JP2003331693A - スイッチ付きロータリエンコーダ - Google Patents
スイッチ付きロータリエンコーダInfo
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Abstract
ッチ付きロータリエンコーダを提供する。 【解決手段】 シャフト5の溝部25内に第2の転動体
26の一部を落ち込ませ、第2の弾性部材28によって
付勢した中間部材27の斜面27aを第2の転動体26
に押し付けるようにする。その結果、スイッチング時に
シャフト5を押すと、シャフト5の溝部25が軸線A方
向に移動するに伴って、付勢された状態の第2の転動体
26が第2の弾性部材28の弾性力に抗して溝部25か
ら外れようとする。このとき、第2の転動体26が、斜
面27aを介して中間部材27を軸線A方向に押し戻す
ので、軸線A方向において、シャフト5の移動量以上に
第2の弾性部材28が圧縮されることになる。そして、
溝部25から転動体26が外れた瞬間に、第2の弾性部
材28が急激に解放される。第2の弾性部材28のこの
ような急激な負荷変動は、中間部材27の採用により生
み出され、瞬発的な強いクリック感が達成される。
Description
向及び軸線方向の変位にクリック感をもたせたるように
したスイッチ付きロータリエンコーダに関するものであ
る。
開2000−299034号公報がある。この公報に記
載されたスイッチ付きロータリエンコーダは、シャフト
を回転させることで、その変位量を検出し、その一方
で、シャフトを軸線方向に押すことで、スイッチのオン
オフを行わせることができる。そして、このようなロー
タリエンコーダは、回転方向及び軸線方向の両変位にお
いてクリック感(スイッチ感)が得られるよう構成され
ている。
チ付きロータリエンコーダにおいて、スイッチング時に
シャフトを軸線方向に押圧した際、ボールが段差部を乗
り越える時のクリック感によって、確実なスイッチング
の手応えを得ようとしている。しかしながら、コイルバ
ネでボールを径方向に押圧するのみであるから、バネの
弾性力以上のクリック感を得ることができず、クリック
感が不足する場合もあった。
されたもので、特に、良好なクリック感が得られるよう
にしたスイッチ付きロータリエンコーダを提供すること
を目的とする。
きロータリエンコーダは、ハウジングに対し回転方向及
び軸線方向に変位するシャフトと、ハウジング内に収容
されると共に、シャフトに固定した回転部と、回転部の
回転方向の変位を検出する検出部と、シャフトの軸線方
向の移動によってスイッチングするスイッチ部と、ハウ
ジング内に収容されると共に、シャフト側で回転方向に
並設した歯部と、ハウジング内に収容されると共に、歯
部に係合する第1の転動体を径方向に付勢する第1の弾
性部材と、シャフトの周方向に形成した溝部と、溝部内
に一部を落ち込ませた第2の転動体と、第2の転動体に
当接させる斜面をもった中間部材と、中間部材を第2の
転動体に向けて軸線方向に付勢する第2の弾性部材とを
備えたことを特徴とする。
で、特に問題となっているのがクリック感の劣化であ
り、クリック感の劣化がロータリエンコーダの信頼性の
低下に直結する。そこで、スイッチング時におけるクリ
ック感の質的向上を図り、クリック感を劣化させ難くす
るために、シャフトの溝部内に第2の転動体の一部を落
ち込ませ、第2の弾性部材によって付勢した中間部材の
斜面を第2の転動体に押し付けるようにする。その結
果、スイッチング時にシャフトを押すと、シャフトの溝
部が軸線方向に移動するに伴って、付勢された状態の第
2の転動体が第2の弾性部材の弾性力に抗して溝部から
外れようとする。このとき、第2の転動体が、斜面を介
して中間部材を軸線方向に押し戻すので、軸線方向にお
いて、シャフトの移動量以上に第2の弾性部材が圧縮さ
れることになる。そして、溝部から転動体が外れた瞬間
に、第2の弾性部材が急激に解放される。第2の弾性部
材のこのような急激な負荷変動は、中間部材の採用によ
り生み出され、瞬発的な強いクリック感が達成される。
斜面をもったこのような中間部材の採用は、低コストで
且つ簡単な構造をもって良好なクリック感を生み出すこ
とになる。
する転動体収容凹部が周方向に複数個設けられ、各転動
体収容凹部の壁面を斜面として形成すると好適である。
このような転動体収容凹部内に第2の転動体を収容する
ことで、第2の転動体の安定した転がりを達成させるこ
とができる。
周との間に形成した収容空間内には、シャフトの外周を
包囲するように軸線方向に延在する圧縮コイルバネから
なる第2の弾性部材と、シャフトの溝部内に落ち込ませ
るボールからなる第2の転動体と、第2の弾性部材と第
2の転動体とで挟持するリング体からなる中間部材とが
収容されると好適である。このように、第2の弾性部材
に圧縮コイルバネを利用し、第2の転動体にボールを利
用し、中間部材にリング体を利用することで、安価なロ
ータリエンコーダを製作することができる。
係るスイッチ付きロータリエンコーダの好適な実施形態
について詳細に説明する。
は、上蓋をなす回路基板2とボディ3とからなるハウジ
ング4を有している。このハウジング4には進退及び回
転自在なシャフト5が取り付けられ、シャフト5は、ハ
ウジング4に設けられた軸受部3aによって、軸線A方
向の変位と、この軸線Aを中心に回転する変位との両変
位の操作が可能である。さらに、このシャフト5の一端
は、ハウジング4の内部空間S内に差込まれ、シャフト
5の他端は外部に露出させてツマミの軸部を形成する。
させた回転部6がシャフト5に対して圧入固定されてい
る。この回転部6において、回路基板2側に位置する表
側には、放射状に延びる複数のレンズ面6aが設けら
れ、裏側には、傾斜した反射面をもつプリズム部6bが
形成されている。また、回路基板2には、プリズム部6
bに向けて光を照射する発光素子7と、この発光部7を
挟むようにして配置させた受光素子8,9とからなる検
出部12が設けられている。
定方向に回転させると、発光素子7からの光は、プリズ
ム部6bで反射した後に各受光素子8,9で受光され
る。このときの光は、レンズ面6aによって強弱のある
パルス光として受光され、この受光に基づいて、回転部
6の回転量が得られ、受光素子8と受光素子9とで起こ
る受光の位相差によって回転部6の回転方向が検出され
る。
転方向のクリック感をもたせる方策として、内部空間S
内で回転部6に並設させるように、シャフト5には円筒
状のギア部材10が圧入固定されている。このギア部材
10の外周には、複数の歯部10aが等ピッチで形成さ
れ、それぞれの歯部10aは軸線A方向に延在する。そ
して、歯部10a,10aの間には谷部10bが形成さ
れ、谷部10bの数によってパルス数すなわちクリック
数が決定される。この場合、25パルスであり、比較的
高いパルス数である。
は、ギア部材10の外方に位置してギア部材10の径方
向に延在する複数の押圧素子収容部11が設けられ、押
圧素子収容部11の開放端側をギア部材10に対向させ
る。そして、この押圧素子収容部11内には、ボール
(第1の転動体)13及び螺旋状の圧縮コイルバネ(第
1の弾性部材)14が収容され、圧縮コイルバネ14に
よってボール13をギア部材10に向け付勢させる。ま
た、圧縮コイルバネ14によりボール13は歯部10a
に押し付けられているので、シャフト5を1回転させる
間に25度のクリック感が得られる。
バネ14及びボール13の装填を考慮して、圧縮コイル
バネ14及びボール13を収容した状態で、押え板15
によって蓋がなされ、この押え板15はボディ3にネジ
止めされる。このような押え板15の採用により、圧縮
コイルバネ14及びボール13の飛び出しが適切に防止
されると共に、バネ14及びボール13の組み込みを容
易にする。
一体に設けられ、回路基板2には、シャフト5の突起部
(プッシャ)19によってオン/オフするコンタクトス
イッチ(スイッチ部)20が設けられている。軸線A方
向において、このコンタクトスイッチ20は、シャフト
5の突起部19に対向して配置されている。このコンタ
クトスイッチ20は、シャフト5の突起部19により押
し込まれたときにオンし、シャフト5の突起部19が離
間したときにオフする。
回転させた時に検出されるパルス量と関連付けられた所
望の数値に達したと作業者が判断したとき、シャフト5
から指を離すことなく、その時点でシャフト5の押し込
み操作を行うことによって、その数値を所定の機器に入
力することができ、操作の確実性及び迅速性を達成する
ものである。なお、回路基板2にはリードピン22が接
続される。このリードピン22は、回路基板2上の電子
部品に電気的に接続すると共に、受光素子8,9及びコ
ンタクトスイッチ20により検出された検出結果を電気
信号として外部に送信するのに用いられている。
ィ3に形成したネジ部23側には、シャフト5によるス
イッチング時のクリック感を達成するためのクリック手
段24が設けられている。このクリック手段24の主た
る構成は、シャフト5の周方向に形成した溝部25と、
定常時において溝部25内に一部を落ち込ませたボール
(第2の転動体)26と、ボール26に周面に当接させ
る斜面27aを有する中間部材27と、中間部材27を
ボール26に向けて軸線A方向に付勢する圧縮コイルバ
ネ(第2の弾性部材)28と、ボディ3側に設けられて
ボール26を係止させるストッパ面32とである。
グ4の内壁面とシャフト5の外周との間に形成した収容
空間P内には、ボール26、中間部材27及び圧縮コイ
ルバネ28が収容されている。この中間部材27は、シ
ャフト5を包囲すると共に、ボール26と圧縮コイルバ
ネ28とで挟持したリング体として形成されている。中
間部材27には、ボール26を収容する転動体収容凹部
30が周方向に3個設けられている(図5参照)。そし
て、各転動体収容凹部30の壁面を斜面27aとして形
成し、この斜面27aは、軸線Aに対して所定角度(例
えば45°)をもった傾斜面をなす。
ト5の外周を包囲するように軸線A方向に延在する圧縮
コイルバネ28によって、軸線A方向に付勢される。一
方、収容空間Pの端に設けたストッパ面32に係止させ
られたボール26は、シャフト5の溝部25内に落ち込
ませた状態で、中間部材27の斜面27aによって溝部
25の底面に押し付けられている。このような状態で、
シャフト5を軸線A方向に押し込むと、図3及び図4に
示すように、ストッパ面32で係止された状態のボール
26は、溝部25を乗り越えて外方に転がり出るが、こ
のとき、ボール26は、中間部材27の斜面27aを介
して常に付勢され続ける。そして、溝部25からボール
26が外れる瞬間に強いクリック感が得られる。なお、
溝部25において、ボール26が転がり出る面をテーパ
ー面25aとして形成することで、適切なクリック感を
長期に亘って維持することができる。
ク感を得るにあたっては、圧縮コイルバネ28によって
付勢した中間部材27の斜面27aがボール26を常に
押し続けているので、軸線A方向において、シャフト5
の押込み移動量以上に圧縮コイルバネ28が圧縮される
ことになる。従って、溝部25からボール26が外れた
瞬間に圧縮コイルバネ28が急激に解放され、圧縮コイ
ルバネ28の急激な負荷変動によって瞬発的な強いクリ
ック感が生み出される。また、このような構成のクリッ
ク手段24は、低コストで且つ簡単な構造をもって良好
なクリック感を達成する場合に最適である。
ものではない。例えば、ロータリエンコーダ1は、前述
したように回転部が光学式に対応するものに限らず、機
械式や磁気式のものであってもよい。また、弾性部材1
4,28として、前述した螺旋圧縮コイルバネに限定さ
れず、板バネ、竹の子バネ又はゴム等であってもよい。
また、転動体13,26はボールに限定されず円柱体な
どの転がり面をもったものであってもよい。そして、中
間部材27において、転動体収容凹部30は、3個に限
定されず、適切なクリック感達成のために等間隔をもっ
て形成されることは言うまでもない。
コーダは、以上のように構成されているため、次のよう
な効果を得る。すなわち、ハウジングに対し回転方向及
び軸線方向に変位するシャフトと、ハウジング内に収容
されると共に、シャフトに固定した回転部と、回転部の
回転方向の変位を検出する検出部と、シャフトの軸線方
向の移動によってスイッチングするスイッチ部と、ハウ
ジング内に収容されると共に、シャフト側で回転方向に
並設した歯部と、ハウジング内に収容されると共に、歯
部に係合する第1の転動体を径方向に付勢する第1の弾
性部材と、シャフトの周方向に形成した溝部と、溝部内
に一部を落ち込ませた第2の転動体と、第2の転動体に
当接させる斜面をもった中間部材と、中間部材を第2の
転動体に向けて軸線方向に付勢する第2の弾性部材とを
備えたことにより、良好なクリック感が得られる。
の一実施形態を示す断面図である。
断面図である。
間部材、ボール及び圧縮コイルバネを示す斜視図であ
る。
ンコーダ、4…ハウジング、5…シャフト、6…回転
部、10a…歯部、12…検出部、13…ボール(第1
の転動体)、14…圧縮コイルバネ(第1の弾性部
材)、20…コンタクトスイッチ(スイッチ部)、25
…溝部、26…ボール(第2の転動体)、27…中間部
材(リング体)、27a…斜面、28…圧縮コイルバネ
(第2の弾性部材)、30…転動体収容凹部。
Claims (3)
- 【請求項1】 ハウジングに対し回転方向及び軸線方向
に変位するシャフトと、 前記ハウジング内に収容されると共に、前記シャフトに
固定した回転部と、 前記回転部の前記回転方向の変位を検出する検出部と、 前記シャフトの前記軸線方向の移動によってスイッチン
グするスイッチ部と、 前記ハウジング内に収容されると共に、前記シャフト側
で前記回転方向に並設した歯部と、 前記ハウジング内に収容されると共に、前記歯部に係合
する第1の転動体を径方向に付勢する第1の弾性部材
と、 前記シャフトの周方向に形成した溝部と、 前記溝部内に一部を落ち込ませた第2の転動体と、 前記第2の転動体に当接させる斜面をもった中間部材
と、 前記中間部材を前記第2の転動体に向けて前記軸線方向
に付勢する第2の弾性部材とを備えたことを特徴とする
スイッチ付きロータリエンコーダ。 - 【請求項2】 前記中間部材には、前記第2の転動体を
収容する転動体収容凹部が周方向に複数個設けられ、各
転動体収容凹部の壁面を前記斜面として形成したことを
特徴とする請求項1記載のスイッチ付きロータリエンコ
ーダ。 - 【請求項3】 前記ハウジングの内壁面と前記シャフト
の外周との間に形成した収容空間内には、前記シャフト
の外周を包囲するように前記軸線方向に延在する圧縮コ
イルバネからなる前記第2の弾性部材と、前記シャフト
の前記溝部内に落ち込ませるボールからなる前記第2の
転動体と、前記第2の弾性部材と前記第2の転動体とで
挟持するリング体からなる中間部材とが収容されたこと
を特徴とする請求項1又は2記載のスイッチ付きロータ
リエンコーダ。
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JP2002137526A JP4119680B2 (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | スイッチ付きロータリエンコーダ |
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