JP2005252179A - 回転操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通軸受孔を有する蓋部材の位置決め用係合部の配列ピッチや突起等の幅に製造誤差があっても貫通軸受け孔の芯ずれを抑制することのできる回転操作装置を提供する。
【解決手段】回転操作装置を、基台１と、基台１に支持される回転体６と、回転体６の回転中心を規制するための貫通孔を有し基台１に固定される蓋部材１０と、基台１と蓋部材１０との間に形成された凹溝と当該凹溝内に嵌入可能な突起との組合せからなる係合部とから構成する。前記係合部を回転体６の回転中心を中心として３方向に略等間角で放射状に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリスイッチやロータリボリュームなどの回転操作型電気部品を操作するための回転操作装置に係り、特に、回転体の操作感触及び回転操作型電気部品の操作性を良好なものにする手段に関する。

従来より、筐体内に回転可能に設けられ、回転軸と共廻りする回転板と、前記筐体内に設けられ、前記回転板と対向する固定板と、これら回転板と固定板との間に摩擦力を付与する弾性部材とを有し、回転板と固定板との間に作用する摩擦力により前記回転軸の回転トルクを調整する回転操作型電気部品が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかるに、そのような回転操作型電気部品のように筐体内に回転板、固定板及び弾性部材などの操作感触付与手段を組み込んだものでは、組み込み部品のサイズや形状等に制約があり、アプリケーションに応じた最適な操作感触を実現することが難しいという問題がある。

そこで、本願出願人は、そのような回転操作型電気部品を用いるのではなく、操作感触付与手段を備えていない汎用の回転操作型電気部品を用いると共に、該部に操作感触付与手段を設けてアプリケーション（例えば、高級乗用車に搭載されている車載設定装置）に応じた最適な操作感触が得られるようにしたものを開発している。
実開平０６−０１７２０２号公報

ところで、所要の操作感触付与手段を組み込んだ回転操作装置としては、図１５に示すように、基台１０１と、基台１０１に回転支持される回転体１０２と、回転体１０２の回転中心を規制するための貫通軸受孔１０３ａを有し基台１０１に固定される蓋部材１０３と、基台１０１に周設されたカム１０４ａ及び回転体１０２に取り付けられ先端部がカム１０４ａに弾接される弾接部材１０４ｂとからなる操作感触付与手段１０４と、基台１０１に蓋部材１０３を締結するためのねじ１０５とを備えたものが考えられる。

かかる構成の回転操作装置においては、回転体１０２の実際の回転軸を基台１０１に対して設定される回転軸に合わせるためには、蓋部材１０３に開設された貫通軸受孔１０３ａをカム１０４ａの周設面の中心部に厳密に配置する必要があり、このための手段としては、図１６に示すように、基台１０１と蓋部材１０３との間にそれぞれ４個ずつの凹溝１０６ａと当該凹溝１０６ａ内に嵌入可能な突起１０６ｂとの組合せからなる係合部１０６を形成し、各凹溝１０６ａ内に各突起１０６ｂを嵌入することによって、基台１０１に対する蓋部材１０３のＸ−Ｘ方向及びＹ−Ｙ方向の位置決めを行う方法が考えられる。貫通孔１０３ａの中心をカム１０４ａの周設面の中心に厳密に配置するためには、凹溝１０６ａの内幅及び周方向の配列ピッチ並びに突起１０６ｂの外幅及び周方向の配列ピッチを高い精度で形成する必要がある。

しかしながら、基台１０１及び蓋部材１０３は、合成樹脂の射出成形品をもって形成されるので、寸法精度の向上には自ずと限界があり、凹溝１０６ａの内幅及び周方向の配列ピッチに対して突起１０６ｂの外幅及び周方向の配列ピッチに誤差を生じる方がむしろ一般的である。そして、凹溝１０６ａの周方向の配列ピッチに対して突起１０６ｂの周方向の配列ピッチに誤差が生じた場合、図１６に示した構成の回転操作装置では、１組の凹溝１０６ａ及び突起１０６ｂの噛み合わせに関して他の３組みの凹溝１０６ａ及び突起１０６ｂが位置ずれを規制することができないので、図１７に示すように、貫通孔１０３ａの配設位置がＸ−Ｘ方向又はＹ−Ｙ方向に誤差Ｗの半量Ｗ／２に相当する量だけ位置ずれを起こす。

かように、貫通軸受孔１０３ａの配設位置に誤差Ｗの半量Ｗ／２に相当する位置ずれを起こすと、回転体１０２の回転軸が偏心又は傾斜し、基台１０１や回転操作型部品との位置関係が設計位置から大きく外れるようになり、操作感触の劣化や異音の発生などの不具合を生じることになる。

本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであって、その目的は、貫通軸受孔を有する蓋部材の位置決め用係合部の配列ピッチや突起等の幅に製造誤差があっても貫通軸受け孔の芯ずれを抑制することのできる回転操作装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、基台と、前記基台に支持される回転体と、前記回転体の回転中心を規制するための貫通孔を有し前記基台に固定される蓋部材と、前記基台と前記蓋部材との間に形成された凹溝と当該凹溝内に嵌入可能な突起との組合せからなる係合部とを有する回転操作装置であって、前記係合部が前記回転体の回転中心を中心として３方向に放射状に設けられているという構成にした。

このように、係合部を回転体の回転中心を中心として３方向に放射状に設けると、図１４に示すように、凹溝２２又は位置決め突起５７の形成ピッチに誤差が生じたとしても、１つの凹溝２２内に１つの位置決め突起５７を嵌入する際に他の２つの凹溝２２と位置決め突起５７との噛み合わせによって蓋部材１０のＸ−Ｘ方向及びＹ−Ｙ方向の位置ずれが規制されるので、貫通軸受孔の芯ずれ（位置ずれ）を抑制することができる。

また、本発明は、前記構成の回転操作装置において、前記基台と前記回転体との間に、カムと当該カムに弾接される弾接部材との組合せからなる操作感触付与手段を設けるという構成にした。

このように、基台と回転体との間にカムと当該カムに弾接される弾接部材との組合せからなる操作感触付与手段を設けると、回転操作型電気部品の内部に操作感触付与手段を組み込む場合に比べて操作感触付与手段のサイズを自由に設定することができるので、所望の操作感触を任意に作り出しやすく、回転操作型電気部品の操作性を良好なものにすることができる。

また、本発明は、前記構成の回転操作装置において、前記基台の周方向に３個のねじ孔が等分に形成され、かつ前記蓋部材の周方向に３個のねじ貫通孔が等分に形成されているという構成にした。

このように、基台の周方向に３個のねじ孔を等分に形成すると共に蓋部材の周方向に３個のねじ貫通孔を等分に形成すると、基台の周方向に形成された３個の凹溝又は突起のいずれに蓋部材の周方向に形成された３個の突起又は凹溝のいずれを嵌入した場合にも、常にねじ孔とねじ貫通孔とを合致させることができるので、基台に対する蓋部材の締結作業を容易化することができ、回転操作装置の組立を容易なものにすることができる。

本発明の回転操作装置は、係合部を回転体の回転中心を中心として３方向に放射状に設けたので、凹溝又は突起の形成ピッチに誤差が生じたとしても、１つの凹溝内に１つの突起を嵌入する際に他の２つの凹溝と突起との噛み合わせによって蓋部材のＸ−Ｘ方向及びＹ−Ｙ方向の位置ずれが規制されるので、貫通孔の芯ずれ（位置ずれ）を抑制することができる。よって、回転体の回転軸の偏心や傾斜が抑制され、基台や回転操作型電気部品等との位置関係が設計された理想位置に近付くので、操作感触の劣化や異音の発生等を抑制することができる。

以下、本発明に係る回転操作装置の実施形態例を図１乃至図１４に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る回転操作装置の分解斜視図、図２は実施形態例に係る回転操作装置の組立状態の断面図、図３は実施形態例に係る基台の平面図、図４は実施形態例に係る回転体の正面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は実施形態例に係る回転体の平面図、図７は実施形態例に係る回転体の底面図、図８は実施形態例に係る摩擦抵抗付与部材の正面図、図９は実施形態例に係る摩擦抵抗付与部材の平面図、図１０は実施形態例に係る摩擦抵抗付与部材の底面図、図１１は実施形態例に係る蓋部材の平面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ断面図、図１３は実施形態例に係る蓋部材の底面図、図１４は実施形態例に係る回転操作装置の効果を示す模式図である。

図１及び図２に示すように、本例の回転操作装置は、基台１と、基台１の下部に接合される下ケース２と、基台１と下ケース２とを接合することによって構成される空間内に設定される配線基板３と、配線基板３に実装された回転操作型電気部品４及びその他の電気部品５と、基台１に回転可能に支持され、回転操作型電気部品４の回転軸４ａを回転駆動する回転体６と、回転体６に取り付けられ、回転体６の操作にクリック感触を付与する駆動棒７と、駆動棒７を常時外向きに付勢する第１弾性部材８と、回転体６の回転に所要の摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与部材９と、基台１に締結される蓋部材１０と、蓋部材１０を基台１に締結するねじ１１と、摩擦抵抗付与部材９と蓋部材１０との間に張設され、摩擦抵抗付与部材９に押圧力を付与する第２弾性部材１２と、回転体６に取り付けられるノブ１３とから主に構成されている。

前記の各部材のうち、基台１、下ケース２、回転体６、駆動棒７、摩擦抵抗付与部材９、蓋部材１０及びノブ１３は、合成樹脂の成形体をもって形成される。

基台１は、図１乃至図３に示すように、下面を有しない箱状に形成されており、その略中央部上面には、筒状部２１が形成されている。当該筒状部２１の上面には、蓋部材１０を位置決めするための３個の凹溝２２が１２０度ピッチ（略等間角）で形成されている。また、前記筒状部２１の内面には、複数個（図２の例では、１６個）の平面形状が円弧形のカム山２３ａとカム溝２３ｂとを等分に配列してなるクリック感触付与用のカム２３が形成されている。また、筒状部２１の外周部分における前記各凹溝２２の間には３個の円柱形のボス２４が１２０度ピッチで形成されており、各ボス２４の中心部には蓋部材１０を締結するためのねじ穴２５が形成されている。さらに、前記筒状部２１の内周部分には、回転体６を回転可能に保持するための筒状の回転体保持突起２６が筒状部２１と同心に形成されている。さらに、基台１の下部周辺には、下ケース２をスナップ結合するための係合孔２７が形成されている。

下ケース２は、基台１の下面に被着可能な蓋状に形成されており、前記基台１に形成された係合孔２７と対応する部分には、これと係合する係合爪２８が形成されている。下ケース２は、基台１に形成された係合孔２７に下ケース２に形成された係合爪２８を係合することにより基台１にスナップ結合される。

配線基板３には、図示しない所要の配線パターンが形成されており、回転操作型電気部品４及びその他の電気部品５が所要の配列で実装されている。この配線基板３は、図示しないねじなどにより基台１に取り付けられる。回転操作型電気部品４としては、ロータリスイッチやロータリボリュームなどの任意の回転操作型電気部品を用いることができる。

回転体６は、図１、図２、図４乃至図７に示すように、基台１に形成された筒状部２１内に収納可能な円板状の鍔部３１と当該鍔部３１の中心部より起立された軸部３２とから構成されており、鍔部３１の周面には、２個の駆動棒７及び第１弾性部材８の収納穴３３が軸部３２の中心を介して対向に開設されている。第１弾性部材８び駆動棒７はこの順に収納穴３３内に収納され、第１弾性部材８の弾性力によって常時駆動棒７を外向きに付勢する。

鍔部３１の上面には、軸部３２の外周に円弧形の凹溝３４が対向に形成されており、当該凹溝３４の形成部を除くリング状の内周部３５ａ及び外周部３５ｂ並びにこれら内周部３５ａと外周部３５ｂとをつなぐ連結部３５ｃとが摩擦抵抗付与部材９の接触部になっている。また、鍔部３１の下面には、軸部３２の外周に内周リブ３６ａと外周リブ３６ｂとこれらの各リブ３６ａ，３６ｂをつなぐ放射リブ３６ｃとが形成されており、軸部３２と内周リブ３６ａとの間には、基台１に形成された回転体保持突起２６を挿入するためのリング状の凹溝３７が形成されている。

一方、軸部３２の下面には、回転操作型電気部品４の回転軸４ａを挿入するための凹部３８が形成されており、当該凹部３８内には、回転操作型電気部品４の回転軸４ａを空転不能に連結するためのＤ字状の連結孔３８ａが形成されている。また、軸部３２の上端部には、ノブ１３を空転不能に連結するための十文字状のリブ３９が形成されている。

摩擦抵抗付与部材９は、図８乃至図１０に示すように、ドーナツ状の摩擦板４１と、当該摩擦板４１の上面より１２０度ピッチ（略等間角）で起立された３個の係止部材４２とから構成されている。摩擦板４１の上面には、第２弾性部材１２の下端部を挿入するための３個のくぼみ４３が前記係止部材４２の間に１２０度ピッチで形成されており、当該摩擦板４１の下面には、前記鍔部２６の上面に形成された平面状の内周部３５ａ及び外周部３５ｂに当接されるリング状の内周リブ４４ａと外周リブ４４ｂとこれらの各リブ４４ａ，４４ｂをつなぐ放射リブ４４ｃとが形成されている。また、係止部材４２の上端部外面には、摩擦抵抗付与部材９を蓋部材１０に連結するための係止爪４５が形成されている。

蓋部材１０は、図１１乃至図１３に示すように、円板状の本体部５１と、当該本体部５１の中央部より上向きに膨出された回転体保持部５２と、前記本体部５１における回転体保持部５２の外周部分より１２０度ピッチ（略等間角）で上向きに膨出された３個のばね挿入部５３と、前記本体部５１の最外周部より１２０度ピッチで外向きに突設された３個のボス部５４と、当該ボス部５４の中心部に開設されたねじ貫通孔５５と、前記本体部５１における前記ばね挿入部５３の間に１２０度ピッチで開設された３個の摩擦抵抗付与部材取付孔５６と、前記本体部５１の最外周部下面における前記ボス部５４の間に１２０度ピッチで下向きに突設された３個の位置決め突起５７とから構成されている。

回転体保持部５２の中央部には、回転体６の軸部３２を貫通するための貫通孔６１が開設される。貫通孔６１は基台１に対する軸部３２の設定位置を規制するものであり、軸部３２の回転を阻害せず、かつ軸部３２との間に過大な隙間が生じない所要の寸法に形成される。

ばね挿入部５３は摩擦板４１の上面に形成された３個のくぼみ４３と対向する位置に形成され、ねじ貫通孔５５は基台１に形成されたねじ穴２５と対向する位置に開設される。また、摩擦抵抗付与部材取付孔５６は摩擦板４１の上面より起立された３個の係止部材４２と対向する位置に形成され、位置決め突起５７は基台１の筒状部２１に形成された凹溝２２と対向する位置に形成される。

第２弾性部材１２は、摩擦板４１の上面に形成された３個のくぼみ４３とばね挿入部５３との間に張設され、摩擦抵抗付与部材９に所要の押圧力を付与する。

ノブ１３は、ユーザが回転操作型電気部品４を操作するものであって、手指にて回転操作可能な大きさ及び形状に形成される。

以下、前記実施形態例に係る回転操作装置の組立方法について説明する。

先ず、回転体６の鍔部３１に開設された収納穴３３内に第１弾性部材８及び駆動棒７をこの順に収納し、回転体６と駆動棒７と第１弾性部材８との組立を完了する。

次いで、この駆動棒７及び第１弾性部材８が一体に組み立てられた回転体６の鍔部３１を基台１に形成された筒状部２１内に挿入し、筒状部２１の内周部分に形成された筒状の回転体保持突起２６を回転体６の下面に形成されたリング状の凹溝３７内に挿入する。これにより、回転体６が基台１に安定に保持されると共に、２つの駆動棒７の先端部がそれぞれ筒状部２１の内面に形成されたカム２３に当接される。

上記の作業と平行して、摩擦抵抗付与部材９と蓋部材１０と第２弾性部材１２との組立を行う。これらの各部材９，１０，１２の組立は、まず、摩擦板４１の上面に形成された３個のくぼみ４３に第２弾性部材１２を設定した後、蓋部材１０に形成されたばね挿入部５３内に第２弾性部材１２の上部を挿入する。次いで、摩擦板４１の上面に起立された３個の係止部材４２を蓋部材１０の本体部５１に開設された３個の摩擦抵抗付与部材取付孔５６内にそれぞれ挿入した状態で、蓋部材１０を第２弾性部材１２の弾性力に抗して摩擦抵抗付与部材９の摩擦板４１側に押し下げる。このとき、係止部材４２は蓋部材１０の押下力によって内向きに弾性変形し、係止爪４５の摩擦抵抗付与部材取付孔５６への挿入が可能になる。係止爪４５が蓋部材１０の上面よりも上方に達すると、係止部材４２の弾性力によって係止爪４５が外向きに移動する。したがって、この状態で蓋部材１０に付与していた押下力を除くと、蓋部材１０が第２弾性部材１２の弾性力によって上昇し、蓋部材１０の上面に係止爪４５が係合される。これにより、摩擦抵抗付与部材９と蓋部材１０と第２弾性部材１２との組立が完了する。

次いで、蓋部材１０に開設された貫通孔６１内に回転体６の軸部３２を貫通し、回転体６の鍔部３１の上面に摩擦抵抗付与部材９の摩擦板４１を同心に重ね合わせる。このとき、基台１の筒状部２１に形成された凹溝２２内に蓋部材１０の下面に形成された位置決め突起５７が自動的に嵌入され、筒状部２１の中心に貫通孔６１の中心が自動的に合致されて、カム２３に対する回転体６の心出しが自動的に行われると共に、基台１に形成されたねじ穴２５と蓋部材１０に開設されたねじ貫通孔５５との位置合わせが自動的に行われるので、ねじ貫通孔５５の上方より貫通されたねじ１１をねじ穴２５に螺合し、基台１の筒状部２１に蓋部材１１を締結する。

次いで、蓋部材１０の上面より上方に突出した軸部３２の上端部にノブ１３を取り付ける。また、回転操作型電機部品の回転軸４ａを回転体６の下面に形成された凹部３８内に挿入し、回転軸４ａと回転体６の軸部３２とを同軸に連結した後に、配線基板３を基部１に固定する。最後に、基台１に形成された係合孔２７に下ケース２に形成された係合爪２８を係合することにより下ケース２を基台１にスナップ結合する。

本実施形態例に係る回転操作装置は、以下の効果を有する。

（１）凹溝２２と位置決め突起５７とからなる係合部を回転体６の回転中心を中心として３方向に略等間角で放射状に設けたので、図１４に示すように、凹溝２２又は位置決め突起５７の形成ピッチに誤差が生じたとしても、１つの凹溝２２内に１つの位置決め突起５７を嵌入する際に他の２つの凹溝２２と位置決め突起５７との噛み合わせによって蓋部材１０のＸ−Ｘ方向及びＹ−Ｙ方向の位置ずれが規制されるので、貫通孔６１の芯ずれ（位置ずれ）を抑制することができる。よって、回転体の回転軸の偏心や傾斜が抑制され、基台や回転操作型電気部品等との位置関係が設計された理想位置に近付くので、操作感触の劣化や異音の発生等を抑制することができる。

（２）基台１と回転体６との間にカム２３と当該カム２３に弾接される弾接部材（駆動棒７及び第１弾性部材８）との組合せからなる操作感触付与手段を設けたので、回転操作型電気部品４の内部に操作感触付与手段を組み込む場合に比べて操作感触付与手段のサイズを自由に設定することができ、所望の操作感触を任意に作り出すことができて、回転操作型電気部品の操作性を良好なものにすることができる。

（３）基台１の周方向に３個のねじ穴２５を等分に形成すると共に蓋部材１０の周方向に３個のねじ貫通孔５５を等分に形成したので、基台１の周方向に形成された３個の凹溝２２のいずれに蓋部材１０の周方向に形成された３個の位置決め突起５７のいずれを嵌入した場合にも、常にねじ穴２５とねじ貫通孔５５とを合致させることができ、基台１に対する蓋部材１０の締結作業を容易化することができて、回転操作装置の組立を容易なものにすることができる。

実施形態例に係る回転操作装置の分解斜視図である。 実施形態例に係る回転操作装置の組立状態の断面図である。 実施形態例に係る基台の平面図である。 実施形態例に係る回転体の正面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 実施形態例に係る回転体の平面図である。 実施形態例に係る回転体の底面図である。 実施形態例に係る摩擦抵抗付与部材の正面図である。 実施形態例に係る摩擦抵抗付与部材の平面図である。 実施形態例に係る摩擦抵抗付与部材の底面図である。 実施形態例に係る蓋部材の平面図である。 図１１のＢ−Ｂ断面図である。 実施形態例に係る蓋部材の底面図である。 実施形態例に係る回転操作装置の効果を示す模式図である。 従来例に係る回転操作装置の分解斜視図である。 従来例に係る回転操作装置における蓋部材の位置決め手段を示す模式図である。 従来例に係る回転操作装置の不都合を示す模式図である。

符号の説明

１ 基台
２ 下ケース
３ 配線基板３
４ 回転操作型電気部品
５ その他の電気部品
６ 回転体
７ 駆動棒
８ 第１弾性部材
９ 摩擦抵抗付与部材
１０ 蓋部材
１１ ねじ
１２ 第２弾性部材
１３ ノブ
２２ 凹溝
２３ カム
２５ ねじ穴
５５ ねじ貫通孔
５７ 位置決め突起
６１ 貫通孔

Claims (3)

1. 基台と、前記基台に支持される回転体と、前記回転体の回転中心を規制するための貫通孔を有し前記基台に固定される蓋部材と、前記基台と前記蓋部材との間に形成された凹溝と当該凹溝内に嵌入可能な突起との組合せからなる係合部とを有する回転操作装置であって、前記係合部が前記回転体の回転中心を中心として３方向に放射状に設けられていることを特徴とする回転操作装置。
2. 前記基台と前記回転体との間に、カムと当該カムに弾接される弾接部材との組合せからなる操作感触付与手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転操作装置。
3. 前記基台の周方向に３個のねじ孔が等分に形成され、かつ前記蓋部材の周方向に３個のねじ貫通孔が等分に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転操作装置。

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