JP7010661B2 - 手動パルス発生器 - Google Patents

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Description

本発明は、ダイヤルの手動操作によってパルス信号を発生する手動パルス発生器に関するものである。
例えば、NCマシン等の工作機械においては、ツールやワーク等を移動させてこれらを所定位置に位置決めするための手段として手動パルス発生器が用いられている。ここで、特許文献1において提案された手動パルス発生器を図13に示す。
即ち、図13は特許文献1において提案されたパルス発生器の縦断面図であり、図示の手動パルス発生器101は、パルス信号を発生するパルス発生部103と、このパルス発生部103を手動操作するためのダイヤル(操作部)102とで構成されている。
上記パルス発生部103は、ダイヤル102の内部に収納されており、その内部には、複数のスリットが形成された回転円板109が配置されている。そして、回転円板109は、回転可能なシャフト113に一体に取り付けられている。又、ダイヤル102の内部には、回転円板109を挟んでこれの両側に発光部124と受光部125が配置されている。ここで、回転円板109には、当該手動パルス発生器101の出力パルス数と同数の不図示のスリットが形成されており、このスリットが光の透過部、スリット以外の部分が遮光部となっている。
前記ダイヤル102には、シャフト113が止めネジ126によって固定されており、該ダイヤル102の表側の斜めに傾斜する外周面102aには、当該ダイヤル102の回転角度を表示するための不図示の操作目盛が刻設されている。又、ダイヤル102には、当該ダイヤル102を回転操作するためのツマミ107が回転可能に軸支されている。
而して、以上のように構成された手動パルス発生器101は、パルス発生部103の取付ホルダ103Aに植設された複数(図13には1本のみ図示)のスタッドボルト120を工作機械の操作パネル130に通し、各スタッドボルト120に螺合するナット122を締め付けることによって操作パネル130に取り付けられている。
斯かる手動パルス発生器101において、ツマミ107を指で摘んでダイヤル102を所定角度だけ回せば、該ダイヤル102と共にシャフト113と該シャフト113に取り付けられた回転円板109が回転する。そして、回転円板109が回転すると、発光部124の発光ダイオードから出射する光が回転円板109によって透過と遮光を繰り返し、回転円板109のスリットを透過した光が受光部125のフォトダイオードで受光されることによって、当該手動パルス発生器101からパルス信号が出力され、このパルス信号は、コネクタ127を経て工作機械内部の不図示の回路装置に供給される。
特許第4246805号公報
ところで、特許文献1において提案された図13に示す手動パルス発生器101は、取付ホルダ103Aに植設されたスタッドボルト120によって操作パネル130に取り付けられているが、スタッドボルト120は、インサート成形によって取付ホルダ103Aに植設されている。
しかしながら、上述のようにスタッドボルト120をインサート成形によって取付ホルダ103Aに植設するためには、作業者が成形機にスタッドボルト120をセットしなければならないために作業効率が悪いという問題がある。
又、スタッドボルト120のインサート成形に失敗した場合には、スタッドボルト120ごと取付ホルダ103Aを廃棄しなければならず、スタッドボルト120を再使用することができないために不経済である。そして、取付ホルダ103Aをスタッドボルト120ごと廃棄する場合には、樹脂製の取付ホルダ103Aと金属製のスタッドボルト120とを分離する必要があるが、インサート成形によって一体に植設されたスタッドボルト120を取付ホルダ103Aから取り外して分離することは容易ではない。
従って、本発明の第1の目的とする処は、部品の再使用やリサイクルが容易であって、製造工程に人手を掛けることなく、無駄な作業を要することなく効率良く製造し得る手動パルス発生器を提供することにある。
更に、特許文献1において提案された図13に示す手動パルス発生器101においては、ダイヤル102に表示された操作目盛の指標を取付ホルダ103Aにインクで色入れして形成しているが、インクには有機溶剤が使用されているため、製造上の作業環境が悪くなるとともに、樹脂部品である取付ホルダ103Aをリサイクルできないという問題がある。
従って、本発明の第2の目的とする処は、操作目盛の指標をインクを用いることなく形成することによって、作業環境の悪化を防ぐとともに、インクの乾燥が不要となって生産性の向上が図られ、樹脂部品のリサイクルが可能な手動パルス発生器を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、
ダイヤルと、
該ダイヤルの手動操作に応じてパルス信号を出力するパルス発生部と、
該パルス発生部を収容する収容部を有するとともに、前記ダイヤルを回転可能に支持するベース部材を備え、
取付ネジによって工作機械の操作パネルに取り付けられる手動パルス発生器において、
前記ベース部材にカバー部材を設けるとともに、同ベース部材の収容部の周囲に取付部を形成し、該取付部に、貫通孔が形成された凹部を設け、
前記貫通孔に前記取付ネジのネジ部を挿通するとともに、同取付ネジの頭部を前記凹部に嵌合させた状態で、前記カバー部材によって前記ベース部材の取付部を覆い、前記凹部の開口部を前記カバー部材で塞いだことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記ダイヤルに、操作目盛が表示された表示部を設け、
前記カバー部材に、前記表示部の操作目盛の指標となるスリットを形成し、
該スリットから前記ベース部材の一部を露出させたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記ベース部材と前記カバー部材を互いに異なる着色を施した樹脂によって構成したことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1~3の何れかに記載の発明において、
前記ベース部材の収容部内で回転可能に軸支され、前記ダイヤルの回転操作によって回転するロータと、
該ロータの回転を検出する検出部と、該検出部で発生したパルス信号を出力する出力部を有する回路基板と、
該回路基板を収容するとともに、前記ベース部材の収容部を塞ぐケースと、
を備えたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1~4の何れかに記載の発明において、前記貫通孔の内周面を、前記取付ネジのネジ部が噛合しない滑動面としたことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項に記載の発明において、
前記カバー部材の外径を前記ダイヤルの外径よりも大きく設定し、
前記スリットを前記カバー部材の外周の一部に形成し、
前記ベース部材の外周の一部に立設されたリブ状の指標部を前記スリットに嵌合させ、該指標部を前記カバー部材の表面から露出させたことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、ベース部材の取付部に凹部を形成し、該凹部の貫通孔に挿通する取付ネジによって当該手動パルス発生器を工作機械の操作パネルに取り付けるようにしたため、インサート成形によるスタッドボルトのベース部材への植設が不要となる。このため、成形機にスタッドボルトをセットする等の作業が不要となり、製造工程に人手を掛けることなく、無駄な作業を省いて作業効率を高めることができる。又、金属製の取付ボルトや樹脂製のベース部材等の再使用やリサイクルが可能となる。
更に、取付ネジをベース部材に取り外し可能に配置したため、該取付ネジを簡単に取り外すことができる。そして、取付ネジの頭部が嵌合するベース部材の凹部の開口部をカバー部材によって塞いだため、取付ネジの脱落を防ぐことができる。
請求項2に記載の発明によれば、カバー部材に、ダイヤルに設けられた表示部の操作目盛の指標となるスリットを形成し、該スリットからベース部材の一部を露出させたため、指標をインクによる色入れによって形成する必要がなく、有機溶剤を含むインクの使用による作業環境の悪化を防ぐことができるとともに、インクの乾燥が不要となって生産性の向上が図られ、樹脂部品であるダイヤルやベース部材のリサイクルが可能となる。
更に、取付ネジの脱落を防止する機能と指標を構成する機能をカバー部材に持たせることができるため、部品点数を削減して当該手動パルス発生器の構造単純化とコストダウンを図ることができる。
請求項3に記載の発明によれば、ベース部材をカバー部材と異なる着色がされた樹脂で構成することによって、指標部を視覚によって容易に視認することができる。
請求項4に記載の発明によれば、ダイヤルを回転させると、ロータが一体に回転し、該ロータの回転が回路基板に設けられた検出部によって検出されてパルス信号が発生し、このパルス信号が回路基板に設けられた検出部によって出力されるため、このパルス信号によって例えば工作機械におけるツールやワークの位置決めが高精度になされる。
請求項5に記載の発明によれば、ベース部材に形成された貫通孔の内周面に取付ネジのネジ部が噛合することがないため、取付ネジを簡単に組み付けることができ、取付ネジの組付装置による自動組付が可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、ダイヤルの操作目盛に対して表面上で視認することができる位置に指標部を形成したため、この指標部を基準としてダイヤルを正確に回転操作することができ、該ダイヤルの操作性が高められる。
本発明に係る手動パルス発生器の正面図である。 本発明に係る手動パルス発生器の平面図である。 本発明に係る手動パルス発生器の縦断面図である。 本発明に係る手動パルス発生器の分解縦断面図である。 本発明に係る手動パルス発生器のベース部材の分解縦断面図である。 本発明に係る手動パルス発生器のベース部材の平面図である。 図6の矢視A方向の図である。 図6のB-B線断面図である。 本発明に係る手動パルス発生器のベース部材の底面図である。 本発明に係る手動パルス発生器のカバー部材の平面図である。 図10のC-C線断面図である。 本発明に係る手動パルス発生器のカバー部材の底面図である。 特許文献1において提案された手動パルス発生器の縦断面図である。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る手動パルス発生器の正面図、図2は同手動パルス発生器の平面図、図3は同手動パルス発生器の縦断面図、図4は同手動パルス発生器の分解縦断面図、図5は同手動パルス発生器のベース部材の分解縦断面図、図6は同ベース部材の平面図、図7は図6の矢視A方向の図、図8は図6のB-B線断面図、図9は同ベース部材の底面図、図10は同手動パルス発生器のカバー部材の平面図、図11は図10のC-C線断面図、図12は同カバー部材の底面図である。尚、以下の説明における「上下」は、図中の上下であって、手動パルス発生器の取付状態における上下を意味しない。
本実施の形態に係る手動パルス発生器1は、図3に示すように、ダイヤル2と、該ダイヤル2の手動操作に応じてパルス信号を出力するパルス発生部3と、該パルス発生部3を収容するベース部材4と、該ベース部材4に設けられたカバー部材5と、ベース部材4の内部に形成された収容部Sを下方から塞ぐケース6とで構成されている。
上記ダイヤル2は、黒色樹脂によって有底円筒状に一体成形されており、その外周には、図1及び図2に示すように、上下方向に長い複数の凹部2aと凸部2bが周方向に交互に形成されている。又、このダイヤル2の上面の中心からオフセットした箇所には、当該ダイヤル2を回転操作するための操作ツマミ7が回転可能に軸支されている。
そして、ダイヤル2の下端部には、下方に向かって広がるテーパ部2Aが形成されており、このテーパ部2Aの斜面状の上面には、図2に示すように、回転角度を示す数字「0」,「10」,「20」…「90」を含む操作目盛が表示された表示部2cが設けられている。又、図3及び図4に示すように、ダイヤル2の内部上端には、当該ダイヤル2を回転操作するときの慣性モーメントを高めるためのダイカスト製の錘部材8が嵌着されている。尚、この錘部材8の中心部には円孔8aが上下方向に貫設されている。
前記パルス発生部3は、図3に示すように、前記ベース部材4の内部に形成された収容部Sに収容されている。このパルス発生部3は、ベース部材4の収容部Sに回転可能に配置されたロータ9と、ベース部材4の底面に取り付けられた円板状の回路基板10を備えている。ここで、回路基板10には、ロータ9の回転を光学的に検出する検出部としての2つのフォトインタラプタ(不図示)と、各フォトインタラプタで発生したパルス信号を出力する出力部(不図示)と、該出力部と工作機械内部の不図示の回路装置とを電気的に接続するための複数の端子台11が設けられている。尚、図示しないが、回路基板10に設けられた各フォトインタラプタには、発光素子と受光素子が設けられている。
そして、回路基板10は、図3に示すように、ベース部材4の収容部Sを塞ぐ前記ケース6と共に複数本のタイトネジ12によってベース部材4に取り付けられている。
ところで、図5に示すように、前記ロータ9は、回転円板9Aとクリックギヤ9Bとが一体として構成されており、回転円板9Aには、中心から放射状に延びる複数のスリット9aが形成されている。又、クリックギヤ9Bの外周には、複数のクリック溝9bが全周に亘って刻設されている。
而して、ロータ9は、図3に示すように、中央にシャフト13が貫通可能な軸孔を有する軸筒部を有している。その軸筒部には、軸孔の内面から突出する係合爪部が設けられている。そして、この係合爪部がシャフト13の凹溝に係合することによって、ロータ9がシャフト13に取り付けられ該シャフト13と一体に回転する。ここで、シャフト13は、図3に示すように、ワッシャ14とCEリング15(図5参照)によって中間部と下端部が滑り軸受16,17によってベース部材4と回路基板10に回転可能に支承されている。そして、シャフト13の上端部は、ダイヤル2の内部に嵌着された錘部材8の円孔8aに嵌着されている。従って、ダイヤル2を回転操作すると、シャフト13とこれに取り付けられたロータ9(回転円板9Aとクリックギヤ9B)が一体的に回転する。
前記ベース部材4は、白色樹脂によってハット状に一体成形されており、図5~図9に示すように、その中心部には円筒状のボス4Aが一体に形成されており、このボス4Aの中心を前記シャフト13が回転可能に挿通している(図5参照)。そして、図8及び図9に示すように、ベース部材4の内部の相対向する2箇所には、クリックバネ18と、該クリックバネ18によって径方向内方に付勢されたクリックピン19が設けられている。ここで、クリックバネ18とクリックピン19は、ダイヤル2の回転にクリック感(節度感)を付与するためのクリック機構を構成しており、図3に示すように、各クリックピン19は、クリックギヤ9Bの外周の刻設された複数のクリック溝9b(図5参照)の1つにそれぞれ係合している。
又、図6~図9に示すように、ベース部材4の収容部Sの周囲に一体に形成されたリング状のフランジ部4Bの周方向に沿う3箇所には、取付部4Cが周方向に等角度ピッチ(120°ピッチ)で形成されており、各取付部4Cには、円孔状の貫通孔4a1が形成された六角形の凹部4aがそれぞれ形成されている(図6参照)。ここで、各貫通孔4a1には、図3及び図4に示す取付ネジ20のネジ部20aが挿通するが、この貫通孔4a1の内径は、取付ネジ20のネジ部20aの外径よりも若干大きく設定されており、各貫通孔4a1の内面は、これに挿通する取付ネジ20のネジ部20aが噛合しない滑動面とされている。又、凹部4aの形状は,取付ネジ20の頭部20bの六角形状に合わせて六角形とされている。尚、各取付ネジ20のネジ部20aには、シール用のOリング21が嵌着されている。
更に、図5及び図6に示すように、ベース部材4のフランジ部4Bの外周の周方向3箇所(周方向に隣接する2つの取付部4Cの中間)には、係合爪4bがそれぞれ一体に形成されている。又、図6及び図7に示すように、ベース部材4のフランジ部4Bの外周縁の1箇所(1つの取付部4Cが形成された箇所)には、縦方向に長いリブ状の指標部4cが一体に形成されている。
前記カバー部材5は、黒色樹脂によって成形されており、図10~図12に示すように、円筒状の周壁5Aと、該周壁5Aの上端から径方向内方へと直角に延びるリング状の上壁5Bとで一体に構成されている。そして、このカバー部材5の上壁5Bの周方向に沿う3箇所には、矩形の孔5aが周方向に等角度ピッチ(120°ピッチ)で形成されており、周壁5Aの各孔5aに対応する箇所の内面には係合爪5bが一体に形成されている。
又、カバー部材5の外周の1箇所(ベース部材4の指標部4cに対応する箇所)には、スリット5cが縦方向に貫設されており、このスリット5cにベース部材4のリブ状の指標部4cが嵌合している(図2参照)。
而して、カバー部材5は、図3に示すように、これをベース部材4の上に被せ、その周壁5Aの周方向3箇所に形成された係合爪5bをベース部材4の外周の周方向3箇所(係合爪5bに対応する3箇所)に形成された係合爪4bに係合させることによって、ベース部材4にワンタッチで簡単に取り付けられ、ベース部材4の外周の1箇所に形成された指標部4cがカバー部材5の外周の1箇所に形成されたスリット5cに嵌合する。
ここで、図1~図3に示すように、カバー部材5の外径は、ダイヤル2の外径よりも大きく設定されているため、該カバー部材5の外周部がダイヤル2の外周からリング状に露出する。この場合、カバー部材5は黒色樹脂で成形され、ベース部材4は白色樹脂で構成されているため、黒色のカバー部材5の外周部のスリット5cからベース部材4に形成された白色の指標部4cが露出する(図2参照)。
而して、以上のように構成された手動パルス発生器1は、図3に示すように、ベース部材4の周方向3箇所の取付部4Cに形成された貫通孔4a1(図3には1つのみ図示)に挿通する取付ネジ20とこれに螺合するフランジナット22によって工作機械の操作パネル30に取り付けられる。尚、手動パルス発生器1と操作パネル30との間には、リング状の防水パッキン23が挟み込まれている。
具体的には、カバー部材5をベース部材4に取り付ける前の段階で、3本の取付ボルト20のネジ部20aをベース部材4の各取付部4Cに貫設された貫通孔4a1に通し、各取付ボルト20の六角形の頭部20bをベース部材4の取付部4Cに形成された六角形の各凹部4aに嵌合させた状態で、カバー部材5をベース部材4に被せて取り付ける。すると、ベース部材4の各取付部4Cに形成された凹部4aの開口部がカバー部材5によって塞がれる。
次に、図3に示すように、手動パルス発生器1と操作パネル30との間に防水パッキン23を介装した状態で、手動パルス発生器1に予めセットされた3本の取付ボルト20の各ネジ部20aを操作パネル30に形成された不図示の円孔に通し、各ネジ部20aにフランジナット22を螺合させてこれを締め付けることによって、手動パルス発生器1が操作パネル30に取り付けられる。
而して、以上のようにして操作パネル30に取り付けられた手動パルス発生器1において、操作ツマミ7を指で摘んでダイヤル2を所定角度だけ回せば、該ダイヤル2と共にロータ9が回転し、該ロータ9を構成する回転円板9Aとクリックギヤ9Bが一体に回転する。そして、回転円板9Aが回転すると、回路基板10に設けられた不図示のフォトダイオードの発光素子から出射する光が回転円板9Aによって透過と遮光を繰り返し、回転円板9Aのスリット9aを透過した光が受光素子で受光されることによって、回路基板10に設けられた不図示の出力部からパルス信号が出力され、このパルス信号は、工作機械内部の不図示の回路装置に供給される。そして、このパルス信号によって工作機械におけるツールやワークの位置決めが高精度になされる。
以上のように、本実施の形態に係る手動パルス発生器1においては、ベース部材4の複数の取付部4Cに凹部4aをそれぞれ形成し、各凹部4aの貫通孔4a1に挿通する取付ネジ20によって当該手動パルス発生器1を工作機械の操作パネル30に取り付けるようにしたため、インサート成形によるスタッドボルトのベース部材への植設が不要となる。このため、成形機にスタッドボルトをセットする等の作業が不要となり、製造工程に人手を掛けることなく、無駄な作業を省いて作業効率を高めることができる。又、金属製の取付ボルト20や樹脂製のベース部材4の再使用やリサイクルが可能となる。
更に、取付ネジ20をベース部材4に取り外し可能に配置したため、該取付ネジ20を簡単に取り外すことができる。そして、取付ネジ20の頭部20bが嵌合するベース部材4の凹部4aの開口部をカバー部材5によって塞いだため、取付ネジ20の脱落が防がれる。又、ベース部材4に形成された貫通孔4a1の内周面に取付ネジ20のネジ部20aが噛合することがないため、取付ネジ20を簡単に組み付けることができ、インクの乾燥が不要となって生産性の向上が図られ、取付ネジ20の組付装置による自動組付が可能となる。
又、本実施の形態に係る手動パルス発生器1においては、カバー部材5に、ダイヤル2に設けられた表示部2cの操作目盛の指標となるスリット5cを形成し、該スリット5cからベース部材4の指標部4cを露出させたため、指標をインクによる色入れによって形成する必要がなく、有機溶剤を含むインクの使用による作業環境の悪化を防ぐことができるとともに、樹脂部品であるダイヤル2やベース部材4のリサイクルが可能となる。そして、本実施の形態では、スリット5cが形成されたカバー部材5の色を黒色とし、指標部4cが形成されたベース部材5を白色としたため、黒色のカバー部材5のスリット5cからベース部材4の白色の指標部4cが露出することとなり、指標部4cを視覚によって容易に視認してダイヤル2の回転角度の基準とすることができる。このように、ダイヤル2の操作目盛に対して表面上で視認することができる位置に指標部4cを形成したため、この指標部4cを基準としてダイヤル2を正確に回転操作することができ、該ダイヤル2の操作性が高められる。
更に、取付ネジ20の脱落を防止する機能と指標を構成する機能をカバー部材5に持たせたため、部品点数を削減して当該手動パルス発生器1の構造の単純化とコストダウンを図ることができる。
尚、以上は手動パルス発生器を工作機械の操作パネルに取り付ける例について説明したが、本発明に係る手動パルス発生器は、工作機械以外の任意の操作パネルに取り付けることができることは勿論である。
1 手動パルス発生器
2 ダイヤル
2c ダイヤルの表示部
3 パルス発生部
4 ベース部材
4A ベース部材のボス
4B ベース部材のフランジ部
4C ベース部材の取付部
4a 取付部の凹部
4a1 凹部の貫通孔
4b ベース部材の係合爪
4c ベース部材の指標部
5 カバー部材
5A カバー部材の周壁
5B カバー部材の上壁
5a カバー部材の孔
5b カバー部材の係合爪
5c カバー部材のスリット
6 ケース
7 操作ツマミ
8 錘部材
9 ロータ
9A 回転円板
9a 回転円板のスリット
9B クリックギヤ
9b クリックギヤのクリック溝
10 回路基板
11 端子台
12 タイトネジ
13 シャフト
14 ワッシャ
15 CEリング
16,17 滑り軸受
18 クリックバネ
19 クリックピン
20 取付ネジ
20a 取付ネジのネジ部
20b 取付ネジの頭部
21 Oリング
22 フランジナット
23 防水パッキン
30 操作パネル
S ベース部材の収容部

Claims (6)

  1. ダイヤルと、
    該ダイヤルの手動操作に応じてパルス信号を出力するパルス発生部と、
    該パルス発生部を収容する収容部を有するとともに、前記ダイヤルを回転可能に支持するベース部材を備え、
    取付ネジによって工作機械の操作パネルに取り付けられる手動パルス発生器において、
    前記ベース部材にカバー部材を設けるとともに、同ベース部材の収容部の周囲に取付部を形成し、該取付部に、貫通孔が形成された凹部を設け、
    前記貫通孔に前記取付ネジのネジ部を挿通するとともに、同取付ネジの頭部を前記凹部に嵌合させた状態で、前記カバー部材によって前記ベース部材の取付部を覆い、前記凹部の開口部を前記カバー部材で塞いだことを特徴とする手動パルス発生器。
  2. 前記ダイヤルに、操作目盛が表示された表示部を設け、
    前記カバー部材に、前記表示部の操作目盛の指標となるスリットを形成し、
    該スリットから前記ベース部材の一部を露出させたことを特徴とする請求項1に記載の手動パルス発生器。
  3. 前記ベース部材と前記カバー部材を互いに異なる着色を施した樹脂によって構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の手動パルス発生器。
  4. 前記ベース部材の収容部内で回転可能に軸支され、前記ダイヤルの回転操作によって回転するロータと、
    該ロータの回転を検出する検出部と、該検出部で発生したパルス信号を出力する出力部を有する回路基板と、
    該回路基板を収容するとともに、前記ベース部材の収容部を塞ぐケースと、
    を備えたことを特徴とする請求項1~3の何れかに記載の手動パルス発生器。
  5. 前記貫通孔の内周面を、前記取付ネジのネジ部が噛合しない滑動面としたことを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の手動パルス発生器。
  6. 前記カバー部材の外径を前記ダイヤルの外径よりも大きく設定し、
    前記スリットを前記カバー部材の外周の一部に形成し、
    前記ベース部材の外周の一部に立設されたリブ状の指標部を前記スリットに嵌合させ、該指標部を前記カバー部材の表面から露出させたことを特徴とする請求項に記載の手動パルス発生器。
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