JP2005115805A - 移動体操縦装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵装置14にロータリダンパ40と復帰トルク付与装置70とを設ける。復帰トルク付与装置70は、ノブ34の回転に伴って弾性変形するカンチレバー式ばね72を設け、そのカンチレバー式ばねを弾性変形させるための凹部60の側面78を、左右で形状の異なる2つの作用面を有するものとし、ノブが右方向に回転させられる場合と左方向に回転させられる場合とで、復帰トルクの大きさが異なるようにする。また、ノブ34が回転操作されている状態で、何らかの理由で解放された場合に、ロータリダンパ40によりノブ34の急激な復帰回転を防止する。ロータリダンパ40に代えてヒステリシス付与装置を設け、ノブの回転操作特性にヒステリシスを付与することにより、安定した操作信号が発生させられるようにすることも可能である。
【選択図】 図2
Description
前記ノブが原位置から回転操作された状態において、そのノブに、そのノブを原位置へ復帰させる復帰トルクを付与する復帰トルク付与装置と、
前記ノブの少なくとも前記原位置への復帰回転に対して抵抗トルクを付与する抵抗トルク付与装置と
を含むことを特徴とする移動体操縦装置。
抵抗トルク付与装置は、ノブの原位置への復帰回転に対して抵抗トルクを付与し得るものであればよいが、復帰回転時のみならず、原位置から遠ざかる向きの回転操作時にも抵抗トルクを付与するものであってもよい。また、復帰トルク付与装置は、ノブに、原位置からの回転角が大きいほど大きい値で復帰トルクを付与するものとされることが望ましい。
(2)前記抵抗トルク付与装置が、前記ノブの回転操作トルクにヒステリシスを付与するヒステリシス付与装置を含む (1)項に記載の移動体操縦装置。
抵抗トルク付与装置がヒステリシス付与装置を含む場合には、ノブがある回転操作位置に維持されている状態において、運転者が意図しないにもかかわらず操作トルクが多少変動してしまった場合でも、その変動量がヒステリシスの範囲内であれば、ノブが実際に回転することはなく、ノブを任意の回転操作位置に維持することが容易となる。
(3)前記抵抗トルク付与装置が、前記ノブの前記原位置への復帰回転に対して、その復帰回転の速度に応じた大きさの抵抗トルクをノブに付与するダンパを含む (1)項または (2)項に記載の移動体操縦装置。
抵抗トルク付与装置がダンパを含む場合には、ノブがある回転位置まで回転操作されている状態で、万一、何らかの理由によりノブが解放された場合でも、復帰トルク付与装置により付与される復帰トルクによって、ノブが過大な速度で原位置に向かって回転させられることが防止される。それにより、操縦信号の急変が回避され、移動体の操縦が容易になる。ダンパは、例えば、少なくとも一対の容積変化室を有し、それら一対の容積変化室が絞り機能を有する連通路により互いに連通させられたものとすることができる。その場合に、絞り通路と並列に逆止弁を備えた連通路を設ければ、原位置から遠ざかる向きの回転操作には逆止弁が開いて抵抗トルクを付与せず、原位置への復帰回転には抵抗トルクを付与する抵抗トルク付与装置が得られる。
(4)前記抵抗トルク付与装置が、互いに相対回転する2部分を備え、それら2部分の一方が前記ノブに固定され、他方が前記支持部材に固定されて、前記相対回転の回転軸線が前記ノブの回転軸線と一致する状態で配設されたロータリ型である (1)項ないし (3)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
(5)前記抵抗トルク付与装置と前記復帰トルク付与装置との少なくとも一方が、前記ノブと前記支持部材との間に、大半がノブ内部に収容された状態で配設された (1)項ないし (4)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
抵抗トルク付与装置と復帰トルク付与装置との少なくとも一方が、ノブと支持部材との間に、大半がノブ内部に収容された状態で配設されれば、ノブ内の空間が有効に利用され、その分、移動体操縦装置の小形化が容易となる。
(6)前記復帰トルク付与装置が、
前記ノブと前記支持部材との一方に設けられ、弾性部材により一方向に付勢された係合部材と、
他方に設けられて作用面において前記係合部材に作用し、その係合部材を前記弾性部材の弾性力に抗して移動させる作用部材と
を含み、前記作用面が前記ノブの前記原位置からの回転角度の増大につれて前記弾性部材の弾性変形量を漸増させる形状を有する (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
ノブが原位置から一方向にのみ回転操作可能とされる場合には、その回転操作についての復帰トルクが付与されればよい。しかし、次項におけるように、ノブが原位置から正逆両方向に回転操作可能とされることが望ましく、その場合には、復帰トルク付与装置が、両方向の回転操作について復帰トルクを付与するものとされることが望ましい。
(7)前記復帰トルク付与装置が、前記ノブが前記原位置から正方向と逆方向とに回転させられる際、その回転角の絶対値の増大に伴って増大する復帰トルクを付与するものである (6)項に記載の移動体操縦装置。
(8)前記作用面が、前記ノブが前記正方向に回転操作される場合に前記係合部材に作用する部分と、前記ノブが前記逆方向に回転操作される場合に前記係合部材に作用する部分とで形状が非対称であり、前記復帰トルク付与装置が前記ノブの正方向の回転操作と逆方向の回転操作とに対して互いに絶対値が異なる復帰トルクを付与するものである (7)項に記載の移動体操縦装置。
ノブに付与される復帰トルクの絶対値を、ノブが正方向に回転操作された場合でも逆方向に回転操作された場合でも同じとすることも可能である。しかし、互いに異なるようにすることが望ましい場合がある。例えば、人間の右手首は、右に捻る場合より左に捻る場合の方が大きなトルクを発生させ得るものであるため、ノブが右手で操作されるものである場合には、ノブが右に回転操作された場合の復帰トルクの絶対値を、左に回転操作された場合のそれに比較して小さくすることがその一例である。ノブが左手で操作されるものである場合には、逆にされることが望ましい。
(9)前記作用面が、前記ノブが前記原位置から前記正方向へ回転操作開始される際と前記逆方向へ回転操作開始される際との少なくとも一方において、前記弾性部材にステップ的に増大する弾性力を発生させる形状を有する (7)項または (8)項に記載の移動体操縦装置。
作用面を、ノブを原位置において節度感を持って停止させる形状を有するものとすれば、ノブが原位置から正方向へ回転操作開始される際と逆方向へ回転操作開始される際との両方において、弾性部材にステップ的に増大する弾性力が発生させられ、ノブの操作に節度感を付与し得る。例えば、作用面の、原位置に相当する部分に凹部を形成したり、作用面を原位置において不連続な曲面としたりすれば、原位置においてノブに節度感を付与し得る。作用面の形状を、正方向と逆方向とのいずれか一方への回転操作開始時にのみステップ的に増大する復帰トルクを付与する形状とすることも可能である。前者の場合の方が、ノブの原位置への保持、あるいはノブが原位置にあることの確認が容易となる効果が大きいのであるが、後者でも一応の効果は得られるのである。
(10)前記係合部材が、前記弾性部材の弾性変形に伴って前記ノブの回転軸線に直角な方向に移動するものであり、前記作用面がその係合部材の移動方向と対向する向きに形成された (6)項ないし (9)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
作用面はノブの回転軸線に対向する向きのものとすることも、反対向きのものとすることも可能である。
(11)前記係合部材が、前記弾性部材の弾性変形に伴って前記ノブの回転軸線に平行な方向に移動するものであり、前記作用面がその係合部材をノブの回転につれてそのノブの回転軸線に平行な方向に移動させる形状とされた (6)項ないし (9)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
(12)前記係合部材にローラが回転可能に保持され、そのローラを介して係合部材が前記作用面に係合し、係合部材が作用面に沿って移動する際にローラが作用面上を転がる (6)項ないし(11)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
係合部材を作用面に直接摺接させることも可能であり、その摺接個所の摩擦抵抗を前記ヒステリシス付与のための摩擦抵抗として利用することも可能である。換言すれば、復帰トルク付与装置に抵抗トルク付与装置を兼ねさせるのである。しかし、その場合には、復帰トルクと抵抗トルクとの間に密接な関連が存在することとなり、両者を共に最適に設定することが困難になる場合がある。それに対して、本項におけるように、係合部材がローラを介して作用面に接触するようにして、摩擦抵抗を無視できるほど小さくし、抵抗トルク付与装置を別に設ければ、復帰トルクと抵抗トルクとを共に最適に設定することが容易となる。
(13)前記ノブの前記原位置からの回転限度を規定するストッパ装置を含む (1)項ないし(12)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
操縦者にノブの回転操作角度が最大値に達したことを明瞭に認識させることができ、あるいはノブが過度に回転操作されることを防止することができる。
(14)前記支持部材に回転可能に支持された回転体を含み、その回転体に前記ノブがその回転体に対する相対回転位置を変更可能に取り付けられる (1)項ないし(13)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
ノブの回転体に対する相対回転位置を変更することによって、ノブの原位置を変更することが可能となる。本態様は、ノブの回転軸線と直交する横断面形状が円形以外の形状である場合に特に有効である。この場合には、ノブとそれを把持する手との相対回転位置に最適位置があり、その最適位置は、手の大きさ,前腕の位置等により異なることが多いからである。
(15)ノブが支持部材に回転軸線まわりに回転可能に支持され、そのノブの回転軸線まわりの回転に応じた操縦信号を出力する移動体操縦装置であって、
前記ノブが原位置から回転操作された状態において、そのノブに、そのノブを原位置へ復帰させる復帰トルクを、原位置からの回転角が大きいほど大きい値で付与する復帰トルク付与装置を含み、その復帰トルク付与装置が、
前記ノブと前記支持部材との一方に設けられ、弾性部材により一方向に付勢された係合部材と、
他方に設けられて作用面において前記係合部材に作用し、その係合部材を前記弾性部材の弾性力に抗して移動させる作用部材と
を含み、前記作用面が前記ノブの前記原位置からの回転角度の増大につれて前記弾性部材の弾性変形量を漸増させる形状を有する移動体操縦装置。
本項の移動体操縦装置においては、作用部材の作用面の形状を適宜設定することによって、ノブの原位置復帰特性を任意に設定することができる。例えば、ノブの回転操作角度と復帰トルクとの関係を非線形としたり、次項におけるように、ノブが原位置から正逆両方向に回転操作される場合に、正方向と逆方向とで復帰トルクを非対称としたりすることができるのであり、それにより操縦操作性を改善することができる。
(16)ノブが支持部材に回転軸線まわりに回転可能に支持され、そのノブの回転軸線まわりの回転に応じた操縦信号を出力する移動体操縦装置であって、
前記ノブが原位置から回転操作された状態において、そのノブに、そのノブを原位置へ復帰させる復帰トルクを付与する復帰トルク付与装置を含み、その復帰トルク付与装置が、前記ノブが正方向に回転操作された状態と、同角度逆方向に回転操作された状態とにおいて、互いに絶対値が異なる復帰トルクを付与するものであることを特徴とする移動体操縦装置。
復帰トルク付与装置は、ノブに、そのノブの原位置からの回転角が大きいほど大きい値で復帰トルクを付与するものとされることが望ましい。
(17) 前記ノブの前記支持部材に対する相対回転角度を検出する回転角検出器を含み、その回転角検出器が、ノブと支持部材との一方に設けられた磁石と他方に設けられたホール素子とを含む (1)項ないし(16)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
本項の構成を採用すれば、回転検出器の小形化が容易となる。
(18)前記支持部材が、静止部材に相対移動可能に支持された可動部材であり、それら静止部材と可動部材との間に可動部材の静止部材にたいする相対移動に応じて、前記操縦信号である第一操縦信号とは別の第二操縦信号を出力する (1)項ないし(17)項のいずれかに記載の移動体操縦装置。
静止部材の移動は一回動軸線まわりの回動でも、直線あるいは曲線に沿った移動でもよい。本項の移動体操縦装置によれば、簡単な構成で2種類の操縦信号を発生させることが可能となる。
さらに、ロータリダンパ40は、仕切り壁54に形成された連通穴58の大きさにより、抵抗トルクの大きさが決まるようにされていたが、連通穴58を形成しなくてもよい。その場合には、仕切り壁54の前記摺接部に相当する部分の隙間により各空気室56内の空気の移動が許容され、空気室56の体積変化が許容されるようにすることが望ましい。
さらに、本実施例においては、ノブ34の回転角度に応じて出力される第一操縦信号に基づいて車両の走行方向が制御され、レバー20の回動角度に応じて出力される第二操縦信号に基づいて車両の加減速が制御されるが、第一操縦信号に基づいて加減速が制御され、第二操縦信号に基づいて走行方向が制御されるようにしてもよいし、それらの操縦信号に基づいて車両の走行に必要な他の要素が制御されるようにしてもよい。
Claims (7)
- ノブが支持部材に回転軸線まわりに回転可能に支持され、そのノブの回転軸線まわりの回転に応じた操縦信号を出力する移動体操縦装置であって、
前記ノブが原位置から回転操作された状態において、そのノブに、そのノブを原位置へ復帰させる復帰トルクを付与する復帰トルク付与装置と、
前記ノブの少なくとも前記原位置への復帰回転に対して抵抗トルクを付与する抵抗トルク付与装置と
を含むことを特徴とする移動体操縦装置。 - 前記抵抗トルク付与装置が、前記ノブの回転操作トルクにヒステリシスを付与するヒステリシス付与装置を含む請求項1に記載の移動体操縦装置。
- 前記抵抗トルク付与装置が、前記ノブの前記原位置への復帰回転に対して、その復帰回転の速度に応じた大きさの抵抗トルクをノブに付与するダンパを含む請求項1または 2に記載の移動体操縦装置。
- ノブが支持部材に回転軸線まわりに回転可能に支持され、そのノブの回転軸線まわりの回転に応じた操縦信号を出力する移動体操縦装置であって、
前記ノブが原位置から回転操作された状態において、そのノブに、原位置へ復帰させる復帰トルクを、原位置からの回転角が大きいほど大きい値で付与する復帰トルク付与装置を含み、その復帰トルク付与装置が、
前記ノブと前記支持部材との一方に設けられ、弾性部材により一方向に付勢された係合部材と、
他方に設けられて作用面において前記係合部材に作用し、その係合部材を前記弾性部材の弾性力に抗して移動させる作用部材と
を含み、前記作用面が前記ノブの前記原位置からの回転角度の増大につれて前記弾性部材の弾性変形量を漸増させる形状を有する移動体操縦装置。 - ノブが支持部材に回転軸線まわりに回転可能に支持され、そのノブの回転軸線まわりの回転に応じた操縦信号を出力する移動体操縦装置であって、
前記ノブが原位置から回転操作された状態において、そのノブに、そのノブを原位置へ復帰させる復帰トルクを付与する復帰トルク付与装置を含み、その復帰トルク付与装置が、前記ノブが正方向に回転操作された状態と、同角度逆方向に回転操作された状態とにおいて、互いに絶対値が異なる復帰トルクを付与するものであることを特徴とする移動体操縦装置。 - 前記ノブの前記支持部材に対する相対回転角度を検出する回転角検出器を含み、その回転角検出器が、ノブと支持部材との一方に設けられた磁石と他方に設けられたホール素子とを含む請求項1ないし5のいずれかに記載の移動体操縦装置。
- 前記支持部材が、静止部材に相対移動可能に支持された可動部材であり、それら静止部材と可動部材との間に可動部材の静止部材にたいする相対移動に応じて、前記操縦信号である第一操縦信号とは別の第二操縦信号を出力する請求項1ないし6のいずれかに記載の移動体操縦装置。
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