JP2021165918A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レバー部を安定して中立位置に保持可能にした操作装置を提供する。【解決手段】操作装置１は、ボディ部に対して傾動操作が可能なレバー部３と、レバー部３を傾動操作の中立位置に保持するとともに、傾動操作が行われた際、レバー部３に節度を付与する節度機構２０と、を備えている。節度機構２０は、中立位置におけるレバー部３の軸方向に対して斜面状に形成された節度山部２２と、レバー部３が中立位置にある場合に、節度山部２２と線接触するように形成された節度谷部２１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ユーザにより傾動操作がされるレバーを備えた操作装置に関する。

特許文献１に記載の操作装置は、ボディ部に対して傾動可能に設けられ、ユーザにより操作されるレバー部を備えている。レバー部の一端側には、ボディ部側に設けられた節度面と、節度面に対向する節度ピンとが設けられている。節度ピンは、レバー部の端部に設けられた摺動穴内に、コイルばねを介して支持され、レバー部の軸方向に進退可能になっている。節度ピンは、レバー部が操作されていないとき、コイルばねの付勢力によって、節度面において谷状に形成された中立保持部に配置される。これにより、レバー部が傾動操作の中立位置に保持される。節度ピンと節度面とは、例えば点接触している。

特開２０１７−１００６６３号公報

ところで、操作装置では、レバー部を中立位置に保持しているとき、レバー部の自重や振動などによる荷重が、節度ピンと節度面との接触箇所に付加される。節度ピンと節度面との接触面積が小さいと、付加された荷重を受け切れず、レバー部の位置が保持できないという懸念があった。

本発明の目的は、レバー部を安定して中立位置に保持可能にした操作装置を提供することにある。

上記課題を解決するための操作装置は、ボディ部に対して傾動操作が可能なレバー部と、前記レバー部を前記傾動操作の中立位置に保持するとともに、前記傾動操作が行われた際、前記レバー部に節度を付与する節度機構と、を備え、前記節度機構は、前記ボディ部側及び前記レバー部側の一方に設けられ、前記中立位置における前記レバー部の軸方向に対して斜面状に形成された節度山部と、前記ボディ部側及び前記レバー部側の他方に設けられ、前記レバー部が前記中立位置にある場合に、前記節度山部と線接触するように形成された節度谷部と、を備える。

本発明の操作装置は、レバー部を安定して中立位置に保持可能にする。

操作装置の側面図。 操作装置の分解斜視図。 節度機構の分解斜視図。 図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図。 レバー部が傾動した場合の節度機構を示す断面図。

以下、操作装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、操作装置１は、ボディ部２と、ボディ部２に対して傾動可能に設けられたレバー部３とを備えている。操作装置１の一例は、レバー部３の傾動操作により操作対象を操作するジョイスティックである。

操作装置１は、互いに直交する奥行き方向、幅方向、及び高さ方向を有している。図中では、奥行き方向、幅方向、及び高さ方向は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で示されている。

ボディ部２には、高さ方向において、上側に配置されるアッパーカバー２ａと、下側に配置されるロアカバー２ｂとが設けられている。レバー部３は、高さ方向に延びるとともに、アッパーカバー２ａから突出している。レバー部３には、アッパーカバー２ａから突出したレバー頭部４と、ボディ部２に支持されたレバー軸部５とが設けられている。レバー部３は、ユーザによる傾動操作により、中立位置から傾いた位置へ変位する。なお、図１では中立位置における操作装置１を示している。レバー部３は、中立位置において、レバー部３の軸心を通る軸線Ｌａが高さ方向に沿うように設けられている。すなわち、本実施形態において、「中立位置におけるレバー部３の軸方向」は、高さ方向である。

図２に示すように、操作装置１は、ボディ部２に対して、第１傾動軸線Ｌ１回りに傾動可能に設けられた第１傾動部材１１と、第２傾動軸線Ｌ２回りに傾動可能に設けられた第２傾動部材１２とを備えている。本実施形態の場合、第１傾動軸線Ｌ１は、奥行き方向に延びている。また、第２傾動軸線Ｌ２は、幅方向に延びている。第１傾動部材１１及び第２傾動部材１２は、レバー部３のレバー軸部５の周囲に設けられている。

第１傾動部材１１には、レバー軸部５に挿通された傾動軸１１ａが設けられている。傾動軸１１ａは、第２傾動軸線Ｌ２に沿って延びている。第１傾動部材１１は、傾動軸１１ａを介してレバー軸部５に取り付けられている。また、第１傾動部材１１及びレバー軸部５は、傾動軸１１ａ回りに相対回転可能になっている。

レバー軸部５は、第１傾動部材１１を介して、ボディ部２に組み付けられている。これにより、レバー軸部５は、ボディ部２に対して、第１傾動軸線Ｌ１回りに傾動可能であるとともに、傾動軸１１ａ回り、すなわち第２傾動軸線Ｌ２回りに傾動可能になっている。すなわち、レバー部３は、ボディ部２に対して、複数方向に傾動可能になっている。なお、第１傾動軸線Ｌ１回り傾動操作は、幅方向の傾動操作であり、第２傾動軸線Ｌ２回りの傾動操作は、奥行き方向の傾動操作である。

第２傾動部材１２には、幅方向に長形の貫通孔１２ａが設けられている。貫通孔１２ａには、レバー軸部５が挿通される。レバー軸部５は、第２傾動軸線Ｌ２回りに傾動した場合に、貫通孔１２ａの奥行き方向側の周縁を押して、第２傾動部材１２を傾動させる。一方、レバー軸部５は、第１傾動軸線Ｌ１回りに傾動した場合には、貫通孔１２ａ内を幅方向に移動する。第２傾動部材１２は、レバー部３の第１傾動軸線Ｌ１回りの傾動には追従しない。

ボディ部２内には、第１傾動部材１１及び第２傾動部材１２の傾動をそれぞれ検出する図示しない検出部が設けられる。検出部は、例えば磁気センサであり、第１傾動部材１１及び第２傾動部材１２の各々に設けられた磁石１３，１４の回転をそれぞれ検出する。これにより、操作装置１では、幅方向及び奥行き方向のレバー部３の傾動が検出できる。

図２及び図３に示すように、操作装置１は、レバー部３を傾動操作の中立位置に保持する節度機構２０を備えている。また、節度機構２０は、レバー部３の傾動操作が行われた際、レバー部３に節度を付与するように構成されている。節度機構２０は、レバー部３と一体に傾動するようにレバー軸部５の端部に取り付けられた節度谷部２１と、節度谷部２１と対向する節度山部２２とを備えている。

節度谷部２１には、レバー部３の軸方向に沿って凹んだ凹部２３と、節度山部２２と接触する接触部２４とが設けられている（図３参照）。凹部２３及び接触部２４は、軸線Ｌａを中心に設けられている。凹部２３及び節度谷部２１は、節度谷部２１において節度山部２２と対向する下面に設けられている。本実施形態の場合、凹部２３は、略円錐形に凹むように形成されている。接触部２４は、凹部２３の周縁に設けられ、環状に形成されている。また、接触部２４は、レバー軸部５よりも大径に設けられている。

節度山部２２は、高さ方向、すなわち中立位置におけるレバー部３の軸方向に対して斜面状に形成されている。節度山部２２には、高さ方向に直交する平面状のプレート部２５と、プレート部２５において節度谷部２１と対向する上面に形成された円錐形状の突部２６が設けられている。突部２６は、中立位置における軸線Ｌａを中心に形成されている。本実施形態の場合、突部２６の外径は、凹部２３の外径よりも大きい。

突部２６は、レバー部３が中立位置にある場合に、節度谷部２１の凹部２３に挿入されつつ、接触部２４と線接触する。なお、線接触には、線状に接触すること、ある幅を有する帯状に接触すること、又は線状に並ぶ複数の点で接触することを含む。接触部２４及び突部２６は、中立位置におけるレバー部３の軸線Ｌａに対する周方向一帯で、線接触する。

ボディ部２内には、筒状のスリーブ部２７と、スリーブ部２７の高さ方向の下側に係止されたベース部２８とが設けられている。スリーブ部２７及びベース部２８は、ボディ部２に固定されている。節度山部２２及び節度谷部２１は、スリーブ部２７及びベース部２８によって囲われた空間内に配置されている。また、節度山部２２は、スリーブ部２７に対して、高さ方向にスライド可能に保持されている。すなわち、節度山部２２は、ボディ部２側に支持されている。

節度機構２０は、ベース部２８と節度山部２２との間に設けられた付勢部材２９を備えている。節度山部２２は、付勢部材２９により、高さ方向の上方、すなわち節度谷部２１へ向かって付勢されている。本実施形態の場合、４つの付勢部材２９が、中立位置における軸線Ｌａを中心に配置されている。

以下、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、レバー部３が中立位置にある場合、節度山部２２の突部２６の一部が、節度谷部２１の凹部２３内に挿入されている。また、節度山部２２の突部２６は、節度谷部２１の接触部２４に線接触している。このとき、突部２６は、付勢部材２９の付勢力によって、接触部２４に押し当てられている。これにより、レバー部３を中立位置に保持するように保持力が付与される。レバー部３は、付加された荷重が保持力に対して小さい場合、ボディ部２に対して傾動しない。レバー部３の保持力は、例えば付勢部材２９の付勢力、節度山部２２と節度谷部２１との接触面積、節度山部２２と節度谷部２１との接触箇所の位置、節度山部２２と節度谷部２１との間の摩擦、及び突部２６の傾斜角度などに関係する。

図５に示すように、レバー部３が上記保持力に対して大きな荷重で傾動操作された場合、節度谷部２１は、レバー部３とともに中立位置から傾動する。このとき、節度山部２２は、接触部２４に押されて、付勢部材２９の付勢力に反して、高さ方向の下方にスライドする。この付勢力により、レバー部３には節度が付与される。また、レバー部３の傾動に従って、節度谷部２１の接触部２４は、節度山部２２の突部２６の斜面に沿って摺動する。

また、レバー部３が傾動している状態下では、接触部２４において傾動操作の操作方向側の部分のみが突部２６と接触し、接触部２４の他の部分は、突部２６から離隔する。例えば、レバー頭部４が幅方向の一方側に傾動するように傾動操作された場合、接触部２４において幅方向の一方側の部分のみが突部２６と接触する。また、本実施形態の場合、接触部２４は環状であるので、レバー部３が傾動している状態下では、接触部２４と突部２６とは点接触又は点接触に近い状態となる。そのため、操作中において接触部２４及び突部２６の接触面積を減らすことができる。これにより、接触部２４及び突部２６の間の摩擦による抵抗が大きいためにレバー部３を操作し難いという事象が生じ難くなる。

レバー部３の傾動操作が解除された場合、節度山部２２は、付勢部材２９の付勢力によって、高さ方向の上方へ向かってスライドしつつ、節度谷部２１を押す。節度山部２２が、突部２６の斜面に沿って節度谷部２１を押すことにより、レバー部３が、傾動した位置から中立位置まで復帰する。このとき、接触部２４は、突部２６の斜面に沿って摺動する。レバー部３が中立位置まで戻ると、接触部２４と突部２６とが周方向一帯で線接触した状態（図４の状態）となる。

上記のように、レバー部３が中立位置にある場合、節度山部２２と節度谷部２１とが線接触している。これにより、仮にレバー部３が操作されていない状態で、レバー部３の自重や、振動などにより、レバー部３を傾動させる方向に荷重が付加されたとしても、この荷重を節度山部２２及び節度谷部２１の広い接触面積で受けることができる。これにより、レバー部３を安定して中立位置に保持できる。

レバー部３が中立位置にある場合、円錐形状に形成された突部２６と、環状の接触部２４とが、レバー部３の周方向一帯で線接触する。これにより、レバー部３にかかる荷重に対して、周方向の全方位でレバー部３を中立位置に保持するように保持力を付与することができる。また、レバー部３が中立位置から傾いた際に、突部２６と接触部２４との接触箇所が小さくなるので、操作時の抵抗を減らすことができ、それだけ操作感を向上できる。

接触部２４は、レバー部３の軸径に対して大径に設けられている。これにより、接触部２４でレバー部３の位置を保持するのにあたって、レバー部３の傾動の支点から離れた位置に接触部２４を設けることができる。

以下、本実施形態の効果について説明する。
（１）操作装置１は、ボディ部２に対して傾動操作が可能なレバー部３と、レバー部３を傾動操作の中立位置に保持するとともに、傾動操作が行われた際、レバー部３に節度を付与する節度機構２０と、を備えている。節度機構２０は、中立位置におけるレバー部３の軸方向に対して斜面状に形成された節度山部２２と、レバー部３が中立位置にある場合に、節度山部２２と線接触するように形成された節度谷部２１と、を備える。この構成によれば、レバー部３が操作されていない状態で、レバー部３の自重や振動などにより、レバー部３を傾動させる方向に荷重が付加されたとしても、この荷重を節度山部２２及び節度谷部２１の広い接触面積で受けることができる。これにより、ユーザが意図せずレバー部３が傾動することを抑制できる。したがって、レバー部３を安定して中立位置に保持できる。

（２）節度谷部２１は、節度山部２２の少なくとも一部が挿入される凹部２３と、節度山部２２と線接触する接触部２４と、を備えている。この構成によれば、凹部２３に節度山部２２を挿入した状態でレバー部３を保持することができる。

（３）接触部２４は、凹部２３の周縁に設けられている。この構成によれば、接触部２４と節度山部２２とを、節度山部２２が挿入された凹部２３の周縁で、好適に接触させることができる。

（４）節度山部２２は、節度谷部２１の凹部２３に挿入される円錐形状の突部２６を備えている。接触部２４は、環状に形成されている。この構成によれば、中立方向におけるレバー部３の周方向一帯で、突部２６に接触部２４を線接触させることができる。従って、レバー部３にかかる荷重に対して、周方向の全方位でレバー部３を中立位置に保持するように保持力を付与することができる。これは、レバー部３の安定的な保持に有利となる。

（５）節度谷部２１は、レバー部３側に設けられている。接触部２４は、レバー部３の軸径よりも大径に設けられている。この構成によれば、接触部２４でレバー部３の位置を保持するのにあたって、レバー部３の傾動の支点から離れた位置に接触部２４を設けることができる。これは、保持力を向上するのに有利となる。

（６）節度機構２０は、節度山部２２を節度谷部２１に向かって付勢する付勢部材２９を備えている。付勢部材２９は、レバー部３の傾動操作が解除された場合に、節度山部２２を介して節度谷部２１を押すことにより、節度山部２２に沿って、レバー部３を中立位置へ復帰させる。この構成によれば、付勢部材２９によって、レバー部３を中立位置に保持する保持力を付与するとともに、レバー部３を中立位置に復帰させることができる。

（７）レバー部３は、ボディ部２に対して複数方向に傾動操作が可能に設けられている。この構成によれば、レバー部３が複数方向に操作される操作装置１に適用できる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・レバー部３の操作方向は、特に限定されない。一つの軸回りに傾動されるものでもよい。また、レバー部３は、例えば奥行き方向及び幅方向に対して斜めの傾動が規制されていてもよい。また、レバー部３を傾動可能に支持する方法も、第１傾動部材１１及び第２傾動部材１２によるものに限定されず、仕様に応じて変更可能である。

・レバー部３の傾動を検出する検出部は、磁気センサに限定されず、種々のセンサを用いることができる。
・レバー部３は、操作後に位置が自動復帰するモーメンタリ式の動作をしてもよいし、操作後の位置が保持されるステーショナリ式に設けられてもよい。

・付勢部材２９は、節度谷部２１を節度山部２２に向かって付勢してもよい。これは、節度谷部２１がレバー部３に対して変位可能な構成に適用される。
・節度山部２２の形状は、円錐形状でもよいし、四角錐形状などの多角錐形状でもよいし、英文字Ｖ字状に斜面を有する山形状でもよい。

・節度山部２２には、プレート部２５が設けられず、突部２６のみが設けられてもよい。
・節度山部２２は、ボディ部２側の部材と一体に形成されてもよい。

・節度谷部２１の凹部２３及び接触部２４の中心は、軸線Ｌａとずれていてもよい。
・節度谷部２１の接触部２４は、節度山部２２のプレート部２５に接触するように設けられてもよい。

・節度谷部２１の接触部２４は、環状に設けることに限定されず、例えばレバー部３の周方向において、複数に分けて設けられてもよい。
・節度谷部２１には、凹部２３が設けられず、接触部２４のみが設けられてもよい。

・節度谷部２１がレバー部３に対して変位可能に設けられてもよい。
・節度谷部２１は、レバー部３と一体に形成されてもよい。
・節度谷部２１は、レバー部３に設けることに限定されず、ボディ部２側に設けられてもよい。

・節度山部２２は、ボディ部２側に設けることに限定されず、レバー部３に設けられてもよい。
・節度山部２２と節度谷部２１とは、円状に線接触することに限定されず、四角形状でもよいし、また、環状であることにも限定されず、例えば節度山部２２の頂点を挟んだ２つの線で接触してもよい。すなわち、節度山部２２と節度谷部２１とがレバー部３の周方向一帯で線接触することに限定されない。

・線接触には、線状に接触すること、帯状に接触すること、及び線状に並ぶ複数の点で接触することを含んでもよい。
・付勢部材２９の個数は特に限定されない。１つでもよいし、２つでもよいし、３つでもよいし、５つ以上でもよい。

・操作装置１は、傾動操作とは異なる操作が可能に設けられていてもよい。例えば、レバー頭部４が、軸線Ｌａ回りに回転操作可能に設けられていてもよい。
・操作装置１の操作対象は、特に限定されない。例えば車両、船舶、航空機などの移動体を操作するものであってもよいし、これら移動体に搭載される機器を操作するものであってもよいし、種々の機器や装置、設備に適用できる。

１…操作装置、２…ボディ部、３…レバー部、５…レバー軸部、２０…節度機構、２１…節度谷部、２２…節度山部、２３…凹部、２４…接触部、２５…プレート部、２６…突部、２７…スリーブ部、２８…ベース部、２９…付勢部材。

Claims (7)

1. ボディ部に対して傾動操作が可能なレバー部と、
   前記レバー部を前記傾動操作の中立位置に保持するとともに、前記傾動操作が行われた際、前記レバー部に節度を付与する節度機構と、を備え、
   前記節度機構は、
   前記ボディ部側及び前記レバー部側の一方に設けられ、前記中立位置における前記レバー部の軸方向に対して斜面状に形成された節度山部と、
   前記ボディ部側及び前記レバー部側の他方に設けられ、前記レバー部が前記中立位置にある場合に、前記節度山部と線接触するように形成された節度谷部と、を備える操作装置。
2. 前記節度谷部は、
   前記節度山部の少なくとも一部が挿入される凹部と、
   前記節度山部と線接触する接触部と、を備える
   請求項１に記載の操作装置。
3. 前記接触部は、前記凹部の周縁に設けられている
   請求項２に記載の操作装置。
4. 前記節度山部は、前記節度谷部の前記凹部に挿入される円錐形状の突部を備え、
   前記接触部は、環状に形成されている
   請求項２又は請求項３に記載の操作装置。
5. 前記節度谷部は、前記レバー部側に設けられ、
   前記接触部は、前記レバー部の軸径よりも大径に設けられている
   請求項２から請求項４のうちいずれか一項に記載の操作装置。
6. 前記節度機構は、前記節度山部を前記節度谷部に向かって付勢する付勢部材を備え、
   前記付勢部材は、前記レバー部の前記傾動操作が解除された場合に、前記節度山部を介して前記節度谷部を押すことにより、前記節度山部に沿って、前記レバー部を前記中立位置へ復帰させる
   請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の操作装置。
7. 前記レバー部は、前記ボディ部に対して複数方向に前記傾動操作が可能に設けられている
   請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の操作装置。

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