JPH08221129A - ジョイステック型コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、構成部材を少なくして簡単な構造
とし、組立も容易でありコストを低減させ又摩擦部も少
なくして耐久性を向上させることができると共に、操作
ロッドを正確に中立位置に復元することのできるジョイ
ステック型コンロローラを提供することを目的とする。 【構成】 本発明のジョイステック型コントローラは、
操作ロッド２に連設され球面軸受１１と同一中心とした
球状面１２を有する板状部材３を、操作ロッド２の傾斜
操作による伸張力で操作ロッドを中立位置に自動復元す
るばね４、４と、板状部材３の球状面との相対的な移動
により操作ロッド２の中立位置の位置決めをする位置決
め機構５とで構成され、操作ロッド２の傾斜操作に応じ
た信号が得られるように、板状部材３で直線移動型ポテ
ンションメータ６、６を作動するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送ロボット、民生品
の電動台車等を手動で操作するジョイステック型コント
ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術のジョイステック型コントロー
ラとしては、特開平１−１４０９７６号公報に記載され
ているものがある。この種のジョイステック型コントロ
ーラは、操作棒の下端に少なくともばね支持部及びポテ
ンションメータ作動部から成る可動部材を固定させ、可
動部材を静止部に対してユニバーサル軸受で支持し、該
軸受をほぼ中心として複数のコイルばねを圧縮又は引張
りの状態でばね支持部材と静止部との間に配設して、操
作棒をその中立位置にばね力で自動復帰するようにし、
ポテンションメータ作動部で一対のポテンションメータ
を作動させるものである。また、従来技術のジョイステ
ック型コントローラは、操作棒の非作動時の中立位置を
可動部の各耳部に摺動自在にされた複数の位置決めネジ
体で行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のジョイステック型コントローラにおいては、構成部
品が非常に多く、これらの組立が困難であり、従って、
ポテンションメータや位置決めネジ体等の調整に多くの
時間が必要となると共に、その組立精度も良くなく、ま
た、構成部品が多いことから、各構成部品の加工時間や
組立時間が多くかかり、ジョイステック型コントローラ
自体の重量や、コストも多くなり、特に、価格の比較的
安価な民生品の電動台車等に採用することが困難である
という問題があった。

【０００４】また、操作棒を中立位置に自動復元するに
は、軸受をほぼ中心として複数のコイルばねを圧縮又は
引張りの状態でばね支持部材と静止部との間に配設し
て、操作棒をその中立位置にばね力で自動復帰するよう
にしているが、操作棒が中立位置の近傍に復元した状態
で、複数のばねのばね力が釣り合ってしまい、それ以上
の正確な復元はできないという問題があった。

【０００５】更に、操作棒を回動するためのユニバーサ
ル軸受や、操作棒の非作動時の中立位置を正確に位置決
めする位置決めネジ体等の摩擦摺動部が多く、耐久性に
劣るという問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、構成部材を少なくして簡単な構造と
し、組立も容易でありコストを低下させ又摩擦部も少な
くして耐久性を向上させることができると共に、操作ロ
ッドを正確に中立位置に復元することのできるジョイス
テック型コントローラを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明のジョイステック型コントローラでは、請求
項１においては、球面軸受を中心として中立位置から多
方向に傾斜操作される操作ロッドと、この操作ロッドの
傾斜操作に応じて駆動される直線作動型ポテンションメ
ータとでなるジョイステック型コントローラにおいて、
（１）前記操作ロッドに連設され、前記球面軸受と同一
中心とした球状面を有する板状部材と、（２）前記操作
ロッドの傾斜操作により伸張張状態にされ、この伸張力
で前記操作ロッドを中立位置に自動復帰させる複数のば
ねと、（３）前記板状部材の球状面との相対的な移動に
より前記操作ロッドの中立位置の位置決めをする位置決
め機構とで構成され、（４）前記操作ロッドの傾斜操作
に応じた信号が得られるように、前記板状部材で前記直
線作動型ポテンションメータを作動するようにしたもの
である。

【０００８】請求項２においては、請求項１のものに、
前記位置決め機構は、前記板状部材の球状面に形成され
た凹部と、前記操作ロッドの中立位置において前記凹部
内に係合し、且つ前記操作ロッドの傾斜操作に前記球状
面に沿うプランジャと、このプランジャを前記球状面に
付勢するばねとで構成したものである。

【０００９】請求項３においては、請求項１のものに、
前記複数のばねは、前記球面軸受と略同一中心として配
置されており、この一端側が固定されていると共に、他
端部が前記板状部材に形成された孔を貫通して、前記操
作ロッドの傾斜操作により前記操作ロッド側に位置する
前記板状部材に係合可能にされているものである。

【００１０】

【作用】このように本発明のジョイステック型コントロ
ーラによれば、請求項１では、操作ロッドに連設され、
球面軸受と同一中心とした球状面を有する板状部材と、
操作ロッドの傾斜操作により伸張張状態にされ、この伸
張力で操作ロッドを中立位置に自動復帰させる複数のば
ねと、板状部材の球状面との相対的な移動により操作ロ
ッドの中立位置の位置決めをする位置決め機構とで構成
され、操作ロッドの傾斜操作に応じた信号が得られるよ
うに、板状部材で直線作動型ポテンションメータを作動
するようにしたので、部品点数を最小なものとしなが
ら、操作ロッドの中立位置を正確に確保でき、組立も簡
単でありコストを低下させることができるとと共に、摩
擦摺動部が球面軸受及び位置決め機構のみであるので、
耐久性を向上することができる。

【００１１】請求項２では、位置決め機構は、板状部材
の球状面に形成された凹部と、操作ロッドの中立位置に
おいて凹部内に係合し、且つ操作ロッドの傾斜操作に球
状面に沿うプランジャと、このプランジャを球状面に付
勢するばねとで構成して、唯一の位置決め機構で操作ロ
ッドの中立位置の位置決めを正確に確保することができ
る。

【００１２】請求項３では、複数のばねは、球面軸受と
略同一中心として配置されており、この一端側が固定さ
れていると共に、他端部が板状部材に形成された孔を貫
通して、操作ロッドの傾斜操作により操作ロッド側に位
置する板状部材に係合可能にされているので、複数のば
ねの組立時に、この圧縮又は引張調整を必要とすること
なく、操作ロッドを中立位置に自動復元できると共に、
操作ロッドの中立位置付近においても、十分な伸張力で
操作ロッドを中立位置に自動復元することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例であるジョイステッ
ク型コントローラについて、図面を参照して説明する。
図１は本実施例におけるジョイステック型コントローラ
の全体構成を示す縦断面図、図２（ａ）は本実施例にお
けるジョイステック型コントローラに配置される複数の
ばねの構造を示す要部拡大図、図２（ｂ）は本実施例に
おけるジョイステック型コントローラに配置される複数
のばねの作動を説明するための要部拡大図、図３は本実
施例におけるジョイステック型コントローラの位置決め
機構の構成を示す要部拡大図、図４（ａ）は本実施例に
おけるジョイステック型コントローラの位置決め機構の
作動を説明するための要部拡大図、に図４（ｂ）は本実
施例におけるジョイステック型コントローラの板状部
材、ばね及び直線作動型ポテンシャルメータの作動を説
明するための要部拡大図、図５は本実施例におけるジョ
イステック型コントローラの位置決め機構の変形例を示
す要部拡大図である。

【００１４】図１において、１はジョイステック型コン
トローラであって、操作ロッド２、板状部材３、複数の
ばね４、４、４、・・・・、位置決め機構５、及び直線
移動型ポテンションメータ６、６を主要部として構成さ
れている。１０は内部空間Ａを有するハウジングであっ
て、この開口部１０ａ上には球面軸受１１が固定・配置
されている。操作ロッド２は、球状のつまみ２Ａとこの
つまみ２Ａから延びるロッド部２Ｂとでなり、ロッド２
Ｂ端側から球面軸受１１の球体１１ａを貫通して、この
球面軸受１１で多方向に傾斜可能（摺動可能）に軸支さ
れている。

【００１５】板状部材３は、球面軸受１１の中心を基準
として所定半径の球状面１２を、ハウジング１０の底１
０ｂ側に有する円柱状の本体部１３と、この本体部１３
から半径外方向（ロッド２Ｂの軸方向に直交する方向）
に突出する板状部１４とからなり、この本体部１３に形
成された球面軸受１１側に開口する凹所１５が球面軸受
１１から突出するロッド部２Ｂに固定されて、操作ロッ
ド２と連設状態にされている。これにより、板状部材３
は、操作ロッド２の傾斜操作に追従して、多方向に傾斜
可能にされている。

【００１６】複数のばね４、４、４、・・・は、板状部
材３の板状部１４とハウジング１０の底１０ｂとの間
に、且つ球面軸受１１と略同一中心とする周方向に互い
に所定間隔を隔てて配置されたコイルばねである。各ば
ね４、４、４、・・・は、ハウジング１０の底１０ｂ側
端がこの底１０ｂに固定されていると共に、また、板状
部材３側端部には操作ロッド２側に、この軸腺と並行し
て延びる直線部１６がそれぞれ形成されている。各ばね
４、４、４、・・・の直線部１６は、図２（ａ）に示す
ように、板状部材３の板状部１４に形成された貫通孔１
７、１７、・・・を遊嵌して所定長さだけ操作ロッド２
側に突出していると共に、この突出した端には、各貫通
孔１７、１７、・・・を覆って板状部１４に係合する係
合部１８、１８、・・・が一体形成されている。これに
より、操作ロッド２を傾斜作動させると、図２（ｂ）に
示すように、この操作ロッド２側に傾斜された板状部１
４がばね４の係合部１８に係合して、このばね４を操作
ロッド２側に伸張すると共に、ハウジング１０の底１０
ｂ側に傾斜した板状部１４がばね４の係合部１８から離
間し、且つこの直線部１６に案内されながらばね４に当
接しない範囲（この板状部１４の傾斜によりばね４を圧
縮しない範囲）だけハウジング１０の底１０ｂ側に移動
する。

【００１７】位置決め機構５は、板状部材３の球状面１
２とハウジング１０の底１０ｂとの間に配置されてお
り、本体部２０、プランジャ２１及びコイルばね２２が
組立られて構成されている。位置決め機構５の本体部２
０は、図３に示すように、球状面１２側に開口する収納
孔２３が形成されてハウジング１０の底１０ｂに取り付
けられており、この収納孔２３内には、ばね２２、プラ
ンジジャ２１の順に収納されて、このばね２２のばね力
でプランジャ２１を球状面１２側に付勢している。ま
た、このプランジャ２１は、本体部２０から突出する軸
部２１Ａとばね２２のばね力を受ける受け部２１Ｂとが
一体形成されたもので、この軸部２１Ａが操作ロッド２
の中立位置（図１に示す状態）において、操作ロッド２
の軸線上であって板状部材３の球状面１２に形成された
断面略Ｖ字形の凹部２５内に、ばね２２のばね力を受け
て嵌合・係合している。

【００１８】直線作動型ポテンションメータ６、６は、
公知の構造を有し内部にばね（図示しない）を有してこ
れにより作動ロッド６ａ、６ａを付勢するもので、球面
軸受１１と略同一中心とする周方向に互いに所定間隔を
隔てて、ハウジング１０の開口部１０ａ側に取り付け固
定されていると共に、この各作動ロッド６ａ、６ａがハ
ウジング１０の底１０ｂ側に突出して板状部材３の板状
部１４に当接係合している（ばね４、４、・・・が配置
された反対側から当接係合している。）。これにより、
直線作動型ポテンションメータ６、６は、操作ロッド２
の傾斜操作により板状部材３を介して、各作動ロッド６
ａ、６ａがその中立位置より操作ロッド２側に押し込ま
れるか、あるいはハウジング１０の底１０ｂ側に突出す
ることにより、その抵抗値を変えるようになっている。
即ち、直線作動型ポテンションメータ６、６は、操作ロ
ッド２の中立位置では、ある抵抗値をとっているが、各
作動ロッド６ａ、６ａが中立位置から突出して位置する
と抵抗値は増大し、これにより押し込まて位置すると抵
抗値が減少するようにして、操作ロッド２の傾斜作動に
応じた信号を得るものである。あるいは、これを逆にす
るように構成してもよい。３０は球面軸受１１の抜け止
めとなるＣリングである。３１はダストカバーであっ
て、ゴム等でなりフレキシブルであるが、その下端部に
は金属でなる環状の取付部材３２が固定されており、こ
の取付部材３２を、操作ロッド２のロッド２Ｂを包含し
つつ、球面軸受１１、開口部１０ａを覆ってハウジング
１０上に取り付けることにより、操作ロッド２の多方向
の傾斜操作に追従して変形して、防埃・塵機能を発揮す
るものである。

【００１９】本実施例のジョイステック型コントローラ
１は、以上のように構成されるが、次に、このジョイス
テック型コントローラ１の作動について、図４（ａ）及
び図４（ｂ）に基づいて説明する。尚、説明の便宜上、
操作ロッド２は何ら操作されていなくて、図１に示すよ
うに、中立位置にあるものとし、また、位置決め機構５
のプランジャ２１は、球状面１２の凹部２５内に嵌合・
係合しているものとする。

【００２０】操作ロッド２を、中立位置からいずれかの
方向に傾斜操作させると、この傾斜操作に追従して板状
部材３も操作ロッド２と同方向に傾斜する。これによ
り、板状部材３の球状面１２がＡ方向に回動するように
なり、この回動により球状面１２の凹部２５に嵌合・係
合されたブランジャ２１がそのばね２２のばね力に抗し
てハウジング１０の底１０ａ側に押されて、ついには、
図４（ａ）に示すように、位置決め機構５の操作ロッド
２の中立位置の位置決めが解除、すなわち、プランジャ
２１と凹部２５との嵌合・係合が解除される。

【００２１】操作ロッド２の中立位置の位置決めが解除
されると、板状部材３は、図４（ｂ）に示すように、傾
斜操作させた方向の板状部１４がハウジング１０の底１
０ｂ側に、この反対側の板状部４が操作ロッド２側に移
動される状態で傾斜され、ついは操作ロッド２側に移動
された板状部１４がばね４、４、・・の係合部１８に係
合して、このばね４を伸張すると共に、ハウジング１０
の底１０ｂ側に移動された板状部４がばね４の係合部１
８から離間して、この直線部１６に案内される。このと
き、位置決め機構５のプランジャ２１は、ばね２２のば
ね力で球状面１２に沿って係合していると共に、直線作
動型ポテンションメータ６、６の作動ロッド６ａ、６ａ
が、操作ロッド２の傾斜操作に追従して傾斜移動した板
状部材３で、中立位置から操作ロッド２側に押し込めら
れ、あるいはハウジング１０の底１０ｂ側に突出して、
これらの抵抗値が変わり、この抵抗値の変更により操作
ロッド２がどの方向にどれだけ傾斜操作されているかを
検知する。即ち、直線作動型ポテンションメータ６、６
を相互に所定間隔を隔てて配置して、板状部材３の傾斜
移動に追従するように作動させれば、操作ロッド２の多
方向の傾斜変位を検出することができる。

【００２２】そして、所望の傾斜操作を終えた後、操作
ロッド２への操作力を解除すると、上記に記載の如く、
板状部材３の傾斜移動により伸張されたばね４、４、・
・・伸張力（ばね力）により、板状部材３は、球状面１
２に係合する位置決め機構５のプランジャ２１で案内さ
れつつ、この傾斜を開放する方向に回動される。その
後、位置決め機構５のプランジャ２１の軸部２１Ａが、
球状面の凹部２５内に嵌合し、このばね２２のばね力で
凹部２５に係合されることにより、操作ロッド２が中立
位置に正確に自動復元される。

【００２３】このように本実施例におけるジョイステッ
ク型コントローラ１によれば、操作ロッド２に連設され
た球状面１２を有する板状部材３と、操作ロッド２の傾
斜操作による伸張力で操作ロッド２を中立位置に自動復
帰させる複数のばね４、４、４、・・・と、板状部材３
の球状面１２との相対的な移動により操作ロッド２の中
立位置の位置決めをする位置決め機構５とで構成され、
操作ロッド２の傾斜操作に応じた信号が得られるよう
に、板状部材３で直線作動型ポテンションメータ６、６
を作動するようにしたので、部品点数を最小なものとし
ながら、操作ロッドの中立位置を正確に確保でき、組立
も簡単でありコストを低下させることができるとと共
に、摩擦摺動部が球面軸受及び位置決め機構のみである
ので、耐久性を向上することができるので、搭載機器を
選ばず、搬送ロボットのみならず、民生品の電動台車等
に適用することが可能となる。

【００２４】また、位置決め機構５は、板状部材３の球
状面１２に形成された凹部２５と、操作ロッド２の中立
位置において凹部２５内に係合し、且つ操作ロッド２の
傾斜操作に球状面１２に沿うプランジャ２１と、このプ
ランジャ２１を球状面１２に付勢するばね２２とで構成
して、唯一の位置決め機構で操作ロッド２の中立位置の
位置決めを正確に確保することができると共に、従来に
比して、摩擦摺動部を減少することができ、耐久性を向
上させることが可能となる。

【００２５】更に、複数のばね４、４、４、・・・は、
球面軸受１１と略同一中心として配置されており、この
一端側が固定されていると共に、他端部が板状部材３に
形成された貫通孔１７、１７を貫通して、操作ロッド２
の傾斜操作により操作ロッド２側に位置する板状部材３
に係合可能にされているので、複数のばね４、４、４、
・・・の組立時に、この圧縮又は引張調整を必要とする
ことなく、操作ロッド２を中立位置に自動復元できると
共に、操作ロッド２の中立位置付近においても、十分な
伸張力で操作ロッド２を中立位置に自動復元することが
できる。

【００２６】尚、本実施例におけるジョイステック型コ
ントローラ１の位置決め機構５は、これに限定されるも
のでなく、図５に示すように、ハウジング１０の底１０
ｂに螺合された本体部５０と、この本体部５０の収納孔
５１内にばね５２、プランジャとなる球状部材５３（例
えば、鋼球等）の順に配置して、このばね５２のばね力
により球状部材５３を板状部材３の球状面１２の凹部２
５に嵌合・係合させるようにしたものであってもよい。

【００２７】

【発明の効果】このように本発明のジョイステック型コ
ントローラによれば、操作ロッドに連設され、球面軸受
と同一中心とした球状面を有する板状部材と、操作ロッ
ドの傾斜操作により伸張張状態にされ、この伸張力で操
作ロッドを中立位置に自動復帰させる複数のばねと、板
状部材の球状面との相対的な移動により操作ロッドの中
立位置の位置決めをする位置決め機構とで構成され、操
作ロッドの傾斜操作に応じた信号が得られるように、板
状部材で直線作動型ポテンションメータを作動するよう
にしたので、２個の直線作動型ポテンションメータを相
互に所定間隔を隔てて配置すれば、操作ロッドの多方向
の傾斜変位（二次元平面上での変位）を検出可能とでき
るとともに、部品点数を最小なものとしながら、操作ロ
ッドの中立位置を正確に確保でき、組立も簡単でありコ
ストを低下させることができるとと共に、摩擦摺動部が
球面軸受及び位置決め機構のみであるので、耐久性を向
上することができるので、搭載機器を選ばず、搬送ロボ
ットのみならず、民生品の電動台車等に適用することが
可能となる。

【００２８】また、位置決め機構は、板状部材の球状面
に形成された凹部と、操作ロッドの中立位置において凹
部内に係合し、且つ操作ロッドの傾斜操作に球状面に沿
うプランジャと、このプランジャを球状面に付勢するば
ねとで構成して、唯一の位置決め機構で操作ロッドの中
立位置の位置決めを正確に確保することができると共
に、従来に比して、摩擦摺動部を減少することができ、
耐久性を向上させることが可能となる。

【００２９】更に、複数のばねは、球面軸受と略同一中
心として配置されており、この一端側が固定されている
と共に、他端部が板状部材に形成された孔を貫通して、
操作ロッドの傾斜操作により操作ロッド側に位置する板
状部材に係合可能にされているので、複数のばねの組立
時に、この圧縮又は引張調整を必要とすることなく、操
作ロッドを中立位置に自動復元できると共に、操作ロッ
ドの中立位置付近においても、十分な伸張力で操作ロッ
ドを中立位置に自動復元することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるジョイステック型コン
トローラの全体構成を示す縦断面図である。

【図２】本発明の実施例におけるジョイステック型コン
トローラに配置される複数のばねを示す図であって、
（ａ）はばねの構造を示す要部拡大図、（ｂ）はばねの
作動を説明するための要部拡大図である。

【図３】本発明の実施例におけるジョイステック型コン
トローラの位置決め機構の構成を示す要部拡大図であ
る。

【図４】本発明の実施例におけるジョイステック型コン
トローラの作動を説明するための図であって、（ａ）は
位置決め機構の作動を説明するための要部拡大図、
（ｂ）は板状部材、ばね及び直線作動型ポテンシャルメ
ータの作動を説明するための要部拡大図である。

【図５】本発明の実施例におけるジョイステック型コン
トローラの位置決め機構の変形例を示す要部拡大図であ
る。

【符号の説明】

２ 操作ロッド ３ 板状部材 ４、４、・・・ ばね ５ 位置決め機構 ６、６ 直線作動型ポテンションメータ １１ 球面軸受 １２ 球状面 １７、１７ 貫通孔（孔） ２１ プランジャ ２２ ばね ２５ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球面軸受を中心として中立位置から多方
   向に傾斜操作される操作ロッドと、この操作ロッドの傾
   斜操作に応じて駆動される直線作動型ポテンションメー
   タとでなるジョイステック型コントローラにおいて、 （１）前記操作ロッドに連設され、前記球面軸受と同一
   中心とした球状面を有する板状部材と、 （２）前記操作ロッドの傾斜操作により伸張張状態にさ
   れ、この伸張力で前記操作ロッドを中立位置に自動復帰
   させる複数のばねと、 （３）前記板状部材の球状面部との相対的な移動により
   前記操作ロッドの中立位置の位置決めをする位置決め機
   構とで構成され、 （４）前記操作ロッドの傾斜操作に応じた信号が得られ
   るように、前記板状部材で前記直線作動型ポテンション
   メータを作動するようにしたことを特徴とするジョイス
   テック型コントローラ。
2. 【請求項２】 前記位置決め機構は、前記板状部材の球
   状面に形成された凹部と、前記操作ロッドの中立位置に
   おいて前記凹部内に係合し、且つ前記操作ロッドの傾斜
   操作に前記球状面部に沿うプランジャと、このプランジ
   ャを前記球状面に付勢するばねとで構成されることを特
   徴とする請求項１記載のジョイステック型コントロー
   ラ。
3. 【請求項３】 前記複数のばねは、前記球面軸受と略同
   一中心として配置されており、この一端部が固定されて
   いると共に、他端部が前記板状部材の孔を貫通して、前
   記操作ロッドの傾斜操作により前記操作ロッド側に位置
   する前記板状部材に係合可能にされていることを特徴と
   する請求項１記載のジョイステック型コントローラ。