JP4044310B2 - 回転型パルススイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸の回転に伴ってＡ相およびＢ相信号の矩形波が所定の位相差で出力される回転型パルススイッチに係り、特に、小型化に好適な回転型パルススイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転型パルススイッチとしては、従来、片面（パターン面）にＡ相接点パターンとＢ相接点パターンおよび共通電極パターンとを設けた基板と、このパターン面に摺接する摺動子を保持した摺動子受けとを備え、これら基板および摺動子受けのうちの一方を他方に対して回転自在に支持するという構成のものが一般的であった。例えば、基板のパターン面の略同一な円周上にインサート成形等によってＡ相接点パターンとＢ相接点パターンおよび共通電極パターンとを所定の間隙を存して配設し、この基板に対して可動体を回動自在に組み付けると共に、この可動体に保持した摺動子を基板のパターン面に摺接させた回転型パルススイッチが提案されている。
【０００３】
このように概略構成された回転型パルススイッチにおいては、可動体を回転操作することにより、摺動子に設けられた複数の接点部が各接点パターンに接離すると共に、可動体の回転位置に拘らずいずれかの接点部が必ず共通電極パターンと接触するように設定されているため、各接点パターンから導出された端子と共通電極パターンから導出された端子との間で電気信号を測定すれば、Ａ相信号の矩形波とＢ相信号の矩形波が所定の位相差で出力され、回転角度（回転量）と回転方向を検出することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の回転型パルススイッチでは、基板の片面（パターン面）にＡ相接点パターンとＢ相接点パターンおよび共通電極パターンとが設けられているが、これら３種類のパターンを略同一な円周上に配設しようとすると、パターン面の大径化を余儀なくされてしまうので、所望の小型化が図りにくいという問題があった。また、Ａ相信号とＢ相信号の位相差を正確に設定するためには、同一面上の３種類のパターンの相対位置関係を高精度に規定しなければならないので、金属板からなる各パターンをインサート成形によって基板と一体化する際に煩雑な位置合わせが必要となり、作業性が悪いという問題もあった。なお、基板の片面に各接点パターンと共通電極パターンとを同心円状に配設しようとすると、パターン面が著しく大径になってしまうので小型化には不適である。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化に好適で製造も容易な回転型パルススイッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明の回転型パルススイッチでは、Ａ相接点パターンおよびＢ相接点パターンを設けた第１の基板と、共通電極パターンを設けた第２の基板と、回動自在な駆動軸に摺動子を保持した可動体とを備え、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記摺動子を挟み込み、この摺動子を前記共通電極パターンに常時接触させると共に、この摺動子に設けた接点部を前記Ａ相およびＢ相接点パターンに接離可能に摺接させた回転型パルススイッチにおいて、前記摺動子が、前記駆動軸に固定された取付部と、この取付部から前記第１の基板側へ突出して突端部分に前記接点部を設けた一対の腕部とを有し、これら一対の腕部が前記駆動軸を中心に対称な位置関係となるように設定し、前記摺動子が、前記取付部の近傍で前記第２の基板側へ突出して前記共通電極パターンに常時接触する一対の突起を有し、これら一対の突起が前記駆動軸を中心に対称な位置関係となるように設定し、Ａ相接点パターンおよびＢ相接点パターンを設けた前記第１の基板の中心に前記駆動軸が回動自在に挿入される軸孔を設けると共に、前記駆動軸の後端側に前記第２の基板を配置した構成とした。また、前記一対の腕部の接点部と前記一対の突起とが互いに９０度の等間隔に配置した構成とした。
【０００７】
このように構成された回転型パルススイッチでは、Ａ相およびＢ相接点パターンと共通電極パターンとを相異なる基板に設けて対向させているので、各基板のパターン面を小径化でき、スイッチ全体の小型化が促進しやすくなる。また、Ａ相およびＢ相接点パターンと共通電極パターンとを同一面内で位置合わせする必要がなく、Ａ相接点パターンとＢ相接点パターンの相対位置関係のみを考慮すればよいので、パターン面の形成作業が容易になる。
【０００８】
上記の構成において、前記摺動子が、前記駆動軸に固定された取付部と、この取付部から前記第１の基板側へ突出して突端部分に前記接点部を設けた一対の腕部とを有し、これら一対の腕部が前記駆動軸を中心に対称な位置関係となるように設定しておけば、一対の腕部が第１の基板に弾接する２か所の接点部が、駆動軸の周囲で常にバランスよく配置されることになるので、第１の基板に対して駆動軸が傾きにくくなって常に安定した状態で動作させることができる。その際、摺動子が、前記取付部の近傍で第２の基板側へ突出して共通電極パターンに常時接触する一対の突起を有し、これら一対の突起が前記駆動軸を中心に対称な位置関係となるように設定しておけば、摺動子と第２の基板との接触状態も安定するので好ましい。
【０００９】
また、上記の構成において、操作者によって回転操作される円筒状の操作つまみを備え、前記駆動軸の先端側をこの操作つまみの軸線方向の一端側に連結することが、小型化された回転パルススイッチを実現する上で好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本実施形態例に係る複合操作型電子部品の分解斜視図、図２は該複合操作型電子部品の外観図、図３は操作つまみの軸線に沿う該複合操作型電子部品の断面図、図４は操作つまみの径方向に沿う該複合操作型電子部品の断面図、図５は図３に示す回転型パルススイッチおよび操作つまみの部品図、図６は図３に示す枠体およびクリック機構部からなるブロック体の部品図、図７は図３に示す取付板の部品図、図８は図５と直交する切断面を示す回転型パルススイッチおよび操作つまみの部品図、図９は該回転型パルススイッチの分解斜視図、図１０は該回転型パルススイッチに備えられる第２の基板を示す正面図、図１１は図６と直交する切断面を示すブロック体の部品図、図１２は該ブロック体の分解斜視図、図１３は回転型パルススイッチの動作説明図である。
【００１１】
これらの図に示す複合操作型電子部品は、金属板製の取付板１と、この取付板１に揺動可能に保持された枠体２と、この枠体２に組み込まれたクリック機構部３と、このクリック機構部３のクリック軸体４を介して枠体２に回動自在に保持された円筒状の操作つまみ５と、この操作つまみ５の回転に連動して矩形波を発生する回転型パルススイッチ６と、取付板１上に載置されたフレキシブル基板７と、同じく取付板１上に載置されて一方向へ揺動させた枠体２により押圧駆動される自己復帰型の押釦スイッチ８とによって概略構成されている。
【００１２】
取付板１には断面半円弧状の回動軸保持部１ａがフォーミングされており、また、取付板１の両側板には小判形状の係合孔１ｂ，１ｃが形成されている。
【００１３】
枠体２は合成樹脂で成形されており、支持軸２ａと収容部２ｂおよび駆動体２ｃが一体化されている。収容部２ｂは略円筒状をなし、支持軸２ａと駆動体２ｃは収容部２ｂを挟んで互いに平行に延びている。そして、支持軸２ａを取付板１の回動軸保持部１ａに嵌め込むことにより、枠体２は支持軸２ａを回動軸として取付板１に揺動可能に保持される。
【００１４】
操作つまみ５は合成樹脂で成形されており、この操作つまみ５の軸線方向両端部には凹部５ａ，５ｂが設けられている。図３に示すように、一方の凹部５ａ内には回転型パルススイッチ６の一部が収納されており、他方の凹部５ｂ内には枠体２の収容部２ｂの一部が収納されている。ただし、凹部５ａの内壁面と回転型パルススイッチ６との間、および凹部５ｂの内壁面と枠体２の収納部２ｂとの間には、それぞれ若干のクリアランスが確保してある。
【００１５】
回転型パルススイッチ６はエンコーダとも称されるもので、図５や図８〜図１０に示すように、片面（パターン面）にＡ相接点パターン１０ａおよびＢ相接点パターン１０ｂを設けた第１の基板１１と、この第１の基板１１のパターン面と対向する面に共通電極パターン１３を設けた第２の基板１２と、駆動軸１４に摺動子１５を保持した回動自在な可動体９とで構成されている。第１の基板１１の中心には軸孔１１ａが設けられており、また、第１の基板１１のパターン面の周囲には複数の取付脚１１ｂが突設されている。そして、駆動軸１４を第１の基板１１のパターン面側から軸孔１１ａに挿入し、第１の基板１１の各取付脚１１ｂを第２の基板１２に設けた取付孔１２ｄに圧入することにより、第１の基板１１と第２の基板１２との間に摺動子１５を挟み込んだ密閉構造の回転型パルススイッチ６が実現されている。すなわち、この回転型パルススイッチ６は、第１の基板１１と第２の基板１２との間に挟み込んだ摺動子１５を共通電極パターン１３に常時接触させると共に、この摺動子１５に形成した接点部１７ａ，１８ａを第１の基板１１のパターン面に摺接させることにより、駆動軸１４の回転に伴って接点部１７ａ，１８ａが各接点パターン１０ａ，１０ｂに接離して矩形波を出力するようになっている。
【００１６】
前記摺動子１５は金属薄板をフォーミングしたもので、合成樹脂製の駆動軸１４にインサート成形された円環状の取付部１６と、この取付部１６から第１の基板１１側へ突出する一対の腕部１７，１８とを有している。これら一対の腕部１７，１８は駆動軸１４を中心に対称な位置関係に設定されており、両腕部１７，１８の突端部分中央には接点部１７ａ，１８ａがそれぞれ設けられている。したがって、一対の腕部１７，１８が第１の基板１１に弾接する２か所の接点部１７ａ，１８ａは、駆動軸１４の周囲で常にバランスよく配置されることとなり、第１の基板１１に対して駆動軸１４が傾きにくくなっているので、常に安定した状態で動作させることができる。また、摺動子５の取付部１６の近傍にも、第２の基板１２側へ突出して共通電極パターン１３に常時接触する一対の突起１６ａ，１６ｂが駆動軸１４を中心に対称な位置関係に設定されているので、摺動子１５と第２の基板１２との接触状態も安定する。なお、本実施形態例では、各接点部１７ａ，１８ａと各突起１６ａ，１６ｂが９０度の等間隔にバランスよく配置されているので、第１および第２の基板１１，１２に対して駆動軸１４が傾く心配はない。
【００１７】
なお、第１の基板１１側に摺動子１５の一対の腕部１７，１８が突出するように構成してあれば、第１の基板１１と第２の基板１２とを駆動軸１４の軸線方向に互いの配置を入れ替えて構成することも可能であるが、本実施形態例のように、駆動軸１４の先端側（後述する操作つまみ５が配置される側）に第１の基板１１を配置し、駆動軸１４の後端側に第２の基板１２を配置する方がより好ましい。このような配置とすることにより、仮に操作時に駆動軸１４に軸線方向への押圧力が加わったとしても、駆動軸１４の後端側が取付部１６を介して第２の基板１２の共通電極パターン１３に支持され、軸線方向への位置決めがなされているので、駆動軸１４が軸線方向に移動することがない。そのため、接点部１７ａ，１８ａを介した第１の基板１１と第２の基板１２との導通を確実に行うことができ好適である。
【００１８】
図１と図９に示すように、第１の基板１１の下面にＡ相接点パターン１０ａから導出する端子１９ａとＢ相接点パターン１０ｂから導出する端子１９ｂが設けられており、第２の基板１２の下面に共通電極パターン１３から導出する端子２０が設けられており、各端子１９ａ，１９ｂ，２０はフレキシブル基板７の舌状部７ａに半田付けされている。その際、第１の基板１１の端子１９ａ，１９ｂと第２の基板１２の端子２０とは一列に整列した状態で外部に突出しており、各端子１９ａ，１９ｂ，２０とフレキシブル基板７とを容易に半田付けできるようにになっている。なお、本実施形態例では、金属板製の各パターン１０ａ，１０ｂ，１３をインサート成形によって基板１１，１２に一体化しているが、各パターン１０ａ，１０ｂ，１３を基板１１，１２の表面に印刷によって形成することも可能である。
【００１９】
クリック機構部３はクリック軸体４と金属カバー２１とからなり、このクリック機構部３を枠体２と組み合わせることによって、図１および図１１，１２に示すようにブロック体２２が形成される。クリック軸体４は合成樹脂で成形され、その一端側の鍔部４ａにはクリック用カム山４ｂが形成されており、他端側は操作つまみ５の軸芯部に圧入固定される断面小判形状の連結軸４ｃとなっている。この連結軸４ｃを枠体２の収容部２ｂに挿通し、鍔部４ａを収容部２ｂ内に収納した状態で、クリック軸体４は枠体２に回動自在に保持されている。また、前述した回転型パルススイッチ６の第１の基板１１から突出する駆動軸１４は、操作つまみ５の内部でクリック軸体４の連結軸４ｃの先端に圧入されており、駆動軸１４は連結軸４ｃを介して操作つまみ５の回転に連動するようになっている。一方、金属カバー２１には、鍔部４ａのクリック用カム山４ｂと係脱する板ばね部２１ａが折り返し形状に形成されていると共に、３本の係止片２１ｂが突出形成されている。各係止片２１ｂは枠体２の収容部２ｂに外側からかしめ固定されており、該収容部２ｂの内部空間は金属カバー２１によって蓋閉されている。
【００２０】
なお、枠体２の支持軸２ａと駆動体２ｃの先端はそれぞれ、第２の基板１２の両側部に設けられた連結穴１２ａ，１２ｂ（図１０参照）に挿入されて保持される。そして、駆動体２ｃの延長線上に突出する第２の基板１２の突起部１２ｃと、駆動体２ｃの基端側に突出する枠体２の突起部２ｄとがそれぞれ、取付板１の両側板に形成された小判形状の係合孔１ｂ，１ｃに挿入されている。これにより、操作つまみ５の両端部に回転型パルススイッチ６とブロック体２２（枠体２とクリック機構部３）を組み込んだ複合操作型電子部品の可動部全体が、係合孔１ｂ，１ｃ内で突起部１２ｃ，２ｄを上下動させうる若干の揺動が許容された状態で取付板１上に保持されることとなる。
【００２１】
次に、このように構成された複合操作型電子部品の動作について説明する。いま、操作者が操作つまみ５を回転操作すると、クリック軸体４を介して駆動軸１４が一体的に回転するので、摺動子１５の接点部１７ａ，１８ａがＡ相接点パターン１０ａとＢ相接点パターン１０ｂに対して接離する。ただし、摺動子１５の突起１６ａ，１６ｂは常に共通電極パターン１３と接触している。第１の基板１１上のＡ相接点パターン１０ａとＢ相接点パターン１０ｂは図１３に示すようなパターン形状になっており、例えば同図（ａ）に示すように、接点部１７ａ，１８ａがいずれの接点パターン１０ａ，１０ｂとも接触していない状態では、Ａ相信号もＢ相信号も出力はオフとなる。
【００２２】
しかし、摺動子１５が同図（ｂ）に示す位置まで回転すると、接点部１７ａはいずれの接点パターン１０ａ，１０ｂとも接触していないが、接点部１８ａはＡ相接点パターン１０ａに接触するので、該接点パターン１０ａと共通電極パターン１３とが導通され、Ａ相信号の出力だけがオフからオンへと切り替わる。
【００２３】
摺動子１５がさらに回転して同図（ｃ）に示す位置に達すると、接点部１７ａがＢ相接点パターン１０ｂに接触し、接点部１８ａはＡ相接点パターン１０ａに接触したままとなるので、Ａ相信号の出力はオンのまま、Ｂ相信号も出力はオフからオンに切り替わる。
【００２４】
摺動子１５がさらに回転して同図（ｄ）に示す位置に達すると、接点部１７ａはＢ相接点パターン１０ｂに接触したままであるが、接点部１８ａがＡ相接点パターン１０ａから離れるので、Ａ相信号の出力がオンからオフに切り替わり、Ｂ相信号の出力はオンのままとなる。
【００２５】
そして、摺動子１５がさらに回転して同図（ｅ）に示す位置に達すると、接点部１７ａがＢ相接点パターン１０ｂから離れ、かつ接点部１８ａはいずれの接点パターン１０ａ，１０ｂとも接触していないので、再びＡ相およびＢ相信号の出力がオフの状態となる。以後、操作つまみ５に連動する摺動子１５の回転に伴って、同様のオン・オフが繰り返される。したがって、Ａ相信号とＢ相信号から所定の位相差をもって矩形波が出力されることとなり、そのパルス信号に基づいて操作つまみ５の回転角度（回転量）と回転方向とを検出できる。なお、クリック軸体４の鍔部４ａには各接点パターン１０ａ，１０ｂに対応する６個のクリック用カム山４ｂが形成してあり、Ａ相またはＢ相信号の出力のオン・オフが切り替わるたびにクリック感が生起されるようになっている。
【００２６】
また、操作者が操作つまみ５を図４の矢印方向へ押圧操作した場合には、取付板１の回動軸保持部１ａに保持されている支持軸２ａを回動軸として、枠体２が押圧操作方向へ揺動するので、駆動体２ｃが同方向へ押し込まれて押釦スイッチ８を押圧駆動する。これにより、押釦スイッチ８からオン信号が出力されるので、例えば操作つまみ５の回転操作で選択した検出信号を、押釦スイッチ８のオン信号によって確定することができる。また、操作つまみ５に対する押圧操作力が取り除かれると、押釦スイッチ８に備えられるばね部材（例えばタクトばね）の弾性力によって駆動体２ｃが押し上げられ、それに伴い枠体２および操作つまみ５が元の位置まで戻るようになっている。なお、このばね部材の弾性力は、操作つまみ５の回転操作時に誤って押釦スイッチ８が動作しない程度の強さに設定されている。
【００２７】
このように本実施形態例においては、Ａ相およびＢ相接点パターン１０ａ，１０ｂと共通電極パターン１３とを相異なる基板１１，１２に設けて対向させているので、各基板１１，１２のパターン面を小径化することができ、回転型パルススイッチ６の小型化が促進しやすくなっている。それゆえ、回転型パルススイッチ６を小型化して操作つまみ５の径寸法を小さく抑えることが容易となる。また、Ａ相およびＢ相接点パターン１０ａ，１０ｂと共通電極パターン１３とを同一面内で位置合わせする必要がなく、Ａ相接点パターン１０ａとＢ相接点パターン１０ｂの相対位置関係のみを考慮すればよいので、各基板１１，１２のパターン面を容易に形成することができる。
【００２８】
また、本実施形態例では、操作つまみ５の軸線方向両端部に設けた凹部５ａ，５ｂ内にそれぞれ回転型パルススイッチ６と枠体２の収容部２ｂとが組み込んであるので、操作つまみ５の軸線方向に沿う電子部品全体の長さ寸法を短縮することができる。また、回転型パルススイッチ６が一対の基板１１，１２で摺動子１５を挟み込んだ密閉構造となっているので、この回転型パルススイッチ６の防塵性が高まって信頼性が向上している。
【００２９】
【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、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３０】
Ａ相およびＢ相接点パターンと共通電極パターンとを相異なる基板に設けて対向させているので、各基板のパターン面を小径化することができ、また、Ａ相およびＢ相接点パターンと共通電極パターンとを同一面内で位置合わせする必要がなく、Ａ相接点パターンとＢ相接点パターンの相対位置関係のみを考慮すればよいので、パターン面の形成作業が容易になる。その結果、小型化が促進しやすく製造も容易な回転型パルススイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る複合操作型電子部品の分解斜視図である。
【図２】該複合操作型電子部品の外観図である。
【図３】操作つまみの軸線に沿う該複合操作型電子部品の断面図である。
【図４】操作つまみの径方向に沿う該複合操作型電子部品の断面図である。
【図５】図３に示す回転型パルススイッチおよび操作つまみの部品図である。
【図６】図３に示す枠体およびクリック機構部からなるブロック体の部品図である。
【図７】図３に示す取付板の部品図である。
【図８】図５と直交する切断面を示す回転型パルススイッチおよび操作つまみの部品図である。
【図９】該回転型パルススイッチの分解斜視図である。
【図１０】該回転型パルススイッチに備えられる第２の基板を示す正面図である。
【図１１】図６と直交する切断面を示すブロック体の部品図である。
【図１２】該ブロック体の分解斜視図である。
【図１３】回転型パルススイッチの動作説明図である。
【符号の説明】
１ 取付板
２ 枠体
２ａ 支持軸
２ｃ 駆動体
４ クリック軸体
４ｂ クリック用カム山
４ｃ 連結軸
５ 操作つまみ
６ 回転型パルススイッチ
７ フレキシブル基板
８ 押釦スイッチ
９ 可動体
１０ａ Ａ相接点パターン
１０ｂ Ｂ相接点パターン
１１ 第１の基板
１２ 第２の基板
１３ 共通電極パターン
１４ 駆動軸
１５ 摺動子
１６ 取付部
１６ａ，１６ｂ 突起
１７，１８ 腕部
１７ａ，１８ａ 接点部
１９ａ，１９ｂ，２０ 端子
２１ 金属カバー
２１ａ 板ばね部

Claims (3)

1. Ａ相接点パターンおよびＢ相接点パターンを設けた第１の基板と、共通電極パターンを設けた第２の基板と、回動自在な駆動軸に摺動子を保持した可動体とを備え、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記摺動子を挟み込み、この摺動子を前記共通電極パターンに常時接触させると共に、この摺動子に設けた接点部を前記Ａ相およびＢ相接点パターンに接離可能に摺接させた回転型パルススイッチにおいて、
   前記摺動子が、前記駆動軸に固定された取付部と、この取付部から前記第１の基板側へ突出して突端部分に前記接点部を設けた一対の腕部とを有し、これら一対の腕部が前記駆動軸を中心に対称な位置関係となるように設定し、
   前記摺動子が、前記取付部の近傍で前記第２の基板側へ突出して前記共通電極パターンに常時接触する一対の突起を有し、これら一対の突起が前記駆動軸を中心に対称な位置関係となるように設定し、
   Ａ相接点パターンおよびＢ相接点パターンを設けた前記第１の基板の中心に前記駆動軸が回動自在に挿入される軸孔を設けると共に、前記駆動軸の後端側に前記第２の基板を配置したことを特徴とする回転型パルススイッチ。
2. 請求項１の記載において、前記一対の腕部の接点部と前記一対の突起とが互いに９０度の等間隔に配置されていることを特徴とする回転型パルススイッチ。
3. 請求項１〜２のいずれかの記載において、操作者によって回転操作される円筒状の操作つまみを備え、前記駆動軸の先端側がこの操作つまみの軸線方向の一端側に連結されていることを特徴とする回転型パルススイッチ。

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