JP6872275B1 - Joystick controller - Google Patents

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正二 丸山
正二 丸山
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Abstract

【課題】シャフトが指定傾倒角度に到達したことを、確実に操作者に伝達することのできるジョイスティックコントローラを提供する。
【解決手段】ジョイスティックコントローラ1は、可動スプリング受け23をシャフト21に沿って変位させるスプリングリターン機構部50と、可動スプリング受け23の変位を検出する検出部40と、を備える。検出部40は、シャフト21の外周面に形成された溝部25と、可動スプリング受け23に設けられた溝部25と係合可能なボールプランジャ41と、を有するディテント機構である。
【選択図】図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a joystick controller capable of reliably transmitting to an operator that a shaft has reached a designated tilt angle.
A joystick controller 1 includes a spring return mechanism unit 50 that displaces a movable spring receiver 23 along a shaft 21, and a detection unit 40 that detects the displacement of the movable spring receiver 23. The detection unit 40 is a detent mechanism having a groove portion 25 formed on the outer peripheral surface of the shaft 21 and a ball plunger 41 that can engage with the groove portion 25 provided on the movable spring receiver 23.
[Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、シャフトの変位を検出し、それに応じて対象機器を制御するジョイスティックコントローラに関するものである。 The present invention relates to a joystick controller that detects a displacement of a shaft and controls a target device accordingly.

ジョイスティックコントローラは、シャフトの変位(傾倒角度)に応じて対象機器を制御できることから、様々な分野で使用されている。 The joystick controller is used in various fields because it can control the target device according to the displacement (tilt angle) of the shaft.

シャフトの外周面に設けられた磁石部材の磁束の変化を検出するセンサを用いて、シャフトの傾倒角度を検出するジョイスティックコントローラが知られている(特許文献1)。 A joystick controller that detects the tilt angle of a shaft by using a sensor that detects a change in the magnetic flux of a magnet member provided on the outer peripheral surface of the shaft is known (Patent Document 1).

特許6629925号公報Japanese Patent No. 6629925

しかしながら、特許文献1に記載されたジョイスティックコントローラでは、シャフトの傾倒角度が所定の角度(指定傾倒角度)に到達したことを操作者に知らせるためには、その旨をモニタの画面に表示したり、ランプを点灯させたり、通知音を鳴らしたりする必要がある。このため、表示画面、ランプ、ブザーなどの物理的手段を準備する必要があり、コスト面や、物理的手段の設置スペースの確保などの問題が生じる。 However, in the joystick controller described in Patent Document 1, in order to notify the operator that the tilt angle of the shaft has reached a predetermined angle (designated tilt angle), a display to that effect is displayed on the screen of the monitor. It is necessary to turn on the lamp or sound the notification sound. Therefore, it is necessary to prepare physical means such as a display screen, a lamp, and a buzzer, which causes problems such as cost and securing of installation space for the physical means.

さらには、ジョイスティックコントローラを作業する環境によっては、操作者がモニタの表示やランプの点灯を見落としたり、ブザーの通知音を聞き漏らしたりする恐れもあった。 Furthermore, depending on the working environment of the joystick controller, the operator may overlook the display of the monitor or the lighting of the lamp, or may miss the notification sound of the buzzer.

本発明は、シャフトが指定傾倒角度に到達したことを、確実に操作者に伝達することのできるジョイスティックコントローラを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a joystick controller capable of reliably transmitting to an operator that a shaft has reached a specified tilt angle.

上記目的を達成するために、本発明のジョイスティックコントローラは、摺動用プレートと筐体ケースとを備える筐体と、回転中心部を中心として傾斜回動可能な状態で筐体に支持されるシャフトと、外力が加えられることによりシャフトを傾斜回動させる操作部と、シャフトに挿通支持された、シャフトに沿って移動可能な可動スプリング受けと、シャフトに固定された固定スプリング受けと、可動スプリング受けと固定スプリング受けとによって挟持されたスプリングと、を備える。さらに、スプリングによりシャフトを摺動用プレートに垂直に保持した状態から、操作部に加えられた外力によりシャフトを傾斜回動させてスプリングを圧縮して、可動スプリング受けをシャフトに沿って変位させるスプリングリターン機構部と、可動スプリング受けの変位を検出する検出部と、を備える。また、検出部は、シャフトの外周面に形成された溝部と、可動スプリング受けに設けられた溝部と係合可能なボールプランジャと、を有するディテント機構である。 In order to achieve the above object, the joystick controller of the present invention includes a housing provided with a sliding plate and a housing case, and a shaft supported by the housing in a state in which the joystick controller can be tilted and rotated around a center of rotation. , An operation unit that tilts and rotates the shaft by applying an external force, a movable spring receiver that is inserted and supported by the shaft and can move along the shaft, a fixed spring receiver fixed to the shaft, and a movable spring receiver. It is provided with a spring sandwiched by a fixed spring receiver. Further, from the state where the shaft is held vertically to the sliding plate by the spring, the shaft is tilted and rotated by the external force applied to the operating portion to compress the spring, and the movable spring receiver is displaced along the shaft. It includes a mechanism unit and a detection unit that detects the displacement of the movable spring receiver. Further, the detection unit is a detent mechanism having a groove portion formed on the outer peripheral surface of the shaft and a ball plunger capable of engaging with the groove portion provided on the movable spring receiver.

本発明によれば、ジョイスティックコントローラのシャフトが指定傾倒角度に到達したことを、確実に操作者に伝達することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably notify the operator that the shaft of the joystick controller has reached the designated tilt angle.

本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの斜視図である。It is a perspective view of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すA−A線で切断した本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの断面図である。It is sectional drawing of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention cut by the line AA shown in FIG. 本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの指定角度検出部(ディテント機構)の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the designated angle detection part (detent mechanism) of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態で使用するボールプランジャの一部断面図である。It is a partial sectional view of the ball plunger used in the embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るディテント機構(溝部)の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the detent mechanism (groove part) which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るディテント機構(ボールプランジャ)の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the detent mechanism (ball plunger) which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの傾倒角度検出部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tilt angle detection part of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの組み立て手順を示す分解図である。It is an exploded view which shows the assembly procedure of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの動作を説明するための説明図及び指定角度検出部の動作を説明するための一部拡大図である。It is explanatory drawing for demonstrating the operation of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention, and is the partially enlarged view for demonstrating the operation of the designated angle detection part. 本発明の実施形態に係るジョイスティックコントローラの出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of the joystick controller which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明のジョイスティックコントローラの実施の形態例(以下、「本例」という。)について、図面を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、各図において、センサと中継基板を接続するリード線の表記は適宜省略する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the joystick controller of the present invention (hereinafter, referred to as “this example”) will be described with reference to the drawings. The common members in each figure are designated by the same reference numerals. Further, in each figure, the notation of the lead wire connecting the sensor and the relay board is omitted as appropriate.

図1は、本例のジョイスティックコントローラ1の外観斜視図である。
図1に示すように、本例のジョイスティックコントローラ1は、筐体10と、筐体10によって傾斜回動(傾倒)可能に支持される操作体20を備えている。そして、図1には図示されていないが、傾倒操作された操作体20の変位を検出し、変位に応じた電気信号を出力する傾倒角度検出部30(図7参照)を有している。
FIG. 1 is an external perspective view of the joystick controller 1 of this example.
As shown in FIG. 1, the joystick controller 1 of this example includes a housing 10 and an operating body 20 that is supported by the housing 10 so as to be tilted and rotated (tilted). Although not shown in FIG. 1, it has a tilt angle detecting unit 30 (see FIG. 7) that detects the displacement of the tilted operating body 20 and outputs an electric signal according to the displacement.

図2は、図1に示すA−A線で切断した本例のジョイスティックコントローラの断面図である。
図2に示すように、筐体10は、固定用フランジ11と、固定用フランジ11に設置される摺動用プレート12と、筐体ケース14とを有する。固定用フランジ11は、フランジ面に開口を有する。摺動用プレート12は、固定用フランジ11の開口と対応する位置に開口を有する。筐体ケース14は、ドーム形状に形成され、ドーム上部の固定用フランジ11の開口と対応する位置に開口を有する。筐体ケース14の開口を覆うように、円環状の段差が形成されたゴムカバー27が装着される。ゴムカバー27は、円環状のゴムカバー押さえ28によって、固定用フランジ11に固定される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the joystick controller of this example cut along the line AA shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the housing 10 has a fixing flange 11, a sliding plate 12 installed on the fixing flange 11, and a housing case 14. The fixing flange 11 has an opening on the flange surface. The sliding plate 12 has an opening at a position corresponding to the opening of the fixing flange 11. The housing case 14 is formed in a dome shape and has an opening at a position corresponding to the opening of the fixing flange 11 on the upper part of the dome. A rubber cover 27 having an annular step is attached so as to cover the opening of the housing case 14. The rubber cover 27 is fixed to the fixing flange 11 by the annular rubber cover retainer 28.

筐体ケース14は、その開口の縁辺部にストッパ15を備え、ストッパ15は、操作体20の傾倒操作の終端で操作体20の傾倒を停止させる。ストッパ15は、筐体ケース14と一体に形成されていてもよく、別体として筐体ケース14に取り付けるようにしてもよい。 The housing case 14 is provided with a stopper 15 at the edge of the opening, and the stopper 15 stops the tilting of the operating body 20 at the end of the tilting operation of the operating body 20. The stopper 15 may be formed integrally with the housing case 14, or may be attached to the housing case 14 as a separate body.

操作部としての操作体20は、シャフト21と、操作者が傾倒操作をし易くするためにシャフト21に取り付けられた摘み22と、を有し、シャフト21は、回転中心17を中心に回動しながら傾倒変位する。また、シャフト21の下部には可動スプリング受け23が、上部には固定スプリング受け24が取り付けられる。 The operating body 20 as an operating unit has a shaft 21 and a knob 22 attached to the shaft 21 to facilitate the tilting operation of the operator, and the shaft 21 rotates about the rotation center 17. While tilting and displacementing. A movable spring receiver 23 is attached to the lower portion of the shaft 21, and a fixed spring receiver 24 is attached to the upper portion.

可動スプリング受け23は、シャフト21に対して、シャフト21の長さ方向に沿って摺動可能に挿通されている。可動スプリング受け23は、摺動用プレート12と接しながら摺動回動する鍔部23aと、シャフト21と接しながら上下方向に摺動する円筒部23bと、を備えている。鍔部23aは、円盤状の肉厚部231と、肉厚部から下方先端に向かって傾斜するテーパ部232とで構成されている。固定スプリング受け24は、シャフト21の上端部に固定されている。 The movable spring receiver 23 is slidably inserted into the shaft 21 along the length direction of the shaft 21. The movable spring receiver 23 includes a flange portion 23a that slides and rotates while in contact with the sliding plate 12, and a cylindrical portion 23b that slides in the vertical direction while in contact with the shaft 21. The flange portion 23a is composed of a disk-shaped thick portion 231 and a tapered portion 232 that is inclined from the thick portion toward the lower tip. The fixed spring receiver 24 is fixed to the upper end of the shaft 21.

可動スプリング受け23と固定スプリング受け24との間には、スプリング26が配置されている。そして、可動スプリング受け23と、固定スプリング受け24と、スプリング26と、により、スプリングリターン機構部50が構成される。すなわち、本例のスプリングリターン機構部50では、スプリング26の力によって、可動スプリング受け23の鍔部23aは常に下方の摺動用プレート12に押し当てられる状態となっており、摘み22に操作力が加えられていない場合は、操作体20(シャフト21)は直立の状態に保持される。 A spring 26 is arranged between the movable spring receiver 23 and the fixed spring receiver 24. Then, the movable spring receiver 23, the fixed spring receiver 24, and the spring 26 constitute the spring return mechanism portion 50. That is, in the spring return mechanism portion 50 of this example, the flange portion 23a of the movable spring receiver 23 is always pressed against the lower sliding plate 12 by the force of the spring 26, and the operating force is applied to the knob 22. If not added, the operating body 20 (shaft 21) is held upright.

固定用フランジ11の下方には、傾倒角度検出部30が設けられており、シャフト21の傾倒角度を検出する。傾倒角度検出部30の下方には中継基板6とコネクタ5が配置されており、これらを覆うように下カバー29が固定用フランジ11に固定されている。 An tilt angle detecting unit 30 is provided below the fixing flange 11, and detects the tilt angle of the shaft 21. A relay board 6 and a connector 5 are arranged below the tilt angle detection unit 30, and a lower cover 29 is fixed to a fixing flange 11 so as to cover them.

また、スプリングリターン機構部50の中に、傾倒されたシャフト21が所定の傾倒角度(指定傾倒角度)まで傾倒されたことを検知する検出部としての指定角度検出部40が設けられている。本例の指定角度検出部40は、後述するようにディテント機構で構成されている。 Further, a designated angle detection unit 40 is provided in the spring return mechanism unit 50 as a detection unit for detecting that the tilted shaft 21 is tilted to a predetermined tilt angle (designated tilt angle). The designated angle detection unit 40 of this example is configured by a detent mechanism as will be described later.

図3は、本例のジョイスティックコントローラの指定角度検出部40の拡大断面図であり、図2の回転中心17付近を拡大した状態を示す。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the designated angle detection unit 40 of the joystick controller of this example, and shows an enlarged state in the vicinity of the rotation center 17 of FIG.

本例の指定角度検出部40は、シャフト21の外周面にV字状に形成された溝部25と、この溝部25と係合可能な可動スプリング受け23に設けられたボールプランジャ41と、を有するディテント機構で構成される。ディテント機構とは、人為的に作り出された抵抗によって、移動体を所定位置に保持する機構であって、抵抗に打ち勝つ力を加えることにより、移動体を別の位置に移動させることができる。本例のディテント機構は、ボールプランジャ41と溝部25を係合させることにより生じた抵抗により、シャフト21を指定傾倒角度になる特定の状態に誘導して、一時的にその状態を保持することができる。また、さらに力を加えることにより、その特定の状態を解除することができる。 The designated angle detection unit 40 of this example has a groove portion 25 formed in a V shape on the outer peripheral surface of the shaft 21, and a ball plunger 41 provided on a movable spring receiver 23 that can engage with the groove portion 25. It consists of a detent mechanism. The detent mechanism is a mechanism that holds a moving body in a predetermined position by an artificially created resistance, and the moving body can be moved to another position by applying a force that overcomes the resistance. In the detent mechanism of this example, the resistance generated by engaging the ball plunger 41 and the groove 25 can guide the shaft 21 to a specific state having a designated tilt angle, and temporarily hold the state. it can. Further, by applying further force, the specific state can be released.

溝部25は、シャフト21の径方向全周にわたって形成されたV字状の溝で構成されている。シャフト21に形成される溝部25の位置は、シャフト21を指定傾倒角度まで傾倒させた際に、可動スプリング受け23に固定されたボールプランジャ41の先端が対向する場所に形成される。 The groove portion 25 is composed of a V-shaped groove formed over the entire radial direction of the shaft 21. The position of the groove 25 formed on the shaft 21 is formed at a position where the tip of the ball plunger 41 fixed to the movable spring receiver 23 faces the position when the shaft 21 is tilted to a designated tilt angle.

ボールプランジャ41は、鍔部23aの肉厚部231の外側面に形成された挿通孔42に挿入された状態で、可動スプリング受け23に保持される。挿通孔42は、孔の中心線が可動スプリング受け23の円筒部23b内径の軸線と直交する方向に形成されている。すなわち、可動スプリング受け23がシャフト21に挿入された際に、挿通孔42がシャフト21の外周面に直交するように形成されている。 The ball plunger 41 is held by the movable spring receiver 23 in a state of being inserted into the insertion hole 42 formed in the outer surface of the thick portion 231 of the flange portion 23a. The insertion hole 42 is formed in a direction in which the center line of the hole is orthogonal to the axis of the inner diameter of the cylindrical portion 23b of the movable spring receiver 23. That is, when the movable spring receiver 23 is inserted into the shaft 21, the insertion hole 42 is formed so as to be orthogonal to the outer peripheral surface of the shaft 21.

図4は、本例で使用するボールプランジャの一部断面図である。
図4に示すように、ボールプランジャ41は、内部に中空部を有する円筒状筐体41aと、中空部に内蔵されたボール41bと、ボール41bを外側に付勢するスプリング41cと、で構成される。また、筐体41aの表面には、雄ねじ部が形成されている。ボールプランジャ41は、通常はボール41bの一部が外に突出した状態で筐体41aに保持されており、ボール41bが加圧されると、スプリング41cに抗してボール41bが筐体41a内部に沈み込むように機能する。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the ball plunger used in this example.
As shown in FIG. 4, the ball plunger 41 is composed of a cylindrical housing 41a having a hollow portion inside, a ball 41b built in the hollow portion, and a spring 41c for urging the ball 41b to the outside. To. Further, a male screw portion is formed on the surface of the housing 41a. The ball plunger 41 is normally held in the housing 41a with a part of the ball 41b protruding outward, and when the ball 41b is pressurized, the ball 41b opposes the spring 41c and the ball 41b is inside the housing 41a. It works to sink into.

本例では、ボール41bが溝部25と係合したときに、ガタつきが発生しないようにボールプランジャ41を挿通孔42に配置する。雄ねじ部を回すことにより、挿通孔42内におけるボールプランジャ41の位置を調整した後、接着剤を用いて、ボールプランジャ41を固定する。 In this example, the ball plunger 41 is arranged in the insertion hole 42 so that rattling does not occur when the ball 41b engages with the groove portion 25. After adjusting the position of the ball plunger 41 in the insertion hole 42 by turning the male screw portion, the ball plunger 41 is fixed using an adhesive.

操作者が摘み22を把持して操作体20を傾倒させる場合には、可動スプリング受け23がシャフト21の外周面を摺動しながら長さ方向に移動する。このとき、筐体41aに押し込まれた状態のボール41bは、シャフト21の外周面を転がりながら移動する。シャフト21の傾倒角度が指定傾倒角度に到達すると、ボール41bへの加圧が溝部25の空間によって解除される。これにより、ボール41bがスプリング41cの付勢力により押し出されて溝部25と係合し、シャフト21は指定傾倒角度の状態に保持される。このとき、ボール41bと溝部25とが係合する際に生じる振動により、操作者は、操作体20の傾倒動作により、シャフト21が所定の指定傾倒角度に到達したことを感知することができる。 When the operator grips the knob 22 and tilts the operating body 20, the movable spring receiver 23 moves in the length direction while sliding on the outer peripheral surface of the shaft 21. At this time, the ball 41b pushed into the housing 41a moves while rolling on the outer peripheral surface of the shaft 21. When the tilt angle of the shaft 21 reaches the designated tilt angle, the pressure on the ball 41b is released by the space of the groove portion 25. As a result, the ball 41b is pushed out by the urging force of the spring 41c to engage with the groove 25, and the shaft 21 is held in a state of a designated tilt angle. At this time, the operator can detect that the shaft 21 has reached a predetermined designated tilt angle by the tilting operation of the operating body 20 due to the vibration generated when the ball 41b and the groove portion 25 are engaged with each other.

なお、溝部25の形状や、ボールプランジャ41の構造は、本例に限定される必要はなく、係合することにより、操作体20を特定の状態に保持できるものであればよい。 The shape of the groove 25 and the structure of the ball plunger 41 need not be limited to this example, and may be any one that can hold the operating body 20 in a specific state by engaging with the groove portion 25.

また、本例では、シャフト21の外周表面に形成される溝部25の数を1つとしたが、図5に示すように、シャフト21の長さ方向に沿って、複数の溝部25を設けるようにしてもよい。 Further, in this example, the number of groove portions 25 formed on the outer peripheral surface of the shaft 21 is set to one, but as shown in FIG. 5, a plurality of groove portions 25 are provided along the length direction of the shaft 21. You may.

図5は、他の例における指定角度検出部(溝部)の拡大断面図である。
図5に示すように、本例では、シャフト21の長さ方向に沿って、2つの溝部25a、25bが形成されている。シャフト21の下側(先端側)に形成されている溝部25aが、傾倒角度が小さい方の指定傾倒角度に対応する。本例では、下側の溝部25aが±7.5°の指定傾倒角度に対応する溝部であり、溝部25aの上側に形成された溝部25bが、±15°の指定傾倒角度に対応する。なお、さらに大きい指定傾倒角度の検出を行う場合には、溝部25bの上側に溝部を形成すればよく、さらに小さい指定傾倒角度の検出を行う場合には、溝部25aの下側に溝部を形成すればよい。このように、複数の溝部25を設けることにより、異なる値の指定傾倒角度の検出を行うことができる。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the designated angle detection unit (groove portion) in another example.
As shown in FIG. 5, in this example, two groove portions 25a and 25b are formed along the length direction of the shaft 21. The groove portion 25a formed on the lower side (tip side) of the shaft 21 corresponds to the designated tilt angle having the smaller tilt angle. In this example, the lower groove portion 25a corresponds to a designated tilt angle of ± 7.5 °, and the groove portion 25b formed on the upper side of the groove portion 25a corresponds to a designated tilt angle of ± 15 °. When detecting a larger designated tilt angle, a groove may be formed on the upper side of the groove 25b, and when detecting a smaller designated tilt angle, a groove may be formed on the lower side of the groove 25a. Just do it. By providing the plurality of groove portions 25 in this way, it is possible to detect different values of the designated tilt angles.

また、本例では、ボールプランジャ41の数を1つとしたが、図6に示すように、複数個のボールプランジャを設けてもよい。
図6は、他の例における指定角度検出部(ボールプランジャ)の拡大断面図である。
図6に示すように、本例では、シャフト21を挟んで対向するように、2つのボールプランジャ41、41’を設けている。また、互いのボールプランジャの先端の高さが、可動スプリング受け23の長さ方向において一致するように配置されている。この場合、ボールプランジャを挿通するための挿通孔42も、2箇所に形成される。なお、本例では、使用するボールプランジャの数を2個としたが、3個以上用いてもよい。このように、ボールプランジャを複数設けることにより、溝部25とボールプランジャ41とによる係合箇所を増やして、シャフト21の保持力を向上させることができる。
Further, in this example, the number of ball plungers 41 is set to one, but as shown in FIG. 6, a plurality of ball plungers may be provided.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the designated angle detection unit (ball plunger) in another example.
As shown in FIG. 6, in this example, two ball plungers 41 and 41'are provided so as to face each other with the shaft 21 in between. Further, the heights of the tips of the ball plungers are arranged so as to coincide with each other in the length direction of the movable spring receiver 23. In this case, the insertion holes 42 for inserting the ball plunger are also formed at two places. In this example, the number of ball plungers used is two, but three or more may be used. By providing a plurality of ball plungers in this way, it is possible to increase the number of engagement points between the groove 25 and the ball plunger 41 and improve the holding force of the shaft 21.

図7は、本例のジョイスティックコントローラ1の傾倒角度検出部30を示す斜視図であり、図2の下カバー29を取り外した状態を示す。
図7に示すように、ジョイスティックコントローラ1の傾倒角度検出部30は、固定フランジ11の下方において、操作体20のシャフト21と連結された状態で、シャフト21をX軸方向に揺動するガイド部材としてのX軸アーム31及びY軸方向に揺動するガイド部材としてのY軸アーム32と、X軸アーム31の変位を検出するX軸センサ33及びY軸アーム32の変位を検出するY軸センサ34とを有している。X軸アーム31及びY軸アーム32の先端には磁石36(図2参照)が取り付けられており、X軸センサ33及びY軸センサ34はホルダにより磁石36と対向する位置に保持されている。
FIG. 7 is a perspective view showing the tilt angle detection unit 30 of the joystick controller 1 of this example, and shows a state in which the lower cover 29 of FIG. 2 is removed.
As shown in FIG. 7, the tilt angle detection unit 30 of the joystick controller 1 is a guide member that swings the shaft 21 in the X-axis direction in a state of being connected to the shaft 21 of the operating body 20 below the fixed flange 11. The X-axis arm 31 and the Y-axis arm 32 as a guide member swinging in the Y-axis direction, the X-axis sensor 33 for detecting the displacement of the X-axis arm 31, and the Y-axis sensor for detecting the displacement of the Y-axis arm 32. It has 34 and. A magnet 36 (see FIG. 2) is attached to the tips of the X-axis arm 31 and the Y-axis arm 32, and the X-axis sensor 33 and the Y-axis sensor 34 are held at positions facing the magnet 36 by a holder.

傾倒角度検出部30は、X軸センサ33及びY軸センサ34で、傾倒操作によるX軸アーム31またはY軸アーム32の揺動により変化した磁石36の磁束の変化を検出することで、X軸方向及びY軸方向のシャフト21の傾倒角度をそれぞれ取り出すことができる。X軸センサ33及びY軸センサ34により取り出された傾倒角度は、電気信号として図示しないリード線を介して中継基板6に伝達された後、中継基板6上のコネクタ5を介して外部の装置に伝達される。 The tilt angle detection unit 30 detects the change in the magnetic flux of the magnet 36 changed by the swing of the X-axis arm 31 or the Y-axis arm 32 due to the tilt operation by the X-axis sensor 33 and the Y-axis sensor 34, thereby detecting the change in the magnetic flux of the magnet 36. The tilt angles of the shaft 21 in the direction and the Y-axis direction can be taken out, respectively. The tilt angle taken out by the X-axis sensor 33 and the Y-axis sensor 34 is transmitted to the relay board 6 as an electric signal via a lead wire (not shown), and then sent to an external device via the connector 5 on the relay board 6. Be transmitted.

なお、本例では、ボールプランジャ41と溝部25とが係合する際に生じる振動により、シャフト21が指定傾倒角度に到達したことを検出することができるので、傾倒角度検出部30のX軸センサ33及びY軸センサ34に電気的な影響を及ぼすことがない。これにより、傾倒角度検出部30の検出精度を向上させることができる。 In this example, it is possible to detect that the shaft 21 has reached the designated tilt angle due to the vibration generated when the ball plunger 41 and the groove portion 25 are engaged with each other. Therefore, the X-axis sensor of the tilt angle detection unit 30 can be detected. There is no electrical effect on 33 and the Y-axis sensor 34. As a result, the detection accuracy of the tilt angle detection unit 30 can be improved.

また、本例では、溝部25をシャフト21の径方向全周にわたって形成しているので、操作者による操作体20の傾倒操作方向がX軸方向若しくはY軸方向であっても、指定角度検出部40でシャフト21が指定傾倒角度に到達したことを検出できる。 Further, in this example, since the groove portion 25 is formed over the entire radial direction of the shaft 21, the designated angle detection unit is formed even if the tilting operation direction of the operating body 20 by the operator is the X-axis direction or the Y-axis direction. At 40, it can be detected that the shaft 21 has reached the designated tilt angle.

次に、図8の分解図を用いて、本例のジョイスティックコントローラ1の組み立て方法の一例について説明する。
図8に示されるように、固定用フランジ11に対して、シャフト21を揺動可能に支持する。つぎに、筐体ケース固定用ねじ52を用いて、固定用フランジ11の上に筐体ケース14を取り付ける。そして、ボールプランジャ41が接着固定された可動スプリング受け23をシャフト21に挿通し、続いて、シャフト21にスプリング26を挿入する。そして、スプリング26をある程度圧縮させた状態で、固定スプリング受け24をシャフト21の上部に固定する。最後に、つまみ用固定ねじ51を用いて、シャフト21の先端に摘み22を取り付け、操作体20を組み立てる。なお、組み立てられた操作体20は、傾倒可能に支持されている。
Next, an example of the method of assembling the joystick controller 1 of this example will be described with reference to the exploded view of FIG.
As shown in FIG. 8, the shaft 21 is swingably supported with respect to the fixing flange 11. Next, the housing case 14 is mounted on the fixing flange 11 by using the housing case fixing screw 52. Then, the movable spring receiver 23 to which the ball plunger 41 is adhesively fixed is inserted into the shaft 21, and then the spring 26 is inserted into the shaft 21. Then, with the spring 26 compressed to some extent, the fixed spring receiver 24 is fixed to the upper portion of the shaft 21. Finally, the knob 22 is attached to the tip of the shaft 21 using the knob fixing screw 51, and the operating body 20 is assembled. The assembled operating body 20 is supported so as to be tiltable.

つぎに、図9を用いて、本例のジョイスティックコントローラ1の動作について説明する。
図9は、本例のジョイスティックコントローラの動作を説明するための説明図及び指定角度検出部40の動作を説明するための拡大図である。
Next, the operation of the joystick controller 1 of this example will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the joystick controller of this example and an enlarged view for explaining the operation of the designated angle detection unit 40.

ジョイスティックコントローラ1は、操作者が操作体20の摘み22を操作して、シャフト21を、回転中心17を支点として傾倒変位させることにより動作する。 The joystick controller 1 is operated by the operator operating the knob 22 of the operating body 20 to tilt and displace the shaft 21 with the rotation center 17 as a fulcrum.

操作者が摘み22を操作しないときは、スプリング26のバネの力で、可動スプリング受け23が、摺動用プレート12に押し付けられる。すなわち、摘み22から操作力を除いた状態においては、図9Aに示すように、スプリングリターン機構部50によって、操作体20は直立した状態に保持されている。また、ボールプランジャ41は、シャフト21の外周面からの加圧により、ボール41bが筐体41a内部に沈み込んだ状態で、可動スプリング受け23に保持されている。 When the operator does not operate the knob 22, the movable spring receiver 23 is pressed against the sliding plate 12 by the force of the spring of the spring 26. That is, in the state where the operating force is removed from the knob 22, the operating body 20 is held in an upright state by the spring return mechanism portion 50, as shown in FIG. 9A. Further, the ball plunger 41 is held by the movable spring receiver 23 in a state where the ball 41b is sunk inside the housing 41a due to the pressurization from the outer peripheral surface of the shaft 21.

操作者が、摘み22を操作して、シャフト21を指定傾斜角度(本例では15°)まで傾倒させると、図9Bに示すように、可動スプリング受け23が摺動用プレート12に押し上げられ、スプリング26の付勢力に抗して、スプリング26を圧縮する。スプリング26が圧縮されると、可動スプリング受け23がシャフト21に沿って上方へ摺動移動し、ボールプランジャ41は、シャフト21の外周面に形成されている溝部25と対向する位置に移動する。このとき、溝部25のV字状の空間部分により、ボール41bへ加圧が解除され、拡大図にしめすように、スプリング41cの付勢力により押し出されたボール41bと溝部25とが係合し、シャフト21が指定傾斜角度で傾いた状態に保持される。 When the operator operates the knob 22 to tilt the shaft 21 to a designated tilt angle (15 ° in this example), the movable spring receiver 23 is pushed up by the sliding plate 12 as shown in FIG. 9B, and the spring. The spring 26 is compressed against the urging force of the 26. When the spring 26 is compressed, the movable spring receiver 23 slides upward along the shaft 21, and the ball plunger 41 moves to a position facing the groove 25 formed on the outer peripheral surface of the shaft 21. At this time, the pressure on the ball 41b is released by the V-shaped space portion of the groove portion 25, and the ball 41b pushed out by the urging force of the spring 41c and the groove portion 25 engage with each other as shown in the enlarged view. The shaft 21 is held in a state of being tilted at a designated tilt angle.

このように、ボール41bと溝部25とが係合する際に生じる振動により、操作者は、シャフト21の傾倒角度が、指定傾斜角度(15°)に到達したことを感知することができる。なお、本例では、溝部25をシャフト21の径方向全周にわたって形成しているので、可動スプリング23の鍔部23aが、スプリング26の反発力によりシャフト21の円周方向に回動してしまった場合であっても、確実に指定傾倒角度に到達したことを検出できる。 In this way, the operator can sense that the tilt angle of the shaft 21 has reached the designated tilt angle (15 °) due to the vibration generated when the ball 41b and the groove portion 25 are engaged with each other. In this example, since the groove portion 25 is formed over the entire radial direction of the shaft 21, the flange portion 23a of the movable spring 23 rotates in the circumferential direction of the shaft 21 due to the repulsive force of the spring 26. Even in this case, it is possible to reliably detect that the specified tilt angle has been reached.

操作者が、摘み22を操作して、さらにシャフト21を傾倒させると、図9Cに示すように、可動スプリング受け23が、スプリング26の付勢力に抗して、シャフト21に沿ってさらに上方へ摺動する。このとき、ボールプランジャ41は、再び、シャフト21の外周面からの加圧を受け、拡大図に示すように、ボール41bが筐体41a内部に沈み込んだ状態で可動スプリング受け23に保持される。さらに、シャフト21を傾倒させると、固定スプリング受け24が筐体ケース14の上端部に設けられたストッパ15に押し付けられて、操作体20の傾倒動作は停止する。 When the operator operates the knob 22 to further tilt the shaft 21, the movable spring receiver 23 resists the urging force of the spring 26 and further upwards along the shaft 21 as shown in FIG. 9C. Sliding. At this time, the ball plunger 41 is again pressurized from the outer peripheral surface of the shaft 21, and as shown in the enlarged view, the ball 41b is held by the movable spring receiver 23 in a state where the ball 41b is sunk inside the housing 41a. .. Further, when the shaft 21 is tilted, the fixed spring receiver 24 is pressed against the stopper 15 provided at the upper end of the housing case 14, and the tilting operation of the operating body 20 is stopped.

なお、本例では、図9Bに示した状態におけるシャフト21の傾倒角度(±15°)を指定傾斜角度として設定しているが、指定傾斜角度は任意の値でよく、また、上述したように複数の溝部25を設けることにより、複数の傾斜指定角度を設定することができる。 In this example, the tilt angle (± 15 °) of the shaft 21 in the state shown in FIG. 9B is set as the designated tilt angle, but the designated tilt angle may be any value, and as described above. By providing the plurality of groove portions 25, a plurality of tilt designation angles can be set.

図10は、本例のジョイスティックコントローラ1の出力特性図である。
図10は、アナログ出力電圧を例にした傾倒角度検出部30の出力特性図を示す。
図10に示すように、操作体20の傾倒操作の範囲が傾倒角度(−15°〜+15°)の範囲内である場合は、コネクタ5から取り出されるX軸センサ33及びY軸センサ34の出力電圧が出力電圧20〜80%の範囲になるように設定されている。また、操作体20の操作範囲が傾倒角度約±15°を超えて傾倒角度±20°までの範囲に到達している場合は、出力電圧が10〜20%及び80〜90%の範囲になるように設定されている。なお、本例では、操作体20の傾倒操作ができる傾倒角度の範囲は約±20°までに設定されている。また、図に示した出力電圧比の傾きは一例であって、また、操作体20を傾倒操作できる傾倒角の範囲は任意の範囲に設定することができる。
FIG. 10 is an output characteristic diagram of the joystick controller 1 of this example.
FIG. 10 shows an output characteristic diagram of the tilt angle detection unit 30 using an analog output voltage as an example.
As shown in FIG. 10, when the tilting operation range of the operating body 20 is within the tilting angle (-15 ° to + 15 °), the outputs of the X-axis sensor 33 and the Y-axis sensor 34 taken out from the connector 5. The voltage is set to be in the range of 20 to 80% of the output voltage. When the operating range of the operating body 20 exceeds the tilt angle of about ± 15 ° and reaches the tilt angle of ± 20 °, the output voltage is in the range of 10 to 20% and 80 to 90%. Is set to. In this example, the range of the tilt angle at which the operating body 20 can be tilted is set to about ± 20 °. Further, the inclination of the output voltage ratio shown in the figure is an example, and the range of the inclination angle at which the operating body 20 can be tilted can be set to an arbitrary range.

以上述べたように、本例のジョイスティックコントローラ1によれば、シャフト21が指定傾倒角度に到達したことを、確実に操作者に伝達することができる。 As described above, according to the joystick controller 1 of this example, it is possible to reliably notify the operator that the shaft 21 has reached the designated tilt angle.

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、可動スプリング受け23の構成は、本例に限定されるものではなく、摺動用プレート12と摺動し、シャフト21に沿って移動できるものであればよい。 The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention described in the claims. For example, the configuration of the movable spring receiver 23 is not limited to this example, and may be any structure that can slide with the sliding plate 12 and move along the shaft 21.

また、X軸センサ33及びY軸センサ34として、無接触式センサまたは接触式センサを用いてもよい。また、本例では、X軸方向及びY軸方向の検出を行う2次元ジョイスティックコントローラを用いているが、X軸方向のみの検出を行う1次元ジョイスティックコントローラにも適用することができる。また、摘み22にZ軸方向の検出を行うセンサを追加した3次元ジョイスティックコントローラにも適用することができる。 Further, as the X-axis sensor 33 and the Y-axis sensor 34, a non-contact type sensor or a contact type sensor may be used. Further, in this example, a two-dimensional joystick controller that detects in the X-axis direction and the Y-axis direction is used, but it can also be applied to a one-dimensional joystick controller that detects only in the X-axis direction. It can also be applied to a three-dimensional joystick controller in which a sensor for detecting the Z-axis direction is added to the knob 22.

1・・・ジョイスティックコントローラ、5・・・コネクタ、6・・・中継基板、10・・・筐体、11・・・固定用フランジ、12・・・摺動用プレート、14・・・筐体ケース、15・・・ストッパ、17・・・回転中心、20・・・操作体、21・・・シャフト、22・・・摘み、23・・・可動スプリング受け、23a・・・鍔部、23b・・・円筒部、24・・・固定スプリング受け、25・・・V字溝、26・・・スプリング、29・・・下カバー、30・・・傾倒角度検出部、31・・・X軸アーム、32・・・Y軸アーム、36・・・磁石、40・・・指定角度検出部(ディテント機構)、41・・・ボールプランジャ、41a・・・プランジャ本体、41b・・・ボール、41c・・・スプリング、42・・・挿通孔、50・・・スプリングリターン機構部、231・・・肉厚部、232・・・テーパ部 1 ... Joystick controller, 5 ... Connector, 6 ... Relay board, 10 ... Housing, 11 ... Fixing flange, 12 ... Sliding plate, 14 ... Housing case , 15 ... Stopper, 17 ... Center of rotation, 20 ... Operating body, 21 ... Shaft, 22 ... Picking, 23 ... Movable spring receiver, 23a ... Flange, 23b ...・ ・ Cylindrical part, 24 ・ ・ ・ Fixed spring receiver, 25 ・ ・ ・ V-shaped groove, 26 ・ ・ ・ Spring, 29 ・ ・ ・ Lower cover, 30 ・ ・ ・ Tilt angle detection part, 31 ・ ・ ・ X-axis arm , 32 ... Y-axis arm, 36 ... magnet, 40 ... designated angle detector (detent mechanism), 41 ... ball plunger, 41a ... plunger body, 41b ... ball, 41c ...・ ・ Spring, 42 ・ ・ ・ Insertion hole, 50 ・ ・ ・ Spring return mechanism part, 231 ・ ・ ・ Thick part, 232 ・ ・ ・ Tapered part

Claims (5)

摺動用プレートと筐体ケースとを備える筐体と、
回転中心部を中心として傾斜回動可能な状態で前記筐体に支持されるシャフトと、
外力が加えられることにより前記シャフトを傾斜回動させる操作部と、
前記シャフトに挿通支持された、前記シャフトに沿って移動可能な可動スプリング受けと、前記シャフトに固定された固定スプリング受けと、前記可動スプリング受けと前記固定スプリング受けとによって挟持されたスプリングと、を備え、前記スプリングにより前記シャフトを前記摺動用プレートに垂直に保持した状態から、前記操作部に加えられた外力により前記シャフトを傾斜回動させて前記スプリングを圧縮して、前記可動スプリング受けを前記シャフトに沿って変位させるスプリングリターン機構部と、
前記可動スプリング受けの変位を検出する検出部と、を備えたジョイスティックコントローラであって、
前記検出部は、
前記シャフトの外周面に形成された溝部と、前記可動スプリング受けに設けられた、前記溝部と係合可能なボールプランジャと、を有するディテント機構である
ジョイスティックコントローラ。
A housing with a sliding plate and a housing case,
A shaft supported by the housing in a state where it can be tilted around the center of rotation,
An operation unit that tilts and rotates the shaft by applying an external force,
A movable spring receiver that is inserted and supported by the shaft and can move along the shaft, a fixed spring receiver fixed to the shaft, and a spring sandwiched between the movable spring receiver and the fixed spring receiver. In the state where the shaft is held perpendicularly to the sliding plate by the spring, the shaft is tilted and rotated by an external force applied to the operating portion to compress the spring, and the movable spring receiver is pressed. A spring return mechanism that displaces along the shaft,
A joystick controller including a detection unit that detects the displacement of the movable spring receiver.
The detection unit
A joystick controller which is a detent mechanism having a groove formed on the outer peripheral surface of the shaft and a ball plunger provided on the movable spring receiver and capable of engaging with the groove.
前記溝部は、前記シャフトの径方向全周にわたって形成されている
請求項1に記載のジョイスティックコントローラ。
The joystick controller according to claim 1, wherein the groove portion is formed over the entire radial direction of the shaft.
前記溝部は、前記シャフトに沿って複数設けられている
請求項2に記載のジョイスティックコントローラ。
The joystick controller according to claim 2, wherein a plurality of the groove portions are provided along the shaft.
前記ボールプランジャを複数設け、前記複数のボールプランジャの先端位置が前記可動スプリング受けの長さ方向において一致するように配置されている
請求項1〜3のいずれか一項に記載のジョイスティックコントローラ。
The joystick controller according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the ball plungers are provided, and the tip positions of the plurality of ball plungers are arranged so as to coincide with each other in the length direction of the movable spring receiver.
前記シャフトの傾斜回動をガイドする複数のガイド部材を設けた
請求項1〜4のいずれか一項に記載のジョイスティックコントローラ。
The joystick controller according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of guide members for guiding the tilt rotation of the shaft are provided.
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