DE19737392B4

DE19737392B4 - Drehbares elektrisches Bauteil

Info

Publication number: DE19737392B4
Application number: DE1997137392
Authority: DE
Inventors: Toshio Ogawa; Kenji Furukawa Yamazaki
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: DE19737392A1

Abstract

Drehbares elektrisches Bauteil, umfassend:
ein drehbar gelagertes Betätigungsglied (2, 52), mit dem ein eine erste Verzahnung (3b, 55d) aufweisender Mitnehmer (3, 55) durch eine Längsnutverbindung gekoppelt ist,
ein Lager (1) oder eine Bodenplatte (58), wobei das Lager (1) einen Schaft (1a) oder die Bodenplatte (58) eine Erhebungsöffnung (58b) aufweisen zum Halten des Betätigungsglieds (2, 52) und mit einer zweiten Verzahnung (1b, 58d) versehen sind, die mit der ersten Verzahnung (3b, 55d) in Eingriff bringbar und von dieser trennbar ist;
und eine Schraubenfeder (4, 57), in deren Öffnung das Betätigungsglied (2, 52) eingesetzt ist, wobei die Schraubenfeder (4, 57) zwischen einer Halteebene (2c) oder einem Kragen (54a) des Betätigungsglieds (2, 52) und dem Mitnehmer (3, 55) angeordnet ist, zusammen mit dem Betätigungsglied (2, 52) gedreht wird, und die erste Verzahnung (3b, 55d) des Mitnehmers (3, 55) gegen die zweite Verzahnung (1b, 58d) des Lagers (1) oder der Bodenplatte...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drehbares elektrisches Bauteil, wie z. B. magnetischen drehbaren variablen Widerstand und einen Drehschalter.
Eine herkömmliche Vorrichtung, mit Rastmöglichkeit für ein drehbares elektrisches Bauteil, wie z. B. einen variablen Widerstand, ist z. B. in der japanischen Patentveröffentlichung JP-2-5-37299 der Anmelderin offenbart.
Diese herkömmliche Vorrichtung, im Folgenden als Rastvorrichtung bezeichnet, wird nun unter Bezugnahme auf die 15 bis 18 erläutert.
Dabei zeigt 15 eine Draufsicht auf einen herkömmlichen variablen Widerstand, 16 zeigt eine Draufsicht auf eine herkömmliche Rastvorrichtung; 17 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf ein Hauptteil der herkömmlichen Rastvorrichtung, und 18 zeigt eine Draufsicht auf ein Abstandselement des herkömmlichen variablen Widerstands.
Wie unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen zu sehen ist, ist ein Lager 101 aus einem Zink-Druckguß hergestellt und mit einer Frontplatte 102 versehen. In der Frontplatte 102 ist eine Klick-Platte bzw. Rastplatte 103 aus Druckguß angeordnet, die eine Mehrzahl von Zähnen 104 um ihren gesamten Umfang aufweist. Eine ovale Öffnung 106, in die ein ovaler Bereich einer Drehwelle 105 eingepaßt ist, ist in dem Zentrum der Klick-Platte 103 ausgebildet.
Eine erste Aussparung 107 zur drehbaren, losen Aufnahme der Rastplatte 103 ist innerhalb der Frontplatte 102 vorgesehen. Eine zweite Aussparung 108 schließt an die erste Aussparung 107 an, um eine blattförmige Feder 109 zu halten. Ein Überbrückungsbereich 110 ist zwischen der ersten Aussparung 107 und der zweiten Aussparung 108 vorgesehen.
Der Überbrückungsbereich 110 besitzt ein Paar Kugelhaltevorsprünge 112, 112, die in das Innere der zweiten Aussparung 108 hineinragen. Ein Paar Verriegelungselemente 113, 113 ist an den beiden oberen Bereichen der zweiten Aussparung 108 vorgesehen, um die plattenförmige Feder 109 zu verriegeln. Eine Kugel 111 ist zwischen dem Paar der Kugelhaltevorsprünge 112, 112 angeordnet, wobei der Durchmesser der Kugel 111 eher kleiner ist als der zwischen den Vorsprüngen 112, 112 vorhandene Raum.
Ein variabler Widerstand 115 ist an der Rückseite des Lagers 101 über ein Abstandselement 114 hinweg vorgesehen. Das Abstandselement 114 beaufschlagt die zwischen dem Paar der Kugelhaltevorsprünge 112, 112 angeordnete Kugel 111 mit Druck.
Nachfolgend wird eine Arbeitsweise der ersten herkömmlichen Rastvorrichtung für den variablen Widerstand beschrieben.
Zusammen mit einer nach rechts oder nach links gehenden Rotation der Rotationsachse 105 wird die Klick-Platte 103 verdreht, in der die ovale Öffnung 106 ausgebildet ist. Die Rotation führt dazu, daß die Kugel 111 wiederholt in elastischem Eingriff mit der Mehrzahl von Zähnen 104 der Klick-Platte 103 gebracht sowie von diesen getrennt wird, und ein nicht gezeigtes Gleitstück des variablen Widerstands 115 wird unter Schaffung eines Rast-Drehmoments verdreht, wodurch sich ein gewünschter Widerstandswert erzielen läßt.
Hinsichtlich eines zweiten herkömmlichen drehbaren elektrischen Bauteils wird auf die japanische Patentanmeldung Nr. 8-73288 ( (09-243399 A) ) der Anmelderin Bezug genommen, die z. B. eine magnetische Winkeldetektionsvorrichtung offenbart.
Die herkömmliche magnetische Winkeldetektionsvorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf 19 erläutert. Eine Abdeckplatte 120a ist an der Frontseite eines Gehäuses 120 angebracht, das beispielsweise aus Kunstharzmaterial gebildet ist, und ein Lager 120b ragt an einer zentralen Stelle von der Außenflä che derselben weg. Eine Unebenheitsfläche 120c und eine ebene Fläche 120d sind an der Innenseite der Abdeckplatte 120a ausgebildet.
Eine zylindrische Seitenplatte 120e ist an dem Außenumfang der Abdeckplatte 120a ausgebildet, so daß sich ein hohler Innenraum ergibt. Eine keilförmige Einpaßnut 120f für eine integrierte Hall-Schaltung ist an einer vorbestimmten Stelle an der Innenseite der Seitenplatte 120e vorgesehen.
Ferner ist eine Bodenplatte 120g an der Rückseite des Gehäuses 120 angebracht, und ein Federhaltebereich 120h sowie ein Schalterbefestigungsbereich 120j sind in der Mitte der Bodenplatte 120g ausgebildet.
Ein Magnetkörper 121 besitzt eine scheibenförmige Außenkonfiguration, und eine Mehrzahl magnetischer Nordpole und Südpole ist mit abwechselnder Magnetisierung um seinen Außenumfang 121a herum angeordnet, so daß ein Magnetcode gebildet ist. Ein zylindrischer Vorsprungbereich 121b zum Steuern einer horizontalen Bewegung des Magnetkörpers 121 ist auf der oberen Oberfläche in der Mitte des Magnetkörpers 121 ausgebildet, und der Vorsprungbereich 121b ist ohne Spiel in dem Lager 120b des Gehäuses 120 drehbar gehaltert.
Eine ovale Betätigungsgliedöffnung 121c ist in der Mitte des Vorsprungbereichs 121b des Magnetkörpers 121 ausgebildet.
Ferner ist ein wellenartiges Betätigungsglied 122 in das Lager 120b des Gehäuses 120 sowie die Betätigungsgliedöffnung 121c des Magnetkörpers 121 eigeführt. Das Betätigungsglied 122 besteht aus einem Knopf 122a, der an der Frontseite des Gehäuses 120 freiliegt, sowie aus einem runden Schaftbereich 122b, der sich kontinuierlich an den Knopf 122a anschließt. Der runde Schaftbereich 122b ist durch das Lager 120b des Gehäuses 120 derart gelagert, daß er drehbar sowie in Axialrichtung beweglich ist.
Ein abgeflachter Bereich 122c, an dem beide Flächen abgeflacht sind, ist kontinuierlich anschließend an den runden Schaftbereich 122b vorgesehen. Der abgeflachte Bereich 122c wird durch die ovale Betätigungsgliedöffnung 121c des Magnetkörpers 121 gehaltert. Das Betätigungsglied 122 ist in Bezug auf die Betätigungsgliedöffnung 121c in Axialrichtung beweglich, und die Rotationsbewegung des Betätigungsglieds 122 wird durch die Betätigungsgliedöffnung 121c auf den Magnetkörper 121 übertragen, so daß der Magnetkörper 121 sich zusammen mit der Rotation des Betätigungsglieds 122 dreht.
Ein stangenartiger Kopf 122d, der dünner ist als der abgeflachte Bereich 122c, schließt sich kontinuierlich an den abgeflachten Bereich 122c an. Der Kopf 122d befindet sich an dem Federhaltebereich 120h der Bodenplatte 120g.
Eine Kontaktfeder 123 befindet sich an einem Verbindungsbereich zwischen dem abgeflachten Bereich 122c und dem Kopf 122d des Betätigungsglieds 122. Die Kontaktfeder 123, die kegelstumpfförmig gewickelt ist und einen auf etwa 0,98 N (ca. 100 gf) eingestellten Federdruck aufweist, ist durch eine Metall-Unterlegscheibe 124 elektrisch leitend so angeordnet, daß sie das Betätigungsglied 122 zu allen Seiten nach oben drückt. Um ein Herausfallen des Betätigungsglieds 122 aus dem Inneren des Gehäuses 120 aufgrund der Federkraft der Kontaktfeder 123 zu verhindern, ist eine Nut an der Seite des runden Schaftbereichs 122a des Betätigungsglieds 122 ausgebildet, und ein Schaftfesthaltering 125 ist mit der Nut in Eingriff gebracht, so daß der Schaftfesthaltering 125 mit der Innenseite des Lagers 120b in Kontakt tritt, so daß ein Herausfallen aus dem Inneren des Gehäuses 120 verhindert ist und das Betätigungsglied 122 somit gelagert ist.
Eine Schaltereinheit 126 mit einem kuppelartigen beweglichen Kontakt 126a mit einer Betätigungskraft von ca. 5,9 N (600 gf) ist in den Schalterbefestigungsbereich 120j eingesetzt, der sich an dem Federhaltebereich 120h der Bodenplatte 120g befindet.
Ein plattenartiges Federelement 127 beispielsweise aus Phosphorbronze ist an der oberen Oberfläche des Magnetkörpers 121 angebracht. Das Federelement 127 besitzt Arme 127a und 127b, die sich diagonal rechts und links nach oben erstrecken, wobei vorspringende Teile 127c und 127d an den freien Enden der Arme 127a bzw. 127b ausgebildet sind.
Der vorspringende Teil 127c tritt aufgrund der Federkraft des Arms 127a in elastischen Kontakt mit der unebenen Fläche 120c, so daß sich durch die Rotation des Betätigungsglieds 122 ein Klick- oder Rast-Gefühl erzielen läßt, und der vorspringende Teil 127d tritt in elastischen Kontakt mit der ebenen Fläche 120d des Gehäuses 120, so daß das Rotations-Drehmoment des Betätigungsglieds 122 durch die Federkraft des Arms 127b auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird.
Eine integrierte Hall-Schaltung bestehend aus einer magnetischen Detektionsvorrichtung ist in die Einpaßnut 120f für die integrierte Hall-Schaltung des Gehäuses 120 hineingedrückt, so daß sie an dem Außenumfang 121a des Magnetkörpers 21 unter Freilassung eines vorbestimmten Spalts zu diesem angeordnet ist.
Eine ebene Anschlagplatte 128a, die aus einer Eisenplatte gebildet ist, schafft eine Verriegelung von der Abdeckplatte 120a bis zu der Bodenplatte 120g des Gehäuses 120, wobei eine Verriegelung der Schaltereinheit 126 durch einen Befestigungsschenkel 128 erfolgt, dessen beide Enden U-förmig gebogen nach vorne geführt sind, wodurch die magnetische Winkeldetektionsvorrichtung als zweites herkömmliches drehbares elektrisches Bauteil fertiggestellt ist.
Im folgenden wird der Zusammenbau des vorstehend beschriebenen zweiten herkömmlichen drehbaren elektrischen Bauteils erläutert.
Die Bodenplatte 120g, an der die Schaltereinheit 126 angebracht ist, wird auf die Anschlagplatte 128 laminiert, und die Kontaktfeder 123, an der die Unterlegscheibe 124 angebracht ist, wird auf den Federhaltebereich 120h der Bodenplatte 120g gesetzt. Dann wird der Magnetkörper 121, an dem das Federelement 127 angebracht ist, auf die Bodenplatte 120g auflaminiert, und die Abdeckplatte 120a, die ein Herausfallen des Betätigungsglieds 122 durch den Schaftfesthaltering 125 verhindert und durch die die integrierte Hall-Schaltung 129 in die zugehörige Einpaßnut 120f eingesetzt ist, wird auf den Magnetkörper 121 auflaminiert.
Danach werden die Abedeckplatte 120a und die Bodenplatte 120g mittels einer nicht gezeigten Vorrichtung zusammengepreßt, bis sie von der Rückseite der Anschlagplatte 128a und von der Frontseite der Abdeckplatte 120a gegen die Federkräfte der Kontaktfeder 123 und des Federelements 127 zusammengefügt sind. Danach wird der Befestigungsschenkel 128 der Anschlagplatte 128a nach innen gebogen, um dadurch die Abdeckplatte 120a zu halten, wodurch die Anordnung fertiggestellt ist.
Im folgenden wird eine Arbeitsweise des zweiten herkömmlichen drehbaren elektrischen Bauteils beschrieben.
Wenn der nach außen freiliegende Knopf 122a des Betätigungsglieds 122 gedreht wird, dreht sich der Magnetkörper 121, indem er der Rotation des Betätigungsglieds 122 folgt, und das vorspringende Teil 127c des an dem Magnetkörper 121 angebrachten Federelements 127 wird mit der im Inneren des Gehäuses 120 ausgebildeten unebenen Fläche 120c in Druckkontakt gebracht und auf dieser verschoben, wodurch sich ein vorbestimmtes Klick- oder Rast-Gefühl erzielen läßt.
Die Rotation des Magnetkörpers 121 wird durch die integrierte Hall-Schaltung 129 detektiert, und es wird ein Impulssignal entsprechend dem Rotationswinkel des Betätigungsglieds 122 abgegeben, so daß sich z. B. das Lautstärkevolumen des Audiogeräts auf der Grundlage des Impulssignals einstellen läßt.
Wenn ferner der Knopf 121a in Axialrichtung gedrückt wird, bewegt sich das Betätigungsglied 122 in Richtung des Inneren des Gehäuses 120 und der Kopf 122d des Betätigungsglieds 122 drückt auf die Oberseite des kuppelförmigen beweglichen Kontakts 126a der Schaltereinheit 126, um die Schaltereinheit 126 einzuschalten. Wenn das Betätigungsglied 122 in diesem Zustand verdreht wird, läßt sich die Balance des Lautstärkevolumens des rechten und des linken Lautsprechers des Audiogeräts einstellen.
Bei dem ersten herkömmlichen drehbaren elektrischen Bauteil befindet sich die durch die plattenartige Feder 109 mit Druck beaufschlagte Kugel 111 in Anlage an dem Aussparungsbereich der Verzahnung 104 der Rastplatte 103, so daß sich ein Rast-Drehmoment von beispielsweise ca. 0,0295 Nm (300 gf·cm) erzeugen läßt. Eine dickere Ausbildung der plattenartigen Feder kann zwar zur Erzeugung eines hohen Rast-Drehmoments von beispielsweise ca. 0,0490 Nm (500 gf·cm) oder mehr ins Auge gefaßt werden, jedoch wird die Plazierung der Kugel schwierig oder die Kugel wird bei der Drehung des drehbaren elektrischen Bauteils leicht abgeschnitten bzw. beeinträchtigt, so daß sich keine lange Gleitbewegungs-Lebensdauer erzielen läßt. Somit läßt sich auch kein sehr hohes Rast-Drehmoment erzielen.
Ferner ist eine herkömmliche drehbare elektrische Einheit bekannt, bei der eine plattenartige Metallfeder beispielsweise aus Phosphorbronze an dem Drehglied 105 angebracht ist und eine Druckkraft von einer zu der Längsachse des Drehglieds 105 rechtwinkligen Richtung ausgeübt wird, um dadurch ein Rast-Drehmoment zu erzeugen. Eine dickere Ausbildung der plattenartigen Feder kann zwar wiederum zur Erzeugung eines hohen Rast-Drehmoments ins Auge gefaßt werden, jedoch ist die auf das Drehglied 105 aufzubringende Druckkraft in Anbetracht des Federgrenzwerts der Metallfeder begrenzt. Es gibt daher eine Grenze hinsichtlich der Erzielung eines hohen Rast-Drehmoments. Außerdem wird die Metallfeder leicht beeinträchtigt, da die Last teilweise auf diese wirkt.
Gemäß dem zweiten herkömmlichen drehbaren elektrischen Bauteil wird das Klick-Gefühl des Betätigungsglieds 122 durch die Federkraft des Federelements 127 erzeugt, und das Betätigungsglied 122 zum Ausführen des Einschalt-/Ausschalt-Vorgangs der Schaltereinheit 126 wird durch die Federkraft der Kontaktfeder 123 in Axialrichtung zurückgeführt. Zu diesem Zweck sind zwei elastische Elemente (das Federelement 127 und die Kontaktfeder 123) in das elektrische Bauteil integriert, so daß die Anzahl der Teile zunimmt und die Montage kompliziert wird, wodurch sich die Kosten für das herkömmliche drehbare elektrische Bauteil erhöhen.
Ferner kommt es in Anbetracht der Gleitbewegung der Kontaktfeder 123 mit der Unterlegscheibe 124 leicht zu einer Beeinträchtigung der Kontaktfeder 123, wenn ein hoher Federdruck eingestellt ist, und das an dem Betätigungsglied 122 vermittelte Gefühl bei Drehung desselben wird schlecht. Somit ist es schwierig, eine längere Lebensdauer des elektrischen Bauteils zu erzielen. Da der Federdruck der Kontaktfeder 123 nicht über ein bestimmtes Maß hinaus erhöht werden kann, ist es somit nicht möglich, die Druckkraft zum Drücken des Betätigungsglieds 122 in Axialrichtung zum Einschalten der Schaltereinheit 126 zu steigern.
Die Kontaktfeder 123 zum Bewegen des Betätiungsglieds 122 in Axialrichtung ist kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß sie schwierig herstellbar ist und die Kosten für diese steigen. Da ferner der Außendurchmesser der unteren Fläche der Kontaktfeder 123 größer ist als der des Kopfes 122d des Betätigungsglieds 122, wird die Kontaktfeder 123 schief an dem Betätigungsglied 122 angebracht. Zur Festlegung des Außendurchmessers der unteren Fläche der Kontaktfeder 123 wird aus diesem Grund der Federhaltebereich 120h mit hohler Formgebung extra an der Bodenplatte 120g vorgesehen, wobei die untere Fläche der Kontaktfeder 123 mit diesem Bereich in Berührung tritt, so daß die Form der Bodenplatte 120g dadurch kompliziert wird.
Aus der DE 46 89 85 C ist ein drehbares elektrisches Bauteil mit einer Rastvorrichtung bekannt. Die Rastvorrichtung besteht aus einem federbelasteten Gestänge mit einem endseitigen Rädchen ausgestatteten Hebelelement, wobei das Rädchen in die Zacken am Umfang eines drehbaren Teils eingreift. Das Gestänge umfasst ein Streckhebelsystem aus zwei Hebeln, an deren Verbindungspunkt eine Aufnahme für eine Schraubenfeder angeordnet ist, die sich mit ihrem anderen Ende an einem Gehäuseteil abstützt. Diese Anordnung ist platzaufwendig.
Aus der US 25 11 349 ist ein drehbares Bauteil mit einer Rastvorrichtung bekannt, die ein Betätigungsglied in einer von mehreren möglichen Positionen hält. Zu diesem Zweck werden zwei einander über die Drehachse des Betätigungsglieds gegenüberliegende Rastelemente durch eine gemeinsame Verbindungsfeder in Richtung des Betätigungsglieds vorgespannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines drehbaren elektrischen Bauteils, das in einfacher Weise zur Erzielung einer hohen Betätigungskraft, einschließlich einer Rast-Betätigungskraft, in der Lage ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche angegeben.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittansicht unter Darstellung einer Rastvorrichtung für ein drehbares elektrisches Bauteil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht auf ein Lager des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine Schnittansicht des Lagers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Bodenansicht des Lagers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Draufsicht auf einen Mitnehmen des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schnittansicht des Mitnehmers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine Bodenansicht des Mitnehmers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine Schnittansicht eines Hauptteils unter Darstellung der Konstruktion eines drehbaren elektrischen Bauteils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine Perspektivansicht eines Betätigungsglieds eines drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, an dem ein Abstandselement angebracht ist;
10 eine Perspektivansicht unter Darstellung eines Mitnehmers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 eine Bodenansicht des Mitnehmers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 eine Draufsicht auf eine Bodenplatte des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine Schnittansicht eines Hauptteils unter Darstellung eines Zustands von Sägezahnflächen der Bodenplatte und des Mitnehmers des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 eine Schnittansicht eines Hauptteils unter Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des drehbaren elektrischen Bauteils der vorliegenden Erfindung;
15 eine Draufsicht unter Darstellung eines variablen Widerstands als erstes herkömmliches elektrisches Bauteil;
16 eine Draufsicht unter Darstellung einer Rastvorrichtung für den variablen Widerstand als erstes herkömmliches elektrisches Bauteil;
17 eine vergrößerte Draufsicht auf ein Hauptteil unter Darstellung der Rastvorrichtung für den variablen Widerstand als erstes herkömmliches elektrisches Bauteil;
18 eine Draufsicht unter Darstellung des Abstandselements des variablen Widerstands als erstes herkömmliches elektrisches Bauteil; und
19 eine Schnittansicht eines Hauptteils unter Darstellung eines zweiten herkömmlichen elektrischen Bauteils.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in den 2 bis 4 zu sehen ist, ist ein im wesentlichen zylindrisches Lager 1 mit einem Lagerbereich durch Formen eines isolierenden Materials gebildet, wie z. B. ein Glas enthaltendes PBT (Polybutylenterephthalat), und das Lager 1 besitzt einen Schaft 1a, ein durch den Schaft 1a gebildetes Durchgangsloch 1a sowie eine Verzahnung 1b (eine zweite Verzahnung) mit einer Mehrzahl von beispielsweise 30 Tälern und Erhebungen, die auf der inneren Umfangsfläche gebildet sind, die sich nach Art eines Regenschirms koaxial öffnet und einen Neigungswinkel von 45° aufweist. Die Verzahnung 1b ist gebildet aus einer inneren ersten Verzahnung 1b-1, die mit dem Schaft 1a verbunden ist, einer äußeren zweiten Verzahnung 1b-2 sowie einem im wesentlichen konkaven, ringförmigen Stufenbereich 1b-3 zum Verbinden der ersten Verzahnung 1b-1 und der zweiten Verzahnung 1b-2 miteinander. Der ringförmige Stufenbereich 1b-3 dient als noch zu beschreibendes Fettreservoir.
Ferner sind ein kreisringförmiger Stufenbereich 1c, eine kreisringförmige Aussparung 1d und ein kreisringförmiger Kragen 1e an dem Außenumfang des Schafts 1a vorgesehen.
Unter der Verzahnung 1b ist eine hohle runde Hülse 1h vorgesehen.
Vier symmetrisch angeordnete, rechteckige bzw. quadratische Öffnungen 1i und sechs Schlitze 1j sind in der Außenwand der Hülse 1h ausgebildet.
Wie in 1 zu sehen ist, ist ein Betätigungsglied 2 aus isolierendem Material gebildet und im wesentlichen säulenförmig geformt. Ein Betätigungsbereich 2a, der durch das Durchgangsloch 1a des Lagers 1 nach außen ragt, ist an dem proximalen bzw. äußeren Ende des Betätigungsglieds 2 vorgesehen, und ein im wesentlichen scheibenartiger Gleitstück-Aufnahmebereich 2b ist in integra ler Weise an dem distalen bzw. inneren Ende des Betätigungsglieds 2 vorgesehen. Ein Gleitstück 2b', das aus einer Metallplatte gebildet ist, bei dem es sich um ein leitfähiges Material handelt, ist an die untere Oberfläche des Gleitstück-Aufnahmebereichs 2b angeklebt, und eine Halteebene 2c zum Halten einer noch zu beschreibenden Schraubenfeder 4 (elastischer Körper) ist auf der oberen Oberfläche des Gleitstück-Aufnahmebereichs 2b ausgebildet.
Ferner sind in einem Abschnitt, in dem die Halteebene 2c kontinuierlich an dem unteren Ende des Betätigungsbereichs 2a vorgesehen ist, vier konvexe Erhebungen 2d kreuzweise in Axialrichtung des Betätigungsglieds 2 angeordnet.
Ferner ist eine kreisringförmige Nut 2e in einem mittleren Abschnitt des Betätigungsglieds 2 ausgebildet.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen ist, ist ein Mitnehmer 3 aus einem isolierenden Material, wie z. B. Polyacetal, geformt und im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet. Ein kreuzförmiges Durchgangsloch 3a, bei dem die Breite des einen Paares der in etwa eckigen Vertiefungen größer ist als die des anderen Vertiefungspaares, ist in der Mitte des Mitnehmers 3 ausgebildet. Abgeschrägte Bereiche des kegelstumpfförmigen Mitnehmers 3 besitzen eine Neigung von 45°, und auf diesen ist eine kegelradförmige Verzahnung 3b (erste Verzahnung) vorgesehen, die eine Mehrzahl von beispielsweise 30 Vertiefungen und Erhebungen aufweist. Die Anzahl der Vertiefungen und Erhebungen der Verzahnung 3b kann natürlich auch eine andere Anzahl als 30 sein. Eine kreisförmige Öffnung 3c ist an das kreuzförmige Durchgangsloch 3a kontinuierlich anschließend ausgebildet.
Ferner kann die Verzahnung 3b derart ausgebildet sein, daß sie die genannte erste Verzahnung (nicht gezeigt) sowie die genannte zweite Verzahnung (nicht gezeigt) zusammen mit einem dazwischen angeordneten ringförmigen Stufenbereich aufweist, ähnlich wie dies bei der Verzahnung 1b des Lagers 1 der Fall ist.
Wie in 1 zu sehen ist, handelt es sich bei einer Kompressions-Schraubenfeder 4 um eine Ausführungsform einer elastischen Einrichtung, wobei diese durch einen Klavierdraht gebildet ist. Die Spezifikationen der Schraubenfeder 4 sind wie folgt: Drahtdurchmesser 0,8 mm; Federkonstante ca. 340 N/m (350 gf/cm); und Last: wenn die Kompressionshöhe H = 4 beträgt, beträgt die Last P ca. 15,50 N (1580 gf). Es ist darauf hinzuweisen, daß die vorstehend genannten Spezifikationen zur Erzielung eines erwünschten Drehmomentwerts beliebig ausgewählt werden können.
Ein Widerstandssubstrat 5 besteht aus einem isolierenden Substrat, das z. B. aus Phenolmaterial gebildet ist, und ein kreisbogenförmiger Widerstand 5a, der durch Aufdrucken von Kohlenstoff-Farbe usw. gebildet ist, ist auf einer Oberfläche desselben vorgesehen. Ferner sind Anschlüsse 5c an beiden Enden des Widerstands 5a mittels Ösen 5b angebracht.
Ein Halteelement 6 wird zum Halten des Widerstandssubstrats 5 sowie von noch zu beschreibenden Anschlüssen 8 verwendet und ist durch Formen eines isolierenden Materials gebildet, wie z. B. ein Glas enthaltendes PBT. Ein im wesentlichen zylindrischer Substrathaltebereich 6a ist an dem oberen Endbereich des Halteelements 6 vorgesehen, und ein im wesentlichen rechtwinkliger, hülsenförmiger Anschlußhaltebereich 6b ist an dem unteren Endbereich vorgesehen. Der Substrathaltebereich 6a und der Anschlußhaltebereich 6b sind in Form einer einzigen Einheit miteinander verbunden. Das eine Ende des Substrathaltebereichs 6a ist zur Bildung eines offenen Endbereichs 6a geöffnet, wobei dieser Bereich aus einer ringförmigen Wand 6c gebildet ist. Die Wand 6c ist mit vier klauenartigen Vorsprüngen 6e ausgebildet, die an symmetrischen Stellen zu Schnappeingriffsbereichen werden. Ferner sind drei aus metallischen Materialien gebildete Anschlüsse 8, die jeweils mit den Anschlüssen 5c des Widerstandssubstrats 5 verbunden sind, durch Einsatz-Formen in integraler Weise mit dem Anschlußhaltebereich 6b ausgebildet. Drei säulenförmige konvexe Erhebungen 6f sind an der Außenwand des Anschlußhaltebereichs 6b vorgesehen. Ein Element, das durch die Betätigung des Lagers 1 und das Halteelement 6 nicht bewegt wird, entspricht einem feststehenden Bereich der vorliegenden Erfindung.
Im folgenden wird ein Montagevorgang einer Rastvorrichtung des drehbaren variablen Widerstands beschrieben, der das elektrische Bauteil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet.
Zuerst wird das Gleitstück 2b durch Wärmeverstemmung an den Gleitstück-Aufnahmebereich 2b des Betätigungsglieds 2 geklebt. Dann wird das Ende des Anschlusses 5c des gedruckten Widerstandssubstrats 5, auf das der Widerstand 5a aufgedruckt ist, unter Druck usw. mit dem Anschluß 8 des Halteelements 6 verbunden, und das Widerstandssubstrat 5, mit dem der Anschluß 5c verbunden ist, wird auf den im wesentlichen kreisförmigen offenen Endbereich 6a' des Halteelements 6 gesetzt.
Als nächstes wird die Schraubenfeder 4 von dem proximalen Ende des Betätigungsbereichs 2a her über das Betätigungsglied 2 derart aufgeschoben, daß sie auf der Halteebene 2c des Betätigungsglieds 2 angeordnet ist, und der Mitnehmer 3 wird ebenfalls von dem proximalen Ende des Betätigungsbereichs 2a her auf das Betätigungsglied 2 aufgeschoben, so daß er auf der Schraubenfeder 4 angeordnet ist. Dabei weist die Verzahnung 3b des Mitnehmers 3 nach oben, und das Ende der Schraubenfeder 4 ist in die kreisförmige Öffnung 3c eingepaßt. Ferner sind die vier kreuzförmig angeordneten Ausbauchungen 2d des Betätigungsglieds 2 in das kreuzförmige Durchgangsloch 3a des Mitnehmers eingesetzt, wodurch das Betätigungsglied 2 über eine Längsnutverbindung mit dem Mitnehmer 3 derart verbunden verkeilt ist, so daß mit der Rotation des Mitnehmers 3 eine Rotation des Betätigungshebels 2 einhergeht ist.
Für den nächsten Schritt wird Fett (nicht gezeigt) als Schmiermittel auf die Verzahnung 1b des Lagers 1 aufgebracht, und danach wird das Betätigungsglied 2, auf dem die Schraubenfeder 4 und der Mitnehmer 3 angeordnet sind, in das Durchgangsloch 1a' des Lagers 1 eingeführt, und ein E-förmiges Festhalteglied wird in die Nut 2e, die in dem mittleren Bereich des Betätigungsglieds 2 ausgebildet ist, eingepaßt und in dieser festgelegt. Das Betätigungsglied 2 kann somit aufgrund der Fixierung mittels des E-förmigen Festhalteglieds nicht aus dem Lager 1 herausfallen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Verzahnung 1b des Lagers 1 und die Verzahnung 3b des Mitnehmers 3 durch die Druckkraft der Schraubenfeder 4 aneinander anliegend angeordnet.
Danach wird das Halteelement 6, auf dem das Widerstandssubstrat 5 angeordnet ist, von der offenen unteren Fläche des Lagers 1 her eingeführt. Beim Einführen des Halteelements 6 werden das Lager 1 und das Halteelement 6 miteinander in Eingriff gebracht und aufgrund eines sogenannten Schnappeingriffs der vier rechteckigen Öffnungen 1i des Lagers 1 und der vier Vorsprünge 6e des Halteelements 6 aneinander angebracht.
Zu diesem Zeitpunkt ist das an dem Gleitstück-Aufnahmebereich 2b angeklebte Gleitstück 2b derart angeordnet, daß es auf dem Widerstand 5a des Widerstandssubstrats 5 gleitend verschiebbar ist.
Dadurch ist der Zusammenbau des elektrischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung abgeschlossen.
Im folgenden wird ein Arbeitsvorgang des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wenn ein nicht gezeigter Betätigungsknopf mit dem aus dem Durchgangsloch 1a des Lagers 1 herausragenden Betätigungsbereich 2a des Betätigungsglieds 2 in Eingriff gebracht ist und der Betätigungsknopf nach rechts oder links verdreht wird, wird der Mitnehmer 3 ebenfalls nach rechts oder links verdreht, und zwar aufgrund des Eingriffs zwischen den kreuzförmigen Ausbauchungen 2d des Betätigungsglieds 2 und dem kreuzförmigen Durchgangsloch 3a des Mitnehmers. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verzahnung 3b des Mitnehmers 3 nach Art eines Kegelrads mittels der Schraubenfeder 4 in Eingriff mit der Verzahnung 1b des Lagers 1 gedrückt, so daß sich der Mitnehmer 3 in Axialrichtung des Betätigungsglieds 2 bewegt, und das Betätigungsglied 2 wird somit über die gegenseitigen Vertiefungen und Erhebungen zwischen den Verzahnungen 1b und 3b hinweg verdreht.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer 3 kegelstumpfförmig ausgebildet und er befindet sich in Anlage mit der Verzahnung 1b, deren Neigungsfläche einen Neigungswinkel von 45° aufweist.
Ferner läßt sich durch die Rastvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein hohes Rast-Drehmoment T von ca. 0,0784 bis ca. 0,0883 Nm (800 bis 900 gf·cm) erzielen.
Die Drehung des Mitnehmers 3 veranlaßt das Gleitstück 2b', das an dem Gleitstück-Aufnahmebereich 2b des Betätigungsglieds 2 angebracht ist, zur Ausführung einer Gleitbewegung auf dem Widerstand 5a des Widerstandssubstrats 5, wodurch ein erwünschter Widerstand von den Anschlüssen 8 abgegeben wird.
Die Rotation des Mitnehmers 3 kann somit ein hohes Rast-Drehmoment (ca. 0,0784 bis ca. 0,0883 Nm) durch die Druckkraft der Schraubenfeder 4 und den gegenseitigen Eingriff sowie die Lösung des Eingriffs zwischen den Verzahnungen 1b und 3b erzeugen. Durch Auswählen der Belastung der Schraubenfeder 4, der Höhe und der Tiefen, der Formgebung sowie der Anlagefläche zwischen der Verzahnung 1b des Lagers 1 und der Verzahnung 3b des Mitnehmers 3 läßt sich ein erwünschtes Drehmoment in einem Bereich von einem relativ geringen Drehmoment bis zu einem sehr hohen Drehmoment auswählen, und die Lebensdauer der Rastvorrichtung während der Rotation läßt sich steigern. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch zur Erzielung eines hohen Rast-Drehmoments geeignet.
Wenn eine Reduzierung der Dicke erforderlich ist, läßt sich ferner das Kegelrad durch ein planares Zahnrad ohne Neigungsbereich ersetzen.
Ferner ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel der ringförmige Stufenbereich 1b-3 auf der Verzahnung des Lagers 1 vorgesehen, und Schmiermittel, wie z. B. Fett, wird auf den Stufenbereich aufgebracht, so daß eine lange Lebensdauer der Rastvorrichtung erzielt werden kann. Es kann jedoch auch eine Vertiefung in dem Mitnehmer 3 vorgesehen sein, in die Fett eingebracht werden kann.
Eine magnetische Winkeldetektionsvorrichtung als zweites Ausführungsbeispiel des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 8 bis 14 erläutert.
Ein Lager 51a mit einem Lagerbereich an seiner Vorderseite ragt von einem Gehäuse 51 weg, das durch Druckguß aus Metall oder dergleichen gebildet ist, und eine kreisförmige Betätigungsgliedöffnung 51b ist in dem Lager 51a ausgebildet. Im Inneren des Gehäuses 51 ist ein Hohlraum ausgebildet, wobei dessen hinterer Bereich offen ist. Ein Stufenbereich 51d ist an dem hinteren äußeren Umfang des Lagers 51a ausgebildet, und eine Einpaßnut 51f für eine integrierte Hall-Schaltung ist im Inneren desselben vorgesehen und besitzt eine rechteckige Außenform.
Ferner ist ein Betätigungsglied 52 aus Aluminium oder dergleichen in die Betätigungsgliedöffnung 51b des Lagers 51a eingeführt. Das Betätigungsglied 52 besteht aus einem Knopf 52a, der an der vorderen Außenseite des Gehäuses 51 freiliegt, einem runden Schaftbereich 52b, der drehbar und verschiebbar in die Betätigungsgliedöffnung 51b des Gehäuses 51 eingepaßt ist, aus einem Abflachungsbereich 52c, der im Querschnitt oval ausgebildet ist und mit dem runden Schaftbereich 52b verbunden ist, sowie aus einem dünnen stangenartigen Kopf 52d, der an dem inneren Ende des Betätigungsglieds 52 ausgebildet ist.
Eine Nut ist zwischen dem runden Schaftbereich 52b und dem Abflachungsbereich 52c des Betätigungsglieds 52 ausgebildet, und ein aus einer Klavierseite oder dergleichen gebildeter Schaftfesthaltering 53 befindet sich in Eingriff mit der Nut, wodurch das Betätigungsglied 52 gehaltert ist und nicht aus dem Inneren des Gehäuses 51 herausfallen kann. Auf diese Weise ist das Betätigungsglied 52 drehbar und in Axialrichtung verschiebbar in dem Gehäuse 52 gelagert.
Ein Abstandselement 54, bei dem es sich um einen Federaufnahmebereich handelt, ist aus Kunstharzmaterial und dergleichen über dem Abflachungsbereich 52c und dem Kopf 52d des Betätigungsglieds 52 ausgebildet und beispielsweise unter Druck an dem Betätigungsglied 52 angebracht. Wie in 9 gezeigt ist, besteht das Abstandselement 54, das Bestandteil des Betätigungsglieds 52 ist, aus einem Kragen 54a, einem kreuzförmigen Eingriffsbereich 54b, der an dem von dem Kragen 54a wegragenden Bereich ausgebildet ist, sowie aus einem dünnen stangenartigen Führungsbereich 54c, der an der Endfläche des Eingriffsbereichs 54b ausgebildet ist.
Ein beispielsweise aus Kunstharz gebildeter Mitnehmer 55 befindet sich in Eingriff mit dem kreuzförmigen Eingriffsbereich 54b des Abstandselements 54. Wie in 10 gezeigt ist, besitzt der Mitnehmer 55 auf der einen Seite einen Kragen 55a, ein Haltebereich 55b ragt von dem Zentrum des Kragens 55a weg, und eine kreuzförmige Öffnung 55c ist in dessen Mitte ausgebildet. Der kreuzförmige Eingriffsbereich 54b des Abstandselements 54 wird in die kreuzförmige Öffnung 55c eingesetzt, wodurch das Abstandselement 54 in Längsnutverbindung mit dem Mitnehmer 55 steht. Bei Drehung des Betätigungsglieds 52 wird somit die Rotation des Betätigungsglieds 52 durch das Abstandselement 54 auf den Mitnehmer 55 übertragen, so daß sich der Mitnehmer 55 mit der Rotation des Betätigungsgliedse 52 drehen kann.
Wie in 11 gezeigt ist, ist eine zu der ersten Verzahnung äquivalente Verzahnungsfläche 55d, an der eine Anzahl im wesentlichen dreieckiger Verzahnungen radial nach außen gehend ausgebildet ist, an der Unterseite des Kragens 55a des Mitnehmers 55 vorgesehen.
Ein ringförmiger Magnetkörper 56 aus einem geformten Magneten ist um den Haltebereich 55b herum vorgesehen und befindet sich in Eingriff mit einer Nut 55e, die in dem Außenbereich des Haltebereichs 55b des Mitnehmers 55 ausgebildet ist, so daß er in Bezug auf den Mitnehmer 55 nicht drehbar ist. Eine vorbestimmte Anzahl von Magnetpolen ist mit abwechselnder Magnetisierung und parallel zueinander um den Umfang des Magnetkörpers 56 vorgesehen, wobei dieselbe Magnetfeldstärke in dem Bereich der oberen Oberfläche bis zu der unteren Oberfläche desselben vorhanden ist, so daß ein Magnetcode gebildet ist.
Wie in 8 gezeigt ist, ist ein aus einer zylindrischen Schraubenfeder gebildetes elastisches Element 57 zwischen dem Kragen 54a des Abstandshaiters 54 und einer oberen Oberfläche 55f des Haltebereichs des Mitnehmers 55 angeordnet, so daß diese einen Federkraft von etwa 6,8 N (700 gf) aufweist, wodurch das Betätigungsglied 52 nach oben gedrückt wird und der Mitnehmer 55 nach unten gedrückt wird.
Eine beispielsweise aus Kunstharzmaterial gebildete Bodenplatte 58 ist an der distalen Seite des Mitnehmers 55 angebracht, so daß sich der Mitnehmer 55 durch die Wirkung des elastischen Elements 57 nicht aus dem Inneren des Gehäuses 51 herausbewegt. Wie in 12 gezeigt ist, ist in der Mitte der Bodenplatte 58 ein Vorsprungbereich 58a ausgebildet, und eine Erhebungsöffnung 58b ist in der Mitte des Vorsprungbereichs 58a ausgebildet.
Der Führungsbereich 54c des unter Druck an dem Betätigungsglied 52 angebrachten Abstandselements 54 wird in die Erhebungsöffnung 58b eingeführt, so daß die Entstehung von Spiel in der zu der Achse des Betätigungsglieds 52 rechtwinkligen Richtung bei der Rotation des Betätigungsglieds 52 und Bewegung desselben in Axialrichtung gehemmt wird.
Eine kreisförmige Vertiefung 58c ist um die Erhebungsöffnung 58b herum mit einer vorbestimmten Tiefe ausgebildet, und eine Verzahnungsfläche 58d, auf der eine im wesentlichen dreieckige Verzahnung radial nach außen gehend ausgebildet ist, ist mit derselben Konfiguration wie die Verzahnungsfläche 55d des Mitnehmers 55 auf der Bodenfläche der Vertiefung 58c ausgebildet. Die Erhebungen der Verzahnungsfläche 55d des Mitnehmers 55 befinden sich in flächigem Kontakt mit den Tälern der Verzahnungsfläche 58d der Bodenplatte 58, und die Täler der Verzahnungsfläche 55d des Mitnehmers 55 befinden sich in flächigem Kontakt mit den Erhebungen der Verzahnungsfläche 58d der Bodenplatte 58, wobei die Verzahnungen jeweils durch die Federkraft des elastischen Elements 57 in Eingriff miteinander gedrückt werden.
Festlegeöffnungen 58e sind an den diagonalen Ecken der Bodenplatte 58 ausgebildet, und nicht gezeigte Vorsprünge des Gehäuses 51 werden in diese derart eingepaßt, daß das Gehäuse 51 und die Bodenplatte 58 festgelegt sind.
Integrierte Hall-Schaltungen 59 mit jeweiligen Anschlüssen 59a sind an vorbestimmten Positionen auf der einen Seite der Bodenplatte 58 fest angebracht, und zwar derart, daß ein vorbestimmter Spalt zwischen den integrierten Hall-Schaltungen 59 und der Außenumfangsfläche 56a des Magnetkörpers 56 gebildet ist.
Ferner ist eine durch Vorsprünge und Festlegeöffnungen (nicht gezeigt) festgelegte Schaltereinheit 60 an dem distalen Ende der Bodenplatte 58 angebracht. In der Schaltereinheit 60 ist ein kuppelartiger beweglicher Kontakt 60b, der aus Federmaterial, wie Phosphorbronze gebildet ist und eine eingestellte Druckkraft von etwa 0,98 N (100 gf) aufweist, in einer Vertiefung angebracht, die in der Mitte eines Gehäuseteils 60a ausgebildet ist, wobei die kuppelartige Oberseite desselben durch ein Klebeband 60c festgeklebt ist und das Klebeband 60c außerdem auf die Oberfläche des Gehäuseteils 60a geklebt ist.
Ferner sind unter dem beweglichen Kontakt 60b feststehende Kontakte 60d angeordnet.
Eine Anschlagplatte 61 aus Metall ist auf der distalen Seite der Schaltereinheit 60 angeordnet, und nicht gezeigte U-förmige Eingriffsbereiche sind an beiden Seiten der Anschlagplatte 61 ausgebildet und dienen zum Eingriff mit Vorsprüngen (nicht gezeigt), die an der Seitenfläche des Gehäuses 51 vorgesehen sind, wodurch das drehbare elektrische Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung fertig ausgebildet ist. Ein Element, das durch die Betätigung des Gehäuses 51 und der Bodenplatte 58 usw. nicht bewegt wird, entspricht einem feststehenden Bereich der vorliegenden Erfindung.
Im folgenden wird ein Montagevorgang der magnetischen Winkeldetektionsvorrichtung als zweites Ausführungsbeispiel des drehbaren elektrischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird die Anschlagplatte 61 auf einer nicht gezeigten Vorrichtung plaziert, und die Bodenplatte 58, an der die Schaltereinheit 60 und die integrierten Hall-Schaltungen 59 angebracht sind, wird auf diese auflaminiert.
Wenn der Mitnehmer 55, an dem der Magnetkörper 56 angebracht ist, in die Vertiefung 58c der Bodenplatte 58 eingesetzt wird, wird der Mitnehmer 55 auf der Bodenplatte 58 derart angeordnet, daß seine Verzahnungsfläche 55d der Verzahnungsfläche 58d der Bodenplatte 58 gegenüberliegt.
Wenn dann das Betätigungsglied 52 in die Betätigungsgliedöffnung 51b des Gehäuses eingeführt wird und der Schaftfesthaltering 53 in den runden Schaftbereich 52b des Betätigungsglieds 52 eingesetzt wird, ist das Betätigungsglied 52 derart angebracht, daß es an einem Herausfallen aus dem Gehäuse 51 gehindert ist. Das Abstandselement 54 wird auf den Abflachungsbereich 52 gedrückt, und der Kopfbereich 52d des Betätigungsglieds 52 wird dabei in dem Hohlraum des Gehäuses 51 festgelegt, so daß auf diese Weise eine einzige, kombinierte Einheit gebildet wird. Dann wird das elastische Element 57 auf den Eingriffsbereich 54b des Abstandselements 54 aufgeschoben.
Wenn dann der Führungsbereich 54c des Abstandselements 54, auf dessen Eingriffsbereich 54b das elastische Element 57 aufgeschoben ist, in die kreuzförmige Öffnung 55c des Mitnehmers 55 eingeführt wird, wird das elastische Element 57 durch den Kragen 54a des Abstandselements 54 und die obere Oberfläche 55f des Haltebereichs des Mitnehmers 55 eingeklemmt. Wenn der Stufenbereich 51d des Gehäuses 51 dann entgegen der Federkraft des elastischen Elements 57 mittels nicht gezeigter Vorrichtungen mit Druck beaufschlagt wird, werden die an beiden Enden der Anschlagplatte 61 ausgebildeten, nicht gezeigten Eingriffsbereiche in federnd nachgiebigen Eingriff mit den nicht gezeigten Vorsprüngen gebracht, die an der Seitenfläche des Gehäuses 51 ausgebildet sind, wodurch die Schaltereinheit 60 mit den verschiedenen daran angebrachten Teilen, die Bodenplatte 58 und das Gehäuse 51 zu einer einzigen Einheit kombiniert sind.
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der kreuzförmige Eingriffsbereich 54b des Abstandselements 54 in Längsnutverbindung mit der kreuzförmigen Öffnung 55c des Mitnehmers 55, und in Abhängigkeit von der axialen Bewegung des Betätigungsglieds 52 bewegt sich das Abstandselement 54 gleichzeitig in der axialen Richtung, und der Führungsbereich 54c ist durch die Erhebungsöffnung 58b der Bodenplatte 58 drehbar geführt, wodurch die Montage des drehbaren elektrischen Bauteils der vorliegenden Erfindung abgeschlossen ist.
Im folgenden wird eine Arbeitsweise des drehbaren elektrischen Bauteils der vorliegenden Erfindung, das in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet ist, unter Bezugnahme auf ein Audiogerät als Beispiel erläutert.
Wenn der an der Außenseite des Gehäuses 51 freiliegende Knopf 52a des Betätigungsglieds 52 verdreht wird, wird das unter Druck an dem Betätigungsglied 52 angebrachte Abstandselement 54 verdreht.
Der kreuzförmige Eingriffsbereich 54b des Abstandselements 54 befindet sich in Längsnuteingriff mit der kreuzförmigen Öffnung 55c des Mitnehmers 55, wodurch große Kontaktflächen der Eingriffsbereiche gebildet werden. Zwischen dem Abstandselement 54 und dem Mitnehmer 55 tritt somit nur wenig Spiel auf, und die Rotation des Betätigungsglieds 52 läßt sich in zuverlässiger Weise auf den Mitnehmer 55 übertragen, an dem der Magnetkörper 56 angebracht ist, so daß der Mitnehmer 55 der Rotation des Betätigungsglieds 52 sicher folgen kann und sich ohne Verzögerung zusammen mit dieser drehen kann.
Wenn die Verzahnung der Verzahnungsfläche 55d des Mitnehmers in flächigen Eingriff mit der Verzahnung der Verzahnungsfläche 58d der Bodenplatte 58 tritt und diese durch die Federkraft des elastischen Elements 57 in Kontakt miteinander gebracht werden, während das Betätigungsglied 52 verdreht wird, bewegt sich der Mitnehmer 55 in Axialrichtung des Abstandselements 54, und die Verzahnungsfläche 55d bewegt sich über die Verzahnung der Verzahnungsfläche 58d, wodurch sich ein vorbestimmtes Rotations-Drehmoment und Klick- oder Rast-Gefühl erzielen lassen. Dabei dreht sich das elastische Element 57 zusammen mit mit dem Abstandselement 54 und dem Mitnehmer 55, wobei kein Gleitbereich des elastischen Elements 57 vorhanden ist, so daß sich das Klick-Gefühl nicht verschlechtert.
Die Rotation des Magnetkörpers 56 wird durch die integrierte Hall-Schaltung 59 erfaßt, und es wird ein dem Rotationswinkel des Betätigungsglieds 52 entsprechendes Impulssignal abgegeben, wodurch sich z. B. das Lautstärkevolumen des Audiogeräts auf der Basis des Impulssignals verstellen läßt.
Wenn der Knopf 52a ferner in Richtung auf das Gehäuse 51 gedrückt wird, bewegt sich das Betätigungsglied 52 in Richtung des Inneren des Gehäuses 51, und der Kopf des Führungsbereichs 54c des Abstandselements 54 drückt auf die Oberseite des kuppelförmigen beweglichen Kontakts 60b der Schalterein heit 60, um dadurch die Schaltereinheit 60 durch eine Umkehrwirkung des beweglichen Kontakts 60b einzuschalten, wodurch ein Schaltkreis der integrierten Hall-Schaltung 59, mit dem die Lautstärke eingestellt worden ist, unterbrochen wird. Wenn das Betätigungsglied 52 gedreht wird, während die Schaltereinheit 60 eingeschaltet ist, läßt sich die Balance des Lautstärkevolumens aus dem rechten und dem linken Lautsprecher des Audiogeräts verstellen. Wenn die Druckkraft aufgehoben wird, kehren das Betätigungsglied 52 und das Abstandselement 54 aufgrund der Federkraft des elastischen Elements 57 in den Ausgangszustand zurück.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Federkraft des elastischen Elements 57 gesteigert, und die Druckkraft zum Bewegen des beweglichen Kontakts 60b ist vermindert, so daß sich die Lebensdauer des beweglichen Kontakts verlängern läßt, wobei sich eine Druckkraft mit einer vorbestimmten Größe erzielen läßt. Ferner wird das Betätigungsglied 52 durch das elastische Element 57 mit Druck beaufschlagt, so daß sich ein Schalter mit langem Hub schaffen läßt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es in 14 gezeigt ist, kann ein Abstandselement 62 ohne Kragen an dem Betätigungsglied 52 angebracht werden, eine E-förmige Unterlegscheibe 63 kann in die Nut des runden Schaftbereichs 52b des Betätigungsglieds 52 eingesetzt werden, und eine flache Unterlegscheibe, bei der es sich um ein Federaufnahmeelement handelt, ist an der unteren Oberfläche der E-förmigen Unterlegscheibe angeordnet, um dadurch das elastische Element 57 zwischen der ebenen Unterlegscheibe 64 und der oberen Oberfläche 55f des Haltebereichs des Mitnehmers 55 einzuklemmen.
Die Ausbildung gemäß der Erfindung bietet folgende Vorteile. Die Anzahl der Abschnitte zum Erzeugen eines Rast-Drehmoments ist groß, so daß sich das Rast-Drehmoment fein einstellen läßt oder sich die Lebensdauer des elektrischen Bauteils durch Verteilen der Last verlängern läßt. Selbst wenn sich der Mitnehmer in axialer Richtung des Betätigungsglieds bewegt, bewegt sich dieses nicht.
Die Schraubenfeder hat den Vorteil, daß sich die Federkraft mit einer einfachen Konstruktion sowie ohne Neigung des Mitnehmers erreichen läßt.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich die Schraubenfeder zusammen mit der Rotation des Betätigungsglieds dreht und kein Gleitbewegungsbereich an der Schraubenfeder entsteht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein drehbares elektrisches Bauteil geschaffen, bei dem die zweite Verzahnung an der Innenfläche des Lagers vorgesehen ist. Dieses Merkmal der Erfindung bietet den Vorteil, daß sich die Konstruktion des drehbaren elektrischen Bauteils vereinfachen läßt.

Claims

Drehbares elektrisches Bauteil, umfassend: ein drehbar gelagertes Betätigungsglied (2, 52), mit dem ein eine erste Verzahnung (3b, 55d) aufweisender Mitnehmer (3, 55) durch eine Längsnutverbindung gekoppelt ist, ein Lager (1) oder eine Bodenplatte (58), wobei das Lager (1) einen Schaft (1a) oder die Bodenplatte (58) eine Erhebungsöffnung (58b) aufweisen zum Halten des Betätigungsglieds (2, 52) und mit einer zweiten Verzahnung (1b, 58d) versehen sind, die mit der ersten Verzahnung (3b, 55d) in Eingriff bringbar und von dieser trennbar ist; und eine Schraubenfeder (4, 57), in deren Öffnung das Betätigungsglied (2, 52) eingesetzt ist, wobei die Schraubenfeder (4, 57) zwischen einer Halteebene (2c) oder einem Kragen (54a) des Betätigungsglieds (2, 52) und dem Mitnehmer (3, 55) angeordnet ist, zusammen mit dem Betätigungsglied (2, 52) gedreht wird, und die erste Verzahnung (3b, 55d) des Mitnehmers (3, 55) gegen die zweite Verzahnung (1b, 58d) des Lagers (1) oder der Bodenplatte (58) drückt.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzahnung (1b, 58d) an der Innenfläche des Lagers ausgebildet ist.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (3) in Form eines kegelstumpfförmigen Kegelrads ausgebildet ist und an diesem die erste Verzahnung (3b) ausgebildet ist.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzahnung (58d) an der Bodenplatte (58) an einer der Erhebungsöffnung (58b) entgegengesetzten Stelle vorgesehen ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (2, 52) durch das Lager (1) oder die Bodenplatte (58) derart gehalten ist, dass es durch Drücken betätigbar ist und dass dem Betätigungsglied ein Schalterbereich (60) gegenüber liegt.