JP2001202152A - ジョイスティック - Google Patents
ジョイスティックInfo
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- joystick
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 操作レバーの中立位置付近での性能劣化が生
じないジョイスティックを提供する。 【解決手段】 上方に操作部を有する棒状の操作レバー
１と、操作レバー１の下端部の接触により、その操作方
向、操作量を検出する検出素子５とを有するジョイステ
ィックにおいて、検出素子５の表面の中央に窪み５Ａを
設けたので、操作レバー１の中立位置付近でプランジャ
４が検出素子５に接触せず、検出素子５が劣化すること
がない。
じないジョイスティックを提供する。 【解決手段】 上方に操作部を有する棒状の操作レバー
１と、操作レバー１の下端部の接触により、その操作方
向、操作量を検出する検出素子５とを有するジョイステ
ィックにおいて、検出素子５の表面の中央に窪み５Ａを
設けたので、操作レバー１の中立位置付近でプランジャ
４が検出素子５に接触せず、検出素子５が劣化すること
がない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は操作レバーの操作量に応
じて電気信号を出力するジョイスティックに関し、特に
微振動の多い環境で使用するジョイスティックの耐久
性、信頼性の向上に関する。
じて電気信号を出力するジョイスティックに関し、特に
微振動の多い環境で使用するジョイスティックの耐久
性、信頼性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のジョイスティックは、図２０に示
すように、操作レバー１と、操作レバー１の下端部の傘
状部材２０と、傘状部材２０を下方向に付勢し、中立位
置を保つバネ２１と、傘状部材２０が接触した位置を検
出する検出素子５と有し、これらを操作レバー１の上部
（操作部２）が突出するように収容したケース６とで構
成されていた。検出素子５は操作レバー１が接触した位
置を検出し、この位置を制御回路２２に送り、例えば建
設機械のアームを動作させたり、コンピュータ画面のカ
ーソルを移動させたりする。
すように、操作レバー１と、操作レバー１の下端部の傘
状部材２０と、傘状部材２０を下方向に付勢し、中立位
置を保つバネ２１と、傘状部材２０が接触した位置を検
出する検出素子５と有し、これらを操作レバー１の上部
（操作部２）が突出するように収容したケース６とで構
成されていた。検出素子５は操作レバー１が接触した位
置を検出し、この位置を制御回路２２に送り、例えば建
設機械のアームを動作させたり、コンピュータ画面のカ
ーソルを移動させたりする。
【０００３】検出素子５は、２枚のゴム板により操作レ
バー１が接触するパッドを構成し、このゴム板の対向す
る面の一方には縦方向に、他方には横方向に配列された
交差電極を設け、一方の電極に時系列順に信号を送り、
この信号が他方の電極にて検出された時間によりプラン
ジャの接触位置を求める手段や、交差電極の一方を抵抗
体にして電圧を印加し、他方の電極で分圧値を検出する
手段、等の公知の手段で実現できる。また、検出素子
は、パッドが検出した接触点の座標データを、Ｘ軸、Ｙ
軸方向の中心点からの距離に比例する電圧値に変換し、
各軸の座標値に相当する電圧を各々出力する変換回路も
有している。この座標値から電圧への変換はＤ／Ａコン
バータにより実現できる。
バー１が接触するパッドを構成し、このゴム板の対向す
る面の一方には縦方向に、他方には横方向に配列された
交差電極を設け、一方の電極に時系列順に信号を送り、
この信号が他方の電極にて検出された時間によりプラン
ジャの接触位置を求める手段や、交差電極の一方を抵抗
体にして電圧を印加し、他方の電極で分圧値を検出する
手段、等の公知の手段で実現できる。また、検出素子
は、パッドが検出した接触点の座標データを、Ｘ軸、Ｙ
軸方向の中心点からの距離に比例する電圧値に変換し、
各軸の座標値に相当する電圧を各々出力する変換回路も
有している。この座標値から電圧への変換はＤ／Ａコン
バータにより実現できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来のジョイステ
ィックは、操作レバーが中立の状態においても操作レバ
ーの下端部が検出素子表面に接触しているので、レバー
を操作していない間も検出素子の中央部は微振動により
加重、抜重を繰り返されており、微振動の多い環境で使
用した場合に、レバーを操作していなくても検出素子の
中央部がヘタリ、摩耗が生じ、性能が劣化する。
ィックは、操作レバーが中立の状態においても操作レバ
ーの下端部が検出素子表面に接触しているので、レバー
を操作していない間も検出素子の中央部は微振動により
加重、抜重を繰り返されており、微振動の多い環境で使
用した場合に、レバーを操作していなくても検出素子の
中央部がヘタリ、摩耗が生じ、性能が劣化する。
【０００５】特に、操作レバーは中立位置にあることが
多く、そのときプランジャは検出素子の中央に接触して
いる。従来のジョイスティックでは検出素子の中央部が
最もヘタる原因となっていた。
多く、そのときプランジャは検出素子の中央に接触して
いる。従来のジョイスティックでは検出素子の中央部が
最もヘタる原因となっていた。
【０００６】本発明は、操作レバーの中立位置でも検出
素子が劣化しない、耐久性、信頼性が高いジョイスティ
ックを提供することを目的とする。
素子が劣化しない、耐久性、信頼性が高いジョイスティ
ックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、上方に操
作部を有する棒状の操作レバーと、前記操作レバーの下
端部の接触により、その操作方向、操作量を検出する検
出素子とを有するジョイスティックに適用され、前記操
作レバーの中立位置で、前記操作レバーの先端が前記検
出素子に接触しないように構成されている。
作部を有する棒状の操作レバーと、前記操作レバーの下
端部の接触により、その操作方向、操作量を検出する検
出素子とを有するジョイスティックに適用され、前記操
作レバーの中立位置で、前記操作レバーの先端が前記検
出素子に接触しないように構成されている。
【０００８】第２の発明は、第１の発明において、前記
操作レバーの中立位置で、前記操作レバーの先端が前記
検出素子に接触しないように、前記検出素子の表面に窪
みを有している。
操作レバーの中立位置で、前記操作レバーの先端が前記
検出素子に接触しないように、前記検出素子の表面に窪
みを有している。
【０００９】第３の発明は、第１の発明において、前記
操作レバーの中立位置で、前記操作レバーの先端が前記
検出素子に接触しないように、前記操作レバーが収縮し
ている。
操作レバーの中立位置で、前記操作レバーの先端が前記
検出素子に接触しないように、前記操作レバーが収縮し
ている。
【００１０】第４の発明は、第３の発明において、前記
操作レバーの下端部に伸縮可能に配置され、第一の弾性
体により下方向へ付勢され前記検出素子に接触するプラ
ンジャと、前記操作レバーの外周部に配置され、第二の
弾性体により上方向へ付勢され、その上端がケース内面
に接触している筒状のストッパとを有し、前記プランジ
ャの上部に横方向に突出したフランジが、前記ストッパ
の突出部と係合して、前記プランジャの下方向への移動
を規制することにより、前記操作レバーが収縮してお
り、前記操作レバーを傾斜したときに、前記ストッパの
上部外周に突出した鍔部が前記ケースに接触して前記ス
トッパが下方向に押し下げられ、前記プランジャの下方
向への移動が可能となり、前記プランジャが伸長するこ
とを特徴としている。
操作レバーの下端部に伸縮可能に配置され、第一の弾性
体により下方向へ付勢され前記検出素子に接触するプラ
ンジャと、前記操作レバーの外周部に配置され、第二の
弾性体により上方向へ付勢され、その上端がケース内面
に接触している筒状のストッパとを有し、前記プランジ
ャの上部に横方向に突出したフランジが、前記ストッパ
の突出部と係合して、前記プランジャの下方向への移動
を規制することにより、前記操作レバーが収縮してお
り、前記操作レバーを傾斜したときに、前記ストッパの
上部外周に突出した鍔部が前記ケースに接触して前記ス
トッパが下方向に押し下げられ、前記プランジャの下方
向への移動が可能となり、前記プランジャが伸長するこ
とを特徴としている。
【００１１】第５の発明は、棒状の操作レバーの操作方
向、操作量を検出する検出素子を有し、前記操作レバー
の操作量に応じた信号を出力するジョイスティックに適
用され、前記操作レバーの中立位置近傍の所定の範囲で
は、前記操作レバーを操作してもジョイスティックの出
力が変化しないことを特徴とするジョイスティック。
向、操作量を検出する検出素子を有し、前記操作レバー
の操作量に応じた信号を出力するジョイスティックに適
用され、前記操作レバーの中立位置近傍の所定の範囲で
は、前記操作レバーを操作してもジョイスティックの出
力が変化しないことを特徴とするジョイスティック。
【００１２】第６の発明は、第５の発明において、前記
操作レバーの下端部の接触により、その操作方向、操作
量を検出する検出素子を有し、前記検出素子が、前記操
作レバーの中立位置で、前記操作レバーの接触を検出し
ない領域を設けた。
操作レバーの下端部の接触により、その操作方向、操作
量を検出する検出素子を有し、前記検出素子が、前記操
作レバーの中立位置で、前記操作レバーの接触を検出し
ない領域を設けた。
【００１３】第７の発明は、第５の発明において、前記
操作レバーの中立位置付近で前記検出素子の出力が所定
の範囲にあるときは、前記ジョイスティックの出力が変
化しないように、前記検出素子の出力を演算する演算装
置を設けた。
操作レバーの中立位置付近で前記検出素子の出力が所定
の範囲にあるときは、前記ジョイスティックの出力が変
化しないように、前記検出素子の出力を演算する演算装
置を設けた。
【００１４】
【発明の作用および効果】第１の発明では、操作レバー
の中立位置で、操作レバーの下端が検出素子に接触しな
いように構成し、第２の発明では検出素子の表面に窪み
設け、第３、第４の発明では操作レバーが収縮している
ので、操作レバー下端が検出素子に接触せず、中立位置
付近の検出素子の劣化が生じず、検出素子の信頼性、耐
久性が向上する。
の中立位置で、操作レバーの下端が検出素子に接触しな
いように構成し、第２の発明では検出素子の表面に窪み
設け、第３、第４の発明では操作レバーが収縮している
ので、操作レバー下端が検出素子に接触せず、中立位置
付近の検出素子の劣化が生じず、検出素子の信頼性、耐
久性が向上する。
【００１５】第５の発明では、操作レバーの中立位置近
傍では、前記操作レバーを操作してもジョイスティック
の出力が変化せず、第６の発明では検出素子の中央部に
操作レバーの接触を検出しない領域を設け、第７の発明
ではジョイスティックの出力が変化しないように検出素
子の出力を演算する演算装置を設けたので、検出素子の
中央部が劣化しても建設機械のアーム等の操作に支障が
ない。
傍では、前記操作レバーを操作してもジョイスティック
の出力が変化せず、第６の発明では検出素子の中央部に
操作レバーの接触を検出しない領域を設け、第７の発明
ではジョイスティックの出力が変化しないように検出素
子の出力を演算する演算装置を設けたので、検出素子の
中央部が劣化しても建設機械のアーム等の操作に支障が
ない。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１７】図１は本発明のジョイスティックの構成図
である。本発明の第一の実施の形態において、操作レバ
ー１は、上部に操作部２と、中間部に球形の軸部３と、
下端部にプランジャ４とを有している。操作レバー１の
上部の操作部２は操作者が手で握持する部分である。軸
部３は操作レバー１の中間部で球形に突出しており、ケ
ース６の軸受７により操作レバー１が傾斜可能に枢支さ
れる。プランジャ４はケース６の内部に配置した検出素
子５に接触するように、操作レバー１の下端部に操作レ
バー１から伸縮可能に取り付けられている。また、プラ
ンジャ４の移動により検出素子５の表面に傷を付けるこ
とがないように、プランジャ４の先端は曲面状に丸みを
持たせてある。
である。本発明の第一の実施の形態において、操作レバ
ー１は、上部に操作部２と、中間部に球形の軸部３と、
下端部にプランジャ４とを有している。操作レバー１の
上部の操作部２は操作者が手で握持する部分である。軸
部３は操作レバー１の中間部で球形に突出しており、ケ
ース６の軸受７により操作レバー１が傾斜可能に枢支さ
れる。プランジャ４はケース６の内部に配置した検出素
子５に接触するように、操作レバー１の下端部に操作レ
バー１から伸縮可能に取り付けられている。また、プラ
ンジャ４の移動により検出素子５の表面に傷を付けるこ
とがないように、プランジャ４の先端は曲面状に丸みを
持たせてある。
【００１８】検出素子５は、プランジャ４が接触する面
の、操作レバー１の中立位置に相当する箇所に球面状の
窪み５Ａが設けられており、中立位置ではプランジャ４
は検出素子５に接触しないようになっている。
の、操作レバー１の中立位置に相当する箇所に球面状の
窪み５Ａが設けられており、中立位置ではプランジャ４
は検出素子５に接触しないようになっている。
【００１９】図２は本発明のジョイスティックの操作レ
バー１の下部の断面図である。プランジャ４は操作レバ
ー１の先端に設けられた凹部９に、操作レバーの長手方
向に摺動可動に収容されると共に、バネ８により下方向
に押され、常に検出素子５に所定以上の力で接触するよ
うに付勢されている。プランジャ４の上部にはフランジ
４Ａが設けられており、凹部９に設けられた突起部９Ａ
により、操作レバー１の中立位置において、検出素子５
に接触する位置までプランジャ４が下降しないように保
持される。
バー１の下部の断面図である。プランジャ４は操作レバ
ー１の先端に設けられた凹部９に、操作レバーの長手方
向に摺動可動に収容されると共に、バネ８により下方向
に押され、常に検出素子５に所定以上の力で接触するよ
うに付勢されている。プランジャ４の上部にはフランジ
４Ａが設けられており、凹部９に設けられた突起部９Ａ
により、操作レバー１の中立位置において、検出素子５
に接触する位置までプランジャ４が下降しないように保
持される。
【００２０】図２で示した実施の形態では、プランジャ
４を付勢する弾性体としてバネ８を用いたが、バネに代
えてゴム、スポンジ等の弾性樹脂材料を凹部９に充填
し、プランジャ４を検出素子５に押しつけることもでき
る。また、プランジャ４の上部にフランジ４Ａを設けた
が、操作レバー１の先端をすぼませ、プランジャ４の先
端の細径部と係合させ、プランジャ４の下降を規制して
もよい。
４を付勢する弾性体としてバネ８を用いたが、バネに代
えてゴム、スポンジ等の弾性樹脂材料を凹部９に充填
し、プランジャ４を検出素子５に押しつけることもでき
る。また、プランジャ４の上部にフランジ４Ａを設けた
が、操作レバー１の先端をすぼませ、プランジャ４の先
端の細径部と係合させ、プランジャ４の下降を規制して
もよい。
【００２１】従ってこのジョイスティックでは、検出素
子５の表面の、操作レバー１の中立位置に相当する箇所
が球面状に窪んでいるので、操作レバー１の中立位置に
おいてプランジャ４が検出素子５表面に接触しない。よ
って、微振動の多い環境で使用した場合でも、検出素子
５の中央部がヘタリ、摩耗し、性能が劣化することがな
い。
子５の表面の、操作レバー１の中立位置に相当する箇所
が球面状に窪んでいるので、操作レバー１の中立位置に
おいてプランジャ４が検出素子５表面に接触しない。よ
って、微振動の多い環境で使用した場合でも、検出素子
５の中央部がヘタリ、摩耗し、性能が劣化することがな
い。
【００２２】図３〜図５に、図１に示す実施の形態のジ
ョイスティックの詳細な構成を示す。中間部に球形の軸
部３を有する操作レバーの下部１と、検出素子５とは、
ケース６に収容されている。操作レバー１の上部はブー
ツ１０に覆われている。操作レバー下端部のプランジャ
４はバネ８により下方向に押しつけられている。軸部３
は傾斜可能に軸受７に嵌め込まれており、軸受７はケー
ス６上部の上蓋６Ａにネジ止めされている。検出素子５
は、中央部が凹んでおり、操作レバー１の中立位置でプ
ランジャ４が検出素子５に接触しないように構成されて
いる。なお、図３では、同時に、操作レバー１を傾けた
状態を破線で示してある。
ョイスティックの詳細な構成を示す。中間部に球形の軸
部３を有する操作レバーの下部１と、検出素子５とは、
ケース６に収容されている。操作レバー１の上部はブー
ツ１０に覆われている。操作レバー下端部のプランジャ
４はバネ８により下方向に押しつけられている。軸部３
は傾斜可能に軸受７に嵌め込まれており、軸受７はケー
ス６上部の上蓋６Ａにネジ止めされている。検出素子５
は、中央部が凹んでおり、操作レバー１の中立位置でプ
ランジャ４が検出素子５に接触しないように構成されて
いる。なお、図３では、同時に、操作レバー１を傾けた
状態を破線で示してある。
【００２３】次に、本発明のジョイスティックの動作に
ついて、図６を参照して説明する。操作レバー１は軸部
３を中心に任意の方向に傾斜できるようになっている。
その際、操作レバー１に加わる力は軸受７で支持され、
検出素子５の表面には伝わらず、検出素子５の表面に
は、バネ８による、プランジャ４の押力のみが加わる。
ついて、図６を参照して説明する。操作レバー１は軸部
３を中心に任意の方向に傾斜できるようになっている。
その際、操作レバー１に加わる力は軸受７で支持され、
検出素子５の表面には伝わらず、検出素子５の表面に
は、バネ８による、プランジャ４の押力のみが加わる。
【００２４】図１に示す操作レバー１は、中立位置にお
いて、検出素子５の表面は窪み５Ａを有しており、プラ
ンジャ４の突出は突起部９Ａとフランジ４Ａにより規制
されているので、操作レバー１の中立位置付近ではでは
プランジャ４は検出素子５に接触せず、検出素子５から
の出力は変化しない。
いて、検出素子５の表面は窪み５Ａを有しており、プラ
ンジャ４の突出は突起部９Ａとフランジ４Ａにより規制
されているので、操作レバー１の中立位置付近ではでは
プランジャ４は検出素子５に接触せず、検出素子５から
の出力は変化しない。
【００２５】操作レバー１を傾斜すると、図６に示すよ
うに、プランジャ４は窪み５Ａから外れ、検出素子５の
表面と接触する。プランジャ４は操作レバー１の下端部
に伸縮可能に取り付けられ、バネ８により検出素子５の
方向に付勢されているので、操作レバー１の操作角度に
応じて突出し、常に検出素子５に所定以上の力で接触す
る。よって、プランジャ４の先端は、操作レバー１の傾
斜方向、傾斜量に応じた位置で検出素子５の表面と接触
し、検出素子５からは操作レバー１の傾斜方向、傾斜量
に応じた出力が得られる。
うに、プランジャ４は窪み５Ａから外れ、検出素子５の
表面と接触する。プランジャ４は操作レバー１の下端部
に伸縮可能に取り付けられ、バネ８により検出素子５の
方向に付勢されているので、操作レバー１の操作角度に
応じて突出し、常に検出素子５に所定以上の力で接触す
る。よって、プランジャ４の先端は、操作レバー１の傾
斜方向、傾斜量に応じた位置で検出素子５の表面と接触
し、検出素子５からは操作レバー１の傾斜方向、傾斜量
に応じた出力が得られる。
【００２６】図７は、図１に示すジョイスティックの操
作量と出力信号の関係を示す図である。本図ではＸ軸方
向の操作レバー１の操作量とＸ軸の出力信号の関係を示
すが、Ｙ軸方向においても操作レバー１の操作量と出力
信号は同様の関係になる。中立位置から操作レバー１を
傾けていくと、プランジャ４が検出素子５に接触するま
での間はジョイスティックの出力は変化しない。プラン
ジャ４が検出素子５に接触するとジョイスティックのＸ
軸出力は立ち上がり、その後操作レバー１の操作量に比
例して出力電圧を増加させていく。
作量と出力信号の関係を示す図である。本図ではＸ軸方
向の操作レバー１の操作量とＸ軸の出力信号の関係を示
すが、Ｙ軸方向においても操作レバー１の操作量と出力
信号は同様の関係になる。中立位置から操作レバー１を
傾けていくと、プランジャ４が検出素子５に接触するま
での間はジョイスティックの出力は変化しない。プラン
ジャ４が検出素子５に接触するとジョイスティックのＸ
軸出力は立ち上がり、その後操作レバー１の操作量に比
例して出力電圧を増加させていく。
【００２７】この場合、プランジャ４が検出素子５に接
触したときに、ジョイスティックの出力を急激に立ち上
げないように、ジョイスティック出力を図７の一点鎖線
で示すように変換することもできる。この出力信号の変
換には、図１８又は図１９に示す演算回路を使用するこ
とにより実現できる。また、検出素子５の対向電極を、
検出素子５中央部の窪み５Ａを避けて両脇に屈曲して配
置することにより、図７の破線で示すような滑らかな出
力を得ることもできる。
触したときに、ジョイスティックの出力を急激に立ち上
げないように、ジョイスティック出力を図７の一点鎖線
で示すように変換することもできる。この出力信号の変
換には、図１８又は図１９に示す演算回路を使用するこ
とにより実現できる。また、検出素子５の対向電極を、
検出素子５中央部の窪み５Ａを避けて両脇に屈曲して配
置することにより、図７の破線で示すような滑らかな出
力を得ることもできる。
【００２８】次に本発明の第二の実施の形態について図
面を参照して説明する。以下の説明では、前述した第一
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
面を参照して説明する。以下の説明では、前述した第一
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２９】図８は本実施の形態に係るジョイスティッ
クの構成図である。操作レバー１は、上部に操作部２
と、中間部に球形の軸部３と、下端部にプランジャ４と
を有している。操作レバー１の外周下部にはストッパ１
１が設けられており、プランジャ４はストッパ１１に係
止され、操作レバー１の中立位置では検出素子５に接触
する位置まで降下しないように設けられている。
クの構成図である。操作レバー１は、上部に操作部２
と、中間部に球形の軸部３と、下端部にプランジャ４と
を有している。操作レバー１の外周下部にはストッパ１
１が設けられており、プランジャ４はストッパ１１に係
止され、操作レバー１の中立位置では検出素子５に接触
する位置まで降下しないように設けられている。
【００３０】図９は図８に示すジョイスティックの操作
レバー１の下部の断面図である。操作レバー１の下部に
は筒状のストッパ１１が同軸的に摺動自在に嵌合してい
る。ストッパ１１と操作レバー１の間にはバネ１２が介
装されており、バネ１２の両端は操作レバー１の先端で
外方向に突出したバネ係止部１Ａと、ストッパ１１の上
部で内側に突出したバネ係止部１１Ａに支持され、スト
ッパ１１を上方向に付勢している。
レバー１の下部の断面図である。操作レバー１の下部に
は筒状のストッパ１１が同軸的に摺動自在に嵌合してい
る。ストッパ１１と操作レバー１の間にはバネ１２が介
装されており、バネ１２の両端は操作レバー１の先端で
外方向に突出したバネ係止部１Ａと、ストッパ１１の上
部で内側に突出したバネ係止部１１Ａに支持され、スト
ッパ１１を上方向に付勢している。
【００３１】プランジャ４は、操作レバー１の凹部９に
バネ８により下方向に付勢されて収容されている。ま
た、プランジャ４はストッパ１１の下部から突出してお
り、プランジャ４の外周に設けられたフランジ４Ａが、
ストッパ１１の先端に設けられた突出部１１Ｂと係合す
ることにより、操作レバー１の中立位置において、検出
素子５に接触する位置まで下降しないように保持され
る。また、ストッパ１１上端には、ケース６の上蓋６Ａ
に接するように、全周にわたって円盤状に突出するフラ
ンジ１１Ｃが設けられている。
バネ８により下方向に付勢されて収容されている。ま
た、プランジャ４はストッパ１１の下部から突出してお
り、プランジャ４の外周に設けられたフランジ４Ａが、
ストッパ１１の先端に設けられた突出部１１Ｂと係合す
ることにより、操作レバー１の中立位置において、検出
素子５に接触する位置まで下降しないように保持され
る。また、ストッパ１１上端には、ケース６の上蓋６Ａ
に接するように、全周にわたって円盤状に突出するフラ
ンジ１１Ｃが設けられている。
【００３２】図１０は図９に示す操作レバー１を傾けた
状態の操作レバー１の下部の断面図である。操作レバー
１を傾けるとストッパ１１のフランジ１１Ｃの一端が上
蓋６Ａに当接１１しストッパ１１はバネ１２の力に反し
て押し下げられる。この移動量は操作レバー１の傾斜角
度が大きくなるほど増大する。よって、ストッパの突起
部１１Ｂに係止されていたプランジャ４は、操作レバー
１から突出可能となり、プランジャ４はバネ８に押され
て降下し、検出素子５に接触するので、検出素子５から
は操作レバー１の操作量に応じた出力が得られる。
状態の操作レバー１の下部の断面図である。操作レバー
１を傾けるとストッパ１１のフランジ１１Ｃの一端が上
蓋６Ａに当接１１しストッパ１１はバネ１２の力に反し
て押し下げられる。この移動量は操作レバー１の傾斜角
度が大きくなるほど増大する。よって、ストッパの突起
部１１Ｂに係止されていたプランジャ４は、操作レバー
１から突出可能となり、プランジャ４はバネ８に押され
て降下し、検出素子５に接触するので、検出素子５から
は操作レバー１の操作量に応じた出力が得られる。
【００３３】以上説明したジョイスティックでは、操作
レバー１の下部にストッパ１１を設け、操作レバー１の
中立位置において、プランジャ４が検出素子５に接触し
ない位置に保持したので、微振動の多い環境で使用した
場合でも、検出素子５の中央部がヘタリ、摩耗し、性能
が劣化することがない。また、前述した実施の形態のよ
うに検出素子５に窪み５Ａを設ける必要がないので、検
出素子５の構造が単純化でき、検出素子５の信頼性が向
上し、コスト低減に効果がある。
レバー１の下部にストッパ１１を設け、操作レバー１の
中立位置において、プランジャ４が検出素子５に接触し
ない位置に保持したので、微振動の多い環境で使用した
場合でも、検出素子５の中央部がヘタリ、摩耗し、性能
が劣化することがない。また、前述した実施の形態のよ
うに検出素子５に窪み５Ａを設ける必要がないので、検
出素子５の構造が単純化でき、検出素子５の信頼性が向
上し、コスト低減に効果がある。
【００３４】次に本発明の第三の実施の形態について図
面を参照して説明する。以下の説明では、前述した第一
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
面を参照して説明する。以下の説明では、前述した第一
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３５】図１１は本実施の形態に係るジョイスティ
ックの構成図である。操作レバー１の下端にはバネによ
って付勢される伸縮可能なプランジャ４を設けてある。
操作レバー１は、上部の操作部２がケース６から突出す
るように、軸部３をケース６の軸受７に枢支されてい
る。プランジャ４は、操作レバー１の傾斜方向、傾斜角
度に応じた位置で検出素子５の表面と接触し、検出素子
５からは操作レバー１の傾斜方向、傾斜量に応じた出力
が得られる。
ックの構成図である。操作レバー１の下端にはバネによ
って付勢される伸縮可能なプランジャ４を設けてある。
操作レバー１は、上部の操作部２がケース６から突出す
るように、軸部３をケース６の軸受７に枢支されてい
る。プランジャ４は、操作レバー１の傾斜方向、傾斜角
度に応じた位置で検出素子５の表面と接触し、検出素子
５からは操作レバー１の傾斜方向、傾斜量に応じた出力
が得られる。
【００３６】図１２は図１１に示すジョイスティックの
操作レバー１の下部の断面図であるプランジャ４は操作
レバー１の先端に設けられた凹部９に、操作レバー１の
長手方向に可動に収容されており、バネ８により下方向
に押され、常に検出素子５に所定以上の力で接触するよ
うに付勢されている。
操作レバー１の下部の断面図であるプランジャ４は操作
レバー１の先端に設けられた凹部９に、操作レバー１の
長手方向に可動に収容されており、バネ８により下方向
に押され、常に検出素子５に所定以上の力で接触するよ
うに付勢されている。
【００３７】図１３は図１１に示すジョイスティックの
検出素子５の図である。検出素子５は中央部（操作レバ
ー１の中立位置に相当する箇所）が不感帯１３とされて
いる。不感帯１３は検出素子５の対向電極が配置されて
いないので、その個所にプランジャ４が接触し圧力が加
わっても、検出素子５は出力を生じない。よって、プラ
ンジャ４がこの不感帯１３に接触している操作レバー１
の中立位置では、ジョイスティックの出力は変化しな
い。
検出素子５の図である。検出素子５は中央部（操作レバ
ー１の中立位置に相当する箇所）が不感帯１３とされて
いる。不感帯１３は検出素子５の対向電極が配置されて
いないので、その個所にプランジャ４が接触し圧力が加
わっても、検出素子５は出力を生じない。よって、プラ
ンジャ４がこの不感帯１３に接触している操作レバー１
の中立位置では、ジョイスティックの出力は変化しな
い。
【００３８】この実施の形態においても、ジョイスティ
ックの出力を図１８又は図１９に示す演算装置を介して
演算した後に出力することも有効である。
ックの出力を図１８又は図１９に示す演算装置を介して
演算した後に出力することも有効である。
【００３９】以上説明したジョイスティックでは、操作
レバー１の中立位置近傍では、検出素子５の表面に操作
レバー１の接触を検出しない不感帯１３を設けたので、
検出素子５の中央部が劣化しても、不感帯周辺で細かな
出力が得られるので、建設機械のアーム等の微動操作が
可能となる。
レバー１の中立位置近傍では、検出素子５の表面に操作
レバー１の接触を検出しない不感帯１３を設けたので、
検出素子５の中央部が劣化しても、不感帯周辺で細かな
出力が得られるので、建設機械のアーム等の微動操作が
可能となる。
【００４０】次に本発明の第四の実施の形態について図
面を参照して説明する。以下の説明では、前述した第三
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
面を参照して説明する。以下の説明では、前述した第三
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】本実施の形態に係るジョイスティックの操
作レバー１、プランジャ４等の機構部分は、図１４に示
すように、図１１に示す第三の実施の形態と同一であ
る。また、本実施の形態のジョイスティックの検出素子
５の表面は、図１５に示すように、中央部に窪みも不感
帯も設けておらず平坦である。図１５には検出素子５の
座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を示してある。このＸ軸とＹ軸と
の交点付近が操作レバーの中立位置である。なお、この
座標軸は図１３に示す検出素子でも同様に定義すること
ができる。
作レバー１、プランジャ４等の機構部分は、図１４に示
すように、図１１に示す第三の実施の形態と同一であ
る。また、本実施の形態のジョイスティックの検出素子
５の表面は、図１５に示すように、中央部に窪みも不感
帯も設けておらず平坦である。図１５には検出素子５の
座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を示してある。このＸ軸とＹ軸と
の交点付近が操作レバーの中立位置である。なお、この
座標軸は図１３に示す検出素子でも同様に定義すること
ができる。
【００４２】図１４に第四の実施の形態に係るジョイス
ティックと制御回路２２との接続を示す。検出素子５の
Ｘ軸方向とＹ軸方向の出力は演算装置１４に入力され
る。演算装置１４では各軸の出力を、操作レバー１の中
立位置付近では各軸の出力が変化しないように演算をす
る。この様子を、図１６及び図１７に示す。
ティックと制御回路２２との接続を示す。検出素子５の
Ｘ軸方向とＹ軸方向の出力は演算装置１４に入力され
る。演算装置１４では各軸の出力を、操作レバー１の中
立位置付近では各軸の出力が変化しないように演算をす
る。この様子を、図１６及び図１７に示す。
【００４３】図１６は図１４に示すジョイスティックの
Ｘ軸方向の操作量と出力の関係を、図１７は図１４に示
すジョイスティックのＹ軸方向の操作量と出力の関係を
示す。各図において（ａ）は各軸方向の操作レバー１の
操作量と検出素子５の出力（演算装置の入力）との関係
を、（ｂ）は各軸方向の操作レバー１の操作量と演算装
置を介した後のジョイスティックの出力との関係を示
す。
Ｘ軸方向の操作量と出力の関係を、図１７は図１４に示
すジョイスティックのＹ軸方向の操作量と出力の関係を
示す。各図において（ａ）は各軸方向の操作レバー１の
操作量と検出素子５の出力（演算装置の入力）との関係
を、（ｂ）は各軸方向の操作レバー１の操作量と演算装
置を介した後のジョイスティックの出力との関係を示
す。
【００４４】操作レバー１が中立位置付近で微量の操作
がされると、検出素子５は操作レバー１の操作量に比例
して微量の出力を生じる。しかし予め設定された中立位
置付近の領域では演算装置１４は出力が変化せず、予め
設定された領域を越えて操作したときに出力が変化す
る。この中立位置付近の領域を越えると、操作レバー１
の操作量に応じて出力が増減する。
がされると、検出素子５は操作レバー１の操作量に比例
して微量の出力を生じる。しかし予め設定された中立位
置付近の領域では演算装置１４は出力が変化せず、予め
設定された領域を越えて操作したときに出力が変化す
る。この中立位置付近の領域を越えると、操作レバー１
の操作量に応じて出力が増減する。
【００４５】図１８に図１４に示す演算装置１４の一例
の回路図を示す。この演算装置は三個のオペアンプによ
りアナログ的な処理をするものである。オペアンプ１５
Ａは理想整流回路を構成する。この理想整流回路はオペ
アンプの非反転入力に定電圧源１６Ａを接続してあるの
で、入力電圧が定電圧源１６Ａの電圧まで下がらないと
出力電圧が生じない。また、入力電圧が定電圧源１６Ａ
の電圧以下になると、入力電圧に応じて反転した電圧を
出力する。
の回路図を示す。この演算装置は三個のオペアンプによ
りアナログ的な処理をするものである。オペアンプ１５
Ａは理想整流回路を構成する。この理想整流回路はオペ
アンプの非反転入力に定電圧源１６Ａを接続してあるの
で、入力電圧が定電圧源１６Ａの電圧まで下がらないと
出力電圧が生じない。また、入力電圧が定電圧源１６Ａ
の電圧以下になると、入力電圧に応じて反転した電圧を
出力する。
【００４６】オペアンプ１５Ｂは反転型理想整流回路を
構成する。この反転型理想整流回路はオペアンプの非反
転入力に定電圧源１６Ｂを接続してあるので、入力電圧
が定電圧源１６Ｂの電圧まで上がらないと出力電圧が生
じない。また、入力電圧が定電圧源１６Ｂの電圧以上に
なると、入力電圧に応じて反転した電圧を出力する。
構成する。この反転型理想整流回路はオペアンプの非反
転入力に定電圧源１６Ｂを接続してあるので、入力電圧
が定電圧源１６Ｂの電圧まで上がらないと出力電圧が生
じない。また、入力電圧が定電圧源１６Ｂの電圧以上に
なると、入力電圧に応じて反転した電圧を出力する。
【００４７】オペアンプ１５Ｃは反転増幅回路を構成
し、オペアンプ１５Ａによる理想整流回路と、オペアン
プ１５Ｂによる反転型理想整流回路との出力を混合し、
反転した電圧を出力する。これにより図１６又は図１７
に示す出力が得られる。
し、オペアンプ１５Ａによる理想整流回路と、オペアン
プ１５Ｂによる反転型理想整流回路との出力を混合し、
反転した電圧を出力する。これにより図１６又は図１７
に示す出力が得られる。
【００４８】図１９に図１４に示す演算装置の別な例の
ブロック図を示す。この演算装置は加減算回路を用いデ
ジタル的に処理するものである。
ブロック図を示す。この演算装置は加減算回路を用いデ
ジタル的に処理するものである。
【００４９】入力された信号はＡＤコンバータ１７によ
りデジタル信号に変換され、加減算回路１８により予め
定められた加減算処理の後、ＤＡコンバータ１９により
再びアナログ信号に変換される。加減算回路１８は正の
データは所定の値を減ずる処理をし、減算後の値がゼロ
以下となったならゼロを出力する。一方、負のデータは
所定の値を加える処理をし、加算後の値がゼロ以上にな
ったならゼロを出力するように演算する。
りデジタル信号に変換され、加減算回路１８により予め
定められた加減算処理の後、ＤＡコンバータ１９により
再びアナログ信号に変換される。加減算回路１８は正の
データは所定の値を減ずる処理をし、減算後の値がゼロ
以下となったならゼロを出力する。一方、負のデータは
所定の値を加える処理をし、加算後の値がゼロ以上にな
ったならゼロを出力するように演算する。
【００５０】以上説明したジョイスティックでは、操作
レバー１の中立位置近傍で、ジョイスティックの出力が
変化しないように、検出素子５の出力を演算する演算装
置を設けたので、検出素子５の中央部が物理的に劣化し
ても、所定の範囲を超えたときに電圧ゼロに近い出力が
得られるので、建設機械のアーム等の微量の操作に支障
がない。このとき操作レバーの中立位置を電圧ゼロとせ
ずに、Ｖとし操作レバーの操作により０〜２×Ｖまでの
範囲の出力を得るように構成することも可能である。例
えば出力電圧の範囲を０ボルト〜５ボルトとし、中立位
置が２．５ボルトとなるようにする。
レバー１の中立位置近傍で、ジョイスティックの出力が
変化しないように、検出素子５の出力を演算する演算装
置を設けたので、検出素子５の中央部が物理的に劣化し
ても、所定の範囲を超えたときに電圧ゼロに近い出力が
得られるので、建設機械のアーム等の微量の操作に支障
がない。このとき操作レバーの中立位置を電圧ゼロとせ
ずに、Ｖとし操作レバーの操作により０〜２×Ｖまでの
範囲の出力を得るように構成することも可能である。例
えば出力電圧の範囲を０ボルト〜５ボルトとし、中立位
置が２．５ボルトとなるようにする。
【００５１】また、電子回路を用いているので機構部分
が複雑化せず、微振動による劣化が少ない。
が複雑化せず、微振動による劣化が少ない。
【図１】 本発明の実施の形態のジョイスティックの構
成図である。
成図である。
【図２】 図１に示すジョイスティックの操作レバーの
下部及び検出素子の断面図である。
下部及び検出素子の断面図である。
【図３】 図１に示すジョイスティックの具体的な構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 同じく操作レバーの構成を示す図である。
【図５】 同じく軸受の構成を示す（ａ）平面図、
（ｂ）断面図である。
（ｂ）断面図である。
【図６】 図１に示すジョイスティックの操作レバーを
傾けた状態の図である。
傾けた状態の図である。
【図７】 図１に示すジョイスティックの操作量と出力
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図８】 本発明の別の実施の形態のジョイスティック
の構成図である。
の構成図である。
【図９】 図８に示すジョイスティックの操作レバー下
部の断面図である。
部の断面図である。
【図１０】 図９に示すジョイスティックの操作レバー
を傾けた状態の操作レバー下部の断面図である。
を傾けた状態の操作レバー下部の断面図である。
【図１１】 本発明の別の実施の形態のジョイスティッ
クの構成図である。
クの構成図である。
【図１２】 図１１に示すジョイスティックの操作レバ
ー下部の断面図である。
ー下部の断面図である。
【図１３】 図１１に示すジョイスティックの検出素子
の図である。
の図である。
【図１４】 本発明の別の実施の形態のジョイスティッ
クの制御回路との接続を示すブロック図である。
クの制御回路との接続を示すブロック図である。
【図１５】 図１４に示すジョイスティックの検出素子
の図である。
の図である。
【図１６】 図１４に示すジョイスティックのＸ軸方向
の操作量と出力の関係を示す図である。
の操作量と出力の関係を示す図である。
【図１７】 図１４に示すジョイスティックのＹ軸方向
の操作量と出力の関係を示す図である。
の操作量と出力の関係を示す図である。
【図１８】 図１４に示す演算装置の一例を示す回路図
である。
である。
【図１９】 図１４に示す演算装置の別な例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２０】 従来のジョイスティックの構成図である。
１ 操作レバー １Ａ バネ係止部 ２ 操作部 ３ 軸部 ４ プランジャ ４Ａ フランジ ５ 検出素子 ５Ａ 窪み ６ ケース ６Ａ 上蓋 ７ 軸受 ７Ａ 孔 ８ バネ ９ 凹部 ９Ａ 突起部 １０ ブーツ １１ ストッパ １１Ａ バネ係止部 １１Ｂ 突起部 １１Ｃ フランジ １２ バネ １３ 不感帯 １４ 演算装置 １５Ａ オペアンプ １５Ｂ オペアンプ １５Ｃ オペアンプ １６Ａ 定電圧源 １６Ｂ 定電圧源 １７ ＡＤコンバータ １８ 加減算回路 １９ ＤＡコンバータ ２０ 傘状部材 ２１ バネ ２２ 制御回路
Claims (7)
- 【請求項１】 上方に操作部を有する棒状の操作レバー
と、前記操作レバーとの下端部との接触により、その操
作方向、操作量を検出する検出素子とを有するジョイス
ティックにおいて、前記操作レバーの中立位置で、前記
操作レバーの先端が前記検出素子に接触しないように構
成されているジョイスティック。 - 【請求項２】 前記操作レバーの中立位置で、前記操作
レバーの先端が前記検出素子に接触しないように、前記
検出素子の表面に窪みを有することを特徴とする請求項
１に記載のジョイスティック。 - 【請求項３】 前記操作レバーの中立位置で、前記操作
レバーの先端が前記検出素子に接触しないように、前記
操作レバーが収縮していることを特徴とする請求項１に
記載のジョイスティック。 - 【請求項４】 前記操作レバーの下端部に伸縮可能に配
置され、第一の弾性体により下方向へ付勢され前記検出
素子に接触するプランジャと、前記操作レバーの外周部
に同軸的に配置され、第二の弾性体により上方向へ付勢
され、その上端がケース内面に接触している筒状のスト
ッパとを有し、前記プランジャの上部に横方向に突出し
たフランジが、前記ストッパの突出部と係合して、前記
プランジャの下方向への移動を規制することにより、前
記操作レバーが収縮しており、前記操作レバーを傾斜し
たときに、前記ストッパの上部外周に突出した鍔部が前
記ケースに接触して前記ストッパが下方向に押し下げら
れ、前記プランジャの下方向への移動が可能となり、前
記プランジャが伸長することを特徴とする請求項３に記
載のジョイスティック。 - 【請求項５】 棒状の操作レバーの操作方向、操作量を
検出する検出素子を有し、前記操作レバーの操作量に応
じた信号を出力するジョイスティックにおいて、前記操
作レバーの中立位置近傍の所定の範囲では、前記操作レ
バーを操作してもジョイスティックの出力が変化しない
ことを特徴とするジョイスティック。 - 【請求項６】 前記操作レバーの下端部の接触により、
その操作方向、操作量を検出する検出素子を有し、前記
検出素子が、前記操作レバーの中立位置で、前記操作レ
バーの接触を検出しない領域を設けた請求項５に記載の
ジョイスティック。 - 【請求項７】 前記操作レバーの中立位置付近で前記検
出素子の出力が所定の範囲にあるときは、前記ジョイス
ティックの出力が変化しないように、前記検出素子の出
力を演算する演算装置を設けた請求項５に記載のジョイ
スティック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000010517A JP4606537B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | ジョイスティック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000010517A JP4606537B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | ジョイスティック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001202152A true JP2001202152A (ja) | 2001-07-27 |
| JP4606537B2 JP4606537B2 (ja) | 2011-01-05 |
Family
ID=18538525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000010517A Expired - Fee Related JP4606537B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | ジョイスティック |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4606537B2 (ja) |
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| WO2004025546A1 (en) * | 2002-09-09 | 2004-03-25 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Input device for touch screen |
| JP2006029513A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Aisin Ai Co Ltd | 変速機のセレクトリターン装置 |
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| JPS6075727U (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | いすゞ自動車株式会社 | クラツチペダルの復帰動作減速装置 |
| JPH03100922U (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-22 | ||
| JPH07141103A (ja) * | 1993-11-19 | 1995-06-02 | Fujitsu General Ltd | カーソル位置入力装置 |
| JPH0896666A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-12 | Hosiden Corp | ジョイスティック |
-
2000
- 2000-01-19 JP JP2000010517A patent/JP4606537B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7301730B2 (ja) | 2019-12-17 | 2023-07-03 | アルプスアルパイン株式会社 | 多方向入力装置 |
| JP7543435B2 (ja) | 2020-05-05 | 2024-09-02 | テケルレク、コルクト | 入力装置 |
Also Published As
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|---|---|
| JP4606537B2 (ja) | 2011-01-05 |
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