JP2010244797A - ジョグダイヤルおよび操作器 - Google Patents

Abstract

【課題】操作器のジョグダイヤルに用いるロータリーエンコーダにおいて、従来のＯリングによる防塵構造では、外部に露出したシャフト部分への防塵性を確保できず、シャフトに異物が付着し、ジョグダイヤルが反応しなくなる等の不具合があった。また、Ｏリングによりジョグダイヤルの操作性を損ね、防塵部材の組立性も悪い。
【解決手段】シャフトの回転操作による回転検出機能と、シャフトを押圧操作することによる押しボタンスイッチ機能とを有するジョグダイヤルであって、シャフトとシャフトを挿通するケースとケースに設けられたネジ部を有するロータリーエンコーダと、シャフトに挿通されネジ部と螺合するナットと、ナットに取り付けられておりシャフトに挿通されシャフトの押圧操作方向に伸縮可能な弾性部材と、シャフトの先端側に弾性部材と接するように取り付けられた操作ダイヤル部とを備え、防塵性を向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転操作と欧圧操作を併設するジョグダイヤルとこのジョグダイヤルを備えた操作器に関する。

様々な機器の操作や、データ入力を行う操作器において、機器の小型化や操作性の向上を目的とし、回転操作と回転軸に直交する方向への押圧操作を併設する所謂ジョグダイヤルと称される複合操作形ダイヤルが知られている。そして、このジョグダイヤルにおいて、一般的に、回転検出機能と押ボタンスイッチ機能を有するロータリーエンコーダが用いられる。

操作器が利用される環境は様々であり、例えば、溶接の現場で利用される産業用ロボットの操作器では、スパッタなどの粉塵が操作器内部に侵入することによる悪影響から、操作器本体の防塵性が要求される。そして、操作器に用いられるジョグダイヤルについても同様に、防塵性が要求される。

回転検出機能のみを有するロータリーエンコーダへの防塵構造として、図８に示すようにロータリーエンコーダのシャフト１にＯリングを取り付け、シャフト１とロータリーエンコーダのケース３との間で防塵を行い、ロータリーエンコーダのケース３の内部の防塵性を確保しているものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

また、回転検出機能と併せて押ボタンスイッチ機能を有するロータリーエンコーダについても同様に、シャフトにＯリングを取り付ける防塵構造が一般的である（例えば、特許文献２参照）。

実開平５−５２７１９号公報 実開平６−８８０３１号公報

しかし、従来のようにＯリングを用いたロータリーエンコーダの防塵構造では、シャフトとケースとの間にＯリングを設けているので、ロータリーエンコーダの内部への異物の侵入は防止できるが、外部に露出したシャフト部分への防塵性を確保できず、シャフトに異物が付着し、シャフトが移動するために設けられているシャフトとロータリーエンコーダのケースとの間の空間に異物が噛み込み、前記空間に噛み込んだ異物によりジョグダイヤルのシャフトの押圧操作が阻害されて反応しなくなり、また、異物が噛み込んだ状態で無理にシャフトを押圧方向に押し込むことにより、ロータリーエンコーダ内部の押ボタンスイッチに過負荷がかかり、押ボタンスイッチを破壊してしまうという課題があった。

また、Ｏリングをシャフトとケースとの間に取り付ける構造であることから、シャフトとエンコーダのケースの間のＯリングによる摩擦抵抗により押圧操作のスムーズ感を損ない、ジョグダイヤルの押圧操作性を低下させるという課題があった。

また、ジョグダイヤルの防塵部材の交換において、従来の構造では、Ｏリングをシャフトに取り付けるために、ロータリーエンコーダを分解しなければＯリングを交換することができず、防塵部材の組立性が悪いという課題があった。

上記課題を解決するために、本発明のジョグダイヤルは、シャフトの回転操作による回転検出機能と、前記シャフトを押圧操作することによる押しボタンスイッチ機能とを有するジョグダイヤルであって、前記シャフトと前記シャフトを挿通するケースと前記ケースに設けられたネジ部を有するロータリーエンコーダと、前記シャフトに挿通され前記ネジ部と螺合するナットと、前記ナットに取り付けられており前記シャフトに挿通され前記シャフトの押圧操作方向に伸縮可能な弾性部材と、前記シャフトの先端側に前記弾性部材と接するように取り付けられた操作ダイヤル部とを備えたものである。

また、本発明のジョグダイヤルは、上記に加えて、ロータリーエンコーダを押圧操作可能とするためにシャフトと前記ロータリーエンコーダのケースとの間に設けられた空間の外側に、弾性部材またはナットを配置したものである。

また、本発明のジョグダイヤルは、上記に加えて、弾性部材は、２段の円筒形状であり、シャフトの先端側の段の外径の方が前記シャフトの根元側の段の外径よりも小さいものである。

また、本発明のジョグダイヤルは、上記に加えて、弾性部材は円筒形状であり、ナットの外径は、前記弾性部材の外径よりも大きいものである。

また、本発明の操作器は、箱状のケースと、複数の操作ボタンと、表示部と、上記のいずれかに記載のジョグダイヤルを備え、操作者が前記ケースを把持した際に親指が届く位置に前記ジョグダイヤルを構成するダイヤル部が配置されるように前記ジョグダイヤルを取り付けたものである。

また、本発明の操作器は、上記に加えて、ケース内にジョグダイヤルを取り付けるための貫通孔を有する板状部材を備え、前記ジョグダイヤルを構成するロータリーエンコーダのシャフトを前記貫通孔に挿通し、前記板状部材を前記ロータリーエンコーダのケースとナットとにより挟持することで前記ケース内に前記ジョグダイヤルを取り付けるものである。

また、本発明の操作器は、上記に加えて、ケースの表示部を設けた面において、ジョグダイヤルを構成するダイヤル部の少なくとも１部が、前記ケース内から前記ケース外に突出するように前記ジョグダイヤルを取り付けたものである。

以上のように、本発明によれば、ロータリーエンコーダの取り付け用のナットと一体にした内部にシャフトを挿通可能な弾性部材を操作ダイヤルと密着させる構造とすることで、ロータリーエンコーダの防塵性を向上してシャフトへの異物付着を防ぎ、ジョグダイヤルおよびそれを備えた操作器の信頼性を高めることができる。

また、操作性、組立性も良好なジョグダイヤルを実現できる。

本発明の実施の形態におけるジョグダイヤルを取り付けた操作器の正面図 本発明の実施の形態における操作器のジョグダイヤルを取り付けた部分の断面図 本発明の実施の形態におけるオペレーターが操作器を把持した状態を示す正面図 本発明の実施の形態におけるジョグダイヤルの分解図 本発明の実施の形態におけるジョグダイヤルを取り付けた操作器のジョグダイヤル部分の分解斜視状態を断面で示した図 本発明の実施の形態における操作器のジョグダイヤルを取り付けた部分の断面図 本発明の実施の形態における取り付けナットと防塵用弾性部材と取り付け工具を示す上面図 従来のロータリーエンコーダの防塵構造を示す図

以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。

（実施の形態）
図１はジョグダイヤルを取り付けた操作器の正面図である。図２は、操作器のうちジョグダイヤルを取り付けた部分の断面図である。図３は、オペレーターが操作器を把持した状態を示す正面図である。図４は、ジョグダイヤルの分解図である。図５はジョグダイヤルを取り付けた操作器のジョグダイヤル部分の分解斜視状態を断面で示した図である。図６は、操作器のうちジョグダイヤルを取り付けた部分の断面図であり、ジョグダイヤルを押し込んだ状態を示している。なお、上記の図１は、ジョグダイヤルを押し込んでいない状態を示している。図７は、取り付けナットと防塵用弾性部材と取り付け工具の関係を示している。

図１において、操作器４は、操作ボタン５と、表示部６と、ジョグダイヤル７を備えている。

また、図２に示すように、操作器４のケース８の内側にジョグダイヤル７が取り付けられている。なお、ジョグダイヤル７を構成する操作ダイヤル１１の一部がケース８の外部に突出するように取り付けられている。

また、図３に示すように、ジョグダイヤル７は、オペレーターが操作器４を手１７で把持した際に、オペレーターの親指１８が届く位置に取り付けられている。

また、図４に示すように、ジョグダイヤル７は、ロータリーエンコーダ２０と、操作ダイヤル１１と、防塵用弾性部材１６と、取り付けナット１５を有している。そして、ロータリーエンコーダ２０は、シャフト１２と、シャフト１２を挿通するケース１３と、ケース１３に設けられたネジ部２１を有している。また、ロータリーエンコーダ２０、すなわち、シャフト１２を押圧操作可能とするために、シャフト１２とロータリーエンコーダ２０のケース１３との間に空間２２が設けられている。この空間２２があることにより、シャフト１２を押し込むことができる。

ここで、操作器４の操作については、ジョグダイヤル７を構成する操作ダイヤル１１を回転操作することにより回転検出機能が実行され、操作ダイヤル１１を押圧操作することにより押ボタンスイッチ１５が押されて押ボタンスイッチ機能が実行される。これにより、操作器４で実行可能な機能の選択や設定等を行うことができる。

次に、操作器４へのジョグダイヤル７の取り付けについて説明する。

図２や図５に示すように、操作器４は、操作器４を構成するケース８の内部にジョグダイヤル７を取り付けるための板状部材９を備えている。そして、この板状部材９には、貫通穴１０が設けられている。この貫通穴１０に、ジョグダイヤル７を構成するロータリーエンコーダ２０のシャフト１２を挿通する。そして、防塵用弾性部材１６を取り付けた取り付けナット１５と、ロータリーエンコーダ２０のケース１３に設けられた図４に示すネジ部２１とを螺合して、取り付けナット１５とケース１３とにより板状部材９を挟持する。これにより、操作器４のケース８にジョグダイヤル７を取り付ける。なお、操作器４のケース８にジョグダイヤル７を取り付けた際、操作ダイヤル１１の少なくとも一部が操作器４のケース８から外部に突出するよう取り付けられている。また、取り付けナット１５と板状部材９との間に図示しないワッシャを用いてジョグダイヤル７をケース８に取り付けるようにしても良い。

次に、ジョグダイヤル７の防塵構造について説明する。

防塵用弾性部材１６は、図２に示すように、ロータリーエンコーダ２０の取り付けナット１５に取り付けられて一体となっている。そして、取り付けナット１５と共にシャフト１２に挿通される。そして、ロータリーエンコーダ２０のケース１３に設けられたネジ部２１と、取り付けナット１５とを螺合することにより、取り付けナット１５と一体となっている防塵用弾性部材１６は、ロータリーエンコーダ２０のケース１３に取り付けられる。また、操作ダイヤル１１は、防塵用弾性部材１６の先端に当接するように、シャフト１２の先端に取り付けられる。

上記構造により、防塵用弾性部材１６が操作ダイヤル１１に密着し、また、取り付けナット１５がロータリーエンコーダ２０のケース１３と螺合しているので、防塵用弾性部材１６がシャフト１２の周りを覆うこととなる。従って、シャフト１２への異物の付着を防ぐことができる。

すなわち、従来の防塵構造では、エンコーダのシャフトとケースの間にＯリングを設けているので、シャフトに異物が付着することを防ぐことができず、本実施の形態の空間２２に相当する箇所に粉塵が付着してしまい、そのため、シャフトを押すことができないといった状態になる。

しかし、本実施の形態では、空間２２の周りを防塵用弾性部材１６で覆う構造であり、そのため空間２２に粉塵が付着することがなく、粉塵によりシャフト１２を押すことができなくなるといった状態を防ぐことができる。

なお、操作ダイヤル１１の回転操作時は、操作ダイヤル１１が防塵用弾性部材１６との当接面で摺動する。従って、シャフト１２への異物の付着を防ぐことができる。

また、操作ダイヤル１１の押圧操作時は、十分に柔軟な材質でできた薄肉円筒形状である防塵用弾性部材１６が、操作ダイヤル１１の押圧操作方向に弾性変形可能のため、図６に示すように、操作ダイヤル１１を押圧操作方向に移動させると、操作ダイヤル１１の動きに追従して、図６に示すように、防塵用弾性部材１６が弾性変形する。従って、シャフト１２への異物の付着を防ぐことができる。

なお、防塵用弾性部材１６は、内側にシャフト１２を挿通可能な円筒形状であるが、防塵用弾性部材１６の先端側すなわち操作ダイヤル１１側と、根元側すなわちケース１３側とで、外径の異なる２段とした段付き形状としても良い。このように段付形状とすることで、段部での一定した弾性変形を誘発し、操作ダイヤル１１の押圧特性を安定できる。

なお、防塵用弾性部材１６の外径は、ロータリーエンコーダ２０の取り付けナット１５の二面幅と同じか小さくすることが好ましい。これにより、特殊な工具を用いることなく、図７に示すように、標準のスパナで取り付けナット１５を締め付けることができる。また、スパナ１９の使用時にスパナ１９と防塵用弾性部材１６とが干渉せず、取り付け作業性も向上する。

以上のように、本実施の形態のジョグダイヤルおよび操作器によれば、防塵用弾性部材１６が操作ダイヤル１１と密着してロータリーエンコーダ２０のシャフト１２を覆う構造とすることにより、シャフト１２の防塵性を確保することができる。

また、ジョグダイヤル７の回転操作時においては、操作ダイヤル１１が防塵用弾性部材１６との当接面で摺動し、ジョグダイヤル７の押圧操作時は、防塵用弾性部材１６が弾性変形して、操作ダイヤル１１の動きに追従し、回転、押圧どちらの操作に対しても防塵用弾性部材１６が操作ダイヤル１１の動作を妨げず、ジョグダイヤル７の操作性を低下させることもない。

また、防塵用弾性部材１６を、ロータリーエンコーダ２０の取り付けナット１５に取り付けて一体構造とすることにより、ロータリーエンコーダ２０の取り付けと、防塵用弾性部材１６の取り付けとを同時に行うことができ、防塵部材の取り付けを容易に行うことができる。

なお、操作器４の実例としては、産業用ロボットの制御装置に接続して使用されるティーチングペンダント等が挙げられる。

また、防塵用弾性部材１６の例としては、ゴムを成形したもの等が挙げられる。

また、本実施の形態では、空間２２の外側に防塵用弾性部材１６を配置される構成を示したが、防塵用弾性部材１６と一体とした取り付けナット１５が空間２２の外側に配置される構成としても良い。

本発明のジョグダイヤルおよびジョグダイヤルを備えた操作器は、ジョグダイヤルの防塵性を高めたものであり、特に、粉塵等が多い環境で使用されるジョグダイヤルおよびジョグダイヤルを備えた操作器として産業上有用である。

１ シャフト
２ Ｏリング
３ ケース
４ 操作器
５ 操作ボタン
６ 表示部
７ ジョグダイヤル
８ ケース
９ 板状部材
１０ 貫通穴
１１ 操作ダイヤル
１２ シャフト
１３ ケース
１４ 押しボタンスイッチ
１５ 取り付けナット
１６ 防塵用弾性部材
１７ 手
１８ 親指
１９ スパナ
２０ ロータリーエンコーダ
２１ ネジ部
２２ 空間

Claims (7)

1. シャフトの回転操作による回転検出機能と、前記シャフトを押圧操作することによる押しボタンスイッチ機能とを有するジョグダイヤルであって、
   前記シャフトと前記シャフトを挿通するケースと前記ケースに設けられたネジ部を有するロータリーエンコーダと、
   前記シャフトに挿通され前記ネジ部と螺合するナットと、
   前記ナットに取り付けられており前記シャフトに挿通され前記シャフトの押圧操作方向に伸縮可能な弾性部材と、
   前記シャフトの先端側に前記弾性部材と接するように取り付けられた操作ダイヤル部とを備えたジョグダイヤル。
2. ロータリーエンコーダを押圧操作可能とするためにシャフトと前記ロータリーエンコーダのケースとの間に設けられた空間の外側に、弾性部材またはナットを配置した請求項１記載のジョグダイヤル。
3. 弾性部材は、２段の円筒形状であり、シャフトの先端側の段の外径の方が前記シャフトの根元側の段の外径よりも小さい請求項１または２記載のジョグダイヤル。
4. 弾性部材は円筒形状であり、ナットの外径は、前記弾性部材の外径よりも大きい請求項１から３のいずれか１項に記載のジョグダイヤル。
5. 箱状のケースと、複数の操作ボタンと、表示部と、請求項１から４のいずれか１項に記載のジョグダイヤルを備え、
   操作者が前記ケースを把持した際に親指が届く位置に前記ジョグダイヤルを構成するダイヤル部が配置されるように前記ジョグダイヤルを取り付けた操作器。
6. ケース内にジョグダイヤルを取り付けるための貫通孔を有する板状部材を備え、
   前記ジョグダイヤルを構成するロータリーエンコーダのシャフトを前記貫通孔に挿通し、
   前記板状部材を前記ロータリーエンコーダのケースとナットとにより挟持することで前記ケース内に前記ジョグダイヤルを取り付ける請求項５記載の操作器。
7. ケースの表示部を設けた面において、
   ジョグダイヤルを構成するダイヤル部の少なくとも１部が、前記ケース内から前記ケース外に突出するように前記ジョグダイヤルを取り付けた請求項５または６記載の操作器。

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