JP4367097B2 - 回転操作型電子部品の検査装置および検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に使用されるスイッチや可変抵抗器、エンコーダ等の回転操作型電子部品の検査装置および検査方法に関するものである。

近年、ＡＶ機器、通信機器等の各種電子機器の高機能化と多様化が進展しており、それらに使用されるスイッチや可変抵抗器、エンコーダ等の回転操作型電子部品も様々な操作形態や操作感触のものが使用されるようになっている。

その中で、図４の斜視図に示すように、回転軸がケース底部に対し水平方向に設定された外形円柱状のローラー１Ａの外周円周面に対し、同図に示す矢印方向に向けて回転操作するエンコーダ等の回転操作型電子部品１も増えている。

この回転操作型電子部品１は、操作される部分となるローラー１Ａを回転させて回転荷重などを検査することとなる。

ここで、その回転操作型電子部品１を検査するための従来の検査装置および検査方法について、図５〜図６を用いて説明する。

図５は従来の検査装置の概略図であり、同図に示すように、前記回転操作可能なローラー１Ａを備えたエンコーダ等の回転操作型電子部品１は、保持台２の上面に、そのローラー１Ａの回転軸が保持台２と平行関係なように装着載置されている。

一方、３は前記回転操作型電子部品１の回転軸に平行関係に配された円筒状の支持軸で、先端部にウレタン樹脂製の円筒形の接触ローラー４が固着されており、この接触ローラー４の外周面が前記回転操作型電子部品１のローラー１Ａに弾接させてある。

そして、５はベアリング５Ａを介して中心軸孔内に前記支持軸３を回転自在に収納装着した駆動ドラム、６は一端が駆動ドラム５外周に固定され、中間部に撓みによって抵抗値が変化する歪ゲージ７が取り付けられた弾性金属薄板製のプレートである。

そのプレート６の自由端となった他端は、前記支持軸３外周から所定隙間を維持するように突出した二つのアーム８（８Ａ、８Ｂ）の間に位置している。

また、前記歪ゲージ７は、リード線等によって検査回路（図示せず）に電気的に接続されている。

以上のように被測定品となる回転操作型電子部品１が装着された従来の検査装置は、駆動ドラム５をモータ等の外部からの動力で回転させ、図６の検査状態を示す側面概略図に示すように、その駆動ドラム５の外周に一端が固定されたプレート６の自由端で、その回転方向側に位置する一方側のアーム８Ａ（または８Ｂ）を押圧して支持軸３を同一方向に回転させると共に、その先端部に固着された接触ローラー４を共回りさせ、この接触ローラー４に弾接している前記回転操作型電子部品１のローラー１Ａを回転させるようにする。

そして、前記回転時において、前記アーム８Ａ（または８Ｂ）を押圧しているプレート６は、回転操作型電子部品１の回転荷重によって所定量撓むようになり、その撓みに応じてプレート６に取り付けられた歪ゲージ７が撓んで、抵抗値が変化する。

この変化した抵抗値は、歪ゲージ７に接続された検査回路に信号として連続的に入力され、その入力信号から検査回路が回転操作型電子部品１の回転荷重を検出し、あらかじめ設定された基準範囲と比較して、回転荷重が基準範囲内であるかどうかの判定を行うものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−３３７４２９号公報

しかしながら前記従来の検査装置および検査方法においては、回転操作型電子部品１だけの回転荷重に比べて、支持軸３の中間に固定されたアーム８の自重が回転位置に応じて周期的に加わり、うねりとなる変動が加わった回転荷重が検出されるようになるため、検査回路における良否判定の基準範囲をそれに対応させた範囲に設定しなければならず、また、支持軸３を速く回転させると、前記アーム８による慣性によって前記うねりが増加して誤差も増すため、回転速度を所定の低速に設定して検査を行う必要があり、検査速度を速くできないという課題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、迅速で誤差少なく高精度に回転荷重が検査できる回転操作型電子部品の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、被測定物となるローラーなどの回動部を有する回転操作型電子部品が装着される保持台と、全体として略矩形状の枠体形状に構成され、その下方の枠体部分が、前記保持台の上方に平行に位置し、その下面が前記回転操作型電子部品の回動部上に押し付けられるようにして配された接触板で構成され、左右の枠体部分が、その接触板の両端部にそれぞれ下方部分が取り付けられた板状弾性体、およびその板状弾性体の上方に下方部がそれぞれ取り付けられた棒状で、その中間に各々歪ゲージを備えた荷重センサから構成され、さらに上方の枠体部分として、前記二つの荷重センサの上方部が両端部に取り付けられた支持板からなるセンサユニットと、前記センサユニットに配された歪ゲージに接続される検査回路からなり、前記保持台と前記センサユニットとを相対的に水平移動させることによって前記被測定物の回動部を回転させ、前記接触板、前記板状弾性体を介して前記荷重センサに伝わるその回転荷重を、前記荷重センサに配してある前記歪ゲージの出力から判別できるように構成した回転操作型電子部品の検査装置としたものであり、相対的な水平移動により被測定物の回動部を回動させる構成であるため、従来のもののようにアーム等の部材による慣性による影響などをなくせて、迅速で誤差少なく高精度に回転荷重が検査できる回転操作型電子部品の検査装置とすることができるという作用を有する。

また、二つの歪センサで回転荷重を２分割して検出するものであるため、測定可能な荷重範囲も広いものにできる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、センサユニットの接触板下面に平板状の弾性材を装着し、回転操作型電子部品の回動部に弾接させたものであり、回動部と接触板との接触部分の滑りを抑えて、その間の摩擦力を増加させることができ、さらに高精度で誤差の少ない検出ができるものが得られるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、接触板の両端部に各々取り付けられた板状弾性体を、ステンレス製の薄板としたものであり、ステンレス製の薄板は、高強度なばね材料であるので、検査時の回転荷重に対する接触板変移への追従性が良く、その変移状態を荷重センサにロス少なく伝達できて検出精度が向上するという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、被測定物となる回転操作型電子部品のローラーなどの回動部における回動軸が水平になるように前記回転操作型電子部品を保持台に装着し、前記保持台に対して平行に配されたセンサユニットの接触板下面を前記回転操作型電子部品の回動部表面に押圧状態に配し、その状態で前記保持台と前記センサユニットとの間を相対的に水平移動させて前記回転操作型電子部品の回動部を回動させ、その回動荷重を荷重センサで連続して検出し判定する回転操作型電子部品の検査方法であり、相対的な水平移動により被測定物の回動部を回動させて検査が行えるため、従来のもののようにアーム等の部材による慣性による影響などをなくせて、迅速で誤差少なく回転操作型電子部品の回転荷重を高精度に検査できるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、相対的な水平移動により被測定物の回動部を回動させて検査するものであるため、迅速で誤差少なく高精度に回転荷重を検査できる回転操作型電子部品の検査装置および検査方法を提供することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

（実施の形態）
本実施の形態について以下に説明するが、被測定物としては、従来同様に、回転軸がケース底部に対し水平方向に設定された外形円柱状のローラー１Ａの外周円周面を回転操作する回転操作型電子部品１を事例として説明する。

図１は本発明の一実施の形態による回転操作型電子部品の検査装置の概略図、図２は同側面図であり、同図に示すように、回動部としてのローラー１Ａを有する回転操作型電子部品１は、保持台１１上面に装着載置されている。

この保持台１１は、ローラー１Ａの回転軸方向と直交する方向で水平移動可能に構成されている。

そして、その保持台１１の上方には、略矩形状の枠体形状に構成されたセンサユニット１２が配置されている。

前記センサユニット１２の上下の枠部分は、前記保持台１１上面と平行関係で、かつ被測定物となる回転操作型電子部品１のローラー１Ａの回転軸方向とは直交するように配置されている。

そのセンサユニット１２の下枠部分は、前記保持台１１表面に対し、下面が平行に対面した剛性板状の接触板１３で構成され、前記下面にはウレタンなどの弾性板１３Ａが備えられ、その弾性板１３Ａ下面が、前記回転操作型電子部品１のローラー１Ａに弾接している。

なお、前記弾性板１３Ａは、ローラー１Ａへの弾接荷重を少なくした場合でもローラー１Ａとの滑りを抑えて所定の摩擦力が得られるよう配したものである。

そして、センサユニット１２の左右の枠部分は、各々、下方側に配されたステンレス板製の弾性金属板１４上端に棒状の荷重センサ１５下部が一体に接続された構成のものからなり、前記下枠部分の接触板１３の両端に対して、前記左右の枠部分を構成する弾性金属板１４の下端が取り付けられている。

この弾性金属板１４が、板状弾性体として機能する部材である。

そして、その弾性金属板１４上端に取り付けられた棒状の荷重センサ１５上端は、上枠部分となっている剛性棒状の支持板１６の両端部分に各々固定されており、これらでセンサユニット１２は略矩形状の枠体形状に構成されている。

そして、前記左右の枠部分の一部をなす各荷重センサ１５の中間部には、歪ゲージ１７がそれぞれ配されており、それら二つの歪ゲージ１７はリード線等によって検査装置の検査回路（図示せず）に電気的に接続されている。

また、前述したように、保持台１１は、センサユニット１２の左右の枠部分が配された方向に合致して水平移動し、かつその移動中を含めてセンサユニット１２の下枠部分に対して平行間隔を維持する構成となっている。

本実施の形態による回転操作型電子部品の検査装置は、以上のように構成され、かつ前述のように被測定物をセットして検査するものであり、続いてその検査状態について説明する。

図１に示す状態において、保持台１１を水平移動させると、その保持台１１に装着されている回転操作型電子部品１のローラー１Ａは、保持台１１の移動量に応じ、弾接している弾性板１３Ａとの摩擦力で回転動作をする。

そして、この時に弾性板１３Ａを介して接触板１３に、回転操作型電子部品１の回転操作力であるローラー１Ａの回転荷重が伝達される。

なお、その回転荷重は、前述のように摩擦力によって発生するため、保持台１１の移動方向とは、反対の水平方向の荷重として接触板１３に加わり、当該方向に接触板１３は変移する。

そして、その荷重による接触板１３の変移に応じて、その両端部に取り付けられた二つの弾性金属板１４が撓み、更にその撓みにより弾性金属板１４の上端に取り付けられた二つの荷重センサ１５がそれぞれ撓む。

このとき、接触板１３端部と、荷重センサ１５の下部との間を、高硬度なばね材料であるステンレス製の薄板からなる弾性金属板１４を介して取り付ける構成としてあると、ローラー１Ａの回転に応じて発生する水平方向の接触板１３の変移に対する追従性が良くなり、その変移をロス少なく荷重センサ１５に伝達でき、高精度に回転荷重の検出が可能となる。

なお、弾性金属板１４は、その他の材質のもので構成してあってもよい。

そして、荷重センサ１５の撓みに応じて、その中間部に固着された歪ゲージ１７も撓んで、それに応じて変化した抵抗値が検査回路に電気的に連続して送られ、この送られた抵抗値の変化信号から検査回路が回転操作型電子部品１の回転荷重を検出し、あらかじめ設定された基準範囲と比較して、回転荷重が基準範囲内に収まっているかどうかの判定を行う。

なお、回転操作型電子部品１のローラー１Ａにおける回転軸の方向が、保持台１１の移動方向ならびにセンサユニット１２の二つの荷重センサ１５が取り付けてある方向と直交する方向で保持台１１に確実に装着できるように、検査される回転操作型電子部品１の形状に合わせた治具を保持台１１に配して回転操作型電子部品１を装着固定しても良い。

そして、当該検査装置であれば、保持台１１の移動速度を向上させても、従来のもののようにアーム等の部材による直接的な慣性による影響などもないので、迅速で誤差の少ない検査結果が得られ、検査速度や検査精度の向上を図ることも可能である。

また、当該検査装置において、さらなる改善を図るようにしてもよく、例えば図３の概略図に示すように、天秤式の昇降装置を当該検査装置に付帯させてもよい。

その天秤式の昇降装置１８としては、支点体１９で中央部を支持した竿部２０の一端部分に、支持板１６の上面中央に設けた装着用突起１６Ａでセンサユニット１２を吊し、他端部分に竿部２０に沿って位置が可動できるように錘２１を吊して、センサユニット１２側が回転操作型電子部品１の回転荷重に応じた押圧力でローラー１Ａに弾接するように前記錘２１の位置が設定できるもの等が好ましい。

そして、この構成のものであれば、回転操作型電子部品１を保持台１１に装着載置する際に、錘２１を吊した側の竿部２０をプランジャー２２で押下してセンサユニット１２側を持ち上げ、回転操作型電子部品１を検査する際に、前記プランジャー２２を上昇させてセンサユニット１２側を下降させ、ローラー１Ａと弾性板１３Ａとを所定の弾接状態に容易に設定することができる。

そして、前記構成の天秤式の昇降装置１８を用いると、回転操作型電子部品１のローラー１Ａに対する弾性板１３Ａの弾接力、つまり回転操作型電子部品１のローラー１Ａを押さえ付ける押圧力をローラー１Ａの回転荷重等に応じて容易に可変することも可能となるため、被測定物である回転操作型電子部品１の回転荷重の重さに拘らず、安定して精度良く回転荷重の検査が可能となる。

以上のように、本実施の形態によるセンサユニット１２としては、略矩形状の枠体からなる簡素な構成のものであるため、小型で軽く構成できるという利点も有する。

また、センサユニット１２を固定状態として検査可能なものであるため、誤差少なく高精度に回転操作型電子部品の回転荷重などの検査が可能となる。

しかも、回転操作型電子部品１のローラー１Ａへの弾接力は、前記天秤式の昇降装置１８等を用いることによって軽く設定することも可能であるので、回転操作時における回転荷重が軽い回転操作型電子部品１でも、その回転荷重を確実に検出することができる。

なお、被測定物である回転操作型電子部品１の取換えは、センサユニット１２の昇降、もしくは保持台１１の昇降で容易かつ迅速に行えるようにすればよい。

更に、荷重センサ１５を、対称位置となる左右の枠部分に各々装着してあるため、測定可能な荷重としても約２倍の荷重が検出可能なものとなる。

そして、回転操作型電子部品１のローラー１Ａに対向する接触板１３下面にウレタン樹脂等の弾性板１３Ａを配した構成であるため、ローラー１Ａへの弾接荷重を小さく設定しても、ローラー１Ａとの滑りが抑えられ、高精度で誤差の少ない検査が可能となる。

なお、前記には回転操作型電子部品１が装着載置された保持台１１を水平方向に移動させて検査を行うものを説明したが、被測定物である回転操作型電子部品１の形状が大きくて重いもの等、その慣性モーメントの影響等が大きくなる場合には、保持台１１を移動させずにセンサユニット１２側を水平方向に移動させて検査するようにしても良い。

また、被測定物としての回転操作型電子部品は、回動部を有するものであればよく、前記のローラー１Ａを有するもの以外に、例えばコンピュータで使用されるマウス等に搭載される球体からなる回動部を備えたものに対しても本実施の形態による検査装置での検査は有効である。

以上のように、本実施の検査装置および検査方法によれば、センサユニットの下方位置の平面を、回転操作型電子部品の回動部表面に押し付けて相対的に水平移動させることにより、前記回動部を回転させて回転荷重の検査を行うものであるため、回動部に円形面を当接させつつ検査する従来の方法に比べて、回動方向におけるずれやねじれの発生等も少なくでき、検査精度も向上される。

本発明による回転操作型電子部品の検査装置および検査方法は、相対的な水平移動により被測定物の回動部を回動させて検査するものであるため、迅速で誤差の少ない高精度の検査ができるという特長を有し、各種電子機器に使用されるスイッチや可変抵抗器、エンコーダ等の検査時に有用である。

本発明の一実施の形態による回転操作型電子部品の検査装置の概略図 同側面図 同検査装置に付帯させた天秤式の昇降装置の概略図 ローラー状の操作部分を備える回転操作型電子部品の外観斜視図 従来の検査装置の概略図 同検査状態を示す側面概略図

符号の説明

１ 回転操作型電子部品
１Ａ ローラー
１１ 保持台
１２ センサユニット
１３ 接触板
１３Ａ 弾性板
１４ 弾性金属板
１５ 荷重センサ
１６ 支持板
１６Ａ 装着用突起
１７ 歪ゲージ
１８ 昇降装置
１９ 支点体
２０ 竿部
２１ 錘
２２ プランジャー

Claims (4)

1. 被測定物となるローラーなどの回動部を有する回転操作型電子部品が装着される保持台と、全体として略矩形状の枠体形状に構成され、その下方の枠体部分が、前記保持台の上方に平行に位置し、その下面が前記回転操作型電子部品の回動部上に押し付けられるようにして配された接触板で構成され、左右の枠体部分が、その接触板の両端部にそれぞれ下方部分が取り付けられた板状弾性体、およびその板状弾性体の上方に下方部がそれぞれ取り付けられた棒状で、その中間に各々歪ゲージを備えた荷重センサから構成され、さらに上方の枠体部分として、前記二つの荷重センサの上方部が両端部に取り付けられた支持板からなるセンサユニットと、前記センサユニットに配された歪ゲージに接続される検査回路からなり、前記保持台と前記センサユニットとを相対的に水平移動させることによって前記被測定物の回動部を回転させ、前記接触板、前記板状弾性体を介して前記荷重センサに伝わるその回転荷重を、前記荷重センサに配してある前記歪ゲージの出力から判別できるように構成した回転操作型電子部品の検査装置。
2. センサユニットの接触板下面に平板状の弾性材を装着し、回転操作型電子部品の回動部に弾接させた請求項１記載の回転操作型電子部品の検査装置。
3. 接触板の両端部に各々取り付けられた板状弾性体を、ステンレス製の薄板とした請求項１記載の回転操作型電子部品の検査装置。
4. 被測定物となる回転操作型電子部品のローラーなどの回動部における回動軸が水平になるように前記回転操作型電子部品を保持台に装着し、前記保持台に対して平行に配されたセンサユニットの接触板下面を前記回転操作型電子部品の回動部表面に押圧状態に配し、その状態で前記保持台と前記センサユニットとの間を相対的に水平移動させて前記回転操作型電子部品の回動部を回動させ、その回動荷重を荷重センサで連続して検出し判定する回転操作型電子部品の検査方法。

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