JPH0736558A - コントロールレバー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディテント機構付きのコントロールレバー装
置の大きさを小さくし、ディテント機構のノッチ特性を
向上させる。 【構成】 ベース１に回動自在に設けたレバー部材５
に、スライド自在にスライダ１８を設け、ベース１の上
部にノッチ１１を有するディテントプレート９を固定
し、スライダ１８の下端にノッチ１１と係合する突起２
１を設け、レバー部材５の基部１３とスライダ１８の上
端との間にバネ２５を張設した構成。 【効果】 レバー部材５の周辺の細長い空間を有効に利
用しているので、コンパクトに構成しうる。スライダ１
８およびバネ２５が長いのでノッチ１１の係合が浅くて
もガイドが確実であり、バネ荷重の変動が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコントロールレバー装置
に関する。さらに詳しくは、パワーショベルなどの建設
機械あるいは船舶などのエンジンのスロットルまたはガ
バナーレバーなどを電気的に制御するためのコントロー
ラの入力装置として用いるレバー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、エンジンコントローラの入力装置
は、ダイヤルでポテンショメータの入力軸を回転させる
ものが多い。他方、実公平３−４００５号公報や実開昭
６０−１１５９６３号公報などにおいては、回転自在に
支持されるレバーの支持軸をポテンショメータに連結し
たレバー式の入力装置が開示されている。このものはレ
バーを中立位置に戻すリターンスプリングやレバーをあ
る角度に保持する節度機構（ディテント機構）を採用し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記ダイヤル式の入力
装置は、負荷が小さいため操作した角度を保持するには
都合がよいが、人間の動作特性に合わない。すなわち指
先でダイヤルを回転させる動作では、操作対象とダイヤ
ルの操作量との対応関係を感覚的につかみにくい。その
ためレバー操作を増速してポテンショメータなどに入力
するコントロールレバー装置が望ましい。

【０００４】しかし一般的な従来のレバー装置は、操作
時に抵抗感を与えるための摩擦板を設けたり、所定の角
度にレバーを保持するためのディテント機構を設けてお
り、そのため全体の構成が複雑になると共に、嵩高いも
のとなっている。またディテント機構のノッチの精度が
粗く、しかもノッチの上下でバネ加重が大きく変動する
ので、バネ特性をノッチ特性に合わせにくい。

【０００５】これに対処するため、たとえば前述の実開
昭６０−１１５９６３号公報の装置では、ノッチを小さ
くすると共に、そのノッチの上下量を係合レバーで拡大
した上で、その係合レバーの自由端を比較的長い引っ張
りコイルバネで付勢し、それによりノッチの上下量の減
少とバネ加重の変動の抑制とを同時に実現し、バネ特性
とノッチ特性のバランスを取っている。しかしこのよう
な機構を設けたレバー装置はダイヤル式の入力装置に比
してきわめて大掛かりとなり、全体的に嵩高くなる問題
がある。

【０００６】本発明は上記従来のレバー装置の問題を解
消し、ノッチ精度が高く、バネ加重の変動が少なく、し
かもコンパクトに構成しうるレバー装置を提供すること
を技術課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレバー装置は、
ベースと、そのベースに回動自在に設けられるレバー部
材と、そのレバー部材の長手方向にスライド自在に設け
られるスライダと、そのスライダをレバー部材の基部側
に付勢するバネと、前記ベースに固定されると共に、レ
バー部材の回転中心を中心とする円弧状の表面を有する
ディテントプレートとからなり、前記スライダの基端側
に第１係合部が形成され、ディテントプレートの円弧状
の表面に第１係合部と間欠的に係合する第２係合部が形
成されていることを特徴としている。

【０００８】そのような装置では、前記スライダがレバ
ー部材の長手方向に長く延びており、かつ前記バネがス
ライダの上端とレバー部材の基部との間に張設される引
っ張りコイルバネであるものが好ましい。さらに前記レ
バー部材の基部にベースと摺接する摩擦材が設けられて
おり、基部とベースとを互いに弾力的に当接させる挟圧
バネを備えているものが好ましい。

【０００９】また前記ベースに角度検出器が設けられ、
レバー部材の回動を角度検出器の入力軸に伝達する伝達
機構を備えている装置が好ましい。その場合は、前記伝
達機構を、レバー部材の基部に設けられるセクタギヤ
と、角度検出器の入力軸に設けられるギヤとからなる増
速機構とするのが好ましい。

【００１０】本発明の装置の第２の態様は、ベースと、
そのベースに回動自在に設けられるレバー部材と、その
レバー部材とベースとの間に介在されるディテント機構
と、前記レバー部材の基部に前記ベースと摺接するよう
に設けられる摩擦部材と、レバー部材の基部とベースと
を互いに弾力的に当接させる挟圧バネとからなることを
特徴としている。そのような装置においては、前記レバ
ー部材の基部が円板状の形態を呈しており、前記摩擦部
材が、その円板状の基部とベースとの間に介在される円
板状の摩擦部と、ベースに形成した孔に回転自在に嵌入
される軸部と、摩擦部の周縁部に一体に設けられるセク
タギヤとを有し、前記ベースに角度検出器が設けられる
と共に、その角度検出器の入力軸に、前記セクタギヤと
噛み合うギヤが設けられ、セクタギヤとそのギヤとが増
速機構を構成しているものが好ましい。

【００１１】また前記摩擦部材の軸部およびレバー部材
の基部にそれぞれ貫通孔が形成されており、摩擦部材と
レバー部材とがそれらの貫通孔に貫通される支軸によっ
て同心状に支持されると共に、レバー部材の基部に前記
セクタギヤの側面と嵌合する切り欠き部が形成されてい
るものが好ましい。さらに前記摩擦部材の軸部がベース
の裏面まで延びており、その裏面から突出した軸部の周
囲に前記挟圧バネを構成する環状の板バネが設けられる
と共に、その軸部を貫通した支持軸の端部にバネ押さえ
が設けられている装置が好ましい。

【００１２】

【作用】請求項１の装置において、操作する者がレバー
部材を回動操作すると、スライダの基端側の第１係合部
がディテント部材の円弧状の表面上を摺動する。そして
第２係合部と第１係合部とが合ったときにスライダを基
部側に付勢するバネの作用で係合部同士が係合し、ディ
テント作用が奏される。この装置ではスライダがレバー
部材にいわば内蔵されており、しかもディテント部材は
レバー部材の回動中心の近辺のベースに固定されている
ので、全体をコンパクトに構成しうる。すなわちある程
度の長さを有するレバー部材の近辺の空間をディテント
機構に有効に利用しているのである。

【００１３】請求項２の装置では、スライダを長く延ば
し、スライドのガイド性を確保すると共に、長いレバー
部材の近辺を、その長いスライダと長いバネを収容する
空間として一層有効に利用している。またバネを長くし
ているので、ディテント作用時のバネ荷重の変動を大幅
に小さくすることができる。また請求項４の装置では、
レバー部材に摩擦部材を設けているので、レバー部材を
所定の角度位置に保持するディテント作用が一層確実に
なる。さらに摩擦力により操作力に一定の抵抗感を与
え、操作フィーリングを好ましいものにしている。

【００１４】請求項５のレバー装置は、レバー部材を回
動操作すると、伝達機構を介して角度検出器の入力軸が
回転し、操作角度に応じた電気的な出力をうることがで
きる。また伝達機構をセクタギヤとそれと噛み合うギヤ
とからなる増速機構とすることにより、レバー部材の角
度を拡大して検出することができる。

【００１５】本発明の装置の第２の態様においては、請
求項４の装置と同じく、ディテント機構と摩擦部材とが
共同して作用するので、レバー部材を所定位置に保持す
るディテント作用が一層確実になり、さらに摩擦力によ
りレバー操作に一定の抵抗感が与えられ、操作フィーリ
ングが好ましいものとなる。請求項７の装置では、レバ
ー部材の円板状の基部とベースとの間に、同じく円板状
の摩擦部材の摩擦部を挟圧するようにしているので、摩
擦部がベースに向かって充分均一に、かつ強力に当接さ
れる。そのため摩擦力を充分大きく、かつ均一に生じさ
せることができる。また摩擦部材とセクタギヤとを一体
に構成しているので、部品点数が少なくなり、組立作業
が簡単になり、しかもレバー部材の基部の強度を強くす
ることができる。

【００１６】請求項８の装置では、摩擦部材における円
板状の摩擦部を有効に利用し、その摩擦部に軸部を一体
化することにより、摩擦部材に軸受けを兼ねさせてい
る。そのため全体の構成を一層簡単かつコンパクトにし
うる。またレバー部材の円板状の基部にセクタギヤと噛
み合う切り欠き部を設けているので、回転中心から離れ
た位置でレバー部材に加わるトルクを受けることができ
る。そのため、レバー部材の支持構造の一層の強化を図
ることができる。

【００２０】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の装置の実
施例を説明する。図１は本発明のレバー装置の一実施例
を示す縦断面図、図２は同装置の斜視図、図３は同装置
の一部切り欠き正面図、図４は同装置の一部切り欠き背
面図、図５は同装置の要部分解斜視図である。

【００２１】図１に示すレバー装置Ａは、ベース１と、
そのベース１の縦片２に軸受けブッシュ３およびピン４
により回動自在に取りつけられたレバー部材５と、同じ
く縦片２に取りつけられたポテンショメータＰとから構
成されている。前記軸受けブッシュ３およびピン４はそ
れぞれ特許請求の範囲にいう摩擦部材および支持軸を構
成している。

【００２２】べース１は図２に示すように、１枚の板材
の一辺側から２本の平行なスリットを切り込み、その中
央部を下向きに折り曲げて縦片２とし、残りを取りつけ
片６としたものである。図１に戻って、縦片２の中央に
は軸受けブッシュ３およびピン４を挿通するための孔７
が形成され、その下側にポテンショメータＰの入力軸Ｐ
ａを挿通するための孔８が形成されている。また縦片２
の上端の中央部には、扇状のディテントプレート９がス
ポット溶接などにより固定されている。ディテントプレ
ート９の上面１０はレバー部材５の回転中心を中心とす
る円弧状にされており、中心から左右にずれた２か所に
一対のノッチ１１が形成されている（図４参照）。ノッ
チ１１の数は任意に設定しうる。

【００２３】前記レバー部材５は図３に示すように、断
面コ字状で細長く延びるハンドル部１２と、縦片２に取
りつけられる円板状の基部１３とからなる。基部１３の
周囲にはハンドル部１２から続くリブ１４が円弧状に延
びている。基部１３の中央にはピン４を挿入するための
孔１５が形成されている（図５参照）。基部１３の左右
に形成される下向きの段部ないし切り欠き１６は、図３
に示すストッパ１７と当接する当接部である。それらの
ストッパ１７はネジ１７ａを螺入して、レバー部材５の
回動角度範囲を調節できるようにするのが好ましい。レ
バー部材５はたとえば金属板からプレス加工で形成しう
る。その場合はレバー部材５の周囲には、操作者の手に
なじむように、合成樹脂製の握り１２ａを設けるのが好
ましい。

【００２４】図４を参照して、レバー部材５のハンドル
部１２の一面側には、板状のスライダ１８が２本のピン
１９で長手方向にスライド自在に取りつけられている。
すなわちスライダ１８には図４に示すように長孔２０が
２個上下に形成されており、頭付きの２本のピン１９が
その長孔２０に通され、ピン１９の先端がレバー部材５
にカシメられている（図１参照）。さらにスライダ１８
の下端には、前記ディテントプレート９のノッチ１１と
係合する突起２１が設けられている。なおディテントプ
レート９の側に突起を設け、スライダ１８の側にノッチ
を形成してもよい。またスライダ１８をスライド自在に
案内する構成は、前記長孔２０とピン１９の係合のほ
か、他の案内構造を採用しうる。

【００２５】図１および図５に示すように、スライダ１
８の上端には後方に折り曲げられた爪２２が設けられ、
その爪２２はレバー部材５に形成した窓２３を通して突
出している。その爪２２はレバー部材５の基部１３に切
り起こし形成された爪２４と共に、スライダ１８を下方
に付勢するための引っ張りコイルバネ２５を係止する突
片を構成する。

【００２６】前記軸受けブッシュ３は図５に明瞭に示す
ように、円筒状の軸部２６と、その一端に直角に設けら
れる円板状の摩擦部（摩擦板）２７とを有し、さらにそ
の摩擦部２７の下部にセクターギヤ２８が一体に設けら
れている。セクターギヤ２８は円板状の摩擦部より突出
しており、軸部２６の中心を中心とする円弧状にされた
下側の表面に歯２９が形成されている。軸受けブッシュ
３は、たとえばポリアミド、ポリカーボネート、ポリア
セタールなどのエンジニアリングプラスチック、あるい
はテフロンなどの合成樹脂から射出成型などにより一体
形成しうる。なお摩擦部２７の周囲には、レバー部材５
の基部１３との直角度を正確に維持するための当接リブ
３０を設けるのが好ましい。

【００２７】軸受けブッシュ３は、たとえば図３に示す
ピン３１によりレバー部材５の基部１３に固定される
が、基部１３の下端にセクターギヤ２８と係合する扇状
の切り欠き部３２を形成し、その切り欠き部３２をセク
ターギヤ２８に係合させるのが好ましい。その場合、前
述のようにセクターギヤ２８が軸受けブッシュ３に一体
に設けられているので、軸受けブッシュ３とレバー部材
５との結合が一層しっかりする。

【００２８】前記ピン４の一端にはレバー部材５の基部
１３と係合する頭部３７が設けられ、他端にはネジ３３
が形成されている。そして図１に示すように、レバー部
材５の表面側から孔１５および軸受けブッシュ３の軸部
２６を貫通してピン４を差し込んだとき、軸部２６の先
端からネジ３３が突出する長さにされている。さらに軸
部２６も縦片２の孔７に挿入したとき、縦片２より裏側
に突出する長さとされている。そしてその突出した軸部
２６の周囲には皿バネ３４が数枚、挟圧バネとして設け
られ、ピン４の先端のネジ３３には、皿バネ３４用のバ
ネ押さえと、軸部２６やピン４の抜け止めを兼ねるナッ
ト３５がねじ込まれる。なお挟圧バネとしてコイルバネ
やウェーブワッシャなどを採用してもよい。

【００２９】前記ポテンショメータＰは図４に示すよう
に、２本のネジ３６でベース１の縦片２に取りつけら
れ、図１および図３に示すように、その入力軸Ｐａには
セクターギヤ２８の歯２９と噛み合うピニオンないしギ
ヤ３８が固定されている。ギヤ３８のピッチ円径はセク
ターギヤ２８のピッチ円径の１／５〜１／８程度であ
り、それによりレバー部材５の回動角度はポテンショメ
ータＰの入力軸Ｐａに５〜８倍に増速して伝達される。
ギヤ３８は軸受けブッシュ３と同じ素材で形成しうる。

【００３０】前記のごとく構成されるレバー装置におい
て、図３に示すように、レバー部材５を矢印Ｂ−Ｃ方向
に回動させると、セクタギヤ２８と噛み合っているギヤ
３８およびポテンショメータＰの入力軸Ｐａが矢印Ｄ−
Ｅ方向に５〜８倍に増速されて回転する。レバー部材５
の回動角度は切り欠き部（当接部）１６とストッパ１７
とによって制限され、通常は±２５°程度である。した
がってギヤ３８はほぼ±３００°程度回転する。レバー
部材５が回転するとき、軸受けブッシュ３の摩擦部２７
とベース１の縦片２の表面との摩擦により、適度な抵抗
感が与えられる。摩擦力は皿バネ３４による挟圧力の大
きさに依存するので、ナット（図１の３５）の締めつけ
加減で調節することができる。

【００３１】さらにスライダ１８は引っ張りコイルバネ
２５で常時基端側に付勢されているので、図４のスライ
ダ１８の下端の突起２１はディテントプレート９の表面
１０上を摺動する。そして突起２１がノッチ１１に合う
とき、その突起２１がノッチ１１内に入り込む。その状
態ではレバー部材５を操作する手を離しても、レバー部
材５の角度が維持される。なおレバー部材５は２本のピ
ン１９によって長いスパンで案内されているので、ノッ
チ１１と突起２１の噛み合いが浅くても係合が確実であ
る。そのため、突起２１とノッチ１１の噛み合い精度が
高い。またノッチ１１の噛み合いが浅いのでスライダ１
８の上下ストロークが少なくなり、しかも引っ張りコイ
ルバネ２５が長いので、バネ荷重の変動が少ない。

【００３２】突起２１がノッチ１１に噛み合って入る状
態から、さらにレバー部材５を回動させると、突起２１
がノッチ１１から出ようとするので、引っ張りコイルバ
ネ２５の付勢力に抗してスライダ１８が押し上げられ、
突起２１とノッチ１１の係合が解除され、再びレバー部
材５を回動させることができる。なおノッチ１１の部分
を通り越すようにレバー部材５を回動させることも容易
である。

【００３３】前記実施例では角度検出器としてポテンシ
ョメータを採用しているが、ロータリエンコーダやレゾ
ルバなどの他の角度検出器を用いることもできる。さら
に引っ張りコイルバネに代えて、圧縮コイルバネを採用
することもできる。また前記実施例では摩擦部材をレバ
ー部材と一緒に回動させるようにしているが、摩擦部材
をベースに固定し、その摩擦部材とレバー部材との間で
摩擦作用を奏させることもできる。その場合はもちろん
セクタギヤとレバー部材の基部とを噛み合わせない。

【００３４】

【発明の効果】本発明のレバー装置は、ある程度の長さ
を有するレバー部材にディテント機構のためのスライダ
をスライド自在に設け、ベースにディテントプレートを
設けているので、全体をきわめてコンパクトに、たとえ
ば従来のものに比して約１／２の大きさにすることがで
きる。またノッチの精度を高くすることができ、しかも
バネ負荷の変動を従来に比して約１／１０ときわめて小
さくできるので、ノッチ特性を大幅に向上させることが
できる。またノッチ位置を基準にしてポテンショメータ
などの基準位置を簡単に調節することができ、可変スト
ッパを有するものではそれに合わせてストッパ位置を高
精度で調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレバー装置の一実施例を示す縦断面図
である。

【図２】図１の装置の斜視図である。

【図３】図１の装置の一部切り欠き正面図である。

【図４】図１の装置の一部切り欠き背面図である。

【図５】図１の装置の要部分解斜視図である。

【符号の説明】

Ａ レバー装置 １ ベース ３ 軸受けブッシュ ５ レバー部材 ９ ディテントプレート １１ ノッチ １３ 基部 １８ スライダ ２５ 引っ張りコイルバネ ２６ 軸部 ２７ 摩擦部 ２８ セクタギヤ ３４ 皿バネ ３８ ギヤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースと、そのベースに回動自在に設け
   られるレバー部材と、そのレバー部材の長手方向にスラ
   イド自在に設けられるスライダと、そのスライダをレバ
   ー部材の基部側に付勢するバネと、前記ベースに固定さ
   れると共に、レバー部材の回転中心を中心とする円弧状
   の表面を有するディテントプレートとからなり、前記ス
   ライダの基端側に第１係合部が形成され、ディテントプ
   レートの円弧状の表面に、第１係合部と間欠的に係合す
   る第２係合部が形成されているコントロールレバー装
   置。
2. 【請求項２】 前記スライダがレバー部材の長手方向に
   延びる長い部材であり、前記バネがスライダの上端とレ
   バー部材の基部との間に張設される引っ張りコイルバネ
   である請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記レバー部材の基部にベースと摺接す
   る摩擦部材が設けられており、基部とベースとを互いに
   弾力的に当接させる挟圧バネを備えている請求項１記載
   の装置。
4. 【請求項４】 前記ベースに角度検出器が設けられ、レ
   バー部材の回動を角度検出器の入力軸に伝達する伝達機
   構を備えている請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】 前記伝達機構が、レバー部材の基部に設
   けられるセクタギヤと、角度検出器の入力軸に設けられ
   るギヤとからなる増速機構である請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 ベースと、そのベースに回動自在に設け
   られるレバー部材と、そのレバー部材とベースとの間に
   介在されるディテント機構と、前記レバー部材の基部に
   前記ベースと摺接するように設けられる摩擦部材と、レ
   バー部材の基部とベースとを互いに弾力的に当接させる
   挟圧バネとからなるコントロールレバー装置。
7. 【請求項７】 前記レバー部材の基部が円板状の形態を
   呈しており、前記摩擦部材が、その円板状の基部とベー
   スとの間に介在される円板状の摩擦部と、ベースに形成
   した孔に回転自在に嵌入される軸部と、摩擦部の周縁部
   に一体に設けられるセクタギヤとを有し、前記ベースに
   角度検出器が設けられると共に、その角度検出器の入力
   軸に、前記セクタギヤと噛み合うギヤが設けられ、セク
   タギヤとそのギヤとが増速機構を構成している請求項６
   記載の装置。
8. 【請求項８】 前記摩擦部材の軸部およびレバー部材の
   基部にそれぞれ貫通孔が形成されており、摩擦部材とレ
   バー部材がそれらの貫通孔に貫通される支持軸によって
   同心状に支持されており、レバー部材の基部に前記セク
   タギヤの側面と嵌合する切り欠き部が形成されている請
   求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記摩擦部材の軸部がベースの裏面まで
   延びており、その裏面から突出した軸部の周囲に前記挟
   圧バネを構成する環状の板バネが設けられており、その
   軸部を貫通した支持軸の端部にバネ押さえが設けられて
   いる請求項８記載の装置。