JP2013218596A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる操作装置を提供する。
【解決手段】操作装置１は、主に、非操作状態では中立位置に有る操作部２と、操作部２に配置され、第１の力ｆ_１を生成する第１のばね３と、第１のばね３から第１の力ｆ_１が付加される節度ピース４と、第１の力ｆ_１が付加された節度ピース４が押し付けられる節度山５２を有する節度部５と、操作部２が中立位置に位置する際の第１の力ｆ_１の方向、及びその逆方向の移動を案内する案内部６と、節度部５を節度ピース４に押し付ける第２の力ｆ_２を生成する第２のばね７と、案内部６に対する節度部５の移動を規制することが可能な規制部と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、操作装置に関する。

従来の技術として、操作ノブになされた操作に対して操作荷重を付加する電動モータと、操作ノブの位置を検出する位置検出機構と、を備えた車載用遠隔操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この車載用遠隔操作装置は、操作ノブが操作されるＸ軸方向及びＹ軸方向に対応して、電動モータがそれぞれ設けられている。

特開２０１０−１１１３０４号公報

しかし、従来の車載用遠隔操作装置は、操作ノブに操作荷重を付加するためには、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の電動モータ、及び位置検出機構が必要であることから製造コストが高かった。

従って、本発明の目的は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる操作装置を提供することにある。

本発明の一態様は、非操作状態では中立位置に有る操作部と、操作部に配置され、第１の力を生成する第１の力生成部と、第１の力生成部から第１の力が付加される節度ピースと、第１の力が付加された節度ピースが押し付けられる節度山を有する節度部と、操作部が中立位置に位置する際の第１の力の方向、及びその逆方向の移動を案内する案内部と、節度部を節度ピースに押し付ける第２の力を生成する第２の力生成部と、案内部に対する節度部の移動を規制することが可能な規制部と、を備えた操作装置を提供する。

本発明によれば、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる。

図１は、実施の形態に係る操作装置の概略図である。 図２は、実施の形態に係る操作装置の要部断面の模式図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係る節度部の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、節度部の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作装置は、非操作状態では中立位置に有る操作部と、操作部に配置され、第１の力を生成する第１の力生成部と、第１の力生成部から第１の力が付加される節度ピースと、第１の力が付加された節度ピースが押し付けられる節度山を有する節度部と、操作部が中立位置に位置する際の第１の力の方向、及びその逆方向の移動を案内する案内部と、節度部を節度ピースに押し付ける第２の力を生成する第２の力生成部と、案内部に対する節度部の移動を規制することが可能な規制部と、を備える。

[実施の形態]
（操作装置１の構成）
図１は、実施の形態に係る操作装置の概略図である。図２は、実施の形態に係る操作装置の要部断面の模式図である。この図２では、操作部を簡略化して図示している。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

この操作装置１は、例えば、車両に搭載された電子機器を操作する遠隔操作装置である。操作装置１は、図１に示すように、操作レバー２２がＸ軸方向及びＹ軸方向、つまりＸＹ座標系の所望の操作位置に操作可能となるように構成されている。このＸＹ座標系は、直交座標系である。

操作装置１は、主に、非操作状態では中立位置に有る操作部２と、操作部２に配置され、第１の力ｆ_１を生成する第１の力生成部としての第１のばね３と、第１のばね３から第１の力ｆ_１が付加される節度ピース４と、第１の力ｆ_１が付加された節度ピース４が押し付けられる節度山５２を有する節度部５と、操作部２が中立位置に位置する際の第１の力ｆ_１の方向、及びその逆方向の移動を案内する案内部６と、節度部５を節度ピース４に押し付ける第２の力ｆ_２を生成する第２の力生成部としての第２のばね７と、案内部６に対する節度部５の移動を規制することが可能な規制部と、を備えて概略構成されている。

この規制部は、例えば、第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂから構成されている。

また操作装置１は、主に、第２のばね７の第２の力ｆ_２によって生成される第１の操作荷重と、第１のばね３の第１の力ｆ_１によって生成される第２の操作荷重と、を切り替える構成を有している。この第１の力ｆ_１は、第２の力ｆ_２よりも大きい。本実施の形態においては、第１の荷重と第２の荷重の比は、例えば、１：１０程度に設定される。

（操作部２の構成）
操作部２は、図１に示すように、操作ノブ２０と、操作レバー２２と、操作レバー２２を支持する支持機構部２３と、を備えて概略構成されている。

操作レバー２２は、例えば、円柱形状を有し、一方端部に操作ノブ２０が取り付けれ、他方端部に開口２２０が形成されている。操作ノブ２０は、例えば、円柱形状を有する。操作者は、この操作ノブ２０を把持し、操作レバー２２を所望の方向に傾ける傾倒操作を行うことにより、操作装置１の操作を行う。

開口２２０は、入り口よりも内部が広くなるように構成されている。後述する節度ピース４の端部に設けられたストッパ４１が入り口よりも大きいので、開口２２０から節度ピース４が抜けない構造となっている。従って節度ピース４の先端部４０が開口２２０から突出している。

（支持機構部２３の構成）
支持機構部２３は、操作レバー２２による傾倒操作が可能となるように操作レバー２２を支持するジンバル機構を有して概略構成されている。

支持機構部２３は、操作レバー支持部２３ａと、Ｘ軸方向支持部２４と、Ｙ軸方向支持部２５と、を備えて概略構成されている。操作レバー２２は、この操作レバー支持部２３ａ、Ｘ軸方向支持部２４及びＹ軸方向支持部２５との組み合わせによって、ＸＹ座標上の所望の操作位置を指示することができる。

操作レバー支持部２３ａは、操作レバー２２をＹ軸方向の操作が可能となるように支持している。つまり、操作レバー２２は、操作レバー支持部２３ａに対して回転するように構成されている。この回転軸は、Ｘ軸方向支持部２４の側面に突出する支持部２３２及び支持部２３２の反対側の側面から突出する図示しない支持部である。この支持部２３２及び反対側の側面の支持部の少なくとも何れか１つには、一例として、回転角を検出するセンサが設けられ、Ｙ軸方向の操作量を検出することが可能となるように構成されている。この支持部２３２は、図１に示すように、矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に回転する。

Ｘ軸方向支持部２４は、本体２４０がリング形状を有している。このリング内に、操作レバー支持部２３ａに支持された操作レバー２２が挿入されている。またＸ軸方向支持部２４は、Ｙ軸方向支持部２５に支持されている。

操作レバー支持部２３ａは、Ｘ軸方向支持部２４に回転可能に支持されている。その回転方向は、Ｘ軸方向である。この回転軸は、Ｙ軸方向支持部２５の側面から突出する支持部２４２及び支持部２４３である。この支持部２４２及び支持部２４３の少なくとも何れか１つには、一例として、回転角を検出するセンサが設けられ、Ｘ軸方向の操作量を検出することが可能となるように構成されている。この支持部２４２及び支持部２４３は、図１に示すように、矢印Ｃ及びＤ方向に回転する。

Ｙ軸方向支持部２５は、本体２５０と、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２が挿入され、操作レバー２２のＹ軸方向の操作を案内するガイド部２５１と、を備えて概略構成されている。

なお支持機構部２３の構成は、上記に限定されず、２次元の操作位置を指示可能な公知の支持機構によって構成されても良い。

（第１のばね３の構成）
第１のばね３は、操作レバー２２の端部の開口２２０に配置される。この第１のばね３は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお第１の力生成部は、コイルばねに限定されず、節度ピース４を節度山５２に押し付ける方向の第１の力ｆ_１を生成することができる機械要素であれば良い。

（節度ピース４の構成）
節度ピース４は、円柱形状を有し、その先端部４０が丸い形状となっている。この先端部４０は、節度山５２に接触している。従って操作レバー２２が操作されることにより、節度山５２が節度ピース４の先端部４０を開口２２０の方向に押し込む。

また節度ピース４は、操作レバー２２の開口２２０からの抜けを防止する抜止部としてのストッパ４１を有している。具体的には、ストッパ４１は、図２に示すように、一回り大きい外周となる形状を有している。

（節度部５の構成）
節度部５は、図１及び図２に示すように、板形状を有し、上面視において正方形状を有している。節度部５の上面５０ａには、節度山５２が形成されている。この節度山５２は、円錐形状を有し、上面５０ａから凹むように形成されている。言い換えるなら、節度山５２は、すり鉢形状を有している。

操作装置１は、この節度山５２の頂点に節度ピース４が位置する場合、中立位置となる。この中立位置とは、例えば、ＸＹ座標系の原点である。

また節度部５は、第１の側面５３、及び第１の側面５３の反対側の第２の側面５４から突出するように第１の支持部５３ａ及び第２の支持部５４ａを備えている。

第１の支持部５３ａには、第１の規制部８ａが配置されている。また第１の支持部５３ａは、第１の規制部８ａの軸８２ａが挿入される図示しない貫通孔が形成されている。

第２の支持部５４ａには、第２の規制部８ｂが配置されている。また第２の支持部５４ａは、第２の規制部８ｂの軸８２ｂが挿入される図示しない貫通孔が形成されている。

節度部５は、図２に示すように、下面５０ｂに取付部５０ｃを備えている。この取付部５０ｃには、第２のばね７が取り付けられる。

また節度部５には、図１に示すように、各隅に貫通孔５０１〜貫通孔５０４が形成されている。貫通孔５０１には、後述する案内部６の支柱６１が挿入されている。貫通孔５０２には、後述する案内部６の支柱６２が挿入されている。貫通孔５０３には、後述する案内部６の支柱６３が挿入されている。貫通孔５０４には、後述する案内部６の支柱６４が挿入されている。

（案内部６の構成）
案内部６は、図１の紙面の上下方向の節度部５の移動を案内するものである。案内部６は、円柱形状を有する支柱６１〜支柱６４を備えて概略構成されている。この支柱６１〜支柱６４は、例えば、操作装置１の本体１０の底面１００に取り付けられている。

節度部５は、中立位置では移動しない。節度部５は、第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂによる移動の規制がない場合、操作部２になされた操作に基づいて図１及び図２の紙面の下方向に、案内部６に案内されながら移動する。また節度部５は、第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂによって移動が規制されている場合、移動しない。

（第２のばね７の構成）
第２のばね７は、節度部５と本体１０の底面１００に配置されたベース７０との間に配置される。第２のばね７の一方端部は、節度部５の下面５０ｂに設けられた取付部５０ｃに取り付けられ、他方端部は、ベース７０から突出する取付部７１に取り付けられる。

第２のばね７は、例えば、金属材料をコイル状に加工して形成されたコイルばねである。なお第２の力生成部は、コイルばねに限定されず、節度部５を節度ピース４に押し付ける方向の第２の力ｆ_２を生成することができる機械要素であれば良い。

なお本実施の形態に係る第１のばね３のばね定数は、第２のばね７のばね定数よりも大きいものとする。

（第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂの構成）
第１の規制部８ａは、第１の支持部５３ａ上に配置されたプランジャ８０ａと、プランジャ８０ａ上に設けられたコイル８１ａと、コイル８１ａに挿入され、円柱形状を有する軸８２ａと、を備えて概略構成されている。このプランジャ８０ａは、第１の支持部５３ａと一体になるように取り付けられている。またコイル８１ａは、軸８２ａと一体となるように取り付けられている。

プランジャ８０ａは、例えば、半径の異なる２つの円筒が重ねられたような形状を有して金属材料を用いて形成されている。プランジャ８０ａの中心には、軸８２ａが挿入されている。また半径が小さい方の円筒は、コイル８１ａに挿入されている。従ってプランジャ８０ａは、軸８２ａに案内されながら節度部５と一体となって移動するように構成されている。

また第２の規制部８ｂは、第２の支持部５４ａ上に配置されたプランジャ８０ｂと、プランジャ８０ｂ上に設けられたコイル８１ｂと、コイル８１ｂに挿入され、円柱形状を有する軸８２ｂと、を備えて概略構成されている。このプランジャ８０ｂは、第２の支持部５４ａと一体となるように取り付けられている。またコイル８１ｂは、軸８２ｂと一体となるように取り付けられている。

プランジャ８０ｂは、例えば、半径の異なる２つの円筒が重ねられたような形状を有して金属材料を用いて形成されている。プランジャ８０ｂの中心には、軸８２ｂが挿入されている。また半径が小さい方の円筒は、コイル８１ｂに挿入されている。従ってプランジャ８０ｂは、軸８２ｂに案内されながら節度部５と一体となって移動するように構成されている。

この軸８２ａ及び軸８２ｂは、例えば、本体１０の底面１００に取り付けられている。

第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂは、コイル８１ａ及びコイル８１ｂに電流が流されるとプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂを吸引する力を発生する。この吸引する力により、第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂは、節度部５の移動を規制するように構成されている。なお規制部は、節度部５の移動を規制することができる構成であれば、個数等は限定されない。また規制部は、上述の所謂ソレノイドアクチュエータに限定されず、節度部５の移動の規制、及び規制の解除が行える構成であれば、周知の構成を用いることが可能である。規制部の変形例として、例えば、節度部５が、その側面に凹部を有し、規制部が、当該凹部内に凸部を突出及び退出させることが可能なアクチュエータであっても良い。この変形例では、規制部が、節度部の凹部内に嵌るように凸部を突出させることで、節度部５の移動を規制することが可能となる。

以下に、実施の形態に係る操作装置１の操作荷重の切り替えを、各図を参照して説明する。

（操作荷重の切替）
図３（ａ）は、実施の形態に係る節度部の移動が規制されていない場合の要部断面の模式図であり、（ｂ）は、節度部の移動が規制された場合の要部断面の模式図である。この図３（ａ）及び（ｂ）では、操作部２を簡略化して図示している。

操作装置１は、図３（ａ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度部５は、節度ピース４によって押され、図３（ａ）の紙面下側に案内部６に案内されながら移動する。なお本実施の形態に係る操作装置１は、この傾倒操作により、第１のばね３が圧縮方向にほとんど縮まない程度に、第１のばね３のばね定数と、第２のばね７のばね定数と、に差があるものとする。つまり節度ピース４が、ストッパ４１により開口２２０からの突出が規制されるので、第１のばね３は、第２のばね７と比べて硬いばねに設定されることが可能となる。

この傾倒操作により、第１のばね３がほとんど圧縮方向に縮まないので、操作部２になされた操作により、節度ピース４が節度山５２の斜面を移動する。さらに節度部５が図３（ａ）の紙面下側に、案内部６に案内されながら移動すると共に第２のばね７を圧縮方向に縮める。従って操作者が感じる第１の操作荷重は、第２のばね７に基づく操作荷重となる。

この傾倒操作の後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度山５２の斜面に節度ピース４の先端部４０が接触する不安定な状態から先端部４０が節度山５２の中央に接触する安定した状態へと、操作部２と節度部５が移動する。この移動により、操作部２は、中立位置に復帰する。

一方、操作装置１は、図３（ｂ）に示すように、第１の規制部８ａのコイル８１ａ、及び第２の規制部８ｂのコイル８１ｂに電流が流されると、プランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂが吸引されて、節度部５の移動が規制される。

このプランジャ８０ａ及びプランジャ８０ｂが吸引されて、節度部５の移動が規制されている状態で、図３（ｂ）の紙面右側に操作レバー２２が傾倒操作された場合、節度山５２の斜面によって節度ピース４が開口２２０の内部方向に押され、第１のばね３のみが圧縮方向に縮む。

従って第２のばね７は、圧縮方向に縮むことなく、第１のばね３のみが縮み、第１のばね３が生成する弾性力のみが節度ピース４に付加される。この操作荷重が、第２の操作荷重となる。この傾倒操作の後、操作者が操作ノブ２０から手を離すと、節度山５２の斜面に節度ピース４の先端部４０が接触する不安定な状態から先端部４０が節度山５２の中央に接触する安定した状態へと、操作部２が移動する。この移動により、操作部２は、中立位置に復帰する。

つまり節度部５の移動が規制されない場合の第１の操作荷重は、節度部５の移動が規制されている場合の第２の操作荷重よりも軽くなる。言い換えるなら、第２の操作荷重は、第１の操作荷重よりも重くなる。この場合は、第１のばね３と第２のばね７のばね定数の大小関係がそのまま操作荷重の大小関係となっている。

ここで操作装置１の変形例として、節度ピース４がストッパ４１を有していない場合、つまり一方の端部が固定端となる第１のばね３及び第２のばね７の間に節度部５が位置するモデルに還元することができる場合、合成のばね定数は、第１のばね３のばね定数と第２のばね７のばね定数とを加えたものとなる。従って節度部５の移動が規制されていない場合の第１の操作荷重は、節度部５の移動が規制されている場合の第２の操作荷重よりも重くなる。上述のいずれの場合によっても、操作装置１は、コイル８１ａ及びコイル８１ｂに電流を流すか否かによって、操作荷重を切り替えることが可能となる。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができる。具体的には、操作装置１は、第１の規制部８ａ及び第２の規制部８ｂによって節度部５の移動を規制したり、規制しなかったりすることで、容易に２つの操作荷重を形成することができる。従って操作装置１は、簡単な構成で操作荷重を切り替えることができるので、モータ等で操作荷重を生成する場合と比べて、製造コストが抑制される。

また操作装置１は、操作荷重を生成するのに操作部の位置を検出し、高度な処理を行って操作荷重を制御する場合と比べて、容易に操作荷重を切り替えることができる。さらに操作装置１は、高度な処理を行う制御部が必要ないので、製造コストが抑制される。

また操作装置１は、節度ピース４が開口２２０からの抜止となるストッパ４１を有している。従って操作装置１は、節度部５の移動が規制されていない状態で、第１のばね３がほとんど圧縮されない程度に、第１のばね３のばね定数を第２のばね７のばね定数よりも大きくすることができるので、ばね定数の大小関係が操作荷重の大小関係となる構成とすることができ、操作荷重の設定が容易となる。

操作装置１は、節度山５２がすり鉢形状を有しているので、操作者による操作レバー２２の支持がなくなると、制御することなく操作レバー２２を中立位置に復帰させることができる。

上記の実施の形態では、第１のばね３及び第２のばね７により操作荷重を生成していたが、これに限定されず、さらに複数のばねを配置して操作荷重を生成する構成であっても良い。また第１の力生成部及び第２の力生成部は、樹脂等で形成された弾性部材であって良い。

また上記の実施の形態では、操作レバー２２の開口２２０に第１のばね３及び節度ピース４が配置されたが、これに限定されず、節度ピース４に開口を形成し、その開口内に第１のばね３を配置し、操作レバー２２の端部に第１のばね３を取り付けたような構成であっても良い。この構成では、抜止部は、操作レバー２２の端部に形成される。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…操作装置、２…操作部、３…第１のばね、４…節度ピース、５…節度部、６…案内部、７…第２のばね、８ａ…第１の規制部、８ｂ…第２の規制部、１０…本体、２０…操作ノブ、２２…操作レバー、２３…支持機構部、２３ａ…操作レバー支持部、２４…Ｘ軸方向支持部、２５…Ｙ軸方向支持部、４０…先端部、４１…ストッパ、５０ａ…上面、５０ｂ…下面、５０ｃ…取付部、５２…節度山、５３…第１の側面、５３ａ…第１の支持部、５４…第２の側面、５４ａ…第２の支持部、６１〜６４…支柱、７０…ベース、７１…取付部、８０ａ…プランジャ、８０ｂ…プランジャ、８１ａ…コイル、８１ｂ…コイル、８２ａ…軸、８２ｂ…軸、１００…底面、２２０…開口、２３２…支持部、２４０…本体、２４２…支持部、２４３…支持部、２５０…本体、２５１…ガイド部、５０１〜５０４…貫通孔

Claims (5)

1. 非操作状態では中立位置に有る操作部と、
   前記操作部に配置され、第１の力を生成する第１の力生成部と、
   前記第１の力生成部から前記第１の力が付加される節度ピースと、
   前記第１の力が付加された前記節度ピースが押し付けられる節度山を有する節度部と、
   前記操作部が前記中立位置に位置する際の前記第１の力の方向、及びその逆方向の移動を案内する案内部と、
   前記節度部を前記節度ピースに押し付ける第２の力を生成する第２の力生成部と、
   前記案内部に対する前記節度部の移動を規制することが可能な規制部と、
   を備えた操作装置。
2. 前記操作部が、端部に開口を有し、
   前記第１の力生成部及び前記節度ピースが、前記開口に配置される請求項１に記載の操作装置。
3. 節度ピースが、前記開口からの抜けを防止する抜止部を有する請求項２に記載の操作装置。
4. 前記第１の力が前記第２の力よりも大きい請求項１乃至３の何れか１項に記載の操作装置。
5. 前記規制部が、第１の規制部及び第２の規制部から構成され、
   前記節度部が、第１の側面に前記第１の規制部を支持する第１の支持部と、前記第１の側面の反対側の第２の側面に前記第２の規制部を支持する第２の支持部と、
   を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の操作装置。
   

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