JP7112385B2 - 操作レバー - Google Patents

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Description

本発明は、操作レバーに関する。
ブルドーザ等の作業機械を操作する操作レバーは、傾動可能な操作レバーと、当該操作レバーの操作状態に応じて検出信号を出力するストローク検出装置とを備えている。操作レバーは、例えばユニバーサルジョイント等の伝達装置を介してストローク検出装置に取り付けられる。操作レバーは、ストローク検出装置に対して任意の方向に傾動させることが可能である。操作レバーには、ストローク検出装置に対向するようにディスクが取り付けられる。ディスクは、操作レバーと一体で姿勢が変動する。
ストローク検出装置は、ディスクに対向する部分に４本のロッドが配置される。４本のロッドは、所定の中心軸を中心とした同一円周上に周方向に等間隔となる位置に配置される。４本のロッドは、ディスクの姿勢が変動することにより、ディスクによって中心軸の軸線方向に押されて移動する。各ロッドには、ロッドと一体で移動する磁石が設けられる。各磁石は、ロッドと一体で移動する。また、ストローク検出装置は、各磁石の磁界を検出する磁気センサを有する。磁気センサは、検出した磁界の大きさに応じた電気信号を出力する。
上記のように構成された操作レバーは、操作レバーが中立位置に配置される状態では、ストローク検出装置の各ロッドが基準位置に配置される。この状態から操作レバーを傾動させると、ディスクの姿勢が変動し、ディスクによってロッドが押され、基準位置に対して中心軸の軸線方向にストロークする。ロッドがストロークすると、磁気センサに対する磁石の位置が軸線方向に変化するため、磁気センサが検出する磁界が変化する。ストローク検出装置は、磁気センサの検出結果を電気信号として出力する。ロッドのストローク量は、操作レバーの傾動方向や傾動量といった操作状態に対応している。したがって、ストローク検出装置は、操作レバーの操作状態に応じた電気信号を出力可能となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－１０７６９６号公報
上記のような操作レバーは、作業機械を高精度に操作するため誤検出を低減することが求められる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、誤検出を低減することが可能な操作レバーを提供することを目的とする。
本発明の第１態様に従えば、操作軸に対して点対称位置に配される一対のロッドと、前記各ロッドに配される磁石と、前記操作軸に垂直な平面上にあり一の前記ロッドと他の前記ロッドの中心を結ぶ第１直線に垂直な第２直線について線対称の位置に配される一対の磁気センサとを備える操作レバーが提供される。
本発明によれば、誤検出を低減することが可能なストローク検出装置及び操作レバーを提供することができる。
図１は、第１実施形態に係る操作レバーの一例を示す斜視図である。 図２は、操作レバーの一例を示す断面図である。 図３は、伝達装置及びストローク検出装置の一例を示す斜視図である。 図４は、中心軸の軸線方向から回路基板を見た場合の構成例を示す図である。 図５は、回路基板の１つの磁石について拡大して示す斜視図である。 図６は、中心軸の軸線方向から見た場合の磁石と磁気センサとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図７は、磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。 図８は、演算部の一例を示す回路図である。 図９は、操作レバーにおいてレバー部を傾動させた状態の一例を示す断面図である。 図１０は、処理部における処理内容の一例を示すブロック図である。 図１１は、第２実施形態に係るストローク検出装置の磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。 図１２は、演算部の一例を示す回路図である。 図１３は、処理部における処理内容の一例を示すブロック図である。 図１４は、中心軸の軸線方向から見た場合の磁石と磁気センサとの位置関係の変形例を模式的に示す図である。 図１５は、中心軸の軸線方向から見た場合の磁石と磁気センサとの位置関係の変形例を模式的に示す図である。
以下、本発明に係る操作レバーの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る操作レバー１００の一例を示す斜視図である。操作レバー１００は、レバー部１と、伝達装置２と、ストローク検出装置３とを備える。操作レバー１００は、レバー部１が操作された場合に、伝達装置２を介してストローク検出装置３に操作状態を伝達し、ストローク検出装置３から操作状態を検出する検出信号を出力する。本実施形態において、操作レバー１００は、建設機械に設置される。このような建設機械としては、例えばＩＣＴ（Information and Communication Technology）ブルドーザ等のＩＣＴ建設機械が挙げられる。操作レバー１００は、ＩＣＴブルドーザに設置される場合、例えばブレードの昇降動作及びチルト動作を行う際に用いることができる。
レバー部１は、例えば中立位置に配置された場合に直立姿勢で設けられる。レバー部１は、作業者が不図示の作業機械の運転席に着座した状態で、中立位置から例えば前方である第１方向Ｄ１、後方である第２方向Ｄ２、左方である第３方向Ｄ３、及び右方である第４方向Ｄ４のそれぞれの方向に傾動させることで操作される。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは、中立位置を基準とした反対の方向である。第３方向Ｄ３と第４方向Ｄ４とは、中立位置を基準とした反対の方向である。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４とは、互いに直交する方向である。
レバー部１は、円筒状の連結部材８の一端側に挿入される。連結部材８は、ブーツ９に取り付けられる。ブーツ９は、伝達装置２を覆うようにレバー部１とストローク検出装置３との間を接続する。ブーツ９は、例えば蛇腹状に形成される。ブーツ９は、レバー部１の姿勢に応じて変形可能である。
図２は、操作レバー１００の一例を示す断面図である。図２は、レバー部１が中立位置に配置された場合の一例を示している。図２は、中立位置に配置されたレバー部１の操作軸ＡＸ１を通り、かつ第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に平行な平面で操作レバー１００を切断した場合の一例を示している。図３は、伝達装置２及びストローク検出装置３の一例を示す斜視図である。
図２及び図３に示すように、伝達装置２は、連結軸４と、支持軸５と、ユニバーサルジョイント６と、ディスク７とを有する。連結軸４は、連結部材８の他端側に挿入される。連結軸４は、連結部材８によりレバー部１に連結され、レバー部１と一体となって傾動する。連結軸４の中心軸ＡＸ２は、レバー部１の操作軸ＡＸ１に一致する。支持軸５は、不図示の固定部材によりストローク検出装置３のプレート１２（後述）に固定される。レバー部１が中立位置に配置される場合、支持軸５の操作軸ＡＸ３は、レバー部１の操作軸ＡＸ１及び連結軸４の中心軸ＡＸ２に一致する。
ユニバーサルジョイント６は、連結軸４と支持軸５とを連結する。ユニバーサルジョイント６は、第１軸部材６ａと、回動部材６ｂと、第２軸部材６ｃとを有する。第１軸部材６ａは、例えば円柱状に形成され、支持軸５に固定される。第１軸部材６ａは、支持軸５の操作軸ＡＸ３の軸線方向に直交して配置される。本実施形態では、第１軸部材６ａは、例えば第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４に平行な方向に配置される。回動部材６ｂは、例えば四角柱状に形成され、第１軸部材６ａの軸線周りに回転可能に支持される。回動部材６ｂは、対向する平面同士が第１軸部材６ａによって貫通された状態で配置される。
第２軸部材６ｃは、例えば円柱状に形成され、連結軸４に固定される。第２軸部材６ｃは、支持軸５の操作軸ＡＸ３の軸線方向に直交し、かつ、第１軸部材６ａの軸線方向に直交して配置される。本実施形態では、第２軸部材６ｃは、例えば第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に平行な方向に配置される。第２軸部材６ｃは、回動部材６ｂにより、当該第２軸部材６ｃの軸線周りに回転可能に支持される。
第１軸部材６ａと第２軸部材６ｃとは、支持軸５の操作軸ＡＸ３の軸線方向に垂直な同一平面上に配置される。第１軸部材６ａの軸線と第２軸部材６ｂの軸線とは、操作軸ＡＸ３において交差する。このため、第１軸部材６ａ及び第２軸部材６ｃの一方は軸線方向の中央部を貫いた状態で配置され、他方は軸線方向の中央部を空けた状態で配置される。
レバー部１は、ユニバーサルジョイント６により、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４の任意の方向に傾動可能となっている。
ディスク７は、連結軸４の外周に固定される。ディスク７は、例えば円板状である。ディスク７は、ストローク検出装置３において後述の４つのピストン２５の突出部２５ｂに対向する対向面７ａを有する。対向面７ａは、レバー部１が直立姿勢となる場合、４つの突出部２５ｂの先端に当接する。対向面７ａは、レバー部１が傾動操作される場合、レバー部１の動作に連動して、操作軸ＡＸ３に垂直な平面に対して傾動する。
ストローク検出装置３は、装置本体１０と、ロッド２０と、磁石３０と、磁気センサ４０と、回路基板５０とを備える。なお、図３では、装置本体１０の図示を省略している。
装置本体１０は、筐体１１と、プレート１２とを有する。筐体１１は、例えば円筒状であり、ロッド２０、磁石３０、磁気センサ４０及び回路基板５０を収容する。本実施形態において、筐体１１の中心軸は、例えば支持軸５の操作軸ＡＸ３に一致するが、これに限定されない。プレート１２は、筐体１１において中心軸の軸線方向のレバー部１側の端部を塞ぐように配置される。プレート１２は、伝達装置２の支持軸５が固定される。プレート１２は、支持軸５を貫通する貫通孔と、後述のピストン２５を貫通する貫通孔とを有する。
ロッド２０は、例えば４つ設けられる。４つのロッド２０は、装置本体１０において所定の中心軸である筐体１１の中心軸（支持軸５の操作軸ＡＸ３）を中心とした同一円周上に配置される。４つのロッド２０は、操作軸ＡＸ３の軸線周りの方向に等しい間隔を空けて配置される。以下、４つのロッド２０を区別しないで説明する場合にはロッド２０と表記して説明し、４つのロッド２０を区別して説明する場合には「ロッド２１、２２、２３、２４」と異なる符号を付して説明する。４つのロッド２０を区別する場合、例えば、ロッド２１は、中心軸ＡＸに対して第１方向Ｄ１側に配置される。ロッド２２は、中心軸ＡＸに対して第２方向Ｄ２側に配置される。ロッド２３は、中心軸ＡＸに対して第３方向Ｄ３側に配置される。ロッド２４は、中心軸ＡＸに対して第４方向Ｄ４側に配置される。各ロッド２０は、中心軸ＡＸの軸線方向に沿って移動可能に設けられる。
各ロッド２０は、フランジ部２０ａと、磁石保持部２０ｂとを有する。フランジ部２０ａは、操作軸ＡＸ３の軸線方向においてレバー部１側に配置され、バネ部材２６の一端が当接される。磁石保持部２０ｂは、操作軸ＡＸ３の軸線方向において回路基板５０側に配置され、それぞれ後述の磁石３０を保持する。磁石保持部２０ｂは、操作軸ＡＸ３の軸線方向に平行な方向に回路基板５０を貫通して移動可能である。
各ロッド２０は、ピストン２５と、バネ部材２６と、バネ受部材２７とを介して筐体１１に取り付けられている。ピストン２５は、筒部２５ａと、突出部２５ｂとを有する。筒部２５ａは、例えば円筒状であり、筐体１１の内側に配置される。突出部２５ｂは、筒部２５ａの端部２５ｃからプレート１２の貫通孔を貫通してレバー部１側に突出する。突出部２５ｂの先端は、例えば半球状である。なお、突出部２５ｂの先端は、半球状に限定するものではなく、他の形状であってもよい。突出部２５ｂは、先端がディスク７の対向面７ａに向けて配置される。レバー部１が中立位置に配置される場合、４つのピストン２５は、それぞれ突出部２５ｂの先端が操作軸ＡＸ３に垂直な同一平面上に配置される。この場合、各突出部２５ｂの先端は、ディスク７の対向面７ａに当接される。
筒部２５ａの端部２５ｃには、凹部２５ｄが設けられる。凹部２５ｄは、ロッド２０のレバー部１側の端部が挿入される。各ロッド２０の当該端部が凹部２５ｄに挿入されることにより、ロッド２０と各ピストン２５とが一体となっている。
バネ部材２６は、各ロッド２０のフランジ部２０ａと、バネ受部材２７との間に弾性変形された状態で配置される。バネ受部材２７は、筐体１１に固定される。したがって、各バネ部材２６は、弾性力により、フランジ部２０ａをレバー部１側に押し付けた状態で配置される。したがって、上記のピストン２５は、バネ部材２６によりレバー部１側に押された状態で配置される。ピストン２５は、例えばディスク７から力が加えられない場合、筒部２５ａの端部２５ｃがプレート１２に当接し、レバー部１側への移動が規制された状態で配置される。
磁石３０は、４本のロッド２０の磁石保持部２０ｂにそれぞれ配置される。磁石３０は、それぞれ操作軸ＡＸ３の軸線方向に着磁されている。磁石３０は、ロッド２０が操作軸ＡＸ３の軸線方向に移動することにより、ロッド２０と一体で移動する。例えば、ロッド２０の磁石保持部２０ｂが回路基板５０を貫通して移動することにより、磁石３０は、ロッド２０と一体で、回路基板５０を貫通して移動する。以下、４つの磁石３０を区別しないで説明する場合には磁石３０と表記して説明する。また、４つの磁石３０を区別して説明する場合には、ロッド２１に保持される磁石３０を「磁石３１」と表記し、ロッド２２に保持される磁石３０を「磁石３２」と表記し、ロッド２３に保持される磁石３０を「磁石３３」と表記し、ロッド２４に保持される磁石３０を「磁石３４」と表記する。
図４は、操作軸ＡＸ３の軸線方向から回路基板５０を見た場合の構成例を示す図である。図５は、回路基板５０の１つの磁石３０（磁石３３）について拡大して示す斜視図である。図５では、ロッド２０の磁石保持部２０ｂ以外の部分の図示を省略している。図４及び図５に示すように、回路基板５０には、貫通孔５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが形成される。貫通孔５０ａは、ロッド２１を貫通させる。貫通孔５０ｂは、ロッド２２を貫通させる。貫通孔５０ｃは、ロッド２３を貫通させる。貫通孔５０ｃは、ロッド２４を貫通させる。
回路基板５０には、磁気ガイド３５が配置される。磁気ガイド３５は、例えば磁性体を用いて円筒状に形成され、貫通孔５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを囲う位置に配置される。したがって、磁気ガイド３５は、各磁石３０が移動する部分の周囲に配置される。ロッド２０が中心軸ＡＸの軸線方向に移動する場合、各磁石３０は、磁気ガイド３５の内側を移動する。磁気ガイド３５は、内側の磁石３０の磁界を案内することで、磁石３０の磁界が磁気ガイド３５の外側に漏れ出すことを抑制する。
図６は、操作軸ＡＸ３の軸線方向から見た場合の磁石３０と磁気センサ４０との位置関係の一例を模式的に示す図である。図６に示すように、４つの磁石３０のうち、磁石３１と磁石３２とは、操作軸ＡＸ３に直交する方向に対向して配置される。また、磁石３３と磁石３４とは、操作軸ＡＸ３に直交する方向に対向して配置される。
磁気センサ４０は、例えば８個配置される。８つの磁気センサ４０は、回路基板５０に実装される。８つの磁気センサ４０は、４つの磁石３０の磁界を検出する。８つの磁気センサ４０としては、例えばホール素子等が用いられる。磁気センサ４０は、磁石３０の変位による磁界の向きの変化を検出し、検出結果を出力信号として出力する。以下、８つの磁気センサ４０を区別しないで説明する場合には磁気センサ４０と表記して説明する。８つの磁気センサ４０を区別して説明する場合には、「磁気センサ４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８」と異なる符号を付して表記する。
８つの磁気センサ４０のうち、磁気センサ４１、４５は、磁石３１の磁界を検出する。磁気センサ４２、４６は、磁石３２の磁界を検出する。磁気センサ４３、４７は、磁石３３の磁界を検出する。磁気センサ４４、４８は、磁石３４の磁界を検出する。例えば、磁気センサ４１、４２、４３、４４は通常時に使用され、磁気センサ４５、４６、４７、４８は磁気センサ４４に不具合が生じた場合等、バックアップとして使用される。この場合、例えば磁気センサ４１、４２の一方に不具合が生じた場合には、磁気センサ４１、４２の双方の使用を停止し、磁気センサ４５、４６の使用に切り替える。同様に、例えば磁気センサ４３、４４の一方に不具合が生じた場合には、磁気センサ４３、４４の双方の使用を停止し、磁気センサ４７、４８の使用に切り替える。
回路基板５０を操作軸ＡＸ３の軸線方向から見た場合、磁気センサ４１は、磁石３１に対して、磁石３１と磁石３２との中心同士を結ぶ線分（第１直線）Ｌ１の垂直二等分線（第２直線）Ｌ２に平行な方向に並んで配置される。線分Ｌ１及び垂直二等分線Ｌ２は、仮想線である。磁気センサ４２は、磁石３２に対して、当該垂直二等分線Ｌ２に平行な方向に並んで配置される。また、磁気センサ４１と磁気センサ４２とは、当該垂直二等分線Ｌ２に対して線対称となる位置に配置される。
磁気センサ４３は、磁石３３に対して、磁石３３と磁石３４との中心同士を結ぶ線分（第１直線）Ｌ３の垂直二等分線（第２直線）Ｌ４に平行な方向に並んで配置される。線分Ｌ３及び垂直二等分線Ｌ４は、仮想線である。磁気センサ４４は、磁石３４に対して、当該垂直二等分線Ｌ４に平行な方向に並んで配置される。また、磁気センサ４３と磁気センサ４４とは、当該垂直二等分線Ｌ４に対して線対称となる位置に配置される。なお、本実施形態では、線分Ｌ１と垂直二等分線Ｌ４の一部とが一致している。また、線分Ｌ３と垂直二等分線Ｌ２の一部とが一致している。
また、磁気センサ４５は、磁石３１に対して、垂直二等分線Ｌ２に平行な方向であって磁気センサ４１とは反対側に並んで配置される。したがって、１つの磁石３１に対して、磁気センサ４１と磁気センサ４５とが垂直二等分線Ｌ２に平行な方向の両側に配置される。磁気センサ４６は、磁石３２に対して、当該垂直二等分線Ｌ２に平行であって磁気センサ４２とは反対側に並んで配置される。したがって、１つの磁石３２に対して、磁気センサ４２と磁気センサ４６とが垂直二等分線Ｌ２に平行な方向の両側に配置される。また、磁気センサ４５と磁気センサ４６とは、当該垂直二等分線Ｌ２に対して線対称となる位置に配置される。
磁気センサ４７は、磁石３３に対して、垂直二等分線Ｌ４に平行な方向であって磁気センサ４３とは反対側に並んで配置される。したがって、１つの磁石３３に対して、磁気センサ４３と磁気センサ４７とが垂直二等分線Ｌ２に平行な方向の両側に配置される。磁気センサ４８は、磁石３４に対して、当該垂直二等分線Ｌ４に平行であって磁気センサ４４とは反対側に並んで配置される。したがって、１つの磁石３４に対して、磁気センサ４４と磁気センサ４８とが垂直二等分線Ｌ４に平行な方向の両側に配置される。また、磁気センサ４７と磁気センサ４８とは、当該垂直二等分線Ｌ４に対して線対称となる位置に配置される。
図７は、磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。図７では、磁気センサ４１、４２、４３、４４の各出力値をグラフで示している。磁気センサ４１、４２についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３１の変位を示し、横軸の左方向が磁石３２の変位を示す。また、磁気センサ４３、４４についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３３の変位を示し、横軸の左方向が磁石３４の変位を示す。
図７に示すように、磁気センサ４１は、磁石３１が変位しない場合、つまり、磁石３１が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号４１ａとして出力する。なお、磁気センサ４１は、磁石３１が変位しない場合には、磁石３２の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号４１ａとして出力する。基準電圧値は、例えば０Ｖとすることができる。磁石３１が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ４１は、磁石３１の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号４１ｂとして出力する。出力信号４１ｂは、磁石３１の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石３１の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号４１ｂは、磁石３１の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石３１が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
また、磁気センサ４２は、磁石３２が変位しない場合、つまり、磁石３２が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号４２ｂとして出力する。なお、磁気センサ４２は、磁石３２が変位しない場合には、磁石３１の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号４２ｂとして出力する。基準電圧値は、例えば０Ｖとすることができる。磁石３２が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ４２は、磁石３２の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号４２ａとして出力する。出力信号４２ａは、磁石３２の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石３２の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号４２ａは、磁石３２の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石３２が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
同様に、磁気センサ４３は、磁石３３が変位しない場合、つまり、磁石３３が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号４３ａとして出力する。なお、磁気センサ４３は、磁石３３が変位しない場合には、磁石３４の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号４３ａとして出力する。基準電圧値は、例えば０Ｖとすることができる。磁石３３が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ４３は、磁石３３の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号４３ｂとして出力する。出力信号４３ｂは、磁石３３の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石３３の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号４３ｂは、磁石３３の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石３３が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
また、磁気センサ４４は、磁石３４が変位しない場合、つまり、磁石３４が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号４４ｂとして出力する。なお、磁気センサ４４は、磁石３４が変位しない場合には、磁石３３の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号４４ｂとして出力する。基準電圧値は、例えば０Ｖとすることができる。磁石３４が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ４４は、磁石３４の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号４４ａとして出力する。出力信号４４ａは、磁石３４の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石３４の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号４４ａは、磁石３４の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石３４が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
回路基板５０は、処理部５１、５２を有する。処理部５１は、磁気センサ４１、４２の出力信号に基づいて、検出信号を生成して出力する。処理部５１は、演算部５３を有する。演算部５３は、磁気センサ４１、４２の出力信号が入力される。演算部５３は、磁気センサ４１の出力信号から磁気センサ４２の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。図８は、演算部５３の一例を示す回路図である。図８に示すように、演算部５３としては、例えば抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒｆと、オペアンプＯＡと、を有する減算回路を用いることができる。演算部５３に対して、磁気センサ４１の出力信号Ｖ１と、磁気センサ４２の出力信号Ｖ２とが入力されることにより、これらの差分が増幅された検出信号Ｖｏｕｔが出力される。
処理部５２は、磁気センサ４３、４４の検出結果に基づいて、検出信号を生成して出力する。処理部５２は、演算部５４を有する。演算部５４は、磁気センサ４３、４４の出力信号が入力される。演算部５４は、磁気センサ４３の出力信号から磁気センサ４４の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。演算部５４としては、図８に示す減算回路と同様の回路を用いることができる。
また、回路基板５０は、磁気センサ４５、４６の出力信号に基づいて検出信号を生成して出力する処理部５５と、磁気センサ４７、４８の出力信号に基づいて検出信号を生成して出力する処理部５６とを有する。処理部５５は、演算部５７を有する。演算部５７は、磁気センサ４５の出力信号から磁気センサ４６の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。また、処理部５６は、演算部５８を有する。演算部５８は、磁気センサ４７の出力信号から磁気センサ４８の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。演算部５７、５８としては、図８に示す減算回路と同様の回路を用いることができる。
図９は、操作レバー１００においてレバー部１を傾動させた状態の一例を示す断面図である。図９に示すように、例えばレバー部１を中立位置に対して第１方向Ｄ１に傾けた場合、ディスク７の第１方向Ｄ１側の部分がストローク検出装置３側に傾き、第２方向Ｄ２側の部分がレバー部１側に傾く。ディスク７の傾きにより、操作軸ＡＸ３に対して第１方向Ｄ１側に配置されたロッド２１がディスク７によって押されて回路基板５０側に移動する。また、ディスク７の第２方向Ｄ２側の部分がレバー部１側に傾くことにより、ディスク７と、操作軸ＡＸ３に対して第２方向Ｄ２側に配置されたピストン２５の先端とが離れて隙間が生じる。この場合、ロッド２２は、当該ロッド２２を下方に押す力が作用しないため、基準位置に配置された状態を維持する。また、ディスク７の第３方向Ｄ３側及び第４方向Ｄ４側については傾きが変化しない。このように、レバー部１を第１方向Ｄ１に傾けた場合、ロッド２１のみが押し下げられる。
また、例えば、レバー部１を中立位置に対して第２方向Ｄ２に傾けた場合、ディスク７の第２方向Ｄ２側の部分がストローク検出装置３側に傾き、第１方向Ｄ１側の部分がレバー部１側に傾く。ディスク７の傾きにより、操作軸ＡＸ３に対して第２方向Ｄ２側に配置されたロッド２２がディスク７によって押されて回路基板５０側に移動する。また、ディスク７の第１方向Ｄ１側の部分がレバー部１側に傾くことにより、ディスク７と、操作軸ＡＸ３に対して第１方向Ｄ１側に配置されたピストン２５の先端とが離れて隙間が生じる。この場合、ロッド２１は、当該ロッド２１を下方に押す力が採用しないため、基準位置に配置された状態を維持する。また、ディスク７の第３方向Ｄ３側及び第４方向Ｄ４側については傾きが変化しない。このように、レバー部１を第２方向Ｄ２に傾けた場合、ロッド２２のみが押し下げられる。
同様に、レバー部１を第３方向Ｄ３に傾けた場合、ロッド２３のみが押し下げられる。また、レバー部１を第４方向Ｄ４に傾けた場合、ロッド２４のみが押し下げられる。また、レバー部１を第１方向Ｄ１と第４方向Ｄ４との間の方向に傾けた場合、ロッド２１及びロッド２４が押し下げられる。また、レバー部１を第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３との間の方向に傾けた場合、ロッド２２及びロッド２３が押し下げられる。また、レバー部１を第１方向Ｄ１と第３方向Ｄ３との間の方向に傾けた場合、ロッド２１及びロッド２３が押し下げられる。また、レバー部１を第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ４との間の方向に傾けた場合、ロッド２２及びロッド２４が押し下げられる。
したがって、例えば、レバー部１を中立位置に対して第１方向Ｄ１に傾けた場合、ロッド２１のみが押し下げられ、ロッド２１と一体で磁石３１が移動する。磁石３１の移動により、磁気センサ４１は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号４１ｂを出力する（図７参照）。また、磁石３２の移動は無く、磁気センサ４２は基準電圧値である出力信号４２ｂを出力する（図７参照）。
この場合、磁気センサ４１の出力信号４１ｂと磁気センサ４２の出力信号４２ｂとが、それぞれ演算部５３に入力される。演算部５３は、出力信号４１ｂから出力信号４２ｂを減算し、当該減算値を増幅して出力する。処理部５１は、演算部５３から出力された信号を検出信号Ｓ１として出力する（図７参照）。検出信号Ｓ１は、磁石３１の変位、つまりレバー部１の第１方向Ｄ１への傾きが大きいほど、出力値が大きくなる。また、検出信号Ｓ１は、レバー部１の第１方向Ｄ１への傾きが小さいほど、出力値が小さくなる。
また、ディスク７の第３方向Ｄ３側及び第４方向Ｄ４側については傾きが変化しない。このため、操作軸ＡＸ３に対して第３方向Ｄ３側に配置されたロッド２３と、操作軸ＡＸ３に対して第４方向Ｄ４側に配置されたロッド２４とについては、ディスク７によって押されることなく、基準位置に配置された状態を維持する。したがって、磁石３３、３４の移動は無い。
一方、本実施形態の構成において、磁気センサ４３、４４は、磁石３１、３２、３３、３４で生じる磁界の一部を検出することがある。例えば、磁石３１が回路基板５０側に移動する場合、磁気センサ４３、４４は、磁石３１で生じる磁界の一部を検出することがある。
図１０は、磁気センサ４３、４４が磁石３１で生じる磁界の一部を検出する場合の処理内容の一例を示すブロック図である。図１０では、図７と同様に、磁気センサ４１、４２、４３、４４の各出力値をグラフで示している。磁気センサ４１、４２についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３１の変位を示し、横軸の左方向が磁石３２の変位を示す。また、磁気センサ４３、４４についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３３の変位を示し、横軸の左方向が磁石３４の変位を示す。
図１０に示すように、磁気センサ４３、４４は、磁石３１で生じる磁界の一部を検出した場合、当該磁界に対応する電圧が加算された出力信号を出力する。つまり、磁気センサ４３は、出力信号４３ａ、４３ｂにそれぞれ電圧Ｖａが加算された出力信号４３ｃ、４３ｄを出力する。磁気センサ４４は、出力信号４４ａ、４４ｂにそれぞれ電圧Ｖｂが加算された出力信号４４ｃ、４４ｄを出力する。
本実施形態の構成では、磁気センサ４３と磁気センサ４４とは、当該垂直二等分線Ｌ４に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３１からの距離が互いに等しい。したがって、磁石３１で生じる磁界の強さは、理論上、磁気センサ４３が配置される位置と、磁気センサ４４が配置される位置とで等しくなる。このため、磁気センサ４３、４４は、磁石３１で生じる等しい強さの磁界を検出する。よって、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとが等しい値となるため、出力信号４３ｃ、４３ｄと、出力信号４４ｃ、４４ｄとが、それぞれ等しい値の電圧信号となる。
磁気センサ４３の出力信号４３ｃ、４３ｄと磁気センサ４４の出力信号４４ｃ、４４ｄとは、演算部５４に入力される。演算部５４は、出力信号４３ｃ、４３ｄから出力信号４４ｃ、４４ｄを減算し、当該減算値を増幅して出力する。上記のように出力信号４３ｃ、４３ｄと出力信号４４ｃ、４４ｄとがそれぞれ等しい値の電圧信号であるため、演算部５４で減算された出力結果において、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとがキャンセルされる。
上記のように、演算部５４は、磁気センサ４３、４４から出力される出力信号４３ｃ、４３ｄ、出力信号４４ｃ、４４ｄのうち、磁石３１で生じた磁界の一部に対応する電圧Ｖａ、電圧Ｖｂを、演算により打ち消して検出信号Ｓ２を出力する。このため、磁石３１で生じた磁界の一部を磁気センサ４３、４４が検出する場合であっても、処理部５２は、磁気センサ４３、４４の出力信号のうち当該磁界の一部に対応する電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂを出力しない。
また、例えばレバー部１を中立位置に対して第２方向Ｄ２に傾けた場合、ロッド２２のみが押し下げられ、ロッド２２と一体で磁石３２が移動する。磁石３２の移動により、磁気センサ４２は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号４２ａを出力する（図７参照）。また、磁石３１の移動は無く、磁気センサ４１は基準電圧値である出力信号４１ａを出力する（図７参照）。
磁気センサ４１の出力信号４１ａと磁気センサ４２の出力信号４２ａとは、演算部５３に入力される。演算部５３は、出力信号４１ａから出力信号４２ａを減算し、当該減算値を増幅して出力する。処理部５１は、演算部５３から出力された信号を検出信号Ｓ２として出力する（図７参照）。検出信号Ｓ２は、負の値となる。検出信号Ｓ２は、磁石３２の変位、つまりレバー部１の第２方向Ｄ２への傾きが大きいほど、出力値が小さくなる（絶対値は大きくなる）。また、検出信号Ｓ２は、レバー部１の第２方向Ｄ２への傾きが小さいほど、出力値が大きくなる（絶対値は小さくなる）。
また、ディスク７の第３方向Ｄ３側及び第４方向Ｄ４側については傾きが変化しないため、磁石３３、３４の移動は無い。一方、磁石３２が回路基板５０側に移動する場合、磁気センサ４３、４４は、磁石３２で生じる磁界の一部を検出することがある。磁気センサ４３、４４は、磁石３２で生じる磁界の一部を検出した場合、当該磁界に対応する電圧が加算された出力信号を出力する。
磁気センサ４３と磁気センサ４４とは、当該垂直二等分線Ｌ４に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３２からの距離についても互いに等しい。このため、例えばレバー部１を第２方向Ｄ２に傾けて磁石３２を移動させる場合についても、磁石３１が移動する場合と同様に、演算部５４は、磁気センサ４３、４４から出力される出力信号のうち、磁石３２で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を打ち消す。このため、磁石３２で生じた磁界の一部を磁気センサ４３、４４が検出する場合であっても、処理部５２は、磁気センサ４３、４４の出力信号のうち当該磁界の一部に対応する電圧を出力しない。
また、例えばレバー部１を中立位置に対して第３方向Ｄ３に傾けた場合、ロッド２３のみがディスク７によって押されて回路基板５０側に移動し、ロッド２３と一体で磁石３３が移動する。磁石３３の移動により、磁気センサ４３は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号４３ｂを出力する（図７参照）。また、ディスク７の第４方向Ｄ４側の部分がレバー部１側に傾く場合、ロッド２４は、基準位置に配置された状態を維持する。したがって、磁石３４の移動は無く、磁気センサ４４は基準電圧値である出力信号４４ｂを出力する（図７参照）。
また、例えばレバー部１を中立位置に対して第４方向Ｄ４に傾けた場合、ロッド２４のみがディスク７によって押されて回路基板５０側に移動し、ロッド２４と一体で磁石３４が移動する。磁石３４の移動により、磁気センサ４４は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号４４ａを出力する（図７参照）。また、ディスク７の第３方向Ｄ３側の部分がレバー部１側に傾く場合、ロッド２３は、基準位置に配置された状態を維持する。したがって、磁石３３の移動は無く、磁気センサ４３は基準電圧値である出力信号４３ａを出力する（図７参照）。
磁気センサ４３の出力信号４３ａ、４３ｂと磁気センサ４４の出力信号４４ａ、４４ｂとは、演算部５４に入力される。演算部５４は、出力信号４３ａ、４３ｂから出力信号４４ａ、４４ｂを減算し、当該減算値を増幅して出力する。処理部５２は、演算部５４から出力された信号を検出信号Ｓ３、Ｓ４として出力する（図７参照）。検出信号Ｓ３は、磁石３３の変位、つまりレバー部１の第３方向Ｄ３への傾きが大きいほど、出力値が大きくなる。また、検出信号Ｓ３は、レバー部１の第３方向Ｄ３への傾きが小さいほど、出力値が小さくなる。また、検出信号Ｓ４は、負の値となる。検出信号Ｓ４は、磁石３４の変位、つまりレバー部１の第４方向Ｄ４への傾きが大きいほど、出力値が小さくなる（絶対値は大きくなる）。また、検出信号Ｓ４は、レバー部１の第４方向Ｄ４への傾きが小さいほど、出力値が大きくなる（絶対値は小さくなる）。
また、磁気センサ４１と磁気センサ４２とは、当該垂直二等分線Ｌ２に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３３、３４からの距離が互いに等しい。このため、レバー部１を第３方向Ｄ３、第４方向Ｄ４に傾けて磁石３３、３４を移動させる場合については、上記同様に、演算部５３は、磁気センサ４１、４２から出力される出力信号のうち、磁石３３、３４で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を演算により打ち消す。
また、磁気センサ４５と磁気センサ４６とは、当該垂直二等分線Ｌ２に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３３、３４からの距離が互いに等しい。このため、磁石３３、３４が移動する場合については、上記同様に、演算部５７は、磁気センサ４５、４６から出力される出力信号のうち、磁石３３、３４で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を演算により打ち消す。
また、磁気センサ４７と磁気センサ４８とは、当該垂直二等分線Ｌ４に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３１、３２からの距離が互いに等しい。このため、磁石３１、３２が移動する場合については、上記同様に、演算部５８は、磁気センサ４７、４８から出力される出力信号のうち、磁石３１、３２で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を打ち消す。
以上のように、本実施形態に係る操作レバー１００は、操作軸ＡＸ３に対して点対称位置に配される一対のロッド２０と、各ロッド２０に配される磁石３０と、操作軸ＡＸ３に垂直な平面上にあり一のロッド２０と他のロッド２０の中心を結ぶ線分Ｌ１、Ｌ３に垂直な二等分線Ｌ２、Ｌ４について線対称の位置に配される一対の磁気センサ４０とを備える。
操作レバー１００は、一対の磁気センサ４０が、当該垂直二等分線Ｌ２、Ｌ４について線対称となる位置に配置されるため、一対のロッド２０に配される各磁石３０からの距離が互いに等しい。したがって、各磁石３０で生じる磁界の強さは、一方の磁気センサ４０が配置される位置と、他方の磁気センサ４０が配置される位置とで等しくなる。このため、一方の磁気センサ４０は、各磁石３０で生じる磁界について、等しい強さの磁界を検出し、等しい値の電圧信号を出力することができる。このため、操作レバー１００は、例えば一方の磁気センサ４０の出力信号と、他方の磁気センサ４０の出力信号とに基づいて検出信号を生成することで、一対の磁気センサ４０の出力信号のうち、本来の検出対象である磁石３０の磁界に対応する成分を出力し、かつ、本来の検出対象ではない磁石３０の磁界に対応する成分を打ち消すことができる。これにより、操作レバー１００は、磁石３０に個別に磁気シールド等を設けることなく、誤検出を低減することができる。また、操作レバー１００は、磁気シールド等を設けるスペースを省略することができるため、大型化を抑制できる。
また、本実施形態に係る操作レバー１００は、一対のロッド２０と、磁石３０と、一対の磁気センサ４０と、磁気センサ４０の出力信号に基づいて、各磁石３０の相対位置の変化についての検出信号を出力する回路基板５０とを備える。
これにより、操作レバー１００は、回路基板５０の演算で一方の磁気センサ４０の出力信号と、他方の磁気センサ４０の出力信号とに基づいて検出信号を生成することで、一対の磁気センサ４０の出力信号のうち、本来の検出対象である磁石３０の磁界に対応する成分を出力し、かつ、本来の検出対象ではない磁石３０の磁界に対応する成分を打ち消すことができる。
また、操作レバー１００において、処理部５１は、磁石３１を検出する磁気センサ４１の検出結果から、磁石３２を検出する磁気センサ４２の検出結果を減算した算出結果に基づいて検出信号を生成する。また、処理部５２は、磁石３３を検出する磁気センサ４３の検出結果から、磁石３４を検出する磁気センサ４４の検出結果を減算した算出結果に基づいて検出信号を生成する。これにより、複雑な信号処理を用いることなく、確実に誤検出を低減することができる。
また、操作レバー１００において、磁気センサ４１、４２は、検出対象となる磁石３１、３２に対して垂直二等分線Ｌ２に平行な方向に並んで配置される。また、磁気センサ４３、４４は、検出対象となる磁石３３、３４に対して垂直二等分線Ｌ４に平行な方向に並んで配置される。これにより、磁気センサ４１、４２、４３、４４は、検出対象となる磁石３１、３２、３３、３４の磁界を高精度に検出することができる。
また、操作レバー１００において、磁気センサ４０は、１つの磁石３０に対して２つ設けられる。例えば、１つの磁石３１に対して、２つの磁気センサ４１、４５が設けられる。また、１つの磁石３２に対して、２つの磁気センサ４２、４６が設けられる。また、１つの磁石３３に対して、２つの磁気センサ４３、４７が設けられる。また、１つの磁石３４に対して、２つの磁気センサ４４、４８が設けられる。これにより、磁気センサ４０の冗長性を確保することができる。例えば、２つの磁気センサ４０のうち一方の磁気センサ４１、４２、４３、４４を通常時に用いることとし、他方の磁気センサ４５、４６、４７、４８をバックアップとして用いることができる。
また、この場合、１つの磁石３１に対して設けられる２つの磁気センサ４１、４５は、検出対象となる磁石３１に対して垂直二等分線Ｌ２に平行な方向の両側に配置される。１つの磁石３２に対して設けられる２つの磁気センサ４２、４６は、検出対象となる磁石３２に対して垂直二等分線Ｌ２に平行な方向の両側に配置される。１つの磁石３３に対して設けられる２つの磁気センサ４３、４７は、検出対象となる磁石３３に対して垂直二等分線Ｌ４に平行な方向の両側に配置される。１つの磁石３４に対して設けられる２つの磁気センサ４４、４８は、検出対象となる磁石３４に対して垂直二等分線Ｌ４に平行な方向の両側に配置される。これにより、８つの磁気センサ４０をコンパクトに配置することができる。
また、この場合、２つの磁気センサ４１、４５は、検出対象となる１つの磁石３１からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。２つの磁気センサ４２、４６は、検出対象となる１つの磁石３２からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。２つの磁気センサ４３、４７は、検出対象となる１つの磁石３３からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。２つの磁気センサ４４、４８は、検出対象となる１つの磁石３４からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。これにより、磁気センサ４１、４２、４３、４４と、磁気センサ４５、４６、４７、４８との間で、出力信号の大きさをほぼ等しい値とすることができる。これにより、信号処理を複雑化することなく、磁気センサ４０の冗長性を確保することができる。
［第２実施形態］
続いて、第２実施形態を説明する。上記第１実施形態では、処理部５１、５２において、一方の磁気センサ４０の出力信号から他方の磁気センサ４０の出力信号を減算した算出結果に基づいて検出信号を出力する構成を例に挙げて説明したが、本実施形態では、一方の磁気センサ４０の出力信号と他方の磁気センサ４０の出力信号とを加算した算出結果に基づいて検出信号を出力する構成である。
図１１は、第２実施形態に係る操作レバーの磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。図１１では、磁気センサ１４１、１４２、１４３、１４４の各出力値をグラフで示している。磁気センサ１４１、１４２についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３１の変位を示し、横軸の左方向が磁石３２の変位を示す。また、磁気センサ１４３、１４４についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３３の変位を示し、横軸の左方向が磁石３４の変位を示す。第２実施形態では、磁気センサの構成と、処理部における演算内容とが第１実施形態に係るストローク検出装置３とは異なっている。以下、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図１１に示すように、ストローク検出装置１０３の磁気センサ１４１、１４５は、磁石３１の磁界を検出する。磁気センサ１４２、１４６は、磁石３２の磁界を検出する。磁気センサ１４３、１４７は、磁石３３の磁界を検出する。磁気センサ１４４、１４８は、磁石３４の磁界を検出する。以下、磁気センサ１４１、１４２、１４３、１４４を例に挙げて説明するが、磁気センサ１４５、１４６、１４７、１４８についても同様の説明が可能である。
図１１に示すように、磁気センサ１４１と、磁気センサ１４２とは、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。例えば、磁気センサ１４１は、磁石３１が変位しない場合、つまり、磁石３１が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号１４１ａとして出力する。なお、磁気センサ１４１は、磁石３１が変位しない場合には、磁石３２の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号１４１ａとして出力する。磁気センサ１４１は、磁石３１が基準位置に対して変位する場合、磁石３１の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号１４１ｂとして出力する。
また、磁気センサ１４２は、磁石３２が変位しない場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号１４２ｂとして出力する。また、磁気センサ１４２は、磁石３２が基準位置に対して変位する場合、磁石３２の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号１４２ａとして出力する。
処理部１５１は、演算部１５３を有する。演算部１５３は、磁気センサ１４１の出力信号と、磁気センサ１４２の出力信号とを加算し、加算値を増幅して出力する。図１２は、演算部１５３の一例を示す回路図である。図１２に示すように、演算部１５３としては、例えば抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒｆａ、と、オペアンプＯＡ１と、を有する加算回路と、抵抗Ｒ３、Ｒｆｂと、オペアンプＯＡ２とを有する反転回路とを用いることができる。演算部１５３に対して、磁気センサ１４１の出力信号Ｖ１と、磁気センサ１４２の出力信号Ｖ２とが入力されることにより、これらの加算値が増幅された検出信号Ｖｏｕｔが出力される。
また、磁気センサ１４３と、磁気センサ１４４とは、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。例えば、磁気センサ１４３は、磁石３３が変位しない場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号１４３ａとして出力する。磁気センサ１４３は、磁石３３が基準位置に対して変位する場合、磁石３３の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号１４３ｂとして出力する。
磁気センサ１４４は、磁石３４が変位しない場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号１４４ｂとして出力する。磁気センサ１４４は、磁石３４が基準位置に対して変位する場合、磁石３４の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号１４４ａとして出力する。
処理部１５２は、演算部１５４を有する。演算部１５４は、磁気センサ１４３の出力信号と、磁気センサ１４４の出力信号とを加算し、加算値を増幅して出力する。演算部１５４としては、図１２に示す加算回路と同様の回路を用いることができる。
上記構成において、例えばレバー部１を第１方向Ｄ１に傾けた場合、磁気センサ１４１、１４２は、それぞれ出力信号１４１ｂ、１４２ｂを出力する（図１１参照）。この場合、磁気センサ１４１の出力信号１４１ｂと磁気センサ１４２の出力信号１４２ｂとが、演算部１５３に入力される。演算部１５３は、出力信号１４１ｂと出力信号１４２ｂを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部１５１は、演算部１５３から出力された信号を検出信号Ｓ１１として出力する。
また、例えばレバー部１を第２方向Ｄ２に傾けた場合、磁気センサ１４１、１４２は、それぞれ出力信号１４１ａ、１４２ａを出力する（図１１参照）。この場合、磁気センサ１４１の出力信号１４１ａと磁気センサ１４２の出力信号１４２ａとが、演算部１５３に入力される。演算部１５３は、出力信号１４１ａと出力信号１４２ａを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部１５１は、演算部１５３から出力された信号を検出信号Ｓ１２として出力する。
レバー部１を第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２に傾けた場合、ディスク７の第３方向Ｄ３側及び第４方向Ｄ４側については傾きが変化しない。したがって、磁石３３、３４の移動は無い。一方、磁気センサ１４３、１４４は、磁石３１、３２で生じる磁界の一部を検出することがある。
図１３は、磁気センサ１４３、１４４が磁石３１で生じる磁界の一部を検出する場合の処理内容の一例を示すブロック図である。図１３では、図１１と同様に、磁気センサ１４１、１４２、１４３、１４４の各出力値をグラフで示している。磁気センサ１４１、１４２についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３１の変位を示し、横軸の左方向が磁石３２の変位を示す。また、磁気センサ１４３、１４４についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石３３の変位を示し、横軸の左方向が磁石３４の変位を示す。
図１３に示すように、磁気センサ１４３は、出力信号１４３ａ、１４３ｂにそれぞれ電圧Ｖｃが加算された出力信号１４３ｃ、１４３ｄを出力する。磁気センサ１４４は、出力信号１４４ａ、１４４ｂにそれぞれ電圧Ｖｄが減算された出力信号１４４ｃ、１４４ｄを出力する。
磁気センサ１４３と磁気センサ１４４とは、当該垂直二等分線Ｌ４に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３１からの距離が互いに等しい。したがって、第１実施形態と同様、磁気センサ１４３、１４４は、磁石３１で生じる等しい強さの磁界を検出する。よって、電圧Ｖｃと電圧Ｖｄとが等しい値となるため、出力信号１４３ｃ、１４３ｄと、出力信号１４４ｃ、１４４ｄとが、それぞれ横軸の正方向及び負方向を一致させた場合に、基準電圧値に対して正負が反転した電圧信号となる。
磁気センサ１４３の出力信号１４３ｃ、１４３ｄと、磁気センサ１４４の出力信号１４４ｃ、１４４ｄとは、演算部１５４に入力される。演算部１５４は、出力信号１４３ｃ、１４３ｄと、出力信号１４４ｃ、１４４ｄとを加算し、当該加算値を増幅して出力する。上記のように出力信号１４３ｃ、１４３ｄ、出力信号１４４ｃ、１４４ｄは、それぞれ基準電圧値に対して正負が反転した電圧信号であるため、演算部１５４で加算された出力結果において、電圧Ｖｃと電圧Ｖｄとキャンセルされる。
上記のように、演算部１５４は、磁気センサ１４３、１４４から出力される出力信号１４３ｃ、１４３ｄ、出力信号１４４ｃ、１４４ｄのうち、磁石３１で生じた磁界の一部に対応する電圧Ｖｃ、電圧Ｖｄを、演算により打ち消して検出信号Ｓ１２を出力する。このため、磁石３１で生じた磁界の一部を磁気センサ１４３、１４４が検出する場合であっても、処理部１５２は、磁気センサ１４３、１４４の出力信号のうち当該磁界の一部に対応する電圧Ｖｃ、電圧Ｖｄを出力しない。
また、例えばレバー部１を第３方向Ｄ３に傾けた場合、磁気センサ１４３、１４４は、それぞれ出力信号１４３ｂ、１４４ｂを出力する（図１１参照）。この場合、磁気センサ１４３の出力信号１４３ｂと磁気センサ１４４の出力信号１４４ｂとが、演算部１５３に入力される。演算部１５３は、出力信号１４３ｂと出力信号１４４ｂを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部１５１は、演算部１５３から出力された信号を検出信号Ｓ１１として出力する。
また、例えばレバー部１を第４方向Ｄ４に傾けた場合、磁気センサ１４３、１４４は、それぞれ出力信号１４３ａ、１４４ａを出力する（図１１参照）。この場合、磁気センサ１４３の出力信号１４３ａと磁気センサ１４４の出力信号１４４ａとが、演算部１５３に入力される。演算部１５３は、出力信号１４３ａと出力信号１４４ａを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部１５１は、演算部１５３から出力された信号を検出信号Ｓ１２として出力する。
レバー部１を第３方向Ｄ３又は第４方向Ｄ４に傾けた場合、第１実施形態と同様に、磁気センサ１４１、１４２は、磁石３３、３４で生じる磁界の一部を検出することがある。本実施形態では、磁気センサ１４１と磁気センサ１４２とは、垂直二等分線Ｌ２に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石３３、３４からの距離が互いに等しい。このため、第１実施形態と同様に、演算部５３は、磁気センサ１４１、１４２から出力される出力信号のうち、磁石３３、３４で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を演算により打ち消す。
このように、本実施形態に係るストローク検出装置１０３は、磁石３１を検出する磁気センサ１４１と、磁石３２を検出する磁気センサ１４２とが、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。また、処理部１５１は、磁気センサ１４１の出力信号と、磁気センサ１４２の出力信号とを加算した算出結果に基づいて検出信号を出力する。また、磁石３３を検出する磁気センサ１４３と、磁石３４を検出する磁気センサ１４４とについても同様に、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。また、処理部１５２は、磁気センサ１４３の出力信号と、磁気センサ１４４の出力信号とを加算した算出結果に基づいて検出信号を出力する。これにより、複雑な信号処理を用いることなく、確実に誤検出を低減することができる。また、一様な磁気外乱に対しても、同様に誤検出を低減することができる。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、１つの磁石３０に対して２つの磁気センサ４０を配置した構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図１４は、操作軸ＡＸ３の軸線方向から見た場合の磁石３０と磁気センサ４０との位置関係の変形例を模式的に示す図である。例えば、図１４に示すように、１つの磁石３０に対して１つの磁気センサ４０を配置した構成であってもよい。
また、上記実施形態では、操作軸ＡＸ３と４つの磁石３０との距離が等しい構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図１５は、操作軸ＡＸ３の軸線方向から見た場合の磁石３０と磁気センサ４０との位置関係の変形例を模式的に示す図である。例えば、図１５に示すように、４つの磁石３０と操作軸ＡＸ３との距離が異なる構成であってもよい。この場合、操作軸ＡＸ３に直交する方向に対向する２つの磁石３０同士については、操作軸ＡＸ３との距離が等しくすることができる。なお、演算部はアナログ回路として記載したが、ＣＰＵを用いたコントローラで演算してもよい。また、各磁気センサの出力は、アナログ電圧として記載したが、ＰＷＭ等でもよい。この場合、ＣＰＵを用いたコントローラで演算すればよい。
また、上記実施形態では、レバー部１を中立位置からそれぞれ第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４に傾けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、レバー部１を中立位置から、第１方向Ｄ１と第３方向Ｄ３との間の方向、第１方向Ｄ１と第４方向Ｄ４との間の方向、第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３との間の方向、第２方向Ｄ２と第４方向Ｄ４との間の方向のそれぞれに傾ける場合についても同様に、各検出センサ４０は、本来の検出対象である磁石３０の磁界に対応する成分を出力し、かつ、本来の検出対象とは異なる磁石３０の磁界に対応する打ち消すことができる。
Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…第３方向、Ｄ４…第４方向、Ｌ１，Ｌ３…線分、Ｌ２，Ｌ４…垂直二等分線、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１，Ｒ３，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒｆ…抵抗、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｖｏｕｔ…検出信号、Ｖ１，Ｖ２，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄ，１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄ…出力信号、ＯＡ…オペアンプ、ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３…中心軸、１…レバー部、２…伝達装置、３，１０３…ストローク検出装置、４…連結軸、５…支持軸、６…ユニバーサルジョイント、６ａ…第１軸部材、６ｂ…回動部材、６ｃ…第２軸部材、７…ディスク、７ａ…対向面、８…連結部材、９…ブーツ、１０…装置本体、１１…筐体、１２…プレート、２０，２１，２２，２３，２４…ロッド、２０ａ…フランジ部、２０ｂ…磁石保持部、２５…ピストン、２５ａ…筒部、２５ｂ…突出部、２５ｃ…端部、２５ｄ…凹部、２６…バネ部材、２７…バネ受部材、３０，３１，３２，３３，３４…磁石、３５…磁気ガイド、４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，１４８…磁気センサ、５０…回路基板、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ…貫通孔、５１，５２，５５，５６，１５１，１５２…処理部、５３，５４，５７，５８，１５３，１５４…演算部、１００…操作レバー。

Claims (8)

  1. 操作軸に対して第１方向及び当該第１方向と反対側の第２方向に点対称位置に配される一対のロッドと、前記操作軸に対して前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向及び当該第３方向と反対側の第４方向に点対称位置に配される一対のロッドとを含む４つのロッドと、
    前記各ロッドに配される磁石と、
    前記操作軸に垂直な平面上にあり、前記磁石の磁界を検出する磁気センサと、
    前記磁気センサの出力信号に基づいて、前記各磁石の相対位置の変化についての検出信号を出力する処理部と、を備え、
    前記ロッドは、前記操作軸に対して前記第１方向に配置される第１ロッドと、前記第２方向に配置される第２ロッドと、前記第３方向に配置される第３ロッドと、前記第４方向に配置される第４ロッドと、を含み、
    前記磁石は、前記第１ロッドに配される第１磁石と、前記第２ロッドに配置される第２磁石と、前記第３ロッドに配される第３磁石と、前記第４ロッドに配置される第４磁石と、を含み、
    前記磁気センサは、
    前記第１磁石に対して、前記第１磁石と前記第２磁石との中心を結ぶ第１直線の垂直二等分線である第２直線に平行な方向に並んで配置される第１磁気センサと、
    前記第２磁石に対して、前記第２直線に平行な方向に並んで配置され、且つ、前記第２直線に対して前記第１磁気センサと線対称となる位置に配置される第２磁気センサと、
    前記第３磁石に対して、前記第３磁石と前記第４磁石との中心同士を結ぶ第３直線の垂直二等分線である第４直線に平行な方向に並んで配置される第３磁気センサと、
    前記第４磁石に対して、前記第４直線に平行な方向に並んで配置され、且つ、前記第４直線に対して前記第３磁気センサと線対称となる位置に配置される第４磁気センサと、を含む、
    操作レバー。
  2. 前記処理部は、一方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号から、他方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号を減算した算出結果に基づいて前記検出信号を出力する
    請求項１に記載の操作レバー。
  3. 前記処理部は、一方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号と、他方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号とを加算した算出結果に基づいて前記検出信号を出力する
    請求項１に記載の操作レバー。
  4. 前記操作軸を中心とした同一円周上に前記各ロッドが等間隔となるように前記一対のロッドが２組配置され、
    前記各ロッドは、前記操作軸の軸線方向に沿って移動可能であり、
    前記各磁石は、前記各ロッドと一体で移動する
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の操作レバー。
  5. 前記磁気センサは、検出対象となる前記磁石に対して前記第２直線に平行な方向に並んで配置される
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の操作レバー。
  6. 前記磁気センサは、１つの前記磁石に対して２つ設けられる
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の操作レバー。
  7. ２つの前記磁気センサは、検出対象となる１つの前記磁石に対して前記第２直線に平行な方向の両側に配置される
    請求項６に記載の操作レバー。
  8. ２つの前記磁気センサは、検出対象となる１つの前記磁石からそれぞれ等しい距離を空けて配置される
    請求項７に記載の操作レバー。
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