JPH0731474Y2 - ジョイスティック - Google Patents

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
形のリンクを交差配置し、レバ−スティックの中間部を
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−スティックを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６１−４４７３
７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−スティック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字形のリンク２２、２３を回動さ
せる機構としてある。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２５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５９−１０
３３０５号で開示された操縦桿機構、実開昭５４−１３
５６７８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字形リンク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
にパネルに回動自在に枢着する回転軸を設けると共にこ
れら両回転軸の間をＵ字状に形成し且つ該Ｕ字形の底部
に穴を穿設したＵ字形リンクと、先端部を前記穴に嵌挿
させると共に前記Ｕ字形リンク両側の回転軸の中心線を
結ぶ線と軸中心線との交点を傾動中心とするレバ−ステ
ィックと、前記Ｕ字形リンクと前記パネルとの間に配置
され該Ｕ字形リンクを中立位置へ復帰させる付勢力が作
用するようにしたばねと、前記Ｕ字形リンクの一方に固
定され端部に凹溝を設けたリンクと、両端部をそれぞれ
他端に対して逆方向に曲折し前記Ｕ字形リンクに固定さ
れたリンクの凹溝にその一方の端部を嵌めて係止させた
リンクと、前リンクの曲折部を嵌め入れる穴を設け且つ
該リンクの傾斜により回動する円筒部材を備えると共に
該円筒部材の回転方向に対して逆方向に付勢力の作用す
る線状コイルばねを取り付けた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Ｕ字形
リンクを交差配置すると共にこれらのＵ字形リンクを中
立位置へ自動復帰させるばねと、該Ｕ字形リンクに固定
されたリンク及び該リンクの凹溝に係止させるリンク
と、線状コイルばねを取り付けた非接触型ポテンショメ
−タと、をそれぞれ前記交差配置したＵ字形リンクにあ
わせてそれぞれ配置して成ることを特徴とする。

【０００５】

【作用】ジョイスティックを上記手段としたときの作用
について添付図とその符号を用いて説明する。の手段
によれば、レバ−スティック２を傾動させると、Ｕ字形
リンク５（図２参照）と該Ｕ字形リンク５に固定された
リンク８も回転軸５１及び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。即ち、該非接
触型ポテンショメ−タ３の円筒部材３ａには線状コイル
ばね７が取り付けられているが、ジョイスティックに取
り付ける場合には単体の場合の原点位置ではＢ方向に回
転できないのでリンク９の曲折部９ｂを約９０°程円筒
部材３ａをＡ方向に回転させて中立状態のジョイスティ
ックに取り付ける。この場合、孔３ｂ内の突起３ｃは常
にリンク９の曲折部９ｂに接触している。また、リンク
８の溝８ａの１辺にリンク９の他の曲折部９ａが常時接
触するようになる（ポテンショメ−タの使用角度は４０
°前後なので原点位置を越すことはない）。このとき、
コイルばね６の付勢力が十分に強いためリンク８及びレ
バ−スティック２が動かされることはない。中立状態で
レバ−スティック２がＯを中心として傾動（多方向に回
転）するとＵ字形リンク５（Ｕ字形リンク４も同様）が
回転し該Ｕ字形リンク５に固定したリンク８も同時に傾
斜し、更に該リンク８の凹溝８ａに係止させたリンク９
の曲折部九ａを動かす。するとリンク９の他の曲折部９
ｂがポテンショメ−タ３の孔３ｂ内に嵌まり込んでいる
ためその回転中心であるＺ軸を中心としてリンク９の曲
折部９ｂは円筒部材３ａを回転させつつ自身も中央部Ｏ
₁ を中心として回転する。また、このときリンク９の曲
折部９ａはリンク８の凹溝８ａ内で少しスライドする。
よってリンク５のＸ軸の回転に伴い非接触型ポテンショ
メ−タ３の軸回りであるＺ軸回りの回転が可能となる。
こうして非接触型ポテンショメ−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。また、の手
段とすれば多方向の制御が可能となる。

【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はこの考案のジョイスティ
ックの全体の構成を示す平面図、図２はこの考案のジョ
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
て十字形に形成し、該十字形のパネルの各部分１ａ、１
ｂ、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及び１
ｂにはポテンショメ−タ３、３を取付けてある。２はレ
バ−スティックであって端部に設けた雄ねじ部２ｂにノ
ブ（図示省略）を螺合させるようになっている。

【０００７】４及び５はＵ字形リンクであって底部にそ
れぞれ長穴４ａ及び５ａが設けられている。これらのＵ
字形リンク４及び５は十字状に交差配置させ、一方のＵ
字形リンク４は前記パネル部分１ａと１ｃに、他方の溝
Ｕ字形リンク５は前記パネル部分１ｂと１ｄにそれぞれ
回動可能に取り付けられる。この場合、前記Ｕ字形リン
ク５にはＵ字状の上端両側の同一直線上に回転軸５１、
５２が形成されパネル１ｂと１ｄに回動自在に枢着され
る（溝形リンク４も同様である）。また、前記レバ−ス
ティック２はその先端部を交差配置させた前記Ｕ字形リ
ンク４及び５の長穴４ａ及び５ａを貫くように配置され
る。該Ｕ字形リンク４とパネル部分１ｃとの間及びＵ字
形リンク５とパネル部分１ｄとの間にはそれぞればね
６、６が配置され、これらのＵ字形リンク４及び５が回
動したとき元の位置（図１の状態）に戻ろうとする付勢
力が作用するようにしてある。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。

【０００８】図２に示すように、前記レバ−スティック
２には内部軸方向及び横方向に穴２ａを穿設し（軸方向
の穴は図からは見えない）傾動するレバ−スティック２
に伸縮自在な電気配線用リ−ド線１２を通してある。前
記ポテンショメ−タ３は非接触形のポテンショメ−タで
あって余分な振動等が直接伝わらないなものを使用して
ある。

【０００９】８は前記パネル部分１ｄ（或いはパネル部
分１ｃ）とは反対側のＵ字形リンク５（Ｕ字形リンク
４）に固定されたリンクであって、ポテンショメ−タ３
とＵ字形リンク５（Ｕ字形リンク４）との間に介在させ
且つＵ字形形リンク５（４）と共に回動するようにして
ある。該リンク８には端部に凹部８ａを形成してある。
また、リンク９はその両端部をそれぞれ他端に対して逆
方向に直角に曲折した曲折部９ａ及び９ｂを形成し、前
記リンク８の凹部８ａにその一方の端部の曲折部９ａを
嵌めて係止させてある。尚、該リンク９の他方の曲折部
９ｂの挙動については後述する。また、図１及び図２か
らも分かるようにＵ字形リンク４及び５の底部には補強
部材１０を嵌めてレバ−スティック２を通し、この補強
部材１０を介してＵ字形リンク４及び５を回動させるよ
うにしてある。

【００１０】次に、上記したように図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１ｄ
（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字形リンク
５は、その両端部の回転軸５１及び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
１ｄと、該パネル１ｄに対向させたパネル１ｂ（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そのラセン部を嵌め
て取付け（もう一方の軸受５３も同様）てある。そして
該コイルばね６はその両端部（図２に見える６ａはその
一方である）で前記パネル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の軸中心線とＵ
字形リンク５の軸５１及び５２の中心線との交点Ｏは該
レバ−スティック２が多方向へ傾動する場合の中心とな
るが、この交点Ｏには図示しないが球状体を配置して球
状支点となるようにする。

【００１１】このジョイスティックのリンク機構は以上
のような構成から成り、前記レバ−スティック２に螺刻
した雄ねじ２ｂにノブ（図示せず）を螺合させ、該レバ
−スティック２を傾動させると、Ｕ字形リンク５は軸５
１及び５２を中心として回動する。そしてＵ字形リンク
５を傾動させると該Ｕ字形リンク５を元の位置に戻そう
とするコイルばね６の付勢力が作用し、該レバ−スティ
ック２を放せば（回転トルクを除去すれば）その付勢力
の作用により該Ｕ字形リンク５は元の中立位置に自動復
帰する。

【００１２】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の斜視図であり、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。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１３、１３を通してパネ
ル１ａ、１ｂ等に固定する（図１参照）。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
ようにしてあり、図３の３３、３４等はそのためのリ−
ド線である。該円筒部材３ａの穴３ｂには前記リンク９
の曲折部９ｂを嵌入させてあり、レバ−スティック２を
傾動させるとＵ字形リンク５及び４と共にリンク８も一
体となって回転傾斜する。前記円筒部材３ａの外周回り
には線状コイルばね７が取り付けられ、該線状コイルば
ね７は円筒部材３ａを常にＢ方向に回転させるように付
勢している。従ってポシンショメ−タはリンク９の回転
と共に自然に原点位置に戻るようになる。この原点位置
とは、非接触型ポテンショメ−タ単体では、円筒部材３
ａをＢ方向に回し切った位置である。

【００１３】上記構成から成るジョイスティックにおい
て、レバ−スティック２を傾動させると、Ｕ字形リンク
５（図２参照）と該Ｕ字形リンク５に固定されたリンク
８も回転軸５１及び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。即ち、該非接触型ポ
テンショメ−タ３の円筒部材３ａには線状コイルばね７
が取り付けられているが、ジョイスティックに取り付け
る場合には単体の場合の原点位置ではＢ方向に回転でき
ないのでリンク９の曲折部９ｂを約９０°程円筒部材３
ａをＡ方向に回転させて中立状態のジョイスティックに
取り付ける。この場合、孔３ｂ内の突起３ｃは常にリン
ク９の曲折部９ｂに接触している。また、リンク８の溝
８ａの１辺にリンク９の他の曲折部９ａが常時接触する
ようになる（ポテンショメ−タの使用角度は４０°前後
なので原点位置を越すことはない）。このとき、コイル
ばね６の付勢力が十分に強いためリンク８及びレバ−ス
ティック２が動かされることはない。中立状態で該レバ
−スティック２がＯを中心として傾動（多方向に回転）
するとＵ字形リンク５（Ｕ字形リンク４も同様である
が、Ｕ字形リンク５で説明する）が回転し該Ｕ字形リン
ク５に固定したリンク８も同時に傾斜し、更に該リンク
８の凹溝８ａに係止させたリンク９の曲折部９ａを動か
す。するとリンク９の他の曲折部９ｂがポテンショメ−
タ３の孔３ｂ内に嵌まり込んでいるためその回転中心で
あるＺ軸を中心としてリンク９の曲折部９ｂは円筒部材
３ａを回転させつつ自身も中央部Ｏ₁ を中心として回転
する。また、このときリンク９の曲折部９ａはリンク８
の凹溝８ａ内で少しスライドする。よってリンク５のＸ
軸の回転に伴い非接触型ポテンショメ−タ３の軸回りで
あるＺ軸回りの回転が可能となる。こうして非接触型ポ
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の曲折
部９ｂはＯ₁ を中心として２０°回転させるようにして
ある。

【００１４】次に、前記レバ−スティック２を放しばね
６の付勢力によりＵ字形リンク５及びリンク８が元の位
置へ戻ると、前記線状コイルばね７の付勢力は前記円筒
部材３ａを中立位置に戻すように作用する。

【００１５】以上の説明から明らかように、従来はポテ
ンショメ−タ３はレバ−スティック２の回動（傾動）中
心を通る位置、即ち、Ｕ字形リンク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
に置くことが出来る。また、この実施例ではＵ字形リン
ク４と５とを交差配置してポテンショメ−タ３をそれぞ
れ動作させるようにして多方向制御する場合について説
明したが、Ｕ字形リンク４又は５を単独で使用して一方
向制御することも勿論可能である。

【００１６】

【考案の効果】この考案の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、非接触型のポテンショメ−
タを組み込んだ耐震性や耐久性にすぐれたジョイスティ
ックとすることができる。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、このような部材は必
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。また、こ
の考案によ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のジョイスティックの全体の構成を示
す平面図である。

【図２】この考案のジョイスティックの構成要素の一部
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 ９ａ、９ｂ 曲折部 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】 両側にパネルに回動自在に枢着する回転
   軸を設けると共にこれら両回転軸の間をＵ字状に形成し
   且つ該Ｕ字形の底部に穴を穿設したＵ字形リンクと、先
   端部を前記Ｕ字形リンクの穴に嵌挿させると共に該Ｕ字
   形リンク両側回転軸の中心線を結ぶ線と軸中心線との交
   点を傾動中心とするレバ−スティックと、前記Ｕ字形リ
   ンクと前記パネルとの間に配置され該Ｕ字形リンクを中
   立位置へ復帰させる付勢力が作用するようにしたばね
   と、前記Ｕ字形リンクの一方に固定され端部に凹溝を設
   けたリンクと、両端部をそれぞれ他端に対して逆方向に
   曲折し前記Ｕ字形リンクに固定されたリンクの凹溝にそ
   の一方の端部を嵌めて係止させたリンクと、前リンクの
   曲折部を嵌め入れる穴を設け且つ該リンクの傾斜により
   回動する円筒部材を備えると共に該円筒部材の回転方向
   に対して逆方向に付勢力の作用する線状コイルばねを取
   り付けた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】 Ｕ字形リンクを交差配置すると共に、こ
   れらのＵ字形リンクを中立位置へ自動復帰させるばね
   と、該Ｕ字形リンクに固定されたリンク及び該リンクの
   凹溝に係止させるリンクと、線状コイルばねを取り付け
   た非接触型ポテンショメ−タと、をそれぞれ交差配置し
   たＵ字形リンクにあわせてそれぞれ配置して成る請求項
   第１項記載のジョイスティック。