(57)【要約】  本発明は、操作要素ボディ（７）と、機械（２）のコントローラ（３）へ指令を入力するための回転ホィール（１０）とを有する、電気的に制御される機械（２）用の操作要素（４）に関するものであって、回転ホィール（１０）が回転軸（１２）を中心に回転可能に操作要素ボディ（７）に配置され、かつ外側面（１１）によって包囲され、外側面は回転軸（１２）に対する法線方向にあらかじめ定められた部分直径平均値（１３）を有し、回転ホィール（１０）は外側面（１１）において機械操作者（５）によってつかむことができ、かつ回動させることができ、回転ホィール（１０）の外側面（１１）は様々な表面構造（１７）を備えた少なくとも二つの操作部（１４、１５）を有し、操作部（１４、１５）の少なくとも一つにセンサ要素（２１、２２）のセンサ領域（１８、１９）が関連付けられ、操作部（１４、１５）の少なくとも一つに少なくとも一つの指令をコントローラ（３）へ入力するための様々な機械機能が関連付けられ、少なくとも二つの操作部（１４、１５）は回転ホィール（１０）の外側面（１１）に機械操作者（５）が手（６）及び／又はその指でそれらの操作部をつかむことができるように配置されている。
2020500388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作要素ボディ（７）と、機械（２）のコントローラ（３）へ指令を入力するための回転ホィール（１０）とを有する、電気的に制御される機械（２）のための操作要素（４）であって、
前記回転ホィール（１０）は回転軸（１２）を中心に回転可能に操作要素ボディ（７）に配置され、かつ外側面（１１）によって包囲され、該外側面（１１）は前記回転軸（１２）に対する法線方向にあらかじめ定められた部分直径平均値（１３）を有し、前記回転ホィール（１０）は前記外側面（１１）において機械操作者（５）によって把持可能かつ回動可能である操作要素において、
前記回転ホィール（１０）の前記外側面（１１）は様々な表面構造（１７）を有する少なくとも二つの操作部（１４、１５）を有し、
センサ要素（２１、２２）のセンサ領域（１８、１９）は前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つに関連付けられ、
少なくとも一つの指令を前記コントローラ（３）へ入力するための様々な機械機能は、前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つに関連付けられ、
少なくとも二つの操作部（１４、１５）は、前記回転ホィール（１０）の前記外側面（１１）に、機械操作者（５）が手（６）及び／又は指によってつかむことができるように配置されている、ことを特徴とする操作要素（４）。
【請求項２】
少なくとも二つの様々な表面構造（１７）を有する前記操作部（１４、１５）は、前記回転軸（１２）の方向に互いに離隔して配置され、かつそれぞれの前記センサ領域（１８）の周方向（２４）の全周において前記外側面（１１）に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の操作要素（４）。
【請求項３】
前記回転ホィール（１０）の少なくとも二つの操作部（１４、１５）は、共通の前記回転軸（２５）を介して前記操作要素ボディ（７）に対して回動可能に軸承されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の操作要素（４）。
【請求項４】
前記回転ホィール（１０）は、ベース輪郭において回転対称に、特に円筒状に形成され、かつ２０ｍｍと８０ｍｍの間、特に３５ｍｍと６０ｍｍの間の、好ましくは４０ｍｍと５０ｍｍの間の、前記外側面（１１）の前記部分直径平均値（１３）を有している、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項５】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つは、前記回転軸（１２）に沿って異なる、特に連続的及び／又は非連続的に増加及び／又は減少する、前記外側面（１１）の前記部分直径平均値（１３）を有している、ことを特徴とする請求項４に記載の操作要素（４）。
【請求項６】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの前記表面構造（１７）は、前記外側面（１１）の前記部分直径平均値（１３）に対して、たとえばウェブ、小突起、ピラミッドのような円い、かつ／又は細長い隆起部（２６）及び／又はたとえば畝、溝、へこみ、蜂の巣、くぼみ、穴のような凹部（２７）を有している、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項７】
長く延びた隆起部（２６）及び／又は凹部（２７）は、前記外側面（１１）に設けられた隆起部（２６）もしくは凹部（２７）の、より短い延びに対する、より大きい延びの、１．５より大きい、好ましくは５より大きい比を有している、ことを特徴とする請求項６に記載の操作要素（４）。
【請求項８】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、それぞれの操作部（１４、１５）の前記外側面（１１）にわたって均一に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項９】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）が、少なくとも一つの方向に、好ましくは周方向（２４）に、それぞれの操作部（１４、１５）の前記外側面（１１）にわたって対称に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１０】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、それぞれの操作部（１４、１５）の前記外側面（１１）にわたって不規則に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１１】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、前記回転軸（１２）に対する法線方向において、前記部分直径平均値（１３）に対して、０．００１、好ましくは０．００５より大きい、特に好ましくは０．０１より大きい、前記外側面（１１）の最大の隆起部（２６）及び／又は最小の凹部（２７）の偏差の比を有している、ことを特徴とする請求項６〜１０の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１２】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの外側面（１１）は金属からなる、ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１３】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、少なくとも部分的に第２の材料、好ましくはプラスチックを有している、ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１４】
少なくとも一つの操作部（１４、１５）は感圧的なセンサ要素（２１、２２）を有している、ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１５】
前記感圧的なセンサ要素（２２、３２）はセンサ領域（１９、３１）が実質的に前記回転軸（１２）の方向に方向付けされるように配置されている、ことを特徴とする請求項１４に記載の操作要素（４）。
【請求項１６】
前記回転ホィール（１０）は、前記操作要素ボディ（７）に前記回転軸（１２）の方向に移動可能に支承され、かつスイッチ要素又はセンサ要素（２８）が形成されており、前記スイッチ要素又はセンサ要素が前記回転ホィール（１０）の前記回転軸（１２）に沿った移動に従って、急速停止又は非常停止指令を信号で知らせ、又は作動させるために設けられている、ことを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１７】
第１、第２及び／又は付加的な操作部（１４、１５、１６、２９）にそれぞれ、加工送り、スピンドル回転数、アイドル送り、軸方向の送達、径方向の送達、工具交換のグループから選択された機械機能が関連付けられている、ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に制御される機械のコントローラへ指令を入力するための操作要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１からは、射出成形機械用の操作ユニットが知られている。この操作ユニットは、射出成形機械の駆動ユニットの少なくとも一つの運動を作動させるための操作要素を有しており、操作要素は基本位置から駆動ユニットの運動を作動させる作動領域内へ移動可能である。作動領域は、基本位置と最大位置との間に多数の中間位置を有している。駆動ユニットの作動される運動の速度は、基本位置からの操作要素の選択された中間位置の距離に依存している。操作要素によって、複数の駆動ユニットの運動が作動可能であり、操作要素を押したり、引いたり、揺動させるなどによって、操作要素により駆動される駆動ユニットの変更が行われる。
【０００３】
特許文献１から知られた操作ユニットは、欠点を有しており、押し、引き、揺動などによって指令を実施する操作要素が、スイッチに対する適切な機械的結合をもたなければならない。この種の結合は、エラーが生じ易く、かつ高価である。さらにこの種の結合は、たとえば爆発に対して保護されている領域内では実現が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】オーストリア特許第５１２５２１（Ｂ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来技術の欠点を克服して、改良された操作要素を提供することである。さらに、本発明の課題は、電気的に制御される機械のコントローラへ指令を入力するための改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項に記載の操作要素によって解決される。
【０００７】
本発明によれば、操作要素ボディと、機械のコントローラへ指令を入力するための回転ホィールとを有する、電気的に制御される機械のための操作要素が提供され、その場合に回転ホィールは回転軸を中心に回転可能に操作要素ボディに配置されており、かつ外側面によって包囲されており、その外側面が、回転軸に対する法線方向にあらかじめ定められた直径平均値を有し、機械操作者が回転ホィールのその外側面をつかむことができ、かつ回動させることができ、その場合に回転ホィールの外側面が、それぞれ異なる、触覚的に区別可能な表面構造を備えた少なくとも二つの操作部を有しており、その場合に操作部の少なくとも一つに、センサ要素のセンサ領域が関連付けられており、そのセンサ領域は機械操作者による接触の存在及び／又は非存在を検出するために設けられ、もしくは形成されており、その場合に操作部の少なくとも一つに、少なくとも一つの指令をコントローラへ入力するための、様々な機械機能、特に運動制御指令が関連付けられており、かつその場合に少なくとも二つの操作部が回転ホィールの外側面に、機械操作者がそれを手で、かつ／又は手の指でつかむことが可能であるように、配置されている。
【０００８】
回転ホィールに設けられた少なくとも二つの機能的に様々な操作部の様々な表面構造は、簡単なやり方で機械操作者に、彼の手もしくはその指の少なくとも一つがどの操作部をそれぞれつかんだか、についての触覚的もしくは触感的フィードバックを許す。したがって、機械操作者がその注意を第１に電気機械の作業領域へ向けることが可能になる。極端な場合において機械操作者は、回転ホィールの直覚的に形成された表面構造によって、まったく操作要素を見ずに作業することができる。少なくとも二つの操作部の表面構造が異なることによって、うっかりと誤った操作部を操作することが、著しく減少される。これが、機械操作者及び機械操作者によって操作される機械の安全性を向上させる。その場合に電気機械、使用される工具及び工作物のプロセス安全性の向上は、特に効果的である。操作要素の本発明に係る形成の利点は、さらに、操作要素によって多数の様々な制御指令を実施することができ、それにもかかわらず操作要素は比較的簡単な構造的構成を有することである。さらに、表面構造によって、回転ホィール上に機械操作者の手をとどめておくことを、著しく改良することができる。
【０００９】
さらに回転ホィールは、簡単な回転センサ、たとえばインクリメント発生器又は絶対値発生器によって操作要素ボディに結合することができる。操作要素ボディに設けられた回転センサは、回転ホィールの少なくとも二つの操作部もしくはセンサ領域のセンサ要素と機能的に結合することができる。機械のコントローラへのパラメータの選択及び／又は入力は、回転ホィールを介して行われ、その場合に回転センサが回転ホィールの回動もしくは回転運動を検出する。それぞれ機械操作者の手もしくは指の位置に応じて、少なくとも二つの操作部を、回転センサと接続されたコントローラ、特にコントローラ及び／又は評価装置によって、回転ホィールの回転運動に一義的に関連付けることができる。したがって、指令、特に運動制御指令を機械のコントローラへきわめて簡単、快適かつ迅速に入力することが可能である。回転ホィールが回転方向に機械的な終端ストッパを有していないと、特に効果的である。
【００１０】
さらに、様々な表面構造を有する少なくとも二つの操作部が、回転軸の方向に互いに離隔して配置されており、かつそれぞれのセンサ領域の周方向において外側面に全周で形成されていると、効果的であり得る。表面構造が、全周の回りに形成されていると、特に効果的である。というのはそれによって、回転ホィールの回動角度に関係なく、機械操作者がそれを知覚できるからである。さらに、第１の操作部に設けられた第１のセンサ領域が、入力指令を確認するために用いることができると効果的であって、その場合に機械操作者の手の軸方向の移動によって、確認指令を作動させることができる。回転軸の方向において操作部を軸方向に離隔させもしくは配置することは、機械操作者の手の移動を用いて、手で複数の操作部に達することができる、という利点を有する。充分な離隔は、操作部を周方向に分離することによってすでに、与えることができる。その場合に分離のために溝又は切り欠きで充分であり得る。
【００１１】
さらに、回転ホィールの少なくとも二つの操作部を共通の回転軸を介して操作要素ボディに対して回動可能に軸承することができる。すなわち回転ホィールの複数の操作部が堅固に結合されており、したがって、回転ホィールの周方向においてのみ、同時に移動させることができる。それによって少なくとも二つの操作部を操作要素として結合することは、構造的にきわめて簡単になる。というのは回転ホィールと操作要素ボディの間の結合箇所は、単純な回転センサの形式で形成することができるからであって、それによって回転ホィールはエラーを生じることが少ない。それによって、たとえばそれぞれ操作部に関連付けられた、複数の中空軸により複雑化される構造を省くことができる。コントローラへの少なくとも一つの指令の入力は、それぞれの操作部における機械操作者の手又は指の位置の認識によって可能になる。
【００１２】
さらに、回転ホィールはそのベース輪郭において回転対称に、特に円筒状に、形成することができ、かつ２０ｍｍと８０ｍｍの間、特に３５ｍｍと６０ｍｍの間、好ましくは４０ｍｍと５０ｍｍの間の外側面の部分直径平均値を有することができる。その場合にベース輪郭とは、回転ホィールのその回転軸に沿った外側面の「エンベロープ」である。したがって、回転ホィールのベース輪郭は、機械操作者が把持する回転ホィールの外側の形状に相当する。その場合に回転ホィールを対称に、かつその場合に好ましくは円筒状に形成することによって、さらに、機械操作者の手が回転ホィールに沿って軸方向に良好に滑り移動することができ、したがって、個々の入力指令を良好に選択し、かつ／又は確認することができる。その場合に好ましくは、このように形成された回転ホィールは、機械操作者が簡単につかんで操作することができる。
【００１３】
また、操作部の少なくとも一つが回転軸に沿って異なる、特に連続的及び／又は非連続的に増加及び／又は減少する、外側面の部分直径平均値を有することができる形態も、効果的である。回転ホィールの操作は、たとえば段部により、かつ／又は段付きの移行部により、かつ／又は延びる移行部によって著しく改良することができる。回転ホィールは、その回転軸の各位置において様々な部分直径平均値を有することができる。その場合に好ましくはこのように形成された回転ホィールの外側面における手もしくは指の位置は、機械操作者によって比較的簡単に把握することができる。誤操作及び／又は指令の意図しない確認及び機械のコントローラは、ほぼ回避することができる。さらに機械操作者にとっては、特に丸みを帯びた段部による回転ホィールの適切な形状付与により、特に人間工学的かつ疲労のない作業が可能になる。これが、機械操作者の集中とそれに伴って品質も改良する。
【００１４】
展開によれば、操作部の少なくとも一つのものの表面構造が、外側面の部分直径平均値に対して、たとえばウェブ、小突起、ピラミッドのような円い、かつ／又は細長い隆起部及び／又はたとえば畝、溝、へこみ、蜂の巣、くぼみ、穴のような凹部を有することが可能である。外側面における、したがって、少なくとも二つの操作部における手もしくは指の位置を、機械操作者は即座に知覚することができる。その場合に好ましくは、機械操作者は回転ホィールをつかんだときにすでに回転ホィールにおけるその手もしくは指の相対位置を「感じる」。本発明の文脈において、表面構造という概念は、回転ホィールの表面の、特に外側面の性質を含んでいる。
【００１５】
したがって、表面構造というのは、明らかに、当業者が操作部の表面を適切に形成するために、隆起部もしくは凹部のような表面特徴を設定できることを、意味している。しかしその場合にはっきりと指摘しておくが、本発明の文脈において、操作部の一つのものの「滑らかな」表面も、表面構造と考えることができる。その場合に「滑らかな」というのは、たとえば回転ホィールの製造プロセスの過程における射出成形表面、鋳造表面、圧延表面、フライス表面、回転加工表面又はプロフィール表面を有する表面と考えることができる。また、表面が追加として、機械的及び／又は、たとえばエッチングプロセスのような、化学的処理を受けることも、考えられる。様々な表面粗さはすでに、機械操作者によって様々な表面構造として知覚することができる。したがって、製造技術的な視点からは、操作部が、製造プロセスからもたらされるような、「滑らかな」表面を有すると、効果的である。この「滑らかな」表面は、表面構造のために実質的に手間増を必要とせず、それにもかかわらず他の操作部の表面構造が異なることに基づいて機械操作者にとっては充分良好に触覚的及び／又は触感的に区別可能である。操作部の形成のために、種々の隆起部及び／又は凹部及び／又は表面粗さの組合せが、同様に考えられる。
【００１６】
さらに、細長く延びる隆起部及び／又は凹部が、外側面における隆起部もしくは凹部のより短い延びに対する、より大きい延びの、１．５より大きい、好ましくは５より大きい比を有すると、効果的であり得る。好ましくは、隆起部及び／又は凹部を互いに区別できることを保証するために、表面構造が充分な大きさでもうけられる。これは特に、たとえば細長く延びたへこみ又はウェブが表面構造として形成される場合に、役立つ。その場合には、周方向に閉成された、細長く延びた隆起部及び／又は凹部も考えられる。同様に、回転軸の方向における、あるいは回転軸に対してある角度で傾斜した隆起部及び／又は凹部が、同様に考えられる。
【００１７】
さらに、操作部の少なくとも一つのものの表面構造が、それぞれの操作部の外側面にわたって均一に形成されることも、可能である。これが、個別の操作フィールドに対する表面構造の関連付けを簡単にする。
【００１８】
さらに、操作部の少なくとも一つのものの表面構造は、少なくとも一つの方向に、好ましくは周方向において、それぞれの操作部の外側面にわたって対称に形成することができる。表面構造の対称の形態は、製造技術的な利点を提供し、かつ比較的好ましいコストで実現することができる。さらに、回転ホィールが機械的なストッパをもたない場合には、機械操作者がつかむ場合に、回転ホィールの初期位置は重要ではない。さらに、機械操作者にとって、機械の操作要素の一つの回転ホィールから、他の機械の他の回転ホィールもしくは操作要素へ「学び直す」ことは不要である。
【００１９】
特別な形態によれば、操作部の少なくとも一つのものの表面構造が、それぞれの操作部の外側面にわたって不規則に形成されることが、可能である。所定の適用のためには、表面構造が回転ホィールのセクションにわたって不規則に形成されていると、効果的であり得る。これはたとえば、ブラシかけされた表面又はボールブラストされた表面において、そうであり得る。この種の方法は、しばしば端縁領域にするどく定められた境界面を形成しない。しかしこの表面構造は、比較的簡単であり、それによってコストを削減して実現することができる。
【００２０】
好ましい展開によれば、操作部の少なくとも一つのものの表面構造は、回転軸に対する法線方向において、部分直径平均値に対して外側面の最大の隆起部及び／又は最小の凹部の、０．００１、好ましくは０．００５より大きい、特に好ましくは０．０１より大きい偏差の比を有することができる。表面構造が特に、隆起部及び／又は凹部の形式で、ベース輪郭もしくは部分直径平均値によってスケーリングされていると、好ましいことが明らかにされている。部分直径平均値からの隆起部及び／又は凹部の最小偏差は、機械操作者の充分に触覚的及び／又は触感的な知覚のために特に好ましいことが、示されている。
【００２１】
特に、操作部の少なくとも一つのものの外側面が、主として金属からなると、効果的であり得る。それによって回転ホィールの特に強靱な構造が支援される。その場合に好ましくは、操作部の少なくとも一つに、導通性測定のためのセンサ要素を挿入することができる。それによって機械操作者の手もしくは指の位置を高い感度で、それに伴って良好に認識することが容易になる。
【００２２】
さらに、操作部の少なくとも一つのものの表面構造は、少なくとも部分的に第２の材料、特にプラスチックを有することができる。二つの様々な表面構造を最適に区別できるようにするために、幾何学的な特徴だけでなく、「さわった感じ」も役割を果たすことができることが、明らかにされている。したがって、第２の材料が、たとえば第１の材料よりも高い表面温度を有していると、効果的であり得る。さらに、表面構造は、一つ又は複数の他の材料から比較的簡単に構築することができる。ここではたとえば、スプレイ方法、接着方法又は塗装方法などが考えられる。さらに、他の材料を選択することによって、機械操作者の手もしくは指が滑ることに対する安全性を高めることができる。これが、はっきりとした安全技術的な利点を提供する。回転ホィールが金属から形成されている場合に、第２の材料、ここでは特に、たとえばプラスチックのような、誘電性の材料は、操作部に関連付けられた一つ又は複数のセンサ要素を容量的なセンサとして形成できる利点を提供する。この種の容量センサは、たとえば近接センサ、距離センサ、加速度センサ又は圧力センサとして形成することができる。したがって、機械のコントローラへの可能な指令の多様性が、著しく増大する。
【００２３】
さらに、少なくとも一つの操作部は、感圧的なセンサ要素を有することができる。パラメータ選択、指令の確認などは、本発明に係る操作要素によって、機械のコントローラに対して回転ホィールの少なくとも二つの操作部を介して行うことができる。しかし、機械のコントローラに対して例外状態を信号で知らせるために感圧センサ要素が設けられていると、特に好ましいことが明らかにされている。機械操作者は、たとえば工具又は工作物にとっての危険状況を認識した場合に、力を加えることによって機械のコントローラへの「停止指令」を作動させることができる。うっかりと操作してしまうことは、回転ホィールの回転運動及び少なくとも一つの操作フィールドを介する指の移動による指令の確認を介しての「通常作動方法」によって、効率的に回避される。その場合に感圧センサ要素のセンサ領域は、外側面に周方向に添接することができる。
【００２４】
感圧センサ要素が、そのセンサ領域が実質的に回転軸の方向に方向付けされるように配置される形態も、効果的である。その場合に好ましくは、回転ホィールの「通常作動方法」のために、実質的に回転ホィールのその回転軸を中心とする回転運動と回転ホィールの外側面における機械操作者の手もしくは指の移動のみが必要とされる。力の作用と結合された、回転軸の方向の運動が感圧センサ要素へ作用することは、「通常作動方法」に対する大きな、したがって、はっきりとした差異を表し、したがって、機械操作者によって例外状況に一義的に関連付けることができる。回転軸の方向の力の導入は、極端な場合には、機械操作者が回転ホィールに衝撃を与えることによって行うことができる。それによって機械操作者の短い反応時間が可能となり、それが駆動における安全性の向上も伴う。
【００２５】
展開によれば、回転ホィールが操作要素ボディに回転軸の方向に移動可能に軸承されており、かつスイッチ要素又はセンサ要素が形成されており、同部材が、回転ホィールのその回転軸に沿った移動に従って急速停止指令又は非常停止指令を知らせ、あるいは作動させるために設けられることが、可能である。この展開において、好ましくは、機械のコントローラへの例外状況のための指令入力は、外側面に設けられた少なくとも二つの操作部から切り離される。少なくとも二つの操作部のために一つの共通の回転軸のみを有する、回転ホィールのコンパクトな構造によって、回転ホィールのその回転軸に沿った移動は、機械操作者によってきわめて簡単に実施可能である。したがって、回転ホィールにおける力導入の位置は、移動のためにはあまり重要ではない。極端な場合においてこれは、機械操作者が回転ホィールを打つことによって行うことができ、それによって回転軸の方向への移動が導入される。回転ホィールの移動は、機械操作者によってきわめて良好に知覚されることが、明らかにされている。機械のコントローラへの「急速停止指令」又は「非常停止指令」を信号で知らせるために設けられている、スイッチ要素又はセンサ要素は、操作要素内にきわめて簡単かつ強靱に組み込むことができる。これが、コスト的に好ましく、きわめて安全な構造を表す。回転ホィールは、回転軸に沿って移動した後にその位置にロックすることもできる。この場合において回転ホィールの解放は、急速停止又は非常停止指令の確認後に初めて行うことができる。
【００２６】
さらに、第１、第２及び／又は他の操作部にそれぞれ、操作送り、スピンドル回転数、アイドリング送り、軸方向の送達、径方向の送達、工具交換のグループから選択された機械機能を関連付けることができる。本発明に係る操作要素は、製造設備もしくは工作機械のコントローラのために特に好ましいことが明らかにされている。特に、たとえばＣＮＣフライス機械、ＣＮＣ旋盤、そしてまた射出成形機械の操作は、この操作要素によって著しく容易にすることができる。ＣＮＣフライス機械の場合においては、たとえば加工送り、スピンドル回転数及びアイドリングにおける走行速度（アイドリング送り）のような、機械の最も頻度の高い機能もしくは運動指令は、回転ホィールにおけるそのために定められた操作部によって比較的簡単に操作して、機械のコントローラへ入力することができる。たとえば軸方向の送達、径方向の送達又は工具交換のような他の機能も、本発明に係る操作要素を用いて機械のコントローラへ入力することができる。
【００２７】
回転ホィールに配置されるすべてのセンサは、それぞれ関連付けられたセンサ領域を検出するために設けられた、個々のセンサとして形成することができる。しかしまた、一つのセンサ領域に二つあるいは多数のセンサ要素が関連付けられて、それらがセンサ領域を検出することも、考えられる。一つのセンサ領域のために複数のセンサ要素を設けることは、冗長性が可能となり、したがって、センサ要素の故障を補償することができる、という利点を伴う。これは特に、機械安全性を向上させるために必要となり得る。
【００２８】
特にセンサ要素を、回転ホィールの所定の領域もしくは操作部内における機械操作者による接触を検出するように、形成することができる。
【００２９】
センサ要素それ自体は、たとえば抵抗型センサとして形成することができる。
【００３０】
他の可能性は、センサ要素が光学センサとして形成されることである。
【００３１】
一般的にセンサ要素は、機械操作者の手もしくは指による回転ホィールの接触を検出するのに適したセンサ要素によって実現することができる。その場合に特に好ましくは、センサ要素は、容量センサとして形成されている。
【００３２】
センサ要素は、回転ホィールの表面に配置することができ、あるいは回転ホィール内へ鋳込むことができ、あるいはしかるべき収容領域を設けるなど、その他の装置によって内蔵することができる。
【００３３】
特に、センサ要素と操作部の表面構造との組合せが考えられる。
【００３４】
本発明をさらによく理解するために、以下の図を用いて本発明を詳細に説明する。
図は、それぞれ著しく簡略化された図式的な表示である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】機械、コントローラ及び操作要素を有する製造設備のレイアウトを示している。
【図２】操作要素を示す正面図である。
【図３】操作要素を示す側面図である。
【図４】グリップ領域内の機械操作者の手と共に操作要素を示す側面図である。
【図５】第１のセンサ領域を有する第１の操作部内の機械操作者の手と共に操作要素を示す側面図である。
【図６】第１と第２のセンサ領域を有する第１と第２の操作部内で、機械操作者の手と共に操作要素を示す側面図である。
【図７】段部の周面セクションにおける機械操作者の手と共に操作要素を示す側面図である。
【図８ａ】個々の操作部の様々な表面構造を有する操作要素を示す斜視図である。
【図８ｂ】個々の操作部の様々な表面構造を有する操作要素を示す長手方向の断面図である。
【図９】回転ホィールの基本輪郭の様々な例（ａ）−（ｈ）を示す。
【図１０】様々な表面構造の様々な例（ａ）−（ｋ）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
最初に記録しておくが、異なるように記載される実施形態において、同一の部分には同一の参照符号ないし同一の構成部分名称が設けられており、その場合に説明全体に含まれる開示は、同一の参照符号ないし同一の構成部分名称を有する同一の部分へ意味に従って移し替えることができる。また、説明内で選択される、たとえば上、下、側方などのような位置記載は、直接説明され、かつ示される図に関するものであって、この位置記載は位置が変化した場合には意味に従って新しい位置へ移し替えられる。
【００３７】
図１は、電気的に制御される機械２、機械２用のコントローラ３及び機械操作者５が制御指令をコントローラ３へ入力するための操作要素４を有する製造設備１の図式的な表示である。特に、機械操作者５は手６で操作要素４を操作する。
【００３８】
機械２は、たとえばフライス機械、旋盤又は射出成形機械とすることができる。さらに、機械２が工業的な使用におけるロボット又はその他の機械であることも、考えられる。特に、機械２は構成部品を形成するために用いることができる。
【００３９】
コントローラ３は、考えられる各可能な種類のコントローラによって形成することができる。これは、たとえば工業用計算器、メモリプログラミング可能なコントローラ又は、操作要素４を介して入力された指令を機械２用の運動指令に変換するのに適した、その他のコントローラとすることができる。
【００４０】
図２と３には、操作要素４が正面図もしくは側面図で示されている。
【００４１】
これら二つの図から明らかなように、操作要素４は操作要素ボディ７を有しており、それが操作要素４の中央の構成部分を形成し、かつたとえばハウジングによって定めることができる。さらに、操作要素ボディ７内にディスプレイ８を収容することができる。ディスプレイ８は、メニュー点、速度位置及びその他のパラメータ又は、機械２のコントローラに必要なオプションを表示するために用いられる。他の実施変形例においては、ディスプレイ８が操作要素４内に統合されず、ディスプレイ８が製造設備１内の他の箇所に配置されるようにすることもできる。
【００４２】
さらに、操作要素４は製造設備１の固定箇所に配置することができ、ケーブル結合の接続を用いて製造設備１と結合することができる。
【００４３】
代替的な実施変形例において、操作要素４は遠隔操作の形式で形成して、ワイヤレスの接続を介してコントローラ３と通信することもできる。
【００４４】
さらに、コントローラ３が操作要素４内に統合されて、制御指令が操作要素４から直接機械２へ与えられることも、可能である。
【００４５】
図２からさらに明らかなように、操作要素４に一つ又は複数の押しボタン９を配置することができる。押しボタン９は、機械操作者５によって様々な指令を操作要素４へ入力するために用いることができる。
【００４６】
本発明によれば、操作要素ボディ７に回転ホィール１０が配置されており、その回転ホィールは回転軸１２に関して操作要素ボディ７に対して回動可能である。回転ホィール１０は、操作要素４の中央の構成部分を形成している。押しボタン９は、選択的に操作要素ボディ７から省くことができ、かつその機能を同様に回転ホィール１０内で実現することができる。
【００４７】
従来技術から知られた形態とは異なり、回転ホィール１０は回転軸１２のみを中心に回転可能に操作要素ボディ７に軸承することができる。回転ホィール１０は、回転軸２５によって操作要素７に対して機械的に結合され、かつ回動可能に軸承されている。以下でさらに詳細に説明する、回転ホィール１０の形態によって、回転ホィールが操作要素ボディ７に対して軸方向に移動可能もしくは揺動可能であることは、必ずしも必要とされない。
【００４８】
回転ホィール１０がただ回転できるように操作要素ボディ７に収容されていることによって、回転ホィール１０と操作要素ボディ７の間の結合箇所は、簡単な回転センサの形式で形成することができ、それによって回転ホィール１０のエラーの生じ易さはわずかとなる。回転ホィール１０の結合箇所は、「エンドレスストッパ」として形成することができる。この場合においては、回転方向における回転ホィール１０の機械的な終端ストッパは、設けられない。
【００４９】
特に、回転ホィール１０は外側面１１を有することができ、その外側面は回転軸１２を包囲し、かつ、機械操作者５が回転ホィール１０をつかむことができ、かつその回転軸１２に関して回転させることができるようにするために、用いられる。特に、回転ホィール１０の外側面１１は、回転軸１２に関して実質的に回転対称に形成することができ、かつ部分直径平均値を有することができる。
【００５０】
回転ホィール１０の外側面１１は、様々な表面構造１７を備えた少なくとも二つの操作部１４、１５を有することができる。操作部１４、１５の少なくとも一つに、センサ要素２１、２２のセンサ領域１８、１９が関連付けられている。回転ホィール１０の操作部１４、１５の各々に、少なくとも一つの指令をコントローラ３へ入力するための様々な機械機能を関連付けることができる。操作部１４、１５は、回転ホィール１０の外側面１１に、図４から７に示すように、機械操作者５が手６で、あるいは手６の１本又は複数本の指でつかむことができるように、配置されている。
【００５１】
さらに、回転ホィール１０に第１の操作部１４を形成することができ、そのセンサ領域１８が回転ホィール１０の外側面１１の一部を有しており、その部分が第１のセンサ要素２１によって検出される。さらに、回転ホィール１０の外側面１１にグリップ領域２９を形成することができ、そのグリップ領域は操作部１４もしくは第１のセンサ領域１８に対して軸方向に離隔している。特にグリップ領域２９内には、センサ要素を配置しなくてもよい。
【００５２】
図３からさらに明らかなように、第１の操作部１４は、グリップ領域２９よりも操作要素ボディ７の近傍に配置することができる。例としての表示図３から７においては、それぞれ段部を有する回転ホィール１０が示されている。図８に示す回転ホィール１０の幾何学配置の他の実施形態は、図３から７及び９と互いに補い合うようにして、本発明のために同じ程度に重要である。
【００５３】
第１の操作部１４及び関連するセンサ領域１８は、機械操作者５の手６を検出することができるようにするために、回転ホィール１０の全周に形成することができ、かつ充分に大きい軸方向の延びを有することができる。
【００５４】
さらに、回転ホィール１０に、関連する第２のセンサ領域１９及びこのセンサ領域１９を検出するセンサ要素２２を有する、少なくとも一つの第２の操作部１５を配置することができる。特に第２のセンサ領域１９は、回転ホィール１０の外側面１１の、第２の操作部１５によって占められる部分を全周に有している。
【００５５】
少なくとも二つの様々な表面構造１７を有する操作部１４、１５が、回転軸１２の方向に互いに離隔して配置されていると、特に効果的である。充分な離隔は、外側面１１における操作部を周方向２４に分離することによってすでに、与えることができる。その場合に分離するためには、溝又はノッチで充分であり得る。表面構造１７は、操作部１４、１５の全周に形成することができ、それによって表面構造は、回転ホィール１０の回動角度に関係なく、機械操作者５によって知覚することができる。
【００５６】
図４から７には機械操作者５の手６の種々の可能な位置が示されている。
【００５７】
図４から７においては、図３に示すような操作要素４が使用される。図８と９においては、回転ホィール１０の実施形態に焦点をあてるために、操作要素４は示されていない。
【００５８】
図４には、操作要素４の回転ホィール１０をどのようにつかむことができるか、第１の可能性が示されている。図４の表示に示すように、回転ホィール１０はグリップ領域２９においてつかむことができ、グリップ領域２９内にセンサ要素は形成しなくてもよい。回転ホィール１０の他のすべての領域に操作部１４、１５を形成することができることによって、回転ホィール１０において回転運動する場合に、機械操作者５の手６又は指をグリップ領域２９に一義的に関連付けることもできる。
【００５９】
グリップ領域２９が関連するセンサ領域を有していない場合において、それにもかかわらずグリップ領域１９は自立した操作部１４、１５として用いることができる。したがって、グリップ領域２９を機械操作者５がつかむことによる回転ホィール１０の回転運動は、機械２のコントローラ３のための一つ又は複数の指令に関連付けることができる。
【００６０】
図５から明らかなように、機械操作者５の手６が回転ホィール１０の第１の操作部１４もしくは第１のセンサ領域１８をつかむ。これが同様に、機械２のコントローラ３内で専用の指令を作動させることができる。
【００６１】
さらに、図６に示すように、機械操作者５の手６又は指が回転ホィール１０を次のように、すなわち第１の操作部１４もしくは第１のセンサ領域１８にも、第２の操作部１５もしくは第２のセンサ領域１９にも接触するように、つかむことができる。これが同様に、専用の指令を作動させることができる。その場合に説明を短くするために、第２のセンサ領域１９における回転ホィール１０の把持について説明する。
【００６２】
たとえば、機械操作者５の手６もしくは指が、図５に示す位置から図６に示す位置へ、前方へ向かって滑り移動することが、可能である。この移動が、好ましくは確認指令として使用される。
【００６３】
本発明に係る操作要素４は、製造設備１の制御のために特に好ましいことが明らかにされている。特に、たとえばＣＮＣフライス機械、ＣＮＣ旋盤、そしてまた射出成形機械の操作は、操作要素４によって著しく容易になる。ＣＮＣフライス機械の場合においては、たとえば加工送り、スピンドル回転数及び加工ステップの間の移動速度のような、もっとも頻度の高い機能もしくは機械２の移動指令は、そのために設けられている回転ホィール１０の操作部１４、１５によって、比較的容易に操作することができ、かつ機械２のコントローラ３へ入力することができる。さらに、たとえば軸方向の送達、径方向の送達又は工具交換のような、しばしば使用される機械２の他の機能は、同じように回転ホィール１０を用いて選択して操作し、あるいは選択的に一つ又は複数の押しボタン９を介して、機械操作者５がアクセスできるようにすることもできる。
【００６４】
図４〜６に示され、かつそれぞれの図について説明したように、機械操作者５の手６もしくは指のそれぞれの保持によって、様々な指令を機械２のコントローラ３へ与えることができる。特に機械２又は機械２の工具の１方向への移動を選択し、かつその走行／移動速度を機械操作者５によって回転ホィール１０を介して調節することができる。たとえば、あらかじめ定められた二つの様々な走行速度における機械２又は機械２の工具の前進運動もしくは、あらかじめ定められた二つの様々な走行速度における後退運動及び走行停止も、ディスプレイ８において選択可能とすることができる。第１のモードにおいては、図５に示すように回転ホィール１０の第１の操作部１４もしくはセンサ領域１８をつかむことができ、その場合に走行停止のためにはディスプレイ８内のフィールドを介して選択フィールドが引き出される。次に、回転ホィール１０を回転させることにより、所望の走行オプションを選択することができ、再び手を前へ送りなおすことにより、確認指令が与えられる。それによってあらかじめ選択された、所望の走行移動を導入することができる。
【００６５】
走行運動を実施する間に、ディスプレイ８内で他の所望の走行移動を選択し、再び手６の前進による確認によって選択することが、考えられる。
【００６６】
特に走行移動は、手６がセンサ領域１８、１９のいずれかにある間だけ実施することができ、回転ホィール１０から手を離した場合には、走行移動を停止することができる。
【００６７】
本発明の文脈において、センサ要素のそれぞれのセンサ信号を評価するために、センサ要素は電気機械のコントローラ３と接続されている。コントローラ３は、機械２のそれぞれのアクターを作動させることによって、選択されたパラメータ、オプション、制御指令を具現化する。
【００６８】
図７には、回転ホィール１０の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、ここでも先行する図１〜６におけるのと同じ部分には同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１〜６における詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。
【００６９】
さらに図７に示すように、回転ホィール１０の前側３０に、関連するセンサ要素３２を有する付加的なセンサ領域３１を形成することもできる。この種の付加的なセンサ領域３１は、同様に制御指令、特に停止指令を入力するために用いることができる。その場合に付加的なセンサ要素３２は、特に感圧センサ要素とすることができる。
【００７０】
さらに、回転ホィール１０に他の操作部もしくは関連するセンサ領域を形成することができる。
【００７１】
図８から明らかなように、回転ホィール１０の外側面１１は、様々な表面構造１７を有する少なくとも二つの操作部１４、１５に分割することができる。図８ａには、回転ホィール１０の斜視図が示されており、回転ホィールはグリップ領域２９内に周方向に規則的に分配された小突起の形状の隆起部２６を有している。グリップ領域２９は、専用の付加的な操作部及び／又はセンサ領域として形成することができる。さらに図８ａには、第１の操作部１４が見られ、その操作部は表面構造１７として周方向に延びる溝の形式の凹部２７を有している。溝は、回転軸の方向に異なる深さを有している。回転ホィール１０の第２の操作部１５は、回転軸１２の方向において操作要素ボディ７のもっとも近くに配置されており、かつ面取りされた段部を備えたディスクの形状で形成されている。第２の操作部１５の表面構造１７は、この操作部１５の回転軸１２に対して平行に延びる外側面１１の段部及び平坦な表面に長円形もしくは目の形の凹部２７として形成されている。
【００７２】
図８の例を用いて、多数の形成可能性を明らかにする。さらに、図８ｂにおいてはっきりとわかるように、部分直径平均値１３は、回転ホィールの基本構造もしくは操作部に依存している。
【００７３】
図９は、回転ホィール１０の様々なベース輪郭を示している。ベース輪郭は、外側面１１のその回転軸１２に沿った「エンベロープ」に相当する。回転ホィール１０のベース輪郭は、好ましくは回転軸１２を中心に回転対称に形成されている。
【００７４】
図８と９から特によくわかるように、操作部１４、１５の少なくとも一つは、回転軸１２に沿って様々な部分直径平均値１３を有することができる。操作部１４、１５は、特に連続的及び／又は非連続的に増加及び／又は減少する部分直径平均値１３を有することができる。したがって、回転ホィール１０は、一つ又は複数の段部及び／又はステップ及び／又は推移する移行部を有することができる（図９のａ−ｈを参照）。それが機械操作者５による回転ホィール１０の操作性を向上させる。たとえば段部及び／又はステップ及び／又は推移の終端部がそれぞれの操作部１４、１５を回転軸１２の方向に限定すると、効果的であり得る。図８と９に図式的に示されるように、ベース輪郭はたとえばディスク、円錐又は円セグメントのような、複数の幾何学的に単純なボディから構成することができ、かつ回転ホィール１０の外側形状を定めることができる。
【００７５】
したがって、回転ホィール１０は、必ずしも「一体」と考える必要はなく、複数の部分セクションから構成することもできる。これは、製造技術的な利点を提供する。しかしこのような場合においては、部分セクションは共通の回転軸２５を介して回転ホィール１０として、かつ操作要素７と結合されなければならない。
【００７６】
外側面１１の部分直径平均値１３は、２０ｍｍと８０ｍｍの間、特に３５ｍｍと６０ｍｍの間、好ましくは４０ｍｍと５０ｍｍの間が、機械操作者５によって特ににぎり易いことが明らかにされている。
【００７７】
さらに、図７に示すように、機械操作者５の手６は、段部の周領域においても同様に回転ホィール１０をつかむことができる。第２のセンサ領域１９が、段部の前側と周領域にわたって延びている場合には、それによって第２のセンサ領域１９が能動化される。
【００７８】
図７に示す実施例によれば、段部の周領域内に第３の操作部１６もしくはセンサ領域２０が形成され、それが第３のセンサ要素２３によって検出されることも考えられる。このような形態において、段部の前側の接触とこの段部の周領域の接触は、それぞれ様々な指令を作動させることができる。たとえば、第３のセンサ領域２０が使用される場合に、所定の指令を作動させるために、機械操作者５の手６は図５又は６の表示に示すように位置決めされ、一つ又は複数の指のみが第３の操作部１６もしくは第３のセンサ領域２０上へ置かれることが考えられる。
【００７９】
図１から７の上述した実施例は、図８と９に示すような、回転ホィール１０の様々な幾何学配置の実施例にも、同様に適用される。
【００８０】
展開によれば、少なくとも一つの操作部１４、１５、１６の表面構造１７は、外側面１１の部分直径平均値１３に対してたとえばウェブ、小突起、ピラミッド、鱗のような円い、かつ／又は細長い隆起部２６かつ／又はたとえば畝、溝、へこみ、蜂の巣、くぼみ、穴のような凹部２７を有することが可能である。したがって、外側面１１及びそれに伴って少なくとも二つの操作部１４、１５、１６における手６又は指の位置は、機械操作者５によって即座に知覚することができる。その場合に好ましくは機械操作者５は、回転ホィール１０をつかむ際にすでに、その手もしくは指の位置を「感知する」。それによって表面構造１７を機械２のコントローラ３への指令に一義的に関連付けることが可能になる。
【００８１】
可能な表面構造１７のいくつかの例が、図１０のａ−ｋに示されている。
【００８２】
本発明の文脈において、表面構造１７という概念は、回転ホィール１０の表面の、特に外側面１１の性質を含む。操作部１４、１５、１６のいずれかの「平坦な」表面も、表面構造と考えることができる。様々な表面粗さは、すでに機械操作者５によって様々な表面構造１７として知覚することができる。しかし、少なくとも二つの操作部１４、１５、１６の表面構造１７が、互いに対してはっきりと区別可能であると、特に効果的である。
【００８３】
種々の隆起部２６及び／又は凹部２７及び／又は表面粗さの組合せは、少なくとも二つの操作部１４、１５、１６の表面構造１７の形態のために、同様に考えられる。
【００８４】
特に細長く延びた隆起部２６及び／又は凹部２７は、外側面１１における隆起部２６もしくは凹部２７のより短い延びに対して、１．５より大きい、好ましくは５より大きい比率の、より大きい延びを有することができる。これは特に、図１０のａとｃ−ｉから明らかである。同様に、操作部１４、１５の少なくとも一つのものの表面構造１７は、少なくとも一つの方向において、好ましくは周方向において、それぞれの操作部の外側面にわたって対称に形成することができる。
【００８５】
特に表面構造１７は、周方向２４につながって延びるように形成することができる（図１０のａ、ｈを参照）。同様に表面構造１７は、回転軸１２の方向に、あるいは回転軸１２に対してある角度で傾けて形成することができる（特に図１０のｈを参照）。さらに表面構造１７、特に隆起部２６及び／又は凹部２７は、少なくとも一つの方向において互いに対して変位して形成することができる（たとえば図１０のｅ、ｋを参照）。このような表面構造１７は、たとえば波打った、あるいは突起を有する表面を表すことができる。
【００８６】
さらに図８と１０から明らかなように、操作部１４、１５の少なくとも一方の表面構造１７は、それぞれの操作部１４、１５の外側面１１にわたって均一に形成することができる。表面構造１７の均一及び／又は対称の形態は、製造技術的に利点を提供し、かつコスト的に好ましく実現することができる。
【００８７】
展開によれば、操作部１４、１５の少なくとも一つのものの表面構造１７は、それぞれの操作部１４、１５の外側面にわたって不均一に形成することができる。特に、たとえばサンドブラスト又はボールブラストのような、偶然に依存する加工方法において、あるいはまた、たとえば研磨又はブラッシングのような不定のカットを有する加工方法においても、不均一な表面構造１７は比較的簡単かつそれによってコストを削減してもたらすことができる。この種の方法は、しばしば端縁領域において鋭く定まった境界を形成しない。
【００８８】
好ましい展開によれば、操作部１４、１５の少なくとも一つのものの表面構造１７は、回転軸１２に対する法線方向において、部分直径平均値１３に対する外側面１１の最大の隆起部２６及び／又は最低の凹部２７の、０．００１、好ましくは０．００５より大きい、好ましくは特に０．０１より大きい、偏差の比率を有することができる。図８、９及び１０に示すように、部分直径平均値１３は、回転軸１２に沿った位置に応じて簡単に求めることができる。機械操作者５が充分に良好に知覚できるようにするために、隆起部２６及び／又は凹部２７のこの種の最小偏差が、特に効果的である。隆起部２６の高さ及び／又は凹部２７の深さも、それらが隆起部２６の間もしくは凹部２７内へ、機械操作者５の指のための適切な収容部となるように、形成することができる（たとえば図８ａを参照）。
【００８９】
特に、操作部１４、１５の少なくとも一つのものの外側面１１が、主として金属からなると、効果的であり得る。金属の高い機械的耐性と良好な加工性が、ここでは回転ホィール１０の強靱な形成のために、特に効果的である。さらに、センサ領域１８、１９に関連付けられたセンサ要素２１、２２は、たとえば導電性測定のためのセンサ要素として形成することができる。
【００９０】
好ましい展開において、操作部１４、１５の少なくとも一つのものの表面構造１７は、少なくとも部分的に第２の材料、好ましくはプラスチックを有することができる。表面構造１７としての第２の材料の塗布又は投入は、機械操作者５の手６又は指が滑らないようにする安全性を高めることができる。回転ホィール１０が主として金属から形成されている場合には、第２の材料、そしてその場合に特に、たとえばプラスチックのような誘電性の材料は、操作部１４、１５もしくはセンサ領域１８、１９に関連付けられた一つ又は複数のセンサ要素２１、２２を容量的なセンサとして形成することができる、という利点を提供する。この種の容量的なセンサは、たとえば近接センサ、距離センサ、加速度センサあるいは又圧力センサとして形成することができる。それによって機械２のコントローラ３への可能な指令の多様性が、著しく増大する。
【００９１】
さらに、少なくとも一つの操作部１４、１５は感圧センサ要素を有することができる。上の説明から明らかなように、パラメータ選択と機械指令の大部分は、回転ホィール１０を用いて行うことができる。しかし、例外場合を信号で知らせるために、機械のコントローラ３に対して感圧センサ要素が設けられていると、特に効果的であることが明らかにされている。危険状況又は例外状況の場合において、機械操作者５は力を加えることによって、機械２のコントローラ３への「停止指令」を作動させることができる。この「停止指令」をうっかりと作動させることは、たとえば回転ホィール１０の回転運動及び／又は機械操作者５の指を移動させることを介しての、上で挙げた「通常作動方法」によって、効率的に回避される。その場合に感圧的なセンサ要素のセンサ領域１８、１９は、好ましくは外側面１１に周方向２４に添接することができる。
【００９２】
しかしまた考えられる形態において、感圧的なセンサ要素２３、３２は、そのセンサ領域２０、３１が実質的に回転軸１２の方向に方向付けされるように、配置される。その場合に上述した実施形態を補足して、感圧的なセンサ要素２３、３２への、力の作用と結びついた回転軸１２の方向の運動は、「通常作動方法」に対する大きな、したがって、はっきりとした差異を表す。したがって、機械操作者５は、例外状況を一義的に「通常作動方法」から区別することができる。極端な場合において、回転軸１２の方向における力の導入は、特に機械操作者５が回転ホィール１０をたたくことによって行うことができる。それによって機械操作者５の短い反応時間が可能となり、それが駆動における安全性をもたらす。好ましくは感圧的なセンサ要素は、たとえば付加的な第４のセンサ要素３２として、グリップ領域２９の前側に配置される。
【００９３】
代替的な実施形態において、回転ホィール１０は操作要素ボディ７に回転軸１２の方向に移動可能に支承することができ、かつスイッチ要素又はセンサ要素２８を形成することができ、同部材は回転ホィール１０のその回転軸１２に沿った移動に従って、急速停止又は非常停止指令を信号で知らせ、あるいは作動させるために設けられる。スイッチ要素又はセンサ要素２８は、図３から７に示唆されており、かつ特別な実施形態を表す。この展開において好ましくは、機械２のコントローラ３への例外状況についての指令入力は、外側面１１における少なくとも二つの操作部１４、１５から切り離される。少なくとも二つの操作部のために一つの共通の回転軸２５のみを有する、回転ホィール１０のコンパクトな構造によって、回転軸１２に沿った回転ホィール１２の移動は、機械操作者５によってきわめて簡単に実施可能である。したがって、回転ホィール１０における力導入の位置は、移動のためにはあまり重要ではない。極端な場合においては、これは、回転軸１２の方向における移動が導入されるように、機械操作者５が回転ホィール１０をたたくことによって行うことができる。「急速停止指令」又は「非常停止指令」を機械２のコントローラ３へ信号で知らせるために設けられている、スイッチ要素又はセンサ要素２８は、操作要素４もしくは操作要素ボディ７内に、きわめて簡単かつ強靱に組み込むことができる。これは、コスト的に好ましい、きわめて安全な構造である。また、回転ホィール１０は回転軸１２に沿って移動した後にその位置にロックすることもできる。それによって回転ホィール１０の回転運動又は機械操作者５の手６もしくは指の移動による指令入力もブロックされる。この場合において回転ホィール１０を解放することは、「急速停止指令」又は「非常停止指令」の入力確認後に初めて行うことができる。
【００９４】
実施例は、可能な実施変形例を示しており、その場合にここに記録しておくが、本発明は具体的に示されたその実施変形例に限定されるものではなく、むしろ個々の実施変形例を互いに様々に組み合わせることも可能であり、これらの変形可能性はこの発明による技術的に取り扱うための教示に基づいて、この技術分野で活動する当業者の裁量の範囲内にある。
【００９５】
保護領域は特許請求の範囲によって定められている。しかし明細書と図面は、請求項を解釈するために利用すべきである。図示され、かつ説明された様々な実施例の個別特徴又は特徴の組合せは、それ自体自立した進歩的解決を表すことができる。自立した進歩的解決の基礎となる課題は、明細書から読みとることができる。
【００９６】
具体的な説明内の値領域についてのすべての記載は、その任意の部分領域とすべての部分領域を共に含むものであって、たとえば記載１から１０は、下限の１と上限の１０から始まるすべての部分領域、すなわち下限の１またはそれ以上で始まり、上限の１０またはそれ以下で終了する、たとえば１から１．７、または３．２から８．１、あるいは５．５から１０のすべての部分領域、を一緒に含んでいるものとする。
【００９７】
最後に形式的に指摘しておくが、構造を理解しやすくするために、部材は一部縮尺どおりではなく、かつ／又は拡大及び／又は縮小して示されている。
【符号の説明】
【００９８】
１    製造設備
２    機械
３    コントローラ
４    操作要素
５    機械操作者
６    手
７    操作要素ボディ
８    ディスプレイ
９    押しボタン
１０    回転ホィール
１１    外側面
１２    回転軸
１３    部分直径平均値
１４    第１の操作部
１５    第２の操作部
１６    第３の操作部
１７    表面構造
１８    第１のセンサ領域
１９    第２のセンサ領域
２０    第３のセンサ領域
２１    第１のセンサ要素
２２    第２のセンサ要素
２３    第３のセンサ要素
２４    周方向
２５    回転軸
２６    隆起部
２７    凹部
２８    スイッチ要素又はセンサ要素
２９    グリップ領域
３０    前側
３１    付加的な／第４のセンサ領域
３２    付加的な／第４のセンサ要素
【図１】
2020500388.tif 000003
【図２】
2020500388.tif 000004
【図３】
2020500388.tif 000005
【図４】
2020500388.tif 000006
【図５】
2020500388.tif 000007
【図６】
2020500388.tif 000008
【図７】
2020500388.tif 000009
【図８ａ】
2020500388.tif 000010
【図８ｂ】
2020500388.tif 000011
【図９ａ）】
2020500388.tif 000012
【図９ｂ）】
2020500388.tif 000013
【図９ｃ）】
2020500388.tif 000014
【図９ｄ）】
2020500388.tif 000015
【図９ｅ）】
2020500388.tif 000016
【図９ｆ）】
2020500388.tif 000017
【図９ｇ）】
2020500388.tif 000018
【図９ｈ）】
2020500388.tif 000019
【図１０ａ）】
2020500388.tif 000020
【図１０ｂ）】
2020500388.tif 000021
【図１０ｃ）】
2020500388.tif 000022
【図１０ｄ）】
2020500388.tif 000023
【図１０ｅ）】
2020500388.tif 000024
【図１０ｆ）】
2020500388.tif 000025
【図１０ｇ）】
2020500388.tif 000026
【図１０ｈ）】
2020500388.tif 000027
【図１０ｉ）】
2020500388.tif 000028
【図１０ｊ）】
2020500388.tif 000029
【図１０ｋ）】
2020500388.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月17日(2018.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
特許文献１から知られた操作ユニットは、欠点を有しており、押し、引き、揺動などによって指令を実施する操作要素が、スイッチに対する適切な機械的結合をもたなければならない。この種の結合は、エラーが生じ易く、かつ高価である。さらにこの種の結合は、たとえば爆発に対して保護されている領域内では実現が困難である。
特許文献２は、技術システムの機能から選択するためのマルチ回転ボタンを開示している。マルチ回転ボタンは、複数の接触感知式の回転ボタンもしくは段階的な移行部によって分離された複数のゾーンを有している。個別回転ボタンもしくはゾーンは、回転軸から種々の半径において同心に形成されており、触覚的かつ色彩的に区別可能とすることができる。機能の選択は、一つ又は複数の回転ボタンの回転を介して行われ、その場合に確認は、軸方向に移動可能なマルチ回転ボタンへ径方向及び／又は軸方向に力を加えることを必要とする。
特許文献３は、回転ボタンを開示しており、その回転ボタンは異なる導電性を備えた少なくとも二つのゾーンを有している。ゾーンの一つは、金属的に導通するように、かつ回転ボタンのシャフトと直接結合して形成されなければならず、第２又は他のゾーンは、電気的な絶縁体からなるように回転ボタンのシャフトから絶縁して形成されなければならない。該当するゾーンの接触によってユーザーが様々な機能を選択することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】オーストリア特許第５１２５２１（Ｂ１）号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９９３６２５７（Ａ１）号明細書
【特許文献３】英国特許出願公開第２３６１２９２（Ａ）号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作要素ボディ（７）と、機械（２）のコントローラ（３）へ指令を入力するための回転ホィール（１０）とを有する、電気的に制御される機械（２）用の操作要素（４）であって、
前記回転ホィール（１０）は回転軸（１２）を中心に回転可能に操作要素ボディ（７）に配置され、かつ外側面（１１）によって包囲され、該外側面（１１）は前記回転軸（１２）に対する法線方向にあらかじめ定められた部分直径平均値（１３）を有し、前記回転ホィール（１０）は前記外側面（１１）において機械操作者（５）によって把持可能かつ回動可能であり、
前記回転ホィール（１０）の前記外側面（１１）は様々な表面構造（１７）を有する少なくとも二つの操作部（１４、１５）を有し、
センサ要素（２１、２２）のセンサ領域（１８、１９）は前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つに関連付けられ、
少なくとも一つの指令を前記コントローラ（３）へ入力するための様々な機械機能は、前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つに関連付けられている操作要素において、
様々な表面構造（１７）を有する少なくとも二つの操作部（１４、１５）は、通常作動において前記コントローラ（３）へ指令を入力するために、前記回転ホィール（１０）の前記外側面（１１）に、機械操作者（５）が手（６）及び／又は指を軸方向に移動させることによってつかむことができるように配置され、
端面上の少なくとも一つの操作部（１４、１５）は、停止指令を入力するための感圧式のセンサ要素（２２、３２）を有し、該感圧式のセンサ要素（２２、３２）はセンサ領域（１９、３１）が実質的に前記回転軸（１２）の方向へ方向付けされるように配置されている、ことを特徴とする操作要素。
【請求項２】
少なくとも二つの様々な表面構造（１７）を有する前記操作部（１４、１５）は、前記回転軸（１２）の方向に互いに離隔して配置され、かつそれぞれの前記センサ領域（１８）の周方向（２４）の全周において前記外側面（１１）に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の操作要素（４）。
【請求項３】
前記回転ホィール（１０）の少なくとも二つの前記操作部（１４、１５）は、共通の前記回転軸（２５）を介して前記操作要素ボディ（７）に対して回動可能に軸承されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の操作要素（４）。
【請求項４】
前記回転ホィール（１０）はそのベース輪郭において回転対称に、特に円筒状に形成され、かつ２０ｍｍと８０ｍｍの間、特に３５ｍｍと６０ｍｍの間の、好ましくは４０ｍｍと５０ｍｍの間の、前記外側面（１１）の前記部分直径平均値（１３）を有している、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項５】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つは、前記回転軸（１２）に沿って異なる、特に連続的及び／又は非連続的に増加及び／又は減少する、前記外側面（１１）の前記部分直径平均値（１３）を有している、ことを特徴とする請求項４に記載の操作要素（４）。
【請求項６】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの前記表面構造（１７）は、前記外側面（１１）の前記部分直径平均値（１３）に対して、たとえばウェブ、小突起、ピラミッドのような円い、かつ／又は細長い隆起部（２６）及び／又はたとえば畝、溝、へこみ、蜂の巣、くぼみ、穴のような凹部（２７）を有している、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項７】
長く延びた隆起部（２６）及び／又は凹部（２７）は、前記外側面（１１）に設けられた隆起部（２６）もしくは凹部（２７）の、より短い延びに対する、より大きい延びの、１．５より大きい、好ましくは５より大きい比を有している、ことを特徴とする請求項６に記載の操作要素（４）。
【請求項８】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、それぞれの操作部（１４、１５）の前記外側面（１１）にわたって均一に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項９】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）が、少なくとも一つの方向に、好ましくは周方向（２４）に、それぞれの操作部（１４、１５）の前記外側面（１１）にわたって対称に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１０】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、それぞれの操作部（１４、１５）の前記外側面（１１）にわたって不規則に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１１】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、前記回転軸（１２）に対する法線方向において、前記部分直径平均値（１３）に対して、０．００１、好ましくは０．００５より大きい、特に好ましくは０．０１より大きい、前記外側面（１１）の最大の隆起部（２６）及び／又は最小の凹部（２７）の偏差の比を有している、ことを特徴とする請求項６〜１０の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１２】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの外側面（１１）は金属からなる、ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１３】
前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つのものの表面構造（１７）は、少なくとも部分的に第２の材料、好ましくはプラスチックを有している、ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１４】
第１、第２及び／又は付加的な操作部（１４、１５、１６、２９）にそれぞれ、加工送り、スピンドル回転数、アイドル送り、軸方向の送達、径方向の送達、工具交換のグループから選択された機械機能が関連付けられている、ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の操作要素（４）。
【請求項１５】
操作要素ボディ（７）と、回転軸（１２）を中心に回転可能に操作要素ボディ（７）に配置された回転ホィール（１０）とを使用して、電気的に制御される機械（２）のコントローラ（３）へ指令を入力する方法であって、
前記回転ホィールが外側面（１１）によって包囲されており、該外側面（１１）は前記回転軸（１２）に対する法線方向にあらかじめ定められた部分直径平均値（１３）を有し、前記回転ホィール（１０）は前記外側面（１１）において機械操作者（５）によって把持可能かつ回動可能であり、
前記回転ホィール（１０）の前記外側面（１１）は様々な表面構造（１７）を有する少なくとも二つの操作部（１４、１５）を有し、
センサ要素（２１、２２）のセンサ領域（１８、１９）は前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つに関連付けられ、
少なくとも一つの指令を前記コントローラ（３）へ入力するための様々な機械機能は、前記操作部（１４、１５）の少なくとも一つに関連付けられ、
少なくとも二つの操作部（１４、１５）は、通常作動において前記コントローラ（３）へ指令を入力するために、前記回転ホィール（１０）の前記外側面（１１）に、機械操作者（５）が手（６）及び／又は指を軸方向に移動させることによってつかむことができるように配置され、
端面上の少なくとも一つの操作部（１４、１５）は、停止指令を入力するための感圧式のセンサ要素（２２、３２）を有し、該感圧式のセンサ要素（２２、３２）はセンサ領域（１９、３１）が実質的に前記回転軸（１２）の方向へ方向付けされるように配置されている方法において、
機械操作者（５）の手（６）によって、操作部（１４、１５）の少なくとも一つにおいて操作要素（４）の前記回転ホィール（１０）を把持するステップと、
前記操作要素（４）の前記回転ホィール（１０）を前記回転軸（１２）に関して回転させることによりパラメータを選択するステップと、
機械操作者（５）の手（６）を前記回転ホィール（１０）に対して軸方向に移動させることにより、機械（２）のコントローラ（３）へ指令を入力するステップであって、機械操作者（５）の手（６）をセンサ領域（１８、１９）の一つから他のセンサ領域（１８、１９）内へスライドさせ、かつそれぞれ該当するセンサ要素（２１、２２）によって検出され、それによって前記指令を入力するステップと、
例外状態の場合において、力を加えることによる感圧式のセンサ要素（３２）の操作によって、停止指令を任意的に入力するステップと、
を有する方法。
【国際調査報告】
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