JPH0738985Y2 - ジョイスティック・コントローラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、機械的（角度又は位置
の）偏位を電気信号に変換する角度変換器を有するジョ
イスティック・コントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】機械的偏位を電気信号に変換する角度変
換器としては、可変抵抗器、エンコーダ、トランスジュ
ーサ、ロータリースイッチなど種々のものがあるが、そ
の中で最も汎用性の高いのは可変抵抗器である。図４
は、可変抵抗器を角度変換器として用いた従来のジョイ
スティック・コントローラの外観を示す側面図であり、
図５はその断面図である。これらの図に示すように、操
作軸２は、筐体１の内部に、操作軸２の球形ジャーナル
としての球状体又はボール３、内側アーム板４及び外側
アーム板５を貫通して任意方向の傾斜及び旋回などの回
動が可能に設けられている。ボール３は、筐体１の中心
部に軸受けとしての支持体機構６で回動自在に保持され
ている。この支持体機構６は上側ナット６₁ と下側ナッ
ト６₂ から構成されてこの上下ナット６₁ ，６₂ は上下
に対向して筐体１に螺合されてボール３を抱持する。

【０００３】また、内側及び外側アーム板４，５の一端
は、筐体側面に互いに直角をなす位置に取付けられた第
１及び第２可変抵抗器７，８の回動軸９，９′（ただ
し、９′は図示せず）に固定し、その他端は、第１及び
第２可変抵抗器７，８と対向する筐体１の各側面に螺着
したブッシングカラー１０，１０′（１０′は図示せ
ず）に回転自在に枢着された回動軸１１，１１′（１
１′は図示せず）に固定してある。すなわち、各可変抵
抗器７，８の回動軸９，９′は、内側及び外側アーム板
４，５の回動と連動して回動する。したがって、操作軸
２を傾斜・旋回させると、その偏位方向・角度に応じて
第１及び第２可変抵抗器７，８の回動軸９，９′が回動
して、それぞれの可変抵抗器から偏位方向・角度に応じ
た電気信号が得られる。この場合、操作軸２の前後方向
（Ｙ軸方向とする）の操作に対しては第１の可変抵抗器
７がその大きさに応じて回動し、左右方向（Ｘ軸方向と
する）の操作に対しては第２の可変抵抗器８がその大き
さに応じて回動する。したがって、操作軸２の任意方向
の傾斜及び旋回操作に対し、第１及び第２可変抵抗器
７，８がその方向・大きさに応じてそれぞれ回動するこ
とになる。

【０００４】図６は、操作軸２の方向・角度の大きさに
対する第１及び第２可変抵抗器の出力信号をＸＹ直角座
標軸上にプロットしたものである。＋Ｖ_x ，−Ｖ_x はＸ
軸方向の最大偏位角度に対する最大出力信号であり、＋
Ｖ_y ，−Ｖ_y はＹ軸方向の最大偏位角度に対する最大出
力信号である。したがって、破線で囲まれた部分が、操
作軸２の任意方向の傾斜・旋回角度に対する出力信号の
範囲となる。よって、操作軸２のＸ又はＹ軸方向におけ
る偏位角度の大きさを、第１及び第２の可変抵抗器７，
８によりＸＹ軸平面上の電気的信号に変換することがで
きる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】このようなジョイステ
ィック・コントローラは、一般に産業用として使用され
るもので、特に、原子力関係の遠隔操作用ロボット、深
海作業用ロボット、高所・危険物処理用ロボット等のい
わゆる極限ロボットの操作用として使用されることが多
く、このため、特に、機械部の操作性、精密性及び信頼
性が要求され、その上数百万回操作される長期の使用に
充分耐えて、初期特性を満足するということも要求され
ている。

【０００６】そこで、前述の如く構成される従来のジョ
イスティック・コントローラにおいては、操作軸２に固
定されたボール３とこのボール３を抱持する支持体機構
６の上下両ナット６₁ ，６₂ との滑合部にグリースを塗
布して摩擦抵抗を小さくし、擦過、いわゆるかじりを防
止するようにしていた。

【０００７】しかし、操作軸２の傾倒操作回数が増える
にしたがってグリースが摩耗粉と混ざり合ったり、ボー
ル３とナット６₁ ，６₂ との滑合部の発熱によりグリー
スが酸化したりすることにより、グリースが潤滑の役目
を果さなくなり、このためボール３と両ナット６₁ ，６
₂ の間の摩擦抵抗が大きくなり、またその間にかじりが
発生して円滑な操作が行えず、操作力を増大する必要が
あり、また、がたの発生によるセンター精度の低下等を
招くという問題があった。

【０００８】そこで、本考案はかかる点に鑑みてなされ
たもので、操作軸の軸受け部であるボールと支持体機構
との間においてグリースの循環を可能にして摩擦抵抗を
低減させると共に、かじりを防止し、長期の使用に充分
耐えるジョイスティック・コントローラを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、筐体内部の支持体機構に抱持されるボール
と、このボールを貫通し任意方向に傾斜、旋回等の回動
が可能な操作軸と、この操作軸の回動角度に応じてこれ
を電気信号に変換する角度変換器とを有してなるジョイ
スティック・コントローラであって、ボールを抱持する
支持体機構は凹曲球状の内周面を有し、筐体に対向して
螺合される一対のナットから構成され、一対のナットの
内周面に、内端縁面側に連通される潤滑油溝を形成し、
一対のナットを筐体に、互いに対向する内端縁面間に所
要の間隙部が生じるように螺合してなり、ナット間の間
隙部を潤滑油溜部とし、この潤滑油溜部から潤滑油溝に
かけて潤滑油を充填するように構成したものである。

【００１０】

【作用】このように構成される本考案のジョイスティッ
ク・コントローラは、操作軸のボールを抱持する支持体
機構を構成一対のナットの内周面は、潤滑油が常に両ナ
トの内端縁面間の潤滑油溜部から内周面の潤滑油溝に供
給されてこの溝を循環するように充填することにより、
ボールの滑合面に潤滑油が良く行き渡ることになって、
この滑合面、即ち、軸受け部の摩耗、かけが防止され、
長期の使用に充分耐えて長期間にわたってのボールの円
滑な転動が確保され操作特性の長寿命化が可能になる。
また一方のナットを取外すことにより、潤滑油溜部及び
潤滑油溝が開放されて潤滑油の交換が容易にかつ、確実
に行える。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の実施例を図１〜図３を参照し
て説明するに、前述した図４及び図５に示す従来例と対
応する部材には同一符号を付し説明を省略する。

【００１２】図１は本考案の一実施例を示す一部断面
図、図２はその要部の拡大図、図３は本例に適用する一
例の下側ナットの斜視図である。

【００１３】本例において、支持体機構６はフランジ６
₁₁を有する上側ナット６₁ と下側ナット６₂ とから構成
され、両ナット６₁ ，６₂ は従来例と同様に筐体１の中
心部の雌ねじ筒部１₁ に上下から螺合され、操作軸２に
固定されたボール３を抱持するようになされているが、
上側ナット６₁ はフランジ６₁₁が筐体１の中心上面に当
接して位置決めされた状態で保持される。

【００１４】この上下両ナット６₁ ，６₂ の対向する内
端縁面間の間隙部に潤滑油溜部１６を設け、また上下両
ナット６₁ ，６₂ のボール３の周面に合致する凹曲半球
状の内周面には湾曲した波形状の潤滑油溝１７₁ ，１７
₂ を、その内周面に全体にわたるように形成して潤滑油
溜部１６に連通させてある。即ち、本例においては潤滑
油溜部１６は上下両ナット６₁ ，６₂ の内端縁面６₁₂，
６₁₃間の間隙部と筐体１の雌ねじ筒部１₁ の内周部とに
より形成され、一方潤滑油溝１７₁ ，１７₂ はナット６
₁ ，６₂ の外端側において閉じられ、内端縁面６₁₂，６
₁₃側においては開放されて潤滑油溜部１６と連通されて
いる。なお、筺体１の雌ねじ筒部１₁ と上下両ナット６
₁ ，６₂ の間には接着剤を注入して凝固させる等、油止
め手段を施すことにより潤滑油溜部１６の完全な液密性
を確保し、また、ナット６₁ ，６₂ の潤滑油溝１７₁ ，
１７₂ が閉じれた外端側にはＯリングを嵌合する等油止
め手段を施すことにより、油漏れを一層確実に防止する
ことができる。そして、潤滑油溜部１６から潤滑油溝１
７₁ ，１７₂ にかけて潤滑油としてのグリースを充填す
る。

【００１５】このように構成することにより、支持体機
構６内においてボール３が回動することにより、グリー
スは潤滑油溜部１６から潤滑油溝１７₁ ，１７₂ に供給
されてこの溝１７₁ ，１７₂ を循環し、支持体機構６、
即ち、上下ナット６₁ ，６₂のボール３が滑合する内周
面に満遍なく行き渡り、ボール３との滑合部が潤滑され
てボール３と両ナット６₁ ，６₂ 間の摩擦抵抗が大にな
ったり、いわゆるかじり等が発生することもなく、ボー
ル３は常に円滑に回動されて操作軸２の操作を軽くかつ
確実に行うことができる。

【００１６】以上の構成において、潤滑油溝１７₁ ，１
７₂ は連続した波形状に形成されているが、これを三角
形状等、各種の形状に形成することができ、また独立し
た複数条の溝として形成してもよく、これ等の場合もナ
ット６₁ ，６₂ の内端縁面６₁₂，６₁₃側に開放されるよ
うに形成して潤滑油溜部１６に通過させ、潤滑油が溝内
を円滑に循環されるようにする。また、上側ナット６₁
又は下側ナット６₂ の何れか一方が筐体１側に固定する
か、この筐体１と一体に形成した構成とすることもでき
る。

【００１７】以上、本考案の実施例を説明したが、本考
案はこの実施例に限定されるものではなく、本考案の趣
旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。

【００１８】例えば、支持体機構６を構成する上下ナッ
ト６₁ ，６₂ のうち上側ナット６₁はフランジ６₁₁を設
けることなく、従来例と同様なナット構造でもよい。さ
らに潤滑油溝１７₁ ，１７₂ の形状も潤滑油溜部１６に
連通し、支持体機構６の内周面に均等に配置される形状
であればよい。

【００１９】

【考案の効果】以上のように本考案によるジョイスティ
ック・コントローラは、操作軸に固定される球形ジャー
ナルとしてのボールを支持する支持体機構を構成する一
対のナットの内端縁面間に潤滑油溜部を設けると共に、
ボールが滑合する内周面に潤滑油溜部と連通する潤滑油
溝を形成し、この潤滑油溜部に潤滑油を充填するように
構成したことにより、潤滑油が潤滑油溜部から潤滑油溝
に供給されてこの溝を循環することになるのでボールが
滑合される軸受け面が潤滑されて摩擦抵抗が著しく低減
されると共に、軸受け面にいわゆるかじり等が生じるこ
とがなく、ボールのがたのない円滑な回動が確保されて
操作軸は長期間にわたって円滑で確実な操作が可能にな
り、長寿命で信頼性の高いジョイスティック・コントロ
ーラを提供することができる。

【００２０】特に、本考案によれば、軸受け面となる両
ナットの内周面の潤滑油溝が連通する潤滑油溜部は、ナ
ット側或いは筐体側に刻設或いは成形することなく、両
ナットを、その内端縁面が所要間隙をおいて対向するよ
うに筐体に螺合し、この間隙部により形成されるので、
構成が簡単で製作工程も少なく、安価な製品を提供でき
る。

【００２１】また、長期間の使用において潤滑油が劣化
して交換する必要が生じた場合は、一方のナットを取外
すだけで潤滑油溝から潤滑油溜部にかけて全体が開放さ
れるので古い潤滑油の除去を簡単にかつ確実に行えると
共に新潤滑油の充填も簡単に行うことができて常に正常
な状態に維持できる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の一部断面図である。

【図２】同、要部の拡大図である。

【図３】図１に示す一実施例に適用するナットの斜視図
である。

【図４】従来例の側面図である。

【図５】同、一部断面図である。

【図６】ジョイスティック・コントローラの動作を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 操作軸 ３ ボール ６ 支持体機構 ６₁ 上側ナット ６₂ 下側ナット １６ 潤滑油溜部 １７₁ ，１７₂ 潤滑油溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内部の支持体機構に抱持されるボー
   ルと、このボールを貫通し任意方向に傾斜、旋回等の回
   動が可能な操作軸と、この操作軸の回動角度に応じてこ
   れを電気信号に変換する角度変換器とを有してなるジョ
   イスティック・コントローラであって、 上記ボールを抱持する上記支持体機構は凹曲半球状の内
   周面を有し、上記筐体に対向して螺合される一対のナッ
   トから構成され、 上記一対のナットの内周面に、内端縁面側に連通される
   潤滑油溝を形成し、 上記一対のナットを上記筐体に、互いに対向する内端縁
   面間に所要の間隙部が生じるように螺合してなり、 上記ナット間の間隙部を潤滑油溜部とし、この潤滑油溜
   部から上記潤滑油溝にかけて潤滑油を充填するようにし
   たことを特徴とするジョイスティック・コントローラ。