JP3604180B2

JP3604180B2 - Joystick lever operating force setting device

Info

Publication number: JP3604180B2
Application number: JP27713994A
Authority: JP
Inventors: 信行太田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JPH08115140A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ジョイスティックレバーに関し、特に、ジョイスティックレバーを手首で操作する場合に、人間工学的に手首の外側への操作力は内側への操作力に比較して小さくする必要があるため、ジョイスティックレバーの操作力を所定の値に設定するようにしたジョイスティックレバーの操作力設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ジョイスティックレバーを手首で操作する場合に、手首の外側への操作力は内側への操作力に比べて弱いため、人間工学的に手首の外側への操作力は内側への操作力に比較して小さく設定する必要があるため、第１の従来の技術として図示を省略するが、外側への操作力用のばねと、内側への操作力用のばねとを二つ使用している。
【０００３】
また、第２の従来の技術として図７に示すように、外側への操作力用のばねと、内側への操作力用のばねを一つのばねで共用している構成もある。
次に、図７に示す第２の従来の技術について詳しく説明する。
図７において（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図で、６０はジョイスティックレバー、６１は操作装置本体で、ジョイスティックレバー６０を揺動自在に支持する。６２はボスで、ジョイスティックレバー６０に固定され、ジョイスティックレバー６０と一体的に揺動する。６３は操作装置本体６１に固定された中立位置規制ピン、６４は右操作力設定レバーで、この反時計方向への操作量はジョイスティックレバー６０の反時計方向への操作量がボス６２の図示されない切欠を介して伝達される。６５は左操作力設定レバーで、この時計方向への操作量はジョイスティックレバー６０の時計方向への操作量がボス６２の図示されない切欠を介して伝達される。また６６は操作力設定ばねで、右操作力設定レバー６４と左操作力設定レバー６５との各下端間に張設される。
【０００４】
前記図７の構成による作用について説明する。
ジョイスティックレバー６０を反時計方向へθ操作すると、右操作力設定レバー６４も反時計方向へθ操作されるが、左操作力設定レバー６５の内面６５ａが中立位置規制ピン６３当接して反時計方向へ回転することはできない。したがって、その分操作力設定ばね６６が伸びてジョイスティックレバー６０の左方向操作力を設定する。ジョイスティックレバー６０を時計方向へθ操作すると、左操作力設定レバー６５も時計方向へθ操作されるが、右操作力設定レバー６４の内面６４ａが中立位置規制ピン６３当接して時計方向へ回転することはできない。したがって、同様にジョイスティックレバー６０の右方向操作力を設定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１の従来技術においては、二つのばねが必要になるため、構造が複雑になる欠点があり、図７に示す第２の従来技術においては、一つの操作力設定ばね６６であるため、ジョイスティックレバー６０の左方向操作力と右方向操作力とが同一になる。これは人間の手首による外側への操作力が内側への操作力より小さい理由により異和感があるという人間工学的な欠点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置は、操作装置本体１に揺動自在に軸支されたジョイスティックレバー２と、このジョイスティックレバー２のボス９に固定されたローラ支持アーム１１と、このローラ支持アーム１１に回転自在に軸支されたローラ１２と、このローラ１２に当接するカム面１５ｂ，１６ｂを有し、かつローラ支持アーム１１の揺動方向両側で、操作装置本体１に揺動自在に軸支された各操作カム１５，１６と、この各操作カム１５，１６間に張接し、かつ前記ローラ１２を各カム１５ｂ，１６ｂ面に当接すべく付勢するばね２１と、前記各操作カム１５，１６それぞれの内方への動きを規制するストッパー部材１５ｃ，１６ｃ，２２，２３とよりなる。
前記各操作カム１５，１６それぞれの内方への動きを規制するストッパー部材１５ｃ，１６ｃ，２２，２３は、各操作カム１５，１６に穿設された長穴１５ｃ，１６ｃと、この各長穴１５ｃ，１６ｃの外方端に当接し、かつ操作装置本体１に固定された各中立位置決めピン２２，２３とより構成することができる。
また、前記ジョイスティックレバー２のボス９に固定された駆動アーム２４と、この駆動アーム２４に支持された駆動部材２５と、この駆動部材２５の嵌合する長穴２８ａを有する従動アーム２８と、この従動アーム２８の固定された従動ボス２９と、操作装置本体１に固定され、かつジョイスティックレバー２の操作角を検出するための操作角検出器３３と、前記従動ボス２９に回転的に固定された操作角検出器３３の回転軸３０とよりなる。
【０００７】
また、本発明に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置は、ジョイスティックレバー４２と、そのジョイスティックレバー４２の下端部に操作部材４３を介して固定され、操作装置本体４１に二方向に揺動自在に軸支されている二又軸４４と、この二又軸４４に固定されたローラ支持アーム４６と、このローラ支持アーム４６に支持され、かつ前記二又軸４４の各揺動方向と同一方向に回転自在に支持されている操作用ローラ４７ａ，４７ｂとからなり、前記ローラ支持アーム４６の各揺動方向両側に、操作装置本体４１に、それぞれ左右方向に揺動自在に軸支された右操作カム４８と左操作カム４９と、それぞれ前後方向に揺動自在に軸支された前方操作カム５０と後方操作カム５１とを設け、前記右操作カム４８と前記左操作カム４９間に張接し、かつ前記右操作カム４８と前記左操作カム４９のカム面４８ｂ，４９ｂを第１方向ローラ４７ａに当接すべく付勢するばね５２と、前記前方操作カム５０と前記後方操作カム５１間に張接し、かつ前記前方操作カム５０と前記後方操作カム５１のカム面５０ｂ，５１ｂを第２方向操作用ローラ４７ｂに当接すべく付勢するばね５３と、前記各操作カム４８，４９，５０，５１それぞれの内方への動きを規制するストッパー部材１５ｃ，１６ｃ，２２，２３を設置した。
【０００８】
【作用】
前記構成に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置は次のように作動する。
ジョイスティックレバー２の中立時には、ジョイスティックレバー２のボス９に固定したローラ支持アーム１１に軸支されたローラ１２は、このローラ支持アーム１１の揺動方向両側で、操作装置本体１に揺動自在に軸支された一組の揺動カム１５，１６間に張接したばね２１により、各操作カム１５，１６のカム面１５ｂ，１６ｂが前記ローラ１２に当接するまで付勢される。この状態で、各操作カム１５，１６それぞれの内方への動きを規制するストッパー部材１５ｃ，１６ｃ，２２，２３により、各操作カム１５，１６それぞれの内方への動きが規制される。
ジョイスティックレバー２を中立時から揺動方向いずれか一方に操作すると、ジョイスティックレバー２のボス部９に固定したローラ支持アーム１１に軸支されたローラ１２により、反対方向の操作カム１５，１６のカム面１５ｂ，１６ｂを押して、各操作カム１５，１６間に張接したばね２１のばね力に抗して操作される。この時には、操作方向側の操作カム１５，１６はそのストッパー部材１５ｃ，１６ｃ，２２，２３により内方への揺動は阻止される。
以上のように、一つのばね２１であっても操作カム１５，１６のカム面１５ｂ，１６ｂを加工することにより、ジョイスティックレバー２の操作力が任意に設定可能となる。
【０００９】
前記ジョイスティックレバーの操作力設定装置において、ストッパー部材１５ｃ，１６ｃ，２２，２３は、操作装置本体１に固定された各ストッパーピン２２，２３が各操作カム１５，１６に穿設された長穴１５ｃ，１６ｃの外方端に当接することにより、各操作カム１５，１６の内方への揺動が規制される。
また、前記ジョイスティックレバー２の操作力設定装置において、ジョイスティックレバー２のボス９に固定した駆動アーム２４に支持された駆動部材２５により、従動アーム２８の長穴２８ａを介して従動アーム２８に固定された従動ボス２９を揺動させる。
この従動ボス２９の揺動は、操作装置本体１に固定された操作角検出器３０の回転軸３３ａに回転的に固定された操作角検出器３３に伝えられるため、この操作角検出器３３の出力する電気信号によりジョイスティックレバー２の操作角が検出される。
【００１０】
また、ジョイスティックレバー４２を二方向に揺動自在となるように操作装置本体１に軸支して、ジョイスティックレバー４２に固定された二又軸４４と一体のローラ支持アーム４６に支持され、かつこの二又軸４４の各揺動方向と同一方向に回転自在に支持されている第１方向操作用ローラ４７ａと、第２方向操作用ローラ４７ｂとにより構成すれば、一つのジョイスティックレバー４２により、前記ローラ支持アーム４６の各揺動方向両側の各操作カム４８と４９、および５０と５１を二組操作することができると共に、この二種類の操作における各操作方向の操作力をそれぞれ異ならせることができる。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置の第１実施例を図１〜図５により、第２実施例を図６により詳述する。
図１は、本発明の第１実施例に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置の正面図、図２は、図１に示すジョイスティックレバーにノブを装着した状態を示す、図１のＡ−Ａ断面図で、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）のノブ部上面図、図３は、図２のＰ矢視図、図４は、図１、図２の断面図で、（Ａ）は図２のＢ−Ｂ断面図、（Ｂ）は図１のＣ−Ｃ断面図である。
【００１２】
図１、図２において、１は操作装置本体で、図示されない車両の運転室に設置される。２はジョイスティックレバーで、その下端部を固定部材３を介して操作杆４に固定されている。この操作杆４の下部には雄ねじが形成されており、操作筒５に形成された雌ねじに螺着され、操作杆４下部の雄ねじに螺着されたナット６により固定されている。７は支持軸で、操作装置本体１はケース１ａとこのケース１ａに固定された支持板１ｂとに固定ピン８により位置決めされている。９はボスで、筒体５の下端を固定し、軸受１０を介して支持軸７に揺動自在に軸支されている。また、ボス９にはローラ支持レバー１１が固定されており、ローラ１２を回転自在に支持した軸１３はローラ支持レバー１１にナット１４により固定されている。
【００１３】
１５は右操作カム、１６は左操作カム、１７は右操作カム１５の一端を固定したボス、１８は左操作カム１６の一端を固定したボス、１９はボス１７を軸支し、一端を操作装置本体１のケース１ａに固定した支持軸、２０はボス１８を軸支し、一端を操作装置本体１のケース１ａに固定した支持軸、２１は右操作カム１５の下端部１５ａと左操作カム１６の下端部１６ａ間に張設したばねで、ジョイスティックレバー２の中立時には、右操作カム１５のカム面１５ｂと左操作カム１６のカム面１６ｂとをローラ１２に当接させている。前記支持軸１９，２０には図４（Ａ）に示されるようなワッシャ３７、スナップリング３８が嵌合され、ボス１７，１８を位置決めしている。
１５ｃは右操作カム１５に形成された長穴で、ジョイスティックレバー２の中立時には、この長穴１５ｃの外端は操作装置本体１のケース１ａに固定した、左右操作カム１５，１６それぞれの内方への動きを規制するストッパー部材である、中立位置決めピン２２に当接し、１６ｃは左操作カム１６に形成された長穴で、ジョイスティックレバー２の中立時には、この長穴１６ｃの外端は操作装置本体１のケース１ａに固定した中立位置決めピン２３に当接している。
【００１４】
前記ボス９には駆動アーム２４が固定されており、この駆動アーム２４に固定されたロッド２５，２６の先端のねじ部２５ａ，２６ａには、図３に示されるような中立検出カム２７がナットにより固定されている。
また、駆動アーム２４に固定されたロッド２５には、図４（Ｂ）に示されるような従動アーム２８の長穴２８ａが嵌合されており、従動アーム２８の下端は従動ボス２９に固着され、この従動ボス２９はピン３１により回り止めされて軸３０に嵌合している。この軸３０は、ケース１ｄ，１ｅ間に架設されたボス１ｃに軸受３２を介して揺動自在に軸支されている。また、ボス１ｃには操作角検出器３３が固定されており、この操作角検出器３３の回転軸３３Ａは前記軸３０に回転的に固定されている。
【００１５】
また、図３に示されるように、ケース１ｄ，１ｅ間にはブラケット１ｆが架設されており、このブラケット１ｆにはボルト３４により中立検出器３５が固定されている。この中立検出器３５に対し出入動する検出ローラ３５ａが前記中立検出カム２７のカム面上の凹部２７ａに嵌入することによりジョイスティックレバー２の中立が検出されるようになっている。
なお、前記ジョイスティックレバー２の上端にはノブ３９が固定されており、このノブ３９の上面には、図２（Ｂ）に示すような、前進操作ボタンＦ、中立操作ボタンＮ、後進操作ボタンＲが設置されている。
これら各操作ボタンＦ，Ｎ，Ｒからは図示されない制御装置にハーネス４０により配線されている。
【００１６】
図５は、図１に示すローラ１２の当接する左操作カム１６のカム面１６ｂの形状に対するジョイスティックレバー２の操作角θ１との関係を示す図である。
図５（Ａ）において、Ｏ１はジョイスティックレバー２の揺動中心、Ｏ２はローラ１２の回転中心、Ｏ３は左操作カム１６の揺動中心、１６ｂ２と１６ｂ３は図１に示すローラ１２の当接する、異なる形状のカム面を示す。
ジョイスティックレバー２の操作角θ１が同じであっても、ローラ１２に当接するカム面が１６ｂ２と１６ｂ３の場合では、操作カム１６のばね２１の取付部１６ａのストロークは、カム面が１６ｂ２ではＬ２、カム面が１６ｂ３ではＬ３と大きく異なる。
【００１７】
この関係を図５（Ｂ），（Ｃ）について説明する。
図５（Ｂ）において、ジョイスティックレバー２の同じ操作角θ１に対して、カム面が１６ｂ２の場合における操作カム１６の揺動角θ２は、カム面が１６ｂ３の場合における操作カム１６の揺動角θ３の方が大きい。
そのため、図５（Ｃ）において、ジョイスティックレバー２の同じ操作角θ１に対して、カム面が１６ｂ２の場合における操作カム１６のばね２１の取付部１６ａのストロークＬ２（ジョイスティックレバー２の操作力）は、カム面が１６ｂ３の場合における操作カム１６のばね２１の取付部１６ａのストロークＬ３（ジョイスティックレバー２の操作力）の方が大きい。
なお、図５（Ｂ），（Ｃ）において、ジョイスティックレバー２の同じ操作角θ１に対する、操作カム１６の揺動角θ２，θ３、およびばね２１の取付部１６ａのストロークＬ２，Ｌ３の関係は、ほぼ一次直線で表わされることが図５（Ａ）から作図的に理解される。
【００１８】
このように、左右操作カム１５，１６のカム面１５ｂ，１６ｂを変更することによりジョイスティックレバー２の同一操作量に対する操作力を変えることができ、また、カム面１５ｂ，１６ｂの形状を変えることにより、ジョイスティックレバー２の揺動角θ１に対するジョイスティックレバー２の操作力を任意に選択することができる。
【００１９】
次に前記構成の作用について、ジョイスティックレバー２により操向操作する場合に例にとって説明する。
（１）ジョイスティックレバー２を反時計方向に操作すると、固定部材３、操作杆４、操作筒５を介して、ボス９を反時計方向に揺動させる。
このボス９の揺動はローラ支持レバー１１を反時計方向に揺動させるため、このローラ支持レバー１１に回転自在に支持されたローラ１２により、そのカム面１５ｂを押されて、右操作カム１５は軸１７回りに反時計方向に揺動する。しかし、左操作カム１６の長穴１６ｃの外方端は、操作装置本体１のケース１ａに固定した中立位置決めピン２３に当接して、それ以上反時計方向に揺動することができないため、ジョイスティックレバー２は右操作カム１５の下端部１５ａと左操作カム１６の下端部１６ａ間に張設したばね２１のばね力に抗して反時計方向に操作されることになる。
（２）ジョイスティックレバー２を時計方向に操作するときも同様にして、ジョイスティックレバー２は左操作カム１５の下端部１５ａと左操作カム１６の下端部１６ａ間に張設したばね２１のばね力に抗して操作される。したがって、同じばね２１であっても、ローラ１２の当接する前記右操作カム１５のカム面１５ｂと左操作カム１６のカム面１６ｂとの形状を変えることによって、ばね２１の伸び量を調整することができるため、ジョイスティックレバー２の左右の操作力を任意に変えることができる。このようにして、ジョイスティックレバー２により左右の操向操作を行うことができる。
【００２０】
（３）同時に、ボス９の揺動は駆動カム２４、ロッド２５、従動カム２８の長穴２８ａ、従動カム２８、従動ボス２９、軸３０、操作角検出器３３の回転軸３３ａを介して操作角検出器３３を、ジョイスティックレバー２の操作角に応じて揺動させる。すると、操作角検出器３３からはジョイスティックレバー２の操作角に応じた電気信号を、図示しない制御装置に出力してジョイスティックレバー２の操作角に応じた制御が行われる。
（４）更に、ボス９の揺動は駆動カム２４、ロッド２５，２６を介して中立検出カム２７を揺動させ、中立検出器３５に対し出入動する検出ローラ３５ａが中立検出カム２７のカム面上の凹部２７ａに嵌入するときに、ジョイスティックレバー２の中立位置が検出される。
（５）前記操向操作中であってもノブ３９上面の押しボタンＦ，Ｎ，Ｒを押せば、この操作信号はハーネス４０を介して図示しない制御装置に出力されて制御される。
【００２１】
図６は、本発明の第２実施例に係る、前後・左右両方向に操作可能なジョイスティックレバーに関する操作力設定装置の斜視図で、４１は操作装置本体で、図示されない車両の運転室に設置される。４２はジョイスティックレバーで、そのジョイスティックレバー４２の下端部は操作部材４３を介して十字軸４４に固定されている。この十字軸４４は各軸受４５を介して前後・左右両方向に揺動自在に操作装置本体４１に軸支されている。また、十字軸４４のボス４４ａにはローラ支持レバー４６が固定されており、このローラ支持レバー４６には左右操作用ローラ４７ａと、前後操作用ローラ４７ｂが互いに直角方向に回転自在に支持されている。
【００２２】
４８は右操作カム、４９は左操作カム、５０は前方操作カム、５１は後方操作カムで、これら右操作カム４８と左操作カム４９とは左右方向に、また、前方操作カム５０と後方操作カム５１とは前後方向に、図１同様にそれぞれ揺動自在に操作装置本体４１に軸支されている。
５２は右操作カム４８の下端部４８ａ、左操作カム４９の下端部４９ａ間に張設したばねで、５３は前部操作カム５０の下端部５０ａ、後部操作カム５１の下端部５１ａ間に張設したばねである。
ジョイスティックレバー４２の中立時には、右操作カム４８のカム面４８ｂと左操作カム４９のカム面４９ｂとを左右操作用ローラ４７ａに、また、前方操作カム５０のカム面５０ｂと後方操作カム５１のカム面５１ｂとを前後操作用ローラ４７ｂに当接させている。
また、右操作カム４８と左操作カム４９、および前方操作カム５０と後方操作カム５１は、それぞれ図１〜図５に示す構成と同様に長穴およびピンにより内方への揺動を規制している。
このような構成により、ジョイスティックレバー４２を中立時から左右方向に操作した時、または前後方向に操作した時の操作力をそれぞれ異ならせることができる。
その他、操作量の電気信号変換装置、および中立検出装置の構成、およびその作用については、図１〜図５に示す構成と同様のためその説明を省略する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置においては、次の効果を得ることができる。
（１）ばねを１つにしたことにより部品点数の削減、省スペースを可能とした。
（２）カムの形状をかえることによりばねはそのままでジョイスティックレバーの操作力を変更できる。
（３）左右の操作力を変更したので人間工学的に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置の正面図である。
【図２】ジョイスティックレバーにノブを装着した状態を示す、図１のＡ−Ａ断面図、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）のノブ部上面図である。
【図３】図２のＰ矢視図である。
【図４】図１、図２の断面図で、（Ａ）は図２のＢ−Ｂ断面図、（Ｂ）は図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１におけるジョイスティックレバーの操作力とカム面の形状とに関する説明図である。
【図６】本発明の第２実施例に係るジョイスティックレバーの操作力設定装置の斜視図である。
【図７】第２の従来の技術を示す図である。
【符号の説明】
１，４１…操作装置本体、１ａ，１ｄ，１ｅ…ケース、１ｂ…支持板、１ｃ，９，１７，１８，２９，４４ａ…ボス、１ｆ…ブラケット、２，４２…ジョイスティックレバー、３…固定部材、４…操作杆、５…操作筒、６，１４…ナット、７，１９，２０…支持軸、８…固定ピン、１０，３２，４５…軸受、１１，４６…ローラ支持アーム、１２，４７ａ，４７ｂ…ローラ、１３，３０…軸、１５…右操作カム、１５ｂ，１６ｂ，１６ｂ１，１６ｂ２，４８ｂ〜５１ｂ…カム面、１５ｃ，１６ｃ，２８ａ…長穴、１６…左操作カム、２１，５２，５３…ばね、２２，２３…中立位置決めピン、２４…駆動アーム、２５，２６…ロッド、２５ａ，２６ａ…ねじ部、２７…中立検出カム、２８…従動アーム、３１…ピン、３３…操作角検出器、３３ａ…回転軸、３４…ボルト、３５…中立検出器、３７…ワッシャ、３８…スナップリング、３９…ノブ、４０…ハーネス、４３…操作部材、４４…十字軸、θ１ …ジョイスティックレバー２の操作角、θ２， θ３ …操作カム１５，１６の揺動角、Ｏ１ …ジョイスティックレバー２の揺動中心、Ｏ２ …ローラ１２の回転中心、Ｏ３ …左操作カム１６の揺動中心、Ｌ２、Ｌ３ …操作カム１５，１６のばね取付部１５ａ，１６ａのストローク。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a joystick lever, and in particular, when operating the joystick lever with the wrist, it is necessary to ergonomically reduce the operation force to the outside of the wrist compared to the operation force to the inside, so the joystick lever The present invention relates to a joystick lever operation force setting device for setting the operation force of a joystick to a predetermined value.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when operating the joystick lever with the wrist, the operation force to the outside of the wrist is weaker than the operation force to the inside, so the operation force to the outside of the wrist is ergonomically compared to the operation force to the inside Although not shown in the drawings as a first conventional technique, two springs for an outward operation force and two springs for an inward operation force are used.
[0003]
Further, as a second conventional technique, as shown in FIG. 7, there is a configuration in which a spring for an outward operating force and a spring for an inward operating force are shared by one spring.
Next, a second conventional technique shown in FIG. 7 will be described in detail.
In FIG. 7, (A) is a front view, (B) is a side view, 60 is a joystick lever, 61 is an operation device main body, and supports the joystick lever 60 in a swingable manner. A boss 62 is fixed to the joystick lever 60 and swings integrally with the joystick lever 60. 63 is a neutral position regulating pin fixed to the operating device main body 61, 64 is a right operating force setting lever, and the counterclockwise operation amount is the joystick lever 60 counterclockwise operation amount of the boss 62 not shown. It is transmitted through the notch. Reference numeral 65 denotes a left operating force setting lever. The clockwise operation amount of the joystick lever 60 is transmitted through a notch (not shown) of the boss 62. Reference numeral 66 denotes an operating force setting spring, which is stretched between lower ends of the right operating force setting lever 64 and the left operating force setting lever 65.
[0004]
The operation of the configuration shown in FIG. 7 will be described.
When the joystick lever 60 is operated in the counterclockwise direction by θ, the right operating force setting lever 64 is also operated in the counterclockwise direction by θ. However, the inner surface 65a of the left operating force setting lever 65 comes into contact with the neutral position regulating pin 63 and rotates counterclockwise. Cannot rotate. Therefore, the operating force setting spring 66 is extended by that amount to set the leftward operating force of the joystick lever 60. When the joystick lever 60 is operated in the clockwise direction by θ, the left operating force setting lever 65 is also operated in the clockwise direction by θ, but the inner surface 64 a of the right operating force setting lever 64 abuts on the neutral position regulating pin 63 and rotates clockwise. It is not possible. Therefore, the rightward operation force of the joystick lever 60 is similarly set.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first prior art, there is a disadvantage that the structure is complicated because two springs are required. In the second prior art shown in FIG. 7, one operating force setting spring 66 is used. , The leftward operating force and the rightward operating force of the joystick lever 60 become the same. This has an ergonomic disadvantage that there is a sense of incongruity because the outward operating force of the human wrist is smaller than the inward operating force.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a joystick lever operating force setting device according to the present invention includes a joystick lever 2 pivotally supported by an operating device body 1 and a roller support fixed to a boss 9 of the joystick lever 2. An operating device including an arm 11, a roller 12 rotatably supported by the roller supporting arm 11, and cam surfaces 15b, 16b abutting on the roller 12; Each of the operation cams 15 and 16 pivotally supported by the main body 1 and the operation cams 15 and 16 are tensioned, and the roller 12 is urged to abut the surfaces of the cams 15b and 16b. It comprises a spring 21 and stopper members 15c, 16c, 22, 23 for restricting the respective operation cams 15, 16 from moving inward.
The stopper members 15c, 16c, 22, 23 for regulating the inward movement of the operation cams 15, 16 respectively include elongated holes 15c, 16c formed in the operation cams 15, 16 and the elongated holes 15c, 16c. Each of the neutral positioning pins 22 and 23 abuts on the outer ends of the operating members 15c and 16c and is fixed to the operating device body 1.
A driving arm 24 fixed to the boss 9 of the joystick lever 2, a driving member 25 supported by the driving arm 24, a driven arm 28 having an elongated hole 28a into which the driving member 25 is fitted; A driven boss 29 to which the driven arm 28 is fixed, an operation angle detector 33 which is fixed to the operation device body 1 and detects an operation angle of the joystick lever 2, and is rotatably fixed to the driven boss 29. It comprises the rotation axis 30 of the operation angle detector 33.
[0007]
The joystick lever operating force setting device according to the present invention includes a joystick lever 42, which is fixed to a lower end portion of the joystick lever 42 via an operating member 43, and which is pivotally movable on the operating device main body 41 in two directions. A supported fork shaft 44, a roller support arm 46 fixed to the fork shaft 44, and supported by the roller support arm 46 and rotated in the same direction as the respective swing directions of the fork shaft 44. Right operating cams, which are freely rotatably supported on the operating device main body 41 on both sides in the respective swinging directions of the roller support arm 46 , respectively. 48, a left operation cam 49, and a front operation cam 50 and a rear operation cam 51, which are pivotally supported in the front-rear direction, respectively. 9, a spring 52 for urging the right operation cam 48 and the cam surfaces 48b, 49b of the left operation cam 49 to abut against the first direction roller 47a, the front operation cam 50 and the rear. A spring 53 which is in tension between the operation cams 51 and biases the front operation cam 50 and the cam surfaces 50b, 51b of the rear operation cam 51 to abut against the second direction operation roller 47b; The stopper members 15c, 16c, 22, and 23 for restricting the inward movement of each of 48, 49, 50, and 51 were provided.
[0008]
[Action]
The joystick lever operating force setting device according to the above configuration operates as follows.
When the joystick lever 2 is in the neutral position, the roller 12 pivotally supported by the roller support arm 11 fixed to the boss 9 of the joystick lever 2 can swing on the operation device main body 1 on both sides in the swing direction of the roller support arm 11. The cam surfaces 15b and 16b of the operation cams 15 and 16 are urged by the springs 21 which are stretched between a pair of pivoting cams 15 and 16 which are supported by the shaft until the rollers come into contact with the rollers 12. In this state, the inward movement of each of the operation cams 15, 16 is restricted by the stopper members 15c, 16c, 22, 23 that restrict the inward movement of each of the operation cams 15, 16.
When the joystick lever 2 is operated in one of the swinging directions from the neutral state, the cams of the operation cams 15 and 16 in opposite directions are supported by the rollers 12 supported by the roller support arm 11 fixed to the boss 9 of the joystick lever 2. By pressing the surfaces 15b and 16b, the operation is performed against the spring force of the spring 21 stretched between the operation cams 15 and 16. At this time, the operation cams 15 and 16 on the operation direction side are prevented from swinging inward by the stopper members 15c, 16c, 22 and 23.
As described above, the operating force of the joystick lever 2 can be arbitrarily set by machining the cam surfaces 15b and 16b of the operation cams 15 and 16 even with one spring 21.
[0009]
In the operation force setting device for the joystick lever, the stopper members 15c, 16c, 22, 23 are each formed by an elongated hole 15c in which each of the stopper pins 22, 23 fixed to the operation device main body 1 is formed in each of the operation cams 15, 16. , 16c, the inward swing of each of the operation cams 15, 16 is regulated.
Further, in the operating force setting device for the joystick lever 2, the driving member 25 supported on the driving arm 24 fixed to the boss 9 of the joystick lever 2 is fixed to the driven arm 28 through the elongated hole 28a of the driven arm 28. The driven boss 29 is swung.
The swing of the driven boss 29 is transmitted to the operation angle detector 33 that is rotationally fixed to the rotation shaft 33a of the operation angle detector 30 that is fixed to the operation device main body 1. The operation angle of the joystick lever 2 is detected based on the output electric signal.
[0010]
Further, the joystick lever 42 is pivotally supported by the operating device body 1 so as to be swingable in two directions, and is supported by a roller support arm 46 integral with the fork shaft 44 fixed to the joystick lever 42. If it is composed of a first direction operating roller 47a and a second direction operating roller 47b rotatably supported in the same direction as the respective swing directions of the bifurcated shaft 44, the joystick lever 42 allows the It is possible to operate two sets of operation cams 48 and 49 and 50 and 51 on both sides in each swinging direction of the roller support arm 46, and to make the operation force in each operation direction different in these two kinds of operations. it can.
[0011]
【Example】
Hereinafter, a first embodiment of the joystick lever operation force setting device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5, and a second embodiment with reference to FIG.
FIG. 1 is a front view of a joystick lever operation force setting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing a state in which a knob is mounted on the joystick lever shown in FIG. (A) is an overall view, (B) is a top view of the knob portion of (A), FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow P in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view of FIGS. 2A is a sectional view taken along the line BB of FIG. 2, and FIG. 3B is a sectional view taken along the line CC of FIG.
[0012]
1 and 2, reference numeral 1 denotes an operation device main body, which is installed in a driver's cab (not shown). Reference numeral 2 denotes a joystick lever, the lower end of which is fixed to an operating rod 4 via a fixing member 3. A male screw is formed at a lower portion of the operation rod 4 and is screwed to a female screw formed at the operation cylinder 5 and is fixed by a nut 6 screwed to a male screw at a lower portion of the operation rod 4. Reference numeral 7 denotes a support shaft, and the operating device body 1 is positioned by a fixing pin 8 on the case 1a and the support plate 1b fixed to the case 1a. Reference numeral 9 denotes a boss, which fixes the lower end of the cylindrical body 5 and is pivotally supported by a support shaft 7 via a bearing 10. A roller support lever 11 is fixed to the boss 9, and a shaft 13 rotatably supporting the roller 12 is fixed to the roller support lever 11 by a nut 14.
[0013]
Reference numeral 15 denotes a right operation cam, 16 denotes a left operation cam, 17 denotes a boss to which one end of the right operation cam 15 is fixed, 18 denotes a boss to which one end of the left operation cam 16 is fixed, and 19 denotes a boss 17 which is pivoted and operated at one end. A support shaft fixed to the case 1a of the device main body 1, a support shaft 20 pivotally supports the boss 18, and one end fixed to the case 1a of the operation device body 1, 21 is a lower end portion 15a of the right operation cam 15 and a left operation cam When the joystick lever 2 is in a neutral position, the cam surface 15b of the right operation cam 15 and the cam surface 16b of the left operation cam 16 are in contact with the roller 12 by a spring stretched between the lower ends 16a of the rollers 16. A washer 37 and a snap ring 38 as shown in FIG. 4A are fitted to the support shafts 19 and 20 to position the bosses 17 and 18.
Reference numeral 15c denotes a long hole formed in the right operation cam 15, and when the joystick lever 2 is in a neutral position, the outer end of the long hole 15c is fixed to the case 1a of the operation device main body 1. 16c is an elongate hole formed in the left operation cam 16, and the outer end of the elongate hole 16c is in contact with the operating device when the joystick lever 2 is in neutral. It is in contact with a neutral positioning pin 23 fixed to the case 1a of the main body 1.
[0014]
A drive arm 24 is fixed to the boss 9, and a neutral detection cam 27 as shown in FIG. 3 is mounted on a thread 25 a, 26 a at the tip of rods 25, 26 fixed to the drive arm 24. It is fixed by.
An elongated hole 28a of the driven arm 28 as shown in FIG. 4B is fitted to the rod 25 fixed to the driving arm 24, and the lower end of the driven arm 28 is fixed to the driven boss 29. The driven boss 29 is prevented from rotating by the pin 31 and is fitted to the shaft 30. The shaft 30 is pivotally supported via a bearing 32 on a boss 1c provided between the cases 1d and 1e. An operation angle detector 33 is fixed to the boss 1c, and a rotation shaft 33A of the operation angle detector 33 is rotationally fixed to the shaft 30.
[0015]
As shown in FIG. 3, a bracket 1f is provided between the cases 1d and 1e, and a neutral detector 35 is fixed to the bracket 1f by bolts 34. The detection roller 35a which moves in and out of the neutral detector 35 is fitted into a concave portion 27a on the cam surface of the neutral detection cam 27 so that the neutrality of the joystick lever 2 is detected.
A knob 39 is fixed to the upper end of the joystick lever 2, and a forward operation button F, a neutral operation button N, and a reverse operation button R as shown in FIG. Is installed.
The operation buttons F, N, and R are connected by a harness 40 to a control device (not shown).
[0016]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the shape of the cam surface 16b of the left operation cam 16 with which the roller 12 abuts on the roller 12 shown in FIG. 1 and the operation angle θ1 of the joystick lever 2.
In FIG. 5A, O1 is the swing center of the joystick lever 2, O2 is the rotation center of the roller 12, O3 is the swing center of the left operation cam 16, and 16b2 and 16b3 are in contact with the roller 12 shown in FIG. 3 shows cam surfaces of different shapes.
Even if the operation angle θ1 of the joystick lever 2 is the same, when the cam surfaces that contact the roller 12 are 16b2 and 16b3, the stroke of the mounting portion 16a of the spring 21 of the operation cam 16 is L2 when the cam surface is 16b2. When the cam surface is 16b3, it is significantly different from L3.
[0017]
This relationship will be described with reference to FIGS.
In FIG. 5B, for the same operation angle θ1 of the joystick lever 2, the swing angle θ2 of the operation cam 16 when the cam surface is 16b2 is the swing angle of the operation cam 16 when the cam surface is 16b3. θ3 is larger.
Therefore, in FIG. 5 (C), for the same operation angle θ1 of the joystick lever 2, the stroke L2 (operation force of the joystick lever 2) of the mounting portion 16a of the spring 21 of the operation cam 16 when the cam surface is 16b2 is The stroke L3 (operating force of the joystick lever 2) of the mounting portion 16a of the spring 21 of the operation cam 16 when the cam surface is 16b3 is larger.
5B and 5C, the relationship between the swing angles θ2, θ3 of the operation cam 16 and the strokes L2, L3 of the mounting portion 16a of the spring 21 for the same operation angle θ1 of the joystick lever 2 is as follows. It can be understood from FIG. 5A that it is represented by a substantially linear line.
[0018]
As described above, by changing the cam surfaces 15b and 16b of the left and right operation cams 15 and 16, the operation force of the joystick lever 2 for the same operation amount can be changed, and by changing the shape of the cam surfaces 15b and 16b. The operating force of the joystick lever 2 with respect to the swing angle θ1 of the joystick lever 2 can be arbitrarily selected.
[0019]
Next, the operation of the above configuration will be described by way of an example in the case where the steering operation is performed with the joystick lever 2.
(1) When the joystick lever 2 is operated in the counterclockwise direction, the boss 9 is swung counterclockwise through the fixing member 3, the operating rod 4, and the operating cylinder 5.
The swing of the boss 9 swings the roller support lever 11 in a counterclockwise direction. Therefore, the cam surface 15b is pushed by the roller 12 rotatably supported by the roller support lever 11, and the right operation cam 15 is moved. Swings counterclockwise around the axis 17. However, since the outer end of the long hole 16c of the left operation cam 16 contacts the neutral positioning pin 23 fixed to the case 1a of the operation device main body 1, the joystick cannot swing further in the counterclockwise direction. The lever 2 is operated counterclockwise against the spring force of the spring 21 stretched between the lower end 15a of the right operation cam 15 and the lower end 16a of the left operation cam 16.
(2) Similarly, when the joystick lever 2 is operated clockwise, the joystick lever 2 receives the spring force of the spring 21 stretched between the lower end 15a of the left operation cam 15 and the lower end 16a of the left operation cam 16. Operated against. Therefore, even with the same spring 21, the amount of extension of the spring 21 can be adjusted by changing the shape of the cam surface 15b of the right operation cam 15 and the cam surface 16b of the left operation cam 16 with which the roller 12 abuts. Therefore, the left and right operating forces of the joystick lever 2 can be arbitrarily changed. Thus, the left and right steering operations can be performed by the joystick lever 2.
[0020]
(3) Simultaneously, the swing of the boss 9 is operated via the drive cam 24, the rod 25, the elongated hole 28a of the driven cam 28, the driven cam 28, the driven boss 29, the shaft 30, and the rotating shaft 33a of the operation angle detector 33. The angle detector 33 is swung according to the operation angle of the joystick lever 2. Then, an electric signal corresponding to the operation angle of the joystick lever 2 is output from the operation angle detector 33 to a control device (not shown) to perform control according to the operation angle of the joystick lever 2.
(4) Further, the swing of the boss 9 swings the neutral detection cam 27 via the drive cam 24 and the rods 25 and 26, and the detection roller 35a which moves in and out of the neutral detector 35 is a cam of the neutral detection cam 27. When the joystick lever 2 is fitted into the recess 27a on the surface, the neutral position of the joystick lever 2 is detected.
(5) Even when the steering operation is being performed, if the push buttons F, N, and R on the upper surface of the knob 39 are pressed, the operation signal is output to a control device (not shown) via the harness 40 and controlled.
[0021]
FIG. 6 is a perspective view of an operating force setting device relating to a joystick lever operable in both front and rear and left and right directions according to a second embodiment of the present invention. Reference numeral 41 denotes an operating device main body, which is installed in a driver's cab (not shown) of a vehicle. You. Reference numeral 42 denotes a joystick lever. The lower end of the joystick lever 42 is fixed to a cross shaft 44 via an operation member 43. The cross shaft 44 is pivotally supported by the operating device main body 41 via each bearing 45 so as to be swingable in both front and rear and left and right directions. Further, a roller support lever 46 is fixed to the boss 44a of the cross shaft 44, and a roller 47a for left / right operation and a roller 47b for front / rear operation are rotatably supported on the roller support lever 46 at right angles to each other. I have.
[0022]
48 is a right operation cam, 49 is a left operation cam, 50 is a front operation cam, and 51 is a rear operation cam. The right operation cam 48 and the left operation cam 49 are in the left-right direction, and the front operation cam 50 and the rear operation cam are The cam 51 is pivotally supported by the operating device main body 41 in the front-rear direction in the same manner as in FIG.
Reference numeral 52 denotes a spring extending between the lower end 48a of the right operation cam 48 and the lower end 49a of the left operation cam 49. Reference numeral 53 denotes a spring extending between the lower end 50a of the front operation cam 50 and the lower end 51a of the rear operation cam 51. It is a spring that has been set.
When the joystick lever 42 is in the neutral position, the cam surface 48b of the right operation cam 48 and the cam surface 49b of the left operation cam 49 are used as the left and right operation rollers 47a, and the cam surface 50b of the front operation cam 50 and the cam of the rear operation cam 51 are used. The surface 51b is brought into contact with the front-back operation roller 47b.
Further, the right operation cam 48 and the left operation cam 49, and the front operation cam 50 and the rear operation cam 51 respectively restrict the inward swing by the elongated holes and the pins similarly to the configuration shown in FIGS. ing.
With such a configuration, the operation force when the joystick lever 42 is operated in the left-right direction from the neutral state or when the joystick lever 42 is operated in the front-rear direction can be made different.
In addition, the configurations and operations of the operation amount electric signal conversion device and the neutral detection device are the same as the configurations shown in FIGS.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the joystick lever operating force setting device according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The number of parts can be reduced and space can be saved by using one spring.
(2) By changing the shape of the cam, the operating force of the joystick lever can be changed without changing the spring.
(3) Since the left and right operation forces are changed, it is ergonomically excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a joystick lever operation force setting device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, showing a state in which a knob is mounted on a joystick lever, FIG. 2A is an overall view, and FIG. 2B is a top view of the knob portion of FIG.
FIG. 3 is a view as seen from an arrow P in FIG. 2;
4A and 4B are cross-sectional views of FIGS. 1 and 2, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram relating to an operation force of a joystick lever and a shape of a cam surface in FIG. 1;
FIG. 6 is a perspective view of a joystick lever operation force setting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a second conventional technique.
[Explanation of symbols]
1, 41: Operating device body, 1a, 1d, 1e: Case, 1b: Support plate, 1c, 9, 17, 18, 29, 44a: Boss, 1f: Bracket, 2, 42: Joystick lever, 3: Fixing member 4, operating rod, 5 operating cylinder, 6, 14 nut, 7, 19, 20 support shaft, 8 fixing pin, 10, 32, 45 bearing, 11, 46 roller support arm, 12, 47a , 47b roller, 13, 30 axis, 15 right operating cam, 15b, 16b, 16b1, 16b2, 48b-51b cam surface, 15c, 16c, 28a long hole, 16 left operating cam, 21, 52 53, spring, 22, 23 ... neutral positioning pin, 24 ... drive arm, 25, 26 ... rod, 25a, 26a ... screw part, 27 ... neutral detection cam, 28 ... driven arm, 31 ... pin, 33 ... operation angle Detector, 3a: rotating shaft, 34: bolt, 35: neutral detector, 37: washer, 38: snap ring, 39: knob, 40: harness, 43: operating member, 44: cross shaft, θ1: operating angle of the joystick lever 2 .., Θ2, θ3... The swing angles of the operation cams 15, 16; O1, the swing center of the joystick lever 2, O2, the rotation center of the roller 12, O3, the swing center of the left operation cam 16, L2, L3, the operation cam Strokes of the spring mounting portions 15a, 16a of 15,16.

Claims

A joystick lever (2) pivotally supported by the operating device body (1), a roller support arm (11) fixed to a boss (9) of the joystick lever (2), and a roller support arm ( A roller (12) rotatably supported on the roller (11) and a cam surface (15b, 16b) abutting on the roller (12). Each of the operation cams (15, 16) pivotally supported by the apparatus main body (1) and the operation cams (15, 16) are in tension and the roller (12) is connected to each of the cams (15b, 15b). 16b) A spring (21) that urges against the surface and a stopper member (15c, 16c, 22, 23) that regulates the inward movement of each of the operation cams (15, 16). Joysty characterized by the following: Clever of the operating force setting device.

A stopper member (15c, 16c, 22, 23) for restricting an inward movement of each of the operation cams (15, 16) is formed in each of the operation cams (15, 16). It is composed of long holes (15c, 16c) and neutral positioning pins (22, 23) abutting on the outer ends of the long holes (15c, 16c) and fixed to the operating device body (1). A joystick lever operating force setting device.

The drive arm (24) fixed to the boss (9) of the joystick lever (2), the drive member (25) supported by the drive arm (24), and the drive member (25) according to claim 1. A driven arm (28) having an elongated hole (28a) to be fitted, a driven boss (29) fixed to the driven arm (28), a joystick lever (2) fixed to the operating device body (1). An operating angle detector (33) for detecting the operating angle of the operating angle detector, and a rotation axis (30) of the operating angle detector (33) rotatably fixed to the driven boss (29). Joystick lever operating force setting device.

A joystick lever (42) and a bifurcated shaft fixed to the lower end of the joystick lever (42) via an operating member (43) and pivotally supported by the operating device body (41) in two directions. (44), a roller support arm (46) fixed to the bifurcated shaft (44), and supported by the roller support arm (46), and in the same direction as the respective swing directions of the bifurcated shaft (44). A first direction operating roller (47a) and a second direction operating roller (47b) rotatably supported in two directions. The operating device body is provided on both sides of the roller support arm (46) in each swing direction. (41) a right operation cam (48) and a left operation cam (49) pivotally supported in the left-right direction, respectively, and a front operation cam (50) pivotally supported in the front-rear direction, respectively. a rear operating cam (51) provided with The right operating cam (48) and the left operating cam (49) against Zhang during, and cam surfaces (48b, 49b) of the right operating the left operating cam and cam (48) (49) the first direction roller ( 47a), a spring (52) for urging the contact between the front operation cam (50) and the rear operation cam (51) , and the front operation cam (50) and the rear operation cam ( A spring (53) for urging the cam surface (50b, 51b) of the first cam (51) into contact with the second direction operating roller (47b), and a spring (53) for each of the operation cams (48, 49, 50, 51). An operation force setting device for a joystick lever, comprising stopper members (15c, 16c, 22, 23) for restricting movement toward the joystick lever.