JP2008090773A - 操作装置及び操作装置を備える移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体の進行方向も好適に制御することができるジョイスティック型の操作装置は実現されていなかった。
【解決手段】 第１軸線に沿って可動に構成されるレバー部２と、前記第１軸線に実質的に直角に交差する第２軸線に沿って可動に構成されるハンドル部３と、を備え、レバー部２は、第２軸線に沿って延びるガイド部２ｇを有し、ハンドル部３は、ガイド部２ｇに沿って、レバー部２に対して相対的に移動可能に取り付けられている。操作者は、ハンドル部３を用いて、レバー部２を操作する。レバー部２は、第１軸線に沿って動かされる。これにより、操作される移動体の運動力（例えば、アクセル量又はブレーキ量）を制御できる。また、ハンドル部３は、第２軸線に沿って動かされる。これにより、操作される移動体の進行方向を制御できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操作装置及び操作装置を備える移動体に関する。

従来から、車両の運動に関する制御に用いられる操作装置としては、様々なタイプのものが開発されている。特許文献１には、いわゆるジョイスティック型の操作装置（レバー部を備える操作装置）が開示されている。

一般的なジョイスティック型の操作装置では、操作者がジョイスティックを前方に傾ける（ジョイスティックを操作者から遠くへ押し出す）ことで、車両のアクセル量を増加させることができる。そして、操作者がジョイスティックを後方に傾ける（ジョイスティックを操作者に向けて引き込む）ことで、車両のアクセル量を減少させたり、同時に、車両のブレーキ量を増加させたりすることができる。

特許文献１記載の操作装置は、上述の基本的な機能に加えて、２つの操作レバーの相対的な位置関係に基づいて、車両の進行方向を制御することができる。
特開２００６−１６０１２３号公報

しかしながら、特許文献１記載の操作装置では、車両の進行方向を好適に制御することはできない。それは、円運動のハンドル操作によって車両の進行方向を制御するほうが、一般の操作者の操作感覚に合致するからである。また、円運動のハンドル操作によって車両の進行方向を制御するほうが、操作者の意図を車両の動作系に比較的容易に伝達することができるからである。つまり、従来、移動体の進行方向も好適に制御することができるジョイスティック型の操作装置（レバー部を備える操作装置）は実現されていなかった。
本発明は、上述のした点を解消するためになされたものであり、移動体の進行方向を好適に制御することができるレバー部を備える操作装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる操作装置は、第１軸線に沿って可動に構成されるレバー部と、前記第１軸線に実質的に直角に交差する第２軸線に沿って可動に構成されるハンドル部と、を備え、前記レバー部は、前記第２軸線に沿って延びるガイド部を有し、前記ハンドル部は、前記ガイド部に沿って、前記レバー部に対して相対的に移動可能に取り付けられている。操作者は、ハンドル部を用いて、レバー部を操作する。レバー部は、第１軸線に沿って動かされる。これにより、操作される移動体の運動力（例えば、アクセル量又はブレーキ量）を制御できる。また、ハンドル部は、第２軸線に沿って動かされる。これにより、操作される移動体の進行方向を制御できる。

また、前記ガイド部は、前記第２軸線に沿って円弧状に延びる棒状部材で構成される、と良い。これにより、操作者は、円弧状の軌道に沿って、ハンドル部を動かすことができる。よって、通常のハンドル感覚で、無理なく操作装置を操作できる。

また、前記ガイド部は、前記レバー部の把持部分を含む領域に設けられており、前記ハンドル部を把持することで、前記レバー部をも把持可能に構成されている、と良い。ガイド部は、レバー部の把持部分を含む領域に設けられているため、操作者は、ハンドル部を把持することで、レバー部をも把持することができる。

また、前記第１軸線に沿って動かされる前記レバー部の移動方向及び／又は移動量を検出する第１検出手段と、前記第２軸線に沿って動かされる前記ハンドル部の移動方向及び／又は移動量を検出する第２検出手段と、をさらに備える、と良い。これにより、この操作装置を用いて、移動体を好適に制御することができる。

また、前記第１検出手段は、２個以上のギアを含んで構成される第１リンク機構に基づいて伝達される前記レバー部の移動方向及び／又は移動量を電気信号として出力し、前記第２検出手段は、ピニオンとラックとから構成される第２リンク機構に基づいて伝達される前記ハンドル部の移動方向及び／又は移動量を電気信号として出力する、と良い。これにより、簡素な構成で、操作装置を構成することができる。

また、前記レバー部は、基部から頂部にまで延在し、少なくとも一つ以上の曲部を有する棒状部材で構成され、前記基部付近を回転中心として前記第１軸線に沿って傾けられる、と良い。レバー部が曲げられることのみで、ガイド部を構成できる。また、操作者は、いわゆるジョイスティックを操作する感覚で、操作装置を操作することができる。

また、前記基部に独立して回転することができない状態で付設された第１ギアと、前記第１ギアにリンクされた第１回転検出器と、をさらに備え、当該第１ギアの回転方向及び／又は回転量に基づいて、前記レバー部の傾斜方向及び／又は傾斜量が前記第１回転検出器に伝達される、と良い。これにより、簡素な構成で、レバー部の傾斜を第１回転検出器に伝達することができる。

また、前記レバー部又は前記ハンドル部の一方がラックを有し、前記レバー部又は前記ハンドル部の他方が前記ラック上に回転可能に配置されたピニオンを有し、当該ピニオンの回転方向及び／又は回転量に基づいて、前記ハンドル部の移動方向及び／又は移動量が伝達される、と良い。これにより、簡素な構成で、かつ一定以上の精度をもって、ハンドル部の移動を検出できる。

また、前記ハンドル部は、前記ピニオンにリンクされた第２回転検出器を内部に収納する、と良い。これにより、ピニオンの回転を、好適に第２回転検出器に伝達することができる。また、操作装置を小型なものとすることができる。

また、前記ガイド部は、筒体として構成され、前記第２軸線に沿って、前記ハンドル部を案内する遊動部材と、前記第２軸線に沿って、一方から他方に前記遊動部材を付勢する第１付勢部材と、前記第２軸線に沿って、他方から一方に前記遊動部材を付勢する第２付勢部材と、を内部に収納する、と良い。これにより、ハンドル部は、第２軸線に沿って一方に動かされても、元の場所に戻ることができる。車両を直線的に運動させる場合にも、操作者に与える負担は少ない。

また、前記ガイド部は、前記第２軸線に沿う開口幅が前記第１軸線に沿う開口幅よりも広い第１開口部を有し、前記ハンドル部と前記遊動部材とは、当該第１開口部を通じて前記ガイド部の内部から外部へ突出する第１連結部材により連結される、と良い。これにより、ハンドル部と遊動部材とを、強固に連結することができる。

また、前記ガイド部は、前記第１開口部に対向する位置に、前記第２軸線に沿う開口幅が前記第１軸線に沿う開口幅よりも広い第２開口部を有し、前記ハンドル部と前記遊動部材とは、当該第２開口部を通じて前記ガイド部の内部から外部へ突出する第２連結部材により連結される、と良い。第２連絡部材は、第２軸線に沿って、第２開口部の開口内を移動できる。これにより、ハンドル部と遊動部材とを、強固に連結することができる。

本発明にかかる移動体は、請求項１記載の操作装置を備えるものであって、前記第１軸線の一方に前記レバー部が動かされ、前記第１軸線の一方に向けて移動体が進むように構成され、前記第１軸線の他方に前記レバー部が動かされ、前記第１軸線の一方に向けて進む移動体の運動力が低減される又は前記第１軸線の他方に向けて移動体が進むように構成され、前記第２軸線の一方に前記ハンドル部が動かされ、前記第２軸線の一方側に向けて移動体が進むように構成され、前記第２軸線の他方に前記ハンドル部が動かされ、前記第２軸線の他方側に向けて移動体が進むように構成される。これにより、操作者は、通常のハンドル感覚で、移動体の進行方向を好適に制御することができる。

前記操作装置は、前記移動体に取り付けられる、と良い。これにより、操作者は移動体に実際に乗りながら、操作装置を用いて移動体に指示を与えることができる。

レバー部を備える操作装置においても、移動体の進行方向を好適に制御することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。また、図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。

〔第１の実施の形態〕
図１に第１の実施の形態にかかるジョイスティック型の操作装置（レバー部を備える操作装置）の斜視図を示す。図１に示すように、操作装置１は、レバー部２、ハンドル部３、カバー部４、ベース部５、を備える。なお、図１のＡ点とＢ点とを結ぶ軸線を第１軸線とし、図１のＣ点とＤ点とを結ぶ軸線を第２軸線とする（他の図面においても同様とする）。なお、第１軸線と第２軸線とは、実質的に直角に交差する。

レバー部２は、棒状の部材であり、第１曲部２ａ、第２曲部２ｂ、頂部２ｃを有する。また、レバー部２は、カバー部４の内部に、基部２ｄ（図２、図３参照）を有する。レバー部２は、一端としての基部２ｄから他端としての頂部２ｃにまで延在する棒状の部材であり、第１曲部２ａにて所定方向に曲げられ、第２曲部２ｂにて所定方向に曲げられる。尚、レバー部２の断面形状は、略円状である。

レバー部２は、カバー部４内において、ベース部５に固定されたＬ字型の支持部材２９（図２、図３参照）に取り付けられる。レバー部２は、後述するように、カバー部４の内部にある第１回転軸（Ｐ−Ｐ間の軸線）を回転中心として、第１軸線に沿って傾けられる。

図１に示すように、レバー部２は、第１曲部２ａまで、ベース部５に対して実質的に垂直に延びる。カバー部４は、第１曲部２ａで、ベース部５の平面に沿うように（第２軸線に沿うように）曲がる。そして、レバー部２は、第１曲部２ａから、ベース部５の平面（第２軸線）に沿うように延びる。レバー部２は、第２曲部２ｂで、折り返すように曲がる。すなわち、レバー部２は、第２曲部２ｂで、第１曲部２ａから延びてきた方向とは逆方向に曲げられる。そして、レバー部２は、第２曲部２ｂから、ベース部５の平面（第２軸線）に沿うように延びる。そして、レバー部２は、その頂部２ｃまで延びる。レバー部２は、耐久性のある硬い材料で構成すると良い。例えば、耐熱性のプラスチック又はアルミニウム等の金属を用いると良い。

以下の説明では、レバー部２における第２曲部２ｂと頂部２ｃとの間の部分を、「ガイド部２ｇ」と呼ぶ。図１に示すように、ガイド部２ｇは、第２軸線に沿って、第２曲部２ｂから頂部２ｃに向けて円弧を描くように延在する。換言すると、ガイド部２ｇは、第２曲部２ｂから頂部２ｃに向けて直線的に延びない。そして、ガイド部２ｇは、第２軸線に沿って動かされるハンドル部３を案内する。

図１に示すように、ハンドル部３は、レバー部２のガイド部２ｇに取り付けられる。ハンドル部３は、ガイド部２ｇを把持するように構成される。換言すると、ハンドル部３は、遊びを持って、ガイド部２ｇの周りを囲むように構成される。そして、ハンドル部３は、ガイド部２ｇをレールとして、第２軸線に沿って摺動する。ハンドル部３は、ガイド部２ｇに接触した状態で、第２軸線に沿ってすり動く。
また、ハンドル部３は、ガイド部２ｇに沿って、レバー部２に対して相対的に移動可能に取り付けられている。操作者は、ハンドル部３を把持し、ガイド部２ｇに沿ってハンドル部３を一方に動かす。また、操作者は、ハンドル部３を把持し、ガイド部２ｇに沿ってハンドル部３を他方に動かす。このように、ハンドル部３は、レバー部２に対して相対的に移動される。
また、ガイド部２ｇは、レバー部２の把持部分を含む領域に設けられており、ハンドル部３を把持することで、レバー部２をも把持可能に構成されている。ガイド部２ｇは、レバー部２の把持部分を含む領域に設けられているため、操作者がハンドル部３を把持することで、操作者はレバー部２をも把持することができる。なお、レバー部２の把持部分を含む領域とは、ハンドル部３が第２軸線に沿って移動可能な範囲に対応する。後述の機構により、ハンドル部３は、レバー部２に取り付けられている。そして、操作者はハンドル部３を把持することで、操作者はレバー部２をも把持することができる。操作者の操作により、ハンドル部３が第１軸線に沿って動かされれば、レバー部２も第１軸線に沿って動かされる。

なお、ハンドル部３は、凸状の第１端部３ａ、凸状の第２端部３ｃを有する。これにより、ハンドル部３を把持する操作者の手がハンドル部３から滑り落ちない。また、ハンドル部３は、第１端部３ａ、第２端部３ｃとの間に、緩やかな稜線状のリッジ部３ｂを有する。これにより、操作者がハンドル部３をより好適に把持することができる。ハンドル部３の表面は、操作者の手がすべりにくいような摩擦力の高い材料（例えば、樹脂系の材料）で構成すると良い。

カバー部４は、上面４ａと側面４ｂとを有する箱状の部材であり、通常の固定技術（ネジ、接着等）により、ベース部５に取り付けられる。上面４ａには、レバー部２を通すための開口部が設けられる。カバー部４は、レバー部２の一部を収納する。カバー部４は、カバー部４の内部にある構造を外部から保護する。

ベース部５は、板状の部材である。ベース部５は、レバー部２、ハンドル部３の動作を機械的に安定なものとする。ベース部５は、移動体に取り付けられたり、移動体を操作するためのコントロール装置に取り付けられたりする。従って、ベース部５は、必ずしも独立した部材である必要ではない。

本実施形態にかかる操作装置１では、操作者は、ハンドル部３を握ることのみで、操作装置１を操作し、移動体を操縦する。これにより、移動体を意図したように好適に操縦できる。すなわち、操作者は、ハンドル部３をＡ点又はＢ点に向けて傾けること（第１軸線に沿って動かすこと）で、移動体に前進又は後進の指示を与えることができる。また、ハンドル部３をＣ点又はＤ点に向けて動かすこと（第２軸線に沿って動かすこと）で、移動体に進行方向の指示を与えることができる。

上述のように、ガイド部２ｇは、第２軸線に沿って円弧を描くように延在する。よって、ハンドル部３を把持して移動体を操作しようとする操作者は、通常のハンドル感覚で、ハンドル部３を第２軸線に沿って動かすことができる。つまり、ハンドル部３の操作は、一般的なハンドルの操作に近い。従って、操作者は、ハンドル部３を操作することに違和感を覚えない。また、人間工学に基づく設計により、身体に与える疲労度も低減される。また、レバー部２のガイド部２が第２軸線に沿って延びるように構成されているから、操作者に対する安全性も確保される。ハンドル部３がレバー部２のグリップ部分も兼ねることにより、操作装置１の小型化も図られている。

以下、図２、図３を参照して、操作装置１の具体的な構成について説明する。まず、図２、図３を参照して、カバー部４の内部構造について説明する。図２は、カバー部４の内部を拡大した斜視図である。図３（ａ）は、図２のＰ−Ｐラインに沿う端面図である。図３（ｂ）は、図２のＱ−Ｑラインに沿う端面図である。

図２に示すように、カバー部４の内部には、レバー部２の基部２ｄ、第１ギア２１ａ、第２ギア２１ｂ、ボルト２０、回転検出器（第１回転検出器）２２、支持部材２９が収納される。第１ギア２１ａは、図２に示されたＰ−Ｐ間の軸線を回転軸（第１回転軸）として回転する。第２ギア２１ｂは、図２に示されたＱ−Ｑ間の軸線を回転軸（第２回転軸）として回転する。

図２に示すように、支持部材２９は、Ｌ字型に構成され、板部２９ａと壁部２９ｂとを有する。板部２９ａは、図１に示されたベース部５に、通常の固定手段により強固に固定される。壁部２９ｂは、ベース部５に対して垂直に、板部２９ａから延在する。壁部２９ｂは、第１回転軸（Ｐ−Ｐ間の軸線）に対応する箇所及び第２回転軸（Ｑ−Ｑ間の軸線）に対応する箇所に貫通孔を有する。

第１ギア２１ａは、円状のギアであり、レバー部２に対応して回転するように構成される。第１ギア２１ａは、レバー部２の傾きに応じて回転する。第２ギア２１ｂも、同様の円状のギアであり、第１ギア２１ａの回転に応じて回転する。

図２に概略的に示すように、第２ギア２１ｂの歯は、第１ギア２１ａの歯に噛み合うように配置される。よって、第１ギア２１ａの回転に対応して、第２ギア２１ｂは回転する。また、第２ギア２１ｂは、回転検出器２２の入力部を構成する。従って、レバー部２の傾斜方向及び傾斜量は、第１ギア２１ａと第２ギア２１ｂとを経由して回転検出器２２に伝達される。第１ギア２１ａ及び第２ギア２１ｂは、レバー部２の傾斜方向及び傾斜量を回転検出器２２に伝達するリンク機構（第１リンク機構）を構成する。

ここで、図３を用いて、図２に示された構成について説明する。図３（ａ）に示すように、第１回転軸（Ｐ−Ｐ間の軸線）に沿って、紙面を正面視して左から、第１ギア２１ａ、レバー部２（基部２ｄ）、支持部材２９（壁部２９ｂ）、緩衝部材２７、ナットＮ１、ナットＮ２が設けられる。これらは、いずれもボルト２０により連結されている。

図３（ａ）に示すように、レバー部２の基部２ｄは、板状の部材で構成され、扁平な第１面２ｅ、第２面２ｆを有する。基部２ｄは、第１回転軸に対応する箇所に、内壁が凸凹面の貫通孔を有する。この貫通孔には、ボルト２０が、互いに凸凹面が噛み合うように挿入される。

第１ギア２１ａは、ボルト２０に嵌め込まれることにより、基部２ｄの第１面２ｅに付設される。かかる構成により、レバー部２と第１ギア２１ａとは、共通のボルト２０に固定される。換言すると、第１ギア２１ａは、レバー部２に対して独立して回転しないように付設される。なお、基部２ｄの第１面２ｅには第１ギア２１ａが当接され、基部２ｄの第２面ｆには支持部材２９の壁部２９ｂが当接される。

図３（ａ）の紙面を正面視すると、支持部材２９の壁部２９ｂから右側に突出したボルト２０には、緩衝部材２７、ナットＮ１、ナットＮ２が嵌め込まれる。これにより、レバー部２が支持部材２９の壁部２９ｂに取り付けられる。レバー部２は、第１回転軸に沿って延びるボルト２０を回転軸として回転する。なお、緩衝部材２７により、操作者がハンドル部３から手を離しても、レバー部２が自由に揺動しないように構成される。

次に図３（ｂ）を用いて説明する。図３（ｂ）に示すように、紙面を正面視して左から、第２回転軸に沿って、第２ギア２１ｂ、ナットＮ３、リングＲ、支持部材２９（壁部２９ｂ）、回転検出器２２が設けられる。

回転検出器２２は、ナットＮ３、リングＲにより、支持部材２９の壁部２９ｂに取り付けられる。回転検出器２２の回転軸２２ａには、第２ギア２１ｂが固着される。換言すると、第２ギア２１ｂは、回転検出器２２の回転軸２２ａに対して、独立して回転しないように固定された状態で装着される。

上述した構成から明らかなように、第１ギア２１ａは、レバー部２が第１回転軸を中心として第１軸線の一方に傾くことに応じて、第１軸線の一方に回転する。第１ギア２１ａは、レバー部２が第１回転軸を中心として第１軸線の他方に傾くことに応じて、第１軸線の他方に回転する。つまり、第１ギア２１ａの回転方向は、レバー部２の傾斜方向を反映している。また、第１ギア２１ａの回転量（単位時間あたりの回転量）は、レバー部２の傾斜量（単位時間あたりの傾斜量）を反映している。

また、第２ギア２１ｂは、第１ギア２１ａの回転に応じて回転する。よって、第２ギア２１ｂの回転方向は、レバー部２の傾斜方向に応じたものとなる。また、第２ギア２１ｂの回転量は、レバー部２の傾斜量に応じたものとなる。回転検出器２２は、第２ギア２１ｂの回転方向及び回転量を検出して、これらに応じた電気信号を出力する。

このように、第１ギア２１ａ、第２ギア２１ｂ、回転検出器２２は、レバー部２の傾斜方向（移動方向）及び傾斜量（移動量）を検出する検出手段（第１検出手段）を構成する。そして、回転検出器２２は、このリンク機構により伝達されたレバー部２の傾斜方向及び傾斜量に応じた電気信号を出力する。なお、回転検出器２２としては、いわゆるポテンションメータ（可変抵抗器）を用いればよい。

ここで、図４、図５を用いて、レバー部２、ハンドル部３の内部構造について説明する。なお、図５は、図４を部分的に拡大した斜視図である。

図４、図５に示すように、レバー部２のガイド部２ｇは、内部に空間を有する棒状の部材（筒体）である。ガイド部２ｇは、第１開口部２ｐ、第２開口部２ｑを有する。また、ガイド部２ｇは、第１コイル３０ａの一端を保持する第１収納部３２ａ、第２コイル３０ｂの一端を保持する第２収納部３２ｂ、を有する。また、ガイド部２ｇ（レバー部２）は、配線を通すための導線路３８を有する。

第１開口部２ｐと第２開口部２ｑとは、ガイド部２ｇにおいて、互いに対向する箇所に設けられる。第１開口部２ｐは、ガイド部２が延在する方向を長手方向とするスリット状の開口である。すなわち、第２軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅は、第１軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅よりも長い。

第２開口部２ｑには、ラック３４が２つのネジＳにより固定される。第２開口部２ｑは、第１開口部２ｐと実質的に同じ形状の開口であるが、ラック３４が固定される分、第１軸線に沿う幅が第１開口部２ｐのものよりも広い。また、第２開口部２ｑでは、その内壁とラック３４の側壁により、後述する第２連結部３６ｂを挟む構成となっている。

ガイド部２ｇは、第１コイル３０ａ（第１付勢部材３０ａ）、第２コイル３０ｂ（第２付勢部材３０ｂ）、ピストン３１（遊動部材３１）、ラック３４（ライン状ギア３４）、を内部に収納する。

ガイド部２ｇに収納されるピストン３１は円柱状の部材であり、第１コイル３０ａ側の一面、第２コイル３０ｂ側の他面、一面と他面との間を延在する胴部、を有する。ピストン３１は、第１コイル３０ａと第２コイル３０ｂとによって挟持される。つまり、一端が第１収納部３２ａに保持される第１コイル３０ａの他端は、ピストン３１の一面に連結される。一端が第２収納部３２ｂに保持される第２コイル３０ｂの他端は、ピストン３１の他面に連結される。第１コイル３０ａの長さと第２コイル３０ｂとの長さとは実質的に等しく設定される。従って、ピストン３１は、ガイド部２ｇの実質的に中央の位置（所定の位置）に保持される。

ピストン３１の胴部には、第１連結部３６ａ、第２連結部３６ｂが連結される。第１連結部３６ａは、第２軸線に沿う幅が第１軸線に沿う幅よりも広い板状の部材である。同様に、第２連絡部３６ｂも、第２軸線に沿う幅が第１軸線に沿う幅よりも広い板状の部材である。

第１連絡部３６ａは、第１開口部２ｐを通じて、ガイド部２ｇの内部から外部に突出する。第１連結部３６ａの一端は、ピストン３１に連結され、その他端は、ハンドル部３に固定される。第２連絡部３６ｂは、第２開口部２ｑを通じて、ガイド部２ｇの内部から外部に突出する。第２連絡部３６ｂの一端は、ピストン３１に連結され、その他端は、ハンドル部３に固定される。かかる構成により、ハンドル部３とピストン３１とは、構造的に連結される。

上述のように、第１開口部２ｐは、ガイド部２が延在する方向（第２軸線に沿う方向）に長い「スリット状の開口」である。つまり、第２軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅は、第１軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅よりも十分に長い。また、上述のように、第１連絡部３６ａは、「板状部材」として構成される。つまり、第２軸線に沿う第１連絡部３６ａの幅は、第１軸線に沿う第１連絡部３６ａの幅よりも広い。そして、第２軸線に沿う第１連絡部３６ａの幅は、第２軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅よりも十分に狭い。

かかる構成により、板状の第１連絡部３６ａは、第１開口部２ｐにより規定される経路内で、第２軸線に沿う方向にスムーズに移動できる。換言すると、第１開口部２ｐにより規定される経路により、第１連絡部３６ａは、第２軸線に沿ってぶらつくことなく移動できる。これにより、ハンドル部３は、第２軸線に沿って安定して動かされる。

また、第１軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅は、第２軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅よりも十分に狭い。また、板状部材として構成される第１連絡部３６ａの第１連絡部３６ａの第１軸線に沿う幅は、第２軸線に沿う幅よりも十分に狭い。そして、第１軸線に沿う第１連絡部３６ａの幅は、第１軸線に沿う第１開口部２ｐの開口幅よりも若干狭い。

従って、第１連絡部３６ａは、第１開口部２ｐの開口内で第１軸線方向にぶらつくことがない。ハンドル部３を第１軸線に沿って動かせば、ハンドル部３に連結された第１連絡部３６ａも第１軸線に沿って動かされる。このとき、第１連絡部３６ａの側面は、第１開口部２ｐの内壁に当接される。そして、ハンドル部３に加えられ力は、レバー部２に伝達される。よって、ハンドル部３に加えられた力を効率的にレバー部２に伝達させることができる。すなわち、ハンドル部３を第１軸線に沿って動かすことにより、操作者の意図したように、基部２ｄ付近を回転中心としてレバー部２を傾かせることができる。

なお、上述の説明は、第２連絡部３６と第２開口部２ｑの説明にも当てはまる。ただし、第２連絡部３６は、ラック３４と第２開口部２ｑから規定される経路により、第２軸線に沿って一方に及び他方に動かされる。また、ハンドル部３を第１軸線のＡ点側に動かすと、第１連絡部３６ａの側面は、ラック３４の側壁に当接される。そして、ハンドル部３に加えられ力は、レバー部２に伝達される。

なお、図４、図５に示すように、第１コイル３０ａと第２コイル３０ｂとは、保護膜３３によって囲まれている。かかる構成により、第１コイル３０ａ又は第２コイル３０ｂ自体が劣化することが抑制される。また、第１収納部３２ａの開口部には、ワッシャーＷ、リングＲが設けられる。第２収納部３２ｂの開口部にも、同様に、ワッシャーＷ、リングＲが設けられる。ワッシャーＷとリングＲにより、第１コイル３０ａと第２コイル３０ｂとに保持されることにより、第１コイル３０ａと第２コイル３０ｂとが安定して、ガイド部２ｇの内部に保持される。

また、図４、図５に示すように、ハンドル部３は、ピニオン（円状ギア）３５、回転検出器（第２回転検出器）３７、スイッチ式検出器４１、を収納する。

ピニオン３５は、回転検出器３７（図５参照）の入力部を構成する。ピニオン３５は、回転検出器３７から延びる回転軸３７ａに固定した状態で装着される。ラック３４は、上述のように、ガイド部２ｇの第２開口部２ｑに、２つのネジＳにより固定される。

ピニオン３５の歯列は、ラック３４の歯列と噛み合うように配置され、ラック３４に沿って移動可能に配置される。ラック３４の歯列は、円弧状のガイド部２ｇに対応して、円弧状に構成される。換言すると、ラック３４の一端から多端に向けて、ラック３４の歯列は、第２軸線に沿って直線的に配列されず、第２軸線に沿って円弧を描くように配列される。従って、ピニオン３５も、ラック３４の歯列に対応して円弧を描くように、ラック３４の歯列を第２軸線に沿って移動する。

操作者がハンドル部３を第１軸線に沿って動かすと、ハンドル部３に設けられたピニオン３５が、レバー部２のガイド部２ｇに設けられたラック３４の歯列に従って回転される。ピニオン３５の回転方向及び回転量は、ハンドル部３の動きに対応する。つまり、ピニオン３５の回転方向は、ハンドル部３の移動方向を反映する。ピニオン３５の回転量（単位時間当たりの回転量）は、ハンドル部３の移動量（単位時間当たりの回転量）を反映する。ピニオン３５の回転方向及び回転量は、回転検出器３５に伝達される。そして、回転検出器３７は、検出したピニオン３５の回転方向、回転量を電気信号として出力する。

このように、ラック３４とピニオン３５とは、ハンドル部３の移動方向及び移動量を伝達するリンク機構（第２リンク機構）を構成する。また、ラック３４、ピニオン３５、回転検出器３７は、ハンドル部３の移動方向及び移動量を検出する検出手段（第２検出手段）を構成する。回転検出器３７は、このリンク機構により伝達されたハンドル部３の移動方向及び移動量に応じた電気信号を出力する。なお、回転検出器３７としては、いわゆるポテンションメータ（可変抵抗器）を用いればよい。

なお、ピニオン３５と回転検出器３７との間には、第２連結部３６ｂが挟まれている。上述のとおり、第２連結部は、ピストン３１と連結されている。かかる構成により、ハンドル部３、ピストン３１、ピニオン３５、回転検出器３７は、機械的に安定なものとして構成される。つまり、ピニオン３５は、安定してラック３４上を移動することができる。なお、回転検出器３７の回転軸３７ａには、第２連結部３６ｂに設けられた貫通孔が挿し込まれた上で、ピニオン３５が嵌め込まれる。

なお、図４、図５に示すように、ハンドル部３は、スイッチ式検出器４１を有する。スイッチ式検出器４１は、押しボタン式のスイッチであり、ハンドル部３の第１端部３ａに取り付けられる。スイッチ式検出器４１が設けられる箇所は、操作者がどちらの手でハンドル部３を把持するかにより異なる。ここでは、操作者が右の手でハンドル部３を把持することを想定している。

操作者がスイッチ式検出器４１を押すことにより、スイッチ式検出器４１は「オン」される。操作者がスイッチ式検出器４１を再度押すことにより、スイッチ式検出器４１は「オフ」される。例えば、スイッチ式検出器４１が「オフ」されたとき、操作装置１による操作を無効状態としてもよい。

ハンドル部３内に収納された配線（不図示）は、レバー部２の内部に設けられた導線路３８を通じて取り出される。

以下、図６、図７を用いて、操作者が、操作装置１を操作する方法について具体的に説明する。なお、図６は、図１に示された操作装置１を、図１のＤ点からＣ点を見た側面図である。図７は、図１に示された操作装置１を、図１のＢ点からＡ点を見た側面図である。

まず、図６を参照して、レバー部２の動作について説明する。図６に示すように、通常状態のとき、レバー部２は直立状態であって、第１軸線に沿って一方に又は他方に傾けられていない。操作者が、ハンドル部３を把持し、Ａ点側（前方）にハンドル部３を押し出すと、矢印Ｄａに従ってレバー部２は傾けられる。すなわち、レバー部２は、カバー部４の内部にある基部２ｄを基点としてＡ点側に傾けられる。換言すると、レバー部２は、カバー部４の内部にある第１回転軸を回転中心としてＡ点側に傾けられる。つまり、第１軸線に沿って一方にハンドル部３を動かすことにより、レバー部２も第１軸線に沿って一方に動かされる。

操作者が、ハンドル部３を把持し、Ｂ点側（後方）にハンドル部３を引き込むと、矢印Ｄｂに従ってレバー部２は傾けられる。すなわち、レバー部２は、カバー部４の内部にある基部２ｄを基点としてＢ点側に傾けられる。換言すると、レバー部２は、カバー部４の内部にある第１回転軸を回転中心としてＢ点側に傾けられる。つまり、第１軸線に沿って他方にハンドル部３を動かすことにより、レバー部２も第１軸線に沿って他方に動かされる。なお、レバー部２の傾斜方向（移動方向）及び傾斜量（移動量）は、上述した構成により、上述の回転検出器２２に伝達される。回転検出器２２は、検出したレバー部２の傾斜方向及び傾斜量に応じた電気信号を出力する。

つぎに、図７を参照して、ハンドル部３の動作について説明する。図７に示すように、通常状態のとき、ハンドル部３は、ガイド部２ｇの中央部分（所定位置）にある。操作者が、ハンドル部３を把持し、Ｃ点側（左）にハンドル部３を動かすと、矢印Ｄｃに従ってハンドル部３は動かされる。換言すると、ハンドル部３は、第２軸線に沿って、Ｃ点側に動かされる。操作者が、ハンドル部３を把持し、Ｄ点側（右）にハンドル部３を動かすと、矢印Ｄｄに従ってハンドル部３は動かされる。換言すると、ハンドル部３は、第２軸線に沿って、Ｄ点側に動かされる。なお、ハンドル部３の移動方向及び移動量は、上述した構成により、上述の回転検出器３７に伝達される。回転検出器３７は、検出したハンドル部３の移動方向及び移動量に応じた電気信号を出力する。

第２軸線に沿ってハンドル部３が動かされる場合には、第１連結部３６ａと第２連結部３６ｂとによって連結されたピストン３１も動かされる。何ら操作されていない時には、ピストン３１は、第１コイル３０ａと第２コイル３０ｂとにより付勢され、ガイド部２ｇの中央の位置に保持されている。操作者により第２軸線に沿ってハンドル部３が動かされたとしても、付勢されるピストン３１の動きに対応して、ハンドル部３はガイド部２ｇの実質的に中央の位置に戻るように構成される。従って、操作者は、何の負担もなく、ハンドル部３を操作することができる。

なお、図７に示すように、ハンドル部３は、ネジＳにより、２つの部材が結合されて構成される。また、レバー部２は、ネジＢＳにより、２つの部材が結合されて構成される。

最後に、図８を参照しつつ、操作装置１を備える車両について説明する。操作者によって操作装置１が操作されることにより、車両の動力系統が制御される。そして、車両は操作者の意図したように動かされる。なお、操作装置１は、車両以外の様々な移動体に用いることが可能である。当然ながら、移動体の種類により、ブロック図の構成は異なる。

図８に示すように、車両６０は、操作装置１、アクセル／ブレーキ制御部５１、ステアリング制御部５２、アクセル／ブレーキ動作系５３、ステアリング動作系５４を備える。

操作装置１は、第１回転軸を中心として第１軸線に沿って傾けられるレバー部２の傾斜方向及び傾斜量を検出する回転検出器２２、第２軸線に沿って動かされるハンドル部３の移動方向及び移動量を検出する回転検出器３７、を備える。

回転検出器２２は、レバー部２の傾斜方向及び傾斜量を検出し、それに応じた電気信号をアクセル／ブレーキ制御部５１に与える。

アクセル／ブレーキ制御部５１は、回転検出器２２から与えられる電気信号に基づいてアクセル／ブレーキ動作系５３を制御する。レバー部２が第１軸線に沿ってＡ点側（前方）に傾けられた場合、アクセル／ブレーキ制御部５１は、アクセル量（エンジン出力）を増加させるようにアクセル／ブレーキ動作系５３を制御する。具体的には、アクセル／ブレーキ動作系５３に含まれる弁駆動モータ５３ａを動作させ、スロットルの開度を増加させる。レバー部２がＢ点側（後方）に傾けられた場合、アクセル／ブレーキ制御部５１は、アクセル量（エンジン出力）を減少させるようにアクセル／ブレーキ動作系５３を制御する。具体的には、アクセル／ブレーキ動作系５３に含まれる弁駆動モータ５３ａを動作させ、スロットルの開度を減少させる。また、レバー部２が後方に傾けられた程度に応じて、アクセル／ブレーキ制御部５１は、アクセル／ブレーキ動作系５３に含まれるブレーキ装置５３ｂを動作させる。

回転検出器３７は、ハンドル部３の移動方向及び移動量を検出し、それに応じた電気信号をステアリング制御部５２に与える。

ステアリング制御部５２は、回転検出器３７から与えられる電気信号に基づいてステアリング動作系５４を制御する。ハンドル部３が第２軸線に沿ってＣ点側（左方）に動かされた場合、ステアリング制御部５２は、ステアリング動作系５４に含まれる回転モータ５４ａを動作させ、車両６０が左側（第２軸線の一方側）に進むように前輪又は後輪を回転させる。ハンドル部３が第２軸線に沿ってＤ点側（右方）に動かされた場合、ステアリング制御部５２は、ステアリング動作系５４に含まれる回転モータ５４ａを動作させ、車両６０が右側（第２軸線の他方側）に進むように前輪又は後輪を回転させる。

操作者は、上述のように操作装置１を操作することにより、車両６０を制御する。なお、車両６０のタイヤ（不図示）にセンサ（不図示）を配置し、ハンドル部３にモータ（不図示）を配置することにより、いわゆる「フォースフィールドバック」を実現することも可能である。これにより、タイヤと道路との接触状態が、ハンドル部３を通じて運転手（操作者）に伝達されることができる。これにより、車両操作の安全性を高めることができる。

本発明の技術的範囲は、上述の実施の形態に限定されない。第１軸線と第２軸線とが交差する角度は、直角に交差するといっても、厳密に直角である必要はなく、ある程度の幅があっても良いことは言うまでもない。レバー部２は、第１軸線に沿って可動すればよく、必ずしも傾けられる構成である必要はない。ハンドル部３は、ガイド部２ｇを把持するように取り付けられるが、ガイド部２ｇの外周面に部分的に取り付ければ足りる。ハンドル部３を付勢する手段は、コイルに限られない。レバー部やハンドル部の動きを検出する手段は、機械的な検出機構に限られない。つまり、光学式に検出しても良いし、磁気的に検出しても良い。

また、操作装置１により操作される移動体は、車両のほか、航空機、電気的に制御される車椅子、工事現場にて使用される重機、にも使用されることができる。なお、車両としては、一般的な自動車に限らず、シニアカー、ゴルフカート等も含まれる。また、操作装置１は、ロボット等を遠隔操作することにも使用される。また、いわゆるゲーム機器の操作装置としても使用される。「フォースフィールドバック」を応用すれば、仮想的空間で操作装置１による移動体の操作をシュミレーションすることもできる。

第１の実施の形態にかかる操作装置１の斜視図である。 カバー部４の内部を説明するための斜視図である。 （ａ）の部分は、図４の第１回転軸に沿う端面図である。（ｂ）の部分は、図４の第２回転軸に沿う端面図である。 レバー部２、ハンドル部３の内部構造を説明するための概略的な断面図である。 図４を部分的に拡大した概略的な斜視図である。 第１軸線に沿ってレバー部２が傾けられることを説明するための説明図である。 第２軸線に沿ってハンドル部３が動かされることを説明するための説明図である。 操作装置１を備える車両６０の構成を説明するためのブロック図である

符号の説明

１ 操作装置
２ レバー部
２ｇ ガイド部
３ ハンドル部
４ カバー部
５ ベース部
２２、３７ 回転検出器
２９ 支持部材
３０ａ コイル
３０ｂ コイル
３１ ピストン
３４ ラック
３５ ピニオン

Claims (14)

1. 第１軸線に沿って可動に構成されるレバー部と、
   前記第１軸線に実質的に直角に交差する第２軸線に沿って可動に構成されるハンドル部と、を備え、
   前記レバー部は、前記第２軸線に沿って延びるガイド部を有し、
   前記ハンドル部は、前記ガイド部に沿って、前記レバー部に対して相対的に移動可能に取り付けられている、操作装置。
2. 前記ガイド部は、前記第２軸線に沿って円弧状に延びる棒状部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の操作装置。
3. 前記ガイド部は、前記レバー部の把持部分を含む領域に設けられており、前記ハンドル部を把持することで、前記レバー部をも把持可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の操作装置。
4. 前記第１軸線に沿って動かされる前記レバー部の移動方向及び／又は移動量を検出する第１検出手段と、
   前記第２軸線に沿って動かされる前記ハンドル部の移動方向及び／又は移動量を検出する第２検出手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の操作装置。
5. 前記第１検出手段は、２個以上のギアを含んで構成される第１リンク機構に基づいて伝達される前記レバー部の移動方向及び／又は移動量を電気信号として出力し、
   前記第２検出手段は、ピニオンとラックとを含んで構成される第２リンク機構に基づいて伝達される前記ハンドル部の移動方向及び／又は移動量を電気信号として出力することを特徴とする請求項４記載の操作装置。
6. 前記レバー部は、基部から頂部にまで延在し、少なくとも一つ以上の曲部を有する棒状部材で構成され、前記基部付近を回転中心として前記第１軸線に沿って傾けられることを特徴とする請求項１記載の操作装置。
7. 前記基部に独立して回転することができない状態で付設された第１ギアと、
   前記第１ギアにリンクされた第１回転検出器と、
   をさらに備え、
   当該第１ギアの回転方向及び／又は回転量に基づいて、前記レバー部の傾斜方向及び／又は傾斜量が前記第１回転検出器に伝達されることを特徴とする請求項６記載の操作装置。
8. 前記レバー部又は前記ハンドル部の一方がラックを有し、
   前記レバー部又は前記ハンドル部の他方が前記ラック上に回転可能に配置されたピニオンを有し、
   当該ピニオンの回転方向及び／又は回転量に基づいて、前記ハンドル部の移動方向及び／又は移動量が伝達されることを特徴とする請求項１記載の操作装置。
9. 前記ハンドル部は、前記ピニオンにリンクされた第２回転検出器を内部に収納することを特徴とする請求項８記載の操作装置。
10. 前記ガイド部は、
    筒体として構成され、
    前記第２軸線に沿って、前記ハンドル部を案内する遊動部材と、
    前記第２軸線に沿って、一方から他方に前記遊動部材を付勢する第１付勢部材と、
    前記第２軸線に沿って、他方から一方に前記遊動部材を付勢する第２付勢部材と、
    を内部に収納することを特徴とする請求項１記載の操作装置。
11. 前記ガイド部は、前記第２軸線に沿う開口幅が前記第１軸線に沿う開口幅よりも広い第１開口部を有し、
    前記ハンドル部と前記遊動部材とは、当該第１開口部を通じて前記ガイド部の内部から外部へ突出する第１連結部材により連結されることを特徴とする請求項１０記載の操作装置。
12. 前記ガイド部は、前記第１開口部に対向する位置に、前記第２軸線に沿う開口幅が前記第１軸線に沿う開口幅よりも広い第２開口部を有し、
    前記ハンドル部と前記遊動部材とは、当該第２開口部を通じて前記ガイド部の内部から外部へ突出する第２連結部材により連結されることを特徴とする請求項１１記載の操作装置。
13. 前記第１軸線の一方に前記レバー部が動かされ、前記第１軸線の一方に向けて移動体が進むように構成され、
    前記第１軸線の他方に前記レバー部が動かされ、前記第１軸線の一方に向けて進む移動体の運動力が低減される又は前記第１軸線の他方に向けて移動体が進むように構成され、
    前記第２軸線の一方に前記ハンドル部が動かされ、前記第２軸線の一方側に向けて移動体が進むように構成され、
    前記第２軸線の他方に前記ハンドル部が動かされ、前記第２軸線の他方側に向けて移動体が進むように構成されることを特徴とする請求項１記載の操作装置を備える移動体。
14. 前記操作装置は、前記移動体に取り付けられることを特徴とする請求項１３記載の移動体。