ジョイスティック装置
【課題】ダイヤルノブが一端に結合される回転筒およびケース間に、回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が設けられるジョイスティック装置において、回転筒の回転位置を磁気センサで検出するにあたって回転筒の軸方向に沿う磁気センサの配置上の自由度を高めるとともに必要とされるマグネットの個数を少なくする。
【解決手段】回転位置検出手段８７が、回転筒８０に設けられる駆動ギヤ８８と、駆動ギヤ８８に噛合する被動ギヤ９０が外周に設けられる回転体８９と、回転体８９にその周方向に間隔をあけて設けられる複数のマグネット９１と、回転体８９の回転に伴うマグネット９１との相対位置変化に応じて回転筒８０の回転位置を検出すべく回転体８９の他端部に対向してケース１７に配設される磁気センサ９２とを備える。
【解決手段】回転位置検出手段８７が、回転筒８０に設けられる駆動ギヤ８８と、駆動ギヤ８８に噛合する被動ギヤ９０が外周に設けられる回転体８９と、回転体８９にその周方向に間隔をあけて設けられる複数のマグネット９１と、回転体８９の回転に伴うマグネット９１との相対位置変化に応じて回転筒８０の回転位置を検出すべく回転体８９の他端部に対向してケース１７に配設される磁気センサ９２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端に操作ノブが連結される操作軸が、その軸線上に設定された傾動中心まわりに中立位置から傾動することを可能としてケースに支承され、ダイヤルノブが一端に結合されるとともに前記操作軸を囲繞する円筒状の回転筒が軸線まわりに回転することを可能として前記ケースに支承され、前記回転筒の他端部および前記ケース間に、前記回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が設けられるジョイスティック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなジョイスティック装置は、たとえば特許文献１によって知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１で開示されたものでは、一端にダイヤルノブが結合された回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が、前記回転筒の他端部に設けられて周方向に等間隔に配置される複数の遮光部と、それらの遮光部を相互間を通過するように配置される発光素子および受光素子とで構成されている。このため回転筒の他端側内部にも発光素子もしくは受光素子を配置するスペースを確保する必要があり、回転筒の他端部内に配置される他の部品の配置に制約が生じることになる。そこで回転筒の他端側に設けられた複数のマグネットに対する相対位置変化を磁気センサで検出することで回転筒の回転位置を検出するようにすれば、回転筒の他端部内に他の部品を配置するスペースに余裕が生じる。しかるに回転筒の他端部に直接対向させて磁気センサを配置する構成では、回転筒の軸方向で磁気センサの配置位置が限定されてしまうことになって設計上の自由度が大木とは言い難く、しかも回転筒に多数のマグネットを設ける必要がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、回転筒の回転位置を磁気センサで検出するにあたって回転筒の軸方向に沿う磁気センサの配置上の自由度を高めるとともに必要とされるマグネットの個数を少なくしたジョイスティック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、一端に操作ノブが連結された操作軸が、その軸線上に設定された傾動中心まわりに中立位置から傾動することを可能としてケースに支承され、ダイヤルノブが一端に結合されるとともに前記操作軸を囲繞する円筒状の回転筒が軸線まわりに回転することを可能として前記ケースに支承され、前記回転筒の他端部および前記ケース間に、前記回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が設けられるジョイスティック装置において、前記回転位置検出手段が、前記回転筒の他端部外周に設けられる駆動ギヤと、前記回転筒よりも小径に形成されて前記回転筒の側方で前記ケースに回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤに噛合する被動ギヤが外周に設けられる回転体と、該回転体にその周方向に間隔をあけて設けられる複数のマグネットと、前記回転体の回転に伴う前記マグネットとの相対位置変化に応じて前記回転筒の回転位置を検出すべく前記回転体の他端部に対向して前記ケースに配設される磁気センサとを備えることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記回転体が、その一端部外周に前記被動ギヤが設けられるととも他端部外周に前記マグネットが設けられるようにして円筒状に形成され、前記ケースが、前記回転体を回転可能に挿通せしめる挿通孔を有する第１ケース部材と、前記回転体の一端部を回転自在に支承する軸支部ならびに前記回転筒を回転自在に支承する支持筒部を有して第１ケース部材に結合される第２ケース部材とを備え、前記挿通孔の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝が設けられ、前記回転体の外周に、前記軸支部で該回転体の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝に係合するものの前記軸支部で該回転体の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤを前記駆動ギヤに噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝から離脱する係合突起が突設されることを第２の特徴とする。
【０００８】
なお実施の形態のケース主体２０が本発明の第１ケース部材に対応し、実施の形態の第１蓋部材２１が本発明の第２ケース部材に対応し、実施の形態の第２マグネット９１が本発明のマグネットに対応し、実施の形態の第２磁気センサ９２が本発明の磁気センサに対応し、実施の形態の第１軸支部９４が本発明の軸支部に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の特徴によれば、回転筒の他端部外周に設けられる駆動ギヤに噛合する被動ギヤが、回転筒よりも小径に形成されるとともに回転筒の側方でケースに回転自在に支承される回転体の外周に設けられ、その回転体の周方向に間隔をあけた複数箇所に設けられるマグネットとの相対位置が回転体の回転に伴って変化するのに応じて回転筒の回転位置を検出する磁気センサが回転体の他端部に対向してケースに配設されるので、回転筒の回転位置を磁気センサで検出するにあたって回転筒の軸方向に沿う磁気センサの配置上の自由度を高めるとともに必要とされるマグネットの個数を少なくすることができる。
【００１０】
また本発明の第２の特徴によれば、ケースの一部を構成する第１ケース部材の挿通孔の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝が設けられ、回転体の外周に設けられる係合突起が回転体の組み付け途中では係合溝に係合するものの組み付け完了時に係合溝から離脱するので、磁気センサに対する回転体の位置決めを確実なものとしてケースに回転体を組み付けることが可能となり、組み付け工数の低減を図るとともに誤組みが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ジョイスティック装置の全体斜視図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】ジョイスティック装置の分解斜視図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】図２の５−５線断面図である。
【図６】マグネットホルダ、スライダおよびベースの分解斜視図である。
【図７】マグネットホルダ、スライダおよびベースを図６の７−７線に沿って示す断面図である。
【図８】マグネットホルダ、スライダおよびベースを図６の８−８線に沿って示す断面図である。
【図９】図２の９−９線線断面図である。
【図１０】組み付け時の状態を示す断面図である。
【図１１】組み付け完了状態での図１０に対応した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００１３】
先ず図１〜図３において、このジョイスティック装置は、たとえばカーナビゲーションシステムの画面上のカーソル操作に用いられるものであり、操作ノブ１５と、該操作ノブ１５に一端が連結される操作軸１６と、該操作軸１６を傾動可能に支承するケース１７と、前記操作軸１６の軸線まわりに回転することを可能として前記操作ノブ１５に隣接した位置に配置されるダイヤルノブ１８とを備える。
【００１４】
図４を併せて参照して、前記ケース１７は、ケース主体２０と、該ケース主体２０に複数のねじ部材２３，２３…で締結される第１蓋部材２１と、前記ケース主体２０に第１蓋部材２１とは反対側から結合される第２蓋部材２２とから成る。
【００１５】
前記ケース主体２０は、矩形の筒状に形成される筒状側壁部２０ａと、該筒状側壁部２０ａの一端寄り内面から内方に張り出す支持壁部２０ｂと、該支持壁部２０ｂの内周縁に直角に連なる内側支持部２０ｃとを一体に有する。
【００１６】
第１蓋部材２１は、前記ケース主体２０の支持壁部２０ｂに外側から対向するようにして矩形の皿状に形成される第１蓋部２１ａと、前記ケース主体２０の内側支持筒部２０ｃを囲繞するようにして第１蓋部２１ａの中央部に基端部が直角に連設される横断面円形の外側支持筒部２１ｂとを一体に有し、第１蓋部２１ａの４つの角部が前記ケース主体２０における筒状側壁部２０ａの一端部に前記ねじ部材２３，２３…で締結される。また第２蓋部材２２は、前記ケース主体２０における筒状側壁部２０ａの他端開口部を覆う矩形の平板状に形成される第２蓋部２２ａと、前記筒状側壁部２０ａの他端部に嵌合するようにして第２蓋部２２ａの外周縁部に直角に連なる横断面矩形の短筒部２２ｂとを一体に有し、短筒部２２ｂには、前記筒状側壁部２０ａの４つの側壁の他端部に設けられたガイドスリット２４…に嵌合するガイド突部２５…と、前記筒状側壁部２０ａの４つの側壁のうち相互に対向する２つの側壁に一対ずつ設けられる係合孔２６，２６…にそれぞれ弾発係合する係合突起２７，２７…とが突設される。
【００１７】
図５を併せて参照して、前記操作ノブ１５の中央部には、円形の非透光性キャップ２８と、非透光孔性キャップ２８の周囲に配置されるリング状の透光性キャップ２９と、それらのキャップ２８，２９の内方に配置されるレンズ３０と、該レンズ３０の周縁部を前記透孔性キャップ２９との間に挟むリング状の支持部材３１とが取付けられ、支持部材３１には、前記操作軸１６と同軸に配置される連結筒３２の一端部が結合される。この連結筒部３２の一端部には第１基板３３が固定されており、発光ダイオード３４が前記レンズ３０の内方に配置されるようにして第１基板３３の前記レンズ３０側の面に配設される。
【００１８】
ところで、前記操作軸１６は、その一端部を第１蓋部材２１の内側支持筒部２０ｃから突出させるようにして前記内側支持筒部２０ｃ内に挿入されており、前記内側支持筒部２０ｃから突出した前記操作軸１６の一端部が前記連結筒３２を介して前記操作ノブ１５に連結される。
【００１９】
前記操作軸１６の一端部は、該操作軸１６の中心軸線まわりの前記連結筒３２との相対位置を一定に定めて前記連結筒３２の他端部内に挿入される。しかも前記操作軸１６の一端の周方向２箇所には側方に突出する爪部３６…が一体に設けられており、前記連結筒３２において第１基板３３が固定された部分よりも前記操作軸１６側の中間部には、前記爪部３６…に第１基板３３とは反対側から係合し得る規制爪部３７…と、前記操作軸１６の一端に第１基板３３側から対向する壁部３８とが設けられる。而して連結筒３２および操作ノブ１５は、前記規制爪部３７…を前記操作軸１６の前記爪部３６…に当接、係合させる非押し込み操作位置と、前記規制爪部３７…を前記操作軸１６の前記爪部３６…から離反させる押し込み操作位置との間で前記操作軸１６に対して軸方向に相対移動可能である。
【００２０】
前記操作軸１６の一端部には、第１基板３３の前記操作軸１６側の面に当接するプッシュロッド３９を挿入せしめる有底の挿入孔４０が操作軸１６の長手方向に長く延びて設けられるとともに、その挿入孔４０の一直径線上に配置される一対の規制孔４１，４１が操作軸１６の長手方向に延びるようにして設けられる。一方、前記プッシュロッド３９の周方向に等間隔をあけた２箇所には、前記規制孔４１…に移動可能に挿入される突部４２ａ…を先端に有する規制腕部４２…が一体に連設されており、該プッシュロッド３９は、前記突部４２ａ…が前記規制孔４１…内で移動し得る範囲で前記操作軸１６に対して相対移動することを可能として前記操作軸１６の一端部に装着される。しかも前記挿入孔４０内には、前記プッシュロッド３９および前記操作軸１６間に介設される第１ばね４３が収容されており、この第１ばね４３のばね力によって前記プッシュロッド３９は第１基板３３側に向けて付勢される。
【００２１】
第１基板３３の前記操作軸１６側の面には、前記プッシュロッド３９に当接するスイッチ４４が設けられており、前記操作ノブ１５および前記連結筒３２を非押し込み操作位置から押し込み操作位置に移動するように押し込むと、第１ばね４３で付勢されたプッシュロッド３９からの荷重が前記スイッチ４４に作用することになる。
【００２２】
また前記連結筒３２の他端部および前記操作軸１６間には、前記操作ノブ１５および前記連結筒３２を非押し込み操作位置から押し込み操作位置に押し込む際にクリック間を操作者に付与するための第１クリック機構４５が設けられる。
【００２３】
この第１クリック機構４５は、前記連結筒３２の一直径線上に軸線を配置するようにして前記操作軸１６に設けられた第１収容孔４６の両端に嵌合される一対の第１クリックピン４７，４７と、それらの第１クリックピン４７…を操作軸１６の外周から突出させる方向に付勢するようにして両第１クリックピン４７…間に設けられて第１収容孔４６に収容される第１クリックばね４８と、第１クリックピン４７…を当接させるようにして前記連結筒３２の内面に形成される当接面４９，４９とで構成され、当接面４９…は、前記操作ノブ１５および前記連結筒３２が非押し込み操作位置から押し込み操作位置に押し込まれる際に、第１クリックピン４７…を第１クリックばね４８のばね力に抗して第１収容孔４６内に押し込むように形成される。
【００２４】
前記操作軸１６は、前記ケース１７におけるケース主体２０の内側支持筒部２０ｃに傾動支持部材５１を介して傾動可能に支持されるものであり、この傾動支持部材５１は、前記操作軸１６を囲むようにしてリング状に形成されて前記内側支持筒部２０ｃ内に挿入される。
【００２５】
前記操作軸１６には、その一直径線に沿う方向で該操作軸１６の外周から突出する一対の第１支軸５２，５２が突設され、それらの第１支軸５２…は、前記傾動支持部材５１に設けられた一対の第１支持孔５３，５３で回動可能に支承される。また前記傾動支持部材５１には、第１支軸５２…の軸線および前記操作軸１６の軸線と直交する方向で該傾動支持部材５１の外周から突出する一対の第２支軸５４…が突設され、それらの第２支軸５４…は、前記内側支持筒部２０ｃに設けられた一対の第２支持孔５５…で回動可能に支承される。しかも前記傾動支持部材５１には、第１支軸５２…の軸線と平行に延びる一対のガイド突部５６…が突設されており、それらのガイド突部５６…は前記内側支持筒部２０ｃの内面に設けられた一対のガイド溝５７…内に嵌合される。
【００２６】
而して前記操作軸１６が、第１支軸５２…の軸線まわりに回動可能として前記傾動支持部材５１に支承され、前記傾動支持部材５１が、第１支軸５２…の軸線および前記操作軸１６の軸線と直交する軸線を有する第２支軸５４…の軸線まわりに回動可能として前記内側支持筒部２０ｃに支承されるので、前記操作軸１６は、第１支軸５２…の軸線および第２支軸５４…の軸線が直交する点である傾動中心Ｃまわりに中立位置から傾動することを可能として前記ケース１７の内側支持筒部２０ｃに支承されることになる。
【００２７】
図４に注目して、前記ケース１７のケース主体２０内には、ケース主体２０の支持壁部２０ｂから第２蓋部材２２の第２蓋部２２ａ側に向かって順に、マグネットホルダ５８、スライダ５９、ベース６０および第２基板６１が収容される。
【００２８】
而して第２基板６１は、中立位置にある前記操作軸１６の軸線に直交する第１の直線方向６２と、前記中立位置にある前記操作軸１６の軸線および第１の直線方向６２に直交する第２の直線方向６３とを含む平面に沿うようにしてケース１７に固定されており、第２蓋部材２２の第２蓋部２２ａとは反対側から第２基板６１に対向するようにして前記ベース６０が前記ケース１７に固定され、第２基板６１は複数のねじ部材７１，７１…で前記ベース６０に固定される。
【００２９】
図６を併せて参照して、十字状に形成される前記マグネットホルダ５８の中央部には、前記操作軸１６の他端に設けられる球状の連結部１６ａを嵌合せしめる連結孔６４が設けられており、前記操作軸１６の他端部は前記マグネットホルダ５８の中央部に首振り可能に連結される。
【００３０】
またマグネットホルダ５８の中央部には、第２基板６１側に突出する円筒状の保持突部５８ａが一体に突設されており、この保持突部５８ａに第１マグネット６５が固定される。一方、第１マグネット６５に対向する部分で第２基板６１には、前記操作軸１６の傾動に応じて移動する第１マグネット６５との相対位置変化に応じて前記操作軸１６の傾動操作方向を検出する第１磁気センサ６６が固定されており、この第１磁気センサ６６は、たとえば４つのホール素子が周方向に等間隔をあけて配置されて成るＩＣチップである。
【００３１】
前記ベース６０には、第２基板６１に設けられる第１磁気センサ６６を臨ませる円形の第１開口部６７が設けられる。また前記マグネットホルダ５８および前記ベース６０間に配置される前記スライダ５９は十字状に形成されており、このスライダ５９には、前記マグネットホルダ５８の保持突部５８ａを挿入せしめる第２開口部６８が設けられ、この第２開口部６８は、第１の直線方向６２に長い長孔状に形成される。
【００３２】
前記スライダ５９には、第１の直線方向６２に前記マグネットホルダ５８が相対移動するのをガイドするとともに第２の直線方向６３に前記マグネットホルダ５８が相対移動するのを阻止するようにして前記マグネットホルダ５８が連結される。
【００３３】
すなわち前記スライダ５９には、第１の直線方向６２に延びる一対の長孔６９，６９が第２開口部６８の両側に位置するようにして設けられており、図７で明示するように、前記マグネットホルダ５８に設けられた一対のガイド突部７０…がそれらの長孔６９…に嵌合される。したがって前記マグネットホルダ５８は、前記長孔６９…内を前記ガイド突部７０…が移動する方向すなわち第１の直線方向６２で前記スライダ５９に対して相対移動可能であるが、第２の直線方向６３での前記スライダ５９に対する前記マグネットホルダ５８の相対移動は阻止されることになる。
【００３４】
図８を併せて参照して、前記スライダ５９および前記ベース６０間には、前記スライダ５９が第２の直線方向６３に移動するのをガイドするガイド機構７２が設けられるものであり、このガイド機構７２は、第１開口部６７の両側で第２の直線方向６３に沿って延びるようにして前記ベース６０に設けられる一対のガイドレール７３，７３と、それらのガイドレール７３…を嵌合させるようにして前記スライダ５９に設けられる一対のガイド溝７４…とで構成される。
【００３５】
前記マグネットホルダ５８と、前記ケース１７の第１蓋部材２１との間には、前記操作軸１６の傾動操作にクリック間を付与するための第２クリック機構７５が設けられ、この第２クリック機構７５は、ケース主体２０の内側支持筒部２０ｃに当該内側支持筒部２０ｃの長手方向に移動することを可能として保持される一対の第２クリックピン７６，７６と、それらの第２クリックピン７６…をマグネットホルダ５８側に付勢するばね力を発揮して第２クリックピン７６…および前記内側支持筒部２０ｃ間に設けられる一対の第２クリックばね７７，７７と、第２クリックピン７６…の先端を当接させるようにして前記マグネットホルダ５８に設けられる当接凹部７８，７８とで構成される。
【００３６】
前記内側支持筒部２０ｃの周方向に間隔をあけた２箇所の第１蓋部２１ａ側には、該内側支持筒部２０ｃの長手方向に延びて前記マグネットホルダ５８側に開放した有底の第２収容孔７９…を形成する一対の膨出部２０ｄ…が外側方に膨らむようにして一体に形成される。第２クリックピン７６…は、第２収容孔７９…の閉塞端を移動自在に貫通する軸部７６ａ…を一体に有して第２収容孔７９…に摺動可能に嵌合されており、前記軸部７６ａ…を囲繞するコイル状の第２クリックばね７７…が、第２収容孔７９…の閉塞端および第２クリックピン７６…間に介設されるようにして第２収容孔７９…内に収容される。
【００３７】
またマグネットホルダ５８に設けられる当接凹部７８は、前記操作軸１６がいずれの方向にも傾動していない中立位置にあるときに第２クリックピン７６…の先端の球状当接部７６ｂを当接させる中立位置当接部７８ａと、その中立位置当接部７８ａから放射状に広がる８つの傾斜溝部７８ｂ…とを有するように形成されており、各傾斜溝部７８ｂ…は、第１および第２の直線方向６２，６３を含む８方向で前記中立位置当接部７８ａから放射状に広がるように形成される。
【００３８】
而して前記操作軸１６がその中立位置から傾動するのに応じたマグネットホルダ５８の移動は前記８つの傾斜溝部７８ｂ…の方向に規制されることになり、各傾斜溝部７８ｂ…を第２クリックピン７６の先端の球状当接部７６ｂが登ることで前記操作軸１６の傾動操作にクリック感が付与されることになる。
【００３９】
ところで第２クリック機構７５において、マグネットホルダ５８の移動の方向は傾斜溝部７８ｂ…で規制されているが、傾斜溝部７８ｂ…を有する前記当接凹部７８を円錐状とすることで、操作ノブ１５の動きに追従するようにカーソルが動くことが可能となり、十字操作を行うゲーム機や、リモコンカー等の玩具用コントローラにも応用が可能となる。
【００４０】
再び図３および図４に注目して、前記ケース１７の内側支持筒部２０ｃを囲繞する回転筒８０が前記ケース１７の外側支持筒部２１ｂ内に挿入されて該外側支持筒部２１ｂに回転可能に支承されており、該回転筒８０の一端に前記ダイヤルノブ１８が結合される。
【００４１】
前記回転筒８０の他端には、第１蓋部材２１の第１蓋部２１ａおよび前記ケース主体２０の支持壁部２０ｂ間に配置される鍔部８０ａが一体に設けられており、この鍔部８０ａと、前記支持壁部２０ｂとの間に、前記ダイヤルノブ１８の回転操作にクリック感を付与する第３クリック機構８１が設けられる。
【００４２】
第３クリック機構８１は、前記ケース主体２０の支持壁部２０ｂに一体に設けられて前記鍔部８０ａ側に向けて突出される一対の収容筒部８２…と、それらの収容筒部８２…に移動可能に収容、保持される一対の第３クリックピン８３…と、それらの第３クリックピン８３…を前記回転筒８０の前記鍔部側に付勢するばね力を発揮して第３クリックピン８３…および前記支持壁部２０ｂ間に設けられる一対の第３クリックばね８４…と、第３クリックピン８３…の先端を当接させるようにして前記鍔部８０ａの前記支持壁部２０ｂに臨む面に形成される多数の山部８５…とで構成され、前記鍔部８０ａの前記山部８５…を第３クリックピン８３…が乗り越えることでクリック感が生じることになる。
【００４３】
図９を併せて参照して、前記回転筒８０の他端部および前記ケース１７間には、その回転筒８０の回転位置を検出する回転位置検出手段８７が設けられるものであり、該回転位置検出手段８７が、前記回転筒８０の他端部における前記鍔部８０ａの外周に設けられる駆動ギヤ８８と、前記回転筒８０よりも小径に形成されて前記回転筒８０の側方で前記ケース１７に回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤ８８に噛合する被動ギヤ９０が外周に設けられる回転体８９と、該回転体８９にその周方向に間隔をあけて設けられる複数たとえば２つの第２マグネット９１，９１と、前記回転体８９の回転に伴う第２マグネット９１…との相対位置変化に応じて前記回転筒８０の回転位置を検出すべく前記回転体８９の他端部に対向して配置されるたとえば一対の第２磁気センサ９２，９２とを備える。
【００４４】
前記回転体８９は、基本的に円筒状に形成されるものであり、この回転体８９の一端部外周に前記被動ギヤ９０が設けられ、また回転体８９の他端部外周に第２マグネット９１…が周方向に等間隔をあけて固定される。
【００４５】
前記ケース１７におけるケース主体２０の支持壁部２０ｂには前記回転体８９を挿通せしめる挿通孔９３が回転体８９の軸方向中間部を支持するようにして設けられ、第１蓋部材２１における第１蓋部２１ａの内面には前記回転体８９の一端部に嵌合して回転体８９の一端部を回転自在に軸支する第１軸支部９４が突設される。また前記ケース１７に固定された前記ベース６０には、前記回転体８９の他端部に嵌合して回転体８９の他端を回転自在に軸支する第２軸支部９５が突設される。
【００４６】
第２磁気センサ９２…は、たとえばホール素子であり、前記ベース６０を介してケー ス１７に固定される第２基板６１に固定され、前記ベース６０には、前記回転体８９の他端部の外周側に第２磁気センサ９２…を対向させる第３開口部９６が設けられる。
【００４７】
図１０において、前記挿通孔９３の内周の１箇所には軸方向に延びる係合溝９７が設けられ、前記回転体８９の外周には、第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝９７に係合するものの、図１１で示すように、第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤ９０を前記駆動ギヤ８８に噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝９７から離脱する係合突起９８が突設される。
【００４８】
次にこの実施の形態の作用について説明すると、第２基板６１が、中立位置にある操作軸１６の軸線に直交する第１の直線方向６２ならびに中立位置にある操作軸１６の軸線および第１の直線方向６２に直交する第２の直線方向６３を含む平面に沿うようにしてケース１７に固定されており、この第２基板６１に設けられる第１磁気センサ６６を臨ませる第１開口部６７を有して第２基板６１に対向するベース６０がケース１７に固定され、操作軸１６の他端が首振り可能に連結されるマグネットホルダ５８に設けられて第１開口部６７内に挿入される保持突部５８ａに第１マグネット６５が固定され、前記保持突部５８ａを挿入せしめる第２開口部６８を有してマグネットホルダ５８およびベース６０間に配置されるスライダ５９に、第１の直線方向６２にマグネットホルダ５８が相対移動するのをガイドするとともに第２の直線方向６３にマグネットホルダ５８が相対移動するのを阻止するようにしてマグネットホルダ５８が連結され、スライダ５９およびベース６０間に、スライダ５９が第２の直線方向６３に移動するのをガイドするガイド機構７２が設けられるので、マグネットホルダ５８は操作軸１６の傾動に応じて、第２基板６１と平行な平面に沿って移動することになり、第１マグネット６５および第１磁気センサ６６間の距離を操作軸１６の傾動位置にかかわらず一定に保持することができる。このため操作軸１６の傾動操作による傾動操作方向の検出精度にばらつきが生じるのを抑制することができ、回路の構成を簡素化してコストの低減を図ることができる。また検出精度のばらつきが抑制されることで操作ノブ１５の傾き量変化に応じてカーソルの移動量を細かく（リニアに）制御することが可能となる。
【００４９】
またダイヤルノブ１８が一端に結合されるとともに操作軸１６を囲繞する円筒状の回転筒８０が軸線まわりに回転することを可能としてケース１７に支承され、回転筒８０の他端部およびケース１７間に、回転筒８０の回転位置を検出する回転位置検出手段８７が設けられるのであるが、その回転位置検出手段８７が、前記回転筒８０の他端部外周に設けられる駆動ギヤ８８と、前記回転筒８０よりも小径に形成されて前記回転筒８０の側方で前記ケース１７に回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤ８８に噛合する被動ギヤ９０が外周に設けられる回転体８９と、該回転体８９にその周方向に間隔をあけて設けられる複数の第２マグネット９１…と、前記回転体８９の回転に伴う第２マグネット９１…との相対位置変化に応じて前記回転筒８０の回転位置を検出すべく前記回転体８９の他端部に対向して前記ケース１７に固定された第２基板６１に配設される第２磁気センサ９２…とを備えるので、回転筒８０の回転位置を第２磁気センサ９２…で検出するにあたって回転筒８０の軸方向に沿う第２磁気センサ９２…の配置上の自由度を高めるとともに必要とされる第２マグネット９１…の個数を少なくすることができる。
【００５０】
さらに前記回転体８９が、その一端部外周に前記被動ギヤ９０が設けられるとともに他端部外周に第２マグネット９１…が設けられるようにして円筒状に形成され、ケース１７の一部を構成するケース主体２０の支持壁部２０ｂに前記回転体８９を回転可能に挿通せしめる挿通孔９３が設けられ、回転筒８０を回転自在に支承する外側支持筒部２１ｂを有して前記ケース１７の一部を構成する第１蓋部材２１に前記回転体８９の一端部を回転自在に支承する第１軸支部９４が設けられ、前記挿通孔９３の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝９７が設けられ、回転体８９の外周に、第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝９７に係合するものの第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤ９０を前記駆動ギヤ８８に噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝９７から離脱する係合突起９８が突設されるので、第２磁気センサ９２…に対する回転体８９の位置決めを確実なものとしてケース１７に回転体８９を組み付けることが可能となり、組み付け工数の低減を図るとともに誤組みが生じることを防止することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５２】
たとえば上記実施の形態では、カーナビゲーションシステムの画面上のカーソル操作に用いられるジョイスティック装置について説明したが、本発明は、傾動操作可能な操作ノブおよび回転操作可能なダイヤルノブを備えるジョイスティック装置に関して広く実施可能である。たとえば電動車椅子のコントローラとして本発明のジョイスティック装置を用いることも可能であり、その場合、操作ノブの傾動操作方向で前進、後退および左右方向を指示し、ダイヤルノブの操作によって車椅子の回転方向を指示することが可能である。また油圧ショベル等の重機のコントローラとして本発明を実施することもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１５・・・操作ノブ
１６・・・操作軸
１７・・・ケース
１８・・・ダイヤルノブ
２０・・・第１ケース部材であるケース主体
２１・・・第２ケース部材である第１蓋部材
２１ｂ・・・支持筒部である外側支持筒部
８０・・・回転筒
８７・・・回転位置検出手段
８８・・・駆動ギヤ
８９・・・回転体
９０・・・被動ギヤ
９１・・・マグネットである第２マグネット
９２・・・磁気センサである第２磁気センサ
９３・・・挿通孔
９４・・・軸支部である第１軸支部
９７・・・係合溝
９８・・・係合突起
Ｃ・・・傾動中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端に操作ノブが連結される操作軸が、その軸線上に設定された傾動中心まわりに中立位置から傾動することを可能としてケースに支承され、ダイヤルノブが一端に結合されるとともに前記操作軸を囲繞する円筒状の回転筒が軸線まわりに回転することを可能として前記ケースに支承され、前記回転筒の他端部および前記ケース間に、前記回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が設けられるジョイスティック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなジョイスティック装置は、たとえば特許文献１によって知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１で開示されたものでは、一端にダイヤルノブが結合された回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が、前記回転筒の他端部に設けられて周方向に等間隔に配置される複数の遮光部と、それらの遮光部を相互間を通過するように配置される発光素子および受光素子とで構成されている。このため回転筒の他端側内部にも発光素子もしくは受光素子を配置するスペースを確保する必要があり、回転筒の他端部内に配置される他の部品の配置に制約が生じることになる。そこで回転筒の他端側に設けられた複数のマグネットに対する相対位置変化を磁気センサで検出することで回転筒の回転位置を検出するようにすれば、回転筒の他端部内に他の部品を配置するスペースに余裕が生じる。しかるに回転筒の他端部に直接対向させて磁気センサを配置する構成では、回転筒の軸方向で磁気センサの配置位置が限定されてしまうことになって設計上の自由度が大木とは言い難く、しかも回転筒に多数のマグネットを設ける必要がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、回転筒の回転位置を磁気センサで検出するにあたって回転筒の軸方向に沿う磁気センサの配置上の自由度を高めるとともに必要とされるマグネットの個数を少なくしたジョイスティック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、一端に操作ノブが連結された操作軸が、その軸線上に設定された傾動中心まわりに中立位置から傾動することを可能としてケースに支承され、ダイヤルノブが一端に結合されるとともに前記操作軸を囲繞する円筒状の回転筒が軸線まわりに回転することを可能として前記ケースに支承され、前記回転筒の他端部および前記ケース間に、前記回転筒の回転位置を検出する回転位置検出手段が設けられるジョイスティック装置において、前記回転位置検出手段が、前記回転筒の他端部外周に設けられる駆動ギヤと、前記回転筒よりも小径に形成されて前記回転筒の側方で前記ケースに回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤに噛合する被動ギヤが外周に設けられる回転体と、該回転体にその周方向に間隔をあけて設けられる複数のマグネットと、前記回転体の回転に伴う前記マグネットとの相対位置変化に応じて前記回転筒の回転位置を検出すべく前記回転体の他端部に対向して前記ケースに配設される磁気センサとを備えることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記回転体が、その一端部外周に前記被動ギヤが設けられるととも他端部外周に前記マグネットが設けられるようにして円筒状に形成され、前記ケースが、前記回転体を回転可能に挿通せしめる挿通孔を有する第１ケース部材と、前記回転体の一端部を回転自在に支承する軸支部ならびに前記回転筒を回転自在に支承する支持筒部を有して第１ケース部材に結合される第２ケース部材とを備え、前記挿通孔の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝が設けられ、前記回転体の外周に、前記軸支部で該回転体の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝に係合するものの前記軸支部で該回転体の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤを前記駆動ギヤに噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝から離脱する係合突起が突設されることを第２の特徴とする。
【０００８】
なお実施の形態のケース主体２０が本発明の第１ケース部材に対応し、実施の形態の第１蓋部材２１が本発明の第２ケース部材に対応し、実施の形態の第２マグネット９１が本発明のマグネットに対応し、実施の形態の第２磁気センサ９２が本発明の磁気センサに対応し、実施の形態の第１軸支部９４が本発明の軸支部に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の特徴によれば、回転筒の他端部外周に設けられる駆動ギヤに噛合する被動ギヤが、回転筒よりも小径に形成されるとともに回転筒の側方でケースに回転自在に支承される回転体の外周に設けられ、その回転体の周方向に間隔をあけた複数箇所に設けられるマグネットとの相対位置が回転体の回転に伴って変化するのに応じて回転筒の回転位置を検出する磁気センサが回転体の他端部に対向してケースに配設されるので、回転筒の回転位置を磁気センサで検出するにあたって回転筒の軸方向に沿う磁気センサの配置上の自由度を高めるとともに必要とされるマグネットの個数を少なくすることができる。
【００１０】
また本発明の第２の特徴によれば、ケースの一部を構成する第１ケース部材の挿通孔の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝が設けられ、回転体の外周に設けられる係合突起が回転体の組み付け途中では係合溝に係合するものの組み付け完了時に係合溝から離脱するので、磁気センサに対する回転体の位置決めを確実なものとしてケースに回転体を組み付けることが可能となり、組み付け工数の低減を図るとともに誤組みが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ジョイスティック装置の全体斜視図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】ジョイスティック装置の分解斜視図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】図２の５−５線断面図である。
【図６】マグネットホルダ、スライダおよびベースの分解斜視図である。
【図７】マグネットホルダ、スライダおよびベースを図６の７−７線に沿って示す断面図である。
【図８】マグネットホルダ、スライダおよびベースを図６の８−８線に沿って示す断面図である。
【図９】図２の９−９線線断面図である。
【図１０】組み付け時の状態を示す断面図である。
【図１１】組み付け完了状態での図１０に対応した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００１３】
先ず図１〜図３において、このジョイスティック装置は、たとえばカーナビゲーションシステムの画面上のカーソル操作に用いられるものであり、操作ノブ１５と、該操作ノブ１５に一端が連結される操作軸１６と、該操作軸１６を傾動可能に支承するケース１７と、前記操作軸１６の軸線まわりに回転することを可能として前記操作ノブ１５に隣接した位置に配置されるダイヤルノブ１８とを備える。
【００１４】
図４を併せて参照して、前記ケース１７は、ケース主体２０と、該ケース主体２０に複数のねじ部材２３，２３…で締結される第１蓋部材２１と、前記ケース主体２０に第１蓋部材２１とは反対側から結合される第２蓋部材２２とから成る。
【００１５】
前記ケース主体２０は、矩形の筒状に形成される筒状側壁部２０ａと、該筒状側壁部２０ａの一端寄り内面から内方に張り出す支持壁部２０ｂと、該支持壁部２０ｂの内周縁に直角に連なる内側支持部２０ｃとを一体に有する。
【００１６】
第１蓋部材２１は、前記ケース主体２０の支持壁部２０ｂに外側から対向するようにして矩形の皿状に形成される第１蓋部２１ａと、前記ケース主体２０の内側支持筒部２０ｃを囲繞するようにして第１蓋部２１ａの中央部に基端部が直角に連設される横断面円形の外側支持筒部２１ｂとを一体に有し、第１蓋部２１ａの４つの角部が前記ケース主体２０における筒状側壁部２０ａの一端部に前記ねじ部材２３，２３…で締結される。また第２蓋部材２２は、前記ケース主体２０における筒状側壁部２０ａの他端開口部を覆う矩形の平板状に形成される第２蓋部２２ａと、前記筒状側壁部２０ａの他端部に嵌合するようにして第２蓋部２２ａの外周縁部に直角に連なる横断面矩形の短筒部２２ｂとを一体に有し、短筒部２２ｂには、前記筒状側壁部２０ａの４つの側壁の他端部に設けられたガイドスリット２４…に嵌合するガイド突部２５…と、前記筒状側壁部２０ａの４つの側壁のうち相互に対向する２つの側壁に一対ずつ設けられる係合孔２６，２６…にそれぞれ弾発係合する係合突起２７，２７…とが突設される。
【００１７】
図５を併せて参照して、前記操作ノブ１５の中央部には、円形の非透光性キャップ２８と、非透光孔性キャップ２８の周囲に配置されるリング状の透光性キャップ２９と、それらのキャップ２８，２９の内方に配置されるレンズ３０と、該レンズ３０の周縁部を前記透孔性キャップ２９との間に挟むリング状の支持部材３１とが取付けられ、支持部材３１には、前記操作軸１６と同軸に配置される連結筒３２の一端部が結合される。この連結筒部３２の一端部には第１基板３３が固定されており、発光ダイオード３４が前記レンズ３０の内方に配置されるようにして第１基板３３の前記レンズ３０側の面に配設される。
【００１８】
ところで、前記操作軸１６は、その一端部を第１蓋部材２１の内側支持筒部２０ｃから突出させるようにして前記内側支持筒部２０ｃ内に挿入されており、前記内側支持筒部２０ｃから突出した前記操作軸１６の一端部が前記連結筒３２を介して前記操作ノブ１５に連結される。
【００１９】
前記操作軸１６の一端部は、該操作軸１６の中心軸線まわりの前記連結筒３２との相対位置を一定に定めて前記連結筒３２の他端部内に挿入される。しかも前記操作軸１６の一端の周方向２箇所には側方に突出する爪部３６…が一体に設けられており、前記連結筒３２において第１基板３３が固定された部分よりも前記操作軸１６側の中間部には、前記爪部３６…に第１基板３３とは反対側から係合し得る規制爪部３７…と、前記操作軸１６の一端に第１基板３３側から対向する壁部３８とが設けられる。而して連結筒３２および操作ノブ１５は、前記規制爪部３７…を前記操作軸１６の前記爪部３６…に当接、係合させる非押し込み操作位置と、前記規制爪部３７…を前記操作軸１６の前記爪部３６…から離反させる押し込み操作位置との間で前記操作軸１６に対して軸方向に相対移動可能である。
【００２０】
前記操作軸１６の一端部には、第１基板３３の前記操作軸１６側の面に当接するプッシュロッド３９を挿入せしめる有底の挿入孔４０が操作軸１６の長手方向に長く延びて設けられるとともに、その挿入孔４０の一直径線上に配置される一対の規制孔４１，４１が操作軸１６の長手方向に延びるようにして設けられる。一方、前記プッシュロッド３９の周方向に等間隔をあけた２箇所には、前記規制孔４１…に移動可能に挿入される突部４２ａ…を先端に有する規制腕部４２…が一体に連設されており、該プッシュロッド３９は、前記突部４２ａ…が前記規制孔４１…内で移動し得る範囲で前記操作軸１６に対して相対移動することを可能として前記操作軸１６の一端部に装着される。しかも前記挿入孔４０内には、前記プッシュロッド３９および前記操作軸１６間に介設される第１ばね４３が収容されており、この第１ばね４３のばね力によって前記プッシュロッド３９は第１基板３３側に向けて付勢される。
【００２１】
第１基板３３の前記操作軸１６側の面には、前記プッシュロッド３９に当接するスイッチ４４が設けられており、前記操作ノブ１５および前記連結筒３２を非押し込み操作位置から押し込み操作位置に移動するように押し込むと、第１ばね４３で付勢されたプッシュロッド３９からの荷重が前記スイッチ４４に作用することになる。
【００２２】
また前記連結筒３２の他端部および前記操作軸１６間には、前記操作ノブ１５および前記連結筒３２を非押し込み操作位置から押し込み操作位置に押し込む際にクリック間を操作者に付与するための第１クリック機構４５が設けられる。
【００２３】
この第１クリック機構４５は、前記連結筒３２の一直径線上に軸線を配置するようにして前記操作軸１６に設けられた第１収容孔４６の両端に嵌合される一対の第１クリックピン４７，４７と、それらの第１クリックピン４７…を操作軸１６の外周から突出させる方向に付勢するようにして両第１クリックピン４７…間に設けられて第１収容孔４６に収容される第１クリックばね４８と、第１クリックピン４７…を当接させるようにして前記連結筒３２の内面に形成される当接面４９，４９とで構成され、当接面４９…は、前記操作ノブ１５および前記連結筒３２が非押し込み操作位置から押し込み操作位置に押し込まれる際に、第１クリックピン４７…を第１クリックばね４８のばね力に抗して第１収容孔４６内に押し込むように形成される。
【００２４】
前記操作軸１６は、前記ケース１７におけるケース主体２０の内側支持筒部２０ｃに傾動支持部材５１を介して傾動可能に支持されるものであり、この傾動支持部材５１は、前記操作軸１６を囲むようにしてリング状に形成されて前記内側支持筒部２０ｃ内に挿入される。
【００２５】
前記操作軸１６には、その一直径線に沿う方向で該操作軸１６の外周から突出する一対の第１支軸５２，５２が突設され、それらの第１支軸５２…は、前記傾動支持部材５１に設けられた一対の第１支持孔５３，５３で回動可能に支承される。また前記傾動支持部材５１には、第１支軸５２…の軸線および前記操作軸１６の軸線と直交する方向で該傾動支持部材５１の外周から突出する一対の第２支軸５４…が突設され、それらの第２支軸５４…は、前記内側支持筒部２０ｃに設けられた一対の第２支持孔５５…で回動可能に支承される。しかも前記傾動支持部材５１には、第１支軸５２…の軸線と平行に延びる一対のガイド突部５６…が突設されており、それらのガイド突部５６…は前記内側支持筒部２０ｃの内面に設けられた一対のガイド溝５７…内に嵌合される。
【００２６】
而して前記操作軸１６が、第１支軸５２…の軸線まわりに回動可能として前記傾動支持部材５１に支承され、前記傾動支持部材５１が、第１支軸５２…の軸線および前記操作軸１６の軸線と直交する軸線を有する第２支軸５４…の軸線まわりに回動可能として前記内側支持筒部２０ｃに支承されるので、前記操作軸１６は、第１支軸５２…の軸線および第２支軸５４…の軸線が直交する点である傾動中心Ｃまわりに中立位置から傾動することを可能として前記ケース１７の内側支持筒部２０ｃに支承されることになる。
【００２７】
図４に注目して、前記ケース１７のケース主体２０内には、ケース主体２０の支持壁部２０ｂから第２蓋部材２２の第２蓋部２２ａ側に向かって順に、マグネットホルダ５８、スライダ５９、ベース６０および第２基板６１が収容される。
【００２８】
而して第２基板６１は、中立位置にある前記操作軸１６の軸線に直交する第１の直線方向６２と、前記中立位置にある前記操作軸１６の軸線および第１の直線方向６２に直交する第２の直線方向６３とを含む平面に沿うようにしてケース１７に固定されており、第２蓋部材２２の第２蓋部２２ａとは反対側から第２基板６１に対向するようにして前記ベース６０が前記ケース１７に固定され、第２基板６１は複数のねじ部材７１，７１…で前記ベース６０に固定される。
【００２９】
図６を併せて参照して、十字状に形成される前記マグネットホルダ５８の中央部には、前記操作軸１６の他端に設けられる球状の連結部１６ａを嵌合せしめる連結孔６４が設けられており、前記操作軸１６の他端部は前記マグネットホルダ５８の中央部に首振り可能に連結される。
【００３０】
またマグネットホルダ５８の中央部には、第２基板６１側に突出する円筒状の保持突部５８ａが一体に突設されており、この保持突部５８ａに第１マグネット６５が固定される。一方、第１マグネット６５に対向する部分で第２基板６１には、前記操作軸１６の傾動に応じて移動する第１マグネット６５との相対位置変化に応じて前記操作軸１６の傾動操作方向を検出する第１磁気センサ６６が固定されており、この第１磁気センサ６６は、たとえば４つのホール素子が周方向に等間隔をあけて配置されて成るＩＣチップである。
【００３１】
前記ベース６０には、第２基板６１に設けられる第１磁気センサ６６を臨ませる円形の第１開口部６７が設けられる。また前記マグネットホルダ５８および前記ベース６０間に配置される前記スライダ５９は十字状に形成されており、このスライダ５９には、前記マグネットホルダ５８の保持突部５８ａを挿入せしめる第２開口部６８が設けられ、この第２開口部６８は、第１の直線方向６２に長い長孔状に形成される。
【００３２】
前記スライダ５９には、第１の直線方向６２に前記マグネットホルダ５８が相対移動するのをガイドするとともに第２の直線方向６３に前記マグネットホルダ５８が相対移動するのを阻止するようにして前記マグネットホルダ５８が連結される。
【００３３】
すなわち前記スライダ５９には、第１の直線方向６２に延びる一対の長孔６９，６９が第２開口部６８の両側に位置するようにして設けられており、図７で明示するように、前記マグネットホルダ５８に設けられた一対のガイド突部７０…がそれらの長孔６９…に嵌合される。したがって前記マグネットホルダ５８は、前記長孔６９…内を前記ガイド突部７０…が移動する方向すなわち第１の直線方向６２で前記スライダ５９に対して相対移動可能であるが、第２の直線方向６３での前記スライダ５９に対する前記マグネットホルダ５８の相対移動は阻止されることになる。
【００３４】
図８を併せて参照して、前記スライダ５９および前記ベース６０間には、前記スライダ５９が第２の直線方向６３に移動するのをガイドするガイド機構７２が設けられるものであり、このガイド機構７２は、第１開口部６７の両側で第２の直線方向６３に沿って延びるようにして前記ベース６０に設けられる一対のガイドレール７３，７３と、それらのガイドレール７３…を嵌合させるようにして前記スライダ５９に設けられる一対のガイド溝７４…とで構成される。
【００３５】
前記マグネットホルダ５８と、前記ケース１７の第１蓋部材２１との間には、前記操作軸１６の傾動操作にクリック間を付与するための第２クリック機構７５が設けられ、この第２クリック機構７５は、ケース主体２０の内側支持筒部２０ｃに当該内側支持筒部２０ｃの長手方向に移動することを可能として保持される一対の第２クリックピン７６，７６と、それらの第２クリックピン７６…をマグネットホルダ５８側に付勢するばね力を発揮して第２クリックピン７６…および前記内側支持筒部２０ｃ間に設けられる一対の第２クリックばね７７，７７と、第２クリックピン７６…の先端を当接させるようにして前記マグネットホルダ５８に設けられる当接凹部７８，７８とで構成される。
【００３６】
前記内側支持筒部２０ｃの周方向に間隔をあけた２箇所の第１蓋部２１ａ側には、該内側支持筒部２０ｃの長手方向に延びて前記マグネットホルダ５８側に開放した有底の第２収容孔７９…を形成する一対の膨出部２０ｄ…が外側方に膨らむようにして一体に形成される。第２クリックピン７６…は、第２収容孔７９…の閉塞端を移動自在に貫通する軸部７６ａ…を一体に有して第２収容孔７９…に摺動可能に嵌合されており、前記軸部７６ａ…を囲繞するコイル状の第２クリックばね７７…が、第２収容孔７９…の閉塞端および第２クリックピン７６…間に介設されるようにして第２収容孔７９…内に収容される。
【００３７】
またマグネットホルダ５８に設けられる当接凹部７８は、前記操作軸１６がいずれの方向にも傾動していない中立位置にあるときに第２クリックピン７６…の先端の球状当接部７６ｂを当接させる中立位置当接部７８ａと、その中立位置当接部７８ａから放射状に広がる８つの傾斜溝部７８ｂ…とを有するように形成されており、各傾斜溝部７８ｂ…は、第１および第２の直線方向６２，６３を含む８方向で前記中立位置当接部７８ａから放射状に広がるように形成される。
【００３８】
而して前記操作軸１６がその中立位置から傾動するのに応じたマグネットホルダ５８の移動は前記８つの傾斜溝部７８ｂ…の方向に規制されることになり、各傾斜溝部７８ｂ…を第２クリックピン７６の先端の球状当接部７６ｂが登ることで前記操作軸１６の傾動操作にクリック感が付与されることになる。
【００３９】
ところで第２クリック機構７５において、マグネットホルダ５８の移動の方向は傾斜溝部７８ｂ…で規制されているが、傾斜溝部７８ｂ…を有する前記当接凹部７８を円錐状とすることで、操作ノブ１５の動きに追従するようにカーソルが動くことが可能となり、十字操作を行うゲーム機や、リモコンカー等の玩具用コントローラにも応用が可能となる。
【００４０】
再び図３および図４に注目して、前記ケース１７の内側支持筒部２０ｃを囲繞する回転筒８０が前記ケース１７の外側支持筒部２１ｂ内に挿入されて該外側支持筒部２１ｂに回転可能に支承されており、該回転筒８０の一端に前記ダイヤルノブ１８が結合される。
【００４１】
前記回転筒８０の他端には、第１蓋部材２１の第１蓋部２１ａおよび前記ケース主体２０の支持壁部２０ｂ間に配置される鍔部８０ａが一体に設けられており、この鍔部８０ａと、前記支持壁部２０ｂとの間に、前記ダイヤルノブ１８の回転操作にクリック感を付与する第３クリック機構８１が設けられる。
【００４２】
第３クリック機構８１は、前記ケース主体２０の支持壁部２０ｂに一体に設けられて前記鍔部８０ａ側に向けて突出される一対の収容筒部８２…と、それらの収容筒部８２…に移動可能に収容、保持される一対の第３クリックピン８３…と、それらの第３クリックピン８３…を前記回転筒８０の前記鍔部側に付勢するばね力を発揮して第３クリックピン８３…および前記支持壁部２０ｂ間に設けられる一対の第３クリックばね８４…と、第３クリックピン８３…の先端を当接させるようにして前記鍔部８０ａの前記支持壁部２０ｂに臨む面に形成される多数の山部８５…とで構成され、前記鍔部８０ａの前記山部８５…を第３クリックピン８３…が乗り越えることでクリック感が生じることになる。
【００４３】
図９を併せて参照して、前記回転筒８０の他端部および前記ケース１７間には、その回転筒８０の回転位置を検出する回転位置検出手段８７が設けられるものであり、該回転位置検出手段８７が、前記回転筒８０の他端部における前記鍔部８０ａの外周に設けられる駆動ギヤ８８と、前記回転筒８０よりも小径に形成されて前記回転筒８０の側方で前記ケース１７に回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤ８８に噛合する被動ギヤ９０が外周に設けられる回転体８９と、該回転体８９にその周方向に間隔をあけて設けられる複数たとえば２つの第２マグネット９１，９１と、前記回転体８９の回転に伴う第２マグネット９１…との相対位置変化に応じて前記回転筒８０の回転位置を検出すべく前記回転体８９の他端部に対向して配置されるたとえば一対の第２磁気センサ９２，９２とを備える。
【００４４】
前記回転体８９は、基本的に円筒状に形成されるものであり、この回転体８９の一端部外周に前記被動ギヤ９０が設けられ、また回転体８９の他端部外周に第２マグネット９１…が周方向に等間隔をあけて固定される。
【００４５】
前記ケース１７におけるケース主体２０の支持壁部２０ｂには前記回転体８９を挿通せしめる挿通孔９３が回転体８９の軸方向中間部を支持するようにして設けられ、第１蓋部材２１における第１蓋部２１ａの内面には前記回転体８９の一端部に嵌合して回転体８９の一端部を回転自在に軸支する第１軸支部９４が突設される。また前記ケース１７に固定された前記ベース６０には、前記回転体８９の他端部に嵌合して回転体８９の他端を回転自在に軸支する第２軸支部９５が突設される。
【００４６】
第２磁気センサ９２…は、たとえばホール素子であり、前記ベース６０を介してケー ス１７に固定される第２基板６１に固定され、前記ベース６０には、前記回転体８９の他端部の外周側に第２磁気センサ９２…を対向させる第３開口部９６が設けられる。
【００４７】
図１０において、前記挿通孔９３の内周の１箇所には軸方向に延びる係合溝９７が設けられ、前記回転体８９の外周には、第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝９７に係合するものの、図１１で示すように、第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤ９０を前記駆動ギヤ８８に噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝９７から離脱する係合突起９８が突設される。
【００４８】
次にこの実施の形態の作用について説明すると、第２基板６１が、中立位置にある操作軸１６の軸線に直交する第１の直線方向６２ならびに中立位置にある操作軸１６の軸線および第１の直線方向６２に直交する第２の直線方向６３を含む平面に沿うようにしてケース１７に固定されており、この第２基板６１に設けられる第１磁気センサ６６を臨ませる第１開口部６７を有して第２基板６１に対向するベース６０がケース１７に固定され、操作軸１６の他端が首振り可能に連結されるマグネットホルダ５８に設けられて第１開口部６７内に挿入される保持突部５８ａに第１マグネット６５が固定され、前記保持突部５８ａを挿入せしめる第２開口部６８を有してマグネットホルダ５８およびベース６０間に配置されるスライダ５９に、第１の直線方向６２にマグネットホルダ５８が相対移動するのをガイドするとともに第２の直線方向６３にマグネットホルダ５８が相対移動するのを阻止するようにしてマグネットホルダ５８が連結され、スライダ５９およびベース６０間に、スライダ５９が第２の直線方向６３に移動するのをガイドするガイド機構７２が設けられるので、マグネットホルダ５８は操作軸１６の傾動に応じて、第２基板６１と平行な平面に沿って移動することになり、第１マグネット６５および第１磁気センサ６６間の距離を操作軸１６の傾動位置にかかわらず一定に保持することができる。このため操作軸１６の傾動操作による傾動操作方向の検出精度にばらつきが生じるのを抑制することができ、回路の構成を簡素化してコストの低減を図ることができる。また検出精度のばらつきが抑制されることで操作ノブ１５の傾き量変化に応じてカーソルの移動量を細かく（リニアに）制御することが可能となる。
【００４９】
またダイヤルノブ１８が一端に結合されるとともに操作軸１６を囲繞する円筒状の回転筒８０が軸線まわりに回転することを可能としてケース１７に支承され、回転筒８０の他端部およびケース１７間に、回転筒８０の回転位置を検出する回転位置検出手段８７が設けられるのであるが、その回転位置検出手段８７が、前記回転筒８０の他端部外周に設けられる駆動ギヤ８８と、前記回転筒８０よりも小径に形成されて前記回転筒８０の側方で前記ケース１７に回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤ８８に噛合する被動ギヤ９０が外周に設けられる回転体８９と、該回転体８９にその周方向に間隔をあけて設けられる複数の第２マグネット９１…と、前記回転体８９の回転に伴う第２マグネット９１…との相対位置変化に応じて前記回転筒８０の回転位置を検出すべく前記回転体８９の他端部に対向して前記ケース１７に固定された第２基板６１に配設される第２磁気センサ９２…とを備えるので、回転筒８０の回転位置を第２磁気センサ９２…で検出するにあたって回転筒８０の軸方向に沿う第２磁気センサ９２…の配置上の自由度を高めるとともに必要とされる第２マグネット９１…の個数を少なくすることができる。
【００５０】
さらに前記回転体８９が、その一端部外周に前記被動ギヤ９０が設けられるとともに他端部外周に第２マグネット９１…が設けられるようにして円筒状に形成され、ケース１７の一部を構成するケース主体２０の支持壁部２０ｂに前記回転体８９を回転可能に挿通せしめる挿通孔９３が設けられ、回転筒８０を回転自在に支承する外側支持筒部２１ｂを有して前記ケース１７の一部を構成する第１蓋部材２１に前記回転体８９の一端部を回転自在に支承する第１軸支部９４が設けられ、前記挿通孔９３の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝９７が設けられ、回転体８９の外周に、第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝９７に係合するものの第１軸支部９４で該回転体８９の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤ９０を前記駆動ギヤ８８に噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝９７から離脱する係合突起９８が突設されるので、第２磁気センサ９２…に対する回転体８９の位置決めを確実なものとしてケース１７に回転体８９を組み付けることが可能となり、組み付け工数の低減を図るとともに誤組みが生じることを防止することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５２】
たとえば上記実施の形態では、カーナビゲーションシステムの画面上のカーソル操作に用いられるジョイスティック装置について説明したが、本発明は、傾動操作可能な操作ノブおよび回転操作可能なダイヤルノブを備えるジョイスティック装置に関して広く実施可能である。たとえば電動車椅子のコントローラとして本発明のジョイスティック装置を用いることも可能であり、その場合、操作ノブの傾動操作方向で前進、後退および左右方向を指示し、ダイヤルノブの操作によって車椅子の回転方向を指示することが可能である。また油圧ショベル等の重機のコントローラとして本発明を実施することもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１５・・・操作ノブ
１６・・・操作軸
１７・・・ケース
１８・・・ダイヤルノブ
２０・・・第１ケース部材であるケース主体
２１・・・第２ケース部材である第１蓋部材
２１ｂ・・・支持筒部である外側支持筒部
８０・・・回転筒
８７・・・回転位置検出手段
８８・・・駆動ギヤ
８９・・・回転体
９０・・・被動ギヤ
９１・・・マグネットである第２マグネット
９２・・・磁気センサである第２磁気センサ
９３・・・挿通孔
９４・・・軸支部である第１軸支部
９７・・・係合溝
９８・・・係合突起
Ｃ・・・傾動中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に操作ノブ（１５）が連結された操作軸（１６）が、その軸線上に設定された傾動中心（Ｃ）まわりに中立位置から傾動することを可能としてケース（１７）に支承され、ダイヤルノブ（１８）が一端に結合されるとともに前記操作軸（１６）を囲繞する円筒状の回転筒（８０）が軸線まわりに回転することを可能として前記ケース（１７）に支承され、前記回転筒（８０）の他端部および前記ケース（１７）間に、前記回転筒（８０）の回転位置を検出する回転位置検出手段（８７）が設けられるジョイスティック装置において、前記回転位置検出手段（８７）が、前記回転筒（８０）の他端部外周に設けられる駆動ギヤ（８８）と、前記回転筒（８０）よりも小径に形成されて前記回転筒（８０）の側方で前記ケース（１７）に回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤ（８８）に噛合する被動ギヤ（９０）が外周に設けられる回転体（８９）と、該回転体（８９）にその周方向に間隔をあけて設けられる複数のマグネット（９１）と、前記回転体（８９）の回転に伴う前記マグネット（９１）との相対位置変化に応じて前記回転筒（８０）の回転位置を検出すべく前記回転体（８９）の他端部に対向して前記ケース（１７）に配設される磁気センサ（９２）とを備えることを特徴とするジョイスティック装置。
【請求項２】
前記回転体（８９）が、その一端部外周に前記被動ギヤ（９０）が設けられるととも他端部外周に前記マグネット（９１）が設けられるようにして円筒状に形成され、前記ケース（１７）が、前記回転体（８９）を回転可能に挿通せしめる挿通孔（９３）を有する第１ケース部材（２０）と、前記回転体（８９）の一端部を回転自在に支承する軸支部（９４）ならびに前記回転筒（８０）を回転自在に支承する支持筒部（２１ｂ）を有して第１ケース部材（２０）に結合される第２ケース部材（２１）とを備え、前記挿通孔（９３）の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝（９７）が設けられ、前記回転体（８９）の外周に、前記軸支部（９４）で該回転体（８９）の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝（９７）に係合するものの前記軸支部（９４）で該回転体（８９）の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤ（９０）を前記駆動ギヤ（８８）に噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝（９７）から離脱する係合突起（９８）が突設されることを特徴とする請求項１記載のジョイスティック装置。
【請求項１】
一端に操作ノブ（１５）が連結された操作軸（１６）が、その軸線上に設定された傾動中心（Ｃ）まわりに中立位置から傾動することを可能としてケース（１７）に支承され、ダイヤルノブ（１８）が一端に結合されるとともに前記操作軸（１６）を囲繞する円筒状の回転筒（８０）が軸線まわりに回転することを可能として前記ケース（１７）に支承され、前記回転筒（８０）の他端部および前記ケース（１７）間に、前記回転筒（８０）の回転位置を検出する回転位置検出手段（８７）が設けられるジョイスティック装置において、前記回転位置検出手段（８７）が、前記回転筒（８０）の他端部外周に設けられる駆動ギヤ（８８）と、前記回転筒（８０）よりも小径に形成されて前記回転筒（８０）の側方で前記ケース（１７）に回転自在に支承されるとともに前記駆動ギヤ（８８）に噛合する被動ギヤ（９０）が外周に設けられる回転体（８９）と、該回転体（８９）にその周方向に間隔をあけて設けられる複数のマグネット（９１）と、前記回転体（８９）の回転に伴う前記マグネット（９１）との相対位置変化に応じて前記回転筒（８０）の回転位置を検出すべく前記回転体（８９）の他端部に対向して前記ケース（１７）に配設される磁気センサ（９２）とを備えることを特徴とするジョイスティック装置。
【請求項２】
前記回転体（８９）が、その一端部外周に前記被動ギヤ（９０）が設けられるととも他端部外周に前記マグネット（９１）が設けられるようにして円筒状に形成され、前記ケース（１７）が、前記回転体（８９）を回転可能に挿通せしめる挿通孔（９３）を有する第１ケース部材（２０）と、前記回転体（８９）の一端部を回転自在に支承する軸支部（９４）ならびに前記回転筒（８０）を回転自在に支承する支持筒部（２１ｂ）を有して第１ケース部材（２０）に結合される第２ケース部材（２１）とを備え、前記挿通孔（９３）の内周の１箇所に軸方向に延びる係合溝（９７）が設けられ、前記回転体（８９）の外周に、前記軸支部（９４）で該回転体（８９）の一端部を回転自在に支承する前の組み付け途中では前記係合溝（９７）に係合するものの前記軸支部（９４）で該回転体（８９）の一端部を回転自在に支承して前記被動ギヤ（９０）を前記駆動ギヤ（８８）に噛合せしめた組み付け完了時に前記係合溝（９７）から離脱する係合突起（９８）が突設されることを特徴とする請求項１記載のジョイスティック装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２１３４１（Ｐ２０１２−２２１３４１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８０６３（Ｐ２０１１−８８０６３）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（０００２２２９３４）東洋電装株式会社 (69)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（０００２２２９３４）東洋電装株式会社 (69)
【Ｆターム（参考）】
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