JP2007164988A

JP2007164988A - 車両用操作装置

Info

Publication number: JP2007164988A
Application number: JP2005355627A
Authority: JP
Inventors: Michiyuki Suzuki; 通之鈴木
Original assignee: Asahi Denso Co Ltd
Current assignee: Asahi Denso Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】操作レバー突端側に形成された操作ノブの揺動操作に伴う揺動角度の検出精度を向上させることができる操作装置を提供する。
【解決手段】車両に配設された操作レバー１の突端側に形成され、操作による揺動角度に応じて当該車両又は車両が具備する装備に対して所定の動作を行わせるための車両用操作装置において、操作者による操作に伴い揺動軸Ｌを中心に揺動動作可能な操作ノブ２と、該操作ノブ２と共に揺動動作可能な磁力発生部２ａと、操作ノブ２及び磁力発生部２ａを揺動自在に収容するケース３と、該ケース３に対して操作ノブ２及び磁力発生部２ａを中立位置に保持する復元バネ４と、ケース３に配設されるとともに、磁力発生部２ａからの磁界変化を非接触にて検出し、その検出値に基づき操作ノブ２の中立位置からの揺動角度を検出する角度センサ５とを具備したものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に配設された操作レバーの突端側に形成され、操作による揺動角度に応じて当該車両又は車両が具備する装備に対して所定の動作を行わせるための車両用操作装置に関するものである。

通常、例えばクレーン車やショベルカーなどの建機においては、車両を操作して前進或いは後退などを行わせるための操作レバーが配設されるとともに、その突端には建機が具備する装備（例えばクレーンやショベルなど）を操作するための操作ノブ（操作装置）が配設されている。かかる操作ノブは、例えば操作者の親指等により揺動操作されると、その揺動角度に応じて装備を動作させ得るようになっている。

ところで、従来のものは、操作ノブの揺動角度を検出するため、回転抵抗式のポテンショメータを操作レバーに配設したものが多く提供されるに至っている。かかる回転抵抗式のポテンショメータは、操作ノブの揺動に伴う機械的変化量（回転角）を電圧や抵抗値といった電気量に変換するものであり、その電気量の変化に基づき回転角度を検出して装備の動作を行わせるよう構成されていた。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、上記従来の操作装置においては、操作ノブの揺動角度を回転抵抗式のポテンショメータにて検出していたので、ギア等の機械的連動部分にガタが生じ易く、検出精度に影響があるとともに、当該機械的連動部分が必須であるためこれに防水を施すのは困難であるという問題があった。特に、従来のものは、操作レバー内に機械的連動部分を配設する必要があるため、当該操作レバーの操作により衝撃が付与され、ガタが一層生じ易くなってしまうという不具合もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、操作レバー突端側に形成された操作ノブの揺動操作に伴う揺動角度の検出精度を向上させることができる操作装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、車両に配設された操作レバーの突端側に形成され、操作による揺動角度に応じて当該車両又は車両が具備する装備に対して所定の動作を行わせるための車両用操作装置において、操作者による操作に伴い揺動軸を中心に揺動動作可能な操作ノブと、該操作ノブと共に揺動動作可能な磁力発生部と、前記操作ノブ及び磁力発生部を揺動自在に収容するケースと、該ケースに対して前記操作ノブ及び磁力発生部を中立位置に保持する復元手段と、前記ケースに配設されるとともに、前記磁力発生部からの磁界変化を非接触にて検出し、その検出値に基づき前記操作ノブの中立位置からの揺動角度を検出する角度センサとを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用操作装置において、前記ケースにおける少なくとも角度センサの収容空間に樹脂を充填して当該角度センサを樹脂モールドさせて成ることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の車両用操作装置において、前記角度センサは、磁力線の通過する方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子から成り、車両が搭載するバッテリの電圧が印加されて前記磁力発生部からの磁界変化を電気信号として検出するとともに、当該電気信号をバッテリの変動に基づいて補正する補正手段を具備したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、角度センサにより磁力発生部からの磁界変化を非接触にて検出し、その検出値に基づき操作ノブの中立位置からの揺動角度を検出するので、操作レバー突端側に形成された操作ノブの揺動操作に伴う揺動角度の検出精度を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、角度センサを樹脂モールドして防水が施されているので、ケース内へ浸入した雨水等により、操作ノブの揺動操作に伴う揺動角度の検出精度が悪化してしまうのを確実に回避することができる。

請求項３の発明によれば、角度センサが電気信号として検出した検出値に対し、バッテリの電圧変動に基づき補正手段にて補正するので、操作ノブの揺動操作に伴う揺動角度の検出精度を更に向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る車両用操作装置は、ショベルカーなどの建機に配設された操作レバー１の突端側の把持部１ａに形成されたもので、図１〜図５に示すように、操作ノブ２と、磁力発生部２ａと、ケース３と、復元手段としての復元バネ４と、角度センサ５とから主に構成されている。尚、本操作装置は、操作レバー１の把持部１ａにおける開口部１ａａ内に配設されている。

操作レバー１は、操作者が把持可能な把持部１ａと、該把持部１ａから下方へ延設されたレバー部１ｂとから主に構成されており、把持部１ａを握って前後（図１中矢印ａ方向）に揺動操作することにより、例えば車両を前進又は後退させ得るようになっている。尚、操作レバー１は、前後に加え左右方向に揺動するものであってもよく、或いは揺動操作により車両に対して他の動作を行わせるようにしてもよい。

ケース３は、操作ノブ２（磁力発生部２ａを含む）を揺動自在に収容するためのもので、一対のネジＮにより操作レバー１の把持部１ａ内に固定されている。また、ケース３の内部は、図５に示すように、角度センサ５などを収容した収容空間Ａと、操作ノブ２などを収容した収容空間Ｂとに区画されており、このうち収容空間Ａは所定の樹脂が充填されて角度センサ５を樹脂モールドしている。

操作ノブ２は、把持部１ａを把持した手の何れかの指（例えば親指等）により、操作（図１中矢印ｂ方向への揺動操作）可能とされたもので、操作により揺動軸Ｌを中心に揺動し得るよう構成されている。かかる操作ノブ２には、図４及び図５に示すように、磁力発生部２ａ及びボス部２ｂが一体成形されており、当該操作ノブ２の揺動軸Ｌを中心とした揺動と共に磁力発生部２ａ及びボス部２ｂが揺動し得るよう構成されている。

また、ボス部２ｂには、復元バネ４が巻着されており、該復元バネ４から延びる一対の端部は、それぞれケース３の所定部位に係止されている。従って、復元バネ４の付勢力により操作ノブ２を常時中立位置に保持できるとともに、当該付勢力に抗して操作ノブ２を揺動させた後、操作力を解除すれば、中立位置に戻り得るようになっている。尚、復元バネ４に代えて操作ノブ２を中立位置に保持する他の復元手段（樹脂など他の弾性部材から成る復元手段）としてもよい。

一方、磁力発生部２ａは、棒状の磁石をインサート成形して成る部位であり、当該磁石の磁界に基づいて磁力線が生じるようになっている。具体的には、磁力発生部２ａの同図中上部にＮ極、及び下部にＳ極となるよう磁石がインサートされているため、操作ノブ２が揺動するのに伴って、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線が傾斜するよう構成されており、かかる磁力線の傾斜角度が操作ノブ２の揺動角度と対応するようになっている。

角度センサ５は、ケース３の収容空間Ａ内における磁力発生部２ａと対向する部位に固定されたもので、当該収容空間Ａ内にタッピングネジＴにて固定された基板５ｂとアンプ部５ａを介して電気的に接続されている。この角度センサ５は、磁気抵抗素子から成り、磁石から生じる磁力線に基づき抵抗値を生じさせるもので、当該磁力線の通過する方向によって抵抗値が変化するよう構成されている。

かかる角度センサ５は、図６に示すように、車両が搭載するバッテリＤと接続されており、当該バッテリＤの電圧が印加されるとともに、操作ノブ２の揺動操作により変化する磁力線ｍの通過する方向に応じて抵抗値が変化するようになっている。即ち、操作ノブ２が中立位置にあるとき（図７参照）、操作ノブ２を一の方向へ揺動させたとき（図８参照）、及び操作ノブ２を他の方向へ揺動させたとき（図９参照）とでは、角度センサ５を通過する磁力線ｍの方向が異なり、それぞれ角度センサ５の抵抗値が変化するので、操作ノブ２の揺動方向（中立位置からの方向）及び揺動角度（中立位置を基準とした角度）に応じた出力電圧を得ることができるのである。そして、このような出力電圧の変化を電気信号（検出値）としてアンプ部５ａに送信し、該アンプ部５ａにて増幅された電気信号が補正手段６に送信されることとなる。

かかる補正手段６は、角度センサ５から送信された電気信号をバッテリＤの変動に基づいて補正するためのもので、補正後の電気信号が制御手段７に送信されるよう構成されている。即ち、車両に搭載のバッテリＤの電圧が変動することにより、角度センサ５からの電気信号（出力電圧）が変化した場合であっても、当該バッテリＤの電圧変動を考慮した補正が行われることとなるので、操作ノブ２の揺動操作に伴う揺動角度の検出精度を更に向上させることができる。

制御手段７は、車両が搭載するアクチュエータ８（例えばショベルなどの駆動源）の駆動を制御するもので、補正手段６にて補正された電気信号に基づき当該アクチュエータ８を動作させるよう構成されている。しかして、操作ノブ２の揺動操作に応じたアクチュエータ８の操作を行わせることができ、例えば一の方向への揺動操作時（図８参照）には、ショベルなどを操作者に近づく方向に駆動させ、或いは他の方向への揺動操作時（図９参照）には、ショベルなどを操作者から遠ざかる方向に駆動させることができる。また、操作ノブ２の揺動角度を角度センサ５にて検出し得るので、例えば操作ノブ２を僅かに揺動させるとアクチュエータが低速で動作させ、且つ、大きく揺動させるとアクチュエータを高速に動作させることができる。

上記の如き車両用操作装置によれば、角度センサ５により磁力発生部２ａからの磁界変化を非接触にて検出し、その検出値に基づき操作ノブ２の中立位置からの揺動角度を検出するので、ポテンショメータなど従来の機械的連動部分が必須とされるものに比べ、操作レバー１突端側に形成された操作ノブ２の揺動操作に伴う揺動角度の検出精度を向上させることができる。

また、角度センサ５（アンプ部５ａ及び基板５ｂ含む）を樹脂モールドして防水が施されているので、開口部１ａａを介してケース３内へ浸入した雨水等により操作ノブ２の揺動操作に伴う揺動角度の検出精度が悪化してしまうのを確実に回避することができる。特に、本実施形態においては、操作レバー１が雨水等に曝され易いショベルカーなどの建機に適用されるので、防水効果は極めて好ましい効果である。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば操作ノブ２に形成された磁力発生部２ａを他の形態のもの（例えばプラスチック磁石を着磁させたもの等）としてもよく、或いは磁石を単に操作ノブ２に固着させたものとしてもよい。また、本実施形態においては、ショベルカーなどの建機に適用されているが、操作レバーを有する他の車両にも適用することができる。更に、本実施形態においては、操作ノブの揺動角度に応じてショベルが駆動されるよう構成されているが、これに代えて、操作ノブの揺動角度に応じて車両自体が所定の動作するもの、或いは車両が具備する他の装備に対して所定の動作を行わせるものとしてもよい。

操作ノブの磁力発生部からの磁界変化を非接触にて検出し、その検出値に基づき前記操作ノブの中立位置からの揺動角度を検出する角度センサを具備した車両用操作装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両用操作装置が適用される操作レバーを示す正面図及び側面図図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図同車両用操作装置における操作ノブを示す斜視図同車両用操作装置を示す断面図同車両用操作装置における他の構成要素との電気的接続を示すブロック図同車両用操作装置における角度センサと該角度センサを通過する磁力線との関係を示す模式図（操作ノブが中立位置にあるとき）同車両用操作装置における角度センサと該角度センサを通過する磁力線との関係を示す模式図（操作ノブが一の方向に揺動操作されたとき）同車両用操作装置における角度センサと該角度センサを通過する磁力線との関係を示す模式図（操作ノブが他の方向に揺動操作されたとき）

符号の説明

１操作レバー
２操作ノブ
３ケース
４復元バネ（復元手段）
５角度センサ
６補正手段
７制御手段
８アクチュエータ
Ｄバッテリ

Claims

車両に配設された操作レバーの突端側に形成され、操作による揺動角度に応じて当該車両又は車両が具備する装備に対して所定の動作を行わせるための車両用操作装置において、
操作者による操作に伴い揺動軸を中心に揺動動作可能な操作ノブと、
該操作ノブと共に揺動動作可能な磁力発生部と、
前記操作ノブ及び磁力発生部を揺動自在に収容するケースと、
該ケースに対して前記操作ノブ及び磁力発生部を中立位置に保持する復元手段と、
前記ケースに配設されるとともに、前記磁力発生部からの磁界変化を非接触にて検出し、その検出値に基づき前記操作ノブの中立位置からの揺動角度を検出する角度センサと、
を具備したことを特徴とする車両用操作装置。
前記ケースにおける少なくとも角度センサの収容空間に樹脂を充填して当該角度センサを樹脂モールドさせて成ることを特徴とする請求項１記載の車両用操作装置。
前記角度センサは、磁力線の通過する方向によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子から成り、車両が搭載するバッテリの電圧が印加されて前記磁力発生部からの磁界変化を電気信号として検出するとともに、当該電気信号をバッテリの変動に基づいて補正する補正手段を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用操作装置。