JP2022103830A - 回転式電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減することができる回転式電子部品を提供すること。
【解決手段】基台１０と、基台１０上に設置されるケース６０と、ケース６０の上部に設置される回転つまみ９０と、回転つまみ９０の回転状態を検知する検知部１８０とを有する。検知部１８０は、光電センサ１７０と、光電センサ１７０から出射された光を透過するスリット４５を設けた遮蔽板４０とを有して構成される。遮蔽板４０は、ケース６０内に収納されると共にケース６０を挟んで回転つまみ９０に一体に回転するように固定されることで、回転つまみ９０のケース６０からの抜け止め機構を兼用する。
【選択図】図７

Description

本発明は、光学式エンコーダなどに用いて好適な回転式電子部品に関するものである。

従来、回転つまみの回転量や回転角度や回転方向などを光によって検出する光学式エンコーダが利用されている。光学式エンコーダは、例えば特許文献１に示すように、ケース（２）と、ケース（２）上に回転自在に設置される回転体（３）と、ケース（２）に対して回転体（３）を回転自在に取り付ける取付金具（４）と、ケース（２）に取り付けられ回転体（３）の回転量を検知する回路ブロック（５）と、ケース（２）と取付金具（４）とで挟み込まれて固定されると共に回転体（３）の凹凸面（３０）に弾接してクリック感触を得る突起（６０）を有するばね部材（６）と、回転体（３）上に取り付けられるつまみ（７）とを具備して構成されている。

特開２０２０－９８４３１号公報

しかし上記従来の光学式エンコーダにおいては、回転体（３）の抜け止めのために取付金具（４）を設置しており、その分部品点数が増大してしまう虞があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、部品点数の削減化を図ることができる回転式電子部品を提供することにある。

本発明は、基台と、前記基台上に設置されるケースと、前記ケースの上部に設置される回転つまみと、前記回転つまみの回転状態を検知する検知部と、を有する回転式電子部品において、前記検知部は、光電センサと、当該光電センサから出射された光を透過するスリットを設けた遮蔽板とを有して構成され、さらに前記遮蔽板は、前記ケース内に収納されると共に当該ケースを挟んで前記回転つまみに一体に回転するように固定されることで、当該回転つまみの当該ケースからの抜け止め機構を兼用していることを特徴としている。
本発明によれば、遮蔽板に、検知部としての機能の他に、回転つまみのケースからの抜け止め機構としての機能を兼用させたので、当該抜け止め機構用の部品を別途用いる必要がなくなり、部品点数の削減化を図ることができる。また、部品点数の削減に伴って、製品コストの低廉化、製品の高さ寸法の薄型化を図ることも可能になる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記光電センサの発光部と受光部は前記遮蔽板のスリットを挟んでその左右に対向して位置していることを特徴としている。
即ち、発光部と受光部は、回転つまみの回転軸から見て半径方向に近い位置と遠い位置に位置している。スリットは、例えば遮蔽板に設けた円筒状の部分の下辺または上辺に櫛歯状に凹凸を設けることで構成しても良いし、当該円筒状の部分に貫通孔を設けることで構成しても良い。また発光部と受光部はスリットの左右何れ側に設置しても良い。
本発明によれば、遮蔽板の左右に遮蔽板を挟むように光電センサを設置するので、構造を簡素化できる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記遮蔽板の下面側に、前記回転つまみの回転にクリック感触を与えるクリック機構が設けられていることを特徴としている。
本発明によれば、回転つまみの回転にクリック感触を与えることができる。
また遮蔽板の下側に光電センサを設置した場合は、当該光電センサを設置した円周上のスペース内にクリック機構を設置することができるので、その分、回転式電子部品の薄型化を図ることができる。

本発明によれば、回転式電子部品の部品点数の削減化を図ることができる。

回転式電子部品１を上側から見た斜視図である。 回転式電子部品１を下側から見た斜視図である。 回転式電子部品１を上側から見た分解斜視図である。 回転式電子部品１を下側から見た分解斜視図である。 基台１０とクリック機構部１２０と回路基板１６０と光電センサ１７０を上側から見た分解斜視図である。 基台１０とクリック機構部１２０を下側から見た分解斜視図である。 回転式電子部品１の図１に示すＡ－Ａ断面拡大図である。 回転式電子部品１の図１に示すＢ－Ｂ断面拡大図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の１実施形態にかかる回転式電子部品１を上側から見た斜視図、図２は回転式電子部品１を下側から見た斜視図、図３は回転式電子部品１を上側から見た分解斜視図、図４は回転式電子部品１を下側から見た分解斜視図である。これらの図に示すように、回転式電子部品１は、基台１０上に、遮蔽板４０と、ケース６０と、回転つまみ９０とを設置して構成されている。なお、基台１０には、一対のクリック機構部１２０と、回転つまみ９０の回転状態を検知する検知部１８０を構成する光電センサ１７０を取り付けた回路基板１６０が取り付けられている。なお以下の説明において、「上」とは基台１０から遮蔽板４０を見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとするが、これは、回転式電子部品１を使用する際の方向を限定する趣旨ではない。

図５は、基台１０と、クリック機構部１２０と、回路基板１６０と、光電センサ１７０を上側から見た分解斜視図である。また図６は、基台１０と、クリック機構部１２０とを
下側から見た分解斜視図である。これらの図及び図３，図４に示すように、基台１０は合成樹脂の成形品であり、略円板状で中央に円形の貫通孔からなる挿通孔１１を形成して構成されている。基台１０の上面の前記回路基板１６０を載置する面は、基板載置面１３となっており、その中央付近には小突起状の基板固定部１５が突設されている。また基台１０の基板載置面１３の下面側には、下記する回路基板１６０の出力引出部１６１を挿入してガイドする基板ガイド部１７が突出するように設けられている。基板ガイド部１７には、上下に貫通するガイド孔１９が形成されている。

また基台１０の前記一対のクリック機構部１２０を設ける部分は、当該部分を面状に上方向に盛り上げた一対のクリック支持部２１と、当該クリック支持部２１の下面側に形成された凹面状のクリック収納部２３と、クリック収納部２３の底面の挿通孔１１側の辺中央位置から半径方向外方に向かって延びる横断面半円形の溝からなる弾発部材収納凹部２５とが形成されている。また基台１０の外周近傍部分には、複数（８つ）の小孔からなる取付部２７が設けられている。

前記一対のクリック機構部１２０は、前記基台１０に形成したクリック収納部２３などと、図５，図６に示す弾発手段１２５と、球体からなる弾接体１２７と、覆い部材１２９とを具備して構成されている。弾発手段１２５はコイルスプリングによって構成されている。弾接体１２７は例えば金属球によって構成されている。覆い部材１２９は、合成樹脂を略矩形平板状であって、前記基台１０のクリック収納部２３に挿入されてこれを塞ぐ寸法形状に成形されている。覆い部材１２９の前記基台１０のクリック収納部２３内に形成した一対の取付部２７に対向する位置には小孔からなる取付部１３１が形成されている。

回路基板１６０は、図５に示すように、略Ｔ字状に形成され、中央の上下方向に長尺な部分を出力引出部１６１、当該出力引出部１６１の上端から左右に水平に延びる部分をセンサ取付部１６３としている。なお回路基板１６０を回転式電子部品１内に装着していない場合は、出力引出部１６１はセンサ取付部１６３の接続部分で折り曲げられておらず、１つの平面となっている。センサ取付部１６３の両端と中央位置には、それぞれ小孔からなる取付部１６５が形成されている。センサ取付部１６３の上面には光電センサ１７０の下面に形成した図示しない端子部を接続する端子部接続パターン１６７が形成されている。また出力引出部１６１には前記端子部接続パターン１６７へ接続されて引き出される入出力用の配線パターン（図示せず）が形成されている。

光電センサ１７０は、略箱型矩形状であって、上面に矩形状の凹部からなる遮蔽板挿入部１７１を設け、またその下面に図示しない端子部を設けて構成されている。遮蔽板挿入部１７１内の対向する左右の面には、下記する図７に示すように、光を発する発光部１７３と当該発光部１７３から発射された光を受光する受光部１７５とが形成されている。そして一対の光電センサ１７０は、それらの下面の端子部を、回路基板１６０の上記端子部接続パターン１６７に導電性接着剤などによって接続することで、図３に示すように一体化される。

遮蔽板４０は、合成樹脂の成形品であり、円板の中央に円形の開口４１を設けて構成されている。遮蔽板４０の下面には、下方向に向けて略円筒状に突出しその下辺を等間隔に櫛歯状に切り欠いたスリット４５を形成してなるスリット形成部４３が設けられている。遮蔽板４０のスリット形成部４３よりも半径方向内側の面には、同一円周上に等間隔に複数個（６個）の小孔からなるつまみ取付部４７が形成されている。また遮蔽板４０の上面の外周近傍には、全周にわたってリング状の凹部からなる溝部４９（図７，図８も参照）が形成されている。

ケース６０は、合成樹脂の成形品であり、下面が開放された円形の箱型に形成され、中央に円形の挿通孔６１を形成して構成されている。即ちケース６０は、円形リング状の上面部６３と、円筒状の側壁部６５とを有し、その内部を収納部６２として構成されている。上面部６３下面の挿通孔６１の周囲には、挿通孔６１を囲むようにリング状に突出する凸部６７（図７，図８も参照）が形成されている。凸部６７は、前記遮蔽板４０の溝部４９に挿入される寸法形状に形成されている。側壁部６５の下端からは、前記基台１０に設けた複数（８つ）の取付部２７に対向する位置に、各取付部２７に挿入される小突起状の基台取付部６９を突出している。

回転つまみ９０は、合成樹脂をリング状に形成した成型品であり、中央に円形の貫通孔９１を形成して構成されている。回転つまみ９０のリング状になっている部分の断面は、略逆Ｕ字状であり、天面９３と内側側面９５と外側側面９７とを有している。外側側面９７の内径寸法は、ケース６０の外径寸法よりも大きく形成されている。天面９３下面の内側側面９５側の部分には、下方向に向かってリング状に突出するリング状突部９９が形成され、その下面が遮蔽板当接面１０１となっている。遮蔽板当接面１０１には、下方向に向かって突出する小突起状の遮蔽板取付部１０３が円周上に等間隔に複数個（６個）形成されている。各遮蔽板取付部１０３は、前記遮蔽板４０のつまみ取付部４７に対向する位置に設けられている。

リング状突部９９の外周面は、前記ケース６０の挿通孔６１の内周面に回動自在に挿入される軸支部１０５（図７，図８も参照）となっている。また内側側面９５の下部の外周面には、全周にわたって凹凸を繰り返すクリック弾接面１０７が形成されている。

回転式電子部品１を組み立てるには、まず、回転つまみ９０の下面側にケース６０を収納し、その際回転つまみ９０の軸支部１０５にケース６０の挿通孔６１を回動自在に挿入する。

次に、前記遮蔽板４０の溝部４９内に所定量のグリスを充填した上で、当該遮蔽板４０を、前記ケース６０の収納部６２内に収納する。その際、遮蔽板４０の上面を回転つまみ９０の遮蔽板当接面１０１に当接し、同時に回転つまみ９０の各遮蔽板取付部１０３を遮蔽板４０の各つまみ取付部４７に挿入する。そして前記各遮蔽板取付部１０３の先端を熱カシメすることで、ケース６０を挟んで回転つまみ９０と遮蔽板４０を回転自在に固定する。このとき遮蔽板４０の溝部４９内にケース６０の凸部６７が挿入されている。

次に、光電センサ１７０を取り付けた回路基板１６０を図３に示すように基台１０に取り付ける。即ち図５において前述のように一対の光電センサ１７０を取り付けた回路基板１６０の出力引出部１６１を、基台１０のガイド孔１９に挿入し、回路基板１６０のセンサ取付部１６３を基台１０の基板載置面１３上に載置する。このとき基台１０の基板固定部１５をセンサ取付部１６３の中央の取付部１６５に挿入し、その先端を熱カシメして固定する。

次に、前記回転つまみ９０と遮蔽板４０を取り付けたケース６０の下側に、前記回路基板１６０を取り付けた基台１０を設置し、その際、ケース６０の各基台取付部６９を基台１０の各取付部２７に挿入し、基台１０の下面側に突出する各基台取付部６９（クリック収納部２３内に突出しているものを除く）の先端を熱カシメして固定する。

次に、図６に示すように、基台１０の一対の弾発部材収納凹部２５内に、それぞれ弾発手段１２５と弾接体１２７を収納し、その下側から覆い部材１２９をクリック収納部２３内に挿入する。このときクリック収納部２３内に突出しているケース６０の各基台取付部６９が、覆い部材１２９に設けた各取付部１３１に挿入されるので、覆い部材１２９の下面側に突出する各基台取付部６９の先端を熱カシメして固定する。これによって、回転式電子部品１の組み立てが完了する。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。

図７は以上のようにして組み立てられた回転式電子部品１の図１に示すＡ－Ａ断面拡大図、図８は当該回転式電子部品１の図１に示すＢ－Ｂ断面拡大図である。図７に示すように、遮蔽板４０に設けたスリット形成部４３は、一対の光電センサ１７０の遮蔽板挿入部１７１内に位置する。また図７，図８に示すように、遮蔽板４０のグリスを充填した溝部４９にケース６０の凸部６７が挿入されている。また図８に示すように、クリック機構部１２０の弾接体１２７が、弾発手段１２５の弾発力によって、回転つまみ９０のクリック弾接面１０７に弾接している。

そして、回転つまみ９０を回転すると、ケース６０及び基台１０に対して回転つまみ９０と遮蔽板４０が回転し、図７に示すように遮蔽板４０のスリット４５が光電センサ１７０の発光部１７３と受光部１７５の間を移動し、スリット４５が発光部１７３と受光部１７５の間に位置するときは発光部１７３から発射された光が受光部１７５に受光され、一方当該スリット４５が発光部１７３と受光部１７５の間に位置しないときは発光部１７３から発射された光が受光部１７５に受光されない。これによって、回転つまみ９０の回転位置や、回転速度を検出することができる。また一対ある光電センサ１７０の位置を調整することで、回転つまみ９０の回転方向も検出することができる。回転つまみ９０を回転するときは、図８に示すようにクリック機構部１２０の弾接体１２７が回転つまみ９０のクリック弾接面１０７の凹凸への弾接を繰り返し、クリック感触が与えられる。また回転つまみ９０を回転する際、ケース６０の凸部６７がグリスを充填した遮蔽板４０の溝部４９内を移動することで、所望の粘性抵抗（ねっとり感）が得られると同時に、消音効果も得られる。

ところで、遮蔽板４０は、光電センサ１７０と共に検知部１８０を構成する（図７参照）。同時に遮蔽板４０は、ケース６０を挟んで回転つまみ９０に一体に回転するように固定されることで、回転つまみ９０のケース６０からの抜け止め機構を構成する。また、回転つまみ９０に設けたクリック弾接面１０７とクリック機構部１２０によって、クリック機構１９０が構成される（図８参照）。

以上説明したように、回転式電子部品１は、基台１０と、基台１０上に設置されるケース６０と、ケース６０の上部に設置される回転つまみ９０と、回転つまみ９０の回転状態を検知する検知部１８０とを有し、検知部１８０は、光電センサ１７０と、光電センサ１７０から出射された光を透過するスリット４５を設けた遮蔽板４０とを有して構成され、さらに遮蔽板４０は、ケース６０内に収納されると共にケース６０を挟んで回転つまみ９０に一体に回転するように固定されることで、回転つまみ９０のケース６０からの抜け止め機構を兼用している。

このように遮蔽板４０に、検知部１８０としての機能の他に、回転つまみ９０のケース６０からの抜け止め機構としての機能を兼用させたので、当該抜け止め機構用の部品を別途用いる必要がなくなり、部品点数の削減化を図ることができる。また、部品点数の削減に伴って、製品コストの低廉化、製品の高さ寸法の薄型化を図ることも可能になる。

また上記回転式電子部品１においては、光電センサ１７０の発光部１７３５と受光部１７５が遮蔽板４０のスリット４５を挟んでその左右（回転つまみ９０の回転軸に近い側の位置と遠い側の位置）に対向して位置しているので、その構造の簡素化を図ることができる。

また上記回転式電子部品１においては、遮蔽板４０の下面側に、回転つまみ９０の回転にクリック感触を与えるクリック機構１９０を設けたので、回転つまみ９０の回転に、容易にクリック感触を与えることができる。

また上記回転式電子部品１では、遮蔽板４０の下側に光電センサ１７０を設置しているので、光電センサ１７０を設置した円周上のスペースＳ１（図７，図８参照）内にクリック機構１９０を設置することができ、その分、回転式電子部品１の薄型化を図ることができる。

また上記回転式電子部品１において、遮蔽板４０の上面にグリスを充填するための溝部４９を設けることができるのは、図７に示すように、遮蔽板４０の上面に溝部４９を設けることで遮蔽板４０の肉厚が薄くなることを防止するため、遮蔽板４０の溝部４９を設けた部分の下面を下側に下げても、光電センサ１７０に干渉しない空間があるためである。即ちこの遮蔽板４０においては、図７，図８に示すように、遮蔽板４０のスリット形成部４３を設けた部分の半径方向内側の下面よりも、半径方向外側の下面を下側に下げることで、溝部４９を形成した部分の肉厚が薄くなることを防止している。

上記回転式電子部品１に設けた粘性付与機構の他の構成として、ケース６０の天面にグリスを充填するための溝部を設けてグリスを充填し、当該ケース６０の溝部に、回転つまみ９０の天面の裏面に設けた凸部を挿入する構成とすることも可能である。この場合、ケース６０の溝部によって肉厚が薄くなることを防止するため、当該ケース６０の溝部を設けた部分の裏面を下側へ下降させることが必要になる。ケース６０の裏面を下側に下降させると、それに伴って、その下側に位置する遮蔽板４０の天面を下降させて両者の干渉を防止する必要が生じる。結果として、上記図７，図８に示す粘性付与機構と同様に、遮蔽板４０の下面を下方向に下降させる必要が生じる。従って、上記何れの粘性付与機構においても、製品高さは変わらない。従って、上記図７，図８に示す粘性付与機構のように、遮蔽板４０の上面にグリスを充填するための溝部４９を設ける構成にした方が、少なくとも回転つまみ９０の裏面にケース６０天面の溝部と係合などをさせるための加工が不要になるため、回転つまみ９０の金型製作費用を下げることができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では遮蔽板４０に設けるスリット４５を櫛歯状の凹部としたが、スリット形成部４３を貫通する貫通孔で構成しても良い。また上記実施形態では光電センサ１７０の発光部１７３を内側、受光部１７５を外側に設置したが、これらは逆であっても良い。また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１ 回転式電子部品
１０ 基台
４０ 遮蔽板（検知部）
４５ スリット
６０ ケース
９０ 回転つまみ
１０７ クリック弾接面（クリック機構）
１２０ クリック機構部（クリック機構）
１７０ 光電センサ（検知部）
１７３ 発光部
１７５ 受光部
１８０ 検知部
１９０ クリック機構

Claims (3)

1. 基台と、
   前記基台上に設置されるケースと、
   前記ケースの上部に設置される回転つまみと、
   前記回転つまみの回転状態を検知する検知部と、
   を有する回転式電子部品において、
   前記検知部は、光電センサと、当該光電センサから出射された光を透過するスリットを設けた遮蔽板とを有して構成され、
   さらに前記遮蔽板は、前記ケース内に収納されると共に当該ケースを挟んで前記回転つまみに一体に回転するように固定されることで、当該回転つまみの当該ケースからの抜け止め機構を兼用していることを特徴とする回転式電子部品。
2. 請求項１に記載の回転式電子部品であって、
   前記光電センサの発光部と受光部は前記遮蔽板のスリットを挟んでその左右に対向して位置していることを特徴とする回転式電子部品。
3. 請求項１又は２に記載の回転式電子部品であって、
   前記遮蔽板の下面側に、前記回転つまみの回転にクリック感触を与えるクリック機構が設けられていることを特徴とする回転式電子部品。

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