JPH05282062A - Joy stick - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To easily manufacture the joy stick, equipped with a noncontact angle sensor using a magnetoelectric transducing element, at low cost. CONSTITUTION:The joy stick is provided with an operation rod 2 on its base 1 in a tiltable state and detects the rotation of gimbals 3 and 4, etc., by an angle detector. The angle detector 10 consists of the magnetoelectric transducing element 21 which detects variation of the magnetic field produced by a permanent magnet 24 and angle varying plates 22 and 23 made of magnetic materials such as soft iron which rotate together with the gimbals. Arcuate through holes 25 and 26 through which magnetic flux does not pass are formed in the angle varying plates 22 and 23 so that parts overlapping with the magneto-resistance element 21 change as the angle varying plates 22 and 23 rotate. The gimbals 3 and 4 rotate by the slanting of the operation rod 2, the resistance value of the magneto-resistance element 21 varies with the positions of the through holes which do not pass the magnetic flux, and the angles of the gimbals, etc., are precisely detected without contacting.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、建設機械、航空機、
テレビ用ライト等のコントローラ、パソコン等の入力装
置に使用され、磁電変換素子を用いた非接触式角度セン
サーを備えたジョイスティックに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to construction machinery, aircraft,
The present invention relates to a joystick including a non-contact angle sensor using a magnetoelectric conversion element, which is used in a controller such as a television light and an input device such as a personal computer.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、ショベル系の建設機械における
コントローラの操作盤には、２次元的な操作のできるジ
ョイスティックが使用されるようになってきている。こ
のようなジョイスティックは、操作ロッドの前後左右の
２次元的な動きを互いに直交するＸ軸とＹ軸の成分に分
解して検出するように構成され、図７に示すように、基
体１の中央部に球面軸受け（図示省略）を介して取り付
けられ、前後・左右に自由に移動可能な操作ロッド２
と、基板１端部の一体的な折曲片１５、１６に支軸１
３、１４を介して回動可能に取り付けられるＸ軸ジンバ
ル３およびＹ軸ジンバル４と、Ｘ軸ジンバル３およびＹ
軸ジンバル４の回動角度を検出するＸ軸用角度センサー
１００およびＹ軸用角度センサー１０１などからなる。2. Description of the Related Art For example, a joystick capable of two-dimensional operation has come to be used for an operation panel of a controller in a shovel-type construction machine. Such a joystick is configured to detect the two-dimensional movement of the operating rod in the front, rear, left, and right directions by decomposing it into the components of the X axis and the Y axis orthogonal to each other, and as shown in FIG. Operation rod 2 that can be freely moved back and forth and left and right, and is attached via a spherical bearing (not shown)
And the spindle 1 on the bent pieces 15 and 16 integrally formed at the end of the substrate 1.
An X-axis gimbal 3 and a Y-axis gimbal 4 which are rotatably attached via 3, 14 and an X-axis gimbal 3 and a Y.
It is composed of an X-axis angle sensor 100 and a Y-axis angle sensor 101 for detecting the rotation angle of the shaft gimbal 4.

【０００３】Ｙ軸ジンバル４はＸ軸ジンバル３の内部に
配置され、操作ロッド２と各ジンバル３、４は、連結ロ
ッド２ａとスライド溝１７、１８とにより連結され、操
作ロッド２の移動が各ジンバル３、４の回動に分解され
る。これら各ジンバル３、４の回動角度は各角度センサ
ー１００、１０１により検出され、この検出角度がマイ
クロコンピュータで演算処理され、このマイクロコンピ
ュータからの指令によりアクチュエータが操作されるこ
とになる。このような構成のジョイスティックにおい
て、従来は、角度センサー１００、１０１に、回転軸・
摺動子・抵抗素子などからなる摺動型の可変抵抗器を使
用し、これらを折曲片１５’、１６’の外側に配置して
いた。The Y-axis gimbal 4 is arranged inside the X-axis gimbal 3, and the operating rod 2 and the respective gimbals 3 and 4 are connected by the connecting rod 2a and the slide grooves 17 and 18 so that the operating rod 2 moves. It is disassembled by the rotation of the gimbals 3 and 4. The angle of rotation of each of the gimbals 3 and 4 is detected by each of the angle sensors 100 and 101, the detected angle is arithmetically processed by a microcomputer, and the actuator is operated by a command from the microcomputer. In the joystick having such a configuration, conventionally, the angle sensors 100 and 101 have a rotation axis
A sliding type variable resistor including a slider and a resistance element is used, and these are arranged outside the bent pieces 15 'and 16'.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の接触式の角度センサーでは、 (1) 接触式であるため、寿命が短く、測定精度が低く、
信頼性が低い。 (2) 構造が複雑となり、比較的高価となる。 (3) センサー部分が基体から突出し、取付けスペースが
大きくなる。 (4) ０点の微調整を容易に行えない。 などの問題点がある。そこで、前述のような問題を解消
するものとして、磁気抵抗素子を用いた非接触式の変位
センサーをジョイスティックの角度検出に応用すること
が考えられる。この種の変位センサーは、永久磁石の表
面に磁気抵抗素子を取り付け、この磁気抵抗素子に近接
して軟鉄等のヨークを配設し、ヨークと磁気抵抗素子と
の相対位置変化による磁界の変化を抵抗値の変化として
検出し、直線変位あるいは回動変位を非接触で検出する
ように構成されている。However, in such a conventional contact type angle sensor, since it is (1) the contact type angle sensor, the life is short and the measurement accuracy is low.
Unreliable. (2) The structure is complicated and relatively expensive. (3) The sensor part protrudes from the base, and the mounting space becomes large. (4) Fine adjustment of 0 point cannot be easily performed. There are problems such as. Therefore, as a solution to the above-mentioned problems, it is possible to apply a non-contact type displacement sensor using a magnetoresistive element to the angle detection of the joystick. In this type of displacement sensor, a magnetoresistive element is attached to the surface of a permanent magnet, and a yoke made of soft iron or the like is arranged in the vicinity of this magnetoresistive element, so that the change in the magnetic field due to the relative position change between the yoke and the magnetoresistive element is prevented. The resistance value is detected as a change, and the linear displacement or the rotational displacement is detected in a non-contact manner.

【０００５】このような変位センサーをジョイスティッ
クの角度センサーに適用しようとする場合、図６に示す
ような構造が考えられる。すなわち、図６、図７におい
て、磁気抵抗素子２１を永久磁石２４の一方の磁極面に
貼り付け、他方の磁極面を折曲片１５’または１６’に
固定し、Ｘ軸用ジンバル３またはＹ軸用ジンバル４と一
体回動する非磁性の変角板１０２に、磁性材料からなる
ヨーク１０３を磁気抵抗素子２１に近接して固定する。
このヨーク１０３は、円弧状に形成し、その曲率中心を
変角板１０２（各ジンバル３、４）の回動中心からずら
すなどして、磁気抵抗素子２１に重なる部分の位置が変
角板１０２の回動に伴って漸次変化するように構成す
る。永久磁石２４からの磁束が、ヨーク１０３の回動位
置によって図６(c) のように変化し、磁気抵抗素子２１
の抵抗変化により角度位置が検出される。When such a displacement sensor is applied to a joystick angle sensor, a structure as shown in FIG. 6 is conceivable. That is, in FIG. 6 and FIG. 7, the magnetoresistive element 21 is attached to one magnetic pole surface of the permanent magnet 24, the other magnetic pole surface is fixed to the bent piece 15 ′ or 16 ′, and the X-axis gimbal 3 or Y is used. A yoke 103 made of a magnetic material is fixed close to the magnetoresistive element 21 on a non-magnetic bending plate 102 that rotates integrally with the shaft gimbal 4.
The yoke 103 is formed in an arc shape, and the position of the portion overlapping the magnetoresistive element 21 is changed by shifting the center of curvature of the yoke 103 from the center of rotation of the variable angle plate 102 (each gimbal 3, 4). It is configured to gradually change with the rotation of. The magnetic flux from the permanent magnet 24 changes according to the rotating position of the yoke 103 as shown in FIG.
The angular position is detected by the change in the resistance.

【０００６】しかしながら、前述のような非接触式角度
センサーの場合、非磁性体からなる変角板に円弧状の磁
性材料ヨークを取り付けて構成するため、材質・形状の
異なる２つの部材を必要とし、高価となる。また、変角
板にヨークを正確に位置決めして取り付ける必要があ
り、制作作業に手間がかかるなどの問題点がある。この
発明は、前述のような問題点を解消すべくなされたもの
で、その目的は、磁電変換素子を用いた非接触式角度セ
ンサーにより、長寿命、コンパクトな構成で高精度の角
度検出を行え、しかも前記センサーを安価かつ容易に制
作が可能で、さらに小型化が可能なジョイスティックを
提供することにある。However, in the case of the non-contact type angle sensor as described above, since the arc-shaped magnetic material yoke is attached to the bending plate made of a non-magnetic material, two members having different materials and shapes are required. , Will be expensive. In addition, it is necessary to accurately position and attach the yoke to the bending plate, which causes a problem that the production work is troublesome. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to achieve a highly accurate angle detection with a long life and a compact configuration by a non-contact type angle sensor using a magnetoelectric conversion element. Moreover, it is an object of the present invention to provide a joystick in which the sensor can be manufactured inexpensively and easily and can be further downsized.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、操作ロッド
を基体に傾動可能に設け、操作ロッドの傾動により支点
を中心として回動する部材（例えばジンバル）の回動を
角度検出器で検出してなるジョイスティックにおいて、
前記角度検出器を、永久磁石と、この永久磁石からの磁
界の変化を検出し得る磁電変換素子（磁気抵抗素子ある
いはホール素子）と、前記回動する部材とともに回動す
る磁性材料の変角板から構成し、前記変角板の磁電変換
素子に対向する部分に、磁束の通過しない貫通穴を、変
角板の回動方向に連続し、かつ磁気抵抗素子に重なる部
分の穴位置が変角板の回動に伴って変化するように形成
したものである。これら永久磁石、磁気抵抗素子および
変角板は、装置基体の内側に配設する。例えば、操作ロ
ッドが１次元的な移動のみの１軸型ジョイスティックで
あれば、ジョイスティックを基体に回動可能に取り付け
る支軸などの部材に変角板を取り付ける。操作ロッドが
前後・左右に２次元的に操作される２軸型ジョイスティ
ックであれば、Ｘ軸ジンバルとＹ軸ジンバルのそれぞれ
に変角板を一体回動可能に取り付けるようにする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, an operating rod is tiltably provided on a base body, and an angle detector detects the rotation of a member (eg, gimbal) which rotates about a fulcrum by the tilting of the operating rod. With the joystick
The angle detector includes a permanent magnet, a magnetoelectric conversion element (magnetoresistive element or Hall element) capable of detecting a change in magnetic field from the permanent magnet, and a bending plate made of a magnetic material that rotates together with the rotating member. And a through hole through which magnetic flux does not pass is formed in a portion of the variable angle plate facing the magnetoelectric conversion element, and a hole position of a portion which is continuous in the turning direction of the variable angle plate and overlaps the magnetoresistive element It is formed so as to change with the rotation of the plate. The permanent magnet, the magnetoresistive element, and the bending plate are arranged inside the device base. For example, if the operating rod is a one-axis joystick that can only move one-dimensionally, the gonio-angle plate is attached to a member such as a support shaft that rotatably attaches the joystick to the base body. If the operation rod is a two-axis joystick that can be operated two-dimensionally in the front / rear / left / right directions, the angle changing plates are attached to the X-axis gimbal and the Y-axis gimbal so as to be integrally rotatable.

【０００８】[0008]

【作用】操作あるいは入力のために操作ロッドを傾動さ
せると、ジンバル等の部材とともに変角板が回動し、変
角板に形成された貫通穴の磁電変換素子に重なる部分の
位置が変化する。永久磁石からの磁束は磁性材料の変角
板部分を通り、貫通穴を通らないため、位置の変化する
貫通穴により、磁電変換素子を通過する磁束が変化して
抵抗値が変化する。この抵抗値の変化によりジンバル等
の部材の回動位置すなわち操作ロッドの傾動位置が非接
触で精度良く検出される。When the operating rod is tilted for operation or input, the bending plate rotates together with a member such as a gimbal, and the position of the portion of the through hole formed in the bending plate that overlaps the magnetoelectric conversion element changes. .. Since the magnetic flux from the permanent magnet passes through the bending plate portion of the magnetic material and does not pass through the through hole, the through hole whose position changes changes the magnetic flux passing through the magnetoelectric conversion element and changes the resistance value. Due to this change in the resistance value, the rotational position of the member such as the gimbal, that is, the tilted position of the operating rod can be accurately detected without contact.

【０００９】[0009]

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。なお、従来と同一または相当する部
材には同一符号を付する。これは、操作入力を直交する
Ｘ軸とＹ軸の２軸に分解するジョイスティックに適用し
た例である。ジョイスティックは、図１、図２に示すよ
うに、主として基体１、操作ロッド２、Ｘ軸ジンバル
３、Ｙ軸ジンバル４から構成されている。基体１の中央
部には、操作ロッド２が挿通し得るすり鉢状の支持部材
５が設けられ、操作ロッド２の中間部に設けられた球面
７と、支持部材５の下部に設けられた球面座８とからな
る球面軸受け６により、操作ロッド２が前後・左右のあ
らゆる方向に傾動可能に基体１に取り付けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to an illustrated embodiment. It should be noted that the same or corresponding members as those of the related art are designated by the same reference numerals. This is an example applied to a joystick that decomposes an operation input into two axes, an X axis and a Y axis, which are orthogonal to each other. As shown in FIGS. 1 and 2, the joystick is mainly composed of a base body 1, an operating rod 2, an X-axis gimbal 3 and a Y-axis gimbal 4. A mortar-shaped support member 5 through which the operating rod 2 can be inserted is provided in the center of the base body 1, and a spherical surface 7 provided in the intermediate portion of the operating rod 2 and a spherical seat provided below the supporting member 5. The operation rod 2 is attached to the base body 1 so as to be tiltable in any of front, rear, left and right directions by a spherical bearing 6 composed of 8 and 8.

【００１０】Ｘ軸ジンバル３およびＹ軸ジンバル４は、
円弧状部分９または１０とこの円弧状部分の端部から一
体的に立ち上がる２つの直線状部分１１または１２から
なるプラスチック製あるいは金属製の略Ｕ字状部材であ
り、Ｙ軸ジンバル４はその直線状部分１２を短くするこ
とによりＸ軸ジンバル３の内部に位置するようにされて
いる。また、各ジンバル３、４の直線状部分１１、１２
の上部外側面には、外方に突出する支軸１３、１４がそ
れぞれ設けられている。この支軸１３、１４は、基板１
の端縁に一体的に設けられた折曲片１５、１６にそれぞ
れ回動自在に挿入取付けされ、これによりＸ軸ジンバル
３およびＹ軸ジンバル４がそれぞれ支軸１３、１４を中
心として回動可能とされている。The X-axis gimbal 3 and the Y-axis gimbal 4 are
The Y-axis gimbal 4 is a substantially U-shaped member made of plastic or metal, which is composed of an arc-shaped portion 9 or 10 and two linear portions 11 or 12 that integrally stand up from the end of the arc-shaped portion. By shortening the shaped portion 12, it is positioned inside the X-axis gimbal 3. Also, the linear portions 11, 12 of the gimbals 3, 4 are
Support shafts 13 and 14 projecting outward are respectively provided on the upper outer surface of the. The support shafts 13 and 14 are the substrate
The bending pieces 15 and 16 integrally provided at the end edges of the shaft are rotatably inserted and attached, respectively, whereby the X-axis gimbal 3 and the Y-axis gimbal 4 can rotate about the support shafts 13 and 14, respectively. It is said that.

【００１１】操作ロッド２と、Ｘ軸ジンバル３およびＹ
軸ジンバル４とは、操作ロッド２先端に一体的に形成さ
れた連結ロッド２ａと、ジンバル３、４の円弧状部分
９、１０に穿設されたスライド溝１７、１８とにより連
結される。連結ロッド２ａはスライド溝１７、１８にス
ライド自在に挿入され、例えばＸ軸ジンバル３の場合、
Ｙ軸に対する移動成分が連結ロッド２ａのスライド溝１
７内におけるスライドにより吸収され、Ｘ軸に対する移
動成分のみがＸ軸ジンバル３の回動となって取り出され
る。Operation rod 2, X-axis gimbal 3 and Y
The shaft gimbal 4 is connected by a connecting rod 2a integrally formed at the tip of the operating rod 2 and slide grooves 17 and 18 formed in the arc-shaped portions 9 and 10 of the gimbals 3 and 4, respectively. The connecting rod 2a is slidably inserted into the slide grooves 17 and 18, and in the case of the X-axis gimbal 3, for example,
The movement component with respect to the Y axis is the slide groove 1 of the connecting rod 2a.
It is absorbed by the slide in 7, and only the movement component with respect to the X axis is taken out as the rotation of the X axis gimbal 3.

【００１２】以上のようなジョイスティックにおいて、
各ジンバル３、４が取り付けられる折曲片１５、１６の
一方を下方に延出し、この折曲片１５’、１６’と各ジ
ンバル３、４の間に、Ｘ軸用とＹ軸用の非接触式角度セ
ンサー１９、２０をそれぞれ配置する。この非接触式角
度センサー１９、２０は、InSb、InAsなどの半導体から
なる磁気抵抗素子２１と、軟鉄などの磁性材料（透磁率
の高いものが好ましい）からなる変角板２２または２３
から構成する。磁気抵抗素子２１は、永久磁石２４の一
方の磁極面に貼り付け、この永久磁石２４の他方の磁極
面を折曲片１５’、１６’の下部内側面に固定する。変
角板２２、２３は扇形とし、折曲片１５’、１６’に対
向するジンバル３、４の直線状部分１１、１２に取り付
ける。In the above joystick,
One of the bending pieces 15 and 16 to which the gimbals 3 and 4 are attached is extended downward, and between the bending pieces 15 ′ and 16 ′ and the gimbals 3 and 4, a non-alignment for the X-axis and the Y-axis is performed. Contact angle sensors 19 and 20 are arranged respectively. The non-contact angle sensors 19 and 20 include a magnetoresistive element 21 made of a semiconductor such as InSb and InAs, and a bending plate 22 or 23 made of a magnetic material such as soft iron (preferably having a high magnetic permeability).
It consists of. The magnetoresistive element 21 is attached to one magnetic pole surface of the permanent magnet 24, and the other magnetic pole surface of the permanent magnet 24 is fixed to the lower inner surfaces of the bent pieces 15 'and 16'. The bending plates 22 and 23 are fan-shaped and are attached to the linear portions 11 and 12 of the gimbals 3 and 4 facing the bent pieces 15 ′ and 16 ′.

【００１３】磁気抵抗素子２１は、図３に示すように、
感度を上げるために２つの素子を直列に接続し、端子
、間に電源を接続し、端子、間の電圧を測定す
る３端子構成とする。磁気抵抗素子２１は、磁界が垂直
に作用すると電荷の移動経路が長くなって抵抗値が増加
する素子であり、永久磁石２４からの磁束の変化が抵抗
値の変化として現れる。The magnetoresistive element 21, as shown in FIG.
In order to increase the sensitivity, two elements are connected in series, a power source is connected between the terminals, and the voltage between the terminals is measured to form a three-terminal configuration. The magnetoresistive element 21 is an element in which the movement path of the charge is lengthened and the resistance value is increased when the magnetic field acts vertically, and a change in the magnetic flux from the permanent magnet 24 appears as a change in the resistance value.

【００１４】変角板２２、２３は、その円弧部分が磁気
抵抗素子２１に対向するように、その頂点部分を支軸１
３、１４に嵌合させ、中間部をネジ等で折曲片１５’、
１６’に固定し、ジンバル３、４と一体で回動できるよ
うにする。さらに、前記円弧部分には変角板２２、２３
の回動方向に連続する円弧状の貫通穴２５、２６をそれ
ぞれ形成する。The eccentric plates 22 and 23 have their apex portions at the support shaft 1 so that their arcuate portions face the magnetoresistive element 21.
3 and 14, fit the middle part with a screw etc.
It is fixed to 16 'so that it can rotate together with the gimbals 3 and 4. Further, the angled plates 22, 23 are provided on the arc portion.
Circular arc-shaped through holes 25 and 26 that are continuous in the rotating direction of are respectively formed.

【００１５】この貫通穴２５、２６は、曲率中心を変角
板２２、２３の回動中心からずらすなどして、磁気抵抗
素子２１に重なる部分が変角板２２、２３の回動に伴っ
て直線的に増減するように形成する。永久磁石２４から
の磁束は、透磁率の高い変角板部分を通り、貫通穴２
５、２６部分には通らないので、変角板の回動に伴って
磁気抵抗素子２１の抵抗が変化し、従って図４に示すよ
うに出力電圧が直線的に変化し、非接触で精度良く位置
を検出することができる。貫通穴が２つの磁気抵抗素子
２１の中央に位置する場合には（図３(ii)）、入力電圧
の半分が出力され、貫通穴が上の磁気抵抗素子２１−１
側に位置すると（図３(i) ）、図６のヨーク１０３の場
合とは逆に出力が上昇する。The through holes 25 and 26 are such that the center of curvature is displaced from the center of rotation of the angle changing plates 22 and 23, so that the portion overlapping the magnetoresistive element 21 is accompanied by the rotation of the angle changing plates 22 and 23. It is formed so as to increase and decrease linearly. The magnetic flux from the permanent magnet 24 passes through the bending plate portion having a high magnetic permeability and passes through the through hole 2
Since it does not pass through portions 5 and 26, the resistance of the magnetoresistive element 21 changes with the rotation of the gonio plate, so that the output voltage changes linearly as shown in FIG. The position can be detected. When the through hole is located at the center of the two magnetoresistive elements 21 (FIG. 3 (ii)), half of the input voltage is output and the through hole has the upper magnetoresistive element 21-1.
When it is located on the side (FIG. 3 (i)), the output rises contrary to the case of the yoke 103 in FIG.

【００１６】なお、操作ロッド２の傾動ストローク端で
電源をＯＮ、ＯＦＦしたい場合には、ジンバルと一体回
動する作動レバーにより動作するマイクロスイッチを非
接触式角度センサー１９、２０の反対側の側面に配設す
ることができる。When it is desired to turn on / off the power at the tilt stroke end of the operating rod 2, a micro switch operated by an operating lever that rotates integrally with the gimbal is provided on the side surface opposite to the non-contact type angle sensors 19 and 20. Can be installed at

【００１７】以上のような構成において、次のように作
動する。 (1) 操作ロッド２を２次元的に傾動させると、その移動
のＸ軸とＹ軸成分がＸ軸ジンバル３、Ｙ軸ジンバル４に
よりそれぞれ取り出される。 (2) 各ジンバル３、４の回動により変角板２２、２３が
回動し、その貫通穴２５、２６の磁気抵抗素子２１に重
なる部分の位置が変化し、端子、からの出力が図４
に示すように変化する。例えば、図４(ii)の位置では、
出力値が入力値の半分となり、図４(i) の位置になる
と、出力値が増える。これにより、各ジンバル３、４の
位置が検出される。 (3) 検出信号はアンプ、Ａ／Ｄ変換器を介してマイクロ
コンピューターへ送られ、所定の処理がなされる。The above-described structure operates as follows. (1) When the operation rod 2 is tilted two-dimensionally, the X-axis and Y-axis components of the movement are taken out by the X-axis gimbal 3 and the Y-axis gimbal 4, respectively. (2) The angle changing plates 22 and 23 are rotated by the rotation of the gimbals 3 and 4, the positions of the through holes 25 and 26 overlapping the magnetoresistive element 21 are changed, and the output from the terminals is Four
It changes as shown in. For example, in the position of FIG. 4 (ii),
When the output value becomes half of the input value and reaches the position shown in Fig. 4 (i), the output value increases. As a result, the positions of the gimbals 3 and 4 are detected. (3) The detection signal is sent to the microcomputer via the amplifier and the A / D converter and subjected to predetermined processing.

【００１８】図６に示す円弧状ヨーク１０３を用いた従
来方式の場合と磁束の通る部分が逆になるだけで、同様
に精度良く角度検出を行うことができる。また、角度セ
ンサー１９、２０を基体１内に配設することができ、ジ
ョイスティックの取付けスペースを小さくできる。ま
た、本発明では、磁性材料の板をプレスなどで打ち抜く
だけで、貫通穴２５を有する変角板２２、２３を制作す
ることができ、材質・形状の異なる２つの部材を組み立
てる従来方式に比べて、制作費を大幅に低減でき、制作
作業も容易に行うことができる。The angle can be detected with high accuracy in the same manner as in the case of the conventional method using the arc-shaped yoke 103 shown in FIG. Further, the angle sensors 19 and 20 can be arranged in the base body 1, and the space for mounting the joystick can be reduced. Further, according to the present invention, the bending plates 22 and 23 having the through holes 25 can be produced only by punching a magnetic material plate with a press or the like, and compared with the conventional method in which two members having different materials and shapes are assembled. Therefore, the production cost can be greatly reduced and the production work can be easily performed.

【００１９】次に、図５に示すように、磁気抵抗素子２
１を貼設したマグネット２４に変角板２２または２３を
挟んでマグネット４０を対向配置し、磁界のクローズサ
ーキットが形成されるようにしてもよい。この場合、Ｕ
字状の取付金具４１にマグネット２４と４０をＮ極とＳ
極が対向するように固定し、取付金具４１をＬ字状の補
強部材４２、４３に固定する。この補強部材４２、４３
は、その基端を折曲片１５、１６に支軸１３、１４を介
して取り付け、先端同士をビス４４により連結するよう
にする。このような構成とすることにより、ジョイステ
ィックの全体強度を増大させることができる。Next, as shown in FIG.
Alternatively, the magnet 40 may be arranged so as to face the magnet 24 to which 1 is attached with the gonio plates 22 or 23 interposed therebetween so that a closed circuit of the magnetic field is formed. In this case, U
Attach the magnets 24 and 40 to the N-pole and S on the V-shaped mounting bracket 41.
The poles are fixed so as to face each other, and the mounting bracket 41 is fixed to the L-shaped reinforcing members 42 and 43. The reinforcing members 42 and 43
The base end is attached to the bent pieces 15 and 16 via the support shafts 13 and 14, and the tips are connected by screws 44. With such a structure, the overall strength of the joystick can be increased.

【００２０】なお、以上は２軸のジョイスティックにつ
いて説明したが、これに限らず、操作ロッドが一方向に
のみ操作される１軸型のジョイスティックにも本発明を
適用できることはいうまでもない。この場合、操作ロッ
ドを傾動可能に支持する支軸に変角板を取り付けるよう
にする。また、永久磁石と磁気抵抗素子を固定側に設置
しているが、これらをジンバル等の可動側に配置し、貫
通穴を基体側に形成することも可能である。また、本発
明は建設機械、航空機、テレビ用ライト等のコントロー
ラの操作盤、パソコンやワープロ等の入力装置など種々
の分野に適用できることはいうまでもない。Although the two-axis joystick has been described above, it is needless to say that the present invention can be applied to a one-axis joystick in which the operating rod is operated only in one direction. In this case, the bending plate is attached to the support shaft that tiltably supports the operation rod. Further, although the permanent magnet and the magnetoresistive element are installed on the fixed side, it is also possible to dispose them on the movable side such as a gimbal and form the through hole on the base side. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to various fields such as an operation panel of a controller for a construction machine, an aircraft, a light for a television, an input device such as a personal computer or a word processor.

【００２１】[0021]

【発明の効果】前述の通り、この発明は、操作ロッドの
傾動によるジンバル等の回動を検出する角度検出器を、
永久磁石と、この永久磁石からの磁界の変化を検出し得
る磁電変換素子と、ジンバル等とともに回動する磁性材
料の変角板から構成し、前記変角板の磁電変換素子に対
向する部分に、磁束の通過しない貫通穴を、変角板の回
動方向に連続し、かつ磁気抵抗素子に重なる部分の位置
が変角板の回動に伴って変化するように形成して構成し
たため、次のような効果を奏する。 (1) 磁性材料からなる板をプレス等で成形するだけで変
角板を制作することができ、制作費を大幅に低減でき
る。これにより、長寿命、コンパクトな構造で高精度の
ジョイスティックを安価に提供できる。 (2) 従来のような円弧状ヨークを取り付ける必要がな
く、また取付け精度を考慮しなくてよいため、制作作業
が容易となる。 (3) 角度センサーを基体内に配置することができ、従来
の摺動型の可変抵抗器のように、基体の外側に突出する
ことなく、ジョイスティックの取付けスペースを小さく
できる。 (4) 非接触型であるため、従来の摺動型の可変抵抗器に
比べて構造が簡単となり、また長寿命・高精度により信
頼性が向上する。As described above, according to the present invention, the angle detector for detecting the rotation of the gimbal or the like due to the tilting of the operation rod is provided.
A permanent magnet, a magnetoelectric conversion element capable of detecting a change in the magnetic field from the permanent magnet, and a gonio plate made of a magnetic material that rotates together with a gimbal or the like, and a portion of the gonio plate facing the magnetoelectric conversion element. Since the through hole through which the magnetic flux does not pass is formed so as to be continuous in the direction of rotation of the angle changing plate and the position of the portion overlapping the magnetoresistive element changes as the angle changing plate rotates, It produces the effect like. (1) A bending plate can be manufactured by simply molding a plate made of a magnetic material with a press or the like, and the manufacturing cost can be significantly reduced. As a result, a highly accurate joystick with a long life and a compact structure can be provided at low cost. (2) Since it is not necessary to attach a circular arc-shaped yoke as in the past, and because it is not necessary to consider the attachment accuracy, production work becomes easy. (3) The angle sensor can be arranged in the base, and unlike the conventional sliding type variable resistor, the joystick mounting space can be reduced without protruding outside the base. (4) Since it is a non-contact type, its structure is simpler than that of a conventional sliding type variable resistor, and its long life and high accuracy improve reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明に係るジョイスティックを示す部分を
断面にした正面図である。FIG. 1 is a front view showing a cross section of a portion showing a joystick according to the present invention.

【図２】図１のジョイスティックであり、（Ａ）は左側
面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は底面図である。2 is a joystick of FIG. 1, (A) is a left side view, (B) is a right side view, and (C) is a bottom view.

【図３】図１の非接触式角度センサーの作動状況を示
し、（Ａ）は概略正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は磁
気抵抗素子と磁束の関係を示す説明図である。3A and 3B show an operating state of the non-contact angle sensor shown in FIG. 1, where FIG. 3A is a schematic front view, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is an explanatory view showing a relationship between a magnetoresistive element and magnetic flux. ..

【図４】磁気抵抗素子の出力変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a change in output of a magnetoresistive element.

【図５】図１のジョイスティックの変形例を示し、
（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図で
ある。5 shows a modification of the joystick of FIG. 1,
(A) is a left side view, (B) is a front view, and (C) is a bottom view.

【図６】従来の非接触式角度センサーの作動状況を示
し、（Ａ）は概略正面図、（Ｂ）は磁気抵抗素子と磁束
の関係を示す説明図である。FIG. 6 is a schematic front view showing an operating condition of a conventional non-contact angle sensor, and FIG. 6 (B) is an explanatory view showing a relationship between a magnetoresistive element and a magnetic flux.

【図７】従来の摺動型可変抵抗器からなる角度センサー
を備えたジョイスティックを示し、（Ａ）は左側面図、
（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。FIG. 7 shows a joystick provided with an angle sensor composed of a conventional sliding variable resistor, (A) is a left side view,
(B) is a front view and (C) is a bottom view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 基体 １９，２０ 非接
触式角度センサー ２ 操作ロッド ２１ 磁気
抵抗素子 ３ Ｘ軸ジンバル ２２，２３ 変角
板 ４ Ｙ軸ジンバル ２４ 永久
磁石 ５ 支持部材 ２５，２６ 貫通
穴 ６ 球面軸受け ７ 球面 ８ 球面座 １３，１４ 支軸 １７，１８ スライド溝DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 19,20 Non-contact type angle sensor 2 Operation rod 21 Magneto-resistive element 3 X-axis gimbal 22,23 Deflection plate 4 Y-axis gimbal 24 Permanent magnet 5 Support member 25,26 Through hole 6 Spherical bearing 7 Spherical 8 Spherical seat 13,14 Spindle 17,18 Slide groove

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 操作ロッドを基体に傾動可能に設け、操
作ロッドの傾動により支点を中心として回動する部材の
回動を角度検出器で検出してなるジョイスティックにお
いて、 前記角度検出器を、永久磁石と、この永久磁石からの磁
界の変化を検出し得る磁電変換素子と、前記回動する部
材とともに回動する磁性材料の変角板から構成し、前記
変角板の磁電変換素子に対向する部分に、磁束の通過し
ない貫通穴を、変角板の回動方向に連続し、かつ磁気抵
抗素子に重なる部分の穴位置が変角板の回動に伴って変
化するように形成したことを特徴とするジョイスティッ
ク。1. A joystick in which an operating rod is tiltably provided on a base body, and an angle detector detects the rotation of a member which rotates about a fulcrum by the tilting of the operating rod. A magnet, a magnetoelectric conversion element capable of detecting a change in the magnetic field from the permanent magnet, and a bending plate made of a magnetic material that rotates together with the rotating member, and face the magnetoelectric conversion element of the bending plate. A through hole through which magnetic flux does not pass is formed in the portion so as to be continuous in the turning direction of the bending plate and the hole position of the portion overlapping the magnetoresistive element changes as the bending plate rotates. Characteristic joystick. 【請求項２】 永久磁石、磁気抵抗素子および変角板を
装置基体の内側に配設したことを特徴とする請求項１記
載のジョイスティック。2. The joystick according to claim 1, wherein the permanent magnet, the magnetoresistive element and the bending plate are arranged inside the device base.