JP4594469B2 - 高力可変位置ディテント機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
【技術的背景】
本発明は、一般的にディテント機構、より詳細には、制御レバーまたは同様のものを無数の位置に維持でき、その上、微調節に必要な低いレバー入力作用力を維持でき、様々な感触モードを得るために、作動／不作動または無段階に電気的に変更可能な高力可変位置ディテント機構に関するものである。
【０００２】
一般に、マシンの所望の機能を達成するためにオペレータからの入力を与える制御レバーがマシンに使用される。通常、制御レバーの動きは前後方向であり、横向き方向の場合もある。普通、これらのレバーは、オペレータがレバーを離したときにニュートラル位置に戻るようスプリング付勢されている。オペレータの疲労を低減するためにスプリング付勢力を可能な限り小さくすることが望まれる。多くのマシンでは、レバーを任意の位置に保持するためのディテント配置を備えることも望まれる。公知の多くのディテントは、単一位置にレバーを保持するよう作用する機械的形式のディテントである。レバーを選択的に任意の位置に保持するために電気的に作動するソレノイドを使用することも知られている。これらは有用であることが証明されているが、マシンが荒れた地形に置かれた際に、いくつかの状況ではレバーを所望の位置に保持する保持力が十分でない。マシンの“揺れ”が、マシンの動きまたはマシン上のレバー配置に起因してレバーを不慮にまたは徐々に動かす。さらに、しばしばオペレータはそれがディテント位置にあるときに彼の手をレバー上に載せるが、オペレータの手の重さおよび／またはマシンの動きがレバーを不慮に動かす。かさばった配置の形体を与えることなく、また、レバー作用力を増すこともなく効果的に入力レバーを所望のディテント位置に保持する高力ディテント機構を備えることが望まれる。ジョイスティック制御に使用できる高力ディテント機構を備えることも望まれる。
【０００３】
本発明は前述の１つか２つ以上の問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【発明の開示】
本発明の１つの態様において、高力ディテント機構が提供され、支持体に対してピボット回りのピボット動結合された制御入力レバーとともに使用するように構成されている。高力ディテント機構は、支持体に接続され制御レバーのピボット動と一致する軸を有する半円部材と、制御入力レバーに接続されたコイル組立体とを含んでいる。コイル組立体は、電機子を内蔵したディテントコイルを含んでいる。該ディテントコイルは第１および第２端面を有し制御入力レバーに接続されている。電機子は、半円部材の刻目状端面に駆動関係で接触するよう配置された第１の部分と、ディテントコイルの第１および第２端面の一方の近傍に配置されたラッチ面を有する第２の拡張部分とを有している。コイル組立体が励磁された際に、第２の拡張部分のラッチ面は、磁気的にディテントコイルの第１および第２端面の一方にラッチされる。
【０００５】
【発明を実施するための最良の形態】
図面を参照すると、無数の作動位置に制御レバーを保持するために、高力ディテント機構１０は制御入力レバー１２と組み合わせて示されている。本発明の実施の形態による制御入力レバー１２はジョイスティックであり、ピボット１８の回りをピボット動するよう自在連結器１６を介して支持体１４に結合されている。支持体１４は、例えば、パイロットバルブや、複数のプランジャーを有する電気コントロールの構成要素であってもよく、プランジャーの２つは、支持体１４を貫通して自在連結器１６の対向側に延びる１９、２０として示されている。ジョイスティックに関連した他の２つのプランジャー２１、２２は、一般的にプランジャー１９、２０から９０度ずれて配置され、第２の横軸を動かされる制御入力レバー１２に応じて作動される。プランジャー１９、２０、２１、２２はニュートラル位置で制御レバー１２をセンタリングするために図示の位置にスプリング付勢されている。
【０００６】
高力ディテント機構１０は、半円部材２４とコイル組立体２５とを含んでいる。半円部材２４は、ピボット点１８を通る軸３０を有した軸方向に並んだ一対のピボットピン２８により支持体１４にピボット結合した、両端部２６を有している。図２にさらに明確に示されるように、半円部材２４は、その中央点からピボットピン２８への両方向に所定距離伸びるスロット３２を有している。スロット３２は制御入力レバー１２のピボット動に平行に延びている。延びたスロット３２の一端は、刻目状端面３３を定める。半円部材２４はその中央点から各々のピボットピン２８に向かうにつれて幅が変わる。半円部材２４の幅は中央点で最も狭く、各々のピボットピン２８の近傍で最も広い。
【０００７】
キャリア組立体３４が制御入力レバー１２と自在連結器１６との間に配置されている。半円部材２４がキャリア組立体３４の一部分を貫通している。コイル組立体２５はキャリア組立体３４に接続され、半円部材２４の凹側に配置されている。コイル組立体２５はディテントコイル３６と、該ディテントコイル３６内に配置された電機子３８とを含んでいる。ディテントコイル３６は第１および第２端面４０、４２を有している。第１の端面４０は、アーチ形状で、半円部材２４のアーチ形状とほぼ一致している。第１の端面４０は半円部材２４の近傍に配置されている。コイル組立体２５が電気エネルギーで励磁されると、第１の端面４０は磁気的に半円部材２４をラッチする。第２の端面４２はほぼフラットで、第１の端面４０の反対側に配置されている。
【０００８】
電機子３８は第１および第２部分４４、４６を有している。第１部分４４は、刻目状端面３３とかみ合う円周スプライン部材４８を有している。従って、第１部分４４は刻目状端面３３に、駆動関係で接触するよう配置されている。円周スプライン部材４８は所定の直径を有している。制御入力レバー１２のいずれかの方向の如何なるピボット動も、円周スプライン部材４８と刻目状端面３３との間の接触することにより駆動されることに起因して電機子３８の回転運動を引き起こす。
【０００９】
第２部分４６は、ディテントコイル３６の端面に一様に近接して配置された、ほぼフラットなラッチ面５２を有する拡張部５０を含んでいる。コイル組立体２５が電気エネルギーで励磁されると、ラッチ面５２は、ラッチ力を引き起こすようディテントコイル３６の第２の端面４２に磁気的にラッチする。ディテント保持力は、制御入力レバー１２と半円部材２４との間に発生する。ラッチ面５２は円周スプライン部材４８の直径より大きいのでディテント保持力は、第２の端面４２とラッチ面５２との間のラッチ力よりも大きい。好ましくは、ディテント保持力はラッチ力の少なくとも４倍大きい。
【００１０】
電機子３８のラッチ面５２は、スプリング５４などの付勢機構によりディテントコイル３６の第２端面の近傍に保持されている。スイッチ配置５６が制御入力レバー１２上に配置され、コイル組立体２５を選択的に励磁、非励磁するよう作用する。本発明の本質から逸脱することなく、本高力ディテント機構１０の様々な変更形態が利用できる。例えば、電機子３８の第１および第２部分４４、４６は、電機子の同じ端部にあっても良い。この配置では、ディテントコイル３６の第１の端面４０が半円部材２４に近接せず、結果として、ディテントコイル３６は電気エネルギーで励磁された際にキャリア組立体３４をラッチしない。好ましくは、ディテントコイル３６の第１の端面４０は半円部材２４の近傍に配置される。第１の端面４０は、半円部材２４の一方の側（凹または凸）に配置できる。これはコイル組立体２５と半円部材２４との間のディテント保持力を効果的に高める。同様に、スイッチ配置５６は制御入力レバー１２に配置されされなくてもよい。単一の軸レバーはピボット機構２６、２８無しに半円部材２４に配置できる。
【００１１】
使用に際して、コイル組立体２５に電気エネルギーを導くようスイッチ配置５６を閉じることで、コイル組立体２５が公知の方法で励磁される。コイル組立体２５の励磁が電磁気フィールドを生成し、同時に磁気的にディテントコイル３６の第１の端面４０を半円部材２４にラッチし、かつその第２の端面４２を電機子３８のラッチ面５２にラッチする。第１のラッチ力は、半円部材２４に対する第１の端面４０のラッチにより生成され、第２のラッチ力は、ラッチ面５２に対する第２の端面４２のラッチにより生成される。第１のラッチ力は、半円部材２４の幅が変わるので可変ラッチ力である。このことはディテントコイル３６の第１の端面４０は半円部材２４の最も狭い部分よりも広いので間違いがない。半円部材２４の最も広い部分に第１の端面４０が置かれた時、第１のラッチ力が最も大きい。
【００１２】
第２のラッチ力は、実質的に第１のラッチ力よりも大きい。第２のラッチ力は、ラッチ面５２と円周スプライン部材４８の直径との間の大きさの関係により機械的に増幅され、結果としてのディテント保持力は第２のラッチ力より数倍大きい。この配置によれば、ディテント保持力は第２のラッチ力より少なくとも４倍大きく、好ましくは１０倍大きい。この関係は変更要求に合わせて容易に変更できることが認識できる。全ディテントラッチ力も同様に、コイル組立体２５に導かれる電気エネルギーの大きさを変えることで変更できることも認識できる。
【００１３】
前述したように、本発明の構造は、小型のコイル組立体で生成される高力ディテントを備えたディテント機構の選択的な制御を可能にする高力ディテント機構１０を提供する。ディテントラッチ力を増すための機械的な力の乗算器を利用することで、単純で効果的なディテント配置が提供される。
【００１４】
本発明の他の態様、目的、および利点は図面、発明の開示および請求の範囲を検討することで得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現化するレバー入力制御配置の概略描写による側面図である。
【図２】図１の２−２線に沿ったレバー入力制御配置の上面図である。
【図３】図１の３−３線に沿ったレバー入力制御配置の正面図である。
【符号の説明】
１０……高力ディテント機構
１２……制御入力レバー
１４……支持体
１６……自在連結器
１８……ピボット点
１９、２０、２１、２２……プランジャー
２４……半円部材
２５……コイル組立体
３０……軸
２８……ピボットピン
３２……スロット
３３……刻目状端面
３４……キャリア組立体
３６……ディテントコイル
３８……電機子
４０、４２……第１および第２端面
４４、４６……第１および第２部分
４８……円周スプライン部材
５０……拡張部
５２……ラッチ面
５４……スプリング
５６……スイッチ配置

Claims (5)

1. 支持体に対してピボット点回りにピボット運動可能に結合された制御入力レバーとともに使用する高力ディテント機構であって、
   前記支持体に接続され、前記制御レバーのピボット動と一致する軸周りに揺動可能であり、前記制御レバーがピボット動する一つの平面と平行に刻目状端面が形成された半円部材と、
   電機子が内部に配置されたディテントコイルを有するコイル組立体と、
   を備え、
   該ディテントコイルは、前記半円部材の近傍に配置された第１の端面と、該第１の端面とは反対側の第２端面とを有し、前記ディテントコイルは前記レバーに接続されており、 該電機子は、前記刻目状端面に駆動関係にかみ合って前記制御入力レバーの動きに対応して前記電機子の回転運動を引き起こす円周スプライン部材を有する第１の部分と、前記ディテントコイルの前記第２の端面の近傍に配置されて、前記コイル組立体が励磁された際に、前記ディテントコイルの前記第２の端面に対して磁気的にラッチされるようになったラッチ面を有する第２の拡張部分とを有し、
   前記コイル組立体が励磁された際に、前記ディテントコイルの第１端面は磁気的に前記ディテントコイルを前記半円部材にラッチするように構成された
   ことを特徴とする高力ディテント機構。
2. 前記円周スプライン部材は、所定の断面径を有し、前記コイル組立体が励磁された際に、前記拡張部分の前記ラッチ面と前記ディテントコイルの前記第２の端面との間にラッチ力が生成されて、前記円周スプライン部材と前記刻目状端面との間にディテント保持力が確立される、請求項１に記載の高力ディテント機構。
3. 前記電機子の前記ラッチ面は、付勢機構により前記ディテントコイルの前記第２の端面の位置に保持されるように構成された、請求項１又は２に記載の高力ディテント機構。
4. 選択的にまたは比例的にコイル組立体を係合または非係合状態とするスイッチが前記制御入力レバー上に配置され、前記半円部材は可変幅を有している、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の高力ディテント機構。
5. ジョイスティック制御装置に適用され、前記制御入力レバーが選択的にピボット回動することができるようにするために前記半円部材の両端が前記支持体にピボット結合された請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の高力ディテント機構。

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