JP3126291B2

JP3126291B2 - ジョイスティック

Info

Publication number: JP3126291B2
Application number: JP07090971A
Authority: JP
Inventors: 一郎片岡; 正男鈴木; 雅之小川
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 2001-01-22
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH08286824A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジョイスティックに関
し、詳しくはスイッチ操作の際どの方向に操作したかを
手で感覚的に把握できる操作感の良いジョイスティック
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のナビゲーションシステム等に使
用されるジョイスティックとして、図８に示す構成のも
のがある（特開平６ー１１０６０２号公報参照）。図８
において、操作棒１４の基端部１５にばね受け部材１６
が当接し、このばね受け部材１６とハウジング１７の底
板１８との間に圧縮ばね１９を介在させている。操作棒
１４を傾けると、ｘ，ｙのアナログ信号からその傾きに
対応した方向を検出し、スイッチングするようになって
いる。又、操作棒１４を傾けると圧縮ばね１９が曲げら
れ、その反発力が操作感となって表れるようになってい
る。

【０００３】又、別の従来技術として、特開平６ー１６
４９７３号公報のように、映像とジョイスティックを組
み合わせ、映像を見ながらスイッチ操作するようにした
ものも開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図８に示す従来のジョ
イスティックは、圧縮ばね１９の反発力のみで操作感を
得ているため、スイッチ選択の個数（通常８個）が多く
なると、どの方向を操作しているのかわからなくなる。

【０００５】又、特開平６ー１６４９７３号公報のもの
は、このような欠点を補っているが、自動車の運転者等
が映像だけを頼りに操作することは現実には困難であ
る。特に自動車のナビゲーションシステムにおいては、
運転中に操作することが多いため、操作していること
が、カチカチと手の感触として伝わってくるようなジョ
イスティックが望まれている。

【０００６】本発明は、上述の点に着目してなされたも
ので、磁石の吸引力を利用して操作棒の傾きの方向に引
き寄せるように構成し、どの方向に操作したかが手の感
触として伝わるようにした、操作感のあるジョイスティ
ックを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、ケースに揺動自在に支持さ
れた操作棒と、該操作棒に取り付けられた円板状磁石か
らなるスイッチ素子と、該スイッチ素子に相対向して前
記操作棒を中心とする同心円上に配置された複数のソレ
ノイドコイルと、該ソレノイドコイルへの前記スイッチ
素子の接近を検出する検出手段とを備えたジョイスティ
ックであって、前記検出手段は、前記スイッチ素子が
前記ソレノイドコイルに接触した後ソレノイドコイルが
スイッチ素子と同極になるように通電してスイッチ素子
に反発力を付与する手段を備えていることを特徴として
いる。

【０００８】

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のジ
ョイスティックであって、前記ケースの少なくとも前記
スイッチ素子の当接面を、前記操作棒のニュートラル位
置において前記スイッチ素子を離反可能に磁気吸着する
磁性体で構成されていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、操作棒を傾けると、
スイッチ素子がその方向のソレノイドコイルに接近し、
吸引力が働きはじめ、最終的にスイッチ素子はソレノイ
ドコイルに吸着される。このときのスイッチ素子のソレ
ノイドコイルへの接近を電気的に検出することにより、
スイッチ選択が可能となる。

【００１１】その上、請求項１記載の発明では、スイッ
チ素子がソレノイドコイルに接触した後ソレノイドコイ
ルがスイッチ素子と同極になるように通電し、スイッチ
素子はその反発力でニュートラル位置に自動的に復帰す
る。

【００１２】請求項２記載の発明では、スイッチ素子の
吸着力で操作棒はニュートラル位置に安定に保持され
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１乃至図３は一実施例としてのジョイス
ティックＪを示す。このジョイスティックＪは、操作棒
１、ケース２、スイッチ素子６、及びソレノイドコイル
８を備えて大略構成されている。ケース２の上面部４に
形成されている操作孔５より外方に突出する操作棒１に
は、上下面に磁極Ｎ，Ｓを有する円板状の磁石からなる
スイッチ素子６が取り付けられている。このスイッチ素
子６と前記ケース２の底部との間にはゴムブッシュ３が
介在されており、スイッチ素子６と操作棒１はこのゴム
ブッシュ３を介してケース２の底部に弾性的に支持され
ている。前記ケース２の上面部４は磁性体としての金属
板で構成されており（又は上面部４の裏面に金属板を貼
り付けてもよい）、スイッチ素子６の上面（図示の実施
例ではＳ極）はこの上面部４の裏面に吸着され、操作棒
１をニュートラル位置に保持している。操作棒１の下端
は、ケース２の底部に形成されている凹部２ａに若干の
間隙をもって浮いた状態で嵌められている。したがっ
て、操作棒１を傾けると凹部２ａを支点としてゴムブッ
シュ３の撓みによって操作孔５の範囲で自由に揺動でき
る。

【００１５】ケース２の底部には、検出板７が設けら
れ、この検出板７上の前記操作棒１を中心とする同心円
上に８個のソレノイドコイル８が前記スイッチ素子６の
下面と相対向するように設けられている。このソレノイ
ドコイル８は磁性体８ａに巻き付けられたコイルからな
り、通電によりソレノイドコイルを構成するようになっ
ている。

【００１６】又、図５に示すように、各ソレノイドコイ
ル８には定電流回路９より通電されると共に、スキャナ
ー１１を介して各ソレノイドコイル８の電圧が電圧測定
回路１２により測定される。定電流回路９及び電圧測定
回路１２は中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０により制御
されるようになっている。これら定電流回路９、ＣＰＵ
１０、スキャナー１１、及び電圧測定回路１２は前記検
出板７上に実装されている。

【００１７】そして、図６に示すように、このように構
成されたジョイスティックＪは次のように作動する。

【００１８】まず、初期状態（操作棒１のニュートラル
状態）においては、ソレノイドコイル８の磁極はスイッ
チ素子６の磁極と反対向きになるように通電されている
（図６(a) 参照）。次にこの状態で操作棒１を所望の方
向に傾けると、スイッチ素子６はその方向にある一つの
ソレノイドコイル８に向かって接近し、当該ソレノイド
コイルに次第に強く引き寄せられ（図６(b) ）、最終的
に接触する。他の複数のソレノイドコイル８の各々につ
いても同様に作動し、したがって、図４に示すように、
あたかもジョイスティック上に８方向のガイド溝１３が
形成され、このガイド溝１３に沿って操作棒１を操作し
ているような感触を操作者に持たせることができる。

【００１９】図６(a) のニュートラル位置では、各ソレ
ノイドコイル８の電圧Ｖは図７(a)に示すように、一定
の初期電圧値Ｖ0 である。この位置から図６(b)のよう
にスイッチ素子６がソレノイドコイル８に接近すると、
ソレノイドコイル８内部にＡ方向の磁束変化が生ずる。
これによってソレノイドコイル８には、誘導電流により
この磁束変化を妨げる向き、すなはちＢ方向の磁束が発
生する。このときソレノイドコイル８にはＣＰＵ１０に
より制御される定電流回路９より一定電流が流れ、磁束
を一定にするように働くため、ソレノイドコイル８のイ
ンピーダンスは上昇し、これに伴ってソレノイドコイル
８の電圧は図７(b)に示すように初期電圧値Ｖ0 から所
定電圧値Ｖ1 に上昇する。したがって、スキャナー１
１、電圧測定回路１２を介して当該ソレノイドコイルの
電圧を測定することにより、スイッチ素子６が複数のソ
レノイドコイル８のどのソレノイドコイル８に接近した
かを検出することが可能となり、これによりスイッチ選
択が可能となって同時に非接触スイッチを構成すること
ができる。

【００２０】スイッチ素子６がソレノイドコイル８に接
触した後、操作棒１をニュートラル位置に復帰させるに
は、ソレノイドコイルの電圧が所定の電圧値Ｖ₁を越え
た場合に、ＣＰＵ１０からの信号に基づいて定電流回路
９からソレノイドコイル８への電流を反対向きに切替
え、ソレノイドコイル８の極性をスイッチ素子６の極性
と同じ向きにする。これによってスイッチ素子６に反発
力が生じ、ゴムブッシュ３の復元力により操作棒は自動
的にニュートラル位置に戻り、ケース２の上面部４に吸
着される。ニュートラル位置に戻った後、この位置を電
圧測定回路１２によるソレノイドコイルの初期電圧値Ｖ
₀により判別し、この判別信号に基づいて定電流回路９
を切替えて電流の方向を元にもどす。あるいは、ニュー
トラル位置に戻った後、所定時間経過後に電流の方向を
元に戻すようにしてもよい。

【００２１】上記実施例で示した非接触スイッチとして
の回路装置は、これに限定されるものではなく、磁石の
接近を検出できるものであればいかなる回路装置を用い
てもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、次の効果を奏することができる。すなわち、請求項
１記載の発明によれば、操作棒を傾けるとその方向のソ
レノイドコイルに吸引され、最終的に接触することであ
たかもガイド溝に沿って操作棒を操作しているような感
触が得られ、この結果どの方向のスイッチを操作したか
を手の感覚として把握することができるため、例えば自
動車のナビゲーションシステムにおいて、運転中のスイ
ッチ操作に伴う運転者の負担を軽減できるジョイスティ
ックを提供することができる。

【００２３】その上、請求項１記載の発明によれば、ス
イッチ素子がソレノイドコイルに接触した後ソレノイド
コイルがスイッチ素子と同極になるように通電してその
反発力でスイッチ素子をニュートラル位置に復帰させる
ようにしたことにより、操作棒を手で操作しなくても自
動的にニュートラル位置に復帰させることができ、これ
により良好な操作性を有するジョイスティックを提供す
ることができる。

【００２４】又、請求項２記載の発明によれば、操作棒
のニュートラル位置においてスイッチ素子をケースに吸
着させるようにしたことにより、操作棒はニュートラル
位置に安定的に保持され、この結果請求項１記載の発明
の効果に加えて、作動の安定したジョイスティックを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのジョイスティックの
縦断側面図である。

【図２】図１のジョイスティックの平面図である。

【図３】図１のIII ーIII 線断面図である。

【図４】本発明のジョイスティックの操作棒の誘導を概
念的に説明する説明図である。

【図５】図１のジョイスティックに適用される回路装置
のブロック図である。

【図６】(a) は初期状態、(b) はスイッチング状態の各
々の作用説明図である。

【図７】(a) は初期状態、(b) はスイッチング状態の各
々の動作に対応した電圧の変動を示すグラフである。

【図８】従来のジョイスティックの一例を示す縦断側面
図である。

【符号の説明】

１操作棒２ケース６スイッチ素子８ソレノイドコイル９定電流回路（検出手段）１２電圧測定回路（検出手段）Ｊジョイスティック

フロントページの続き (56)参考文献特開平６−161655（ＪＰ，Ａ) 特開平４−245521（ＪＰ，Ａ) 特開平７−93091（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−20347（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/033 - 3/037 H01H 25/04 G01B 7/00 - 7/34 G05G 1/00 - 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケースに揺動自在に支持された操作棒
と、該操作棒に取り付けられた円板状磁石からなるスイ
ッチ素子と、該スイッチ素子に相対向して前記操作棒を
中心とする同心円上に配置された複数のソレノイドコイ
ルと、該ソレノイドコイルへの前記スイッチ素子の接近
を検出する検出手段とを備えたジョイスティックであっ
て、前記検出手段は、前記スイッチ素子が前記ソレノイドコ
イルに接触した後ソレノイドコイルがスイッチ素子と同
極になるように通電してスイッチ素子に反発力を付与す
る手段を備えていることを特徴とするジョイスティッ
ク。
【請求項２】前記ケースの少なくとも前記スイッチ素
子の当接面が、前記操作棒のニュートラル位置において
前記スイッチ素子と離反可能に磁気吸着する磁性体で構
成されていることを特徴とする請求項１記載のジョイス
ティック。