JPH01140976A - ジョイステック型コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、例えばロボットを教示するのに用いられるジ
ョイステツク型コントロー２に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

第７図乃至第１０図は従来例のジ雪イスチック型コン）
ａ−ラを示すものであるが、図においてハンドル（１）
は下端部においてピン（４）によりユニバーサル軸受は
機構（３）に結合されている。ハンドル（１）の下端（
１ｂ）は図に於て示す入方向の操作力を伝える操作伝達
部材（８）及び矢印入方向と直交する方向の操作力Ｂ方
向の操作力を伝達する他方の操作力伝達部材（７）と係
合している。

これら操作力伝達部材（７）　（８）には第７図及び第
８図で示すようにハンドルの下端（１ｂ）とはゾ等しい
幅の切欠き（７畠）及び（８星）が形成され、この切欠
き（７ａ）（８ｍ）内においてハンドル（１）は矢印入
方向及びＢ方向において操作可能であるが、操作力伝達
部材（８）はケーシング翰に支持された軸ピン（５，Ｘ
５ｂ）に固定さｎており、これらの回動力が軸ビン（６
ｍ）及び（６ｂ）を介して第９図及び第１０図で示すカ
ム部材αυ及びギヤ（２）を回動させるようになってい
る。

カム部材αηはフィクロスイッチ（１０ａ）の作動子（
１２ｍ）とその凹部（ｌ１ｍ）において通常は係合して
いる。またギヤ（１３は扇状の形を有し、その下縁部に
はギヤ（１３ｍ）が形成されておシ、ケーシング翰に固
定されたポテンショメータ（１０ｂ）の回動軸に固定さ
れたギヤ（１４ｍ）と係合している。他方の操作力伝達
部材（７）についてもはソ同じ幅の切欠き（７りとハン
ドル（１）の下端（１すは係合しており、この範囲内で
Ｂ方向に回動可能であり、この回動力は第５図で示す軸
ピン（５ｍ）（５ｂ）に伝達されるようになっており、
これらＫは第７図及び第８図に示すと同様のカム部材α
η、ギヤ（至）が取付けられており、これらには同様に
マイクロスイッチ（９ａ）やポテンショメータ（９ｂ）
の回転軸に固定されたギヤ（２１ｍ）が係合している。

その他、第７図及び第８図において（ハ）は防塵用の＝
ｒムペａ−ズであシ、これはハンドル（１）トベローズ
取付部材のとの間に固定されている。また（至）はスペ
Ｊすであってケーシング翰とカバーａηとを一体的に結
合しており、ケーシング（１）が安定にフレーム（２）
に振動しないように固定されている。α９はハーネスコ
ード取出口であり、マイクロスイッｆ　（９ｍ）（１０
ｍ）及びボｆ　’／　’／　ｖａ　／　−１（９ｂ）（
１０ｂ）　ＯＯＮ、ＯＦＦ信号や抵抗に比例する電圧も
しくは、これに反比例する電流を取出すようになってい
る。

従来のジョイステツク型コントローラは以上のように構
成されるのであるが、第７図で示す一点鎖線または二点
鎖線で示すように、ハンドル（１）はその上端に固定さ
れたつまみ（１ｍ）を作業者が手で持つ事により、矢印
入方向またはＢ方向、あるいは、これらとは他の方向、
すなわちユニバーサルな方向に移動操作させる事が出来
るのであるが、ハンドル（１）を矢印入方向に操作した
時にはマイクＯスイｙ　ｆ　（ＩＱＩ）がＯＮとなシ、
またポテンショメータ（１０ｂ）がギヤの保合により回
動させられる。

また矢印入方向と直交するＢ方向に操作した場合にはマ
イクロスイッチ（９鳳）がＯＮとなりボテフシ１メータ
（９ｂ）が回動させられる。また人及びＢ以外のいわゆ
るユニバーサルな方向に操作した時には、１イクａスイ
ツチ（９鳳）及び（１０ｍ）が共に（ト）となりボテフ
シ１メータ（９ｂ）（ｘｏｂ）も共に回動駆動されるよ
うになっている。

従来例のジツィステック型コン）Ｏ−ラは以上のように
構成され、以上のように作用するのであるが、以上から
明らかなように軸受部のような構成部品は非常に多く、
これらの組立が非常に困難であり、従ってその組立精度
もあまり良くない。

また部品の点数が多い事とあいまって組立て工数も多い
のでコストは高くなる。また摩擦部も多いので耐久性に
劣る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は従来の以上の問題に鑑みて為され構成部材を少
くして簡単な構造とし、組立も容易でありコストを低下
させ又！ｊＩＮ−擦部も少く与て耐久性を向上させ得る
ジーイスチック型コントａ−ラを提供する事を目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の目的は、操作棒の下端部に少くともばね支持部及
びボテンシ璽メータ作動部から成る可動部材を固定させ
、該可動部材を静止部に対しユニバーサル軸受で支持し
、該軸受をほゞ中心として複数のコイルばねを圧縮又は
引張シの状態で前記はね支持部と静止部との間に配設し
て、前記操作棒をその中立位置にばねカで自動復帰する
ようにし、前記ポテンショメータ作動部で前記操作棒の
回動に応じて一対の直線作動形ボテンシ冒メータを作動
させるようにしたことを特徴とするジ■イスチック型コ
ントａ−２によって達成される。

〔作　用〕

一つの可動部材によシ一対のボテンシ震メータを作動さ
せることができるのでまたユニーバーサル軸受をほゞ中
心にして複数のばねが配設されているので部品点数を従
来より大巾に減少させることができながら、中立位置を
確保することができ、組立も簡単でありコストを低下さ
せることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例によるジョイステツク型コントロ
ーラの詳細について第１図乃至第６図を参照して説明す
る。

図において本実施例のコントローラは全体として艶で示
され、ロッド状のハンドル（３１１はフレーム嬢の開口
（３２Ｍ）を挿通しており、その下端部（３１ｂ）はハ
ンドル６υのユニーバーサルな動きを許容するユニーバ
ーサル機構としての軸受は關が後述の各種部材を介して
嵌合している。この軸受は關はこれを支持するための後
述する各部材を介して固定枠もしくはフレーム３２１に
対し固定されている。固定枠Ｃ３２１は第６図に示され
るような形状を呈し、これは第１図及び第２図に示され
る機枠（至）に図示しないボルトにより固定される。こ
の固定枠Ｃ３３は第１図、第２図及び第４図から明らか
なように下方突出部（ト）ｒ３η關及び田を有し、その
うち１つの下方突出部（至）からこれと一体的に水平方
向に突出してユニーバーサル軸受支持板部ｔ４１が形成
されている。

ハンドル（３１１の下端部には第６図に明示されるよう
なハツト形状の可動部材１４１１が固定されているが、
これは主として筒部Ｉ４２１及び平板部け３から成り、
また平板部（４３は一部が切欠かれており、この部分に
角度間隔で９０″離れて耳部−（ハ）が一体的に形成Ａ
れている。この相い対する面側は凸状の曲面となってお
り、これに後述するように可動部材１４１）の中立位置
における位置決めをするための開口σ３σＪが形成され
ている。

ハンドル（３１１には環状の溝（３１Ｃ）（３１ｄ）が
形成され、またその上端部には球形のつまみ（３１ｍ）
が形成されている。溝（３ｋ）にはＥリング（ト）がは
められ、ワッシャ６７１を介在させて、ハンドルＣｌ１
ｌヲゴムで成るダストカバー（財）の孔（５４ｍ）に挿
通させている。下段の溝（３１ｄ）にはワッシャ■を介
在させてＥリング艶かはめられる。つまり、ダストカバ
ー（の上壁部（５４ｂ）はワッシャ５７］　（５！Ｊを
介してＥリング■６＆によりてハンドルＣ３１１に固定
される。さらにハンドルＣ１１ｌは上述の可動部材（４
１）のハンドル取付部としての突出部叩の孔（４ηに挿
通された上、ハンドル（３１＋の下端のねじ部（３１ｅ
）をユニーバーサル軸受部材（６０）の筒部（６０ｍ）
に形成される垂直のねじ孔にワッシャりを介して螺着、
締めつけることによりハンドルＣ３１＋と可動部材Ｉ４
１）及びユニーバーサル軸受部材ωとは一体化される。

すなわちこれらがこのシロイスチック型コントａ−ラの
可動側を構成するものである。

固定枠Ｃ３３の上述の下方に形成されるユニーバーサル
軸受支持板部ｆ４Ｇには丸孔のｚが形成されておシ、こ
れに球軸受部材ａｌｌのねじ部（６１ｍ）が第１図及び
第２図に示されるごとく挿通された上ワッシャ日、ナツ
ト（財）により固定枠ｃ３２１に一体化される。球軸受
部材ａｌｌの先端の軸受球部は上述のユニバーサル軸受
部材１６０１の下端に形成される半球状の凹所（６０ｂ
）に第１図及び第２図に示されるように嵌合させられる
。このようにして上述のユニバーサル軸受部時が構成さ
れる。すなわちハンドルＣ１１ｌはこのユニバーサル軸
受部關によりユニバーサルな方向に回動自在に支持され
ることになる。

ダストカバー１５４１はゴムで成りフレキシブルである
が、その下端部には金属で成る環状の取付部５５１が固
定されており、これを固定枠ｃ３３の円柱状の突出部（
ロ）に当て＼、かつダストカバー取付リング５ｚを取付
部（ト）に当て、ねじ孔を整列させた後、ねじ■を挿通
し、取付部図のねじ孔に螺着させることによりダストカ
バー５４１は固定枠３ｚに取付けられる。

ダストカバー（ロ）は固定枠Ｃ３２１の孔（３２ｍ）を
塞いでいるので、この内部に外部から異物やゴミの入る
のを防止する（機枠□□□は密閉ケーシング状）。″ま
たこれはフレキシブルであるのでハンドル（３１１の回
動自在な動きを妨げるものではない。

上述の可動部材１４１）の平板部４３には第３図に示す
ような角度配置、すなわちユニバーサル軸受部關をほゞ
中心として、この回りに９０″間隔でコイルばねｔ４８
１１１Ｊ　６１１５１１が圧縮状態で配設される。これ
らは上端部及び下端部において明示せずとも固定枠３２
の上壁部の下面及び可動部材（４１）の平板部（４３１
に形成された突起部によシ抜は止め及び位置決めされて
いる。またこれら４つのコイルばね（９）ないし５１１
の等しく圧縮された状態により第１図及び第２図に示す
ようにハンドルｃ１１１に中立位置としての直立状態を
自動的に取らせるようにしている。次に第５図に明示さ
れる上述の可動部材Ｉ４１１の中立位置を正確に位置決
めするための位置決めネジ体（６で及び槌について説明
する。

これは第４図に明示されるような角度間隔で配置されて
いるが、これは外壁部にネジを形成させた筒体＠！Ｉ、
この内孔に配設されたバネ（７α、このバネ釦によシ付
勢されるボールσＢ及びバネｑαのバネ力を調整するた
めの調整ネジσ２から成っている。

なお筒体β９の内周壁にもネジが形成されており、これ
に調整ネジσカが螺着され、またボールσＶは筒体＠う
の先端部から第５図に示すように抜は出ないような構成
となってお）、調整ネジσカの調節によってボールσυ
が第５図に示すように孔σＪに押圧される力を調節する
。位置決めネジ体６７）關は全く同様に構成され、これ
らは固定枠３ｚの下方突出部（至）田と一体的に形成さ
れたネジ体取付部６Ｓ［に形成されたネジ孔に第４図に
示すととく螺着、挿入されるようになっておシ、上述の
ボールσυは可動部材Ｉ４１）に形成された耳部ｔ４４
１１４５１の孔σ３σＪに中立状態では保合、押圧する
ことにより可動部材Ａ１）、すなわちハンドル（３１１
は第１図及び第２図に示すような中立状態を正確に位置
決めするようにしている。

また、第１図及び第２図に示すように、可動部材１４１
）の耳部圓（ハ）の外壁部にはくぼみ田卸が形成され、
これにフィクロスイッチσ８σ優の作動子（７８ｍ）（
７９ｍ）のａ−ラ部が中立状態では図示するように係合
するようになっている。ハンドルｒ３１１を図示の中立
位置からいずれかの方向に回動させるとマイクロスイッ
チσ８（７Ｉの作動子（７８ｍ）（７９ｍ）のいずれか
、あるいはどちらもが図示の状態のくぼみω却から抜は
出ることによ）、これらいずれか、あるいは両方がスイ
ッチＯＮとなることにより、ハンドルＣｌ１ｌはいずれ
かの方向に回動させたことを検出するようになっている
。あるいはまた、このマイクロスイッチσ８儂の作動子
（７８ｍ）（７９ｍ）のいずれもが、くぼみ田＠Ｂに嵌
合していることによ）、スイッチがＯＦＦであり、この
アンド条件によりて、ハンドル８１１が中立状態にある
ということを検知している。

また、固定枠Ｃ１３の下方突出部Ｃη關にはボテンシ雪
メータ作動板Ｓσ滲σりがねじにより取付けられておシ
、この板部σ４Ｊσ９の丸孔に直線作動型ボテフシ１メ
ータσ６）ｆｆηの本体が挿入された上、取付部材によ
り固定され、その作動ａラド（７６！Ｘ７７１）は上下
に移動自在となっていて中立状態を示す第１図及び第２
図で可動部材用）の平板部旧に当接している。

明示ぜずとも直線作動型ボテンシ賃メータσＱσηは公
知の構造を有し、内部にはばねを有しこれにょシ作動ロ
ッド（７６ｍ）（７７ｍ）を付勢しておシ常に可動部材
ｆ４１１の平板部ｔ４３と当接する状態を保つようＫし
ておシ、可動部材１４】）の回動に応じて作動ロッド（
７６ｍ）（７７ａ）は中立位置よシ上方に突出するが、
あるいは下方に押し込まれるかすることにょシその抵抗
値を変えるようになっている。すなわち、中立状態では
ある抵抗値をとっているが、作動ロッド（７ＩｍＸ７７
ｍ）が中立状態よシ上方に位置すると抵抗値は増大し、
これより下方に位置すると抵抗値は減少するようにして
いる。あるいはこれを逆にするように構成してもよい。

以上、本発明の実施例によるジ１イスチック型コントα
−ラについて説明したが、この作用について説明する。

第１図及び第２図は、ハンドルＣｌ１ｌの直立状態を示
しているが、これは圧縮状態にある４つのばね（４８〜
５υのばね力により自動的に中立位置を取らされている
。また、位置決めねじ体βη轍が第５図に示すように、
そのボールσυが可動部材用）の耳部ｌ−の孔σＪに保
合、押圧することにより正確に中立位置を自動的に取る
べく位置決めされている。撞た第１図及び第２図に示す
ようにマイクロスイッチσ８ｆｆ！１の作動子（７８ｍ
）（７９ｍ）は耳部１４１μｍのくぼみ田＠υにはまり
込むことによシ、これら両スイッチσＱσ９が両方とも
がＯＦＦであるということによりこのジ曹イスチック型
コントローラは中立位置にあるということを検知してい
る。着たポテンシ冒メータσθσηの抵抗値はハンドル
Ｃｌ１ｌが中立位置にあることにより、ある一定値をと
っている。

以上の中立位置からハンドル６υをいずれかの方向に回
動させたとすると、マイクロスイッチσ＆σ９の作動子
（７８ｍ）（７９ｍ）のいずれか、あるいは両者がくぼ
み翰＠Ｄから離脱することによシ中立位置から変位した
ことを検知する。また、この時、中立位置を正確に位置
決めしている位置決めねじ体但η時が耳部Ｉ（ハ）の孔
σＪから離脱する。なお、耳部Ｉ４４１　ｔａは第６図
に明らかなように、凸面となっているので可動部材（４
１１の傾きに応じてボールσυの当シがこれにならい、
すなわち、はね釦により当接力が−定となるように耳部
ｔ４４１　（ａと当接状態を保つことになる。

ハンドルＣ３１１のユニバーサルな方向における回動に
応じてボテフシ１メータσｅｎの作動ロッド（７６ｍ）
（７７ａ）が中立位置から上方か下方へと突出するか押
し込められることにより、これらの抵抗値が変わり、こ
の抵抗値によりハンドルＣ３１１がどの方向に、どれだ
け傾けられているかを検知するようになっている。

そして、所望の操作を終えた後、ハンドルＧｌｌへの操
作力を解除すると圧縮ばね顛ないし５幻のばね力によシ
自動的にハンドル３υは直立状態を取り、またこの時、
位置決めねじ体６η田のボール圓が可動部材３１）の耳
部部４９の孔σ３σＪに第５図に示すようにはまシ込む
ことによυ正確に中立位置に位置決めされる。さらにマ
イクロスイッチ嶽σ３のくぼみ田３υに第１図及び第２
図に示すようにはまり込みいずれのスイッチσ団σ３も
ＯＦＦ状態となり、ノ・ンドル３υが確かに中立位置に
戻ったことを検知する。

本発明の実施例は以上のような作用を行うのであるが、
さらに次のような効果を奏するものである。

すなわち、ハンドルＣｌ１ｌは１つのユニバーサル軸受
間によりユニバーサルな方向に回動自在に支持されてい
て、そしてこのユニバーサル軸受時を中心としてばね（
社）〜卵のばね力によシ自動的に復帰させるようにして
いるのであるが、この復帰機構及びユニバーサルに支持
するための機構が従来と比べて非常に簡単であり、部品
点数も従来と比べるとはるかに少なくなっている。

また、本実施例によれば、位置決め用のねじ体６７）６
８）によりハンドルＣ１１ｌは正確にその中立位置に位
置決めされるようになっている。

さらに本発明によれば、ボテンシッメータとしては、直
線作動型ポテンショメータが用いられているのであるが
、この作動が非常に簡単であること＼あいまって、これ
を作動させるだめの構成も特に別に部材を必要とするの
ではなく、可動部材哨）の平板部（４３の下面を利用し
ておシ、これは他方ではばねけうないし５１１を配設す
るために利用している。すなわち１つの部材をばね支持
のためとポテンショメータ作動のために併用しているの
で、これによっても部品点数を少なくしている。

さらに本実施例によれば、可動部材（４１）の耳部部（
４９には位置決めねじ体（６７）　ｆｆｌのボールσＢ
が係合するための孔σ急が形成されているのであるが、
これの上下において、この耳部部（４りは平らではなく
て凸面の形状となっているのでハンドルＣ１１ｌが中立
状態からユニバーサルな方向に移動したときに位置決め
ねじ体（６η槌のボールσυが耳部部（ハ）と当接する
力かはシ一定となシ、安定な当接状態となり可動ハンド
ルＣ３１１が直立状態に戻るときに容易に耳部（４４１
１４！ｊの孔σａに係合するようになっている。

以上、本発明の実施例について説明したがもちろん本発
明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基
ずいて種々の変形が可能である。

例えば、以上の実施例では可動部材圓の平板部４３にば
ね１８〜６１１が圧縮状態で配設されたが、これは引っ
張り状態で配設するようにしても上述と同様な効果が得
られることは明らかである。

また、このばね１８〜５１１の数も４つに限らず３つで
ありても、あるいは４つ以上であってもよく、いずれに
してもこれらのはゾ中央部にユニバーサル軸受間が位置
するように配置される。

〔発明の効果〕

以上、述べたように本発明のジョイステツク型コントロ
−ラによれば、部品点数を従来よシ少なくして、組み立
ても簡単であり、コストを低下させることができ、また
その耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるジョイステツク型コント
ローラの縦断面図、第２図は同実施例の他方向から見た
縦断面図、第３図は第１図における■−■線方向におけ
る断面図、第４図は第１図におけるＩＶ−ＩＶ線方向断
面図、第５図は第４図におけるＶ−Ｖ線方向拡大断面図
、第６図は同実施例の分解斜視図、第７図は従来例のジ
ーイスチック型コントローラの断面図、第８図は第７図
における■−■線方向の断面図、第９図は第８図におけ
るＤＣ−Ｗ線方向の断面図及び第１０図は第８図におけ
るＸ−Ｘ線方向の断面図である。 なお図において、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操作棒の下端部に少なくともばね支持部及びポテンショ
   メータ作動部から成る可動部材を固定させ、該可動部材
   を静止部に対しユニバーサル軸受で支持し、該軸受をほ
   ゞ中心として複数のコイルばねを圧縮又は引張りの状態
   で前記ばね支持部と静止部との間に配設して、前記操作
   棒をその中立位置にばね力で自動復帰するようにし、前
   記ポテンショメータ作動部で前記操作棒の回動に応じて
   一対の直線作動形ポテンショメータを作動させるように
   したことを特徴とするジョイステツク型コントローラ。