JP4044310B2 - 回転型パルススイッチ - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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。
- 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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