JP2005158328A - 回転操作型電子部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】ローラ状の操作つまみを回転操作して所定信号が得られる回転操作型電子部品に関し、操作つまみの径が細径化されたものであっても、容易に配設可能な節度発生機構が備えられたものを提供する。
【解決手段】操作つまみ11の節度発生機構31として、左円形側部側に設けた凹部内に、コイルバネ32を撓ませるようにして収容し、その付勢力で可動クリック体33を、外方の固定クリック体34に弾接させる構成とすることにより、操作つまみ11が細径化されても、容易に配設可能で、しかも良好な節度感が長期に亘って維持できるものとなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部などに使用され、ローラ状の操作つまみを回転操作して所定信号が得られる回転操作型電子部品に関するものである。
近年、各種電子機器は、表示部に各種メニューを表示させ、カーソル移動をさせつつ所望操作を行う形態のものが増え、その入力操作方法として、円板状やローラ状の回転部材を回転操作して行うものが増えている。
そして、そのローラ状の回転部材を備えた回転操作型電子部品は、親指などでの操作性に優れるため、例えば携帯機器の入力操作部として搭載されることが多くなっている。
以下に、上記従来のローラ状の回転部材を用いた回転操作型電子部品について、図10〜図12を用いて説明する。
図10は従来のローラ状の回転部材を用いた回転操作型電子部品の概要を示す外観斜視図、図11は同断面図、図12は同分解斜視図である。
同図において、1は、外形が円柱ローラ状の操作つまみで、図11に示すように、右円形側部側には、その右円形側部に設けた凹部内に共回り可能に装着された接触刷子3と、その接触刷子3の刷子部3A先端が弾接する固定接点4を備えた接点基板5とでエンコーダなどの回転接点部2が構成されていると共に、上記回転接点部2の所定出力信号に同期する節度感触が得られるよう、その左円形側部側には、節度発生機構9が構成されている。
そして、節度発生機構9は、操作つまみ1の左円形側部に設けた凹部内に同期回転可能に装着された金属薄板製の節度バネ6と、その左円形側部の端面側に固定状態に配してある樹脂製の固定クリック体7から構成されている。
この節度バネ6は、平板状のバネ材を二重に折り返して構成され、その左円形側部の端面側に位置する板部分にダボ6Aを有している。
そして、そのダボ6Aが、固定クリック体7の凹凸部7A上を弾接することにより、操作つまみ1の回転に同期した節度感触が得られるようになっている。
その節度感触と上記回転接点部2から得られる電気信号については、同期して得られる構成となっている。
そして、操作つまみ1は、回転接点部2の接点基板5と節度発生機構9の固定クリック体7とで、両側部側から回転可能に保持されている。
以上のように構成された従来のローラ状の回転部材を用いた回転操作型電子部品は、操作つまみ1を回転させて、回転接点部2から所定信号が得られると共に、その操作時に、節度発生機構9から所定の節度感触が得られるものであった。
なお、同図に示した構成のものは、操作つまみ1の回転操作に加え、押圧操作も可能なものであるため、その押圧操作時に接離するスイッチ8等も図示してあるが、その押圧操作に応じた構成部分や動作の説明などは省略する。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2001−148219号公報
近年の機器の小型化、薄型化に伴い、それに搭載される従来の回転操作型電子部品も小型薄型化が要望され、操作つまみ1の小型細径化等が進みつつある。
このような中で、上記従来の回転操作型電子部品は、平板状のバネ材を折り返して形成した節度バネ6の一箇所のダボ6Aで、樹脂から形成された凹凸部7A上を弾接摺動させる節度発生機構9で節度を発生させていたが、当該節度発生機構9は、操作つまみ1が細径化されるにつれ、ダボ6Aが構成された部分のバネ長が短くなり、バネ材の材厚を変えたり、バネ形状等を工夫して必要な弾接力を得るよう対応していた。
しかしながら、その設計対応などには時間がかかり、また、その対応にも限界があり、操作つまみ1の細径化等に拘らず容易に必要な弾接力が得られる新たな節度発生機構の構成が望まれていた。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作つまみの径が細径化されたものであっても容易に配設できると共に、大きい弾接力での弾接状態が確保できて良好な節度感触が長期に亘って維持できる節度発生機構を備えた回転操作型電子部品を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
本発明の請求項1に記載の発明は、外形が略円筒状で、右円形側部側に回転接点部等の回転機構部が配され、左円形側部側に節度発生機構が配されたローラ状の操作つまみを備えた回転操作型電子部品であって、上記節度発生機構は、コイルバネが、上記操作つまみ内の中間壁に対して上記操作つまみの回転中心軸線と同軸に撓んだ状態にして配され、そのコイルバネの付勢力で、上記操作つまみ内に収容状態で配した可動クリック体が上記左円形側部の端面側に付勢され、その可動クリック体が上記左円形側部の端面側に固定状態で配置された固定クリック体に弾接された構造をなし、上記コイルバネおよび上記可動クリック体は、上記操作つまみの回転に応じて同期回転し、その回転時に、上記可動クリック体の上記左円形側部の端面方向へ突出させて設けた凸部が、上記固定クリック体の上記中間壁方向に突出して設けた凸部上を乗り越え、その際の上記可動クリック体の上記回転中心軸線方向への移動に応じた上記コイルバネの撓み力を含んで節度感触として感じられるように構成された回転操作型電子部品としたものである。この節度発生機構の構成であれば、細径化された操作つまみであっても、そのつまみの内部部分を長手方向で有効活用し、かつコイルバネの付勢力を用いてクリック体どうしの必要な弾接力が十分確保できる構造のものにでき、また、操作つまみの回転時にも上記コイルバネの付勢力によって上記状態が維持されつつ回転するものにできるため、凸部どうしが乗り越える際に、安定した節度感触が得られるものを実現できるという作用を有する。
しかも、コイルバネを用いて節度を発生させる構成であるため、クリック体の凸部どうしを樹脂で形成することも可能となり、当該樹脂どうしの弾接摺動構成とすると、摺動部分における磨耗等の発生も低減できて、長期に亘り軽快で歯切れの良い良好な節度感触が得られるものにできるという作用も得られる。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、操作つまみの左円形側部側に配された凹部の内側壁に、上記操作つまみの回転中心軸線方向と平行に設けたガイド部を配すると共に、可動クリック体の外周部に、上記ガイド部と移動可能に係合する被ガイド部を構成し、上記被ガイド部が上記つまみのガイド部で案内されつつ上記可動クリック体が上記つまみ内を移動するものであり、操作に応じて操作つまみ内を可動クリック体が移動する際、可動クリック体の傾倒等の防止が容易にでき、その内方側に配されたコイルバネのねじれ等も低減できるという作用を有する。
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の発明において、操作つまみ内の中間壁に、上記操作つまみの回転中心軸線と同軸で、左円形側部の端面側に突出するコイルバネ位置決め用の円錐部を配したものであり、コイルバネの中心線と操作つまみの回転中心軸線とを一致させてコイルバネを操作つまみ内に容易に配設できるという作用を有する。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の発明において、回転接点部は、操作つまみの右円形側部側に共回り可能に固定された接触刷子と、上記接触刷子が弾接する固定接点の配設部分外周を囲むようにOリングが装着された接点基板とで構成され、上記Oリングが、上記操作つまみの右円形側部側に全周で弾接状態に構成されたものであり、回転接点部の気密性が向上して防塵防滴性等に優れるものが得られるという作用を有する。
請求項5に記載の発明は、請求項1記載の発明において、操作つまみが、各々の円形側部側に配置された部材により、上記操作つまみの回転中心軸線上の位置を点嵌合状態で回転可能に保持されたものであり、操作つまみを面嵌合での保持状態ではなく、その両端共に点嵌合状態で保持する構成とすることにより、操作つまみの回転時に、回転むらの少ない安定した回転状態のものにできるという作用を有する。
請求項6に記載の発明は、請求項1記載の発明において、可動クリック体と固定クリック体の凸部どうしが、異種の樹脂材料から形成されているものであり、各クリック体が同種の樹脂材料であると、凸部どうしの摺接時に、きしみが発生し易いが、異種の樹脂材料とすることにより、上記きしみの発生が抑えられるという作用を有する。
請求項7に記載の発明は、請求項1記載の発明において、可動クリック体の凸部が、少なくとも3箇所以上の均等角度位置で配設されたものであり、可動クリック体の凸部が固定クリック体の凸部上を乗り越える回転時を含めて、可動クリック体が、固定クリック体に対し傾き難く安定的に支持されたものにできるという作用を有する。
以上のように本発明によれば、節度発生機構として、操作つまみ内に配したコイルバネで可動クリック体を外方側に付勢して固定クリック体に係合させる構成であるため、操作つまみの径が小さくなっても、クリック体どうしを容易に大きい弾接力で弾接させることができ、良好な節度感触が長期に亘って維持できる節度発生機構を備えた回転操作型電子部品を実現できるという有利な効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図9を用いて説明する。
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による回転操作型電子部品の断面図、図2は同右方から見た分解斜視図、図3は同左方から見た分解斜視図、図4は同上面図、図5は同側面図、図6は同要部である回転接点部の接触刷子と固定接点との係合状態を示す平面図である。
同図において、11は、左右各々の円形側部部分が、円形凹部状に構成された成形樹脂製の略円筒状の操作つまみで、その凹部の底部どうしの間は、中間壁11Aとして形成されている。
そして、その右円形側部側の凹部底部には、回転接点部21の一部を構成する接触刷子22が、操作つまみ11と共回り可能に、円筒の中心軸線に合わせて固定されている。
なお、操作つまみ11の右円形側部側の凹部の底部中心位置には、つまみ11の中心軸線に合致するよう右中心軸11Bが配されている。
そして、上記接触刷子22は、弾性金属薄板から形成され、平板上の略リング状の刷子本体部22Aに、120°ピッチで、つまみ11外方側に突出するように傾斜状態で折り曲げ形成された三組の刷子部22Bを備え、その各先端は、操作つまみ11の右円形側部側の凹部を塞ぐように固定状態で配置された接点基板23の接点配設部24面に弾接している。
その接点配設部24の接触刷子22との対向面には、固定接点25が所定パターンで露出状態に配されている。
そして、図6の平面図に示すように、固定接点25は、各々略扇状に形成されたコモン接点25Aと二つの信号接点25Bが、互いに電気的独立状態で並設されて構成され、その上方を上記接触刷子22の三組の刷子部22Bが順次摺動していくことにより、コモン接点25Aと各信号接点25Bの端子間から、位相のずれた矩形出力、すなわち二相のインクリメンタルエンコーダの出力が得られる構成となっている。
なお、同図においては、判り易くするため、固定接点25の部分には斜線を付して図示している。
そして、接点配設部24は、その外周全周に亘って設けた段部24Aに外形がO(オー)字状で断面円形に構成されたOリング26が嵌め込まれた状態で、操作つまみ11の右円形側部側の凹部内に収納状態に配置され、かつ、その配置状態では、Oリング26は、右円形側部側の凹部底面に弾接状態となっている。
なお、上記Oリング26と右円形側部側の凹部底面との弾接状態は、操作つまみ11の回転中も維持される。
このOリング26は、回転接点部21内への粉塵や水分などの浸入を低減化させるために配したものであり、当該構成とすると、容易に回転接点部21における気密性が向上して防塵防滴性等を向上できる。
一方、節度発生機構31は、操作つまみ11の左円形側部側の凹部内に収容されたコイルバネ32と、同じく凹部内に収容された樹脂製の可動クリック体33と、固定状態に配してある樹脂製の固定クリック体34から構成されている。
その構成についてさらに詳細に説明すると、操作つまみ11の左円形側部側の凹部内には、つまみ11の回転中心軸線に同軸に、その底部から外方側に突出する円錐部11Cが設けられていると共に、その円錐部11C先端が、左中心軸11Dとして構成されている。
そして、左側の凹部の底面と繋がる円錐部11Cの根元部分の径は、コイルバネ32の座の内径と同等、もしくはそれより若干大径に設定されている。
そして、この円錐部11Dにコイルバネ32が挿通されて、コイルバネ32は、操作つまみ11の中心軸と同軸に配されており、当該構成であれば、つまみ11と同軸にコイルバネ32を容易に位置決めすることができ、組込み工数なども少なくて済む。
なお、上記円錐部11Cの根元部分の径が、コイルバネ32の座の内径よりも若干大きい場合には、コイルバネ32を円錐部11Dに挿通させた後、上記コイルバネ32の座が、左側の凹部の底面に当接するように圧入し、装着後のコイルバネ32高さ位置を揃えると、節度感触がばらつかずに好ましい。
そして、このコイルバネ32は、撓んだ状態で他端側の座が全周に亘って同じく凹部内に収容状態に配された可動クリック体33に弾接し、そのコイルバネ32の付勢力で、可動クリック体33は、左側の凹部の開口方向に付勢されて、固定状態で配された固定クリック体34に弾接している。
そして、この可動クリック体33の外周部には、上下位置に各々被ガイド部として機能すべく構成された外周突起33Bが配されている。
一方、その一対の外周突起33Bに対応するガイド部として、操作つまみ11の左円形側部側に配された凹部の内側壁に、操作つまみ11の回転中心軸方向と平行な一対のガイド溝部11Eが配され、各ガイド溝部11E内に各外周突起33Bが移動可能に係合している。
このとき、各々のガイド溝部11Eは、操作つまみ11の回転中心軸方向に平行に配されているので、可動クリック体33は、外周突起33Bがガイド溝部11Eに案内されつつ、操作つまみ11の回転中心軸方向に平行に移動可能となる。
そして、可動クリック体33と固定クリック体34との対向面には、各々凸部33A、34Aが当角度ピッチで配設されており、両者の凸部33Aまたは34A先端は、相手側の対向面に当接している。
なお、当該実施の形態によるものでは、凸部33Aを三箇所、凸部34Aを六箇所配設したものを図示しているが、各々少なくとも三箇所以上の当角度ピッチで配設してあれば、動作時を含んで可動クリック体33が傾くこと等を防止できる。
なお、上記凸部33Aの各々は、側面視で、先端が所定径の円弧状に形成された略三角形状に構成されている。
また、上記凸部34Aの各々は、側面視で、先端側となる上辺に対し、底辺側が長い略台形形状で形成されている。
上記のように左右円形側部側に、回転接点部21と節度発生機構31とが各々配設された操作つまみ11は、右中心軸11Bと左中心軸11Dとを、各々、接点基板23の接点配設部24の中心位置に配された右保持部24Bと固定クリック体34に設けた左保持部34Bで回転可能に保持されている。
そして、上記固定クリック体34と接点基板23は、図2および図3に示すように、コの字状部材41Aとその開口部分を連結させる直線部材41Bとにそれぞれ構成されており、そのコの字状部材41Aと直線部材41Bとはカシメなどで結合されて上面視矩形状の枠体41として構成されている(図4の上面図および図5の側面図参照)。
そして、上述したように操作つまみ11は、そのコの字状部材41Aのアーム部どうしを繋ぐ部位の中央辺に配された固定クリック体34と、直線部材41Bの中央位置に配された接点基板23との各部材によって、つまみ11上方の所定量が枠体41上に突出するように円形側部側から回転可能に保持されている。
そして、そのつまみ11部分を除く枠体41上には、金属薄板製のカバー42が装着されている。
なお、カバー42は、同図1〜図3中に示しているスナップ方式などで枠体41に装着できる構成とすれば作業性に優れて好ましく、かつ、装着後にコの字状部材41Aとその開口部分を連結させる直線部材41Bとの結合状態を維持させる部位を備える構成が好ましい。
そして、カバー42は側方上方に突出形成された一対のアース板部42Aを備え、このアース板部42Aが、操作つまみ11の左右の円形側部外方位置に配されるように装着されている。
また、カバー42は、下方部分に端子部42Bを備え、その端子部42Bは使用機器のアース回路に半田付け固定可能に構成されている。
以上のように、本実施の形態による回転操作型電子部品は、構成されるものである。
次にその動作について説明すると、操作つまみ11を回転操作すると、回転接点部21、節度発生機構31が同期して機能するようになる。
つまり、回転接点部21は、接触刷子22がつまみ11と共回りして刷子部22Bが接点配設部24上を移動することにより、二相のインクリメンタルエンコーダ信号を発生させる。
一方、節度発生機構31は、コイルバネ32および可動クリック体33がつまみ11と共回りする。
なお、節度発生機構31において、操作する前の状態としては、図7に示すように、可動クリック体33は、つまみ11の外方側にコイルバネ32で付勢されているため、その凸部33Aが、固定状態にある固定クリック体34の凸部34Aどうしの間に嵌まり込んで安定した停止状態となっている。
そして、上記つまみ11への回転操作に伴い、可動クリック体33は、図8に示すように、凸部33Aが固定クリック体34の凸部34A上に乗り上げていき、コイルバネ32をさらに撓ませるようにして回転していく。
すなわち、このとき固定クリック体34は固定状態にあるため、可動クリック体33は、つまみ11のガイド溝部11Eで外周突起33Bが案内されつつ、つまみ11の内部方向側に水平移動していく。
このガイド部分を構成することにより、可動クリック体33の上記移動時における傾倒やこじり状態などの発生が低減され、その内部側に配されたコイルバネ32のねじれ等も発生し難くできる。
また、凸部33A、34Aを各々三箇所以上の当角度ピッチで配設してあるため、上記動作中にも可動クリック体33は固定クリック体34に対し傾くこともない。
そして、上記可動クリック体33のつまみ11内への水平移動に伴ってコイルバネ32の付勢力が増していき、これによって凸部33A、34Aどうし間の摺接力が大きくなる。
そして、さらに回転して凸部33A、34Aどうしの乗り越えが終わると、コイルバネ32の付勢力によって可動クリック体33は元の状態に復帰していくが、その付勢力が回転操作をも補助するように働くので、上記乗り越え後の摺接力は小さくなる。
このように、当該構成とすると、凸部33A、34Aどうしの乗り越えまではコイルバネ32の付勢力を含んで重く、その後もコイルバネ32の付勢力を含んで軽く感じられるものにでき、これが明快な節度となって感じられることとなり、また、樹脂製の凸部33A、34Aどうしを摺接させる構成であるため、磨耗なども少なく長期に亘って安定した節度感が得られるものとなる。
なお、必要とする節度感に対し、コイルバネ32の線径、巻き数、材質など、また上記各凸部33Aと34Aの形状や配置位置・数などは、適宜設定すれば良い。
以上のように、本実施の形態による回転操作型電子部品は、操作つまみ11の回転操作に同期した回転接点部21からの電気信号、および節度発生機構31からの節度感が得られるものにでき、特にその節度感触は明確なものが安定して長期に亘って得られるものにできる。
そして、その節度発生機構31は、コイルバネ32の付勢力を用いることが可能となるよう、コイルバネ32等を操作つまみ11内に収容した構成であるため、操作つまみ11の内部領域を有効活用できると共に、細径化されたつまみ11でも容易に配設可能である。
また、コイルバネ32を用いて節度を発生させる構成であるため、クリック体33、34どうしの必要な弾接力が十分確保でき、しかもクリック体33、34の凸部33A、34Aどうしは樹脂製のものにすることもでき、当該樹脂どうしの弾接摺動構成とすると、摺動部分における磨耗などの発生も低減できて、長期に亘り軽快で歯切れの良い良好な節度感触が得られるものとなる。
なお、その樹脂で形成した凸部33A、34Aどうしの摺接時に、きしみが大きい場合には、異種の樹脂材料とすると、上記きしみの発生も抑えられる。
さらに、操作つまみ11を回転可能に保持する部分として、図9の断面図に示すように、右中心軸11Fおよび左中心軸11Gにおいて、各先端側を円錐状に形成し、その各先端を、保持側部材の保持部としてすり鉢状に設けた右保持部51A、左保持部51Bの最も深い底部位置にそれぞれ点嵌合状態で保持させるようにすると、面嵌合状態のものよりも、操作つまみ11の回転時に回転むらが少なく、回転状態が安定したものとなる。
なお、上記には、当該節度発生機構31を回転接点部21と共に用いた事例を説明したが、当該節度発生機構31を操作つまみ内に単独で配してもよく、また、回転接点部21以外の回転機構部と共に用いてもよい。
本発明による回転操作型電子部品は、節度発生機構として、操作つまみ内に配したコイルバネで可動クリック体を外方側に付勢して固定クリック体に係合させる構成を備えているため、操作つまみの細径化等にも容易に対応でき、しかも良好な節度感触が長期に亘って維持できるものが得られるという効果を有し、各種電子機器の入力操作部などに使用されるローラ状の操作つまみを回転操作して所定信号が得られる回転操作型電子部品等に有用である。
本発明の一実施の形態による回転操作型電子部品の断面図 同右方から見た分解斜視図 同左方から見た分解斜視図 同上面図 同側面図 同要部である回転接点部の接触刷子と固定接点との係合状態を示す平面図 同要部である節度発生機構の安定状態を示す図 同要部である節度発生機構の動作中の状態を示す図 同要部である操作つまみの保持部分を他の構成とした断面図 従来のローラ状の回転部材を用いた回転操作型電子部品の概要を示す外観斜視図 同断面図 同分解斜視図
符号の説明
11 操作つまみ
11A 中間壁
11B、11F 右中心軸
11C 円錐部
11D、11G 左中心軸
11E ガイド溝部
21 回転接点部
22 接触刷子
22A 刷子本体部
22B 刷子部
23 接点基板
24 接点配設部
24A 段部
24B、51A 右保持部
25 固定接点
25A コモン接点
25B 信号接点
26 Oリング
31 節度発生機構
32 コイルバネ
33 可動クリック体
33A、34A 凸部
33B 外周突起
34 固定クリック体
34B、51B 左保持部
41 枠体
41A コの字状部材
41B 直線部材
42 カバー
42A アース板部
42B 端子部

Claims (7)

  1. 外形が略円筒状で、右円形側部側に回転接点部等の回転機構部が配され、左円形側部側に節度発生機構が配されたローラ状の操作つまみを備えた回転操作型電子部品であって、上記節度発生機構は、コイルバネが、上記操作つまみ内の中間壁に対して上記操作つまみの回転中心軸線と同軸に撓んだ状態にして配され、そのコイルバネの付勢力で、上記操作つまみ内に収容状態で配した可動クリック体が上記左円形側部の端面側に付勢され、その可動クリック体が上記左円形側部の端面側に固定状態で配置された固定クリック体に弾接された構造をなし、上記コイルバネおよび上記可動クリック体は、上記操作つまみの回転に応じて同期回転し、その回転時に、上記可動クリック体の上記左円形側部の端面方向へ突出させて設けた凸部が、上記固定クリック体の上記中間壁方向に突出して設けた凸部上を乗り越え、その際の上記可動クリック体の上記回転中心軸線方向への移動に応じた上記コイルバネの撓み力を含んで節度感触として感じられるように構成された回転操作型電子部品。
  2. 操作つまみの左円形側部側に配された凹部の内側壁に、上記操作つまみの回転中心軸線方向と平行に設けたガイド部を配すると共に、可動クリック体の外周部に、上記ガイド部と移動可能に係合する被ガイド部を構成し、上記被ガイド部が上記つまみのガイド部で案内されつつ上記可動クリック体が上記つまみ内を移動する請求項1記載の回転操作型電子部品。
  3. 操作つまみ内の中間壁に、上記操作つまみの回転中心軸線と同軸で、左円形側部の端面側に突出するコイルバネ位置決め用の円錐部を配した請求項1記載の回転操作型電子部品。
  4. 回転接点部は、操作つまみの右円形側部側に共回り可能に固定された接触刷子と、上記接触刷子が弾接する固定接点の配設部分外周を囲むようにOリングが装着された接点基板とで構成され、上記Oリングが、上記操作つまみの右円形側部側に全周で弾接状態に構成された請求項1記載の回転操作型電子部品。
  5. 操作つまみが、各々の円形側部側に配置された部材により、上記操作つまみの回転中心軸線上の位置を点嵌合状態で回転可能に保持された請求項1記載の回転操作型電子部品。
  6. 可動クリック体と固定クリック体の凸部どうしが、異種の樹脂材料から形成されている請求項1記載の回転操作型電子部品。
  7. 可動クリック体の凸部が、少なくとも3箇所以上の均等角度位置で配設された請求項1記載の回転操作型電子部品。
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