JP4451767B2 - 揺動型スイッチ機構付きのグリップ - Google Patents

Description

本発明は、揺動型スイッチ機構およびこれを内蔵したグリップに関するものである。

この種のグリップは、建設機械、除雪車あるいは農業用機械など操作レバーに使用され、グリップ表皮の開口部に操作ノブが配置され、この操作ノブの操作軸が回転型スイッチの回転軸に連結され、操作ノブを揺動軸周りに揺動することで回転軸を回転させ、これにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御や比例制御を行ったり、あるいはアナログ可変抵抗器のボリュームを作動させるようにしている。従来例としては、特許文献１のようなズームサーボコントローラが例示できる。
特開平６−２１４１４６号公報

ところで、このようなグリップは、屋外で使用されることが多いので、防水機能を付与する必要がある。しかし、上記のように操作杆を揺動軸周りに揺動させると、グリップ表皮の貫通孔部で操作軸根元側の揺動範囲が大きくなる。そのため、グリップ表皮の貫通孔は操作軸が可動する範囲に合せて開孔面積を確保しなければならず、必然的に開孔面積が大きくなり、この貫通孔を通してグリップ本体内のスイッチ部に雨滴が浸入する可能性がある。

したがって、従来のグリップにおいては、グリップ表皮部のみで防水機能を持たすことが困難となり、内部のスイッチ機構として、防水型スイッチあるいは防水型アナログ抵抗器などを使用しなければならず、防水機能部品であるために高コストのグリップになっていた。

本発明は、上記に鑑み、グリップ表皮側で防水機能を果たすことができるグリップおよびこれに内蔵されるスイッチ機構の提供を目的としている。

まず、本発明に係る揺動型スイッチ機構について説明すると、これは、揺動軸周りに揺動可能な操作杆を備えたスイッチ機構であって、前記操作杆は、指で操作する操作ノブと、該操作ノブの裏面側から突出する操作軸に対して横方向に張り出すクランクアームとを備え、前記揺動軸は、前記操作ノブおよび操作軸から離間した状態で、かつ操作軸の根元付近で直交するように前記クランクアームの先端に固定され、前記操作軸の根元の揺動範囲を可及的に抑えることを特徴としている。

上記構成においては、揺動軸を操作ノブおよび操作軸から離間した状態で、かつ操作軸の根元付近で直交するようにクランクアームの先端に固定する。これにより、操作軸の根元の揺動範囲を可及的に抑え、ゼロに近づけることができる。したがって、操作軸の根元付近をグリップ表皮の操作軸貫通孔に合せれば、貫通孔を操作軸の軸径と同径に設定でき、この部分から雨滴が内部に浸入するのを防止することができる。

また、上記構成に加えて、操作杆を、揺動軸に対して操作ノブ側と反対側に延設し、その延設部の先端にスイッチ作用点を形成し、揺動軸からスイッチ作用点までのアーム長さを、操作ノブから揺動軸までのアーム長さに対して長く設定することで、操作ノブの揺動範囲に対するスイッチ作用点の揺動範囲を拡大することができ、操作ノブの少ない動きでスイッチを作動させることができる。

クランクアームによって作動させるスイッチの種類は特に限定されず、種々のスイッチを動作させることができる。例えば、回転型のボリュームスイッチ（アナログ可変抵抗器）の回転軸（ボリューム調整軸）を動作させることができる。

この際、揺動軸とスイッチ作用点との中間位置に揺動軸と平行に回転型スイッチの回転軸を配設し、この回転軸と前記スイッチ作用点とをリンクにより連結し、そのリンク長さを揺動軸からスイッチ作用点までの長さよりも小に設定することができる。

上記構成においては、リンク長さを揺動軸からスイッチ作用点までの長さよりも小に設定しているので、リンクに連結される回転軸の回動範囲は大きくすることができ、抵抗器の可変範囲を大きくすることができる。

また、上記延設部を前記操作軸に形成し、この延設部の先端にスイッチ作用点を形成し、スイッチ作用点の揺動軌跡中にＯＮ／ＯＦＦするスイッチを配設する構成も採用することができる。この場合、上記アナログ可変抵抗器に代わり、ＯＮ／ＯＦＦ型のスイッチを配置することができる。

上記のようなスイッチ機構は、コントロールグリップに内蔵することができる。すなわち、本発明は、グリップ本体と、これに内蔵された上記揺動型スイッチ機構と、前記グリップ本体およびスイッチ機構を覆う防水性のグリップ表皮とを備えた揺動型スイッチ機構付きのグリップであって、前記グリップ表皮に操作ノブに対応して凹部が形成され、該凹部に前記操作ノブが収容されると共にその操作軸が凹部の底部の貫通孔を通してグリップ表皮の裏面側に貫通され、前記クランクアーム部および揺動軸が凹部の裏面側に沿って回り込むように配置されたことを特徴としている。

上記構成によると、グリップ表皮の凹部に操作ノブを収容し、その底部に形成された操作軸貫通孔に操作軸の根元付近を合せれば、操作軸の根元の揺動範囲を可及的に抑え、ゼロに近づけることができ、この部分から雨滴が内部に浸入するのを防止することができる。

特に、揺動軸の軸心を凹部の底部と同レベルに設定すれば、操作軸は凹部底部と同レベルの点を支点として回転することになるので、その揺動を極力抑えて、貫通孔から内部に雨滴が浸入するのを防止することができる。

このような操作杆は、操作ノブがグリップ表皮よりも外側に位置し、その他の部分がグリップ表皮により覆われる。従って、操作ノブを外側に露出させるには、操作ノブを操作軸と共にクランクアームに対して着脱自在に装着する構成を採用し、操作ノブをグリップ表皮の表面側からクランクアームに装着できるようにするのが望ましい。

また、操作軸が揺動する凹部の底部は、その揺動を許容できるように弾性変形可能に薄肉状に形成するのが好ましい。これにより、操作軸の揺動力が貫通孔周囲の薄肉の底部に伝わり凹部底部を弾性変形させるので、操作軸の揺動中も貫通孔と密着した状態を保つことができる。

この際の、凹部の底部の形態としては、弾性変形可能に波形でかつ薄肉状に形成することもできる。波形に形成することで、より弾性変形を大きくすることができる。

また、貫通孔の周縁に操作軸に密着するＯリングを形成し、密着性を高めて防水機能を高めることができる。この場合、操作軸の外周面にＯリングに嵌合密着する嵌合凹部を周設すれば、より密着性を確保することができ、防水性を高めることができる。

以上のとおり、本発明によると、グリップ表皮の凹部に操作ノブを収容し、その底部に形成された操作軸貫通孔に操作軸の根元付近を合せれば、操作軸の根元の揺動範囲を可及的に抑えてゼロに近付けることができ、この部分から雨滴が内部に浸入するのを防止することができる。

したがって、内部のスイッチとして防水型スイッチを使用しなくても標準のスイッチを使用することができ、低コストのスイッチ機構およびグリップを提供することができる。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態を示す揺動型スイッチ機構付きのグリップの正面図、図２は図１の側面図、図３は図１のスイッチ機構を示す断面図、図４は操作ノブ、クランクアームおよびリンクの動きを模擬的に示した図で、（ａ）は操作ノブの中立状態を示す図、（ｂ）は操作ノブの可動状態を示す図である。また、図５はスイッチ機構の分解斜視図、図６はスイッチ機構の内蔵状態を示すグリップの平面断面図である。なお、図６において、スイッチ機構３を理解しやすくするため、スイッチ機構をグリップ本体に収容保持する保持部材を省略している。

図１に示すように、本実施形態のグリップ１は、グリップ本体２と、これに内蔵された揺動型スイッチ機構３と、グリップ本体２およびスイッチ機構３を覆う防水性のグリップ表皮４とを備えている。

グリップ本体２は、操作レバーなどの軸部の先端に固定される合成樹脂製の円柱部材から構成され、その先端部にスイッチ機構３を収容可能に収容凹部（図示略）が形成される。円柱部材は、軽量化を図るため、適宜肉盗みを形成することができる。

グリップ表皮４は、合成樹脂あるいはゴム製の防水性弾性膜から構成され、グリップ本体２の収容凹部にスイッチ機構３を収容後、表皮４を被装してグリップ本体２およびスイッチ機構３を覆うようにする。このグリップ表皮４には、スイッチ機構３の収容凹部に対応してスイッチ機構３の操作ノブ５を収容するすり鉢状の凹部６が凹設され、この凹部に操作ノブ５が収容される。

凹部６の底部には、操作ノブ５の操作軸７を貫通する貫通孔８が形成される。この貫通孔８の周縁には、操作軸７に密着するＯリング９が形成されている。また、凹部６の底部は弾性変形可能に薄肉状に形成されると共に波形に形成され、底部が操作軸７の揺動に追随できるようになっている。

スイッチ機構３は、図５に示すように、揺動軸１０周りに揺動可能な操作杆１１と、この操作杆１１の揺動軸１０を回転自在に軸受する機構本体１３と、アナログ可変抵抗器１４を受けるスイッチ受け１５と、アナログ可変抵抗器１４の回転軸１６と操作杆１１とを連結するリンク１７と、リンクを中立位置に戻すためのトーションコイルばね１８とを備えている。

操作杆１１は、操作ノブ５と、その裏面側から突出する操作軸７に対して横方向に張り出すクランクアーム２０とを備えている。

操作ノブ５は、図１および図２に示すように、親指で操作可能に縦方向に長い楕円形状に形成されており、その裏面側に操作軸７がＴ字形に直交して設けられる。

操作軸７は、クランクアーム２０に対して回転不能に取り付けるために異形断面（例えば、トラック形断面）に形成され、その先端にはクランクアーム２０のボス部２２から抜け出し不能とするための楔形の係合部２１が形成される。また、操作軸７の根元側には前記Ｏリング９を嵌合するリング状の嵌合凹部７ａが周設され、該嵌合凹部７ａにＯリング９が嵌合密接することにより、防水機能を発揮する。

この操作軸７付きの操作ノブ５は、スイッチ機構３をグリップ本体２に収容し、グリップ表皮４を被せた後、グリップ表皮４の表面側から内部のスイッチ機構３のクランクアーム２０に装着するようにする。

クランクアーム２０は、中央部２０ａに操作軸７を貫通保持する中央ボス部２２が形成され、その両端から垂直方向にアーム部２０ａが折曲形成され、各アーム部２０ａの先端に外方向に向かってピン型の揺動軸１０が一体形成されている。

この揺動軸１０は、クランクアーム２０により、操作ノブ５および操作軸７から離間した状態となり、かつ操作軸７の根元付近で直交することになる。この揺動軸１０とクランクアーム２０とは、グリップ表皮４の凹部６の裏面側を回り込むように配置され、揺動軸１０が凹部６の底部と同レベルに設定される。そのため、操作ノブ５を揺動させたとき、揺動軸１０と操作軸７の底部と同レベルにある根元部分の揺動範囲を可及的にゼロに近付けることができる。

さらに、クランクアーム２０の片側アーム部２０ａには、揺動軸と反対側に向かって延設部２３が形成され、その先端にスイッチ作用点となる切欠孔２４が形成されている。そして、揺動軸１０からスイッチ作用点となる切欠孔２４までのアーム長さ（距離）が、操作ノブ５から揺動軸１０までのアーム長さ（距離）に対して長く設定され、操作ノブ５の揺動範囲に対するスイッチ作用点２４の揺動範囲が拡大されて拡大機構を構成している。

揺動軸１０を軸受する機構本体１３と、アナログ可変抵抗器１４を取り付けるスイッチ受け１５とは、共に板状に形成され、操作ノブ５および操作杆１１の両側に向かいあった状態で配置され、機構本体１３の上端に揺動軸１０を軸受する軸受孔２５が形成され、この軸受孔２５に対向してスイッチ受け１５にも揺動軸１０の片側を軸受する軸受孔２６が形成される。さらに、スイッチ受け１５の一面側には、トーションコイルばね１８の動きを規制する規制片３１が突出形成されている。

スイッチ受け１５には、アナログ可変抵抗器１４を取り付けるための取付穴２７が設けられ、アナログ抵抗器１４の回転軸１６は、この取付穴２７からクランクアーム２０の延設部２３側に突出して設置される。回転軸１６はボリューム調整軸であり、揺動軸１０とスイッチ作用点２４との中間位置に揺動軸１０と平行に配置される。

この回転軸１６とスイッチ作用点２４とを連結するリンク１７は、そのリンク長さが揺動軸１０からスイッチ作用点２４までの長さよりも小に設定され、延設部２３の揺動角に対して回転軸１６の回動範囲を大きく設定できるようになっている。

リンク１７は、その一端部にスイッチ受け１５の取付穴２７側に突出するボス部２８が形成され、このボス部２８にアナログ可変抵抗器１４の回転軸１６が回転不能に嵌入される。ボス部２８のボス穴は断面Ｄ字形に形成され、回転軸１６を一体回転可能に嵌合する。また、リンク１７の他端部には、前記延設部２３の先端にある切欠孔２４に係合する連結ピン２９が形成される。さらに、リンク１７には、連結ピン２９の裏面側にトーションコイルばね１８の端部に接圧するストッパピン３０が形成され、コイルばね１８の付勢力によりリンク１７を中立位置に戻すようにしている。

トーションコイルばね１８は、リンク１７のボス部２８に巻回され、その端部が前記スイッチ受け１５の規制片３１およびリンクのストッパピン３０に接圧するようになっている。

上記構成において、グリップ１の組立ては、まず、グリップ本体２の収容凹部（図示略）に操作ノブ５を除くスイッチ機構３を収容した後、これらグリップ本体２とスイッチ機構３とにグリップ表皮４を被せ、その後、グリップ表皮４の凹部６に操作ノブ５を収容して、その操作軸７を内部のクランクアーム２０の中央ボス部２２に嵌合して取り付ける。

操作ノブ５を操作すると、クランクアーム２０が揺動軸１０周りに揺動し、延設部２３のスイッチ作用点２４が図４（ｂ）のように揺動する。スイッチ作用点２４の揺動により、これに連結されたリンク１７が回転軸１６回りに揺動し、リンク１７に連結された回転軸１６が回動して、アナログ抵抗器１４のボリューム調整を行うことができる。このようなアナログ抵抗器１４のボリューム調整により、例えば、建設車両の速度調整を行うことができる。

また、リンク１７は、そのリンク長さを揺動軸１０からスイッチ作用点２４までの長さよりも小に設定しているので、リンク１７に連結される回転軸１６の回動範囲は大きくすることができる。図４（ｂ）において、θ１は操作ノブ５の揺動角を、θ２はリンク１７の揺動角を夫々示している。図示のごとく、θ１＜θ２となり、操作ノブ５の少ない揺動角で回転軸１６を回動角を大きくとることができる。

さらに、リンク１７は、トーションコイルばね１８により中立位置側に付勢されているので、操作ノブ５から操作力を解除すれば、トーションコイルばね１８の付勢力によりリンク１７が中立位置に戻り、これに連れてクランクアーム２０および操作ノブ５も中立位置に戻ることになる。

このようなグリップ１において、スイッチ機構３の揺動軸１０は、グリップ表皮４の凹部６の底部と同レベルに位置することになる。そのため、揺動軸１０の軸延長線にある操作軸７がＯリング９の嵌合位置になり、この部分で操作軸７は揺動することになる。したがって、操作ノブ５を操作した場合、Ｏリングの嵌合部分が、操作杆１１の中で最も揺動範囲が小さくなる。しかも、この部分にはＯリング９が嵌合密着しており、しかも、Ｏリング９を形成した貫通孔８の周囲は弾性変形可能に薄肉波形形状となっている。したがって、この部分にある貫通孔８から雨滴が浸入するのを防止することができる。

＜第２の実施形態＞
図７は本発明の第２の実施形態を示す揺動型スイッチ機構の分解斜視図、図８は図７のスイッチ機構を組み込んだグリップの側面断面図、図９は図８の平面断面図である。なお、図９において、スイッチ機構３はグリップ本体２での収納保持姿勢を分りやすくするため、保持部材は省略している。

本実施形態のグリップ１は、スイッチ機構３としてＯＮ／ＯＦＦスイッチ４０を設けた例である。すなわち、スイッチ受け１５には、その内面側に一対のＯＮ／ＯＦＦスイッチ４０が配置され、その間にスイッチ作用点２４が位置するように設定される。

スイッチ作用点２４は、操作ノブ５の操作軸７を延長して延設部２３ａを形成し、この延設部２３ａの先端とする。なお、操作軸７を延設する代わりに、第１の実施形態と同様に、クランクアーム２０を延設して延設部２３を形成し、この延設部２３の先端部をスイッチ作用点２４としてもよい。

また、クランクアーム２０の一側アーム部２０ａから揺動軸１０と反対側に延設された延設部２３の内面側の３箇所に係合凹部４１（図９参照）が形成される。この係合凹部４１に対向してスイッチ受け１５の内面側には、係合凹部４１に係脱自在に係合するボールプランジャ４２が突設され、クランクアーム２０を３位置に保持できるようになっている。その他の構成は上記第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

上記構成においては、操作ノブ５を操作すると、操作軸７が揺動軸１０回りに揺動し、操作軸７の延設部２３ａが一対のスイッチ４０間で揺動して、いずれかにスイッチ４０と接触してスイッチ４０をＯＮ／ＯＦＦ制御する。

スイッチ４０との接触位置においては、クランクアーム２０も揺動軸１０周りに揺動しており、延設部２３に形成された係合凹部４１にボールプランジャ４２のボールが係合して、クランクアーム２０をその揺動位置で固定することになる。

そのため、スイッチ４０は、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態を保持することができる。スイッチ４０は、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態を解除するには、係合凹部４１からボールプランジャ４２のボールが外れる程度の操作力で操作ノブ５を操作すればよい。その他の作用効果は上記第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態で説明したスイッチ機構はグリップに使用するものに限らず、あらゆる部位に使用するスイッチ機構としても利用することができる。また、上記実施形態では、内部のスイッチとして標準型のスイッチを使用した例を示したが、これに限らず、防水型スイッチを使用してもよいことは勿論である。

本発明の第１の実施形態を示す揺動型スイッチ機構付きのグリップの正面図 図１の側面図 図１のスイッチ機構を示す断面図 操作ノブ、クランクアームおよびリンクの動きを模擬的に示した図で、（ａ）は操作ノブの中立状態を示す図、（ｂ）は操作ノブの可動状態を示す図 スイッチ機構の分解斜視図 スイッチ機構の内蔵状態を示すグリップの平面断面図 本発明の第２の実施形態を示す揺動型スイッチ機構の分解斜視図 図７のスイッチ機構を組み込んだグリップの側面断面図 図８の平面断面図

符号の説明

１ グリップ
２ グリップ本体
３ スイッチ機構
４ グリップ表皮
５ 操作ノブ
６ 凹部
７ 操作軸
８ 貫通孔
９ Ｏリング
１０ 揺動軸
１１ 操作杆
１３ 機構本体
１４ アナログ可変抵抗器
１５ スイッチ受け
１６ 回転軸１６
１７ リンク
１８ トーションコイルばね
２０ クランクアーム
２１ 係合部
２２ ボス部
２３ 延設部
２４ スイッチ作用点（切欠孔）
２７ 取付穴
２８ ボス部
２９ 連結ピン
３０ ストッパピン
３１ 規制片
４０ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
４１ 係合凹部
４２ ボールプランジャ

Claims (13)

1. 揺動軸周りに揺動可能な操作杆を備え、グリップ表皮で覆われたグリップに装備して使用するスイッチ機構であって、
   前記操作杆は、指で操作するようグリップ表皮の表面側に装着される操作ノブと、該操作ノブの裏面側から突出する操作軸に連結されると共にグリップ表皮の裏面側で操作軸に対して横方向に張り出すクランクアームとを備え、
   前記揺動軸は、前記操作軸のうちのグリップ表皮の操作軸貫通孔を貫通する部位の揺動範囲をゼロにするよう、前記操作ノブおよび操作軸から離間した状態で、かつ前記グリップ表皮の操作軸貫通孔と同レベルの位置で操作軸と直交するように前記クランクアームの先端に固定されたことを特徴とする揺動型スイッチ機構。
2. 前記操作杆は、前記揺動軸に対して操作ノブ側と反対側に延設され、その延設部の先端にスイッチ作用点が形成され、前記揺動軸からスイッチ作用点までのアーム長さが、操作ノブから揺動軸までのアーム長さに対して長く設定され、操作ノブの揺動範囲に対するスイッチ作用点の揺動範囲が拡大されたことを特徴とする請求項１に記載の揺動型スイッチ機構。
3. 前記延設部がクランクアームに形成され、該延設部の先端にスイッチ作用点が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の揺動型スイッチ機構。
4. 前記揺動軸とスイッチ作用点との中間位置に揺動軸と平行に回転型スイッチの回転軸が配設され、該回転軸と前記スイッチ作用点とのリンクにより連結され、該リンク長さが揺動軸からスイッチ作用点までの長さよりも小に設定されることを特徴とする請求項２又は３に記載の揺動型スイッチ機構。
5. 前記回転軸がアナログ可変抵抗器のボリューム調整軸であることを特徴とする請求項４に記載の揺動型スイッチ機構。
6. 前記延設部が前記操作軸に形成され、該延設部の先端にスイッチ作用点が形成され、該スイッチ作用点の揺動軌跡中にＯＮ／ＯＦＦするスイッチが配設されたことを特徴とする請求項２に記載の揺動型スイッチ機構。
7. グリップ本体と、これに内蔵された請求項１〜６のいずれかに記載の揺動型スイッチ機構と、前記グリップ本体およびスイッチ機構を覆う防水性のグリップ表皮とを備えた揺動型スイッチ機構付きのグリップであって、
   前記グリップ表皮に操作ノブに対応して凹部が形成され、該凹部に前記操作ノブが収容されると共にその操作軸が凹部の底部の貫通孔を通してグリップ表皮の裏面側に貫通され、前記クランクアーム部および揺動軸が凹部の裏面側に沿って回り込むように配置されたことを特徴とする揺動型スイッチ機構付きのグリップ。
8. 前記揺動軸の軸心が凹部の底部と同レベルに設定されたことを特徴とする請求項７に記載の揺動型スイッチ機構付きのグリップ。
9. 前記操作軸がクランクアームに対して着脱自在に装着され、前記グリップ表皮の表面側から前記クランクアームに装着可能とされたことを特徴とする請求項７又は８に記載の揺動型スイッチ機構付きのグリップ。
10. 凹部の底部が弾性変形可能に薄肉状に形成されたことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の揺動型スイッチ機構付きのグリップ。
11. 前記凹部の底部が弾性変形可能に波形でかつ薄肉状に形成されたことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の揺動型スイッチ機構付きのグリップ。
12. 前記貫通孔の周縁に前記操作軸に密着するＯリングが形成されたことを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の揺動型スイッチ機構付きのグリップ。
13. 前記操作軸の外周面に前記Ｏリングに嵌合密着する嵌合凹部が周設されたことを特徴とする請求項１２に記載の揺動型スイッチ機構付きのグリップ。

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