JP2011192477A - 回転つまみのトルク可変機構 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増大、コストアップを招くことなく、経年劣化を少なく回転つまみのトルクを可変可能とする。
【解決手段】円形の凹部を有するパネル５０と、凹部中央をシャフト３２が貫通しシャフト３２外周に設けられた第１のネジ部３１に螺合するナット４０により取り付けられる回転操作部品３０と、シャフト３２に固定される回転つまみ１０と、回転つまみ１０の下面に嵌合された第１の弾性部材６０と、ナット４０の外周の第２のネジ部４１に螺合し第１の弾性部材６０に対して延在した突起部２１を有し第２のネジ部周囲を回動することで突起部２１の位置が上下に可動する第２の回転つまみ２０と、第２の回転つまみ２０の外周と凹部の側壁面とを摺接する第２の弾性部材７０と、を備え、第２の回転つまみ２０を回転させ、突起部２１が第１の弾性部材６０を押圧することにより第１の回転つまみ１０の回転トルクを可変させる。
【選択図】図１

Description

本発明は無線通信機等の周波数を可変するために装備されるロータリーエンコーダを操作する回転つまみのトルク可変機構の改良に関する。

無線機の周波数等を設定する操作手段として、回転つまみによりロータリーエンコーダを回すことで周波数を連続的に可変する手段が広く知られている。

クリック感の無い、滑らかに回転するエンコーダは、周波数を連続的に可変する操作をする場合には最適ではあるものの、意図せずに回転つまみに触ってしまった場合や振動等によりエンコーダが回転してしまい周波数が変わってしまう場合がある。そのため、特許文献１には、回転つまみに摩擦を与えることにより不用意にエンコーダが回転してしまわないようにし、操作時の回転トルクを可変する技術が開示されている。

特開２００８−４７４４９公報

特許文献１に開示された回転つまみのトルクの可変機構は、回転操作部品のシャフト周囲に波型ワッシャを配し、回転つまみと共に回転するトルク調整つまみのシャフト軸方向上の位置を移動させることで波型ワッシャを圧縮し、その摩擦によりトルクを可変している。
しかしながら比較的軸に近い箇所の摩擦で大きいトルクを得るためには、外周に近い箇所で摩擦をさせトルクを得る場合と比較して、より大きな摩擦による抵抗を必要とし、そのためにはより大きな圧力を必要とする。
さらに、特許文献１では、回転つまみとトルク調整つまみが共に回転し、トルク調整つまみにより回転つまみのトルクを生じさせる構造のため、回転つまみのトルクの設定を最大としても、回転つまみがトルク調整つまみとずれて回転してはならないため、回転つまみとトルク調整つまみの間には設定トルク以上の圧力をかけておく必要がある。このためトルクを必要としない場合であっても、回転つまみとトルク調整つまみの間の弾性部材は圧縮された状態になっているため、経年劣化で弾性体の反発力が低下する恐れがある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、部品点数の増大、コストアップ、耐久性の低下を招くことなく、回転つまみのトルク可変機構を提供することを目的としている。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
円形状の凹部を有するパネルと、
前記凹部の中心をシャフトが貫通し、前記シャフトの外周に第１のネジ部を有し、前記第１のネジ部に螺合し外周に第２のネジ部を有するナットにより取り付けられる回転操作部品と、
前記シャフトに固定される第１の回転つまみと、
前記第１の回転つまみ下面に嵌合され、前記回転操作部品のシャフトが貫通する穴を有し、前記第１の回転つまみの下面の直径以下の直径を有する円盤状の第１の弾性部材と、
前記第２のネジ部に螺合し、第１の弾性部材の外周近傍の下面に向かって延在した突起部と前記第１の回転つまみの外周の外側に位置する操作部とを有し、前記第２のネジ部周囲を回動することで前記突起部の位置が上下に可動する第２の回転つまみと、
前記第２の回転つまみの外周と前記凹部の側壁面とを摺接する第２の弾性部材と、
を備え、
前記突起部が、前記第１の弾性部財の外周近傍の下面を押圧する力を可変することにより前記第１の回転つまみの回転トルクを可変させるトルク可変機構を提供する。

また、本発明は、
前記ナット上端部に外周方向に突出したフランジ部を備え、
前記第２の回転つまみが上方へ移動させられても前記ナットのフランジ部下面と接することにより、前記回転トルクが制限されてもよい。

さらに、本発明は、
前記第２の回転つまみを回転させるトルクは、前記第１の回転つまみのトルクを最大にした場合の前記第１つまみの回転トルクより大きくなるように、前記第２の弾性部材による前記第２の回転つまみと前記パネルの摩擦を設定してもよい。

さらにまた、本発明は、
前記第１の弾性部材は、前記第２のつまみの操作によって前記突起部が前記第１の弾性部材の外周近傍に押圧する箇所の弾性が他の箇所の弾性より小さい構造としてもよい。

本発明によれば、経年劣化の少ないトルク可変機構を提供することができる。

本発明に係るトルク可変機構の一実施形態を示す断面図である。 一実施形態のトルク可変機構のトルクを最大に設定した場合の断面図である。 一実実施例のトルク可変機構で、弾性部材の弾性を一様にした場合の断面図である。

以下、本発明の回転つまみのトルク可変機構について添付図面を参照して説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明の一実施形態に係る回転つまみのトルク可変機構の断面図である。
図１において、パネル５０は円形状の凹部を有する。回転操作部品３０が、パネル５０の凹部中心部を回転操作部品３０のシャフト３２およびネジ部３１が貫通している。
回転操作部品３０はネジ部３１に螺合するナット４０によりパネル５０に取り付けられている。
またナット４０は、外周にネジ部４１を有し、上端に外周方向へ突出したフランジ部４２を有する。
回転操作つまみ１０は底部中央に凹部１１を有し、回転操作部品３０のシャフト３２が嵌合されている。さらに回転つまみ１０の底部には、凹部１１の周囲に環状の凹部１２を有し、シャフト３２が貫通する穴を有し回転つまみの直径以下の直径の円盤状の弾性部材６０が嵌合している。
弾性部材６０は、外周近傍の部位に他の箇所より弾性を小さくした構造の外周部６１を有する。

トルク調整つまみ２０は、回転つまみ１０の外側に位置する操作部２２を有し、外周に環状の弾性部材７０を備える。弾性部材７０はパネル５０の凹部の側部壁面と摺接する。
またトルク調整つまみ２０は、ナット４０のネジ部４１と螺合し、回転させることにより、パネル５０の凹部の底に接する位置から、フランジ部４２の下面に接する位置まで上下に可動する。またトルク調整つまみ２０には弾性部材６０の外周部６１の方向に延在した突起部２１を有する。
突起部２１は、トルク調整つまみ２０の位置が上昇した場合に外周部６１を押圧する。

図１は、トルク調整つまみ２０の下面がパネル５０の凹部の底面に接した状態である。
トルク調整つまみ２０の突起部２１は、外周部６１を押圧していない。この場合回転つまみ１０は、回転操作部品３０のシャフト３２を回すに必要なトルクのみで回すことが可能であり、最もトルクが小さい状態である。

図２は、トルク調整つまみ２０の上面がナット４０のフランジ部４２の下面に接した状態である。
トルク調整つまみ２０の突起部２１は、回転操作つまみ１０に嵌合された弾性部材６０の外周部６１を押圧し、回転操作つまみ１０を回転させる場合に摩擦が生じる。
この摩擦により回転操作つまみ６０を回転させる際のトルクが、図１と比較して増大する。

回転つまみ１０を回転させる際に生じるトルクは、トルク調整つまみ２０の突起部２１と回転つまみ１０に嵌合した弾性部材６０の外周部６１との摩擦により変化する。
この摩擦は、トルク調整つまみ２０の突起部２１が外周部６１を押圧し、外周部６１を変形させる圧力により変化し、またこの圧力はトルク調整つまみ２０の上下位置により変化する。
トルク調整つまみ２０は、ナット４０の外周のネジ部４１に螺合しているため、回転させることによりその位置が上下する。
これらの関係により、トルク調整つまみ２０を回すことにより、回転つまみ１０のトルクを可変することができる。

トルク調整つまみ２０を回し、その位置を上方にするほど、回転つまみ１０に生じるトルクは増大する。外周部６１は、図１および図２では、弾性部材６０の外周直近の上面側の一部が切り欠かれ、下面側が外周方向に突出した構造としている。突起部２１の押圧により外周部６１の下面の突出した部位のみが変形する圧力の範囲では、回転つまみ１０とシャフト３２との嵌合にストレスが生じるような圧力は生じない。
しかしながら回転つまみ１０の底部より圧力を与える構造の為、その圧力が過剰な場合には、外周部６１がつぶれ、回転つまみ１０を突き上げ、回転つまみ１０とシャフト３２との嵌合にストレスを生じさせることになる。
そのため、トルク調整つまみ２０の上方への移動は、ナット４０の上部のフランジ部４２との接触により制限される。
このフランジ部４１との接触により、回転つまみ１０への底部からの突き上げが規制され、回転つまみ１０とシャフト３２との嵌合に過剰なストレスがかかないように規制される。
このフランジ部４２によりトルク調整つまみ２０の上方への移動が規制された位置が、回転つまみ１０に与えるトルクが最大となる。

同じトルクを得るには、摩擦が生じる箇所が回転の中心より離れた箇所ほど小さくてよいのは周知である。
また摩擦を生じさせる材質が同じならば、その材質同士の圧力が小さい方が摩擦は小さいのも周知である。
これらのことから、回転つまみ１０の外周に近い箇所にてトルクを得るための摩擦を生じさせる方が、必要なトルクを生じさせるための圧力は小さくてよい。
また、圧力が小さくて済むため、摩擦を生じさせる箇所の経年劣化が少なくなる。

よって、トルク調整つまみ２０の突起部２１が弾性部材６０を押圧する外周部６１は回転つまみ１０の下面外周の近傍のため、圧力が小さくても十分に回転つまみのトルクが得られる。ことから外周部６１は変形が容易な構造もしくは材質としてもよい。

外周部６１は、図１では、弾性部材６０の外周近傍の上面を切り欠いた構造としているが、弾性を下げる構造であれば手段は問わない。突起部２１が押圧する箇所のみ弾性が下がるように二色成型された異なる材質を用いた部材でもよい。

回転つまみ１０にトルクが生じるように設定し回転つまみ１０を回した場合、弾性部材６０を介してトルク調整つまみ２０に対しても回転させる力が生じる。
しかし、トルク調整つまみ２０の外周にはパネル５０の凹部の側壁との間に弾性部材７０が介在する。
この弾性部材７０は圧縮されおり、圧縮された圧力によってトルク調整つまみ２０は回転する際に摩擦を生じる。
パネル５０とトルク調整つまみ２０外周のクリアランス、そして弾性部材７０の材質および大きさを適切にすることによって、回転つまみ１０に与えられる最大トルクより大きくなるように、トルク調整つまみ２０を回す際のトルクは設定される。
そのため、回転つまみ１０を回してもトルク調整つまみ２０が共に回ってしまうことはない。

トルク調整つまみ２０を回すトルクの方が、回転つまみ１０に与えられる最大トルクより大きい。
回転つまみ１０がトルクを生じるための摩擦が行われる箇所が、回転つまみの下面外周近傍となるのに対し、トルク調整つまみ２０は外周に配置した弾性部材７０により行われる。
このためトルク調整つまみ２０の摩擦を発生させる箇所の方がより回転の中心より離れているため、仮に回転つまみ１０とトルク調整つまみ２０が同じ摩擦力であったとしてもトルク調整つまみの方がトルクは大きくなる。よって弾性部材７０にかかる圧力は小さくて済むことになる。そのため経年劣化は少なくなる。

弾性部材６０と回転つまみ１０は嵌合されているが、双方の接触面を接着してもよく、双方の接触面に一方に凸他方に凹を設け擦動しないようにしてもよい。

また、図３に示すように回転つまみ１０のトルクの可変範囲が適切であれば、弾性部材６０の外周部の弾性を下げずに一様にしてもよい。

１０…回転つまみ、１１…凹部（シャフト３２用）、１２…凹部（弾性部材６０用）、２０…トルク調整つまみ、２１…突起部、２２…操作部、３０…回転操作部品（エンコーダ）、３１…ネジ部、３２…シャフト、４０…ナット、４１…ネジ部、４２…フランジ部、５０…パネル、６０…弾性部材、６１…外周部、７０…弾性部材

Claims (4)

1. 円形状の凹部を有するパネルと、
   前記凹部の中心をシャフトが貫通し、前記シャフトの外周に第１のネジ部を有し、前記第１のネジ部に螺合し外周に第２のネジ部を有するナットにより取り付けられる回転操作部品と、
   前記シャフトに固定される第１の回転つまみと、
   前記第１の回転つまみ下面に嵌合され、前記回転操作部品のシャフトが貫通する穴を有し、前記第１の回転つまみの下面の直径以下の直径を有する円盤状の第１の弾性部材と、
   前記第２のネジ部に螺合し、第１の弾性部材の外周近傍の下面に向かって延在した突起部と前記第１の回転つまみの外周の外側に位置する操作部とを有し、前記第２のネジ部周囲を回動することで前記突起部の位置が上下に可動する第２の回転つまみと、
   前記第２の回転つまみの外周と前記凹部の側壁面とを摺接する第２の弾性部材と、
   を備え、
   前記突起部が、前記第１の弾性部財の外周近傍の下面を押圧する力を可変することにより前記第１の回転つまみの回転トルクを可変させるトルク可変機構。
2. 前記ナット上端部に外周方向に突出したフランジ部を備え、
   前記第２の回転つまみが上方へ移動させられても前記ナットのフランジ部下面と接することにより、前記回転トルクが制限される請求項1に記載のトルク可変機構。
3. 前記第２の回転つまみを回転させるトルクは、前記第１の回転つまみのトルクを最大にした場合の前記第１のつまみの回転トルクより大きくなるように、前記第２の弾性部材による前記第２の回転つまみと前記凹部との摩擦を設定したことを特徴とする請求項１および請求項２に記載のトルク可変機構
4. 前記第１の弾性部材は、前記第２のつまみの操作によって前記突起部が前記第１の弾性部材の外周近傍に押圧する箇所の弾性が他の箇所の弾性より小さい構造としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトルク可変機構。
   

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