左右連動操作装置
【課題】左右グリップの間に操作ガタを発生し難くすることができる左右連動操作装置を提供する。
【解決手段】左右連動操作装置のグリップは、グリップ支持部に連結されたアーム９に回動可能に支持されている。アーム９とアームシャフト３４との間の空隙部３６ａには、磁性流体３８が充填されている。そして、グリップが過荷重操作されたときには、コイル３９を通電することにより磁性流体３８に磁界をかけ、磁性流体３８を固化する。よって、グリップがアーム９に固定され、過荷重がアームシャフト３４の先のユニバーサルジョイント４に至らなくなる。
【解決手段】左右連動操作装置のグリップは、グリップ支持部に連結されたアーム９に回動可能に支持されている。アーム９とアームシャフト３４との間の空隙部３６ａには、磁性流体３８が充填されている。そして、グリップが過荷重操作されたときには、コイル３９を通電することにより磁性流体３８に磁界をかけ、磁性流体３８を固化する。よって、グリップがアーム９に固定され、過荷重がアームシャフト３４の先のユニバーサルジョイント４に至らなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右のグリップが連動して動く左右連動操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の乗り物の入力操作装置として、例えば図１３に示す左右連動操作装置８１（特許文献１，２等参照）が考案されている。左右連動操作装置８１には、左右に一対のグリップ８２，８２が設けられている。グリップ８２，８２は、それぞれのグリップ支持部８３にユニバーサルジョイント８４を介して連結されている。このため、グリップ８２，８２は、左右方向の回動操作と、上下方向の傾倒操作とが可能である。本例の場合、グリップ８２，８２の左右回動操作が操舵操作に、グリップ８２，８２の上下傾倒操作が加減速操作に割り当てられている。
【０００３】
左右のグリップ８２，８２は、４本のワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄによって連結されている。これら４本のワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄのうち、一対の８５ａ，８５ｂが操舵伝達用であり、一対の８５ｃ，８５ｄが加減速伝達用となっている。例えば、右グリップ８２ａが中立位置から右操舵されると、一対のケーブル８５ａ，８５ｂのうち一方が引き込まれるとともに他方が押し出されることにより、右方向の回転力が左グリップ８２ｂに伝達される。よって、左グリップ８２ｂが右グリップ８２ａに追従して右回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９３４１５号公報
【特許文献２】特開２００９−９３４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、左右連動操作装置８１では、グリップ８２ａ，８２ｂの回動操作のとき、例えば図１４（ａ）に示すように、グリップ８２ａ，８２ｂを互いに逆方向に操作したり、或いは図１４（ｂ）に示すように、グリップ８２ａ，８２ｂの一方を固定した状態で他方を操作したりすると、グリップ８２ａ，８２ｂに過荷重が加わってしまう。この過荷重は、部品として耐久性の高くないユニバーサルジョイント８４に集中するため、ユニバーサルジョイント８４が変形する可能性がある。こうなると、ユニバーサルジョイント８４にガタが発生し、左右のグリップ８２ａ，８２ｂが連動しない問題に繋がる。
【０００６】
なお、この問題は、左右のグリップ８２ａ，８２ｂが４本のワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄで繋がる型に限らず、種々の型のものにも同様に言えることである。また、この問題は、一方のグリップの操作力を他方のグリップにワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄに伝達する型に限定されず、例えばモータ等のアクチュエータによってグリップを動かす型のものにも同様に言えることである。
【０００７】
本発明の目的は、左右グリップの間に操作ガタを発生し難くすることができる左右連動操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、左右のグリップの一方が操作されたとき、他方のグリップが一方の前記グリップの動きに追従することにより、左右の前記グリップが連動する左右連動操作装置において、前記グリップが操作されるときの摺動部位に充填された機能性流体と、前記グリップにおける過荷重の有無を検出する検出手段と、前記検出手段が過荷重を検出したとき、前記機能性流体を固化することにより、前記グリップの動きを制限する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、グリップが過荷重操作されたことが検出手段により検出されると、制御手段によって機能性流体が液状から固化され、グリップが装置本体側に固定される。よって、グリップに過荷重が加えられても、この過荷重が装置本体側に伝達されないので、過荷重が左右連動操作装置の各種部品に至り難くなる。このため、過荷重を要因とする部品変形が生じ難くなるので、左右のグリップの間に操作ガタを生じ難くすることが可能となる。なお、定義として固化とは、きっちり固まった状態に限らず、粘性を持つ状態も含む。
【００１０】
本発明では、前記機能性流体は、磁界を受けると固化する磁性流体であることを要旨とする。
この構成によれば、グリップが過荷重操作されたときには、磁性流体に磁界をかけて磁性流体を固化することにより、グリップを支持箇所に固定する。よって、磁性流体に磁界をかける又はかけないという簡単な制御によって、支持部材へのグリップの固定／非固定を切り換えることが可能となる。
【００１１】
本発明では、前記機能性流体は、回動可能な前記グリップから延びる回動軸と、当該回動軸を回動可能に支持する回動支持部との間の空隙部に充填されていることを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、グリップの根元付近でグリップの動きが固定されるので、その先に存在する多数の部品に過荷重を至り難くすることが可能となる。よって、例えばユニバーサルジョイント等の耐荷重がさほどよくない部品に変形を生じ難くすることが可能となるので、より効果的に操作ガタを抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明では、左右の前記グリップの一方が操作されたとき、その操作力がケーブル線を介して他方の前記グリップに伝達されて、当該他方のグリップが前記一方のグリップに追従する動きをとることを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、一方のグリップの操作力をケーブル線にて機械的に他方のグリップに伝達するので、複雑な機構を用いることなく、左右のグリップを連動させることが可能となる。
【００１５】
本発明では、左右の前記グリップは、軸回りの回動操作と軸交差方向への傾倒操作とが可能であり、操作力の伝達時において互いに逆方向に動く２本のケーブル線を、前記回動操作と前記傾倒操作との各々に設けることにより、合計４本の前記ケーブル線にて連結されていることを要旨とする。
【００１６】
この構成によれば、一方のグリップに加えられた操作力を、２本（一対）のケーブル線の一方の引き動作と他方の押し動作とによって他方のグリップに伝達することにより、左右のグリップの一方を他方に追従させるので、応答性よく左右のグリップを連動させることが可能となる。
【００１７】
本発明では、左右の前記グリップの各々に該グリップの操作量を検出する操作量検出部を設け、当該検出部の検出量を基に、左右の前記グリップの各々に設けた駆動手段を駆動することにより、左右の前記グリップを連動させることを要旨とする。
【００１８】
この構成によれば、ケーブル線を使用するのではなく、駆動手段によって左右グリップを連動させる。よって、左右連動操作装置にケーブル線が不要となるので、装置の配置位置がケーブル線に制限を受けなくなり、結果、装置の配置自由度が増すことになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、左右のグリップが連動する左右連動操作装置において、左右グリップの間に操作ガタを発生し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の左右連動操作装置の斜視図。
【図２】左グリップの斜め後方から見た拡大斜視図。
【図３】グリップのかさ歯車付近の拡大斜視図。
【図４】グリップ回転操作時の左右連動操作装置の動作状態を示し、（ａ）は右グリップの側面図、（ｂ）は左グリップの側面図。
【図５】グリップ傾倒操作時の左右連動操作装置の動作状態を示し、（ａ）は右グリップの側面図、（ｂ）は左グリップの側面図。
【図６】傾倒操作戻し機構の構成を示し、（ａ）はグリップが中立位置のときの側面図、（ｂ）はグリップを下方向に倒し操作したときの側面図。
【図７】左右連動操作装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】磁性流体の充填構造を示すグリップ根元の断面図。
【図９】磁性流体が液状をとったときのグリップの操作状態を示す断面図。
【図１０】磁性流体が固化したときのグリップの操作状態を示す断面図。
【図１１】第２実施形態の左右連動操作装置の斜視図。
【図１２】左右連動操作装置の電気的構成を示すブロック図。
【図１３】従来の左右連動操作装置の斜視図。
【図１４】（ａ）はグリップが逆操作されたときの状態を示す背面図、（ｂ）はグリップが片側操作されたときの状態を示す背面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明を車両に具体化した左右連動操作装置の第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、左右連動操作装置１には、ワイヤーケーブル２（本例は４本の２ａ〜２ｄ）の両先端にグリップ３，３が取り付けられている。本例の場合、２つのグリップ３，３の一方を右グリップ３ａと称し、他方を左グリップ３ｂと称する。なお、左右のグリップ３ａ，３ｂの構造は部品配置が左右対称をとるものの、基本的な構造は同じであるので、ここでは左右をまとめて説明する。また、ワイヤーケーブル２がケーブル線に相当する。
【００２３】
グリップ３は、ユニバーサルジョイント４を介してグリップ支持部５のジョイント連結部６に回動自在に連結されている。ユニバーサルジョイント４は、２部品がある角度で交わっていても一方から他方に動力を伝達可能な継ぎ手、いわゆる自在継ぎ手の一種である。ユニバーサルジョイント４には、略カップ状のヨーク本体７に可動ヨーク８が回動可能に取り付けられている。本例のグリップ３は、ヨーク本体７における出力軸７ａの軸心Ｌ１回り（左右方向）の回動操作と、可動ヨーク８における連結軸８ａの軸心Ｌ２回り（上下方向）の傾倒操作が可能となっている。グリップ３は、中立位置を基点に左右に略±４０度まで回動操作が可能である。なお、軸心Ｌ１回りが軸回りに相当し、これと交わる方向が軸交差方向に相当する。
【００２４】
本例の場合、グリップ３を中立位置から右に回動操作すると、車両が右旋回し、グリップ３を中立位置から左に回動操作すると、車両が左旋回する。また、グリップ３を中立位置から下方に傾倒操作すると、車両が加速し、下方に倒し込んだグリップ３を上方に傾倒操作すると、車両が減速する。
【００２５】
ワイヤーケーブル２ａ〜２ｄは、一方のグリップ３が中立位置から回動操作（操舵操作）されたとき、その操舵操作力を他方のグリップ３に伝達する操舵操作力伝達用の２ａ，２ｂと、一方のグリップ３が中立位置から傾倒操作（加減速操作）されたとき、その加減速操作力を他方のグリップ３に伝達する加減速操作力伝達用の２ｃ，２ｄとからなる。ワイヤーケーブル２ａ〜２ｄには、１本のケーブル線で操作側の引き動作及び押し動作の両方を相手側に伝達することが可能なプッシュプルケーブルが使用されている。
【００２６】
グリップ支持部５の先端には、グリップ３と一体に上下方向に傾倒するアーム９が枢支されている。アーム９には、ユニバーサルジョイント４の軸方向に孔の開いた貫通孔１０（図２参照）が形成され、この貫通孔１０にユニバーサルジョイント４の可動ヨーク８が軸支されている。なお、アーム９が回動支持部に相当する。
【００２７】
図３に示すように、ユニバーサルジョイント４の基端には、かさ歯車１１を介して略円板状の可動片１２が連結されている。可動片１２は、中心軸１３がグリップ３の幅方向（図１のＸ軸方向）を向き、中心軸１３回りに回動可能である。また、かさ歯車１１は、ユニバーサルジョイント４の出力軸７ａの端部に形成された駆動歯車１４が、可動片１２に形成された従動歯車１５に噛合されている。かさ歯車１１は、ユニバーサルジョイント４の図３における矢印Ａ方向の回転力を、略９０度向きが異なる可動片１２の同図の矢印Ｂ方向の回転力に変換して可動片１２に伝達する。
【００２８】
図４及び図５に示すように、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ａの一端は、右グリップ３ａの可動片１２の上部に連結された回動継ぎ手１６に連結され、左グリップ３ｂの可動片１２の上部に連結された回動継ぎ手１６に他端が連結されている。操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ｂの一端は、右グリップ３ａの可動片１２の下部に連結された回動継ぎ手１７に一端が連結され、左グリップ３ｂの可動片１２の下部に連結された回動継ぎ手１７に他端が連結されている。
【００２９】
また、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃの一端は、右グリップ３ａのアーム９の上部に連結された回動継ぎ手１８に連結され、左グリップ３ｂのアーム９の下部に連結された回動継ぎ手１９に他端が連結されている。加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｄの一端は、右グリップ３ａのアーム９の下部に連結された回動継ぎ手１９に連結され、左グリップ３ｂのアーム９の上部に連結された回動継ぎ手１８に他端が連結されている。つまり、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃ，２ｄは、左右のグリップ３ａ，３ｂに上下が入れ換えて接続されている。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、右グリップ３ａが例えば右に回転操作されると、ユニバーサルジョイント４が同図の矢印Ｃ１方向に回転するとともに、可動片１２が同図の矢印Ｄ１方向に回転する。よって、右グリップ３ａでは、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ａが奥に押されるとともに、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ｂが手前に引き込まれる。このため、左グリップ３ｂでは、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ａが手前に引き込まれるとともに、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ｂが奥に押される。従って、可動片１２が図４（ｂ）の矢印Ｄ２方向に回転するため、左グリップ３ｂのユニバーサルジョイント４が右グリップ３ａと同じ矢印Ｃ１方向に回転し、左グリップ３ｂが右グリップ３ａに追従して右転する。
【００３１】
また、図５（ａ）に示すように、右グリップ３ａが例えば下方向に傾倒操作されると、グリップ３ａ及びアーム９が一体となって同図の矢印Ｃ２方向に傾倒する。このとき、右グリップ３ａでは、上の加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃが手前に引き込まれ、下の加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｄが奥に押し込まれる。よって、図５（ｂ）に示すように、左グリップ３ｂでは、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｄによって上部が押されるとともに、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃによって下部が引き込まれる。このため、左グリップ３ｂが右グリップ３ａに追従して下方に傾倒する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、グリップ３とアーム９との間には、グリップ３の回転量を規制するストッパ部２０が形成されている。グリップ３が中立位置から目一杯回動操作されると、ストッパ部２０がアーム９の規制片２１に当接して、それ以上の回動操作が不可となる。なお、規制片２１は、右回動操作時及び左回動操作時の一対ある。
【００３３】
図２及び図４（ｂ）に示すように、グリップ３とアーム９との間には、左右方向に回動操作されたグリップ３を元の中立位置に復帰させる戻し付勢部材２２が設けられている。戻し付勢部材２２は、例えばトーションばね等が使用され、両端がアーム９とストッパ部２０に引っ掛かった状態にある。
【００３４】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、グリップ３には、上下方向に傾倒操作されたグリップ３を元の中立位置に復帰させる傾倒操作戻し機構２３が設けられている。この場合、グリップ支持部５とアーム９との間には、一対の戻しアーム部材２４，２５が枢支されている。第１戻しアーム部材２４は、中立位置から下方向に傾倒操作されたグリップ３を中立位置に戻すものであり、グリップ幅方向に延びる軸２４ａ回りに回動可能である。第１戻しアーム部材２４の下端には、第１戻しアーム部材２４に復帰力を付与する戻し付勢部材２６が取り付けられている。戻し付勢部材２６は、例えばコイルばねが使用される。
【００３５】
また、第２戻しアーム部材２５は、中立位置から上方向に傾倒操作されたグリップ３を中立位置に戻すものであり、グリップ幅方向に延びる軸２５ａ回りに回動可能である。第２戻しアーム部材２５の上端には、第２戻しアーム部材２５に復帰力を付与する戻し付勢部材２７が取り付けられている。戻し付勢部材２７は、例えばコイルばねが使用される。
【００３６】
一方、アーム９には、グリップ３の加減速操作時に戻しアーム部材２４，２５を押し込む係止ピン２９が突設されている。係止ピン２９は、グリップ３が中立位置のとき、一対の戻しアーム部材２４，２５に挟まれるように配置される。
【００３７】
図６（ａ）に示す状態のとき、例えばグリップ３が下方に傾倒操作されると、係止ピン２９が第１戻しアーム部材２４を上方に押し上げることにより、第１戻しアーム部材２４が同図の矢印Ｅ１方向に回動する。そして、図６（ｂ）に示す下方向の傾倒操作後、グリップ３から手が離されると、第１戻しアーム部材２４が戻し付勢部材２６の付勢力によって同図の矢印Ｅ２方向に回動することにより、第１戻しアーム部材２４が係止ピン２９を下に押し、グリップ３が元の中立位置に復帰する。
【００３８】
図３に示すように、ユニバーサルジョイント４の出力軸７ａには、ジョイント連結部６の内部において操舵操作側ポテンショメータ３０が接続されている。操舵操作側ポテンショメータ３０は、ユニバーサルジョイント４の出力軸７ａの回転量を検出することにより、グリップ３の操舵量を検出する。また、アーム９には、複数のギヤからなるギヤ機構３１を介して加減速操作側ポテンショメータ３２が接続されている。加減速操作側ポテンショメータ３２は、グリップ加減速時におけるギヤ機構３１のギヤ回転量を検出することにより、グリップ３の加減速操作量を検出する。なお、ポテンショメータ３０，３２が検出手段及び操作量検出部を構成する。
【００３９】
図７に示すように、左右連動操作装置１には、左右連動操作装置１を統括制御するコントローラ３３が設けられている。コントローラ３３には、ポテンショメータ３０，３２が接続されている。コントローラ３３は、ポテンショメータ３０，３２から出力される検出信号を基に左右のグリップ３ａ，３ｂの操舵量及び加減速操作量を演算し、これら情報を必要とする他のＥＣＵに操舵量及び加減速操作量の情報を出力する。また、コントローラ３３は、ポテンショメータ３０，３２から入力する検出信号を基に、左右のグリップ３ａ，３ｂが正しく連動しているか否かを常時監視する。
【００４０】
図８に示すように、各グリップ３ａ，３ｂにおいてアーム９の各貫通孔１０には、グリップ３から延びる円柱状のアームシャフト３４が挿通されている。アームシャフト３４は、グリップ３の左右方向の回動軸である。アームシャフト３４は、軸方向に並び配置されている一対のベアリング３５，３５を介してアーム９の内周面に回動可能に支持されている。一対のベアリング３５は、一方が貫通孔１０の開口端に位置し、他方がユニバーサルジョイント４の手前に位置する。なお、アームシャフト３４が回動軸に相当する。
【００４１】
貫通孔１０とアームシャフト３４との摺動部位３６には、アームシャフト３４の周方向一帯に若干の隙間により空隙部３６ａが形成されている。空隙部３６ａは、アームシャフト３４の軸方向両端に位置する一対のシール部材３７，３７によって密封されている。シール部材３７は、例えばＯリングが使用される。
【００４２】
空隙部３６ａには、磁界を加えると固化する磁性流体３８が隙間なく充填されている。アームシャフト３４の外周には、磁性流体３８に磁界を印加するコイル３９が複数巻回されている。そして、コイル３９に電流が流されると、コイル３９から磁界が発生し、この磁界によって磁性流体３８が固化する。磁性流体３８が固化すると、固化した磁性流体３８によってアームシャフト３４がアーム９に固定されることから、グリップ３の回動操作が不可となる。なお、磁性流体３８が機能性流体に相当する。
【００４３】
図７に示すように、コントローラ３３には、コイル３９への通電を管理することにより、磁性流体３８の状態を制御するコイル通電部４０が設けられている。コイル通電部４０は、各操舵操作側ポテンショメータ３０から出力される検出信号を基に、回転操作時のグリップ３に発生する操作荷重（トルク荷重）を求め、操作荷重が閾値以上となると、グリップ３に過荷重が加わったと認識する。そして、コイル通電部４０は、コイル３９に電流を流して磁性流体３８に磁界を印加し、磁性流体３８を固化させることにより、グリップ３をアーム９に固定する。なお、コイル通電部４０が制御手段に相当する。
【００４４】
次に、本例の左右連動操作装置１の作用／効果を説明する。
例えば、左右のグリップ３ａ，３ｂが通常荷重で回動操作（操舵操作）されたとき、コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号を基に、今の操作が通常操作であることを認識する。よって、図９に示すように、コイル通電部４０は、コイル３９に電流を流さず、磁性流体３８を流体のままとする。このため、アーム９に対するグリップ３の回動が許容されるので、グリップ３を回動操作したときには、その操作方向に両方のグリップ３ａ，３ｂが同様に回動する。
【００４５】
一方、左右のグリップ３ａ，３ｂが逆操作や片側操作されたとき、操舵操作側ポテンショメータ３０からは、高操作荷重の検出信号がコントローラ３３に出力される。このため、コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号が閾値以上となることによって、今の操作が過荷重操作であることを認識する。よって、図１０に示すように、コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号が閾値以上となる間、コイル３９に電流を流して磁性流体３８に磁界をかけることにより、磁性流体３８を一時的に固化する。よって、グリップ３がアーム９に固定されて動かなくなるので、グリップ３に加えられた過荷重が、耐荷重のさほどよくないユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２に伝達されない。
【００４６】
固化した磁性流体３８によりグリップ３が固定されると、操作荷重が一時的に低下する。コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０から求まる操作荷重（トルク荷重）が、閾値を下回ることを確認すると、コイル３９への通電を停止する。よって、磁性流体３８に磁界がかからなくなるので、磁性流体３８が流体に復帰し、グリップ３が回動可能となる。このため、グリップ３が戻し付勢部材２２の付勢力によって、中立位置に復帰するよう回転する。
【００４７】
以上により、本例においては、アーム９とアームシャフト３４とで囲まれた空隙部３６ａに磁性流体３８を充填し、グリップ３が過荷重操作されたとき、コイル３９を通電して磁性流体３８に磁界を印加することにより、磁性流体３８を固化する。このため、グリップ３が過荷重操作されたときには、グリップ３がアーム９に固定されて回動できなくなるので、過荷重がユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２ａ，２ｂに伝達されない。よって、ユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２に、過荷重による変形が生じ難くなるので、左右に操作ガタが発生し難くなる。従って、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性を確保することが可能となる。
【００４８】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）グリップ３の回動操作時、グリップ３が過荷重操作されたことが操舵操作側ポテンショメータ３０により検出されると、コイル３９が通電されて磁性流体３８に磁界が加えられ、磁性流体３８が固化される。これにより、グリップ３がアーム９に固定されて、回動操作が不可となる。このため、過荷重がユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２ａ，２ｂに伝達されないので、過荷重を要因とする変形がこれら部品に生じ難くなる。つまり、ユニバーサルジョイント４の形状変形や、ワイヤーケーブル２ａ，２ｂの伸びが防止される。よって、左右のグリップ３ａ，３ｂの間に操作ガタを生じ難くすることができ、ひいてはグリップ３ａ，３ｂの連動性を確保することができる。
【００４９】
（２）磁性流体３８を使用してグリップ３をアーム９に固定可能とするので、コイル３９を通電又は非通電とする簡単な制御によって、アーム９へのグリップ３の固定／非固定を切り換えることができる。
【００５０】
（３）グリップ３の根元部分を磁性流体３８によりアーム９に固定可能とするので、グリップ３が過荷重操作されても、アームシャフト３４の先端側に存在するユニバーサルジョイント４に過荷重を至り難することが可能となる。よって、総じて耐荷重が高くないユニバーサルジョイント４を過荷重から保護することができる。
【００５１】
（４）空隙部３６ａの両側にシール部材３７を設けたので、空隙部３６ａの密封性を高めることができる。よって、空隙部３６ａからの磁性流体３８の漏れを生じ難くすることができる。
【００５２】
（５）左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性が確保されるので、左右のグリップ３ａ，３ｂのポテンショメータ３０，３２の出力に誤差を生じ難くすることができる。
（６）左右のグリップ３ａ，３ｂの一方の操作力をワイヤーケーブル２にて機械的に他方に伝達するので、複雑な機構を用いることなく、左右のグリップ３ａ，３ｂを連動させることができる。また、グリップ３ａ，３ｂの一方の回動操作力（操舵操作力）又は傾倒操作力（加減速操作力）を、２本（一対）の組のワイヤーケーブル２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の一方の引き動作と他方の押し動作とによって他方に伝達することにより、左右のグリップ３ａ，３ｂの一方を他方に追従させる。よって、例えば、単に１本のワイヤーケーブルで操作力を伝達するよりも、高い追従性にて相手が連れ動きするので、応答性よく左右のグリップ３ａ，３ｂを連動させることができる。
【００５３】
（７）グリップ３の回動操作を制限するストッパ部２０をグリップ３の根元に設けたので、グリップ３の回転を適度な位置でストッパ部２０により止めることができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１１及び図１２に従って説明する。なお、第２実施形態は、左右連動操作装置１をケーブル接続式ではなくモータ駆動式とした点が第１実施形態と異なるのみで、他の基本的構成は同じである。よって、第１実施形態と同一箇所は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図１１に示すように、グリップ３の出力軸７ａには、減速機５１を介して操舵操作用モータ５２が連結されている。また、アーム９には、減速機５３を介して加減速操作用モータ５４が連結されている。これらモータ５２，５４は、例えばＤＣモータが使用される。減速機５１，５３は、各モータ５２，５４の回転力を減速してグリップ３に伝達する。なお、モータ５２，５４が駆動手段に相当する。
【００５５】
操舵操作側ポテンショメータ３０は、減速機５１のギヤ回転量を計測することにより、グリップ３の操舵量を検出する。また、加減速操作側ポテンショメータ３２は、減速機５３のギヤ回転量を計測することにより、グリップ３の加減速操作量を検出する。
【００５６】
図１２に示すように、これらモータ５２，５４は、コントローラ３３に接続され、回転動作がコントローラ３３にて制御される。コントローラ３３は、各ポテンショメータ３０，３２から出力される検出信号を基に、左右のグリップ３ａ，３ｂの操作量を把握し、グリップ３ａ，３ｂの一方が他方に追従するようにモータ５２，５４を制御することにより、左右のグリップ３ａ，３ｂの操作量を同一にする。
【００５７】
例えば、右グリップ３ａが主グリップとして例えば右方向に回動操作されると、コントローラ３３は、右グリップ３ａの操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号から右グリップ３ａの右操舵操作量を把握する。そして、コントローラ３３は、左グリップ３ｂが右グリップ３ａと同量の右方向の操舵量をとるように左グリップ３ｂの操舵操作用モータ５２を右方向に回動させ、左グリップ３ｂを右グリップ３ａの右操舵に追従させる。
【００５８】
ところで、左右連動操作装置１をモータ駆動式の場合、例えば操舵操作用モータ５２の制動トルクが弱いと、グリップ３が過荷重で回動操作されると、グリップ３が簡単に動いてしまう可能性が高い。ここで、制動トルクを増すためには、よりサイズの大きなモータを使用すればよいが、この場合は、モータを搭載するための広い部品配置スペースが必要となり、現実的ではない。また、高トルクなモータを使用することも想定されるが、このようなモータは、初動における操作が重くなるため、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性が低下するおそれに繋がる。
【００５９】
そこで、本例においては、アーム９とアームシャフト３４との間の空隙部３６ａに磁性流体３８を充填し、グリップ３が過荷重操作されたときには、磁性流体３８を固化してグリップ３をアーム９に固定することにより、過荷重がユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２に伝達されないようにする。よって、サイズの大きなモータや、高トルクのモータを使用することなく、過荷重による部品変形を生じ難くすることが可能となる。
【００６０】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（５），（７）に加え、以下の効果を得ることができる。
（８）左右連動操作装置１がモータ駆動式のものでも、アーム９とアームシャフト３４との間の空隙部３６ａに充填した磁性流体３８で過荷重を吸収することにより、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性を確保することができる。
【００６１】
（９）本例の左右連動操作装置１はワイヤーケーブル２が不要であるので、装置の配置位置がワイヤーケーブル２によって制限を受けなくなる。よって、左右連動操作装置１の配置自由度を増すことができる。
【００６２】
（１０）サイズの大きなモータや、制動トルクの高いモータや使用しなくても、グリップ３の各種部品を高負荷から保護することができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
【００６３】
・各実施形態において、磁性流体３８の配置箇所は、グリップ３の根元位置に限定されず、例えば出力軸７ａの先端など、他の箇所に変更してもよい。
・各実施形態において、磁性流体３８の配置箇所は、グリップ３の回動操作側に限定されず、例えばグリップ３の傾倒操作側でもよい。つまり、グリップ３の傾倒操作時、グリップ３に過荷重が加わったとき、磁性流体３８を固化して、グリップ３の傾倒操作を不可としてもよい。
【００６４】
・各実施形態において、磁性流体３８は、左右のグリップ３ａ，３ｂの両方に設けることに限らず、片側にのみ設けてもよい。
・各実施形態において、シール部材３７は、Ｏリングに限定されず、他の種類のものを採用してもよい。
【００６５】
・各実施形態において、検出手段は、操舵操作側ポテンショメータに限らず、他のセンサやスイッチを使用してもよい。
・各実施形態において、過荷重か否かの判定閾値は、適宜変更可能である。
【００６６】
・各実施形態において、機能性流体は、磁性流体に限らず、他の固化可能な流体を使用してもよい。
・各実施形態において、グリップ３は、中立位置から下方向（上方向）にのみ傾倒操作可能としてもよい。
【００６７】
・各実施形態において、グリップ３の操作態様は、左右方向の回動操作や、上下方向の傾倒操作に限定されず、例えば左右方向の傾倒操作など、他の態様を採用することも可能である。よって、グリップ３の傾倒操作方向は、上下方向に限らず、例えば左右方向としてもよい。
【００６８】
・第１実施形態において、ケーブル線は、プッシュプル式のワイヤーケーブル２に限定されず、他の素材の線が使用可能である。
・第１実施形態において、左右連動操作装置１は、ワイヤーケーブル２が合計４本ある構造のものに限定されず、例えばグリップ３の回動操作及び傾倒操作のそれぞれにワイヤーケーブル２が１本のみ存在する計２本のものでもよい。
【００６９】
・第２実施形態において、グリップ３の回動／傾倒の駆動源は、モータに限らず、例えばシリンダ等の他のアクチュエータを使用してもよい。
・第２実施形態において、過荷重の有無を見るセンサと、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動（操作量）を見るセンサとを、別々に設けてもよい。
【００７０】
・各実施形態において、左右連動操作装置１は、グリップ３が回動操作及び傾倒操作の両方が可能なものに限らず、例えば回動操作又は傾倒操作の一方のみが可能なものでもよい。
【００７１】
・各実施形態において、左右連動操作装置１は、車両に適用されることに限定されず、他の乗り物に使用可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００７２】
（イ）請求項１〜６のいずれかにおいて、前記グリップとこれを摺動可能に支持する支持部とにより囲まれた空隙部はその両側がシール部材によって封止され、当該空隙部に前記機能性流体が充填されている。
【００７３】
（ロ）請求項１〜６、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記グリップを操作して当該グリップから手を離したとき、当該グリップを元の中立位置に復帰させる復帰機構を備えた。この構成によれば、操作したグリップを元の中立位置に自動で戻すことが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
１…左右連動操作装置、２（２ａ〜２ｄ）…ケーブル線としてのワイヤーケーブル、３（３ａ，３ｂ）…グリップ、９…回動支持部としてのアーム、３０，３２…検出手段及び操作量検出部を構成するポテンショメータ、３４…回動軸としてのアームシャフト、３６…摺動部位、３６ａ…空隙部、３８…機能性流体としての磁性流体、４０…制御手段としてのコイル通電部、５２，５４…駆動手段としてのモータ、Ｌ１…軸としての軸心。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右のグリップが連動して動く左右連動操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の乗り物の入力操作装置として、例えば図１３に示す左右連動操作装置８１（特許文献１，２等参照）が考案されている。左右連動操作装置８１には、左右に一対のグリップ８２，８２が設けられている。グリップ８２，８２は、それぞれのグリップ支持部８３にユニバーサルジョイント８４を介して連結されている。このため、グリップ８２，８２は、左右方向の回動操作と、上下方向の傾倒操作とが可能である。本例の場合、グリップ８２，８２の左右回動操作が操舵操作に、グリップ８２，８２の上下傾倒操作が加減速操作に割り当てられている。
【０００３】
左右のグリップ８２，８２は、４本のワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄによって連結されている。これら４本のワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄのうち、一対の８５ａ，８５ｂが操舵伝達用であり、一対の８５ｃ，８５ｄが加減速伝達用となっている。例えば、右グリップ８２ａが中立位置から右操舵されると、一対のケーブル８５ａ，８５ｂのうち一方が引き込まれるとともに他方が押し出されることにより、右方向の回転力が左グリップ８２ｂに伝達される。よって、左グリップ８２ｂが右グリップ８２ａに追従して右回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９３４１５号公報
【特許文献２】特開２００９−９３４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、左右連動操作装置８１では、グリップ８２ａ，８２ｂの回動操作のとき、例えば図１４（ａ）に示すように、グリップ８２ａ，８２ｂを互いに逆方向に操作したり、或いは図１４（ｂ）に示すように、グリップ８２ａ，８２ｂの一方を固定した状態で他方を操作したりすると、グリップ８２ａ，８２ｂに過荷重が加わってしまう。この過荷重は、部品として耐久性の高くないユニバーサルジョイント８４に集中するため、ユニバーサルジョイント８４が変形する可能性がある。こうなると、ユニバーサルジョイント８４にガタが発生し、左右のグリップ８２ａ，８２ｂが連動しない問題に繋がる。
【０００６】
なお、この問題は、左右のグリップ８２ａ，８２ｂが４本のワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄで繋がる型に限らず、種々の型のものにも同様に言えることである。また、この問題は、一方のグリップの操作力を他方のグリップにワイヤーケーブル８５ａ〜８５ｄに伝達する型に限定されず、例えばモータ等のアクチュエータによってグリップを動かす型のものにも同様に言えることである。
【０００７】
本発明の目的は、左右グリップの間に操作ガタを発生し難くすることができる左右連動操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、左右のグリップの一方が操作されたとき、他方のグリップが一方の前記グリップの動きに追従することにより、左右の前記グリップが連動する左右連動操作装置において、前記グリップが操作されるときの摺動部位に充填された機能性流体と、前記グリップにおける過荷重の有無を検出する検出手段と、前記検出手段が過荷重を検出したとき、前記機能性流体を固化することにより、前記グリップの動きを制限する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、グリップが過荷重操作されたことが検出手段により検出されると、制御手段によって機能性流体が液状から固化され、グリップが装置本体側に固定される。よって、グリップに過荷重が加えられても、この過荷重が装置本体側に伝達されないので、過荷重が左右連動操作装置の各種部品に至り難くなる。このため、過荷重を要因とする部品変形が生じ難くなるので、左右のグリップの間に操作ガタを生じ難くすることが可能となる。なお、定義として固化とは、きっちり固まった状態に限らず、粘性を持つ状態も含む。
【００１０】
本発明では、前記機能性流体は、磁界を受けると固化する磁性流体であることを要旨とする。
この構成によれば、グリップが過荷重操作されたときには、磁性流体に磁界をかけて磁性流体を固化することにより、グリップを支持箇所に固定する。よって、磁性流体に磁界をかける又はかけないという簡単な制御によって、支持部材へのグリップの固定／非固定を切り換えることが可能となる。
【００１１】
本発明では、前記機能性流体は、回動可能な前記グリップから延びる回動軸と、当該回動軸を回動可能に支持する回動支持部との間の空隙部に充填されていることを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、グリップの根元付近でグリップの動きが固定されるので、その先に存在する多数の部品に過荷重を至り難くすることが可能となる。よって、例えばユニバーサルジョイント等の耐荷重がさほどよくない部品に変形を生じ難くすることが可能となるので、より効果的に操作ガタを抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明では、左右の前記グリップの一方が操作されたとき、その操作力がケーブル線を介して他方の前記グリップに伝達されて、当該他方のグリップが前記一方のグリップに追従する動きをとることを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、一方のグリップの操作力をケーブル線にて機械的に他方のグリップに伝達するので、複雑な機構を用いることなく、左右のグリップを連動させることが可能となる。
【００１５】
本発明では、左右の前記グリップは、軸回りの回動操作と軸交差方向への傾倒操作とが可能であり、操作力の伝達時において互いに逆方向に動く２本のケーブル線を、前記回動操作と前記傾倒操作との各々に設けることにより、合計４本の前記ケーブル線にて連結されていることを要旨とする。
【００１６】
この構成によれば、一方のグリップに加えられた操作力を、２本（一対）のケーブル線の一方の引き動作と他方の押し動作とによって他方のグリップに伝達することにより、左右のグリップの一方を他方に追従させるので、応答性よく左右のグリップを連動させることが可能となる。
【００１７】
本発明では、左右の前記グリップの各々に該グリップの操作量を検出する操作量検出部を設け、当該検出部の検出量を基に、左右の前記グリップの各々に設けた駆動手段を駆動することにより、左右の前記グリップを連動させることを要旨とする。
【００１８】
この構成によれば、ケーブル線を使用するのではなく、駆動手段によって左右グリップを連動させる。よって、左右連動操作装置にケーブル線が不要となるので、装置の配置位置がケーブル線に制限を受けなくなり、結果、装置の配置自由度が増すことになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、左右のグリップが連動する左右連動操作装置において、左右グリップの間に操作ガタを発生し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の左右連動操作装置の斜視図。
【図２】左グリップの斜め後方から見た拡大斜視図。
【図３】グリップのかさ歯車付近の拡大斜視図。
【図４】グリップ回転操作時の左右連動操作装置の動作状態を示し、（ａ）は右グリップの側面図、（ｂ）は左グリップの側面図。
【図５】グリップ傾倒操作時の左右連動操作装置の動作状態を示し、（ａ）は右グリップの側面図、（ｂ）は左グリップの側面図。
【図６】傾倒操作戻し機構の構成を示し、（ａ）はグリップが中立位置のときの側面図、（ｂ）はグリップを下方向に倒し操作したときの側面図。
【図７】左右連動操作装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】磁性流体の充填構造を示すグリップ根元の断面図。
【図９】磁性流体が液状をとったときのグリップの操作状態を示す断面図。
【図１０】磁性流体が固化したときのグリップの操作状態を示す断面図。
【図１１】第２実施形態の左右連動操作装置の斜視図。
【図１２】左右連動操作装置の電気的構成を示すブロック図。
【図１３】従来の左右連動操作装置の斜視図。
【図１４】（ａ）はグリップが逆操作されたときの状態を示す背面図、（ｂ）はグリップが片側操作されたときの状態を示す背面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明を車両に具体化した左右連動操作装置の第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、左右連動操作装置１には、ワイヤーケーブル２（本例は４本の２ａ〜２ｄ）の両先端にグリップ３，３が取り付けられている。本例の場合、２つのグリップ３，３の一方を右グリップ３ａと称し、他方を左グリップ３ｂと称する。なお、左右のグリップ３ａ，３ｂの構造は部品配置が左右対称をとるものの、基本的な構造は同じであるので、ここでは左右をまとめて説明する。また、ワイヤーケーブル２がケーブル線に相当する。
【００２３】
グリップ３は、ユニバーサルジョイント４を介してグリップ支持部５のジョイント連結部６に回動自在に連結されている。ユニバーサルジョイント４は、２部品がある角度で交わっていても一方から他方に動力を伝達可能な継ぎ手、いわゆる自在継ぎ手の一種である。ユニバーサルジョイント４には、略カップ状のヨーク本体７に可動ヨーク８が回動可能に取り付けられている。本例のグリップ３は、ヨーク本体７における出力軸７ａの軸心Ｌ１回り（左右方向）の回動操作と、可動ヨーク８における連結軸８ａの軸心Ｌ２回り（上下方向）の傾倒操作が可能となっている。グリップ３は、中立位置を基点に左右に略±４０度まで回動操作が可能である。なお、軸心Ｌ１回りが軸回りに相当し、これと交わる方向が軸交差方向に相当する。
【００２４】
本例の場合、グリップ３を中立位置から右に回動操作すると、車両が右旋回し、グリップ３を中立位置から左に回動操作すると、車両が左旋回する。また、グリップ３を中立位置から下方に傾倒操作すると、車両が加速し、下方に倒し込んだグリップ３を上方に傾倒操作すると、車両が減速する。
【００２５】
ワイヤーケーブル２ａ〜２ｄは、一方のグリップ３が中立位置から回動操作（操舵操作）されたとき、その操舵操作力を他方のグリップ３に伝達する操舵操作力伝達用の２ａ，２ｂと、一方のグリップ３が中立位置から傾倒操作（加減速操作）されたとき、その加減速操作力を他方のグリップ３に伝達する加減速操作力伝達用の２ｃ，２ｄとからなる。ワイヤーケーブル２ａ〜２ｄには、１本のケーブル線で操作側の引き動作及び押し動作の両方を相手側に伝達することが可能なプッシュプルケーブルが使用されている。
【００２６】
グリップ支持部５の先端には、グリップ３と一体に上下方向に傾倒するアーム９が枢支されている。アーム９には、ユニバーサルジョイント４の軸方向に孔の開いた貫通孔１０（図２参照）が形成され、この貫通孔１０にユニバーサルジョイント４の可動ヨーク８が軸支されている。なお、アーム９が回動支持部に相当する。
【００２７】
図３に示すように、ユニバーサルジョイント４の基端には、かさ歯車１１を介して略円板状の可動片１２が連結されている。可動片１２は、中心軸１３がグリップ３の幅方向（図１のＸ軸方向）を向き、中心軸１３回りに回動可能である。また、かさ歯車１１は、ユニバーサルジョイント４の出力軸７ａの端部に形成された駆動歯車１４が、可動片１２に形成された従動歯車１５に噛合されている。かさ歯車１１は、ユニバーサルジョイント４の図３における矢印Ａ方向の回転力を、略９０度向きが異なる可動片１２の同図の矢印Ｂ方向の回転力に変換して可動片１２に伝達する。
【００２８】
図４及び図５に示すように、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ａの一端は、右グリップ３ａの可動片１２の上部に連結された回動継ぎ手１６に連結され、左グリップ３ｂの可動片１２の上部に連結された回動継ぎ手１６に他端が連結されている。操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ｂの一端は、右グリップ３ａの可動片１２の下部に連結された回動継ぎ手１７に一端が連結され、左グリップ３ｂの可動片１２の下部に連結された回動継ぎ手１７に他端が連結されている。
【００２９】
また、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃの一端は、右グリップ３ａのアーム９の上部に連結された回動継ぎ手１８に連結され、左グリップ３ｂのアーム９の下部に連結された回動継ぎ手１９に他端が連結されている。加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｄの一端は、右グリップ３ａのアーム９の下部に連結された回動継ぎ手１９に連結され、左グリップ３ｂのアーム９の上部に連結された回動継ぎ手１８に他端が連結されている。つまり、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃ，２ｄは、左右のグリップ３ａ，３ｂに上下が入れ換えて接続されている。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、右グリップ３ａが例えば右に回転操作されると、ユニバーサルジョイント４が同図の矢印Ｃ１方向に回転するとともに、可動片１２が同図の矢印Ｄ１方向に回転する。よって、右グリップ３ａでは、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ａが奥に押されるとともに、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ｂが手前に引き込まれる。このため、左グリップ３ｂでは、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ａが手前に引き込まれるとともに、操舵操作伝達用ワイヤーケーブル２ｂが奥に押される。従って、可動片１２が図４（ｂ）の矢印Ｄ２方向に回転するため、左グリップ３ｂのユニバーサルジョイント４が右グリップ３ａと同じ矢印Ｃ１方向に回転し、左グリップ３ｂが右グリップ３ａに追従して右転する。
【００３１】
また、図５（ａ）に示すように、右グリップ３ａが例えば下方向に傾倒操作されると、グリップ３ａ及びアーム９が一体となって同図の矢印Ｃ２方向に傾倒する。このとき、右グリップ３ａでは、上の加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃが手前に引き込まれ、下の加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｄが奥に押し込まれる。よって、図５（ｂ）に示すように、左グリップ３ｂでは、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｄによって上部が押されるとともに、加減速操作伝達用ワイヤーケーブル２ｃによって下部が引き込まれる。このため、左グリップ３ｂが右グリップ３ａに追従して下方に傾倒する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、グリップ３とアーム９との間には、グリップ３の回転量を規制するストッパ部２０が形成されている。グリップ３が中立位置から目一杯回動操作されると、ストッパ部２０がアーム９の規制片２１に当接して、それ以上の回動操作が不可となる。なお、規制片２１は、右回動操作時及び左回動操作時の一対ある。
【００３３】
図２及び図４（ｂ）に示すように、グリップ３とアーム９との間には、左右方向に回動操作されたグリップ３を元の中立位置に復帰させる戻し付勢部材２２が設けられている。戻し付勢部材２２は、例えばトーションばね等が使用され、両端がアーム９とストッパ部２０に引っ掛かった状態にある。
【００３４】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、グリップ３には、上下方向に傾倒操作されたグリップ３を元の中立位置に復帰させる傾倒操作戻し機構２３が設けられている。この場合、グリップ支持部５とアーム９との間には、一対の戻しアーム部材２４，２５が枢支されている。第１戻しアーム部材２４は、中立位置から下方向に傾倒操作されたグリップ３を中立位置に戻すものであり、グリップ幅方向に延びる軸２４ａ回りに回動可能である。第１戻しアーム部材２４の下端には、第１戻しアーム部材２４に復帰力を付与する戻し付勢部材２６が取り付けられている。戻し付勢部材２６は、例えばコイルばねが使用される。
【００３５】
また、第２戻しアーム部材２５は、中立位置から上方向に傾倒操作されたグリップ３を中立位置に戻すものであり、グリップ幅方向に延びる軸２５ａ回りに回動可能である。第２戻しアーム部材２５の上端には、第２戻しアーム部材２５に復帰力を付与する戻し付勢部材２７が取り付けられている。戻し付勢部材２７は、例えばコイルばねが使用される。
【００３６】
一方、アーム９には、グリップ３の加減速操作時に戻しアーム部材２４，２５を押し込む係止ピン２９が突設されている。係止ピン２９は、グリップ３が中立位置のとき、一対の戻しアーム部材２４，２５に挟まれるように配置される。
【００３７】
図６（ａ）に示す状態のとき、例えばグリップ３が下方に傾倒操作されると、係止ピン２９が第１戻しアーム部材２４を上方に押し上げることにより、第１戻しアーム部材２４が同図の矢印Ｅ１方向に回動する。そして、図６（ｂ）に示す下方向の傾倒操作後、グリップ３から手が離されると、第１戻しアーム部材２４が戻し付勢部材２６の付勢力によって同図の矢印Ｅ２方向に回動することにより、第１戻しアーム部材２４が係止ピン２９を下に押し、グリップ３が元の中立位置に復帰する。
【００３８】
図３に示すように、ユニバーサルジョイント４の出力軸７ａには、ジョイント連結部６の内部において操舵操作側ポテンショメータ３０が接続されている。操舵操作側ポテンショメータ３０は、ユニバーサルジョイント４の出力軸７ａの回転量を検出することにより、グリップ３の操舵量を検出する。また、アーム９には、複数のギヤからなるギヤ機構３１を介して加減速操作側ポテンショメータ３２が接続されている。加減速操作側ポテンショメータ３２は、グリップ加減速時におけるギヤ機構３１のギヤ回転量を検出することにより、グリップ３の加減速操作量を検出する。なお、ポテンショメータ３０，３２が検出手段及び操作量検出部を構成する。
【００３９】
図７に示すように、左右連動操作装置１には、左右連動操作装置１を統括制御するコントローラ３３が設けられている。コントローラ３３には、ポテンショメータ３０，３２が接続されている。コントローラ３３は、ポテンショメータ３０，３２から出力される検出信号を基に左右のグリップ３ａ，３ｂの操舵量及び加減速操作量を演算し、これら情報を必要とする他のＥＣＵに操舵量及び加減速操作量の情報を出力する。また、コントローラ３３は、ポテンショメータ３０，３２から入力する検出信号を基に、左右のグリップ３ａ，３ｂが正しく連動しているか否かを常時監視する。
【００４０】
図８に示すように、各グリップ３ａ，３ｂにおいてアーム９の各貫通孔１０には、グリップ３から延びる円柱状のアームシャフト３４が挿通されている。アームシャフト３４は、グリップ３の左右方向の回動軸である。アームシャフト３４は、軸方向に並び配置されている一対のベアリング３５，３５を介してアーム９の内周面に回動可能に支持されている。一対のベアリング３５は、一方が貫通孔１０の開口端に位置し、他方がユニバーサルジョイント４の手前に位置する。なお、アームシャフト３４が回動軸に相当する。
【００４１】
貫通孔１０とアームシャフト３４との摺動部位３６には、アームシャフト３４の周方向一帯に若干の隙間により空隙部３６ａが形成されている。空隙部３６ａは、アームシャフト３４の軸方向両端に位置する一対のシール部材３７，３７によって密封されている。シール部材３７は、例えばＯリングが使用される。
【００４２】
空隙部３６ａには、磁界を加えると固化する磁性流体３８が隙間なく充填されている。アームシャフト３４の外周には、磁性流体３８に磁界を印加するコイル３９が複数巻回されている。そして、コイル３９に電流が流されると、コイル３９から磁界が発生し、この磁界によって磁性流体３８が固化する。磁性流体３８が固化すると、固化した磁性流体３８によってアームシャフト３４がアーム９に固定されることから、グリップ３の回動操作が不可となる。なお、磁性流体３８が機能性流体に相当する。
【００４３】
図７に示すように、コントローラ３３には、コイル３９への通電を管理することにより、磁性流体３８の状態を制御するコイル通電部４０が設けられている。コイル通電部４０は、各操舵操作側ポテンショメータ３０から出力される検出信号を基に、回転操作時のグリップ３に発生する操作荷重（トルク荷重）を求め、操作荷重が閾値以上となると、グリップ３に過荷重が加わったと認識する。そして、コイル通電部４０は、コイル３９に電流を流して磁性流体３８に磁界を印加し、磁性流体３８を固化させることにより、グリップ３をアーム９に固定する。なお、コイル通電部４０が制御手段に相当する。
【００４４】
次に、本例の左右連動操作装置１の作用／効果を説明する。
例えば、左右のグリップ３ａ，３ｂが通常荷重で回動操作（操舵操作）されたとき、コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号を基に、今の操作が通常操作であることを認識する。よって、図９に示すように、コイル通電部４０は、コイル３９に電流を流さず、磁性流体３８を流体のままとする。このため、アーム９に対するグリップ３の回動が許容されるので、グリップ３を回動操作したときには、その操作方向に両方のグリップ３ａ，３ｂが同様に回動する。
【００４５】
一方、左右のグリップ３ａ，３ｂが逆操作や片側操作されたとき、操舵操作側ポテンショメータ３０からは、高操作荷重の検出信号がコントローラ３３に出力される。このため、コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号が閾値以上となることによって、今の操作が過荷重操作であることを認識する。よって、図１０に示すように、コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号が閾値以上となる間、コイル３９に電流を流して磁性流体３８に磁界をかけることにより、磁性流体３８を一時的に固化する。よって、グリップ３がアーム９に固定されて動かなくなるので、グリップ３に加えられた過荷重が、耐荷重のさほどよくないユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２に伝達されない。
【００４６】
固化した磁性流体３８によりグリップ３が固定されると、操作荷重が一時的に低下する。コイル通電部４０は、操舵操作側ポテンショメータ３０から求まる操作荷重（トルク荷重）が、閾値を下回ることを確認すると、コイル３９への通電を停止する。よって、磁性流体３８に磁界がかからなくなるので、磁性流体３８が流体に復帰し、グリップ３が回動可能となる。このため、グリップ３が戻し付勢部材２２の付勢力によって、中立位置に復帰するよう回転する。
【００４７】
以上により、本例においては、アーム９とアームシャフト３４とで囲まれた空隙部３６ａに磁性流体３８を充填し、グリップ３が過荷重操作されたとき、コイル３９を通電して磁性流体３８に磁界を印加することにより、磁性流体３８を固化する。このため、グリップ３が過荷重操作されたときには、グリップ３がアーム９に固定されて回動できなくなるので、過荷重がユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２ａ，２ｂに伝達されない。よって、ユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２に、過荷重による変形が生じ難くなるので、左右に操作ガタが発生し難くなる。従って、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性を確保することが可能となる。
【００４８】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）グリップ３の回動操作時、グリップ３が過荷重操作されたことが操舵操作側ポテンショメータ３０により検出されると、コイル３９が通電されて磁性流体３８に磁界が加えられ、磁性流体３８が固化される。これにより、グリップ３がアーム９に固定されて、回動操作が不可となる。このため、過荷重がユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２ａ，２ｂに伝達されないので、過荷重を要因とする変形がこれら部品に生じ難くなる。つまり、ユニバーサルジョイント４の形状変形や、ワイヤーケーブル２ａ，２ｂの伸びが防止される。よって、左右のグリップ３ａ，３ｂの間に操作ガタを生じ難くすることができ、ひいてはグリップ３ａ，３ｂの連動性を確保することができる。
【００４９】
（２）磁性流体３８を使用してグリップ３をアーム９に固定可能とするので、コイル３９を通電又は非通電とする簡単な制御によって、アーム９へのグリップ３の固定／非固定を切り換えることができる。
【００５０】
（３）グリップ３の根元部分を磁性流体３８によりアーム９に固定可能とするので、グリップ３が過荷重操作されても、アームシャフト３４の先端側に存在するユニバーサルジョイント４に過荷重を至り難することが可能となる。よって、総じて耐荷重が高くないユニバーサルジョイント４を過荷重から保護することができる。
【００５１】
（４）空隙部３６ａの両側にシール部材３７を設けたので、空隙部３６ａの密封性を高めることができる。よって、空隙部３６ａからの磁性流体３８の漏れを生じ難くすることができる。
【００５２】
（５）左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性が確保されるので、左右のグリップ３ａ，３ｂのポテンショメータ３０，３２の出力に誤差を生じ難くすることができる。
（６）左右のグリップ３ａ，３ｂの一方の操作力をワイヤーケーブル２にて機械的に他方に伝達するので、複雑な機構を用いることなく、左右のグリップ３ａ，３ｂを連動させることができる。また、グリップ３ａ，３ｂの一方の回動操作力（操舵操作力）又は傾倒操作力（加減速操作力）を、２本（一対）の組のワイヤーケーブル２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の一方の引き動作と他方の押し動作とによって他方に伝達することにより、左右のグリップ３ａ，３ｂの一方を他方に追従させる。よって、例えば、単に１本のワイヤーケーブルで操作力を伝達するよりも、高い追従性にて相手が連れ動きするので、応答性よく左右のグリップ３ａ，３ｂを連動させることができる。
【００５３】
（７）グリップ３の回動操作を制限するストッパ部２０をグリップ３の根元に設けたので、グリップ３の回転を適度な位置でストッパ部２０により止めることができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１１及び図１２に従って説明する。なお、第２実施形態は、左右連動操作装置１をケーブル接続式ではなくモータ駆動式とした点が第１実施形態と異なるのみで、他の基本的構成は同じである。よって、第１実施形態と同一箇所は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図１１に示すように、グリップ３の出力軸７ａには、減速機５１を介して操舵操作用モータ５２が連結されている。また、アーム９には、減速機５３を介して加減速操作用モータ５４が連結されている。これらモータ５２，５４は、例えばＤＣモータが使用される。減速機５１，５３は、各モータ５２，５４の回転力を減速してグリップ３に伝達する。なお、モータ５２，５４が駆動手段に相当する。
【００５５】
操舵操作側ポテンショメータ３０は、減速機５１のギヤ回転量を計測することにより、グリップ３の操舵量を検出する。また、加減速操作側ポテンショメータ３２は、減速機５３のギヤ回転量を計測することにより、グリップ３の加減速操作量を検出する。
【００５６】
図１２に示すように、これらモータ５２，５４は、コントローラ３３に接続され、回転動作がコントローラ３３にて制御される。コントローラ３３は、各ポテンショメータ３０，３２から出力される検出信号を基に、左右のグリップ３ａ，３ｂの操作量を把握し、グリップ３ａ，３ｂの一方が他方に追従するようにモータ５２，５４を制御することにより、左右のグリップ３ａ，３ｂの操作量を同一にする。
【００５７】
例えば、右グリップ３ａが主グリップとして例えば右方向に回動操作されると、コントローラ３３は、右グリップ３ａの操舵操作側ポテンショメータ３０の検出信号から右グリップ３ａの右操舵操作量を把握する。そして、コントローラ３３は、左グリップ３ｂが右グリップ３ａと同量の右方向の操舵量をとるように左グリップ３ｂの操舵操作用モータ５２を右方向に回動させ、左グリップ３ｂを右グリップ３ａの右操舵に追従させる。
【００５８】
ところで、左右連動操作装置１をモータ駆動式の場合、例えば操舵操作用モータ５２の制動トルクが弱いと、グリップ３が過荷重で回動操作されると、グリップ３が簡単に動いてしまう可能性が高い。ここで、制動トルクを増すためには、よりサイズの大きなモータを使用すればよいが、この場合は、モータを搭載するための広い部品配置スペースが必要となり、現実的ではない。また、高トルクなモータを使用することも想定されるが、このようなモータは、初動における操作が重くなるため、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性が低下するおそれに繋がる。
【００５９】
そこで、本例においては、アーム９とアームシャフト３４との間の空隙部３６ａに磁性流体３８を充填し、グリップ３が過荷重操作されたときには、磁性流体３８を固化してグリップ３をアーム９に固定することにより、過荷重がユニバーサルジョイント４やワイヤーケーブル２に伝達されないようにする。よって、サイズの大きなモータや、高トルクのモータを使用することなく、過荷重による部品変形を生じ難くすることが可能となる。
【００６０】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（５），（７）に加え、以下の効果を得ることができる。
（８）左右連動操作装置１がモータ駆動式のものでも、アーム９とアームシャフト３４との間の空隙部３６ａに充填した磁性流体３８で過荷重を吸収することにより、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動性を確保することができる。
【００６１】
（９）本例の左右連動操作装置１はワイヤーケーブル２が不要であるので、装置の配置位置がワイヤーケーブル２によって制限を受けなくなる。よって、左右連動操作装置１の配置自由度を増すことができる。
【００６２】
（１０）サイズの大きなモータや、制動トルクの高いモータや使用しなくても、グリップ３の各種部品を高負荷から保護することができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
【００６３】
・各実施形態において、磁性流体３８の配置箇所は、グリップ３の根元位置に限定されず、例えば出力軸７ａの先端など、他の箇所に変更してもよい。
・各実施形態において、磁性流体３８の配置箇所は、グリップ３の回動操作側に限定されず、例えばグリップ３の傾倒操作側でもよい。つまり、グリップ３の傾倒操作時、グリップ３に過荷重が加わったとき、磁性流体３８を固化して、グリップ３の傾倒操作を不可としてもよい。
【００６４】
・各実施形態において、磁性流体３８は、左右のグリップ３ａ，３ｂの両方に設けることに限らず、片側にのみ設けてもよい。
・各実施形態において、シール部材３７は、Ｏリングに限定されず、他の種類のものを採用してもよい。
【００６５】
・各実施形態において、検出手段は、操舵操作側ポテンショメータに限らず、他のセンサやスイッチを使用してもよい。
・各実施形態において、過荷重か否かの判定閾値は、適宜変更可能である。
【００６６】
・各実施形態において、機能性流体は、磁性流体に限らず、他の固化可能な流体を使用してもよい。
・各実施形態において、グリップ３は、中立位置から下方向（上方向）にのみ傾倒操作可能としてもよい。
【００６７】
・各実施形態において、グリップ３の操作態様は、左右方向の回動操作や、上下方向の傾倒操作に限定されず、例えば左右方向の傾倒操作など、他の態様を採用することも可能である。よって、グリップ３の傾倒操作方向は、上下方向に限らず、例えば左右方向としてもよい。
【００６８】
・第１実施形態において、ケーブル線は、プッシュプル式のワイヤーケーブル２に限定されず、他の素材の線が使用可能である。
・第１実施形態において、左右連動操作装置１は、ワイヤーケーブル２が合計４本ある構造のものに限定されず、例えばグリップ３の回動操作及び傾倒操作のそれぞれにワイヤーケーブル２が１本のみ存在する計２本のものでもよい。
【００６９】
・第２実施形態において、グリップ３の回動／傾倒の駆動源は、モータに限らず、例えばシリンダ等の他のアクチュエータを使用してもよい。
・第２実施形態において、過荷重の有無を見るセンサと、左右のグリップ３ａ，３ｂの連動（操作量）を見るセンサとを、別々に設けてもよい。
【００７０】
・各実施形態において、左右連動操作装置１は、グリップ３が回動操作及び傾倒操作の両方が可能なものに限らず、例えば回動操作又は傾倒操作の一方のみが可能なものでもよい。
【００７１】
・各実施形態において、左右連動操作装置１は、車両に適用されることに限定されず、他の乗り物に使用可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００７２】
（イ）請求項１〜６のいずれかにおいて、前記グリップとこれを摺動可能に支持する支持部とにより囲まれた空隙部はその両側がシール部材によって封止され、当該空隙部に前記機能性流体が充填されている。
【００７３】
（ロ）請求項１〜６、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記グリップを操作して当該グリップから手を離したとき、当該グリップを元の中立位置に復帰させる復帰機構を備えた。この構成によれば、操作したグリップを元の中立位置に自動で戻すことが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
１…左右連動操作装置、２（２ａ〜２ｄ）…ケーブル線としてのワイヤーケーブル、３（３ａ，３ｂ）…グリップ、９…回動支持部としてのアーム、３０，３２…検出手段及び操作量検出部を構成するポテンショメータ、３４…回動軸としてのアームシャフト、３６…摺動部位、３６ａ…空隙部、３８…機能性流体としての磁性流体、４０…制御手段としてのコイル通電部、５２，５４…駆動手段としてのモータ、Ｌ１…軸としての軸心。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右のグリップの一方が操作されたとき、他方のグリップが一方の前記グリップの動きに追従することにより、左右の前記グリップが連動する左右連動操作装置において、
前記グリップが操作されるときの摺動部位に充填された機能性流体と、
前記グリップにおける過荷重の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段が過荷重を検出したとき、前記機能性流体を固化することにより、前記グリップの動きを制限する制御手段と
を備えたことを特徴とする左右連動操作装置。
【請求項２】
前記機能性流体は、磁界を受けると固化する磁性流体である
ことを特徴とする請求項１に記載の左右連動操作装置。
【請求項３】
前記機能性流体は、回動可能な前記グリップから延びる回動軸と、当該回動軸を回動可能に支持する回動支持部との間の空隙部に充填されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の左右連動操作装置。
【請求項４】
左右の前記グリップの一方が操作されたとき、その操作力がケーブル線を介して他方の前記グリップに伝達されて、当該他方のグリップが前記一方のグリップに追従する動きをとる
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の左右連動操作装置。
【請求項５】
左右の前記グリップは、軸回りの回動操作と軸交差方向への傾倒操作とが可能であり、操作力の伝達時において互いに逆方向に動く２本のケーブル線を、前記回動操作と前記傾倒操作との各々に設けることにより、合計４本の前記ケーブル線にて連結されている
ことを特徴とする請求項４に記載の左右連動操作装置。
【請求項６】
左右の前記グリップの各々に該グリップの操作量を検出する操作量検出部を設け、当該検出部の検出量を基に、左右の前記グリップの各々に設けた駆動手段を駆動することにより、左右の前記グリップを連動させる
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の左右連動操作装置。
【請求項１】
左右のグリップの一方が操作されたとき、他方のグリップが一方の前記グリップの動きに追従することにより、左右の前記グリップが連動する左右連動操作装置において、
前記グリップが操作されるときの摺動部位に充填された機能性流体と、
前記グリップにおける過荷重の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段が過荷重を検出したとき、前記機能性流体を固化することにより、前記グリップの動きを制限する制御手段と
を備えたことを特徴とする左右連動操作装置。
【請求項２】
前記機能性流体は、磁界を受けると固化する磁性流体である
ことを特徴とする請求項１に記載の左右連動操作装置。
【請求項３】
前記機能性流体は、回動可能な前記グリップから延びる回動軸と、当該回動軸を回動可能に支持する回動支持部との間の空隙部に充填されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の左右連動操作装置。
【請求項４】
左右の前記グリップの一方が操作されたとき、その操作力がケーブル線を介して他方の前記グリップに伝達されて、当該他方のグリップが前記一方のグリップに追従する動きをとる
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の左右連動操作装置。
【請求項５】
左右の前記グリップは、軸回りの回動操作と軸交差方向への傾倒操作とが可能であり、操作力の伝達時において互いに逆方向に動く２本のケーブル線を、前記回動操作と前記傾倒操作との各々に設けることにより、合計４本の前記ケーブル線にて連結されている
ことを特徴とする請求項４に記載の左右連動操作装置。
【請求項６】
左右の前記グリップの各々に該グリップの操作量を検出する操作量検出部を設け、当該検出部の検出量を基に、左右の前記グリップの各々に設けた駆動手段を駆動することにより、左右の前記グリップを連動させる
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の左右連動操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−９９０４３（Ｐ２０１２−９９０４３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８１３１（Ｐ２０１０−２４８１３１）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]