JP2009015568A - ジョイスティック - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な制御で操作が規制されるジョイスティックを提供する。
【解決手段】ジョイスティック１０は、互いに直交する二方向へ操作可能とされたレバー１６を備えてなる。レバー１６の第一の方向への操作に伴い回転する第一の軸部１２ａ，１２ｂ及びレバー１６の第二の方向への操作に伴い回転する第二の軸部１３ａ，１３ｂを備えるとともに、第一の軸部１２ａ，１２ｂ及び第二の軸部１３ａ，１３ｂにレバー１６の操作を規制する規制機構２０，２１を設ける。規制機構２０，２１は、第一の軸部１２ａ，１２ｂ及び第二の軸部１３ａ，１３ｂと一体回転可能にそれぞれ設けられ且つ係合部が形成された被係合部材と、係合部に係合するロックバーと、ロックバーを変位させるソレノイドとを備える。規制機構２０，２１は、レバー１６の操作を規制する際には、被係合部材の係合部にロックバーが係合される。
【選択図】図１

Description

この発明は、ジョイスティックに関する。

従来、オーディオ装置、空調装置及びナビゲーション装置等の各種の車載機器を操作するジョイスティックが知られている。例えばセンターコンソールに配設される表示装置の画面上には各種の車載機器に対応する機能項目が表示される。そして、操作者は、ジョイスティックの操作を通じて、画面上に表示されるカーソルを所望の機能項目へ移動させて所定の決定操作を行うことにより当該決定された機能項目に対応する車載機器を作動させる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−８４８７５号公報

ところが、従来のジョイスティックでは、画面上のカーソルは端まで移動しているのに、ジョイスティックをその方向へ操作可能となっているため、操作者は、画面を目視して、所望の項目が選択されていることを確認しなければならない。特に、操作者が運転者である場合には、安全上、なるべく視線を逸らさないことが望ましい。そこで、ジョイスティックの操作感から操作者が画面上のカーソルの位置を確認できるようにすればよい。すると、操作者による画面の目視は、少しで済む。

上記のジョイスティックの操作の規制方法としては、特許文献１のようなモータを用いたジョイスティックにおいて、モータによってジョイスティックの付与する操作反力を調節して、ジョイスティックの操作を規制することが考えられる。しかしながら、このようなモータを用いたジョイスティックでは、ジョイスティックによる画面の切り替えに応じて、ジョイスティックの操作ができないようにモータの駆動を制御することは難しい。また、ジョイスティックの操作に対して反力を発生させる際には、ロック電流が発生し、モータが劣化するおそれがある。そのため、簡易な制御で操作が規制されるジョイスティックが望まれている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な制御で操作が規制されるジョイスティックを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、互いに直交する二方向へ操作可能とされた操作部材を備えてなるジョイスティックにおいて、前記操作部材の第一の方向への操作に伴い回転する第一の軸部及び同操作部材の第二の方向への操作に伴い回転する第二の軸部を備えるとともに、同第一の軸部及び同第二の軸部の少なくとも一方に同操作部材の操作を規制する規制機構を設け、前記規制機構は、同第一の軸部又は同第二の軸部と一体回転可能に設けられ且つ係合部が形成された被係合部材と、同係合部に係合する係合部材と、同係合部材を被係合部材の係合部に係合する係合位置と係合しない非係合位置との間を変位させるアクチュエータとを備え、前記操作部材の操作を規制する際には、同アクチュエータによって同係合部材が非係合位置から係合位置へ変位され、同被係合部材の係合部に同係合部材が係合されることをその要旨としている。

同構成によれば、被係合部材の係合部に係合部材を係合させることによって操作部材の操作を規制する規制機構を第一の軸部又は第二の軸部に設けたことにより、係合部材を二位置間で変位させるだけで操作部材の操作を規制又は規制解除することができる。これにより、簡易な制御で操作を規制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のジョイスティックにおいて、前記第一の軸部及び前記第二の軸部の少なくとも一方に前記操作部材の操作を行った後に同操作部材を中立位置に復帰させる復帰機構を設け、前記復帰機構は、同操作部材の操作に伴い、同操作部材をその中立位置へ復帰するよう復元力が発生するばねを備えてなることをその要旨としている。

同構成によれば、復帰機構を設けたことにより、操作部材への操作力が解除された状態において、常に操作部材は中立位置に位置し、操作者は操作部材の位置を確認しなくても、初期位置を中立位置として、操作を行うことができる。

前記係合部としては、被係合部材に請求項３に記載される凹部や、請求項４に記載される凸部を形成する構成が採用可能である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のジョイスティックにおいて、前記規制機構は、前記第一の軸部又は第二の軸部の時計方向の回転のみを規制する第一の規制機構と、反時計方向の回転のみを規制する第二の規制機構とからなることをその要旨としている。

軸部の回転方向によらず操作部材の操作を規制する際には、操作部材の軸部の回転を検知してその回転方向の規制が必要な場合には規制機構を作動させ、規制が不要な場合は規制機構を作動させない。しかしながら、上記構成によれば、第一の軸部又は第二の軸部の回転方向ごとに規制機構を設けたことにより、操作部材の操作が行われる前に規制機構を作動させて規制状態とすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のジョイスティックにおいて、前記アクチュエータはソレノイドを用いることをその要旨としている。
同構成によれば、前記アクチュエータとしてソレノイドを用いることにより、操作部材を規制する際に、瞬時に係合部材を被係合部材の係合部に係合することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のジョイスティックにおいて、前記第一の軸部及び前記第二の軸部の少なくとも一方に前記操作部材の操作時に節度を付与する節度機構を設け、前記節度機構は、前記被係合部材に複数の節度山が形成され、同節度山に対して付勢される節度ピースを備えることをその要旨としている。

同構成によれば、操作部材操作時に節度機構によって節度が付与されるため、操作者が操作量を感覚的に把握することができる。

本発明によれば、ジョイスティックにおいて、簡易な制御で操作を規制することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を、走行中の車両の現在位置及び進行方向等の情報を人工衛星及び地磁気計及び走行距離計等を利用して測定して車室内の画面上に表示してユーザに知らせるナビゲーションシステムの入力装置として適用されるジョイスティックに具体化した第１の実施形態について図１〜図６を参照して説明する。本実施形態は、ジョイスティックの傾動角度範囲が１８０°未満であることを前提としている。

ナビゲーションシステムの表示装置は、車両のセンタクラスタ等に設けられる。ユーザは、ジョイスティックを傾動操作することにより表示装置の画面上に表示された複数の機能項目から一つの機能項目を選択して所望の画面に切り換えたり車両の付帯装備を作動させたりする。

図１に示すように、ジョイスティック１０は、図示しないケース内に収容される上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３を備えてなる。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３は、それぞれ所定幅を有する帯状の板材を半円状に湾曲させることにより形成されるとともに、互いに直交するように配設されている。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３には、それらの軸方向に延びる長孔１４，１５が形成されるとともに、これら長孔１４，１５の交差する位置には、操作部材としてのレバー１６が挿通されている。レバー１６の先端部には、ユーザにより把持されるグリップ１７が設けられている。

上側可動アーム１２の両端部には二つの軸部１２ａ，１２ｂが互いに反対側へ延びるように、また下側可動アーム１３の両端部には二つの軸部１３ａ，１３ｂが互いに反対側へ延びるように設けられている。軸部１２ａ，１２ｂ及び軸部１３ａ，１３ｂはそれぞれ同軸上に配設されている。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３の一方の軸部１２ａ，１３ａには、前記ケース内に固定されたポテンショメータ１８，１９の回転軸１８ａ，１９ａが固定されている。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３の他方の軸部１２ｂ，１３ｂには規制機構２０，２１が設けられている。したがって、レバー１６の傾動に伴い、上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３は、軸部１２ａ，１２ｂ及び軸部１３ａ，１３ｂを支点として互いに直交する二方向（第１の方向及び第２の方向）へ揺動する。この際、規制機構２０，２１を通じてレバー１６には節度が所定の発生間隔で付与されるとともに、必要時には操作が規制される。なお、上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３は、レバー１６を互いに直交する二方向へ傾動可能に支持する多軸構造体を構成する。

＜規制機構＞
次に、規制機構２０，２１の構成を説明する。これら二つの規制機構２０，２１は、節度を付与する節度面の形状のみが異なり、その他は同一の構成とされている。

図２（ａ）に示されるように、規制機構２０，２１は、円筒状のケース３０が設けられている。ケース３０は、一方の面が開口した有底円筒状のケース本体３０ａに、中央部に開口部が形成される蓋部３０ｂが取り付けられてなる。ケース３０の内部には、円板状又は円柱状の被係合部材４０ａ，４０ｂが二つの軸部１２ｂ，１３ｂに一体回転可能に連結されている。ここで、規制機構２０には被係合部材４０ａが対応し、規制機構２１には被係合部材４０ｂが対応する。図２（ｂ）及び図３（ａ）に示されるように、被係合部材４０ａ，４０ｂの下側の縁部には、凹部からなる係合部４１が形成されている。同係合部４１は、被係合部材４０ａ，４０ｂの回転軸に対して所定角度範囲となるように形成されている。すなわち、係合部４１の形成範囲は、係合部４１に係合する後述するロックバー５１の幅に一致する角度範囲より広く、且つ後述の節度山４２ａの所定間隔よりも狭い範囲に設定されている。被係合部材４０ａ，４０ｂの回転に伴いロックバー５１は、被係合部材４０ａ，４０ｂに対し係合部４１の一方の内側面に係合する位置と他方の内側面に係合する位置との間を相対的に変位する。このようにすることにより、レバー１６が操作されたことをポテンショメータ１８，１９が検出した後、レバー１６の操作を規制することができるようになっている。被係合部材４０ａ，４０ｂの軸部１２ｂ，１３ｂが連結される側の反対面（図２（ａ）の右側面）の上側は、被係合部材４０ａ，４０ｂの回転軸を中心として放射状に延び、且つ回転軸周方向において複数個の節度山４２ａが所定間隔毎に形成され、その間に節度谷４２ｂが形成されてなる節度面４２とされている。各節度山４２ａは、被係合部材４０ａ，４０ｂの回転軸周方向において滑らかに連続されてなる。すなわち、図２（ｂ）に示されるように、被係合部材４０ａの節度面４２は、中立位置となる中央に節度谷４２ｂが形成され、その両側に節度山４２ａが形成され、さらにその節度山４２ａから離間する側に節度谷４２ｂが形成されてなる。一方、図３（ａ）に示されるように、被係合部材４０ｂの節度面４２は、中立位置となる中央に節度谷４２ｂが形成され、その両側に節度山４２ａが形成されてなる。

図２（ａ）に示されるように、ケース３０の内側底面の係合部４１に対向する位置には、係合部材としてのロックバー５１を駆動するアクチュエータとしてのソレノイド５０が設けられている。ロックバー５１は、被係合部材４０ａ，４０ｂの回転方向と直交するように配設される。ソレノイド５０が通電状態とされると、ロックバー５１がソレノイド５０から突出し、係合部４１と係合可能となる。一方、ソレノイド５０が非通電状態とされると、ロックバー５１がソレノイド５０に収容され、係合部４１と係合不能となる。また、ケース３０の内側底面の節度面４２に対応する位置には、被係合部材４０ａ，４０ｂ側が開口した円筒状のピースホルダ６０が設けられている。ピースホルダ６０は、被係合部材４０ａ，４０ｂの回転軸に沿う方向へ延びるように配設されている。また、ピースホルダ６０は、レバー１６の傾動操作を通じて被係合部材４０ａ，４０ｂが回転した際に、被係合部材４０ａ，４０ｂに干渉しないように設けられている。

ピースホルダ６０には、コイルばね６１を介して球状の節度ピース６２が被係合部材４０ａ，４０ｂの節度面４２側の開口部から一部露出した状態で収容されている。節度ピース６２はピースホルダ６０内を移動可能に収容されるとともに、コイルばね６１の弾性力により被係合部材４０ａ，４０ｂ側へ常時付勢される。節度ピース６２の被係合部材４０ａ，４０ｂ側への移動は、節度ピース６２が被係合部材４０ａ，４０ｂの節度面４２に当接することにより規制される。コイルばね６１の節度ピース６２と反対側の端部は、ケース３０の内側底面に固定されている。ここで、被係合部材４０ａ，４０ｂの節度面４２とピースホルダ６０とコイルばね６１と節度ピース６２とによって、節度機構が構成されている。被係合部材４０ａがレバー１６の傾動操作を通じて回転した際には、節度ピース６２が中央の節度谷４２ｂから節度山４２ａを越えて節度谷４２ｂへ変位することによってクリック感が得られる。一方、被係合部材４０ａがレバー１６の傾動操作を通じて回転した際には、節度ピース６２が中央の節度谷４２ｂから節度山４２ａへ変位することによって操作感に重みが増すことで操作位置を把握することができる。

被係合部材４０ａ，４０ｂの軸部１２ｂ，１３ｂが連結される側には、レバー１６への傾動操作力が解除された際、レバー１６を中立位置へ復帰させる復元力を発生する復帰機構７０が設けられている。図３（ｂ）に示されるように、被係合部材４０ａ，４０ｂの軸部１２ｂ，１３ｂが連結される側の面には、被係合部材４０ａ，４０ｂの左右それぞれに直方体の押圧部材７２，７３が配設されている。軸部１２ｂ，１３ｂの外周には、円形に捻られるとともに、その両端が延伸された捻りばね７１が嵌装されている。捻りばね７１のそれぞれの端部は、ケース３０の内周面に凹設された支持部３０ｃ，３０ｄに係合されている。被係合部材４０ａ，４０ｂがレバー１６の傾動操作を通じて回転した際には、押圧部材７２，７３も一体回転し、押圧部材７２，７３のいずれか一方が捻りばね７１の延伸した部分に接触しながら回転するため、捻りばね７１に被係合部材４０ａ，４０ｂの反回転方向への復元力が発生し、レバー１６に対する操作をやめると、捻りばね７１の復元力によってレバー１６は中立位置に復帰する。

＜電気的構成＞
次に、ジョイスティックの電気的な構成について説明する。
図４に示されるように、ジョイスティック１０は、ソレノイド５０を制御する制御装置５２を備えてなる。制御装置５２には、前述した二つのポテンショメータ１８，１９、及び二つのソレノイド５０に加えて、車両用ナビゲーションシステムの表示装置８０が接続されている。表示装置８０には、車載機器の操作内容を示す複数の機能項目が表示される。ナビゲーションシステムの機能を切り換えるべく図示しないスイッチが操作された際には、表示装置８０の画面は切り換えられる。当該切り換えられる画面としては、例えば図５（ａ）に示されるメニュー画面８１及び図５（ｂ）に示されるメニュー画面８２等がある。メニュー画面８１は車両が停止中の画面で選択できる機能項目がＡ〜Ｆの六つあり、メニュー画面８２は車両が走行中の画面で選択できる機能項目がＡ〜Ｅの五つある。メニュー画面８２では、右下の機能項目「Ｆ」が暗転して、選択できないようになっている。同機能項目は、例えば、走行中に選択できない「ルート検索」の機能項目である。

制御装置５２は、ＥＥＰＲＯＭ等の図示しない記憶装置に格納された各種の制御プログラムに基づきソレノイド５０及び表示装置８０を制御する。具体的には、制御装置５２は、切り換えられた表示装置８０の画面に応じて操作を規制させるべく二つのソレノイド５０をオンオフ制御する。また、制御装置５２は、ポテンショメータ１８，１９を通じてレバー１６の操作方向及び操作量等の回転位置情報を取得し、当該取得した回転操作情報に基づき表示装置８０の画面上を移動する可視又は不可視のカーソルを通じて所望の機能項目を選択する。

＜実施形態の作用＞
次に、前述のように構成したジョイスティックの動作を説明する。
ここでは、ソレノイド５０の非通電状態において、ロックバー５１は係合部４１と係合しない位置に保持されている。また、節度面４２に形成される節度山４２ａ及び節度谷４２ｂの個数及びそれらの配置間隔は、表示画面に表示される機能項目に対応して設定されている。この状態で、レバー１６が上側可動アーム１２の長孔１４の延びる方向に沿う第１の方向へ操作された場合、レバー１６は例えば下側可動アーム１３の長孔１５に直交するように係合しつつ、上側可動アーム１２の長孔１４に沿って変位する。このため、上側可動アーム１２は中立位置に保持された状態で、下側可動アーム１３は軸部１３ａ，１３ｂを中心として所定方向へ回転する。この際、節度面４２に対応する節度ピース６２は、コイルばね６１の弾性力により節度面４２に圧接した状態で相対的に摺動する。この結果、節度山４２ａの個数及びそれらの配置間隔に応じた発生間隔の節度が得られる。

なお、レバー１６が下側可動アーム１３の長孔１５の延びる方向に沿う第２の方向へ操作された場合にも前述と同様の作用が得られる。また、例えば第１の方向はメニュー画面８１，８２の左右方向に、第２の方向はメニュー画面８１，８２の上下方向に対応して設けることにより、ユーザは表示装置８０の画面に対応して直感的にレバー１６を操作することが可能となる。

メニュー画面８１では、図６（ａ）に示されるように、レバー１６は、機能項目「Ａ」と機能項目「Ｄ」とを結ぶ線上と、機能項目「Ｂ」と機能項目「Ｅ」とを結ぶ線上と、機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とを結ぶ線上と、機能項目「Ｂ」と機能項目「Ｅ」とを結んだ線上の中央の中立位置から左右方向へ延びる線上とに対応して移動可能となっている。言い換えれば、レバー１６は、梨地模様の部分に対応する位置には移動できないように規制機構２０，２１によって操作が規制される。

詳しくは、レバー１６が中立位置にある場合に、機能項目「Ｂ」又は機能項目「Ｅ」のどちらかへ傾動操作された際には、規制機構２１のソレノイド５０が通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０から突出し、係合部４１と係合することによって、レバー１６の左右方向への傾動操作を規制する。レバー１６が中立位置から左右方向へ傾動操作された際には、規制機構２０のソレノイド５０が通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０から突出し、係合部４１と係合することによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を規制する。そして、レバー１６が機能項目「Ａ」と機能項目「Ｄ」とを結ぶ線上、又は機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とを結ぶ線上に位置した際には、規制機構２０のソレノイド５０が非通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０に収容され、係合部４１と係合不能とすることによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を可能とする。

また、メニュー画面８２では、図６（ｂ）に示されるように、レバー１６は、機能項目「Ｆ」へ選択できないようになっている。そのため、レバー１６の機能項目「Ａ」〜機能項目「Ｅ」への操作に対する規制は図６（ａ）と同様であるが、機能項目「Ｆ」への操作に対する規制が異なる。詳しくは、レバー１６が中立位置にある場合に、右方向へ傾動操作された際には、規制機構２０のソレノイド５０が通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０から突出し、係合部４１と係合することによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を規制する。そして、レバー１６が機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とを結ぶ線上に位置した際には、規制機構２０のソレノイド５０が非通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０に収容され、係合部４１と係合不能とすることによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を可能とする。そして、レバー１６が機能項目「Ｆ」へ傾動操作された際には、再び規制機構２０のソレノイド５０が通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０から突出し、係合部４１と係合することによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を規制する。

また、図６（ｃ）に示されるように、例えば機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とが選択できないようになっている際には、以下のようにレバー１６を規制する。レバー１６の機能項目「Ａ」、機能項目「Ｂ」、機能項目「Ｄ」、機能項目「Ｅ」への操作に対する規制は図６（ａ）と同様であるが、機能項目「Ｃ」及び機能項目「Ｆ」への操作に対する規制が異なる。詳しくは、レバー１６が中立位置にある場合に、右方向へ傾動操作された際には、規制機構２１のソレノイド５０が通電状態となり、ロックバー５１がソレノイド５０から突出し、係合部４１と係合することによって、レバー１６の左右方向への傾動操作を規制する。

この結果、表示装置８０の画面に対応してカーソルを移動できない方向へは規制機構２０，２１によってレバー１６の操作が規制されるため、画面の機能項目位置を直感的に把握することができる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）被係合部材４０ａ，４０ｂの係合部４１にロックバー５１を係合させることによってレバー１６の操作を規制する規制機構２０，２１を第一の軸部１２ｂ及び第二の軸部１３ｂのそれぞれに設けたことにより、ロックバー５１を二位置間で変位させるだけでレバー１６の操作を規制又は規制解除することができる。これにより、簡易な制御で操作を規制することができる。

（２）復帰機構７０を設けたことにより、常にレバー１６は中立位置に位置し、操作者はレバー１６の位置を確認しなくても、初期位置を中立位置として、操作を行うことができる。

（３）アクチュエータとしてソレノイド５０を用いることにより、レバー１６を規制する際に、瞬時にロックバー５１を被係合部材４０ａ，４０ｂの係合部４１に係合することができる。

（４）レバー１６の操作時に節度機構によって節度が付与されるため、操作者が操作量を感覚的に把握することができる。
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図７及び図８（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。本実施形態のジョイスティックは、図１に示す第１の実施形態のジョイスティックとほぼ同様の構成を備えている。本実施形態のジョイスティックの規制機構１２０，１２１は、軸部１２ｂ，１３ｂのそれぞれの正逆回転方向に対応して第一の被係合部材１３０及び第二の被係合部材１４０、並びにソレノイド１５０，１５２をそれぞれ備えた点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態は、ジョイスティックの傾動角度範囲が１８０°未満であることを前提としている。

まず、規制機構１２０，１２１の構成を説明する。これら二つの規制機構１２０，１２１は、節度を付与する節度面の形状のみが異なり、その他は同一の構成とされている。節度面の形状は、第１の実施形態と同様であるので説明を割愛する。

図７に示されるように、規制機構１２０，１２１のケース３０の内部には、円板状又は円柱状の被係合部材１３０，１４０が二つの軸部１２ｂ，１３ｂに一体回転可能に連結されている。詳しくは、軸部１２ｂ，１３ｂに第一の被係合部材１３０が連結され、さらに第一の被係合部材１３０と間隔を設けて軸部１２ｂ，１３ｂと離間する側に第二の被係合部材１４０が連結されている。そして、ケース３０の内部の下側には、第一の被係合部材１３０に形成される係合部１３１に係合する係合部材としてのロックバー１５３を駆動するアクチュエータとしてのソレノイド１５２が第一の被係合部材１３０の下側に対向して設けられている。また、ケース３０の内底部には、第二の被係合部材１４０に形成される係合部１４１（図８（ａ））に係合する係合部材としてのロックバー１５１を駆動するアクチュエータとしてのソレノイド１５０が第二の被係合部材１４０の下側に対向して設けられる。

図８（ａ）に示されるように、第二の被係合部材１４０の下側の縁部には、凹部からなる係合部１４１が形成されている。同係合部１４１は、第二の被係合部材１４０の回転軸に対して所定角度範囲となるように形成されている。すなわち、第二の被係合部材１４０（軸部１２ｂ，１３ｂ）の図中正面から見て反時計回りとなる方向への回転がロックバー１５１の係合によって規制されるとともに、時計回りとなる方向への回転が許容されるように、被係合部材１４０の右下側に係合部１４１が形成されている。このようにすることにより、一方の回転方向（反時計方向）への回転のみを規制することができる。第二の被係合部材１４０の軸部１２ｂ，１３ｂと反対側の面（図７の右側面）の上側には、節度面４２が形成されている。

図８（ｂ）に示されるように、第一の被係合部材１３０の下側の縁部には、凹部からなる係合部１３１が形成されている。同係合部１３１は、第一の被係合部材１３０の回転軸に対して所定角度範囲となるように形成されている。すなわち、第一の被係合部材１３０（軸部１２ｂ，１３ｂ）の図中正面から見て時計回りとなる方向への回転がロックバー１５３の係合によって規制されるとともに、反時計回りとなる方向への回転が許容されるように、第一の被係合部材１３０の左下側に係合部１３１が形成されている。このようにすることにより、一方の回転方向（時計方向）への回転のみを規制することができる。第一の被係合部材１３０の軸部１２ｂ，１３ｂ側の面（図７の左側面）には、復帰機構７０が設けられている。

図７に示されるように、ロックバー１５３は、第一の被係合部材１３０の回転方向と直交するように配設される。ソレノイド１５２が通電状態とされると、ロックバー１５３がソレノイド１５２から突出し、第一の被係合部材１３０（軸部１２ｂ，１３ｂ）の反時計方向へ（図８（ｂ）中において）の回転時に係合部１３１と係合する。一方、ソレノイド１５２が非通電状態とされると、ロックバー１５３がソレノイド１５２に収容され、係合部１３１との係合が解除される。また、ロックバー１５１は、第二の被係合部材１４０の回転方向と直交するように配設される。ソレノイド１５０が通電状態とされると、ロックバー１５１がソレノイド１５０から突出し、第二の被係合部材１４０（軸部１２ｂ，１３ｂ）の時計方向へ（図８（ａ）中において）の回転時に係合部１４１と係合する。一方、ソレノイド１５０が非通電状態とされると、ロックバー１５１がソレノイド１５０に収容され、係合部１４１との係合が解除される。

次に、前述のように構成したジョイスティックの動作を説明する。
ここでは、ソレノイド１５０，１５２は非通電状態であって、ロックバー１５１，１５３は係合部１３１，１４１と係合しない位置に保持されている。この状態で、レバー１６が上側可動アーム１２の長孔１４の延びる方向に沿う第１の方向へ操作された場合、レバー１６は例えば下側可動アーム１３の長孔１５に直交するように係合しつつ、上側可動アーム１２の長孔１４に沿って変位する。このため、上側可動アーム１２は中立位置に保持された状態で、下側可動アーム１３は軸部１３ａ，１３ｂを中心として所定方向へ回転する。なお、レバー１６が下側可動アーム１３の長孔１５の延びる方向に沿う第２の方向へ操作された場合にも前述と同様の作用が得られる。また、例えば第１の方向はメニュー画面８１，８２の左右方向に、第２の方向はメニュー画面８１，８２の上下方向に対応して設けることにより、ユーザは表示装置８０の画面に対応して直感的にレバー１６の操作することが可能となる。ここで、規制機構１２１の第一の被係合部材１３０の係合部１３１とロックバー１５３との係合によって、メニュー画面８１，８２における右方向への操作が規制される。規制機構１２１の第二の被係合部材１４０の係合部１４１とロックバー１５１との係合によって、メニュー画面８１，８２における左方向への操作が規制される。規制機構１２０の第一の被係合部材１３０の係合部１３１とロックバー１５３との係合によって、メニュー画面８１，８２における上方向への操作が規制される。規制機構１２０の第二の被係合部材１４０の係合部１４１とロックバー１５１との係合によって、メニュー画面８１，８２における下方向への操作が規制される。

メニュー画面８１では、図６（ａ）に示されるように、レバー１６は、機能項目「Ａ」と機能項目「Ｄ」とを結ぶ線上と、機能項目「Ｂ」と機能項目「Ｅ」とを結ぶ線上と、機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とを結ぶ線上と、機能項目「Ｂ」と機能項目「Ｅ」とを結んだ線上の中央の中立位置から左右方向へ延びる線上とに対応して移動可能となっている。言い換えれば、レバー１６は、梨地模様の部分に対応する位置には移動できないように規制機構２０，２１によって操作が規制される。

詳しくは、レバー１６が中立位置にある場合に、機能項目「Ｂ」又は機能項目「Ｅ」のどちらかへ傾動操作された際には、規制機構１２１のソレノイド１５０が通電状態となり、ロックバー１５１がソレノイド１５０から突出し、係合部１４１と係合するとともに、ソレノイド１５２が通電状態となり、ロックバー１５３がソレノイド１５２から突出し、係合部１３１と係合することによって、レバー１６の左右方向への傾動操作を規制する。レバー１６が中立位置から左右方向へ傾動操作された際には、規制機構１２０のソレノイド１５０が通電状態となり、ロックバー１５１がソレノイド１５０から突出し、係合部１４１と係合するとともに、ソレノイド１５２が通電状態となり、ロックバー１５３がソレノイド１５２から突出し、係合部１３１と係合することによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を規制する。そして、レバー１６が機能項目「Ａ」と機能項目「Ｄ」とを結ぶ線上、又は機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とを結ぶ線上に位置した際には、規制機構１２０のソレノイド１５０，１５２が非通電状態となり、ロックバー１５１，１５３がソレノイド１５０，１５２に収容され、係合部１４１，１３１と係合不能とすることによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を可能とする。

また、メニュー画面８２では、図６（ｂ）に示されるように、レバー１６は、機能項目「Ｆ」へ選択できないようになっている。そのため、レバー１６の機能項目「Ａ」〜機能項目「Ｅ」への操作に対する規制は図６（ａ）と同様であるが、機能項目「Ｆ」への操作に対する規制が異なる。詳しくは、レバー１６が中立位置にある場合に、右方向へ傾動操作された際には、規制機構１２０のソレノイド１５０が通電状態となり、ロックバー１５１がソレノイド１５０から突出し、係合部１４１と係合するとともに、ソレノイド１５２が通電状態となり、ロックバー１５３がソレノイド１５２から突出し、係合部１３１と係合することによって、レバー１６の上下方向への傾動操作を規制する。そして、レバー１６が機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とを結ぶ線上に位置した際には、規制機構１２０のソレノイド１５０が非通電状態となり、ロックバー１５１がソレノイド１５０に収容され、係合部１４１と係合不能とすることによって、レバー１６の上方向への傾動操作を可能とする。

また、図６（ｃ）に示されるように、例えば機能項目「Ｃ」と機能項目「Ｆ」とが選択できないようになっている際には、以下のようにレバー１６を規制する。レバー１６の機能項目「Ａ」、機能項目「Ｂ」、機能項目「Ｄ」、機能項目「Ｅ」への操作に対する規制は図６（ａ）と同様であるが、機能項目「Ｃ」及び機能項目「Ｆ」への操作に対する規制が異なる。詳しくは、レバー１６が中立位置にある場合に、規制機構２１のソレノイド１５２が通電状態となり、ロックバー１５３がソレノイド１５２から突出し、係合部１３１と係合することによって、レバー１６の右方向への傾動操作を規制する。

この結果、表示装置８０の画面に対応して機能項目を選択できない方向へは規制機構１２０，１２１によってレバー１６の操作が規制されるため、画面の機能項目位置を直感的に把握することができる。

以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（２）及び（３）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（５）第二の被係合部材１４０の係合部１４１にロックバー１５１が係合し、第一の被係合部材１３０の係合部１３１にロックバー１５３が係合することによってレバー１６の操作を回転方向ごとに規制する規制機構１２０，１２１を第一の軸部１２ｂ及び第二の軸部１３ｂのそれぞれに設けたことにより、レバー１６の操作を規制することができる。これにより、簡易な制御で操作を規制することができる。

（６）回転方向ごとに規制機構として被係合部材１３０，１４０及びソレノイド１５０，１５２をそれぞれ設けたことにより、レバー１６の操作を規制する際に、レバー１６が回転したことを検知して回転方向を確認してからソレノイド１５０，１５２を作動させる必要がなく、レバー１６が回転する前にソレノイド１５０，１５２を作動させて規制状態とすることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、第１の方向と第２の方向とにおいて、異なる節度面４２としたが、節度面４２に形成される節度山４２ａ及び節度谷４２ｂの個数及びそれらの配置間隔は、表示画面に表示される機能項目に対応して所望の節度感を得られるよう任意に変更してもよい。

・上記構成において、節度機構を省略した構成を採用することもできる。
・上記構成において、復帰機構を省力した構成を採用することができる。
・上記実施形態では、係合部４１を被係合部材４０ａ，４０ｂに凹部として形成したが、被係合部材４０ａ，４０ｂに凸部として形成してもよい。すなわち、凹部である係合部４１の内壁面に相当する位置に凸部をそれぞれ設け、その凸部の外壁面に係合部材としてのロックバー５１が係合する。

・同様に、係合部１３１，１４１を被係合部材１３０，１４０に凹部として形成したが、被係合部材１３０，１４０に凸部として形成してもよい。すなわち、凹部である係合部１３１，１４１の内壁面に相当する位置に凸部をそれぞれ設け、その凸部の外壁面に係合部材としてのロックバー１５１，１５３が係合する。

・第１の実施形態において、規制機構２０，２１の規制方向である上下方向及び左右方向の組み合わせは、任意に変更してもよい。
・また、第２の実施形態において、規制機構１２０，１２１の規制方向である上下方向及び左右方向の組み合わせ、並びに係合部１３１，１４１の組み合わせは任意に変更してもよい。

・第２の実施形態では、被係合部材１３０，１４０に対応した二つのソレノイド１５０，１５２を設けたが、これら二つのソレノイド１５０，１５２の代わりにスリーポジションソレノイドを一つ設けてもよい。すなわち、スリーポジションソレノイドには、第一の被係合部材１３０の係合部１３１と係合する位置と、第二の被係合部材１４０の係合部１４１と係合する位置と、どちらの係合部１３１，１４１と係合しない中立位置との三位置間を変位されるロックバーが設けられている。そして、スリーポジションソレノイドは、ロックバーを軸部１２ｂ，１３ｂの回転方向ごとに中立位置から被係合部材１３０の係合部１３１又は第二の被係合部材１４０の係合部１４１と係合する位置に変位させ、レバー１６の操作を規制する。同構成によれば、回転方向ごとに被係合部材を設けたとしても、アクチュエータを一つ設けるだけでよいため、構成を簡素化することができる。

・上記実施形態では、アクチュエータとしてソレノイド５０，１５０，１５２を用いたが、モータやロータリソレノイド等を用いてもよい。なお、ここでのモータはオンオフのみを行えばよく、複雑な制御を必要としない。

・上記実施形態では、第一の方向及び第二の方向の両方向に規制機構を設けたが、片方のみに設けるようにしてもよい。

ジョイスティックの概略構成を示す分解斜視図。 （ａ）規制機構を示す縦断面図、（ｂ）規制機構のＡ−Ａ断面図。 （ａ）規制機構のＡ−Ａ断面図、（ｂ）規制機構のＢ−Ｂ断面図。 電気的な構成を示すブロック図。 （ａ）（ｂ）表示画面の一例を示す正面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）レバーの変位を示す模式図。 第２の実施形態の規制機構を示す縦断面図。 （ａ）規制機構のＣ−Ｃ断面図、（ｂ）規制機構のＤ−Ｄ断面図。

符号の説明

１０…ジョイスティック、１２…上側可動アーム、１２ａ，１２ｂ…軸部（第一の軸部）、１３…下側可動アーム、１３ａ，１３ｂ…軸部（第二の軸部）、１４，１５…長孔、１６…レバー、１７…グリップ、１８，１９…ポテンショメータ、１８ａ，１９ａ…回転軸、２０，２１…規制機構、３０…ケース、３０ａ…ケース本体、３０ｂ…蓋部、３０ｃ，３０ｄ…支持部、４０ａ，４０ｂ…被係合部材、４１…係合部、４２…節度面、４２ａ…節度山、５０…ソレノイド、５１…ロックバー、５２…制御装置、６０…ピースコイル、６１…コイルばね、６２…節度ピース、７０…復帰機構、７１…捻りばね、７２，７３…押圧部材、８０…表示装置、８１，８２…メニュー画面、１２０，１２１…規制機構、１３０…第一の被係合部材、１４０…第二の被係合部材、１３１，１４１…係合部、１５０，１５２…ソレノイド、１５１，１５３…ロックバー。

Claims (7)

1. 互いに直交する二方向へ操作可能とされた操作部材を備えてなるジョイスティックにおいて、
   前記操作部材の第一の方向への操作に伴い回転する第一の軸部及び同操作部材の第二の方向への操作に伴い回転する第二の軸部を備えるとともに、同第一の軸部及び同第二の軸部の少なくとも一方に同操作部材の操作を規制する規制機構を設け、
   前記規制機構は、同第一の軸部又は同第二の軸部と一体回転可能に設けられ且つ係合部が形成された被係合部材と、同係合部に係合する係合部材と、同係合部材を被係合部材の係合部に係合する係合位置と係合しない非係合位置との間を変位させるアクチュエータとを備え、前記操作部材の操作を規制する際には、同アクチュエータによって同係合部材が非係合位置から係合位置へ変位され、同被係合部材の係合部に同係合部材が係合される
   ことを特徴とするジョイスティック。
2. 請求項１に記載のジョイスティックにおいて、
   前記第一の軸部及び前記第二の軸部の少なくとも一方に前記操作部材の操作を行った後に同操作部材を中立位置に復帰させる復帰機構を設け、
   前記復帰機構は、同操作部材の操作に伴い、同操作部材をその中立位置へ復帰するよう復元力が発生するばねを備えてなる
   ことを特徴とするジョイスティック。
3. 請求項１又は２に記載のジョイスティックにおいて、
   前記被係合部材には前記係合部として凹部が形成され、同凹部の内壁面が前記係合部材と係合する
   ことを特徴とするジョイスティック。
4. 請求項１又は２に記載のジョイスティックにおいて、
   前記被係合部材には前記係合部として凸部が形成され、同凸部の外壁面が前記係合部材と係合する
   ことを特徴とするジョイスティック。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のジョイスティックにおいて、
   前記規制機構は、前記第一の軸部又は第二の軸部の時計方向の回転のみを規制する第一の規制機構と、反時計方向の回転のみを規制する第二の規制機構とからなる
   ことを特徴とするジョイスティック。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のジョイスティックにおいて、
   前記アクチュエータはソレノイドを用いる
   ことを特徴とするジョイスティック。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のジョイスティックにおいて、
   前記第一の軸部及び前記第二の軸部の少なくとも一方に前記操作部材の操作時に節度を付与する節度機構を設け、
   前記節度機構は、前記被係合部材に複数の節度山が形成され、同節度山に対して付勢される節度ピースを備える
   ことを特徴とするジョイスティック。

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