JP2006338891A - 回転型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の入力操作部を構成する回転型電子部品に関し、接点部の操作軸側となる上方側を密閉状態に構成したものを提供する。
【解決手段】下側リング磁石４１を有する回転体３１を、ケース２１の上方が開口した凹部内に回転可能に配し、その凹部上をシート５１で密閉すると共に、上側リング磁石７１を備えた操作軸６１Ａ付きの操作体６１を、上記各磁石７１，４１の吸引力で回転体３１が共回り可能なようにシート５１上に配したものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部を構成する際などに用いられる回転型電子部品に関するものである。

従来の回転型電子部品について、汎用構成の回転型エンコーダを例として以下に図面を用いて説明する。

図７は従来の回転型エンコーダの断面図、図８は同分解斜視図である。

同図において、１は、上方開口の箱型に形成された絶縁樹脂からなるケースであり、その凹部の中央位置には円形孔１Ａが設けられていると共に、その底部には複数の固定側弾性接点２が配されている。その固定側弾性接点２の他端側は、それぞれ端子２Ａとしてケース１の側部から導出されている。

なお、この固定側弾性接点２は、曲げ加工前の平板形状のものがケース１の成形樹脂によるインサート成形で固定され、その後、凹部の底部に設けられた窓部１Ｂ（図８参照）を介して上方に傾斜した所定形状に曲げ加工して形成されている。

そして、３は、上方に突出する略円柱状の操作軸３Ａの下部にフランジ部３Ｂが一体形成された絶縁樹脂からなる回転体で、ケース１に対し回転可能なようにそのフランジ部３Ｂ下面の中央位置に設けられた円柱状の中央突起３Ｃが、ケース１の円形孔１Ａに回転可能に保持されている。また、凹部内に収容されるフランジ部３Ｂの下面には、固定側弾性接点２に弾接係合し、所望のエンコーダ信号が得られるパターンで形成された金属板製の回転接点体４が固定されている。

そして、５はケース１に結合された軸受であり、その軸受５の円形の孔部５Ａで回転体３の操作軸３Ａの中間部は回転可能に保持されている。なお、６は、ケース１内に構成された接点部への塵埃などの侵入を防ぐために、ケース１の円形孔１Ａや窓部１Ｂを覆うようにケース１の下方側を覆う樹脂製の覆い板である。

以上のように構成された従来の回転型エンコーダは、操作軸３Ａが回転操作されると、回転体３が回転し、そのフランジ部３Ｂ下面に固定された回転接点体４が各固定側弾性接点２に対して相対的に回転することにより、所望のエンコーダ信号が各端子２Ａを介して得られるものであった。

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。
特開平１１−２７３５０４号公報

上記従来の回転型電子部品（回転型エンコーダ）は、ケース１底部に貫通状態に設けられた円形孔１Ａや窓部１Ｂは覆い板６で覆われるため下方側からの塵埃などの侵入は防止できるものであったが、操作軸３Ａを所定の回転操作力で操作できるものとするには、操作軸３Ａと軸受５の孔部５Ａとの間に所定隙間が必要で、当該上方部分からの接点部への塵埃や水分の侵入を防ぐことは難しかった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、接点部の操作軸側となる上方側を密閉状態に構成できて防塵性などが向上された回転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、上方が開口した凹部に固定側弾性接点を有するケースと、上記ケースの凹部内に回転可能に配され、上記固定側弾性接点に係合する可動側接点が固定された回転体と、上記回転体に固定された下側磁石と、上記固定側弾性接点と上記可動側接点とからなる接点部を上記凹部内に密封するように上記ケースに固着された上下面に摺動機能部を有するシートと、上記回転体に対応させて上記シート上に配された回転操作可能な操作体と、上記操作体に固定された上側磁石とを備え、上記シートを介して対向配置状態にある上記操作体と上記回転体とは、上記上側磁石と上記下側磁石との吸引力で吸引されて結合状態で共回りすると共に、その回転時に両者とも上記シートの各摺動機能部の作用により上記シートに対して摺動しつつ回転して上記操作体への回転操作が上記回転体に伝達され上記接点部の作動がなされる回転型電子部品としたものである。

当該構成であれば、接点部の操作軸側となる上方側を密閉状態で構成することができ、防塵性や防水性などの向上が図れたものに構成できるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、シートの摺動機能部として個別の摺動シートをさらに付加したものであり、凹部を密閉する所定面積を必要とするシートを安価なもので済ますことが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、下側磁石および上側磁石として、円形リング状でＮ極とＳ極とが所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石を用いたものであり、その全周に亘り操作体と回転体とが吸引されて結合状態になされ、その結合状態が安定したものに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、ケースの凹部内に中央突起を配すると共に、それに対応する中央円形孔を回転体の回転中心位置に配し、それらを回転可能に嵌め合わせて構成すると共に、その位置を基準として接点部が構成されているものであり、回転体における回転中心の位置決めが容易にでき、それを基準として接点部の配置がなされているため、回転操作時の接点部からの信号が安定したものになるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、操作軸への回転操作で作動される回転型の接点部が、上方が開口した凹部内に構成されていても、その接点部の操作軸側となる上方側を密閉状態で構成することができ、防塵性などの向上が図られた回転型電子部品を実現することが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き、以下に図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転型エンコーダの固定側弾性接点と回転接点体の弾接位置における断面図、図２は同中央位置における断面図、図３は同分解斜視図である。

同図において、２１は上方開口の凹部を備えた絶縁樹脂からなるケースであり、その底部の中央位置には、円柱状の中央突起２１Ａが配されると共に、その周囲位置には、固定側弾性接点２２が複数本固定されている。その固定側弾性接点２２の他端側は、それぞれ端子２２Ａとしてケース２１の側部から導出されている。

なお、このケース２１は、特許第３１９６５１３号に開示した方法によりインサート成形で固定側弾性接点２２を固定すると共に形成されており、図１にも示すように従来のケースとは異なりその底部に貫通する窓部を有していない形状となっている。

そして、３１は、中央円形孔３１Ａを有する円盤状に絶縁樹脂で形成された回転体で、ケース２１に相対的に回転可能なように上記中央円形孔３１Ａに上記中央突起２１Ａが嵌め合わされてケース２１の凹部内に配されている。なお、当該構成が最も簡素で回転体３１の回転中心の位置決めができて好ましい。そして、回転体３１の下面には可動側接点としての金属板製の回転接点体３５が固定されており、上記回転体３１の配置状態で、固定側弾性接点２２の上方に傾斜し伸ばされた先端は回転体３１下面に弾接係合している。この固定側弾性接点２２と回転接点体３５とで回転型の接点部が構成され、例えばその回転型の接点部は、図４に示すように、アブソリュートエンコーダの接点パターンに形成された回転接点体３５に対し、それに応じた複数本の固定側弾性接点２２の先端を弾接係合させたもの等があげられる。

そして、図５の斜視図に示すように、回転体３１の上方外周部は一段低い段状に構成されており、その段部に、下面に磁性板４２を備えた円形リング状の下側リング磁石４１が中央円形孔３１Ａの中心軸線に対し中心位置を合わせて固定されている。この下側リング磁石４１は、同図に示すようにＮ極とＳ極とが所定の角度ピッチで交互に着磁されており、その下面には図示しない一つの小突起を備え、その小突起が回転体３１の段部に設けられた一つの位置決め穴３１Ｂに挿入されて回転体３１に対し位置合せがなされその状態で両者は接着剤などで固定されている。なお、磁性板４２は、下方側への不要な磁束漏れを防止すると共に、上方側への磁束を増やすために配したものであり、その形状としては下側リング磁石４１と略同形の円形リング状で形成されている。

そして、５１は、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性フィルムからなるシートであり、ケース２１の上端面に粘着剤などで固着されてケース２１の凹部を密封している。また、シート５１の下面と回転体３１の上面との間には、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁性フィルムからなる下側摺動シート５２が配されている。その下側摺動シート５２は、回転体３１の径よりも若干大きい形状で形成され、回転体３１および下側リング磁石４１に対し摺動性に優れたものを用いている。

そして、６１は、絶縁樹脂製の操作体であり、その形状は、上方に突出する略円柱状の操作軸６１Ａと、その下方部分に回転体３１の径と同等の径で突出形成されたフランジ部６１Ｂとから構成されている。そのフランジ部６１Ｂ下面には、図６の斜視図に示すように、上面に磁性板７２を備えた上側リング磁石７１が操作軸６１Ａの中心軸線に対し中心位置を合わせて固定されている。なお、磁性板７２付きの上側リング磁石７１としては、上記の磁性板４２付きの下側リング磁石４１を上下逆にして用いている。そして、磁性板７２付きの上側リング磁石７１は、上方に突出した一つの小突起７１Ａがフランジ部６１Ｂ下面の図示しない一つの位置決め穴に挿入されて操作体６１に対し位置合わせがなされその状態で両者は接着剤などで固定されている。なお、磁性板７２は上記の磁性板４２と同様に、上方側への不要な磁束漏れを防止すると共に、下方側への磁束を増やす役割を担っている。

そして、操作体６１は、シート５１上に配された上側摺動シート５３上に載せられ、操作軸６１Ａが軸受部材８１の孔部８１Ａで回転可能に保持されている。この軸受部材８１は、上記孔部８１Ａを有する筒状部材８２が金属カバー部材８３にカシメなどで固定されて構成されている。なお、７５は、フランジ部６１Ｂの厚み分などを吸収するためにケース２１上に位置決めして配された樹脂製のスペーサである。

そして、軸受部材８１の金属カバー部材８３は、下方に垂下する一対の脚部８３Ａを備え、その脚部８３Ａがケース２１下面側で抱きカシメなどされることにより、スペーサ７５、ケース２１、軸受部材８１の三者は結合された固定状態となっている。

なお、上記上側摺動シート５３は、上記の下側摺動シート５２と同様に、操作体６１および上側リング磁石７１に対し摺動性に優れたポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁性フィルム製のものが用いられ、その大きさとしてもフランジ部６１Ｂの径よりも若干大きい形状のものをフランジ部６１Ｂとシート５１との間に介在させている。

そして、シート５１などが介在されて上下で対向配置された操作体６１と回転体３１とは、下側リング磁石４１と上側リング磁石７１とが上下で異極どうしで引き付け合い、その吸引力により、共回りする結合状態となっている。

以上のように当該実施の形態による回転型エンコーダ（回転型電子部品）は構成され、次にその動作について説明する。

まず、操作体６１の操作軸６１Ａを回転させると、操作体６１のフランジ部６１Ｂ下面と上側摺動シート５３との間がすべりつつシート５１を引っ張ることなく操作体６１が回転し、フランジ部６１Ｂに固定された上側リング磁石７１が回転移動していく。

その上側リング磁石７１の回転移動に応じて、上側リング磁石７１に吸引状態にある下側リング磁石４１およびそれを固定する回転体３１も同期して操作体６１と共回りする。このとき、回転体３１は、中央突起２１Ａを中心として回転する。このとき、回転体３１も、回転体３１および下側リング磁石４１の上面と下側摺動シート５２との間がすべりつつ、シート５１を引っ張ることなく回転する。

そして、その回転体３１の回転に応じて、回転接点体３５が固定側弾性接点２２に対して相対的に回転し、回転接点体３５の形成パターンに応じた所定信号が生成され、その信号を各端子２２Ａを介して得ることができる。

以上のように、当該実施の形態によるものは、操作軸６１Ａを有する操作体６１と回転体３１とを個別部材とし、かつ両者を磁気により共回り可能な結合状態としたものであるため、回転体３１側に接点部を構成してケース２１の凹部内に収容状態とし、回転体３１を含んで凹部上をシート５１で密閉したものに構成でき、操作軸６１Ａ側となる上方側を含んで、接点部の防塵性や防水性などの向上が図れたものにできる。

なお、ケース２１の凹部内の中央突起２１Ａを中心として回転体３１の回転が行われる当該構成の場合には、その位置を基準として回転接点体３５や固定側弾性接点２２を配置することにより回転操作時の接点部からの信号も安定したものにできる。

また、操作体６１と回転体３１とを共回り可能に吸引状態とするための磁石が上記の円形リング状のものであれば、全周に亘って操作体６１と回転体３１とが吸引されて結合状態になされるため、その結合状態が安定し易く好ましいが、磁石の形状としてはそれに限定されることはない。

なお、上記に説明したようにシート５１の上下面にそれぞれ上側摺動シート５３および下側摺動シート５２を配したものとすると、凹部を密閉する所定面積を必要とするシート５１を安価なもので済ますことができ好ましいが、上側摺動シート５３および下側摺動シート５２を配する代わりに摺動機能を果たす層が予め上下面に形成された摺動機能部付きシートを用いて構成されてあってもよい。

また、上記にはアブソリュート式の回転型エンコーダを事例として説明したが、本発明による思想は、インクリメンタル式などの回転型エンコーダや、回転型可変抵抗器および回転型スイッチなどの回転型電子部品全般に適用可能なものである。

本発明による回転型電子部品は、操作軸への回転操作で作動される回転型の接点部が上方開口の凹部内に構成されていても、その接点部の操作軸側となる上方側を密閉状態で構成でき、防塵性などの向上が図られたものにできるという効果を有し、各種電子機器の入力操作部を構成する際などに有用である。

本発明の一実施の形態による回転型エンコーダの固定側弾性接点と回転接点体の弾接位置における断面図 同中央位置における断面図 同分解斜視図 同要部である固定側弾性接点と回転接点体との弾接係合状態を示す図 同要部である回転体と磁性板付きの下側リング磁石との固定前の斜視図 同要部である操作体と磁性板付きの上側リング磁石との固定前の斜視図 従来の回転型エンコーダの断面図 同分解斜視図

符号の説明

２１ ケース
２１Ａ 中央突起
２２ 固定側弾性接点
２２Ａ 端子
３１ 回転体
３１Ａ 中央円形孔
３１Ｂ 位置決め穴
３５ 回転接点体
４１ 下側リング磁石
４２ 下側リング磁石側の磁性板
５１ シート
５２ 下側摺動シート
５３ 上側摺動シート
６１ 操作体
６１Ａ 操作軸
６１Ｂ フランジ部
７１ 上側リング磁石
７１Ａ 小突起
７２ 上側リング磁石側の磁性板
７５ スペーサ
８１ 軸受部材
８１Ａ 孔部
８２ 筒状部材
８３ 金属カバー部材
８３Ａ 脚部

Claims (4)

1. 上方が開口した凹部に固定側弾性接点を有するケースと、上記ケースの凹部内に回転可能に配され、上記固定側弾性接点に係合する可動側接点が固定された回転体と、上記回転体に固定された下側磁石と、上記固定側弾性接点と上記可動側接点とからなる接点部を上記凹部内に密封するように上記ケースに固着された上下面に摺動機能部を有するシートと、上記回転体に対応させて上記シート上に配された回転操作可能な操作体と、上記操作体に固定された上側磁石とを備え、上記シートを介して対向配置状態にある上記操作体と上記回転体とは、上記上側磁石と上記下側磁石との吸引力で吸引されて結合状態で共回りすると共に、その回転時に両者とも上記シートの各摺動機能部の作用により上記シートに対して摺動しつつ回転して上記操作体への回転操作が上記回転体に伝達され上記接点部の作動がなされる回転型電子部品。
2. シートの摺動機能部として個別の摺動シートをさらに付加した請求項１記載の回転型電子部品。
3. 下側磁石および上側磁石として、円形リング状でＮ極とＳ極とが所定の角度ピッチで交互に着磁されたリング磁石を用いた請求項１記載の回転型電子部品。
4. ケースの凹部内に中央突起を配すると共に、それに対応する中央円形孔を回転体の回転中心位置に配し、それらを回転可能に嵌め合わせて構成すると共に、その位置を基準として接点部が構成されている請求項１記載の回転型電子部品。

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