JP2734351B2 - ストッパを備えたハンドル装置 - Google Patents

ストッパを備えたハンドル装置

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JP2734351B2
JP2734351B2 JP5285641A JP28564193A JP2734351B2 JP 2734351 B2 JP2734351 B2 JP 2734351B2 JP 5285641 A JP5285641 A JP 5285641A JP 28564193 A JP28564193 A JP 28564193A JP 2734351 B2 JP2734351 B2 JP 2734351B2
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ドライブシミュレータ
等に用いられるハンドル装置、特にハンドルが許容限界
以上に回されるのを禁止するストッパ機能を備えたハン
ドル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のドライブシミュレータにおいて
は、操縦者がハンドルを握ってそれを正時計方向及び反
時計方向へ回しながら模擬運転を行う。この種のドライ
ブシミュレータは従前より知られていたが、特に昨今の
ドライブシミュレータではハンドルを1回転以上回すこ
とができる構造が広く採用されている。
【0003】このようにハンドルを1回転以上回すこと
を可能とする構造として、従来、図5に示すようにハン
ドル1が固定されたハンドル軸2の軸上に歯数の少ない
第1ギヤ3を固着し、ハンドル軸2に対して平行に配設
した補助軸4上に歯数の多い第2ギヤ5を固着し、第1
ギヤ3と第2ギヤ5とを互いに噛み合わせるようにした
構造が知られている。この構造によれば、補助軸4が1
回転する間にハンドル軸2、従ってハンドル1を1回転
以上回すことができ、補助軸4の1回転以内の回転角度
をエンコーダその他の検知器によって検知することによ
り、ハンドル1の1回転以上の回転角度を検知できる。
【0004】このようなハンドル装置に関しては、ハン
ドル1が無制限に回転するのは望ましいことではなく、
通常は、ハンドル1の回転数が必要に応じた範囲に制限
される。ハンドル1の回転数を制限するために採用され
る従来のストッパ機構として、図5に示すように、第2
ギヤ5の側面に図の紙面垂直方向に延びるストッパアー
ム6を形成し、一方、機枠7にストッパ8を固着した構
造のものがある。このストッパ機構によれば、第2ギヤ
5が回転してストッパアーム6がストッパ8に当接する
と、それ以降の第2ギヤ5の回転、従ってハンドル1の
回転が禁止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のハンドル装置においては、ギヤ列によって減速され
た補助軸側にストッパアーム及びストッパを設けたた
め、以下のような問題があった。すなわち、補助軸4に
加わるトルクはギヤで減速された分だけ大きくなり、よ
ってストッパ8及びストッパアーム6に加わる負荷が非
常に大きくなってそれらが破損し易い。また、補助軸4
にギヤ3及び5からの伝達荷重とストッパ8の反力が同
時に加わるため破損し易い。さらに、ギヤ3及び5がハ
ンドル軸2の回転を止めるためのストッパとして直接作
用しており、それらのギヤに大きな伝達トルクが加わる
ため、ギヤへの負担が大きくなってやはり破損し易い。
【0006】このように、従来のハンドル装置において
は、ギヤ、ストッパ、補助軸及び補助軸を支持する軸受
等といった各部材への負担が大きくなる。特に、ギヤへ
の負担を補うためには、ギヤのピッチ円径や幅を大きく
したり、モジュールを大きくする必要があるが、それは
コストアップや滑らかな操作感を損なうといった問題を
引き起こす。
【0007】本発明は、従来のハンドル装置における上
記の問題点を解消するためになされたものであって、ギ
ヤを用いた減速構造及びストッパを備えたハンドル装置
において、各構成要素に加わる負担、特にギヤに加わる
負担を軽減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係るハンドル装置は、ハンドルと一体なハン
ドル軸上に固着された第1ギヤと、その第1ギヤに噛み
合っていて第1ギヤよりも歯数の多い第2ギヤとを有す
るハンドル装置であって、第1ギヤと一体状態で回転す
るストッパアームと、第2ギヤと一体状態で回転するス
トッパとを有している。そして、ストッパの回転軌跡と
ストッパアームの回転軌跡は互いに交差していて、スト
ッパ及びストッパアームがその交差点に同時に到来した
ときには両者がぶつかってそれ以降のハンドルの回転が
禁止される。ストッパは、それに対向して回転するスト
ッパアームが少なくとも1回転するのを許容するように
回転軌跡のうちの一部の回転角度領域内に設けられる。
【0009】ストッパ及びストッパアームの主目的は、
それらが互いに当接することによって第1ギヤ及び第2
ギヤの回転を止めることであるから、それらがどのよう
な状態で当接するかについては特定の状態に限定されな
い。しかしながら望ましくは、両者が当接したときに両
者間に生じる反力が、第2ギヤの回転中心軸線に向かう
ように両者の位置関係を設定する。
【0010】上記ストッパの形状は特定のものに限定さ
れないが、望ましくは、それと一体な第2ギヤの回転中
心軸線を中心とする円弧状の周面を有するように形成
し、この周面にストッパアームが当たって止まるように
する。
【0011】
【作用】ハンドルを回すとハンドル軸が一緒に回転し、
その回転が第1ギヤ及びこれに噛み合う第2ギヤに伝達
されて第2ギヤの回転中心軸すなわち補助軸が回転す
る。第2ギヤの歯数は第1ギヤの歯数よりも多く設定さ
れているから、第2ギヤ従って補助軸が1回転するまで
にハンドル軸従ってハンドルは1回転以上回る。補助軸
に関して回転角度を検知することにより、ハンドルの回
転数を微小角度単位で検出でき、また、補助軸の回転可
能範囲を1回転以内の適宜の角度範囲に規制することに
より、ハンドルを複数回転させた上でストッパによって
回転制限することができる。
【0012】補助軸及びハンドル軸の回転制限は、スト
ッパアームがストッパに突き当たってそれ以降の回転が
禁止されることによって実現される。ストッパアームの
回転が禁止されることにより、直接、ハンドル軸の回転
が禁止されるので、ハンドルにかかる回転トルクは補助
軸には伝達されない。従って、このトルクは専らストッ
パとストッパアームとの間に作用するだけで、第1ギヤ
と第2ギヤとの間には作用しない。よって、両ギヤに加
わる荷重負担が軽減されて、ギヤに関する設計自由度が
向上し、寿命も長くなる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明に係るハンドル装置の一実施
例を示している。このハンドル装置は、機枠7に回転自
在に支持されたハンドル軸2と、同じく機枠7に回転自
在に支持された補助軸4とを有している。ハンドル軸2
の一端にはハンドル1が固着され、その他端にはストッ
パアーム6が固着され、ストッパアーム6と機枠7との
間には第1ギヤ3が固着されている。また、補助軸4の
先端には、扇形状のストッパ8が固着され、そのストッ
パ8と機枠7との間に第2ギヤ5が固着されている。ス
トッパ8及びストッパアーム6は、それぞれ、第2ギヤ
5及び第1ギヤ3の側面に固着するように設けても良
い。
【0014】第1ギヤ3と第2ギヤ5は互いに噛み合っ
ており、また、第2ギヤの歯数は第1ギヤの歯数よりも
多く設定してある。また、ストッパ8の補助軸4を中心
とする回転軌跡と、ストッパアーム6のハンドル軸2を
中心とする回転軌跡とは、両軸間の特定点で互いに交差
するように設定されており、よってストッパ8及びスト
ッパアーム6がそれらの特定点に同時に到来したときに
は、それらが互いにぶつかり合って、それ以降の回転が
禁止される。
【0015】本実施例のハンドル装置は以上のように構
成されているので、ハンドル1が中立位置にあるときに
は、図2に示すように、ストッパアーム6及びストッパ
8が回転角度0゜に位置している。この状態からハンド
ル1を矢印A方向に回すと、図3に示すように、ハンド
ル軸2上の第1ギヤ3及びストッパアーム6がハンドル
1と一体状態で回転する。またこのとき、第1ギヤ3に
噛み合う第2ギヤ5が反対方向(矢印B方向)へ回転
し、それと一体状態でストッパ8も回転する。
【0016】ハンドル1のA方向への回転がさらに続け
られると、図4に示すように、ストッパアーム6とスト
ッパ8とが互いにぶつかり合う状態となり、これ以降の
矢印A方向へのハンドル1の回転が禁止される。この状
態からハンドル1を反対方向、すなわち矢印B方向へ回
すと、そのハンドル1は図2の中立位置を通過し、さら
に1回転以上回転した後、再びストッパアーム6とスト
ッパ8とがぶつかり合う所まで回転し、その位置でそれ
以降の回転が禁止される。ストッパ8は、その回転軌跡
の全域すなわち360゜の角度範囲にわたって設けられ
るのではなくて、その一部領域、実施例の場合はほぼ1
80゜の角度範囲内に設けられるので、ストッパアーム
6がストッパ8の存在しない領域を通過することにより
ハンドル1は1回転以上回転することできる。
【0017】ストッパ8とストッパアーム6が互いに突
き当たってハンドル1の回転が禁止されると、ハンドル
の回転トルクは専らストッパ8とストッパアーム6との
間に作用し、第1ギヤ3と第2ギヤ5との間には作用し
ない。よって、両ギヤに加わる荷重負担が軽減されて、
ギヤに関する設計自由度が向上し、寿命も長くなる。
【0018】ところで本実施例では、ストッパ8の外周
面8aすなわちストッパアーム6との接合面が補助軸4
を中心とする円弧形状に形成されている。このため、ス
トッパ8とストッパアーム6とがぶつかるとき、すなわ
ちストッパ作用時に発生する荷重の作用方向はハンドル
軸2及び補助軸4の半径方向となり、その軸に対する回
転力とはならない。よって、各ギヤ3,5には全く負荷
は加わらない。
【0019】以上、1つの実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明はその実施例に限定されるものでなく、
請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変でき
る。
【0020】例えば、ストッパ8及びストッパアーム6
は、互いに当接することによって第1ギヤ3及び第2ギ
ヤ5の回転を止めることを主たる目的としているから、
それらの形状は図1に示した形状に限られず、他の任意
の形状とすることができる。例えば、図示した実施例で
はストッパ8を補助軸4を中心とする扇形状、すなわち
第2ギヤ5の回転中心軸線を中心とする円弧状の周面を
有する形状に形成したが、これを方形状、円形状等とす
ることもできる。
【0021】また、ストッパ8を第2ギヤ5と機枠7と
の間に配置し、ストッパアーム6を第1ギヤ3と機枠7
との間に配置することもできる。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載のハンドル装置によれば、
ハンドル回転速度を減速するためのギヤ列に加わる負荷
を低減でき、よってギヤの設計自由度を向上でき、さら
に寿命を長くできる。
【0023】請求項2及び請求項3記載のハンドル装置
によれば、ハンドル軸及び補助軸の各軸に不要なトルク
が発生することがなくなり、各軸の損傷を未然に防止で
きる。
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るハンドル装置の一実施例を示す斜
視図である。
【図2】図1に示すハンドル装置においてハンドルが中
立位置にある状態を示す正面図である。
【図3】図1に示すハンドル装置においてハンドルが回
された状態を示す正面図である。
【図4】図1に示すハンドル装置においてハンドルがス
トップ状態になったときを示す正面図である。
【図5】ストッパ機能を備えた従来のハンドル装置の一
例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 ハンドル 2 ハンドル軸 3 第1ギヤ 4 補助軸 5 第2ギヤ 6 ストッパアーム 7 機枠 8 ストッパ 8a ストッパ外周面

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハンドルと一体なハンドル軸上に固着さ
    れた第1ギヤと、その第1ギヤに噛み合っていて第1ギ
    ヤよりも歯数の多い第2ギヤとを有するハンドル装置に
    おいて、 第1ギヤと一体状態で回転するストッパアームと、第2
    ギヤと一体状態で回転するストッパとを有し、 ストッパの回転軌跡とストッパアームの回転軌跡は互い
    に交差し、そして前記ストッパは、それに対向して回転
    する前記ストッパアームが少なくとも1回転するのを許
    容できるように回転軌跡のうちの一部の回転角度領域内
    に設けられることを特徴とするストッパを備えたハンド
    ル装置。
  2. 【請求項2】 ストッパアームとストッパとが両者の回
    転軌跡の交差点において互いにぶつかるときに両者間に
    生じる反力は、第2ギヤの回転中心軸線に向かうことを
    特徴とする請求項1記載のストッパを備えたハンドル装
    置。
  3. 【請求項3】 前記ストッパはそれと一体な第2ギヤの
    回転中心軸線を中心とする円弧状の周面を有し、その周
    面にストッパアームが当たって止まることを特徴とする
    請求項1又は請求項2記載のストッパを備えたハンドル
    装置。
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