JP2020004575A - 回転ダイヤルユニット - Google Patents

Abstract

【課題】磁石と磁気センサの距離を一定に保つことで、磁気センサの検出精度を一定に保つことができる回転ダイヤルユニットを提供する。【解決手段】ダイヤル１１の回転を検出する磁気センサ２８とダイヤル１１の押下げの有無を検出するスイッチ２９を有した回転ダイヤルユニット１０において、内部に回転軸１２を中心にＮ極とＳ極を交互に配置して円環状に形成した磁石１３を有するダイヤル１１と、このダイヤル１１を回転軸１２を介して回動自在に支持するユニット本体２０と、内部にユニット本体２０を弾性部材４０を介して上下方向に移動自在に支持した筐体３０と、を備え、ユニット本体２０の底部２５に、磁石１３の磁力の変化を検出する磁気センサ２８を上面２７ａに取り付けた基板２７を設け、この基板２７の下面２７ｂにダイヤル１１の押下げの有無を検出するスイッチ２９を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤルの回転を検出する磁気センサとダイヤルの押下げの有無を検出するスイッチを有した回転ダイヤルユニットに関する。

例えば、基板に実装された磁気センサでダイヤル（回転操作体）内の磁石で生じる磁力の変化を読み取ってダイヤルの回転を検出すると共に、基板に取り付けられた押下げスイッチによりダイヤルの押下げの有無を検出する回転ダイヤルユニットとして、特許文献１に開示されたものがある。

この回転ダイヤルユニット１は、図６及び図７に示すように、Ｎ極とＳ極を交互に配置して環状に形成した永久磁石をダイヤル２の内部に同一軸心上に組み込み、ベース体３に対してダイヤル２を回転させることによって、基板５に実装された磁気センサ６で磁束の変化を読み取ってダイヤル２の回転を検出する。

また、基板５に対してダイヤル２を支持バネ４の付勢力に抗して押し下げると、押し下げピン８で押しボタンスイッチ７が押されてダイヤル２の押下げの有無を検出する。尚、ダイヤル２は、ベース体３を覆うカバー９の開口部９ａ内に露出していて回動操作できるようになっている。

特開２００５−１２３１３０号公報

しかしながら、前記従来の回転ダイヤルユニット１では、磁気センサ６と押しボタンスイッチ７が同じ基板５の同一平面状に設けられ、かつ、ダイヤル２を回動自在に支持したベース体３に支持バネ４が取り付けられており、ダイヤル２に内蔵された永久磁石と磁気センサ６の距離が一定でないため、磁気センサ６の検出精度が不安定であった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、磁石と磁気センサの距離を常に一定に保つことで、磁気センサの検出精度を一定に保つことができる高精度かつ高感度の回転ダイヤルユニットを提供することを目的とする。

本発明は、ダイヤルの回転で生じる磁束密度の変化を検出する磁気センサと前記ダイヤルの押下げの有無を検出するスイッチを有した回転ダイヤルユニットにおいて、内部に回転軸を中心にＮ極とＳ極を交互に配置して円環状に形成した磁石を有するダイヤルと、前記ダイヤルを前記回転軸を介して回動自在に支持するユニット本体と、内部に前記ユニット本体を弾性部材を介して上下方向に移動自在に支持した筐体と、を備え、前記ダイヤルと前記ユニット本体のいずれか一方にＮ極とＳ極を配置した磁石を設け、前記ユニット本体側に前記磁石の前記磁束密度の変化を検出する前記磁気センサを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ダイヤルとユニット本体のいずれか一方にＮ極とＳ極を配置した磁石を設け、ユニット本体側に磁石の磁束密度の変化を検出する磁気センサを設けたことにより、磁石と磁気センサの距離を常に一定に保つことができ、磁気センサの検出精度を一定に保つことができる。

本発明の第１実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げる前の状態を示す断面図である。 上記回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。 本発明の第４実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。 従来の回転ダイヤルユニットの分解斜視図である。 上記従来の回転ダイヤルユニットの正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げる前の状態を示す断面図、図２は同ダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。

図１及び図２に示すように、回転ダイヤルユニット１０は、内部に回転軸１２を中心にＮ極とＳ極を交互に配置して円環状に形成した永久磁石（磁石）１３を有する合成樹脂製で円環状のダイヤル（回転操作体）１１と、このダイヤル１１を回転軸１２を介して回動自在に支持する合成樹脂製で箱形のユニット本体２０と、内部にユニット本体２０を圧縮コイルバネ（弾性部材）４０を介して上下方向に移動自在に支持した合成樹脂製で箱形の筐体３０と、を備えている。

ユニット本体２０は、上側が全面開口して、ダイヤル１１の上部側を露出させた合成樹脂製の箱形であり、その前後壁部２１，２２に設けられた図示しない軸受を介して回転軸１２を回動自在に支持してある。また、ユニット本体２０の両側壁部２３，２３の外面中央には突起２４をそれぞれ突出形成してあり、この突起２４と筐体３０の両側壁部３１，３１の突起３２との間に圧縮コイルバネ４０を介在してある。

さらに、ユニット本体２０の底壁部（底部）２５には開口部２５ａを形成してある。この開口部２５ａを塞ぐようにユニット本体２０の底壁部２５上には、合成樹脂製の固定板２６を介して基板としてのプリント回路板（ＰＣＢ）２７を取り付けてある。このプリント回路板２７の上面（表面）２７ａの中央には、永久磁石１３の磁力の変化（ダイヤル１１の回転で生じる磁束密度の変化）を検出してダイヤル１１の回転を検出する磁気センサ２８を半田付け等により実装してある。また、プリント回路板２７の下面（裏面）２７ｂの中央には、ダイヤル１１の押下げの有無を検出するタクトスイッチ（スイッチ）２９を取り付けてある。

また、筐体３０は、合成樹脂により上側が全面開口した箱形に形成してあり、両側壁部３１，３１の外面中央に突起３２をそれぞれ突出形成してあり、この各突起３２とユニット本体２０の両側壁部２３，２３の各突起２４との間に圧縮コイルバネ４０を介在してある。さらに、筐体３０の両側壁部３１，３１の上端の内側には、ユニット本体２０の両側壁部２３，２３の各突起２４が係止されて抜け止めされる係止突起３３をそれぞれ一体突出形成してある。

そして、ダイヤル１１を回転させると、永久磁石１３で生じる磁力の変化をプリント回路板２７の上面２７ａに実装された磁気センサ２８で読み取ってダイヤル１１の回転が検出され、また、ダイヤル１１を圧縮コイルバネ４０の圧縮力に抗して押し下げると、筐体３０に対してユニット本体２０が下降して、プリント回路板２７の下面２７ｂに取り付けられたタクトスイッチ２９が筐体３０の底壁部（底部）３４で押されてダイヤル１１の押下げの有無が検出されるようになっている。

以上実施形態の回転ダイヤルユニット１０によれば、ユニット本体２０の底壁部２５上に取り付けられたプリント回路板２７の上面２７ａの中央に永久磁石１３の磁力の変化を検出する磁気センサ２８を実装し、かつ、プリント回路板２７の下面２７ｂの中央にダイヤル１１の押下げの有無を検出するタクトスイッチ２９を取り付けたことにより、永久磁石１３と磁気センサ２８の距離を常に一定に保つことができ、磁気センサ２８の検出精度を一定に保つことができる。これにより、磁気センサ２８を実装したプリント回路板２７と永久磁石１３の間に従来のようなバネ等の部材が介在しないため、ガタ付きが減少し、磁気センサ２８の検出精度が上がる。

また、永久磁石１３と磁気センサ２８の間に従来のようなバネ等の部材が介在しないため、永久磁石１３と磁気センサ２８の間の距離を近づけることができる。これにより、永久磁石１３自体の出力磁界強度を抑えることが可能となり、コストを抑えた磁性材料の選定が可能となる。

図３は本発明の第２実施形態の回転ダイヤルユニットをダイヤルの押下げた状態を示す断面図である。

この第２実施形態の回転ダイヤルユニット１０′は、筐体３０の底壁部（底部）３４に更に設けられたプリント回路板（基板）３５の上面（表面）３５ａの中央にダイヤル１１の押下げの有無を検出するタクトスイッチ（スイッチ）２９を取り付けてあり、筐体３０に対してユニット本体２０が下降して、プリント回路板３５の上面３５ａに取り付けられたタクトスイッチ２９がユニット本体２０の底壁部２５に設けられたプリント回路板２７の下面２７ｂで押されてダイヤル１１の押下げの有無が検出されるようになっている点が前記第１実施形態と相違する。尚、他の構成は前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第２実施形態の回転ダイヤルユニット１０′でも前記第１実施形態と同様に永久磁石１３と磁気センサ２８の間の距離を近づけることができ、磁気センサ２８の検出精度の低下を防ぎ、目的の機能を達成することができる。

図４は本発明の第３実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。

この第３実施形態の回転ダイヤルユニット１０Ａは、筐体３０の底壁部（底部）３４に更に設けられたプリント回路板（基板）３５の上面（表面）３５ａの両側に固定接点３５ｃを埋設し、ユニット本体２０側のプリント回路板２７の下面２７ｂに金属バネ製の可動接点３６を設け、これら固定接点３５ｃと可動接点３６とでダイヤル１１の押下げの有無を検出するスイッチを構成し、筐体３０に対してユニット本体２０が下降して、プリント回路板３５の上面３５ａに埋設された固定接点３５ｃにユニット本体２０側のプリント回路板２７の下面２７ｂに固定された可動接点３６が接触してダイヤル１１の押下げの有無が検出されるようになっている点が前記第２実施形態と相違する。尚、他の構成は前記第２実施形態と同様であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第２実施形態の回転ダイヤルユニット１０Ａも前記第２実施形態と同様の作用・効果を奏する。

図５は本発明の第４実施形態の回転ダイヤルユニットのダイヤルを押下げた状態を示す断面図である。

この第４実施形態の回転ダイヤルユニット１０Ｂは、ダイヤル１１が金属製の歯車１５で支持され、また、ユニット本体２０の底壁部（底部）２５の中央には凹部２５ｂが形成され、この凹部２５ｂ内とプリント回路板２７の下面２７ｂ間にＮ極とＳ極の２層の永久磁石（磁石）１４を設け、歯車１５の凸部１５ａと凹部１５ｂとが磁気センサ２８側に来た時の磁力の強弱の変化（ダイヤル１１の回転で生じる磁束密度の変化）を磁気センサ２８で読み取ってダイヤル１１の回転を検出するようにしている点が前記第２実施形態と相違する。尚、他の構成は前記第２実施形態と同様であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第３実施形態の回転ダイヤルユニット１０Ｂも前記第２実施形態と同様の作用・効果を奏する。

尚、前記各実施形態によれば、弾性部材として圧縮コイルバネを用いたが、板バネ等を弾性部材として用いても良い。

また、前記各実施形態の回転ダイヤルユニットは、例えば、自動車のレバー部の先端等に設置されて使用されるものである。

１０，１０′，１０Ａ，１０Ｂ 回転ダイヤルユニット
１１ ダイヤル（回転操作体）
１２ 回転軸
１３，１４ 永久磁石（磁石）
２０ ユニット本体
２５ 底壁部（底部）
２７ プリント回路板（基板）
２７ａ 上面（表面）
２７ｂ 下面（裏面）
２８ 磁気センサ
２９ タクトスイッチ（スイッチ）
３０ 筐体
３４ 底壁部（底部）
３５ プリント回路板（基板）
３５ａ 上面（表面）
３６ 可動接点（スイッチ）
４０ 圧縮コイルバネ（弾性部材）

Claims (6)

1. ダイヤルの回転で生じる磁束密度の変化を検出する磁気センサと前記ダイヤルの押下げの有無を検出するスイッチを有した回転ダイヤルユニットにおいて、
   回転軸を中心に回動するダイヤルと、
   前記ダイヤルを前記回転軸を介して回動自在に支持するユニット本体と、
   内部に前記ユニット本体を弾性部材を介して上下方向に移動自在に支持した筐体と、を備え、
   前記ダイヤルと前記ユニット本体のいずれか一方にＮ極とＳ極を配置した磁石を設け、
   前記ユニット本体側に前記磁石の前記磁束密度の変化を検出する前記磁気センサを設けたことを特徴とする回転ダイヤルユニット。
2. 請求項１記載の回転ダイヤルユニットであって、
   前記ダイヤルは、内部に前記回転軸を中心にＮ極とＳ極を交互に配置して円環状に形成した磁石を有したことを特徴とする回転ダイヤルユニット。
3. 請求項１記載の回転ダイヤルユニットであって、
   前記ユニット本体の底部に前記磁気センサを取り付けた基板を設け、
   前記基板と前記筐体のいずれか一方に前記ダイヤルの押下げの有無を検出する前記スイッチを設けたことを特徴とする回転ダイヤルユニット。
4. 請求項３記載の回転ダイヤルユニットであって、
   前記基板の表面の中央に前記磁気センサを設け、かつ、前記基板の裏面の中央に前記スイッチを設けたことを特徴とする回転ダイヤルユニット。
5. 請求項３記載の回転ダイヤルユニットであって、
   前記基板の表面の中央に前記磁気センサを設け、
   前記筐体の底部に更に設けた基板の表面の中央に前記スイッチを設けたことを特徴とする回転ダイヤルユニット。
6. 請求項１記載の回転ダイヤルユニットであって、
   前記ユニット本体の底部に前記磁気センサを表面の中央に取り付けた基板を設け、
   前記基板の裏面の中央と前記ユニット本体の底部との間に前記磁石を設け、
   前記筐体の底部に更に設けた基板の表面の中央に前記スイッチを設けたことを特徴とする回転ダイヤルユニット。

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