CN103489552B - 旋转操作部件以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无论与旋转型电子部件之间的轴错位发生在哪个方向上，都能够通过充分的变形力来吸收轴错位的旋转操作部件。制作旋转操作部件（1），该旋转操作部件（1）是通过具有弹性的树脂使具有扭转用孔（120）的操作部（12）、基部（11）及连接两者的轴部（10）一体成形而成的，并且将上述基部（11）固定在旋转型电子部件（3）上。轴部（10）包括围绕该轴部（10）的旋转轴卷绕的螺旋状弹簧（100），并且通过上述螺旋状弹簧（100）的变形来吸收与旋转型电子部件（3）之间的轴错位。

Description

旋转操作部件以及电子设备

技术领域

本发明涉及为了使旋转型电子部件的转动部旋转而安装在该转动部的旋转操作部件以及具有这些部件的电子设备。

背景技术

旋转型电子部件指，设定状态随着在部件主体上设置的转动部的旋转角度而变动的部件，作为具体例，能够举出可变电阻器、可变电容器、旋转开关等。在内部组装有这种部件的电子设备中，在转动部上安装旋转操作部件，并且通过向该旋转操作部件施加旋转力的方法来使转动部旋转。

图7示出了将旋转型电子设备作为200，将旋转操作部件作为500，并导入了这些部件200、500的电子设备的以往的结构例。

在图中，300是电子设备的箱体，并且在该箱体的内部配置有电路基板400。旋转型电子设备200固定在电路基板400的预先设定的部位，并且与该基板400的电路图案电连接。另外，在箱体300的处于旋转型电子部件200的上方的部位形成有用于支撑旋转操作部件500的安装孔301。

在旋转型电子设备200的主体部201的上表面的中央形成有孔部（未图示），并且在该孔部中嵌入有在上表面具有凹部203的转动部202。

旋转操作部件500是具有扭转用孔501的操作部502和轴部503连续连接而成的，并且在轴部503的顶端上设置有与转动部202的凹部203相对应的形状的安装片504。

对于上述的旋转操作部件500，经由安装孔301将安装片504以及轴部503插入于箱体300的内部，并将安装片504嵌入于转动部202的凹部203中，由此将操作部502以从箱体300的表面露出的状态固定在转动部202上。此外，在安装孔301的内周缘形成有朝下的阶梯部，并且在该阶梯部上配置有O型环310。操作部502的底面的周缘部被箱体300的上表面支撑，其内侧的部分被O型环310支撑。

当向通过上述的方法安装的旋转操作部件500的操作部502的扭转用孔501中插入螺丝刀（未图示）且使该螺丝刀旋转时，该旋转力从操作部502经由轴部503以及安装片504传递至旋转型电子设备200的转动部202，从而使转动部202和旋转操作部件500一体旋转。这样，能够通过在箱体300的外部进行旋转操作来设定箱体300的内部的旋转型电子部件200。

在下述的专利文献1中公开了与旋转操作部件的安装有关的与图7所示的内容同样的方法。

而且在专利文献2中记载了如下的内容，即，在组装有旋转型电子部件（用于调整灵敏度的调控器）的电子设备中，在与主体箱的开口部相连接的盖构件的内部设置旋转型电子部件的支撑部，并在被该支撑部支撑的旋转型电子部件上安装旋转操作部件，并且使支撑部与电路基板相连接，从而使旋转型电子部件和基板电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-67505号公报

专利文献2：日本特开平6-85474号公报

根据专利文献1的记载，认为能够容易地将基板上的旋转型电子部件和插入于主体部的旋转操作部件连接，而实际上，由于基板相对于主体部的错位、在基板上形成的布线图案的错位、旋转型电子部件相对于基板的错位等影响，可能在旋转型电子部件的旋转轴和旋转操作部件的旋转轴之间产生错位。下面，将这些部件之间的旋转轴的错位称为“轴错位”。

当忽视该轴错位而将旋转型电子部件和旋转操作部件连接时，连接部分和轴部被不恰当地拉伸或者被按压，由此扭矩变大。因此，可能存在即使进行旋转操作，转动部也难以转动的状态。若在该状态下继续进行不恰当的旋转操作，则可能使旋转型电子部件和旋转操作部件损坏。

专利文献2所记载的发明为了解决上述的问题，通过支撑部将旋转型电子部件定位固定，然后通过支撑部与基板电连接或与旋转操作部件相连接。但是，在采取这样的方法时，部件数量和工作量增加，从而使成本变高。另外，还导致电子设备的主体的变大。

图8是为了解决上述的问题而改进的旋转操作部件500A的例子。

在图8的例子中，通过与图7相同的附图标记来表示与图7的例子相同的结构，从而省略说明且仅对变更点进行说明。该例的旋转操作部件500A的轴部503具有短轴部505、将多个板簧以矩形连接而成的弹簧部506。认为根据该结构，即使在与旋转型电子部件200之间产生轴错位，也通过使弹簧部506发生变形来吸收错位。但是，经过发明人的验证得知，板簧相连接而成的矩形的弹簧部506虽然在沿着矩形的对角线的方向（图中的上下方向以及左右方向）上发生变形，但是在贯穿矩形的方向（板簧的厚度方向）上几乎不发生变形。由于轴错位能够发生在任意的方向上，因此随着方位不同而变形力有偏差的弹簧部506难以充分吸收轴错位。

发明内容

本发明是着眼于上述的问题而提出的，其第一目的在于提供一种无论与旋转型电子部件之间的轴错位产生于哪个方向上，都能够通过充分的变形力来吸收轴错位的旋转操作部件。

而且，本发明的第二目的在于提供一种价格适当的能够通过导入该旋转操作部件来容易地实施用于变更设定的旋转操作的小型的电子设备。

本发明的旋转操作部件经由轴部将固定在旋转型电子部件的转动部上的基部和具有扭转用孔的操作部连接而成，其特征在于，轴部包括围绕该轴部的旋转轴卷绕的螺旋状弹簧，并且该轴部、操作部及基部由具有弹性的树脂一体成形。

具有上述的特征的旋转操作部件以如下的状态配置，即，相对于容置有安装了旋转型电子部件的基板的电子设备的主体部，将基部固定在电子部件的转动部上，且使操作部从主体部的表面露出。当向操作部施加旋转力时，整个旋转操作部件与旋转型电子部件的转动部一起旋转。

上述的旋转操作部件整体由具有弹性的树脂制作，并且轴部包括螺旋状弹簧，因此无论与旋转型电子部件之间的轴错位产生于哪个方向上，都使螺旋状弹簧产生与上述轴错位的方向和错位量相对应的变形，从而能够在轴部内吸收错位。因此，一边防止向部件之间的连接部分或轴部施加不恰当的力，一边用框体的表面稳定地支撑操作部，从而能够将基部牢固地固定在旋转型电子部件的转动部上。

另外，包括螺旋状弹簧的整个部件由具有弹性的树脂一体成形，因此能够提高整个部件的强度，并且能够容易制作。

在上述的旋转操作部件的一个实施方式中，轴部包括卷绕方向相反的一对螺旋状弹簧和被各螺旋状弹簧夹持且将两者连接的连接部。例如，在操作部一侧配置有向右卷绕的螺旋状弹簧的情况下，经由连接部与上述弹簧相连接的另一侧的螺旋状弹簧为向左卷绕。

根据上述的结构，在旋转操作部件的基部固定在旋转型电子部件的转动部时，即使轴部的螺旋状弹簧稍微收缩而产生沿着其卷绕方向的旋转力，也在连接部中抵消各弹簧中的旋转力，从而能够防止向旋转型电子部件的转动部传播旋转力。因此，能够防止转动部处于从初始状态旋转的状态而旋转操作调整的范围被缩小的情况。

在上述的实施方式中，连接部是将轴部的轴向作为长度方向的柱状体，并且一对螺旋状弹簧隔着连接部形成为同等的长度，这样包括螺旋状弹簧以及柱状体的轴部的结构变得简单，因此旋转操作部件的成形变得容易。另外，能够提高连接部的变形力，因此能够提高应对轴错位的应对性。

根据本发明的旋转操作部件，无论与旋转型电子部件之间的轴错位产生于哪个方向上，都能够通过螺旋状弹簧的变形来在轴部内吸收轴错位。因此，相对于旋转操作的扭矩变弱，从而能够容易地使旋转型电子部件的转动部旋转，并能够防止部件损坏。

另外，根据导入了上述的旋转操作部件的电子设备，减少部件数量和组装的工作量，并且能够实现设备主体的小型化。因此，能够提供价格适当的用于变更设定的操作容易的小型的电子设备。

附图说明

图1是示出应用了本发明的光电传感器的内部结构的立体图。

图2是从斜下方观察基本形的旋转操作部件的立体图。

图3A、图3B是基本形的旋转操作部件的侧视图以及立体图。

图4A是将基本形的旋转操作部件的操作部与周围的箱构件一起表示的俯视图，图4B是操作部、支撑轴以及周围的箱构件的纵向剖视图。

图5A、图5B是第二实施例的旋转操作部件的侧视图以及立体图。

图6A、图6B是第三实施例的旋转操作部件的侧视图以及立体图。

图7是示出导入有旋转型电子部件以及旋转操作部件的电子设备的以往的例子的剖视图。

图8是示出导入有旋转型电子部件以及旋转操作部件的电子设备的另外的以往的例子的剖视图。

具体实施方式

图1示出作为应用了本发明的电子设备的一例的光电传感器的内部结构。

该实施例的光电传感器是投光部以及受光部形成一体的反射型的传感器，在前后开口的长条状的箱体2的内部组装有用于支撑光学系统和基板的支架6。箱体2的前端的开口部被具有透光性的盖式透镜（coverlens）（未图示）堵塞，后端的开口部被具有连接器的盖体（未图示）堵塞。

支架6是在透镜支架60的后方一体设置有基板支撑部62的树脂成形品。透镜支架60的内部的空间被壁部61分为两个部分，一侧成为投光用的导光路，另一侧成为受光用的导光路。在各导光路的前端部分别安装有投光用或者受光用的透镜7。

在透镜支架60的后端部设置有具有投光窗以及受光窗的遮光板（未图示），并且在该遮光板的背后安装有用于支撑投光元件以及受光元件的基板4。投光元件及投光窗与投光用的导光路相对应，受光元件及受光窗与受光用的导光路相对应。

基板支撑部62沿着箱体2的底面延伸设置，并且在该基板支撑部62上安装有电路基板5。在电路基板5上形成有与投光处理以及受光处理有关的电路图案，并且安装可变电阻器3作为旋转型电子部件。在电路基板5上也安装有除了可变电阻器3之外的部件，但是在图1中省略图示。

该实施例的可变电阻器3是具有如下结构的部件，即，在中央具有孔部（未图示）的立方体形状的主体部30的孔部嵌入有转动部31。在转动部31的上表面形成有槽状的凹部32。

在该实施例中，利用电阻随着转动部31的旋转角度而变动的结构，使可变电阻器3与投光用或者受光用的处理电路电连接，从而能够手动调整投光量或者受光信号的增益（gain）。为了进行该调整操作，在转动部31上固定有下面叙述的旋转操作部件1。

在该实施例中使用的旋转操作部件1是将具有弹性的树脂作为材料的成形品。图2是示出从斜下方观察该旋转操作部件1的状态的立体图。图3A示出了从正面的一侧观察在可变电阻器3上安装的旋转操作部件1的状态，图3B示出了将观察点变更为图3A的左斜前方来观察旋转操作部件1的状态。

此外，在图3A、3B中，将沿着可变电阻器3的主体30的一边的方向设为宽度方向，将沿着宽度方向的轴设为X轴，将沿着纵深方向的轴设为Y轴，将沿着高度方向的轴设为Z轴。在后述的图5A、图5B、图6A、图6B的例子中也同样。

本实施例的旋转操作部件1是具有通过轴部10将圆盘状的基部11和大于基部11的圆盘状的操作部12相连接的结构的树脂成型品。

在基部11的底面上设置有能够与转动部31的凹部32卡合的突条110。在操作部12的上表面上形成有扭转用孔120，并且在端缘的一处设置有隔着大致半圆形的切口部123分为两叉的突起121。在该突起121的顶端部形成有朝下的钩部122。扭转用孔120呈“+”形，并具有到达至轴部10的上端位置的深度。

轴部10具有如下的结构，即，与操作部12相连接的支撑轴101和与基部11相连接的短轴102隔着螺旋状弹簧100连续连接。支撑轴101形成为如下的形状，即，将直径比基部11的直径稍大的圆柱体，在周面的处于相向关系的两处，分别从中间位置到底部挖去，并且在各凹部103、103的下方设置有向斜上方突出的突出片104、104。短轴102是上端面倾斜的大致圆柱体，并且短轴102的下端面与基部11的中心部相接合。

螺旋状弹簧100通过具有弹性的树脂与其它部位一体成形，并且以宽的螺距在轴部10的旋转轴的周围大致卷绕两圈。另外，以使卷绕部的内侧在旋转轴的附近包围旋转轴且卷绕部的外侧与支撑轴101和基部11的外缘部大致对应的方式，将弹簧的宽度设定得宽。螺旋状弹簧100的上端经由短的连接轴105与支撑轴101的中心相连接。另外，虽然在图2和图3A、图3B中不明确，但是螺旋状弹簧100的下端和短轴102的上端面连续地相连接而形成一个面。

图4是将图4A和图4B上下对应来表示的图，其中，上述图4A是将旋转操作部件1的操作部12的上表面与周围的箱构件（箱体的一部分）一起表示的俯视图，上述图4B是包括操作部12、支撑轴101以及周围的箱构件的范围的纵向剖视图。

在该实施例的箱体2的处于可变电阻器3的上方的部位形成有贯通厚度部分的安装孔20。在安装孔20的内周缘上形成有朝下的阶梯部21，而且在该阶梯部21的外侧形成有引导槽22。阶梯部21的深度与操作部12的周缘的厚度一致，从安装孔20的中心部到引导槽22的距离与从操作部12的中心部到突起121的距离相吻合，引导槽22的深度与钩部122的长度相吻合。而且，在安装孔20的内底部也设置有朝内的阶梯部23。

此外，阶梯部21、23设置为沿着安装孔20的整周，但是根据可变电阻器3的转动部31的能够转动的范围来限定引导槽22的形成范围。在箱体2的上表面上，在引导槽22的一端部的附近标有“+”标记25，在另一端部的附近标有“-”标记26。这些标记25、26表示调整的方向。另外，在引导槽22内的5个部位分别标有沿着安装孔20的直径方向的线状的刻度标记24。操作部121的两叉突起121的切口部123发挥在该突起121与刻度标记24进行对位的情况下对刻度标记24进行显示的显示窗的功能。

在安装图2至图4A图4B所示的旋转操作部件1时，将基部11以及轴部10经由安装孔20插入于箱体2的内部，并进行按压，直到基部11的突条110嵌入于可变电阻器3的转动部31的凹部32为止。在进行该安装时，在支撑轴101的周面的上端部安装有O型环8。支撑轴101的底部的突出片104、104在插入时发生变形而通过安装孔20，但是在安装后位于阶梯部23的下方来发挥防脱落的功能。

如图4B所示，安装后的旋转操作部件1以如下的状态被箱体2支撑，即，操作部12的底面的周缘部与阶梯部21相抵接，其内侧的部分与O型环8相接触，并且突起121的钩部122卡合在引导槽22上。当向操作部12施加旋转力时，钩部122沿着引导槽22被引导，因此在能够通过该引导槽22使钩部122移动的范围内，能够使旋转操作部件1与转动部31一起旋转。

上述的旋转操作部件1的轴部10的长度设定为，比从安装孔20的底部到可变电阻器3的转动部31为止的距离稍短。因此，结束安装旋转操作部件1时的螺旋状弹簧100处于稍微收缩的状态。通过该螺旋状弹簧100以及O型环8的作用力、突起121的钩部122向引导槽22进行的卡合，能够使操作部12的相对于箱体2的姿势稳定。

外缘与支撑轴101和基部11对应并卷绕将近两圈而形成的螺旋状弹簧100，在XY平面内的任一方向上都具有充分的变形力，因此无论与下方的可变电阻器3之间的轴错位产生在哪个方向上，也都能够使螺旋状弹簧100按照该轴错位的方向以及错位量来发生变形。而且，螺旋状弹簧100的上下的支撑轴101和短轴102也具有弹性，因此即使由于螺旋状弹簧100的变形而稍微被拉伸或按压，也能够与该力相对应地发生变形来承受该力。因此，能够在轴部10上吸收可变电阻器3的轴错位，从而能够防止向可变电阻器3的转动部31和旋转操作部件1的基部11之间的连接部分或轴部10施加因轴错位而产生的不恰当的拉伸力和按压力的情况。另外，螺旋状弹簧100的卷绕部的螺距设定得宽，因此也能够确保高度方向（Z轴方向）上的变形力，从而能够应对与可变电阻器3之间的距离的偏差。

因此，在向安装后的旋转操作部件1的操作部12的扭转用孔120插入螺丝刀（未图示）来施加旋转力时，该旋转力从操作部12经由轴部10传递至基部11以及转动部31，从而能够使转动部31平滑地旋转。由此，能够使调整操作变得容易，并且能够防止部件1、3损坏。另外，不必设置用于防止轴错位的另外的部件，因此不必增加成本和工作量，而能够以稳定的状态进行安装。另外，能够使传感器实现小型化。

下面，将上述图2至图4B所示的旋转操作部件1作为基本形，在图5A图5B以及图6A、图6B中示出了变形例的旋转操作部件1P、1Q。

在图5A、图5B、图6A、图6B中，也与图3A、图3B同样，将旋转操作部件1P、1Q的侧视图和立体图左右排列来表示，并且对于与基本形相同或者对应的结构，标注与图2至图4B所示的附图标记相同的附图标记。

在基本形的旋转操作部件1中，为了使操作部12的姿势稳定，以使螺旋状弹簧100稍微收缩的方式施加按压力来安装，但是此时产生沿着螺旋状弹簧100的卷绕方向的旋转，并且该旋转传播至可变电阻器3的转动部31，由此转动部31可能进行旋转。那样，可变电阻器3的转动部31处于从初始阶段稍微旋转的状态，因此能够通过旋转操作调整的范围被缩小。

鉴于上述的问题，在图5A、图5B的第二实施例的旋转操作部件1P的轴部10上包括如下结构的弹簧构件，即，将卷绕方向相反的一对螺旋状弹簧100a、100b经由连接部100c连续地连接。图中，上方的螺旋状弹簧100a被设定为向右卷绕，下方的螺旋状弹簧100b被设定为向左卷绕。螺旋状弹簧100a、100b都具有大致一圈的长度，卷绕部的内侧在轴部10的旋转轴的附近包围轴部10的旋转轴，而卷绕部的外侧与支撑轴101和基部11的外缘部相对应。另外，螺旋状弹簧100a和100b形成为，大致以连接部100c线对称的形状。

连接部100c的上下的端面分别形成为，与螺旋状弹簧100a、100b连续地连接的倾斜面。另外，调整连接部100c的长度和连接部100c与各弹簧100a、100b之间的连接位置，以使弹簧100a、100b彼此不接触，并在弹簧100a、100b之间产生一些间隙。

此外，在该第二实施例的旋转操作部件1P中，支撑轴101的凹部103和突出片104b设置于与基本形大致错开90度的位置。另外，短轴102的上表面也改变了倾斜的方向，以便与向左卷绕的螺旋状弹簧100b卷绕部分相连接。

根据上述的结构，在各螺旋状弹簧100a、100b借助安装时的按压力而收缩时，在上方的螺旋状弹簧100a上产生向右方的旋转力，相反在下方的螺旋状弹簧100b上产生向左方的旋转力。各弹簧100a、100b的长度大致相同，因此能够在两者之间的连接部100c抵消两者的旋转力。由此，能够防止可变电阻器3的转动部31旋转，从而能够充分有效利用能够调整的范围。

在图6A、图6B所示的第三实施例的旋转操作部件1Q中，与旋转操作部件1P同样，将卷绕方向相反的一对螺旋状弹簧100a、100b经由连接部100d连续地连接的结构的连接体导入至轴部10中。该实施例的连接部100d呈大致圆柱状，其长度方向与轴部10的轴向一致，而上下的端面分别以与螺旋状弹簧100a、100b连续地连接的方式倾斜。

螺旋状弹簧100a、100b，与第二实施例同样，具有大致一圈的长度，并且设定成具有大致以连接部100d线对称的形状。支撑轴101与基本形相同，但是螺旋状弹簧100a和支撑轴101经由比图3A图3B的连接轴105稍粗的连接轴106相连接。螺旋状弹簧100b与基部11也经由与连接轴106大致相同形状的连接轴107相连接。

在第三实施例的旋转操作部件1Q中，也能够在连接部100d中抵消各螺旋状弹簧100a、100b收缩时产生的旋转力，因此防止可变电阻器3的转动部31旋转，从而能够充分有效利用能够调整的范围。

而且，在该旋转操作部件1Q中，在螺旋状弹簧100a、100b之间确保充分的间隔，并且连接部100d的形状变得简单，因此容易成形。另外，使连接部100d形成为柱状体，从而使连接部100d的变形力也提高，因此在发生轴错位时，能够使连接部100d也与螺旋状弹簧100a、100b一起发生变形，从而能够提高应对轴错位的应对性。

上面所示的基本形的旋转操作部件1以及变形例的旋转操作部件1P、1Q并不限定于可变电阻器3，也能够适用于可变电容器、旋转开关等其它旋转型电子部件上。另外，导入有这些部件的电子设备并不限定于光电传感器，而在其它类型的传感器和除了传感器之外的电子设备上也能够导入同样的结构。

Claims (4)

1.一种旋转操作部件，经由轴部将固定在旋转型电子部件的转动部上的基部和具有扭转用孔的操作部连接而成，其特征在于，

上述轴部包括围绕上述轴部的旋转轴卷绕的螺旋状弹簧，并且该轴部、上述操作部及上述基部由具有弹性的树脂一体成形。

2.根据权利要求1所述的旋转操作部件，其特征在于，上述轴部包括卷绕方向相反的一对螺旋状弹簧和被各螺旋状弹簧夹持且将两者连接的连接部。

3.根据权利要求2所述的旋转操作部件，其特征在于，上述连接部是将轴部的轴向作为长度方向的柱状体，并且上述一对螺旋状弹簧隔着柱状体形成为同等的长度。

4.一种电子设备，安装有旋转型电子部件的基板容置于主体部的内部，并且在经由轴部将具有扭转用孔的操作部和基部连接而成的旋转操作部件中，上述基部固定在上述电子部件的转动部上，操作部从上述主体部的表面露出，其特征在于，

上述旋转操作部件的上述轴部包括围绕上述轴部的旋转轴卷绕的螺旋状弹簧，并且该轴部、上述操作部及上述基部由具有弹性的树脂一体成形。