JP3780119B2 - 入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部材を回転操作することによりディスプレイ上の画面スクロール等を制御する入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の入力装置としては、従来、回転型電気部品の回転部材を回転操作することにより、ディスプレイ上の画面スクロール等の制御を行うものが広く知られている。
【０００３】
以下、上記回転型電機部品としてロータリーエンコーダを取り上げ、かかる入力装置の従来技術を図２０乃至図２３を用いて説明する。
【０００４】
この入力装置は、ロータリーエンコーダ４１が回路基板５４に取り付けられてなっており、ロータリーエンコーダ４１は、被検知体を有する回転部材４６と、検知体を有する支持部材４２と、回転部材４６に弾接する節度板５２と、回転部材４６、支持部材４２及び節度板５２を一体に保持する取付板５３とから構成され、支持部材４２、節度板５２及び取付板５３からなる固定部材に回転部材４６が回転可能に支持されてなっている。
【０００５】
支持部材４２は、５角形状をなす絶縁合成樹脂製の基板として形成され、その中心部分に嵌合孔４３が形成されており、３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなる検知体４４と、これら導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃに各々導通した端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃとがインサート成形により備えられている。
【０００６】
回転部材４６は、円板状の絶縁合成樹脂材からなり、その中心部分に回転軸４７が一体形成されており、回転軸４７の一端部には、内周面に平坦部を有し、後述する操作軸６０を嵌入するための孔部４８が回転軸線Ｒ方向に延びるように回転軸４７の他端部に貫通して形成されている。尚、操作軸６０の傾倒時、操作軸６０との接触を避けるために、この孔部４８の他端部側は一端側に比べて大径な大径部４８ａとされている。また、回転部材４６には環状の導電板（不図示）が埋設がされており、この導電板の一部分である複数の導電部４９が回転部材４６の表面に露出し、回転軸４７を中心とする同心円周上に等間隔に配置されて被検知体５０とされている。また、回転部材４６の裏面には、回転軸４７を中心として放射状に延びる複数の凹凸からなる放射状凹凸部５１が全周に渡って形成されている。そして、この回転部材４６は、回転軸４７の一端部が支持部材４２の嵌合孔４３に嵌入されて、複数の導電部４９が３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃと摺接した状態となっている。
【０００７】
節度板５２は、金属製の板ばね材にプレス加工を施してなるもので、先端部に回転部材４６の放射状凹凸部５１に弾接する突部５２が形成されている。
【０００８】
取付板５３は、金属製矩形板の両側を直角に折り曲げることによって断面コ字状に形成され、４つの爪部５３ａと一対の取付脚５３ｂとプレスバーリング加工法で形成された嵌合孔５３ｃとを有している。そして、この取付板５３は、その裏面に節度板５２の後端部が固着された状態で回転部材４６の裏面側に配置され、嵌合孔５３ｃに回転軸４７の他端部が嵌入されて４つの爪部５３ａが折り曲げられることにより、回転部材４６、支持部材４２及び節度板５３を挟持してこれらを一体に保持しており、節度板５２の突部５２ａが回転部材４６の放射状凹凸部５１の凹部内に位置した状態となっている。
【０００９】
これにより、支持部材４２、節度板５２及び取付板５３からなる上述した固定部材が形成され、この固定部材に回転部材４６が、嵌合孔４３，５３ｃに嵌入した回転軸４７によって回転可能に支持されている。また、３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなる検知体４４と、複数の導電部４９からなる被検知体５０とで回転部材４６の回転によりパルス信号を生成するパルス信号生成部が構成されている。
【００１０】
一方、回路基板５４は、端子挿入孔５４ａ及び取付孔５４ｂと逃げ孔５４ｃとが穿設され、この逃げ孔５４ｃを挟んで端子挿入孔５４ａ及び取付孔５４ｂと対向する位置に、押釦スイッチ５５が取り付けられている。この押釦スイッチ５５は、回路基板５４に接続固定された本体５６にアクチュエータ５６ａが配されており、本体５６の一端部にコイルばね５７が装着され、本体５６の他端部には上端を開放した長孔５８ａを有する軸支持部５８が形成されている。
【００１１】
そして、上記の如く構成されたロータリーエンコーダ４１は、端子挿入孔５４ａ及び取付孔５４ｂに挿通させた端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃ及び一対の取付脚５３ｃが半田付けされることによって、回路基板５４に押釦スイッチ５５と対向して取り付けられ、端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃが回路基板５４と電気的に接続された状態となっている。
【００１２】
また、ロータリーエンコーダ４１と押釦スイッチ５５との間には円板状の操作体５９が配設され、その一部分を逃げ孔５４ｃ内に位置させおり、操作体５９の中心部に貫通して固定された操作軸６０が、その両端部を各々回転部材４６の孔部４８と押釦スイッチ５５の長孔５８ａとに嵌入させて、操作体５９及び回転部材４６と一体に回転でき、且つ回転軸４７の一端部を支点として長孔５８ａの上下方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）にのみ傾倒動可能に支持されている。
【００１３】
また、操作軸６０の一端部にはブッシュ６１が嵌め込まれ、このブッシュ６１にコイルばね５７とアクチュエータ５６ａとが当接して、操作軸６０を回路基板５４と平行に保持しており、ブッシュ６１が押釦スイッチ５５の本体５６と距離Ｈを隔てて対向し、また、本体５６の一端部と回転部材４６の回転軸４７の一端部との間が距離Ｌ１に設定された状態となっている。
【００１４】
この状態で、操作者が手指で操作体５９を回転させると、節度板５２の突部５２ａが放射状凹凸部５１の凹凸に交互に弾接してクリック感を生起させながら、回転部材４６が操作軸６０と一体に操作体５９の回転と同一方向へ回転するので、回転部材４６の回転に伴って３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃと複数の導電部４９とが接触・離反してパルス信号が生成され、このパルス信号は操作体５９の回転量検出信号として端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃから出力されて回路基板５４に入力される。尚、この際、操作軸６０は、孔部４８の内周面に設けられた平坦部と平面同士で嵌合しているので、回転部材４６と操作軸６０とをガタ無く連結することが可能であり、よって操作体５９の回転を回転部材４６に確実に伝えることができる。
【００１５】
また、操作者が手指で操作体５９を押圧すると、図２３に示すように、操作軸６０は、回転軸４７の一端部を支点としてブッシュ６１が嵌め込まれた一端部側が、矢印Ｃ方向にコイルばね５７の弾発力に抗して距離Ｈ分降下して傾倒し、ブッシュ５９が押釦スイッチ５５のアクチュエータ５６ａを押圧して押釦スイッチ５５のＯＮ，ＯＦＦが切り換えられ、押釦スイッチ５５のＯＮ，ＯＦＦ信号が回路基板５４に入力される。このとき、操作軸６０の傾き角度θはｔａｎ-1（距離Ｈ÷距離Ｌ１）となっており、操作軸６０の他端部は孔部４８ａ内でＬ３×ｔａｎθだけ径方向に移動する。また、上述した如く、操作軸６０と孔部４８とが平面同士の嵌合であるため、操作軸６０の傾倒に連動して回転部材４６が傾き、回転部材４６とこの回転部材４６を回転可能に軸支する取付板５３の軸受部には大きな加重が加わる。そして、操作者が操作体５９の押圧を止めると、コイルばね５７の弾発力によって操作体５９及び操作軸６０が押圧前の状態（矢印Ｂ方向）に復帰する。
【００１６】
しかして、回路基板５４に入力された操作体５９の回転量検出信号及び押釦スイッチ５５のＯＮ，ＯＦＦ信号は、回路基板５４に設けられた図示せぬＣＰＵで演算が施された後、図示を省略した表示装置に入力され、図示せぬディスプレイ上の画面スクロールやカーソル等の制御が実行されるようになっている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した入力装置の従来技術にあっては、操作軸６０が傾倒する際に回転軸４７の一端部において、図２３に示すように、回転部材４６の孔部４８と操作軸６０の他端部との接触点には、各々上向きの力Ｆ３と下向きの力Ｆ４とが生じる。このため、ロータリーエンコーダ４１にモーメントが加わり、ロータリーエンコーダ４１が矢印Ａ方向に傾倒する。その結果、端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃと回路基板５４との半田付け部分６２（接続部分）に負荷が加わり、端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃと回路基板５４との接続に断線をきたす虞があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記回路基板に半田付けされる前記端子に撓み可能な余裕部を形成するとともに、前記取付板には、前記回路基板に半田付け無しで前記回転型電気部品を傾倒可能な状態で係止する取付脚と、該取付脚とは別に前記回路基板に当接する延設部とを設け、前記回転部材の一端部から他端部に向かって前記端子と前記取付脚と前記延設部とをこの順番に配置し、前記取付板に設けた前記取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が、前記延設部と前記回路基板との当接部分を支点として傾倒された際に、前記端子の前記余裕部が撓み込んで前記取付脚が若干移動することにより前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持することを特徴としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記端子に余裕部を形成するとともに、前記取付板に設けた取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が傾倒された際に、前記余裕部が撓み込んで前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持することを最も主要な特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、回転型電気部品と回路基板とを備えた本発明の入力装置の一実施形態として、回転型電気部品をロータリーエンコーダを例にして図１乃至図１９に基づいて説明する。
【００２３】
この入力装置は、ロータリーエンコーダ１が回路基板２２に取り付けられてなっており、ロータリーエンコーダ１は、検知体と被検知体との相対的回転運動に伴って電気信号を出力するものであって、被検知体２０を有する回転部材１０と、検知体９を有する支持部材２と、回転部材１０に弾接する節度板１６と、回転部材１０、支持部材２及び節度板１６を一体に保持する取付板１７とから構成され、支持部材２、節度板１６及び取付板１７からなる固定部材に回転部材１０が回転可能に支持されてなっている。
【００２４】
支持部材２は、図４乃至図５に示すように、略５角形状をなす絶縁合成樹脂製の基板として形成され、その周縁部に側壁部３がコ字状に形成されており、この側壁部３には、先端部に一対の突部３ａが形成され、回転軸線Ｒ方向に貫通する２つの貫通孔３ｂが穿設されているとともに、これら貫通孔３ｂの両側に両貫通孔３ｂを挟んで対向する一対の突起３ｃが突設されている。また、この支持部材２には円形の嵌合孔４が穿設され、図示せぬ導電板が嵌合孔４を包囲するように埋設されているとともに、導電性板ばね材からなり、この導電板に各々導通する３本の端子５，６，７がインサート成形により取り付けられている。そして、上記導電板の一部である複数の導電部８が、支持部材２の裏面に嵌合孔４を中心とする同心円周状に露出して検知体９とされており、また、３本の端子５，６，７は何れも同一形状を有し、折曲形成により余裕部５ａ，６ａ，７ａが各々一体に設けられている。
【００２５】
回転部材１０は、円板状の絶縁合成樹脂材からなり、図６乃至図１０に示すように、その中心部分に回転軸１１が一体形成されており、この回転軸１１の一端部には、後述する操作軸２９を嵌入するための６角形状の孔部１２が回転軸線Ｒ方向に延びるように回転軸１１の他端部に貫通して形成されている。また、回転部材１０の表面には回転軸１１包囲するように環状の凹部１３が設けられ、この凹部１３内に３つの突部１３ａが形成されており、導電金属板材からなり３つの摺動片１４ａを有するリング状の摺動子１４が、その３つの孔１４ｂに各々突部１３ａを圧入させた状態で凹部１３内に支持されている。そして、摺動子１４で被検知体２０を構成している。
【００２６】
また、回転部材１０の裏面には、回転軸１１を中心として半径方向に放射状に延びる複数の凹部１５ａ及び凸部１５ｂからなる放射状凹凸部１５が全周に渡って交互に形成されている。また、回転軸１１の孔部１２の内周面には、回転部材１０の一端部から他端部に向かって漸次径が小さくなるようなテーパ部１２ａが形成され、テーパ部１２ａの終端部が回転軸線Ｒと平行な小径部１２ｂとされており、この小径部１２ｂに連続して大径部１２ｃが形成されることにより、テーパー部１２ａの終端部に段差部１２ｄが設けられている。そして、図３に示すように、テーパ部１２ａの傾きは、テーパ部１２ａの延長線Ｋと回転軸線Ｒとの交点Ｐ０よりも回転部材１０の一端側において、延長線Ｋ上の任意の１点Ｐ１と交点Ｐ０とを結ぶ直線Ｋ’と、回転軸線Ｒ上の任意の１点Ｐ２と交点Ｐ０とを結ぶ直線Ｒ’とのなす角αが、約３゜となるように設定されており、この回転部材１０は、回転軸１１の一端部が支持部材２の嵌合孔４に嵌入されて軸支され、３つの摺動片１４ａ（図では１つのみ示す）が支持部材２の複数の導電部８と摺接した状態となっている。
【００２７】
節度板１６は、金属製の板ばね材にプレス加工を施してなるもので、図１１乃至図１２に示すように、中央部に略矩形状の挿通孔１６ａが形成され、先端部に表面側に突出する突部１６ｂが形成されている。また、節度板１６の後端部には、２つの貫通孔１６ｃが穿設されているとともに、これら貫通孔１６ｃの両側に両貫通孔１６ｃを挟んで対向する一対の係止孔１６ｄが形成されている。そして、図３に示すように、この節度板１６は、挿通孔１６ａに回転部材１０の回転軸１１の他端部が挿通され、一対の係止孔１６ｄに支持部材２の一対の突起３ｃが嵌入して係止されており、一対の貫通孔１６ｃが支持部材２の一対の貫通孔３ｂに対向するとともに、突部１６ｂが回転部材１０の放射状凹凸部１５に弾接した状態となっている。
【００２８】
取付板１７は、金属製平板に曲折加工を施してなるもので、図１３乃至図１４に示すように、背面壁１８の両側に直角に曲折形成された一対の側壁１９を有し、これら側壁１９には片側について２個ずつ、両側で４個の爪部１９ａと、片側について１つずつ、両側で２個の取付脚１９ｂとがそれぞれ設けられている。また、背面壁１８には円形の嵌合孔１８ａがプレスバーリング加工法にて穿設され、この嵌合孔１８ａを挟んで両側に２つの係合孔１８ｂが形成されているとともに、嵌合孔１８ａの下方に２つの貫通孔１８ｃと、これら貫通孔１８ｃの両側に両貫通孔１８ｃを挟んで対向する一対の係止孔１８ｄとが共に回転軸線Ｒ方向に貫通して穿設されており、更に貫通孔１８ｃの下方には延設部１８ｅが背面壁１８の下縁部に一体に形成されている。
【００２９】
そして、図１乃至図３に示すように、この取付板１７は、嵌合孔１８ａに回転軸１１の他端部が嵌入されて軸支され、２つの係合孔１８ｂに各々支持部材２の一対の突部３ａが挿通して係合されるとともに、一対の係止孔１８ｄに支持部材２の一対の突起３ｃが嵌入して係止されており、一対の側壁１９間に支持部材２、回転部材１０及び節度板１６が位置して、一対の貫通孔１８ｃに節度板１６の貫通孔１６ｃ及び支持部材２の貫通孔３ｂが対向し、４個の爪部１９ａが支持部材２側に折り曲げられることにより、４個の爪部１９ａと背面壁１８とで支持部材２、回転部材１０及び節度板１６を挟持してこれらを一体に保持している。
【００３０】
これにより、支持部材２、節度板１６及び取付板１７からなる上述した固定部材が形成され、この固定部材に回転部材１０が嵌合孔４，１８ａに嵌入した回転軸１１によって回転可能に支持されており、また、支持部材２と節度板１６と取付板１７の貫通孔３ｂ，１６ｃ，１８ｃでこの固定部材を貫通する２つの貫通孔が構成され、これら２つの貫通孔は何れも回転部材１０から外れた位置、即ち平面視して回転部材１０の外側位置に回転軸線Ｒ方向に貫通して設けられている。また、摺動子１４からなる被検知体２０と複数の導電部８からなる検知体９とで回転部材１０の回転によりパルス信号を生成するパルス信号生成部が構成されている。
【００３１】
次に、このように構成されたロータリーエンコーダ１の組立方法を説明すると、図１５に示すように、平板状の基台２１ａの表面に２本の位置決めピン２１ｂを立設固定してなる治具２１を用いた上で、次の手順で組み立てられる。
【００３２】
先ず、治具２１の２本の位置決めピン２１ｂに、取付板１７の背面壁１８に穿設された２つの貫通孔１８ｃを挿通させて、治具２１に取付板１７を装着する。次に、治具２１の２本の位置決めピン２１ｂに、節度板１６の後端部に穿設された２つの貫通孔１６ｃを挿通させて、節度板１６を治具２１に装着する。すると、取付板１７の背面壁１８に節度板１６が当接し、取付板１７と節度板１６の一対の係止孔１８ｄ，１６ｄ同士が重なり合って対向した状態となる。
【００３３】
次に、回転部材１０の回転軸１１の他端部を取付板１７の嵌入孔１８ａに嵌入して、回転部材１０を治具２１に装着し、次いで、支持部材２の裏面を治具２１に向けた状態で、治具２１の２本の位置決めピン２１ｂに支持部材２の２つの貫通孔３ｂを挿通すると、一対の突起３ｃが節度板１６と取付板１７の一対の係止孔１６ｄ，１８ｄに挿通されて係止され、支持部材２が治具２１に装着される。
【００３４】
しかる後、取付板１７の４つの爪部１９ａを支持部材２側に折り曲げると、４個の爪部１９ａと背面壁１８とで支持部材２、回転部材１０及び節度板１６が挟持されこれらが一体に保持されて組立が完了する。そして、組立後においては支持部材２と節度板１６とを重ね合わせた状態で、節度板１６に取付板１７の背面壁１８が重ね合わされ４個の爪部１９ａと協力して支持部材２と節度板１６とを一体に保持した状態となっており、回転部材１０の一端部から他端部に向かって３本の端子５，６，７と延設部１８ｅとがこの順番に配置されている。このように、ロータリーエンコーダ１の組立方法は、取付板１７と、節度板１６と、回転部材１０と、支持部材２とを治具２１に順次装着するだけでロータリーエンコーダ１を組み立てることができ、生産性を向上させることができる。
【００３５】
また、節度板１６の取付板１７に対する取付位置は、２本の位置決めピン２１ｂによって決まるので、節度板１６を取付板１７の背面壁１８に当接させる際、取付板１７に対して節度板１６が位置ずれすることがなく、従って、支持部材２の一対の突起３ｃを節度板１６と取付板１７の一対の係止孔１６ｄ，１８ｄに挿通する際に、両者が強嵌合の寸法関係であっても容易に挿通が可能であり、ロータリーエンコーダ１の組立後においては、支持部材２の一対の突起３ｃが節度板１６と取付板１７の一対の係止孔１６ｄ，１８ｄに強嵌合で係止されるので、節度板１６の取付板１７に対する取り付けにガタつきがなく、取付位置にずれが生じることがない。
【００３６】
このように構成・組み立てられたロータリーエンコーダ１は、図１６に示すように、図示せぬ回路パターンが形成された回路基板２２に取り付けられて用いられる。即ち、回路基板２２には、３つの端子挿入孔２２ａと２つの取付孔２２ｂとが形成されており、各取付孔２２ｂにロータリーエンコーダ１が取付脚１９ｂを係止させて取り付けられ、各端子挿入孔２２ａに各々挿入された３つの端子５，６，７が半田２３により上記回路パターンと電気的に接続されて使用される。このとき、取付脚１９ｂには半田付けが施されていないため、ロータリーエンコーダ１は、延設部１８ｅと回路基板２２との当接部分Ｐ３を支点として矢印Ａ方向に傾倒可能な状態となっており、また、各端子５，６，７に設けられた余裕部５ａ，６ａ，７ａには負荷が加わっておらず自然長Ｓ１となっている。
【００３７】
また、回路基板２２には逃げ孔２２ｃが形成されているとともに、この逃げ孔２２ｃのロータリーエンコーダ１と反対側に、押釦スイッチ２４がロータリーエンコーダ１と対向して取り付けられている。この押釦スイッチ２４は、回路基板２２に接続固定された本体２５にアクチュエータ２５ａが配されており、本体２５の一端部にコイルばね２６が装着され、図１７に示すように、本体２５の他端部には上端を開放した長孔２７ａを有する軸支持部２７が形成されている。
【００３８】
また、ロータリーエンコーダ１と押釦スイッチ２４との間には、円板状の操作体２８が配設されその一部分を逃げ孔２２ｃ内に位置させおり、回転部材１０の孔部１２に対応する断面６角形状の操作軸２９が、操作体２８の中心部に貫通して固定され、その両端部を各々回転部材１０の孔部１２と押釦スイッチ２４の長孔２７ａとに嵌入させて、操作体２８及び回転部材１０と一体に回転でき、且つ回転軸１１の小径部１２ｂ（テーパ部１２ａの後端部）を支点として長孔２７ａの上下方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）にのみ傾倒動可能に支持されている。
【００３９】
また、操作軸２９の一端部にはブッシュ３０が嵌め込まれ、このブッシュ３０にコイルばね２６とアクチュエータ２５ａとが当接して、操作軸２９を回路基板２２と平行に保持しており、従来技術と同様に、ブッシュ３０が押釦スイッチ２４の本体２５と距離Ｈを隔てて対向し、また、本体２５の一端部と回転部材１０の回転軸１１の一端部との間が距離Ｌ１に設定された状態となっている。
【００４０】
そして、操作者が手指で操作体２８を回転させると、節度板１６の突部１６ｂが放射状凹凸部１５の凹部１５ａと凸部１５ｂとに交互に弾接してクリック感を生起させながら、回転部材１０が操作軸２９と一体に操作体２８の回転と同一方向へ回転するので、回転部材１０の回転に伴って３つの摺動片１４ａと複数の導電部８とが接触・離反してパルス信号が生成され、このパルス信号は操作体２８の回転量検出信号として端子５，６，７から出力されて回路基板２２に入力される。
【００４１】
また、操作者が手指で操作体２８を押圧すると、操作軸２９は、回転軸１１の小径部１２ｂ（テーパ部１２ａの後端部）を支点としてブッシュ３０が嵌め込まれた一端部側が、矢印Ｃ方向にコイルばね２６の弾発力に抗して距離Ｈ分降下して傾倒し、図１８に示すように、ブッシュ３０が押釦スイッチ２４のアクチュエータ２５ａを押圧して押釦スイッチ２４のＯＮ，ＯＦＦが切り換えられ、押釦スイッチ２４のＯＮ，ＯＦＦ信号が回路基板２２に入力される。このとき、傾倒支点となる回転軸１１の小径部１２ｂは、回転軸１１の一端部の押釦スイッチ２４と反対側に、回転軸１１の一端部から更に距離Ｌ２を隔てて位置しており、また、操作軸２９の傾倒が回転軸１１の小径部１２ｂ以外の部分との接触により妨げられぬように、段部１２ｄを設け且つテーパ部１２ａの傾斜を上記の如く約３゜としているので、ロータリーエンコーダ１と押釦スイッチ２４との配置関係を従来技術と同じとしながらも、操作軸２９の傾き角度θ１はｔａｎ-1（距離Ｈ÷（距離Ｌ１＋距離Ｌ２））となって従来技術の傾きよりも小さくできるとともに、操作軸２９の他端部をテーパ部１２ａで受けて傾倒した操作軸２９を安定的に支持できる。
【００４２】
したがって、操作軸２９の傾倒時、図１９に示すように、回転部材１０の小径部１２ｂと操作軸２９の他端部との接触点には、各々上向きの力Ｆ１と下向きの力Ｆ２とが生じるが、その大きさは操作軸２９の傾きが小さな分従来技術に比べ小さなものとなり、操作軸２９が受けるこれら力Ｆ１，Ｆ２の反力が小さくなるため、操作軸２９は円滑に傾倒動できる。また、上・下向きの力Ｆ１，Ｆ２を小さく抑えられることにより、ロータリーエンコーダ１に加わる矢印Ａ方向のモーメントが小さくなり、ロータリーエンコーダ１の矢印Ａ方向への傾倒量が少なくなるため、各端子５，６，７と回路基板２２との接続部分（半田２３が付けられた部分）に加わる負荷を軽減できる。また、操作軸２９の傾きが小さな分、操作軸２９との接触を避けるために設けた、回転軸１１の大径部１２ｃの径寸法を小さくできるので、回転部材１０が小型なものとなり、ロータリーエンコーダ１の小型化を図ることができる。また、回転部材１０の孔部１２及びこれに嵌入する操作軸２９が共に正六角形状であるため、回転部材１０の何れの回転角度位置においても、操作軸２９の傾倒操作を円滑に行うことができるものである。
【００４３】
更には、操作軸２９は回転部材１０の中央部で係合されており、孔部１２も両開口端付近で操作軸２９は（Ｌ３／２）ｔａｎθ１程度だけ径方向に移動することになるから、この意味でも、操作軸２９との接触を避けるために設けた回転軸１１の大径部１２ｃの径寸法を従来より小さくできるので、回転部材１０が小型なものとなり、ひいてはロータリーエンコーダ１の小型化を図ることができる。また、小径部１２ａには平坦面が形成されており操作軸２９との嵌合を確実にしているが、そのため操作軸２９の傾倒に伴って回転部材１０が傾く傾向にある。しかし、本実施形態では、操作軸２９は回転軸線Ｒ方向において回転部材１０の中央部で係合しており、回転部材１０の回転軸１１を介して軸受部に当接するので、この意味でも、従来に比べて回転部材１０の支持部分に与えるダメージを抑えることができる。
【００４４】
また、図１８に示すように、ロータリーエンコーダ１は操作軸２９の傾倒により矢印Ａ方向に傾倒するが、このとき、ロータリーエンコーダ１は、節度板１６の突部１６ｂが回転部材１０の放射状凹凸部１５の凹部１５ａに嵌まり込んでいるため回転部材１０が回転することなく、取付板１７の背面壁１８に一体に形成された延設部１８ｅと回路基板２２との当接部分Ｐ３を支点としてスムーズに傾倒し、回路基板２２との間に隙間ｔが生じ、これに伴い３本の端子５，６，７の余裕部５ａ，６ａ，７ａが自然長Ｓ１から縮小長Ｓ２まで縮まりロータリーエンコーダ１の傾倒量を吸収する。この吸収の結果、ロータリーエンコーダ１の傾倒により各端子５，６，７と回路基板２２との接続部分に加わる負荷が解消され、各端子５，６，７と回路基板２２との接続状態を良好に維持できる。
【００４５】
そして、操作者が操作体２８の押圧を止めると、コイルばね２６の弾発力によって操作体２８及び操作軸２９が押圧前の状態（矢印Ｃ方向）に復帰し、端子５，６，７の余裕部５ａ，６ａ，７ａの弾発力によってロータリーエンコーダ１が押圧前の状態（矢印Ａと反対方向）に復帰する。しかして、回路基板２２に入力された操作体２８の回転量検出信号及び押釦スイッチ２４のＯＮ，ＯＦＦ信号は、回路基板２２の図示せぬＣＰＵで演算が施された後、図示を省略した表示装置に入力され、図示せぬディスプレイ上の画面スクロールやカーソル等の制御が実行されるようになっている。
【００４６】
尚、この実施形態では、回転部材１０に被検知体２０を設け、支持部材２に検知体９を設けたが、回転部材１０に検知体９を設け、支持部材２に被検知体２０を設けるようにしてもよく、また、この実施形態では、回転部材１０の回転によりパルス信号を生成するパルス信号生成部を摺動子１４からなる被検知体２０と複数の導電部８からなる検知体９との組み合わせで構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他に例えば、ＶＲ式エンコーダや可変抵抗器が如き摺動子と抵抗体との組み合わせ、磁石とホール素子の組み合わせ等で構成することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００４８】
固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記端子に余裕部を形成するとともに、前記取付板に設けた取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が傾倒された際に、前記余裕部が撓み込んで前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持するので、前記回転型電機部品の傾倒により前記端子と前記回路基板との接続部分に加わる負荷が解消され、前記端子と前記回路基板との接続状態を良好に維持できる。
【００４９】
また、前記取付板に前記回路基板に当接する延設部を設け、前記回転部材の一端部から他端部に向かって前記端子と前記延設部とをこの順番に配置し、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が、前記延設部と前記回路基板との当接部分を支点として傾倒するので、前記回転型電気部品をスムーズに傾倒させることができる。
【００５０】
さらに、前記取付脚は、前記回路基板に半田付け無しで前記回転部品を傾倒可能な状態で係止されているので、簡単な構成で前記回転型電気部品を前記回路基板に傾倒可能に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置に係る回転型電機部品の正面図。
【図２】本発明の入力装置に係る回転型電気部品の側面図。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図。
【図４】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる支持部材の裏面図。
【図５】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる支持部材の側面図。
【図６】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる回転部材の正面図。
【図７】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる回転部材の側面図。
【図８】本発明の入力装置に係る回転型電機部品に備えられる回転部材の裏面図。
【図９】図６の９−９線に沿う断面図。
【図１０】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる回転部材に摺動子が取り付けられた状態を示す正面図。
【図１１】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる節度板の正面図。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿う断面図。
【図１３】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる取付板の正面図。
【図１４】図１３の１４−１４線に沿う断面図。
【図１５】本発明の入力装置に係る回転型電気部品の組立方法を示す説明図。
【図１６】本発明の入力装置の断面図。
【図１７】本発明の入力装置に係る回路基板に備えられた押釦スイッチの斜視図。
【図１８】本発明の入力装置に係る回路基板に備えられた押釦スイッチが駆動された状態を示す説明図。
【図１９】本発明の入力装置の要部断面図。
【図２０】従来の入力装置の断面図。
【図２１】図２０の分解斜視図。
【図２２】従来の入力装置に係る回転型電気部品に備えられた回転部材の正面図。
【図２３】従来の入力装置に係る回路基板に備えられた押釦スイッチが駆動された状態を示す説明図。
【符号の説明】
１ ロータリーエンコーダ（回転型電気部品）
２ 支持部材
３ 側壁部
３ａ 突部
３ｂ 貫通孔
３ｃ 突起
４ 嵌合孔
５ 端子
５ａ 余裕部
６ 端子
６ａ 余裕部
７ 端子
７ａ 余裕部
８ 導電部
９ 検知体
１０ 回転部材
１１ 回転軸
１２ 孔部
１２ａ テーパ部
１２ｂ 小径部
１２ｃ 大径部
１２ｄ 段差部
１３ 凹部
１３ａ 突部
１４ 摺動子
１４ａ 摺動片
１４ｂ 孔
１５ 放射状凹凸部
１５ａ 凹部
１５ｂ 凸部
１６ 節度板
１６ａ 挿通孔
１６ｂ 突部
１６ｃ 貫通孔
１６ｄ 係止孔
１７ 取付板
１８ 背面壁
１８ａ 嵌合孔
１８ｂ 係合孔
１８ｃ 貫通孔
１８ｄ 係止孔
１８ｅ 延設部
１９ 側壁
１９ａ 爪部
１９ｂ 取付脚
２０ 被検知体
２１ 治具
２１ａ 基台
２２ 回路基板
２２ａ 端子挿通孔
２２ｂ 取付孔
２２ｃ 逃げ孔
２３ 半田
２４ 押釦スイッチ
２５ 本体
２５ａ アクチュエータ
２６ コイルばね
２７ 軸支持部
２７ａ 長孔
２８ 操作体
２９ 操作軸
３０ ブッシュ
Ｒ 回転軸線
Ｋ 延長線
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部材を回転操作することによりディスプレイ上の画面スクロール等を制御する入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の入力装置としては、従来、回転型電気部品の回転部材を回転操作することにより、ディスプレイ上の画面スクロール等の制御を行うものが広く知られている。
【０００３】
以下、上記回転型電機部品としてロータリーエンコーダを取り上げ、かかる入力装置の従来技術を図２０乃至図２３を用いて説明する。
【０００４】
この入力装置は、ロータリーエンコーダ４１が回路基板５４に取り付けられてなっており、ロータリーエンコーダ４１は、被検知体を有する回転部材４６と、検知体を有する支持部材４２と、回転部材４６に弾接する節度板５２と、回転部材４６、支持部材４２及び節度板５２を一体に保持する取付板５３とから構成され、支持部材４２、節度板５２及び取付板５３からなる固定部材に回転部材４６が回転可能に支持されてなっている。
【０００５】
支持部材４２は、５角形状をなす絶縁合成樹脂製の基板として形成され、その中心部分に嵌合孔４３が形成されており、３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなる検知体４４と、これら導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃに各々導通した端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃとがインサート成形により備えられている。
【０００６】
回転部材４６は、円板状の絶縁合成樹脂材からなり、その中心部分に回転軸４７が一体形成されており、回転軸４７の一端部には、内周面に平坦部を有し、後述する操作軸６０を嵌入するための孔部４８が回転軸線Ｒ方向に延びるように回転軸４７の他端部に貫通して形成されている。尚、操作軸６０の傾倒時、操作軸６０との接触を避けるために、この孔部４８の他端部側は一端側に比べて大径な大径部４８ａとされている。また、回転部材４６には環状の導電板（不図示）が埋設がされており、この導電板の一部分である複数の導電部４９が回転部材４６の表面に露出し、回転軸４７を中心とする同心円周上に等間隔に配置されて被検知体５０とされている。また、回転部材４６の裏面には、回転軸４７を中心として放射状に延びる複数の凹凸からなる放射状凹凸部５１が全周に渡って形成されている。そして、この回転部材４６は、回転軸４７の一端部が支持部材４２の嵌合孔４３に嵌入されて、複数の導電部４９が３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃと摺接した状態となっている。
【０００７】
節度板５２は、金属製の板ばね材にプレス加工を施してなるもので、先端部に回転部材４６の放射状凹凸部５１に弾接する突部５２が形成されている。
【０００８】
取付板５３は、金属製矩形板の両側を直角に折り曲げることによって断面コ字状に形成され、４つの爪部５３ａと一対の取付脚５３ｂとプレスバーリング加工法で形成された嵌合孔５３ｃとを有している。そして、この取付板５３は、その裏面に節度板５２の後端部が固着された状態で回転部材４６の裏面側に配置され、嵌合孔５３ｃに回転軸４７の他端部が嵌入されて４つの爪部５３ａが折り曲げられることにより、回転部材４６、支持部材４２及び節度板５３を挟持してこれらを一体に保持しており、節度板５２の突部５２ａが回転部材４６の放射状凹凸部５１の凹部内に位置した状態となっている。
【０００９】
これにより、支持部材４２、節度板５２及び取付板５３からなる上述した固定部材が形成され、この固定部材に回転部材４６が、嵌合孔４３，５３ｃに嵌入した回転軸４７によって回転可能に支持されている。また、３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃからなる検知体４４と、複数の導電部４９からなる被検知体５０とで回転部材４６の回転によりパルス信号を生成するパルス信号生成部が構成されている。
【００１０】
一方、回路基板５４は、端子挿入孔５４ａ及び取付孔５４ｂと逃げ孔５４ｃとが穿設され、この逃げ孔５４ｃを挟んで端子挿入孔５４ａ及び取付孔５４ｂと対向する位置に、押釦スイッチ５５が取り付けられている。この押釦スイッチ５５は、回路基板５４に接続固定された本体５６にアクチュエータ５６ａが配されており、本体５６の一端部にコイルばね５７が装着され、本体５６の他端部には上端を開放した長孔５８ａを有する軸支持部５８が形成されている。
【００１１】
そして、上記の如く構成されたロータリーエンコーダ４１は、端子挿入孔５４ａ及び取付孔５４ｂに挿通させた端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃ及び一対の取付脚５３ｃが半田付けされることによって、回路基板５４に押釦スイッチ５５と対向して取り付けられ、端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃが回路基板５４と電気的に接続された状態となっている。
【００１２】
また、ロータリーエンコーダ４１と押釦スイッチ５５との間には円板状の操作体５９が配設され、その一部分を逃げ孔５４ｃ内に位置させおり、操作体５９の中心部に貫通して固定された操作軸６０が、その両端部を各々回転部材４６の孔部４８と押釦スイッチ５５の長孔５８ａとに嵌入させて、操作体５９及び回転部材４６と一体に回転でき、且つ回転軸４７の一端部を支点として長孔５８ａの上下方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）にのみ傾倒動可能に支持されている。
【００１３】
また、操作軸６０の一端部にはブッシュ６１が嵌め込まれ、このブッシュ６１にコイルばね５７とアクチュエータ５６ａとが当接して、操作軸６０を回路基板５４と平行に保持しており、ブッシュ６１が押釦スイッチ５５の本体５６と距離Ｈを隔てて対向し、また、本体５６の一端部と回転部材４６の回転軸４７の一端部との間が距離Ｌ１に設定された状態となっている。
【００１４】
この状態で、操作者が手指で操作体５９を回転させると、節度板５２の突部５２ａが放射状凹凸部５１の凹凸に交互に弾接してクリック感を生起させながら、回転部材４６が操作軸６０と一体に操作体５９の回転と同一方向へ回転するので、回転部材４６の回転に伴って３つの導電性金属弾性片４４ａ，４４ｂ，４４ｃと複数の導電部４９とが接触・離反してパルス信号が生成され、このパルス信号は操作体５９の回転量検出信号として端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃから出力されて回路基板５４に入力される。尚、この際、操作軸６０は、孔部４８の内周面に設けられた平坦部と平面同士で嵌合しているので、回転部材４６と操作軸６０とをガタ無く連結することが可能であり、よって操作体５９の回転を回転部材４６に確実に伝えることができる。
【００１５】
また、操作者が手指で操作体５９を押圧すると、図２３に示すように、操作軸６０は、回転軸４７の一端部を支点としてブッシュ６１が嵌め込まれた一端部側が、矢印Ｃ方向にコイルばね５７の弾発力に抗して距離Ｈ分降下して傾倒し、ブッシュ５９が押釦スイッチ５５のアクチュエータ５６ａを押圧して押釦スイッチ５５のＯＮ，ＯＦＦが切り換えられ、押釦スイッチ５５のＯＮ，ＯＦＦ信号が回路基板５４に入力される。このとき、操作軸６０の傾き角度θはｔａｎ-1（距離Ｈ÷距離Ｌ１）となっており、操作軸６０の他端部は孔部４８ａ内でＬ３×ｔａｎθだけ径方向に移動する。また、上述した如く、操作軸６０と孔部４８とが平面同士の嵌合であるため、操作軸６０の傾倒に連動して回転部材４６が傾き、回転部材４６とこの回転部材４６を回転可能に軸支する取付板５３の軸受部には大きな加重が加わる。そして、操作者が操作体５９の押圧を止めると、コイルばね５７の弾発力によって操作体５９及び操作軸６０が押圧前の状態（矢印Ｂ方向）に復帰する。
【００１６】
しかして、回路基板５４に入力された操作体５９の回転量検出信号及び押釦スイッチ５５のＯＮ，ＯＦＦ信号は、回路基板５４に設けられた図示せぬＣＰＵで演算が施された後、図示を省略した表示装置に入力され、図示せぬディスプレイ上の画面スクロールやカーソル等の制御が実行されるようになっている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した入力装置の従来技術にあっては、操作軸６０が傾倒する際に回転軸４７の一端部において、図２３に示すように、回転部材４６の孔部４８と操作軸６０の他端部との接触点には、各々上向きの力Ｆ３と下向きの力Ｆ４とが生じる。このため、ロータリーエンコーダ４１にモーメントが加わり、ロータリーエンコーダ４１が矢印Ａ方向に傾倒する。その結果、端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃと回路基板５４との半田付け部分６２（接続部分）に負荷が加わり、端子４５ａ，４５ｂ，４５ｃと回路基板５４との接続に断線をきたす虞があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記回路基板に半田付けされる前記端子に撓み可能な余裕部を形成するとともに、前記取付板には、前記回路基板に半田付け無しで前記回転型電気部品を傾倒可能な状態で係止する取付脚と、該取付脚とは別に前記回路基板に当接する延設部とを設け、前記回転部材の一端部から他端部に向かって前記端子と前記取付脚と前記延設部とをこの順番に配置し、前記取付板に設けた前記取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が、前記延設部と前記回路基板との当接部分を支点として傾倒された際に、前記端子の前記余裕部が撓み込んで前記取付脚が若干移動することにより前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持することを特徴としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記端子に余裕部を形成するとともに、前記取付板に設けた取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が傾倒された際に、前記余裕部が撓み込んで前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持することを最も主要な特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、回転型電気部品と回路基板とを備えた本発明の入力装置の一実施形態として、回転型電気部品をロータリーエンコーダを例にして図１乃至図１９に基づいて説明する。
【００２３】
この入力装置は、ロータリーエンコーダ１が回路基板２２に取り付けられてなっており、ロータリーエンコーダ１は、検知体と被検知体との相対的回転運動に伴って電気信号を出力するものであって、被検知体２０を有する回転部材１０と、検知体９を有する支持部材２と、回転部材１０に弾接する節度板１６と、回転部材１０、支持部材２及び節度板１６を一体に保持する取付板１７とから構成され、支持部材２、節度板１６及び取付板１７からなる固定部材に回転部材１０が回転可能に支持されてなっている。
【００２４】
支持部材２は、図４乃至図５に示すように、略５角形状をなす絶縁合成樹脂製の基板として形成され、その周縁部に側壁部３がコ字状に形成されており、この側壁部３には、先端部に一対の突部３ａが形成され、回転軸線Ｒ方向に貫通する２つの貫通孔３ｂが穿設されているとともに、これら貫通孔３ｂの両側に両貫通孔３ｂを挟んで対向する一対の突起３ｃが突設されている。また、この支持部材２には円形の嵌合孔４が穿設され、図示せぬ導電板が嵌合孔４を包囲するように埋設されているとともに、導電性板ばね材からなり、この導電板に各々導通する３本の端子５，６，７がインサート成形により取り付けられている。そして、上記導電板の一部である複数の導電部８が、支持部材２の裏面に嵌合孔４を中心とする同心円周状に露出して検知体９とされており、また、３本の端子５，６，７は何れも同一形状を有し、折曲形成により余裕部５ａ，６ａ，７ａが各々一体に設けられている。
【００２５】
回転部材１０は、円板状の絶縁合成樹脂材からなり、図６乃至図１０に示すように、その中心部分に回転軸１１が一体形成されており、この回転軸１１の一端部には、後述する操作軸２９を嵌入するための６角形状の孔部１２が回転軸線Ｒ方向に延びるように回転軸１１の他端部に貫通して形成されている。また、回転部材１０の表面には回転軸１１包囲するように環状の凹部１３が設けられ、この凹部１３内に３つの突部１３ａが形成されており、導電金属板材からなり３つの摺動片１４ａを有するリング状の摺動子１４が、その３つの孔１４ｂに各々突部１３ａを圧入させた状態で凹部１３内に支持されている。そして、摺動子１４で被検知体２０を構成している。
【００２６】
また、回転部材１０の裏面には、回転軸１１を中心として半径方向に放射状に延びる複数の凹部１５ａ及び凸部１５ｂからなる放射状凹凸部１５が全周に渡って交互に形成されている。また、回転軸１１の孔部１２の内周面には、回転部材１０の一端部から他端部に向かって漸次径が小さくなるようなテーパ部１２ａが形成され、テーパ部１２ａの終端部が回転軸線Ｒと平行な小径部１２ｂとされており、この小径部１２ｂに連続して大径部１２ｃが形成されることにより、テーパー部１２ａの終端部に段差部１２ｄが設けられている。そして、図３に示すように、テーパ部１２ａの傾きは、テーパ部１２ａの延長線Ｋと回転軸線Ｒとの交点Ｐ０よりも回転部材１０の一端側において、延長線Ｋ上の任意の１点Ｐ１と交点Ｐ０とを結ぶ直線Ｋ’と、回転軸線Ｒ上の任意の１点Ｐ２と交点Ｐ０とを結ぶ直線Ｒ’とのなす角αが、約３゜となるように設定されており、この回転部材１０は、回転軸１１の一端部が支持部材２の嵌合孔４に嵌入されて軸支され、３つの摺動片１４ａ（図では１つのみ示す）が支持部材２の複数の導電部８と摺接した状態となっている。
【００２７】
節度板１６は、金属製の板ばね材にプレス加工を施してなるもので、図１１乃至図１２に示すように、中央部に略矩形状の挿通孔１６ａが形成され、先端部に表面側に突出する突部１６ｂが形成されている。また、節度板１６の後端部には、２つの貫通孔１６ｃが穿設されているとともに、これら貫通孔１６ｃの両側に両貫通孔１６ｃを挟んで対向する一対の係止孔１６ｄが形成されている。そして、図３に示すように、この節度板１６は、挿通孔１６ａに回転部材１０の回転軸１１の他端部が挿通され、一対の係止孔１６ｄに支持部材２の一対の突起３ｃが嵌入して係止されており、一対の貫通孔１６ｃが支持部材２の一対の貫通孔３ｂに対向するとともに、突部１６ｂが回転部材１０の放射状凹凸部１５に弾接した状態となっている。
【００２８】
取付板１７は、金属製平板に曲折加工を施してなるもので、図１３乃至図１４に示すように、背面壁１８の両側に直角に曲折形成された一対の側壁１９を有し、これら側壁１９には片側について２個ずつ、両側で４個の爪部１９ａと、片側について１つずつ、両側で２個の取付脚１９ｂとがそれぞれ設けられている。また、背面壁１８には円形の嵌合孔１８ａがプレスバーリング加工法にて穿設され、この嵌合孔１８ａを挟んで両側に２つの係合孔１８ｂが形成されているとともに、嵌合孔１８ａの下方に２つの貫通孔１８ｃと、これら貫通孔１８ｃの両側に両貫通孔１８ｃを挟んで対向する一対の係止孔１８ｄとが共に回転軸線Ｒ方向に貫通して穿設されており、更に貫通孔１８ｃの下方には延設部１８ｅが背面壁１８の下縁部に一体に形成されている。
【００２９】
そして、図１乃至図３に示すように、この取付板１７は、嵌合孔１８ａに回転軸１１の他端部が嵌入されて軸支され、２つの係合孔１８ｂに各々支持部材２の一対の突部３ａが挿通して係合されるとともに、一対の係止孔１８ｄに支持部材２の一対の突起３ｃが嵌入して係止されており、一対の側壁１９間に支持部材２、回転部材１０及び節度板１６が位置して、一対の貫通孔１８ｃに節度板１６の貫通孔１６ｃ及び支持部材２の貫通孔３ｂが対向し、４個の爪部１９ａが支持部材２側に折り曲げられることにより、４個の爪部１９ａと背面壁１８とで支持部材２、回転部材１０及び節度板１６を挟持してこれらを一体に保持している。
【００３０】
これにより、支持部材２、節度板１６及び取付板１７からなる上述した固定部材が形成され、この固定部材に回転部材１０が嵌合孔４，１８ａに嵌入した回転軸１１によって回転可能に支持されており、また、支持部材２と節度板１６と取付板１７の貫通孔３ｂ，１６ｃ，１８ｃでこの固定部材を貫通する２つの貫通孔が構成され、これら２つの貫通孔は何れも回転部材１０から外れた位置、即ち平面視して回転部材１０の外側位置に回転軸線Ｒ方向に貫通して設けられている。また、摺動子１４からなる被検知体２０と複数の導電部８からなる検知体９とで回転部材１０の回転によりパルス信号を生成するパルス信号生成部が構成されている。
【００３１】
次に、このように構成されたロータリーエンコーダ１の組立方法を説明すると、図１５に示すように、平板状の基台２１ａの表面に２本の位置決めピン２１ｂを立設固定してなる治具２１を用いた上で、次の手順で組み立てられる。
【００３２】
先ず、治具２１の２本の位置決めピン２１ｂに、取付板１７の背面壁１８に穿設された２つの貫通孔１８ｃを挿通させて、治具２１に取付板１７を装着する。次に、治具２１の２本の位置決めピン２１ｂに、節度板１６の後端部に穿設された２つの貫通孔１６ｃを挿通させて、節度板１６を治具２１に装着する。すると、取付板１７の背面壁１８に節度板１６が当接し、取付板１７と節度板１６の一対の係止孔１８ｄ，１６ｄ同士が重なり合って対向した状態となる。
【００３３】
次に、回転部材１０の回転軸１１の他端部を取付板１７の嵌入孔１８ａに嵌入して、回転部材１０を治具２１に装着し、次いで、支持部材２の裏面を治具２１に向けた状態で、治具２１の２本の位置決めピン２１ｂに支持部材２の２つの貫通孔３ｂを挿通すると、一対の突起３ｃが節度板１６と取付板１７の一対の係止孔１６ｄ，１８ｄに挿通されて係止され、支持部材２が治具２１に装着される。
【００３４】
しかる後、取付板１７の４つの爪部１９ａを支持部材２側に折り曲げると、４個の爪部１９ａと背面壁１８とで支持部材２、回転部材１０及び節度板１６が挟持されこれらが一体に保持されて組立が完了する。そして、組立後においては支持部材２と節度板１６とを重ね合わせた状態で、節度板１６に取付板１７の背面壁１８が重ね合わされ４個の爪部１９ａと協力して支持部材２と節度板１６とを一体に保持した状態となっており、回転部材１０の一端部から他端部に向かって３本の端子５，６，７と延設部１８ｅとがこの順番に配置されている。このように、ロータリーエンコーダ１の組立方法は、取付板１７と、節度板１６と、回転部材１０と、支持部材２とを治具２１に順次装着するだけでロータリーエンコーダ１を組み立てることができ、生産性を向上させることができる。
【００３５】
また、節度板１６の取付板１７に対する取付位置は、２本の位置決めピン２１ｂによって決まるので、節度板１６を取付板１７の背面壁１８に当接させる際、取付板１７に対して節度板１６が位置ずれすることがなく、従って、支持部材２の一対の突起３ｃを節度板１６と取付板１７の一対の係止孔１６ｄ，１８ｄに挿通する際に、両者が強嵌合の寸法関係であっても容易に挿通が可能であり、ロータリーエンコーダ１の組立後においては、支持部材２の一対の突起３ｃが節度板１６と取付板１７の一対の係止孔１６ｄ，１８ｄに強嵌合で係止されるので、節度板１６の取付板１７に対する取り付けにガタつきがなく、取付位置にずれが生じることがない。
【００３６】
このように構成・組み立てられたロータリーエンコーダ１は、図１６に示すように、図示せぬ回路パターンが形成された回路基板２２に取り付けられて用いられる。即ち、回路基板２２には、３つの端子挿入孔２２ａと２つの取付孔２２ｂとが形成されており、各取付孔２２ｂにロータリーエンコーダ１が取付脚１９ｂを係止させて取り付けられ、各端子挿入孔２２ａに各々挿入された３つの端子５，６，７が半田２３により上記回路パターンと電気的に接続されて使用される。このとき、取付脚１９ｂには半田付けが施されていないため、ロータリーエンコーダ１は、延設部１８ｅと回路基板２２との当接部分Ｐ３を支点として矢印Ａ方向に傾倒可能な状態となっており、また、各端子５，６，７に設けられた余裕部５ａ，６ａ，７ａには負荷が加わっておらず自然長Ｓ１となっている。
【００３７】
また、回路基板２２には逃げ孔２２ｃが形成されているとともに、この逃げ孔２２ｃのロータリーエンコーダ１と反対側に、押釦スイッチ２４がロータリーエンコーダ１と対向して取り付けられている。この押釦スイッチ２４は、回路基板２２に接続固定された本体２５にアクチュエータ２５ａが配されており、本体２５の一端部にコイルばね２６が装着され、図１７に示すように、本体２５の他端部には上端を開放した長孔２７ａを有する軸支持部２７が形成されている。
【００３８】
また、ロータリーエンコーダ１と押釦スイッチ２４との間には、円板状の操作体２８が配設されその一部分を逃げ孔２２ｃ内に位置させおり、回転部材１０の孔部１２に対応する断面６角形状の操作軸２９が、操作体２８の中心部に貫通して固定され、その両端部を各々回転部材１０の孔部１２と押釦スイッチ２４の長孔２７ａとに嵌入させて、操作体２８及び回転部材１０と一体に回転でき、且つ回転軸１１の小径部１２ｂ（テーパ部１２ａの後端部）を支点として長孔２７ａの上下方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）にのみ傾倒動可能に支持されている。
【００３９】
また、操作軸２９の一端部にはブッシュ３０が嵌め込まれ、このブッシュ３０にコイルばね２６とアクチュエータ２５ａとが当接して、操作軸２９を回路基板２２と平行に保持しており、従来技術と同様に、ブッシュ３０が押釦スイッチ２４の本体２５と距離Ｈを隔てて対向し、また、本体２５の一端部と回転部材１０の回転軸１１の一端部との間が距離Ｌ１に設定された状態となっている。
【００４０】
そして、操作者が手指で操作体２８を回転させると、節度板１６の突部１６ｂが放射状凹凸部１５の凹部１５ａと凸部１５ｂとに交互に弾接してクリック感を生起させながら、回転部材１０が操作軸２９と一体に操作体２８の回転と同一方向へ回転するので、回転部材１０の回転に伴って３つの摺動片１４ａと複数の導電部８とが接触・離反してパルス信号が生成され、このパルス信号は操作体２８の回転量検出信号として端子５，６，７から出力されて回路基板２２に入力される。
【００４１】
また、操作者が手指で操作体２８を押圧すると、操作軸２９は、回転軸１１の小径部１２ｂ（テーパ部１２ａの後端部）を支点としてブッシュ３０が嵌め込まれた一端部側が、矢印Ｃ方向にコイルばね２６の弾発力に抗して距離Ｈ分降下して傾倒し、図１８に示すように、ブッシュ３０が押釦スイッチ２４のアクチュエータ２５ａを押圧して押釦スイッチ２４のＯＮ，ＯＦＦが切り換えられ、押釦スイッチ２４のＯＮ，ＯＦＦ信号が回路基板２２に入力される。このとき、傾倒支点となる回転軸１１の小径部１２ｂは、回転軸１１の一端部の押釦スイッチ２４と反対側に、回転軸１１の一端部から更に距離Ｌ２を隔てて位置しており、また、操作軸２９の傾倒が回転軸１１の小径部１２ｂ以外の部分との接触により妨げられぬように、段部１２ｄを設け且つテーパ部１２ａの傾斜を上記の如く約３゜としているので、ロータリーエンコーダ１と押釦スイッチ２４との配置関係を従来技術と同じとしながらも、操作軸２９の傾き角度θ１はｔａｎ-1（距離Ｈ÷（距離Ｌ１＋距離Ｌ２））となって従来技術の傾きよりも小さくできるとともに、操作軸２９の他端部をテーパ部１２ａで受けて傾倒した操作軸２９を安定的に支持できる。
【００４２】
したがって、操作軸２９の傾倒時、図１９に示すように、回転部材１０の小径部１２ｂと操作軸２９の他端部との接触点には、各々上向きの力Ｆ１と下向きの力Ｆ２とが生じるが、その大きさは操作軸２９の傾きが小さな分従来技術に比べ小さなものとなり、操作軸２９が受けるこれら力Ｆ１，Ｆ２の反力が小さくなるため、操作軸２９は円滑に傾倒動できる。また、上・下向きの力Ｆ１，Ｆ２を小さく抑えられることにより、ロータリーエンコーダ１に加わる矢印Ａ方向のモーメントが小さくなり、ロータリーエンコーダ１の矢印Ａ方向への傾倒量が少なくなるため、各端子５，６，７と回路基板２２との接続部分（半田２３が付けられた部分）に加わる負荷を軽減できる。また、操作軸２９の傾きが小さな分、操作軸２９との接触を避けるために設けた、回転軸１１の大径部１２ｃの径寸法を小さくできるので、回転部材１０が小型なものとなり、ロータリーエンコーダ１の小型化を図ることができる。また、回転部材１０の孔部１２及びこれに嵌入する操作軸２９が共に正六角形状であるため、回転部材１０の何れの回転角度位置においても、操作軸２９の傾倒操作を円滑に行うことができるものである。
【００４３】
更には、操作軸２９は回転部材１０の中央部で係合されており、孔部１２も両開口端付近で操作軸２９は（Ｌ３／２）ｔａｎθ１程度だけ径方向に移動することになるから、この意味でも、操作軸２９との接触を避けるために設けた回転軸１１の大径部１２ｃの径寸法を従来より小さくできるので、回転部材１０が小型なものとなり、ひいてはロータリーエンコーダ１の小型化を図ることができる。また、小径部１２ａには平坦面が形成されており操作軸２９との嵌合を確実にしているが、そのため操作軸２９の傾倒に伴って回転部材１０が傾く傾向にある。しかし、本実施形態では、操作軸２９は回転軸線Ｒ方向において回転部材１０の中央部で係合しており、回転部材１０の回転軸１１を介して軸受部に当接するので、この意味でも、従来に比べて回転部材１０の支持部分に与えるダメージを抑えることができる。
【００４４】
また、図１８に示すように、ロータリーエンコーダ１は操作軸２９の傾倒により矢印Ａ方向に傾倒するが、このとき、ロータリーエンコーダ１は、節度板１６の突部１６ｂが回転部材１０の放射状凹凸部１５の凹部１５ａに嵌まり込んでいるため回転部材１０が回転することなく、取付板１７の背面壁１８に一体に形成された延設部１８ｅと回路基板２２との当接部分Ｐ３を支点としてスムーズに傾倒し、回路基板２２との間に隙間ｔが生じ、これに伴い３本の端子５，６，７の余裕部５ａ，６ａ，７ａが自然長Ｓ１から縮小長Ｓ２まで縮まりロータリーエンコーダ１の傾倒量を吸収する。この吸収の結果、ロータリーエンコーダ１の傾倒により各端子５，６，７と回路基板２２との接続部分に加わる負荷が解消され、各端子５，６，７と回路基板２２との接続状態を良好に維持できる。
【００４５】
そして、操作者が操作体２８の押圧を止めると、コイルばね２６の弾発力によって操作体２８及び操作軸２９が押圧前の状態（矢印Ｃ方向）に復帰し、端子５，６，７の余裕部５ａ，６ａ，７ａの弾発力によってロータリーエンコーダ１が押圧前の状態（矢印Ａと反対方向）に復帰する。しかして、回路基板２２に入力された操作体２８の回転量検出信号及び押釦スイッチ２４のＯＮ，ＯＦＦ信号は、回路基板２２の図示せぬＣＰＵで演算が施された後、図示を省略した表示装置に入力され、図示せぬディスプレイ上の画面スクロールやカーソル等の制御が実行されるようになっている。
【００４６】
尚、この実施形態では、回転部材１０に被検知体２０を設け、支持部材２に検知体９を設けたが、回転部材１０に検知体９を設け、支持部材２に被検知体２０を設けるようにしてもよく、また、この実施形態では、回転部材１０の回転によりパルス信号を生成するパルス信号生成部を摺動子１４からなる被検知体２０と複数の導電部８からなる検知体９との組み合わせで構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他に例えば、ＶＲ式エンコーダや可変抵抗器が如き摺動子と抵抗体との組み合わせ、磁石とホール素子の組み合わせ等で構成することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００４８】
固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記端子に余裕部を形成するとともに、前記取付板に設けた取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が傾倒された際に、前記余裕部が撓み込んで前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持するので、前記回転型電機部品の傾倒により前記端子と前記回路基板との接続部分に加わる負荷が解消され、前記端子と前記回路基板との接続状態を良好に維持できる。
【００４９】
また、前記取付板に前記回路基板に当接する延設部を設け、前記回転部材の一端部から他端部に向かって前記端子と前記延設部とをこの順番に配置し、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が、前記延設部と前記回路基板との当接部分を支点として傾倒するので、前記回転型電気部品をスムーズに傾倒させることができる。
【００５０】
さらに、前記取付脚は、前記回路基板に半田付け無しで前記回転部品を傾倒可能な状態で係止されているので、簡単な構成で前記回転型電気部品を前記回路基板に傾倒可能に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の入力装置に係る回転型電機部品の正面図。
【図２】本発明の入力装置に係る回転型電気部品の側面図。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図。
【図４】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる支持部材の裏面図。
【図５】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる支持部材の側面図。
【図６】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる回転部材の正面図。
【図７】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる回転部材の側面図。
【図８】本発明の入力装置に係る回転型電機部品に備えられる回転部材の裏面図。
【図９】図６の９−９線に沿う断面図。
【図１０】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる回転部材に摺動子が取り付けられた状態を示す正面図。
【図１１】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる節度板の正面図。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿う断面図。
【図１３】本発明の入力装置に係る回転型電気部品に備えられる取付板の正面図。
【図１４】図１３の１４−１４線に沿う断面図。
【図１５】本発明の入力装置に係る回転型電気部品の組立方法を示す説明図。
【図１６】本発明の入力装置の断面図。
【図１７】本発明の入力装置に係る回路基板に備えられた押釦スイッチの斜視図。
【図１８】本発明の入力装置に係る回路基板に備えられた押釦スイッチが駆動された状態を示す説明図。
【図１９】本発明の入力装置の要部断面図。
【図２０】従来の入力装置の断面図。
【図２１】図２０の分解斜視図。
【図２２】従来の入力装置に係る回転型電気部品に備えられた回転部材の正面図。
【図２３】従来の入力装置に係る回路基板に備えられた押釦スイッチが駆動された状態を示す説明図。
【符号の説明】
１ ロータリーエンコーダ（回転型電気部品）
２ 支持部材
３ 側壁部
３ａ 突部
３ｂ 貫通孔
３ｃ 突起
４ 嵌合孔
５ 端子
５ａ 余裕部
６ 端子
６ａ 余裕部
７ 端子
７ａ 余裕部
８ 導電部
９ 検知体
１０ 回転部材
１１ 回転軸
１２ 孔部
１２ａ テーパ部
１２ｂ 小径部
１２ｃ 大径部
１２ｄ 段差部
１３ 凹部
１３ａ 突部
１４ 摺動子
１４ａ 摺動片
１４ｂ 孔
１５ 放射状凹凸部
１５ａ 凹部
１５ｂ 凸部
１６ 節度板
１６ａ 挿通孔
１６ｂ 突部
１６ｃ 貫通孔
１６ｄ 係止孔
１７ 取付板
１８ 背面壁
１８ａ 嵌合孔
１８ｂ 係合孔
１８ｃ 貫通孔
１８ｄ 係止孔
１８ｅ 延設部
１９ 側壁
１９ａ 爪部
１９ｂ 取付脚
２０ 被検知体
２１ 治具
２１ａ 基台
２２ 回路基板
２２ａ 端子挿通孔
２２ｂ 取付孔
２２ｃ 逃げ孔
２３ 半田
２４ 押釦スイッチ
２５ 本体
２５ａ アクチュエータ
２６ コイルばね
２７ 軸支持部
２７ａ 長孔
２８ 操作体
２９ 操作軸
３０ ブッシュ
Ｒ 回転軸線
Ｋ 延長線
Claims (1)
- 固定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転部材と、この回転部材の回転により生成された信号を出力する端子とを有する回転型電気部品と、前記端子が接続されて前記信号が入力される回路基板とを備えてなり、前記固定部材は、前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付けるための取付板を備え、前記回転部材の一端部に操作軸を嵌入するための孔部を前記回転部材の回転軸線方向に延びるように形成し、前記回路基板に半田付けされる前記端子に撓み可能な余裕部を形成するとともに、前記取付板には、前記回路基板に半田付け無しで前記回転型電気部品を傾倒可能な状態で係止する取付脚と、該取付脚とは別に前記回路基板に当接する延設部とを設け、前記回転部材の一端部から他端部に向かって前記端子と前記取付脚と前記延設部とをこの順番に配置し、前記取付板に設けた前記取付脚で前記回転型電気部品を前記回路基板に取り付け、前記操作軸の操作により前記回転型電気部品が、前記延設部と前記回路基板との当接部分を支点として傾倒された際に、前記端子の前記余裕部が撓み込んで前記取付脚が若干移動することにより前記回転型電気部品の傾倒量を吸収し、前記端子と前記回路基板との接続状態を維持することを特徴とする入力装置。
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