JP5763231B1 - 操作装置および電動モビリティ - Google Patents

Abstract

【課題】相互に直交する２方向の各方向への操作部材の変位状態を操作者が認識できるようにして操作性を高める。【解決手段】操作者により変位させられる操作部材１１と、操作部材１１を相互に交差する２方向に個別に変位可能に支持する一対の一次元支持機構１２，１３を直列に接続してなる２次元支持機構と、操作部材１１を各一次元支持機構１２，１３による変位の中立位置に向けて個別に付勢する一対のポテンショメータ１４，１５とを備え、一対のポテンショメータ１４，１５が操作部材１１の変位に対して操作部材１１に与える付勢力が異なっており、各一次元支持機構１２，１３の操作部材１１の変位に応じた指令信号を出力する操作装置１０を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、操作装置および電動モビリティに関するものである。

従来、操作者による任意方向の変位を操作部材により受け付け、変位に応じた各種の指令信号を出力する操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された操作装置は、軸状の操作部材の下面に、バネによる上向きの付勢力が与えられた部材の上面を接触させることにより、操作部材を中立位置に保持するものである。

特開２００１−５５４５号公報

相互に直交する２方向に操作部材を変位させることによって指令信号を出力する場合、各方向の操作部材の変位状態を操作者がそれぞれ認識できるようにするのが好ましい。これにより、各方向への操作部材の変位状態の調整が容易となり、操作性が向上する。
しかしながら、特許文献１の操作装置は、単一のバネの付勢力によって操作部材を中立位置に保持するものであり、各方向への操作部材の変位状態を操作者が個別に認識することが容易ではない。これは、操作部材を中立位置から変位させた場合に操作者の手が受ける付勢力が、操作部材の位置を中立位置に直線的に戻す一方向の付勢力のみからなり、各方向への操作部材の変位を操作者が個別に認識できないからである。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、相互に直交する２方向に操作部材を変位させることによって指令信号を出力する場合に、各方向への操作部材の変位を操作者が個別に認識できるようにして操作性を高めた操作装置およびそれを備えた電動モビリティを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様に係る操作装置は、操作者により変位させられる操作部材と、該操作部材を相互に交差する第１方向および第２方向に個別に変位可能に支持する一対の一次元支持機構を直列に接続してなる２次元支持機構と、前記操作部材を各前記一次元支持機構による変位の中立位置に向けて個別に付勢する一対の付勢機構とを備え、一方の前記一次元支持機構が、前記操作部材の前記第１方向に沿った変位を第１揺動軸回りに揺動する第１揺動部材を介して一方の前記付勢機構に伝達し、他方の前記一次元支持機構が、前記操作部材の前記第２方向に沿った変位を第２揺動軸回りに揺動する第２揺動部材を介して他方の前記付勢機構に伝達し、前記操作部材に対する前記第１揺動軸の位置は前記操作部材に対する前記第２揺動軸の位置よりも遠く、一方の前記付勢機構が前記第１揺動軸回りの前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力よりも、他方の前記付勢機構が前記第２揺動軸回りの前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力が大きく、各前記一次元支持機構の前記操作部材の変位に応じた指令信号を出力する。

本発明の一態様に係る操作装置によれば、操作者が操作部材を変位させると、相互に直交する２方向の変位が、操作部材を支持する一対の一次元支持機構のそれぞれに伝達される。一対の一次元支持機構に伝達された操作部材の変位は、各一次元支持機構の操作部材の変位に応じた指令信号として出力される。操作部材には、各一次元支持機構による変位の中立位置に向けた付勢力が一対の付勢機構により与えられる。

操作者による操作部材の変位の方向に、一対の一次元支持機構により変位可能に支持される２方向のいずれか一方が含まれる場合、その一方の方向に沿った付勢力が操作部材に与えられる。同様に、操作者による操作部材の変位の方向に、前述の２方向のいずれか他方が含まれる場合、その他方の方向に沿った付勢力が操作部材に与えられる。これらの付勢力によって、操作者は操作部材の変位の方向を、操作部材が変位可能に支持される２方向のそれぞれについて、個別に認識することができる。

また、一対の付勢機構が操作部材の変位に対して操作部材に与える付勢力が異なっている。そのため、操作者は、操作部材の変位に対して操作部材に与えられる付勢力が小さい方向に操作部材を変位させ易く、操作部材の変位に対して操作部材に与えられる付勢力が大きい方向に操作部材を変位させにくくなる。したがって、操作部材の変位に対して操作部材に与えられる付勢力が小さい方向に沿った指令信号の出力安定性を高めることができる。
このように、本発明の一態様にかかる操作装置によれば、相互に直交する２方向に操作部材を変位させることによって指令信号を出力する場合に、各方向への操作部材の変位を操作者が個別に認識できるようにして操作性を高めることができる。

本構成においては、他の前記一次元支持機構が、前記第２方向に沿って前記操作部材を直線移動可能に支持するレール部材を備えるようにしてもよい。
このようにすることで、操作者は、操作部材をレール部材を直線移動させることにより、操作部材の変位を２次元支持機構に伝達することができる。

上記においては、一方の前記一次元支持機構が、前記レール部材に平行な軸線回りに揺動可能に前記レール部材を支持するようにしてもよい。
このようにすることで、操作部材をレール部材に沿う方向に直線移動させつつ、レール部材に平行な揺動軸回りにレール部材を揺動させることにより、操作部材を交差する２方向に個別に変位させることができる。

上記においては、前記レール部材に沿う方向に前記操作部材を付勢する他方の前記付勢機構が前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力が、前記レール部材の揺動方向に前記揺動部材を付勢する一方の前記付勢機構が前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力より大きいようにしてもよい。
このようにすることで、操作者は、レール部材の揺動方向に操作部材を変位させ易く、レール部材に沿う方向に操作部材を変位させにくくなる。したがって、レール部材の揺動方向に沿った指令信号の出力安定性を高めることができる。

本発明の他の一態様に係る操作装置は、少なくとも１つの電動の駆動輪を備える電動モビリティに取り付けられる操作装置であって、操作者により変位させられる操作部材と、該操作部材を前記電動モビリティの走行方向および車幅方向に個別に変位可能に支持する一対の一次元支持機構を直列に接続してなる２次元支持機構と、前記操作部材を各前記一次元支持機構による変位の中立位置に向けて個別に付勢する一対の付勢機構とを備え、前記操作部材を前記走行方向に沿って付勢する一方の前記付勢機構が前記操作部材の前記走行方向の変位に対して該操作部材に与える付勢力よりも、前記操作部材を前記車幅方向に付勢する他方の前記付勢機構が前記操作部材の前記車幅方向の変位に対して該操作部材に与える付勢力が大きく、前記操作部材の前記走行方向の変位に応じて前記電動モビリティの走行速度を指令する速度指令信号を出力し、前記操作部材の前記車幅方向の変位に応じて前記電動モビリティの操舵方向を指令する操舵指令信号を出力する。

本発明の他の一態様に係る操作装置によれば、相互に直交する走向方向および車幅方向に操作部材を変位させることによって指令信号を出力する場合に、各方向への操作部材の変位を操作者が個別に認識できるようにして電動モビリティの操作性を高めることができる。

本発明の一態様に係る電動モビリティは、上記構成の操作装置と、走行方向に間隔を空けて配置され、少なくともいずれか一方が電動の駆動輪である後輪および前輪と、該前輪および後輪を各車軸回りに回転可能に支持する車体フレームと、該車体フレームに取り付けられ、前記前輪と前記後輪との間の該後輪に近接する位置の上方に配置された座席と、前記車体フレームに取り付けられ、前記座席に着座した状態の前記操作者の側方に配置されるハンドルとを備え、前記操作装置が、前記ハンドルに設けられる。
このようにすることで、操作者は、座席に着座した状態で操作者の側方に配置されるハンドルに設けられた操作装置に手を載置した状態で、走行速度と操舵方向とをそれぞれ適切に操作することが可能な電動モビリティを提供することができる。

本発明によれば、相互に直交する２方向に操作部材を変位させることによって指令信号を出力する場合に、各方向への操作部材の変位を操作者が個別に認識できるようにして操作性を高めた操作装置およびそれを備えた電動モビリティを提供することができる。

一対のハンドルを操縦位置に配置した状態を示す本実施形態の電動モビリティの斜視図である。 一対のハンドルを乗降位置に配置した状態を示す本実施形態の電動モビリティの斜視図である。 本実施形態の操作装置を示す平面図である。 図３に示す操作装置のＡ−Ａ矢視断面図であり、操作部材の中立位置を示す図である。 図３に示す操作装置のＡ−Ａ矢視断面図であり、操作部材が中立位置から変位した状態を示す図である。 図４に示す操作装置のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図４に示す操作装置のＣ−Ｃ矢視断面図であり、操作部材の中立位置を示す図である。 図４に示す操作装置のＣ−Ｃ矢視断面図であり、操作部材が中立位置から変位した状態を示す図である。 一次元支持機構の分解組立図である。 本実施形態の電動モビリティの制御構成を示すブロック図である。

本発明の一実施形態の電動モビリティ１００について、図面を参照して以下に説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態の電動モビリティ１００は、操作装置１０と、前輪２０と、後輪２１と、車体フレーム２２と、座席２３と、一対のハンドル２４，２５とを備える。

図３に示すように、操作装置１０は、電動モビリティ１００の走行速度と操舵方向を操作するための装置であり、電動モビリティ１００の操作者により変位させられる操作部材１１を有する。電動モビリティ１００の操作者は、走行方向および車幅方向に沿って操作部材１１を変位させることによって電動モビリティ１００に走行速度および操舵方向を指令する指令信号を出力する。

図４に示すように、操作装置１０は、相互に直交する走向方向と操舵方向の２方向に操作部材を変位させることによって電動モビリティ１００を制御する指令信号を出力する場合に、各方向への操作部材１１の変位を操作者が個別に認識できるように、各方向に沿った付勢力を操作部材に与える一対のポテンショメータ１４，１５を備えている。後述するように、ポテンショメータ１４，１５は、操作部材１１を中立位置に向けて付勢する付勢力を発生するバネが内蔵された付勢機構となっている。操作装置１０の詳細な構成については後述する。

まず始めに、電動モビリティ１００の各構成について説明する。
図１に示すように、電動モビリティ１００は、前輪２０および後輪２１は、走行方向に間隔を空けて配置され、少なくともいずれか一方が電動モータ（不図示）を動力源とした電動の駆動輪となっている。例えば、２輪からなる後輪が電動の駆動輪で、２輪からなる前輪が従動輪となっている。或いは、２輪からなる後輪が電動の駆動輪で、２輪からなる前輪が後輪の２輪からベルト等により駆動力が伝達される駆動輪となっている。また、それぞれ２輪からなる前輪および後輪を、電動の駆動輪としてもよい。

前輪２０は、車輪の径方向に直交する軸線を有する複数のローラを備える全方向移動車輪となっている。前輪２０は、車幅方向の力を受けた場合に、複数のローラが各軸線回りに回転することにより、車幅方向に沿った移動が可能となっている。車幅方向の移動と走向方向の移動を組み合わせることにより、全方向移動車輪である前輪２０を備えた車両（全方向移動車両）は、車両の接地面に対して全方向に移動可能となっている。

車体フレーム２２は、前輪２０および後輪２１を各車軸回りに回転可能に支持している。車体フレーム２２には、前輪２０および後輪２１の他、駆動輪の動力源となる電動モータ（不図示）と、座席２３と、一対のハンドル２４，２５が取り付けられている。

座席２３は、電動モビリティ１００の操作者が着座するものであり、座面２３ａとバックレスト２３ｂとを備えている。座席２３は、前輪２０と後輪２１の間の後輪２１に近接する位置の上方に配置される。座面２３ａの下方には、車体フレーム２２の上部に取り付けられて走向方向に延在するレール部材（図示略）に移動可能に取り付けられるスライド部材（図示略）が取り付けられている。スライド部材をレール部材に対して移動させ、ロック機構（図示略）により固定することにより、車体フレーム２２に対する座面２３ａの位置を任意の位置に固定することができる。

一対のハンドル２４，２５は、電動モビリティ１００の走向方向の右側に配置されるハンドル２４と、左側に配置されるハンドル２５とからなる。一対のハンドル２４，２５は、座席２３に着座した状態の操作者の左右両側に配置される。一対のハンドル２４，２５は、前輪２０および後輪２１の車軸と平行な揺動軸回りに揺動するようになっている。一対のハンドル２４，２５は、図１に示す操縦位置に配置した状態と、図２に示す乗降位置に配置した状態との２つのいずれかの位置に固定することが可能となっている。図１および図２に示す状態の他にも、一対のハンドル２４，２５のいずれか一方を操縦位置に固定し、いずれか他方を乗降位置に固定することも可能となっている。

一対のハンドル２４，２５のいずれか一方の先端部には、操作装置１０が設けられている。図１および図２に示す例では、電動モビリティ１００の右側に配置されるハンドル２４の先端部に設けられているが、左側に配置されるハンドル２５の先端部に設けるようにしてもよい。

次に、本実施形態の操作装置１０の構成について図面を参照しつつ説明する。
図４および図５に示すように、操作装置１０は、操作部材１１と、一対の一次元支持機構１２，１３を直列に接続してなる２次元支持機構と、一対のポテンショメータ（付勢機構）１４，１５とを備える。
２次元支持機構は、操作部材１１を、相互に交差する軸線Ｘ１方向と軸線Ｘ２方向の２方向に個別に変位可能に支持する機構である。

ポテンショメータ１４，１５は、中央の中立位置から両側に揺動可能な揺動部材１４ｃ，１５ｃを備え、揺動部材１４ｃ，１５ｃの揺動角度に応じた電圧信号を出力するモジュールである。また、ポテンショメータ１４，１５は、揺動部材を中立位置に向けて付勢するバネ（図示略）を備えた付勢機構として機能するモジュールである。
以下、操作装置１０の各部について、説明する。

まず始めに、操作部材１１について説明する。
図３に示すように、本実施形態の操作装置１０は、操作者により変位させられる操作部材１１を備えている。操作部材１１は、一対のポテンショメータ１４，１５が発生する付勢力により、図３に実線で示す中立位置に保持されている。操作者は、走向方向に一致する軸線Ｘ１方向の位置１１ａと位置１１ｂの間のいずれかの位置に、操作部材１１を変位させることができる。また、操作者は、車幅方向に一致する軸線Ｘ２方向の位置１１ｃと位置１１ｄの間のいずれかの位置に、操作部材１１を変位させることができる。操作者は、これら軸線Ｘ１に沿った変位と、軸線Ｘ２に沿った変位とを組み合わせて、任意の位置に操作部材１１を変位させることができる。

図２の位置１１ａに操作部材１１が変位させられた場合、操作装置１０は、電動モビリティ１００を予め定められた最高速度にて前進させる速度指令信号を出力する。また、図２の位置１１ｂに操作部材１１が変位させられた場合、操作装置１０は、電動モビリティ１００を予め定められた最高速度にて後進させる速度指令信号を出力する。

図２の位置１１ｃに操作部材１１が変位させられた場合、操作装置１０は、電動モビリティ１００を予め定められた最大操舵角度にて右方向に旋回させる操舵指令信号を出力する。また、図２の位置１１ｄに操作部材１１が変位させられた場合、操作装置１０は、電動モビリティ１００を予め定められた最大操舵角度にて左方向に旋回させる操舵指令信号を出力する。

次に、一次元支持機構１２について説明する。
図４に示すように、一次元支持機構１２は、ロールレール（レール部材）１２ａと、ロールスライド（スライド部材）１２ｂと、ロールキャップ（スライド部材）１２ｃと、ロールブラケット１２ｄとを備えている。
図７に示すように、ロールレール１２ａは、軸線Ｘ２に沿って延在する部材であり、ロールブラケット１２ｄを介してピッチプレート１３ｂに取り付けられている。図４、図７および図８に示すように、ロールスライド１２ｂは、操作部材１１に取り付けられるとともに、軸線Ｘ２に沿って移動可能にロールレール１２ａに取り付けられる。

図９の分解組立図に示すように、ロールスライド１２ｂには溝部１２ｅが設けられ、ロールキャップ１２ｃには突起部１２ｆが設けられている。ロールスライド１２ｂには、ロールレール１２ａが延在する軸線Ｘ２方向に直交する方向に延びる貫通穴（図示略）が設けられており、貫通穴にロールキャップ１２ｃが挿入されるようになっている。ロールスライド１２ｂの貫通穴にロールキャップ１２ｃを挿入してこれらを１つの部材（スライド部材）に一体化した後に、ロールスライド１２ｂの上面と操作部材１１の下面が接合される。これにより、ロールキャップ１２ｃは、ロールスライド１２ｂに挿入された状態となり、溝部１２ｅに沿って突起部１２ｆが移動可能となる。

図７に示すように、ポテンショメータ（付勢機構）１４は、ロールブラケット１２ｄを介してピッチプレート１３ｂに取り付けられている。ポテンショメータ１４は、本体１４ａと、揺動軸１４ｂ回りに揺動する軸状の揺動部材１４ｃとを備えている。揺動部材１４ｃは、ロールブラケット１２ｄに設けられた開口穴（図示略）を介してロールレール１２ａ側に突出するように配置される。

図７に示すように、一次元支持機構１２が組み立てられた状態で、ポテンショメータ１４の揺動部材１４ｃは、ロールキャップ１２ｃの隙間部１２ｇに挿入された状態となる。このようにすることで、操作者が操作部材１１を軸線Ｘ２に沿って移動させるのに伴って、操作部材１１に取り付けられたロールスライド１２ｂが軸線Ｘ２に沿って移動する。ロールスライド１２ｂの移動に伴って、その内部に挿入されたロールキャップ１２ｃが軸線Ｘ２に沿って移動する。そして、ロールキャップ１２ｃの移動にともなって、揺動部材１４ｃが揺動軸１４ｂ回りに揺動する。

図７および図８には、ロールスライド１２ｂの内部に挿入されるロールキャップ１２ｃの状態が、点線にて示されている。前述したように、ロールスライド１２ｂの溝部１２ｅに沿ってロールキャップ１２ｃの突起部１２ｆが移動可能な状態となっている。操作部材１１が図７に示す中立位置から図８に示す変位位置に移動すると、突起部１２ｆが溝部１２ｅの上方から下方へ移動する。そして、揺動部材１４ｃが、隙間部１２ｇを介して伝達される操作者の手の力によって、図７中の時計回りに揺動する。
このようにして、ロールスライド１２ｂおよびロールキャップ１２ｃ（スライド部材）を備える一次元支持機構１２は、操作部材１１の軸線Ｘ２に沿った変位を、ポテンショメータ１４に伝達する。

図７に示す軸線Ｘ２方向の中立位置の操作部材１１が操作者により変位させられ、図８に示す軸線Ｘ２方向の変位位置に移動した場合、ポテンショメータ１４は、操作部材１１を中立位置に向けて付勢する付勢力を発生する。この付勢力は、ポテンショメータ１４の本体１４ａの内部に組み込まれたバネ（図示略）が発生させる。

次に、一次元支持機構１３について説明する。
図４に示すように、一次元支持機構１３は、ベースプレート１３ａと、ピッチプレート１３ｂにピッチカバー１３ｃを固定具（図示略）により組み付けた筒状の揺動部材とを備える。ベースプレート１３ａは、電動モビリティ１００の車幅方向に沿った軸線Ｘ２に直交する平面上に配置される板状部材である。揺動部材は、ベースプレート１３ａと同軸に配置され、軸線Ｘ２回りに揺動可能となっている。図４および図５に示すように、操作部材１１は、ピッチカバー１３ｃの外周面の一部に設けられた開口穴から突出した状態で配置されている。

図６に示すように、ハンドル２４に取り付けられるベースプレート１３ａには、締結ボルト１３ｇが締結される。締結ボルト１３ｇは、ピッチプレート１３ｂに設けられるスリット１３ｈ，１３ｉに、ピッチプレート１３ｂの両側に樹脂製のワッシャ１３ｆを挟んだ状態で挿入されている。図４に示すように、スリット１３ｊ，１３ｋについても、ピッチプレート１３ｂの両側にワッシャ１３ｆを挟んだ状態で締結ボルト１３ｇが挿入されている。
このように、ピッチプレート１３ｂの両側に樹脂製のワッシャ１３ｆを挟むことで、比較的摩擦が少ない状態で、ベースプレート１３ａに対してピッチプレート１３ｂが軸線Ｘ２回りに揺動する。

ピッチプレート１３ｂとピッチカバー１３ｃとは、図示しない複数の締結箇所において固定具（図示略）により締結されている。また、ピッチカバー１３ｃは、ベースプレート１３ａとは連結されていない。したがって、ピッチプレート１３ｂにピッチカバー１３ｃを組み付けた揺動部材は、ベースプレート１３ａに対して、軸線Ｘ２回りに揺動可能となっている。

ベースプレート１３ａは、図４および図５に示す一対のステー１３ｌ，１３ｍと一体的に成型されている。この一対のステー１３ｌ，１３ｍは軸線Ｘ２方向に延在し、これらステーには、ベースブラケット１３ｄが取り付けられている。また、ベースブラケット１３ｄには、ポテンショメータ１５（付勢機構）が取り付けられている。このように、ポテンショメータ１５は、ベースプレート１３ａに対して固定された状態で取り付けられている。

以上説明したように、一次元支持機構１２は、操作部材１１を、ピッチプレート１３ｂに対して軸線Ｘ２方向に変位可能に支持している。また、一次元支持機構１３は、操作部材１１を、ベースプレート１３ａに対して軸線Ｘ１方向（軸線Ｘ２回りの揺動方向）に変位可能に支持している。一次元支持機構１３は、ベースプレート１３ａに対してピッチプレート１３ｂを含む一次元支持機構１２を支持している。このように、ベースプレート１３ａに対して、一次元支持機構１２と一次元支持機構１３は直列に接続されている。これら一対の一次元支持機構１２と一次元支持機構１３により、２次元支持機構が形成されている。

次に、ポテンショメータ１５について説明する。
図４および図５に示すように、ポテンショメータ１５は、本体１５ａと、揺動軸１５ｂ回りに揺動する軸状の揺動部材１５ｃとを備えている。揺動部材１５ｃは、ピッチプレート１３ｂに取り付けられたピッチブラケット１３ｅに設けられた溝に挟まれた状態で配置される。ピッチプレート１３ｂに取り付けられたピッチブラケット１３ｅが軸線Ｘ２回りに揺動することにより、揺動部材１５ｃが揺動軸１５ｂ回りに揺動する。図４および図５の揺動部材１５ｃ近傍に矢印で示す範囲は、揺動部材１５ｃが軸線Ｘ２回りに揺動可能な揺動角の範囲である。

操作部材１１が図４に示す軸線Ｘ１方向の中立位置から図５に示す変位位置に移動する際、操作部材１１の軸線Ｘ２回りの揺動に伴って、ピッチプレート１３ｂがベースプレート１３ａに対して揺動する。ピッチプレート１３ｂが揺動するのは、操作部材１１が一次元支持機構１２によってピッチプレート１３ｂに支持されているからである。

ピッチプレート１３ｂの揺動に伴って、ピッチプレート１３ｂに取り付けられたピッチブラケット１３ｅが揺動し、ベースプレート１３ａに固定されたポテンショメータ１５の揺動部材１５ｃを揺動させる。
このようにして、ピッチプレート１３ｂにピッチカバー１３ｃを組み付けた揺動部材は、操作部材１１の軸線Ｘ２回りの変位（軸線Ｘ１に沿った変位）を、一次元支持機構１３に対応するポテンショメータ１５に伝達する。

図４に示す軸線Ｘ１方向の中立位置の操作部材１１が操作者により変位させられ、図５に示す軸線Ｘ１方向の変位位置に移動した場合、ポテンショメータ１５は、操作部材１１を中立位置に向けて付勢する付勢力を発生する。この付勢力は、ポテンショメータ１５の本体１５ａの内部に組み込まれたバネ（不図示）により与えられる。

次に、ポテンショメータ１４について説明する。
ポテンショメータ１４は、中立位置からの揺動部材１４ｃの揺動角度に応じた電圧値を出力するモジュールである。同様に、ポテンショメータ１５は、中立位置からの揺動部材１５ｃの揺動角度に応じた電圧値を出力するモジュールである。揺動部材１４ｃの揺動角度は、操作部材１１の軸線Ｘ２方向（車幅方向）の操作部材１１の変位に応じた角度となっている。同様に、揺動部材１５ｃの揺動角度は、操作部材１１の軸線Ｘ１方向（走行方向）の操作部材１１の変位に応じた角度となっている。

図１０に示すように、ポテンショメータ１４から出力される電圧値は、電動モビリティ１００の操舵方向を指令する操舵指令信号として、制御部３０に伝達される。同様に、ポテンショメータ１５から出力される電圧値は、電動モビリティ１００の走行速度を指令する速度指令信号として、制御部３０（不図示）に伝達される。
このように、ポテンショメータ１４，１５は、一次元支持機構１２，１３の操作部材１１の変位に応じた指令信号を出力するようになっている。

本実施形態のポテンショメータ１４，１５のそれぞれが備えるバネは、揺動部材１４ｃ，１５ｃの中立位置からの揺動角の変位に対して発生する付勢力の大きさが同一となっている。つまり、中立位置からの揺動角の変位が同じであれば、揺動部材１４ｃ，１５ｃに対してバネが発生させる付勢力が同一である。このように、バネが発生させる付勢力を同一とすることにより、ポテンショメータ１４，１５として同じ種類のモジュールを使うことができ、コスト削減に寄与する。

このように、ポテンショメータ１４とポテンショメータ1５が備えるバネが発生させる付勢力は揺動角の変位に対して同一であるが、これらバネが操作部材１１の変位に対して操作部材１１に与える付勢力は異なったものとなる。具体的には、中立位置からの揺動角の変位が同じであっても、ポテンショメータ１４が車幅方向（軸線Ｘ２方向）に操作部材１１に与える付勢力の方が、ポテンショメータ１５が走行方向（軸線Ｘ１方向）に操作部材１１に与える付勢力よりも大きい。

このように付勢力の大きさに差が生じるのは、操作部材１１の位置に対するポテンショメータの揺動軸の位置が異なるからである。図４および図５に示すように、操作部材１１に対する揺動軸の位置は、ポテンショメータ１４よりもポテンショメータ１５の方が遠い。したがって、ポテンショメータ１４のモーメント距離が短いので、中立位置からの揺動角の変位が同じ場合に、ポテンショメータ１４が車幅方向（軸線Ｘ２方向）に操作部材１１に与える付勢力の方が大きくなる。

次に、本実施形態の電動モビリティ１００の制御構成について説明する。
図１０に示すように、制御部３０は、ポテンショメータ１４から伝達される操舵指令信号と、ポテンショメータ１５から伝達される速度指令信号とに基づいて、後輪２１を構成する右側駆動輪２１ａを駆動する電動モータ（不図示）と、左側駆動輪２１ｂを駆動する電動モータ（不図示）とを制御する。

制御部３０は、速度指令信号が伝達された場合、右側駆動輪２１ａと左側駆動輪２１ｂのそれぞれを速度指令信号に応じた等速度で同方向に回転させる速度制御信号を生成する。この速度制御信号は、走行速度を制御する信号であるため、各駆動輪を同方向に等速度で回転させるための制御信号となっている。

一方、制御部３０は、操舵指令信号が伝達された場合、右側駆動輪２１ａと左側駆動輪２１ｂのそれぞれを操舵指令信号に応じた等速度で異なる方向に回転させる操舵制御信号を生成する。この操舵制御信号は、操舵方向を制御する信号であるため、各駆動輪を異なる方向に等速度で回転させるための制御信号となっている。例えば、右方向に旋回する操舵指令信号が操作装置１０から伝達された場合、左側駆動輪２１ｂを前進方向に回転させ、右側駆動輪２１ａを後退方向に回転させる。

以上のように速度制御信号と操舵制御信号を生成した制御部３０は、速度制御信号と操舵制御信号を重畳した上で、各駆動輪に制御信号を伝達する。
操作装置１０から制御部３０に伝達される指令信号が速度指令信号のみである場合（操作部材１１が車幅方向の中立位置である場合）、制御部３０は、電動モビリティ１００が左右に操舵されずに直進または後退するように各駆動輪を制御する。
また、操作装置１０から制御部３０に伝達される指令信号が操舵指令信号のみである場合（操作部材１１が走行方向の中立位置である場合）、制御部３０は、電動モビリティ１００が前進および後退せずにその場で右方向または左方向に回転して操舵方向を切り換えるように各駆動輪を制御する。

以上説明した本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態の操作装置１０によれば、操作者が操作部材１１を変位させると、相互に直交する２方向の変位が、操作部材１１を支持する一対の一次元支持機構１２，１３のそれぞれに伝達される。一対の一次元支持機構１２，１３に伝達された操作部材１１の変位は、各一次元支持機構１２，１３の操作部材１１の変位に応じた指令信号として出力される。操作部材１１には、各一次元支持機構１２，１３による変位の中立位置に向けた付勢力が一対のポテンショメータ１４，１５により与えられる。

操作者による操作部材１１の変位の方向に、一対の一次元支持機構１２，１３により変位可能に支持される２方向のいずれか一方が含まれる場合、その一方の方向に沿った付勢力が操作部材１１に与えられる。同様に、操作者による操作部材１１の変位の方向に、前述の２方向のいずれか他方が含まれる場合、その他方の方向に沿った付勢力が操作部材１１に与えられる。これらの付勢力によって、操作者は操作部材１１の変位の方向を、操作部材１１が変位可能に支持される２方向のそれぞれについて、個別に認識することができる。よって、操作者は、前述の２方向のいずれか一方のみに操作部材１１を変位させたい場合には、他方に沿った付勢力が操作部材１１に与えられないように操作部材１１の変位状態を調整しながら、操作部材１１を所望の方向に変位させることができる。

このように、本実施形態の操作装置１０によれば、相互に直交する２方向に操作部材１１を変位させることによって指令信号を出力する場合に、各方向への操作部材１１の変位を操作者が個別に認識できるようにして操作性を高めることができる。

本実施形態の操作装置１０は、ポテンショメータ１４，１５が操作部材１１の変位に対して操作部材１１に与える付勢力が異なっている。具体的には、ポテンショメータ１５が操作部材１１の走行方向の変位に対して操作部材１１に与える付勢力よりも、ポテンショメータ１４が操作部材１１の車幅方向の変位にして操作部材１１に与える付勢力の方が大きい。

このようにすることで、操作者は、車幅方向よりも、走行方向に操作部材１１を変位させ易くなる。したがって、車幅方向の変位に応じた操舵指令信号よりも走行方向に沿った速度指令信号を重視し、走行方向の変位に応じた指令信号の出力安定性（直進安定性）を高めることができる。

本実施形態の操作装置１０は、一対の一次元支持機構１２は、車幅方向に沿って延在するロールレール１２ａ（レール部材）と、操作部材１１に取り付けられるとともに、移動可能にロールレール１２ａに取り付けられるロールスライド１２ｂおよびロールキャップ１２ｃとを備え、ロールレール１２ａは、操作部材１１の車幅方向に沿った変位を、ポテンショメータ１４に伝達する。
このようにすることで、操作者は、操作部材１１を車幅方向に沿って直線移動させることにより、操作部材の変位を２次元支持機構に伝達することができる。

本実施形態の操作装置１０は、一次元支持機構１３が、ロールレール１２ａに平行な軸線Ｘ２回りに揺動可能にロールレール１２ａを支持するピッチプレート１３ｂおよびピッチカバー１３ｃ（揺動部材）を備える。
このようにすることで、操作部材１１をロールレール１２ａに沿う方向に直線移動させつつ、ロールレール１２ａに平行な軸線Ｘ２（揺動軸）回りにロールレール１２ａを揺動させることにより、操作部材１１を交差する２方向に個別に変位させることができる。

本実施形態においては、ロールレール１２ａに沿う方向に操作部材１１を付勢するポテンショメータ１４が操作部材１１の変位に対して操作部材１１に与える付勢力が、ロールレール１２ａの揺動方向にピッチプレート１３ｂおよびピッチカバー１３ｃを付勢するポテンショメータ１５が操作部材１１の変位に対して操作部材１１に与える付勢力より大きい。
このようにすることで、操作者は、ロールレール１２ａの揺動方向に操作部材１１を変位させ易く、ロールレール１２ａに沿う方向に操作部材１１を変位させにくくなる。したがって、ロールレール１２ａの揺動方向に沿った速度指令信号の出力安定性を高めることができる。

＜他の実施形態＞
前述した実施形態においては、ポテンショメータ１４，１５のそれぞれが、揺動部材１４ｃ，１５ｃに対して発生させる付勢力の大きさが同一となっているものとしたが、これを異ならせるようにしてもよい。

前述した実施形態においては、ハンドル２４，２５が座席２３に着座した状態の操作者の左右両側に配置されるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、ハンドルを操作者の側方のいずれか一方にのみ配置するようにしてもよい。この場合、側方に配置されたハンドルの先端部に操作装置１０が取り付けられる。

前述した実施形態においては、ポテンショメータ１４，１５が操作部材１１を中立位置に向けて付勢する付勢力を発生させるバネを内蔵するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、操作部材１１を中立位置に向けて２方向（走行方向および車幅方向）にそれぞれ付勢する付勢力を発生する一対の付勢機構を、ポテンショメータ１４，１５とは別途の機構として設けるようにしてもよい。

１０ 操作装置
１１ 操作部材
１２，１３ 一次元支持機構
１２ａ ロールレール（レール部材）
１２ｂ ロールスライド（スライド部材）
１２ｃ ロールキャップ（スライド部材）
１３ａ ベースプレート（板状部材）
１３ｂ ピッチプレート（揺動部材）
１３ｃ ピッチカバー（揺動部材）
１４，１５ ポテンショメータ（付勢機構）
２１ 後輪
２１ａ 右側駆動輪
２１ｂ 左側駆動輪
２２ 車体フレーム
２３ 座席
２４，２５ ハンドル
３０ 制御部
１００ 電動モビリティ
Ｘ１，Ｘ２ 軸線

Claims (6)

1. 操作者により変位させられる操作部材と、
   該操作部材を相互に交差する第１方向および第２方向に個別に変位可能に支持する一対の一次元支持機構を直列に接続してなる２次元支持機構と、
   前記操作部材を各前記一次元支持機構による変位の中立位置に向けて個別に付勢する一対の付勢機構とを備え、
   一方の前記一次元支持機構が、前記操作部材の前記第１方向に沿った変位を第１揺動軸回りに揺動する第１揺動部材を介して一方の前記付勢機構に伝達し、
   他方の前記一次元支持機構が、前記操作部材の前記第２方向に沿った変位を第２揺動軸回りに揺動する第２揺動部材を介して他方の前記付勢機構に伝達し、
   前記操作部材に対する前記第１揺動軸の位置は前記操作部材に対する前記第２揺動軸の位置よりも遠く、
   一方の前記付勢機構が前記第１揺動軸回りの前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力よりも、他方の前記付勢機構が前記第２揺動軸回りの前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力が大きく、
   各前記一次元支持機構の前記操作部材の変位に応じた指令信号を出力する操作装置。
2. 他方の前記一次元支持機構が、前記第２方向に沿って前記操作部材を直線移動可能に支持するレール部材を備える請求項１に記載の操作装置。
3. 一方の前記一次元支持機構が、前記レール部材に平行な軸線回りに揺動可能に前記レール部材を支持する請求項２に記載の操作装置。
4. 前記レール部材に沿う方向に前記操作部材を付勢する他方の前記付勢機構が前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力が、前記レール部材の揺動方向に前記揺動部材を付勢する一方の前記付勢機構が前記操作部材の変位に対して該操作部材に与える付勢力より大きい請求項３に記載の操作装置。
5. 少なくとも１つの電動の駆動輪を備える電動モビリティに取り付けられる操作装置であって、
   操作者により変位させられる操作部材と、
   該操作部材を前記電動モビリティの走行方向および車幅方向に個別に変位可能に支持する一対の一次元支持機構を直列に接続してなる２次元支持機構と、
   前記操作部材を各前記一次元支持機構による変位の中立位置に向けて個別に付勢する一対の付勢機構とを備え、
   前記操作部材を前記走行方向に沿って付勢する一方の前記付勢機構が前記操作部材の前記走行方向の変位に対して該操作部材に与える付勢力よりも、前記操作部材を前記車幅方向に付勢する他方の前記付勢機構が前記操作部材の前記車幅方向の変位に対して該操作部材に与える付勢力が大きく、
   前記操作部材の前記走行方向の変位に応じて前記電動モビリティの走行速度を指令する速度指令信号を出力し、前記操作部材の前記車幅方向の変位に応じて前記電動モビリティの操舵方向を指令する操舵指令信号を出力する操作装置。
6. 請求項５に記載の操作装置と、
   前記走行方向に間隔を空けて配置され、少なくともいずれか一方が電動の駆動輪である後輪および前輪と、
   該前輪および後輪を各車軸回りに回転可能に支持する車体フレームと、
   該車体フレームに取り付けられ、前記前輪と前記後輪との間の該後輪に近接する位置の上方に配置された座席と、
   前記車体フレームに取り付けられ、前記座席に着座した状態の前記操作者の側方に配置されるハンドルとを備え、
   前記操作装置が、前記ハンドルに設けられる電動モビリティ。

Images