以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る操作デバイス１の斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an operation device 1 according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、この例の操作デバイス１のハウジング２は、その右側部分及び左側部分に、ユーザが手で保持するための被保持部２Ｒ，２Ｌをそれぞれ有している。右側の被保持部２Ｒの前部２ｂの上面には複数（この例では４つ）のボタン３が設けられている。被保持部２Ｒは、前部２ｂから後方に伸びる、ユーザが握るためのグリップ２ｄを有している。左側の被保持部２Ｌの前部２ａには方向キー４が設けられている。方向キー４は十字に配置された４つの凸部４ａを有している。被保持部２Ｌも、前部２ａから後方に伸びる、ユーザが握るためのグリップ２ｃを有している。被保持部２Ｒの前部２ｂと被操作部２Ｌの前部２ａは連結部２ｅによって連結されている。連結部２ｅと左側のグリップ２ｃの間に操作軸アッセンブリ１０が配置されている。また、連結部２ｅと右側のグリップ２ｃの間にも操作軸アッセンブリ１０が配置されている。操作軸アッセンブリ１０は、連結部２ｅとグリップ２ｃ，２ｄの間に形成された筒状のアッセンブリ収容部２ｇに収容されている。なお、操作デバイス１は必ずしも２つの操作軸アッセンブリ１０を備えていなくてもよい。すなわち、操作軸アッセンブリ１０は、連結部２ｅとグリップ２ｃの間と、連結部２ｅとグリップ２ｄの間のいずれか一方には配置されていなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the housing 2 of the operation device 1 of this example includes held portions 2R and 2L that are held by the user by hand on the right side portion and the left side portion thereof. A plurality (four in this example) of buttons 3 are provided on the upper surface of the front portion 2b of the right held portion 2R. The held portion 2R has a grip 2d that extends rearward from the front portion 2b and is gripped by the user. A direction key 4 is provided on the front portion 2a of the left held portion 2L. The direction key 4 has four convex portions 4a arranged in a cross shape. The held portion 2L also has a grip 2c that extends rearward from the front portion 2a and is gripped by the user. The front portion 2b of the held portion 2R and the front portion 2a of the operated portion 2L are connected by a connecting portion 2e. An operation shaft assembly 10 is disposed between the connecting portion 2e and the left grip 2c. The operation shaft assembly 10 is also disposed between the connecting portion 2e and the right grip 2c. The operating shaft assembly 10 is accommodated in a cylindrical assembly accommodating portion 2g formed between the connecting portion 2e and the grips 2c and 2d. The operation device 1 does not necessarily have to include the two operation shaft assemblies 10. That is, the operating shaft assembly 10 may not be disposed between the connecting portion 2e and the grip 2c or between the connecting portion 2e and the grip 2d.
図２は操作デバイス１が備える操作軸アッセンブリ１０の分解斜視図である。図３はアッセンブリ１０の側面図である。図４は、後述する操作軸２０の軸心を通る面を切断面とするアッセンブリ１０の断面図である。図５はアッセンブリ１０を構成するセンサー３５が力を検知する方向を説明するための図である。後において詳説するように、アッセンブリ１０は複数（この例では３つ）のセンサー３５を有している。図５における符号３５−１〜３５−３は３つのセンサー３５をそれぞれ示している。以下の説明では、特定のセンサーを示す場合にのみ、符号３５−１〜３５−３を使用する。図５において、Ｚ軸は、初期位置にある操作軸２０（図４に示す位置にある操作軸２０）の軸心に沿った基準軸である。Ｘ軸とＹ軸はそれぞれＺ軸に直交し、且つ互いに直交する基準軸である。すなわち、Ｘ軸とＹ軸はともに初期位置にある操作軸２０の半径方向に沿った基準軸である。この例ではセンサー３５−２が配置される基準軸をＸ軸としている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the operating shaft assembly 10 provided in the operating device 1. FIG. 3 is a side view of the assembly 10. FIG. 4 is a cross-sectional view of the assembly 10 with a plane passing through the axis of the operation shaft 20 described later as a cut surface. FIG. 5 is a diagram for explaining the direction in which the sensor 35 constituting the assembly 10 detects force. As will be described in detail later, the assembly 10 has a plurality (three in this example) of sensors 35. Reference numerals 35-1 to 35-3 in FIG. 5 indicate three sensors 35, respectively. In the following description, reference numerals 35-1 to 35-3 are used only when a specific sensor is indicated. In FIG. 5, the Z axis is a reference axis along the axis of the operation shaft 20 at the initial position (the operation shaft 20 at the position shown in FIG. 4). The X axis and the Y axis are reference axes that are orthogonal to the Z axis and orthogonal to each other. That is, both the X axis and the Y axis are reference axes along the radial direction of the operation shaft 20 at the initial position. In this example, the reference axis on which the sensor 35-2 is arranged is the X axis.
図４に示すように、アッセンブリ１０は操作軸２０を有している。この例の操作軸２０は軸本体２１と、軸本体２１の上端に設けられる第１の操作部２２Ａと、軸本体２１の下端に設けられる第２の操作部２２Ｂとを有している。ユーザは第１の操作部２２Ａと第２の操作部２２Ｂを、操作デバイス１の前面側に配置した指（例えば親指）と、背面側に配置した指（例えば、人差し指や中指）とで挟んで操作軸２０を操作することができる。例えば、ユーザは操作部２２Ａ，２２Ｂを挟んだ状態で操作軸２０をその半径方向に平行移動させたり、操作軸２０を傾けることができる。
As shown in FIG. 4, the assembly 10 has an operation shaft 20. The operation shaft 20 in this example includes a shaft main body 21, a first operation unit 22 </ b> A provided at the upper end of the shaft main body 21, and a second operation unit 22 </ b> B provided at the lower end of the shaft main body 21. The user sandwiches the first operation unit 22A and the second operation unit 22B between a finger (for example, a thumb) disposed on the front side of the operation device 1 and a finger (for example, an index finger or a middle finger) disposed on the back side. The operation shaft 20 can be operated. For example, the user can translate the operation shaft 20 in the radial direction with the operation portions 22 </ b> A and 22 </ b> B interposed therebetween, or can tilt the operation shaft 20.
図４に示すように、第１の操作部２２Ａは軸本体２１の上端に取り付けられるフランジ２２ａを有している。フランジ２２ａは軸本体２１から半径方向に広がる形状（この例では円形）を有している。また、第１の操作部２２Ａはフランジ２２ａの上側に取り付けられるパッド２２ｂを有している。この例のパッド２２ｂは全体として略円形であり、その上面には十字形状の凸部２２ｃが形成されている（図２参照）。凸部２２ｃは必ずしも形成されなくてもよい。この例では、フランジ２２ａは軸本体２１の端面に螺子２９で取り付けられている。パッド２２ｂは螺子２８でフランジ２２ａの上側に取り付けられている（図２参照）。第２の操作部２２Ｂも軸本体２１から半径方向に広がる形状（この例では円形）を有している。第２の操作部２２Ｂは螺子２７で軸本体２１の端面に取り付けられている。
As shown in FIG. 4, the first operation portion 22 </ b> A has a flange 22 a attached to the upper end of the shaft body 21. The flange 22a has a shape that extends in the radial direction from the shaft body 21 (circular in this example). The first operation portion 22A has a pad 22b attached to the upper side of the flange 22a. The pad 22b of this example is substantially circular as a whole, and a cross-shaped convex portion 22c is formed on the upper surface thereof (see FIG. 2). The convex part 22c does not necessarily need to be formed. In this example, the flange 22 a is attached to the end surface of the shaft body 21 with a screw 29. The pad 22b is attached to the upper side of the flange 22a with a screw 28 (see FIG. 2). The second operation portion 22B also has a shape (in this example, a circle) that extends from the shaft body 21 in the radial direction. The second operation portion 22B is attached to the end surface of the shaft main body 21 with a screw 27.
図２及び図４に示すように、アッセンブリ１０は軸本体２１を囲む基体３０を有している。この例の基体３０は略円環状である。上述の操作部２２Ａ，２２Ｂは基体３０を挟んで互いに反対側に位置している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the assembly 10 has a base body 30 surrounding the shaft body 21. The base body 30 in this example is substantially annular. The above-described operation units 22A and 22B are located on opposite sides of the base 30.
図２に示すように、アッセンブリ１０は基体３０に取り付けられる複数のセンサー３５を有している。センサー３５は操作軸２０の周方向に沿って間隔を空けて配置されている。この例では、３つのセンサー３５が等間隔（１２０度間隔）で配置されている。
As shown in FIG. 2, the assembly 10 includes a plurality of sensors 35 attached to the base body 30. The sensors 35 are arranged at intervals along the circumferential direction of the operation shaft 20. In this example, three sensors 35 are arranged at equal intervals (120 degree intervals).
図２に示すように、アッセンブリ１０はフレーム５０を含んでいる。フレーム５０は操作デバイス１のハウジング２の内側で固定される。フレーム５０は基体３０の外周を囲む複数（この例では３つ）の壁部５１を含んでいる。センサー３５は周方向で隣り合う２つの壁部５１の間に配置され、センサー３５の縁は螺子で２つの壁部５１にそれぞれ取り付けられている。なお、フレーム５０はその上部に環状部５２を有し、３つの壁部５１は環状部５２を通して互いに連結されている。
As shown in FIG. 2, the assembly 10 includes a frame 50. The frame 50 is fixed inside the housing 2 of the operating device 1. The frame 50 includes a plurality of (three in this example) wall portions 51 surrounding the outer periphery of the base body 30. The sensor 35 is disposed between two wall portions 51 adjacent in the circumferential direction, and the edge of the sensor 35 is attached to the two wall portions 51 with screws. The frame 50 has an annular portion 52 at an upper portion thereof, and the three wall portions 51 are connected to each other through the annular portion 52.
センサー３５は、操作軸２０の軸方向（Ｚ軸方向）の力と、軸方向に垂直な面（Ｘ軸及びＹ軸を含む水平面）に沿った方向の力とを基体３０から受けることができるように、基体３０に係合している。この例では、図２に示すように、センサー３５はセンサー本体３５ｂから操作軸２０の軸心に向かって突出する係合部３５ａを有している。基体３０の外周面には複数の穴３０ｃ（この例では、基体３０を半径方向に貫通する穴）が形成され、係合部３５ａは穴３０ｃに嵌っている。この係合構造により、センサー３５には、Ｚ軸方向の力と、Ｚ軸に垂直な面に沿った方向の力とが基体３０から作用する。この例では、センサー３５にはＺ軸方向の力と、Ｚ軸を中心とする円の接線方向の力とが基体３０から加えられる。例えばセンサー３５−２（図５参照）にはＺ軸方向の力とＹ軸方向の力とが加えられる。なお、基体３０は係合部３５ａによって支持され、その動きはセンサー３５によって規制されている。
The sensor 35 can receive a force in the axial direction (Z-axis direction) of the operation shaft 20 and a force in a direction along a plane perpendicular to the axial direction (horizontal plane including the X-axis and the Y-axis) from the base body 30. Thus, the base 30 is engaged. In this example, as shown in FIG. 2, the sensor 35 has an engaging portion 35 a that protrudes from the sensor main body 35 b toward the axis of the operation shaft 20. A plurality of holes 30c (in this example, holes penetrating the base body 30 in the radial direction) are formed on the outer peripheral surface of the base body 30, and the engaging portion 35a is fitted in the hole 30c. With this engagement structure, a force in the Z-axis direction and a force in a direction along a plane perpendicular to the Z-axis act on the sensor 35 from the base body 30. In this example, a force in the Z-axis direction and a force in the tangential direction of a circle centered on the Z-axis are applied from the base body 30 to the sensor 35. For example, a force in the Z-axis direction and a force in the Y-axis direction are applied to the sensor 35-2 (see FIG. 5). The base body 30 is supported by the engaging portion 35 a, and its movement is regulated by the sensor 35.
センサー３５は歪みゲージを含み、基体３０から加えられる力を検知する。図５に示すように、各センサー３５は互いに交差する２つの検出方向Ｄ１，Ｄ２を有している。各センサー３５の第１の検出方向Ｄ１は、Ｚ軸に垂直な平面に対して交差する方向である。この例では、第１の検出方向Ｄ１はＺ軸方向に設定されている。センサー３５は、例えばＺ軸の正方向の力が係合部３５ａに作用した場合には正の値を出力し、Ｚ軸の負方向の力が係合部３５ａに作用した場合には負の値を出力する。各センサー３５の第２の検出方向Ｄ２はＺ軸に垂直な平面に沿って設定されている。複数のセンサー３５の第２の検出方向Ｄ２は互いに交差する少なくとも２つの方向に設定されている。具体的には、各センサー３５の第２の検出方向Ｄ２はＺ軸を中心とする円の接線方向に設定されている。図５の例では、センサー３５−２の第２の検出方向Ｄ２はＹ軸の負方向である。センサー３５−３の第２の検出方向Ｄ２はセンサー３５−２の第２の検出方向Ｄ２に対して１２０度傾斜した方向である。センサー３５−１の第２の検出方向Ｄ２はセンサー３５−３の第２の検出方向Ｄ２に対してさらに１２０度傾斜した方向である。センサー３５は、第２の検出方向Ｄ２において正方向の力を受けた場合には正の値を出力し、第２の検出方向Ｄ２において負負方向の力を受けた場合には、負の値を出力する。
The sensor 35 includes a strain gauge and detects a force applied from the substrate 30. As shown in FIG. 5, each sensor 35 has two detection directions D1 and D2 that intersect each other. The first detection direction D1 of each sensor 35 is a direction that intersects a plane perpendicular to the Z axis. In this example, the first detection direction D1 is set in the Z-axis direction. The sensor 35 outputs a positive value when, for example, a positive Z-axis force acts on the engaging portion 35a, and a negative value when a negative Z-axis force acts on the engaging portion 35a. Output the value. The second detection direction D2 of each sensor 35 is set along a plane perpendicular to the Z axis. The second detection directions D2 of the plurality of sensors 35 are set in at least two directions that intersect each other. Specifically, the second detection direction D2 of each sensor 35 is set to a tangential direction of a circle with the Z axis as the center. In the example of FIG. 5, the second detection direction D2 of the sensor 35-2 is the negative direction of the Y axis. The second detection direction D2 of the sensor 35-3 is a direction inclined 120 degrees with respect to the second detection direction D2 of the sensor 35-2. The second detection direction D2 of the sensor 35-1 is a direction further inclined by 120 degrees with respect to the second detection direction D2 of the sensor 35-3. The sensor 35 outputs a positive value when receiving a positive force in the second detection direction D2, and a negative value when receiving a negative or negative force in the second detection direction D2. Is output.
図２及び図４に示すように、アッセンブリ１０は、基体３０を挟んで互いに反対側に配置される第１の可動体４０Ａと第２の可動体４０Ｂとを有している。第１の可動体４０Ａは基体３０の上側に配置され、操作軸２０の上端の第１の操作部２２Ａと基体３０との間に位置している。第２の可動体４０Ｂは基体３０の下側に配置され、操作軸２０の下端の第２の操作部２２Ｂと基体３０との間に位置している。第１の可動体４０Ａは操作軸２０の軸方向で基体３０と対向し、基体３０によって軸方向で支持されている。すなわち、第１の可動体４０Ａの基体３０に向いた面（下面）は基体３０に接している。互いに接する第１の可動体４０Ａの下面と基体３０の上面は水平、すなわちＺ軸に対して垂直である。そのため、第１の可動体４０Ａは基体３０上で水平に、すなわちＸ−Ｙ平面内で動くことができ、Ｚ軸方向では変位しない。同様に、第２の可動体４０Ｂは操作軸２０の軸方向で基体３０と対向し、基体３０によって軸方向で支持されている。すなわち、第２の可動体４０Ｂの基体３０に向いた面（上面）は基体３０に接している。互いに接する第２の可動体４０Ｂの上面と基体３０の下面は水平、すなわちＺ軸に対して垂直である。そのため、第２の可動体４０Ｂも基体３０上で水平に、すなわちＸ−Ｙ平面内で動くことができ、Ｚ軸方向では変位しない。第１の可動体４０Ａと第２の可動体４０Ｂは後述するばね４５Ａ，４５Ｂによってそれぞれ基体３０に押し付けられている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the assembly 10 includes a first movable body 40 </ b> A and a second movable body 40 </ b> B disposed on opposite sides of the base body 30. The first movable body 40 </ b> A is disposed on the upper side of the base body 30 and is positioned between the first operation portion 22 </ b> A at the upper end of the operation shaft 20 and the base body 30. The second movable body 40 </ b> B is disposed on the lower side of the base 30, and is positioned between the second operation portion 22 </ b> B at the lower end of the operation shaft 20 and the base 30. The first movable body 40A faces the base body 30 in the axial direction of the operation shaft 20 and is supported by the base body 30 in the axial direction. That is, the surface (lower surface) of the first movable body 40 </ b> A facing the base body 30 is in contact with the base body 30. The lower surface of the first movable body 40A in contact with each other and the upper surface of the base body 30 are horizontal, that is, perpendicular to the Z axis. Therefore, the first movable body 40A can move horizontally on the base body 30, that is, in the XY plane, and is not displaced in the Z-axis direction. Similarly, the second movable body 40 </ b> B faces the base body 30 in the axial direction of the operation shaft 20 and is supported by the base body 30 in the axial direction. That is, the surface (upper surface) of the second movable body 40 </ b> B facing the base body 30 is in contact with the base body 30. The upper surface of the second movable body 40B in contact with each other and the lower surface of the base body 30 are horizontal, that is, perpendicular to the Z axis. Therefore, the second movable body 40B can also move horizontally on the base body 30, that is, in the XY plane, and is not displaced in the Z-axis direction. The first movable body 40A and the second movable body 40B are pressed against the base body 30 by springs 45A and 45B described later.
軸本体２１はその略中央部に大径部２３を有している。大径部２３は軸本体２１の他の部分よりも大きな径を有している。すなわち、大径部２３は、大径部２３から第１の操作部２２Ａに向かって伸びる部分（以下、軸部２４Ａ）、及び大径部２３から第２の操作部２２Ｂに向かって伸びる部分（以下、軸部２４Ｂ）よりも大きな径を有している。可動体４０Ａ，４０Ｂはそれぞれ軸部２４Ａ，２４Ｂを保持し、且つ大径部２３を操作軸２０の軸方向で挟んでいる。詳細は、可動体４０Ａ，４０Ｂには、軸部２４Ａ，２４Ｂの太さに対応した（一致した）内径を有し且つ可動部４０Ａ，４０ＢをＺ軸方向に貫通する穴が形成されている。軸部２４Ａ，２４Ｂは可動体４０Ａ，４０Ｂの穴にそれぞれ挿通されている。これにより、可動体４０Ａ，４０Ｂは操作軸２０とともに半径方向に移動したり、操作軸２０とともに傾く。
The shaft body 21 has a large-diameter portion 23 at a substantially central portion thereof. The large diameter portion 23 has a larger diameter than other portions of the shaft body 21. That is, the large diameter portion 23 is a portion extending from the large diameter portion 23 toward the first operation portion 22A (hereinafter, shaft portion 24A), and a portion extending from the large diameter portion 23 toward the second operation portion 22B ( Hereinafter, it has a larger diameter than the shaft portion 24B). The movable bodies 40A and 40B hold the shaft portions 24A and 24B, respectively, and sandwich the large diameter portion 23 in the axial direction of the operation shaft 20. Specifically, the movable bodies 40A and 40B are formed with holes having an inner diameter corresponding to (matching) the thickness of the shaft portions 24A and 24B and penetrating the movable portions 40A and 40B in the Z-axis direction. The shaft portions 24A and 24B are inserted through the holes of the movable bodies 40A and 40B, respectively. Thereby, the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B move in the radial direction together with the operation shaft 20, or tilt with the operation shaft 20.
基体３０は環状であり、大径部３０を取り囲んでいる。操作軸２０が初期位置にある状態（いずれの方向にも動かされていない状態）では、操作軸２０の軸心（Ｚ軸）と、基体３０の穴の中心線と、可動体４０Ａ，４０Ｂの穴の中心線は一致している。図４に示すように、基体３０の内径は大径部３０の外径よりも大きい。すなわち、基体３０の内周面と大径部３０の外周面との間にはスペースが設けられている。そのため、操作軸２０は基体３０の内側で半径方向に移動したり、傾くことができる。
The base body 30 has an annular shape and surrounds the large diameter portion 30. In a state where the operation shaft 20 is in the initial position (a state where the operation shaft 20 is not moved in any direction), the axis of the operation shaft 20 (Z axis), the center line of the hole of the base body 30, and the movable bodies 40A and 40B The center lines of the holes are coincident. As shown in FIG. 4, the inner diameter of the base body 30 is larger than the outer diameter of the large diameter portion 30. That is, a space is provided between the inner peripheral surface of the base body 30 and the outer peripheral surface of the large diameter portion 30. Therefore, the operation shaft 20 can move or tilt in the radial direction inside the base body 30.
図２及び図４に示すように、アッセンブリ１０は、ばね４５Ａ，４５Ｂを有している。ばね４５Ａは第１の可動体４０Ａと第１の操作部２２Ａとの間に配置されている。ばね４５Ｂは第２の可動体４０Ｂと第２の操作部２２Ｂとの間に配置されている。この例では、ばね４５Ａの内側に軸部２４Ａが挿通され、ばね４５Ｂの内側に軸部２４Ｂが挿通されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the assembly 10 has springs 45A and 45B. The spring 45A is disposed between the first movable body 40A and the first operation portion 22A. The spring 45B is disposed between the second movable body 40B and the second operation portion 22B. In this example, the shaft portion 24A is inserted inside the spring 45A, and the shaft portion 24B is inserted inside the spring 45B.
図６から図１０はアッセンブリ１０を構成する各部材の動きを説明するための図である。図６は操作軸２０をその軸方向に動かした状態を示している。図７及び図８は操作軸２０の半径方向への平行移動を説明するための図であり、この図では可動体４０Ａ，４０Ｂを操作軸２０の軸方向に見た様子が示されている。図７（ａ）は操作軸２０が初期位置にあるときの可動体４０Ａ，４０Ｂを示している。図７（ｂ）及び図８は操作軸２０が半径方向に平行移動したときの可動体４０Ａ，４０Ｂを示している。図９は操作軸２０の軸心回りの回転を説明するための図であり、この図でも可動体４０Ａ，４０Ｂを操作軸２０の軸方向に見た様子が示されている。図９（ａ）は操作軸２０が初期位置にあるときの可動体４０Ａ，４０Ｂを示し、図９（ｂ）は操作軸２０を軸心回りに回転させたときの可動体４０Ａ，４０Ｂを示している。図１０は操作軸２０を傾けた状態を示している。
6 to 10 are views for explaining the movement of each member constituting the assembly 10. FIG. 6 shows a state in which the operating shaft 20 is moved in the axial direction. 7 and 8 are diagrams for explaining the parallel movement of the operation shaft 20 in the radial direction. In this figure, the movable bodies 40A and 40B are viewed in the axial direction of the operation shaft 20. FIG. FIG. 7A shows the movable bodies 40A and 40B when the operation shaft 20 is at the initial position. FIGS. 7B and 8 show the movable bodies 40A and 40B when the operation shaft 20 is translated in the radial direction. FIG. 9 is a view for explaining the rotation of the operation shaft 20 around the axis, and this figure also shows the state in which the movable bodies 40A and 40B are viewed in the axial direction of the operation shaft 20. FIG. FIG. 9A shows the movable bodies 40A and 40B when the operation shaft 20 is in the initial position, and FIG. 9B shows the movable bodies 40A and 40B when the operation shaft 20 is rotated around the axis. ing. FIG. 10 shows a state in which the operation shaft 20 is tilted.
これらの図に示すように、操作軸２０は、当該操作軸２０の軸方向（Ｚ軸方向）へ平行移動（図６）、及び、傾き（半径方向に沿った任意の軸Ａｘ回りの傾き、図１０）が可能となっている。さらに、操作軸２０は、操作軸２０の軸心（Ｚ軸）に対して垂直な面での動きが可能となっている。操作軸２０の軸心に対して垂直な面での動きは、具体的には、操作軸２０の半径方向への平行移動（図７及び図８）と、操作軸２０の軸心（Ｚ軸）回りでの回転（図９）である。以下の説明では、初期位置にある操作軸２０の軸方向をＺ軸方向と称する。
As shown in these drawings, the operating shaft 20 is translated (FIG. 6) in the axial direction (Z-axis direction) of the operating shaft 20 and tilted (tilt about an arbitrary axis Ax along the radial direction, FIG. 10) is possible. Further, the operation shaft 20 can move on a plane perpendicular to the axis (Z axis) of the operation shaft 20. Specifically, the movement in a plane perpendicular to the axis of the operation shaft 20 includes a parallel movement in the radial direction of the operation shaft 20 (FIGS. 7 and 8) and an axis of the operation shaft 20 (Z axis). ) Rotation around (FIG. 9). In the following description, the axial direction of the operation shaft 20 at the initial position is referred to as the Z-axis direction.
可動体４０Ａ，４０Ｂと基体３０は、ばね４５Ａ，４５Ｂの弾性力に起因する力が可動体４０Ａ，４０Ｂから基体３０に作用するように、形成されている。可動体４０Ａ，４０Ｂから基体３０に作用する力は、操作軸２０の動きに応じた方向に作用する。本実施形態では、可動体４０Ａ，４０ＢはＺ軸方向で基体３０によって支持されている。そのため、操作軸２０がＺ軸方向に移動するとき、及び傾くときに、Ｚ軸方向の力（Ｆ１（図６）、Ｆ５（図１０））が可動体４０Ａ，４０Ｂから基体３０に作用する。また、操作軸２０がＺ軸に垂直な面において動くとき、Ｚ軸に垂直な面に沿った方向の力が可動体４０Ａ，４０Ｂから基体３０に作用する。Ｚ軸に垂直な面に沿った方向の力は、具体的には、操作軸２０の半径方向の力（Ｆ２（図７及び図８））と、操作軸２０を中心とする回転力（複数のＦ３（図９）による回転力（モーメント））である。基体３０に作用する力はセンサー３５によって検知される。
The movable bodies 40A and 40B and the base body 30 are formed so that the force resulting from the elastic force of the springs 45A and 45B acts on the base body 30 from the movable bodies 40A and 40B. The force acting on the base body 30 from the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B acts in a direction corresponding to the movement of the operation shaft 20. In the present embodiment, the movable bodies 40A and 40B are supported by the base body 30 in the Z-axis direction. Therefore, when the operating shaft 20 moves in the Z-axis direction and tilts, forces in the Z-axis direction (F1 (FIG. 6), F5 (FIG. 10)) act on the base body 30 from the movable bodies 40A and 40B. Further, when the operation shaft 20 moves in a plane perpendicular to the Z axis, a force in a direction along the plane perpendicular to the Z axis acts on the base body 30 from the movable bodies 40A and 40B. Specifically, the force in the direction along the plane perpendicular to the Z-axis includes a radial force (F2 (FIGS. 7 and 8)) of the operation shaft 20 and a rotational force (a plurality of forces about the operation shaft 20). ) (Rotational force (moment)) by F3 (FIG. 9). The force acting on the substrate 30 is detected by the sensor 35.
ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０の軸方向での弾性力と、操作軸２０の軸方向に垂直な面に沿った方向の弾性力とを生じる。この例のばね４５Ａ，４５Ｂのそれぞれは、圧縮且つねじりコイルばねである。すなわち、ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０の軸方向で圧縮変形可能であり、且つ操作軸２０を中心とするねじり変形が可能である。したがって、ばね４５Ａ，４５Ｂは、操作軸２０の軸方向に垂直な面に沿った方向の弾性力として、ねじり変形による弾性力（以下ねじり弾性力）を生じる。後述するように、操作軸２０がその半径方向へ移動するとき（図７及び図８）、及び操作軸２０がその軸心を中心として回転するときには（図１０）、ばね４５Ａ，４５Ｂのねじり弾性力に起因する力（Ｆ２（図７及び図８）、複数のＦ３（図９）による回転力（モーメント））が基体３０に作用する。また、操作軸２０がＺ軸方向へ平行移動するとき（図６）及び傾くときときには（図１０）、基体３０には、ばね４５Ａ，４５Ｂの圧縮変形に起因する力（Ｆ１（図６）、Ｆ５（図１０））が作用する（以下、圧縮変形による弾性力を圧縮弾性力とする）。
The springs 45 </ b> A and 45 </ b> B generate an elastic force in the axial direction of the operation shaft 20 and an elastic force in a direction along a plane perpendicular to the axial direction of the operation shaft 20. Each of the springs 45A and 45B in this example is a compression and torsion coil spring. That is, the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B can be compressed and deformed in the axial direction of the operation shaft 20, and can be torsionally deformed around the operation shaft 20. Therefore, the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B generate an elastic force due to torsional deformation (hereinafter, torsional elastic force) as an elastic force in a direction along a plane perpendicular to the axial direction of the operation shaft 20. As will be described later, when the operating shaft 20 moves in the radial direction (FIGS. 7 and 8), and when the operating shaft 20 rotates about its axis (FIG. 10), the torsional elasticity of the springs 45A and 45B. Force (F2 (FIGS. 7 and 8) and rotational force (moment) by a plurality of F3 (FIG. 9)) due to the force acts on the base body 30. Further, when the operating shaft 20 translates in the Z-axis direction (FIG. 6) and tilts (FIG. 10), the base 30 has a force (F1 (FIG. 6), which is caused by the compression deformation of the springs 45A and 45B. F5 (FIG. 10) acts (hereinafter, the elastic force due to the compressive deformation is referred to as a compressive elastic force).
以下、操作軸２０、可動体４０Ａ，４０Ｂ、及び基体３０にについて詳細に説明する。
Hereinafter, the operation shaft 20, the movable bodies 40A and 40B, and the base body 30 will be described in detail.
［軸方向での動きに関する構造］
可動体４０Ａ，４０Ｂは、当該可動体４０Ａ，４０Ｂが操作軸２０に対して軸方向に相対移動可能となるように、操作軸２０を保持している。詳細には、上述したように、操作軸２０の軸部２４Ａ，２４Ｂは、可動体４０Ａ，４０Ｂに形成された穴にそれぞれ挿通されている。可動体４０Ａ，４０Ｂは軸部２４Ａ，２４Ｂに沿って操作軸２０に対して相対移動できる。換言すると、操作軸２０は、図６に示すように、その軸方向（Ｚ軸方向）に平行に移動できる。ばね４５Ａは第１の可動体４０Ａと第１の操作部２２Ａとの間で、それらの接近に抗する圧縮弾性力を発揮する。また、ばね４５Ｂは、第２の可動体４０Ｂと第２の操作部２２Ｂとの間で、それらの接近に抗する圧縮弾性力を発揮する。そのため、操作軸２０がその軸方向に移動したとき、その移動量に応じた圧縮弾性力が３つのセンサー３５に均等に作用する。
[Structure related to axial movement]
The movable bodies 40A and 40B hold the operation shaft 20 so that the movable bodies 40A and 40B can move relative to the operation shaft 20 in the axial direction. Specifically, as described above, the shaft portions 24A and 24B of the operation shaft 20 are inserted through holes formed in the movable bodies 40A and 40B, respectively. The movable bodies 40A and 40B can move relative to the operation shaft 20 along the shaft portions 24A and 24B. In other words, as shown in FIG. 6, the operation shaft 20 can move in parallel to the axial direction (Z-axis direction). The spring 45A exhibits a compression elastic force that resists the approach between the first movable body 40A and the first operation portion 22A. Further, the spring 45B exhibits a compressive elastic force that resists the approach between the second movable body 40B and the second operation portion 22B. Therefore, when the operation shaft 20 moves in the axial direction, the compression elastic force corresponding to the amount of movement acts equally on the three sensors 35.
すなわち、図６に示すように、操作軸２０がＺ軸の負方向に移動するとき、第１の操作部２２Ａと第１の可動体４０Ａとの接近に起因してばね４５Ａが縮められる。その結果、操作軸２０の移動量に応じた圧縮弾性力が基体３０の全体に加えられ、３つのセンサー３５にＺ軸の負方向の力Ｆ１が均等に作用する。反対に、操作軸２０がＺ軸の正方向に移動するとき、第２の操作部２２Ｂと第２の可動体４０Ｂとの接近に起因してばね４５Ｂが縮められる。その結果、３つのセンサー３５にＺ軸の正方向の力が均等に作用する。センサー３５が第１の検出方向Ｄ１（図５参照）で検知する力から操作軸２０の移動量が算出される。
That is, as shown in FIG. 6, when the operating shaft 20 moves in the negative direction of the Z-axis, the spring 45A is contracted due to the approach between the first operating portion 22A and the first movable body 40A. As a result, a compressive elastic force corresponding to the amount of movement of the operation shaft 20 is applied to the entire base 30, and the negative force F <b> 1 of the Z axis acts equally on the three sensors 35. Conversely, when the operating shaft 20 moves in the positive direction of the Z-axis, the spring 45B is contracted due to the approach between the second operating portion 22B and the second movable body 40B. As a result, the positive force of the Z axis acts equally on the three sensors 35. The movement amount of the operation shaft 20 is calculated from the force detected by the sensor 35 in the first detection direction D1 (see FIG. 5).
図６に示すように、第２の可動体４０Ｂは操作軸２０に軸方向で当接し、それにより、操作軸２０がＺ軸の負方向へ移動する時（第１の操作部２２Ａから第２の操作部２２Ｂに向かう方向への移動時）に操作軸２０とともに移動する。具体的には、第２の可動体４０Ｂは、操作軸２０の大径部２３の下側（第２の操作部２２Ｂ側）の面に当接している（図４参照）。そのため、操作軸２０がＺ軸の負方向に移動するとき、ばね４５Ｂの圧縮弾性力はその動きに対する反力として作用しない。また、ばね４５Ａは初期圧縮弾性力を生じる状態でセットされている。すなわち、第１可動体４０Ａと第１の操作部２２Ａとの間の距離は、ばね４５Ａの自然長（負荷を受けていない状態での長さ）よりも小さい。したがって、ばね４５Ａには、操作軸２０が初期位置にある状態でばね４５Ａを圧縮する初期負荷が掛っており、ばね４５Ａは第１の可動体４０Ａと第１の操作部２２Ａとを押し広げる初期圧縮弾性力を発揮している。その結果、Ｚ軸の負方向への操作軸２０の移動は、ばね４５Ａの初期圧縮弾性力を越える操作力が操作軸２０に加えられたときに、開始することとなる。これにより、ユーザが意図しない操作軸２０の動きが抑えられ、操作軸２０の操作性を向上できる。
As shown in FIG. 6, the second movable body 40B abuts against the operation shaft 20 in the axial direction, whereby the operation shaft 20 moves in the negative direction of the Z axis (from the first operation portion 22A to the second ) When moving in the direction toward the operation unit 22B. Specifically, the second movable body 40B is in contact with the surface on the lower side (second operation portion 22B side) of the large diameter portion 23 of the operation shaft 20 (see FIG. 4). Therefore, when the operating shaft 20 moves in the negative direction of the Z axis, the compression elastic force of the spring 45B does not act as a reaction force against the movement. The spring 45A is set in a state where an initial compression elastic force is generated. That is, the distance between the first movable body 40A and the first operation portion 22A is smaller than the natural length of the spring 45A (the length in a state where no load is received). Accordingly, the spring 45A is subjected to an initial load that compresses the spring 45A in a state where the operation shaft 20 is in the initial position, and the spring 45A initially spreads the first movable body 40A and the first operation portion 22A. Exhibits compression elasticity. As a result, the movement of the operating shaft 20 in the negative direction of the Z axis starts when an operating force exceeding the initial compression elastic force of the spring 45A is applied to the operating shaft 20. Thereby, the movement of the operation shaft 20 unintended by the user is suppressed, and the operability of the operation shaft 20 can be improved.
同様に、第１の可動体４０Ａは操作軸２０に軸方向で当接し、それにより、操作軸２０がＺ軸の正方向（第２の操作部２２Ｂから第１の操作部２２Ａに向かう方向）へ移動するときに操作軸２０とともに移動する。具体的には、図４に示すように、第１の可動体４０Ａは、操作軸２０の大径部２３の上側（第１の操作部２２Ａ側）の面に当接している。ばね４５Ｂも初期圧縮弾性力を生じる状態でセットされている。すなわち、ばね４５Ｂは、操作軸２０が初期位置にある状態で、第２の可動体４０Ｂと第２の操作部２２Ｂとを押し広げる弾性力を発揮している。そのため、Ｚ軸の正方向への操作軸２０の移動は、ばね４５Ｂの初期圧縮弾性力を越える力が操作軸２０に加えられたときに、開始することとなる。なお、操作軸２０が初期位置にある状態では、ばね４５Ａの初期圧縮弾性力により基体３０に作用する力とばね４５Ｂの初期圧縮弾性力により基体３０に作用する力は互いに打ち消しあっている。
Similarly, the first movable body 40A abuts against the operation shaft 20 in the axial direction, whereby the operation shaft 20 is in the positive direction of the Z-axis (the direction from the second operation unit 22B toward the first operation unit 22A). It moves with the operating shaft 20 when moving to. Specifically, as shown in FIG. 4, the first movable body 40 </ b> A is in contact with the surface on the upper side (first operation portion 22 </ b> A side) of the large diameter portion 23 of the operation shaft 20. The spring 45B is also set in a state where an initial compression elastic force is generated. That is, the spring 45B exhibits an elastic force that pushes the second movable body 40B and the second operation portion 22B in a state where the operation shaft 20 is in the initial position. Therefore, the movement of the operation shaft 20 in the positive direction of the Z axis is started when a force exceeding the initial compression elastic force of the spring 45B is applied to the operation shaft 20. In the state where the operating shaft 20 is in the initial position, the force acting on the base body 30 by the initial compression elastic force of the spring 45A and the force acting on the base body 30 by the initial compression elastic force of the spring 45B cancel each other.
［半径方向での平行移動に関する構造］
可動体４０Ａ，４０Ｂは、上述したように操作軸２０を保持しており、操作軸２０が半径方向へ平行移動するとき操作軸２０とともに半径方向に移動する。また、可動体４０Ａ，４０Ｂは、操作軸２０の周方向において当該操作軸２０に対して相対回転可能である。アッセンブリ１０には、可動体４０Ａ，４０Ｂと係合し、操作軸２０の半径方向への平行移動に応じて可動体４０Ａ，４０Ｂを回転させる係合凸部３０ａ，３０ｂが設けられている。後述するように、可動体４０Ａ，４０Ｂが回転することにより、ばね４５Ａ，４５Ｂがねじられる。
[Structure related to parallel translation in the radial direction]
The movable bodies 40A and 40B hold the operation shaft 20 as described above, and move in the radial direction together with the operation shaft 20 when the operation shaft 20 translates in the radial direction. Further, the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B can rotate relative to the operation shaft 20 in the circumferential direction of the operation shaft 20. The assembly 10 is provided with engagement protrusions 30a and 30b that engage with the movable bodies 40A and 40B and rotate the movable bodies 40A and 40B according to the parallel movement of the operation shaft 20 in the radial direction. As will be described later, when the movable bodies 40A and 40B rotate, the springs 45A and 45B are twisted.
この例では、係合凸部３０ａ，３０ｂは基体３０に形成されている。図２及び図３に示すように、係合凸部３０ａ，３０ｂは基体３０の上面及び下面からそれぞれ突出し、且つ操作軸２０の軸心から半径方向に離れて位置している。各可動体４０Ａ，４０Ｂは係合凹部４１を有している。この例の可動体４０Ａ，４０Ｂは円盤の外周部が部分的に切り欠かれた形状を有している。そして、その切り欠かれた部分が係合凹部４１となっている。係合凸部３０ａ，３０ｂは係合凹部４１と係合している。すなわち、係合凸部３０ａ，３０ｂは、図７（ａ）に示すように、係合凹部４１の内側に配置されている。そして、係合凸部３０ａ，３０ｂは、可動体４０Ａ，４０Ｂの回転中心から離れた位置で係合凹部４１の内面と操作軸２０の周方向において当接している（以下において、係合凹部４１の内面における係合凸部３０ａ，３０ｂが当接する部分をそれぞれ当接面４１ａ，４１ｂとする）。なお、図７（ａ）において符号３０ａ−１〜３０ａ−３及び３０ｂ−１〜３０ｂ−３は３つの係合凸部３０ａ，３０ｂをそれぞれ示している（以下の説明では、特定の係合凸部３０ａ，３０ｂを示す場合に、符号３０ａ−１〜３０ａ−３及び３０ｂ−１〜３０ｂ−３を使用する）。
In this example, the engaging protrusions 30 a and 30 b are formed on the base body 30. As shown in FIGS. 2 and 3, the engaging protrusions 30 a and 30 b protrude from the upper surface and the lower surface of the base body 30 and are located away from the axis of the operation shaft 20 in the radial direction. Each movable body 40A, 40B has an engagement recess 41. The movable bodies 40A and 40B in this example have a shape in which the outer peripheral portion of the disk is partially cut out. The notched portion is an engagement recess 41. The engaging convex portions 30 a and 30 b are engaged with the engaging concave portion 41. That is, the engagement convex portions 30a and 30b are disposed inside the engagement concave portion 41 as shown in FIG. The engaging protrusions 30a and 30b are in contact with the inner surface of the engaging recess 41 in the circumferential direction of the operation shaft 20 at a position away from the rotation center of the movable bodies 40A and 40B (hereinafter referred to as engaging recess 41). The portions on the inner surface where the engaging projections 30a and 30b come into contact are referred to as contact surfaces 41a and 41b, respectively). In FIG. 7A, reference numerals 30a-1 to 30a-3 and 30b-1 to 30b-3 denote three engagement protrusions 30a and 30b, respectively (in the following description, specific engagement protrusions). When the parts 30a and 30b are shown, reference numerals 30a-1 to 30a-3 and 30b-1 to 30b-3 are used).
図７を参照して、可動体４０Ａ，４０Ｂの動きについて説明する。図７（ａ）及び（ｂ）において、Ｚ軸は、初期位置にある操作軸２０の軸心の位置を示している。図７（ｂ）の符号Ｄｓの示す方向は操作軸２０の移動方向であり、符号Ａｘは移動後の操作軸２０の軸心の位置を示している。図７（ｂ）に示すように、操作軸２０がその半径方向へ平行移動する時、係合凹部４１の当接面４１ａ，４１ｂが係合凸部３０ａ，３０ｂに当るため、可動体４０Ａ，４０Ｂは操作軸２０とともに半径方向に移動しながら回転する。この例では、基体３０は複数の係合凸部３０ａを有し、第１可動体４０Ａは複数の係合凹部４１を有している。同様に、基体３０は複数の係合凸部３０ｂを有し、第２可動体４０Ｂは複数の係合凹部４１を有している。操作軸２０が半径方向に平行移動するとき、いずれかの係合凸部３０ａ，３０ｂに当接面４１ａ，４１ｂが当ることにより、可動体４０Ａ，４０Ｂは操作軸２０とともに半径方向に移動しながら、回転する。上述したように、第１の可動体４０Ａは基体３０の水平な上面に接し、第２の可動体４０Ｂの基体３０の水平な下面に接している。そのため、操作軸２０がその半径方向へ平行移動する時、可動体４０Ａ，４０ＢはＺ軸方向で変位しない。
With reference to FIG. 7, the movement of the movable bodies 40A and 40B will be described. 7A and 7B, the Z axis indicates the position of the axis of the operation shaft 20 at the initial position. The direction indicated by reference sign Ds in FIG. 7B is the movement direction of the operation shaft 20, and reference sign Ax indicates the position of the axis of the operation shaft 20 after movement. As shown in FIG. 7B, when the operating shaft 20 translates in the radial direction, the contact surfaces 41a and 41b of the engaging recess 41 abut against the engaging projections 30a and 30b. 40B rotates with the operating shaft 20 while moving in the radial direction. In this example, the base body 30 has a plurality of engaging convex portions 30a, and the first movable body 40A has a plurality of engaging concave portions 41. Similarly, the base body 30 has a plurality of engaging convex portions 30b, and the second movable body 40B has a plurality of engaging concave portions 41. When the operation shaft 20 translates in the radial direction, the contact surfaces 41a and 41b come into contact with any of the engaging projections 30a and 30b, so that the movable bodies 40A and 40B move together with the operation shaft 20 in the radial direction. ,Rotate. As described above, the first movable body 40A is in contact with the horizontal upper surface of the base body 30, and is in contact with the horizontal lower surface of the base body 30 of the second movable body 40B. Therefore, when the operating shaft 20 is translated in the radial direction, the movable bodies 40A and 40B are not displaced in the Z-axis direction.
当接面４１ａ，４１ｂは、図７（ａ）に示すように、係合凸部３０ａ，３０ｂを通る半径方向に沿った直線Ｌ２に沿って形成されている。この例では、各係合凹部４１は直線Ｌ２に対して対称に形成されている。また、係合凹部４１の底部４１ｃには、半径方向の外方に開いた湾曲面が形成されている。なお、係合凹部４１の底部４１ｃは必ずしもこのような湾曲面でなくてもよく、平らな面や、操作軸２０を中心に湾曲した面であってもよい。底部４１ｃの位置、すなわち係合凹部４１の深さは、操作軸２０の移動時に係合凸部３０ａ，３０ｂが底部４１ｃに当らないように設定されることが望ましい。
As shown in FIG. 7A, the contact surfaces 41a and 41b are formed along a straight line L2 along the radial direction passing through the engaging protrusions 30a and 30b. In this example, each engaging recess 41 is formed symmetrically with respect to the straight line L2. Further, a curved surface that opens outward in the radial direction is formed on the bottom 41c of the engaging recess 41. The bottom 41c of the engaging recess 41 does not necessarily have such a curved surface, and may be a flat surface or a surface curved around the operation shaft 20. The position of the bottom 41c, that is, the depth of the engaging recess 41 is preferably set so that the engaging protrusions 30a and 30b do not hit the bottom 41c when the operation shaft 20 is moved.
図２及び図７に示すように、複数の係合凸部３０ａは操作軸２０の周方向に間隔をあけて形成されている。図７（ａ）に示すように、操作軸２０が初期位置にある状態では、複数の係合凸部３０ａは、第１の可動体４０Ａに形成された複数の係合凹部４１の当接面４１ａにそれぞれ当接している。この例では、基体３０は等間隔（１２０度）で配置される３つの係合凸部３０ａを有し、第１の可動体４０Ａには３つの係合凹部４１が形成されている。同様に、基体３０は等間隔（１２０度）で配置される３つの係合凸部３０ｂを有し、第２の可動体４０Ｂには３つの係合凹部４１が形成されている。この例では、係合凸部３０ａ，３０ｂは周方向において同じ角度位置に形成されている。すなわち、係合凸部３０ａ，３０ｂは操作軸２０の軸方向で互いに反対側に位置している（図３参照）。
As shown in FIGS. 2 and 7, the plurality of engaging protrusions 30 a are formed at intervals in the circumferential direction of the operation shaft 20. As shown in FIG. 7A, in a state where the operation shaft 20 is in the initial position, the plurality of engagement convex portions 30a are abutting surfaces of the plurality of engagement concave portions 41 formed in the first movable body 40A. 41a is in contact with each other. In this example, the base body 30 has three engaging convex portions 30a arranged at equal intervals (120 degrees), and three engaging concave portions 41 are formed in the first movable body 40A. Similarly, the base body 30 has three engaging convex portions 30b arranged at equal intervals (120 degrees), and three engaging concave portions 41 are formed in the second movable body 40B. In this example, the engaging protrusions 30a and 30b are formed at the same angular position in the circumferential direction. That is, the engagement convex portions 30a and 30b are located on the opposite sides in the axial direction of the operation shaft 20 (see FIG. 3).
操作軸２０が初期位置にある状態で、第１の可動体４０Ａに形成された複数の当接面４１ａは同一方向で係合凸部３０ａに当接している。この例では、図７（ａ）に示すように、当接面４１ａは全て時計回り方向で係合凸部３０ａに当接している。換言すると、当接面４１ａは係合凸部３０ａの外面のうち反時計回り方向に向いた側面に当接している。これにより、操作軸２０がどの角度の半径方向に移動する場合であっても、いずれかの係合凸部３０ａが第１の可動体４０Ａを反時計回り方向に回転させる。なお、係合凸部３０ａの数は、操作軸２０がどの角度の半径方向に移動した場合であっても第１の可動体４０Ａの回転が生じるように設定される。したがって、係合凸部３０ａの数は必ずしも３つに限定されず、それ以上であってもよい。
In a state where the operation shaft 20 is in the initial position, the plurality of contact surfaces 41a formed on the first movable body 40A are in contact with the engagement convex portion 30a in the same direction. In this example, as shown in FIG. 7A, all of the contact surfaces 41a are in contact with the engaging protrusions 30a in the clockwise direction. In other words, the contact surface 41a is in contact with the side surface facing the counterclockwise direction of the outer surface of the engagement convex portion 30a. Thereby, even if it is a case where the operating shaft 20 moves to the radial direction of which angle, one of the engagement convex parts 30a rotates the 1st movable body 40A counterclockwise. Note that the number of the engaging convex portions 30a is set so that the first movable body 40A rotates even when the operating shaft 20 moves in any radial direction. Therefore, the number of the engaging convex portions 30a is not necessarily limited to three, and may be more than that.
図７（ｂ）の例では、操作軸２０が半径方向（図において左方向）に移動したために、係合凸部３０ａ−２が第１の可動体４０Ａの当接面４１ａにあたり、第１の可動体４０Ａを回転させている。その他の係合凸部３０ａ−１，３０ａ−３は、第１の可動体４０Ａが回転するために、第１の可動体４０Ａの当接面４１ａから離れている。図７（ｂ）に示すように、可動体４０Ａ，４０Ｂの回転に寄与しない係合凸部３０ａによって可動体４０Ａの回転が阻害されないように、係合凹部４１の幅Ｗ１は係合凸部３０ａに比べて大きく設定されている。
In the example of FIG. 7B, since the operating shaft 20 has moved in the radial direction (leftward in the figure), the engaging convex portion 30a-2 hits the contact surface 41a of the first movable body 40A and the first The movable body 40A is rotated. The other engaging protrusions 30a-1 and 30a-3 are separated from the contact surface 41a of the first movable body 40A because the first movable body 40A rotates. As shown in FIG. 7 (b), the width W1 of the engagement recess 41 is set so that the rotation of the movable body 40A is not hindered by the engagement protrusion 30a that does not contribute to the rotation of the movable bodies 40A and 40B. It is set larger than
図７（ａ）に示すように、操作軸２０が初期位置にある状態で、第２の可動体４０Ｂに形成された複数の係合凹部４１の当接面４１ｂも、同一の回転方向で係合凸部３０ｂに当接している。これにより、操作軸２０がどの角度の半径方向に移動する場合であっても、いずれかの係合凸部３０ｂが第２の可動体４０Ｂを回転させる。
As shown in FIG. 7A, the contact surfaces 41b of the plurality of engaging recesses 41 formed in the second movable body 40B are also engaged in the same rotational direction with the operating shaft 20 in the initial position. It is in contact with the joint convex part 30b. Thereby, even if it is a case where the operating shaft 20 moves to the radial direction of which angle, one of the engagement convex parts 30b rotates the 2nd movable body 40B.
第２の可動体４０Ｂの当接面４１ｂは第１の可動体４０Ａの当接面４１ａとは反対方向で係合凸部３０ｂに当接している。すなわち、この例の当接面４１ｂは、図７（ａ）に示すように、全て反時計回り方向で係合凸部３０ｂに当接している。換言すると、当接面４１ａは、係合凸部３０ａの外面のうち反時計回り方向に向いた側面に当接し、当接面４１ｂは、係合凸部３０ｂの外面のうち時計回り方向に向いた側面に当接している。このため、操作軸２０が半径方向に移動するとき、可動体４０Ａ，４０Ｂは互いに反対向きに回転する。図７（ｂ）の例では、第１の可動体４０Ａは操作軸２０を中心に反時計回り方向（図においてＤａ方向）に回転し、第２の可動体４０Ｂは操作軸２０を中心に時計回り方向（図においてＤｂ方向）に回転する。なお、第２の可動体４０Ｂの回転に寄与しない係合凸部３０ｂ（図７（ｂ）では係合凸部３０ｂ−２，３０ｂ−３）によって第２の可動体４０Ｂの回転が阻害されないように、第２の可動体４０Ｂの係合凹部４１の幅も係合凸部３０ｂに比べて大きく設定されている。上述したように、第１の可動体４０Ａは基体３０の水平な上面に接し、第２の可動体４０Ｂの基体３０の水平な下面に接している。可動体４０Ａ，４０Ｂは互いに平行である。操作軸２０がその半径方向へ移動する時、可動体４０Ａ，４０Ｂは互いに平行な状態を保ったまま、互いに反対方向に回転する。
The contact surface 41b of the second movable body 40B is in contact with the engagement convex portion 30b in the opposite direction to the contact surface 41a of the first movable body 40A. That is, as shown in FIG. 7A, all of the contact surfaces 41b in this example are in contact with the engaging convex portions 30b in the counterclockwise direction. In other words, the contact surface 41a contacts the side surface of the outer surface of the engagement convex portion 30a facing in the counterclockwise direction, and the contact surface 41b faces the clockwise direction of the outer surface of the engagement convex portion 30b. It is in contact with the side. For this reason, when the operating shaft 20 moves in the radial direction, the movable bodies 40A and 40B rotate in opposite directions. In the example of FIG. 7B, the first movable body 40A rotates in the counterclockwise direction (Da direction in the figure) around the operation shaft 20, and the second movable body 40B rotates clockwise around the operation shaft 20. It rotates in the direction of rotation (Db direction in the figure). It should be noted that the rotation of the second movable body 40B is not hindered by the engagement convex portions 30b that do not contribute to the rotation of the second movable body 40B (the engagement convex portions 30b-2 and 30b-3 in FIG. 7B). Moreover, the width of the engaging recess 41 of the second movable body 40B is also set larger than that of the engaging protrusion 30b. As described above, the first movable body 40A is in contact with the horizontal upper surface of the base body 30, and is in contact with the horizontal lower surface of the base body 30 of the second movable body 40B. The movable bodies 40A and 40B are parallel to each other. When the operation shaft 20 moves in the radial direction, the movable bodies 40A and 40B rotate in opposite directions while maintaining a parallel state.
上述したように、第１の可動体４０Ａと第１の操作部２２Ａとの間にはばね４５Ａが配置されている。また、第２の可動体４０Ｂと第２の操作部２２Ｂとの間にはばね４５Ｂが配置されている。ばね４５Ａとばね４５Ｂは互いに反対向きに可動体４０Ａ，４０Ｂをそれぞれ付勢している。この例では、ばね４５Ａは、時計回り方向（操作軸２０の平行移動による第１の可動体４０Ａの回転とは反対方向）に第１の可動体４０Ａを付勢している。一方、ばね４５Ｂは、反時計回り方向（操作軸２０の平行移動による第２の可動体４０Ｂの回転とは反対方向）に第２の可動体４０Ｂを付勢している。したがって、操作軸２０がその半径方向に平行移動すると、ばね４５Ａ，４５Ｂが可動体４０Ａ，４０Ｂによってそれぞれねじられて、ばね４５Ａ，４５Ｂのねじり弾性力（回転力）が増す。なお、図３に示すように、ばね４５Ａの両端部は可動体４０Ａと操作軸２０とにそれぞれ係合し、それらの係合により、ばね４５Ａは、時計回り方向に第１の可動体４０Ａを付勢している。同様に、ばね４５Ｂの両端部は第２の可動体４０Ｂと操作軸２０とにそれぞれ係合し、それらの係合により、ばね４５Ｂは、反時計回り方向に第２の可動体４０Ｂを付勢している。
As described above, the spring 45A is disposed between the first movable body 40A and the first operation portion 22A. Further, a spring 45B is disposed between the second movable body 40B and the second operation portion 22B. The spring 45A and the spring 45B bias the movable bodies 40A and 40B in opposite directions. In this example, the spring 45A biases the first movable body 40A in the clockwise direction (the direction opposite to the rotation of the first movable body 40A due to the parallel movement of the operation shaft 20). On the other hand, the spring 45B biases the second movable body 40B in the counterclockwise direction (the direction opposite to the rotation of the second movable body 40B due to the parallel movement of the operation shaft 20). Therefore, when the operating shaft 20 is translated in the radial direction, the springs 45A and 45B are twisted by the movable bodies 40A and 40B, respectively, and the torsional elastic force (rotational force) of the springs 45A and 45B is increased. As shown in FIG. 3, both ends of the spring 45A are engaged with the movable body 40A and the operating shaft 20, respectively, and the spring 45A causes the first movable body 40A to rotate clockwise by the engagement. Energized. Similarly, both ends of the spring 45B are engaged with the second movable body 40B and the operation shaft 20, respectively, and the spring 45B biases the second movable body 40B in the counterclockwise direction by the engagement. doing.
図３に示すように、ばね４５Ａ，４５Ｂは、その両端部に、半径方向に伸びるアーム部４５ｃ，４５ｄを有している。可動体４０Ａ，４０Ｂは操作部２２Ａ，２２Ｂに向けて突出するばね受け４２を有し、操作部２２Ａ，２２Ｂは可動体４０Ａ，４０Ｂに向けて突出するばね受け２５を有している。アーム部４５ｃ，４５ｄは、可動体４０Ａ，４０Ｂによってばね４５Ａ，４５Ｂがねじられるように可動体４０Ａ，４０Ｂと操作部２２Ａ，２２Ｂとにそれぞれ係合している。すなわち、アーム部４５ｃ，４５ｄは操作軸２０を中心とする周方向でばね受け４２，２５と係合している。
As shown in FIG. 3, the springs 45A and 45B have arm portions 45c and 45d extending in the radial direction at both ends thereof. The movable bodies 40A and 40B have spring receivers 42 that protrude toward the operating parts 22A and 22B, and the operating parts 22A and 22B have spring receivers 25 that protrude toward the movable bodies 40A and 40B. The arm portions 45c and 45d are engaged with the movable bodies 40A and 40B and the operation portions 22A and 22B, respectively, so that the springs 45A and 45B are twisted by the movable bodies 40A and 40B. That is, the arm portions 45 c and 45 d are engaged with the spring receivers 42 and 25 in the circumferential direction around the operation shaft 20.
基体３０は、可動体４０Ａ，４０Ｂの回転による力、具体的にはばね４５Ａ，４５Ｂのねじり弾性力に起因する力Ｆａ２，Ｆｂ２（図７（ｂ）参照）を可動体４０Ａ，４０Ｂから受ける。この例では、上述したように、基体３０は、可動体４０Ａ，４０Ｂの回転方向（操作軸２０を中心とする周方向）で当接面４１ａ，４１ｂと当接する係合凸部３０ａ，３０ｂを有している。力Ｆａ２，Ｆｂ２は、複数の係合凸部３０ａ，３０ｂのうち可動体４０Ａ，４０Ｂを回転させる係合凸部３０ａ，３０ｂ（図７（ｂ）の例では３０ａ−２，３０ｂ−１）を通して基体３０に加えられる。可動体４０Ａ，４０Ｂの回転量は操作軸２０の移動量に応じた量となるため、基体３０には操作軸２０の移動量に応じた大きさの力が加えられる。上述したように、当接面４１ａ，４１ｂは、係合凸部３０ａ，３０ｂを通る半径方向に沿った直線Ｌ２に沿って形成されている。可動体４０Ａ，４０Ｂから基体３０に作用する力Ｆａ２，Ｆｂ２は当接面４１ａ，４１ｂの垂線の方向に作用する。
The base body 30 receives from the movable bodies 40A and 40B forces due to the rotation of the movable bodies 40A and 40B, specifically, forces Fa2 and Fb2 (see FIG. 7B) resulting from the torsional elastic forces of the springs 45A and 45B. In this example, as described above, the base body 30 includes the engaging protrusions 30a and 30b that come into contact with the contact surfaces 41a and 41b in the rotation direction of the movable bodies 40A and 40B (the circumferential direction around the operation shaft 20). Have. The forces Fa2 and Fb2 are transmitted through the engagement protrusions 30a and 30b (30a-2 and 30b-1 in the example of FIG. 7B) that rotate the movable bodies 40A and 40B among the plurality of engagement protrusions 30a and 30b. Applied to the substrate 30. Since the amount of rotation of the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B is an amount corresponding to the amount of movement of the operation shaft 20, a force having a magnitude corresponding to the amount of movement of the operation shaft 20 is applied to the base 30. As described above, the contact surfaces 41a and 41b are formed along the straight line L2 along the radial direction passing through the engaging protrusions 30a and 30b. Forces Fa2 and Fb2 acting on the base body 30 from the movable bodies 40A and 40B act in the direction of the perpendicular of the contact surfaces 41a and 41b.
上述したように、可動体４０Ａ，４０Ｂはばね４５Ａ，４５Ｂによって互いに反対方向に付勢され、係合凸部３０ａ，３０ｂにそれぞれ当っている。そのため、図７（ｂ）に示すように、操作軸２０が半径方向に移動するときに、第１の可動体４０Ａから基体３０に作用する力Ｆａ２に起因する基体３０のモーメントと、第２の可動体４０Ｂから基体３０に作用する力Ｆｂ２に起因する基体３０のモーメントは互いに打ち消し合う。また、可動体４０Ａ，４０Ｂは互いに反対方向で基体３０の係合凸部３０ａ，３０ｂに当っている。そのため、操作軸２０が半径方向に移動するときに第１の可動体４０Ａが当る係合凸部３０ａと第２の可動体４０Ｂが当る係合凸部３０ｂは、Ｚ軸を通り且つ操作軸２０の移動方向（Ｄｓ）に沿った直線を挟んで互いに反対側に位置する。その結果、力Ｆａ２と力Ｆｂ２の合力Ｆ２は操作軸２０の移動方向に応じた方向の力となる。
As described above, the movable bodies 40A and 40B are urged in the opposite directions by the springs 45A and 45B and are in contact with the engaging convex portions 30a and 30b, respectively. Therefore, as shown in FIG. 7B, when the operating shaft 20 moves in the radial direction, the moment of the base body 30 caused by the force Fa2 acting on the base body 30 from the first movable body 40A, and the second The moments of the base body 30 due to the force Fb2 acting on the base body 30 from the movable body 40B cancel each other. Further, the movable bodies 40A and 40B are in contact with the engaging convex portions 30a and 30b of the base body 30 in opposite directions. For this reason, when the operation shaft 20 moves in the radial direction, the engagement convex portion 30a against which the first movable body 40A abuts and the engagement convex portion 30b against which the second movable body 40B abuts pass through the Z axis and the operation shaft 20. Are located on opposite sides of the straight line along the moving direction (Ds). As a result, the resultant force F2 of the force Fa2 and the force Fb2 is a force in a direction corresponding to the moving direction of the operation shaft 20.
力Ｆ２は基体３０からセンサー３５に加えられ、センサー３５の第２の検出方向Ｄ２（図５参照）で検知される。検知された力に基づいて、操作軸２０の移動量及び移動方向が算出され得る。例えば、操作軸２０のＸ軸方向の移動量は、３つのセンサー３５が検知する力のＸ軸方向成分に基づいて算出される。また、操作軸２０のＹ軸方向の移動量は、３つのセンサー３５が検知する力のＹ軸方向成分に基づいて算出される。
The force F2 is applied from the substrate 30 to the sensor 35 and is detected in the second detection direction D2 (see FIG. 5) of the sensor 35. Based on the detected force, the moving amount and moving direction of the operation shaft 20 can be calculated. For example, the amount of movement of the operation shaft 20 in the X-axis direction is calculated based on the X-axis direction component of the force detected by the three sensors 35. Further, the amount of movement of the operation shaft 20 in the Y-axis direction is calculated based on the Y-axis direction component of the force detected by the three sensors 35.
なお、図７（ｂ）では操作軸２０の移動方向は係合凸部３０ａ−１と係合凸部３０ａ−２との中間の角度である。中間の角度からずれた方向に操作軸２０が移動する場合でも、力Ｆａ２と力Ｆｂ２の合力Ｆ２は操作軸２０の移動方向に応じた方向となる。例えば、図８に示すように、係合凸部３０ａ−１，３０ｂ−１側に傾斜した方向に操作軸２０が移動する場合、第１の可動体４０Ａの回転量が第２の可動体４０Ｂの回転量よりも大きくなる。そのため、力Ｆａ２は力Ｆｂ２に比して大きくなる。その結果、図８の合力Ｆ２の方向も係合凸部３０ａ−１，３０ｂ−１側に傾斜した、操作軸２０の移動方向に応じた方向となる。
In FIG. 7B, the movement direction of the operation shaft 20 is an intermediate angle between the engaging convex portion 30a-1 and the engaging convex portion 30a-2. Even when the operation shaft 20 moves in a direction deviated from the intermediate angle, the resultant force F2 of the force Fa2 and the force Fb2 is a direction corresponding to the moving direction of the operation shaft 20. For example, as shown in FIG. 8, when the operation shaft 20 moves in a direction inclined toward the engagement convex portions 30a-1 and 30b-1, the rotation amount of the first movable body 40A is the second movable body 40B. It becomes larger than the amount of rotation. Therefore, the force Fa2 is larger than the force Fb2. As a result, the direction of the resultant force F2 in FIG. 8 is also a direction corresponding to the moving direction of the operation shaft 20 inclined toward the engagement convex portions 30a-1 and 30b-1.
ばね４５Ａ，４５Ｂは、操作軸２０が初期位置にある状態で（図７（ａ）の状態で）、ねじり弾性力を発揮している。すなわち、ばね４５Ａ，４５Ｂは、当該ばね４５Ａ，４５Ｂをねじる初期負荷が掛けられた状態で設置されている。そのため、ばね４５Ａは第１の可動体４０Ａを時計回り方向に付勢する初期ねじり弾性力を発揮しており、操作軸２０が初期位置にある状態で、第１の可動体４０Ａの複数の当接面４１ａは、それぞれ係合凸部３０ａに押し付けられている。同様に、ばね４５Ｂは第２の可動体４０Ｂを反時計回り方向に付勢する初期ねじり弾性力を発揮しており、第２の可動体４０Ｂの複数の当接面４１ｂはそれぞれ係合凸部３０ｂに押し付けられている。この初期ねじり弾性力により操作軸２０は初期位置に付勢される。すなわち、操作軸２０の半径方向への平行移動は、操作軸２０にばね４５Ａ，４５Ｂの初期ねじり弾性力を越える力が加えられたときに、開始する。これにより、ユーザが意図しない操作軸２０の動きが抑えられ、操作軸２０の操作性を向上できる。
The springs 45A and 45B exhibit torsional elastic force when the operation shaft 20 is in the initial position (in the state shown in FIG. 7A). That is, the springs 45A and 45B are installed in a state where an initial load for twisting the springs 45A and 45B is applied. Therefore, the spring 45A exhibits an initial torsional elastic force that urges the first movable body 40A in the clockwise direction, and the plurality of first movable bodies 40A are in contact with the operation shaft 20 in the initial position. The contact surface 41a is pressed against the engaging protrusion 30a. Similarly, the spring 45B exhibits an initial torsional elastic force that urges the second movable body 40B in the counterclockwise direction, and the plurality of contact surfaces 41b of the second movable body 40B are engaged protrusions, respectively. It is pressed against 30b. The operating shaft 20 is biased to the initial position by this initial torsional elastic force. That is, the translation of the operation shaft 20 in the radial direction starts when a force exceeding the initial torsional elastic force of the springs 45A and 45B is applied to the operation shaft 20. Thereby, the movement of the operation shaft 20 unintended by the user is suppressed, and the operability of the operation shaft 20 can be improved.
上述したように、ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０の軸方向の初期圧縮弾性力を発揮する状態で設置されている。軸方向の初期圧縮弾性力は操作軸２０の軸方向への移動開始に抗する力として働いている。また、ばね４５Ａ，４５Ｂの初期ねじり弾性力は、操作軸２０の半径方向への移動開始に抗する力として働いている。この軸方向の初期圧縮弾性力と初期ねじり弾性力は別個に調整できる。そのため、操作軸２０の半径方向への移動に要する操作力と、操作軸２０の軸方向での移動に要する操作力とを別個に設定できる。例えば、ばね４５Ａ，４５Ｂの初期ねじり弾性力（初期状態でのねじり量）を維持したまま、初期状態でのばね４５Ａ，４５Ｂの圧縮変形を大きくした場合、軸方向の初期圧縮弾性力を増すことができる。こうすることで、操作軸２０の軸方向の動きに要する操作力を、操作軸２０の半径方向の動きに要する操作力に比して大きくできる。
As described above, the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B are installed in a state of exerting an initial compressive elastic force in the axial direction of the operation shaft 20. The initial compressive elastic force in the axial direction works as a force that resists the start of movement of the operating shaft 20 in the axial direction. Further, the initial torsional elastic force of the springs 45A and 45B works as a force against the start of movement of the operation shaft 20 in the radial direction. The initial compressive elastic force and the initial torsional elastic force in the axial direction can be adjusted separately. Therefore, the operation force required for the movement of the operation shaft 20 in the radial direction and the operation force required for the movement of the operation shaft 20 in the axial direction can be set separately. For example, when the compressive deformation of the springs 45A and 45B in the initial state is increased while maintaining the initial torsional elastic force (twisting amount in the initial state) of the springs 45A and 45B, the initial compressive elastic force in the axial direction is increased. Can do. By doing so, the operating force required for the axial movement of the operating shaft 20 can be made larger than the operating force required for the radial movement of the operating shaft 20.
また、可動体４０Ａ，４０Ｂは、基体３０の水平な上面及び下面でそれぞれ支持されている。操作軸２０が半径方向に移動するとき、可動体４０Ａ，４０Ｂは基体３０の上面及び下面上で移動（回転）し、操作軸２０の軸方向には変位しない。また、ばね４５Ａ，４５Ｂの一端は可動体４０Ａ，４０Ｂによって支持され、他端は操作軸２０によって支持されている。そのため、操作軸２０が半径方向に移動するとき、ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０とともに半径方向に移動し、操作軸２０の軸方向での初期圧縮弾性力が可動体４０Ａ，４０Ｂに作用し続ける。その結果、ユーザが操作軸２０を半径方向に移動させるときに、操作軸２０が意図せず傾斜することを抑えることができる。
The movable bodies 40A and 40B are supported by the horizontal upper surface and the lower surface of the base body 30, respectively. When the operation shaft 20 moves in the radial direction, the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B move (rotate) on the upper surface and the lower surface of the base body 30 and are not displaced in the axial direction of the operation shaft 20. One end of each of the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B is supported by the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B, and the other end is supported by the operation shaft 20. Therefore, when the operating shaft 20 moves in the radial direction, the springs 45A and 45B move in the radial direction together with the operating shaft 20, and the initial compression elastic force in the axial direction of the operating shaft 20 continues to act on the movable bodies 40A and 40B. . As a result, when the user moves the operation shaft 20 in the radial direction, the operation shaft 20 can be prevented from being inclined unintentionally.
なお、操作軸２０の周方向における係合凸部３０ａの角度位置と、操作軸２０の周方向における係合凸部３０ｂの角度位置は必ずしも一致していなくてもよい。図１１は、係合凸部３０ｂと係合凸部３０ｂとが周方向にずれて位置する形態を説明するための図である。なお、この図においても、符号３０ａ−１〜３０ａ−３及び３０ｂ−１〜３０ｂ−３は３つの係合凸部３０ａ，３０ｂをそれぞれ示している。以下の説明では、特定の係合凸部３０ａ，３０ｂを示す場合に符号３０ａ−１〜３０ａ−３及び３０ｂ−１〜３０ｂ−３を使用する。
It should be noted that the angular position of the engaging convex portion 30a in the circumferential direction of the operating shaft 20 and the angular position of the engaging convex portion 30b in the circumferential direction of the operating shaft 20 do not necessarily have to coincide with each other. FIG. 11 is a diagram for explaining a form in which the engaging protrusions 30b and the engaging protrusions 30b are shifted in the circumferential direction. Also in this figure, reference numerals 30a-1 to 30a-3 and 30b-1 to 30b-3 indicate three engaging convex portions 30a and 30b, respectively. In the following description, reference numerals 30a-1 to 30a-3 and 30b-1 to 30b-3 are used when specific engagement convex portions 30a and 30b are indicated.
この図の係合凸部３０ａは、係合凸部３０ｂに対して６０度ずれて位置している。図１１（ａ）に示すように、この例では、第１の可動体４０Ａの当接面４１ａは係合凸部３０ａの外面における時計回り方向に向いた側面に当接している。一方、第２の可動体４０Ｂの当接面４１ｂは係合凸部３０ｂの外面における反時計回り方向に向いた側面に当接している。この構造においても、操作軸２０の半径方向への移動時に第１の可動体４０Ａから基体３０に作用する力と、第２の可動体４０Ｂから基体３０に作用する力の合力は操作軸２０の移動方向に応じた方向となる。
The engagement convex portion 30a in this figure is located with a 60 degree deviation from the engagement convex portion 30b. As shown in FIG. 11A, in this example, the contact surface 41a of the first movable body 40A is in contact with the side surface of the outer surface of the engagement convex portion 30a facing in the clockwise direction. On the other hand, the contact surface 41b of the second movable body 40B is in contact with the side surface facing the counterclockwise direction on the outer surface of the engagement convex portion 30b. Also in this structure, the resultant force of the force acting on the base body 30 from the first movable body 40A and the force acting on the base body 30 from the second movable body 40B when the operation shaft 20 moves in the radial direction is The direction depends on the moving direction.
図１１（ｂ）に示す例では、操作軸２０は左方向（図においてＤｓ方向）に移動している。第１の可動体４０Ａは係合凸部３０ａ−１と当接面４１ａとの当接により時計回り方向に回転し、ばね４５Ａのねじり弾性力に起因する力Ｆａ２が第１の可動体４０Ａから係合凸部３０ａ−１に作用する。一方、第２の可動体４０Ｂは係合凸部３０ｂ−２と当接面４１ｂとの当接により反時計回り方向に回転し、ばね４５Ｂのねじり弾性力に起因する力Ｆｂ２が第２の可動体４０Ｂから係合凸部３０ｂ−２に作用する。この例においても、可動体４０Ａ，４０Ｂはばね４５Ａ，４５Ｂによって反対方向に付勢されているので、力Ｆａ２により基体３０に作用するモーメントと力Ｆｂ２により基体３０に作用するモーメントは互いに打ち消し合う。また、第１の可動体４０Ａを回転させる係合凸部３０ａ（図１１（ｂ）の例では３０ａ−１）と、第２の可動体４０Ｂを回転させる係合凸部３０ｂ（図１１（ｂ）の例では３０ｂ−２）は、Ｚ軸を通り且つ操作軸２０の移動方向に沿った直線を挟んで互いに反対側に位置するため、力Ｆａ２と力Ｆｂ２の合力Ｆ２は操作軸２０の移動方向に応じた方向の力となる。
In the example shown in FIG. 11B, the operation shaft 20 moves in the left direction (Ds direction in the figure). The first movable body 40A rotates in the clockwise direction by the contact between the engaging convex portion 30a-1 and the contact surface 41a, and the force Fa2 resulting from the torsional elastic force of the spring 45A is generated from the first movable body 40A. It acts on the engaging projection 30a-1. On the other hand, the second movable body 40B rotates counterclockwise by the contact between the engagement convex portion 30b-2 and the contact surface 41b, and the force Fb2 resulting from the torsional elastic force of the spring 45B is the second movable. It acts on the engaging convex part 30b-2 from the body 40B. Also in this example, since the movable bodies 40A and 40B are urged in opposite directions by the springs 45A and 45B, the moment acting on the base body 30 by the force Fa2 and the moment acting on the base body 30 by the force Fb2 cancel each other. Further, the engaging convex portion 30a (30a-1 in the example of FIG. 11B) that rotates the first movable body 40A and the engaging convex portion 30b (FIG. 11B) that rotates the second movable body 40B. In this example, 30b-2) is located on the opposite side of the straight line passing through the Z axis and along the moving direction of the operation shaft 20, so that the resultant force F2 of the force Fa2 and the force Fb2 is the movement of the operation shaft 20. It becomes the force of the direction according to the direction.
［軸心回りの回転に関する構造］
ばね４５Ａの初期ねじり弾性力は、第１の可動体４０Ａを時計回り方向で複数の係合凸部３０ａに均等に押し付けている。ばね４５Ｂの初期ねじり弾性力は、第２の可動体４０Ｂを反時計回り方向で複数の係合凸部３０ｂに均等に押し付けている。操作軸２０が初期位置にある状態で、これらの２つの力は釣り合っている。
[Structure related to rotation around the axis]
The initial torsional elastic force of the spring 45A evenly presses the first movable body 40A against the plurality of engaging protrusions 30a in the clockwise direction. The initial torsional elastic force of the spring 45B presses the second movable body 40B evenly against the plurality of engaging protrusions 30b in the counterclockwise direction. With the operating shaft 20 in the initial position, these two forces are balanced.
第１の可動体４０Ａは、後において詳説するように、操作軸２０の周方向において当該操作軸２０と当接可能となっている。そして、第１の可動体４０Ａは、それらの当接により、係合凸部３０ａから離れる方向（この例では反時計回り方向）に操作軸２０が回転する時に操作軸２０と一体的に回転する。上述したように、基体３０を挟んで第１の可動体４０Ａとは反対側には、ばね４５Ｂと第２の可動体４０Ｂとが配置されている。ばね４５Ｂは第２の可動体４０Ｂと操作軸２０の操作部２２Ｂとに係合し、第２の可動体４０Ｂを反時計回り方向に付勢している。換言すると、ばね４５Ｂは操作軸２０を時計回り方向に付勢している。この構造により、操作軸２０が反時計回り方向に回転するときに、操作軸２０の回転量に応じた力が基体３０に作用する。
The first movable body 40A can come into contact with the operation shaft 20 in the circumferential direction of the operation shaft 20, as will be described in detail later. Then, the first movable body 40A rotates integrally with the operation shaft 20 when the operation shaft 20 rotates in a direction away from the engagement convex portion 30a (counterclockwise direction in this example) due to their contact. . As described above, the spring 45B and the second movable body 40B are arranged on the opposite side of the base body 30 from the first movable body 40A. The spring 45B is engaged with the second movable body 40B and the operation portion 22B of the operation shaft 20, and urges the second movable body 40B in the counterclockwise direction. In other words, the spring 45B biases the operation shaft 20 in the clockwise direction. With this structure, when the operation shaft 20 rotates counterclockwise, a force corresponding to the rotation amount of the operation shaft 20 acts on the base body 30.
詳細には、図９（ｂ）に示すように、操作軸２０が反時計回り方向に回転するときには（図９（ｂ）においてＤｒ方向に回転するときには）、第１の可動体４０Ａの当接面４１ａは基体３０の係合凸部３０ａから離れる。このとき、第２の可動体４０Ｂに対する操作軸２０の相対回転によりばね４５Ｂはねじられる。ばね４５Ｂのねじり弾性力は操作軸２０の回転量に応じた大きさとなり、ねじり弾性力に起因する力Ｆ３が第２の可動体４０Ｂを通して基体３０に作用する。複数の係合凸部３０ｂにそれぞれ作用する力Ｆ３により反時計回りの回転力が基体３０に作用する。なお、基体３０には複数の係合凸部３０ｂが周方向に等間隔で形成されている。そのため、複数の係合凸部３０ｂにそれぞれ作用する力Ｆ３はＸ軸方向及びＹ軸方向においては互いに相殺する。
Specifically, as shown in FIG. 9B, when the operating shaft 20 rotates counterclockwise (when rotating in the Dr direction in FIG. 9B), the first movable body 40A comes into contact. The surface 41a is separated from the engaging projection 30a of the base body 30. At this time, the spring 45B is twisted by the relative rotation of the operation shaft 20 with respect to the second movable body 40B. The torsional elastic force of the spring 45B has a magnitude corresponding to the amount of rotation of the operation shaft 20, and the force F3 resulting from the torsional elastic force acts on the base body 30 through the second movable body 40B. A counterclockwise rotational force acts on the base body 30 by the force F3 acting on each of the plurality of engaging convex portions 30b. The base 30 is formed with a plurality of engaging projections 30b at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the forces F3 acting on the plurality of engaging protrusions 30b cancel each other in the X-axis direction and the Y-axis direction.
第２の可動体４０Ｂも、後において詳説するように、操作軸２０の周方向において当該操作軸２０と当接可能となっている。第２の可動体４０Ｂは、それらの当接により、第２の可動体４０Ｂが基体３０の係合凸部３０ｂから離れる方向（この例では、時計回り方向）に操作軸２０が回転する時に操作軸２０と一体的に回転する。上述したように、基体３０を挟んで第２の可動体４０Ｂとは反対側には、ばね４５Ａと第１の可動体４０Ａとが配置されている。ばね４５Ａは、第１の可動体４０Ａと操作軸２０の操作部２２Ａとに係合している。そして、ばね４５Ａは、第１の可動体４０Ａを時計回り方向に付勢し、操作軸２０を反時計回り方向に付勢している。そのため、操作軸２０が時計回り方向に回転するときにも、操作軸２０の回転量に応じた力が基体３０に作用する。詳細には、操作軸２０が時計回り方向に回転するとき、第２の可動体４０Ｂの当接面４１ｂは基体３０の係合凸部３０ｂから離れる。また、このとき、第１の可動体４０Ａに対する操作軸２０の相対回転により、ばね４５Ａはねじられる。ばね４５Ａのねじり弾性力は操作軸２０の回転量に応じた大きさとなり、ねじり弾性力に起因する力（時計回りの回転力）が第２の可動体４０Ａを通して基体３０に作用する。基体３０には複数の係合凸部３０ａが周方向に等間隔で形成されている。そのため、複数の係合凸部３０ａにそれぞれ作用する力はＸ軸方向及びＹ軸方向においては互いに相殺する。
The second movable body 40B can also come into contact with the operation shaft 20 in the circumferential direction of the operation shaft 20, as will be described in detail later. The second movable body 40B is operated when the operation shaft 20 rotates in the direction (in this example, the clockwise direction) in which the second movable body 40B is separated from the engagement convex portion 30b of the base body 30 by the contact thereof. It rotates integrally with the shaft 20. As described above, the spring 45A and the first movable body 40A are arranged on the opposite side of the base body 30 from the second movable body 40B. The spring 45 </ b> A is engaged with the first movable body 40 </ b> A and the operation portion 22 </ b> A of the operation shaft 20. The spring 45A urges the first movable body 40A in the clockwise direction and urges the operation shaft 20 in the counterclockwise direction. Therefore, even when the operation shaft 20 rotates in the clockwise direction, a force corresponding to the amount of rotation of the operation shaft 20 acts on the base body 30. Specifically, when the operation shaft 20 rotates in the clockwise direction, the contact surface 41b of the second movable body 40B is separated from the engagement convex portion 30b of the base body 30. At this time, the spring 45A is twisted by the relative rotation of the operation shaft 20 with respect to the first movable body 40A. The torsional elastic force of the spring 45A has a magnitude corresponding to the amount of rotation of the operation shaft 20, and a force (clockwise rotational force) resulting from the torsional elastic force acts on the base body 30 through the second movable body 40A. The base body 30 is formed with a plurality of engaging projections 30a at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the forces acting on the plurality of engaging protrusions 30a cancel each other in the X-axis direction and the Y-axis direction.
３つのセンサー３５には、基体３０に作用する回転力に起因して、第２の検出方向Ｄ２（図５参照）の力が均等に作用する。そのため、センサー３５が第２の検出方向Ｄ２で検知する力に基づいて、操作軸２０の軸心回りの回転量、及びその回転方向（時計回り又は反時計回り）が検知される。
Due to the rotational force acting on the base 30, the force in the second detection direction D <b> 2 (see FIG. 5) acts equally on the three sensors 35. Therefore, based on the force detected by the sensor 35 in the second detection direction D2, the rotation amount around the axis of the operation shaft 20 and the rotation direction (clockwise or counterclockwise) are detected.
この例の操作軸２０の軸部２４Ａ，２４Ｂは、図２及び図９（ａ）に示すように、その外面から突出する凸部２４ａ，２４ｂを有している。この例では、凸部２４ａ，２４ｂは大径部２３から操作軸２０の軸心に沿って互いに反対方向に伸びている。可動体４０Ａ，４０Ｂには操作軸２０の軸部２４Ａ，２４Ｂが挿通される穴がそれぞれ形成され、この穴の内周面には切り欠き４３が形成されている。凸部２４ａは、操作軸２０が初期位置にある状態において、第１の可動体４０Ａの切り欠き４３の内面における時計回り方向に向いた面４３ａに当接している。これにより、操作軸２０が反時計回りに回転するときに、第１の可動体４０Ａは操作軸２０とともに回転する。同様に、凸部２４ｂは、操作軸２０の初期状態において、第２の可動体４０Ｂの切り欠き４３の内面における反時計回り方向に向いた面４３ｂに当接している。これにより、操作軸２０が時計回りに回転するときに、第２の可動体４０Ｂは操作軸２０とともに回転する。なお、操作軸２０の周方向における切り欠き４３の幅は、凸部２４ａ，２４ｂよりも大きい。これにより、第１の可動体４０Ａに対する操作軸２０の相対的な時計回り回転、及び第２の可動体４０Ｂに対する操作軸２０の相対的な反時計回りの回転が許容されている。
As shown in FIGS. 2 and 9A, the shaft portions 24A and 24B of the operation shaft 20 of this example have convex portions 24a and 24b protruding from the outer surfaces thereof. In this example, the convex portions 24 a and 24 b extend from the large-diameter portion 23 in opposite directions along the axis of the operation shaft 20. Holes through which the shaft portions 24A and 24B of the operation shaft 20 are inserted are formed in the movable bodies 40A and 40B, and a notch 43 is formed on the inner peripheral surface of these holes. The convex portion 24a is in contact with a surface 43a facing in the clockwise direction on the inner surface of the cutout 43 of the first movable body 40A in a state where the operation shaft 20 is in the initial position. Thereby, when the operation shaft 20 rotates counterclockwise, the first movable body 40A rotates together with the operation shaft 20. Similarly, in the initial state of the operation shaft 20, the convex portion 24b is in contact with a surface 43b facing in the counterclockwise direction on the inner surface of the cutout 43 of the second movable body 40B. Thereby, when the operation shaft 20 rotates clockwise, the second movable body 40 </ b> B rotates together with the operation shaft 20. Note that the width of the notch 43 in the circumferential direction of the operation shaft 20 is larger than that of the convex portions 24a and 24b. Thereby, the relative clockwise rotation of the operation shaft 20 with respect to the first movable body 40A and the relative counterclockwise rotation of the operation shaft 20 with respect to the second movable body 40B are allowed.
図９（ａ）に示すように、操作軸２０が初期位置にある状態において、第１の可動体４０Ａの切り欠き４３の面４３ａと、第２の可動体４０Ｂの切り欠き４３の面４３ｂは、ばね４５Ａ，４５Ｂの初期ねじり弾性力により、係合凸部３０ａ，３０ｂを挟んでいる。そのため、操作軸２０の軸心回りの回転もばね４５Ａ，４５Ｂの初期ねじり弾性力によって抑えられる。操作軸２０の軸心回りの回転は、この初期ねじり弾性力を越える回転力が操作軸２０に加えられた時に開始する。
As shown in FIG. 9A, in the state where the operation shaft 20 is in the initial position, the surface 43a of the cutout 43 of the first movable body 40A and the surface 43b of the cutout 43 of the second movable body 40B are The engagement protrusions 30a and 30b are sandwiched by the initial torsional elastic force of the springs 45A and 45B. Therefore, the rotation of the operating shaft 20 around the axis is also suppressed by the initial torsional elastic force of the springs 45A and 45B. The rotation of the operation shaft 20 around the axis starts when a rotation force exceeding the initial torsional elastic force is applied to the operation shaft 20.
［傾きに関する構造］
可動体４０Ａ，４０Ｂは上述したように操作軸２０を保持し、操作軸２０に対して軸方向に相対移動可能となっている。また、可動体４０Ａ，４０ｂは基体３０から互いに反対方向に移動可能である。すなわち、第１の可動体４０Ａは第１の操作部２２Ａに向かって操作軸２０の軸方向に移動可能であり、第２の可動体４０Ｂは第２の操作部２２Ｂに向かって操作軸２０の軸方向に移動可能である。この構造により、図１０に示すように、可動体４０Ａ，４０Ｂは基体３０に対して、すなわちＸ軸及びＹ軸を含む水平面に対して傾くことができる。その結果、操作軸２０は任意の角度の半径方向に沿った軸Ａｘを中心に回転（傾斜）できる。
[Inclination structure]
The movable bodies 40A and 40B hold the operation shaft 20 as described above, and are movable relative to the operation shaft 20 in the axial direction. Further, the movable bodies 40A and 40b can move in the opposite directions from the base 30. That is, the first movable body 40A is movable in the axial direction of the operation shaft 20 toward the first operation portion 22A, and the second movable body 40B is moved toward the second operation portion 22B. It can move in the axial direction. With this structure, as shown in FIG. 10, the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B can be inclined with respect to the base body 30, that is, with respect to a horizontal plane including the X axis and the Y axis. As a result, the operation shaft 20 can rotate (tilt) about the axis Ax along the radial direction of an arbitrary angle.
図１０に示すように、操作軸２０が軸Ａｘを中心に傾くとき、可動体４０Ａ，４０Ｂは軸Ａｘを挟んで互いに反対側の位置でのみ基体３０に当る。そして、可動体４０Ａ，４０Ｂはその接点で互いに反対向きのＺ軸方向の力を基体３０に加える。詳細には、操作軸２０が傾くとき、第１の可動体４０Ａは、第１の操作部２２Ａが移動する側（図１０の例で左側）に基体３０に対する接点Ｐａ５を有し、接点Ｐａ５を中心に傾く。これにより、第１の可動体４０Ａと第１の操作部２２Ａとの距離が狭まり、ばね４５Ａは弾性変形（圧縮）する。ばね４５Ａの弾性変形に起因するＺ軸の負方向の力Ｆ５が、接点Ｐａ５を通して基体３０に作用する。また、操作軸２０が傾くとき、第２の可動体４０Ｂは、第２の操作部２２Ｂが移動する側（図１０の例で右側）に、すなわち、傾きの中心軸Ａｘを挟んで接点Ｐａ５とは反対側に、接点Ｐｂ５を有する。第２の可動体４０Ｂは接点Ｐｂ５を中心に傾く。これにより、第２の可動体４０Ｂと第２の操作部２２Ｂとの距離が狭まり、ばね４５Ｂは弾性変形する。ばね４５Ｂの弾性変形に起因するＺ軸の正方向の力Ｆ５が、接点Ｐｂ５を通して基体３０に作用する。つまり、軸Ａｘ回りのモーメントが基体３０に作用する。
As shown in FIG. 10, when the operating shaft 20 is tilted about the axis Ax, the movable bodies 40A and 40B hit the base body 30 only at positions opposite to each other across the axis Ax. The movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B apply opposite Z-axis direction forces to the base body 30 at the contact points. Specifically, when the operation shaft 20 is tilted, the first movable body 40A has a contact point Pa5 with respect to the base body 30 on the side on which the first operation unit 22A moves (left side in the example of FIG. 10). Tilt to the center. As a result, the distance between the first movable body 40A and the first operation portion 22A is reduced, and the spring 45A is elastically deformed (compressed). A negative force F5 of the Z axis caused by elastic deformation of the spring 45A acts on the base body 30 through the contact point Pa5. When the operation shaft 20 is tilted, the second movable body 40B is connected to the contact Pa5 on the side where the second operation portion 22B moves (right side in the example of FIG. 10), that is, with the tilt center axis Ax interposed therebetween. Has a contact Pb5 on the opposite side. The second movable body 40B is tilted about the contact Pb5. Thereby, the distance between the second movable body 40B and the second operation portion 22B is narrowed, and the spring 45B is elastically deformed. A positive force F5 in the Z axis resulting from the elastic deformation of the spring 45B acts on the base body 30 through the contact Pb5. That is, a moment around the axis Ax acts on the base body 30.
センサー３５は力Ｆ５に応じたＺ軸方向の力を検知する。センサー３５が第１の検出方向Ｄ１で検知する力から操作軸２０の傾き量（回転量）が算出され得る。操作軸２０のＸ軸回りの回転量は、例えば、各センサー３５が第１の検出方向Ｄ１（図５参照）で検知する力のＸ軸回りのモーメントに基づいて算出される。操作軸２０のＹ軸回りの回転量は、例えば、各センサー３５が第１の検出方向Ｄ１で検知する力のＹ軸回りのモーメントに基づいて算出される。
The sensor 35 detects a force in the Z-axis direction corresponding to the force F5. The tilt amount (rotation amount) of the operation shaft 20 can be calculated from the force detected by the sensor 35 in the first detection direction D1. The amount of rotation of the operation shaft 20 around the X axis is calculated based on, for example, the moment around the X axis of the force detected by each sensor 35 in the first detection direction D1 (see FIG. 5). The amount of rotation of the operation shaft 20 around the Y axis is calculated based on, for example, the moment around the Y axis of the force detected by each sensor 35 in the first detection direction D1.
上述したように、ばね４５Ａ，４５Ｂは、操作軸２０が初期位置にあるときに、それらの初期圧縮弾性力により、可動体４０Ａ，４０Ｂを基体３０にそれぞれ押し付けている。この初期圧縮弾性力によって操作軸２０の傾斜が抑えられている。そして、操作軸２０の傾きは、この初期圧縮弾性力を越える操作力が加えられたときに、開始する。
As described above, the springs 45A and 45B press the movable bodies 40A and 40B against the base body 30 by their initial compression elastic force when the operation shaft 20 is in the initial position. The inclination of the operation shaft 20 is suppressed by this initial compression elastic force. Then, the inclination of the operation shaft 20 starts when an operation force exceeding the initial compression elastic force is applied.
以上説明したように、可動体４０Ａ，４０Ｂは、操作軸２０の周方向において操作軸２０に対して相対回転可能である。また、可動体４０Ａ，４０Ｂは、可動体４０Ａ，４０Ｂの回転中心から離れた位置で基体３０の係合凸部３０ａ，３０ｂにそれぞれ係合している。そして、可動体４０Ａ，４０Ｂは操作軸２０の半径方向への平行移動に応じて係合凸部３０ａ，３０ｂとの係合により操作軸２０に対して相対回転する。基体３０は可動体４０Ａ，４０Ｂの回転方向で可動体４０Ａ，４０Ｂと当接し、操作軸２０の移動による力を可動体４０Ａ，４０Ｂから受ける。センサー３５は基体３０に作用する力を検知している。この構造によれば、操作軸２０の平行移動を検知できる新規な操作デバイスが実現される。
As described above, the movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B can rotate relative to the operation shaft 20 in the circumferential direction of the operation shaft 20. The movable bodies 40A and 40B are engaged with the engagement convex portions 30a and 30b of the base body 30 at positions away from the rotation centers of the movable bodies 40A and 40B, respectively. The movable bodies 40A and 40B rotate relative to the operation shaft 20 by engagement with the engagement protrusions 30a and 30b in accordance with the parallel movement of the operation shaft 20 in the radial direction. The base 30 abuts on the movable bodies 40A and 40B in the rotational direction of the movable bodies 40A and 40B, and receives a force from the movement of the operation shaft 20 from the movable bodies 40A and 40B. The sensor 35 detects a force acting on the base body 30. According to this structure, a novel operation device that can detect the parallel movement of the operation shaft 20 is realized.
可動体４０Ａ，４０Ｂは、操作軸２０がその軸心回りに回転する時に当該操作軸２０とともに前記可動体４０Ａ，４０Ｂが回転するよう操作軸２０に係合する。この構造によれば、操作軸２０の軸心回りの回転を検知できるようになる。
The movable bodies 40A and 40B engage with the operation shaft 20 so that the movable bodies 40A and 40B rotate together with the operation shaft 20 when the operation shaft 20 rotates about its axis. According to this structure, rotation around the axis of the operation shaft 20 can be detected.
係合凸部３０ａ，３０ｂは基体３０に形成され、可動体４０Ａ，４０Ｂの回転方向で可動体４０Ａ，４０Ｂとそれぞれ当接している。この構造によれば、係合凸部３０ａ，３０ｂを通して基体３０に力が加わる。
The engaging protrusions 30a and 30b are formed on the base 30 and are in contact with the movable bodies 40A and 40B in the rotational direction of the movable bodies 40A and 40B, respectively. According to this structure, force is applied to the base body 30 through the engaging projections 30a and 30b.
ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０の平行移動に起因する可動体４０Ａ，４０Ｂの回転の方向とは反対方向に当該可動体４０Ａ，４０Ｂを付勢している。この構造によれば、操作軸２０の移動に応じた大きさのばね４５Ａ，４５Ｂの弾性力（以上の例では、ねじり弾性力）が、基体３０に作用する。その結果、操作軸２０の移動量を検知できる。
The springs 45A and 45B bias the movable bodies 40A and 40B in a direction opposite to the direction of rotation of the movable bodies 40A and 40B due to the parallel movement of the operation shaft 20. According to this structure, the elastic force (the torsional elastic force in the above example) of the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B having a size corresponding to the movement of the operation shaft 20 acts on the base body 30. As a result, the movement amount of the operation shaft 20 can be detected.
基体３０は、操作軸２０の周方向に沿って間隔をあけて並ぶ複数の係合凸部３０ａ，３０ｂを有している。この構造によれば、操作軸２０の移動を検知できる方向を増すことができる。
The base body 30 has a plurality of engaging protrusions 30 a and 30 b that are arranged at intervals along the circumferential direction of the operation shaft 20. According to this structure, the direction in which the movement of the operation shaft 20 can be detected can be increased.
基体３０には係合凸部３０ａと係合凸部３０ｂとが形成されている。第１の可動体４０Ａは、操作軸２０の半径方向への平行移動に応じて係合凸部３０ａとの係合により反時計回り方向に回転する。第２の可動体４０Ｂは操作軸２０の半径方向への平行移動に応じて係合凸部３０ｂとの係合により時計回り方向に回転する。この構造によれば、第１の可動体４０Ａと第２の可動体４０Ｂが互いに反対方向に回転する。そのため、操作軸２０が半径方向に移動するときに、基体３０に回転力が作用するのを抑え、操作軸２０の移動方向に応じた方向の力を基体３０に加えることが可能となる。なお、上述したように、第１の可動体４０Ａは基体３０の水平な上面に接し、第２の可動体４０Ｂの基体３０の水平な下面に接している。可動体４０Ａ，４０Ｂは互いに平行である。操作軸２０がその半径方向へ移動する時、可動体４０Ａ，４０Ｂは互いに平行な状態を保ったまま、互いに反対方向に回転する。
The base 30 is formed with an engaging protrusion 30a and an engaging protrusion 30b. The first movable body 40A rotates counterclockwise by engaging with the engaging convex portion 30a in accordance with the parallel movement of the operation shaft 20 in the radial direction. The second movable body 40B rotates in the clockwise direction by the engagement with the engagement convex portion 30b according to the parallel movement of the operation shaft 20 in the radial direction. According to this structure, the first movable body 40A and the second movable body 40B rotate in opposite directions. Therefore, when the operating shaft 20 moves in the radial direction, it is possible to suppress a rotational force from acting on the base body 30 and to apply a force in a direction corresponding to the moving direction of the operating shaft 20 to the base body 30. As described above, the first movable body 40A is in contact with the horizontal upper surface of the base body 30, and is in contact with the horizontal lower surface of the base body 30 of the second movable body 40B. The movable bodies 40A and 40B are parallel to each other. When the operation shaft 20 moves in the radial direction, the movable bodies 40A and 40B rotate in opposite directions while maintaining a parallel state.
可動体４０Ａ，４０Ｂは操作軸２０を相対回転可能に保持し、操作軸２０の傾きに応じて基体３０に対して傾くことができる。ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０の軸方向で可動体４０Ａ，４０Ｂをそれぞれ基体３０に押し付け、且つ操作軸２０とともに半径方向に平行移動するように操作軸２０と可動体４０Ａ，４０Ｂとに取り付けられている。これによれば、ユーザが操作軸２０を半径方向に平行移動させる場合に、ユーザの意図に反して操作軸２０が傾くことを抑えることができる。
The movable bodies 40 </ b> A and 40 </ b> B hold the operation shaft 20 so as to be relatively rotatable, and can be tilted with respect to the base body 30 according to the tilt of the operation shaft 20. The springs 45A and 45B are attached to the operation shaft 20 and the movable bodies 40A and 40B so as to press the movable bodies 40A and 40B against the base body 30 in the axial direction of the operation shaft 20 and translate in parallel with the operation shaft 20 in the radial direction. ing. According to this, when the user translates the operation shaft 20 in the radial direction, the operation shaft 20 can be prevented from being inclined against the user's intention.
ばね４５Ａ，４５Ｂのぞれぞれは２方向の弾性力を生じる。すなわち、ばね４５Ａ，４５Ｂは、操作軸２０の軸方向（Ｚ軸方向）での動き起因する軸方向での弾性力（圧縮弾性力）と、軸方向に垂直な面での操作軸２０の動き（半径方向への平行移動及び軸心回りの回転）に起因する、軸方向に垂直な面に沿った方向の弾性力（ねじり弾性力）とを生じる。基体３０は、軸方向での弾性力と、軸方向に垂直な面に沿った方向の弾性力とを受ける。センサー３５は基体３０に作用する弾性力に応じた力を検知する。これによれば、操作軸２０のその軸方向への移動量と、軸方向に垂直な面での動き量の双方を検知することができるようになり、操作軸２０の操作形態を増すことができる。なお、このように２方向の弾性力を基体３０に加えることを目的とする場合、ばね４５Ａ，４５Ｂのそれぞれは、必ずしも圧縮且つねじりコイルばねで構成されなくてもよい。つまり、ばね４５Ａ，４５Ｂは圧縮変形のみが可能なコイルばねで構成され、軸方向に垂直な面に沿った方向の弾性力を生じる別のばねが操作デバイスに設けられてもよい。
Each of the springs 45A and 45B generates an elastic force in two directions. That is, the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B are elastic in the axial direction (compression elastic force) caused by the movement of the operation shaft 20 in the axial direction (Z-axis direction) and the movement of the operation shaft 20 in a plane perpendicular to the axial direction. An elastic force (torsional elastic force) in a direction along a plane perpendicular to the axial direction due to (translation in the radial direction and rotation around the axis) is generated. The base 30 receives an elastic force in the axial direction and an elastic force in a direction along a plane perpendicular to the axial direction. The sensor 35 detects a force corresponding to the elastic force acting on the base body 30. According to this, it becomes possible to detect both the amount of movement of the operation shaft 20 in the axial direction and the amount of movement in a plane perpendicular to the axial direction, and the number of operation forms of the operation shaft 20 can be increased. it can. In addition, when it aims at applying the elastic force of two directions to the base | substrate 30 in this way, each of spring 45A, 45B does not necessarily need to be comprised with a compression and a torsion coil spring. That is, the springs 45 </ b> A and 45 </ b> B may be configured by coil springs that can only undergo compression deformation, and another spring that generates an elastic force in a direction along a plane perpendicular to the axial direction may be provided in the operation device.
ばね４５Ａ，４５Ｂは操作軸２０の軸方向で圧縮変形可能であり、且つ操作軸２０を中心とするねじり変形が可能なばねである。そして、ばね４５Ａ，４５Ｂは、操作軸２０の軸方向での弾性力として圧縮変形による力を生じ、操作軸２０の軸方向に垂直な面に沿った方向の弾性力として、ねじり変形による力を生じる。この構造によれば、操作デバイス１で使用するばねの数を減らすことができる。
The springs 45 </ b> A and 45 </ b> B are springs that can be compressed and deformed in the axial direction of the operation shaft 20 and can be torsionally deformed around the operation shaft 20. The springs 45A and 45B generate a force due to compression deformation as an elastic force in the axial direction of the operation shaft 20, and a force due to torsional deformation as an elastic force along a plane perpendicular to the axial direction of the operation shaft 20. Arise. According to this structure, the number of springs used in the operation device 1 can be reduced.
ばね４５Ａ，４５Ｂは、操作軸２０が初期位置にある状態で、軸方向での初期圧縮弾性力と、軸方向に垂直な面に沿った方向の初期弾性力（以上の説明では初期ねじり弾性力）とを発揮している。この構造によれば、操作軸２０の半径方向への移動に要する操作力と、操作軸２０の軸方向での移動に要する操作力とを別個に設定できる。
The springs 45A and 45B have an initial compressive elastic force in the axial direction and an initial elastic force in a direction along the plane perpendicular to the axial direction (in the above description, the initial torsional elastic force) with the operation shaft 20 in the initial position. ). According to this structure, the operating force required for the movement of the operating shaft 20 in the radial direction and the operating force required for the movement of the operating shaft 20 in the axial direction can be set separately.
操作デバイス１は操作軸２０の半径方向への平行移動に応じて操作軸２０回りで回転する可動体４０Ａ，４０Ｂを備えている。ばね４５Ａの一端とばね４５Ｂの一端はそれぞれ可動体４０Ａ，４０Ｂに取り付けられている。これによれば、ばね４５Ａ，４５Ｂのねじり変形を利用して、操作軸２０の半径方向への移動量を検知できる。
The operation device 1 includes movable bodies 40A and 40B that rotate around the operation shaft 20 in accordance with the parallel movement of the operation shaft 20 in the radial direction. One end of the spring 45A and one end of the spring 45B are attached to the movable bodies 40A and 40B, respectively. According to this, the amount of movement of the operating shaft 20 in the radial direction can be detected using the torsional deformation of the springs 45A and 45B.
なお、本発明は以上説明した操作デバイス１に限られず、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the operation device 1 described above, and various modifications can be made.
例えば、操作軸２０には第１の操作部２２Ａのみが設けられ、第２の操作部２２Ｂは必ずしも設けられなくてもよい。
For example, only the first operation unit 22A is provided on the operation shaft 20, and the second operation unit 22B is not necessarily provided.
また、係合凸部３０ａ及び係合凹部４１に替えて、第１の可動体４０Ａに基体３０に向けて突出する係合凸部が形成され、基体３０に、この係合凸部が内側に配置される係合凹部が形成されてもよい。同様に、第２の可動体４０Ｂに基体３０に向けて突出する係合凸部が形成され、基体３０に、この係合凸部が内側に配置される係合凹部が形成されてもよい。
Further, instead of the engaging convex portion 30a and the engaging concave portion 41, an engaging convex portion that protrudes toward the base body 30 is formed on the first movable body 40A, and the engaging convex portion is formed on the base body 30 inward. An engaging recess to be disposed may be formed. Similarly, an engagement convex portion that protrudes toward the base body 30 may be formed in the second movable body 40B, and an engagement concave portion in which the engagement convex portion is disposed inside may be formed in the base body 30.
また、可動体４０Ａ，４０Ｂを回転させる係合凸部３０ａ，３０ｂは必ずしも基体３０に形成されなくてもよい。例えば、基体３０とは別の部材に係合凸部が形成されてもよい。
Further, the engaging protrusions 30a and 30b for rotating the movable bodies 40A and 40B are not necessarily formed on the base body 30. For example, the engaging convex portion may be formed on a member different from the base body 30.
また、操作軸２０はその軸方向への平行移動、半径方向への平行移動、傾き、軸心回りの回転が可能であった。しかしながら、操作軸２０は必ずしもこれらの動きの全てが許容されなくてもよい。
Further, the operation shaft 20 could be translated in the axial direction, translated in the radial direction, tilted, and rotated about the axis. However, the operation shaft 20 does not necessarily allow all of these movements.
また、操作デバイスは、可動体４０Ａ，４０Ｂのうちいずれか一方のみを備え、他方は必ずしも設けられていなくてもよい。
The operation device includes only one of the movable bodies 40A and 40B, and the other does not necessarily have to be provided.
