JP2005019301A - 回転検出装置 - Google Patents

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JP2005019301A JP2003184831A JP2003184831A JP2005019301A JP 2005019301 A JP2005019301 A JP 2005019301A JP 2003184831 A JP2003184831 A JP 2003184831A JP 2003184831 A JP2003184831 A JP 2003184831A JP 2005019301 A JP2005019301 A JP 2005019301A
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Hirofumi Hisanaga
浩文 久永
Koji Tsubogami
孝二 坪上
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

【課題】ロータリエンコーダなどの回転検出装置にそれを操作するための操作ツマミを取り付けるための回転検出装置に関し、薄型化が可能となる回転検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、回転操作に応じて回転信号を生成する回転検出部(21)と、該回転検出部(21)を操作するための操作ツマミ(22)とを具備した回転検出装置であって、回転検出部(21)に、操作ツマミ(22)と係合する爪部(252)と、爪部(252)を弾性的に揺動させる弾性変形部(251)とを設け、操作ツマミ(22)に、爪部(252)と係合する凹部(281)を設け、爪部(252)を弾性変形部(251)により弾性的に揺動させて、爪部(252)と凹部(281)とを係合させることにより操作ツマミ(22)を回転検出部(21)に取り付けることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転検出装置に係り、特に、ロータリエンコーダなどの回転検出装置にそれを操作するための操作ツマミが取り付けられた回転検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話やPDA(personal digital assistant)などの小型化にともない、その操作スイッチなどの集約化が進められている。操作スイッチを集約化するために、従来、ロータリエンコーダを円環状に形成し、その中央穴に多方向スイッチとを配置した構成の複合型操作システムが提案されていた(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−45635号公報(段落番号0010、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の複合型操作システムは、小型に集約はできたものの、薄型化は考慮されていなかった。
【0005】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、薄型化が可能となる回転検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転操作に応じて回転信号を生成する回転検出部(21)と、該回転検出部(21)を操作するための操作ツマミ(22)とを具備した回転検出装置であって、
前記回転検出部(21)に、
前記操作ツマミ(22)と係合する爪部(252)と、
前記爪部(252)を弾性的に揺動させる弾性変形部(251)とを設け、
前記操作ツマミ(22)に、
前記爪部(252)と係合する凹部(281)を設け、
前記爪部(252)を前記弾性変形部(251)により弾性的に揺動させて、前記爪部(252)と前記凹部(281)とを係合させることにより前記操作ツマミ(22)を前記回転検出部(21)に取り付けることを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、回転検出部(21)に、操作ツマミ(22)と係合する爪部(252)と、爪部(252)を弾性的に揺動させる弾性変形部(251)とを設け、操作ツマミ(22)に、爪部(252)と係合する凹部(281)を設け、爪部(252)を弾性変形部(251)により弾性的に揺動させて、爪部(252)と凹部(281)とを係合させて、操作ツマミ(22)を回転検出装置(21)に取り付けることにより、操作ツマミ(22)に弾性変形部が不要となり、操作ツマミ(22)を薄型化できるため、全体構成を薄型化できる。
【0008】
なお、参照符号はあくまでも参考であり、これによって請求の範囲が限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】
〔全体構成〕
図1は本発明の一実施例の分解斜視図を示す。
【0010】
本実施例の入力システム1は、プリント配線板11上に搭載された回転検出装置12及び多方向スイッチ13から構成され、7方向の入力操作が可能とされている。
【0011】
回転検出装置12は、回転検出部21に操作ツマミ22を係合させた構成とされ、その中央に開口部23を有する構成とされている。回転検出部21は、例えば、ロータリエンコーダから構成され、正逆転方向、矢印θ1、θ2方向の2方向の操作が可能な構成とされており、プリント配線板11に形成された位置決め穴31にその底面に形成された後述する凸部146が係合して、プリント配線板11に位置決めされる。回転検出部21は、プリント配線板11に位置決めされることにより、その端子部T1、T2がプリント配線板11上に形成されたランド32に対向して位置決めされる。回転検出部21の端子部T1、T2とプリント配線板11のランド32とは、半田付けされる。これによって、回転検出部21は、プリント配線板11に表面実装される。
【0012】
多方向スイッチ13は、スイッチ部41にキートップ42を装着した構成とされ、プリント配線板11の回転検出装置12の開口部23に対応した位置に位置決めされ、半田付けによってプリント配線板11に表面実装される。なお、スイッチ部41は、例えば、矢印X1、X2、Y1、Y2、Z1方向のスイッチ操作が可能な構成とされた多方向タクトスイッチから構成されている。
〔回転検出部21〕
まず、回転検出部21の構成について説明する。
【0013】
図2は回転検出部21の分解斜視図、図3は回転検出部21の三面図、図4は回転検出部21の断面図を示す。
【0014】
回転検出部21は、基台111、ロータ112、カバー113、トーションバネ114から構成されている。
【0015】
基台111について説明する。
【0016】
図5、図6は基台111の構成図、図7は端子板121の平面図を示す。
【0017】
基台111は、端子板121を樹脂モールドして成形されており、端子板121及び樹脂モールド部122からなる。
【0018】
端子板121は、金属板をプレス加工により打ち抜き、折曲することにより成形されており、図7に示すように第1〜第4の端子板121−1〜121−4から構成されている。なお、第1〜第4の端子板121−1〜121−4は、樹脂モールド時には、フレームにより連結されており、図7に示すような状態に位置決めされている。第1〜第4の端子板121−1〜121−4は、樹脂モールド後、フレームから切り離される。
【0019】
なお、第1〜第4の端子板121−1〜121−4の外縁部には、上方、矢印Z2方向に折曲された端子部T1が形成されている。端子部T1は、モールド樹脂部122の底面から外方に延出しており、プリント配線板11のランド部32に半田付けされる。
【0020】
また、第2の端子板121−2及び第4の端子板121−4とは回転軸Oを中心として対向して配置されており、それぞれに2つの貫通穴131が形成されている。この貫通穴131で、第2の端子板121−1及び第4の端子板121−4と、後述するロータ112に設けられた接触子との接触が解除される。回転によって、第2の端子板121−1及び第4の端子板121−4と、接触子との接触/解除が繰り返されることにより、回転パルスが生成される。
【0021】
モールド樹脂部122は、内壁部141、外壁部142、凹部143、カバー係合凸部144、バネ装着部145、位置決め凸部146を有する構成とされている。内壁部141は、回転軸Oを中心とした略筒状に形成されており、その内周側は開口部23を構成している。なお、開口部23の平面形状は、スイッチ部41の平面形状と略一致する形状に成形されている。本実施例では、四角形状に形成されている。開口部23の平面形状をスイッチ部41の平面形状と略一致する形状とすることにより、開口部23により、より大きな平面形状の部品を搭載することができる。
【0022】
また、内壁部141の外周側の平面形状は、回転軸Oを中心とした略円形状に成形されている。なお、内壁部141の外側面は、ロータ112の内側面と対向する。さらに、内壁部141は、回転検出装置12の高さh1程度に成形されている。
【0023】
外壁部142は、回転軸Oを中心とした筒状に形成されており、その外周側平面形状は、略八角形状に成形され、高さh2(<h1)程度に成形されている。また、外壁部142の一辺には、バネ装着部145が一体に形成されている。バネ装着部145には、トーションバネ114が装着される。
【0024】
ここで、トーションバネ114の形状について説明する。
【0025】
図8はトーションバネ114の構成図を示す。
【0026】
トーションバネ114は、コイルバネ部151、係合部152、153を有する構成とされている。係合部152は、コイルバネ部151の矢印Z2方向の端部から長さLにわたって延出しており、先端に矢印Z1方向に折曲された折曲部154を有する。また、係合部153は、コイルバネ部151の矢印Z1方向の端部から長さLにわたって延出しており、先端に矢印Z2方向に折曲された折曲部155を有する。トーションバネ114は、図8(A)に示す状態で開放状態とされており、係合部152を図8(C)に示すように矢印φ1方向に変位させ、係合部153を矢印φ2方向に変位させ、図8(C)に破線で示す状態にすることにより、図8(C)に示す矢印ψ1、ψ2方向に示すような付勢力が付与される。なお、トーションバネ114は、係合部152側と係合部153側とで対称に形成されている。トーションバネ114は、係合部152、153を共に矢印φ1、φ2方向に変位させ、167°程度に付勢された状態で、バネ装着部145に装着される。
【0027】
図9はバネ装着部145の構成図を示す。図9(A)は基台111の平面図、図9(B)は、図9(A)のA−A断面図を示す。
【0028】
バネ装着部145は、その平面形状が略二等辺三角形状とされた凹状に成形されている。また、バネ装着部145は、凹部143とバネ装着部145とを連通させるように外壁部142に形成された連通部161を有する。連通部161には、トーションバネ114をバネ装着部145に装着したときにコイルバネ部151が係合する。トーションバネ114は、バネ装着部145に図9(A)に示すような状態で装着されることにより、コイルバネ部151がバネ装着部145内部で矢印Y1方向に付勢される。
【0029】
このとき、係合部152、153の折曲部154、155は、バネ装着部145の側壁を押圧する。コイルバネ部151は、バネ装着部145に装着された状態では、図9(A)に示すように基台111の凹部143の外側面から内部に僅かに、突出した状態となる。コイルバネ部151がロータ122を押圧して、ロータ122の回転時に操作に節度感を与えるように作用する。また、このとき、コイルバネ部151がロータ122から押圧されると、コイルバネ部151が矢印Y2方向に変位する。コイルバネ部151が矢印Y2方向に変位することにより、コイルバネ部151がバネ装着部145の二等辺三角形状の二等辺に挟まれる頂点部分に逃げる。このとき、係合部152、153は、略二等辺三角形状の二等辺に沿って配置される。このため、無駄なスペースを設けることなく、バネ装着部145を成形できる。
【0030】
バネ装着部145の両側部には、係合部152と係合部153を略直線状に保持するための凸部162が形成されている。バネ装着部145にトーションバネ114を装着したとき、凸部162により係合部153、154が略直線状に保持されることにより、トーションバネ114の動作をスムーズに行える。また、バネ装着部145のコイルバネ部151の上側、矢印Z2方向から延出する係合部152の下部には、凸部163が形成されている。凸部163によりコイルバネ部151の側部が矢印Y1、Y2方向に移動するようにガイドされる。
【0031】
このとき、バネ装着部145は、矢印Z1方向に凹んだ、単なる凹状に形成されているだけであるので、樹脂モールド時に矢印Z1方向の型でのみ成形することができる。このため、基台111を成形するための型を単純な構成の型にすることができる。また、バネ装着部145は、裏面側に貫通する貫通穴がないので、半田リフロー時などにバネ装着部145内部に半田が流入することがない。このため、流入半田がトーションバネ114に付着することを防止できる。
【0032】
また、トーションバネ114をバネ装着部145に装着するときにも、単に、トーションバネ114を付勢した状態でバネ装着部145に挿入すればよいので、組立性も良好である。さらに、トーションバネ114は係合部152と係合部153及び折曲部154と折曲部155とが対称な構成とされているため、バネ装着部145に取り付ける際に方向性を考慮する必要がないので、取付性を向上させることができる。
【0033】
また、モールド樹脂部122の凹部143はロータ112が装着される部分であり、その底面には、端子板121の一部が表出されている。凹部143の底面で端子板121とロータ112の接触子とが接触する。
〔ロータ112〕
次にロータ112の構成について説明する。
【0034】
ロータ112は、図2に示すようにロータ本体211及び接触子板212から構成される。
【0035】
図10はロータ112の平面及び側面図、図11はロータ本体211の断面図、図12はロータ本体211の裏面及び側面図を示す。
【0036】
ロータ本体211は、樹脂モールドにより形成されており、ロータ部221及び操作ツマミ係合部222並びに接触子板取付部223から構成されている。
【0037】
ロータ部221は略円筒状をなし、外側面には凸部231が形成されている。凸部231は、ロータ部221の全周にわたって等間隔に12個形成されている。ロータ本体211のロータ部221は、基台111の凹部143に装着される。
【0038】
凸部231は、ロータ部221が基台111の凹部143に装着された状態で、バネ装着部145に装着されたトーションバネ114のコイルバネ部151が当接し、トーションバネ114の付勢力により押圧される。ロータ本体211を回転させたときに、コイルバネ部151と凸部231との摺動によりロータ本体211の回転に節度感を与えられる。
【0039】
操作ツマミ係合部222には、操作ツマミ22が係合される。操作ツマミ係合部222は、略円筒形状をなし、外周側面には、係合部241及び嵌合部242が形成されている。
【0040】
係合部241は、操作ツマミ係合部222の外周に等間隔に4箇所にわたって、すなわち、回転軸Oを中心として90°間隔で形成されており、操作ツマミ22と係合し、操作ツマミ22を保持するための部位である。係合部241は、弾性腕部251及び爪部252から構成されている。
【0041】
弾性腕部251は、操作ツマミ係合部222の最下部から矢印Z1方向に延出しており、回転軸Oを中心として半径方向、矢印A1、A2方向に弾性的に揺動可能に形成されている。爪部252は、弾性腕部251の先端に外周方向、矢印A1、A2方向に突出して形成されている。
【0042】
嵌合部242は、操作ツマミ係合部222の外側面に回転軸Oを中心とした円周上の4箇所に等間隔に、かつ、係合部241に対して45°ずれた位置に形成された凹部であり、操作ツマミ22に嵌合して、操作ツマミ22を位置決めするとともに、回転力を伝達するための部位である。
【0043】
接触子板取付部223には、接触子板212が取り付けられる。
【0044】
図13は接触子板212の構成図を示す。図13(A)は接触子板212の平面図、図13(B)は接触子板212のA−A断面図を示す
接触子板212は、金属板をプレス加工などにより所定の形状に打ち抜くとともに、折曲することにより成形されている。接触子板212は、略円環状に成形されており、その外周側に接触子271が回転軸Oを中心とした円周上に4箇所にわたって形成されている。また、接触子271は、矢印Z1方向に折曲された形状とされており、ロータ本体211への取付後、その先端が底面から下方、矢印Z1方向に延出されるように形成されおり、ロータ112を基台111に取り付けたときに、基台111の端子板121と接触子271の先端部が接触する構成とされている。
【0045】
また、接触子板212には、接触子271の間に穴部272が形成されている。さらに、接触子板212の内周側には、凸部273が形成されている。凸部273は、穴部272と45°ずれた位置に4箇所にわたって形成されている。また、凸部273の先端は直線状に形成されている。
【0046】
接触子板取付部223は、ロータ本体211の底面に円環状に形成された凹部であり、凸部261及び係合部262を有する。凸部261は、接触子板取付部223の底面に回転軸Oを中心とした円周上の4箇所に等間隔に形成されている。凸部261は、接触子板212の穴部272に嵌合する。凸部261は、接触子板212の取り付けを容易にするために、穴部272の内径よりわずかに小さく形成され、穴部272と遊びをもって係合するように形成されている。なお、凸部261は、接触子板212の取付後、その先端部がかしめられ、接触子板212がロータ本体211から脱落することを防止する。
【0047】
係合部262は、接触子板取付部223の凹部内周側面の回転軸Oを中心とした円周上の4箇所に、凸部261とは45°ずれた位置に等間隔に形成されている。また、係合部262は、接触子板取付部323の内周側面に回転軸Oの方向に向かって凹んだ形状で、かつ、矢印Z1方向には開放された形状とされている。
【0048】
係合部262には、接触子板212の凸部273が係合する。係合部262と凸部273とは回転方向、矢印θ1、θ2方向には、ほとんど遊びないように形成されている。また、このとき、凸部273の先端は直線状に形成されており、係合部262と係合したときに、矢印θ1、θ2方向には移動しにくい形状されている。このため、接触子板212の接触子取付部223内部での回転を防止できる。よって、凸部261と接触子板212の穴部272との間に遊びがあっても、接触子板212をロータ本体211内に正確に位置決めできる。
【0049】
本実施例によれば、接触子板212をロータ本体211に対して正確に位置決めできる。これにより、ボス261と穴部272との嵌合をゆるくすることができ、よって、ボス261をかしめたときに、接触子板212の歪みを防止できる。接触子板212の歪みがなくなることにより、接触子板212をロータ本体211に対して正確に位置決めできる。したがって、接触子271の位置を正確に決定できるため、生成されるパルス信号を精度よく出力できる。
【0050】
また、本実施例では、接触子板212側を凸状、ロータ本体211側を凹状とすることにより接触子板212とロータ本体211とを係合させたが、接触子板212側を凹状、ロータ本体211側を凸状としてもよい。また、本実施例では、接触子板212の内周側でロータ本体211と係合させたが、接触子板212の外周側でロータ本体211と係合させるようにしてもよい。
〔カバー113〕
次にカバー113の構成を説明する。
【0051】
図14はカバー113の構成図を示す。
【0052】
カバー113は、例えば、金属板をプレス加工により所定の形状に打ち抜き、折曲して成形されている。カバー113は、カバー部311及び係合部312から構成される。カバー部311は、略環状に形成されており、基台111の凹部143及びバネ取付部145の開口面を閉蓋可能な形状とされている。カバー部311の外周形状は、略八角形状とされており、基台111の外周と略一致する形状に成形されている。係合部311は、カバー部311の外周縁部で矢印Z1方向に折曲されて形成されている。係合部311は、基台111の外側面に形成された凸部144を乗り越えて、凸部144に係合する。なお、係合部312の先端が端子T2となる。
〔操作ツマミ22〕
次に操作ツマミ係合部222に係合する操作ツマミ22について説明する。
【0053】
図15は操作ツマミ22の断面図を示す。
【0054】
操作ツマミ22は、ロータ112の係合部221に装着され、操作者により操作される。操作ツマミ22が操作されることによりロータ112が回転する。
【0055】
操作ツマミ22は、略円環状に形成されおり、その裏面の内周側には係合部281及び凸部282が形成されている。係合部281は、ロータ112の係合部221に設けられた爪部252と係合し、操作ツマミ22の矢印Z2方向への離脱を防止する。凸部282は、ロータ112の係合部221に設けられた凹部242に嵌合し、操作ツマミ22とロータ112との空回りを防止する。
【0056】
図16、図17は操作ツマミ22を回転検出部21に取り付け時の断面図を示す。
【0057】
操作ツマミ22を回転検出部21に取り付けるには、まず、操作ツマミ22の裏面側内周部とロータ122の係合部221とが一致し、かつ、係合部281と爪部241とが一致するように対面させた後、操作ツマミ22を矢印Z1方向に押圧する。操作ツマミ22を矢印Z1方向に押圧することにより、爪部252が操作ツマミ22の裏面側の内周縁部に当接する。爪部252が操作ツマミ22の裏面側の内周縁部に当接することにより、爪部252が弾性腕部251の弾性により内周側に変位する。爪部252が内周側に変位することにより、爪部252が操作ツマミ22の裏面側の内周縁部に乗り上げる。
【0058】
ここで、操作ツマミ22を矢印Z1方向にさらに押圧することにより爪部252が係合部281に係止する。爪部252が係合部281に係止することにより、操作ツマミ22が矢印Z2方向に押圧されても、爪部252が係合部281から脱落することがない。
【0059】
なお、本実施例では、回転検出部21に弾性腕部251及び爪部252からなる係合部241を設け、操作ツマミ22に爪部252に係合する係合部281を設けることにより操作ツマミ22に弾性変形させる部位を設ける必要がなく、よって、操作ツマミ22を薄型化できる。一方、回転検出部21の側では、その厚みを利用して弾性腕部251を延出させることにより弾性腕部251の矢印Z2方向の長さを稼ぎ、弾性変形の範囲を大きくとっている。これによって、回転検出部21を厚くすることなく、操作ツマミ22との係合を実現している。
【0060】
これによって、システム全体の薄型化が可能となる。
【0061】
また、本実施例では、例えば、図17に示すように回転検出部21に操作ツマミ22を取り付ける際に回転検出部21側の係合部241と操作ツマミ22の係合部281との位置が矢印A2方向にずれた場合でも、爪部252に荷重が集中することがないので、破損などをすることを防止できる。
【0062】
なお、操作ツマミ22を回転検出部21に装着した後、スイッチ部41の操作軸41aに操作ツマミ42が装着される。
【0063】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、回転検出部に、操作ツマミと係合する爪部と、爪部を弾性的に揺動させる弾性変形部とを設け、操作ツマミに、爪部と係合する凹部を設け、爪部を弾性変形部により弾性的に揺動させて、爪部と凹部とを係合させて、操作ツマミを回転検出部に取り付けることにより、操作ツマミに弾性変形部が不要となり、操作ツマミを薄型化できるため、全体構成を薄型化できる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の分解斜視図である。
【図2】回転検出部21の分解斜視図である。
【図3】回転検出部21の三面図である。
【図4】回転検出部21の断面図である。
【図5】基台111の構成図である。
【図6】基台111の構成図である。
【図7】端子板121の平面図である。
【図8】トーションバネ114の構成図である。
【図9】バネ装着部145の構成図である。
【図10】ロータ本体211の平面及び側面図である。
【図11】ロータ本体211の断面図である。
【図12】ロータ本体211の裏面及び側面図である。
【図13】接触子板212の構成図である。
【図14】カバー113の構成図である。
【図15】操作ツマミ22の断面図である。
【図16】操作ツマミ22を回転検出部21に取り付け時の断面図である。
【図17】操作ツマミ22を回転検出部21に取り付け時の断面図である。
【符号の説明】
1 入力システム
11 プリント配線板、12 回転検出装置、13 多方向スイッチ
21 回転検出部、22 操作ツマミ、23 開口部
31 穴部、32 ランド部
41 スイッチ、42 操作ツマミ
111 基台、112 ロータ、113 カバー、114 トーションバネ
145 バネ装着部
151 コイルバネ部、152、153 係合部、154、155 折曲部
161 連通部、162 凸部
241 係合部
251 弾性腕部、252 爪部
281 係合部、282 凹部

Claims (6)

  1. 回転操作に応じて回転信号を生成する回転検出部と、該回転検出部を操作するための操作ツマミとを具備した回転検出装置であって、
    前記回転検出部に、
    前記操作ツマミと係合する爪部と、
    前記爪部を弾性的に揺動させる弾性変形部とを設け、
    前記操作ツマミに、
    前記爪部と係合する凹部を設け、
    前記爪部を前記弾性変形部により弾性的に揺動させて、前記爪部と前記凹部とを係合させることにより前記操作ツマミを前記回転検出部に取り付けることを特徴とする回転検出装置。
  2. 前記弾性変形部は、前記爪部の先端が前記回転検出部の上面から突出しない長さに設定されたことを特徴とする請求項1記載の回転検出装置。
  3. 中心穴部に他の部品が装着可能とされた回転検出装置であって、
    前記中心穴部の平面形状が前記他の部品の平面状と略同じ形状とされたことを特徴とする回転検出装置。
  4. 前記中心穴部の平面形状は、略四角形状であることを特徴とする請求項3記載の回転検出装置。
  5. 装置本体に回転自在に装着されたロータの側面を該装置本体に装着されたバネ部材により押圧して、回転機構に節度感を持たせた構成の回転検出装置であって、
    前記バネ部材は、前記ロータ側面を押圧するコイルバネ部と、
    前記コイルバネ部の一端から延出した第1の延出部と、
    前記コイルバネ部の他端から延出した第2の延出部と、
    前記第1の延出部の先端を折曲して形成された第1の折曲部と、
    前記第2の延出部の先端を折曲して形成された第2の折曲部とを有する構成とされ、
    前記第1の折曲部及び前記第2の折曲部と平行に側面が形成されたバネ装着部に装着されたことを特徴とする回転検出装置。
  6. 前記バネ装着部は、前記装置本体の表面から裏面に貫通する貫通穴を有さないことを特徴とする請求項5記載の回転検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006310441A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転型電子部品

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