CN1835158A - 旋转型电部件 - Google Patents

Abstract

提供一种旋转型电部件，其能够增大弹性部件的弹性力、能够增大转矩。其结构是，包括：由安装板(2)及轴承(4)构成的固定部件；相对轴承(4)可以旋转的被保持旋转轴(1)；由检测该旋转轴(1)旋转的公共模板部(9m)、编码模板部(9n)等的导电模板及滑动块(11b、11c、11d)构成的检测机构；与旋转轴(1)一起旋转并具有多个凹凸部(9f)的旋转部件(9)；具有可以与该旋转部件(9)的凹凸部(9f)配合脱离的凹凸部(8b)并在旋转轴(1)的轴线方向上被推压的棘爪部件(8)；以及对旋转部件(9)施加负荷的板簧(5)，并且在棘爪部件(8)的外周侧配置该板簧(5)。

Description

旋转型电部件

技术领域

本发明涉及回转式编码器或可变电阻器等的旋转型电部件，特别涉及具有棘爪(click)机构并配有用于输出转矩的弹性部件的旋转型电部件。

背景技术

作为这种现有技术，例如有专利文献1记载的技术。该现有技术包括：具有固定部件、即轴承部的框体；被该框体的轴承部保持可以旋转的旋转轴即操作轴；检测该操作轴旋转的、由电阻体模板及滑动块片构成的检测机构。

另外，包括：与操作轴一同旋转并具有多个凹凸部的旋转部件即旋转体；可以与该旋转体的凹凸部配合脱离地被推压向操作轴的轴线方向的棘爪部件、即在棘爪用臂部上设置的凸部；对操作轴施加负荷的弹性部件、即用于输出转矩的弹簧垫圈。

专利文献1：特开平10-312913号公报

在上述的现有技术中，通过一个弹性部件形成：设有形成棘爪部件的凸部的棘爪用臂部和弹簧垫圈，弹簧垫圈被配置在内周侧，形成棘爪部件的凸部被配置在外周侧。因此，就会有如下问题：弹簧垫圈的形状尺寸受到限制，使得增强该弹簧垫圈的弹性力是很有限的，不能对应于增加转矩的要求。

发明内容

本发明是从上述的现有技术的实际状况出发而做出的发明，其目的在于提供能够增大弹性部件的弹性力，并可以增加转矩的旋转型电部件。

为了达到上述目的，本发明的特征在于，包括：固定部件；相对该固定部件可以旋转地被保持的旋转轴；由检测该旋转轴旋转的导电模板及滑动块构成的检测机构；与上述旋转轴一起旋转并具有多个凹凸部的旋转部件；与该旋转部件的上述凹凸部可配合脱离地在上述旋转轴的轴线方向上被推压的棘爪部件；以及对上述旋转部件施加负荷的弹性部件，并且在上述棘爪部件的外周侧配置上述弹性部件。

由于这样构成的本发明，将对旋转部件施加负荷的弹性部件、即用于输出转矩的弹性部件配置在棘爪部件的外周侧，所以弹性部件的形状尺寸不受棘爪部件的限制。因此，通过增大该弹性部件的形状尺寸，能够得到大的弹性力，能够增大转矩。

另外本发明的特征在于，在上述发明中，将上述弹性部件与上述棘爪部件配置在上述旋转部件的同一面侧。由于这样构成的本发明，可以在旋转部件的一方的一侧组装进弹性部件与棘爪部件的两方，所以这些弹性部件与棘爪部件的组装变得容易。

另外本发明的特征在于，在上述发明中，将上述弹性部件，在夹持上述旋转轴的轴线而相对的位置，抵接到上述旋转部件。这样构成的本发明，可以在夹持旋转轴的轴线的两处由板簧对旋转部件施加大的负荷。

另外本发明的特征在于，在上述发明中，将抵接上述弹性部件的上述旋转部件的部分的厚度尺寸设定成，比配合脱离上述棘爪部件的上述旋转部件的凹凸部的部分的厚度尺寸大。这样构成的本发明，可以确保抵接弹性部件的旋转部件的部分的强度。

另外本发明的特征在于，在上述发明中，上述棘爪部件具有多个与上述旋转部件的上述凹凸部配合脱离的凹凸部，并且具有在上述旋转部件方向上推压该棘爪部件的螺旋弹簧。由于这样构成的本发明，随着旋转轴的旋转，可以使棘爪部件的多个的各自的凹凸部、与旋转部件的多个的各自的凹凸部同时配合脱离接合，所以即使经过长时间也可以得到良好的棘爪触感。

另外本发明的特征在于，在上述发明中，将上述旋转部件的上述凹凸部的至少凹部按照在与其外周部之间形成阶梯差的方式进行凹陷，并且在该旋转部件的凹凸部与上述棘爪部件的凹凸部之间设有润滑剂。这样构成的本发明，可以通过润滑剂抑制随着旋转轴的旋转产生的、旋转部件的凹凸部与棘爪部件的凹凸部的磨耗。

由于本发明将对旋转部件施加负荷的强度部件、即用于输出转矩的弹性部件配置在棘爪部件的外周侧，所以弹性部件的形状尺寸不受棘爪部件的限制，能够增大该弹性部件的形状尺寸。由此，可以设定大的用于输出转矩的弹性部件的弹性力，与现有技术相比能够增大转矩。

附图说明

图1是表示本发明的旋转型电部件的一个实施方式的分解立体图。

图2是表示本实施方式的外观的示意图，(a)图是侧视图、(b)图是主视图。

图3是本实施方式的纵截面图。

图4是表示本实施方式所具有的轴承的示意图，(a)图是后视图、(b)图是侧视图。

图5是表示本实施方式所具有的板簧的示意图，(a)图是后视图、(b)图是侧视图。

图6是表示本实施方式所具有的棘爪部件的示意图，(a)图是后视图、(b)图是侧视图、(c)图是表示后面侧的立体图、(d)图是表示正面侧的立体图。

图7是表示本实施方式所具有的旋转部件的示意图，(a)图是主视图、(b)图是侧视图、(c)图是后视图、(d)图是表示正面侧的立体图、(e)图是表示后面侧的立体图。

图8是表示本实施方式所具有的驱动体的示意图，(a)图是侧视图、(b)图是主视图、(c)图是表示后面侧的立体图、(d)图是表示正面侧的立体图。

图9是表示本实施方式所具有的、设有滑动块的绝缘盒的示意图，(a)图是主视图、(b)图是侧视图。

符号说明：

1：旋转轴、2：安装板(固定部件)、4：轴承(固定部件)、4c：凹部、5：板簧(弹性部件)、5c：按压部、7：螺旋弹簧、8：棘爪部件、8a：凸部、8b：凹凸部(棘爪机构)、9：旋转部件、9c：板状部、9c1：部分、9c2：部分、9f：凹凸部(棘爪机构)、9f1：凹部、9g：阶梯差、9h：外周部、9i：导电部、9j：非导电部、9m：公共模板部(检测机构)、9n：编码模板部(检测机构)、10：驱动体、10a：凸部、10b：半球状突部、10c：非圆形孔、11：绝缘盒、11a：孔、11b：第一滑动块(检测机构)、11c：第二滑动块(检测机构)、11d：第三滑动块(检测机构)、11e：第一端子、11f：第二端子、11g：公共端子、12：金属触点、13：金属触点、14：绝缘盒、14i：中央固定接点、14h：周边固定接点。

具体实施方式

以下，基于附图对于用于实施本发明的旋转型电部件的最佳方式进行说明。

图1是表示本发明的旋转型电部件的一个实施方式的分解立体图，图2是表示本实施方式的外观的示意图，(a)图是侧视图、(b)图是主视图，图3是本实施方式的纵截面图。

如这些图1～3所示，本实施方式包括：旋转轴1；插通该旋转轴1的安装板2；可以旋转地保持旋转轴1的轴承4；被安装于旋转轴1的环3；以及弹性部件例如板簧5。

如图1、3所示，旋转轴1包括：由合成树脂构成的把手1a；被插入成形到该把手1a的由金属构成的轴部、即大直径部1b；由与该大直径部1b连接设置的非圆形部1c构成的轴部。非圆形部1c形成为例如截面为椭圆形状。另外，在大直径部1b上，在周向形成有槽部1d，上述的环3用于防止被插入该槽部1d的旋转轴1的脱落。上述的安装板2在中央部分具有孔2a，在两侧分别具有用于固定整体的铆接用的脚2b。

图4是表示本实施方式所具有的轴承的示意图，(a)图是后视图、(b)图是侧视图。

如图4所示，上述的轴承4包括：形成大直径孔4b的大直径部4a；与该大直径部4a连接设置的、形成自由旋转地插入旋转轴1的大直径部1b的小直径孔4f的轮毂部4e。如图2的(a)图、及图3所示，旋转轴1被插入轴承4，在被环3止脱的状态下，在旋转轴1的把手1a的内部，例如收容了轴承4的轮毂部4e。另外，如图4的(a)图所示，在轴承4的大直径部4b上，在上部及下部设有凹部4c，在左右方向上设有一对的铆接用突起4d。上述的安装板2及轴承4构成了可以旋转地保持旋转轴1的固定部件。

图5是表示本实施方式所具有的板簧的示意图，(a)图是后视图、(b)图是侧视图。

如图5的(a)图所示，上述板簧5具有分别插入轴承4的一对的铆接用突起4d的一对安装孔5a，并且形成为在中央部具有大直径孔5b的环状。另外，如图5的(b)图所示，朝向背面侧使整体弯曲，并且在上部及下部还配有向背面侧突出的按压部5c。分别在板簧5的安装孔5a中插入轴承4的铆接用突起4d，在该状态下压溃铆接用突起4d，由此将板簧5固定在轴承4上。

另外，如图1、3所示，本实施方式包括垫圈6；螺旋弹簧7及棘爪部件8，所述垫圈6被收容在轴承4的大直径孔4b内，并被大直径部4a限制移动。螺旋弹簧7的一端被卡止在垫圈6的弹簧接受部6a，另一端被卡止在棘爪部件8，在被压缩的状态下被收容在轴承4的大直径部4a的大直径孔4b内并推压棘爪部件8。

图6是表示本实施方式所具有的棘爪部件的示意图，(a)图是后视图、(b)图是侧视图、(c)图是表示后面侧的立体图、(d)图是表示正面侧的立体图。

上述的棘爪部件8分别在上部及下部具有凸部8a，所述凸部8a沿着旋转轴1的轴线方向，可以移动地被收容在轴承4的一对的凹部4c中。这些凸部8a分别被轴承4的凹部4c限制旋转轴1的旋转方向的移动。另外，该棘爪部件8在中央部具有大直径孔8c，并且在背面侧具有由凹部8b1与凸部8b2构成的多个的凹凸部8b。

另外，如上述的图1、3所示，本实施方式包括：与棘爪部件8相对地配置的旋转部件9；被收容在该旋转部件9的内部的、沿旋转轴1的轴线方向可以移动的驱动体10；以及具有插通该驱动体10的孔11a的绝缘盒11。

图7是表示本实施方式所具有的旋转部件的示意图，(a)图是主视图、(b)图是侧视图、(c)图是后视图、(d)图是表示正面侧的立体图、(e)图是表示后面侧的立体图。

如该图7所示，上述的旋转部件9包括：具有大直径孔9a的板状部9c；以及轮毂部9d，所述轮毂部9d与该板状部9c连接设置、并具有非圆形孔9e，所述非圆形孔9e被形成为适合于旋转轴1的非圆形部1c的截面为椭圆形状的形状。如该图7的(c)、(e)图所示，在板状部9c的大直径孔9a的上部及下部形成有凹部9b，另外，在板状部9c的正面的一侧，如图7的(a)、(d)图所示，形成有由凹部9f1与凸部9f2构成的、与棘爪部件8的凹凸部8b配合脱离的多个的凹凸部9f。

另外，如图7的(d)图所示，使该旋转部件9的凹凸部9f的至少凹部9f1凹陷，使得在与其外周部9h之间形成阶梯差9g。例如将凹凸部9f的凸部9f2与外周部9h的高度设定得相等。通过具有上述凹凸部8b的棘爪部件8；以及具有与该棘爪部件8的凹凸部8b配合脱离的凹凸部9f的旋转部件9，构成了棘爪机构。而且虽然图中未示出，但是如上述图3所示，在组装棘爪部件8与旋转部件9时，使润滑剂介于这些旋转部件9的凹凸部9f与棘爪部件8的凹凸部8b之间。

另外，如图7的(c)图所示，旋转部件9在位于板状部9c的背面侧的表面上，形成有：由金属板构成的导电部9i；以及由绝缘部构成的非导电部9j。导电部9i构成了大直径孔9a的附近的全周。由此形成了公共模板部9m。另外，在外周附近，沿着周向交互配置导电部9i与非导电部9j。由此形成了编码模板部9n。由上述的金属板构成的导电部9i被插入成形于例如由合成树脂构成的板状部9c。

如图3所示，特别地，本发明在轴承4的大直径孔4b内收容了棘爪部件8，在将旋转部件9与该棘爪部件8相配合地组装的状态下，固定于轴承4的板簧5位于棘爪部件8的外周侧，该板簧5的一对的按压部5c分别按压旋转部件9的部分9c1。即，夹持旋转轴1的轴线在相对的位置上，使板簧5的各自的按压部5c与旋转部件9的外周部9h抵接。如该图3所示，将抵接板簧5的旋转部件9的板状部9c的部分9c1的厚度尺寸设定成，比配合脱离棘爪部件8的旋转部件9的凹凸部9f的部分9c2的厚度尺寸大。

上述的板簧5构成了对旋转部件9施加负荷的弹性部件、即用于输出转矩的弹性部件。而且，如图3所示，将板簧5与棘爪部件8配置在旋转部件9的同一面侧、即正面侧。

图8是表示本实施方式所具有的驱动体的示意图，(a)图是侧视图、(b)图是主视图、(c)图是表示后面侧的立体图、(d)图是表示正面侧的立体图。

如图3所示，被收容在旋转部件9的大直径孔9a内而配置的驱动体10，如图8所示，分别在上部及下部设有凸部10a，所述凸部10a沿着旋转轴1的轴线方向，被可以移动地收容在旋转部件9的一对的凹部9b中。这些凸部10a分别被旋转部件9的凹部9b限制旋转轴1的旋转方向的移动。另外，如该图8的(b)(d)图所示，驱动体10在中央部形成有非圆形孔10c，所述非圆形孔10c为适合于旋转轴1的非圆形部1c的截面为椭圆形状的形状，并且，在背面侧如图8的(a)图等所示，具有半球状突部10b。

图9是表示本实施方式所具有的、设有滑动块的绝缘盒的示意图，(a)图是主视图、(b)图是侧视图。

如图9所示，上述绝缘盒11在插通驱动体10的孔11a的附近位置，具有与图7的(c)图所示的公共模板部9m常时导通的一对第一滑动块11b。另外，在这些第一滑动块11b的外侧，具有分别选择性地与形成图7的(c)图所示的编码模板部9n的导电部9i导通的第二滑动块11c与第三滑动块11d。配置第二滑动块11c与第三滑动块11d，使得开启、关闭的时刻错开。由此能够检测旋转轴1的旋转方向的不同。

这些第一滑动块11b、第二滑动块11c与第三滑动块11d是通过将金属片插入成形到由合成树脂构成的该绝缘盒11的本体中而形成的。

上述的一对的第一滑动块11b与该图9所示的公共端子11g相连接，第二滑动块11c与第一端子11e相连接，第三滑动块11d与第二端子11f相连接。

通过上述的旋转部件9的导电模板、即公共模板部9m及编码模板部9n；与绝缘盒11的第一滑动块11b、第二滑动块11c及第三滑动块11d构成了检测旋转轴1的旋转角度、及旋转方向的检测机构。

另外，如图1、3所示，本实施方式具有金属触点12、13，所述金属触点12、13形成有由圆顶状的金属板构成的可动接点，通过被上述的驱动体10的半球状突部10b按压而变形。安装了该金属触点12、13的绝缘盒14，对与金属触点12、13常时导通的周边固定接点14h；以及选择性地导通的中央固定接点14i进行插入成形，对应于旋转轴1的按压操作输出信号。并且设置垫圈15使得与该绝缘盒14相对。

在组装了上述的各零件之后，图1等示出的安装板2的脚2b分别被弯折向垫圈15的背面侧，成为一个个体的制品，即回转式编码器。

这样构成的本实施方式，在如图2、3所示为被组装的状态时，通过安装板2固定轴承4，在轴承4安装板簧5，保持棘爪部件8使其对于旋转轴4可以向旋转轴1的轴线方向移动，在使金属触点12、13介于绝缘盒11、14之间的状态下，通过安装板2固定绝缘盒11、14及垫圈15。另外，通过环3防止旋转轴1从轴承4脱落。

在使螺旋弹簧7压缩的状态下，垫圈6及棘爪部件8与该螺旋弹簧7，一起被收容在轴承4的大直径部4a的大直径孔4b内。由此，通过螺旋弹簧7将棘爪部件8推压向旋转部件9方向。

形成旋转轴1的轴部的非圆形部1c形成如下状态：其被插入旋转部件9的轮毂部9d的非圆形孔9e内，并且也被插入与旋转部件9一体旋转的驱动体10的非圆形孔10c内。另外，板簧5的一对的按压部5c按压旋转部件9的板状部9c的外周部9h。

然后，被保持成如下状态：旋转部件9的公共模板部9m与绝缘盒11的一对的第一滑动块11b接触，旋转部件9的编码模板部9n与绝缘盒11的第二滑动块11c及第三滑动块11d选择性地接触。

另外，驱动体10被插入到绝缘盒11的孔11a内，保持该驱动体10的半球状突部10b成为与金属触点12的顶部接触的状态。

在这样的状态中，如果使旋转轴1的把手1a旋转，则其旋转力通过旋转轴1的非圆形部1c；与在旋转部件9的轮毂部9d上形成的非圆形孔9e的配合，被传递到旋转部件9的轮毂部9d。另外，给与旋转轴1的旋转力通过旋转轴1的非圆形部1c；与在驱动体10上形成的非圆形孔10c的配合、及驱动体10的凸部10a，被传递到旋转部件9的板状部9c。由此，旋转部件9圆滑地旋转。

在这期间，旋转部件9的多个的各自的凹凸部9f与棘爪部件8的多个的各自的凹凸部8b相配合脱离，可以得到良好的棘爪触感。在该棘爪动作时，通过棘爪部件8的凸部8a的轴承4的凹部4c内的移动，棘爪部件8抵抗螺旋弹簧7的弹性力向旋转轴1的轴线方向移动。

另外，通过板簧5的一对的按压部5c按压旋转部件9的外周部9h，而能够得到转矩。即，在旋转轴1的旋转操作时，能够感觉到由板簧5的弹性力引起的较大的阻力感。

并且，通过绝缘盒11的一对的第一滑动块11b与旋转部件9的公共模板部9m常时导通，旋转部件9的编码模板部9n与绝缘盒11的第二滑动块11c及第三滑动块11d选择性地导通，能够检测旋转轴1的旋转角度与旋转方向。

另外，通过按压旋转轴1，驱动体10通过其凸部10a及旋转部件9的凹部9b移动，通过该驱动体10的半球状突部10b，金属触点12、13与绝缘盒14的中央固定接点14i接触。由此，通过金属触点12、13周边固定接点14h与中央固定接点14i导通，能够从该绝缘盒14输出开启信号。而且，通过人造橡胶形成驱动体10，由此，与通过由金属构成的旋转轴1的非圆形部1c等的轴部按压金属触点12、13的情况相比，能够降低不希望的声音的产生。另外，通过将金属触点12、13两板重合来构成可动接点，增大了在轴向方向上按压旋转轴1时动作的开关的动作力。

根据这样构成的本实施方式，由于将对旋转部件9施加负荷的板簧5、即用于输出转矩的板簧5配置在棘爪部件8的外周侧，所以板簧5的形状尺寸不会受到棘爪部件8的限制。因此，能够增大该板簧5的形状尺寸，可以设定大的该板簧5的弹性力，并且可以增大板簧5的按压部5c按压旋转部件9的板状部9c的位置(部分9c1)、与旋转轴1的轴线的距离。由此，能够增大转矩。

另外，由于可以将板簧5与棘爪部件8的双方组装进旋转部件9的正面侧，所以这些组装很容易。由此可以得到良好的组装性。

另外，由于夹持旋转轴1的轴线在相对的位置上，使板簧5与旋转部件9的板状部9c的外周部9h抵接，所以板簧5可以在两处对旋转部件9施加大的负荷。由此有利于增大转矩。

另外，由于将抵接板簧5的按压部5c的旋转部件9的部分9c1的厚度尺寸设定成，比配合脱离棘爪部件8的凹凸部8b的旋转部件9的凹凸部9f的部分9c2的厚度尺寸大，所以可以确保抵接板簧5的旋转部件9的部分9c1的强度。由此，可以防止由于板簧5的推压而引起的旋转部件9的变形。

另外，由于棘爪部件8具有与旋转部件9的多个的凹凸部9f配合脱离的多个的凹凸部8b，并且还具有向旋转部件9方向推压该棘爪部件8的螺旋弹簧7，所以随着旋转轴1的旋转，可以使棘爪部件8的多个的各自的凹凸部8b、与旋转部件9的多个的各自的凹凸部9f同时配合脱离接合。由此，即使经过长时间也可以得到良好的棘爪触感。

并且，由于使旋转部件9的凹凸部9f的至少凹部9f1凹陷，使得在与其外周部9h之间形成阶梯差9g，并且在该旋转部件9的凹凸部9f与棘爪部件8的凹凸部8b之间设有润滑剂，所以通过润滑剂可以抑制随着旋转轴1的旋转的、旋转部件9的凹凸部9f与棘爪部件8的凹凸部8b的磨耗。由此，可以维持经过长期的良好的棘爪触感。另外，通过使润滑剂介于它们之间可以降低产生棘爪触感时的异音的产生。

而且，在上述实施方式中，虽然在由合成树脂构成的旋转部件9的板状部9c插入成形了形成导电部9i的金属板，但是本发明并不限于这样的结构。也可以形成将印刷了模板的绝缘基板安装在旋转部件9上的结构。

另外在上述的结构中，虽然在旋转部件9设有由公共模板部9m与编码模板部9n构成的导电模板，在绝缘盒11设有滑动块11b、11c、11d，也可以形成在绝缘盒11设置导电模板的结构。

另外在上述结构中，虽然在旋转部件9设有公共模板部9m与编码模板部9n，来作为检测旋转轴1的旋转角度及旋转方向的回转式编码器，但是也可以设置电阻体模板来作为可变电阻器以代替上述的结构。

Claims (6)

1.一种旋转型电部件，其特征在于，

包括：固定部件；相对该固定部件可以旋转地被保持的旋转轴；由检测该旋转轴旋转的导电模板及滑动块构成的检测机构；与上述旋转轴一起旋转并具有多个凹凸部的旋转部件；与该旋转部件的上述凹凸部可配合脱离地在上述旋转轴的轴线方向上被推压的棘爪部件；以及对上述旋转部件施加负荷的弹性部件，

并且在上述棘爪部件的外周侧配置上述弹性部件。

2.根据权利要求1所述的旋转型电部件，其特征在于，

将上述弹性部件与上述棘爪部件配置在上述旋转部件的同一面侧。

3.根据权利要求2所述的旋转型电部件，其特征在于，

将上述弹性部件，在夹持上述旋转轴的轴线而相对的位置，抵接到上述旋转部件。

4.根据权利要求2所述的旋转型电部件，其特征在于，

将抵接上述弹性部件的上述旋转部件的部分的厚度尺寸设定成，比配合脱离上述棘爪部件的上述旋转部件的上述凹凸部的部分的厚度尺寸大。

5.根据权利要求2所述的旋转型电部件，其特征在于，

上述棘爪部件具有多个与上述旋转部件的上述凹凸部配合脱离的凹凸部，并且具有在上述旋转部件方向上推压该棘爪部件的螺旋弹簧。

6.根据权利要求5所述的旋转型电部件，其特征在于，

将上述旋转部件的上述凹凸部的至少凹部按照在与其外周部之间形成阶梯差的方式进行凹陷，并且在该旋转部件的凹凸部与上述棘爪部件的凹凸部之间设有润滑剂。

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