JPH0511263U - ジヨイステイツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポテンショメ−タ等に無理な力が掛からず、
比較的大型用であってもコンパクトに構成可能で、耐震
性や耐久性にも優れたジョイスティックを提供するこ
と。 【構成】 両側に回転軸を形成すると共にこれら両回転
軸の間にＵ字状の溝を形成し且つ該溝底部に長穴を穿設
した溝形リンク４及び５と、前記溝形リンク両側の回転
軸中心線を結ぶ線上の中間部に球状支点を形成したレバ
−スティック２と、溝形リンクを元の中立位置へ自動復
帰させるようパネルに取付けたばね６と、溝形リンクと
共に回動するリンクと、前記リンク等の回動により作動
し且つ線状コイルばね７により原点位置に復帰する非接
触型ポテンショメ−タ３と、より成り、前記溝形リンク
４と５を交差配置したジョイスティック。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、操作レバ−を中立状態からレバ−中間部の一点を中心として前後 ・左右に傾動させ、その傾斜位置（角度）での変位量に対応した電気信号を取り 出すように構成したジョイスティックに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ジョイスティックは、土木・建設機械、無人ロボット、高所作業装置等におい て操縦装置のハンドル、遠隔操作装置用発信機の操作レバ−と共に用いられる。 従来、このようなジョイスティックの多くはＵ字状の溝形のリンクを交差配置し 、レバ−の中間部を球状支点とし、ばねを介してこれらリンクを一定角度回動自 在及び自動復帰させるように構成し、また前記リンクの回転軸線方向にそれぞれ ポテンショメ−タ−やバリコン等を取付けて電気信号を取り出すように構成して ある。そしてレバ−をＸ方向、Ｙ方向へ傾動させるとその傾斜角度に応じた電気 信号により被操作部が移動或いは駆動される。このようなジョイスティックの構 成例として例えば、図５に示す実開昭６１−４４７３７号で開示されたものが知 られている。即ち、このジョイスティックは、レバ−２０の球状支点２１を中心 としてその端部２０ａで多方向に傾動させ、十字形に交差配置させたＵ字状の溝 形のリンク２２、２３を回動させる機構になっている。そしてポテンショメ−タ ２４は該リンク２２（２３）の回転中心線Ｚ上にあってその端部に取付けた軸２ ５を回動させることにより電気信号を取り出すようにしたものである。その他の ジョイスティック或いは多方向制御スイッチとしては特開昭５９−１０３３０５ 号で開示された操縦桿機構、実開昭５４−１３５６７８号で開示された多方向操 作型ハンドルスイッチ等が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来から知られたジョイスティックでは、何れのジョイスティック或いは多方 向制御スイッチでも図５に示すように、レバ−２０の球状支点２１と、Ｕ字状の リンク２２、２３の端部に取付けられるポテンショメ−タ２４とは同一直線Ｚ上 にある。即ち、殆どの場合該ポテンショメ−タ２４を回動させるリンク２２はそ の回転中心を軸２５の中心と一致させなければ正確な操作が出来ない。このため ジョイスティックを組込む操作盤は全体的に嵩高く大きくなる傾向があり、ポテ ンショメ−タの設置位置も制約される。また、土木・建設機械等では作業時の操 縦室でも相当の振動や衝撃を受けるので特に精密に反応するポテンショメ−タ等 電気機器は耐震性、耐久性を良くしなければならない。更にジョイスティックの 組込まれる操作盤は、操作空間に他の構成部品が設置され、また持ち運びが楽な ように、なるべくコンパクトであることが好ましい。この考案はかかる課題に鑑 みてなされたものであり、その目的とする所はポテンショメ−タ等に無理な力が 掛からず、比較的大型用であってもコンパクトに構成可能で、耐震性や耐久性に も優れたジョイスティックを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

即ち、この考案は上記する課題を解決するために、ジョイスティックが、両 側に回転軸を形成すると共にこれら両回転軸の間にＵ字状の溝を形成し且つ該溝 底部に長穴を穿設した溝形リンクと、先端部を前記長穴に嵌挿させると共に前記 溝形リンク両側の回転軸中心線を結ぶ線上の中間部に球状支点を形成したレバ− スティックと、前記溝形リンクを元の中立位置へ自動復帰させるよう配置したば ねと、前記溝形リンクと共に回動するリンクと、前記溝形リンク及び前記リンク の回動により作動し且つ線状コイルばねにより原点位置に復帰する非接触型ポテ ンショメ−タと、より成ることを特徴とする。また、前記溝形リンクを交差配 置すると共に、該溝形リンクを元の中立位置へ自動復帰させるばねと、該溝形リ ンクと共に回動するリンクと、前記線状コイルばね及び非接触型ポテンショメ− タをそれぞれ前記溝型リンクにあわせて配置して成ることを特徴とする。

【０００５】

【作用】

上記手段としたときのこの考案にかかるジョイスティックの作用を添付した図 の符号を用いて説明する。 の手段において、レバ−スティック２を傾動させると、溝形リンク５（４も 同様）は軸５１、５２を中心として回動する。また溝形リンク５が回動すると、 コイルばね６の付勢力が該溝形リンク５に作用し、該レバ−スティック２の力（ 回転トルク）を除去すればその付勢力の作用により該溝形リンク５は元の原点位 置に自動復帰する。 前記レバ−スティック２が回転すると、溝型リンク５と該 溝型リンク５に固定されたリンク８も回転軸５１、５２を中心として同時に回転 する。この時前記リンク（溝形リンクと共に回動するリンク）９の端部９ｂはポ テンショメ−タ３の回転軸を中心として回転する。こうして非接触型のポテンシ ョメ−タ３の電気信号を回転角度に対応させて取り出すことが出来る。前記リン ク９の端部９ｂが元の位置へ回動すると、線状コイルばね７はポテンショメ−タ ３の中立状態へ戻す役目をする。また上記手段のジョイスティックでは振動や衝 撃の影響を受けにくい非接触型のポテンショメ−タ３をレバ−スティック２を傾 動させる機構に組み込むことが可能となる。の手段ではレバ−スティック２に よりの場合の作用を各方向で行わせることが出来る。更に、従来はポテンショ メ−タ３はレバ−スティック２の回動中心を通る位置、即ち、Ｕ字状の溝形リン ク５（４）の回転軸中心線上に置く必要があったがその必要はなくなる。従って 、図２に示すように溝形リンク５の回動中心軸線Ｘと、ポテンショメ−タ３の回 転中心線Ｚとの距離Ｈはその時々の都合により任意の位置に置くことが出来るの でその時々の都合によりＨを変更出来て極めて便利である。

【０００６】

【実施例】

以下、この考案の具体的実施例について図面を参照として説明する。 図１はこの考案にかかるジョイスティックの構成を示す平面図、図２はこの考 案にかかるジョイスティックの構成要素の一部斜視図である。この図で１は操作 盤等のケ−スに取り付けるためのパネルであって十字形としたそれぞれのパネル 部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをほぼ紙面直角方向に（図の紙面垂直方向）に曲折 してある。そして曲折したパネル１ａにはポテンショメ−タ３を、パネル１ｂに もポテンショメ−タ３を取付けてある。２はレバ−スティックであり、４と５は Ｕ字状の溝形リンクであり、６は前記溝形リンク４や５の一方の端部に嵌め込ん だコイルばねであり、７は前記ポテンショメ−タ３に嵌め込んだ線状コイルばね である。前記コイルばね６や前記ポテンショメ−タ３に嵌め込んだ線状コイルば ね７の詳細については後述する。また図２に示すように、前記レバ−スティック ２には軸方向と途中に横穴２ａを穿設し、伸縮自在な電気配線用リ−ド線１２を 通してある。これは傾動するレバ−スティック２にフレキシブルに対応させるた めである。前記ポテンショメ−タ３は非接触形のポテンショメ−タであり、余分 な振動等が直接伝わらないなものを使用してある。前記溝形リンク４と５はＵ字 状の溝の両側に回転軸５１、５２等が形成され（４も同様）パネル１ａ、１ｂ、 １ｃ、１ｄに回動自在に枢着されている。

【０００７】 ８と９は前記ポテンショメ−タ３とＵ字状の溝形リンク４（５）との間に介在 させ且つ溝形リンク４、５と共に回動するリンクであるが、図２からも明らかな ように、リンク８は端部に凹部８ａを形成して前記Ｕ字状の溝形リンク５に固定 し、またリンク９はその両端部９ａ、９ｂをそれぞれ他端に対して逆方向に直角 に曲折し、リンク８の凹部８ａにその端部９ａを嵌めて係止させてある。尚、該 リンク９の他端９ｂの挙動については後述する。前記Ｕ字状の溝形リンク４及び ５は溝底にそれぞれ長孔４ａ、５ａを穿設し、相互に十字に交差配置させた状態 で前記レバ−スティック２の先端を嵌挿させてある。図２から分かるようにレバ −スティック２には補強部材１０を介在させて溝形リンク４及び５に嵌挿し、こ の補強部材１０を介して溝形リンク５や４を回動させる。

【０００８】 次に、図２はこの多方向制御スイッチの構成要素である前記パネル１の一部１ ｂ（図１参照）と、レバ−スティック２と、溝形リンク５と、コイルばね６と、 リンク８及び９の部分を組立てた状態の斜視図であるが、この図では他方の溝形 リンク４等は構成がほぼ同様であるので省略する。 Ｕ字状の溝形リンク５は、その両端部の回転軸５１、５２に軸受５３（軸５１ の軸受は隠れて見えない）を嵌合させ、前記パネル１ｂと、該パネル１ｂに対向 させたパネル１ｄ（図１参照）に回動自在に枢着する。また、前記コイルばね６ は軸５１の隠れて見えない方の軸受にラセン状の円筒部を嵌めて取付けられ（も う一方の軸受５３も同様）る。そして該コイルばね６はその両端部（図２に見え る６ａ）を前記パネル１ｂに設けた突起部とリンク５に固定した別個の軸１１に その両端部を挟むようにして係止させてある。尚、レバ−スティック２の球状支 点の中心Ｏは溝形リンク５の軸５１と５２とを通る中心線と交わる点にある。

【０００９】 このジョイスティックは以上のような構成要素から成り、前記レバ−スティッ ク２に螺刻した雄ねじ２ｂにハンドル（図示せず）を螺合させるのであるが、こ のハンドル及びレバ−スティック２を傾動させると、溝形リンク４（５）は軸５ １、５２を中心として回動する。また溝形リンク４や５が回動すると、コイルば ね６の付勢力が該溝形リンク４や５に作用し、該レバ−スティック２の力（回転 トルク）を除去すればその付勢力の作用により該溝形リンク４（５）は元の中立 位置に自動復帰する。

【００１０】 次に、図３はこの考案で使用される前記ポテンショメ−タ３の斜視図である。 該ポテンショメ−タ３は非接触型のポテンショメ−タであって、ボス部に穿設し た穴３１と３２にボルト（図示せず）を通してパネル１ａ、１ｂ等に固定する。 このポテンショメ−タ３は、円筒部材３ａ（内部に磁石が組み込まれている）を 回動させることにより電気的信号を取り出すのであるが、図の３３、３４等はそ のリ−ド線である。即ち、円筒部材３ａの穴３ｂには前記リンク９の端部９ｂを 嵌入させ、後述するようにレバ−スティック２の傾動によりリンク９が回動する と円筒部材３ａ自身も一体に回動し、回転角度に応じた電気信号を取り出すよう になっている。そして細い線状コイルばね７は、前記円筒部材３ａの外周回りに 取付けられ、該円筒部材３ａが矢印Ａの時計方向へ回転するにつれて該円筒部材 ３ａの回転方向に抗するような付勢力がかかり、レバ−スティック２の力を取り 去れば矢印Ｂの反時計方向へ回転するようにしてある。

【００１１】 図４は図２の構成部分をＰ矢視方向から見た正面図である。前記レバ−スティ ック２が回転すると、溝形リンク５（図２参照）と該溝型リンク５に固定された リンク８も回転軸５１、５２を中心として同時に二点鎖線で示す方向に回転する 。この時前記リンク９は端部９ｂの中央部Ｏ₁ を中心として回転する。しかしこ のリンク９の端部９ｂは前記ポテンショメ−タ３の円筒部３ａに設けた穴３ｂの 中に位置しているが、この穴３ｂの径は該リンク９の端部９ｂ全体が内部で回転 可能な大きさにしてある。しかも図３から分かるように、該リンク９の端部９ｂ は穴３ｂ内の突起３ｃに係止するため該円筒部材３ａを強制的に回転させる。こ うして非接触型のポテンショメ−タ３の電気信号を回転角度に対応させて取り出 すことが出来る。図４に示す実施例の場合、例えばレバ−スティック２が１０° 傾斜するとリンク９はＯ₁ を中心として２０°傾斜する。 次に、前記リンク９が元の位置へ揺動すると、円筒部材３ａの穴３ｂ内の突起 ３ｃとの係止は外れ該リンク９の端部９ｂは元の位置へ戻る。このとき前記線状 コイルばね７の付勢力は前記円筒部材３ａを矢印Ｂの反時計方向の元の中立位置 に戻すように作用する。従って該線状コイルばね７はポテンショメ−タ３を中立 状態へ戻す役目をすることになる。

【００１２】 以上の説明から明らかように、この考案にかかるジョイスティックでは振動や 衝撃の影響を受けにくい非接触型のポテンショメ−タ３をレバ−スティック２を 傾動させる機構に組み込むことが可能となる。従って、従来はポテンショメ−タ ３はレバ−スティック２の回動中心を通る位置、即ち、Ｕ字状の溝形リンク４及 び５の回転軸中心線上に置く必要があったがその必要はなくなる。従って、図２ に示すように溝形リンク５の回動中心軸線Ｘと、ポテンショメ−タ３の回転中心 線Ｚとの距離Ｈはその時々の都合により回転角の比率を考慮して任意の位置に置 くことが出来て極めて便利である。

【００１３】

【考案の効果】

この考案にかかるジョイスティックは、以上詳述したような構成としたので、 振動の影響を受けない非接触型のポテンショメ−タを振動や衝撃の多い環境の中 で使用することが出来る。従って耐震性や耐久性にすぐれたジョイスティックを 提供することが出来る。また従来のジョイスティックや多方向制御スイッチのよ うに、交差配置したリンクを元の位置に戻すためにはコイルばねの他にばねとリ ンクとをつなぐ部材が必要であったが、このようなものは必要でなくポテンショ メ−タに直結するリンクをばねによって直接中立位置に復帰させることが出来る 。故にこの考案にればジョイスティックを全体的にコンパクトに構成することが 出来る。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案にかかるジョイスティックの構成の
平面図である。

【図２】 この考案にかかるジョイスティック構成要素
の一部斜視図である。

【図３】 この考案で使用されるポテンショメ−タの斜
視図である。

【図４】 図２の構成部分をＰ矢視方向から見た正面図
である。

【図５】 従来のジョイスティックの一部断面図を示す
図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ パネル ２ レバ
−スティック ３ ポテンショメ−タ ４、５ Ｕ字状溝形リ
ンク ６ コイルばね ７ 線状コイルばね
８ リンク ９ リンク １１ 固定軸 ５１、５２ 溝形リンクの回転軸 ５３ 軸
受

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】両側に回転軸を形成すると共にこれら両回
   転軸の間にＵ字状の溝を形成し且つ該溝底部に長穴を穿
   設した溝形リンクと、先端部を前記長穴に嵌挿させると
   共に前記溝形リンク両側の回転軸中心線を結ぶ線上の中
   間部に球状支点を形成したレバ−スティックと、前記溝
   形リンクを元の中立位置へ自動復帰させるよう配置した
   ばねと、前記溝形リンクと共に回動するリンクと、前記
   溝形リンク及び前記リンクの回動により作動し且つ線状
   コイルばねにより原点位置に復帰する非接触型ポテンシ
   ョメ−タと、より成るジョイスティック。
2. 【請求項２】溝形リンクを交差配置すると共に、該溝形
   リンクを元の中立位置へ自動復帰させるばねと、該溝形
   リンクと共に回動するリンクと、前記線状コイルばね及
   び非接触型ポテンショメ−タをそれぞれ前記溝型リンク
   にあわせて配置して成る請求項第１項記載のジョイステ
   ィック。