイッチ部から入力される信号はステアリングホイールハプティックシステム1の制御部20に転送され、制御部20は、これと導通される記憶部30に予め記憶された、作動ユニットに対する所定の作動モード、例えば、空調装置の作動温度調節モード、目的地選択または経路探索などのナビゲーションの作動のためのナビゲーションモードなどの作動モードに関する所定のデータと、ステアリングホイールハプティック装置10から入力された信号とに基づいて、演算部40に所定の演算過程を行わせて所定の制御信号を算出し、これを出力部に転送する。前記ステアリングホイールハプティックシステム1は、出力部として、ステアリングホイールハプティック装置10に設けられるハプティックホイールデバイスアクチュエーター部310を備えていてもよく、別途の画像表示のためのディスプレイ部50および/または音響出力のための音響出力部60を備えていてもよい。しかしながら、制御部20からの制御信号が直接的に制御対象となる作動ユニット70、例えば、自動車の空調装置、ナビゲーションなどの作動ユニットに転送されてもよい。
【0108】
さらに、ステアリングホイールハプティックシステム1は、制御部20と接続される記憶部30を有する装置から構成されてもよく、演算部40をさらに有する装置により実現されてもよい。ここで、制御部は、単体型に実現されてもよく、複数体型に実現されてもよい。すなわち、図24に示すように、制御部20がハプティック通信部7などを介して別途の車両制御部8などと通信を行うことにより、ディスプレイ部50、音響出力部60およびナビゲーション/車両オーディオ/空調システム/警告ランプなどの対象作動ユニット70の制御機能を行う別途の車両制御部40を通じて出力制御を行うこともできる。このとき、車両制御部8は、車両感知部9と接続されて、車両の状態、すなわち、車両駐車ブレーキ作動信号、エンジンチェックまたはタイヤ圧力センサーなど車両状態を感知する車両感知部9などの信号に基づいて、運転者に警告をするための前記実施形態におけるクラス分類による警告動作を行うこともできる。
【0109】
前記実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明はこれらに制限されることなく、様々な構成が採用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、
前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、
前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、
を備え、
前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置。
【請求項2】
前記ハプティックノブは車両ステアリングホイールがなす平面上において回動動作を行い、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターは前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動可能となる請求項1に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項3】
前記ハプティックノブは車両ステアリングホイールの前面側に配設され、前記ハプティックシャフトの回転中心軸は車両ステアリングホイールが回動を行う平面と交差することを特徴とする請求項2に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項4】
前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトは、両端に配設される第1の端部および第2の端部を備えることを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項5】
前記ハプティックノブは前記ハプティックシャフトの第1の端部と連結され、且つ、前記ハプティックホイールデバイス感知部は前記ハプティックシャフトの第2の端部と連結されることを特徴とする請求項4に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項6】
前記ハプティックノブと前記ハプティックシャフトの第1の端部との間には、前記ハプティックノブおよび前記ハプティックシャフトの第1の端部間の相対回動を防止するシャフトノブホルダーが介装されることを特徴とする請求項5に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項7】
前記ハプティックホイールデバイス感知部と前記ハプティックシャフトの第2の端部との間には、前記ハプティックホイールデバイス感知部および前記ハプティックシャフトの第2の端部間の相対回動を防止するシャフト感知ホルダーが介装されることを特徴とする請求項5に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項8】
前記ハプティックホイールデバイス感知部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーター側と連結されるデバイス感知ボディ部と、前記デバイス感知ボディ部の回動状態を検出するデバイス感知センサー部と、を備え、
前記デバイス感知ボディ部は、
前記シャフト感知ホルダーとの相対回動が制限されるように連結されて前記ハプティックシャフトにつれ回動するデバイス感知メインプーリーと、
前記デバイス感知メインプーリーから離れて連結されるデバイス感知サブプーリーと、
前記デバイス感知メインプーリーと前記デバイス感知サブプーリーとを連結するデバイス感知ベルトと、
前記デバイス感知サブプーリーに連結されて前記デバイス感知サブプーリーにつれ回動し、前記デバイス感知センサー部の対応する位置に回動自在に配設されるデバイススロットと、
を備えることを特徴とする請求項7に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項9】
前記ハプティックノブが前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動可能となる場合にスイッチング信号を出力するプッシュスイッチ部を備えることを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項10】
前記ハプティックノブは透光材料から形成され、
前記回路基板部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターの端部に前記ハプティックシャフトの第1の端部が貫設されるノブ基板を有し、
前記ノブ基板には光を出射するハプティックノブ光源部が設けられることを特徴とする請求項9に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項11】
前記ハプティックノブの外縁には前記ハプティックノブと独立して垂直移動可能となるボタンスイッチ部が設けられることを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項12】
前記ボタンスイッチ部は、
一方の面が前記ハプティックホイールハウジング部の外部に露設される前記ハプティックノブの外縁に配設されるボタンノブと、
一方の端は前記ボタンノブの内部に配設され、他方の端は前記ハプティックホイールハウジング部の内部に前記回路基板部に向かって配設されるボタンガイドと、
前記ボタンガイドに取設されて前記ボタンガイドと一緒に前記ハプティックホイールハウジング部に垂直移動可能に配設されるボタンガイドホルダーと、
前記回路基板部の一方の面の上に前記ボタンガイドホルダーと接触自在に配設されるボタンスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項11に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項13】
前記ボタンスイッチ部はボタン光源部をさらに備え、
前記ボタンガイドは導光材料から形成されることを特徴とする請求項11に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項14】
前記ハプティックシャフトの回転中心軸は、車両ステアリングホイールが回動を行う平面に平行に配設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ハプティック装置。
【請求項15】
前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールの背面側に車両ステアリングホイールのホイールリムから所定の距離以内に離れて配設されることを特徴とする請求項14に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項16】
前記所定の距離は、運転者が前記ホイールリムを把持した状態で操作可能な距離であることを特徴とする請求項15に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項17】
前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、前記ハプティックノブの動作に連動する所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備え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ハプティック装置。
【請求項18】
車両ステアリングホイールのホイールリムに配設され、前記ステアリングホイール光源部から入射する光を受光して外部に出射するホイールリム光源出射部をさらに備え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ハプティック装置。
【請求項19】
前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、外部の車両制御装置から伝達される電気的信号に基づいて所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備え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ハプティック装置。
【請求項20】
車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、
前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、
前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部の一方の面の上に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、
を備え、
前記ハプティックホイールデバイス部は、
車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置と、
前記ステアリングホイールハプティック装置と導通される制御部と、
前記制御部と導通され、所定の作動モードに関する所定のデータが記憶された記憶部と、
を備えるステアリングホイールハプティックシステム。
【請求項1】
車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、
前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、
前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、
を備え、
前記ハプティックホイールデバイス部は、車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置。
【請求項2】
前記ハプティックノブは車両ステアリングホイールがなす平面上において回動動作を行い、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターは前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動可能となる請求項1に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項3】
前記ハプティックノブは車両ステアリングホイールの前面側に配設され、前記ハプティックシャフトの回転中心軸は車両ステアリングホイールが回動を行う平面と交差することを特徴とする請求項2に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項4】
前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターのハプティックシャフトは、両端に配設される第1の端部および第2の端部を備えることを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項5】
前記ハプティックノブは前記ハプティックシャフトの第1の端部と連結され、且つ、前記ハプティックホイールデバイス感知部は前記ハプティックシャフトの第2の端部と連結されることを特徴とする請求項4に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項6】
前記ハプティックノブと前記ハプティックシャフトの第1の端部との間には、前記ハプティックノブおよび前記ハプティックシャフトの第1の端部間の相対回動を防止するシャフトノブホルダーが介装されることを特徴とする請求項5に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項7】
前記ハプティックホイールデバイス感知部と前記ハプティックシャフトの第2の端部との間には、前記ハプティックホイールデバイス感知部および前記ハプティックシャフトの第2の端部間の相対回動を防止するシャフト感知ホルダーが介装されることを特徴とする請求項5に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項8】
前記ハプティックホイールデバイス感知部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーター側と連結されるデバイス感知ボディ部と、前記デバイス感知ボディ部の回動状態を検出するデバイス感知センサー部と、を備え、
前記デバイス感知ボディ部は、
前記シャフト感知ホルダーとの相対回動が制限されるように連結されて前記ハプティックシャフトにつれ回動するデバイス感知メインプーリーと、
前記デバイス感知メインプーリーから離れて連結されるデバイス感知サブプーリーと、
前記デバイス感知メインプーリーと前記デバイス感知サブプーリーとを連結するデバイス感知ベルトと、
前記デバイス感知サブプーリーに連結されて前記デバイス感知サブプーリーにつれ回動し、前記デバイス感知センサー部の対応する位置に回動自在に配設されるデバイススロットと、
を備えることを特徴とする請求項7に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項9】
前記ハプティックノブが前記ハプティックシャフトの長手方向に垂直移動可能となる場合にスイッチング信号を出力するプッシュスイッチ部を備えることを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項10】
前記ハプティックノブは透光材料から形成され、
前記回路基板部は、前記ハプティックホイールデバイスアクチュエーターの端部に前記ハプティックシャフトの第1の端部が貫設されるノブ基板を有し、
前記ノブ基板には光を出射するハプティックノブ光源部が設けられることを特徴とする請求項9に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項11】
前記ハプティックノブの外縁には前記ハプティックノブと独立して垂直移動可能となるボタンスイッチ部が設けられることを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項12】
前記ボタンスイッチ部は、
一方の面が前記ハプティックホイールハウジング部の外部に露設される前記ハプティックノブの外縁に配設されるボタンノブと、
一方の端は前記ボタンノブの内部に配設され、他方の端は前記ハプティックホイールハウジング部の内部に前記回路基板部に向かって配設されるボタンガイドと、
前記ボタンガイドに取設されて前記ボタンガイドと一緒に前記ハプティックホイールハウジング部に垂直移動可能に配設されるボタンガイドホルダーと、
前記回路基板部の一方の面の上に前記ボタンガイドホルダーと接触自在に配設されるボタンスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項11に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項13】
前記ボタンスイッチ部はボタン光源部をさらに備え、
前記ボタンガイドは導光材料から形成されることを特徴とする請求項11に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項14】
前記ハプティックシャフトの回転中心軸は、車両ステアリングホイールが回動を行う平面に平行に配設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ハプティック装置。
【請求項15】
前記ハプティックノブは、車両ステアリングホイールの背面側に車両ステアリングホイールのホイールリムから所定の距離以内に離れて配設されることを特徴とする請求項14に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項16】
前記所定の距離は、運転者が前記ホイールリムを把持した状態で操作可能な距離であることを特徴とする請求項15に記載のステアリングホイールハプティック装置。
【請求項17】
前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、前記ハプティックノブの動作に連動する所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備え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ハプティック装置。
【請求項18】
車両ステアリングホイールのホイールリムに配設され、前記ステアリングホイール光源部から入射する光を受光して外部に出射するホイールリム光源出射部をさらに備え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ハプティック装置。
【請求項19】
前記ハプティックホイールハウジング部に配設され、前記回路基板部と導通されて、外部の車両制御装置から伝達される電気的信号に基づいて所定の光を出射するステアリングホイール光源部を備え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ハプティック装置。
【請求項20】
車両ステアリングホイールに配設されるハプティックホイールハウジング部と、
前記ハプティックホイールハウジング部に配設される回路基板部と、
前記回路基板部と導通され、ハプティックシャフトを有するハプティックホイールデバイスアクチュエーターと、前記ハプティックシャフトと連結され、前記ハプティックホイールハウジング部の一方の面の上に露設されるハプティックノブと、前記ハプティックシャフトの回動状態を感知するハプティックホイールデバイス感知部と、を有するハプティックホイールデバイス部と、
を備え、
前記ハプティックホイールデバイス部は、
車両ステアリングホイールの前面または背面に配設されるステアリングホイールハプティック装置と、
前記ステアリングホイールハプティック装置と導通される制御部と、
前記制御部と導通され、所定の作動モードに関する所定のデータが記憶された記憶部と、
を備えるステアリングホイールハプティックシステム。
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【公開番号】特開2012−230884(P2012−230884A)
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−275831(P2011−275831)
【出願日】平成23年12月16日(2011.12.16)
【出願人】(510086475)デースン エレクトリック シーオー エルティーディー (6)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年12月16日(2011.12.16)
【出願人】(510086475)デースン エレクトリック シーオー エルティーディー (6)
【Fターム(参考)】
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