WO2018159330A1 - 操作レバー - Google Patents

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WO2018159330A1
WO2018159330A1 PCT/JP2018/005518 JP2018005518W WO2018159330A1 WO 2018159330 A1 WO2018159330 A1 WO 2018159330A1 JP 2018005518 W JP2018005518 W JP 2018005518W WO 2018159330 A1 WO2018159330 A1 WO 2018159330A1
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magnet
magnetic sensor
magnetic
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disposed
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PCT/JP2018/005518
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Inventor
雅人 影山
裕毅 篠崎
藤井 大剛
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Publication date
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    • G01L5/223Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to joystick controls
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • HELECTRICITY
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    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
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    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/0474Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
    • G05G2009/04755Magnetic sensor, e.g. hall generator, pick-up coil

Definitions

  • the present invention relates to an operation lever.
  • the control lever for operating a working machine such as a bulldozer includes a control lever capable of tilting and a stroke detection device for outputting a detection signal according to the operating state of the control lever.
  • the control lever is attached to the stroke detection device via a transmission device such as a universal joint.
  • the control lever can be tilted in any direction with respect to the stroke detection device.
  • a disc is attached to the operation lever so as to face the stroke detection device. The disc changes its posture integrally with the operation lever.
  • the stroke detection device four rods are disposed at a portion facing the disc.
  • the four rods are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the same circumference around a predetermined central axis.
  • the four rods are moved by being pushed in the axial direction of the central axis by the disc as the attitude of the disc changes.
  • Each rod is provided with a magnet that moves integrally with the rod.
  • Each magnet moves integrally with the rod.
  • the stroke detection device also has a magnetic sensor that detects the magnetic field of each magnet. The magnetic sensor outputs an electrical signal according to the magnitude of the detected magnetic field.
  • each rod of the stroke detection device is positioned at the reference position when the control lever is positioned at the neutral position.
  • the attitude of the disc is changed, and the rod pushes the rod by the disc to stroke in the axial direction of the central axis with respect to the reference position.
  • the position of the magnet relative to the magnetic sensor changes in the axial direction, so that the magnetic field detected by the magnetic sensor changes.
  • the stroke detection device outputs the detection result of the magnetic sensor as an electric signal.
  • the stroke amount of the rod corresponds to the operating state such as the tilting direction or tilting amount of the operating lever. Therefore, the stroke detection device can output an electric signal according to the operation state of the operation lever (for example, see Patent Document 1).
  • the control lever as described above is required to reduce erroneous detection in order to operate the working machine with high accuracy.
  • This invention is made in view of the above, and an object of this invention is to provide the control lever which can reduce a misdetection.
  • a pair of rods disposed at point-symmetrical positions with respect to the operating axis, magnets disposed on each of the rods, and a plane perpendicular to the operating axis are provided.
  • a control lever is provided which comprises a rod and a pair of magnetic sensors disposed at positions symmetrical about a second straight line perpendicular to a first straight line connecting centers of the other rods.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the operation lever according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the control lever.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the transmission device and the stroke detection device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example when the circuit board is viewed from the axial direction of the central axis.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing one magnet of the circuit board.
  • FIG. 6 is a view schematically showing an example of the positional relationship between the magnet and the magnetic sensor when viewed from the axial direction of the central axis.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the magnetic sensor and the processing unit.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the calculation unit.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the operation lever according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the control lever.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a state in which the lever portion is tilted in the operation lever.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of processing content in the processing unit.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of a magnetic sensor and a processing unit of the stroke detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of the calculation unit.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of processing content in the processing unit.
  • FIG. 14 is a view schematically showing a modified example of the positional relationship between the magnet and the magnetic sensor when viewed from the axial direction of the central axis.
  • FIG. 15 is a view schematically showing a modified example of the positional relationship between the magnet and the magnetic sensor when viewed from the axial direction of the central axis.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the operation lever 100 according to the first embodiment.
  • the control lever 100 includes a lever portion 1, a transmission device 2, and a stroke detection device 3.
  • the operation lever 100 transmits the operation state to the stroke detection device 3 via the transmission device 2, and outputs a detection signal for detecting the operation state from the stroke detection device 3.
  • the control lever 100 is installed on a construction machine. Examples of such construction machines include ICT construction machines such as information and communication technology (ICT) bulldozers. When installed in the ICT bulldozer, the operation lever 100 can be used, for example, when performing an elevating operation and a tilting operation of the blade.
  • ICT information and communication technology
  • the lever portion 1 is provided in an upright posture, for example, when disposed in the neutral position.
  • the lever portion 1 is, for example, a first direction D1 which is the front, a second direction D2 which is the rear, and a third direction D3 which is the left from the neutral position when the operator is seated on the driver's seat of the working machine (not shown).
  • a fourth direction D4 which is the right side, it is operated by tilting.
  • the first direction D1 and the second direction D2 are opposite directions with reference to the neutral position.
  • the third direction D3 and the fourth direction D4 are opposite directions with reference to the neutral position.
  • the first direction D1 and the second direction D2, and the third direction D3 and the fourth direction D4 are directions orthogonal to each other.
  • the lever portion 1 is inserted into one end side of the cylindrical connecting member 8.
  • the connecting member 8 is attached to the boot 9.
  • the boot 9 connects between the lever portion 1 and the stroke detection device 3 so as to cover the transmission device 2.
  • the boot 9 is formed in, for example, a bellows shape.
  • the boot 9 is deformable in accordance with the posture of the lever portion 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the control lever 100. As shown in FIG. FIG. 2 shows an example in which the lever 1 is disposed at the neutral position. FIG. 2 shows an example in which the control lever 100 is cut along a plane parallel to the first direction D1 and the second direction D2 passing through the operation axis AX1 of the lever portion 1 arranged at the neutral position.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the transmission device 2 and the stroke detection device 3.
  • the transmission device 2 includes a connecting shaft 4, a support shaft 5, a universal joint 6, and a disk 7.
  • the connecting shaft 4 is inserted into the other end of the connecting member 8.
  • the connecting shaft 4 is connected to the lever portion 1 by the connecting member 8 and tilts integrally with the lever portion 1.
  • the central axis AX2 of the connecting shaft 4 coincides with the operation axis AX1 of the lever portion 1.
  • the support shaft 5 is fixed to a plate 12 (described later) of the stroke detection device 3 by a fixing member (not shown).
  • the operation axis AX3 of the support shaft 5 coincides with the operation axis AX1 of the lever portion 1 and the central axis AX2 of the connecting shaft 4.
  • the universal joint 6 connects the connecting shaft 4 and the support shaft 5.
  • the universal joint 6 has a first shaft member 6a, a pivoting member 6b, and a second shaft member 6c.
  • the first shaft member 6 a is formed, for example, in a cylindrical shape, and is fixed to the support shaft 5.
  • the first shaft member 6 a is disposed orthogonal to the axial direction of the operation axis AX 3 of the support shaft 5.
  • the first shaft member 6a is disposed, for example, in a direction parallel to the third direction D3 and the fourth direction D4.
  • the pivoting member 6b is formed in, for example, a square pole shape, and is rotatably supported around the axis of the first shaft member 6a.
  • the pivoting member 6b is disposed in a state in which opposing flat surfaces are penetrated by the first shaft member 6a.
  • the second shaft member 6 c is formed, for example, in a cylindrical shape, and is fixed to the connecting shaft 4.
  • the second shaft member 6c is disposed orthogonal to the axial direction of the operation axis AX3 of the support shaft 5 and orthogonal to the axial direction of the first shaft member 6a.
  • the second shaft member 6c is disposed, for example, in a direction parallel to the first direction D1 and the second direction D2.
  • the second shaft member 6c is rotatably supported around the axis of the second shaft member 6c by the rotation member 6b.
  • the first shaft member 6 a and the second shaft member 6 c are disposed on the same plane perpendicular to the axial direction of the operation axis AX 3 of the support shaft 5.
  • the axis of the first shaft member 6a and the axis of the second shaft member 6b intersect at the operation axis AX3. For this reason, one of the first shaft member 6a and the second shaft member 6c is disposed in the state of penetrating the central portion in the axial direction, and the other is disposed in the state of leaving the central portion in the axial direction.
  • the lever portion 1 can be tilted by the universal joint 6 in an arbitrary direction of the first direction D1, the second direction D2, the third direction D3 and the fourth direction D4.
  • the disk 7 is fixed to the outer periphery of the connecting shaft 4.
  • the disk 7 has, for example, a disk shape.
  • the disk 7 has an opposing surface 7 a opposed to the protrusions 25 b of four pistons 25 described later in the stroke detection device 3.
  • the opposing surface 7a abuts on the tips of the four protrusions 25b when the lever 1 is in the upright position.
  • the opposing surface 7a tilts with respect to a plane perpendicular to the operation axis AX3 in conjunction with the operation of the lever unit 1 when the lever unit 1 is tilted.
  • the stroke detection device 3 includes a device body 10, a rod 20, a magnet 30, a magnetic sensor 40, and a circuit board 50.
  • illustration of the apparatus main body 10 is abbreviate
  • the device body 10 has a housing 11 and a plate 12.
  • the housing 11 is, for example, cylindrical, and accommodates the rod 20, the magnet 30, the magnetic sensor 40, and the circuit board 50.
  • the central axis of the housing 11 coincides with, for example, the operation axis AX3 of the support shaft 5, but is not limited thereto.
  • the plate 12 is disposed in the housing 11 so as to close an end portion on the side of the lever portion 1 in the axial direction of the central axis.
  • the support shaft 5 of the transmission device 2 is fixed to the plate 12.
  • the plate 12 has a through hole passing through the support shaft 5 and a through hole passing through a piston 25 described later.
  • the four rods 20 are provided.
  • the four rods 20 are arranged on the same circumference centering on a central axis (an operation axis AX3 of the support shaft 5) of the housing 11 which is a predetermined central axis in the apparatus main body 10.
  • the four rods 20 are arranged at equal intervals in the direction around the axis of the operation axis AX3.
  • the rods 20 in the case where the four rods 20 are described without distinction, they will be described as the rods 20, and in the case where the four rods 20 are separately described, reference numerals different from "rods 21, 22, 23, 24" The explanation is attached.
  • the rods 21 are disposed on the side of the central axis AX in the first direction D1.
  • the rod 22 is disposed on the second direction D2 side with respect to the central axis AX.
  • the rod 23 is disposed on the third direction D3 side with respect to the central axis AX.
  • the rod 24 is disposed on the fourth direction D4 side with respect to the central axis AX.
  • Each rod 20 is provided movably along the axial direction of the central axis AX.
  • Each rod 20 has a flange portion 20a and a magnet holding portion 20b.
  • the flange portion 20a is disposed on the side of the lever portion 1 in the axial direction of the operation axis AX3, and one end of the spring member 26 is in contact with the flange portion 20a.
  • the magnet holding portion 20b is disposed on the circuit board 50 side in the axial direction of the operation axis AX3, and holds magnets 30, which will be described later.
  • the magnet holding portion 20b is movable through the circuit board 50 in a direction parallel to the axial direction of the operation axis AX3.
  • the piston 25 has a cylindrical portion 25a and a projecting portion 25b.
  • the cylindrical portion 25 a is, for example, cylindrical and is disposed inside the housing 11.
  • the projecting portion 25 b penetrates the through hole of the plate 12 from the end 25 c of the cylindrical portion 25 a and protrudes toward the lever portion 1.
  • the tip of the protrusion 25 b is hemispherical, for example.
  • the tip of the protrusion 25b is not limited to a hemispherical shape, and may have another shape.
  • the projecting portion 25 b is disposed such that its tip is directed to the facing surface 7 a of the disk 7.
  • the four pistons 25 are disposed on the same plane in which the tips of the protrusions 25b are perpendicular to the operation axis AX3. In this case, the tip of each protrusion 25 b is in contact with the facing surface 7 a of the disk 7.
  • a recess 25d is provided at the end 25c of the cylindrical portion 25a.
  • the end of the rod 20 on the side of the lever 1 is inserted into the recess 25 d.
  • the rod 20 and each piston 25 are united by inserting the said end part of each rod 20 in the recessed part 25d.
  • the spring member 26 is disposed between the flange portion 20 a of each rod 20 and the spring receiving member 27 in a state of being elastically deformed.
  • the spring receiving member 27 is fixed to the housing 11. Therefore, each spring member 26 is arrange
  • the magnets 30 are disposed in the magnet holding portions 20 b of the four rods 20 respectively.
  • the magnets 30 are magnetized in the axial direction of the operation axis AX3.
  • the magnet 30 moves integrally with the rod 20 as the rod 20 moves in the axial direction of the operation axis AX3.
  • the magnet holding portion 20b of the rod 20 moves through the circuit board 50, the magnet 30 moves through the circuit board 50 integrally with the rod 20.
  • maintained at the rod 21 is described as "magnet 31”
  • maintained at the rod 22 is described as “magnet 32”
  • the magnet 30 held at 23 is referred to as “magnet 33”
  • the magnet 30 held on the rod 24 is referred to as "magnet 34”.
  • FIG. 4 is a view showing a configuration example when the circuit board 50 is viewed from the axial direction of the operation axis AX3.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing one magnet 30 (magnet 33) of the circuit board 50.
  • illustration of parts other than the magnet holding part 20b of the rod 20 is abbreviate
  • through holes 50 a, 50 b, 50 c and 50 d are formed in the circuit board 50.
  • the through hole 50 a allows the rod 21 to pass therethrough.
  • the through hole 50 b allows the rod 22 to penetrate.
  • the through hole 50 c allows the rod 23 to penetrate.
  • the through hole 50 c allows the rod 24 to pass therethrough.
  • the magnetic guide 35 is disposed on the circuit board 50.
  • the magnetic guide 35 is formed in a cylindrical shape, for example, using a magnetic material, and is disposed at a position surrounding the through holes 50a, 50b, 50c, and 50d. Therefore, the magnetic guide 35 is disposed around the portion where each magnet 30 moves.
  • each magnet 30 moves inside the magnetic guide 35.
  • the magnetic guide 35 guides the magnetic field of the inner magnet 30 to prevent the magnetic field of the magnet 30 from leaking to the outside of the magnetic guide 35.
  • FIG. 6 is a view schematically showing an example of the positional relationship between the magnet 30 and the magnetic sensor 40 when viewed in the axial direction of the operation axis AX3.
  • the magnet 31 and the magnet 32 are disposed to face each other in the direction orthogonal to the operation axis AX ⁇ b> 3.
  • the magnet 33 and the magnet 34 are disposed to face each other in the direction orthogonal to the operation axis AX3.
  • eight magnetic sensors 40 are disposed.
  • the eight magnetic sensors 40 are mounted on the circuit board 50.
  • the eight magnetic sensors 40 detect the magnetic fields of the four magnets 30.
  • a Hall element or the like is used as the eight magnetic sensors 40.
  • the magnetic sensor 40 detects a change in the direction of the magnetic field due to the displacement of the magnet 30, and outputs the detection result as an output signal.
  • the eight magnetic sensors 40 are described without distinction, they will be described as the magnetic sensors 40.
  • the eight magnetic sensors 40 are written with a code different from “magnetic sensors 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48”.
  • the magnetic sensors 41 and 45 detect the magnetic field of the magnet 31.
  • the magnetic sensors 42, 46 detect the magnetic field of the magnet 32.
  • the magnetic sensors 43, 47 detect the magnetic field of the magnet 33.
  • the magnetic sensors 44, 48 detect the magnetic field of the magnet 34.
  • the magnetic sensors 41, 42, 43, 44 are used at normal times, and the magnetic sensors 45, 46, 47, 48 are used as a backup, for example, when the magnetic sensor 44 fails. In this case, for example, when one of the magnetic sensors 41 and 42 fails, the use of both of the magnetic sensors 41 and 42 is stopped and the use of the magnetic sensors 45 and 46 is switched. Similarly, for example, when one of the magnetic sensors 43 and 44 fails, the use of both of the magnetic sensors 43 and 44 is stopped and the use of the magnetic sensors 47 and 48 is switched.
  • the magnetic sensor 41 is perpendicular to the magnet 31 in the vertical bisection of a line segment (first straight line) L 1 connecting the centers of the magnet 31 and the magnet 32. They are arranged side by side in a direction parallel to the line (second straight line) L2.
  • the line segment L1 and the perpendicular bisector L2 are virtual lines.
  • the magnetic sensors 42 are arranged side by side with the magnet 32 in a direction parallel to the perpendicular bisector L2. Further, the magnetic sensor 41 and the magnetic sensor 42 are disposed in line symmetry with respect to the perpendicular bisector L2.
  • the magnetic sensor 43 is arranged parallel to a perpendicular bisector (second straight line) L4 of a line segment (first straight line) L3 connecting the centers of the magnet 33 and the magnet 34 with respect to the magnet 33. Be done.
  • the line segment L3 and the perpendicular bisector L4 are virtual lines.
  • the magnetic sensors 44 are arranged side by side with the magnet 34 in a direction parallel to the perpendicular bisector L4. Further, the magnetic sensor 43 and the magnetic sensor 44 are disposed at positions symmetrical with respect to the perpendicular bisector L4.
  • the line segment L1 coincides with part of the vertical bisector L4.
  • the line segment L3 coincides with part of the vertical bisector L2.
  • the magnetic sensor 45 is disposed in parallel to the magnet 31 in the direction parallel to the perpendicular bisector L2 and on the opposite side to the magnetic sensor 41. Therefore, with respect to one magnet 31, the magnetic sensor 41 and the magnetic sensor 45 are disposed on both sides in the direction parallel to the perpendicular bisector L2.
  • the magnetic sensor 46 is arranged parallel to the perpendicular bisector L2 with respect to the magnet 32 and on the opposite side to the magnetic sensor 42. Therefore, with respect to one magnet 32, the magnetic sensor 42 and the magnetic sensor 46 are disposed on both sides in the direction parallel to the perpendicular bisector L2. Further, the magnetic sensor 45 and the magnetic sensor 46 are disposed at positions symmetrical with respect to the vertical bisector L2.
  • the magnetic sensor 47 is arranged parallel to the perpendicular bisector L4 with respect to the magnet 33 and on the opposite side to the magnetic sensor 43. Therefore, with respect to one magnet 33, the magnetic sensor 43 and the magnetic sensor 47 are disposed on both sides in the direction parallel to the perpendicular bisector L2.
  • the magnetic sensor 48 is disposed parallel to the perpendicular bisector L4 with respect to the magnet 34 and on the opposite side to the magnetic sensor 44. Therefore, with respect to one magnet 34, the magnetic sensor 44 and the magnetic sensor 48 are disposed on both sides in the direction parallel to the perpendicular bisector L4.
  • the magnetic sensor 47 and the magnetic sensor 48 are arranged at positions symmetrical with respect to the perpendicular bisector L4.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the magnetic sensor and the processing unit.
  • the output values of the magnetic sensors 41, 42, 43, 44 are shown in a graph.
  • the vertical axis indicates the output value
  • the right direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 31
  • the left direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 32.
  • the vertical axis indicates the output value
  • the right direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 33
  • the left direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 34.
  • the magnetic sensor 41 when the magnet 31 is not displaced, that is, when the magnet 31 is held at the reference position, the magnetic sensor 41 outputs a voltage signal of a reference voltage value as the output signal 41 a.
  • the magnetic sensor 41 When the magnet 31 is not displaced, the magnetic sensor 41 outputs the voltage signal of the reference voltage value as the output signal 41 a regardless of the displacement of the magnet 32.
  • the reference voltage value can be, for example, 0V.
  • the magnetic sensor 41 When the magnet 31 is displaced relative to the reference position, the magnetic sensor 41 outputs, as an output signal 41 b, a voltage signal having a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 31.
  • the voltage value increases from the reference voltage value, and when the displacement of the magnet 31 is maximized, the voltage value is maximized.
  • the voltage value decreases toward the reference voltage value, and when the magnet 31 returns to the reference position, the voltage value returns to the reference voltage value.
  • the magnetic sensor 42 when the magnet 32 is not displaced, that is, when the magnet 32 is held at the reference position, the magnetic sensor 42 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 42 b.
  • the magnetic sensor 42 When the magnet 32 is not displaced, the magnetic sensor 42 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 42 b regardless of the displacement of the magnet 31.
  • the reference voltage value can be, for example, 0V.
  • the magnetic sensor 42 When the magnet 32 is displaced with respect to the reference position, the magnetic sensor 42 outputs, as an output signal 42 a, a voltage signal having a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 32.
  • the voltage value of the output signal 42a increases from the reference voltage value as the displacement of the magnet 32 increases, and the voltage value becomes maximum when the displacement of the magnet 32 is maximized.
  • the voltage value decreases toward the reference voltage value, and when the magnet 32 returns to the reference position, the voltage value returns to the reference voltage value.
  • the magnetic sensor 43 when the magnet 33 is not displaced, that is, when the magnet 33 is held at the reference position, the magnetic sensor 43 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 43a. When the magnet 33 is not displaced, the magnetic sensor 43 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 43 a regardless of the displacement of the magnet 34.
  • the reference voltage value can be, for example, 0V.
  • the magnetic sensor 43 When the magnet 33 is displaced with respect to the reference position, the magnetic sensor 43 outputs, as an output signal 43 b, a voltage signal having a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 33.
  • the voltage value increases from the reference voltage value, and when the displacement of the magnet 33 is maximized, the voltage value is maximized.
  • the voltage value decreases toward the reference voltage value as the displacement of the magnet 33 decreases, and the voltage value returns to the reference voltage value when the magnet 33 returns to the reference position.
  • the magnetic sensor 44 when the magnet 34 is not displaced, that is, when the magnet 34 is held at the reference position, the magnetic sensor 44 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 44 b. When the magnet 34 is not displaced, the magnetic sensor 44 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 44 b regardless of the displacement of the magnet 33.
  • the reference voltage value can be, for example, 0V.
  • the magnetic sensor 44 outputs, as an output signal 44 a, a voltage signal having a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 34.
  • the voltage value of the output signal 44a increases from the reference voltage value as the displacement of the magnet 34 increases, and the voltage value becomes maximum when the displacement of the magnet 34 is maximized.
  • the voltage value decreases toward the reference voltage value, and when the magnet 34 returns to the reference position, the voltage value returns to the reference voltage value.
  • the circuit board 50 includes processing units 51 and 52.
  • the processing unit 51 generates and outputs a detection signal based on the output signals of the magnetic sensors 41 and 42.
  • the processing unit 51 includes an arithmetic unit 53.
  • the calculation unit 53 receives the output signals of the magnetic sensors 41 and 42.
  • the arithmetic unit 53 subtracts the output signal of the magnetic sensor 42 from the output signal of the magnetic sensor 41, and amplifies and outputs the subtraction value.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the calculation unit 53. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, as the operation unit 53, for example, a subtraction circuit having resistors R1, R2, R3, and Rf and an operational amplifier OA can be used.
  • the detection signal Vout obtained by amplifying the difference between them is output.
  • the processing unit 52 generates and outputs a detection signal based on the detection results of the magnetic sensors 43 and 44.
  • the processing unit 52 includes an arithmetic unit 54.
  • the calculation unit 54 receives the output signals of the magnetic sensors 43 and 44.
  • the operation unit 54 subtracts the output signal of the magnetic sensor 44 from the output signal of the magnetic sensor 43, and amplifies and outputs the subtraction value.
  • As operation unit 54 a circuit similar to the subtraction circuit shown in FIG. 8 can be used.
  • the circuit board 50 generates and outputs a detection signal based on the processing unit 55 which generates and outputs a detection signal based on the output signals of the magnetic sensors 45 and 46, and the output signal of the magnetic sensors 47 and 48.
  • a processing unit 56 includes an arithmetic unit 57.
  • the arithmetic unit 57 subtracts the output signal of the magnetic sensor 46 from the output signal of the magnetic sensor 45, and amplifies and outputs the subtraction value.
  • the processing unit 56 includes an arithmetic unit 58.
  • the arithmetic unit 58 subtracts the output signal of the magnetic sensor 48 from the output signal of the magnetic sensor 47, and amplifies and outputs the subtraction value.
  • As operation units 57 and 58 a circuit similar to the subtraction circuit shown in FIG. 8 can be used.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of the operation lever 100 in which the lever portion 1 is tilted.
  • the lever portion 1 when the lever portion 1 is inclined in the first direction D1 with respect to the neutral position, the portion on the disc 7 in the first direction D1 inclines to the stroke detection device 3 side, and the second direction D2 side Part is inclined to the lever 1 side. Due to the inclination of the disk 7, the rod 21 disposed on the side in the first direction D 1 with respect to the operation axis AX 3 is pushed by the disk 7 and moved to the circuit board 50 side.
  • the portion on the second direction D2 side of the disk 7 inclines to the stroke detection device 3 side, and the portion on the first direction D1 side is the lever Tilt to the part 1 side. Due to the inclination of the disk 7, the rod 22 disposed on the second direction D2 side with respect to the operation axis AX3 is pushed by the disk 7 and moved to the circuit board 50 side.
  • the portion on the first direction D1 side of the disc 7 is inclined to the lever portion 1 side, the disc 7 and the tip of the piston 25 disposed on the first direction D1 side with respect to the operation axis AX3 are separated Will occur.
  • the operation unit 54 corresponds to the voltage Va and the voltage Vb corresponding to a part of the magnetic field generated by the magnet 31. Are canceled by calculation to output a detection signal S2. Therefore, even if the magnetic sensors 43 and 44 detect a part of the magnetic field generated by the magnet 31, the processing unit 52 corresponds to a part of the output signal of the magnetic sensors 43 and 44. It does not output the voltage Va and the voltage Vb.
  • the magnets 33 and 34 do not move.
  • the magnetic sensors 43 and 44 may detect a part of the magnetic field generated by the magnet 32.
  • the magnetic sensors 43 and 44 detect a part of the magnetic field generated by the magnet 32, they output an output signal to which a voltage corresponding to the magnetic field is added.
  • the distances from the magnet 32 are also equal to each other. Therefore, even in the case of moving the magnet 32 by tilting the lever portion 1 in the second direction D2, for example, the computing unit 54 outputs the output signal from the magnetic sensors 43 and 44 as in the case of moving the magnet 31. The voltages corresponding to a part of the magnetic field generated by the magnet 32 are canceled out. Therefore, even if the magnetic sensors 43 and 44 detect a part of the magnetic field generated by the magnet 32, the processing unit 52 corresponds to a part of the output signal of the magnetic sensors 43 and 44. Do not output voltage.
  • the output signals 43 a and 43 b of the magnetic sensor 43 and the output signals 44 a and 44 b of the magnetic sensor 44 are input to the calculation unit 54.
  • the operation unit 54 subtracts the output signals 44a and 44b from the output signals 43a and 43b, and amplifies and outputs the subtraction value.
  • the processing unit 52 outputs the signals output from the computing unit 54 as detection signals S3 and S4 (see FIG. 7).
  • the output value of the detection signal S3 increases as the displacement of the magnet 33, that is, the inclination of the lever portion 1 in the third direction D3 increases. Further, the smaller the inclination of the lever portion 1 in the third direction D3, the smaller the output value of the detection signal S3. Also, the detection signal S4 has a negative value.
  • the output value of detection signal S4 decreases as the displacement of magnet 34, ie, the inclination of lever 1 in the fourth direction D4 increases, (the absolute value increases). Further, as the inclination of the detection signal S4 in the fourth direction D4 of the lever portion 1 is smaller, the output value is larger (the absolute value is smaller).
  • the magnetic sensor 41 and the magnetic sensor 42 are arrange
  • the distance from the magnets 33 and 34 is mutually equal. Therefore, when moving the magnets 33 and 34 by tilting the lever unit 1 in the third direction D3 and the fourth direction D4, the computing unit 53 outputs the output signals from the magnetic sensors 41 and 42 in the same manner as described above. Among them, voltages corresponding to a part of the magnetic field generated by the magnets 33 and 34 are canceled out by calculation.
  • the magnetic sensor 45 and the magnetic sensor 46 are arrange
  • the distance from the magnets 33 and 34 is mutually equal. Therefore, in the case where the magnets 33 and 34 move, the computing unit 57 corresponds to a part of the magnetic field generated by the magnets 33 and 34 among the output signals output from the magnetic sensors 45 and 46 as described above. Cancel each other by calculation.
  • the magnetic sensor 47 and the magnetic sensor 48 are arranged at positions symmetrical with respect to the perpendicular bisector L4, the distances from the magnets 31 and 32 are equal to each other. Therefore, in the case where the magnets 31 and 32 move, the calculating unit 58 corresponds to a part of the magnetic field generated by the magnets 31 and 32 among the output signals output from the magnetic sensors 47 and 48 as described above. Cancel each other's voltages.
  • the operation lever 100 is perpendicular to the pair of rods 20 disposed at point-symmetrical positions with respect to the operation axis AX3, the magnets 30 disposed on each rod 20, and the operation axis AX3.
  • a pair of magnetic sensors 40 disposed at symmetrical positions with respect to bisectors L2 and L4 perpendicular to line segments L1 and L3 which are on a flat plane and connect the centers of one rod 20 and the other rod 20 .
  • the operation lever 100 Since the operation lever 100 is disposed at a position where the pair of magnetic sensors 40 are in line symmetry with respect to the perpendicular bisector L2, L4, the distance from each of the magnets 30 disposed on the pair of rods 20 is equal to each other . Therefore, the strength of the magnetic field generated by each magnet 30 is equal between the position where one magnetic sensor 40 is disposed and the position where the other magnetic sensor 40 is disposed. For this reason, one magnetic sensor 40 can detect magnetic fields of equal strength and output voltage signals of equal values for the magnetic fields generated by the respective magnets 30. For this reason, the operation lever 100 generates a detection signal based on, for example, the output signal of one magnetic sensor 40 and the output signal of the other magnetic sensor 40, thereby generating an output signal of the pair of magnetic sensors 40.
  • the operation lever 100 can reduce erroneous detection without separately providing the magnet 30 with a magnetic shield or the like.
  • the space for providing the magnetic shield or the like can be omitted in the control lever 100, the enlargement can be suppressed.
  • the operation lever 100 generates a detection signal based on the output signal of one magnetic sensor 40 and the output signal of the other magnetic sensor 40 by the operation of the circuit board 50, thereby allowing the pair of magnetic sensors 40 to be operated.
  • the output signals it is possible to output a component corresponding to the magnetic field of the magnet 30, which is the original detection target, and to cancel a component corresponding to the magnetic field of the magnet 30, which is not the original detection target.
  • the processing unit 51 generates a detection signal based on the calculation result obtained by subtracting the detection result of the magnetic sensor 42 detecting the magnet 32 from the detection result of the magnetic sensor 41 detecting the magnet 31.
  • the processing unit 52 also generates a detection signal based on the calculation result obtained by subtracting the detection result of the magnetic sensor 44 that detects the magnet 34 from the detection result of the magnetic sensor 43 that detects the magnet 33.
  • the magnetic sensors 41 and 42 are arranged side by side in a direction parallel to the perpendicular bisector L2 with respect to the magnets 31 and 32 to be detected.
  • the magnetic sensors 43 and 44 are arranged side by side in a direction parallel to the perpendicular bisector L4 with respect to the magnets 33 and 34 to be detected.
  • the magnetic sensors 41, 42, 43, 44 can detect the magnetic field of the magnets 31, 32, 33, 34 to be detected with high accuracy.
  • two magnetic sensors 40 are provided for one magnet 30.
  • two magnetic sensors 41 and 45 are provided for one magnet 31.
  • two magnetic sensors 42 and 46 are provided for one magnet 32.
  • two magnetic sensors 43 and 47 are provided for one magnet 33.
  • two magnetic sensors 44 and 48 are provided for one magnet 34.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the magnetic sensor and the processing unit of the operation lever according to the second embodiment.
  • the output values of the magnetic sensors 141, 142, 143, and 144 are shown in a graph.
  • the vertical axis indicates the output value
  • the right direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 31
  • the left direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 32.
  • the vertical axis indicates the output value
  • the right direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 33
  • the left direction of the horizontal axis indicates the displacement of the magnet 34.
  • the configuration of the magnetic sensor and the calculation content in the processing unit are different from those of the stroke detection device 3 according to the first embodiment.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be omitted or simplified.
  • the magnetic sensors 141 and 145 of the stroke detection device 103 detect the magnetic field of the magnet 31.
  • the magnetic sensors 142, 146 detect the magnetic field of the magnet 32.
  • the magnetic sensors 143 and 147 detect the magnetic field of the magnet 33.
  • the magnetic sensors 144, 148 detect the magnetic field of the magnet 34.
  • magnetic sensor 141, 142, 143, 144 is mentioned as an example, it can explain the same also about magnetic sensor 145, 146, 147, 148.
  • the magnetic sensor 141 and the magnetic sensor 142 are formed so as to output output signals whose positive and negative sides are reversed with respect to the reference voltage value when the same magnetic field is detected.
  • the magnetic sensor 141 when the magnet 31 is not displaced, that is, when the magnet 31 is held at the reference position, the magnetic sensor 141 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 141 a.
  • the magnetic sensor 141 When the magnet 31 is not displaced, the magnetic sensor 141 outputs the voltage signal of the reference voltage value as the output signal 141 a regardless of the displacement of the magnet 32.
  • the magnetic sensor 141 outputs, as an output signal 141 b, a voltage signal having a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 31.
  • the magnetic sensor 142 when the magnet 32 is not displaced, the magnetic sensor 142 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 142 b. Further, when the magnet 32 is displaced with respect to the reference position, the magnetic sensor 142 outputs a voltage signal of a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 32 as the output signal 142 a.
  • the processing unit 151 has an arithmetic unit 153.
  • the arithmetic unit 153 adds the output signal of the magnetic sensor 141 and the output signal of the magnetic sensor 142, and amplifies and outputs the added value.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of the calculation unit 153. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, as the operation unit 153, for example, an adder circuit having resistors R1, R2, Rfa and an operational amplifier OA1, and an inverting circuit having resistors R3, Rfb and an operational amplifier OA2 are used. Can. When the output signal V1 of the magnetic sensor 141 and the output signal V2 of the magnetic sensor 142 are input to the calculation unit 153, a detection signal Vout obtained by amplifying the addition value of these is output.
  • the magnetic sensor 144 When the magnet 34 is not displaced, the magnetic sensor 144 outputs a voltage signal of the reference voltage value as the output signal 144 b. When the magnet 34 is displaced with respect to the reference position, the magnetic sensor 144 outputs, as an output signal 144 a, a voltage signal having a value corresponding to the magnitude of the displacement of the magnet 34.
  • the processing unit 152 has an arithmetic unit 154.
  • the arithmetic unit 154 adds the output signal of the magnetic sensor 143 and the output signal of the magnetic sensor 144, and amplifies and outputs the added value.
  • operation unit 154 a circuit similar to the addition circuit shown in FIG. 12 can be used.
  • the magnetic sensors 141 and 142 respectively output the output signals 141 b and 142 b (see FIG. 11).
  • the output signal 141 b of the magnetic sensor 141 and the output signal 142 b of the magnetic sensor 142 are input to the calculation unit 153.
  • the arithmetic unit 153 adds the output signal 141 b and the output signal 142 b, amplifies the added value, and outputs the result.
  • the processing unit 151 outputs the signal output from the computing unit 153 as a detection signal S11.
  • the magnetic sensors 141 and 142 output the output signals 141a and 142a, respectively (see FIG. 11).
  • the output signal 141 a of the magnetic sensor 141 and the output signal 142 a of the magnetic sensor 142 are input to the calculation unit 153.
  • the arithmetic unit 153 adds the output signal 141a and the output signal 142a, amplifies the added value, and outputs the result.
  • the processing unit 151 outputs the signal output from the computing unit 153 as a detection signal S12.
  • the magnetic sensor 143 outputs output signals 143c and 143d in which the voltage Vc is added to the output signals 143a and 143b, respectively.
  • the magnetic sensor 144 outputs output signals 144c and 144d obtained by subtracting the voltage Vd from the output signals 144a and 144b, respectively.
  • the operation unit 154 As described above, of the output signals 143c and 143d and the output signals 144c and 144d output from the magnetic sensors 143 and 144, the operation unit 154 generates the voltage Vc and the voltage Vd corresponding to a part of the magnetic field generated by the magnet 31. Are canceled by calculation to output a detection signal S12. Therefore, even when the magnetic sensors 143 and 144 detect a part of the magnetic field generated by the magnet 31, the processing unit 152 corresponds to a part of the output signal of the magnetic sensors 143 and 144. It does not output voltage Vc and voltage Vd.
  • the magnetic sensors 143 and 144 respectively output output signals 143b and 144b (see FIG. 11).
  • the output signal 143 b of the magnetic sensor 143 and the output signal 144 b of the magnetic sensor 144 are input to the calculation unit 153.
  • the arithmetic unit 153 adds the output signal 143 b and the output signal 144 b, amplifies the added value, and outputs the result.
  • the processing unit 151 outputs the signal output from the computing unit 153 as a detection signal S11.
  • the processing unit 151 outputs a detection signal based on the calculation result obtained by adding the output signal of the magnetic sensor 141 and the output signal of the magnetic sensor 142.
  • output signals whose positive and negative sides are inverted with respect to the reference voltage value are output. Formed as.
  • FIG. 14 is a view schematically showing a modified example of the positional relationship between the magnet 30 and the magnetic sensor 40 when viewed from the axial direction of the operation axis AX3.
  • one magnetic sensor 40 may be disposed for one magnet 30.
  • FIG. 15 is a view schematically showing a modified example of the positional relationship between the magnet 30 and the magnetic sensor 40 when viewed in the axial direction of the operation axis AX3.
  • the distance between the four magnets 30 and the operation axis AX3 may be different.
  • the distance between the two magnets 30 facing each other in the direction orthogonal to the operation axis AX3 can be equal to that of the operation axis AX3.
  • the calculating part was described as an analog circuit, you may calculate with the controller using CPU.
  • the output of each magnetic sensor was described as an analog voltage, PWM etc. may be sufficient. In this case, calculation may be performed by a controller using a CPU.
  • the lever 1 is inclined from the neutral position in the first direction D1, the second direction D2, the third direction D3 and the fourth direction D4 as an example. It is not something to do.
  • the lever portion 1 is in the direction between the first direction D1 and the third direction D3, in the direction between the first direction D1 and the fourth direction D4, in the second direction D2 and in the third direction D3.
  • each detection sensor 40 similarly generates a component corresponding to the magnetic field of the magnet 30 to be originally detected. It is possible to output and cancel the corresponding to the magnetic field of the magnet 30 different from the original detection target.
  • D1 first direction
  • D2 second direction
  • D3 third direction
  • D4 fourth direction
  • L1, L3 line segment
  • L2, L4 vertical bisector, R1, R2, R11, R3, R12 , R13, Rf ... resistance, S1, S2, S3, S4, S11, S12 ... detection signal, V1, V2, 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, 43c, 43d, 44a, 44b, 44c, 44d, 141a, 141b, 142a, 142b, 143a, 143b, 143c, 143d, 144a, 144b, 144c, 144d ... output signals, OA ... operational amplifier, AX1, AX2, AX3 ...
  • Magnetic guide 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148 ... Magnetic sensor, 50 ... Circuit board, 50a, 50b, 50c, 50d ... through holes, 51, 52, 55, 56, 151, 152 ... processing units, 53, 54, 57, 58, 153, 154 ... calculation units, 100 ... operation levers.

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Abstract

操作レバーは、操作軸に対して点対称位置に配される一対のロッドと、前記各ロッドに配される磁石と、前記操作軸に垂直な平面上にあり一の前記ロッドと他の前記ロッドの中心を結ぶ第1直線に垂直な第2直線について線対称の位置に配される一対の磁気センサとを備える。

Description

操作レバー
 本発明は、操作レバーに関する。
 ブルドーザ等の作業機械を操作する操作レバーは、傾動可能な操作レバーと、当該操作レバーの操作状態に応じて検出信号を出力するストローク検出装置とを備えている。操作レバーは、例えばユニバーサルジョイント等の伝達装置を介してストローク検出装置に取り付けられる。操作レバーは、ストローク検出装置に対して任意の方向に傾動させることが可能である。操作レバーには、ストローク検出装置に対向するようにディスクが取り付けられる。ディスクは、操作レバーと一体で姿勢が変動する。
 ストローク検出装置は、ディスクに対向する部分に4本のロッドが配置される。4本のロッドは、所定の中心軸を中心とした同一円周上に周方向に等間隔となる位置に配置される。4本のロッドは、ディスクの姿勢が変動することにより、ディスクによって中心軸の軸線方向に押されて移動する。各ロッドには、ロッドと一体で移動する磁石が設けられる。各磁石は、ロッドと一体で移動する。また、ストローク検出装置は、各磁石の磁界を検出する磁気センサを有する。磁気センサは、検出した磁界の大きさに応じた電気信号を出力する。
 上記のように構成された操作レバーは、操作レバーが中立位置に配置される状態では、ストローク検出装置の各ロッドが基準位置に配置される。この状態から操作レバーを傾動させると、ディスクの姿勢が変動し、ディスクによってロッドが押され、基準位置に対して中心軸の軸線方向にストロークする。ロッドがストロークすると、磁気センサに対する磁石の位置が軸線方向に変化するため、磁気センサが検出する磁界が変化する。ストローク検出装置は、磁気センサの検出結果を電気信号として出力する。ロッドのストローク量は、操作レバーの傾動方向や傾動量といった操作状態に対応している。したがって、ストローク検出装置は、操作レバーの操作状態に応じた電気信号を出力可能となっている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007-107696号公報
 上記のような操作レバーは、作業機械を高精度に操作するため誤検出を低減することが求められる。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、誤検出を低減することが可能な操作レバーを提供することを目的とする。
 本発明の第1態様に従えば、操作軸に対して点対称位置に配される一対のロッドと、前記各ロッドに配される磁石と、前記操作軸に垂直な平面上にあり一の前記ロッドと他の前記ロッドの中心を結ぶ第1直線に垂直な第2直線について線対称の位置に配される一対の磁気センサとを備える操作レバーが提供される。
 本発明によれば、誤検出を低減することが可能なストローク検出装置及び操作レバーを提供することができる。
図1は、第1実施形態に係る操作レバーの一例を示す斜視図である。 図2は、操作レバーの一例を示す断面図である。 図3は、伝達装置及びストローク検出装置の一例を示す斜視図である。 図4は、中心軸の軸線方向から回路基板を見た場合の構成例を示す図である。 図5は、回路基板の1つの磁石について拡大して示す斜視図である。 図6は、中心軸の軸線方向から見た場合の磁石と磁気センサとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図7は、磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。 図8は、演算部の一例を示す回路図である。 図9は、操作レバーにおいてレバー部を傾動させた状態の一例を示す断面図である。 図10は、処理部における処理内容の一例を示すブロック図である。 図11は、第2実施形態に係るストローク検出装置の磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。 図12は、演算部の一例を示す回路図である。 図13は、処理部における処理内容の一例を示すブロック図である。 図14は、中心軸の軸線方向から見た場合の磁石と磁気センサとの位置関係の変形例を模式的に示す図である。 図15は、中心軸の軸線方向から見た場合の磁石と磁気センサとの位置関係の変形例を模式的に示す図である。
 以下、本発明に係る操作レバーの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
 [第1実施形態]
 図1は、第1実施形態に係る操作レバー100の一例を示す斜視図である。操作レバー100は、レバー部1と、伝達装置2と、ストローク検出装置3とを備える。操作レバー100は、レバー部1が操作された場合に、伝達装置2を介してストローク検出装置3に操作状態を伝達し、ストローク検出装置3から操作状態を検出する検出信号を出力する。本実施形態において、操作レバー100は、建設機械に設置される。このような建設機械としては、例えばICT(Information  and Communication  Technology)ブルドーザ等のICT建設機械が挙げられる。操作レバー100は、ICTブルドーザに設置される場合、例えばブレードの昇降動作及びチルト動作を行う際に用いることができる。
 レバー部1は、例えば中立位置に配置された場合に直立姿勢で設けられる。レバー部1は、作業者が不図示の作業機械の運転席に着座した状態で、中立位置から例えば前方である第1方向D1、後方である第2方向D2、左方である第3方向D3、及び右方である第4方向D4のそれぞれの方向に傾動させることで操作される。第1方向D1と第2方向D2とは、中立位置を基準とした反対の方向である。第3方向D3と第4方向D4とは、中立位置を基準とした反対の方向である。第1方向D1及び第2方向D2と、第3方向D3及び第4方向D4とは、互いに直交する方向である。
 レバー部1は、円筒状の連結部材8の一端側に挿入される。連結部材8は、ブーツ9に取り付けられる。ブーツ9は、伝達装置2を覆うようにレバー部1とストローク検出装置3との間を接続する。ブーツ9は、例えば蛇腹状に形成される。ブーツ9は、レバー部1の姿勢に応じて変形可能である。
 図2は、操作レバー100の一例を示す断面図である。図2は、レバー部1が中立位置に配置された場合の一例を示している。図2は、中立位置に配置されたレバー部1の操作軸AX1を通り、かつ第1方向D1及び第2方向D2に平行な平面で操作レバー100を切断した場合の一例を示している。図3は、伝達装置2及びストローク検出装置3の一例を示す斜視図である。
 図2及び図3に示すように、伝達装置2は、連結軸4と、支持軸5と、ユニバーサルジョイント6と、ディスク7とを有する。連結軸4は、連結部材8の他端側に挿入される。連結軸4は、連結部材8によりレバー部1に連結され、レバー部1と一体となって傾動する。連結軸4の中心軸AX2は、レバー部1の操作軸AX1に一致する。支持軸5は、不図示の固定部材によりストローク検出装置3のプレート12(後述)に固定される。レバー部1が中立位置に配置される場合、支持軸5の操作軸AX3は、レバー部1の操作軸AX1及び連結軸4の中心軸AX2に一致する。
 ユニバーサルジョイント6は、連結軸4と支持軸5とを連結する。ユニバーサルジョイント6は、第1軸部材6aと、回動部材6bと、第2軸部材6cとを有する。第1軸部材6aは、例えば円柱状に形成され、支持軸5に固定される。第1軸部材6aは、支持軸5の操作軸AX3の軸線方向に直交して配置される。本実施形態では、第1軸部材6aは、例えば第3方向D3及び第4方向D4に平行な方向に配置される。回動部材6bは、例えば四角柱状に形成され、第1軸部材6aの軸線周りに回転可能に支持される。回動部材6bは、対向する平面同士が第1軸部材6aによって貫通された状態で配置される。
 第2軸部材6cは、例えば円柱状に形成され、連結軸4に固定される。第2軸部材6cは、支持軸5の操作軸AX3の軸線方向に直交し、かつ、第1軸部材6aの軸線方向に直交して配置される。本実施形態では、第2軸部材6cは、例えば第1方向D1及び第2方向D2に平行な方向に配置される。第2軸部材6cは、回動部材6bにより、当該第2軸部材6cの軸線周りに回転可能に支持される。
 第1軸部材6aと第2軸部材6cとは、支持軸5の操作軸AX3の軸線方向に垂直な同一平面上に配置される。第1軸部材6aの軸線と第2軸部材6bの軸線とは、操作軸AX3において交差する。このため、第1軸部材6a及び第2軸部材6cの一方は軸線方向の中央部を貫いた状態で配置され、他方は軸線方向の中央部を空けた状態で配置される。
 レバー部1は、ユニバーサルジョイント6により、第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3及び第4方向D4の任意の方向に傾動可能となっている。
 ディスク7は、連結軸4の外周に固定される。ディスク7は、例えば円板状である。ディスク7は、ストローク検出装置3において後述の4つのピストン25の突出部25bに対向する対向面7aを有する。対向面7aは、レバー部1が直立姿勢となる場合、4つの突出部25bの先端に当接する。対向面7aは、レバー部1が傾動操作される場合、レバー部1の動作に連動して、操作軸AX3に垂直な平面に対して傾動する。
 ストローク検出装置3は、装置本体10と、ロッド20と、磁石30と、磁気センサ40と、回路基板50とを備える。なお、図3では、装置本体10の図示を省略している。
 装置本体10は、筐体11と、プレート12とを有する。筐体11は、例えば円筒状であり、ロッド20、磁石30、磁気センサ40及び回路基板50を収容する。本実施形態において、筐体11の中心軸は、例えば支持軸5の操作軸AX3に一致するが、これに限定されない。プレート12は、筐体11において中心軸の軸線方向のレバー部1側の端部を塞ぐように配置される。プレート12は、伝達装置2の支持軸5が固定される。プレート12は、支持軸5を貫通する貫通孔と、後述のピストン25を貫通する貫通孔とを有する。
 ロッド20は、例えば4つ設けられる。4つのロッド20は、装置本体10において所定の中心軸である筐体11の中心軸(支持軸5の操作軸AX3)を中心とした同一円周上に配置される。4つのロッド20は、操作軸AX3の軸線周りの方向に等しい間隔を空けて配置される。以下、4つのロッド20を区別しないで説明する場合にはロッド20と表記して説明し、4つのロッド20を区別して説明する場合には「ロッド21、22、23、24」と異なる符号を付して説明する。4つのロッド20を区別する場合、例えば、ロッド21は、中心軸AXに対して第1方向D1側に配置される。ロッド22は、中心軸AXに対して第2方向D2側に配置される。ロッド23は、中心軸AXに対して第3方向D3側に配置される。ロッド24は、中心軸AXに対して第4方向D4側に配置される。各ロッド20は、中心軸AXの軸線方向に沿って移動可能に設けられる。
 各ロッド20は、フランジ部20aと、磁石保持部20bとを有する。フランジ部20aは、操作軸AX3の軸線方向においてレバー部1側に配置され、バネ部材26の一端が当接される。磁石保持部20bは、操作軸AX3の軸線方向において回路基板50側に配置され、それぞれ後述の磁石30を保持する。磁石保持部20bは、操作軸AX3の軸線方向に平行な方向に回路基板50を貫通して移動可能である。
 各ロッド20は、ピストン25と、バネ部材26と、バネ受部材27とを介して筐体11に取り付けられている。ピストン25は、筒部25aと、突出部25bとを有する。筒部25aは、例えば円筒状であり、筐体11の内側に配置される。突出部25bは、筒部25aの端部25cからプレート12の貫通孔を貫通してレバー部1側に突出する。突出部25bの先端は、例えば半球状である。なお、突出部25bの先端は、半球状に限定するものではなく、他の形状であってもよい。突出部25bは、先端がディスク7の対向面7aに向けて配置される。レバー部1が中立位置に配置される場合、4つのピストン25は、それぞれ突出部25bの先端が操作軸AX3に垂直な同一平面上に配置される。この場合、各突出部25bの先端は、ディスク7の対向面7aに当接される。
 筒部25aの端部25cには、凹部25dが設けられる。凹部25dは、ロッド20のレバー部1側の端部が挿入される。各ロッド20の当該端部が凹部25dに挿入されることにより、ロッド20と各ピストン25とが一体となっている。
 バネ部材26は、各ロッド20のフランジ部20aと、バネ受部材27との間に弾性変形された状態で配置される。バネ受部材27は、筐体11に固定される。したがって、各バネ部材26は、弾性力により、フランジ部20aをレバー部1側に押し付けた状態で配置される。したがって、上記のピストン25は、バネ部材26によりレバー部1側に押された状態で配置される。ピストン25は、例えばディスク7から力が加えられない場合、筒部25aの端部25cがプレート12に当接し、レバー部1側への移動が規制された状態で配置される。
 磁石30は、4本のロッド20の磁石保持部20bにそれぞれ配置される。磁石30は、それぞれ操作軸AX3の軸線方向に着磁されている。磁石30は、ロッド20が操作軸AX3の軸線方向に移動することにより、ロッド20と一体で移動する。例えば、ロッド20の磁石保持部20bが回路基板50を貫通して移動することにより、磁石30は、ロッド20と一体で、回路基板50を貫通して移動する。以下、4つの磁石30を区別しないで説明する場合には磁石30と表記して説明する。また、4つの磁石30を区別して説明する場合には、ロッド21に保持される磁石30を「磁石31」と表記し、ロッド22に保持される磁石30を「磁石32」と表記し、ロッド23に保持される磁石30を「磁石33」と表記し、ロッド24に保持される磁石30を「磁石34」と表記する。
 図4は、操作軸AX3の軸線方向から回路基板50を見た場合の構成例を示す図である。図5は、回路基板50の1つの磁石30(磁石33)について拡大して示す斜視図である。図5では、ロッド20の磁石保持部20b以外の部分の図示を省略している。図4及び図5に示すように、回路基板50には、貫通孔50a、50b、50c、50dが形成される。貫通孔50aは、ロッド21を貫通させる。貫通孔50bは、ロッド22を貫通させる。貫通孔50cは、ロッド23を貫通させる。貫通孔50cは、ロッド24を貫通させる。
 回路基板50には、磁気ガイド35が配置される。磁気ガイド35は、例えば磁性体を用いて円筒状に形成され、貫通孔50a、50b、50c、50dを囲う位置に配置される。したがって、磁気ガイド35は、各磁石30が移動する部分の周囲に配置される。ロッド20が中心軸AXの軸線方向に移動する場合、各磁石30は、磁気ガイド35の内側を移動する。磁気ガイド35は、内側の磁石30の磁界を案内することで、磁石30の磁界が磁気ガイド35の外側に漏れ出すことを抑制する。
 図6は、操作軸AX3の軸線方向から見た場合の磁石30と磁気センサ40との位置関係の一例を模式的に示す図である。図6に示すように、4つの磁石30のうち、磁石31と磁石32とは、操作軸AX3に直交する方向に対向して配置される。また、磁石33と磁石34とは、操作軸AX3に直交する方向に対向して配置される。
 磁気センサ40は、例えば8個配置される。8つの磁気センサ40は、回路基板50に実装される。8つの磁気センサ40は、4つの磁石30の磁界を検出する。8つの磁気センサ40としては、例えばホール素子等が用いられる。磁気センサ40は、磁石30の変位による磁界の向きの変化を検出し、検出結果を出力信号として出力する。以下、8つの磁気センサ40を区別しないで説明する場合には磁気センサ40と表記して説明する。8つの磁気センサ40を区別して説明する場合には、「磁気センサ41、42、43、44、45、46、47、48」と異なる符号を付して表記する。
 8つの磁気センサ40のうち、磁気センサ41、45は、磁石31の磁界を検出する。磁気センサ42、46は、磁石32の磁界を検出する。磁気センサ43、47は、磁石33の磁界を検出する。磁気センサ44、48は、磁石34の磁界を検出する。例えば、磁気センサ41、42、43、44は通常時に使用され、磁気センサ45、46、47、48は磁気センサ44に不具合が生じた場合等、バックアップとして使用される。この場合、例えば磁気センサ41、42の一方に不具合が生じた場合には、磁気センサ41、42の双方の使用を停止し、磁気センサ45、46の使用に切り替える。同様に、例えば磁気センサ43、44の一方に不具合が生じた場合には、磁気センサ43、44の双方の使用を停止し、磁気センサ47、48の使用に切り替える。
 回路基板50を操作軸AX3の軸線方向から見た場合、磁気センサ41は、磁石31に対して、磁石31と磁石32との中心同士を結ぶ線分(第1直線)L1の垂直二等分線(第2直線)L2に平行な方向に並んで配置される。線分L1及び垂直二等分線L2は、仮想線である。磁気センサ42は、磁石32に対して、当該垂直二等分線L2に平行な方向に並んで配置される。また、磁気センサ41と磁気センサ42とは、当該垂直二等分線L2に対して線対称となる位置に配置される。
 磁気センサ43は、磁石33に対して、磁石33と磁石34との中心同士を結ぶ線分(第1直線)L3の垂直二等分線(第2直線)L4に平行な方向に並んで配置される。線分L3及び垂直二等分線L4は、仮想線である。磁気センサ44は、磁石34に対して、当該垂直二等分線L4に平行な方向に並んで配置される。また、磁気センサ43と磁気センサ44とは、当該垂直二等分線L4に対して線対称となる位置に配置される。なお、本実施形態では、線分L1と垂直二等分線L4の一部とが一致している。また、線分L3と垂直二等分線L2の一部とが一致している。
 また、磁気センサ45は、磁石31に対して、垂直二等分線L2に平行な方向であって磁気センサ41とは反対側に並んで配置される。したがって、1つの磁石31に対して、磁気センサ41と磁気センサ45とが垂直二等分線L2に平行な方向の両側に配置される。磁気センサ46は、磁石32に対して、当該垂直二等分線L2に平行であって磁気センサ42とは反対側に並んで配置される。したがって、1つの磁石32に対して、磁気センサ42と磁気センサ46とが垂直二等分線L2に平行な方向の両側に配置される。また、磁気センサ45と磁気センサ46とは、当該垂直二等分線L2に対して線対称となる位置に配置される。
 磁気センサ47は、磁石33に対して、垂直二等分線L4に平行な方向であって磁気センサ43とは反対側に並んで配置される。したがって、1つの磁石33に対して、磁気センサ43と磁気センサ47とが垂直二等分線L2に平行な方向の両側に配置される。磁気センサ48は、磁石34に対して、当該垂直二等分線L4に平行であって磁気センサ44とは反対側に並んで配置される。したがって、1つの磁石34に対して、磁気センサ44と磁気センサ48とが垂直二等分線L4に平行な方向の両側に配置される。また、磁気センサ47と磁気センサ48とは、当該垂直二等分線L4に対して線対称となる位置に配置される。
 図7は、磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。図7では、磁気センサ41、42、43、44の各出力値をグラフで示している。磁気センサ41、42についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石31の変位を示し、横軸の左方向が磁石32の変位を示す。また、磁気センサ43、44についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石33の変位を示し、横軸の左方向が磁石34の変位を示す。
 図7に示すように、磁気センサ41は、磁石31が変位しない場合、つまり、磁石31が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号41aとして出力する。なお、磁気センサ41は、磁石31が変位しない場合には、磁石32の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号41aとして出力する。基準電圧値は、例えば0Vとすることができる。磁石31が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ41は、磁石31の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号41bとして出力する。出力信号41bは、磁石31の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石31の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号41bは、磁石31の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石31が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
 また、磁気センサ42は、磁石32が変位しない場合、つまり、磁石32が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号42bとして出力する。なお、磁気センサ42は、磁石32が変位しない場合には、磁石31の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号42bとして出力する。基準電圧値は、例えば0Vとすることができる。磁石32が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ42は、磁石32の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号42aとして出力する。出力信号42aは、磁石32の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石32の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号42aは、磁石32の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石32が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
 同様に、磁気センサ43は、磁石33が変位しない場合、つまり、磁石33が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号43aとして出力する。なお、磁気センサ43は、磁石33が変位しない場合には、磁石34の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号43aとして出力する。基準電圧値は、例えば0Vとすることができる。磁石33が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ43は、磁石33の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号43bとして出力する。出力信号43bは、磁石33の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石33の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号43bは、磁石33の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石33が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
 また、磁気センサ44は、磁石34が変位しない場合、つまり、磁石34が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号44bとして出力する。なお、磁気センサ44は、磁石34が変位しない場合には、磁石33の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号44bとして出力する。基準電圧値は、例えば0Vとすることができる。磁石34が基準位置に対して変位する場合、磁気センサ44は、磁石34の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号44aとして出力する。出力信号44aは、磁石34の変位が大きくなるに従って電圧値が基準電圧値から大きくなっていき、磁石34の変位が最大になった場合に電圧値が最大となる。出力信号44aは、磁石34の変位が小さくなるに従って電圧値が基準電圧値に向けて小さくなっていき、磁石34が基準位置に戻ると電圧値が基準電圧値に戻る。
 回路基板50は、処理部51、52を有する。処理部51は、磁気センサ41、42の出力信号に基づいて、検出信号を生成して出力する。処理部51は、演算部53を有する。演算部53は、磁気センサ41、42の出力信号が入力される。演算部53は、磁気センサ41の出力信号から磁気センサ42の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。図8は、演算部53の一例を示す回路図である。図8に示すように、演算部53としては、例えば抵抗R1、R2、R3、Rfと、オペアンプOAと、を有する減算回路を用いることができる。演算部53に対して、磁気センサ41の出力信号V1と、磁気センサ42の出力信号V2とが入力されることにより、これらの差分が増幅された検出信号Voutが出力される。
 処理部52は、磁気センサ43、44の検出結果に基づいて、検出信号を生成して出力する。処理部52は、演算部54を有する。演算部54は、磁気センサ43、44の出力信号が入力される。演算部54は、磁気センサ43の出力信号から磁気センサ44の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。演算部54としては、図8に示す減算回路と同様の回路を用いることができる。
 また、回路基板50は、磁気センサ45、46の出力信号に基づいて検出信号を生成して出力する処理部55と、磁気センサ47、48の出力信号に基づいて検出信号を生成して出力する処理部56とを有する。処理部55は、演算部57を有する。演算部57は、磁気センサ45の出力信号から磁気センサ46の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。また、処理部56は、演算部58を有する。演算部58は、磁気センサ47の出力信号から磁気センサ48の出力信号を減算し、当該減算値を増幅して出力する。演算部57、58としては、図8に示す減算回路と同様の回路を用いることができる。
 図9は、操作レバー100においてレバー部1を傾動させた状態の一例を示す断面図である。図9に示すように、例えばレバー部1を中立位置に対して第1方向D1に傾けた場合、ディスク7の第1方向D1側の部分がストローク検出装置3側に傾き、第2方向D2側の部分がレバー部1側に傾く。ディスク7の傾きにより、操作軸AX3に対して第1方向D1側に配置されたロッド21がディスク7によって押されて回路基板50側に移動する。また、ディスク7の第2方向D2側の部分がレバー部1側に傾くことにより、ディスク7と、操作軸AX3に対して第2方向D2側に配置されたピストン25の先端とが離れて隙間が生じる。この場合、ロッド22は、当該ロッド22を下方に押す力が作用しないため、基準位置に配置された状態を維持する。また、ディスク7の第3方向D3側及び第4方向D4側については傾きが変化しない。このように、レバー部1を第1方向D1に傾けた場合、ロッド21のみが押し下げられる。
 また、例えば、レバー部1を中立位置に対して第2方向D2に傾けた場合、ディスク7の第2方向D2側の部分がストローク検出装置3側に傾き、第1方向D1側の部分がレバー部1側に傾く。ディスク7の傾きにより、操作軸AX3に対して第2方向D2側に配置されたロッド22がディスク7によって押されて回路基板50側に移動する。また、ディスク7の第1方向D1側の部分がレバー部1側に傾くことにより、ディスク7と、操作軸AX3に対して第1方向D1側に配置されたピストン25の先端とが離れて隙間が生じる。この場合、ロッド21は、当該ロッド21を下方に押す力が採用しないため、基準位置に配置された状態を維持する。また、ディスク7の第3方向D3側及び第4方向D4側については傾きが変化しない。このように、レバー部1を第2方向D2に傾けた場合、ロッド22のみが押し下げられる。
 同様に、レバー部1を第3方向D3に傾けた場合、ロッド23のみが押し下げられる。また、レバー部1を第4方向D4に傾けた場合、ロッド24のみが押し下げられる。また、レバー部1を第1方向D1と第4方向D4との間の方向に傾けた場合、ロッド21及びロッド24が押し下げられる。また、レバー部1を第2方向D2と第3方向D3との間の方向に傾けた場合、ロッド22及びロッド23が押し下げられる。また、レバー部1を第1方向D1と第3方向D3との間の方向に傾けた場合、ロッド21及びロッド23が押し下げられる。また、レバー部1を第2方向D2と第3方向D4との間の方向に傾けた場合、ロッド22及びロッド24が押し下げられる。
 したがって、例えば、レバー部1を中立位置に対して第1方向D1に傾けた場合、ロッド21のみが押し下げられ、ロッド21と一体で磁石31が移動する。磁石31の移動により、磁気センサ41は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号41bを出力する(図7参照)。また、磁石32の移動は無く、磁気センサ42は基準電圧値である出力信号42bを出力する(図7参照)。
 この場合、磁気センサ41の出力信号41bと磁気センサ42の出力信号42bとが、それぞれ演算部53に入力される。演算部53は、出力信号41bから出力信号42bを減算し、当該減算値を増幅して出力する。処理部51は、演算部53から出力された信号を検出信号S1として出力する(図7参照)。検出信号S1は、磁石31の変位、つまりレバー部1の第1方向D1への傾きが大きいほど、出力値が大きくなる。また、検出信号S1は、レバー部1の第1方向D1への傾きが小さいほど、出力値が小さくなる。
 また、ディスク7の第3方向D3側及び第4方向D4側については傾きが変化しない。このため、操作軸AX3に対して第3方向D3側に配置されたロッド23と、操作軸AX3に対して第4方向D4側に配置されたロッド24とについては、ディスク7によって押されることなく、基準位置に配置された状態を維持する。したがって、磁石33、34の移動は無い。
 一方、本実施形態の構成において、磁気センサ43、44は、磁石31、32、33、34で生じる磁界の一部を検出することがある。例えば、磁石31が回路基板50側に移動する場合、磁気センサ43、44は、磁石31で生じる磁界の一部を検出することがある。
 図10は、磁気センサ43、44が磁石31で生じる磁界の一部を検出する場合の処理内容の一例を示すブロック図である。図10では、図7と同様に、磁気センサ41、42、43、44の各出力値をグラフで示している。磁気センサ41、42についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石31の変位を示し、横軸の左方向が磁石32の変位を示す。また、磁気センサ43、44についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石33の変位を示し、横軸の左方向が磁石34の変位を示す。
 図10に示すように、磁気センサ43、44は、磁石31で生じる磁界の一部を検出した場合、当該磁界に対応する電圧が加算された出力信号を出力する。つまり、磁気センサ43は、出力信号43a、43bにそれぞれ電圧Vaが加算された出力信号43c、43dを出力する。磁気センサ44は、出力信号44a、44bにそれぞれ電圧Vbが加算された出力信号44c、44dを出力する。
 本実施形態の構成では、磁気センサ43と磁気センサ44とは、当該垂直二等分線L4に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石31からの距離が互いに等しい。したがって、磁石31で生じる磁界の強さは、理論上、磁気センサ43が配置される位置と、磁気センサ44が配置される位置とで等しくなる。このため、磁気センサ43、44は、磁石31で生じる等しい強さの磁界を検出する。よって、電圧Vaと電圧Vbとが等しい値となるため、出力信号43c、43dと、出力信号44c、44dとが、それぞれ等しい値の電圧信号となる。
 磁気センサ43の出力信号43c、43dと磁気センサ44の出力信号44c、44dとは、演算部54に入力される。演算部54は、出力信号43c、43dから出力信号44c、44dを減算し、当該減算値を増幅して出力する。上記のように出力信号43c、43dと出力信号44c、44dとがそれぞれ等しい値の電圧信号であるため、演算部54で減算された出力結果において、電圧Vaと電圧Vbとがキャンセルされる。
 上記のように、演算部54は、磁気センサ43、44から出力される出力信号43c、43d、出力信号44c、44dのうち、磁石31で生じた磁界の一部に対応する電圧Va、電圧Vbを、演算により打ち消して検出信号S2を出力する。このため、磁石31で生じた磁界の一部を磁気センサ43、44が検出する場合であっても、処理部52は、磁気センサ43、44の出力信号のうち当該磁界の一部に対応する電圧Va及び電圧Vbを出力しない。
 また、例えばレバー部1を中立位置に対して第2方向D2に傾けた場合、ロッド22のみが押し下げられ、ロッド22と一体で磁石32が移動する。磁石32の移動により、磁気センサ42は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号42aを出力する(図7参照)。また、磁石31の移動は無く、磁気センサ41は基準電圧値である出力信号41aを出力する(図7参照)。
 磁気センサ41の出力信号41aと磁気センサ42の出力信号42aとは、演算部53に入力される。演算部53は、出力信号41aから出力信号42aを減算し、当該減算値を増幅して出力する。処理部51は、演算部53から出力された信号を検出信号S2として出力する(図7参照)。検出信号S2は、負の値となる。検出信号S2は、磁石32の変位、つまりレバー部1の第2方向D2への傾きが大きいほど、出力値が小さくなる(絶対値は大きくなる)。また、検出信号S2は、レバー部1の第2方向D2への傾きが小さいほど、出力値が大きくなる(絶対値は小さくなる)。
 また、ディスク7の第3方向D3側及び第4方向D4側については傾きが変化しないため、磁石33、34の移動は無い。一方、磁石32が回路基板50側に移動する場合、磁気センサ43、44は、磁石32で生じる磁界の一部を検出することがある。磁気センサ43、44は、磁石32で生じる磁界の一部を検出した場合、当該磁界に対応する電圧が加算された出力信号を出力する。
 磁気センサ43と磁気センサ44とは、当該垂直二等分線L4に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石32からの距離についても互いに等しい。このため、例えばレバー部1を第2方向D2に傾けて磁石32を移動させる場合についても、磁石31が移動する場合と同様に、演算部54は、磁気センサ43、44から出力される出力信号のうち、磁石32で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を打ち消す。このため、磁石32で生じた磁界の一部を磁気センサ43、44が検出する場合であっても、処理部52は、磁気センサ43、44の出力信号のうち当該磁界の一部に対応する電圧を出力しない。
 また、例えばレバー部1を中立位置に対して第3方向D3に傾けた場合、ロッド23のみがディスク7によって押されて回路基板50側に移動し、ロッド23と一体で磁石33が移動する。磁石33の移動により、磁気センサ43は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号43bを出力する(図7参照)。また、ディスク7の第4方向D4側の部分がレバー部1側に傾く場合、ロッド24は、基準位置に配置された状態を維持する。したがって、磁石34の移動は無く、磁気センサ44は基準電圧値である出力信号44bを出力する(図7参照)。
 また、例えばレバー部1を中立位置に対して第4方向D4に傾けた場合、ロッド24のみがディスク7によって押されて回路基板50側に移動し、ロッド24と一体で磁石34が移動する。磁石34の移動により、磁気センサ44は、磁界の変化を検出し、磁界の変化に応じた出力信号44aを出力する(図7参照)。また、ディスク7の第3方向D3側の部分がレバー部1側に傾く場合、ロッド23は、基準位置に配置された状態を維持する。したがって、磁石33の移動は無く、磁気センサ43は基準電圧値である出力信号43aを出力する(図7参照)。
 磁気センサ43の出力信号43a、43bと磁気センサ44の出力信号44a、44bとは、演算部54に入力される。演算部54は、出力信号43a、43bから出力信号44a、44bを減算し、当該減算値を増幅して出力する。処理部52は、演算部54から出力された信号を検出信号S3、S4として出力する(図7参照)。検出信号S3は、磁石33の変位、つまりレバー部1の第3方向D3への傾きが大きいほど、出力値が大きくなる。また、検出信号S3は、レバー部1の第3方向D3への傾きが小さいほど、出力値が小さくなる。また、検出信号S4は、負の値となる。検出信号S4は、磁石34の変位、つまりレバー部1の第4方向D4への傾きが大きいほど、出力値が小さくなる(絶対値は大きくなる)。また、検出信号S4は、レバー部1の第4方向D4への傾きが小さいほど、出力値が大きくなる(絶対値は小さくなる)。
 また、磁気センサ41と磁気センサ42とは、当該垂直二等分線L2に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石33、34からの距離が互いに等しい。このため、レバー部1を第3方向D3、第4方向D4に傾けて磁石33、34を移動させる場合については、上記同様に、演算部53は、磁気センサ41、42から出力される出力信号のうち、磁石33、34で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を演算により打ち消す。
 また、磁気センサ45と磁気センサ46とは、当該垂直二等分線L2に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石33、34からの距離が互いに等しい。このため、磁石33、34が移動する場合については、上記同様に、演算部57は、磁気センサ45、46から出力される出力信号のうち、磁石33、34で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を演算により打ち消す。
 また、磁気センサ47と磁気センサ48とは、当該垂直二等分線L4に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石31、32からの距離が互いに等しい。このため、磁石31、32が移動する場合については、上記同様に、演算部58は、磁気センサ47、48から出力される出力信号のうち、磁石31、32で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を打ち消す。
 以上のように、本実施形態に係る操作レバー100は、操作軸AX3に対して点対称位置に配される一対のロッド20と、各ロッド20に配される磁石30と、操作軸AX3に垂直な平面上にあり一のロッド20と他のロッド20の中心を結ぶ線分L1、L3に垂直な二等分線L2、L4について線対称の位置に配される一対の磁気センサ40とを備える。
 操作レバー100は、一対の磁気センサ40が、当該垂直二等分線L2、L4について線対称となる位置に配置されるため、一対のロッド20に配される各磁石30からの距離が互いに等しい。したがって、各磁石30で生じる磁界の強さは、一方の磁気センサ40が配置される位置と、他方の磁気センサ40が配置される位置とで等しくなる。このため、一方の磁気センサ40は、各磁石30で生じる磁界について、等しい強さの磁界を検出し、等しい値の電圧信号を出力することができる。このため、操作レバー100は、例えば一方の磁気センサ40の出力信号と、他方の磁気センサ40の出力信号とに基づいて検出信号を生成することで、一対の磁気センサ40の出力信号のうち、本来の検出対象である磁石30の磁界に対応する成分を出力し、かつ、本来の検出対象ではない磁石30の磁界に対応する成分を打ち消すことができる。これにより、操作レバー100は、磁石30に個別に磁気シールド等を設けることなく、誤検出を低減することができる。また、操作レバー100は、磁気シールド等を設けるスペースを省略することができるため、大型化を抑制できる。
 また、本実施形態に係る操作レバー100は、一対のロッド20と、磁石30と、一対の磁気センサ40と、磁気センサ40の出力信号に基づいて、各磁石30の相対位置の変化についての検出信号を出力する回路基板50とを備える。
 これにより、操作レバー100は、回路基板50の演算で一方の磁気センサ40の出力信号と、他方の磁気センサ40の出力信号とに基づいて検出信号を生成することで、一対の磁気センサ40の出力信号のうち、本来の検出対象である磁石30の磁界に対応する成分を出力し、かつ、本来の検出対象ではない磁石30の磁界に対応する成分を打ち消すことができる。
 また、操作レバー100において、処理部51は、磁石31を検出する磁気センサ41の検出結果から、磁石32を検出する磁気センサ42の検出結果を減算した算出結果に基づいて検出信号を生成する。また、処理部52は、磁石33を検出する磁気センサ43の検出結果から、磁石34を検出する磁気センサ44の検出結果を減算した算出結果に基づいて検出信号を生成する。これにより、複雑な信号処理を用いることなく、確実に誤検出を低減することができる。
 また、操作レバー100において、磁気センサ41、42は、検出対象となる磁石31、32に対して垂直二等分線L2に平行な方向に並んで配置される。また、磁気センサ43、44は、検出対象となる磁石33、34に対して垂直二等分線L4に平行な方向に並んで配置される。これにより、磁気センサ41、42、43、44は、検出対象となる磁石31、32、33、34の磁界を高精度に検出することができる。
 また、操作レバー100において、磁気センサ40は、1つの磁石30に対して2つ設けられる。例えば、1つの磁石31に対して、2つの磁気センサ41、45が設けられる。また、1つの磁石32に対して、2つの磁気センサ42、46が設けられる。また、1つの磁石33に対して、2つの磁気センサ43、47が設けられる。また、1つの磁石34に対して、2つの磁気センサ44、48が設けられる。これにより、磁気センサ40の冗長性を確保することができる。例えば、2つの磁気センサ40のうち一方の磁気センサ41、42、43、44を通常時に用いることとし、他方の磁気センサ45、46、47、48をバックアップとして用いることができる。
 また、この場合、1つの磁石31に対して設けられる2つの磁気センサ41、45は、検出対象となる磁石31に対して垂直二等分線L2に平行な方向の両側に配置される。1つの磁石32に対して設けられる2つの磁気センサ42、46は、検出対象となる磁石32に対して垂直二等分線L2に平行な方向の両側に配置される。1つの磁石33に対して設けられる2つの磁気センサ43、47は、検出対象となる磁石33に対して垂直二等分線L4に平行な方向の両側に配置される。1つの磁石34に対して設けられる2つの磁気センサ44、48は、検出対象となる磁石34に対して垂直二等分線L4に平行な方向の両側に配置される。これにより、8つの磁気センサ40をコンパクトに配置することができる。
 また、この場合、2つの磁気センサ41、45は、検出対象となる1つの磁石31からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。2つの磁気センサ42、46は、検出対象となる1つの磁石32からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。2つの磁気センサ43、47は、検出対象となる1つの磁石33からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。2つの磁気センサ44、48は、検出対象となる1つの磁石34からそれぞれ等しい距離を空けて配置される。これにより、磁気センサ41、42、43、44と、磁気センサ45、46、47、48との間で、出力信号の大きさをほぼ等しい値とすることができる。これにより、信号処理を複雑化することなく、磁気センサ40の冗長性を確保することができる。
 [第2実施形態]
 続いて、第2実施形態を説明する。上記第1実施形態では、処理部51、52において、一方の磁気センサ40の出力信号から他方の磁気センサ40の出力信号を減算した算出結果に基づいて検出信号を出力する構成を例に挙げて説明したが、本実施形態では、一方の磁気センサ40の出力信号と他方の磁気センサ40の出力信号とを加算した算出結果に基づいて検出信号を出力する構成である。
 図11は、第2実施形態に係る操作レバーの磁気センサ及び処理部の一例を示すブロック図である。図11では、磁気センサ141、142、143、144の各出力値をグラフで示している。磁気センサ141、142についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石31の変位を示し、横軸の左方向が磁石32の変位を示す。また、磁気センサ143、144についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石33の変位を示し、横軸の左方向が磁石34の変位を示す。第2実施形態では、磁気センサの構成と、処理部における演算内容とが第1実施形態に係るストローク検出装置3とは異なっている。以下、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
 図11に示すように、ストローク検出装置103の磁気センサ141、145は、磁石31の磁界を検出する。磁気センサ142、146は、磁石32の磁界を検出する。磁気センサ143、147は、磁石33の磁界を検出する。磁気センサ144、148は、磁石34の磁界を検出する。以下、磁気センサ141、142、143、144を例に挙げて説明するが、磁気センサ145、146、147、148についても同様の説明が可能である。
 図11に示すように、磁気センサ141と、磁気センサ142とは、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。例えば、磁気センサ141は、磁石31が変位しない場合、つまり、磁石31が基準位置で保持される場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号141aとして出力する。なお、磁気センサ141は、磁石31が変位しない場合には、磁石32の変位に関わらず、基準電圧値の電圧信号を出力信号141aとして出力する。磁気センサ141は、磁石31が基準位置に対して変位する場合、磁石31の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号141bとして出力する。
 また、磁気センサ142は、磁石32が変位しない場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号142bとして出力する。また、磁気センサ142は、磁石32が基準位置に対して変位する場合、磁石32の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号142aとして出力する。
 処理部151は、演算部153を有する。演算部153は、磁気センサ141の出力信号と、磁気センサ142の出力信号とを加算し、加算値を増幅して出力する。図12は、演算部153の一例を示す回路図である。図12に示すように、演算部153としては、例えば抵抗R1、R2、Rfa、と、オペアンプOA1と、を有する加算回路と、抵抗R3、Rfbと、オペアンプOA2とを有する反転回路とを用いることができる。演算部153に対して、磁気センサ141の出力信号V1と、磁気センサ142の出力信号V2とが入力されることにより、これらの加算値が増幅された検出信号Voutが出力される。
 また、磁気センサ143と、磁気センサ144とは、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。例えば、磁気センサ143は、磁石33が変位しない場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号143aとして出力する。磁気センサ143は、磁石33が基準位置に対して変位する場合、磁石33の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号143bとして出力する。
 磁気センサ144は、磁石34が変位しない場合、基準電圧値の電圧信号を出力信号144bとして出力する。磁気センサ144は、磁石34が基準位置に対して変位する場合、磁石34の変位の大きさに応じた値の電圧信号を出力信号144aとして出力する。
 処理部152は、演算部154を有する。演算部154は、磁気センサ143の出力信号と、磁気センサ144の出力信号とを加算し、加算値を増幅して出力する。演算部154としては、図12に示す加算回路と同様の回路を用いることができる。
 上記構成において、例えばレバー部1を第1方向D1に傾けた場合、磁気センサ141、142は、それぞれ出力信号141b、142bを出力する(図11参照)。この場合、磁気センサ141の出力信号141bと磁気センサ142の出力信号142bとが、演算部153に入力される。演算部153は、出力信号141bと出力信号142bを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部151は、演算部153から出力された信号を検出信号S11として出力する。
 また、例えばレバー部1を第2方向D2に傾けた場合、磁気センサ141、142は、それぞれ出力信号141a、142aを出力する(図11参照)。この場合、磁気センサ141の出力信号141aと磁気センサ142の出力信号142aとが、演算部153に入力される。演算部153は、出力信号141aと出力信号142aを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部151は、演算部153から出力された信号を検出信号S12として出力する。
 レバー部1を第1方向D1又は第2方向D2に傾けた場合、ディスク7の第3方向D3側及び第4方向D4側については傾きが変化しない。したがって、磁石33、34の移動は無い。一方、磁気センサ143、144は、磁石31、32で生じる磁界の一部を検出することがある。
 図13は、磁気センサ143、144が磁石31で生じる磁界の一部を検出する場合の処理内容の一例を示すブロック図である。図13では、図11と同様に、磁気センサ141、142、143、144の各出力値をグラフで示している。磁気センサ141、142についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石31の変位を示し、横軸の左方向が磁石32の変位を示す。また、磁気センサ143、144についてのグラフでは、縦軸が出力値を示し、横軸の右方向が磁石33の変位を示し、横軸の左方向が磁石34の変位を示す。
 図13に示すように、磁気センサ143は、出力信号143a、143bにそれぞれ電圧Vcが加算された出力信号143c、143dを出力する。磁気センサ144は、出力信号144a、144bにそれぞれ電圧Vdが減算された出力信号144c、144dを出力する。
 磁気センサ143と磁気センサ144とは、当該垂直二等分線L4に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石31からの距離が互いに等しい。したがって、第1実施形態と同様、磁気センサ143、144は、磁石31で生じる等しい強さの磁界を検出する。よって、電圧Vcと電圧Vdとが等しい値となるため、出力信号143c、143dと、出力信号144c、144dとが、それぞれ横軸の正方向及び負方向を一致させた場合に、基準電圧値に対して正負が反転した電圧信号となる。
 磁気センサ143の出力信号143c、143dと、磁気センサ144の出力信号144c、144dとは、演算部154に入力される。演算部154は、出力信号143c、143dと、出力信号144c、144dとを加算し、当該加算値を増幅して出力する。上記のように出力信号143c、143d、出力信号144c、144dは、それぞれ基準電圧値に対して正負が反転した電圧信号であるため、演算部154で加算された出力結果において、電圧Vcと電圧Vdとキャンセルされる。
 上記のように、演算部154は、磁気センサ143、144から出力される出力信号143c、143d、出力信号144c、144dのうち、磁石31で生じた磁界の一部に対応する電圧Vc、電圧Vdを、演算により打ち消して検出信号S12を出力する。このため、磁石31で生じた磁界の一部を磁気センサ143、144が検出する場合であっても、処理部152は、磁気センサ143、144の出力信号のうち当該磁界の一部に対応する電圧Vc、電圧Vdを出力しない。
 また、例えばレバー部1を第3方向D3に傾けた場合、磁気センサ143、144は、それぞれ出力信号143b、144bを出力する(図11参照)。この場合、磁気センサ143の出力信号143bと磁気センサ144の出力信号144bとが、演算部153に入力される。演算部153は、出力信号143bと出力信号144bを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部151は、演算部153から出力された信号を検出信号S11として出力する。
 また、例えばレバー部1を第4方向D4に傾けた場合、磁気センサ143、144は、それぞれ出力信号143a、144aを出力する(図11参照)。この場合、磁気センサ143の出力信号143aと磁気センサ144の出力信号144aとが、演算部153に入力される。演算部153は、出力信号143aと出力信号144aを加算し、当該加算値を増幅して出力する。処理部151は、演算部153から出力された信号を検出信号S12として出力する。
 レバー部1を第3方向D3又は第4方向D4に傾けた場合、第1実施形態と同様に、磁気センサ141、142は、磁石33、34で生じる磁界の一部を検出することがある。本実施形態では、磁気センサ141と磁気センサ142とは、垂直二等分線L2に対して線対称となる位置に配置されるため、磁石33、34からの距離が互いに等しい。このため、第1実施形態と同様に、演算部53は、磁気センサ141、142から出力される出力信号のうち、磁石33、34で生じた磁界の一部に対応する電圧同士を演算により打ち消す。
 このように、本実施形態に係るストローク検出装置103は、磁石31を検出する磁気センサ141と、磁石32を検出する磁気センサ142とが、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。また、処理部151は、磁気センサ141の出力信号と、磁気センサ142の出力信号とを加算した算出結果に基づいて検出信号を出力する。また、磁石33を検出する磁気センサ143と、磁石34を検出する磁気センサ144とについても同様に、等しい磁界を検出した場合に、基準電圧値に対して互いに正負が逆転した出力信号を出力するように形成される。また、処理部152は、磁気センサ143の出力信号と、磁気センサ144の出力信号とを加算した算出結果に基づいて検出信号を出力する。これにより、複雑な信号処理を用いることなく、確実に誤検出を低減することができる。また、一様な磁気外乱に対しても、同様に誤検出を低減することができる。
 本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、1つの磁石30に対して2つの磁気センサ40を配置した構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図14は、操作軸AX3の軸線方向から見た場合の磁石30と磁気センサ40との位置関係の変形例を模式的に示す図である。例えば、図14に示すように、1つの磁石30に対して1つの磁気センサ40を配置した構成であってもよい。
 また、上記実施形態では、操作軸AX3と4つの磁石30との距離が等しい構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図15は、操作軸AX3の軸線方向から見た場合の磁石30と磁気センサ40との位置関係の変形例を模式的に示す図である。例えば、図15に示すように、4つの磁石30と操作軸AX3との距離が異なる構成であってもよい。この場合、操作軸AX3に直交する方向に対向する2つの磁石30同士については、操作軸AX3との距離が等しくすることができる。なお、演算部はアナログ回路として記載したが、CPUを用いたコントローラで演算してもよい。また、各磁気センサの出力は、アナログ電圧として記載したが、PWM等でもよい。この場合、CPUを用いたコントローラで演算すればよい。
 また、上記実施形態では、レバー部1を中立位置からそれぞれ第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3及び第4方向D4に傾けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、レバー部1を中立位置から、第1方向D1と第3方向D3との間の方向、第1方向D1と第4方向D4との間の方向、第2方向D2と第3方向D3との間の方向、第2方向D2と第4方向D4との間の方向のそれぞれに傾ける場合についても同様に、各検出センサ40は、本来の検出対象である磁石30の磁界に対応する成分を出力し、かつ、本来の検出対象とは異なる磁石30の磁界に対応する打ち消すことができる。
D1…第1方向、D2…第2方向、D3…第3方向、D4…第4方向、L1,L3…線分、L2,L4…垂直二等分線、R1,R2,R11,R3,R12,R13,Rf…抵抗、S1,S2,S3,S4,S11,S12,Vout…検出信号、V1,V2,41a,41b,42a,42b,43a,43b,43c,43d,44a,44b,44c,44d,141a,141b,142a,142b,143a,143b,143c,143d,144a,144b,144c,144d…出力信号、OA…オペアンプ、AX1,AX2,AX3…中心軸、1…レバー部、2…伝達装置、3,103…ストローク検出装置、4…連結軸、5…支持軸、6…ユニバーサルジョイント、6a…第1軸部材、6b…回動部材、6c…第2軸部材、7…ディスク、7a…対向面、8…連結部材、9…ブーツ、10…装置本体、11…筐体、12…プレート、20,21,22,23,24…ロッド、20a…フランジ部、20b…磁石保持部、25…ピストン、25a…筒部、25b…突出部、25c…端部、25d…凹部、26…バネ部材、27…バネ受部材、30,31,32,33,34…磁石、35…磁気ガイド、40,41,42,43,44,45,46,47,48,141,142,143,144,145,146,147,148…磁気センサ、50…回路基板、50a,50b,50c,50d…貫通孔、51,52,55,56,151,152…処理部、53,54,57,58,153,154…演算部、100…操作レバー。

Claims (9)

  1.  操作軸に対して点対称位置に配される一対のロッドと、
     前記各ロッドに配される磁石と、
     前記操作軸に垂直な平面上にあり一の前記ロッドと他の前記ロッドの中心を結ぶ第1直線に垂直な第2直線について線対称の位置に配される一対の磁気センサと
     を備える操作レバー。
  2.  前記磁気センサの出力信号に基づいて、前記各磁石の相対位置の変化についての検出信号を出力する処理部を備える
     請求項1に記載の操作レバー。
  3.  前記処理部は、一方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号から、他方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号を減算した算出結果に基づいて前記検出信号を出力する
     請求項2に記載の操作レバー。
  4.  前記処理部は、一方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号と、他方の前記磁石を検出する前記磁気センサの出力信号とを加算した算出結果に基づいて前記検出信号を出力する
     請求項2に記載の操作レバー。
  5.  前記操作軸を中心とした同一円周上に前記各ロッドが等間隔となるように前記一対のロッドが2組配置され、
     前記各ロッドは、前記操作軸の軸線方向に沿って移動可能であり、
     前記各磁石は、前記各ロッドと一体で移動する
     請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の操作レバー。
  6.  前記磁気センサは、検出対象となる前記磁石に対して前記第2直線に平行な方向に並んで配置される
     請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の操作レバー。
  7.  前記磁気センサは、1つの前記磁石に対して2つ設けられる
     請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の操作レバー。
  8.  2つの前記磁気センサは、検出対象となる1つの前記磁石に対して前記第2直線に平行な方向の両側に配置される
     請求項7に記載の操作レバー。
  9.  2つの前記磁気センサは、検出対象となる1つの前記磁石からそれぞれ等しい距離を空けて配置される
     請求項8に記載の操作レバー。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020208601A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Walvoil S.P.A. A modular control apparatus for actuating hydraulic valve systems
IT202000023773A1 (it) 2020-10-08 2022-04-08 Walvoil Spa Apparecchiatura di comando per l’azionamento di sistemi idraulici valvolari
IT202000023860A1 (it) 2020-10-09 2022-04-09 Walvoil Spa Apparecchiatura di comando per l’azionamento di sistemi idraulici valvolari
EP3992749A1 (en) 2020-10-08 2022-05-04 Walvoil S.p.A. Control equipment for operating valve hydraulic systems

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11455442B1 (en) * 2019-12-31 2022-09-27 Ansys, Inc. Electromagnetic characteristic extraction of large-scale integrated circuits
CN111446821B (zh) * 2020-03-25 2021-01-05 武汉迈信电气技术有限公司 一种磁编码多霍尔冗余装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0626805A (ja) * 1992-03-13 1994-02-04 British Gas Plc 運動トランスジューサ
JP2007107696A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Komatsu Ltd レバー位置検出機能付パイロットバルブ
JP2008536145A (ja) * 2005-04-13 2008-09-04 エスアールアイ インターナショナル 移動する構成要素の位置を磁気的に感知するシステムおよび方法
WO2015056595A1 (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 株式会社小松製作所 ストローク検出装置、ストローク検出方法、ストローク検出システム、操作レバーユニット及び操作レバー用ストローク検出システム

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4866854A (en) * 1986-12-05 1989-09-19 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Multiple axis displacement sensor
JPH077012B2 (ja) 1987-08-18 1995-01-30 富士通株式会社 加速度センサ
US4825157A (en) * 1988-05-16 1989-04-25 Mikan Peter J Hall-effect controller
FR2648582B1 (fr) * 1989-06-16 1996-08-09 Rexroth Sigma Dispositif de telecommande electrique du type manipulateur ou analogue
US5295513A (en) * 1990-02-27 1994-03-22 Kabushiki Kaisha Komatsu Seidakusho Pilot valve apparatus
US5831596A (en) * 1992-03-25 1998-11-03 Penney & Giles Blackwood Limited Joystick controller using magnetic position sensors and a resilient control arm with sensor used to measure its flex
US5691637A (en) * 1992-08-28 1997-11-25 True Position Magnetics, Inc. Magnetic field position transducer for two or more dimensions
JP2576462Y2 (ja) * 1992-12-01 1998-07-09 株式会社小松製作所 操作レバー装置の継手
US5532476A (en) * 1994-12-21 1996-07-02 Mikan; Peter J. Redundant indicator for detecting neutral position of joystick member
US5598090A (en) * 1995-07-31 1997-01-28 Caterpillar Inc. Inductive joystick apparatus
US5714980A (en) * 1995-10-31 1998-02-03 Mitsumi Electric Co., Ltd. Pointing device
US5868230A (en) * 1996-05-28 1999-02-09 Komatsu America International Company Hydraulic motion control valve and lever
US5969520A (en) * 1997-10-16 1999-10-19 Sauer Inc. Magnetic ball joystick
JP2000046006A (ja) * 1998-07-28 2000-02-15 Komatsu Ltd レバー式信号発生装置
JP2000154885A (ja) 1998-11-19 2000-06-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd 操作レバー装置
JP2001020907A (ja) * 1999-05-06 2001-01-23 Komatsu Ltd 操作レバー装置
JP2001010526A (ja) * 1999-06-28 2001-01-16 Komatsu Ltd 車輌装置の走行制御装置
EP1210715B1 (en) 1999-09-10 2007-11-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic sensing of motion in microfabricated devices
GB0006350D0 (en) * 2000-03-17 2000-05-03 Penny & Giles Controls Ltd Joystick controller
JP4731740B2 (ja) * 2001-06-22 2011-07-27 株式会社小松製作所 モノレバー操作装置
JP2004020527A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Nippon Soken Inc トルクセンサ
JP2004251831A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Aisan Ind Co Ltd 回転角検出装置
FR2857489B1 (fr) * 2003-07-11 2006-06-09 Bosch Rexroth Dsi Sas Telecommande pour engins de travaux publics a poussoir suiveur
GB2416826A (en) * 2004-08-06 2006-02-08 P G Drives Technology Ltd Control input device with two magnetic sensors for fail-safe sensing
GB2450342B (en) * 2007-06-20 2012-05-16 P G Drives Technology Ltd Control System
JP4551915B2 (ja) * 2007-07-03 2010-09-29 ホシデン株式会社 複合操作型入力装置
JP5376859B2 (ja) * 2007-08-28 2013-12-25 キヤノン株式会社 磁気式力センサ及び磁気式力センサを有するロボットアーム
CN201667039U (zh) 2009-12-18 2010-12-08 中国电子科技集团公司第十四研究所 无接触数字手动操纵杆
JP5238739B2 (ja) * 2010-02-26 2013-07-17 川崎重工業株式会社 操作装置
JP5875382B2 (ja) * 2011-02-15 2016-03-02 キヤノン株式会社 力覚センサ、ロボット装置、ロボットハンド及び検出装置
US9812588B2 (en) * 2012-03-20 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US10215550B2 (en) * 2012-05-01 2019-02-26 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensors having highly uniform magnetic fields
JP6168868B2 (ja) * 2012-06-29 2017-07-26 キヤノン株式会社 力覚センサ及び力覚センサを備えたロボットアーム
JP2015071214A (ja) * 2013-10-04 2015-04-16 キヤノン株式会社 力覚センサ保護機構、エンドエフェクタ及びロボットアーム
WO2018135371A1 (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 アルプス電気株式会社 回転型操作装置、回転型操作装置の制御方法、及び回転型操作装置の制御プログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0626805A (ja) * 1992-03-13 1994-02-04 British Gas Plc 運動トランスジューサ
JP2008536145A (ja) * 2005-04-13 2008-09-04 エスアールアイ インターナショナル 移動する構成要素の位置を磁気的に感知するシステムおよび方法
JP2007107696A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Komatsu Ltd レバー位置検出機能付パイロットバルブ
WO2015056595A1 (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 株式会社小松製作所 ストローク検出装置、ストローク検出方法、ストローク検出システム、操作レバーユニット及び操作レバー用ストローク検出システム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020208601A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Walvoil S.P.A. A modular control apparatus for actuating hydraulic valve systems
WO2020208600A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Walvoil S.P.A. A control apparatus for actuating hydraulic valve systems
IT202000023773A1 (it) 2020-10-08 2022-04-08 Walvoil Spa Apparecchiatura di comando per l’azionamento di sistemi idraulici valvolari
EP3992749A1 (en) 2020-10-08 2022-05-04 Walvoil S.p.A. Control equipment for operating valve hydraulic systems
IT202000023860A1 (it) 2020-10-09 2022-04-09 Walvoil Spa Apparecchiatura di comando per l’azionamento di sistemi idraulici valvolari
US11860664B2 (en) 2020-10-09 2024-01-02 Walvoil S.P.A. Control apparatus for actuating hydraulic valve systems

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